(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸を主成分とする樹脂とポリアセタールを主成分とする樹脂を含有し、何れの成分も繊維軸方向に連続的な層を形成してなる多層複合繊維であって、前記ポリアセタールを主成分とする樹脂の融点が、前記ポリ乳酸を主成分とする樹脂の融点に対して１０〜２０℃低く、前記ポリ乳酸の融点が１６５℃以上である、多層複合繊維。
【請求項２】
前記ポリアセタールが、オキシエチレン単位またはオキシプロピレン単位からなるオキシアルキレン単位を５〜７重量％含有する、請求項１に記載の多層複合繊維。
【請求項３】
前記ポリ乳酸を主成分とする樹脂を芯とし、前記ポリアセタールを主成分とする樹脂を鞘とする、請求項１または２に記載の多層複合繊維。
【請求項４】
前記ポリアセタールが、トリオキサン100重量部と5〜20重量部の１種あるいは２種以上の環状ホルマールおよび／または環状エーテルとの共重合物である、請求項１から３のいずれかに記載の多層複合繊維。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の多層複合繊維を熱接着して得られる不織布。
【請求項６】
請求項１から４の何れかに記載の多層複合繊維に、ポリ乳酸を主成分とする樹脂及び/又はポリアセタールを主成分とする樹脂を含有する繊維を配合し、熱接着して得られる不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ乳酸を主成分とする樹脂を芯とし、これと特定の融点差を有するポリアセタールを主成分とする樹脂を鞘としてなる複合繊維、更にはこれを熱接着により加工してなる不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球規模での環境問題に対して、産業廃棄物が環境を汚染することを防止するために、生分解性（微生物分解性、または自然分解性）の素材を使用することが注目されている。更に最近では、地球資源の枯渇、温暖化に伴うＣＯ２排出量に対する自主規制が強く求められるなか、石油由来でなく天然物由来からなる素材や、焼却処理の際に必要な熱量やＣＯ２発生量の少ない素材が注目されている。【０００３】
従来、脂肪族エステル構造を有する重合体に生分解性があることが知られており、微生物によって生産されるポリ−３−ヒドロキシ酪酸エステル（ＰＨＢ）、合成高分子であるポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、コハク酸およびブタンジオールを主成分とするポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）またはポリブチレンサクシネート・アジペート（ＰＢＳＡ）、ポリエステルカーボネート、および発酵により生産されるＬ−乳酸および／またはＤ−乳酸を主たる原料としたポリ乳酸（ＰＬＡ）などが代表的なものである。これらの中で、天然物由来からなる素材として、例えばＰＬＡが挙げられる。  【０００４】
これら脂肪族エステル構造を有する重合体はＰＬＡを除くと、一般にポリエチレン類似の物性を有する成形性・生分解性の良好なポリマーである。しかし、剛性が要求される分野や引張強度が要求される分野では充分な強度を持たない。剛性を改善するためには、タルクなどの充填材やナノコンポジット化技術による改善が可能であるが、流動性の低下なども問題があり、この改良が望まれていた。また、ＰＬＡについては耐熱性や靭性の向上が強く求められていた。【０００５】
これまでに生分解性の素材で芯鞘複合繊維を作製し、熱接着タイプの不織布のための原綿とする検討が幾つか見られる。例えば、特許文献1、２では、熱可塑性の生分解繊維として、芯部、または鞘部に融点の異なる生分解性ポリマーを用いることが開示されている。また、特許文献３には、芯部に高融点のＬ-ポリ乳酸を、鞘部にＬ及びＤ-ポリ乳酸の共重合体を用いることが開示されている。特許文献４には芯鞘成分の少なくとも１成分を生分解性ポリマーとした複合繊維について開示しており、その融点差を２０〜８０℃で、且つ各成分の融点分布がシャープであることを特長としている。更に、特許文献５ではポリ乳酸を他の熱可塑性樹脂が被覆してなる複合繊維から得られる内装材について開示がある。【０００６】
【特許文献１】特開平７−１３３５１１号
【特許文献２】特開平８−２６０３２０号
【特許文献３】特許３３５５０２６号
【特許文献４】特開２００６−９７１４８号
【特許文献５】特開２００８−５７０９５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、実質的に鞘成分まで生分解ポリマーを用いることで、使用環境によっては生分解を受けやすいことが問題となって加水分解による強度低下が懸念される。また、低融点の生分解性ポリマー、更には熱可塑性樹脂を用いることで加工性は安定するが、逆に接着点における耐熱性の低下が懸念される。本発明の目的は、脂肪族エーテル型、もしくは脂肪族エーテルが主成分であり、主として石油に依存しない原料であるメタノールから誘導され、環境負荷の低い材料と考えられるポリアセタールの中で特定の融点を有するものを用いた新しい多層複合繊維、更にはこれを熱接着することで結合させた不織布を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、実質、ポリ乳酸を主成分とする樹脂を芯とし、特定のポリアセタールを主成分とする樹脂を鞘とすることで上記問題点を克服し、本発明を完成するに至った。
本発明は、以下の態様を含むものである。
（１）ポリ乳酸を主成分とする樹脂とポリアセタールを主成分とする樹脂を含有し、何れの成分も繊維軸方向に連続的な層を形成してなる多層複合繊維であって、前記ポリアセタールを主成分とする樹脂の融点が、前記ポリ乳酸を主成分とする樹脂の融点に対して１０〜２０℃低い、多層複合繊維；
（２）前記ポリ乳酸を主成分とする樹脂を芯とし、前記ポリアセタールを主成分とする樹脂を鞘とする、上記（１）に記載の多層複合繊維；
（３）前記ポリアセタールが、トリオキサン100重量部と5〜20重量部の１種あるいは２種以上の環状ホルマールおよび／または環状エーテルとの共重合物である、上記（１）又は（２）に記載の多層複合繊維；
（４）上記（１）から（３）の何れかに記載の多層複合繊維を熱接着して得られる不織布；
（５）上記（１）から（３）の何れかに記載の多層複合繊維に、ポリ乳酸を主成分とする樹脂及び/又はポリアセタールを主成分とする樹脂を含有する繊維を配合し、熱接着して得られる不織布。【０００９】
ポリアセタールは脂肪族ポリエステルとの親和性がよく、特に溶融状態で接触させることで比較的に高い界面の接着強度を得ることができる。本発明では、鞘成分に特に脂肪族ポリエステル成分と親和性が高く、尚且つ熱接着による不織布加工が可能なポリアセタールを選ぶことが重要である。ポリアセタールを主成分とする樹脂の融点は、ポリ乳酸を主成分とする樹脂の融点に対して10〜20℃低いことが好ましい。これにより、他のホットメルト繊維を用いず安定な熱接着加工を実現するとともに、ポリ乳酸の表面にポリアセタール層を形成させることで適当な耐加水分解性、耐薬品性、耐摩擦磨耗性などの新たな特長を付与することができる。従来のホットメルト繊維を用いた熱接着において、その耐加水分解性、耐薬品性が問題となる場合があるが、本発明においてはポリアセタールが熱接着層をも兼ねるのでそのような問題が生じない。ホットメルト繊維を用いることは可能だが、ポリアセタールが他の樹脂との接着性に乏しいという欠点があるため、その使用が極めて限定される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ポリ乳酸を主成分とする樹脂とポリアセタールを主成分とする樹脂とを含有する多層複合繊維を用いることにより、接着強度、並びに耐薬品性に優れた熱接着性不織布が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、ポリ乳酸を主成分とする樹脂とポリアセタールを主成分とする樹脂を含有し、何れの成分も繊維軸方向に連続的な層を形成してなる多層複合繊維であって、前記ポリアセタールを主成分とする樹脂の融点が、前記ポリ乳酸を主成分とする樹脂の融点に対して１０〜２０℃低い、多層複合繊維である。
本発明におけるポリ乳酸（ＰＬＡ）とは、Ｌ−乳酸のみ、Ｄ−乳酸のみ、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸の混合物の何れかを主たる構成成分とするポリマー、もしくはその混合物であるが、乳酸以外の他の共重合成分を含んでいてもよい。他のモノマー単位としては、ε−カプロラクトンなどの環状ラクトン類、α−ヒドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ吉草酸などのα−オキシ酸類、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオールなどのグリコール化合物、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸などのジカルボン酸を挙げることができる。これらの中でも、グリコール類および環状ラクトン類が好ましい。【００１２】
ＰＬＡの重合方法としては、既知の重合方法を用いることができ、乳酸からの直接重合法、ラクチドを介する開環重合法などが例示される。開環重合法としては、Ｌ−ラクチド、更には共重合成分（コモノマー、またはオリゴマー）を触媒存在下にて開環重合し、必要に応じて再沈殿精製して得ることができる。【００１３】
ＰＬＡの分子量や分子量分布は特に制限されるものではないが、数平均分子量としては１万以上が好ましく、より好ましくは５万以上である。【００１４】
ＰＬＡの融点は、特に制限されるものではないが、１６０℃以上であることが好ましく、更には１６５℃以上であることが好ましい。【００１５】
本発明におけるポリアセタールは、一般に市販されているホモポリマーおよび／またはコポリマーが挙げられるが、本発明においては、トリオキサン１００重量と５．０〜３０重量部（より好ましくは５〜２０重量部）の１種あるいは２種以上の環状ホルマールおよび／または環状エーテルとの共重合体であることが好ましい。【００１６】
コポリマー中のオキシアルキレン単位としては、好ましくはオキシエチレン単位、オキシプロピレン単位等である。このオキシアルキレン単位の含有量は、５〜３０重量％、より好ましくは５〜２０重量％である。
５重量％より少ないと融点が高くなり、ポリ乳酸との融点差を得ることができない場合がある。逆に３０重量％より多いと融点が低くなりすぎるために耐熱性、更には耐薬品性が損なわれる場合がある。【００１７】
本発明におけるポリアセタールとしては、例えば、ホルムアルデヒドまたはその3量体（トリオキサン）、並びに、その４量体（テトラオキサン）と、エチレンオキサイド、エピクロルヒドリン、１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキセパン、１，３，５−トリオキセパン、グリコールのホルマール、ジグリコールのホルマール等の炭素数２〜８の環状エーテルから製造されるオキシアルキレン単位構造を含有するコポリマーが挙げられる。本発明で謂うコポリマーとは、２元共重合体のみならず、多元共重合体も含み、例えば、グリシジルエーテル類を共重合させることにより、主鎖中に分岐や架橋構造を導入したものも好適に用いられる。更にはオキシメチレン単位、オキシアルキレン単位以外のブロック構造を有するブロックコポリマー、または、グラフトポリマー等を広く用いることができる。【００１８】
本発明においては、前記ポリアセタールを主成分とする樹脂の融点が、前記ポリ乳酸を主成分とする樹脂の融点に対して１０〜１００℃低いことが好ましく、１０〜２０℃低いことがより好ましい。前記ポリアセタールを主成分とする樹脂の融点が、前記ポリ乳酸を主成分とする樹脂の融点に対して１０〜１００℃低いことによって、前記ポリアセタールを主成分とする樹脂と前記ポリ乳酸を主成分とする樹脂の接着性が良好となり好ましい。【００１９】
尚、本発明に用いられるポリ乳酸、ポリアセタールは、本発明の本来の目的を損なわない範囲内で公知の添加剤および／または充填剤を添加することが可能である。添加剤としては、例えば結晶核剤、酸化防止剤、可塑剤、艶消し剤、発泡剤、潤滑剤、離型剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、熱安定剤、消臭剤、難燃剤、摺動剤、香料、抗菌剤等が挙げられる。また、充填剤としてはガラス繊維、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、チタン酸カリウム、ウィスカー等が挙げられる。さらに、顔料、染料を加えて所望の色目に仕上げることも可能である。また、エステル交換触媒、各種モノマー、カップリング剤、末端処理剤、その他の樹脂、木粉、でんぷんなどを加えて変性することも可能である。【００２０】
本発明は、ポリ乳酸を主成分とする樹脂とポリアセタールを主成分とする樹脂の何れの成分も繊維軸方向に連続的な層を形成してなる多層複合繊維であるが、繊維軸方向に連続的な層を形成する方法としては、二種類以上の原料ポリマーを一本の繊維になるようなノズルを用いて紡糸する方法が挙げられ、こうして得られる繊維を複合繊維と呼ぶ。この中で各原料ポリマーを張り合わせるバイメタル型と一方のポリマーを他方のポリマーが取り囲む芯鞘型とがあり、これらを更に発展させた多芯、花弁、多層といった構造をとることが出来る。
本発明の芯鞘複合繊維を得る方法としては、従来公知の溶融紡糸によりなされる。芯鞘複合繊維の構造としては、芯の成分が多数存在していてもよいし、異形断面を採っていてもよい。また、芯成分の一部が繊維表面に存在していてもよい。【００２１】
本発明のポリ乳酸系複合繊維は、マルチフィラメントもしくはモノフィラメントとしてそのまま用いるか、ステープル状とした後に、例えば紡績糸として用いても良い。これら繊維のみに限らず、ポリ乳酸を主成分とする樹脂及び/もしくはポリアセタールを主成分とする樹脂を含有する繊維熱可塑性樹脂組成物を含む繊維を添加して、２次加工を行うことができる。【００２２】
２次加工としては主に不織布が挙げられ、加工方法についても同様に公知の方法が用いられる。スパンボンド法、ニードルパンチ法、メルトブロー法などが好適に用いられ、最終的には芯鞘の特長を生かして繊維間を熱接着させることが望ましい。本発明は不織布に限らず、織物、編物、組紐、レース、網などに加工することも可能である。更には、繊維間を熱接着によって、また、ポリアセタールやポリ乳酸に代表される脂肪族ポリエステルを含む熱可塑性樹脂組成物の各種成形品と熱接着により高次に複合化をさせることも本発明に含まれる。
【実施例】
【００２３】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下に示す具体例に制限されるものではない。【００２４】
〈実施例１、比較例１〉
実施例及び比較例で使用した材料、融点の測定法、及び接着方法、捲縮処理の方法と合否基準を以下に示す。材料は表１に記載のものを用いた。表２に記載の構成において芯鞘成分の比率を５０ｗｔ％として繊維を溶融紡糸したのち、４倍延伸を行って５ｄｔｅｘの繊度とした。これらの多層複合繊維を用い、以下の試験を行った。結果を表２に記載した。
＜融点の測定＞
１０℃／分の速度で、３０℃から２１０℃まで昇温し、示差熱走査熱量法（ＤＳＣ）により溶融ピーク温度として測定した。
＜接着方法＞
実施例、比較例に記載の多層複合繊維を１０ｃｍ長に切断したものを鉄板の上に交差するように配置し、もう１つの鉄板で挟み込んだ。これを表１に記載の温度に予め加熱した油圧式ホットプレス装置によって、所定時間加熱、加圧条件で熱接着を施した。処理後、交差した箇所の接着状態を目視で確認した。
＜耐溶剤性＞
接着試験によって得られた不織布をアセトンへ一昼夜浸漬し、アセトンによる膨潤状態における接着状態を目視で確認した。
＜繊維軸方向における連続的な層の確認＞
ポリ乳酸およびポリアセタールの何れの成分も繊維軸方向に連続的な層を形成しているかどうかの判断は、繊維を切断し、断面を目視で確認した。実施例１では、上記何れの成分も繊維軸方向に連続的な層を形成しているのが確認できた。【００２５】
【表１】
0005598327.tif 000002
【００２６】
上記ポリアセタール（１）およびポリアセタール（２）の化学構造式は、以下の通りである。
［―ＣＨ２Ｏ―］ｎ［―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―］ｍ
上記ポリアセタール（１）およびポリアセタール（２）は、［―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―］の含有量が各々異なり、ポリアセタール（１）では７％、ポリアセタール（２）では１０％有する。
【表２】
0005598327.tif 000003
ポリ乳酸を主成分とする樹脂と特定の融点差を有するポリアセタールを主成分とする樹脂を含有する多層複合繊維を用いることにより、接着強度、並びに耐薬品性に優れた熱接着性不織布が得られる。