JP2000136435A - 耐摩耗性ポリ乳酸系繊維とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生分解性があり、かつ高強度で、優れた耐摩
耗性を有する品質の安定したポリ乳酸系繊維とその製造
方法を提供する。 【解決手段】 ポリ乳酸系重合体からなり、強度が４．
０ｇ／ｄ以上、繊維／繊維の耐摩耗性が５０００回以上
である耐摩耗性ポリ乳酸系繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性があり、
かつ高強度で、優れた耐摩耗性を有するポリ乳酸系繊維
とその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂からなる従来の合成繊維は、自
然環境下での分解速度が遅く、また焼却時の発熱量が多
いため、自然環境保護の見地からの見直しが必要であ
る。このため、脂肪族ポリエステルからなる生分解性繊
維が開発されつつあり、環境保護への貢献が期待されて
いる。

【０００３】脂肪族ポリエステルのあるものは、ある程
度の繊維性能を持ち、新しい特徴のある繊維素材として
期待されるが、繊維やその製品の強度や耐摩耗性が弱
く、また、表面タッチ、外観等における品質上の問題も
多く、特に、高強度を要する分野での汎用的な展開が困
難であった。

【０００４】このため、脂肪族ポリエステルの中でも比
較的高融点であるポリ乳酸系重合体を用いて、高強度の
繊維が開発されつつある。例えば、特開平２−２０３７
２９号公報や特開平８−２２６０１６号公報では、高強
度のモノフィラメント繊維が開示されている。しかし、
マルチフィラメントでは、生産速度が速いために高強度
の繊維が得られ難く、かつ、得られる繊維の耐摩耗性が
極めて劣るという問題があった。また、マルチフィラメ
ントの繊維間で糸径変動が生じたり、繊維表面に凹凸が
生じ、さらには長さ方向においてもそれらの変動が生じ
やすく、品質上の観点からも問題であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、生分解性を有し、かつ、高強度で耐摩耗性が
あり、品質の安定した繊維製品となる耐摩耗性ポリ乳酸
系繊維と、その繊維を安定して製造する方法を提供する
ことを技術的な課題とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達し
た。すなわち、本発明は、次の構成を有するものであ
る。 (1) ポリ乳酸系重合体からなり、強度が４．０ｇ／ｄ以
上、繊維／繊維の耐摩耗性が５０００回以上であること
を特徴とする耐摩耗性ポリ乳酸系繊維。 (2) ポリ乳酸系重合体の光学純度が９５％以上、メルト
フローレート値が１〜５０ｇ／１０分である上記(1) 記
載の耐摩耗性ポリ乳酸系繊維。 (3) ポリ乳酸系重合体を溶融紡糸し、次いで延伸するに
際し、未延伸繊維の水分率を３％以下に調整した後、熱
延伸を行うことを特徴とする耐摩耗性ポリ乳酸系繊維の
製造方法。 (4) ポリ乳酸系重合体として光学純度が９５％以上、メ
ルトフローレート値が１〜５０ｇ／１０分の重合体を用
い、紡糸した繊維を、（Ｔm −60) ℃〜（Ｔm −10) ℃
の温度で多段熱延伸する上記(3) 記載の耐摩耗性ポリ乳
酸系繊維の製造方法。ただし、Ｔm はポリ乳酸系重合体
の融点（℃）である。 (5) 熱延伸するに際し、熱媒体として過熱空気又は過熱
蒸気を用いて熱延伸する上記(3) 又は(4) 記載の耐摩耗
性ポリ乳酸系繊維の製造方法。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。まず、本発明のポリ乳酸系繊維を構成する重合体
について説明する。ポリ乳酸は、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸又
はそれらのブレンドによる光学異性体の重合体を主成分
としたものである。したがって、異成分を共重合するも
のではなく同一の素材であるため、極めて製糸特性が優
れている。Ｌ−乳酸の光学純度が０〜１００％存在する
中で、このＬ体に対するＤ体の比率は、耐熱性や生分解
性に影響する要因であり、Ｌ体の純度がＤ体によって純
度が低くなると共に、結晶性が低下し、融点降下が大き
くなる傾向を示す。また、柔軟性や弾性回復性の改良、
熱収縮性増加、分解性やガラス転移温度の制御、他成分
との接着性の改良などができる。

【０００８】一方、Ｄ−乳酸の光学純度が０〜１００％
存在する中で、このＤ体に対するＬ体の比率は、同様に
耐熱性や生分解性に影響する要因であり、Ｄ体の純度が
Ｌ体によって純度が低くなると結晶性が低下し、融点降
下が大きくなる傾向を示す。さらに、柔軟性や弾性回復
性の改良、熱収縮性増加、分解性やガラス転移温度の制
御、他成分との接着性の改良などができる。このような
ところから、Ｌ体とＤ体とのブレンド比が１：１である
と最も結晶性が低下して融点降下が大きく、生分解速度
も同時に速くなる。

【０００９】本発明に適用するポリ乳酸としては、純粋
なポリ乳酸であり、Ｄ体又はＬ体が主体成分であること
が望ましく、融点は１２０℃以上のものが好適である。
光学純度の低いものを適用すると、融点が低いために熱
延伸し難いことや、高強度の繊維が得られ難い問題が生
じたり、耐熱性、耐摩耗性が低下するため好ましくな
い。そのため光学純度は、９５％以上とすることがよ
く、より好ましくは、９６％以上、最も好ましくは９７
％以上である。

【００１０】次に、前記したポリ乳酸系重合体の溶融粘
度、すなわち、本発明の繊維を構成する重合体のメルト
フローレート値（ＭＦＲ）は、ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８の
処方で２１０℃、２１６０ｇ下で測定した値が１ｇ／１
０分以上、５０ｇ／１０分以下であるものが好適に用い
られる。ＭＦＲが１ｇ／１０分未満では、溶融粘度が大
きくてポリマーの流動性が低下するため曳糸性が低下し
やすい。また、曳糸性を改良するために紡糸温度を上げ
ると発煙性が増加して紡糸環境が悪化したり、糸切れが
増加するので好ましくない。また、ＭＦＲが５０ｇ／１
０分を超えると、強度を高くすることが難しく、耐熱性
や耐摩耗性も低下するので好ましくない。したがって、
ＭＦＲの範囲は、１〜５０ｇ／１０分とすることが好ま
しいが、より好ましくは、２〜４５ｇ／１０分、最も好
ましくは３〜４０ｇ／１０分がよい。

【００１１】本発明のポリ乳酸系繊維は、強度が４．０
ｇ／ｄ以上であることが必要である。繊維強度は、高い
程実用範囲が広がるのでよいが、４．０ｇ／ｄ未満では
産業資材用途や土木資材用途、漁業資材用途などの高強
度を必要とする分野での適用が制限される。したがっ
て、本発明では、強度は４．０ｇ／ｄ以上であることが
必要であり、好ましくは４．５ｇ／ｄ以上、より好まし
くは、５．０ｇ／ｄ以上、最も好ましくは５．５ｇ／ｄ
のものがよい。

【００１２】繊維の伸度は、特に限定されるものではな
いが、２０〜６０％が好ましい。伸度は小さ過ぎると、
繊維を製造する際に毛羽が発生したり、糸切れが生じて
操業性が低下しやすくなる。また、伸度が大きすぎる
と、製編織した時に伸びて寸法安定性が低下しやすいの
で好ましくない。

【００１３】また、本発明のポリ乳酸系繊維は、繊維／
繊維（Ｆ／Ｆ）の耐摩耗性が５０００回以上であること
が必要である。耐摩耗性が低いと、製編織した時にフィ
ブリル化が生じ、毛羽が発生したり、強度が低下しやす
く、さらに、製品の寿命が短かすぎて実用性が低下す
る。一般的に、ポリ乳酸繊維は、耐摩耗性が通常の合成
繊維に比べて劣り、Ｆ／Ｆの耐摩耗性を５０００回以上
とすることは難しい。この理由は、微細結晶構造の違い
と、繊維表面の均整度、摩擦係数及び単繊維間の均斉度
の違いによるものと推定される。これに反して、本発明
のポリ乳酸系繊維は、Ｆ／Ｆの耐摩耗性が５０００回以
上であり、好ましくは、６０００回以上、より好ましく
は、７０００回以上、最も好ましくは８０００回以上と
するのがよい。

【００１４】また、本発明のポリ乳酸系繊維の単繊維繊
度は、１〜５０デニールであることが好ましい。１デニ
ール未満になると、繊維を形成する際の固化点の制御、
口金孔の精度アップ、吐出量の低減に伴う生産性の低
下、糸切れ発生がしやすいなどの問題が生じやすくな
る。また、５０デニールを超えると、通常の溶融紡糸法
で長繊維を生産する工程では、糸条の冷却固化ができな
くなり、紡糸や延伸が困難となって、別途特殊生産設備
を必要とすることになり、高コストとなるので好ましく
ない。

【００１５】本発明における単繊維の断面形状は、丸断
面の他、異形断面、中空断面でもよく、また、複合形態
を伴った芯鞘型、海島型、分割型、並列型、多層型など
の複合断面でもよい。

【００１６】なお、本発明においては、前述したポリ乳
酸系重合体に、必要に応じて、例えば熱安定剤、結晶核
剤、艶消し剤、顔料、耐光剤、耐候剤、酸化防止剤、抗
菌剤、香料、可塑剤、染料、界面活性剤、表面改質剤、
各種無機及び有機電解質、微粉体、難燃剤等の各種添加
剤を本発明の効果を損なわない範囲で添加することがで
きる。

【００１７】本発明のポリ乳酸系繊維は、単独で、又は
他の繊維と混用し、それらを用いた編物、織物や不織
布、さらには複合材料その他の構造物の製造に用いるこ
とができる。他の繊維と混用する場合には、ポリエステ
ル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、
ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維などの繊維形成
性重合体からなる合成繊維や、レーヨンなどの再生繊
維、アセテートなどの半合成繊維、また、羊毛、絹、木
綿、麻などの天然繊維が採用される。そして、その中で
も、再生繊維、半合成繊維や天然繊維、あるいは脂肪族
ポリエステルからなる繊維などの生分解性繊維と混用す
れば、完全生分解性の製品が得られるので好ましい。

【００１８】次に、本発明の耐摩耗性ポリ乳酸系繊維の
製造方法について説明する。本発明の耐摩耗性ポリ乳酸
系繊維を製造するためには、基本的には公知の溶融紡糸
装置による紡糸方法を適用することができ、重合体とし
て前記したポリ乳酸系重合体を選択して用いればよい。
次に、この重合体を溶融、計量し、紡糸口金の装置から
繊維を紡出し、冷却固化した後、油剤を付与してからロ
ーラで引き取り、巻き取った後、熱延伸するか又は巻き
取らずに引き続き熱延伸した後、巻き取って、目的とす
るポリ乳酸系繊維を得ることができる。

【００１９】前記ポリ乳酸系重合体を溶融紡糸する際の
紡糸温度は、１９０℃〜２５０℃が好適に用いることが
できる。紡糸温度が低過ぎると、重合体の流動性が低下
するため曳糸性が低下する。また、紡糸温度が高すぎる
と重合体の熱分解が生じやすく、発煙が生じて紡糸環境
を悪化させるため好ましくない。したがって、紡糸温度
は１９０〜２５０℃が好ましいが、より好ましくは、２
００〜２４０℃、最も好ましくは２１０〜２３０℃であ
る。

【００２０】紡糸口金は、目的とする繊維の繊度や断面
形状に応じて適度の孔径や形状を有する口金を用いれば
よい。紡糸速度は、任意の速度を適用できるが、高強度
の繊維を得るためには全延伸倍率ができるだけ大きく取
れるような未延伸糸繊維とするのがよく、その観点から
は低いほうが望ましいが、生産性の観点もあり、通常１
００ｍ／分から１５００ｍ／分までを適用するのがよ
い。

【００２１】本発明の製造方法において最も重要な点
は、ポリ乳酸系重合体を溶融紡糸した後の未延伸繊維の
水分を３％以下に調整した後、熱延伸を行うことであ
る。前述したように、一般的に、ポリ乳酸繊維は、通常
の合成繊維に比べて、微細結晶構造の違いと、繊維表面
の均整度、摩擦係数及び単繊維間の均斉度の違いによる
ものか、耐摩耗性が劣るので、Ｆ／Ｆの耐摩耗性を５０
００回以上とするのは難しい。そのため、ポリ乳酸繊維
の耐摩耗性を向上させ、Ｆ／Ｆの耐摩耗性を５０００回
以上とするためには、いかに微細結晶構造を制御し、繊
維の均斉度を上げて摩擦抵抗を少なくさせるかが重要な
ポイントとなる。

【００２２】そこで、本発明では、未延伸繊維の水分を
３％以下、より好ましくは、２％以下、最も好ましくは
１％以下に調整した後、熱延伸を行うことにより、微細
結晶構造を制御し、繊維の均斉度を上げて摩擦抵抗を少
なくし、Ｆ／Ｆの耐摩耗性が５０００回以上の繊維とす
るものである。すなわち、水分を多く付着させて熱延伸
すると、水の蒸発潜熱によって未延伸繊維が延伸変形す
る前に繊維表面が部分的に加水分解され、その後延伸張
力が付与されて細化されることで繊維表面に凹凸形状が
増長して現れる。そして、繊維の一部でも凹凸形状が存
在するとトータル的に強度や耐摩耗性が低下する原因と
なる。そこで、本発明では、未延伸繊維の水分を３％以
下に調整して延伸することで繊維表面の凹凸形状の発生
を抑制し、強度や耐摩耗性の優れた繊維とするものであ
る。

【００２３】冷却固化後の未延伸繊維の水分を３％以下
に調整する方法としては、エマルジョン油剤の濃度を上
げて繊維表面への水分付着量を規制する方法、繊維のガ
ラス転移温度未満の温風を付与して水分率を低下させる
方法、紡糸時の引き取りローラ温度を繊維のガラス転移
温度未満で加熱する方法、非水油剤を付与する方法等を
好適に用いることができる。

【００２４】熱延伸する際の温度は、（Ｔm −60) ℃〜
（Ｔm −10) ℃、特に（Ｔm −50)℃〜（Ｔm −20) ℃
の範囲が好ましい。多段延伸する際には、最終ローラ温
度が最も高くなるようにローラ間で温度勾配を付けるこ
とがより好ましい。ローラ温度が（Ｔm −60) ℃未満に
なると、全延伸倍率を大きくすることができず、結果と
して高強度の繊維を得られ難くなる。またローラ温度が
（Ｔm −10) ℃を超えると、繊維が密着したり、ローラ
に巻きついて操業性が低下しやすくなる。 紡糸に引き
続いて多段で延伸する際の延伸倍率は、一段目で全延伸
倍率の８０％程度を付与し、その後二段目以降で残りの
２０％分を延伸し、その後リラックス熱処理を施しても
よい。

【００２５】また、紡糸を行った後、一旦巻き取った未
延伸繊維を延伸する際には、一段目の延伸を予備延伸と
してわずかな延伸倍率で施した後、二段目で全延伸倍率
の８０％〜１００％程度を付与し、その後三段目以降で
残分を延伸したり、リラックス熱処理を施してもよい。

【００２６】さらにまた、熱延伸する際に、過熱空気又
は過熱蒸気を利用して熱延伸を増長させると、全延伸倍
率をさらに大きくでき、強度が高い繊維が得られるので
より好ましい。過熱空気又は過熱蒸気を付与する位置
は、一段目及び／又は二段目の延伸ゾーンに適用するこ
とができる。また、繊維に付与する過熱空気又は過熱蒸
気の温度は、（Ｔm −40) ℃〜（Ｔm −10) ℃、特に
（Ｔm −30) ℃〜（Ｔm −15) ℃が好ましい。過熱空気
又は過熱蒸気の温度が（Ｔm −40) ℃未満になると、全
延伸倍率を大きくする効果が低下しやすい。また、（Ｔ
m −10) ℃を超えると、繊維が密着したり、融着しやす
くなる。

【００２７】なお、熱延伸する際に過熱空気や過熱蒸気
を利用する場合、通常はローラも加熱するが、過熱空気
や過熱蒸気の温度をローラ温度より高くして、延伸点を
過熱空気や過熱蒸気の噴出点に位置させることが、延伸
倍率を高く、かつ、操業性よく延伸できるので好まし
い。

【００２８】

【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。なお、実施例における各種特性の測定及び評価
は、次の方法により実施した。 (1) 重合体の融点（℃） パ−キンエルマ社製示差走査型熱量計ＤＳＣ−２型を用
い、重合体試料約５ｍｇ、窒素中、昇温速度１０℃／
分、２００℃で５分保持し、降温速度１０℃／分で２０
℃まで降温し、再び昇温速度１０℃／分で２００℃まで
昇温させた時の最大融解発熱ピーク温度を融点 (Ｔm)と
した。 (2) ガラス転移温度（℃） 上記融点を測定する際に得た初期発熱ピーク温度をガラ
ス転移温度 (Ｔg)とした。 (3) 結晶化温度（℃） 上記融点を測定する際に得た吸熱ピーク温度を結晶化温
度（Ｔc)とした。 (4) ＭＦＲ（ｇ／１０分） ＡＳＴＭ Ｄ１２３８における２１０℃、２１６０ｇ荷
重下で測定した値である。 (5) 繊維の強度、伸度 ＪＩＳ Ｌ−１０１３に準じ、掴み間隔２５ｃｍ、引張
速度３０ｃｍ／分の条件下で引張した時の最大引張強さ
を繊度で除したものを強度（ｇ／ｄ）とし、またその時
の伸び率から伸度（％）を求めた。 (6) 繊維の乾熱収縮率 ＪＩＳ Ｌ−１０１３に準じ、乾熱温度１２０℃、１５
分間熱処理を行って乾熱収縮率を求めた。 (7) 繊維のＦ／Ｆ耐摩耗性 直径１００ｍｍの円柱回転板とその軸部が荷重１４０ｇ
一定に付与されて水平方向に移動するラビング装置を用
いて、繊維は、円柱回転板の外周を旋回後、互いに２回
クロスさせてそのクロス角度を５０度一定で、ストロー
ク長３ｃｍ、ストローク速度３０回／分で繊維／繊維
（Ｆ／Ｆ）の擦過により切断するまでのストローク回数
を計測して耐摩耗性とした。この値が大きい程、耐摩耗
性がよいことを意味する。 (8) 繊維の生分解性 長繊維の試料片を土中に埋設して２年後に取り出し、繊
維形態が保持されていない場合、あるいはその形態を保
持しているが、引張強力が埋設前の５０％以下に低下し
ている場合、分解性が良好であると評価した。 実施例１ 光学純度が９９％でＭＦＲが２０ｇ／１０分であり、Ｄ
ＳＣによるガラス転移温度(Tg)６０℃、結晶化温度(Tc)
１３６℃、融点(Tm)１７０℃のポリＬ−乳酸樹脂を重合
体として用い、溶融紡糸を行った。まず、単軸のエクス
トルーダー型溶融押し出し機１台による紡糸機を用い
て、温度２２０℃で溶融し、孔径０．４ｍｍ、孔数９６
のノズル口金より吐出量１２８ｇ／分で紡出し、空気冷
却装置にて冷却、非水系油剤を付与しながら紡糸速度３
００ｍ／分の速度で引き取り、引き続き４段延伸が可能
なスピンドロー型熱延伸を行った。

【００２９】熱延伸は、１段目／２段目／３段目の延伸
倍比を８／１／１とし、４段目は０．９８の延伸倍率を
付与した。また、第１ローラ温度は１１０℃、第２ロー
ラ温度は１２０℃とし、第３ローラ温度は１３０℃、第
４ロール温度は１４０℃、第５ロール温度は１５０℃で
総延伸倍率を７．１倍として延伸を行って、５００デニ
ール／９６フィラメントの長繊維を得た。なお、第１ロ
ーラより引き取った未延伸繊維を、引き続き別の捲取機
を準備して３００ｍ／分で巻き取った後、その繊維の水
分率を測定したところ０％であった。

【００３０】得られた長繊維は、密着もなく、繊維表面
は全単繊維が平滑な状態にあり、強度５．３ｇ／ｄ、伸
度２５％、１２０℃における乾熱収縮率８％であった。
この繊維のＦ／Ｆ耐摩耗性は、６５００回であり、優れ
た耐摩耗性を有する繊維であった。また、この長繊維を
土中に埋設し、その生分解性を評価したところ、良好で
あることが確認できた。 実施例２ 光学純度が９９．５％でＭＦＲが１０ｇ／１０分であ
り、ＤＳＣによるガラス転移温度６３(Tg)℃、結晶化温
度(Tc)１３９℃、融点(Tm)１７５℃のポリＬ−乳酸樹脂
を重合体として用い、吐出量を９６．７ｇ／分、総延伸
倍率を５．８とした以外は実施例１と同じ方法で５００
デニール／９６フィラメントの長繊維を製造した。な
お、延伸前の未延伸繊維の水分率は０％であった。

【００３１】得られた長繊維は、密着もなく、繊維表面
は全単繊維が平滑な状態にあり、強度５．６ｇ／ｄ、伸
度２７％、１２０℃における乾熱収縮率８％であった。
この繊維のＦ／Ｆ耐摩耗性は７４００回であり、優れた
耐摩耗性を有する繊維であった。また、この長繊維を土
中に埋設し、その生分解性を評価したところ、良好であ
ることが確認できた。 実施例３ 光学純度が９５％で、ＭＦＲが１８ｇ／１０分であり、
ＤＳＣにおけるガラス転移温度(Tg)５６℃で、結晶化温
度(Tc)１３０℃、融点(Tm)１５２℃であるポリＬ−乳酸
樹脂の重合体を用いたこと、吐出量を１０８ｇ／分とし
たこと、非水系油剤の代わりに、油剤濃度２０％のエマ
ルジョン系油剤を用いたこと以外は実施例１と同じ方法
で紡糸を行った。

【００３２】また、熱延伸は、各ローラ温度を１５℃づ
つ下げた温度を適用したこと、総延伸倍率を６．５倍と
したこと以外は実施例１と同様にして５００デニール／
９６フィラメントの長繊維を得た。なお、第１ローラよ
り引き取った未延伸繊維を、引き続き別の捲取機を準備
して３００ｍ／分で巻き取った後、その繊維の水分率を
測定したところ３．０％であった。

【００３３】得られた長繊維は、密着もなく、繊維表面
は極く一部の単繊維に微細な凹凸が観察されたが、強度
４．８ｇ／ｄ、伸度２８％、１２０℃における乾熱収縮
率１０％であった。この繊維のＦ／Ｆ耐摩耗性は５００
０回であり、実用的な耐摩耗性を有する繊維であった。
この長繊維を土中に埋設し、その生分解性を評価したと
ころ、良好であることが確認できた。 実施例４ 光学純度が９９％で、ＭＦＲが５０ｇ／１０分であり、
ＤＳＣによるガラス転移温度６０(Tg)℃、結晶化温度(T
c)１３６℃、融点(Tm)１７０℃のポリＬ−乳酸樹脂を重
合体として、紡糸温度２１０℃、吐出量１３７ｇ／分で
溶融紡糸を行ない、総延伸倍率８．２倍として延伸を行
ったこと以外は実施例１と同じ方法で、５００デニール
／９６フィラメントの長繊維を得た。なお、延伸前の未
延伸繊維の水分率は０％であった。

【００３４】得られた長繊維は、密着もなく、繊維表面
は全単繊維が平滑な状態にあり、強度５．８ｇ／ｄ、伸
度２６％、１２０℃における乾熱収縮率８％であった。
この繊維のＦ／Ｆ耐摩耗性は６４００回であり、優れた
耐摩耗性を有する繊維であった。また、この長繊維を土
中に埋設し、その生分解性を評価したところ、良好であ
ることが確認できた。 実施例５ 光学純度が９９％で、ＭＦＲが４ｇ／１０分であり、Ｄ
ＳＣによるガラス転移温度６０(Tg)℃、結晶化温度(Tc)
１３６℃、融点(Tm)１７０℃のポリＬ−乳酸樹脂を重合
体として、紡糸温度２３０℃、吐出量８６．７ｇ／分で
溶融紡糸を行ない、総延伸倍率５．２倍として延伸を行
った以外は実施例１と同じ方法で、５００デニール／９
６フィラメントの長繊維を得た。なお、延伸前の未延伸
繊維の水分率は０％であった。

【００３５】得られた長繊維は、密着もなく、繊維表面
は全単繊維が平滑な状態にあり、強度６．５ｇ／ｄ、伸
度２６％、１２０℃における乾熱収縮率８％であった。
この繊維のＦ／Ｆ耐摩耗性は、８６００回であり、優れ
た耐摩耗性を有する繊維であった。また、この長繊維を
土中に埋設し、その生分解性を評価したところ、良好で
あることが確認できた。 実施例６ 吐出量１０８ｇ／分、第２ローラと第３ローラ間に１４
０℃の過熱空気で加熱延伸できる装置（糸条導入口の直
径が２．５ｍｍで、過熱空気は走行する糸条に対して＋
３０度と−３０度の２角度で、流速は１２００ｍ／分で
当たる）を具備し、１段目／２段目／３段目の延伸比を
７．５／２／０．５とし、総延伸倍率６．５倍として延
伸を行った以外は実施例１と同じ方法で、５００デニー
ル／９６フィラメントの長繊維を得た。なお、延伸前の
未延伸繊維の水分率は０％であった。

【００３６】得られた長繊維は、密着もなく、繊維表面
は全単繊維が平滑な状態にあり、強度６．８ｇ／ｄ、伸
度２７％、１２０℃における乾熱収縮率８％であった。
この繊維のＦ／Ｆ耐摩耗性は、９１００回であり、優れ
た耐摩耗性を有する繊維であった。また、この長繊維を
土中に埋設し、その生分解性を評価したところ、良好で
あることが確認できた。 比較例１ 光学純度が９３％で、ＭＦＲが２５ｇ／１０分であり、
ＤＳＣにおけるガラス転移温度(Tg)４９℃で、結晶化温
度(Tc)、融点(Tm)を示さないポリＬ−乳酸樹脂(実溶融
温度１２５℃）を重合体として用い、溶融紡糸を行っ
た。まず、単軸のエクストルーダー型溶融押し出し機１
台による紡糸機を用いて、温度２２０℃で溶融し、孔径
０．４ｍｍ、孔数９６のノズル口金より吐出量６３ｇ／
分で紡出し、空気冷却装置にて冷却、エマルジョン系油
剤をオイリングローラで付与しながら紡糸速度５６０ｍ
／分の速度で引き取った。この未延伸繊維の水分率は４
％であった。

【００３７】次いで、この未延伸繊維を、２段延伸可能
な熱延伸機を用いて延伸を行った。第１ローラ温度は２
５℃、第２ローラ温度は８０℃とし、第３ローラ温度は
２５℃で、第２ローラと第３ローラ間のヒータ温度は１
２０℃、１段目の延伸倍率１．０１、２段目の延伸倍率
３．７６で延伸を行い、５００デニール／９６フィラメ
ントの長繊維を得た。

【００３８】得られた長繊維には密着はなかったが、一
部の単繊維は長手方向に凹凸を有していた。また、繊維
の性能は、強度３．６ｇ／ｄ、伸度３０％、１２０℃に
おける乾熱収縮率２８％であった。この繊維のＦ／Ｆ耐
摩耗性は３６００回であり、耐摩耗性が劣る繊維であっ
た。また、この長繊維を土中に埋設し、その生分解性を
評価したところ、良好であることは確認できた。 比較例２ 油剤濃度２０％のエマルジョン系油剤に代えて、油剤濃
度が１０％でオイリング回転速度を倍にした以外は実施
例３と同じ条件で紡糸延伸を行って、５００デニール／
９６フィラメントの長繊維を得た。

【００３９】得られた長繊維には密着はなかったが、繊
維表面は、全単繊維の半数以上が長さ方向に凹凸を有し
ていた。延伸前の未延伸繊維の水分率を測定すると７％
もあり、この水分が繊維表面の凹凸に起因することが分
かった。得られた繊維は、強度４．２ｇ／ｄ、伸度２８
％、１２０℃における乾熱収縮率９％であった。この繊
維のＦ／Ｆ耐摩耗性は１９００回であり、耐摩耗性が劣
る繊維であった。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、生分解性なので環境を
汚染することが少なく、高い強度を有し、かつ、繊維を
構成する単繊維間での均斉度が高くて優れた耐摩耗性を
有するポリ乳酸系繊維とその製造方法が提供される。本
発明の耐摩耗性ポリ乳酸系繊維は、寸法安定性にも優れ
ているため、編み物、織物、その他各種繊維構造物、複
合構造物などに応用できる製品が得られ、衣料用、産業
資材、家庭用品、土木資材、農業資材、林業資材などに
好適に利用できる。特に、このポリ乳酸系繊維を用いた
布帛は、強力と耐摩耗性に優れているため、フィルタ
ー、植生シート、法面緑化、土砂流失防止シート、漁
網、テント、寝袋、台所水切り袋、ごみ袋、ワイパ−、
木質ボード、自動車内装材等に好適に用いることができ
る。しかもこの繊維は、その使用後に微生物が多数存在
する環境下や海水、淡水等の存在する環境下、例えば土
中又は水中に放置すると、最終的には完全に分解消失す
るため自然環境保護の観点からも有益であり、あるい
は、例えば堆肥化して肥料とする等、再利用を図ること
もできるため、資源の再利用の観点からも有益である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリ乳酸系重合体からなり、強度が４．
   ０ｇ／ｄ以上、繊維／繊維の耐摩耗性が５０００回以上
   であることを特徴とする耐摩耗性ポリ乳酸系繊維。
2. 【請求項２】 ポリ乳酸系重合体の光学純度が９５％以
   上、メルトフローレート値が１〜５０ｇ／１０分である
   請求項１記載の耐摩耗性ポリ乳酸系繊維。
3. 【請求項３】 ポリ乳酸系重合体を溶融紡糸し、次いで
   延伸するに際し、未延伸繊維の水分率を３％以下に調整
   した後、熱延伸を行うことを特徴とする耐摩耗性ポリ乳
   酸系繊維の製造方法。
4. 【請求項４】 ポリ乳酸系重合体として光学純度が９５
   ％以上、メルトフローレート値が１〜５０ｇ／１０分の
   重合体を用い、紡糸した繊維を、（Ｔm −60)℃〜（Ｔm
   −10) ℃の温度で多段熱延伸する請求項３記載の耐摩
   耗性ポリ乳酸系繊維の製造方法。ただし、Ｔm はポリ乳
   酸系重合体の融点（℃）である。
5. 【請求項５】 熱延伸するに際し、熱媒体として過熱空
   気又は過熱蒸気を用いて熱延伸する請求項３又は４記載
   の耐摩耗性ポリ乳酸系繊維の製造方法。