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JP7721075B2 - Recycled polyester resin and method for producing recycled polyester resin - Google Patents
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JP7721075B2 - Recycled polyester resin and method for producing recycled polyester resin - Google Patents

Recycled polyester resin and method for producing recycled polyester resin

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JP7721075B2 JP2021010528A JP2021010528A JP7721075B2 JP 7721075 B2 JP7721075 B2 JP 7721075B2 JP 2021010528 A JP2021010528 A JP 2021010528A JP 2021010528 A JP2021010528 A JP 2021010528A JP 7721075 B2 JP7721075 B2 JP 7721075B2
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Description

本発明は、新規な再生ポリエステル樹脂及び再生ポリエステル樹脂の製造方法に関する。特に、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て製造され、異物の混入量が少なく、バージンポリエステル樹脂と同様に各種の成形品に加工することができる再生ポリエステル樹脂及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a novel recycled polyester resin and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to a recycled polyester resin produced using recycled polyester raw materials derived from used polyester products, as well as recycled polyester raw materials derived from unused polyester generated during the process of producing polyester products, which contains little foreign matter and can be processed into various molded products in the same way as virgin polyester resin, and a method for producing the same.

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型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。ところが、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。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。 Polyethylene terephthalate (hereafter sometimes abbreviated as PET) has a high melting point, is chemical resistant, and is relatively low cost, making it widely used in fibers, films, plastic bottles, and other molded products. The production of waste is unavoidable during the manufacturing and processing stages of these polyester products, and they are often disposed of after use. However, when incinerated, the high heat generated causes significant damage to incinerators and shortens their lifespan. On the other hand, when not incinerated, the waste remains semi-permanently because it does not decompose.

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し、波又は潮流の作用で細かく破砕されてマイクロプラスチックとして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ていることから、その使用量の削減、生分解性プラスチックへの切り替え等の動きが全世界的に起きている。 In recent years, plastic containers and other once-used polyester products discarded as garbage have been found to flow into the ocean via rivers, where they are broken down by the action of waves or tidal currents and accumulate in the bodies of marine organisms as microplastics. These microplastics then accumulate in the food chain, adversely affecting the marine ecosystem. Plastics have become a major cause of marine pollution, and there is growing concern around the world that plastics are a major cause of marine pollution, leading to a movement to reduce their use and switch to biodegradable plastics.

このような環境上の問題の観点から、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。PETに代表されるポリエステル製品に関しても、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に加え、一度市場に出回って廃棄された製品を回収し、それを原料として再使用する方法が検討されている。特に、近年においては、繊維製品について、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 light of these environmental issues, various methods of recycling are being used to reuse resources. For polyester products such as PET, in addition to recycling the polyester scraps generated during the manufacturing process, methods are being considered for collecting products that have been on the market and then 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 achieving a certain recycling rate, have become popular.

ポリエステル繊維は物理的性質、耐候性、耐薬品性、ウォッシュアンドウェア性に優れ、幅広く用いられている。また、ポリエステル繊維にカチオン染料によって高発色性を付与するために、金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸を共重合したり、さらに常圧可染性を付与するために、1,4-ブタンジオールやポリアルキレングレコール等のジオール成分、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸を共重合したりする方法も各種用いられている。このようなカチオン可染性ポリエステル繊維においても、環境問題の観点からリサイクルポリエステル樹脂を使用することが検討されている。 Polyester fibers are widely used due to their excellent physical properties, weather resistance, chemical resistance, and wash-and-wear properties. Furthermore, various methods are used to impart high color development to polyester fibers with cationic dyes by copolymerizing aromatic dicarboxylic acids with metal sulfonate groups, or to further impart atmospheric dyeability by copolymerizing diol components such as 1,4-butanediol or polyalkylene glycol, or aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid or sebacic acid. Even with such cationic dyeable polyester fibers, the use of recycled polyester resins is being considered from an environmental perspective.

しかし、リサイクルポリエステルは、様々な製品に加工され、使用された後に回収されたものであるため、リサイクルポリエステルから得られた再生ポリエステル繊維は、着色や変色が生じやすい。また、リサイクルポリエステルは、溶融粘度、分子量、結晶化度等の物性に大きなバラツキを有しており、ロット間の物性も安定したものではないために、得られた繊維の性能も均一性に劣るものであり、染色を行った場合、製品内で色斑を生じたり、梱包単位間で色差を生じたりという問題がある。 However, because recycled polyester is processed into a variety of products and then recovered after use, the regenerated polyester fibers obtained from recycled polyester are prone to coloring and discoloration. Furthermore, recycled polyester has significant variations in physical properties such as melt viscosity, molecular weight, and degree of crystallinity, and its properties are not stable between lots. As a result, the performance of the resulting fibers is less uniform, and when dyed, color spots can occur within the product or color differences can occur between packaging units.

リサイクルポリエステル原料として、製造工程で発生したポリエステル屑あるいは使用済みのポリエステル製品を回収したものを用いてリサイクルする方法としては、各種の方法が提案されている。例えば、PET屑にメタノールを添加してジメチレンテレフタレート(以下「DMT」と表記することがある。)とエチレングリコール(以下「EG」と表記することがある。)に分解する方法(特許文献1)、PET屑にEGを添加して解重合した後、メタノールを添加してDMTを回収する方法(特許文献2)、PET屑をEGで解重合してオリゴマーとし、これを重縮合反応に用いる方法(特許文献3)等が提案されている。 Various methods have been proposed for recycling polyester using recycled polyester scraps generated during the manufacturing process or recovered used polyester products as raw materials. For example, a method has been proposed in which methanol is added to PET scraps to decompose them into dimethylene terephthalate (hereinafter sometimes referred to as "DMT") and ethylene glycol (hereinafter sometimes referred to as "EG") (Patent Document 1), a method has been proposed in which EG is added to PET scraps to depolymerize them, and then methanol is added to recover DMT (Patent Document 2), and a method has been proposed in which PET scraps are depolymerized with EG to form oligomers, which are then used in a polycondensation reaction (Patent Document 3).

ところで、一旦製品となったPETボトル等を再生する際に問題になる不純物としては、ポリエステル樹脂中に添加されている各種の添加剤のほか、ボトル本体に付属するものとして、a)キャップ(アルミニウム、ポリプロピレン、ポリエチレン)、b)中栓、c)ライナー(ポリプロピレン、ポリエチレン)、d)ラベル(紙、ポリスチレン等の樹脂、インク)、e)接着剤、f)印字用インク等がある。 Incidentally, impurities that can become a problem when recycling PET bottles and other products include various additives added to the polyester resin, as well as items attached to the bottle itself, such as a) caps (aluminum, polypropylene, polyethylene), b) inner stoppers, c) liners (polypropylene, polyethylene), d) labels (paper, resins such as polystyrene, ink), e) adhesives, and f) printing ink.

一般に、再生工程の前処理としては、回収されたPETボトルを振動ふるいにかけて砂、金属等を除去する。その後、PETボトルを洗浄し、着色ボトルを分離した上で、荒い粉砕を行う。そして、風力分離によりラベル等を取り除く。さらに、キャップ等に由来するアルミニウム片を除いて、PETボトル片を細かく粉砕する。高温アルカリ洗浄により接着剤、蛋白質、かび等の成分を除き、比重差によりポリプロピレン、ポリエチレン等の異種成分を分離する工程が行われる。
しかしながら、これらの工程を経たとしても、特にポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン等の非ポリエステル樹脂をPET樹脂から完全に分離・除去することは困難である。
Typically, as a pretreatment step for the recycling process, recovered PET bottles are passed through a vibrating sieve to remove sand, metal, etc. The PET bottles are then washed, and colored bottles are separated before being roughly crushed. Labels and other materials are then removed by air separation. Furthermore, aluminum pieces from caps and other materials are removed and the PET bottle fragments are finely crushed. High-temperature alkaline washing is then performed to remove components such as adhesives, proteins, and mold, and different components such as polypropylene and polyethylene are separated based on differences in specific gravity.
However, even after these steps, it is difficult to completely separate and remove non-polyester resins, particularly polypropylene, polyethylene, polystyrene, etc., from the PET resin.

例えば、特許文献1~4に記載のリサイクル方法で再生ポリエステル樹脂の製造を試みたとしても、非ポリエステル樹脂由来の異物の除去が十分に行えず、異物の混入量が十分に低減できたものとはいえず、バージンポリエステル樹脂同様の品質を有する製品を得ることは困難である。このように異物の混入量が十分に低減されていないと、紡糸工程又は製膜工程における濾過フィルターの昇圧速度が速く、長期の連続運転ができず、加工操業性が非常に悪くなる。しかも、特許文献1~3のような方法では、回収装置の設置、運転、維持等に多額のコストもかかり、実用性という点でも改善の余地がある。 For example, even if an attempt is made to produce recycled polyester resin using the recycling methods described in Patent Documents 1 to 4, it is difficult to sufficiently remove non-polyester resin-derived foreign matter, and the amount of contaminants cannot be said to be sufficiently reduced, making it difficult to obtain a product with the same quality as virgin polyester resin. If the amount of contaminants is not sufficiently reduced, the filter pressure rise rate in the spinning or film-forming process is fast, making long-term continuous operation impossible and significantly reducing processing operability. Furthermore, methods such as those described in Patent Documents 1 to 3 require significant costs for the installation, operation, and maintenance of recovery equipment, leaving room for improvement in terms of practicality.

特公昭42-8855号公報Special Publication No. 42-8855 特開昭48-62732号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 48-62732 特開昭60-248646号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-248646 特開2005-171138号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-171138

このように、各種の無機物のみならず、非ポリエステル樹脂由来の異物が十分に除去されており、バージンポリエステル樹脂と同様に各種の製品を得ることができる再生ポリエステル樹脂を得る方法は未だ開発されるに至っていない。 As such, no method has yet been developed to obtain recycled polyester resin from which not only various inorganic substances but also non-polyester resin-derived foreign matter has been sufficiently removed, allowing the production of a variety of products similar to virgin polyester resin.

特に、ポリエステル樹脂を用いて溶融紡糸を行い、繊維を製造しようとする際には、異物の混入量と熱安定性が生産性に大きく影響を及ぼす。繊維を製造する際には、溶融紡糸工程において孔径の小さいノズルから樹脂を押出し、押し出された多数の糸状物をローラに引き取り、必要に応じて、延伸や熱処理工程を行い、さらに巻き取る工程を経る。この場合、異物の混入量が多かったり、熱安定性に乏しい樹脂を使用すると、溶融紡糸、延伸・熱処理、巻取工程のいずれにおいて糸切れのトラブルが生じやすく、安定した生産を実施することが困難となる。 In particular, when attempting to produce fibers using polyester resin through melt spinning, the amount of foreign matter contamination and thermal stability have a significant impact on productivity. When producing fibers, resin is extruded through a small-diameter nozzle in the melt spinning process, and the extruded numerous filaments are collected on a roller. If necessary, they are stretched and heat-treated, and then wound up. In this case, if a resin with a high level of foreign matter contamination or poor thermal stability is used, thread breakage is likely to occur during the melt spinning, stretching/heat treatment, and winding processes, making stable production difficult.

この問題は、より細繊度化した繊維を製造しようとする場合により顕著になる。例えば、ポリエステル屑等を原料として用いて製造された再生ポリエステル樹脂において、それを溶融紡糸することにより、特に単糸繊度が0.5デシテックス以下の極細繊維を得ることは未だ実現されていない。 This problem becomes even more pronounced when attempting to produce even finer fibers. For example, it has not yet been possible to produce ultrafine fibers, particularly those with a single filament size of 0.5 decitex or less, by melt-spinning recycled polyester resin produced using polyester waste as raw materials.

従って、本発明の主な目的は、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し、かつ金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸を共重合した再生ポリエステル樹脂であって、特にカチオン可染性ポリエステル繊維を得るのに好適な再生ポリエステル樹脂を提供することにある。 The main object of the present invention is therefore to solve the above problems and provide a recycled 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 copolymerized with an aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group, which is particularly suitable for producing cationic dyeable polyester fibers.

本発明者等は、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、特定の製造方法を採用して得られるポリエステル樹脂は、異物の混入量が少なく、バージンポリエステル樹脂と同様の熱安定性を有する再生ポリエステル樹脂となることを見出し、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 polyester resins obtained using recycled polyester raw materials and employing a specific manufacturing method contain minimal amounts of foreign matter and have the same thermal stability as virgin polyester resins, leading to the completion of the present invention.

すなわち、本発明は、下記の再生ポリエステル樹脂及びその製造方法に係る。
1. 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から由来する成分を含むポリエステル樹脂であって、下記(1)~(4)を全て満足することを特徴とする再生ポリエステル樹脂。
(1)ポリエステルを構成する全酸成分の合計量を100モル%とするとき、77~97モル%がテレフタル酸であり、1.0~5モル%が金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸であり、2~18モル%が炭素数5~10の脂肪族ジカルボン酸であり、
(2)全グリコール成分の合計量を100モル%とするとき、80モル%以上がエチレングリコール、ジエチレングリコールが6.5モル%以下であり、
(3)カルボキシル末端基濃度が40当量/t以下であり、
(4)平均昇圧速度が0.6MPa/h以下である(ただし、平均昇圧速度は、下記の手順によって算出される値である:エクストルーダー及び圧力センサを含む昇圧試験機を用い、エクストルーダーの先端にステンレス鋼製フィルター(呼び寸法メッシュ:1400メッシュ、織り方:綾畳織、縦メッシュ:165メッシュ、横メッシュ:1400メッシュ、縦線径:0.07mm、横線径:0.04mm、濾過粒度:12μm)をセットし、ポリエステル樹脂をエクストルーダーにて300℃で溶融し、前記フィルターからの吐出量29.0g/分で当該溶融物を押し出した時の前記フィルターにかかる圧力値として、押し出し開始時の圧力値を「初期圧力値(MPa)」とし、その後連続して12時間押し出しをした時点の圧力値を「最終圧力値(MPa)」とした場合、それらの圧力値に基づいて下記計算式Aにより上記平均昇圧速度を算出する:
平均昇圧速度(MPa/h)=(最終圧力値-初期圧力値)/12)・・・A)、
2. 前記項1に記載の再生ポリエステル樹脂を含有する繊維。
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用いて再生ポリエステル樹脂を製造する方法であって、下記(1)~(3)の工程を含むことを特徴とする請求項1記載の再生ポリエステル樹脂の製造方法。
(1)エチレンテレフタレートオリゴマー、エチレングリコール、炭素数5~1の脂肪族ジカルボン酸を含む混合物に、前記原料を、全グリコール成分/全酸成分のモル比が1.05~1.30となるように添加し、245~280℃の熱処理条件下で解重合を行うことにより解重合体を含む反応生成物を得る工程、
(2)前記反応生成物を濾過粒度10~25μmのフィルターを通過させて濾液を回収する工程、
(3)前記濾液に金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸、重合触媒を添加し、温度260℃以上及び1.0hPa以下の減圧下で前記解重合体の重縮合反応を行う工程
を含むことを特徴とする再生ポリエステル樹脂の製造方法。
That is, the present invention relates to the following recycled polyester resin and a method for producing the same.
1. A recycled polyester resin containing a component derived from at least one recycled polyester raw material, which is a) a used polyester product and b) unused polyester generated in the process of manufacturing a polyester product, and which satisfies all of the following (1) to (4):
(1) When the total amount of all acid components constituting the polyester is taken as 100 mol %, 77 to 97 mol % is terephthalic acid, 1.0 to 5 mol % is an aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group, and 2 to 18 mol % is an aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 10 carbon atoms;
(2) When the total amount of all glycol components is 100 mol%, ethylene glycol accounts for 80 mol% or more and diethylene glycol accounts for 6.5 mol% or less;
(3) The carboxyl terminal group concentration is 40 equivalents/t or less,
(4) The average pressure rise rate is 0.6 MPa/h or less (wherein the average pressure rise rate is a value calculated by the following procedure: a pressure rise tester including an extruder and a pressure sensor is used, a stainless steel filter (nominal mesh size: 1400 mesh, weave: twill weave, vertical mesh: 165 mesh, horizontal mesh: 1400 mesh, vertical wire diameter: 0.07 mm, horizontal wire diameter: 0.04 mm, filtration particle size: 12 μm) is set at the tip of the extruder, a polyester resin is melted in the extruder at 300° C., and the melt is extruded from the filter at a discharge rate of 29.0 g/min. The pressure value at the start of extrusion is defined as the “initial pressure value (MPa),” and the pressure value at the time of subsequent continuous extrusion for 12 hours is defined as the “final pressure value (MPa).” The average pressure rise rate is calculated based on these pressure values using the following calculation formula A:
Average pressure increase rate (MPa / h) = (final pressure value - initial pressure value) / 12) ... A)
2. Fibers containing the recycled polyester resin according to item 1.
3. A method for producing a recycled polyester resin using at least one recycled polyester raw material selected from a) used polyester products and b) unused polyester generated in the process of producing polyester products, the method comprising the following steps (1) to (3):
(1) a step of adding the raw materials to a mixture containing ethylene terephthalate oligomer, ethylene glycol, and an aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 10 carbon atoms so that the molar ratio of total glycol components/total acid components becomes 1.05 to 1.30, and performing depolymerization under heat treatment conditions of 245 to 280°C to obtain a reaction product containing a depolymerization product;
(2) passing the reaction product through a filter having a filtration particle size of 10 to 25 μm to recover the filtrate;
(3) A method for producing a recycled polyester resin, comprising the steps of adding an aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group and a polymerization catalyst to the filtrate, and carrying out a polycondensation reaction of the depolymerization at a temperature of 260°C or higher and a reduced pressure of 1.0 hPa or lower.

本発明の再生ポリエステル樹脂は、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有しながらも、異物の混入量が少なく、かつカルボキシル末端基濃度、ジエチレングリコールの含有量が特定の範囲を満足し、熱安定性に優れるものである。このため、例えば溶融紡糸により繊維を得る工程において、比較的長期にわたる連続運転が可能となり、かつ、単糸繊度が0.5デシテックス以下の極細繊維も生産性よく製造することができる。 The recycled polyester resin of the present invention contains at least one recycled polyester raw material: a) used polyester products and b) unused polyester generated in the process of manufacturing polyester products. However, it contains little foreign matter, has a carboxyl end group concentration and diethylene glycol content that satisfy specific ranges, and exhibits excellent thermal stability. Therefore, for example, in a process for obtaining fibers by melt spinning, continuous operation over a relatively long period of time is possible, and ultrafine fibers with a single fiber fineness of 0.5 decitex or less can be produced with good productivity.

また、本発明の再生ポリエステル樹脂は、金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸を特定量共重合したものであるため、得られる繊維は、常圧条件でのカチオン染料可染性のものであって、かつバージンポリエステル樹脂を用いたものと同等の優れた機械的特性値と良好な染色性(製品内で色斑や梱包単位間で色差が生じることがない)を有するものとなる。 Furthermore, because the recycled polyester resin of the present invention is copolymerized with a specific amount of aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group, the resulting fibers are dyeable with cationic dyes under normal pressure conditions, and have excellent mechanical properties and good dyeability equivalent to those made with virgin polyester resin (no color spots within the product or color differences between packaging units).

さらに、本発明の再生ポリエステル樹脂の製造方法によれば、複雑な工程や装置を必要とせず、操業性よく低コストで、共重合成分を有する本発明の再生ポリエステル樹脂を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。 Furthermore, the method for producing recycled polyester resin of the present invention does not require complex processes or equipment, and it is possible to obtain recycled polyester resin containing copolymer components of the present invention with good operability and low cost, offering great practical benefits.

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樹脂(本発明樹脂)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から由来する成分を含む。これらの成分が、本発明樹脂を構成するポリエステルの一部となっている。
The present invention will be described in detail below.
The recycled polyester resin of the present invention (the resin of the present invention) contains components derived from at least one recycled polyester raw material, i.e., a) used polyester products and b) unused polyester generated in the process of manufacturing polyester products. These components constitute part of the polyester constituting the resin of the present invention.

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。 Examples of used polyester products in category a) above include polyester molded products (including fibers) that were once on the market and then collected after use. Typical examples include containers such as PET bottles and packaging materials.

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(ポリエステル屑)、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 unadopted polyester generated during the process of manufacturing polyester products (b) above is polyester that did not make it into a product. Examples include off-specification resin pellets, materials no longer needed during molding, fragments cut during molding, scraps (polyester scraps) generated during molding or processing, cut-up materials of transitional products generated when changing brands, and cut-up materials of prototypes or defective products.

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 further processed, such as crushed or cut, to form pellets as needed, or may be melted and then formed into pellets. 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、特に缶内への投入や解重合反応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 in a) and b) above may be either crystalline or amorphous. Therefore, for example, pellets of amorphous polyester scrap 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 fusion between pellets during charging into the tank or the depolymerization reaction. Therefore, materials in 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(分散液又は溶液)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缶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 further processed by cutting, pulverizing, etc. to produce shredded pieces, pulverized material (powders), etc., or solid forms such as molded articles (pellets, etc.) formed from these. More specific examples include pellets obtained by cooling and cutting melted polyester scraps, and shredded pieces obtained by finely cutting polyester molded products such as PET bottles. Alternatively, the raw materials may be in the form of a liquid (dispersion or solution) obtained by dispersing or dissolving the shredded pieces, pulverized material (powders), etc., in a solvent. When producing polyester products using these raw materials, they can be melted at a temperature above their melting point and charged into a can as a melt, if necessary.

本発明の再生ポリエステル樹脂(本発明樹脂)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から由来する成分を含むが、前記成分の含有量は本発明樹脂中40質量%以上であることが好ましく、特に50質量%以上であることがより好ましい。前記含有量が40質量%未満であると、未採用ポリエステルのリサイクル率が低下する。上記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40~80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 recycled polyester resin of the present invention (the resin of the present invention) contains a component derived from at least one recycled polyester raw material, i.e., a) used polyester products and b) unused polyester generated in the process of manufacturing polyester products. The content of this component in the resin of the present invention is preferably 40% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more. If the content is less than 40% by mass, the recycling rate of the unused polyester decreases. There is no particular upper limit to the content, but according to the manufacturing method of the present invention described below, it is possible to easily obtain a recycled polyester resin with a recycled polyester raw material content of 40 to 80% by mass.

本発明樹脂は、ポリエステルを構成する全酸成分の合計量を100モル%とするとき、77~97.5モル%がテレフタル酸であり、0.5~5モル%が金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸であり、2~18モル%が炭素数5~10の脂肪族ジカルボン酸であり、金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸と炭素数5~10の脂肪族ジカルボン酸を適量共重合することにより、ポリエステル樹脂に常圧条件でのカチオン染料可染性を付与することができる。 When the total amount of all acid components constituting the polyester is taken as 100 mol %, the resin of the present invention is composed of 77 to 97.5 mol % terephthalic acid, 0.5 to 5 mol % aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group, and 2 to 18 mol % aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 10 carbon atoms. By copolymerizing appropriate amounts of aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group and aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 10 carbon atoms, it is possible to impart dyeability to the polyester resin with cationic dyes under normal pressure conditions.

金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸の含有量(共重合量)が0.5モル%よりも少ない場合は、ポリマー全体におけるカチオン染料の染着座席(カチオン染料と反応する反応基数)が十分ではないため、得られたポリエステル共重合体を用いて繊維とした際に、十分な染色性能が得られない傾向となり好ましくない。一方、含有量が5モル%を超えると、重縮合工程においてポリエステルの溶融粘度が高くなりすぎる傾向にあり、重合度を十分に上げることが困難となるため好ましくない。その結果、材料強度、例えば繊維としたときの糸強度等が低下する傾向となる。 If the content (copolymerization amount) of aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group is less than 0.5 mol%, the number of dyeing sites (the number of reactive groups that react with the cationic dye) for the cationic dye in the entire polymer is insufficient, and when the resulting polyester copolymer is made into fibers, sufficient dyeing performance tends to be insufficient, which is undesirable. On the other hand, if the content exceeds 5 mol%, the melt viscosity of the polyester tends to become too high in the polycondensation process, making it difficult to sufficiently increase the degree of polymerization, which is undesirable. As a result, the material strength, such as the thread strength when made into fibers, tends to decrease.

金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸としては、例えば、5-ナトリウムスルホイソフタル酸、5-カリウムスルホイソフタル酸、5-リチウムスルホイソフタル酸、ナトリウムスルホナフタレンジカルボン酸、ナトリウムスルホフェニルジカルボン酸、5-ナトリウムスルホテレフタル酸等が挙げられるが、本発明においては5-ナトリウムスルホイソフタル酸がカチオン染料による発色性、溶融紡糸時の操業性及びコストの面から好ましく用いられる。また、これらの酸をそのままでも、エステル形成性誘導体を使用してもよく、操業性などの点から、エチレングリコールとのエステルが好ましく用いられる。 Examples of aromatic dicarboxylic acids having a metal sulfonate group include 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5-potassium sulfoisophthalic acid, 5-lithium sulfoisophthalic acid, sodium sulfonaphthalenedicarboxylic acid, sodium sulfophenyldicarboxylic acid, and 5-sodium sulfoterephthalic acid. In the present invention, 5-sodium sulfoisophthalic acid is preferred from the standpoints of color development with cationic dyes, operability during melt spinning, and cost. These acids may be used as they are, or ester-forming derivatives may be used. From the standpoint of operability, etc., esters with ethylene glycol are preferably used.

炭素数5~10の脂肪族ジカルボン酸の含有量(共重合量)が2モル%よりも少ない場合は、共重合ポリエステルを繊維とした際の常圧染色下でのカチオン染料に対する染色性が不十分となる。一方、脂肪族ジカルボン酸成分の含有量が18モル%を超えると、共重合ポリエステルの熱安定性が低下し、繊維とした際に糸強度が低いものとなる。 If the content (copolymerization amount) of aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 10 carbon atoms is less than 2 mol%, the dyeability with cationic dyes under atmospheric dyeing conditions when the copolymerized polyester is made into a fiber will be insufficient. On the other hand, if the content of aliphatic dicarboxylic acid components exceeds 18 mol%, the thermal stability of the copolymerized polyester will decrease, resulting in low yarn strength when made into a fiber.

炭素数5~10の脂肪族ジカルボン酸としては、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸等が挙げられ、本発明においては、溶融紡糸時の操業性及びコストの点から、アジピン酸が好ましく用いられる。 Examples of aliphatic dicarboxylic acids having 5 to 10 carbon atoms include glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, and sebacic acid. In the present invention, adipic acid is preferably used from the standpoints of operability and cost during melt spinning.

酸成分中のテレフタル酸の割合は、77~97.5モル%であり、中でもテレフタル酸の割合は、85~90モル%であることが好ましい。テレフタル酸の割合が77モル%未満であると、樹脂組成物の結晶性が低下し、かつ融点が低くなり、溶融紡糸や延伸において操業性が低下する。一方、テレフタル酸の割合が97.5モル%を超えると、金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸や炭素数5~10の脂肪族ジカルボン酸の共重合量が少なくなるため、常圧条件でのカチオン染料可染性の効果が小さくなる。 The proportion of terephthalic acid in the acid component is 77 to 97.5 mol%, with a preferred proportion of terephthalic acid being 85 to 90 mol%. If the proportion of terephthalic acid is less than 77 mol%, the crystallinity of the resin composition will decrease, the melting point will be lower, and operability will decrease during melt spinning and drawing. On the other hand, if the proportion of terephthalic acid exceeds 97.5 mol%, the amount of copolymerized aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group and aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 10 carbon atoms will decrease, resulting in a reduced effect on cationic dye dyeability under normal pressure conditions.

本発明樹脂における、テレフタル酸と金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸、炭素数5~10の脂肪族ジカルボン酸以外の酸成分としては、イソフタル酸、フタル酸、無水フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、ドデカン二酸等、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 resin of the present invention, examples of acid components other than terephthalic acid, aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group, and aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 10 carbon atoms include isophthalic acid, phthalic acid, phthalic anhydride, naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, dodecanedioic acid, and dimer acids. Two or more of these may be used in combination, and ester-forming derivatives of these acids may also be used.

本発明樹脂は、全グリコール成分の合計量を100モル%とするとき、エチレングリコールは、全グリコール成分の80モル%であり、中でも90モル%以上であることが好ましい。エチレングリコールの含有量が80モル%未満であると、得られるポリエステル樹脂の結晶性や耐熱性が劣るものとなる。 When the total amount of all glycol components in the resin of the present invention is taken as 100 mol %, ethylene glycol accounts for 80 mol % of all glycol components, and preferably 90 mol % or more. If the ethylene glycol content is less than 80 mol %, the resulting polyester resin will have poor crystallinity and heat resistance.

また、本発明樹脂は、全グリコール成分の合計量を100モル%とするとき、ジエチレングリコールの含有量(共重合量)が6.5モル%以下であり、中でも1.0~5モル%であることが好ましい。特に、本発明の製造方法により得られる本発明樹脂においては、エチレングリコールを原料の一つとして用いるが、その際の副生成物としてジエチレングリコールが生じ得る。本発明樹脂は、その副生するジエチレングリコールの量が少ないものであり、ジエチレングリコールの含有量を6.5モル%以下とすることにより、優れた熱安定性を得ることができる。このため、単糸繊度の細い繊維であっても生産性良く得ることが可能となる。 Furthermore, when the total amount of all glycol components in the resin of the present invention is taken as 100 mol %, the diethylene glycol content (copolymerization amount) is 6.5 mol % or less, and preferably 1.0 to 5 mol %. In particular, the resin of the present invention obtained by the production method of the present invention uses ethylene glycol as one of the raw materials, and diethylene glycol may be generated as a by-product during this process. The resin of the present invention has a small amount of diethylene glycol as a by-product, and by keeping the diethylene glycol content to 6.5 mol % or less, excellent thermal stability can be achieved. This makes it possible to produce fibers with a fine single yarn fineness with good productivity.

本発明樹脂における、全グリコール成分中のエチレングリコール、ジ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-ヘキサメチレンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ダイマージオール、ビスフェノールA又はビスフェノールSのエチレンオキシド付加体等を挙げることができる。 In the resin of the present invention, examples of diol components other than ethylene glycol and diethylene glycol in the total glycol components include neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexamethylenediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, dimer diol, and ethylene oxide adducts of bisphenol A or bisphenol S.

重合触媒としては、限定的ではないが、例えばゲルマニウム化合物、アンチモン化合物、チタン化合物、コバルト化合物等の少なくとも1種を用いることができる。その中でも、特にゲルマニウム化合物及びアンチモン化合物の少なくとも1種を使用する。得られる再生ポリエステル樹脂の透明性を重視する場合においては、ゲルマニウム化合物を使用することが好ましい。上記の各化合物としては、ゲルマニウム、アンチモン、チタン、コバルト等の酸化物、無機酸塩、有機酸塩、ハロゲン化物、硫化物等が例示される。 The polymerization catalyst may be, but is not limited to, at least one of germanium compounds, antimony compounds, titanium compounds, cobalt compounds, etc. Among these, at least one of germanium compounds and antimony compounds is particularly preferred. When the transparency of the resulting recycled polyester resin is important, it is preferable to use a germanium compound. Examples of the above compounds include oxides, inorganic acid salts, organic acid salts, halides, sulfides, etc. of germanium, antimony, titanium, cobalt, etc.

重合触媒の使用量は、特に限定されないが、例えば生成するポリエステル樹脂の酸成分1モルに対し5×10-5モル/unit以上とすることが好ましく、その中でも6×10-5モル/unit以上とすることがより好ましい。上記使用量の上限は、例えば1×10-3モル/unit程度とすることができるが、これに限定されない。 The amount of the polymerization catalyst used is not particularly limited, but is preferably 5× 10 mol/unit or more, more preferably 6× 10 mol/unit or more, per mole of the acid component of the polyester resin to be produced. The upper limit of the amount used can be, for example, about 1× 10 mol/unit, but is not limited to this.

なお、リサイクルポリエステル原料中に含まれる重合触媒も、重縮合反応時に触媒として作用する場合もあるため、重縮合工程で重合触媒を添加する際には、リサイクルポリエステル原料中に含まれる重合触媒の種類及び含有量を考慮することが好ましい。 Note that the polymerization catalyst contained in the recycled polyester raw material may also act as a catalyst during the polycondensation reaction, so when adding a polymerization catalyst in the polycondensation process, it is preferable to take into consideration the type and content of the polymerization catalyst contained in the recycled polyester raw material.

また、重縮合反応時には、必要に応じて、上記の重合触媒と併せて、ジエチレングリコールの副生を抑制することができるアルカリ金属化合物、重合中に反応により生じる微細な内部粒子を生成させることができるアルカリ土類金属化合物、溶融粘度を調整することができる脂肪酸エステル、ヒンダードフェノール系抗酸化剤、樹脂の熱分解を抑制することができるリン化合物、白度を向上させるための酸化チタンを添加することもできる。 In addition, during the polycondensation reaction, if necessary, the following can be added in addition to the above-mentioned polymerization catalyst: an alkali metal compound that can suppress the by-production of diethylene glycol; an alkaline earth metal compound that can generate fine internal particles during the polymerization reaction; a fatty acid ester that can adjust the melt viscosity; a hindered phenol-based antioxidant; a phosphorus compound that can suppress the thermal decomposition of the resin; and titanium oxide to improve whiteness.

アルカリ金属化合物の例としては、水酸化物、有機カルボン酸塩、アルコラート、無機弱酸性塩等があり、具体的には、ナトリウム、カリウム、リチウムの水酸化物、酢酸塩等の脂肪族カルボン酸塩、メチラート、エチラート、炭酸塩、ホウ酸塩等を挙げることができる。中でも、酢酸ナトリウム及び酢酸リチウムはジチエレングリコールの副生を抑制する効果が高いので、特に好ましい。アルカリ金属化合物の添加量としては、ポリエステルの全酸成分1モルに対して、5×10-4~3×10-3モルとすることが好ましい。この範囲であると副生するジエチレングリコールの量を抑えることができる。 Examples of alkali metal compounds include hydroxides, organic carboxylates, alcoholates, inorganic weak acid salts, etc., and specific examples include hydroxides of sodium, potassium, and lithium, aliphatic carboxylates such as acetates, methylates, ethylates, carbonates, and borates. Among these, sodium acetate and lithium acetate are particularly preferred because they are highly effective in suppressing the by-production of diethylene glycol. The amount of alkali metal compound added is preferably 5×10 −4 to 3×10 −3 mol per mol of the total acid components of the polyester. Within this range, the amount of diethylene glycol by-product can be suppressed.

アルカリ土類金属化合物の例としては、水酸化物、有機カルボン酸塩、アルコラート、無機弱酸性塩等があり、具体的には、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムの水酸化物、酢酸塩等の脂肪族カルボン酸塩、メチラート、エチラート、炭酸塩、ホウ酸塩等を挙げることができる。中でも、酢酸マグネシウム及び酢酸カルシウムが汎用的に入手可能であるため好ましく用いることができる。 Examples of alkaline earth metal compounds include hydroxides, organic carboxylates, alcoholates, and inorganic weak acid salts. Specific examples include hydroxides of beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, and radium, aliphatic carboxylates such as acetates, methylates, ethylates, carbonates, and borates. Among these, magnesium acetate and calcium acetate are preferred because they are widely available.

脂肪酸エステルとしては、例えば蜜ロウ(ミリシルパルミテートを主成分とする混合物)、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、ペンタエリスリトールモノパルミテート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ジペンタエリスリトールヘキサステアレート等が挙げられる。これらの中でも、グリセリンモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ジペンタエリスリトールヘキサステアレートが好ましい。これらは1種又は2種以上で用いることができる。 Examples of fatty acid esters include beeswax (a mixture primarily composed of myricyl palmitate), stearyl stearate, behenyl behenate, stearyl behenate, glycerin monopalmitate, glycerin monostearate, glycerin distearate, glycerin tristearate, pentaerythritol monopalmitate, pentaerythritol monostearate, pentaerythritol distearate, pentaerythritol tristearate, pentaerythritol tetrastearate, and dipentaerythritol hexastearate. Among these, glycerin monostearate, pentaerythritol tetrastearate, and dipentaerythritol hexastearate are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

ヒンダードフェノール系抗酸化剤としては、例えば2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、n-オクタデシル-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス〔メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、4,4’-ブチリデンビス-(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、トリエチレングリコール-ビス〔3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート〕、3,9-ビス{2-〔3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕-1,1’-ジメチルエチル}-2,4,8,10-テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン等が用いられるが、効果とコストの点で、テトラキス〔メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンが好ましい。これらは1種又は2種以上で用いることができる。 Examples of hindered phenol antioxidants include 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, n-octadecyl-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate, tetrakis[methylene-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]methane, tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurate, 4,4'-butylidenebis-(3-methyl-6-t-butylphenol), tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurate, and 4,4'-butylidenebis-(3-methyl-6-t-butylphenol). Examples of compounds that can be used include ethylene glycol-bis[3-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionate] and 3,9-bis{2-[3-(3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]-1,1'-dimethylethyl}-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5,5]undecane, but from the standpoint of effectiveness and cost, tetrakis[methylene-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]methane is preferred. These can be used alone or in combination of two or more.

リン化合物としては、例えば亜リン酸、リン酸、トリメチルフォスファイト、トリフェニルフォスファイト、トリデシルフォスファイト、トリメチルフォスフェート、トリエチルフォスフェート、トリデシルフォスフェート、トリフェニルフォスフォート等のリン化合物を用いることができる。これらは1種又は2種以上で用いることができる。 Examples of phosphorus compounds that can be used include phosphorous acid, phosphoric acid, trimethyl phosphite, triphenyl phosphite, tridecyl phosphite, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tridecyl phosphate, and triphenyl phosphate. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

酸化チタンは、ポリエステルの艶消し剤や白色顔料として一般的に使用されているが、本発明樹脂に適量の酸化チタンが添加されていることにより、繊維とした際の白度が向上し、良好な色調の布帛を得ることが出来る点で好ましい。酸化チタンの添加量としては、共重合ポリエステル100質量部に対して、0.05~5質量部であることが好ましい。 Titanium oxide is commonly used as a matting agent or white pigment for polyester, but adding an appropriate amount of titanium oxide to the resin of the present invention is preferable because it improves the whiteness of the fiber when made into fibers and allows for the production of fabrics with good color tone. The amount of titanium oxide added is preferably 0.05 to 5 parts by mass per 100 parts by mass of copolymerized polyester.

本発明樹脂は、上記のような組成を有するとともに下記に示す特性値を有するものである。
(a)カルボキシル末端基濃度が40当量/t以下
(b)昇圧試験機により測定した平均昇圧速度が0.6MPa以下
これらの特性値を有する本発明樹脂は、後述する本発明の製造方法により得ることができる。
The resin of the present invention has the above-mentioned composition and also has the following characteristic values.
(a) a carboxyl terminal group concentration of 40 equivalents/t or less; (b) an average pressure rise rate measured by a pressure rise tester of 0.6 MPa or less. The resin of the present invention having these characteristic values can be obtained by the production method of the present invention described below.

まず、本発明樹脂は(a)の特性値として、カルボキシル末端基濃度が40当量/t以下であり、中でも5~35当量/tであることが好ましい。
本発明樹脂は、カルボキシル末端基濃度が40当量/t以下であることにより、熱安定性に優れた性能を有するものとなり、単糸繊度の小さい繊維であっても操業性よく得ることができ、かつ糸質(強度等)、染色性にも優れたものとなる。なお染色性に優れるとは、製品内で色斑や梱包単位間で色差が生じることがないことをいう。
First, the resin of the present invention has the characteristic value (a) of a carboxyl terminal group concentration of 40 equivalents/t or less, preferably 5 to 35 equivalents/t.
The resin of the present invention has a carboxyl end group concentration of 40 equivalents/t or less, and therefore has excellent thermal stability, and can be produced with good operability even when the single filament size is small, and also has excellent yarn quality (strength, etc.) and dyeability. Excellent dyeability means that there is no color unevenness within the product or no color difference between packaging units.

本発明樹脂は(b)の特性値として、次の方法により測定される平均昇圧速度が0.6MPa/h以下であり、0.5MPa/h以下であることが好ましく、中でも0.4MPa/h以下であることが好ましい。本発明における平均昇圧速度は、各種無機物に由来する異物や非ポリエステル樹脂に由来する異物の混入量の多さの指標となるものであり、平均昇圧速度が小さいほど異物の混入量が少ないことを示すものである。平均昇圧速度が0.6MPa/h以下であることにより、例えば溶融紡糸によって単糸繊度が0.5デシテックス以下の繊維を製造することも可能となる。なお、平均昇圧速度の下限値は、例えば0.01MPa/h程度とすることができるが、これに限定されない。
平均昇圧速度が0.6MPa/hを超えると、異物が多くなることにより、溶融紡糸が困難になり、糸質性能が低下するとともに、カルボキシル末端基濃度が高くなりすぎたときと同様に染色性にも劣るものとなる。
The resin of the present invention has a characteristic value (b) of an average pressure increase rate of 0.6 MPa/h or less, preferably 0.5 MPa/h or less, and more preferably 0.4 MPa/h or less, as measured by the following method. The average pressure increase rate in the present invention is an indicator of the amount of foreign matter derived from various inorganic substances and foreign matter derived from non-polyester resins, and a lower average pressure increase rate indicates a lower amount of foreign matter. By having an average pressure increase rate of 0.6 MPa/h or less, it is possible to produce fibers having a single fiber fineness of 0.5 decitex or less, for example, by melt spinning. The lower limit of the average pressure increase rate can be, for example, about 0.01 MPa/h, but is not limited to this.
If the average pressure increase rate exceeds 0.6 MPa/h, the amount of foreign matter increases, making melt spinning difficult and reducing the yarn quality and performance, and also resulting in poor dyeability, similar to when the carboxyl end group concentration becomes too high.

平均昇圧速度の測定方法は、エクストルーダー及び圧力センサを含む昇圧試験機を用い、エクストルーダーの先端にステンレス鋼製フィルター(呼び寸法メッシュ:1400メッシュ、織り方:綾畳織、縦メッシュ:165メッシュ、横メッシュ:1400メッシュ、縦線径:0.07mm、横線径:0.04mm、濾過粒度:12μm)をセットし、ポリエステル樹脂をエクストルーダーにて300℃で溶融し、前記フィルターからの吐出量29.0g/分で当該溶融物を押し出した時の前記フィルターにかかる圧力値として、押し出し開始時の圧力値を「初期圧力値(MPa)」とし、その後連続して12時間押し出しをした時点の圧力値を「最終圧力値(MPa)」とした場合、それらの圧力値に基づいて下記計算式Aにより上記平均昇圧速度を算出するものである。
平均昇圧速度(MPa/h)=(最終圧力値-初期圧力値)/12)・・・A)
The average pressure rise rate was measured using a pressure rise tester including an extruder and a pressure sensor. A stainless steel filter (nominal mesh size: 1400 mesh, weave: twill weave, vertical mesh: 165 mesh, horizontal mesh: 1400 mesh, vertical wire diameter: 0.07 mm, horizontal wire diameter: 0.04 mm, filtration particle size: 12 μm) was attached to the tip of the extruder. A polyester resin was melted in the extruder at 300° C., and the melt was extruded from the filter at a discharge rate of 29.0 g/min. The pressure value at the start of extrusion was defined as the "initial pressure value (MPa)," and the pressure value at the time of subsequent 12-hour continuous extrusion was defined as the "final pressure value (MPa)." The average pressure rise rate was calculated based on these pressure values using the following formula A:
Average pressure increase rate (MPa / h) = (final pressure value - initial pressure value) / 12) ... A)

本発明樹脂は、後述する製造方法を採用することにより、各種無機物に由来する異物や非ポリエステル樹脂に由来する異物の混入量を低減することができるため、(b)の特性値である、昇圧試験機により測定した平均昇圧速度を0.6MPa/h以下にすることが可能である。 By employing the manufacturing method described below, the resin of the present invention can reduce the amount of contaminants derived from various inorganic substances and non-polyester resins, making it possible to reduce the average pressure increase rate measured using a pressure increase tester, which is the characteristic value of (b), to 0.6 MPa/h or less.

本発明の再生ポリエステル樹脂の極限粘度は、特に限定されないが、0.35から0.80程度であることが好ましい。なお、極限粘度は、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て、温度20℃で測定するものである。 The intrinsic viscosity of the recycled polyester resin of the present invention is not particularly limited, but is preferably approximately 0.35 to 0.80. The intrinsic viscosity is measured at 20°C using an equal weight mixture of phenol and tetrachloroethane as the solvent.

次に、本発明樹脂の製造方法について説明する。本発明の製造方法においては、(1)~(3)に示す工程を含むものであるが、(1)~(3)の工程を順に行うことが好ましい。
(1)エチレンテレフタレートオリゴマー、エチレングリコール、炭素数5~15の脂肪族ジカルボン酸を含む混合物に、前記原料を、全グリコール成分/全酸成分のモル比が1.05~1.30となるように投入し、245~280℃の熱処理条件下で解重合を行うことにより解重合体を含む反応生成物を得る工程、
(2)前記反応生成物を濾過粒度10~25μmのフィルターを通過させて濾液を回収する工程、
(3)前記濾液に金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸、重合触媒を添加し、温度250℃以上及び1.0hPa以下の減圧下で重縮合反応を行う工程
Next, a method for producing the resin of the present invention will be described. The production method of the present invention includes the steps (1) to (3), and it is preferable to carry out the steps (1) to (3) in this order.
(1) a step of adding the raw materials to a mixture containing ethylene terephthalate oligomer, ethylene glycol, and an aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 15 carbon atoms so that the molar ratio of total glycol components/total acid components becomes 1.05 to 1.30, and performing depolymerization under heat treatment conditions of 245 to 280°C to obtain a reaction product containing a depolymerization product;
(2) passing the reaction product through a filter having a filtration particle size of 10 to 25 μm to recover the filtrate;
(3) A step of adding an aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group and a polymerization catalyst to the filtrate and carrying out a polycondensation reaction at a temperature of 250°C or higher and under a reduced pressure of 1.0 hPa or lower.

まず、(1)の解重合工程では、エチレンテレフタレートオリゴマー、エチレングリコール、炭素数5~15の脂肪族ジカルボン酸を含む混合物に、リサイクルポリエステル原料を、全グリコール成分/全酸成分のモル比が1.05~1.30となるように添加し、245~280℃の熱処理条件下で解重合を行うことにより解重合体を含む反応生成物を得る。 First, in the depolymerization step (1), recycled polyester raw material is added to a mixture containing ethylene terephthalate oligomer, ethylene glycol, and an aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 15 carbon atoms so that the molar ratio of total glycol components to total acid components is 1.05 to 1.30, and depolymerization is carried out under heat treatment conditions of 245 to 280°C to obtain a reaction product containing the depolymerized polymer.

エチレンテレフタレートオリゴマー、エチレングリコール及び炭素数5~15の脂肪族ジカルボン酸は、いずれも公知又は市販のものを使用することができる。また、公知の製造方法によって製造することもできる。 The ethylene terephthalate oligomer, ethylene glycol, and aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 15 carbon atoms can all be known or commercially available products. They can also be produced by known production methods.

特に、エチレンテレフタレートオリゴマーとしては、例えばエチレングリコールとテレフタル酸とのエステル化反応物を好適に用いることができる。また、エチレンテレフタレートオリゴマーの数平均重合度は、限定的ではないが、例えば2~20程度とすることができる。 In particular, the ethylene terephthalate oligomer may be, for example, an esterification reaction product of ethylene glycol and terephthalic acid. The number-average degree of polymerization of the ethylene terephthalate oligomer is not limited, but may be, for example, about 2 to 20.

エチレンテレフタレートオリゴマー、エチレンテレフタレートと炭素数5~15の脂肪族ジカルボン酸含む混合物(以下、混合物Eと表記することがある)の量は、最終的に得られる再生ポリエステル樹脂100質量%中20~80質量%程度とすることが好ましく、特に30~70質量%とすることがより好ましい。
エチレンテレフタレートオリゴマーの量が上記より少ない場合、リサイクルポリエステル原料を投入した際に、リサイクルポリエステル原料同士がブロッキングを起こしやすくなり、攪拌機に過大な負荷がかかるため好ましくない。
一方、エチレンテレフタレートオリゴマーの量が上記範囲より多い場合は解重合反応に特に問題は起きないが、最終的に得られる再生ポリエステル樹脂のリサイクル率が低くなり好ましくない。
The amount of ethylene terephthalate oligomer, or a mixture containing ethylene terephthalate and an aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 15 carbon atoms (hereinafter sometimes referred to as mixture E) is preferably about 20 to 80 mass % of the final recycled polyester resin (100 mass %), and more preferably 30 to 70 mass %.
If the amount of ethylene terephthalate oligomer is less than the above range, the recycled polyester raw material is likely to block with itself when the recycled polyester raw material is added, which is undesirable because it places an excessive load on the mixer.
On the other hand, if the amount of ethylene terephthalate oligomer is greater than the above range, no particular problems will arise in the depolymerization reaction, but the recycling rate of the finally obtained recycled polyester resin will be undesirably low.

(1)の工程において、エチレンテレフタレートオリゴマー、エチレングリコール、炭素数5~15の脂肪族ジカルボン酸、リサイクルポリエステル原料を添加する割合としては、最終的に得ようとするポリエステル樹脂の共重合量によって適宜変更すればよいが、概ね、下記の割合(合計で100質量部)で添加することが好ましい。エチレンテレフタレートオリゴマーは5~50質量部、エチレングリコールは1~18質量部、炭素数5~15モル%の脂肪族ジカルボン酸は1~20質量部、リサイクルポリエステル原料は40~60質量部とすることが好ましい。
中でもエチレングリコールの添加量は、解重合反応を十分に進行させるため、エチレンテレフタレートオリゴマーを100質量%に対して、1~18質量%とすることが好ましく、中でも3~15質量%とすることがより好ましい。エチレングリコールの添加量が18質量%を超えると、反応器内でエチレンテレフタレートオリゴマーが固化しやすくなり、以後の反応が継続できなくなる場合がある。
In step (1), the proportions of the ethylene terephthalate oligomer, ethylene glycol, aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 15 carbon atoms, and recycled polyester raw material added may be varied as appropriate depending on the copolymerization amount of the polyester resin to be ultimately obtained, but are preferably added in the following proportions (totaling 100 parts by mass): 5 to 50 parts by mass of ethylene terephthalate oligomer, 1 to 18 parts by mass of ethylene glycol, 1 to 20 parts by mass of aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 15 mol% of carbon atoms, and 40 to 60 parts by mass of recycled polyester raw material.
In particular, the amount of ethylene glycol added is preferably 1 to 18% by mass, and more preferably 3 to 15% by mass, relative to 100% by mass of the ethylene terephthalate oligomer in order to sufficiently proceed with the depolymerization reaction. If the amount of ethylene glycol added exceeds 18% by mass, the ethylene terephthalate oligomer tends to solidify in the reactor, and the subsequent reaction may not be able to continue.

混合物Eにおいて、エチレンテレフタレートオリゴマー中にエチレングリコールや炭素数5~15モル%の脂肪族ジカルボン酸を投入する際は、オリゴマーの固化を防ぐ目的で、攪拌機を回しながら内容物の温度を均一にし、投入することが好ましい。 When adding ethylene glycol or an aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 15 mol% carbon atoms to the ethylene terephthalate oligomer in Mixture E, it is preferable to keep the temperature of the contents uniform while rotating the agitator before adding them in order to prevent the oligomer from solidifying.

(1)の工程において混合物Eにリサイクルポリエステル原料を投入する際には、撹拌しながら全グリコール成分/全酸成分のモル比が1.05から1.30となるようにして、245~280℃の熱処理条件下で解重合反応を行う。 When adding recycled polyester raw materials to mixture E in step (1), the depolymerization reaction is carried out under heat treatment conditions of 245 to 280°C while stirring so that the molar ratio of total glycol components to total acid components is between 1.05 and 1.30.

本発明の製造方法においては、この工程が重要である。つまり、リサイクルポリエステル原料を利用した従来の方法においては、リサイクルポリエステル原料のみを用いて解重合を行っているが、本発明においては、エチレンテレフタレートオリゴマーと炭素数5~15モル%の脂肪族ジカルボン酸、エチレングリコールの存在下でリサイクルポリエステル原料の解重合反応を行い、かつエチレンテレフタレートオリゴマー、エチレングリコール、炭素数5~15の脂肪族ジカルボン酸及びリサイクルポリエステル原料の全ての成分を全グリコール成分/全酸成分のモル比が、1.05~1.30となるようにしてリサイクルポリエステル原料を投入し、解重合反応を行うものである。 This step is important in the manufacturing method of the present invention. In other words, while conventional methods using recycled polyester raw materials involve depolymerization using only the recycled polyester raw material, in the present invention, the depolymerization reaction of the recycled polyester raw material is carried out in the presence of ethylene terephthalate oligomer, an aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 15 mol% carbon atoms, and ethylene glycol, and the depolymerization reaction is carried out by adding the recycled polyester raw material in such a way that the molar ratio of ethylene terephthalate oligomer, ethylene glycol, an aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 15 carbon atoms, and all of the components of the recycled polyester raw material is 1.05 to 1.30 (total glycol components/total acid components).

上記したような(1)の工程を行うことにより、各種の無機物のみならず、非ポリエステル樹脂由来の異物の析出が効率良く行われるため、(2)のろ過工程において、これらの異物をもれなく濾過することができる。そして、(3)の工程の重縮合反応において、本発明の特性値として、ジエチレングリコールの含有量(共重合量)やカルボキシル末端基濃度が特定量以下のものであり、かつ、異物の混入量が比較的少ない再生ポリエステル樹脂を得ることが可能となる。 By carrying out step (1) as described above, not only various inorganic substances but also non-polyester resin-derived impurities are efficiently precipitated, allowing these impurities to be filtered out completely in the filtration step (2). Furthermore, in the polycondensation reaction of step (3), it is possible to obtain recycled polyester resin with a diethylene glycol content (copolymerization amount) and carboxyl terminal group concentration that are below specific amounts, as characteristic values of the present invention, and with a relatively low amount of impurities.

さらには、エチレンテレフタレートオリゴマー、エチレングリコールと炭素数5~15の脂肪族ジカルボン酸の存在下でリサイクルポリエステル原料の解重合を行うことにより、リサイクルポリエステル原料のみを用いて解重合を行う場合に比べて、共重合成分が存在することで、低温で解重合反応を進行させることが可能となる。これは、工業ベースで実施をする場合には大きなメリットとなる。 Furthermore, by depolymerizing recycled polyester raw materials in the presence of ethylene terephthalate oligomer, ethylene glycol, and an aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 15 carbon atoms, the presence of copolymerization components makes it possible to proceed with the depolymerization reaction at a lower temperature than when depolymerization is carried out using only recycled polyester raw materials. This is a significant advantage when carried out on an industrial scale.

なお、本発明の製造方法においては、上記の解重合反応により、リサイクルポリエステル原料はモノマーにまで分解されずに、繰り返し単位が5~20程度のオリゴマーまで分解されることが望ましい。このように解重合反応を制御することにより、各種の無機物のみならず、非ポリエステル樹脂由来の異物の析出が効率よく行われる結果、より多くの異物を取り除くことが可能となる。 In the manufacturing method of the present invention, it is desirable that the recycled polyester raw material is not broken down into monomers by the depolymerization reaction, but rather into oligomers with approximately 5 to 20 repeating units. By controlling the depolymerization reaction in this way, not only various inorganic substances but also non-polyester resin-derived foreign matter are efficiently precipitated, making it possible to remove a larger amount of foreign matter.

解重合反応を行う際の全グリコール成分/全酸成分のモル比が上記範囲外であると、得られる再生ポリエステル樹脂は、本発明で規定する、カルボキシル末端基濃度、ジエチレングリコールの含有量の少なくとも一方を満足しないものとなり、また、平均昇圧速度も高いものとなる。これは、解重合反応を行う際の全グリコール成分/全酸成分のモル比が上記範囲外である場合、各種の無機物や非ポリエステル樹脂由来の異物の析出が効率良く行われないため、(2)の工程において、これらの異物をもれなく濾過することができず、(3)の工程の重縮合反応後に異物が析出し、その結果、平均昇圧速度が高い再生ポリエステル樹脂となる。 If the molar ratio of total glycol components to total acid components during the depolymerization reaction is outside the above range, the resulting recycled polyester resin will not satisfy at least one of the carboxyl terminal group concentration and diethylene glycol content specified in the present invention, and will also have a high average pressure rise rate. This is because, when the molar ratio of total glycol components to total acid components during the depolymerization reaction is outside the above range, precipitation of various inorganic substances and non-polyester resin-derived impurities does not occur efficiently, making it impossible to filter out all of these impurities in step (2). As a result, the impurities precipitate after the polycondensation reaction in step (3), resulting in a recycled polyester resin with a high average pressure rise rate.

本発明の製造方法で用いる反応器は、容量や攪拌翼形状は、一般的に使用されているエステル化反応器で特に問題ないが、解重合反応を効率的に進めるため、エチレングリコールを系外に溜出させない蒸留塔を併設している構造を有する反応器であることが好ましい。
リサイクルポリエステル原料を投入する際には、常圧下で撹拌しながら行うことが好ましく、少量の不活性ガス(一般的には窒素ガスを使用)でパージした状態で投入することがより好ましい。
The reactor used in the production method of the present invention may be a commonly used esterification reactor with no particular problem in terms of volume or shape of stirring blades. However, in order to efficiently proceed with the depolymerization reaction, it is preferable that the reactor has a structure in which a distillation column is attached so as not to distill ethylene glycol out of the system.
When the recycled polyester raw material is charged, it is preferably stirred under normal pressure, and more preferably charged in a state purged with a small amount of inert gas (generally nitrogen gas).

(1)の工程で行う解重合時の反応温度は、反応器の内温を245~280℃の範囲に設定して行うことが好ましく、その中でも255~275℃の範囲に設定して行うことがより好ましい。解重合時の反応温度が245℃未満になる場合には、反応物が固化し、操業性が悪化するとともに、再生ポリエステル樹脂が得られたとしても、ジエチレングリコールの含有量やカルボキシル末端基濃度が高くなりすぎる。前記反応温度が280℃を超える場合は、得られる再生ポリエステル樹脂のジエチレングリコールの含有量又はカルボキシル末端基濃度が高くなりすぎる。 The reaction temperature during depolymerization in step (1) is preferably set at an internal reactor temperature in the range of 245 to 280°C, and more preferably in the range of 255 to 275°C. If the reaction temperature during depolymerization is below 245°C, the reaction product will solidify, reducing operability. Even if a recycled polyester resin is obtained, the diethylene glycol content and carboxyl end group concentration will be too high. If the reaction temperature exceeds 280°C, the diethylene glycol content and carboxyl end group concentration of the resulting recycled polyester resin will be too high.

また、解重合の反応時間(リサイクルポリエステル原料の投入終了後からの反応時間)は、4時間以内が好ましく、ジエチレングリコールの副生量を抑えること、ポリエステルの色調悪化を抑える観点から2時間以内とすることがより好ましい。 The depolymerization reaction time (the reaction time from the end of the addition of the recycled polyester raw material) is preferably within 4 hours, and more preferably within 2 hours from the standpoint of suppressing the amount of diethylene glycol by-product and suppressing deterioration in the color tone of the polyester.

(2)の工程においては、(1)の工程で解重合反応を行った解重合体を含む反応生成物を、濾過粒度10~25μmのフィルターを通過させて濾液を回収する。上述したように、(1)の工程の条件で解重合反応を行うことにより、各種の無機物のみならず、非ポリエステル樹脂由来の異物の析出が効率良く行われるため、濾過粒度10~25μmのフィルターを通過させることにより、析出した異物を濾過し、異物の混入量の少ない解重合体を得ることができる。 In step (2), the reaction product containing the depolymerized polymer from step (1) is passed through a filter with a filtration size of 10 to 25 μm, and the filtrate is recovered. As described above, by carrying out the depolymerization reaction under the conditions of step (1), not only various inorganic substances but also foreign matter derived from non-polyester resins is efficiently precipitated. Therefore, by passing the product through a filter with a filtration size of 10 to 25 μm, the precipitated foreign matter can be filtered out, and a depolymerized polymer with a low amount of foreign matter can be obtained.

濾過粒度が25μmより大きいフィルターを使用すると、ポリマー中の異物を十分に除去できず、得られる再生ポリエステル樹脂中の異物が多くなる。このため、このような樹脂を用いて紡糸を行うと、ノズルパックの昇圧や切糸が生じる。一方、濾過粒度が10μmよりも小さいフィルターを使用すると、異物による目詰まりが生じやすく、フィルターライフが短くなることにより、コスト的に不利となるほか、操業性も悪化する。 When a filter with a filtration particle size larger than 25 μm is used, foreign matter in the polymer cannot be sufficiently removed, resulting in a high content of foreign matter in the resulting recycled polyester resin. Therefore, when such a resin is used for spinning, pressure buildup in the nozzle pack and broken threads occur. On the other hand, when a filter with a filtration particle size smaller than 10 μm is used, it is prone to clogging with foreign matter and the filter life is shortened, which is cost-effective and also reduces operability.

また、本発明の(2)の工程で使用できるフィルターとしては、一般的なもので特に問題ないが、スクリーンチェンジャー式フィルター、リーフディスクフィルター、キャンドル型焼結フィルターなどが挙げられる。 Furthermore, filters that can be used in step (2) of the present invention include general filters without any particular problems, such as screen changer filters, leaf disc filters, and candle-type sintered filters.

そして、本発明の製造方法においては、上記の工程(2)を経て得られた濾液に、前記したような金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸、重合触媒を加え、温度260℃以上、1.0hPa以下の減圧下で重縮合反応を行う。 In the production method of the present invention, the aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group as described above and a polymerization catalyst are added to the filtrate obtained through step (2) above, and a polycondensation reaction is carried out at a temperature of 260°C or higher and under a reduced pressure of 1.0 hPa or less.

金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸の添加量は、ポリエステルを構成する全酸成分の合計量を100モル%とするとき、0.5~5モル%が好ましい。 The amount of aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group added is preferably 0.5 to 5 mol % when the total amount of all acid components constituting the polyester is taken as 100 mol %.

重合触媒は前記したようなものを使用することが好ましいが、これらの添加量は、ポリエステルを構成する酸成分1モルに対し、5×10-5モル/unit以上とすることが好ましく、その中でも6×10-5モル/unit以上とすることがより好ましい。
さらに、重縮合反応時には、上記の重合触媒と併せて、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物、脂肪酸エステル、ヒンダードフェノール系抗酸化剤、リン化合物、酸化チタンを添加することもできる。
It is preferable to use the polymerization catalysts described above, and the amount of these catalysts added is preferably 5× 10 mol/unit or more, more preferably 6× 10 mol/unit or more, per mole of the acid component constituting the polyester.
Furthermore, during the polycondensation reaction, alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds, fatty acid esters, hindered phenol-based antioxidants, phosphorus compounds, and titanium oxide may be added in addition to the above-mentioned polymerization catalyst.

そして、重縮合反応槽において、温度260℃以上、1.0hPa以下の減圧下で重縮合反応を行う。重縮合反応温度が260℃未満であったり、重縮合反応時の圧力が1.0hPaを超えたりすると、重縮合反応時間が長くなるため、生産性に劣るものとなる。
重縮合反応温度は、中でも270℃以上とすることがより好ましい。ただし、重縮合反応温度が高過ぎると熱分解によりポリマーが着色し、色調が悪化すること、同じく熱分解により末端基量(COOH)が高くなるため、本発明においては、重縮合反応温度の上限は、285℃以下とすることが好ましい。
Then, in the polycondensation reaction tank, the polycondensation reaction is carried out at a temperature of 260° C. or higher and under a reduced pressure of 1.0 hPa or lower. If the polycondensation reaction temperature is lower than 260° C. or the pressure during the polycondensation reaction exceeds 1.0 hPa, the polycondensation reaction time becomes long, resulting in poor productivity.
The polycondensation reaction temperature is more preferably 270° C. or higher. However, if the polycondensation reaction temperature is too high, the polymer will be colored due to thermal decomposition, resulting in a deterioration in color tone, and the amount of terminal groups (COOH) will also increase due to thermal decomposition. Therefore, in the present invention, the upper limit of the polycondensation reaction temperature is preferably 285° C. or lower.

本発明樹脂中には、その効果を損なわない範囲であれば、上記したような重合触媒、抗酸化剤、リン化合物等の添加剤以外の各種の添加剤を含有してもよい。
各種の添加剤としては、ポリエステル樹脂の熱分解による着色を抑制するために酢酸マンガン等のマンガン化合物、アントラキノン系染料化合物、銅フタロシアニン系化合物等の添加剤が含有されていても良い。
The resin of the present invention may contain various additives other than the above-mentioned additives such as polymerization catalyst, antioxidant, phosphorus compound, etc., as long as the effects of the resin are not impaired.
As various additives, additives such as manganese compounds such as manganese acetate, anthraquinone dye compounds, copper phthalocyanine compounds, etc. may be contained in order to suppress coloration due to thermal decomposition of the polyester resin.

本発明樹脂を用いて得られる各種の製品としては、本発明樹脂を含有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば繊維、成形品、フィルム等の形態に好適に用いることができる。 The various products obtainable using the resin of the present invention are not particularly limited as long as they contain the resin, and can be suitably used in the form of, for example, fibers, molded articles, films, etc.

本発明樹脂を含有する繊維の場合は、例えば本発明樹脂を含む原料を溶融し、紡糸する工程を含む製造方法によって繊維を製造することができる。これにより、例えば単糸繊度が0.8デシテックス以下(好ましくは0.6~0.3デシックス)の極細繊維も製造することができる。紡糸方法等は、公知の条件に従って実施することができる。 Fibers containing the resin of the present invention can be produced, for example, by a manufacturing method including a step of melting and spinning a raw material containing the resin of the present invention. This makes it possible to produce ultrafine fibers with a single filament fineness of 0.8 decitex or less (preferably 0.6 to 0.3 decitex). The spinning method can be carried out according to known conditions.

本発明樹脂は、前記したように異物の含有量が比較的少なく、バージンポリエステル樹脂と同等の特性を有しているため、溶融紡糸、延伸・熱処理、巻取工程のいずれにおいても糸切れのトラブルが生じにくく、生産性良くポリエステル繊維を得ることができる。 As mentioned above, the resin of the present invention contains relatively little foreign matter and has properties equivalent to virgin polyester resin. This means that yarn breakage is less likely to occur during the melt spinning, drawing/heat treatment, and winding processes, and polyester fibers can be obtained with high productivity.

本発明樹脂を含有する本発明の繊維としては、例えばモノフィラメント、マルチフィラメント等のいずれであっても良く、また長繊維、短繊維等のいずれであっても良い。
また、本発明樹脂を含有する本発明の繊維は、繊維を構成する単繊維の形状は特に限定するものではなく、丸断面のみならず、多角形状等の異形断面のものであってもよい。また、単繊維の全てが本発明樹脂で形成されている繊維のみならず、本発明樹脂と、本発明樹脂以外のポリエステル樹脂(バージンポリエステル樹脂や他の共重合成分を含有するポリエステル樹脂など)との複合繊維であってもよい。複合繊維とする場合には、芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型のものが挙げられる。
The fiber of the present invention containing the resin of the present invention may be, for example, either a monofilament or a multifilament, and may be either a long fiber or a short fiber.
Furthermore, the fiber of the present invention containing the resin of the present invention is not particularly limited in the shape of the single fiber constituting the fiber, and may have not only a round cross section but also an irregular cross section such as a polygonal cross section. Furthermore, not only may the single fiber be formed entirely from the resin of the present invention, but the fiber may also be a composite fiber of the resin of the present invention and a polyester resin other than the resin of the present invention (such as a virgin polyester resin or a polyester resin containing another copolymer component). Examples of composite fibers include core-sheath, side-by-side, and sea-island types.

一般に、繊維の製造においては、マルチフィラメントを製造する方が困難度は高いが、本発明の繊維は、バージンポリエステルと同等の特性を有する本発明樹脂を用いたものであるため、例えば単糸繊度0.3~30デシテックス、単糸数2~300、総繊度5~350、強度1~5cN/デシテックス、伸度10~400%の特性値を有するマルチフィラメントとすることができる。その中でも製造することの困難度がより高い極細繊維も得ることができる。 Generally, it is more difficult to produce multifilaments when it comes to fiber production. However, because the fibers of the present invention use the resin of the present invention, which has properties equivalent to those of virgin polyester, it is possible to produce multifilaments with properties such as a single yarn fineness of 0.3 to 30 decitex, 2 to 300 single yarns, a total fineness of 5 to 350, a strength of 1 to 5 cN/dtex, and an elongation of 10 to 400%. Even among these, it is possible to obtain ultrafine fibers, which are more difficult to produce.

本発明樹脂は前記したように、ジエチレングリコールの含有量、カルボキシル末端基濃度が特定量以下であることにより、熱安定性に優れている。このため、上記のような長繊維を得る際には、太さ斑などが生じにくく、均整度の高い繊維を効率よく得ることができる。さらに、本発明樹脂は前記したように、平均昇圧速度が0.6MPa/h以下であり、異物の混入が少ないものである。異物が少ないことによって、極細繊維を操業性よく得ることが可能となる。 As mentioned above, the resin of the present invention has excellent thermal stability due to the diethylene glycol content and carboxyl end group concentration being below specific amounts. Therefore, when producing the long fibers described above, thickness variations are unlikely to occur, and highly uniform fibers can be efficiently obtained. Furthermore, as mentioned above, the resin of the present invention has an average pressure increase rate of 0.6 MPa/h or less, and is low in foreign matter. The low level of foreign matter makes it possible to produce ultrafine fibers with good operational efficiency.

また、本発明樹脂は、金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸成分と炭素数が5~10の脂肪族ジカルボン酸成分を共重合することで常圧条件でのカチオン染料での染色が可能であるが、バージンポリエステル樹脂より得られた繊維と同等の特性を有するものであるため、染色を行った場合、製品内で色斑や梱包単位間で色差が生じることがなく、染色性にも優れている。 In addition, the resin of the present invention can be dyed with cationic dyes under normal pressure conditions by copolymerizing an aromatic dicarboxylic acid component having a metal sulfonate group with an aliphatic dicarboxylic acid component having 5 to 10 carbon atoms. Because it has properties equivalent to fibers obtained from virgin polyester resin, dyeing does not result in color spots within the product or color differences between packaging units, and it also has excellent dyeability.

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)極限粘度
得られた再生ポリエステル樹脂を用い、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て、温度20℃で測定するものである。
(b)ポリエステル樹脂の組成
得られたポリエステル樹脂を、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、共重合成分の種類と含有量を求めた。
(c)カルボキシル末端基濃度
得られた再生ポリエステル樹脂0.1gをベンジルアルコール10mlに溶解し、この溶液にクロロホルム10mlを加えた後、1/10規定の水酸化カリウムベンジルアルコール溶液で滴定して求めた。
The present invention will now be described in detail with reference to examples, in which the measurement and evaluation methods for various properties and the like are as follows.
(a) Intrinsic Viscosity The intrinsic viscosity is measured at 20°C using the obtained recycled polyester resin and a mixture of equal masses of phenol and tetrachloroethane as a solvent.
(b) Composition of Polyester Resin The obtained polyester resin 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 apparatus manufactured by JEOL Ltd., and the type and content of copolymerization components were determined from the integrated intensity of the proton peak of each component in the obtained chart.
(c) Carboxyl End Group Concentration 0.1 g of the resulting recycled polyester resin was dissolved in 10 ml of benzyl alcohol, and 10 ml of chloroform was added to the solution, followed by titration with a 1/10 N potassium hydroxide benzyl alcohol solution to determine the carboxyl end group concentration.

(d)昇圧試験機により測定した平均昇圧速度
得られた再生ポリエステル樹脂を、エクストルーダーにて300℃で溶融し、エクストルーダーの先端にフィルターとして、ステンレス鋼製綾畳織フィルター(呼び寸法メッシュ:1400メッシュ、織り方:綾畳織、縦メッシュ:165メッシュ、横メッシュ:1400メッシュ、縦線径:0.07mm、横線径:0.04mm、濾過粒度:12μm、粘性抵抗係数(m-1):2.60×10、慣性抵抗係数:5.14×10、上條精機社製)をセットし、さらにその背面(下流側)に補強材(ステンレス製平織金網(呼び寸法メッシュ:40メッシュ、織り方:平織、線径:0.21mm(株)上條精機製)を積層した後、ポリマー吐出量を29.0g/分として、フィルター圧力を昇圧試験機;アサヒゲージ社製「MES-Y44D型」検出器を用いて測定する。前記の昇圧試験機を用いた昇圧試験を12時間連続して行い、昇圧試験を始める際の初期圧力値(MPa)(ポリエステル樹脂がフィルターを通り始めてから5~10分の間の圧力の最小値を初期圧力とする。)と、12時間経過時点の最終圧力値(MPa)の値から、下記計算式により平均昇圧速度を算出した。
平均昇圧速度(MPa/h)=(最終圧力値-初期圧力値)/12
(d) Average pressure rise rate measured by a pressure rise tester The obtained recycled polyester resin was melted at 300°C in an extruder, and a stainless steel twill weave filter (nominal mesh size: 1400 mesh, weave: twill weave, vertical mesh: 165 mesh, horizontal mesh: 1400 mesh, vertical wire diameter: 0.07 mm, horizontal wire diameter: 0.04 mm, filtration particle size: 12 μm, viscous resistance coefficient (m −1 ): 2.60 × 10 7) was attached to the tip of the extruder as a filter. , inertia coefficient: 5.14 × 10, manufactured by Kamijo Seiki Co., Ltd.) was set, and a reinforcing material (stainless steel plain weave wire mesh (nominal mesh size: 40 mesh, weave: plain weave, wire diameter: 0.21 mm, manufactured by Kamijo Seiki Co., Ltd.) was further laminated on the back surface (downstream side) of the same, and the filter pressure was measured using a pressure rise tester; a detector "MES-Y44D type" manufactured by Asahi Gauge Co., Ltd., with the polymer discharge rate set to 29.0 g/min. The pressure rise test using the pressure rise tester was carried out continuously for 12 hours, and the average pressure rise rate was calculated using the following formula from the initial pressure value (MPa) at the start of the pressure rise test (the minimum pressure value between 5 and 10 minutes after the polyester resin started to pass through the filter is defined as the initial pressure) and the final pressure value (MPa) after 12 hours had elapsed.
Average pressure increase rate (MPa/h) = (final pressure value - initial pressure value) / 12

(e)融点
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25~280℃、昇温速度20℃/分で測定した。
(f)ガラス転移温度
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25~280℃、昇温速度20℃/分で測定した。
(e) Melting Point: Measured using a PerkinElmer DSC-7 differential scanning calorimeter in a nitrogen stream at a temperature range of 25 to 280° C. and a heating rate of 20° C./min.
(f) Glass Transition Temperature: Measured using a PerkinElmer DSC-7 differential scanning calorimeter in a nitrogen stream at a temperature range of 25 to 280° C. and a heating rate of 20° C./min.

(g)長繊維製造の操業性(切糸)
24時間連続して溶融紡糸を行った間の切糸回数が3回/(日・錘)以下であり、かつ延伸工程時の単糸切れがない場合を「○」とし、それ以外の場合を「×」とした。
(h)糸質
JIS L-1013に従い、島津製作所製オートグラフDSS-500を用い、つかみ間隔10cm、引張速度10cmで強度および伸度を測定した。
(i)染色性(染色後L値)
得られたマルチフィラメント糸を、編機(小池機械製作所製、針本数:300本、釜径:3.5インチ)を用いて筒編地を作製した。
作製した筒編地を、60℃で20分の精練を行った後、下記の染色条件下、100℃で60分間の常圧染色をして風乾した。次に小型ピンテンターを用いて150℃で1分間の熱セットを行った後、4枚重ねのサンプル片を作成した。このサンプル片のL値を色差計で測定し、染色性の評価を行った。このL値が低いほど繊維の色が濃いことを示し、染色性が良いと判断し、L値が35以下を合格とした。
また、染色した30本の筒編地を目視にて、染色筋や染色斑の有無を評価し、染色筋と染色斑ともに有していない良品の本数をカウントし、以下のように評価した。
〇:良品の本数が27本以上
×:良品の本数が26本以下
(染色条件)
染料: アストラゾンブルー 0.5% o.m.f.
均染剤: 酢酸 0.2mL/L
酢酸ナトリウム 0.2g/L
浴比: 1:50
(g) Runability of filament fiber production (cut yarn)
The case where the number of times of yarn breakage during 24 hours of continuous melt spinning was 3 times/(day/spindle) or less and there was no single yarn breakage during the drawing process was marked with "○", and the other cases were marked with "×".
(h) Yarn Quality Tenacity and elongation were measured in accordance with JIS L-1013 using an autograph DSS-500 manufactured by Shimadzu Corporation at a gripping distance of 10 cm and a pulling speed of 10 cm.
(i) Dyeability (L value after dyeing)
The obtained multifilament yarn was knitted into a cylindrical knitted fabric using a knitting machine (manufactured by Koike Kikai Seisakusho, number of needles: 300, diameter of kettle: 3.5 inches).
The produced cylindrical knitted fabric was scoured at 60°C for 20 minutes, then dyed at 100°C for 60 minutes under normal pressure under the dyeing conditions below and air-dried. Next, a small pin tenter was used to heat-set the fabric at 150°C for 1 minute, and four-ply sample pieces were prepared. The L value of this sample piece was measured with a color difference meter to evaluate dyeability. The lower the L value, the darker the color of the fiber, and the better the dyeability. An L value of 35 or less was considered acceptable.
The 30 dyed cylindrical knitted fabrics were visually inspected for the presence or absence of dye streaks or dye spots, and the number of non-defective fabrics having neither dye streaks nor dye spots was counted and evaluated as follows:
◯: The number of good products is 27 or more ×: The number of good products is 26 or less (dyeing conditions)
Dye: Astrazon Blue 0.5% o.m.f.
Leveling agent: acetic acid 0.2 mL/L
Sodium acetate 0.2g/L
Bath ratio: 1:50

実施例1
〔再生ポリエステル樹脂〕
エステル化反応器に、テレフタル酸(TPA)とエチレングリコール(EG)のスラリー(TPA/EGモル比=1/1.6)を供給し、温度250℃、圧力50hPaの条件で反応させ、エステル化反応率95%のエチレンテレフタレートオリゴマー(数平均重合度:5)を得た。
エチレンテレフタレートオリゴマー41.5質量部をエステル化反応器に仕込み、続いて、脂肪族ジカルボン酸としてアジピン酸とエチレングリコール(EG)をアジピン酸を2.0質量部、EGを4.5質量部投入し、混合物Eを得た。その後、リサイクルポリエステル原料(ポリエステル樹脂を製造する工程で発生するポリエステル屑のペレット状のもの)52質量部を、ロータリーバルブを介し、約2hかけて定量投入した。
このとき、リサイクルポリエステル原料を、全グリコール成分/全酸成分のモル比(以下、G/Aと表記することがある)が1.17となるように投入した。その後、260℃の熱処理条件下で1時間解重合反応を行った。
そして、得られた解重合体を、エステル化反応器と重縮合反応器との間に目開き20μmのキャンドルフィルターをセットして重縮合反応器(以後PC缶と表記)へ圧送した後、金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸成分として、5-ナトリウムスルホイソフタル酸のジエチレングリコールエステルを3.6質量部、酸化チタンを0.05質量部、重合触媒として三酸化アンチモンを2.0×10-4mol/unit、二酸化ゲルマニウムを5.0×10-4mol/unit、コバルト化合物として酢酸コバルトを0.4×10-4mol/unit、トリエチルフォスフェートを8.5×10-4mol/unit、アルカリ金属化合物として酢酸リチウムを1.5×10-3mol/unit、アルカリ土類金属化合物として酢酸マグネシウムを12.2×10-4mol/unitとなるよう加え、PC缶を減圧にして60分後に最終圧力0.5hPa、温度280℃で3時間、溶融重合反応を行い、極限粘度が0.52のポリエステル樹脂を得た(常法により払い出して、チップ状のものとした)。
Example 1
[Recycled polyester resin]
A slurry of terephthalic acid (TPA) and ethylene glycol (EG) (TPA/EG molar ratio = 1/1.6) was supplied to an esterification reactor and reacted at a temperature of 250°C and a pressure of 50 hPa to obtain an ethylene terephthalate oligomer (number average degree of polymerization: 5) with an esterification reaction rate of 95%.
An esterification reactor was charged with 41.5 parts by mass of ethylene terephthalate oligomer, followed by the addition of 2.0 parts by mass of adipic acid and 4.5 parts by mass of ethylene glycol (EG) as aliphatic dicarboxylic acids to obtain a mixture E. Thereafter, 52 parts by mass of recycled polyester raw material (pelletized polyester waste generated in the process of producing polyester resin) was quantitatively added via a rotary valve over a period of approximately 2 hours.
At this time, the recycled polyester raw material was added so that the molar ratio of total glycol components to total acid components (hereinafter sometimes referred to as G/A) was 1.17, and then the depolymerization reaction was carried out under heat treatment conditions of 260°C for 1 hour.
The obtained depolymerization product was pressure-fed to a polycondensation reactor (hereinafter referred to as a PC can) through a candle filter with 20 μm openings set between the esterification reactor and the polycondensation reactor, and then mixed with 3.6 parts by mass of diethylene glycol ester of 5-sodium sulfoisophthalic acid as an aromatic dicarboxylic acid component having a metal sulfonate group, 0.05 parts by mass of titanium oxide, 2.0× 10 mol/unit of antimony trioxide and 5.0× 10 mol/unit of germanium dioxide as polymerization catalysts, 0.4×10 mol/unit of cobalt acetate and 8.5× 10 mol/unit of triethyl phosphate as cobalt compounds, 1.5× 10 mol/unit of lithium acetate as an alkali metal compound, and 12.2× 10 mol /unit of magnesium acetate as an alkaline earth metal compound. The PC can was then decompressed and, after 60 minutes, the melt polymerization reaction was carried out at a final pressure of 0.5 hPa and a temperature of 280°C for 3 hours, yielding a polyester resin with an intrinsic viscosity of 0.52 (which was then extruded into chips in the usual manner).

〔長繊維の製造〕
得られたポリエステル樹脂を乾燥させた後、吐出孔を48個有する紡糸口金を用い、紡糸温度273℃で紡糸し、冷却、油剤付与を行いながら、1395m/分の速度で巻き取り、未延伸糸を得た。これを延伸倍率2.5、ロールヒータ温度80℃、プレートヒータ150℃、延伸速度600m/minの条件で延伸した後、巻き取り、84デシテックス/48フィラメントのマルチフィラメント糸(延伸糸)を得た。
[Production of Long Fibers]
The polyester resin thus obtained was dried and then spun at a spinning temperature of 273°C using a spinneret having 48 nozzles, followed by cooling and application of an oil, followed by winding at a speed of 1395 m/min to obtain an undrawn yarn, which was then drawn at a draw ratio of 2.5, a roll heater temperature of 80°C, a plate heater temperature of 150°C, and a drawing speed of 600 m/min, followed by winding to obtain an 84 dtex/48 filament multifilament yarn (drawn yarn).

実施例2~10、比較例1~11
〔再生ポリエステル樹脂〕
解重合反応時に添加する、エチレンテレフタレートオリゴマー、エチレングリコール、アジピン酸及びリサイクルポリエステル原料の添加量、G/A及び熱処理温度を表1に示すものに変更した以外は、実施例1と同様にして、解重合反応を行った。
また、濾液を回収する工程におけるフィルターの濾過粒度、重合反応工程における熱処理温度と5-ナトリウムスルホイソフタル酸ジエチレングリコールエステル、酢酸リチウムの添加量を表1に示すものに変更した以外は、実施例1と同様にしてポリエステル樹脂を製造した。
〔繊維の製造〕
得られたポリエステル樹脂を用い、実施例1と同様にしてマルチフィラメント糸を得た。
Examples 2 to 10, Comparative Examples 1 to 11
[Recycled polyester resin]
The depolymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the amounts of ethylene terephthalate oligomer, ethylene glycol, adipic acid, and recycled polyester raw material added during the depolymerization reaction, G/A, and heat treatment temperature were changed to those shown in Table 1.
In addition, a polyester resin was produced in the same manner as in Example 1, except that the filtration particle size of the filter in the step of recovering the filtrate, the heat treatment temperature in the polymerization reaction step, and the amounts of 5-sodium sulfoisophthalic acid diethylene glycol ester and lithium acetate added were changed to those shown in Table 1.
[Fiber manufacturing]
Using the obtained polyester resin, a multifilament yarn was obtained in the same manner as in Example 1.

実施例11(極細繊維を得た例)
実施例2で得られた再生ポリエステル樹脂を用い、紡糸口金(孔径0.15mm、孔数84ホール)を用いた以外は、実施例1と同様にして45デシテックス/84フィラメントのマルチフィラメント糸(延伸糸)を得た。
Example 11 (Example of obtaining ultrafine fibers)
A 45 dtex/84 filament multifilament yarn (drawn yarn) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the recycled polyester resin obtained in Example 2 was used and a spinneret (hole diameter 0.15 mm, number of holes 84) was used.

実施例12
実施例6で得られた再生ポリエステル樹脂を用いた以外は、実施例11と同様にして溶融紡糸、延伸を行い、繊度45dtexのマルチフィラメント糸を得た。
Example 12
Melt spinning and drawing were carried out in the same manner as in Example 11, except that the recycled polyester resin obtained in Example 6 was used, to obtain a multifilament yarn having a fineness of 45 dtex.

比較例12~13
比較例1、2で得られた再生ポリエステル樹脂をそれぞれ用い、実施例11と同様にして溶融紡糸を行ったところ、紡糸時に単糸切れや切糸が頻発し、マルチフィラメント糸を得ることができなかった。
Comparative Examples 12 to 13
When melt spinning was carried out in the same manner as in Example 11 using the recycled polyester resins obtained in Comparative Examples 1 and 2, single yarn breakage and broken yarns frequently occurred during spinning, and multifilament yarns could not be obtained.

実施例1~10、比較例1~11で得られた再生ポリエステル樹脂の特性値、実施例1~12、比較例1~2、4~9で得られたマルチフィラメント糸の特性値と評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the property values of the recycled polyester resins obtained in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 11, and the property values and evaluation results of the multifilament yarns obtained in Examples 1 to 12, Comparative Examples 1 to 2, and 4 to 9.

表1から明らかなように、実施例1~10で得られた再生ポリエステル樹脂は、カルボキシル末端基量、ジエチレングリコールの含有量、平均昇圧速度が本発明で規定する範囲内のものであった。このため、紡糸操業性よくマルチフィラメント糸を得ることができた。
また、実施例1~12で得られた繊維は、強度、伸度等の特性値に優れ、常圧染色により均一な染色性を有するものであった。中でも、実施例11、12で得られた繊維は、単糸繊度が0.6デシテックス未満のものであったが、紡糸操業性よく得ることができ、実施例1~10で得られた繊維と同等の優れた特性値、染色性を有するものであった。
As is clear from Table 1, the recycled polyester resins obtained in Examples 1 to 10 had carboxyl terminal group amounts, diethylene glycol contents, and average pressure rise rates within the ranges specified in the present invention. Therefore, multifilament yarns could be obtained with good spinning operability.
The fibers obtained in Examples 1 to 12 were excellent in properties such as strength and elongation, and had uniform dyeability by normal pressure dyeing. Among them, the fibers obtained in Examples 11 and 12 had a single yarn fineness of less than 0.6 dtex, but could be obtained with good spinning operability and had excellent properties and dyeability equivalent to those of the fibers obtained in Examples 1 to 10.

一方、比較例1では、5-Naスルホイソフタル酸ジエチレングリコールエステルの投入量が0.8質量部と低かったため、得られた再生ポリエステル樹脂は、5-Naスルホイソフタル酸の共重合量が0.5モル%と低いものであった。このため、得られた繊維は染色性に劣るものであった。
比較例2では、解重合時の熱処理温度が285℃と高かったため、得られた再生ポリエステル樹脂は、ジエチレングリコールの含有量とカルボキシル末端基濃度が高いものであった。そのため、繊維とした際に熱分解が生じ、操業性が悪化し、得られた繊維は染色性に劣るものであった。
比較例3では、ES缶とPC缶間に設けたキャンドルフィルターの濾過粒度が5μmと低かったため、目詰まりが生じ、ポリエステル樹脂を得ることができなかった。
On the other hand, in Comparative Example 1, the amount of 5-Na sulfoisophthalic acid diethylene glycol ester added was as low as 0.8 parts by mass, and therefore the amount of copolymerization of 5-Na sulfoisophthalic acid in the obtained recycled polyester resin was as low as 0.5 mol %, and therefore the obtained fiber had poor dyeability.
In Comparative Example 2, the heat treatment temperature during depolymerization was as high as 285° C., and therefore the obtained recycled polyester resin had a high diethylene glycol content and a high carboxyl end group concentration. As a result, thermal decomposition occurred when the polyester resin was made into fibers, which deteriorated operability and resulted in poor dyeability of the obtained fibers.
In Comparative Example 3, the filtration particle size of the candle filter provided between the ES can and the PC can was as low as 5 μm, so clogging occurred and a polyester resin could not be obtained.

比較例4では、ES缶とPC缶間に設けたキャンドルフィルターの濾過粒度が30μmと高かったため、得られた再生ポリエステル樹脂は、異物の混入量が多く、平均昇圧速度が高いものとなった。そのため、繊維とした際にノズルパックの昇圧及び糸切れの多発により、操業性が悪化し、得られた繊維の強度及び染色性に劣るものであった。
比較例5では、解重合反応時のG/Aが1.01と低かったため、得られた再生ポリエステル樹脂は、カルボキシル末端基濃度が高く、平均昇圧速度も高いものであった。そのため、繊維とした際に熱分解が生じ、操業性が悪化し、得られた繊維は、強度及び染色性に劣るものであった。
比較例6では、解重合反応時のG/Aが1.35と高かったため、得られた再生ポリエステル樹脂は、ジエチレングリコールの含有量が高いものであった。そのため、結晶性及び熱安定性が低く、カルボキシル末端基濃度が高く、繊維とした際に操業性が悪化し、得られた繊維は強度及び染色性に劣るものであった。
In Comparative Example 4, the filtration particle size of the candle filter installed between the ES can and the PC can was as high as 30 μm, so the resulting recycled polyester resin contained a large amount of foreign matter and had a high average pressure increase rate. As a result, when the resin was made into fibers, the nozzle pack pressure increased and yarn breakage occurred frequently, which deteriorated operability and resulted in poor strength and dyeability of the resulting fibers.
In Comparative Example 5, the G/A ratio during the depolymerization reaction was as low as 1.01, and therefore the resulting recycled polyester resin had a high carboxyl end group concentration and a high average pressure rise rate. As a result, thermal decomposition occurred when the polyester resin was made into fibers, which deteriorated operability and resulted in fibers with poor strength and dyeability.
In Comparative Example 6, the G/A ratio during the depolymerization reaction was as high as 1.35, and therefore the obtained recycled polyester resin had a high diethylene glycol content, which resulted in low crystallinity and thermal stability, a high concentration of carboxyl terminal groups, poor operability when processed into fibers, and poor strength and dyeability of the obtained fibers.

比較例7では、アジピン酸の投入量が1.0質量部と低かったため、得られた再生ポリエステル樹脂は、アジピン酸の共重合量が1.4モル%と低く、得られた繊維は染色性に劣るものであった。
比較例8では、5-Naスルホイソフタル酸ジエチレングリコールエステルの投入量が9.5質量部と高かったため、重縮合工程時に溶融粘度が高くなりすぎ、重合度を十分に上げることができなかった。このため、得られた再生ポリエステル樹脂は、ジエチレングリコールの含有量が多く、カルボキシル末端基濃度が高いものとなり、繊維とした際の操業性が悪く、得られた繊維は糸質、染色性ともに劣るものであった。
比較例9では、アジピン酸の投入量が20.0質量部と高かったため、得られた再生ポリエステル樹脂は、アジピン酸の含有量が27.3モル%と多く、そのため、熱安定性が低く、ジエチレングリコールの含有量が多く、カルボキシル末端基濃度が高いものとなり、繊維とした際の操業性が悪く、得られた繊維は糸質、染色性ともに劣るものであった。
In Comparative Example 7, the amount of adipic acid added was low at 1.0 part by mass, and therefore the amount of adipic acid copolymerized in the obtained recycled polyester resin was low at 1.4 mol %, and the obtained fiber had poor dyeability.
In Comparative Example 8, the amount of 5-Na sulfoisophthalic acid diethylene glycol ester added was as high as 9.5 parts by mass, which resulted in an excessively high melt viscosity during the polycondensation step, making it impossible to sufficiently increase the degree of polymerization. As a result, the resulting recycled polyester resin had a high diethylene glycol content and a high carboxyl end group concentration, which resulted in poor operability when made into fibers, and the resulting fibers were inferior in both yarn quality and dyeability.
In Comparative Example 9, the amount of adipic acid added was as high as 20.0 parts by mass, and therefore the resulting recycled polyester resin had a high adipic acid content of 27.3 mol %, which resulted in low thermal stability, a high diethylene glycol content, and a high carboxyl terminal group concentration. As a result, the operability when made into fibers was poor, and the resulting fibers were poor in both yarn quality and dyeability.

比較例10では、解重合時の熱処理温度が240℃と低かったため、反応物が固化し、ポリエステル樹脂を得ることができなかった。
比較例11では、重縮合反応温度が250℃と低かったため、重縮合反応が進まずポリエステル樹脂を得ることができなかった。


In Comparative Example 10, the heat treatment temperature during depolymerization was as low as 240° C., so the reaction product solidified and a polyester resin could not be obtained.
In Comparative Example 11, the polycondensation reaction temperature was as low as 250° C., so that the polycondensation reaction did not proceed and a polyester resin could not be obtained.


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から由来する成分を含むポリエステル樹脂であって、下記(1)~(4)を全て満足することを特徴とする再生ポリエステル樹脂。
(1)ポリエステルを構成する全酸成分の合計量を100モル%とするとき、77~97モル%がテレフタル酸、1.0~5モル%が金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸、2~18モル%が炭素数5~10の脂肪族ジカルボン酸であり、
(2)全グリコール成分の合計量を100モル%とするとき、80モル%以上がエチレングリコール、ジエチレングリコールが6.5モル%以下であり、
(3)カルボキシル末端基濃度が40当量/t以下であり、
(4)平均昇圧速度が0.6MPa/h以下である(ただし、平均昇圧速度は、下記の手順によって算出される値である:エクストルーダー及び圧力センサを含む昇圧試験機を用い、エクストルーダーの先端にステンレス鋼製フィルター(呼び寸法メッシュ:1400メッシュ、織り方:綾畳織、縦メッシュ:165メッシュ、横メッシュ:1400メッシュ、縦線径:0.07mm、横線径:0.04mm、濾過粒度:12μm)をセットし、ポリエステル樹脂をエクストルーダーにて300℃で溶融し、前記フィルターからの吐出量29.0g/分で当該溶融物を押し出した時の前記フィルターにかかる圧力値として、押し出し開始時の圧力値を「初期圧力値(MPa)」とし、その後連続して12時間押し出しをした時点の圧力値を「最終圧力値(MPa)」とした場合、それらの圧力値に基づいて下記計算式Aにより上記平均昇圧速度を算出する:
平均昇圧速度(MPa/h)=(最終圧力値-初期圧力値)/12)・・・A)。
A recycled polyester resin comprising a component derived from at least one recycled polyester raw material, i.e., a) used polyester products and b) unused polyester generated in the process of manufacturing polyester products, and characterized in that the recycled polyester resin satisfies all of the following (1) to (4):
(1) When the total amount of all acid components constituting the polyester is taken as 100 mol %, 77 to 97 mol % are terephthalic acid, 1.0 to 5 mol % are aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group, and 2 to 18 mol % are aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 10 carbon atoms;
(2) When the total amount of all glycol components is 100 mol%, ethylene glycol accounts for 80 mol% or more and diethylene glycol accounts for 6.5 mol% or less;
(3) The carboxyl terminal group concentration is 40 equivalents/t or less,
(4) The average pressure rise rate is 0.6 MPa/h or less (wherein the average pressure rise rate is a value calculated by the following procedure: a pressure rise tester including an extruder and a pressure sensor is used, a stainless steel filter (nominal mesh size: 1400 mesh, weave: twill weave, vertical mesh: 165 mesh, horizontal mesh: 1400 mesh, vertical wire diameter: 0.07 mm, horizontal wire diameter: 0.04 mm, filtration particle size: 12 μm) is set at the tip of the extruder, a polyester resin is melted in the extruder at 300° C., and the melt is extruded from the filter at a discharge rate of 29.0 g/min. The pressure value at the start of extrusion is defined as the “initial pressure value (MPa),” and the pressure value at the time of subsequent continuous extrusion for 12 hours is defined as the “final pressure value (MPa).” The average pressure rise rate is calculated based on these pressure values using the following calculation formula A:
Average pressure increase rate (MPa/h) = (final pressure value - initial pressure value) / 12) ... A).
請求項1記載の再生ポリエステル樹脂を含有する繊維。 Fiber containing the recycled polyester resin described in claim 1. 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用いて再生ポリエステル樹脂を製造する方法であって、下記(1)~(3)の工程を含むことを特徴とする請求項1記載の再生ポリエステル樹脂の製造方法。
(1)エチレンテレフタレートオリゴマー、エチレングリコール、炭素数5~1の脂肪族ジカルボン酸を含む混合物に、リサイクルポリエステル原料を、全グリコール成分/全酸成分のモル比が1.05~1.30となるように添加し、245~280℃の熱処理条件下で解重合を行うことにより解重合体を含む反応生成物を得る工程
2)前記反応生成物を濾過粒度10~25μmのフィルターを通過させて濾液を回収する工程
(3)前記濾液に金属スルホネート基を有する芳香族ジカルボン酸、重合触媒を添加し、温度260℃以上及び1.0hPa以下の減圧下で前記解重合体の重縮合反応を行う工程
A method for producing a recycled polyester resin according to claim 1, characterized in that the method comprises the following steps (1) to (3): a) using at least one recycled polyester raw material selected from a) used polyester products and b) unused polyesters generated in the process of producing polyester products, and the method comprises the following steps (1) to (3):
(1) A process of adding recycled polyester raw material to a mixture containing ethylene terephthalate oligomer, ethylene glycol, and aliphatic dicarboxylic acid having 5 to 10 carbon atoms so that the molar ratio of total glycol components/total acid components is 1.05 to 1.30, and performing depolymerization under heat treatment conditions of 245 to 280°C to obtain a reaction product containing a depolymerization product.
( 2) A step of passing the reaction product through a filter having a filtration particle size of 10 to 25 μm to recover a filtrate. (3) A step of adding an aromatic dicarboxylic acid having a metal sulfonate group and a polymerization catalyst to the filtrate and carrying out a polycondensation reaction of the depolymerization at a temperature of 260° C. or higher and a reduced pressure of 1.0 hPa or lower.
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005171138A (en) 2003-12-12 2005-06-30 Nippon Ester Co Ltd Recycled polyester resin, depolymerization product of polyester, and method for producing the recycled polyester resin
JP2013018802A (en) 2011-07-07 2013-01-31 Mitsubishi Rayon Textile Co Ltd Polyester resin composition, method for producing the same, polyester fiber composed of the same, and fiber product of the polyester fiber
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