JP2003020567A - 脂肪族ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】工程での平滑性、耐摩耗性、集束性、制電性を
有し、巻取工程、延伸工程でのボビンやチーズからの解
舒性、仮撚加工性、製編織性等に優れた脂肪族ポリエス
テル繊維の提供。 【解決手段】平滑剤成分５５〜７５重量％、及び乳化剤
成分２０〜４０重量％を配合した油剤を０．２〜３．０
重量％付着した繊維であって、該繊維は融点が１３０℃
以上の脂肪族ポリエステルからなり、かつ繊維−金属動
摩擦係数が０．３〜０．４５であることを特徴とする脂
肪族ポリエステル繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は脂肪族ポリエステル
繊維の提供に関するものである。さらに詳しくは工程で
の平滑性、耐摩耗性、集束性、制電性を有し、巻取工
程、延伸工程でのボビンやチーズからの解舒性、仮撚加
工性、製編織性等に優れた脂肪族ポリエステル繊維の提
供に関する。

【０００２】

【従来の技術】生分解性を有するポリ乳酸繊維は、使用
後に微生物が多数存在する環境下や海水、淡水の存在す
る環境下に放置すると完全に分解消失する性質をもつ画
期的なポリマーである。

【０００３】しかしながら、脂肪族ポリエステルは一般
に融点が低いためプレートやガイド類との摩擦等による
毛羽・糸切れが起こりやすく工程通過性や製品品位が低
下するといった問題がある。

【０００４】一方、ポリエステルを紡糸、仮撚加工する
時には、繊維表面に仕上げ剤としての油剤を塗布する事
が必要であり、例えばWO99/39041ではポリプロピレンテ
レフタレート繊維に関する油剤について提案されてい
る。

【０００５】しかし、この提案により得られた油剤を用
いて脂肪族ポリエステルを紡糸しても、摩擦抵抗を十分
に低下させる事ができないため、依然として、紡糸、加
工に伴う摩擦、摩耗による工程通過性、製品品位の低下
を抑制することができず、未だに脂肪族ポリエステル繊
維に対する油剤は提案がされてないのが現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
得られなかった工程での平滑性、耐摩耗性、集束性、制
電性を有し、巻取工程、延伸工程でのボビンやチーズか
らの解舒性、仮撚加工性、製編織性等に優れた脂肪族ポ
リエステル繊維を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、平滑剤
成分５５〜７５重量％、及び乳化剤成分２０〜４０重量
％を配合した油剤を０．２〜３．０重量％付着した繊維
であって、該繊維は融点が１３０℃以上の脂肪族ポリエ
ステルからなり、かつ繊維−金属動摩擦係数が０．３〜
０．４５であることを特徴とする脂肪族ポリエステル繊
維によって達成することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明で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、単糸間の融着
の発生による延伸性不良や、染色加工時、熱セット時及
び摩擦加熱時に溶融欠点が生じるなど、製品の品位が著
しく低いものとなる。脂肪族ポリエステルの融点は好ま
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
れた溶融ピークのピーク温度を意味する。具体的な脂肪
族ポリエステルとしては、例えば、ポリ乳酸、ポリグリ
コール酸、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、及び変
性物を用いることができるが中でもポリ乳酸が好まし
い。

【０００９】また、脂肪族ポリエステルには必要に応じ
て、各種の添加剤、例えば、艶消し剤、熱安定剤、消泡
剤、難撚剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収
剤、結晶核剤、蛍光増白剤などを共重合または混合して
も良い。

【００１０】また、本発明は、以下に述べる成分を特定
の割合で組み合わせた油剤を付着させることが必要であ
る。油剤としては、繊維に適度な平滑性を付与し、製
糸、高次工程通過性を向上させる平滑剤、油剤を水に乳
化させ、低粘度化して糸条への付着、浸透性を向上させ
る乳化剤が含まれていることが必要である。その際、平
滑剤は５５〜７５重量％の含有量に調整して使用するこ
とが必要である。平滑剤の含有量が５５重量％を下回る
時、繊維−金属動摩擦係数が高くなり、繊維がロールや
プレート上を通過する際に毛羽が発生する。一方、平滑
剤の含有量が７５重量％を上回ると、繊維−金属動摩擦
係数が低下し過ぎて、ロール上での滑りが見られ、物性
の安定性が低下し、製品品位の低下を招く。

【００１１】一方、乳化剤については、２０〜４０重量
％の含有量に調整して使用することが必要である。乳化
剤の含有量が２０重量％を下回ると、油剤成分が水に均
一に乳化しないため、糸条への付着ムラが起こり、物性
に安定性が損なわれるとともに、繊維−金属動摩擦係数
を下げることができず、毛羽や静電気の原因となる。一
方、乳化剤の含有量が４０重量％を上回ると、水付与時
の粘度が上昇し、平滑性が損なわれるために、繊維−金
属動摩擦係数が高くなり、毛羽や静電気の原因となる。

【００１２】本発明における油剤の構成成分としての平
滑剤は次に示すものを指す。メチルオレート、i-プロピ
ルミリステート、オクチルパルミテート、オレイルラウ
レート、オレイルオレート等の一価のアルコールと一塩
基性脂肪族カルボン酸のエステル、ジオクチルセバケー
ト、ジオレイルアジペート等の一価アルコールと多塩基
性脂肪族カルボン酸エステル、硬化ヒマシ油EO付加物、
二塩基酸のポリエステル、シリコン化合物、ジオクチル
フタレート、トリオレイルトリメリテート等の一価アル
コールと芳香族カルボン酸のエステル、エチレングリコ
ールジオレート、トリメチロールプロパントリカピリレ
ート、グリセリントリオレート等の多価アルコールと一
塩基性脂肪族カルボン酸のエステル、またはこれらのエ
ステル誘導体としてのラウリルオクタノエート等のアル
キレンオキサイド付加エステなど単独、あるいは混合使
用を挙げる事ができる。

【００１３】また、本発明に用いる乳化剤としては、以
下のものが使用できる。活性水素を１以上有する化合物
のアルキレンオキサイド付加物、すなわちラウリルアル
コール、i-ステアリルアルコール、オレイルアルコー
ル、オクチルアルコール、ノニルフェノール等の一価ヒ
ドロキシ化合物のアルキレンオキサイド付加物、グリセ
リンのモノオレイン酸エステル、トリメチロールプロパ
ンのジステアリン酸エステル等の多価アルコール部分エ
ステル及びこれらのアルキレンオキサイド付加物、ヒマ
シ油のアルキレンオキサイド付加物、ラウリルアミン、
ステアリルアミン等のアルキルアミン類のアルキレンオ
キサイド付加物、ミリスチン酸、ステアリン酸、オレイ
ン酸等の高級脂肪族のアルキレンオキサイド付加物など
が挙げられるが、ここで付加するアルキレンオキサイド
としてはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等
が単独あるいは混合使用される。このほかにポリエチレ
ングリコール、ポリプロピレングリコールブロック共重
合体や、さらにラウリン酸トリエタノールアミン、オレ
イン酸ジエタノールアミン、ロート油等のアニオン界面
活性剤も乳化剤として使用できる。

【００１４】本発明に用いる油剤には、本発明の目的を
阻害しない範囲で、本発明の必須構成成分以外の仕上げ
剤成分すなわちアルキルスルホネートのアルカリ金属
塩、アルキルイミダゾリン類等の帯電防止剤の他、イオ
ン性界面活性剤、従来公知の集束剤、防錆剤、防腐剤、
酸化防止剤など同時に使用できる。なお、必要構成成分
以外の成分の含有量は好ましくは１０重量％以下であ
る。

【００１５】以上のような構成成分からなる油剤は、水
に１〜６０重量％、好ましくは１〜３５重量％希釈して
繊維に付着させる事が出来る。その際、構成成分の繊維
上への付着量としては、０．２〜３．０重量％である事
が必要である。０．２重量％未満の付着量では、仕上げ
剤の効果が小さくなる。また、３．０重量％を越える
と、繊維の走行時の抵抗が小さくなりすぎたり、仕上げ
剤がロール、熱板、ガイド等に付着しそれらを汚す事に
なる。

【００１６】以上のようにして得られた繊維は、繊維−
金属動摩擦係数が０．３〜０．４５が満足され、紡糸
性、加工性の良好な繊維となる。繊維−金属動摩擦係数
は、繊維とロールやホットプレート等の金属部分とのこ
すれによる毛羽の発生しやすさを示すパラメーターであ
る。０．３より小さいとすべりすぎて、かえって紡糸・
延伸性が悪くなることや、物性にムラが生じやすくな
る。また、０．４５を越えると摩擦が高くなりすぎて、
毛羽が発生しやすくなる。

【００１７】本発明の製造方法としては、、本発明の脂
肪族ポリエステル繊維を溶融紡糸時に、紡出糸が固化し
た時点であれば、いずれの時点で付与してもよく、通常
は、巻取りが行われる前までに付与する事が望ましい。

【００１８】油剤の付与が適用される紡糸方法として
は、一度未延伸糸を巻き取ってから、延伸機で延伸する
方法、紡糸と延伸を一段で行う方法、２０００〜４００
０m/minで半延伸糸を得る方法、５０００〜１００００m
/minの紡糸速度で紡糸延伸を行う高速紡糸のいずれであ
ってもよい。また、仮撚り加工、エア加工、混繊など任
意の加工が可能である。

【００１９】本発明の脂肪族ポリエステル繊維は、マル
チフィラメントであっても、モノフィラメントであって
も良く、さらに断面形状は丸、扁平、中空、Y型、T型、
多角形など任意であるが、高強度を容易に達成しやすい
観点から、丸断面が好ましい。本発明のポリ乳酸繊維の
繊度としては特に制限はないが、マルチフィラメントで
あれば通常総繊度で５〜２００dtex、モノフィラメント
であれば１〜５０dtexの範囲が好ましい。

【００２０】本発明の脂肪族ポリエステル繊維の伸度
は、耐磨耗性や品質安定性の点から、通常２０〜１８０
％であることが好ましく、より好ましくは２５〜６０％
である。伸度が２０％未満となると、繊維の耐摩耗性は
低いものとなり、このような繊維に対し油剤を付与して
も、実用上使用できない場合がある。また、伸度が１８
０％を越えると繊維の配向が不十分となり、保管や運搬
中のわずかな温度変化や加重で糸が容易に変質してしま
う場合がある。このましくは、延伸糸として２５〜６０
％である。

【００２１】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、測定、評価法は次の通りである。

【００２２】Ａ．油剤付着率 JIS-L-1013に準じて測定した。

【００２３】Ｂ．繊維−金属動摩擦係数 表面が梨地の直径２５mmの鉄製円筒の上に0.4g/dの張力
をかけながら繊維の摩擦体への入り方向と出方向を９０
゜にして、100m/minの速度で摩擦させた時の動摩擦係数
を、次の式により求めた。

【００２４】μ＝4.4/π×ln(T2 / T1) T2：摩擦体より出側の張力、T1：摩擦体より入側の張力 Ｃ．スカムの発生 繊維を経糸、緯糸に用いて平織物を100m製織した時にオ
サの周辺にスカムが発生したかどうかを観察した。な
お、製織は、経密度３８．１本／cm、緯密度３１．５本
／cmで津田駒工業（株）製織機2A-113を使用した。

【００２５】○：発生せず、△：発生したが程度は少な
い、×：スカムが大量に発生。

【００２６】Ｄ．毛羽の発生 繊維を編針に通し、編針に入る糸道と出る糸道の角度を
６０゜に維持して0.5g/dtexの張力下、2m/minで５時間
チーズ状に巻き取りチーズ端面に発生した毛羽数を数え
た。

【００２７】○：発生せず、△：１〜３個発生、×：４
個以上発生。

【００２８】Ｅ．静電気の発生 繊維を経糸、緯糸に用いて平織物を製織した時に、静電
気が発生してオサを通過したときに、繊維同士が寄りつ
く事があったかどうかを観察した。

【００２９】○：見られた、×：見られず。

【００３０】Ｆ．巻きフォームの形状評価 ３．０Ｋｇ巻きのパーンを調整した時に、巻きフォーム
に崩れが見られたかどうかを確認した。

【００３１】○：見られず、×：見られた。

【００３２】実施例１〜５ 融点が１７２℃のポリL-乳酸のチップ（L対比率９５
％、D体比率５％）を窒素雰囲気下、１００℃で１０時
間、乾燥機を用いて乾燥した。得られた乾燥チップを押
出機に投入し、２２０℃で、口金から押出した。紡出さ
れたフィラメント群に２０℃の冷風を３０m/minの速度
で吹き付け、冷却固化させた。固化フィラメントに表１
に記載された、水に５重量％希釈した油剤を付与して集
束した後、３０００m/minで巻き取った。

【００３３】次に、得られた糸を、1HR80℃、2HR115℃
で伸度が４０％となるように延伸し、56T-36fの延伸糸
を得た。本発明で規定した範囲の組成の油剤を付着した
繊維は、いずれも優れた紡糸・延伸性および工程通過性
を示すものであった。

【００３４】

【表１】 比較例１ 表２に示すように平滑剤の量が本発明の範囲を下回る量
を含む油剤を用いた以外は実施例１と同様に製糸した結
果、繊維−金属動摩擦係数が高くなって、ホットロール
を通過した時に、毛羽が発生した。

【００３５】比較例２ 表２に示すように平滑剤の量が本発明の範囲を超える量
を含む油剤を用いた以外は実施例１と同様に製糸した結
果、繊維−金属間動摩擦係数が低下し過ぎたため、ロー
ル上でのすべりが見られ、延伸性の低下や物性のムラが
見られた。

【００３６】比較例３ 表２に示すように乳化剤の量が本発明の範囲を超える量
を含む油剤を用いた以外は実施例１と同様に製糸した結
果、水付与時の粘度が上昇し、平滑性が損なわれるため
に、繊維−金属間動摩擦係数が高くなって、毛羽や静電
気の発生が見られた。

【００３７】比較例４ 表２に示すように乳化剤の量が本発明の範囲を下回る量
を含む油剤を用いた以外は実施例１と同様に製糸した結
果、油剤成分が水に均一に乳化しなかったため、糸条へ
の付着ムラが起こり、物性にもムラが見られた。また、
繊維−金属間動摩擦係数が高くなって、毛羽や静電気の
発生が見られた。

【００３８】比較例５ 表２に示すように実施例５に記載の油剤を用い油剤付着
率を低くして本発明の範囲からはずれた油剤を用いた以
外は実施例１と同様に製糸した結果、繊維−金属間動摩
擦係数が高くなって、毛羽や静電気の発生が見られた。

【００３９】比較例６ 表２に示すように実施例５に記載の油剤を用い油剤付着
率を本発明の範囲を上回る量で付与した以外は実施例１
と同様に製糸した結果、繊維−金属間動摩擦係数が低く
なって、糸がロール上を滑り出し、延伸性が極めて低下
した。

【００４０】

【表２】

【００４１】

【発明の効果】本発明の油剤により、平滑性、耐摩耗
性、集束性、制電性を有し、巻取工程、延伸工程、ボビ
ンやチーズからの解舒性、仮撚加工性、製編織性等に優
れたポリ乳酸繊維を提供する事ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4L033 AA07 AB01 AC02 AC09 BA14 BA21 BA46 CA48 4L038 AA15 AB07 BA13 BA14 BA23 BB07 BB08 CA01 DA20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平滑剤成分５５〜７５重量％、及び乳化剤
   成分２０〜４０重量％を配合した油剤を０．２〜３．０
   重量％付着した繊維であって、該繊維は融点が１３０℃
   以上の脂肪族ポリエステルからなり、かつ繊維−金属動
   摩擦係数が０．３〜０．４５であることを特徴とする脂
   肪族ポリエステル繊維。
2. 【請求項２】脂肪族ポリエステルがポリ乳酸であること
   を特徴とする請求項１記載の脂肪族ポリエステル繊維。