JP2022082130A - Regenerated polyester fiber and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、使用済ポリエステル製品に由来するリサイクルポリエステル原料のほか、ポリエステル製品を製造する工程で発生する未採用ポリエステルに由来するリサイクルポリエステル原料を用いた再生ポリエステル繊維であって、難燃性を有する新規な再生ポリエステル繊維及び再生ポリエステル繊維の製造方法に関するものである。 The present invention is a recycled polyester fiber using a recycled polyester raw material derived from a used polyester product and a recycled polyester raw material derived from an unadopted polyester generated in the process of manufacturing the polyester product, and has flame retardancy. The present invention relates to a new recycled polyester fiber and a method for producing the recycled polyester fiber.
ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略することがある）は、高融点で耐薬品性があり、また比較的低コストであるため、繊維やフィルム、ペットボトル等の成形品等に幅広く用いられている。
これらのポリエステル製品は、製造段階や加工段階で屑の発生が避けられず、また使用後に廃棄処分される場合が多いが、焼却する場合には高熱が発生するため焼却炉の傷みが大きく、寿命が短くなるという問題がある。一方、焼却しない場合には、腐敗分解しないため半永久的に残ることになる。
近年、一度使用されたポリエステル製品のうち、ゴミとして捨てられたプラスチック容器などが河川を経由して海洋へ流出、波や潮流の作用で細かく破砕されたマイクロプラスチックが海洋生物の体内に蓄積、食物連鎖で濃縮され海洋生物の生態系に悪影響が出ていること、プラスチックが海洋汚染の一大原因となっていることが問題視され、使用量の削減や生分解性プラスチックに切り替える動きが全世界的に起きている。
Polyethylene terephthalate (hereinafter, may be abbreviated as PET) is widely used for molded products such as fibers, films, and PET bottles because of its high melting point, chemical resistance, and relatively low cost. ..
These polyester products inevitably generate waste at the manufacturing and processing stages, and are often disposed of after use.However, when incinerating, high heat is generated, so the incinerator is severely damaged and has a long life. There is a problem that becomes shorter. On the other hand, if it is not incinerated, it will remain semi-permanently because it will not decompose.
Of the polyester products that have been used once in recent years, plastic containers that were thrown away as garbage flowed out into the ocean via rivers, and microplastics that were finely crushed by the action of waves and tidal currents accumulated in the bodies of marine organisms and became food. The fact that it is concentrated in a chain and has an adverse effect on the ecosystem of marine organisms, and that plastics are a major cause of marine pollution are regarded as problems, and there is a worldwide movement to reduce usage and switch to biodegradable plastics. Is happening.
このようなプラスチック製品の使用量を削減する観点や、環境問題の観点から、資源を再利用するリサイクルが様々な方法で行われている。ポリエステル製品に関しては、その製造工程で発生したポリエステル屑をリサイクルする方法や一度市場に出回り廃棄された製品を回収、原料として再使用する方法が検討されている。特に近年、繊維製品については、一定のリサイクル率を達成することで認定されるエコマークを付与した製品が普及している。 From the viewpoint of reducing the amount of such plastic products used and from the viewpoint of environmental problems, recycling that reuses resources is carried out by various methods. With regard to polyester products, methods of recycling polyester waste generated in the manufacturing process and methods of collecting and reusing products that have been once on the market and discarded are being studied. In particular, in recent years, with regard to textile products, products bearing the Eco Mark, which is certified by achieving a certain recycling rate, have become widespread.
さらに、近年、火災予防の観点から合成繊維や各種プラスチック製品の難燃化への要望は高まっている。
従来より、ポリエステルに難燃性を付与する試みは種々なされているが、性能、生産性の観点からポリエステル製造時に難燃性付与物質を共重合する方法が一般的である。この目的のために使用する難燃性付与物質としては、難燃性能、コスト、環境汚染、安全性の観点から、リン化合物が有利とされている。ポリエステル繊維に特定のリン化合物を配合することによって、難燃性が発現することが開示されている（例えば、特許文献１）。このようなリン化合物を含有することにより難燃性を有するポリエステル繊維であって、リサイクルポリエステルを原料として用いたものでありながらも、バージンポリエステルを原料として用いたものと同等の性能を有するものは、未だ提案されていない。
Furthermore, in recent years, there has been an increasing demand for flame-retardant synthetic fibers and various plastic products from the viewpoint of fire prevention.
Conventionally, various attempts have been made to impart flame retardancy to polyester, but from the viewpoint of performance and productivity, a method of copolymerizing a flame retardant substance at the time of polyester production is common. As the flame-retardant-imparting substance used for this purpose, phosphorus compounds are considered to be advantageous from the viewpoints of flame-retardant performance, cost, environmental pollution, and safety. It is disclosed that flame retardancy is exhibited by blending a specific phosphorus compound with a polyester fiber (for example, Patent Document 1). Polyester fibers having flame retardancy due to containing such a phosphorus compound, which use recycled polyester as a raw material but have the same performance as those using virgin polyester as a raw material, are , Not yet proposed.
つまり、リサイクルポリエステル原料自体がバージンポリエステル原料と異なって異物の混入量が多く、均一性に劣るものであるが、リン化合物を添加することにより、さらに樹脂の均一性に劣るものとなることから、リサイクルポリエステル原料にリン化合物を含有させたポリエステル樹脂組成物を溶融紡糸すると、紡糸時の糸切れが生じやすく、操業性に劣るものであった。また得られる繊維は、繊維径の変動率が大きく、熱安定性に劣るものとなるという問題があった。そして、これらの繊維を用いた製品は品位に劣るものとなり、中でも得られる繊維が短繊維の場合は、得られる不織布は地合いが悪く均一性に劣るものとなる。 That is, unlike the virgin polyester raw material, the recycled polyester raw material itself has a large amount of foreign matter mixed in and is inferior in uniformity. However, by adding a phosphorus compound, the uniformity of the resin is further inferior. When a polyester resin composition containing a phosphorus compound in a recycled polyester raw material was melt-spun, thread breakage during spinning was likely to occur, resulting in poor operability. Further, the obtained fiber has a problem that the fluctuation rate of the fiber diameter is large and the thermal stability is inferior. Products using these fibers are inferior in quality, and in particular, when the obtained fibers are short fibers, the obtained non-woven fabric has a poor texture and is inferior in uniformity.
本発明は、上記の問題点を解決し、使用済みポリエステル製品に由来するリサイクルポリエステル原料、あるいはポリエステル樹脂及び製品を製造する工程で発生する屑等に由来するリサイクルポリエステル原料を原料とするポリエステル樹脂にリン化合物を含有させた樹脂組成物からなる再生ポリエステル繊維であって、バージンポリエステル樹脂を用いて溶融紡糸をして得られたポリエステル繊維と同等の性能（繊度斑がなく、熱安定性に優れている）を有する再生ポリエステル繊維を提供しようとするものである。また、このような本発明の再生ポリエステル繊維を得ることができる製造方法を提供しようとするものである。 The present invention solves the above problems and makes a polyester resin made from a recycled polyester raw material derived from a used polyester product, or a recycled polyester raw material derived from a polyester resin and scraps generated in the process of manufacturing the product. It is a regenerated polyester fiber made of a resin composition containing a phosphorus compound, and has the same performance as the polyester fiber obtained by melt-spinning using a virgin polyester resin (no fineness unevenness and excellent thermal stability). It is intended to provide a recycled polyester fiber having). Further, it is an object of the present invention to provide a manufacturing method capable of obtaining such a recycled polyester fiber of the present invention.
本発明者は、従来技術の問題点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、リサイクルポリエステル原料を用いて特定の製造工程を経て製造することにより、バージンポリエステル樹脂を用いたものと同様の性能と難燃性を有する再生ポリエステル繊維を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research in view of the problems of the prior art, the present inventor has the same performance and difficulty as those using the virgin polyester resin by manufacturing through a specific manufacturing process using the recycled polyester raw material. It has been found that a recycled polyester fiber having flammability can be obtained, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、次の（イ）～（ハ）を要旨とするものである。
（イ）ａ）使用済ポリエステル製品及びｂ）ポリエステル製品を製造する工程で発生する未採用ポリエステルの少なくとも１種のリサイクルポリエステル原料を含む再生ポリエステル繊維であって、下記の（１）～（３）を全て満足することを特徴とする再生ポリエステル繊維。
（１）エステル形成性の官能基を２個以上有する有機リン化合物を含み、ポリエステル樹脂中のリン原子の含有量が１０００～１００００質量ｐｐｍである
（２）示差走査熱量測定において、温度３１０℃から２５℃に速度２０℃／分にて降温した際に、結晶化温度が検出されない
（３）繊維径の変動率が１０％以下である
（ロ） 単糸繊度が０．３５～１．０ｄｔｅｘである、繊維長が２０～４４ｍｍである、（１）記載の再生ポリエステル繊維。
（ハ） ａ）使用済ポリエステル製品及びｂ）ポリエステル製品を製造する工程で発生する未採用ポリエステルの少なくとも１種のリサイクルポリエステル原料と、エステル形成性の官能基を２個以上有する有機リン化合物を押出機中で溶融混練し、計量ポンプを経て、紡糸口金を装着した溶融紡糸ノズルより溶融紡糸を行い、紡出された繊維を冷却筒にて冷却し、引取ローラにて引き取る工程を経る、再生ポリエステル繊維の製造方法であって、押出機中で溶融混練する際の温度をａ、計量ポンプの温度をｂ、溶融紡糸ノズルの温度をｃ、冷却筒の温度をｄとし、ａ～ｄの温度が下記条件を満足することを特徴とする、再生ポリエステル繊維の製造方法。
ａは、２８０～２９０℃
ｂは、ａ＋５～ａ＋１０℃
ｃは、３１０～３２０℃
ｄは、ｃ－１５０～ｃ－５０℃
That is, the gist of the present invention is the following (a) to (c).
(A) Recycled polyester fiber containing at least one recycled polyester raw material of a) used polyester product and b) unadopted polyester generated in the process of manufacturing the polyester product, which are the following (1) to (3). Recycled polyester fiber characterized by satisfying all.
(1) It contains an organic phosphorus compound having two or more ester-forming functional groups, and the content of phosphorus atom in the polyester resin is 1000 to 10000 mass ppm. (2) In the differential scanning calorific value measurement, the temperature is from 310 ° C. Crystallization temperature is not detected when the temperature is lowered to 25 ° C at a rate of 20 ° C / min. (3) The fluctuation rate of the fiber diameter is 10% or less. (B) The single yarn fineness is 0.35 to 1.0 dtex. The regenerated polyester fiber according to (1), wherein the fiber length is 20 to 44 mm.
(C) a) Used polyester products and b) Extruded at least one recycled polyester raw material of unadopted polyester generated in the process of manufacturing polyester products and an organic phosphorus compound having two or more ester-forming functional groups. Recycled polyester is melt-kneaded in the machine, passed through a measuring pump, melt-spun from a melt-spun nozzle equipped with a spinneret, cooled in a cooling cylinder, and picked up by a take-up roller. In the method for producing a fiber, the temperature at the time of melt-kneading in an extruder is a, the temperature of a measuring pump is b, the temperature of a melt-spinning nozzle is c, the temperature of a cooling cylinder is d, and the temperatures of a to d are A method for producing a recycled polyester fiber, which is characterized by satisfying the following conditions.
a is 280 to 290 ° C.
b is a + 5 to a + 10 ° C.
c is 310-320 ° C.
d is c-150 to c-50 ° C.
本発明の再生ポリエステル繊維は、ａ）使用済みポリエステル製品及びｂ）ポリエステル製品を製造する工程で発生する未採用ポリエステルの少なくとも１種のリサイクルポリエステル原料とし、さらにリン化合物を含有しながらも、紡糸操業性よく溶融紡糸を行うことができることから、長さ方向の繊度斑が少なく、熱安定性にも優れている。このため、本発明の再生ポリエステル繊維を用いて得られる不織布は、地合いが良好で品位に優れたものとなる。 The recycled polyester fiber of the present invention is a recycled polyester raw material of at least one of a) used polyester products and b) unadopted polyester generated in the process of manufacturing polyester products, and is used for spinning operation while further containing a phosphorus compound. Since melt spinning can be performed with good properties, there are few fine spots in the length direction and excellent thermal stability. Therefore, the nonwoven fabric obtained by using the recycled polyester fiber of the present invention has a good texture and excellent quality.
また、本発明の再生ポリエステル繊維の製造方法によれば、本発明の再生ポリエステル繊維を操業性よく得ることが可能であり、実用上のメリットが大きいものである。 Further, according to the method for producing a recycled polyester fiber of the present invention, it is possible to obtain the recycled polyester fiber of the present invention with good operability, which is a great practical merit.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の再生ポリエステル繊維（本発明繊維）は、ａ）使用済みポリエステル製品及びｂ）ポリエステル製品を製造する工程で発生する未採用ポリエステルの少なくとも１種のリサイクルポリエステル原料を含むものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The recycled polyester fiber of the present invention (fiber of the present invention) contains at least one recycled polyester raw material of a) used polyester product and b) unemployed polyester generated in the process of manufacturing the polyester product.
上記ａ）の使用済みポリエステル製品としては、例えば一度市場に出回り、使用後に回収されたポリエステル成形品（繊維を含む。）等が挙げられる。その代表例としては、ＰＥＴボトル等のような容器又は包装材料が挙げられる。
上記ｂ）のポリエステル製品を製造する工程で発生する未採用ポリエステルは、製品化に至らなかったポリエステルであり、例えば規格を外れた樹脂ペレット、成形時に不要になった材料、成形時に切断された断片、成形時、加工時等に発生した屑、銘柄変更時に発生する移行品の裁断物、試作品・不良品の裁断物等が挙げられる。
Examples of the used polyester product in a) above include polyester molded products (including fibers) that have been put on the market once and collected after use. A typical example thereof is a container such as a PET bottle or a packaging material.
The unadopted polyester generated in the process of manufacturing the polyester product of b) above is a polyester that has not been commercialized, for example, non-standard resin pellets, materials that are no longer needed during molding, and fragments cut during molding. , Waste generated during molding, processing, etc., cut products of transition products generated at the time of brand change, cut products of prototypes / defective products, etc.
上記ａ）及びｂ）は、その形態等は限定されず、必要に応じてさらに粉砕、切断等の加工を行うことによりペレット化されていても良いし、あるいは溶融してペレット化されていても良い。上記ａ）及びｂ）は、それぞれ単独で使用しても良いし、両者の混合物を用いても良い。 The forms of a) and b) are not limited, and may be pelletized by further processing such as crushing or cutting as necessary, or may be melted and pelletized. good. The above a) and b) may be used alone or a mixture of both may be used.
また、上記ａ）及びｂ）のリサイクルポリエステル原料としては、結晶質又は非晶質のいずれのものであっても良い。従って、例えば熱処理を行っていない非晶質のポリエステル屑のペレット、熱処理を施した結晶質ペレット、結晶質ペレットと非晶質ペレットとの混合品等を使用することができる。本発明では、特に装置内への投入時にペレット同士の融着を防止する目的で結晶性のリサイクルポリエステル原料を用いることが好ましい。従って、上記ａ）又はｂ）の材料を熱処理により結晶化したもの（結晶化ペレット等）を好適に用いることができる。 Further, the recycled polyester raw materials of a) and b) may be either crystalline or amorphous. Therefore, for example, pellets of amorphous polyester waste that have not been heat-treated, crystalline pellets that have been heat-treated, a mixed product of crystalline pellets and amorphous pellets, and the like can be used. In the present invention, it is particularly preferable to use a crystalline recycled polyester raw material for the purpose of preventing the pellets from fusing to each other when they are put into the apparatus. Therefore, the material of the above a) or b) crystallized by heat treatment (crystallized pellets or the like) can be preferably used.
また、上記ａ）及びｂ）のリサイクルポリエステル原料の性状としては、限定的ではなく、上記ａ）及びｂ）の形態のままでも良いし、さらに裁断、粉砕等の加工を施して得られる裁断片、粉砕物（粉末）等のほか、これらを成形してなる成形体（ペレット等）等の固体の形態が挙げられる。より具体的には、ポリエステル屑の溶融物を冷却及び切断して得られるペレット、ＰＥＴボトルのようなポリエステル成形品を細かく裁断した裁断片等が例示される。その他にも、上記のような裁断片、粉砕物（粉末）等を溶媒に分散又は溶解させて得られる液体の形態であっても良い。これらの原料を用いてポリエステル製品を製造する際には、必要に応じてこれらをその融点以上の温度で溶融させて融液として装置内へ投入することもできる。 The properties of the recycled polyester raw materials of a) and b) are not limited, and the forms of a) and b) may be used as they are, and the cut pieces obtained by further processing such as cutting and crushing may be used. In addition to crushed products (powder) and the like, solid forms such as molded bodies (pellets and the like) obtained by molding these can be mentioned. More specifically, pellets obtained by cooling and cutting a melt of polyester waste, cut pieces obtained by finely cutting a polyester molded product such as a PET bottle, and the like are exemplified. In addition, it may be in the form of a liquid obtained by dispersing or dissolving the above-mentioned cut pieces, crushed material (powder) or the like in a solvent. When producing polyester products using these raw materials, if necessary, they can be melted at a temperature equal to or higher than the melting point and charged into the apparatus as a melt.
本発明の再生ポリエステル繊維は、上記ａ）及びｂ）の少なくとも１種であるリサイクルポリエステル原料を４０質量％以上含有することが好ましく、中でも５０質量％以上含有することが好ましい。
リサイクルポリエステル原料の含有量が４０質量％未満であると、環境問題に配慮するという目的を果たすことができないものとなる。リサイクルポリエステル原料の含有量の上限については、特に限定するものではないが、後述する本発明の製造方法によれば、リサイクルポリエステル原料の含有量が４０～１００質量％の再生ポリエステル樹脂まで容易に得ることが可能である。
The recycled polyester fiber of the present invention preferably contains 40% by mass or more of the recycled polyester raw material, which is at least one of the above a) and b), and more preferably 50% by mass or more.
If the content of the recycled polyester raw material is less than 40% by mass, the purpose of considering environmental problems cannot be achieved. The upper limit of the content of the recycled polyester raw material is not particularly limited, but according to the production method of the present invention described later, a recycled polyester resin having a content of the recycled polyester raw material of 40 to 100% by mass can be easily obtained. It is possible.
本発明の再生ポリエステル繊維は、エステル形成性の官能基を２個以上有する有機リン化合物（以下、リン化合物（Ｙ）と称することがある）を含み、リン原子の含有量が１０００～１００００ｐｐｍである。リン化合物（Ｙ）としては、有機リン化合物の残存率等の点から、下記の式（１）で示される化合物が好ましい。
ただし、Ｒ１は炭素数１～１２のアルキル基又はアリール基を示し、Ｒ２は炭素数１～１８のアルキル基、アリール基、モノヒドロキシアルキル基あるいはＲ１を介した環状体又は水素原子を示し、Ｒ３は炭素数１～１８のアルキル基、アリール基、モノヒドロキシアルキル基又は水素原子を示し、Ａは２価以上の炭化水素基を表す。また、ｎは、Ａの価数から１を引いた数を表す。
The regenerated polyester fiber of the present invention contains an organic phosphorus compound having two or more ester-forming functional groups (hereinafter, may be referred to as a phosphorus compound (Y)), and has a phosphorus atom content of 1000 to 10000 ppm. .. As the phosphorus compound (Y), the compound represented by the following formula (1) is preferable from the viewpoint of the residual ratio of the organic phosphorus compound and the like.
However, R1 represents an alkyl group or an aryl group having 1 to 12 carbon atoms, R2 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, a monohydroxyalkyl group or a cyclic body or a hydrogen atom via R1 and R3. Indicates an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an aryl group, a monohydroxyalkyl group or a hydrogen atom, and A represents a hydrocarbon group having a valence of 2 or more. Further, n represents a number obtained by subtracting 1 from the valence of A.
上記の式（１）で示される有機リン化合物の好ましい具体例としては、次のような構造式（ａ）～（ｄ）のものが挙げられる。中でも、構造式（ａ）の化合物が難燃性の点で特に好ましい。これらは、そのままでも、エステル化物でもどちらでもよい。
リン化合物が、ポリエステル繊維中に、リン原子の含有量が１０００～１００００ｐｐｍとなるように含まれていることにより、ポリエステル繊維に難燃性を付与することができ、難燃性を有する各種繊維製品を得ることが可能となる。繊維中のリン原子の含有量は、１０００～１００００ｐｐｍであるが、中でも２０００～７０００ｐｐｍであることが好ましい。
Preferred specific examples of the organic phosphorus compound represented by the above formula (1) include the following structural formulas (a) to (d). Of these, the compound of structural formula (a) is particularly preferable in terms of flame retardancy. These may be either as-is or esterified.
Since the phosphorus compound is contained in the polyester fiber so that the content of the phosphorus atom is 1000 to 10000 ppm, the polyester fiber can be imparted with flame retardancy, and various textile products having flame retardancy can be imparted. Can be obtained. The content of phosphorus atoms in the fiber is 1000 to 10000 ppm, and more preferably 2000 to 7000 ppm.
再生ポリエステル繊維中のリン原子の含有量が１０００ｐｐｍ未満であると、難燃性能が劣るものとなる。一方、リン原子の含有量が１００００ｐｐｍを超えると、ポリマーの融点が低下することで、紡糸の際、糸切れが発生し、操業性が悪くなり、また、得られた再生ポリエステル繊維は、強度が低く、繊維径の変動率も高くなる。 If the content of phosphorus atoms in the regenerated polyester fiber is less than 1000 ppm, the flame retardant performance will be inferior. On the other hand, when the phosphorus atom content exceeds 10,000 ppm, the melting point of the polymer is lowered, so that yarn breakage occurs during spinning and the operability is deteriorated, and the obtained recycled polyester fiber has high strength. It is low and the fluctuation rate of the fiber diameter is high.
ポリエステル繊維中のリン原子の含有量を上記範囲のものとするには、ポリエステル繊維中に含まれるリン化合物（Ｙ）の量を調整することにより可能となる。
そして、本発明において、ポリエステル繊維中にリン化合物（Ｙ）を含有させる方法としては、上記したリサイクルポリエステル原料を含む再生ポリエステル樹脂に、リン化合物（Ｙ）をブレンドする方法が挙げられる。より具体的な方法については、製造方法の説明にて詳述する。
The content of the phosphorus atom in the polyester fiber can be kept in the above range by adjusting the amount of the phosphorus compound (Y) contained in the polyester fiber.
In the present invention, as a method of containing the phosphorus compound (Y) in the polyester fiber, there is a method of blending the phosphorus compound (Y) with the recycled polyester resin containing the recycled polyester raw material described above. A more specific method will be described in detail in the description of the manufacturing method.
本発明の再生ポリエステル繊維を構成するポリエステル樹脂は、酸成分がテレフタル酸を主成分とするものであることが好ましく、具体的には、全酸成分を１００モル％とする場合に、９０モル％以上であることが好ましく、さらには９２～９８モル％であることが好ましい。 The polyester resin constituting the regenerated polyester fiber of the present invention preferably has an acid component containing terephthalic acid as a main component, and specifically, 90 mol% when the total acid component is 100 mol%. The above is preferable, and more preferably 92 to 98 mol%.
本発明ポリエステル繊維における、テレフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、５－ナトリウムスルホイソフタル酸、無水フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸等が挙げられ、これらを２種類以上併用してもよく、これらの酸のエステル形成性誘導体を使用してもよい。 Examples of the dicarboxylic acid component other than terephthalic acid in the polyester fiber of the present invention include isophthalic acid, phthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, phthalic anhydride, naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid and the like. Two or more of these may be used in combination, or ester-forming derivatives of these acids may be used.
本発明の再生ポリエステル繊維を構成するポリエステル樹脂は、グリコール成分がエチレングリコールを主成分とするものであることが好ましく、具体的には全グリコール成分を１００モル％とする場合に、９０モル％以上であることが好ましく、さらには９５～９８モル％であることが好ましい。 The polyester resin constituting the regenerated polyester fiber of the present invention preferably contains ethylene glycol as a main component in the glycol component, and specifically, 90 mol% or more when the total glycol component is 100 mol%. It is preferably 95 to 98 mol%.
また、本発明ポリエステル樹脂における、エチレングリコール以外のジオール成分としては、例えば、ネオペンチルグリコール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、１，４－シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ダイマージオール、ビスフェノールＳのエチレンオキサイド付加体、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加体等を用いることができる。 Examples of the diol component other than ethylene glycol in the polyester resin of the present invention include neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, and 1,4-cyclohexanedi. Ethylene oxide adducts of methanol, diethylene glycol, dimerdiol, bisphenol S, ethylene oxide adducts of bisphenol A and the like can be used.
本発明のポリエステル繊維は、上記のような組成を有するとともに下記（２）～（３）に示す特性値を有するものである。
（２）示差走査熱量測定において、温度３１０℃から２５℃に速度２０℃／分にて降温した際に、結晶化温度が検出されない
（３）繊維径の変動率が１０％以下である
これらの特性値を有する本発明のポリエステル繊維は、後述する本発明の製造方法により得ることができる。
The polyester fiber of the present invention has the above-mentioned composition and the characteristic values shown in the following (2) to (3).
(2) In the differential scanning calorimetry, the crystallization temperature is not detected when the temperature is lowered from 310 ° C to 25 ° C at a rate of 20 ° C / min. (3) The fluctuation rate of the fiber diameter is 10% or less. The polyester fiber of the present invention having characteristic values can be obtained by the production method of the present invention described later.
本発明繊維は（２）の特性値として、示差走査熱量測定において、温度３１０℃から２５℃に速度２０℃／分にて降温した際に、結晶化温度が検出されないものである。上記条件にて結晶化温度が検出される場合、各種異物が結晶核となって結晶化が起こっているため、熱安定性に劣るものとなっている。熱安定性に劣る場合、得られる不織布は乾式、湿式の場合ともに、地合いや強伸度等の特性に劣るものとなる。 As the characteristic value of (2), the fiber of the present invention does not detect the crystallization temperature when the temperature is lowered from 310 ° C. to 25 ° C. at a rate of 20 ° C./min in the differential scanning calorimetry. When the crystallization temperature is detected under the above conditions, various foreign substances become crystal nuclei and crystallization occurs, so that the thermal stability is inferior. When the thermal stability is inferior, the obtained non-woven fabric is inferior in characteristics such as texture and strong elongation in both dry type and wet type.
また、上記条件にて結晶化温度が検出される場合、紡糸工程にて、繊維中に結晶が発生し、この結晶が異物となり、糸切れの原因となっている可能性が高く、また、得られる繊維の繊維径の変動率も大きくなっている可能性が高い。 Further, when the crystallization temperature is detected under the above conditions, it is highly possible that crystals are generated in the fibers in the spinning process and the crystals become foreign substances, which causes yarn breakage. It is highly possible that the fluctuation rate of the fiber diameter of the fiber to be produced is also large.
本発明繊維は、（３）の特性値として、繊維径の変動率が１０％以下である。繊維径の変動率とは、繊維径のバラつきの程度を指す。繊維径の変動率は、８％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましい。繊維径の変動率が１０％を超えると、得られる短繊維は均一性に劣るものとなり、得られる不織布は地合いが悪く、品位に劣るものとなる。また、紡糸時の切糸が増加し、操業性が悪化している可能性が高い。
本発明でいう繊維径の変動率は、繊維横断面を光学顕微鏡等で観察したとき、５０本の繊維（単繊維）について繊維の直径を測定し、標準偏差と平均値を算出した後、下式により算出する。
繊維径の変動率（％）＝（繊維直径の標準偏差／繊維直径の平均値）×１００
なお、繊維直径については、楕円形状の場合は長軸をいい、多角形状の場合は対角線のうち最大長のものをいう。
The fiber of the present invention has a volatility of fiber diameter of 10% or less as the characteristic value of (3). The fluctuation rate of the fiber diameter refers to the degree of variation in the fiber diameter. The fluctuation rate of the fiber diameter is preferably 8% or less, and more preferably 5% or less. When the volatility of the fiber diameter exceeds 10%, the obtained short fibers are inferior in uniformity, and the obtained non-woven fabric is inferior in texture and quality. In addition, it is highly possible that the number of cut yarns during spinning increases and the operability deteriorates.
The fluctuation rate of the fiber diameter referred to in the present invention is as follows when the cross section of the fiber is observed with an optical microscope or the like, the diameter of the fiber is measured for 50 fibers (single fiber), the standard deviation and the average value are calculated, and then the value is calculated. Calculated by the formula.
Fiber diameter variation rate (%) = (standard deviation of fiber diameter / average value of fiber diameter) x 100
Regarding the fiber diameter, in the case of an elliptical shape, it means the long axis, and in the case of a polygonal shape, it means the maximum length of the diagonal lines.
また、本発明繊維は、単糸繊度が０．３５～１．０ｄｔｅｘであることが好ましく、中でも０．４～０．８ｄｔｅｘであることが好ましい。そして、繊維長は２０～４４ｍｍであり、中でも２５～３２ｍｍであることが好ましい。
本発明繊維は、リサイクルポリエステルを原料として用いたものでありながらも、後述する製造方法により、単糸繊度が小さい場合であっても、上記の（１）～（３）の特性値を満足することができる。
したがって、本発明繊維を用いて、乾式不織布、湿式不織布を得る場合には、工程通過性が良好となり、地合いが均一な品位に優れた不織布を得ることができる。
Further, the fiber of the present invention preferably has a single yarn fineness of 0.35 to 1.0 dtex, and more preferably 0.4 to 0.8 dtex. The fiber length is 20 to 44 mm, and more preferably 25 to 32 mm.
Although the fiber of the present invention uses recycled polyester as a raw material, it satisfies the above-mentioned characteristic values (1) to (3) even when the single yarn fineness is small by the manufacturing method described later. be able to.
Therefore, when a dry non-woven fabric or a wet non-woven fabric is obtained by using the fiber of the present invention, it is possible to obtain a non-woven fabric having good process passability and a uniform texture.
本発明繊維は、乾式不織布、湿式不織布のいずれを得る際にも、地合いが均一で品位の高いものを得ることができるが、繊維の強度は１．５ｃN以上、伸度は１００％以下であることが好ましい。中でも強度は２．０～５．０ｃN、伸度は５０～８０％であることが好ましい。この範囲を外れると、得られる乾式不織布、湿式不織布の性能が不十分なものとなりやすい。 The fiber of the present invention can be obtained with a uniform texture and high quality when either a dry non-woven fabric or a wet non-woven fabric is obtained, but the fiber has a strength of 1.5 cN or more and an elongation of 100% or less. Is preferable. Above all, the strength is preferably 2.0 to 5.0 cN, and the elongation is preferably 50 to 80%. If it is out of this range, the performance of the obtained dry non-woven fabric and wet non-woven fabric tends to be insufficient.
また、本発明の再生ポリエステル繊維は、上記のような熱安定性、強伸度を有するとともに、温度３１０℃、せん断速度１０００ｓ－１における溶融粘度が５０～１００Ｐａ・ｓであることが好ましい。 Further, the regenerated polyester fiber of the present invention preferably has the above-mentioned thermal stability and strong elongation, and has a melt viscosity of 50 to 100 Pa · s at a temperature of 310 ° C. and a shear rate of 1000 s -1 .
本発明繊維は、後述する製造方法を採用することにより、上記のような特性値を満足するものを得ることが可能となる。
本発明繊維の製造方法について説明する。本発明の製造方法では、ａ）使用済ポリエステル製品及びｂ）ポリエステル製品を製造する工程で発生する未採用ポリエステルの少なくとも１種のリサイクルポリエステル原料（以下、単にリサイクルポリエステル原料と称することがある）と、エステル形成性の官能基を２個以上有する有機リン化合物を押出機中で溶融混練するが、まず、リサイクルポリエステル原料とリン化合物（Ｙ）をブレンドする方法としては、以下の（イ）、（ロ）の方法を採用することができる。
By adopting the manufacturing method described later, the fiber of the present invention can be obtained so as to satisfy the above-mentioned characteristic values.
The method for producing the fiber of the present invention will be described. In the manufacturing method of the present invention, a) a used polyester product and b) at least one recycled polyester raw material (hereinafter, may be simply referred to as a recycled polyester raw material) of unadopted polyester generated in the process of manufacturing the polyester product. , Organophosphorus compounds having two or more ester-forming functional groups are melt-kneaded in an extruder. First, as a method for blending the recycled polyester raw material and the phosphorus compound (Y), the following (a), ( B) method can be adopted.
（イ）リサイクルポリエステル原料にリン化合物を直接ブレンドする方法
（ロ）リサイクルポリエステル原料にリン化合物を高濃度に含有するポリエステル樹脂（マスター樹脂）をブレンドする方法
（イ）、（ロ）の製造方法ともに、例えば、スクリュー型押出機を用い、リサイクルポリエステル原料と、リン化合物もしくはリン化合物を含有するマスター樹脂を同時に添加し、溶融・混練する一括ブレンド方法や、リサイクルポリエステル原料を溶融・混練した後、押出機の他の供給口からリン化合物もしくはリン化合物を含有するマスター樹脂を供給し、溶融・混練する分割ブレンド方法を採用することができる。
(B) Method of directly blending a phosphorus compound with a recycled polyester raw material (b) Method of blending a polyester resin (master resin) containing a high concentration of phosphorus compound with a recycled polyester raw material (a) and (b) manufacturing methods For example, a batch blending method in which a recycled polyester raw material and a phosphorus compound or a master resin containing a phosphorus compound are simultaneously added and melted / kneaded using a screw type extruder, or a recycled polyester raw material is melted / kneaded and then extruded. A split blending method in which a phosphorus compound or a master resin containing a phosphorus compound is supplied from another supply port of the machine and melted / kneaded can be adopted.
本発明の製造方法は、上記のようにリサイクルポリエステル原料にリン化合物（Ｙ）をブレンドし、押出機中で溶融混練し、計量ポンプを経て、紡糸口金を装着した溶融紡糸ノズルより溶融紡糸を行い、紡出された繊維を冷却筒にて冷却し、引取ローラにて引き取る工程を経るものである。
そして、押出機中で溶融混練する際の温度をａ、計量ポンプの温度をｂ、溶融紡糸ノズルの温度をｃ、冷却筒の温度をｄとし、ａ～ｄの温度が下記条件を満足することが必要である。
ａは、２８０～２９０℃
ｂは、ａ＋５～ａ＋１０℃
ｃは、３１０～３２０℃
ｄは、ｃ－１５０～ｃ－５０℃
In the production method of the present invention, the phosphorus compound (Y) is blended with the recycled polyester raw material as described above, melt-kneaded in an extruder, passed through a measuring pump, and melt-spun is performed from a melt-spinning nozzle equipped with a spinneret. , The spun fiber is cooled by a cooling cylinder and taken up by a take-up roller.
Then, the temperature at the time of melt-kneading in the extruder is a, the temperature of the measuring pump is b, the temperature of the melt-spinning nozzle is c, the temperature of the cooling cylinder is d, and the temperatures of a to d satisfy the following conditions. is required.
a is 280 to 290 ° C.
b is a + 5 to a + 10 ° C.
c is 310-320 ° C.
d is c-150 to c-50 ° C.
ａ、ｂの温度は、上記条件を満足することで、押出し装置と計量ポンプの温度を３００℃以下の比較的低い温度とする。一方、ｃの温度である溶融紡糸ノズルの温度を３１０～３２０℃とすることで、ポリエステル樹脂中の異物を溶融させながらも、樹脂の熱分解を抑え、かつ溶融粘度を低いものとすることができるため、安定的に細繊度の繊維を得ることができる。さらには、冷却筒の温度を溶融紡糸ノズルの温度よりも５０～１５０℃、中でも８０～１３０℃低いものとすることにより、均一な冷却を行うことができ、得られる繊維は繊度斑が小さく、糸質も十分なものとなるのである。 By satisfying the above conditions, the temperatures of a and b set the temperature of the extruder and the measuring pump to a relatively low temperature of 300 ° C. or lower. On the other hand, by setting the temperature of the melt spinning nozzle, which is the temperature of c, to 310 to 320 ° C., it is possible to suppress the thermal decomposition of the resin and reduce the melt viscosity while melting the foreign matter in the polyester resin. Therefore, it is possible to stably obtain fine fibers. Furthermore, by setting the temperature of the cooling cylinder to 50 to 150 ° C., particularly 80 to 130 ° C. lower than the temperature of the melt spinning nozzle, uniform cooling can be performed, and the obtained fiber has small fineness spots. The thread quality is also sufficient.
a～ｄの温度が上記条件を満足しない場合は、樹脂中の異物が溶融せず、溶融粘度を低くすることもできないため、安定的に細繊度の繊維を得ることが困難となり、また得られた繊維は繊度斑が多く、糸質が不十分なものとなる。
樹脂中の異物が溶融せずに溶融紡糸を行って得られた繊維は、示差操作熱量測定において、温度３１０℃から２５℃に速度２０℃／分にて降温した際に、結晶化温度が検出されるものとなる。つまり、本発明繊維の（２）の特性値を満足しないものとなる。
When the temperatures a to d do not satisfy the above conditions, the foreign matter in the resin does not melt and the melt viscosity cannot be lowered, so that it becomes difficult to stably obtain fine fibers, and the fibers can be obtained. The fibers have many fine spots and the yarn quality is insufficient.
The crystallization temperature of the fiber obtained by melt-spinning without melting the foreign matter in the resin is detected when the temperature is lowered from 310 ° C to 25 ° C at a speed of 20 ° C / min in the differential operation calorific value measurement. Will be done. That is, the characteristic value of (2) of the fiber of the present invention is not satisfied.
前記した製造方法により引取ローラにて溶融紡糸した繊維を引き取った後、未延伸糸を収束し、３０～８０ｋｔｅｘのトウとし、延伸、熱処理、捲縮の付与を行った後、２０～４４ｍｍにカットし、本発明繊維を得ることができる。
本発明の製造方法により、溶融紡糸、延伸、熱処理、捲縮付与工程等のいずれの工程においても糸切れのトラブルが生じにくく、生産性よく、繊度斑の少ないポリエステル繊維を得ることができる。
After the fiber melt-spun by the take-up roller is taken up by the above-mentioned manufacturing method, the undrawn yarn is converged to form a tow of 30 to 80 ktex, drawn, heat-treated, and crimped, and then cut to 20 to 44 mm. The fiber of the present invention can be obtained.
According to the production method of the present invention, it is possible to obtain polyester fibers having high productivity and few fineness spots, with less trouble of yarn breakage in any of the steps such as melt spinning, drawing, heat treatment, and crimping applying step.
本発明の製造方法により、本発明繊維として、単糸繊度０．５～２５．０ｄｔｅｘ、強度０．１～６．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２０～６００％の特性値を有するものを得ることができる。なお、前記したように、本発明の製造方法によれば、製造上の難易度が高い、単糸繊度が０．３５～１．０ｄｔｅｘである本発明繊維も容易に得ることができる。 According to the production method of the present invention, the fiber of the present invention can be obtained having characteristic values of single yarn fineness of 0.5 to 25.0 dtex, strength of 0.1 to 6.0 cN / dtex, and elongation of 20 to 600%. can. As described above, according to the production method of the present invention, the fiber of the present invention having a single yarn fineness of 0.35 to 1.0 dtex, which is highly difficult to produce, can be easily obtained.
次に、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、実施例中の各種の特性値等の測定、評価方法は次の通りである。
（ａ）溶融粘度
得られた再生ポリエステル繊維を、フローテスター「ＣＦＴ－５００」(株式会社島津製作所社製)を使用し、ポリエステル樹脂の滞留時間は１分、測定温度３１０℃、せん断速度１０００ｓｅｃ－１、ダイス径０．５ｍｍ×２ｍｍの条件にて測定した。
（ｂ）ポリエステル繊維中のリン原子の含有量
得られた再生ポリエステル繊維を、重水素化トリフルオロ酢酸と重水素化クロロホルムとの容量比が１／１１の混合溶媒に溶解させ、日本電子社製ＪＮＭ－ＥＣＺ４００Ｒ／Ｓ１型ＮＭＲ装置にて１Ｈ－ＮＭＲを測定し、得られたチャートの各成分のプロトンのピークの積分強度から、含有量を求めた。
（ｃ）降温結晶化温度
得られた再生ポリエステル繊維を、パーキンエルマー社製示差走査熱量計ＤＳＣ－７を用い、窒素気流中、温度範囲２５～３１０℃、降温速度２０℃／分で測定した。
（ｄ）繊維径の変動率
得られた再生ポリエステル繊維を用いて、前記した方法により測定、算出した。
（ｅ）繊維製造の操業性（切糸）
溶融紡糸工程における切れ糸回数について、紡糸量１トンあたり３回未満を合格（○）とし、３回以上を不合格（×）とした。
（ｆ）繊維繊度
得られた再生ポリエステル繊維の単繊維繊度を、ＪＩＳ Ｌ１０１５ ８．５．１ Ｂ法により測定した。
（ｇ）繊維の強伸度
得られた再生ポリエステル繊維を用い、ＪＩＳ Ｌ１０１３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。
（ｈ）不織布の地合い
得られた不織布の地合を目視により以下の２段階で評価した。
○：構成繊維の分布が均一であり、斑が非常に少ない
×：構成繊維の分布が非常に不均一であり、斑が目立つ。
（ｉ）難燃性
得られた不織布を、JIS K 7201 A2号に従い、難燃性を限界酸素濃度指数（LOI）で評価した。LOI値が26％以上で、難燃性合格とした。
Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples. The measurement and evaluation methods for various characteristic values in the examples are as follows.
(A) Melt viscosity Using the flow tester "CFT-500" (manufactured by Shimadzu Corporation), the obtained recycled polyester fiber has a residence time of 1 minute, a measurement temperature of 310 ° C., and a shear rate of 1000 sec. 1. Measurement was performed under the condition of a die diameter of 0.5 mm × 2 mm.
(B) Content of phosphorus atom in polyester fiber The obtained regenerated polyester fiber was dissolved in a mixed solvent having a volume ratio of deuterated trifluoroacetic acid and deuterated chloroform of 1/11, and manufactured by Nippon Denshi Co., Ltd. 1H-NMR was measured with a JNM-ECZ400R / S1 type NMR apparatus, and the content was determined from the integrated intensity of the proton peaks of each component in the obtained chart.
(C) Temperature-lowering crystallization temperature The obtained regenerated polyester fiber was measured using a differential scanning calorimeter DSC-7 manufactured by PerkinElmer Co., Ltd. in a nitrogen stream at a temperature range of 25 to 310 ° C. and a temperature-lowering rate of 20 ° C./min.
(D) Volatility of fiber diameter The obtained recycled polyester fiber was measured and calculated by the above-mentioned method.
(E) Operability of fiber production (cutting thread)
Regarding the number of yarn breaks in the melt spinning process, less than 3 times per ton of spinning amount was regarded as acceptable (◯), and 3 times or more was regarded as rejected (×).
(F) Fiber fineness The single fiber fineness of the obtained regenerated polyester fiber was measured by the JIS L1015 8.5.1 B method.
(G) Strong elongation of the fiber Using the obtained recycled polyester fiber, a tensile tester AG-100G manufactured by Shimadzu Corporation was used in accordance with JIS L1013, the gripping interval was 500 mm, and the yarn was cut at a tensile speed of 500 mm / min. The value at that time was measured.
(H) Texture of non-woven fabric The texture of the obtained non-woven fabric was visually evaluated in the following two stages.
◯: The distribution of constituent fibers is uniform and there are very few spots.
X: The distribution of constituent fibers is very uneven, and spots are conspicuous.
(I) Flame retardancy The obtained nonwoven fabric was evaluated for flame retardancy by the critical oxygen concentration index (LOI) in accordance with JIS K 7201 A2. The LOI value was 26% or more, and the flame retardancy was passed.
実施例１
（短繊維の製造）
リサイクルポリエステル原料として、ＰＥＴボトル屑を用いた。また、マスター樹脂として、構造式（ａ）のリン化合物を３０質量％含有するポリエチレンテレフタレート樹脂を用いた。
ＰＥＴボトル屑１００質量部に対して、マスター樹脂を２０質量部用い、これらを温度２８５℃の押出機に投入した。温度２９５℃の計量ポンプを経て、温度３１５℃、孔数２１６０Ｈ、孔径０．１６ｍｍの紡糸口金を用い、吐出量３１２ｇ／分、紡糸温度３１５℃、紡糸速度１１７６ｍ／分、冷却塔温度２１５℃で溶融紡糸を行った。
つまり、押出機中で溶融混練する際の温度ａが２８５℃、計量ポンプの温度ｂが２９５℃、溶融紡糸ノズルの温度ｃが３１５℃、冷却筒の温度ｄが２１５℃であった。また、押出機中で溶融混練して得られたポリエステル樹脂は、リサイクル原料の含有量が８０質量％のものであった。
次に、溶融紡糸後、引取ローラにて引き取られた未延伸糸を収束し、５０ｋｔｅｘのトウとし、延伸温度７０℃、延伸倍率３．２倍の条件で延伸した。延伸後、温度１９９℃のヒートドラムにて熱セットを行い、その後、ラウリルフォスフェートカリウム塩を主成分とする油剤をスプレー方式でトウに付与した。続いて、１７０℃の加熱ローラでトウを加熱し、その後、スチームによる加熱を行い、押し込み式クリンパーに導入し、捲縮を付与した。その後、トウを乾燥機で熱処理することなく、冷却コンベアにてトウを冷却し、３２ｍｍにカットし、短繊維を得た。
（不織布の製造）
得られた短繊維とユニチカ社製１１０℃融点の芯鞘型熱融着繊維（芯がポリエチレンテレフタレート、鞘が融点１１０℃の共重合ポリエステルにより構成された短繊維であって、２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍ）を用い、質量比８０／２０で混綿してカードウェブ（目付け１００ｇ／ｍ２）を作製した。カードウェブに温度１５０℃、風量３８ｍ２／分、処理時間１分間の条件で熱風乾燥機にて熱処理を行い、目付け１００ｇ／ｍ２の乾式不織布を作製した。
Example 1
(Manufacturing of staples)
PET bottle waste was used as a raw material for recycled polyester. Further, as the master resin, a polyethylene terephthalate resin containing 30% by mass of the phosphorus compound of the structural formula (a) was used.
20 parts by mass of the master resin was used with respect to 100 parts by mass of PET bottle waste, and these were put into an extruder having a temperature of 285 ° C. After passing through a measuring pump with a temperature of 295 ° C., using a spinning cap with a temperature of 315 ° C., a hole number of 2160H and a hole diameter of 0.16 mm, a discharge rate of 312 g / min, a spinning temperature of 315 ° C., a spinning speed of 1176 m / min, and a cooling tower temperature of 215 ° C. Melt spinning was performed.
That is, the temperature a at the time of melt-kneading in the extruder was 285 ° C, the temperature b of the measuring pump was 295 ° C, the temperature c of the melt spinning nozzle was 315 ° C, and the temperature d of the cooling cylinder was 215 ° C. Further, the polyester resin obtained by melt-kneading in an extruder had a content of recycled raw materials of 80% by mass.
Next, after melt spinning, the undrawn yarn taken up by the take-up roller was converged to obtain a tow of 50 ktex, and the yarn was drawn under the conditions of a drawing temperature of 70 ° C. and a drawing ratio of 3.2 times. After stretching, heat was set in a heat drum having a temperature of 199 ° C., and then an oil agent containing a potassium lauryl phosphate as a main component was applied to the tow by a spray method. Subsequently, the tow was heated with a heating roller at 170 ° C., and then heated with steam, introduced into a push-in crimper, and crimped. Then, the tow was cooled on a cooling conveyor without heat treatment in a dryer and cut into 32 mm to obtain staple fibers.
(Manufacturing of non-woven fabric)
A short fiber composed of the obtained short fiber and a core-sheath type heat-sealed fiber manufactured by Unitika Ltd. having a melting point of 110 ° C. (the core is polyethylene terephthalate and the sheath is a copolymerized polyester having a melting point of 110 ° C., 2.2 dtex × 51 mm. ) Was mixed at a mass ratio of 80/20 to prepare a card web (meshing 100 g / m 2 ). The card web was heat-treated with a hot air dryer under the conditions of a temperature of 150 ° C., an air volume of 38 m 2 / min, and a treatment time of 1 minute to prepare a dry non-woven fabric having a basis weight of 100 g / m 2 .
実施例２、３、比較例１、２
ＰＥＴボトル屑１００質量部に対するマスター樹脂の量を表１に示すものに変更した以外は、実施例１と同様にして短繊維を得た。
得られた短繊維を用いて、実施例１と同様にして乾式不織布を作製した。
Examples 2 and 3, Comparative Examples 1 and 2
Short fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the master resin with respect to 100 parts by mass of PET bottle waste was changed to that shown in Table 1.
Using the obtained staple fibers, a dry non-woven fabric was produced in the same manner as in Example 1.
実施例４～７、比較例３～９
押出機中で溶融混練する際の温度ａ、計量ポンプの温度ｂ、溶融紡糸ノズルの温度ｃ、冷却筒の温度ｄを表１に示すものに変更した以外は、実施例１と同様にして短繊維を得た。
得られた短繊維を用いて、実施例１と同様にして乾式不織布を作製した。
Examples 4 to 7, Comparative Examples 3 to 9
Same as in Example 1 except that the temperature a for melt kneading in the extruder, the temperature b of the measuring pump, the temperature c of the melt spinning nozzle, and the temperature d of the cooling cylinder are changed to those shown in Table 1. Obtained fiber.
Using the obtained staple fibers, a dry non-woven fabric was produced in the same manner as in Example 1.
実施例８
リサイクルポリエステル原料として、ＰＥＴボトル屑を用い、これを１００質量部に対して、構造式（ａ）で示すリン化合物を６質量部となるように、ポリエステル原料とリン化合物を温度２８５℃の押出機に投入した。温度２９３℃の計量ポンプを経て、温度３１５℃、孔数２１６０Ｈ、孔径０．１６ｍｍの紡糸口金を用い、吐出量３１２ｇ／分、紡糸温度３１５℃、紡糸速度１１７６ｍ／分、冷却塔温度２１５℃で溶融紡糸を行った。
つまり、押出機中で溶融混練する際の温度ａが２８５℃、計量ポンプの温度ｂが２９３℃、溶融紡糸ノズルの温度ｃが３１５℃、冷却筒の温度ｄが２１５℃であった。また、押出機中で溶融混練して得られたポリエステル樹脂は、リサイクル原料の含有量が１００質量％のものであった。
次に、溶融紡糸後、引取ローラにて引き取られた未延伸糸を収束し、５０ｋｔｅｘのトウとし、実施例１と同様の方法で延伸、熱処理等を行い、短繊維を得た。
得られた短繊維を用いて、実施例１と同様にして乾式不織布を作製した。
Example 8
PET bottle waste is used as the recycled polyester raw material, and the polyester raw material and the phosphorus compound are extruded at a temperature of 285 ° C. so that the amount of the phosphorus compound represented by the structural formula (a) is 6 parts by mass with respect to 100 parts by mass. I put it in. After passing through a measuring pump with a temperature of 293 ° C, using a spinning cap with a temperature of 315 ° C, a hole number of 2160H and a hole diameter of 0.16 mm, a discharge rate of 312 g / min, a spinning temperature of 315 ° C, a spinning speed of 1176 m / min, and a cooling tower temperature of 215 ° C. Melt spinning was performed.
That is, the temperature a at the time of melt-kneading in the extruder was 285 ° C, the temperature b of the measuring pump was 293 ° C, the temperature c of the melt spinning nozzle was 315 ° C, and the temperature d of the cooling cylinder was 215 ° C. Further, the polyester resin obtained by melt-kneading in an extruder had a content of 100% by mass of recycled raw materials.
Next, after melt spinning, the undrawn yarn taken up by the take-up roller was converged to obtain a tow of 50 ktex, which was drawn and heat-treated by the same method as in Example 1 to obtain staple fibers.
Using the obtained staple fibers, a dry non-woven fabric was produced in the same manner as in Example 1.
実施例９、１０、比較例１０、１１
ＰＥＴボトル屑１００質量部に対して、構造式（ａ）で示すリン化合物の投入量を表１に示すものに変更した以外は、実施例８と同様にして、短繊維を得た。
得られた短繊維を用いて、実施例１と同様にして乾式不織布を作製した。
Examples 9 and 10, Comparative Examples 10 and 11
Short fibers were obtained in the same manner as in Example 8 except that the amount of the phosphorus compound represented by the structural formula (a) was changed to that shown in Table 1 with respect to 100 parts by mass of PET bottle waste.
Using the obtained staple fibers, a dry non-woven fabric was produced in the same manner as in Example 1.
実施例１～１０、比較例１～１１で得られた再生ポリエステル繊維の特性値、紡糸操業性の評価、得られた乾式不織布の地合いと難燃性の評価を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例１～１０では紡糸操業性よく再生ポリエステル繊維を得ることができ、得られた再生ポリエステル繊維は、上記（１）～（３）の条件を全て満足するものであった。このため、得られた乾式不織布は、難燃性を有しているとともに、斑のない均一な地合いのものであった。 As is clear from Table 1, in Examples 1 to 10, recycled polyester fibers can be obtained with good spinning operability, and the obtained recycled polyester fibers satisfy all the conditions (1) to (3) above. Met. Therefore, the obtained dry non-woven fabric has flame retardancy and has a uniform texture without spots.
一方、比較例１で得られた再生ポリエステル繊維は、リン原子の含有量が６３０質量ｐｐｍと少なかったため、得られた不織布の難燃性が低かった。
比較例２で得られた再生ポリエステル繊維は、リン原子の含有量が１１０４０質量ｐｐｍと多かったため、融点が低くなり、その結果、紡糸の際、糸切れが発生し、操業性が悪かった。このため得られた再生ポリエステル繊維は、強度が低く、繊維径の変動率も高く、得られた不織布の地合も悪かった。
比較例３では、押出機の温度が２７５℃と低かったため、樹脂中の異物が溶融せず、得られた再生ポリエステル繊維は、示差操作熱量測定において降温結晶化温度が検出されるものとなり、繊維径の変動率が大きいものとなった。このため、得られた不織布の地合いも悪かった。
比較例４では、押出機の温度が２９５℃と高かったため、熱分解が起こり、紡糸の際、糸切れが発生し、操業性が悪かった。このため得られた再生ポリエステル繊維は、強度が低く、繊維径の変動率も高く、得られた不織布の地合も悪かった。
比較例５では、計量ポンプの温度が２８５℃と低かったため、樹脂中の異物が溶融せず、得られた再生ポリエステル繊維は、示差操作熱量測定において降温結晶化温度が検出されるものとなり、繊維径の変動率が大きいものとなった。このため、得られた不織布の地合いも悪かった。
比較例６では、計量ポンプの温度が３０５℃と高かったため、熱分解が起こり、紡糸の際、糸切れが発生し、操業性が悪かった。このため得られた再生ポリエステル繊維は、強度が低く、繊維径の変動率も高く、得られた不織布の地合も悪かった。
比較例７では、ノズルの温度が２９５℃と低かったため、樹脂中の異物が溶融せず、得られた再生ポリエステル繊維は、示差操作熱量測定において降温結晶化温度が検出されるものとなり、繊維径の変動率が大きいものとなった。このため、得られた不織布の地合いも悪かった。
比較例８では、ノズルの温度が３２５℃と高かったため、熱分解が起こり、紡糸の際、糸切れが発生し、操業性が悪かった。このため得られた再生ポリエステル繊維は、強度が低く、繊維径の変動率も高く、得られた不織布の地合も悪かった。
比較例９では、冷却筒の温度が２１５℃と低かったため、樹脂中の異物が溶融せず、得られた再生ポリエステル繊維は、示差操作熱量測定において降温結晶化温度が検出されるものとなり、繊維径の変動率が大きいものとなった。このため、得られた不織布の地合いも悪かった。
比較例１０で得られた再生ポリエステル繊維は、リン原子の含有量が６００質量ｐｐｍと少なかったため、得られた不織布の難燃性が低かった。
比較例１１で得られた再生ポリエステル繊維は、リン原子の含有量が１１３００質量ｐｐｍと多かったため、融点が低くなり、その結果、紡糸の際、糸切れが発生し、操業性が悪かった。このため得られた再生ポリエステル繊維は、強度が低く、繊維径の変動率も高く、得られた不織布の地合も悪かった。
On the other hand, the recycled polyester fiber obtained in Comparative Example 1 had a low phosphorus atom content of 630 mass ppm, so that the obtained nonwoven fabric had low flame retardancy.
The regenerated polyester fiber obtained in Comparative Example 2 had a high phosphorus atom content of 11040 mass ppm, so that the melting point was low, and as a result, yarn breakage occurred during spinning, resulting in poor operability. Therefore, the obtained recycled polyester fiber had low strength, a high volatility of fiber diameter, and the texture of the obtained non-woven fabric was poor.
In Comparative Example 3, since the temperature of the extruder was as low as 275 ° C., the foreign matter in the resin did not melt, and the obtained recycled polyester fiber had a temperature-decreasing crystallization temperature detected by the differential operation calorific value measurement, and the fiber. The fluctuation rate of the diameter became large. Therefore, the texture of the obtained non-woven fabric was also poor.
In Comparative Example 4, since the temperature of the extruder was as high as 295 ° C., thermal decomposition occurred, yarn breakage occurred during spinning, and the operability was poor. Therefore, the obtained recycled polyester fiber had low strength, a high volatility of fiber diameter, and the texture of the obtained non-woven fabric was poor.
In Comparative Example 5, since the temperature of the measuring pump was as low as 285 ° C., the foreign matter in the resin did not melt, and the obtained recycled polyester fiber had a temperature-decreasing crystallization temperature detected by the differential operation calorific value measurement, and the fiber. The fluctuation rate of the diameter became large. Therefore, the texture of the obtained non-woven fabric was also poor.
In Comparative Example 6, since the temperature of the measuring pump was as high as 305 ° C., thermal decomposition occurred, yarn breakage occurred during spinning, and the operability was poor. Therefore, the obtained recycled polyester fiber had low strength, a high volatility of fiber diameter, and the texture of the obtained non-woven fabric was poor.
In Comparative Example 7, since the temperature of the nozzle was as low as 295 ° C., the foreign matter in the resin did not melt, and the obtained regenerated polyester fiber had a temperature-decreasing crystallization temperature detected by the differential operation calorific value measurement, and the fiber diameter. The fluctuation rate of was large. Therefore, the texture of the obtained non-woven fabric was also poor.
In Comparative Example 8, since the temperature of the nozzle was as high as 325 ° C., thermal decomposition occurred, yarn breakage occurred during spinning, and the operability was poor. Therefore, the obtained recycled polyester fiber had low strength, a high volatility of fiber diameter, and the texture of the obtained non-woven fabric was poor.
In Comparative Example 9, since the temperature of the cooling cylinder was as low as 215 ° C., the foreign matter in the resin did not melt, and the obtained recycled polyester fiber had a temperature-decreasing crystallization temperature detected by the differential operation calorific value measurement, and the fiber. The fluctuation rate of the diameter became large. Therefore, the texture of the obtained non-woven fabric was also poor.
The recycled polyester fiber obtained in Comparative Example 10 had a low phosphorus atom content of 600 mass ppm, so that the obtained non-woven fabric had low flame retardancy.
The regenerated polyester fiber obtained in Comparative Example 11 had a high phosphorus atom content of 11300 mass ppm, so that the melting point was low, and as a result, yarn breakage occurred during spinning, resulting in poor operability. Therefore, the obtained recycled polyester fiber had low strength, a high volatility of fiber diameter, and the texture of the obtained non-woven fabric was poor.
Claims (3)
（１）エステル形成性の官能基を２個以上有する有機リン化合物を含み、リン原子の含有量が１０００～１００００質量ｐｐｍである
（２）示差走査熱量測定において、温度３１０℃から２５℃に速度２０℃／分にて降温した際に、結晶化温度が検出されない
（３）繊維径の変動率が１０％以下である It is a recycled polyester fiber containing at least one recycled polyester raw material of a) used polyester product and b) unadopted polyester generated in the process of manufacturing the polyester product, and all of the following (1) to (3) are satisfied. Recycled polyester fiber characterized by
(1) It contains an organophosphorus compound having two or more ester-forming functional groups, and the phosphorus atom content is 1000 to 10000 mass ppm. (2) In differential scanning calorimetry, the temperature is changed from 310 ° C to 25 ° C. The crystallization temperature is not detected when the temperature is lowered at 20 ° C./min. (3) The fluctuation rate of the fiber diameter is 10% or less.
ａは、２８０～２９０℃
ｂは、ａ＋５～ａ＋１０℃
ｃは、３１０～３２０℃
ｄは、ｃ－１５０～ｃ－５０℃
In an extruder, at least one recycled polyester raw material of used polyester products and b) unadopted polyester generated in the process of manufacturing polyester products, and an organic phosphorus compound having two or more ester-forming functional groups are used in an extruder. Manufacture of recycled polyester fiber through a process of melt-kneading, melt-kneading, melt-spinning from a melt-spinning nozzle equipped with a spinneret, cooling the spun fiber with a cooling cylinder, and taking it up with a take-up roller. In the method, the temperature at the time of melt-kneading in the extruder is a, the temperature of the measuring pump is b, the temperature of the melt-spinning nozzle is c, the temperature of the cooling cylinder is d, and the temperatures of a to d are the following conditions. The method for producing a recycled polyester fiber according to claim 1 or 2, wherein the method is satisfied.
a is 280 to 290 ° C.
b is a + 5 to a + 10 ° C.
c is 310-320 ° C.
d is c-150 to c-50 ° C.
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