(57)【要約】【課題】  機械的特性を維持しつつ、土壌色にあった色調を呈し、かつ、使用後は自然環境下で速やかに分解が行われ、しかも土壌に悪影響を与えることのないジオファイバー工法用原着生分解性繊維を提供する。【解決手段】  融点が１３０℃以上の脂肪族ポリエステルを主体とするポリエステル系繊維であって、褐色系着色剤を０．０５〜０．２０質量％含有するジオファイバー工法用原着生分解性繊維。脂肪族ポリエステルは、Ｌ−乳酸を主成分とすることことが好ましく、繊維は、破断強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、破断伸度が２０％以上であることが好ましい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点が１３０℃以上の脂肪族ポリエステルを主体とするポリエステル系繊維であって、褐色系着色剤を０．０５〜０．２０質量％含有することを特徴とするジオファイバー工法用原着生分解性繊維。
【請求項２】
破断強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、破断伸度が２０％以上であることを特徴とする請求項１記載のジオファイバー工法用原着生分解性繊維。
【請求項３】
脂肪族ポリエステルがＬ−乳酸を主成分とすることを特徴とする請求項１又は２記載のジオファイバー工法用原着生分解性繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性を有し、かつ、後工程で染色を施す必要がないジオファイバー工法用原着生分解性繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、護岸などの工法は、流水等による浸食作用から堤防や河岸を安全に保護するため、コンクリートや鋼製の矢板を使用していたが、近年、自然環境保護の見地から、浄化作用があり、生態系の保全を考慮したジオファイバー工法が求められている。
【０００３】
すなわち、生態系の保全を考慮すれば、土や石が河水と接する構造が必要であり、なおかつ、安全な護岸を構築するため、法面補強剤として土壌に繊維を絡ませて強度を増すジオフアィバー工法が採用されている。
【０００４】
一般的に、法面補強剤としては、ポリエチレンテレフタレート（PET）を主成分とするポリエステル等の合成繊維が使用されているが、PET等の合成繊維そのままでは色調が土壌色に合わないため、景観を損なうという欠点があった。また、これらの合成繊維は、土壌中に埋めても分解されず、半永久的に残存するため、自然環境に悪影響を及したり、再工事する場合に産業廃棄物としての処理しなければならないという問題があった。
【０００５】
一方、生分解性を有し、かつ、原着された繊維が特許文献１，２等で提案されている。
しかしながら、特許文献１、２で提案された原着ポリエステル繊維は、いずれも黒や青に原着されているため、ジオファイバー工法に用いると色調が土壌色に合わず、景観を損なうという欠点があった。また、着色剤の含有量が０．２質量％より多いため、コストが高いという問題があった。
【特許文献１】特開２０００−２３４２１７号公報
【特許文献２】特開２００１−３０３３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決し、機械的特性を維持しつつ、土壌色にあった色調を呈し、かつ、使用後は自然環境下で速やかに分解が行われ、しかも土壌に悪影響を与えることのないジオファイバー工法用原着生分解性繊維を提供することを技術的な課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決すために,次の構成を有するものである。
（１）融点が１３０℃以上の脂肪族ポリエステルを主体とするポリエステル系繊維であって、褐色系着色剤を０．０５〜０．２０質量％含有することを特徴とするジオファイバー工法用原着生分解性繊維。
（２）破断強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であり、破断伸度が２０％以上であることを特徴とする上記（１）記載のジオファイバー工法用原着生分解性繊維。
（３）脂肪族ポリエステルがＬ−乳酸を主成分とすることを特徴とする上記（１）又は（２）２記載のジオファイバー工法用原着生分解性繊維。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、機械的特性を維持しつつ、土壌色にあった色彩を有し、かつ、使用後は自然環境下で速やかに分解が行われ、しかも土壌に悪影響を与えることがなく、法面補強材などのジオファイバー工法用に好適な原着生分解性繊維が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１０】
本発明の原着生分解性繊維は、融点が１３０℃以上の脂肪族ポリエステルを主体とするポリエステル系繊維で構成されている。ここで脂肪族ポリエステルを主体とするは、ポリエステル系繊維の８０質量％以上が脂肪族ポリエステルからなることを意味するものであり、脂肪族ポリエステルの割合を80質量％以上とすることによって、本発明の目的である発色性と生分解性を向上させることができる。
【００１１】
本発明で用いられる脂肪族ポリエステルは、ＤＳＣ測定で得られる溶融ピーク温度が１３０℃以上あれば特段の制約はなく、ポリ乳酸、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシブチレートバリレート、及びこれらのブレンド物、変性物等を用いることができる。これらの脂肪族ポリエステル類は、生分解性あるいは加水分解性が高いため、自然環境中で容易に分解されるという利点を有している。
【００１２】
本発明において、高融点及び低屈折率の観点から最も望ましい脂肪族ポリエステルとしては、Ｌ-乳酸を主成分とするポリエステルを挙げることができる。Ｌ-乳酸を主成分とするとは、構成成分の６０質量％以上がＬ-乳酸からなっていることを意味し、４０質量％を超えない範囲でＤ−乳酸を含有するポリエステルであってもよい。
【００１３】
ポリ乳酸の製造方法としては、乳酸を原料として一旦環状二量体であるラクチドを生成させ、その後開環重合を行なう二段階のラクチド法と、乳酸を原料として溶媒中で直接脱水縮合を行なう一段階の直接重合法が知られている。本発明で用いられるポリ乳酸は、いずれの製法によって得られたものでもよい。ラクチド法によって得られるポリマーの場合は、ポリマー中に含有される環状２量体が溶融紡糸時に気化して糸斑の原因となるため、溶融紡糸以前の段階でポリマー中に含有される２環状２量体の含有量を０．１質量％以下とすることが望ましい。また、直接重合法の場合は、環状２量体に起因する問題が実質的にないため、製糸性の観点からより好適である。
【００１４】
ポリ乳酸の平均分子量は高いほど好ましく、通常少なくとも５万、好ましくは少なくとも１０万、より好ましくは１０〜３０万である。平均分子量が５万よりも低い場合には、繊維の強度物性が低下しやすいため好ましくない。    
【００１５】
また、本発明におけるポリ乳酸は、Ｌ-乳酸、Ｄ-乳酸の他にエステル形成性能を有するその他の成分を共重合した共重合ポリ乳酸であってもよい。共重合可能な成分としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸、などのヒドロキシカルボン酸類の他、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の分子内に複数の水酸基を含有する化合物類又はそれらの誘導体、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸等の分子内に複数のカルボン酸基を含有する化合物類又はそれらの誘導体が挙げられる。生分解性能を考えると、それらの共重合率は３０モル％以下が好ましい。
【００１６】
さらに、溶融粘度を低減させるため、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、及びポリエチレンサクシネートのような脂肪族ポリエステルポリマーを内部可塑剤として、あるいは外部可塑剤として用いることができる。さらには、艶消し剤、消臭剤、難燃剤、糸摩擦低減剤、抗酸化剤等として無機微粒子や有機化合物を必要に応じて添加することができる。
【００１７】
本発明に用いられる脂肪族ポリエステルは、融点が１３０℃以上であることが必要である。融点が１３０℃よりも低い場合には、製糸時、特に紡糸時に単糸間の融着が著しくなり、また延伸性不良が発生するなど製品の品位が著しく損なわれる。融点は好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは１６０℃以上である。
【００１８】
ここで融点とは、DSC測定によって得られた融解ピークのピーク温度を意味する。
【００１９】
また、本発明の原着生分解性繊維は、褐色系着色剤を０．０５〜０．２０質量％含有していることが必要であり、着色剤としては、アンスラキノン系褐色着色剤、スレン系褐色剤等の使用が好適である。添加量は、上記範囲内で求められる土壌色によって調整することが好ましく、一般的には上記範囲内で含有させることにより土壌色に合う色調を得ることができるが、褐色系着色剤の含有量が０．０５質量％未満となったり、０．２０質量％を超えると、土壌色が得られなくなる。
【００２０】
なお、目的とする土壌色によっては、褐色系着色剤と他色の着色剤を併用してもよい。
【００２１】
本発明で規定する褐色系着色剤の添加方法としては、ポリエステル重縮合のためのエステル化工程、あるいは、エステル交換工程、また、重縮合工程において添加する方法、紡出時に着色剤を直接添加する方法、各着色剤を高濃度で含有するマスターチップをベースチップとブレンドして紡出するチップブレンド方式、あるいは着色剤を高濃度で含有する溶融マスターポリマーを溶融ベースポリマーに紡糸機中でブレンドして紡糸するメルトブレンド方式などが挙げられるが、色調、品質の安定性及び生産コストなどの観点から、チップブレンド方式あるいはメルトブレンド方式が特に有効である。
【００２２】
本発明の原着生分解性繊維は、法面補強剤などのジオファイバー工法用途に使用するものであるため、一定以上の強度を有することが重要であり、好ましくは３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、さらに好ましくは４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度を有するものである。強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、補強剤として十分な効果が発揮されないことがある。また、強度の上限は、伸度を２０％以上に保って製糸操業性の低下を防ぐために５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ程度である。
【００２３】
本発明の原着生分解性繊維の伸度は、特に限定されるものではないが、２０％以上、７０％以下が好ましい。伸度が２０％未満になると製糸操業性が低下したり、７０％を超えると強度が不足するなどの問題が生じやすくなる。
【００２４】
本発明の原着生分解性繊維は、フィラメント数についても特に限定されるものではないが、フィラメント数が少ないほど曲げ剛性が増加するため硬くなり、ハンドリングが悪くなる。したがって、柔軟性を向上させるためには、１０本以上のフィラメントで構成されるマルチフィラメント糸条が適している。
【００２５】
次に、本発明の原着生分解性繊維の製法例について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の原着生分解性繊維を製造するために使用する直接紡糸延伸装置の一実施態様を示す説明図である。
【００２７】
図１において、脂肪族ポリエステルベースチップと褐色系着色剤を高濃度で含有するマスターチップとをブレンドして溶融したポリマーを紡糸口金１から紡糸する。紡糸された繊維Ｙは、冷却装置２で冷却された後、オイリングローラ３で集束され、油剤が付与される。
【００２８】
引き続いて、繊維Ｙは、セパレートローラを有する供給ローラ４に、次いで、熱セットローラ５に数回捲かれ、供給ローラ４と熱セットローラ５とで延伸及び必要な収縮率への調整が施され、巻取機６で巻き取られる。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００３０】
なお、実施例における強伸度、色調の評価は、次のように行った。
（１）強伸度（cN/dt）
オリエンテック社製テンシロン引張試験機を使用し、糸長２５０mm、引張速度３００mm/分で測定した。
（２）色調
繊維を編機で編成し、得られた筒編み地をミノルタ製色彩色差計で測定したＬ値、ａ値、ｂ値と目視で総合的に判定し、次の2段階で評価した。
【００３１】
○：土壌色に近い、    ×：土壌色とは異なる
（実施例１）
ガラス転移点が５７℃、融点が１７０℃のポリ乳酸ベースチップと、スレン系褐色着色剤が１５．８１質量％含有された上記ベースチップとを２００：１（質量比）でブレンドし、定法により乾燥して２２０℃の押出機に供給し、紡糸装置で溶融紡糸を行った。
【００３２】
すなわち、孔直径が０．３５ｍｍで、紡糸孔を３０個配した紡糸口金より紡糸し、糸条束を空気流により冷却し、供給ローラ（速度３０００m/分）と熱セットローラ（速度５３１６m/分）との間で延伸（延伸倍率１．７７２）して５２３６m/分で巻き取り、１７０dtex／３０fの原着ポリ乳酸繊維を得た。
（比較例１、２）
マスターチップとベースチップとのブレンド比を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして比較用の原着ポリ乳酸繊維を得た。
【００３３】
実施例１及び比較例１、２で得られた原着ポリ乳酸繊維の評価結果を併せて表１に示す。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１から明らかなように、実施例１で得られた原着ポリ乳酸繊維は、土壌色に合う色調と高い強度を有し、ジオファイバー工法用として好適な繊維であった。
【００３６】
一方、スチレン系褐色着色剤の含有量が０．０５質量％より少ない比較例１と、スチレン系褐色着色剤の含有量が０．２０質量％より多い比較例２で得られた原着ポリ乳酸繊維は、いずれも土壌色とは異なる色調を有し、ジオファイバー工法用として不適な繊維であった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のジオファイバー工法用原着生分解性繊維を製造するために使用する直接紡糸延伸装置の一実施態様を示す説明図である。
【００３８】
Ｙ  繊維
１  紡糸口金
２  冷却装置
３  オイリングローラ
４  供給ローラ
５  熱セットローラ
６  巻取機
【図１】
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