(57)【要約】【課題】生分解性を有し、且つ染色を必要としない原着ポリ乳酸系のポリエステル繊維であって、産業資材分野に好適に使用できる耐候性として、耐候後の強度が高く、かつ耐候試験前後の強力保持率が高い繊維を提供する。【解決手段】ポリ乳酸を主たる構成成分とするポリエステル繊維であって、繊維中に原着剤を０．０５〜５．００質量％含有し、かつ耐候試験７５０時間後の強度が３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、耐候試験前後の強力保持率が９０％以上である生分解性を有する原着ポリエステル繊維。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸を主たる構成成分とするポリエステル繊維であって、繊維中に原着剤を０．０５〜５．００質量％含有し、かつ耐候試験７５０時間後の強度が３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、耐候試験前後の強力保持率が９０％以上であることを特徴とする生分解性を有する原着ポリエステル繊維。
【請求項２】
原着剤が銅フタロシアニンを主成分とする請求項１記載の生分解性を有する原着ポリエステル繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原着剤を含有するポリ乳酸を主たる構成成分とするポリエステルからなる繊維であって、生分解性を有し、且つ染色を必要とせずに着色が可能で、産業資材に好適に使用することができる生分解性を有する原着ポリエステル繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、産業廃棄物が環境を汚染するということを防止するため、生分解性を持った素材に注目が集まってきている。中でも生分解性を有する素材としてポリ乳酸を使用した例は多く、ポリ乳酸繊維及びポリ乳酸繊維の製造方法も種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
生ゴミの水切りネットやコンポスト用バッグのような生活資材、紙おむつや生理用品のような衛生材料の分野においては生分解性素材の要望が強く、ポリ乳酸繊維はこれらの用途において好適に用いられている。
【０００４】
生活資材や衣料用途のみならず、ネットやロープなどの産業資材分野においても後処理の問題等を考慮し、環境を配慮した素材として生分解性を有するものへの要望が高まっている。産業資材用途に適する繊維としては、生分解性に優れ、かつ強力が高いこと、さらには耐候性も有していることが要求される。
【０００５】
そして、これらの用途においては、景観や用途を考慮すると着色している繊維の要望が高く、例えば防鳥ネットには自然と色が溶け込むような緑色のものが好まれている。
【０００６】
従来、ポリアミドやポリエステルなど、着色した繊維を製造するには二つの方法があり、後加工で染色工程により染色するか、または、ポリマー溶融時に原着剤を入れ、ポリマーに直接着色をするという方法を採用している。
【０００７】
しかしながら、後加工による染色は高温高湿下で行われるため、繊維に大きな負担をかけてしまう。特にポリ乳酸繊維のように加水分解速度が速い繊維は、高温高湿下における染色処理により繊維の強度が大きく低下するという問題がある。
さらに染色工程における処理温度は繊維の延伸工程における処理温度より高いことが多く、染色工程で繊維が極端に収縮するという問題もある。
【０００８】
そして、たとえ良好に染色加工ができた場合でも、産業資材用途として過酷な使用条件下では、染料によっては退色が著しく、耐候性が悪くなるという問題も起きている。
【０００９】
一方、ポリマー溶融時に原着剤を入れて原着糸としたものでは、染色した繊維と比較して光（紫外線）がフィラメントの内部まで入ることが少なく、耐候性が高くなる。つまり、染色した繊維では無着色の繊維の表面のみ着色させているため、光（紫外線）による繊維内部からの分解が生じ、耐候性、耐久性に乏しくなる。
【００１０】
そこで、生分解性を有する脂肪族ポリエステルに着色剤を含有させてなる原着ポリエステル繊維が提案されている（特許文献３参照）。
この繊維は、原着繊維であるため、染色で着色した繊維と比較すると強度は高く、耐久性も向上していると思われる。しかしながら、この繊維は鮮明性を考慮したものであり、着色剤としては、従来より他の素材にも広く用いられているカーボンブラックを単に使用したものであるため、産業資材用途としては強度と耐候性は十分に満足できるものではなかった。
【００１１】
【特許文献１】
特公平７−８１２０４公報
【特許文献２】
特開平７−３０５２２７号公報
【特許文献３】
特開２０００−２３４２１７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決し、生分解性を有し、且つ染色を必要としない原着ポリ乳酸系のポリエステル繊維であって、産業資材分野に好適に使用できる耐候性として、耐候後の強度が高く、かつ耐候試験前後の強力保持率が高い繊維を提供することを技術的な課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に達した。
すなわち、本発明は、ポリ乳酸を主たる構成成分とするポリエステル繊維であって、繊維中に原着剤を０．０５〜５．００質量％含有し、かつ耐候試験７５０時間後の強度が３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、耐候試験前後の強力保持率が９０％以上であることを特徴とする生分解性を有する原着ポリエステル繊維を要旨とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の原着ポリエステル繊維は、ポリ乳酸を主たる構成成分とするポリエステル繊維であって、繊維中に原着剤を０．０５〜５．００質量％含有するものである。
ポリ乳酸は、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸またはそれらのブレンドによる光学異性体の重合体を主成分としたものである。Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸ともに光学純度は０〜１００％存在する中で、光学純度が劣ると融点の低下や耐熱性の低下が生じたり、また熱収縮特性が大きくなり過ぎる傾向にある。したがって、本発明においては、光学純度を９０％以上とすることが好ましい。
【００１５】
また、乳酸系重合体の性能を損なわない程度にヒドロキシカルボン酸類、ラクトン類等のコモノマーが共重合された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、グリコール酸、３−ヒドロキシ絡酸、４−ヒドロキシ絡酸、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−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン等が挙げられる。
【００１６】
これらの乳酸系重合体は、従来公知の方法で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行う方法や、乳酸の環状二量体であるラクチドを開環重合して得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、必要な分子量や溶融粘度を考慮して適宜選択すればよい。
【００１７】
そして、これらのポリ乳酸系重合体からなる繊維中に含有させる原着剤としては、無機顔料（例えば、カーボンブラック、コバルトブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンバイオレット等）や有機顔料（例えば、ペリノンオレンジ、ペリレンレッド等）を用いることができ、着色する色によって一種又は複数の原着剤を使用してもよい。
【００１８】
中でも、原着剤として有機顔料の一種である銅フタロシアニンを主成分とするものを用いることが好ましい。
銅フタロシアニンは、例えば、無水フタル酸、尿素、及び塩化第一銅を、トリクロルベンゼンを溶媒とし、モリブデン酸アンモニウム、バナジン酸アンモニウム、亜ヒ酸またはリン酸アンモニウム等の触媒の存在下で加熱することにより、又は、フタロニトリルを塩化第一銅と共に加熱することにより、又は、フタロニトリルを金属銅と共に加熱することにより得ることができる。
【００１９】
銅フタロシアニンとしては、シアニンブルーやシアニングリーン、シアニンブラックを用いることが好ましく、用途や目的に応じた色となるようにこれらを配合して用いる。
また、本発明においては銅フタロシアニンを主成分とすることが好ましいが、効果を損なわない範囲であれば、チャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック）を適量含有してもよい。
【００２０】
このように、銅フタロシアニンを主成分とする原着剤は、ポリ乳酸との相性もよく、繊維内部へ光（紫外線）が入ることによる繊維内部からの分解をより防ぐことができるので
経時変化による強度の低下が少なく、耐候性に優れた繊維とすることができる。
【００２１】
本発明においては、原着剤の含有量を繊維質量に対して０．０５〜５．００質量％とする。０．０５質量％未満であると、繊維全体が良好に着色されないため、耐候性に劣るものとなる。一方、５．００質量％を超えると、耐候性向上の効果は飽和し、逆に糸切れが生じるなど製糸性が悪化し、得られる繊維の強度等の物性値も低下する。
【００２２】
そして、本発明のポリエステル繊維は、耐候性に優れている指標として、耐候試験７５０時間後の強度が３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、耐候試験前後の強力保持率が９０％以上である。
なお、本発明における耐候試験は、ＪＩＳ  Ｌ−１０１３  ７  １７  に基づきサンシャインウェザーメーター（スガ試験機社製）を用い、パネル温度６３℃で行った。
そして、耐候試験前後の強力保持率は、ＪＩＳ  Ｌ−１０１７に基づいて試験前後の繊維の強力を測定し、試験前強力（Ａ）、試験後強力（Ｂ）より次式で算出した。
強力保持率（％）＝（Ｂ／Ａ）×１００
【００２３】
耐候試験７５０時間後の強度が３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、産業資材用途としては強度が不足し、好適に使用できないものとなる。そして、耐候試験７５０時間後の強度としては、さらに好ましくは、３．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。また、耐候試験前の強度としては、３．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることが好ましい。
【００２４】
耐候試験前後の強力保持率は耐候性を示す指標となるものであるが、強力保持率が９０％未満であると、耐候性、耐久性に乏しいものとなり、長期間安定して用いることができないものとなる。さらに好ましい強力保持率は９５％以上である。
【００２５】
本発明の原着ポリエステル繊維は、マルチフィラメント、モノフィラメントのいずれでもよく、繊度も限定するものではないが、産業資材用途としては、単糸繊度が３ｄｔｅｘ以上のものとすることが好ましい。また、断面形状は特に限定されるものではなく、丸断面のみならず、三角や四角形等の異形断面、中空部を有するものでもよい。
【００２６】
次に、本発明の原着ポリエステル繊維の製造方法について一例を用いて説明する。
本発明はポリ乳酸系の生分解性樹脂を溶融紡糸して得るものである。このとき、原着剤の添加に際しては、繊維中に原着剤を均一に分散させるため、予め原着剤を高濃度で含有するマスターチップを作製しておき、これを所定の添加量となるようにベースポリマーチップと混合して紡糸することが好ましい。
【００２７】
紡糸後の繊維は、産業資材用途に適した物性とするために、未延伸糸に延伸や熱処理を施すものであるが、一旦巻き取った後、延伸を行う二工程法、または一旦巻き取ることなく連続して延伸を施す一工程法を採用してもよい。
【００２８】
【実施例】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。
なお、実施例中の強度、強力保持率は前記の方法で測定した。
実施例１
原着剤として、シアニンブルーとシアニングリーンを混合した銅フタロシアニンを使用し、ポリ乳酸を主成分とする樹脂にこの原着剤を含有させて、原着剤含有量８質量％の原着マスターチップを作製した。ベースチップにポリ乳酸を主成分とする樹脂を用い、ベースチップ：マスターチップを１９：１の割合とし、両者をエクストルーダー型溶融紡糸機を用いて溶融混練した。７２．２ｇ／ｍｉｎの割合でノズル孔径０．４ｍｍ、ホール数４８の紡糸口金を通して、紡糸温度２２２℃で紡出した。冷却固化した２本の糸条を合糸して第一、第二ローラ速度を５５０ｍ／ｍｉｎとして、続いてフリクションローラ速度を５５０ｍ／ｍｉｎの速度として９６フィラメントのマルチフィラメントを一旦巻き取った。そして、この未延伸糸をローラ間で延伸を行い、延伸倍率４．９４４倍とし、９６ｆ／５４８ｄｔｅｘの緑原着の生分解性ポリエステル繊維を得た。
【００２９】
実施例２
延伸工程において、延伸倍率を４．８６７倍とした以外は、実施例１と同様に行い、９６ｆ／５５６ｄｔｅｘの緑原着の生分解性ポリエステル繊維を得た。
【００３０】
実施例３
紡糸工程においてベースチップ：マスターチップの割合を３９：１、延伸工程において延伸倍率を４．９４０倍とした以外は、実施例１と同様に行い、９６ｆ／５４６ｄｔｅｘの緑原着の生分解性ポリエステル繊維を得た。
【００３１】
比較例１
実施例１で用いたベースポリマーのポリ乳酸樹脂チップのみをエクストルーダー型溶融紡糸機を用いて溶融紡糸した。実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行い、９６ｆ／５５８ｄｔｅｘの無色の生分解性ポリエステル繊維を得た。
【００３２】
比較例２
比較例１で得た生分解性ポリエステル繊維に以下の条件で染色を行い、９６ｆ／５５８ｄｔｅｘの緑色の生分解性ポリエステル繊維を得た。
染色条件（侵染）
・精錬：（８０℃×２０分）  染色温度：１２０℃  染色時間：４５分
染料：Ｄｉａｎｉｘ  Ｙｅｌｌｏｗ  ＡＣ−Ｅ    Ｄｉａｎｉｘ  Ｒｅｄ  ＡＣ−Ｅ    Ｄｉａｎｉｘ  Ｂｌｕｅ  ＢＧ−ＦＳ  均等配合
染料濃度：０．４％ｏｗｆ    浴比：１：５０  浴ｐＨ：４．０
【００３３】
実施例１〜３、比較例１〜２で得られた生分解性ポリエステル繊維の繊維中の原着剤含有量、耐候試験前及び耐候試験後（２５０時間後、５００時間後、７５０時間後）の強度及び強力保持率を測定した結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2004324016.tif 000002
【００３５】
表１から明らかなように、実施例１、２、３の原着ポリエステル繊維は、耐候試験後の強度が高く、強力保持率も高いものであり、耐候性に優れていた。
一方、比較例１の繊維は原着剤を含有していない無色のものであり、比較例２の繊維は染色により着色させたものであるため、ともに耐候性が不十分であった。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の生分解性を有する原着ポリエステル繊維は、染色を必要としない原着繊維であって、使用後は自然環境中での良好な生分解性を有し、かつ産業資材分野に好適に使用できる耐候性として、耐候後の強度が高く、かつ耐候試験前後の強力保持率が高く、ネットやロープ等に好適に使用することができる。