(57)【要約】      （修正有）【課題】再生ポリエステル樹脂により紡糸されていながら、土木、建築、スポーツ等の分野に供することのできる機械的に優れた繊維およびそれを用いたネットを提供する。【解決手段】極限粘度〔η〕が０．８５以上である再生ポリエチレンテレフタレートを主成分とし、単糸繊度が３〜５０ｄｔｅｘ、引張強度５．０〜１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度が１０〜３５％であることを特徴とする繊維。および再生ポリエチレンテレフタレート繊維を用いて、破断強力が２００Ｎ以上、破断伸度が３０〜７０％であることを特徴とするネット。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
極限粘度〔η〕が０．８５以上、オリゴマーの含有量が１重量％未満である再生ポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とするポリエステル繊維。
【請求項２】
単糸繊度が３〜５０ｄｔｅｘ、引張強度５．０〜１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度が１０〜３５％であることを特徴とする請求項１記載のポリエステル繊維。
【請求項３】
請求項１または２に記載のポリエステル繊維を用いてなることを特徴とするネット。
【請求項４】
破断強力が２００Ｎ以上、破断伸度が３０〜７０％であることを特徴とする請求項３に記載のネット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用済みのポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称す）ボトルやＰＥＴボトル等の製造時に発生するＰＥＴ樹脂屑を原料として得られる再生ポリエステルを用いたポリエステル繊維およびそれを用いたネットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油資源の枯渇問題や温暖化ガスの１つと考えられている二酸化炭素排出の問題が深刻化する中で、資源の再利用としてリサイクルが重要視されている。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。
【０００３】
使用済みのＰＥＴボトルやＰＥＴボトル等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る。その一つとして、このような再生ＰＥＴが繊維の原料として再利用されるようになり、得られる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。
【０００４】
しかしながら、上記ＰＥＴはアルデヒド類の含有量が多かったり、種々の添加剤を混練して製造されていたり、使用済みＰＥＴボトルを灰皿代わりに用いることでニコチンやタールといった不純物が付着していたりする。また、上記再生ＰＥＴの一般的な極限粘度〔η〕は０．６〜０．７程度であり、そのバラツキも非常に大きい。そのような再生ＰＥＴでは、衣料用繊維の原料として用いるには強度面では十分であるが、産業資材用繊維の原料とするには、強度および破断伸度が不足したり、毛羽等が発生したりするため、高タフネスが必要とされる産業資材用繊維としては再生ポリエステル繊維を用いてネットを編網しても、土木建築用ネットやスポーツ用ネットとして供することができるだけの機械的特性を満足するネットは得られなかった。
【０００５】
一般にポリエステル繊維のタフネスを増すには原料ポリマーとして高粘度のＰＥＴを用いることが必要となることから、ネット等の産業資材用に好適な高タフネスのポリエステル繊維とするために、原料のＰＥＴを溶融重合や固相重合等によって高粘度化する方法が知られている。したがって、再生ポリエステルにおいても、高粘度化が試みられた。
【０００６】
例えば、特許文献１には、成形品から回収されたポリエステル樹脂に重縮合触媒を添加して溶融し、その後、ペレット等の均一な形状に成形し、固相重合を行う方法が記載されている。この方法によれば高粘度化された再生ＰＥＴを得ることが出来るが、アルデヒド類や様々な不純物の含有量が多く、粘度のバラツキも大きい点が問題であった。再生ＰＥＴは通常のＰＥＴと違って、製造方法の異なるＰＥＴボトルや成型屑等から得られるものであるために、もともとアルデヒド類や様々な不純物の含有量が多く、また粘度のバラツキが大きく、上記のような固相重合を行っても不純物の除去および粘度のバラツキを十分に解消することができず、そのような高粘度化された再生ＰＥＴを使用して紡糸を行うと、物性の均一性が損なわれたり、操業性が悪化したりするという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−３１６９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決し、再生ポリエステル繊維により編成されていながら、土木、建築、スポーツ等の分野に供することのできる機械特性に優れた原糸またはネットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち、本発明は、極限粘度〔η〕が０．８５以上、オリゴマーの含有量が１重量％未満である再生ポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とするポリエステル繊維を要旨とするものである。
【００１１】
また、本発明は、前記のポリエステル繊維を用いてなることを特徴とするネットを要旨とするものである。
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１３】
本発明の繊維およびネットは、高タフネスの再生ポリエステル繊維およびこれから編成されてなるネットであり、本発明に用いられる再生ポリエステル繊維は、高粘度化された再生ポリエステル樹脂を溶融紡糸して得られるものである。
【００１４】
本発明に用いられる再生ポリエステル樹脂の原料としては、紡糸に悪影響を及ぼす粘度変化や不純物の混入を防止する観点から、不純物が比較的少なく、粘度も比較的安定し、かつ大量生産されているＰＥＴボトルの回収品および／またはＰＥＴボトル製造時の成形屑等を利用して、チップ形状に溶融成形された再生ＰＥＴを用いることが好ましい。
【００１５】
本発明に用いられる再生ポリエステル樹脂は、このような再生ＰＥＴを重合により高粘度化して得ることが出来る。
【００１６】
再生ＰＥＴを高粘度化する重合方法としては、通常のポリエステルのように、バッチ式もしくは連続式での溶融重合もしくは固相重合を行う方法があるが、一般的にコスト面においてバッチ式の重合は不利であり連続式の重合のほうが好ましい。
【００１７】
しかし、連続式の溶融重合により高粘度化する方法は、一般的に重合時間が固相重合と比較して短時間であることから、アルデヒド類や様々な不純物の除去が不十分であったり、重合槽に供給される溶融した再生ＰＥＴの粘度変動が大きいと、安定した粘度制御をすることが困難となる。また、溶融重合では必然的に重合温度が融点以上の高温となるため、高粘度化と共に熱分解も起こり、カルボキシル末端基の減少が期待できず好ましくない。
【００１８】
そこで、本発明においては、高粘度化されると共にアルデヒド類や様々な不純物をより減少させることができる連続固相重合法が好ましく採用される。
【００１９】
そのような固相重合の時間としては３０時間以上で行う必要があり、好ましくは５０時間以上である。再生ＰＥＴと違ってアルデヒド類や様々な不純物の含有量が少なく、粘度が均一な通常のＰＥＴであれば、極限粘度〔η〕を０．８５以上、また２０サンプル測定での標準偏差を０．０１未満とするには、２０時間程度の固相重合で均一な高粘度化が行える。これに対して、再生ＰＥＴにおいては、原料段階でアルデヒド類や様々な不純物の含有量が多かったり、粘度にバラツキがあるが、３０時間以上の重合時間を取ることでアルデヒド類や様々な不純物の含有量が少なく、均一な高粘度化が達成できることが見出された。
【００２０】
一般に再生ＰＥＴは、製造方法の異なる回収ＰＥＴボトルやＰＥＴボトル成形屑等から製造されるものであって、通常は袋詰めされており、袋単位でアルデヒド類や様々な不純物の含有量や平均粘度が異なることが多い。したがって、袋単位で固相重合に供すると、一般に平均粘度が低い袋のものは粘度上昇が早く、逆に平均粘度の高い袋のものは粘度上昇は遅いが、連続固相重合を通常のＰＥＴに行うよりも長時間行うことによって、さらには極限粘度を０．８５以上の高粘度にまで上昇させることによって、重合前の袋毎の平均粘度のバラツキを改善することができ、粘度の均一な再生ポリエステル樹脂が得られるのである。また、固相重合を長時間行うことで、アルデヒド類や様々な不純物の含有量が少ない再生ポリエステル樹脂が得られるのである。
【００２１】
したがって、連続固相重合時間が３０時間未満では、アルデヒド類や様々な不純物の除去が不十分で、平均粘度のバラツキを改善することができないので好ましくない。より好ましい連続固相重合時間としては、５０〜１２０時間である。
【００２２】
上記のようにして高粘度化された再生ポリエステル樹脂の極限粘度〔η〕としては、ネット用に適した高タフネスの再生ポリエステル繊維を得るために、０．８５以上とする必要があり、０．８７〜１．１６が好ましい。極限粘度〔η〕が０．８５未満では、得られる再生ポリエステル繊維のタフネスが不足して、目的とする繊維及びネットが得られない。また、極限粘度〔η〕を０．８５以上に高めることにより、重合前の再生ＰＥＴにおける袋毎の平均粘度バラツキを改善することができる。安定した再生ポリエステル繊維の引張強度および破断伸度を発現するためには極限粘度〔η〕の２０サンプル測定時の標準偏差を０．０１未満とすることが好ましい。
【００２３】
また、再生ポリエステル繊維のオリゴマーの含有量としては１％未満が好ましい。１％以上のオリゴマー類が含有していると、毛羽等が発生し品位が悪化するので好ましくない。
【００２４】
さらに、上記の再生ポリエステル樹脂のカルボキシル末端基濃度としては３０当量／１０６ｇ以下が好ましく、２５当量／１０６ｇ以下がより好ましい。３０当量／１０６ｇを超えると耐熱性が不足する傾向にあるので好ましくない。
【００２５】
本発明のネットを編成するための再生ポリエステル繊維は、上記のようなアルデヒド類や様々な不純物の含有量が少なく、高粘度の再生ポリエステル樹脂を紡糸して得られるものであるため、高タフネスを具備しており、引張強度としては、５．０〜１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘであり、好ましくは７．０〜１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘである。再生ポリエステル繊維の引張強度が５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、十分な強力のネットを得ることができない。また、再生ポリエステル繊維の破断伸度としては、１０〜３５％であり、好ましくは１３〜２５％である。再生ポリエステル繊維の破断伸度が１０％未満では、得られるネットの伸度が不足し、逆に３５％を超えると得られるネットの伸度が大きくなりすぎて寸法安定性に欠ける。本発明においては、上記のようにして高粘度化された再生ポリエステル繊維を用いて、次に述べるような溶融紡糸及び延伸処理を行うことにより、上記範囲の引張強度および破断伸度を具備する再生ポリエステル繊維を得ることが出来る。
【００２６】
再生ポリエステル樹脂を用いて再生ポリエステル繊維を製造する方法について、図面を示して説明する。
【００２７】
本発明に用いる再生ポリエステル繊維は、常用の溶融紡糸装置で紡糸することができ、一旦巻き取って延伸を行う二工程法、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のいずれを採用することもできるが、コスト面からスピンドロー法が好ましい。
【００２８】
図１は、スピンドロー法による再生ポリエステル繊維の製造に用いることのできる延伸巻取り装置の一例を示す概略工程図である。紡出された未延伸糸は、冷却固化された後、まず、非加熱の第１ローラー１に複数回掛けて引き取り、引き続いて非加熱の第２ローラー２に複数回掛けて延伸倍率１．００５〜１．１で引き揃える。続いて、スチーム処理機６により、温度３００〜５００℃、圧力０．２〜１．０ＭＰａの加熱スチームを糸条に吹きつけた後、温度１３０〜２５０℃に加熱された第３ローラーに複数回掛け、延伸倍率４．０〜６．０で延伸熱処理を施す。さらに１００〜２５０℃に加熱された第４ローラー４に複数回掛けて０．５〜１０．０％の弛緩熱処理を施した後、速度１５００ｍ／分以上でワインダー５に巻き取ることにより、本発明の再生ポリエステル繊維が得られる。
【００２９】
再生ポリエステル繊維は、必要により原着繊維とすることができ、このとき再生ポリエステル樹脂中に含有させる顔料の種類や濃度は特に制限されるものではなく、通常の原着ポリエステル繊維の場合と同様の顔料の種類や濃度を採用すればよい。顔料を練り込む方法についても、通常行う方法と同様、マスターバッチ化したものをドライブレンドして用いればよい。また、製糸性を損なわない程度に、再生ポリエステル樹脂中に共重合物成分が含まれていてもよく、さらには、艶消し剤、耐熱剤、耐候剤等が添加されていてもよい。
【００３０】
再生ポリエステル繊維の断面形状についても特に限定されるものではなく、丸断面はもちろん、異型断面や中空断面であってもよい。
【００３１】
本発明のネットは、上記した再生ポリエステル繊維より編成されてなるものであり、その破断強力は２００Ｎ以上であり、４００〜１５００Ｎが好ましい。破断強力が２００Ｎ未満では、土木用、建築用等の使用に耐え得るものとならない。また、ネットの破断伸度としては３０〜７０％であり、４０〜６０％が好ましいネットの破断伸度が３０％未満ではタフネスに乏しく、一方、７０％を越えると寸法安定性に欠ける。
【００３２】
本発明においては、上記したような優れた強伸度特性を有する再生ポリエステル繊維を使用して、次のような方法により編成して、上記した範囲の破断強力および伸度を具備したネットを得ることができる。
【００３３】
発明のネットの編成方法について説明する。本発明のネットは、上記した再生ポリエステル繊維を使用し、ラッセル編機を用いて鎖編と挿入の組み合わせでメッシュ状に編成することにより、経編地のネットとして得ることができる。また、編網機を用いて編網することにより、本目網、蛙又網、無結節網等の編地のネットとして得ることができる。さらには、編地を複数枚重ねて本発明のネットとすることもできる。
【００３４】
本発明のネットにおける目の形状としては、菱目、亀甲目、角目のいずれでもよく、また、等辺でなくてもよい。ネットの目合いは、使用目的により異なるが、一辺１０〜７５ｍｍとするのが好ましい。目合いが１０ｍｍ未満では、ネットを仕立てる際にロープを通すのが困難となり、また、コスト高となるので好ましくない。一方、目合いが７５ｍｍを超えると、ネットによる所望の物体の捕捉が困難となり、使用する糸の繊度も非常に大きなものとする必要が生じ、特にラッセル編機では編地の作製自体が困難となるので好ましくない。
【００３５】
本発明のネットの用途としては、土木もしくは建築用ネットとして使用することができ、例えば建造物の梁や桁に周辺を着脱自在に固定することにより安全ネットとして使用したり、傾斜面等に張設して防雪、落石防止等に使用したり、あるいは、護岸用吸出し紡糸ネットとして用いることができる。また、ゴルフ打球用、サッカーゴール用、野球のバッティングケージや防球用、テニスやバレーボールのセンターネット用等スポーツ用ネットとして使用することもできる。
【００３６】
特に、土木もしくは建築用ネットとして使用する場合には、ネットの破断強力を３９０N〜１５００Nの範囲とすることが好ましい。ネットの破断強力を３９０N以上とすることにより、安全率を高く設計でき、塊体充填時における落下、地面との接触引きずりなどにおいても、破断および石が抜け出すこと等のないネットが得られる。一方、ネットの破断強力が１５００N以上になると網立てが困難となり、ネットの質量が大きくなり実用面で支障が生じる傾向にあるので好ましくない。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、再生ポリエステル原料を使用しながら、強伸度特性に優れた高タフネスの繊維およびそれらを用いて成るネットを得ることができ、環境保護の面からも好ましい。本発明の繊維およびネットは、各種用途に供することができ、特に建築、土木用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の再生ポリエステル繊維を製造するための延伸巻取り装置の一例を示す概略工程図である。
【図２】本発明のネットの強度を測定する試料の作製方法を示す図である。
【図３】本発明のネットの強度を測定する試料片である。
【図４】本発明のネットの組織の一例を示す図である。
【実施例】
【００３９】
次に、本発明の実施例によって具体的に説明する。
【００４０】
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
フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で求めた。また、２０サンプルの測定結果の標準偏差を求めた。
【００４１】
（ｂ）ＰＥＴのオリゴマー含有率
再生ポリエステル樹脂をヘキサフルオロイソプロパノールとクロロホルムとの等容量混合溶液に溶解した後、アセトニトリルを加えてポリマー成分を沈殿させ、メンブランフィルターでろ過したろ液を高速液体クロマトグラフ（ウォーターズ社製２６９５）を用い、ＵＶ−２３０ｎｍで定量した。
【００４２】
（ｃ）繊維の強度および伸度
ＪＩＳ  Ｌ−１０１３に従い、引張試験機（島津製作所製オートグラフＤＳＳ−５００）を用い、試料長２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分で測定を行った。
【００４３】
（ｄ）ネットの強度および伸度
ＪＩＳ  Ｌ−１０４３に準じて、図２のように作製した図３に示す試料を定速伸長型引張試験機のフックを取り付けて、矢印方向に引張速度２００ｍｍ／分で引張ることにより、引張試験を行って、ネットが破断するまでの強力および伸度の最大値を測定した。
なお、図２は引張試験用サンプルを、ネット地よりサンプリングをする方法を示すものであり、図３はサンプルを引張試験機に取り付け矢印の方向に強力を測定する様子を示すものである。
【００４４】
（ｅ）ネットの耐候性
ＪＩＳ  Ｌ−０８４２に準じて、カーボンフェードメーターによる光照射（６３℃×光照射１２５０時間）を行い、照射前後の強力を測定して、下記数式により強力保持率を求めた。
強力保持率＝（照射後の強力）／（照射前の強力）×１００  ％
【００４５】
実施例１
ＰＥＴボトルから再生された再生ＰＥＴのチップ（極限粘度〔η〕の平均が０．６６、標準偏差０．０５）を、温度２０５℃、窒素流通下で１０２時間固相重合して重合度を高めることにより、極限粘度〔η〕の平均が１．０２となるまで高粘度化した。
【００４６】
この高粘度化した再生ＰＥＴを紡糸ようポリマーとして、孔径が０．５５ｍｍ、孔数１９２個の紡糸口金を装着した溶融紡糸装置により、温度３００℃で紡出し、直下に常設された温度４３０℃、長さ４００ｍｍの加熱筒内を通過させた後、長さ１８００ｍｍの横型冷却装置で温度１５℃、速度０．７ｍ／秒の冷却風を用いて冷却した後、オイリングローラーで油剤を塗布した。続いて、図１の工程図に従い、速度３６５ｍ／分の非加熱の第１ローラー１に３回掛けて引き取り、引き続き速度３６９ｍ／分の非加熱の第２ローラー２に４回掛けて１．０１倍の弾き揃えを行い、オリフィス径が２．２ｍｍ、スチームの温度が４５０℃、圧力０．５ＭＰａのスチーム処理機６内を通過させた。次に、速度２１０４ｍ／分、温度２２０℃の第３ローラー３に７回掛けて５．７倍の延伸を行い、速度２０２０ｍ／分、温度１７０℃の第４ローラー４に７回掛けて弛緩熱処理を行い、速度２０００ｍ／分のワインダー５に捲き取り、１６７０ｄｔｅｘ／１９２フィラメントの丸断面形状の再生ポリエステル繊維得た。得られた１６７０ｄｔｅｘ／１９２フィラメントの再生ポリエステル繊維２本を鎖編糸とし、１６７０ｄｔｅｘ／１９２フィラメントの再生ポリエステル繊維２本を挿入糸として用い、９Ｇのラッセル編機を使用して図４に示す組織で経編地に編成した。図４の７は鎖糸、８は挿入糸である。この経編地を１８０℃で１分間熱処理して１辺が２５ｍｍの本発明ネットを得た。
【００４７】
実施例２
カーボンブラックを３５質量％練り込んでマスターバッチ化した極限粘度〔η〕が０．７１のＰＥＴと、実施例１における高粘度化した再生ＰＥＴとを、計量混合機によりカーボン濃度が０．７質量％になるようにドライブレンドした。このブレンド物を紡糸用ポリマーとして用い、延伸倍率を５．３倍として再生ポリエステル繊維を得ること以外は、実施例１と同様にして行うことにより、原着繊維からなる本発明のネットを得た。
【００４８】
比較例１
実施例１で使用した固相重合前の再生ＰＥＴのチップをそのまま用いて、温度２８０℃で紡出し、温度３００℃の加熱筒内を通過させた後、速度３５８ｍ／分で第１ローラー１に引き取り、速度３６２ｍ／分の第２ローラー２に掛けて引き揃えを行い、スチーム温度３５０℃のスチーム処理機６内を通過させ、速度２０６１ｍ／分の第３ローラー３に掛けて５．７倍の延伸を行い、速度２０２０ｍ／分の第４ローラー４に掛けて弛緩熱処理を行ったこと以外は、実施例１と同様に行った。
【００４９】
比較例２
重合時間を２５時間としたこと以外は実施例１と同様に行った。
【００５０】
実施例１、２、比較例１、２で得られた再生ポリエステル樹脂、繊維およびネットの物性の評価結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2012207329.tif 000002
【００５２】
表１から明らかなように、実施例１、２で得られた再生ポリエステル樹脂の粘度は高く、また、バラツキも小さい。さらに、オリゴマーの含有量が低いことがわかる。これらの再生ポリエステル樹脂を用いた繊維は、高粘度化された再生ポリエステル樹脂からなるため強伸度特性に優れたものとなっているため、これより編成されているネットも高タフネスとなっている。そのため、土木および建築用ネットとして好適な特性を具備したネットであった。
【００５３】
一方、比較例の１のネットは、高粘度化されず、オリゴマー含有量の多い再生ＰＥＴからなる強度の低い再生ポリエステル繊維を使用したため、ネットとしての性能において大きく劣り、実際の使用に供せるようなものではなかった。
【００５４】
また、比較例２のネットは、オリゴマー含有量が多く、粘度のバラツキも大きい再生ＰＥＴからなるため、使用に供することのできるものではなかった。
【符号の説明】
【００５５】
１．第１ローラー
２．第２ローラー
３．第３ローラー
４．第４ローラー
５．ワインダー
６．スチーム処理機
７．鎖糸
８．挿入糸
【図１】
2012207329.tif 000003
【図２】
2012207329.tif 000004
【図３】
2012207329.tif 000005
【図４】
2012207329.tif 000006