(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点が１４５℃以上のポリ乳酸繊維からなる嵩高度が５０以上、圧縮率が４５％以上の中入れ綿であって、該中入れ綿を構成するポリ乳酸繊維の捲縮数が６山／２５ｍｍ以上、捲縮度が１０％以上であることを特徴とするポリ乳酸中入れ綿。
【請求項２】
中入れ綿を構成するポリ乳酸繊維の断面形状が中空形状であって、中空率が１０〜４５％であることを特徴とする請求項１記載のポリ乳酸中入れ綿。
【請求項３】

中空率が１５〜４５％であることを特徴とする請求項２記載のポリ乳酸中入れ綿。
【請求項４】
中入れ綿を構成するポリ乳酸繊維の単糸繊度が３デニール以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリ乳酸中入れ綿。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリ乳酸中入れ綿に関するものである。更に詳しくは、本発明は、風合いがソフトでかつ生分解性を有する、人間と地球に優しいポリ乳酸中入れ綿に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレートに代表される芳香族ポリエステルからなる合成繊維は物理特性に優れており、衣料用途や非衣料用途で広く使用されている。しかしながら、ポリエチレンテレフタレート繊維からなるポリエステル中入れ綿は、嵩高性を有しているものの、風合いが粗硬であること、自然の微生物による分解がないことから使用後の処分が非常に大変であるという欠点がある。
【０００３】
従来、これらの欠点を改善すべく、例えば、肌に優しい布団を目的として、特開平９−２１７２６９号公報には、繊維の表面を後処理する方法が提案されているが、この方法では、繊維自体がもつ特性からソフト性を得ることは期待できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポリ乳酸繊維の良好な物理特性を有しながら、ソフトな風合いを有すると共に地球に優しいポリ乳酸中入れ綿を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、融点が１４５℃以上のポリ乳酸繊維からなる嵩高度が５０以上、圧縮率が４５％以上の中入れ綿であって、該中入れ綿を構成する繊維の捲縮数が６山／２５ｍｍ、捲縮度が１０％以上であることを特徴とするポリ乳酸中入れ綿によって達成される。更に、本発明の好ましい態様として、軽量性向上を目的に中入れ綿を構成するポリ乳酸繊維を中空断面形状とすること、その繊維の中空率を１０％以上とすること、繊維の弾力性の向上を目的にポリ乳酸繊維の繊度を３デニール以上とすることが含まれる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の中入れ綿は、融点が１４５℃以上のポリ乳酸繊維で構成される。
【０００７】
本発明で用いられるポリ乳酸は、ＤＳＣ測定で得られる溶融ピークのピーク温度が145℃以上である。ポリ乳酸は、生物分解性或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。
【０００８】
本発明において、高融点および低屈折率の観点から最も望ましいポリマーとしては、Ｌ−乳酸を主成分とするポリ乳酸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重量％以上がＬ−乳酸からなっていることを意味し、４０重量％を超えない範囲でＤ−乳酸を含有するポリ乳酸であっても良い。
【０００９】
ポリ乳酸の製造方法には、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せしめ、その後開環重合を行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あってもよい。ラクチド法によって得られるポリマーの場合には、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環状２量体の含有量を0.1wt％以下とすることが望ましい。また、直接重合法の場合には、環状２量体に起因する問題が実質的にないため、製糸性の観点からはより好適であるといえる。
【００１０】
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するため好ましくない。
【００１１】
また、本発明におけるポリ乳酸は、Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸のほかにエステル形成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、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール、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またはそれらの誘導体、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またはそれらの誘導体が挙げられる。
【００１２】
また、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、およ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、着色顔料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。
【００１３】
本発明で用いられるポリ乳酸は、融点が１４５℃以上であることが必要である。融点が145℃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、更に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℃以上であり、さらに好ましくは160℃以上である。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。
【００１４】
本発明では、このようなポリ乳酸を用いることによって、芳香族ポリエステルとは異なり、良好なソフト感を呈する。この良好なソフト感は、ポリ乳酸繊維のヤング率が芳香族ポリエステル繊維のヤング率に比べ明確に低いことに起因している。
【００１５】
本発明のポリ乳酸中入れ綿、は嵩高度が５０以上であることが必要である。嵩高度が５０未満の場合は、例えば、布団に用いた場合には空隙率が低く、布団としての保温性が低くなり布団として満足できるものとはならない。布団としての保温性の面から嵩高度は好ましくは６０以上、特に好ましくは１００以上である。
【００１６】
嵩高性を向上するためには、ポリ乳酸中入れ綿を構成する繊維にスパイラル捲縮を付与することが有効である。スパイラル捲縮を付与する手段は多くあるが、例えば繊維を断面方向に非対称性を持たせ、延伸時の配向差によるスパイラル捲縮を発現させる方法、および延伸後のリラックス熱処理時に生じる収縮率差によってスパイラル捲縮を発現させる方法がある。
【００１７】
また、本発明のポリ乳酸中入れ綿においては、その圧縮率は４５％以上必要である。これは、例えば布団に用いたときの圧縮時の嵩高性である。圧縮率が低い場合には、小さな圧縮荷重でも嵩高特性が低下し、前述した保温性が低下してしまう。この観点から好ましい圧縮率は５０％以上、特に好ましい圧縮率は６０％以上である。
【００１８】
本発明のポリ乳酸中入れ綿を構成する繊維の捲縮数は６山／２５ｍｍ以上が必要である。捲縮数が６山／２５ｍｍ未満の場合は、機械捲縮とスパイラル捲縮いずれの捲縮でも嵩高で軽量感のある良好な風合いを達成することはできない。捲縮数は好ましくは７山／２５ｍｍ以上であり、特に好ましくは８〜９山／２５ｍｍである。捲縮数が多すぎると、嵩高性が逆に低下してしまう。その点から捲縮数は１２山／２５ｍｍ以下、特に好ましい捲縮数は１０山／２５ｍｍ以下である。
【００１９】
また、本発明のポリ乳酸中入れ綿を構成する繊維の捲縮度は１０％以上が必要である。捲縮度が１０％未満では空隙率が高くならず、ひいては軽量性、ソフト性、および保温性が不十分となる。好ましい捲縮度は１５％以上であり、特に好ましくは２０％以上である。
【００２０】
本発明では、繊維の捲縮形態については機械捲縮でもスパイラル捲縮でも良いが、嵩高性をより高めるためにはスパイラル捲縮の方が好ましい。スパイラル捲縮を付与する手段としては中空化が有効であり、１０％以上の中空断面とすることが好ましい。中空率はスパイラル捲縮付与性、見かけ密度を小さくすることから高い方が好ましいが、高すぎる場合には中空部のつぶれ、あるいはクラックが発生する。好ましい中空率は１５％〜４５％であり、特に好ましい中空率は２０％〜３５％である。ここで言う中空率とは、繊維断面の外形から求めた面積に対する中空部分の面積比を百分率で表したものである。
【００２１】
中入れ綿が圧縮に耐えるため、繊度について好ましい範囲が存在する。圧縮特性を向上させる目的から好ましい単糸繊度は３デニール以上、特に好ましくは５デニール以上である。但し、繊度が大きすぎると粗硬感が強くなり好ましくない。本発明において、好ましい単糸繊度は５０デニール以下、特に好ましくは２０以下である。
【００２２】
本発明のポリ乳酸中入れ綿は、中入れ綿を構成する繊維は、繊維自体がソフト性を有しているのでそのまま使用できるが、繊維表面にシリコーン等を付与して、更なるソフト性を付与することが大変有効である。この場合、シリコーン等の付与率は、繊維に対して０．３〜１．０重量％程度が好ましい。
【００２３】
次に、本発明のポリ乳酸中入れ綿を構成する繊維は、例えば次のようにして製造することができる。
【００２４】
ポリ乳酸ポリマを通常の紡糸機を用いて溶融・紡糸するが、このとき吐出孔形状を４スリットからなる中空口金とする。紡糸直後の冷却を２０℃の冷却空気を強く吹き付けて行い、巻き取った後、液浴延伸後に軽度の機械捲縮を付与する。次いで、リラックス状態で高温熱処理して、スパイラル捲縮を発現させる。次いで、所望の長さに繊維を切断することによって、本発明のポリエステル中入れ綿を構成する繊維を得ることができる。
【００２５】
本発明のポリ乳酸中入れ綿は、布団をはじめとして、クッション材およびぬいぐるみなどの中入れ綿として好適に用いられる。
【００２６】
【実施例】
次に、実施例に基づきで本発明を詳細に説明する。また、実施例で採用した各種の物理特性の測定方法は次のとおりである。
【００２７】
Ａ．融点
パーキンエルマー社製の示差走査熱量計（ＤＳＣ−７）を用いて、昇温速度15℃／分の条件で測定し、得られた溶融ピークのピーク温度を融点とした。
【００２８】
Ｂ．極限粘度（η）
オルソクロロフェノール10mlに対して試料0.100gを溶解し、温度25度においてオストワルド粘度計を用いて測定した。
【００２９】
Ｃ．溶融粘度
東洋製機（株）社製キャピログラフを用いて260℃における剪断速度と溶融粘度との関係を測定した。測定にはＬ／Ｄ＝10/1（mm）のダイを使用し、剪断速度1000sec-1のときの粘度をもってその試料の溶融粘度とした。
【００３０】
Ｄ．嵩高性：ＪＩＳ  Ｌ  １０９７−１９８２に準拠した。
【００３１】
Ｅ．圧縮度：ＪＩＳ  Ｌ  １０９７−１９８２に準拠した。
【００３２】
Ｆ．捲縮数：ＪＩＳ  Ｌ  １０９７−１９８２に準拠した。
【００３３】
Ｇ．捲縮度：ＪＩＳ  Ｌ  １０９７−１９８２に準拠した。
【００３４】
［実施例１］
260℃、1000 sec-1における溶融粘度が1200poiseであるポリＬ−乳酸チップ（（株）島津製作所製ラクティ5000、Ｌ体比率１００％）を、60℃に設定した真空乾燥器で４８時間乾燥した。乾燥したチップをプレッシャーメルター型紡糸機にて、メルター温度250℃にて溶融し、紡糸温度260℃とした溶融パックへ導入して、スリット幅０．１ｍｍ、スリット直径１．２ｍｍ孔長0.30mmの細孔を３６０ホール有する紡糸口金から紡出した。この紡出糸を20℃、８０m/minのチムニー風によって非対象冷却を行った。冷却後油剤を付与して収束した後、1200m/minで引き取って未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を収束して８０万デニールとし、液浴の延伸温度９０℃、延伸倍率３．０倍で延伸した後、スタッファーボックスで機械捲縮を付与した。次いで、１３０℃でリラックス熱処理を行い、油剤付与後７６ｍｍに切断して、６デニール６４ｍｍの原綿を得た。
【００３５】
得られた原綿の強度は4．８g/d、伸度は４５％、中空率は２５％であった。得られた原綿は非常にソフトで嵩高なものであった。結果を表１に示す。
【００３６】
［実施例２］
紡出糸を冷却する冷却風の速度を６０ｍ／ｍｉｎに変更した以外は、実施例１と同様にを行った。嵩高性は実施例１に比べて劣っていたが、ソフトで嵩高なものであった。結果を表１に示す。
【００３７】
［実施例３］
吐出口金を単なる円孔形状の口金に変更し、冷却風速度を３０ｍ／ｍｉｎに変更した以外は、実施例１と同様に行った。嵩高性はやや劣っていたが、非常にソフトな原綿であった。結果を表１に示す。
【００３８】
［実施例４、比較例７］ポリ乳酸のＤ体含有率を次のように変更した以外は、実施例１と同様に行った。実施例４ではＤ体を９モル％共重合したポリマを使用したが、製糸性は全く問題がなかった。比較例７はＤ体を１３モル％共重合したポリマを使用したが、紡糸時に若干融着が発生して延伸時に僅かではあったが糸切れを起こしたが、いずれも非常にソフトで嵩高な原綿であった。結果を表１に示す。
【００３９】
［実施例５、６、７］延伸後の熱処理条件を変更して、次のように捲縮数を変更した以外は、実施例１と同様に行った。実施例５では１０山／２５ｍｍとしたが、実施例１以上に嵩高であり、非常にソフトな原綿を得た。実施例６では捲縮数を６山／２５ｍｍとしたが、嵩高性、ソフト性とも優れたものであった。実施例７では捲縮数を１５山／２５ｍｍとした以外、実施例１と同様に行った。嵩高性、ソフト性ともに優れた原綿であった。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
0004081903.tif 000002
【００４１】
比較例２では、ＰＥＴにイソフタール酸（ＰＥＩ）を２０モル％ランダム共重合したポリマを使用した。紡糸・延伸条件は比較例１と同様の条件とした。比較例１で得た原綿にほぼ近似した風合いを有する原綿であり、粗硬感の強い原綿であった。
【００４２】
比較例３では、ポリマとしてポリカプロラクトンを使用した。紡糸温度範囲を１００〜２００℃の範囲で変更したが、紡糸時に融着が発生し、紡糸が出来なかった。
【００４３】
比較例４では、ポリマにポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を使用した。紡糸及び延伸は問題なく良好であったが、風合いが粗硬であった。
【００４４】
比較例５では、ポリエチレンテレフレートとポリブチレンテレフタレート１：１のランダム共重合ポリマを使用した。紡糸温度を２３０℃とした以外は実施例１と同様の条件でテストを行った。製糸性は良好であったが、風合いが粗硬であった。
【００４５】
比較例６では、実施例１と同様のポリマを使用したが、繊維断面を中実にしたこと、非対称冷却をしなかったこと、捲縮特性を表２に示すように緩めに設定して行った。製糸性は良好であったが、嵩高性に欠け、風合いも粗硬であった。
【００４６】
結果を表２に示す。
【００４７】
【表２】
0004081903.tif 000003
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、非常にソフトな風合いを有すると共に中入れ綿として十分な嵩高性を有する原綿（ポリ乳酸中入れ綿）を得ることができる。更には、本発明のポリ乳酸中入れ綿は生分解性があるため、自然界で分解が進み地球環境保護の点からも有用な繊維である。