JP4650206B2 - 生分解性複合繊維、および、これを用いた繊維構造物と吸収性物品 - Google Patents
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Description
本発明は、生分解性複合繊維、および、これを用いた繊維構造物と吸収性物品に関する。
生分解性繊維は、土壌中に埋めることで、微生物によって短期間に二酸化炭素と水等とに分解されて、廃棄処理される際の環境に対する負荷が少ない。なかでも、ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリカプロラクトン等の生分解性の脂肪族ポリエステル共重合体からなる生分解性繊維は、汎用の合成繊維に近い繊維物性を有することから、一部の用途向けに製品化され始めている。最近では、良好な熱融着性能を付与するために、生分解性の複合繊維の開発が進められている。
異なる生分解性樹脂を用いて複合繊維を製造した場合、紡糸工程において結晶化速度に差のある生分解性樹脂同士を使用すると、結晶化速度の速い生分解性樹脂が結晶化する際に発生する熱で、結晶化速度の遅い生分解性樹脂の冷却を阻害する。したがって、結晶化速度の遅い生分解性樹脂が繊維表面部分を大きく占める場合には、紡糸工程で複合繊維同士の膠着が発生し、曳糸性や開繊性が悪化する。その結果、前記複合繊維から得られる繊維構造物の風合いに悪影響を及ぼすという問題がある。
融点１０２℃のポリエチレンサクシネートと融点１１８℃のポリブチレンサクシネートとからなる複合繊維が提案されている（例えば、特開平６−２０７３２０号公報（特許文献１）、特開平６−２０７３２４号公報（特許文献２）参照）。この複合繊維は、前記脂肪族ポリエステル共重合体の融点差が小さいことから、繊維形成成分であるポリブチレンサクシネートを溶融せずに、接着成分であるポリエチレンサクシネートを充分に熱溶融させることができず、その結果、接着性が不十分になり、また、ポリエチレンサクシネートが低い引張強度を示すことから、充分な強度を有する生分解性複合繊維や該複合繊維を用いて更に繊維構造物を得ることが困難である。
また、融点の異なる２種類のポリ乳酸系重合体からなる熱融着性複合繊維が提案されている（例えば、特開平７−３１０２３６号公報（特許文献３）参照）。この複合繊維は、優れた熱接着性を有するものの、感触が硬く、風合いと柔軟性に乏しかった。
さらに、３０℃以上の融点差のある２種類の脂肪族ポリエステル共重合体からなり、両者が共通のセグメント鎖を持った複合繊維も提案されている（例えば、特開平９−１５７９５２号公報（特許文献４）参照）。具体的には、ポリカプロラクトンが約５％ブロック共重合されたポリ乳酸（融点１６９℃）と、ポリ乳酸が約５％ブロック共重合されたポリカプロラクトン（融点５８℃）とからなる複合繊維が提案されている。前記ポリカプロラクトンが前記ポリ乳酸に比べて１００℃以上低い融点を有するので、この複合繊維は優れた熱接着性を有する。しかし、この複合繊維は、耐熱性に乏しく、更に膠着し易いという欠点を有していることから、良好な品質の繊維構造物が得られにくいという問題がある。また、共重合させるポリ乳酸の量を増やし、前記ポリカプロラクトンの融点を上昇させることで、耐熱性は増すものの、得られる複合繊維の感触が硬くなるといった問題がある。そのため、得られる繊維構造物の風合い、柔軟性を悪化するため実用的ではなかった。
また本出願人らは、紡糸工程における繊維膠着を、第２成分に長鎖分岐構造を持つ脂肪族芳香族ポリエステル共重合体を使用することにより改善する方法、または特定の生分解性樹脂に特定の芳香族ポリエステルを添加して複合紡糸することによって改善する方法を見出し、提案している（例えば、特開２００４−３０７３号公報（特許文献５）、特開２００５−８９９３７号公報（特許文献６）参照）。
特開平６−２０７３２０号公報
特開平６−２０７３２４号公報
特開平７−３１０２３６号公報
特開平９−１５７９５２号公報
特開２００４−３０７３号公報
特開２００５−８９９３７号公報
また本出願人らは、紡糸工程における繊維膠着を、第２成分に長鎖分岐構造を持つ脂肪族芳香族ポリエステル共重合体を使用することにより改善する方法、または特定の生分解性樹脂に特定の芳香族ポリエステルを添加して複合紡糸することによって改善する方法を見出し、提案している（例えば、特開２００４−３０７３号公報（特許文献５）、特開２００５−８９９３７号公報（特許文献６）参照）。
上記の状況の下、例えば、紡糸工程において複合繊維同士の膠着がなく、高い引張強度を持ち、好ましくはさらに風合い、柔軟性および耐熱性等に優れた生分解性複合繊維、および、これを用いた繊維構造物や吸収性物品が求められている。
本発明者等は、繊維の表面側の少なくとも一部を構成する生分解性成分の半結晶化時間が、そのほかの生分解性成分の半結晶化時間に比べて長い生分解性複合繊維の繊維としての好ましい特性を見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
本発明は以下のような、生分解性複合繊維、および、これを用いた繊維構造物や吸収性物品等を提供する。
本発明は以下のような、生分解性複合繊維、および、これを用いた繊維構造物や吸収性物品等を提供する。
［１］生分解性の第１成分と第２成分とを含む生分解性複合繊維であって、(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(d)複合繊維の紡糸工程で、複合繊維同士の膠着が発生しない程度に、第２成分の８５℃における半結晶化時間が、第１成分の８５℃における半結晶化時間よりも長い、生分解性複合繊維。
［２］生分解性の第１成分と第２成分とを含む生分解性複合繊維であって、(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(d)第２成分の８５℃における半結晶化時間が、第１成分の８５℃における半結晶化時間よりも１００秒以上長い、生分解性複合繊維。
［３］生分解性の第１成分と第２成分とを含む生分解性複合繊維であって、(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(d)第２成分の８５℃における半結晶化時間が１８０秒以上であり、第１成分の８５℃における半結晶化時間が１００秒以下である、生分解性複合繊維。
［４］生分解性の第１成分と第２成分とからなる生分解性複合繊維であって、(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(d)第２成分の８５℃における半結晶化時間が、第１成分の８５℃における半結晶化時間よりも１００秒以上長い、生分解性複合繊維。
［５］生分解性の第１成分と第２成分とからなる生分解性複合繊維であって、(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(d)第２成分の８５℃における半結晶化時間が１８０秒以上であり、第１成分の８５℃における半結晶化時間が１００秒以下である、生分解性複合繊維。
［３］生分解性の第１成分と第２成分とを含む生分解性複合繊維であって、(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(d)第２成分の８５℃における半結晶化時間が１８０秒以上であり、第１成分の８５℃における半結晶化時間が１００秒以下である、生分解性複合繊維。
［４］生分解性の第１成分と第２成分とからなる生分解性複合繊維であって、(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(d)第２成分の８５℃における半結晶化時間が、第１成分の８５℃における半結晶化時間よりも１００秒以上長い、生分解性複合繊維。
［５］生分解性の第１成分と第２成分とからなる生分解性複合繊維であって、(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(d)第２成分の８５℃における半結晶化時間が１８０秒以上であり、第１成分の８５℃における半結晶化時間が１００秒以下である、生分解性複合繊維。
［６］第１成分の８５℃における半結晶化時間が６０秒以下である、［１］〜［５］のいずれかに記載の生分解性複合繊維。
［７］第１成分に含まれる脂肪族ポリエステルがポリ乳酸であり、第２成分に含まれる脂肪族ポリエステルが、ポリブチレンサクシネートまたはポリブチレンサクシネート・アジペートである、［１］〜［６］のいずれかに記載の生分解性複合繊維。
［８］繊維成形前の第１成分と第２成分とのＭＦＲ比［（第２成分のメルトマスフローレイト）／（第１成分のメルトマスフローレイト）］が２以下である、［１］〜［７］のいずれかに記載の生分解性複合繊維。
［７］第１成分に含まれる脂肪族ポリエステルがポリ乳酸であり、第２成分に含まれる脂肪族ポリエステルが、ポリブチレンサクシネートまたはポリブチレンサクシネート・アジペートである、［１］〜［６］のいずれかに記載の生分解性複合繊維。
［８］繊維成形前の第１成分と第２成分とのＭＦＲ比［（第２成分のメルトマスフローレイト）／（第１成分のメルトマスフローレイト）］が２以下である、［１］〜［７］のいずれかに記載の生分解性複合繊維。
［９］［１］〜［８］のいずれかに記載の生分解性複合繊維を用いた繊維構造物。
［１０］［１］〜［８］のいずれかに記載の生分解性複合繊維の繊維接点が熱接合された不織布、ネット状物、編物および織物から選ばれる少なくとも一種の布帛で構成された繊維構造物。
［１１］［１］〜［８］のいずれかに記載の生分解性複合繊維を用いた吸収性物品。
［１２］［９］または［１０］に記載の繊維構造物を用いた吸収性物品。
［１０］［１］〜［８］のいずれかに記載の生分解性複合繊維の繊維接点が熱接合された不織布、ネット状物、編物および織物から選ばれる少なくとも一種の布帛で構成された繊維構造物。
［１１］［１］〜［８］のいずれかに記載の生分解性複合繊維を用いた吸収性物品。
［１２］［９］または［１０］に記載の繊維構造物を用いた吸収性物品。
本明細書において、「繊維構造物」としては、例えば、不織布、ネット状物、編物、織物等が挙げられる。
本発明の好ましい態様に係る生分解性複合繊維は、例えば、紡糸工程等における複合繊維の膠着を防止できる。
また、本発明の好ましい態様では、熱処理によって高い接着力を持たせることができるので、例えば、引張強度の高い丈夫な不織布等の繊維構造物を提供することができ、高強度が求められる土木シート、フィルター等の産業資材分野に好適に用いることができる。さらに、本発明の好ましい態様の繊維構造物は、高い引張強度と良好な風合を兼ね備えており、例えば、引っ張り強度と風合とのバランスが要求される紙オムツ、生理用品等の衛生材料分野に適している。
また、本発明の好ましい態様の吸収性物品は、例えば、日常生活における温度の変化程度では収縮や膠着等が生じにくく、製品として実用性に優れている。
また、本発明の好ましい態様では、熱処理によって高い接着力を持たせることができるので、例えば、引張強度の高い丈夫な不織布等の繊維構造物を提供することができ、高強度が求められる土木シート、フィルター等の産業資材分野に好適に用いることができる。さらに、本発明の好ましい態様の繊維構造物は、高い引張強度と良好な風合を兼ね備えており、例えば、引っ張り強度と風合とのバランスが要求される紙オムツ、生理用品等の衛生材料分野に適している。
また、本発明の好ましい態様の吸収性物品は、例えば、日常生活における温度の変化程度では収縮や膠着等が生じにくく、製品として実用性に優れている。
本発明の好ましい態様に係る生分解性複合繊維、繊維構造物、および吸収性物品等は生分解性成分を含んでいるから、それを廃棄する場合でも微生物等により完全に分解される。したがって、土壌中への埋立て等によって廃棄する際に、環境に負荷を与えない。
また、本発明の好ましい態様に係る生分解性複合繊維、繊維構造物、および吸収性物品等は、それを焼却する場合、樹脂原料に起因する有毒ガスの発生もない。また、本発明の好ましい態様に係る生分解性複合繊維、繊維構造物、および吸収性物品等は、発熱量が小さいので、高温で焼却炉を傷める等の問題が生じにくい。このように本発明の本発明の好ましい態様に係る生分解性複合繊維、繊維構造物、および吸収性物品等は、環境対応型の繊維製品に広く好適に用いることができる。
また、本発明の好ましい態様に係る生分解性複合繊維、繊維構造物、および吸収性物品等は、それを焼却する場合、樹脂原料に起因する有毒ガスの発生もない。また、本発明の好ましい態様に係る生分解性複合繊維、繊維構造物、および吸収性物品等は、発熱量が小さいので、高温で焼却炉を傷める等の問題が生じにくい。このように本発明の本発明の好ましい態様に係る生分解性複合繊維、繊維構造物、および吸収性物品等は、環境対応型の繊維製品に広く好適に用いることができる。
本発明の生分解性の第１成分と第２成分とを含む生分解性複合繊維であって、(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、(d)複合繊維の紡糸工程で、複合繊維同士の膠着が発生しない程度に、第２成分の８５℃における半結晶化時間が、第１成分の８５℃における半結晶化時間よりも長い、生分解性複合繊維である。
複合繊維の紡糸工程で、複合繊維同士の膠着が発生しないようにするために、例えば、第２成分の８５℃における半結晶化時間が、第１成分の８５℃における半結晶化時間よりも１００秒以上長いように設計することができ、その他の例として、第２成分の８５℃における半結晶化時間が１８０秒以上であり、第１成分の８５℃における半結晶化時間が１００秒以下であるように設計することができる。
また、本発明の生分解性複合繊維では、生分解性の第１成分と生分解性の第２成分とからなる複合繊維でもよい。
複合繊維の紡糸工程で、複合繊維同士の膠着が発生しないようにするために、例えば、第２成分の８５℃における半結晶化時間が、第１成分の８５℃における半結晶化時間よりも１００秒以上長いように設計することができ、その他の例として、第２成分の８５℃における半結晶化時間が１８０秒以上であり、第１成分の８５℃における半結晶化時間が１００秒以下であるように設計することができる。
また、本発明の生分解性複合繊維では、生分解性の第１成分と生分解性の第２成分とからなる複合繊維でもよい。
１．第１成分
本発明の生分解性複合繊維に含まれる第１成分は、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステル、または該脂肪族ポリエステル共重合体を含む。
この第１成分に用いられる脂肪族ポリエステルとしては、例えば、ポリ（α−ヒドロキシ酸）等のポリグリコール酸、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリ（β−プロピオラクトン）等のポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシカプロレート、ポリ−３−ヒドロキシヘプタノエート、ポリ−３−ヒドロキシオクタノエート等を挙げることができる。
本発明の生分解性複合繊維に含まれる第１成分は、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステル、または該脂肪族ポリエステル共重合体を含む。
この第１成分に用いられる脂肪族ポリエステルとしては、例えば、ポリ（α−ヒドロキシ酸）等のポリグリコール酸、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリ（β−プロピオラクトン）等のポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシカプロレート、ポリ−３−ヒドロキシヘプタノエート、ポリ−３−ヒドロキシオクタノエート等を挙げることができる。
第１成分に用いられる脂肪族ポリエステル共重合体としては、例えば、前記脂肪族ポリエステルと、ポリ−３−ヒドロキシバリレートまたはポリ−４−ヒドロキシブチレートとの共重合体がある。具体的には、ポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）、ポリ乳酸またはポリ乳酸とポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリカプロラクトン、ポリブチレンテレフタレート・アジペートなどとの共重合体、ポリエチレンテレフタレート・グルタレート等を挙げることができる。
また、第１成分に用いられる脂肪族ポリエステル共重合体としては、グリコールとジカルボン酸との縮合重合体も用いられる。具体的には、ポリエチレンオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンアゼレート、ポリブチレンオキサレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサメチレンセバケート、ポリネオペンチルオキサレートおよびその共重合体等を挙げることができる。
また、第１成分に用いられる脂肪族ポリエステル共重合体としては、脂肪族ポリエステルアミド系共重合体等の前記脂肪族ポリエステルと脂肪族ポリアミドとの共縮重合体も用いられる。具体的には、ポリカプラミド（ナイロン６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリウンデカナミド（ナイロン１１）、ポリラウロラクタミド（ナイロン１２）等を挙げることができる。
また、第１成分に用いられる脂肪族ポリエステル共重合体としては、グリコールとジカルボン酸との縮合重合体も用いられる。具体的には、ポリエチレンオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンアゼレート、ポリブチレンオキサレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサメチレンセバケート、ポリネオペンチルオキサレートおよびその共重合体等を挙げることができる。
また、第１成分に用いられる脂肪族ポリエステル共重合体としては、脂肪族ポリエステルアミド系共重合体等の前記脂肪族ポリエステルと脂肪族ポリアミドとの共縮重合体も用いられる。具体的には、ポリカプラミド（ナイロン６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）、ポリウンデカナミド（ナイロン１１）、ポリラウロラクタミド（ナイロン１２）等を挙げることができる。
第１成分に用いられる脂肪族ポリエステル、脂肪族ポリエステル共重合体のなかでも、ポリ乳酸が最も好ましく用いられる。
本発明の第１成分にポリ乳酸を使用する場合には、得られる生分解性複合繊維の引裂き強度および引張伸度をより向上させるために、特定の割合の糖アルコールおよび／または安息香酸類の混合物を配合した樹脂組成物をさらに用いることが好ましい。
本発明の第１成分にポリ乳酸を使用する場合には、得られる生分解性複合繊維の引裂き強度および引張伸度をより向上させるために、特定の割合の糖アルコールおよび／または安息香酸類の混合物を配合した樹脂組成物をさらに用いることが好ましい。
上記ポリ乳酸に配合される糖アルコールとしては、糖を還元して得られる直鎖状ポリオールを用いることができ、炭素数３〜６の直鎖状ポリオールが好ましい。配合される糖アルコールの例として、具体的には、グリセリン、エリスリトール、キシリトール、マンニトールおよびソルビトール等を挙げることができる。これらの中でも、ポリ乳酸の可塑化効率、糖アルコール自体の不揮発性等の点から、ソルビトールが最も好ましい。引裂き強度および引張伸度の点から、糖アルコールの配合割合は、ポリ乳酸１００重量部に対して、０．５〜５重量部が好ましく、１〜３重量部がさらに好ましい。
また、上記ポリ乳酸に配合される安息香酸類としては、例えば、安息香酸、ｏ−トルイル酸、ｍ−トルイル酸、ｐ−トルイル酸、ｐ−ｔ−ブチル安息香酸、ｐ−ｔ−アミル安息香酸、ｐ−ｔ−オクチル安息香酸、ｏ−メトキシ安息香酸、ｍ−メトキシ安息香酸、アニス酸、無水安息香酸、無水ｏ−トルイル酸、無水ｍ−トルイル酸、無水ｐ−トルイル酸、無水ｐ−ｔ−ブチル安息香酸、無水ｐ−ｔ−アミル安息香酸、無水ｐ−ｔ−オクチル安息香酸、無水ｏ−メトキシ安息香酸、無水ｍ−メトキシ安息香酸および無水アニス酸等が挙げられる。これらの中でも、安息香酸が最も好ましく用いられる。引裂き強度および引張伸度の点から、安息香酸類の配合割合は、ポリ乳酸１００重量部に対して、１〜１０重量部が好ましく、２〜６重量部がさらに好ましい。
第１成分には、脂肪族ポリエステルと脂肪族ポリエステル共重合体以外に、例えば、イソフタル酸、ジフェニルカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルエタンジカルボン酸等、これらの低級アルキル、低級アルコキシもしくはハロゲン置換体等、または、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族ジオールを含有していてもよい。第１成分における脂肪族ポリエステルと脂肪族ポリエステル共重合体以外の成分は、１０モル％以下であることが好ましく、５モル％以下であることがさらに好ましい。
２．第２成分
本発明の生分解性複合繊維に含まれる第２成分は、脂肪族ポリエステル共重合体を含み、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する。第２成分は生分解性を有しない成分を含んでも良いが、生分解性を有する成分からなることが好ましい。
この第２成分に用いられる脂肪族ポリエステル共重合体としては、例えば、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレート・アジペート、ポリエチレンテレフタレート・グルタレート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリブチレンテレフタレート・アジペート、ポリブチレンテレフタレート・グルタレート、ポリカプロラクトン等を挙げることができる。
これら共重合体は、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、ポリブチレンサクシネートとポリブチレンサクシネート・アジペートは、複合繊維および複合繊維を用いて得られる繊維構造物等の引張強度や風合いを向上できるので好ましい。
本発明の生分解性複合繊維に含まれる第２成分は、脂肪族ポリエステル共重合体を含み、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する。第２成分は生分解性を有しない成分を含んでも良いが、生分解性を有する成分からなることが好ましい。
この第２成分に用いられる脂肪族ポリエステル共重合体としては、例えば、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレート・アジペート、ポリエチレンテレフタレート・グルタレート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリブチレンテレフタレート・アジペート、ポリブチレンテレフタレート・グルタレート、ポリカプロラクトン等を挙げることができる。
これら共重合体は、単独で用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、ポリブチレンサクシネートとポリブチレンサクシネート・アジペートは、複合繊維および複合繊維を用いて得られる繊維構造物等の引張強度や風合いを向上できるので好ましい。
第２成分には、脂肪族ポリエステル共重合体以外に、例えば、イソフタル酸、ジフェニルカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルエタンジカルボン酸等、これらの低級アルキル、低級アルコキシもしくはハロゲン置換体等、または、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族ジオールを含有していてもよい。第１成分における脂肪族ポリエステルと脂肪族ポリエステル共重合体以外の成分は、１０モル％以下であることが好ましく、５モル％以下であることがさらに好ましい。
２．１ 第２成分の好ましい態様
本発明の第２成分に用いられる脂肪族ポリエステル共重合体の好ましい態様は、脂肪族オキシカルボン酸、脂肪族もしくは脂環式ジオール、および、脂肪族ジカルボン酸もしくはその誘導体とを含む脂肪族ポリエステルである。具体的には、下記（I）式で表される脂肪族オキシカルボン酸単位０．０２〜３０ｍｏｌ％、下記（II）式で表される脂肪族または脂環式ジオール単位（但し、エチレングリコール単位を除く）３５〜４９．９９ｍｏｌ％、および下記（III）式で表される脂肪族ジカルボン酸単位３５〜４９．９９ｍｏｌを含み、かつ、数平均分子量が１万〜２０万であるものが挙げられる。特にポリブチレンサクシネートなどが、このような構成を有しているのが好ましい。
（I）−Ｏ−Ｒ１−ＣＯ−（式中、Ｒ１は２価の脂肪族炭化水素基）
（II）−Ｏ−Ｒ２−Ｏ−（式中、Ｒ２は２価の脂肪族炭化水素基または２価の脂環式炭化水素基）
（III）−Ｏ−Ｒ３−ＣＯ−（式中、Ｒ３は直接結合または２価の脂肪族炭化水素基）
本発明の第２成分に用いられる脂肪族ポリエステル共重合体の好ましい態様は、脂肪族オキシカルボン酸、脂肪族もしくは脂環式ジオール、および、脂肪族ジカルボン酸もしくはその誘導体とを含む脂肪族ポリエステルである。具体的には、下記（I）式で表される脂肪族オキシカルボン酸単位０．０２〜３０ｍｏｌ％、下記（II）式で表される脂肪族または脂環式ジオール単位（但し、エチレングリコール単位を除く）３５〜４９．９９ｍｏｌ％、および下記（III）式で表される脂肪族ジカルボン酸単位３５〜４９．９９ｍｏｌを含み、かつ、数平均分子量が１万〜２０万であるものが挙げられる。特にポリブチレンサクシネートなどが、このような構成を有しているのが好ましい。
（I）−Ｏ−Ｒ１−ＣＯ−（式中、Ｒ１は２価の脂肪族炭化水素基）
（II）−Ｏ−Ｒ２−Ｏ−（式中、Ｒ２は２価の脂肪族炭化水素基または２価の脂環式炭化水素基）
（III）−Ｏ−Ｒ３−ＣＯ−（式中、Ｒ３は直接結合または２価の脂肪族炭化水素基）
第２成分として好ましい態様の上記脂肪族ポリエステル共重合体は、触媒の存在下、重縮合反応により脂肪族または脂環式ジオールおよび脂肪族カルボン酸またはその誘導体を反応させて、数平均分子量１万〜２０万の脂肪族ポリエステル共重合体を製造するに際して、脂肪族オキシカルボン酸を脂肪族カルボン酸またはその誘導体１００ｍｏｌに対し、０．０４〜６０ｍｏｌ共重合させることにより製造できる。
第２成分として好ましい態様の上記脂肪族ポリエステル共重合体を製造する場合に、上記（I）式の脂肪族オキシカルボン酸単位に相当する脂肪族オキシカルボン酸としては、分子中に１個の水酸基とカルボン酸基を有する脂肪族化合物であれば特に限定されるものではなく、（IV）式
ＨＯ−Ｒ１−ＣＯＯＨ （IV）
（式中、Ｒ１は２価の脂肪族炭化水素基）
で表されるものをいう。
更には、（V）式、
(化１)
ＨＯ−ＣＨ−ＣＯＯＨ
｜ （V）
ＣｘＨ２ｘ＋１
（式中、ｘは０または１〜１０、好ましくは０または１〜５の整数である）
で示される脂肪族オキシカルボン酸は、重合反応性の向上が認められる点で特に好ましい。
ＨＯ−Ｒ１−ＣＯＯＨ （IV）
（式中、Ｒ１は２価の脂肪族炭化水素基）
で表されるものをいう。
更には、（V）式、
(化１)
ＨＯ−ＣＨ−ＣＯＯＨ
｜ （V）
ＣｘＨ２ｘ＋１
（式中、ｘは０または１〜１０、好ましくは０または１〜５の整数である）
で示される脂肪族オキシカルボン酸は、重合反応性の向上が認められる点で特に好ましい。
第２成分として好ましい態様の上記脂肪族ポリエステル共重合体を構成する脂肪族オキシカルボン酸の具体例としては、乳酸、グリコール酸、２−ヒドロキシ−ｎ−酪酸、２−ヒドロキシカプロン酸、２−ヒドロキシ３，３−ジメチル酪酸、２−ヒドロキシ−３−メチル酪酸、２−ヒドロキシイソカプロン酸、あるいはこれらの混合物が挙げられる。これらに光学異性体が存在する場合には、Ｄ体、Ｌ体、またはラセミ体のいずれでもよく、その形態は固体、液体、または水溶液であってもよい。これらの中で好ましいのは、使用時の重合速度の増大が顕著な乳酸またはグリコール酸である。これらは、３０〜９５％の水溶液が容易に入手できるので好ましい。これらの脂肪族オキシカルボン酸は単独でも、二種以上の混合物として使用することもできる。
上記（II）式の脂肪族または脂環式ジオール単位に相当するジオールは、特に限定されないが、下記式
ＨＯ−Ｒ２−ＯＨ
（Ｒ２は、２価の脂肪族炭化水素基または２価の脂環式炭化水素基を示す）
で表される化合物をいう。
Ｒ２において、好ましい２価の脂肪族炭化水素基としては例えば
−（ＣＨ２）ｎ−
（ｎは２〜１０の整数）
で表される脂肪族炭化水素基が挙げられる。上記式で表されるＲ２の中でも特に好ましいのは、ｎが２〜６の脂肪族炭化水素基である。好ましい２価の脂環式炭化水素基としては、上記式のＲ２が炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基であり、それらの中でも特に好ましいのは、４〜６の２価の脂環式炭化水素基である。
ＨＯ−Ｒ２−ＯＨ
（Ｒ２は、２価の脂肪族炭化水素基または２価の脂環式炭化水素基を示す）
で表される化合物をいう。
Ｒ２において、好ましい２価の脂肪族炭化水素基としては例えば
−（ＣＨ２）ｎ−
（ｎは２〜１０の整数）
で表される脂肪族炭化水素基が挙げられる。上記式で表されるＲ２の中でも特に好ましいのは、ｎが２〜６の脂肪族炭化水素基である。好ましい２価の脂環式炭化水素基としては、上記式のＲ２が炭素数３〜１０の脂環式炭化水素基であり、それらの中でも特に好ましいのは、４〜６の２価の脂環式炭化水素基である。
上記（II）式で表される脂肪族または脂環式ジオール単位の具体例としては、エチレングリコール、トリメチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４シクロヘキサンジメタノール等が好適に挙げられる。得られる、本発明の第２成分に好ましく用いられる脂肪族ポリエステル共重合体の物性面から、１，４−ブタンジオールであることが特に好ましい。これらは単独でも、二種以上の混合物として使用することもできる。
上記（III）式の脂肪族ジカルボン酸単位に相当する脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体としては、例えば、下記式
ＨＯＯ−Ｒ３−ＣＯＨ
（式中、Ｒ３は単結合または２価の脂肪族炭化水素基で表され、好ましくは、−（ＣＨ２）ｍ−、ただしｍは０または１〜１０の整数、好ましくは０または１〜６の整数）
で表されるものが挙げられる。
さらに、上記（III）式の脂肪族ジカルボン酸単位に相当する脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体として、例えば、上記式で表される脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体における炭素数１〜４の低級アルコールエステルが挙げられる。具体的には、ジメチルエステル等、またはそれらの酸無水物が挙げられる。
ＨＯＯ−Ｒ３−ＣＯＨ
（式中、Ｒ３は単結合または２価の脂肪族炭化水素基で表され、好ましくは、−（ＣＨ２）ｍ−、ただしｍは０または１〜１０の整数、好ましくは０または１〜６の整数）
で表されるものが挙げられる。
さらに、上記（III）式の脂肪族ジカルボン酸単位に相当する脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体として、例えば、上記式で表される脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体における炭素数１〜４の低級アルコールエステルが挙げられる。具体的には、ジメチルエステル等、またはそれらの酸無水物が挙げられる。
上記（III）式の脂肪族ジカルボン酸単位に相当する脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体の具体例としては、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、およびそれらの低級アルコールエステル、無水コハク酸、無水アジピン酸、等が挙げられる。得られる共重合体の物性の面から、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、またはこれらの無水物、およびこれらの低級アルコールエステルが好ましく、特にはコハク酸、無水コハク酸、またはこれらの混合物が好ましい。これらは単独でも２種以上混合して使用することもできる。
脂肪族オキシカルボン酸、脂肪族もしくは脂環式ジオール、および、脂肪族ジカルボン酸もしくはその誘導体とを含む、第２成分として好ましい態様の上記脂肪族ポリエステル共重合体の製造は、公知技術で行うことができる。この脂肪族ポリエステルを製造する際の重合反応は、従来から採用されている適切な条件を設定することができ、特に制限されない。
第２成分として好ましい態様の上記脂肪族ポリエステル共重合体を製造する際の脂肪族または脂環式ジオールの使用量は、脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体の使用量と実質的に等ｍｏｌであるが、エステル化中に、脂肪族または脂環式ジオールは留出することが一般的であるから、１〜２０ｍｏｌ％過剰に用いられることが好ましい。この脂肪族ポリエステル共重合体を製造する際に、添加される脂肪族オキシカルボン酸が少なすぎると添加効果が現れず、多すぎると結晶性が失われ成形上好ましくなく、耐熱性、機械特性などが不十分になる。また、この脂肪族ポリエステル共重合体を製造する際の脂肪族オキシカルボン酸の量は、脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体１００ｍｏｌに対して、好ましくは０．０４〜６０ｍｏｌ、より好ましくは１．０〜４０ｍｏｌ、特に好ましくは２〜２０ｍｏｌである。
第２成分として好ましい態様の上記脂肪族ポリエステル共重合体を製造する際の脂肪族または脂環式ジオールの使用量は、脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体の使用量と実質的に等ｍｏｌであるが、エステル化中に、脂肪族または脂環式ジオールは留出することが一般的であるから、１〜２０ｍｏｌ％過剰に用いられることが好ましい。この脂肪族ポリエステル共重合体を製造する際に、添加される脂肪族オキシカルボン酸が少なすぎると添加効果が現れず、多すぎると結晶性が失われ成形上好ましくなく、耐熱性、機械特性などが不十分になる。また、この脂肪族ポリエステル共重合体を製造する際の脂肪族オキシカルボン酸の量は、脂肪族ジカルボン酸またはその誘導体１００ｍｏｌに対して、好ましくは０．０４〜６０ｍｏｌ、より好ましくは１．０〜４０ｍｏｌ、特に好ましくは２〜２０ｍｏｌである。
第２成分として好ましい態様の上記脂肪族ポリエステル共重合体を製造する際の、脂肪族オキシカルボン酸の添加時期・方法は、重縮合反応以前であれば特に限定されず、例えば、（１）あらかじめ触媒を脂肪族オキシカルボン酸溶液に溶解させた状態で添加する方法、（２）原料仕込み時触媒を添加すると同時に添加する方法、などが挙げられる。
本発明の第２成分として好ましい態様の上記脂肪族ポリエステル共重合体は、重合触媒の存在下で製造されることが好ましい。触媒としては、ゲルマニウム化合物が好適である。ゲルマニウム化合物は、特に制限されるものではなく、酸化ゲルマニウム、テトラアルコキシゲルマニウムなどの有機ゲルマニウム化合物、塩化ゲルマニウムなどの無機ゲルマニウム化合物が挙げられる。価格や入手の容易さなどから、酸化ゲルマニウム、テトラエトキシゲルマニウム、テトラブトキシゲルマニウムなどが好ましく、特には、酸化ゲルマニウムが好適である。また、上記触媒と他の触媒の併用も可能である。
本発明の第２成分として好ましい態様の上記脂肪族ポリエステル共重合体は、重合触媒の存在下で製造されることが好ましい。触媒としては、ゲルマニウム化合物が好適である。ゲルマニウム化合物は、特に制限されるものではなく、酸化ゲルマニウム、テトラアルコキシゲルマニウムなどの有機ゲルマニウム化合物、塩化ゲルマニウムなどの無機ゲルマニウム化合物が挙げられる。価格や入手の容易さなどから、酸化ゲルマニウム、テトラエトキシゲルマニウム、テトラブトキシゲルマニウムなどが好ましく、特には、酸化ゲルマニウムが好適である。また、上記触媒と他の触媒の併用も可能である。
触媒の使用量は、使用するモノマー量に対して０．００１〜３ｗｔ％、より好ましくは０．００５〜１．５ｗｔ％である。触媒の添加時期は、重縮合以前であれば特に限定されないが、原料仕込み時に添加しておいてよく、減圧開始時に添加してもよい。原料仕込み時に乳酸、グリコール酸などの脂肪族オキシカルボン酸と同時に添加するか、または、脂肪族オキシカルボン酸水溶液に触媒を溶解して添加する方法が好ましく、特には、触媒の保存性が良好となる点で脂肪族オキシカルボン酸水溶液に触媒を溶解して添加する方法が好ましい。
また、第２成分として好ましい態様の上記脂肪族ポリエステル共重合体の数平均分子量は１０,０００〜２００,０００、好ましくは３０,０００〜２００,０００である。
また、この脂肪族ポリエステル共重合体に、他の共重合成分を導入することができる。他の共重合成分としては、たとえば、ヒドロキシ安息香酸等の芳香族オキシカルボン酸類、ビスフェノールＡ等の芳香族ジオール類、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、またはトリメチロールプロパン、グリセリンなどの多価アルコール、多価カルボン酸またはその無水物、リンゴ酸などの多価オキシカルボン酸等が挙げられる。
３．第１成分と第２成分との組み合わせ
第１成分と第２成分との組み合わせは、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含む第１成分と、脂肪族ポリエステル共重合体を含む第２成分であれば、その組み合わせは特に限定されない。具体的には、上記列挙した第１成分の具体例と第２成分の具体例を適宜組み合わせて用いることができる。これらの組み合わせの中でも、好ましい組み合わせ（第１成分／第２成分）は、ポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート，ポリエチレンテレフタレート・グレタレート／ポリブチレンサクシネート，ポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート・アジペート，ポリ乳酸／ポリエチレンサクシネート，ポリエチレンテレフタレート・グルタレート／ポリエチレンサクシネートであり、特に好ましい組み合わせ（第１成分／第２成分）はポリ乳酸／ポリブチレンサクシネートまたはポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート・アジペートである。
第１成分と第２成分との組み合わせは、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含む第１成分と、脂肪族ポリエステル共重合体を含む第２成分であれば、その組み合わせは特に限定されない。具体的には、上記列挙した第１成分の具体例と第２成分の具体例を適宜組み合わせて用いることができる。これらの組み合わせの中でも、好ましい組み合わせ（第１成分／第２成分）は、ポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート，ポリエチレンテレフタレート・グレタレート／ポリブチレンサクシネート，ポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート・アジペート，ポリ乳酸／ポリエチレンサクシネート，ポリエチレンテレフタレート・グルタレート／ポリエチレンサクシネートであり、特に好ましい組み合わせ（第１成分／第２成分）はポリ乳酸／ポリブチレンサクシネートまたはポリ乳酸／ポリブチレンサクシネート・アジペートである。
４．添加剤
本発明の生分解性複合繊維の第１成分、第２成分に好適に用いられる脂肪族ポリエステル共重合体には、必要に応じて酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、造核剤、エポキシ安定剤、滑剤、抗菌剤、難燃剤、帯電防止剤、顔料、可塑剤、親水剤等の添加剤を適宜添加してもよい。
本発明の生分解性複合繊維の第１成分、第２成分に好適に用いられる脂肪族ポリエステル共重合体には、必要に応じて酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、造核剤、エポキシ安定剤、滑剤、抗菌剤、難燃剤、帯電防止剤、顔料、可塑剤、親水剤等の添加剤を適宜添加してもよい。
５．第１成分と第２成分のメルトマスフローレイト
本発明生分解性複合繊維に含まれる第１成分および第２成分の繊維成形前のペレット状態でのメルトマスフローレイト（ＪＩＳ Ｋ ７２１０の附属書Ａ表1の条件Ｄにて測定。以下、「ＭＦＲ」と略す。）は、紡糸可能な範囲のＭＦＲであれば特に限定されることはないが、１〜１００ｇ／１０分の範囲が好ましく、３〜７０ｇ／１０分の範囲が更に好ましい。また、下記式で求められる、繊維成形前のペレット状態で測定した第１成分と第２成分とのＭＦＲの比（ＭＦＲ比）を２以下に調節することが好ましく、１．４以下に調整するとさらに好ましい。
ＭＦＲ比＝（第２成分のＭＦＲ）／（第１成分のＭＦＲ）
ＭＦＲ比が２以下であれば、紡糸工程において汎用の冷却装置を用いて冷却することで複合繊維同士の膠着を抑えることができる。また、これにより複合繊維の開繊性が良好になることから、複合繊維からなる繊維構造物の風合いを良好にできる。
本発明生分解性複合繊維に含まれる第１成分および第２成分の繊維成形前のペレット状態でのメルトマスフローレイト（ＪＩＳ Ｋ ７２１０の附属書Ａ表1の条件Ｄにて測定。以下、「ＭＦＲ」と略す。）は、紡糸可能な範囲のＭＦＲであれば特に限定されることはないが、１〜１００ｇ／１０分の範囲が好ましく、３〜７０ｇ／１０分の範囲が更に好ましい。また、下記式で求められる、繊維成形前のペレット状態で測定した第１成分と第２成分とのＭＦＲの比（ＭＦＲ比）を２以下に調節することが好ましく、１．４以下に調整するとさらに好ましい。
ＭＦＲ比＝（第２成分のＭＦＲ）／（第１成分のＭＦＲ）
ＭＦＲ比が２以下であれば、紡糸工程において汎用の冷却装置を用いて冷却することで複合繊維同士の膠着を抑えることができる。また、これにより複合繊維の開繊性が良好になることから、複合繊維からなる繊維構造物の風合いを良好にできる。
また、本発明の生分解性複合繊維は、繊維成形後の第１成分のＭＦＲを１０〜１００ｇ／１０分の範囲に調節することで曳糸性が良くなり、１０〜７０ｇ／１０分の範囲になるように、押出機、ノズルの温度などを調節することで更に良好となる。同様に、繊維成形後の第２成分の成形後のＭＦＲを１０〜１００ｇ／１０分の範囲になるように、押出機、ノズルの温度などを調節することで曳糸性がよくなり、１０〜７０ｇ／１０分の範囲に調節することで更に良好となる。
さらに、繊維成形後に測定した第１成分と第２成分との成形後ＭＦＲ比［（第２成分の成形後ＭＦＲ）／（第１成分の成形後ＭＦＲ）］を２以下に調節することが好ましく、１．５以下に調節するとさらに好ましく、０．７以下に調節するともっとも好ましい。通常、成形後は、成分が熱劣化を受けているので、繊維成形前のＭＦＲに比べて繊維成形後のＭＦＲは大きくなる。また、第１成分の成形後ＭＦＲに比べて第２成分の成形後ＭＦＲの方が、その増加傾向は大きい。したがって、繊維成形前のＭＦＲ比より繊維成形後のＭＦＲ比の方が数値が大きくなり易い。繊維成形後のＭＦＲ比が２以下の範囲であれば、紡糸工程で複合繊維同士の膠着を防止できるだけでなく、本発明の第１成分と第２成分とをスパンボンド法を用いて加工した場合でも、サクションでの複合繊維同士の膠着等が発生せず、複合繊維の開繊性を良好に保つことができるので、複合繊維からなる繊維構造物の風合いを良好にできる。尚、繊維成形後のＭＦＲ比を２以下に保つには、紡糸時の第１成分および第２成分の押出機温度、両成分に共通するノズル温度を調整し、第２成分の成形後ＭＦＲが高くならないようにする必要がある。
さらに、繊維成形後に測定した第１成分と第２成分との成形後ＭＦＲ比［（第２成分の成形後ＭＦＲ）／（第１成分の成形後ＭＦＲ）］を２以下に調節することが好ましく、１．５以下に調節するとさらに好ましく、０．７以下に調節するともっとも好ましい。通常、成形後は、成分が熱劣化を受けているので、繊維成形前のＭＦＲに比べて繊維成形後のＭＦＲは大きくなる。また、第１成分の成形後ＭＦＲに比べて第２成分の成形後ＭＦＲの方が、その増加傾向は大きい。したがって、繊維成形前のＭＦＲ比より繊維成形後のＭＦＲ比の方が数値が大きくなり易い。繊維成形後のＭＦＲ比が２以下の範囲であれば、紡糸工程で複合繊維同士の膠着を防止できるだけでなく、本発明の第１成分と第２成分とをスパンボンド法を用いて加工した場合でも、サクションでの複合繊維同士の膠着等が発生せず、複合繊維の開繊性を良好に保つことができるので、複合繊維からなる繊維構造物の風合いを良好にできる。尚、繊維成形後のＭＦＲ比を２以下に保つには、紡糸時の第１成分および第２成分の押出機温度、両成分に共通するノズル温度を調整し、第２成分の成形後ＭＦＲが高くならないようにする必要がある。
６．第１成分と第２成分の半結晶化時間
異なる生分解性樹脂を用いて複合繊維を製造した場合、互いに結晶化速度に差の小さい生分解性樹脂同士を使用すると、紡糸工程において、半結晶化時間の短い生分解性樹脂が結晶化する際に発生する熱で、半結晶化時間の長い生分解性樹脂の冷却が阻害される。したがって、半結晶化時間の長い生分解性樹脂が繊維表面部分を大きく占める場合には、紡糸工程で複合繊維同士の膠着が発生し、曳糸性や開繊性が悪化する。その結果、前記複合繊維から得られる繊維構造物の風合いに悪影響を及ぼすという問題がある。
そこで、本発明の生分解性複合繊維に含まれる第１成分と第２成分の半結晶化時間の差を大きくし、それによって、半結晶化時間の短い生分解性樹脂が結晶化する際に発生する熱で、半結晶化時間の長い生分解性樹脂の冷却を阻害しないようにする。
異なる生分解性樹脂を用いて複合繊維を製造した場合、互いに結晶化速度に差の小さい生分解性樹脂同士を使用すると、紡糸工程において、半結晶化時間の短い生分解性樹脂が結晶化する際に発生する熱で、半結晶化時間の長い生分解性樹脂の冷却が阻害される。したがって、半結晶化時間の長い生分解性樹脂が繊維表面部分を大きく占める場合には、紡糸工程で複合繊維同士の膠着が発生し、曳糸性や開繊性が悪化する。その結果、前記複合繊維から得られる繊維構造物の風合いに悪影響を及ぼすという問題がある。
そこで、本発明の生分解性複合繊維に含まれる第１成分と第２成分の半結晶化時間の差を大きくし、それによって、半結晶化時間の短い生分解性樹脂が結晶化する際に発生する熱で、半結晶化時間の長い生分解性樹脂の冷却を阻害しないようにする。
具体的には、第２成分の８５℃における半結晶化時間が、第１成分の８５℃における半結晶化時間よりも１００秒以上長くなるように、第１成分と第２成分を選択すると、紡糸工程において第１成分の結晶化が完了した後に第２成分が結晶化する為、結晶化速度の速い第１成分の結晶化する際に発生する熱で、結晶化速度の遅い第２成分の冷却を阻害しにくくなる。そして、第２成分の８５℃における半結晶化時間が、第１成分の８５℃における半結晶化時間よりも１２０秒以上長くなると好ましく、１５０秒以上長くなるとさらに好ましい。
同様に、第２成分の８５℃における半結晶化時間は、好ましくは１８０秒以上、第１成分の８５℃における半結晶化時間は１００秒以下であると、結晶化速度の速い第１成分の結晶化する際に発生する熱で、結晶化速度の遅い第２成分の冷却を阻害しにくくなる。
第１成分の８５℃における半結晶化時間は、好ましくは６０秒以下、更に好ましくは３０秒以下である。これによって、結晶化速度の遅い第２成分が、繊維表面部分の多くを占めている場合でも、紡糸工程で固化不足に起因する複合繊維同士の膠着を低減させることができ、その結果、曳糸性は良好になる。
第１成分の８５℃における半結晶化時間は、好ましくは６０秒以下、更に好ましくは３０秒以下である。これによって、結晶化速度の遅い第２成分が、繊維表面部分の多くを占めている場合でも、紡糸工程で固化不足に起因する複合繊維同士の膠着を低減させることができ、その結果、曳糸性は良好になる。
７．生分解性複合繊維
本発明の生分解性複合繊維に含まれる第１成分と第２成分との組合せによって、風合い、柔軟性および耐熱性等の種々の性質を生分解性複合繊維に任意に付与することが可能である。
また、第１成分と第２成分の融点差が一定以上あると、複合繊維同士の熱接着性および引張強度を良好に保つことができる。そのため、両者の融点差は、２０℃以上であることが好ましく、４０℃以上であることが更に好ましい。
本発明の生分解性複合繊維に含まれる第１成分と第２成分との組合せによって、風合い、柔軟性および耐熱性等の種々の性質を生分解性複合繊維に任意に付与することが可能である。
また、第１成分と第２成分の融点差が一定以上あると、複合繊維同士の熱接着性および引張強度を良好に保つことができる。そのため、両者の融点差は、２０℃以上であることが好ましく、４０℃以上であることが更に好ましい。
本発明の生分解性複合繊維は、第１成分と第２成分がその繊維長さ方向に連続しており、第２成分が繊維表面の少なくとも一部を繊維長さ方向に連続して形成された構造である。また、本発明の生分解性複合繊維の断面は、同心型、偏心型、並列型、木目型、多芯型、モザイク型、海島型、星雲型、中空型、両成分が放射状に交互に配列された放射型等の構造を有しているのが好ましく、これらの中でも、熱接着性の点から同心型、並列型の繊維断面構造を有する複合繊維が好ましい。
本発明の生分解性複合繊維に含まれる第１成分と第２成分との容量比は、紡糸可能な範囲であれば特に限定されないが、３０：７０〜７０：３０の範囲が好ましい。
尚、本発明の生分解性複合繊維は、第１成分および第２成分以外に、他の成分を含んでもよい。たとえば、本発明の繊維は、他の成分として熱可塑性成分を含む多成分繊維であってもよく、これらは通常採用される方法で製造され得る。他の熱可塑性成分としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル等が例示できる。
本発明の生分解性複合繊維の単糸繊度は、特に限定されることはなく、用途に応じて適宣選択できる。紡糸工程での曳糸性、および、風合い等の点から、生分解性複合繊維の繊度は、０．１〜１０デシテックスであることが好ましく、０．５〜６デシテックスがより好ましい。
静電気防止性、開繊性、平滑性等の機能を本発明の生分解性複合繊維に付与するためには、その表面に界面活性剤を付着させることが好ましい。複合繊維に界面活性剤を付着させる方法としては、ローラー法、浸漬法、パットドライ法等が利用できる。その際、用途に合わせて、界面活性剤の種類、その濃度を調整して利用することが好ましい。界面活性剤を付着させる段階は、紡糸、延伸、捲縮のいずれの工程で行ってもよく、必要に応じて、繊維構造物とした後にその表面に界面活性剤を付着させてもよい。界面活性剤としては、アルキルフォスフェートカリウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等が例示できる。
本発明の生分解性複合繊維の繊維長は、特に限定されることはなく、用途に応じて適宜選択できる。カード機を用いてウェブを作製するカード法の場合には、一般に２０〜７６ｍｍの範囲の繊維長が好ましく、抄紙法やエアレイド法の場合では、一般に２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲の繊維長が好ましい。繊維長が２ｍｍ以上であれば、複合繊維同士を熱融着させて得られる繊維構造物に充分な引張強力を付与することができる。また、繊度によっても異なるが、繊維長が２０〜７６ｍｍの範囲であれば、カード法でウェブを作製した場合に、均一な地合のウェブを得ることができる。尚、本発明の生分解性複合繊維は、これらの短繊維加工のみでなく、スパンボンド法、メルトブロー法などの長繊維加工にも好適に用いることができる。
８．繊維構造物
本発明の生分解性複合繊維を用いて、不織布等の繊維構造物を製造することができる。
本発明の繊維構造物を製造する際、第２成分の融点以上、第１成分の融点未満の温度で、生分解性複合繊維からなるウェブ等の繊維集合体を熱処理することが好ましい。この温度範囲であれば、第１成分が熱による影響を殆ど受けないので、繊維強度を低下させることなく、複合繊維同士を強固に融着させることができる。エンボスロール等の加圧ロールを用いる場合には、第２成分の軟化点以上、第１成分の融点未満の温度で点熱圧着処理することが好ましい。
また、本発明の繊維構造物を製造する際、本発明の生分解性複合繊維を単独で使用してもよいが、必要に応じて他の繊維と混繊または積層し、混合物にして使用してもよい。他の繊維として、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル等の合成繊維、綿、羊毛、麻等の天然繊維、レーヨン、キュプラ、アセテート等の再生繊維、半合成繊維等、ポリ乳酸繊維、ポリブチレンサクシネート繊維等の生分解性繊維が利用できる。これらの中でも、特に、ポリ乳酸繊維、ポリブチレンサクシネート繊維等の生分解性繊維との混繊が好ましい。また、本発明の生分解性複合繊維において、第１成分の融点第２成分の融点に対して４０℃以上高い場合には、熱融着性を有しない生分解性繊維同士を熱融着させるためのバインダー繊維として使用することが可能である。
本発明の生分解性複合繊維を用いて、不織布等の繊維構造物を製造することができる。
本発明の繊維構造物を製造する際、第２成分の融点以上、第１成分の融点未満の温度で、生分解性複合繊維からなるウェブ等の繊維集合体を熱処理することが好ましい。この温度範囲であれば、第１成分が熱による影響を殆ど受けないので、繊維強度を低下させることなく、複合繊維同士を強固に融着させることができる。エンボスロール等の加圧ロールを用いる場合には、第２成分の軟化点以上、第１成分の融点未満の温度で点熱圧着処理することが好ましい。
また、本発明の繊維構造物を製造する際、本発明の生分解性複合繊維を単独で使用してもよいが、必要に応じて他の繊維と混繊または積層し、混合物にして使用してもよい。他の繊維として、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル等の合成繊維、綿、羊毛、麻等の天然繊維、レーヨン、キュプラ、アセテート等の再生繊維、半合成繊維等、ポリ乳酸繊維、ポリブチレンサクシネート繊維等の生分解性繊維が利用できる。これらの中でも、特に、ポリ乳酸繊維、ポリブチレンサクシネート繊維等の生分解性繊維との混繊が好ましい。また、本発明の生分解性複合繊維において、第１成分の融点第２成分の融点に対して４０℃以上高い場合には、熱融着性を有しない生分解性繊維同士を熱融着させるためのバインダー繊維として使用することが可能である。
本発明の繊維構造物は、本発明の生分解性複合繊維を少なくとも一部に用いた繊維構造物であり、該生分解性複合繊維の繊維接点が熱接合された不織布、ネット状物、編物および織物から選ばれる少なくとも一種の布帛で構成された構造物であることが好ましい。また、本発明の繊維構造物に、他のウェブ、織物、編物、不織布を種々積層して用いてもよい。
本発明の生分解性複合繊維は、紡糸工程で複合繊維同士の膠着が発生せず、良好な曳糸性を示し、カード機を用いる際の開繊性に優れているので、これを用いて得られる繊維構造物は、従来の曳糸性に劣る生分解性複合繊維を用いて得られる繊維構造物と比較して、風合いに優れ、高い機械的強度を有する、実用性の高い繊維構造物である。
本発明の繊維構造物は、土木シート、農業用べたがけシート等の用途に利用できる。また、本発明の繊維構造物は、フィルター、ボードにも利用することができる。
また、良好な生分解性を有し環境に優しく、更に高い衛生性を有していることから、衛生材料分野をはじめ、医療分野、産業資材分野にも好適に使用できる。
また、良好な生分解性を有し環境に優しく、更に高い衛生性を有していることから、衛生材料分野をはじめ、医療分野、産業資材分野にも好適に使用できる。
９．吸収性物品
本発明の生分解性複合繊維または繊維構造物を少なくとも一部に用いて、吸収性物品を製造することができる。
例えば、本発明の生分解性複合繊維からなる繊維構造物の好ましい態様は、風合いに優れ、高い引張強度を有することから低目付化を図ることができる。したがって、このような繊維構造物を紙オムツや生理用品等の吸収性物品に使用すると、他の生分解性複合繊維を使用した場合と比較して低コスト化が可能となり好ましい。
本発明の生分解性複合繊維または繊維構造物を少なくとも一部に用いて、吸収性物品を製造することができる。
例えば、本発明の生分解性複合繊維からなる繊維構造物の好ましい態様は、風合いに優れ、高い引張強度を有することから低目付化を図ることができる。したがって、このような繊維構造物を紙オムツや生理用品等の吸収性物品に使用すると、他の生分解性複合繊維を使用した場合と比較して低コスト化が可能となり好ましい。
１０．生分解性複合繊維と繊維構造物の製造方法
本発明の生分解性複合繊維は、通常の溶融複合紡糸機を用いて、第１成分と第２成分を含む生分解性を有する複合繊維を紡出して製造される。複合繊維を紡出に際し、紡糸温度は１２０〜３３０℃の範囲で紡糸することが好ましく、引き取り速度は４０ｍ／分〜１５００ｍ／分程度とするのがよい。本発明の複合繊維の延伸は必要に応じて多段延伸を行ってもよく、延伸倍率は通常１．２〜９．０倍程度とするのがよく、延伸温度は、通常、複合繊維が融着しない程度の温度で加熱するのがよい。
本発明の複合繊維に対し、必要に応じてスタッフィングボックス等のクリンパーで捲縮を付与した後、所定長に切断して短繊維とし、公知のカード法、エアレイド法、乾式パルプ法、湿式抄紙法等によりウェブとすることができる。また、複合繊維を所定長に切断せずにトウの状態で分繊ガイド等によりウェブとすることもできる。更に公知のスパンボンド法やメルトブロー法により紡糸工程から直接ウェブにしてもよい。
本発明の生分解性複合繊維は、通常の溶融複合紡糸機を用いて、第１成分と第２成分を含む生分解性を有する複合繊維を紡出して製造される。複合繊維を紡出に際し、紡糸温度は１２０〜３３０℃の範囲で紡糸することが好ましく、引き取り速度は４０ｍ／分〜１５００ｍ／分程度とするのがよい。本発明の複合繊維の延伸は必要に応じて多段延伸を行ってもよく、延伸倍率は通常１．２〜９．０倍程度とするのがよく、延伸温度は、通常、複合繊維が融着しない程度の温度で加熱するのがよい。
本発明の複合繊維に対し、必要に応じてスタッフィングボックス等のクリンパーで捲縮を付与した後、所定長に切断して短繊維とし、公知のカード法、エアレイド法、乾式パルプ法、湿式抄紙法等によりウェブとすることができる。また、複合繊維を所定長に切断せずにトウの状態で分繊ガイド等によりウェブとすることもできる。更に公知のスパンボンド法やメルトブロー法により紡糸工程から直接ウェブにしてもよい。
得られたウェブは必要に応じてニードルパンチ法、高圧液体流処理等の公知の高次加工工程、熱風または熱ロール等の公知の熱処理工程を経て、種々の用途に応じた繊維構造物に成形される。また、紡糸延伸後、フィラメント糸条として巻き取り、これを編成または織成して編織物とし、熱処理工程を通して繊維構造物としてもよく、前記短繊維を紡績糸とした後、これを編成または織成して編織物とし、熱処理工程を通して繊維構造物に成形してもよい。更にカード法、エアレイド法、スパンボンド法、抄紙法等の方法で均一にしたウェブ、織物、編物、不織布、フィルム等からなる他の構造物を、本発明の生分解性複合繊維からなる前記ウェブまたは繊維構造物に対して種々積層し、熱処理工程を通して繊維構造物としてもよい。
上記熱処理工程では、熱風ドライヤー、サクションバンドドライヤー、ヤンキードライヤー等のドライヤーを用いる方法や、フラットカレンダーロール、エンボスロール等の加圧ロールを用いる方法が使用できる。熱処理温度は、生分解性複合繊維の第２成分の融点以上、第１成分の融点未満の温度が好ましく、用いる脂肪族ポリエステル、脂肪族ポリエステル共重合体の種類にもよるが、６０〜１６５℃の範囲が適当である。また、処理時間は前記ドライヤー等を用いる場合は約５秒以上が、前記加圧ロールを用いる場合は５秒以下が一般的である。
以下、本発明を実施例等を用いて説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。なお、実施例と比較例における用語と物性の測定方法は以下の通りである。
（半結晶化時間）
ＴＡＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製熱分析装置ＤＳＣ Ｑ１０（商品名）を用い、試料を融点以上まで加熱、溶融させた後、温度設定を８５℃として、試料を結晶化させた。結晶化工程のサーモグラムからΔＨｃが１／２となるポイントを読み取り、結晶化が始まったポイントからΔＨｃが１／２となるポイントまでの時間（秒数）を測定した。この測定を３回繰り返し、その平均値を半結晶化時間とした。
ＴＡＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製熱分析装置ＤＳＣ Ｑ１０（商品名）を用い、試料を融点以上まで加熱、溶融させた後、温度設定を８５℃として、試料を結晶化させた。結晶化工程のサーモグラムからΔＨｃが１／２となるポイントを読み取り、結晶化が始まったポイントからΔＨｃが１／２となるポイントまでの時間（秒数）を測定した。この測定を３回繰り返し、その平均値を半結晶化時間とした。
（繊維成形前のメルトマスフローレイト）
ＪＩＳ Ｋ ７２１０の附属書Ａ表１の条件Ｄ（温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）に準拠し、繊維成形前の第１成分と第２成分のメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）を測定した。
ＪＩＳ Ｋ ７２１０の附属書Ａ表１の条件Ｄ（温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）に準拠し、繊維成形前の第１成分と第２成分のメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）を測定した。
（繊維成形後のメルトマスフローレイト）
任意の紡糸温度で第１成分のみを繊維化し、ＪＩＳ Ｋ ７２１０の附属書Ａ表１の条件Ｄ（試験温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）に準拠して、繊維成形後のメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）を測定した。また、同様に繊維成形後の第２成分のＭＦＲを測定した。
任意の紡糸温度で第１成分のみを繊維化し、ＪＩＳ Ｋ ７２１０の附属書Ａ表１の条件Ｄ（試験温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）に準拠して、繊維成形後のメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）を測定した。また、同様に繊維成形後の第２成分のＭＦＲを測定した。
（融点）
ＴＡＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製熱分析装置ＤＳＣ Ｑ１０（商品名）を用い、ＪＩＳ Ｋ ７１２２に準拠し、融点を測定した。
ＴＡＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社製熱分析装置ＤＳＣ Ｑ１０（商品名）を用い、ＪＩＳ Ｋ ７１２２に準拠し、融点を測定した。
（曳糸性評価）
繊維を溶融紡糸する際に、曳糸性を評価した。評価基準は、紡糸した生分解性複合繊維の膠着の発生状態により、次の３段階で評価した。
Ａ：繊維膠着が全く発生せず、操作性が良好である。
Ｂ：若干の繊維膠着が見られるが、操作上問題がない。
Ｃ：明らかな繊維膠着が見られ、操作上問題がある。
繊維を溶融紡糸する際に、曳糸性を評価した。評価基準は、紡糸した生分解性複合繊維の膠着の発生状態により、次の３段階で評価した。
Ａ：繊維膠着が全く発生せず、操作性が良好である。
Ｂ：若干の繊維膠着が見られるが、操作上問題がない。
Ｃ：明らかな繊維膠着が見られ、操作上問題がある。
（引張強度）
幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの短冊状に切断した不織布（繊維構造物）をサンプルとして、（株）島津製作所製オートグラフ ＡＧＳ５００Ｄ（商品名）を用い、サンプルの破断強度を測定した。この測定値を引張強度とした。試験条件は、室温下、引張速度１００ｍｍ／分で実施した。なお、引張強度の値は下記式により目付３０ｇ／ｍ2換算値で表した。
引張強度＝（引張強度実測値）×（３０／目付実測値）
幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの短冊状に切断した不織布（繊維構造物）をサンプルとして、（株）島津製作所製オートグラフ ＡＧＳ５００Ｄ（商品名）を用い、サンプルの破断強度を測定した。この測定値を引張強度とした。試験条件は、室温下、引張速度１００ｍｍ／分で実施した。なお、引張強度の値は下記式により目付３０ｇ／ｍ2換算値で表した。
引張強度＝（引張強度実測値）×（３０／目付実測値）
（不織布風合い評価）
不織布を用いて、５人のパネリストによる官能試験を行なった。判定基準は、しわ等によるガサツキ感がなく、しかもソフトであると全員が判定した場合を優（Ａ）、３名〜４名が同様に判定した場合を良（Ｂ）、３名以上がしわ等によるガサツキ感があるかまたはソフト感に欠けると判定した場合を不可（Ｃ）とした。
不織布を用いて、５人のパネリストによる官能試験を行なった。判定基準は、しわ等によるガサツキ感がなく、しかもソフトであると全員が判定した場合を優（Ａ）、３名〜４名が同様に判定した場合を良（Ｂ）、３名以上がしわ等によるガサツキ感があるかまたはソフト感に欠けると判定した場合を不可（Ｃ）とした。
（生分解性能評価）
不織布（繊維構造物）を土中に埋没して６ヶ月後に取り出し、不織布がその形態を保持しておらず埋没後の引張強度が測定不可能である場合を優（Ａ）、不織布はその形態を保持しているが埋没後の引張強度が埋没前の引張強度初期値に対して５０％未満まで低下している場合を良（Ｂ）、不織布の埋没後の引張強度が埋没前の引張強度初期値に対して５０％以上を示している場合を不可（Ｃ）と評価した。
不織布（繊維構造物）を土中に埋没して６ヶ月後に取り出し、不織布がその形態を保持しておらず埋没後の引張強度が測定不可能である場合を優（Ａ）、不織布はその形態を保持しているが埋没後の引張強度が埋没前の引張強度初期値に対して５０％未満まで低下している場合を良（Ｂ）、不織布の埋没後の引張強度が埋没前の引張強度初期値に対して５０％以上を示している場合を不可（Ｃ）と評価した。
（カード通過性）
生分解性複合繊維を、カード機で梳綿しウェブとする工程で、得られたウェブの生分解性複合繊維の絡み具合を、次の３段階の評価基準で判定した。
Ａ：繊維同士の絡みが強く、操作性が良好である。
Ｂ：繊維同士の絡みが若干弱い。
Ｃ：繊維同士の絡みが非常に弱く、操作上問題がある。
生分解性複合繊維を、カード機で梳綿しウェブとする工程で、得られたウェブの生分解性複合繊維の絡み具合を、次の３段階の評価基準で判定した。
Ａ：繊維同士の絡みが強く、操作性が良好である。
Ｂ：繊維同士の絡みが若干弱い。
Ｃ：繊維同士の絡みが非常に弱く、操作上問題がある。
（耐熱性試験）
吸収性物品の耐熱性を測定した。吸収性物品を７０℃に設定した恒温槽内中に３０分間放置し、吸収性物品の熱劣化（特に、膠着状態）を観察し、判断した。
吸収性物品の耐熱性を測定した。吸収性物品を７０℃に設定した恒温槽内中に３０分間放置し、吸収性物品の熱劣化（特に、膠着状態）を観察し、判断した。
（原料樹脂）
原料として用いられた樹脂の略語は以下の通りである。
ＰＬＡ−１：ポリ乳酸（トヨタ自動車製 商品名：Ｕ´ｚ Ｂ４ 融点１６８℃、ＭＦＲ１５ 条件Ｄ）。
ＰＬＡ−２：ポリ乳酸（島津製作所製 商品名：ラクティ ９０３１ 融点１３２℃、ＭＦＲ６ 条件Ｄ）。
ＰＢＳ−１：ポリブチレンサクシネート（三菱化学社製 商品名：ＧＳｐｌａ ＡＺ７１Ｔ 融点１１０℃、ＭＦＲ２０ 条件Ｄ）。
ＰＢＳ−２：ポリブチレンサクシネート（三菱化学社製 商品名：ＧＳｐｌａ ＡＺ８１Ｔ 融点１１０℃、ＭＦＲ８ 条件Ｄ）。
ＰＢＳ−３：ポリブチレンサクシネート（昭和高分子製 商品名：ビオノーレ １０２０ 融点１１４℃、ＭＦＲ２６ 条件Ｄ）。
ＰＢＳＡ：ポリブチレンサクシネート・アジペート（三菱化学製 商品名：ＧＳｐｌａ ＡＤ８２Ｗ 融点８６℃、ＭＦＲ８ 条件Ｄ）
ＰＥＳ：ポリエチレンサクシネート（日本触媒製 商品名：ルナーレＳＥ 融点１０２℃、ＭＦＲ２８ 条件Ｄ）。
ＰＥＴＧ：ポリエチレンテレフタレート・グルタレート（デュポン製 商品名：Ｂｉｏｍａｘ ４０２６ 融点１９９℃、ＭＦＲ２２ 条件Ｍ）。
ＰＢＴＡ：ポリブチレンテレフタレート・アジペート（イーストマン・ケミカル製 商品名：ＥＡＳＴＡＲ ＢＩＯ ＧＰ 融点１０８℃、ＭＦＲ２８ 条件Ｄ）
原料として用いられた樹脂の略語は以下の通りである。
ＰＬＡ−１：ポリ乳酸（トヨタ自動車製 商品名：Ｕ´ｚ Ｂ４ 融点１６８℃、ＭＦＲ１５ 条件Ｄ）。
ＰＬＡ−２：ポリ乳酸（島津製作所製 商品名：ラクティ ９０３１ 融点１３２℃、ＭＦＲ６ 条件Ｄ）。
ＰＢＳ−１：ポリブチレンサクシネート（三菱化学社製 商品名：ＧＳｐｌａ ＡＺ７１Ｔ 融点１１０℃、ＭＦＲ２０ 条件Ｄ）。
ＰＢＳ−２：ポリブチレンサクシネート（三菱化学社製 商品名：ＧＳｐｌａ ＡＺ８１Ｔ 融点１１０℃、ＭＦＲ８ 条件Ｄ）。
ＰＢＳ−３：ポリブチレンサクシネート（昭和高分子製 商品名：ビオノーレ １０２０ 融点１１４℃、ＭＦＲ２６ 条件Ｄ）。
ＰＢＳＡ：ポリブチレンサクシネート・アジペート（三菱化学製 商品名：ＧＳｐｌａ ＡＤ８２Ｗ 融点８６℃、ＭＦＲ８ 条件Ｄ）
ＰＥＳ：ポリエチレンサクシネート（日本触媒製 商品名：ルナーレＳＥ 融点１０２℃、ＭＦＲ２８ 条件Ｄ）。
ＰＥＴＧ：ポリエチレンテレフタレート・グルタレート（デュポン製 商品名：Ｂｉｏｍａｘ ４０２６ 融点１９９℃、ＭＦＲ２２ 条件Ｍ）。
ＰＢＴＡ：ポリブチレンテレフタレート・アジペート（イーストマン・ケミカル製 商品名：ＥＡＳＴＡＲ ＢＩＯ ＧＰ 融点１０８℃、ＭＦＲ２８ 条件Ｄ）
実施例１（繊維・不織布）
鞘芯型複合紡糸用口金を取り付けた、２機の押出機を有する複合紡糸装置を使用し、鞘芯型複合繊維を製造した。ホッパの芯成分側に、第１成分としてＰＬＡ−１を投入し、鞘成分側に、第２成分としてＰＢＳ−１を投入して、２３０℃の紡糸温度で、第１成分と第２成分との容積比率が５０／５０の同心型の繊維断面形状となるように複合繊維を吐出し、ワインダーによってこれを引き取った。なお、前記引き取り工程において、吐出された複合繊維の表面に、界面活性剤としてアルキルフォスフェートカリウム塩を付着させた。次に、ワインダーで巻き取った複合繊維（未延伸糸）を延伸機によって、３．０倍（延伸温度８０℃）に延伸した後、スタッフィングボックスに通して機械捲縮を付与させ、次いで長さ５１ｍｍに切断し、捲縮の施された１．０デシテックスのスフを得た。次に、得られたスフをカード機でカーディングしてウェブとし、該ウェブを熱風貫通型ドライヤーで、温度１１０℃、処理時間１分４０秒の条件で熱処理して、複合繊維の交点が熱融着された不織布（繊維構造物）を得た。
原料樹脂である第１成分と第２成分の半結晶化時間および繊維形成前ＭＦＲ比、製造された繊維の繊維成形後第１成分ＭＦＲ、繊維成形後第２成分ＭＦＲ、繊維成形後ＭＦＲ比、断面形状（型）、曳糸性およびカード通過性、並びに、製造された不織布の目付、引張強度、風合い評価、生分解性能は表１に示したとおりであった。
表１から明らかなように、実施例１の生分解性複合繊維は、その製造時において、複合繊維同士の膠着が認められず、曳糸性も良好であった。更に得られた複合繊維はカード通過性がよく、得られた不織布（本発明の繊維構造物）は、高い引張強度、良好な風合いおよび良好な生分解性能を併せ持っていた。
鞘芯型複合紡糸用口金を取り付けた、２機の押出機を有する複合紡糸装置を使用し、鞘芯型複合繊維を製造した。ホッパの芯成分側に、第１成分としてＰＬＡ−１を投入し、鞘成分側に、第２成分としてＰＢＳ−１を投入して、２３０℃の紡糸温度で、第１成分と第２成分との容積比率が５０／５０の同心型の繊維断面形状となるように複合繊維を吐出し、ワインダーによってこれを引き取った。なお、前記引き取り工程において、吐出された複合繊維の表面に、界面活性剤としてアルキルフォスフェートカリウム塩を付着させた。次に、ワインダーで巻き取った複合繊維（未延伸糸）を延伸機によって、３．０倍（延伸温度８０℃）に延伸した後、スタッフィングボックスに通して機械捲縮を付与させ、次いで長さ５１ｍｍに切断し、捲縮の施された１．０デシテックスのスフを得た。次に、得られたスフをカード機でカーディングしてウェブとし、該ウェブを熱風貫通型ドライヤーで、温度１１０℃、処理時間１分４０秒の条件で熱処理して、複合繊維の交点が熱融着された不織布（繊維構造物）を得た。
原料樹脂である第１成分と第２成分の半結晶化時間および繊維形成前ＭＦＲ比、製造された繊維の繊維成形後第１成分ＭＦＲ、繊維成形後第２成分ＭＦＲ、繊維成形後ＭＦＲ比、断面形状（型）、曳糸性およびカード通過性、並びに、製造された不織布の目付、引張強度、風合い評価、生分解性能は表１に示したとおりであった。
表１から明らかなように、実施例１の生分解性複合繊維は、その製造時において、複合繊維同士の膠着が認められず、曳糸性も良好であった。更に得られた複合繊維はカード通過性がよく、得られた不織布（本発明の繊維構造物）は、高い引張強度、良好な風合いおよび良好な生分解性能を併せ持っていた。
実施例２〜９（繊維・不織布）
表１に示した原料樹脂の組合せ、および繊維の断面形状以外は、実施例１と同じ条件で、実施例２〜９の生分解性複合繊維と不織布を製造した。但し、実施例７では、第２成分の紡糸温度を実施例１よりも３０℃高く設定して紡糸を行った。
実施例２〜９における原料樹脂、製造された繊維および不織布の性質は表１に示したとおりであった。
表１から明らかなように、実施例２〜９の生分解性複合繊維は、その製造時において、複合繊維同士の膠着が認められず、曳糸性も良好であった。更に得られた複合繊維はカード通過性がよく、得られた不織布（本発明の繊維構造物）は、高い引張強度、良好な風合いおよび良好な生分解性能を併せ持っていた。
表１に示した原料樹脂の組合せ、および繊維の断面形状以外は、実施例１と同じ条件で、実施例２〜９の生分解性複合繊維と不織布を製造した。但し、実施例７では、第２成分の紡糸温度を実施例１よりも３０℃高く設定して紡糸を行った。
実施例２〜９における原料樹脂、製造された繊維および不織布の性質は表１に示したとおりであった。
表１から明らかなように、実施例２〜９の生分解性複合繊維は、その製造時において、複合繊維同士の膠着が認められず、曳糸性も良好であった。更に得られた複合繊維はカード通過性がよく、得られた不織布（本発明の繊維構造物）は、高い引張強度、良好な風合いおよび良好な生分解性能を併せ持っていた。
実施例１０（繊維・不織布）
実施例１で用いた第１成分および第２成分を使用し、芯成分に第１成分が、鞘成分に第２成分が配置される同心型の断面形状を有する生分解性複合長繊維を紡糸した。第１成分側と第２成分側の紡糸温度条件は共に２４０℃である。紡糸された長繊維群をスロット型エアーサッカーで牽引し、捕集装置にウェブを捕集した。吹き付けたエアーは捕集装置に備えた吸引装置から吸引され、ウェブをコンベアに密着させた。得られたウェブを熱圧着装置に移送し、エンボスロール温度１００℃、フラットロール９５℃、線圧５０Ｎ／ｍｍの条件で熱圧着処理し、目付３１ｇ／ｍ2の長繊維不織布（繊維構造物）を得た。
この不織布の風合い評価は優（Ａ）であり、引張強度は３０Ｎ／２．５ｃｍを示し、実用性の非常に高い不織布であることがわかった。また、この不織布の生分解性評価は優（Ａ）であった。
実施例１で用いた第１成分および第２成分を使用し、芯成分に第１成分が、鞘成分に第２成分が配置される同心型の断面形状を有する生分解性複合長繊維を紡糸した。第１成分側と第２成分側の紡糸温度条件は共に２４０℃である。紡糸された長繊維群をスロット型エアーサッカーで牽引し、捕集装置にウェブを捕集した。吹き付けたエアーは捕集装置に備えた吸引装置から吸引され、ウェブをコンベアに密着させた。得られたウェブを熱圧着装置に移送し、エンボスロール温度１００℃、フラットロール９５℃、線圧５０Ｎ／ｍｍの条件で熱圧着処理し、目付３１ｇ／ｍ2の長繊維不織布（繊維構造物）を得た。
この不織布の風合い評価は優（Ａ）であり、引張強度は３０Ｎ／２．５ｃｍを示し、実用性の非常に高い不織布であることがわかった。また、この不織布の生分解性評価は優（Ａ）であった。
比較例１〜３（繊維・不織布）
表２に示した原料樹脂の組合せ、および繊維の断面形状以外は、実施例１に準拠した製造方法と同じ条件で、生分解性複合繊維と不織布を製造した。但し、比較例１では、延伸温度を９０℃に変更し、熱風貫通型ドライヤーの温度を１４０℃に変更した。
比較例１〜３における原料樹脂である第１成分と第２成分の半結晶化時間と繊維形成前ＭＦＲ比は、表１に示すとおりであった。
半結晶化時間に関して、比較例１の生分解性複合繊維は、融点差のあるポリ乳酸からなる複合繊維であり、原料樹脂の第２成分の８５℃における半結晶化時間（２５秒）は、第１成分の８５℃における半結晶化時間（１６秒）よりも９秒だけしか長くなかった。比較例２の生分解性複合繊維における原料樹脂の第２成分の８５℃における半結晶化時間（６６秒）は、第１成分の８５℃における半結晶化時間（１６秒）よりも５０秒だけしか長くなかった。比較例３の生分解性複合繊維における原料樹脂の第２成分の８５℃における半結晶化時間（５５秒）は、第１成分の８５℃における半結晶化時間（１６秒）よりも３９秒だけしか長くなかった。
表２に示した原料樹脂の組合せ、および繊維の断面形状以外は、実施例１に準拠した製造方法と同じ条件で、生分解性複合繊維と不織布を製造した。但し、比較例１では、延伸温度を９０℃に変更し、熱風貫通型ドライヤーの温度を１４０℃に変更した。
比較例１〜３における原料樹脂である第１成分と第２成分の半結晶化時間と繊維形成前ＭＦＲ比は、表１に示すとおりであった。
半結晶化時間に関して、比較例１の生分解性複合繊維は、融点差のあるポリ乳酸からなる複合繊維であり、原料樹脂の第２成分の８５℃における半結晶化時間（２５秒）は、第１成分の８５℃における半結晶化時間（１６秒）よりも９秒だけしか長くなかった。比較例２の生分解性複合繊維における原料樹脂の第２成分の８５℃における半結晶化時間（６６秒）は、第１成分の８５℃における半結晶化時間（１６秒）よりも５０秒だけしか長くなかった。比較例３の生分解性複合繊維における原料樹脂の第２成分の８５℃における半結晶化時間（５５秒）は、第１成分の８５℃における半結晶化時間（１６秒）よりも３９秒だけしか長くなかった。
そして、比較例１〜３において製造された繊維の繊維成形後第１成分ＭＦＲ、繊維成形後第２成分ＭＦＲ、繊維成形後ＭＦＲ比、断面形状（型）、曳糸性およびカード通過性、並びに、製造された不織布の目付、引張強度、風合い評価、生分解性能は表２に示したとおりであった。
具体的には、比較例１の複合繊維を用いて得られた不織布（繊維構造物）は、硬い感触を有する極めて悪い風合いであり、人の手や皮膚に直接接触する用途に対して、実用性が低かった。
比較例２と比較例３では、複合繊維製造時において、複合繊維同士の膠着が発生し曳糸性が悪かった。また、この複合繊維を用いて得た不織布（繊維構造物）は、極めて風合いが悪かった。
具体的には、比較例１の複合繊維を用いて得られた不織布（繊維構造物）は、硬い感触を有する極めて悪い風合いであり、人の手や皮膚に直接接触する用途に対して、実用性が低かった。
比較例２と比較例３では、複合繊維製造時において、複合繊維同士の膠着が発生し曳糸性が悪かった。また、この複合繊維を用いて得た不織布（繊維構造物）は、極めて風合いが悪かった。
比較例４（繊維・不織布）
原料樹脂として、比較例３で用いた第１成分および第２成分を使用し、芯成分に第１成分が、鞘成分に第２成分が配置される同心型の断面形状を有する生分解性複合長繊維を紡糸した。紡糸温度条件は第１成分側、第２成分側共に２４０℃であった。紡糸された長繊維群をスロット型エアーサッカーで牽引し、捕集装置にウェブを捕集した。吹き付けたエアーは捕集装置に備えた吸引装置から吸引しウェブをコンベアに密着した。ウェブを熱圧着装置に移送し、エンボスロール温度１００℃、フラットロール９５℃、線圧５０Ｎ／ｍｍの条件で熱圧着処理し、目付３０ｇ／ｍ2の長繊維不織布（繊維構造物）を得た。この際、紡糸段階で複合繊維同士の膠着が発生したため、得られた目付３０ｇ／ｍ2の不織布は風合いが悪化しており、不織布の風合い評価は、不可（Ｄ）の実用性の低いものであった。
原料樹脂として、比較例３で用いた第１成分および第２成分を使用し、芯成分に第１成分が、鞘成分に第２成分が配置される同心型の断面形状を有する生分解性複合長繊維を紡糸した。紡糸温度条件は第１成分側、第２成分側共に２４０℃であった。紡糸された長繊維群をスロット型エアーサッカーで牽引し、捕集装置にウェブを捕集した。吹き付けたエアーは捕集装置に備えた吸引装置から吸引しウェブをコンベアに密着した。ウェブを熱圧着装置に移送し、エンボスロール温度１００℃、フラットロール９５℃、線圧５０Ｎ／ｍｍの条件で熱圧着処理し、目付３０ｇ／ｍ2の長繊維不織布（繊維構造物）を得た。この際、紡糸段階で複合繊維同士の膠着が発生したため、得られた目付３０ｇ／ｍ2の不織布は風合いが悪化しており、不織布の風合い評価は、不可（Ｄ）の実用性の低いものであった。
実施例１１（吸収性物品）
実施例１で得られた不織布（繊維構造物）をトップシート層およびバックシート層に用い、両層間にパルプ繊維を使用した吸収材を挟み込んで、吸収性物品を作製した。得られた吸収性物品は日本国内の一般的な真夏の車中の状態を想定した耐熱性試験においても該吸収性物品の収縮、膠着等が発生しなかった。
実施例１で得られた不織布（繊維構造物）をトップシート層およびバックシート層に用い、両層間にパルプ繊維を使用した吸収材を挟み込んで、吸収性物品を作製した。得られた吸収性物品は日本国内の一般的な真夏の車中の状態を想定した耐熱性試験においても該吸収性物品の収縮、膠着等が発生しなかった。
比較例５（吸収性物品）
第２成分として、ＰＢＳ−１の代わりにＰＣＬを用い、延伸温度を８０℃から５０℃に、熱風貫通型ドライヤーの温度を１１０℃から６５℃に変更した以外は、実施例１に準拠して複合繊維を製造し、実施例１に準拠して目付３１ｇ／ｍ2の不織布を作製した。次に、この不織布をトップシート層およびバックシート層に用い、両層間にパルプ繊維を使用した吸収材を挟み込んで、吸収性物品を作製した。得られた吸収性物品は、日本国内の一般的な真夏の車中の状態を想定した耐熱性試験において収縮、膠着が発生し、製品として使用することが困難であることが判明した。
第２成分として、ＰＢＳ−１の代わりにＰＣＬを用い、延伸温度を８０℃から５０℃に、熱風貫通型ドライヤーの温度を１１０℃から６５℃に変更した以外は、実施例１に準拠して複合繊維を製造し、実施例１に準拠して目付３１ｇ／ｍ2の不織布を作製した。次に、この不織布をトップシート層およびバックシート層に用い、両層間にパルプ繊維を使用した吸収材を挟み込んで、吸収性物品を作製した。得られた吸収性物品は、日本国内の一般的な真夏の車中の状態を想定した耐熱性試験において収縮、膠着が発生し、製品として使用することが困難であることが判明した。
実施例１１で得られた吸収性物品は、吸収性物品として良好な性能を持ち合わせており、実用性に優れているのに対して、比較例５で得られた吸収性物品は、耐熱性に乏しく、熱によって容易に吸収性物品が収縮、膠着する製品であり、実用性の低いことが判明した。
本発明の繊維、繊維構造物（不織布等）の活用法として、例えば、土木シート、農業用べたがけシート、フィルター、ボードに利用することができる。また、これらの物品は、医療分野や産業資材分野にも好適に利用できる。また、本発明の繊維構造物を用いた吸収性物品は、例えば、紙オムツや生理用品等にも利用できる。
Claims (12)
- 生分解性の第１成分と第２成分とを含む（但し、ポリ乳酸系重合体が葉部を形成し、共重合脂肪族ポリエステルが芯部を形成してなる多葉型複合断面を除く）生分解性複合繊維であって、複合繊維が、並列型または鞘芯型の繊維断面構造を有しており、
(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、
(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、
(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、
(d)第２成分の８５℃における半結晶化時間が、第１成分の８５℃における半結晶化時間よりも１００秒以上長い、
生分解性複合繊維。 - 生分解性の第１成分と第２成分とを含む（但し、ポリ乳酸系重合体が葉部を形成し、共重合脂肪族ポリエステルが芯部を形成してなる多葉型複合断面を除く）生分解性複合繊維であって、複合繊維が、並列型または鞘芯型の繊維断面構造を有しており、
(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、
(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、
(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、
(d)第２成分の８５℃における半結晶化時間が１８０秒以上であり、第１成分の８５℃における半結晶化時間が１００秒以下である、
生分解性複合繊維。 - 生分解性の第１成分と第２成分とを含む（但し、ポリ乳酸系重合体が葉部を形成し、共重合脂肪族ポリエステルが芯部を形成してなる多葉型複合断面を除く）生分解性複合繊維であって、複合繊維が、並列型または鞘芯型の繊維断面構造を有しており、
(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、
(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、
(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、
(d)第２成分の８５℃における半結晶化時間が、第１成分の８５℃における半結晶化時間よりも１００秒以上長い、
生分解性複合繊維。 - 生分解性の第１成分と第２成分とを含む（但し、ポリ乳酸系重合体が葉部を形成し、共重合脂肪族ポリエステルが芯部を形成してなる多葉型複合断面を除く）生分解性複合繊維であって、複合繊維が、並列型または鞘芯型の繊維断面構造を有しており、
(a)第１成分と第２成分が、繊維の長さ方向に連続しており、
(b)第２成分が、複合繊維の表面の少なくとも一部を形成する脂肪族ポリエステル共重合体を含み、
(c)第１成分が、第２成分よりも融点の高い脂肪族ポリエステルまたは該脂肪族ポリエステル共重合体を含み、
(d)第２成分の８５℃における半結晶化時間が１８０秒以上であり、第１成分の８５℃における半結晶化時間が１００秒以下である、
生分解性複合繊維。 - 複合繊維が、同心型、偏心型、または、並列型の繊維断面構造を有している、請求項１〜４のいずれかに記載の生分解性複合繊維。
- 第１成分の８５℃における半結晶化時間が６０秒以下である、請求項１〜５のいずれかに記載の生分解性複合繊維。
- 第１成分に含まれる脂肪族ポリエステルがポリ乳酸であり、第２成分に含まれる脂肪族ポリエステルが、ポリブチレンサクシネートまたはポリブチレンサクシネート・アジペートである、請求項１〜６のいずれかに記載の生分解性複合繊維。
- 繊維成形前の第１成分と第２成分とのＭＦＲ比［（第２成分のメルトマスフローレイト）／（第１成分のメルトマスフローレイト）］が２以下である、請求項１〜７のいずれかに記載の生分解性複合繊維。
- 請求項１〜８のいずれかに記載の生分解性複合繊維を用いた繊維構造物。
- 請求項１〜８のいずれかに記載の生分解性複合繊維の繊維接点が熱接合された不織布、ネット状物、編物および織物から選ばれる少なくとも一種の布帛で構成された繊維構造物。
- 請求項１〜８のいずれかに記載の生分解性複合繊維を用いた吸収性物品。
- 請求項９または１０に記載の繊維構造物を用いた吸収性物品。
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