JP4114443B2 - 耐摩耗性に優れたポリ乳酸繊維およびその製造方法 - Google Patents
耐摩耗性に優れたポリ乳酸繊維およびその製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐摩耗性に優れ、且つ工程通過性が良好なポリ乳酸繊維、およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球規模での環境に対する意識が高まる中で、石油資源の大量消費によって生じる地球温暖化や、大量消費に伴う石油資源の枯渇が懸念されている。このような背景から、植物由来原料（バイオマス）からなり、使用後は自然環境中で最終的に水と二酸化炭素まで分解する、自然循環型の環境対応素材が切望されている。
【０００３】
しかしながら、これまで、このようなバイオマス利用の生分解性ポリマーは、製造コストが高く、また力学特性や耐熱性が低いといった課題があり、汎用プラスチックに利用されることはなかった。これらを解決できるバイオマス利用の生分解性ポリマーとして、現在、最も注目されているのは脂肪族ポリエステルの一種であるポリ乳酸である。ポリ乳酸は植物から抽出したでんぷんを発酵することにより得られる乳酸を原料としたポリマーであり、バイオマス利用の生分解性ポリマーの中では力学特性、耐熱性、コストのバランスが最も優れている。そして、これを利用した樹脂製品、繊維、フィルム、シート等の開発が急ピッチで行われている。
【０００４】
ポリ乳酸繊維の開発としては、生分解性を活かした農業資材や土木資材等が先行しているが、それに続く大型の用途として衣料用途、カーテン、カーペット等のインテリア用途、車両内装用途、産業資材用途への応用も期待されている。
【０００５】
しかしながら、ポリ乳酸繊維は表面摩擦係数が高いために、耐摩耗性が悪いという欠点があり、衣料、インテリア、車両内装用途等の耐摩耗性が要求される用途への展開が進んでいなかった。例えば、アウターウェア、ユニフォーム、スポーツウェア等の用途では、特に、日常生活において頻繁に摩擦を受ける肩、肘、膝、お尻等の部分で、毛羽立ちや白化、テカリ等の発生により品位が低下し、またインナーウェアへの色移りが生じる等の大きな問題があった。さらに、椅子貼りやカーペット等の用途でも、摩擦を繰り返すことで、毛羽が発生したり、繊維が擦り切れて破れを生じる等、耐久性が非常に悪く、また、ズボンや靴下等の着衣への色移りが生じる等の問題があった。
【０００６】
このようなポリ乳酸繊維の耐摩耗性を評価するために、本発明者らはＪＩＳ Ｌ ０８４９で規定された学振形摩擦試験によって摩擦堅牢度を調べた。この評価方法は、染色された繊維製品を綿布で摩擦し、繊維製品から綿布への色移りを評価するものである。この結果、ポリエチレンテレフタレートやナイロンでは、一般的な染料を使う限り摩擦堅牢度は４級以上を達成するのに対して、ポリ乳酸の場合には１級と非常に低いレベルであることがわかった。そこで、従来のポリ乳酸繊維（比較例１）を綿布で摩擦した後の繊維の表面状態を電子顕微鏡（ＳＥＭ）で調べたところ、摩擦によりポリマー削れが発生し、その削れたポリマーが綿布に付着することによって色移りが生じていることわかった。衣料用途では、一般に摩擦堅牢度は少なくとも３級以上を達成することが必要であるため、ポリ乳酸繊維をそのような用途で展開することは、実質的に極めて困難であった。
【０００７】
また、ポリ乳酸繊維の表面摩擦係数が高いことにより、布帛の加工工程でも問題を生じている。例えば、布帛の裁断工程では、複数枚の布帛を重ねて裁断するが、この際、ポリ乳酸布帛の場合には、カッターと繊維との間で大きな剪断発熱が生じることにより布帛の切れ端同士が融着を起こしてしまう。さらに、ポリ乳酸布帛を縫製する際には、通常の縫製速度では、ミシン針と繊維との間での摩擦力が著しく大きくなり、摩擦発熱によって繊維の融着が発生して製品の品位の低下を招いたり、また、ミシン針にポリマーが付着するためにミシン針の交換が頻繁に必要となるため、実質的に低速でしか加工できず、生産性が著しく低下するという問題があった。
【０００８】
さらに、ポリ乳酸繊維の表面摩擦係数が高いことによる影響は、上記のような繊維製品の耐摩耗性不良や布帛の加工工程の問題だけに留まらず、繊維を製造する際の工程通過性不良や品位の低下にも及んでいる。例えば、溶融紡糸過程では、通常、糸が１０００〜７０００ｍ／分という高速で走行するため、糸とガイド類の摩擦が大きくなることにより毛羽や糸切れが発生し易くなってしまう。また、延伸工程では、糸がローラーに巻き付いたり糸切れが発生し易くなる。さらに、捲縮加工工程、特に仮撚工程では、糸とツイスターの間の摩擦力が過大となるため、糸切れが頻発し、実質的に加工困難となってしまうこともある。加えて、製織、製編の際には、糸と金属との摩擦だけでなく、糸と糸との摩擦により、毛羽の発生が著しく、工程通過性および布帛の品位が大きく低下するという問題があった。以上のように、ポリ乳酸繊維およびその繊維製品を製造するのに際しては、工程通過性が悪く生産性が低下すると同時に、得られる繊維および繊維製品は毛羽や摩耗の発生によって品位の低いものとなってしまうという致命的な問題点があった。
【０００９】
これらの問題の原因であるポリ乳酸繊維の高摩擦係数は、ポリマー基質によるものであり、ポリ乳酸繊維では必然的に起こる問題であると考えられる。
【００１０】
ところで、樹脂製品やフィルム、シート等の分野では、その製造工程において、チップや溶融ポリマーのアンチブロキング性、或いは金型やローラーからの成形体の剥離性を向上させるためにポリマーに滑剤を添加する場合がある。しかしながら、繊維の分野においては、滑剤のブレンド斑、熱分解、ブリードアウト等により繊維の物性斑や染色斑等による製品品質の低下が発生しやすいため、これまでこのような添加剤を用いることは避けられる傾向にあった。
【００１１】
滑剤を添加した繊維については、極めて少ない例ではあるが、例えば、ポリ乳酸繊維に一般式ＲＣＯＮＨ2（ただしＲはアルキル基）で表される脂肪酸モノアミドを添加し、撥水性を与えることによって加水分解速度を抑制することを目的とするものであるが（特許文献１参照）、本発明の目的であるポリ乳酸繊維の耐摩耗性および工程通過性の向上については全く記載が無い。念のため、本発明者らは脂肪酸モノアミドを添加したポリ乳酸繊維について追試を行ったが、ポリ乳酸繊維の耐摩耗性および製造する際の工程通過性を向上させることはできなかった（比較例４，５）。これは、脂肪酸モノアミドが、そのアミド基の反応性が高いために、溶融時にポリ乳酸と反応してしまい、結果的に滑剤として機能し得る脂肪酸モノアミドの繊維中に占める割合が少なくなることが原因であると推定された。また、脂肪酸モノアミドがポリ乳酸と反応すると、結果的にポリ乳酸の分子鎖が切断されるため、分子量が減少してしまい、繊維物性が低下する場合もあった。 さらに、脂肪酸モノアミドは昇華性が大きい、或いは耐熱性に劣るために、発煙による作業環境の悪化や、ブリードアウトによるガイド類やローラーの汚れ、また、操業性の低下を引き起こすこともあった。さらに、ブリードアウトした脂肪酸モノアミドが繊維表面で凝集することによって、繊維の物性斑や染色斑を招く場合もあった。
【００１２】
これらの問題点のため、耐摩耗性および工程通過性が良好なポリ乳酸繊維が切望されていた。
【００１３】
【特許文献１】
特開平８−１８３８９８号公報（第２−４頁）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を克服し、耐摩耗性に優れ、且つ工程通過性が良好なポリ乳酸繊維およびその製造方法を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、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繊維全体に対して０．１〜５ｗｔ％含有することを特徴とするポリ乳酸繊維により達成される。
【００１６】
また、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０．１〜５ｗｔ％含有するポリ乳酸を溶融紡糸し、脂肪酸エステル、多価アルコールエステル、エーテルエステル、シリコーン、鉱物油から選ばれる平滑剤を少なくとも１種類含有する紡糸油剤を付与することを特徴とするポリ乳酸繊維の製造方法によって達成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１８】
本発明でいうポリ乳酸とは、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、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。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、ポリ乳酸以外のポリマーや粒子、難燃剤、帯電防止剤等の添加物を含有していても良い。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。
【００１９】
本発明でいう脂肪酸ビスアミドは、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が挙げられる。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。
【００２０】
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、より好ましい滑剤として用いることができる。
【００２１】
本発明では、滑剤として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０．１〜５ｗｔ％含有することが重要である。該脂肪酸アミドの含有量を０．１ｗｔ％以上とすることで、繊維の表面摩擦係数が低減し、繊維製品に衣料用途等で要求される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。さらに、布帛の加工工程での裁断カッターや高速のミシン針による布帛の融着を抑制し、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５ｗｔ％以下とすることで、脂肪酸アミドを微分散することができ、繊維の物性斑や染色斑が発生するのを防ぐことができる。該脂肪酸アミドの含有量は、好ましくは０．５〜３ｗｔ％である。本発明では、該脂肪酸アミドが単一でも良いし、また複数の成分が混合されていても良く、混合されている場合には、その混合物が繊維全体に対して０．１〜５ｗｔ％含有していれば良い。
【００２２】
本発明のポリ乳酸繊維は、平滑剤を含有する紡糸油剤が付与されていることが好ましい。平滑剤は、繊維と金属の摩擦係数を低減させるものとして、例えば脂肪酸エステル、多価アルコールエステル、エーテルエステル、シリコーン、鉱物油等が好ましい。また、これらの平滑剤は単一成分で用いても良いし、複数の成分を混合して用いても良い。特に、ポリ乳酸繊維に適した平滑剤としては、脂肪酸エステルや鉱物油がより好ましい。また、ポリエーテル系の平滑剤は、耐熱性には優れるが、繊維と金属の摩擦係数を上げる場合があるため、避けることが好ましい。
【００２３】
本発明でいう脂肪酸エステルとは、特に限定されるものではないが、例えば、メチルオレート、イソプロピルミリステート、オクチルパルミテート、オレイルラウレート、オレイルオレート、イソトリデシルステアレート等の一価のアルコールと一価のカルボン酸のエステル、ジオクチルセバケート、ジオレイルアジペート等の一価のアルコールと多価のカルボン酸のエステル、エチレングリコールジオレート、トリメチロールプロパントリカプリレート、グリセリントリオレート等の多価のアルコールと一価のカルボン酸のエステル、ラウリル（ＥＯ）nオクタノエート等のアルキレンオキサイド付加エステル等が挙げられる。ポリ乳酸繊維に上記のような平滑剤を含有させた油剤を付与することによって、紡糸、延伸工程での糸切れや毛羽の発生、ローラーへの巻き付きを抑制することができる。また、従来のポリ乳酸繊維では工程通過性が悪かった仮撚加工についても、糸とツイスターの間の摩擦力が減少し、糸切れが抑制されることによって、工程通過性良く実施できる。さらに、製編織工程では、糸と金属、或いは糸同士の摩擦が少なくなり、毛羽の発生を抑制することによって品位の高い繊維製品を得ることができる。
【００２４】
本発明では、油剤を構成する成分は平滑剤に加えて、油剤を水に乳化させ、低粘度化して糸条への付着、浸透性を向上させる乳化剤、また必要に応じて帯電防止剤、イオン性界面活性剤、集束剤、防錆剤、防腐剤、酸化防止剤を適宜配合したものを使用することができる。
【００２５】
平滑剤の油剤全体に対する含有量は、好ましくは３０〜９５ｗｔ％である。平滑剤の油剤全体に対する含有量を３０ｗｔ％以上とすることで、繊維の表面摩擦係数が大幅に低減し、繊維および繊維製品の工程通過性や品位を向上できる。また、含有量を９５ｗｔ％以下とすることで、油剤の水への分散性を良くし、これを繊維に塗布した際の油剤の付着斑を抑制することができる。平滑剤の油剤全体に対する含有量は、より好ましくは５５〜７５ｗｔ％である。
【００２６】
本発明のポリ乳酸繊維は、衣料、インテリア、車両内装といった色調が重要な用途でも幅広く使用するために、黄味の色調の指標であるｂ*値が−１〜５であることが好ましく、−１〜３であることがより好ましい。なお、従来技術である脂肪酸モノアミドを含有したポリ乳酸繊維は、ｂ*値が高く、黄味が強い傾向になる場合がある。これは、耐熱性に劣る脂肪酸モノアミドの熱劣化に加えて、脂肪酸モノアミドが溶融成形時にポリ乳酸ポリマーのカルボニル基と反応し、ジアセトアミド基が形成されるためと考えられる。これに対して、本発明の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、耐熱性に優れており、またアミド基の反応性が低いため、繊維の着色は発生しにくいのである。
【００２７】
本発明のポリ乳酸繊維では、工程通過性や製品の力学的強度を充分高く保つためには、強度は２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。また、本発明のポリ乳酸繊維の伸度は１５〜７０％であると、繊維製品にする際の工程通過性が向上し好ましい。本発明のポリ乳酸繊維では、沸収が０〜２０％であれば繊維および繊維製品の寸法安定性が良く好ましい。また糸の太さ斑を表すＵ％は、１．５％以下であれば、染色斑が起こりにくく、高品位の染色繊維製品が得られるので好ましい。Ｕ％は、より好ましくは１．０％以下である。
【００２８】
本発明のポリ乳酸繊維の繊度は、衣料用途として使用する場合には、マルチフィラメントの総繊度５００ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、単糸繊度は０．１〜１０ｄｔｅｘとすることが必要である。一般にポリ乳酸繊維の耐摩耗性不良は単糸繊度が小さい程顕著に現れるが、本発明のポリ乳酸繊維では、単糸繊度が小さくても十分な耐摩耗性を有するものである。
【００２９】
本発明の耐加水分解性に優れたポリ乳酸繊維の断面形状については丸断面、中空断面、三葉断面等の多葉断面、その他の異形断面についても自由に選択することが可能である。また、繊維の形態は、長繊維、短繊維等特に制限は無く、長繊維の場合はマルチフィラメントでもモノフィラメントでも良い。
【００３０】
本発明のポリ乳酸繊維の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、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０．１〜５ｗｔ％含有するポリ乳酸を溶融紡糸し、脂肪酸エステル、多価アルコールエステル、エーテルエステル、シリコーン、鉱物油から選ばれる平滑剤を少なくとも１種類含有する紡糸油剤を付与することによって製造することができる。
【００３１】
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。
【００３２】
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、チッソシールされた押し出し混練機に供給して混練チップを作製する。次に、この混練チップを紡糸機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も好適に用いられる。また、溶融紡糸工程では、紡糸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。
【００３３】
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、チッソシールされた押し出し混練機に供給し、押し出し混練機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紡糸機に導き、紡糸パック内に設置された静止混練器によりさらに微細に混練し、口金から吐出し溶融紡糸をする方法である。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、融液を紡糸機に導き、紡糸パック内に設置された静止混練器により微細に混練し、口金から吐出し溶融紡糸をする方法である。
【００３４】
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０．１〜５ｗｔ％含有させれば良い。該脂肪酸アミドの含有量を０．１ｗｔ％以上とすることで、繊維の表面摩擦係数が低減し、布帛の加工工程での裁断カッターや高速のミシン針による布帛の融着を抑制し、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５ｗｔ％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。
【００３５】
また、該脂肪酸アミドの含有量が５ｗｔ％以下であれば、混練や紡糸の際に、溶融ポリマー内での脂肪酸アミドの凝集が少なく、脂肪酸アミドの熱劣化や、ポリ乳酸との反応が抑制され、ｂ*値を５以下とできるため好ましい。加えて、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、口金からのポリマーの吐出が安定し、糸斑が抑制されるため好ましい。該脂肪酸アミドの含有量は、好ましくは０．５〜３ｗｔ％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、繊維製品の耐摩耗性の向上が著しく、また混練、紡糸工程での発煙を抑制できる。加えて、脂肪酸アミドのポリマーからのブリードアウトが少なくなり、口金からのポリマー吐出が安定することによって、糸斑を抑制することができる。よって、これを染色した場合、染色斑が抑制され、品位の高い染色繊維製品を得ることができる。
【００３６】
溶融紡糸によって口金から吐出された糸は、チムニーにより糸条を冷却固化させた後、給油ガイドやオイリングローラーにより平滑剤を含有する紡糸油剤を付与し、その後、糸条をローラーで引き取る。この時、特に２５００ｍ／分以上の高速で引き取る際には、繊維とガイド類との摩擦が大きくなるため、紡糸油剤の選定が非常に重要となる。ここで、紡糸油剤に含有される平滑剤は、繊維と金属の摩擦係数を低減させるものとして、脂肪酸エステル、多価アルコールエステル、エーテルエステル、シリコーン、鉱物油が好ましい。また、これらの平滑剤は単一成分で用いても良いし、複数の成分を混合して用いても良い。特に、ポリ乳酸繊維に適した平滑剤としては、脂肪酸エステルや鉱物油がより好ましい。また、ポリエーテル系の平滑剤は、耐熱性には優れるが、繊維と金属の摩擦係数を上げる場合があるため、避けることが好ましい。ポリ乳酸繊維に上記のような平滑剤を含有させた油剤を付与することによって、紡糸、延伸工程での糸切れや毛羽の発生、ローラーへの巻き付きを抑制することができる。また、従来のポリ乳酸繊維では工程通過性が悪かった仮撚加工についても、糸とツイスターの間の摩擦力が減少し、糸切れが抑制されることによって、工程通過性良く実施できる。さらに、製編織工程では、糸と金属、或いは糸同士の摩擦が少なくなり、毛羽の発生を抑制することによって品位の高い繊維製品を得ることができる。
【００３７】
平滑剤の油剤全体に対する含有量は、好ましくは３０〜９５ｗｔ％、より好ましくは５５〜７５ｗｔ％である。平滑剤の油剤全体に対する含有量を３０ｗｔ％以上とすることで、繊維の表面摩擦係数が大幅に低減し、繊維および繊維製品の工程通過性や品位を向上できる。また、含有量を９５ｗｔ％以下とすることで、油剤の水への分散性を良くし、これを繊維に塗布した際の油剤の付着斑を抑制することができる。平滑剤の油剤全体に対する含有量は、より好ましくは５５〜７５ｗｔ％である。
【００３８】
そして、長繊維の場合は引き取った糸条を一旦チーズパッケージとして巻き取り、その後これを延伸、熱処理する。この時、第１引き取りローラーの周速である紡糸速度は２５００〜７０００ｍ／分とすると、糸斑が減少し好ましい。また、延伸温度は８０〜１５０℃とすると糸斑が減少し好ましい。また、熱処理温度は１２０〜１６０℃とするとポリ乳酸繊維の沸収が低下し熱的な寸法安定性が向上するため好ましい。なお、産業資材用途のように高強度が必要とされる場合は、多段延伸を行っても良い。また、必要に応じ、仮撚加工や押し込み加工、機械捲縮等により、ポリ乳酸繊維に捲縮を施しても良い。また、溶融紡糸で一旦巻き取ることなく、そのまま延伸、熱処理する紡糸直接延伸法を採用することもできる。
【００３９】
一方、短繊維の場合は引き取った糸条を合糸し、一旦バンカーに受けた後、さらにこれらを合糸しトウとした後、これに延伸、機械捲縮を施し、次工程に適した油剤を付与した後、カットする。延伸の際は、トウが太く熱伝達が悪いことを考慮し、スチーム延伸や液浴延伸を採用することが好ましい。この時の温度は７５〜１００℃とすることが好ましい。
【００４０】
また、不織布とするときは、上記した短繊維を用いても良いし、いわゆるスパンボンドやメルトブロー等の紡糸と不織布形成工程が連続した方法を用いても良い。
【００４１】
本発明のポリ乳酸繊維は、織物、編物、不織布等の様々は繊維構造体をとることができる。
【００４２】
また、本発明のポリ乳酸繊維は、植物由来原料からなる物質と混用されていても良い。例えば絹、綿等の天然繊維やレーヨンやアセテート等の再生繊維と混繊したり、交織や交編したものが挙げられる。また、本発明の耐加水分解性に優れたポリ乳酸繊維をバインダーとして用い、パルプ等と混用した不織布や成形体等も挙げられる。
【００４３】
本発明のポリ乳酸繊維は、シャツやブルゾン、パンツといった衣料用途のみならず、カップやパッド等の衣料資材用途、カーテンやカーペット、マット、壁紙、家具等のインテリア用途や車両部材用途、ベルト、ネット、ロープ、重布、袋類、縫い糸の産業資材用途、フェルト、不織布、フィルター、人工芝等にも好適に用いることができる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。
【００４５】
Ａ．重量平均分子量
島津社製のゲルパーミエーションクロマトグラフィー「島津ＬＣ−１０ＡＤ」を用いて、ポリスチレンを標準として測定した。
【００４６】
Ｂ．ＴＧ（熱重量測定）
マックサイエンス社製「ＴＧ−ＤＴＡ ２０００Ｓ」を使用して、試料約１０ｍｇを３０℃から１０℃／分の昇温速度で加熱した時の、試料の重量減少率を測定した。
【００４７】
Ｃ．強度および伸度
オリエンテック社製「テンシロンＵＴＭ−１００III」を用いて、室温（２５℃）で、初期試料長＝２００ｍｍ、引っ張り速度＝２００ｍｍ／分とし、荷重−伸長曲線を求めた。次に破断時の荷重値を初期の繊度で割り、それを強度とし、破断時の伸びを初期試料長で割り、伸度として強伸度曲線を求めた。（ＪＩＳ Ｌ １０１３に準拠）
Ｄ．沸収
下記式から求めた。
【００４８】
沸収(％)＝[(Ｌ０−Ｌ１)／Ｌ０)]×１００(％)
Ｌ０：延伸糸をかせ取りし初荷重０．０８８ｃＮ／ｄｔｅｘ下で測定したかせの原長
Ｌ１：Ｌ０を測定したかせを実質的に荷重フリーの状態で沸騰水中で１５分間処理し、風乾後初荷重０．０８８ｃＮ／ｄｔｅｘ下でのかせ長
Ｅ．Ｕ％
ツエルベガー社製「ウースターテスター１ ＭＯＤＥＬ Ｃ」を用いてノーマルモードで２００ｍ／分×１分間の測定により、糸の太さ斑を測定した。
【００４９】
Ｆ．ＣＲ値
捲縮糸をかせ取りし、実質的に荷重フリーの状態で沸騰水中１５分間処理し、２４時間風乾した。このサンプルに０．０８８ｃＮ／ｄｔｅｘ相当の荷重をかけ水中に浸漬し、２分後のかせ長Ｌ’０を測定した。次に、水中で０．０８８ｃＮ／ｄｔｅｘ相当の荷重を除き０．００１８ｃＮ／ｄｔｅｘ相当の微荷重に交換し、２分後のかせ長Ｌ’１を測定した。そして下式によりＣＲ値を計算した。
【００５０】
ＣＲ(％)＝［(Ｌ’０−Ｌ’１)／Ｌ’０］×１００(％)
Ｇ．色調（ｂ*値）
繊維サンプルを透明プレートに、下地の色がほぼ無視できる程度まで密に積層して巻き付け、ミノルタ社製「スペクトロフォトメーターＣＭ−３７００ｄ」を用いてｂ*値を測定した。この時、光源としてはＤ65（色温度6504K）を用い、１０°視野で測定を行った。
【００５１】
Ｈ．耐摩耗性（乾摩擦堅牢度）
染色した布帛サンプルを綿布で１００回往復摩擦した後の、綿布への色移り度合いをグレースケールを用いて１〜５級で判定した。（ＪＩＳ Ｌ ０８４９に準拠）
Ｉ．ＳＥＭ観察
日立社製「ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−３０００Ｎ」を使用し、摩擦試験後の布帛の表面を観察した。
【００５２】
Ｊ．染色斑
実施例、比較例で得られた染色布帛を目視評価した。○以上が合格。
【００５３】
◎：染色斑は全く無し
○：若干染色斑有り
△：染色斑が目立つ
×：染色斑が多い
Ｋ．紡糸性
１ｔの紡糸テストで糸切れが発生した回数を調べた。糸切れ４回／ｔ以下が合格。
【００５４】
Ｌ．延伸性
延伸機に１４４錘仕掛け、３ｋｇ／錘の延伸を行い、下記式により延伸性を評価した。延伸優等率≧９０％が合格。
【００５５】
延伸優等率（％）＝（（仕掛け錘数−糸切れ錘−ローラーへの糸巻き付き発生錘）／仕掛け錘数）×１００（％）
Ｍ．製織性
ＷＪＲ（ウォータージェット製織機）を織機回転数６００〜８００ｒｐｍで使用した時の、糸切れによる織機停止の回数を調べた。織機停止６回／日・台以下が合格。
［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１４０分間重合を行いポリ乳酸Ｐ１を得た。得られたポリ乳酸の重量平均分子量は１３．５万であった。
［製造例２］（ＥＢＡを４ｗｔ％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）となるように加熱溶融した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４ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ２を得た。
［製造例３］（ＥＢＡを７ｗｔ％含有したポリ乳酸の製造）
Ｐ１：ＥＢＡ＝９３：７（重量比）に変える以外は製造例２と同様にして、ＥＢＡを７ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ３を得た。
［製造例４］（ＫＢＡを４ｗｔ％含有したポリ乳酸の製造）
ＥＢＡをｍ−キシリレンビスステアリン酸アミド（ＫＢＡ）［日本化成社製「スリパックスＰＸＳ」］に変える以外は製造例２と同様にして、ＫＢＡを４ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ４を得た。
［製造例５］（ＳＳを４ｗｔ％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４ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ５を得た。
［製造例６］（ＢＡを４ｗｔ％含有したポリ乳酸の製造）
ＥＢＡをモノアミドのベヘニン酸アミド（ＢＡ）［日本油脂社製「アルフローＢ−１０」］に変える以外は製造例２と同様にして、ＢＡを４ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ６を得た。
［製造例７］（ＳＡを４ｗｔ％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４ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ７を得た。
【００５６】
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（ＥＢＡ１ｗｔ％）しホッパー１に仕込み、このチップをエクストルーダー２で２２０℃で溶融した後、２２０℃に加熱されたスピンブロック３に設置された紡糸パック４に溶融ポリマーを導き、口金５から吐出した（図３）。紡出した糸条７をチムニー６により２５℃の冷却風で冷却固化させた後、集束給油ガイド８により脂肪酸エステル系の平滑剤を４０ｗｔ％（イソトリデシルステアレート２０ｗｔ％＋オクチルパルミテート２０ｗｔ％）を含有する紡糸油剤（濃度１５％）を繊維に対して１ｗｔ％塗布し、交絡ガイド９により糸に交絡を付与した。その後、周速３０００ｍ／分の非加熱の第１引き取りローラー１０で引き取った後、非加熱の第２引き取りローラー１１を介して巻き取り、巻取糸１２を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、口金直下での発煙もほとんど無かった。
【００５７】
得られた未延伸糸１３をフィードローラー１４を介して９０℃の第１ホットローラー１５で予熱した後、１．４５倍に延伸し、１３０℃の第２ホットローラー１６で熱セットを行い、コールドローラー１７を介して巻き取り、８４ｄｔｅｘ、３６フィラメント、丸断面の延伸糸１８を得た（図４）。延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。
【００５８】
得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３８％、沸収７．０％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。またｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００５９】
この繊維を経糸および緯糸に用いて平織物（織り密度：経９５本／インチ、緯８０本／インチ）を作製した。なお、経糸には３００ターン／ｍのＳ撚りを施した。この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。さらに、この布帛に下記条件にて染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【００６０】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、摩擦試験後の布帛の表面をＳＥＭにて観察した結果、糸の摩耗は殆ど起こっていなかった（図１）。さらに、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
＜布帛加工条件＞
・精練：ソーダ灰（１ｇ／ｌ）、界面活性剤（０．５ｇ／ｌ）、９８℃×２０分・中間セット：１４０℃×３分
・染色：Dianix Navy Blue ERFS 200（２％ｏｗｆ）、ｐＨ調整剤（０．２ｇ／ｌ）、１１０℃×４０分
・ソーピング：界面活性剤（０．２ｇ／ｌ）、６０℃×２０分
・仕上げセット：１４０℃×３分
実施例２
Ｐ２のみ（ＥＢＡは４ｗｔ％）を用いて実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの三葉断面延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。ただし、ＥＢＡの含有量が４ｗｔ％と実施例１に比べ多かったため、問題となるほどではないが、口金直下で発煙が見られた。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収６．０％、Ｕ％１．５％と良好な糸物性を示した。ただし、延伸糸のｂ*値が実施例１に比べると高く、問題となるほどではないが若干黄味がかったものであった。
【００６１】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００６２】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れていたが、糸のＵ％が実施例１に比べると大きいことと若干ＥＢＡの凝集があるためか、実施例１に比べると若干の染色斑が見られた。
【００６３】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、５級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【００６４】
実施例３
Ｐ１とＰ２の仕込み比を重量比で１２．３：１（ＥＢＡは０．３ｗｔ％）にして実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．５％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は０．８と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００６５】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００６６】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトな優れた風合いを示した。ただし、ＥＢＡの含有量が実施例１に比べると少ないため、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が若干残っていた。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【００６７】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、３級と合格レベルではあるが、実施例１に比べると耐摩耗性は一歩譲るものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、実施例１に比べると裁断時の布帛裁断部での融着が若干発生し、またミシン針の汚れも若干有ったが、充分な工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、実施例１には一歩譲るものの、毛羽立ちや白化、テカリもは微少であり、充分な製品耐久性を示した。
【００６８】
実施例４
引き取りローラーの周速を５０００ｍ／分、第１ホットローラーの温度を１４０℃、延伸倍率を１．６５倍、第２ホットローラーの温度を１５０℃に変更して、実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２２％、沸収８．０％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．１と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００６９】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００７０】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【００７１】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【００７２】
実施例５
引き取りローラーの周速を１５００ｍ／分、また、延伸倍率を２．４倍にして実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４１％、沸収７．０％、Ｕ％１．３％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．３と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００７３】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００７４】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れていたが、糸のＵ％が実施例１に比べると大きいため、実施例１に比べると若干の染色斑が見られた。
【００７５】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【００７６】
実施例６
Ｐ１とＰ２の仕込み比を重量比で１：１（ＥＢＡは２ｗｔ％）にして実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、１４４フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．５％、Ｕ％０．９％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００７７】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００７８】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【００７９】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【００８０】
実施例７
Ｐ２の代わりにＰ４を用いて実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、１２フィラメントの延伸糸を得た（ＫＢＡは１ｗｔ％）。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、口金直下での発煙も見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．０％、Ｕ％０．８％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．６と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００８１】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００８２】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【００８３】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【００８４】
実施例８
Ｐ２の代わりにＰ５を用いて実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、１２フィラメントの延伸糸を得た（ＳＳは１ｗｔ％）。紡糸性は良好であり、糸切れは１回／ｔ、毛羽の発生は見られなかった。ただし、問題となるほどではないが、実施例１に比べると口金直下での発煙が見られた。また、延伸性は実施例１には一歩譲るものの、延伸優等率は９７％、ガイド類への毛羽の付着は微少と充分なものであった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．０％、Ｕ％１．４％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００８５】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００８６】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトな優れた風合いを示した。ただし、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が若干残っていた。また、発色性に優れていたが、実施例１に比べると若干の染色斑が見られた。これはＳＳがアルキル置換型脂肪酸モノアミドであるため、実施例１で用いたＥＢＡのような脂肪酸ビスアミドに比べると、ポリ乳酸と反応し易いため滑剤効果が発現しにくいこと、また凝集し易いためと考えられる。
【００８７】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、３級と合格レベルではあるが、実施例１に比べると耐摩耗性は一歩譲るものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、実施例１に比べると裁断時の布帛裁断部での融着が若干発生し、またミシン針の汚れも若干有ったが、充分な工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、実施例１には一歩譲るものの、毛羽立ちや白化、テカリもは微少であり、充分な製品耐久性を示した。
【００８８】
【表１】
比較例１
Ｐ１のみ（ポリ乳酸のみ）を使用して実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。得られた繊維は、強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．５％、Ｕ％０．７％であった。また、ｂ*値は０．５と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００８９】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製し、染色加工を施した。得られた布帛は、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感があり風合い的に実施例１に劣るものであった。
【００９０】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、１級と耐摩耗性は劣悪であった。また、摩擦試験後の布帛の表面をＳＥＭにて観察した結果、糸の摩耗が著しいものであった（図２）。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時に布帛裁断部での融着が激しく、またミシン針の汚れも著しく、劣悪な工程通過性であった。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリが著しく、劣悪な製品耐久性であった。
【００９１】
比較例２
Ｐ１とＰ２の仕込み比を重量比で７９：１（ＥＢＡは０．０５ｗｔ％）にして実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。得られた繊維は、強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．５％、Ｕ％０．７％であった。また、ｂ*値は０．５と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００９２】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製し、染色加工を施した。得られた布帛は、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感があり風合い的に実施例１に劣るものであった。
【００９３】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、１級と耐摩耗性は劣悪であった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時に布帛裁断部での融着が激しく、またミシン針の汚れも著しく、劣悪な工程通過性であった。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリが著しく、劣悪な製品耐久性であった。
【００９４】
比較例３
Ｐ２の代わりにＰ３（ＥＢＡ７ｗｔ％）を用いて実施例２と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。ＥＢＡの含有量が７ｗｔ％と多すぎるため、口金直下で発煙が著しく、作業環境が悪化した。得られた繊維は、強度２．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収５．０％、Ｕ％２．１％であった。しかも、延伸糸のｂ*値が６．１と着色が激しく、衣料用として使用困難なものであった。
【００９５】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製し、染色加工を施した。得られた布帛は、染色斑が著しく、品位に劣るものであった。
【００９６】
比較例４
Ｐ２の代わりにＰ６を用いて実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た（ＢＡ１ｗｔ％）。しかし、ＢＡの耐熱性、昇華性の問題から、口金直下で発煙が著しく、作業環境が極度に悪化した。得られた繊維は、強度３．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収７．０％、Ｕ％１．８％であった。
【００９７】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製し、染色加工を施した。得られた布帛は、染色斑が著しく、品位に劣るものであった。
【００９８】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、１級と耐摩耗性は劣悪であった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時に布帛裁断部での融着が激しく、またミシン針の汚れも著しく、劣悪な工程通過性であった。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリが著しく、劣悪な製品耐久性であった。
【００９９】
比較例５
Ｐ２の代わりにＰ７を用い、引き取りローラーの周速を８００ｍ／分、延伸倍率を４倍として実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た（ＳＡ１ｗｔ％）。しかし、ＳＡの耐熱性、昇華性の問題から、口金直下で発煙が著しく、作業環境が極度に悪化した。得られた繊維は、強度３．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４１％、沸収７．０％、Ｕ％２．２％であった。
【０１００】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製し、染色加工を施した。得られた布帛は、染色斑が著しく、品位に劣るものであった。
【０１０１】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、１級と耐摩耗性は劣悪であった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時に布帛裁断部での融着が激しく、またミシン針の汚れも著しく、劣悪な工程通過性であった。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリが著しく、劣悪な製品耐久性であった。
【０１０２】
なお、ＴＧ（熱重量測定）から、ＳＡの加熱による減量率を求めたところ、２５０℃で４．１％も重量減少することがわかった。これに対して、脂肪酸ビスアミドであるＥＢＡの場合は、２５０℃で０．５％しか重量減少せず、脂肪酸モノアミドに比べて脂肪酸ビスアミドは、耐熱性が良く、昇華しにくいことがわかった。
【０１０３】
【表２】
実施例９
紡糸油剤として脂肪酸エステル系の平滑剤を６５ｗｔ％（イソトリデシルステアレート３５ｗｔ％＋オクチルパルミテート３０ｗｔ％）含有する紡糸油剤（濃度１５％）を用いて、実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収７．０％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１０４】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生は皆無であり、優れた製織工程通過性を示した。さらに、この時は実施例１に比べても製織性が良好であり、製織スピードを上げ生産性を高めることができた。
【０１０５】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【０１０６】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１０７】
実施例１０
紡糸油剤として脂肪酸エステル系の平滑剤を５０ｗｔ％（イソトリデシルステアレート２５ｗｔ％＋オクチルパルミテート２５ｗｔ％）および鉱物油を２０ｗｔ％含有する紡糸油剤（濃度１５％）を用いて、実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収７．０％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１０８】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生は皆無であり、優れた製織工程通過性を示した。さらに、この時は実施例１に比べても製織性が良好であり、製織スピードを上げ生産性を高めることができた。
【０１０９】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【０１１０】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１１１】
実施例１１
紡糸油剤として脂肪酸エステル系の平滑剤を１５ｗｔ％（イソトリデシルステアレート１５ｗｔ％）とポリエーテルを７５ｗｔ％含有する紡糸油剤（濃度１５％）を用いて、実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの延伸糸を得た。実施例１〜１０に比べると、紡糸、延伸での糸切れが増加し、さらにガイド類への毛羽の付着が増加したものの充分な紡糸、延伸性を示した。得られた繊維は、強度３．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３２％、沸収７．０％、Ｕ％１．２％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１１２】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生は実施例１〜１０に比べると増加したもの、充分な工程通過性を示した。
【０１１３】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も少なく優れた品位であった。
【０１１４】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１１５】
実施例１２
紡糸油剤として脂肪酸エステル系の平滑剤を１５ｗｔ％（イソトリデシルステアレート１５ｗｔ％）とポリエーテルを７５ｗｔ％含有する紡糸油剤（濃度１５％）を用いて実施例４と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの延伸糸を得た。実施例４に比べると、紡糸、延伸での糸切れが増加し、さらにガイド類への毛羽の付着が増加し不充分な紡糸、延伸性であった。得られた繊維は、強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度１５％、沸収８．０％、Ｕ％１．２％であった。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１１６】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生は実施例４に比べるとかなり増加し、不充分な工程通過性を示した。
【０１１７】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も少なく優れた品位であった。
【０１１８】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１１９】
【表３】
実施例１３
紡糸パック４に静止混練器（東レエンジニアリング社製「ハイミキサー」１０段）を組み込み、実施例２と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９９％、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収７．０％、Ｕ％０．８％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は３．０と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１２０】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【０１２１】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【０１２２】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１２３】
実施例１４
重量比でＰ１：Ｐ２＝３：１となるようにチップブレンドし、ホッパー１に仕込み、このチップをエクストルーダー２で２２０℃で溶融した後、２２０℃に加熱されたスピンブロック３に設置された紡糸パック４に溶融ポリマーを導き、口金５から吐出した（図５）。紡出した糸条７をチムニー６により２５℃の冷却風で冷却固化させた後、集束給油ガイド８により脂肪酸エステル系の平滑剤を４０ｗｔ％（イソトリデシルステアレート２０ｗｔ％＋オクチルパルミテート２０ｗｔ％）を含有する紡糸油剤（濃度１５％）を繊維に対して１ｗｔ％塗布し、交絡ガイド９により糸に交絡を付与した。その後、周速３０００ｍ／分、９５℃の第１ホットローラー１９と周速４５００ｍ／分、１３５℃の第２ホットローラー２０の間で延伸、熱処理を施した後に巻き取り、８４ｄｔｅｘ、３６フィラメント、丸断面の巻取糸２１を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、口金直下での発煙もほとんど無かった。
【０１２４】
得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収７．０％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。またｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１２５】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【０１２６】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【０１２７】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１２８】
実施例１５
実施例４で得た未延伸糸１３に図６に示す装置で延伸仮撚を施した。この時、ヒーター２３の温度は１３０℃、フィードローラー２２と延伸ローラー２６の間の延伸倍率は１．３５倍、延伸ローラー２６の速度は４００ｍ／分、セカンドヒーター２７はの温度は１５０℃、延伸ローラー２６とデリバリーローラー２８の間のリラックス率を６%とし、仮撚回転子２５としては３軸ツイスターを用いた。また、ヒーター２３と仮撚回転子２５の間には冷却板２４を設けた。このようにして、１０９ｄｔｅｘ、３６フィラメントの捲縮糸２９を得た。この捲縮糸は、ＣＲ値が２０％であり、充分な捲縮特性を示した。また、強度は２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５％、沸収６．２％であった。またｂ*値は１．３と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１２９】
この繊維を経糸および緯糸に用いてツイル織物（織り密度：経９５本／インチ、緯８０本／インチ）を作製した。なお、経糸、緯糸とも３００ターン／ｍのＳ撚りを施した。この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【０１３０】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１３１】
【発明の効果】
本発明の耐摩耗性に優れ、且つ工程通過性が良好なポリ乳酸繊維により、ポリ乳酸繊維の適用展開範囲を大きく拡げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリ乳酸繊維の摩耗状態を示す図である。
【図２】従来のポリ乳酸繊維の摩耗状態を示す図である。
【図３】紡糸装置を示す図である。
【図４】延伸装置を示す図である。
【図５】紡糸直接延伸装置を示す図である。
【図６】延伸仮撚装置を示す図である。
【符号の説明】
１：ホッパー
２：押し出し混練機（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：チムニー
７：糸条
８：集束給油ガイド
９：交絡ガイド
１０：第１引き取りローラー
１１：第２引き取りローラー
１２：巻取糸
１３：未延伸糸
１４：フィードローラー
１５：第１ホットローラー
１６：第２ホットローラー
１７：コールドローラー
１８：延伸糸
１９：第１ホットローラー
２０：第２ホットローラー
２１：巻取糸
２２：フィードローラー
２３：ヒーター
２４：冷却板
２５：回転子
２６：延伸ローラー
２７：セカンドヒーター
２８：デリバリーローラー
２９：捲縮糸
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐摩耗性に優れ、且つ工程通過性が良好なポリ乳酸繊維、およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球規模での環境に対する意識が高まる中で、石油資源の大量消費によって生じる地球温暖化や、大量消費に伴う石油資源の枯渇が懸念されている。このような背景から、植物由来原料（バイオマス）からなり、使用後は自然環境中で最終的に水と二酸化炭素まで分解する、自然循環型の環境対応素材が切望されている。
【０００３】
しかしながら、これまで、このようなバイオマス利用の生分解性ポリマーは、製造コストが高く、また力学特性や耐熱性が低いといった課題があり、汎用プラスチックに利用されることはなかった。これらを解決できるバイオマス利用の生分解性ポリマーとして、現在、最も注目されているのは脂肪族ポリエステルの一種であるポリ乳酸である。ポリ乳酸は植物から抽出したでんぷんを発酵することにより得られる乳酸を原料としたポリマーであり、バイオマス利用の生分解性ポリマーの中では力学特性、耐熱性、コストのバランスが最も優れている。そして、これを利用した樹脂製品、繊維、フィルム、シート等の開発が急ピッチで行われている。
【０００４】
ポリ乳酸繊維の開発としては、生分解性を活かした農業資材や土木資材等が先行しているが、それに続く大型の用途として衣料用途、カーテン、カーペット等のインテリア用途、車両内装用途、産業資材用途への応用も期待されている。
【０００５】
しかしながら、ポリ乳酸繊維は表面摩擦係数が高いために、耐摩耗性が悪いという欠点があり、衣料、インテリア、車両内装用途等の耐摩耗性が要求される用途への展開が進んでいなかった。例えば、アウターウェア、ユニフォーム、スポーツウェア等の用途では、特に、日常生活において頻繁に摩擦を受ける肩、肘、膝、お尻等の部分で、毛羽立ちや白化、テカリ等の発生により品位が低下し、またインナーウェアへの色移りが生じる等の大きな問題があった。さらに、椅子貼りやカーペット等の用途でも、摩擦を繰り返すことで、毛羽が発生したり、繊維が擦り切れて破れを生じる等、耐久性が非常に悪く、また、ズボンや靴下等の着衣への色移りが生じる等の問題があった。
【０００６】
このようなポリ乳酸繊維の耐摩耗性を評価するために、本発明者らはＪＩＳ Ｌ ０８４９で規定された学振形摩擦試験によって摩擦堅牢度を調べた。この評価方法は、染色された繊維製品を綿布で摩擦し、繊維製品から綿布への色移りを評価するものである。この結果、ポリエチレンテレフタレートやナイロンでは、一般的な染料を使う限り摩擦堅牢度は４級以上を達成するのに対して、ポリ乳酸の場合には１級と非常に低いレベルであることがわかった。そこで、従来のポリ乳酸繊維（比較例１）を綿布で摩擦した後の繊維の表面状態を電子顕微鏡（ＳＥＭ）で調べたところ、摩擦によりポリマー削れが発生し、その削れたポリマーが綿布に付着することによって色移りが生じていることわかった。衣料用途では、一般に摩擦堅牢度は少なくとも３級以上を達成することが必要であるため、ポリ乳酸繊維をそのような用途で展開することは、実質的に極めて困難であった。
【０００７】
また、ポリ乳酸繊維の表面摩擦係数が高いことにより、布帛の加工工程でも問題を生じている。例えば、布帛の裁断工程では、複数枚の布帛を重ねて裁断するが、この際、ポリ乳酸布帛の場合には、カッターと繊維との間で大きな剪断発熱が生じることにより布帛の切れ端同士が融着を起こしてしまう。さらに、ポリ乳酸布帛を縫製する際には、通常の縫製速度では、ミシン針と繊維との間での摩擦力が著しく大きくなり、摩擦発熱によって繊維の融着が発生して製品の品位の低下を招いたり、また、ミシン針にポリマーが付着するためにミシン針の交換が頻繁に必要となるため、実質的に低速でしか加工できず、生産性が著しく低下するという問題があった。
【０００８】
さらに、ポリ乳酸繊維の表面摩擦係数が高いことによる影響は、上記のような繊維製品の耐摩耗性不良や布帛の加工工程の問題だけに留まらず、繊維を製造する際の工程通過性不良や品位の低下にも及んでいる。例えば、溶融紡糸過程では、通常、糸が１０００〜７０００ｍ／分という高速で走行するため、糸とガイド類の摩擦が大きくなることにより毛羽や糸切れが発生し易くなってしまう。また、延伸工程では、糸がローラーに巻き付いたり糸切れが発生し易くなる。さらに、捲縮加工工程、特に仮撚工程では、糸とツイスターの間の摩擦力が過大となるため、糸切れが頻発し、実質的に加工困難となってしまうこともある。加えて、製織、製編の際には、糸と金属との摩擦だけでなく、糸と糸との摩擦により、毛羽の発生が著しく、工程通過性および布帛の品位が大きく低下するという問題があった。以上のように、ポリ乳酸繊維およびその繊維製品を製造するのに際しては、工程通過性が悪く生産性が低下すると同時に、得られる繊維および繊維製品は毛羽や摩耗の発生によって品位の低いものとなってしまうという致命的な問題点があった。
【０００９】
これらの問題の原因であるポリ乳酸繊維の高摩擦係数は、ポリマー基質によるものであり、ポリ乳酸繊維では必然的に起こる問題であると考えられる。
【００１０】
ところで、樹脂製品やフィルム、シート等の分野では、その製造工程において、チップや溶融ポリマーのアンチブロキング性、或いは金型やローラーからの成形体の剥離性を向上させるためにポリマーに滑剤を添加する場合がある。しかしながら、繊維の分野においては、滑剤のブレンド斑、熱分解、ブリードアウト等により繊維の物性斑や染色斑等による製品品質の低下が発生しやすいため、これまでこのような添加剤を用いることは避けられる傾向にあった。
【００１１】
滑剤を添加した繊維については、極めて少ない例ではあるが、例えば、ポリ乳酸繊維に一般式ＲＣＯＮＨ2（ただしＲはアルキル基）で表される脂肪酸モノアミドを添加し、撥水性を与えることによって加水分解速度を抑制することを目的とするものであるが（特許文献１参照）、本発明の目的であるポリ乳酸繊維の耐摩耗性および工程通過性の向上については全く記載が無い。念のため、本発明者らは脂肪酸モノアミドを添加したポリ乳酸繊維について追試を行ったが、ポリ乳酸繊維の耐摩耗性および製造する際の工程通過性を向上させることはできなかった（比較例４，５）。これは、脂肪酸モノアミドが、そのアミド基の反応性が高いために、溶融時にポリ乳酸と反応してしまい、結果的に滑剤として機能し得る脂肪酸モノアミドの繊維中に占める割合が少なくなることが原因であると推定された。また、脂肪酸モノアミドがポリ乳酸と反応すると、結果的にポリ乳酸の分子鎖が切断されるため、分子量が減少してしまい、繊維物性が低下する場合もあった。 さらに、脂肪酸モノアミドは昇華性が大きい、或いは耐熱性に劣るために、発煙による作業環境の悪化や、ブリードアウトによるガイド類やローラーの汚れ、また、操業性の低下を引き起こすこともあった。さらに、ブリードアウトした脂肪酸モノアミドが繊維表面で凝集することによって、繊維の物性斑や染色斑を招く場合もあった。
【００１２】
これらの問題点のため、耐摩耗性および工程通過性が良好なポリ乳酸繊維が切望されていた。
【００１３】
【特許文献１】
特開平８−１８３８９８号公報（第２−４頁）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を克服し、耐摩耗性に優れ、且つ工程通過性が良好なポリ乳酸繊維およびその製造方法を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、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繊維全体に対して０．１〜５ｗｔ％含有することを特徴とするポリ乳酸繊維により達成される。
【００１６】
また、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０．１〜５ｗｔ％含有するポリ乳酸を溶融紡糸し、脂肪酸エステル、多価アルコールエステル、エーテルエステル、シリコーン、鉱物油から選ばれる平滑剤を少なくとも１種類含有する紡糸油剤を付与することを特徴とするポリ乳酸繊維の製造方法によって達成される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１８】
本発明でいうポリ乳酸とは、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、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。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、ポリ乳酸以外のポリマーや粒子、難燃剤、帯電防止剤等の添加物を含有していても良い。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。
【００１９】
本発明でいう脂肪酸ビスアミドは、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が挙げられる。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。
【００２０】
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、より好ましい滑剤として用いることができる。
【００２１】
本発明では、滑剤として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０．１〜５ｗｔ％含有することが重要である。該脂肪酸アミドの含有量を０．１ｗｔ％以上とすることで、繊維の表面摩擦係数が低減し、繊維製品に衣料用途等で要求される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。さらに、布帛の加工工程での裁断カッターや高速のミシン針による布帛の融着を抑制し、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５ｗｔ％以下とすることで、脂肪酸アミドを微分散することができ、繊維の物性斑や染色斑が発生するのを防ぐことができる。該脂肪酸アミドの含有量は、好ましくは０．５〜３ｗｔ％である。本発明では、該脂肪酸アミドが単一でも良いし、また複数の成分が混合されていても良く、混合されている場合には、その混合物が繊維全体に対して０．１〜５ｗｔ％含有していれば良い。
【００２２】
本発明のポリ乳酸繊維は、平滑剤を含有する紡糸油剤が付与されていることが好ましい。平滑剤は、繊維と金属の摩擦係数を低減させるものとして、例えば脂肪酸エステル、多価アルコールエステル、エーテルエステル、シリコーン、鉱物油等が好ましい。また、これらの平滑剤は単一成分で用いても良いし、複数の成分を混合して用いても良い。特に、ポリ乳酸繊維に適した平滑剤としては、脂肪酸エステルや鉱物油がより好ましい。また、ポリエーテル系の平滑剤は、耐熱性には優れるが、繊維と金属の摩擦係数を上げる場合があるため、避けることが好ましい。
【００２３】
本発明でいう脂肪酸エステルとは、特に限定されるものではないが、例えば、メチルオレート、イソプロピルミリステート、オクチルパルミテート、オレイルラウレート、オレイルオレート、イソトリデシルステアレート等の一価のアルコールと一価のカルボン酸のエステル、ジオクチルセバケート、ジオレイルアジペート等の一価のアルコールと多価のカルボン酸のエステル、エチレングリコールジオレート、トリメチロールプロパントリカプリレート、グリセリントリオレート等の多価のアルコールと一価のカルボン酸のエステル、ラウリル（ＥＯ）nオクタノエート等のアルキレンオキサイド付加エステル等が挙げられる。ポリ乳酸繊維に上記のような平滑剤を含有させた油剤を付与することによって、紡糸、延伸工程での糸切れや毛羽の発生、ローラーへの巻き付きを抑制することができる。また、従来のポリ乳酸繊維では工程通過性が悪かった仮撚加工についても、糸とツイスターの間の摩擦力が減少し、糸切れが抑制されることによって、工程通過性良く実施できる。さらに、製編織工程では、糸と金属、或いは糸同士の摩擦が少なくなり、毛羽の発生を抑制することによって品位の高い繊維製品を得ることができる。
【００２４】
本発明では、油剤を構成する成分は平滑剤に加えて、油剤を水に乳化させ、低粘度化して糸条への付着、浸透性を向上させる乳化剤、また必要に応じて帯電防止剤、イオン性界面活性剤、集束剤、防錆剤、防腐剤、酸化防止剤を適宜配合したものを使用することができる。
【００２５】
平滑剤の油剤全体に対する含有量は、好ましくは３０〜９５ｗｔ％である。平滑剤の油剤全体に対する含有量を３０ｗｔ％以上とすることで、繊維の表面摩擦係数が大幅に低減し、繊維および繊維製品の工程通過性や品位を向上できる。また、含有量を９５ｗｔ％以下とすることで、油剤の水への分散性を良くし、これを繊維に塗布した際の油剤の付着斑を抑制することができる。平滑剤の油剤全体に対する含有量は、より好ましくは５５〜７５ｗｔ％である。
【００２６】
本発明のポリ乳酸繊維は、衣料、インテリア、車両内装といった色調が重要な用途でも幅広く使用するために、黄味の色調の指標であるｂ*値が−１〜５であることが好ましく、−１〜３であることがより好ましい。なお、従来技術である脂肪酸モノアミドを含有したポリ乳酸繊維は、ｂ*値が高く、黄味が強い傾向になる場合がある。これは、耐熱性に劣る脂肪酸モノアミドの熱劣化に加えて、脂肪酸モノアミドが溶融成形時にポリ乳酸ポリマーのカルボニル基と反応し、ジアセトアミド基が形成されるためと考えられる。これに対して、本発明の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、耐熱性に優れており、またアミド基の反応性が低いため、繊維の着色は発生しにくいのである。
【００２７】
本発明のポリ乳酸繊維では、工程通過性や製品の力学的強度を充分高く保つためには、強度は２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。また、本発明のポリ乳酸繊維の伸度は１５〜７０％であると、繊維製品にする際の工程通過性が向上し好ましい。本発明のポリ乳酸繊維では、沸収が０〜２０％であれば繊維および繊維製品の寸法安定性が良く好ましい。また糸の太さ斑を表すＵ％は、１．５％以下であれば、染色斑が起こりにくく、高品位の染色繊維製品が得られるので好ましい。Ｕ％は、より好ましくは１．０％以下である。
【００２８】
本発明のポリ乳酸繊維の繊度は、衣料用途として使用する場合には、マルチフィラメントの総繊度５００ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、単糸繊度は０．１〜１０ｄｔｅｘとすることが必要である。一般にポリ乳酸繊維の耐摩耗性不良は単糸繊度が小さい程顕著に現れるが、本発明のポリ乳酸繊維では、単糸繊度が小さくても十分な耐摩耗性を有するものである。
【００２９】
本発明の耐加水分解性に優れたポリ乳酸繊維の断面形状については丸断面、中空断面、三葉断面等の多葉断面、その他の異形断面についても自由に選択することが可能である。また、繊維の形態は、長繊維、短繊維等特に制限は無く、長繊維の場合はマルチフィラメントでもモノフィラメントでも良い。
【００３０】
本発明のポリ乳酸繊維の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、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０．１〜５ｗｔ％含有するポリ乳酸を溶融紡糸し、脂肪酸エステル、多価アルコールエステル、エーテルエステル、シリコーン、鉱物油から選ばれる平滑剤を少なくとも１種類含有する紡糸油剤を付与することによって製造することができる。
【００３１】
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。
【００３２】
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、チッソシールされた押し出し混練機に供給して混練チップを作製する。次に、この混練チップを紡糸機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も好適に用いられる。また、溶融紡糸工程では、紡糸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。
【００３３】
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、チッソシールされた押し出し混練機に供給し、押し出し混練機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紡糸機に導き、紡糸パック内に設置された静止混練器によりさらに微細に混練し、口金から吐出し溶融紡糸をする方法である。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、融液を紡糸機に導き、紡糸パック内に設置された静止混練器により微細に混練し、口金から吐出し溶融紡糸をする方法である。
【００３４】
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０．１〜５ｗｔ％含有させれば良い。該脂肪酸アミドの含有量を０．１ｗｔ％以上とすることで、繊維の表面摩擦係数が低減し、布帛の加工工程での裁断カッターや高速のミシン針による布帛の融着を抑制し、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５ｗｔ％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。
【００３５】
また、該脂肪酸アミドの含有量が５ｗｔ％以下であれば、混練や紡糸の際に、溶融ポリマー内での脂肪酸アミドの凝集が少なく、脂肪酸アミドの熱劣化や、ポリ乳酸との反応が抑制され、ｂ*値を５以下とできるため好ましい。加えて、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、口金からのポリマーの吐出が安定し、糸斑が抑制されるため好ましい。該脂肪酸アミドの含有量は、好ましくは０．５〜３ｗｔ％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、繊維製品の耐摩耗性の向上が著しく、また混練、紡糸工程での発煙を抑制できる。加えて、脂肪酸アミドのポリマーからのブリードアウトが少なくなり、口金からのポリマー吐出が安定することによって、糸斑を抑制することができる。よって、これを染色した場合、染色斑が抑制され、品位の高い染色繊維製品を得ることができる。
【００３６】
溶融紡糸によって口金から吐出された糸は、チムニーにより糸条を冷却固化させた後、給油ガイドやオイリングローラーにより平滑剤を含有する紡糸油剤を付与し、その後、糸条をローラーで引き取る。この時、特に２５００ｍ／分以上の高速で引き取る際には、繊維とガイド類との摩擦が大きくなるため、紡糸油剤の選定が非常に重要となる。ここで、紡糸油剤に含有される平滑剤は、繊維と金属の摩擦係数を低減させるものとして、脂肪酸エステル、多価アルコールエステル、エーテルエステル、シリコーン、鉱物油が好ましい。また、これらの平滑剤は単一成分で用いても良いし、複数の成分を混合して用いても良い。特に、ポリ乳酸繊維に適した平滑剤としては、脂肪酸エステルや鉱物油がより好ましい。また、ポリエーテル系の平滑剤は、耐熱性には優れるが、繊維と金属の摩擦係数を上げる場合があるため、避けることが好ましい。ポリ乳酸繊維に上記のような平滑剤を含有させた油剤を付与することによって、紡糸、延伸工程での糸切れや毛羽の発生、ローラーへの巻き付きを抑制することができる。また、従来のポリ乳酸繊維では工程通過性が悪かった仮撚加工についても、糸とツイスターの間の摩擦力が減少し、糸切れが抑制されることによって、工程通過性良く実施できる。さらに、製編織工程では、糸と金属、或いは糸同士の摩擦が少なくなり、毛羽の発生を抑制することによって品位の高い繊維製品を得ることができる。
【００３７】
平滑剤の油剤全体に対する含有量は、好ましくは３０〜９５ｗｔ％、より好ましくは５５〜７５ｗｔ％である。平滑剤の油剤全体に対する含有量を３０ｗｔ％以上とすることで、繊維の表面摩擦係数が大幅に低減し、繊維および繊維製品の工程通過性や品位を向上できる。また、含有量を９５ｗｔ％以下とすることで、油剤の水への分散性を良くし、これを繊維に塗布した際の油剤の付着斑を抑制することができる。平滑剤の油剤全体に対する含有量は、より好ましくは５５〜７５ｗｔ％である。
【００３８】
そして、長繊維の場合は引き取った糸条を一旦チーズパッケージとして巻き取り、その後これを延伸、熱処理する。この時、第１引き取りローラーの周速である紡糸速度は２５００〜７０００ｍ／分とすると、糸斑が減少し好ましい。また、延伸温度は８０〜１５０℃とすると糸斑が減少し好ましい。また、熱処理温度は１２０〜１６０℃とするとポリ乳酸繊維の沸収が低下し熱的な寸法安定性が向上するため好ましい。なお、産業資材用途のように高強度が必要とされる場合は、多段延伸を行っても良い。また、必要に応じ、仮撚加工や押し込み加工、機械捲縮等により、ポリ乳酸繊維に捲縮を施しても良い。また、溶融紡糸で一旦巻き取ることなく、そのまま延伸、熱処理する紡糸直接延伸法を採用することもできる。
【００３９】
一方、短繊維の場合は引き取った糸条を合糸し、一旦バンカーに受けた後、さらにこれらを合糸しトウとした後、これに延伸、機械捲縮を施し、次工程に適した油剤を付与した後、カットする。延伸の際は、トウが太く熱伝達が悪いことを考慮し、スチーム延伸や液浴延伸を採用することが好ましい。この時の温度は７５〜１００℃とすることが好ましい。
【００４０】
また、不織布とするときは、上記した短繊維を用いても良いし、いわゆるスパンボンドやメルトブロー等の紡糸と不織布形成工程が連続した方法を用いても良い。
【００４１】
本発明のポリ乳酸繊維は、織物、編物、不織布等の様々は繊維構造体をとることができる。
【００４２】
また、本発明のポリ乳酸繊維は、植物由来原料からなる物質と混用されていても良い。例えば絹、綿等の天然繊維やレーヨンやアセテート等の再生繊維と混繊したり、交織や交編したものが挙げられる。また、本発明の耐加水分解性に優れたポリ乳酸繊維をバインダーとして用い、パルプ等と混用した不織布や成形体等も挙げられる。
【００４３】
本発明のポリ乳酸繊維は、シャツやブルゾン、パンツといった衣料用途のみならず、カップやパッド等の衣料資材用途、カーテンやカーペット、マット、壁紙、家具等のインテリア用途や車両部材用途、ベルト、ネット、ロープ、重布、袋類、縫い糸の産業資材用途、フェルト、不織布、フィルター、人工芝等にも好適に用いることができる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。
【００４５】
Ａ．重量平均分子量
島津社製のゲルパーミエーションクロマトグラフィー「島津ＬＣ−１０ＡＤ」を用いて、ポリスチレンを標準として測定した。
【００４６】
Ｂ．ＴＧ（熱重量測定）
マックサイエンス社製「ＴＧ−ＤＴＡ ２０００Ｓ」を使用して、試料約１０ｍｇを３０℃から１０℃／分の昇温速度で加熱した時の、試料の重量減少率を測定した。
【００４７】
Ｃ．強度および伸度
オリエンテック社製「テンシロンＵＴＭ−１００III」を用いて、室温（２５℃）で、初期試料長＝２００ｍｍ、引っ張り速度＝２００ｍｍ／分とし、荷重−伸長曲線を求めた。次に破断時の荷重値を初期の繊度で割り、それを強度とし、破断時の伸びを初期試料長で割り、伸度として強伸度曲線を求めた。（ＪＩＳ Ｌ １０１３に準拠）
Ｄ．沸収
下記式から求めた。
【００４８】
沸収(％)＝[(Ｌ０−Ｌ１)／Ｌ０)]×１００(％)
Ｌ０：延伸糸をかせ取りし初荷重０．０８８ｃＮ／ｄｔｅｘ下で測定したかせの原長
Ｌ１：Ｌ０を測定したかせを実質的に荷重フリーの状態で沸騰水中で１５分間処理し、風乾後初荷重０．０８８ｃＮ／ｄｔｅｘ下でのかせ長
Ｅ．Ｕ％
ツエルベガー社製「ウースターテスター１ ＭＯＤＥＬ Ｃ」を用いてノーマルモードで２００ｍ／分×１分間の測定により、糸の太さ斑を測定した。
【００４９】
Ｆ．ＣＲ値
捲縮糸をかせ取りし、実質的に荷重フリーの状態で沸騰水中１５分間処理し、２４時間風乾した。このサンプルに０．０８８ｃＮ／ｄｔｅｘ相当の荷重をかけ水中に浸漬し、２分後のかせ長Ｌ’０を測定した。次に、水中で０．０８８ｃＮ／ｄｔｅｘ相当の荷重を除き０．００１８ｃＮ／ｄｔｅｘ相当の微荷重に交換し、２分後のかせ長Ｌ’１を測定した。そして下式によりＣＲ値を計算した。
【００５０】
ＣＲ(％)＝［(Ｌ’０−Ｌ’１)／Ｌ’０］×１００(％)
Ｇ．色調（ｂ*値）
繊維サンプルを透明プレートに、下地の色がほぼ無視できる程度まで密に積層して巻き付け、ミノルタ社製「スペクトロフォトメーターＣＭ−３７００ｄ」を用いてｂ*値を測定した。この時、光源としてはＤ65（色温度6504K）を用い、１０°視野で測定を行った。
【００５１】
Ｈ．耐摩耗性（乾摩擦堅牢度）
染色した布帛サンプルを綿布で１００回往復摩擦した後の、綿布への色移り度合いをグレースケールを用いて１〜５級で判定した。（ＪＩＳ Ｌ ０８４９に準拠）
Ｉ．ＳＥＭ観察
日立社製「ＨＩＴＡＣＨＩ Ｓ−３０００Ｎ」を使用し、摩擦試験後の布帛の表面を観察した。
【００５２】
Ｊ．染色斑
実施例、比較例で得られた染色布帛を目視評価した。○以上が合格。
【００５３】
◎：染色斑は全く無し
○：若干染色斑有り
△：染色斑が目立つ
×：染色斑が多い
Ｋ．紡糸性
１ｔの紡糸テストで糸切れが発生した回数を調べた。糸切れ４回／ｔ以下が合格。
【００５４】
Ｌ．延伸性
延伸機に１４４錘仕掛け、３ｋｇ／錘の延伸を行い、下記式により延伸性を評価した。延伸優等率≧９０％が合格。
【００５５】
延伸優等率（％）＝（（仕掛け錘数−糸切れ錘−ローラーへの糸巻き付き発生錘）／仕掛け錘数）×１００（％）
Ｍ．製織性
ＷＪＲ（ウォータージェット製織機）を織機回転数６００〜８００ｒｐｍで使用した時の、糸切れによる織機停止の回数を調べた。織機停止６回／日・台以下が合格。
［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１４０分間重合を行いポリ乳酸Ｐ１を得た。得られたポリ乳酸の重量平均分子量は１３．５万であった。
［製造例２］（ＥＢＡを４ｗｔ％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）となるように加熱溶融した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４ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ２を得た。
［製造例３］（ＥＢＡを７ｗｔ％含有したポリ乳酸の製造）
Ｐ１：ＥＢＡ＝９３：７（重量比）に変える以外は製造例２と同様にして、ＥＢＡを７ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ３を得た。
［製造例４］（ＫＢＡを４ｗｔ％含有したポリ乳酸の製造）
ＥＢＡをｍ−キシリレンビスステアリン酸アミド（ＫＢＡ）［日本化成社製「スリパックスＰＸＳ」］に変える以外は製造例２と同様にして、ＫＢＡを４ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ４を得た。
［製造例５］（ＳＳを４ｗｔ％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４ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ５を得た。
［製造例６］（ＢＡを４ｗｔ％含有したポリ乳酸の製造）
ＥＢＡをモノアミドのベヘニン酸アミド（ＢＡ）［日本油脂社製「アルフローＢ−１０」］に変える以外は製造例２と同様にして、ＢＡを４ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ６を得た。
［製造例７］（ＳＡを４ｗｔ％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４ｗｔ％含有したポリ乳酸Ｐ７を得た。
【００５６】
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（ＥＢＡ１ｗｔ％）しホッパー１に仕込み、このチップをエクストルーダー２で２２０℃で溶融した後、２２０℃に加熱されたスピンブロック３に設置された紡糸パック４に溶融ポリマーを導き、口金５から吐出した（図３）。紡出した糸条７をチムニー６により２５℃の冷却風で冷却固化させた後、集束給油ガイド８により脂肪酸エステル系の平滑剤を４０ｗｔ％（イソトリデシルステアレート２０ｗｔ％＋オクチルパルミテート２０ｗｔ％）を含有する紡糸油剤（濃度１５％）を繊維に対して１ｗｔ％塗布し、交絡ガイド９により糸に交絡を付与した。その後、周速３０００ｍ／分の非加熱の第１引き取りローラー１０で引き取った後、非加熱の第２引き取りローラー１１を介して巻き取り、巻取糸１２を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、口金直下での発煙もほとんど無かった。
【００５７】
得られた未延伸糸１３をフィードローラー１４を介して９０℃の第１ホットローラー１５で予熱した後、１．４５倍に延伸し、１３０℃の第２ホットローラー１６で熱セットを行い、コールドローラー１７を介して巻き取り、８４ｄｔｅｘ、３６フィラメント、丸断面の延伸糸１８を得た（図４）。延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。
【００５８】
得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３８％、沸収７．０％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。またｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００５９】
この繊維を経糸および緯糸に用いて平織物（織り密度：経９５本／インチ、緯８０本／インチ）を作製した。なお、経糸には３００ターン／ｍのＳ撚りを施した。この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。さらに、この布帛に下記条件にて染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【００６０】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、摩擦試験後の布帛の表面をＳＥＭにて観察した結果、糸の摩耗は殆ど起こっていなかった（図１）。さらに、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
＜布帛加工条件＞
・精練：ソーダ灰（１ｇ／ｌ）、界面活性剤（０．５ｇ／ｌ）、９８℃×２０分・中間セット：１４０℃×３分
・染色：Dianix Navy Blue ERFS 200（２％ｏｗｆ）、ｐＨ調整剤（０．２ｇ／ｌ）、１１０℃×４０分
・ソーピング：界面活性剤（０．２ｇ／ｌ）、６０℃×２０分
・仕上げセット：１４０℃×３分
実施例２
Ｐ２のみ（ＥＢＡは４ｗｔ％）を用いて実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの三葉断面延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。ただし、ＥＢＡの含有量が４ｗｔ％と実施例１に比べ多かったため、問題となるほどではないが、口金直下で発煙が見られた。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収６．０％、Ｕ％１．５％と良好な糸物性を示した。ただし、延伸糸のｂ*値が実施例１に比べると高く、問題となるほどではないが若干黄味がかったものであった。
【００６１】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００６２】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れていたが、糸のＵ％が実施例１に比べると大きいことと若干ＥＢＡの凝集があるためか、実施例１に比べると若干の染色斑が見られた。
【００６３】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、５級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【００６４】
実施例３
Ｐ１とＰ２の仕込み比を重量比で１２．３：１（ＥＢＡは０．３ｗｔ％）にして実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．５％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は０．８と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００６５】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００６６】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトな優れた風合いを示した。ただし、ＥＢＡの含有量が実施例１に比べると少ないため、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が若干残っていた。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【００６７】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、３級と合格レベルではあるが、実施例１に比べると耐摩耗性は一歩譲るものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、実施例１に比べると裁断時の布帛裁断部での融着が若干発生し、またミシン針の汚れも若干有ったが、充分な工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、実施例１には一歩譲るものの、毛羽立ちや白化、テカリもは微少であり、充分な製品耐久性を示した。
【００６８】
実施例４
引き取りローラーの周速を５０００ｍ／分、第１ホットローラーの温度を１４０℃、延伸倍率を１．６５倍、第２ホットローラーの温度を１５０℃に変更して、実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２２％、沸収８．０％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．１と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００６９】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００７０】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【００７１】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【００７２】
実施例５
引き取りローラーの周速を１５００ｍ／分、また、延伸倍率を２．４倍にして実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４１％、沸収７．０％、Ｕ％１．３％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．３と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００７３】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００７４】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れていたが、糸のＵ％が実施例１に比べると大きいため、実施例１に比べると若干の染色斑が見られた。
【００７５】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【００７６】
実施例６
Ｐ１とＰ２の仕込み比を重量比で１：１（ＥＢＡは２ｗｔ％）にして実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、１４４フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．５％、Ｕ％０．９％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００７７】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００７８】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【００７９】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【００８０】
実施例７
Ｐ２の代わりにＰ４を用いて実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、１２フィラメントの延伸糸を得た（ＫＢＡは１ｗｔ％）。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、口金直下での発煙も見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．０％、Ｕ％０．８％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．６と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００８１】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００８２】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【００８３】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【００８４】
実施例８
Ｐ２の代わりにＰ５を用いて実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、１２フィラメントの延伸糸を得た（ＳＳは１ｗｔ％）。紡糸性は良好であり、糸切れは１回／ｔ、毛羽の発生は見られなかった。ただし、問題となるほどではないが、実施例１に比べると口金直下での発煙が見られた。また、延伸性は実施例１には一歩譲るものの、延伸優等率は９７％、ガイド類への毛羽の付着は微少と充分なものであった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．０％、Ｕ％１．４％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００８５】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【００８６】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトな優れた風合いを示した。ただし、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が若干残っていた。また、発色性に優れていたが、実施例１に比べると若干の染色斑が見られた。これはＳＳがアルキル置換型脂肪酸モノアミドであるため、実施例１で用いたＥＢＡのような脂肪酸ビスアミドに比べると、ポリ乳酸と反応し易いため滑剤効果が発現しにくいこと、また凝集し易いためと考えられる。
【００８７】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、３級と合格レベルではあるが、実施例１に比べると耐摩耗性は一歩譲るものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、実施例１に比べると裁断時の布帛裁断部での融着が若干発生し、またミシン針の汚れも若干有ったが、充分な工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、実施例１には一歩譲るものの、毛羽立ちや白化、テカリもは微少であり、充分な製品耐久性を示した。
【００８８】
【表１】
Ｐ１のみ（ポリ乳酸のみ）を使用して実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。得られた繊維は、強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．５％、Ｕ％０．７％であった。また、ｂ*値は０．５と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００８９】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製し、染色加工を施した。得られた布帛は、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感があり風合い的に実施例１に劣るものであった。
【００９０】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、１級と耐摩耗性は劣悪であった。また、摩擦試験後の布帛の表面をＳＥＭにて観察した結果、糸の摩耗が著しいものであった（図２）。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時に布帛裁断部での融着が激しく、またミシン針の汚れも著しく、劣悪な工程通過性であった。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリが著しく、劣悪な製品耐久性であった。
【００９１】
比較例２
Ｐ１とＰ２の仕込み比を重量比で７９：１（ＥＢＡは０．０５ｗｔ％）にして実施例１と同様に、溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。得られた繊維は、強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３９％、沸収７．５％、Ｕ％０．７％であった。また、ｂ*値は０．５と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【００９２】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製し、染色加工を施した。得られた布帛は、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感があり風合い的に実施例１に劣るものであった。
【００９３】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、１級と耐摩耗性は劣悪であった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時に布帛裁断部での融着が激しく、またミシン針の汚れも著しく、劣悪な工程通過性であった。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリが著しく、劣悪な製品耐久性であった。
【００９４】
比較例３
Ｐ２の代わりにＰ３（ＥＢＡ７ｗｔ％）を用いて実施例２と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。ＥＢＡの含有量が７ｗｔ％と多すぎるため、口金直下で発煙が著しく、作業環境が悪化した。得られた繊維は、強度２．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収５．０％、Ｕ％２．１％であった。しかも、延伸糸のｂ*値が６．１と着色が激しく、衣料用として使用困難なものであった。
【００９５】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製し、染色加工を施した。得られた布帛は、染色斑が著しく、品位に劣るものであった。
【００９６】
比較例４
Ｐ２の代わりにＰ６を用いて実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た（ＢＡ１ｗｔ％）。しかし、ＢＡの耐熱性、昇華性の問題から、口金直下で発煙が著しく、作業環境が極度に悪化した。得られた繊維は、強度３．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収７．０％、Ｕ％１．８％であった。
【００９７】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製し、染色加工を施した。得られた布帛は、染色斑が著しく、品位に劣るものであった。
【００９８】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、１級と耐摩耗性は劣悪であった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時に布帛裁断部での融着が激しく、またミシン針の汚れも著しく、劣悪な工程通過性であった。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリが著しく、劣悪な製品耐久性であった。
【００９９】
比較例５
Ｐ２の代わりにＰ７を用い、引き取りローラーの周速を８００ｍ／分、延伸倍率を４倍として実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た（ＳＡ１ｗｔ％）。しかし、ＳＡの耐熱性、昇華性の問題から、口金直下で発煙が著しく、作業環境が極度に悪化した。得られた繊維は、強度３．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４１％、沸収７．０％、Ｕ％２．２％であった。
【０１００】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製し、染色加工を施した。得られた布帛は、染色斑が著しく、品位に劣るものであった。
【０１０１】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、１級と耐摩耗性は劣悪であった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時に布帛裁断部での融着が激しく、またミシン針の汚れも著しく、劣悪な工程通過性であった。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリが著しく、劣悪な製品耐久性であった。
【０１０２】
なお、ＴＧ（熱重量測定）から、ＳＡの加熱による減量率を求めたところ、２５０℃で４．１％も重量減少することがわかった。これに対して、脂肪酸ビスアミドであるＥＢＡの場合は、２５０℃で０．５％しか重量減少せず、脂肪酸モノアミドに比べて脂肪酸ビスアミドは、耐熱性が良く、昇華しにくいことがわかった。
【０１０３】
【表２】
紡糸油剤として脂肪酸エステル系の平滑剤を６５ｗｔ％（イソトリデシルステアレート３５ｗｔ％＋オクチルパルミテート３０ｗｔ％）含有する紡糸油剤（濃度１５％）を用いて、実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収７．０％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１０４】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生は皆無であり、優れた製織工程通過性を示した。さらに、この時は実施例１に比べても製織性が良好であり、製織スピードを上げ生産性を高めることができた。
【０１０５】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【０１０６】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１０７】
実施例１０
紡糸油剤として脂肪酸エステル系の平滑剤を５０ｗｔ％（イソトリデシルステアレート２５ｗｔ％＋オクチルパルミテート２５ｗｔ％）および鉱物油を２０ｗｔ％含有する紡糸油剤（濃度１５％）を用いて、実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９８％以上、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収７．０％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１０８】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生は皆無であり、優れた製織工程通過性を示した。さらに、この時は実施例１に比べても製織性が良好であり、製織スピードを上げ生産性を高めることができた。
【０１０９】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【０１１０】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１１１】
実施例１１
紡糸油剤として脂肪酸エステル系の平滑剤を１５ｗｔ％（イソトリデシルステアレート１５ｗｔ％）とポリエーテルを７５ｗｔ％含有する紡糸油剤（濃度１５％）を用いて、実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの延伸糸を得た。実施例１〜１０に比べると、紡糸、延伸での糸切れが増加し、さらにガイド類への毛羽の付着が増加したものの充分な紡糸、延伸性を示した。得られた繊維は、強度３．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３２％、沸収７．０％、Ｕ％１．２％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１１２】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生は実施例１〜１０に比べると増加したもの、充分な工程通過性を示した。
【０１１３】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も少なく優れた品位であった。
【０１１４】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１１５】
実施例１２
紡糸油剤として脂肪酸エステル系の平滑剤を１５ｗｔ％（イソトリデシルステアレート１５ｗｔ％）とポリエーテルを７５ｗｔ％含有する紡糸油剤（濃度１５％）を用いて実施例４と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、２４フィラメントの延伸糸を得た。実施例４に比べると、紡糸、延伸での糸切れが増加し、さらにガイド類への毛羽の付着が増加し不充分な紡糸、延伸性であった。得られた繊維は、強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度１５％、沸収８．０％、Ｕ％１．２％であった。また、ｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１１６】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生は実施例４に比べるとかなり増加し、不充分な工程通過性を示した。
【０１１７】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も少なく優れた品位であった。
【０１１８】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１１９】
【表３】
紡糸パック４に静止混練器（東レエンジニアリング社製「ハイミキサー」１０段）を組み込み、実施例２と同様に溶融紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの延伸糸を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、延伸性も良好であり、延伸優等率は９９％、ガイド類への毛羽の付着も見られなかった。得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収７．０％、Ｕ％０．８％と良好な糸物性を示した。また、ｂ*値は３．０と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１２０】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【０１２１】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【０１２２】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１２３】
実施例１４
重量比でＰ１：Ｐ２＝３：１となるようにチップブレンドし、ホッパー１に仕込み、このチップをエクストルーダー２で２２０℃で溶融した後、２２０℃に加熱されたスピンブロック３に設置された紡糸パック４に溶融ポリマーを導き、口金５から吐出した（図５）。紡出した糸条７をチムニー６により２５℃の冷却風で冷却固化させた後、集束給油ガイド８により脂肪酸エステル系の平滑剤を４０ｗｔ％（イソトリデシルステアレート２０ｗｔ％＋オクチルパルミテート２０ｗｔ％）を含有する紡糸油剤（濃度１５％）を繊維に対して１ｗｔ％塗布し、交絡ガイド９により糸に交絡を付与した。その後、周速３０００ｍ／分、９５℃の第１ホットローラー１９と周速４５００ｍ／分、１３５℃の第２ホットローラー２０の間で延伸、熱処理を施した後に巻き取り、８４ｄｔｅｘ、３６フィラメント、丸断面の巻取糸２１を得た。紡糸性は良好であり、糸切れ、毛羽の発生は見られなかった。また、口金直下での発煙もほとんど無かった。
【０１２４】
得られた繊維は、強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸収７．０％、Ｕ％０．７％と良好な糸物性を示した。またｂ*値は１．２と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１２５】
この糸を用い、実施例１と同様に平織りを作製したが、この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。
【０１２６】
さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【０１２７】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１２８】
実施例１５
実施例４で得た未延伸糸１３に図６に示す装置で延伸仮撚を施した。この時、ヒーター２３の温度は１３０℃、フィードローラー２２と延伸ローラー２６の間の延伸倍率は１．３５倍、延伸ローラー２６の速度は４００ｍ／分、セカンドヒーター２７はの温度は１５０℃、延伸ローラー２６とデリバリーローラー２８の間のリラックス率を６%とし、仮撚回転子２５としては３軸ツイスターを用いた。また、ヒーター２３と仮撚回転子２５の間には冷却板２４を設けた。このようにして、１０９ｄｔｅｘ、３６フィラメントの捲縮糸２９を得た。この捲縮糸は、ＣＲ値が２０％であり、充分な捲縮特性を示した。また、強度は２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５％、沸収６．２％であった。またｂ*値は１．３と黄味が殆どなく良好な色調であった。
【０１２９】
この繊維を経糸および緯糸に用いてツイル織物（織り密度：経９５本／インチ、緯８０本／インチ）を作製した。なお、経糸、緯糸とも３００ターン／ｍのＳ撚りを施した。この時の撚糸工程、製織工程での糸切れや毛羽の発生はほとんど無く、優れた製織工程通過性を示した。さらに、この布帛に実施例１と同様に染色加工を施した。得られた布帛は、しなやかでソフトでありながら、ポリ乳酸繊維特有の機械的なきしみ感が少ない優れた風合いを示した。また、発色性に優れるとともに染色斑も無く優れた品位であった。
【０１３０】
さらに、これの摩擦堅牢度を測定したところ、４級と耐摩耗性に優れたものであった。また、この染色布帛を用い、工業裁断、工業縫製を行ったが、裁断時の布帛裁断部での融着が無く、ミシン針の汚れも微少なものであり、優れた工程通過性を示した。さらに、これを用いシャツを作製し１ヶ月間着用した耐久テストを行ったが、毛羽立ちや白化、テカリも無く、優れた製品耐久性を示した。
【０１３１】
【発明の効果】
本発明の耐摩耗性に優れ、且つ工程通過性が良好なポリ乳酸繊維により、ポリ乳酸繊維の適用展開範囲を大きく拡げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリ乳酸繊維の摩耗状態を示す図である。
【図２】従来のポリ乳酸繊維の摩耗状態を示す図である。
【図３】紡糸装置を示す図である。
【図４】延伸装置を示す図である。
【図５】紡糸直接延伸装置を示す図である。
【図６】延伸仮撚装置を示す図である。
【符号の説明】
１：ホッパー
２：押し出し混練機（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：チムニー
７：糸条
８：集束給油ガイド
９：交絡ガイド
１０：第１引き取りローラー
１１：第２引き取りローラー
１２：巻取糸
１３：未延伸糸
１４：フィードローラー
１５：第１ホットローラー
１６：第２ホットローラー
１７：コールドローラー
１８：延伸糸
１９：第１ホットローラー
２０：第２ホットローラー
２１：巻取糸
２２：フィードローラー
２３：ヒーター
２４：冷却板
２５：回転子
２６：延伸ローラー
２７：セカンドヒーター
２８：デリバリーローラー
２９：捲縮糸
Claims (9)
- 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０．１〜５ｗｔ％含有し、単糸繊度が０．１〜１０ｄｔｅｘであることを特徴とするポリ乳酸繊維。
- 脂肪酸ビスアミドがエチレンビスステアリン酸アミドまたはｍ−キシリレンビスステアリン酸アミドであることを特徴とする請求項１記載のポリ乳酸繊維。
- アルキル置換型の脂肪酸モノアミドがＮ−ステアリルステアリン酸アミドであることを特徴とする請求項１記載のポリ乳酸繊維。
- 脂肪酸エステル、多価アルコールエステル、エーテルエステル、シリコーン、鉱物油から選ばれる平滑剤を少なくとも１種類含有する紡糸油剤が付与されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のポリ乳酸繊維。
- 繊維の色調の指標であるｂ＊値が−１〜５であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のポリ乳酸繊維。
- 請求項１〜５のいずれか１項記載のポリ乳酸繊維を少なくとも一部に用いることを特徴とする繊維製品。
- 繊維製品が織物、編物、および不織布から選ばれた少なくとも１種であり、かつ摩擦堅牢度が３級以上であることを特徴とする請求項６記載の繊維製品。
- 繊維製品が衣料用途、衣料資材用途、インテリア用途、車両部材用途、および産業資材用途から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項６または７記載の繊維製品。
- 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０．１〜５ｗｔ％含有するポリ乳酸を溶融紡糸し、脂肪酸エステル、多価アルコールエステル、エーテルエステル、シリコーン、鉱物油から選ばれる平滑剤を少なくとも１種類含有する紡糸油剤を付与することを特徴とする単糸繊度が０．１〜１０ｄｔｅｘであるポリ乳酸繊維の製造方法。
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