(57)【要約】【課題】耐摩耗性が向上した植物由来の原料からなる生分解性合成繊維および該繊維の安定な製造方法を提供する。【解決手段】平均粒子径が１μｍ以下の球状粒子を全繊維重量に対して０．０１〜５重量％含むポリ乳酸繊維及び５００〜５０００ｍ／ｍｉｎで紡糸するポリ乳酸繊維の製造方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径が１μｍ以下の球状粒子を全繊維重量に対して０．０１〜５重量％含むことを特徴とするポリ乳酸繊維。
【請求項２】
球状粒子が真球状シリカである請求項１記載のポリ乳酸繊維。
【請求項３】
ポリ乳酸が（１）重量平均分子量１０万〜２０万のポリＬ−乳酸（Ａ成分）、（２）重量平均分子量１０万〜２０万のポリＤ−乳酸（Ｂ成分）および（３）Ａ成分とＢ成分との合計１００重量部当たり０．０１〜５重量部の燐酸エステル金属塩を含有する組成物であり、強度が３．０〜７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２０〜４０％、１８０℃での収縮率が５〜３０％である請求項１〜２いずれかに記載のポリ乳酸繊維。
【請求項４】
広角Ｘ線回折法（ＸＲＤ）測定によるポリ乳酸のステレオ化率が９０％以上である請求項１〜３のいずれかに記載のポリ乳酸繊維。
【請求項５】
平均粒子径が１μｍ以下の球状粒子を含むポリ乳酸を紡糸速度が５００〜５０００ｍ／ｍｉｎ．で紡糸、延伸することを特徴とするポリ乳酸繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性に優れたポリ乳酸繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化を防ぐ様々な取り組みが行われているが、植物が光合成によって大気中の二酸化炭素を固定化する働きに注目した植物原料由来のプラスティックいわゆるバイオマスプラスティクの実用化が切望されている。特に使用後に焼却処分しなくとも微生物によって生分解されるバイオマスプラスティックは製造、使用後の処理ともに生物反応に依存する点で環境負荷が低く、これらポリマーとしてポリ乳酸、微生物産生ポリエステル、ポリアミノ酸、多糖類などが挙げられる。なかでも製造にかかるコストが比較的安く、同時に実用的な耐熱性を有することが多いことから、溶融成形可能なバイオマスプラスティックとしてポリ乳酸に期待が集まっている。また、最近ではモノマーである乳酸が微生物を利用した発酵法により安価に製造されるようになり、より一層低コストでポリ乳酸を生産できるようになってきたため、生分解性ポリマーとしてだけでなく、汎用ポリマーとしての利用の可能性についても検討されるようになってきた。    
【０００３】
さらに実用的な耐熱性を付与するために高融点の結晶を生成すべく、ポリ−Ｌ−乳酸（以下、ＰＬＬＡと称する）とポリ−Ｄ−乳酸（以下、ＰＤＬＡと称する）を混合することにより、ポリ乳酸ステレオコンプレックスが得られることが知られており、このことについては特許文献１〜６及び非特許文献１、２などに記載されている。そして、ポリ乳酸ステレオコンプレックスは、高融点および高結晶性を示し、繊維やフィルム、樹脂成形品として有用な成形品を与えることが知られている。  
しかしながら、ステレオコンプレックスポリ乳酸繊維としても衣料用途での耐摩耗性を満足するものではなく耐摩耗性に優れたポリ乳酸繊維が大いに望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−３６３２１号公報
【特許文献２】特開昭６３−２４１０２４号公報
【特許文献３】特開２０００−１７１６３号公報
【特許文献４】特開２００３−２９３２２０号公報
【特許文献５】特開２００５−２３５１２号公報
【特許文献６】特開２００３−１９２８８４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２４，５６５１（１９９１）
【非特許文献２】Ｓｅｎｉ  Ｇａｋｋａｉ  Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ  （１９８９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、耐摩耗性に優れ、強度、染色性、耐熱性に優れたポリ乳酸繊維を提供することにある。また本発明の目的は、本発明に記載された技術からつくられる繊維を基に構成される繊維製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、ポリ乳酸繊維中に予め平均粒子径が１μｍ以下の滑剤を存在させることで、繊維の摩耗進行を防ぎ、耐摩耗性が改善することを見出した。
即ち本発明によれば、
平均粒子径が１μｍ以下の球状粒子を全繊維重量に対して０．０１〜５重量％含むポリ乳酸繊維、
好ましくは球状粒子が不活性真球状シリカであるポリ乳酸繊維、
ポリ乳酸が（１）重量平均分子量１０万〜２０万のポリＬ−乳酸（Ａ成分）、（２）重量平均分子量１０万〜２０万のポリＤ−乳酸（Ｂ成分）および（３）Ａ成分とＢ成分との合計１００重量部当たり０．０１〜５重量部の燐酸エステル金属塩を含有する組成物であり、強度が３．０〜７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２０〜４０％、１８０℃での収縮率が５〜３０％であるポリ乳酸繊維、
広角Ｘ線回折法（ＸＲＤ）測定によるポリ乳酸のステレオ化率が９０％以上であるポリ乳酸繊維、
平均粒子径が１μｍ以下の球状粒子を含むポリ乳酸を紡糸速度が５００〜５０００ｍ／ｍｉｎ．で紡糸、延伸することを特徴とするポリ乳酸繊維の製造方法、
が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のポリ乳酸繊維は平均粒子径が１μｍ以下の球状粒子を含有させることにより、強度が３．０〜７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２０〜４０％、１８０℃での収縮率が５〜３０％であって、工程通過性がよく耐摩耗性の良好なポリ乳酸繊維とすることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のポリ乳酸繊維は、平均粒子径が１μｍ以下の球状粒子を含むポリ乳酸繊維である。好ましくは不活性球状粒子が好ましい。不活性であるとは、ポリ乳酸のエステル結合に分解等の影響を及ぼさないという意味である。
ここでポリ乳酸は、ホモポリＬ−乳酸であっても、ホモポリＤ−乳酸であっても、ポリＬ−乳酸とポリＤ−乳酸をブレンドして得られるステレオコンプレックスポリ乳酸であってもよい。耐熱性、強度の点で好ましくはステレオコンプレックスポリ乳酸である。
ポリ乳酸について説明する。
【００１０】
（ポリＬ−乳酸：Ａ成分）
ポリＬ−乳酸は、主としてＬ−乳酸単位からなる。Ｌ−乳酸単位はＬ−乳酸由来の繰り返し単位である。ポリＬ−乳酸は、好ましくは９０〜１００モル％、より好ましくは９５〜１００モル％、さらに好ましくは９８〜１００モル％のＬ−乳酸単位を含有する。他の繰り返し単位としてＤ−乳酸単位、乳酸以外の単位を含んでいてもよい。Ｄ−乳酸単位および乳酸以外の単位は、好ましくは０〜１０モル％、より好ましくは０〜５モル％、さらに好ましくは０〜２モル％である。
【００１１】
乳酸以外の単位としては、グリコール酸、カプロラクトン、ブチロラクトン、プロピオラクトンなどのヒドロキシカルボン酸類、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−プロパンジオール、１，４−プロパンジオール、１，５−プロパンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、炭素数が２〜３０の脂肪族ジオール類、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、炭素数２〜３０の脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキノンなど芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸などから選ばれる１種以上のモノマー由来の単位が挙げられる。
【００１２】
ポリＬ−乳酸は、好ましくは結晶性を有するものであり、融点としては、好ましくは１５０〜１９０℃、より好ましくは１６０〜１９０℃である。これらの条件を満足すると、高融点のステレオコンプレックス結晶を形成させることができ、かつ、結晶化度を上げることが出来る。
ポリＬ−乳酸は、重量平均分子量が、好ましくは５万〜３０万、より好ましくは１０万〜２５万である。
【００１３】
（ポリＤ−乳酸：Ｂ成分）
ポリＤ−乳酸は、主としてＤ−乳酸単位からなる。Ｄ−乳酸単位はＤ−乳酸由来の繰り返し単位である。ポリＤ−乳酸は、好ましくは９０〜１００モル％、より好ましくは９５〜１００モル％、さらに好ましくは９８〜１００モル％のＤ−乳酸単位を含有する。他の繰り返し単位としてＬ−乳酸単位、乳酸以外の単位がある。Ｌ−乳酸単位および乳酸以外の単位は、好ましくは０〜１０モル％、より好ましくは０〜５モル％、さらに好ましくは０〜２モル％である。
【００１４】
乳酸以外の単位としては、グリコール酸、カプロラクトン、ブチロラクトン、プロピオラクトンなどのヒドロキシカルボン酸類、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−プロパンジオール、１，４−プロパンジオール、１，５−プロパンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、炭素数が２〜３０の脂肪族ジオール類、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、炭素数２〜３０の脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキノンなど芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸などから選ばれる１種以上のモノマー由来の単位が挙げられる。
【００１５】
ポリＤ−乳酸は、好ましくは結晶性を有するものであり、融点は、好ましくは１５０〜１９０℃、より好ましくは１６０〜１９０℃である。これらの条件を満足すると、高融点のステレオコンプレックス結晶を形成させることができ、かつ、結晶化度を上げることが出来る。
ポリＤ−乳酸は、重量平均分子量が、好ましくは１０万〜２０万、より好ましくは１１万〜１７万である。
【００１６】
ポリＬ−乳酸またはポリＤ−乳酸は、Ｌ−乳酸またはＤ−乳酸を直接脱水縮合する方法で製造したり、Ｌ−乳酸またはＤ−乳酸を一度脱水環化してラクチドとした後に開環重合したりする方法で製造することができる。これらの方法に用いる触媒として、オクチル酸スズ、塩化スズ、スズのアルコキシドなどの２価のスズ化合物、酸化スズ、酸化ブチルスズ、酸化エチルスズなど４価のスズ化合物、金属スズ、亜鉛化合物、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、ランタニド化合物などを例示することが出来る。
【００１７】
ポリＬ−乳酸およびポリＤ−乳酸は、重合時使用された重合触媒を溶媒で洗浄除去するか、触媒活性を不活性化しておくのが好ましい。触媒活性を不活性化するには、触媒失活剤を用いることができる。
【００１８】
触媒失活剤として、イミノ基を有し且つ金属重合触媒に配位し得るキレート配位子の群からなる有機リガンド、リンオキソ酸、リンオキソ酸エステルおよび式（３）で表される有機リンオキソ酸化合物群から選択される少なくとも１種が挙げられる。触媒失活剤は、重合終了の時点において触媒中の金属元素１当量あたり、好ましくは０．３〜２０当量、より好ましくは０．４〜１５当量、さらに好ましくは０．５〜１０当量配合する。
Ｘ１−Ｐ（＝Ｏ）ｍ（ＯＨ）ｎ（ＯＸ２）２−ｎ              （３）
式中、ｍは０または１、ｎは１または２、Ｘ１およびＸ２は各々独立に炭素数１〜２０の置換基を有していても良い炭化水素基を表す。炭化水素基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数１〜２０のアルキル基が挙げられる。
【００１９】
ポリＬ−乳酸およびポリＤ−乳酸中の金属イオン含有量は２０ｐｐｍ以下であることが繊維の耐熱性、耐加水分解性の点から好ましい。金属イオン含有量は、アルカリ土類金属、希土類、第三周期の遷移金属類、アルミニウム、ゲルマニウム、スズおよびアンチモンから選ばれる金属の各々の含有量が２０ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００２０】
次にステレオコンプレックスポリ乳酸について説明する。
ステレオコンプレックスポリ乳酸のおけるポリＬ−乳酸（Ａ成分）とポリＤ−乳酸（Ｂ成分）との比は、Ａ成分／Ｂ成分（重量）で、好ましくは４０／６０〜６０／４０、より好ましくは４５／５５〜５５／４５、さらに好ましくは５０／５０である。
上記の比率のポリ乳酸に下記の燐酸エステル金属塩（Ｃ成分）を添加する。
【００２１】
（燐酸エステル金属塩：Ｃ成分）
燐酸エステル金属塩（Ｃ成分）として、好ましくは下記式（１）または（２）で表される化合物が挙げられる。燐酸エステル金属塩は１種類を用いても複数種類を併用してもよい。
【００２２】
【化１】
2011058121.tif 000002
【００２３】
【化２】
2011058121.tif 000003
【００２４】
式（１）において、Ｒ１は、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ｒ１で表される炭素数１〜４のアルキル基として、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基などが例示される。
Ｒ２、Ｒ３は、各々独立に水素原子または炭素数１〜１２のアルキル基を表す。炭素数１〜１２のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、アミル基、ｔｅｒｔ−アミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ｉｓｏ−オクチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、ｉｓｏ−ノニル基、デシル基、ｉｓｏ−デシル基、ｔｅｒｔ−デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ｔｅｒｔ−ドデシル基などが挙げられる。
Ｍ１は、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉなどのアルカリ金属原子またはＭｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属原子を表す。ｐは１または２を表す。
式（１）で表される燐酸エステル金属塩のうち好ましいものとしては、例えばＲ１が水素原子、Ｒ２、Ｒ３がともにｔｅｒｔ−ブチル基のものが挙げられる。
【００２５】
式（２）においてＲ４、Ｒ５、Ｒ６は、各々独立に、水素原子、炭素数１〜１２のアルキル基を表す。炭素数１〜１２のアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、アミル基、ｔｅｒｔ−アミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ｉｓｏ−オクチル基、ｔｅｒｔ−オクチル基、２−エチルヘキシル基、ノニル基、ｉｓｏ−ノニル基、デシル基、ｉｓｏ−デシル基、ｔｅｒｔ−デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、ｔｅｒｔ−ドデシル基などが挙げられる。
Ｍ２は、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉなどのアルカリ金属原子またはＭｇ、Ｃａ等のアルカリ土類金属原子を表す。ｐは１または２を表す。
式（２）で表される燐酸エステル金属塩のうち好ましいものとしては、例えば、Ｒ４、Ｒ６がメチル基、Ｒ５がｔｅｒｔ−ブチル基のものが挙げられる。燐酸エステル金属塩として、（株）ＡＤＥＫＡ製の商品名、ＮＡ−１１が挙げられる。燐酸エステル金属塩は公知の方法により合成することができる。
【００２６】
特開２００３−１９２８８４号公報に記載のように、式（１）または（２）で表される化合物はポリ乳酸の結晶核剤として知られた化合物である。しかし、本発明において、式（１）、式（２）中のＭ１およびＭ２は、アルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子であることを特徴とする。式（１）、式（２）中のＭ１およびＭ２が、アルミニウムなどの他の金属である場合、化合物自体の耐熱性が低く、紡糸時に昇華物が発生し、紡糸することが困難な場合がある。
【００２７】
燐酸エステル金属塩（Ｃ成分）は、平均一次粒径が好ましくは０．０１〜１０μｍ、より好ましくは０．０５〜７μｍである。粒径を０．０１μｍより小さくすることは工業的に困難であり、それほど小さくする必要もない。また１０μｍより大きいと、紡糸、延伸時、断糸の頻度が高まる。
【００２８】
燐酸エステル金属塩（Ｃ成分）の含有量は、ポリＬ−乳酸（Ａ成分）とポリＤ−乳酸（Ｂ成分）との合計１００重量部当たり、０．０１〜５重量部、好ましくは０．０５〜５重量部、より好ましくは０．０５〜４重量部、特に好ましくは０．１〜３重量部である。０．０１重量部より少量であると所望の効果がほとんど認められない。また５重量部より多量に使用すると繊維形成時、熱分解を起こしたり、断糸が起きたりする場合があり好ましくない。
【００２９】
球状粒子としては、平均粒子径が１μｍ以下であることが必要で１μｍを超える場合は繊維強度が低下する。好ましくは０．０１〜１μｍである。不活性球状粒子としては好ましくは真球状シリカが挙げられる。
【００３０】
球状粒子の含有量としては全繊維重量に対して０．０１〜５％が好ましく、０．０１％未満であれば耐摩耗性の効果が低く、５％を超える場合は繊維強度が低下する。好ましくは０．０１〜２％より好ましくは０．０１〜０．５％である。
球状粒子を含有させることにより繊維表面の対繊維及び／又は対金属摩擦係数が低下し工程通過性及び製品での耐摩耗性が向上するものと考えられる。
【００３１】
また球状粒子と、ポリ乳酸、燐酸エステル金属塩等を混合する場合の混合方法は、従来公知の各種方法を使用することができる。例えば、タンブラー、Ｖ型ブレンダー、スーパーミキサー、ナウタミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、１軸または２軸の押出機等で混合することができる。
【００３２】
こうして得られる組成物は、溶融混合され、そのまま、または計量ポンプなどを経由して紡糸装置に移送することもできる。溶融混合する温度は、得られるステレオコンプレックスポリ乳酸の融点より高い温度であることが好ましく、２２０℃よりも高いことが好ましい。また、一旦ペレット状にしてから紡糸装置に供給することもできる。ペレット長は１〜７ｍｍ、長径３〜５ｍｍ、短径１〜４ｍｍのものが好ましい。ペレットの形状は、ばらつきのないものが好ましい。ペレット化された組成物は、プレッシャーメルター型や１軸あるいは２軸エクストルーダー型などの通常の溶融押出し機を使用して紡糸装置に移送することもできる。ステレオコンプレックス結晶の形成にあたっては、Ａ成分およびＢ成分を十分に混合することが重要であり、とりわけ剪断応力下、混合することが好ましい。
組成物は、カルボジイミド化合物を含有していてもよい。カルボジイミド化合物を含有することにより得られる熱分解性、耐加水分解性が向上する。
【００３３】
カルボジイミド化合物として、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、オクチルデシルカルボジイミド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルカルボジイミド、ジベンジルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、Ｎ−オクタデシル−Ｎ’−フェニルカルボジイミド、Ｎ−ベンジル−Ｎ’−フェニルカルボジイミド、Ｎ−ベンジル−Ｎ’−トリルカルボジイミド、ジ−ｏ−トルイルカルボジイミド、ジ−ｐ−トルイルカルボジイミド、ビス（ｐ−アミノフェニル）カルボジイミド、ビス（ｐ−クロロフェニル）カルボジイミド、ビス（ｏ−クロロフェニル）カルボジイミド、ビス（ｏ−エチルフェニル）カルボジイミド、ビス（ｐ−エチルフェニル）カルボジイミド、ビス（ｏ−イソプロピルフェニル）カルボジイミド、ビス（ｐ−イソプロピルフェニル）カルボジイミド、ビス（ｏ−イソブチルフェニル）カルボジイミド、ビス（ｐ−イソブチルフェニル）カルボジイミド、ビス（２，５−ジクロロフェニル）カルボジイミド、ビス（２，６−ジメチルフェニル）カルボジイミド、ビス（２，６−ジエチルフェニル）カルボジイミド、ビス（２−エチル−６−イソプロピルフェニル）カルボジイミド、ビス（２−ブチル−６−イソプロピルフェニル）カルボジイミド、ビス（２，６−ジイソプロピルフェニル）カルボジイミド、ビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）カルボジイミド、ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）カルボジイミド、ビス（２，４，６−トリイソプロピルフェニル）カルボジイミド、ビス（２，４，６−トリブチルフェニル）カルボジイミド、ジβナフチルカルボジイミド、Ｎ−トリル−Ｎ’−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ−トリル−Ｎ’−フェニルカルボジイミド、ｐ−フェニレンビス（ｏ−トルイルカルボジイミド）、ｐ−フェニレンビス（シクロヘキシルカルボジイミド、ｐ−フェニレンビス（ｐ−クロロフェニルカルボジイミド）、２，６，２’，６’−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミド、ヘキサメチレンビス（シクロヘキシルカルボジイミド）、エチレンビス（フェニルカルボジイミド）、エチレンビス（シクロヘキシルカルボジイミド）、等のモノまたはポリカルボジイミド化合物が例示される。
【００３４】
かかる市販のポリカルボジイミド化合物としては例えば日清紡（株）より市販されているカルボジライトの商品名で販売されているカルボジライトＬＡ−１、あるいはＨＭＶ−８ＣＡ等を例示することができる。
【００３５】
また組成物は、水分率が１００ｐｐｍ以下であることが好ましい。水分率が高いとポリＬ−乳酸成分とポリＤ−乳酸成分の加水分解が促進され、分子量が著しく低下し、紡糸が困難になるばかりでなく、得られた糸の物性が低下し好ましくない。
【００３６】
また、組成物中の残留ラクチド量は３，０００ｐｐｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１，０００ｐｐｍ以下、特に好ましくは４００ｐｐｍ以下である。ラクチド法によって得られるポリ乳酸中のラクチドは溶融紡糸時に気化して糸斑の原因になることがあるため、ラクチド量を４００ｐｐｍ以下に抑えることが良好な糸を得る目的からすると好ましい。
【００３７】
（溶融紡糸）
組成物は、エクストルーダー型やプレッシャーメルター型の溶融押出し機で溶融された後、ギアポンプにより計量され、パック内で濾過された後、口金に設けられたノズルからモノフィラメンント、マルチフィラメント等として吐出され紡糸される。口金の形状、口金数は特に制限されるものではなく、円形、異形、中実、中空等のいずれも採用することができる。吐出された糸は直ちに冷却・固化された後、集束され、油剤を付加されて巻き取られる。このときの巻き取り速度は５００〜５０００ｍ／ｍｉｎ、好ましくは５００〜３０００ｍｉｎ．である。巻取り速度を５００ｍ／ｍｉｎ未満とした場合には十分な強度を得るために高倍率の延伸をする必要があるために、毛羽などの増加さらには断糸多発が起こってしまい、安定した製糸が困難である。５０００ｍ／ｍｉｎを超える高速の場合には紡糸でのローラーやガイドなどでの擦過による単糸切れや断糸が発生するために、好ましくない。
球状粒子が含まれていることによって上記のような紡糸速度でも繊維の摩耗が少なく工程通過性が良好である。
【００３８】
（延伸）
延伸は、１．５〜６．０倍で実施する必要がある。１．５倍未満の場合には十分な強度が得られず、６．０倍を超える場合には失透による白化のための強度低下や単糸切れ、断糸が発生する。延伸の予熱は、ロールの昇温のほか、平板状あるいはピン状の接触式加熱ヒーター、非接触式熱板、熱媒浴などにより行うことができる。延伸温度は、好ましくは７０〜１４０℃、より好ましくは８０〜１３０℃である。
【００３９】
（熱処理）
熱処理工程は、延伸糸を熱処理する工程である。熱処理は、１６０〜２３０℃、好ましくは１７０〜２２０℃、より好ましくは１８０〜２００℃で行う。熱処理は、ホットローラー、プレート型ヒーターなどの接触式加熱ヒーターを使用する必要があり、熱処理は延伸工程と連続していても、分離していてもよい。熱処理することにより、高いステレオ化率を有し、耐熱収縮性および耐アイロン性に優れ、強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維を得ることができる。また、１５０℃よりも低温での熱処理をすると充分なステレオ化率が得られないため、耐熱収縮性、耐アイロン性において問題となることがある。
本発明において、紡糸延伸工程は直接紡糸延伸を行なってもよく、一旦巻き取って延伸する方法でもよい。
【００４０】
〈繊維〉
本発明のポリ乳酸繊維は、強度が３．０〜７．０ｃＮ／ｄｔｅｘである。Ａ成分、Ｂ成分およびＣ成分を含有するステレオコンプレックスポリ乳酸が好ましい。本発明のポリ乳酸繊維の強度は、３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。上限は高いほど好ましいが実際は７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ程度である。７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度とする場合には使用するポリマーの分子量を上げる必要があり、製糸性が低下するため好ましくない。
【００４１】
本発明のポリ乳酸繊維は、１５０℃における熱収縮率が、好ましくは５．０〜３０．０％、より好ましくは６．０〜２０．０％、さらに好ましくは８．０〜１５．０％である。熱収縮率が大きいと繊維製品がアイロン掛けをはじめ、高温に晒されたとき、収縮して小さくなり実用に耐えなくなる問題が発生する。
【００４２】
本発明のポリ乳酸繊維のステレオ化率は、好ましくは９０〜１００％、より好ましくは９５〜１００％、さらに好ましくは９８〜１００％であり、示差走査熱量計（ＤＳＣ）測定において、実質的に単一の融解ピークを有し、該融解ピーク温度が１９５℃以上であり、広角Ｘ線回折法（ＸＲＤ）測定によるステレオ化率が９０％以上である。
【００４３】
〈繊維製品〉
本発明のポリ乳酸繊維は、仮撚加工、機械捲縮加工、押し込み捲縮加工などの糸加工用の原糸とすることもできる。また長繊維、短繊維および短繊維を使用した紡績糸とすることもできる。本発明の繊維は、ステレオ化率が高く、強度、耐熱性および低熱収縮性に優れるので、織物、編物、不織布などの様々な衣料繊維製品とすることができる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明する。
強度、伸度：
（株）オリエンテック製“テンシロン”引張試験機にて試料長２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分の条件で測定した。
熱収縮率：
１８０℃での収縮率  ＪＩＳ  Ｌ−１０１３  ８．１８．２項ａ）に準じて測定した。
繊維摩耗試験：
摩耗試験の試験装置及び試験方法は、ＪＩＳ−Ｌ１０９５の９．１０．２摩耗強さ  Ｂ法  に従い行い、試験回数は１０回行い全ての糸が破断するまで摩耗を行い、最小値と最大値を除く８点について平均値を繊維摩耗回数とした。
【００４５】
（ポリ乳酸の作成）
ポリ乳酸ポリマーの重合は以下の方法で行った。
Ｌ−ラクチド３００部をフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．４部、触媒としてオクチル酸スズ０．０２部を加え、１９０℃、２時間、重合を行い、最後に減圧にてモノマーを除去し、Ｌ−ポリ乳酸を得た。次にＤ−ラクチド３００部をフラスコに加え、系内を窒素置換した後、ステアリルアルコール０．５９部、触媒としてオクチル酸スズ０．０２部を加え、１９０℃、２時間、重合を行い、最後に減圧処理することで、Ｄ−ポリ乳酸を得た。
【００４６】
［実施例１］    
Ｌラクチドが９０モル％の原料から作製されたＬ−ポリ乳酸を５０重量部と、Ｄラクチドが９０モル％の原料から作製されたＤ−ポリ乳酸を５０重量部の比率で配合した後に、平均粒子径が０．３５μｍのシリカ（日本触媒  シーホスターＫＥ３０）をポリ乳酸総重量に対して０．１重量部になるように乾燥状態で配合し、混練式エクストルーダーにて溶融押し出ししペレット状の成形物を得た。ここのポリマーを穿孔数３６の口金を用いて２４０℃で溶融紡糸し、１０００ｍ／ｍｉｎで巻き取った。得られた未延伸糸を延伸温度８０℃、第２ローラー温度１００℃、熱セットローラー温度１８０℃で表１記載の倍率で２段延伸し、捲き取り速度５００ｍ／ｍｉｎで巻き取った。この時の延伸工程性は良好で、２時間の延伸中の延伸断糸無く延伸工程性は良好であった。得られた延伸糸の繊度は１０１ｄｔｅｘで、引張り強度は４．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度は３１％、熱水収縮率は６．３％、延伸糸のＤＳＣ測定から求めた融点は２１５℃であった。結果を表１に示す。
【００４７】
［実施例２〜５］    
平均粒子径が０．３５μｍのシリカの配合比を表１記載の通りに行った以外は、実施例１と同様に紡糸、延伸して延伸糸を得た。延伸糸の物性結果と評価結果を表１に示す。
【００４８】
［実施例６］
上記のポリＬ乳酸／ポリＤ乳酸＝５０／５０（重量比）の割合でＶ型ブレンダーを使用してチップブレンドした後、１１０℃で５時間減圧乾燥した。このチップ１００重量部に、燐酸２，２−メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）ナトリウム塩（アデカスタブＮＡ−１１）（平均粒径５μｍ）０．５重量部を加えた以外は実施例１と同様に行なった。
【００４９】
［比較例１、２］    
平均粒子径が０．３５μｍのシリカの配合比を表１記載の通りに行った以外は、実施例１と同様に紡糸、延伸して延伸糸を得た。延伸糸の物性結果と評価結果を表１に示す。  
【００５０】
【表１】
2011058121.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のポリ乳酸繊維の耐摩耗性が向上するのでシャツ、ブルゾン、パンツ、コートといった衣料用途、カップ、パッド等の衣料資材用途、カーテン、カーペット、マット、家具等のインテリア用途、ベルト、ネット、ロープ、重布、袋類、フェルト、フィルター等の産業資材用途、車両内装用途にも好適に使用することができる。