JP2003278078A - 生分解性短繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生分解性を有し、原綿強度の低下がなく、紡
績工程における操業性が良好で、品位の優れた紡績糸を
得るのに好適な生分解性短繊維を提供する。 【解決手段】 生分解性を有する熱可塑性樹脂からな
り、一次油剤と二次油剤が付与された短繊維であって、
一次油剤がアルキル基の炭素数が１６〜１８であるアル
キル燐酸エステルのアルカリ金属塩主体の油剤、二次油
剤の主成分がアルキル基の炭素数が１６〜１８であるア
ルキル燐酸エステルのアルカリ金属塩を５０〜９０質量
％、ワックスを５〜２０質量％含有する油剤であり、一
次油剤と二次油剤の繊維に対する総付着量が０．１０〜
０．２５質量％であり、かつ、原綿強度が３．０ｃＮ／
ｄｔｅｘ以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性を有し、
操業性が良好で品位の優れた紡績糸を得るのに好適な生
分解性短繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、生分解性を有する繊維が種々市場
に出回っているが、生分解性繊維は強度が低く、耐金属
摩擦が高いため、紡績糸に加工する場合、紡績操業性や
得られる紡績糸の品質に種々の問題があり、原綿強度が
高く、紡績操業性が良好で、品位の優れた紡績糸は得ら
れていないのが現状である。

【０００３】通常使用されている生分解性繊維の油剤
は、一次油剤としてアルキル基の平均炭素数が８〜１２
のアルキル燐酸エステルの金属塩を主成分とする油剤が
用いられ、二次油剤としてアルキル基の平均炭素数が８
〜１８のアルキル燐酸エステルの金属塩を主成分とし、
副成分として制電剤、集束剤、乳化剤等を混合した油剤
等が用いられている。

【０００４】しかし、アルキル基の平均炭素数が８〜１
２のアルキル燐酸エステルの金属塩を主成分とする一次
油剤が付与された生分解性繊維は、捲縮付与時のクリン
パーローラとの金属摩擦が高くなり、生分解性繊維が摩
擦熱による損傷を受け、得られる原綿強度が低下する。

【０００５】また、二次油剤もアルキル基の平均炭素数
が８〜１８のアルキル燐酸エステルの金属塩が主成分
で、金属摩擦を下げる油剤が配合されていないため、精
紡工程で糸切れが多発して紡績操業性が低下し、紡績糸
の品位も低下する。

【０００６】

【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、操業性が良好で、原綿強度の低下がなく、品
位の優れた紡績糸を得るのに好適な生分解性短繊維を提
供することを技術的な課題とするものである。

【０００７】

【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、生分解性を有する熱可塑性樹
脂からなり、一次油剤と二次油剤が付与された短繊維で
あって、一次油剤がアルキル基の炭素数が１６〜１８で
あるアルキル燐酸エステルのアルカリ金属塩主体の油
剤、二次油剤の主成分がアルキル基の炭素数が１６〜１
８であるアルキル燐酸エステルのアルカリ金属塩を５０
〜９０質量％、ワックスを５〜２０質量％含有する油剤
であり、一次油剤と二次油剤の繊維に対する総付着量が
０．１０〜０．２５質量％であり、かつ、原綿強度が
３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする生分
解性短繊維を要旨とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において使用される生分解性を有する熱可
塑性樹脂からなる短繊維としては、生分解性を有する如
何なるものであってもよく、ポリ乳酸、ポリエチレンサ
クシネ−ト、ポリブチレンサクシネ−ト、ポリカプロラ
クトン、ポリ（β−ヒドロキシ酪酸）、ポリエステルカ
−ボネ−ト、あるいはこれらの共重合体いずれを組み合
わせたものであってもよい。この中でも、ポリ乳酸、特
に光学純度９０％〜１００％であるポリ乳酸は、ポリエ
ステルなどと同等の優れた成形加工性を有しており、最
も好ましい。

【０００９】まず、本発明の生分解性短繊維に付着させ
るアルキル燐酸エステルのアルカリ金属塩について説明
する。アルキル燐酸エステルのアルカリ金属塩は、主に
繊維の平滑性や繊維表面に付着した油膜の強度（以下、
油膜強度と略す。）を高めるためのものであり、下記の
化学式（１）及び（２）で示されるものである。

【００１０】

【化１】

【００１１】一次油剤に使用するアルキル燐酸エステル
のアルカリ金属塩は、化学式（１）化学式（２）におけ
るＲ１、Ｒ２はアルキル基の炭素数が１６〜１８である
ことが必要である。アルキル基の炭素数が１６未満にな
ると繊維の平滑性が悪くなり、捲縮付与時のクリンパー
ローラとの金属摩擦が高くなり、生分解性繊維が摩擦熱
により損傷を受け、原綿強度が低下する。一方、アルキ
ル基の炭素数が１８を超えると、制電性が低下するた
め、延伸工程でローラ巻き付きが多発し、操業性が悪く
なる。

【００１２】また、二次油剤に使用するアルキル燐酸エ
ステルのアルカリ金属塩は、化学式（１）化学式（２）
におけるＲ１、Ｒ２はアルキル基の炭素数が１６〜１８
であることが必要である。アルキル基の炭素数が１６未
満になると、繊維の平滑性が悪くなり、油膜強度が低下
し、さらに吸湿性が高くなるため紡績操業性が悪化す
る。また、リング精紡時に金属摩擦が高くなり、糸切れ
が多発したり、焼き糸による紡績糸強力が低下し、紡績
糸の品位が悪くなる。また、アルキル基の炭素数が１８
を超えると、制電性が低下するため、紡績工程でのロー
ラ巻き付きが多発し、操業性が悪くなる。

【００１３】次に、上記アルキル燐酸エステルのアルカ
リ金属塩は、二次油剤の全質量に対し５０〜９０質量
％、好ましくは６０〜８０質量％配合することが必要で
ある。配合量が５０質量％未満では、繊維の平滑性が悪
くなり、油膜強度が低下してリング精紡時に金属摩擦が
高くなり、糸切れが多発したり、焼き糸による紡績糸強
力が低下し、紡績糸の品位が悪くなる。また、配合量が
９０質量％を超えると、繊維間での摩擦が低下するた
め、カ−ド通過性、ローラ巻き付きが多発する等、紡績
操業性が悪くなる。

【００１４】アルキル基の炭素数が１６〜１８であるア
ルキル燐酸エステルのアルカリ金属塩としては、例えば
セチルホスフェ−トＫ塩、ステアリルホスフェ−トＫ塩
等が挙げられる。

【００１５】二次油剤に使用するワックスは、耐金属摩
擦を下げる作用を行うもので、二次油剤の全質量に対し
５〜２０質量％、好ましくは７〜１５質量％配合するこ
とが必要である。ワックスの配合量が５質量％未満で
は、リング精紡時に金属摩擦が高くなり、糸切れが多発
したり、焼き糸による紡績糸強力が低下し、紡績糸の品
位が悪くなる。また、配合量が２０質量％を超えると、
油剤の粘性が高くなりすぎて、紡績の各工程で使用する
ローラに巻き付きが発生し、紡績操業性が低下する。

【００１６】ワックス油剤は、例えば、石油系としてパ
ラフィンワックス、マイクロワックス、ポリエチレンワ
ックス、酸化ポリエチレン、脂肪酸アミド等が挙げられ
るが、その中で紡績用として一般的には、パラフィンワ
ックスが多く用いられる。

【００１７】油剤にはその他の成分を配合してもよく、
まず制電剤は、主に静電気の発生を防ぐ作用を有するも
ので、例えば第四級アンモニウム塩型、アミド型、スル
ホニウム型、ホスホニウム型等のカチオン界面活性剤が
挙げられる。その他の油剤成分として、乳化剤、集束剤
を適量添加して、安定したエマルジョン油剤を作液する
のがより好ましい。

【００１８】また、生分解性短繊維に対する一次油剤と
二次油剤の総付着量は０．１０〜０．２５質量％、好ま
しくは０．１５〜０．２０質量％にする必要がある。総
付着量が０．１０質量％未満では、延伸操業性、紡績操
業性が悪化し、精紡糸の品位悪化になるため好ましくな
い。また、総付着量が０．２５質量％を超えると、紡績
操業性が悪化すると共に、油剤コストが高くなるため、
経済的にも好ましくない。

【００１９】なお、本発明において、一次油剤とは、紡
糸工程で糸条を集束させ、ケンスへの収納性を向上させ
る効果と、延伸工程での金属磨耗性を低下させ、静電気
の発生を抑制し、ローラ巻付け等を防止する効果を有
し、主として延伸操業性を向上させるための油剤であ
り、通常は繊維を溶融紡糸した後、延伸工程前までに付
与する有する油剤である。また、二次油剤とは、主とし
て紡績工程での操業性を向上させるための油剤であり、
通常は延伸工程以降で短繊維に切断する前までに付与す
る油剤である。

【００２０】次に、本発明の生分解性短繊維の製法例に
ついて説明する。まず、生分解性を有する熱可塑性樹脂
からなるチップを従来公知の溶融紡糸法により溶融紡糸
し、横吹付や環状吹付等の従来公知の冷却装置を用い
て、吹付風により冷却させた後、一次油剤を付与し、引
き取りローラを介して未延伸糸として巻取機に巻取る。

【００２１】次に、巻取られた未延伸糸を、公知の延伸
機にて周速の異なるローラ群間で延伸し、必要に応じて
油剤の付与を行う。また、必要に応じてクリンパーなど
での機械捲縮の付与を行い、二次油剤を付与した後、Ｅ
Ｃカッタ−、ギロチンカッタ−などのカッタ−で目的と
する長さに切断すればよい。

【００２２】本発明の生分解性短繊維の断面形態は、丸
断面、中空断面、多様型断面、偏平断面等、いずれの断
面形態であってもよい。また、本発明においては、生分
解性樹脂に、必要に応じて例えば艶消し剤、顔料、光安
定剤、熱安定剤、酸化防止剤等の各種添加剤を、本発明
の効果を損なわない範囲内で添加してもよい。

【００２３】

【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、実施例における特性値等の測定法は次のと
おりである。 （１）相対粘度〔η〕 フェノ−ル／四塩化エタンの当重量混合溶液を溶媒と
し、ウベロ−デ粘度計を使用して２０℃で測定した。 （２）単糸繊度（ｄｔｅｘ） ＪＩＳ Ｌ−１０１５の方法により測定した。 （３）原綿強力（ｃＮ） ＪＩＳ Ｌ−１０１５−８−７−１の方法により測定し
た。 （４）原綿強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ） 原綿強度＝原綿強力／単糸繊度 （５）油剤付着量（質量％） エタノ−ルで油剤を短繊維から抽出し、エタノ−ルを蒸
発乾固させた後、質量を測定して算出した。 油剤付着量＝（抽出油剤質量／抽出前短繊維質量）×１
００ （６）紡績操業性 次の２段階で評価した。 ○：温度２５℃、湿度６５％の条件で原綿１００Ｋｇを
紡出した際の、練条粗紡、精紡工程において、ゴムロー
ラへの捲付回数が１０回以下。 ×：温度２５℃、相対湿度６５％の条件で原綿１００Ｋ
ｇを紡出した際の、練条、粗紡、精紡工程において、ゴ
ムローラへの捲付回数が10回以上。 （７）紡績糸品位 精紡糸を筒編みして染色を行い、染色の濃淡にて精紡糸
の品位を、次の２段階で判定した。 ○：染色の濃淡がなく、精紡糸品位が良好である。 ×：染色の濃淡差が大きく、精紡糸の品位が悪い。 （８）総合評価 次の２段階で評価した。 ○：原綿強度が高く、紡績操業性、紡績糸品位が良好で
ある。 ×：原綿強度、紡績操業性、紡績糸品位の何れか１つ以
上が劣っている。

【００２４】実施例１ 生分解性を有するポリ乳酸で、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸の含
有率の質量比が９８．８：１．２であり、相対粘度（以
下、〔η〕と略す。）が１．８５０であるポリ乳酸を用
い、孔数７２０孔の通常用いられる丸断面紡糸口金を用
い、紡糸温度２４０℃、紡糸速度８００ｍ／分で溶融紡
糸し、表１に示す油剤組成配合比（質量％）で一次油剤
を付着して未延伸糸を得た。

【００２５】次いで、得られた未延伸糸を延伸温度６０
℃、延伸倍率３．６０倍で延伸した後、１２５℃のヒー
トドラムにて緊張熱処理を行い、押し込み式クリンパー
にて機械捲縮を付与し、表１に示す油剤組成配合比（質
量％）、油剤付着量（質量％）で二次油剤を付与した
後、所定の繊維長に切断して、繊度１．７ｄｔｅｘ、繊
維長５１ｍｍの生分解性短繊維を得た。

【００２６】得られた生分解性短繊維を温度２５℃、相
対湿度６５％の条件下で一昼夜エ−ジングして平衡水分
になるようにした後、混打綿、カ−ド、練条、粗紡、リ
ング精紡の各工程を通過させた。リング精紡のスピンド
ル回転数は１６０００ｒｐｍで、４００錘で紡出した。
表１に一次油剤の油剤組成配合比（質量％）、二次油剤
の油剤組成配合比（質量％）、油剤総付着量（質量％）
を示す。また、表２に原綿強度、紡績操業性、紡績糸品
位、総合評価を示す。

【００２７】実施例２〜３、比較例１〜２ 二次油剤の油剤付着量（質量％）を表１に示すように変
更した以外は、実施例１と同様の方法で試験を行った。

【００２８】実施例４〜５、比較例３〜４ 二次油剤の油剤組成配合比（質量％）を表１に示すよう
に変更した以外は、実施例１と同様の方法で試験を行っ
た。

【００２９】比較例５〜６ 一次油剤の油剤組成配合比（質量％）と二次油剤の油剤
組成配合比（質量％）を表１に示すように変更した以外
は、実施例１と同様の方法で試験を行った。実施例２〜
５及び比較例１〜６の評価結果を併せて表２に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】表２から明らかのように、実施例１〜５で
は、いずれも原綿強度、紡績操業性、紡績糸品位が良好
な生分解性短繊維が得られた。

【００３３】一方、比較例１では、油剤付着量、特に二
次油剤の油剤付着量が多いため、紡績操業性が悪いもの
であった。また、比較例２では、油剤付着量、特に二次
油剤の油剤付着量が少ないため、紡績操業性が悪化し、
紡績糸品位も悪いものであった。次に、比較例３では、
二次油剤の主成分であるステアリルホスフェ−トＫ塩
（以下、ＳＰＫと略す。）が少ないため、紡績操業性が
悪いものであった。さらに、比較例４では、二次油剤の
主成分であるＳＰＫが多く、耐金属摩擦を下げるパラフ
ィンワックスの配合量が低下したため、紡績操業性が悪
化し、紡績糸品位も悪いものであった。

【００３４】比較例５では、一次油剤の主成分であるア
ルキル基の炭素数が１６未満のラウリルホスフェ−トＫ
塩（以下、ＬＰＫと略す。）を使用したため、捲縮付与
時のクリンパーローラとの金属摩擦が高くなり、生分解
性繊維が摩擦熱により損傷を受け、原綿強度が劣るもの
であった。さらに、比較例６では、二次油剤の主成分の
一つであるアルキル基の炭素数が１６未満のＬＰＫを使
用したため、リング精紡時に耐金属摩擦が高くなり、紡
績糸品位は劣るものであった。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、短繊維を構成する成分
が自然界で分解するので、環境破壊、環境汚染を大幅に
軽減することが可能でありながら、従来の非生分解性熱
可塑性成分で構成される繊維と同様に、優れた原綿強
度、紡績操業性を有し、得られる紡績糸の品位が優れて
いる生分解性短繊維を容易に安定して提供することが可
能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生分解性を有する熱可塑性樹脂からな
   り、一次油剤と二次油剤が付与された短繊維であって、
   一次油剤がアルキル基の炭素数が１６〜１８であるアル
   キル燐酸エステルのアルカリ金属塩主体の油剤、二次油
   剤の主成分がアルキル基の炭素数が１６〜１８であるア
   ルキル燐酸エステルのアルカリ金属塩を５０〜９０質量
   ％、ワックスを５〜２０質量％含有する油剤であり、一
   次油剤と二次油剤の繊維に対する総付着量が０．１０〜
   ０．２５質量％であり、かつ、原綿強度が３．０ｃＮ／
   ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする生分解性短繊維。
2. 【請求項２】 生分解性を有する熱可塑性樹脂がポリ乳
   酸であることを特徴とする請求項１記載の生分解性短繊
   維。