JP2004027378A - セルロース脂肪酸混合エステル繊維およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】繊維としてしかるべき良好な機械的特性、耐熱性を備えたセルロース脂肪酸混合エステル繊維およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維であって、強度が０．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が５〜５０％であることを特徴とするセルロース脂肪酸混合エステル繊維およびその製造方法。
【選択図】なし
【解決手段】エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維であって、強度が０．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が５〜５０％であることを特徴とするセルロース脂肪酸混合エステル繊維およびその製造方法。
【選択図】なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルロース脂肪酸混合エステル繊維およびその製造方法に関する。より詳しくは、セルロース脂肪酸混合エステルおよび可塑剤を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維およびその製造方法である。
【０００２】
【従来の技術】
セルロースエステル、セルロースエーテルなどのセルロース系材料は、光合成による再生産可能なバイオマス材料として、また、環境中にて生分解可能な材料として昨今の大きな注目を集めつつある。
【０００３】
セルロース系繊維に関しては、自然界中で産生する綿や麻などの短繊維をそのまま紡績して使用することが古くから行われてきた。一方、長繊維を得るためには、セルロースを特殊な溶剤系で溶解させ湿式紡糸法で製糸を行うか、あるいはセルロースアセテートのようにセルロースエステルをアセトンや塩化メチレン／アルコール混合液などの有機溶媒に溶解させた後、この溶媒を蒸発させながら紡糸する乾式紡糸法での製糸を行う方法が一般的である。これらの製法で得られたセルロース系繊維は、熱可塑性を有していないため、熱軟化挙動を利用しての延伸、仮撚加工などは困難であった。また湿式紡糸法あるいは乾式紡糸法を用いた場合には、溶媒除去しなくてはならない制約があり、繊維の断面を任意に設計することが困難であった。
【０００４】
さらにはこれらの湿式紡糸法あるいは乾式紡糸法は、紡糸速度が遅いため生産性が低いという問題があるだけでなく、使用するアセトン、塩化メチレン、二硫化炭素などの有機溶剤が環境に対して悪影響を及ぼす懸念が強い。
【０００５】
溶融紡糸法によるセルロースエステル繊維の製造に関しては、セルロースアセテート系組成物を利用する技術が特開昭５６−９１００６号公報や特表平１１−５０６１７５号公報などに開示されているが、いずれも大量の可塑剤を添加しているため、機械的特性不良、成型時の発煙、耐熱性不良、ヌメリ感などが問題となり、高品質の繊維を得ることが不可能であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の課題を解決し、長繊維として後加工などができる汎用性を持ち、かつ良好な機械的特性を備えたセルロース脂肪酸混合エステル繊維を生産性良く、環境に優しく提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した本発明の課題は、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維であって、強度が０．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が５〜５０％であることを特徴とするセルロース脂肪酸混合エステル繊維によって達成できる。
【０００８】
また該繊維は、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなる組成物を溶融紡糸することを特徴とするセルロース脂肪酸混合エステル繊維の製造方法によって提供できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のセルロース脂肪酸混合エステル繊維について詳細に説明する。
【００１０】
本発明におけるセルロース脂肪酸混合エステル繊維は、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる。
【００１１】
本発明におけるセルロース脂肪酸混合エステルとは、セルロースの水酸基が２種類以上のエステル結合によって封鎖されているものをいう。具体的にはセルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートバリレート、セルロースプロピオネートブチレート、セルロースアセテートラウレート、セルロースアセテートステアレート、セルロースアセテートオレートなどが例示でき、セルロースアセテートプロピオネートが好ましい。セルロースアセテートプロピオネートは、アセチル基以外にプロピオニル基を含有したものであり、炭素数の多いエステル結合を導入した他のセルロース脂肪族混合エステルと比較して、疎水性が低く、生分解性能を有するものである。そのためセルロース脂肪酸混合エステルとしてはセルロースアセテートプロピオネートが好ましい。
【００１２】
セルロース脂肪酸混合エステルのエステル置換度は１．５〜３．０である。延伸および仮撚加工などの後工程を施すため、エステル置換度は１．５以上のセルロース脂肪酸混合エステルを用いる。なお、セルロースの繰り返し単位中に含まれる水酸基の数は３個であるため、エステル置換度の上限は３．０である。エステル置換度は１．８〜２．９であることが好ましく、２．０〜２．８であることがより好ましい。エステル置換のアシル基は２種類以上であり、各アシル基の置換度は任意のものを用いることができる。
【００１３】
セルロース脂肪酸混合エステルの製造方法は、２種の脂肪酸無水物の混酸でセルロースをエステル化してセルローストリエステルを作り、加水分解によって所定のエステル置換度にする方法などが知られている。
【００１４】
セルロース脂肪酸混合エステルの平均重合度は５０以上である。１００以上であることが好ましく、１５０以上であることがより好ましい。機械的特性を良好にするため、重合度は５０以上が必要である。可塑剤の含有量は２〜２０重量％である。２重量％以上とすることで、熱可塑性を付与し、繊維の延伸、仮撚加工などを可能にする。２０重量％以下とすることで、可塑剤の繊維表面への滲みだし（ブリードアウト）を防止して、繊度斑、染め斑なく、ヌメリ感等のない風合いの良好な品位に優れた繊維を提供する。可塑剤の含有量は、好ましくは３〜１８重量％、より好ましくは５〜１５重量％である。
【００１５】
本発明で具体的に用いることができる可塑剤は、低分子量可塑剤としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジヘキシルフタレート、ジオクチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、エチルフタリルエチルグルコレート、ブチルフタリルブチルグリコレートなどのフタル酸エステル類、テトラオクチルピロメリテート、トリオクチルトリメリテートなどの芳香族多価カルボン酸エステル類、ジブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、ジオクチルセバケート、ジエチルアゼレート、ジブチルアゼレート、ジオクチルアゼレートなどの脂肪族多価カルボン酸エステル類、グリセリントリアセテート、ジグリセリンテトラアセテート、アセチル化グリセライド、モノグリセライド、ジグリセライドなどの多価アルコールの脂肪酸エステル類、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリクレジルホスフェートなどのリン酸エステル類などを挙げることができる。
【００１６】
また高分子量の可塑剤としては、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートなどのグリコールと二塩基酸とからなる脂肪族ポリエステル類、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのオキシカルボン酸からなる脂肪族ポリエステル類、ポリカプロラクトン、ポリプロピオラクトン、ポリバレロラクトンなどのラクトンからなる脂肪族ポリエステル類、ポリビニルピロリドンなどのビニルポリマー類などが挙げられる。可塑剤はこれらを単独もしくは併用して使用することができる。
【００１７】
本発明において、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維は、強度が０．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が５〜５０％である。
【００１８】
強度は０．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘである。０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることにより、製織や製編時などの高次加工工程通過性が良好になり、また最終製品の強力も十分となり好ましい。強度は０．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が好ましく、１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上がより好ましい。
【００１９】
伸度は５〜５０％である。伸度を５％以上とすることにより、製織や製編時など高次加工工程において糸切れし難くなる。また、伸度を５０％以下とすることにより、繊維は低い応力であれば変形することがなく、製織時の緯ひけなどによる最終製品の染色欠点を生じることがない。伸度は１５〜４５％が好ましく、２０〜４０％がより好ましい。
【００２０】
本発明において、セルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維は、単糸繊度が０．５〜１００ｄｔｅｘ、Ｕ％が３％以下が好ましい。
【００２１】
単糸繊度は０．５〜１００ｄｔｅｘであることが好ましい。単糸繊度が０．５ｄｔｅｘ以上であれば、溶融紡糸において製糸性よく繊維を得ることができる。また、単糸繊度が１００ｄｔｅｘ以下であれば、繊維構造物の曲げ剛性が大きすぎることなく、ソフトさが要求される衣料用布帛などにも適用することができる。単糸繊度はより好ましくは２〜５０ｄｔｅｘであり、更に好ましくは３〜２５ｄｔｅｘである。
【００２２】
Ｕ％は３％以下であることが好ましい。Ｕ％とは、繊維の長さ方向の繊度斑を言う。測定方法は、後述する。Ｕ％が３％以下であることは、繊度の均一性に優れた繊維であり、より好ましくは２．５％以下、更に好ましくは２％以下である。
【００２３】
繊維断面形状に関しては特に制限がなく、真円状の円形断面であっても良いし、また、多葉形、扁平形、楕円形、Ｗ字形、Ｓ字形、Ｘ字形、Ｈ字形、Ｃ字形、田字形、井桁形、中空などの異形断面糸でも良い。
【００２４】
本発明における脂肪族混合エステル繊維は、衣料用フィラメント、衣料用ステープル、産業用フィラメント、産業用ステープル、医療用フィラメントとすることが可能であり、また不織布用繊維とすることも好ましく採用できる。また、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、糸摩擦低減剤、抗酸化剤、着色顔料、静電剤、抗菌剤等として、無機微粒子や有機化合物を必要に応じて含有することができる。
【００２５】
次に本発明のセルロース脂肪酸混合エステル繊維の製造方法について詳細に説明する。
【００２６】
本発明の製造方法は、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなる組成物を溶融紡糸することである。
【００２７】
本発明におけるセルロース脂肪族混合エステル繊維は溶融紡糸法により得るものである。溶融紡糸法は、湿式紡糸法や乾式紡糸法に比べて熱軟化挙動を利用するものであるため、延伸、仮撚加工ができ、さらに高品質な長繊維を生産性良く得ることができるものである。また溶媒などの環境に影響を及ぼす要因もなく、環境に優れた製法である。
【００２８】
機械的特性、耐熱性に優れたセルロース脂肪酸混合エステル繊維を得るためには、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなる組成物を溶融紡糸することにより得られる。
【００２９】
セルロース脂肪酸混合エステルの置換度は１．５〜３．０である。置換度が１．５〜３．０の場合、熱流動性が良好で製糸性が良い。置換度が１．５未満の場合、溶融粘度が非常に高く製糸性が極端に悪くなってしまう。置換度は１．８〜２．９であることが好ましく、２．０〜２．８であることがより好ましい。
【００３０】
セルロース脂肪酸混合エステルの平均重合度は５０以上である。１００以上であることが好ましく、１５０以上であることがより好ましい。平均重合度が５０未満の場合、耐熱性の悪いものとなってしまう。
【００３１】
可塑剤の含有量は２〜２０重量％である。可塑剤の含有量が２０％より多い場合、溶融紡糸時に、可塑剤の蒸散に起因する発煙の問題が生じ、紡糸環境が劣悪となってしまう。
【００３２】
本発明におけるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物は、２２０℃・１０００ｓｅｃ−１における溶融粘度が５０〜３００Ｐａ・ｓｅｃであることが望ましい。２２０℃・１０００ｓｅｃ−１における溶融粘度が５０〜３００Ｐａ・ｓｅｃ内である場合には、紡出後の固化が十分に進み、収束しても繊維同士が膠着することがないため好ましい。またこの場合、口金背面圧が十分に得られるため、分配性が良好となり、繊度の均一性が保持される。さらには紡出糸条の曳糸性が良好であり、機械的特性の優れた繊維となる。良好な流動性の観点から、２２０℃・１０００ｓｅｃ−１における溶融粘度が７０〜２５０Ｐａ・ｓｅｃであることがより好ましく、８０〜２００Ｐａ・ｓｅｃであることが更に好ましい。
【００３３】
また、本発明におけるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物は、２５０℃での加熱減量率が５重量％以下であることが望ましい。ここでいう加熱減量率とは、窒素流入下、組成物を４００℃まで昇温した時、２５０℃での重量減少率のことである。得られる繊維の機械的特性を良好にするため、および成形品の着色を防止するため、加熱減量率は５重量％以下が好ましい。より好ましくは４重量％以下、更に好ましくは３重量％以下である。
【００３４】
本発明における溶融紡糸法は、セルロース脂肪酸混合エステルおよび可塑剤を少なくとも含んでなる組成物を公知の溶融押出紡糸機において、加熱溶融した後、口金から押出し、紡糸し、必要に応じて延伸し巻き取る方法である。この際、紡糸温度は１８０〜２６０℃が好ましく、さらに好ましくは１９０〜２５０℃である。紡糸温度を１８０℃以上とすることにより、溶融粘度が低くなり溶融紡糸性が向上するので好ましい。また、２６０℃以下にすることにより、組成物の熱分解が抑制されるため好ましい。
【００３５】
良好な機械的特性を有する繊維を得るためには、紡糸速度は３００〜３０００ｍ／分であることが好ましく、３００〜２５００ｍ／分であることがより好ましく、３００〜２０００ｍ／分であることが更に好ましい。
【００３６】
本発明におけるセルロース脂肪酸混合エステル繊維の繊維断面形状に関しては特に制限がなく、真円状の円形断面であってもよいし、多葉形、扁平形、楕円形、Ｗ字形、Ｓ字形、Ｘ字形、Ｈ字形、Ｃ字形、田字形、井桁形、中空などの異形断面であってもよい。また、芯鞘複合、偏芯芯鞘複合、サイドバイサイド型複合、異繊度混繊などのように複合繊維であってもよい。
【００３７】
また、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、糸摩擦低減剤、抗酸化剤、着色顔料、静電剤、抗菌剤等として、無機微粒子や有機化合物を必要に応じて含有することができる。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、実施例中の各特性値は次の方法で求めた。
【００３９】
Ａ．強度および伸度
オリエンテック社製テンシロンＵＣＴ−１００型を用い、試料長２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／ｍｉｎの条件で引張試験を行って、最大荷重の示す点の応力を繊維の強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）とした。また破断時の伸度を繊維の伸度（％）とした。
【００４０】
Ｂ．単糸繊度
溶融紡糸により得られたマルチフィラメントの繊度を口金ホール数で除した値である。
【００４１】
Ｃ．Ｕ％
ツェルベガーウースター社製ウースターテスター４−ＣＸにて給糸速度２００ｍ／ｍｉｎで１分間の測定を行い、得られた値をＵ％とした。
【００４２】
Ｄ．溶融粘度
１００℃で１２時間真空乾燥して絶乾状態とした測定用試料２０ｇを、東洋精機（株）製キャピログラフを用いて、測定温度２２０℃、使用ダイ寸法１ｍｍφ×１０ｍｍＬの条件で溶融粘度を測定し、溶融粘度の剪断速度依存性の関係式を得、この式より剪断速度が１０００ｓｅｃ−１の時の溶融粘度を算出し、組成物の溶融粘度（Ｐａ・ｓｅｃ）とした。
【００４３】
Ｅ．加熱減量率
マックサイエンス社製ＴＧ−ＤＴＡ２０００Ｓを用いて測定した。１００℃で１２時間、真空乾燥した組成物１０ｍｇを精秤し、窒素流入（５０ｍｌ／ｍｉｎ）下、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件で４００℃まで昇温した時の２５０℃での重量減量率を加熱減量率とした。
【００４４】
Ｆ．製糸性
溶融紡糸法による繊維化を行うにあたり、糸切れなく安定して製糸が可能なものを○、走行糸条が安定せず、糸切れが発生するようなものを×とした。
【００４５】
Ｇ．風合い
得られた繊維を用いて２７ゲージの丸編みを作製し、官能調査によって風合いを評価した。ソフトな風合いを有している高品質のものを○、ヌメリ感があったり、着色などが見られる低品質のものを×とした。
【００４６】
実施例１
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．７、平均重合度：２４０）８８重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）１２重量％を含有した組成物の溶融粘度は１２０．１Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は２．０％であり、耐熱性は良好であった。
【００４７】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２３０℃にて溶融させ、吐出量５．９ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を６ホール有するパック部温度２３０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、４５０ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。製糸性は極めて良好であり、糸切れは全く認められなかった。得られた繊維は、強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３８％、単糸繊度が２１．９ｄｔｅｘ、Ｕ％が０．７％であった。得られた繊維を筒編み機（丸善産業（株）製筒編み機ＭＲ１型、２７ゲージ）にて、編み地の作製を試みたところ、編み立て性は良好であり、ソフトな風合いを有する編み地が得られた。
【００４８】
実施例２
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．０、平均重合度：２４０）９１重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）９重量％を含有した組成物の溶融粘度は１７３．６Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は１．１％であり、耐熱性は良好であった。
【００４９】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２４０℃にて溶融させ、吐出量６．２ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を１２ホール有するパック部温度２４０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、１０００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。製糸性は極めて良好であり、糸切れは全く認められなかった。得られた繊維は、強度が１．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２０％、単糸繊度が５．２ｄｔｅｘ、Ｕ％は０．９％であった。また編み地の作製を試みたところ、編み立て性は良好であり、ソフトな風合いを有する編み地が得られた。
【００５０】
実施例３
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．５、平均重合度：１４０）９１重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）９重量％を含有した組成物の溶融粘度は１８０Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は１．３％であり、耐熱性は良好であった。
【００５１】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２４０℃にて溶融させ、吐出量６．１ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を２４ホール有するパック部温度２４０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、７５０ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。製糸性は極めて良好であり、糸切れは全く認められなかった。得られた繊維は、強度が０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２５％、単糸繊度が３．４ｄｔｅｘ、Ｕ％は０．６％であった。また編み地の作製を試みたところ、編み立て性は良好であり、ソフトな風合いを有する編み地が得られた。
【００５２】
実施例４
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．３、平均重合度：１８０）８９重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）１１重量％を含有した組成物の溶融粘度は１７５Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は１．６％であり、耐熱性は良好であった。
【００５３】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２４５℃にて溶融させ、吐出量４．５ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を３６ホール有するパック部温度２４５℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、５００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。製糸性は極めて良好であり、糸切れは全く認められなかった。得られた繊維は、強度が０．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３１％、単糸繊度が２．５ｄｔｅｘ、Ｕ％は０．５％であった。また編み地の作製を試みたところ、編み立て性は良好であり、ソフトな風合いを有する編み地が得られた。
【００５４】
実施例５
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．９、平均重合度：３００）９０重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）１０重量％を含有した組成物の溶融粘度は１０５．８Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は２．０％であり、耐熱性は良好であった。
【００５５】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２４０℃にて溶融させ、吐出量２１．６ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を１８ホール有するパック部温度２４０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、１２００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。製糸性は極めて良好であり、糸切れは全く認められなかった。得られた繊維は、強度が１．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２１％、単糸繊度が１０．０ｄｔｅｘ、Ｕ％は０．８％であった。また編み地の作製を試みたところ、編み立て性は良好であり、ソフトな風合いを有する編み地が得られた。
【００５６】
比較例１
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテート（エステル置換度：２．４、平均重合度：１８０）９０重量％と可塑剤（トリアセチン）１０重量％を含有した組成物の溶融粘度は１０５０Ｐａ・ｓｅｃであり熱流動性が悪く、溶融紡糸による繊維化は不可能であった。
【００５７】
比較例２
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．７、平均重合度：２４０）９９重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）１％を含有した組成物の溶融粘度は８００Ｐａ・ｓｅｃであり熱流動性は極めて悪く、溶融紡糸による繊維化は不可能であった。
【００５８】
比較例３
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．７、平均重合度：２４０）６５重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）３５重量％を含有した組成物の溶融粘度は３５．５Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は９．５％であり、耐熱性は悪いものであった。
【００５９】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２３０℃にて溶融させ、吐出量７．２ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を１２ホール有するパック部温度２３０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、５００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。多量の可塑剤を含有しているため、走行糸状は安定せず、糸切れが多発した。得られた繊維は、強度が０．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が５５％、単糸繊度が１２．０ｄｔｅｘ、Ｕ％が３．５％であり、繊度斑の大きな繊維となった。得られた繊維は黄味がかっていた。筒編み機にて編み地の作成を行ったところ、非常にヌメリのある編み地であった。
【００６０】
比較例４
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．０、平均重合度：４０）９１重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）９重量％を含有した組成物の溶融粘度は４５Ｐａ・ｓｅｃであった。また加熱減量率は５．２％であった。
【００６１】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２１０℃にて溶融させ、吐出量３．２ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を６ホール有するパック部温度２１０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、５００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。巻き取り中、ポリマーの熱劣化に起因して、糸切れが１０回以上発生した。得られた繊維は、強度が０．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２１％、単糸繊度が１０．７ｄｔｅｘ、Ｕ％が１．１％であった。得られた繊維は黄味がかっており、強度が低いものであった。また編み地の作製を試みたところ、得られた編み地は黄味がかっており、低品質のものであった。
【００６２】
比較例５
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：１．４、平均重合度：２００）９０重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）１０重量％を含有した組成物の溶融粘度は５３０Ｐａ・ｓｅｃと熱流動性は悪く、溶融紡糸による繊維化は不可能であった。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【発明の効果】
本発明のセルロース脂肪酸混合エステルおよび可塑剤を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維は、繊維としてしかるべき機械的特性、耐熱性を有している。溶融紡糸により得られるセルロース脂肪族混合エステル繊維は生産性が高く、制御された繊維断面を有している。この繊維は衣料用、医療用および産業用繊維、不織布などとして好適に用いることができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、セルロース脂肪酸混合エステル繊維およびその製造方法に関する。より詳しくは、セルロース脂肪酸混合エステルおよび可塑剤を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維およびその製造方法である。
【０００２】
【従来の技術】
セルロースエステル、セルロースエーテルなどのセルロース系材料は、光合成による再生産可能なバイオマス材料として、また、環境中にて生分解可能な材料として昨今の大きな注目を集めつつある。
【０００３】
セルロース系繊維に関しては、自然界中で産生する綿や麻などの短繊維をそのまま紡績して使用することが古くから行われてきた。一方、長繊維を得るためには、セルロースを特殊な溶剤系で溶解させ湿式紡糸法で製糸を行うか、あるいはセルロースアセテートのようにセルロースエステルをアセトンや塩化メチレン／アルコール混合液などの有機溶媒に溶解させた後、この溶媒を蒸発させながら紡糸する乾式紡糸法での製糸を行う方法が一般的である。これらの製法で得られたセルロース系繊維は、熱可塑性を有していないため、熱軟化挙動を利用しての延伸、仮撚加工などは困難であった。また湿式紡糸法あるいは乾式紡糸法を用いた場合には、溶媒除去しなくてはならない制約があり、繊維の断面を任意に設計することが困難であった。
【０００４】
さらにはこれらの湿式紡糸法あるいは乾式紡糸法は、紡糸速度が遅いため生産性が低いという問題があるだけでなく、使用するアセトン、塩化メチレン、二硫化炭素などの有機溶剤が環境に対して悪影響を及ぼす懸念が強い。
【０００５】
溶融紡糸法によるセルロースエステル繊維の製造に関しては、セルロースアセテート系組成物を利用する技術が特開昭５６−９１００６号公報や特表平１１−５０６１７５号公報などに開示されているが、いずれも大量の可塑剤を添加しているため、機械的特性不良、成型時の発煙、耐熱性不良、ヌメリ感などが問題となり、高品質の繊維を得ることが不可能であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の課題を解決し、長繊維として後加工などができる汎用性を持ち、かつ良好な機械的特性を備えたセルロース脂肪酸混合エステル繊維を生産性良く、環境に優しく提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した本発明の課題は、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維であって、強度が０．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が５〜５０％であることを特徴とするセルロース脂肪酸混合エステル繊維によって達成できる。
【０００８】
また該繊維は、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなる組成物を溶融紡糸することを特徴とするセルロース脂肪酸混合エステル繊維の製造方法によって提供できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のセルロース脂肪酸混合エステル繊維について詳細に説明する。
【００１０】
本発明におけるセルロース脂肪酸混合エステル繊維は、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる。
【００１１】
本発明におけるセルロース脂肪酸混合エステルとは、セルロースの水酸基が２種類以上のエステル結合によって封鎖されているものをいう。具体的にはセルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートバリレート、セルロースプロピオネートブチレート、セルロースアセテートラウレート、セルロースアセテートステアレート、セルロースアセテートオレートなどが例示でき、セルロースアセテートプロピオネートが好ましい。セルロースアセテートプロピオネートは、アセチル基以外にプロピオニル基を含有したものであり、炭素数の多いエステル結合を導入した他のセルロース脂肪族混合エステルと比較して、疎水性が低く、生分解性能を有するものである。そのためセルロース脂肪酸混合エステルとしてはセルロースアセテートプロピオネートが好ましい。
【００１２】
セルロース脂肪酸混合エステルのエステル置換度は１．５〜３．０である。延伸および仮撚加工などの後工程を施すため、エステル置換度は１．５以上のセルロース脂肪酸混合エステルを用いる。なお、セルロースの繰り返し単位中に含まれる水酸基の数は３個であるため、エステル置換度の上限は３．０である。エステル置換度は１．８〜２．９であることが好ましく、２．０〜２．８であることがより好ましい。エステル置換のアシル基は２種類以上であり、各アシル基の置換度は任意のものを用いることができる。
【００１３】
セルロース脂肪酸混合エステルの製造方法は、２種の脂肪酸無水物の混酸でセルロースをエステル化してセルローストリエステルを作り、加水分解によって所定のエステル置換度にする方法などが知られている。
【００１４】
セルロース脂肪酸混合エステルの平均重合度は５０以上である。１００以上であることが好ましく、１５０以上であることがより好ましい。機械的特性を良好にするため、重合度は５０以上が必要である。可塑剤の含有量は２〜２０重量％である。２重量％以上とすることで、熱可塑性を付与し、繊維の延伸、仮撚加工などを可能にする。２０重量％以下とすることで、可塑剤の繊維表面への滲みだし（ブリードアウト）を防止して、繊度斑、染め斑なく、ヌメリ感等のない風合いの良好な品位に優れた繊維を提供する。可塑剤の含有量は、好ましくは３〜１８重量％、より好ましくは５〜１５重量％である。
【００１５】
本発明で具体的に用いることができる可塑剤は、低分子量可塑剤としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジヘキシルフタレート、ジオクチルフタレート、ジメトキシエチルフタレート、エチルフタリルエチルグルコレート、ブチルフタリルブチルグリコレートなどのフタル酸エステル類、テトラオクチルピロメリテート、トリオクチルトリメリテートなどの芳香族多価カルボン酸エステル類、ジブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、ジオクチルセバケート、ジエチルアゼレート、ジブチルアゼレート、ジオクチルアゼレートなどの脂肪族多価カルボン酸エステル類、グリセリントリアセテート、ジグリセリンテトラアセテート、アセチル化グリセライド、モノグリセライド、ジグリセライドなどの多価アルコールの脂肪酸エステル類、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリクレジルホスフェートなどのリン酸エステル類などを挙げることができる。
【００１６】
また高分子量の可塑剤としては、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートなどのグリコールと二塩基酸とからなる脂肪族ポリエステル類、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのオキシカルボン酸からなる脂肪族ポリエステル類、ポリカプロラクトン、ポリプロピオラクトン、ポリバレロラクトンなどのラクトンからなる脂肪族ポリエステル類、ポリビニルピロリドンなどのビニルポリマー類などが挙げられる。可塑剤はこれらを単独もしくは併用して使用することができる。
【００１７】
本発明において、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維は、強度が０．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が５〜５０％である。
【００１８】
強度は０．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘである。０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることにより、製織や製編時などの高次加工工程通過性が良好になり、また最終製品の強力も十分となり好ましい。強度は０．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が好ましく、１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上がより好ましい。
【００１９】
伸度は５〜５０％である。伸度を５％以上とすることにより、製織や製編時など高次加工工程において糸切れし難くなる。また、伸度を５０％以下とすることにより、繊維は低い応力であれば変形することがなく、製織時の緯ひけなどによる最終製品の染色欠点を生じることがない。伸度は１５〜４５％が好ましく、２０〜４０％がより好ましい。
【００２０】
本発明において、セルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維は、単糸繊度が０．５〜１００ｄｔｅｘ、Ｕ％が３％以下が好ましい。
【００２１】
単糸繊度は０．５〜１００ｄｔｅｘであることが好ましい。単糸繊度が０．５ｄｔｅｘ以上であれば、溶融紡糸において製糸性よく繊維を得ることができる。また、単糸繊度が１００ｄｔｅｘ以下であれば、繊維構造物の曲げ剛性が大きすぎることなく、ソフトさが要求される衣料用布帛などにも適用することができる。単糸繊度はより好ましくは２〜５０ｄｔｅｘであり、更に好ましくは３〜２５ｄｔｅｘである。
【００２２】
Ｕ％は３％以下であることが好ましい。Ｕ％とは、繊維の長さ方向の繊度斑を言う。測定方法は、後述する。Ｕ％が３％以下であることは、繊度の均一性に優れた繊維であり、より好ましくは２．５％以下、更に好ましくは２％以下である。
【００２３】
繊維断面形状に関しては特に制限がなく、真円状の円形断面であっても良いし、また、多葉形、扁平形、楕円形、Ｗ字形、Ｓ字形、Ｘ字形、Ｈ字形、Ｃ字形、田字形、井桁形、中空などの異形断面糸でも良い。
【００２４】
本発明における脂肪族混合エステル繊維は、衣料用フィラメント、衣料用ステープル、産業用フィラメント、産業用ステープル、医療用フィラメントとすることが可能であり、また不織布用繊維とすることも好ましく採用できる。また、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、糸摩擦低減剤、抗酸化剤、着色顔料、静電剤、抗菌剤等として、無機微粒子や有機化合物を必要に応じて含有することができる。
【００２５】
次に本発明のセルロース脂肪酸混合エステル繊維の製造方法について詳細に説明する。
【００２６】
本発明の製造方法は、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなる組成物を溶融紡糸することである。
【００２７】
本発明におけるセルロース脂肪族混合エステル繊維は溶融紡糸法により得るものである。溶融紡糸法は、湿式紡糸法や乾式紡糸法に比べて熱軟化挙動を利用するものであるため、延伸、仮撚加工ができ、さらに高品質な長繊維を生産性良く得ることができるものである。また溶媒などの環境に影響を及ぼす要因もなく、環境に優れた製法である。
【００２８】
機械的特性、耐熱性に優れたセルロース脂肪酸混合エステル繊維を得るためには、エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなる組成物を溶融紡糸することにより得られる。
【００２９】
セルロース脂肪酸混合エステルの置換度は１．５〜３．０である。置換度が１．５〜３．０の場合、熱流動性が良好で製糸性が良い。置換度が１．５未満の場合、溶融粘度が非常に高く製糸性が極端に悪くなってしまう。置換度は１．８〜２．９であることが好ましく、２．０〜２．８であることがより好ましい。
【００３０】
セルロース脂肪酸混合エステルの平均重合度は５０以上である。１００以上であることが好ましく、１５０以上であることがより好ましい。平均重合度が５０未満の場合、耐熱性の悪いものとなってしまう。
【００３１】
可塑剤の含有量は２〜２０重量％である。可塑剤の含有量が２０％より多い場合、溶融紡糸時に、可塑剤の蒸散に起因する発煙の問題が生じ、紡糸環境が劣悪となってしまう。
【００３２】
本発明におけるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物は、２２０℃・１０００ｓｅｃ−１における溶融粘度が５０〜３００Ｐａ・ｓｅｃであることが望ましい。２２０℃・１０００ｓｅｃ−１における溶融粘度が５０〜３００Ｐａ・ｓｅｃ内である場合には、紡出後の固化が十分に進み、収束しても繊維同士が膠着することがないため好ましい。またこの場合、口金背面圧が十分に得られるため、分配性が良好となり、繊度の均一性が保持される。さらには紡出糸条の曳糸性が良好であり、機械的特性の優れた繊維となる。良好な流動性の観点から、２２０℃・１０００ｓｅｃ−１における溶融粘度が７０〜２５０Ｐａ・ｓｅｃであることがより好ましく、８０〜２００Ｐａ・ｓｅｃであることが更に好ましい。
【００３３】
また、本発明におけるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物は、２５０℃での加熱減量率が５重量％以下であることが望ましい。ここでいう加熱減量率とは、窒素流入下、組成物を４００℃まで昇温した時、２５０℃での重量減少率のことである。得られる繊維の機械的特性を良好にするため、および成形品の着色を防止するため、加熱減量率は５重量％以下が好ましい。より好ましくは４重量％以下、更に好ましくは３重量％以下である。
【００３４】
本発明における溶融紡糸法は、セルロース脂肪酸混合エステルおよび可塑剤を少なくとも含んでなる組成物を公知の溶融押出紡糸機において、加熱溶融した後、口金から押出し、紡糸し、必要に応じて延伸し巻き取る方法である。この際、紡糸温度は１８０〜２６０℃が好ましく、さらに好ましくは１９０〜２５０℃である。紡糸温度を１８０℃以上とすることにより、溶融粘度が低くなり溶融紡糸性が向上するので好ましい。また、２６０℃以下にすることにより、組成物の熱分解が抑制されるため好ましい。
【００３５】
良好な機械的特性を有する繊維を得るためには、紡糸速度は３００〜３０００ｍ／分であることが好ましく、３００〜２５００ｍ／分であることがより好ましく、３００〜２０００ｍ／分であることが更に好ましい。
【００３６】
本発明におけるセルロース脂肪酸混合エステル繊維の繊維断面形状に関しては特に制限がなく、真円状の円形断面であってもよいし、多葉形、扁平形、楕円形、Ｗ字形、Ｓ字形、Ｘ字形、Ｈ字形、Ｃ字形、田字形、井桁形、中空などの異形断面であってもよい。また、芯鞘複合、偏芯芯鞘複合、サイドバイサイド型複合、異繊度混繊などのように複合繊維であってもよい。
【００３７】
また、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、糸摩擦低減剤、抗酸化剤、着色顔料、静電剤、抗菌剤等として、無機微粒子や有機化合物を必要に応じて含有することができる。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、実施例中の各特性値は次の方法で求めた。
【００３９】
Ａ．強度および伸度
オリエンテック社製テンシロンＵＣＴ−１００型を用い、試料長２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／ｍｉｎの条件で引張試験を行って、最大荷重の示す点の応力を繊維の強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）とした。また破断時の伸度を繊維の伸度（％）とした。
【００４０】
Ｂ．単糸繊度
溶融紡糸により得られたマルチフィラメントの繊度を口金ホール数で除した値である。
【００４１】
Ｃ．Ｕ％
ツェルベガーウースター社製ウースターテスター４−ＣＸにて給糸速度２００ｍ／ｍｉｎで１分間の測定を行い、得られた値をＵ％とした。
【００４２】
Ｄ．溶融粘度
１００℃で１２時間真空乾燥して絶乾状態とした測定用試料２０ｇを、東洋精機（株）製キャピログラフを用いて、測定温度２２０℃、使用ダイ寸法１ｍｍφ×１０ｍｍＬの条件で溶融粘度を測定し、溶融粘度の剪断速度依存性の関係式を得、この式より剪断速度が１０００ｓｅｃ−１の時の溶融粘度を算出し、組成物の溶融粘度（Ｐａ・ｓｅｃ）とした。
【００４３】
Ｅ．加熱減量率
マックサイエンス社製ＴＧ−ＤＴＡ２０００Ｓを用いて測定した。１００℃で１２時間、真空乾燥した組成物１０ｍｇを精秤し、窒素流入（５０ｍｌ／ｍｉｎ）下、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件で４００℃まで昇温した時の２５０℃での重量減量率を加熱減量率とした。
【００４４】
Ｆ．製糸性
溶融紡糸法による繊維化を行うにあたり、糸切れなく安定して製糸が可能なものを○、走行糸条が安定せず、糸切れが発生するようなものを×とした。
【００４５】
Ｇ．風合い
得られた繊維を用いて２７ゲージの丸編みを作製し、官能調査によって風合いを評価した。ソフトな風合いを有している高品質のものを○、ヌメリ感があったり、着色などが見られる低品質のものを×とした。
【００４６】
実施例１
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．７、平均重合度：２４０）８８重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）１２重量％を含有した組成物の溶融粘度は１２０．１Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は２．０％であり、耐熱性は良好であった。
【００４７】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２３０℃にて溶融させ、吐出量５．９ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を６ホール有するパック部温度２３０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、４５０ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。製糸性は極めて良好であり、糸切れは全く認められなかった。得られた繊維は、強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３８％、単糸繊度が２１．９ｄｔｅｘ、Ｕ％が０．７％であった。得られた繊維を筒編み機（丸善産業（株）製筒編み機ＭＲ１型、２７ゲージ）にて、編み地の作製を試みたところ、編み立て性は良好であり、ソフトな風合いを有する編み地が得られた。
【００４８】
実施例２
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．０、平均重合度：２４０）９１重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）９重量％を含有した組成物の溶融粘度は１７３．６Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は１．１％であり、耐熱性は良好であった。
【００４９】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２４０℃にて溶融させ、吐出量６．２ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を１２ホール有するパック部温度２４０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、１０００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。製糸性は極めて良好であり、糸切れは全く認められなかった。得られた繊維は、強度が１．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２０％、単糸繊度が５．２ｄｔｅｘ、Ｕ％は０．９％であった。また編み地の作製を試みたところ、編み立て性は良好であり、ソフトな風合いを有する編み地が得られた。
【００５０】
実施例３
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．５、平均重合度：１４０）９１重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）９重量％を含有した組成物の溶融粘度は１８０Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は１．３％であり、耐熱性は良好であった。
【００５１】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２４０℃にて溶融させ、吐出量６．１ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を２４ホール有するパック部温度２４０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、７５０ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。製糸性は極めて良好であり、糸切れは全く認められなかった。得られた繊維は、強度が０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２５％、単糸繊度が３．４ｄｔｅｘ、Ｕ％は０．６％であった。また編み地の作製を試みたところ、編み立て性は良好であり、ソフトな風合いを有する編み地が得られた。
【００５２】
実施例４
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．３、平均重合度：１８０）８９重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）１１重量％を含有した組成物の溶融粘度は１７５Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は１．６％であり、耐熱性は良好であった。
【００５３】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２４５℃にて溶融させ、吐出量４．５ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を３６ホール有するパック部温度２４５℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、５００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。製糸性は極めて良好であり、糸切れは全く認められなかった。得られた繊維は、強度が０．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３１％、単糸繊度が２．５ｄｔｅｘ、Ｕ％は０．５％であった。また編み地の作製を試みたところ、編み立て性は良好であり、ソフトな風合いを有する編み地が得られた。
【００５４】
実施例５
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．９、平均重合度：３００）９０重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）１０重量％を含有した組成物の溶融粘度は１０５．８Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は２．０％であり、耐熱性は良好であった。
【００５５】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２４０℃にて溶融させ、吐出量２１．６ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を１８ホール有するパック部温度２４０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、１２００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。製糸性は極めて良好であり、糸切れは全く認められなかった。得られた繊維は、強度が１．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２１％、単糸繊度が１０．０ｄｔｅｘ、Ｕ％は０．８％であった。また編み地の作製を試みたところ、編み立て性は良好であり、ソフトな風合いを有する編み地が得られた。
【００５６】
比較例１
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテート（エステル置換度：２．４、平均重合度：１８０）９０重量％と可塑剤（トリアセチン）１０重量％を含有した組成物の溶融粘度は１０５０Ｐａ・ｓｅｃであり熱流動性が悪く、溶融紡糸による繊維化は不可能であった。
【００５７】
比較例２
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．７、平均重合度：２４０）９９重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）１％を含有した組成物の溶融粘度は８００Ｐａ・ｓｅｃであり熱流動性は極めて悪く、溶融紡糸による繊維化は不可能であった。
【００５８】
比較例３
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．７、平均重合度：２４０）６５重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）３５重量％を含有した組成物の溶融粘度は３５．５Ｐａ・ｓｅｃと良好な熱流動性を示していた。また加熱減量率は９．５％であり、耐熱性は悪いものであった。
【００５９】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２３０℃にて溶融させ、吐出量７．２ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を１２ホール有するパック部温度２３０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、５００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。多量の可塑剤を含有しているため、走行糸状は安定せず、糸切れが多発した。得られた繊維は、強度が０．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が５５％、単糸繊度が１２．０ｄｔｅｘ、Ｕ％が３．５％であり、繊度斑の大きな繊維となった。得られた繊維は黄味がかっていた。筒編み機にて編み地の作成を行ったところ、非常にヌメリのある編み地であった。
【００６０】
比較例４
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：２．０、平均重合度：４０）９１重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）９重量％を含有した組成物の溶融粘度は４５Ｐａ・ｓｅｃであった。また加熱減量率は５．２％であった。
【００６１】
この組成物を単軸型溶融紡糸機を用いて、メルター温度２１０℃にて溶融させ、吐出量３．２ｇ／ｍｉｎの条件で、０．２３ｍｍφ−０．３０ｍｍＬの口金孔を６ホール有するパック部温度２１０℃の口金より紡出させた。紡出糸条は２５℃のチムニー風によって冷却し、油剤を付与して収束した後、５００ｍ／分で回転する第１ゴデットローラーにて引き取り、第１ゴデットローラーと同じ速度で回転する第２ゴデットローラーを介して、巻き取り張力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘとなる速度で回転するワインダーにて巻き取った。巻き取り中、ポリマーの熱劣化に起因して、糸切れが１０回以上発生した。得られた繊維は、強度が０．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２１％、単糸繊度が１０．７ｄｔｅｘ、Ｕ％が１．１％であった。得られた繊維は黄味がかっており、強度が低いものであった。また編み地の作製を試みたところ、得られた編み地は黄味がかっており、低品質のものであった。
【００６２】
比較例５
１００℃、１２時間の真空乾燥により絶乾状態としたセルロースアセテートプロピオネート（エステル置換度：１．４、平均重合度：２００）９０重量％と可塑剤（アジピン酸ジオクチル）１０重量％を含有した組成物の溶融粘度は５３０Ｐａ・ｓｅｃと熱流動性は悪く、溶融紡糸による繊維化は不可能であった。
【００６３】
【表１】
【発明の効果】
本発明のセルロース脂肪酸混合エステルおよび可塑剤を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維は、繊維としてしかるべき機械的特性、耐熱性を有している。溶融紡糸により得られるセルロース脂肪族混合エステル繊維は生産性が高く、制御された繊維断面を有している。この繊維は衣料用、医療用および産業用繊維、不織布などとして好適に用いることができる。
Claims (5)
- エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなるセルロース脂肪酸混合エステル組成物よりなる繊維であって、強度が０．５〜４．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が５〜５０％であることを特徴とするセルロース脂肪酸混合エステル繊維。
- セルロース脂肪酸混合エステルがセルロースアセテートプロピオネートであることを特徴とする請求項１記載のセルロース脂肪酸混合エステル繊維。
- 単糸繊度が０．５〜１００ｄｔｅｘ、Ｕ％が３％以下であることを特徴とする請求項１または２記載のセルロース脂肪酸混合エステル繊維。
- エステル置換度が１．５〜３．０、平均重合度が５０以上であるセルロース脂肪酸混合エステル８０〜９８重量％および可塑剤２〜２０重量％を少なくとも含んでなる組成物を溶融紡糸することを特徴とするセルロース脂肪酸混合エステル繊維の製造方法。
- セルロース脂肪酸混合エステルがセルロースアセテートプロピオネートであることを特徴とする請求項４記載のセルロース脂肪酸混合エステル繊維の製造方法。
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