JP2003268627A - ポリアセタール系繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、製糸性、風合い、耐摩耗性、染色性
の優れた衣料用、産資用繊維として好適な従来にはなか
ったポリアセタール系繊維を提供する。 【解決手段】ポリ乳酸を０．１ｗｔ％以上４０ｗｔ％以
下含有したポリアセタール系繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製糸性、風合い、
耐摩耗性、染色性の優れたポリアセタール系繊維に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリアセタール樹脂は、耐薬品性、耐摩
耗性、機械特性や成形性などバランスに優れたポリマー
であり、ポリマー自体は例えば特開平６−２１１９５３
号公報に記載されているように公知のポリマーであっ
て、エンジニアリングプラスチックとして自己潤滑性が
あることなどから歯車等の成形品に多く用いられてい
る。また、ポリオキシメチレン構造を有するポリアセタ
ール樹脂は主として石油に依存しない原料であるメタノ
ールから誘導され、将来的には二酸化炭素からの製造も
期待されているポリマーであり、資源枯渇、地球温暖化
問題を解決することを期待されているポリマーである。
また低燃焼熱であるため焼却しても焼却炉を痛めないと
いう優れたものである。しかし、繊維にした場合、結晶
化速度が速いために得られた繊維は柔軟性、染色性に乏
しく、さらに曳糸性も劣るため、繊維として、中でも特
にしなやかさや発色性が要求される衣料用繊維におい
て、その利用は事実上不可能であり、繊維としての利用
は産業用資材などと限定されたものであった。

【０００３】このポリアセタール繊維の製造方法とし
て、特開昭５０−８９６２３号公報には、特定温度範囲
で延伸および熱処理を行い弾性回復率の優れた繊維を得
る方法、特開昭６０−５２６１８号公報には、一度巻き
取った未延伸糸を低速で多段の延伸を行い、高強度高弾
性率繊維を得る方法、特開平８−１１３８２３号公報に
は、特定範囲の溶融粘度のポリオキシメチレンを原料と
して溶融紡糸する方法、特開２００１−１７２８２１号
公報には、ポリオキシメチレンコポリマーを特定条件で
溶融押出しし、連続的に延伸を行う方法等が開示されて
いる。また、樹脂組成物では特開平５−４３７７２号公
報には、ポリアセタールとポリ乳酸を同比率で添加した
生分解性のポリアセタール樹脂組成物が開示されてい
る。

【０００４】しかしながら、上述した特開昭５０−８９
６２３号公報の方法で得られた繊維は、引張強度が１．
５ｇ／ｄと非常に低いもので製編等の布帛にする工程で
糸切れが生じるなどの問題があった。特開昭６０−５２
６１８号公報に記載の方法では、ポリマーとしてポリア
セタール及びそのコポリマーを採用しており、それらの
みでは繊維の柔軟性、染色性に乏しいほか、一度巻き取
った未延伸糸を低速で多段延伸を行うため、生産速度が
遅いという問題がある。また、特開平８−１１３８２３
号公報に記載の方法では、分子量が低いポリオキシメチ
レンを原料として採用しているため製糸性が悪く、単糸
繊度が１０ｄｔｅｘ以下である繊維を得ることができ
ず、布帛にした場合の染色性や柔軟性などの風合いが優
れない。特開２００１−１７２８２１号公報では、ポリ
マーとしてポリアセタール及びそのコポリマーを採用し
ており、それらのみでは繊維の柔軟性、染色性に乏しい
ほか、結晶化が速いため紡糸線上での流動性が悪く、単
糸繊度が細くなるにつれて引取り時の変形に追従できな
く糸切れが多発し、製糸性が悪化するという問題があ
る。特開平５−４３７７２号公報の樹脂組成物はポリ乳
酸の添加量が多いため曳糸性が悪く製糸が困難であると
いった数々の問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題を
解決し、製糸性、風合い、耐摩耗性、染色性の優れた衣
料用、産資用繊維として好適な従来にはなかったポリア
セタール系繊維を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、ポリ乳
酸を０．１ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下含有したポリアセ
タール系繊維によって達成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【０００８】本発明のポリアセタールは、オキシメチレ
ン単位を主たる繰り返し単位とするポリマーであり、ホ
ルムアルデヒドもしくはトリオキサンを主原料として、
重合反応によって得られる、いわゆるＰＯＭホモポリマ
ーであっても良いし、あるいは主としてオキシメチレン
単位からなり、主鎖中に２〜８個の隣接する炭素原子を
有するオキシアルキレン単位を１５重量％以下含有する
いわゆるＰＯＭコポリマーのいずれであっても良い。ま
た、他の構成単位を含有するコポリマー、即ち、ブロッ
クコポリマー、ターポリマー、架橋ポリマーの何れであ
っても良く、これらは１種または２種以上で用いること
ができる。

【０００９】本発明におけるポリアセタールの製造方法
は特に制限はなく、公知の方法により製造できる。例え
ば、ポリアセタールホモポリマーの代表的な製造方法の
例としては、高純度のホルムアルデヒドを有機アミン、
有機あるいは無機の錫化合物、金属水酸化物のような塩
基性重合触媒を含有する有機溶媒中に導入して重合し、
重合体を濾別した後、無水酢酸中、酢酸ナトリウムの存
在下で加熱してポリマー末端をアセチル化して製造する
方法などが挙げられる。

【００１０】また、代表的なポリアセタールコポリマー
の製造方法としては、例えば高純度のトリオキサンおよ
び、エチレンオキシドや１，３−ジオキソランなどの共
重合成分をシクロヘキサンのような有機溶媒中に導入
し、三弗化ホウ素ジエチルエーテル錯体のようなルイス
酸触媒を用いてカチオン重合した後、触媒の失活と末端
基の安定化を行うことによる製造法、あるいは溶媒を全
く使用せずに、セルフクリーニング型攪拌機の中へトリ
オキサン、共重合成分、および触媒を導入して塊状重合
した後、さらに不安定末端を分解除去して製造する方法
などが挙げられる。

【００１１】これらポリマーの粘度は、成形材料として
使用できる程度のものであれば特に制限はないが、ＡＳ
ＴＭ Ｄ１２３８法によるメルトフローレート（ＭＦ
Ｒ）が測定可能であり、ＭＦＲが１．０〜５０ｇ／１０
分の範囲のものが好ましく、１．５〜３５ｇ／１０分の
ものが特に好ましい。

【００１２】本発明のポリ乳酸とは、Ｌ−乳酸及び／ま
たはＤ−乳酸を主たる構成成分とするポリマーである
が、乳酸以外の他の共重合成分を含んでいてもよい。他
のモノマー単位としては、エチレングリコール、ブロピ
レングリコール、ブタンジオール、ヘプタンジオール、
ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオ−
ル、デカンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノ
−ル、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエ
リスリトール、ビスフェノ−ルＡ、ポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコールおよびポリテトラメチ
レングリコールなどのグリコール化合物、シュウ酸、ア
ジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン
酸、マロン酸、グルタル酸、シクロヘキサンジカルボン
酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレ
ンジカルボン酸、ビス（ｐ−カルボキシフェニル）メタ
ン、アントラセンジカルボン酸、４，４´−ジフェニル
エーテルジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸、５−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸など
のジカルボン酸、グリコール酸、ヒドロキシプロピオン
酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカ
プロン酸、ヒドロキシ安息香酸などのヒドロキシカルボ
ン酸、カプロラクトン、バレロラクトン、プロピオラク
トン、ウンデカラクトン、１，５−オキセパン−２−オ
ンなどのラクトン類を挙げることができる。

【００１３】本発明において、特に高い耐熱性を有する
樹脂組成物を得るためには、ポリ乳酸として乳酸成分の
光学純度が高いものを用いることが好ましい。ポリ乳酸
の総乳酸成分の内、Ｌ体が８０％以上含まれるかあるい
はＤ体が８０％以上含まれることが好ましく、Ｌ体が９
０％以上含まれるかあるいはＤ体が９０％以上含まれる
ことが特に好ましく、Ｌ体が９５％以上含まれるかある
いはＤ体が９５％以上含まれることが更に好ましい。

【００１４】ポリ乳酸の製造方法としては、既知の重合
方法を用いることができ、例えば乳酸からの直接重合
法、ラクチドを介する開環重合法などを挙げることがで
きる。

【００１５】ポリ乳酸の分子量や分子量分布は、実質的
に成形加工が可能であれば、特に制限されるものではな
いが、重量平均分子量としては、通常１万以上、好まし
くは４万以上、さらに８万以上であることが好ましい。
ここでいう重量平均分子量とは、ゲルパーミテーション
クロマトグラフィーで測定したポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）換算の分子量をいう。

【００１６】ポリ乳酸の融点は、特に制限されるもので
はないが、１２０℃以上であることが好ましく、さらに
１５０℃以上であることが好ましい。

【００１７】本発明に対して、本発明の目的を損なわな
い範囲で、他の熱可塑性樹脂（例えばポリエチレン、ポ
リプロピレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリフェニ
レンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹
脂、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキ
サイド、ポリイミド、ポリエーテルイミドなど）および
熱硬化性樹脂（例えばフェノール樹脂、メラミン樹脂、
ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂な
ど）および軟質熱可塑性樹脂（例えばエチレン／グリシ
ジルメタクリレート共重合体、ポリエステルエラストマ
ー、ポリアミドエラストマー、エチレン／プロピレンタ
ーポリマー、エチレン／ブテン−１共重合体など）など
の少なくとも１種以上をさらに含有することができる。

【００１８】さらに、本発明のポリアセタール系繊維は
艶消剤、難燃剤、滑剤等の添加剤を少量含有しても良
い。

【００１９】本発明では、ポリアセタール繊維にポリ乳
酸を０．１ｗｔ％以上４０ｗｔ％以下含有することが必
要があり、好ましくは１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であ
るのが良い。ポリ乳酸含有量が０．１ｗｔ％未満または
４０ｗｔ％を超えると曳糸性に乏しく製糸が困難であ
る。ポリアセタールにポリ乳酸を０．１ｗｔ％以上４０
ｗｔ％以下含有することによりポリ乳酸が可塑剤的な働
きをして繊維の柔軟性が増して、さらに紡糸線上での流
動性も向上して大きな変形にも追従でき、曳糸性が著し
く向上する。

【００２０】また、ポリアセタールの特徴である自己潤
滑性を維持するためにポリ乳酸の含有量を４０ｗｔ％以
下にする必要がある。含有量が４０ｗｔ％を超えると耐
摩耗性が悪いポリ乳酸の特徴が発現して耐摩耗性が劣っ
てしまう。さらに、０．１ｗｔ％未満では染色性が悪く
ほとんど染色されない。本発明のポリアセタール系繊維
の染色性が向上する理由は次のとおりである。ポリアセ
タール単独では結晶性が高いため分散染料が入り込む隙
間がほとんど無いため染めることができない。これに対
し、本発明ではポリ乳酸を添加するためポリアセタール
の結晶性が阻害されるため染色される。

【００２１】ポリ乳酸をポリアセタール中に含有させる
方法は特に限定されるものではないが、たとえば、ポリ
乳酸、ポリアセタールおよび必要に応じてその他の添加
剤を予めブレンドし、溶液中で混合した後に溶媒を除き
チップ化する方法やチップ化したポリアセタールとポリ
乳酸を紡糸前に溶融混練あるいはドライブレンドしても
かまわない。さらには高濃度でポリ乳酸を含有するマス
ターチップを別途作成しておき、溶融紡糸に当たってこ
れを含有させても良い。好ましくは、チップ化したポリ
アセタールとポリ乳酸を静的または動的混合機において
溶融混練することが好ましい。

【００２２】本発明のポリアセタール系繊維の製造方法
は特に限定されるものではないが、例えば定法の溶融紡
糸でポリアセタールにポリ乳酸を０．１ｗｔ％以上４０
ｗｔ％以下含有したポリマーをエクストルダー等で溶融
し、上記方法により混練した後、口金から吐出し、冷
却、給油をし、引き取ることができる。延伸は紡糸と同
時に行ってもよく、また、未延伸糸を一旦引き取った後
延伸を行ってもよい。

【００２３】引取り速度は、例えば、引取りロールの速
度が５００ｍ／分から８０００ｍ／分が好ましく、生産
性を考慮すると延伸工程を必要とせず安定して引取るこ
とができる４０００ｍ／分から６０００ｍ／分がより好
ましい。このように高速で引取ることができるのは、少
量添加しているポリ乳酸が可塑剤的な働きをしてポリア
セタールの紡糸線上での流動性を著しく向上させ口金か
ら押し出されたポリマーがその後の大きな変形に追従で
きるようになり曳糸性が向上したためである。

【００２４】本発明のポリアセタール系繊維の断面形状
については丸断面、中空断面、三葉断面等の多葉断面、
田形中空、その他の異形断面についても自由に選択する
ことが可能である。また、繊維の形態は、長繊維、短繊
維等特に制限は無く、長繊維の場合はマルチフィラメン
トでもモノフィラメントでも良い。さらに、他のポリマ
ーとのバイメタル複合繊維や芯鞘複合繊維などの多重芯
鞘複合繊維、その他の複合繊維として用いることもでき
る本発明のポリアセタール系繊維を繊維製品とした際の
実用的な機械的特性を考慮すると、ポリアセタール系繊
維の強度は２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることが好ま
しく、更に好ましくは３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であ
る。強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では繊維製品の引
き裂き強力が低すぎ、実用に供することは困難である。

【００２５】本発明のポリアセタール系繊維の単糸繊度
はその用途において要求される柔軟性や風合いの観点か
ら単糸繊度を細くすることがあり、具体的には１０ｄｔ
ｅｘ以下が好ましく、更に好ましくは１ｄｔｅｘ以下で
ある。従来、ポリアセタール単独では紡糸線上での流動
性が悪く曳糸性が悪いものであったが、本発明により紡
糸線上での流動性が向上して曳糸性に優れ、単糸繊度を
細くすることが可能なのである。

【００２６】本発明のポリアセタール系繊維は、織物、
編物、スパンボンド・メルトブロー・スパンレース等の
不織布の他、カップやボード等の熱圧縮成形体等の様々
な繊維製品の形態を採ることができる。

【００２７】本発明のポリアセタール系繊維は、仮撚加
工用の原糸、シャツやブルゾン、パンツ、インナーとい
った衣料用途のみならず、カップやパッド等の衣料資
材、カーテンやカーペット、マット、家具等のインテリ
アや車両内装やベルト、ネット、ロープ、重布、袋類、
縫い糸、フェルト、不織布、フィルター、人工芝等の産
業資材用途にも好適に用いることができる。また、包装
材、ラベル、フローリングワイパー、粘着テープ、リボ
ン、造花、釣り糸等の生活資材、産業資材、農林業資材
にも好適に用いることができる。

【００２８】以上のように本発明によればポリアセター
ル系繊維においてポリ乳酸を０．１ｗｔ％以上４０ｗｔ
％以下含有することでポリアセタール系繊維が得られ、
製糸性、風合い、耐摩耗性の優れたポリアセタール系繊
維が得られる。

【００２９】

【実施例】実施例中の各特性値は次の方法にしたがって
求めた。

【００３０】Ａ．製糸性 製糸状態を目視観察し、断糸がなく安定して巻き取りが
できたものは◎、糸切れ頻度が３回／ｔ未満だったもの
は○、糸切れ頻度が３回／ｔ以上１０回／ｔ以下だった
ものは△、吐出不良や単糸切れがひどく巻き取りが困難
なものは×とした。

【００３１】Ｂ．柔軟性 得られた試料を製編した後、被験者１０人で基準試料と
の比較による官能試験を実施し、５が最も優れたもの、
１が最も劣っている、３が同等として５段階評価をし
た。そして得られた結果の平均値の小数点以下２桁を四
捨五入して値を求め、３以上を合格とした。なお、基準
試料とはポリエチレンテレフタレート延伸糸（５６ｄｔ
ｅｘ、４８フィラメント）を試料と同様に製編したもの
を用いた。

【００３２】Ｃ．染色性 得られた試料を分散染料Dianix Black BG-FS200を使用
して１１０℃で染色し、染まったものは○、染まらなか
ったものは×とした。

【００３３】Ｄ．強度 室温（２５℃）で、初期試料長＝２００ｍｍ、引っ張り
速度＝２００ｍｍ／分とし、ＪＩＳ Ｌ１０１３に示さ
れる条件で荷重−伸長曲線を求めた。次に破断時の荷重
値を初期の繊度で割り、それを強度とした。

【００３４】実施例１ １９０℃で測定したメルトインデックス値が２７ｇ／１
０分であり融点が１７０℃であるポリアセタールコポリ
マー（東レ社製“アミラス”Ｓ７３１）にＤ体の含有量
が１．２％であり、ＰＭＭＡ換算の重量平均分子量が１
６万であるポリＬ乳酸を表１の実験Ｎｏ．１から４に示
した割合でチップブレンダーでドライブレンドし、エク
ストルーダーで溶融して、絶対濾過径１０μのステンレ
ス製不織布フィルタにより濾過し、紡糸温度２２０℃で
吐出量５５ｇ／分、孔数４８、丸孔の口金から吐出した
後、冷却し、油剤を付与し、引取ロールが５０００ｍ／
分の速度で引き取った。こうして得られた実験Ｎｏ．１
のポリアセタール繊維は、単糸切れが有ったものの巻き
取りができ、強度は４．２ｃＮ／ｄｔｅｘで柔軟性は
４．６で合格で染めることができた。

【００３５】比較例１ ポリ乳酸の添加量を表１の実験Ｎｏ．５及び６のように
変化させた以外は実施例１と同様な方法である。いずれ
も製糸性が悪く製編することができなかった。染色性は
実験Ｎｏ．５は染まったが、実験Ｎｏ．６は全く染まら
なかった。

【００３６】

【表１】 実施例２ 吐出量、口金孔径、口金孔数を変更し表２の実験Ｎｏ．
７から９の繊度になるようにした以外は実験Ｎｏ．３と
同様な方法で製糸を行い評価した。製糸性は良好で柔軟
性も合格で染めることができた。

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】本発明のポリアセタール系繊維により、
従来にはなかった製糸性、柔軟性、染色性の優れたポリ
アセタール系繊維を得ることができ、ポリアセタール系
繊維の用途展開を大きく拡大することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 67:00）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリ乳酸を０．１ｗｔ％以上４０ｗｔ％以
   下含有したポリアセタール系繊維。
2. 【請求項２】単糸繊度が１０ｄｔｅｘ以下である請求項
   １に記載のポリアセタール系繊維。