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JP7630126B2 - Regenerated polyester fiber and method for producing the same - Google Patents

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JP7630126B2
JP7630126B2 JP2020193506A JP2020193506A JP7630126B2 JP 7630126 B2 JP7630126 B2 JP 7630126B2 JP 2020193506 A JP2020193506 A JP 2020193506A JP 2020193506 A JP2020193506 A JP 2020193506A JP 7630126 B2 JP7630126 B2 JP 7630126B2
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Nippon Ester Co Ltd
Unitika Ltd
Unitika Trading Co Ltd
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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 relates to a new flame-retardant regenerated polyester fiber and a method for producing the regenerated polyester fiber, which is made from recycled polyester raw materials derived from used polyester products and recycled polyester raw materials derived from unused polyester generated in the process of manufacturing polyester products.

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 sometimes abbreviated as PET) has a high melting point, is resistant to chemicals, and is relatively low cost, and therefore is widely used in fibers, films, and molded products such as PET bottles.
These polyester products inevitably generate waste during the manufacturing and processing stages, and are often disposed of after use, but if they are incinerated, the high heat generated will cause significant damage to the incinerator and shorten its lifespan, while if they are not incinerated, they will remain semi-permanently as they do not decompose.
In recent years, it has become a problem that once-used polyester products, such as plastic containers discarded as garbage, end up in rivers and into the ocean, where microplastics are broken down into small pieces by the action of waves and tides, accumulate in the bodies of marine organisms, and are concentrated up the food chain, adversely affecting the marine ecosystem. Plastic is a major cause of marine pollution, and there is a global movement to reduce the use of plastics and switch to biodegradable plastics.

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。 In order to reduce the amount of plastic products used and to address environmental issues, various methods of recycling are being used to reuse resources. Regarding polyester products, methods are being considered for recycling polyester waste generated during the manufacturing process, as well as recovering products that were once on the market and discarded, and reusing them as raw materials. In particular, in recent years, textile products that have been awarded the Eco Mark, which is certified as having achieved 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 perspective of fire prevention.
Various attempts have been made to impart flame retardancy to polyester, but from the viewpoints of performance and productivity, a method of copolymerizing a flame retardant-imparting substance during polyester production is common. Phosphorus compounds are considered to be advantageous as flame retardant-imparting substances used for this purpose from the viewpoints of flame retardant performance, cost, environmental pollution, and safety. It has been disclosed that flame retardancy is expressed by blending a specific phosphorus compound with polyester fibers (for example, Patent Document 1). Polyester fibers that have flame retardancy due to the inclusion of such phosphorus compounds and that have the same performance as those made from virgin polyester while using recycled polyester as the raw material have not yet been 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。 In other words, unlike virgin polyester raw materials, recycled polyester raw materials themselves contain a large amount of foreign matter and are poor in uniformity, but the addition of a phosphorus compound further reduces the uniformity of the resin, so that when a polyester resin composition containing a phosphorus compound in recycled polyester raw materials is melt spun, thread breakage occurs easily during spinning, and operability is poor. In addition, there is a problem that the obtained fibers have a large fluctuation rate of fiber diameter and poor thermal stability. Products using these fibers are of poor quality, and in particular, when the obtained fibers are short fibers, the obtained nonwoven fabric has poor texture and poor uniformity.

特開2016-108706Patent Publication 2016-108706

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 aims to solve the above problems and provide a recycled polyester fiber made of a resin composition in which a phosphorus compound is added to a polyester resin made from recycled polyester raw materials derived from used polyester products or recycled polyester raw materials derived from scraps generated in the process of manufacturing polyester resins and products, and which has the same performance (no unevenness in fineness and excellent thermal stability) as polyester fibers obtained by melt spinning using virgin polyester resins. The present invention also aims to provide a manufacturing method by which such recycled polyester fiber of the present invention can be obtained.

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 extensive research into the problems of the prior art, the inventors discovered that by using recycled polyester raw materials and manufacturing them through a specific manufacturing process, it is possible to obtain recycled polyester fibers that have the same performance and flame retardancy as those made from virgin polyester resin, and thus completed the present invention.

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40質量%以上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 present invention relates to the following (i) to (iii).
(i) A regenerated polyester fiber containing 40% by mass or more of at least one type of recycled polyester raw material, which is a) a used polyester product and b) an unused polyester generated in the process of manufacturing a polyester product, and which satisfies all of the following (1) to (3):
(1) The regenerated polyester fiber according to (1), which contains an organic phosphorus compound having two or more ester-forming functional groups, and the content of phosphorus atoms in the polyester resin is 1,000 to 10,000 ppm by mass. (2) In differential scanning calorimetry, when the temperature is lowered from 310° C. to 25° C. at a rate of 20° C./min, no crystallization temperature is detected. (3) The rate of variation of the fiber diameter is 10% or less. (b) The single fiber fineness is 0.35 to 1.0 dtex, and the fiber length is 20 to 44 mm.
(c) A method for producing recycled polyester fibers, which comprises melt-kneading at least one type of recycled polyester raw material, which is a) a used polyester product and b) an unused polyester generated in a process for producing a polyester product, and an organophosphorus compound having two or more ester-forming functional groups in an extruder, passing the mixture through a metering pump and melt-spinning the mixture through a melt spinning nozzle equipped with a spinneret, cooling the spun fiber in a cooling tube, and taking it up with a take-up roller, wherein the temperature during melt-kneading in the extruder is a, the temperature of the metering pump is b, the temperature of the melt spinning nozzle is c, and the temperature of the cooling tube is d, and the temperatures a to d satisfy the following conditions:
a is 280 to 290° C.
b is a+5 to a+10°C
c is 310 to 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 made from at least one recycled polyester raw material, which is a) used polyester products and b) unused polyester generated in the process of manufacturing polyester products, and further contains a phosphorus compound, and can be melt spun with good spinning operability, so there is little unevenness in the length direction and it has excellent thermal stability. Therefore, the nonwoven fabric obtained using the recycled polyester fiber of the present invention has 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。 In addition, the method for producing the recycled polyester fiber of the present invention makes it possible to obtain the recycled polyester fiber of the present invention with good operability, which is a great practical advantage.

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。
The present invention will be described in detail below.
The regenerated polyester fiber of the present invention (the fiber of the present invention) comprises at least one recycled polyester raw material selected from a) used polyester products and b) unused polyester generated in the process of manufacturing polyester products.

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。
The above-mentioned used polyester products (a) include, for example, polyester molded products (including fibers) that were once distributed on the market and then collected after use, etc. Representative examples thereof include containers such as PET bottles and packaging materials.
The unadopted polyester generated in the process of manufacturing the polyester product of b) above is polyester that has not been commercialized. Examples of such unadopted polyester include resin pellets that do not meet the specifications, materials that are no longer needed during molding, pieces cut during molding, scraps generated during molding or processing, cut-up pieces of transitional products generated when the brand is changed, cut-up pieces of prototypes or 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 above a) and b) are not limited in their form, and may be pelletized by further processing such as crushing and cutting as necessary, or may be melted and pelletized. The above a) and b) may be used alone, or a mixture of the two 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。 The recycled polyester raw materials a) and b) above may be either crystalline or amorphous. For example, pellets of amorphous polyester waste that have not been heat-treated, crystalline pellets that have been heat-treated, or a mixture of crystalline and amorphous pellets can be used. In the present invention, it is preferable to use crystalline recycled polyester raw materials, particularly for the purpose of preventing the pellets from fusing together when being fed into the device. Therefore, materials a) or b) above that have been crystallized by heat treatment (crystallized pellets, etc.) 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 in a) and b) above are not limited, and may be in the form of a) and b) above, or may be in the form of cut pieces, crushed material (powders), etc. obtained by further processing such as cutting and crushing, as well as in the form of solids such as molded bodies (pellets, etc.) obtained by molding these. More specifically, examples include pellets obtained by cooling and cutting melted polyester waste, and cut pieces obtained by finely cutting polyester molded products such as PET bottles. In addition, the above-mentioned cut pieces, crushed material (powders), etc. may be in the form of a liquid obtained by dispersing or dissolving them in a solvent. When manufacturing polyester products using these raw materials, they can be melted at a temperature above their melting point and introduced into the device as a melt, if necessary.

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 regenerated polyester fiber of the present invention preferably contains 40% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more, of the recycled polyester raw material which is at least one of the above a) and b).
If the content of the recycled polyester raw material is less than 40% by mass, the objective of considering environmental issues cannot be achieved. Although there is no particular upper limit to the content of the recycled polyester raw material, according to the production method of the present invention described later, it is possible to easily obtain a recycled polyester resin having a recycled polyester raw material content of 40 to 100% by mass.

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。

Figure 0007630126000001

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 phosphorus compound (Y)), and has a phosphorus atom content of 1000 to 10000 ppm. As the phosphorus compound (Y), a compound represented by the following formula (1) is preferable in terms of the residual rate of the organic phosphorus compound, etc.
Figure 0007630126000001

In the formula, R1 represents an alkyl group or aryl group having 1 to 12 carbon atoms, R2 represents an alkyl group, aryl group, or monohydroxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or a cyclic structure via R1, or a hydrogen atom, R3 represents an alkyl group, aryl group, or monohydroxyalkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or a hydrogen atom, A represents a divalent or higher hydrocarbon group, and n represents the valence of A minus 1.

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。

Figure 0007630126000002




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。 Specific preferred examples of the organophosphorus compound represented by the above formula (1) include those represented by the following structural formulas (a) to (d). Among them, the compound represented by structural formula (a) is particularly preferred in terms of flame retardancy. These may be used as they are or may be esterified products.
Figure 0007630126000002




By containing the phosphorus compound in the polyester fiber so that the phosphorus atom content is 1000 to 10000 ppm, it is possible to impart flame retardancy to the polyester fiber, and it becomes possible to obtain various flame-retardant fiber products. The phosphorus atom content in the fiber is 1000 to 10000 ppm, and 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 phosphorus atom content in the recycled polyester fiber is less than 1,000 ppm, the flame retardant performance will be poor. On the other hand, if the phosphorus atom content exceeds 10,000 ppm, the melting point of the polymer will decrease, causing thread breakage during spinning and reducing operability. In addition, the resulting recycled polyester fiber will have low strength and a high rate of variation in fiber diameter.

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 phosphorus atoms in the polyester fiber can be adjusted to fall within the above range by adjusting the amount of the phosphorus compound (Y) contained in the polyester fiber.
In the present invention, as a method for incorporating the phosphorus compound (Y) into the polyester fiber, a method of blending the phosphorus compound (Y) with the recycled polyester resin containing the above-mentioned recycled polyester raw material can be mentioned. More specific methods will be described in detail in the explanation of the production 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 recycled polyester fiber of the present invention preferably has an acid component mainly composed of terephthalic acid, and more specifically, when the total acid component is taken as 100 mol %, it is preferably 90 mol % or more, 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。 In the polyester fiber of the present invention, examples of dicarboxylic acid components other than terephthalic acid include isophthalic acid, phthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, phthalic anhydride, naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid, etc., and 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 recycled polyester fiber of the present invention preferably has a glycol component mainly composed of ethylene glycol, and more specifically, when the total glycol component is taken as 100 mol %, it is preferably 90 mol % or more, and more 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。 In addition, examples of the diol components other than ethylene glycol that can be used in the polyester resin of the present invention include neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, diethylene glycol, dimer diol, an ethylene oxide adduct of bisphenol S, and an ethylene oxide adduct of bisphenol A.

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 also has the following characteristic values (2) to (3).
(2) In differential scanning calorimetry, when the temperature is lowered from 310° C. to 25° C. at a rate of 20° C./min, no crystallization temperature is detected. (3) The rate of variation of the fiber diameter is 10% or less. The polyester fiber of the present invention having these 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。 The fiber of the present invention has the characteristic value (2) of not detecting a crystallization temperature in differential scanning calorimetry when cooled from 310°C to 25°C at a rate of 20°C/min. If a crystallization temperature is detected under the above conditions, the fiber has poor thermal stability because crystallization occurs due to various foreign matter acting as crystal nuclei. If the fiber has poor thermal stability, the resulting nonwoven fabric will have poor texture, strength, elongation, and other properties in both dry and wet nonwoven fabrics.

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。 Furthermore, if the crystallization temperature is detected under the above conditions, it is highly likely that crystals are generated in the fibers during the spinning process, and that these crystals become foreign matter and cause yarn breakage. It is also highly likely that the rate of variation in the fiber diameter of the resulting fibers 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 fiber diameter fluctuation rate of 10% or less as a characteristic value (3). The fiber diameter fluctuation rate refers to the degree of variation in fiber diameter. The fiber diameter fluctuation rate is preferably 8% or less, more preferably 5% or less. If the fiber diameter fluctuation rate exceeds 10%, the resulting short fibers will have poor uniformity, and the resulting nonwoven fabric will have poor texture and poor quality. In addition, there is a high possibility that broken yarns will increase during spinning, deteriorating operability.
The rate of variation in fiber diameter in the present invention is calculated by measuring the fiber diameters of 50 fibers (single fibers) when observing the fiber cross section with an optical microscope or the like, calculating the standard deviation and average value, and then calculating according to the following formula.
Fluctuation rate of fiber diameter (%) = (standard deviation of fiber diameter / average value of fiber diameter) x 100
In addition, the fiber diameter refers to the major axis in the case of an ellipse, and refers to the maximum length of the diagonal in the case of a polygonal shape.

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。
The fiber of the present invention preferably has a single yarn fineness of 0.35 to 1.0 dtex, more preferably 0.4 to 0.8 dtex, and a fiber length of 20 to 44 mm, more preferably 25 to 32 mm.
Although the fiber of the present invention is made from recycled polyester as a raw material, it can satisfy the above characteristic values (1) to (3) by the production method described below, even if the single yarn fineness is small.
Therefore, when the fiber of the present invention is used to prepare a dry or wet nonwoven fabric, the processability is improved and a high-quality nonwoven fabric having a uniform texture can be obtained.

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。 Whether dry or wet nonwoven fabrics are produced using the fiber of the present invention, they can be made with uniform texture and high quality, but it is preferable that the fiber has a strength of 1.5 cN or more and an elongation of 100% or less. Of these, it is preferable that the strength is 2.0 to 5.0 cN and the elongation is 50 to 80%. Outside these ranges, the performance of the resulting dry or wet nonwoven fabrics 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。 Furthermore, the regenerated polyester fiber of the present invention preferably has the above-mentioned thermal stability and strength and elongation, and also 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。
The fiber of the present invention can be obtained by employing the production method described below, which satisfies the above-mentioned characteristic values.
The method for producing the fiber of the present invention will be described. In the production method of the present invention, at least one recycled polyester raw material (hereinafter, sometimes simply referred to as recycled polyester raw material) consisting of a) used polyester products and b) unused polyesters generated in the process of producing polyester products is melt-kneaded in an extruder with an organic phosphorus compound having two or more ester-forming functional groups. First, the following methods (a) and (b) can be adopted as a method for blending the recycled polyester raw material with the phosphorus compound (Y).

(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。
(a) A method of directly blending a phosphorus compound with recycled polyester raw materials; and (b) A method of blending a polyester resin (master resin) containing a high concentration of a phosphorus compound with recycled polyester raw materials. For both of the production methods (a) and (b), for example, a batch blending method in which a screw-type extruder is used to simultaneously add the recycled polyester raw materials and the phosphorus compound or a master resin containing a phosphorus compound and melt and knead them, or a separate blending method in which the recycled polyester raw materials are melted and kneaded, and then the phosphorus compound or a master resin containing a phosphorus compound is supplied from another supply port of the extruder and melted and kneaded.

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℃
The manufacturing method of the present invention involves blending the recycled polyester raw material with the phosphorus compound (Y) as described above, melt-kneading the mixture in an extruder, passing the mixture through a metering pump, melt-spinning the mixture from a melt-spinning nozzle equipped with a spinneret, cooling the spun fiber in a cooling tube, and taking it up with a take-up roller.
The temperature during melt kneading in the extruder is designated as a, the temperature of the metering pump as b, the temperature of the melt spinning nozzle as c, and the temperature of the cooling cylinder as d, and it is necessary that the temperatures a to d satisfy the following condition.
a is 280 to 290° C.
b is a+5 to a+10°C
c is 310 to 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 are set to a relatively low temperature of 300°C or less for the extrusion device and metering pump. On the other hand, by setting the temperature of the melt spinning nozzle, which is temperature c, at 310-320°C, it is possible to suppress thermal decomposition of the resin while melting foreign matter in the polyester resin and to keep the melt viscosity low, so that fine fibers can be obtained stably. Furthermore, by setting the temperature of the cooling tube to 50-150°C, especially 80-130°C lower than the temperature of the melt spinning nozzle, uniform cooling can be performed, and the obtained fibers have small unevenness in fineness and are of sufficient yarn quality.

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。
If the temperatures a to d do not satisfy the above conditions, foreign matter in the resin will not melt and the melt viscosity cannot be reduced, making it difficult to stably obtain fine fibers and resulting fibers will have many uneven finenesses and poor yarn quality.
In the case of a fiber obtained by melt spinning without melting the foreign matter in the resin, the crystallization temperature is detected when the temperature is lowered from 310° C. to 25° C. at a rate of 20° C./min in differential scanning calorimetry, which means that the fiber does not satisfy the characteristic value (2) of the fiber of the present invention.

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 melt-spun fiber is taken up by a take-up roller according to the above-mentioned production method, the undrawn yarn is converged to form a tow of 30 to 80 ktex, which is then drawn, heat-treated, and crimped, and then cut to a length of 20 to 44 mm to obtain the fiber of the present invention.
According to the production method of the present invention, polyester fibers with little unevenness in fineness can be obtained with good productivity without causing troubles such as yarn breakage in any of the steps such as melt spinning, drawing, heat treatment, and crimping.

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。 The manufacturing method of the present invention can produce fibers of the present invention having the following characteristics: single filament fineness of 0.5 to 25.0 dtex, strength of 0.1 to 6.0 cN/dtex, and elongation of 20 to 600%. As mentioned above, the manufacturing method of the present invention can easily produce fibers of the present invention having a single filament fineness of 0.35 to 1.0 dtex, which is difficult to produce.

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。
The present invention will now be described in detail with reference to examples, in which the measurement and evaluation methods for various property values and the like are as follows.
(a) Melt Viscosity The obtained recycled polyester fibers were measured using a flow tester "CFT-500" (manufactured by Shimadzu Corporation) under the conditions of a polyester resin residence time of 1 minute, a measurement temperature of 310° C., a shear rate of 1000 sec −1 , and a die diameter of 0.5 mm×2 mm.
(b) Content of phosphorus atoms in polyester fiber The obtained regenerated polyester fiber was dissolved in a mixed solvent of deuterated trifluoroacetic acid and deuterated chloroform in a volume ratio of 1/11, and 1H-NMR was measured using a JNM-ECZ400R/S1 NMR device manufactured by JEOL Ltd., and the content was calculated from the integrated intensity of the proton peak of each component in the obtained chart.
(c) Crystallization Temperature by Cooling The obtained regenerated polyester fiber was measured using a PerkinElmer differential scanning calorimeter DSC-7 in a nitrogen stream at a temperature range of 25 to 310° C. and a cooling rate of 20° C./min.
(d) Fluctuation Rate of Fiber Diameter The fluctuation rate of fiber diameter was measured and calculated by the above-mentioned method using the obtained regenerated polyester fiber.
(e) Fiber manufacturing runnability (yarn cuts)
Regarding the number of times of yarn breakage in the melt spinning process, less than three times per ton of spinning amount was rated as pass (◯), and three or more times was rated as fail (×).
(f) Fiber Fineness The single fiber fineness of the obtained regenerated polyester fiber was measured according to JIS L1015 8.5.1 B method.
(g) Fiber strength and elongation The obtained recycled polyester fibers were used to measure the strength at which the yarn broke using a tensile tester AG-100G manufactured by Shimadzu Corporation in accordance with JIS L1013, with a gripping distance of 500 mm and a pulling speed of 500 mm/min.
(h) Texture of Nonwoven Fabric The texture of the resulting nonwoven fabric was visually evaluated on the following two-level scale.
○: The distribution of the constituent fibers is uniform, with very few irregularities
×: The distribution of the constituent fibers is very uneven, and spots are noticeable.
(i) Flame Retardancy The flame retardancy of the obtained nonwoven fabric was evaluated in terms of limiting oxygen index (LOI) according to JIS K 7201 A2. An LOI value of 26% or more was judged to be flame retardant.

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/m)を作製した。カードウェブに温度150℃、風量38m/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/mの乾式不織布を作製した。
Example 1
(Short fiber production)
PET bottle scraps were used as the recycled polyester raw material, and a polyethylene terephthalate resin containing 30% by mass of a phosphorus compound represented by the structural formula (a) was used as the master resin.
20 parts by mass of the master resin was used per 100 parts by mass of PET bottle scraps, and these were fed into an extruder at a temperature of 285° C. After passing through a metering pump at a temperature of 295° C., melt spinning was carried out using a spinneret having a temperature of 315° C., 2160 holes, and a hole diameter of 0.16 mm, with 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.
That is, the temperature a during melt kneading in the extruder was 285° C., the temperature b of the metering 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. In addition, the polyester resin obtained by melt kneading in the extruder had a recycled raw material content of 80% by mass.
Next, after melt spinning, the undrawn yarn taken up by the take-up roller was converged to form a tow of 50 ktex, and was drawn under the conditions of a drawing temperature of 70°C and a draw ratio of 3.2 times. After drawing, the tow was heat-set with a heat drum at a temperature of 199°C, and then an oil agent mainly composed of potassium lauryl phosphate was applied to the tow by a spray method. Next, the tow was heated with a heating roller at 170°C, and then heated with steam, and introduced into a push-in crimper to give it crimping. Then, the tow was cooled on a cooling conveyor without being heat-treated with a dryer, and cut to 32 mm to obtain short fibers.
(Production of nonwoven fabric)
The resulting staple fibers and Unitika's core-sheath type heat-fused fibers with a melting point of 110°C (staple fibers with a core of polyethylene terephthalate and a sheath of a copolymer polyester with a melting point of 110°C, 2.2 dtex x 51 mm) were mixed in a mass ratio of 80/20 to produce a carded web (basis weight 100 g/ m2 ). The carded web was heat-treated in a hot air dryer at a temperature of 150°C, an air volume of 38 m2 /min, and a treatment time of 1 minute to produce a dry nonwoven fabric with a basis weight of 100 g/ m2 .

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 master resin per 100 parts by mass of PET bottle scraps was changed to that shown in Table 1.
Using the resulting short fibers, a drylaid nonwoven 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
Short fibers were obtained in the same manner as in Example 1, except that the temperature a during melt kneading in the extruder, the temperature b of the metering pump, the temperature c of the melt spinning nozzle, and the temperature d of the cooling cylinder were changed to those shown in Table 1.
Using the resulting short fibers, a drylaid nonwoven 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 scraps were used as the recycled polyester raw material, and the polyester raw material and the phosphorus compound were fed into an extruder at a temperature of 285° C. so that the phosphorus compound represented by structural formula (a) was 6 parts by mass per 100 parts by mass of the recycled polyester raw material. After passing through a metering pump at a temperature of 293° C., melt spinning was performed using a spinneret at a temperature of 315° C., with a hole number of 2160 H and a hole diameter of 0.16 mm, at 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.
That is, the temperature a during melt kneading in the extruder was 285° C., the temperature b of the metering 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. In addition, the polyester resin obtained by melt kneading in the extruder had a recycled raw material content of 100% by mass.
Next, after melt spinning, the undrawn yarn taken up by a take-up roller was converged to form a tow of 50 ktex, which was then drawn, heat-treated, etc. in the same manner as in Example 1 to obtain staple fibers.
Using the resulting short fibers, a drylaid nonwoven 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) added per 100 parts by mass of PET bottle scraps was changed to that shown in Table 1.
Using the resulting short fibers, a drylaid nonwoven 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。

Figure 0007630126000003
Table 1 shows the property values of the regenerated polyester fibers obtained in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 11, evaluation of spinning operability, and evaluation of the texture and flame retardancy of the obtained dry nonwoven fabrics.
Figure 0007630126000003

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 were obtained with good spinning operability, and the obtained recycled polyester fibers satisfied all of the above conditions (1) to (3). Therefore, the obtained dry nonwoven fabric was flame retardant and had a uniform texture without any 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 ppm by mass, and therefore the flame retardancy of the obtained nonwoven fabric was low.
The recycled polyester fiber obtained in Comparative Example 2 had a high phosphorus atom content of 11,040 ppm by mass, and therefore had a low melting point, which resulted in yarn breakage during spinning and poor operability. As a result, the recycled polyester fiber obtained had low strength, a high rate of variation in fiber diameter, and the texture of the obtained nonwoven fabric was also poor.
In Comparative Example 3, the temperature of the extruder was as low as 275°C, so that the foreign matter in the resin did not melt, and the obtained recycled polyester fiber had a crystallization temperature that was detected by differential scanning calorimetry, and the variation rate of the fiber diameter was large. Therefore, the texture of the obtained nonwoven fabric was also poor.
In Comparative Example 4, the temperature of the extruder was as high as 295° C., which caused thermal decomposition, leading to yarn breakage during spinning and poor operability. As a result, the resulting recycled polyester fiber had low strength and a high rate of variation in fiber diameter, and the resulting nonwoven fabric also had poor texture.
In Comparative Example 5, the temperature of the metering pump was as low as 285°C, so that the foreign matter in the resin did not melt, and the obtained recycled polyester fiber had a crystallization temperature that was detected by differential scanning calorimetry, and the variation rate of the fiber diameter was large. Therefore, the texture of the obtained nonwoven fabric was also poor.
In Comparative Example 6, the temperature of the metering pump was as high as 305° C., which caused thermal decomposition, leading to yarn breakage during spinning and poor operability. As a result, the resulting recycled polyester fiber had low strength and a high rate of variation in fiber diameter, and the resulting nonwoven fabric also had poor texture.
In Comparative Example 7, the nozzle temperature was as low as 295°C, so that the foreign matter in the resin did not melt, and the obtained recycled polyester fiber had a crystallization temperature that was detected by differential scanning calorimetry, and the variation rate of the fiber diameter was large. Therefore, the texture of the obtained nonwoven fabric was also poor.
In Comparative Example 8, the nozzle temperature was as high as 325° C., which caused thermal decomposition, leading to yarn breakage during spinning and poor operability. As a result, the resulting recycled polyester fiber had low strength and a high rate of variation in fiber diameter, and the resulting nonwoven fabric also had poor texture.
In Comparative Example 9, the temperature of the cooling cylinder was as low as 215°C, so that the foreign matter in the resin did not melt, and the obtained recycled polyester fiber had a crystallization temperature that was detected by differential scanning calorimetry, and the variation rate of the fiber diameter was large. Therefore, the texture of the obtained nonwoven fabric was also poor.
The regenerated polyester fiber obtained in Comparative Example 10 had a phosphorus atom content of only 600 ppm by mass, and therefore the flame retardancy of the obtained nonwoven fabric was low.
The recycled polyester fiber obtained in Comparative Example 11 had a high phosphorus atom content of 11,300 mass ppm, and therefore had a low melting point, which resulted in yarn breakage during spinning and poor operability. As a result, the resulting recycled polyester fiber had low strength, a high rate of variation in fiber diameter, and the resulting nonwoven fabric had poor texture.

Claims (3)

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40質量%以上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、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
A regenerated polyester fiber containing 40% by mass or more of at least one type of recycled polyester raw material, which is a) a used polyester product and b) an unused polyester generated in a process for producing a polyester product, and which satisfies all of the following (1) to (3):
(1) It contains an organic phosphorus compound having two or more ester-forming functional groups, and the phosphorus atom content is 1,000 to 10,000 ppm by mass. (2) In differential scanning calorimetry, when the temperature is lowered from 310° C. to 25° C. at a rate of 20° C./min, no crystallization temperature is detected. (3) The rate of variation of the fiber diameter is 10% or less.
単繊維繊度が0.35~1.0dtex、繊維長が20~44mmである、請求項1記載の再生ポリエステル繊維。 The recycled polyester fiber according to claim 1, having a single fiber fineness of 0.35 to 1.0 dtex and a fiber length of 20 to 44 mm. 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、請求項1又は2記載の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℃
3. A method for producing a recycled polyester fiber, comprising the steps of melt-kneading at least one recycled polyester raw material, which is a) a used polyester product and b) an unused polyester generated in a process for producing a polyester product, and an organic phosphorus compound having two or more ester-forming functional groups in an extruder, passing the material through a metering pump, melt-spinning the material through a melt spinning nozzle equipped with a spinneret, cooling the spun fiber in a cooling tube, and taking it up with a take-up roller, wherein the temperature during melt-kneading in the extruder is a, the temperature of the metering pump is b, the temperature of the melt spinning nozzle is c, and the temperature of the cooling tube is d, and the temperatures a to d satisfy the following conditions:
a is 280 to 290° C.
b is a+5 to a+10°C
c is 310 to 320° C.
d is c-150 to c-50°C
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002054026A (en) 2000-08-04 2002-02-19 Toyobo Co Ltd Method of producing flame-retardant recycled polyester fiber utilizing recovered polyester
JP2004517164A (en) 2000-11-27 2004-06-10 コーロン インダストリーズ インク Flame retardant polybutylene terephthalate resin
JP2005273033A (en) 2004-03-23 2005-10-06 Kaneka Corp Polyester-based artificial hair fiber
JP2009299031A (en) 2008-05-15 2009-12-24 Nippon Ester Co Ltd Flame retardant polyester resin and flame retardant polyester staple fiber

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002054026A (en) 2000-08-04 2002-02-19 Toyobo Co Ltd Method of producing flame-retardant recycled polyester fiber utilizing recovered polyester
JP2004517164A (en) 2000-11-27 2004-06-10 コーロン インダストリーズ インク Flame retardant polybutylene terephthalate resin
JP2005273033A (en) 2004-03-23 2005-10-06 Kaneka Corp Polyester-based artificial hair fiber
JP2009299031A (en) 2008-05-15 2009-12-24 Nippon Ester Co Ltd Flame retardant polyester resin and flame retardant polyester staple fiber

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