JP2009030217A - 染色された布帛の製造方法および布帛および車両内装材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】DSC測定による融点が195℃以上であるポリ乳酸フィラメントを含む布帛を染色した後、必要に応じて車両内装材とする。
【選択図】なし
Description
しかしながら、ポリ乳酸フィラメントはポリエチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステルに比べて融点が低いため、ポリ乳酸フィラメントを含む布帛を染色すると、染色の際の熱履歴により該ポリ乳酸フィラメントの糸強度が低くなり、耐摩耗性が低下するという問題があった。このため、優れた耐摩耗性が要求される車両内装材として、ポリ乳酸フィラメントはあまり使用されなかった。
なお、本願出願人は特願2007−144736号において、高融点のポリ乳酸フィラメントを含むフィルターを提案している。
また、本発明によれば前記の布帛を用いてなる車両内装材が提供される。
本発明で用いるポリ乳酸フィラメントは、ポリL‐乳酸成分及びポリD‐乳酸成分よりなるポリ乳酸からなるフィラメントであることが好ましく、特に、結晶性のあるポリL‐乳酸成分、ポリD‐乳酸成分を用いることが好ましく、光学純度の高いポリL‐乳酸成分、ポリD‐乳酸成分よりのポリ乳酸繊維からなるフィラメントが好ましい。
とりわけ好ましくは、融点が160℃以上の結晶性のポリL‐乳酸成分、ポリD‐乳酸成分を好適に用いることができる。
例えば、L‐またはD‐ラクチドを金属重合触媒の存在下、加熱し開環重合させ製造することができる。また、金属重合触媒を含有する低分子量のポリ乳酸を結晶化させた後、減圧下または不活性ガス気流下で加熱し固相重合させ製造することができる。さらに、有機溶媒の存在/非存在下で、乳酸を脱水縮合させる直接重合法で製造することができる。
ポリ乳酸組成物の重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比を分子量分散(Mw/Mn)という。分子量分散が大きいことは、平均分子量に比較し、大きな分子や小さな分子の割合が多いことを意味する。
ステレオ化度=
[(ΔHms/ΔHms0)/(ΔHmh/ΔHmh0+ΔHms/ΔHms0)]×100 (a)
(ただし、ΔHms0=203.4J/g、ΔHmh0=142J/g、ΔHms=ステレオコンプレックス融点の融解エンタルピー、ΔHmh=ホモ結晶の融解エンタルピー)
混合は、溶媒の存在下で行うことができる。溶媒は、ポリL−乳酸とポリD−乳酸が溶解するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、フェノール、テトラヒドロフラン、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、ブチロラクトン、トリオキサン、ヘキサフルオロイソプロパノール等の単独あるいは2種以上混合したものが好ましい。
あるいは、ポリL‐乳酸セグメントとポリD‐乳酸セグメントが結合している、ステレオブロックポリ乳酸も本発明ポリ乳酸組成物として好適に用いることが出来る。
ステレオブロックポリ乳酸はポリL‐乳酸セグメントとポリD‐乳酸セグメントが分子内で結合してなる、ブロック重合体である。
しかしながら、逐次開環重合によって得られる高融点のステレオブロック重合体、固相重合法によって得られる重合体を用いることが製造の容易さからより好ましい。
たとえば、下記式(1)及びまたは(2)に示す燐酸金属塩が好ましい例として挙げることができる。
式(1)で表される燐酸エステル金属塩のうち好ましいものとしては、例えばR1が水素原子、R2、R3がともにtert−ブチル基のものが挙げられる。
M2は、Na、K、Liなどのアルカリ金属原子またはMg、Ca等のアルカリ土類金属原子を表す。pは1または2を表す。
本発明においてかかるカルボキシル基反応性の末端封止剤はポリ乳酸樹脂の末端カルボキシル基を封止するのみでなく、ポリ乳酸樹脂や各種添加剤の分解反応で生成するカルボキシ基や乳酸、ギ酸等の低分子化合物のカルボキシル基を封止することができる。また上記封止剤はカルボキシル基のみならず熱分解により酸性低分子化合物が生成する水酸基末端、あるいは樹脂組成物中に侵入する水分を封止できる化合物であることが好ましい。
またチップあるいは微粉状のマスターバッチとしてエクストルーダーやニーダーでポリ乳酸組成物と混練することも好ましい実施態様である。
CF=(DWp/1.1)1/2×MWp+(DWf/1.1)1/2×MWf
ただし、DWpは経糸総繊度(dtex)、MWpは経糸織密度(本/2.54cm)、DWfは緯糸総繊度(dtex)、MWfは緯糸織密度(本/2.54cm)である。
(1)重量平均分子量(Mw)
ポリマーの重量平均分子量はGPC(カラム温度40℃、クロロホルム)により、ポリスチレン標準サンプルとの比較で求めた。
(2)ガラス転移点、融点、ステレオ化度
TAインストルメンツ製 TA−2920示差走査熱量測定計DSCを用いた。測定は、試料10mgを窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分で室温から260℃まで昇温した。第一スキャンで、ホモ結晶融解温度、ガラス転移点、ステレオコンプレックス結晶融解温度を求めた。ステレオ化度は、数1により算出した。
[数1]
S(%)=[(ΔHms/ΔHms0)/(ΔHmh/ΔHmh0+ΔHms/ΔHms0)]×100
(ただし、ΔHms0=203.4J/g、ΔHmh0=142J/g、ΔHms=ステレオコンプレックス融点の融解エンタルピー、ΔHmh=ホモ結晶の融解エンタルピー)
(3)フィラメントの強伸度
JIS−L−1013に基づいて定速伸長引張試験機であるオリエンテック(株)社製テンシロンを用いて、つかみ間隔20cm、引張速度20cm/分にて測定した。
(4)目付け
JIS L1096.8.5.1により目付け(gr/m2)を測定した。
(5)布帛の耐摩耗性
JIS L1096.8.17.3 C法により平面摩耗を級判定した。5級が最高であり、1級が最低である。
(6)布帛の風合い
試験者3人が官能評価により、(3級)ソフトである、(2級)普通である、(1級)硬い、の3段階に評価した。
Lラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度100%)100重量部に対し、オクチル酸スズを0.005重量部加え、窒素雰囲気下、攪拌翼のついた反応機にて、180℃で2時間反応し、オクチル酸スズに対し1.2倍当量の燐酸を添加しその後、13.3kPaで残存するラクチドを除去し、チップ化し、ポリL−乳酸を得た。
得られたL−乳酸の重量平均分子量は15万、ガラス転移点(Tg)63℃、融点は180℃であった。
Dラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度100%)100重量部に対し、オクチル酸スズを0.005重量部加え、窒素雰囲気下、攪拌翼のついた反応機にて、180℃で2時間反応し、オクチル酸スズに対し1.2倍当量の燐酸を添加しその後、13.3kPaで残存するラクチドを除去し、チップ化し、ポリD−乳酸を得た 得られたポリD−乳酸の重量平均分子量は15万、ガラス転移点(Tg)63℃、融点は180℃であった。
製造例1で得られたポリL−乳酸ならびに製造例2のポリD−乳酸を各50重量部と、リン酸エステル金属塩(燐酸2,2−メチレンビス(4,6−ジ−tert−ブチルフェノール)ナトリウム塩、平均粒径5μm、株式会社ADEKA(旧:旭電化工業株式会社)製アデカスタブNA−11)0.1重量部を230℃で溶融混練し、ポリL−乳酸ならびにポリD‐乳酸の合計100重量部あたりカルボジイミドとして日清紡(株)製カルボジライトLA−1を0.7重量部、第一供給口より供給しシリンダー温度230℃で混練押出して、水槽中にストランドを取り、チップカッターにてチップ化してステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂を得た。得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂のMwは13.5万、融点(Tm)は217℃、ステレオ化度は100%であった。
前記、製造例3で得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂を110℃で2時間、150℃で5時間乾燥し樹脂の水分率を80ppmとしたあと0.27φmmの吐出孔36ホールを有する紡糸口金を用いて、紡糸温度255℃で8.35g/分の吐出量で紡糸した後に500m/分の速度で未延伸糸を巻き取った。巻き取られた未延伸糸を延伸機にて予熱80℃で4.9倍に延伸し延伸糸を巻き取った後、180℃で熱処理を行った。紡糸工程、延伸工程での工程通過性は良好であり、巻き取られた延伸糸は繊度167dTex/36filのマルチフィラメントであり、強度3.6cN/dTex、伸度35%、融点213℃であった。
得られた織物において、経糸密度41本/cm、緯糸密度18本/cm、カバーファクター2690、平面摩耗性3級、風合い3級と耐摩耗性とソフトな風合いを呈するものであった。また、織物に含まれるポリ乳酸フィラメントの糸強度が2.3cN/dtex以上であった。
次いで、該織物を用いてカーシート表皮材(車両内装材)を縫製した。該カーシート表皮材は耐摩耗性とソフトな風合いを呈するものであった。
実施例1で得られたステレオコンプレックスポリ乳酸フィラメントからなる撚糸糸条(160T/m)だけを用いて、20ゲージ丸編機を使用して、1段メッシュ組織の丸編物を製編した。
次いで、該編物を、温度150℃、2分間の乾熱セットした後、液流染色機を用いて、温度120℃で20分間の染色を行った。その際、分散染料を用いた。さらに、パデング機により該布帛にシリコン樹脂を布帛重量に対して1.5重量%付与し、温度130℃で10分間乾燥した後に温度160℃、2分間の乾熱セットを施した。
得られた編物において、経密度35コース/2.54cm、緯糸密度24本/2.54cm、平面摩耗性3級、風合い3級と耐摩耗性とソフトな風合いを呈するものであった。
次いで、該織物を用いてカーシート表皮材(車両内装材)を縫製した。該カーシート表皮材は耐摩耗性とソフトな風合いを呈するものであった。
実施例1において、ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂のかわりに製造例1で得られたポリL−乳酸を用いたこと以外は実施例1と同様にした。
ポリ乳酸フィラメントの融点は180℃であった。得られた織物は、染色の際の熱履歴で収縮して硬くなってしまった(風合い1級)。また、平面摩耗性1級と耐磨耗性に劣るものであった。
燐酸エステル金属塩として、アルミニウムビス(2,2’―メチレンビス(4,6−ジ第3ブチルフェニル)ホスフェート)ハイドロオキサイド(株式会社ADEKA(旧:旭電化工業株式会社)製アデカスタブNA−21)を0.5重量部用いる以外は実施例1と同じ操作を行ったところ、紡糸の際に昇華物が激しく発生し、紡糸することが困難であった。
Claims (13)
- DSC測定による融点が195℃以上であるポリ乳酸フィラメントを含む布帛を染色することを特徴とする染色された布帛の製造方法。
- 前記ポリ乳酸フィラメントが、(i)重量平均分子量5万〜30万のポリL−乳酸(A成分)、(ii)重量平均分子量5万〜30万のポリD―乳酸(B成分)および(iii)A成分とB成分との合計100重量部当たり0.05〜5重量部の下記式(1)または(2)で表される燐酸エステル金属塩を含有するフィラメントである、請求項1に記載の染色された布帛の製造方法。
- 前記ポリ乳酸フィラメントがポリL−乳酸成分とポリD−乳酸成分との合計100重量部当たり0.1〜5重量部のカルボジイミド化合物を含有してなり、130℃の高温水中で30分間処理後の分子量保持率が85%以上である、請求項1または2に記載の染色された布帛の製造方法。
- 前記ポリ乳酸フィラメントの単糸繊度が0.01〜20dtexの範囲内である、請求項1〜3のいずれかに記載の染色された布帛の製造方法。
- 前記ポリ乳酸フィラメントの糸強度が2.5cN/dtex以上である、請求項1〜4のいずれかに記載の染色された布帛の製造方法。
- 布帛が織物組織または編物組織を有する、請求項1〜5のいずれかに記載の染色された布帛の製造方法。
- 染色温度が110〜140℃の範囲内である、請求項1〜6のいずれかに記載の染色された布帛の製造方法。
- 布帛を染色した後、シリコン樹脂またはポリエチレン樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂を該布帛に付与する、請求項1〜7のいずれかに記載の染色された布帛の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法により製造された布帛。
- 布帛に含まれるポリ乳酸フィラメントの糸強度が2.3cN/dtex以上である、請求項9に記載の布帛。
- 布帛の目付けが30〜1000gr/m2の範囲内である、請求項9または請求項10に記載の布帛。
- 布帛の平面摩耗性が3級以上である、請求項9〜11のいずれかに記載の布帛。
- 請求項9〜12のいずれかに記載の布帛を用いてなる車両内装材。
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