JP6858818B2 - 二酸化チタンスラリーを用いて製造される再生ポリエステル繊維 - Google Patents

Description

本発明は、再生ポリエステル繊維に関し、特に、再生材料から二酸化チタンを含有したポリエステル繊維を生成するプロセスに適用し、生成されたポリエステル繊維の色艶が要求に合致するように、色艶を調整することができる二酸化チタンスラリーを用いて製造される再生ポリエステル繊維に関する。

近年、消費者は、断熱 および冷却、吸湿および急速乾燥、保温、消毒および消臭、ならびに織物製品の帯電防止効果などの織物製品の着用快適性にますます重点を置いている。したがって、様々な種類の機能性繊維が次第に開発されてきた。さらに、抗UV機能を備えたポリエステル糸の市場は、アウトドアスポーツの必要性と地球温暖化の影響により、継続的に拡大されている。

ポリエステル繊維は優れた光透過性を有するため、光遮蔽の効果を達成して布生地が光を透過させないために、またはその光透過性を低減させるために、その光透過に対して遮光処理が施されている必要がある。二酸化チタンの遮光性について、紫外線防止という機能を付加させるために、二酸化チタンを含有するポリエステル繊維と、繊維に二酸化チタンを加えることは既知の技術である。

従来、このような二酸化チタンを含有するポリエステル繊維については、中国特許公報ＣＮ１０１８６４０６７Ｂにおいて、重縮合反応工程において二酸化チタン粉体を添加し、紫外線防止機能を有するポリエステル繊維の製造について開示されている。しかし、この方法では、プロセスにおいて二酸化チタンが良好に分散しないと、凝集現象が生じる恐れがあり、また、二酸化チタン粉体を添加する際に、発塵現象が生じやすいという欠点がある。

類似的な技術としては、中国特許公報ＣＮ１０１９９３５２５Ａにおいて、重縮合反応において二酸化チタンスラリーを添加し、遮光性のポリエステル繊維を製造することが開示されている。しかし、この方法によれば、二酸化チタン粉体の凝集現象を低減できるが、重合反応レートの問題について依然として注意すべきである。

ポリエステルの再生フレークで二酸化チタンを含有する再生ポリエステルを製造することについては、中国特許公報ＣＮ１００４７３７６４Ｃに、押出造粒工程中に二酸化チタンマスターバッチを再生ポリエステルに配合し、そして、紡糸することにより、再生ポリエステル繊維を得ることができることが開示されている。しかし、この方法は生産には有益であるが、再生フレークの供給源が異なる場合、再生フレークの色の差異により、ポリエステルチップの製造に際して、ポリエステルチップの色を効果的かつ迅速に調整することはできない。

中国特許公報ＣＮ１０１８６４０６７Ｂ 中国特許公報ＣＮ１０１９９３５２５Ａ 中国特許公報ＣＮ１００４７３７６４Ｃ

上記した従来技術の問題を解決するために、本発明の主な目的は、セミダル（半艶消し）またはフルダル（全艶消し）の再生ポリエステル繊維を提供することである。特に、回収ポリエステルボトルフレークに、液体の二酸化チタンスラリーを添加することにより、色艶が規格又はユーザ要求に合致するセミダル又はフルダルのポリエステル繊維を製造することに関する。

特に、本発明の主な目的は、セミダルのポリエステル繊維の製造を提供することにあり、特に、再生ボトルフレークで製造された再生ポリエステルチップを利用して紡糸した後、物性が合格で色艶が規格に合致することに関する。

本発明に係る二酸化チタンスラリーは、担体としてバイオ油脂又は合成油脂を含み、少なくとも１種の粉体、分散剤、酸化防止剤、又は他の機能添加剤を含むスラリーである。

本発明に利用される油脂は、バイオ油脂から選ばれ、大豆油、グレープシード油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、オリーブ油、落花生油、ヒマワリ油、コムギ胚芽油、アーモンド油、ヒマシ油、ゴマ油、及びこれらの組み合わせを含むが、これに制限されない。本発明に利用される油脂は、キャノーラ油を含むことが好ましい。

本発明に利用される分散剤は、酸性コポリマー、酸性ポリエーテル類、変性脂肪酸、及びリン酸塩類高分子から選ばれ、その中でも、変性脂肪酸が好ましい。

本発明の酸化防止剤は、ヒンダードフェノール型又はホスファイト型酸化防止剤から選ばれ、好ましくはビス（２，６−ジーｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイトから選ばれる。

本発明に係るポリエステル繊維によれば、再生フレークの色艶の差異度に基づいてスラリーにおける色材の濃度を調整して調製し、二酸化チタンを含有するポリエステル繊維を合格の色差値に達成させることができる。

本発明に係る二酸化チタンを含有するポリエステル粒子によれば、樹脂粒子を製造する押出プロセスにおいて二酸化チタンスラリーや、再生フレークで製造された再生ポリエステルチップを添加し、更にセミダル又はフルダルのポリエステル繊維を製造することができる。

本発明に係るポリエステル繊維は、再生フレークで製造された再生ポリエステルチップ９５．０〜９９．９９ｗｔ％、及び二酸化チタンスラリー０．０１〜５．０ｗｔ％を素材とし、紡糸された後、その物性が合格で色艶が規格に合致するようになる。詳細には、ＪＩＳ Ｚ８７２９方法で測定すると、上記再生ポリエステル繊維の色艶に関するＬ値（明度）は７０よりも大きく、色艶に関するｂ値（色度）が−１．０〜３．２である。

本発明に係るポリエステル繊維は、取得された再生フレークの色艶の差異度に基づいてスラリーにおける色材の濃度を調整して調製され、二酸化チタンを含有するポリエステル繊維を合格の色差値に達させることができる。本発明の二酸化チタンスラリーの粘度値は、３０００〜１５０００ｃｐｓであり、上記二酸化チタンスラリーの細かさは５μｍよりも小さい。上記二酸化チタンスラリーの耐熱性は、３００℃による重量損失が５％よりも小さい。

本発明の二酸化チタンスラリーの１種としては、熱安定性が良い無機粉体であり、アナターゼ型二酸化チタン粉体から選ばれ、その粒子径は１μｍ以下であり、二酸化チタン粉体としては、堺化学工業社製のＳＡ−１、富士チタン工業（Ｆｕｊｉ Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ）社製のＴＡ３００、Ｖｅｎａｔｏｒ社製のｈｏｍｂｉｔａｎ（登録商標）ＭＣＴ−１２０から選ばれてもよく、添加量はスラリー重量の１〜８０ｗｔ％であり、好ましくは７０〜８０ｗｔ％である。

本発明に利用される油脂は、バイオ油脂から選ばれ、大豆油、グレープシード油、ヤシ油、パーム油、パーム核油、オリーブ油、落花生油、ヒマワリ油、コムギ胚芽油、アーモンド油、ヒマシ油、又はゴマ油の１種以上を含むが、これに制限されない。本発明に利用される油脂は、キャノーラ油を含むことが好ましい。

本発明に利用される分散剤は、酸性コポリマー、酸性ポリエーテル類、変性脂肪酸、及びリン酸塩類高分子から選ばれ、変性脂肪酸が好ましい。

本発明における酸化防止剤は、ヒンダードフェノール型又はホスファイト型酸化防止剤から選ばれ、ビス（２，６−ジーｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイトが好ましい。

本発明に利用される染料は、無機と有機染料又は顔料を含み、ブルー染料（Ｓｏｌｖｅｎｔ ｂｌｕｅ）シリーズＯｒａｃｅｔ（登録商標）Ｂｌｕｅ ６９０、７００ＦＡ、７２０、７８０ＦＥ及びＰｏｌｙｓｙｎｔｈｒｅｎ Ｂｌｕｅ ＲＬＳ、Ｐｏｌｙｓｙｎｔｈｒｅｎ Ｂｌｕｅ ＲＢＬから選ばれ、ＰｏｌｙｓｙｎｔｈｒｅｎＢｌｕｅＲＢＬが好ましい。

本発明に係るスラリーを調製する流れとしては、以下のステップを含む。

油脂を攪拌槽に投入し、配合全体の重量に対して、変性脂肪酸１〜１０ｗｔ％を分散剤として、１０００ｒｐｍの回転数で攪拌し、３０分間攪拌して０．１〜２ｗｔ％の酸化防止剤としてのビス（２，６−ジーｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイトと、０．００１〜０．０１ｗｔ％の染料ＰＯＬＹＳＹＮＴＨＲＥＮ ＢＬＵＥ ＲＢＬを逐次加え、室温で攪拌槽によって３０００ｒｐｍの回転数で６０分間攪拌し、二酸化チタン粉体を添加した。

均一に分布できるようにスラリーにおける二酸化チタンの分散性を確保するために、３本ロールミルで複数回研磨して分散し、操作温度２５℃〜１００℃、好ましくは４０〜８０℃で行った。孔径１０μｍのバッグフィルターで研磨後のスラリーをろ過し、生成され得る粗粒を除去した。

本発明に係る再生ポリエステルチップの生成は、以下のステップを含む。

本発明に係るスラリーについては、回収されたポリエステル瓶チップ材をダブルスクリュー押出機へフィードすると同時に、スクリュー側辺にサイドフィード装置を追加し、配合された上記スラリーを注入し、再生ポリエステルチップを生成することができる。本発明に利用されるダブルスクリュー押出機には排気口と真空吸引装置が設けられ、排気と同時に、各種の有機化合物不純物も徹底的に除去される。

本発明に係る再生ポリエステル繊維の製造方法は、以下のステップを含む。

再生ポリエステルチップ材を溶融した後、溶融体をメッシュフィルター及び金属砂でろ過して固体不純物を除去し、そしてギアポンプで秤量した後、溶融物を紡糸ボックスに供給し、紡糸するために２３０℃〜２９０℃の温度で紡糸する。そして、得られた糸束をサイドブローで冷却し、糸線にオイルを塗布した後、高速で巻き取ってＰＯＹ又はＦＤＹ繊維を製造した。

再生ポリエステル繊維の具体的製法では、再生フレークで製造された再生ポリエステルチップ９５．０〜９９．９９ｗｔ％、及び二酸化チタンスラリー０．０１〜５．０ｗｔ％を素材として、二酸化チタンを含有するポリエステル粒子を溶融紡糸して再生ポリエステル繊維を製造する。それに使用される二酸化チタンスラリーでは、全量が１００ｗｔ％となるように下記の成分を含む。

ａ）油脂イオンのヨウ素価が４０〜１３０にあり、好ましくは１１０であるバイオ油脂 ２０〜５０ｗｔ％

ｂ）アナターゼ型二酸化チタン粉体から選ばれ、粒子径≦１μｍであり、表面が変性剤で処理されてポリエステル繊維に分散し易い二酸化チタン粉体 ５０〜８０ｗｔ％

ｃ）酸共重合体、酸性エーテル、変性脂肪酸およびリン酸エステル系ポリマーから選ばれ、好ましくは変性脂肪酸である分散剤 ０．１〜５ｗｔ％

ｄ）ヒンダードフェノール型又はホスファイト型酸化防止剤から選ばれ、好ましくはビス（２，６−ジーｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイトである酸化防止剤 ０．０１〜３ｗｔ％

ｅ）無機と有機染料又は顔料であり、ブルー染料（Ｓｏｌｖｅｎｔ ｂｌｕｅ）シリーズＯｒａｃｅｔ（登録商標）Ｂｌｕｅ ６９０、７００ＦＡ、７２０、７８０ＦＥ及びＰｏｌｙｓｙｎｔｈｒｅｎ Ｂｌｕｅ ＲＬＳ、Ｐｏｌｙｓｙｎｔｈｒｅｎ Ｂｌｕｅ ＲＢＬから選ばれ、好ましくはＰｏｌｙｓｙｎｔｈｒｅｎ Ｂｌｕｅ ＲＢＬである染料 ０．００１〜０．１ｗｔ％
という成分を含む。

以下、実施例ではその実施形態を説明して示す。

実施例１及び２
表１の二酸化チタンスラリーに係る配合に従ってスラリー配合Ａ１（実施例１）及びＡ２（実施例２）を調製した。スラリー配合Ａ１及びＡ２の性質を表１に示す。

表２の素材割合で、再生フレークをポリエステルとして、スラリー配合Ａ１及びＡ２と一緒に素材として二酸化チタンを含有するポリエステル繊維を製造した。製造された二酸化チタンを含有するポリエステル繊維の色艶物性を表２に示す。

Claims (10)

1. 再生フレークで製造された再生ポリエステルチップ９５．０〜９９．９９ｗｔ％と、二酸化チタンスラリー０．０１〜５．０ｗｔ％とを素材とし、二酸化チタンを含有するポリエステル粒子が溶融紡糸された再生ポリエステル繊維であって、
   前記二酸化チタンスラリーに、
   ａ）油脂イオンのヨウ素価が４０〜１３０にあるバイオ油脂 ２０〜５０ｗｔ％
   ｂ）アナターゼ型二酸化チタン粉体から選ばれ、粒子径が１μｍ以下であり、表面が変性剤で処理されてポリエステル繊維に分散し易い二酸化チタン粉体 ５０〜８０ｗｔ％
   ｃ）酸共重合体、酸性エーテル、変性脂肪酸およびリン酸エステル系ポリマーから選ばれる１種以上の分散剤 ０．１〜５ｗｔ％
   ｄ）ヒンダードフェノール型又はホスファイト型酸化防止剤から選ばれる酸化防止剤 ０．０１〜３ｗｔ％
   ｅ）無機染料、有機染料又は顔料から選ばれる着色剤が０．００１〜０．１ｗｔ％、
   の成分が全量で１００ｗｔ％となるように均等に分散して含まれる、
   ことを特徴とする、再生ポリエステル繊維。
2. 製造される再生ポリエステル繊維はＰＯＹ又はＦＤＹ繊維であることを特徴とする、請求項１に記載の再生ポリエステル繊維。
3. 前記二酸化チタンスラリーの粘度値は３０００〜１５０００ｃｐｓであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の再生ポリエステル繊維。
4. 前記二酸化チタンスラリーの耐熱性は３００℃による重量損失が５％よりも小さいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の再生ポリエステル繊維。
5. ＪＩＳ Ｚ８７２９方法で測定した前記再生ポリエステル繊維の色艶に関するＬ値は７０よりも大きいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の再生ポリエステル繊維。
6. 前記再生ポリエステル繊維の色艶に関するｂ値は−１．０〜３．２であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の再生ポリエステル繊維。
7. 前記二酸化チタンスラリーのバイオ油脂の油脂イオンのヨウ素価は１１０であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の再生ポリエステル繊維。
8. 前記二酸化チタンスラリーの二酸化チタンはアナターゼ型二酸化チタン粉体から選ばれ、その粒子径が１μｍ以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の再生ポリエステル繊維。
9. 前記二酸化チタンスラリーの分散剤は変性脂肪酸であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の再生ポリエステル繊維。
10. 前記酸化防止剤はビス（２，６−ジーｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイトであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の再生ポリエステル繊維。