JP2010084286A - ポリ乳酸系モノフィラメント糸及び織物 - Google Patents

Abstract

【課題】生分解性能に優れた、高品質で環境に優しい薄地織物を得るのに好適なポリ乳酸系モノフィラメント糸を提供することを目的とする。
【解決手段】平均分子量５万〜１０万、光学純度９５．０〜９９．５％のポリＬ−乳酸を溶融紡糸した後、これを延伸してトータル繊度３０〜６００ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸条となし、さらにこれを分繊することにより得たモノフィラメント糸であって、単糸繊度が３〜３０ｄｔｅｘ、かつ熱水収縮率が１５％以下であるポリ乳酸系モノフィラメント糸。
【選択図】なし

Description

本発明は、所謂ストレート分繊糸に関するものであり、詳しくは生分解性能を有するポリ乳酸系モノフィラメント糸に関するものである。

モノフィラメント糸には、紡糸、延伸を経ることにより直接的に得るモノフィラメント糸と、一旦マルチフィラメント糸を得た後、これを１本ずつ分繊して得る、所謂ストレート分繊糸と呼ばれるものがある。これらは、主にカーテン分野やブライダル分野などに使用され、特に、軽くて張り感のあるオーガンジー用薄地織物として好ましく使用される。

ストレート分繊糸の例として、例えば特許文献１には、カルシウム原子とリン原子とを含有し、断面形状として三葉断面をなしたポリエステルモノフィラメント糸が開示されており、この糸を用いることで光沢性や透明性などを持つオーガンジー用薄地織物を得ることができる。

また、特許文献２には、金属スルホネート基を含有するイソフタル酸成分を含み、異型断面となした改質ポリエステルモノフィラメント糸が開示されている。この糸もオーガンジー用薄地織物を構成する糸として好適であり、織物の発色性、鮮明性、強度などを高める点で有利となる。
特開平９−２４１９２３号公報 特開平９−２６８４３２号公報

今日までに提案されてきたオーガンジー用薄地織物は、上記のように視覚的な感性に優れているため、当該織物が属するカーテン分野、ブライダル分野における見映え重視の要求に対し十分応えうるものであった。

ところが、近年、産業廃棄物が環境を汚染するのを防止するために、生分解性を有する繊維製品が注目され、オーガンジー用薄地織物においても同じく生分解性の要望が強まってきた。しかし、現在のところ、この要望を実現するためのオーガンジー用薄地織物は検討されておらず、勿論、そのためのストレート分繊糸も一切検討されていないのが実情である。

本発明は、このような従来技術の欠点を解消するものであり、生分解性を有し、高品質で環境に優しい薄地織物を得るのに好適なポリ乳酸系モノフィラメント糸を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリ乳酸系マルチフィラメント延伸糸を分繊して得た、生分解性を有するポリ乳酸系モノフィラメント糸を使用すれば、高品質で環境に優しい薄地織物を得ることができることを知見し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、平均分子量５万〜１０万、光学純度９５．０〜９９．５％のポリＬ−乳酸を溶融紡糸した後、これを延伸してトータル繊度３０〜６００ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸条となし、さらにこれを分繊することにより得たモノフィラメント糸であって、単糸繊度が３〜３０ｄｔｅｘ、かつ熱水収縮率が１５％以下であることを特徴とするポリ乳酸系モノフィラメント糸を要旨とし、さらに、この糸を使用してカバーファクターを特定範囲に設定した織物を含むものである。

本発明によれば、生分解性を有し、高品質で環境に優しい薄地織物を得るのに好適なポリ乳酸系モノフィラメント糸を提供することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明は、生分解性を有するポリ乳酸系モノフィラメント糸を対象とする。本発明のポリ乳酸系モノフィラメント糸は、仮撚加工糸が通常有するところのトルクを有さないことから、ストレート分繊糸の範囲に属するといえる。

本発明のモノフィラメント糸は、平均分子量５万〜１０万、光学純度９５．０〜９９．５％のポリＬ−乳酸を溶融紡糸した後、これを延伸してトータル繊度３０〜６００ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸条となし、さらにこれを分繊することにより得ることができる。

本発明のポリ乳酸系モノフィラメント糸を形成するポリ乳酸としては、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との光学異性体の共重合体を主成分とする。ポリ乳酸の平均分子量としては、５万〜１０万であることが必要であり、６万〜９万の範囲が好ましい。平均分子量が５万未満になると、実用的な強度を得られず、一方、１０万を超えると、生分解性が低下する。

また、ポリＬ−乳酸の光学純度としては９５．０〜９９．５％である必要があり、９７．５〜９９．０％であることが好ましい。光学純度が９５．０％未満になると、ポリ乳酸の融点が低下し、モノフィラメント糸の耐熱性が劣ると共に生分解する速度が高くなりすぎる。一方、９９．５％を超えると、ポリ乳酸の結晶化が高くなり、結果、生分解する速度が遅くなりすぎ、モノフィラメント糸の特性として生分解性があるとはいえなくなる。

そして、ポリ乳酸系マルチフィラメント糸の総繊度は、３０〜６００ｄｔｅｘとし、好ましくは１００〜４００ｄｔｅｘとする。

さらに、ポリ乳酸系モノフィラメント糸の糸質について説明すると、まず、単糸繊度については、用途や後の工程などを考慮し、３〜３０ｄｔｅｘとする。繊度が３ｄｔｅｘ未満になると、織物準備工程や製織工程において糸を取り扱うことが困難となるばかりか、織物風合いにおいても張り腰感が失われる。一方、３０ｄｔｅｘを超えると、紡糸時の冷却効果が乏しくなる結果、糸間で融着が発生し易くなるなど操業面で問題が発生することがあり、分繊操業性においても問題が残る。また、得られたモノフィラメント糸の糸質物性が不安定のため、織物にした場合風合い及び品位品質を損ねてしまう点でも問題が残る。

ポリ乳酸系モノフィラメント糸の熱水収縮率については、１５％以下を満足する必要がある。熱水収縮率が１５％を超えると、織物の収縮力が強くなり過ぎる結果、ポリ乳酸系モノフィラメント糸の繊度が太くなって織物の風合いが損なわれ、同時に織物の寸法安定性も低下する。本発明では、特に熱水収縮率として５〜１０％が好ましい。

以上の構成を具備するポリ乳酸系モノフィラメント糸を得るには、コストの点を考慮すれば直接的に紡糸、延伸して得ることが好ましい。しかし、品質や紡糸性の点からは、まずポリ乳酸系マルチフィラメント糸を得、しかる後にこれを１本ずつ分繊して目的の糸となすことがむしろ好ましくので、本発明ではこのような手段を採用するのである。

かかるポリ乳酸系マルチフィラメント糸としては、スピンドロー糸などの一工程糸の他、ＵＤＹ（未延伸糸）やＰＯＹ（高配向未延伸糸）などを延伸して得る二工程糸のいずれもが採用可能である。ポリ乳酸系マルチフィラメント糸を得るには、一般的な溶融押出機から紡出することにより得ることができる。この場合、紡出後において、冷却固化するまでの糸条近傍の雰囲気温度を一定温度範囲に保つことが好ましい。具体的には、紡糸口金面から２０〜４０ｃｍの位置の雰囲気温度を、７０〜９０℃に設定することが好ましい。これは、ポリ乳酸が、ポリエチレンテレフタレートやナイロン６のような合成繊維と比較して、融点と固化温度との差が小さいからである。つまり、一般的な溶融紡糸方法を採用すると、紡出後すぐにポリ乳酸系マルチフィラメント糸が冷却固化されてしまい、フィラメントの表層付近が断面の中心付近と比べて分子配向が高くなり、その結果、スキンコア構造を呈すことがあるからである。このような点から、雰囲気温度を７０〜９０℃の範囲に設定するのである。これにより、フィラメントの表層付近と中心付近との配向差を緩和することができるのである。

ここで、ポリ乳酸系マルチフィラメント糸のフィラメント数としては、６〜１６本が好ましく、８〜１２本がより好ましい。フィラメント数が６本未満になると、採取できるポリ乳酸系モノフィラメント糸の本数が減るので、生産効率の点から好ましくない。一方、１６本を超えると、ポリ乳酸系マルチフィラメント糸のフィラメント本数が多過ぎる為、フィラメント同士が絡み合ったりして開繊し難くなり、分繊操業性の点で不利となる傾向にあり好ましくない。

次に、本発明のポリ乳酸系モノフィラメント糸を使用した織物について説明する。本発明では、ポリ乳酸系モノフィラメント糸を経緯に用いることが好ましく、織物のカバーファクター（ＣＦ）としては、６００〜１２００に設定するのが好ましい。これは、ＣＦが５００未満になると、織物上に目ズレやモアレなどが発生して織物品位を損ねることあり好ましくない。一方、１２００を超えると、織密度が高くなり過ぎて、薄地織物としては不適切である。

かかる織物は、オーガンジー用薄地織物として好適であり、従来にない極薄感を表現出来ると供にポリ乳酸系であるため、生分解性に優れたものとなる。

次に、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、ポリ乳酸系モノフィラメント糸における各物性値の測定は以下に準じた。

（１）平均分子量
試料のクロロホルム０．４質量％溶液のＧＰＣ分析による分散の数平均値とした。
（２）生分解性
試料を土壌中に６ヶ月間埋設した後、取り出し、引張強度を測定して初期引張強度に対する強度保持率で評価した。
（３）単糸繊度
まず、枠周１．１２５ｍの検尺機を用いて、モノフィラメント糸を０．０５±０．０１ｃＮ／ｄｔｅｘの張力下で、約２００ｍ（枠周×１７８回）巻取り、カセサンプルとする。次に、コンマ以下５桁のグラム数を計測できる天秤（研精工業（株）製電子天秤）を使用してカセサンプルの質量を測定し、得られた数値を数式（単糸繊度（ｄｔｅｘ）＝４４．９４３８×質量（ｇ））に代入する。測定並びに計算は、５本のパッケージについて各１回行い、計算値の平均を求めるべき単糸繊度（ｄｔｅｘ）とする。
（４）熱水収縮率
ＪＩＳ Ｌ１０１３ ８．１８．１かせ収縮法（Ａ法）に準拠して測定する。
（５）トータル繊度
ＪＩＳ Ｌ１０１３ ８．３．１正量繊度（Ｂ法）に準拠して測定する。

（実施例１）
光学純度９９．０％、平均分子量７３０００のポリＬ−乳酸をエクストルーダー型溶融紡糸機に供給し、紡糸温度２１０℃で紡糸口金より溶融紡出し、口金面より２０ｃｍの位置にある長さ２０ｃｍの吹付装置より温風を吹き付け、吹付装置の入口と出口の雰囲気温度を入口で８５℃、出口で７８℃とし、紡糸速度３０００ｍ／分で３００ｄｔｅｘ１０ｆの未延伸糸を捲き取った。

引き続き、捲取った上記未延伸糸を延伸機に供給し、表面温度が９０℃の第一ローラーと、表面温度が１１５℃の第二ローラーとの間で、延伸倍率１．４３倍で延伸し、２１０ｄｔｅｘ１０ｆのポリ乳酸系マルチフィラメント延伸糸を得た。

続いて、得られたポリ乳酸系マルチフィラメント延伸糸を市販の分繊装置に仕掛け、分繊速度６００ｍ／分、送り出し張力０．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、捲取り時引き取り張力１．１ｃＮ／ｄｔｅｘなる条件で分繊し、１０本のポリ乳酸系モノフィラメント糸を得た。

得られたポリ乳酸系モノフィラメント糸の単糸繊度は２１ｄｔｅｘ、熱水収縮率は７．５％であった。

次に、このモノフィラメント糸を経緯糸に用い、織物密度を経緯方向とも１０５本／２．５４ｃｍとしてＣＦ９６２の平織物を製織した。そして、これを精練、リラックスした後、乾燥、中間セットし、さらに黒色染料にて高圧染色して、オーガンジー用薄地織物を得た。

得られた織物は、ポリ乳酸系モノフィラメント糸を使用したにもかかわらず、市販のポリエステルオーガンジー織物とほぼ同等の風合いと濃染効果とを有していた。

（比較例１）
マルチフィラメント糸の繊度を２１０ｄｔｅｘ１０ｆに代えて３６０ｄｔｅｘ１０ｆとする以外は、実施例１と同様にしてポリ乳酸系マルチフィラメント延伸糸を得た。

そして、このマルチフィラメント糸を分繊し、ポリ乳酸系モノフィラメント糸となした。このとき、モノフィラメント糸の単糸繊度は３６ｄｔｅｘ、熱水収縮率は１２．０％であった。ただし、かかる分繊過程において、上記マルチフィラメント糸を紡糸する際の冷却効果が乏しかったことが原因で、糸切れ、毛羽発生などのトラブルがあった。

その後、得られたモノフィラメント糸を経緯糸に用いて、織物密度を経緯方向とも１１０本／２．５４ｃｍとしてＣＦ１３２０の平織物を製織した。そして、実施例１と同条件で染色加工し、織物を得た。この織物は、実施例１の場合と同様、モノフィラメント糸から構成されているものの、当該糸条の単糸繊度が３６ｄｔｅｘと太く、風合いとしてソフト感に欠けるものであった。

（比較例２）
マルチフィラメント延伸糸の繊度を２１０ｄｔｅｘ１０ｆに代えて２０ｄｔｅｘ１０ｆとする以外は、実施例１と同様にしてポリ乳酸系マルチフィラメント延伸糸を得た。

そして、このマルチフィラメント糸を分繊し、ポリ乳酸系モノフィラメント糸となした。このとき、モノフィラメント糸の単糸繊度は２．０ｄｔｅｘ、熱水収縮率は６．８％であった。

その後、得られたモノフィラメント糸を経緯糸に用いて、織物密度を経緯方向とも１９０本／２．５４ｃｍとしてＣＦは５３７の平織物を製織した。ただし、製織工程だけでなくその準備段階から、糸切れなど工程通過性に関するトラブルがあった。

次に、実施例１と同条件でこれを染色加工し、織物を得た。この織物は、実施例１の場合と同様、モノフィラメント糸から構成されているものの、当該糸条の単糸繊度が２．０ｄｔｅｘと細く、風合いとして張り腰感に欠けるものであった。また、織物工程でのトラブルに起因する欠点がいくつか確認でき、品位が悪かった。

Claims (2)

1. 平均分子量５万〜１０万、光学純度９５．０〜９９．５％のポリＬ−乳酸を溶融紡糸した後、これを延伸してトータル繊度３０〜６００ｄｔｅｘのマルチフィラメント糸条となし、さらにこれを分繊することにより得たモノフィラメント糸であって、単糸繊度が３〜３０ｄｔｅｘ、かつ熱水収縮率が１５％以下であることを特徴とするポリ乳酸系モノフィラメント糸。
2. 請求項１記載のポリ乳酸系モノフィラメント糸を経緯糸に用いてなり、カバーファクター（ＣＦ）が６００〜１２００であることを特徴とする織物。