JPH08226016A - ポリ乳酸繊維及びその製造方法 - Google Patents

ポリ乳酸繊維及びその製造方法

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JPH08226016A
JPH08226016A JP7030930A JP3093095A JPH08226016A JP H08226016 A JPH08226016 A JP H08226016A JP 7030930 A JP7030930 A JP 7030930A JP 3093095 A JP3093095 A JP 3093095A JP H08226016 A JPH08226016 A JP H08226016A
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JP
Japan
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polylactic acid
fiber
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breaking
elongation
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JP7030930A
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English (en)
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Norifumi Hirota
憲史 廣田
Jun Kamo
純 加茂
Akihiro Sakimae
明宏 崎前
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリ乳酸からなる繊維であって、生体内や、
自然環境中で分解されやすく、特に使い捨ての用途に好
ましいポリ乳酸繊維及びその製造方法を提供する。 【構成】 ポリ乳酸からなる繊維であって、破断強度が
8g/d以上、破断伸度が30%以上であることを特徴
とするポリ乳酸繊維、また、少なくとも次の(1)及び
(2)の工程を含む、破断強度が8g/d以上、破断伸
度が30%以上であるポリ乳酸繊維の製造方法。 (1)重量平均分子量が10万〜50万のポリ乳酸を溶
融紡糸し、未延伸繊維とする工程 (2)紡糸された未延伸繊維を延伸倍率4〜10倍に熱
延伸する工程

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリ乳酸からなる加水
分解性の繊維及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリ乳酸は、生体内での加水分解性を有
することから、従来、その強度と加水分解性を利用して
生体吸収性の縫合糸等に用いられてきた。例えば、特公
昭41−2734号公報、特公昭45−31696号公
報には外科用の吸収性の縫合糸(フィラメント)の技術
が開示されている。
【0003】また、ポリ乳酸を溶媒に溶解して乾式紡
糸、延伸することにより8g/d以上の破断強度を有す
るポリ乳酸繊維が得られることが知られている。さら
に、近年ではポリ乳酸の加水分解性を利用した分解性の
釣り糸への応用が特開平3−183428号公報及び特
開平4−108331号公報等に提案されている。
【0004】これらの従来技術においては、乾式紡糸及
び延伸法で得られる、破断強度が8g/d以上の高強力
ポリ乳酸繊維では、破断伸度が10〜20%程度と低い
ものが多く、破断伸度は30%未満であった。また、溶
融紡糸及び延伸法で得られる繊維では破断伸度が高いも
のが多いが、破断伸度が30%以上のものでは破断強度
が低く、8g/d以上のものはこれまでなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、破断
強度が8g/d以上及び破断伸度が30%以上の強度と
伸度の両方の物性を具備したポリ乳酸繊維及びその製造
方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリ乳酸から
なる繊維であって、破断強度が8g/d以上、破断伸度
が30%以上であることを特徴とするポリ乳酸繊維の発
明であり、また、少なくとも次の(1)重量平均分子量
が10万〜50万のポリ乳酸を溶融紡糸し、未延伸繊維
とする工程、及び(2)紡糸された未延伸繊維を延伸倍
率4〜10倍に熱延伸する工程を含む、破断強度が8g
/d以上、破断伸度が30%以上であるポリ乳酸繊維の
製造方法の発明にある。
【0007】本発明で用いられるポリ乳酸は、ポリL−
乳酸、ポリD−乳酸、ポリD、L−乳酸またはこれらの
混合物を用いることができる。これらのポリ乳酸の中
で、光学活性なエナンチオマーであるL−乳酸またはD
−乳酸の単位を90モル%以上含有するものは、DSC
等の測定により明瞭な融点を有する結晶性重合体である
ため好ましく用いられる。
【0008】本発明で用いられるポリ乳酸は、従来公知
の方法により、乳酸を重合して製造することができる。
重合法の例としては、例えば、乳酸を直接脱水縮合して
ポリ乳酸とする方法、乳酸の環状二量体であるラクチド
を開環重合してポリ乳酸とする方法等が挙げられる。ま
た、これらの重合反応を溶媒中で行ってもよく、必要な
場合には触媒や開始剤を用いて反応を効率よく行っても
よい。これらの方法は、必要な分子量等を考慮して適宜
選択すればよい。
【0009】また、ポリ乳酸繊維としての性能を損なわ
ない範囲でヒドロキシカルボン酸類、ラクトン類等のコ
モノマ−との共重合体を用いてもよい。共重合可能なヒ
ドロキシカルボン酸類、ラクトン類としては、グリコ−
ル酸、3−ヒドロキシキ酪酸、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、グリコリ
ド、β−プロピオラクトン、β−メチル−δ−バレロラ
クトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、ε
−カプロラクトン、δ−バレロラクトン等が挙げられ
る。
【0010】本発明のポリ乳酸繊維は、破断強度が8g
/d以上及び破断伸度が30%以上であり、特定以上の
強度と伸度を具備した繊維である。また、繊維の形状、
サイズ等は特に限定されない。フィラメント、ステ−プ
ルのいずれでもよく、フィラメントはモノフイラメン
ト、マルチフィラメントのいずれでもよい。繊維の断面
の形状は特に限定されず、必要に応じて適宜選択すれば
よい。また、本発明のポリ乳酸繊維は、様々に加工して
用いることができ、例えば、釣り糸、ロ−プ、不織布、
網等に加工して用いることができる。
【0011】次に、本発明のポリ乳酸繊維の製造方法に
ついて説明する。
【0012】本発明で用いるポリ乳酸の分子量は、重量
平均分子量が10万〜50万の範囲であることが好まし
い。重量平均分子量が50万を超える場合には溶融紡糸
により繊維を製造する場合に、紡糸温度がポリ乳酸の分
解温度よりも高くなるために、分子量の低下が激しくな
り、繊維の強度が低下する傾向となるため好ましくな
い。また、重量平均分子量が10万より低いものでは、
繊維を製造しても破断強度が低いものとなる傾向となる
ため好ましくない。
【0013】本発明のポリ乳酸繊維の製造方法は、好ま
しくは10万〜50万の重量平均分子量を有するポリ乳
酸を溶融紡糸し、未延伸繊維とする工程と紡糸された未
延伸繊維を延伸倍率4〜10倍に熱延伸する工程を少な
くとも含む。
【0014】溶融紡糸の方法は公知の方法を用いればよ
く、特に限定されない。紡糸温度は、ポリ乳酸の融点以
上で、ポリ乳酸の分子量に応じて適宜決めればよいが、
ポリ乳酸の分解による分子量低下を防ぐためには、なる
べく低い温度であることがよく、220℃以下であるこ
とが好ましい。
【0015】紡糸の工程では、通常、ノズルからポリ乳
酸を押し出して紡糸するが、ノズルの形状、糸の断面の
形状、サイズ等は特に限定されない。また、中空繊維用
のノズルを用いて中空繊維としてもよい。紡糸時のドラ
フト(=紡糸速度/吐出線速度)は、未延伸繊維の結晶
性、配向度の向上と糸切れの現象を考慮すると50〜2
00の範囲であることが好ましい。
【0016】このようにして紡糸の工程で得られたポリ
乳酸未延伸繊維は、必要に応じて結晶性を上げるために
熱処理を行って、次の延伸の工程に進める。
【0017】本発明では、次に前述のようにして得られ
たポリ乳酸未延伸繊維を4〜10倍に延伸する。延伸倍
率が4倍より低い場合には繊維の配向が充分でなく、目
的とする破断強度が得られない。また、延伸倍率が10
倍を超えると破断強度は充分であるが、目的とする破断
伸度が得られない。
【0018】延伸方法は、公知の任意の方法を用いれば
よく、特に限定されない。例えば、一段で4〜10倍に
延伸してもよく、多段方式で総延伸倍率が4〜10倍と
なるように延伸してもよい。多段延伸方式で延伸する場
合は、段ごとに延伸温度、変形速度、延伸倍率を変えて
延伸してもよい。
【0019】延伸温度は、ポリ乳酸のTg(ガラス転移
点)以上、融点以下であることが好ましく、最大延伸倍
率との関係から100℃〜140℃の温度範囲であるこ
とが特に好ましい。また、延伸後に延伸温度より高い温
度で熱処理を行ってもよい。熱処理は定長で行ってもよ
く、また10%以下程度の緩和でもって行ってもよい。
以上に述べた工程はそれぞれバッチ方式で行ってもよ
く、また工程を連続的に行ってもよい。
【0020】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
【0021】実施例中の物性値等は以下の方法により測
定して求めたものである。
【0022】重量平均分子量:溶媒としてTHFを用い
てGPCで測定した。
【0023】引張強度試験:通常の引張試験機を用い
て、試料長2cmのフィラメントを20mm/分で引張
り、破断強度と破断伸度を測定した。
【0024】(実施例1)重量平均分子量が224,0
00のポリL−乳酸を190℃で紡糸ドラフト100で
溶融紡糸し、未延伸繊維(I)(モノフィラメント)を
得た。この未延伸繊維(I)の破断強度及び破断伸度を
測定したところ、それぞれ2.4g/d、66%であっ
た。
【0025】次に、未延伸繊維(I)を120℃で5倍
に延伸し、次いで125℃で定長で熱処理した。得られ
たポリ乳酸繊維(I)の物性を測定したところ、繊度
7.2デニール(d)、破断強度8.4g/d、破断伸
度33%であった。
【0026】(実施例2)実施例1で得た未延伸繊維
(I)を110℃で8倍に延伸し、次いで115℃で定
長で熱処理した。得られたポリ乳酸繊維(II)の物性を
測定したところ、繊度4.5d、破断強度9.2g/
d、破断伸度31%であった。
【0027】(実施例3)重量平均分子量が452,0
00のポリL−乳酸を210℃で紡糸ドラフト150で
溶融紡糸し、未延伸繊維(II)(モノフィラメント)を
得た。この未延伸繊維(II)の破断強度及び破断伸度を
測定したところ、それぞれ1.9g/d、63%であっ
た。
【0028】次に、未延伸繊維(II)を110℃で4時
間熱処理した後、130℃で4倍に延伸し、次いで13
5℃で定長で熱処理した。得られたポリ乳酸繊維(II
I)の物性を測定したところ、繊度4.1d、破断強度
8.1g/d、破断伸度35%であった。
【0029】(実施例4)実施例1で用いたポリL−乳
酸を190℃で紡糸ドラフト80で溶融紡糸し、未延伸
繊維(III)(モノフィラメント)を得た。この未延伸
繊維(III)の破断強度及び破断伸度を測定したとこ
ろ、それぞれ1.8g/d、69%であった。
【0030】次に、未延伸繊維(III)を120℃で7
倍に延伸し、125℃で5%の緩和熱処理を行った。得
られたポリ乳酸繊維(IV)の物性を測定したところ、
繊度6.0d、破断強度8.7g/d、破断伸度32%
であった。
【0031】(実施例5)重量平均分子量が328,0
00のポリD−乳酸を200℃で紡糸ドラフト100で
溶融紡糸し、未延伸繊維(IV)(モノフィラメント)
を得た。この未延伸繊維(IV)の破断強度及び破断伸
度を測定したところ、それぞれ2.5g/d、62%で
あった。
【0032】次に、未延伸繊維(IV)を120℃で5
倍に延伸し、次いで125℃で定長で熱処理した。得ら
れたポリ乳酸繊維(V)の物性を測定したところ、繊度
6.9d、破断強度8.6g/d、破断伸度30%であ
った。
【0033】(比較例1)重量平均分子量が678,0
00のポリL−乳酸を240℃で紡糸ドラフト80で溶
融紡糸し、次に、これを120℃で5倍に延伸し、次い
で125℃で定長で熱処理した。得られたポリ乳酸繊維
の物性を測定したところ、繊度8.5d、破断強度7.
2g/d、破断伸度32%であり、破断強度の低いもの
であった。
【0034】(比較例2)実施例3で用いたポリL−乳
酸をクロロホルムに濃度20重量%となるように溶解
し、保温筒(長さ50cm)を用いて40℃で乾式紡糸
を行った。得られた未延伸繊維を室温で充分乾燥した
後、130℃で10倍に延伸して、次いで135℃で定
長熱処理を行った。得られた繊維(モノフイラメント)
の物性を測定したところ、繊度6.8d、破断強度8.
3g/d、破断伸度22%であり、破断伸度の低いもの
であった。
【0035】
【発明の効果】本発明によるポリ乳酸繊維は、破断強度
が8g/d以上及び破断伸度が30%以上という優れた
強度と伸度を具備した繊維であり、加水分解性を有する
ことから、生体内や、自然環境中で分解されて悪影響が
ないという特徴を有する。このことから本発明のポリ乳
酸は釣り糸、ロ−プ、不織布、網等の形態に加工して、
特に使い捨ての用途に好ましく用いることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリ乳酸からなる繊維であって、破断強
    度が8g/d以上、破断伸度が30%以上であることを
    特徴とするポリ乳酸繊維。
  2. 【請求項2】 少なくとも次の(1)及び(2)の工程
    を含む、破断強度が8g/d以上、破断伸度が30%以
    上であるポリ乳酸繊維の製造方法。 (1)重量平均分子量が10万〜50万のポリ乳酸を溶
    融紡糸し、未延伸繊維とする工程 (2)紡糸された未延伸繊維を延伸倍率4〜10倍に熱
    延伸する工程
  3. 【請求項3】 溶融紡糸の工程におけるドラフトが50
    〜200であることを特徴とする請求項2記載の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 延伸温度が100〜140℃であること
    を特徴とする請求項2記載の製造方法。
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