JP2005220465A - Recycled polyester fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、使用後回収されたポリエステル(以下、リサイクルポリエステルという)を解重合し、再重合してなるポリエステルからなり、共重合成分により染色性が改善された染色性に優れた再生ポリエステル繊維に関するものである。 The present invention relates to a recycled polyester fiber excellent in dyeability, comprising a polyester obtained by depolymerizing and repolymerizing polyester recovered after use (hereinafter referred to as recycled polyester), and having improved dyeability by a copolymer component. Is.
ポリエチレンテレフタレート(PET)を始めとするポリエステルは、高融点で耐薬品性があり、また、低コストであるために、繊維はもちろんのこと、フィルム成型品等に幅広く用いられている。 Polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) have a high melting point, chemical resistance, and low cost. Therefore, they are widely used not only for fibers but also for film molded products.
これらのポリエステル製品は使用後に廃棄処分されているが、燃焼させる場合には高熱が発生し、焼却炉の傷みが大きく、焼却炉の寿命が短くなるという問題がある。また、焼却しない場合は腐敗分解しないため半永久的に残ることになり、環境の面からも問題となっている。 These polyester products are disposed of after use, but when they are burned, there is a problem that high heat is generated, the incinerator is severely damaged, and the life of the incinerator is shortened. In addition, when not incinerated, it does not decompose and remains semipermanently, which is also an environmental problem.
資源の再利用、環境問題等の面から、様々の分野や素材でリサイクルの試みが行われている。使用量が多く、今後も使用量の大幅な増加が予想されるポリエステルにおいても、液体飲用品用PETボトル等に一度成形使用されたポリエステルを回収し、再度使用することは、資源の再利用に貢献するものであり、地球環境にやさしい企業活動の一環として重要である。そして、このようなリサイクルポリエステルを使用した製品の一つとして、ポリエステルフィラメントがあり、これらのフィラメントは衣料用途あるいは産業資材用途に使用される。 Recycling has been attempted in various fields and materials from the viewpoint of resource reuse and environmental issues. Even for polyesters that are used in large quantities and are expected to increase significantly in the future, recovering and reusing polyester once used in PET bottles for liquid drinks is a resource reuse. It contributes and is important as part of corporate activities that are friendly to the global environment. As one of products using such recycled polyester, there are polyester filaments, and these filaments are used for clothing or industrial materials.
リサイクルポリエステルは、様々な製品に加工され、使用された後に回収されたものであるため、リサイクルポリエステルから得られた再生ポリエステル繊維は、着色や変色が生じやすい。また、リサイクルポリエステルは、溶融粘度、分子量、結晶化度等の物性に大きなバラツキを有しており、ロット間の物性もあまり安定したものではないことにより、得られたフィラメントの性能も均一性に劣るものであり、フィラメント及びこのフィラメントより得られた布帛に染色を行った場合、製品内で色斑を生じたり、梱包単位間で色差を生じるという問題がある。 Since recycled polyester is processed into various products and collected after being used, recycled polyester fiber obtained from recycled polyester is likely to be colored or discolored. In addition, recycled polyester has large variations in physical properties such as melt viscosity, molecular weight, crystallinity, etc., and physical properties between lots are not very stable. When the filament and the fabric obtained from the filament are dyed, there is a problem that a color spot is generated in the product or a color difference is generated between packing units.
そこで、リサイクルポリエステルのみではなく、通常の重合法により得られた未使用のポリエステル(以下、バージンポリエステルという)とリサイクルポリエステルを併用することが提案されている。 Therefore, it has been proposed to use not only recycled polyester but also unused polyester (hereinafter referred to as virgin polyester) obtained by a usual polymerization method and recycled polyester.
そのひとつとして、両ポリエステルを混合して得られたフィラメントがある。例えば、溶融前のチップの段階でバージンポリエステルとリサイクルポリエステルを混合して、溶融紡糸したり、各々別々に溶融押し出しされたバージンポリエステルとリサイクルポリエステルをノズルパック内で混練する方法により得られた混合フィラメントが提案されている。 One of them is a filament obtained by mixing both polyesters. For example, mixed filaments obtained by mixing virgin polyester and recycled polyester at the chip stage before melting and melt spinning, or kneading virgin polyester and recycled polyester separately melt extruded in a nozzle pack Has been proposed.
しかし、この混合フィラメントでは、リサイクルポリエステルの特性は変化していないため、リサイクルポリエステル部分の品質が変動したり、染色斑等の色斑が発生するという問題は十分に解決できなかった。 However, in this mixed filament, since the characteristics of the recycled polyester are not changed, the problems that the quality of the recycled polyester portion fluctuates and color spots such as stained spots are not fully solved.
そこで、特許文献1に記載されているような芯鞘構造とし、リサイクルポリエステルを繊維表面に露出させないようにすることで、着色や色斑の問題の解決を図ることも行われているが、リサイクルポリエステルを繊維表面に配して使用できないため、繊維の形態が限定され、リサイクルポリエステルの割合を多くすることもできなかった。 Therefore, the core-sheath structure as described in Patent Document 1 is used, and it is attempted to solve the problem of coloring and color spots by preventing the recycled polyester from being exposed to the fiber surface. Since polyester cannot be used on the fiber surface, the form of the fiber is limited, and the proportion of recycled polyester cannot be increased.
また、特許文献2、3に記載されているように、リサイクルポリエステルを解重合した後、種々の処理や反応を行うケミカルリサイクルにより、原料であるテレフタル酸やビス-β-ヒドロキシエチルテレフタレートとして回収する方法が提案されている。この方法によると高純度の原料が得られるので、この原料を用いて通常の重合法を行って得られるポリエステルも品位、物性値ともに優れたものとなる。しかしながら、非常にコストがかかるという問題があった。
本発明は、上記のような問題点を解決し、安価な手段で得ることができ、リサイクルポリエステルを使用していても白度に優れ、物性値のバラツキが少なく、布帛とし、染色を行った際にも染色斑が生じにくく、衣料用途としても好適に使用することができる再生ポリエステル繊維を提供することを技術的な課題とするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, can be obtained by inexpensive means, has excellent whiteness even when recycled polyester is used, has little variation in physical property values, and is used as a fabric for dyeing. In particular, it is a technical problem to provide a regenerated polyester fiber that is less likely to cause stained spots and can be suitably used for clothing.
本発明者等は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、リサイクルポリエステルを解重合して低分子量体とし、この低分子量体を再重合する際に濃染化可能な共重合成分を含有させることにより、リサイクルポリエステルの着色や性能のバラツキを減少させ、染色性を向上させることが可能となることを見出し、本発明に到達した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have depolymerized recycled polyester to form a low molecular weight material, and contain a copolymer component that can be deeply dyed when this low molecular weight material is repolymerized. As a result, it has been found that coloring of recycled polyester and variation in performance can be reduced and dyeability can be improved, and the present invention has been achieved.
すなわち、本発明の要旨は次の通りである。
(1) リサイクルポリエステルを解重合した低分子量体に、共重合成分を添加して再重合してなるポリエステルを含有する再生ポリエステルからなる繊維であって、リサイクルポリエステルの含有量が繊維全体の30質量%以上であることを特徴とする再生ポリエステル繊維。
(2) 共重合成分として、5-アルカリ金属イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、分子量300〜10000のポリアルキレングリコールのうち少なくとも一種を用いている(1)記載の再生ポリエステル繊維。
(3) 繊維の色調を示すL値が85以上、b値が5.0以下である、(1)又は(2)記載の再生ポリエステル繊維。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A fiber made of regenerated polyester containing a polyester obtained by repolymerization by adding a copolymerization component to a low molecular weight material obtained by depolymerizing recycled polyester, and the content of recycled polyester is 30 mass of the whole fiber. % Recycled polyester fiber characterized by being at least%.
(2) The regenerated polyester fiber according to (1), wherein at least one of 5-alkali metal isophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, and a polyalkylene glycol having a molecular weight of 300 to 10,000 is used as a copolymerization component.
(3) The regenerated polyester fiber according to (1) or (2), wherein the L value indicating the color tone of the fiber is 85 or more and the b value is 5.0 or less.
本発明の再生ポリエステル繊維は、リサイクルポリエステルを解重合した低分子量体を用いて再重合してなるポリエステルを使用しているので、白度に優れ、物性値のバラツキが少なく、布帛とし、染色を行った際にも染色斑が生じにくく、衣料用途としても好適に使用することが可能である。 Since the recycled polyester fiber of the present invention uses a polyester obtained by repolymerization using a low molecular weight material obtained by depolymerizing recycled polyester, it has excellent whiteness, little variation in physical property values, a fabric, and dyeing. Even when performed, dyeing spots are less likely to occur and can be suitably used for clothing.
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の再生ポリエステル繊維は、原料としてリサイクルポリエステルを使用するものであり、リサイクルポリエステルとしては、液体飲食品用PETボトルやフィルム、繊維などのペレット以外の形に成形された後、低分子に戻されずに再び成形するために回収された樹脂のことをいう。中でもPETボトルを回収したものが比較的品質がよいため好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The recycled polyester fiber of the present invention uses recycled polyester as a raw material, and the recycled polyester is formed into a shape other than pellets such as PET bottles, films and fibers for liquid food and drink, and then returned to a low molecular weight. This refers to the resin recovered for re-molding. Of these, those obtained by collecting PET bottles are preferred because of their relatively good quality.
そして、本発明の繊維は、リサイクルポリエステルを解重合した低分子量体を用いて再重合してなるポリエステルを含有する再生ポリエステルからなる繊維である。つまり、リサイクルポリエステルを解重合して低分子量化するが、単量体になるまで解重合することなく、低分子量化したものを続いて再重合してなるポリエステルを含有する再生ポリエステルからなる繊維である。本発明を構成するこのようなポリエステルについて説明する。 And the fiber of this invention is a fiber which consists of regenerated polyester containing polyester which repolymerizes using the low molecular weight body which depolymerized recycled polyester. In other words, it is a fiber made of recycled polyester containing polyester that is depolymerized to reduce the molecular weight, but does not depolymerize until it becomes a monomer, and subsequently repolymerizes the lower molecular weight. is there. Such polyester constituting the present invention will be described.
まず、解重合の際には、リサイクルポリエステルにグリコール成分を添加することにより重合体を低分子量化し、得られた低分子量体を単量体として一旦回収することなく、低分子量体の状態で続いて再重合する。再重合としては、通常の重合方法と同様に、溶融重合や固相重合する方法等が挙げられ、解重合したポリエステルの低分子量体を再重合することにより重合体(ポリエステル)とする。 First, at the time of depolymerization, the polymer is made to have a low molecular weight by adding a glycol component to the recycled polyester, and the resulting low molecular weight body is continuously recovered in a low molecular weight state without being temporarily recovered as a monomer. And repolymerize. Examples of the repolymerization include melt polymerization and solid-phase polymerization as in the usual polymerization method, and a polymer (polyester) is obtained by repolymerizing a depolymerized low molecular weight polymer.
このように、リサイクルポリエステルを解重合により一旦低分子量体に分解し、この低分子量体を再度重合したポリエステルを用いているため、従来のように、リサイクルポリエステルを溶融のみ行って再利用していたポリエステル繊維と異なり、溶融粘度、分子量、結晶化度等の物性値が均一化、安定化し、色調も向上する。 In this way, since the recycled polyester is once decomposed into low molecular weight substances by depolymerization, and the polyester obtained by polymerizing the low molecular weight substances again is used, the recycled polyester is only melted and reused as before. Unlike polyester fibers, physical properties such as melt viscosity, molecular weight and crystallinity are made uniform and stabilized, and the color tone is improved.
また、ケミカルリサイクルのように、解重合して得られた低分子量体をさらに単量体として一旦精製して回収することもないので、コスト的にも有利である。 In addition, unlike chemical recycling, the low molecular weight product obtained by depolymerization is not further purified and recovered as a monomer, which is advantageous in terms of cost.
本発明における解重合した低分子量体としては、分子量(数平均分子量)が1000〜4000程度のものとすることが好ましい。分子量が4000を超えるものであると、解重合が十分でないため、上記のような物性値の均一化、安定化、色調の向上の効果が不十分となる。一方、分子量を1000未満とするにはコスト的に不利となる。なお、前記したような分子量の低分子量体とするには、リサイクルポリエステルに対するグリコール成分の添加量、重合反応時の温度及び圧力等を調整することによって可能である。 The depolymerized low molecular weight material in the present invention preferably has a molecular weight (number average molecular weight) of about 1000 to 4000. If the molecular weight exceeds 4000, depolymerization is not sufficient, and the above-described effects of uniforming and stabilizing the physical property values and improving the color tone are insufficient. On the other hand, making the molecular weight less than 1000 is disadvantageous in terms of cost. The low molecular weight body having the molecular weight as described above can be obtained by adjusting the addition amount of the glycol component to the recycled polyester, the temperature and pressure during the polymerization reaction, and the like.
そして、本発明の再生ポリエステル繊維は、リサイクルポリエステルの含有量が繊維全体の30質量%以上のものである。本発明の再生ポリエステル繊維においては、地球環境保全に貢献する観点から、リサイクルポリエステルをできるだけ多く含むことが好ましいため、リサイクルポリエステルの含有量を30質量%以上とし、中でも40質量%、さらには60質量%以上とすることが好ましい。一方、リサイクルポリエステルの含有量は90質量%以下とすることが好ましい。90質量%を超えると得られる繊維の物性値の均一性や色調が低下しやすくなる。 The recycled polyester fiber of the present invention has a recycled polyester content of 30% by mass or more of the entire fiber. In the recycled polyester fiber of the present invention, from the viewpoint of contributing to global environmental conservation, it is preferable to contain as much recycled polyester as possible. Therefore, the content of recycled polyester is 30% by mass or more, especially 40% by mass, and even 60% by mass. % Or more is preferable. On the other hand, the content of recycled polyester is preferably 90% by mass or less. If it exceeds 90% by mass, the uniformity and color tone of the physical properties of the resulting fiber tend to decrease.
リサイクルポリエステルを解重合した低分子量体のみを用いて再重合すると、リサイクルポリエステル100%のポリエステル(以下、ポリエステルMとする)を得ることができる。リサイクルポリエステルの含有量を30〜90質量%とするには、一旦、リサイクルポリエステルのみを解重合、再重合したリサイクルポリエステル100%のポリエステル(ポリエステルM)を得、これとバージンポリエステルをブレンドしたポリエステルとしてもよい。また、リサイクルポリエステルを解重合した後、再重合時にバージンポリエステルのオリゴマーを添加し、リサイクルポリエステルを解重合した低分子量体とバージンポリエステルの単量体とを再重合させたポリエステル(以下、ポリエステルNとする)としてもよい。ポリエステルの各種の物性値をより均一化、安定化させるためには、後者の再重合時に添加、再重合させて得られたポリエステル(ポリエステルN)とすることが好ましい。 Repolymerization using only a low molecular weight material obtained by depolymerization of recycled polyester can yield 100% recycled polyester (hereinafter referred to as polyester M). To make the content of recycled polyester 30-90% by mass, once depolymerized and repolymerized only recycled polyester, 100% recycled polyester (polyester M) was obtained as a polyester blended with virgin polyester. Also good. Further, after depolymerizing the recycled polyester, an oligomer of virgin polyester is added at the time of repolymerization, and a low molecular weight material obtained by depolymerizing the recycled polyester and a monomer of the virgin polyester (hereinafter referred to as polyester N). Yes). In order to make the various physical property values of the polyester more uniform and stable, it is preferable to use a polyester (polyester N) obtained by addition and repolymerization during the latter repolymerization.
つまり、本発明の繊維を構成する再生ポリエステルは、リサイクルポリエステルを解重合した低分子量体を用いて再重合してなるポリエステルを含有するものであるが、以下に示すような態様のものが挙げられる。
(a)ポリエステルMのみからなる再生ポリエステル。
(b)ポリエステルMにバージンポリエステルをブレンドした再生ポリエステル。
(c)ポリエステルNのみからなる再生ポリエステル。
(d)ポリエステルNとバージンポリエステルをブレンドした再生ポリエステル。
That is, the recycled polyester constituting the fiber of the present invention contains a polyester obtained by repolymerization using a low molecular weight material obtained by depolymerizing recycled polyester, and examples thereof include the following embodiments. .
(A) Regenerated polyester consisting only of polyester M.
(B) Regenerated polyester obtained by blending polyester M with virgin polyester.
(C) Regenerated polyester consisting only of polyester N.
(D) Regenerated polyester obtained by blending polyester N and virgin polyester.
なお、本発明の再生ポリエステル繊維においては、原料としてリサイクルポリエステルを使用するものであるので、繊維中のリサイクルポリエステルの含有量というのは、原料として使用したリサイクルポリエステルが繊維全体に含有される量をいうものである。 In the recycled polyester fiber of the present invention, recycled polyester is used as a raw material, so the content of recycled polyester in the fiber is the amount of recycled polyester used as a raw material contained in the entire fiber. That's what it says.
そして、本発明の再生ポリエステル繊維においては、(a)〜(d)の再生ポリエステルの態様のいずれにおいても、上記したようにリサイクルポリエステルの含有量を30質量%以上となるようにする。 In the recycled polyester fiber of the present invention, the recycled polyester content is 30% by mass or more as described above in any of the recycled polyester embodiments (a) to (d).
本発明の再生ポリエステル繊維は、上記のようにリサイクルポリエステルを解重合して低分子量体とした後、再重合時に共重合成分を添加して再重合するものである。共重合成分としては、濃染化が可能な成分が好ましく、5-アルカリ金属イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、分子量300〜10000のポリアルキレングリコールのうち少なくとも一種を用いることが好ましい。 The regenerated polyester fiber of the present invention is obtained by depolymerizing recycled polyester to obtain a low molecular weight material as described above, and then repolymerizing it by adding a copolymer component during repolymerization. As the copolymer component, a component capable of deep dyeing is preferable, and at least one of 5-alkali metal isophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, and polyalkylene glycol having a molecular weight of 300 to 10,000 is preferably used.
5-アルカリ金属イソフタル酸を用いる場合は、0.5〜 3.0mol%共重合することが好ましい。共重合量が0.5mol%未満であると、染色性能の向上が小さく、良好な染色性能が得られ難く、色斑が発生しやすい。一方、3.0mol%を超えると、得られた再生ポリエステル繊維の強度が低くなるばかりではなく、色調が著しく悪くなりやすい。5-アルカリ金属イソフタル酸成分として用いられている化合物の中で特に好ましい具体例としては、5-ナトリウムスルホイソフタル酸、3,5-ジ〔カルボメトキシ〕ベンゼンスルホン酸ナトリウム(またはカリウムもしくはリチウム)、3,5-ジ(β-ヒドロキシエトキシカルボニル )ベンゼンスルホン酸ナトリウム(またはカリウムもしくはリチウム)等を挙げることができる。 When 5-alkali metal isophthalic acid is used, it is preferable to copolymerize 0.5 to 3.0 mol%. When the copolymerization amount is less than 0.5 mol%, the improvement in dyeing performance is small, it is difficult to obtain good dyeing performance, and color spots are likely to occur. On the other hand, when it exceeds 3.0 mol%, not only the strength of the obtained recycled polyester fiber is lowered, but also the color tone tends to be remarkably deteriorated. Among the compounds used as the 5-alkali metal isophthalic acid component, particularly preferred examples include 5-sodium sulfoisophthalic acid, sodium 3,5-di [carbomethoxy] benzenesulfonate (or potassium or lithium), Examples include sodium 3,5-di (β-hydroxyethoxycarbonyl) benzenesulfonate (or potassium or lithium).
アジピン酸又はセバシン酸を用いる場合は、1.0〜5.0mol%共重合したものとすることが好ましい。共重合量が1.0mol%未満であると、染色性能の向上が小さく、良好な染色性能が得られ難く、色斑が発生しやすい。一方、5mol%を超えると、ポリマーの融点が低下し、ポリマー同士が融着するブロッキングが発生しやすくなるため好ましくない。 When using adipic acid or sebacic acid, it is preferable to copolymerize 1.0 to 5.0 mol%. When the copolymerization amount is less than 1.0 mol%, the improvement in the dyeing performance is small, it is difficult to obtain good dyeing performance, and color spots are likely to occur. On the other hand, if it exceeds 5 mol%, the melting point of the polymer is lowered, and blocking in which the polymers are fused is likely to occur.
分子量300〜10000のポリアルキレングリコールを用いる場合は、0.5〜4.0質量%共重合したものとすることが好ましい。ポリアルキレングリコールの分子量が300未満であったり、ポリアルキレングリコールの共重合量が0.5質量%未満であると、染色性能の向上効果が少ない。一方、ポリアルキレングリコールの分子量が10000を超えると、ポリアルキレングリコール自体の耐熱性、耐候性が低下し、また、共重合量が4.0質量%を超えると、得られるポリエステルの耐候性が低下し、好ましくない。 When a polyalkylene glycol having a molecular weight of 300 to 10,000 is used, it is preferably copolymerized in an amount of 0.5 to 4.0% by mass. When the molecular weight of the polyalkylene glycol is less than 300 or the copolymerization amount of the polyalkylene glycol is less than 0.5% by mass, the effect of improving the dyeing performance is small. On the other hand, when the molecular weight of the polyalkylene glycol exceeds 10,000, the heat resistance and weather resistance of the polyalkylene glycol itself are lowered, and when the copolymerization amount exceeds 4.0% by mass, the weather resistance of the resulting polyester is lowered, It is not preferable.
本法で用いられるポリアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。 Examples of the polyalkylene glycol used in this method include polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol.
また、本発明においては、5-アルカリ金属イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、分子量300〜10000のポリアルキレングリコールの少なくとも1種を共重合したものであるが、これらの共重合成分を2種以上共重合していてもよい。 In the present invention, at least one of 5-alkali metal isophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, and polyalkylene glycol having a molecular weight of 300 to 10,000 is copolymerized. It may be copolymerized.
本発明の再生ポリエステル繊維中には、上記以外の共重合成分として、3 ,3'-ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、コハク酸などの脂肪族ジカルボン酸、ジエチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロヘキサンジオールなどの脂肪族、脂環式ジオール、P-ヒドロキシ安息香酸等が共重合されていてもよい。 In the recycled polyester fiber of the present invention, as copolymerization components other than those described above, aromatic dicarboxylic acids such as 3,3′-diphenyldicarboxylic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, diethylene glycol, 1,4-butanediol Aliphatic such as 1,4-cyclohexanediol, alicyclic diol, P-hydroxybenzoic acid and the like may be copolymerized.
そして、本発明において、前記したポリエステルMとする場合は、リサイクルポリエステルを解重合し低分子量体としたものを再重合する際に共重合成分を添加して再重合を行なう。また、ポリエステルNとする場合は、リサイクルポリエステルを解重合し低分子量体としたものを再重合する際に共重合成分をバージンポリエステルのオリゴマーと同時に添加するが、このとき、バージンポリエステルのオリゴマーに予め共重合成分が添加されているものを用いてもよい。 In the present invention, when the above-described polyester M is used, repolymerization is performed by adding a copolymerization component when repolymerizing a polyester obtained by depolymerizing a recycled polyester. In addition, when the polyester N is used, a copolymer component is added simultaneously with the virgin polyester oligomer when the recycled polyester is depolymerized into a low molecular weight product. You may use what added the copolymerization component.
このように、本発明の再生ポリエステル繊維においては、リサイクルポリエステルを解重合した低分子量体を再重合する際に共重合成分を添加していることにより、従来法で単にリサイクルポリエステルと共重合成分を含有したバージンポリエステルを溶融混練した場合に溶融混練が不十分となり、得られる繊維の強度が低下していたという問題を解消することができ、実用的な用途に供することができる十分な強度を有する繊維とすることができる。 As described above, in the recycled polyester fiber of the present invention, by adding a copolymer component when re-polymerizing a low molecular weight material obtained by depolymerization of the recycled polyester, the recycled polyester and copolymer component are simply added by the conventional method. When the contained virgin polyester is melt-kneaded, melt-kneading becomes insufficient, and the problem that the strength of the resulting fiber is reduced can be solved, and it has sufficient strength that can be used for practical applications It can be a fiber.
また、本発明の再生ポリエステル繊維が色調に優れている指標として、繊維の色調を示すL値が85以上、b値が5.0以下であることが好ましく、中でもL値が90以上、b値が3.8以下であることが好ましい。 In addition, as an index that the regenerated polyester fiber of the present invention is excellent in color tone, the L value indicating the color tone of the fiber is preferably 85 or more and the b value is 5.0 or less, among which the L value is 90 or more and the b value is 3.8. The following is preferable.
L値は色の白度を示す指標となり、b値は色の黄度を示す指標となるものであり、L値が85未満であると黒味がかった色となり、b値は低いほど青味がかった色となり、5.0を超えると黄味色が強くなりすぎる。したがって、L値が85未満であったり、b値が5.0を超えると、フィラメント糸を原糸の状態、あるいは布帛として使用した場合ともに、外観的な色調が悪く、品位の悪いものとなる。 The L value is an index indicating the whiteness of the color, the b value is an index indicating the yellowness of the color, and when the L value is less than 85, the color becomes blackish. When it exceeds 5.0, the yellowish color becomes too strong. Accordingly, when the L value is less than 85 or the b value exceeds 5.0, the appearance color tone is poor and the quality is poor both when the filament yarn is used as a raw yarn or as a fabric.
なお、本発明におけるL値、b値は、得られた繊維を筒編したもの(染色せず)を重ねて、MINOLTA社製色彩色差計 CR-300にてL値及びb値を測定したものである。 In addition, L value and b value in the present invention are those obtained by measuring the L value and b value with a color difference meter CR-300 manufactured by MINOLTA by overlapping the obtained fibers (not dyed). It is.
本発明の再生ポリエステル繊維においては、リサイクルポリエステル、バージンポリエステルともに種々のポリエステルを用いることが可能であるが、両者は同種のものとすることが好ましく、リサイクルポリエステルは上記したようにPETボトル由来のものが好ましいため、バージンポリエステルもPETとすることが好ましい。 In the recycled polyester fiber of the present invention, it is possible to use various polyesters for both recycled polyester and virgin polyester, but it is preferable that both are of the same type, and the recycled polyester is derived from a PET bottle as described above. Therefore, virgin polyester is also preferably PET.
さらに、本発明の再生ポリエステル繊維中には、本発明の効果を損なわない範囲であれば、ヒンダードフェノール系化合物等の酸化防止剤、その他顔料、添加剤等が配合されていてもよい。中でも酸化チタンを1.5〜10質量%含有することが好ましい。 Furthermore, in the regenerated polyester fiber of the present invention, an antioxidant such as a hindered phenol compound, other pigments, additives and the like may be blended as long as the effects of the present invention are not impaired. Among these, it is preferable to contain 1.5 to 10% by mass of titanium oxide.
酸化チタンを含有することにより、布帛にした際の隠蔽性、すなわち白度を向上させることができる。酸化チタンの含有量が1.5質量%未満であると白度の向上効果が不十分となる。酸化チタンの含有量が10質量%を超えると、紡糸時のフィルター昇圧やガイドの摩耗等の問題が生じて操業性が悪化しやすくなる。 By containing titanium oxide, it is possible to improve the concealability, that is, the whiteness when it is made into a fabric. When the content of titanium oxide is less than 1.5% by mass, the effect of improving whiteness becomes insufficient. When the content of titanium oxide exceeds 10% by mass, problems such as filter pressurization during spinning and wear of the guide occur, and the operability tends to deteriorate.
次に、本発明の再生ポリエステル繊維の製造方法について一例を用いて説明する。リサイクルポリエステルとしてPETボトル由来のものを用いた場合、リサイクルポリエステルに対してエチレングリコールを5〜30質量%添加し、微加圧下で240〜260℃で解重合反応を行ない、低分子量化させる。そして、解重合後にはフィルターで異物を除去することが好ましい。これにより紡糸時の操業性も良好となるばかりでなく、品位も安定する。続いて、バージンポリエステルとして、テレフタル酸とEGを常法によってエステル化し、バージンポリエステルのオリゴマーを得る。 Next, the method for producing the recycled polyester fiber of the present invention will be described using an example. When the polyester derived from the PET bottle is used as the recycled polyester, 5 to 30% by mass of ethylene glycol is added to the recycled polyester, and a depolymerization reaction is performed at 240 to 260 ° C. under a slight pressure to reduce the molecular weight. And it is preferable to remove a foreign material with a filter after depolymerization. This not only improves the operability during spinning, but also stabilizes the quality. Subsequently, as a virgin polyester, terephthalic acid and EG are esterified by a conventional method to obtain an oligomer of virgin polyester.
得られたオリゴマーと共重合成分を低分子量化させたリサイクルポリエステルに添加し、溶融重合(再重合)を行う。このとき、アンチモン化合物等の重縮合触媒を添加し、常法により重縮合反応を行なうことが好ましい。また、ポリエステル中のリサイクルポリエステルの量を所望の量とするために、バージンポリエステルのオリゴマーの添加量を調整する。 The obtained oligomer and copolymer component are added to a recycled polyester having a reduced molecular weight, and melt polymerization (repolymerization) is performed. At this time, it is preferable to add a polycondensation catalyst such as an antimony compound and carry out the polycondensation reaction by a conventional method. Moreover, in order to make the quantity of the recycled polyester in polyester into a desired quantity, the addition amount of the oligomer of virgin polyester is adjusted.
そして、得られたポリエステルを通常の溶融紡糸装置を用いて溶融紡糸を行う。このとき、2000m/min以上の高速紡糸により、半未延伸糸として巻き取るPOY法、あるいは一旦2000m/min以上の高速紡糸又は2000m/min未満の低速紡糸で溶融紡糸し、一旦巻き取った糸条を別工程で延伸熱処理する方法、さらには、一旦巻き取ることなく、紡糸に連続して延伸を行う紡糸延伸法のいずれの方法を採用してもよい。 The obtained polyester is melt-spun using a normal melt-spinning apparatus. At this time, the yarn is wound once by the POY method of winding as a semi-undrawn yarn by high-speed spinning of 2000 m / min or once, or melt spinning by high-speed spinning of 2000 m / min or more or low-speed spinning of less than 2000 m / min. Any one of a method of drawing and heat-treating in a separate step, and a spinning drawing method in which drawing is performed continuously without spinning may be employed.
上記のようなPOY法を採用した場合、得られる再生ポリエステル繊維(半未延伸糸)の強度は1.6cN/dtex以上、伸度が150%以下であることが好ましい。強度が1.6cN/dtex未満であったり、伸度が150%を超えると、この再生ポリエステル繊維を仮撚加工する際に、毛羽や未解撚が発生しやすくなる。また、POY法を採用した場合は、再生ポリエステル繊維の複屈折率Δnは通常の延伸仮撚加工に適した0.03〜0.06であることが好ましい。 When the POY method as described above is employed, it is preferable that the obtained recycled polyester fiber (semi-undrawn yarn) has a strength of 1.6 cN / dtex or more and an elongation of 150% or less. When the strength is less than 1.6 cN / dtex or the elongation exceeds 150%, fluff and untwisting tend to occur when falsely twisting the recycled polyester fiber. When the POY method is adopted, the birefringence Δn of the regenerated polyester fiber is preferably 0.03 to 0.06 suitable for ordinary drawing false twisting.
また、高速紡糸あるいは低速紡糸の後に延伸を行なった場合は、本発明の再生ポリエステル繊維(延伸糸)の破断強度は、4.0cN/dtex以上であることが好ましい。破断強度が4.0cN/dtex未満であると、布帛とした際に毛羽が発生しやすく、品位が著しく低下しやすい。 Further, when the drawing is performed after the high speed spinning or the low speed spinning, the breaking strength of the recycled polyester fiber (drawn yarn) of the present invention is preferably 4.0 cN / dtex or more. When the breaking strength is less than 4.0 cN / dtex, fluff is likely to occur when the fabric is used, and the quality is liable to be significantly reduced.
本発明の再生ポリエステル繊維の形状は特に限定するものではなく、丸断面形状のもののみならず、多角形状や多葉形状のものであってもよく、また中空を有するものであってもよい。 The shape of the regenerated polyester fiber of the present invention is not particularly limited, and may be not only a round cross-sectional shape, but also a polygonal shape or a multileaf shape, or may have a hollow shape.
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施例において各種の値の測定及び評価は次の通りに行った。
(1)極限粘度
フェノールと四塩化エタンの質量比1/1の混合物を溶媒とし、20℃で測定した。
(2)強度(破断強度)、伸度
JIS L−1013に従い、島津製作所製の引張試験機AG-100Gを使用し、つかみ間隔500mmとし、引張速度500mm/minとして、糸が切断した時の値を測定した。
(3)複屈折率
POE偏光顕微鏡を用い、ベレックコンペンセーター法により測定した。
(4)繊維の色調
前記の方法で測定した。
(5)染色斑
(4)の測定の際に得た筒編地を染色し、染色斑を目視で判定し、3段階で評価した。
○:良好
△:やや斑がある
×:斑の発生大
染色条件は、Terasil Nevy Blue SGL (ハ゛イエル社製原糸用染料)の2.0%omf 浴比1:50の染液を用いて99℃で60分間、常法により染色した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In the examples, various values were measured and evaluated as follows.
(1) Intrinsic viscosity A mixture of phenol and ethane tetrachloride in a mass ratio of 1/1 was used as a solvent and measured at 20 ° C.
(2) Strength (breaking strength), elongation Value according to JIS L-1013, using a tensile tester AG-100G manufactured by Shimadzu Corporation, with a gripping interval of 500 mm, a tensile speed of 500 mm / min, and a value when the yarn is cut Was measured.
(3) Birefringence
Using a POE polarizing microscope, the measurement was performed by the Belek Compensator method.
(4) Color tone of fiber It measured by the said method.
(5) Dyeing spots The cylindrical knitted fabric obtained in the measurement of (4) was dyed, the dyeing spots were judged visually, and evaluated in three stages.
○: Good △: Slightly uneven ×: Spots are large The dyeing conditions are Terasil Nevy Blue SGL (Bayer's dye for raw yarn) with a 2.0% omf bath ratio of 1:50 at 99 ° C. Stained by conventional methods for 60 minutes.
実施例1
リサイクルポリエステルとしてPETボトル屑(低分子に戻さずに再び成形する目的で回収された樹脂フレーク)を用い、エチレングリコール(EG)をリサイクルポリエステルに対して20質量%添加して、温度250℃で2時間、微加圧下で解重合反応を行った。そして、解重合後には目開き20μmのフィルターで異物の除去を行った。解重合により分子量(数平均分子量)が約2000の低分子量体とした。
別途、バージンポリエステルとして、テレフタル酸とEGのモル比を1:1.6として常法により温度250℃にてエステル化反応を行い、PETオリゴマーを得た。
そして得られたオリゴマーを、解重合により低分子量化したリサイクルポリエステルに添加し、溶融重合(再重合)を行った。このとき、低分子量化したリサイクルポリエステルとPETオリゴマーとを質量比60:40の比率で重縮合反応釜に投入した後、5-ナトリウムスルホイソフタル酸をエチレングリコールのスラリーとして添加し、三酸化アンチモンを重縮合触媒として285℃にて常法により重縮合反応を行った。
得られたポリエステルは、リサイクルポリエステルの割合が60質量%のものであり、5-ナトリウムスルホイソフタル酸が1.5モル%共重合されたものであった。
このポリエステル樹脂を、常法により乾燥し、295℃の押出機に供給し、紡糸装置に供給し、溶融紡糸を行った。紡糸口金には、孔径0.25mmの紡糸孔48個が穿設されたものを用いた。紡糸された糸条束を空気流により冷却し、オイリング装置を通過させて0.5質量%の付着量となるように油剤を付与し、集束ガイドで集束し、交絡付与後、紡糸速度3500m/minのローラで引き取り、捲取機にて巻き取った。
得られた繊維(半未延伸糸)は255dtex/48fであり、毛羽、単糸切れによる欠点はなかった。
次に、この繊維を通常の延伸装置を用いて700m/分の速度で倍率1.53倍、温度180℃で延伸し、167dtex/48fの再生ポリエステル繊維を得た。
Example 1
Using PET bottle waste (resin flakes collected for the purpose of remolding without returning to low molecules) as recycled polyester, 20% by mass of ethylene glycol (EG) is added to the recycled polyester, and the temperature is 250 ° C. The depolymerization reaction was performed for a period of time under slight pressure. After depolymerization, foreign matters were removed with a filter having an opening of 20 μm. A low molecular weight product having a molecular weight (number average molecular weight) of about 2000 was obtained by depolymerization.
Separately, as a virgin polyester, a molar ratio of terephthalic acid and EG was 1: 1.6, and an esterification reaction was performed at a temperature of 250 ° C. by a conventional method to obtain a PET oligomer.
Then, the obtained oligomer was added to recycled polyester whose molecular weight was reduced by depolymerization, and melt polymerization (repolymerization) was performed. At this time, recycled polyester having reduced molecular weight and PET oligomer were introduced into a polycondensation reaction kettle at a mass ratio of 60:40, 5-sodium sulfoisophthalic acid was added as an ethylene glycol slurry, and antimony trioxide was added. As a polycondensation catalyst, a polycondensation reaction was performed at 285 ° C. by a conventional method.
The obtained polyester had a recycled polyester content of 60% by mass and was a copolymer of 1.5 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid.
This polyester resin was dried by a conventional method, supplied to an extruder at 295 ° C., supplied to a spinning device, and melt spinning was performed. As the spinneret, one having 48 spinning holes having a hole diameter of 0.25 mm was used. The spun yarn bundle is cooled by an air flow, passed through an oiling device, an oil agent is applied so that the amount of adhesion is 0.5% by mass, converged by a converging guide, entangled and then spun at a spinning speed of 3500 m / min. It was taken up with a roller and wound up with a take-up machine.
The obtained fiber (semi-undrawn yarn) was 255 dtex / 48f, and there were no defects due to fluff and single yarn breakage.
Next, this fiber was drawn at a speed of 700 m / min and a magnification of 1.53 times at a temperature of 180 ° C. using a normal drawing apparatus to obtain a recycled polyester fiber of 167 dtex / 48f.
実施例2〜4
再重合時の低分子量化したリサイクルポリエステルとバージンポリエステルオリゴマーの混合比、5-ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合量を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様に行い、167dtex/48fの再生ポリエステル繊維を得た。
Examples 2-4
The same procedure as in Example 1 was conducted except that the mixing ratio of the low molecular weight recycled polyester and virgin polyester oligomer during repolymerization and the copolymerization amount of 5-sodium sulfoisophthalic acid were changed as shown in Table 1, and 167 dtex / A 48f recycled polyester fiber was obtained.
実施例5〜12
再重合時の低分子量化したリサイクルポリエステルとバージンポリエステルオリゴマーの混合比、共重合成分の種類と共重合量を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様に行い、167dtex/48fの再生ポリエステル繊維を得た。
Examples 5-12
The same procedure as in Example 1 was conducted except that the mixing ratio of the low-molecular weight recycled polyester and virgin polyester oligomer at the time of repolymerization, the type of copolymerization component and the copolymerization amount were changed as shown in Table 1, and 167 dtex / 48f Regenerated polyester fiber was obtained.
比較例1
実施例1で用いたPETボトル屑のリサイクルポリエステルと、バージンポリエステルとして5-ナトリウムスルホイソフタル酸を4モル%共重合したPETを、チップ段階で混合(リサイクルポリエステルが60質量%となるように混合)して溶融混練し、単一孔の紡糸口金より紡糸を行った以外は実施例1と同様に紡糸、延伸を行い、167dtex/48fの再生ポリエステル繊維を得た。
Comparative Example 1
Recycled PET bottle waste polyester used in Example 1 and PET copolymerized with 4 mol% of 5-sodium sulfoisophthalic acid as virgin polyester were mixed at the chip stage (mixed so that the recycled polyester was 60% by mass). Then, spinning and drawing were carried out in the same manner as in Example 1 except that spinning was performed from a single-hole spinneret to obtain a 167 dtex / 48f recycled polyester fiber.
比較例2
実施例1で用いたPETボトル屑のリサイクルポリエステルと、バージンポリエステルとして共重合成分を含有しないPETを、チップ段階で混合(リサイクルポリエステルが60質量%となるように混合)して溶融混練し、単一孔の紡糸口金より紡糸を行った以外は実施例1と同様に紡糸、延伸を行い、167dtex/48fの再生ポリエステル繊維を得た。
Comparative Example 2
The recycled PET bottle waste polyester used in Example 1 and PET that does not contain a copolymer component as virgin polyester are mixed at the chip stage (mixed so that the recycled polyester is 60% by mass), melt-kneaded, Spinning and drawing were performed in the same manner as in Example 1 except that spinning was performed from a single-hole spinneret to obtain 167 dtex / 48f recycled polyester fiber.
実施例1〜12、比較例1〜2で得られた繊維の強度、伸度、複屈折率、色調、染色斑の測定値及び評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the strength, elongation, birefringence index, color tone, measured values of the stained spots, and evaluation results of the fibers obtained in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 and 2.
一方、比較例1〜2の繊維は、リサイクルポリエステルとバージンポリエステルを単に溶融混合した繊維であったため、色調が悪く、染色斑が生じ、操業性も悪かった。 On the other hand, since the fibers of Comparative Examples 1 and 2 were fibers obtained by simply melting and mixing recycled polyester and virgin polyester, the color tone was poor, dyeing spots were generated, and the operability was also poor.
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