JP2006193854A - Biodegradable polyester fiber - Google Patents

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正夫 内田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biodegradable polyester fiber hardly causing fluff at spinning (drawing) of the biodegradable polyester fiber, and exhibiting excellent stability when undergoing the processes of drawing or later. <P>SOLUTION: The biodegradable polyester fiber has 0.2-2.0 wt.% oil attached thereto. The oil contains 50-80 wt.% aliphatic ester compound, 1-10 wt.% reaction product of an alkylene oxide adduct of a glyceride having one or more hydroxy groups in the molecule with a dibasic acid component, and 1-10 wt.% partial phosphoric acid ester salt of an alkylene oxide adduct, and provides 0.2-0.35 coefficient of fiber-metal static friction, and 0.2-0.35 coefficient of fiber-fiber static friction. Preferably, the coefficient of fiber-metal dynamic friction is 0.25-0.4, and the biodegradable polyester is an aliphatic polyester. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は生分解性ポリエステルに関し、さらに詳しくは、製撚、織、編工程などの中間工程通過性に優れた生分解性ポリエステルに関するものである。   The present invention relates to a biodegradable polyester, and more particularly to a biodegradable polyester excellent in passage through intermediate processes such as twisting, weaving and knitting processes.

石油から誘導されるポリエステル等の合成繊維は他の素材に比べ強度、コスト、および生産性の点で優れており今や社会において必要不可欠な素材となっている。しかしながら一方で文明社会の功罪とも言える地球規模での環境問題がクロ−ズアップされるようになり、合成繊維の上記特徴を維持しながら、かつ、綿や絹のように自然環境で微生物により分解、無害化される生分解性ポリマ−の開発が強く望まれてきた。特に欧米では、有機系廃棄物の処理方法として焼却に代わりコンポストによる発酵分解が主流となりつつあり、今後汎用合成繊維にもコンポストレベルでの生分解性が要求されるようになると考えられる。そのような素材として、構成原子として酸素、水素、炭素からなり、分解して水と二酸化炭素のみを生成する脂肪族ポリエステルは潜在的に低環境負荷型の生分解性を有していることが知られている。特に微生物産生のポリ−ヒドロキシ酪酸エステルや合成高分子系のポリ−ε−カプロラクトン、ポリエチレンアジペ−ト、ポリグリコ−ル酸及びポリ−L−乳酸は代表的な生分解性ポリエステルとして多くが開発、商品化されている。しかし、これらの多くの生分解性ポリエステル繊維の糸強度は芳香族ポリエステル繊維の約半分以下しかなく、実用には不向きであったが、最近、高融点のポリマーが開発され、糸強度は芳香族ポリエステル繊維並みに近いものも得られるようになり、産業資材用途への適用でさえ可能になってきた。   Synthetic fibers such as polyester derived from petroleum are superior to other materials in terms of strength, cost, and productivity, and are now indispensable materials in society. However, on the other hand, environmental problems on a global scale that can be said to be the merit and merits of civilized society have been closed up, and while maintaining the above characteristics of synthetic fibers, they are decomposed by microorganisms in natural environments such as cotton and silk. Development of biodegradable polymers that are rendered harmless has been strongly desired. Particularly in Europe and the United States, fermentative decomposition by compost instead of incineration is becoming the mainstream as a method of treating organic waste, and it is considered that biodegradability at the compost level will be required for general-purpose synthetic fibers in the future. As such materials, aliphatic polyesters that consist of oxygen, hydrogen, and carbon as constituent atoms and decompose to produce only water and carbon dioxide have potentially low environmental impact biodegradability. Are known. In particular, microbially produced poly-hydroxybutyric acid esters and synthetic polymer poly-ε-caprolactone, polyethylene adipate, polyglycolic acid and poly-L-lactic acid have been developed as representative biodegradable polyesters. It has been commercialized. However, the yarn strength of many of these biodegradable polyester fibers is less than about half that of aromatic polyester fibers, which is unsuitable for practical use. Recently, high melting point polymers have been developed, and the yarn strength is aromatic. Nearly the same level as polyester fiber has been obtained, and even application to industrial materials has become possible.

しかし、生分解性ポリエステルは、製撚、織、編工程等を通過する際、ポリエチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステルに比べて毛羽や断糸の発生が多く、該工程の通過性が不良に成り易い。この原因の一つとしては、生分解性ポリエステルは一般に融点が低いためプレートやガイド類との摩擦が高く成り易いことが考えられる。更に、紡糸の際に付与される油剤が浸透し易くポリマー膨潤による強度低下による毛羽や断糸を誘発し易いこと等が考えられる。   However, when biodegradable polyester passes through the twisting, weaving, knitting process, etc., it generates more fuzz and yarn than aromatic polyester such as polyethylene terephthalate, and the passability of the process tends to be poor. . As one of the causes, it is considered that the biodegradable polyester generally has a low melting point and thus tends to have high friction with the plate and guides. Furthermore, it is conceivable that the oil agent applied during spinning is likely to penetrate, and it is easy to induce fuzz and yarn breakage due to a decrease in strength due to polymer swelling.

これら生分解性ポリエステルの問題に対し、例えば特許文献1には平滑剤としてエステルやエーテルエステルをベースにした油剤を用い、かつ繊維と金属との動摩擦係数を適正の範囲に設定することで、延伸工程での工程通過性の改善が図られている。更に特許文献2には鉱物油及び又はエステルをベース成分にした油剤を用い繊維と金属との動摩擦係数と繊維と繊維との動摩擦係数を適正化することで、延伸から仮撚、製織工程等での糸切れや毛羽抑制の改善が図られている。   For the problem of these biodegradable polyesters, for example, Patent Document 1 uses an oil agent based on an ester or an ether ester as a smoothing agent, and sets the dynamic friction coefficient between the fiber and the metal within an appropriate range. Improvement of process passability in the process is achieved. Furthermore, Patent Document 2 uses an oil agent based on mineral oil and / or ester to optimize the dynamic friction coefficient between the fiber and the metal and the dynamic friction coefficient between the fiber and the fiber. The improvement of yarn breakage and fluff suppression is attempted.

しかし、繊維と金属、あるいは繊維と繊維間の動摩擦を適正にしても、さらに延伸速度が高速になったり、熱セット温度が高くなるなど、中間工程の条件が厳しくなるに従い、毛羽が多発し、繊維の工程通過性が不良となるばかりでなく、最終製品となる織物などの品位を低下させるという問題があった。   However, even if the dynamic friction between the fiber and the metal or the fiber and the fiber is made appropriate, the stretching speed becomes higher, the heat setting temperature becomes higher, etc. There is a problem that not only the processability of the fibers becomes poor, but also the quality of the woven fabric that is the final product is lowered.

特開2003−20567号公報JP 2003-20567 A 特開2004−27374号公報JP 2004-27374 A

本発明は上記のような問題点に着目してなされたものであり、その目的は、生分解性ポリエステル繊維の製糸時(延伸時)の毛羽発生が少なく、延伸以降の工程通過安定性が優れた生分解性ポリエステル繊維を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the problems as described above, and the purpose thereof is less generation of fluff during the production of the biodegradable polyester fiber (during stretching), and excellent process-passing stability after stretching. Another object is to provide a biodegradable polyester fiber.

本発明の生分解性ポリエステル繊維は、油剤を0.2〜2.0重量%付着した生分解性ポリエステル繊維であって、該油剤が下記(a)〜(c)の各成分を(a)成分を50〜80重量%、(b)成分を1〜10重量%、(c)成分を1〜10重量%含有し、かつ繊維−金属静摩擦係数が0.2〜0.35、繊維−繊維静摩擦係数が0.2〜0.35であることを特徴とする。
(a)脂肪族エステル化合物
(b)分子内に一個以上の水酸基を有するグリセライドのアルキレンオキサイド付加物と二塩基酸成分との反応生成物
(c)アルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩。
The biodegradable polyester fiber of the present invention is a biodegradable polyester fiber to which an oil agent is attached in an amount of 0.2 to 2.0% by weight, and the oil agent comprises the following components (a) to (c) (a). 50 to 80% by weight of component, 1 to 10% by weight of component (b), 1 to 10% by weight of component (c), and a fiber-metal static friction coefficient of 0.2 to 0.35, fiber-fiber The static friction coefficient is 0.2 to 0.35.
(A) Aliphatic ester compound (b) Reaction product of alkylene oxide adduct of glyceride having one or more hydroxyl groups in the molecule and a dibasic acid component (c) Partial phosphate ester salt of alkylene oxide adduct.

さらには、繊維−金属動摩擦係数が0.25〜0.4であることや、生分解性ポリエステルが脂肪族ポリエステルであることが好ましい。   Furthermore, the fiber-metal dynamic friction coefficient is preferably 0.25 to 0.4, and the biodegradable polyester is preferably an aliphatic polyester.

本発明によれば、製糸時(延伸時)の毛羽発生が少なく、延伸以降の工程通過安定性が優れた生分解性ポリエステル繊維が提供される。   According to the present invention, there is provided a biodegradable polyester fiber that is less likely to generate fluff during yarn production (during stretching) and has excellent process passage stability after stretching.

本発明の生分解性ポリエステル繊維とは、土中での発酵分解が可能なポリエステル系の繊維であれば特に制限は無いが、より具体的には例えば、ポリヒドロキシブチレート、ポリグリコール酸、ポリ乳酸などのポリヒドロキシアルキレート(PHA)、ポリカプロラクトン、ポリピバロラクトンなどのポリラクトン(PL)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリエチレンサクシネート(PES)及びポリブチレンサクシネートとポリエチレンサクシネートの共重合体、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキサンアジペート、ポリデカンアジペート、ポリエチレンセバケート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサンセバケート、ポリデカンセバケートなど脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸から得られるポリアルキレンアルキレート(PAA)等のポリエステル重合原料に由来する成分が70重量%以上のポリエステルのブロック及び/またはランダム共重合体、及び該ポリエステル成分の他に、例えば芳香族ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリオルガノシロキサン等を30重量%以下のブロックまたはランダム共重合したもの及び/またはそれらを混合したもの等が挙げられる。さらには生分解性ポリエステル繊維が脂肪族ポリエステルであることや、ポリ乳酸系繊維であることが好ましい。   The biodegradable polyester fiber of the present invention is not particularly limited as long as it is a polyester fiber that can be fermented and decomposed in soil, but more specifically, for example, polyhydroxybutyrate, polyglycolic acid, Polyhydroxyalkylates (PHA) such as lactic acid, polylactones (PL) such as polycaprolactone and polypivalolactone, polybutylene succinate (PBS), polyethylene succinate (PES) and polybutylene succinate and polyethylene succinate Polymers, polyethylene adipate, polybutylene adipate, polyhexane adipate, polydecane adipate, polyethylene sebacate, polybutylene sebacate, polyhexane sebacate, polydecane sebacate, and the like obtained from aliphatic diols and aliphatic dicarboxylic acids In addition to the polyester block and / or random copolymer having a component derived from a polyester polymerization raw material such as alkylene alkylate (PAA) of 70% by weight or more, and the polyester component, for example, aromatic polyester, polyether, polycarbonate, Examples include polyamides, polyurethanes, polyorganosiloxanes and the like that are 30% by weight or less of block or random copolymerization and / or mixtures thereof. Furthermore, the biodegradable polyester fiber is preferably an aliphatic polyester or a polylactic acid fiber.

またアルカリ減量速度を調節したりポリマー界面の接着性を改善したりするために上記成分以外に少量の第3成分を共重合してもよい。第3成分としては例えば5−金属スルホイソフタル酸、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、アルキレンオキサイドブロックを有するグリシジルエーテルなどを使用することができる。   In addition to the above components, a small amount of a third component may be copolymerized in order to adjust the alkali weight loss rate or improve the adhesion at the polymer interface. As the third component, for example, 5-metal sulfoisophthalic acid, polyethylene glycol, polypropylene glycol, pentaerythritol, glycidyl ether having an alkylene oxide block, or the like can be used.

本発明において、上記のような生分解性重合体の融点は、耐熱性の観点から120℃以上であることが好ましく、より好ましくは150℃以上である。更に好ましくは200℃以上である。   In the present invention, the melting point of the biodegradable polymer as described above is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, from the viewpoint of heat resistance. More preferably, it is 200 degreeC or more.

本発明は、このような生分解性繊維に油剤を0.2〜2.0重量%付着した繊維であり、該油剤が脂肪族エステル化合物である(a)成分を50〜80重量%、分子内に一個以上の水酸基を有するグリセライドのアルキレンオキサイド付加物と二塩基酸成分との反応生成物である(b)成分を1〜10重量%、アルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩である(c)成分を1〜10重量%であることを必須とする。   The present invention is a fiber obtained by adhering 0.2 to 2.0% by weight of an oil agent to such a biodegradable fiber, and the oil agent is an aliphatic ester compound (a) component 50 to 80% by weight, molecule 1 to 10% by weight of the component (b), which is a reaction product of an alkylene oxide adduct of glyceride having one or more hydroxyl groups therein and a dibasic acid component, is a partial phosphate ester salt of an alkylene oxide adduct ( c) It is essential that the component is 1 to 10% by weight.

このような油剤を例えば紡糸時に付与することにより、製糸から製織、製編工程までの工程で毛羽や断糸が極めて少なく優れた工程通過性を得ることができる。   By applying such an oil agent, for example, at the time of spinning, it is possible to obtain excellent process passability with very little fuzz and yarn breakage in the processes from spinning to weaving and knitting.

さらに各油剤成分について説明すると(a)成分である脂肪族エステル化合物としては、脂肪酸モノアルキルエステル、脂肪族ジカルボン酸ジアルキルエステル、脂肪族多価アルコールのモノもしくは多脂肪酸エステル等の化合物をいい、分子量250〜550の範囲のものが好ましい。該エステルの分子量が250未満の場合には、熱により揮散されやすいため得られる生分解性繊維の平滑性が低下していく傾向にある。一方、550を越える場合には、得られる生分解性繊維の平滑性が不十分となるので好ましくない。好ましく用いられる脂肪族エステルとしては、例えば脂肪酸モノアルキルエステルとしては、オクチルオクタノエート、オクチルステアレート、イソトリデシルラウレート、イソトリデシルオレート、ラウリルオレートなどがあげられ、脂肪族ジカルボン酸ジアルキルエステルとしては、ジイソオクチルアジペートなどがあげられ、脂肪族多価アルコールのモノもしくは多脂肪酸エステルとしては、トリメチロールプロパントリオクタネートなどがあげられるが、なかでも、脂肪酸モノアルキルエステルが好ましい。このような(a)成分を用いることにより、摩擦抵抗を小さくし擦過による毛羽の発生を抑制することが可能になる。   Further, each oil agent component will be described. As the aliphatic ester compound (a) component, compounds such as fatty acid monoalkyl esters, aliphatic dicarboxylic acid dialkyl esters, mono- or multi-fatty acid esters of aliphatic polyhydric alcohols, and the like, molecular weight The thing of the range of 250-550 is preferable. When the molecular weight of the ester is less than 250, the smoothness of the biodegradable fiber obtained tends to decrease because it is easily volatilized by heat. On the other hand, if it exceeds 550, the smoothness of the resulting biodegradable fiber becomes insufficient, such being undesirable. Examples of preferably used aliphatic esters include fatty acid monoalkyl esters such as octyl octanoate, octyl stearate, isotridecyl laurate, isotridecyl oleate, lauryl oleate, and the like, and aliphatic dicarboxylic acid dialkyl esters. Examples thereof include diisooctyl adipate, and examples of mono- or multi-fatty acid esters of aliphatic polyhydric alcohols include trimethylolpropane trioctanoate. Of these, fatty acid monoalkyl esters are preferred. By using such component (a), it is possible to reduce the frictional resistance and suppress the generation of fluff due to scratching.

次に(b)成分である反応生成物は、分子内に一個以上の水酸基を有するグリセライドのアルキレンオキサイド付加物と二塩基酸成分との反応生成物であり、必要に応じてさらに二塩基酸成分に加えて一塩基酸成分を反応させたエステル化合物である。ここで分子内に1個以上の水酸基を有するグリセライドとしては、特にトリグリセライドが好ましく、例えば、リシノール酸、1,2−ヒドロキシステアリン酸等のトリグリセライド、代表例としてヒマシ油を挙げることができる。かかるトリグリセライドに付加するアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドを挙げることができ、特にエチレンオキサイドが好ましい。アルキレンオキサイドの付加モル数は、5〜50モル好ましくは、10〜30モルである。アルキレンオキシドの付加方法は常法でよく、2種以上を付加させる場合には、ランダムで付加してもブロックで付加してもよい。   Next, the reaction product as component (b) is a reaction product of an alkylene oxide adduct of glyceride having one or more hydroxyl groups in the molecule and a dibasic acid component, and if necessary, a dibasic acid component. And an ester compound obtained by reacting a monobasic acid component. Here, as the glyceride having one or more hydroxyl groups in the molecule, triglyceride is particularly preferable, and examples thereof include triglycerides such as ricinoleic acid and 1,2-hydroxystearic acid, and typical examples thereof include castor oil. Examples of the alkylene oxide added to the triglyceride include ethylene oxide, propylene oxide, and butylene oxide, and ethylene oxide is particularly preferable. The added mole number of alkylene oxide is 5 to 50 moles, preferably 10 to 30 moles. The addition method of alkylene oxide may be a conventional method, and when two or more types are added, they may be added randomly or in blocks.

次に上記アルキレンオキサイド付加物と反応させる二塩基酸成分としては、マレイン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、チオジプロピオン酸等を挙げることができる。また、必要に応じて末端封鎖剤として併用される一塩基酸成分としては、オレイン酸、ステアリン酸、ベヘン酸等の高級脂肪酸が好ましい例として挙げることができる。上述の成分からなる反応生成物の分子量は3500〜7000程度が好ましく、あまりに低いと油剤の油膜強化効果が低下し、一方あまりにも高いと粘度が高まり取り扱いにくくなるばかりでなく糸の走行摩擦が高くなって、製糸、製織時に毛羽を発生し易い傾向にある。   Next, examples of the dibasic acid component to be reacted with the alkylene oxide adduct include maleic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, and thiodipropionic acid. Moreover, as a monobasic acid component used together as a terminal blocker as needed, higher fatty acids, such as an oleic acid, a stearic acid, and behenic acid, can be mentioned as a preferable example. The molecular weight of the reaction product composed of the above-mentioned components is preferably about 3500 to 7000, and if it is too low, the oil film strengthening effect of the oil will be reduced, while if it is too high, not only will the viscosity increase and handling becomes difficult, but also the running friction of the yarn will be high. Thus, there is a tendency that fluff is likely to occur during yarn production and weaving.

本発明においては、かかる(b)成分の反応生成物の油剤中の含有量を1〜10重量%、好ましくは3〜8重量%とする必要がある。含有量が1重量%未満の場合には油膜強化効果が不充分となり、製糸、製織時、繊維と繊維とが高接圧下で擦過される場合の摩擦が大きくなって単糸切れが多発するので好ましくない。一方、10重量%を越える場合には繊維と繊維の静摩擦が低減しすぎて、パッケージ巻姿が不安定となって解舒性が悪化するだけでなく、油剤粘度が高くなって糸の走行摩擦が大きくなり糸切れ、単糸切れ等のトラブルが多発するようになるので好ましくない。本発明ではこのような(b)成分を用いることにより、繊維−繊維静摩擦係数を下げて撚糸や製織時、糸同士の擦過による毛羽発生を防止することができる。   In the present invention, the content of the reaction product of component (b) in the oil must be 1 to 10% by weight, preferably 3 to 8% by weight. When the content is less than 1% by weight, the effect of reinforcing the oil film becomes insufficient, and during yarn production and weaving, the friction between fibers and fibers when they are scratched under high contact pressure increases and single yarn breakage occurs frequently. It is not preferable. On the other hand, if the amount exceeds 10% by weight, the static friction between the fibers is excessively reduced, the package winding shape becomes unstable and the unwinding property is deteriorated. Becomes larger and troubles such as thread breakage and single thread breakage occur frequently. In the present invention, by using such a component (b), it is possible to reduce the fiber-fiber static friction coefficient and prevent the generation of fluff due to abrasion between yarns during twisting or weaving.

次に(c)成分であるアルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩について説明する。
(c)成分は、例えばアルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加し、末端をリン酸エステル化しアルカリで中和し塩にしたものである。アルコールとして炭素数8〜18のカプリリルアルコール、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール或いはこれらの分岐アルコールが挙げられる。好ましくはシリコーンや鉱物油と相溶性が良好な分岐アルコールである。これらのアルコールにエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドを1〜10モル付加したものが好ましく、付加モル数としてさらに好ましくはシリコーンや鉱物油と相溶性が良好な2〜8モルである。中和するアルカリとしてはアルカリ金属やアミンが挙げられる。アルカリ金属としてはナトリウム、カリウム、リチウムなどが挙げられる。アミンとしては2級及び3級アミンで、2級アミンとしては例えば、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミンなどが挙げられる。3級アミンとしては例えばトリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミンなどが挙げられる。このなかで好ましくはアミン塩である。アミン塩は繊維−金属静摩擦係数を低くすることが可能でしかも非水系で使用した場合でも油剤の相溶性が良好で均一な油剤を得ることが可能である。
Next, the partial phosphate ester salt of the alkylene oxide adduct as the component (c) will be described.
The component (c) is obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to alcohol, converting the terminal to phosphoric ester, neutralizing with alkali, and forming a salt. Examples of the alcohol include caprylyl alcohol having 8 to 18 carbon atoms, capryl alcohol, lauryl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, oleyl alcohol, and branched alcohols thereof. A branched alcohol having good compatibility with silicone and mineral oil is preferable. Those obtained by adding 1 to 10 moles of ethylene oxide and / or propylene oxide to these alcohols are preferred, and the number of moles added is more preferably 2 to 8 moles having good compatibility with silicone and mineral oil. Examples of the alkali to be neutralized include alkali metals and amines. Examples of the alkali metal include sodium, potassium, and lithium. Examples of the amine include secondary and tertiary amines, and examples of the secondary amine include diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, and dioctylamine. Examples of the tertiary amine include triethylamine, tripropylamine, tributylamine, and trioctylamine. Of these, amine salts are preferred. The amine salt can reduce the fiber-metal static friction coefficient, and even when used in a non-aqueous system, it is possible to obtain a uniform oil agent with good compatibility of the oil agent.

これら(c)成分のアルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩は油剤に対して含有比率は1〜10重量%である。含有比率が1重量%未満では対金属と糸との油膜強度が劣り毛羽になりやすく又含有比率が10重量%を越えると平滑性の低下による毛羽発生の防止が困難となる。このような(c)成分を用いることにより、繊維−金属静摩擦係数を下げて、製糸時(延伸時)の毛羽発生を抑制することが可能になる。理由は明確ではないが、延伸ローラーに本発明の(c)成分であるアルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩が吸着し、ローラーと走行糸の摩擦が低下し繊維上の油剤層が破壊されず糸が保護されるためと推定される。   The content ratio of the partial phosphate ester salt of the alkylene oxide adduct as the component (c) is 1 to 10% by weight based on the oil. If the content ratio is less than 1% by weight, the oil film strength between the metal and the yarn is inferior and tends to become fluff, and if the content ratio exceeds 10% by weight, it becomes difficult to prevent the occurrence of fluff due to reduced smoothness. By using such a component (c), it is possible to reduce the fiber-metal static friction coefficient and suppress the occurrence of fluff during yarn production (during stretching). The reason is not clear, but the partial phosphate ester salt of the alkylene oxide adduct that is the component (c) of the present invention is adsorbed to the drawing roller, the friction between the roller and the running yarn is reduced, and the oil agent layer on the fiber is destroyed. It is estimated that the yarn is protected.

本発明の生分解性ポリエステル繊維は、以上説明した(a)〜(c)の必須成分を含有する油剤が付与された生分解性繊維でかつ、繊維−金属静摩擦係数が0.2〜0.35の範囲にすることが重要である。生分解性繊維はポリエステル繊維に比べて一般的に強度が低く、延伸時に糸導のガイドやローラー等との摩擦によって毛羽や断糸が発生しやすく付与する油剤の平滑性(繊維−金属動摩擦係数)を低くすることが重要であるが、例え平滑性が良好でも、繊維−金属静摩擦係数が高いと延伸性が不良となり、毛羽を抑えることは困難である。我々の研究によれば理由は明確ではないが、繊維−金属静摩擦係数を0.2〜0.35の範囲にすることで、毛羽が大幅に改善できることが判明した。主に(c)成分を用いることでこの静摩擦係数を下げることができる。   The biodegradable polyester fiber of the present invention is a biodegradable fiber to which an oil containing the essential components (a) to (c) described above is applied, and has a fiber-metal static friction coefficient of 0.2 to 0.00. It is important to make the range 35. Biodegradable fibers are generally lower in strength than polyester fibers, and the smoothness of the oil agent (fiber-metal dynamic friction coefficient) that imparts fluff and yarn breakage easily due to friction with guides and rollers during yarn drawing. ) Is important, but even if the smoothness is good, if the fiber-metal static friction coefficient is high, the stretchability becomes poor and it is difficult to suppress fluff. Although the reason is not clear according to our research, it has been found that fluff can be significantly improved by setting the fiber-metal static friction coefficient in the range of 0.2 to 0.35. This static friction coefficient can be lowered mainly by using the component (c).

更に本発明では、繊維−繊維静摩擦係数が0.2〜0.35の範囲にすることが必須である。このような範囲とすることにより繊維間の油膜が強化されて撚糸時や製織時、繊維と繊維とが高接圧下で擦過される条件化でも単糸切れの発生が防止され毛羽が発生しにくく工程通過性が良好となる。この繊維−繊維静摩擦係数は、主に(b)成分を用いることで下げることができる。
また、繊維−金属動摩擦係数は0.25〜0.4の範囲であることが好ましい。
Furthermore, in the present invention, it is essential that the fiber-fiber static friction coefficient is in the range of 0.2 to 0.35. By making such a range, the oil film between the fibers is reinforced, and during yarn twisting and weaving, the occurrence of single yarn breakage is prevented even under conditions where the fibers are scratched under high contact pressure, and fluff is less likely to occur Good process passability. This fiber-fiber static friction coefficient can be lowered mainly by using the component (b).
The fiber-metal dynamic friction coefficient is preferably in the range of 0.25 to 0.4.

本発明で用いられる油剤は、上記の(a)〜(c)の成分を主要成分とするものであるが、必要に応じて他の成分、例えば、エステルや非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、酸化防止剤、相溶化剤、安定性向上剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加してもよい。   The oil agent used in the present invention comprises the above components (a) to (c) as main components, but other components such as esters, nonionic surfactants, anionics as necessary. Surfactants, antioxidants, compatibilizers, and stability improvers may be added as long as the object of the present invention is not impaired.

このような油剤を生分解性繊維に付着せしめるには、水に乳化させたエマルジョンを用いてもよいし、原液をそのまま用いてもよく、任意の方法を採用することができる。なかでも、原液をそのまま用いる(ストレート型処理)方法は、通常併用される乳化剤が生分解性繊維を膨潤させやすくスカムを発生しやすいのに対して、この乳化剤を併用する必要がなくなるといった利点があり好ましい。   In order to attach such an oil agent to the biodegradable fiber, an emulsion emulsified in water may be used, or the stock solution may be used as it is, and any method can be adopted. Among them, the method of using the undiluted solution as it is (straight type treatment) has an advantage that the emulsifier usually used in combination easily swells the biodegradable fiber and easily generates scum, but there is no need to use this emulsifier. It is preferable.

油剤の生分解性繊維への付与は、通常一般に公知の任意の手段を採用することができるが、なかでも糸に与える抵抗を少なくするオイリングノズルを介して計量された量を付与する方法がより好ましい方法である。   Generally, any generally known means can be used to apply the oil agent to the biodegradable fiber. Among them, a method of applying a measured amount through an oiling nozzle that reduces resistance to the yarn is more preferable. This is the preferred method.

油剤の生分解性繊維への付着量は、繊維に対して有効成分として0.2〜2.0重量%が必要である。付着量が0.3重量%未満の場合には平滑性及び制電性が不十分となって毛羽や断糸、スカム発生などのトラブルを惹き起こす。一方、3.0重量%を超えても毛羽や断糸、スカム発生の抑制効果の向上は少なく、逆に過剰の油剤が糸導等を汚染することになり、新たな問題を惹き起こすことにもなり工業上得策でない。   The amount of the oil agent attached to the biodegradable fiber needs to be 0.2 to 2.0% by weight as an active ingredient with respect to the fiber. When the adhesion amount is less than 0.3% by weight, the smoothness and antistatic property are insufficient, and troubles such as fluff, yarn breakage, and scum are caused. On the other hand, even if it exceeds 3.0% by weight, the effect of suppressing the occurrence of fluff, yarn breakage, and scum is small, and on the contrary, excessive oil agent will contaminate the yarn guide and the like, causing a new problem. It is not industrially profitable.

このような本発明の生分解性ポリエステル繊維は、製糸時や延伸時等の製造工程における毛羽発生が少なく、延伸以降の工程通過安定性が優れたものであり、広く従来の合成繊維代替として使用できるものである。   Such a biodegradable polyester fiber of the present invention has less fuzz generation during the production process such as yarn production and stretching, and has excellent process passage stability after stretching, and is widely used as a substitute for conventional synthetic fibers. It can be done.

以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。なお、実施例中の測定値は以下の方法で測定した。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, the measured value in an Example was measured with the following method.

(1)OPU測定方法
83dtex/36フィラメントの生分解性繊維からなる延伸糸3gを105℃×2時間乾燥後直ちに、重量(A)を測定し、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダを主成分とする洗浄用水溶液300cm中に浸漬し、40℃にて超音波を少なくとも10分かける。洗浄液を廃棄し、40℃の温水により30分流水洗浄後、室温にて風乾する。その後、105℃×2時間乾燥後直ちに重量(B)を測定する。
OPU%=(A−B)/B×100
上式よりOPU算出する。
(1) OPU measurement method Immediately after drying 3 g of drawn yarn composed of biodegradable fibers of 83 dtex / 36 filaments at 105 ° C. × 2 hours, the weight (A) is measured, and an aqueous cleaning solution mainly composed of sodium alkylbenzenesulfonate. Immerse in 300 cm 3 and apply ultrasonic waves at 40 ° C. for at least 10 minutes. The washing solution is discarded, washed with running water at 40 ° C. for 30 minutes, and then air-dried at room temperature. Thereafter, the weight (B) is measured immediately after drying at 105 ° C. for 2 hours.
OPU% = (A−B) / B × 100
OPU is calculated from the above equation.

(2)繊維−金属動摩擦係数
83dtex/36フィラメントの生分解性繊維からなる延伸糸を用い、繊維・金属間走行摩擦測定機で、走行速度300m/分で摩擦体として径60mmの梨地クロムピン(表面粗度6s)を用いて、接触角180度、摩擦体入側張力10g(T)で摩擦体出側の張力(T)を測定した。繊維−金属動摩擦係数(μ)は、円筒上を走行するベルトの摩擦に関する下記式より算出した。
μ=1/π×ln(T/T
(2) Fiber-metal dynamic friction coefficient Using a drawn yarn made of biodegradable fibers of 83 dtex / 36 filaments, a satin chrome pin having a diameter of 60 mm as a friction body at a running speed of 300 m / min with a fiber-metal running friction measuring machine (surface Using the roughness 6s), the friction body exit side tension (T 2 ) was measured at a contact angle of 180 degrees and a friction body entry side tension of 10 g (T 1 ). The fiber-metal dynamic friction coefficient (μ 1 ) was calculated from the following equation regarding the friction of the belt running on the cylinder.
μ 1 = 1 / π × ln (T 2 / T 1 )

(3)繊維−金属静摩擦係数
83dtex/36フィラメントの生分解性繊維からなる延伸糸を用い、繊維・金属間走行摩擦測定機で、摩擦体として径60mmの梨地クロムピン(表面粗度6s)を用い、ステックスリップ現象が発生する走行速度1cm/分で、接触角180度、摩擦体入側張力30g(T)で摩擦体出側の張力(T)を測定し、繊維−金属静摩擦係数(μ)は下記式により算出した。
μ=1/π×ln(T/T
(3) Fiber-metal static friction coefficient Using stretched yarn made of biodegradable fiber of 83 dtex / 36 filaments, using a fiber-metal running friction measuring machine, using a satin chrome pin (surface roughness 6s) with a diameter of 60 mm as a friction body. At a running speed of 1 cm / min at which a stick slip phenomenon occurs, a contact angle of 180 degrees, a friction body entry side tension of 30 g (T 1 ) and a friction body exit side tension (T 2 ) are measured, and a fiber-metal static friction coefficient ( μ 2 ) was calculated by the following formula.
μ 2 = 1 / π × ln (T 2 / T 1 )

(4)繊維−繊維静摩擦係数
83dtex /36フィラメントの生分解性繊維からなる延伸糸を用い、繊維・金属間走行摩擦測定機で、摩擦体として径60mmの梨地クロムピン(表面粗度6s)を用い、ステックスリップ現象が発生する走行速度1cm/分で、接触角180度、摩擦体入側張力30g(T)で摩擦体出側の張力(T)を測定し、繊維−繊維静摩擦係数(μ)は下記式により算出した。
μ=1/π×ln(T/T
(4) Fiber-Fiber Static Friction Coefficient Using a drawn yarn made of biodegradable fiber of 83 dtex / 36 filaments, using a satin chrome pin (surface roughness 6s) with a diameter of 60 mm as a friction body with a fiber-metal running friction measuring machine. At a running speed of 1 cm / min at which a stick-slip phenomenon occurs, a contact angle of 180 degrees, a friction body entry side tension of 30 g (T 1 ), and a friction body exit side tension (T 2 ) are measured. μ 3 ) was calculated by the following formula.
μ 3 = 1 / π × ln (T 2 / T 1 )

(5)毛羽数
生分解性繊維83dtex/36フィラメントの延伸糸を毛羽試験機で測定し百万mあたりの毛羽数を求めた
(5) Number of fluff The stretched yarn of biodegradable fiber 83 dtex / 36 filament was measured with a fluff tester to determine the number of fluff per million m.

[実施例1〜6]
ポリエチレンテレフタレートとポリカプロラクトンをエステル交換してブロック共重合体(融点は230℃)にしたものを240℃で溶融吐出して16フィラメントの糸条となした。この糸条の固化後、計量オイリングノズルを介して表1に示す各油剤を糸重量に対して1.2重量%付与し、その後、表面速度1000m/分の引取りローラーを介して引取り、引き続き引取りローラーと延伸ローラー間で2.7倍に延伸して83dtex/36フィラメントの延伸糸を得た。延伸糸の強度は2.1g/dtexであった。評価結果を併せて表1に示す。
[Examples 1 to 6]
A block copolymer (melting point: 230 ° C.) obtained by transesterifying polyethylene terephthalate and polycaprolactone was melted and discharged at 240 ° C. to form 16 filament yarns. After solidifying the yarn, 1.2% by weight of each oil agent shown in Table 1 is applied to the yarn weight through a measuring oiling nozzle, and then taken up through a take-up roller having a surface speed of 1000 m / min. Subsequently, the yarn was drawn 2.7 times between the take-up roller and the drawing roller to obtain a drawn yarn of 83 dtex / 36 filament. The strength of the drawn yarn was 2.1 g / dtex. The evaluation results are also shown in Table 1.

Figure 2006193854
Figure 2006193854

Claims (3)

油剤を0.2〜2.0重量%付着した生分解性ポリエステル繊維であって、該油剤が下記(a)〜(c)の各成分を(a)成分を50〜80重量%、(b)成分を1〜10重量%、(c)成分を1〜10重量%含有し、かつ繊維−金属静摩擦係数が0.2〜0.35、繊維−繊維静摩擦係数が0.2〜0.35であることを特徴とする生分解性ポリエステル繊維。
(a)脂肪族エステル化合物
(b)分子内に一個以上の水酸基を有するグリセライドのアルキレンオキサイド付加物と二塩基酸成分との反応生成物
(c)アルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩
A biodegradable polyester fiber to which 0.2 to 2.0% by weight of an oil agent is adhered, wherein the oil agent comprises the following components (a) to (c): (a) component of 50 to 80% by weight, (b 1) -10% by weight of component (c), 1-10% by weight of component (c), and a fiber-metal static friction coefficient of 0.2-0.35, and a fiber-fiber static friction coefficient of 0.2-0.35. A biodegradable polyester fiber characterized by being.
(A) Aliphatic ester compound (b) Reaction product of alkylene oxide adduct of glyceride having one or more hydroxyl groups in the molecule and a dibasic acid component (c) Partial phosphate ester salt of alkylene oxide adduct
繊維−金属動摩擦係数が0.25〜0.4である請求項1記載の生分解性ポリエステル繊維。   The biodegradable polyester fiber according to claim 1, wherein the fiber-metal dynamic friction coefficient is 0.25 to 0.4. 生分解性ポリエステルが脂肪族ポリエステルである請求項1記載の生分解性ポリエステル繊維。   The biodegradable polyester fiber according to claim 1, wherein the biodegradable polyester is an aliphatic polyester.
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