(57)【要約】      （修正有）【課題】  優れた製糸性と分繊性、製織性を有する分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを安定・安価に得ること。【解決手段】  破断強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、無機粒子を含まず、単糸同士の糸／糸動摩擦係数が０．１３０以下、フィラメントを構成する単糸本数が４本以上１０本以下であり、色調Ｌ値が８０以上である生活資材用途や衛生資材用途、衣料資材用途の織編物に使用するに適した分繊用ポリ乳酸マルチフィラメント。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
破断強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、無機粒子を含まず、単糸間の糸／糸動摩擦係数が０．１３０以下であることを特徴とした分繊用ポリ乳酸マルチフィラメント。
【請求項２】
マルチフィラメントを構成する単糸数が４本以上１０本以下であり、単糸繊度が１５ｄｔｅｘ以上４０ｄｔｅｘ以下である請求項１記載の分繊用ポリ乳酸マルチフィラメント。
【請求項３】
色調Ｌ値が８０以上であることを特徴とする請求項１または２記載の分繊用ポリ乳酸マルチフィラメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントに関するものであり、詳しくは分繊工程で生産性良く分繊可能な分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業廃棄物が環境を汚染するのを防止するために、生分解性素材を用いることが注目されており、その中でも特にポリ乳酸系重合体からなる生分解性繊維が注目されている。
【０００３】
特に、ティーバッグや水切りネットについては環境を配慮して、生分解性機能を付与させる提案がなされている。ティーバッグや水切りネットは、要求される寸法安定性や抽出性能、水切り性能からモノフィラメントが使用される。例えば、Ｌ体比率９５.０以上９９．５％以下のポリ乳酸を溶融紡糸した後、延伸倍率２．８倍に延伸熱処理することによりポリ乳酸モノフィラメントを得る方法がある（特許文献１参照）が、使用されているのが分繊子糸ではないモノフィラメントであって、紡糸段階からモノフィラメントとして製糸するため工業的に安価に製造することが出来ないばかりでなく、溶融紡糸の際にポリ乳酸ポリマーの口金当たりの吐出量が低下するために、溶融滞留時間が長くなり、熱劣化による製糸工程での糸切れが多発する問題があった。また、水切りネット用途にはポリ乳酸のマルチフィラメントを活用しているものもある（特許文献２参照）。しかしながら、使用されているのがマルチフィラメントであるため、ティーバッグとしての充分な抽出性能が得られず、水切りネットにおいては水切り性が不十分である問題があった。
分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントは分繊することでモノフィラメントとして使用出来るため、マルチフィラメントと比較して十分な水切り性が得られ、かつモノフィラメントとして製糸するよりも安価なコストで製造することが可能である。しかしながら、そもそもポリ乳酸繊維は摩擦係数が高く、耐磨耗性が低いという特徴を持っているため、分繊工程における単糸同士の擦過により分繊糸切れを誘発する問題があり、従来の方法では分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントの製造が難しかった。
例えば、前述した特許文献１に記述された製造方法を適用すると延伸時の予熱温度が８５℃、延伸倍率が２．８倍であるため、得られるポリ乳酸繊維の表面形態は平滑になると考えられ、単糸間の動摩擦係数は０．１３０を超える値となり、分繊工程で工程通過性良く分繊することはできない。また、特許文献２に示した方法を適用すると延伸時の予熱温度が９５℃、延伸倍率２．０倍であるため、同様にポリ乳酸繊維の表面形態は平滑になると考えられ、単糸間の動摩擦係数は０．１３０を超える値となり、やはり分繊工程で工程通過性良く分繊することはできない。
【特許文献１】特開２００１−１３１８２６号公報
【特許文献２】特開２００２−１４５４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記問題を解決し、生活資材用途や衛生資材用途、衣料資材用途の織編物に使用するのに適した分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
破断強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘであり、無機粒子を含まず、単糸間の糸／糸動摩擦係数が０．１３０以下であることを特徴とした分繊用ポリ乳酸マルチフィラメント。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、破断強度、単糸間の糸／糸動摩擦係数を最適な範囲とすることで、後の分繊工程や製織工程において優れた工程通過性を有する分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを安定・安価に提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
本発明における分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントは、強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要である。分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントの強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では分繊工程で糸切れが多発し、また製織工程で生産性良く製織することができない。より好ましくは３．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。
【０００９】
本発明の分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントに用いるポリ乳酸は無機粒子を含まないことが重要である。繊維内に無機粒子を含むと土壌中での分解後に無機粒子が土壌を汚染する恐れがある。また、単糸同士の糸／糸動摩擦係数が０．１３０以下であることが必要である。単糸間の糸／糸動摩擦係数が０．１３０を超えると、分繊工程において糸同士が擦過することで糸切れが多発するため本発明の対象にはならない。
【００１０】
本発明における分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントの単糸繊度は、１５ｄｔｅｘ以上４０ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。一般に、分繊工程では単糸に平均３０ｃＮの分繊張力がかかり、分繊工程の張力変動を鑑みたうえで安定に分繊するためには単糸の絶対強力、即ち単糸繊度と繊維強度の積が４５ｃＮ以上であることが好ましい。即ち、単糸繊度１５ｄｔｅｘ以上かつ前記本発明の強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘならば、単糸絶対強力が４５ｃＮ以上となり、分繊工程にて糸切れなく、より安定に分繊することができるので好ましい。また、単糸繊度が高い場合、パッケージ形態がドラム、またはチーズ状では糸落ちが多発して糸切れする問題があるため、本発明における単糸繊度は４０ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。
【００１１】
本発明の分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントは、単糸数４〜１０の範囲とすることが好ましい。単糸数が少ない場合、生産性が低下してしまいポリ乳酸繊維を工業的に安価に製造することが難しくなる上、溶融紡糸の際の口金当たりのポリ乳酸ポリマーの吐出量が低下するために、溶融滞留時間が長くり、熱劣化による製糸工程での糸切れや、分繊加工時の糸切れおよび毛羽を誘発する恐れがある。また、単糸数が多い場合、ポリ乳酸繊維の元来特徴である高い糸／糸間摩擦により、糸条走行時に交絡部が発生してしまい、単繊維間の延伸ムラや熱処理ムラを誘発するばかりでなく、後の分繊加工時の糸切れが頻発する恐れがある。また、前記の単繊維間の延伸ムラ、熱処理ムラより、織編物にした際に、品位が劣位なものとなるため、本発明における単糸数は４〜１０本であることが好ましい。さらに品位・物性の均一性や工業的安定生産を考慮すると、より好ましい単糸数は６〜８本である。
【００１２】
本発明の分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントの色調Ｌ値は８０以上であることが好ましい。ポリ乳酸繊維の色調Ｌ値は繊維表面状態により変化する値である。色調Ｌ値が８０未満のポリ乳酸繊維は繊維表面が平滑であり、摩擦係数が高く、元来耐磨耗性が低いポリ乳酸繊維は分繊工程で糸切れを誘発する恐れがある。色調Ｌ値８０以上のポリ乳酸繊維は繊維表面に適度な凹凸が存在するため摩擦係数が低く、優れた耐磨耗性が得られるため好ましい。また、色調Ｌ値が９７を上回ると繊維表面の凹凸が過剰となり、繊維内に亀裂が生じ、繊維の強度が低下する恐れがあり、分繊工程でより安定に分繊可能な摩擦係数、強度を得るには色調Ｌ値が８５以上９７以下がより好ましい。
【実施例】
【００１３】
以下本発明を実施例により詳細に説明する。なお、実施例中の評価は以下の方法に従った。
１．総繊度（ｄｔｅｘ）
浅野機械製作（株）製検尺機を用い、得られたマルチフィラメントを１０００ｍサンプリングして重量を測定し、１００００ｍに換算した重量値を繊度とした。
２．単糸繊度（ｄｔｅｘ）
マルチフィラメントを単糸に分解し、その単糸をＳＥＡＣＨ ＣＯ．ＬＴＤ製ＤＥＮＩＥＲＣＯＭＰＵＴＥＲを使用して、試料長５ｃｍ、マルチフィラメントの繊度の１／１０の荷重下で測定した。
３．糸／糸間動摩擦係数
単糸に分繊したのち糸速５５ｍ／分で直径３５ｍｍのプーリーに通し、接触角９０°、プーリーねじり回数２回、プーリー入側張力：Ｔ１＝１０、測定温度２０℃±５℃、湿度６０％ＲＨ±１０％の条件で、プーリー出側張力：Ｔ２を３０秒間測定し、下式にて糸／糸間摩擦係数を算出した。張力の測定はＴ１、Ｔ２ともに英光産業株式会社製ＨＳ４０００μ型テンションメーターを使用した。
糸／糸間動摩擦係数＝０．４６９７×Ｌｏｇ（Ｔ２／Ｔ１）
４．破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、破断伸度（％）
ＴＯＹＯ ＢＡＬＤＷＩＮ社製ＴＥＮＳＩＬＯＮ／ＵＴＭ−III−１００を使用して試料長２０ｃｍ、引張り速度２０ｃｍ／分の測定条件でマルチフィラメントを測定した。
５．色調Ｌ値
アルミプレートに製品５ｇを６．０ｃｍ×４．５ｃｍで巻きつけた測定サンプル表面をスガ試験機製ＳＭカラーコンピューターにて０−ｄ°の照明および受光条件にて測色し、ハンターＬａｂ表示系のＬ，ａ，ｂ値のＬ値として表示した。
６．製糸性
製品１０ｋｇ巻きのチーズ状パッケージを１００個、すなわち製品１，０００ｋｇ巻き取り完了するまでに発生した糸切れ回数から、糸切れ回数５回未満を○、５回以上１０回未満を△、１０回以上を×とし、○および△を合格とした。
７．分繊性
カンダ技研社製ストレート分繊機を用いて、分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントチーズ状パッケージ１０ｋｇ満管製品１０個を親糸として用い、２００ｍ／分の速度で１フィラメント各１ｋｇに分繊し、分繊子糸満管率が８５％以上を○、７５％以上８５％未満を△、７５％未満を×とし、○および△を合格とした。
【００１４】
実施例１
図１に示す１段延伸型直接紡糸延伸機にて、カーギル・ダウ社製ポリ−Ｌ−乳酸ポリマー６２０１Ｄ（数平均分子量８．４万、光学純度９７．８％）を用いて、紡糸温度２３０℃で吐出孔数１０の紡糸口金から口金当たり吐出量９７ｇ／分で溶融吐出した糸条を、冷却後、表面速度９８０ｍ／分のストレッチローラーを介した後に、表面温度７５℃、表面速度１０００ｍ／分のの第１ホットローラー、表面温度１２０℃、表面速度３４００ｍ／分の第２ホットローラーで、予熱・延伸熱処理を施した後、巻き取り張力０．１ｃＮ／ｄｔｅｘで、分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントをチーズ状パッケージに巻き取った。
【００１５】
得られた繊維は、単繊維繊度２７ｄｔｅｘ、単糸数１０、強度３．６であり、糸切れ回数２回、分繊子糸満管率９４％であり、製糸性、分繊性ともに良好であった。
【００１６】
実施例２
口金の吐出孔数を４として、口金当たり吐出量を３９ｇ／分としたこと以外は、実施例１と同様の方法で分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを巻き取った。糸切れ回数９回、分繊子糸満管率８９％であり、製糸性、分繊性ともに良好であった。
【００１７】
実施例３
得られる分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントの単糸繊度が４０ｄｔｅｘとなるように、口金当たり吐出量を１５０ｇ／分としたこと以外、実施例１と同様の方法で分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを巻き取った。分繊工程での解舒時に糸落ちが発生したことに起因する糸切れが発生したものの、分繊満巻率は８５％であり、実際生産するには問題のない製糸性と良好な分繊性であった。
【００１８】
実施例４
得られる分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントの単糸繊度が１５ｄｔｅｘとなるように、口金当たり吐出量を５６ｇ／分としたこと以外、実施例１と同様の方法で分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを巻き取った。口金当たりのポリマー吐出量の低下に伴うポリ乳酸ポリマーの溶融滞留時間が増加に起因すると思われる糸切れが発生したが、糸切れ回数８回であり、また、分繊張力変動に起因すると思われる分繊糸切れが発生したものの分繊子糸満管率８０％であり、製糸性、分繊性ともに生産するには問題ないレベルであった。
【００１９】
実施例５
得られる分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントの色調Ｌ値が９５となるように、第２ホットローラー表面速度を変更したこと以外、実施例１と同様の方法で分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを巻き取った。糸切れ回数３回であり、また、摩擦係数の低下により分繊子糸満管率は９８％と向上し、製糸性、分繊性ともに生産するには問題ないレベルであった。
【００２０】
実施例１〜５の結果をまとめて表１に示す。
【００２１】
比較例１
得られる分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントの強度が２．６ｃＮ／ｄｔｅｘとなるように第２ホットローラーの表面速度を変更した以外、実施例１と同様の方法で分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを巻き取った。糸切れ回数５回と製糸性には問題なかったものの、強度が強度が低下したことに起因すると思われる分繊糸切れが頻発し分繊子糸満巻１ｋｇは全く採取できなかった。
【００２２】
比較例２
得られる分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントの色調Ｌ値が７５となるように第１ホットローラー温度を変更したこと以外、実施例１と同様の方法で分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを巻き取った。糸切れ回数７回と製糸性は問題なかったものの、分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントの表面が過剰に平滑であるために単糸間の糸／糸動摩擦係数は０．１４１であり、分繊工程で糸同士が擦過し合うことに起因すると思われる分繊糸切れ頻発し分繊子糸満巻１ｋｇは全く得られなかった。
【００２３】
比較例３
口金の吐出孔数を２とし、口金当たり吐出量を１９ｇ／分としたこと以外、実施例１と同様の方法で分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを巻き取った。口金当たりのポリマー吐出量の低下に伴うポリマー滞留時間の著しい増大に起因した熱劣化による糸切れが頻発し、糸切れ回数２４回であり実質生産できないレベルであった。得られた分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントは単繊維繊度２６ｄｔｅｘ、分繊子糸満管率は７３％と実質生産できないレベルであった。
【００２４】
比較例４
口金の吐出孔数を１４とし、口金当たり吐出量を１３６ｇ／分としたこと以外、実施例１と同様の方法で分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを巻き取った。糸切れ回数３回であり製糸性は問題無いものの、分繊子糸満管率は７０％と実質生産できないレベルであった。
【００２５】
比較例５
得られる分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントの単糸繊度が１２となるように口金当たりの吐出量を４５ｇ／分としたこと以外、実施例１と同様の方法で分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを巻き取った。口金当たりのポリマー吐出量の低下に伴うポリマー滞留時間の著しい増大に起因した熱劣化による糸切れが頻発し、糸切れ回数１８回であり実質生産できないレベルであった。また、分繊においては、分繊張力に耐えきれず、糸切れ頻発し、分繊速度を１００ｍ／分まで低速化しても改善せず、分繊子糸の満管１ｋｇは全く得られなかった。
【００２６】
比較例６
口金当たり吐出量を２０５ｇ／分としたこと以外、実施例１と同様の方法で分繊用ポリ乳酸マルチフィラメントを巻き取った。得られたポリ乳酸繊維の単繊維繊度は５０ｄｔｅｘであり、冷却均一性が著しく低下したことに起因すると思われる糸切れが頻発し、糸切れ回数１６回であった。また、分繊工程や製織工程では、繊維長手方向の物性ムラに起因したと思われる糸切れや、単繊維繊度が太くなったことに伴う過剰な剛性により、分繊ボビンパッケージ崩れや織物組織崩れが発生し、分繊子糸満管率７１％と実質生産できないレベルであった。
【００２７】
実施例１〜５，比較例１，２の結果をまとめて表１に示す。
【００２８】
【表１】
2005206991.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に用いることのできる１段延伸型直接紡糸延伸機の概略図
【符号の説明】
【００３０】
１：口金
２：冷却装置
３：ストレッチローラー
４：第１ホットローラー
５：第２ホットローラー
６：チーズ状パッケージ
【図１】
2005206991.tif 000003