JP2005154976A - Fibrous structural material used as industrial material - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fibrous material having an excellent durability and biodegradability as an industrial material which can not be achieved by conventional technology, i.e. consisting of a polylactic acid fiber having biodegradability and a high strength, excellent in mechanical characteristics such as abrasion resistance, etc. <P>SOLUTION: This fibrous material used as the industrial material consists of the polylactic acid fiber having 30-5,000 dtex fineness, 4.5-7.0 cN/dtex strength and 15-40 % elongation, and contains 0.1-5 wt. % fatty acid bisamide and/or an alkyl-substituted type fatty acid monoamide. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ポリ乳酸繊維を用いてなる産業資材用繊維構造体に関する。更に詳しくは、生分解性を有し、高強度で耐摩耗性等の機械的特性に優れたポリ乳酸繊維を用いてなる、優れた耐久性と生分解性を有する新規な産業資材用繊維構造体に関する。   The present invention relates to a fiber structure for industrial materials using polylactic acid fibers. More specifically, a new fiber structure for industrial materials having excellent durability and biodegradability, using polylactic acid fibers that have biodegradability, high strength, and excellent mechanical properties such as wear resistance. About the body.

ポリ乳酸繊維は、生分解性を有し、かつ非石油系原料から得られる繊維であるため、廃棄しても環境負荷の小さい繊維として近年注目され、広く用途開発が進められている。例えば、水切りごみ袋、育苗マット、植生用防草シート、ティーバッグ、タオル、手袋、ナプキン等は、将に生分解性および非石油系原料からなるポリ乳酸繊維の特徴を活かした用途である。また、ポリ乳酸繊維は独特の光沢を有し、染色した時の発色性が良く、またさらさらとした触感、風合いを有することから、そのファッション性を活かして、ブラウス、シャツ、スカーフ、ハンカチーフ、裏地用としても展開が進んでいる。更に、車用オプションマット、家庭用ロールカーペットやラグ等、インテリヤ用途でも実用化が図られつつある。   Since polylactic acid fibers are fibers that are biodegradable and obtained from non-petroleum-based raw materials, they have attracted attention in recent years as fibers having a small environmental load even when discarded, and their application development has been promoted. For example, drained garbage bags, seedling mats, herbicidal sheets for vegetation, tea bags, towels, gloves, napkins, etc. are applications that make use of the characteristics of polylactic acid fibers that are mainly biodegradable and made of non-petroleum materials. In addition, polylactic acid fiber has a unique luster, good color development when dyed, and has a smooth touch and texture, making use of its fashionability, blouse, shirt, scarf, handkerchief, lining Development is progressing for use. Furthermore, it is being put to practical use in interior applications such as car option mats, household roll carpets and rugs.

一方、産業資材用途については、確かにポリ乳酸繊維を製品として使用した後は、廃棄処理時の負荷が少ないという生分解性の特徴を活かして多くの用途が提案されてきたが、実用化に成功したものはまだ限られている。産業資材用途、例えば、建築工事用ネット、土木用シート、陸上ネット、土嚢袋、テント、ターポリン等は、特に高強度、高タフネス、耐摩耗性等が要求され、かつ製品として使用している間の耐久性が要求されるため、従来のポリ乳酸繊維では安全性を保証するにはリスクが大き過ぎ、躊躇われていたというのが実状である。   On the other hand, for industrial materials, after using polylactic acid fiber as a product, many uses have been proposed by taking advantage of the biodegradable feature that the load at the time of disposal is low. The successes are still limited. Industrial materials applications such as building construction nets, civil engineering sheets, land nets, sandbags, tents, tarpaulins, etc. are particularly required to have high strength, high toughness, wear resistance, etc., and are used as products. Therefore, the conventional polylactic acid fiber is too risky to assure safety and has been praised.

産業資材用途に安心して適用できるようにするためには、十分実績のあるポリエステル繊維レベルの機械的特性および耐久性を有し、かつ該特性が一定期間保持され、その後該特性が不要となった時点からは生分解するような繊維が理想的である。従来のポリ乳酸繊維は、かかる要求特性に対し、強度や耐摩耗性等の機械的強度がやや劣り、かつ耐久性が不足するという問題があった。   In order to be able to be applied to industrial materials with peace of mind, it has the mechanical properties and durability of the polyester fiber level with a proven track record, and the properties are maintained for a certain period of time, after which the properties are no longer necessary. From the point of view, fibers that are biodegradable are ideal. Conventional polylactic acid fibers have a problem that the mechanical properties such as strength and wear resistance are slightly inferior to the required properties, and the durability is insufficient.

産業資材用繊維構造体は、従来ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンやポリプロピレン繊維を製織して用いられてきた。しかし、これらの非生分解性の繊維からなる産業資材用繊維構造体は、特に回収が不可能なことから、その使用後も自然環境中に放棄され、分解しないまま蓄積されるという問題を有していた。しかるに近年開発されたポリ乳酸繊維は、非石油系原料の生分解性ポリマーからなり、かつ改良された機械的特性およびポリマーコストの低減等が進みつつあることから、実用化への期待が高まっている。例えば、産業資材用繊維構造体として利用する技術については、特許文献1および特許文献2が開示されている。また、脂肪酸アミドを添加したポリ乳酸に関しては、特許文献3および特許文献4が開示されている。   Conventionally, fiber structures for industrial materials have been used by weaving polyethylene terephthalate, polyethylene or polypropylene fibers. However, since the fiber structure for industrial materials composed of these non-biodegradable fibers is not particularly recoverable, it has a problem that it is abandoned in the natural environment even after its use and accumulates without being decomposed. Was. However, polylactic acid fibers developed in recent years are made of non-petroleum raw material biodegradable polymers, and improved mechanical properties and polymer cost reduction are progressing. Yes. For example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 are disclosed for techniques used as a fiber structure for industrial materials. Further, Patent Document 3 and Patent Document 4 are disclosed regarding polylactic acid to which a fatty acid amide is added.

特許文献1は、「ポリエステル繊維とポリアミド繊維の本質的な欠点を解消し、薄く、軽く、強いハリのある風合いを持ち、且つ生分解できる資材織物を提供すること。」を課題とし、該課題は、「織物の少なくとも経糸又は緯糸の一方がポリ乳酸繊維で構成され、織物の構成糸の密度の和が180本/吋以上、織物の目付が40〜200g/平方メートルであって、かつ乾熱温度150〜180℃で熱処理されることを特徴とするポリ乳酸繊維からなる織物。」によって解決されるとしている。   Patent document 1 has as its subject “Providing a material fabric that eliminates the essential drawbacks of polyester fiber and polyamide fiber, has a thin, light, strong texture, and is biodegradable”. "At least one of the warp or weft of the woven fabric is composed of polylactic acid fibers, the sum of the density of the constituent yarns of the woven fabric is 180 yarns / 吋 or more, the fabric weight is 40 to 200 g / square meter, and dry heat This is solved by a woven fabric made of polylactic acid fiber, which is heat-treated at a temperature of 150 to 180 ° C. ”.

しかしながら、該従来技術には、本発明技術の産業資材用織物として重要なポリ乳酸繊維の耐摩耗性の改良と、それを達成するための脂肪酸アミド化合物を含有させたポリ乳酸繊維については全く記述がない。   However, in the prior art, the improvement of the abrasion resistance of the polylactic acid fiber, which is important as the industrial material fabric of the present invention, and the polylactic acid fiber containing the fatty acid amide compound for achieving the improvement are completely described. There is no.

また、特許文献2は、「耐候性、耐衝撃性に優れた土木用シートの提供。」を課題とし、該課題は、「少なくとも一部に織布を用いた土木用シートであって、織布の経糸および/または緯糸が融点130℃以上の脂肪族ポリ乳酸繊維であることを特徴とする土木用シート。」とすることにより達成されるとしている。   Further, Patent Document 2 has the subject “Provision of civil engineering sheet excellent in weather resistance and impact resistance”, and the subject is “a civil engineering sheet using a woven fabric at least partially, A civil engineering sheet characterized in that the warp and / or weft of the fabric is an aliphatic polylactic acid fiber having a melting point of 130 ° C. or higher. ”

しかしながら、該従来技術には、ポリ乳酸繊維の耐摩耗性の改良と、それを達成するための脂肪酸アミド化合物を含有させたポリ乳酸繊維については全く記述がない。   However, there is no description in the prior art about the improvement of the abrasion resistance of the polylactic acid fiber and the polylactic acid fiber containing a fatty acid amide compound for achieving the improvement.

特許文献3は、「乳酸を主成分とし、抑制された分解性を有する新規な重合体組成物を提供すること。」を課題とし、該課題は、「乳酸を主成分とするポリ乳酸重合体に対して、(1)分子量150以上のパラフィン、(2)分子量50,000以下のポリエチレン、(3)分子量50,000以下の変性ポリエチレン、(4)1分子中の炭素原子数(以下炭素数と略記)が10以上の脂肪族アルコール、(5)炭素数10以上の脂肪族カルボン酸およびその金属塩、(6)炭素数10以上の脂肪族カルボン酸のアミド、(7)炭素数10以上の脂肪族カルボン酸のエステル、及び(8)炭素数10以上の脂肪族アルコールのエステルの群から選ばれた少なくとも1種の化合物を0.1〜4重量%混合してなるポリ乳酸組成物である。」ことによって解決されるとしている。該従来技術は、脂肪酸アミドを含有したポリ乳酸繊維に関するものであるが、生分解の速度を用途や使用される環境に応じて制御することを目的とし、特定された8タイプの化合物の少なくとも1種をポリ乳酸と混合することによって得られる組成物およびその成型品とすることによって達成されるとしている。その中の1タイプ((6))に、「炭素数10以上の脂肪族カルボン酸アミド」が記載されている。しかしながら、特許文献4における脂肪酸アミドとは、実質的には脂肪酸モノアミドであり、脂肪酸モノアミドを用いた場合は、モノアミドの反応性が高いために、溶融時にポリ乳酸と反応して、モノアミド化合物のまま繊維中に残存する割合が少なくなり、高強度で耐摩耗性等の機械的特性や耐久性が改良された産業資材用繊維構造体とはならない。また、該反応によってポリ乳酸の分子量が低下し、繊維物性、特に強度低下を生ずることこともある。また、脂肪酸モノアミドは昇華性が高く、紡糸時に昇華物として装置壁内に付着して作業性を悪化させたり、凝集した昇華物が繊維に付着して糸切れや汚れの原因となるなどの障害を起こすこともある。   Patent Document 3 has an object of “providing a novel polymer composition having lactic acid as a main component and having suppressed degradability.” The subject is “a polylactic acid polymer having lactic acid as a main component”. (1) paraffin having a molecular weight of 150 or more, (2) polyethylene having a molecular weight of 50,000 or less, (3) modified polyethylene having a molecular weight of 50,000 or less, and (4) the number of carbon atoms in one molecule (hereinafter referred to as carbon number). An abbreviation) having 10 or more aliphatic alcohols, (5) aliphatic carboxylic acids having 10 or more carbon atoms and their metal salts, (6) amides of aliphatic carboxylic acids having 10 or more carbon atoms, (7) having 10 or more carbon atoms A polylactic acid composition obtained by mixing 0.1 to 4% by weight of at least one compound selected from the group consisting of esters of aliphatic carboxylic acids of (8) and esters of aliphatic alcohols having 10 or more carbon atoms. It is said that it will be solved. The prior art relates to a polylactic acid fiber containing a fatty acid amide, and is intended to control the rate of biodegradation according to the application and the environment in which it is used. It is said that this can be achieved by forming a composition obtained by mixing seeds with polylactic acid and a molded product thereof. One type ((6)) describes “aliphatic carboxylic acid amides having 10 or more carbon atoms”. However, the fatty acid amide in Patent Document 4 is substantially a fatty acid monoamide, and when a fatty acid monoamide is used, the monoamide is highly reactive, so that it reacts with polylactic acid at the time of melting and remains a monoamide compound. The ratio remaining in the fiber is reduced, and the fiber structure for industrial material is not high strength and improved in mechanical properties such as wear resistance and durability. In addition, the reaction may reduce the molecular weight of polylactic acid, resulting in a decrease in fiber properties, particularly strength. In addition, fatty acid monoamides have high sublimation properties, so that when they are spun, they adhere to the equipment wall as a sublimate and deteriorate workability, and aggregated sublimates adhere to the fibers and cause thread breakage and dirt. May occur.

特許文献4は、「脂肪族ポリエステル成形体に、透明性と結晶性を同時に発現せしめること。」を課題とし、該課題は、「脂肪族ポリエステルと脂肪族カルボン酸アミド、脂肪族カルボン酸塩、脂肪族アルコール及び脂肪族カルボン酸エステルからなる40〜300℃の融点を有する化合物群から選択された少なくとも一種の透明核剤を含有する脂肪族ポリエステル組成物を形成し、成形時又は成形後に結晶化することを特徴とする、透明性及び結晶性を併有する脂肪族ポリエステル成形体の製造方法。」によって解決できるとしている。該従来技術は、脂肪族ポリエステル成形体の透明性と結晶性を同時に発現させるため、ポリ乳酸に結晶化核剤として脂肪族カルボン酸アミドを含有させる技術である。該技術は、ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル成形体の透明性と結晶性を同時に満足させる結晶化剤となる化合物として、脂肪族カルボン酸アミド、脂肪族カルボン酸塩、脂肪族アルコール及び脂肪族カルボン酸エステルからなる40〜300℃の融点を有する化合物群の少なくとも1種を含有せしめることが効果的であるとしている。
特開2002−339190号公報 特開2000−220054号公報 特開平8−183898号公報 特開平9−278991号公報
Patent Document 4 has the subject “To make an aliphatic polyester molded article exhibit transparency and crystallinity at the same time.” The subject is “aliphatic polyester and aliphatic carboxylic acid amide, aliphatic carboxylate, Forming an aliphatic polyester composition containing at least one transparent nucleating agent selected from a group of compounds having a melting point of 40 to 300 ° C. comprising an aliphatic alcohol and an aliphatic carboxylic acid ester, and crystallizing at the time of molding or after molding It is said that it can be solved by “A method for producing an aliphatic polyester molded article having both transparency and crystallinity”. The prior art is a technique in which polylactic acid contains an aliphatic carboxylic acid amide as a crystallization nucleating agent in order to simultaneously exhibit transparency and crystallinity of an aliphatic polyester molded article. This technique is used as a compound that serves as a crystallization agent that simultaneously satisfies the transparency and crystallinity of an aliphatic polyester molded product such as polylactic acid, as an aliphatic carboxylic acid amide, an aliphatic carboxylate, an aliphatic alcohol, and an aliphatic carboxyl. It is said that it is effective to contain at least one compound group consisting of acid esters having a melting point of 40 to 300 ° C.
JP 2002-339190 A JP 2000-220054 JP-A-8-183898 JP-A-9-278991

本発明の課題は、上記の問題点を克服し、従来技術では達成できなかった新規なポリ乳酸繊維からなる産業資材用繊維構造体を提供することにある。即ち、生分解性を有し、高強度で耐摩耗性等の機械的特性に優れたポリ乳酸繊維を用いてなる、優れた耐久性と生分解性を有する新規な産業資材用繊維構造体を提供することにある。   An object of the present invention is to overcome the above-described problems and provide a fiber structure for industrial materials made of a novel polylactic acid fiber that could not be achieved by the prior art. That is, a novel fiber structure for industrial materials having excellent durability and biodegradability, which is made of polylactic acid fibers having biodegradability, high strength and excellent mechanical properties such as wear resistance. It is to provide.

本発明の課題は以下の手段によって達成することができる。
1.少なくとも一部に織布を用いた産業資材用繊維構造体であって、織布の経糸および/または緯糸が、脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを繊維全体に対して0.1〜5重量%含有するポリ乳酸繊維からなることを特徴とする産業資材用繊維構造体。
2.ポリ乳酸繊維の繊度が30〜5000dtex、強度が4.5〜7.0cN/dtex、および伸度が15〜40%であることを特徴とする1項に記載の産業資材用繊維構造体。
3.ポリ乳酸繊維が原着糸であることを特徴とする1項または2項に記載の産業資材用繊維構造体。
4.カバーファクターが500〜5000、且つ目付が40〜2000g/m2であることを特徴とする1〜3項のいずれか1項に記載の産業資材用繊維構造体。
5.袋物、テント、ターポリン、帆布もしくは土木用シート用途の基布であることを特徴とする1〜4項のいずれか1項に記載の産業資材用繊維構造体。
The object of the present invention can be achieved by the following means.
1. A fiber structure for industrial materials using at least a part of a woven fabric, wherein the warp and / or weft of the woven fabric contains a fatty acid bisamide and / or an alkyl-substituted fatty acid monoamide in an amount of 0.1 to A fiber structure for industrial materials, comprising a polylactic acid fiber containing 5% by weight.
2. 2. The fiber structure for industrial materials according to 1, wherein the polylactic acid fiber has a fineness of 30 to 5000 dtex, a strength of 4.5 to 7.0 cN / dtex, and an elongation of 15 to 40%.
3. 3. The fiber structure for industrial materials according to item 1 or 2, wherein the polylactic acid fiber is an original yarn.
4). The fiber structure for industrial materials according to any one of items 1 to 3, wherein the cover factor is 500 to 5000 and the basis weight is 40 to 2000 g / m 2 .
5). 5. The textile structure for industrial materials according to any one of 1 to 4, which is a base fabric for use in bags, tents, tarpaulins, canvases or civil engineering sheets.

生分解性を有し、高強度で耐摩耗性等の機械的特性に優れたポリ乳酸繊維を用いてなる、優れた耐久性と生分解性を有する新規な産業資材用繊維構造体を提供することができる。   Provided is a new fiber structure for industrial materials having excellent durability and biodegradability, using polylactic acid fibers having biodegradability, high strength and excellent mechanical properties such as wear resistance. be able to.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の産業資材用繊維構造体は、生分解性を有し、高強度で耐摩耗性等の機械的特性に優れたポリ乳酸繊維を用いてなる、優れた耐久性と生分解性を有する新規な産業資材用繊維構造体である。   The fiber structure for industrial materials of the present invention has excellent durability and biodegradability using a polylactic acid fiber having biodegradability, high strength and excellent mechanical properties such as wear resistance. It is a new fiber structure for industrial materials.

本発明の産業資材用繊維構造体に用いるポリ乳酸繊維の原料とするポリ乳酸ポリマーは、乳酸やラクチド等の乳酸のオリゴマーを重合したものを言い、ポリマー内の乳酸の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。L体あるいはD体の光学純度は、より好ましくは97%以上である。また、L体の光学純度90%以上のポリ乳酸とD体の光学純度90%以上のポリ乳酸を70/30〜30/70の比率でブレンドしたものは融点がさらに向上するため好ましい。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、力学特性と成形性のバランスが良く好ましい。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良く、また、ポリ乳酸以外のポリマーや粒子、艶消し剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、消臭剤、抗菌剤、抗酸化剤、耐熱剤、耐光剤、紫外線吸収剤、着色顔料等の添加物を必要に応じて含有させても良い。ポリ乳酸以外のポリマーとして、例えば、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、およびポリエチレンサクシネートのような脂肪族ポリエステルポリマーを可塑剤として用いることもできる。しかし、本発明におけるポリ乳酸繊維は、生分解性および非石油系原料であるという特徴を活かし、廃棄しても環境負荷の小さい製品として用いるため、石油系ポリマーのブレンド、該成分の共重合等は極力避け、また各種添加剤も、重金属化合物や環境ホルモン物質は勿論、現時点でその懸念が予想される化合物の一切を用いないことがより好ましい。   The polylactic acid polymer used as the raw material of the polylactic acid fiber used in the fiber structure for industrial materials of the present invention is a polymer of lactic acid oligomers such as lactic acid and lactide, and the optical form of L-form or D-form of lactic acid in the polymer. A purity of 90% or higher is preferable because of a high melting point. The optical purity of the L-form or D-form is more preferably 97% or more. A blend of polylactic acid having an optical purity of 90% or higher in the L form and polylactic acid having an optical purity of 90% or higher in the D form at a ratio of 70/30 to 30/70 is preferable because the melting point is further improved. When the molecular weight of the polylactic acid polymer is 50,000 to 500,000 in terms of weight average molecular weight, it is preferable that the balance between mechanical properties and moldability is good. In addition, components other than lactic acid may be copolymerized as long as the properties of polylactic acid are not impaired. Polymers and particles other than polylactic acid, matting agents, plasticizers, flame retardants, antistatic agents, Additives such as odorants, antibacterial agents, antioxidants, heat resistance agents, light resistance agents, ultraviolet absorbers, and coloring pigments may be included as necessary. As a polymer other than polylactic acid, for example, an aliphatic polyester polymer such as polycaprolactone, polybutylene succinate, and polyethylene succinate can be used as a plasticizer. However, the polylactic acid fiber in the present invention is a biodegradable and non-petroleum-based raw material, and is used as a product with a small environmental impact even when discarded. Therefore, a blend of petroleum-based polymers, copolymerization of the components, etc. It is more preferable to avoid as much as possible, and it is preferable not to use various additives, not to mention heavy metal compounds and environmental hormone substances, as well as all compounds that are currently expected to be concerned.

本発明におけるポリ乳酸繊維は、従来のものに比べ高強度であり、特に、耐摩耗性が著しく改善されていることが特徴である。この優れた特性は、本発明におけるポリ乳酸繊維に脂肪酸ビスアミドおよびアルキル置換型の脂肪酸モノアミドの少なくとも一方を含有せしめることによって達成される。   The polylactic acid fiber in the present invention has a higher strength than conventional ones, and is particularly characterized in that the wear resistance is remarkably improved. This excellent property is achieved by incorporating at least one of fatty acid bisamide and alkyl-substituted fatty acid monoamide in the polylactic acid fiber of the present invention.

本発明における脂肪酸ビスアミドとは、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、芳香族系ビスアミド等の1分子中にアミド結合を2つ有する化合物を指し、例えば、メチレンビスカプリル酸アミド、メチレンビスカプリン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスミリスチン酸アミド、メチレンビスパルミチン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスイソステアリン酸アミド、メチレンビスベヘニン酸アミド、メチレンビスオレイン酸アミド、メチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスカプリル酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスミリスチン酸アミド、エチレンビスパルミチン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、エチレンビスベヘニン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ブチレンビスステアリン酸アミド、ブチレンビスベヘニン酸アミド、ブチレンビスオレイン酸アミド、ブチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘニン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスエルカ酸アミド、m−キシリレンビスステアリン酸アミド、m−キシリレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミド、p−キシリレンビスステアリン酸アミド、p−フェニレンビスステアリン酸アミド、p−フェニレンビスステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルアジピン酸アミド、N,N’−ジステアリルセバシン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミド、N,N’−ジステアリルイソフタル酸アミド、N,N’−ジステアリルテレフタル酸アミド、メチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ブチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド等である。   The fatty acid bisamide in the present invention refers to a compound having two amide bonds in one molecule such as saturated fatty acid bisamide, unsaturated fatty acid bisamide, aromatic bisamide, etc., for example, methylene biscaprylic acid amide, methylene biscapric acid amide. , Methylene bis lauric acid amide, methylene bis myristic acid amide, methylene bis palmitic acid amide, methylene bis stearic acid amide, methylene bis isostearic acid amide, methylene bis behenic acid amide, methylene bis oleic acid amide, methylene bis erucic acid amide , Ethylene biscaprylic amide, ethylene biscapric amide, ethylene bislauric acid amide, ethylene bismyristic acid amide, ethylene bispalmitic acid amide, ethylene bisstearic acid amide, ethylene bis Sostearic acid amide, ethylene bis behenic acid amide, ethylene bis oleic acid amide, ethylene bis erucic acid amide, butylene bis stearic acid amide, butylene bis behenic acid amide, butylene bis oleic acid amide, butylene bis erucic acid amide , Hexamethylene bis stearic acid amide, hexamethylene bis behenic acid amide, hexamethylene bis oleic acid amide, hexamethylene bis erucic acid amide, m-xylylene bis stearic acid amide, m-xylylene bis-12-hydroxy stearic acid amide P-xylylene bis-stearic acid amide, p-phenylene bis-stearic acid amide, p-phenylene bis-stearic acid amide, N, N′-distearyl adipic acid amide, N, N′-distearyl sebacic acid amide, N N'-dioleyl adipic acid amide, N, N'-dioleyl sebacic acid amide, N, N'-distearyl isophthalic acid amide, N, N'-distearyl terephthalic acid amide, methylenebishydroxystearic acid amide, ethylene Examples thereof include bishydroxystearic acid amide, butylene bishydroxystearic acid amide, and hexamethylene bishydroxystearic acid amide.

また、本発明でいうアルキル置換型の脂肪酸モノアミドとは、飽和脂肪酸モノアミドや不飽和脂肪酸モノアミド等のアミド水素をアルキル基で置き換えた構造の化合物を指し、例えば、N−ラウリルラウリン酸アミド、N−パルミチルパルミチン酸アミド、N−ステアリルステアリン酸アミド、N−ベヘニルベヘニン酸アミド、N−オレイルオレイン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−オレイルステアリン酸アミド、N−ステアリルエルカ酸アミド、N−オレイルパルミチン酸アミド等が挙げられる。該アルキル基は、その構造中にヒドロキシル基等の置換基が導入されていても良く、例えば、メチロールステアリン酸アミド、メチロールベヘニン酸アミド、N−ステアリル−12−ヒドロキシステアリン酸アミド、N−オレイル−12−ヒドロキシステアリン酸アミド等も本発明のアルキル置換型の脂肪酸モノアミドに含むものとする。   The alkyl-substituted fatty acid monoamide referred to in the present invention refers to a compound having a structure in which an amide hydrogen such as a saturated fatty acid monoamide or an unsaturated fatty acid monoamide is replaced with an alkyl group, such as N-lauryl lauric acid amide, N- Palmityl palmitic acid amide, N-stearyl stearic acid amide, N-behenyl behenic acid amide, N-oleyl oleic acid amide, N-stearyl oleic acid amide, N-oleyl stearic acid amide, N-stearyl erucic acid amide, N-oleyl And palmitic acid amide. The alkyl group may have a substituent such as a hydroxyl group introduced into its structure. For example, methylol stearamide, methylol behenic acid amide, N-stearyl-12-hydroxystearic acid amide, N- Oleyl-12-hydroxystearic acid amide and the like are also included in the alkyl-substituted fatty acid monoamide of the present invention.

本発明では脂肪酸ビスアミドやアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを用いるが、これらの化合物は、通常の脂肪酸モノアミドに比べてアミドの反応性が低く、溶融成形時においてポリ乳酸との反応が起こりにくい。また、高分子量のものが多いため、一般に耐熱性が良く、昇華しにくいという特徴がある。特に、脂肪酸ビスアミドは、アミドの反応性がさらに低いためポリ乳酸と反応しにくく、また、高分子量であるため耐熱性が良く、昇華しにくいことから、より好ましく用いることができる。   In the present invention, fatty acid bisamides and alkyl-substituted fatty acid monoamides are used, but these compounds have lower amide reactivity than ordinary fatty acid monoamides, and are less likely to react with polylactic acid during melt molding. In addition, since many of them have a high molecular weight, they generally have good heat resistance and are difficult to sublimate. In particular, fatty acid bisamides can be more preferably used because they are less reactive with polylactic acid due to the lower reactivity of amides, and are high in heat resistance and difficult to sublime due to their high molecular weight.

本発明におけるポリ乳酸繊維には、脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを0.1〜5重量%含有させることが重要である。好ましくは0.5〜3重量%である。0.1重量%未満では本発明効果が十分に得られず、一方、5重量%を越えると、またポリ乳酸繊維の強度が低下し、また生産収率が低下するため好ましくない。脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドの含有量を上記範囲とすることで、繊維の表面摩擦係数が低減し、産業資材用繊維構造体として要求される強度および耐摩耗性と繰り返し使用での耐久性を付与することができる。上記脂肪酸ビスアミドやアルキル置換型の脂肪酸モノアミドは単一で添加しても良いし、また複数の成分を混合して用いても良い。混合して用いる場合も、その混合物全体として0.1〜5重量%含有させれば良い。   It is important that the polylactic acid fiber in the present invention contains 0.1 to 5% by weight of fatty acid bisamide and / or alkyl-substituted fatty acid monoamide. Preferably it is 0.5 to 3 weight%. If the amount is less than 0.1% by weight, the effect of the present invention cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 5% by weight, the strength of the polylactic acid fiber is lowered and the production yield is lowered. By setting the content of fatty acid bisamide and / or alkyl-substituted fatty acid monoamide in the above range, the surface friction coefficient of the fiber is reduced, and the strength and wear resistance required as a fiber structure for industrial materials and repeated use can be reduced. The durability can be imparted. The fatty acid bisamide and the alkyl-substituted fatty acid monoamide may be added singly or a plurality of components may be mixed and used. Even when mixed and used, the entire mixture may be contained in an amount of 0.1 to 5% by weight.

また、本発明におけるポリ乳酸繊維には、平滑剤を主成分とし、界面活性剤、制電剤、極圧剤成分等を含む油剤が付与されていることが好ましい。好ましい油剤組成は、例えば、平滑剤としてアルキルエーテルエステル、界面活性剤として高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物、極圧剤として有機ホスフェート塩等を鉱物油で希釈した非水系油剤である。該油剤の付与によって、ポリ乳酸繊維の表面摩擦係数が低減し、産業資材用繊維構造体において更なる耐摩耗性の向上が可能となる。   Further, the polylactic acid fiber in the present invention is preferably provided with an oil containing a smoothing agent as a main component and containing a surfactant, an antistatic agent, an extreme pressure agent component, and the like. A preferred oil agent composition is, for example, a non-aqueous oil agent obtained by diluting an alkyl ether ester as a smoothing agent, an alkylene oxide adduct of a higher alcohol as a surfactant, and an organic phosphate salt as an extreme pressure agent with mineral oil. By applying the oil agent, the surface friction coefficient of the polylactic acid fiber is reduced, and it is possible to further improve the wear resistance in the fiber structure for industrial materials.

本発明の産業資材用繊維構造体に用いられるポリ乳酸繊維は、繊度が30〜5000dtex、強度が4.5〜7.0cN/dtex、伸度が15〜40%であることが好ましい。繊度が30dtex未満および5000dtexを越えても、本発明産業資材用繊維構造体の基本的な性能は維持されるが、生産効率を上げ低コストで供給するために、30dtex未満の繊度では不利であり、一方、5000dtexを越える繊維は取扱いにくく、上記繊度範囲が好ましい。強度は4.5cN/dtex未満では産業資材用繊維構造体としての強度がやや低下し、7.0cN/dtexを越えるポリ乳酸繊維は、現状技術では工業的に生産することが困難である。伸度は、本発明における強度を達成した場合に発現する伸度であるが、例えば15%未満になると、優れた耐摩耗性が得られなくなり、伸度が40%を越えると高強度が得られなくなる。   The polylactic acid fiber used in the fiber structure for industrial materials of the present invention preferably has a fineness of 30 to 5000 dtex, a strength of 4.5 to 7.0 cN / dtex, and an elongation of 15 to 40%. Even if the fineness is less than 30 dtex and exceeds 5000 dtex, the basic performance of the fiber structure for industrial materials of the present invention is maintained. However, in order to increase production efficiency and supply at a low cost, a fineness of less than 30 dtex is disadvantageous. On the other hand, fibers exceeding 5000 dtex are difficult to handle and the fineness range is preferred. If the strength is less than 4.5 cN / dtex, the strength as a fiber structure for industrial materials is slightly lowered, and polylactic acid fibers exceeding 7.0 cN / dtex are difficult to industrially produce with the current technology. The elongation is an elongation that is manifested when the strength in the present invention is achieved. For example, if it is less than 15%, excellent wear resistance cannot be obtained, and if the elongation exceeds 40%, a high strength is obtained. It becomes impossible.

本発明におけるポリ乳酸繊維は、原着糸を用いることが好ましい。本発明産業資材用繊維構造体に用いるポリ乳酸繊維は、高強度が要求されるため、染色工程における強度低下を避けるためである。本発明におけるポリ乳酸原着糸に添加される着色剤は、ポリ乳酸繊維に適切な特定の無機、有機顔料および染料である。具体的には、鉛、クロムおよびカドミウムを除く酸化物系無機顔料、フェロシアン化物無機顔料、珪酸塩無機顔料、炭酸塩無機顔料、燐酸塩無機顔料、カーボンブラック、アルミニウム粉、ブロンズ粉およびチタン粉末被覆雲母等の無機顔料、フタロシアニン系有機顔料、ペリレン系有機顔料、イソイントセリノン系有機顔料等の有機顔料、および複素環系染料、ヘリノン系染料、ペリレン系染料およびチオインジオ系染料等から選ばれたは2種以上を組み合わせたものである。例えば、無機顔料としては、酸化チタン、亜鉛華、チタンイエロー、亜鉛−鉄系ブラウン、チタン・コバルト系グリーン、コバルトグリーン、コバルトブルー、銅−鉄系ブラック等の酸化物、紺青のようなフェロシアン化物、郡青のような珪酸塩、炭酸カルシウムのような炭酸塩、マンガンバイオレットのような燐酸塩、カーボンブラック、アルミニウム粉やブロンズ粉、およびチタン粉末被覆雲母等が用いられ、鉛、クロムおよびカドミウム等の重金属を含む無機顔料は用いない。有機顔料としては、銅フタロシアニンブルー、銅フタロシアニングリーンおよび臭素化銅フタロシアニングリーン等のフタロシアニン系、ペリレンスカーレット、ペリレンレァ、ペリレンマルーン等のペリレン系、イソインドリノン系等が用いられる。また、染料としては、アンスラキノン系、例えば、Solvent R.50、Solvent R.111、Solvent B.94、Solvent V.50、Solvent G.3、複素環系、例えば、Solvent Y.33、Solvent Y.111、Solvent Y.54、ヘリノン系、例えば、Solvent O.60、Solvent R.135、Solvent R.179、ペリレン系、例えば、Solvent G.5、チオインジオ系、例えばVat R. 1が用いられる。   The polylactic acid fiber in the present invention is preferably an original yarn. This is because the polylactic acid fiber used in the fiber structure for industrial materials of the present invention is required to have high strength, so that a decrease in strength in the dyeing process is avoided. The colorant added to the polylactic acid original yarn in the present invention is a specific inorganic, organic pigment and dye suitable for polylactic acid fibers. Specifically, oxide-based inorganic pigments excluding lead, chromium and cadmium, ferrocyanide inorganic pigments, silicate inorganic pigments, carbonate inorganic pigments, phosphate inorganic pigments, carbon black, aluminum powder, bronze powder and titanium powder Selected from inorganic pigments such as coated mica, organic pigments such as phthalocyanine organic pigments, perylene organic pigments, isointoserinone organic pigments, and heterocyclic dyes, helinone dyes, perylene dyes and thioindio dyes Or a combination of two or more. For example, inorganic pigments include oxides such as titanium oxide, zinc white, titanium yellow, zinc-iron-based brown, titanium-cobalt green, cobalt green, cobalt blue, copper-iron black, and ferrocyans such as bitumen. , Silicates such as county blue, carbonates such as calcium carbonate, phosphates such as manganese violet, carbon black, aluminum powder and bronze powder, and titanium powder-coated mica are used, lead, chromium and cadmium Inorganic pigments containing heavy metals such as are not used. As the organic pigment, phthalocyanine series such as copper phthalocyanine blue, copper phthalocyanine green and brominated copper phthalocyanine green, perylene series such as perylene scarlet, perylene la, perylene maroon, isoindolinone, etc. are used. Examples of the dye include anthraquinone series such as Solvent R.50, Solvent R.111, Solvent B.94, Solvent V.50, Solvent G.3, and heterocyclic systems such as Solvent Y.33 and Solvent Y. .111, Solvent Y.54, Helinone series such as Solvent O.60, Solvent R.135, Solvent R.179, perylene series such as Solvent G.5, thioindio series such as Vat R.1 are used.

本発明におけるポリ乳酸原着糸に用いられる着色剤は、上記無機顔料、有機顔料および染料から選ばれた1種以上を組み合わせて用いる。好ましくは、上記着色剤は2種以上用いて調整する。2種以上の着色剤を組み合わせて用いることで、従来の染色タイプのポリ乳酸繊維に対抗できる微妙な色調を出すことができる。   The colorant used for the polylactic acid original yarn in the present invention is used in combination of one or more selected from the above inorganic pigments, organic pigments and dyes. Preferably, the colorant is adjusted by using two or more kinds. By using a combination of two or more colorants, it is possible to produce a subtle color tone that can be compared to conventional dyed polylactic acid fibers.

着色剤の添加濃度は、染料の種類によって変化するが、ポリマー重量当たり、着色剤の全量として、100〜30000ppm、好ましくは500〜10000ppmである。また、着色剤は通常用いられる分散剤を併用して用いることもできる。   The addition concentration of the colorant varies depending on the kind of the dye, but is 100 to 30,000 ppm, preferably 500 to 10,000 ppm as the total amount of the colorant per polymer weight. The colorant can also be used in combination with a commonly used dispersant.

本発明の産業資材用繊維構造体は、少なくともその一部に織布を用いていることが特徴である。織布の形態は特に制約されず、用途に応じて、平織り、綾織り、サテン織り、絡み織り等を適用できるが、通常、平織りか絡み織りが採用される。   The fiber structure for industrial materials of the present invention is characterized in that a woven fabric is used for at least a part thereof. The form of the woven fabric is not particularly limited, and a plain weave, a twill weave, a satin weave, an entangled weave, or the like can be applied depending on the application, but usually a plain weave or an entangled weave is adopted.

また、産業資材用繊維構造体を織布のみで構成する場合、該織布は、カバーファクターが500〜5000、且つ目付が40〜2000g/m2であることが好ましい。この範囲内であれば、袋物、テント、ターポリン、帆布、土木用シート等に要求される防水性や防風性、軽量性やハリ・コシといった特性が良好となる。カバーファクターが500未満の場合は、目ズレを起こし易く、また、繊維密度が低いためにテントや帆布、土木用シート等の防水性や防風性が特に求められる用途には使えない。一方、カバーファクターが5000を超えると、繊維密度が高すぎて、製織工程での工程通過性、及び各種織物製品としての取り扱い性が不良となる。また、目付は40g/m2未満では、生地が薄過ぎて十分なハリ・コシが得られず、2000g/m2を超えると生地が厚過ぎて軽量化が得られないため好ましくない。なお、本発明でいうカバーファクターとは、下記式(I)によって得られる値である。 Also, when constituting the fiber structure for industrial materials only woven, woven fabric, it is preferable cover factor is 500 to 5000, and basis weight is 40~2000g / m 2. If it is in this range, the properties such as waterproofness, windproof property, lightness and elasticity that are required for bags, tents, tarpaulins, canvases, civil engineering sheets, etc. will be good. When the cover factor is less than 500, misalignment is likely to occur, and since the fiber density is low, the cover factor cannot be used for applications such as tents, canvases, and civil engineering sheets that require water resistance and wind resistance. On the other hand, when the cover factor exceeds 5000, the fiber density is too high, and the process passability in the weaving process and the handleability as various textile products become poor. Further, if the basis weight is less than 40 g / m 2 , the fabric is too thin to obtain sufficient elasticity, and if it exceeds 2000 g / m 2 , the fabric is too thick and weight reduction cannot be obtained, which is not preferable. The cover factor in the present invention is a value obtained by the following formula (I).

カバーファクターK=D1/2×N+E1/2×M ・・・(I)
(ただし、D:経糸繊度(dtex)、N:経糸密度(本/インチ)、E:緯糸繊度(dtex)、M:緯糸密度(本/インチ))
また、本発明の産業資材用繊維構造体は、織布のみで構成される必要はなく、例えば、防水性や防風性を付与する場合には、塩化ビニルやエチレンビニルアルコール(EVA)、ポリウレタン等の樹脂でコーティングやラミネート、ディッピングを行うこともできる。また、完全生分解型の産業資材用繊維構造体とするには、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、およびポリエチレンサクシネートのような生分解性樹脂を用いて、コーティングやラミネート、ディッピングすることも好適である。あるいは、織布と不織布とを張り合わせた形態等でもよく、施工性を阻害しない範囲で構造体を設計することができる。
Cover factor K = D1 / 2 * N + E1 / 2 * M (I)
(However, D: warp fineness (dtex), N: warp density (main / inch), E: weft fineness (dtex), M: weft density (main / inch))
Moreover, the fiber structure for industrial materials of the present invention does not need to be composed only of woven fabric. For example, in the case of imparting waterproofness and windproof property, vinyl chloride, ethylene vinyl alcohol (EVA), polyurethane, etc. Coating, laminating, and dipping can be performed with this resin. In addition, for a fully biodegradable fiber structure for industrial materials, coating, laminating, and dipping are performed using biodegradable resins such as polylactic acid, polycaprolactone, polybutylene succinate, and polyethylene succinate. It is also suitable. Or the form etc. which bonded the woven fabric and the nonwoven fabric may be sufficient, and a structure can be designed in the range which does not inhibit workability.

本発明における産業資材用繊維構造体は、耐摩耗性の優れたポリ乳酸繊維を用いていることにより、繊維同士の擦れはもちろんのこと、例えば土砂や石、岩、コンクリート等との擦れや重機等による踏みつけによる損傷を受けにくく、極めて優れた耐久性を有する。また、その一方で、一定の使用期間を過ぎた後は、土中に埋められたまま、あるいは回収しコンポスト化すれば生分解され、最終的にはほぼ完全に分解するため、環境負荷の少ない産業資材用繊維構造体として有用される。   The fiber structure for industrial materials in the present invention uses polylactic acid fibers having excellent wear resistance, so that not only the fibers rub against each other, but also rubs and heavy machinery such as earth and sand, stones, rocks and concrete. It is not easily damaged by trampling, etc., and has extremely excellent durability. On the other hand, after a certain period of use, it is buried in the soil or is biodegraded if recovered and composted, and eventually decomposes almost completely, so there is little environmental impact. It is useful as a fiber structure for industrial materials.

以上の通り、本発明の産業資材用繊維構造体は、優れた耐久性と生分解性を有する新規な産業資材用繊維構造体であり、袋物、テント、ターポリン、帆布、土木用シート等の産業資材用途に好適に用いることができる。本発明における袋物とは、袋状形態の繊維構造体全般を意味し、例えば、土嚢袋やフレキシブルコンテナバッグ(フレコンバッグ)、コンポスト用バッグ、買い物用バッグ等が挙げられる。また、本発明における帆布とは、目付227g/m2以上の厚布全般を意味し、例えば、帆船の帆や、気球、パラグライダー、ハンググライダー用材料、建築材料、家具材料、鞄地、前掛け等が挙げられる。また、本発明における土木用シートとは、各種土木工事において使用されるシート状の繊維構造体全般を意味し、例えば、被覆材料、フィルター材料、透水材料、保護材料、基礎材料、擁壁材料、地盤改良材料等が挙げられる。 As described above, the fiber structure for industrial material of the present invention is a novel fiber structure for industrial material having excellent durability and biodegradability, and industries such as bags, tents, tarpaulins, canvases, civil engineering sheets, etc. It can be suitably used for material use. The bag in the present invention means a bag-like fiber structure in general, and examples thereof include sandbag bags, flexible container bags (flexible bag), compost bags, shopping bags, and the like. In addition, the canvas in the present invention means all thick fabrics having a basis weight of 227 g / m 2 or more, such as sails of sailing ships, balloons, paragliders, hang glider materials, building materials, furniture materials, saddles, aprons, etc. Is mentioned. Further, the civil engineering sheet in the present invention means all sheet-like fiber structures used in various civil engineering works, for example, coating materials, filter materials, water permeable materials, protective materials, basic materials, retaining wall materials, Examples include ground improvement materials.

本発明の産業資材用繊維構造体に用いられるポリ乳酸繊維の製造法として、好ましい一例を以下に示す。   A preferable example is shown below as a manufacturing method of the polylactic acid fiber used for the fiber structure for industrial materials of this invention.

本発明におけるポリ乳酸は公知の方法を用いて合成できるが、ポリ乳酸自体の色調が良好で、しかもラクチド等の残存オリゴマーやモノマーを減じるようにすることが好ましい。具体的手法は例えば特表平7−504939号公報記載のように、金属不活性化剤や酸化防止剤等を使用したり、重合温度の低温化、触媒添加率の抑制を行うことが好ましい。また、ポリマーを減圧処理したり、クロロホルム等で抽出することにより、残存オリゴマー、モノマー量を大幅に低減することもできる。   The polylactic acid in the present invention can be synthesized using a known method, but it is preferable that the polylactic acid itself has a good color tone and that residual oligomers and monomers such as lactide are reduced. As a specific method, for example, as described in JP-A-7-504939, it is preferable to use a metal deactivator, an antioxidant, or the like, to lower the polymerization temperature, and to suppress the catalyst addition rate. Moreover, the amount of residual oligomers and monomers can be greatly reduced by subjecting the polymer to reduced pressure treatment or extraction with chloroform or the like.

本発明におけるポリ乳酸繊維の製造に用いるポリ乳酸は、相対粘度が2.5〜5の高粘度ポリマーを用いる。好ましくは、3.5〜4.5の範囲である。相対粘度が2.5未満のポリマーを用いた場合は、本発明の高強度で耐摩耗性に優れたポリ乳酸繊維を安定して得ることができないことがある。一方、相対粘度が5を越える高粘度のポリマーを用いると、安定した製糸が困難であり、均一性に優れたポリ乳酸繊維が得られないことがある。   The polylactic acid used for producing the polylactic acid fiber in the present invention uses a high viscosity polymer having a relative viscosity of 2.5 to 5. Preferably, it is the range of 3.5-4.5. When a polymer having a relative viscosity of less than 2.5 is used, it may not be possible to stably obtain a polylactic acid fiber having high strength and excellent wear resistance according to the present invention. On the other hand, when a high-viscosity polymer having a relative viscosity exceeding 5 is used, it is difficult to produce a stable yarn, and polylactic acid fibers having excellent uniformity may not be obtained.

本発明におけるポリ乳酸繊維に脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを含有させる方法は、特に限定されないが、例えば以下の方法が挙げられる。まず、混練工程として、ポリ乳酸と脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを乾燥した後、窒素シールされた混練用エクストルーダに供給して混練チップを作製する。次に、この混練チップをエクストルーダに供することによって溶融紡糸を行う。混練工程では、脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを高比率で含有した混練チップを作製し(マスターチップ化)、これを紡糸機に供する際に脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドが所望の含有量になるように通常のポリ乳酸チップをブレンドして希釈する方法を用いることができる。また、溶融紡糸工程では、エクストルーダとパックの間、またはパック内に静止混練器を設置することにより、ポリ乳酸と脂肪酸アミドをさらに微細に混練させることも可能である。脂肪酸アミドの凝集や、繊維表面へのブリードアウトはガイド類やローラーの汚れによる操業性の低下を引き起こしたり、繊維製品の物性斑や染色斑を引き起こすため、混練工程や溶融紡糸工程では、脂肪酸アミドをポリ乳酸に微分散させることが好ましい。   The method for incorporating the fatty acid bisamide and / or the alkyl-substituted fatty acid monoamide into the polylactic acid fiber in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following methods. First, as a kneading step, polylactic acid and fatty acid bisamide and / or alkyl-substituted fatty acid monoamide are dried and then supplied to a nitrogen-sealed kneading extruder to produce a kneading chip. Next, melt spinning is performed by subjecting the kneading tip to an extruder. In the kneading step, a kneaded chip containing a high ratio of fatty acid bisamide and / or alkyl-substituted fatty acid monoamide is prepared (made as a master chip), and the fatty acid bisamide and / or alkyl-substituted fatty acid is used in the spinning machine. A normal polylactic acid chip can be blended and diluted so that the monoamide has a desired content. In the melt spinning process, it is possible to knead the polylactic acid and the fatty acid amide more finely by installing a static kneader between the extruder and the pack or in the pack. Aggregation of fatty acid amides and bleed-out to the fiber surface may cause deterioration of operability due to soiling of guides and rollers, and may cause uneven physical properties and dyeing spots of fiber products. Is preferably finely dispersed in polylactic acid.

また、混練と溶融紡糸を同一工程で行っても良く、例えば次のような方法を用いることもできる。第1の方法は、ポリ乳酸と脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを乾燥した後、窒素でシールされたエクストルーダに供給し、エクストルーダにより混練されたポリ乳酸と脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドの混練ポリマー融液を、静止混練器によりさらに微細に混練し、吐出孔から吐出し溶融紡糸する方法である。また、第2の方法は、ポリ乳酸と脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを別々に溶融し、融液を静止混練器により微細に混練し、吐出孔から吐出し溶融紡糸する方法である。   Further, kneading and melt spinning may be performed in the same process, and for example, the following method can be used. In the first method, polylactic acid and fatty acid bisamide and / or alkyl-substituted fatty acid monoamide are dried and then supplied to an extruder sealed with nitrogen, and the polylactic acid and fatty acid bisamide and / or alkyl-substituted kneaded by the extruder This is a method in which a kneaded polymer melt of a fatty acid monoamide is further finely kneaded by a static kneader, discharged from a discharge hole, and melt-spun. The second method is a method in which polylactic acid and fatty acid bisamide and / or alkyl-substituted fatty acid monoamide are separately melted, the melt is finely kneaded by a static kneader, discharged from a discharge hole, and melt-spun. is there.

脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドは、ブレンドポリマーの全量に対して0.1〜5重量%含有させれば良い。該脂肪酸アミドの含有量を0.1重量%以上とすることで、繊維の表面摩擦係数が低減し、製織工程での工程通過性を向上できる。また、該脂肪酸アミドの含有量を5重量%以下とすることで、混練や紡糸の際に、過剰の脂肪酸アミドが溶融ポリマーからブリードアウトし、これが昇華或いは分解して発煙を引き起こすといった作業環境の悪化や、過剰の脂肪酸アミドの昇華物あるいは分解物によって押し出し混練機や溶融紡糸機が汚れる等の操業性の低下を防ぐことができる。また、該脂肪酸アミドの含有量が5重量%以下であれば、紡糸工程で、脂肪酸アミドの溶融ポリマーからのブリードアウトが抑制されることによって、吐出孔からのポリマーの吐出が安定し、均一な物性の繊維が得られるため好ましい。該脂肪酸アミドの含有量は、好ましくは0.5〜3重量%である。なお、本発明では、脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを用いるが、これらは従来技術の脂肪酸モノアミドに比べて、昇華しにくく、また耐熱性に優れるため、好ましい滑剤である。特に、脂肪酸ビスアミドは、アミドの反応性がさらに低いためポリ乳酸と反応しにくく、また、高分子量であるため耐熱性が良く、昇華しにくいことから好ましく用いることができる。   The fatty acid bisamide and / or the alkyl-substituted fatty acid monoamide may be contained in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total amount of the blend polymer. By setting the content of the fatty acid amide to 0.1% by weight or more, the surface friction coefficient of the fiber can be reduced, and the process passability in the weaving process can be improved. Further, by setting the content of the fatty acid amide to 5% by weight or less, an excess of the fatty acid amide bleeds out from the molten polymer during kneading or spinning, and this causes sublimation or decomposition to cause smoke generation. It is possible to prevent deterioration of operability such as deterioration or contamination of the extrusion kneader or melt spinning machine due to excessive sublimates or decomposition products of fatty acid amides. Further, if the content of the fatty acid amide is 5% by weight or less, in the spinning process, bleeding out of the molten polymer of the fatty acid amide is suppressed, so that the discharge of the polymer from the discharge hole is stable and uniform. It is preferable because fibers having physical properties can be obtained. The content of the fatty acid amide is preferably 0.5 to 3% by weight. In the present invention, fatty acid bisamides and / or alkyl-substituted fatty acid monoamides are used. However, these are preferable lubricants because they are less likely to sublimate and have better heat resistance than prior art fatty acid monoamides. In particular, fatty acid bisamides can be preferably used because they are less reactive with polylactic acid because of the lower reactivity of amides, and are high in heat resistance and difficult to sublimate because of their high molecular weight.

本発明におけるポリ乳酸繊維を溶融紡糸法によって製造するに際して、紡糸温度は、190〜250℃、好ましくは200〜240℃である。紡糸口金の直下は、口金面より0〜15cmを上端とし、その上端から5〜100cmの範囲を加熱筒および/または断熱筒で囲み、紡出糸条を200〜280℃の高温雰囲気中を通過させることが好ましい。紡出した糸条を直ちに冷却せず、上記加熱筒および/または断熱筒で囲まれた高温雰囲気中を通して徐冷することにより、紡出されたフィラメントの配向が緩和され、かつフィラメント間の均一性を高めることができ、高強度のポリ乳酸繊維が得られる。   When the polylactic acid fiber in the present invention is produced by the melt spinning method, the spinning temperature is 190 to 250 ° C, preferably 200 to 240 ° C. Immediately below the spinneret, the upper end is 0 to 15 cm from the base, and the range from 5 to 100 cm from the upper end is surrounded by a heating tube and / or a heat insulating tube, and the spun yarn passes through a high temperature atmosphere of 200 to 280 ° C. It is preferable to make it. The spinning filament is not cooled immediately, but is gradually cooled through a high-temperature atmosphere surrounded by the heating tube and / or the heat insulating tube, thereby relaxing the orientation of the spun filament and uniformity among the filaments. And a high-strength polylactic acid fiber can be obtained.

高温雰囲気中を通過した未延伸フィラメントは、次いで10〜50℃、好ましくは15〜30℃の風を吹きつけられ冷却固化される。空冷装置は横吹き出しタイプでも良いし、環状型吹きだしタイプを用いても良い。   The unstretched filament that has passed through the high-temperature atmosphere is then cooled and solidified by blowing air at 10 to 50 ° C., preferably 15 to 30 ° C. The air cooling device may be a horizontal blowing type or an annular blowing type.

冷却固化された未延伸フィラメントは、次いで油剤が付与される。油剤は、平滑剤を主成分とし、界面活性剤、制電剤、極圧剤成分等を含むが、ポリ乳酸繊維に活性な成分を除いた油剤組成とすることが必要である。好ましい油剤組成は、例えば、平滑剤としてアルキルエーテルエステル、界面活性剤として高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物、極圧剤として有機ホスフェート塩等を鉱物油で希釈した非水系油剤である。   The unstretched filament that has been cooled and solidified is then applied with an oil agent. The oil agent contains a smoothing agent as a main component and includes a surfactant, an antistatic agent, an extreme pressure agent component, and the like, but it is necessary to have an oil agent composition excluding components active on polylactic acid fibers. A preferred oil agent composition is, for example, a non-aqueous oil agent obtained by diluting an alkyl ether ester as a smoothing agent, an alkylene oxide adduct of a higher alcohol as a surfactant, and an organic phosphate salt as an extreme pressure agent with mineral oil.

油剤を付与された未延伸フィラメント糸条は、引き取りロール(1FR)に捲回して引き取る。引き取りロールの速度、即ち紡糸速度は300〜3000m/分である。300m/分未満の紡糸速度でも本発明ポリ乳酸繊維の物性は得られるが、生産効率が低いため、工業的には採用し難い。一方、3000m/分を越える紡糸速度では、本発明における高強度のポリ乳酸繊維は安定して得られない。   The unstretched filament yarn provided with the oil is wound around a take-up roll (1FR) and taken up. The speed of the take-up roll, that is, the spinning speed is 300 to 3000 m / min. Although the physical properties of the polylactic acid fiber of the present invention can be obtained even at a spinning speed of less than 300 m / min, it is difficult to employ industrially because the production efficiency is low. On the other hand, when the spinning speed exceeds 3000 m / min, the high-strength polylactic acid fiber in the present invention cannot be stably obtained.

上記紡糸速度で引き取られた未延伸糸は一旦巻き取られることなく連続して延伸する。引き取りロール(1FR)と同様に、2個のロールを1ユニットとするネルソン型ロールを、給糸ロール(2FR)、第1延伸ロール(1DR)、第2延伸ロール(2DR)、第3延伸ロール(3DR)および弛緩ロール(RR)と並べて配置し、順次糸条を捲回して延伸熱処理を行う。通常、1FRと2FR間では0.5〜10%、好ましくは1〜5%程度のストレッチを行い糸条を集束させる。1FRは50〜80℃、好ましくは55〜70℃に加熱して、引き取り糸条を予熱して次の延伸工程に送る。1DRと2DR間で1段目の延伸を行うが、この時ドローポイント、即ちネッキングポイントは1DRのロール上で、ロールから離れる直前数cm以内に安定して位置するように、2FRと1DRの温度および1段めの延伸倍率を設定する。但しこれらの条件は、未延伸糸の配向の程度を考慮して変化させる必要がある。通常、2FRの温度は80〜120℃、好ましくは90〜110℃とし、1DRの温度を90〜130℃、好ましくは100〜120℃とし、かつ1段目の延伸倍率を、総合延伸倍率の10〜70%、好ましくは20〜50%に設定する。上記条件の範囲でドローポイントが2FRのロール上出口近傍に位置するように設定する。更に、ドローポイントを2FRのロール上出口に位置するように設定するためには該ロールは摩擦の低い梨地ロールであることが好ましい。   The undrawn yarn taken up at the spinning speed is drawn continuously without being wound once. As with the take-up roll (1FR), a Nelson roll having two rolls as one unit is a yarn feeding roll (2FR), a first draw roll (1DR), a second draw roll (2DR), and a third draw roll. (3DR) and the relaxation roll (RR) are arranged side by side, and the yarn is sequentially wound to perform a drawing heat treatment. Usually, between 1FR and 2FR, a stretch of 0.5 to 10%, preferably about 1 to 5% is performed to converge the yarn. 1FR is heated to 50 to 80 ° C., preferably 55 to 70 ° C., and the take-up yarn is preheated and sent to the next drawing step. The first stage of stretching is performed between 1DR and 2DR. At this time, the draw point, that is, the necking point, is positioned on the 1DR roll so that it is stably located within a few centimeters immediately before leaving the roll. And the draw ratio of the 1st step is set. However, these conditions need to be changed in consideration of the degree of orientation of the undrawn yarn. Usually, the temperature of 2FR is 80 to 120 ° C., preferably 90 to 110 ° C., the temperature of 1DR is 90 to 130 ° C., preferably 100 to 120 ° C., and the first stage draw ratio is 10 of the total draw ratio. It is set to ˜70%, preferably 20 to 50%. Within the range of the above conditions, the draw point is set so as to be positioned in the vicinity of the 2FR roll upper exit. Furthermore, in order to set the draw point so as to be positioned at the upper outlet of the 2FR roll, the roll is preferably a satin roll with low friction.

2段目の延伸は1DRと2DR間で行うが、2DRは110〜150℃、好ましくは115〜145℃である。2段延伸の場合は総合延伸倍率に対し、1段目の延伸倍率の残りの延伸をこの間で行う。3段延伸の場合は、残りの延伸倍率を2段に分けて行う。3段延伸を行う場合の3DRの温度は120〜150℃、好ましくは125〜145℃である。2段延伸または3段延伸を終った糸条はRRとの間で0.5〜10%、好ましくは1〜7%の弛緩処理を行い、熱延伸によって生じた歪みを取るだけで無く、延伸によって達成された高配向構造を固定したり、非晶領域の配向を緩和させ熱収縮率を下げたりすることができる。RRは無加熱ロールまたは、150℃以下に加熱したロールを用いる。通常、熱延伸時に加熱された糸条の持ち込む熱によって、RRは加熱の有無にかかわらず90〜150℃の温度となる。   The second stage stretching is performed between 1DR and 2DR, and 2DR is 110 to 150 ° C, preferably 115 to 145 ° C. In the case of two-stage stretching, the remaining stretching of the first-stage stretching ratio is performed between the total stretching ratios. In the case of three-stage stretching, the remaining stretching ratio is divided into two stages. The temperature of 3DR when performing three-stage stretching is 120 to 150 ° C, preferably 125 to 145 ° C. The yarn that has finished the two-stage drawing or the three-stage drawing is subjected to a relaxation treatment of 0.5 to 10%, preferably 1 to 7% with the RR, not only to remove the distortion caused by the hot drawing, but also to the drawing. It is possible to fix the highly oriented structure achieved by the above, or to relax the orientation of the amorphous region and lower the thermal shrinkage rate. RR uses an unheated roll or a roll heated to 150 ° C. or lower. Usually, RR becomes a temperature of 90 to 150 ° C. regardless of the presence or absence of heating due to the heat brought in by the yarn heated at the time of hot drawing.

また、本発明のポリ乳酸繊維の製造方法において、延伸段数は2〜5段、好ましくは3〜5段の多段延伸とすることが好ましい。延伸段数が1段の場合には高倍率に延伸することができないため、高強度の繊維が得られにくい。また、延伸段数が5段以上となる場合には設備の大型化や製造工程が複雑化するため好ましくない。   Moreover, in the manufacturing method of the polylactic acid fiber of this invention, it is preferable to set it as multistage extending | stretching of 2 to 5 steps, preferably 3 to 5 steps. When the number of drawing stages is one, high-strength fibers are difficult to obtain because it cannot be drawn at a high magnification. Further, when the number of stretching stages is 5 or more, it is not preferable because the equipment is enlarged and the manufacturing process becomes complicated.

かくして、前記物性を有する本発明の産業資材用繊維構造体に好適なポリ乳酸繊維が得られる。   Thus, a polylactic acid fiber suitable for the fiber structure for industrial materials of the present invention having the above physical properties can be obtained.

次に、本発明の産業資材用繊維構造体の製造について説明する。   Next, manufacture of the fiber structure for industrial materials of this invention is demonstrated.

まず、上記ポリ乳酸繊維を用いて、従来公知の方法で織布を作製する。織布の形態としては、特に限定されないが、平織り、綾織り、サテン織り、絡み織り等、従来公知の形態を適宜採用できる。この時、用途によっても異なるが、織布のカバーファクターが500〜5000、且つ目付が40〜2000g/m2となるように織り密度を設定すれば良い。その後、得られた織布に対して、必要に応じて不織布との張り合わせや、コーティングやラミネート、ディッピング等の加工を施す。張り合わせる不織布としては、平均繊度1〜20dtex、目付40〜500g/m2の範囲のものが好適である。この不織布を、ニードルパンチ等の公知の方法で織布の片面又は両面に積層する。コーティングやラミネート、ディッピング等の加工についても、従来公知の方法が採用でき、使用する樹脂も用途や要求特性に応じて適宜採用できる。例えば、防水性シートとしては、塩化ビニルやエチレンビニルアルコール(EVA)、ポリウレタンを、また、完全生分解型シートとしては、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、およびポリエチレンサクシネートのような生分解性樹脂を好適に用いることができる。 First, a woven fabric is produced by a conventionally known method using the polylactic acid fiber. Although it does not specifically limit as a form of a woven fabric, Conventionally well-known forms, such as a plain weave, a twill weave, a satin weave, and a tangle weave, can be employ | adopted suitably. At this time, although it depends on the use, the weave density may be set so that the cover factor of the woven fabric is 500 to 5000 and the basis weight is 40 to 2000 g / m 2 . Thereafter, the obtained woven fabric is subjected to processing such as pasting with a non-woven fabric, coating, laminating, dipping or the like as necessary. As the nonwoven fabric to be bonded, those having an average fineness of 1 to 20 dtex and a basis weight of 40 to 500 g / m 2 are suitable. This nonwoven fabric is laminated on one side or both sides of the woven fabric by a known method such as needle punching. For processing such as coating, laminating, and dipping, a conventionally known method can be employed, and a resin to be used can be appropriately employed depending on the application and required characteristics. For example, vinyl chloride, ethylene vinyl alcohol (EVA), and polyurethane are used as waterproof sheets, and polylactic acid, polycaprolactone, polybutylene succinate, and polyethylene succinate are used as fully biodegradable sheets. A degradable resin can be suitably used.

以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。なお、本文および実施例中に記述した特性の定義およびの測定方法は以下の通りである。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The characteristic definitions and measurement methods described in the text and examples are as follows.

A.相対粘度
0.5gのサンプルに対し25mLのクロロホルムを加え、5時間かけて攪拌してポリマーを溶解させた後、クロロホルムを加えて50mLに希釈した。希釈溶液を試験温度30℃でSchott AVS500auto viscometerを用いて測定し、下記式に基づいて相対粘度ηrを求めた。測定は3回行い、その平均値とした。
A. 25 mL of chloroform was added to a sample having a relative viscosity of 0.5 g, and the mixture was stirred for 5 hours to dissolve the polymer. Then, chloroform was added to dilute to 50 mL. The diluted solution was measured using a Schott AVS500 auto viscometer at a test temperature of 30 ° C., and the relative viscosity ηr was determined based on the following formula. The measurement was performed 3 times, and the average value was taken.

ηr=t/t0
t:溶液の流下秒数
0:溶媒(クロロホルムのみ)の流下秒数
B.繊度
JIS L1090に準じて測定した。
ηr = t / t 0
t: number of seconds during which the solution flows
t 0 : Flowing down seconds of solvent (chloroform only) Fineness Measured according to JIS L1090.

C.強度、伸度
JIS L1013に準じて測定した。オリエンテック社製テンシロン引張り試験機を用い、試長250mm、引張速度300mm/minの条件で強力を測定した。強度は強力を測定した試料の総繊度で除した値である。
C. Strength and elongation Measured according to JIS L1013. The strength was measured using a Tensilon tensile tester manufactured by Orientec Corp. under the conditions of a test length of 250 mm and a tensile speed of 300 mm / min. The strength is a value obtained by dividing the strength by the total fineness of the sample.

D.乾熱収縮率
JIS L1013に準じて、120℃で測定した。同一試料から3検体採取して測定し、その平均値を求めた。
D. Dry heat shrinkage rate Measured at 120 ° C. according to JIS L1013. Three samples were collected from the same sample and measured, and the average value was obtained.

E.織布の耐摩耗性
織布から直径120mmの試験片を切り出し、ASTM D1175に規定されるテーバー摩耗試験機に取り付け、摩耗輪CS#10、荷重500gとして、1000回転摩耗を行った。その後、この試験片の表面摩耗状態を観察し、次の指標で耐摩耗性を評価した。
E. Abrasion Resistance of Woven Fabric A test piece having a diameter of 120 mm was cut out from the woven fabric, and attached to a Taber abrasion tester specified in ASTM D1175, and subjected to 1000 rotational wear using a wear wheel CS # 10 and a load of 500 g. Then, the surface abrasion state of this test piece was observed, and the wear resistance was evaluated by the following index.

◎:殆ど摩耗していない
○:少し摩耗している
△:かなり摩耗しているが、破れはない
×:著しく摩耗しており、破れも目立つ
F.織布の耐久性(強力保持率)
耐久性のモデル試験を次の方法で行い、織布の強力保持率によって評価した。
A: Almost not worn ○: A little worn Δ: Worn considerably, but not torn ×: Worn significantly and torn is conspicuous Durability of fabric (strong retention)
A durability model test was conducted by the following method and evaluated by the strength retention of the woven fabric.

まず、コンクリート路地盤の上に、2m四方の織布を敷設した後、路地盤より高さ2mのところから、径5〜10cmの玉石計200kgを1分間かけて織布中央部(50cm四方)に落下させた。この操作を20回繰り返した後、玉石を取り除き、織布中央部から縦25cm×横7.5cmの短冊状の試験片を切り出した。次に、この試験片の強力S1を測定し、このS1と試験前の強力S0を用いて、下記式により強力保持率を求めた。なお、強力は上記Cと同様の方法で行い、n数20の平均値で求めた。 First, after laying a 2m square woven fabric on the concrete alley, from the height of 2m above the alley, weigh a total of 200kg boulders with a diameter of 5-10cm (50cm square) Was dropped. After repeating this operation 20 times, the cobblestone was removed, and a strip-shaped test piece having a length of 25 cm and a width of 7.5 cm was cut out from the center of the woven fabric. Next, the strength S 1 of this test piece was measured, and the strength retention rate was determined by the following formula using this S 1 and the strength S 0 before the test. The strength was determined by the same method as in C above, and the average value of n number 20 was obtained.

強力保持率(%)=(S1/S0)×100
H.織布の生分解性
織布を温度58℃、水分率65重量%に保たれたコンポストに投入し、1ヶ月後に取り出してその状態を観察した。
Strength retention (%) = (S 1 / S 0 ) × 100
H. Biodegradability of woven fabric The woven fabric was put into compost maintained at a temperature of 58 ° C. and a moisture content of 65% by weight, taken out after one month, and observed.

◎:かなり分解が進行しており、大きく穴の空いた箇所多く存在する。     (Double-circle): Decomposition | disassembly has progressed considerably and there exist many locations with a large hole.

○:分解が進行しており、穴の空いた箇所が少し存在する。     ○: Decomposition is in progress and there are some holes.

△:穴の空いた箇所はないが、部分的に織地が薄くなり始めている。     Δ: There are no holes, but the texture has begun to thin partially.

×:埋め立て前と殆ど変わりない。     X: Almost the same as before landfill.

[製造例1](ポリ乳酸の製造)
光学純度99.5%のL乳酸から製造したラクチドを、ビス(2−エチルヘキサノエート)スズ触媒(ラクチド対触媒モル比=10000:1)存在させてチッソ雰囲気下180℃で200分間重合を行いポリ乳酸P1を得た。得られたポリ乳酸の相対粘度は4.0であった。
[Production Example 1] (Production of polylactic acid)
Polymerization of lactide prepared from L-lactic acid with an optical purity of 99.5% in the presence of bis (2-ethylhexanoate) tin catalyst (lactide to catalyst molar ratio = 10000: 1) at 180 ° C. for 200 minutes in a nitrogen atmosphere. Polylactic acid P1 was obtained. The relative viscosity of the obtained polylactic acid was 4.0.

[製造例2](EBAを4重量%含有したポリ乳酸の製造)
P1とエチレンビスステアリン酸アミド(EBA)[日本油脂社製「アルフローH−50S」]を乾燥した後、P1:EBA=96:4(重量比)となるようにEBAを計量して連続的にP1に添加しながらシリンダー温度220℃の2軸混練押し出し機に供することで、EBAを4重量%含有したポリ乳酸P2を得た。
[Production Example 2] (Production of polylactic acid containing 4% by weight of EBA)
After drying P1 and ethylene bis-stearic acid amide (EBA) [“Alfro H-50S” manufactured by NOF Corporation], EBA was continuously metered so that P1: EBA = 96: 4 (weight ratio). Polylactic acid P2 containing 4% by weight of EBA was obtained by using a biaxial kneading extruder with a cylinder temperature of 220 ° C. while adding to P1.

[製造例3](SSを4重量%含有したポリ乳酸の製造)
EBAをアルキル置換型モノアミドのN−ステアリルステアリン酸アミド(SS)[日本化成社製「ニッカアマイドS」]に変える以外は製造例2と同様にして、SSを4重量%含有したポリ乳酸P3を得た。
[Production Example 3] (Production of polylactic acid containing 4% by weight of SS)
Polylactic acid P3 containing 4% by weight of SS was prepared in the same manner as in Production Example 2 except that EBA was changed to N-stearyl stearamide (SS) [Nika Amide S] manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd., an alkyl-substituted monoamide. Obtained.

[製造例4](SAを4重量%含有したポリ乳酸の製造)
EBAをモノアミドのステアリン酸アミド(SA)[日本油脂社製「アルフローS−10」]に変える以外は製造例2と同様にして、SAを4重量%含有したポリ乳酸P4を得た。
[Production Example 4] (Production of polylactic acid containing 4% by weight of SA)
Polylactic acid P4 containing 4% by weight of SA was obtained in the same manner as in Production Example 2, except that EBA was changed to monoamide stearamide (SA) [“Alfro S-10” manufactured by NOF Corporation].

[製造例5](着色剤を15重量%含有したポリ乳酸の製造)
P1:着色剤(カーボンブラック)=85:15(重量比)として、製造例2と同様にして、着色剤を15重量%含有したポリ乳酸P5を得た。
[Production Example 5] (Production of polylactic acid containing 15% by weight of colorant)
P1: Coloring agent (carbon black) = 85: 15 (weight ratio) In the same manner as in Production Example 2, polylactic acid P5 containing 15% by weight of coloring agent was obtained.

実施例1
重量比でP1:P2=3:1となるようにチップブレンド(EBA1重量%)しホッパーに仕込み、このチップをエクストルーダーで220℃で溶融した後、220℃に加熱されたスピンブロックに設置された紡糸パックに溶融ポリマーを導き、孔径0.6mmで192ホールの口金から紡出した。
Example 1
Chip blend (EBA 1% by weight) so that the weight ratio is P1: P2 = 3: 1, charged into a hopper, melted at 220 ° C. with an extruder, and then placed on a spin block heated to 220 ° C. The molten polymer was introduced into the spinning pack and spun from a 192-hole die having a hole diameter of 0.6 mm.

口金直下には30cmの加熱筒を取り付け、筒内雰囲気温度が250℃となるように加熱した。ここで筒内雰囲気温度とは、加熱筒長の中央部で、内壁から1cm離れた部分の空気層温度である。   A heating cylinder of 30 cm was attached just below the base and heated so that the temperature in the cylinder was 250 ° C. Here, the in-cylinder atmosphere temperature is an air layer temperature in a central portion of the heating cylinder length and a portion 1 cm away from the inner wall.

加熱筒の直下には環状吹き出し型チムニーを取付け、糸条に30℃の冷風を30m/分の速度で吹き付け冷却固化した後、油剤を付与した。油剤は、イソC24アルコール/チオジプロピオン酸エステル(40重量%)、C11〜15アルコールAOA/チオジプロピオン酸エステル(30重量%)、トリメチロールプロパンAOAジステアレート(10重量%)、C8アルコールAOA(10重量%)、硬化ヒマシ油(7重量%)、ステアリルアミンEO15(3重量%)を鉱物油で20重量%に希釈した非水系油剤を用いた。   An annular blow-off chimney was attached immediately below the heating cylinder, and cold oil at 30 ° C. was blown onto the yarn at a rate of 30 m / min to cool and solidify, and then an oil was applied. Oils include iso-C24 alcohol / thiodipropionic acid ester (40% by weight), C11-15 alcohol AOA / thiodipropionic acid ester (30% by weight), trimethylolpropane AOA distearate (10% by weight), C8 alcohol AOA ( 10% by weight), hydrogenated castor oil (7% by weight), and stearylamine EO15 (3% by weight) diluted with mineral oil to 20% by weight were used as a non-aqueous oil agent.

油剤を付与された未延伸糸条は、500m/分の速度で回転する引き取りロール(1FR)に捲回して引取った。次いで、引取り糸条は一旦巻き取ることなく連続して該引取りロールと給糸ロール(2FR)との間で1.5%のストレッチをかけた後、引き続いて3段熱延伸を行った後、3.0%の弛緩を与えてから巻き取った(図1)。1FRは60℃、、2FRは100℃、第1延伸ロール(1DR)は115℃、第2延伸ロール(2DR)は140℃、第3延伸ロール(3DR)は140℃とし、弛緩ロール(RR)は非加熱とした。   The unstretched yarn provided with the oil agent was wound around a take-up roll (1FR) rotating at a speed of 500 m / min. Next, the take-up yarn was continuously stretched by 1.5% between the take-up roll and the yarn feeding roll (2FR) without being wound once, and subsequently subjected to three-stage hot drawing. Thereafter, the film was wound after giving 3.0% relaxation (FIG. 1). 1FR is 60 ° C, 2FR is 100 ° C, the first stretching roll (1DR) is 115 ° C, the second stretching roll (2DR) is 140 ° C, the third stretching roll (3DR) is 140 ° C, and the relaxation roll (RR) Was not heated.

なお、弛緩ロールと巻き取り機の間には交絡ノズルを取り付け、0.2MPaの圧空を噴射することによって繊維に交絡を付与した。1段目の延伸倍率は、総合延伸倍率の34%、2段目、3段目の延伸倍率はともに33%に設定して延伸した。かくして、1100dtex−192filのポリ乳酸繊維を得た。得られた繊維は、強度5.4cN/dtex、伸度32.3%、乾熱収縮率2.3%と良好な糸物性を示した。   In addition, the entanglement nozzle was attached between the relaxation roll and the winder, and the entanglement was imparted to the fiber by injecting 0.2 MPa of compressed air. The first stage draw ratio was set to 34% of the total draw ratio, and the second stage and third stage draw ratios were both set to 33%. Thus, 1100 dtex-192 fil polylactic acid fiber was obtained. The obtained fiber exhibited good yarn properties such as a strength of 5.4 cN / dtex, an elongation of 32.3%, and a dry heat shrinkage of 2.3%.

この繊維を4本合糸して4400dtex−768filとし、これを用いて経糸・緯糸ともに9本/インチ、目付320g/m2、カバーファクター1194の平織物を作製した。得られた織布は、耐摩耗性と耐久性に優れており、また、土中において程良い生分解性を有するものであった。 Four of these fibers were combined to obtain 4400 dtex-768 fil, and a plain woven fabric having a warp / weft of 9 / inch, a basis weight of 320 g / m 2 and a cover factor of 1194 was produced. The obtained woven fabric was excellent in wear resistance and durability, and had moderate biodegradability in soil.

実施例2
原料ポリマーとしてP2のみ(EBAは4重量%)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、ポリ乳酸繊維及びそれからなる織布を得た。得られた織布は、耐摩耗性と耐久性に極めて優れており、また、土中において程良い生分解性を有するものであった。
Example 2
A polylactic acid fiber and a woven fabric comprising the same were obtained in the same manner as in Example 1 except that only P2 (EBA was 4% by weight) was used as the raw material polymer. The obtained woven fabric was extremely excellent in wear resistance and durability, and had moderate biodegradability in soil.

実施例3
P1とP2の仕込み比を重量比で12.3:1(EBAは0.3重量%)にしたこと以外は実施例1と同様にして、ポリ乳酸繊維及びそれからなる織布を得た。得られた織布は、耐摩耗性と耐久性に優れており、また、土中において程良い生分解性を有するものであった。
Example 3
A polylactic acid fiber and a woven fabric comprising the same were obtained in the same manner as in Example 1 except that the charging ratio of P1 and P2 was 12.3: 1 by weight (EBA was 0.3% by weight). The obtained woven fabric was excellent in wear resistance and durability, and had moderate biodegradability in soil.

実施例4
P2の代わりにP3を用いたこと以外は実施例1と同様にして、ポリ乳酸繊維及びそれからなる織布を得た。得られた織布は、耐摩耗性と耐久性に優れており、また、土中において程良い生分解性を有するものであった。
Example 4
A polylactic acid fiber and a woven fabric comprising the same were obtained in the same manner as in Example 1 except that P3 was used instead of P2. The obtained woven fabric was excellent in wear resistance and durability, and had moderate biodegradability in soil.

実施例5
実施例1で得られた織布に次の条件で染色加工を施した。染色加工後の織布の一部から繊維を解き、強度を測定したところ、4.0cN/dtexと染色加工前(5.4cN/dtex)に比べて強度低下が認められた。得られた織布は、染色加工前の織布(実施例1)に比べて、耐摩耗性と耐久性がやや劣っていたがまずまずの特性を示し、土中においては程良い生分解性を有するものであった。
Example 5
The woven fabric obtained in Example 1 was dyed under the following conditions. When the fiber was unwound from a part of the woven fabric after the dyeing process and the strength was measured, 4.0 cN / dtex was found to be lower in strength than before the dyeing process (5.4 cN / dtex). The resulting woven fabric was slightly inferior in wear resistance and durability compared to the woven fabric before dyeing (Example 1), but exhibited moderate characteristics and moderate biodegradability in the soil. I had it.

<染色加工条件>
・染料:Dianix Navy Blue ERFS 200(2%owf)
・助剤:pH調整剤(0.2g/l)
・温度×時間:110℃×40分
実施例6
重量比でP1:P2:P5=3:1:0.08となるようにチップブレンド(EBA1重量%、着色剤0.3重量%)したこと以外は実施例1と同様にして、ポリ乳酸繊維及びそれからなる織布を得た。得られた織布は、耐摩耗性と耐久性に優れており、また、土中において程良い生分解性を有するものであった。
<Dyeing conditions>
-Dye: Dianix Navy Blue ERFS 200 (2% owf)
-Auxiliary agent: pH adjuster (0.2 g / l)
-Temperature x time: 110 ° C x 40 minutes Example 6
Polylactic acid fiber in the same manner as in Example 1 except that the chip blend (EBA 1 wt%, colorant 0.3 wt%) was made so that the weight ratio was P1: P2: P5 = 3: 1: 0.08. And a woven fabric comprising the same. The obtained woven fabric was excellent in wear resistance and durability, and had moderate biodegradability in soil.

実施例7
実施例1で得られた織布の表裏両面に、実施例1と同じ原料(EBAは1重量%)を用いた5dtexのポリ乳酸不織布からなる目付200g/m2、厚さ2mmの不織布を重ねてニードルパンチング(針密度30本/cm2、針深度13mm)を施すことによって土木用シートを作製した。得られた土木用シートは、耐摩耗性と耐久性に極めて優れており、また、土中において程良い生分解性を有するものであった。
Example 7
A nonwoven fabric having a basis weight of 200 g / m 2 and a thickness of 2 mm made of a polylactic acid nonwoven fabric of 5 dtex using the same raw material as in Example 1 (1% by weight of EBA) is overlapped on both sides of the woven fabric obtained in Example 1. Then, a civil engineering sheet was produced by performing needle punching (needle density 30 / cm 2 , needle depth 13 mm). The obtained civil engineering sheet was extremely excellent in wear resistance and durability, and had moderate biodegradability in soil.

実施例8
実施例1で得られた繊維を4本合糸して4400dtex−768filとし、これを用いて経糸3本/インチ、緯糸4本/インチ、目付120g/m2、カバーファクター464の平織物を作製した。得られた織布は、実施例1の織布に比べるとやや劣るが、耐摩耗性と耐久性を有しており、また、土中において程良い生分解性を有するものであった。
Example 8
Four fibers obtained in Example 1 are combined to make 4400 dtex-768 fil, and a plain fabric with a warp of 3 / inch, a weft of 4 / inch, a basis weight of 120 g / m 2 , and a cover factor of 464 is produced. did. The obtained woven fabric was slightly inferior to the woven fabric of Example 1, but had wear resistance and durability, and moderately biodegradable in the soil.

比較例1
原料ポリマーとしてP1のみを用いたこと以外は実施例1と同様にして、ポリ乳酸繊維及びそれからなる織布を得た。得られた織布は、生分解性は良好であったが、耐摩耗性と耐久性に劣るものであり、産業資材用繊維構造体としての特性を十分に満足するものではなかった。
Comparative Example 1
A polylactic acid fiber and a woven fabric comprising the same were obtained in the same manner as in Example 1 except that only P1 was used as the raw material polymer. The obtained woven fabric had good biodegradability, but was inferior in wear resistance and durability, and did not sufficiently satisfy the properties as a fiber structure for industrial materials.

比較例2
P2の代わりにP4を用いたこと以外は実施例1と同様にして、ポリ乳酸繊維及びそれからなる織布を得た。得られた繊維は強度が低く、また、得られた織布は、生分解性は良好であったが、耐摩耗性と耐久性に劣るものであり、産業資材用繊維構造体としての要求特性を十分に満足するものではなかった。これらの特性不良は、脂肪酸モノアミドであるステアリン酸アミドによるポリ乳酸の分子量低下に起因するものと示唆される。
Comparative Example 2
A polylactic acid fiber and a woven fabric comprising the same were obtained in the same manner as in Example 1 except that P4 was used instead of P2. The obtained fiber has low strength, and the obtained woven fabric has good biodegradability, but is inferior in wear resistance and durability, and required characteristics as a fiber structure for industrial materials. Was not enough. It is suggested that these poor characteristics are caused by a decrease in the molecular weight of polylactic acid caused by stearamide, which is a fatty acid monoamide.

比較例3
比較例1で得られた織布の表裏両面に、比較例1と同じ原料を用いた5dtexのポリ乳酸不織布からなる目付200g/m2、厚さ2mmの不織布を重ねてニードルパンチング(針密度30本/cm2、針深度13mm)を施すことによって土木用シートを作製した。得られた土木用シートは、生分解性は良好であったが、耐摩耗性と耐久性に劣るものであり、土木用シートとしての特性を十分に満足するものではなかった。
Comparative Example 3
A nonwoven fabric having a basis weight of 200 g / m 2 and a thickness of 2 mm made of a polylactic acid nonwoven fabric of 5 dtex using the same raw material as that of Comparative Example 1 is overlapped on both the front and back surfaces of the woven fabric obtained in Comparative Example 1. Civil engineering sheet was prepared by applying a book / cm 2 and a needle depth of 13 mm. The obtained civil engineering sheet had good biodegradability, but was inferior in wear resistance and durability, and did not sufficiently satisfy the characteristics as a civil engineering sheet.

Figure 2005154976
Figure 2005154976

直接紡糸延伸装置を示す図である。It is a figure which shows a direct spinning drawing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1:ホッパー
2:押出混練機(エクストルーダー)
3:スピンブロック
4:紡糸パック
5:口金
6:加熱筒
7:チムニー
8:給油装置(オイリングローラー)
9:引き取りロール(1FR)
10:給糸ロール(2FR)
11:第1延伸ロール(1DR)
12:第2延伸ロール(2DR)
13:第3延伸ロール(3DR)
14:弛緩ロール(RR)
15:交絡ノズル
16:巻き取り機
1: Hopper 2: Extrusion kneader (Extruder)
3: Spin block 4: Spin pack 5: Base 6: Heating cylinder 7: Chimney 8: Oiling device (oiling roller)
9: Take-up roll (1FR)
10: Yarn supply roll (2FR)
11: First stretching roll (1DR)
12: Second stretching roll (2DR)
13: Third stretching roll (3DR)
14: Relaxing roll (RR)
15: Entangling nozzle 16: Winder

Claims (5)

少なくとも一部に織布を用いた産業資材用繊維構造体であって、織布の経糸および/または緯糸が、脂肪酸ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪酸モノアミドを繊維全体に対して0.1〜5重量%含有するポリ乳酸繊維からなることを特徴とする産業資材用繊維構造体。 A fiber structure for industrial materials using at least a part of a woven fabric, wherein the warp and / or weft of the woven fabric contains a fatty acid bisamide and / or an alkyl-substituted fatty acid monoamide in an amount of 0.1 to A fiber structure for industrial materials, comprising a polylactic acid fiber containing 5% by weight. ポリ乳酸繊維の繊度が30〜5000dtex、強度が4.5〜7.0cN/dtex、および伸度が15〜40%であることを特徴とする請求項1に記載の産業資材用繊維構造体。 The fiber structure for industrial materials according to claim 1, wherein the polylactic acid fiber has a fineness of 30 to 5000 dtex, a strength of 4.5 to 7.0 cN / dtex, and an elongation of 15 to 40%. ポリ乳酸繊維が原着糸であることを特徴とする請求項1または2に記載の産業資材用繊維構造体。 The fiber structure for industrial materials according to claim 1 or 2, wherein the polylactic acid fiber is an original yarn. カバーファクターが500〜5000、且つ目付が40〜2000g/m2であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の産業資材用繊維構造体。 Cover factor 500 to 5000, and mass per unit area industrial materials for fibrous structure described in any one of claims 1 to 3, characterized in that a 40~2000g / m 2. 袋物、テント、ターポリン、帆布もしくは土木用シート用途の基布であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の産業資材用繊維構造体。 The fiber structure for industrial materials according to any one of claims 1 to 4, which is a base fabric for bags, tents, tarpaulins, canvases or civil engineering sheets.
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