WO2022181788A1 - 複合繊維、その製造方法、及びそれを含む繊維構造物 - Google Patents

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WO2022181788A1
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内海惠介
山本翔大
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大和紡績株式会社
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    • D06M7/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made of other substances with subsequent freeing of the treated goods from the treating medium, e.g. swelling, e.g. polyolefins

Definitions

  • the present invention relates to a composite fiber containing a first component containing polylactic acid and a second component containing aliphatic polyester, a method for producing the same, and a fiber structure containing the same.
  • Patent Documents 1 to 4 propose composite fibers using polylactic acid as a core component and polybutylene succinate as a sheath component.
  • the present invention provides a conjugate fiber that can be processed into a fiber structure having good flexibility and bulkiness, a method for producing the same, and a fiber structure containing the same.
  • the present invention provides a composite fiber comprising a first component containing poly-L-lactic acid with an optical purity of 95% or more and a second component containing an aliphatic polyester composed of glycol and dicarboxylic acid, wherein the second component is , occupies 50% or more of the fiber surface, and in the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC), the crystallization temperature of the second component in the cooling process is 78.0 ° C. or more. and a composite fiber in which the heat of fusion per unit mass of the second component in the process of raising the temperature for the second time is 73.5 mJ/mg or less.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the present invention also provides a method for producing the composite fiber, wherein the first component contains 70% by mass or more of poly-L-lactic acid with an optical purity of 95% or more, and 70% by mass of an aliphatic polyester composed of glycol and dicarboxylic acid. % or more, melt-spinning the first component and the second component to produce a spun filament, and drawing the spun filament so that the second component is on the surface of the fiber.
  • the first component is melt-spun at a temperature lower than that of the second component, and in the drawing step, the drawing temperature is 55° C. or higher.
  • the present invention relates to a method for producing a conjugate fiber at a temperature of 90° C. or less and a draw ratio of 1.4 times or more.
  • the present invention also relates to a fiber structure containing 5% by mass or more of the composite fiber.
  • the present invention can provide a conjugate fiber that can be processed into a fiber structure having good flexibility and bulkiness.
  • the present invention can also provide a fiber structure with good flexibility and bulkiness. According to the production method of the present invention, a conjugate fiber having good flexibility and bulkiness can be obtained.
  • FIG. 2 is a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC) of the composite fiber of Example 8.
  • FIG. FIG. 10 is a partial view of the DSC curve in the first heating process among the DSC curves obtained by differential scanning calorimetry (DSC) of the conjugate fiber of Example 8.
  • FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a method for calculating the peak height/half width ratio of the first component in the first heating process in the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC).
  • the inventor of the present invention conducted repeated studies in order to solve the conventional problems described above.
  • a nonwoven fabric obtained by heat-processing a conventional composite fiber containing a first component containing poly-L-lactic acid and a second component containing an aliphatic polyester composed of glycol and dicarboxylic acid,
  • the bending resistance is high and the flexibility and bulkiness are poor
  • the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC) of the composite fiber shows that the crystallization temperature of the second component in the cooling process is 78 ° C. or higher.
  • the heat of fusion per unit mass of the second component in the second temperature rising process satisfies 73.5 mJ / mg or less, and the state of melting and solidification of the second component is controlled within the above range.
  • the inventors have also found that the nonwoven fabric can be obtained with improved processability during heat processing and excellent softness and bulkiness.
  • the crystallization temperature per unit mass of the second component in the temperature-lowering process is 78.0°C or higher
  • the solidification temperature of the resin after melt-extrusion is high during melt-spinning, resulting in rapid cooling. Since high-speed take-up is possible, it is possible to reduce the fineness of the fibers. Also, even in cooling after the second component present on the fiber surface is melted during processing into a nonwoven fabric, the solidification temperature is high, so it is suitable for high-speed production and the amount of heat given to the first component. is reduced, and bulkiness is easily obtained.
  • the second component when the heat of fusion per unit mass of the second component in the second temperature rising process is 73.5 mJ / mg or less, the second component has moderate crystallinity, so the second component can be used when processing into a nonwoven fabric. is easy to melt, has adhesive strength, and does not give excessive heat to the first component, so that a nonwoven fabric having good texture (bulkyness and adhesiveness) can be obtained.
  • the first component is melt-spun at a lower temperature than the second component and drawn at a predetermined drawing temperature and draw ratio to obtain a conjugate fiber that satisfies the above requirements. Arrived.
  • the spinning temperature of the component with the high melting point is set higher than the spinning temperature of the component with the low melting point, or the spinning temperature of the component with the high melting point and the component with the low melting point is the same.
  • the spinning temperature of the first component with a high melting point lower than the spinning temperature of the second component with a low melting point, the spinnability of the conjugate fiber is improved, and the obtained nonwoven fabric using the conjugate fiber has softness and It was found that bulkiness is improved.
  • the crystallization temperature of the second component in the cooling process is 78 ° C. or higher, and the heat of fusion per unit mass of the second component is By satisfying 73.5 mJ/mg or less, adhesion (agglutination) is less likely to occur during spinning and/or drawing, yarn breakage is less likely to occur, and fibers with high productivity can be easily obtained. Even when the fibers are crimped, the shape of the crimp is likely to be maintained, and crimp expression is likely to be favorable. Furthermore, it is possible to draw at a draw ratio close to the maximum draw ratio (Vmax), and a finer conjugate fiber can be obtained.
  • Vmax maximum draw ratio
  • the conjugate fiber thus obtained has excellent fibrous web formability when processed into a nonwoven fabric, and a uniform nonwoven fabric can be obtained.
  • differential scanning calorimetry is performed under the following conditions based on JIS K 7121:1987.
  • a sample amount of the fiber to be a sample is set to 3.0 mg, weighed, and filled in a sample holder.
  • the fiber filled in the sample holder is heated from normal temperature (23 ⁇ 2° C.) to 250° C. at a rate of 5° C./min (first heating process), and the DSC measurement is performed at the time of the first melting. I do.
  • the temperature is maintained for 10 minutes, and the temperature is lowered from 250° C. to 40° C. at a rate of 1° C./min (cooling process) to solidify the molten sample.
  • the DSC is measured when the temperature is lowered.
  • the sample was held at 40°C for 10 minutes without removing it from the DSC measuring instrument, and then the temperature was raised again from 40°C to 250°C at a rate of 5°C/min. (Second heating process), DSC measurement at the time of second melting is performed.
  • the crystallization temperature of the second component in the cooling process is 78.0 ° C. or more. It is preferably 0°C or lower, more preferably 79.0°C or higher and 105.0°C or lower, further preferably 80.0°C or higher and 100.0°C or lower, and 81.0°C or higher and 95.0°C or lower. It is even more preferably 0°C or lower, and particularly preferably 82.0°C or higher and 93.0°C or lower.
  • the crystallization temperature of the second component in the temperature-lowering process of the DSC curve refers to the temperature at the exothermic peak of the second component in the DSC curve obtained in the temperature-lowering process.
  • the melting per unit mass of the second component in the second heating process is preferably 25.0 mJ/mg or more and 73.5 mJ/mg or less, more preferably 27.0 mJ/mg or more and 72.5 mJ/mg or less, and 28.5 mJ/mg or more and 71.5 mJ/mg. mg or less, still more preferably 30.0 mJ/mg or more and 70.5 mJ/mg or less, and particularly preferably 32.0 mJ/mg or more and 69.5 mJ/mg or less.
  • the heat of fusion per unit mass of the second component in the second heating process of the DSC curve is obtained by calculating the heat of fusion from the endothermic peak of the second component in the DSC curve obtained in the second heating process. It is calculated by converting the obtained heat of fusion into the heat of fusion per 1 mg of the second component.
  • the unit of the second component in the first heating process is preferably 68.0 mJ/mg or less, more preferably 25.0 mJ/mg or more and 68.0 mJ/mg or less, and 27.0 mJ/mg or more and 67.0 mJ/mg or less.
  • the heat of fusion per unit mass of the second component in the first heating process is 68.0 mJ/mg or less, the second component existing on the fiber surface melts quickly during processing into a nonwoven fabric, and the fiber is formed in a short time.
  • the heat of fusion per unit mass of the second component in the first heating process of the DSC curve is obtained by calculating the heat of fusion from the endothermic peak of the second component in the DSC curve obtained in the first heating process. It is calculated by converting the obtained heat of fusion into the heat of fusion per 1 mg of the second component.
  • the heat of crystallization per unit mass of the second component in is preferably 59.5 mJ/mg or less, more preferably 15.0 mJ/mg or more and 59.5 mJ/mg or less, and 20.0 mJ/mg or more It is more preferably 56.0 mJ/mg or less, even more preferably 25.0 mJ/mg or more and 53.0 mJ/mg or less, and further preferably 30.0 mJ/mg or more and 50.0 mJ/mg or less.
  • the heat of crystallization per unit mass of the second component in the temperature-lowering process of the DSC curve is obtained by obtaining the heat of crystallization from the exothermic peak of the second component in the DSC curve obtained in the temperature-lowering process. It is calculated by converting the amount of heat into the amount of heat of crystallization per 1 mg of the second component.
  • the first component peak (endothermic peak ) The ratio of height to half width is preferably 11.0 or less, more preferably 10.5 or less, still more preferably 10.0 or less, and even more preferably 9.5 or less It is preferably 9.0 or less, and particularly preferably 8.5 or less.
  • the ratio of the peak (endothermic peak) height to half width of the first component in the first heating process is preferably 2.0 or more, more preferably 2.5 or more, and 3.0 or more. is more preferably 3.5 or more, even more preferably 4.0 or more, and particularly preferably 4.5 or more.
  • the endothermic peak (melting peak) of the first component (polylactic acid) constituting the core component of the composite fiber is compared.
  • the polylactic acid generally has a broad shape, which eliminates the drawbacks of polylactic acid, which is generally said to be hard and brittle, and makes it easier to obtain a nonwoven fabric with good softness and bulkiness.
  • the peak half-value width in the DSC curve is measured based on the half-value width method of the Japanese Pharmacopoeia.
  • FIG. 3 is a schematic illustration of a method for calculating the peak height/half width ratio of the first component in the first heating process in the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC).
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the heat of fusion is preferably 30.0 mJ/mg or more, more preferably 30.0 mJ/mg or more and 100.0 mJ/mg or less, and preferably 35.0 mJ/mg or more and 90.0 mJ/mg or less. more preferably 40.0 mJ/mg or more and 80.0 mJ/mg or less, even more preferably 42.0 mJ/mg or more and 75.0 mJ/mg or less, and 45.0 mJ/mg or more and 70 0 mJ/mg or less is particularly preferred.
  • the heat of fusion per unit mass of the first component in the first heating process of the DSC curve is obtained by calculating the heat of fusion from the endothermic peak of the first component in the DSC curve obtained in the first heating process. It is calculated by converting the obtained heat of fusion into the heat of fusion per 1 mg of the first component.
  • the crystallization time of the second component in the cooling process is is preferably 208 minutes or more and 228 minutes or less, more preferably 210 minutes or more and 227 minutes or less, even more preferably 212 minutes or more and 226 minutes or less, and 214 minutes or more and 225 minutes or less. It is more preferable, and particularly preferably 216 minutes or more and 224 minutes or less.
  • the crystallization time of the second component in the temperature-lowering process of the DSC curve refers to the exothermic peak time of the second component in the DSC curve obtained in the temperature-lowering process.
  • the first component contains poly-L-lactic acid.
  • the poly-L-lactic acid preferably has a melting point of 160° C. or higher, more preferably 165° C. or higher, still more preferably 168° C. or higher, and particularly preferably 173° C. or higher.
  • the melting point of poly-L-lactic acid is 160° C. or higher, the difference in melting point from that of the sheath component is not small, and the difference from the processing temperature when thermally processing a fibrous structure such as a nonwoven fabric is large. Not bad.
  • the upper limit of the melting point of poly-L-lactic acid is preferably 230° C. or lower.
  • the first component may contain a nucleating agent.
  • a nucleating agent Any known nucleating agent may be used, but inorganic fillers such as calcium carbonate, talc, silica, and aluminum compounds, fatty acid metal salts such as calcium stearate, phosphate ester metal salts, amide compounds, mica, and the like are preferable. minerals such as wollastonite, barium sulfate, and the like.
  • a nucleating agent may be added in an amount of 0.01 to 10 parts by mass, preferably 0.05 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of poly-L-lactic acid.
  • the optical purity of poly-L-lactic acid is 95% or more, preferably 98.0% or more, more preferably 98.5% or more, still more preferably 99.0% or more, and particularly preferably 99.5% or more.
  • the film does not become saggy during thermal processing, and the bulk recoverability is improved.
  • the poly-L-lactic acid used in the present invention tends to have high heat resistance and high flexural elasticity, so it is easy to obtain a nonwoven fabric with low heat shrinkage, high bulk, and excellent bulk recovery.
  • poly-L-lactic acid In addition to the poly-L-lactic acid, other resins may be mixed with the first component as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Other resins include, for example, aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polytrimethylene terephthalate, aromatic-aliphatic polyesters, aliphatic polyesters, and polyolefins.
  • the proportion of poly-L-lactic acid in the first component is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and 95% by mass or more. Most preferably there is.
  • the second component contains an aliphatic polyester composed of glycol and dicarboxylic acid.
  • the aliphatic polyester is preferably a polyalkylene dicarboxylate, specifically polybutylene succinate, polybutylene adipate, polybutylene sebacate, polyethylene oxalate, polyethylene succinate, polyethylene adipate, polyethylene azelate, Examples include polyhexamethylene sebacate, polyneopentyl oxalate, and copolymers thereof.
  • polybutylene succinate which is a condensate of succinic acid and 1,4-butanediol, and/or its copolymer has a relatively high melting point of about 110 ° C., and has excellent fiber productivity, nonwoven fabric processability, and nonwoven fabric physical properties. It is preferable because it is excellent in biomass raw material and can be used as a raw material.
  • the melting point of the aliphatic polyester is preferably 100°C or higher and 130°C or lower, more preferably 110°C or higher and 125°C or lower.
  • the melting point is 100° C. or higher, the molten resin discharged from the nozzle during melt spinning solidifies quickly, and the generation of fused threads is suppressed.
  • the melting point is 130° C. or less, the difference in melting point from that of the first component is large, and the material does not become weak during thermal processing.
  • the second component preferably contains a nucleating agent.
  • Nucleating agents include, for example, inorganic nucleating agents and organic nucleating agents.
  • inorganic nucleating agents include inorganic fillers such as calcium carbonate, talc, silica and aluminum compounds, minerals such as mica and wollastonite, and barium sulfate.
  • organic nucleating agents include fatty acid metal salts, phosphoric acid ester metal salts, amide compounds, and the like.
  • an organic nucleating agent is preferable, and a fatty acid metal salt is particularly preferable. Further, the fatty acid metal salt has the effect of improving the heat resistance after fiber formation because uniform and fine crystals can be obtained.
  • Fatty acid metal salts include sodium laurate, potassium laurate, potassium hydrogen laurate, magnesium laurate, calcium laurate, zinc laurate, sodium myristate, potassium hydrogen myristate, magnesium myristate, calcium myristate, and zinc myristate.
  • a divalent or higher metal salt facilitates the formation of a physical cross-linked structure, restricting the mobility of polymer chain segments, and can act as crystal nuclei for rapid crystallization.
  • a fatty acid metal salt having a higher melting point than the resin melting point of the second component is preferred, and a metal salt having a high bonding strength with the fatty acid is preferred. Examples include calcium, magnesium and zinc, with calcium being particularly preferred.
  • a fatty acid it is preferable that it is a saturated fatty acid with a high melting point.
  • the number of carbon atoms in the fatty acid is preferably 12 or more and 28 or less, more preferably 14 or more and 20 or less. Within this range, the molecular chain is not too long and the melting point is lower than the spinning temperature of the second component, so that the nucleating agent is uniformly dispersed in the resin.
  • One or more selected from the group consisting of calcium stearate, magnesium stearate, and zinc stearate is particularly preferred.
  • the second component preferably contains 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less of a nucleating agent with respect to 100 parts by mass of the aliphatic polyester, and more preferably. contains 0.03 to 10 parts by mass, more preferably 0.06 to 5 parts by mass.
  • the nucleating agent is an inorganic nucleating agent, it is preferable that the inorganic nucleating agent is contained in an amount of 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the aliphatic polyester from the viewpoint of promoting crystallization of the resin.
  • nucleating agent is an organic nucleating agent, from the viewpoint of promoting crystallization of the resin, 0.01 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less of the organic nucleating agent should be included with respect to 100 parts by mass of the aliphatic polyester. , more preferably 0.03 to 4.0 parts by mass, and even more preferably 0.06 to 3.0 parts by mass.
  • the second component may be mixed with other resins other than the aliphatic polyester as long as the effect of the present invention is not impaired.
  • Other resins include, for example, polylactic acid, polyhydroxybutyrate, polyhydroxybutyrate valerate, polycaprolactam, and aromatic polyesters, polyamides, polyolefins, and the like.
  • the proportion of the aliphatic polyester in the second component is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, further preferably 90% by mass or more, and 95% by mass or more. Most preferably there is.
  • the shape of the fiber cross section is not particularly limited as long as the second component occupies 50% or more of the fiber surface.
  • the shape of the fiber cross section of the first component may be semicircular, elliptical, Y-shaped, X-shaped, I-shaped, polygonal, star-shaped, or other irregular shapes other than circular.
  • the shape may be elliptical, Y-shaped, X-shaped, I-shaped, polygonal, star-shaped, or hollow, in addition to circular.
  • the conjugate fiber is preferably a core-sheath conjugate fiber having the first component as a core component and the second component as a sheath component. More preferably, it is a concentric core-sheath composite fiber that coincides with the central position.
  • the conjugate fiber may be an eccentric core-sheath conjugate fiber in which the center position of the first component does not coincide with the center position of the conjugate fiber.
  • the conjugate fiber preferably has a conjugate ratio (first component/second component) of 80/20 to 30/70, more preferably 75/25 to 35/65, more preferably 75/25 to 35/65 by mass. 70/30 to 40/60, more preferably 65/35 to 50/50, particularly preferably 60/40 to 55/45.
  • first component/second component 80/20 to 30/70, more preferably 75/25 to 35/65, more preferably 75/25 to 35/65 by mass.
  • 70/30 to 40/60 more preferably 65/35 to 50/50, particularly preferably 60/40 to 55/45.
  • the conjugate fiber preferably has a crimp rate of 2% or more and 20% or less, more preferably 4% or more and 15% or less.
  • the crimp rate is 2% or more, the fibers do not straighten, making it easier to obtain a bulky nonwoven fabric.
  • the crimp rate is 20% or less, the fibrillating property is good and it is easy to obtain a carded web and an airlaid web with a good texture.
  • the crimp shape is not particularly limited, and any crimp shape such as mechanical crimp, wavy crimp, and spiral crimp may be used.
  • the single fiber strength of the composite fiber is not particularly limited, it is preferably 1.0 cN/dtex or more and 5.0 cN/dtex or less, and more preferably 1.0 cN/dtex or more and 4.0 cN/dtex or less. .
  • the fiber structure such as nonwoven fabric has good bulk recoverability and flexibility.
  • the single fiber fineness of the conjugate fiber is not particularly limited, it is preferably 0.3 dtex or more and 30 dtex or less, more preferably 1 dtex or more and 20 dtex or less, from the viewpoint of bulk recovery of fiber structures such as nonwoven fabrics. , more preferably 1.5 dtex or more and 10 dtex or less, even more preferably 1.6 dtex or more and 8 dtex or less, even more preferably 1.7 dtex or more and 6 dtex or less, particularly 1.8 dtex or more and 3 dtex or less preferable.
  • the conjugate fiber of the present invention can be produced by melt-spinning the first component at a temperature lower than that of the second component and drawing under predetermined conditions.
  • a first component containing 70% by mass or more of poly-L-lactic acid with an optical purity of 95% or more and a second component containing 70% by mass or more of an aliphatic polyester composed of glycol and dicarboxylic acid are prepared.
  • the first component preferably contains 80% by mass or more of the poly-L-lactic acid, more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 95% by mass or more.
  • the second component preferably contains 80% by mass or more of the aliphatic polyester, more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 95% by mass or more.
  • the poly-L-lactic acid and the aliphatic polyester those mentioned above can be used.
  • the first component and the second component are melt-spun to produce a spun filament in which the second component occupies 50% or more of the fiber surface (hereinafter also referred to as "spinning step").
  • a melt spinning machine is equipped with a composite nozzle capable of obtaining a predetermined fiber cross section, and the first component and the second component are extruded such that the second component occupies 50% or more of the fiber surface. Melt spinning to obtain spun filaments (ie, undrawn filaments).
  • the first component is melt spun at a lower temperature than the second component. As a result, the cooling of the first component can be facilitated, and the crystallization can be accelerated, so that the crystallization of the first component can be easily controlled.
  • the spun filament has good drawability, and not only becomes a fiber with well-defined crystallinity and orientation during drawing, but also can be made finer after drawing.
  • the first component is preferably melt-spun at a temperature lower than that of the second component by 1°C or higher and 30°C or lower, more preferably 3°C or higher and 20°C or lower, and 5°C or higher and 18°C or lower. It is more preferable to carry out melt spinning at a temperature lower than 7° C. or higher and 16° C. or lower, and it is particularly preferred to carry out melt spinning at a lower temperature.
  • the first component may be melt-spun at a temperature of 200° C. or higher and 240° C. or lower
  • the second component may be melt-spun at a temperature of 220° C. or higher and 250° C. or lower. C. or higher and 235.degree. C. or lower
  • the second component may be melt spun at a temperature of 225.degree. C. or higher and 245.degree.
  • the second component may be melt spun at a temperature of 225° C. or higher and 240° C. or lower
  • the first component may be melt spun at a temperature of 215° C. or higher and 225° C. or lower
  • the second component is melt spun at a temperature of 225° C. or higher and 235° C.
  • Melt spinning may be performed at the following temperatures:
  • the spun filaments are drawn to obtain drawn filaments (composite fibers).
  • the drawing process may be a so-called one-stage drawing in which the drawing process is performed in only one step, or may be a multi-step drawing in which the drawing process is performed in two or more steps.
  • the stretching temperature is set to 55° C. or higher and 90° C. or lower in the first step of the one-step drawing or the first step of the multi-step drawing. When the stretching temperature is 90° C. or lower, fusion does not occur during the stretching process. When the stretching temperature is 55° C. or higher, the film can be highly stretched.
  • the stretching temperature is preferably 60° C. or higher and 85° C. or lower, more preferably 70° C. or higher and 80° C. or lower. In the second and subsequent stages of multi-stage stretching, the stretching temperature is preferably 60° C.
  • the stretching temperature for the second and subsequent stages is preferably the same as that for the first stage or higher than that for the first stage.
  • the temperature difference between the first stage and the second and subsequent stages is preferably 0° C. or higher and 30° C. or lower, more preferably 0° C. or higher and 25° C. or lower, even more preferably 1° C. or higher and 20° C. or lower, particularly 2° C. or higher and 17° C. or lower. preferable.
  • the draw ratio is 1.4 times or more. Thereby, the crystallinity of the first component and the second component can be improved, and the softness and bulkiness of the nonwoven fabric can be improved.
  • the draw ratio is preferably 1.4 times or more and 3.8 times or less, more preferably 1.5 times or more and 3.5 times or less, and 1.6 times or more and 3.2 times or less. is more preferable, 1.7 times or more and 2.9 times or less is even more preferable, and 1.8 times or more and 2.6 times or less is particularly preferable.
  • the draw ratio is 1.4 times or more, the spun filaments can be uniformly drawn without causing yarn breakage during the drawing process.
  • the drawing process may be one-step drawing or multi-step drawing of two or more steps.
  • the second and subsequent stages of multi-stage drawing may be tension heat setting in which heat treatment is performed in a tensioned state, or relaxation heat setting in which heat treatment is performed in a relaxed state.
  • tension heat set it may be 1.0 times or more and 1.2 times or less, and may be 1.0 times or more and 1.1 times or less.
  • relaxation heat set it may be 0.9 times or more and less than 1.0 times, or 0.95 times or more and less than 1.0 times.
  • the second and subsequent stages of the multi-stage drawing are preferably tension heat setting.
  • the tension heat setting is performed, the crystallinity of the first component and the second component can be arranged and stabilized, so that the workability in the subsequent secondary molding (for example, nonwoven molding) is improved.
  • the draw ratio is obtained by multiplying the draw ratio of each step.
  • the stretching ratio is preferably 60% or more and 99% or less of the maximum stretching ratio (Vmax), more preferably 65% or more and 99% or less, and still more preferably 70% or more and 99% or less.
  • Vmax maximum stretching ratio
  • the draw ratio is 60% or more and 99% or less of the maximum draw ratio, it is possible to highly draw while suppressing yarn breakage in the drawing step.
  • the stretching method may be either a wet stretching method or a dry stretching method.
  • the heat medium air, steam, water, oils such as glycerin, and the like can be appropriately used.
  • drawing can be performed while heating in a liquid, for example, drawing may be performed in hot water or hot water.
  • the drawing can be performed in a hot gas or while being heated with a hot metal roll or the like. Stretching is preferably carried out in warm water. This is because, when the conjugate fiber is a core-sheath type conjugate fiber, hot water is more likely to cause strain in the core component and the sheath component, and the peaks of the crimps are more likely to be curved.
  • the "maximum draw ratio (V max )" is measured as follows. Melt spinning is performed using a core-sheath type composite nozzle, and the obtained spun filaments (undrawn fiber bundle) are wet-drawn in hot water at a predetermined temperature. At this time, the delivery speed (V 1 ) of the roll for delivering the unstretched fiber bundle is set at 10 m/min, and the winding speed (V 2 ) of the metal roll on the winding side is gradually increased from 10 m/min.
  • the winding speed of the metal roll on the winding side when the undrawn fiber bundle is broken is defined as the maximum drawing speed
  • the ratio of the maximum drawing speed to the delivery speed of the roll that sends out the undrawn fiber bundle (V 2 /V 1 )
  • the obtained speed ratio is defined as the maximum draw ratio (V max ).
  • the maximum stretching ratio is the same method and at the same temperature as the stretching process. can be measured.
  • the same drawing method and drawing as the drawing process in which the treatment is performed at a higher drawing temperature are used. Measure the maximum draw ratio at temperature.
  • the maximum draw ratio is measured by both methods. and the larger maximum draw ratio is taken as the maximum draw ratio under the manufacturing conditions.
  • a predetermined amount of fiber treatment agent is attached to the obtained drawn filaments as necessary, and further mechanical crimping is applied by a crimper (crimping device) as necessary.
  • the fiber treatment agent can easily disperse the fibers in water or the like when the nonwoven fabric is produced by a wet papermaking method.
  • the external force is, for example, the force applied when crimping is applied by a crimper
  • the fiber treatment agent is impregnated into the fiber, more water is added. Dispersibility to etc. is improved.
  • the drawn filaments After application of the fiber treatment agent (or in a wet state without application of the fiber treatment agent) at a temperature within the range of 80° C. or higher and 110° C. or lower for several seconds to about 30 minutes. and dry the fibers. The drying treatment may be omitted in some cases. Thereafter, the drawn filaments are preferably cut so that the fiber length is 1 mm or more and 100 mm or less, more preferably 2 mm or more and 70 mm or less.
  • the composite fiber is a core-sheath type composite fiber
  • the poly-L-lactic acid as the core component and the aliphatic polyester as the sheath component are highly compatible, core-sheath separation is unlikely to occur, and a high-strength heat-bonded nonwoven fabric can be obtained.
  • the aliphatic polyester of the sheath component has excellent adhesion to polylactic acid, polyester other than poly-L-lactic acid, and cellulose, it is possible to obtain a nonwoven fabric with stronger adhesion points.
  • the composite fiber of the present invention can be used, for example, in fiber structures such as threads, nonwoven fabrics, and woven and knitted fabrics.
  • the fiber structure may contain 5% by mass or more of conjugate fibers, or 10% by mass or more.
  • the conjugate fiber of the present invention is contained in an amount of 5% by mass or more, and the second component of the conjugate fiber is melted so that the constituent fibers are thermally bonded to each other.
  • the nonwoven fabric may contain 20% by mass or more of the composite fiber, 30% by mass or more, 40% by mass or more, 50% by mass or more, 60% by mass or more, or 70% by mass.
  • natural fibers for example, natural fibers, regenerated fibers, and synthetic fibers can be used as the other fibers.
  • natural fibers include cotton, silk, wool, hemp, pulp, and kapok.
  • regenerated fibers include rayon, cupra, and polynosic.
  • synthetic fibers include acrylic fibers, polyester fibers, polyamide fibers, polyolefin fibers, and polyurethane fibers.
  • one or a plurality of types of fibers can be appropriately selected from the above-described fibers depending on the intended use.
  • Examples of the fiber web form that constitutes the nonwoven fabric of the present invention include parallel webs, semi-random webs, random webs, cross-laid webs, criss-cross webs, air-laid webs, and wet papermaking webs.
  • the fiber web exerts its effect by bonding the second component through heat treatment.
  • the fibrous web may be subjected to needle punching or hydroentangling as required.
  • the heat treatment means is not particularly limited as long as the function of the conjugate fiber of the present invention can be fully exhibited, and can be performed by means of wind pressure such as a hot air through-type heat treatment machine, a hot air up/down spray type heat treatment machine, an infrared heat treatment machine, or the like. It is preferable to use a heat treatment machine that does not apply much pressure.
  • the nonwoven fabric preferably has a specific volume of 20 cm 3 /g or more at a load of 2.96 N/cm 3 , more preferably 30 cm 3 /g or more and 100 cm 3 /g or less, from the viewpoint of excellent initial bulk.
  • the nonwoven fabric preferably has a specific volume at a load of 19.6 N/cm 3 of 10 cm 3 /g or more, more preferably 15 cm 3 /g or more and 40 cm 3 /g or less, from the viewpoint of excellent bulk recovery. .
  • the nonwoven fabric has a bending resistance in the machine direction (MD direction) when the basis weight of the nonwoven fabric is about 20 g/m 2 (specifically, 20 ⁇ 3 g/m 2 ). is preferably 100 mN ⁇ mm or less, more preferably 15 mN ⁇ mm or more and 50 mN ⁇ mm or less.
  • the bending resistance in the MD direction is preferably 250 mN ⁇ mm or less, and preferably 30 mN ⁇ mm or more and 200 mN ⁇ mm. The following are more preferable.
  • the machine direction refers to the direction in which the fibers are oriented.
  • the nonwoven fabric has a bending resistance in the perpendicular direction (CD direction) when the fabric weight of the nonwoven fabric is about 20 g/m 2 (specifically, 20 ⁇ 3 g/m 2 ). is preferably 30 mN ⁇ mm or less, more preferably 5 mN ⁇ mm or more and 20 mN ⁇ mm or less.
  • the bending resistance in the CD direction is preferably 50 mN ⁇ mm or less, and 15 mN ⁇ mm or more and 45 mN ⁇ mm. The following are more preferable.
  • the nonwoven fabric preferably has a tensile strength reduction rate of 50% or less, more preferably 40% or less, as measured by the following water resistance and heat resistance tests. % or less is more preferable. Moreover, it may be 0% or more. When the rate of decrease is within this range, while maintaining biodegradability, an appropriate strength can be obtained even when used in an environment that is constantly heated and in an environment in which liquid is impregnated.
  • a nonwoven fabric (basis weight: about 40 g/m 2 , specifically 40 ⁇ 3 g/m 2 ) is immersed in deionized water at 45° C. for 7 weeks.
  • the tensile strength before impregnation and after 7 weeks was measured according to JIS L 1913: 2010 6.3, using a constant-speed tension type tensile tester, with a test piece width of 5 cm, a grip interval of 10 cm, and a tensile speed of 30 ⁇ 2 cm / It is subjected to a tensile test under the condition of min, and the load value at the time of cutting is measured.
  • the nonwoven fabric of the present invention can be used as at least part of a cushion material.
  • the cushion material include interior materials such as home chairs and vehicle seats, sanitary materials such as diapers and sanitary napkins, filters, cosmetic materials such as cosmetic puffs, and moldings such as brassiere pads. .
  • Fabric weight The fabric weight of the nonwoven fabric was measured based on JIS L 1913:2010 6.2.
  • Specific volume 2.96 N/cm 3 or 19.6 N/cm using a thickness measuring machine (trade name “THICKNESS GAUGE”, model “CR-60A”, manufactured by Daiei Kagaku Seiki Seisakusho Co., Ltd.)
  • the thickness of the nonwoven fabric was measured with the load of 3 applied, and calculated from the basis weight and thickness of the nonwoven fabric.
  • Figures 1 and 2 show the DSC curve of the composite fiber of Example 8.
  • the composite fiber of Example 8 contains calcium stearate.
  • the crystallization temperature of the second component in the temperature-lowering process is 78 ° C. or higher, and the second component in the second temperature-increasing process
  • the heat of fusion per unit mass was 73.5 mJ/mg or less.
  • the nonwoven fabrics of Examples 1 to 5 and 11 to 18 having a basis weight of about 40 g/m 2 obtained using the conjugate fibers had a MD bending resistance of 250 mN ⁇ mm or less, and had excellent flexibility and bulkiness. was excellent.
  • the nonwoven fabrics of Examples 6 to 10 having a basis weight of about 20 g/m 2 had a MD bending resistance of 100 mN ⁇ mm or less, and were excellent in flexibility and bulkiness. Further, the nonwoven fabrics of Examples have a specific volume of 20 cm 3 /g or more at a load of 2.96 N/cm 3 , a high initial bulk, and a specific volume of 10 cm 3 /g at a load of 19.6 N/cm 3 g. As described above, the bulk retention property was also good.
  • the nonwoven fabrics prepared using 100% by mass of the fibers of Examples 2, 13, and 14 each had a tensile strength reduction rate of 50% or less after the water resistance/heat resistance test. It can be said that there is water resistance and heat resistance.
  • the second component when calcium stearate was added as a nucleating agent to the second component, excellent water resistance and heat resistance were exhibited. Therefore, by adding a nucleating agent to the second component, biodegradability can be controlled, and by using a fatty acid metal salt, the crystallinity is adjusted, contributing to water resistance and heat resistance.
  • the present invention includes at least the following embodiments.
  • a first component containing poly-L-lactic acid with an optical purity of 95% or higher A composite fiber comprising a glycol and a second component comprising an aliphatic polyester comprising a dicarboxylic acid, The second component occupies 50% or more of the fiber surface,
  • the conjugate fiber has a crystallization temperature of the second component of 78 ° C. or higher in the temperature-lowering process, and A composite fiber having a heat of fusion per unit mass of 73.5 mJ/mg or less.
  • the conjugate fiber has a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC), in which the heat of fusion per unit mass of the second component in the first heating process is 68.0 mJ/mg or less.
  • the composite fiber has a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC), in which the amount of heat of crystallization per unit mass of the second component in the cooling process is 59.5 mJ/mg or less [1] Or the composite fiber according to [2].
  • the composite fiber has a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC), in which the ratio of the peak height to half width of the first component in the first heating process is 11.0 or less.
  • the composite fiber has a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC), in which the heat of fusion per unit mass of the first component in the first heating process is 30.0 mJ/mg or more.
  • a method for producing a composite fiber according to any one of [1] to [10], A step of preparing a first component containing 70% by mass or more of poly-L-lactic acid with an optical purity of 95% or more and a second component containing 70% by mass or more of an aliphatic polyester composed of glycol and dicarboxylic acid; melt spinning the first component and the second component to produce spun filaments; drawing the spun filament to obtain a composite fiber in which the second component occupies 50% or more of the fiber surface;
  • the first component is melt-spun at a temperature lower than that of the second component;
  • the method for producing a conjugate fiber wherein in the drawing step, the drawing temperature is 55° C. or higher and 90° C. or lower, and the draw ratio is 1.4 times or more.
  • the conjugate fiber of the present invention is suitable for nonwoven fabrics with excellent bulkiness and flexibility, and nonwoven fabrics using the conjugate fiber can be used, for example, in sanitary materials such as diapers and napkin members, filters, wipers, agricultural materials, and food packaging. It can be used for materials, garbage bags, materials for automobiles, and the like.

Abstract

本発明は、光学純度が９５％以上のポリＬ－乳酸を含む第１成分と、グリコールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステルを含む第２成分とを含む複合繊維であって、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、降温過程における第２成分の結晶化温度が７８℃以上であり、かつ、２回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量が７３．５mJ/mg以下である複合繊維に関する。前記複合繊維は、第１成分を第２成分より低い温度で溶融紡糸し、５５℃以上９０℃以下、かつ１．４倍以上の延伸倍率で延伸することで製造することができる。これにより、良好な柔軟性及び嵩高性を有する繊維構造物に加工し得る複合繊維、その製造方法、及びそれを含む繊維構造物を提供することができる。

Description

複合繊維、その製造方法、及びそれを含む繊維構造物
　本発明は、ポリ乳酸を含む第１成分と、脂肪族ポリエステルを含む第２成分とを含む複合繊維、その製造方法、及びそれを含む繊維構造物に関する。
　不織布等の繊維構造物の素材として、低融点樹脂成分と高融点樹脂成分を含む複合繊維が広く使用されている。近年では、環境に配慮するために、複合繊維にバイオマス由来樹脂あるいは生分解性樹脂を用いることが行われている。例えば、特許文献１～４には、ポリ乳酸を芯成分に用い、ポリブチレンサクシネートを鞘成分に用いた複合繊維が提案されている。
特開２００６－１１２０１２号公報 特開２００７－１１９９２８号公報 特開２００７－１２６７８０号公報 特開２０１４－３７６５６号公報
　しかしながら、特許文献１～４に記載のポリ乳酸とポリブチレンサクシネートを含む複合繊維を用いた不織布は、柔軟性や嵩高性が足りず、風合いを更に改善することが求められている。
　本発明は、前記従来の問題を解決するため、良好な柔軟性及び嵩高性を有する繊維構造物に加工し得る複合繊維、その製造方法、及びそれを含む繊維構造物を提供する。
　本発明は、光学純度が９５％以上のポリＬ－乳酸を含む第１成分と、グリコールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステルを含む第２成分とを含む複合繊維であって、前記第２成分は、繊維表面の５０％以上を占めており、前記複合繊維は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、降温過程における第２成分の結晶化温度が７８．０℃以上であり、かつ、２回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量が７３．５mJ/mg以下である複合繊維に関する。
　本発明は、また、前記複合繊維の製造方法であって、光学純度が９５％以上のポリＬ－乳酸を７０質量％以上含む第１成分と、グリコールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステルを７０質量％以上含む第２成分を準備する工程と、前記第１成分及び前記第２成分を溶融紡糸して紡糸フィラメントを製造する工程と、前記紡糸フィラメントを延伸して、前記第２成分が繊維表面の５０％以上を占める複合繊維を得る工程を含み、前記紡糸フィラメントを製造する工程において、前記第１成分を前記第２成分より低い温度で溶融紡糸し、前記延伸工程において、延伸温度は５５℃以上９０℃以下であり、延伸倍率は１．４倍以上である、複合繊維の製造方法に関する。
　本発明は、また、前記複合繊維を５質量％以上含む繊維構造物に関する。
　本発明は、良好な柔軟性及び嵩高性を有する繊維構造物に加工し得る複合繊維を提供することができる。
　本発明は、また、良好な柔軟性及び嵩高性を有する繊維構造物を提供することができる。
　本発明の製造方法によれば、良好な柔軟性及び嵩高性を有する複合繊維を得ることができる。
実施例８の複合繊維の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線である。 実施例８の複合繊維の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線のうち、1回目の昇温過程のＤＳＣ曲線の部分図である。 示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、1回目の昇温過程における第１成分のピーク高さ／半値幅比を算出する方法の模式的説明図である。
　本発明者は、上記従来の問題を解決するため、検討を重ねた。その結果、ポリＬ－乳酸を含む第１成分と、グリコールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステルを含む第２成分とを含む複合繊維において、従来の複合繊維を熱加工して得られた不織布は、剛軟度が高く、柔軟性及び嵩高性が劣るが、該複合繊維の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、降温過程における第２成分の結晶化温度が７８℃以上であり、かつ、２回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量が７３．５mJ/mg以下を満たすようにし、第２成分の融解や固化の状態を上記範囲内にコントロールすることで、不織布に熱加工時の加工性も向上し、柔軟性及び嵩高性に優れた不織布が得られることを見出した。
　具体的には、降温過程における第２成分の単位質量当たりの結晶化温度が７８．０℃以上であると、溶融紡糸の際に、溶融押出後の樹脂の固化温度が高いため冷却が早く、高速での引き取りが可能であるため、繊維の細繊度化が可能となる。また、不織布への加工時に繊維表面に存在する第２成分が溶融された後の冷却においても、固化する温度が高いことから、高速での生産に適していることや、第１成分に与える熱量が少なくなり、嵩高性が得られやすい。さらに、２回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量が７３．５mJ/mg以下であると、第２成分が適度な結晶性を有するので、不織布への加工時に第２成分が溶融しやすく、接着強度も有しており、第１成分に過度に熱を与えないので、良好な風合い（嵩高性と接着性）を有する不織布が得られる。
　そして、特許文献１～４とは異なり、第１成分を第２成分より低い温度で溶融紡糸し、所定の延伸温度及び延伸倍率で延伸することで、上記要件を満たす複合繊維が得られることに辿り着いた。通常、複合紡糸において、融点が高い成分の紡糸温度を融点が低い成分の紡糸温度より高くするか、融点が高い成分と融点が低い成分の紡糸温度を同じにするが、本発明では、驚くことに、融点が高い第１成分の紡糸温度を融点が低い第２成分の紡糸温度より低くすることで、複合繊維の可紡性が向上し、得られた複合繊維を用いた不織布の柔軟性及び嵩高性が向上することを見出した。
　また、複合繊維の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、降温過程における第２成分の結晶化温度が７８℃以上であり、かつ、第２成分の単位質量あたりの融解熱量が７３．５mJ/mg以下を満たすようにすることで、紡糸及び／又は延伸時に密着（膠着）が発生しにくく、糸切れが発生しにくく、生産性の高い繊維が得られやすくなる。該繊維に捲縮を付与した場合も、捲縮の形状を維持しやすく、捲縮発現性も良好になりやすい。さらに、最大延伸倍率（Ｖｍａｘ）に近い倍率で延伸することが可能であり、より繊度の細い複合繊維を得ることができる。このようにして得られた複合繊維は、不織布への加工時に、繊維ウェブの形成性に優れ、均一な不織布を得ることができる。
　本発明において、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）は、ＪＩＳ　Ｋ　７１２１：１９８７に基づいて、以下の条件で行う。
　試料となる繊維のサンプル量を３．０ｍｇとし、秤量した後、試料ホルダーに充填する。次に、試料ホルダーに充填した繊維を、常温（２３±２℃）から２５０℃まで、５℃/分の速度で昇温し（１回目の昇温過程）、１度目の融解時のＤＳＣ測定を行う。２５０℃に到達した後、１０分間保持し、２５０℃から４０℃まで、１℃/分の速度で降温し（降温過程）、溶融した試料を凝固させる。このとき、降温時のＤＳＣを測定する。１回目の昇温工程及び降温工程が終わった後、試料をＤＳＣ測定機器から取り出さず、４０℃で１０分間保持した後、４０℃から２５０℃まで、５℃/分の速度で再度昇温し（２回目の昇温過程）、２度目の融解時のＤＳＣ測定を行う。
　本発明の複合繊維の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、繊維同士の融着を防止する観点から、降温過程における第２成分の結晶化温度が７８．０℃以上１１５．０℃以下であることが好ましく、７９．０℃以上１０５．０℃以下であることがより好ましく、８０．０℃以上１００．０℃以下であることがさらに好ましく、８１．０℃以上９５．０℃以下であることがさらにより好ましく、８２．０℃以上９３．０℃以下であることが特に好ましい。本発明において、ＤＳＣ曲線の降温過程における第２成分の結晶化温度は、降温過程で得られたＤＳＣ曲線において、第２成分の発熱ピーク時の温度を指す。
　本発明の複合繊維の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、不織布の嵩高性及び接着性を向上する観点から、２回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量は、２５．０mJ/mg以上７３．５mJ/mg以下であることが好ましく、２７．０mJ/mg以上７２．５mJ/mg以下であることがより好ましく、２８．５mJ/mg以上７１．５mJ/mg以下であることがさらに好ましく、３０．０mJ/mg以上７０．５mJ/mg以下であることがさらにより好ましく、３２．０mJ/mg以上６９．５mJ/mg以下であることが特に好ましい。本発明において、ＤＳＣ曲線の２回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量は、２回目の昇温過程で得られたＤＳＣ曲線において、第２成分の吸熱ピークから融解熱量を求め、求めた融解熱量を第２成分１ｍｇあたりの融解熱量に換算することで算出する。
　本発明の複合繊維の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、不織布の柔軟性、嵩高性、及び風合いをより向上する観点から、１回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量は６８．０mJ/mg以下であることが好ましく、２５．０mJ/mg以上６８．０mJ/mg以下であることがより好ましく、２７．０mJ/mg以上６７．０mJ/mg以下であることがさらに好ましく、３０．０mJ/mg以上６６．０mJ/mg以下であることが特に好ましく、３２．０mJ/mg以上６４．０mJ/mg以下であることがさらにより好ましく、３５．０mJ/mg以上６２．０mJ/mg以下であることがさらにより好ましく、３７．０mJ/mg以上５９．０mJ/mg以下であることがさらにより好ましく、４０．０mJ/mg以上５５．０mJ/mg以下であることが特に好ましい。1回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量が６８．０mJ/mg以下であると、不織布への加工時に繊維表面に存在する第２成分が早く溶融し、短時間で繊維が接着されるため、高速での生産が可能であり、また、第一成分への熱的な影響を最小限に抑えることができるため、カードウェブの嵩高性を維持し、最終的に嵩高な不織布が得られる。本発明において、ＤＳＣ曲線の1回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量は、１回目の昇温過程で得られたＤＳＣ曲線において、第２成分の吸熱ピークから融解熱量を求め、求めた融解熱量を第２成分１ｍｇあたりの融解熱量に換算することで算出する。
　本発明の複合繊維の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、繊維同士の融着をより効果的に防止し、不織布の柔軟性及び嵩高性をより向上する観点から、降温過程における第２成分の単位質量あたりの結晶化熱量が５９．５mJ/mg以下であることが好ましく、１５．０mJ/mg以上５９．５mJ/mg以下であることがより好ましく、２０．０mJ/mg以上５６．０mJ/mg以下であることがさらに好ましく、２５．０mJ/mg以上５３．０mJ/mg以下であることがさらにより好ましく、３０．０mJ/mg以上５０．０mJ/mg以下であることがさらにより好ましく、３５．０mJ/mg以上４８．５mJ/mg以下であることが特に好ましい。降温過程における第２成分の単位質量あたりの結晶化熱量が５９．５mJ/mg以下であると、不織布への加工時に繊維表面に存在する第２成分が溶融された後の冷却時に早く固化されるため、不織布がへたらない。本発明において、ＤＳＣ曲線の降温過程における第２成分の単位質量あたりの結晶化熱量は、降温過程で得られたＤＳＣ曲線において、第２成分の発熱ピークから結晶化熱量を求め、求めた結晶化熱量を第２成分１ｍｇあたりの結晶化熱量に換算することで算出する。
　本発明の複合繊維の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、不織布の柔軟性及び嵩高性をより向上する観点から、１回目の昇温過程における第１成分のピーク（吸熱ピーク）高さと半値幅の比が１１．０以下であることが好ましく、１０．５以下であることがより好ましく、１０．０以下であることがさらに好ましく、９．５以下であることがさらにより好ましく、９．０以下であることがさらにより好ましく、８．５以下であることが特に好ましい。また、１回目の昇温過程における第１成分のピーク（吸熱ピーク）高さと半値幅の比が２．０以上であることが好ましく、２．５以上であることがより好ましく、３．０以上であることがさらに好ましく、３．５以上であることがさらにより好ましく、４．０以上であることがさらにより好ましく、４．５以上であることが特に好ましい。１回目の昇温過程における第１成分のピーク高さと半値幅の比が上述した範囲であると、複合繊維の芯成分を構成する第１成分（ポリ乳酸）の吸熱ピーク（融解ピーク）が比較的にブロードな形状を有することになり、一般に硬くて脆いと言われるポリ乳酸の欠点が解消され、柔軟性及び嵩高性を良い不織布が得られやすくなる。本発明において、ＤＳＣ曲線において、ピーク半値幅は、日本薬局方の半値幅法に基づいて測定する。
　本発明において、ＤＳＣ曲線において、１回目の昇温過程における第１成分のピーク（吸熱ピーク）高さと半値幅の比は、下記のように算出することができる。図３は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、1回目の昇温過程における第１成分のピーク高さ／半値幅比を算出する方法の模式的説明図である。
（１）吸熱ピークのピークトップＳｔからベースラインＬｂに対して垂線Ｌ１を引き、垂線の長さをピーク高さ（h）とする。なお、ダブルピークの場合は、最も高いピークを採用する。
（２）垂線Ｌ１のピーク高さの半分(h/2)となる位置Ｓｈから垂線Ｌ１に直交するように引いた線と吸熱ピーク曲線が交わる点Ｓ１と点Ｓ２の距離を半値幅(Wh)とする。
（３）下記数式１でピーク比を算出する。
　［数式１］
　ピーク比＝h／Wh
　本発明の複合繊維の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、不織布の柔軟性及び嵩高性をより向上する観点から、1回目の昇温過程における第１成分の単位質量あたりの融解熱量が３０．０mJ/mg以上であることが好ましく、３０．０mJ/mg以上１００．０mJ/mg以下であることがより好ましく、３５．０mJ/mg以上９０．０mJ/mg以下であることがさらに好ましく、４０．０mJ/mg以上８０．０mJ/mg以下であることがさらにより好ましく、４２．０mJ/mg以上７５．０mJ/mg以下であることがさらにより好ましく、４５．０mJ/mg以上７０．０mJ/mg以下であることが特に好ましい。本発明において、ＤＳＣ曲線の1回目の昇温過程における第１成分の単位質量あたりの融解熱量は、１回目の昇温過程で得られたＤＳＣ曲線において、第１成分の吸熱ピークから融解熱量を求め、求めた融解熱量を第１成分１ｍｇあたりの融解熱量に換算することで算出する。
　本発明の複合繊維の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、繊維同士の融着を防止し、不織布の加工性を向上する観点から、降温過程における第２成分の結晶化時間が２０８分以上２２８分以下であることが好ましく、２１０分以上２２７分以下であることがより好ましく、２１２分以上２２６分以下であることがさらに好ましく、２１４分以上２２５分以下であることがさらにより好ましく、２１６分以上２２４分以下であることが特に好ましい。本発明において、ＤＳＣ曲線の降温過程における第２成分の結晶化時間は、降温過程で得られたＤＳＣ曲線において、第２成分の発熱ピーク時の時間を指す。
　前記第１成分は、ポリＬ－乳酸を含む。前記ポリＬ－乳酸は、融点が１６０℃以上であることが好ましく、１６５℃以上であることがより好ましく、さらに好ましくは１６８℃以上であり、特に好ましくは１７３℃以上である。ポリＬ－乳酸の融点が１６０℃以上であると、鞘成分との融点差が小さくならず、不織布等の繊維構造物に熱加工する際の加工温度との差が大きく、熱加工の際にへたらない。ポリＬ－乳酸の融点の上限は２３０℃以下であることが好ましい。
　前記第１成分は、核剤を含んでもよい。核剤としては、公知の何れでも構わないが、好ましくは、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミニウム化合物等の無機フィラー、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩、リン酸エステル金属塩、アミド系化合物、マイカやウラストナイト等の鉱物、硫酸バリウム等が挙げられる。核剤をポリＬ－乳酸１００質量部に対して０．０１質量部以上１０質量部以下添加してもよく、好ましくは０．０５質量部以上５質量部以下添加してよい。
　ポリＬ－乳酸の光学純度は、９５％以上であり、好ましくは９８．０％以上であり、より好ましくは９８．５％以上であり、さらに好ましくは９９．０％以上であり、特に好ましくは９９．５％以上である。光学純度が９５％以上であると、熱加工の際にへたらず、嵩回復性が向上する。
　本発明に用いられるポリＬ－乳酸は、耐熱性が大きく、曲げ弾性も大きくなる傾向があるため、熱収縮が小さく、嵩が大きく、嵩回復性も優れる不織布が得やすくなる。
　前記第１成分には、前記ポリＬ－乳酸以外に、本発明の効果を阻害しない範囲で他の樹脂を混合してもよい。他の樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、ポリオレフィン等が挙げられる。第１成分に占めるポリＬ－乳酸の割合は、７０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましく、９５質量％以上であることが最も好ましい。
　前記第２成分は、グリコールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステルを含む。前記脂肪族ポリエステルは、ポリアルキレンジカルボキシレートであることが好ましく、具体的にはポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンセバケート、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、及びこれらの共重合体等が挙げられる。中でも、コハク酸と１，４－ブタンジオールの縮合体であるポリブチレンサクシネート、及び/又はその共重合体は、融点が１１０℃程度と比較的高く、繊維生産性、不織布加工性、不織布物性に優れ、また、バイオマス原料化可能であることから、好ましい。
　前記脂肪族ポリエステルの融点は、１００℃以上１３０℃以下であることが好ましく、１１０℃以上１２５℃以下であることがより好ましい。融点が１００℃以上であると、溶融紡糸の際にノズルより吐出した溶融樹脂の固化が早く、融着糸の発生が抑制される。また、融点が１３０℃以下であると、第一成分との融点差が大きく、熱加工の際にへたらない。
　前記第２成分は、紡糸性を向上する観点から、核剤を含むことが好ましい。核剤としては、例えば、無機系核剤や有機系核剤が挙げられる。無機系核剤としては、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミニウム化合物等の無機フィラー、マイカやウラストナイト等の鉱物、硫酸バリウム等が挙げられる。有機系核剤としては、脂肪酸金属塩、リン酸エステル金属塩、アミド系化合物等が挙げられる。前記核剤としては、有機系核剤が好ましく、特に脂肪酸金属塩が好ましい。脂肪酸金属塩はさらに、均一で微細な結晶が得られるため、繊維形成後の耐熱性を向上する効果を有する。脂肪酸金属塩としては、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ラウリン酸水素カリウム、ラウリン酸マグネシウム、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛、ミリスチン酸ナトリウム、ミリスチン酸水素カリウム、ミリスチン酸マグネシウム、ミリスチン酸カルシウム、ミリスチン酸亜鉛、ミリスチン酸銀、ミリスチン酸アルミニウム、パルミチン酸カリウム、パルミチン酸マグネシウム、パルミチン酸カルシウム、パルミチン酸亜鉛、パルミチン酸銅、パルミチン酸鉛、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、オレイン酸マグネシウム、オレイン酸カルシウム、オレイン酸亜鉛、オレイン酸鉛、オレイン酸銅、オレイン酸ニッケル、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸タリウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸ニッケル、モンタン酸亜鉛、モルタン酸カルシウム、モルタン酸マグネシウム、１２－ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、１２－ヒドロキシステアリン酸リチウム、１２－ヒドロキシステアリン酸鉛、１２－ヒドロキシステアリン酸ニッケル、１２－ヒドロキシステアリン酸亜鉛、１２－ヒドロキシステアリン酸カルシウム、１２－ヒドロキシステアリン酸マグネシウム、１２－ヒドロキシステアリン酸バリウム、イソステアリン酸カリウム、イソステアリン酸マグネシウム、イソステアリン酸カルシウム、イソステアリン酸アルミニウム、イソステアリン酸亜鉛、イソステアリン酸ニッケル、ベヘニン酸ナトリウム、ベヘニン酸カリウム、ベヘニン酸マグネシウム、ベヘニン酸カルシウム、ベヘニン酸亜鉛、ベヘニン酸ニッケル、モンタン酸ナトリウム、モンタン酸カリウム、モンタン酸マグネシウム、モンタン酸カルシウム、モンタン酸アルミニウム、モンタン酸亜鉛、モンタン酸ニッケル，オクチル酸ナトリウム、オクチル酸リチウム、オクチル酸マグネシウム、オクチル酸カルシウム、オクチル酸バリウム、オクチル酸アルミニウム、オクチル酸ニッケル、セバシン酸ナトリウム、セバシン酸リチウム、セバシン酸マグネシウム、セバシン酸カルシウム、セバシン酸バリウム、セバシン酸アルミニウム、セバシン酸タリウム、セバシン酸鉛、セバシン酸ニッケル、ウンデシレン酸ナトリウム、ウンデシレン酸リチウム、ウンデシレン酸マグネシウム、ウンデシレン酸カルシウム、ウンデシレン酸バリウム、ウンデシレン酸アルミニウム、ウンデシレン酸鉛、ウンデシレン酸ニッケル、ウンデシレン酸ベベリウム、リシノール酸ナトリウム、リシノール酸リチウム、リシノール酸マグネシウム、リシノール酸カルシウム、リシノール酸バリウム、リシノール酸アルミニウム、リシノール酸タリウム、リシノール酸鉛、リシノール酸ニッケル、リシノール酸ベベリウム等が挙げられる。上記の中でも、２価以上の金属塩を用いることが好ましい。２価以上の金属塩を用いると、物理架橋構造ができ易くなり、高分子鎖のセグメントの運動性が制限されることで、結晶の核となって早く結晶化させることが可能である。さらに、紡糸性の観点から、第２成分の樹脂融点より高い融点を示す脂肪酸金属塩が好ましく、脂肪酸との結合力が高い金属塩が好ましい。例えば、カルシウム、マグネシウム、亜鉛が挙げられるが、特にカルシウムが好ましい。また、脂肪酸としては、融点の高い飽和脂肪酸であることが好ましい。脂肪酸の炭素数は、１２以上２８以下であることが好ましく、１４以上２０以下であることがより好ましい。この範囲内であると、分子鎖が長すぎず、また融点が第２成分の紡糸温度よりも低くなるため、樹脂内で核剤が均一に分散する。特に好ましくは、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、及びステアリン酸亜鉛からなる群から選ばれる一つ以上である。
　前記第２成分は、結晶性を高め、かつ紡糸性を向上させる観点から、前記脂肪族ポリエステル１００質量部に対して核剤を０．０１質量部以上２０質量部以下含むことが好ましく、より好ましくは０．０３質量部以上１０質量部以下含み、さらに好ましくは０．０６質量部以上５質量部以下含む。核剤が無機系核剤であれば、樹脂の結晶化を促進する観点から、前記脂肪族ポリエステル１００質量部に対して無機系核剤を０．１質量部以上２０質量部以下含むことが好ましく、０．５質量部以上１０質量部以下含むことがより好ましく、１．０質量部以上５．０質量部以下含むことがさらに好ましい。核剤が有機系核剤であれば、樹脂の結晶化を促進する観点から、前記脂肪族ポリエステル１００質量部に対して有機系核剤を０．０１質量部以上５．０質量部以下含むことが好ましく、０．０３質量部以上４．０質量部以下含むことがより好ましく、０．０６質量部以上３．０質量部以下含むことがさらに好ましい。
　前記第２成分には、前記脂肪族ポリエステル以外に、本発明の効果を阻害しない範囲で他の樹脂を混合してもよい。他の樹脂としては、例えば、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシブチレートバリレート、ポリカプロラクタム、及び芳香族ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン等が挙げられる。第２成分に占める前記脂肪族ポリエステルの割合は、７０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましく、９５質量％以上であることが最も好ましい。
　繊維断面の形状は、前記第２成分が繊維表面の５０％以上を占めるような形状であればよく、特に限定されない。例えば、第１成分の繊維断面における形状は、円形以外に、半円、楕円形、Ｙ形、Ｘ形、井形、多角形、星形等の異形であってもよく、複合繊維の繊維断面における形状は、円形以外に、楕円形、Ｙ形、Ｘ形、井形、多角形、星形等の異形、あるいは中空形であってもよい。
　前記複合繊維は、不織布の強力及び嵩高性の観点から、第１成分を芯成分とし、第２成分を鞘成分とする芯鞘複合繊維であることが好ましく、第１成分の中心位置が繊維の中心位置と一致する同心芯鞘複合繊維であることがより好ましい。前記複合繊維は、第１成分の中心位置が複合繊維の中心位置と一致しない偏芯芯鞘複合繊維であってもよい。
　前記複合繊維は、複合比（第１成分／第２成分）が質量比で、８０／２０～３０／７０であることが好ましく、より好ましくは７５／２５～３５／６５であり、さらに好ましくは７０／３０～４０／６０であり、さらにより好ましくは６５／３５～５０／５０であり、特に好ましくは６０／４０～５５／４５である。複合比が上述した範囲であることで、不織布が柔軟になりやすく、強力及び嵩回復性も良好になる。
　前記複合繊維は、捲縮率が２％以上２０％以下であることが好ましく、４％以上１５％以下であることがより好ましい。捲縮率が２％以上であると、繊維がストレート状にならず嵩高い不織布を得やすくなる。捲縮率が２０％以下であると、解繊性が良好であり、良好な地合のカードウェブ及びエアレイドウェブを得やすい。
　前記複合繊維において、捲縮形状は特に限定されず、機械捲縮、波形状捲縮及び螺旋状捲縮等のいずれの捲縮形状でもよい。
　前記複合繊維の単繊維強度は、特に限定されないが、１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることがより好ましい。１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるとカード工程における繊維ちぎれの発生が抑制される。４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であると、不織布等の繊維構造物の嵩回復性、柔軟性が良好である。
　前記複合繊維の単繊維繊度は、特に限定されないが、不織布等の繊維構造物の嵩回復性の観点から、０．３ｄｔｅｘ以上３０ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、１ｄｔｅｘ以上２０ｄｔｅｘ以下であることがより好ましく、１．５ｄｔｅｘ以上１０ｄｔｅｘ以下であることがさらに好ましく、１．６ｄｔｅｘ以上８ｄｔｅｘ以下であることがさらにより好ましく、１．７ｄｔｅｘ以上６ｄｔｅｘ以下であることがさらにより好ましく、１．８ｄｔｅｘ以上３ｄｔｅｘ以下が特に好ましい。
　本発明の複合繊維は、前記第１成分を前記第２成分より低い温度で溶融紡糸し、所定の条件で延伸することで作製することができる。
　まず、光学純度が９５％以上のポリＬ－乳酸を７０質量％以上含む第１成分と、グリコールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステルを７０質量％以上含む第２成分を準備する。第１成分は、前記ポリＬ－乳酸を８０質量％以上含むことが好ましく、９０質量％以上含むことがさらに好ましく、９５質量％以上含むことが特に好ましい。第２成分は、前記脂肪族ポリエステルを８０質量％以上含むことが好ましく、９０質量％以上含むことがさらに好ましく、９５質量％以上含むことが特に好ましい。ポリＬ－乳酸及び脂肪族ポリエステルは、上述したものを用いることができる。
　次に、前記第１成分及び前記第２成分を溶融紡糸して、前記第２成分が繊維表面の５０％以上を占める紡糸フィラメントを製造する（以下において、「紡糸工程」とも記す）。　具体的には、溶融紡糸機に所定の繊維断面が得られる複合ノズルを装着し、前記第２成分が繊維表面の５０％以上を占めるように、前記第１成分及び前記第２成分を押出して溶融紡糸して、紡糸フィラメント（すなわち、未延伸フィラメント）を得る。紡糸工程において、前記第１成分を前記第２成分より低い温度で溶融紡糸する。これにより、前記第１成分の冷却が進みやすくなり、早く結晶化できるため、前記第１成分の結晶化がコントロールしやすくなる。そのため、結晶配向が少なく、繊度の細い紡糸フィラメントを得ることができる。前記紡糸フィラメントは、延伸性がよく、延伸時に結晶性と配向性が整った状態の繊維となるだけでなく、延伸後により細繊度することが可能である。また、第２成分の結晶性が高い複合繊維を得ることができる。前記第１成分を前記第２成分より１℃以上３０℃以下低い温度で溶融紡糸することが好ましく、３℃以上２０℃以下低い温度で溶融紡糸することがより好ましく、５℃以上１８℃以下低い温度で溶融紡糸することがさらに好ましく、７℃以上１６℃以下低い温度で溶融紡糸することが特に好ましい。具体的には、前記第１成分を２００℃以上２４０℃以下の温度で溶融紡糸し、前記第２成分を２２０℃以上２５０℃以下の温度で溶融紡糸してもよく、前記第１成分を２０５℃以上２３５℃以下の温度で溶融紡糸し、前記第２成分を２２５℃以上２４５℃以下の温度で溶融紡糸してもよく、前記第１成分を２１０℃以上２３０℃以下の温度で溶融紡糸し、前記第２成分を２２５℃以上２４０℃以下の温度で溶融紡糸してもよく、前記第１成分を２１５℃以上２２５℃以下の温度で溶融紡糸し、前記第２成分を２２５℃以上２３５℃以下の温度で溶融紡糸してもよい。
　次に、前記紡糸フィラメントを延伸して、延伸フィラメント（複合繊維）を得る。
　延伸処理は、延伸工程が一段階のみの、いわゆる１段延伸でも良いし、延伸工程が２段以上ある多段延伸であってもよい。１段延伸、もしくは多段延伸の１段目において、延伸温度を５５℃以上９０℃以下に設定して実施する。延伸温度が９０℃以下であると、延伸処理中に融着が発生することがない。延伸温度が５５℃以上であると、高度に延伸することができる。延伸温度は６０℃以上８５℃以下であることが好ましく、７０℃以上８０℃以下であることがより好ましい。多段延伸の２段目以降においては、延伸温度は６０℃以上１００℃以下であることが好ましく、７０℃以上９５℃以下であることがより好ましく、７５℃以上９０℃以下であることが特に好ましい。多段延伸の場合、２段目以降の延伸温度は、１段目と同じ、もしくは１段目より高い温度で実施することが好ましい。１段目と２段目以降の温度差は、０℃以上３０℃以下が好ましく、０℃以上２５℃以下がより好ましく、１℃以上２０℃以下がさらに好ましく、２℃以上１７℃以下が特に好ましい。
　延伸倍率は、１．４倍以上である。これにより、第１成分及び第２成分の結晶性を高めることができ、ひいては、不織布の柔軟性及び嵩高性を向上させることができる。延伸倍率は、１．４倍以上３．８倍以下であることが好ましく、１．５倍以上３．５倍以下であることがより好ましく、１．６倍以上３．２倍以下であることがさらに好ましく、１．７倍以上２．９倍以下であることがさらにより好ましく、１．８倍以上２．６倍以下であることが特に好ましい。延伸倍率が１．４倍以上であると、延伸工程で糸切れが発生することなく、紡糸フィラメントを均一に引き延ばすことができる。延伸処理は、１段延伸であってもよく、２段以上の多段延伸であってもよい。また、多段延伸の２段目以降は、緊張状態で熱処理する緊張熱セット、もしくは弛緩状態で熱処理する弛緩熱セットであってもよい。緊張熱セットの場合は１．０倍以上１．２倍以下であってよく、１．０倍以上１．１倍以下であってよい。弛緩熱セットの場合は０．９倍以上１．０倍未満であってよく、０．９５倍以上１．０倍未満であってよい。多段延伸の２段目以降は、緊張熱セットであることが好ましい。緊張熱セットを行うと、第１成分及び第２成分の結晶性を整えて安定させることができるため、その後の二次成形時（例えば、不織の成形）の加工性が向上する。また、結晶性が整うことで、不織布の風合いが良くなり、嵩高性も向上する。多段延伸の場合は、延伸倍率は、各段階の延伸倍率を乗じたものとなる。
　延伸工程において、延伸倍率は、最大延伸倍率（Ｖｍａｘ）の６０％以上９９％以下であることが好ましく、より好ましくは６５％以上９９％以下、さらに好ましくは７０％以上９９％以下である。延伸倍率が最大延伸倍率の６０％以上９９％以下であると、延伸工程における糸切れを抑制しつつ、高度に延伸することができる。
　延伸方法は、湿式延伸法及び乾式延伸法のいずれであってもよい。熱媒としては、空気、蒸気、水、グリセリン等の油類等を適宜用いることができる。湿式延伸法の場合、液体中で加熱しながら延伸を行うことができ、例えば、熱水又は温水中で延伸を行ってもよい。乾式延伸法の場合、高温の気体中又は高温の金属ロール等で加熱しながら延伸を行うことができる。延伸は温水中で実施することが好ましい。複合繊維が芯鞘型複合繊維の場合、温水で実施した方が芯成分と鞘成分のひずみが生じやすく、捲縮の山を湾曲させ易いためである。
　本発明において、「最大延伸倍率（Ｖmax）」は、下記のように測定したものをいう。芯鞘型複合ノズルを用いて溶融紡糸を行い、得られた紡糸フィラメント（未延伸繊維束）を、所定の温度の温水中で湿式延伸を行う。この際、上記未延伸繊維束を送り出すロールの送り出し速度（Ｖ1）を１０ｍ／分とし、巻き取る側の金属ロールの巻き取り速度（Ｖ2）を１０ｍ／分より徐々に増加させる。そして、未延伸繊維束が破断したときの巻き取る側の金属ロールの巻き取り速度を最大延伸速度とし、上記最大延伸速度と未延伸繊維束を送り出すロールの送り出し速度との比（Ｖ2／Ｖ1）を求め、得られた速度比を最大延伸倍率（Ｖmax）とする。
　延伸処理を１回行う、いわゆる１段延伸の場合、及び同じ延伸方法で、同じ延伸温度の延伸処理を複数回に分けて行う場合、最大延伸倍率は当該延伸処理と同じ方法、同じ温度にて測定することができる。延伸処理を複数回行う、いわゆる多段延伸にて紡糸フィラメントを延伸する場合であって、延伸処理によって延伸温度が異なる場合は、より高温の延伸温度で処理を行う延伸処理と同一の延伸方法、延伸温度にて最大延伸倍率を測定する。
　延伸処理を複数回行う、いわゆる多段延伸にて紡糸フィラメントを延伸する場合であって、どの延伸処理も延伸温度が同じであるが、延伸方法が異なる場合は、両方の方法で最大延伸倍率を測定し、大きい方の最大延伸倍率を、その製造条件における最大延伸倍率とする。
　得られた延伸フィラメントには、必要に応じて所定量の繊維処理剤が付着させられ、さらに必要に応じてクリンパー（捲縮付与装置）で機械捲縮が与えられる。繊維処理剤は、不織布を湿式抄紙法で製造する場合には、繊維を水等に容易に分散させることができる。また、繊維処理剤が付着した繊維に、繊維表面から外力を加えて（外力は、例えば、クリンパーによる捲縮付与の際に加わる力である）、繊維処理剤を繊維に染み込ませると、さらに水等への分散性が向上する。
　繊維処理剤付与後の（又は繊維処理剤が付与されていないがウェットな状態にある）延伸フィラメントを、８０℃以上１１０℃以下の範囲内の温度で、数秒～約３０分間、乾燥処理することで、繊維を乾燥させる。乾燥処理は場合により省略してもよい。その後、延伸フィラメントは、好ましくは、繊維長が１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上７０ｍｍ以下となるように切断される。
　複合繊維が芯鞘型複合繊維の場合、芯成分のポリＬ－乳酸と鞘成分の脂肪族ポリエステルは相溶性が高いため、芯鞘剥離を引き起こしにくく、高強度な熱接着不織布を得ることができる。更に鞘成分の脂肪族ポリエステルは、ポリ乳酸、ポリＬ－乳酸以外のポリエステル、及びセルロースへの接着も優れるため、接着点のより強固な不織布を得ることができる。
　本発明の複合繊維は、例えば、糸、不織布、織編物等の繊維構造物に用いることができる。繊維構造物は、複合繊維を５質量％以上含んでもよく、１０質量％以上含んでもよい。特に、不織布として用いる場合は、本発明の複合繊維を５質量％以上含有し、前記複合繊維の第２成分が溶融して、構成する繊維同士が熱接着していることが好ましい。前記不織布は、前記複合繊維を２０質量％以上含んでもよく、３０質量％以上含んでもよく、４０質量％以上含んでもよく、５０質量％以上含んでもよく、６０質量％以上含んでもよく、７０質量％以上含んでもよく、８０質量％以上含んでもよく、９０質量％以上含んでもよく、９５質量％以上含んでもよく、１００質量％からなるものでもよい。他の繊維を含ませる場合には、他の繊維として、例えば、天然繊維、再生繊維、及び合成繊維を用いることができる。上記天然繊維としては、例えば、コットン、シルク、ウール、麻、パルプ、及びカポック等が挙げられる。上記再生繊維としては、レーヨン、キュプラ、及びポリノジック等が挙げられる。上記合成繊維としては、アクリル系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、及びポリウレタン系繊維等が挙げられる。他の繊維としては、上述した繊維から、１種又は複数種の繊維を用途等に応じて適宜に選択することができる。
　本発明の不織布を構成する繊維ウェブ形態としては、パラレルウェブ、セミランダムウェブ、ランダムウェブ、クロスレイウェブ、クリスクロスウェブ、エアレイドウェブ、湿式抄紙ウェブ等が挙げられる。前記繊維ウェブは、熱処理により第２成分が接着することにより効果を発揮する。そして、前記繊維ウェブは必要に応じて、ニードルパンチ処理あるいは水流交絡処理が施されても良い。熱処理手段としては、特に限定はされないが、本発明の複合繊維の機能を十分に発揮させるのであればよく、熱風貫通式熱処理機、熱風上下吹き付け式熱処理機、赤外線式熱処理機等の風圧等の圧力のあまりかからない熱処理機を用いることが好ましい。
　前記不織布は、初期嵩に優れる観点から、２．９６Ｎ／ｃｍ3荷重時の比容積が２０ｃｍ3/ｇ以上であることが好ましく、３０ｃｍ3/ｇ以上１００ｃｍ3/ｇ以下であることがより好ましい。前記不織布は、嵩回復性に優れる観点から１９．６Ｎ／ｃｍ3荷重時の比容積が１０ｃｍ3/ｇ以上であることが好ましく、１５ｃｍ3/ｇ以上４０ｃｍ3/ｇ以下であることがより好ましい。
　前記不織布は、嵩高性及び柔軟性に優れる観点から、不織布の目付が約２０ｇ／ｍ2（具体的には、２０±３ｇ／ｍ2）のときは、機械方向（ＭＤ方向）の剛軟度が１００ｍＮ・ｍｍ以下であることが好ましく、１５ｍＮ・ｍｍ以上５０ｍＮ・ｍｍ以下であることがより好ましい。不織布の目付が約４０ｇ／ｍ2（具体的には、４０±３ｇ／ｍ2）のときは、ＭＤ方向の剛軟度が２５０ｍＮ・ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍＮ・ｍｍ以上２００ｍＮ・ｍｍ以下であることがより好ましい。ここで機械方向とは、繊維が配向している方向のことを指す。前記不織布は、嵩高性及び柔軟性に優れる観点から、不織布の目付が約２０ｇ／ｍ2（具体的には、２０±３ｇ／ｍ2）のときは、直角方向（ＣＤ方向）の剛軟度が３０ｍＮ・ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍＮ・ｍｍ以上２０ｍＮ・ｍｍ以下であることがより好ましい。不織布の目付が約４０ｇ／ｍ2（具体的には、４０±３ｇ／ｍ2）のときは、ＣＤ方向の剛軟度が５０ｍＮ・ｍｍ以下であることが好ましく、１５ｍＮ・ｍｍ以上４５ｍＮ・ｍｍ以下であることがより好ましい。
　前記不織布は、耐水性及び耐熱性に優れる観点から、以下の耐水及び耐熱試験で測定された不織布の引張強度の低下率が、５０％以下であることが好ましく、４０％以下がより好ましく、３０％以下がさらに好ましい。また、０％以上であってよい。低下率がこの範囲内であると、生分解性機能を有しながら、常時加熱される環境下、及び液体を含浸させる環境下で使用した場合も、適度な強度が得られる。
　［引張強度の低下率（耐水及び耐熱試験）］
　パラレルカード機を用いて作製した繊維ウェブを、熱風貫通式熱処理機を用いて１２８℃で１０秒間熱処理して作製した不織布（目付：約４０ｇ/ｍ2、具体的には４０±３ｇ／ｍ2）を、４５℃のイオン交換水に７週間含浸させる。含浸前と、７週間後の引っ張り強さを、ＪＩＳ　Ｌ　１９１３：２０１０　６．３に準じて、定速緊張形引張試験機を用いて、試験片の幅５ｃｍ掴み間隔１０ｃｍ引張速度３０±２cm/minの条件で引張試験に付し、切断時の荷重値を測定する。下記数式２にて、引張強度の低下率を算出する。
　［数式２］
　引張強度の低下率（％）＝（（含浸前の荷重値－７週間後の荷重値）／含侵前の荷重値）×１００
　本発明の不織布は、クッション材料の少なくとも一部分として用いることができる。前記クッション材料とは、家庭用の椅子、車両用座席等の内装材、おむつや生理用ナプキン等の衛生材料、フィルター、化粧用パフ等の化粧用材料、ブラジャーパッド等の成形体等が挙げられる。
　以下、実施例及び比較例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
　［評価方法］
（１）示差走査熱量測定：ＪＩＳ　Ｋ　７１２１：１９８７に基づいて、示差走査熱量計（（株）日立ハイテクサイエンス製）を使用し、以下の条件で行った。
　試料となる繊維のサンプル量を３．０ｍｇとし、秤量した後、試料ホルダーに充填した。次に、試料ホルダーに充填した繊維を、常温（２３±２℃）から２５０℃まで、５℃/分の速度で昇温し（１回目の昇温過程）、１度目の融解時のＤＳＣ測定を行った。２５０℃に到達した後、１０分間保持し、２５０℃から４０℃まで、１℃/分の速度で降温し（降温過程）、溶融した試料を凝固させた。このとき、降温時のＤＳＣを測定した。１回目の昇温工程及び降温工程が終わった後、試料をＤＳＣ測定機器から取り出さず、４０℃で１０分間保持した後、４０℃から２５０℃まで、５℃/分の速度で再度昇温し（２回目の昇温過程）、２度目の融解時のＤＳＣ測定を行った。
（２）繊維物性：ＪＩＳ　Ｌ　１０１５：２０２１に準じ、単繊維繊度、単繊維強度、伸度及びヤング率を測定した。
（３）捲縮率：ＪＩＳ　Ｌ　１０１５：２０２１に準じて測定した。
（４）目付：不織布の目付を、ＪＩＳ　Ｌ　１９１３：２０１０　６．２に基づいて測定した。
（５）比容積：厚み測定機（商品名「THICKNESS GAUGE」、モデル「ＣＲ－６０Ａ」、（株）大栄科学精器製作所製）を用い、２．９６Ｎ／ｃｍ3、又は１９．６Ｎ／ｃｍ3の荷重を加えた状態で不織布の厚みを測定し、不織布の目付と厚さとから算出した。
（６）剛軟度：ＪＩＳ　Ｌ　１９１３：２０１０の４１．５°カンチレバー法に準じて測定した。
（７）引張強度の低下率（耐水及び耐熱試験）：パラレルカード機を用いて作製した繊維ウェブを、熱風貫通式熱処理機を用いて１２８℃で１０秒間熱処理して作製した不織布（目付：約４０ｇ/ｍ2、具体的には４０±３ｇ／ｍ2）を、４５℃のイオン交換水に７週間含浸させた。含浸前と、７週間後の引っ張り強さを、ＪＩＳ　Ｌ　１９１３：２０１０　６．３に準じて、定速緊張形引張試験機を用いて、試験片の幅５ｃｍ掴み間隔１０ｃｍ引張速度３０±２cm/minの条件で引張試験に付し、切断時の荷重値を測定した。下記数式２にて、引張強度の低下率を算出した。
　［数式２］
　引張強度の低下率（％）＝（（含浸前の荷重値－７週間後の荷重値）／含侵前の荷重値）×１００
　（実施例１～１８、比較例１～２）
　具体的条件は表１～４に示した。
（１）樹脂
（ｉ）ポリＬ－乳酸（以下、ＰＬＡとも記す）
Ａ：L-130、光学純度99%以上、融点１７５℃、Total-Corbion社製
Ｂ：Ingeo3251D、光学純度98．5%、融点１５５～１７０℃、Nature Works社製
（ii）脂肪族ポリエステル
Ｃ：ポリブチレンサクシネート（以下、ＰＢＳとも記す）、FZ71 PM、融点１１５℃、PTT MCC Biochem社製
（iii）核剤（鞘成分に添加、表において、核剤の配合量は鞘成分中の配合量である）
Ｄ：タルク（日本タルク社製、商品名「ミクロエースＰ－Ｓ」）
Ｅ：ステアリン酸カルシウム（日油社製、商品名「カルシウムステアレートＳ」）
（２）芯成分、鞘成分の樹脂
芯成分：表１～４
鞘成分：Ｃ
（３）引取速度：９２６ｍ／分（比較例１のみ４１０ｍ／分）
（４）断面：同心円
（５）延伸方法：湿式（温水）、二段延伸
（６）油剤濃度：５質量%
（７）乾燥温度：８５℃
（８）カット長：５１ｍｍ（実施例１～１４、実施例１６～１８、比較例１～２）、５ｍｍ（実施例１５）
（９）不織布は、パラレルカード機を用いて作製した繊維ウェブを、熱風貫通式熱処理機を用いて加熱して作製した。実施例１～１０、比較例１、実施例１３～１８では、１２８℃で１０秒間熱処理し、実施例１１、１２、及び比較例２では、１１５℃で１００秒間熱処理した。
　実施例及び比較例において、複合繊維及び不織布を上述した評価方法で評価し、その結果を下記表１～５に示した。下記表１～５において、ＰＢＳ結晶化熱量の欄における「－（マイナス）」は、結晶化を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　図１及び２に、実施例８の複合繊維のＤＳＣ曲線を示した。実施例８の複合繊維は、ステアリン酸カルシウムを含んでいる。
　上記表１～４から分かるように、実施例の複合繊維は、ＤＳＣ曲線において、降温過程における第２成分の結晶化温度が７８℃以上であり、かつ、２回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量が７３．５mJ/mg以下であった。
　そして、該複合繊維を用いて得られた目付が約４０ｇ／ｍ2の実施例１～５、１１～１８の不織布は、ＭＤ剛軟度が２５０ｍＮ・ｍｍ以下であり、柔軟性及び嵩高性に優れていた。また、目付が約２０ｇ／ｍ2の実施例６～１０の不織布は、ＭＤ剛軟度が１００ｍＮ・ｍｍ以下であり、柔軟性及び嵩高性に優れていた。
　また、実施例の不織布は、２．９６Ｎ／ｃｍ3荷重時の比容積が２０ｃｍ3／ｇ以上であり、初期嵩が高く、１９．６Ｎ／ｃｍ3ｇ荷重時の比容積が１０ｃｍ3／ｇ以上であり、嵩維持性も良好であった。
　比較例１の複合繊維は、ＤＳＣ曲線において、２回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量が７３．５mJ/mgを超えており、該複合繊維のカード通過性が悪く、不織布を得ることができなかった。
　比較例２では、複合繊維のＤＳＣ曲線において、降温過程における第２成分（ＰＢＳ）の結晶化温度が７８．０℃未満であり、結晶化する温度が低いために紡糸ドラフトがかかり配向性の高い未延伸糸となっている。そのため、延伸性が低下し繊維に十分な結晶が得られていないために、不織布作製時の熱処理条件が同様である実施例１１及び１２に比べて、不織布の風合いが硬くなる傾向であった。
　上記表５から分かるように、実施例２、１３、及び１４の繊維をそれぞれ１００質量％用いて作製した不織布は、耐水・耐熱試験後の不織布の引張強度の低下率が５０％以下であり、耐水・耐熱性があるといえる。特に、第２成分に核剤としてステアリン酸カルシウムを配合した場合、優れた耐水・耐熱性を示した。そのため、第２成分に核剤を添加することで、生分解性のコントロールが可能であり、さらに脂肪酸金属塩を用いることで、結晶性が整うため、耐水性及び耐熱性に寄与している。
　本発明は、少なくとも、下記の実施形態を含む。
　［１］　光学純度が９５％以上のポリＬ－乳酸を含む第１成分と、
　グリコールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステルを含む第２成分とを含む複合繊維であって、
　前記第２成分は、繊維表面の５０％以上を占めており、
　前記複合繊維は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、降温過程における第２成分の結晶化温度が７８℃以上であり、かつ、２回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量が７３．５mJ/mg以下である、複合繊維。
　［２］　前記複合繊維は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、1回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量が６８．０mJ/mg以下である、［１］に記載の複合繊維。
　［３］　前記複合繊維は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、降温過程における第２成分の単位質量あたりの結晶化熱量が５９．５mJ/mg以下である、［１］又は［２］に記載の複合繊維。
　［４］　前記複合繊維は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、1回目の昇温過程における第１成分のピーク高さと半値幅の比が１１．０以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の複合繊維。
　［５］　前記複合繊維は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、1回目の昇温過程における第１成分の単位質量あたりの融解熱量が３０．０mJ/mg以上である、［１］～［４］のいずれかに記載の複合繊維。
　［６］　前記脂肪族ポリエステルが、ポリブチレンサクシネート及び/又はポリブチレンサクシネートの共重合体である、［１］～［５］のいずれかに記載の複合繊維。
　［７］　前記第２成分が、核剤を含む、［１］～［６］のいずれかに記載の複合繊維。
　［８］　前記第２成分は、前記脂肪族ポリエステル１００質量部あたり、前記核剤を０．０１質量部以上２０質量部以下含む、［７］に記載の複合繊維。
　［９］　前記核剤が、脂肪酸金属塩である、［７］に記載の複合繊維。
　［１０］　前記脂肪酸金属塩が、前記脂肪族ポリエステル１００質量部あたり、０．０１質量部以上５．０質量部以下含む、［９］に記載の複合繊維。
　［１１］　［１］～［１０］のいずれか１項に記載の複合繊維の製造方法であって、
　光学純度が９５％以上のポリＬ－乳酸を７０質量％以上含む第１成分と、グリコールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステルを７０質量％以上含む第２成分を準備する工程と、
　前記第１成分及び前記第２成分を溶融紡糸して紡糸フィラメントを製造する工程と、
　前記紡糸フィラメントを延伸して、前記第２成分が繊維表面の５０％以上を占める複合繊維を得る工程を含み、
　前記紡糸フィラメントを製造する工程において、前記第１成分を前記第２成分より低い温度で溶融紡糸し、
　前記延伸工程において、延伸温度は５５℃以上９０℃以下であり、延伸倍率は１．４倍以上である、複合繊維の製造方法。
　［１２］　［１］～［１０］のいずれか１項に記載の複合繊維を５質量％以上含む、繊維構造物。
　本発明の複合繊維は、嵩高性及び柔軟性に優れる不織布に好適であり、該複合繊維を用いた不織布は、例えば、おむつ、ナプキン部材等の衛生材料、フィルター、ワイパー、農業用資材、食品包材、ゴミ袋、自動車用資材等に用いることができる。

Claims (12)

  1. 　光学純度が９５％以上のポリＬ－乳酸を含む第１成分と、
    　グリコールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステルを含む第２成分とを含む複合繊維であって、
    　前記第２成分は、繊維表面の５０％以上を占めており、
    　前記複合繊維は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、降温過程における第２成分の結晶化温度が７８℃以上であり、かつ、２回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量が７３．５mJ/mg以下である、複合繊維。
  2. 　前記複合繊維は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、1回目の昇温過程における第２成分の単位質量あたりの融解熱量が６８．０mJ/mg以下である、請求項１に記載の複合繊維。
  3. 　前記複合繊維は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、降温過程における第２成分の単位質量あたりの結晶化熱量が５９．５mJ/mg以下である、請求項１又は２に記載の複合繊維。
  4. 　前記複合繊維は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、1回目の昇温過程における第１成分のピーク高さと半値幅の比が１１．０以下である、請求項１～３のいずれかに記載の複合繊維。
  5. 　前記複合繊維は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により得られたＤＳＣ曲線において、1回目の昇温過程における第１成分の単位質量あたりの融解熱量が３０．０mJ/mg以上である、請求項１～４のいずれかに記載の複合繊維。
  6. 　前記脂肪族ポリエステルが、ポリブチレンサクシネート及び/又はポリブチレンサクシネートの共重合体である、請求項１～５のいずれかに記載の複合繊維。
  7. 　前記第２成分が、核剤を含む、請求項１～６のいずれかに記載の複合繊維。
  8. 　前記第２成分は、前記脂肪族ポリエステル１００質量部あたり、前記核剤を０．０１質量部以上２０質量部以下含む、請求項７に記載の複合繊維。
  9. 　前記核剤が、脂肪酸金属塩である、請求項７に記載の複合繊維。
  10. 　前記第２成分は、前記脂肪族ポリエステル１００質量部あたり、前記脂肪酸金属塩を０．０１質量部以上５．０質量部以下含む、請求項９に記載の複合繊維。
  11. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載の複合繊維の製造方法であって、
    　光学純度が９５％以上のポリＬ－乳酸を７０質量％以上含む第１成分と、グリコールとジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステルを７０質量％以上含む第２成分を準備する工程と、
    　前記第１成分及び前記第２成分を溶融紡糸して紡糸フィラメントを製造する工程と、
    　前記紡糸フィラメントを延伸して、前記第２成分が繊維表面の５０％以上を占める複合繊維を得る工程を含み、
    　前記紡糸フィラメントを製造する工程において、前記第１成分を前記第２成分より低い温度で溶融紡糸し、
    　前記延伸工程において、延伸温度は５５℃以上９０℃以下であり、延伸倍率は１．４倍以上である、複合繊維の製造方法。
  12. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載の複合繊維を５質量％以上含む、繊維構造物。
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