JP4572528B2 - ポリ乳酸繊維からなる布帛の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ポリ乳酸繊維からなる布帛の製造方法に関する。さらに詳しくは、ポリ乳酸繊維からなる布帛の染色仕上げ工程におけるシワ欠点の発生を防止したポリ乳酸からなる布帛の製造方法に関するものである。

従来、合成繊維といえば、ポリエステル系繊維やポリアミド系繊維からなる布帛が主流になっている。このような合成繊維は、いずれも機械的強度、耐薬品性、耐熱性および強伸度特性、ウオッシュアンドウエア性に優れた繊維であるため、衣料用途や産業用途あるいは資材用途などを主体に広く使用されている。

なかでもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系繊維は、寸法安定性および染色堅牢度に優れるが、結晶化度が高く難染性であるため、高温、高圧下での染色（１２５℃〜１３５℃）が必要になり、一般的には被染物をロープ状態で循環させて、高温、高圧下で染色可能な液流染色機を用いて染色される。

一方、生分解性を有する脂肪族ポリエステル繊維を芳香族ポリエステル繊維の代替として使用する試みが盛んに行われている（例えば、特許文献１〜１０参照）。
地球環境に優しい生分解性繊維として注目を集めているポリ乳酸繊維を上記ポリエステル系繊維の代替として使用する試みが盛んに行われている（例えば、特許文献１〜１０参照）。

ポリ乳酸繊維は、上記ポリエステル系繊維よりも比較的低い１００℃近傍で染色可能であるが、融点が約１７０℃前後と低く、熱により軟化、溶融する性質を持つため、高温、高圧下のロープ状態で染色する液流染色機ではタテ方向に不均一な張力がかかり、ロープ状のシワ欠点が多数発生し、布帛の表面品位を悪化するという問題点があった。

また、上記加工欠点の発生を防止するために、染色温度を低くすると、ポリ乳酸繊維からなる布帛は染色温度が７０℃以上において著しくシワ等の欠点が発生しやすくなるため、７０℃以下では目的とする色相が得られず、また、発生したシワを最終の熱処理工程で除去しようとすると、１６０℃以上の高温で処理する必要があり、ポリ乳酸繊維が軟化、溶融し、強度低下や風合い硬化を引き起こすという問題点がある。

また、通常のポリエステル系繊維あるいはポリアミド系繊維からなる布帛を液流染色機を用いて染色する際には、シワ発生を防止するための適切な布速、ノズル条件、液量が設定され、なおかつ柔軟剤の使用も効果的である。しかしながら、ポリ乳酸繊維からなる布帛を液流染色機により染色する際は、上述したようなポリエステル系繊維あるいはポリアミド系繊維からなる布帛のシワ欠点の防止対策を適用したとしても、この構造変化の傾向は温度上昇に比例して大きくなるため、ロープ状態で染色する液流染色機を用いて高品位の布帛を得ることは困難である。
特開平１３−２７１２５０号公報 特開平１４−６９８３９号公報 特開平１４−６９８５２号公報 特開平１４−１３８３４２号公報 特開平１４−１６１４７８号公報 特開平１４−１８０３５３号公報 特開平１４−２２７０３４号公報 特開平１４−２２７０３５号公報 特開平１４−２９４５６２号公報 特開平１４−２９４５６９号公報

本発明の目的は、ポリ乳酸繊維からなる布帛の染色時におけるロープ状シワ欠点の発生を防止したポリ乳酸繊維からなる布帛の製造方法を提供することにある。

本発明は上記課題を解決するために次の構成を有する。すなわち、
（１）ポリ乳酸繊維を含む布帛を染色仕上げするに際し、該布帛を拡布状態で８０〜１００℃の温度で精練および染色処理を行った後、１３０〜１５０℃の温度で乾熱処理することとし、ロープ状態にて７０℃以上で染色および／または精練処理する工程を経ることがないことを特徴とするポリ乳酸繊維からなる布帛の製造方法。
（２）布帛が少なくともポリ乳酸繊維を８０重量％以上含むものであることを特徴とする前記（１）に記載のポリ乳酸繊維からなる布帛の製造方法。

本発明により、ポリ乳酸からなる布帛を染色仕上げする際に発生するシワを防止することができる。

以下、本発明について詳細に説明する。本発明のポリ乳酸とは、Ｌ−乳酸を主成分とするポリエステルを意味する。ここで、Ｌ−乳酸を主成分とするとは、構成成分の６０重量％がＬ−乳酸よりなることを意味しており、４０重量％を超えない範囲でＤ−乳酸を含有する脂肪族ポリエステルであってもよい。ポリ乳酸繊維を用いることによって、低融点特性と生分解性を向上させることができる。

ポリ乳酸の製造方法には、Ｌ−乳酸および／またはＤ−乳酸を原料として、一旦環状二量体であるラクチドを生成せしめ、その後開環重合を行う二段階のラクチド法と、Ｌ−乳酸および／またはＤ−乳酸を原料として溶媒中で直接脱水縮合を行う一段階の直接重合法が知られている。本発明で用いられるポリ乳酸は、いずれの製法によって得られたポリ乳酸であってもよい。

強度等の特性を良好とするために、ポリ乳酸の重量平均分子量は高いほど好ましく、通常少なくとも５万、好ましくは少なくとも１０万、より好ましくは１０〜３０万である。重量平均分子量が５万よりも低い場合には繊維の強度物性が低下するため好ましくない。

ここで、重量平均分子量は以下の方法により測定したものである。

Ｗａｔｅｒｓ（株）製ゲルパーミエーションクロマトグラフＷａｔｅｒｓ２６９０およびＷａｔｅｒｓ２４１０を連結して用いた。ポリスチレンを内部標準とし、昭和電工（株）製Ｓｈｏｄｅｘ ＧＰＣ Ｋ−８０５Ｌを２本連結し、カラム温度４０℃、移動層クロロホルム、流速１ｍｌ／分、試料濃度０．１％（ｗ／ｖ）、注入量２００μｌの条件で、示差屈折計を検出器に用いて重量平均分子量を測定し、３回の測定値の平均値を求めた。

また、本発明で用いられるポリ乳酸は、融点が１３０℃以上であることが望ましい。融点が１３０℃よりも低い場合には、強度が低くなり、好ましくない。本発明で用いられるポリ乳酸の融点は、好ましくは１５０℃以上であり、さらに好ましくは融点が１６５〜１８０℃である。ここで融点とは、パーキンエルマー社製の示差走査熱量計（ＤＳＣ−７）を用いて、昇温速度１５℃／分の条件で測定し、得られた溶融ピークのピーク温度を融点とした。

また、本発明におけるポリ乳酸は、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸の他にエステル形成能を有するその他の成分を共重合した共重合ポリ乳酸であっても良い。共重合可能な成分としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸等のヒドロキシ酸類の他、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、ネオベンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリール等の分子内に複数の水酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２、６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸，５−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸等の分子団に複数のカルボン酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体が挙げられる。また、溶融粘度を低減させるため、ポリカプロラクトン、ブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネートのような脂肪族ポリエステルポリマーを内部もしくは外部可塑剤として用いることができる。

さらには、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、糸摩擦低減剤、抗酸化剤、着色剤として無機粒子や有機化合物を必要に応じて添加することができる。

本発明のこれらポリ乳酸からなる繊維の断面形状、表面形態、捲縮の有無、捲縮形状、太細形状などは、繊維性条や強伸度特性などは、何ら制約を受けるものではない。ただ、強度は製糸性や工程通過性の点から強度が３．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のものであることが好ましく、より好ましくは４．０〜４．９ｃＮ／ｄｔｅｘのものである。３．３ｃＮ／ｄｔｅｘより低いと、擦り作用によって毛羽や糸切れが発生することがあり好ましくない。なお、文中のｃＮはセンチニュートン単位で、また、ｄｔｅｘはディシテックス単位にそれぞれ表示する。

また、本発明のポリ乳酸繊維の単繊維繊度の範囲は０．１１〜１１．０ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは１．１〜５．５ｄｔｅｘである。単繊維繊度が０．１１ｄｔｅｘより小さいと、資材用の布帛としては張り腰がなくなる点で、また１１．０ｄｔｅｘを越えると逆に張り腰が強くなりすぎるために好ましくない。

本発明の布帛を構成する繊維糸条はステープルからなる糸条であってもよいが、軽量、ハリのある風合いから、フィラメント糸条が好ましい。

本発明の布帛構成は織物、編物、不織布など特に制限されるものではないが、織物形態であると液流染色機を用いた染色時にロープ状シワ欠点が発生し易く、本発明の効果が大きい。

本発明の布帛は風合い効果、生分解性を最大限に発揮させることから、好ましくは８０重量％以上含んでいることが良く、１００重量％ポリ乳酸繊維であることがより好ましい。なお、生分解性を有するレーヨン、綿などの素材を布帛の構成糸の一部に加えても構わない。

本発明において、布帛が織物の場合、織物の構成糸の経糸および緯糸の密度の和は特に限定するものではないが、１８０本／吋以上のものが好ましい。１８０本／吋未満のものは織物が透けてしまい、十分なハリが得られない。１８０本／吋以上であり、より好ましくは１９０〜２５０本／吋である。

また、布帛の目付は４０〜２００ｇ／平方メートルが好ましい。４０ｇ／平方メートル未満のものは薄すぎて十分なハリが得られず、また、２００ｇ／平方メートルを越える場合は生地が厚すぎて、軽量化が図れず、いずれも好ましくない。好ましくは ４０〜２００ｇ／平方メートルであり、より好ましくは７０〜１７０ｇ／平方メートルである。また、構成糸繊度は、３０〜１５０ｄｔｅｘのものが好ましく適用できる。より好ましくは５０〜１２０ｄｔｅｘである。具体的には、例えば、織物の場合、経糸：５６〜８４ｄｔｅｘ、緯糸：８４〜１２０ｄｔｅｘなどで構成するのが風合いのバランスもが良く、好適である。

本発明では拡布状態で５０〜１２０℃の温度で湿熱処理するものである。拡布状態でなければ、タテ方向の不均一な張力とポリ乳酸繊維の軟化によりロープ状のシワ欠点を発生する。処理温度については、５０℃未満では精練における脱油、脱糊性が不良となり、染色時に染めムラを発生し易く、さらに目的とする色相が得られないため好ましくない。さらに、１２０℃を越えるとポリ乳酸繊維が軟化し、タテ方向の張力により伸長し、風合い硬化や強度低下が発生する。８０〜１００℃で湿熱処理することがより好ましい。また、本発明においては、ロープ状のシワ欠点を防止するため、ポリ乳酸からなる布帛を実質的に拡布状態でバッチ処理あるいは連続処理を行うものであり、湿熱処理が可能な連続スチーマー、ジッガー染色機、ビーム染色機等の処理装置を用いることが好ましい。本発明における湿熱処理とは精練および／または染色処理によるものであることが好ましい。拡布状態での湿熱処理は、布帛の幅方向に折り曲げられた部分がなく、平面状態で湿熱処理するものである。湿熱処理に用いる溶媒や染料、その他薬剤は特に限定することなく使用することができる。

本発明では上記湿熱処理を行った後、布帛を１６０℃以下の温度で乾熱処理するものである。１６０℃を越える温度では生地が軟化あるいは溶融して、脆化し、風合い硬化や強力低下を引き起こすため好ましくない。好ましくは１３０〜１５０℃である。また、この程度の範囲の熱処理は衣料用の加工で一般的に行えうる温度であり、通常のプロセスで適用できるので、好都合な温度である。熱処理方法は限定するものではないが、拡布状で均一に処理できることから、ピンテンター、クリップテンター、カレンダーが好ましい。これらの設備は一般の染色加工場にあるもので、そのまま使用することができる。

本発明の布帛の用途としては、特に造花用途としての基布が好ましい。これはこの基布で造花をつくる場合、家庭用のアイロン、いわゆる低温で簡単にプレスができるので、折り目がつけられる利点があり、好ましい用途である。

また、鞄地などの袋物は強い軽く、ハリのある風合いが特に要求される用途であり、好ましい用途である。

テント地としても鞄地と同様に、かかる風合いと軽量性、薄さの効果が最大に発揮できる、好ましい用途である。

さらには、ヨットなどの帆布としても緻密性、ハリのある風合いが要求されることから、同様に、好ましい用途である。

また、本発明における布帛は後述する生分解性に優れているが、上述した通常の使用、用途では分解はしない。布帛の使用後は、織物を土中のコンポスト（堆肥などバクテリアが存在する土）に入れれば１〜２ケ月で分解する。家庭用の生ゴミ程度の堆肥でも簡単に効率よく分解できる。分解は加水分解を経て、炭酸ガスと水になり、産廃処理に問題ない、環境に優しい完全リサイクル繊維である。

実施例１
ポリ乳酸繊維（重量平均分子量１８．５万、Ｌ体比率９５重量％、Ｄ体比率５重量％、融点：１７２℃、強度４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ）からなる５６ｄｔｅｘ３６フィラメントのマルチフィラメント糸条を経糸および緯糸に用いて、経糸密度：１２２本／吋、緯糸密度：８６本／吋、目付：１１２ｇ／平方メートルにエアージェットルームで平組織に製織した。ついで、ジッガー染色機（（株）小野森鉄工所製）を用いて拡布状態で８０℃でバッチ精練した後、同じジッガー染色機を用いて拡布状態で１００℃、４０分で分散染料でブルーに染色した。次いで、１２０℃のシリンダー乾燥機で乾燥した後、ピンテンターを用いて、乾熱１４０℃、４０秒で熱処理し、仕上げた。仕上がり密度は経糸密度：１３４本／吋、緯糸密度：９８本／吋で、織物密度の和は２３２本／吋であった。目付は１２３ｇ／平方メートルで、厚みは０．１３ｍｍであった。

本実施例１で得られた織物はシワ欠点の発生がなく、強度低下もなく、薄く、軽量で、造花用およびテント基布に極めて好適なブルー色した資材織物であった。また、これをコンポスト土中に埋設した結果、約２ケ月で殆ど加水分解されており、良好な生分解性を有していた。

比較例１
実施例１と同様の織物を、通常のポリエステル系繊維からなる布帛の製造工程に準じて、オープンソーパー精練（花山工業（株）製）で拡布状態で８０℃で連続精練し、１２０℃のシリンダー乾燥機で乾燥した後、通常のピンテンターを用いて、乾熱１４０℃でセットした。その後、液流染色機（（株）ニツセン製）を用いて、ロープ状態で１００℃、４０分で分散染料でブルーに染色した。次いで、１２０℃のシリンダーで乾燥した後、通常のピンテンターを用いて、乾熱１４０℃、４０秒で熱処理し、仕上げた。仕上がり密度、目付、厚みは実施例と同様であった。

比較例１の仕上げ織物は、実施例１に比べて、全面にシワが発生しており、商品として展開することができなかった。

比較例２
実施例１と同様の織物を、オープンソーパー精練（花山工業（株）製）で拡布状態で８０℃で連続精練し、１２０℃のシリンダー乾燥機で乾燥した後、通常のピンテンターを用いて、乾熱１４０℃でセットした。その後、液流染色機（（株）ニツセン製）を用いて、ロープ状態で１００℃、４０分で分散染料でブルーに染色した。次いで、１２０℃のシリンダー乾燥機で乾燥した後、染色時のシワを改善するため、通常のピンテンターを用いて、乾熱１８０℃、４０秒で熱処理し、仕上げた。仕上がり密度、目付、厚みは実施例１と同様であった。

比較例２の仕上げ織物は、比較例１に比べてシワの発生は軽度であったが、風合いが硬く、強力も低下していたため、商品として展開することができなかった。

Claims (2)

1. ポリ乳酸繊維を含む布帛を染色仕上げするに際し、該布帛を拡布状態で８０〜１００℃の温度で精練および染色処理を行った後、１３０〜１５０℃の温度で乾熱処理することとし、ロープ状態にて７０℃以上で染色および／または精練処理する工程を経ることがないことを特徴とするポリ乳酸繊維からなる布帛の製造方法。
2. 布帛が少なくともポリ乳酸繊維を８０重量％以上含むものであることを特徴とする請求項１に記載のポリ乳酸繊維からなる布帛の製造方法。