JP2003129329A - 再生ポリプロピレン系繊維及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生原料から優れた耐光堅牢性と良好な繊維
強度とを備え、且つ、焼却時に有毒ガスの発生のない再
生ポリプロピレン系繊維を提供する。 【解決手段】 ポリプロピレンのフィルム、不織布等か
ら発生する廃材を再賦型した原料からなり、メルトフロ
ーレート値が５〜７０ｇ／１０分、耐光性向上の光安定
剤を０．１〜３質量％の範囲で含有する繊維強度が１．
５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、カーボンアーク耐光試験機に
よる６００時間の光照射後の強度保持率が５０％以上で
あることを特徴とする再生ポリプロピレン系繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性プラスチ
ックの廃棄プラスチック材を再賦型した樹脂から得られ
る繊維であって、十分な強度を有し、且つ、耐光堅牢性
に優れる、例えば、産業資材用途及びカーペット用途に
好適なポリプロピレン系再生繊維とその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃棄物を利用した再生繊維として
は、回収ペット（ポリエチレンテレフタレート樹脂）ボ
トルから再賦型されたポリエステルを原料とした繊維が
一般的である。更に近年、地球環境の保護や省エネルギ
ー問題、資源再利用の観点から、ポリエステル樹脂以外
の熱可塑性樹脂についても、再生化が求められている。
しかしながら、ポリプロピレン系樹脂は染色ができない
ため、繊維、成型品等に賦型する段階で着色する必要が
あり、繊維、成型品等の廃棄プラスチックは着色されて
いる。このため再生時の色管理が困難であるという問題
があり、ポリプロピレン系樹脂の再生化が進まない原因
ともなっている。

【０００３】一般に、リサイクル可能で、廃棄処分時に
焼却しても有害物を何ら発生させない樹脂原料からの繊
維を、「環境に優しい繊維」と称している。これに該当
するものとして、ポリプロピレン繊維が環境に優しい繊
維として脚光を浴びており、これには多くの特許出願が
公開されている。特開平６−３３０４４４号公報、特開
平９−１８８７９８号公報、特開平１１−１５１７８２
号公報、特開平１１−３０２４６３号公報、特開２００
０−１２９５３４号公報等である。これら公報に開示さ
れている廃棄物は、リサイクルし易いマット及び成型体
等である。また、再利用法として特開平４−２６７１１
０号公報、特開平７−６８５５１号公報、特開２０００
−１２９５３４号公報等に開示されているものに廃材内
の繊維分をほぐし、及び粉砕しシート等に成型加工する
ことなどがある。

【０００４】また、再生使用としては特開平５−１１６
２２８号公報、特開平５−１５４８４０号公報、特開平
１１−１２３７５１号公報、特開平１１−３１４０７４
号公報等に開示されているが、これらは複数の可塑化ユ
ニットのうちに１つのリサイクル材料として使用した複
合材料である。これらは、リサイクルし易い樹脂の製
品、または、成型品内の一部としての再利用法であり、
真の再利用法としての再生繊維ではない。また、特開２
００１−２０１２７号公報は熱可塑性の廃棄プラスチッ
ク材を再賦型して素材ペレット化後に繊維化するとのみ
記載されているにすぎない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、再生ポリプ
ロピレン樹脂を用い、産業資材用途として要求される屋
外で長期間使用可能な耐光堅牢性及び繊維強度を維持で
き、また、カーペット等の資材用用途に要求される嵩高
性を十分に備え、且つ、廃棄処分の際焼却処分しても有
害ガスを発生することのない環境にやさしいポリプロピ
レン系再生繊維を提供しようとするものである。

【０００６】本発明は、上述したような従来技術と異な
り、焼却処分しても有害物を何ら発生させない樹脂であ
る再生ポリプロピレン系樹脂からの繊維であって、フィ
ルム、不織布等から発生する廃材である端材を再賦型し
た再生原料が好ましく用いられる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明者は鋭意検討を行った結果、再生ポリプロピレ
ン系繊維の原料として、着色されていないフィルム、不
織布等無着色の繊維、成型品の廃棄物からの再賦型原料
が無着色であることに着目し、本発明を完成した。

【０００８】本発明は、ポリプロピレン系樹脂の再生原
料からなり、光安定剤を０．１〜３質量％の範囲で含有
し、繊維強度が１．５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、カーボン
アーク耐光試験機による６００時間の光照射後の強度保
持率が５０％以上であることを特徴とする再生ポリプロ
ピレン系繊維にある。更に本発明は、メルトフローレー
ト値が５〜７０ｇ／１０分である再生ポリプロピレン系
樹脂を少なくとも３０質量％含有してなり、光安定剤を
０．１〜３質量％の範囲で含有させた再生ポリプロピレ
ン系樹脂を溶融紡糸して未延伸糸を形成し、次いで、延
伸倍率２〜７倍、延伸温度５０〜１００℃の条件下で延
伸または延伸同時エアー加工することを特徴とする再生
ポリプロピレン系繊維の製造方法。耐光堅牢性向上のた
めの光安定剤を０．１〜３質量％の範囲で含有し、メル
トフローレート値が５〜７０ｇ／１０分である再生ポリ
プロピレン系樹脂を、溶融紡糸して未延伸糸を形成し、
次いで、延伸倍率２〜７倍、延伸温度５０〜１００℃の
条件下で延伸または延伸同時エアー加工することを特徴
とする再生ポリプロピレン系繊維の製造方法にある。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の再生ポリプロピレン系繊
維の原料としては、プロピレンホモポリマーまたはプロ
ピレンと他のα−オレフィンモノマー例えばエチレン、
ブテン−１等とのコポリマーからの繊維、フィルム等の
成型物で使用に耐えない不良品、カット屑、廃棄物等を
再賦型したものが用いられる。好ましいのはポリプロピ
レン樹脂を主体とするフィルム、不織布等の端部をカッ
トしたときに生ずる端材である。これらは着色されてい
ないものが好ましい。

【００１０】本発明に係る再生ポリプロピレン系繊維
は、メルトフローレート（以下、ＭＦＲと略記する。）
値が５〜７０ｇ／１０分の再生ポリプロピレン系樹脂か
ら構成されるものが好ましい。ここにＭＦＲ値はＪＩＳ
Ｋ−７２１０に準拠し、試験温度２３０℃、試験荷重
２．１６ｋｇの測定条件での測定値である。

【００１１】本発明の再生ポリプロピレン系繊維は、産
業資材用途に使用可能な物性を有している必要がある。
これを達成するためには、光安定剤を０．１〜３質量％
の範囲を含有する再生ポリプロピレン系樹脂から構成さ
れ、耐光堅牢性としては、初期の繊維強度の１／２に強
度が低下する時間が６００時間以上である必要がある。
すなわち、カーボンアーク耐光試験機による６００時間
の光照射後の強度保持率が５０％以上であることであ
る。使用される光安定剤としては、アルキル化ヒンダー
ドアミン系光安定剤が好ましい。

【００１２】本発明の再生ポリプロピレン系繊維には、
再生ポリプロピレン系樹脂が少なくとも３０％以上含有
されていることが必要である。これが３０％未満では再
生ポリプロピレン系樹脂を用いる量が少なく再利用の効
率が低下し、本発明の目的に添わない。

【００１３】本発明に係る再生ポリプロピレン系繊維
は、マルチフィラメント糸であることが好ましい。これ
は再生ポリプロピレン系繊維がマルチフィラメント糸で
ある場合、布帛にしたときの強度や布帛の緻密性などに
優れ、また、カーペットにしたときの柔らかさ、嵩高性
に優れるためである。

【００１４】また、本発明の再生ポリプロピレン系繊維
は、短繊維、長繊維の何れでもよく、長繊維はモノフィ
ラメント糸、マルチフィラメント糸及び捲縮糸の何れの
糸形状であってもよい。また、繊度は特に制限はなく任
意の繊度が採用できる。再生ポリプロピレン系繊維の繊
維断面形状は、円形断面、中空断面、三角断面等の異型
断面であってもよい。

【００１５】本発明の再生ポリプロピレン系繊維は、再
生ポリプロピレン系原料が繊維全体に対して３０質量％
以上であれば、再生原料と汎用のポリプロピレン原料と
の芯鞘型またはサイドバイサイド型の複合繊維であって
もよい。

【００１６】本発明の再生ポリプロピレン系繊維は、繊
維物性を損なわない範囲で、着色顔料、分散剤、蛍光増
白剤、艶消剤、滑剤、帯電防止剤、抗菌剤、難燃剤等他
の添加剤を配合してあってもよい。

【００１７】上述したような本発明の再生ポリプロピレ
ン系繊維は、ＭＦＲ値が５〜７０ｇ／１０分の再生ポリ
プロピレン系樹脂に、光安定剤を０．１〜３質量％の範
囲で混合して、溶融紡糸して未延伸糸を形成し、次い
で、延伸倍率２〜７倍に延伸温度５０〜１００℃の範囲
で延伸し、更に、６０〜１４０℃の温度で熱セットした
延伸糸及び延伸に引き続いて同時延伸エアー加工して捲
縮加工することによって製造される。

【００１８】本発明の再生ポリプロピレン系繊維を製造
するに当たり、再生ポリプロピレン系樹脂に光安定剤を
混合する方法としては、溶融紡糸直前に再生ポリプロピ
レン樹脂に所定量の光安定剤を添加して溶融紡糸する方
法がある。あるいは光安定剤の分散性を考慮すれば、予
め、光安定剤を高濃度でポリプロピレン樹脂に添加した
マスターバッチ（以下、「ＭＢ」と略記する。）を製造
し、溶融紡糸直前において再生ポリプロピレン系樹脂の
ペレットに、ＭＢを上述した所定の含有量となるように
ブレンドして溶融紡糸する方法が採用できる。

【００１９】なお、ＭＢにおける光安定剤の含有量は、
ポリプロピレン樹脂に対し１．５〜６０質量％であるこ
とが好ましい。ＭＢにおける光安定剤の添加量が６０質
量％を超えるとＭＢの製造が難しく、ＭＢの粒径が不揃
いになり製糸段階で不調を来す原因となる。

【００２０】本発明の再生ポリプロピレン系繊維におい
て、光安定剤の含有量が０．１％質量未満では、再生ポ
リプロピレン系繊維を屋外で使用する際、短期間に繊維
の強度低下が起こるため耐光堅牢性に劣り産業資材用途
としては使用できない。一方、３％以上添加しても耐光
堅牢性は向上せずコストアップになるだけである。

【００２１】再生ポリプロピレン系繊維に用いる再生ポ
リプロピレン系樹脂のＭＦＲ値は、繊維強度を考慮して
５〜７０ｇ／１０分の範囲で設定することが好ましい。
再生ポリプロピレン系樹脂のＭＦＲ値が５ｇ／１０分未
満であると、溶融紡糸する際、十分な製糸性を確保する
ために紡糸温度を高く設定する必要があり、再生ポリプ
ロピレン樹脂に添加する着色用顔料や紫外線吸収剤等が
変質し着色または変色するといった不都合が生じる。一
方、前記ＭＦＲ値が７０ｇ／１０分より高いと、紡糸温
度を低く設定してもカーペット原糸用の単繊維繊度のポ
リプロピレン系再生繊維は得られない。

【００２２】溶融紡糸により得られた未延伸糸は、次い
で、延伸倍率２〜７倍、好ましくは４〜７倍に温度５０
〜１００℃の範囲で延伸し、更に、６０〜１４０℃の温
度で熱セットまたは延伸同時エアー加工を施す。延伸倍
率が２倍未満では、得られる繊維の強度が低く、伸度が
高くなる。延伸倍率が７倍を超えると製糸性が悪化す
る。また、延伸温度が５０℃未満では、高倍率延伸がで
きず繊維強度が低く、製糸安定性も悪化する。一方、延
伸温度が１００℃を超えると、製糸安定性が低下する。
本発明のポリプロピレン系再生繊維の強度は、１．５０
ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。これより低いと産業資材用
に適合しない。

【００２３】熱セットは、熱板方式又は熱ローラー方式
のどちらでも採用可能である。熱セット温度が６０℃未
満では得られる繊維に収縮が残り、産業資材及びカーペ
ット等の製品として加工後、製品の寸法安定性が悪化す
る。一方、熱セット温度が１４０℃を超えると製糸性が
低下する。延伸同時エアー加工は、前記、製糸条件後の
延伸糸を一旦巻き取ることもなく、ホットエアーにて押
し込み捲縮を付与し巻き取る。

【００２４】なお、本発明の方法では、溶融紡糸された
未延伸糸を、一旦巻き取ることなく、溶融紡糸した繊維
を連続して延伸する直接紡糸延伸法でも繊維化が可能で
ある。

【００２５】

【実施例】［使用したポリプロピレン再生原料］ 再生原料−１ ポリプロピレンフィルムの端材からの再
賦型ペレット（浜崎産業株製） 再生原料−２ ポリプロピレン繊維を用いた不織布の端
材からの再賦型ペレット（ロンテック株製） 光安定剤 チバスペシャルティケミカルズ（株）製
のＴＩＮＵＶＩＮ（チヌビン）１１１（ヒンダードアミ
ン系安定剤、商品名）を５質量％の濃度のＭＢとして使
用。

【００２６】次に、本発明を実施例を挙げて具体的に説
明する。なお、繊維の耐熱性及び捲縮率は次のようにし
て評価した。 ［耐光堅牢性評価法］ 測定法 ＪＩＳ法 Ｌ−０８２４に準拠 使用試験機：カーボンアーク耐光試験機 試験温度：６３℃ 評価期間：照射時間６００時間 耐光強度：強度保持率

【００２７】［捲縮率］ 測定法 試料を束ねカセ状のサンプル糸を作成し、１３０℃で１
０分間熱処理をした後、１０分以上放置する。次に、サ
ンプル糸の一端に測定荷重Ａを掛け１分後に糸長（Ｌ
１）を測定する。 測定荷重Ａ＝ｄｔｅｘ×１／１０×（２×巻き回数） 測定荷重Ａを除き２分間放置した後、サンプル糸の一端
に測定荷重Ｂを掛け１分後に糸長（Ｌ２）を測定する。 測定荷重Ｂ＝ｄｔｅｘ×１／１０×（２×巻き回数） 計算式：捲縮率（％）＝〔（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１〕×１
００ により算出した数値を捲縮率とした。

【００２８】［実施例１］メルトフローレート値が９ｇ
／１０分の、着色されていないポリプロピレン樹脂フィ
ルムの端材からなる廃材を溶融しペレット状に再賦型し
た再生原料−１（浜崎産業株製、ＣＣＰ−１、商品番
号）と、光安定剤ＴＩＮＵＶＩＮ１１１（チバスペシャ
リテイケミカルズ株製、商品名）が０．１重量％になる
様に、再生ポリプロピレン原料４９質量部に対して光安
定剤のＭＢ１質量部の割合で混合調整し原料とした。

【００２９】押出機温度が２５５℃、紡糸頭温度が２５
０℃に調整された溶融紡糸機を使用して溶融し、孔径
０．８ｍｍの円形３０ホールの紡糸口金より繊維に賦型
し、引取り速度３５０ｍ／分で引取り、引続いて温度１
００℃で延伸倍率４．４７倍に延伸し、次いで温度１２
５℃の熱板上で熱セットし、３５４Ｔ／３０ｆの再生ポ
リプロピレン繊維を得た。得られた繊維は製糸性も良好
であり、表１に示したように、糸物性、及び、耐光堅牢
性に優れたものであった。

【００３０】［実施例２］実施例１で得られた未延伸糸
を２本引き揃え、延伸倍率３．８８倍、延伸温度１００
℃で延伸し、熱セット温度１２０℃で熱セット、ホット
エアー温度１８５℃で延伸同時エアー加工して９７９Ｔ
／６０ｆの再生ポリプロピレンの繊維の捲縮加工糸を得
た。得られた繊維は良好な捲縮状態にあり、その工程通
過の安定性も良好であった。得られた加工糸の糸物性及
び耐堅牢光性を表１に示した。

【００３１】［実施例３］光安定剤が０．５％になる様
に光安定剤のＭＢを調整したものを原料としたほかは、
実施例１と同一の条件で３４７Ｔ／３０ｆの再生ポリプ
ロピレン繊維を得た。得られた繊維は製糸性も良好で糸
物性、及び、耐光堅牢性も実施例１と同等の値であっ
た。糸物性、及び、耐光堅牢性を表１に示した。

【００３２】［実施例４］実施例１で使用した再生原料
−１と、メルトフローレート値が９ｇ／１０分の汎用の
ポリプロピレン樹脂を５０／５０の比率でブレンドした
ものに、光安定剤の含有量が０．１％になる様に光安定
剤のＭＢとを調整したものを原料としたほかは、実施例
１と同一の条件で３５６Ｔ／３０ｆの再生ポリプロピレ
ン繊維を得た。得られた繊維は製糸性も良好で糸物性、
及び、耐光堅牢性も実施例１と同等の値であった。糸物
性、及び、耐光堅牢性を表１に示した。

【００３３】［実施例５］メルトフローレート値が６０
ｇ／１０分のポリプロピレン系不織布の廃材から再賦型
した再生原料−２（ロンテック株製）を原料とし、光安
定剤の含有量が０．１％になる様に光安定剤のＭＢとを
調整したものを原料とした。押出機温度が２１０℃、紡
糸頭温度が２０５℃に調整された溶融紡糸機を使用して
溶融し、孔径０．６ｍｍの円形３０ホールの紡糸口金に
より繊維に賦型し、引取り速度５００ｍ／分で引取り、
引続いて延伸倍率５．４７倍、延伸温度７０℃で延伸
し、熱セット温度１２５℃で熱セットし、３１０Ｔ／３
０ｆの再生ポリプロピレン系繊維を得た。得られた繊維
は製糸性も良好であり、糸物性、及び、耐光堅牢性を表
１に示した。

【００３４】［比較例１］実施例１で用いた再生原料−
１に、光安定剤を添加しないほかは、実施例１と同一条
件で３５０Ｔ／３０ｆの再生ポリプロピレン繊維を得
た。得られた繊維は製糸性も良好であるが、耐光堅牢性
が著しく劣り産業資材用として使用できるものではなか
った。糸物性、及び、耐光堅牢性を表１に示した。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明は、利用されなかったポリプロピ
レン系樹脂製品の廃材を用いることによって資源を有効
利用でき、その再生ポリプロピレン系繊維ば、焼却して
も有毒なガスを発生せず環境に優しい素材であり、且
つ、繊維物性及び耐光堅牢性に富み産業資材用途、カー
ペット等の用途として十分な強度、耐光堅牢性、嵩高性
を有する再生ポリプロピレン系繊維である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 再生原料からなり、光安定剤を０．１〜
   ３質量％の範囲で含有し、繊維強度が１．５０ｃＮ／ｄ
   ｔｅｘ以上、カーボンアーク耐光試験機による６００時
   間の光照射後の強度保持率が５０％以上であることを特
   徴とする再生ポリプロピレン系繊維。
2. 【請求項２】 再生原料が、ポリプロピレン系樹脂であ
   ってメルトフローレート値が５〜７０ｇ／１０分である
   請求項１記載の再生ポリプロピレン系繊維。
3. 【請求項３】 再生ポリプロピレン系樹脂が、ポリプロ
   ピレン系樹脂フィルム、不織布等の廃材を再賦型した再
   生ポリプロピレン系樹脂である請求項１または２記載の
   再生ポリプロピレン系繊維。
4. 【請求項４】 光安定剤が、アルキル化ヒンダードアミ
   ン系である請求項１〜３の何れかに記載の再生ポリプロ
   ピレン系繊維。
5. 【請求項５】 原料のポリプロピレン系樹脂の３０質量
   ％以上が、再生ポリプロピレン系樹脂である請求項１〜
   ４の何れかに記載の再生ポリプロピレン系繊維。
6. 【請求項６】 メルトフローレート値が５〜７０ｇ／１
   ０分である再生ポリプロピレン系樹脂を少なくとも３０
   質量％含有してなり、光安定剤を０．１〜３質量％の範
   囲で含有する再生ポリプロピレン系樹脂を溶融紡糸して
   未延伸糸を形成し、次いで延伸倍率２〜７倍、延伸温度
   ５０〜１００℃の条件下で延伸または延伸同時エアー加
   工することを特徴とする再生ポリプロピレン系繊維の製
   造方法。