(57)【要約】【課題】血流促進効果のある、生分解性ポリマーからなる炭含有繊維を提供するものである。【解決手段】生分解性ポリマーからなる繊維中に、下記の値を満足する炭パウダーが分散されていることを特徴とする炭含有繊維。空隙率εが０．５６以上、引張破断強度δｔが３６００Ｐａ以上、粒径が５μｍ以下で含有率が３〜７重量％。用いる生分解性ポリマーは、相対粘度〔ηｒｅｌ〕が２．５〜３．８、Ｌ体の比率が９５％以上のポリ乳酸ポリマーであることがより好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性ポリマーからなる繊維中に、下記の値を満足する炭パウダーが分散されていることを特徴とする炭含有繊維。
空隙率        ε≧０．５６
引張破断強度  δｔ（Ｐａ）≦３６００
【請求項２】
生分解性ポリマーがポリ乳酸である請求項１記載の繊維。
【請求項３】
炭パウダーの粒径が５μｍ以下で含有率が３〜７重量％である請求項１〜２いずれかに記載の繊維。
【請求項４】
使用するポリ乳酸が、相対粘度〔ηｒｅｌ〕が２．５〜３．８、Ｌ体の比率が９５％以上である請求項２〜３いずれかに記載の繊維。
【請求項５】
繊維の引張強度が１．３〜２．２ｃＮ／ｄｔｅｘである請求項１〜４いずれかに記載の繊維。
【請求項６】
炭パウダーが備長炭である請求項１〜５いずれかに記載の繊維。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性である炭含有合成繊維に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
木炭、特にウバメガシを原料として高温で炭化させた備長炭は、古来より燃料として用いられてきた。しかし、近年、燃料以外にも種々の用途が提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００１−３４８７２３号公報には、炭微粉末を繊維中に配合させ、吸湿性及び帯電防止効果を付与させた合成繊維及びこれを用いた綿状物並びにこれを内包してなる縫製体が開示されている。
【０００４】
しかしながら、該公報は、吸湿性及び帯電防止効果を付与することを目的とするものであり、我々が目的とする生分解性合成繊維で血流促進効果を目的としているものではない。
【０００５】
又、特開２００２−２４９９２３号公報には、生分解性合成繊維に木炭微粒子を含有させることにより消臭、遠赤外線放射、マイナスイオン効果の機能を併せ持つ合成繊維が記載されている。
【０００６】
これもまた、微粉砕した木炭微粒子を生分解性合成繊維中に配合させる方法は本発明と類似しているが、我々が目的としている血流促進効果のことは全く触れられていない。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３４８７２３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４９９２３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、微粉砕した炭パウダーを繊維中に練り込むことにより、今までになかった血流促進効果を得ることを可能にし、安定的に生産できる生分解性合成繊維を目的とする。
【０００９】
【課題を解決しようとする手段】
本発明の第一は、生分解性ポリマー中に、下記の値を満足する炭パウダーが分散されていることを特徴とする炭含有繊維である。
空隙率        ε≧０．５６
引張破断強度  δｔ（Ｐａ）≦３６００
【００１０】
本発明の第二は、生分解性ポリマーがポリ乳酸繊維あることを特徴とする上記記載の繊維である。
【００１１】
本発明の第三は、炭パウダーの粒径が５μｍ以下で含有率が３〜７重量％であることを特徴とする上記記載の繊維である。
【００１２】
本発明の第四は、使用するポリ乳酸の相対粘度〔ηｒｅｌ〕が２．５〜３．８、Ｌ体の比率が９５％以上であることを特徴とする上記記載の繊維である。
【００１３】
本発明の第五は、繊維引張強度が１．３〜２．２ｃＮ／ｄｔｅｘであることを特徴とする上記記載の繊維である。
【００１４】
本発明の第六は、炭パウダーが備長炭であることを特徴とする上記記載の繊維である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に使用出来る炭パウダーは、以下に記す特性値を有していなければならない。
空隙率        ε≧０．５６
引張破断強度  δｔ（Ｐａ）≦３６００
【００１６】
ここで、空隙率とは、粉体粒子を球形と仮定した場合、粒子が配列した場合の空間率である。引張破断強度とは、炭パウダーを圧縮して形成された粉体層を引っ張り、粉体層が分裂破断に至る時の最大強度である。空隙率が０．５６より小さいと、粉体の凝集性が強くなり、均一分散性に欠け、ポリマー濾過圧上昇が大きくなり、紡糸、延伸操業性が著しく悪くなり、得られる糸の強度も低くなる。
又、引張破断強度が３６００より大きいと、空隙率が上記範囲より小さくなるため、粉体の凝集性が強くなり、均一分散性に欠け、紡糸、延伸操業性が悪化し、糸の強度低下をまねく。
【００１７】
本発明に使用出来る炭パウダーは、ホソカワミクロン（株）社製  アルピネ  カウンタージェットミルによって備長炭から作られる。製造条件として重要なことは、原料備長炭を吹き付ける空気圧力と空気量である。空気圧力は０．５９ＭＰａ、空気量は０．７２ｍ３／分程度の条件下で炭パウダーが作られる。更に得られた炭パウダーを分級機にて５μｍ以下に分級されて得られた炭パウダーが本発明に使用することが出来る。
【００１８】
本発明の炭パウダーの粒径は、好ましくは５μｍ以下であり、更に好ましくは２μｍ以下である。粒径を５μｍ以下におさえる事により、紡糸延伸操業性が向上するとともに、得られる繊維の物性も優れるので好ましい。粒径は、レーザー粒度分析計によって測定したものである。
【００１９】
炭パウダーは、ポリマー中に好ましくは３〜７重量％配合し、更に好ましくは４〜６重量％配合する。炭パウダーの配合量が３〜７重量％では、血流促進効果が充分であり、又、紡糸操業性も良好であり、糸の強度も十分である。
【００２０】
本発明に使用する炭パウダーは、好ましくは備長炭である。備長炭は、微細な複雑に入り組んだ多孔質構造により、吸臭消臭効果、調湿効果、保温蓄熱効果が認められている。
【００２１】
本発明に使用される生分解性ポリマーは、生分解性脂肪族ポリエステルが好ましい。例えばポリ乳酸やポリグリコール酸のようなポリ（α−ヒドロキシ酸）、又はこれらを主たる繰り返し単位とする共重合である。特に好ましい生分解性脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸又は乳酸単位を主成分とする共重合物が挙げられる。
【００２２】
好ましくは、相対粘度〔ηｒｅｌ〕が２．５〜３．８の範囲であるポリ乳酸ポリマーを使用することにより十分な初期強力が得られ、又製織性も良好で、洗濯時の加水分解による強力低下も少なく好ましい。更に好ましくは、相対粘度〔ηｒｅｌ〕が２．７から３．０である。
【００２３】
本発明に用いるポリ乳酸は、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸或いは乳酸の２量体であるＬ−ラクチド、Ｄ−ラクチドあるいはメゾラクチドを原料とするものであるが、結晶性を有するポリ乳酸を用いることで糸の結晶性を上げ強度を上げる事ができる。
Ｌ−乳酸を主たる繰り返し単位とした方が製造コストが安く好ましい。ポリ乳酸のＬ−体の比率は９５％以上であることが好ましい。更に好ましくは、９８％以上である。
【００２４】
ポリ乳酸繊維は、残留モノマー量が多ければ空気中の湿気で加水分解が発生し、糸の強度の低下が速やかに進む。従ってポリ乳酸繊維の残留モノマーは少なくする事が必要であり、繊維中の残留モノマー量が０．８ｗｔ％以下であれば空気中での加水分解を抑えられ好ましい。更に好ましくは、０．５ｗｔ％以下であり、特に好ましくは０．２ｗｔ％以下である。本発明に言うモノマーとは後述するＧＰＣ分析により算出される分子量１０００以下の成分である。
【００２５】
本発明の繊維の単糸繊度は、好ましくは２ｄｔｅｘ以上である。単糸繊度が２ｄｔｅｘ以上であると、炭パウダーを所定の量配合することができる。繊維形態は、フィラメントからなる生糸及び加工糸やスパンボンド、短繊維からなる不織布や紡績糸及び詰め綿が好ましい。マルチフィラメン糸と紡績糸を同時に使用することも可能であるが、発塵性を特に注意する場合は、マルチフィラメント糸を使用した方が好ましい。
【００２６】
一般に熱可塑性樹脂に無機粒子を混合すると引張強度は低下し、更に炭パウダーは多孔質で吸湿作用が有りポリエステルに混練りすると得られる繊維の引張強度は著しく低下する。本発明の繊維は、空隙率  ε≧０．５６、引張破断強度  δｔ（Ｐａ）≦３６００の炭パウダーを使用することにより、引張強度は１．３〜２．２ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、繊維の製造上、後加工上、製品使用時に於いても何ら問題は無い。
【００２７】
炭パウダーは、例えば溶融紡糸時にポリ乳酸繊維と一緒に紡糸口金から吐出される。本発明の繊維を製造するに当っては、まず、ポリ乳酸樹脂中に、微粉砕処理を施した炭パウダーを１０〜２５重量％含有させたマスターチップを製造し、これとポリ乳酸樹脂ペレットとを溶融混合し、全体としてポリ乳酸繊維中に炭パウダーは、血流促進効果が十分であり紡糸延撚操業性が良好であり繊維強度も十分である３〜７重量％が好ましく、より好ましくは４〜６重量％となるようにする。
【００２８】
溶融紡糸は特別の配慮をすることなく通常の方法、又は直接延伸法で紡糸できる。又、糸の断面は、丸断面、三角断面、四角断面、多角断面、偏平断面、中空断面等、多種多様な形状を利用することができる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の生分解性炭含有合成繊維は、炭パウダーを含有しているため、血流促進効果が得られる。本発明の目的は、該炭含有繊維を単独で、或いは他の繊維と共に併用しても達成できる。
【００３０】
又、本発明の主たる目的ではないが、炭が本来的に有する種々の優れた作用、例えば吸湿性、化学物質の吸着作用、遠赤外線放射による保温作用、マイナスイオンの発生作用等が同時に発揮できるものである。
【００３１】
【実施例】
以下実施例によって本発明を詳細に説明する。但し、本発明はここに挙げられているものに限定されるものではない。最初に、炭パウダー物性、ポリマー物性の分析方法を紹介する。
【００３２】
炭パウダーの空隙率、引張り破断強度は、ホソカワミクロン社製アグロボットにて測定した。
【００３３】
（相対粘度ηｒｅｌ）
フェノール／テトラクロロエタン＝６０／４０（容量比）の混合溶媒に試料を１ｇ／ｄＬの濃度になるよう溶解し、２０℃でウベローデ粘度管を用いて相対粘度を測定した。
【００３４】
（Ｌ−体の比率）
ポリ乳酸樹脂を加水分解させ、メタノール性水酸化ナトリウム溶液１．０Ｎを溶媒として高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ：島津製作所製  ＬＣ１０ＡＤ型）使用してＬ−体の比率を求めた。
【００３５】
実施例１〜３
備長炭をホソカワミクロン（株）社製  アルピネ  カウンタージェットミルにより粒径５μｍ以下に微粉砕した後、アグロボットにより、初期設定荷重５０ｋｇ、最大圧縮応力１．０ＭＰａの条件で測定した結果、炭パウダーの空隙率が０．５８９、引張破断強度が３４１５Ｐａであった。
【００３６】
Ｌ−体比率が９８．８％、相対粘度が２．８３のポリ乳酸樹脂に対して、備長炭の含有量が１０重量％となるように、前項記載の微粉砕した備長炭を配合し、日本製鋼社製  ベント付二軸混練機にて溶融混合してマスターチップ（ｉ）を製造した。その後、このマスターチップとＬ−体比率が９８．８％、相対粘度が２．８３のポリ乳酸樹を、備長炭の含有量が４．０、５．０、７．０重量％となるようにチップ同士にて混合チップ（ｉｉ）とした。
【００３７】
混合チップ（ｉｉ）を水分率１００ｐｐｍ以下に乾燥し、紡糸温度２３０℃、巻取速度１２００ｍ／分にて紡糸し、その後、伸度が３２％になるように延伸倍率とポリマー吐出量を調整し、延伸速度７００ｍ／分で、ローラー温度８５℃、プレートヒーター温度１５０℃で延伸し、８４ｄｔｅｘ／２４フィラメントの糸を得た。
【００３８】
上記により得られた延伸糸を丸編し、両手両足に長さ７０ｃｍの丸編布を装着し、オメガウエーブ社製  レーザー血流計  オメガフローＦＬＯ−Ｃ１ＨＰを用いて、人工気象室内で室温２７±０．２℃、湿度５５±３％の条件で血流量増加率を求めた。
【００３９】
比較例１
混練チップ（ｉｉ）に備長炭を混合していないＬ−体比率が９８．８％、相対粘度が２．８３のポリ乳酸樹脂に変更し、紡糸温度を２３０℃に変更し、糸の伸度が３２％になるように延伸倍率とポリマー吐出量を変更して実施例１記載の工程で実施した。実施例１と同条件にて血流量測定を実施し使用した糸の強度、延伸操業性の結果を表１に記す。
【００４０】
【表１】
2004232106.tif 000002
【００４１】
炭パウダー含有率とは、血流量測定に使用した編布の炭パウダー量を算出し、それを百分率で表したものである。糸の強度測定は、ＪＩＳ  Ｌ−１０１３に準じ、（株）島津製作所製のＡＧＳ−１ＫＮＧ  オートグラフ引張試験機を用い、試料長２０ｃｍ、定速引張速度２０ｃｍ／分の条件で測定し、試料が伸長破断したときの強力の値から繊維強度を算出した。延伸操業性は、糸巻量５１０ｇにて糸切れ無く巻き上がった本数を百分率で表したものである。表１に記す通り、ポリ乳酸単独糸に比べ、備長炭を混合している繊維は、血流促進効果は非常に優れ、又、備長炭の含有量に比例して血流促進効果は増大した。糸の強度は、炭パウダーを混合すれば低下するが後加工通過性に問題なく、紡糸延伸操業性も良好である。
【００４２】
比較例２
備長炭をホソカワミクロン社製  アルピネ  カウンタージェットミルにより実施例１と異なる条件にて微粉砕した後、アグロボットにより、初期設定荷重５０ｋｇ、最大圧縮応力１．０ＭＰａの条件で測定した結果、炭パウダーの空隙率が０．５０、引張破断強度が３７００Ｐａであった。その炭パウダーを使用する以外、実施例１記載の工程で実施した。結果を表２に記す。
【００４３】
【表２】
2004232106.tif 000003
【００４４】
比較例２は炭パウダーの均一分散性が悪いため、血流促進効果もあまり良くない。しかも、紡糸中の濾過圧の著しい上昇が見られ、紡糸、延伸性が悪化し得られた糸の強度も低いものであった。