(57)【要約】  ポリグリコール酸樹脂を含む相とＤ−乳酸単位の比率が１．０％以上のポリ乳酸系樹脂を含む相とを備えており、  前記２相がそれぞれ長さ方向に連続しており、  前記ポリグリコール酸樹脂を含む相により構成されている領域が面積比で５０％以下である断面を有し、  前記ポリグリコール酸樹脂の含有量が前記ポリ乳酸系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して２〜１００質量部である、水崩壊性複合繊維。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリグリコール酸樹脂を含む相とＤ−乳酸単位の比率が１．０％以上のポリ乳酸系樹脂を含む相とを備えており、
前記２相がそれぞれ長さ方向に連続しており、
前記ポリグリコール酸樹脂を含む相により構成されている領域が面積比で５０％以下である断面を有し、
前記ポリグリコール酸樹脂の含有量が前記ポリ乳酸系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して２〜１００質量部である、水崩壊性複合繊維。
【請求項２】
前記水崩壊性複合繊維は、前記ポリグリコール酸樹脂を含む相により構成されている領域が面積比で５０％以下である側面を有するものである、請求項１に記載の水崩壊性複合繊維。
【請求項３】
前記水崩壊性複合繊維が、芯鞘型、多芯型、サイドバイサイド型、多分割型、多層型および放射型のうちの少なくとも１種の構造を有するものある、請求項１または２に記載の水崩壊性複合繊維。
【請求項４】
未延伸のものである、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の水崩壊性複合繊維。
【請求項５】
延伸されたものである、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の水崩壊性複合繊維。
【請求項６】
単糸繊度が３．０デニール以下である、請求項５に記載の水崩壊性複合繊維。
【請求項７】
請求項５または６に記載の水崩壊性複合繊維から、前記ポリグリコール酸樹脂および前記ポリ乳酸系樹脂のうちのいずれか一方を除去することによって得られるものである、繊維。
【請求項８】
請求項５または６に記載の水崩壊性複合繊維を切断して得られるものである、水崩壊性複合繊維カットファイバー。
【請求項９】
石油、ガス掘削時の添加剤として使用する、請求項８に記載の水崩壊性複合繊維カットファイバー。
【請求項１０】
Ｄ−乳酸単位の比率が１．０％以上のポリ乳酸系樹脂と該ポリ乳酸系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して２〜１００質量部のポリグリコール酸樹脂とを、それぞれ溶融した状態で連続的に複合繊維用紡糸口金から吐出させて、繊維状の複合物を形成し、
該繊維状の複合物を冷却して、前記ポリグリコール酸樹脂を含む相と前記ポリ乳酸系樹脂を含む相とを備えており且つ該ポリグリコール酸樹脂を含む相により構成されている領域が面積比で５０％以下である断面を有する未延伸糸を得る、水崩壊性複合繊維の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の製造方法により得られた未延伸糸を延伸して、前記ポリグリコール酸樹脂を含む相と前記ポリ乳酸系樹脂を含む相とを備えており、該ポリグリコール酸樹脂を含む相により構成されている領域が面積比で５０％以下である断面を有し、前記ポリ乳酸系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して２〜１００質量部の前記ポリグリコール酸樹脂を含有する延伸糸を得る、水崩壊性複合繊維の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の製造方法により得られる延伸糸を切断して水崩壊性複合繊維カットファイバーを得る、水崩壊性複合繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水崩壊性複合繊維およびその製造方法に関し、より詳しくは、ポリグリコール酸樹脂とポリ乳酸系樹脂とを含有する水崩壊性複合繊維およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス田や油田などの掘削技術においては、坑井処理流体に短繊維を添加することによって坑井内でのプロパントの逆流を防止している（例えば、特表２０１１−５０６７９１号公報（特許文献１）参照）。しかしながら、坑井処理流体に添加される従来の短繊維は、ポリアミドやポリオレフィンといった地中において分解されにくい樹脂からなるものであり、坑井処理後に地中に残存するという問題があった。このため、近年、環境負荷低減の観点から、生分解性樹脂からなる繊維を坑井処理流体の短繊維として用いることが検討されている。【０００３】
一方、ポリ乳酸系樹脂やポリグリコール酸系樹脂からなる繊維は、生分解性や生体吸収性を有する繊維として知られており、従来から医療分野などにおける手術用縫合糸として使用されているが、近年は、医療分野に留まらず、環境負荷の低減を目的として、産業資材や衛生材料、生活資材に使用される繊維など、幅広い分野への用途展開が図られている。しかしながら、ポリ乳酸系樹脂やポリグリコール酸系樹脂の単繊維は、必ずしも十分な水崩壊性かつ機械特性を有しているとは言えず、様々な樹脂との複合化が検討されている（例えば、特開平７−１３３５１１号公報（特許文献２）、特開２０００−２６５３３３号公報（特許文献３）、特開２００７−１１９９２８号公報（特許文献４））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１１−５０６７９１号公報
【特許文献２】特開平７−１３３５１１号公報
【特許文献３】特開２０００−２６５３３３号公報
【特許文献４】特開２００７−１１９９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ポリ乳酸系樹脂繊維は、８０℃以上の比較的高温において良好な水崩壊性を示すものであるが、このようなポリ乳酸系樹脂からなる短繊維を坑井処理流体に添加すると、坑井処理流体中のプロパントが沈降しやすく、プロパント分散性に優れた坑井処理流体を得ることが困難であった。【０００６】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、坑井処理流体中において、プロパントの分散性を高く保持することが可能な水崩壊性繊維およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリ乳酸系樹脂からなる短繊維を添加した坑井処理流体においては、ポリ乳酸系樹脂短繊維の径が太く、プロパントとの接触面積が小さいため、プロパントの分散性が低下することを見出した。また、ポリ乳酸系樹脂繊維は、高倍率で延伸することができず、径が細いポリ乳酸系樹脂繊維を得ることが困難であることも見出した。さらに、ポリ乳酸系樹脂短繊維の水崩壊性を向上させるために、ポリ乳酸系樹脂中のＤ−乳酸単位の含有率（以下、「Ｄ体比率」と略す。）を高くすると、延伸時の糸切れがより顕著に発生することも見出した。【０００８】
本発明者らは、このような知見に基づいて更に研究を重ねた結果、ポリグリコール酸樹脂を含む相とＤ−乳酸単位を有するポリ乳酸系樹脂を含む相とを備える水崩壊性複合未延伸糸において、前記Ｄ−乳酸単位に対して所定量のポリグリコール酸樹脂を含有させることによって、高倍率で前記複合未延伸糸を延伸することができ、径が細い水崩壊性複合延伸糸を得ることが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００９】
すなわち、本発明の水崩壊性複合繊維は、ポリグリコール酸樹脂を含む相とＤ−乳酸単位の比率が１．０％以上のポリ乳酸系樹脂を含む相とを備えており、前記２相がそれぞれ長さ方向に連続しており、前記ポリグリコール酸樹脂を含む相により構成されている領域が面積比で５０％以下である断面を有し、前記ポリグリコール酸樹脂の含有量が前記ポリ乳酸系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して２〜１００質量部である、未延伸のものまたは延伸されたものである。【００１０】
このような水崩壊性複合繊維は、更に、前記ポリグリコール酸樹脂を含む相により構成されている領域が面積比で５０％以下である側面を有するものであることが好ましい。また、繊維構造としては、芯鞘型、多芯型、サイドバイサイド型、多分割型、多層型および放射型のうちの少なくとも１種が好ましい。さらに、延伸された水崩壊性複合繊維の単糸繊度としては、３．０デニール以下が好ましい。【００１１】
また、本発明の水崩壊性複合繊維から、前記ポリグリコール酸樹脂および前記ポリ乳酸系樹脂のうちのいずれか一方を除去することによって、中空繊維、極細繊維などの様々な構造の繊維を得ることができ、また、本発明の水崩壊性複合繊維を切断することによって、水崩壊性複合繊維カットファイバーを得ることもできる。この水崩壊性複合繊維カットファイバーは、石油、ガス掘削時の添加剤として好適に使用することができる。【００１２】
本発明の水崩壊性複合繊維の製造方法は、Ｄ−乳酸単位の比率が１．０％以上のポリ乳酸系樹脂と該ポリ乳酸系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して２〜１００質量部のポリグリコール酸樹脂とを、それぞれ溶融した状態で連続的に複合繊維用紡糸口金から吐出させて、繊維状の複合物を形成し、
該繊維状の複合物を冷却して、前記ポリグリコール酸樹脂を含む相と前記ポリ乳酸系樹脂を含む相とを備えており且つ該ポリグリコール酸樹脂を含む相により構成されている領域が面積比で５０％以下である断面を有する未延伸糸を得る、方法である。【００１３】
また、本発明の水崩壊性複合繊維の製造方法においては、得られた未延伸糸を延伸することによって、前記ポリグリコール酸樹脂を含む相と前記ポリ乳酸系樹脂を含む相とを備えており、該ポリグリコール酸樹脂を含む相により構成されている領域が面積比で５０％以下である断面を有し、前記ポリ乳酸系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して２〜１００質量部の前記ポリグリコール酸樹脂を含有する延伸糸を得ることが可能となる。【００１４】
なお、ポリ乳酸系樹脂中のＤ−乳酸単位に対して所定量のポリグリコール酸樹脂を含有させることによって、前記ポリグリコール酸樹脂を含む相と前記ポリ乳酸系樹脂を含む相とを備える水崩壊性複合未延伸糸を高倍率で延伸することが可能となる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。すなわち、Ｄ体比率の高いポリ乳酸系樹脂の単繊維においては、ポリ乳酸系樹脂の難結晶化特性のため、延伸による配向結晶化が起こりにくく、いわゆるネッキング現象が生じにくいと推察される。このように延伸によるネッキング現象が起こりにくい繊維を高倍率で延伸して径を細くすると、特に繊維径が細い部分に応力が集中しやすいため、延伸を継続すると、その部分で糸切れが発生すると推察される。また、このような現象は、ポリ乳酸系樹脂のＤ体比率が高くなるにつれて、顕著に現れると推察される。【００１５】
これに対して、本発明の水崩壊性複合繊維においては、ポリグリコール酸樹脂が延伸によるネッキング現象が起こりやすいものであるため、ポリ乳酸系樹脂の低い配向性がポリグリコール酸樹脂の高い配向性によって補われ、高倍率で延伸しても応力の集中が起こりにくく、糸切れが発生しにくいと推察される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、坑井処理流体中において、プロパントの分散性を高く保持することが可能な水崩壊性複合繊維を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の同心芯鞘型の水崩壊性複合繊維の構造の好適な一実施態様を示す模式図である。
【図１Ｂ】本発明の偏心芯鞘型の水崩壊性複合繊維の構造の好適な一実施態様を示す模式図である。
【図１Ｃ】本発明の多芯型の水崩壊性複合繊維の構造の好適な一実施態様を示す模式図である。
【図１Ｄ】本発明のサイドバイサイド型の水崩壊性複合繊維の構造の好適な一実施態様を示す模式図である。
【図１Ｅ】本発明の多分割型の水崩壊性複合繊維の構造の好適な一実施態様を示す模式図である。
【図１Ｆ】本発明の多層型の水崩壊性複合繊維の構造の好適な一実施態様を示す模式図である。
【図１Ｇ】本発明の放射型の水崩壊性複合繊維の構造の好適な一実施態様を示す模式図である。
【図２】実施例および比較例で使用した溶融紡糸装置を示す概略図である。
【図３】実施例および比較例で使用した延伸装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００１９】
本発明の水崩壊性複合繊維は、ポリグリコール酸樹脂を含む相（以下、「ＰＧＡ樹脂相」と略す。）とＤ−乳酸単位の比率（Ｄ体比率）が１．０％以上のポリ乳酸系樹脂を含む相（以下、「ＰＬＡ系樹脂相」と略す。）とを備えるものである。先ず、本発明に用いられるポリ乳酸系樹脂およびポリグリコール酸樹脂について説明する。
【００２０】
（ポリ乳酸系樹脂）
本発明に用いられるポリ乳酸系樹脂（以下、「ＰＬＡ系樹脂」と略す。）は、Ｄ−乳酸単位を１．０％以上含有するものであり、具体的には、Ｄ体比率が１．０％以上のポリ−ＤＬ−乳酸（Ｄ−乳酸とＬ−乳酸の共重合体（Ｄ−乳酸とＬ−乳酸の２分子間環状エステルであるＤ／Ｌ−ラクチドの開環重合体を含む）。以下、「ＰＤＬＬＡ樹脂」と略す。）、ポリ−Ｄ−乳酸（Ｄ−乳酸の単独重合体（Ｄ−乳酸の２分子間環状エステルであるＤ−ラクチドの開環重合体を含む）。以下、「ＰＤＬＡ樹脂」と略す。）などが挙げられる。
【００２１】
ＰＬＡ系樹脂のＤ体比率が１．０％未満になると、ＰＬＡ系樹脂相の水崩壊性（質量減少率）が低下し、複合繊維の水崩壊性（質量減少率）も低下する。本発明においては、ＰＬＡ系樹脂相の水崩壊性が高くなるという観点から、ＰＬＡ系樹脂のＤ体比率としては１．２％以上が好ましい。なお、ＰＬＡ系樹脂のＤ体比率の上限としては特に制限はないが、後述するポリグリコール酸樹脂による作用が十分に発現するという観点から、３０％以下が好ましく、１５％以下がより好ましい。
【００２２】
また、前記ＰＬＡ系樹脂の溶融粘度（温度：２４０℃、剪断速度：１２２ｓｅｃ−１）としては、１〜１００００Ｐａ・ｓが好ましく、２０〜６０００Ｐａ・ｓがより好ましく、５０〜４０００Ｐａ・ｓが特に好ましい。溶融粘度が前記下限未満になると、紡糸性が低下し、部分的に糸切れする傾向にあり、他方、前記上限を超えると、溶融状態のＰＬＡ系樹脂を吐出させることが困難となる傾向にある。
【００２３】
本発明においては、このようなＰＬＡ系樹脂を単独で使用してもよいし、必要に応じて熱安定剤、末端封止剤、可塑剤、紫外線吸収剤などの各種添加剤や他の熱可塑性樹脂を添加してＰＬＡ系樹脂組成物として使用してもよい。
【００２４】
（ポリグリコール酸樹脂）
本発明に用いられるポリグリコール酸樹脂（以下、「ＰＧＡ樹脂」と略す。）は、下記式（１）：
−［Ｏ−ＣＨ２−Ｃ（＝Ｏ）］−          （１）
で表されるグリコール酸繰り返し単位のみからなるグリコール酸の単独重合体（以下、「ＰＧＡ単独重合体」と略す。グリコール酸の２分子間環状エステルであるグリコリドの開環重合体を含む。）である。
【００２５】
このようなＰＧＡ樹脂は、グリコール酸の脱水重縮合、グリコール酸アルキルエステルの脱アルコール重縮合、グリコリドの開環重合などにより合成することができ、中でも、グリコリドの開環重合により合成することが好ましい。なお、このような開環重合は塊状重合および溶液重合のいずれでも行うことができる。
【００２６】
前記ＰＧＡ樹脂をグリコリドの開環重合によって製造する場合に使用する触媒としては、ハロゲン化スズ、有機カルボン酸スズなどのスズ系化合物；アルコキシチタネートなどのチタン系化合物；アルコキシアルミニウムなどのアルミニウム系化合物；ジルコニウムアセチルアセトンなどのジルコニウム系化合物；ハロゲン化アンチモン、酸化アンチモンなどのアンチモン系化合物といった公知の開環重合触媒が挙げられる。
【００２７】
前記ＰＧＡ樹脂は従来公知の重合方法により製造することができるが、その重合温度としては、１２０〜３００℃が好ましく、１３０〜２５０℃がより好ましく、１４０〜２２０℃が特に好ましい。重合温度が前記下限未満になると重合が十分に進行しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると生成した樹脂が熱分解する傾向にある。
【００２８】
前記ＰＧＡ樹脂の重合時間としては、２分間〜５０時間が好ましく、３分間〜３０時間がより好ましく、５分間〜１８時間が特に好ましい。重合時間が前記下限未満になると重合が十分に進行しない傾向にあり、他方、前記上限を超えると生成した樹脂が着色する傾向にある。
【００２９】
このようなＰＧＡ樹脂の重量平均分子量としては、５万〜８０万が好ましく、８万〜５０万がより好ましい。ＰＧＡ樹脂の重量平均分子量が前記下限未満になると、得られる複合繊維の機械的強度が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、溶融状態のＰＧＡ樹脂を吐出させることが困難となる傾向にある。なお、前記重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）により測定したポリメチルメタクリレート換算値である。
【００３０】
また、前記ＰＧＡ樹脂の溶融粘度（温度：２４０℃、剪断速度：１２２ｓｅｃ−１）としては、１〜１００００Ｐａ・ｓが好ましく、５０〜６０００Ｐａ・ｓがより好ましく、１００〜４０００Ｐａ・ｓが特に好ましい。溶融粘度が前記下限未満になると、紡糸性が低下し、部分的に糸切れする傾向にあり、他方、前記上限を超えると、溶融状態のＰＧＡ樹脂を吐出させることが困難となる傾向にある。
【００３１】
本発明においては、このようなＰＧＡ樹脂を単独で使用してもよいし、必要に応じて熱安定剤、末端封止剤、可塑剤、紫外線吸収剤などの各種添加剤や他の熱可塑性樹脂を添加してＰＧＡ樹脂組成物として使用してもよい。
【００３２】
また、本発明においては、このようなポリグリコール酸樹脂の代わりに、前記式（１）で表されるグリコール酸繰り返し単位を含むポリグリコール酸共重合体（以下、「ＰＧＡ共重合体」と略す。）を用いることもできる。
【００３３】
前記ＰＧＡ共重合体は、ＰＧＡ単独重合体を合成する際の重縮合反応や開環重合反応において、コモノマーを併用することによって合成することができる。このようなコモノマーとしては、シュウ酸エチレン（すなわち、１，４−ジオキサン−２，３−ジオン）、ラクチド類、ラクトン類（例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、β−ピバロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトンなど）、カーボネート類（例えば、トリメチレンカーボネートなど）、エーテル類（例えば、１，３−ジオキサンなど）、エーテルエステル類（例えば、ジオキサノンなど）、アミド類（ε−カプロラクタムなど）などの環状モノマー；乳酸、３−ヒドロキシプロパン酸、３−ヒドロキシブタン酸、４−ヒドロキシブタン酸、６−ヒドロキシカプロン酸などのヒドロキシカルボン酸またはそのアルキルエステル；エチレングリコール、１，４−ブタンジオールなどの脂肪族ジオール類と、こはく酸、アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸類またはそのアルキルエステル類との実質的に等モルの混合物を挙げることができる。これらのコモノマーは１種を単独で使用しても２種以上を併用してもよい。
【００３４】
＜水崩壊性複合繊維＞
次に、本発明の水崩壊性複合繊維について説明する。本発明の水崩壊性複合繊維は、ＰＧＡ樹脂を含む相（ＰＧＡ樹脂相）とＤ体比率が１．０％以上のＰＬＡ系樹脂を含む相（ＰＬＡ系樹脂相）とを備えており、これら２相が繊維の長さ方向に連続しており、ＰＧＡ樹脂相により構成されている領域が面積比で５０％以下である断面を有し、ＰＬＡ系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して２〜１００質量部のＰＧＡ樹脂を含有する未延伸糸または延伸糸である。
【００３５】
ＰＬＡ系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対するＰＧＡ樹脂の含有量が２質量部未満になると、未延伸糸を高倍率で延伸することができず、単糸繊度が低い延伸糸を形成することが困難となり、複合繊維（延伸糸）のプロパント分散性が低下する。他方、ＰＧＡ樹脂含有量が１００質量部を超えると、ＰＬＡ系樹脂の割合が少なくなるため、ＰＬＡ系樹脂の特性が十分に発現せず、６０℃以上の比較的高温における複合繊維の水崩壊性の速度が著しく速くなり使用が困難となる。本発明においては、未延伸糸を高倍率で延伸して単糸繊度が低く、プロパント分散性に優れ、さらに、６０℃以上の比較的高温において水崩壊性に優れた複合繊維（延伸糸）が得られるという観点から、ＰＧＡ樹脂含有量としては、ＰＬＡ系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して、３〜１００質量部が好ましく、５〜８０質量部がより好ましい。
【００３６】
ＰＧＡ樹脂相を構成する樹脂成分中のＰＧＡ樹脂の含有率としては、６０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９５質量％以上がさらに好ましく、１００質量％が特に好ましい。また、ＰＬＡ系樹脂相を構成する樹脂成分中のＰＬＡ系樹脂の含有率としては、６０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９５質量％以上がさらに好ましく、１００質量％が特に好ましい。
【００３７】
本発明の水崩壊性複合繊維の断面において、ＰＧＡ樹脂相により構成されている領域は面積比で５０％以下である。断面におけるＰＧＡ樹脂相により構成されている領域の面積比が５０％を超えると、ＰＬＡ系樹脂の割合が少なくなり、ＰＬＡ系樹脂の特性が十分に発現せず、６０℃以上の比較的高温における複合繊維の水崩壊性（質量減少率）が低下する。本発明においては、６０℃以上の比較的高温における複合繊維の水崩壊性（質量減少率）が向上という観点から、断面おけるＰＧＡ樹脂相により構成されている領域の面積比としては、４０％以下が好ましい。また、本発明の水崩壊性複合繊維の断面におけるＰＧＡ樹脂相により構成されている領域の面積比の下限としては、１％以上が好ましく、５％以上がより好ましく、１０％以上が更に好ましく、１５％以上が特に好ましい。断面におけるＰＧＡ樹脂相により構成されている領域の面積比が前記下限未満になると、ＰＧＡ樹脂の特性が十分に発現しないため、未延伸糸を高倍率で延伸することができず、単糸繊度が低い延伸糸を形成することが困難となり、複合繊維（延伸糸）のプロパント分散性が低下する傾向にある。さらに、６０℃付近での複合繊維の水崩壊性（質量減少率）が低下する傾向にある。
【００３８】
また、本発明の水崩壊性複合繊維の側面おいて、ＰＧＡ樹脂相により構成されている領域は面積比としては５０％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、１５％以下が更に好ましく、１０％以下が特に好ましい。側面おいてＰＧＡ樹脂相により構成されている領域の面積比が前記上限を超えると、未延伸糸は膠着しやすく、保管後の解じょ性、特に、高温高湿（例えば、温度４０℃、相対湿度８０％ＲＨ）下での保管後の解じょ性が低下する傾向にある。また、ＰＧＡ樹脂相により構成されている領域は、本発明の水崩壊性複合繊維の側面に露出していないことが特に好ましいため、その面積比の下限としては０％以上が特に好ましい。
【００３９】
本発明の水崩壊性複合繊維の具体的な繊維構造としては、例えば、同心芯鞘型構造（図１Ａ参照）、偏心芯鞘型構造（図１Ｂ参照）、多芯型構造（図１Ｃ参照）、サイドバイサイド型構造（図１Ｄ参照）、多分割型構造（図１Ｅ参照）、多層型構造（図１Ｆ参照）、放射型構造（図１Ｇ参照）、およびこれらの２種以上が複合した構造などが挙げられる。なお、図１Ａ〜１Ｇ中、左図は複合繊維の断面、右図は側面の模式図である。また、図１Ａ〜１Ｇ中のＡはＰＧＡ樹脂相を表し、ＢはＰＬＡ系樹脂相を表す。これらの繊維構造のうち、未延伸糸においては解じょ性が優れており、延伸時の糸切れが起こりにくく、延伸糸においては、単糸繊度が低く、プロパント分散性に優れているという観点から、同心芯鞘型構造、偏心芯鞘型構造、多芯型構造が好ましい。
【００４０】
このような本発明の水崩壊性複合繊維のうち、延伸糸については、６０℃および８０℃の水中に１４日間浸漬した場合における質量減少率が１０％以上であることが好ましく、１５％以上であることがより好ましく、２０％以上であることが更に好ましく、２５％以上であることが特に好ましく、３０％以上であることが特に好ましい。質量減少率が前記下限未満になると、十分に加水分解されず、例えば、短繊維として坑井処理流体に添加した場合に、坑井処理後に地中に残存する場合がある。なお、前記質量減少率の上限としては特に制限はなく、１００％以下が好ましいが、９５％以下であってもよい。
【００４１】
また、上述したように、未延伸糸が高倍率で延伸することが可能なものであるため、これを延伸することによって、単糸繊度が好ましくは３．０デニール以下、より好ましくは２．０デニール以下、特に好ましくは１．５デニール以下の延伸糸を得ることができる。このような延伸糸は、径が非常に細いため、プロパント分散性に優れている。
【００４２】
＜水崩壊性複合繊維の製造方法＞
次に、図面を参照しながら、本発明の水崩壊性複合繊維の製造方法の好適な実施形態について説明するが、本発明の水崩壊性複合繊維の製造方法は前記図面に限定されるものではない。なお、以下の説明および図面中、同一または相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４３】
本発明の水崩壊性複合繊維の製造方法においては、先ず、溶融状態のＰＧＡ樹脂および溶融状態のＰＬＡ系樹脂（所定のＤ体比率を有するもの）を所定の割合で複合繊維用紡糸口金から連続的に吐出させて、繊維状の複合物を形成する（吐出工程）。このとき、得られた繊維状の複合物を、必要に応じて、吐出させてから所定時間、所定の温度雰囲気中に保持してもよい（保温工程）。その後、この繊維状の複合物を空冷などの公知の冷却方法により冷却して未延伸糸を得る（冷却工程）。また、本発明の水崩壊性複合繊維の製造方法においては、この未延伸糸を大量生産して保管し（保管工程）、必要に応じて延伸処理を施して延伸糸を得る（延伸工程）ことも可能である。
【００４４】
溶融状態のＰＧＡ樹脂およびＰＬＡ系樹脂は、押出機などを用いて溶融混練することによって調製することができる。例えば、図２に示す溶融紡糸装置を用いて未延伸糸を製造する場合、ペレット状などのＰＧＡ樹脂およびＰＬＡ系樹脂を原料ホッパー１ａおよび１ｂから押出機２ａおよび２ｂにそれぞれ独立に投入してＰＧＡ樹脂およびＰＬＡ系樹脂を溶融混練する。
【００４５】
ＰＧＡ樹脂の溶融温度としては、２００〜３００℃が好ましく、２１０〜２７０℃がより好ましい。ＰＧＡ樹脂の溶融温度が前記下限未満になると、ＰＧＡ樹脂の流動性が低下し、ＰＧＡ樹脂が紡糸口金から吐出されず、繊維状の複合物の形成が困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、ＰＧＡ樹脂が着色したり、熱分解したりする傾向にある。
【００４６】
また、ＰＬＡ系樹脂の溶融温度としては、１７０〜２８０℃が好ましく、２１０〜２４０℃がより好ましい。ＰＬＡ系樹脂の溶融温度が前記下限未満になると、ＰＬＡ系樹脂の流動性が低下し、ＰＬＡ系樹脂が紡糸口金から吐出されず、繊維状の複合物の形成が困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、ＰＬＡ系樹脂が熱分解したりする傾向にある。
【００４７】
このような溶融混練においては、押出機以外にも撹拌機や連続混練機などを用いることができるが、短時間での処理が可能であり、その後の吐出工程への円滑な移行が可能であるという観点から押出機を用いることが好ましい。
【００４８】
（吐出工程）
本発明にかかる吐出工程においては、上記のようにして調製した溶融状態のＰＬＡ系樹脂と、このＰＬＡ系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して２〜１００質量部（好ましくは３〜１００質量部、より好ましくは５〜８０質量部）の溶融状態のＰＧＡ樹脂とを、溶融状態のＰＧＡ樹脂を含む相（以下、「溶融ＰＧＡ樹脂相」という。）と溶融状態のＰＬＡ系樹脂を含む相（以下、「溶融ＰＬＡ系樹脂相」という。）とを備えており且つ溶融ＰＧＡ樹脂相により構成されている領域が面積比で５０％以下（好ましくは４０％以下）である断面（好ましくは、さらに、溶融ＰＧＡ樹脂相により構成されている領域が面積比で５０％以下（好ましくは３０％以下、より好ましくは１５％以下、特に好ましくは１０％以下）である側面）を有する繊維状の複合物が形成されるように、複合繊維用紡糸口金から吐出させる。例えば、図２に示す溶融紡糸装置においては、溶融状態のＰＧＡ樹脂を押出機２ａからギアポンプ３ａを用いて定量しながら紡糸口金４に移送し、また、溶融状態のＰＬＡ系樹脂を押出機２ｂからギアポンプ３ｂを用いて定量しながら紡糸口金４に移送し、紡糸口金４の穴からＰＧＡ樹脂とＰＬＡ系樹脂とを所定の割合で且つ非相溶状態で吐出させ、前記断面と前記側面とを有する繊維状の複合物を形成させる。
【００４９】
このようにして得られる繊維状の複合物において、溶融ＰＧＡ樹脂相を構成する樹脂成分中のＰＧＡ樹脂の含有率としては、６０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９５質量％以上がさらに好ましく、１００質量％が特に好ましい。また、溶融ＰＬＡ系樹脂相を構成する樹脂成分中のＰＬＡ系樹脂の含有率としては、６０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９５質量％以上がさらに好ましく、１００質量％が特に好ましい。
【００５０】
紡糸口金４としては、前記断面と前記側面とを有する繊維状の複合物を形成できるものであれば、従来公知の複合繊維用紡糸口金を使用することができる。例えば、１つの穴について溶融状態のＰＧＡ樹脂が吐出される領域が面積比で５０％以下（好ましくは４０％以下）を占めるものであれば、同心芯鞘型、偏心芯鞘型、多芯型、サイドバイサイド型、多分割型、多層型、放射型、およびこれらの２種以上の複合型などの複合繊維用紡糸口金を使用することができる。また、本発明においては、このような複合繊維用紡糸口金の穴数、穴径は特に制限されない。
【００５１】
溶融状態のＰＧＡ樹脂およびＰＬＡ系樹脂の吐出温度、すなわち、溶融状態の複合物の吐出温度（紡糸口金温度）としては、２１０〜２８０℃が好ましく、２３５〜２６８℃がより好ましい。吐出温度が前記下限未満になると、ＰＧＡ樹脂およびＰＬＡ系樹脂の流動性が低下し、これらの樹脂が紡糸口金から吐出されず、前記繊維状の複合物の形成が困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、これらの樹脂が熱分解しやすい傾向にある。
【００５２】
（保温工程）
本発明の水崩壊性複合繊維の製造方法においては、紡糸口金から吐出された繊維状の複合物を、必要に応じて、１１０℃以上（好ましくは１２０℃以上）に設定した加熱筒５内に保持することが好ましい。これにより、低配向の未延伸糸が得られ、高倍率での延伸が可能となる。その結果、延伸糸の単糸繊度が低くなり、引張強度がさらに高い複合繊維が得られる傾向にある。また、加熱筒内の温度としては、ＰＧＡ樹脂の融点以下が好ましい。紡糸口金から吐出された繊維状の複合物が吐出後直ぐにＰＧＡ樹脂の融点を超える温度雰囲気中に保持された場合には、繊維状の複合物が引き取られるまでの間に部分的に糸切れしやすく、生産性に欠ける傾向にある。
【００５３】
加熱筒内は、温度は必ずしも一定である必要はなく、温度分布が存在していてもよい。このような加熱筒内の温度（温度分布）は赤外線レーザー温度計などを用いて測定することができる。
【００５４】
本発明にかかる保温工程においては、通常、前記吐出工程で形成された繊維状の複合物を引き取りながら、所定の温度に設定した加熱筒５内に保持する。繊維状の複合物の引取速度（紡糸速度）としては特に制限はないが、未延伸糸を構成する単糸（以下、「未延伸単糸」という。）の単位長さ当たりの質量が６×１０−４ｇ／ｍ以上（より好ましくは１３×１０−４ｇ／ｍ以上）となるような引取速度で、前記繊維状の複合物を引き取ることが特に好ましい。これにより、延伸時の糸切れが起こりにくい複合繊維（未延伸糸）が得られる傾向にある。なお、未延伸単糸の単位長さ当たりの質量は、紡糸口金の穴径、紡糸口金の１穴当たりの吐出量などによっても変化するため、これらを勘案して所望の未延伸単糸の単位長さ当たりの質量となるように引取速度を設定する。
【００５５】
（保管工程）
上述したような所定の側面を有する本発明の水崩壊性複合繊維は、未延伸糸の解じょ性に優れているため、ボビンなどに巻き取ったり、ケンスに収納して保管することが可能である。これにより、未延伸糸を大量に生産して保管することができ、さらに安定して供給することが可能であるため、延伸糸の生産調整が可能となる。
【００５６】
保管温度としては特に制限はないが、２５〜４０℃において安定して未延伸糸を保管することが可能となる。前記下限未満の温度で保管する場合には冷却装置が必要となるため、経済的には好ましくない。すなわち、本発明の水崩壊性複合繊維の製造方法においては、低温保管の必要がないため、延伸糸生産における生産コスト（保管コスト）の削減を図ることが可能となる。他方、前記上限を超える温度で保管すると、ＰＧＡ樹脂が複合繊維の側面に露出している場合には、未延伸糸の膠着が発生する場合があるので好ましくない。
【００５７】
本発明の水崩壊性複合繊維の製造方法における保管時間としては特に制限はないが、例えば、温度３０℃、相対湿度８０％ＲＨの環境下においても２４時間以上保管することが可能である。
【００５８】
（延伸工程）
本発明の水崩壊性複合繊維においては、未延伸糸の解じょ性が優れているため、上記のようにボビンなどに巻き取ったり、ケンスに収納して保管している未延伸糸を、解じょしながら引き出した後、延伸することが可能である。これにより、ＰＧＡ樹脂相とＰＬＡ系樹脂相とを備えており且つＰＧＡ樹脂相により構成されている領域が面積比で５０％以下（好ましくは４０％以下）である断面（好ましくは、さらに、ＰＧＡ樹脂相により構成されている領域が面積比で５０％以下（好ましくは３０％以下、より好ましくは１５％以下、特に好ましくは１０％以下）である側面）を有し、ＰＬＡ系樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して２〜１００質量部（好ましくは３〜１００質量部、より好ましくは５〜８０質量部）のＰＧＡ樹脂を含有する延伸糸を得ることができる。
【００５９】
本発明の水崩壊性複合繊維の製造方法においては、延伸温度および延伸倍率は特に制限されず、所望の複合繊維の物性などに応じて適宜設定することができるが、例えば、延伸温度としては４０〜１２０℃が好ましく、延伸倍率としては２．０〜６．０が好ましい。また、延伸方法としては特に制限はなく、従来公知の繊維の延伸方法を採用することができる。例えば、図３に示す延伸装置を用いて未延伸糸を延伸する場合においては、ボビン１４からフィードローラー２１を介して未延伸糸を引き出し、ローラー２２〜２３を用いて未延伸糸を延伸して、得られた延伸糸をボビン２５に巻き取る。
【００６０】
このようにして得られた延伸糸は、そのまま長繊維として使用してもよいし、切断してカットファイバーにすることもできる。切断方法としては特に制限はなく、公知のカットファイバーの製造方法で用いられる切断方法を採用することができる。このようなカットファイバーは、径が細く、比表面積が大きいため、坑井処理流体に添加した場合に、優れたプロパント分散性を示す傾向にある。
【００６１】
また、本発明の水崩壊性複合繊維（特に、延伸糸）中のＰＧＡ樹脂およびＰＬＡ系樹脂のいずれか一方を除去することによって、複合繊維の構造に応じて様々な構造の繊維を得ることもでき、これを切断してカットファイバーにすることもできる。例えば、同心芯鞘型（図１Ａ）、偏心芯鞘型（図１Ｂ）および多芯型（図１Ｃ）の水崩壊性複合繊維からは、ＰＧＡ樹脂を除去することによって中空繊維を得ることができる。一方、ＰＬＡ系樹脂を除去することによって、本発明の水崩壊性複合繊維よりも繊維径が小さいＰＧＡ樹脂単繊維を得ることができる。また、サイドバイサイド型（図１Ｄ）の水崩壊性複合繊維からは断面が半円のＰＧＡ樹脂またはＰＬＡ系樹脂の単繊維を、多分割型（図１Ｅ）の水崩壊性複合繊維からは断面が扇型のＰＧＡ樹脂またはＰＬＡ系樹脂の単繊維を、多層型（図１Ｆ）の水崩壊性複合繊維からは断面が扁平状のＰＧＡ樹脂またはＰＬＡ系樹脂の単繊維を、放射型（図１Ｇ）の水崩壊性複合繊維からは、ＰＬＡ系樹脂を除去することによって、断面が放射状のＰＧＡ樹脂単繊維を得ることができる。
【００６２】
本発明の水崩壊性複合繊維から樹脂を除去する方法としては、ＰＧＡ樹脂相とＰＬＡ系樹脂相とを剥離により分離する方法、ＰＧＡ樹脂およびＰＬＡ系樹脂の一方に対して良溶媒、他方に対して貧溶媒となる溶媒に水崩壊性複合繊維を浸漬して一方の樹脂を溶解させる方法などが挙げられる。溶解法に用いる溶媒としては特に制限はない。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例および比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、樹脂の物性、ならびに延伸糸およびカットファイバーの特性は以下の方法により測定した。【００６４】
＜融点およびガラス転移温度＞
示差走査熱量計（ＤＳＣ、メトラー・トレド社製「ＴＣ−１５」）を用いて、窒素雰囲気中、昇温速度２０℃／分で樹脂の融点およびガラス転移温度を測定した。【００６５】
＜溶融粘度＞
キャピラリー（直径１ｍｍφ×長さ１０ｍｍ）を装着したキャピログラフ（（株）東洋精機製作所「キャピログラフ１−Ｃ」）を用いて樹脂の溶融粘度を測定した。具体的には、測定温度を２４０℃に設定したキャピログラフに約２０ｇの樹脂を導入して５分間保持し、その後、剪断速度１２２ｓｅｃ−１の条件で測定を行なった。【００６６】
＜単糸繊度＞
延伸糸９０ｍを枠周１ｍの巻返し機にかせ上げし、絶乾質量Ｍを測定し、次式により単糸繊度を算出した。
単糸繊度（デニール）＝１００×Ｍ／Ｈ
ここで、Ｍは延伸糸の絶乾質量（ｇ）、Ｈは紡糸口金の穴数（＝２４穴）を示す。【００６７】
＜質量減少率＞
容量５０ｍｌのバイアル瓶中で、カットファイバーと脱イオン水とをカットファイバーの固形分濃度が２質量％となるように混合し、得られた混合液を６０℃または８０℃に設定したギアオーブン中で１４日間静置した。静置後の混合液をろ紙を用いて重力ろ過し、ろ紙上の残留物を８０℃で乾燥し、乾燥後の質量を測定して質量減少率を求めた。【００６８】
＜プロパント分散性＞
１０質量％のＮａＣｌ水溶液１００ｍｌにキサンタンガム（（株）テルナイト製「ＸＣＤ−ポリマー」）０．２ｇおよびデンプン（（株）テルナイト製「テルポリマーＤＸ」）２．０ｇを添加して１分間撹拌し、疑似泥水を調製した。この疑似泥水にカットファイバー０．２ｇを添加して１分間撹拌し、カットファイバー分散疑似泥水を調製した。このカットファイバー分散疑似泥水にプロパント（ＳＩＮＴＥＸ社製「ボーキサイト２０／４０」）６ｇを添加して１分間撹拌し、プロパント／カットファイバー分散疑似泥水を調製した。【００６９】
このプロパント／カットファイバー分散疑似泥水１００ｍｌを容量１００ｍｌのメスシリンダーに入れて、疑似泥水の最上部の目盛（静置前の目盛）を正確に読み取った。１時間静置した後、プロパントの最上部の目盛（静置後の目盛）を正確に読み取り、静置前後の目盛の差に基づいて下記基準でプロパント分散性を判定した。
Ａ（極めて優秀）：目盛差が４０ｍｌ未満。
Ｂ（優秀）：目盛差が４０ｍｌ以上５５ｍｌ未満。
Ｃ（良好）：目盛差が５５ｍｌ以上７０ｍｌ未満。
Ｄ（不良）：目盛差が７０ｍｌ以上。【００７０】
（実施例１）
＜ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸の製造＞
図２に示す溶融紡糸装置を用いて、ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸を作製した。前記溶融紡糸装置の複合繊維用紡糸口金４の直下には、長さ１５０ｍｍ、内径１００ｍｍの温度制御可能な加熱筒５を装着した。なお、以下の説明および図面中、同一または相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【００７１】
先ず、ペレット状のＰＧＡ樹脂（（株）クレハ製、重量平均分子量：１８万、ガラス転移温度：４３℃、融点：２２０℃、溶融粘度（温度２４０℃、剪断速度１２２ｓｅｃ−１）：７９０Ｐａ・ｓ、サイズ：径３ｍｍφ×長さ３ｍｍ）を、原料ホッパー１ａから一軸押出機２ａ（（株）プラ技研製、シリンダー径：３０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２４）に投入し、２１５〜２５０℃で溶融させた。なお、前記押出機２ａのシリンダー温度は２１５〜２５０℃、アダプタ温度、ギアポンプ温度およびスピンパック温度は２５０℃に設定した。【００７２】
一方、ペレット状のＰＬＡ樹脂（Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ社製「６３０２Ｄ」、Ｄ体比率：９．５％、ガラス転移温度：５５〜６０℃、融点：１５５〜１７０℃、溶融粘度（温度２４０℃、剪断速度１２２ｓｅｃ−１）：２９０Ｐａ・ｓ）を、原料ホッパー１ｂから一軸押出機２ｂ（（株）プラ技研製、シリンダー径：２５ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２４）に投入し、１７０〜２５０℃で溶融させた。なお、前記押出機２ｂのシリンダー温度は１７０〜２００℃、アダプタ温度およびギアポンプ温度は２００℃、スピンパック温度は２５０℃に設定した。【００７３】
これらの溶融ＰＧＡ樹脂および溶融ＰＬＡ樹脂をそれぞれギアポンプ３ａおよび３ｂを用いて吐出口断面の芯部と鞘部の面積比が芯部／鞘部＝２５／７５になるように定量しながら、紡糸口金４（複合繊維用芯鞘型、孔径：０．４０ｍｍ、２４穴、温度：２５０℃）に複合繊維の芯部がＰＧＡ樹脂相、鞘部がＰＬＡ樹脂相となるように連続的に供給し、紡糸口金４から吐出させて繊維状のＰＧＡ／ＰＬＡ複合物を形成した後、１２０℃に設定した加熱筒５中を通過させた。その後、繊維状のＰＧＡ／ＰＬＡ複合物を空冷し、得られたＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸に繊維用油剤（ＧＯＵＬＳＴＯＮ社製「Ｌｕｒｏｌ」）を塗布し、周速１０００ｍ／分の第１引き取りローラー７で引き取り、第２〜第７引き取りローラー８〜１３を介して芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を５０００ｍごとにボビン１４に巻き取った。なお、得られた芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸におけるＰＧＡ樹脂の含有量はＰＬＡ樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して３．５質量部である。【００７４】
＜ＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸の製造とその評価＞
ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸を巻きつけたボビンを図３に示す延伸装置に装着し、このＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸を解じょしてボビン１４からフィードローラー２１を介して第１加熱ローラー２２および第２加熱ローラー２３を用いて延伸し、第３加熱ローラー２４を介して芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）をボビン２５に巻き取った。なお、延伸温度は６５℃に設定し、延伸倍率は、第１および第２の加熱ローラーの周速を調整して、２．２倍に設定した。得られたＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸の単糸繊度を前記評価方法に従って測定した。その結果を表１に示す。【００７５】
＜ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバーの製造とその評価＞
ＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸を、ＥＣカッターを用いて切断し、芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバー（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。得られたＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバーの質量減少率およびプロパント分散性を前記評価方法に従って測定した。これらの結果を表１に示す。【００７６】
（実施例２）
吐出口断面の芯部と鞘部の面積比が芯部／鞘部＝３５／６５になるように溶融ＰＧＡ樹脂および溶融ＰＬＡ樹脂を定量した以外は、実施例１と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。なお、得られた芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸におけるＰＧＡ樹脂の含有量はＰＬＡ樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して５．７質量部である。【００７７】
その後、延伸倍率を２．５倍に変更した以外は、実施例１と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製し、さらに、芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバー（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。得られたＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸の単糸繊度、ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバーの質量減少率およびプロパント分散性を前記評価方法に従って測定した。これらの結果を表１に示す。【００７８】
（実施例３）
吐出口断面の芯部と鞘部の面積比が芯部／鞘部＝５０／５０になるように溶融ＰＧＡ樹脂および溶融ＰＬＡ樹脂を定量した以外は、実施例１と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。なお、得られた芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸におけるＰＧＡ樹脂の含有量はＰＬＡ樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して１０．５質量部である。【００７９】
その後、延伸倍率を２．５倍に変更した以外は、実施例１と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製し、さらに、芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバー（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。得られたＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸の単糸繊度、ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバーの質量減少率およびプロパント分散性を前記評価方法に従って測定した。これらの結果を表１に示す。【００８０】
（実施例４）
鞘部を構成する樹脂を、Ｄ体比率が１．４％のペレット状のＰＬＡ樹脂（Ｎａｔｕｒｅ  Ｗｏｒｋｓ社製「４０３２Ｄ」、ガラス転移温度：５７℃、融点：１６０〜１７０℃、溶融粘度（温度２４０℃、剪断速度１２２ｓｅｃ−１）：５００Ｐａ・ｓ）に変更し、吐出口断面の芯部と鞘部の面積比が芯部／鞘部＝２０／８０になるように溶融ＰＧＡ樹脂および溶融ＰＬＡ樹脂を定量した以外は、実施例１と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。なお、得られた芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸におけるＰＧＡ樹脂の含有量はＰＬＡ樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して１７．９質量部である。【００８１】
その後、延伸倍率を２．８倍に変更した以外は、実施例１と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製し、さらに、芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバー（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。得られたＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸の単糸繊度、ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバーの質量減少率およびプロパント分散性を前記評価方法に従って測定した。これらの結果を表１に示す。【００８２】
（実施例５）
吐出口断面の芯部と鞘部の面積比が芯部／鞘部＝３５／６５になるように溶融ＰＧＡ樹脂および溶融ＰＬＡ樹脂を定量した以外は、実施例４と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。なお、得られた芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸におけるＰＧＡ樹脂の含有量はＰＬＡ樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して３８．５質量部である。【００８３】
その後、延伸倍率を３．０倍に変更した以外は、実施例４と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製し、さらに、芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバー（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。得られたＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸の単糸繊度、ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバーの質量減少率およびプロパント分散性を前記評価方法に従って測定した。これらの結果を表１に示す。【００８４】
（実施例６）
吐出口断面の芯部と鞘部の面積比が芯部／鞘部＝１０／９０になるように溶融ＰＧＡ樹脂および溶融ＰＬＡ樹脂を定量した以外は、実施例４と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。なお、得られた芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸におけるＰＧＡ樹脂の含有量はＰＬＡ樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して７．９質量部である。【００８５】
その後、延伸倍率を２．３倍に変更した以外は、実施例４と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製し、さらに、芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバー（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。得られたＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸の単糸繊度、ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバーの質量減少率およびプロパント分散性を前記評価方法に従って測定した。これらの結果を表１に示す。【００８６】
（比較例１）
ＰＧＡ樹脂を用いず、紡糸口金４として単繊維用紡糸口金（孔径：０．４０ｍｍ、２４穴）を用いた以外は、実施例１と同様にしてＰＬＡ樹脂未延伸糸を作製した。その後、延伸倍率を１．５倍に変更してＰＬＡ樹脂延伸糸の作製を試みたが、延伸時に糸切れが起こり、ＰＬＡ樹脂延伸糸は得られなかった。【００８７】
（比較例２）
比較例１と同様にしてＰＬＡ樹脂未延伸糸を作製した後、延伸倍率を１．３倍に変更した以外は、実施例１と同様にしてＰＬＡ樹脂延伸糸を作製し、さらに、ＰＬＡ樹脂カットファイバーを作製した。得られたＰＬＡ樹脂延伸糸の単糸繊度、ＰＬＡ樹脂カットファイバーの質量減少率およびプロパント分散性を前記評価方法に従って測定した。これらの結果を表２に示す。【００８８】
（比較例３）
ＰＧＡ樹脂を用いず、紡糸口金４として単繊維用紡糸口金（孔径：０．４０ｍｍ、２４穴）を用いた以外は、実施例４と同様にしてＰＬＡ樹脂未延伸糸を作製した。その後、延伸倍率を１．７倍に変更してＰＬＡ樹脂延伸糸の作製を試みたが、延伸時に糸切れが起こり、ＰＬＡ樹脂延伸糸は得られなかった。【００８９】
（比較例４）
吐出口断面の芯部と鞘部の面積比が芯部／鞘部＝１０／９０になるように溶融ＰＧＡ樹脂および溶融ＰＬＡ樹脂を定量した以外は、実施例１と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。なお、得られた芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸におけるＰＧＡ樹脂の含有量はＰＬＡ樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して１．２質量部である。【００９０】
その後、延伸倍率を１．３倍に変更した以外は、実施例１と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製し、さらに、芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバー（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。得られたＰＧＡ／ＰＬＡ複合延伸糸の単糸繊度、ＰＧＡ／ＰＬＡカットファイバーの質量減少率およびプロパント分散性を前記評価方法に従って測定した。これらの結果を表２に示す。【００９１】
（比較例５）
吐出口断面の芯部と鞘部の面積比が芯部／鞘部＝２／９８になるように溶融ＰＧＡ樹脂および溶融ＰＬＡ樹脂を定量した以外は、実施例４と同様にして芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を作製した。なお、得られた芯鞘型ＰＧＡ／ＰＬＡ複合未延伸糸におけるＰＧＡ樹脂の含有量はＰＬＡ樹脂中のＤ−乳酸単位１質量部に対して１．５質量部である。その後、延伸倍率を１．７倍に変更してＰＧＡ／ＰＬＡ樹脂延伸糸の作製を試みたが、延伸時に糸切れが起こり、ＰＧＡ／ＰＬＡ樹脂延伸糸は得られなかった。【００９２】
【表１】
2014042222.tif 000002
【００９３】
【表２】
2014042222.tif 000003
【００９４】
表１に示した結果から明らかなように、ＰＬＡ樹脂中のＤ−乳酸単位に対して所定量のＰＧＡ樹脂を含有する芯鞘型複合未延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）は、２倍以上の倍率で延伸することができ、芯鞘型複合延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）の単糸繊度を２．０デニール以下にすることが可能となることがわかった。また、この低繊度の芯鞘型複合延伸糸はプロパント分散性に優れるものであることが確認された。【００９５】
一方、表２に示した結果から明らかなように、ＰＬＡ樹脂のみにより形成されている未延伸糸は、１．７倍以下の低倍率で延伸しても糸切れが発生することがわかった（比較例１、３）。さらに、糸切れが発生しないように延伸倍率を低くした場合には、単糸繊度を３．０デニール以下にすることが困難であることがわかった（比較例２）。また、芯部がＰＧＡ樹脂により形成され、鞘部がＰＬＡ樹脂により形成された芯鞘型複合未延伸糸であっても、ＰＬＡ樹脂中のＤ−乳酸単位に対するＰＧＡ樹脂の含有量が少ない場合には、高い倍率で延伸することが困難であり、プロパント分散性に優れた芯鞘型複合延伸糸（芯部：ＰＧＡ樹脂、鞘部：ＰＬＡ樹脂）を得ることは困難であった。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
以上説明したように、本発明によれば、高倍率で延伸可能な水崩壊性複合未延伸糸を得ることができる。したがって、本発明の未延伸の水崩壊性複合繊維を高倍率で延伸することによって、単糸繊度が低い（すなわち、径が細い）水崩壊性延伸糸を得ることができる。そして、このような本発明の水崩壊性延伸糸を切断した本発明の水崩壊性複合繊維カットファイバーは、径が細く、比表面積が大きいため、坑井処理流体に添加した場合に優れたプロパント分散性を発現する。【００９７】
本発明の水崩壊性複合繊維カットファイバーは、生産性向上、掘削コスト削減、地層へのダメージ軽減、環境負荷低減の観点から、石油、ガス掘削分野への応用が有用である。例えば、浸透率が低い地層の掘削において生産性を向上させるための添加剤として有用である。シェールガスやシェールオイルの掘削における掘削工法のひとつに水圧破砕法が挙げられるが、この水圧破砕時に砂粒などの破砕支持材を効率的に輸送するための補助材や水圧破砕時に砂粒などの破砕支持材を含む流体の還流を効率的に行うための補助材として有用である。【００９８】
さらには、石油、ガス掘削で一般的に行われる塩酸などを用いた酸処理において、地層を均一に処理するための補助材として有用である。具体的には、水崩壊性複合繊維カットファイバーを用いることで流体が流れやすい地層を目止めし、流体を流したい箇所に調整することが可能になり、且つ生産時には分解しているため、生産性を妨げないことを意味する。このような目止め機能は地層中、特に、石油やガスが取得できる生産層において自発的に作製した穿孔を一時的に目止めし生産物の回収効率を向上することにも応用できる。【００９９】
その他の関連用途としては、掘削中に形成するケーク層を水崩壊性複合繊維で形成することで自己分解を利用しスクリーンの目詰まりを防止する用途や、掘削泥水に水崩壊性複合繊維カットファイバーを添加しておくことで浸透性の高い地層や自然孔への逸水、逸泥を防止する用途においても有用である。この掘削泥水中に添加し使用する用途では、分解後に放出される酸の徐放効果により泥水の粘度を低下させ流動性を高めるという効果もある。さらに、掘削泥水中に水崩壊性複合繊維を添加することで、使用する水や砂粒などの使用量を削減でき、掘削コストを低減できる。これらすべての用途において、水崩壊性複合繊維カットファイバーは自己分解性を有しているため、地層へ与えるダメージはないという利点がある。
【符号の説明】
【０１００】
Ａ：ＰＧＡ樹脂相
Ｂ：ＰＬＡ系樹脂相
１ａ，１ｂ：原料ホッパー
２ａ，２ｂ：押出機
３ａ，３ｂ：ギアポンプ
４：紡糸口金（紡糸ノズル）
５：加熱筒
６：油剤塗布装置
７〜１３：第１〜第７引き取りローラー
１４：未延伸糸用ボビン
２１：フィードローラー
２２：第１加熱ローラー
２３：第２加熱ローラー
２４：第３加熱ローラー
２５：延伸糸用ボビン
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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