(57)【要約】【課題】再生ポリエチレンテレフタレートを用い、スピンドロー法により得られ、単糸繊度が５０ｄｔｅｘ以上、かつ高強度の産資用に適した再生ポリエステル繊維を提供する。【解決手段】繊維を構成する主成分を５０質量％以上の再生ポリエチレンテレフタレートを含有するポリエチレンテレフタレートとし、これを溶融紡糸口金より紡出し、冷却して油剤を付与した後、引き取り、一旦巻き取ることなく連続して延伸と弛緩熱処理を行い、速度１５００ｍ／分以上で巻き取った単糸繊度が５０ｄｔｅｘ以上の繊維であって、極限粘度〔η〕が０．８５以上、強度４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする産資用再生ポリエステル繊維。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を構成する主成分を５０質量％以上の再生ポリエチレンテレフタレートを含有するポリエチレンテレフタレートとし、これを溶融紡糸口金より紡出し、冷却して油剤を付与した後、引き取り、一旦巻き取ることなく連続して延伸と弛緩熱処理を行い、速度１５００ｍ／分以上で巻き取った単糸繊度が５０ｄｔｅｘ以上の繊維であって、極限粘度〔η〕が０．８５以上、強度４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする産資用再生ポリエステル繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再生ポリエステルを主成分とした、単糸繊度が大きく、強度の高い産資用再生ポリエステル繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、廃棄物の埋め立てや焼却処分による環境汚染が問題視され、資源の再利用としてリサイクルが重要視され、特に使い捨てとなるＰＥＴボトルは年々使用量が増加し問題になってきている。
したがって、使用済みのＰＥＴボトルやＰＥＴボトルの製造時に発生するＰＥＴ樹脂屑等を回収し、再利用する動きも年々高まりつつあり、その一つの用途に繊維の原料として再利用されるようになり、このような再生ポリエステル繊維は環境に優しい繊維として注目されている。
【０００３】
ＰＥＴボトルやＰＥＴボトル製造時の屑等を粉砕してフレイク状、又は溶融押し出し機を用いてペレット（チップ）状に加工された再生ポリエチレンテレフタレートを用いたポリエステル繊維も提案されている（特許文献１参照）。通常、このような再生ポリエステルは極限粘度〔η〕０．６〜０．７５程度であり、衣料用繊維として使用するには十分な粘度レベルであるが、産資用繊維にするには粘度が低いため高強度が得にくい。
【０００４】
また、再生ポリエチレンテレフタレートを用い、常用の紡糸装置で高速スピンドローにより単糸繊度が３０ｄｔｅｘ以上の繊維を製造しようとすると、溶融粘度が低いために紡出後の線速度が速く、油剤を付与するまでの糸条の冷却が難しくなるため、単糸同士の融着が発生したり、また、紡糸張力も小さくなるため、引き取りローラや引き揃えローラでの糸条の把持力の低下による糸揺れが大きくなり、安定した延伸性を得ることが困難であった。
【０００５】
本発明者らは、高粘度再生ポリエチレンテレフタレートを含有するポリエステルを用い、高強度で産資用途に適したポリエステル繊維を提案した（特許文献２参照）。しかしながら、このポリエステル繊維の製造方法においては、単糸繊度の大きい繊維の製造を十分に考慮したものではなかったため、単糸繊度が３０ｄｔｅｘを超えるような繊維の場合、安定した製糸が困難な場合があった。
【０００６】
したがって、再生ポリエチレンテレフタレートを用いた場合、安定した製糸が可能な単糸繊度や強度が限られており、産業資材用途には再生ポリエチレンテレフタレートは用い難く、再生ポリエチレンテレフタレートの繊維への使用量拡大の妨げになっていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−６３５５７号公報
【特許文献２】
特開２００２−２３５２４３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決し、再生ポリエチレンテレフタレートを用い、スピンドロー法により得られ、単糸繊度が５０ｄｔｅｘ以上、かつ高強度の産資用に適した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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、繊維を構成する主成分を５０質量％以上の再生ポリエチレンテレフタレートを含有するポリエチレンテレフタレートとし、これを溶融紡糸口金より紡出し、冷却して油剤を付与した後、引き取り、一旦巻き取ることなく連続して延伸と弛緩熱処理を行い、速度１５００ｍ／分以上で巻き取った単糸繊度が５０ｄｔｅｘ以上の繊維であって、極限粘度〔η〕が０．８５以上、強度４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする産資用再生ポリエステル繊維を要旨とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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、主成分であるポリエチレンテレフタレートの５０質量％以上が再生ポリエチレンテレフタレートであるが、再生ポリエチレンテレフタレートの使用量拡大を目的としており、好ましくは７０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上である。
【００１１】
次に、リサイクル材として再生ポリエチレンテレフタレートを用いる理由としては、繊維化した場合に寸法安定性がよく、汎用性があるためであり、中でも、不純物が少なく粘度も比較的安定しているＰＥＴボトルやＰＥＴボトル製造時の屑等を回収して再生された再生ポリエチレンテレフタレート（以下、再生ＰＥＴと称す。）が好ましい。
【００１２】
次に、本発明の繊維の極限粘度〔η〕は、産業資材用途に用いるために高い強度が必要であることから０．８５以上とするが、好ましくは０．９〜１．２である。極限粘度が０．８５未満であると、強度が低下し、産業資材用途に適さないものとなる。
【００１３】
このように繊維の極限粘度を０．８５以上とするためには、溶融紡糸時のポリマーの極限粘度を０．９０〜１．２７とすることが好ましい。これにより、溶融粘度に起因する前述したような冷却困難による単糸同士の融着を生じないようにすることができ、ローラ上での糸揺れを防ぐことができ、安定した製糸が可能となる。一方、極限粘度が大き過ぎるとコスト面で不利益となるばかりでなく延伸性が劣るようになるので、上限は１．３０程度が好ましい。
【００１４】
しかし、一般の再生ＰＥＴの極限粘度〔η〕は０．６〜０．７５程度であるため、上記のようなポリマー及び繊維の極限粘度とするには再重合を行うことが好ましい。
重合方法としては、溶融重合あるいは固相重合の何れでもよいが、ゴム資材等に用いる場合は、末端基は３０ｅｑ／ｔｏｎ以下にすると耐熱性が向上するため好ましく、したがって末端基の減少ができる固相重合が好ましい。その方法は常用のＰＥＴと同じ固相重合法で行うことができる。
【００１５】
本発明において、従来得ることが困難であった単糸繊度が５０ｄｔｅｘ以上、かつ高強度の物性を有する産資用繊維を得ることができるのは、このように溶融紡糸時のポリマーの極限粘度を溶融あるいは固相重合により高めた上で、下記に本発明の繊維の製造方法に述べているように、スピンドロー法による製糸条件の最適化を行うことにより製造が可能となった。
【００１６】
なお、本発明の再生ポリエステル繊維は、主成分であるポリエチレンテレフタレートの５０質量％以上が再生ポリエチレンテレフタレートであるが、常用の産資用繊維に用いるポリエチレンテレフタレート（以下、常用ＰＥＴと称す。）と混合して用いる場合は、再生ＰＥＴのみを溶融あるいは固相重合により極限粘度を向上させた後、再生ＰＥＴが５０質量％以上になる様に、計量混合機等で常用ＰＥＴとドライブレンドして用いることが好ましい。
【００１７】
次に、本発明の繊維は耐摩耗性や剛直性が必要なロープやネット等に用いるため、単糸繊度は５０ｄｔｅｘ以上にする必要があるが、好ましくは６０〜１１０ｄｔｅｘであり、単糸繊度がこれよりも小さくなると摩耗作用を受ける際に、単糸の切断が多くなって品位が低下したり、また、剛直性も劣るようになる。一方、大きくなりすぎると製糸時の冷却が困難となるばかりでなく、延伸性が劣るようになるので、操業面においてその上限は１１０ｄｔｅｘ程度が好ましい。
【００１８】
そして、産業資材用であるため、繊維の強度は４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、好ましくは５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、強度が４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると用途が限定されるので好ましくない。
【００１９】
また、本発明の産資用再生ポリエステル繊維は顔料を練り込んで原着繊維としてもよく、また、製糸性を損なわない程度に、共重合物や艶消し剤、耐熱剤、耐候剤等を添加していてもよい。また、断面形状は、異型断面や中空断面でもよいが製糸性や摩耗性の面において丸断面が好ましい。
【００２０】
次に、本発明の繊維は、一旦巻き取ることなく、連続して延伸熱処理を行うスピンドロー法で得られたものであって、巻取速度が１５００ｍ／分以上であり、好ましくは１５００〜２０００ｍ／分である。巻き取り速度がこれよりも小さいとコスト面で不利益となり、一方、大きすぎると吐出量の増加による製糸時の冷却が困難になったり、延伸倍率が低下するため強度が劣るようになるので、その上限は２０００ｍ／分程度が好ましい。
【００２１】
次に、本発明の繊維の製造方法について説明する。
本発明の繊維は、常用の溶融紡糸装置を用いて紡糸することが可能であるが、単糸繊度が大きいため、線速度を遅くする手段として、ポリマーの極限粘度〔η〕を前記したように０．９０〜１．２７にすると共に、引き取り速度や単糸繊度に応じて、紡糸口金の孔径を変更し、紡糸ドラフトを９０〜１２０程度にすると効果的である。また、引き続いて行う延伸も単糸繊度が大きいため、高温で熱処理を行いながら延伸が可能であるスチーム延伸法を用いると延伸性が向上し好ましい。
【００２２】
紡糸口金の孔直径は１．５〜３．０ｍｍ程度のものを用いて、温度２８０〜３１０℃で紡出し、長さ２０〜５０ｃｍ、内壁温度２００〜３５０℃に加熱された加熱筒内を通過させた後、長さ１５０〜２００ｃｍの横型冷却装置を用いて、温度１０〜３０℃、速度０．５〜２．０ｍ／秒の冷却風で冷却し油剤を付与して引き取ることが好ましい。
【００２３】
図１は、本発明の繊維の製造における延伸巻取工程の一実施態様を示す概略工程図である。これを用いて延伸工程以降を説明する。図１において、上記で紡出した未延伸糸は、非加熱の第１ローラ１に複数回掛けて引き取られ、引き続いて非加熱の第２ローラ２に複数回掛けて延伸倍率１．００５〜１．０５の引き揃えを行い、スチーム処理機６のオリフィスから糸条進行方向に向かって、温度３００〜５００℃、圧力０．３〜１．０ＭＰａの加熱スチームを糸条に吹き付けた後、温度１５０〜２５０℃に加熱された第３ローラ３に複数回掛けて、延伸倍率４．０〜６．０で延伸熱処理を行い、引き続き１００〜２００℃に加熱された第４ローラ４に複数回掛けて２．０〜１０．０％の弛緩熱処理を施し、速度１５００ｍ／分以上でワインダー５に巻取る。
【００２４】
本発明の繊維の巻き取り形態は特に限定されるものではないが、モノフィラメントの巻き取りに通常用いられる鍔のついたボビンではなく、常用の繊維と同様に紙管にチーズ状に巻かれていることが好ましく、チーズ状に巻かれていると、糸条に集束性があり、解除性や加工性に優れている。
【００２５】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
なお、実施例における各物性値は、次の方法で測定した。
（ａ）ＰＥＴの極限粘度（ポリマー、繊維）
フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。
（ｂ）強伸度
ＪＩＳＬ−１０１３に従い、島津製作所製オートグラフＤＳＳー５００を用い、試料長２５ｃｍ、引っ張り速度３０ｃｍ／分で測定した。
【００２６】
実施例１
常用の溶融紡糸装置に、孔直径が２．３ｍｍ、ホール数１２個の常用の紡糸口金を装着し、極限粘度〔η〕０．６６の再生ＰＥＴチップを温度２３０℃の減圧下で攪拌しながら固相重合を行い、極限粘度〔η〕１．０４まで重合度を高くした。その後、温度２９０℃で紡出し、直下に常設された温度２５０℃、長さ４０ｃｍの加熱筒内を通過させた後、吹き付け長１８０ｃｍの横型冷却装置を用いて、温度１５℃、速度１．３ｍ／秒の冷却風で冷却し、オイリングローラで油剤を付与した後、速度３９５ｍ／分の非加熱の第１ローラに４回掛けて引き取り、引き続き速度４０３ｍ／分の非加熱の第２ローラに５回掛けて１．０２倍の引き揃えを行い、温度４５０℃、圧力０．６ＭＰａでスチームを吹き付け、速度１８９４ｍ／分、温度１９５℃の第３ローラに６回掛けて４．７倍の延伸を行い、速度１８１８ｍ／分、温度１６０℃の第４ローラに８回掛けて弛緩熱処理を行った後、速度１８００ｍ／分のワインダーに巻き取り、１１１０ｄｔｅｘ／１２フィラメントの丸断面形状の産資用再生ポリエステル繊維を得た。
【００２７】
実施例２
孔直径１．９ｍｍ、ホール数１６個の紡糸口金を装着し、１１１０ｄｔｅｘ／１６フィラメントの繊維を得た以外は実施例１と同様に行った。
【００２８】
実施例３
常用の産資用繊維に使用される極限粘度〔η〕が１．０４の常用ＰＥＴと実施例１で用いた極限粘度〔η〕１．０４の再生ＰＥＴを質量比で５０：５０になるようにドライブレンドしたものを用いた以外は、実施例２と同様に行った。
【００２９】
比較例１
固相重合を行わない極限粘度〔η〕０．６６の再生ＰＥＴを用いた以外は実施例２と同様に行った。
【００３０】
比較例２
実施例３で用いた極限粘度〔η〕１．０４の常用ＰＥＴと比較例１で用いた極限粘度〔η〕０．６６の再生ＰＥＴを質量比で５０：５０にドライブレンドしたものを用いた以外は、実施例２と同様に行った。
【００３１】
参考例
実施例３で用いた極限粘度〔η〕１．０４の常用ＰＥＴのみを用いた以外は、実施例１と同様に行った。
【００３２】
実施例１〜３、比較例１〜２、参考例で得られた繊維の評価結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１から明らかなように、実施例１〜３は繊維の切断強度や切断伸度及び製糸性も良好で、参考例の常用ＰＥＴを用いたものと同等であった。
一方、比較例１〜２の繊維は再生ＰＥＴの極限粘度〔η〕が低いため、比較例１では冷却が困難で紡糸することができなかった。また、比較例２は単糸同士の融着の発生や延伸時の糸揺れが大きく、延伸毛羽や切断が多発し、得られた繊維は極限粘度が低く、強度も低いものであった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の産資用再生ポリエステル繊維は、再生ポリエチレンテレフタレートを用いていながら、単糸繊度が５０ｄｔｅｘ以上、かつ高強度の産資用に適したものであり、かつスピンドロー法により得ることができるので、再生ポリエステルの使用量を拡大することができ、耐摩耗性や剛直性が必要なロープやネット等の各種用途に利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の産資用再生ポリエステル繊維の製造方法に用いる延伸巻取工程の一実施態様を示す概略工程図である。
【符号の説明】
１  第１ローラ
２  第２ローラ
３  第３ローラ
４  第４ローラ
５  ワインダー
６    スチーム処理機
【図１】
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