(57)【要約】【課題】主体繊維との接着性、延伸倍率、並びに生産性に優れた生分解性バインダー繊維を提供する。また、これを用いてなる強力とソフト感を併せ持つ不織布を提供する。【解決手段】乳酸が１〜６モル％共重合されたポリアルキレンサクシネート共重合体からなる繊維であって、前記繊維中に酸化マグネシウムが０．０１〜１質量％含有されていることを特徴とするバインダー繊維並びに、乳酸が１〜６モル％共重合されたポリアルキレンサクシネート共重合体からなる繊維であって、前記繊維中に酸化マグネシウムが０．０１〜１質量％含有されてなるバインダー繊維を用いてなる不織布。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
乳酸が１〜６モル％共重合されたポリアルキレンサクシネート共重合体からなる繊維であって、前記繊維中に酸化マグネシウムが０．０１〜１質量％含有されていることを特徴とするバインダー繊維。
【請求項２】
請求項１記載のバインダー繊維を用いてなることを特徴とする不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性バインダー繊維及びこれを用いてなる不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエチレンテレフタレート、ポリオレフィン、ナイロンなどからなる合成繊維は、その優れた物理特性に基づき、幅広い用途で使用されてきた。しかし近年、これら合成繊維が自然環境下では容易に分解されない点から、使用後の廃棄処理にあたっては、環境保持の面から様々な制限が課せられるようになってきた。
【０００３】
一方、これら環境負荷の問題を積極的に回避する方策として、生分解性を有する素材の開発が盛んに行われるようになり、その結果、生分解性を有する繊維についても上市されるようになってきた。
【０００４】
その中でポリ乳酸繊維については、耐熱性並びに製糸性に優れる点で大きく注目されており、例えば、ポリ乳酸の短繊維と低融点のバインダー繊維とからなるポリ乳酸短繊維不織布があり、様々な用途において使用されている。
【０００５】
この場合、上記バインダー繊維としては、同じポリ乳酸であるが、光学純度を下げることで融点を１３０℃程度まで下げたポリ乳酸繊維が使用されている。しかしながら、光学純度を下げているため、繊維としては結晶性の低下が大きく、その結果、熱収縮も大きくなるという問題がある。特に、芯部に結晶性の高い樹脂を配することができる芯鞘複合繊維と比較した場合、上記のような低融点バインダー樹脂を単成分で使用する、いわゆる全融タイプのバインダー繊維では、熱収縮が大きいことで、最終的な不織布の耐熱性や寸法安定性に影響を及ぼすという問題がある。
【０００６】
そこで、特許文献１などでは、生分解性を有し、融点が１１０℃程度であるポリブチレンサクシネートをバインダー成分とした繊維が提案されている。しかし、これらのポリブチレンサクシネート樹脂は、熱による収縮は低いものの、ポリ乳酸との相溶性が低いため、ポリ乳酸繊維との接着性が低く、また、このポリブチレンサクシネートを使用して、全融タイプのバインダー繊維とする場合には、ポリブチレンサクシネートの結晶性が高いために延伸性が非常に悪く、低延伸倍率となるため、生産性が著しく低くなってしまい、これが問題となっている。
【特許文献１】特開２００３−２５３５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決し、主体繊維との接着性に優れ、延伸性並びに生産性にも優れた生分解性バインダー繊維を提供する。さらに該バインダー繊維を用いてなる強度とソフト感に優れた不織布を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は以下の構成を要旨とする。
ａ）乳酸が１〜６モル％共重合されたポリアルキレンサクシネート共重合体からなる繊維であって、前記繊維中に酸化マグネシウムが０．０１〜１質量％含有されていることを特徴とするバインダー繊維。
ｂ）請求項１記載のバインダー繊維を用いてなることを特徴とする不織布。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のバインダー繊維は、所定量の乳酸が共重合されたポリアルキレンサクシネートを主体樹脂としているため、ポリ乳酸繊維に対し優れた接着性を有する。また、共重合される乳酸成分は６モル％以下と過度すぎないことから、ポリアルキレンサクシネート本来のソフト感を残したものとなる。また、本発明のバインダー繊維は、所定量の酸化マグネシウムを含有していることから、延伸性に優れたものとなる。これによって、延伸後のバインダー繊維においては、強度に優れると共に、生産性にも秀でたものとなる。
【００１０】
また、本発明の不織布は、上記のバインダー繊維を用いているため、ポリ乳酸繊維を主体繊維とした場合、良好な接着性に起因して強度に優れると共に、ポリアルキレンサクシネート樹脂に基づくソフトな風合いを併せ持ったものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のバインダー繊維としては、ポリアルキレンサクシネート共重合体よりなる繊維である。本発明におけるポリアルキレンサクシネートとしては、主としてアルキレングリコールとコハク酸とから構成されるものであり、具体的には、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリプロピレンサクシネート等が挙げられる。
【００１２】
本発明におけるポリアルキレンサクシネート共重合体としては、上記ポリアルキレンサクシネートに乳酸が１〜６モル％共重合されてなるものである。ここで、共重合される乳酸が１ｍｏｌ％未満の場合、アルキレンサクシネート成分と乳酸成分との相溶性が十分に向上しないため、得られるバインダー繊維の引張り強度は低いものとなる。また、共重合する乳酸が６ｍｏｌ％より多い場合、共重合体中におけるアルキレンサクシネート成分とポリ乳酸成分との相溶性は良いが、ポリアルキレンサクシネートの本来有する柔軟性が損なわれ、得られるバインダー繊維はソフト性に欠けたものになってしまう。また、本発明における乳酸としては、Ｌ−乳酸であっても、Ｄ−乳酸でもよい。
【００１３】
さらに、本発明におけるポリアルキレンサクシネート共重合体としては、本発明の特性を損なわない範囲において、上記乳酸に加えて他の成分を共重合させてもよい。共重合できる他のモノマー成分としては、例えば、ε−カプロラクトン等の環状ラクトン類、α−ヒドロキシ酪酸、α−ヒドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ吉草酸等のα−オキシ酸、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール等のグリコール類、コハク酸、セバシン酸等のジカルボン酸類が挙げられる。
【００１４】
本発明におけるポリアルキレサクシネート共重合体の融点としては、９０〜１３０℃であることが好ましい。融点が９０℃未満である場合、紡糸や延伸時にバインダー繊維同士の融着あるいは密着が起こるため好ましくない。また、融点が１３０℃を超える場合、熱処理温度を高温にせざるを得なくなり、その結果、接着できる主体繊維が限定されるため好ましくない。
【００１５】
また、本発明におけるポリアルキレンサクシネート共重合体の２１０℃でのメルトマスフローレイト（以下、ＭＦＲと略記する。）としては、１０〜８０ｇ／１０ｍｉｎのものが好ましく、２０〜４０ｇ／１０ｍｉｎの範囲にあるものがより好ましい。ＭＦＲが１０ｇ／１０ｍｉｎ未満である場合、溶融押出が困難となるだけでなく、繊維の機械的強度が低下する傾向となる。また、ＭＦＲが８０ｇ／１０ｍｉｎを超えて大きい場合、溶融押出が困難となるため好ましくない。
【００１６】
本発明のバインダー繊維としては、該繊維中に酸化マグネシウムを０．０１〜１質量％含有していることが必要である。ここで、本発明における酸化マグネシウムの含有量が０．０１質量％未満である場合、含有量が少なすぎるため延伸倍率の向上効果は得られない。また、当該含有量が１質量％より多い場合、逆に紡糸操業性が低下することとなる。
【００１７】
また、本発明における酸化マグネシウムの平均粒子径としては、０．５〜７０μｍであることが好ましく、２〜２５μｍであることがより好ましい。酸化マグネシウムの平均粒子径が７０μｍを超えて大きい場合、紡糸操業性が低下する傾向にあり、また逆に酸化マグネシウムの粒子径が０．５μｍ未満の場合、本発明におけるポリアルキレンサクシネート共重合体に酸化マグネシウムを均一に混練・分散させることが困難な傾向となり好ましくない。
【００１８】
本発明において、酸化マグネシウムを含有させることによりバインダー繊維の延伸倍率が向上する理由については、詳細には明らかでないが、酸化マグネシウムが共存していることに起因して、未延伸糸での配向結晶化度が低下しているためであると考えられる。さらに、当該繊維の延伸倍率を向上させることができることによって、本発明のバインダー繊維の機械的物性が向上し、また生産性も向上することとなる。
【００１９】
なお、本発明のバインダー繊維に酸化マグネシウムを含有させる方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、下記にあるようなポリアルキレンサクシネート共重合体の製造過程において所定量添加するか、あるいはマスターバッチを製造するために適宜増量分を添加・混練するなど、通常の手法により行うことができる。
【００２０】
本発明におけるポリアルキレンサクシネート共重合体の製造方法としては、特に限定されるものではなく、通常の手法を利用して行うことができる。例えば、所定のアルキレングリコール、コハク酸、及び乳酸を所定量混合させた反応系内で直接溶融重合させる方法、所定のポリアルキレンサクシネートとポリ乳酸とをエステル交換させながら溶融混練し、共重合させる方法などよって製造することができる。
【００２１】
本発明のバインダー繊維においては、上記のように、アルキレンサクシネートに所定量の乳酸を共重合させていることで、得られるポリアルキレンサクシネート共重合体とポリ乳酸との相溶性が飛躍的に良化することとなる。このため、本発明の不織布においては、完全生分解性の不織布あるいはバイオマス由来の不織布を目的としてポリ乳酸繊維を主体繊維として用いた場合、当該共重合体とからなるバインダー繊維と主体繊維との接着性が顕著に向上するため、その強力も秀でて高くなるという効果が発現する。また、該バインダー繊維は、アルキレンサクシネート共重合体における乳酸成分の共重合量が６モル％以下であることから、アルキレンサクシネート樹脂本来のソフト感を損なわずに維持している。これによって、これを用いてなる不織布においても、柔軟性に優れたものとなる。
【００２２】
本発明の不織布における上記バインダー繊維の含有量としては、１０〜８０％であることが好ましく、２０〜５０％であることがより好ましい。バインダー繊維の含有量が１０％より少ない場合、得られる不織布の接合部分が少ないため強度が低いものとなり、一方、該含有量が８０％を超えて多い場合、接合部分が多くなり過ぎるため柔軟性に劣るものとなったり、耐熱性が低下するものとなったりする傾向があるため好ましくない。
【００２３】
本発明の不織布において、ポリ乳酸繊維を主体繊維とする場合、用いることができるポリ乳酸としては、ポリＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合体であるポリＤＬ−乳酸、あるいはポリＬ−乳酸とポリＤ−乳酸との混合物（ステレオコンプレックス）のいずれでのよい。また、ポリＤＬ−乳酸を用いる場合のＬ−乳酸とＤ−乳酸の共重合比（Ｄ／Ｌ）は、１００／０〜９５／５、５／９５〜０／１００であることが好ましい。上記共重合比を外れた共重合体は、融点が低くなると共に結晶性が低下するため、不織布とした場合の耐熱性や寸法安定性が低下する傾向になるため好ましくない。
【００２４】
本発明におけるポリアルキレンサクシネート共重合体の紡糸方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の溶融紡糸法を利用して紡糸することができる。例えば、ポリアルキレンサクシネート共重合体と所定量の酸化マグネシウムとの混合物を通常の手法により溶融紡糸した後、横吹付や環状吹付等の従来公知の冷却装置を用いて冷却させた後、油剤を付与し、引き取りローラーを介して未延伸糸として巻取ることができる。巻取られた未延伸糸は、公知の延伸機にて周速の異なるローラー群間で延伸され、押し込み型の捲縮機などで捲縮が付与された後に、ＥＣカッターなどで目的とする長さに切断させることで短繊維ができる。また、目的とする繊維が長繊維の場合には、そのまま捲き取り、必要に応じて撚糸、仮撚加工等の加工を行うことができる。
【００２５】
本発明のバインダー繊維の繊度としては、生産性、操業安定性、接着性能などを考慮して１．０〜８０ｄｔｅｘ程度であることが好ましく、１．７〜５０ｄｔｅｘであることがより好ましい。
【００２６】
また、本発明のバインダー繊維の形状としては、丸断面に限定されるものではなく、扁平断面、多角形、多葉形、ひょうたん形、アルファベット文字形、あるいはその他各種の非円形（異形）などであってもよい。
【００２７】
また、本発明のバインダー繊維としては、繊維の耐久性を高めることを目的として、本発明の特性を失わない範囲で、樹脂中に脂肪族アルコール、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、エポキシ化合物などの末端封鎖剤を添加してもよい。
【００２８】
さらに、本発明のバインダー繊維には、各種顔料、染料、撥水剤、吸水剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、滑剤、可塑剤、抗菌剤、香料その他の添加剤を含有させることができる。
【実施例】
【００２９】
以下実施例によって本発明を詳しく説明するが、これらに限定されるものではない。
なお実施例における特性値等の測定法は次の通りである。
（１）ＭＦＲ（ｇ／ｍｉｎ）
ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８（Ｌ）に記載の方法に準じて測定した。
（２）融点
パーキンエルマ社製の示差走査型熱量計ＤＳＣ−２型を用い、昇温速度２０℃／分の条件で測定し、得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度を融点とした。
（３）紡糸操業性
所定量の酸化マグネシウムを含有して得られたポリアルキレンサクシネート共重合体について、孔数８００の丸断面紡糸口金を用い、紡糸温度２３０℃、吐出量５００ｇ／ｍｉｎ、紡糸速度８００ｍ／ｍｉｎの条件で３時間、２錘引きにて溶融紡糸を行い、この間に糸切れが０〜１回発生した場合を○、２〜４回発生した場合を△、５回以上発生した場合を×とした。
【００３０】
（４）最大延伸倍率
未延伸糸について、延伸倍率を漸次上げていった時に、糸条が切断した延伸倍率、あるいはローラー捲きが発生し始める延伸倍率を計測し、３回計測した時の平均値を最大延伸倍率とした。
（５）単糸繊度（ｄｔｅｘ）
ＪＩＳ  Ｌ−１０１５  ７−５−１−１Ａの方法により測定した。
（６）単糸強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
ＪＩＳ  Ｌ−１０１５  ８−７−１の方法により測定した。
（６）不織布の引張強力
ＪＩＳ  Ｌ１０９６  １２．１Ａに準じて測定した。すなわち、不織布を幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの短冊状に切断し、試料を作成した。この試料をオリエンテック社製ＵＴＭ−４型のテンシロンを用いて、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件で伸長切断し、最大強力を読みとった。本発明では、 引張強力５００ｃＮ以上を合格とした。
（７）不織布の風合い
不織布を１０人のパネラーによる手触りにより、風合いのソフト性を官能評価した。１０人中９人以上のパネラーで風合いがソフトであると評価した場合を○、５〜８人で風合いがソフトであると評価した場合を△、１〜４人であれば×とした。
【００３１】
（実施例１）
（バインダー繊維の延伸性確認）
Ｌ−乳酸が３．０ｍｏｌ％共重合された、融点が１０９℃、ＭＦＲ＝３２ｇ／１０ｍｉｎであるポリブチレンサクシネート共重合体（三菱化学社製、ＧＳＰｌａ）に対し、ドライブレンド法にて酸化マグネシウムを０．１質量％含有させ、引き続いて、孔数８００の丸断面紡糸口金を用い、紡糸温度２３０℃、吐出量５００ｇ／ｍｉｎ、紡糸速度８００ｍ／分で溶融紡糸し、ポリブチレンサクシネート共重合体からなるバインダー繊維の未延伸糸を得た。得られた未延伸糸の、延伸温度５０℃おける最大延伸倍率を測定した結果、３．１５倍であった。
【００３２】
（バインダー繊維の製造）
上記の（バインダー繊維の延伸性確認）で使用した酸化マグネシウム含有のポリブチレンサクシネート共重合体について、最大延伸倍率の０．９倍にあたる２．８４倍に延伸した場合に繊度が３．３ｄｔｅｘとなるように吐出量を５３０ｇ／ｍｉｎに変更した以外は上記のとおりとして、バインダー繊維の未延伸糸を得た。
この未延伸糸を、延伸温度５０℃にて、延伸倍率２．８４倍として延伸を行い、次いで、押し込み式の捲縮機により捲縮を付与した後、仕上げ油剤を付与後に、６０℃で乾燥させ、繊維長５１ｍｍに切断した結果、最終的には繊度が３．２４ｄｔｅｘである本発明のバインダー繊維を得た。
【００３３】
（不織布の製造）
上記バインダー繊維を４０質量％、繊度が１．７ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍであるポリ乳酸主体繊維を６０質量％となるように混綿し、カード機にかけ、ランダムウェーバーで平均目付５０ｇ／ｍ２の繊維ウェブを作った。このウェブを連続熱処理機において、１３０℃にて１分間の熱処理を行うことで、本発明の不織布を作成した。
この不織布の引裂強力および剛軟性を評価した結果、不織布強力も十分強く、ソフト性も良好であった。得られた各物性を表１に示す。
【００３４】
（実施例２〜３、比較例１〜２）
実施例１において、ポリブチレンサクシネートに共重合するポリ乳酸の共重合量を表１にように変化させたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２〜３並びに比較例１〜２のバインダー繊維および不織布を得た。得られた繊維および不織布の物性を表１に示す。
（実施例４〜６、比較例３〜４）
実施例１において、ポリブチレンサクシネートに含有させる酸化マグネシウムの量を表１のように変化させたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例４〜６並びに比較例３〜４のバインダー繊維および不織布を得た。得られた繊維および不織布の物性を表１に示す。
【００３５】
（実施例７）
Ｌ−乳酸が３．０ｍｏｌ％共重合された、融点が１０１℃、ＭＦＲ＝２９ｇ／１０ｍｉｎであるポリエチレンサクシネートを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例７のバインダー繊維および不織布を得た。得られた繊維および不織布の物性を表１に示す。
【表１】
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【００３６】
表１より、明らかなように、本発明の要件を満たす実施例１〜７では、得られるバインダー繊維は延伸倍率を高く設定することができると同時に、不織布の強力も十分強く、風合いも非常にソフトであった。
【００３７】
一方、比較例１は、ポリブチレンサクシネートの乳酸の共重合量が少なく、主体繊維であるポリ乳酸との相溶性が十分ではないため、接着性が悪くなり、不織布の強力が劣るものとなった。
また、比較例２では、ポリブチレンサクシネートの乳酸の共重合量が多すぎるため、ポリブチレンサクシネートのソフト性が低下し、得られた不織布もソフト性に劣るものとなった。
比較例３では、繊維中に含有させた酸化マグネシウムが少なく、延伸倍率が低くなり、生産性（吐出量）が低下してしまった。また、比較例４では、繊維中に含有させた酸化マグネシウムの量が多すぎるため、紡糸操業性が低下した。