(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子量が異なるポリ乳酸樹脂Ａ、Ｂをサイドバイサイド型に配した複合繊椎であり、沸水処理後の捲縮率が40％以上、弾性率が50％以上であり、かつ、ポリ乳酸樹脂Ａとポリ乳酸樹脂Ｂとが下記式(1) を満足するものであることを特徴とする潜在捲縮性ポリ乳酸複合繊維。
５０００≦ＭＡ−ＭＢ≦４００００      ……(1)
ただし、ＭＡ：ポリ乳酸樹脂Ａの数平均分子量
ＭＢ：ポリ乳酸樹脂Ｂの数平均分子量
【請求項２】
ポリ乳酸樹脂Ａとポリ乳酸樹脂Ｂとが下記式(2) を満足するものである請求項１記載の潜在捲縮性ポリ乳酸複合繊維。
５≦ＤＡ−ＤＢ≦１２              ……(2)
ＤＡ：ポリ乳酸樹脂Ａ中の全乳酸におけるＤ−乳酸の含有率（質量％）
ＤＢ：ポリ乳酸樹脂Ｂ中の全乳酸におけるＤ−乳酸の含有率（質量％）
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土壌や大気中で生分解し、かつ、捲縮性に優れ、膨らみ感のある風合いを有する織編物を得るのに好適な潜在捲縮性ポリ乳酸複合繊維に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエステル繊維は、力学的性質、熱安定性、ウォツシヤブル性等に優れており、衣料用、産業資材用、インテリア用等極めて広い分野に使用されている。それらの中で、一般衣料用途、スポーツ衣料等の織編物には、着用時の快適性の面から、ストレッチ性や風合い等の要求性能も求められており、現在までに織編物に伸縮性を持たせる方法が種々提案されている。
【０００３】
例えば、ストレッチ性を有する布帛を得る方法としては、熱収縮挙動が異なる２種類のポリエステルポリマーをサイドバイサイド型に接合した潜在捲縮性の複合繊維を使用することがよく知られている。
【０００４】
しかし、このようなポリエステル繊維を含め、ポリオレフイン、ポリアミド等の合成繊維は、使用した後自然界に放置されても分解され難く、地球環境の保護の面からさまざまな問題を生じている。例えば、これらの生活衣料品等は分解され難いため、使用後に一部はリサイクルされるが、その大半は焼却等の処理が必要となるため、その廃棄に制限があった。
このような問題を解決するために、土中や水中で分解される布帛を用いることが考えられてきたが、未だ十分なものは得られていない。
【０００５】
従来の生分解性ポリマーとしては、セルロース、セルロース誘導体、キチン、キトサン等の多糖類、タンパク質、ポリ3-ヒドロキシプチレートや3-ヒドロキシプチレートと3-ヒドロキシバリレートの共重合体等の微生物により作られるポリマー、ポリグリコリド、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステルが知られている。
【０００６】
これらの中で、主に使用されているセルロース系のコットン、再生セルロースは安価であるが、熱可塑性でないため用途が限定されている。また、微生物により作られるポリ3-ヒドロキシプチレート、3-ヒドロキシプチレートと3-ヒドロキシバリレートの共重合体等は、高価であり汎用に向いておらず、また強度が低いという問題があった。さらに、ポリカプロラクトンやポリブチレンサシサクシネートは、溶融紡糸可能な熱可塑性の生分解性ポリマーであるが、融点が低く、耐熱性が劣るという問題があった。
【０００７】
また、同様に熱可塑性樹脂であるポリ乳酸は、溶融紡糸が容易で耐熱性もあるため、産業資材をはじめ、一般衣料用途にも用いられている。しかし、ポリ乳酸を用いた織編物は、ストレッチ性、ソフト性、風合い等の面で不満足な点があり、このような差別化された一般衣料用途に好適な織編物用の生分解性繊維は、未だ提案されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題を解決し、土壌や大気中で生分解性を示し、かつ、捲縮性に優れ、膨らみ感を有する織編物を得るのに好適な潜在捲縮性ポリ乳酸複合繊維を提供することを技術的な課題とするものである。
【０００９】
【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を重ねた結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、次の構成を要旨とするものである。
（イ）分子量が異なるポリ乳酸樹脂Ａ、Ｂをサイドバイサイド型に配した複合繊椎であり、沸水処理後の捲縮率が40％以上、弾性率が50％以上であり、かつ、ポリ乳酸樹脂Ａとポリ乳酸樹脂Ｂとが下記式(1) を満足するものであることを特徴とする潜在捲縮性ポリ乳酸複合繊維。
５０００≦ＭＡ−ＭＢ≦４００００      ……(1)
ただし、ＭＡ：ポリ乳酸樹脂Ａの数平均分子量
ＭＢ：ポリ乳酸樹脂Ｂの数平均分子量
（ロ）ポリ乳酸樹脂Ａとポリ乳酸樹脂Ｂとが下記式(2) を満足するものである（イ）記載の潜在捲縮性ポリ乳酸複合繊維。
５≦ＤＡ−ＤＢ≦１２              ……(2)
ＤＡ：ポリ乳酸樹脂Ａ中の全乳酸におけるＤ−乳酸の含有率（質量％）
ＤＢ：ポリ乳酸樹脂Ｂ中の全乳酸におけるＤ−乳酸の含有率（質量％）
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の潜在捲縮性ポリ乳酸複合繊維は、分子量が異なるポリ乳酸樹脂Ａ、Ｂをサイドバイサイド型に配した複合繊維である。
【００１１】
本発明でいうポリ乳酸樹脂とは、ポリ乳酸及び／又はポリ乳酸を主体とする共重合物である。ポリ乳酸を製造するための乳酸としては、Ｄ体のみ、Ｌ体のみ、Ｄ体とＬ体の混合物のいずれでもよい。ポリ乳酸を主体とする共重合物としては、乳酸（Ｄ体のみ、Ｌ体のみ、Ｄ体とＬ体の混合物のいずれでもよい。）と、例えば  ε−カプロラクトン等の環状ラクトン類、α−ヒドロキシ酪酸、α−ヒドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ青草酸等のα−オキシ酸類、エチレングリコール、1,4-ブタンジオール等のグリコール類、コハク酸、セバシン酸等のジカルボン酸類から選ばれるモノマーの一種又は二種以上とを共重合したものが挙げられる。共重合の割合としては、乳酸 100質量部に対して、共重合させるモノマーは10質量部以下が好ましく、５質量部以下がより好ましい。
【００１２】
本発明の潜在捲縮性ポリ乳酸複合繊維は、沸水処理後の捲縮率が40％以上、好ましくは45％以上、弾性率が50％以上、好ましくは55％以上である捲縮性能を有することが必要である。
ここで、沸水処理後の捲縮率及び弾性率とは、次に示す方法で測定されるものである。すなわち、検尺機にて５回かせ取りした糸条を、1/6800(cN/dtex) の荷重を掛けたまま30分間放置し、次いでこの状態を維持したまま沸水中に入れて30分間処理する。その後、30分間風乾し、1/570(cN/dtex)の荷重を掛け、長さ（ｂ）を測定する。次に、1/570(cN/dtex)の荷重を外した後、1/22.5(cN/dtex) の荷重を掛けて、その長さ（ｃ）を測定する。再び1/570(cN/dtex)の荷重を掛け、その長さ（ｄ）を測定する。そして、次の式によって捲縮率及び弾性率を求める。
捲縮率（％）＝〔（ｃ−ｂ）／ｃ〕×100
弾性率（％）＝〔（ｃ−ｄ）／（ｃ−ｂ）〕×100 である。
【００１３】
本発明において、複合繊維の沸水処理後の捲縮率が40％未満の場合には、捲縮発現後の糸条の伸長性が乏しくなり、この糸条から得られる織編物の伸長性も乏しく、織編物に良好な伸縮性を付与できなくなる。また、複合繊維の沸水処理後の弾性率が50％未満の場合には、糸条の伸長回復性が低くなり、得られる織編物の伸長回復性が低く、織編物に良好なストレッチ性や膨らみ感を付与できなくなる。
【００１４】
本発明の複合繊維は、分子量が異なるポリ乳酸樹脂Ａ、Ｂをサイドバイサイド型に配した繊維であり、両ポリ乳酸樹脂間の熱収縮差を利用して、スパイラル状の捲縮を発現させるものである。ポリ乳酸樹脂Ａとポリ乳酸樹脂Ｂとの分子量の差が大きい程、捲縮発現に有利となる。しかし、分子量の差が大きいと、紡糸時の口金直下でニーリングを生じ、紡糸の操業性が悪くなる。一方、分子量の差が小さいと、捲縮の発現性が低下する。
【００１５】
本発明において、紡糸性と捲縮発現性がよく、沸水処理後の捲縮率が40％以上、弾性率が50％以上の捲縮性能を有する複合繊維とするためには、ポリ乳酸樹脂Ａ、Ｂが前記式(1)を満足し、さらには前記式(2)を満足するものであることが好ましい。すなわち、複合繊維が良好な捲縮性能を有するためには、ポリ乳酸樹脂Ａの数平均分子量とポリ乳酸樹脂Ｂの数平均分子量の差を5000以上、40000 以下、特に8000以上、32000 以下とすることが好ましい。
【００１６】
また、ポリ乳酸樹脂Ａ中の全乳酸におけるＤ−乳酸含有率とポリ乳酸Ｂに含まれるＤ−乳酸含有率の差は５質量％以上、12質量％以下とすることが好ましい。ポリ乳酸樹脂Ａの数平均分子量とポリ乳酸樹脂Ｂの数平均分子量の差が5000未満であると、各々の樹脂間の受熱時の収縮差が小さくなり、発現するスパイラル捲縮が不十分となる。ポリ乳酸樹脂に含まれるＤ−乳酸含有量の差が５質量％未満であると、各々の樹脂間の受熱時の収縮差が小さくなり、発現するスパイラル捲縮が不十分となるため好ましくない。
【００１７】
また、ポリ乳酸樹脂Ａの数平均分子量とポリ乳酸樹脂Ｂの数平均分子量の差が40000 より大きいと、溶融時の粘度差が大きくなり、紡糸口金直下に発生するニーリングが増大し紡糸操業性が悪くなるため、好ましくない。あるいは、ポリ乳酸樹脂に含まれるＤ−乳酸含有量の差が12質量％を超えると、特にポリ乳酸樹脂Ａ中の全乳酸におけるＤ−乳酸量が増えてしまうため、ポリ乳酸樹脂Ａの融点が低下し、複合繊維の熱処理時に膠着や融解が起こって捲縮が発現し難く、織編物の風合いを硬くするため好ましくない。
【００１８】
本発明の潜在捲縮性ポリ乳酸複合繊維の断面形態は、円型、長円型、ひょうたん型、多角型、多葉型その他各種の非円型（異型）、中空型など任意に選択することができる。繊度も同様に使用目的に応じて任意に選択すればよいが、通常の衣料用用途では、単糸繊度1.0 〜20dtex程度の範囲、特に２〜10dtexの範囲が好ましく用いられる。
【００１９】
本発明の複合繊維には、各種顔料、染料、着色剤、撥水剤、吸水剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、金属粒子、無機化合物粒子、結晶核剤、滑剤、可塑剤、抗菌剤、香料その他の添加剤を使用用途に応じて混合することができる。
【００２０】
次に、本発明の潜在捲縮性ポリ乳酸複合繊維の製法例について説明する。
まず、通常のサイドバイサイド型複合繊維用の複合紡糸装置を用いて、ポリ乳酸樹脂Ａとポリ乳酸樹脂Ｂとを溶融して別々の計量孔にて計量し、口金背面でサイドバイサイドになるように合流させ、同一吐出孔から吐出させ、紡出糸条を横吹付装置や環状吹付装置等の公知の冷却装置を用いて吹付風により糸条を冷却した後、油剤を付与し、引取ローラを介して捲取機に捲取る。曳糸性を考慮すると、引取ローラの速度は８００〜３５００ｍ／分であることが好ましい。
【００２１】
次いで、得られた未延伸糸を公知の延伸機にて周速の異なるローラ群間で延伸、熱処理を行い、目的とする潜在捲縮性ポリ乳酸複合繊維を得る。
上記の製造法において、溶融紡糸時のポリ乳酸樹脂の温度は、特に限定されるものではないが、ポリ乳酸樹脂の融点以上、２３０℃以下、特にポリ乳酸樹脂の融点以上、２１０℃以下であるであることが望ましい。溶融紡糸時のポリ乳酸樹脂の温度が２３０℃を超えると、ラクチドを再生成して熱劣化しやすくなる。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例における特性値等の測定法は、次のとおりである。
（1)相対粘度〔ηR 〕
フェノール／四塩化エタンの等質量混合溶液を溶媒とし、ウベローデ粘度計を使用して、温度20℃で測定した。
（2)数平均分子量
テトラヒドロフランを溶媒として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（GPC ）法により測定した。充填剤としてｗａｔｅｒｓ社製のＳｔｙｒａｇｅｌ HR ＃54460 及び＃44225 、Ｕｌｔｒａｓｔｙｒａｇｅｌ  ＃10571 の３種類を使用し、屈折率計を使用して測定した。
（3)Ｌ・Ｄ−乳酸の含有率（質量％）
純水と1Nの水酸化ナトリウムのメタノール溶液の等質量混合溶液を溶媒とし、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）法により測定した。カラムにはsumichiralO A6100 を使用し、ＵＶ吸収測定装置により検出した。
（4)紡糸性
48錘の紡糸を行い、24時間当たりの糸切れ回数から下記の評価を行った。
0004033712.tif 000002
なお、評価◎と○を合格点とした。
（5)捲縮率、弾性率（％）
本文中に記載の方法で測定した。
（6)風合い評価（ストレッチ性と膨らみ感）
複合繊維を筒編みとし、精練した後、 100℃で30分間煮沸した。その筒編み地を、10人のパネラーの触感による官能検査を行い、下記５段階評価により採点した。
１点：風合い不良
２点：風合いやや不良
３点：風合い普通
４点：風合い良好
５点：風合い非常に良好
なお、評価は10人のパネラーの合計点により評価し、風合い評価の合計が35点以上を合格点とした。
【００２３】
実施例１
数平均分子量７４５００、Ｄ−乳酸の含有率が７．０質量％であるＬ一乳酸を主体とするポリ乳酸樹脂Ａと、数平均分子量５２０００、Ｄ−乳酸の含有率が１．２質量％であるＬ一乳酸を主体とするポリ乳酸樹脂Ｂとを、紡糸温度２１０℃で溶融し、各ポリマーの質量比率を５０：５０、吐出量を３０．６ｇ／分とし、２４孔の通常のサイドバイサイド型を形成する紡糸ノズルを用いて、引取速度２８００ｍ／分で引き取り、高配向未延伸糸を得た。この時、４８錘で紡糸し、２４時間当たりの糸切れは１回と良好であった。
得られた高配向未延伸糸を７０℃で予熱した後、延伸倍率１．２５、熱セット温度１５０℃、延伸速度５００ｍ／分で延伸を行い、複合繊維を得た。
【００２４】
得られた複合繊維の物性は、繊度１０８ｄｔｅｘ、強度２．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度１８．５％であった。また、複合繊維の性能は、沸水処理後の捲縮率５８．４％、弾性率５６．５％であった。この複合繊維の風合い評価を行ったところ、非常に良好なストレッチ性と膨らみ感を有していた。
【００２５】
実施例２〜４、比較例１〜４
ポリ乳酸樹脂ＡとＢの数平均分子量及びＤ−乳酸の含有量を表１記載のように変更した以外は、実施例１と同様な方法により、ポリ乳酸複合繊維を得た。得られた複合繊維の評価結果を併せて表１に示す。
が発現し難く、織編物の風合いを硬くするため好ましくない。
【００２６】
【表１】
0004033712.tif 000003
【００２７】
表１から明らかなように、実施例１〜４で得られた複合繊維は、沸水処理後の捲縮率が４０％以上で、かつ弾性率が５０％以上であったため、良好なストレッチ性と膨らみ感を有していた。
【００２８】
一方、比較例１は、使用したポリ乳酸樹脂Ａ、Ｂ間の数平均分子量差とＤ−乳酸の含有量差が小さく、紡糸性は良好であるものの、捲縮率と弾性率の値が低いものとなった。そのため、得られた複合繊維の風合いは、伸縮性が乏しいものであった。
また、比較例２は、ポリ乳酸樹脂Ｂよりポリ乳酸Ａの数平均分子量が大きいため、捲縮率と弾性率の値が低く、得られた複合繊維の風合いは伸縮性が乏しく、硬いものであった。
次に、比較例３は、ポリ乳酸樹脂Ａ、Ｂ間の数平均分子量差が小さいため、繊維は捲縮率の値が低く、得られた複合繊維の風合いは伸長性が乏しくなった。
【００２９】
比較例４は、ポリ乳酸樹脂Ａ、Ｂ間の数平均分子量差が大きすぎるため、紡糸時のノズル直下のニーリングが大きくて紡糸調子が著しく悪くなり、複合繊維を得ることができなかった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、土壌や大気中で生分解性を有しつつ、製糸性が良好で製造が容易であり、かつ、捲縮性に優れ、膨らみ感を有する織編物を得るのに好適なポリ乳酸潜在捲縮性複合繊維が提供される。