(57)【要約】【課題】黄変も糸切れもないマテリアルリサイクルポリアミド短繊維を提供する【解決手段】製糸工程において発生するポリアミドの繊維屑及びポリマー屑から得られるマテリアルリサイクルポリアミドポリマーを芯成分とし、フレッシュのポリアミドを鞘成分とする芯鞘複合型ポリアミド短繊維、および製糸工程において発生するポリアミドの繊維屑及びポリマー屑を再度溶融しチップ化したマテリアルリサイクルポリアミドチップを芯成分とし、フレッシュのポリアミドチップを鞘成分として、複合溶融紡糸することを特徴とする芯鞘複合型ポリアミド短繊維の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
製糸工程において発生するポリアミドの繊維屑及びポリマー屑から得られるマテリアルリサイクルポリアミドポリマーを芯成分とし、フレッシュのポリアミドを鞘成分とする芯鞘複合型ポリアミド短繊維。
【請求項２】
製糸工程において発生するポリアミドの繊維屑及びポリマー屑を再度溶融しチップ化したマテリアルリサイクルポリアミドチップを芯成分とし、フレッシュのポリアミドチップを鞘成分として、複合溶融紡糸することを特徴とする芯鞘複合型ポリアミド短繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー屑や繊維屑を再生し、原料として再利用することで環境に優しく、しかもコストダウンにつながり、かつ従来品と同等の繊維物性を有するポリアミド短繊維及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリアミドは優れた強伸度特性、ソフト感、独特の風合い、適度な吸湿性などの特性を有しており、従来より汎用合成繊維として広く用いられている。その用途は、アウターやインナー等の衣料用途や、不織布として衣料芯地として用いたり、パイル状としレンタルモップの部材として用いられる例や、研磨材、抄紙用フェルト、電池セパレーター用不織布等の資材用途など非常に多岐に渡る。
【０００３】
しかし、前述の優れた特性を有するにも関わらず、ポリエステルやポリエチレン、ポリプロピレン等の他の汎用合成繊維と比較すると原料コストが高いために、安価な他素材との競合の結果、比較的、特殊な用途のみに市場の規模が限定されているのが現状である。
ところで、地球環境保護への関心の高まりから、環境負荷の低減のために産業廃棄物量削減の取り組みが盛んに行われている。資源循環型の社会への転換を推進するために、熱可塑性のポリマー屑をリサイクル原料として再利用するという取り組みに注目が集まっている。例えば、ポリエステルに関しては、ペットボトルやフリース衣料をリサイクルし、ポリエステル繊維として再利用するといった取り組みが行われている（特許文献１，２など）。これと同様に、ポリアミドのリサイクルも盛んに検討及び実施されてきた。
【０００４】
ナイロン６は、原料モノマーのカプロラクタムに解重合したものを再度重合し、チップ化するというケミカルリサイクルが可能な素材として知られているが、解再重合のプロセスが複雑で品質管理が難しく、コストも割高であり、一般に広く用いられるには至っていない。
【０００５】
一方で、解重合は行わず、ポリアミド屑を溶融し、再度チップ化するマテリアルリサイクルも知られている。一般にマテリアルリサイクルポリアミドチップは、品質のばらつきや純度の問題から、製糸プロセスにおける紡糸や延伸時の操業性が悪く、糸切れが発生し易い。しかもマテリアルリサイクルポリアミドチップから得られた繊維は、伸度などが劣る傾向があり、実用に耐えないケースが多い。
【０００６】
また、ポリアミドは、酸化されやすい素材であり、熱を持っている状態で空気中の酸素に触れると容易に酸化され、黄変しやすいといった特徴がある。一般に製糸工程などから発生するポリアミド屑は、熱を帯びていることが多く、多かれ少なかれ黄変している。この様な黄変原料を用い、繊維の製造を行うと製品の色調が黄味を帯びるので、見栄えが悪い。繊維の強度、伸度などの物理特性が劣る程の酸化劣化ではなかったとしても、黄変しているがために用途が著しく制限されるというケースが多い。
【０００７】
黄変を防ぐためには、高温のポリアミド屑を採取時にただちに水冷することや、窒素雰囲気化で保管する、あるいは、変色の激しい部分を選別し、除去する等の管理を実施すれば黄変は低減することができるが、労力とコストがかかるため現実的に実施することは困難である。
【０００８】
黄変など品質の劣るマテリアルリサイクルポリアミドチップを活用する方法として、通常のチップに少量ブレンドし、製糸するという手法があるが、この方法では少量ブレンドであっても、黄変が目立ちやすい上、紡糸時の糸切れが起こりやすいので、好ましくない。
【特許文献１】特開２０００−３５１８３８号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】特開２００１−１７２８２７号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来技術の課題を克服し、黄変も糸切れもないマテリアルリサイクルポリアミド短繊維を提供することを目的として検討した結果、本発明に到達した。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、すなわち、製糸工程において発生するポリアミドの繊維屑及びポリマー屑から得られるマテリアルリサイクルポリアミドポリマーを芯成分とし、フレッシュのポリアミドを鞘成分とする芯鞘複合型ポリアミド短繊維であり、さらに製糸工程において発生するポリアミドの繊維屑及びポリマー屑を再度溶融しチップ化したマテリアルリサイクルポリアミドチップを芯成分とし、フレッシュのポリアミドチップを鞘成分として、複合溶融紡糸することを特徴とする芯鞘複合型ポリアミド短繊維の製造方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、黄変も糸切れもないマテリアルリサイクルポリアミド短繊維を提供することができる。また、繊維製造工程中で発生したポリアミド屑を再度繊維原料として有効活用できるため環境負荷が少なく、かつ、原料コストの低減も実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のポリアミド短繊維は、製糸工程において発生するポリアミドの繊維屑及びポリマー屑から得られるマテリアルリサイクルポリアミドポリマーを芯成分とし、フレッシュのポリアミドを鞘成分とする芯鞘複合型ポリアミド短繊維である。すなわち、芯成分としてマテリアルリサイクルポリアミドを用い、鞘成分としてフレッシュ、すなわち通常のポリアミドを用いる。ここでマテリアルリサイクルポリアミドとは、解重合は行わず、繊維屑及びポリマー屑から得られるポリアミド屑を溶融し、再度チップ化することによって得られたポリアミドをいう。本発明で芯成分として使用するマテリアルリサイクルポリアミドは少量の、マテリアルリサイクルポリアミドを含有していても差し支えない。また、フレッシュのポリアミドとは、リサイクルのポリアミドではなく、例えばナイロン６であれば、ε−カプロラクタムを重合することによって得られる新しいポリアミドをいう。本発明の効果を損なわない範囲で、少量の他のポリマー、添加物が包含されていても差し支えない。ポリアミドの繊維屑およびポリマー屑には、ポリアミドのオリゴマーも含む。
【００１３】
ここで製糸工程とは、ポリマーを紡出する工程、延伸する工程、収納する工程など繊維の製造に関する全ての工程を含むものである。
【００１４】
本発明の短繊維は、製糸工程において発生するポリアミドの繊維屑及びポリマー屑を再度溶融しチップ化したマテリアルリサイクルポリアミドチップを芯成分とし、通常のポリアミドチップを鞘成分として、複合溶融紡糸することにより、製造される。
【００１５】
本発明において、ポリアミドの繊維屑及びポリマー屑から得られるポリマー、すなわちマテリアルリサイクルポリアミドの原料としては、繊維形成性のポリアミドであるという点で、製糸工程すなわち繊維製造工程において発生する繊維屑及びポリマー屑であることが必要である。例えば、口金取り付け前に、配管内を押し流す際に発生するポリマー屑や、口金取り付け後に、紡糸が安定化し、製品として採取するまでの間の繊維屑や、紡糸や延伸工程での、巻き付きトラブルなどで発生する繊維屑を好ましく用いることができる。
【００１６】
これらの屑を粉砕し、細かく分割した後に溶融することが好ましい。溶融及び混練は、２軸ベントエクストルーダーを好ましく使用できるが、１軸エクストルーダーであっても構わない。溶融、混練後のポリマーを口金を通じ、押し出した後に、所定の大きさにカットし、チップ化する方法が好ましく用いられる。
【００１７】
本発明でいうポリアミドとは、特に限定されるものではないが、一般的に繊維製造に用いられるポリアミドを用いることができ、例えばナイロン６やナイロン６６あるいは両者の共重合体や、ナイロン１２などが好適に用いられる。
【００１８】
一般にポリアミド繊維には、艶消し剤として酸化チタンが用いられることが多いが、本発明におけるマテリアルリサイクルポリアミドにも酸化チタンを含んでいても構わない。酸化チタン含有量は特に限定されないが、製糸性を悪化させないことが必要であり、０．０１％〜４０％の範囲内が好ましく、より好ましくは、０．０３〜２．０％である。
【００１９】
また、用途によりヨウ化銅などの耐候剤や、銀化合物などの抗菌剤や、その他の添加剤を添加する場合もあるが、これらを含有していても構わない。
【００２０】
本発明で用いるマテリアルリサイクルポリアミドの分子量（重合度）についても、特に限定されないが、製糸性や繊維の物理特性を良好とする観点より、２５℃における９８％硫酸相対粘度（ηｒ）が１．８以上で４．５以下であることが好ましい。
【００２１】
本発明で用いるマテリアルリサイクルポリアミドのアミノ末端基量は、特に限定されないが、染色性への影響を考慮し、４．０×１０−５モル／ｇ以上、６．０×１０−５モル／ｇ以下であることが好ましい。
【００２２】
黄変しやすいポリアミド屑の活用のために、製糸工程において発生するの繊維屑及びポリマー屑から得られるマテリアルリサイクルポリアミドポリマーを芯成分とし、フレッシュのポリアミドを鞘成分とする芯鞘複合型ポリアミド短繊維は、マテリアルリサイクルチップを芯部に導入し、周囲を取り囲む鞘成分として通常のポリマを用い、これによりマテリアルリサイクルチップ部分を包みこむことで、強度や伸度等の繊維物理や、外観上の色調の差、及び染色性への影響を大きく低減することができる。これにより、マテリアルリサイクルポリアミドチップを有効に再利用することができる。
【００２３】
芯部のマテリアルリサイクルポリアミドと鞘部のポリアミドは、可能な限り類似した品質のポリアミドを導入することが好ましいが、製糸性、繊維物性を損なわない範囲であれば、品質の異なるチップを用いても構わない。例えば、鞘部がナイロン６で芯部にナイロン６６マテリアルリサイクルチップを用いるという組み合わせも適用可能である。
【００２４】
本発明における芯成分のマテリアルリサイクルポリアミドと鞘成分のポリアミドの複合比率（重量％）としては、特に限定されるものでは無いが。芯成分の割合が、２０％以上８０％以下であることが好ましい。ここでいう複合比率とは、溶融紡糸時の吐出量の比率である。８０％を越えると溶融紡糸時の製糸性や、繊維の色調が悪化が顕著となり、好ましくない。２０％未満では、発明の目的である環境への配慮や、コストダウンの効果が小さくなり好ましくない。
【００２５】
本発明で用いる芯鞘複合ポリアミド繊維の紡糸の方法は、特に限定されるものではない。公知の芯鞘複合繊維用の口金を用い、通常の製糸方法で紡糸、延伸して得ることが好ましい。芯鞘複合の形状は特に限定されず、芯が鞘に覆われていればいかなる形状であってもよく、丸断面であっても、異型断面繊維であっても構わない。
【００２６】
紡糸に用いる口金のホール数は特に限定されないが、紡糸生産性の観点より、４０個以上３０００個以下が好ましい。紡糸速度については、４００ｍ／分以上２０００ｍ／分以下が好ましく、６００ｍ／分以上１５００ｍ／分以下がより好ましい。紡糸の後引き取り缶に収納する。
【００２７】
紡糸の後、目的に応じて所定の延伸倍率にて延伸を行うが、その延伸倍率は２．０倍以上、５．０倍以下であることが好ましい。延伸時に加熱することが必要であるが、その加熱方法は、蒸気や、温水や、加熱ロールへの接触など公知のいずれの方法であっても構わない。延伸後、必要に応じて捲縮を付与し、常法により切断することにより短繊維を得る。
【００２８】
本発明のポリアミド繊維には、生産性の点から平滑性を良好とし、摩擦による擦過切れを防止するために、紡糸や延伸の製糸プロセス中で油剤を付与することが好ましい。繊維に付与する油分量は、繊維重量に対し、０．２重量％以上、１．０重量％以下であることが好ましい。かかる油剤種は特に限定されるものではないが、通常のナイロン繊維用油剤が好適に用いられる。
【００２９】
かくして得られるポリアミド繊維の物理特性は特に限定されるものではない。
【００３０】
本発明のポリアミド繊維の単繊維繊度は特に限定されないが、高次加工性を考えると、０．５ｄｔｅｘ以上、５０ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。
【００３１】
本発明のポリアミド繊維の乾強度は特に限定されないが、製糸工程や、高次加工工程での通過時の耐久性や、製品とした際の耐久性を考えると、２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。
【００３２】
本発明のポリアミド繊維の乾伸度は特に限定されないが、製糸工程や、高次加工工程の通過性を考えると、２０％以上であることが好ましい。ただし、乾伸度が高すぎると、カード通過時に繊維が伸張され、品質ムラが発生しやすいので、１２０％以下であることが好ましい。
【００３３】
なお、ここでいう繊度及び乾強度は、ＪＩＳ  １０１５（化学繊維ステープル試験法）に基づいて求められるものである。
【００３４】
本発明のポリアミド繊維は、用途に応じて捲縮を付与することが好ましい。捲縮数に関しては、特に限定されるものではないが、繊維間の絡合性を得るためには６山／２５ｍｍ以上であることが好ましいが、良好な開繊性を得るためには２２山／２５ｍｍ以下であることが好ましい。捲縮率に関しては、６％以上、２０％以下であることが好ましい。６％未満であると絡合性が劣り、２０％を越えると開繊性が悪くなるので好ましくない。
【００３５】
本発明のポリアミド繊維は、所定の繊維長にカットして短繊維として使用することも可能である。その際のカット長は、１０ｍｍ以上、１２０ｍｍ以下であることが好ましい。１０ｍｍ未満であると、繊維間の絡合性が悪くなるので好ましくなく、１２０ｍｍを越えると、開繊性や、工程通過性が悪くなり、好ましくない。
【００３６】
本発明のポリアミド繊維は、アウターやインナー等の衣料用途や、不織布として衣料芯地として好ましく用いることができ、パイル状としレンタルモップの部材として用いることや、研磨材、抄紙用フェルト、電池セパレーター用不織布等の資材用途などとしても好ましく用いることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明を実施例を挙げてさらに具体的に説明する。物性の測定方法は次の通りである。
【００３８】
Ａ．硫酸相対粘度
オストワルド粘度計を用いて、０．０１ｇ／ｍＬの９８％硫酸溶液／２５℃の相対粘度を測定した。
【００３９】
Ｂ．ＹＩ（イエローインデックス）
スガ試験機株式会社製の「ＳＭカラーコンピューター」を用い、測定した。
【００４０】
Ｃ．単繊維繊度、乾強度、乾伸度
ＪＩＳ  １０１５（化学繊維ステープル試験法）に準じて測定した。
【００４１】
（実施例１）
ナイロン６の紡糸をスタートする際に発生したポリマー屑、製品採取前の繊維屑及び、紡糸及び延伸工程での巻きつき糸を採取し、これを原料として、１軸のエクストルーダーで溶融及び混練後に吐出し、所定のサイズでカットし、原料のマテリアルリサイクルチップ（以下、リサイクルチップＡ）とした。このリサイクルチップＡのＹＩは１９．２であり、黄褐色を呈していた。９８％硫酸相対粘度が２．６６で、アミノ末端基量は、４．６６×１０−５モル／ｇ、酸化チタン濃度が０．３２重量％であった。
【００４２】
リサイクルチップＡを芯部に用い、鞘部としてε−カプロラクタムを開還重合した後に、チップ化して得た、９８％硫酸相対粘度が２．６３で、アミノ末端基量は５．１０×１０−５モル／ｇ、酸化チタン濃度が０．３０重量％、ＹＩが３．５のナイロン６チップ（以下、チップＢ）を用い、芯鞘複合口金で溶融紡糸した。４３７個のホール数を有する芯鞘複合用口金を用い、芯側のリサイクルチップＡ及び鞘側のチップＢを２６５℃の温度にて溶融させ、それぞれ、１５０ｇ／分ずつの吐出量にて、合計３００ｇ／ｍｉｎの吐出量をギアポンプで計量し、口金より吐出した後、１３００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取り、缶に収納することで、芯：鞘比率＝５０：５０の芯鞘複合ナイロン６未延伸糸を得た。
【００４３】
得られた未延伸糸を、１００℃の蒸気により熱処理しながら、２．８倍の延伸倍率にて延伸し、延伸糸とした。該延伸糸にクリンパーにより捲縮を付与し、５１ｍｍにカットし、短繊維を得た。得られた繊維は、操業面も品質面も問題なかった。繊維物性などの結果は、表１に記載する。
【００４４】
（比較例１）
上記のチップＡを１００％使用し、３００ｇ／ｍｉｎの吐出量にて吐出したこと以外は、実施例１と同様に溶融紡糸を行い、ナイロン６繊維を製造した。紡糸時のドリップ発生、糸切れ、単糸流れが激しく、操業性は不安定であった。得られた繊維は、黄味がかったものであった。繊維物性などの結果は、表１に記載する。
【００４５】
（比較例２）
上記のチップＢを１００％使用し、３００ｇ／ｍｉｎの吐出量にて吐出したこと以外は、実施例１と同様に溶融紡糸を行い、ナイロン６繊維を製造した。繊維物性などの結果は、表１に記載する。
【００４６】
（比較例３）
上記のチップＡとチップＢを５０：５０の比率でチップブレンドし、得られたブレンドチップを３００ｇ／ｍｉｎの吐出量にて吐出したこと以外は、実施例１と同様に溶融紡糸を行い、ナイロン６繊維を製造した。紡糸時のドリップ発生、糸切れ、単糸流れが観られ、操業性は安定ではなかった。得られた繊維は、若干、黄味がかったものであった。繊維物性などの結果は、表１に記載する。
【００４７】
【表１】
2007131960.tif 000002