(57)【要約】【課題】優れた生分解性を有し、軽量且つ剛性に優れたクッション材を提供する。【解決手段】芯鞘型の複合繊維であり、鞘部と芯部がともに生分解性熱可塑性樹脂で構成され、芯部を構成する生分解性熱可塑性樹脂が鞘部を構成する生分解性熱可塑性樹脂よりも融解温度が高い生分解性繊維Ａと、生分解性繊維Ａの鞘部を構成する生分解性熱可塑性樹脂よりも少なくとも２０℃高い融解温度を有する生分解性熱可塑性樹脂で構成される生分解性繊維Ｂとを主たる構成繊維とする繊維構造体を含み、かつ下記要件を満足することを特徴とする繊維クッション材。（１）生分解性繊維Ａとそれに接触する構成繊維との交点の少なくとも一部が融着されている（２）構成繊維が繊維構造体の厚さ方向へ配向されている【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯鞘型の複合繊維であり、鞘部と芯部がともに生分解性熱可塑性樹脂で構成され、芯部を構成する生分解性熱可塑性樹脂が鞘部を構成する生分解性熱可塑性樹脂よりも融解温度が高い生分解性繊維Ａと、生分解性繊維Ａの鞘部を構成する生分解性熱可塑性樹脂よりも少なくとも２０℃高い融解温度を有する生分解性熱可塑性樹脂で構成される生分解性繊維Ｂとを主たる構成繊維とする繊維構造体を含み、かつ下記要件を満足することを特徴とする繊維クッション材。
（１）生分解性繊維Ａとそれに接触する構成繊維との交点の少なくとも一部が融着されている
（２）構成繊維が繊維構造体の厚さ方向へ配向されている
【請求項２】
生分解性繊維Ａの鞘部と芯部を構成する生分解性熱可塑性樹脂及び生分解性繊維Ｂを構成する生分解性熱可塑性樹脂がいずれもポリ乳酸である、請求項１に記載の繊維クッション材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた生分解性を有し、且つ軽量で剛性に優れた繊維クッション材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル繊維は、その優れた寸法安定性、耐候性、機械的特性および耐久性等の点から、衣料や産業資材などの用途において不可欠なものとなっており、不織布の分野においても広く使用されている。ルーフィング基材、自動車天井材および緩衝材等に用いられる繊維クッション材として使用される不織布などの繊維構造体においては、繊維構造体を構成する繊維、いわゆる構成繊維のうち、実質的に熱接着性を有していない繊維、すなわち非熱接着性繊維（以下、母材繊維という）相互間を接着する目的で、熱接着性繊維が広く使用されている。
【０００３】
繊維クッション材の母材繊維としては、比較的安価で優れたポリエステル繊維が多く使用されており、母材繊維を接着する熱接着性繊維もポリエステル系素材を用いたものが多く使用されている。例えば、芯成分がポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）であり、鞘成分がイソフタル酸（以下、ＩＰＡという）成分を共重合した低融解温度の共重合ＰＥＴとする芯鞘型のポリエステル系の熱接着性繊維では、熱接着性繊維を接着する温度に合わせて、低融解温度の共重合ＰＥＴにおけるＩＰＡ成分の共重合率を設計する。
【０００４】
一般にＰＥＴに対してＩＰＡの共重合率が高くなると、共重合ＰＥＴの示差走査熱量計（以下、ＤＳＣという）で測定される融解温度は低下する。融解温度とはこの場合、ＤＳＣで測定される吸熱ピークに該当する温度をいい、例えば、共重合成分を含有しないＰＥＴ（以下、ホモＰＥＴという）の融解温度をＤＳＣで測定すると２５０〜２６０℃の範囲に吸熱ピークが確認されるが、ＩＰＡを２０モル％共重合したＰＥＴでは吸熱ピークは２１０℃まで低下するとともに、吸熱ピークが観測される範囲が広くなる傾向にある。更に、ＩＰＡを４０モル％共重合したＰＥＴでは、融解温度は１１０℃程度まで低下するが、融解する温度領域が広くなりすぎるとともに、融解温度の際の吸熱量が低下し、融解ピークが観測できなくなる。この場合、ＤＳＣでは融解温度の測定が不可能となるので、融解温度は融点顕微鏡などで測定される。
【０００５】
一方、例えばポリエステル繊維を母材繊維としたクッション材を熱接着性繊維とともに熱処理する場合、母材繊維の耐熱性を考慮して、通常は２２０℃以下の温度で熱処理される。このような熱接着温度に対応すべく、ＩＰＡを４０モル％共重合したＰＥＴを熱接着成分とすることで融解温度を１１０℃程度にまで低下させて使用する方法がとられている（特許文献１，特許文献２）。
【０００６】
近年環境保護の立場から各種の繊維製品の再利用が求められており、その一つとしてリサイクル可能な樹脂を回収し、分別後再利用する方法が注目を浴びている。しかし、現実的には回収が困難の上、樹脂を分離するには高度な技術と高価な設備を必要とする。さらに、現在の技術では再利用回数にも限度があり、高々２〜３回のリサイクルの後にはやはり焼却あるいは埋め立てにより処分せざるを得ず、上記共重合ポリエステルでは使用後の廃棄方法に課題が残る。
【０００７】
一方、最近では土中、水中に存在する微生物の作用により自然環境下で樹脂を分離させる種々の生分解性ポリマーが開発されている。そのなかでも、融解温度が高いことやハンドリングのしやすさからポリ乳酸が注目を集めており、それを用いた種々の検討がなされている。
【０００８】
例えば、特許文献３にはポリ乳酸繊維からなる熱接着繊維を用いた不織布が提案されている。しかし、特許文献３に開示された技術を用いた繊維クッション材では、平板状のクッション材を天井などに組み付ける際に、人手で持ち上げた場合に折れ曲がり易いなどのハンドリング性に劣り、必要なハンドリング性を得るためには不織布を構成する繊維の量を増やし構造体の密度をあげること、すなわち目付を高くせざるを得ず、軽量化を十分に図れないという問題があった。
【特許文献１】特開平２−１３９４６６号公報
【特許文献２】特開平６−２８０１４７号公報
【特許文献３】特開平１１−２７９９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上述した問題点を解決し、従来技術では達成できなかった、優れた生分解性を有し、軽量且つ剛性に優れたクッション材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に達した。前記目的を達成するため、本発明は次の構成を有する。すなわち、芯鞘型の複合繊維であり、鞘部と芯部がともに生分解性熱可塑性樹脂で構成され、芯部を構成する生分解性熱可塑性樹脂が鞘部を構成する生分解性熱可塑性樹脂よりも融解温度が高い生分解性繊維Ａと、生分解性繊維Ａの鞘部を構成する生分解性熱可塑性樹脂よりも少なくとも２０℃高い融解温度を有する生分解性熱可塑性樹脂で構成される生分解性繊維Ｂとを主たる構成繊維とする繊維構造体を含み、かつ下記要件を満足することを特徴とする繊維クッション材である。
（１）生分解性繊維Ａとそれに接触する構成繊維との交点の少なくとも一部が融着されている
（２）構成繊維が繊維構造体の厚さ方向へ配向されている
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、極めて優れた生分解性を発現するとともに、軽量且つ剛性に優れた繊維クッション材を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１３】
本発明では、生分解性熱可塑性樹脂を用いる。生分解性熱可塑性樹脂としては、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネートなどが例示できるが、製糸性の点で、ポリ乳酸が最適である。
【００１４】
本発明でいうポリ乳酸とは、乳酸やラクチド等の乳酸のオリゴマーを重合したものをいい、Ｌ体あるいはＤ体の光学純度が９０％以上であると好ましい。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よい。共重合する成分としては、ポリエチレングリコールなどのポリエーテル、ポリブチレンサクシネートやポリグリコール酸などの脂肪族ポリエステル、ポリエチレンイソフタレートなどの芳香族ポリエステル、およびヒドロキシカルボン酸、ラクトン、ジカルボン酸、ジオールなどのエステル結合形成性の単量体が挙げられる。
【００１５】
ポリ乳酸は、たとえば特開平６−６５３６０号公報、特開平７−１７３２６６号公報、米国特許第２，７０３，３１６号明細書などに開示されている方法で製造することができる。特開平６−６５３６０号公報では、乳酸を有機溶剤および触媒の存在下、そのまま脱水重合する直接脱水縮合法で製造される。また、特開平７−１７３２６６号公報では、少なくとも２種類のホモポリマーを重合触媒存在下、共重合ならびエステル交換反応させる方法で製造される。さらには、米国特許第２，７０３，３１６号明細書では、乳酸をいったん脱水し、環状二量体とした後に、開環重合する間接重合法で製造される。
【００１６】
本発明に用いられる生分解性繊維Ａは、芯鞘型の複合繊維であり、鞘部と芯部がともに生分解性熱可塑性樹脂で構成され、芯部を構成する生分解性熱可塑性樹脂が鞘部を構成する生分解性熱可塑性樹脂よりも融解温度が高い。鞘部には融解温度が１３０℃〜１８０℃である生分解性熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、芯部を構成する生分解性熱可塑性樹脂は、鞘部を構成する生分解性熱可塑性樹脂よりも、２０〜５０℃融解温度が高いことが好ましい。鞘部を構成する生分解性熱可塑性樹脂の融解温度が１３０℃より低い場合には、製糸時、特に紡糸時に単繊維間の融着が著しく、更に延伸不良など発生するなど製品の品位が損なわれるおそれがあり、１８０℃より高い場合には、不織布の熱加工の際により高い温度が必要となり経済的に好ましくない。また更に芯部及び鞘部を構成する生分解性熱可塑性樹脂の温度差が２０℃より低い場合は、不織布の熱加工の際に芯部が溶融してしまい不織布の厚みを十分に確保できなくなり、５０℃より高い場合は製糸性困難となる場合がある。
【００１７】
芯鞘型複合繊維の複合比率は、製糸性の面から、２０／８０〜８０／２０が好ましく、接着性および高次加工性の面から、４０／６０〜６０／４０がより好ましい。
【００１８】
本発明に用いられる生分解性繊維Ｂは、通常、単一構造形態であり、生分解性熱可塑性樹脂で構成されている。生分解性繊維Ｂを構成する生分解性熱可塑性樹脂は、生分解性繊維Ａの鞘部を構成する生分解性熱可塑性樹脂よりも、少なくとも２０℃高い融解温度を有することが必要である。かかる融解温度差が２０℃未満であると、熱接着加工時に母材繊維である生分解性繊維Ｂが軟化して所望の形態に成型することが困難となる。また、本発明では、廃棄時の分別の観点から、生分解性繊維Ａの鞘部と芯部を構成する生分解性熱可塑性樹脂及び生分解性繊維Ｂを構成する生分解性熱可塑性樹脂がいずれもポリ乳酸であることが好ましい。
【００１９】
本発明で用いる生分解性繊維はいずれも、繊維長を３ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲とすることが好ましい。繊維長が３ｍｍ未満では、母材繊維との間を架橋する割合が少なくなり、構造体としての剛性に劣るものとなる。また、繊維長が１００ｍｍを越えると、カード通過性等が悪化し、製品加工での不具合が生じたりする。製品加工時のカード通過性と不織布の地合を良くするという点から、繊維長は、２０〜７０ｍｍの範囲であることがより好ましい。
【００２０】
本発明では、生分解性繊維を用いて繊維クッション材となしたときの、接点数による強度特性へ与える影響を鑑み、生分解性繊維Ａの単繊維繊度は５０ｄｔｅｘ以下が好ましく、ベースとなる繊維Ｂとの混綿性や高次加工性を考慮すると、より好ましくは１０ｄｔｅｘ以下である。また、生分解性繊維Ａの単繊維繊度が０．５ｄｔｅｘ未満になると、溶融後の接点自体が小さくなるため、目標とする剛性が劣るものとなり好ましくなく、接点の十分な剛性を得るという面から、２ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。
【００２１】
また、繊維クッション材の剛性へ与える影響を鑑み、生分解性繊維Ｂの単繊維繊度は１０ｄｔｅｘ〜５０ｄｔｅｘが好ましく、生分解性繊維Ａとの混綿性や高次加工性を考慮すると１０ｄｔｅｘ〜２０ｄｔｅｘがより好ましい。
【００２２】
本発明の繊維クッション材を構成する繊維構造体は、生分解性繊維Ａとそれに接触する構成繊維との交点の少なくとも一部が融着されており、構成繊維が繊維構造体の厚さ方向へ配向されている。生分解性繊維Ａとそれに接触する構成繊維との交点の少なくとも一部が融着することにより、クッション性の有る繊維クッション材となる。なお、通常、生分解性繊維Ａは、他の生分解性繊維Ａとも融着しているし、生分解性繊維Ｂとも融着している。
【００２３】
繊維クッション材が曲がる（撓む）ということは、それを構成する繊維構造体の一方の面が伸び、他方の面が縮むことになる。本発明の繊維クッション材は、それを構成する繊維構造体の構成繊維が厚さ方向に配向していることにより、縮む面側からの圧力に対抗することができるので剛性に優れる。剛性が優れるために、目付を低くすることができ、繊維クッション材としての軽量化を図ることができる。
【００２４】
本発明の繊維クッション材を構成する繊維構造体の構成繊維である生分解性繊維Ａと生分解繊維Ｂとの重量比率は、用途によって選択すればよいが、通常、繊維構造体総量に対して、生分解性繊維Ａが３０〜７０重量％、生分解繊維Ｂが７０〜３０重量％である。  
【００２５】
このような繊維構造体は、生分解性繊維Ａと生分解繊維Ｂとを混綿し、カード機にかけ、不織ウェッブとした後、プリーツ加工機、ストルート機、或いはエアレイ機によりジグザク状にした後に、上記繊維Ａの鞘成分の融解温度以上の温度にて熱処理を施し、溶融し圧着させることにより得ることができる。このような繊維構造体を繊維クッション材として用いることにより、かかる繊維クッション材は、極めて優れた生分解性を発現するとともに、目付を小さくしても、折れ曲がりにくい、すなわち剛性を高く保つことができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明する。なお、本発明で用いる各種特性は次のようにして測定することができる。
【００２７】
（１）熱可塑性樹脂の融解温度
熱可塑性樹脂の融解温度は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）で窒素気流下、１０℃／分の昇温速度で測定する。なお、本実施例では、ＤＳＣとしてＤｉａｍｏｎｄ社製ｐｙｒｉｓを用いた。
【００２８】
（２）単繊維繊度
単繊維繊度は、ＪＩＳ  Ｌ−１０１５（１９９９）−８−５−１に示される方法により測定する。
【００２９】
（３）繊維クッション材の剛性
測定しようとする繊維クッション材から１５０ｍｍ×５０ｍｍの形状に切り出して得られたサンプルを、１００ｍｍの間隔をおいて配置した２つの支持台に配置し、次いで、支持台間の中央部（支持台から５０ｍｍの部分）を加圧くさびにより、加圧速度２０ｍｍ／分で下方向へ加圧した。この加圧状況を、引張試験機により感知し、荷重が最大となる点の荷重（以下、最大点荷重）を計測する。この最大点荷重が１０Ｎ／５０ｍｍ以上であれば、剛性に優れていると評価できる。
【００３０】
（実施例１）
融解温度が１３０℃であるポリ乳酸（ネイチャーワークス社；グレード６３００Ｄ）を鞘成分とし、融解温度が１７０℃のポリ乳酸（ネイチャーワークス社；グレード６２０１Ｄ）を芯成分として、紡糸温度２４０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１２００ｍ／分にて、複合溶融紡糸し、芯鞘の複合比率が５０：５０の芯鞘型複合未延伸糸を得た。次いで、得られた芯鞘複合未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、けん縮付与後、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長５１ｍｍに切断し短繊維形状の生分解性繊維Ａを得た。
【００３１】
また、融解温度が１７０℃のポリ乳酸（ネイチャーワークス社；グレード６２０１Ｄ）を、紡糸温度２４０℃で紡糸口金から吐出させ、引取速度１０００ｍ／分にて、溶融紡糸し、単一構造形態の未延伸糸を得た。次いで、得られた未延伸糸を、８０℃の温度の温水中で３倍に延伸して１４．４ｄｔｅｘの延伸糸とし、けん縮付与後、油剤をスプレー方式により付与し、次いで、繊維長５１ｍｍに切断し短繊維形状の生分解性繊維Ｂを得た。
【００３２】
得られた生分解性繊維Ａ７０重量％と、別に開繊機で開繊して得られた生分解性繊維Ｂ３０重量％を混綿し、カード機で厚みが５ｍｍで目付が３０ｇ／ｍ２の不織ウェッブを得た。この不織ウェッブをプリーツ加工機により、山高さ２０ｍｍでジグザグ状にして、表面温度が１８０℃となった鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して熱風乾燥機内で１５０℃の温度で２０分間熱処理し繊維クッション材（目付：６００ｇ／ｍ２）を得た。生分解性繊維Ａとそれに接触する構成繊維との交点の少なくとも一部が融着されており、構成繊維は繊維構造体の厚さ方向へ配向していた。得られた繊維クッション材について目付、厚さ、剛性を評価した結果を表１に示す。
【００３３】
（比較例１）
実施例1で得られた生分解性繊維Ａ７０重量％と、実施例1で得られた生分解性繊維Ｂ３０重量％を混綿し、カード機で厚みが３０ｍｍで目付が６００ｇ／ｍ２のウェッブとなし、このウェッブを表面温度が１５０℃となった鉄板間に挟み、厚み１０ｍｍまで圧縮して熱風乾燥機内で１５０℃の温度で２０分間熱処理し繊維クッション材を得た。生分解性繊維Ａとそれに接触する構成繊維との交点の少なくとも一部が融着されていたが、構成繊維は繊維構造体の面方向に配向していた。得られた繊維クッション材について目付、厚さ、剛性を評価した結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2009024269.tif 000002