WO2022215343A1

WO2022215343A1 - 熱融着性複合繊維およびこれを用いた不織布

Info

Publication number: WO2022215343A1
Application number: PCT/JP2022/005032
Authority: WO
Inventors: 知之和田
Original assignee: Ｅｓファイバービジョンズ株式会社; イーエスファイバービジョンズホンコンリミテッド; イーエスファイバービジョンズリミテッドパートナーシップ; イーエスファイバービジョンズアーペーエス
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2022-02-09
Publication date: 2022-10-13
Also published as: CN115198392A; US20240200232A1; JP2022160710A; EP4321662A1

Abstract

化石資源の消費を抑え、かつ不織布に嵩高性と柔軟性の両方を与える熱融着性複合繊維と、これを用いた不織布を提供すること。　第１成分がポリエステル系樹脂、第２成分が前記第１成分よりも融点の低いポリエチレン系樹脂で構成された熱融着性複合繊維であって、前記ポリエチレン系樹脂において、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂と化石資源由来のポリエチレン系樹脂との配合比（重量比）が２０：８０～９０：１０である、熱融着性複合繊維。

Description

熱融着性複合繊維およびこれを用いた不織布

　本発明は、バイオマス由来の成分を含有する熱融着性複合繊維およびこれを用いて得られる不織布に関する。

　従来、熱風や加熱ロールの熱エネルギーを利用して、熱融着による成形ができる熱融着性複合繊維は、嵩高性や柔軟性に優れた不織布を得ることが容易であることから、おむつ、ナプキン、パッドなどの衛生材料、或いは生活用品やフィルターなどの産業資材等に広く用いられている。特に衛生材料は、人肌に直接触れるものであることや、尿、経血などの液体を素早く吸収する必要があることから、嵩高性や柔軟性の重要度が極めて高い。嵩高性を得るためには、高剛性の樹脂を用いる手法や、高倍率で延伸することにより、剛性を持たせる手法が代表的であるが、その場合、得られる不織布は、柔軟性が低下してしまう。一方で、柔軟性を優先すると、得られる不織布は、嵩高性が低下し、液体吸収性が悪化してしまう。

　そこで、嵩高性と柔軟性の両立が可能な繊維及び不織布を得る方法が提案されている。特許文献１には、第１成分がポリエステル系樹脂、第２成分が前記第１成分よりも融点の低いポリオレフィン系樹脂である熱融着性複合繊維が開示されており、この繊維を用いることで、嵩高で柔軟な不織布が得られることが記載されている。

　ところで、近年、循環型社会の構築を求める声の高まりとともに、材料分野においてもエネルギーと同様に化石資源からの脱却が望まれており、バイオマス由来の材料の利用が注目されている。バイオマスは、二酸化炭素と水から光合成された有機化合物であり（例えば、特許文献２、３参照）、こういったバイオマス由来の材料を出発原料として活用すれば化石資源の使用量を抑制することができ、例えば、ポリ乳酸などのバイオマス由来の材料を原料として利用すれば、これが使用後焼却処理されて二酸化炭素と水に分解されたとしても、それらは光合成によって植物に取り込まれる前の二酸化炭素と水の量に等しく、リサイクルシステム、あるいはカーボンニュートラルの構築が可能になる。

　このような背景から、衛生材料分野においてもバイオマス由来の材料を原料とした複合繊維が提案されている。特許文献４には、バイオマス由来物質を原料としてなるＰＥＴ、ＰＥ複合繊維が開示されており、化石資源の消費を抑え、かつＰＥに各種ポリマーを重合させることで均一な地合を有する不織布が得られることが記載されている。

　一般的に、バイオマス由来の樹脂は、化学構造的には従来の化石資源のものと変わらないため、品質に差がないと考えられているが、バイオマス由来の樹脂の原料モノマーには、その製造過程で除去できなかった不純物などが残存することで、耐熱性が低下するなど、そのままでは化石資源由来の樹脂と同様に使用することが難しい。特に、衛生材料用不織布の製造においては、良好な柔軟性や風合いを得るために繊維の細繊度化という手段をとることが挙げられるが、従来のバイオマス由来の樹脂を適用した場合は、細繊度の熱融着性複合繊維を得ることが困難であり、また細繊度の熱融着性複合繊維が得られたとしても、その繊維を用いて得られた不織布は嵩が非常に低いものとなってしまう。

特開２０１７－２１４６６２号公報特開２００９－０９１６９４号公報特開２００８－１５０７５９号公報特開２０１２－１４０７２８号公報

　このように、従来技術では、衛生材料として好適に使用される上で満足できるレベルの嵩高性と柔軟性を両立する不織布を得ようとすると、化石資源由来のみからなる材料を使用する必要があり、化石資源の消費を抑えながらも、嵩高性と柔軟性を両立した不織布は得られていない。

　本発明は、上記従来技術の背景になされたものであり、その目的は、化石資源の消費を抑え、かつ不織布に嵩高性と柔軟性の両方を与える熱融着性複合繊維と、これを用いた不織布を提供することである。

　本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた。その結果、第１成分がポリエステル系樹脂、第２成分が前記第１成分よりも融点の低いポリエチレン系樹脂で構成された熱融着性複合繊維において、ポリエチレン系樹脂として、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂と化石資源由来のポリエチレン系樹脂とを適切な割合で配合することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

　すなわち、本発明は以下のように構成される。
［１］第１成分がポリエステル系樹脂、第２成分が前記第１成分よりも融点の低いポリエチレン系樹脂で構成された熱融着性複合繊維であって、前記ポリエチレン系樹脂において、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂と化石資源由来のポリエチレン系樹脂との配合比（重量比）が２０：８０～９０：１０である、熱融着性複合繊維。
［２］前記ポリエチレン系樹脂中のバイオマス由来炭素含有率が２０～９０％である、［１］に記載の熱融着性複合繊維。
［３］前記熱融着性複合繊維中のバイオマス由来炭素含有率が１０％以上である、［１］または［２］に記載の熱融着性複合繊維。
［４］前記ポリエステル系樹脂中のバイオマス由来炭素含有率が３０％以下である、［１］～［３］のいずれかに記載の熱融着性複合繊維。
［５］前記熱融着性複合繊維の繊度が２．２ｄｔｅｘ以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の熱融着性複合繊維。
［６］前記熱融着性複合繊維におけるポリエステル系樹脂の融解熱が２４Ｊ／ｇ以上である、［１］～［５］のいずれかに記載の熱融着性複合繊維。
［７］前記熱融着性複合繊維が、前記第１成分を芯成分、前記第２成分を鞘成分とする鞘芯型熱融着性複合繊維である、［１］～［６］のいずれかに記載の熱融着性複合繊維。
［８］前記ポリエステル系樹脂がポリエチレンテレフタレートであり、前記ポリエチレン系樹脂が高密度ポリエチレンである、［１］～［７］のいずれかに記載の熱融着性複合繊維。
［９］［１］～［８］のいずれかに記載の熱融着性複合繊維を含む、不織布。
［１０］［１］～［８］のいずれかに記載の熱融着性複合繊維を用いた吸収性物品。

　本発明によれば、化石資源の消費を抑え、かつ不織布に嵩高性と柔軟性の両方を与える熱融着性複合繊維を提供することができる。

　本発明の熱融着性複合繊維は、第１成分がポリエステル系樹脂、第２成分が前記第１成分よりも融点の低いポリエチレン系樹脂で構成されており、ポリエチレン系樹脂が、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂と化石資源由来のポリエチレン系樹脂との配合比（重量比）が２０：８０～９０：１０であることを特徴としている。

（第１成分）
　本発明における第１成分を構成するポリエステル系樹脂としては、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステル系樹脂を好ましく使用できる。また、上記芳香族ポリエステル系樹脂の他に脂肪族ポリエステル系樹脂も用いることができ、好ましい脂肪族ポリエステル系樹脂としては、ポリ乳酸やポリブチレンサクシネートなどが挙げられる。これらのポリエステル系樹脂は、単独重合体だけでなく、共重合ポリエステル（コポリエステル）でもよい。このとき、共重合成分としては、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸などのジカルボン酸成分、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどのジオール成分、Ｌ－乳酸などの光学異性体が利用できる。このような共重合体として、ポリブチレンテレフタレートアジペートなどが挙げられる。更に、これらポリエステル系樹脂の２種以上を混合して用いてもよい。中でも、原料コスト、不織布の嵩高性、得られる繊維の熱安定性などを考慮すると、第１成分としては、ポリエチレンテレフタレートのみで構成された未変性ポリマーが好ましい。

ポリエステル系樹脂が芳香族ポリエステル系樹脂の場合、例えば、ジオールとジカルボン酸とから縮重合によって得ることができる。ポリエステル系樹脂の縮重合に用いられるジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６－ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸などを挙げることができる。また、用いられるジオールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，４－ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４－シクロヘキサンジメタノールなどを挙げることができる。

　本発明におけるポリエステル系樹脂中のバイオマス由来炭素含有率としては、特に限定されないが、３０％以下であることが好ましく、２～２８％であることがより好ましく、６～２４％であることがさらに好ましい。ポリエステル系樹脂のバイオマス由来炭素含有率が２％以上であれば、化石資源の消費を低減することができるため好ましく、３０％以下であれば、ポリエステル系樹脂本来の物性を維持しやすくなり、不織布に嵩高性と柔軟性を持たせることができるため好ましい。

　ここで、バイオマス由来炭素含有率とは、放射性炭素（^１４Ｃ）測定によるバイオマス由来の炭素の含有量を測定した値である。大気中の二酸化炭素には^１４Ｃが一定割合（１０７ｐＭＣ（ｐｅｒｃｅｎｔ　ｍｏｄｅｒｎ　ｃａｒｂｏｎ））で含まれているため、大気中の二酸化炭素を取り入れて成長する植物、例えばトウモロコシ中の^１４Ｃ含有量も１０７ｐＭＣ程度であることが知られている。また、^１４Ｃが半減期５，３７０年で窒素原子に戻り、全て崩壊するには２２．６万年を要する。したがって、大気中の二酸化炭素などが植物等に取り込まれて固定化された後、２２．６万年以上が経過したと考えられる石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料中には^１４Ｃが殆ど含まれていないことが知られている。よって、樹脂中の全炭素原子中に含まれる^１４Ｃの割合を測定することにより、バイオマス由来炭素含有率を算出することができる。本発明における樹脂中のバイオマス由来炭素含有率の算出方法は、後述の実施例で詳述する。

　ポリエステル系樹脂は、特に限定されないが、バイオマス由来のポリエステル系樹脂と化石資源由来のポリエステル系樹脂を含んでいることが、化石資源の消費を抑え、かつポリエステル系樹脂本来の物性を損なわず、不織布に嵩高性と柔軟性を持たせることができる点で好ましい。かかる観点から、ポリエステル系樹脂におけるバイオマス由来のポリエステル系樹脂と化石資源由来のポリエステル系樹脂との配合比（重量比）としては、特に限定されないが、５：９５～９５：５であることが好ましく、２０：８０～８０：２０であることがより好ましい。

　ここで、バイオマス由来のポリエステル系樹脂とは、バイオマス由来炭素を含んでいればよく、好ましくはバイオマス由来炭素含有率が１０％以上であり、より好ましくは２０％以上である。このようなバイオマス由来のポリエステル系樹脂としては、バイオマス由来のモノマーのみからなる重合体であっても、バイオマス由来のモノマーと化石資源由来のモノマーとの共重合体であってもよく、例えば、ポリエステル系樹脂が芳香族ポリエステル系樹脂の場合、バイオマス由来のジオールとバイオマス由来のジカルボン酸との共重合体、バイオマス由来のジオールと化石資源由来のジカルボン酸との共重合体、化石資源由来のジオールとバイオマス由来のジカルボン酸との共重合体を挙げることができる。中でも、入手しやすさの観点から、バイオマス由来のジオールと化石資源由来のジカルボン酸との共重合体であることが好ましい。

　バイオマス由来のポリエステル系樹脂は、特に限定されず、従来公知の方法により得られたものを用いてもよく、遠東紡社などから市販されているバイオマス由来のポリエチレンテレフタレートや、ネイチャーワークス社から市販されているバイオマス由来のポリ乳酸などを用いてもよい。

　また、化石資源由来のポリエステル系樹脂とは、バイオマス由来炭素を含まない、すなわちバイオマス由来炭素含有率が０％のポリエステル系樹脂を意味する。したがって、化石資源由来のポリエステル系樹脂としては、化石資源由来のモノマーのみから重合されたものである。

　第１成分には、ポリエステル系樹脂が含まれていれば特に限定されないが、好ましくはポリエステル系樹脂が８０質量％以上含まれていることであり、より好ましくはポリエステル系樹脂が９０質量％以上含まれていることである。本発明の効果を妨げない範囲内で、さらに、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、顔料または可塑剤などの添加剤を適宣必要に応じて添加してもよい。

（第２成分）
　本発明におけるポリエチレン系樹脂としては、特に限定されず、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、またはエチレンと他の成分（例えば、α－オレフィン）との共重合体、またはこれらの混合物を例示できるが、繊維表面に露出したポリエチレン系樹脂同士が、紡糸時に冷却固化しきれずに融着する現象を抑制する観点からは、高密度ポリエチレンのみから構成されていることが好ましい。

　本発明における第２成分を構成するポリエチレン系樹脂は、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂と化石資源由来のポリエチレン系樹脂との配合比（重量比）が２０：８０～９０：１０であることが重要である。従来技術のように、ポリエチレン系樹脂として、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂のみを用いた場合、樹脂を溶融させる過程で３００℃近い熱履歴を受けると、樹脂の粘度低下や分子量低下が起こり、十分な延伸性が得られず、複合繊維の細繊度化と剛性の両立が困難となり、柔軟で嵩高な不織布を得ることができなかったと考えられる。本発明では、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂の配合割合を９０重量％以下することで、ポリエチレン系樹脂の粘度や分子量低下を抑制し、複合繊維の形成過程での伸長伸度が適度なものとすることで複合繊維の細繊度化と剛性の両立が可能となり、また、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂の配合割合を２０重量％以上とすることで、複合繊維のバイオマス由来炭素含有率を向上させて化石資源の消費を抑えることができるだけでなく、不織布の柔軟性をさらに向上させることができることを見出したものである。かかる観点から、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂と化石資源由来のポリエチレン系樹脂との配合比（重量比）が３０：７０～７０：３０であることが好ましく、４０：６０～５０：５０であることがより好ましい。

　ここで、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂とは、バイオマス由来炭素を含んでいればよく、好ましくはバイオマス由来炭素含有率が９０％以上であり、より好ましくは９４％以上である。このようなバイオマス由来のポリエチレン系樹脂としては、バイオマス由来のモノマーのみからなる重合体であっても、バイオマス由来のモノマーと化石資源由来のモノマーとの重合体であってもよく、例えば、バイオマス由来のエチレンの重合体、バイオマス由来のエチレンとバイオマス由来のα－オレフィン（プロピレン、ブチレン、ヘキセン、オクテンなど）との共重合体、バイオマス由来のエチレンと化石資源由来のエチレンとの共重合体、バイオマス由来のエチレンと化石資源由来のα－オレフィンとの共重合体、またはバイオマス由来のα－オレフィンと化石資源由来のエチレンとの共重合体を挙げることができる。中でも、複合繊維の成形時の繊維同士の膠着を抑制する観点から、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂としては、バイオマス由来のエチレンの重合体またはバイオマス由来のエチレンと化石資源由来のエチレンの重合体であることが好ましい。

　バイオマス由来のポリエチレン系樹脂は、特に限定されず、従来公知の方法により得られたものを用いてもよく、例えば、トウモロコシ、サトウキビ、サツマイモなどから得られる澱粉や糖分を微生物で発酵させてバイオエタノールを製造し、これを脱水反応させることでバイオマス由来のエチレンを製造し、これを重合させることで製造することができる。また、Ｂｒａｓｋｅｍ社などから市販されているバイオマス由来のポリエチレン系樹脂を用いてもよい。

　また、化石資源由来のポリエチレン系樹脂とは、バイオマス由来炭素を含まない、すなわちバイオマス由来炭素含有率が０％のポリエチレン系樹脂を意味する。したがって、化石資源由来のポリエチレン系樹脂としては、化石資源由来のモノマーのみから重合されたものであり、例えば、化石資源由来のエチレンの重合体、化石資源由来のエチレンと化石資源由来のα－オレフィンとの共重合体を挙げることができる。中でも、複合繊維の成形時の繊維同士の膠着を抑制する観点から、化石資源由来のポリエチレン系樹脂としては、化石資源由来のエチレンの重合体であることが好ましい。

　バイオマス由来のポリエチレン系樹脂の密度としては、特に限定されないが、０．９１～０．９６ｇ／ｃｍ^３を例示できる。また、化石資源由来のポリエチレン系樹脂の密度としては、特に限定されないが、０．９１～０．９６ｇ／ｃｍ^３を例示でき、適度な結晶性を発現し、複合繊維に剛性を付与する観点から、０．９３～０．９６ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。

　本発明におけるポリエチレン系樹脂中のバイオマス由来炭素含有率としては、特に限定されないが、２０～９０％であることが好ましく、３０～７０％であることがより好ましく、４０～５０％であることがさらに好ましい。ポリエチレン系樹脂中のバイオマス由来炭素含有率が２０％以上であれば、化石資源の消費を抑えるだけでなく、不織布に柔軟性を付与することができるため好ましく、９０％以下であれば、嵩高な不織布が得られるため好ましい。

　また、好適に使用できるポリエチレン系樹脂のメルトマスフローレート（以下、ＭＦＲと略す。）としては、特に限定されないが、１０～４０ｇ／１０分であることが好ましく、１６～２０ｇ／１０分であることがより好ましく、１７～１９ｇ／１０分であることがさらに好ましい。ポリエチレン系樹脂のＭＦＲが１０ｇ／１０分以上であれば、安定した操業性が得られるため好ましく、４０ｇ／１０分以下であれば、ポリエステル系樹脂の結晶化を促進させることができ、嵩高な不織布が得られるため好ましい。上記ＭＦＲ以外のポリエチレン系樹脂の物性、例えばＱ値（重量平均分子量／数平均分子量）、ロックウェル硬度、分岐メチル鎖数等の物性は、本発明の要件を満たすものであれば、特に限定されない。

　第２成分には、ポリエチレン系樹脂が含まれていれば特に限定されないが、好ましくはポリエチレン系樹脂が８０質量％以上含まれていることであり、より好ましくはポリエチレン系樹脂が９０質量％以上含まれていることである。本発明の効果を妨げない範囲で、前記第１成分で例示した添加剤を適宣必要に応じて含んでいてもよい。

（熱融着性複合繊維）
　本発明における熱融着性複合繊維（以下、「複合繊維」という場合がある。）を構成する成分の組み合わせとしては、第１成分がポリエステル系樹脂、第２成分が前記第１成分よりも融点の低いポリエチレン系樹脂で構成されているものであれば、特に限定されず、前記で説明した第１成分及び第２成分から選択して使用できる。具体的な第１成分／第２成分の組み合わせとしては、ポリエチレンテレフタレート／高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート／直鎖状低密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート／低密度ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート／高密度ポリエチレン、またはポリ乳酸／高密度ポリエチレンを例示できる。この中で好ましい組み合わせは、ポリエチレンテレフタレート／高密度ポリエチレンである。

　本発明における複合繊維のバイオマス由来炭素含有率としては、特に限定されないが、１０％以上であることが好ましく、１５～６０％であることがより好ましく、２５～４０％であることがさらに好ましい。複合繊維のバイオマス由来炭素含有率が１０％以上であれば、化石資源の消費を抑えることができるため好ましく、６０％以下であれば、樹脂本来の物性を維持しやすくなり、不織布に嵩高性と柔軟性を持たせることができるため好ましい。

　本発明の複合繊維は、特に限定されないが、第１成分を芯成分、第２成分を鞘成分とする鞘芯型熱融着性複合繊維であることが好ましい。中でも、第２成分が複合繊維表面を完全に覆う複合形態であることが好ましく、同心または偏心の鞘芯構造がより好ましい。また、複合繊維の断面形状は円および楕円などの丸型、三角および四角などの角型、星型および八葉型などの異型、または中空型などのいずれも用いることができる。

　第１成分と第２成分を複合する際の構成比率は特に制限されるものではないが、第１成分／第２成分が２０／８０～８０／２０（重量比）であることが好ましく、４０／６０～７０／３０（重量比）であることがより好ましい。かかる範囲の構成比率とすることにより、不織布の強度、嵩高性、加工性のバランスに優れる傾向となるため好ましい。

　本発明における複合繊維の繊度としては、特に限定されないが、２．２ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、０．５～２．１ｄｔｅｘであることがより好ましく、１．６～１．８ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。複合繊維の繊度が２．２ｄｔｅｘ以下であると、特に、衛生材料用の不織布として、満足できる柔軟性や風合いを得ることが可能となる。

　複合繊維の破断強度としては、特に限定されないが、例えば吸収性物品に使われるような複合繊維に対しては、１．０～４．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、１．５～２．５ｃＮ／ｄｔｅｘであることがより好ましい。複合繊維の破断強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であれば、十分な強度の不織布を得ることが可能となり、４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であれば、不織布の柔軟性や風合いを向上させることが可能となる。また、複合繊維の破断伸度としては、特に限定されないが、３０～１７０％であることが好ましく、５０～１５０％であることがより好ましく、６０～１２０％であることがさらに好ましい。複合繊維の破断伸度が３０％以上であれば、不織布の柔軟性や風合いを向上させることができるため好ましく、１７０％以下であれば、複合繊維の剛性が大きくなり、不織布の嵩高性を向上させることが可能となる。

　また、複合繊維の捲縮については、特に限定されず、ウェブ形成の方法やウェブ形成設備の仕様、不織布の生産性や要求物性などを考慮して、捲縮の有無や捲縮数、捲縮率、残留捲縮率、捲縮弾性率などの捲縮特性を適宜選択することができる。また、捲縮の形状も特に制限されず、ジグザグ形状の機械捲縮や、スパイラル形状やオーム形状の立体捲縮などを、適宜選択することができる。更には、捲縮は熱融着性複合繊維に顕在していてもよく、潜在していてもよい。

　本発明の複合繊維におけるポリエステル系樹脂の融解熱としては、特に限定されないが、２４Ｊ／ｇ以上であることが好ましく、２６Ｊ／ｇ以上であることがより好ましい。複合繊維におけるポリエステル系樹脂の融解熱は、複合繊維中のポリエステル系樹脂の結晶化度を反映する値であると考えられており、２４Ｊ／ｇ以上とすることで複合繊維の剛性が向上し、不織布に嵩高性と柔軟性を付与することが可能となる。また、複合繊維におけるポリエステル系樹脂の融解熱の上限値としては、特に限定されないが、現実的には３５Ｊ／ｇ以下である。

　本発明における熱融着性複合繊維の繊維長としては、特に限定されないが、３ｍｍ以上であることが好ましく、３０～６４ｍｍであることがより好ましい。かかる範囲であれば、カード法などによるウェブ形成工程において、開繊性や地合いに優れたウェブを得ることが容易となり、均一な物性を有する不織布が得られるため好ましい。

（熱融着性複合繊維の製造方法）
　本発明の熱融着性複合繊維の製造方法としては、特に限定されず、公知の熱融着性複合繊維の製造方法のいずれを採用してもよいが、高い生産性で、かつ高い歩留まりで、該熱融着性複合繊維を製造する方法としては、後述の方法を例示することができる。

（紡糸工程）
　本発明の複合繊維の原料となるポリエステル系樹脂を第１成分に配し、第１成分よりも低い融点を有するポリエチレン系樹脂を第２成分に配し、溶融紡糸によって第１成分と第２成分が複合化された未延伸繊維とする。

　溶融紡糸時の温度条件は特に制限されるものではないが、紡糸温度は２５０℃以上であることが好ましく、より好ましくは２８０℃以上、更に好ましくは３００℃以上である。紡糸温度が２５０℃以上であれば、紡糸時の断糸回数を少なくし、かつ延伸後の伸度を残しやすい未延伸糸が得られ、細繊度化しやすくなるため好ましく、２８０℃以上であればこれら効果がより顕著になり、３００℃以上であれば更に顕著になるので好ましい。温度の上限は、好適に紡糸できる温度であればよく、特に限定されるものではない。

　また、紡糸速度は特に制限されるものではないが、３００～１５００ｍ／ｍｉｎであることが好ましく、より好ましくは４００～１０００ｍ／ｍｉｎである。紡糸速度が３００ｍ／ｍｉｎ以上であれば、任意の紡糸繊度の未延伸糸を得ようとする際の単孔吐出量を多くし、満足できる生産性が得られる点で好ましい。

（延伸工程）
　上記条件により得られた未延伸繊維を、延伸工程において延伸処理する。延伸温度は、第１成分を構成するポリエステル系樹脂のガラス転移温度よりも３０～７０℃高温で、かつ第２成分を構成するポリエチレン系樹脂の融点未満の温度であり、好ましくは、ポリエステル系樹脂のガラス転移温度よりも３５～６０℃高温で、かつポリエチレン系樹脂の融点の５℃以下の温度である。

　ここで、延伸温度とは、延伸開始位置における繊維の温度を意味する。延伸温度が「第１成分であるポリエステル系樹脂のガラス転移温度＋３０℃」以上であれば、高い歪み速度で、すなわち高倍率で延伸してもその効果が得られるため好ましい。また、延伸温度は第２成分であるポリエチレン系樹脂の融点未満とし、繊維同士の融着による延伸過程の不安定化を抑制する必要がある。例えばガラス転移温度が７０℃であるポリエチレンテレフタレートを第１成分に配し、融点１３０℃の高密度ポリエチレンを第２成分に配した未延伸繊維を延伸する場合には、１００℃以上で１３０℃未満の延伸温度とする。延伸温度が１００℃以上であると、繊維に対する熱量が多くなり、ポリエステル系樹脂とポリエチレン系樹脂との延伸性の差異が小さくなる。これにより、不織布化工程でのカード加工時に鞘芯剥離を引き起こすおそれが小さくなる。

　延伸倍率は、特に限定されるものではないが、２～７倍であることが好ましく、４～６倍であることがより好ましい。延伸倍率を上記範囲とすることで、複合繊維の細繊度化と剛性のバランスが良くなり、また嵩高性と柔軟性に優れる不織布が得られやすくなり、さらには高い生産性で複合繊維を得ることが可能となる。

（捲縮付与工程）
　延伸工程で得られた延伸繊維に、クリンパーなどによって機械捲縮を付与してもよい。捲縮工程で付与する捲縮数としては、特に限定されるものではなく、１０～２５山／２．５４ｃｍであることが好ましく、例えば、押し込み型クリンパーにおけるスタッフィングボックス圧力などを適宜変更することで調整可能である。

（熱処理工程）
　延伸工程で得られた延伸繊維は、熱処理されてもよい。延伸の後に熱処理を施すことで、熱融着性複合繊維の第１成分であるポリエステル系樹脂の結晶性が増大し、不織布の嵩高性を向上させることができる。熱処理温度は、特に限定されないが、ポリエステル系樹脂のガラス転移温度の３０～７０℃以上高温で、かつポリエチレン系樹脂の融点未満の温度範囲で行うのが好ましい。

（カット工程）
　本発明の複合繊維を用いて不織布に加工する際に、カード工程を採用する場合、複合繊維を、カード機を通過させるために任意の長さにカットする必要がある。複合繊維をカットする長さ、カット長は、繊度やカード機の通過性能の観点から、３０～６４ｍｍであることが好ましい。

（繊維処理剤付与工程）
　また、本発明の複合繊維は、その表面が各種の繊維処理剤で処理されていてもよく、これによって親水性、撥水性、制電性、表面平滑性、耐摩耗性などの機能を付与することができる。
　繊維処理剤の付着工程については、繊維処理剤を、未延伸繊維の引取り時にキスロールにて付着する方法や、延伸時及び／又は延伸後にタッチロール法、浸漬法、噴霧法などで付着する方法を例示できる。

（不織布）
　本発明の不織布は、上述した熱融着性複合繊維を含んでいることから、化石資源の消費を抑え、かつ嵩高性と柔軟性に優れたものとなる。

　本発明における不織布のバイオマス由来炭素含有率としては、特に限定されないが、化石資源の消費を抑えるという観点から、１０％以上であることが好ましく、１５～６０％であることがより好ましく、２５～４０％以上であることがさらに好ましい。このようなバイオマス由来炭素含有率が１０％以上である不織布を得るためには、バイオマス由来炭素含有率が１０％以上の複合繊維のみを用いてもよいし、他の繊維と混合して、トータルとしてバイオマス由来炭素含有率が１０％以上としてもよい。他の繊維としては、例えば、天然繊維（木質繊維など）、再生繊維（レーヨンなど）、半合成繊維（アセテートなど）や化学繊維、合成繊維（ポリエステル、アクリル、ナイロン、塩化ビニルなど）などを含んでもよい。このような熱融着性複合繊維以外の繊維の混合割合としては、本発明の効果を阻害しない限り制限されないが、例えば、１～５０重量％とすることができる。

　不織布の目付としては、特に限定されないが、特に、衛生材料用の不織布として用いる場合には、１５～４０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、１８～３０ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。目付が１５ｇ／ｍ^２以上であれば、地合いやクッション性を保持し、液戻りを抑制することができるため好ましく、４０ｇ／ｍ^２以下であれば、表面平滑性や通気性・通液性を保持することができるため好ましい。

　不織布の比容積としては、特に限定されないが、特に、衛生材料用の不織布として用いる場合には、３０～１００ｃｍ^３／ｇであることが好ましく、５０～７０ｃｍ^３／ｇであることがより好ましい。比容積は、嵩高性の指標として用いられるパラメータであり、比容積が大きいほど、不織布が嵩高であると評価できる。比容積が３０ｃｍ^３／ｇ以上であれば、衛生材料用として適用できる嵩高さを得ることができ、１００ｃｍ^３／ｇ以下であれば、不織布の強度が大きくなり、また不織布が分厚くなり過ぎず、衛生材料への加工性に優れたものとなるため好ましい。

　不織布の長手方向の強度（ＭＤ強度）としては、特に限定されないが、３５Ｎ／５０ｍｍ以上であることが好ましく、４５Ｎ／５０ｍｍ以上であることがより好ましい。不織布のＭＤ強度が３５Ｎ／５０ｍｍ以上であれば、衛生材料への加工性に優れたものとなるため好ましい。

　本発明の不織布は、一種類の（単層の）不織布からなっていてもよいし、使用する複合繊維の繊度、組成、または密度などが異なる２種類以上の不織布が積層されていてもよい。２種類以上の不織布が積層されてなる場合、例えば、複合繊維の繊度の異なる不織布を積層することによって、繊維間に形成される隙間の大きさが不織布の厚み方向に変化する不織布とし、通液性や通液速度、表層の風合いなどをコントロールすることができる。また、例えば、複合繊維の組成の異なる不織布を積層することによって、不織布の親水性および疎水性が不織布の厚み方向に変化する不織布とし、通液性や通液速度をコントロールすることができる。

　また、本発明の不織布は、特に限定されないが、他のスルーエアー不織布、エアレイド不織布、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布、フィルム、メッシュ、またはネットなどの不織布やフィルム、シートと積層一体化されていてもよい。積層一体化させることで、通液性や通液速度、液戻り性などをコントロールすることができる。積層一体化させる方法としては、特に限定されないが、ホットメルトなどの接着剤により積層一体化する方法、スルーエアーや熱エンボスなどの熱接着により積層一体化する方法を例示できる。

　不織布は、本発明の効果を損なわない範囲で、賦形加工、孔開け加工、制電加工、撥水加工、親水加工、抗菌加工、紫外線吸収加工、近赤外線吸収加工、またはエレクトレット加工などを目的に応じて施されていてもよい。

（不織布の製造方法）
　不織布の製造方法としては、特に限定されず、上述した熱融着性複合繊維を含有するウェブを形成し、熱や交絡によって一体化する方法を例示できる。

　ウェブを形成する方法としては、特に限定されず、スパンボンド法、メルトブローン法、またはトウ開繊法などにより形成された長繊維ウェブであっても、短繊維（ステープルやチョップ）を用いて、カード法、エアレイド法または湿式法などにより形成された短繊維ウェブであってもよいが、不織布に嵩高性と柔軟性を付与する観点から、カード法またはエアレイド法であることが好ましく、カード法であることがより好ましい。なお、本発明に置おいて、「ウェブ」とは、繊維が少なからず絡んだ状態の繊維集合体を言い、熱融着性複合繊維の交点は融着していない状態を意味する。

　熱や交絡によってウェブを一体化する方法としては、特に限定されず、スルーエアー法、熱カレンダー法、水流交絡法、またはニードルパンチ法を例示できるが、不織布に嵩高性と柔軟性を付与する観点から、スルーエアー法であることが好ましい。スルーエアー法としては、ウェブを支持搬送する搬送支持体を備えた熱処理装置（例えば、熱風貫通式熱処理機、熱風吹き付け式熱処理機）によって複合繊維同士を熱融着させる方法など、公知の設備、条件を適用すればよい。

　本発明の熱融着性複合繊維は、例えば、おむつ、ナプキン、または失禁パットなどの衛生材料、マスク、ガウン、または術衣などの医療用資材、壁用シート、障子紙、または床材などの室内内装材、カバークロス、清掃用ワイパー、または生ごみ用カバーなどの生活関連材、使い捨てトイレまたはトイレ用カバーなどのトイレタリー製品、ペットシート、ペット用おむつ、またはペット用タオルなどのペット用品、ワイピング材、フィルター、クッション材、油吸着材、またはインクタンク用吸着剤などの産業資材、被覆材、ハップ材、寝装材、介護用品など、化石資源の消費を抑え、かつ嵩高性と柔軟性が要求される様々な繊維製品への用途に利用することができる。

　以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。

　本発明においての物性評価は以下に示す方法で行った。
＜バイオマス由来炭素含有率＞
　試料を加速機質量分光計（ＡＭＳ）（タンデム加速器と質量分析計を組合わせたもの）を用いて、全炭素および^１４Ｃの含有量を測定した。試料中の全炭素および^１４Ｃの含有量から、下記式により、試料に含まれる炭素のうちのバイオマス由来炭素含有率を算出した。
　バイオマス由来炭素含有率（％）＝（試料中のバイオマス由来の炭素（^１４Ｃ）量／試料中の全炭素量）×１００
＜ポリエステル系樹脂の固有粘度＞
　ＪＩＳ　Ｋ　７３６７－１に準じて測定した。
＜ポリエチレン系樹脂のＭＦＲ＞
　ＪＩＳ　Ｋ　７２１０に準拠し、メルトマスフローレート（ＭＦＲ）の測定を行った。附属書Ａ表１の条件Ｄ（試験温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇ）に準拠して測定した。
＜未延伸繊維の繊度、熱融着性複合繊維の繊度、破断強度、破断伸度＞
　ＪＩＳ－Ｌ－１０１５に準じて測定した。
＜熱融着性複合繊維におけるポリエステル系樹脂の融解熱＞
　パーキンエルマージャパン製の示差走査熱量測定機（ＤＳＣ８５００）を用いて、以下の手順により、複合繊維におけるポリエステル系樹脂の融解熱を測定した。まず、複合繊維を４．２０～４．８０ｍｇの質量になるようにカットし、これをサンプルパンに充填し、カバーした。次いで、Ｎ_２パージ内で３０℃～３００℃まで、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で測定し、溶融チャートを得た。得られたチャートを解析し、２４５℃から２５０℃の範囲にある吸熱ピークの面積から、ポリエステル系樹脂の融解熱を算出した。
＜不織布の目付＞
　１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形に不織布を３枚切り出し、各重量をそれぞれ測定し、単位面積当たりに換算し、得られた値の平均値を不織布の目付とした。
＜不織布の嵩高性＞
　東洋精機製のデジシックネステスターを用いて、直径３５ｍｍの圧力子（荷重）によって、３．５ｇ／ｃｍ^２の圧力を掛け、その時の厚みを測定した。測定した厚みから下記の数式を用いて比容積を算出した。
　比容積（ｃｍ^３／ｇ）＝厚み（ｍｍ）÷目付（ｇ／ｍ^２）×１０００
＜不織布のＭＤ強度＞
　５０ｍｍ×１５０ｍｍの大きさで、長手方向に長く切り出したサンプルを、島津製作所製のオートグラフ（ＡＧＸ－Ｊ）を用い、チャック間距離１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張った時の最大強力を不織布のＭＤ強度とした。
＜不織布の柔軟性＞
　不織布を１５０ｍｍ×１５０ｍｍに切り出し、表面の滑らかさ、クッション性、ドレープ性の観点から５人のパネラーによる官能試験（「良好」または「悪い」）を行い、不織布の柔軟性を下記の３段階で判定した。
◎：５人全員が「良好」であり、優れた柔軟性と判断できる。
○：１人が「悪い」であり、満足できる柔軟性と判断できる。
△：２～３人が「悪い」であり、柔軟性にやや劣ると判断できる。
×：４人以上が「悪い」であり、柔軟性が悪いと判断できる。

　実施例および比較例で用いた熱可塑性樹脂は以下の通りである。
＜熱可塑性樹脂１＞
　固有粘度が０．６５、ガラス転移点が７０℃、バイオマス由来炭素含有率が３０％である、バイオマス由来のポリエチレンテレフタレート（略記号：バイオＰＥＴ）
＜熱可塑性樹脂２＞
　固有粘度が０．６４、ガラス転移点が７０℃、バイオマス由来炭素含有率が０％である、化石資源由来のポリエチレンテレフタレート（略記号：化石ＰＥＴ）
＜熱可塑性樹脂３＞
　密度０．９６ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲが２０ｇ／１０分、融点が１３０℃、バイオマス由来炭素含有率が９４％である、バイオマス由来の高密度ポリエチレン（略記号：バイオＰＥ）
＜熱可塑性樹脂４＞
　密度０．９６ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲが１６ｇ／１０分、融点が１３０℃、バイオマス由来炭素含有率が０％である、化石資源由来の高密度ポリエチレン（略記号：化石ＰＥ）

［実施例１～６、比較例１～４］
　表１および２に示す条件に従って、実施例および比較例の熱融着性複合繊維および不織布を製造した。

（熱融着性複合繊維の製造）
　表１および２に示す樹脂を用い、紡糸温度３０５℃にて、表１に示す第１成分／第２成分比率（重量比）で紡糸し、第１成分を芯側、第２成分を鞘側に配した同心鞘芯構造の未延伸繊維を得た。
　得られた未延伸繊維を、延伸機を用い、表１および２に示す条件で延伸工程を行った。その後、捲縮数が１６山／２．５４ｃｍとなるように捲縮を行い、表１に示す熱処理温度で５分間熱処理を施し、繊維長が４４ｍｍとなるようにカットし、熱融着性複合繊維を得た。

（不織布加工）
　得られた熱融着性複合繊維をローラーカード機に掛け繊維ウェブを採取し、繊維ウェブから１００ｃｍ×３０ｃｍを切り出して熱風循環式の熱処理機を用い、加工温度１３０℃で熱処理して鞘成分を熱融着させることで不織布を得た。

　表１および２に各実施例および比較例の製造条件、物性評価結果をまとめて示す。

　表１および２の結果から、本発明に係る実施例１～６は、ポリエチレン系樹脂として、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂と化石資源由来のポリエチレン系樹脂との配合比が２０：８０～９０：１０であり、このような熱融着性複合繊維は、バイオマス由来炭素含有率が高く、かつ細繊度化しても不織布は嵩高を維持し、満足できる柔軟性を有するものであった。特に、実施例１～３は、複合繊維の繊度が小さく、柔軟性に非常に優れるものであった。
　一方、比較例１の複合繊維はバイオマス由来のポリエチレン系樹脂の配合比が高く、比容積が小さい（嵩が低い）ものであった。これは、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂の配合比が高いことで、樹脂の溶融過程で分子量低下が大きく、十分な延伸性が得られず、ポリエステル系樹脂の結晶化度が低下したことに起因していると考えられる。また、比容積を大きく（嵩を高く）するために、延伸温度を下げると、繊度が大きくなり、柔軟性が損なわれる結果となった（比較例２）。また、比較例３の複合繊維はバイオマス由来のポリエチレン系樹脂の配合比が低く、嵩高さと柔軟性がやや劣る結果となり、総合的に衛生材料用としては適用困難なものであった。バイオマス由来の樹脂を含んでいない比較例４は、許容できる嵩高性が得られたものの、柔軟性にやや劣るばかりか、バイオマス由来炭素含有率が低く、化石資源の消費を抑えることができるものではなかった。

　本発明の熱融着性複合繊維は、第２成分を構成するポリエチレン系樹脂として、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂と化石資源由来のポリエチレン系樹脂とを適切な割合で配合することで、化石資源の消費を抑え、嵩高性と柔軟性に優れた不織布を提供することができる。そのため、おむつ、ナプキン、または失禁パットなどの衛生材料、マスク、ガウン、または術衣などの医療用資材、壁用シート、障子紙、または床材などの室内内装材、カバークロス、清掃用ワイパー、または生ごみ用カバーなどの生活関連材、使い捨てトイレまたはトイレ用カバーなどのトイレタリー製品、ペットシート、ペット用おむつ、またはペット用タオルなどのペット用品、ワイピング材、フィルター、クッション材、油吸着材、またはインクタンク用吸着剤などの産業資材、被覆材、ハップ材、寝装材、介護用品など、化石資源の消費を抑え、かつ嵩高性と柔軟性が要求される様々な繊維製品への用途に利用することができる。

Claims

　第１成分がポリエステル系樹脂、第２成分が前記第１成分よりも融点の低いポリエチレン系樹脂で構成された熱融着性複合繊維であって、前記ポリエチレン系樹脂において、バイオマス由来のポリエチレン系樹脂と化石資源由来のポリエチレン系樹脂との配合比（重量比）が２０：８０～９０：１０である、熱融着性複合繊維。
　前記ポリエチレン系樹脂中のバイオマス由来炭素含有率が２０～９０％である、請求項１に記載の熱融着性複合繊維。
　前記熱融着性複合繊維中のバイオマス由来炭素含有率が１０％以上である、請求項１または２に記載の熱融着性複合繊維。
　前記ポリエステル系樹脂中のバイオマス由来炭素含有率が３０％以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の熱融着性複合繊維。
　前記熱融着性複合繊維の繊度が２．２ｄｔｅｘ以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の熱融着性複合繊維。
　前記熱融着性複合繊維におけるポリエステル系樹脂の融解熱が２４Ｊ／ｇ以上である、請求項１～５のいずれか１項に記載の熱融着性複合繊維。
　前記熱融着性複合繊維が、前記第１成分を芯成分、前記第２成分を鞘成分とする鞘芯型熱融着性複合繊維である、請求項１～６のいずれか１項に記載の熱融着性複合繊維。
　前記ポリエステル系樹脂がポリエチレンテレフタレートであり、前記ポリエチレン系樹脂が高密度ポリエチレンである、請求項１～７のいずれか１項に記載の熱融着性複合繊維。
　請求項１～８のいずれか１項に記載の熱融着性複合繊維を含む、不織布。
　請求項１～８のいずれか１項に記載の熱融着性複合繊維を用いた吸収性物品。