JP2004232170A - ポリ乳酸仮撚糸の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、工程通過性や生産性に優れ、かつ捲縮特性、寸法安定性が良く、更には毛羽や未解撚の無いポリ乳酸仮撚糸の製造方法を提供するものである。
【解決手段】５０重量％以上がポリ乳酸よりなる繊維形成性重合体を溶融紡糸してなるマルチフィラメントを、引取速度４０００ｍ／分以上の速度で引き取って得られた未延伸糸を供給原糸とし、摩擦仮撚加工において仮撚ヒーターにて熱セットを行い、冷却ゾーンにて構造固定を行った後、施撚ゾーンにて撚りを施す際の加撚張力（Ｔ１）と解撚張力（Ｔ２）の比（Ｔ２／Ｔ１）を３．０以下とし、また施撚体表面速度と糸条走行速度の比（施撚体表面速度／糸条走行速度）を１．０〜２．５の範囲にすることを特徴とするポリ乳酸仮撚糸の製造方法。
【選択図】図２
【解決手段】５０重量％以上がポリ乳酸よりなる繊維形成性重合体を溶融紡糸してなるマルチフィラメントを、引取速度４０００ｍ／分以上の速度で引き取って得られた未延伸糸を供給原糸とし、摩擦仮撚加工において仮撚ヒーターにて熱セットを行い、冷却ゾーンにて構造固定を行った後、施撚ゾーンにて撚りを施す際の加撚張力（Ｔ１）と解撚張力（Ｔ２）の比（Ｔ２／Ｔ１）を３．０以下とし、また施撚体表面速度と糸条走行速度の比（施撚体表面速度／糸条走行速度）を１．０〜２．５の範囲にすることを特徴とするポリ乳酸仮撚糸の製造方法。
【選択図】図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工程通過性や生産性に優れ、かつ捲縮特性、寸法安定性が良く、更には毛羽や未解撚の無いポリ乳酸仮撚糸の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、地球的規模での環境問題に対して、自然環境の中で分解するポリマー素材の開発が切望されており、脂肪族ポリエステル等、様々なポリマーの研究・開発、また実用化の試みが活発化している。そして、微生物により分解されるポリマー、すなわち生分解性ポリマーに注目が集まっている。
【０００３】
一方、従来のポリマーはほとんど石油資源を原料としているが、石油資源が将来的に枯渇するのではないかということ、また石油資源を大量消費することにより、地質時代より地中に蓄えられていた二酸化炭素が大気中に放出され、さらに地球温暖化が深刻化することが懸念されている。しかし、二酸化炭素を大気中から取り込み成長する植物資源を原料としてポリマーが合成できれば、二酸化炭素循環により地球温暖化を抑制できることが期待できるのみならず、資源枯渇の問題も同時に解決できる可能性がある。このため、植物資源を原料とするポリマー、すなわちバイオマス利用ポリマーに注目が集まっている。
【０００４】
上記２つの点から、バイオマス利用の生分解性ポリマーが大きな注目を集め、石油資源を原料とする従来のポリマーを代替していくことが期待されている。しかしながら、バイオマス利用の生分解性ポリマーは一般に力学特性、耐熱性が低く、また高コストとなるといった課題があった。これらを解決できるバイオマス利用の生分解性ポリマーとして、現在、最も注目されているのはポリ乳酸である。ポリ乳酸は植物から抽出したでんぷんを発酵することにより得られる乳酸を原料としたポリマーであり、バイオマス利用の生分解性ポリマーの中では力学特性、耐熱性、コストのバランスが最も優れている。そして、これを利用した繊維の開発が急ピッチで行われている。
【０００５】
ポリ乳酸繊維の開発は、生分解性を活かした農業資材や土木資材等が先行しているが、それに続く大型の用途として自動車内装材や、カーテン、カーペット等のインテリア素材への応用も進められている。さらには一般衣料分野への応用も期待されている。これらへの用途展開には、嵩高性やストレッチ性を付与することが求められるが、ポリ乳酸を汎用合成繊維の仮撚加工プロセスに通すだけでは、仮撚加工温度によりポリ乳酸繊維同士が融着してしまい糸切れが多発したり、仮撚糸の断面変形が激しく、独特のぎらつきが発生するため品位が悪かった。また、仮撚加工温度を下げると、捲縮が充分に発現しない問題があった。この問題を回避するために、仮撚加工温度を下げ、解撚張力を上げると毛羽や弛みが発生してしまい、得られる仮撚加工糸の品位が悪くなってしまった。また、例えば、一旦低配向未延伸糸を紡糸し延伸熱処理を行うことで、十分に配向結晶化させた後、仮撚加工を行うことで、上記問題を回避することが提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。しかしながら、紡糸工程、延伸工程、仮撚工程が独立している３工程法であるためにハンドリングが煩雑になり、生産性及びコストの点から好ましくなかった。
【０００６】
また、高配向未延伸糸を仮撚加工温度１３０℃にて仮撚加工する方法が提案されている（特許文献３参照）が、トレース実験を行った結果、仮撚加工糸には未解撚が多く存在し、最終製品の品位が悪く、満足のいくものではなかった。これら問題点により、ポリ乳酸仮撚糸の用途が非常に限られたものとなっていた。
【０００７】
また、仮撚加工に供するポリ乳酸未延伸糸は、一般的に耐熱性が悪く、仮撚ヒーターの温度を１００℃以上とした場合には、部分的に融着が発生し、この融着部分が未解撚として欠点になっていた。この未解撚を解撚するためには解撚張力（Ｔ２）を高くすることが必要であるが、ポリ乳酸仮撚糸に存在する未解撚を解撚する為に解撚張力を高くすると、施撚体後の繊維に損傷を与え、軽微な場合でも毛羽が発生したり、酷い場合は糸切れが発生し、安定的な生産が困難であった。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９０８４５号（第４−６頁）
【０００９】
【特許文献２】特開２００２−２８５４３８号（第３−５頁）
【００１０】
【特許文献３】特開２０００−３０３２８３号（第４−５頁）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、工程通過性や生産性に優れ、かつ捲縮特性、寸法安定性が良く、更には毛羽や未解撚の無いポリ乳酸仮撚糸の製造方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
５０重量％以上がポリ乳酸よりなる繊維形成性重合体を溶融紡糸してなるマルチフィラメントを、引取速度４０００ｍ／分以上の速度で引き取って得られる未延伸糸を供給原糸とし、摩擦仮撚加工において仮撚ヒーターにて熱セットを行い、冷却ゾーンにて構造固定を行った後、施撚ゾーンにて撚りを施す際の加撚張力（Ｔ１）と解撚張力（Ｔ２）の比（Ｔ２／Ｔ１）を３．０以下とし、また施撚体表面速度と糸条走行速度の比（施撚体表面速度／糸条走行速度）を１．０〜２．５の範囲にすることを特徴とするポリ乳酸仮撚糸の製造方法により達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明でいうポリ乳酸とは乳酸を重合したものをいい、Ｌ体あるいはＤ体の光学純度は９０％以上であると、融点が高く好ましい。また、ポリ乳酸の性質を損なわない範囲で、乳酸以外の成分を共重合していても、ポリ乳酸以外のポリマーや粒子、難燃剤、帯電防止剤等の添加物を含有していてもよい。ただし、バイオマス利用、生分解性の観点から、繊維中に存在する乳酸モノマーは５０重量％以上とすることが重要である。乳酸モノマーは好ましくは７５重量％以上、より好ましくは９６重量％以上である。このとき、乳酸モノマー以外の部分については、ポリ乳酸の性能を損なわない範囲で、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシルブチレートなどのポリマーがブレンドされていても複合されていてもよい。更に、バイオマス、生分解性を維持する観点から、ポリブチレンサクシネートやポリヒドロキシルブチレートなどの他の生分解性ポリマーを用いることがより好ましい。ブレンドはチップブレンドでも溶融ブレンドでもよく、また複合は芯鞘複合でも、サイドバイサイド型複合でもよい。また、ポリ乳酸ポリマーの分子量は、重量平均分子量で５万〜５０万であると、力学特性と製糸性のバランスが良く好ましい。
【００１４】
本発明のポリ乳酸よりなる繊維形成性重合体を溶融紡糸してなるマルチフィラメント、およびポリ乳酸仮撚加工糸の製造方法を、例を挙げて説明する。
【００１５】
まず、本発明の仮撚加工に供給する未延伸糸の好ましい製造方法の例を図１をもって説明する。原料である５０重量％以上がポリ乳酸よりなる繊維形成性重合体を乾燥した後ホッパー１に仕込み、押出機２にて溶融、押出を行い、計量ポンプ３を通じてスピンブロック４内に設置された紡糸パック５へと溶融ポリマーを導く。その後口金６から糸条Ｆを紡出し、チムニー７にて均一に冷却固化し、給油装置８にて所望の紡糸油剤を付与する。糸条Ｆは流体処理装置９にて流体処理を施された後、第１引取ローラー１０および第２引取ローラー１１にて引き取られ、紡糸巻取装置１２によりチーズ１３に巻き取られる。このとき、第１引取ローラー１０の周速（Ｖ１）と第２引取ローラー１１の周速（Ｖ２）は同一の速度でもよいし、０．９９≦Ｖ２／Ｖ１≦１．０５の範囲であれば糸条の走行性を確保することができ、安定した巻取が可能となるため好ましい。なお、流体処理装置９は第１引取ローラー１０と第２引取ローラー１１の間に設置してもよいし、第２引取ローラー１１と紡糸巻取装置１２の間に設置してもよく、前記のいずれか、もしくは２〜３箇所に設置して流体処理を行うこともできる。
【００１６】
本発明の仮撚加工に供給する未延伸糸を製造する際の引取速度、すなわち第１引取ローラー１０の速度は、４０００ｍ／分以上であることが必要である。引取速度を４０００ｍ／分以上にすることで、紡糸線上での配向結晶化が促進され、耐熱性、特に９０℃以上の環境下における繊維の剛性を飛躍的に高めることができる。それにより、延伸での伸長安定性、撚登りによる集束性が向上し、仮撚加工工程において延伸張力や擦過による糸切れを防止するとともに、得られる仮撚加工糸の捲縮特性、収縮特性も優れたものが得られる。引取速度は４２５０ｍ／分以上であることが好ましく、４５００ｍ／分以上であればより好ましい。
【００１７】
本発明の仮撚加工に供給する未延伸糸の沸騰水収縮率は３０％以下であることが好ましい。沸騰水収縮率が３０％以下であると高温環境下における軟化が起きにくく、ヒーター上で繊維同士もしくは繊維とヒーター表面で融着が発生することなく、糸切れせずに仮撚加工を行うことができる。沸騰水収縮率は２５％以下であることがより好ましく、２０％以下が更に好ましい。
【００１８】
また、該未延伸糸の複屈折度は０．００８以上であることが好ましい。ポリ乳酸繊維の特徴として、一度配向結晶化した繊維でも、加熱されることで更なる延伸を行うことが可能であることを筆者らは見出したのである。更に、得られた延伸糸は実用上全く問題ない強伸度特性を示し、かつ破断強度も向上するのである。
【００１９】
この特性を活かすことで、配向が進んだ繊維を摩擦仮撚加工に供することができ、更には加撚張力の伝播がスムーズに行われることも見出したのである。この現象は複屈折度０．００８以上のポリ乳酸繊維において確認される。これにより、例えば得られる仮撚加工糸の糸斑が少なくなったり、加熱による結晶化で一段と耐熱性が向上して未解撚が発生しにくいなど、優れた効果を示すのである。複屈折度は０．００９以上が好ましく、０．０１０以上であればより好ましい。
【００２０】
本発明の仮撚加工に供給される未延伸糸には、紡糸時に流体による交絡加工を用いることもできる。交絡加工を該原糸に施すことにより、解舒性やガイド類などへの摩耗が抑えられるため好ましい。また、摩擦仮撚加工の際に糸のこなれを良くするために、該マルチフィラメントを摩擦仮撚加工装置に供給する前に流体による交絡加工を行うこともできる。
【００２１】
次に、本発明の摩擦仮撚加工の好ましい方法の例を図２をもって説明する。まず、チーズ１４から糸条Ｆを引き出し、糸道ガイド１５ａ〜１５ｃを介して供給ローラー１６に糸条Ｆを供給する。その後糸条Ｆは施撚体２０により撚りを施されながら仮撚ヒーター１７にて熱処理され、糸道ガイド１８を通して冷却板１９にて構造固定される。このとき、冷却板１９〜施撚体２０の間で測定した張力を加撚張力（Ｔ１）とし、施撚体２０〜延伸ローラー２１までの間で測定した張力を解撚張力（Ｔ２）とした。その後デリベリローラー２２および糸道ガイド２３ａ、２３ｂを介して仮撚糸２４として巻き取られる。なお、更に寸法安定性を付与する目的で、延伸ローラー２１の後にセカンドヒーター２５を設け、デリベリローラー２２との間で弛緩熱処理を施すこともできる。なお、チーズ１４から仮撚糸２４までの間において、各種ガイド、張力制御装置、流体処理装置、給油装置などを自由に配置し、糸条Ｆに所望の性能を付与することもできる。
【００２２】
本発明は、上記の方法にて得られるポリ乳酸未延伸糸を供給して摩擦仮撚加工する場合において、その加撚張力（Ｔ１）と解撚張力（Ｔ２）の比（Ｔ２／Ｔ１）が３．０以下であることが必要である。Ｔ２／Ｔ１が３．０以下、すなわち解撚張力（Ｔ２）が小さい場合には、毛羽・弛みの発生を抑制でき、また未解撚を少なくすることが可能となること、および施撚体後の糸切れも少なくなるため、安定した仮撚加工が可能となり、得られた仮撚糸も品位に優れたものとなる。また、Ｔ２／Ｔ１が０．１以上あれば解撚効率に優れるため好ましい。このことから、Ｔ２／Ｔ１は０．１〜２．８であることが好ましく、０．５〜２．５であればより好ましい。
【００２３】
また、本発明の仮撚加工において、施撚体２０の表面速度と糸条走行速度の比（施撚体２０の表面速度／糸条走行速度）が１．０〜２．５の範囲であることが重要である。（施撚体２０の表面速度／糸条走行速度）を１．０以上にすることで、加撚張力（Ｔ１）と解撚張力（Ｔ２）のバランスが良く、毛羽、糸切れの無い仮撚加工を行うことができる。また（施撚体２０の表面速度／糸条走行速度）を２．５以下にすることで、施撚体２０の表面摩耗が抑制され、数十時間に及ぶ連続運転においても糸長手方向の品質が安定する他、糸条Ｆと施撚体２０との摩耗による糸の削れが抑制され、毛羽、糸切れのない仮撚加工が実現される。（施撚体２０の表面速度／糸条走行速度）は好ましくは１．２〜２．２、より好ましくは１．２５〜２．０の範囲である。
【００２４】
本発明では仮撚ヒーター１７に接触式ヒーターを用いることができる。本発明の摩擦仮撚加工に供する未延伸糸は、紡糸段階で充分に配向結晶化し、繊維構造が発達しているため耐熱性に優れ、接触式ヒーターを用いても、ヒーター表面と糸条との融着が無く、品位に優れた仮撚加工糸を得ることが可能となるのである。接触式ヒーターの加熱方法や表面材質は特に限定されるものではないが、仮撚加工時の摩擦抵抗低減のため、鏡面加工されていることが好ましい。ここで、鏡面加工とは表面粗度で１．５ｓ以下のものをいう。表面粗度が１．５ｓ以下であれば、仮撚ヒーター上での擦過抵抗を低く抑えられ、毛羽や糸切れの発生がなく仮撚加工を行うことができ好ましい。また、そのときの仮撚ヒーターの温度は９０〜１５０℃の範囲であることが好ましい。仮撚ヒーターの温度が９０℃以上であると、得られるポリ乳酸仮撚糸の沸騰水収縮率が低下し、布帛の寸法安定性が向上する。一方、１５０℃以下の温度にすることで、繊維間の融着が抑制され、仮撚ヒーター上で糸が軟化することなく糸切れせずに仮撚加工を行うことができる。上記理由から、接触式の仮撚ヒーターの温度は１００〜１４５℃がより好ましく、１１０〜１４０℃であれば更に好ましい。
【００２５】
また、本発明では仮撚ヒーター１７に非接触式ヒーターを好ましく用いることができる。ポリ乳酸繊維は、一般的に他の汎用合成繊維と比べ、著しく耐摩耗性が低く、擦過しやすい。そのため、特に高温下で大きな変形を受けながら高速で走行する仮撚ヒーター上では、工程通過性を向上させるために摩擦抵抗を減らす工夫が必要である。但し、非接触式ヒーターはポリ乳酸糸条との摩擦擦過を低減できる点で好ましいものの、設備上の制約もあるので、接触式ヒーターと非接触式ヒーターは適宜選択すればよい。非接触式ヒーターの加熱方法や表面材質は特に限定されるものではないが、チューブ状ヒーターやスリットを有するヒーターなどを用いることができる。さらに、これら非接触ヒーター内で糸条Ｆのバルーニングを抑制するため、非接触ヒーター前後に糸道ガイドを設置することも好ましい。また、そのときの仮撚ヒーターの温度は１５０〜３５０℃であることが好ましい。仮撚ヒーターの温度が１５０℃以上であると、得られるポリ乳酸仮撚糸の沸騰水収縮率が低下して布帛の寸法安定性が向上し、さらに捲縮特性も向上するのである。一方３５０℃以下の温度にすることで、繊維間の融着が少なく、仮撚ヒーター上で糸の軟化を抑制しつつ、糸切れせずに仮撚加工を行うことができる。上記理由から、非接触式の仮撚ヒーターの温度は１６０〜３２０℃がより好ましく、１７０〜３００℃であれば更に好ましい。
【００２６】
また、本発明に用いられる摩擦仮撚加工装置において、施撚体２０として３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具を好ましく用いることができる。ポリ乳酸繊維は摩擦による擦過に弱く、毛羽や削れが発生し易く、更に加熱下での応力により容易に変形が起こってしまう。この様な問題を回避するために、ディスク表面を柔軟なウレタン製にすることで、ポリ乳酸繊維の断面変形を低く抑えることが可能となる他、糸条の削れも抑制でき、毛羽や糸切れを防止できるため好ましい。ウレタンディスクの表面硬度は、ＪＩＳ Ａ スケール硬度で７５〜９０度の範囲のものが、断面変形抑制と糸条の削れを抑制し、またディスクの長時間使用を可能にするためにより好ましく、８０〜８５度の範囲であれば更に好ましい。また、３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具を用いた場合は、回転するディスク表面速度（Ｄ）と糸条走行速度（Ｙ）の比（ディスク表面速度／糸条走行速度）をＤ／Ｙと表記した。
【００２７】
また、本発明に用いられる摩擦仮撚加工装置において、施撚体２０としてベルトニップ型摩擦仮撚具を好ましく用いることもできる。ベルトの回転方向に水平なベルト回転軸と、糸条が走行する方向に水平な糸条走行軸とのなす角度を２倍した角度を交差角度とし、この交差角度は特に限定されるものではないが、９０〜１２０°の範囲であれば糸条に効率的に撚りを加えることができ、更にはベルトそのものの摩耗も低く抑えることが可能となるため好ましい。さらに、表面材質は特に限定されるものではないが、クロロピレンラバーやニトリルブチレンラバーを好ましく使用することができる。このときニトリルブチレンラバーであれば耐久性やコスト、柔軟性の点からより好ましい。また、ベルトニップ型摩擦仮撚具の表面硬度は６０〜８０度であればポリ乳酸の断面変形を低く抑え、糸条の削れを抑制することができ、ベルト本体の摩耗も改善されるためより好ましく、６５〜７５度の範囲であれば更に好ましい。また、ベルトニップ型摩擦仮撚具を用いた場合は、ベルト表面速度と糸条走行速度の比（ベルト表面速度／糸条走行速度）をＶＲと表記した。
【００２８】
本発明の方法で得られるポリ乳酸仮撚糸は、捲縮特性の指標となるＣＲ値が１０％以上であることが好ましい。ＣＲ値が１０％以上であれば最終製品に充分な嵩高さとふくらみを付与することが可能となる。ＣＲ値は１５％以上がより好ましく、１８％以上であれば更に好ましい。
【００２９】
本発明の方法で得られるポリ乳酸仮撚糸の沸騰水収縮率は１８％以下であることが好ましい。沸騰水収縮率が１８％以下であれば、例えば織物や編み物にした場合の乾燥工程などで寸法変化を小さくすることができる。また、最終製品にした場合にも、寸法変化が少ないため、予測したとおりの外観を得ることが出来るのである。沸騰水収縮率は１５％以下がより好ましく、１０％以下であれば更に好ましい。
【００３０】
本発明の方法で得られるポリ乳酸仮撚糸は、未解撚数が仮撚糸１０ｍ当たりで８個以下が好ましい。未解撚数を少なくすることで、最終製品にした場合に染め斑などが無く、均一なものを得ることができるのである。未解撚数は仮撚糸１０ｍ当たり３個以下がより好ましく、０個である事が更に好ましい。
【００３１】
本発明の方法で得られるポリ乳酸仮撚糸の１００００ｍ当たりの毛羽数は、１０個以下であることが好ましい。毛羽数を少なくすることにより、製織工程などにおいて切断された毛羽による工程不良を防止したり、最終製品の品位も向上するのである。毛羽数は５個以下であればより好ましく、１個以下であれば更に好ましい。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら制限されるものではない。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。
【００３３】
Ａ．ポリ乳酸の重量平均分子量
試料のクロロホルム溶液にＴＨＦ（テトロヒドロフラン）を混合し測定溶液とした。これをＧＰＣで測定し、ポリスチレン換算で重量平均分子量を求めた。
【００３４】
Ｂ．沸騰水収縮率
未延伸糸または仮撚加工糸をかせ取りし、初荷重０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ下で測定したかせの原長（Ｌ０）を測定し、その後かせを実質的に荷重フリーの状態で沸騰水中で１５分間処理し、風乾後初荷重０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ下でのかせ長（Ｌ１）を測定し、以下の式に従って沸騰水収縮率を計算した。
【００３５】
沸騰水収縮率（％）＝［（Ｌ０−Ｌ１）／Ｌ０）］×１００（％）
Ｃ．複屈折度
未延伸糸をサンプリングし、オリンパス社製ＢＨ−２偏光顕微鏡により、Ｎａ光源で波長５８９ｎｍにてコンペンセーター法により単糸のレターデーションと糸径を測定することにより求めた。
【００３６】
Ｄ．ＣＲ値
仮撚糸をかせ取りし、実質的に荷重フリーの状態で沸騰水中１５分間処理し、２４時間風乾した。このサンプルに０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ相当の荷重をかけ水中に浸漬し、２分後のかせ長（Ｌ’０）を測定した。次に、水中で０．００９ｃＮ／ｄｔｅｘ相当のかせを除き０．００１８ｃＮ／ｄｔｅｘ相当の微荷重に交換し、２分後のかせ長（Ｌ’１）を測定した。そして下式によりＣＲ値を計算した。
【００３７】
ＣＲ（％）＝［（Ｌ’０−Ｌ’１）／Ｌ’０］×１００（％）
Ｅ．加撚張力（Ｔ１）、解撚張力（Ｔ２）、Ｔ２／Ｔ１
仮撚加工時の冷却板１８〜施撚体１９間の張力を加撚張力（Ｔ１）とし、施撚体１９〜延伸ローラー２０間の張力を解撚張力（Ｔ２）とし、それぞれの張力を金井工機（株）製三点式張力計（ＣＨＥＣＫ ＭＡＳＴＥＲ）により測定し、Ｔ２／Ｔ１を求めた。
【００３８】
Ｆ．Ｄ／Ｙ，ＶＲ
仮撚加工時の施撚体２０の回転数（Ｓ）をストロボにて測定し、施撚体の周長（ＬＬ）から施撚体表面速度（Ｓ×ＬＬ）を求め、延伸ローラー速度を糸条走行速度（Ｙ）として下式にて算出した。
【００３９】
３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具：Ｄ／Ｙ＝（Ｓ×ＬＬ）／Ｙ
ベルトニップ型摩擦仮撚具：ＶＲ＝（Ｓ×ＬＬ）／Ｙ
Ｇ．毛羽数
東レ（株）製毛羽テスター（ＤＴ−１０４型）を使用し、１００００ｍ当たりの毛羽数を測定した。毛羽数が０〜１個であるものは◎、２〜５個であるものは○、６〜１０個であるものは△、１１個以上であるものを×とし、△以上を合格として４段階で評価した。
【００４０】
Ｈ．未解撚数
仮撚糸２４を１０ｍ引き出し、目視にて未解撚部分が全く存在しないものを◎、１〜３個存在するものを○、４〜８個存在するものを△、９個以上のものを×とし、△以上を合格として４段階にて評価した。
【００４１】
Ｉ．総合評価
本発明の方法に従って仮撚糸２４を得るに際して、そのときの仮撚糸の沸騰水収縮率、ＣＲ値、毛羽数、未解撚数より判断し、充分に生産に適用できるレベルを◎、生産に適用できるレベルを○、生産には適用できないレベルを×として３段階評価し、○以上を合格とした。
【００４２】
実施例１
重量平均分子量１８万、９８重量％がＬ−ポリ乳酸である重合体チップを１００℃に設定した真空乾燥機にて１０時間乾燥した。チップの水分率は８０ｐｐｍであった。乾燥したチップを図１に示す紡糸装置のホッパー１に仕込み、これを押出機２にて２２０℃の温度で溶融した後押し出して、計量ポンプ３にて５８．３ｇ／分の吐出量に計量し、２４０℃に加熱されたスピンブロック４内に設置された紡糸パック５へ導き、孔径０．３ｍｍ、孔深度０．５ｍｍ、孔数３６の口金６から糸条Ｆを紡出した。この糸条Ｆを、チムニー７にて２５ｍ／分の速度で冷却風を糸条Ｆに当てて冷却固化させた後、給油装置８にて収束させ、紡糸用油剤（平滑剤として脂肪酸エステルを６０重量％含有した油剤を調整し、純油分１５重量％の水エマルジョンとした）を繊維重量に対して油分１．０重量％になるように計量して付与した。その後、流体処理装置９にて０．０５ＭＰａの空気流にて交絡処理を施した後、周速５０００ｍ／分の第１引取ローラー１０、周速５０２５ｍ／分の第２引取ローラー１１をそれぞれ介して引き取り、巻取速度４９２５ｍ／分で巻取装置１２にてチーズ１３を巻き取った。得られた未延伸糸の物性は、繊度１１７ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率１５％、複屈折度０．０１３であり、充分な耐熱性を有していた。
【００４３】
次に、図２に示す仮撚装置にて仮撚加工を行った。このとき、チーズ１４から糸道ガイド１５ａ〜１５ｃを介し、４２８ｍ／分で回転する供給ローラー１６を通して、仮撚ヒーター１７へと糸条Ｆを供給した。なお、仮撚ヒーター１７には長さ１．８ｍ、表面温度１３０℃、表面粗度１．０ｓの接触式ヒーターを用いた。その後施撚体２０にて撚りを施しながら、糸条Ｆは仮撚ヒーター１７、糸道ガイド１８を介して冷却板１９にて構造固定し、周速６００ｍ／分の延伸ローラー２１、デリベリローラー２２および糸道ガイド２３ａ、２４ｂを介して、仮撚糸２４を得た。
【００４４】
なお、施撚体２０には３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具を用い、１〜３番目までのディスクの材質をセラミックとし、４〜１２番目までのディスクの材質をＪＩＳ Ａ スケールで８２度の硬度を持つウレタンとした。また、回転するディスク表面速度（Ｄ）を９００ｍ／分とし、糸条走行速度（Ｙ）は延伸ローラー２１の速度とし、Ｄ／Ｙは１．５とした。このときの加撚張力（Ｔ１）と解撚張力（Ｔ２）を測定したところ、それぞれ０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘ、０．２７ｃＮ／ｄｔｅｘであり、Ｔ２／Ｔ１は１．８であった。
【００４５】
得られた仮撚糸２４の繊維物性を測定したところ、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、充分な寸法安定性および捲縮特性を有していることがわかった。また、仮撚糸２４の毛羽数および未解撚数は０個であり、糸長手方向に均一かつ欠点のないポリ乳酸仮撚糸が得られた。更に該仮撚糸２４を用いて筒状の編み地を作成し、これを浴比１：１００、染色温度１１０℃、染料濃度１．０％ｏｗｆ、染色時間３０分にて加圧染色を行ったところ、その品位はふくらみに優れ、かつ極めて布帛表面の均一性が高い、また染色斑も無い良好な布帛が得られた。
【００４６】
実施例２
第１引取ローラーの周速度を４３００ｍ／分、第２引取ローラーの周速度を４３２２ｍ／分、巻取装置の速度を４２３５ｍ／分、図２の供給ローラーの周速度を４１４ｍ／分、そのときのＤ／Ｙを１．５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。得られた未延伸糸の物性値は沸騰水収縮率２０％、複屈折度０．０１２であり、充分な耐熱性を有していた。またＴ２／Ｔ１は１．８であった。
【００４７】
得られた仮撚糸の物性は、繊度９３．５ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率８％、ＣＲ値２２％であり、良好な寸法安定性および捲縮特性を示した。このとき、仮撚糸の毛羽数および未解撚数は０個であり、欠点のないポリ乳酸仮撚糸が得られた。また、実施例１と同様にして得た筒状編み物もふくらみに富んだ表面の均一性が高い布帛が得られた。
【００４８】
実施例３
第１引取ローラーの周速度を４０００ｍ／分、第２引取ローラーの周速度を４０２０ｍ／分、巻取装置の速度を３９４０ｍ／分とし、図２の供給ローラーの周速度を４００ｍ／分、Ｄ／Ｙを１．５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。得られた未延伸糸の物性値は沸騰水収縮率２４％、複屈折度０．０１であり、充分な耐熱性を有していた。またＴ２／Ｔ１は１．８であった。
【００４９】
得られた仮撚糸の物性値は、繊度７７．７ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率８％、ＣＲ値１９％であり、充分な寸法安定性と捲縮特性を示した。仮撚糸の毛羽数および未解撚数は０個であり、欠点のないポリ乳酸仮撚糸が得られた。また、実施例１と同様にして得られた筒状編み物も、充分なふくらみを有する、表面の均一な布帛であった。
【００５０】
実施例４
Ｄ／Ｙを１．１とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、Ｔ２／Ｔ１は２．９であった。
得られた仮撚糸の物性値は、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２０％であり、充分な寸法安定性、捲縮特性を示した。仮撚糸の毛羽数を測定したところ、実用上問題ないレベルの３個であった。また、未解撚数は０個であった。
【００５１】
また、実施例１と同様の方法で筒状編み物を作成したところ、充分なふくらみを有する表面の均一性に優れたものであった。
【００５２】
実施例５
Ｄ／Ｙを２．４とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、Ｔ２／Ｔ１は０．６であった。
【００５３】
得られた仮撚糸の物性値は、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値１８％であり、充分な寸法安定性、捲縮特性を示した。また、毛羽数は０個であったが、未解撚数は２個であり、均一性に若干劣るものであったが、実用上は問題にならないレベルであった。また、得られた仮撚糸を実施例１と同様の方法で筒状編み物を作成した。編み物は充分なふくらみを有していた。また、布帛表面の均一性も問題ないレベルであった。
【００５４】
実施例６
Ｄ／Ｙを２．４５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、Ｔ２／Ｔ１は０．１であった。
【００５５】
得られた仮撚糸の物性値は、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率８％、ＣＲ値１７％であり、充分な寸法安定性、捲縮特性を示した。また、毛羽数は０個であったが、未解撚数は６個であり、糸長手方向の均一性が若干劣るものであったが、実用上は問題にならないレベルであった。また、得られた仮撚糸を実施例１と同様の方法で筒状編み物を作成した。編み物は充分なふくらみを有していた。さらに、布帛表面の均一性も問題ないレベルであった。
【００５６】
【表１】
【００５７】
比較例１
第１引取ローラーの周速度を３５００ｍ／分、第２引取ローラーの周速度を３５１８ｍ／分、巻取装置１２の速度を３４６５ｍ／分、供給ローラーの周速度を３３３ｍ／分とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、得られた未延伸糸の物性は、繊度１６６．６ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率３５％、複屈折度０．００７であり、耐熱性が不十分であった。更に、摩擦仮撚加工を行った際のＴ２／Ｔ１は１．８であった。また、得られた仮撚糸の物性は、繊度９２．６ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率８％、ＣＲ値１５％であった。寸法安定性および捲縮特性は共に充分な性能を示し、毛羽数も０個であったが、未解撚数は１１個と非常に多かった。実施例１と同様の方法で筒状編み物を作成したところ、ふくらみは充分であったものの、布帛中に未解撚部分が多数存在し、染め斑が多く品位が悪かった。
【００５８】
比較例２
Ｄ／Ｙを１．１とした以外は比較例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、Ｔ２／Ｔ１は３．２であった。仮撚糸の物性は、繊度９２．６ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値１２％であり、良好な寸法安定性と充分な捲縮特性を示した。しかし、未解撚数は０個であったものの、毛羽数を測定したところ１５個と非常に多く、仮撚糸の品位が悪かった。また、実施例１と同様にして得られた筒状編み物も、マルチフィラメント中の単糸が布帛表面に飛び出したり、部分的に糸切れしているなど、布帛の品位に劣るものであった。
【００５９】
比較例３
Ｄ／Ｙを０．９とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、Ｔ２／Ｔ１は３．８であった。得られた仮撚糸の物性は、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値１８％であり、優れた寸法安定性と充分な捲縮特性を示した。しかし、未解撚数は０個であったものの、毛羽数は１１個であったため、品位が悪かった。更に、実施例１と同様の方法で筒状編み物を作成したところ、マルチフィラメント中の単糸が布帛表面に飛び出したり、部分的に糸切れしているなど、布帛の品位に劣るものであった。
【００６０】
比較例４
Ｄ／Ｙを２．６とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、解撚張力（Ｔ２）を測定出来なかった。さらに、ディスクに糸条が巻き付き、何度も摩擦仮撚装置を停止しなければならなかった。
【００６１】
得られた仮撚糸の物性は、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率３％、ＣＲ値５％であり、優れた寸法安定性を示したが、捲縮特性が劣悪であった。さらに、毛羽数は０個であったが、未解撚数は２０個以上とほとんど解撚されておらず、仮撚糸とは言えないレベルであった。また実施例１と同様に筒状編み物を作成したが、ふくらみが感じられない品位の劣悪なものであった。
【００６２】
【表２】
【００６３】
実施例７
Ｔ２／Ｔ１を１．４とし、仮撚ヒーターの温度を９５℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００６４】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率１４％、ＣＲ値１２％であり、寸法安定性がやや低いが、実用上問題ない捲縮特性を示した。さらに毛羽数および未解撚数を測定したところ０個であり、糸長手方向に欠点のないポリ乳酸仮撚糸が得られた。また、仮撚糸を実施例１と同様の方法にて筒状編み物にしたところ、良好なふくらみを有していた。
【００６５】
実施例８
Ｔ２／Ｔ１を１．９５とし、仮撚ヒーターの温度を１４５℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００６６】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率５％、ＣＲ値１１％であり、高い寸法安定性を有し、捲縮特性も実用上問題のないレベルであった。さらに毛羽数および未解撚数を測定したところ０個であり、糸長手方向に欠点のないものであった。また、仮撚糸を実施例１と同様の方法にて筒状編み物にしたところ、ふくらみは若干劣るものの、表面の均一性に優れていた。
【００６７】
実施例９
Ｔ２／Ｔ１を１．８とし、仮撚ヒーターを１ｍ長の非接触式ヒーターとし、その温度を２２０℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００６８】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率８％、ＣＲ値２５％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、ふくらみに優れ、布帛表面も均一なものが得られた。
【００６９】
実施例１０
Ｔ２／Ｔ１を１．４５とし、仮撚ヒーターを１ｍ長の非接触式ヒーターとし、その温度を１５５℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００７０】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率１５％、ＣＲ値１６％であり、実用上問題ない寸法安定性と充分な捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、充分なふくらみがあり、布帛表面も均一なものが得られた。
【００７１】
実施例１１
Ｔ２／Ｔ１を１．９とし、仮撚ヒーターを１ｍ長の非接触式ヒーターとし、その温度を３４０℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００７２】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率４％、ＣＲ値１１％であり、優れた寸法安定性と、実用上問題ない捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、ふくらみがあり、布帛表面も均一なものが得られた。
【００７３】
【表３】
【００７４】
比較例５
Ｔ２／Ｔ１を１．３とし、仮撚ヒーターの温度を８５℃とした以外は実施例１と同様の方法にて仮撚糸を得た。得られた仮撚糸は毛羽数、未解撚数共に０個であり、糸長手方向の均一性は良好であった。しかし、仮撚糸の物性を測定したところ、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率１９％、ＣＲ値１４％であり、捲縮特性は充分であったものの、寸法安定性が悪かった。実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、布帛の寸法安定性が悪く、また繊維が収縮しすぎたために粗硬感のある品位の劣悪な布帛しか得られなかった。
【００７５】
比較例６
実施例１と同様の方法で、仮撚ヒーターの温度を１５５℃とした摩擦仮撚加工を行ったが、仮撚ヒーター上で糸切れが多発して、Ｔ２／Ｔ１は測定不可能であった。
【００７６】
比較例７
Ｔ２／Ｔ１を１．３とし、仮撚ヒーターを非接触式ヒーターとし、その温度を１４５℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸２４を得た。得られた仮撚糸は、毛羽数、未解撚数共に０個であり、糸長手方向の均一性は良好であった。しかし、仮撚糸の物性を測定したところ、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率１９％、ＣＲ値１５％であり、捲縮特性は充分であったものの、寸法安定性が悪かった。実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、布帛の寸法安定性が悪く、また繊維が収縮しすぎたために粗硬感のある品位の劣悪な布帛しか得られなかった。
【００７７】
比較例８
実施例１と同様の方法で、仮撚ヒーターを非接触式ヒーターとし、その温度を３５５℃とした摩擦仮撚加工を行ったが、仮撚ヒーター内で糸切れが多発して、Ｔ２／Ｔ１は測定不可能であった。
【００７８】
【表４】
【００７９】
実施例１２
施撚体をベルトニップ式摩擦仮撚具に変更し、ベルトを硬度７０度のニトリルブチレンラバー製とし、ベルトの交差角度を１００°、Ｄ／ＹをＶＲとしてその値を１．５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００８０】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、良好なふくらみがあり、布帛表面も非常に均一なものであった。
【００８１】
実施例１３
施撚体を３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具とし、４〜１２番目までのディスクの材質をＪＩＳ Ａ スケールで７６度の硬度を持つウレタンとした以外は、実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００８２】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、優れたふくらみがあり、布帛表面も非常に均一なものが得られた。しかしながら、仮撚加工を連続して行ったところ、ディスク表面の摩耗が激しく、ウレタンディスクの交換を余儀なくされた。
【００８３】
実施例１４
施撚体を３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具とし、４〜１２番目までのディスクの材質をＪＩＳ Ａ スケールで８９度の硬度を持つウレタンとした以外は、実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００８４】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、良好なふくらみがあり、布帛表面も非常に均一なものであった。しかしながら、得られた仮撚糸の断面変形が大きいため、筒状編み物の表面にぎらついた光沢が見られた。
【００８５】
実施例１５
施撚体をベルトニップ式摩擦仮撚具とし、ベルトを硬度６２度のニトリルブチレンラバー（ＮＢＲ）製とし、ベルトの交差角度を１００°、Ｄ／ＹをＶＲとしてその値を１．５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００８６】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、良好なふくらみがあり、布帛表面も非常に均一なものが得られた。しかしながら、仮撚加工を連続して行ったところ、ベルト表面の摩耗が激しく、ベルトの交換を余儀なくされた。
【００８７】
実施例１６
施撚体をベルトニップ式摩擦仮撚具とし、ベルトを硬度７８度のニトリルブチレンラバー（ＮＢＲ）製とし、ベルトの交差角度を１００°、３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具におけるディスク表面速度（Ｄ）をベルト表面速度（Ｖ）とし、糸条走行速度（Ｙ）との比（ベルト表面速度／糸条走行速度、ＶＲ）を１．５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００８８】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、良好なふくらみがあり、布帛表面も非常に均一なものが得られた。しかしながら、得られた仮撚糸の断面変形が大きいため、筒状編み物の表面にぎらついた光沢が見られた。
【００８９】
【表５】
【００９０】
【発明の効果】
本発明は、工程通過性や生産性に優れ、かつ捲縮特性、寸法安定性が良く、更には毛羽や未解撚の無いポリ乳酸仮撚糸の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】好ましくポリ乳酸未延伸糸を得るための紡糸装置の概略を示したものである。
【図２】好ましくポリ乳酸仮撚糸を得るための、摩擦仮撚装置の概略を示したものである。
【符号の説明】
１：ホッパー
２：押出機
３：計量ポンプ
４：スピンブロック
５：紡糸パック
６：口金６
７：チムニー
８：給油装置
９：流体処理装置
１０：第１引取ローラー
１１：第２引取ローラー
１２：巻取装置
１３：チーズ
１４：チーズ
１５ａ〜１５ｃ：糸道ガイド
１６：供給ローラー
１７：仮撚ヒーター
１８：糸道ガイド
１９：冷却板
２０：施撚体
２１：延伸ローラー
２２：デリベリローラー
２３ａ〜２３ｂ：糸道ガイド
２４：仮撚糸
２５：セカンドヒーター
【発明の属する技術分野】
本発明は、工程通過性や生産性に優れ、かつ捲縮特性、寸法安定性が良く、更には毛羽や未解撚の無いポリ乳酸仮撚糸の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、地球的規模での環境問題に対して、自然環境の中で分解するポリマー素材の開発が切望されており、脂肪族ポリエステル等、様々なポリマーの研究・開発、また実用化の試みが活発化している。そして、微生物により分解されるポリマー、すなわち生分解性ポリマーに注目が集まっている。
【０００３】
一方、従来のポリマーはほとんど石油資源を原料としているが、石油資源が将来的に枯渇するのではないかということ、また石油資源を大量消費することにより、地質時代より地中に蓄えられていた二酸化炭素が大気中に放出され、さらに地球温暖化が深刻化することが懸念されている。しかし、二酸化炭素を大気中から取り込み成長する植物資源を原料としてポリマーが合成できれば、二酸化炭素循環により地球温暖化を抑制できることが期待できるのみならず、資源枯渇の問題も同時に解決できる可能性がある。このため、植物資源を原料とするポリマー、すなわちバイオマス利用ポリマーに注目が集まっている。
【０００４】
上記２つの点から、バイオマス利用の生分解性ポリマーが大きな注目を集め、石油資源を原料とする従来のポリマーを代替していくことが期待されている。しかしながら、バイオマス利用の生分解性ポリマーは一般に力学特性、耐熱性が低く、また高コストとなるといった課題があった。これらを解決できるバイオマス利用の生分解性ポリマーとして、現在、最も注目されているのはポリ乳酸である。ポリ乳酸は植物から抽出したでんぷんを発酵することにより得られる乳酸を原料としたポリマーであり、バイオマス利用の生分解性ポリマーの中では力学特性、耐熱性、コストのバランスが最も優れている。そして、これを利用した繊維の開発が急ピッチで行われている。
【０００５】
ポリ乳酸繊維の開発は、生分解性を活かした農業資材や土木資材等が先行しているが、それに続く大型の用途として自動車内装材や、カーテン、カーペット等のインテリア素材への応用も進められている。さらには一般衣料分野への応用も期待されている。これらへの用途展開には、嵩高性やストレッチ性を付与することが求められるが、ポリ乳酸を汎用合成繊維の仮撚加工プロセスに通すだけでは、仮撚加工温度によりポリ乳酸繊維同士が融着してしまい糸切れが多発したり、仮撚糸の断面変形が激しく、独特のぎらつきが発生するため品位が悪かった。また、仮撚加工温度を下げると、捲縮が充分に発現しない問題があった。この問題を回避するために、仮撚加工温度を下げ、解撚張力を上げると毛羽や弛みが発生してしまい、得られる仮撚加工糸の品位が悪くなってしまった。また、例えば、一旦低配向未延伸糸を紡糸し延伸熱処理を行うことで、十分に配向結晶化させた後、仮撚加工を行うことで、上記問題を回避することが提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。しかしながら、紡糸工程、延伸工程、仮撚工程が独立している３工程法であるためにハンドリングが煩雑になり、生産性及びコストの点から好ましくなかった。
【０００６】
また、高配向未延伸糸を仮撚加工温度１３０℃にて仮撚加工する方法が提案されている（特許文献３参照）が、トレース実験を行った結果、仮撚加工糸には未解撚が多く存在し、最終製品の品位が悪く、満足のいくものではなかった。これら問題点により、ポリ乳酸仮撚糸の用途が非常に限られたものとなっていた。
【０００７】
また、仮撚加工に供するポリ乳酸未延伸糸は、一般的に耐熱性が悪く、仮撚ヒーターの温度を１００℃以上とした場合には、部分的に融着が発生し、この融着部分が未解撚として欠点になっていた。この未解撚を解撚するためには解撚張力（Ｔ２）を高くすることが必要であるが、ポリ乳酸仮撚糸に存在する未解撚を解撚する為に解撚張力を高くすると、施撚体後の繊維に損傷を与え、軽微な場合でも毛羽が発生したり、酷い場合は糸切れが発生し、安定的な生産が困難であった。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２９０８４５号（第４−６頁）
【０００９】
【特許文献２】特開２００２−２８５４３８号（第３−５頁）
【００１０】
【特許文献３】特開２０００−３０３２８３号（第４−５頁）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、工程通過性や生産性に優れ、かつ捲縮特性、寸法安定性が良く、更には毛羽や未解撚の無いポリ乳酸仮撚糸の製造方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
５０重量％以上がポリ乳酸よりなる繊維形成性重合体を溶融紡糸してなるマルチフィラメントを、引取速度４０００ｍ／分以上の速度で引き取って得られる未延伸糸を供給原糸とし、摩擦仮撚加工において仮撚ヒーターにて熱セットを行い、冷却ゾーンにて構造固定を行った後、施撚ゾーンにて撚りを施す際の加撚張力（Ｔ１）と解撚張力（Ｔ２）の比（Ｔ２／Ｔ１）を３．０以下とし、また施撚体表面速度と糸条走行速度の比（施撚体表面速度／糸条走行速度）を１．０〜２．５の範囲にすることを特徴とするポリ乳酸仮撚糸の製造方法により達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明でいうポリ乳酸とは乳酸を重合したものをいい、Ｌ体あるいはＤ体の光学純度は９０％以上であると、融点が高く好ましい。また、ポリ乳酸の性質を損なわない範囲で、乳酸以外の成分を共重合していても、ポリ乳酸以外のポリマーや粒子、難燃剤、帯電防止剤等の添加物を含有していてもよい。ただし、バイオマス利用、生分解性の観点から、繊維中に存在する乳酸モノマーは５０重量％以上とすることが重要である。乳酸モノマーは好ましくは７５重量％以上、より好ましくは９６重量％以上である。このとき、乳酸モノマー以外の部分については、ポリ乳酸の性能を損なわない範囲で、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシルブチレートなどのポリマーがブレンドされていても複合されていてもよい。更に、バイオマス、生分解性を維持する観点から、ポリブチレンサクシネートやポリヒドロキシルブチレートなどの他の生分解性ポリマーを用いることがより好ましい。ブレンドはチップブレンドでも溶融ブレンドでもよく、また複合は芯鞘複合でも、サイドバイサイド型複合でもよい。また、ポリ乳酸ポリマーの分子量は、重量平均分子量で５万〜５０万であると、力学特性と製糸性のバランスが良く好ましい。
【００１４】
本発明のポリ乳酸よりなる繊維形成性重合体を溶融紡糸してなるマルチフィラメント、およびポリ乳酸仮撚加工糸の製造方法を、例を挙げて説明する。
【００１５】
まず、本発明の仮撚加工に供給する未延伸糸の好ましい製造方法の例を図１をもって説明する。原料である５０重量％以上がポリ乳酸よりなる繊維形成性重合体を乾燥した後ホッパー１に仕込み、押出機２にて溶融、押出を行い、計量ポンプ３を通じてスピンブロック４内に設置された紡糸パック５へと溶融ポリマーを導く。その後口金６から糸条Ｆを紡出し、チムニー７にて均一に冷却固化し、給油装置８にて所望の紡糸油剤を付与する。糸条Ｆは流体処理装置９にて流体処理を施された後、第１引取ローラー１０および第２引取ローラー１１にて引き取られ、紡糸巻取装置１２によりチーズ１３に巻き取られる。このとき、第１引取ローラー１０の周速（Ｖ１）と第２引取ローラー１１の周速（Ｖ２）は同一の速度でもよいし、０．９９≦Ｖ２／Ｖ１≦１．０５の範囲であれば糸条の走行性を確保することができ、安定した巻取が可能となるため好ましい。なお、流体処理装置９は第１引取ローラー１０と第２引取ローラー１１の間に設置してもよいし、第２引取ローラー１１と紡糸巻取装置１２の間に設置してもよく、前記のいずれか、もしくは２〜３箇所に設置して流体処理を行うこともできる。
【００１６】
本発明の仮撚加工に供給する未延伸糸を製造する際の引取速度、すなわち第１引取ローラー１０の速度は、４０００ｍ／分以上であることが必要である。引取速度を４０００ｍ／分以上にすることで、紡糸線上での配向結晶化が促進され、耐熱性、特に９０℃以上の環境下における繊維の剛性を飛躍的に高めることができる。それにより、延伸での伸長安定性、撚登りによる集束性が向上し、仮撚加工工程において延伸張力や擦過による糸切れを防止するとともに、得られる仮撚加工糸の捲縮特性、収縮特性も優れたものが得られる。引取速度は４２５０ｍ／分以上であることが好ましく、４５００ｍ／分以上であればより好ましい。
【００１７】
本発明の仮撚加工に供給する未延伸糸の沸騰水収縮率は３０％以下であることが好ましい。沸騰水収縮率が３０％以下であると高温環境下における軟化が起きにくく、ヒーター上で繊維同士もしくは繊維とヒーター表面で融着が発生することなく、糸切れせずに仮撚加工を行うことができる。沸騰水収縮率は２５％以下であることがより好ましく、２０％以下が更に好ましい。
【００１８】
また、該未延伸糸の複屈折度は０．００８以上であることが好ましい。ポリ乳酸繊維の特徴として、一度配向結晶化した繊維でも、加熱されることで更なる延伸を行うことが可能であることを筆者らは見出したのである。更に、得られた延伸糸は実用上全く問題ない強伸度特性を示し、かつ破断強度も向上するのである。
【００１９】
この特性を活かすことで、配向が進んだ繊維を摩擦仮撚加工に供することができ、更には加撚張力の伝播がスムーズに行われることも見出したのである。この現象は複屈折度０．００８以上のポリ乳酸繊維において確認される。これにより、例えば得られる仮撚加工糸の糸斑が少なくなったり、加熱による結晶化で一段と耐熱性が向上して未解撚が発生しにくいなど、優れた効果を示すのである。複屈折度は０．００９以上が好ましく、０．０１０以上であればより好ましい。
【００２０】
本発明の仮撚加工に供給される未延伸糸には、紡糸時に流体による交絡加工を用いることもできる。交絡加工を該原糸に施すことにより、解舒性やガイド類などへの摩耗が抑えられるため好ましい。また、摩擦仮撚加工の際に糸のこなれを良くするために、該マルチフィラメントを摩擦仮撚加工装置に供給する前に流体による交絡加工を行うこともできる。
【００２１】
次に、本発明の摩擦仮撚加工の好ましい方法の例を図２をもって説明する。まず、チーズ１４から糸条Ｆを引き出し、糸道ガイド１５ａ〜１５ｃを介して供給ローラー１６に糸条Ｆを供給する。その後糸条Ｆは施撚体２０により撚りを施されながら仮撚ヒーター１７にて熱処理され、糸道ガイド１８を通して冷却板１９にて構造固定される。このとき、冷却板１９〜施撚体２０の間で測定した張力を加撚張力（Ｔ１）とし、施撚体２０〜延伸ローラー２１までの間で測定した張力を解撚張力（Ｔ２）とした。その後デリベリローラー２２および糸道ガイド２３ａ、２３ｂを介して仮撚糸２４として巻き取られる。なお、更に寸法安定性を付与する目的で、延伸ローラー２１の後にセカンドヒーター２５を設け、デリベリローラー２２との間で弛緩熱処理を施すこともできる。なお、チーズ１４から仮撚糸２４までの間において、各種ガイド、張力制御装置、流体処理装置、給油装置などを自由に配置し、糸条Ｆに所望の性能を付与することもできる。
【００２２】
本発明は、上記の方法にて得られるポリ乳酸未延伸糸を供給して摩擦仮撚加工する場合において、その加撚張力（Ｔ１）と解撚張力（Ｔ２）の比（Ｔ２／Ｔ１）が３．０以下であることが必要である。Ｔ２／Ｔ１が３．０以下、すなわち解撚張力（Ｔ２）が小さい場合には、毛羽・弛みの発生を抑制でき、また未解撚を少なくすることが可能となること、および施撚体後の糸切れも少なくなるため、安定した仮撚加工が可能となり、得られた仮撚糸も品位に優れたものとなる。また、Ｔ２／Ｔ１が０．１以上あれば解撚効率に優れるため好ましい。このことから、Ｔ２／Ｔ１は０．１〜２．８であることが好ましく、０．５〜２．５であればより好ましい。
【００２３】
また、本発明の仮撚加工において、施撚体２０の表面速度と糸条走行速度の比（施撚体２０の表面速度／糸条走行速度）が１．０〜２．５の範囲であることが重要である。（施撚体２０の表面速度／糸条走行速度）を１．０以上にすることで、加撚張力（Ｔ１）と解撚張力（Ｔ２）のバランスが良く、毛羽、糸切れの無い仮撚加工を行うことができる。また（施撚体２０の表面速度／糸条走行速度）を２．５以下にすることで、施撚体２０の表面摩耗が抑制され、数十時間に及ぶ連続運転においても糸長手方向の品質が安定する他、糸条Ｆと施撚体２０との摩耗による糸の削れが抑制され、毛羽、糸切れのない仮撚加工が実現される。（施撚体２０の表面速度／糸条走行速度）は好ましくは１．２〜２．２、より好ましくは１．２５〜２．０の範囲である。
【００２４】
本発明では仮撚ヒーター１７に接触式ヒーターを用いることができる。本発明の摩擦仮撚加工に供する未延伸糸は、紡糸段階で充分に配向結晶化し、繊維構造が発達しているため耐熱性に優れ、接触式ヒーターを用いても、ヒーター表面と糸条との融着が無く、品位に優れた仮撚加工糸を得ることが可能となるのである。接触式ヒーターの加熱方法や表面材質は特に限定されるものではないが、仮撚加工時の摩擦抵抗低減のため、鏡面加工されていることが好ましい。ここで、鏡面加工とは表面粗度で１．５ｓ以下のものをいう。表面粗度が１．５ｓ以下であれば、仮撚ヒーター上での擦過抵抗を低く抑えられ、毛羽や糸切れの発生がなく仮撚加工を行うことができ好ましい。また、そのときの仮撚ヒーターの温度は９０〜１５０℃の範囲であることが好ましい。仮撚ヒーターの温度が９０℃以上であると、得られるポリ乳酸仮撚糸の沸騰水収縮率が低下し、布帛の寸法安定性が向上する。一方、１５０℃以下の温度にすることで、繊維間の融着が抑制され、仮撚ヒーター上で糸が軟化することなく糸切れせずに仮撚加工を行うことができる。上記理由から、接触式の仮撚ヒーターの温度は１００〜１４５℃がより好ましく、１１０〜１４０℃であれば更に好ましい。
【００２５】
また、本発明では仮撚ヒーター１７に非接触式ヒーターを好ましく用いることができる。ポリ乳酸繊維は、一般的に他の汎用合成繊維と比べ、著しく耐摩耗性が低く、擦過しやすい。そのため、特に高温下で大きな変形を受けながら高速で走行する仮撚ヒーター上では、工程通過性を向上させるために摩擦抵抗を減らす工夫が必要である。但し、非接触式ヒーターはポリ乳酸糸条との摩擦擦過を低減できる点で好ましいものの、設備上の制約もあるので、接触式ヒーターと非接触式ヒーターは適宜選択すればよい。非接触式ヒーターの加熱方法や表面材質は特に限定されるものではないが、チューブ状ヒーターやスリットを有するヒーターなどを用いることができる。さらに、これら非接触ヒーター内で糸条Ｆのバルーニングを抑制するため、非接触ヒーター前後に糸道ガイドを設置することも好ましい。また、そのときの仮撚ヒーターの温度は１５０〜３５０℃であることが好ましい。仮撚ヒーターの温度が１５０℃以上であると、得られるポリ乳酸仮撚糸の沸騰水収縮率が低下して布帛の寸法安定性が向上し、さらに捲縮特性も向上するのである。一方３５０℃以下の温度にすることで、繊維間の融着が少なく、仮撚ヒーター上で糸の軟化を抑制しつつ、糸切れせずに仮撚加工を行うことができる。上記理由から、非接触式の仮撚ヒーターの温度は１６０〜３２０℃がより好ましく、１７０〜３００℃であれば更に好ましい。
【００２６】
また、本発明に用いられる摩擦仮撚加工装置において、施撚体２０として３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具を好ましく用いることができる。ポリ乳酸繊維は摩擦による擦過に弱く、毛羽や削れが発生し易く、更に加熱下での応力により容易に変形が起こってしまう。この様な問題を回避するために、ディスク表面を柔軟なウレタン製にすることで、ポリ乳酸繊維の断面変形を低く抑えることが可能となる他、糸条の削れも抑制でき、毛羽や糸切れを防止できるため好ましい。ウレタンディスクの表面硬度は、ＪＩＳ Ａ スケール硬度で７５〜９０度の範囲のものが、断面変形抑制と糸条の削れを抑制し、またディスクの長時間使用を可能にするためにより好ましく、８０〜８５度の範囲であれば更に好ましい。また、３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具を用いた場合は、回転するディスク表面速度（Ｄ）と糸条走行速度（Ｙ）の比（ディスク表面速度／糸条走行速度）をＤ／Ｙと表記した。
【００２７】
また、本発明に用いられる摩擦仮撚加工装置において、施撚体２０としてベルトニップ型摩擦仮撚具を好ましく用いることもできる。ベルトの回転方向に水平なベルト回転軸と、糸条が走行する方向に水平な糸条走行軸とのなす角度を２倍した角度を交差角度とし、この交差角度は特に限定されるものではないが、９０〜１２０°の範囲であれば糸条に効率的に撚りを加えることができ、更にはベルトそのものの摩耗も低く抑えることが可能となるため好ましい。さらに、表面材質は特に限定されるものではないが、クロロピレンラバーやニトリルブチレンラバーを好ましく使用することができる。このときニトリルブチレンラバーであれば耐久性やコスト、柔軟性の点からより好ましい。また、ベルトニップ型摩擦仮撚具の表面硬度は６０〜８０度であればポリ乳酸の断面変形を低く抑え、糸条の削れを抑制することができ、ベルト本体の摩耗も改善されるためより好ましく、６５〜７５度の範囲であれば更に好ましい。また、ベルトニップ型摩擦仮撚具を用いた場合は、ベルト表面速度と糸条走行速度の比（ベルト表面速度／糸条走行速度）をＶＲと表記した。
【００２８】
本発明の方法で得られるポリ乳酸仮撚糸は、捲縮特性の指標となるＣＲ値が１０％以上であることが好ましい。ＣＲ値が１０％以上であれば最終製品に充分な嵩高さとふくらみを付与することが可能となる。ＣＲ値は１５％以上がより好ましく、１８％以上であれば更に好ましい。
【００２９】
本発明の方法で得られるポリ乳酸仮撚糸の沸騰水収縮率は１８％以下であることが好ましい。沸騰水収縮率が１８％以下であれば、例えば織物や編み物にした場合の乾燥工程などで寸法変化を小さくすることができる。また、最終製品にした場合にも、寸法変化が少ないため、予測したとおりの外観を得ることが出来るのである。沸騰水収縮率は１５％以下がより好ましく、１０％以下であれば更に好ましい。
【００３０】
本発明の方法で得られるポリ乳酸仮撚糸は、未解撚数が仮撚糸１０ｍ当たりで８個以下が好ましい。未解撚数を少なくすることで、最終製品にした場合に染め斑などが無く、均一なものを得ることができるのである。未解撚数は仮撚糸１０ｍ当たり３個以下がより好ましく、０個である事が更に好ましい。
【００３１】
本発明の方法で得られるポリ乳酸仮撚糸の１００００ｍ当たりの毛羽数は、１０個以下であることが好ましい。毛羽数を少なくすることにより、製織工程などにおいて切断された毛羽による工程不良を防止したり、最終製品の品位も向上するのである。毛羽数は５個以下であればより好ましく、１個以下であれば更に好ましい。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら制限されるものではない。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。
【００３３】
Ａ．ポリ乳酸の重量平均分子量
試料のクロロホルム溶液にＴＨＦ（テトロヒドロフラン）を混合し測定溶液とした。これをＧＰＣで測定し、ポリスチレン換算で重量平均分子量を求めた。
【００３４】
Ｂ．沸騰水収縮率
未延伸糸または仮撚加工糸をかせ取りし、初荷重０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ下で測定したかせの原長（Ｌ０）を測定し、その後かせを実質的に荷重フリーの状態で沸騰水中で１５分間処理し、風乾後初荷重０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ下でのかせ長（Ｌ１）を測定し、以下の式に従って沸騰水収縮率を計算した。
【００３５】
沸騰水収縮率（％）＝［（Ｌ０−Ｌ１）／Ｌ０）］×１００（％）
Ｃ．複屈折度
未延伸糸をサンプリングし、オリンパス社製ＢＨ−２偏光顕微鏡により、Ｎａ光源で波長５８９ｎｍにてコンペンセーター法により単糸のレターデーションと糸径を測定することにより求めた。
【００３６】
Ｄ．ＣＲ値
仮撚糸をかせ取りし、実質的に荷重フリーの状態で沸騰水中１５分間処理し、２４時間風乾した。このサンプルに０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘ相当の荷重をかけ水中に浸漬し、２分後のかせ長（Ｌ’０）を測定した。次に、水中で０．００９ｃＮ／ｄｔｅｘ相当のかせを除き０．００１８ｃＮ／ｄｔｅｘ相当の微荷重に交換し、２分後のかせ長（Ｌ’１）を測定した。そして下式によりＣＲ値を計算した。
【００３７】
ＣＲ（％）＝［（Ｌ’０−Ｌ’１）／Ｌ’０］×１００（％）
Ｅ．加撚張力（Ｔ１）、解撚張力（Ｔ２）、Ｔ２／Ｔ１
仮撚加工時の冷却板１８〜施撚体１９間の張力を加撚張力（Ｔ１）とし、施撚体１９〜延伸ローラー２０間の張力を解撚張力（Ｔ２）とし、それぞれの張力を金井工機（株）製三点式張力計（ＣＨＥＣＫ ＭＡＳＴＥＲ）により測定し、Ｔ２／Ｔ１を求めた。
【００３８】
Ｆ．Ｄ／Ｙ，ＶＲ
仮撚加工時の施撚体２０の回転数（Ｓ）をストロボにて測定し、施撚体の周長（ＬＬ）から施撚体表面速度（Ｓ×ＬＬ）を求め、延伸ローラー速度を糸条走行速度（Ｙ）として下式にて算出した。
【００３９】
３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具：Ｄ／Ｙ＝（Ｓ×ＬＬ）／Ｙ
ベルトニップ型摩擦仮撚具：ＶＲ＝（Ｓ×ＬＬ）／Ｙ
Ｇ．毛羽数
東レ（株）製毛羽テスター（ＤＴ−１０４型）を使用し、１００００ｍ当たりの毛羽数を測定した。毛羽数が０〜１個であるものは◎、２〜５個であるものは○、６〜１０個であるものは△、１１個以上であるものを×とし、△以上を合格として４段階で評価した。
【００４０】
Ｈ．未解撚数
仮撚糸２４を１０ｍ引き出し、目視にて未解撚部分が全く存在しないものを◎、１〜３個存在するものを○、４〜８個存在するものを△、９個以上のものを×とし、△以上を合格として４段階にて評価した。
【００４１】
Ｉ．総合評価
本発明の方法に従って仮撚糸２４を得るに際して、そのときの仮撚糸の沸騰水収縮率、ＣＲ値、毛羽数、未解撚数より判断し、充分に生産に適用できるレベルを◎、生産に適用できるレベルを○、生産には適用できないレベルを×として３段階評価し、○以上を合格とした。
【００４２】
実施例１
重量平均分子量１８万、９８重量％がＬ−ポリ乳酸である重合体チップを１００℃に設定した真空乾燥機にて１０時間乾燥した。チップの水分率は８０ｐｐｍであった。乾燥したチップを図１に示す紡糸装置のホッパー１に仕込み、これを押出機２にて２２０℃の温度で溶融した後押し出して、計量ポンプ３にて５８．３ｇ／分の吐出量に計量し、２４０℃に加熱されたスピンブロック４内に設置された紡糸パック５へ導き、孔径０．３ｍｍ、孔深度０．５ｍｍ、孔数３６の口金６から糸条Ｆを紡出した。この糸条Ｆを、チムニー７にて２５ｍ／分の速度で冷却風を糸条Ｆに当てて冷却固化させた後、給油装置８にて収束させ、紡糸用油剤（平滑剤として脂肪酸エステルを６０重量％含有した油剤を調整し、純油分１５重量％の水エマルジョンとした）を繊維重量に対して油分１．０重量％になるように計量して付与した。その後、流体処理装置９にて０．０５ＭＰａの空気流にて交絡処理を施した後、周速５０００ｍ／分の第１引取ローラー１０、周速５０２５ｍ／分の第２引取ローラー１１をそれぞれ介して引き取り、巻取速度４９２５ｍ／分で巻取装置１２にてチーズ１３を巻き取った。得られた未延伸糸の物性は、繊度１１７ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率１５％、複屈折度０．０１３であり、充分な耐熱性を有していた。
【００４３】
次に、図２に示す仮撚装置にて仮撚加工を行った。このとき、チーズ１４から糸道ガイド１５ａ〜１５ｃを介し、４２８ｍ／分で回転する供給ローラー１６を通して、仮撚ヒーター１７へと糸条Ｆを供給した。なお、仮撚ヒーター１７には長さ１．８ｍ、表面温度１３０℃、表面粗度１．０ｓの接触式ヒーターを用いた。その後施撚体２０にて撚りを施しながら、糸条Ｆは仮撚ヒーター１７、糸道ガイド１８を介して冷却板１９にて構造固定し、周速６００ｍ／分の延伸ローラー２１、デリベリローラー２２および糸道ガイド２３ａ、２４ｂを介して、仮撚糸２４を得た。
【００４４】
なお、施撚体２０には３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具を用い、１〜３番目までのディスクの材質をセラミックとし、４〜１２番目までのディスクの材質をＪＩＳ Ａ スケールで８２度の硬度を持つウレタンとした。また、回転するディスク表面速度（Ｄ）を９００ｍ／分とし、糸条走行速度（Ｙ）は延伸ローラー２１の速度とし、Ｄ／Ｙは１．５とした。このときの加撚張力（Ｔ１）と解撚張力（Ｔ２）を測定したところ、それぞれ０．１５ｃＮ／ｄｔｅｘ、０．２７ｃＮ／ｄｔｅｘであり、Ｔ２／Ｔ１は１．８であった。
【００４５】
得られた仮撚糸２４の繊維物性を測定したところ、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、充分な寸法安定性および捲縮特性を有していることがわかった。また、仮撚糸２４の毛羽数および未解撚数は０個であり、糸長手方向に均一かつ欠点のないポリ乳酸仮撚糸が得られた。更に該仮撚糸２４を用いて筒状の編み地を作成し、これを浴比１：１００、染色温度１１０℃、染料濃度１．０％ｏｗｆ、染色時間３０分にて加圧染色を行ったところ、その品位はふくらみに優れ、かつ極めて布帛表面の均一性が高い、また染色斑も無い良好な布帛が得られた。
【００４６】
実施例２
第１引取ローラーの周速度を４３００ｍ／分、第２引取ローラーの周速度を４３２２ｍ／分、巻取装置の速度を４２３５ｍ／分、図２の供給ローラーの周速度を４１４ｍ／分、そのときのＤ／Ｙを１．５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。得られた未延伸糸の物性値は沸騰水収縮率２０％、複屈折度０．０１２であり、充分な耐熱性を有していた。またＴ２／Ｔ１は１．８であった。
【００４７】
得られた仮撚糸の物性は、繊度９３．５ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率８％、ＣＲ値２２％であり、良好な寸法安定性および捲縮特性を示した。このとき、仮撚糸の毛羽数および未解撚数は０個であり、欠点のないポリ乳酸仮撚糸が得られた。また、実施例１と同様にして得た筒状編み物もふくらみに富んだ表面の均一性が高い布帛が得られた。
【００４８】
実施例３
第１引取ローラーの周速度を４０００ｍ／分、第２引取ローラーの周速度を４０２０ｍ／分、巻取装置の速度を３９４０ｍ／分とし、図２の供給ローラーの周速度を４００ｍ／分、Ｄ／Ｙを１．５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。得られた未延伸糸の物性値は沸騰水収縮率２４％、複屈折度０．０１であり、充分な耐熱性を有していた。またＴ２／Ｔ１は１．８であった。
【００４９】
得られた仮撚糸の物性値は、繊度７７．７ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率８％、ＣＲ値１９％であり、充分な寸法安定性と捲縮特性を示した。仮撚糸の毛羽数および未解撚数は０個であり、欠点のないポリ乳酸仮撚糸が得られた。また、実施例１と同様にして得られた筒状編み物も、充分なふくらみを有する、表面の均一な布帛であった。
【００５０】
実施例４
Ｄ／Ｙを１．１とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、Ｔ２／Ｔ１は２．９であった。
得られた仮撚糸の物性値は、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２０％であり、充分な寸法安定性、捲縮特性を示した。仮撚糸の毛羽数を測定したところ、実用上問題ないレベルの３個であった。また、未解撚数は０個であった。
【００５１】
また、実施例１と同様の方法で筒状編み物を作成したところ、充分なふくらみを有する表面の均一性に優れたものであった。
【００５２】
実施例５
Ｄ／Ｙを２．４とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、Ｔ２／Ｔ１は０．６であった。
【００５３】
得られた仮撚糸の物性値は、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値１８％であり、充分な寸法安定性、捲縮特性を示した。また、毛羽数は０個であったが、未解撚数は２個であり、均一性に若干劣るものであったが、実用上は問題にならないレベルであった。また、得られた仮撚糸を実施例１と同様の方法で筒状編み物を作成した。編み物は充分なふくらみを有していた。また、布帛表面の均一性も問題ないレベルであった。
【００５４】
実施例６
Ｄ／Ｙを２．４５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、Ｔ２／Ｔ１は０．１であった。
【００５５】
得られた仮撚糸の物性値は、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率８％、ＣＲ値１７％であり、充分な寸法安定性、捲縮特性を示した。また、毛羽数は０個であったが、未解撚数は６個であり、糸長手方向の均一性が若干劣るものであったが、実用上は問題にならないレベルであった。また、得られた仮撚糸を実施例１と同様の方法で筒状編み物を作成した。編み物は充分なふくらみを有していた。さらに、布帛表面の均一性も問題ないレベルであった。
【００５６】
【表１】
比較例１
第１引取ローラーの周速度を３５００ｍ／分、第２引取ローラーの周速度を３５１８ｍ／分、巻取装置１２の速度を３４６５ｍ／分、供給ローラーの周速度を３３３ｍ／分とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、得られた未延伸糸の物性は、繊度１６６．６ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率３５％、複屈折度０．００７であり、耐熱性が不十分であった。更に、摩擦仮撚加工を行った際のＴ２／Ｔ１は１．８であった。また、得られた仮撚糸の物性は、繊度９２．６ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率８％、ＣＲ値１５％であった。寸法安定性および捲縮特性は共に充分な性能を示し、毛羽数も０個であったが、未解撚数は１１個と非常に多かった。実施例１と同様の方法で筒状編み物を作成したところ、ふくらみは充分であったものの、布帛中に未解撚部分が多数存在し、染め斑が多く品位が悪かった。
【００５８】
比較例２
Ｄ／Ｙを１．１とした以外は比較例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、Ｔ２／Ｔ１は３．２であった。仮撚糸の物性は、繊度９２．６ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値１２％であり、良好な寸法安定性と充分な捲縮特性を示した。しかし、未解撚数は０個であったものの、毛羽数を測定したところ１５個と非常に多く、仮撚糸の品位が悪かった。また、実施例１と同様にして得られた筒状編み物も、マルチフィラメント中の単糸が布帛表面に飛び出したり、部分的に糸切れしているなど、布帛の品位に劣るものであった。
【００５９】
比較例３
Ｄ／Ｙを０．９とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、Ｔ２／Ｔ１は３．８であった。得られた仮撚糸の物性は、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値１８％であり、優れた寸法安定性と充分な捲縮特性を示した。しかし、未解撚数は０個であったものの、毛羽数は１１個であったため、品位が悪かった。更に、実施例１と同様の方法で筒状編み物を作成したところ、マルチフィラメント中の単糸が布帛表面に飛び出したり、部分的に糸切れしているなど、布帛の品位に劣るものであった。
【００６０】
比較例４
Ｄ／Ｙを２．６とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。このとき、解撚張力（Ｔ２）を測定出来なかった。さらに、ディスクに糸条が巻き付き、何度も摩擦仮撚装置を停止しなければならなかった。
【００６１】
得られた仮撚糸の物性は、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率３％、ＣＲ値５％であり、優れた寸法安定性を示したが、捲縮特性が劣悪であった。さらに、毛羽数は０個であったが、未解撚数は２０個以上とほとんど解撚されておらず、仮撚糸とは言えないレベルであった。また実施例１と同様に筒状編み物を作成したが、ふくらみが感じられない品位の劣悪なものであった。
【００６２】
【表２】
実施例７
Ｔ２／Ｔ１を１．４とし、仮撚ヒーターの温度を９５℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００６４】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率１４％、ＣＲ値１２％であり、寸法安定性がやや低いが、実用上問題ない捲縮特性を示した。さらに毛羽数および未解撚数を測定したところ０個であり、糸長手方向に欠点のないポリ乳酸仮撚糸が得られた。また、仮撚糸を実施例１と同様の方法にて筒状編み物にしたところ、良好なふくらみを有していた。
【００６５】
実施例８
Ｔ２／Ｔ１を１．９５とし、仮撚ヒーターの温度を１４５℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００６６】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率５％、ＣＲ値１１％であり、高い寸法安定性を有し、捲縮特性も実用上問題のないレベルであった。さらに毛羽数および未解撚数を測定したところ０個であり、糸長手方向に欠点のないものであった。また、仮撚糸を実施例１と同様の方法にて筒状編み物にしたところ、ふくらみは若干劣るものの、表面の均一性に優れていた。
【００６７】
実施例９
Ｔ２／Ｔ１を１．８とし、仮撚ヒーターを１ｍ長の非接触式ヒーターとし、その温度を２２０℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００６８】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率８％、ＣＲ値２５％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、ふくらみに優れ、布帛表面も均一なものが得られた。
【００６９】
実施例１０
Ｔ２／Ｔ１を１．４５とし、仮撚ヒーターを１ｍ長の非接触式ヒーターとし、その温度を１５５℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００７０】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率１５％、ＣＲ値１６％であり、実用上問題ない寸法安定性と充分な捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、充分なふくらみがあり、布帛表面も均一なものが得られた。
【００７１】
実施例１１
Ｔ２／Ｔ１を１．９とし、仮撚ヒーターを１ｍ長の非接触式ヒーターとし、その温度を３４０℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００７２】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率４％、ＣＲ値１１％であり、優れた寸法安定性と、実用上問題ない捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、ふくらみがあり、布帛表面も均一なものが得られた。
【００７３】
【表３】
比較例５
Ｔ２／Ｔ１を１．３とし、仮撚ヒーターの温度を８５℃とした以外は実施例１と同様の方法にて仮撚糸を得た。得られた仮撚糸は毛羽数、未解撚数共に０個であり、糸長手方向の均一性は良好であった。しかし、仮撚糸の物性を測定したところ、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率１９％、ＣＲ値１４％であり、捲縮特性は充分であったものの、寸法安定性が悪かった。実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、布帛の寸法安定性が悪く、また繊維が収縮しすぎたために粗硬感のある品位の劣悪な布帛しか得られなかった。
【００７５】
比較例６
実施例１と同様の方法で、仮撚ヒーターの温度を１５５℃とした摩擦仮撚加工を行ったが、仮撚ヒーター上で糸切れが多発して、Ｔ２／Ｔ１は測定不可能であった。
【００７６】
比較例７
Ｔ２／Ｔ１を１．３とし、仮撚ヒーターを非接触式ヒーターとし、その温度を１４５℃とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸２４を得た。得られた仮撚糸は、毛羽数、未解撚数共に０個であり、糸長手方向の均一性は良好であった。しかし、仮撚糸の物性を測定したところ、繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率１９％、ＣＲ値１５％であり、捲縮特性は充分であったものの、寸法安定性が悪かった。実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、布帛の寸法安定性が悪く、また繊維が収縮しすぎたために粗硬感のある品位の劣悪な布帛しか得られなかった。
【００７７】
比較例８
実施例１と同様の方法で、仮撚ヒーターを非接触式ヒーターとし、その温度を３５５℃とした摩擦仮撚加工を行ったが、仮撚ヒーター内で糸切れが多発して、Ｔ２／Ｔ１は測定不可能であった。
【００７８】
【表４】
実施例１２
施撚体をベルトニップ式摩擦仮撚具に変更し、ベルトを硬度７０度のニトリルブチレンラバー製とし、ベルトの交差角度を１００°、Ｄ／ＹをＶＲとしてその値を１．５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００８０】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、良好なふくらみがあり、布帛表面も非常に均一なものであった。
【００８１】
実施例１３
施撚体を３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具とし、４〜１２番目までのディスクの材質をＪＩＳ Ａ スケールで７６度の硬度を持つウレタンとした以外は、実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００８２】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、優れたふくらみがあり、布帛表面も非常に均一なものが得られた。しかしながら、仮撚加工を連続して行ったところ、ディスク表面の摩耗が激しく、ウレタンディスクの交換を余儀なくされた。
【００８３】
実施例１４
施撚体を３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具とし、４〜１２番目までのディスクの材質をＪＩＳ Ａ スケールで８９度の硬度を持つウレタンとした以外は、実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００８４】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、良好なふくらみがあり、布帛表面も非常に均一なものであった。しかしながら、得られた仮撚糸の断面変形が大きいため、筒状編み物の表面にぎらついた光沢が見られた。
【００８５】
実施例１５
施撚体をベルトニップ式摩擦仮撚具とし、ベルトを硬度６２度のニトリルブチレンラバー（ＮＢＲ）製とし、ベルトの交差角度を１００°、Ｄ／ＹをＶＲとしてその値を１．５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００８６】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、良好なふくらみがあり、布帛表面も非常に均一なものが得られた。しかしながら、仮撚加工を連続して行ったところ、ベルト表面の摩耗が激しく、ベルトの交換を余儀なくされた。
【００８７】
実施例１６
施撚体をベルトニップ式摩擦仮撚具とし、ベルトを硬度７８度のニトリルブチレンラバー（ＮＢＲ）製とし、ベルトの交差角度を１００°、３軸摩擦仮撚型ディスク仮撚具におけるディスク表面速度（Ｄ）をベルト表面速度（Ｖ）とし、糸条走行速度（Ｙ）との比（ベルト表面速度／糸条走行速度、ＶＲ）を１．５とした以外は実施例１と同様の方法で仮撚糸を得た。
【００８８】
仮撚糸の物性値は繊度８４ｄｔｅｘ、沸騰水収縮率７％、ＣＲ値２４％であり、優れた寸法安定性と捲縮特性を示した。さらに、毛羽数０個、未解撚数０個であり、糸長手方向に欠点のない糸であった。また、実施例１と同様に筒状編み物を作成したところ、良好なふくらみがあり、布帛表面も非常に均一なものが得られた。しかしながら、得られた仮撚糸の断面変形が大きいため、筒状編み物の表面にぎらついた光沢が見られた。
【００８９】
【表５】
【発明の効果】
本発明は、工程通過性や生産性に優れ、かつ捲縮特性、寸法安定性が良く、更には毛羽や未解撚の無いポリ乳酸仮撚糸の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】好ましくポリ乳酸未延伸糸を得るための紡糸装置の概略を示したものである。
【図２】好ましくポリ乳酸仮撚糸を得るための、摩擦仮撚装置の概略を示したものである。
【符号の説明】
１：ホッパー
２：押出機
３：計量ポンプ
４：スピンブロック
５：紡糸パック
６：口金６
７：チムニー
８：給油装置
９：流体処理装置
１０：第１引取ローラー
１１：第２引取ローラー
１２：巻取装置
１３：チーズ
１４：チーズ
１５ａ〜１５ｃ：糸道ガイド
１６：供給ローラー
１７：仮撚ヒーター
１８：糸道ガイド
１９：冷却板
２０：施撚体
２１：延伸ローラー
２２：デリベリローラー
２３ａ〜２３ｂ：糸道ガイド
２４：仮撚糸
２５：セカンドヒーター
Claims (4)
- ５０重量％以上がポリ乳酸よりなる繊維形成性重合体を溶融紡糸してなるマルチフィラメントを、引取速度４０００ｍ／分以上の速度で引き取って得られた未延伸糸を供給原糸とし、摩擦仮撚加工において仮撚ヒーターにて熱セットを行い、冷却ゾーンにて構造固定を行った後、施撚ゾーンにて撚りを施す際の加撚張力（Ｔ１）と解撚張力（Ｔ２）の比（Ｔ２／Ｔ１）を３．０以下とし、また施撚体表面速度と糸条走行速度の比（施撚体表面速度／糸条走行速度）を１．０〜２．５の範囲にすることを特徴とするポリ乳酸仮撚糸の製造方法。
- 仮撚ヒーターに接触式ヒーターを用い、その温度が９０℃〜１５０℃の範囲であることを特徴とする請求項１記載のポリ乳酸仮撚糸の製造方法。
- 仮撚ヒーターに非接触式ヒーターを用い、その温度が１５０℃〜３５０℃の範囲であることを特徴とする請求項１記載のポリ乳酸仮撚糸の製造方法。
- 摩擦仮撚加工に供給する未延伸糸の沸騰水収縮率が３０％以下であり、かつ複屈折度が０．００８以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のポリ乳酸仮撚糸の製造方法。
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| JP2008031570A (ja) * | 2006-07-27 | 2008-02-14 | Unitica Fibers Ltd | ポリエステル芯鞘型複合仮撚糸、その製造方法、それを用いた織編物 |
| JP2009013553A (ja) * | 2007-06-08 | 2009-01-22 | Takemoto Oil & Fat Co Ltd | 合成繊維用ストレート型処理剤、これを用いる合成繊維仮撚加工糸の処理方法及び合成繊維仮撚加工糸 |
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