JPH1161560A - 生分解性短繊維およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生分解性を有し、かつ紡出糸条の冷却性およ
び機械的性能に優れ、また、熱接着性を有する短繊維を
提供する。 【解決手段】 メルトフローレート値が（１）式を満足
する生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステルを、
中空断面用あるいは多葉断面用の紡糸口金を介して、
（２）式を満足する紡糸温度で溶融紡糸し、さらに、
（３）式を満足する延伸倍率で延伸し、得られた延伸糸
条に機械捲縮を付与した後、所定長に切断して、中空断
面の短繊維１あるいは多葉断面の短繊維を得る。 １０≦メルトフローレート値（ｇ／１０分）≦７０
…（１） 但し、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（Ｅ）に記載の方法に準じ
る。 Ｔ_m ＋４０≦紡糸温度（℃）≦Ｔ_m ＋１５０
…（２） 但し、Ｔ_m ；融点 ０．５×ＵＥ＋１≦延伸倍率≦０．８５×ＵＥ＋１ 但し、ＵＥ；未延伸糸の破断伸度（％）／１００

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性を有し、
かつ、紡出糸条の冷却性および繊維の機械的性能に優
れ、また熱接着性を有し、不織布素材として好適な生分
解性短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】従来から、衛生材料、一般生活資材、産
業資材用の素材として、不織布が広く使用されており、
これら不織布を構成する繊維素材としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリアミドなどの重合体が知られ
ている。しかし、これらの素材からなる不織布は、自己
分解性が無く、普通の自然環境下では化学的に非常に安
定である。従って、使い捨て型の不織布は使用後、焼却
あるいは埋め立てといった方法で処理されているのが現
状である。我が国では、焼却処理が広く行なわれている
が、プラント建設や公害防止設備の設置に多大の費用が
必要とされ、しかも廃棄ガスにより公害を生じる等、自
然・生活環境保護の観点からして問題である。一方、埋
め立てに関しては、前述したように素材が通常の自然環
境下で化学的に安定であるため土中で長期間にわたっ
て、元の状態のまま保持されるという問題がある。これ
らの問題を解決する方法として、生分解性を有する繊維
を用いて、短期間のうちに、自然に分解される新しい不
織布が要望されている。

【０００３】一般に生分解性を有する繊維としては、木
綿、麻に代表されるセルロース系繊維あるいは、絹に代
表される蛋白質繊維が挙げられる。しかし、これらのい
わゆる天然繊維は、非熱可塑性であることから、繊維間
を熱接着させて不織布とするいわゆるエンボス法やサー
マルボンド法を採用することができないと同時に短期間
では分解されず、長期間にわたり不織布形態が保持さ
れ、自然環境保護や生活環境保護の点で好ましくない。

【０００４】また、生分解性短繊維として、乾式法ある
いは溶液浸漬法により得られるビスコ−スレ−ヨン短繊
維、湿式紡糸法により得られるキュプラレーヨン長繊維
やビスコースレーヨン長繊維などを切断してなる短繊
維、またはキチンやコラーゲンなどの天然物の化学繊維
が知られている。しかしながら、これら従来の生分解性
短繊維は、機械的強度が低いうえに、親水性であるた
め、吸水・湿潤時の機械的強度低下が著しく、さらに素
材自体が非熱可塑性であるため熱接着性を有しないな
ど、種々の問題を抱えていた。

【０００５】また、最近、生分解性のフイルムとして、
ポリエチレンに澱粉を配合したものがあり、そのフイル
ムは買い物袋の素材として使用されている。しかし、ポ
リエチレンは将来的にも分解することがないので、本来
の意味での生分解性フイルムとは言えない。しかも、不
織布に適用するような繊維を得ることは容易ではなく、
現在、澱粉入りの繊維は得られていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
を解決するもので、生分解性を有し、紡出糸条の冷却性
および繊維の機械的性能に優れ、また熱接着性を有する
生分解性短繊維およびその製造方法を提供するものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
を解決すべく日々鋭意検討の結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は以下の構成を要旨とするものであ
る。

【０００８】１．生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリ
エステルからなり、繊維断面が中空断面であることを特
徴とする生分解性短繊維。 ２．生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステルから
なり、繊維断面が多葉断面であることを特徴とする生分
解性短繊維。

【０００９】３．生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリ
エステルが、ポリブチレンサクシネートであることを特
徴とする生分解性短繊維。 ４．生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステルが、
ブチレンサクシネートを主繰り返し単位とし、かつブチ
レンサクシネートの共重合量比が７０モル％以上の共重
合体であることを特徴とする生分解性短繊維。

【００１０】５．メルトフローレート値が（１）式を満
足する生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステル
を、中空断面用の紡糸口金を介して、（２）式を満足す
る紡糸温度で溶融紡糸し、さらに、（３）式を満足する
延伸倍率で延伸し、得られた延伸糸条に機械捲縮を付与
し、所定長に切断して、中空断面の生分解性短繊維を得
ることを特徴とする生分解性短繊維の製造方法。

【００１１】 １０≦メルトフローレート値（ｇ／１０分）≦７０ …（１） 但し、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（Ｅ）に記載の方法に準じ
る。 Ｔ_m ＋４０≦紡糸温度（℃）≦Ｔ_m ＋１５０ …（２） 但し、Ｔ_m ；融点 ０．５×ＵＥ＋１≦延伸倍率≦０．８５×ＵＥ＋１ …（３） 但し、ＵＥ；未延伸糸の破断伸度（％）／１００ ６．メルトフローレート値が（１）式を満足する生分解
性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステルを、多葉断面用
の紡糸口金を介して、（２）式を満足する紡糸温度で溶
融紡糸し、さらに、（３）式を満足する延伸倍率で延伸
し、得られた延伸糸条に機械捲縮を付与し、所定長に切
断して、多葉断面の生分解性短繊維を得ることを特徴と
する生分解性短繊維の製造方法。

【００１２】 １０≦メルトフローレート値（ｇ／１０分）≦７０ …（１） 但し、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（Ｅ）に記載の方法に準じ
る。 Ｔ_m ＋４０≦紡糸温度（℃）≦Ｔ_m ＋１５０ …（２） 但し、Ｔ_m ；融点 ０．５×ＵＥ＋１≦延伸倍率≦０．８５×ＵＥ＋１ …（３） 但し、ＵＥ；未延伸糸の破断伸度（％）／１００ ７．生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステルがポ
リブチレンサクシネートであることを特徴とする生分解
性短繊維の製造方法。

【００１３】８．生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリ
エステルが、ブチレンサクシネートを主繰り返し単位と
し、かつブチレンサクシネートの共重合量比が７０モル
％以上の共重合体であることを特徴とする生分解性短繊
維の製造方法。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明を詳細に説明する。本
発明における生分解性熱可塑性脂肪族ポリエステルをま
ず説明する。

【００１５】例えば、ポリグリコール酸やポリ乳酸のよ
うなポリ（α−ヒドロキシ酸）またはこれらを構成する
繰り返し単位要素による共重合体が、また、ポリ（ε−
カプロラクトン）、ポリ（β−プロピオラクトン）のよ
うなポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）が、さら
に、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−
ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシカプロエ
ート、ポリ−３−ヒドロキシヘプタノエート、ポリ−３
−ヒドロキシオクタノエートのようなポリ（β−ヒドロ
キシアルカノエート）およびこれらを構成する繰り返し
単位要素とポリ−３−ヒドロキシバリレートやポリ−４
−ヒドロキシブチレートを構成する繰り返し単位要素と
の共重合体が挙げられる。またグリコールとジカルボン
酸の縮重合体からなるものとして、例えば、ポリエチレ
ンオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチ
レンアジペート、ポリエチレンアゼテート、ポリブチレ
ンオキサレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチ
レンアジペート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサ
メチレンセバケート、ポリネオペンチルオキサレートま
たはこれらを構成する繰り返し単位要素による共重合体
が挙げられる。

【００１６】本発明における熱可塑性脂肪族ポリエステ
ルは、数平均分子量が約２０，０００以上、好ましくは
４０，０００以上、さらに好ましくは６０，０００以上
のものが、製糸性および得られる糸条の特性の点で好ま
しい。また、重合度を高めるために少量のジイソシアネ
ートやテトラカルボン酸二無水物などで鎖延長したもの
でも良い。

【００１７】また、本発明において、生分解性を有する
熱可塑性脂肪族ポリエステルとしては、ポリブチレンサ
クシネート、あるいはブチレンサクシネートを主繰り返
し単位とする共重合体が好適に用いられる。このとき、
ブチレンサクシネートの共重合量比が７０モル％以上で
あるのが特に好ましい。ブチレンサクシネートの共重合
量比が７０モル％未満であると、融点、結晶化温度が低
下し、断面を中空化あるいは異形化しても、または、結
晶核剤の添加などを行っても、紡出糸条を十分に冷却す
ることが困難であり、さらに、得られた糸の寸法安定性
および機械的強度が低下するため好ましくない。この理
由により、ブチレンサクシネートの共重合量比は７５モ
ル％以上がより好ましい。

【００１８】さらに、本発明においては、前述したとこ
ろの生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステルに必
要に応じて、例えば光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤な
どの各種添加剤を本発明の効果を損なわない範囲内で添
加することができる。

【００１９】本発明において、繊維断面は中空断面でな
ければならない。中空断面は丸断面に比較して、内部に
比熱が小さい空気を含んでいるため、紡糸口金より紡出
した糸条の冷却性を向上させるに著しく効果がある。さ
らに、中空率すなわち（ａ²／Ａ² ）×１００で示され
る値が５〜３０％の範囲にあることが好ましい。但し、
ここでＡは中空断面の糸の直径、ａは中空断面の中空部
の直径を示す（図１参照）。中空率が５％未満であると
紡出糸条の冷却性に劣り、密着の無い糸を得にくくな
る。逆に、中空率が３０％を超えると、冷却性には優れ
るものの、経時的に中空部がパンクしやすくなり、製糸
性および得られる繊維の機械的性能が低下する。この理
由により、中空率は１０〜２５％がより好ましい。

【００２０】本発明は、中空断面の代わりに多葉断面で
あってもよい。多葉断面において単位ポリマー重量当り
の表面積は丸断面と比較し大きくなるため、中空断面と
同様、紡出糸条の冷却性を向上させるに効果がある。こ
の断面においては異形度すなわちＢ／ｂで示される値が
２〜４の範囲にあることが好ましい。但し、ここでＢは
多葉断面の外接円の直径、ｂは多葉断面の内接円の直径
を示す（図２参照）。異形度が２未満であると紡出糸条
の冷却性に劣り、密着の無い糸を得にくくなる。逆に、
異形度が４を超えると、冷却性には優れるものの製糸性
および得られる繊維の機械的性能が低下する。この理由
により、異形度は２．５〜３．５がより好ましい。ま
た、葉数は異形度の関係上３〜８の範囲が良い。

【００２１】本発明は、繊度が２〜１０デニールである
ことが好ましい。繊度が２デニール未満であると、高い
中空率、異形度が得られないばかりか生産量の低下およ
び製糸性に劣り好ましくない。逆に、繊度が１０デニー
ルを超えると、いかに中空断面あるいは多葉断面であっ
ても、太くなり過ぎて冷却性に劣り均斉度に優れた繊維
を得ることは困難となる。この理由により、繊度は２．
５〜８デニールがより好ましい。

【００２２】次に本発明の製造方法について説明する。
生分解性を有する前述の重合体すなわち、ポリブチレン
サクシネート、あるいはブチレンサクシネートを主繰り
返し単位とし、かつブチレンサクシネートの共重合量比
が７０モル％以上の共重合体であり、しかも、重合体の
ＭＦＲ値が１０〜７０ｇ／１０分である重合体を好適材
料として用い、紡糸温度（Ｔ_m ＋４０）℃〜（Ｔ_m ＋１
５０）℃で溶融し、中空断面あるいは多葉断面用の紡糸
口金より吐出した紡出糸条を公知の冷却装置にて冷却
し、仕上げ油剤を付与した後、紡糸速度３００〜２００
０ｍ／分の引き取りローラーを介して未延伸糸とする。
この未延伸糸をいったん巻き取った後、公知の延伸機を
用いて延伸処理を施す。得られた延伸糸条に機械捲縮を
付与し所定長に切断することにより目的とする短繊維を
得る。

【００２３】重合体のメルトフローレート値（以降ＭＦ
Ｒ値と呼称する）は、１０〜７０ｇ／１０分であること
が重要である。但し、本発明のＭＦＲ値は全て、ＡＳＴ
ＭＤ１２３８（Ｅ）に記載の方法に準じて測定したもの
である。ＭＦＲ値が１０ｇ／１０分未満であるとあまり
にも高粘度であるために、紡出糸条の細化がスムーズに
行われず、得られる短繊維は太繊度で均斉度に劣るもの
となる。逆に、ＭＦＲ値が７０ｇ／１０分を超えるとあ
まりにも低粘度であるために、紡糸工程において糸切れ
が発生し、操業性を損なうとともに、得られる短繊維も
均斉度に劣るものとなる。

【００２４】紡糸温度は、（Ｔ_m ＋４０）℃〜（Ｔ_m ＋
１５０）℃でなければならない。但し、ここでＴ_m は重
合体の融点を示す。紡糸温度が（Ｔ_m ＋４０）℃未満で
あると重合体中に未溶融物を多く含有するため、製糸性
が低下し、操業性を著しく損なうことになる。逆に、紡
糸温度が（Ｔ_m ＋１５０）℃を超えると重合体が熱分解
したり、紡出糸条が密着し易くなり好ましくない。

【００２５】紡糸速度は、３００〜２０００ｍ／分とす
ることが好ましい。紡糸速度が３００ｍ／分未満である
と、得られる短繊維の均斉度が劣るばかりか、所望の中
空率、異形度が得られないこととなる。一方、２０００
ｍ／分を超えると、紡糸工程において紡出糸条の密着、
糸切れが発生し易いとともに、得られる短繊維の機械的
特性に劣ることとなる。

【００２６】延伸処理における延伸倍率は、未延伸糸の
破断伸度（ＵＥ）に対し、下記の範囲であることが必要
である。すなわち、 ０．５×ＵＥ＋１≦延伸倍率≦０．８５×ＵＥ＋１ ここで延伸倍率が０．５×ＵＥ＋１未満であると延伸時
における延伸張力が均一に付与できず、得られる延伸糸
の均斉度、機械的物性および寸法安定性に劣るため好ま
しくない。逆に、延伸倍率が０．８５×ＵＥ＋１を超え
ると延伸時に糸切れが発生し、操業性を著しく損なうと
ともに、得られる短繊維も均斉度に劣るものとなる。

【００２７】延伸温度は使用する重合体により適宜選択
して行うことができるが、通常、５０℃〜８０℃の範囲
で行うと、糸切れの発生もなく操業性は良好であり、さ
らに得られる短繊維の均斉度に優れることから好まし
い。しかし延伸温度は、用いる素材により決定されるも
のであって、特に規制するものではない。

【００２８】本発明の生分解性短繊維は、優れた機械的
特性さらに優れた生分解性を合わせ有するものである。
中空断面、多葉断面を選択することにより、紡出糸条の
冷却性は向上し、それによって紡出糸条同士の密着を防
止し、均斉度に優れた生分解性短繊維を得ることができ
る。

【００２９】また、中空断面繊維においては、外周部分
から侵食をはじめた微生物は中空部分に侵入し、貫通す
る孔が形成される結果、単位ポリマー重量当りの表面積
が大きくなるため、微生物による生分解速度は促進され
る。多葉断面繊維においても、単位ポリマー重量当りの
表面積は丸断面と比較し大きくなるため、微生物による
生分解速度は促進される。

【００３０】さらに、中空断面を選択した場合は軽量
性、保温性に、多葉断面を選択した場合は光沢性に、各
々優れた生分解性短繊維を得ることができる。

【００３１】

【実施例】次に、実施例に基づき本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例によって何等限定され
るものではない。

【００３２】実施例において、各特性値の測定を次の方
法により実施した。 ・ＭＦＲ値（ｇ／１０分）；ＡＳＴＭ Ｄ１２３８
（Ｅ）に記載の方法に準じて測定した。

【００３３】・融点（℃）；パーキンエルマ社製示差走
差型熱量計ＤＳＣ−２型を用い、昇温速度２０℃／分の
条件で測定し、得られた融解吸熱曲線において極値を与
える温度を融点とした。

【００３４】・結晶化温度（℃）；パーキンエルマ社製
示差走差型熱量計ＤＳＣ−２型を用い、昇温速度２０℃
／分の条件で測定し、得られた固化発熱曲線において極
値を与える温度を結晶化温度とした。

【００３５】・中空率（％）；日本光学社製光学顕微鏡
を用い、糸断面写真を撮影し、図１に示す如く、中空断
面の糸１の直径（Ａ）および中空断面の中空部２の直径
（ａ）を求め、次式より中空率を求めた。

【００３６】中空率（％）＝（ａ² ／Ａ² ）×１００

【００３７】・異形度；日本光学社製光学顕微鏡により
糸断面写真を撮影し、図２に示す如く、多葉断面の糸３
の内接円の直径（ｂ）および外接円の直径（Ｂ）を求
め、次式より異形度を求めた。

【００３８】異形度＝Ｂ／ｂ

【００３９】・引張強度（ｇ／ｄ）、伸度（％）；ＪＩ
Ｓ−Ｌ−１０１３に記載の方法に準じて測定した。すな
わち、定速伸長型引張試験機（東洋ボールドウィン社製
テンシロンＵＴＭ−４−１−１００）を用いて試料長が
３０ｃｍ、つかみ間隔５ｃｍ、２０回／５ｃｍの撚りを
加え、引張速度５ｃｍ／分で伸長し、得られた切断時荷
重値（ｇ）を単位太さ当りに換算し、その平均値を繊維
の引張強度（ｇ／ｄ）とした。また、同時に得られた切
断時伸長率（％）の平均値を伸度（％）とした。これら
の処方においてはいずれも測定回数２０回とし、その値
は平均値で示した。

【００４０】・生分解性能；得られた短繊維１０ｇの試
料を土中に埋設し、６ヶ月後に取り出し、この短繊維の
強力が埋設前の強力初期値に対して５０％以下に低下し
ている場合、生分解性能が良好（；○）であるとし、強
力が埋設前の強力初期値に対して５０％を超える場合、
生分解性能が不良（；×）であると評価した。

【００４１】実施例１ ＭＦＲ値が３０ｇ／１０分で、融点１１４℃、結晶化温
度７４℃のポリブチレンサクシネートを用いて、糸断面
が図１に示す中空断面の短繊維を製造した。すなわち、
前記重合体チップをエクストルーダ型押出し機を用いて
１８０℃で溶融し、これを中空断面となる紡糸孔を８２
０個有する図３に示す紡糸口金を通して単孔吐出量を
１．２０ｇ／分として溶融紡出し、紡出糸条を冷却した
後で、紡糸速度を１０００ｍ／分として巻き取った。こ
の未延伸糸糸条を複数本引き揃え、延伸温度７０℃、延
伸倍率３．５倍（未延伸糸の破断伸度に対し延伸比を７
０％とした）で延伸し、次いで、スタッフイングボック
スを用いて機械捲縮を付与し、長さ５１ｍｍに切断し
て、単繊維繊度が３．０デニ−ル、引張強度が３．６ｇ
／ｄの短繊維を得た。なお、中空率は１４％であった。
製造条件、操業性、糸の物性、生分解性能を表１に示
す。

【００４２】実施例２ ＭＦＲ値が１５ｇ／１０分で、融点１１４℃、結晶化温
度７４℃のポリブチレンサクシネートを用いて１８０℃
で溶融し、実施例１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出
量を１．１７ｇ／分として溶融紡出し、紡出糸条を冷却
した後で、紡糸速度を１０００ｍ／分として巻き取っ
た。この未延伸糸糸条を複数本引き揃え、延伸温度７５
℃、延伸倍率３．０倍（未延伸糸の破断伸度に対し延伸
比を７０％とした）で延伸し、次いで、スタッフイング
ボックスを用いて機械捲縮を付与し、長さ５１ｍｍに切
断して、単繊維繊度が３．０デニ−ル、引張強度が４．
１ｇ／ｄの短繊維を得た。なお、中空率は２１％であっ
た。製造条件、操業性、糸の物性、生分解性能を表１に
示す。

【００４３】実施例３ ＭＦＲ値が７０ｇ／１０分で、融点１１４℃、結晶化温
度７４℃のポリブチレンサクシネートを用いて、１８０
℃で溶融し、実施例１と同一の紡糸口金を通して単孔吐
出量を１．２６ｇ／分として溶融紡出し、紡出糸条を冷
却した後で、紡糸速度を１０００ｍ／分として巻き取っ
た。この未延伸糸糸条を複数本引き揃え、延伸温度６５
℃、延伸倍率３．７倍（未延伸糸の破断伸度に対し延伸
比を７０％とした）で延伸し、次いで、スタッフイング
ボックスを用いて機械捲縮を付与し、長さ５１ｍｍに切
断して、単繊維繊度が３．０デニ−ル、引張強度が３．
３ｇ／ｄの短繊維を得た。なお、中空率は９％であっ
た。製造条件、操業性、糸の物性、生分解性能を表１に
示す。

【００４４】実施例４ ＭＦＲ値が２５ｇ／１０分で、融点９９℃、結晶化温度
４９℃のブチレンサクシネート／エチレンサクシネート
＝８５／１５モル％の共重合体チップを用いて１６０℃
で溶融し、実施例１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出
量を１．２０ｇ／分として溶融紡出した。紡出糸条を冷
却した後で、紡糸速度を１０００ｍ／分として巻き取っ
た。この未延伸糸糸条を複数本引き揃え、延伸温度５５
℃、延伸倍率３．２倍（未延伸糸の破断伸度に対し延伸
比を７０％とした）で延伸し、次いで、スタッフイング
ボックスを用いて機械捲縮を付与し、長さ５１ｍｍに切
断して、単繊維繊度が３．０デニ−ル、引張強度が３．
４ｇ／ｄの短繊維を得た。なお、中空率は１７％であっ
た。製造条件、操業性、糸の物性、生分解性能を表１に
示す。

【００４５】実施例５ ＭＦＲ値が２５ｇ／１０分で、融点９１℃、結晶化温度
３５℃のブチレンサクシネート／エチレンサクシネート
＝７０／３０モル％の共重合体チップを用いて１５０℃
で溶融し、実施例１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出
量を１．０２ｇ／分として溶融紡出した。紡出糸条を冷
却した後で、紡糸速度を１０００ｍ／分として巻き取っ
た。この未延伸糸糸条を複数本引き揃え、延伸温度５０
℃、延伸倍率３．２倍（未延伸糸の破断伸度に対し延伸
比を７０％とした）で延伸し、次いで、スタッフイング
ボックスを用いて機械捲縮を付与し、長さ５１ｍｍに切
断して、単繊維繊度が３．０デニ−ル、引張強度が３．
２ｇ／ｄの短繊維を得た。なお、中空率は１９％であっ
た。製造条件、操業性、糸の物性、生分解性能を表１に
示す。

【００４６】実施例６ 実施例１と同一原料を用いて１５５℃で溶融し、実施例
１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出量を１．０７ｇ／
分として溶融紡出し、紡出糸条を冷却した後で、紡糸速
度を１０００ｍ／分として巻き取った。この未延伸糸糸
条を複数本引き揃え、延伸温度７０℃、延伸倍率３．１
倍（未延伸糸の破断伸度に対し延伸比を７０％とした）
で延伸し、次いで、スタッフイングボックスを用いて機
械捲縮を付与し、長さ５１ｍｍに切断して、単繊維繊度
が３．０デニ−ル、引張強度が３．７ｇ／ｄの短繊維を
得た。なお、中空率は２０％であった。製造条件、操業
性、糸の物性、生分解性能を表１に示す。

【００４７】実施例７ 実施例１と同一原料を用いて２５０℃で溶融し、実施例
１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出量を１．２３ｇ／
分として溶融紡出し、紡出糸条を冷却した後で、紡糸速
度を１０００ｍ／分として巻き取った。この未延伸糸糸
条を複数本引き揃え、延伸温度７０℃、延伸倍率３．７
倍（未延伸糸の破断伸度に対し延伸比を７０％とした）
で延伸し、次いで、スタッフイングボックスを用いて機
械捲縮を付与し、長さ５１ｍｍに切断して、単繊維繊度
が３．０デニ−ル、引張強度が３．０ｇ／ｄの短繊維を
得た。なお、中空率は７％であった。製造条件、操業
性、糸の物性、生分解性能を表２に示す。

【００４８】実施例８ 実施例１と同一原料を用いて１８０℃で溶融し、実施例
１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出量を０．７２ｇ／
分として溶融紡出した。紡出糸条を冷却した後で、紡糸
温度を８００ｍ／分として巻き取った。この未延伸糸糸
条を複数本引き揃え、延伸温度７０℃、延伸倍率３．９
倍（未延伸糸の破断伸度に対し延伸比を７０％とした）
で延伸し、次いで、スタッフイングボックスを用いて機
械捲縮を付与し、長さ３８ｍｍに切断して、単繊維繊度
が２．０デニ−ル、引張強度が３．５ｇ／ｄの短繊維を
得た。なお、中空率は１３％であった。製造条件、操業
性、糸の物性、生分解性能を表２に示す。

【００４９】実施例９ 実施例１と同一原料を用いて１８０℃で溶融し、実施例
１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出量を２．８３ｇ／
分として溶融紡出した。紡出糸条を冷却した後で、紡糸
温度を８００ｍ／分として巻き取った。この未延伸糸糸
条を複数本引き揃え、延伸温度７５℃、延伸倍率４．２
倍（未延伸糸の破断伸度に対し延伸比を７０％とした）
で延伸し、次いで、スタッフイングボックスを用いて機
械捲縮を付与し、長さ１０２ｍｍに切断して、単繊維繊
度が７．０デニ−ル、引張強度が３．１ｇ／ｄの短繊維
を得た。なお、中空率は２５％であった。製造条件、操
業性、糸の物性、生分解性能を表２に示す。

【００５０】実施例１０ 実施例１と同一原料を用いて１８０℃で溶融し、実施例
１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出量を０．７４ｇ／
分として溶融紡出した。紡出糸条を冷却した後で、紡糸
温度を４００ｍ／分として巻き取った。この未延伸糸糸
条を複数本引き揃え、延伸温度７０℃、延伸倍率５．３
倍（未延伸糸の破断伸度に対し延伸比を７０％とした）
で延伸し、次いで、スタッフイングボックスを用いて機
械捲縮を付与し、長さ５１ｍｍに切断して、単繊維繊度
が３．０デニ−ル、引張強度が４．２ｇ／ｄの短繊維を
得た。なお、中空率は１３％であった。製造条件、操業
性、糸の物性、生分解性能を表２に示す。

【００５１】実施例１１ 実施例１と同一原料を用いて１８０℃で溶融し、実施例
１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出量を１．４２ｇ／
分として溶融紡出した。紡出糸条を冷却した後で、紡糸
温度を１８００ｍ／分として巻き取った。この未延伸糸
糸条を複数本引き揃え、延伸温度７０℃、延伸倍率２．
５倍（未延伸糸の破断伸度に対し延伸比を７０％とし
た）で延伸し、次いで、スタッフイングボックスを用い
て機械捲縮を付与し、長さ５１ｍｍに切断して、単繊維
繊度が３．０デニ−ル、引張強度が３．３ｇ／ｄの短繊
維を得た。なお、中空率は１５％であった。製造条件、
操業性、糸の物性、生分解性能を表２に示す。

【００５２】実施例１２ 実施例１と同一原料を用いて１８０℃で溶融し、図２に
示す三角断面となる紡糸孔を８２０個有する紡糸口金を
通して単孔吐出量を１．２６ｇ／分として溶融紡出し
た。紡出糸条を冷却した後で、紡糸速度を１０００ｍ／
分として巻き取った。この未延伸糸糸条を複数本引き揃
え、延伸温度７０℃、延伸倍率３．６倍（未延伸糸の破
断伸度に対し延伸比を７０％とした）で延伸し、次い
で、スタッフイングボックスを用いて機械捲縮を付与
し、長さ５１ｍｍに切断して、単繊維繊度が３．０デニ
−ル、引張強度が３．８ｇ／ｄの短繊維を得た。なお、
異形度は３．２であった。製造条件、操業性、糸の物
性、生分解性能を表２に示す。

【００５３】比較例１ ＭＦＲ値が５ｇ／１０分で、融点１１４℃、結晶化温度
７４℃のポリブチレンサクシネートを用いて１８０℃で
溶融し、実施例１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出量
を１．２０ｇ／分として溶融紡出し、紡出糸条を冷却し
た後で、紡糸速度を１０００ｍ／分として巻き取った
が、紡糸工程において糸切れが発生し未延伸糸を得るこ
とができなかった。なお、糸切れして得た未延伸糸の中
空率は３１％であった。製造条件および操業性を表３に
示す。

【００５４】比較例２ ＭＦＲ値が８０ｇ／１０分で、融点１１４℃、結晶化温
度７４℃のポリブチレンサクシネートを用いて１８０℃
で溶融し、実施例１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出
量を０．９５ｇ／分として溶融紡出し、紡出糸条を冷却
した後で、紡糸速度を１０００ｍ／分として巻き取った
が、紡糸工程において糸条間にやや密着が発生し糸切れ
も多かった。この未延伸糸糸条を複数本引き揃え、延伸
温度６５℃、延伸倍率３．８倍（未延伸糸の破断伸度に
対し延伸比を７０％とした）で延伸し、次いで、スタッ
フイングボックスを用いて機械捲縮を付与し、長さ５１
ｍｍに切断して、単繊維繊度が３．０デニ−ル、引張強
度が２．１ｇ／ｄの短繊維を得た。なお、中空率は５％
であった。製造条件、操業性、糸の物性、生分解性能を
表３に示す。

【００５５】比較例３ ＭＦＲ値が２５ｇ／１０分で、融点８６℃、結晶化温度
２８℃のブチレンサクシネート／エチレンサクシネート
＝６５／３５モル％の共重合体チップを用いて１６０℃
で溶融し、実施例１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出
量を１．２０ｇ／分として溶融紡出し、紡出糸条を冷却
した後で、紡糸速度を１０００ｍ／分として巻き取った
が、紡糸工程において糸条間の密着が発生し、未延伸糸
を得ることができなかった。なお、密着して得た未延伸
糸の中空率は１６％であった。製造条件および操業性を
表３に示す。

【００５６】比較例４ 実施例１と同一原料を用いて１２５℃で溶融し、実施例
１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出量を１．２０ｇ／
分として溶融紡出し、紡出糸条を冷却した後で、紡糸速
度を１０００ｍ／分として巻き取ったが、紡糸工程にお
いて糸切れが多発し未延伸糸を得ることができなかっ
た。なお、糸切れして得た未延伸糸の中空率は３１％で
あった。製造条件および操業性を表３に示す。

【００５７】比較例５ 実施例１と同一原料を用いて２９０℃で溶融し、実施例
１と同一の紡糸口金を通して単孔吐出量を１．２０ｇ／
分として溶融紡出し、紡出糸条を冷却した後で、紡糸速
度を１０００ｍ／分として巻き取ったが、紡糸工程にお
いて糸条間に融着が発生し、未延伸糸を得ることができ
なかった。なお、融着して得た未延伸糸の中空率は４％
であった。製造条件および操業性を表３に示す。

【００５８】比較例６ ＭＦＲ値が５ｇ／１０分で、融点１１４℃、結晶化温度
７４℃のポリブチレンサクシネートを用いて１８０℃で
溶融し、実施例１２と同一の紡糸口金を通して単孔吐出
量を１．２０ｇ／分として溶融紡出した。紡出糸条を冷
却した後で、紡糸速度を１０００ｍ／分として未延伸糸
として巻き取ったが、紡糸工程において糸条の糸切れが
発生し、未延伸糸を得ることができなかった。なお、糸
切れして得た未延伸糸の異形度は４．１であった。製造
条件および操業性を表４に示す。

【００５９】比較例７ ＭＦＲ値が８０ｇ／１０分で、融点１１４℃、結晶化温
度７４℃のポリブチレンサクシネートを用いて１８０℃
で溶融し、実施例１２と同一の紡糸口金を通して単孔吐
出量を１．２０ｇ／分として溶融紡出した。紡出糸条を
冷却した後で、紡糸速度を１０００ｍ／分として未延伸
糸として巻き取ったが、紡糸工程において糸条間の密着
が発生し、未延伸糸を得ることができなかった。なお、
密着して得た未延伸糸の異形度は１．２であった。製造
条件および操業性を表４に示す。

【００６０】比較例８ 実施例１の未延伸糸を用い、この未延伸糸糸条を複数本
引き揃え、延伸温度７０℃、延伸倍率４．２倍（未延伸
糸の破断伸度に対し延伸比を９０％とした）で延伸した
が、延伸工程において糸切れが発生し、短繊維を得るこ
とができなかった。製造条件および操業性を表４に示
す。

【００６１】比較例９ 実施例１の未延伸糸を用い、この未延伸糸糸条を複数本
引き揃え、延伸温度７０℃、延伸倍率２．４倍（未延伸
糸の破断伸度に対し延伸比を４０％とした）で延伸し、
次いで、スタッフイングボックスを用いて機械捲縮を付
与し、長さ５１ｍｍに切断して、単繊維繊度が４．０デ
ニ−ル、引張強度が１．８ｇ／ｄの短繊維を得た。製造
条件、操業性、糸の物性、生分解性能を表４に示す。

【００６２】比較例１０ 実施例１と同一原料を用いて１８０℃で溶融し、本発明
の断面の範囲外である丸断面となる紡糸孔を８２０個有
する紡糸口金を通して、単孔吐出量を１．２０ｇ／分と
して溶融紡出した。紡出糸条を冷却した後で、紡糸速度
を１０００ｍ／分として未延伸糸として巻き取ったが、
紡糸工程において糸条間の密着が発生し、未延伸糸を得
ることができなかった。製造条件および操業性を表４に
示す。

【００６３】

【表１】

【００６４】

【表２】

【００６５】表１から明らかなように、実施例１は、生
分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステルからなる短
繊維を中空断面形状とし、そのＭＦＲ値、共重合量比な
らびに紡糸条件、延伸条件ともに本発明の範囲内である
ので、紡出糸条の冷却性および製糸性も良好で、得られ
た短繊維は均斉度に優れ、十分な機械的強度を有し、か
つ、優れた生分解性能を有するものであった。

【００６６】実施例２は、本発明のＭＦＲ値の範囲の下
限であるＭＦＲ値が１５ｇ／１０分の高粘度重合体を用
いたが、本発明の範囲内であるので紡出糸条のパンク発
生および糸切れ等も無く、得られた短繊維は均斉度に優
れ、さらに十分な機械的特性を有し、かつ、優れた生分
解性能を有するものであった。

【００６７】実施例３は、本発明のＭＦＲ値の範囲の上
限であるＭＦＲ値が７０ｇ／１０分の低粘度重合体を用
いたが、本発明の範囲内であるので実施例１よりも機械
的特性は若干劣るものの、紡出糸条の密着発生および糸
切れ等も無く、得られた短繊維は優れた生分解性能を有
するものであった。

【００６８】実施例４は、本発明の共重合量比範囲であ
るブチレンサクシネート／エチレンサクシネート＝８５
／１５モル％の共重合体を用いたが、共重合量比が本発
明の範囲内であり紡糸温度も低温であるので、実施例１
より機械的特性にはやや劣るものの、紡出糸条の密着発
生および糸切れ等も無く、得られた短繊維は実施例１よ
りもさらに優れた生分解性能を有するものであった。

【００６９】実施例５は、本発明の共重合量比範囲の上
限であるブチレンサクシネート／エチレンサクシネート
＝７０／３０モル％の共重合体を用いたが、共重合量比
が本発明の範囲内であり紡糸温度も低温であるので、実
施例１より機械的特性にはやや劣るものの、紡出糸条の
密着発生および糸切れ等も無く、得られた短繊維は実施
例４よりもさらに優れた生分解性能を有するものであっ
た。

【００７０】実施例６は、紡糸温度を本発明の紡糸温度
範囲内の下限である１５５℃と低温にしたが、紡糸温度
が本発明の範囲内であるので、紡出糸条のパンク発生お
よび糸切れ等も無く、得られた短繊維は、優れた機械的
特性および生分解性能を有するものであった。

【００７１】実施例７は、紡糸温度を本発明の紡糸温度
範囲内の上限である２５０℃と高温にしたが、紡糸温度
が本発明の範囲内であるので、実施例１よりも機械的特
性にはやや劣るものの、紡出糸条の密着発生および糸切
れ等も無く、得られた短繊維は優れた生分解性能を有す
るものであった。

【００７２】実施例８は、本発明の好ましい繊度範囲で
ある下限の２デニールを適用したが、紡出糸条の糸切れ
の発生も無く、得られた短繊維は実施例１よりもさらに
優れた生分解性能を有するものであった。

【００７３】実施例９は、本発明の好ましい繊度範囲で
ある上限の７デニールを適用したが、紡出糸条の密着発
生も無く、得られた短繊維は実施例１よりも機械的特性
にはやや劣るものの、優れた生分解性能を有するもので
あった。

【００７４】実施例１０は、本発明の紡糸速度範囲の下
限である４００ｍ／分を適用したが、紡糸速度が本発明
の範囲内であるので、紡出糸条の密着発生も無く、延伸
倍率を適正化することにより短繊維が得られ、得られた
短繊維は機械的特性には実施例１よりも優れるものであ
った。

【００７５】実施例１１は、本発明の紡糸速度範囲の上
限である１８００ｍ／分を適用したが、紡糸速度が本発
明の範囲内であるので、紡出糸条の糸切れの発生も無
く、延伸倍率を適正化することにより短繊維が得られ、
得られた短繊維は実施例１よりも機械的特性にはやや劣
るものの、優れた生分解性能を有するものであった。

【００７６】実施例１２は、糸断面形状が三角断面であ
るが、異形度および紡出条件が本発明の範囲内であるの
で、紡出糸条の密着発生および糸切れも無く、得られた
短繊維は、機械的特性および生分解性能に優れるもので
あった。

【００７７】

【表３】

【００７８】

【表４】

【００７９】これに対して、表３および表４から明らか
なように、比較例１は、ＭＦＲ値が本発明の範囲外であ
る５ｇ／１０分の高粘度重合体であるので、紡出糸条の
中空率が３１％と余りにも高いため、紡出糸条のパンク
発生および糸切れが多く、目標とした短繊維を得ること
ができなかった。比較例２は、ＭＦＲ値が本発明の範囲
外である８０ｇ／１０分の低粘度重合体であるので、紡
出糸条の中空率が５％と余りにも低いため、紡出糸条間
にやや密着が発生し、それに起因して糸切れも多かっ
た。得られた短繊維も機械的特性に劣るものであった。

【００８０】比較例３は、本発明の共重合量比範囲外の
ブチレンサクシネート／エチレンサクシネート＝６５／
３５モル％の共重合体を用いたので、紡糸温度を低温に
し中空断面を用いたにもかかわらず、融点および結晶化
温度が余りにも低いため、紡出糸条間に密着が発生し、
目標とした短繊維を得ることができなかった。

【００８１】比較例４は、本発明の紡糸温度範囲外の１
２５℃を適用したので、余りにも紡糸温度が低いため、
重合体の未溶物が発生し紡出糸条の糸切れが多く、目標
とした短繊維を得ることができなかった。

【００８２】比較例５は、本発明の紡糸温度範囲外の２
９０℃を適用したので、余りにも紡糸温度が高いため、
紡出糸条の密着が発生し、目標とした短繊維を得ること
ができなかった。

【００８３】比較例６は、糸断面形状が三角断面であ
り、ＭＦＲ値が本発明の範囲外である５ｇ／１０分の高
粘度重合体であるので、紡出糸条の異形度が４．１と余
りにも高いため、紡出糸条の糸切れが発生し、目標とし
た短繊維を得ることができなかった。

【００８４】比較例７は、糸断面形状が三角断面であ
り、ＭＦＲ値が本発明の範囲外である８０ｇ／１０分の
低粘度重合体であるので、紡出糸条の異形度が１．２と
余りにも低いため、紡出糸条の密着が発生し、目標とし
た短繊維を得ることができなかった。

【００８５】比較例８は、実施例１で得られた未延伸糸
を、本発明の範囲外の９０％で延伸したので、余りにも
延伸倍率が高く、このため延伸工程において糸切れが発
生し、目標とした短繊維を得ることができなかった。

【００８６】比較例９は、実施例１で得られた未延伸糸
を、本発明の範囲外の４０％で延伸したので、余りにも
延伸倍率が低く、このため繊度の均斉度および機械的特
性に著しく劣り、目標とした短繊維を得ることができな
かった。

【００８７】比較例１０は、本発明の範囲外である丸断
面を適用したので、密着が発生し、目標とした短繊維を
得ることができなかった。

【００８８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、紡出糸条
の冷却性、可紡性に優れ、機械的強度に優れる生分解性
短繊維を提供することができる。

【００８９】特に繊維断面形状として、中空断面、多葉
断面を選択することにより、紡出糸条の冷却性は向上
し、それによって糸条同士の密着を防止し、均斉度に優
れた生分解性短繊維を得ることができる。

【００９０】また、中空断面繊維においては、外周部分
から侵食をはじめた微生物は中空部分に侵入し、貫通す
る孔が形成される結果、単位ポリマー重量当りの表面積
が大きくなるため、微生物による生分解速度は促進され
る。多葉断面繊維においても、単位ポリマー重量当りの
表面積は丸断面と比較し大きくなるため、微生物による
生分解速度は促進される。

【００９１】さらに、中空断面を選択した場合は軽量
性、保温性に、多葉断面を選択した場合は光沢性に、各
々優れた生分解性短繊維を得ることができる。本発明に
よる短繊維は、衛生材料、生活関連用素材、産業用素材
として極めて好適である。しかもこの短繊維は、生分解
性を有するので、その使用後に完全に生分解消失するた
め、自然環境保護の観点からも有益であり、あるいは、
例えば堆肥化して肥料とするなど再利用を図ることもで
きるため資源の再利用の観点からも有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中空断面短繊維のモデル図である。

【図２】本発明の多葉断面短繊維のモデル図である。

【図３】本発明の中空断面短繊維を製造する際に使用す
る紡糸口金のモデル図である。

【符号の説明】

１ 中空断面の短繊維 ２ 中空部 ３ 多葉断面の短繊維

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエ
   ステルからなり、繊維断面が中空断面であることを特徴
   とする生分解性短繊維。
2. 【請求項２】 生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエ
   ステルからなり、繊維断面が多葉断面であることを特徴
   とする生分解性短繊維。
3. 【請求項３】 生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエ
   ステルが、ポリブチレンサクシネートであることを特徴
   とする請求項１または２記載の生分解性短繊維。
4. 【請求項４】 生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエ
   ステルが、ブチレンサクシネートを主繰り返し単位と
   し、かつブチレンサクシネートの共重合量比が７０モル
   ％以上の共重合体であることを特徴とする請求項１また
   は２記載の生分解性短繊維。
5. 【請求項５】 メルトフローレート値が（１）式を満足
   する生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステルを、
   中空断面用の紡糸口金を介して、（２）式を満足する紡
   糸温度で溶融紡糸し、さらに、（３）式を満足する延伸
   倍率で延伸し、得られた延伸糸条に機械捲縮を付与し、
   所定長に切断して、中空断面の生分解性短繊維を得るこ
   とを特徴とする生分解性短繊維の製造方法。 １０≦メルトフローレート値（ｇ／１０分）≦７０ …（１） 但し、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（Ｅ）に記載の方法に準じ
   る。 Ｔ_m ＋４０≦紡糸温度（℃）≦Ｔ_m ＋１５０ …（２） 但し、Ｔ_m ；融点 ０．５×ＵＥ＋１≦延伸倍率≦０．８５×ＵＥ＋１ …（３） 但し、ＵＥ；未延伸糸の破断伸度（％）／１００
6. 【請求項６】 メルトフローレート値が（１）式を満足
   する生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエステルを、
   多葉断面用の紡糸口金を介して、（２）式を満足する紡
   糸温度で溶融紡糸し、さらに、（３）式を満足する延伸
   倍率で延伸し、得られた延伸糸条に機械捲縮を付与し、
   所定長に切断して、多葉断面の生分解性短繊維を得るこ
   とを特徴とする生分解性短繊維の製造方法。 １０≦メルトフローレート値（ｇ／１０分）≦７０ …（１） 但し、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（Ｅ）に記載の方法に準じ
   る。 Ｔ_m ＋４０≦紡糸温度（℃）≦Ｔ_m ＋１５０ …（２） 但し、Ｔ_m ；融点 ０．５×ＵＥ＋１≦延伸倍率≦０．８５×ＵＥ＋１ …（３） 但し、ＵＥ；未延伸糸の破断伸度（％）／１００
7. 【請求項７】 生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエ
   ステルがポリブチレンサクシネートであることを特徴と
   する請求項５または６記載の生分解性短繊維の製造方
   法。
8. 【請求項８】 生分解性を有する熱可塑性脂肪族ポリエ
   ステルが、ブチレンサクシネートを主繰り返し単位と
   し、かつブチレンサクシネートの共重合量比が７０モル
   ％以上の共重合体であることを特徴とする請求項５また
   は６記載の生分解性短繊維の製造方法。