JP2003238775A - 樹脂組成物および成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、優れた力学特性、耐熱性、耐摩耗性
を有する従来には無かったポリアミドが脂肪族ポリエス
テル中に均一にブレンドされた樹脂組成物を提供するも
のである。 【解決手段】脂肪族ポリエステルにポリアミドがブレン
ドされた海島構造をしており、島成分のドメインサイズ
が０.００１〜１０μｍであることを特徴とする樹脂組
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、脂肪族ポリエステ
ルにポリアミドが均一にブレンドされた高性能樹脂組成
物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
るのは脂肪族ポリエステルの一種であるポリ乳酸であ
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
れを利用した樹脂製品、繊維、フィルム、シート等の開
発が急ピッチで行われている。

【０００５】しかし、このように最も有望なポリ乳酸で
さえ、ナイロンのような従来の石油資源を原料とするポ
リマーに比べるといくつかの欠点を有している。このう
ち大きなものとして、力学特性や耐熱性、耐摩耗性が低
いことが挙げられる。このため、ポリ乳酸に例えばナイ
ロン６をブレンドし、上記欠点を補うことが考えられる
が、通常、ナイロン６はポリ乳酸との相溶性が低く、均
一にブレンドできないという問題があった。またナイロ
ン６の融点は２２５℃程度であり、ポリ乳酸の１７０℃
程度に比較すると大幅に高く、ポリマーブレンドの工程
温度をポリ乳酸の熱分解温度である２５０℃以上とする
必要があった。このように、ポリ乳酸にナイロンを均一
にブレンドすることは困難であった。

【０００６】なお、脂肪族ポリエステルの一種であるポ
リカプロラクトンにナイロン６を大量の相溶化剤を併用
してブロック共重合した例が特開平７−１７３２８２号
公報に記載されている。たしかに、大量の相溶化剤を併
用したブロック共重合という手法を用いれば、通常では
ポリマーブレンドが困難な組み合わせであっても、１分
子鎖中にポリカプロラクトンブロックとナイロン６ブロ
ックを交互に存在させることができるため、均一に混合
することが可能である。しかしながら、ブロック共重合
では融点の低下が著しく、高融点成分であるナイロン６
でも融点＝２０１〜２１４℃（融点降下＝１１〜２４
℃）であった。このため、ナイロンの優れた耐熱性を充
分活かすことができなかった。また、ナイロン６ブロッ
クドメインが小さすぎるため、ナイロン６のバルクの特
性である優れた耐摩耗性を充分活かすことができなかっ
た。また、ブロック共重合工程の温度が２６０℃という
高温に達するため、これをポリ乳酸にそのまま適用する
と、ポリ乳酸の著しい熱分解が発生する問題もあった。
さらに相溶化剤として用いるｐ−クロロフェノール等の
ハロゲン化芳香族モノヒドロキシ化合物は、人体に有害
で有るばかりか、環境負荷も大きいという問題があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、優れた力学
特性、耐熱性、耐摩耗性を有する、従来には無かった脂
肪族ポリエステルを主成分とする樹脂組成物を提供する
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、脂肪族ポリ
エステルにポリアミドがブレンドされた海島構造をして
おり、島成分のドメインサイズが０.００１〜１０μｍ
であることを特徴とする樹脂組成物により達成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】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は５０重量％以上とすること
が重要である。乳酸モノマーは好ましくは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５万〜５０
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。

【００１０】本発明でいうポリアミドとは、ナイロン等
のアミド結合を有するポリマーのことをいうが、例えば
ナイロン６やナイロン１１等を挙げることができる。ま
た、ポリアミドはホモポリマーであっても共重合ポリマ
ーであってもよく、さらに粒子、難燃剤、帯電防止剤等
の添加物を含有していても良い。

【００１１】また、一般に脂肪族ポリエステルの融点が
１７０℃以下であるため、ブレンド温度をなるべく低温
化することを考慮し、ポリアミドの融点は２５０℃以下
であることが好ましく、より好ましくは２１０℃以下で
ある。一方、ブレンドポリマーの耐熱性を考慮すると、
ポリアミドの融点は１５０℃以上であることが好まし
い。また、脂肪族ポリエステルにポリアミドをブレンド
したブレンドポリマー樹脂の成形性、成形体の寸法安定
性を向上させるために、該ブレンドポリマー樹脂が結晶
性であることが好ましい。このため、ブレンドするポリ
アミドも結晶性であることが好ましい。なお、示差走査
熱量計(ＤＳＣ)測定において融解ピークを観測できれ
ば、そのポリマーは結晶性であると判断できる。

【００１２】また、該ブレンドポリマー樹脂の生分解性
を考慮すると、ポリアミドのブレンド比は該ブレンドポ
リマー樹脂全体に対し４０重量％以下であることが好ま
しい。一方、脂肪族ポリエステルの特性を向上させる点
を考慮するとポリアミドのブレンド比は５重量％以上で
あることが好ましい。ポリアミドのブレンド比は、好ま
しくは１０〜３０重量％である。

【００１３】本発明において、脂肪族ポリエステルとポ
リアミドが均一にブレンドされていることが重要である
が、ここで、均一にブレンドされているとは以下の状態
をいうものである。すなわち、該ブレンドポリマー成形
体のスライスを透過型電子顕微鏡(ＴＥＭ)観察により、
いわゆる海島構造を採っており、しかも島ドメインのサ
イズが直径換算で０.００１〜１０μｍまで小さくなっ
ている状態をいうものである。特に成形体を繊維、フィ
ルムとした場合は、その直径や厚みが２０μｍより小さ
い場合が多いため、島ドメインのサイズが直径換算で
０.００１〜２μｍであることが好ましい。島ドメイン
のサイズはより好ましくは１μｍ以下である。また、島
ドメインサイズの分布も狭い方が良く、島ドメインサイ
ズは好ましくは０.０５〜１μｍの間に島成分の９０％
以上が分布することが好ましい。

【００１４】このように、脂肪族ポリエステルとポリア
ミドの相溶性を高めるためにはポリアミドの脂肪族性を
高くすることが有効である。例えば、ナイロン６よりも
メチレン鎖長の長いナイロン１１の方が脂肪族ポリエス
テルとの相溶性に優れている。また、ナイロン６ホモポ
リマーは通常、脂肪族ポリエステルとは均一ブレンド困
難であるが、共重合により脂肪族性を高くし、また融点
を低下させることで均一ブレンドが可能となる場合があ
る。なお、ナイロン６ホモポリマーであっても、適切な
相溶化剤を用いたり、またナイロン６を低分子量化ある
いは脂肪族ポリエステル側を高分子量化することで均一
ブレンドが可能となる場合がある。

【００１５】また、本願はポリマーブレンドであるた
め、１分子鎖中に脂肪族ポリエステルブロックとポリア
ミドブロックが交互に存在するブロック共重合とは異な
り、脂肪族ポリエステル分子鎖とポリアミド分子鎖は実
質的に独立に存在していることが重要である。この状態
の違いは、ホモポリマーとブレンドポリマー中でのポリ
アミドの融点降下により見積もることができ、ポリアミ
ドの融点降下が３℃以下であれば、脂肪族ポリエステル
とポリアミドはほとんど共重合されておらず（エステル
−アミド交換がほとんど起こっておらず）、実質的に脂
肪族ポリエステル分子鎖とポリアミド分子鎖は独立に存
在するポリマーブレンドの状態であることがわかる。こ
のため、本願ではポリアミドのドメインサイズがブロッ
ク共重合の場合に比べ大きく、ポリアミドのバルクの特
性を充分発揮できるメリットがある。すなわち、ブロッ
ク共重合ではスポイルされていたポリアミドの耐摩耗性
や高融点が充分活かせるのである。本願ではブレンドさ
れたポリアミドの融点降下は２℃以下であることが好ま
しい。

【００１６】本発明の樹脂組成物は成形性に優れている
ため、射出成形、押出成形、ブロー成形のような通常の
樹脂成形は元より、紡糸による繊維化や製膜によるフィ
ルム化といったより高度な溶融成形にも適用可能であ
る。通常、樹脂の高性能化にはガラス繊維ブレンドが利
用されているが、ガラス繊維のサイズがミクロンオーダ
ー以上であるため、繊維やフィルムに適用した場合、繊
維径やフィルム厚以上のサイズとなるため、実質的に製
糸や製膜は不可能であった。しかし、本発明の該ブレン
ドポリマーでは、島ドメインサイズは１μｍ以下とする
ことも可能であるため、そのような問題が無く、脂肪族
ポリエステルの高性能化、用途拡大に大いに寄与できる
のである。特に、繊維および繊維製品はそれを用いた２
次加工も容易であり、好ましい。

【００１７】本発明の樹脂組成物を利用した繊維では、
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、室温での強度は１.０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とするこ
とが好ましい。また、本発明の繊維の室温での伸度は１
５〜７０％であると、繊維製品にする際の工程通過性が
向上し、好ましい。

【００１８】本発明の繊維では、沸収が０〜２０％であ
れば繊維および繊維製品の寸法安定性が良く好ましい。

【００１９】本発明の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
維の場合はマルチフィラメントでもモノフィラメントで
も良い。

【００２０】本発明の繊維は、織物、編物、不織布の
他、カップやボード等の熱圧縮成形体等の様々な繊維製
品の形態を採ることができる。

【００２１】本発明の樹脂組成物により、従来の脂肪族
ポリエステルの欠点を克服し、脂肪族ポリエステルを高
性能化することが可能である。例えば、ポリ乳酸繊維で
は降伏応力が低く、力学的に寸法安定性が低いが、本発
明の繊維では降伏応力が向上し、力学的な寸法安定性が
改善できるのである。これにより、ウォータージェット
ルームやエアジェットルームのような高速織機を使用し
ても、緯糸が伸びることが無く織り欠点を大幅に抑制で
きるのである。また、ポリ乳酸繊維は融点が１７０℃程
度であるため、アイロンをあてると糸の融解により布帛
に穴が空いてしまうが、融点がポリ乳酸より高いポリア
ミドをブレンドすることにより、これを大幅に改善する
ことができるのである。さらに、ポリ乳酸繊維では耐摩
耗性が悪いため、軽度の擦過によりフィブリル化が発生
し布帛欠点となりやすいが、耐摩耗性に優れたナイロン
等をブレンドすることにより、これを大幅に改善できる
のである。このように、本発明により、脂肪族ポリエス
テルの欠点を克服し、用途拡大に大いに寄与できるもの
である。

【００２２】本発明の樹脂組成物の製造方法は特に限定
されるものではないが、例えば以下の様な方法を採用す
ることができる。

【００２３】すなわち、重量平均分子量１２万〜２０万
のホモポリＬ乳酸とナイロン１１（融点１８６℃）を２
１０〜２４０℃で２軸押し出し混練機を用いて混練し、
ポリ乳酸にナイロン１１が均一ブレンドされた本願樹脂
組成物を得ることができる。そして、これを通常の溶融
紡糸装置を用い、２１０〜２４０℃で溶融紡糸した後、
紡速１０００〜７０００ｍ／分で引き取り、一旦巻き取
った後、延伸温度８０〜１５０℃、熱セット温度８０〜
１６０℃で延伸することにより、本願繊維を得ることが
できる。この時、熱履歴としては２４５℃以下とすると
ベースポリマーであるポリ乳酸の分解を抑制でき、好ま
しいのである。

【００２４】本発明のポリエステル樹脂組成物は、樹脂
成形用途においてはケース、ボード、生活資材、車両用
資材、産業資材等に好適に用いることができる。また、
繊維用途においては、仮撚加工用の原糸、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車両内装やベルト、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。また、フィルム、シート用途においては、包装
材、ラベルの他、ラップフィルム等の生活資材、セパレ
ーター等の産業資材にも好適に用いることができる。

【００２５】

【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。

【００２６】Ａ.脂肪族ポリエステルの重量平均分子量 試料のクロロホルム溶液にテトラヒドロフランを混合し
測定溶液とした。これをゲルパーミテーションクロマト
グラフィー（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。

【００２７】Ｂ.ナイロンの相対粘度および固有粘度 ナイロン６の相対粘度は、０.０１ｇ／ｍＬの９８％硫
酸溶液を調製し、２５℃で測定した。

【００２８】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。

【００２９】Ｃ.室温での強度および伸度 室温(２５℃)で、初期試料長＝２００ｍｍ、引っ張り速
度＝２００ｍｍ／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。

【００３０】Ｄ.沸収 沸収(％)＝[(Ｌ０−Ｌ１)／Ｌ０)]×１００(％) Ｌ０：延伸糸をかせ取りし初荷重０.０９ｃＮ／ｄｔｅ
ｘ下で測定したかせの原長 Ｌ１：Ｌ０を測定したかせを実質的に荷重フリーの状態
で沸騰水中で１５分間処理し、風乾後初荷重０.０９ｃ
Ｎ／ｄｔｅｘ下でのかせ長 Ｅ.ポリマーの融点 ＰＥＲＫＩＮ ＥＬＭＥＲ社製ＤＳＣ−７を用いて２ｎ
ｄ ｒｕｎで融点を測定した。この時、試料重量を１０
ｍｇ、昇温速度を１６℃／分とした。

【００３１】Ｆ.ブレンドポリマーのブレンド状態観察 ブレンド繊維の横断面方向に超薄切片を切り出し、透過
型電子顕微鏡(ＴＥＭ)にてポリアミドのブレンド状態を
観察した。

【００３２】ＴＥＭ装置：日立社製Ｈ−７１００ＦＡ型 条 件 ：加速電圧 １００ｋＶ ここで、島ドメインのサイズとしては、ドメインを円と
仮定し面積から直径換算でサイズを計算した。

【００３３】Ｇ.耐摩耗テスト 繊維を総繊度が３３４ｄｔｅｘとなる様に引き揃えて編
み立て、平編地を作成した。そして、１２０℃で生機セ
ット後、９８℃で精練し、引き続き分散染料Ｄｉａｎｉ
ｘ Ｂｌａｃｋ ＢＧ−ＦＳ２００を使用して１１０℃で
染色後１３０℃で仕上げセットした。仕上げセット後の
編地密度は、全水準ウエール３０／ｉｎｃｈ×コース３
１／ｉｎｃｈとした。そして、得られた平編地から直径
１２０ｍｍのサンプルを採取し、その中央部に直径６ｍ
ｍの穴をあけ、ＡＳＴＭ Ｄ １１７５に規定されるテー
バ摩耗試験機(Ｒｏｔａｒｙ Ａｂｒａｓｅｒ)に取り付
け、ＣＳ＃１０摩耗輪により荷重５００ｇｆ(４.９Ｎ)
で１０００回転摩耗を行った後の生地の表面摩耗状態を
観察した。そして、以下に示す等級で表し、３級以上を
合格とした。

【００３４】５級：状態の変化がないもの ４級：やや毛羽立ちがあるもの ３級：毛羽立ちがやや多いもの ２級：毛羽立ちが多く、しかも糸が細くなっているもの １級：糸切れのあるもの Ｈ.捲縮糸の捲縮特性 ＣＲ値 捲縮糸をかせ取りし、荷重フリーの状態で沸騰水中１５
分間処理し、２４時間風乾した。このサンプルに０.０
８８ｃＮ／ｄｔｅｘ(０.１ｇｆ／ｄ)相当の荷重をかけ
水中に浸漬し、２分後のかせ長Ｌ'０を測定した。次
に、水中で０.０８８ｃＮ／ｄｔｅｘ相当の荷重を除き
０.００１８ｃＮ／ｄｔｅｘ(２ｍｇｆ／ｄ)相当の微荷
重に交換し、２分後のかせ長Ｌ'１を測定した。そして
下式によりＣＲ値を計算した。

【００３５】ＣＲ(％)＝[(Ｌ'０−Ｌ'１)／Ｌ'０]×１
００(％) Ｉ.捲縮糸の捲縮数 捲縮糸を荷重フリーの状態で１００℃熱水中で自由に収
縮させた後、捲縮数を数えた。

【００３６】実施例１ ポリアミドとして固有粘度１.４５のナイロン１１(融点
１８６℃)を用い、これと重量平均分子量１５万のホモ
ポリＬ乳酸(光学純度９９％Ｌ乳酸、融点１７０℃)を２
２０℃で２軸混練機を用い溶融ブレンドし、ブレンドポ
リマーを得た。この時、ナイロン１１のブレンド比はブ
レンドポリマーに対し１０重量％とした。これの融点を
測定したところ１７０℃にポリ乳酸、１８６℃にナイロ
ン１１の融点が観測された。このブレンドポリマーを乾
燥し、紡糸温度を２２０℃として溶融紡糸し、紡出した
糸条５をチムニー４により２５℃の冷却風で冷却固化さ
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)。これの
溶融紡糸性には全く問題が無く、１００ｋｇ巻き取りで
の糸切れはゼロであった。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を介し巻き取った。この
糸を第１ローラー１３温度９０℃で予熱した後、３.２
倍に延伸し、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、８４
ｄｔｅｘ、３６フィラメント、丸断面の延伸糸１６を得
た(図３)。ここでの延伸性にも全く問題が無く、１００
ｋｇ巻き取りでの糸切れはゼロであった。

【００３７】得られた繊維の糸横断面のＴＥＭ観察を行
ったところ、図１に示すように均一に分散した海島構造
を採っており、島成分のドメインサイズは直径換算で
０.０５〜０.３μｍであった。

【００３８】さらにこの繊維を筒編みし、１７０℃でア
イロン掛けテストを行ったが、筒編み地に穴が空くこと
は無く、従来のポリ乳酸繊維(比較例１)に比べ耐熱性が
格段に向上していた。

【００３９】実施例２ ナイロン１１のブレンド比を３重量％とした以外は実施
例１と同様に、ブレンドポリマーを得た。これの融点を
測定したところ、１７０℃にポリ乳酸、１８６℃にナイ
ロン１１の融点が観測された。そして、これの紡糸、延
伸を実施例１と同様に行い８４ｄｔｅｘ、７２フィラメ
ント、丸断面の延伸糸を得た。得られた繊維の糸横断面
のＴＥＭ観察を行ったところ、均一に分散した海島構造
を採っており、島ドメインサイズは直径換算で０.０５
〜０.３μｍであった。

【００４０】さらにこの繊維を筒編みし、１７０℃でア
イロン掛けテストを行ったが、従来のポリ乳酸繊維(比
較例１)に比べ耐熱性が向上していたが、筒編み地にと
ころどころに小さな穴が空いた。

【００４１】実施例３ ナイロン１１のブレンド比を２０重量％とし、混練温度
を２２５℃とした以外は実施例１と同様に、ブレンドポ
リマーを得た。これの融点を測定したところ、１７０℃
にポリ乳酸、１８５℃にナイロン１１の融点が観測され
た。また、これのＴＥＭ観察を行ったところ、均一な海
島構造をしており、島ドメインサイズは直径換算で０．
５〜２．０μｍであった。そして、紡糸温度２２５℃で
実施例１と同様に、これの紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅ
ｘ、７２フィラメント、丸断面の延伸糸を得た。得られ
た繊維の糸横断面のＴＥＭ観察を行ったところ、均一に
分散した海島構造を採っており、島ドメインサイズは直
径換算で０.０５〜０.４μｍであった。

【００４２】さらにこの繊維を筒編みし、１７０℃でア
イロン掛けテストを行ったが、筒編み地に穴が空くこと
は無く、従来のポリ乳酸繊維(比較例１)に比べ耐熱性が
格段に向上していた。

【００４３】実施例４ ナイロン１１のブレンド比を３５重量％とし、混練温度
を２３０℃とした以外は実施例１と同様に、ブレンドポ
リマーを得た。これの融点を測定したところ、１６９℃
にポリ乳酸、１８４℃にナイロン１１の融点が観測され
た。そして、紡糸温度２３０℃で実施例１と同様に、こ
れの紡糸、延伸を行い８４ｄｔｅｘ、２４フィラメン
ト、丸断面の延伸糸を得た。得られた繊維の糸横断面の
ＴＥＭ観察を行ったところ、均一に分散した海島構造を
採っており、島ドメインサイズは直径換算で０.０５〜
０.５μｍであった。

【００４４】さらにこの繊維を筒編みし、１７０℃でア
イロン掛けテストを行ったが、筒編み地に穴が空くこと
は無く、従来のポリ乳酸繊維(比較例１)に比べ耐熱性が
格段に向上していた。

【００４５】実施例５ 溶融ブレンド時に、減粘剤としてε−カプロラクタムを
０.５重量％添加した以外は実施例１と同様に、ブレン
ドポリマーを得た。これの融点を測定したところ、１７
０℃にポリ乳酸、１８６℃にナイロン１１の融点が観測
された。そして、実施例１と同様に、これの紡糸、延伸
(延伸倍率３.３倍)を行い８４ｄｔｅｘ、１４４フィラ
メント、丸断面の延伸糸を得た。得られた繊維の糸横断
面のＴＥＭ観察を行ったところ、均一に分散した海島構
造を採っており、島ドメインサイズは直径換算で０.０
５〜０.９μｍであった。この強伸度曲線を図４に示す
が、従来のポリ乳酸繊維(比較例１)に比べ降伏応力が大
幅に向上していた。

【００４６】さらにこの繊維を筒編みし、１７０℃でア
イロン掛けテストを行ったが、筒編み地に穴が空くこと
は無く、従来のポリ乳酸繊維(比較例１)に比べ耐熱性が
格段に向上していた。

【００４７】実施例６ ホモポリＬ乳酸の重量平均分子量を２０万(光学純度９
９％Ｌ乳酸、融点１７０℃)とし、混練温度２３５℃と
した以外は実施例１と同様にブレンドポリマーを得た。
これの融点を測定したところ、１７０℃にポリ乳酸、１
８６℃にナイロン１１の融点が観測された。そして、紡
糸温度を２４０℃、第１引き取りローラー８の周速を６
０００ｍ／分とした以外は実施例５と同様に紡糸を行
い、８４ｄｔｅｘ、３６フィラメントの糸を得た。得ら
れた繊維の糸横断面のＴＥＭ観察を行ったところ、均一
に分散した海島構造を採っており、島ドメインサイズは
直径換算で０.０５〜０.９μｍであった。

【００４８】さらにこの繊維を筒編みし、１７０℃でア
イロン掛けテストを行ったが、筒編み地に穴が空くこと
は無く、従来のポリ乳酸繊維(比較例１)に比べ耐熱性が
格段に向上していた。

【００４９】実施例７ ポリアミドとして相対粘度２．３の低分子量ナイロン６
(融点２２３℃)を用い、これと重量平均分子量２０万の
ホモポリＬ乳酸(光学純度９９％Ｌ乳酸、融点１７０℃)
を２４５℃で２軸混練機を用い溶融ブレンドし、ブレン
ドポリマーを得た。これの融点を測定したところ、１７
０℃にポリ乳酸、２２３℃にナイロン６の融点が観測さ
れた。このブレンドポリマーを乾燥し、紡糸温度を２４
５℃として溶融紡糸し、実施例１と同様に溶融紡糸、延
伸を行った。得られた繊維の糸横断面のＴＥＭ観察を行
ったところ、均一に分散した海島構造を採っており、島
ドメインサイズは直径換算で０.０５〜０．９μｍであ
った。

【００５０】さらにこの繊維を筒編みし、１７０℃でア
イロン掛けテストを行ったが、筒編み地に穴が空くこと
は無く、従来のポリ乳酸繊維(比較例１)に比べ耐熱性が
格段に向上していた。

【００５１】比較例１ 実施例１で使用したポリ乳酸を乾燥した後、２２０℃で
溶融紡糸し、紡出した糸条５をチムニー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)。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を介して糸を巻き取った。この
未延伸糸１１を第１ローラー１３温度９０℃で予熱した
後、２.８倍に延伸し、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
糸を得た(図３)。これの９０℃での強伸度曲線を図４、
物性値を表１に示すが、降伏応力が低いものであった。
さらにこの繊維を筒編みし、１７０℃でアイロン掛けテ
ストを行ったが、ポリ乳酸繊維の融解のため筒編み地に
大きな穴が空き、耐熱性が不良なものであった。

【００５２】比較例２ と同様ポリアミドとして相対粘度３．４の高分子量ナイ
ロン６（融点２２５℃）を用い、混練温度、紡糸温度を
２５０℃として実施例７と同様にポリ乳酸にナイロン６
をブレンドし、溶融紡糸を行ったが、糸が五月雨状にな
り、巻き取り不能であった。この五月雨糸の糸横断面の
ＴＥＭ観察を行ったところ、島ドメインサイズが大きく
直径換算で２０μｍ以上であった。

【００５３】

【表１】 実施例８ 実施例１〜７で得た繊維に、延伸倍率１.３５倍、ヒー
ター温度１３０℃、加工速度４００ｍ／分でフリクショ
ンディスク仮撚加工を施した。加工性に問題無く、糸切
れ、毛羽は発生しなかった。また、捲縮特性の指標であ
るＣＲ値は２０％を超え仮撚加工糸として充分な捲縮を
有していた。そして、これらの耐摩耗テストを行ったと
ころ、表２に示すように実施例１〜７の繊維を原糸とし
た仮撚加工糸は優れた耐摩耗性を示した。

【００５４】

【表２】 比較例３ 比較例１で得た従来ポリ乳酸繊維に、延伸倍率１.３５
倍、ヒーター温度１３０℃、加工速度４００ｍ／分でフ
リクションディスク仮撚加工を施したが、熱板上で糸が
弛み糸かけ不能であった。次に、熱板温度１１０℃に下
げて加工を施したところ、やはり糸かけに問題があった
が、糸を巻き取ることは可能であった。捲縮特性の指標
であるＣＲ値は２１％と充分なものであったが、耐摩耗
性は２級と不良であった(表２)。

【００５５】実施例９ 実施例８において、実施例５を加工原糸として得られた
仮撚加工糸を経糸および緯糸に用い、ウォータージェッ
トルームで平織りを作製した。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。これは、織り欠点はなく品位に優れたものであ
った。さらに常法にしたがい１１０℃で染色した。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ていた。また、染色斑も無く品位に
優れたものであった。

【００５６】比較例４ 比較例３で得られた仮撚加工糸を用い実施例９と同様に
平織りを作製した。しかし、緯糸打ち込み時の張力によ
り緯糸が伸びてしまい、織り欠点が多発した。これを実
施例９同様に染色したところ染色斑が多発し品位に劣る
ものであった。

【００５７】実施例１０ 実施例１で得たブレンドポリマーを溶融紡糸し、これを
１６００ｍ／分で引き取りトウとし、９０℃水槽中で４
倍に延伸した。そして、クリンパーを通した後、カット
し、９０℃で弛緩熱処理を施し、単糸繊度６ｄｔｅｘ、
繊維長６０ｍｍのカットファイバーを得た。得られた繊
維の糸横断面のＴＥＭ観察を行ったところ、均一に分散
した海島構造を採っており、島ドメインサイズは直径換
算で０.０５〜０.３μｍであった。これを２２０℃で熱
圧縮成形し厚さ３ｍｍのボードを得た。

【００５８】一般にポリマーが非晶の場合はガラス転移
温度を超えると急激に軟化するが、ポリマーが一旦結晶
化すると、軟化温度をガラス転移温度より高くすること
が可能であり、場合によっては融点付近まで軟化を抑制
できる場合がある。このため、該ボードの耐熱性を以下
のようにして評価した。すなわち、得られたボードを幅
２ｃｍにカットし、支点間距離５０ｃｍとして、中心に
１ｋｇの重りを乗せ、８０℃で２０分間保持した。これ
を冷却後、重りを取り去り、ボードの変形を観察した。
ここで得られたボードはポリＬ乳酸単独のもの(比較例
５)とは異なり、変形は観測されず、耐熱性が向上して
いることが確認できた。

【００５９】比較例５ 比較例１で使用したポリ乳酸を用いた以外は、実施例１
０と同様にしてボードを得た。しかしながら、このボー
ドはほとんど結晶化しておらず、実施例１０と同様の８
０℃で荷重を加える耐熱性評価を行ったところ、変形が
観測され耐熱性に劣るものであった。

【００６０】実施例１１ 実施例１で得られたブレンドポリマーを乾燥し、２３０
℃で溶融紡糸を行った。このとき、口金吐出孔はＹ型と
し、その口金吐出孔長は０.５ｍｍのものを用いた。紡
出糸は８００ｍ／分で引き取り、次いで、１段目の延伸
倍率を１.４倍、トータル倍率を４.０倍の条件で２段延
伸を行い、さらにジェットノズルを用いて捲縮を付与し
てから４５０ｄｔｅｘ、９０フィラメントのカーペット
用の嵩高加工糸を巻き取った。得られた繊維の糸横断面
のＴＥＭ観察を行ったところ、均一に分散した海島構造
を採っており、島ドメインサイズは直径換算で０.０５
〜０.３μｍであった。これの捲縮数は１５個／ｍであ
り、良好な捲縮を示した。

【００６１】比較例６ 比較例１で使用したポリ乳酸を用いた以外は、実施例１
１と同様にしてカーペット用嵩高加工糸を得た。これの
捲縮数は６個／ｍであり、不充分な捲縮であった。

【００６２】実施例１２ 実施例１で得られたブレンドポリマーを乾燥し、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。

【００６３】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３.
５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３.０倍でフィルムの幅方向に延伸した。
次いで、１６０℃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。得られたフィルムの横断面の
ＴＥＭ観察を行ったところ、均一に分散した海島構造を
採っており、島ドメインサイズは直径換算で０.０５〜
０.４μｍであった。

【００６４】これの縦方向強度は１００ＭＰａ、横方向
強度は１３０ＭＰａ、縦方向熱収縮は０.５％、横方向
熱収縮は０.５％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。

【００６５】比較例７ 比較例１で使用したポリ乳酸を用いた以外は、実施例１
２と同様にして、製膜を行ったが１６０℃での熱処理し
た際にポリ乳酸の部分融解が原因と考えられる破れが発
生し、実質的に製膜不能であった。そこで、熱処理温度
を１６０℃から１４０℃に低下させて製膜を行い、厚さ
２０μｍの二軸配向フィルムを得た。

【００６６】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、強度は充分であったが、収縮
が大きくなってしまった。

【００６７】実施例１３ 実施例１で得られたブレンドポリマーチップを乾燥し、
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、シリンダー温度２４０℃、
金型温度４０℃で射出成形し、縦１００ｍｍ、横２０ｍ
ｍ、厚さ３ｍｍの試験片を作製した。得られた試験片の
横断面のＴＥＭ観察を行ったところ、均一に分散した海
島構造を採っており、島ドメインサイズは直径換算で
０.０５〜１.８μｍであった。雰囲気温度１２０℃と
し、これに支点間距離８０ｍｍで１ｋｇの重りを３０分
間乗せたが、室温まで冷却した時の残留変形は無かっ
た。

【００６８】比較例８ 比較例１で使用したポリ乳酸を用い、押出機温度および
シリンダー温度を２２０℃とした以外は、実施例１３と
同様にして試験片を作製した。雰囲気温度１２０℃と
し、これに支点間距離８０ｍｍで１ｋｇの重りを３０分
間乗せたが、室温まで冷却した時に顕著な残留変形が見
られた。

【００６９】実施例１４ 脂肪族ポリエステルとして実施例１で用いたポリ乳酸と
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３：１でブレンドしたものを用い、こ
れに実施例１と同様にナイロン１１を１０重量％ブレン
ドしたブレンドポリマーを２２０℃で作製した。これの
融点を測定したところ、１１８℃にポリブチレンサクシ
ネート、１７０℃にポリ乳酸、１８６℃にナイロン１１
の融点が観測された。そして、このブレンドポリマーを
用いて、やはり実施例１と同様にして、８４ｄｔｅｘ、
３６フィラメント、丸断面の延伸糸を得た。得られた繊
維の糸横断面のＴＥＭ観察を行ったところ、均一に分散
した海島構造を採っており、島ドメインサイズは直径換
算で０.０５〜０.９μｍであった。この延伸糸の耐摩耗
テストを行ったところ耐摩耗性４級と優れたものであっ
た。

【００７０】実施例１５ 脂肪族ポリエステルとして実施例１４のポリブチレンサ
クシネートを用いた以外は、実施例１と同様にして、ブ
レンドポリマーを得た。これの融点を測定したところ、
１１８℃にポリブチレンサクシネート、１８６℃にナイ
ロン１１の融点が観測された。そして、このブレンドポ
リマーを用いて、やはり実施例１と同様にして、８４ｄ
ｔｅｘ、３６フィラメント、丸断面の延伸糸を得た。得
られた繊維の糸横断面のＴＥＭ観察を行ったところ、均
一に分散した海島構造を採っており、島ドメインサイズ
は直径換算で０.０５〜１μｍであった。この延伸糸の
耐摩耗テストを行ったところ耐摩耗性４級と優れたもの
であった。

【００７１】

【発明の効果】本発明の脂肪族ポリエステルにポリアミ
ドが均一ブレンドされていることを特徴とする樹脂組成
物を使用することにより、脂肪族ポリエステルの欠点で
あった力学特性や耐熱性、耐摩耗性を大幅に向上するこ
とができ、脂肪族ポリエステルの用途展開を大きく拡げ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレンドポリマー内のポリアミドと脂
肪族ポリエステルのブレンド状態を示すＴＥＭ写真であ
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】従来ポリ乳酸繊維およびナイロン１１ブレンド
繊維の強伸度曲線を示す図である。

【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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 77:00） Ｆターム(参考） 4F071 AA43 AA44 AA54 AA55 AF13 AF22 AF45 AH03 AH04 AH06 AH07 BB05 BB06 BC01 BC03 BC06 4J002 CF031 CF181 CF191 CL002 CL012 CL032 GG02 GK01 GL00 GN00 4L035 AA05 BB55 BB77 BB89 BB91 EE20

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】脂肪族ポリエステルにポリアミドがブレン
   ドされた海島構造をしており、島成分のドメインサイズ
   が０.００１〜１０μｍであることを特徴とする樹脂組
   成物。
2. 【請求項２】ポリアミドが結晶性であり、融点が１５０
   〜２５０℃であることを特徴とする請求項１記載の樹脂
   組成物。
3. 【請求項３】ポリアミドのブレンド比が樹脂組成物全体
   に対し５〜４０重量％であることを特徴とする請求項１
   または２記載の樹脂組成物。
4. 【請求項４】請求項１〜３のうちいずれか１項記載の樹
   脂組成物を少なくとも一部に含むことを特徴とする成形
   体。
5. 【請求項５】成形体が繊維であることを特徴とする請求
   項４記載の成形体。