JP2003183482A - 脂肪族ポリエステル樹脂組成物、成形体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通常の脂肪族ポリエステルよりも低溶融粘度で
しかも力学特性に優れた脂肪族ポリエステルを提供する
ものである。 【解決手段】ラクタムおよび／またはラクタムオリゴマ
ーがブレンドされていることを特徴とする脂肪族ポリエ
ステル樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通常の脂肪族ポリ
エステルよりも低溶融粘度でしかも力学特性に優れた脂
肪族ポリエステルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、地球的規模での環境問題に対し
て、自然環境の中で分解するポリマー素材の開発が切望
されており、脂肪族ポリエステル等、様々なポリマーの
研究・開発、また実用化の試みが活発化している。そし
て、微生物により分解されるポリマー、すなわち生分解
性ポリマーに注目が集まっている。

【０００３】一方、従来のポリマーはほとんど石油資源
を原料としているが、石油資源が将来的に枯渇するので
はないかということ、また石油資源を大量消費すること
により、地質時代より地中に蓄えられていた二酸化炭素
が大気中に放出され、さらに地球温暖化が深刻化するこ
とが懸念されている。しかし、二酸化炭素を大気中から
取り込み成長する植物資源を原料としてポリマーが合成
できれば、二酸化炭素循環により地球温暖化を抑制でき
ることが期待できるのみならず、資源枯渇の問題も同時
に解決できる可能性がある。このため、植物資源を原料
とするポリマー、すなわちバイオマス利用ポリマーに注
目が集まっている。

【０００４】上記２つの点から、バイオマス利用の生分
解性ポリマーが大きな注目を集め、石油資源を原料とす
る従来のポリマーを代替していくことが期待されてい
る。しかしながら、バイオマス利用の生分解性ポリマー
は一般に力学特性、耐熱性が低く、また高コストとなる
といった課題あった。これらを解決できるバイオマス利
用の生分解性ポリマーとして、現在、最も注目されてい
るのはポリ乳酸である。ポリ乳酸は植物から抽出したで
んぷんを発酵することにより得られる乳酸を原料とした
ポリマーであり、バイオマス利用の生分解性ポリマーの
中では力学特性、耐熱性、コストのバランスが最も優れ
ている。そして、これを利用した繊維、フィルムの開発
が急ピッチで行われている。

【０００５】しかし、一般に脂肪族ポリエステルは分子
鎖間相互作用が小さいため、延伸性に乏しく、曳糸性や
製膜性を確保するためには、重量平均分子量を10万以上
にする必要がある。このため、溶融粘度が過度に高く、
溶融紡糸や製膜時の溶融ポリマー移送工程、濾過工程、
口金吐出工程での工程圧力が、汎用ポリマーであるポリ
エチレンテレフタレート（PET）に比べ、異常に高くな
る傾向がある。なお、PETは通常、重量平均分子量は4.5
万程度であり、溶融粘度が低くそのような問題はないの
である。このように、脂肪族ポリエステルの溶融成形
（繊維、フィルム等）装置は高い工程圧力に耐えられる
材質選定、専用設計が必要であり、従来のPET用設備が
流用できず、溶融成形プロセスでのコストアップをまね
く問題があった。このため、分子量は高く保ちながら、
低粘度の脂肪族ポリエステルが望まれていた。

【０００６】ところで、脂肪族ポリエステルは一般に融
点が低く、高融点に属するポリ乳酸でさえ融点は約170
℃と、汎用ポリマーであるPETやナイロン６に比べると
非常に低くいものである。このため、ポリ乳酸ではポリ
Ｌ乳酸とポリＤ乳酸をブレンドし、分子鎖１対で結晶を
形成するステレオコンプレックスにより、融点が220℃
程度まで向上させられることが報告されている。このた
め、ステレオコンプレックスの溶融成形温度は260℃以
上とする必要があったが、ポリ乳酸の熱分解温度は250
〜260℃であるため、溶融成型時の発煙や分子量低下が
著しいという問題があった。一方、熱分解を抑制するた
め、ステレオコンプレックスの溶融成形温度を240℃付
近に設定すると溶融粘度がさらに高くなり、溶融成形が
困難になるという問題があった。このため、溶融成形温
度を低下させるためにも、分子量は高く保ちながら、低
粘度の脂肪族ポリエステルが望まれていた。

【０００７】また、上記したように、脂肪族ポリエステ
ルの中で最もバランスのとれたポリ乳酸でさえ、力学特
性は従来の汎用ポリマーであるPETには及ばず、さらな
る力学特性の向上が望まれていた。

【０００８】以上のように、脂肪族ポリエステルは種々
の問題点を抱えているが、これらを同時に解決できれ
ば、脂肪族ポリエステルの性能を大きく向上させるとと
もに、コストダウンも可能となり、用途展開を大きく拡
げられる可能性があった。このため、低粘度でしかも力
学特性が高い、従来の脂肪族ポリエステルを超えたもの
が切望されていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、通常の脂肪
族ポリエステルよりも低溶融粘度でしかも力学特性に優
れた脂肪族ポリエステルを提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、ラクタムお
よび／またはラクタムオリゴマーがブレンドされている
ことを特徴とする脂肪族ポリエステル樹脂組成物により
達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、ラクタムおよび／また
はラクタムオリゴマーが脂肪族ポリエステルに対し、上
記課題を解決できる優れた添加剤となることを見いだ
し、従来の脂肪族ポリエステルよりもはるかに高性能で
ある脂肪族ポリエステルを設計したものである。

【００１２】本発明でいう脂肪族ポリエステルとは、脂
肪族アルキル鎖がエステル結合で連結されたポリマーの
ことをいい、例えばポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレー
ト、ポリブチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポ
リカプロラクトン等が挙げられる。このうち、前記した
ようにポリ乳酸が最も好ましい。また、ポリ乳酸とは乳
酸を重合したものを言い、Ｌ体あるいはＤ体の光学純度
は90%以上であると、融点が高く好ましい。また、ポリ
乳酸の性質を損なわない範囲で、乳酸以外の成分を共重
合していても、ポリ乳酸以外のポリマーや粒子、難燃
剤、帯電防止剤等の添加物を含有していても良い。ただ
し、バイオマス利用、生分解性の観点から、ポリマーと
して乳酸モノマーの含有量は50重量%以上とすることが
重要である。乳酸モノマーの含有量は好ましくは75重量
%以上、より好ましくは96重量%以上である。また、ポリ
乳酸ポリマーの分子量は、重量平均分子量で10万〜50万
であると、力学特性と成形性のバランスが良く好まし
い。

【００１３】本発明でいうラクタムとは環式アミド化合
物およびその誘導体のことをいい、例えばβ−ブチロラ
クタム、γ−ブチロラクタム、δ−バレロラクタム、ε
−カプロラクタム、1,1−ジメチル−γ−ブチロラクタ
ム等が挙げられるが、ε−カプロラクタムが最も汎用的
であり好ましい。また、アミド結合は１つのみならず２
つ以上を分子の中に有していても良い。また、ラクタム
オリゴマーとはラクタムが開環重合したもののことをい
い、脂肪族ポリエステルとの相溶性を良好に保つために
は、分子量としては5000以下であることが好ましい。ま
た、ラクタムはアミド結合が１ヶ所であると、鎖連結の
ような副反応が無く、好ましい。また、ラクタムは他の
分子と結合した形でも良く、例えばイソシアネートにε
−カプロラクタムが結合したもの（ラクタムブロックイ
ソシアネート）等が挙げられる。ε−カプロラクタム単
体は潮解性があるため、乾燥や窒素雰囲気下でハンドリ
ングする装置が必要であるが、このラクタムブロックイ
ソシアネートは吸湿性がほとんど無いため、乾燥工程、
窒素雰囲気下とする装置が必要ないという利点がある。

【００１４】本発明では、ラクタムおよび／またはラク
タムオリゴマーが脂肪族ポリエステルにブレンドされて
いることが重要であるが、ここでブレンドとは以下のこ
とをいうものである。すなわち、ブレンドされたラクタ
ムおよび／またはラクタムオリゴマーと脂肪族ポリエス
テルとは相溶しているが、共重合はほとんどしていない
ことが重要である。ラクタムおよび／またはラクタムオ
リゴマーが脂肪族ポリエステルに共重合されると、融点
低下が発生するため、積極的に反応させないようにし、
共重合をなるべく回避することが好ましい。融点低下
は、バージン脂肪族ポリエステルのものから0〜-3℃の
範囲に納めることが好ましい。

【００１５】また、ラクタムおよび／またはラクタムオ
リゴマーのブレンド比は、溶融成形工程でのブリードを
抑制するため、ブレンドポリマー全体に対し0.01〜5wt%
とすることが好ましい。特に、ラクタムの単量体を用い
る場合は、ブレンド比は0.01〜1wt%とすることが好まし
い。ブレンド比は、より好ましくは0.1〜0.5wt%であ
る。

【００１６】本発明の、ラクタムおよび／またはラクタ
ムオリゴマーがブレンドされている脂肪族ポリエステル
は、ラクタムおよび／またはラクタムオリゴマーがブレ
ンドされていないバージン脂肪族ポリエステルに比べ、
粘度が著しく低下する効果が発現する。実際に、バージ
ン脂肪族ポリエステルに比べ溶融粘度を２／３以下にす
ることも可能である。このラクタムおよび／またはラク
タムオリゴマーによる減粘効果の理由はよくわからない
が、ラクタムおよび／またはラクタムオリゴマーが脂肪
族ポリエステル分子鎖間に入り込みコロのようにはたら
いていると考えられる。

【００１７】このため、本発明の脂肪族ポリエステルは
従来のPET用の溶融成形装置を流用できるため、プロセ
スコストを低く抑えることができるメリットがある。こ
れを用いた成形体としては、繊維、フィルム、シート、
射出成形体、押出成形体、ブロー成形体等が挙げられ
る。

【００１８】また、溶融粘度を低下させられるというこ
とは、ステレオコンプレックスポリ乳酸の溶融成形にお
いて、溶融成形温度を低下させられるという利点もある
のである。

【００１９】繊維やフィルムに適用する場合には、さら
に紡糸工程や延伸工程での分子配向をバージン脂肪族ポ
リエステルに比べ低下させられるという、効果が発現す
る。このため、例えば繊維おいては、同一紡速で得た未
延伸糸を使用した場合、本発明では従来のバージン脂肪
族ポリエステルを用いたものに比べ延伸倍率を高く設定
することが可能である。すなわち、同一繊度で比較する
と、本発明では紡糸での単位時間当たりのポリマーの吐
出量を増大させることができ、単位時間当たりの生産性
を大きく向上させることができるのである。このため、
繊維においては製糸プロセスでのコストダウンも可能と
なるのである。

【００２０】本発明における、繊維の製造方法の一例を
以下に示す。第１にラクタムおよび／またはラクタムオ
リゴマーをブレンドした脂肪族ポリエステルを溶融する
工程、第２に溶融ポリエステルを移送する工程、第３に
溶融ポリエステルを濾過する工程、第４に溶融ポリエス
テルを口金から吐出する工程、第５に吐出された糸条を
引き取る工程、第６に糸条を延伸する工程により脂肪族
ポリエステル繊維を得ることができる。得られた脂肪族
ポリエステルは必要により、捲縮加工等の糸加工がなさ
れても良い。ラクタム／およびまたはラクタムオリゴマ
ーを脂肪族ポリエステルにブレンドする工程は、脂肪族
ポリエステル重合中にラクタムおよび／またはラクタム
オリゴマーを添加することも可能であるが、共重合を極
力抑制する観点から、重合終了した脂肪族ポリエステ
ル、すなわち一旦チップ化された脂肪族ポリエステルに
ブレンドすることが好ましい。ブレンド方法としては、
脂肪族ポリエステルチップにラクタムおよび／またはラ
クタムオリゴマーを固体でブレンドした後、押出混練機
や静止混練機にて溶融ブレンドしても良いし、脂肪族ポ
リエステルとラクタムおよび／またはラクタムオリゴマ
ーを別々に溶融した後、押出混練機や静止混練機にて溶
融ブレンドしても良い。溶融ブレンドの温度は、充分な
流動性を得ながら熱分解を抑制するため脂肪族ポリエス
テルの融点＋20℃〜融点＋80℃とすることが好ましい。
また、第２〜第４工程においても充分な流動性を得なが
ら熱分解を抑制するため、工程温度は脂肪族ポリエステ
ルの融点＋20℃〜融点＋80℃とすることが好ましい。特
に、紡糸工程にあたる第４工程においては、紡糸の際の
バラスを抑制する意味から、紡糸温度は脂肪族ポリエス
テルの融点＋20℃以上とすることが好ましい。また、脂
肪族ポリエステルの熱分解を抑制する観点から紡糸温度
は脂肪族ポリエステルの融点＋80℃以下とすることが好
ましい。第５工程での糸条の引き取り速度は、糸切れを
抑制しつつ生産効率を向上させる観点から、1000〜1200
0m/分とすることが好ましい。

【００２１】本発明で得られる脂肪族ポリエステル繊維
は、繊維製品にする際の工程通過性や製品の力学的強度
を充分高く保つためには、強度は3.0cN/dtex以上とする
ことが好ましく、より好ましくは4.0cN/dtex以上であ
る。また、脂肪族ポリエステル繊維の伸度は15〜70%で
あると、繊維を繊維製品にする際の工程通過性が向上
し、好ましい。伸度は、より好ましくは25〜50%であ
る。

【００２２】また、脂肪族ポリエステル繊維の断面形状
については丸断面、中空断面、三葉断面等の多葉断面、
その他の異形断面についても自由に選択することが可能
である。また、繊維の形態は、長繊維、短繊維等特に制
限は無く、長繊維の場合マルチフィラメントでもモノフ
ィラメントでも良い。

【００２３】本発明で得られる脂肪族ポリエステル繊維
は、織物、編物、不織布の他、カップ等の熱圧縮成形品
等の様々な繊維製品の形態を採ることができる。

【００２４】また、本発明のラクタムおよび／またはラ
クタムオリゴマーがブレンドされた脂肪族ポリエステル
を用いた成形体は、バージン脂肪族ポリエステルを用い
たものに比べ、力学特性が顕著に向上するという利点も
有している。例えば、繊維化した場合は、バージン脂肪
族ポリエステルを用いたものに比べ、強度を15%以上、
降伏応力を30%以上向上させることも可能である。

【００２５】本発明の脂肪族ポリエステル樹脂組成物
は、繊維およびそれを用いた製品としてシャツやブルゾ
ン、パンツといった衣料用途のみならず、カップやパッ
ド等の衣料資材、カーテンやカーペット、マット、家具
等のインテリアや自動車内装やベルト、ネット、ロー
プ、重布、袋類、縫い糸、フェルト、不織布、フィルタ
ー、人工芝等の産業資材用途にも好適に用いることがで
きる。

【００２６】また、本発明の脂肪族ポリエステル樹脂組
成物は、前記したように繊維に用いる他に、フィルム、
シート、押出成形品、射出成形品、ブロー成形品等にも
好適に用いることができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明す
る。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。

【００２８】Ａ．重量平均分子量 試料のクロロホルム溶液にTHFを混合し測定溶液とし
た。これをGPCで測定し、ポリスチレン換算で重量平均
分子量を求めた。

【００２９】Ｂ．ナイロンの固有粘度 ナイロン１１の固有粘度は、0.5重量%のメタクレゾール
溶液を調整し20℃で測定した。

【００３０】Ｃ．力学特性 室温（25℃）で、初期試料長＝200mm、引っ張り速度＝2
00mm/分とし、JIS L1013に示される条件で荷重−伸長曲
線を求めた。次に破断時の荷重値を初期の繊度で割り、
それを強度とし、破断時の伸びを初期試料長で割り伸度
として強伸度曲線を求めた。そして、降伏応力は下降伏
応力として読んだ。

【００３１】Ｄ．ポリマーの融点 PERKIN ELMER社製DSC-7を用いて2nd runで融点を測定し
た。この時、試料重量を10mg、昇温速度を16℃/分とし
た。

【００３２】Ｅ．溶融粘度 東洋精機キャピログラフ１Ｂを用い、210℃、セン断速
度1216sec^-1で溶融粘度を測定した。

【００３３】Ｆ．工程圧力 工程圧力として、紡糸の際のパック内圧を長野計器製圧
力計により測定した。

【００３４】実施例１ 重量平均分子量15万のホモポリ乳酸（光学純度99%Ｌ乳
酸）にε−カプロラクタムを２軸押し出し混練機を用い
て220℃でブレンドした。この時、ε−カプロラクタム
はブレンドポリマーに全体に対し1.0重量%となるように
調整した。ここで得られたブレンドポリマーの融点は17
0℃、溶融粘度は1100poiseであった。このブレンドポリ
マーチップを乾燥し、220℃で溶融紡糸し、チムニー４
により25℃の冷却風で糸を冷却固化させた後、集束給油
ガイド６により繊維用油剤を塗布し、交絡ガイド７によ
り糸に交絡を付与した（図２）。この時の工程圧力は1
2.6MPaと、ε−カプロラクタムをブレンドしないバージ
ンポリ乳酸を用いたもの（比較例１）に比べ工程圧力を
抑えることができた。その後、周速1250m/分の非加熱の
第１引き取りローラー８で引き取った後、非加熱の第２
引き取りローラー９を介し糸を巻き取った。この糸１１
を第１ローラー１３温度90℃で予熱した後延伸し、第２
ローラー１４で130℃で熱セットを行い、非加熱の第３
ローラー１５を介し巻き取り、84dtex、24フィラメン
ト、丸断面の延伸糸１６を得た（図３）。この時の延伸
倍率は4.1倍とε−カプロラクタムをブレンドしないバ
ージンポリ乳酸を用いたもの（比較例１）に比べ大幅に
延伸倍率を高くすることができた。これの物性値は表１
に、強伸度曲線は図１に示すが、ε−カプロラクタムを
ブレンドしないバージンポリ乳酸を用いた繊維（比較例
１）に比べ、力学特性が大幅に向上していた。

【００３５】実施例２ ε−カプロラクタムの添加量を0.5重量%として実施例１
と同様に溶融紡糸、延伸を行った。この時、延伸倍率は
3.7倍とした。これの物性値は表１に示すが、ε−カプ
ロラクタムをブレンドしないバージンポリ乳酸を用いた
繊維（比較例１）に比べ、力学特性が大幅に向上してい
た。また、ε−カプロラクタムの添加量が少ないため、
実施例１に比べ紡糸での発煙が少ないものであった。

【００３６】実施例３ 重量平均分子量20万のホモポリ乳酸（光学純度99%Ｌ乳
酸）を用い、ε−カプロラクタム添加量を0.3重量%とな
るようにし、240℃でブレンドし、紡糸温度を240℃とし
て実施例１と同様に溶融紡糸、延伸を行った。この時、
延伸倍率は3.3倍とした。紡糸の際の工程圧力は21.0MPa
とε−カプロラクタムをブレンドしないバージンポリ乳
酸を用いたもの（比較例２）に比べ、工程圧力が大幅に
低下していた。また、ε−カプロラクタムの添加量が少
ないため、実施例１に比べ紡糸での発煙が少ないもので
あった。

【００３７】実施例４ 120℃で融解したジフェニルメタンジイソシアネート1mo
l当量をε−カプロラクタム（2.5mol当量）のパラキシ
レン溶液に攪拌下滴下した。滴下終了後30分攪拌を続
け、その後室温まで冷却し、固形分を濾別後水洗し、ラ
クタムブロックイソシアネートを得た。これは、ジフェ
ニルメタンジイソシアネートの２つの末端を２分子当量
のε−カプロラクタムがブロックしているが、約180℃
で可逆的にε−カプロラクタムを解離／再結合する性質
を有しているものである（図４）。

【００３８】そして、ε−カプロラクタムの代わりにラ
クタムブロックイソシアネートを1重量%添加（ε−カプ
ロラクタムで0.3重量%相当）して、実施例３と同様に溶
融紡糸、延伸を行った。この時、延伸倍率は2.8倍とし
た。紡糸の際の工程圧力は21.3MPaとε−カプロラクタ
ムをブレンドしないバージンポリ乳酸を用いたもの（比
較例２）に比べ、工程圧力が大幅に低下していた。ま
た、ε−カプロラクタムの添加量が少ないため、実施例
１に比べ紡糸での発煙が少ないものであった。

【００３９】比較例１ 実施例１で使用したバージンポリ乳酸（溶融粘度1650po
ise、融点170℃）を乾燥した後、実施例１と同様に220
℃で溶融紡糸、延伸し、84dtex、24フィラメント、丸断
面の延伸糸を得た。紡糸の際の工程圧力19.2MPa、また
延伸倍率は2.8であった。

【００４０】比較例２ 実施例３で使用したバージンポリ乳酸を乾燥した後、実
施例３と同様に240℃で溶融紡糸し、84dtex、24フィラ
メント、丸断面の延伸糸を得た。紡糸の際の工程圧力3
4.2MPaと高く、口金が変形してしまった。また延伸倍率
は2.5であった。

【００４１】比較例３ ε−カプロラクタムの代わりに非環式カルボン酸アミド
であるオレイン酸アミドを用い、実施例１と同様に220
℃で溶融紡糸、延伸し、84dtex、24フィラメント、丸断
面の延伸糸を得た。紡糸の際の工程圧力19.0MPa、また
延伸倍率は2.4であり、減粘効果や延伸倍率向上効果は
発現しなかった。さらに、オレイン酸アミドは脂肪族ア
ルキル鎖が長すぎるためポリ乳酸との相溶性が悪く、紡
糸が不安定になり糸切れが頻発した。また、力学特性も
向上しなかった。

【００４２】

【表１】 実施例５ 紡糸速度を5000m/分として実施例１と同様に溶融紡糸、
延伸を行い、84dtex、144フィラメントの延伸糸を得
た。この時の延伸倍率は2.3倍であった。この延伸糸の
強度は4.0cN/dtex、伸度は31%であった。

【００４３】比較例４ 紡糸速度を5000m/分として比較例１と同様に溶融紡糸、
延伸を行い、84dtex、144フィラメントの延伸糸を得
た。この時の延伸倍率は1.4倍であった。この延伸糸強
度は3.4cN/dtex、伸度は30%であった。

【００４４】実施例６ 紡糸速度を10000m/分として、実施例１と同様に溶融紡
糸を行い56dtex、24フィラメントの巻き取り糸を得た。
この巻き取り糸の強度は3.3cN/dtex、伸度は25%であっ
た。

【００４５】比較例５ 紡糸速度を10000m/分として、比較例１と同様に溶融紡
糸、延伸を行い、56dtex、24フィラメントの延伸糸を得
た。紡糸の際の工程圧力が40.5MPaと高く、口金が変形
してしまった。この巻き取り糸の強度は1.0cN/dtex、伸
度は15%であった。

【００４６】

【表２】 実施例７ 実施例５と同様に溶融紡糸を行い未延伸糸を得た。これ
をヒーター１８温度130℃、延伸倍率2.2倍として延伸仮
撚加工し、仮撚加工糸を得た（図５）。この時、回転子
２０としてはウレタンディスクの３軸ツイスターを用い
た。ε−カプロラクタムを添加しないバージンポリ乳酸
を用いたもの（比較例６）に比べ、延伸倍率を高くする
ことができた。

【００４７】比較例６ 比較例４と同様に溶融紡糸を行い未延伸糸を得た。これ
を実施例７と同様に延伸仮撚加工し、仮撚加工糸を得
た。この時の延伸倍率は1.3倍であった。

【００４８】実施例８ 重量平均分子量20万のホモポリＬ乳酸（光学純度99%Ｌ
乳酸）と重量平均分子量10万のホモポリＤ乳酸（光学純
度99%Ｄ乳酸）を１：１とし、２軸押し出し混練機を用
いて260℃でブレンドした。このＬ体／Ｄ体ブレンドポ
リ乳酸の融点は220℃とホモＬポリ乳酸に比べ大幅に向
上していた。ここで得られたＬ体／Ｄ体ブレンドポリ乳
酸チップを乾燥し、これにε−カプロラクタム0.5重量%
を固体でブレンドしたものを240℃で実施例５と同様に
溶融紡糸、延伸を行い、60dtex、24フィラメントのステ
レオコンプレックスを形成した延伸糸を得た。延伸時の
第２ローラー１４温度は160℃とした。得られた繊維の
強度は3.2cN/dtex、伸度は35%であった。

【００４９】実施例９ ホモポリＬ乳酸とホモポリＤ乳酸のブレンド時にε−カ
プロラクタムを添加して、実施例８と同様に溶融紡糸、
延伸を行い、60dtex、24フィラメントのステレオコンプ
レックスを形成した延伸糸を得た。なお、２軸押し出し
機でのポリマーブレンドは240℃で行った。得られた繊
維の強度は3.8cN/dtex、伸度は36%であった。

【００５０】比較例７ 実施例８と同様にＬ体／Ｄ体ブレンドポリ乳酸チップを
得た。これにε−カプロラクタムを添加しないで、紡糸
温度を260℃として実施例８と同様に溶融紡糸、延伸を
行い、60dtex、24フィラメントのステレオコンプレック
スを形成した延伸糸を得た。しかし、紡糸温度が高すぎ
るため、ポリ乳酸の熱分解に伴う発煙が多く見られた。
このため紡糸での分子量低下が著しく、得られた繊維の
強度は1.8cN/dtex、伸度35%と、力学特性に劣るもので
あった。

【００５１】

【表３】 実施例１０ 固有粘度1.45のナイロン１１と実施例１で使用したホモ
ポリ乳酸にε−カプロラクタムを添加し、２軸押し出し
混練機を用いて220℃でブレンドした。この時、ナイロ
ン１１はブレンドポリマーに全体に対し10重量%、ε−
カプロラクタムはブレンドポリマーに全体に対し1.0重
量%となるように調整した。ここで得られたブレンドポ
リマーチップを乾燥し、実施例１と同様に溶融紡糸、延
伸を行い、84dtex、72フィラメントの延伸糸を得た。紡
糸での工程圧力は15.0MPa、延伸での延伸倍率は3.3倍で
あった。得られた繊維の強度は3.0cN/dtex、伸度は42
%、降伏応力は1.7cN/dtexであった。

【００５２】比較例８ ε−カプロラクタムを添加しないこと以外は実施例１０
と同様に溶融紡糸、延伸を行い、84dtex、72フィラメン
トの延伸糸を得た。紡糸での工程圧力は22.0MPa、延伸
での延伸倍率は3.2倍であった。得られた繊維の強度は
2.9cN/dtex、伸度は58%、降伏応力は0.8cN/dtexであっ
た。

【００５３】

【表４】 実施例１１ ε−カプロラクタムの代わりに重量平均分子量1000のオ
リゴマーを用いたこと以外は実施例１と同様に溶融紡
糸、延伸を行い、84dtex、24フィラメント、丸断面の延
伸糸を得た。紡糸での工程圧力は13.0MPa、延伸での延
伸倍率は3.8倍であった。また、紡糸での発煙は実施例
１に比べ少ないものであった。得られた繊維の強度は4.
1cN/dtex、伸度は48%、降伏応力は1.1cN/dtexであっ
た。

【００５４】比較例９ ε−カプロラクタムの代わりに重量平均分子量2.5万の
ナイロン６を用いて、240℃で実施例１と同様にブレン
ドポリマーチップを得た。しかし、ナイロン６の分子量
が高すぎるため、ポリ乳酸との相溶性が不良であり、ガ
ットが白濁していた。このチップを乾燥し、実施例１と
同様に溶融紡糸、延伸を行い、84dtex、24フィラメン
ト、丸断面の延伸糸を得た。紡糸での工程圧力は21.0MP
a、延伸での延伸倍率は2.8倍であった。得られた繊維の
強度は3.0cN/dtex、伸度は42%、降伏応力は0.7cN/dtex
であった。

【００５５】

【表５】 実施例１２ 実施例１で得られた糸を経糸および緯糸に用い、平織り
（目付80g/m²）を作製した。得られた平織りを常法にし
たがい60℃で精練した後、140℃で中間セットを施し
た。さらに常法にしたがい100℃で染色した。この時の
染色条件は下記に示す。

【００５６】 染色温度、時間 100℃×60分間 染料 Dyster（株）社 Dianix Black BG-FS 8%owf 浴比 1:50（pH＝4.5） 還元洗浄 NaOH0.5g/リットル、ハイドロサルファイト0.2g/リットル 水溶液で 60℃×20分間 得られた布帛は、きしみ感、ソフト感があり、衣料用と
して優れた風合いを有し、また発色性にも優れる（L^*＝
13.3）ものであった。

【００５７】比較例１０ 比較例１で得られた糸を用い、実施例１２と同様に布帛
を作製し、染色を施した。しかし、実施例１２に比べ発
色性に劣る（L^*＝20.2）ものであった。

【００５８】実施例１３ 実施例２で得られたをε−カプロラクタムブレンドポリ
乳酸を乾燥し、240℃に加熱された直径150mmのスクリュ
ーを備えた単軸押出機に投入して、溶融押出を行い、繊
維焼結ステンレス金属フィルター内で濾過した後、Ｔダ
イよりシート状に吐出し、該シートを表面温度25℃の冷
却ドラム上に、ドラフト比3で20m/分の速度で密着固化
させ急冷し、実質的に無配向の未延伸フィルムを得た。

【００５９】続いて、該未延伸フィルムを、加熱された
複数のロール群からなる縦延伸機を用い、ロールの周速
差を利用して、85℃の温度でフィルムの縦方向に5.0倍
の倍率で延伸した。その後、このフィルムの両端部をク
リップで把持して、テンターに導き、延伸温度85℃、延
伸倍率4.5倍でフィルムの幅方向に延伸した。次いで、1
40℃の温度で熱処理を行った後、室温まで冷却した後、
フィルムエッジを除去し、厚さ20μmの二軸配向フィル
ムを得た。

【００６０】これの縦方向強度は135MPa、横方向強度は
180MPa、縦方向熱収縮は1.5%、横方向熱収縮は1.5%であ
り、強度、収縮とも充分なものであった。なお、熱収縮
は乾熱120℃雰囲気中に無荷重下30分間放置した時の寸
法変化から求めた。

【００６１】比較例１１ 比較例１で使用したポリ乳酸を用いた以外は、実施例１
３と同様にして、製膜を行い、厚さ20μmの二軸配向フ
ィルムを得た。この時の延伸倍率は縦方向が3.5倍、横
方向が3.0倍と実施例１３に比べ小さいものであった。

【００６２】これの縦方向強度は110MPa、横方向強度は
150MPa、縦方向熱収縮は2.5%、横方向熱収縮は2.5%であ
りった。

【００６３】

【表６】 実施例１４ 脂肪族ポリエステルとしてポリブチレンサクシネート
（昭和高分子“ビオノーレ”融点118℃）を用い、これ
にε−カプロラクタムを0.5重量%添加し、220℃で実施
例１と同様に２軸押し出し混練機でブレンドした。得ら
れたチップを乾燥し、やはり実施例１と同様に溶融紡
糸、延伸を行い、84dtex、36フィラメント、丸断面の延
伸糸を得た。この時の工程圧力は15.0MPa、延伸倍率は
3.2倍、延伸温度は75℃、熱セット温度は85℃であっ
た。得られた繊維の強度は3.4cN/dtex、伸度は38%であ
った。

【００６４】比較例１２ 実施例１４で使用したポリブチレンサクシネートにε−
カプロラクタムを添加することなく比較例１と同様に22
0℃で溶融紡糸、延伸を行い、84dtex、36フィラメン
ト、丸断面の延伸糸を得た。この時の工程圧力は25.0MP
a、延伸倍率は2.2倍であった。得られた繊維の強度は2.
7cN/dtex、伸度は39%であった。

【００６５】

【表７】

【００６６】

【発明の効果】本発明の脂肪族ポリエステルは通常の脂
肪族ポリエステルより低溶融粘度であるため、成形性が
向上し、しかも工程圧力を低下させることができる。さ
らに力学特性も大幅に向上させることもでき、脂肪族ポ
リエステル成形体のコストダウン、用途拡大に大いに寄
与できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明およびバージンポリ乳酸繊維の強伸度曲
線を示す図である。

【図２】紡糸装置を示す図である。

【図３】延伸装置を示す図である。

【図４】ラクタムブロックイソシアネートの例を示す図
である

【図５】延伸仮撚装置を示す図である。

【符号の説明】

１：スピンブロック ２：紡糸パック ３：口金 ４：チムニー ５：糸条 ６：集束給油ガイド ７：交絡ガイド ８：第１引き取りローラー ９：第２引き取りローラー １０：巻き取り糸 １１：未延伸糸 １２：フィードローラー １３：第１ローラー １４：第２ローラー １５：第３ローラー １６：延伸糸 １７：フィードローラー １８：ヒーター １９：冷却板 ２０：回転子 ２１：デリバリーローラー ２２：仮撚加工糸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA43 AA54 AH19 BB06 4J002 CF18W CL01X GK01 4L035 BB31 BB33 BB34 BB91 EE20 JJ18

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ラクタムおよび／またはラクタムオリゴマ
   ーがブレンドされていることを特徴とする脂肪族ポリエ
   ステル樹脂組成物
2. 【請求項２】脂肪族ポリエステルがポリ乳酸であること
   を特徴とする脂肪族ポリエステル樹脂組成物
3. 【請求項３】ラクタムおよび／またはラクタムオリゴマ
   ーがブレンドされている脂肪族ポリエステルを少なくと
   も一部に含むことを特徴とする成形体。
4. 【請求項４】成形体が繊維であることを特徴とする請求
   項３記載の成形体。
5. 【請求項５】ラクタムおよび／またはラクタムオリゴマ
   ーがブレンドされている脂肪族ポリエステル樹脂組成物
   を脂肪族ポリエステルの融点＋20℃以上の温度で溶融紡
   糸を行い、紡速1000〜12000m/分の速度で引き取ること
   を特徴とする脂肪族ポリエステル繊維の製造方法。
6. 【請求項６】脂肪族ポリエステル重合終了後から溶融紡
   糸直前までの間に、ラクタムおよび／またはラクタムオ
   リゴマーを脂肪族ポリエステルにブレンドすることを特
   徴とする請求項５記載の脂肪族ポリエステル繊維の製造
   方法。