JP2006152499A - ポリ乳酸加工糸とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 製編織して染色することにより、ソフト感と濃染性に優れた高質感を有し、かつ生分解性を有する布帛となるポリ乳酸加工糸とその製造方法並びに織編物を提供する。【解決手段】 ポリ乳酸マルチフィラメントからなる加工糸であって、前記加工糸の熱水収縮率が７％以下、捲縮率が２０％以下、かつ伸度が５０％以下であるポリ乳酸加工糸。この加工糸は、トルクは４０個／ｍ以上、１００個／ｍ以下であることが好ましく、また、流体による旋回と加熱処理によって得られたものであることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、製編織して染色することにより、ソフト感と濃染性に優れ、かつ生分解性を有する布帛となるポリ乳酸加工糸とその製造方法並びに織編物に関するものである。

従来、合成繊維マルチフィラメント、中でも特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた仮撚加工糸は汎用性の点から幅広く用いられてきた。

しかしながら、環境問題がクローズアップされるにつれ、石油由来の前記ＰＥＴに代わるものとして、植物由来で生分解性を有するポリ乳酸を用いることの要求が強まってきており、近年、ポリ乳酸を用いた様々な加工糸の提案がなされている。しかしながら、ポリ乳酸は融点が低く、ＰＥＴのように高温での熱処理が難しいため熱水収縮率が高くなり、結果として織編物の風合いが硬くなるという欠点を有している。

例えば、特許文献１には、融点が１３０℃以上の脂肪族ポリエステルからなり、仮撚加工が施され、沸騰水収縮率が６％以上、３０％以下であり、伸縮復元率（ＣＲ）が５％以上の脂肪族ポリエステル加工糸が提案されている。

この加工糸は、脂肪族ポリエステル糸に高収縮性と捲縮を付与することで、織編物のふくらみ、反発、ストレッチ性を向上させるものであるが、ポリ乳酸はＰＥＴと比べると風合いが硬い傾向にあり、高収縮させるとその傾向が助長されてしまうとともに、通常のスピンドル法やベルトニップ法、３軸フリクションといった摩擦仮撚法で捲縮を付与するため、断面変形や配向が進み、仮撚糸独特のガサツキ感やギラツキ感が生じてしまい、高質感の織編物を得るまでには到っていない。

また、特許文献２には、脂肪族ポリエステル繊維からなる仮撚糸であって、断面変化率が１．５以下であり、伸縮復元率が特定の式を満足し、さらに熱水収縮率が５〜１５％である光沢に優れた脂肪族ポリエステル仮撚糸が提案されている。

この仮撚糸は、断面変形が１．５以下と比較的小さいことにより、前記ギラツキ（グリッター）が改善されるものの、やはり３軸ツイスターやベルトニップツイスターを使用するため捲縮が高くなり、仮撚糸独特のガサツキ感を改善できず、高質感の織編物を得るには到っていない。

一方、特許文献３には、表面に凹凸形状もしくは微細孔を有するフィラメントで構成されたポリエステル捲縮加工糸であって，複屈折率（Δｎ） が70×10^-3〜 120×10^-3，伸度が20〜50％，捲縮率が20％以下であり，かつ，布帛の黒色染料による染色Ｌ値が11.5以下となる濃染性特殊加工糸が提案されている。

この加工糸は、表面に凹凸もしくは微細孔を有することで濃染性は得られるものの、伸度の高いＰＥＴ高配向未延伸糸を使用しているため生分解性ではなく、また伸度を低下させるため、旋回と加熱処理（以下、旋回加工と称することがある。）の後に延伸を行っている。このため、濃染性が低下し、表面に凹凸形状もしくは微細孔を有するフィラメントを使用したり、糸条の表面にループやたるみを付与して濃染性を向上させる必要があった。加えて、延伸により熱水収縮率が高くなってしまい、織編物の風合いが硬くなるという問題もあった。
特開２００２−１５５４３７号公報 特許第３４６３５９７号公報 特開平８−１００３６６号公報

本発明は、上記した従来の問題を解決し、製編織して染色することにより、ソフト感と濃染性に優れた高質感を有し、かつ生分解性を有する布帛となるポリ乳酸加工糸とその製造方法並びに織編物を提供することを技術的な課題とするものである。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリ乳酸マルチフィラメントに好ましくは旋回加工を行うことで、熱水収縮率と捲縮率を低くし、また好ましくはトルクを特定の範囲内とすることで、ソフト感と濃染性に優れた高質感を有し、かつ生分解性を有するポリ乳酸加工糸が得られることを知見して本発明に到達した。

すなわち、本発明は、次の構成を要旨とするものである。
（１）ポリ乳酸マルチフィラメントからなる加工糸であって、前記加工糸の熱水収縮率が７％以下、捲縮率が２０％以下、かつ伸度が５０％以下であることを特徴とするポリ乳酸加工糸。
（２）トルクが４０個／ｍ以上、１００個／ｍ以下である上記（１）記載のポリ乳酸加工糸。
（３）加工糸が流体による旋回と加熱処理によって得られたものである上記（１）又は（２）記載のポリ乳酸加工糸。
（４）ポリ乳酸マルチフィラメントを供給糸として、流体による旋回と加熱処理を行うことにより前記ポリ乳酸マルチフィラメントに仮撚加工を施し、熱水収縮率が７％以下で、捲縮率が２０％以下、かつ伸度が５０％以下の加工糸となすことを特徴とするポリ乳酸加工糸の製造方法。
（５）加工糸のトルクを４０個／ｍ以上、１００個／ｍ以下とする上記（４）記載のポリ乳酸加工糸の製造方法。
（６）上記（１）〜（３）のいずれかに記載のポリ乳酸加工糸を少なくとも一部に用いた織編物。
（７）染色Ｌ^＊値が１２．０以下である上記（６）記載の織編物。

本発明のポリ乳酸加工糸は、製編織して染色することにより、生分解性を有するとともに、ソフト感と濃染性に優れ、ガサツキのない上品なタッチ、及びマイルドで深みのある光沢感を有する高質感の織編物を得ることができる。

また、本発明の製造方法によれば、上記の利点を有するポリ乳酸加工糸を、安定して効率的に、かつ安価に製造することが可能となる。

以下、本発明について詳細に説明する。

まず、本発明のポリ乳酸加工糸を形成するポリ乳酸としては、ポリＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合体、Ｌ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、Ｄ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体との群から選ばれる重合体が挙げられる。

乳酸の単独重合体であるポリＬ−乳酸とポリＤ−乳酸の融点はそれぞれ約１８０℃であるが、乳酸系重合体として上記共重合体を用いる場合には、機械的強度、融点等を考慮して共重合体成分の共重合比を決定することが好ましい。例えば、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合体の場合には、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸とのいずれか一方が９０モル％以上１００モル％未満、他方が０モル％を超え、１０モル％以下の範囲にすることが好ましく、また、Ｌ−乳酸又はＤ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体の場合には、例えば上記乳酸を９０モル％以上１００モル％未満、共重合成分であるヒドロキシカルボン酸を０モル％を超え、１０モル％以下の範囲にすることが好ましい。

乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体におけるヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸等が挙げられる。これらの中でも、コストが安価である点から特にヒドロキシカプロン酸又はグリコール酸が好ましい。

本発明のポリ乳酸加工糸は、熱水収縮率が７％以下、捲縮率が２０％以下であることが必要である。また、熱水収縮率は０〜５％がより好ましく、捲縮率は１５％以下、特に０〜１０％が好ましい。熱水収縮率を低くすることで、染色等の後工程での収縮が少なくなり、風合いの硬化を抑制することに加え、捲縮率が低いことによる仮撚糸独特のガサツキ感、およびギラツキ感がないことと相俟って、従来のポリ乳酸仮撚糸に比べ、風合いがソフトでガサツキのない上品なタッチ、及びマイルドで深みのある光沢感が得られることにより、従来にはない高質感の織編物を得ることが可能となる。熱水収縮率が７％を超えると、染色等により織編物の風合いが粗硬となり、また、捲縮率が２０％を超えると、仮撚糸独特のガサツキ感、ギラツキ感が発現するため好ましくない。なお、熱水収縮率の下限は特に限定されるものではないが、０％未満、すなわち熱で伸長するようになると織編物がルーズになり、腰のないものとなってしまうため注意が必要である。

また、本発明のポリ乳酸加工糸の伸度は、５０％以下であることが必要であり、１５〜４０％がより好ましい。伸度が５０％を超えると、撚糸や製編織等の工程でポリ乳酸加工糸が伸ばされ、品位が低下するとともに、濃染性も低下してしまうので好ましくない。

さらに、加工糸のトルクは、４０個／ｍ以上、１００個／ｍ以下、特に５０〜８０個／ｍが好ましい。この範囲のトルクを有することで、染色等の後工程で熱が加わることによりポリ乳酸加工糸が捻れながら、かつばらついて収縮するため、織編物表面で光の乱反射が起こり、織編物に深みのある発色を付与することができるとともに、糸条に撚が掛かった状態になり、自然なドレープ性も生じるため、さらに高質感の織編物とすることができる。トルクが４０個／ｍ未満になると、捻れやばらつきが起こり難いため前記乱反射が起こり難く、深みのある発色を表現し難い上に、自然なドレープ性も生じ難いため、従来の原糸からなる織編物と大差ないものになる場合がある。また、逆にトルクが１００個／ｍを超えると、スナール等により取り扱いがやや困難となり、工程通過性が悪くなる場合がある。

さらに、本発明のポリ乳酸加工糸は、流体による旋回と加熱処理、すなわち流体による旋回加工によって得られたものであることが好ましい。流体による旋回加工は、糸条に低張力で仮撚を施すことが可能であり、断面変形や配向を抑えた加工糸が得られるため、前記ポリ乳酸加工糸の特徴を効果的に発現させることが可能となる。また、糸条の加撚、解撚点が仮撚ピンやディスク、ベルトのように固定されていないため、加撚、解撚の作用が均一でなく、前記ポリ乳酸加工糸にナチュラル感をも付与することができ、さらに高質感の織編物を得ることができる。

次に、本発明のポリ乳酸加工糸の製造方法について説明する。

本発明の製造方法は、ポリ乳酸マルチフィラメントを供給糸として、流体による旋回と加熱処理を行うことにより前記ポリ乳酸マルチフィラメントに仮撚加工を施し、熱水収縮率が７％以下で、捲縮率が２０％以下、かつ伸度が５０％以下の加工糸となすものである。

本発明で使用する流体は特に限定されるものではないが、汎用性や生産性から圧縮空気が好ましい。また、旋回処理は、加工性、取り扱いの点から旋回ノズルを用いるのが好ましく、その旋回能力が高いほど種々の条件に対応できるため有用である。しかしながら、その旋回数が高すぎると加撚による糸条の捩じり作用が強くなり、繊維内部の構造が変化して配向が進み、通常の仮撚糸に近くなって濃染性が得られず、また捲縮率が２０％を超えてガサツキ感やギラツキ感が生じるため、繊度の平方根と仮撚数との積で表される撚係数が２００００以下、より好ましくは３０００〜１７０００に設定することが望ましい。

本発明において、熱水収縮率が７％以下のポリ乳酸加工糸を得るには、旋回張力を０．０４〜０．０９ｇ／ｄｔｅｘの範囲内、より好ましくは０．０５〜０．０８ｇ／ｄｔｅｘの範囲内にすればよい。また、ヒータ温度は加工速度にもよるが、通常８０℃以上、より好ましくは９０〜１４０℃に設定すればよい。旋回張力が０．０４ｇ／ｄｔｅｘ未満になると、低張力により旋回が安定せず、加工糸の長手方向に斑が生じて織編物の品位を損なうことがある。また、０．０９ｇ／ｄｔｅｘを超えると、糸条に負荷が掛かって配向が進むとともに、通常の仮撚糸に近くなるため濃染性が得られず、またガサツキ感やギラツキ感が生じることがある。

また、伸度を５０％以下にするには、たとえば供給するポリ乳酸マルチフィラメントの伸度を１００％以下、好ましくは９０％以下、さらに好ましくは２０〜８０％としたり、後述の熱処理の際に、オーバーフィード率を小さくしたりすることにより達成することができる。

さらに、本発明においては、加工糸のトルクを４０個／ｍ以上、１００個／ｍ以下とするためには、旋回と加熱処理による仮撚加工を施した後、熱処理を行うことが好ましい。このとき、熱処理は定長もしくはオーバーフィード状態で行うことが好ましく、ヒータ温度は、旋回加工時の温度以上で行うことが好ましい。このような熱処理を行うことで、熱水収縮率とトルクを低減することができるが、オーバーフィード率が過度に大きくなると、加工糸の伸度が過度に大きくなって織編物の品位が低下するので、その上限は２０％程度が好ましい。また、延伸状態で熱処理すると熱水収縮率が大きくなるとともに、染色性も低下するため好ましくない。さらに、ヒータ温度は、高い方がセット性の点で良好であるが、融着に注意する必要がある。また、ヒータ温度が旋回加工時の温度未満になると、セットが不十分となりやすため好ましくない。

なお、供給するポリ乳酸マルチフィラメントとしては、延伸糸、高配向未延伸糸のいずれも用いることが可能であるが、高配向未延伸糸は配向が低く、濃染化しやすいため、この目的において好ましく用いられる。ただし、伸度が高すぎるとポリ乳酸加工糸の伸度を５０％以下にすることが困難となるため、高配向未延伸糸の伸度は５０〜１００％が好ましい。

次に、本発明の織編物は、前記ポリ乳酸加工糸を少なくとも一部に用いたものであり、その染色Ｌ^＊値としては、低ければ低いほど濃染効果を発現できて好ましいのであるが、具体的には１２．０以下であることが好ましく、１１．０以下であることがより好ましい。染色Ｌ^＊値が１２．０を超えると、本発明のポリ乳酸加工糸の濃染効果を布帛に発現させることができない。

織編物におけるポリ乳酸加工糸は、経糸と緯糸のうち少なくとも何れかの一部に用いればよく、使用比率は特に限定されるものではないが、本発明のポリ乳酸加工糸の特徴を外観、風合い、染色性等で有効に発現させるには３０質量％以上が好ましく、５０〜１００質量％がより好ましい。

次に、本発明のポリ乳酸加工糸の製造方法の一実施態様について図面を用いて説明する。

図１は、本発明のポリ乳酸加工糸の製造方法の一実施態様を示す概略工程図である。図１において、ポリ乳酸マルチフィラメントである供給糸１は、スプール２から引き出され、ガイド３を通り、フィードローラ４、第１ヒータ５、流体旋回ノズル６、第１デリベリローラ７の間で、旋回と加熱処理による仮撚加工が施される。

次いで、仮撚加工が施された糸条は、第１デリベリローラ７、第２ヒータ８、第２デリベリローラ９により熱処理されてポリ乳酸加工糸となり、パッケージ10に巻き取られる。

本発明のポリ乳酸加工糸は、熱水収縮率を低くすることで、染色等の後工程での収縮が少なくなり、風合いの硬化を抑制することに加えて、捲縮率が低いことによる仮撚糸独特のガサツキ感やギラツキ感がないことと相俟って、従来のポリ乳酸仮撚糸に比べ、風合いがソフトでガサツキのない上品なタッチ、及びマイルドで深みのある光沢感が得られ、従来にはない高質感の織編物を得ることが可能となる。

また、トルクを４０個／ｍ以上、１００個／ｍ以下にすれば、染色等の後工程で熱が加わることによりポリ乳酸加工糸が捻れながら、かつばらついて収縮するため、織編物表面で光の乱反射が起こり、織編物に深みのある発色を付与することができるとともに、糸条に撚が掛かった状態になり、自然なドレープ性も生じるため、さらに高質感の織編物とすることができる。

さらに、本発明のポリ乳酸加工糸の製造方法によれば、上記の利点を有するポリ乳酸加工糸を、安定して効率的に、かつ安価に製造することが可能となる。

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、実施例における各物性値は、次の方法により測定するものである。
（１）熱水収縮率（％）
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準拠して測定する。
（２）捲縮率（％）
検尺機で５回綛取りした糸条を二重にして、１／６８０３（ｃＮ／ｄｔｅｘ）（１／６０００（ｇ／ｄ）に相当）の荷重下でスタンドに吊り、３０分間放置した後、この状態を維持したまま沸騰水中に入れ、３０分間放置する。その後、３０分間風乾して、１／５６７（ｃＮ／ｄｔｅｘ）（１／５００（ｇ／ｄ）に相当）の荷重を掛けて長さ（ａ）を測定する。次に、荷重を外し、１／２３（ｃＮ／ｄｔｅｘ）（１／２０（ｇ／ｄ）に相当）の荷重を掛けてその長さ（ｂ）を測定し、次式により捲縮率を求める。
捲縮率（％）＝｛（ｂ−ａ）／ｂ｝×１００
（３）伸度（％）
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準拠して測定する。
（４）トルク（個／ｍ）
試料をＵ字状に吊り下げて、その両上端にそれぞれの１／３４（ｃＮ／ｄｔｅｘ）（１／３０（ｇ／ｄ）に相当）の荷重を掛けて固定した後、Ｕ字状をした試料の下端に１／３４０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）（１／３００（ｇ／ｄ）に相当）の荷重を掛け、試料が旋回を停止した時の１ｍ当たりの撚数で表示する。

（５）染色Ｌ^＊値
織物について、下記の染色処方で染色を行う。
・精練
精練剤：サンモールFL（日華化学社製） １g/ｌ
温度×時間：70℃×20分
・染色
分散染料：Cibacet Black EL-FGL（チバスペシヤルテイケミカルズ社製）15％o.m.f.
助剤：ニッカサンソルトSN-130（日華化学社製） 0.5g/ｌ
酢酸：0.2ml/l
温度×時間：110℃×30分
浴比：1:50
・還元洗浄
還元洗浄剤：ソーダ゛灰 5g/ｌ
ハイドロサルフアイト 1g/ｌ
サンモールFL 1g/ｌ
温度×時間：70℃×20分
上記の染色処方で染色した織物を、マクベス社製ＭＳ−２０２０型分光光度計でその反射率を測定し、ＣＩＥ Ｌａｂの色差式から濃度指標を求めた値が染色Ｌ^＊値であり、その値が小さいほど深みのある色となる。

（６）織物のソフト感、ガサツキ感、ギラツキ感
織物技術者と染色技術者からなるパネラー10人を選定し、目視、感触での官能検査によって、それぞれ次の２段階評価を行う。
ソフト感 ○：あり ×：なし
ガサツキ感とギラツキ感 ○：なし ×：あり

（実施例１、２）
Ｌ−乳酸を主成分とする数平均分子量が１４０，０００のポリ乳酸（Ｌ−乳酸単位：９８．２モル％、Ｄ−乳酸単位：１．８モル％）を、２軸エクストルーダーを用い、温度２０５〜２２５℃で約１０分間溶融混練した後、水中にストランド状に押し出しカッティングすることによりチップを作製した。
次に、このチップを用いて紡糸温度２２０℃、紡糸速度３０００ｍ／分で溶融紡糸し、１１０デシテックス３６フィラメントのポリ乳酸高配向未延伸糸（伸度７３．６％）を得た。
この糸条を供給糸とし、図１に示す工程に従い、表１の条件で加工して１００デシテックス３６フィラメントのポリ乳酸加工糸を得た。
得られたポリ乳酸加工糸を経糸と緯糸に用いて、ウォータージェットルームで経糸密度９０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度８０本／２．５４ｃｍで平織物を製織し、前記処方により染色し、仕上げ加工を行った。

加工条件及び得られたポリ乳酸加工糸と織物の評価結果を併せて表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１及び実施例２で得られた織物は、ギラツキ感、ガサツキ感とも感じられず、非常にソフトでドレープ性があり、従来のポリ乳酸仮撚糸使いの織物とは全く異なる高質感のものであった。特に、実施例２で得られた加工糸は、トルクも少なく、非常に扱いやすいものであった。また、染色Ｌ^＊値はそれぞれ９．９と９．８であり、濃染性にも優れたものであった。

（実施例３、４）
実施例１で得られたポリ乳酸高配向未延伸糸を延伸して、８４デシテックス３６フィラメント（伸度２９．８％）のポリ乳酸延伸糸を得た。
次いで、これを供給糸として、図１に示す工程に従い、表１の条件にて加工して、９０デシテックス３６フィラメントのポリ乳酸加工糸を得た。
得られたポリ乳酸加工糸を経糸と緯糸に用いて、ウォータージェットルームで経糸密度９４本／２．５４ｃｍ、緯糸密度８４本／２．５４ｃｍで平織物を製織し、実施例１と同様に染色し、仕上げ加工を行った。

表１から明らかなように、実施例３及び実施例４で得られた織物は、ギラツキ感、ガサツキ感とも感じられず、非常にソフトでドレープ性があり、従来のポリ乳酸仮撚糸使いの織物とは全く異なる高質感のものであった。特に、実施例４で得られた加工糸は、トルクも少なく、非常に扱いやすいものであった。また、染色Ｌ^＊値はそれぞれ１０．６と１０．５であり、濃染性にも優れたものであった。

（比較例１）
実施例１で得られた１１０デシテックス３６フィラメントのポリ乳酸高配向未延伸糸を供給糸として、図１の旋回ノズル６の代わりにスピンドルピンタイプの施撚装置を用いて、表１の条件にて仮撚加工を行い、８８デシテックス３６フィラメントの加工糸を得た。なお、この方法では、加工張力を低くすると糸切れが発生したため、糸切れが生じない最低限の張力にて加工を行った。
得られた比較用の加工糸を経糸と緯糸に用いて、ウォータージェットルームで経糸密度９６本／２．５４ｃｍ、緯糸密度８５本／２．５４ｃｍで平織物を製織し、実施例１と同様に染色し、仕上げ加工を行った。

表１から明らかなように、得られた織物は、嵩高性とストレッチ性は有するものの、ガサツキ感やギラツキ感があり、また熱水収縮率が高いことも相俟って、風合いが硬く、高質感の織物ではなかった。さらに、染色Ｌ^＊値は１３．６であり、染色性にも劣るものであった。

本発明のポリ乳酸加工糸の製造方法の一実施態様を示す概略工程図である。

符号の説明

１ 供給糸
２ スプール
３ ガイド
４ フィードローラ
５ 第１ヒータ
６ 流体旋回ノズル
７ 第１デリベリローラ
８ 第２ヒータ
９ 第２デリベリローラ
10 パッケージ

Claims (7)

1. ポリ乳酸マルチフィラメントからなる加工糸であって、前記加工糸の熱水収縮率が７％以下、捲縮率が２０％以下、かつ伸度が５０％以下であることを特徴とするポリ乳酸加工糸。
2. トルクが４０個／ｍ以上、１００個／ｍ以下である請求項１記載のポリ乳酸加工糸。
3. 加工糸が流体による旋回と加熱処理によって得られたものである請求項１又は２記載のポリ乳酸加工糸。
4. ポリ乳酸マルチフィラメントを供給糸として、流体による旋回と加熱処理を行うことにより前記ポリ乳酸マルチフィラメントに仮撚加工を施し、熱水収縮率が７％以下で、捲縮率が２０％以下、かつ伸度が５０％以下の加工糸となすことを特徴とするポリ乳酸加工糸の製造方法。
5. 加工糸のトルクを４０個／ｍ以上、１００個／ｍ以下とする請求項４記載のポリ乳酸加工糸の製造方法。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載のポリ乳酸加工糸を少なくとも一部に用いた織編物。
7. 染色Ｌ^＊値が１２．０以下である請求項６記載の織編物。