(57)【要約】【課題】生分解性ポリエステル繊維の製糸時（延伸時）の毛羽発生が少なく、延伸以降の工程通過安定性が優れた生分解性ポリエステル繊維を提供すること。【解決手段】油剤を０．２〜２．０重量％付着した生分解性ポリエステル繊維であって、該油剤が、脂肪族エステル化合物を５０〜８０重量％、分子内に一個以上の水酸基を有するグリセライドのアルキレンオキサイド付加物と二塩基酸成分との反応生成物を１〜１０重量％、アルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩を１〜１０重量％含有し、かつ繊維−金属静摩擦係数が０．２〜０．３５、繊維−繊維静摩擦係数が０．２〜０．３５であることを特徴とする。さらには、繊維−金属動摩擦係数が０．２５〜０．４であることや、生分解性ポリエステルが脂肪族ポリエステルであることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
油剤を０．２〜２．０重量％付着した生分解性ポリエステル繊維であって、該油剤が下記（ａ）〜（ｃ）の各成分を（ａ）成分を５０〜８０重量％、（ｂ）成分を１〜１０重量％、（ｃ）成分を１〜１０重量％含有し、かつ繊維−金属静摩擦係数が０．２〜０．３５、繊維−繊維静摩擦係数が０．２〜０．３５であることを特徴とする生分解性ポリエステル繊維。
（ａ）脂肪族エステル化合物
（ｂ）分子内に一個以上の水酸基を有するグリセライドのアルキレンオキサイド付加物と二塩基酸成分との反応生成物
（ｃ）アルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩
【請求項２】
繊維−金属動摩擦係数が０．２５〜０．４である請求項１記載の生分解性ポリエステル繊維。
【請求項３】
生分解性ポリエステルが脂肪族ポリエステルである請求項１記載の生分解性ポリエステル繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生分解性ポリエステルに関し、さらに詳しくは、製撚、織、編工程などの中間工程通過性に優れた生分解性ポリエステルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石油から誘導されるポリエステル等の合成繊維は他の素材に比べ強度、コスト、および生産性の点で優れており今や社会において必要不可欠な素材となっている。しかしながら一方で文明社会の功罪とも言える地球規模での環境問題がクロ−ズアップされるようになり、合成繊維の上記特徴を維持しながら、かつ、綿や絹のように自然環境で微生物により分解、無害化される生分解性ポリマ−の開発が強く望まれてきた。特に欧米では、有機系廃棄物の処理方法として焼却に代わりコンポストによる発酵分解が主流となりつつあり、今後汎用合成繊維にもコンポストレベルでの生分解性が要求されるようになると考えられる。そのような素材として、構成原子として酸素、水素、炭素からなり、分解して水と二酸化炭素のみを生成する脂肪族ポリエステルは潜在的に低環境負荷型の生分解性を有していることが知られている。特に微生物産生のポリ−ヒドロキシ酪酸エステルや合成高分子系のポリ−ε−カプロラクトン、ポリエチレンアジペ−ト、ポリグリコ−ル酸及びポリ−Ｌ−乳酸は代表的な生分解性ポリエステルとして多くが開発、商品化されている。しかし、これらの多くの生分解性ポリエステル繊維の糸強度は芳香族ポリエステル繊維の約半分以下しかなく、実用には不向きであったが、最近、高融点のポリマーが開発され、糸強度は芳香族ポリエステル繊維並みに近いものも得られるようになり、産業資材用途への適用でさえ可能になってきた。
【０００３】
しかし、生分解性ポリエステルは、製撚、織、編工程等を通過する際、ポリエチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステルに比べて毛羽や断糸の発生が多く、該工程の通過性が不良に成り易い。この原因の一つとしては、生分解性ポリエステルは一般に融点が低いためプレートやガイド類との摩擦が高く成り易いことが考えられる。更に、紡糸の際に付与される油剤が浸透し易くポリマー膨潤による強度低下による毛羽や断糸を誘発し易いこと等が考えられる。
【０００４】
これら生分解性ポリエステルの問題に対し、例えば特許文献１には平滑剤としてエステルやエーテルエステルをベースにした油剤を用い、かつ繊維と金属との動摩擦係数を適正の範囲に設定することで、延伸工程での工程通過性の改善が図られている。更に特許文献２には鉱物油及び又はエステルをベース成分にした油剤を用い繊維と金属との動摩擦係数と繊維と繊維との動摩擦係数を適正化することで、延伸から仮撚、製織工程等での糸切れや毛羽抑制の改善が図られている。
【０００５】
しかし、繊維と金属、あるいは繊維と繊維間の動摩擦を適正にしても、さらに延伸速度が高速になったり、熱セット温度が高くなるなど、中間工程の条件が厳しくなるに従い、毛羽が多発し、繊維の工程通過性が不良となるばかりでなく、最終製品となる織物などの品位を低下させるという問題があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２０５６７号公報
【特許文献２】特開２００４−２７３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記のような問題点に着目してなされたものであり、その目的は、生分解性ポリエステル繊維の製糸時（延伸時）の毛羽発生が少なく、延伸以降の工程通過安定性が優れた生分解性ポリエステル繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の生分解性ポリエステル繊維は、油剤を０．２〜２．０重量％付着した生分解性ポリエステル繊維であって、該油剤が下記（ａ）〜（ｃ）の各成分を（ａ）成分を５０〜８０重量％、（ｂ）成分を１〜１０重量％、（ｃ）成分を１〜１０重量％含有し、かつ繊維−金属静摩擦係数が０．２〜０．３５、繊維−繊維静摩擦係数が０．２〜０．３５であることを特徴とする。
（ａ）脂肪族エステル化合物
（ｂ）分子内に一個以上の水酸基を有するグリセライドのアルキレンオキサイド付加物と二塩基酸成分との反応生成物
（ｃ）アルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩。
【０００９】
さらには、繊維−金属動摩擦係数が０．２５〜０．４であることや、生分解性ポリエステルが脂肪族ポリエステルであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、製糸時（延伸時）の毛羽発生が少なく、延伸以降の工程通過安定性が優れた生分解性ポリエステル繊維が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の生分解性ポリエステル繊維とは、土中での発酵分解が可能なポリエステル系の繊維であれば特に制限は無いが、より具体的には例えば、ポリヒドロキシブチレート、ポリグリコール酸、ポリ乳酸などのポリヒドロキシアルキレート（ＰＨＡ）、ポリカプロラクトン、ポリピバロラクトンなどのポリラクトン（ＰＬ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリエチレンサクシネート（ＰＥＳ）及びポリブチレンサクシネートとポリエチレンサクシネートの共重合体、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキサンアジペート、ポリデカンアジペート、ポリエチレンセバケート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサンセバケート、ポリデカンセバケートなど脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸から得られるポリアルキレンアルキレート（ＰＡＡ）等のポリエステル重合原料に由来する成分が７０重量％以上のポリエステルのブロック及び／またはランダム共重合体、及び該ポリエステル成分の他に、例えば芳香族ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリオルガノシロキサン等を３０重量％以下のブロックまたはランダム共重合したもの及び／またはそれらを混合したもの等が挙げられる。さらには生分解性ポリエステル繊維が脂肪族ポリエステルであることや、ポリ乳酸系繊維であることが好ましい。
【００１２】
またアルカリ減量速度を調節したりポリマー界面の接着性を改善したりするために上記成分以外に少量の第３成分を共重合してもよい。第３成分としては例えば５−金属スルホイソフタル酸、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、アルキレンオキサイドブロックを有するグリシジルエーテルなどを使用することができる。
【００１３】
本発明において、上記のような生分解性重合体の融点は、耐熱性の観点から１２０℃以上であることが好ましく、より好ましくは１５０℃以上である。更に好ましくは２００℃以上である。
【００１４】
本発明は、このような生分解性繊維に油剤を０．２〜２．０重量％付着した繊維であり、該油剤が脂肪族エステル化合物である（ａ）成分を５０〜８０重量％、分子内に一個以上の水酸基を有するグリセライドのアルキレンオキサイド付加物と二塩基酸成分との反応生成物である（ｂ）成分を１〜１０重量％、アルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩である（ｃ）成分を１〜１０重量％であることを必須とする。
【００１５】
このような油剤を例えば紡糸時に付与することにより、製糸から製織、製編工程までの工程で毛羽や断糸が極めて少なく優れた工程通過性を得ることができる。
【００１６】
さらに各油剤成分について説明すると（ａ）成分である脂肪族エステル化合物としては、脂肪酸モノアルキルエステル、脂肪族ジカルボン酸ジアルキルエステル、脂肪族多価アルコールのモノもしくは多脂肪酸エステル等の化合物をいい、分子量２５０〜５５０の範囲のものが好ましい。該エステルの分子量が２５０未満の場合には、熱により揮散されやすいため得られる生分解性繊維の平滑性が低下していく傾向にある。一方、５５０を越える場合には、得られる生分解性繊維の平滑性が不十分となるので好ましくない。好ましく用いられる脂肪族エステルとしては、例えば脂肪酸モノアルキルエステルとしては、オクチルオクタノエート、オクチルステアレート、イソトリデシルラウレート、イソトリデシルオレート、ラウリルオレートなどがあげられ、脂肪族ジカルボン酸ジアルキルエステルとしては、ジイソオクチルアジペートなどがあげられ、脂肪族多価アルコールのモノもしくは多脂肪酸エステルとしては、トリメチロールプロパントリオクタネートなどがあげられるが、なかでも、脂肪酸モノアルキルエステルが好ましい。このような（ａ）成分を用いることにより、摩擦抵抗を小さくし擦過による毛羽の発生を抑制することが可能になる。
【００１７】
次に（ｂ）成分である反応生成物は、分子内に一個以上の水酸基を有するグリセライドのアルキレンオキサイド付加物と二塩基酸成分との反応生成物であり、必要に応じてさらに二塩基酸成分に加えて一塩基酸成分を反応させたエステル化合物である。ここで分子内に１個以上の水酸基を有するグリセライドとしては、特にトリグリセライドが好ましく、例えば、リシノール酸、１，２−ヒドロキシステアリン酸等のトリグリセライド、代表例としてヒマシ油を挙げることができる。かかるトリグリセライドに付加するアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドを挙げることができ、特にエチレンオキサイドが好ましい。アルキレンオキサイドの付加モル数は、５〜５０モル好ましくは、１０〜３０モルである。アルキレンオキシドの付加方法は常法でよく、２種以上を付加させる場合には、ランダムで付加してもブロックで付加してもよい。
【００１８】
次に上記アルキレンオキサイド付加物と反応させる二塩基酸成分としては、マレイン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、チオジプロピオン酸等を挙げることができる。また、必要に応じて末端封鎖剤として併用される一塩基酸成分としては、オレイン酸、ステアリン酸、ベヘン酸等の高級脂肪酸が好ましい例として挙げることができる。上述の成分からなる反応生成物の分子量は３５００〜７０００程度が好ましく、あまりに低いと油剤の油膜強化効果が低下し、一方あまりにも高いと粘度が高まり取り扱いにくくなるばかりでなく糸の走行摩擦が高くなって、製糸、製織時に毛羽を発生し易い傾向にある。
【００１９】
本発明においては、かかる（ｂ）成分の反応生成物の油剤中の含有量を１〜１０重量％、好ましくは３〜８重量％とする必要がある。含有量が１重量％未満の場合には油膜強化効果が不充分となり、製糸、製織時、繊維と繊維とが高接圧下で擦過される場合の摩擦が大きくなって単糸切れが多発するので好ましくない。一方、１０重量％を越える場合には繊維と繊維の静摩擦が低減しすぎて、パッケージ巻姿が不安定となって解舒性が悪化するだけでなく、油剤粘度が高くなって糸の走行摩擦が大きくなり糸切れ、単糸切れ等のトラブルが多発するようになるので好ましくない。本発明ではこのような（ｂ）成分を用いることにより、繊維−繊維静摩擦係数を下げて撚糸や製織時、糸同士の擦過による毛羽発生を防止することができる。
【００２０】
次に（ｃ）成分であるアルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩について説明する。
（ｃ）成分は、例えばアルコールにエチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加し、末端をリン酸エステル化しアルカリで中和し塩にしたものである。アルコールとして炭素数８〜１８のカプリリルアルコール、カプリルアルコール、ラウリルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール或いはこれらの分岐アルコールが挙げられる。好ましくはシリコーンや鉱物油と相溶性が良好な分岐アルコールである。これらのアルコールにエチレンオキサイド及び／又はプロピレンオキサイドを１〜１０モル付加したものが好ましく、付加モル数としてさらに好ましくはシリコーンや鉱物油と相溶性が良好な２〜８モルである。中和するアルカリとしてはアルカリ金属やアミンが挙げられる。アルカリ金属としてはナトリウム、カリウム、リチウムなどが挙げられる。アミンとしては２級及び３級アミンで、２級アミンとしては例えば、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミンなどが挙げられる。３級アミンとしては例えばトリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミンなどが挙げられる。このなかで好ましくはアミン塩である。アミン塩は繊維−金属静摩擦係数を低くすることが可能でしかも非水系で使用した場合でも油剤の相溶性が良好で均一な油剤を得ることが可能である。
【００２１】
これら（ｃ）成分のアルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩は油剤に対して含有比率は１〜１０重量％である。含有比率が１重量％未満では対金属と糸との油膜強度が劣り毛羽になりやすく又含有比率が１０重量％を越えると平滑性の低下による毛羽発生の防止が困難となる。このような（ｃ）成分を用いることにより、繊維−金属静摩擦係数を下げて、製糸時（延伸時）の毛羽発生を抑制することが可能になる。理由は明確ではないが、延伸ローラーに本発明の（ｃ）成分であるアルキレンオキサイド付加物の部分リン酸エステル塩が吸着し、ローラーと走行糸の摩擦が低下し繊維上の油剤層が破壊されず糸が保護されるためと推定される。
【００２２】
本発明の生分解性ポリエステル繊維は、以上説明した（ａ）〜（ｃ）の必須成分を含有する油剤が付与された生分解性繊維でかつ、繊維−金属静摩擦係数が０．２〜０．３５の範囲にすることが重要である。生分解性繊維はポリエステル繊維に比べて一般的に強度が低く、延伸時に糸導のガイドやローラー等との摩擦によって毛羽や断糸が発生しやすく付与する油剤の平滑性（繊維−金属動摩擦係数）を低くすることが重要であるが、例え平滑性が良好でも、繊維−金属静摩擦係数が高いと延伸性が不良となり、毛羽を抑えることは困難である。我々の研究によれば理由は明確ではないが、繊維−金属静摩擦係数を０．２〜０．３５の範囲にすることで、毛羽が大幅に改善できることが判明した。主に（ｃ）成分を用いることでこの静摩擦係数を下げることができる。
【００２３】
更に本発明では、繊維−繊維静摩擦係数が０．２〜０．３５の範囲にすることが必須である。このような範囲とすることにより繊維間の油膜が強化されて撚糸時や製織時、繊維と繊維とが高接圧下で擦過される条件化でも単糸切れの発生が防止され毛羽が発生しにくく工程通過性が良好となる。この繊維−繊維静摩擦係数は、主に（ｂ）成分を用いることで下げることができる。
また、繊維−金属動摩擦係数は０．２５〜０．４の範囲であることが好ましい。
【００２４】
本発明で用いられる油剤は、上記の（ａ）〜（ｃ）の成分を主要成分とするものであるが、必要に応じて他の成分、例えば、エステルや非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、酸化防止剤、相溶化剤、安定性向上剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加してもよい。
【００２５】
このような油剤を生分解性繊維に付着せしめるには、水に乳化させたエマルジョンを用いてもよいし、原液をそのまま用いてもよく、任意の方法を採用することができる。なかでも、原液をそのまま用いる（ストレート型処理）方法は、通常併用される乳化剤が生分解性繊維を膨潤させやすくスカムを発生しやすいのに対して、この乳化剤を併用する必要がなくなるといった利点があり好ましい。
【００２６】
油剤の生分解性繊維への付与は、通常一般に公知の任意の手段を採用することができるが、なかでも糸に与える抵抗を少なくするオイリングノズルを介して計量された量を付与する方法がより好ましい方法である。
【００２７】
油剤の生分解性繊維への付着量は、繊維に対して有効成分として０．２〜２．０重量％が必要である。付着量が０．３重量％未満の場合には平滑性及び制電性が不十分となって毛羽や断糸、スカム発生などのトラブルを惹き起こす。一方、３．０重量％を超えても毛羽や断糸、スカム発生の抑制効果の向上は少なく、逆に過剰の油剤が糸導等を汚染することになり、新たな問題を惹き起こすことにもなり工業上得策でない。
【００２８】
このような本発明の生分解性ポリエステル繊維は、製糸時や延伸時等の製造工程における毛羽発生が少なく、延伸以降の工程通過安定性が優れたものであり、広く従来の合成繊維代替として使用できるものである。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。なお、実施例中の測定値は以下の方法で測定した。
【００３０】
（１）ＯＰＵ測定方法
８３ｄｔｅｘ／３６フィラメントの生分解性繊維からなる延伸糸３ｇを１０５℃×２時間乾燥後直ちに、重量（Ａ）を測定し、アルキルベンゼンスルホン酸ソーダを主成分とする洗浄用水溶液３００ｃｍ３中に浸漬し、４０℃にて超音波を少なくとも１０分かける。洗浄液を廃棄し、４０℃の温水により３０分流水洗浄後、室温にて風乾する。その後、１０５℃×２時間乾燥後直ちに重量（Ｂ）を測定する。
ＯＰＵ％＝（Ａ−Ｂ）／Ｂ×１００
上式よりＯＰＵ算出する。
【００３１】
（２）繊維−金属動摩擦係数
８３ｄｔｅｘ／３６フィラメントの生分解性繊維からなる延伸糸を用い、繊維・金属間走行摩擦測定機で、走行速度３００ｍ／分で摩擦体として径６０ｍｍの梨地クロムピン（表面粗度６ｓ）を用いて、接触角１８０度、摩擦体入側張力１０ｇ（Ｔ１）で摩擦体出側の張力（Ｔ２）を測定した。繊維−金属動摩擦係数（μ１）は、円筒上を走行するベルトの摩擦に関する下記式より算出した。
μ１＝１／π×ｌｎ（Ｔ２／Ｔ１）
【００３２】
（３）繊維−金属静摩擦係数
８３ｄｔｅｘ／３６フィラメントの生分解性繊維からなる延伸糸を用い、繊維・金属間走行摩擦測定機で、摩擦体として径６０ｍｍの梨地クロムピン（表面粗度６ｓ）を用い、ステックスリップ現象が発生する走行速度１ｃｍ／分で、接触角１８０度、摩擦体入側張力３０ｇ（Ｔ１）で摩擦体出側の張力（Ｔ２）を測定し、繊維−金属静摩擦係数（μ２）は下記式により算出した。
μ２＝１／π×ｌｎ（Ｔ２／Ｔ１）
【００３３】
（４）繊維−繊維静摩擦係数
８３ｄｔｅｘ ／３６フィラメントの生分解性繊維からなる延伸糸を用い、繊維・金属間走行摩擦測定機で、摩擦体として径６０ｍｍの梨地クロムピン（表面粗度６ｓ）を用い、ステックスリップ現象が発生する走行速度１ｃｍ／分で、接触角１８０度、摩擦体入側張力３０ｇ（Ｔ１）で摩擦体出側の張力（Ｔ２）を測定し、繊維−繊維静摩擦係数（μ３）は下記式により算出した。
μ３＝１／π×ｌｎ（Ｔ２／Ｔ１）
【００３４】
（５）毛羽数
生分解性繊維８３ｄｔｅｘ／３６フィラメントの延伸糸を毛羽試験機で測定し百万ｍあたりの毛羽数を求めた
【００３５】
［実施例１〜６］
ポリエチレンテレフタレートとポリカプロラクトンをエステル交換してブロック共重合体（融点は２３０℃）にしたものを２４０℃で溶融吐出して１６フィラメントの糸条となした。この糸条の固化後、計量オイリングノズルを介して表１に示す各油剤を糸重量に対して１．２重量％付与し、その後、表面速度１０００ｍ／分の引取りローラーを介して引取り、引き続き引取りローラーと延伸ローラー間で２．７倍に延伸して８３ｄｔｅｘ／３６フィラメントの延伸糸を得た。延伸糸の強度は２．１ｇ／ｄｔｅｘであった。評価結果を併せて表１に示す。
【００３６】
【表１】
2006193854.tif 000002