JP4981721B2 - Method for producing heat-retaining polylactic acid fiber structure, heat-retaining polylactic acid fiber structure and fiber product - Google Patents
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Description
本発明は、優れた保温性を有するだけでなく、繊維構造体に含まれるポリ乳酸繊維が優れた強度を有する保温性ポリ乳酸繊維構造体の製造方法、および保温性ポリ乳酸繊維構造体、および繊維製品に関する。 The present invention provides a method for producing a heat-retaining polylactic acid fiber structure in which not only has excellent heat retention but also polylactic acid fibers contained in the fiber structure have excellent strength, and heat-retaining polylactic acid fiber structure, and It relates to textile products.
近年、地球環境保護の目的から、自然環境下で分解される生分解性ポリマーが注目され、世界中で研究されている。生分解性ポリマーとしては、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、脂肪族ポリエステル、ポリ乳酸などが知られている。なかでもポリ乳酸は、ポリ乳酸の原料である乳酸またはラクチドが天然物から製造できるので、単なる生分解性ポリマーとしてではなく、地球環境に配慮した汎用性ポリマーとして利用も検討されている。ポリ乳酸のような生分解性ポリマーは透明性が高く強靭であるが、水の存在下では容易に加水分解され、廃棄後には環境を汚染することなく分解するので、環境負荷の少ない汎用ポリマーとして期待されている。そして、かかるポリ乳酸からなるポリ乳酸繊維は衣料やインテリア製品などとして巾広く使用されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。 In recent years, for the purpose of protecting the global environment, biodegradable polymers that are decomposed in a natural environment have attracted attention and are being studied all over the world. Known biodegradable polymers include polyhydroxybutyrate, polycaprolactone, aliphatic polyester, polylactic acid, and the like. Among them, polylactic acid is being studied as a general-purpose polymer in consideration of the global environment, not just as a biodegradable polymer, because lactic acid or lactide, which is a raw material for polylactic acid, can be produced from natural products. Biodegradable polymers such as polylactic acid are highly transparent and tough, but they are easily hydrolyzed in the presence of water and decompose without polluting the environment after disposal. Expected. And the polylactic acid fiber which consists of this polylactic acid is widely used as clothing, interior products, etc. (for example, refer patent document 1, patent document 2).
また、赤外線吸収剤を用いてポリ乳酸繊維構造体に保温性を付加することも知られている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、かかるポリ乳酸繊維構造体において繊維構造体に含まれるポリ乳酸繊維の繊維強度が低いという問題があった。
なお、繊維構造体において、赤外線吸収剤を部分的に付着させることにより保温性を高めることは特許文献4などにより知られている。
It is also known to add heat retention to a polylactic acid fiber structure using an infrared absorber (see, for example, Patent Document 3).
However, the polylactic acid fiber structure has a problem that the fiber strength of the polylactic acid fiber contained in the fiber structure is low.
In addition, it is known by patent document 4 etc. to raise heat retention property by making an infrared absorber adhere partially in a fiber structure.
本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、優れた保温性を有するだけでなく、繊維構造体に含まれるポリ乳酸繊維が優れた強度を有する保温性ポリ乳酸繊維構造体の製造方法、および該製造方法により得られた保温性ポリ乳酸繊維構造体、および該保温性ポリ乳酸繊維構造体を用いてなる繊維製品を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned background, and the object thereof is not only to have excellent heat retention, but also to heat retention polylactic acid fiber structure in which the polylactic acid fiber contained in the fiber structure has excellent strength. It is in providing the heat retention polylactic acid fiber structure obtained by this manufacturing method, and the fiber product using this heat retention polylactic acid fiber structure.
本発明者らは上記の課題を達成するため鋭意検討した結果、ポリL−乳酸(A成分)とポリD−成分(B成分)とを特定の燐酸エステル金属塩(C成分)の存在下で紡糸、延伸して得られたポリ乳酸繊維を用いて繊維構造体を得て、該繊維構造体に赤外線吸収剤を付着させることにより、所望の保温性ポリ乳酸繊維構造体が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that poly L-lactic acid (A component) and poly D-component (B component) are present in the presence of a specific phosphate ester metal salt (C component). It has been found that a desired heat-retaining polylactic acid fiber structure can be obtained by obtaining a fiber structure using polylactic acid fibers obtained by spinning and stretching, and attaching an infrared absorber to the fiber structure. The present invention has been completed by further intensive studies.
かくして、本発明によれば「ポリ乳酸繊維を含むポリ乳酸繊維構造体に赤外線吸収剤を付着させる保温性ポリ乳酸繊維構造体の製造方法であって、前記ポリ乳酸繊維が、(i)ポリL−乳酸(A成分)、(ii)ポリD―乳酸(B成分)および(iii)A成分とB成分との合計100重量部当たり0.05〜5重量部の下記式(1)または(2)で表される燐酸エステル金属塩(C成分)を含有するポリ乳酸組成物からなり、
かつ、前記ポリ乳酸繊維の繊維強度が2.3cN/dtex以上であり、
かつ、前記ポリ乳酸繊維が、前記ポリ乳酸組成物を溶融紡糸し未延伸糸を得る工程および未延伸糸を70〜140℃で延伸糸を得る工程および延伸糸を170〜220℃で熱処理する工程により得られた繊維であることを特徴とする保温性ポリ乳酸繊維構造体の製造方法。」が提供される。
Thus, according to the present invention, “a method for producing a heat-retaining polylactic acid fiber structure in which an infrared absorber is attached to a polylactic acid fiber structure containing polylactic acid fiber, wherein the polylactic acid fiber is (i) poly L -Lactic acid (A component), (ii) Poly D-lactic acid (B component) and (iii) 0.05-5 parts by weight of the following formula (1) or (2) per 100 parts by weight of the total of A component and B component consists polylactic acid composition containing phosphoric ester metal salt (C component) represented by),
And the fiber strength of the polylactic acid fiber is 2.3 cN / dtex or more,
The polylactic acid fiber melt-spins the polylactic acid composition to obtain an undrawn yarn, the step of obtaining an undrawn yarn at 70 to 140 ° C., and the step of heat treating the drawn yarn at 170 to 220 ° C. A method for producing a heat-retaining polylactic acid fiber structure, which is a fiber obtained by the method described above. Is provided.
その際、前記ポリ乳酸組成物が、ポリL−乳酸成分(A成分)とポリD−乳酸成分(B成分)との合計100重量部当たり0.1〜5重量部のカルボキシル末端封止剤を含有していることが好ましい。また、前記ポリ乳酸繊維構造体に他の繊維としてポリエステル繊維が含まれることが好ましい。また、前記ポリ乳酸繊維構造体が織物または編物であることが好ましい。また、前記赤外線吸収剤としては、アンチモンドープ酸化錫またはスズドープ酸化インジュームからなる赤外線吸収剤であることが好ましい。また、前記赤外線吸収剤の付着量が繊維構造体に対し0.02〜50gr/m2の範囲内であることが好ましい。 At that time, the polylactic acid composition contains 0.1 to 5 parts by weight of a carboxyl terminal blocking agent per 100 parts by weight in total of the poly L-lactic acid component (component A) and the poly D-lactic acid component (component B). It is preferable to contain. The polylactic acid fiber structure preferably includes polyester fibers as other fibers. The polylactic acid fiber structure is preferably a woven fabric or a knitted fabric. The infrared absorber is preferably an infrared absorber made of antimony-doped tin oxide or tin-doped indium oxide. Moreover, it is preferable that the adhesion amount of the said infrared absorber exists in the range of 0.02-50gr / m < 2 > with respect to a fiber structure.
本発明の保温性ポリ乳酸繊維構造体の製造方法において、前記赤外線吸収剤を、ポリ乳酸繊維構造体の少なくとも一面に、塗布部と非塗布部とを有しかつ塗布部が非塗布部を取り囲んで連続するパターンで付着させることが好ましい。その際、かかるパターンが格子状パターンであることが好ましい。また、ポリ乳酸繊維構造体の1面にのみ、赤外線吸収剤を付着させることが好ましい。 In the method for producing a heat-retaining polylactic acid fiber structure of the present invention, the infrared absorber has an application part and a non-application part on at least one surface of the polylactic acid fiber structure, and the application part surrounds the non-application part. It is preferable to adhere in a continuous pattern. In that case, it is preferable that this pattern is a lattice pattern. Moreover, it is preferable to attach an infrared absorber only to one surface of the polylactic acid fiber structure.
また、本発明によれば、前記の製造方法により製造された保温性ポリ乳酸繊維構造体が提供される。 Moreover, according to this invention, the heat retention polylactic acid fiber structure manufactured by the said manufacturing method is provided .
また、本発明によれば、前記の保温性ポリ乳酸繊維構造体を用いてなる、スポーツ衣料、インナー衣料、紳士衣料、婦人衣料からなる群より選択されるいずれかの繊維製品が提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided any fiber product selected from the group consisting of sports apparel, inner apparel, men's apparel, and women's apparel, using the heat-retaining polylactic acid fiber structure.
本発明によれば、優れた保温性を有するだけでなく、繊維構造体に含まれるポリ乳酸繊維が優れた強度を有する保温性ポリ乳酸繊維構造体の製造方法、および該製造方法により得られた保温性ポリ乳酸繊維構造体、および該保温性ポリ乳酸繊維構造体を用いてなる繊維製品が得られる。 According to the present invention, a method for producing a heat-retaining polylactic acid fiber structure having not only excellent heat retention but also having excellent strength in the polylactic acid fiber contained in the fiber structure, and the production method A heat-retaining polylactic acid fiber structure and a fiber product using the heat-retaining polylactic acid fiber structure are obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で用いるポリL−乳酸(A成分)は、主としてL−乳酸単位からなる。L−乳酸単位はL−乳酸由来の繰り返し単位である。ポリL−乳酸(A成分)は、好ましくは90〜100モル%、より好ましくは95〜100モル%、さらに好ましくは98〜100モル%のL−乳酸単位を含有する。他の繰り返し単位としてD−乳酸単位、乳酸以外の単位がある。D−乳酸単位および乳酸以外の単位は、好ましくは0〜10モル%、より好ましくは0〜5モル%、さらに好ましくは0〜2モル%である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The poly L-lactic acid (component A) used in the present invention mainly comprises L-lactic acid units. The L-lactic acid unit is a repeating unit derived from L-lactic acid. The poly L-lactic acid (component A) preferably contains 90 to 100 mol%, more preferably 95 to 100 mol%, and still more preferably 98 to 100 mol% of L-lactic acid units. Other repeating units include D-lactic acid units and units other than lactic acid. The D-lactic acid unit and the units other than lactic acid are preferably 0 to 10 mol%, more preferably 0 to 5 mol%, still more preferably 0 to 2 mol%.
乳酸以外の単位としては、グリコール酸、カプロラクトン、ブチロラクトン、プロピオラクトンなどのヒドロキシカルボン酸類、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4−プロパンジオール、1,5−プロパンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、炭素数が2〜30の脂肪族ジオール類、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、炭素数2〜30の脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキノンなど芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸などから選ばれる1種以上のモノマー由来の単位が挙げられる。 Examples of units other than lactic acid include hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, caprolactone, butyrolactone, propiolactone, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-propanediol, 1,5 -Propanediol, hexanediol, octanediol, decanediol, dodecanediol, aliphatic diols having 2 to 30 carbon atoms, succinic acid, maleic acid, adipic acid, aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 30 carbon atoms, terephthalic acid And units derived from one or more monomers selected from aromatic diols such as isophthalic acid, hydroxybenzoic acid, and hydroquinone, and aromatic dicarboxylic acids.
ポリL−乳酸(A成分)は、好ましくは結晶性を有する。融点は、好ましくは150〜190℃、より好ましくは160〜190℃である。これらの条件を満足すると、高融点のステレオコンプレックス結晶を形成させることができ、かつ、結晶化度を上げることができるからである。
ポリL−乳酸(A成分)において、重量平均分子量が5万〜30万(より好ましくは10万〜25万)であることが好ましい。
The poly L-lactic acid (component A) preferably has crystallinity. The melting point is preferably 150 to 190 ° C, more preferably 160 to 190 ° C. If these conditions are satisfied, a stereocomplex crystal having a high melting point can be formed and the crystallinity can be increased.
In poly L-lactic acid (component A), the weight average molecular weight is preferably 50,000 to 300,000 (more preferably 100,000 to 250,000).
一方、本発明で用いるポリD−乳酸(B成分)は、主としてD−乳酸単位からなる。D−乳酸単位はD−乳酸由来の繰り返し単位である。ポリD−乳酸は、好ましくは90〜100モル%、より好ましくは95〜100モル%、さらに好ましくは98〜100モル%のD−乳酸単位を含有する。他の繰り返し単位としてL−乳酸単位、乳酸以外の単位がある。L−乳酸単位および乳酸以外の単位は、好ましくは0〜10モル%、より好ましくは0〜5モル%、さらに好ましくは0〜2モル%である。 On the other hand, poly D-lactic acid (B component) used in the present invention mainly comprises D-lactic acid units. The D-lactic acid unit is a repeating unit derived from D-lactic acid. The poly-D-lactic acid preferably contains 90 to 100 mol%, more preferably 95 to 100 mol%, and still more preferably 98 to 100 mol% of D-lactic acid units. Other repeating units include L-lactic acid units and units other than lactic acid. The L-lactic acid unit and the units other than lactic acid are preferably 0 to 10 mol%, more preferably 0 to 5 mol%, still more preferably 0 to 2 mol%.
乳酸以外の単位としては、グリコール酸、カプロラクトン、ブチロラクトン、プロピオラクトンなどのヒドロキシカルボン酸類、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4−プロパンジオール、1,5−プロパンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、炭素数が2〜30の脂肪族ジオール類、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、炭素数2〜30の脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキノンなど芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸などから選ばれる1種以上のモノマー由来の単位が挙げられる。 Examples of units other than lactic acid include hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, caprolactone, butyrolactone, propiolactone, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-propanediol, 1,5 -Propanediol, hexanediol, octanediol, decanediol, dodecanediol, aliphatic diols having 2 to 30 carbon atoms, succinic acid, maleic acid, adipic acid, aliphatic dicarboxylic acids having 2 to 30 carbon atoms, terephthalic acid And units derived from one or more monomers selected from aromatic diols such as isophthalic acid, hydroxybenzoic acid, and hydroquinone, and aromatic dicarboxylic acids.
ポリD−乳酸(B成分)は、好ましくは結晶性を有する。融点は、好ましくは150〜190℃、より好ましくは160〜190℃である。これらの条件を満足すると、高融点のステレオコンプレックス結晶を形成させることができ、かつ、結晶化度を上げることができるからである。
ポリD−乳酸(B成分)において、重量平均分子量が5万〜30万(より好ましくは10万〜25万)であることが好ましい。
Poly D-lactic acid (component B) preferably has crystallinity. The melting point is preferably 150 to 190 ° C, more preferably 160 to 190 ° C. If these conditions are satisfied, a stereocomplex crystal having a high melting point can be formed and the crystallinity can be increased.
In poly D-lactic acid (component B), the weight average molecular weight is preferably 50,000 to 300,000 (more preferably 100,000 to 250,000).
ポリL−乳酸(A成分)またはポリD−乳酸(B成分)は、L−乳酸またはD−乳酸を直接脱水縮合する方法で製造したり、L−乳酸またはD−乳酸を一度脱水環化してラクチドとした後に開環重合したりする方法で製造することができる。これらの方法に用いる触媒として、オクチル酸スズ、塩化スズ、スズのアルコキシドなどの2価のスズ化合物、酸化スズ、酸化ブチルスズ、酸化エチルスズなど4価のスズ化合物、金属スズ、亜鉛化合物、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、ランタニド化合物などを例示することができる。 Poly-L-lactic acid (component A) or poly-D-lactic acid (component B) can be produced by directly dehydrating condensation of L-lactic acid or D-lactic acid, or once dehydrating and cyclizing L-lactic acid or D-lactic acid. It can be produced by a method of ring-opening polymerization after making lactide. Catalysts used in these methods include divalent tin compounds such as tin octylate, tin chloride, and tin alkoxides, tetravalent tin compounds such as tin oxide, butyltin oxide, and ethyltin oxide, metal tin, zinc compounds, aluminum compounds, Examples thereof include calcium compounds and lanthanide compounds.
ポリL−乳酸(A成分)およびポリD−乳酸(B成分)は、重合時使用された重合触媒を溶媒で洗浄除去するか、触媒活性を不活性化しておくのが好ましい。触媒活性を不活性化するには、触媒失活剤を用いることができる。 The poly L-lactic acid (component A) and the poly D-lactic acid (component B) are preferably washed away with a polymerization catalyst used during the polymerization, or the catalytic activity is deactivated. A catalyst deactivator can be used to inactivate the catalyst activity.
触媒失活剤として、イミノ基を有し且つ金属重合触媒に配位し得るキレート配位子の群からなる有機リガンド、リンオキソ酸、リンオキソ酸エステルおよび式(3)で表される有機リンオキソ酸化合物群から選択される少なくとも1種が挙げられる。触媒失活剤は、重合終了の時点において触媒中の金属元素1当量あたり、好ましくは0.3〜20当量、より好ましくは0.4〜15当量、さらに好ましくは0.5〜10当量配合する。
X1−P(=O)m(OH)n(OX2)2−n (3)
式中、mは0または1、nは1または2、X1およびX2は各々独立に炭素数1〜20の置換基を有していても良い炭化水素基を表す。炭化水素基として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の炭素数1〜20のアルキル基が挙げられる。
As a catalyst deactivator, an organic ligand consisting of a group of chelate ligands having an imino group and capable of coordinating to a metal polymerization catalyst, a phosphorus oxoacid, a phosphorus oxoacid ester, and an organic phosphorus oxoacid compound represented by the formula (3) There may be mentioned at least one selected from the group. The catalyst deactivator is preferably blended in an amount of 0.3 to 20 equivalents, more preferably 0.4 to 15 equivalents, and even more preferably 0.5 to 10 equivalents per equivalent of the metal element in the catalyst at the end of the polymerization. .
X 1 -P (= O) m (OH) n (OX 2) 2-n (3)
In the formula, m is 0 or 1, n is 1 or 2, and X 1 and X 2 each independently represent a hydrocarbon group optionally having a substituent having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon group include alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.
ポリL−乳酸(A成分)およびポリD−乳酸(B成分)中の金属イオン含有量は20ppm以下であることが繊維の耐熱性、耐加水分解性の点から好ましい。金属イオン含有量は、アルカリ土類金属、希土類、第三周期の遷移金属類、アルミニウム、ゲルマニウム、スズおよびアンチモンから選ばれる金属の各々の含有量が20ppm以下であることが好ましい。 The metal ion content in poly L-lactic acid (component A) and poly D-lactic acid (component B) is preferably 20 ppm or less from the viewpoint of heat resistance and hydrolysis resistance of the fiber. The metal ion content is preferably such that the content of each metal selected from alkaline earth metals, rare earths, transition metals of the third period, aluminum, germanium, tin and antimony is 20 ppm or less.
次に、本発明で用いる燐酸エステル金属塩(C成分)は、下記式(1)または(2)で表される化合物である。燐酸エステル金属塩は1種類を用いても複数種類を併用してもよい。 Next, the phosphoric acid ester metal salt (component C) used in the present invention is a compound represented by the following formula (1) or (2). The phosphoric acid ester metal salt may be used alone or in combination.
式(1)において、R1は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。R1で表される炭素数1〜4のアルキル基として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、iso−ブチル基などが例示される。 In Formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 1 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, and an iso-butyl group. The
R2、R3は、各々独立に水素原子または炭素数1〜12のアルキル基を表す。炭素数1〜12のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、アミル基、tert−アミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、iso−オクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、iso−ノニル基、デシル基、iso−デシル基、tert−デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、tert−ドデシル基などが挙げられる。 R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group, amyl group, tert-amyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, iso-octyl group, tert-octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, iso-nonyl group, decyl group, iso-decyl group, tert-decyl group, An undecyl group, a dodecyl group, a tert-dodecyl group, etc. are mentioned.
M1は、Na、K、Liなどのアルカリ金属原子またはMg、Ca等のアルカリ土類金属原子を表す。pは1または2を表す。
式(1)で表される燐酸エステル金属塩のうち好ましいものとしては、例えばR1が水素原子、R2、R3がともにtert−ブチル基のものが挙げられる。
M 1 represents an alkali metal atom such as Na, K or Li or an alkaline earth metal atom such as Mg or Ca. p represents 1 or 2.
Preferable examples of the phosphoric acid ester metal salt represented by the formula (1) include those in which R 1 is a hydrogen atom and R 2 and R 3 are both tert-butyl groups.
式(2)においてR4、R5、R6は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基を表す。炭素数1〜12のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、アミル基、tert−アミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、iso−オクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、iso−ノニル基、デシル基、iso−デシル基、tert−デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、tert−ドデシル基などが挙げられる。
M2は、Na、K、Liなどのアルカリ金属原子またはMg、Ca等のアルカリ土類金属原子を表す。pは1または2を表す。
In the formula (2), R 4 , R 5 and R 6 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group, amyl group, tert-amyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, iso-octyl group, tert-octyl group, 2-ethylhexyl group, nonyl group, iso-nonyl group, decyl group, iso-decyl group, tert-decyl group, An undecyl group, a dodecyl group, a tert-dodecyl group, etc. are mentioned.
M 2 represents an alkali metal atom such as Na, K or Li or an alkaline earth metal atom such as Mg or Ca. p represents 1 or 2.
式(2)で表される燐酸エステル金属塩のうち好ましいものとしては、例えば、R4、R6がメチル基、R5がtert−ブチル基のものが挙げられる。燐酸エステル金属塩として、(株)ADEKA製の商品名、NA−11が挙げられる。燐酸エステル金属塩は公知の方法により合成することができる。 Preferred examples of the phosphoric acid ester metal salt represented by the formula (2) include those in which R 4 and R 6 are methyl groups and R 5 is a tert-butyl group. As a phosphoric acid ester metal salt, trade name, NA-11, manufactured by ADEKA Co., Ltd. can be mentioned. The phosphoric acid ester metal salt can be synthesized by a known method.
特開2003−192884号公報に記載のように、式(1)または(2)で表される化合物はポリ乳酸の結晶核剤として知られた化合物である。しかし、本発明において、式(1)、式(2)中のM1およびM2は、アルカリ金属原子またはアルカリ土類金属原子であることを特徴とする。式(1)、式(2)中のM1およびM2が、アルミニウムなどの他の金属である場合、化合物自体の耐熱性が低く、紡糸時に昇華物が発生し、紡糸することが困難な場合がある。 As described in JP-A-2003-192884, the compound represented by the formula (1) or (2) is a compound known as a crystal nucleating agent for polylactic acid. However, in the present invention, M 1 and M 2 in the formulas (1) and (2) are an alkali metal atom or an alkaline earth metal atom. When M 1 and M 2 in the formulas (1) and (2) are other metals such as aluminum, the heat resistance of the compound itself is low, and a sublimate is generated during spinning, which makes it difficult to spin. There is a case.
燐酸エステル金属塩(C成分)は、平均一次粒径が好ましくは0.01〜10μm、より好ましくは0.05〜7μmである。粒径を0.01μmより小さくすることは工業的に困難であり、それほど小さくする必要もない。また10μmより大きいと、紡糸、延伸時、断糸の頻度が高まる。 The phosphoric acid ester metal salt (component C) preferably has an average primary particle size of 0.01 to 10 μm, more preferably 0.05 to 7 μm. It is industrially difficult to make the particle size smaller than 0.01 μm, and it is not necessary to make it so small. On the other hand, if it is larger than 10 μm, the frequency of yarn breakage increases during spinning and drawing.
燐酸エステル金属塩(C成分)の含有量は、ポリL−乳酸(A成分)とポリD−乳酸(B成分)との合計100重量部当たり、0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜5重量部、より好ましくは0.05〜4重量部、特に好ましくは0.1〜3重量部である。0.01重量部より少量であると所望の効果がほとんど認められない。また5重量部より多量に使用すると繊維形成時、熱分解を起こしたり、断糸が起きたりする場合があり好ましくない。 The content of the phosphoric acid ester metal salt (component C) is 0.01 to 5 parts by weight per 100 parts by weight in total of the poly L-lactic acid (component A) and the poly D-lactic acid (component B), preferably 0.00. 05 to 5 parts by weight, more preferably 0.05 to 4 parts by weight, particularly preferably 0.1 to 3 parts by weight. If the amount is less than 0.01 parts by weight, the desired effect is hardly recognized. On the other hand, if it is used in a larger amount than 5 parts by weight, it is not preferable because thermal decomposition or fiber breakage may occur during fiber formation.
ポリL−乳酸(A成分)とポリD−乳酸(B成分)との比は、A成分/B成分(重量)で、好ましくは40/60〜60/40、より好ましくは45/55〜55/45、さらに好ましくは50/50である。 The ratio of poly L-lactic acid (component A) to poly D-lactic acid (component B) is component A / component B (weight), preferably 40 / 60-60 / 40, more preferably 45 / 55-55. / 45, more preferably 50/50.
A成分、B成分およびC成分の混合は、従来公知の各種方法を使用することができる。例えば、A成分、B成分およびC成分を、タンブラー、V型ブレンダー、スーパーミキサー、ナウタミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、1軸または2軸の押出機等で混合することができる。 For mixing the A component, the B component, and the C component, various conventionally known methods can be used. For example, the A component, the B component, and the C component can be mixed with a tumbler, a V-type blender, a super mixer, a nauta mixer, a Banbury mixer, a kneading roll, a monoaxial or biaxial extruder, and the like.
こうして得られるポリ乳酸組成物は、溶融混合され、そのまま、または計量ポンプなどを経由して紡糸装置に移送することもできる。溶融混合する温度は、得られるステレオコンプレックスポリ乳酸の融点より高い温度であることが好ましく、220℃よりも高いことが好ましい。また、一旦ペレット状にしてから紡糸装置に供給することもできる。ペレット長は1〜7mm、長径3〜5mm、短径1〜4mmのものが好ましい。ペレットの形状は、ばらつきのないものが好ましい。ペレット化された組成物は、プレッシャーメルター型や1軸あるいは2軸エクストルーダー型などの通常の溶融押出し機を使用して紡糸装置に移送することもできる。ステレオコンプレックス結晶の形成にあたっては、A成分およびB成分を十分に混合することが重要であり、とりわけ剪断応力下、混合することが好ましい。 The polylactic acid composition thus obtained can be melt-mixed and transferred to the spinning device as it is or via a metering pump or the like. The temperature for melting and mixing is preferably higher than the melting point of the resulting stereocomplex polylactic acid, and preferably higher than 220 ° C. Further, it may be once pelletized and then supplied to the spinning device. The pellet length is preferably 1 to 7 mm, the major axis is 3 to 5 mm, and the minor axis is 1 to 4 mm. The pellet shape is preferably uniform. The pelletized composition can be transferred to a spinning device using a normal melt extruder such as a pressure melter type or a single-screw or twin-screw extruder type. In forming the stereocomplex crystal, it is important to sufficiently mix the A component and the B component, and it is particularly preferable to mix them under shear stress.
前記のポリ乳酸組成物には、耐湿熱性改善剤として、特定官能基を有するカルボキシル基末端封止剤が好適に適用できる。かかるカルボキシル末端封止剤としては、エポキシ化合物、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、イソシアネート化合物から選択される少なくとも1種の化合物を使用することが好ましい。末端カルボキシル基末端封止剤を含有することで、耐湿熱性改善の作用を向上させることができるのみならず、紡糸性、力学特性、耐熱性、耐久性に優れた繊維を得ることができる。 In the polylactic acid composition, a carboxyl group end-capping agent having a specific functional group can be suitably applied as a wet heat resistance improver. As such a carboxyl terminal blocking agent, it is preferable to use at least one compound selected from an epoxy compound, a carbodiimide compound, an oxazoline compound, an oxazine compound, and an isocyanate compound. By containing the terminal carboxyl group terminal blocking agent, not only the effect of improving the heat and moisture resistance can be improved, but also a fiber excellent in spinnability, mechanical properties, heat resistance and durability can be obtained.
ここで、エポキシ化合物として、グリシジルエーテル化合物、グリシジルエステル化合物、グリジジルアミン化合物、グリシジルイミド化合物、グリシジルアミド化合物、脂環式エポキシ化合物を好ましく使用することができる。 Here, as an epoxy compound, a glycidyl ether compound, a glycidyl ester compound, a glycidyl amine compound, a glycidyl imide compound, a glycidyl amide compound, and an alicyclic epoxy compound can be preferably used.
また、カルボジイミド化合物としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブイチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、オクチルデシルカルボジイミド、ジ−t−ブチルカルボジイミド、t−ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジベンジルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、N−オクタデシル−N’−フェニルカルボジイミド、N−ベンジル−N’−フェニルカルボジイミド、N−ベンジル−N’−トリルカルボジイミド、ジ−o−トルイルカルボジイミド、ジ−p−トルイルカルボジイミド、ビス(p−ニトロフェニル)カルボジイミド、ビス(p−アミノフェニル)カルボジイミド、ビス(p−ヒドロキシフェニル)カルボジイミド、ビス(p−クロロフェニル)カルボジイミド、ビス(o−クロロフェニル)カルボジイミド、ビス(o−エチルフェニル)カルボジイミド、ビス(p−エチルフェニル)カルボジイミドビス(o−イソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(p−イソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(o−イソブチルフェニル)カルボジイミド、ビス(p−イソブチルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,5−ジクロロフェニル)カルボジイミド、p−フェニレンビス(o−トルイルカルボジイミド)、p−フェニレンビス(シクロヘキシルカルボジイミド、p−フェニレンンビス(p−クロロフェニルカルボジイミド)、2,6,2’,6’−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミド、ヘキサメチレンビス(シクロヘキシルカルボジイミド)、エチレンビス(フェニルカルボジイミド)、エチレンビス(シクロヘキシルカルボジイミド)、ビス(2,6−ジメチルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,6−ジエチルフェニル)カルボジイミド、ビス(2−エチル−6−イソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(2−ブチル−6−イソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,6−ジ−t−ブチルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,4,6−トリメチルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,4,6−トリイソプロピルフェニル)カルボジイミド、ビス(2,4,6−トリブチルフェニル)カルボジイミド、ジ−β−ナフチルカルボシイミド、N−トリル−N’−シクロヘキシルカルボシイミド、N−トリル−N’−フェニルカルボシイミド等のモノまたはジカルボジイミド化合物が例示される。 Examples of the carbodiimide compound include dicyclohexylcarbodiimide, diisopropylcarbodiimide, dimethylcarbodiimide, diisobutylcarbodiimide, dioctylcarbodiimide, octyldecylcarbodiimide, di-t-butylcarbodiimide, t-butylisopropylcarbodiimide, dibenzylcarbodiimide, N-octacarbodiimide, -N'-phenylcarbodiimide, N-benzyl-N'-phenylcarbodiimide, N-benzyl-N'-tolylcarbodiimide, di-o-toluylcarbodiimide, di-p-toluylcarbodiimide, bis (p-nitrophenyl) carbodiimide, Bis (p-aminophenyl) carbodiimide, bis (p-hydroxyphenyl) carbodiimide, bis (p- Lorophenyl) carbodiimide, bis (o-chlorophenyl) carbodiimide, bis (o-ethylphenyl) carbodiimide, bis (p-ethylphenyl) carbodiimide bis (o-isopropylphenyl) carbodiimide, bis (p-isopropylphenyl) carbodiimide, bis (o -Isobutylphenyl) carbodiimide, bis (p-isobutylphenyl) carbodiimide, bis (2,5-dichlorophenyl) carbodiimide, p-phenylenebis (o-toluylcarbodiimide), p-phenylenebis (cyclohexylcarbodiimide, p-phenylenenebis ( p-chlorophenylcarbodiimide), 2,6,2 ′, 6′-tetraisopropyldiphenylcarbodiimide, hexamethylenebis (cyclohexylcarbodiimide), Tylene bis (phenylcarbodiimide), ethylene bis (cyclohexylcarbodiimide), bis (2,6-dimethylphenyl) carbodiimide, bis (2,6-diethylphenyl) carbodiimide, bis (2-ethyl-6-isopropylphenyl) carbodiimide, bis ( 2-butyl-6-isopropylphenyl) carbodiimide, bis (2,6-diisopropylphenyl) carbodiimide, bis (2,6-di-t-butylphenyl) carbodiimide, bis (2,4,6-trimethylphenyl) carbodiimide, Bis (2,4,6-triisopropylphenyl) carbodiimide, bis (2,4,6-tributylphenyl) carbodiimide, di-β-naphthylcarboimide, N-tolyl-N′-cyclohexylcarbosiimide, N— Thrill Mono- or di-carbodiimide compounds such as N'- phenyl carbocyclylalkyl imide and the like.
なかでも反応性、安定性の観点からビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)カーボジイミド、2,6,2’,6’−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミドが好ましい。またこれらのうち工業的に入手可能なジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミドの使用も好適である。 Of these, bis (2,6-diisopropylphenyl) carbodiimide and 2,6,2 ', 6'-tetraisopropyldiphenylcarbodiimide are preferred from the viewpoints of reactivity and stability. Of these, industrially available dicyclohexylcarbodiimide and diisopropylcarbodiimide are also suitable.
また、ポリ(1,6−シクロヘキサンカルボジイミド)、ポリ(4,4’−メチレンビスシクロヘキシルカルボジイミド)、ポリ(1,3−シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(1,4−シクロヘキシレンカルボジイミド)、ポリ(4,4’−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(ナフチレンカルボジイミド)、ポリ(p−フェニレンカルボジイミド)、ポリ(m−フェニレンカルボジイミド)、ポリ(p−トリルカルボジイミド)、ポリ(ジイソプロピルカルボジイミド)、ポリ(メチルジソプロピルフェニレンカルボジイミド)、ポリ(トリエチルフェニレンカルボジイミド)等のポリカルボジイミド等が挙げられる。 Also, poly (1,6-cyclohexanecarbodiimide), poly (4,4′-methylenebiscyclohexylcarbodiimide), poly (1,3-cyclohexylenecarbodiimide), poly (1,4-cyclohexylenecarbodiimide), poly (4 , 4′-diphenylmethanecarbodiimide), poly (3,3′-dimethyl-4,4′-diphenylmethanecarbodiimide), poly (naphthylenecarbodiimide), poly (p-phenylenecarbodiimide), poly (m-phenylenecarbodiimide), poly Examples thereof include polycarbodiimides such as (p-tolylcarbodiimide), poly (diisopropylcarbodiimide), poly (methyldisopropylphenylenecarbodiimide), and poly (triethylphenylenecarbodiimide).
市販のポリカルボジイミド化合物としては例えば日清紡績株式会社より市販されている「カルボジライト」を用いることができ、具体的にはポリ乳酸樹脂改質剤として販売されている「カルボジライト」LA−1、あるいはポリエステル樹脂改質剤として販売されている「カルボジライト」HMV−8CA等を例示することができる。 As the commercially available polycarbodiimide compound, for example, “Carbodilite” marketed by Nisshinbo Co., Ltd. can be used. Specifically, “Carbodilite” LA-1 sold as a polylactic acid resin modifier, or polyester “Carbodilite” HMV-8CA sold as a resin modifier can be exemplified.
カルボジイミド化合物は、従来公知の方法により製造することもできる。例えば触媒として有機リン化合物または有機金属化合物を使用して、有機イソシアネートを70℃以上の温度で無溶媒あるいは不活性溶媒中で脱炭酸縮合反応に附することにより製造することができる。またポリカルボジイミド化合物は、従来公知のポリカルボジイミド化合物の製造法、例えば米国特許2941956号明細書、特公昭47−33279号公報、J.Org.Chem.28, 2069−2075(1963)、Chemical Review 1981,Vol.81 No.4、p619−621等により製造することができる。 A carbodiimide compound can also be manufactured by a conventionally well-known method. For example, it can be produced by subjecting an organic isocyanate to a decarboxylation condensation reaction in a solvent-free or inert solvent at a temperature of 70 ° C. or higher using an organic phosphorus compound or an organometallic compound as a catalyst. The polycarbodiimide compound may be a conventionally known method for producing a polycarbodiimide compound, for example, US Pat. No. 2,941,956, Japanese Examined Patent Publication No. 47-33279, J. Pat. Org. Chem. 28, 2069-2075 (1963), Chemical Review 1981, Vol. 81 no. 4, p619-621 and the like.
カルボキシル基末端封止剤の含有量は、ポリ乳酸組成物100重量部当たり、好ましくは0.1〜5.0重量部、さらに好ましくは0.5〜2.0重量部である。かかる範囲のカルボキシル基末端封止剤を含有するポリ乳酸繊維は、100℃の沸水中30分間の処理後の分子量保持率が95%以上となり、さらに好ましい繊維を得ることができる。 The content of the carboxyl group terminal blocking agent is preferably 0.1 to 5.0 parts by weight, more preferably 0.5 to 2.0 parts by weight, per 100 parts by weight of the polylactic acid composition. A polylactic acid fiber containing a carboxyl group end-capping agent in such a range has a molecular weight retention of 95% or more after treatment for 30 minutes in boiling water at 100 ° C., and a more preferable fiber can be obtained.
本発明において、ポリ乳酸繊維は前記のポリ乳酸組成物からなる繊維であり、広角X線回折法(XRD)測定によるステレオ化率が90%以上であることが好ましい。また、繊維強度としては、引張強度で2.3cN/dtex以上であることが好ましい。また、示差走査熱量計(DSC)測定において単一の融解ピークを有し、該融解ピーク温度が195℃以上であることが好ましい。 In the present invention, the polylactic acid fiber is a fiber made of the above-mentioned polylactic acid composition, and preferably has a stereoization ratio of 90% or more by wide-angle X-ray diffraction (XRD) measurement. The fiber strength is preferably 2.3 cN / dtex or more in terms of tensile strength. Moreover, it has a single melting peak in a differential scanning calorimeter (DSC) measurement, and it is preferable that this melting peak temperature is 195 degreeC or more.
このようなポリ乳酸繊維は例えば以下の方法により製造することができる。すなわち、前記ポリ乳酸組成物をエクストルーダー型やプレッシャーメルター型の溶融押出し機で溶融した後、ギヤポンプにより計量し、パック内で濾過した後、口金に設けられたノズルからモノフィラメンント、マルチフィラメント等として吐出され紡糸する。その際、吐出孔数は特に制限されるものではない。吐出された糸は直ちに冷却・固化された後集束され、油剤を付加されて巻き取られる。紡糸速度は特に限定されるものではないがステレオコンプレックス結晶が形成され易くなることより300〜5000m/分の範囲が好ましい。特に延伸性の観点から未延伸糸のステレオ化率が0%となる紡糸速度が好ましい。巻き取られた未延伸糸はその後延伸工程に供されるが、紡糸工程と延伸工程は必ずしも分離する必要はなく、紡糸後いったん巻き取ることなく引続き延伸を行う直接紡糸延伸法を採用してもよい。かかる未延伸糸は、広角X線回折法の測定では実質的に非晶性である。また、示差走査熱量計(DSC)測定を行った際に、低温結晶融解相(A)と高温結晶融解相(B)の少なくとも2つの吸熱ピークを示すことはなく、実質的にステレオコンプレックス結晶の単一融解ピークを示す。かかる融解ピーク温度は195℃以上である。すなわち、未延伸糸は非晶性のステレオコンプレックスを形成しているが、低温結晶相を形成可能なポリL−乳酸相およびまたはポリD−乳酸相を含有してないものと推定する。これらの特徴は、繊維が燐酸エステル金属塩(C成分)を含有していることに起因し、従来まったく予想されなかった有用な特性である。 Such polylactic acid fiber can be produced by, for example, the following method. That is, the polylactic acid composition is melted with an extruder type or pressure melter type melt extruder, weighed with a gear pump, filtered in a pack, and then monofilament, multifilament, etc. from a nozzle provided on the base Discharged and spun as. At that time, the number of ejection holes is not particularly limited. The discharged yarn is immediately cooled and solidified, then converged, added with oil, and wound. The spinning speed is not particularly limited, but a range of 300 to 5000 m / min is preferable because a stereocomplex crystal is easily formed. In particular, from the viewpoint of drawability, a spinning speed at which the stereo ratio of the undrawn yarn is 0% is preferable. The wound undrawn yarn is then subjected to a drawing step, but the spinning step and the drawing step are not necessarily separated from each other. Even if a direct spinning drawing method is used in which the drawing is continued without being wound once after spinning. Good. Such undrawn yarn is substantially amorphous as measured by wide-angle X-ray diffraction. Further, when the differential scanning calorimeter (DSC) measurement is performed, at least two endothermic peaks of the low-temperature crystal melting phase (A) and the high-temperature crystal melting phase (B) are not exhibited, and the stereocomplex crystal is substantially A single melting peak is shown. Such melting peak temperature is 195 ° C. or higher. That is, it is estimated that the undrawn yarn forms an amorphous stereocomplex but does not contain a poly L-lactic acid phase and / or a poly D-lactic acid phase capable of forming a low-temperature crystal phase. These characteristics are useful properties that have never been expected in the past due to the fact that the fiber contains a phosphoric acid ester metal salt (component C).
未延伸糸の段階でポリL−乳酸またはポリD−乳酸の結晶相を有しないことは、その後の延伸工程以降に高いステレオ化率を得るのに有効である。
延伸は、1段でも、2段以上の多段延伸でも良く、高強度の繊維を製造する観点から、延伸倍率は、好ましくは3倍以上、より好ましくは4倍以上、さらに好ましくは3〜10倍である。しかし、延伸倍率が高すぎると繊維が失透し白化するため、繊維の強度が低下する。延伸の予熱は、ロールの昇温のほか、平板状あるいはピン状の接触式加熱ヒータ、非接触式ヒータ、熱媒浴などにより行うことができる。延伸温度は、好ましくは70〜140℃、より好ましくは80〜130℃である。延伸糸においても、低温結晶融解相(A)は実質的に全く観察されず、高温結晶融解相(B)の単一融解ピークのみが見られる。また、延伸糸の高温結晶融解相(B)の融解開始温度は190℃以上、好ましくは200℃以上である。加えて、延伸糸の広角X線回折測定によるステレオコンプレックス結晶回折ピークの積分強度よりもとめたステレオ化率(Sc率)は90%以上と高い水準にある。
Not having a crystalline phase of poly-L-lactic acid or poly-D-lactic acid at the stage of undrawn yarn is effective for obtaining a high stereo ratio after the subsequent drawing step.
The stretching may be one-stage or multi-stage stretching of two or more stages. From the viewpoint of producing a high-strength fiber, the draw ratio is preferably 3 times or more, more preferably 4 times or more, and further preferably 3 to 10 times. It is. However, if the draw ratio is too high, the fiber is devitrified and whitened, so that the strength of the fiber is lowered. Preheating for stretching can be performed by using a flat plate or pin-shaped contact heater, non-contact heater, heating medium bath, etc., in addition to raising the temperature of the roll. The stretching temperature is preferably 70 to 140 ° C, more preferably 80 to 130 ° C. Even in the drawn yarn, substantially no low-temperature crystal melt phase (A) is observed, and only a single melt peak of the high-temperature crystal melt phase (B) is observed. Further, the melting start temperature of the high-temperature crystal melting phase (B) of the drawn yarn is 190 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or higher. In addition, the stereoization rate (Sc rate) obtained from the integrated intensity of the stereocomplex crystal diffraction peak by wide-angle X-ray diffraction measurement of the drawn yarn is at a high level of 90% or more.
さらに、かかる延伸糸を熱処理することが好ましい。熱処理は170〜220℃(好ましくは180〜200℃)で行う。熱処理はテンション下で行うことが好ましい。熱処理は、ホットローラー、接触式加熱ヒータ、非接触式熱板などで行うことができる。熱処理することにより、高いステレオ化率を有し、耐熱性や耐アイロン性に優れ、繊維強度が大きい繊維を得ることができる。 Furthermore, it is preferable to heat-treat the drawn yarn. The heat treatment is performed at 170 to 220 ° C. (preferably 180 to 200 ° C.). The heat treatment is preferably performed under tension. The heat treatment can be performed with a hot roller, a contact heater, a non-contact hot plate or the like. By heat-treating, a fiber having a high stereo ratio, excellent heat resistance and iron resistance, and high fiber strength can be obtained.
本発明の製造方法に用いるポリ乳酸繊維構造体は、前記のポリ乳酸繊維を含むポリ乳酸繊維構造体(本願において、単に繊維構造体と称することもある。)である。ここで、前記のポリ乳酸繊維の形態としては、単糸繊度が0.01〜20dtex(より好ましくは0.1〜7dtex)、総繊度が30〜500dtex、フィラメント数が20〜200本の範囲内のマルチフィラメント(長繊維)であることが好ましい。また、該糸条に撚糸や空気加工、仮撚捲縮加工など施してもよい。また、前記糸条(ポリ乳酸繊維)のみを用いて布帛を構成することが好ましいが、布帛重量に対して60重量%以下であれば、ポリエステル繊維など他の繊維が含まれていてもさしつかえない。その際、かかるポリエステル繊維としては通常のポリエチレンテレフタレート繊維が好適である。また、前記ポリ乳酸繊維および/または前記ポリエステル繊維の単繊維横断面形状は特に限定されず、通常の丸断面、丸中空断面、三角断面、四角断面、扁平断面、くびれ付扁平断面いずれでもよいが、丸断面以外の異型であると吸水性が向上し好ましい。また、前記ポリ乳酸繊維および/または前記ポリエステル繊維の単繊維表面にボイドおよび/またはクラックを有すると吸水性が向上し好ましい。 The polylactic acid fiber structure used in the production method of the present invention is a polylactic acid fiber structure containing the polylactic acid fiber (in the present application, it may be simply referred to as a fiber structure). Here, as the form of the polylactic acid fiber, the single yarn fineness is 0.01 to 20 dtex (more preferably 0.1 to 7 dtex), the total fineness is 30 to 500 dtex, and the number of filaments is in the range of 20 to 200. It is preferable that it is a multifilament (long fiber). The yarn may be subjected to twisting, air processing, false twist crimping, or the like. Moreover, although it is preferable to comprise a fabric using only the said thread | yarn (polylactic acid fiber), if it is 60 weight% or less with respect to the fabric weight, other fibers, such as a polyester fiber, may be contained. . In that case, a normal polyethylene terephthalate fiber is suitable as the polyester fiber. Further, the single fiber cross-sectional shape of the polylactic acid fiber and / or the polyester fiber is not particularly limited, and may be any of a normal round cross section, a round hollow cross section, a triangular cross section, a square cross section, a flat cross section, and a constricted flat cross section. A non-round cross-section is preferred because it improves water absorption. In addition, it is preferable to have voids and / or cracks on the surface of the single fiber of the polylactic acid fiber and / or the polyester fiber to improve water absorption.
また、前記の繊維構造体において、その構造は特に限定されず糸条の形態でもよいが、通常の織機または編機により製編織された織物または編物であることが好ましい。もちろん、不織布や、マトリックス繊維と熱接着性繊維とからなる繊維構造体でもよい。例えば、織物の織組織としては、平織、綾織、朱子織等の三原組織、変化組織、たて二重織、よこ二重織等の片二重組織、たてビロードなどが例示される。編物の種類は、丸編物(よこ編物)であってもよいしたて編物であってもよい。丸編物(よこ編物)の組織としては、平編、ゴム編、両面編、パール編、タック編、浮き編、片畔編、レース編、添え毛編等が好ましく例示され、たて編組織としては、シングルデンビー編、シングルアトラス編、ダブルコード編、ハーフトリコット編、裏毛編、ジャガード編等が例示される。層数も単層でもよいし、2層以上の多層でもよい。さらには、カットパイルおよび/またはループパイルからなる立毛部と地組織部とで構成される立毛布帛であってもよい。 Further, the structure of the fiber structure is not particularly limited and may be in the form of a yarn, but is preferably a woven fabric or a knitted fabric knitted or woven by a normal loom or knitting machine. Of course, a non-woven fabric or a fiber structure composed of matrix fibers and heat-bondable fibers may be used. For example, examples of the woven structure of the woven fabric include a three-layer structure such as plain weave, twill weave and satin weave, a change structure, a single double structure such as a vertical double weave and a horizontal double weave, and a vertical velvet. The type of knitted fabric may be a circular knitted fabric (weft knitted fabric) or a freshly knitted fabric. Preferred examples of the structure of the circular knitted fabric (weft knitted fabric) include a flat knitted fabric, rubber knitted fabric, double-sided knitted fabric, pearl knitted fabric, tucked knitted fabric, float knitted fabric, one-sided knitted fabric, lace knitted fabric, and bristle knitted fabric. Examples include a single denby knitting, a single atlas knitting, a double cord knitting, a half tricot knitting, a back hair knitting, and a jacquard knitting. The number of layers may be a single layer or a multilayer of two or more layers. Furthermore, it may be a raised fabric composed of a raised portion made of a cut pile and / or a loop pile and a ground tissue portion.
本発明の製造方法において、前記の繊維構造体に赤外線吸収剤を付着させる。ここで、繊維構造体が織物や編物などの布帛である場合、布帛の少なくとも一面に、赤外線吸収剤を付着させる。その際、通常は、バインダー樹脂により赤外線吸収剤を布帛に付着させる。赤外線吸収剤とバインダー樹脂とは布帛の両面に付着させてもよいが、一面だけに付着させることが好ましい。一面だけに付着させ、該面を裏面、すなわち、かかる布帛を衣料に使用した際に人体の肌側となる面となすことにより、前記赤外線吸収剤やバインダー樹脂が着色されていた場合においても、これらの剤や樹脂が布帛の表面に現れることがないため、外観上の問題が発生する恐れがない。さらに、赤外線吸収剤が裏面にのみ付着されることにより、熱が布帛の裏面から表面に伝わりにくいため、効果的な保温が可能となる。さらには、本発明のように繊維構造体にポリ乳酸繊維が含まれていると、ポリ乳酸繊維はポリエチレンテレフタレート繊維などの通常のポリエステル繊維に比べて光の透過性に優れるため、赤外線吸収剤が赤外線を吸収しやすく優れた保温性が得られる。 In the production method of the present invention, an infrared absorber is adhered to the fiber structure. Here, when the fiber structure is a fabric such as a woven fabric or a knitted fabric, an infrared absorber is attached to at least one surface of the fabric. In that case, normally, an infrared absorber is made to adhere to a cloth by binder resin. The infrared absorbent and the binder resin may be attached to both sides of the fabric, but it is preferable to attach only to one side. Even when the infrared absorber and the binder resin are colored by attaching only to one surface and making the surface the back surface, that is, the surface that becomes the skin side of the human body when such fabric is used for clothing, Since these agents and resins do not appear on the surface of the fabric, there is no risk of appearance problems. Furthermore, since the infrared absorber is attached only to the back surface, heat is not easily transmitted from the back surface of the fabric to the front surface, so that effective heat retention is possible. Furthermore, when polylactic acid fibers are contained in the fiber structure as in the present invention, the polylactic acid fibers are more excellent in light transmission than ordinary polyester fibers such as polyethylene terephthalate fibers. Easily absorbs infrared rays and provides excellent heat retention.
上記赤外線吸収剤としては、波長700〜2000nmの赤外線領域で10%以上の吸収率を有する物質であれば特に限定されず、金属酸化物系微粒子、カーボンブラック、有機化合物の赤外線吸収色素などが例示される。かかる赤外線吸収剤の中でも、熱伝導率が10W/m・K(27℃)以上(より好ましくは20W/m・K以上)であるものが好ましい。かかる熱伝導率を有することにより、赤外線吸収剤が太陽光等の赤外線により暖められた際、極めて迅速に布帛が暖められ、優れた保温性が得られ易い。具体的には、アンチモンドープ酸化錫(ATO)やスズドープ酸化インジューム(ITO)などの平均粒子径が100nm以下の金属酸化物系微粒子が好ましく例示される。かかる金属酸化物系微粒子は可視光線を透過する透明な材料でもあり、布帛本体の色相に変化を与えない点でも好ましい。この種の金属酸化物系微粒子は、水系の分散品やトルエンなどの溶剤系分散品として入手することができる。また、布帛の色相が黒、ネービーブルー、エンジ色などの濃色品である場合には、カーボンブラックも好適に使用することができ、かかるカーボンブラックの粒子径は、数μm程度の粒子径であればよい。なお、淡色の布帛にカーボンブラックを適用すると、布帛表面がグレー化してしまう傾向にある。 The infrared absorber is not particularly limited as long as it is a substance having an absorptance of 10% or more in an infrared region having a wavelength of 700 to 2000 nm, and examples thereof include metal oxide fine particles, carbon black, and infrared absorbing dyes of organic compounds. Is done. Among these infrared absorbers, those having a thermal conductivity of 10 W / m · K (27 ° C.) or more (more preferably 20 W / m · K or more) are preferable. By having such thermal conductivity, when the infrared absorbent is warmed by infrared rays such as sunlight, the fabric is warmed very quickly, and excellent heat retaining properties are easily obtained. Specifically, metal oxide fine particles having an average particle diameter of 100 nm or less such as antimony-doped tin oxide (ATO) and tin-doped indium oxide (ITO) are preferably exemplified. Such metal oxide fine particles are also a transparent material that transmits visible light, and are preferable in that they do not change the hue of the fabric body. This kind of metal oxide fine particles can be obtained as an aqueous dispersion or a solvent dispersion such as toluene. Further, when the hue of the fabric is a dark color product such as black, navy blue, and engineering color, carbon black can also be suitably used, and the particle size of the carbon black is about several μm. I just need it. Note that when carbon black is applied to a light-colored fabric, the fabric surface tends to become gray.
赤外線吸収剤を布帛に固着させる量は、布帛に対して0.02〜50g/m2(より好ましくは0.5〜20g/m2)の範囲内であることが好ましい。赤外線吸収剤の付着量が該範囲よりも少ないと、布帛に太陽光等の赤外線があたっても、布帛が十分には暖められない恐れがある。逆に赤外線吸収剤の付着量が該範囲よりも多いと保温効果は十分であるものの経済的でない。 The amount of the infrared absorbing agent fixed to the fabric is preferably in the range of 0.02 to 50 g / m 2 (more preferably 0.5 to 20 g / m 2 ) with respect to the fabric. If the adhesion amount of the infrared absorber is less than the above range, the fabric may not be sufficiently warmed even when the fabric is exposed to infrared rays such as sunlight. On the contrary, if the amount of the infrared absorber attached is larger than the above range, the heat retaining effect is sufficient, but it is not economical.
本発明で用いることのできるバインダー樹脂としては、特に限定されるものではなく、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニル樹脂、ナイロン樹脂などが例示される。バインダー樹脂の付着量は、樹脂固形分基準で、布帛に対して0.01〜40g/m2(より好ましくは5〜30g/m2)の範囲内であることが好ましい。 The binder resin that can be used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include urethane resins, acrylic resins, polyester resins, silicone resins, vinyl chloride resins, and nylon resins. The adhesion amount of the binder resin is preferably in the range of 0.01 to 40 g / m 2 (more preferably 5 to 30 g / m 2 ) with respect to the fabric based on the resin solid content.
通常、前記赤外線吸収剤とバインダー樹脂は、両者の配合組成物として繊維構造体に付与される。その際、かかる配合組成物は水系、溶剤系のいずれで構成してもよいが、加工工程の作業環境上水系の方が好ましい。溶剤としては、トルエン、イソプロピルアルコール、ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、酢酸エチルなどが例示される。この配合組成物には、エポキシ系などの架橋剤を併用してもよい。さらに、繊維構造体本体に対する付着性を向上させる等の目的で適当な添加剤をさらに配合してもよい。 Usually, the said infrared absorber and binder resin are provided to a fiber structure as a compounding composition of both. In this case, the blended composition may be composed of either an aqueous system or a solvent system, but an aqueous system is preferable in view of the working environment of the processing step. Examples of the solvent include toluene, isopropyl alcohol, dimethylformamide, methyl ethyl ketone, ethyl acetate and the like. This blended composition may be used in combination with an epoxy-based crosslinking agent. Furthermore, you may further mix | blend an appropriate additive for the objective of improving the adhesiveness with respect to a fiber structure main body.
前記赤外線吸収剤とバインダー樹脂(樹脂固形分基準)との配合比率として1:0.5〜1:50(好ましくは1:5〜1:40)の範囲内であることが好ましい。バインダー樹脂の配合比率が該範囲よりも少ないと、繊維構造体を製品となした後、洗濯時に赤外線吸収剤が脱落しやすいため、保温性の洗濯耐久性が低下する恐れがある。逆に、バインダー樹脂の配合比率を該範囲よりも多くしても、洗濯耐久性の効果はあまり変わらず経済的でない。 The blending ratio of the infrared absorber to the binder resin (resin solid content basis) is preferably in the range of 1: 0.5 to 1:50 (preferably 1: 5 to 1:40). If the blending ratio of the binder resin is less than the above range, the infrared absorbent is likely to fall off during washing after the fiber structure is made into a product. On the contrary, even if the blending ratio of the binder resin is larger than the above range, the effect of washing durability is not changed so much and it is not economical.
次に、本発明において、前記赤外線吸収剤を塗布部と非塗布部とを有しかつ塗布部が非塗布部を取り囲んで連続するパターンで繊維構造体(布帛)に付着させることが好ましい。特に、パターンの全領域が格子状パターンであることが好ましく、かかる格子状パターンを採用することにより、赤外線吸収剤が太陽光線等の赤外線により加熱された際、熱が格子状パターンに沿って、迅速に伝わり、繊維構造体が速やかに暖められる。また、パターン内における塗布部面積比率が10〜85%(より好ましくは25〜70%)であることが好ましい。なお、塗布部面積比率は下記式で示されるものである。
塗布部面積比率=(塗布部面積)/(塗布部面積+非塗布部面積)×100(%)
Next, in the present invention, the infrared absorbent is preferably attached to the fiber structure (fabric) in a pattern having a coating part and a non-coating part, and the coating part surrounding the non-coating part. In particular, it is preferable that the entire area of the pattern is a lattice pattern, by adopting such a lattice pattern, when the infrared absorber is heated by infrared rays such as solar rays, the heat is along the lattice pattern, It is transmitted quickly and the fiber structure is quickly warmed. Moreover, it is preferable that the application part area ratio in a pattern is 10 to 85% (preferably 25 to 70%). In addition, an application part area ratio is shown by a following formula.
Application part area ratio = (application part area) / (application part area + non-application part area) × 100 (%)
該塗布部面積比率が10%よりも小さいと、繊維構造体(布帛)に赤外線があたっても、布帛が十分には暖められない恐れがある。逆に、塗布部面積比率が85%よりも大きい場合は、繊維構造体(布帛)の風合いが低下する恐れがある。また、上記格子状パターンにおいて、格子間の間隔は2〜30mm程度が適当である。 If the coated area ratio is less than 10%, the fabric may not be sufficiently warmed even when the fiber structure (fabric) is irradiated with infrared rays. On the other hand, when the application area ratio is larger than 85%, the texture of the fiber structure (fabric) may be lowered. In the lattice pattern, the interval between the lattices is suitably about 2 to 30 mm.
繊維構造体への、赤外線吸収剤とバインダー樹脂の付与手段として、まず両者を前述のような配合組成物となした後、該配合組成物を、グラビヤコーテイング法、スクリーンプリント法などの、公知の付与手段を用いることができる。 As a means for imparting an infrared absorber and a binder resin to a fiber structure, first, both are made into a blended composition as described above, and then the blended composition is a known one such as a gravure coating method or a screen printing method. Giving means can be used.
また、赤外線吸収剤の付与加工の前および/または後の工程において、常法染色加工、アルカリ減量加工、撥水加工、起毛加工、紫外線遮蔽あるいは抗菌剤、消臭剤、防虫剤、蓄光剤、再帰反射剤、マイナスイオン発生剤等の機能を付与する各種加工を付加適用してもよい。 In addition, in the process before and / or after the infrared absorber application process, conventional dyeing process, alkali weight reduction process, water repellent process, brushed process, ultraviolet shielding or antibacterial agent, deodorant, insect repellent, phosphorescent agent, Various processes that provide functions such as a retroreflective agent and a negative ion generator may be additionally applied.
かくして得られた保温性ポリ乳酸繊維構造体において、繊維構造体には、赤外線吸収剤を透過しやすいポリ乳酸繊維が含まれているので、太陽光線は繊維構造体を透過しやすく、かかる赤外線により赤外線吸収剤が加熱されると、優れた保温性が得られる。また同時に、繊維構造体に含まれるポリ乳酸繊維は前記のようなポリ乳酸繊維なので、優れた繊維強度を有する。かかる繊維強度としては、2.3cN/dtex以上(より好ましくは3〜10cN/dtex)であることが好ましい。ただし、本発明における繊維強度は、オリエンティック社製「テンシロン」(商品名)を用い、測定対象の繊維構造体から無作為に10本の対象単糸(フィラメント)を抜き取り、糸試料長50mm(チャック間長さ)、伸長速度500mm/分の条件で歪−応力曲線を雰囲気温度20℃、相対湿度65%条件下で測定し、破断点での応力と伸びから強度(cN/本)を求めた後、この強度を繊度で割って繊維強度(cN/dtex)とする。 In the heat-retaining polylactic acid fiber structure thus obtained, since the fiber structure contains polylactic acid fibers that are easily transmitted through the infrared absorber, the sun rays are easily transmitted through the fiber structure. When the infrared absorber is heated, excellent heat retention is obtained. At the same time, since the polylactic acid fiber contained in the fiber structure is a polylactic acid fiber as described above, it has excellent fiber strength. The fiber strength is preferably 2.3 cN / dtex or more (more preferably 3 to 10 cN / dtex). However, the fiber strength in the present invention was determined by using “Tensilon” (trade name) manufactured by Orientic Corporation, and randomly extracting 10 target single yarns (filaments) from the fiber structure to be measured, The strain-stress curve was measured under the conditions of an ambient temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 65% under the conditions of length between chucks) and elongation rate of 500 mm / min, and the strength (cN / piece) was obtained from the stress and elongation at the breaking point. Then, this strength is divided by the fineness to obtain fiber strength (cN / dtex).
次に、本発明の繊維製品は前記の保温性ポリ乳酸繊維構造体を用いてなる、スポーツ衣料、インナー衣料、紳士衣料、婦人衣料からなる群より選択されるいずれかの繊維製品である。かかる繊維製品には前記の保温性ポリ乳酸繊維構造体が含まれるので、優れた保温性を呈し、また同時に繊維製品に含まれるポリ乳繊維の繊維強度が大きい。 Next, the textile product of the present invention is any textile product selected from the group consisting of sports apparel, inner apparel, men's apparel, and women's apparel using the above heat-retaining polylactic acid fiber structure. Such a fiber product contains the above heat-retaining polylactic acid fiber structure, so that it exhibits excellent heat-retaining properties and at the same time, the fiber strength of the poly milk fiber contained in the fiber product is high.
なお、前記の保温性ポリ乳酸繊維構造体は前記の繊維製品以外の、カーシート表皮材、床材、天井材などの車両内装材、カップ、パッド等の衣料資材、カーテン、カーペット、マット、家具等のインテリア用品、ベルト、ネット、ロープ、重布、袋類、フェルト、フィルター等の産業資材、アクセサリー、形態ストラップ、めがね拭き、食器拭き、マウスパッド、ぬいぐるみ、おもちゃ張り、帽子、手袋、ホワイトボードクリーナー、ノートの表紙等の小物類としても好適に使用される。 In addition, the heat-retaining polylactic acid fiber structure includes vehicle interior materials such as car seat skin materials, floor materials, and ceiling materials, clothing materials such as cups and pads, curtains, carpets, mats, furniture other than the above-described fiber products. Interior materials such as belts, nets, ropes, heavy cloth, bags, felts, filters, etc., accessories, form straps, wipe glasses, tableware wipes, mouse pads, stuffed animals, toys, hats, gloves, whiteboards It is also suitably used as small items such as cleaners and notebook covers.
以下、本発明を、実施例を用いて説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものでははない。なお、実施例中の物性は下記の方法により測定した。 Hereinafter, although the present invention is explained using an example, the present invention is not limited to this example. In addition, the physical property in an Example was measured with the following method.
(1)重量平均分子量(Mw)
ポリマーの重量平均分子量はGPC(カラム温度40℃、クロロホルム)により、ポリスチレン標準サンプルとの比較で求めた。
(1) Weight average molecular weight (Mw)
The weight average molecular weight of the polymer was determined by GPC (column temperature 40 ° C., chloroform) in comparison with a polystyrene standard sample.
(2)ステレオ化率(Sc化率)
理化学電気社製ROTA FLEX RU200B型X線回折装置用いて透過法により、以下の条件でX線回折図形をイメージングプレートに記録した。得られたX線回折図形において赤道方向の回折強度プロファイルを求め、ここで2θ=12.0°、20.7°、24.0°付近に現れるステレオコンプレックス結晶に由来する各回折ピークの積分強度の総和ΣISCiと、2θ=16.5°付近に現れるホモ結晶に由来する回折ピークの積分強度IHMから下式に従いステレオ化率(Sc化率)を求めた。尚、ΣISCiならびにIHMは図1に示すように、赤道方向の回折強度プロファイルにおいてバックグランドや非晶による散漫散乱を差し引くことによって見積もった。
X線源: Cu−Kα線(コンフォーカル ミラー)
出力: 45kV×70mA
スリット: 1mmΦ〜0.8mmΦ
カメラ長: 120mm
積算時間: 10分
サンプル: 長さ3cm、35mg
Sc化率=ΣISCi/(ΣISCi+IHM)×100
ここで、ΣISCi=ISC1+ISC2+ISC3
ISCi(i=1〜3)はそれぞれ2θ=12.0°、20.7°、
24.0°付近の各回折ピークの積分強度
(2) Stereo conversion rate (Sc conversion rate)
An X-ray diffraction pattern was recorded on an imaging plate by the transmission method using a ROTA FLEX RU200B type X-ray diffractometer manufactured by RIKEN. In the obtained X-ray diffraction pattern, a diffraction intensity profile in the equator direction is obtained. Here, the integrated intensity of each diffraction peak derived from the stereocomplex crystal appearing in the vicinity of 2θ = 12.0 °, 20.7 °, and 24.0 °. Was obtained from the total intensity ΣI SCi and the integrated intensity I HM of the diffraction peak derived from the homocrystal appearing in the vicinity of 2θ = 16.5 ° in accordance with the following formula. Incidentally, as shown in FIG. 1, ΣI SCi and I HM were estimated by subtracting diffuse scattering due to background or amorphous in the diffraction intensity profile in the equator direction.
X-ray source: Cu-Kα ray (confocal mirror)
Output: 45kV x 70mA
Slit: 1mmΦ ~ 0.8mmΦ
Camera length: 120mm
Integration time: 10 minutes Sample: 3cm length, 35mg
Sc conversion rate = ΣI SCi / (ΣI SCi + I HM ) × 100
Here, ΣI SCi = I SC1 + I SC2 + I SC3
I SCi (i = 1 to 3) is 2θ = 12.0 °, 20.7 °,
Integrated intensity of each diffraction peak around 24.0 °
(3)融点、結晶融解ピーク、結晶融解開始温度、結晶融解エンタルピー測定:
TAインストルメンツ製 TA−2920示差走査熱量測定計DSCを用いた。
測定は、試料10mgを窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分で室温から260℃まで昇温した。第一スキャンで、ホモ結晶融解ピーク、ホモ結晶融解(開始)温度、ホモ結晶融解エンタルピーおよびステレオコンプレックス結晶融解ピーク、ステレオコンプレックス結晶融解(開始)温度およびステレオコンプレックス結晶融解エンタルピーを求めた。
(3) Melting point, crystal melting peak, crystal melting start temperature, crystal melting enthalpy measurement:
TA-2920 differential scanning calorimeter DSC manufactured by TA Instruments was used.
In the measurement, 10 mg of a sample was heated from room temperature to 260 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere. In the first scan, the homocrystal melting peak, homocrystal melting (starting) temperature, homocrystal melting enthalpy and stereocomplex crystal melting peak, stereocomplex crystal melting (starting) temperature and stereocomplex crystal melting enthalpy were determined.
(4)繊維強度(cN/dtex)
オリエンティック社製「テンシロン」(商品名)を用い、測定対象の繊維構造体から無作為に10本の対象単糸(フィラメント)を抜き取り、糸試料長50mm(チャック間長さ)、伸長速度500mm/分の条件で歪−応力曲線を雰囲気温度20℃、相対湿度65%条件下で測定し、破断点での応力と伸びから強度(cN/本)を求めた後、この強度を繊度で割って繊維強度(cN/dtex)とした。
(4) Fiber strength (cN / dtex)
Using “Tensilon” (trade name) manufactured by Orientic Corporation, ten target single yarns (filaments) are randomly extracted from the fiber structure to be measured, the yarn sample length is 50 mm (length between chucks), and the elongation speed is 500 mm. The strain-stress curve was measured under the conditions of an atmospheric temperature of 20 ° C. and a relative humidity of 65% under the conditions of / min, and after obtaining the strength (cN / piece) from the stress and elongation at the breaking point, the strength was divided by the fineness. The fiber strength (cN / dtex).
(5)保温性
保温効果を確認するために20℃、60%RHの恒温恒湿環境下で、エネルギー源として200Wレフランプ光源を用い、高さ50cmから照射し、30秒後の布帛の表面温度をサーモビュアー(赤外線センサー:日本電子株式会社製)にて測定するとともに布帛の裏面の温度を熱電対で測定した。
(5) Thermal insulation To confirm the thermal insulation effect, the surface temperature of the fabric after 30 seconds was irradiated from a height of 50 cm using a 200 W reflex lamp light source as an energy source in a constant temperature and humidity environment of 20 ° C. and 60% RH. Was measured with a thermoviewer (infrared sensor: manufactured by JEOL Ltd.) and the temperature of the back surface of the fabric was measured with a thermocouple.
(6)風合い評価
試験者3名により、ソフト感について官能評価を行い4段階評価した。「極めて優れている」は◎、「優れている」は○、「普通」は△、「劣っている」は×で示した。
(6) Texture evaluation A sensory evaluation was performed on the soft feeling by three testers and evaluated in four stages. “Excellent” is indicated by ◎, “Excellent” is indicated by ○, “Normal” is indicated by △, and “Inferior” is indicated by ×.
[製造例1](ポリL−乳酸の製造)
Lラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度100%)100重量部に対し、オクチル酸スズを0.005重量部加え、窒素雰囲気下、攪拌翼のついた反応機にて、180℃で2時間反応し、オクチル酸スズに対し1.2倍当量の燐酸を添加しその後、13.3kPaで残存するラクチドを除去し、チップ化し、ポリL−乳酸を得た。
得られたL−乳酸の重量平均分子量は15万、ガラス転移点(Tg)63℃、融点は180℃であった。
[Production Example 1] (Production of poly L-lactic acid)
To 100 parts by weight of L-lactide (manufactured by Musashino Chemical Laboratory, Inc., 100% optical purity), 0.005 part by weight of octyltinate was added, and the reaction was performed at 180 ° C. in a nitrogen atmosphere in a reactor equipped with a stirring blade. After reacting for 2 hours, phosphoric acid equivalent to 1.2 times the amount of tin octylate was added, and then the remaining lactide was removed at 13.3 kPa to obtain chips to obtain poly L-lactic acid.
The obtained L-lactic acid had a weight average molecular weight of 150,000, a glass transition point (Tg) of 63 ° C., and a melting point of 180 ° C.
[製造例2](ポリD−乳酸の製造)
Dラクチド(株式会社武蔵野化学研究所製、光学純度100%)100重量部に対し、オクチル酸スズを0.005重量部加え、窒素雰囲気下、攪拌翼のついた反応機にて、180℃で2時間反応し、オクチル酸スズに対し1.2倍当量の燐酸を添加しその後、13.3kPaで残存するラクチドを除去し、チップ化し、ポリD−乳酸を得た 得られたポリD−乳酸の重量平均分子量は15万、ガラス転移点(Tg)63℃、融点は180℃であった。
[Production Example 2] (Production of poly-D-lactic acid)
To 100 parts by weight of D-lactide (manufactured by Musashino Chemical Laboratory, Inc., 100% optical purity), 0.005 part by weight of tin octylate was added, and the reactor was stirred at 180 ° C. with a stirring blade in a nitrogen atmosphere. After reacting for 2 hours, phosphoric acid equivalent to 1.2 times the amount of tin octylate was added, and then the remaining lactide was removed at 13.3 kPa to obtain chips. Poly D-lactic acid was obtained. The weight average molecular weight was 150,000, the glass transition point (Tg) was 63 ° C., and the melting point was 180 ° C.
[製造例3](ステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂の製造)
製造例1で得られたポリL−乳酸ならびに製造例2のポリD−乳酸を各50重量部と、リン酸エステル金属塩(株式会社ADEKA(旧:旭電化工業株式会社)製アデカスタブNA−11)0.5重量部を230℃で溶融混練し、ポリL−乳酸ならびにポリD‐乳酸の合計100重量部あたりカルボジイミドとして日清紡(株)製カルボジライトLA−1を0.7重量部、第一供給口より供給しシリンダー温度230℃で混練押出して、水槽中にストランドを取り、チップカッターにてチップ化してステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂を得た。得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂のMwは13.5万、融点(Tm)は224℃、ステレオ化率は100%であった。
[Production Example 3] (Production of stereocomplex polylactic acid resin)
50 parts by weight of each of the poly L-lactic acid obtained in Production Example 1 and the poly D-lactic acid in Production Example 2, and phosphate metal salt (ADEKA (former: Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) ADK STAB NA-11) ) 0.5 parts by weight was melt-kneaded at 230 ° C., and 0.7 parts by weight of Nisshinbo Carbodilite LA-1 as the carbodiimide per 100 parts by weight of the total of poly L-lactic acid and poly D-lactic acid was supplied first. The mixture was supplied from the mouth and kneaded and extruded at a cylinder temperature of 230 ° C., and the strand was taken into a water tank and chipped with a chip cutter to obtain a stereocomplex polylactic acid resin. Mw of the obtained stereocomplex polylactic acid resin was 135,000, melting | fusing point (Tm) was 224 degreeC, and the stereoification rate was 100%.
[実施例1]
前記、製造例3で得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂を110℃で2時間、150℃で5時間乾燥し樹脂の水分率を80ppmとしたあと0.27φmmの吐出孔36ホールを有する紡糸口金を用いて、紡糸温度255℃で8.35g/分の吐出量で紡糸した後に500m/分の速度で未延伸糸を巻き取った。巻き取られた未延伸糸を延伸機にて予熱80℃で4.9倍に延伸し延伸糸を巻き取った後、180℃で熱処理を行った。得られた糸条は繊度56dTex/20filのマルチフィラメント(単繊維横断面形状は丸断面)であり、DSC測定において、単一の融解ピークを有し、該融解ピーク温度(融点)が224℃であり、ステレオ化率100%であった。
[Example 1]
The stereocomplex polylactic acid resin obtained in Production Example 3 was dried at 110 ° C. for 2 hours and at 150 ° C. for 5 hours to give a moisture content of the resin of 80 ppm, and then a spinneret having 36 holes of 0.27 φmm was formed. The undrawn yarn was wound up at a speed of 500 m / min after spinning at a spinning temperature of 255 ° C. and a discharge rate of 8.35 g / min. The wound undrawn yarn was drawn 4.9 times with a drawing machine at 80 ° C. by preheating to wind the drawn yarn, and then heat treated at 180 ° C. The obtained yarn is a multifilament having a fineness of 56 dTex / 20 fil (single fiber cross-sectional shape is a round cross-section), and has a single melting peak in DSC measurement. The melting peak temperature (melting point) is 224 ° C. Yes, the stereo ratio was 100%.
また、製造例3で得られたステレオコンプレックスポリ乳酸樹脂を同様にして、繊度84dTex/36filのマルチフィラメント(単繊維横断面形状は丸断面)を得た。該マルチフィラメントは、DSC測定において、単一の融解ピークを有し、該融解ピーク温度(融点)が224℃であり、ステレオ化率100%であった。 In addition, the stereocomplex polylactic acid resin obtained in Production Example 3 was similarly obtained to obtain a multifilament having a fineness of 84 dTex / 36 fil (single fiber cross-sectional shape is a round cross section). The multifilament had a single melting peak in DSC measurement, the melting peak temperature (melting point) was 224 ° C., and the stereoization rate was 100%.
次いで、経糸として前記総繊度56dtex/20filのマルチフィラメント、緯糸として前記総繊度84dtex/36filのマルチフィラメントを用い、経糸密度76本/2.54cm、緯糸密度90本/2.54cmのタフタ織物を得た。
かかるタフタ織物を、常法の精錬、リラックス、染色した後、乾燥、セットして基布とした。
Subsequently, a multifilament having a total fineness of 56 dtex / 20 fil is used as a warp, and a multifilament having a total fineness of 84 dtex / 36 fil is used as a weft to obtain a taffeta fabric having a warp density of 76 / 2.54 cm and a weft density of 90 / 2.54 cm. It was.
The taffeta fabric was refined, relaxed and dyed in a conventional manner, dried and set to obtain a base fabric.
また、保温性付与のために、下記の配合組成物を用意した。
[配合組成物の組成]
・アクリル系バインダー 60.0%
(固形分40%)
・ATO水分散液 5.0%
(固形分15%、ATOの熱伝導率50W/m・K、ATOの微粒子径50nm以下)
・水 35.0%
Moreover, the following compounding composition was prepared for heat retention provision.
[Composition of compounding composition]
・ Acrylic binder 60.0%
(Solid content 40%)
-ATO aqueous dispersion 5.0%
(
・ Water 35.0%
次いで、105メッシュのグラビアロールを使用してタフタ織物の片面に上記配合組成物を付与した(ATO分0.8g/m2、バインダー樹脂固形分24.2g/m2)後、160℃で乾燥し、保温性布帛(保温性ポリ乳酸繊維構造体)を得た。グラビアロールの転写パターンは、全面が図2に示す縦横格子状パターン(塗布部面積比率50%、格子間の間隔10mm)で形成されるものを採用した。得られた保温性布帛において、保温性は布帛表面の温度で38.1℃、布帛裏面の温度で39.6℃、ソフト感○、経糸の繊維強度3.6cN/dTex、緯糸の繊維強度3.7cN/dTexとポリ乳酸繊維の繊維強度に優れており、また、保温性にも優れていた。
Next, the above composition was applied to one side of a taffeta fabric using a 105 mesh gravure roll (ATO content 0.8 g / m 2 , binder resin solid content 24.2 g / m 2 ), and then dried at 160 ° C. Thus, a heat insulating fabric (heat insulating polylactic acid fiber structure) was obtained. As the gravure roll transfer pattern, the entire surface was formed in a vertical and horizontal grid pattern (applied portion area ratio 50%, interval between
[実施例2]
実施例1において、グラビアロールの転写パターンを、図3に示すような、塗布部面積比率が100%の全面パターンにした以外は実施例1と同じにした(ATO分1.6g/m2、バインダー樹脂固形分48.4g/m2)。得られた保温性布帛において、保温性は布帛表面の温度で38.5℃、布帛裏面の温度で39.8℃、ソフト感×と保温性にも優れていたがソフト感の点で不十分であった。
[Example 2]
In Example 1, the transfer pattern of the gravure roll was the same as Example 1 except that the coating part area ratio was 100% as shown in FIG. 3 (ATO content 1.6 g / m 2 , Binder resin solid content 48.4 g / m 2 ). In the obtained heat-retaining fabric, the heat-retaining property was 38.5 ° C. at the temperature of the fabric surface, 39.8 ° C. at the temperature of the back surface of the fabric, and the soft feeling and the heat-retaining property were excellent, but the soft feeling was insufficient. Met.
[比較例1]
実施例1において、使用する繊維すべてを通常のポリエチレンテレフタレートに変更すること以外は実施例1と同様にした。得られた保温性布帛において、保温性は布帛表面の温度で38.2℃、布帛裏面の温度で39.2℃、ソフト感○、経糸の繊維強度3.6cN/dTex、緯糸の繊維強度3.7cN/dTexと、保温性の点で実施例1よりも劣るものであった。
[Comparative Example 1]
In Example 1, it carried out similarly to Example 1 except having changed all the fibers used to a normal polyethylene terephthalate. In the obtained heat retaining fabric, the heat retaining property was 38.2 ° C. at the temperature of the fabric surface, 39.2 ° C. at the temperature of the back surface of the fabric, soft feeling, fiber strength of warp yarn 3.6 cN / dTex, fiber strength of weft yarn 3 .7 cN / dTex, which was inferior to Example 1 in terms of heat retention.
[比較例2]
燐酸エステル金属塩として、アルミニウムビス(2,2’―メチレンビス(4,6−ジ第3ブチルフェニル)ホスフェート)ハイドロオキサイド(株式会社ADEKA(旧:旭電化工業株式会社)製アデカスタブNA−21)を0.5重量部用いる以外は実施例1と同じ操作を行ったところ、紡糸の際に昇華物が激しく発生し、紡糸することが困難であった。
[Comparative Example 2]
As a phosphoric acid ester metal salt, aluminum bis (2,2′-methylenebis (4,6-ditertiarybutylphenyl) phosphate) hydroxide (ADEKA STAB NA-21 manufactured by ADEKA Corporation (formerly Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.)) When the same operation as in Example 1 was performed except that 0.5 part by weight was used, a sublimation product was vigorously generated during spinning, and it was difficult to perform spinning.
[比較例3]
実施例1において、リン酸エステル金属塩の含有量を0重量部に変更すること以外は実施例1と同様にした。得られた織物において、織物に含まれるポリ乳酸繊維の繊維強度強度は経糸1.8cN/dTex、緯糸1.8cN/dTexであった。
[Comparative Example 3]
In Example 1, it carried out similarly to Example 1 except changing content of a phosphoric acid ester metal salt into 0 weight part. In the obtained woven fabric, the fiber strength strength of the polylactic acid fiber contained in the woven fabric was warp 1.8 cN / dTex and weft 1.8 cN / dTex.
本発明によれば、優れた保温性を有するだけでなく、繊維構造体に含まれるポリ乳酸繊維が優れた強度を有する保温性ポリ乳酸繊維構造体の製造方法、および該製造方法により得られた保温性ポリ乳酸繊維構造体、および該保温性ポリ乳酸繊維構造体を用いてなる繊維製品が提供され、その工業的価値は極めて大である。 According to the present invention, a method for producing a heat-retaining polylactic acid fiber structure having not only excellent heat retention but also having excellent strength in the polylactic acid fiber contained in the fiber structure, and the production method A heat-retaining polylactic acid fiber structure and a fiber product using the heat-retaining polylactic acid fiber structure are provided, and its industrial value is extremely large.
Claims (11)
かつ、前記ポリ乳酸繊維の繊維強度が2.3cN/dtex以上であり、
かつ、前記ポリ乳酸繊維が、前記ポリ乳酸組成物を溶融紡糸し未延伸糸を得る工程および未延伸糸を70〜140℃で延伸糸を得る工程および延伸糸を170〜220℃で熱処理する工程により得られた繊維であることを特徴とする保温性ポリ乳酸繊維構造体の製造方法。
And the fiber strength of the polylactic acid fiber is 2.3 cN / dtex or more,
The polylactic acid fiber melt-spins the polylactic acid composition to obtain an undrawn yarn, the step of obtaining an undrawn yarn at 70 to 140 ° C., and the step of heat treating the drawn yarn at 170 to 220 ° C. A method for producing a heat-retaining polylactic acid fiber structure, which is a fiber obtained by the method described above.
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