JP2004149963A

JP2004149963A - ポリエステルフィラメントおよびその加工方法

Info

Publication number: JP2004149963A
Application number: JP2002316671A
Authority: JP
Inventors: Koji Tajiri; 浩二田尻; Masao Senoo; 雅雄妹尾; Takeshi Inoue; 武井上
Original assignee: UNIPLAS SHIGA KK
Current assignee: UNIPLAS SHIGA KK
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】ひび割れおよび裂けによる糸切れを防止したポリエステルフィラメントおよび加工方法を提供する。
【解決手段】ポリエステル成分にエラストマを配合し、紡糸または製糸してフィラメント糸を生成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペットボトルなどのポリエステル製品の廃棄物を再利用して生成されるポリエステルフィラメントおよびその加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ポリエステルの１つであるたとえばポリエチレンテレフタレート（略称ＰＥＴ）から成るいわゆるペットボトルなどと称される容器が多用され、その廃棄物処理が環境汚染を誘引する原因となることから、回収したＰＥＴ部分を再利用するマテリアルリサイクル技術の開発が注目されている。このマテリアルリサイクル技術の１つとして、ＰＥＴを裁断・溶融して、ＰＥＴモノフィラメント糸として再生する技術が周知である。このモノフィラメント糸は、各種の繊維製品として用いられる。
【０００３】
このような再生ＰＥＴは重合度が高いため、この再生ＰＥＴを用いて紡糸したモノフィラメント糸は、剛直であり、捩れおよび曲げに対して、フィブリル化によって、裂けやひび割れが生じ、糸切れし易くなる。
【０００４】
図３は、従来の技術の加撚された糸を示す図であり、図４は、フィブリル９の一部を拡大して示す図である。ポリエステルモノフィラメント糸８は、加撚すると、裂けによってフィブリル９が生じ、外見上の美観も低下してしまう。また加撚されたポリエステルフィラメント糸８は、強度が低いため、単繊維が切断して多数の断裂部１０を生じ、糸切れが頻繁に発生してしまう原因を内在している。
【０００５】
このようなポリエステル再生繊維は、モノポリエステルフィラメント糸をそのまま用いたテグスなどに製品化されるとともに、パイル糸としても用いられ、人工芝などのパイル製品にも用いられる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１８４８１１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記ＰＥＴモノフィラメントは、モノフィラメント糸が剛直なため、撚糸加工、仮撚加工、ギア加工、押し込み加工織、編み、およびタフトなどの後加工で、モノフィラメント糸に撚りや曲げなどによって歪みが生じると、ひび割れが生じ、工程中に糸切れを起こし、加工効率が極端に低下するか、または加工できなくなってしまうという問題が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、ひび割れおよび裂けの発生が防止されたポリエステルフィラメントおよびその加工方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、糸条を構成するポリエステル成分中に、１．０〜２０重量％のエラストマが含有されていることを特徴とするポリエステルフィラメントである。
【００１０】
請求項２記載の本発明は、前記ポリエステル成分中のエラストマ含有量は、２．０〜５．０重量％に選ばれることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の本発明は、前記エラストマ成分は、ポリオレフィンエラストマ、ポリウレタンエラストマ、ナイロンエラストマ、およびポリエーテル／ポリエステルエラストマのうちの１種であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の本発明は、前記エラストマ成分は、ポリエーテル／ポリエステルエラストマであることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の本発明は、前記ポリエステル成分は、再生ポリエステルであることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の本発明は、１００〜１０００デニールのモノフィラメント糸であることを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の本発明は、糸条を構成するポリエステル成分中に、１．０〜２０重量％のエラストマが含有されたポリエステルを紡糸または製糸してフィラメント原糸を生成する前加工と、フィラメント原糸からフィラメント加工糸を生成する後加工とを含むことを特徴とするポリエステルフィラメントの加工方法である。
【００１６】
請求項８記載の本発明は、前記後加工は、撚糸加工または仮撚加工を含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の本発明は、糸条を構成するポリエステル成分中に、１．０〜２０重量％のエラストマを含有するポリエステルフィラメントによってパイルが形成されることを特徴とするパイル製品である。
【００１８】
請求項１０記載の本発明は、前記パイルは、断面形状が扁平であるポリエステルモノフィラメント糸から成ることを特徴とする。
【００１９】
本発明のポリエステルフィラメントは、ＰＥＴの他、紡糸可能な線状高分子が含まれるならば、いかなるポリマーを紡糸または製糸したものでもよく、ポリエステルフィラメントは１００デニール（Ｄｅ）以上のポリエステルモノフィラメント糸とそれより細いポリエステル糸（一般にポリエステルマルチフィラメント糸と呼ぶ）およびフィルムヤーンまたはテープヤーンを含むものとする。
【００２０】
本発明において、廃ＰＥＴを含むＰＥＴ材を用いて、溶融紡糸またはフィルムヤーンやテープヤーンを製糸する段階を前加工といい、前加工段階以後の加工段階を後加工という。後加工は、撚糸、仮撚加工、ギア加工、押し込み加工織、編み、タフト等で例示される。後加工にはこれらの１以上の工程が含まれてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明において、ポリエステルフィルム材料は、主原料として廃ＰＥＴを使用する。このＰＥＴの重合度としては、極限粘度ＩＶ値で、０．５以上に選ばれ、好ましくは０．６以上の高重合度に選ばれる。これによって高効率でポリエステルフィラメンを得ることができる。また、ポリエステルフィラメントを生成するにあたって、後述する後加工の効率化のために、糸条を構成するポリエステル成分中にエラストマを配合する。エラストマの配合量は、１．０〜２０重量％に選ばれ、好ましくは２．０〜５．０重量％に選ばれる。このエラストマの配合量が１．０重量％未満であれば、ひび割れおよび裂けが発生し、また２０重量％を超えると、ポリエステルとしての特性が失われる。
【００２２】
前述のエラストマとしては、スチレンエラストマ、ポリオレフィンエラストマ、ナイロンエラストマ、ポリウレタンエラストマおよびポリエーテルエラストマポリエステルエラストマのうちから選ばれた１つまたはそれらを組み合わせて用いることができ、ゴム弾性を示すソフトセグメントがあるものが好ましい。前記エラストマのソフトセグメント部が、捩れによる歪を吸収して、ひび割れや裂けによる糸切れを防止する効果がある。
【００２３】
本発明のフレキシブルに用いられる熱可塑性ポリエステルエラストマは、高融点結晶性ポリエステル重合体セグメント（ａ）と、低融点重合体セグメント（ｂ）とからなるポリエーテル／ポリエステルブロック共重合体を主体とするものである。
【００２４】
フレキシブル熱可塑性ポリエステルエラストマを構成するポリエステルブロック共重合体の高融点結晶性ポリエステル重合体セグメント（ａ）は、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と脂肪族ジオールから形成されるポリエステルであり、好ましくはテレフタル酸および／またはジメチルテレフタレートと１，４−ブタンジオールから誘導されるポリブチレンテレフタレートであるが、この他に、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、あるいはこれらのエステル形成性誘導体などのジカルボン酸成分と、分子量３００以下のジオール、たとえば、エチレングリコール、トリメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコールなどの脂肪族ジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメチロールなどの脂環式ジオール、ビス（ｐ−ヒドロキシ）ジフェニル、ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパン、４，４’−ジヒドロキシ−ｐ−タ−フェニル、４，４’−ジヒドロキシ−ｐ−クオ−タ−フェニルなどの芳香族ジオールなどから誘導されるポリエステル、あるいはこれらのジカルボン酸成分およびジオール成分を２種以上併用した共重合ポリエステルであってもよい。
【００２５】
フレキシブル熱可塑性ポリエステルエラストマを構成するポリエステルブロック共重合体の低融点重合体セグメント（ｂ）は、脂肪族ポリエーテルおよび／または脂肪族ポリエステルである。脂肪族ポリエーテルとしては、ポリ（エチレンオキシド）グリコール、ポリ（プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、ポリ（ヘキサメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体、ポリ（プロピレンオキシド）グリコールのエチレンオキシド付加重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランの共重合体などが挙げられる。
【００２６】
また、脂肪族ポリエステルとしては、ポリカプロラクトン、ポリエナントラクトン、ポリカプリロラクトン、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペートなどが挙げられる。これらの脂肪族ポリエーテルおよび／または脂肪族ポリエステルのなかで、得られるポリエステルブロック共重合体の弾性特性からポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、ポリ（プロピレンオキシド）グリコールのエチレンオキシド付加物、ポリカプロラクトン、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペートなどが好ましい。また、これらの低融点重合体セグメントの数平均分子量としては共重合された状態において３００〜６０００程度であることが好ましい。
【００２７】
ポリエステルブロック共重合体における低融点重合体セグメント（ｂ）の共重合量は、好ましくは１０〜８０重量％、さらに好ましくは１５〜７５重量％である。
【００２８】
フレキシブル熱可塑性ポリエーテル／ポリエステルエラストマの製造方法は、特に限定されるものではないが、たとえば、ポリエステルブロック共重合体と、配合剤を予め混合してスクリュー型押出機へ供給し、溶融混練する方法、あるいは各原料を別々にスクリュー型押出機へ供給し、溶融混練する方法があげられる。
【００２９】
上記エラストマ中、特にポリエーテル／ポリエステルエラストマが好適であり、「ハイトレル（東レ・デュポン社製）」等が例示できる。
【００３０】
上記のとおり、本発明のポリエステルフィラメント糸条を構成するポリエステル成分が得られる。この成分中には、配合物として例示される顔料、蛍光材料、滑材、耐候材、安定剤、潤滑材、抗菌剤が配合されてもよい。
【００３１】
得られたポリエステル成分は２５０〜３００℃に加熱溶融され、紡糸または製糸される。
【００３２】
紡糸の場合は１００〜１０００デニール（Ｄｅ）好ましくは３００〜１０００Ｄｅのポリエステルモノフィラメント糸や、それ以下の細さのポリエステルマルチフィラメント糸が得られる。
【００３３】
上記ポリエステルモノフィラメント糸を単独で、あるいは２〜２０本引き揃えるか撚り合せて製品を製造しても良く、マルチフィラメント糸を撚糸して、同製品を得ても良く、またポリエステルマルチフィラメント糸とポリエステルモノフィラメント糸とを組み合わせてもよい。
【００３４】
また本発明においては、ポリエステル組成物を溶融押出ししてフィルム状にし、これを細幅に切断して、フィルムヤーンとして製糸され、糸条を得る。この糸条を撚糸して製品に供してもよい。
【００３５】
本発明で、ポリエステルモノフィラメント糸を使用する場合を例示すると、単糸Ｄｅが１００〜１０００でのモノフィラメント糸を１本または複数本−通常２〜２０本、引き揃えて使用する。最も好ましいは３００〜６００Ｄｅであり、上記モノフィラメント糸の断面形状は、人工芝等の用途として、扁平であることが好ましい。
【００３６】
本発明の後加工としては、撚糸加工、仮撚加工、ギア加工、押し込み加工、織、編、タフト加工が例示される。後加工として上記工程の２種以上を含んでもよい。たとえば、撚糸加工とタフト加工を組み合わせてパイル製品を得るのが好ましい。
【００３７】
従来、モノフィラメント糸は撚糸等の糸加工工程において、捩れによってひび割れ、裂けやすく、糸切れが多発したのに対し、本発明ではポリエステル成分にエラストマを配合することによって撚糸、仮撚をはじめとする後加工時の糸切れ等の不具合は解消し作業性は格段に向上する。また本発明では、後加工でポリエステルフィラメントに捩り、曲げが加わっても、糸条に収束性、捲縮性、バルキー性、または風合いを付与することができ、織物、編物、タフト製品の付加価値を高めることができる。本発明における後加工として、編、織、タフトによるパイル作製が最終加工として最も好ましい。
【００３８】
図１に本発明の実施の一形態のフィラメント糸条３の一部を拡大して示す。それぞれＳ撚りまたはＺ撚りにされた構成単糸１，２が引き揃えられて撚糸されフィラメント糸条３を得る。糸条３の表面に異状はなく、高効率でフィラメントは得られる。
【００３９】
本発明によってポリエステルフィラメントの後加工による糸切れを無くし、廃ＰＥＴボトルから効率的に、人工芝やマットのパイル製品を得ることができた。即ち、廃ＰＥＴ等の再生時に、得られたポリエステルフィラメントは、エラストマを配合することによって、ひび割れ、裂け、糸切れが防止され、後加工でも加工性は良好で、市場およびパイル製品が高効率で得られる。
【００４０】
図２は、本発明の実施の他の形態のパイル製品７を示す一部の拡大断面図である。基布４に後工程によって得られた前記糸条３がタフトされてパイル５が形成され、樹脂裏打材６が形成されて人工芝等のパイル製品７が得られる。
【００４１】
［実施例］
［実施例１］
極限粘度０．６５のＰＥＴにポリエーテル／ポリエステル系エラストマ（商品名ハイトレル６３４７）を以下のとおり配合して、断面扁平なモノフィラメント糸を得た。
【００４２】
【表１】

【００４３】
この糸をリング撚糸機にかけて、２５００ｒｐｍの回転数で、撚り数５０ｔ／Ｍで撚糸した。実施例１ａ〜１ｄのいずれのフィラメントも、裂けやひび割れによる糸切れもなく、全て巻き取れた。
【００４４】
［実施例２］
実施例１と同じフィラメントを特開平６−２０７３３７で示される方法を用いて、仮撚数１００ｔ／Ｍ、空気圧５０ｋｇ／ｃｍ^２Ｇで仮撚した。
裂けやひび割れによる糸切れもなく、全て巻き取れた。
【００４５】
［実施例３］
極限粘度０．７のＰＥＴにポリエーテル／ポリエステル系エラストマ（商品名ハイトレル７２４７）を以下のとおり配合して、断面扁平なモノフィラメント糸を得た。
【００４６】
【表２】

【００４７】
この糸をリング撚糸機にかけて、２５００ｍｉｎ^−１の回転数で、撚り数５０ｔ／Ｍで撚糸した。実施例１ａ〜１ｄのいずれのフィラメントも、裂けやひび割れによる糸切れもなく、全て巻き取れた。
【００４８】
［実施例４］
極限粘度０．６５のＰＥＴにウレタン系エラストマを以下のとおり配合して、４００Ｄｅ、６フィラメント断面扁平な延伸糸を得た。
【００４９】
【表３】

【００５０】
この糸をリング撚糸機にかけて、２０００ｒｐｍの回転数で、撚り数５０ｔ／Ｍで撚糸した。実施例４ａ，４ｂのいずれのフィラメントも、裂けやひび割れによる糸切れもなく、全て巻き取れた。
【００５１】
［比較例１］
実施例１のＰＥＴポリマーからエラストマを除いたポリエステル成分を実施例１と同様に紡糸した。得られた糸はひび割れ、裂け目が生じ、加工中に糸切れが生じた。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、環境製に優れ、ＰＥＴボトルのリサイクル性に優れている。ポリエステル成分にエラストマを配合し、紡糸または製糸するだけで、低コストで高品質のフィラメントが、優れた操業性によって得られる。特に再生ＰＥＴのモノフィラメント糸を後加工しても、裂け、ひび割れ、糸切れを生じることはなく、糸条が従来にない高効率で得られた。さらにこのフィラメントを用いて、耐久性のあるパイル製品を高効率で得られた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態のポリエステルフィラメント撚糸の一部を拡大して示す図である。
【図２】本発明の実施の他の形態のパイル製品を示す一部の拡大断面図である。
【図３】従来の技術のポリエステルフィラメント糸を用いた撚糸の一部を拡大して示す図である。
【図４】フィブリルの一部を示す図である。
【符号の説明】
１フィラメント糸条を構成する単糸
３フィラメント糸条
９裂け

Claims

糸条を構成するポリエステル成分中に、１．０〜２０重量％のエラストマが含有されていることを特徴とするポリエステルフィラメント。
前記ポリエステル成分中のエラストマ含有量は、２．０〜５．０重量％に選ばれることを特徴とする請求項１記載のポリエステルフィラメント。
前記エラストマ成分は、ポリオレフィンエラストマ、ポリウレタンエラストマ、ナイロンエラストマ、およびポリエーテル／ポリエステルエラストマのうちの１種であることを特徴とする請求項１または２記載のポリエステルフィラメント。
前記エラストマ成分は、ポリエーテル／ポリエステルエラストマであることを特徴とする請求項３記載のポリエステルフィラメント。
前記ポリエステル成分は、再生ポリエステルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のポリエステルフィラメント。
１００〜１０００デニールのモノフィラメント糸であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のポリエステルフィラメント。
糸条を構成するポリエステル成分中に、１．０〜２０重量％のエラストマが含有されたポリエステルを紡糸または製糸してフィラメント原糸を生成する前加工と、フィラメント原糸からフィラメント加工糸を生成する後加工とを含むことを特徴とするポリエステルフィラメントの加工方法。
前記後加工は、撚糸加工または仮撚加工を含むことを特徴とする請求項７記載のポリエステルフィラメントの加工方法。
糸条を構成するポリエステル成分中に、１．０〜２０重量％のエラストマを含有するポリエステルフィラメントによってパイルが形成されることを特徴とするパイル製品。
前記パイルは、断面形状が扁平であるポリエステルモノフィラメント糸から成ることを特徴とする請求項９記載のパイル製品。