JP3683048B2 - 自然分解性繊維集合体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然分解性で且つ加熱等により嵩高性、柔軟性、風合いなどに優れる製品を得ることができる、新規な繊維集合体およびその応用製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂からなる従来の合成繊維は、自然環境下での分解速度が遅く、また焼却時の発熱量が多いため、自然環境保護の見地からの見直しが必要である。このため、脂肪族ポリエステルからなる自然分解性繊維が開発されつつあり、環境保護への貢献が期待されている。しかし、これらの自然分解性繊維は、いまだ柔軟性、嵩高性、伸縮性などに劣り、衣料用その他高度な目的には不満足なものであり、より優れたものが求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来、合成繊維分野において、熱収縮率に差のある複数の繊維を混合使用して繊維構造物を製造し、その構造物を加熱することにより、繊維間に収縮率差による長さの差を生じせしめ、柔軟性、嵩高性、伸縮性などに優れた製品を得ることが広く行われている。しかし、自然分解性繊維の分野においては、良好な高収縮性繊維は未だ知られておらず、それを混用した製品は勿論知られていない。
【０００４】
本発明の目的は、自然分解性であり、加熱などによる収縮性が異なる複数の繊維が混合されてなり、加熱によって繊維間に長さの差を生じ、嵩高性、柔軟性、風合いなどに優れる製品を得ることができる、新規な繊維集合体およびその応用製品を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、融点１４０℃以上の結晶性脂肪族ポリエステル重合体
（Ａ）を鞘とし、該重合体（Ａ）よりも融点が２０℃以上低い脂肪族ポリエステル重合体（Ｂ）を成分として１０重量％以上含む重合体（Ｃ）を芯とする、芯鞘型の複合繊維（Ｘ）と、それとは異なる他の自然分解性繊維（Ｙ）とが混合されている糸、ステープル、綿、トウ、ウエブ、編物、織物、不織布およびそれらに類似する構造物からなる、本発明の繊維集合体およびその応用製品によって達成される。
【０００６】
ここで脂肪族ポリエステルとは、（ａ）グリコール酸、乳酸、ヒドロキシブチルカルボン酸などのようなヒドロキシアルキルカルボン酸、（ｂ）グリコリド、ラクチド、ブチロラクトン、カプロラクトンなどの脂肪族ラクトン、（ｃ）エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオールなどのような脂肪族ジオール、（ｄ）ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレン／プロピレングリコール、ジヒドロキシエトキシブタンなどのようなポリアルキレンエーテルのオリゴマー、ポリエチレングリコール、ポリプロピレンリコール、ポリブチレンエーテルなどのポリアルキレングリコール、（ｅ）ポリプロピレンカーボネート、ポリブチレンカーボネート、ポリヘキサンカーボネート、ポリオクタンカーボネート、ポリデカンカーボネートなどのポリアルキレンカーボネートグリコールおよびそれらのオリゴマー、（ｆ）コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸など、脂肪族ポリエステル重合原料に由来する成分を主成分すなわち５０重量％以上（好ましくは６０％以上、特に７０％以上）とするものであり、脂肪族ポリエステルのホモポリマー、脂肪族ポリエステルのブロック又は／及びランダム共重合ポリマー、および脂肪族ポリエステルに他の成分、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、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリオルガノシロキサンなどを５０重量％以下（ブロック又は／及びランダム）共重合したもの及び／又は混合したものをすべて包含する。
脂肪族ポリエステルを共重合や混合によって変性する目的は、結晶性の低下、融点の低下（重合温度や成型温度の低下）、摩擦係数、柔軟性や弾性回復性の改良、耐熱性、ガラス転移温度や熱収縮性の低下または上昇、接着性の改良、染色性、親水性や撥水性の改良、分解性の向上または抑制などが挙げられる。
【０００７】
本発明繊維集合体の特徴は、それを形成する複合繊維（Ｘ）が、融点１４０℃以上の結晶性脂肪族ポリエステル重合体（Ａ）の鞘と、該重合体（Ａ）よりも融点が２０℃以上低い脂肪族ポリエステル重合体（Ｂ）を成分として１０重量％以上含む重合体（Ｃ）の芯からなることである。
【０００８】
重合体（Ａ）すなわち鞘に適する融点１４０℃以上の結晶性脂肪族ポリエステルの例としては、ポリＬ−乳酸（融点約１７５℃）、ポリＤ−乳酸（同１７５℃）、ポリ３−ヒドロキシブチレート（同１８０℃）、ポリグリコール酸（同２３０℃）などのホモポリマー、及びそれらを主成分（５０重量％以上）とし、それらに少量（５０％以下、特に３０％以下）の他成分を共重合又は／及び混合したもので、融点が１４０℃以上、好ましくは１５０℃以上のものが挙げられる。
【０００９】
一方、芯は、重合体（Ａ）よりも融点が２０℃以上低い脂肪族ポリエステル重合体（Ｂ）を成分として１０重量％以上含む重合体（Ｃ）からなる。すなわち芯は、低融点脂肪族ポリエステル（Ｂ）そのもの（１００％）、及びそれを成分として１０重量％以上含む重合体混合物およびブロック又は／及びランダム共重合体を包含する。このように、芯および鞘は、ホモポリマー、複数のポリマーの混合物、及び複数のポリマーのブロック又は／及びランダム共重合体のいずれでもよい。例えば、ポリＬ−乳酸／ポリブチレンアジペートの９０／１０（重量比）の混合物、同ブロック共重合体、および同じくランダム共重合体は、いずれも低融点成分であるポリブチレンアジペートを成分として１０％含むものとする。
【００１０】
上記複合繊維（Ｘ）の大きな特徴は、鞘は高融点の耐熱性成分からなり、芯は低融点成分を含む高収縮成分であることである。たとえば、低融点脂肪族ポリエステル（成分Ｂ）は軟化または溶融するが高融点ポリエステル（鞘成分Ａ）は軟化または溶融しない温度に加熱すると、複合繊維は強く収縮するが全体としては軟化や溶融はしないで形を保つ。この効果は、低融点脂肪族ポリエステル成分（Ｂ）が芯に１００％または主成分として用いられている場合、及びそれがブロック共重合されている場合と混合されている場合には（融点が明瞭）顕著である。低融点成分（Ｂ）が、少量ランダム共重合されている場合は、成分（Ｂ）の融点は不明瞭となるが、その収縮率増大効果は十分認められる。いずれの場合も、芯の複合比率が大きいほど、芯（Ｃ）の中の低融点成分（Ｂ）の量が多いほど、複合繊維（Ｘ）の熱収縮性は強い。これらを適宜選ぶことにより、広い範囲の熱収縮温度や収縮率を実現し、多様な使用目的に適合させることが出来る。
【００１１】
なお、一般に低融点脂肪族ポリエステルは、溶融紡糸時に繊維相互が接着（膠着）し易い傾向があり、溶融紡糸による効率的な繊維の製造が極めて困難であることが多いが、複合繊維（Ｘ）は、芯に低融点成分を用いていても、高融点ポリマーの鞘に保護されているので、溶融紡糸は容易である。さらに、一般に低融点成分は、アルカリ水溶液などに敏感で、容易にしかも極めて速やかに分解されるが、複合繊維（Ｘ）は、低融点成分を用いていても、比較的分解速度の遅い高融点の鞘に保護されているので、アルカリ分解速度が比較的遅い傾向があり、アルカリ減量加工が容易であるという利点をも有する。この利点は、他の繊維と混用して編織物などを形成したのち、アルカリ減量加工して繊維表面のポリマーを例えば５〜３０％程度除去し、製品に優れた柔軟性を与える場合に、特に効果的である。アルカリ減量加工に対しては、芯と鞘が同心的であることすなわち横断面において両者の重心がほぼ一致することや、鞘の厚みがほぼ一定であることが、特に好ましい。芯と鞘が偏心的であると自発巻縮性が得られるが，紡糸は困難になり、アルカリ減量加工にも好ましくない。
本発明において、ポリマーの溶融時の融点及び吸熱量は、走査型示差熱量計
（以下ＤＳＣと記す）を用い、延伸又は／及び熱処理によって十分結晶化し、乾燥した試料について、試料重量１０ｍｇ、窒素中、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件で測定する。図３に、融点が異なる２種の脂肪族ポリエステルがほぼ等量混合又は／及びブロック共重合している重合体組成物の、ＤＳＣ曲線を模式的に示す。図において、７は低融点成分（Ｌ）の溶融吸熱ピークを示し、９は高融点成分（Ｈ）の溶融吸熱ピークを示す。ピーク８（点線）は、高融点成分（Ｈ）が十分結晶化していない時に観測される結晶化の発熱ピークである。この発熱ピーク８と低融点成分（Ｌ）の溶融吸熱ピーク７とが重なると、溶融吸熱ピーク７を正確に観測できないから、試料は事前に十分結晶化させておくことが必要である。ここで、融点は結晶の溶融による吸熱ピークのピーク値（極値）温度とする。鞘ポリマー（Ａ）において、吸熱ピークが複数観測されるときは、高い方を融点とする。例えば図３の例では、融点は高融点成分（Ｈ）の融点１７３℃を代表値とする。一方、芯ポリマー（Ｃ）では、融点が鞘のそれよりも２０℃以上低い成分の含有量を結晶の溶融吸熱量から概略推測可能である。溶融による吸熱ピークが実質的に認められない非晶性の試料の融点は、ガラス転移点で代用する。溶融吸熱量は、結晶の溶融時の吸熱量の積算値で、図３の斜線部分の面積に比例するもので、単位はジュール（Ｊ）／グラム（ｇ）とする。
【００１２】
一般に、複数種の結晶性脂肪族ポリエステルの混合物のＤＳＣ曲線では、それぞれの融点に対応する吸熱ピークがかなり明瞭に観測されることが多い。他方、複数種ポリマーのブロック共重合体の場合は、それぞれの融点（温度）が明瞭に観測されることも多いが、融点が変化したり、吸熱ピークの幅が広がったり、肩が生じたりダブルピークが観測されるなど複雑な現象が見られることも多い。それらが明瞭に複数のピークと分離して認められないときは、単一のピークとみなし、融点はピーク値を用いる。ランダム共重合体の場合は、主成分の融点のみが観測される。
【００１３】
耐熱性成分である重合体（Ａ）の融点は、１４０℃以上の必要があり、１５０℃以上が好ましく、１６０℃以上が最も好ましい。またその溶融時の吸熱量は、２０Ｊ／ｇ以上が好ましく、２０〜５５Ｊ／ｇの範囲が最も広く用いられる。重合体（Ａ）としては、ホモポリマーも好ましく用いられるが、熱収縮性を高めたり染色性その他各種改良の目的で、他成分を適度に混合したり共重合したものも好ましく用いられる。重合体（Ａ）の分子量は、特に限定されないが、実用性の見地から、５万以上が好ましく、８〜３０万が特に好ましく、１０〜２５万の範囲が最も広く用いられる。
【００１４】
低融点成分（Ｂ）に好適なポリエステルの具体例の第１グループは、融点１２０℃以下の低融点脂肪族ポリエステルを主成分とするものである。その具体例としては、ポリカプロラクトン（融点約５９℃）、ポリプロピオラクトン（同９５℃）などの脂肪族ポリラクトンの他、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどの脂肪族グリコール類の一種以上と、サクシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、オクタンジカルボン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸の一種以上とを組合わせて得られる融点１２０℃以下のポリエステル、例えばポリエチレンサクシネート（融点約１０２℃）、ポリエチレンアジペート（同４９℃）、ポリエチレンスベレート（同６５℃）、ポリエチレンアゼレート（同５２℃）、ポリエチレンセバケート（同７５℃）、ポリブチレンサクシネート（同１１６℃）、ポリブチレンアジペート（同７２℃）、ポリブチレンセバケート（同６６℃）、ポリヘキサンセバケート（同７４℃）その他の融点１２０℃以下のホモポリマー、及びそれらを成分とするブロックまたはランダム共重合体が挙げられる。同様に、これらの低融点脂肪族ポリエステルを主成分（５０重量％以上）とし、それに他の成分例えば高融点ポリエステルや芳香族ポリエステル原料を５０％以下混合または共重合したものも、この第１グループに属する。
【００１５】
低融点成分（Ｂ）に好適なポリエステルの具体例の第２グループは、融点１４０℃以上の高融点脂肪族ポリエステルを主成分（５０％以上）とし、それに他の成分を共重合又は／及び混合して、融点や結晶性を十分に（例えば２０℃以上）低下させたものである。例えばポリＬ−乳酸にＤ−乳酸を３モル％以上、特に４モル％以上ランダム共重合すれば、ポリＬ−乳酸（ホモポリマー）よりも融点が２０℃以上低い共重合体が容易に得られる。光学異性体の共重合の他、乳酸／グリコール酸、乳酸／酪酸、酪酸／吉草酸など異種のヒドロキシカルボン酸やそれらにカプロラクトン、ブチロラクトンなどの脂肪族ラクトンを組合わせた共重合体などが挙げられる。
【００１６】
高融点脂肪族ポリエステルと、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族グリコールからなる低融点脂肪族ポリエステルとを組み合わせた例えばブロック共重合体は、低融点脂肪族ポリエステルが１０％以上の場合、複合繊維（Ｘ）の芯成分（Ｃ）として好ましい具体例である。例えばポリＬ−乳酸／ポリブチレンアジペートの７０／３０ブロック共重合体は、低融点成分を３０％含み、複合繊維（Ｘ）の芯成分（Ｃ）として好ましい。共重合の方式は、ランダム共重合は、融点や結晶性の低下に効果的であるが、ブロック共重合は結晶性や耐熱性をあまり損なわないで、低融点成分を導入可能という特徴があり、ともに有用である。同様に、少量の芳香族ポリエステル原料を共重合することも可能であり、また他の成分を少量混合してもよい。
【００１７】
芯成分重合体（Ｃ）の中の低融点脂肪族ポリエステル成分（Ｂ）の比率が大きいほど、複合繊維（Ｘ）の熱収縮性が高い。低融点脂肪族ポリエステル成分（Ｂ）の比率は、１０％以上の必要があり、２０％以上が好ましく、２５〜１００％の範囲が最も広く用いられる。更に、収縮性や弾性回復性を改良するため、芯又は／及び鞘ポリマーは、少量の（溶融重合や溶融紡糸可能な範囲で）分岐構造や架橋構造を含んでいてもよい。そのため、３以上の官能基を持つポリエステル原料、たとえばトリメリット酸、グリセリンその他を少量（例えば５モル％以下、特に３モル％以下）用いることも出来る。また、芯成分重合体（Ｃ）中に、例えば５〜７０％、特に１０〜６０％程度の鞘成分（Ａ）と同じまたは近似する高融点成分を含ませておくことが、芯と鞘との接着性を高めたり、適度のヒートセット性を与え、後の加熱による収縮を効果的に起こすに好都合であることが多い。低融点成分（Ｂ）の融点は、鞘成分（Ａ）の融点よりも２０℃以上低いことが必要であるが、この融点差は３０℃以上がさらに好ましく、４０〜１２０℃程度の範囲が広く用いられる。たとえば鞘成分（Ａ）の融点を１７５℃とし、低融点成分（Ｂ）の融点を１００℃前後とすれば、９０〜１３０℃の湿熱や乾熱で充分な収縮率が得られる。なお複合繊維の製造工程で、芯成分（Ｃ）のポリマーは、延伸により生じた分子配向が一時固定（ヒートセット）され、後の加熱収縮工程によりそれが解放され収縮することが好ましい。すなわち芯成分は結晶性であること又はガラス転移温度が常温以上の成分を含むことが好ましい。一般に弾性回復性の見地から、ガラス転移温度の低い（常温以下の）成分をある程度含み、且つやや低い結晶性のものすなわち溶融吸熱量５〜４０Ｊ／ｇ程度、特に１０〜３０Ｊ／ｇ程度のものが、芯成分（Ｃ）として好ましいことが多い。なお上記低融点脂肪族ポリエステルのガラス転移点は、ほとんど常温以下、多くは０℃以下であるが、ポリ乳酸のガラス転移点は特異的に高く５８℃である。従って、融点４０〜１２０℃、特に融点６０〜１２０℃の脂肪族ポリエステルは、そのホモポリマーも芯成分（Ｃ）として好ましく、それに少量の他の（高融点などの）成分を混合又は／及び（ランダム又は／及びブロック）共重合したものも好ましい。
【００１８】
芯成分（Ｃ）の分子量は特に限定されないが、５万以上が好ましく、８〜３０万の範囲が特に好ましく、１０〜２５万の範囲が最も広く用いられる。
【００１９】
重合体（Ａ）および（Ｃ）は、脂肪族ポリエステルを主成分とするが、副次的成分（５０重量％以下、特に３０％以下）として他の成分例えば芳香族成分、ポリエーテル成分、ポリカーボネート成分、ポリウレタン成分、ポリアミド成分、ポリ有機シロキサン成分その他を含んでいてもよい。同様に、複合繊維（Ｘ）には、各種顔料、染料、着色剤、撥水剤、吸水剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、金属粒子、無機化合物粒子、結晶核剤、滑剤、可塑剤、抗菌剤、香料その他の添加剤を、必要に応じ混合することが出来る。
【００２０】
複合繊維（Ｘ）は、通常の複合紡糸方法により、溶融、湿式、乾式、乾湿式等の方法で製造出来る。特に溶融紡糸は能率が高く好ましい。溶融複合紡糸においては、鞘用重合体（Ａ）と芯用組成物（Ｃ）とは、通常の方法に従い、それぞれ別々に例えばスクリュー押出機で溶融した後、計量ポンプなどで計量しつつ複合紡糸口金に供給し、口金内で複合、オリィスより紡出し、冷却、オイリング、必要に応じて延伸、熱処理などにより分子配向、結晶化し、本発明に用いる複合繊維（Ｘ）を製造することが出来る。溶融紡糸は、巻取速度２０００ｍ／分以下の低速紡糸、２０００〜５０００ｍ／分の高速紡糸、５０００ｍ／分以上の超高速紡糸などが応用可能である。低速紡糸および高速紡糸では、紡糸と延伸工程を別々に行う方法、紡糸と延伸を連続して同時に行う方法などが可能である。一般に低速紡糸では３〜８倍程度、高速紡糸では１．５〜３倍程度の延伸を行い、超高速紡糸では延伸不要または２倍程度以下の延伸を行うことが多い。複合比率（断面積比）は、特に限定されないが、鞘／芯比率は通常５／９５〜８０／２０の範囲が好ましく、１０／９０〜７０／３０が特に好ましいことが多く、１５／８５０〜６０／４０の範囲が最も広く用いられる。一方、鞘の複合比率が２〜１０％などと極めて小さい時は、鞘は極めて薄くなり、収縮性が極めて強く、芯が強く収縮した後は鞘がカメラの蛇腹状の凹凸を呈し、独特のサラリとした（摩擦係数が低い）風合いが得られることがあり、特殊な編物や織物などに有用である。
【００２１】
複合繊維（Ｘ）の収縮率は、使用するポリマー、複合比率、配向度（延伸倍率）、熱処理などにより広範かつ自由に変えることが出来る。高い収縮性を得るためには、延伸後の熱処理は行わないか比較的低温で行うことが多い。複合繊維
（Ｘ）の、無荷重下、１００℃の水で１０分間処理したときの収縮率は、１５％以上が好ましく、２０％以上が特に好ましく、２５〜７０％程度が最も広く用いられる。
【００２２】
複合繊維（Ｘ）は、連続マルチフィラメント、連続モノフィラメント、切断されたステープルなど任意の形態とすることが出来、他の繊維と適宜、色々な手段で混合され、糸、編物、織物、不織布、フェルト、紙、フィルムなどとの複合体、その他類似の繊維集合体すなわち繊維構造物に用いられる。
【００２３】
混合する相手繊維は自然分解性であること以外に特に限定されないが、熱収縮率の低いもの、例えば１００℃の水による収縮率が１５％未満、特に１２％以下のものが好ましく、１０％以下のもの（加熱により伸びるものを含む）が最も好ましい。天然繊維では綿、麻、羊毛、絹なども好ましく用いられるが、人造繊維では再生セルロース及び脂肪族ポリエステル繊維が好ましい。例えば、ポリ乳酸を主成分とするポリエステルを鞘（重合体Ａ）とし、融点１００℃程度の低融点脂肪族ポリエステルをポリ乳酸に２０〜８０％程度ブロック共重合したポリマーを芯とした複合繊維（Ｘ）と、ポリ乳酸を主成分とするポリエステル繊維（Ｙ）との混合物は、特に好ましい具体例である。混合の方法や構造は特に限定されないが、フイラメント／フィラメント、フイラメント／ステープル、ステープル／ステープルの組合わせが代表的であり、いわゆる紡糸混繊、延伸混繊、合糸、合撚糸、仮撚混繊、混合ウェブ、混紡、コアスパン糸、それらを用いた混合織物、混合編物、混合不織布などは、本発明実施の好ましい具体例である。複合繊維（Ｘ）の熱収縮率と、混合相手の繊維（Ｙ）の熱収縮率の差が大きいほど、得られる繊維製品の嵩高性や柔軟性が優れるが、収縮率差は５〜７０％程度、特に１０〜５０％程度が好ましく用いられ、１５〜４０％程度が最も広く用いられる。
前述のように、複合繊維（Ｘ）と他の繊維（Ｙ）を混用した繊維構造物をアルカリ減量加工する場合、複合繊維（Ｘ）の鞘成分ポリマーの耐アルカリ性は、混合相手繊維（Ｙ）のそれとほぼ同等（１／２〜２／１）以上が好ましい。アルカリ減量率は、通常５〜３０％、特に１０〜２５％程度であるから、アルカリ減量が予定されている場合、鞘の複合比率は、１０％以上、特に２０％以上が好ましく、３０〜５０％が最も広く用いられる。
【００２４】
複合繊維（Ｘ）を収縮させ、繊維集合体に嵩高性や柔軟性を与えるための加熱は、乾熱、湿熱、赤外線その他の方法が応用可能である。加熱温度、昇温速度、加熱時間、緊張の度合い（張力など）を変えることにより、収縮を調節、制御可能である。加熱による収縮は、フィラメント、トウ、ステープル、綿、糸、編物、織物、不織布、ウェブ、その他任意の形態で行うことが出来る。多くの場合、糸、トウ、綿、ウェブ、編物、織物、不織布などを無緊張または低緊張下で加熱して収縮し、両繊維の長さに３％以上、特に５％以上、多くの場合７〜５０％程度の差を生じさせ、嵩高性や柔軟性を発現させる。布の場合は、精練、染色などの仕上げ加工工程の前、又は仕上げ工程中で収縮処理することが多い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の重要要素である複合繊維（Ｘ）の横断面の例を示す。図において１は鞘であり２は芯である。図１の（ａ）は同心円型の例で、（ｂ）は非円形型（３角状）の例であり、（ｃ）は中空同心円型の例である。図１の（ｃ）において、３は中空部であるが、鞘と同じポリマーに置き換えてもよく、第３のポリマーに置き換えることも出来る。同心型は、鞘と芯のそれぞれの重心がほぼ（実質的に）一致するもので、複合紡糸も容易で好ましい。図１以外にも、例えば円形繊維に非円形の芯を組み合わせたもの、非円形繊維に円形の芯を組み合わせたもの、複数の芯を同心的に配置したものなど、様々な同心の芯鞘型があり、本発明に応用可能である。芯と鞘が偏心的に配置されたものも、本発明に応用可能であるが、前述のようにアルカリ減量加工や複合紡糸の容易性から、同心型が特に好ましい。なお鞘は、繊維のすべての表面積を占め、芯は表面に露出しない。
【００２６】
図２は、本発明の実施例である複合繊維（Ｘ）と他の繊維（Ｙ）とが混合された糸（複合糸）の断面図の例で、図において４は複合繊維（Ｘ）、５は他の繊維（Ｙ）、６は別の他の繊維を示す。図２の（ｄ）は、円形断面の複合繊維（Ｘ）９本と他の円形断面繊維（Ｙ）９本がほぼ均一に混合された例であり、（ｅ）は円形断面の複合繊維（Ｘ）が中心部に、非円形断面の他繊維（Ｙ）が周辺に配置された（芯鞘型複合糸）例であり、（ｆ）は円形断面の複合繊維（Ｘ）と２種の非円形断面の他繊維（Ｙ）が並列的に混合されている例である。
【００２７】
複合繊維（Ｘ）と他の繊維（Ｙ）の混合比は特に限定されず、目的に応じて調整されるが、５／９５〜９５／５（重量比）の範囲が好ましく、１０／９０〜９０／１０の範囲が特に好ましいことが多く、２０／８０〜８０／２０の範囲が最も広く用いられる。
【００２８】
複合繊維（Ｘ）及び他の繊維（Ｙ）の断面形状は、特に限定されず、円形、非円形、多角形状、多葉状、中空状などとすることが出来る。複合繊維（Ｘ）および他の繊維（Ｙ）の繊度も、同様に使用目的に応じて任意に選ばれるが、通常の衣料用には、単糸繊度０．１〜５０デニール（ｄ）程度の範囲、特に０．５〜３０ｄの範囲が好ましく、１〜２０ｄの範囲が広く用いられる。不織布、皮革、資材用などにはもっと細いものや太いものも用いられる。複合繊維（Ｘ）は、必要に応じ仮撚法や押込法などで、機械的に巻縮を付与することが出来る。これらの巻縮工程での加熱では、繊維が膠着しないことが好ましく、この観点からも、本発明に用いる高融点の鞘で保護された複合繊維（Ｘ）は膠着しにくいので、好ましい。
【００２９】
本発明に用いる各繊維には、各種顔料、染料、着色剤、撥水剤、吸水剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、金属粒子、無機化合物粒子、結晶核剤、滑剤、可塑剤、抗菌剤、香料その他の添加剤を、必要に応じ混合することが出来る。
【００３０】
【実施例】
以下の実施例において、％、部は特に断らない限り重量比である。脂肪族ポリエステルの分子量は、試料の０．１％クロロホルム溶液のＧＰＣ分析において、分子量１０００以下の成分を除く高分子成分の分散の重量平均値である。
【００３１】
繊維の熱収縮率は、試料を約１０００デニール、長さ約５０ｃｍの束とし、無張力状態で１００℃の水中に投入、１０分間処理し、２２℃、湿度６５％の室内で２４時間自然乾燥した後の長さＬ２と、熱処理前の長さＬ１とから、［（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１］×１００（％）の式で計算する。繊維の長さは、１デニール当たり荷重１０ｍｇを加えて１分後に測定する。
【００３２】
（実施例１）
分子量８０００で両末端が水酸基のポリエチレングリコール（ＰＥＧ）４部、Ｌ−ラクチド９７部、オクチル酸錫１００ｐｐｍ、チバガイギー社の酸化防止剤イルガノックス１０１０の０．１部を混合し、窒素雰囲気中１８８℃で１２分間、２軸押出機中で溶融攪拌重合し、冷却チップ化後、１４０℃窒素雰囲気中で４時間処理（固相重合）して、ポリ乳酸とＰＥＧのブロック共重合ポリマーＢＰ１を得た。ポリマーＢＰ１は、分子量１６．２万、ＰＥＧ成分の含有率約４％、融点１７５℃、十分に配向結晶化した時の溶融吸熱量は５５Ｊ／ｇであった。この共重合ポリマーＢＰ１は、ホモポリマーよりも溶融流動性が高く、溶融重合や溶融紡糸が容易であり、実用性が高い。
【００３３】
ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）とポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）の４／１（モル比）ランダム共重合体で、分子量１２．５万、融点９２℃、溶融吸熱量５７Ｊ／ｇのもの３０部、Ｌ−ラクチド７１部、上記イルガノックス０．１部、オクチル酸錫１００ｐｐｍを混合し、以下ポリマーＢＰ１と同様に重合して、ブロックコポリマーＢＰ２を得た。ＢＰ２の分子量は１３．７万、融点は主要なものが１６５℃と８５℃の２つあり、その吸熱量は３２Ｊ／ｇと１２Ｊ／ｇで、それぞれポリＬ−乳酸セグメント（ブロック）およびＰＢＳ／ＰＢＡ共重合体セグメントの結晶に対応すると推定される。ＢＰ２は融点９２℃のＰＢＳ／ＰＢＡ共重合体を成分として約３０％含む。
【００３４】
ポリマーＢＰ１とポリマーＢＰ２を、それぞれ別に２２０℃のスクリュー押出し機で溶融し、ギアポンプで計量しながら複合紡糸口金に送り込み、ポリマーＢＰ１を鞘にポリマーＢＰ２を芯に、複合比１／４（体積比）で図１のような同心型に複合し、２２５℃、直径０．２ｍｍのオリフィスより紡出し空気中で冷却、オイリングしながら１５００ｍ／ｍｉｎの速度で巻取り、６０℃で４．１倍延伸し、７０デニール（ｄ）／２４フィラメント（ｆ）の延伸糸Ｙ１を得た。延伸糸Ｙ１の強度は４．１ｇ／デニール、伸度２７％、１００℃の水中での収縮率は、２９．３％であった。
【００３５】
ポリマーＢＰ１を溶融し、単独で２２０℃、直径０．２ｍｍのオリフィスより紡出し、以下延伸糸Ｙ１と同様にして但し延伸後に９０℃で緊張下熱処理して、７０ｄ／２４ｆの延伸糸Ｙ２を得た。延伸糸Ｙ２の強度は４．８ｇ／ｄ，伸度２９％、１００℃水による収縮率は１２．６％であった。
【００３６】
延伸糸Ｙ１と延伸糸Ｙ１とをエアジェットノズルを通しながら混繊し、さらに９００ｔ／ｍの撚をかけたものを縦糸とし、同じく２００ｔ／ｍの撚をかけたものを緯糸として平織物をつくり、界面活性剤（洗浄剤）０．１％を含む１００℃の水中で無緊張で１５分間収縮処理し、続いて分散染料ミケトンポリエステルブルー３ＲＴ（三井東圧）１％（ｏｗｆ）、酢酸０．０２％、浸透剤（活性剤）０．２％を含む１００℃の水中で６０分間染色、水洗後、更に柔軟加工剤を０．１％付与し、弱い張力下で乾燥して織物Ｗ１を得た。
【００３７】
比較のため、延伸糸Ｙ１を２本用いて混繊し、撚糸した後、以下織物Ｗ１と同様に収縮、染色、柔軟加工、乾燥して織物Ｗ２を得た。織物Ｗ１およびＷ２の嵩高性、柔軟性を表１に示す。表１に見るように、本発明による織物Ｗ１は、比較例Ｗ２よりも優れた嵩高性、柔軟性を持っている。
【００３８】
表１
織物 嵩高性 柔軟性 備考
Ｗ１ 良好 良好 本発明
Ｗ２ 不良 不良 比較例
（実施例２）
実施例１のポリマーＢＰ１を鞘とし、実施例１のＰＢＳ／ＰＢＡ共重合体を芯とし、複合比１／３で図１（ａ）のような同心型に複合し、以下実施例１の延伸糸Ｙ１と同様にして、延伸糸Ｙ３を得た。延伸糸Ｙ３の強度は３．１ｇ／ｄ、伸度３３％、１００℃の水中での収縮率２７．１％である。延伸糸Ｙ３と実施例１の延伸糸Ｙ２を混繊し、以下実施例１の織物と同様に，撚糸、織り、洗浄および収縮物処理し、さらに炭酸ソーダ０．３％水溶液で９０℃で１２分間アルカリ減量加工して繊維表面のポリマーを約１１％分解除去し、続いて洗浄、染色、柔軟加工、乾燥して織物Ｗ３を得た。
【００３９】
実施例１のＰＢＳ／ＰＢＡ共重合体とポリマーＢＰ１のペレットを１／１で混合し、２２０℃のスクリュー押出機で溶融し、素子３０個を持つケニックス型静止混合器を通した後複合紡糸口金に供給し、それを芯とし、別に溶融したポリマーＢＰ１を鞘とし複合比１／３で図１（ａ）のような同心の芯鞘型に複合し、以下実施例１の延伸糸Ｙ１と同様にして、延伸糸Ｙ４を得た。延伸糸Ｙ４の強度は３．４ｇ／ｄ、伸度３２％、１００℃の水中での収縮率２５．８％である。延伸糸Ｙ４と実施例１の延伸糸Ｙ２を混繊し、以下織物Ｗ３と同様にして織物Ｗ４を得た。織物Ｗ３及びＷ４は、共に嵩高性、柔軟性が極めて優れていたが、それはアルカリ減量加工の寄与が大きい。なおアルカリ減量加工しなければ、実施例１の織物Ｗ１と同じ程度の風合いである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によって、自然分解性であり環境汚染することが少なく、耐熱性、膠着防止性、耐アルカリ性、紡糸の容易性などに優れ、幅広い熱収縮特性を持つ特定の高収縮性複合繊維と他の繊維とを混合して得た、糸、ステープル、ウェブ、編物、織物、不織布などは、加熱することにより、嵩高性、柔軟性、風合いなどに優れた高度の繊維構造物を容易に得ることが出来、各種衣料、工業資材、産業資材、家庭用品などの高度な用途に好適で、自然分解性繊維の用途が一層拡大し、環境保護に更に貢献することが期待される。本発明に用いる特定の芯鞘型複合繊維は、溶融紡糸が極めて容易であるため製造能率が高く低コストであり、しかも成分や構造を選ぶことにより、色々な強さの収縮性が得られ、高融点成分の鞘に保護されているため耐アルカリ性、耐熱性、更に染色堅牢度にも優れているものを容易に得ることが出来、使い易く応用範囲も極めて広い。一般に、脂肪族ポリエステル繊維は、自然環境下で分解するだけでなく、従来使われた合成繊維よりも燃焼時の発熱量が少なく、焼却も容易である。なかでもポリ乳酸は、原料の乳酸が農産物から発酵法などで得られ、自然の物質循環系の中に組み込まれるので空気中の炭酸ガスを増加させることがなく、ポリ乳酸を主成分とする脂肪族ポリエステルは、環境保護の見地から最も好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明繊維集合体を構成する芯鞘複合繊維の横断面を例示するもので、（ａ）は同心円型、（ｂ）は非円形同心型、（ｃ）は中空同心円型の例である。
【図２】本発明繊維集合体の実施例である収縮性の異なる複数種の繊維が混合された糸の断面を例示するもので、（ｄ）は複合繊維４と他の繊維５が均一に混合された例、（ｅ）は両者が芯鞘的に混合された例、（ｆ）は他の繊維５，６が２種で合計３種の繊維が並列的に混合された例である。
【図３】２つの成分からなる重合体組成物の、ＤＳＣによる昇温時の発熱および吸熱ピークの例を示す曲線（ＤＳＣ曲線）である。
【符号の説明】
１鞘 ２芯 ３中空部
４複合繊維（Ｘ） ５他の繊維（Ｙ） ６別の他の繊維
７低融点成分の溶融吸熱ピーク ８高融点成分の結晶化発熱ピーク
９高融点成分の溶融吸熱ピーク

Claims (4)

1. 融点１４０℃以上の結晶性脂肪族ポリエステル重合体（Ａ）を鞘とし、該重合体（Ａ）よりも融点が２０℃以上低い脂肪族ポリエステル重合体（Ｂ）を成分として１０重量％以上含む重合体（Ｃ）を芯とし、鞘と芯の複合比率（断面積比）が５／９５〜７０／３０の範囲である芯鞘型の複合繊維（Ｘ）と、それとは異なる他の自然分解性繊維（Ｙ）が混合されてなり、複合繊維（Ｘ）の１００℃の水で無荷重下１０分間処理した時の熱収縮率が１５％以上であり、他の繊維（Ｙ）の該熱収縮率が１５％未満であり、且つ複合繊維（Ｘ）の長さが他の繊維（Ｙ）より平均５％以上短い、糸。
2. （１）重合体（Ａ）の融点が１５０℃以上、溶融時の吸熱量が２０〜５５ジュール／グラムの範囲のものであり、（２）重合体（Ｃ）が、融点が重合体（Ａ）よりも３０℃以上低い成分（Ｂ）を１５重量％以上含むブロック共重体であり、（３）鞘と芯が同心的である、請求項１記載の糸。
3. （１）重合体（Ａ）の融点が１５０℃以上、溶融時の吸熱量が２０〜５５ジュール／グラムの範囲のものであり、（２）重合体（Ｃ）が、融点が重合体（Ａ）よりも３０℃以上低い成分（Ｂ）を１５重量％以上含む複数のポリマーの混合体であり、（３）鞘と芯が同心的である、請求項１記載の糸。
4. 請求項１〜３いずれか１項記載の糸を用いた繊維製品。

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