WO2024043348A1 - 複合繊維、その製造方法、及びそれを含む繊維構造物 - Google Patents

複合繊維、その製造方法、及びそれを含む繊維構造物 Download PDF

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WO2024043348A1
WO2024043348A1 PCT/JP2023/030983 JP2023030983W WO2024043348A1 WO 2024043348 A1 WO2024043348 A1 WO 2024043348A1 JP 2023030983 W JP2023030983 W JP 2023030983W WO 2024043348 A1 WO2024043348 A1 WO 2024043348A1
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WO
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component
poly
lactic acid
composite fiber
fiber
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/030983
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English (en)
French (fr)
Inventor
内海惠介
杉山昂史
関口ゆりあ
Original Assignee
大和紡績株式会社
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Publication date
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08Melt spinning methods
    • D01D5/098Melt spinning methods with simultaneous stretching
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/14Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyester as constituent

Definitions

  • the present invention provides a composite fiber comprising a first component containing an aliphatic polyester, more specifically poly-L-lactic acid, and a second component containing various biodegradable resins including the aliphatic polyester, a method for producing the same, and a fiber structure containing the same.
  • Splitable composite fibers are widely used to make fibers finer. Furthermore, in recent years, biomass-derived resins or biodegradable resins have been used for composite fibers in order to be environmentally friendly.
  • Patent Document 1 describes a splittable composite fiber made of polylactic acid and crystalline polybutylene succinate.
  • Patent Document 2 describes a splittable conjugate fiber in which an amorphous polylactic acid component is substantially divided into two or more by a polybutylene succinate component that is a crystalline biodegradable polymer.
  • splittable composite fibers that combine resins with similar resin properties as described in Patent Documents 1 and 2, specifically, a combination of aliphatic polyesters that have similar structures and physical properties such as biodegradability, etc.
  • the splittable conjugate fibers had a problem of poor splittability due to physical impact.
  • the present invention provides a first component containing an aliphatic polyester, more specifically poly-L-lactic acid, and a second component containing various biodegradable resins including the aliphatic polyester.
  • a conjugate fiber containing the same and having good splittability a method for producing the same, and a fibrous structure containing the same.
  • the present invention provides a composite fiber comprising a first component and a second component, the first component comprising poly-L-lactic acid, and the second component comprising a biodegradable resin different from the poly-L-lactic acid.
  • the first component and/or the second component are divided into two or more segments when viewed from a fiber cross section, and a portion of the first component and a portion of the second component are exposed on the surface of the composite fiber.
  • the composite fiber is a composite fiber that satisfies at least one of the following (1) to (4) in a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC).
  • the heat of fusion per unit mass of the poly-L-lactic acid in the first heating process is 62.0 mJ/mg or higher
  • the crystallization temperature of the poly-L-lactic acid in the cooling process is 90°C or higher
  • the heat of fusion per unit mass of the poly-L-lactic acid in the second temperature-raising process is 51.0 mJ/mg or more. Heat of fusion per unit mass is 60.5mJ/mg or more
  • the present invention also provides a composite fiber comprising a first component and a second component, the first component comprising poly-L-lactic acid, and the second component comprising a biodegradable fiber different from the poly-L-lactic acid.
  • the first component and/or the second component are divided into two or more segments when viewed from a fiber cross section, and a portion of the first component and a portion of the second component are on the surface of the composite fiber.
  • the present invention relates to a composite fiber having a thickness of 122 ⁇ or less.
  • the present invention also relates to a fiber structure containing 5% by mass or more of the composite fiber.
  • the present invention also provides a method for producing a composite fiber comprising a first component and a second component, the first component comprising poly-L-lactic acid and a biodegradable resin different from the poly-L-lactic acid.
  • the step of manufacturing the spun filament includes a step of preparing a second component containing the first component, a step of melt-spinning the first component and the second component to manufacture a spun filament, and a step of drawing the spun filament.
  • the first component is melt-spun at a temperature lower than the second component, and in the stretching step, the stretching temperature is higher than 60°C and lower than 90°C, and the stretching ratio is 1.4 times or more, and the resulting composite
  • the first component and/or the second component are divided into two or more segments when viewed from a fiber cross section of the fiber, and a portion of the first component and a portion of the second component are exposed on the surface of the composite fiber.
  • the present invention relates to a method for producing composite fibers.
  • the present invention comprises a first component containing an aliphatic polyester, more specifically poly-L-lactic acid, and a second component containing various biodegradable resins including the aliphatic polyester, and which has good divisibility. Fibers can be provided.
  • the first component includes an aliphatic polyester, more specifically, poly-L-lactic acid
  • the second component includes various biodegradable resins including the aliphatic polyester. Composite fibers with good properties can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of an example of a composite fiber of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of an example of a composite fiber of the present invention.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of an example of a composite fiber of the present invention.
  • BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a cross section of an example of a composite fiber of the present invention.
  • 1 is a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC) of the composite fiber of Example 1.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • 1 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of the composite fiber (drawn filament) of Example 1.
  • 1 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurements of spun filaments (undrawn filaments) in Example 1.
  • 3 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurement of the composite fiber (drawn filament) of Comparative Example 1.
  • 2 is a graph showing the results of X-ray diffraction measurements of spun filaments (undrawn filaments) in Comparative Example 1.
  • the first component includes a first component containing poly-L-lactic acid
  • the second component includes a biodegradable resin different from the poly-L-lactic acid
  • the first component and/or the second component are is divided into two or more segments, and a portion of the first component and a portion of the second component are exposed on the surface of the composite fiber, wherein the composite fiber is subjected to differential scanning calorimetry.
  • DSC curve obtained by (DSC) (1) the heat of fusion per unit mass of the poly-L-lactic acid in the first heating process is 62.0 mJ/mg or more, (2) the poly-L-lactic acid in the temperature-falling process.
  • the crystallization temperature of lactic acid is 90°C or higher
  • the heat of fusion per unit mass of the poly-L-lactic acid in the second temperature increase process is 51.0 mJ/mg or higher
  • the second temperature increase By satisfying one or more of the requirements (hereinafter also referred to as DSC requirements) that the heat of fusion per unit mass of the biodegradable resin different from the poly-L-lactic acid in the process is 60.5 mJ/mg or more, the divisibility can be improved. was found to improve.
  • the first component and/or the second component are In a split type conjugate fiber that is divided into two or more segments and in which a portion of the first component and a portion of the second component are exposed on the surface of the conjugate fiber, when the conjugate fiber is subjected to X-ray diffraction measurement.
  • the first component is melt-spun at a lower temperature than the second component, and stretched at a predetermined stretching temperature and stretching ratio, thereby satisfying the above-mentioned DSC requirements and/or XRD requirements.
  • the spinning temperature of a component with a high melting point is set higher than that of a component with a low melting point, or the spinning temperature of a component with a high melting point and a component with a low melting point are made the same, but in the present invention, surprisingly,
  • the spinning temperature of the first component containing poly-L-lactic acid, which has a high melting point is lowered than the spinning temperature of the second component, the cooling efficiency of the first component increases, and the poly-L-lactic acid after spinning (unstretched) It has been found that since the crystallization of the conjugate fibers is promoted, the first component and the second component after stretching become conjugate fibers with high crystallinity, and the splittability of the obtained conjugate fibers is improved.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • a sample is filled into a sample holder.
  • the sample filled in the sample holder is heated from room temperature (23 ⁇ 2°C) to a temperature that is 30°C or more higher than the melting point of the thermoplastic resin that has the highest melting point among the thermoplastic resins contained in the composite fiber (for example, The melting point of poly-L-lactic acid contained in one component is the highest among the thermoplastic resins contained in the composite fiber, and if the melting point is 175 ° C., the temperature is raised to 205 ° C. or higher.
  • the temperature is raised to 210°C) at a rate of 5°C/min (first temperature raising process), and DSC measurement is performed during the first melting.
  • the maximum temperature set under the above conditions temperature 30°C or more higher than the melting point of the thermoplastic resin with the highest melting point among the thermoplastic resins contained in the composite fiber
  • hold for 2 minutes and then reduce the temperature from the maximum temperature.
  • the temperature is lowered to room temperature (23 ⁇ 2°C) at a rate of 5°C/min (temperature lowering process), and the molten sample is solidified.
  • DSC at the time of temperature drop is measured.
  • the sample is kept at room temperature (23 ⁇ 2°C) for 2 minutes without being removed from the DSC measuring device, and then the temperature is increased from room temperature (23 ⁇ 2°C) to the maximum temperature (composite temperature).
  • the temperature was raised again at a rate of 5°C/min (second heating process) to a temperature 30°C higher than the melting point of the thermoplastic resin that has the highest melting point among the thermoplastic resins contained in the fibers. Perform DSC measurement when melting.
  • the heat of fusion per unit mass of poly-L-lactic acid as the first component in the first heating process is 62.0 mJ/mg or more It is preferable that A large heat of fusion of poly-L-lactic acid indicates that the crystallinity of poly-L-lactic acid is high, and when the crystallinity of poly-L-lactic acid, which is the first component after stretching, is high, the splittability of the composite fiber increases, and the
  • the composite fibers can be stably divided by applying physical impact such as needle punching, high-pressure water jet treatment, and stirring treatment using a pulper to the composite fibers or a web containing the composite fibers.
  • the heat of fusion per unit mass of the first component poly-L-lactic acid in the first heating process is more preferably 62.0 mJ/mg or more and 80.0 mJ/mg or less, More preferably from 63.0 mJ/mg to 75.0 mJ/mg, even more preferably from 64.0 mJ/mg to 72.0 mJ/mg, particularly preferably from 65.0 mJ/mg to 70.0 mJ/mg. mg or less.
  • the heat of fusion per unit mass of poly-L-lactic acid as the first component in the first heating process of the DSC curve is Calculation is performed by determining the heat of fusion from the endothermic peak of poly-L-lactic acid and converting the determined heat of fusion to the heat of fusion per 1 mg of poly-L-lactic acid as the first component.
  • the crystallization temperature of poly-L-lactic acid as the first component in the temperature cooling process is 90°C or higher, from the viewpoint of improving splittability. is preferred.
  • a high crystallization temperature (fast crystallization rate) of poly-L-lactic acid indicates that poly-L-lactic acid has high crystallinity, and if poly-L-lactic acid as the first component after stretching has high crystallinity, the composite The splitting property of the fibers is increased, and the composite fibers can be stably divided by applying physical impact such as needle punching, high-pressure water jet treatment, and stirring treatment with a pulper to the composite fibers or the web containing the composite fibers. .
  • the crystallization temperature of the first component poly-L-lactic acid in the temperature cooling process is more preferably 90°C or more and 110°C or less, still more preferably 92°C or more and 107°C or less, and The temperature is more preferably 95°C or higher and 104°C or lower, particularly preferably 98°C or higher and 101°C or lower.
  • the crystallization temperature of poly-L-lactic acid as the first component in the temperature-falling process of the DSC curve is defined as the temperature at the exothermic peak of poly-L-lactic acid as the first component in the DSC curve obtained in the temperature-falling process. Point.
  • the heat of fusion per unit mass of poly-L-lactic acid as the first component in the second heating process was determined from the viewpoint of improving splittability. is preferably 51.0 mJ/mg or more.
  • a large heat of fusion of poly-L-lactic acid indicates that poly-L-lactic acid has high crystallinity, and when poly-L-lactic acid, which is the first component after stretching, has high crystallinity, the splittability of the composite fiber increases, and the The composite fibers can be stably divided by applying physical impact such as needle punching, high-pressure water jet treatment, and stirring treatment using a pulper to the composite fibers or a web containing the composite fibers.
  • the heat of fusion per unit mass of poly-L-lactic acid in the second heating process is more preferably 51.0 mJ/mg or more and 70.0 mJ/mg or less, and even more preferably 52.0 mJ/mg or more and 70.0 mJ/mg or less. 0 mJ/mg or more and 65.0 mJ/mg or less, even more preferably 53.0 mJ/mg or more and 60.0 mJ/mg or less, particularly preferably 54.0 mJ/mg or more and 58.0 mJ/mg or less .
  • the heat of fusion per unit mass of poly-L-lactic acid as the first component in the second heating process of the DSC curve is the same as that of the first component in the DSC curve obtained in the second heating process. Calculation is performed by determining the heat of fusion from the endothermic peak of poly-L-lactic acid and converting the determined heat of fusion to the heat of fusion per 1 mg of poly-L-lactic acid as the first component.
  • the heat of fusion per unit mass of the biodegradable resin as the second component in the second heating process was is preferably 60.5 mJ/mg or more.
  • a large amount of heat of fusion of the second component biodegradable resin indicates that the biodegradable resin has high crystallinity, and the high crystallinity of the second component biodegradable resin after stretching increases the composite fiber.
  • the splittability of the composite fibers increases, and the composite fibers can be stably divided by applying physical impact such as needle punching, high-pressure water jet treatment, and stirring treatment with a pulper to the composite fibers or a web containing the composite fibers.
  • the heat of fusion per unit mass of the biodegradable resin as the second component in the second heating process is more preferably 60.5 mJ/mg or more and 75.0 mJ/mg or less, More preferably from 60.7 mJ/mg to 70.0 mJ/mg, even more preferably from 60.9 mJ/mg to 65.0 mJ/mg, particularly preferably from 61.0 mJ/mg to 63.0 mJ/mg. mg or less.
  • the heat of fusion per unit mass of the biodegradable resin as the second component in the second heating process of the DSC curve is It is calculated by determining the heat of fusion from the endothermic peak of the biodegradable resin, and converting the determined heat of fusion into the heat of fusion per 1 mg of the biodegradable resin of the second component.
  • the melting peak temperature of poly-L-lactic acid in the first heating process is 165°C or higher, from the viewpoint of further improving the splitting property. It is preferable.
  • the melting peak temperature refers to the temperature at the maximum height of the melting peak in the DSC curve obtained in the first heating process, and is the melting point of poly-L-lactic acid as the first component in the composite fiber.
  • a high melting peak temperature of poly-L-lactic acid indicates that the crystallinity of poly-L-lactic acid is high, and when the crystallinity of poly-L-lactic acid after stretching is high, the splittability of the composite fiber increases, and the composite fiber and
  • the composite fibers can be stably divided by subjecting the web containing the composite fibers to physical impact such as needle punching, high-pressure water jet treatment, and agitation treatment using a pulper.
  • the melting peak temperature of the first component poly-L-lactic acid in the first heating process is more preferably 165°C or more and 180°C or less, and even more preferably 166°C or more and 178°C or less.
  • the temperature is even more preferably 167°C or more and 177°C or less, even more preferably 168°C or more and 176°C or less, particularly preferably 169°C or more and 175°C or less.
  • the crystallite size refers to the size of a crystallite, which is the smallest unit of a crystal grain that can be regarded as a single crystal.
  • the composite fibers can be stably divided by applying physical impact such as needle punching, high-pressure water jet treatment, and stirring treatment with a pulper to the web containing the composite fibers.
  • the crystallite size of the poly-L-lactic acid as the first component is more preferably 100 ⁇ or more and 120 ⁇ or less, still more preferably 105 ⁇ or more and 119 ⁇ or less, and still more preferably 110 ⁇ or more and 118 ⁇ or less.
  • the full width at half maximum (FWHM: Full Width at Half Maximum) is preferably 0.50° or more and 0.85° or less.
  • the full width at half maximum indicates the spread of the diffraction line width, and refers to the width of the diffraction line at a height of 1/2 of the diffraction line intensity.
  • the full width at half maximum of the first component, poly-L-lactic acid is within the above-mentioned range, the crystallinity of the first component, poly-L-lactic acid, increases and the splittability of the conjugate fiber increases, and the conjugate fiber or the conjugate fiber becomes Composite fibers can be stably divided by applying physical impact to the web containing the composite fibers, such as needle punching, high-pressure water jet treatment, and stirring treatment using a pulper.
  • the full width at half maximum is more preferably 0.60° or more and 0.80° or less, still more preferably 0.65° or more and 0.77° or less, and even more preferably 0.68° or more and 0.75°. It is as follows.
  • the angle is preferably 1.10° or less.
  • the integral width indicates the spread of the diffraction line width, and refers to the ratio of the integrated intensity of the diffraction line to the peak intensity.
  • Composite fibers can be stably divided by applying physical impact to the web containing the composite fibers, such as needle punching, high-pressure water jet treatment, and stirring treatment using a pulper.
  • the optical purity of the first component, poly-L-lactic acid is preferably 95.0% or more, more preferably 98.0% or more, even more preferably 99.0% or more, particularly preferably is 99.5% or more.
  • the splittability of the composite fiber increases.
  • the first component may include a nucleating agent.
  • a nucleating agent any known nucleating agent can be used as appropriate, and is not particularly limited, but preferably inorganic fillers such as calcium carbonate, talc, silica, and aluminum compounds, minerals such as mica and wlastonite, and barium sulfate. and organic nucleating agents such as fatty acid metal salts such as calcium stearate, phosphate ester metal salts, and amide compounds.
  • the nucleating agent may be contained in an amount of 0.01 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, preferably 0.05 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of poly-L-lactic acid.
  • poly-L-lactic acid In addition to the poly-L-lactic acid, other resins may be mixed in the first component to the extent that the effects of the present invention are not impaired.
  • other resins include 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 even more preferably 95% by mass or more. It is particularly preferable that there be.
  • the first component may consist of 100% by mass of poly-L-lactic acid.
  • the biodegradable resin different from the poly-L-lactic acid contained in the first component is not particularly limited, but for example, aliphatic polyester can be suitably used.
  • the aliphatic polyester is not particularly limited, and examples thereof include poly( ⁇ -hydroxy acid), poly( ⁇ -hydroxyalkanoate), poly( ⁇ -hydroxyalkanoate), and aliphatic polyester consisting of glycol and dicarboxylic acid.
  • Examples of the poly( ⁇ -hydroxy acid) include polyglycolic acid and poly-L-lactic acid, which has a lower melting point than the first component, poly-L-lactic acid.
  • Examples of the poly( ⁇ -hydroxyalkanoate) include poly( ⁇ -hydroxybutyric acid).
  • poly( ⁇ -hydroxyalkanoate) examples include poly ⁇ -caprolactane.
  • the aliphatic polyester made of glycol and dicarboxylic acid is preferably a polyalkylene dicarboxylate, and specific examples of the polyalkylene dicarboxylate include polybutylene succinate, polybutylene adipate, polybutylene sebacate, and polyethylene. Examples include oxalate, polyethylene succinate, polyethylene adipate, polyethylene azelate, polyhexamethylene sebacate, polyneopentyl oxalate, and copolymers thereof.
  • polybutylene succinate which is a condensate of succinic acid and 1,4-butanediol, and/or a copolymer of polybutylene succinate have a relatively high melting point of about 110°C, and are highly effective in fiber productivity and nonwoven fabric processing. It is preferable because it has excellent properties and nonwoven fabric properties, and can be used as a biomass raw material.
  • the biodegradable resin different from the poly-L-lactic acid contained in the first component may be a biodegradable resin other than aliphatic polyester.
  • biodegradable resins other than aliphatic polyester include poly(butylene succinate/carbonate), poly(ethylene terephthalate/succinate), poly(ethylene terephthalate/co-succinate), poly(butylene adipate/terephthalate), and poly(butylene adipate/terephthalate). (tetramethylene adipate/terephthalate), polyvinyl alcohol, and the like.
  • poly(ethylene terephthalate/succinate), poly(ethylene terephthalate/co-succinate), poly(butylene adipate/terephthalate), and poly(tetramethylene adipate/terephthalate) are not only easily available but also have excellent spinnability. It is a thermoplastic resin that is not only expensive and easily fiberized, but also biodegradable like poly-L-lactic acid contained in the first component, so the entire composite fiber becomes a biodegradable fiber. preferable.
  • the second component contains an aliphatic polyester different from the poly-L-lactic acid, and the melting point of the aliphatic polyester (the melting peak temperature of the aliphatic polyester in the first heating process) is lower than the melting point of the poly-L-lactic acid.
  • the melting point of poly-L-lactic acid as the first component in the composite fiber is Tm1f
  • the melting point of the aliphatic polyester in the composite fiber is Tm2f
  • [Tm1f-Tm2f] is 45°C or higher and 75°C.
  • the temperature is preferably 47°C or higher and 70°C or lower, even more preferably 50°C or higher and 70°C or lower, and particularly preferably 50°C or higher and 65°C or lower.
  • the melting point of the aliphatic polyester is preferably 100°C or more and 130°C or less, more preferably 110°C or more and 125°C or less.
  • 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 lower, the difference in melting point from the first component is large and the material does not go flat during heat processing.
  • the second component preferably contains a nucleating agent from the viewpoint of improving spinnability.
  • the nucleating agent include inorganic nucleating agents and organic nucleating agents.
  • the inorganic nucleating agent include inorganic fillers such as calcium carbonate, talc, silica, and aluminum compounds, minerals such as mica and wlastonite, and barium sulfate.
  • organic nucleating agents include fatty acid metal salts, phosphate ester metal salts, and amide compounds.
  • fatty acid metal salts are particularly preferable. Fatty acid metal salts also have the effect of improving heat resistance after fiber formation, since uniform and fine crystals can be obtained.
  • the 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 myristic acid.
  • a divalent or higher valent metal salt When a divalent or higher-valent metal salt is used, a physical cross-linked structure is easily formed, and the mobility of polymer chain segments is restricted, so that they can become crystal nuclei and be quickly crystallized. Furthermore, from the viewpoint of spinnability, a fatty acid metal salt having a melting point higher than the melting point of the aliphatic polyester as the second component is preferable, and a metal salt having a high bonding strength with the fatty acid is preferable. Examples include calcium, magnesium, and zinc, with calcium being particularly preferred. Furthermore, the fatty acid is preferably 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 within the resin. Particularly preferred is one or more selected from the group consisting of calcium stearate, magnesium stearate, and zinc stearate.
  • the second component is a nucleating agent based on 100 parts by mass of the biodegradable resin (such as an aliphatic polyester different from the first component poly-L-lactic acid) from the viewpoint of increasing crystallinity and spinnability. It preferably contains 0.01 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 0.03 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, still more preferably 0.06 parts by mass or more and 5 parts by mass or less. If the nucleating agent is an inorganic nucleating agent, from the viewpoint of promoting crystallization of the resin, the inorganic nucleating agent may be contained in an amount of 0.1 parts by mass or more and 20 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the biodegradable resin.
  • the biodegradable resin such as an aliphatic polyester different from the first component poly-L-lactic acid
  • the content is preferably 0.5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, and even more preferably 1.0 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less.
  • the nucleating agent is an organic nucleating agent, from the viewpoint of promoting crystallization of the resin, the organic nucleating agent is contained in an amount of 0.01 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the biodegradable resin.
  • the content is preferably 0.03 parts by mass or more and 4.0 parts by mass or less, and even more preferably 0.06 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less.
  • biodegradable resin such as an aliphatic polyester different from the first component poly-L-lactic acid
  • other resins may be mixed in the second component as long as the effects of the present invention are not impaired. good.
  • other resins include aromatic polyester, polyamide, and polyolefin.
  • the proportion of the biodegradable resin in the second component is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more. It is particularly preferable that
  • the first component and/or the second component are divided (divided) into two or more segments, and a part of the first component and a part of the second component are part of the composite fiber.
  • the cross-sectional shape and the number of divisions are not particularly limited as long as they are exposed on the surface. From the viewpoint of productivity, the fiber cross section is preferably circular or elliptical.
  • the number of divisions of the composite fiber (the total number of segments of the first component and the second component) can be determined depending on the fineness of the composite fiber and the desired fineness of the fine fiber after division.
  • the splitting property of the composite fiber tends to improve as the number of divisions decreases, but if the interface between the first component and the second component is too small, it tends to be difficult to obtain fine fibers. Furthermore, if the number of divisions is too small, it is necessary to reduce the fineness of the composite fiber in order to obtain ultrafine fibers with a predetermined fineness, which may result in poor fiber productivity or difficulty in spinning. When the number of divisions is large, the number of interfaces between the first component and the second component increases, and it tends to be easier to obtain fine fibers.
  • the number of divisions (number of segments) of the first component and the number of divisions (number of segments) of the second component may be the same or different, but from the viewpoint of increasing the interface between the first component and the second component, Preferably the numbers are the same. It is more preferable that the number of divisions of the first component and the second component is plural, and the segments of the first component and the segments of the second component are arranged alternately, and the segments of the first component and the segments of the second component are arranged alternately. are more preferably arranged alternately and radially.
  • the composite fiber may or may not have a hollow portion in the fiber cross section.
  • the contact area between the adjacent segments of the first component and the segment of the second component is smaller than when the composite fiber does not have a hollow part, so that the distance between the resin segments is reduced.
  • the fibers When a physical impact is applied to the fibrous web containing the conjugate fibers, such as when the fiber web contains the conjugate fibers, the fibers are easily split, making it difficult for unsplit conjugate fibers to remain in the nonwoven fabric. Furthermore, yarn breakage during spinning of composite fibers tends to be more easily suppressed.
  • the composite fiber is a so-called hollow split type composite fiber that has a hollow part in the fiber cross section
  • the position of the hollow part is not particularly limited, and the hollow part may be located at the center of the fiber when viewed from the fiber cross section.
  • the hollow portion may be located at a position offset from the center of the fiber (a position eccentric from the center of the fiber) when viewed from the fiber cross section.
  • the hollow portion be located at the center of the fiber when viewed from the fiber cross section.
  • the hollowness ratio can be determined depending on the splitting ratio and the cross-sectional shape of the ultrafine fiber after splitting.
  • the hollow ratio is the ratio of the area of the hollow portion to the cross section of the fiber.
  • the hollowness ratio is preferably about 1% or more and 50% or less, and preferably about 5% or more and 40% or less. More specifically, when the number of divisions of the composite fiber is 6 or more and 10 or less, the hollowness ratio is preferably 5% or more and 30% or less, more preferably 10% or more and 25% or less, and 10% or more. % or more and 20% or less is particularly preferable.
  • the hollowness ratio is preferably 5% or more and 40% or less, more preferably 7% or more and 30% or less, particularly 10% or more and 25% or less. preferable.
  • the hollowness ratio is about 1% or more and 50% or less, it is easy to obtain the effect of providing a hollow part, and the composite fiber is difficult to split during the manufacturing process, so it is preferable because it is easy to handle.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the cross section of one example of composite fiber.
  • the composite fiber 10 has a circular cross-sectional shape and includes a first component 1 and a second component 2, where the first component 1 is divided into four first segments and the second component 2 is divided into four second segments.
  • the first component 1 and the second component 2 are arranged adjacent to each other, and a part of the first component 1 and a part of the second component 2 are exposed on the surface of the composite fiber 10. are doing.
  • the four first segments and the four second segments are arranged alternately and radially.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the cross section of another example of composite fiber.
  • the composite fiber 20 has a circular cross-sectional shape and includes a first component 11 and a second component 12, where the first component 11 is divided into four first segments and the second component 12 is divided into eight second segments.
  • the first component 11 and the second component 12 are arranged adjacently, and a part of the first component 11 and a part of the second component 12 are exposed on the surface of the composite fiber 20. are doing.
  • the eight first segments and eight second segments are arranged alternately and radially.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the cross section of another example of composite fiber.
  • the composite fiber 30 has a circular cross-sectional shape like the composite fiber 10 except that it has a hollow part 3 located at the center of the fiber cross section, and includes a first component 1 and a second component 2, and the first component 1 is divided into 4 first segments, the second component 2 is divided into 8 divided conjugate fibers into 4 second segments, the first component 1 and the second component 2 are arranged adjacently, A portion of the first component 1 and a portion of the second component 2 are exposed on the surface of the composite fiber 10.
  • the four first segments and the four second segments are arranged alternately and radially.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the cross section of another example of composite fiber.
  • the composite fiber 40 has a circular cross-sectional shape similar to the composite fiber 20 except that it has a hollow portion 13 located at the center of the fiber cross section, and includes a first component 11 and a second component 12.
  • 11 is divided into four first segments
  • the second component 12 is a 16-split composite fiber divided into eight second segments, the first component 11 and the second component 12 are arranged adjacently, A portion of the first component 11 and a portion of the second component 12 are exposed on the surface of the composite fiber 20.
  • the eight first segments and eight second segments are arranged alternately and radially.
  • the composite ratio (first component/second component) is preferably 80/20 to 20/80 in mass ratio, more preferably 75/20, from the viewpoint of fiber splittability and processability.
  • the ratio is 25 to 25/75, more preferably 70/30 to 30/70, even more preferably 65/35 to 35/65, particularly preferably 60/40 to 40/60.
  • the single fiber fineness of the composite fiber is not particularly limited, but from the viewpoint of spinning stability and ease of thinning the fiber after splitting, it is preferably 0.1 dtex or more and 30 dtex or less, and 0.2 dtex or more and 25 dtex or less. is more preferably 0.3 dtex or more and 20 dtex or less, even more preferably 0.4 dtex or more and 15 dtex or less, even more preferably 0.5 dtex or more and 10 dtex or less, and 0.6 dtex or more and 7 It is particularly preferable that it is .0 dtex or less.
  • the tensile strength (also referred to as strength) of the composite fiber is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of handling during nonwoven fabric production, it is preferably 0.5 cN/dtex or more and 10 cN/dtex or less, and 1. It is more preferably 0 cN/dtex or more and 5.0 cN/dtex or less, even more preferably 1.2 cN/dtex or more and 4.0 cN/dtex or less, and 1.5 cN/dtex or more and 3.0 cN/dtex or less. This is particularly preferred.
  • the elongation rate (also referred to as elongation) of the composite fiber is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of handling during nonwoven fabric production, it is preferably 10% or more and 150% or less, and 15% or more and 100% or less. It is more preferably 20% or more and 80% or less, and particularly preferably 25% or more and 50% or less.
  • the initial tensile resistance (also referred to as Young's modulus) of the composite fiber is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of handling during nonwoven fabric production and from the perspective of obtaining a bulky nonwoven fabric, it is 5.0 cN/dtex or more and 45 cN. /dtex or less, preferably 10 cN/dtex or more and 35 cN/dtex or less, preferably 12 cN/dtex or more and 30.0 cN/dtex or less, and 14 cN/dtex or more and 25 cN/dtex or less It is more preferable.
  • the crimp ratio of the composite fiber is not particularly limited, but from the viewpoint of the texture and bulkiness of the nonwoven fabric, it is preferably 2.0% or more and 30% or less, and preferably 4.0% or more and 25% or less. It is more preferably 6.0% or more and 22% or less, even more preferably 8.0% or more and 20% or less.
  • the conjugate fiber of the present invention can be produced by preferably melt-spinning the first component at a lower temperature than the second component and stretching it under predetermined conditions.
  • a first component containing poly-L-lactic acid and a second component containing a biodegradable resin different from the poly-L-lactic acid of the first component are prepared.
  • the first component preferably contains poly-L-lactic acid in an amount of 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more.
  • the first component may consist of 100% by mass of poly-L-lactic acid.
  • the second component preferably contains 70% by mass or more of a biodegradable resin different from the poly-L-lactic acid of the first component, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and 95% by mass or more. It is particularly preferable that the content is at least % by mass.
  • the first component poly-L-lactic acid and the biodegradable resin different from the first component poly-L-lactic acid those described above can be used.
  • the first component and the second component are melt-spun, so that the first component and/or the second component are divided into two or more segments in the cross section of the spun filament, and the first component and the second component are divided into two or more segments on the surface of the spun filament.
  • a part of the component and a part of the second component are exposed to produce a spun filament (hereinafter also referred to as "spinning process").
  • the spinning step includes a step of supplying the first component and the second component to a composite spinning nozzle and melting and extruding them, and a step of supplying the first component and the second component to a composite spinning nozzle and extruding them in a melted state. It is preferred to include the step of cooling directly below the composite spinning nozzle by an air flow supplied from a forced cooling device.
  • the first component and/or the second component are divided into two or more segments in the cross section of the fiber, and part of the first component and part of the second component are exposed on the surface of the fiber.
  • a split-type composite spinning nozzle that yields structured spun filaments can be used as appropriate.
  • the first component is melt-spun at a lower temperature than the second component.
  • the first component is melt extruded at a lower temperature than the second component.
  • the first component containing the poly-L-lactic acid can be easily cooled, and the poly-L-lactic acid can be crystallized quickly.
  • the crystallization of the poly-L-lactic acid becomes easier to control. Therefore, poly-L-lactic acid has little crystal orientation, and spun filaments with fine fineness can be obtained.
  • the spun filament has good drawability and not only becomes a fiber with good crystallinity and orientation when drawn, but also can be made finer after drawing.
  • the second component includes an aliphatic polyester different from the poly-L-lactic acid, and the melting point (Tm2p) of the aliphatic polyester before spinning is equal to the melting point (Tm2p) of the poly-L-lactic acid before spinning.
  • Tm1p the first component is preferably melt-spun at a temperature lower than the second component by 1°C or more and 30°C or less, and more preferably melt-spun at a temperature lower than 3°C or more and 25°C or less, It is more preferable to perform melt spinning at a temperature lower than 5° C.
  • the first component is melt-spun at a temperature of [Tm1p+25°C] to [Tm1p+65°C]
  • the second component is melt-spun at a temperature of [Tm1p+30°C] to [Tm1p+75°C].
  • the first component may be melt-spun at a temperature of [Tm1p+30°C] to [Tm1p+60°C]
  • the second component may be melt-spun at a temperature of [Tm1p+35°C] to [Tm1p+70°C]
  • the first component may be melt-spun at a temperature of [Tm1p+40°C] to [Tm1p+50°C]
  • the second component may be melt-spun at a temperature of [Tm1p+45°C] to [Tm1p+60°C].
  • 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.
  • Melt spinning may be carried out at a temperature of 205°C or higher and 235°C or lower
  • the second component may be melt-spun at a temperature of 225°C or higher and 245°C or lower
  • the first component may be melt-spun at a temperature of 210°C or higher and 230°C or lower.
  • 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, and the second component is melt-spun at a temperature of 225°C or higher and 235°C or higher.
  • Melt spinning may be performed at temperatures below .degree.
  • the melting point of a resin such as poly L-lactic acid or aliphatic polyester before spinning refers to the melting peak temperature in the first heating process in the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC). It can be determined by performing differential scanning calorimetry (DSC) in the same manner as in the case of composite fibers, except that .
  • the take-up speed is preferably 150 m/min or more and 2500 m/min or less, more preferably 200 m/min or more and 2300 m/min or less.
  • the speed is preferably 250 m/min or more and 2100 m/min or less.
  • the molten first component and second component (hereinafter also simply referred to as molten resin) extruded from the composite spinning nozzle are passed through the composite spinning nozzle by an air flow supplied from a forced cooling device.
  • molten resin molten resin
  • quenching immediately below the composite spinning nozzle means cooling at a position close to the composite spinning nozzle.
  • the position of the forced cooling device and the volume of the air flow (cooling air) supplied from the forced cooling device By adjusting the position of the forced cooling device and the volume of the air flow (cooling air) supplied from the forced cooling device, the molten first and second components extruded from the composite spinning nozzle can be transferred to the composite spinning nozzle. It can be cooled in a nearby location. From the viewpoint of promoting crystallization of poly-L-lactic acid having a crystalline phase and easily obtaining undrawn filaments with high crystallinity, it is preferable to adjust the amount of cooling air.
  • the air volume of the cooling air is 0.10 m 3 /s or more and 0.60 m 3 /s or less. It is preferably 0.15 m 3 /s or more and 0.55 m 3 /s or less, even more preferably 0.20 m 3 /s or more and 0.50 m 3 /s or less, and 0.25 m 3 It is even more preferable that the speed is 0.30 m 3 /s or more and 0.45 m 3 /s or less, and particularly preferably 0.30 m 3 /s or more and 0.40 m 3 /s or less.
  • the air volume of the cooling air is determined particularly when the proportion of poly-L-lactic acid contained in the first component is 99.0% or more, since the cooling efficiency is particularly improved and the crystallinity of the composite fiber is further increased. It is thought that this will contribute to further improvement.
  • the cooling method of the forced cooling device is not particularly limited, and it may be a uniflow type cooling device that cools an undrawn filament that has been melt-extruded and drawn from one direction, or it may be a uniflow type cooling device that cools the undrawn filament that has been melt-extruded and drawn. It may be an annular type cooling device that applies cooling air to the filament from the inside to the outside, or to apply cooling air to the molten resin or undrawn filament from the outside to the inside.
  • the gas used for the cooling air but rare gases such as argon and helium, which are stable at room temperature (very low reactivity), nitrogen, or air are preferably used, and among these, nitrogen can be supplied at low cost.
  • the speed of the cooling air at this time is preferably 0.2 m/sec or more and 5 m/sec or less, more preferably 0.3 m/sec or more and 3 m/sec or less.
  • the temperature of the cooling air is preferably low in order to achieve uniform cooling, but considering the cost of adjusting the temperature, it may be 40°C or less, or it may be 15°C or more and 35°C or less. .
  • the single fiber fineness of the obtained undrawn filament is not particularly limited, but from the viewpoint of productivity that can be produced using normal equipment, it is preferably 0.5 dtex or more and 50 dtex or less, and 1.0 dtex or more and 40 dtex or less. is more preferable, more preferably 1.5 dtex or more and 30 dtex or less, particularly preferably 2.0 dtex or more and 20 dtex or less, most preferably 3.0 dtex or more and 15 dtex or less.
  • the first component, poly-L-lactic acid contains a crystalline phase to some extent.
  • the drawn filament (composite fiber) obtained by drawing the undrawn filament is easily divided by physical impact.
  • XRD X-ray diffraction
  • the undrawn filament has an The crystallite size of poly-L-lactic acid as one component is preferably 30 ⁇ or more and 250 ⁇ or less, more preferably 50 ⁇ or more and 220 ⁇ or less, still more preferably 70 ⁇ or more and 200 ⁇ or less, and particularly preferably 100 ⁇ or more and 180 ⁇ or less.
  • the full width at half maximum (FWHM) of poly-L-lactic acid is preferably 0.20° or more and 3.50° or less, more preferably 0.25° or more and 2.50° or less, and 0.30° or more and 1 It is more preferably 0.50° or less, and particularly preferably 0.35° or more and 1.00° or less.
  • the spun filament is drawn to obtain a drawn filament (composite fiber).
  • the stretching process may be so-called one-stage stretching, in which there is only one stretching step, or it may be multi-stage stretching, in which there are two or more stretching steps.
  • the stretching temperature is set to more than 60°C and less than 90°C.
  • the stretching temperature is preferably set at more than 60.0°C and less than 85.0°C in the first-stage stretching process.
  • the stretching temperature is less than 85.0°C, no fusion occurs during the stretching process.
  • the stretching temperature is higher than 60.0°C, it is possible to stretch the film to a high degree.
  • the stretching temperature is preferably 65.0°C or higher and 80.0°C or lower, more preferably 67.0°C or higher and 78.0°C or lower.
  • the stretching temperature is preferably more than 60.0°C and less than 90.0°C, more preferably 65.0°C or more and 89.0°C or less, and 70.0°C. It is particularly preferable that the temperature is above 88.0°C.
  • the stretching temperature in the second and subsequent stages is preferably the same as that in the first stage or higher than that in the first stage.
  • the temperature difference between the first stage and the second stage is preferably more than 0°C and less than 30.0°C, more preferably 1.0°C or more and 25.0°C or less, and even more preferably 3.0°C or more and 23.0°C or less.
  • the temperature is preferably 5.0°C or more and 20.0°C or less, particularly preferably.
  • the stretching ratio is 1.4 times or more. Thereby, the crystallinity of the poly-L-lactic acid contained in the first component and the biodegradable resin contained in the second component can be increased, and the splittability of the composite fiber due to physical impact can be improved.
  • the stretching ratio is preferably 1.4 times or more and 6.0 times or less, more preferably 1.5 times or more and 5.0 times or less, and 1.6 times or more and 4.0 times or less. is more preferably 1.7 times or more and 3.0 times or less, even more preferably 1.8 times or more and 2.8 times or less.
  • the stretching ratio is 1.4 times or more, the spun filament can be uniformly stretched without yarn breakage occurring during the stretching process.
  • the stretching process may be one stage stretching or two or more stages of stretching.
  • the second and subsequent stages of multi-stage stretching may be a tension heat setting in which heat treatment is performed in a tensioned state, or a relaxation heat set in which heat treatment is performed in a relaxed state.
  • the stretching ratio in the first stage is preferably 1.4 times or more and 6.0 times or less, more preferably 1.5 times or more and 5.0 times or less. It is preferably 1.6 times or more and 4.0 times or less, even more preferably 1.7 times or more and 3.0 times or less, and 1.8 times or more and 2.8 times or less. is particularly preferable, and the stretching ratio in the second and subsequent stages 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.
  • the stretching ratio in the first stage is preferably 1.4 times or more and 6.0 times or less, more preferably 1.5 times or more and 5.0 times or less. It is preferably 1.6 times or more and 4.0 times or less, even more preferably 1.7 times or more and 3.0 times or less, and 1.8 times or more and 2.8 times or less. is particularly preferable, and the stretching ratio in the second and subsequent stages may be 0.9 times or more and less than 1.0 times, and may be 0.95 times or more and less than 1.0 times.
  • the second and subsequent stages of multi-stage stretching are preferably performed by tension heat setting.
  • the crystallinity of the poly-L-lactic acid contained in the first component and the biodegradable resin contained in the second component can be adjusted and stabilized.
  • the processability of molding (forming) is improved.
  • the stretching ratio is multiplied by the stretching ratio of each stage.
  • the stretching ratio is preferably 60% or more and 100% or less of the maximum stretching ratio (Vmax), more preferably 70% or more and 99% or less, and even more preferably 80% or more and 99% or less. , particularly preferably 85% or more and 99% or less.
  • Vmax the maximum stretching ratio
  • the stretching ratio is 60% or more and 99% or less of the maximum stretching ratio, high stretching can be achieved while suppressing yarn breakage in the stretching process.
  • 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, etc. can be used as appropriate.
  • stretching can be performed while heating in a liquid, for example, stretching may be performed in hot water or warm water.
  • stretching can be carried out in a high temperature gas or while heating with a high temperature metal roll or the like.
  • the stretching is carried out in warm water.
  • V max maximum stretching ratio
  • the winding speed of the metal roll on the winding side when the undrawn filament breaks is taken as the maximum drawing speed, and the ratio of the maximum drawing speed to the feed-out speed of the roll that sends out the undrawn filament (V 2 /V 1 ) is determined, and the obtained speed ratio is taken as the maximum stretching ratio (V max ).
  • so-called one-stage stretching in which the stretching process is performed once, and when the stretching process is performed in multiple times using the same stretching method and the same stretching temperature, the maximum stretching ratio is the same as the stretching process, at the same temperature. can be measured.
  • multi-stage drawing in which the drawing process is performed multiple times, and the drawing temperatures in the different drawing stages are different, the same drawing method as in the drawing stage in which the drawing process is performed at a higher temperature; Measure the maximum stretching ratio at the stretching temperature.
  • the drawing temperature is the same in all drawing stages, but when the drawing methods are different, the maximum drawing ratio for each method is The larger maximum stretching ratio is determined as the maximum stretching ratio.
  • a predetermined amount of a fiber treatment agent may be attached to the obtained drawn filament as necessary, and further mechanical crimp may be applied with a crimper (crimping device) as necessary.
  • the fiber treatment agent can easily disperse fibers in water or the like when a nonwoven fabric is manufactured by a wet papermaking method.
  • external force is, for example, the force applied when crimping is applied by a crimper
  • further water can be applied.
  • the dispersibility to the above is improved.
  • the drawn filament after the fiber treatment agent has been applied (or in a wet state without the fiber treatment agent applied) is heated at a temperature in the range of 80°C or higher and 110°C or lower for a few seconds to about 30 minutes, if necessary.
  • the fibers are dried by drying treatment. The drying process may be omitted depending on the case.
  • the drawn filament is cut so that the fiber length is preferably 1 mm or more and 100 mm or less, more preferably 2 mm or more and 70 mm or less.
  • the length is more than 20 mm, more specifically, more than 20 mm and less than 70 mm, and more preferably more than 24 mm and less than 65 mm.
  • 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 fibrous structure may contain the composite fibers in an amount of 5% by mass or more, 10% by mass or more, 20% by mass or more, 30% by mass or more, 40% by mass or more, and 50% by mass or more. It may contain 60% by mass or more, 70% by mass or more, 80% by mass or more, 90% by mass or more, 95% by mass or more, 100% by mass. It may also consist of When other fibers are included, for example, natural fibers, recycled fibers, and synthetic fibers can be used. Examples of the natural fibers include cotton, silk, wool, hemp, pulp, and kapok.
  • Examples of the recycled fiber include rayon, cupro, and polynosic.
  • Examples of the synthetic fibers include acrylic fibers, polyester fibers, polyamide fibers, polyolefin fibers, and polyurethane fibers.
  • As other fibers one or more types of fibers can be appropriately selected from the above-mentioned fibers depending on the purpose and the like.
  • the fibrous structure is a nonwoven fabric
  • examples of the form of the fibrous web constituting the nonwoven fabric include a parallel web, a semi-random web, a random web, a crosslay web, a crisscross web, an airlaid web, and a wet papermaking web.
  • the conjugate fibers of the present invention which are highly splittable, are produced by the physical impact given to the conjugate fibers. By easily splitting the fibers, fine fibers can be developed.
  • the heat treatment can be performed as described below.
  • Conditions for the needle punching method can be appropriately selected depending on the type and basis weight of the fibrous web.
  • the fibers are defibrated with a semi-random card to produce a carded web with a predetermined basis weight, and then the number of penetrations (needle per unit area) is
  • a needle-punched nonwoven fabric can be produced by performing needle punching on both sides under the conditions of 60 to 200 needles/cm 2 (number of needles punched ) and a needle depth of 3 mm to 15 mm.
  • the conditions for the high-pressure water jet method can be appropriately selected depending on the type and basis weight of the fibrous web.
  • a wet papermaking web an air-laid web, or a carded web with a basis weight of 10 g/m 2 or more and 100 g/m 2 or less
  • the fibrous web is placed on a support such as a plain weave structure of about 70 mesh or more and 100 mesh or less
  • a columnar water stream with a water pressure of 1 MPa or more and 20 MPa or less is applied to the front and back sides of the fiber web once or more and no more than 10 times. This can be done by spraying.
  • the fiber structure is a yarn or a woven or knitted material
  • fine fibers can be developed by easily splitting the highly divisible conjugate fiber of the present invention by applying a physical impact.
  • the splitting method include a high-pressure water jet method, a method of passing through a liquid jet dyeing machine, and a buckling method.
  • a part of the first component or a part of the second component is melted and softened by heat treatment, and the melted and softened first component or The second component functions as an adhesive component and can thermally bond the constituent fibers together.
  • the heat treatment temperature is not particularly limited as long as either the first component or the second component can be melted and softened.
  • Tm is the melting point of the thermoplastic resin with the lowest melting point among the decomposable resins, it may be [Tm+5°C] or more and [Tm+80°C] or less, or [Tm+10°C] or more and [Tm+50°C] or less. More specifically, the temperature may be [100°C or more and 200°C or less] or 110°C or more and 180°C or less.
  • the second component contains an aliphatic polyester different from the poly-L-lactic acid contained in the first component, and the melting point (Tm2p) of the aliphatic polyester is equal to the melting point (Tm2p) of the poly-L-lactic acid contained in the first component.
  • the heat treatment temperature may be at least [Tm2p-5°C] and at most [Tm2p+40°C], at least Tm2p and at most [Tm2p+25°C], and more specifically, at 103°C and up and at most 140°C. , 105°C or more and 135°C or less.
  • the heat treatment time is not particularly limited as long as the second component can be melted and softened, but may be, for example, 3.0 seconds or more and 40.0 seconds or less, or 8.0 seconds or more and 35.0 seconds or less.
  • the heat treatment means is not particularly limited, and includes, for example, a hot air penetration type heat treatment machine, a hot air blowing type heat treatment machine, and an infrared type heat treatment machine.
  • the air permeability of the nonwoven fabric can be measured and used as an index indicating the splittability of the composite fiber.
  • a carded web of 60 g/m 2 is produced using a parallel carding machine using only composite fibers, and a nonwoven fabric produced under condition (1) as described in the example is processed by the Frazier forming method.
  • the measured air permeability may be 100 cm 3 /cm 2 /s or less, 90 cm 3 /cm 2 /s or less, or 80 cm 3 /cm 2 /s or less.
  • the nonwoven fabric may have an air permeability of more than 0 cm 3 /cm 2 /s, or more than 1.0 cm 3 /cm 2 /s, as measured by the Frazier method. If the air permeability of the nonwoven fabric is within the above range, it can be said that the composite fibers are split.
  • nonwoven fabrics can be used for various purposes, and can be used alone or in combination with paper, other nonwoven fabrics, films, sheets, etc., such as masks, baby diapers, adult disposable diapers, sanitary napkins, etc.
  • Sheets for absorbent articles such as vaginal discharge absorbing sheets (panty liners), surface materials for various hygiene products such as incontinence pads, sheets placed between the surface material and absorbent material, and backing materials, and skin covering sheets.
  • X-ray diffraction (XRD) analysis A drawn filament (composite fiber) or a spun filament (undrawn filament) was cut to the same length as the short side of an aluminum sample holder for X-ray diffraction, and used as a sample. The sample was attached and fixed on one side of an aluminum sample holder so as to be perpendicular to the incident direction of X-rays, and wide-angle X-ray diffraction was performed. The measurement conditions are as follows. X-ray diffraction device: “SmartLab 9kW” manufactured by Rigaku Co., Ltd.
  • X-ray source CuK ⁇ ray (1.5418 ⁇ )
  • Output Tube voltage 45kV, tube current 200mA
  • Slit system IS 1/2°
  • RS1 20mm Tube current 200mA
  • Slit system IS 1/2°
  • RS1 20mm Tube current 200mA
  • RS2 20mm Measurement direction: Fiber radial scan Scan axis: 2 ⁇ / ⁇
  • XRD X-ray diffraction
  • Fabric weight The fabric weight of the nonwoven fabric was measured based on JIS L 1913:2010 6.2.
  • Specific volume Using a thickness measuring device (product name "THICKNESS GAUGE”, model “CR-60A”, manufactured by Daiei Kagaku Seiki Seisakusho Co., Ltd.), with a load of 296 Pa or 1.96 kPa applied. The thickness of the nonwoven fabric was measured, and the specific volume was calculated based on the basis weight and thickness of the nonwoven fabric.
  • Tensile strength According to JIS L 1913:2010 6.3, a nonwoven fabric test piece was tested using a constant speed tension type tensile tester at a width of 5 cm, a gripping interval of 10 cm, and a tensile speed of 30 ⁇ 2 cm/min. The sample was subjected to a tensile test, and the load value at the time of cutting was measured, which was defined as the tensile strength.
  • Dividability As described in Examples, the nonwoven fabrics produced under conditions (1) and (2) were cut in the thickness direction.
  • the cut nonwoven fabric was packed tightly into a cylinder with a diameter of 1.42 mm and a thickness of 1.00 mm so that the cut surface was exposed, and an area of 128,000 ⁇ m 2 was photographed using an electron microscope at 300 times magnification. If even part of the interface between the first component and the second component was separated, it was counted as a split fiber, and if the interface between the first component and the second component was not separated, the fiber was counted as a non-split fiber. Assuming that the fiber cross section is circular, if the total area of one fiber was less than 50%, it was excluded from the count.
  • the total cross-sectional area of all fibers to be counted and the total cross-sectional area of non-split fibers were calculated, and using them, the splitting ratio was calculated from the following formula.
  • the splitting ratio is 10.0% or more, it means that the composite fibers are split, and in the nonwoven fabric produced under condition (2), the splitting ratio is 30.0%. % or more means that the composite fiber is divided.
  • Split ratio (%) ⁇ (total cross-sectional area of all fibers - total cross-sectional area of unsplit fibers) ⁇ total cross-sectional area of all fibers ⁇ x 100
  • Examples 1 to 6 are wet (warm water), two-stage stretching; Comparative Examples 1 to 5 are wet (hot water) (warm water), 1-stage stretching (7) Oil concentration: 5% by mass (8) Drying temperature: 85°C (9) Cut length: 51.0 mm for hydroentangled nonwoven fabric; 5 mm for wet papermaking nonwoven fabric (10) Hydroentangled nonwoven fabrics were produced by using a parallel card machine to prepare a carded web of 60 g/m 2 and subjecting it to hydroentangling treatment under the following conditions.
  • a card web is placed on a 90 mesh plain weave support, and while being conveyed at a speed of 4 m/min, a water stream with a water pressure of 3.0 MPa is sprayed once on the surface of the card web, and then A hydroentangling process was performed in which a water stream with a water pressure of 3.0 MPa was sprayed once on the back side of the card web.
  • the nozzle used in the hydroentangling treatment was a nozzle in which orifices with a hole diameter of 0.12 mm were provided at intervals of 0.6 mm, and the distance between the nozzle and the fiber web was 20 mm during the treatment.
  • a card web is placed on a 90-mesh plain weave support, and while being transported at a speed of 4 m/min, a water stream with a water pressure of 2.0 MPa, 3.0 MPa, and 3.0 MPa is applied to the surface of the card web. was sprayed once each time for a total of three times, and then water jets with water pressures of 2.0 MPa, 3.0 MPa, and 3.0 MPa were jetted once each for a total of three times on the back side of the card web.
  • the nozzle used in the hydroentangling treatment was a nozzle in which orifices with a hole diameter of 0.12 mm were provided at intervals of 0.6 mm, and the distance between the nozzle and the fiber web was 20 mm during the treatment.
  • Wet papermaking nonwoven fabric was obtained by producing a wet papermaking web with a basis weight of 40 g/m 2 using splittable conjugate fibers with a fiber length (cut length) of 5 mm and drying it.
  • the conditions for producing wet paper-making nonwoven fabric are as follows.
  • the weighed splittable conjugate fibers were put into 1 L of tap water to make a slurry, and the slurry was stirred with a pulper at a rotation speed of 1000 rpm for 120 seconds to uniformly disperse the splittable conjugate fibers in the water.
  • Tap water was added to the slurry stirred with a pulper to make 16 L of slurry.
  • the slurry diluted to 16L is poured into a 250mm square frame lined with metal mesh (200 mesh), and wet papermaking is performed to produce a wet papermaking web measuring 250mm long, 250mm wide, and having a dry basis weight of 40g/ cm2. And so.
  • the obtained wet papermaking web was sandwiched between filter papers and dehydrated by applying a pressure of 3.5 kg/cm 2 for 30 seconds.
  • the dehydrated wet papermaking web was dried in a cylinder dryer equipped with metal rolls set at a predetermined temperature while being transported by a transporting support to obtain a wet papermaking nonwoven fabric.
  • the splittable conjugate fiber for producing the wet paper-making nonwoven fabric was weighed in an absolutely dry state to give 2.50 g.
  • the weighed splittable conjugate fibers were put into 1 L of tap water to make a slurry, and the slurry was stirred with a pulper at a rotation speed of 1500 rpm for 30 seconds to uniformly disperse the splittable conjugate fibers in the water.
  • Tap water was added to the slurry stirred with a pulper to make 16 L of slurry.
  • the slurry diluted to 16L is poured into a 250mm square frame lined with metal mesh (200 mesh), and wet papermaking is performed to produce a wet papermaking web measuring 250mm long, 250mm wide, and having a dry basis weight of 40g/ cm2. And so.
  • the obtained wet papermaking web was sandwiched between filter papers and dehydrated by applying a pressure of 3.5 kg/cm 2 for 30 seconds.
  • the dehydrated wet papermaking web was dried in a cylinder dryer equipped with metal rolls set at a predetermined temperature while being transported by a transporting support to obtain a wet papermaking nonwoven fabric.
  • the heat treatment with a cylinder dryer was performed on the wet papermaking web for 45 seconds.
  • the temperature of the surface of the metal roll of the cylinder dryer is set to 80° C. for drying.
  • the temperature of the surface of the metal roll of the cylinder dryer is set to 140° C. for drying.
  • FIG. 5 shows the DSC curve of the composite fiber of Example 1.
  • 6 and 7 show the results of X-ray diffraction measurements of the composite fiber (drawn filament) of Example 1 and the spun filament (undrawn filament) in Example 1, respectively.
  • 8 and 9 show the results of X-ray diffraction measurements of the composite fiber (drawn filament) of Comparative Example 1 and the spun filament (undrawn filament) of Example 1.
  • the DSC curve of the composite fibers of the examples shows that the heat of fusion per unit mass of poly-L-lactic acid as the first component in the first heating process is 62. It was 0 mJ/mg or more. Further, in the DSC curve of the composite fiber of the example, the crystallization temperature of the first component, poly-L-lactic acid, was 90° C. or higher during the cooling process. Furthermore, in the DSC curve of the composite fiber of the example, the heat of fusion per unit mass of poly-L-lactic acid as the first component in the second heating process was 51.0 mJ/mg or more.
  • the heat of fusion per unit mass of the aliphatic polyester as the second component in the second heating process was 60.5 mJ/mg or more.
  • the first component is melt-spun at a lower temperature than the second component, and in the drawing step, at a temperature of more than 60° C.
  • the composite fibers of Examples had excellent splitting properties, and were split by physical impact such as high-pressure water flow or stirring by a pulper in water during the production of nonwoven fabrics.
  • the heat of fusion per unit mass of the aliphatic polyester as the second component during the temperature raising process is less than 60.5 mJ/mg, and the diffraction angle 2 ⁇ is within the range of 16.5 ⁇ 0.3° in X-ray diffraction measurement.
  • the crystallite size of the first component, poly-L-lactic acid, calculated based on the peak of was less than 92 ⁇ . Therefore, the conjugate fibers had poor splitting properties and could not be split by the physical impact of high-pressure water flow during the production of the nonwoven fabric.
  • Comparative Example 5 which reproduces the example described in Patent Document 2
  • the first component and the second component were melt-spun at the same temperature in the process of producing spun filaments.
  • the resulting composite fiber had a heat of fusion of 62.0 mJ/mg per unit mass of poly-L-lactic acid as the first component in the first heating process in the DSC curve.
  • the peak of poly-L-lactic acid as the first component was not observed in the temperature-lowering process, and the heat of fusion per unit mass of poly-L-lactic acid as the first component in the second heating process was 51.0 mJ/mg.
  • a composite fiber comprising a first component and a second component,
  • the first component includes poly-L-lactic acid
  • the second component includes a biodegradable resin different from the poly-L-lactic acid
  • the first component and/or the second component are divided into two or more segments when viewed from a fiber cross section, A part of the first component and a part of the second component are exposed on the surface of the composite fiber, and the composite fiber has the following (1) in a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC). ) to (4).
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the heat of fusion per unit mass of the poly-L-lactic acid in the first heating process is 62.0 mJ/mg or higher
  • the crystallization temperature of the poly-L-lactic acid in the cooling process is 90°C or higher
  • the heat of fusion per unit mass of the poly-L-lactic acid in the second heating process is 51.0 mJ/mg or more.
  • the heat of fusion per unit mass of the biodegradable resin in the second heating process is 51.0 mJ/mg or more.
  • a composite fiber containing a first component and a second component The first component includes poly-L-lactic acid, The second component includes a biodegradable resin different from the poly-L-lactic acid, The first component and/or the second component are divided into two or more segments when viewed from a fiber cross section, A part of the first component and a part of the second component are exposed on the surface of the composite fiber, and in the X-ray diffraction measurement of the composite fiber, the diffraction angle 2 ⁇ of the poly-L-lactic acid is 16.5.
  • the melting peak temperature of poly-L-lactic acid in the first heating process is 165 ° C. or higher, [1] or [2] The composite fiber described in ].
  • the biodegradable resin contains an aliphatic polyester made of glycol and dicarboxylic acid.
  • a method for producing a composite fiber comprising a first component and a second component, preparing a first component containing poly-L-lactic acid and a second component containing a biodegradable resin different from the poly-L-lactic acid; A step of manufacturing a spun filament by melt-spinning the first component and the second component, and a step of drawing the spun filament,
  • the first component is melt-spun at a lower temperature than the second component
  • the stretching temperature is higher than 60°C and lower than 90°C, and the stretching ratio is 1.4 times or more
  • the first component and/or the second component are divided into two or more segments, and a portion of the first component and a portion of the second component are located on the surface of the composite fiber.
  • the step of producing the spun filament includes: a step of supplying the first component and the second component to a composite spinning nozzle, and combining the first component and the second component in a molten state extruded from the composite spinning nozzle with an air flow supplied from a forced cooling device. Including a step of cooling directly below the spinning nozzle, The method for producing composite fibers according to [10], wherein in the cooling step, the volume of cooling air is 0.10 m 3 /s or more and 0.60 m 3 /s or less.

Abstract

本発明は、第1成分と、第2成分とを含む複合繊維であって、第1成分は、ポリL-乳酸を含み、第2成分は、前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含み、繊維断面からみて第1成分及び/又は第2成分が2以上のセグメントに区分され、第1成分の一部及び第2成分の一部が複合繊維の表面に露出し、DSC曲線において、下記の(1)~(4)の少なくとも1つを満たす、或いは、X線回折測定において、ポリL-乳酸の結晶子サイズが92Å以上122Å以下である複合繊維に関する。 (1)1回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が62.0mJ/mg以上 (2)降温過程における前記ポリL-乳酸の結晶化温度が90℃以上 (3)2回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が51.0mJ/mg以上 (4)2回目の昇温過程における前記生分解性樹脂の単位質量あたりの融解熱量が60.5mJ/mg以上

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、脂肪族ポリエステル、より具体的にはポリL-乳酸を含む第1成分と、脂肪族ポリエステルを始めとする各種生分解性樹脂を含む第2成分を含む複合繊維、その製造方法、及びそれを含む繊維構造物に関する。
 繊維の細繊度化には分割型複合繊維が広く使用されている。また、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には、ポリ乳酸と、結晶性のポリブチレンサクシネートからなる分割型複合繊維が記載されている。特許文献2には、結晶性の生分解性重合体であるポリブチレンサクシネート成分により、非晶性のポリ乳酸成分が2つ以上に略分割されている分割型複合繊維が記載されている。
特開2020-183592号公報 特開平9-41223号公報
 しかしながら、特許文献1及び2に記載のような樹脂特性が近い樹脂を組み合わせた分割型複合繊維、具体的には、生分解性を有する等、構造や樹脂の物性が近い脂肪族ポリエステル同士を組み合わせた分割型複合繊維は、物理衝撃による分割性が劣る問題があった。
 本発明は、前記従来の問題を解決するため、脂肪族ポリエステル、より具体的にはポリL-乳酸を含む第1成分と、脂肪族ポリエステルを始めとする各種生分解性樹脂を含む第2成分を含み、分割性が良好な複合繊維、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、第1成分と、第2成分とを含む複合繊維であって、第1成分は、ポリL-乳酸を含み、第2成分は、前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含み、繊維断面からみて前記第1成分及び/又は前記第2成分が2以上のセグメントに区分され、前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が前記複合繊維の表面に露出しており、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、下記(1)~(4)の少なくとも1つを満たす複合繊維に関する。
(1)1回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が62.0mJ/mg以上
(2)降温過程における前記ポリL-乳酸の結晶化温度が90℃以上
(3)2回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が51.0mJ/mg以上
(4)2回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂の単位質量あたりの融解熱量が60.5mJ/mg以上
 本発明は、また、第1成分と、第2成分とを含む複合繊維であって、第1成分は、ポリL-乳酸を含み、第2成分は、前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含み、繊維断面からみて前記第1成分及び/又は前記第2成分が2以上のセグメントに区分され、前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が前記複合繊維の表面に露出しており、前記複合繊維のX線回折測定において、前記ポリL-乳酸の回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した結晶子サイズが92Å以上122Å以下である複合繊維に関する。
 本発明は、また、前記複合繊維を5質量%以上含む繊維構造物に関する。
 本発明は、また、第1成分と、第2成分とを含む複合繊維の製造方法であって、ポリL-乳酸を含む第1成分と、前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含む第2成分を準備する工程、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、及び前記紡糸フィラメントを延伸する工程を含み、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60℃超90℃未満であり、かつ延伸倍率は1.4倍以上であり、得られた複合繊維の繊維断面からみて前記第1成分及び/又は前記第2成分が2以上のセグメントに区分され、前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が複合繊維の表面に露出している、複合繊維の製造方法に関する。
 本発明は、脂肪族ポリエステル、より具体的にはポリL-乳酸を含む第1成分と、脂肪族ポリエステルを始めとする各種生分解性樹脂を含む第2成分を含み、分割性が良好な複合繊維を提供することができる。
 本発明の製造方法によれば、脂肪族ポリエステル、より具体的にはポリL-乳酸を含む第1成分と、脂肪族ポリエステルを始めとする各種生分解性樹脂を含む第2成分を含み、分割性が良好な複合繊維を得ることができる。
本発明の1例の複合繊維の断面を示した模式的断面図である。 本発明の1例の複合繊維の断面を示した模式的断面図である。 本発明の1例の複合繊維の断面を示した模式的断面図である。 本発明の1例の複合繊維の断面を示した模式的断面図である。 実施例1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1の複合繊維(延伸フィラメント)のX線回折測定結果を示すグラフである。 実施例1において、紡糸フィラメント(未延伸フィラメント)のX線回折測定結果を示すグラフである。 比較例1の複合繊維(延伸フィラメント)のX線回折測定結果を示すグラフである。 比較例1において、紡糸フィラメント(未延伸フィラメント)のX線回折測定結果を示すグラフである。
 本発明者は、上述した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、前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含む第2成分とを含み、繊維断面からみて前記第1成分及び/又は前記第2成分が2以上のセグメントに区分され、前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が前記複合繊維の表面に露出している分割型複合繊維において、該複合繊維が、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線において、(1)1回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が62.0mJ/mg以上、(2)降温過程における前記ポリL-乳酸の結晶化温度が90℃以上、(3)2回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が51.0mJ/mg以上、及び(4)2回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂の単位質量あたりの融解熱量が60.5mJ/mg以上という要件の一つ以上(以下、DSC要件とも記す。)を満たすことで、分割性が向上することを見出した。
 或いは、ポリL-乳酸を含む第1成分と、前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含む第2成分とを含み、繊維断面からみて前記第1成分及び/又は前記第2成分が2以上のセグメントに区分され、前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が前記複合繊維の表面に露出している分割型複合繊維において、該複合繊維をX線回折測定した場合、前記ポリL-乳酸の回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した結晶子サイズが92Å以上122Å以下である(以下、XRD要件とも記す。)ことで、分割性が向上することを見出した。
 そして、特許文献1及び2とは異なり、本願では、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、前記DSC要件及び/又はXRD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、融点が高いポリL-乳酸を含む第1成分の紡糸温度を第2成分の紡糸温度より低くすることで、第1成分の冷却効率が高まり、紡糸後(未延伸)におけるポリL-乳酸の結晶化が促進されるので、延伸後の第1成分及び第2成分の結晶性が高い複合繊維となり、得られた複合繊維の分割性が向上することを見出した。
 (複合繊維)
 本明細書において、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。
 複合繊維を5.0mg秤量し、試料として用いる。まず、試料を、試料ホルダーに充填する。次に、試料ホルダーに充填した試料を、常温(23±2℃)から当該複合繊維に含まれる熱可塑性樹脂の中で最も融点が高い熱可塑性樹脂の融点より30℃以上高い温度(例えば、第1成分に含まれるポリL-乳酸の融点が、複合繊維に含まれる熱可塑性樹脂の中で最も融点が高く、その融点が175℃であった場合は205℃以上まで昇温させる。本願の実施例では210℃まで昇温している)まで、5℃/分の速度で昇温し(1回目の昇温過程)、1回目の融解時のDSC測定を行う。前記の条件で設定し最高温度(複合繊維に含まれる熱可塑性樹脂の中で最も融点が高い熱可塑性樹脂の融点より30℃以上高い温度)に到達した後、2分間保持し、前記最高温度から常温(23±2℃)まで、5℃/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回目の昇温過程及び降温過程が終わった後、試料をDSC測定機器から取り出さず、常温(23±2℃)で2分間保持した後、常温(23±2℃)から前記最高温度(複合繊維に含まれる熱可塑性樹脂の中で最も融点が高い熱可塑性樹脂の融点より30℃以上高い温度)まで、5℃/分の速度で再度昇温し(2回目の昇温過程)、2回目の融解時の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、1回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が62.0mJ/mg以上であることが好ましい。ポリL-乳酸の融解熱量が大きいことはポリL-乳酸の結晶性が高いことを示し、延伸後の第1成分のポリL-乳酸の結晶性が高いと複合繊維の分割性が高まり、該複合繊維や該複合繊維を含むウェブにニードルパンチ処理、高圧水流処理、及びパルパーによる撹拌処理などの物理衝撃を与えることで複合繊維を安定的に分割することができる。分割性をより高める観点から、1回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量は、より好ましくは62.0mJ/mg以上80.0mJ/mg以下であり、さらに好ましくは63.0mJ/mg以上75.0mJ/mg以下であり、さらにより好ましくは64.0mJ/mg以上72.0mJ/mg以下であり、特に好ましくは65.0mJ/mg以上70.0mJ/mg以下である。本明細書において、DSC曲線の1回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸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成分のポリL-乳酸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成分のポリL-乳酸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、分割性を高める観点から、降温過程における第1成分のポリL-乳酸の結晶化温度が90℃以上であることが好ましい。ポリL-乳酸の結晶化温度が高い(結晶化速度が速い)ことはポリL-乳酸の結晶性が高いことを示し、延伸後の第1成分のポリL-乳酸の結晶性が高いと複合繊維の分割性が高まり、該複合繊維や該複合繊維を含むウェブにニードルパンチ処理、高圧水流処理、及びパルパーによる撹拌処理などの物理衝撃を与えることで複合繊維を安定的に分割することができる。分割性をより高める観点から、降温過程における第1成分のポリL-乳酸の結晶化温度は、より好ましくは90℃以上110℃以下であり、さらに好ましくは92℃以上107℃以下であり、さらにより好ましくは95℃以上104℃以下であり、特に好ましくは98℃以上101℃以下である。本明細書において、DSC曲線の降温過程における第1成分のポリL-乳酸の結晶化温度は、降温過程で得られたDSC曲線において、第1成分のポリL-乳酸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、分割性を高める観点から、2回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が51.0mJ/mg以上であることが好ましい。ポリL-乳酸の融解熱量が大きいことはポリL-乳酸の結晶性が高いことを示し、延伸後の第1成分のポリL-乳酸の結晶性が高いと複合繊維の分割性が高まり、該複合繊維や該複合繊維を含むウェブにニードルパンチ処理、高圧水流処理、及びパルパーによる撹拌処理などの物理衝撃を与えることで複合繊維を安定的に分割することができる。分割性をより高める観点から、2回目の昇温過程におけるポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量は、より好ましくは51.0mJ/mg以上70.0mJ/mg以下であり、さらに好ましくは52.0mJ/mg以上65.0mJ/mg以下であり、さらにより好ましくは53.0mJ/mg以上60.0mJ/mg以下であり、特に好ましくは54.0mJ/mg以上58.0mJ/mg以下である。本明細書において、DSC曲線の2回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸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1成分のポリL-乳酸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成分のポリL-乳酸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、分割性を高める観点から、2回目の昇温過程における第2成分の生分解性樹脂の単位質量あたりの融解熱量が60.5mJ/mg以上であることが好ましい。第2成分の生分解性樹脂の融解熱量が大きいことは該生分解性樹脂の結晶性が高いことを示し、延伸後の第2成分の生分解性樹脂の結晶性が高くなることで複合繊維の分割性が高まり、該複合繊維や該複合繊維を含むウェブにニードルパンチ処理、高圧水流処理、及びパルパーによる撹拌処理などの物理衝撃を与えることで複合繊維を安定的に分割することができる。分割性をより高める観点から、2回目の昇温過程における第2成分の生分解性樹脂の単位質量あたりの融解熱量は、より好ましくは60.5mJ/mg以上75.0mJ/mg以下であり、さらに好ましくは60.7mJ/mg以上70.0mJ/mg以下であり、さらにより好ましくは60.9mJ/mg以上65.0mJ/mg以下であり、特に好ましくは61.0mJ/mg以上63.0mJ/mg以下である。本明細書において、DSC曲線の2回目の昇温過程における第2成分の生分解性樹脂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成分の生分解性樹脂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成分の生分解性樹脂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、分割性をより高める観点から、1回目の昇温過程におけるポリL-乳酸の融解ピーク温度が165℃以上であることが好ましい。融解ピーク温度は、1回目の昇温過程で得られるDSC曲線において、融解ピークの最大高さでの温度を指し、複合繊維における第1成分のポリL-乳酸の融点である。ポリL-乳酸の融解ピーク温度が高いことはポリL-乳酸の結晶性が高いことを示し、延伸後のポリL-乳酸の結晶性が高いと複合繊維の分割性が高まり、該複合繊維や該複合繊維を含むウェブにニードルパンチ処理、高圧水流処理、及びパルパーによる撹拌処理などの物理衝撃を与えることで複合繊維を安定的に分割することができる。分割性をより高める観点から、1回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸の融解ピーク温度は、より好ましくは165℃以上180℃以下であり、さらに好ましくは166℃以上178℃以下であり、さらにより好ましくは167℃以上177℃以下であり、さらにより好ましくは168℃以上176℃以下であり、特に好ましくは169℃以上175℃以下である。
 本発明の複合繊維のX線回折測定において、回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した第1成分のポリL-乳酸の結晶子サイズが92Å以上122Å以下であることが好ましい。本明細書において、結晶子サイズとは、結晶粒の中で単結晶としてみなすことができる最小単位の部分である結晶子の大きさを示す。第1成分のポリL-乳酸の結晶子サイズが上述した範囲であると、第1成分のポリL-乳酸の結晶性が高まることで複合繊維の分割性が高まり、該複合繊維や該複合繊維を含むウェブにニードルパンチ処理、高圧水流処理、及びパルパーによる撹拌処理などの物理衝撃を与えることで複合繊維を安定的に分割することができる。前記第1成分のポリL-乳酸の結晶子サイズは、より好ましくは100Å以上120Å以下であり、さらに好ましくは105Å以上119Å以下であり、さらにより好ましくは110Å以上118Å以下である。本明細書において、第1成分のポリL-乳酸の結晶子サイズは実施例に記載のとおりに測定算出することができる。なお、前記回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内で2つ以上のピークが観測された場合、半値全幅が狭いほうを採用する。
 本発明の複合繊維のX線回折測定において、回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した第1成分のポリL-乳酸の半値全幅(FWHM:Full Width at Half Maximum)が0.50°以上0.85°以下であることが好ましい。半値全幅とは、回折線幅の広がりを示し、回折線強度の1/2の高さにおける回折線の幅のことを指す。第1成分のポリL-乳酸の半値全幅が上述した範囲であると、第1成分のポリL-乳酸の結晶性が高まることで複合繊維の分割性が高まり、該複合繊維や該複合繊維を含むウェブにニードルパンチ処理、高圧水流処理、及びパルパーによる撹拌処理などの物理衝撃を与えることで複合繊維を安定的に分割することができる。前記半値全幅は、より好ましくは0.60°以上0.80°以下であり、さらに好ましくは0.65°以上0.77°以下であり、さらにより好ましくは0.68°以上0.75°以下である。本明細書において、ポリL-乳酸の半値全幅は実施例に記載のとおりに測定算出することができる。なお、前記回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内で2つ以上のピークが観測された場合、半値全幅が狭いほうを採用する。
 本発明の複合繊維のX線回折測定において、回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した第1成分のポリL-乳酸の積分幅が0.85°以上1.10°以下であることが好ましい。積分幅とは、回折線幅の広がりを示し、回折線の積分強度とピーク強度の比を指す。第1成分のポリL-乳酸の積分幅が上述した範囲であると、第1成分のポリL-乳酸の結晶性が高まることで複合繊維の分割性が高まり、該複合繊維や該複合繊維を含むウェブにニードルパンチ処理、高圧水流処理、及びパルパーによる撹拌処理などの物理衝撃を与えることで複合繊維を安定的に分割することができる。前記積分幅は、より好ましくは0.87°以上1.05°以下であり、さらに好ましくは0.89°以上1.03°以下であり、さらにより好ましくは0.90°以上1.00°以下である。本明細書において、第1成分のポリL-乳酸の積分幅は実施例に記載のとおりに測定算出することができる。なお、前記回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内で2つ以上のピークが観測された場合、半値全幅が狭いほうを採用する。
 第1成分のポリL-乳酸の光学純度は、95.0%以上であることが好ましく、98.0%以上であることがより好ましく、99.0%以上であることがさらに好ましく、特に好ましくは99.5%以上である。第1成分のポリL-乳酸の光学純度が上述した範囲内であると、複合繊維の分割性が高まる。
 前記第1成分は、核剤を含んでもよい。核剤としては、公知のものを適宜に用いることができ、特に限定されないが、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、マイカやウラストナイト等の鉱物、及び硫酸バリウム等の無機系核剤、並びに、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、アミド系化合物等の有機系核剤が挙げられる。核剤をポリL-乳酸100質量部に対して0.01質量部以上10質量部以下含んでもよく、好ましくは0.05質量部以上5質量部以下含んでもよい。
 前記第1成分には、前記ポリL-乳酸に加えて、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、及び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%以上であることが特に好ましい。第1成分は、ポリL-乳酸100質量%からなるものでもよい。
 前記第2成分において、前記第1成分に含まれているポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂は、特に限定されないが、例えば、脂肪族ポリエステルを好適に用いることができる。前記脂肪族ポリエステルについては特に制限がなく、例えば、ポリ(αーヒドロキシ酸)、ポリ(βーヒドロキシアルカノエート)、ポリ(ωーヒドロキシアルカノエート)、及び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等が挙げられる。ポリ(αーヒドロキシ酸)としては、ポリグリコール酸、第1成分のポリL-乳酸より融点が低いポリL-乳酸等が挙げられる。ポリ(βーヒドロキシアルカノエート)としては、例えば、ポリ(βーヒドロキシ酪酸)等が挙げられる。ポリ(ωーヒドロキシアルカノエート)としては、例えば、ポリーε-カプロラクタン等が挙げられる。前記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、ポリアルキレンジカルボキシレートとしては、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/又はポリブチレンサクシネートの共重合体は、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。
 前記第2成分において、前記第1成分に含まれているポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂は、脂肪族ポリエステル以外の生分解性樹脂でもよい。脂肪族ポリエステル以外の生分解性樹脂としては、例えば、ポリ(ブチレンサクシネート/カーボネート)、ポリ(エチレンテレフタレート/サクシネート)、ポリ(エチレンテレフタレート/コ・サクシネート)、ポリ(ブチレンアジペート/テレフタレート)、ポリ(テトラメチレンアジペート/テレフタレート)、ポリビニルアルコール等が挙げられる。中でも、ポリ(エチレンテレフタレート/サクシネート)、ポリ(エチレンテレフタレート/コ・サクシネート)、ポリ(ブチレンアジペート/テレフタレート)、ポリ(テトラメチレンアジペート/テレフタレート)は、入手が容易であるだけでなく、紡糸性が高く、容易に繊維化しやすいだけでなく、第1成分に含まれているポリL-乳酸と同じく生分解性を有する熱可塑性樹脂であるため、複合繊維全体が生分解可能な繊維となるため、好ましい。
 前記第2成分が前記ポリL-乳酸とは異なる脂肪族ポリエステルを含み、前記脂肪族ポリエステルの融点(1回目の昇温過程における脂肪族ポリエステルの融解ピーク温度)が前記ポリL-乳酸の融点よりも低い場合、前記複合繊維中の第1成分のポリL-乳酸の融点をTm1fとし、前記複合繊維中の脂肪族ポリエステルの融点をTm2fとした場合、[Tm1f-Tm2f]は、45℃以上75℃以下であることが好ましく、47℃以上70℃以下であることがより好ましく、50℃以上70℃以下であることがさらに好ましく、50℃以上65℃以下であることが特に好ましい。より具体的には、前記第2成分が前記ポリL-乳酸とは異なる脂肪族ポリエステルを含み、前記脂肪族ポリエステルの融点が前記ポリL-乳酸の融点よりも低い場合、該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1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、及び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、及び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、及び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、脂肪酸金属塩が特に好ましい。脂肪酸金属塩は、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も有する。前記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、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、ウンデシレン酸ベリリウム、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、及びリシノール酸ベリ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成分の脂肪族ポリエステルの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、前記生分解性樹脂(第1成分のポリL-乳酸とは異なる脂肪族ポリエステル等)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、前記生分解性樹脂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、前記生分解性樹脂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、前記生分解性樹脂(第1成分のポリL-乳酸とは異なる脂肪族ポリエステル等)に加えて、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、芳香族ポリエステル、ポリアミド、及びポリオレフィン等が挙げられる。第2成分に占める前記生分解性樹脂の割合は、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%以上であることが特に好ましい。
 前記複合繊維の繊維断面において、前記第1成分及び/又は前記第2成分は2以上のセグメントに区分され(分割され)、前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が複合繊維の表面に露出していればよく、断面形状や分割数は特に限定されない。生産性の観点から、繊維断面は、円形や楕円形であることが好ましい。前記複合繊維の分割数(第1成分と第2成分のセグメント数の合計)は、複合繊維の繊度及び目的の分割後の細繊維の繊度に応じて決めることができる。例えば、4以上36以下とすることが好ましく、5以上30以下とすることがより好ましく、6以上24以下とすることがさらに好ましく、7以上20以下が特に好ましい。前記複合繊維は、分割数が小さくなると分割性が向上する傾向にあるが、第1成分と第2成分の界面が少なすぎると、細繊度の繊維を得にくい傾向にある。さらに、分割数が少なすぎると、所定の繊度の極細繊維を得るために、複合繊維の繊度を小さくする必要があり、繊維の生産性が悪くなる、又は紡糸が困難となる場合がある。分割数が多いと、第1成分と第2成分の界面が多くなり、細繊度の繊維を得やすい傾向にある。第1成分の分割数(セグメント数)と第2成分の分割数(セグメント数)は同じであってもよく、異なってもよいが、第1成分と第2成分の界面を増やす観点から、分割数は同じであることが好ましい。第1成分と第2成分の分割数は複数であり、第1成分のセグメントと第2成分のセグメントは、交互に配置されていることがより好ましく、第1成分のセグメントと第2成分のセグメントは、交互にかつ放射状に配置されていることがより好ましい。
 前記複合繊維は、繊維断面に中空部を有してもよく、有しなくてもよい。前記複合繊維は、中空部を有する場合、中空部を有しない場合に比べて、隣り合う第1成分のセグメントと第2成分のセグメントが接触している面積が小さくなることで、樹脂セグメント間が適度に接着することにより、該複合繊維をパルパーなどを使用して水中で撹拌した際、該複合繊維を含むウェブに高圧水流による交絡処理を加えた際、及びニードルパンチ処理による交絡処理を加えた際など該複合繊維を含む繊維ウェブに対し物理的な衝撃が与えられたときに割繊されやすくなることで、未分割の複合繊維が不織布内に残りにくくなる。更に、複合繊維の紡糸時の糸切れを抑制しやすくなる傾向がある。前記複合繊維が、繊維断面において中空部を有する、いわゆる中空分割型複合繊維である場合、中空部の位置は特に限定されず、中空部分が繊維断面からみて繊維の中心部に位置してもよいし、中空部が繊維断面からみて繊維の中心部分からずれた位置(繊維の中心部から偏心した位置)にあってもよい。中空分割型複合繊維の可紡性(生産性)及び易分割性を考慮すると、中空部は繊維断面からみて繊維の中心部分に位置していることが好ましい。
 前記複合繊維が中空部を有する場合、その中空率は、分割率及び分割後の極細繊維の断面形状などに応じて決定することができる。本明細書において、中空率は、繊維断面に占める中空部の面積の割合である。前記複合繊維が中空部を有する場合、例えば、中空率は、1%以上50%以下程度であることが好ましく、5%以上40%以下程度であることが好ましい。より具体的には、前記複合繊維の分割数が6以上10以下である場合、中空率は5%以上30%以下であることが好ましく、10%以上25%以下であることがより好ましく、10%以上20%以下であることが特に好ましい。分割数が12以上20以下である場合、中空率は5%以上40%以下であることが好ましく、7%以上30%以下であることがより好ましく、10%以上25%以下であることが特に好ましい。中空率が1%以上50%以下程度であると、中空部を設けることによる効果を得やすい上、製造工程で複合繊維が分割し難いので、取り扱い易く好ましい。
 図1は、1例の複合繊維の断面を示した模式的断面図である。複合繊維10は、円形断面形状を有し、第1成分1及び第2成分2を含み、第1成分1が4つの第1セグメントに区分され、第2成分2が4つの第2セグメントに区分された8分割の複合繊維であり、第1成分1及び第2成分2は隣接するように配置され、第1成分1の一部及び第2成分2の一部が複合繊維10の表面に露出している。4つの第1セグメントと4つの第2セグメントは交互にかつ放射状に配置されている。
 図2は、他の1例の複合繊維の断面を示した模式的断面図である。複合繊維20は、円形断面形状を有し、第1成分11及び第2成分12を含み、第1成分11が4つの第1セグメントに区分され、第2成分12が8つの第2セグメントに区分された16分割の複合繊維であり、第1成分11及び第2成分12は隣接するように配置され、第1成分11の一部及び第2成分12の一部が複合繊維20の表面に露出している。8つの第1セグメントと8つの第2セグメントは交互にかつ放射状に配置されている。
 図3は、他の1例の複合繊維の断面を示した模式的断面図である。複合繊維30は、繊維断面の中心部に位置する中空部3を有する以外は、複合繊維10と同様に、円形断面形状を有し、第1成分1及び第2成分2を含み、第1成分1が4つの第1セグメントに区分され、第2成分2が4つの第2セグメントに区分された8分割の複合繊維であり、第1成分1及び第2成分2は隣接するように配置され、第1成分1の一部及び第2成分2の一部が複合繊維10の表面に露出している。4つの第1セグメントと4つの第2セグメントは交互にかつ放射状に配置されている。
 図4は、他の1例の複合繊維の断面を示した模式的断面図である。複合繊維40は、繊維断面の中心部に位置する中空部13を有する以外は、複合繊維20と同様に、円形断面形状を有し、第1成分11及び第2成分12を含み、第1成分11が4つの第1セグメントに区分され、第2成分12が8つの第2セグメントに区分された16分割の複合繊維であり、第1成分11及び第2成分12は隣接するように配置され、第1成分11の一部及び第2成分12の一部が複合繊維20の表面に露出している。8つの第1セグメントと8つの第2セグメントは交互にかつ放射状に配置されている。
 前記複合繊維において、繊維の分割性及び工程性の面から、複合比(第1成分/第2成分)が質量比で、80/20~20/80であることが好ましく、より好ましくは75/25~25/75であり、さらに好ましくは70/30~30/70であり、さらにより好ましくは65/35~35/65であり、特に好ましくは60/40~40/60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、紡糸安定性及び分割後の繊維を細くしやすい観点から、0.1dtex以上30dtex以下であることが好ましく、0.2dtex以上25dtex以下であることがより好ましく、0.3dtex以上20dtex以下であることがさらに好ましく、0.4dtex以上15dtex以下であることがさらにより好ましく、0.5dtex以上10dtex以下であることがさらにより好ましく、0.6dtex以上7.0dtex以下であることが特に好ましい。
 前記複合繊維の引張強さ(強度とも称される。)は、特に限定されないが、不織布生産時の取り扱い性の観点から、0.5cN/dtex以上10cN/dtex以下であることが好ましく、1.0cN/dtex以上5.0cN/dtex以下であることがより好ましく、1.2cN/dtex以上4.0cN/dtex以下であることがさらに好ましく、1.5cN/dtex以上3.0cN/dtex以下であることが特に好ましい。
 前記複合繊維の伸び率(伸度とも称される。)は、特に限定されないが、不織布生産時の取り扱い性の観点から、10%以上150%以下であることが好ましく、15%以上100%以下であることがより好ましく、20%以上80%以下であることがさらに好ましく、25%以上50%以下であることが特に好ましい。
 前記複合繊維の初期引張抵抗度(ヤング率とも称される。)は、特に限定されないが、不織布生産時の取り扱い性の観点、及び嵩高な不織布が得られる観点から、5.0cN/dtex以上45cN/dtex以下であることが好ましく、10cN/dtex以上35cN/dtex以下であることがより好ましく、12cN/dtex以上30.0cN/dtex以下であることが好ましく、14cN/dtex以上25cN/dtex以下であることがより好ましい。
 前記複合繊維の捲縮率は、特に限定されないが、不織布の風合いや嵩高性の観点から、2.0%以上30%以下であることが好ましく、4.0%以上25%以下であることがより好ましく、6.0%以上22%以下であることがさらに好ましく、8.0%以上20%以下であることがさらにより好ましい。
 (複合繊維の製造方法)
 本発明の複合繊維は、好ましくは、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、ポリL-乳酸を含む第1成分と、前記第1成分のポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含む第2成分を準備する。第1成分は、ポリL-乳酸を70質量%以上含むことが好ましく、80質量%以上含むことがより好ましく、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1成分は、ポリL-乳酸100質量%からなるものでもよい。第2成分は、第1成分のポリL-乳酸と異なる生分解性樹脂を70質量%以上含むことが好ましく、80質量%以上含むことがより好ましく、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1成分のポリL-乳酸及び第1成分のポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂は、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、紡糸フィラメントの断面において、第1成分及び/又は第2成分が2以上のセグメントに区分され、紡糸フィラメントの表面において、第1成分の一部及び第2成分の一部が露出するようにし、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、紡糸工程は、前記第1成分と前記第2成分を複合紡糸ノズルに供給し、溶融押出する工程と、前記複合紡糸ノズルから押し出された溶融状態の第1成分と第2成分を、強制冷却装置から供給される空気流によって複合紡糸ノズルの直下で冷却する工程を含むことが好ましい。
 複合紡糸ノズルとしては、繊維断面において第1成分及び/又は第2成分が2以上のセグメントに区分され、かつ第1成分の一部及び第2成分の一部が繊維の表面に露出している構造の紡糸フィラメントが得られる分割型の複合紡糸ノズルを適宜用いることができる。
 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。具体的には、前記溶融押出工程において、前記第1成分を前記第2成分より低い温度で溶融押出する。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とにより、前記ポリL-乳酸を含む第1成分の冷却が進みやすくなり、ポリL-乳酸が早く結晶化できるため、前記ポリL-乳酸の結晶化がコントロールしやすくなる。そのため、ポリL-乳酸の結晶配向が少なく、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化することが可能である。また、第2成分に含まれる生分解性樹脂の結晶性が高い複合繊維を得ることができる。具体的には、前記第2成分が前記ポリL-乳酸とは異なる脂肪族ポリエステルを含み、紡糸する前の前記脂肪族ポリエステルの融点(Tm2p)が紡糸する前の前記ポリL-乳酸の融点(Tm1p)よりも低い場合、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25℃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22℃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20℃以下低い温度で溶融紡糸することが特に好ましい。より具体的には、前記第1成分を[Tm1p+25℃]以上[Tm1p+65℃]以下の温度で溶融紡糸し、前記第2成分を[Tm1p+30℃]以上[Tm1p+75℃]以下の温度で溶融紡糸してもよく、前記第1成分を[Tm1p+30℃]以上[Tm1p+60℃]以下の温度で溶融紡糸し、前記第2成分を[Tm1p+35℃]以上[Tm1p+70℃]以下の温度で溶融紡糸してもよく、前記第1成分を[Tm1p+40℃]以上[Tm1p+50℃]以下の温度で溶融紡糸し、前記第2成分を[Tm1p+45℃]以上[Tm1p+60℃]以下の温度で溶融紡糸してもよい。さらに具体的には、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。紡糸する前のポリL-乳酸や脂肪族ポリエステル等の樹脂の融点は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線における1回目の昇温過程における融解ピーク温度を意味し、試料として樹脂を用いる以外は、複合繊維の場合と同様に示差走査熱量測定(DSC)を行うことで求めることができる。
 前記紡糸工程において、特に限定されないが、安定的に紡糸フィラメントを得る観点から、引取速度は150m/分以上2500m/分以下であることが好ましく、200m/分以上2300m/分以下であることがより好ましく、250m/分以上2100m/分以下であることがさらに好ましい。
 前記冷却工程において、前記複合紡糸ノズルから押し出された溶融状態の第1成分と第2成分(以下、単に溶融状態の樹脂とも記す。)を、強制冷却装置から供給される空気流によって複合紡糸ノズルの直下で冷却することで、紡糸フィラメント(未延伸フィラメント)の第1成分にある程度結晶性を付与し、その後延伸して得られる延伸フィラメント(複合繊維)の分割性がより向上する。
 本発明の製造方法において、複合紡糸ノズルの直下で急冷とは、複合紡糸ノズルに近い位置で冷却することを意味する。強制冷却装置の位置や強制冷却装置から供給される空気流(冷却風)の風量を調整することで、前記複合紡糸ノズルから押し出された溶融状態の第1成分と第2成分を複合紡糸ノズルに近い位置で冷却することができる。結晶相を有するポリL-乳酸の結晶化を促進し、結晶性の高い未延伸フィラメントを得やすい観点から、冷却風の風量を調整することが好ましい。具体的には、溶融状態から結晶状態へ素早く移行し、紡糸時にある程度高い結晶状態の繊維を得る観点から、冷却風の風量は、0.10m3/s以上0.60m3/s以下であることが好ましく、0.15m3/s以上0.55m3/s以下であることがより好ましく、0.20m3/s以上0.50m3/s以下であることがさらに好ましく、0.25m3/s以上0.45m3/s以下であることがさらにより好ましく、0.30m3/s以上0.40m3/s以下であることが特に好ましい。前記冷却風の風量は、第1成分に含まれるポリL-乳酸の割合が99.0%以上であるときに、特に冷却効率を向上させ、より複合繊維の結晶性が高めるため、分割性の更なる向上に寄与すると考えられる。
 前記強制冷却装置の冷却方法は特に制限されず、溶融押出され、引き延ばされている未延伸フィラメントに対し、一方向から冷却するユニフロータイプの冷却装置でもよいし、溶融状態の樹脂もしくは未延伸フィラメントに対し、内側から外側へ、あるいは溶融樹脂もしくは未延伸フィラメントに対し外側から内側へ冷却風を当てる環状タイプの冷却装置でもよい。冷却風に用いられる気体について特に制限は無いが、常温で安定な(反応性が極めて低い)、アルゴン、ヘリウムなどの希ガスや、窒素、あるいは空気が好ましく用いられ、この中でも安価に供給できる窒素、あるいは空気が特に好ましく用いられる。また、このときの冷却風の速度は、0.2m/秒以上5m/秒以下であることが好ましく、0.3m/秒以上3m/秒以下であることがより好ましい。また、冷却風の温度は、均一冷却するために低い方が好ましいが、温度を調整する際のコストを考慮すると40℃以下であってもよいし、15℃以上35℃以下であってもよい。
 得られた未延伸フィラメントの単繊維繊度は、特に限定されないが、通常の設備で生産できる生産性の観点から、0.5dtex以上50dtex以下であることが好ましく、1.0dtex以上40dtex以下であることがより好ましく、1.5dtex以上30dtex以下であることがさらに好ましく、2.0dtex以上20dtex以下が特に好ましく、3.0dtex以上15dtex以下が最も好ましい。
 前記未延伸フィラメントにおいて、第1成分のポリL-乳酸はある程度結晶相を含む状態となっていることが好ましい。これにより、該未延伸フィラメントを延伸して得られる延伸フィラメント(複合繊維)が物理衝撃にて分割しやすい。前記未延伸フィラメントにおける第1成分のポリL-乳酸のある程度結晶相を含む状態は、未延伸フィラメントに対してX線回折(XRD)測定を行い、回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて第1成分のポリL-乳酸の結晶子サイズや積分幅を測定算出することで確認することができる。
 具体的には、前記未延伸フィラメントは、複合繊維の分割性を高める観点から、X線回折測定において、回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した第1成分のポリL-乳酸の結晶子サイズが30Å以上250Å以下であることが好ましく、より好ましくは50Å以上220Å以下であり、さらに好ましくは70Å以上200Å以下であり、特に好ましくは100Å以上180Å以下である。
 或いは、前記未延伸フィラメントは、複合繊維の分割性を高める観点から、X線回折測定において、回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した第1成分のポリL-乳酸の半値全幅(FWHM)が0.20°以上3.50°以下であることが好ましく、0.25°以上2.50°以下であることがより好ましく、0.30°以上1.50°以下であることがさらに好ましく、0.35°以上1.00°以下であることが特に好ましい。
 或いは、前記未延伸フィラメントは、複合繊維の分割性を高める観点から、X線回折測定において、回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した第1成分のポリL-乳酸の積分幅が0.30°以上3.70°以下であることが好ましく、0.35°以上3.00°以下であることがより好ましく、0.40°以上2.00°以下であることがさらに好ましく、0.50°以上1.00°以下であることが特に好ましい。
 なお、前記回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内に2つ以上のピークが観測された場合、半値全幅が狭いほうを採用する。
 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1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。延伸温度は、60℃超90℃未満に設定して実施する。延伸処理が1段延伸の場合、もしくは延伸処理が多段延伸であってその1段目の延伸工程において、延伸温度を60.0℃超85.0℃未満に設定して実施することが好ましい。延伸温度が85.0℃未満であると、延伸処理中に融着が発生することがない。延伸温度が60.0℃超であると、高度に延伸することができる。延伸温度は65.0℃以上80.0℃以下であることが好ましく、67.0℃以上78.0℃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60.0℃超90.0℃未満であることが好ましく、65.0℃以上89.0℃以下であることがより好ましく、70.0℃以上88.0℃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℃超30.0℃未満が好ましく、1.0℃以上25.0℃以下がより好ましく、3.0℃以上23.0℃以下がさらに好ましく、5.0℃以上20.0℃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成分に含まれるポリL-乳酸及び第2成分に含まれる生分解樹脂の結晶性を高めることができ、複合繊維の物理衝撃による分割性を向上させることができる。延伸倍率は、1.4倍以上6.0倍以下であることが好ましく、1.5倍以上5.0倍以下であることがより好ましく、1.6倍以上4.0倍以下であることがさらに好ましく、1.7倍以上3.0倍以下であることがさらにより好ましく、1.8倍以上2.8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。2段目以降が緊張熱セットの場合、1段目の延伸倍率は、1.4倍以上6.0倍以下であることが好ましく、1.5倍以上5.0倍以下であることがより好ましく、1.6倍以上4.0倍以下であることがさらに好ましく、1.7倍以上3.0倍以下であることがさらにより好ましく、1.8倍以上2.8倍以下であることが特に好ましく、2段目以降の延伸倍率は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。2段目以降が弛緩熱セットの場合、1段目の延伸倍率は、1.4倍以上6.0倍以下であることが好ましく、1.5倍以上5.0倍以下であることがより好ましく、1.6倍以上4.0倍以下であることがさらに好ましく、1.7倍以上3.0倍以下であることがさらにより好ましく、1.8倍以上2.8倍以下であることが特に好ましく、2段目以降の延伸倍率は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成分に含まれるポリL-乳酸及び第2成分に含まれる生分解樹脂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、不織布の成形)の加工性が向上する。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100%以下であることが好ましく、より好ましくは70%以上99%以下であり、さらに好ましくは80%以上99%以下であり、特に好ましくは85%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。
 本明細書において、「最大延伸倍率(Vmax)」は、下記のように測定したものをいう。分割型複合ノズルを用いて溶融紡糸を行い、得られた未延伸フィラメントを、所定の温度の温水中で湿式延伸を行う。この際、前記未延伸フィラメント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、未延伸フィラメント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、前記最大延伸速度と未延伸フィラメント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、異なる延伸段階の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段階と同一の延伸方法、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、いずれの延伸段階も延伸温度が同じであるが、延伸方法が異なる場合は、それぞれ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、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てもよい。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。捲縮を付与する場合は、得られた延伸フィラメントを後述する所定の方法で乾燥処理し、切断して複合繊維を得る。捲縮を付与しない場合は、得られた延伸フィラメントを必要に応じて後述する所定の方法で乾燥処理し、切断して複合繊維を得る。
 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、必要に応じて、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。例えば、抄紙(湿式不織布)やエアレイ不織布に用いる場合は20mm以下、より具体的には2mm以上20mm以下となるように切断し、水流交絡不織布やニードルパンチ不織布、エアスルー不織布といった乾式不織布に用いる場合は20mm超になるように、より具体的には20mm超70mm以下、より好ましくは24mm以上65mm以下になるように切断する。
 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、前記複合繊維を5質量%以上含んでもよく、10質量%以上含んでもよく、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。前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。前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。前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。
 繊維構造物が不織布の場合、不織布を構成する繊維ウェブの形態としては、例えば、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。これらのウェブを、熱処理前及び/又は熱処理後に、ニードルパンチ処理法や高圧水流法にて繊維同士を交絡させた場合、複合繊維に与えられた物理衝撃によって、分割性が高い本発明の複合繊維が容易に分割割繊することで、細繊維が発現することができる。熱処理は、後述するとおりに行うことができる。
 前記ニードルパンチ処理法の条件は、繊維ウェブの種類及び目付等に応じて、適宜選択することができる。例えば、目付10g/m2以上100g/m2以下のカードウェブの場合、繊維をセミランダムカードで解繊して、所定の目付のカードウェブを作製し、次いで、ペネ数(単位面積当たりの針の打ち込み本数)60本/cm2以上200本/cm2以下、針深度3mm以上15mm以下の条件で両面のニードルパンチ処理を行うことで、ニードルパンチ不織布を作製できる。
 前記高圧水流法の条件は、繊維ウェブの種類及び目付等に応じて、適宜選択することができる。例えば、目付10g/m2以上100g/m2以下の湿式抄紙ウェブ、エアレイドウェブ、もしくはカードウェブの場合、繊維ウェブを70メッシュ以上100メッシュ以下程度の平織り構造等の支持体に載置して、孔径0.05mm以上0.5mm以下のオリフィスが0.5mm以上1.5mm以下の間隔で設けられたノズルから、水圧1MPa以上20MPa以下の柱状水流を繊維ウェブの裏表に1回以上10回以下ずつ噴射することで行うことができる。
 繊維構造物が糸や織編物の場合も、物理衝撃を与えることで、分割性が高い本発明の複合繊維を容易に分割割繊することで、細繊維を発現させることができる。分割割繊する方法としては、高圧水流法、液流染色機内を通過させる方法、及び座屈法等が挙げられる。
 繊維ウェブ、又はニードルパンチ処理法や高圧水流法にて繊維同士を交絡させた不織布において、熱処理により第1成分の一部又は第2成分の一部が溶融軟化し、溶融軟化した第1成分又は第2成分が接着成分として機能し、構成繊維同士を熱接着させることができる。熱処理温度は、第1成分及び第2成分のうち、どちらかが溶融軟化することができればよく、特に限定されないが、例えば、第1成分に含まれるポリL-乳酸及び第2成分に含まれる生分解性樹脂の中で、最も融点が低い熱可塑性樹脂の融点をTmとした場合、[Tm+5℃]以上[Tm+80℃]以下でもよく、[Tm+10℃]以上[Tm+50℃]以下でもよい。より具体的には、[100℃以上200℃]以下でもよく、110℃以上180℃以下でもよい。
 前記第2成分が、前記第1成分に含まれるポリL-乳酸とは異なる脂肪族ポリエステルを含み、前記脂肪族ポリエステルの融点(Tm2p)が前記第1成分に含まれるポリL-乳酸の融点(Tm1p)よりも低い場合、熱処理温度は、[Tm2p-5℃]以上[Tm2p+40℃]以下でもよく、Tm2p以上[Tm2p+25℃以下]でもよく、より具体的には、103℃以上140℃以下でもよく、105℃以上135℃以下でもよい。熱処理時間は、第2成分が溶融軟化することができればよく、特に限定されないが、例えば、3.0秒以上40.0秒以下でもよく、8.0秒以上35.0秒以下でもよい。熱処理手段としては、特に限定されず、例えば、熱風貫通式熱処理機、熱風上下吹き付け式熱処理機、及び赤外線式熱処理機等が挙げられる。
 前記不織布の通気性を測定し、複合繊維の分割性を示す指標とすることができる。例えば、複合繊維のみを用いて、パラレルカード機を用いて60g/m2のカードウェブを作製し、実施例に記載のとおり、条件(1)の条件で作製した不織布において、フラジール形法にて測定した通気度が100cm3/cm2/s以下であってもよく、90cm3/cm2/s以下であってもよく、80cm3/cm2/s以下であってもよい。また、前記不織布は、フラジール形法にて測定した通気度が0cm3/cm2/s超であってもよく、1.0cm3/cm2/s以上であってもよい。不織布の通気度が上述した範囲内であれば、複合繊維が分割しているといえる。
 前記不織布等の繊維構造物は、種々の用途に使用でき、単独で、または紙、他の不織布、フィルムもしくはシート等と組み合わせて、例えば、マスク、乳児用紙おむつ、大人用紙おむつ、生理用ナプキン、おりもの吸収シート(パンティーライナー)、及び失禁パッド等の各種衛生用物品の表面材、表面材と吸収体との間に配置されるシート、及び裏面材等の吸収性物品用シート、皮膚被覆シート(フェイスマスク、貼付剤の基布)、対人ワイパー(汗拭きシート、化粧落としシート等)、各種動物用ワイピングシート、対物ワイパー(床、台所、トイレ、浴槽、家具、壁面、網戸及び窓ガラス等の拭き掃除用等)、緩衝材、おしぼり、フィルタ(カートリッジフィルタ、積層フィルタ等)等に好適に用いることができる。
 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。
 複合繊維を5.0mg秤量し、試料として用いた。まず、試料を試料ホルダーに充填した。次に、試料ホルダーに充填した試料を、常温(23±2℃)から210℃まで、5℃/分の速度で昇温し(1回目の昇温過程)、1回目の融解時のDSC測定を行った。210℃に到達した後、2分間保持し、210℃から常温(23±2℃)まで、5℃/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、常温(23±2℃)で2分間保持した後、常温(23±2℃)から210℃まで、5℃/分の速度で再度昇温し(2回目の昇温過程)、2回目の融解時のDSC測定を行った。
 樹脂の場合は、樹脂を5.0mg秤量し、試料として用いる以外は、複合繊維の場合と同様にDSC測定を行った。
(2)X線回折(XRD)分析
 延伸フィラメント(複合繊維)又は紡糸フィラメント(未延伸フィラメント)をX線回折用アルミ試料ホルダーの短辺と同じ長さに切断し、試料として用いた。試料をX線の入射方向に対して垂直になるよう、アルミニウム製試料ホルダーの片面に貼り付けて固定し、広角X線回折を行った。測定条件は以下の通りである。
 X線回折装置:株式会社リガク製「SmartLab 9kW」
 X線源:CuKα線(1.5418Å)
 出力:管電圧45kV、管電流200mA
 スリット系:ISが1/2°、RS1が20mm、RS2が20mm
 測定方向:繊維径方向スキャン
 スキャン軸:2θ/θ
 スキャン方法:連続スキャン
 測定範囲:2θ=5~40°
 ステップ:0.01°
 スキャン速度:10°/min
 Cukα線を用いたX線回折(X-ray Diffraction:XRD)分析により得られた回折ピークプロファイルから、2θ=16.5±0.3°付近に観測される(hkl)=(110)面からの回折線について半価幅を測定し、Scherrerの式により、微結晶サイズを算出し、ポリL-乳酸の結晶子サイズとした。なお、Scherrer式における比例定数としてはk=0.94を採用している。なお、データ解析には、株式会社リガク製の「Rigaku Data Analysis Software_PDXL2」を用いた。具体的には、バックグラウンド処理を実施し、最適化には分割型擬voigt関数を用いて、プロファイルフィッティングを行い、ピークの高さ、半値全幅(FWHM)、積分強度、積分幅、及び結晶子サイズを算出した。
(3)繊維物性:JIS L 1015:2010に準じ、延伸フィラメントの単繊維繊度、引張強さ(強度)、伸び率(伸度)、初期引張抵抗度(ヤング率)及び捲縮率を測定した。
(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、296Pa、又は1.96kPaの荷重を加えた状態で不織布の厚みを測定し、不織布の目付と厚みに基づいて比容積を算出した。
(6)引張強さ:JIS L 1913:2010 6.3に準じて、定速緊張形引張試験機を用いて、不織布の試験片を、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、引張強さとした。
(7)分割性:実施例に記載のとおり、条件(1)及び条件(2)で作製した不織布を、厚み方向に切断した。切断面が露出するように、径1.42mm、厚み1.00mmの筒に切断した不織布を密に詰め、電子顕微鏡で300倍に拡大して、128000μm2の領域を撮影した。第1成分と第2成分の界面の一部でも剥離している場合は分割繊維としてカウントし、第1成分と第2成分の界面が剥離していない繊維は非分割繊維としてカウントした。なお、繊維断面を円形と仮定し、1本の繊維の総面積が50%以下しか写っていない場合は、カウントから除外した。カウント対象であるすべての繊維の総断面積及び非分割繊維の総断面積を算出し、それらを用いて、以下の式から分割率を算出した。
 条件(1)で作製した不織布において、分割率が10.0%以上であれば、複合繊維が分割されていることを意味し、条件(2)で作製した不織布において、分割率が30.0%以上であれば、複合繊維が分割されていることを意味する。
 分割率(%)={(すべての繊維の総断面積-非分割繊維の総断面積)÷すべての繊維の総断面積}×100
 (実施例1~6、比較例1~5)
 具体的条件は表1及び表2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
C:LX-530、光学純度98%、融点165℃、Total-Corbion社製
(ii)脂肪族ポリエステル
D:ポリブチレンサクシネート(以下、PBSとも記す。)、融点115℃、FZ71 PM、PTT MCC Biochem社製
(iii)核剤(第2成分100重量部に対し0.125重量部添加)
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)第1成分、第2成分の樹脂
第1成分:表1及び表3
第2成分:D
(3)引取速度:実施例1~4は827m/分;実施例5及び6は1460m/分;比較例1~4は1100m/分;比較例5は1023m/分
(4)断面:実施例1~4及び比較例1~5は、図1に示す断面、円形断面形状、中実8分割;実施例5及び6は、図4に示す断面、円形断面形状、中空16分割
(5)冷却風:空気流、温度29.6℃、速度0.24~0.35m/秒
(6)延伸方法:実施例1~6は湿式(温水)、2段延伸;比較例1~5は湿式(温水)、1段延伸
(7)油剤濃度:5質量%
(8)乾燥温度:85℃
(9)カット長:水流交絡不織布用は51.0mm;湿式抄紙不織布用は5mm
(10)水流交絡不織布は、パラレルカード機を用いて60g/m2のカードウェブを作製し、以下の条件でそれぞれ水流交絡処理を行い作製した。
条件(1):カードウェブを90メッシュの平織の支持体に載置して、4m/分の速度で搬送しつつカードウェブの表面に3.0MPaの水圧の水流を1回噴射し、続いてカードウェブの裏面に3.0MPa水圧の水流を1回噴射する水流交絡処理を行った。水流交絡処理で使用したノズルは、孔径0.12mmのオリフィスが0.6mm間隔で設けられたノズルであり、処理中、ノズルと繊維ウェブとの間の間隔は20mmとした。
条件(2):カードウェブを90メッシュの平織の支持体に載置して、4m/分の速度で搬送しつつカードウェブの表面に2.0MPa、3.0MPa、3.0MPaの水圧の水流を1回ずつ計3回噴射し、続いてカードウェブの裏面に2.0MPa、3.0MPa、3.0MPaの水圧の水流を1回ずつ計3回噴射する水流交絡処理を行った。水流交絡処理で使用したノズルは、孔径0.12mmのオリフィスが0.6mm間隔で設けられたノズルであり、処理中、ノズルと繊維ウェブとの間の間隔は20mmとした。
(11)湿式抄紙不織布は、繊維長(カット長)5mmの分割型複合繊維を使用して目付が40g/m2の湿式抄紙ウェブを作製し、乾燥させることで湿式抄紙不織布を得た。湿式抄紙不織布を作製するときの条件は以下の通り。
条件(1):湿式抄紙不織布を作製する分割型複合繊維を絶乾状態で2.50gとなるよう秤量した。
 秤量した分割型複合繊維を1Lの水道水に入れてスラリーとし、該スラリーをパルパーにて回転数1000rpmで120秒間撹拌し、分割型複合繊維を水中に均一に分散させた。
 パルパーで撹拌したスラリーに水道水を加え、16Lのスラリーとした。
 16Lに希釈したスラリーを、金属製メッシュ(200メッシュ)を張った、250mm四方の枠に流し込み、湿式抄紙して、縦250mm、横250mm、乾燥時の目付が40g/cm2となる湿式抄紙ウェブとした。
 得られた湿式抄紙ウェブをろ紙で挟み、3.5kg/cm2の圧力を30秒間かけ脱水を行った。
 脱水した湿式抄紙ウェブを、搬送用支持体で搬送しながら所定温度に設定した金属ロールを有するシリンダードライヤーにて乾燥させ、湿式抄紙不織布を得た。
条件(2):湿式抄紙不織布を作製する分割型複合繊維を絶乾状態で2.50gとなるよう秤量した。
 秤量した分割型複合繊維を1Lの水道水に入れてスラリーとし、該スラリーをパルパーにて回転数1500rpmで30秒間撹拌し、分割型複合繊維を水中に均一に分散させた。
 パルパーで撹拌したスラリーに水道水を加え、16Lのスラリーとした。
 16Lに希釈したスラリーを、金属製メッシュ(200メッシュ)を張った、250mm四方の枠に流し込み、湿式抄紙して、縦250mm、横250mm、乾燥時の目付が40g/cm2となる湿式抄紙ウェブとした。
 得られた湿式抄紙ウェブをろ紙で挟み、3.5kg/cm2の圧力を30秒間かけ脱水を行った。
 脱水した湿式抄紙ウェブを、搬送用支持体で搬送しながら所定温度に設定した金属ロールを有するシリンダードライヤーにて乾燥させ、湿式抄紙不織布を得た。
 前記条件(1)、条件(2)に記載の湿式抄紙不織布の製造方法において、シリンダードライヤーでの熱処理は、45秒間湿式抄紙ウェブに加熱処理を施した。
 なお、湿式抄紙不織布を製造する際、得られた湿式抄紙不織布にて分割率を測定する場合はシリンダードライヤーの金属ロール表面の温度は80℃に設定して乾燥させる。分割率以外の物性を測定する湿式抄紙不織布を製造する場合、シリンダードライヤーの金属ロール表面の温度は140℃に設定して乾燥させる。
 実施例及び比較例において、複合繊維及び不織布の物性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及び2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5に、実施例1の複合繊維のDSC曲線を示した。図6及び7に、それぞれ、実施例1の複合繊維(延伸フィラメント)及び実施例1における紡糸フィラメント(未延伸フィラメント)のX線回折測定結果を示した。図8及び9に、比較例1の複合繊維(延伸フィラメント)及び実施例1における紡糸フィラメント(未延伸フィラメント)のX線回折測定結果を示した。
 前記表1、表2及び表5から分かるように、実施例の複合繊維は、DSC曲線において、1回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が62.0mJ/mg以上であった。また、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1成分のポリL-乳酸の結晶化温度が90℃以上であった。また、実施例の複合繊維は、DSC曲線において、2回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が51.0mJ/mg以上であった。また、実施例の複合繊維は、DSC曲線において、2回目の昇温過程における第2成分の脂肪族ポリエステルの単位質量あたりの融解熱量が60.5mJ/mg以上であった。また、実施例の複合繊維は、X線回折測定において、回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した第1成分のポリL-乳酸の結晶子サイズが92Å以上122Å以下であった。実施例では、紡糸フィラメントを製造する工程において、第1成分を第2成分より低い温度で溶融紡糸し、延伸工程において、60℃超90℃未満の温度で、1.4倍以上の延伸倍率で延伸することで、上述した特性を有する複合繊維を得ることができた。
 そして、実施例の複合繊維は、分割性に優れており、不織布作製時の高圧水流や水中におけるパルパーによる撹拌等の物理衝撃により分割割繊していた。
 一方、前記表2及び表4から分かるように、特許文献1に記載の実施例を再現した比較例1~4では、紡糸フィラメントを製造する工程において、第1成分と第2成分を同じ温度で溶融紡糸したが、得られた複合繊維は、DSC曲線において、1回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が62.0mJ/mg未満であり、降温過程における第1成分のポリL-乳酸のピークが観察されず、2回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が51.0mJ/mg未満であり、2回目の昇温過程における第2成分の脂肪族ポリエステルの単位質量あたりの融解熱量が60.5mJ/mg未満であり、X線回折測定において、回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した第1成分のポリL-乳酸の結晶子サイズが92Å未満であった。そのため、該複合繊維は分割性に劣り、不織布作製時の高圧水流の物理衝撃により分割することができなかった。
 また、前記表2及び表4から分かるように、特許文献2に記載の実施例を再現した比較例5では、紡糸フィラメントを製造する工程において、第1成分と第2成分を同じ温度で溶融紡糸し、延伸を90℃で行ったが、得られた複合繊維は、DSC曲線において、1回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が62.0mJ/mg未満であり、降温過程における第1成分のポリL-乳酸のピークが観察されず、2回目の昇温過程における第1成分のポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が51.0mJ/mg未満であり、2回目の昇温過程における第2成分の脂肪族ポリエステルの単位質量あたりの融解熱量が60.5mJ/mg未満であり、X線回折測定において、回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した第1成分のポリL-乳酸の結晶子サイズが122Åを超えていた。結晶子サイズが大きすぎると、結晶子同士がスタックしやすくなり、分割しにくくなると考えられる、該複合繊維は分割性に劣り、不織布作製時の高圧水流の物理衝撃により分割することができなかった。
 本発明は、特に限定されないが、少なくとも下記の実施形態を含んでもよい。
 [1] 第1成分と、第2成分とを含む複合繊維であって、
 前記第1成分は、ポリL-乳酸を含み、
 前記第2成分は、前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含み、
 繊維断面からみて前記第1成分及び/又は前記第2成分が2以上のセグメントに区分され、
 前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が前記複合繊維の表面に露出しており、 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、下記(1)~(4)の少なくとも1つを満たす、複合繊維。
(1)1回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が62.0mJ/mg以上
(2)降温過程における前記ポリL-乳酸の結晶化温度が90℃以上
(3)2回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が51.0mJ/mg以上
(4)2回目の昇温過程における前記生分解性樹脂の単位質量あたりの融解熱量が60.5mJ/mg以上
 [2] 第1成分と、第2成分とを含む複合繊維であって、
 前記第1成分は、ポリL-乳酸を含み、
 前記第2成分は、前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含み、
 繊維断面からみて前記第1成分及び/又は前記第2成分が2以上のセグメントに区分され、
 前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が前記複合繊維の表面に露出しており、 前記複合繊維のX線回折測定において、前記ポリL-乳酸の回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した結晶子サイズが92Å以上122Å以下である、複合繊維。
 [3] 前記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、1回目の昇温過程におけるポリL-乳酸の融解ピーク温度が165℃以上である、[1]又は[2]に記載の複合繊維。
 [4] 前記ポリL-乳酸の光学純度が99.0%以上である、[1]~[3]のいずれかに記載の複合繊維。
 [5]前記生分解性樹脂は、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、[1]~[4]のいずれかに記載の複合繊維。
 [6] 前記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、[5]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] [1]~[7]のいずれかに記載の複合繊維を5質量%以上含む繊維構造物。
 [9] 前記繊維構造物が不織布である、[8]に記載の繊維構造物。
 [10] 第1成分と、第2成分とを含む複合繊維の製造方法であって、
 ポリL-乳酸を含む第1成分と、前記ポリL-乳酸と異なる生分解性樹脂を含む第2成分を準備する工程、
 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、及び前記紡糸フィラメントを延伸する工程を含み、
 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60℃超90℃未満であり、かつ延伸倍率は1.4倍以上であり、
 得られた複合繊維の繊維断面からみて前記第1成分及び/又は前記第2成分が2以上のセグメントに区分され、前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が複合繊維の表面に露出している、複合繊維の製造方法。
 [11] 前記紡糸フィラメントを製造する工程は、
 前記第1成分と前記第2成分を複合紡糸ノズルに供給する工程、及び
 前記複合紡糸ノズルから押し出された溶融状態の第1成分と第2成分を、強制冷却装置から供給される空気流によって複合紡糸ノズルの直下で冷却する工程を含み、
 前記冷却工程において、冷却風の風量が0.10m3/s以上0.60m3/s以下である、[10]に記載の複合繊維の製造方法。
 [12] 前記紡糸フィラメントのX線回折測定において、前記ポリL-乳酸の回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した結晶子サイズが30Å以上250Å以下、及び/又は積分幅が0.30°以上3.70°以下である、[10]又は[11]に記載の複合繊維の製造方法。
1、11 第1成分
2、12 第2成分
3、13 中空部
10、20、30、40 複合繊維

Claims (12)

  1.  第1成分と、第2成分とを含む複合繊維であって、
     前記第1成分は、ポリL-乳酸を含み、
     前記第2成分は、前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含み、
     繊維断面からみて前記第1成分及び/又は前記第2成分が2以上のセグメントに区分され、
     前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が前記複合繊維の表面に露出しており、
     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、下記(1)~(4)の少なくとも1つを満たす、複合繊維。
    (1)1回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が62.0mJ/mg以上
    (2)降温過程における前記ポリL-乳酸の結晶化温度が90℃以上
    (3)2回目の昇温過程における前記ポリL-乳酸の単位質量あたりの融解熱量が51.0mJ/mg以上
    (4)2回目の昇温過程における前記生分解性樹脂の単位質量あたりの融解熱量が60.5mJ/mg以上
  2.  第1成分と、第2成分とを含む複合繊維であって、
     前記第1成分は、ポリL-乳酸を含み、
     前記第2成分は、前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含み、
     繊維断面からみて前記第1成分及び/又は前記第2成分が2以上のセグメントに区分され、
     前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が前記複合繊維の表面に露出しており、
     前記複合繊維のX線回折測定において、前記ポリL-乳酸の回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した結晶子サイズが92Å以上122Å以下である、複合繊維。
  3.  前記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、1回目の昇温過程におけるポリL-乳酸の融解ピーク温度が165℃以上である、請求項1又は2に記載の複合繊維。
  4.  前記ポリL-乳酸の光学純度が99.0%以上である、請求項1又は2に記載の複合繊維。
  5.  前記生分解性樹脂は、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、請求項1又は2に記載の複合繊維。
  6.  前記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5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又は2に記載の複合繊維。
  8.  請求項1又は2に記載の複合繊維を5質量%以上含む繊維構造物。
  9.  前記繊維構造物が不織布である、請求項8に記載の繊維構造物。
  10.  第1成分と、第2成分とを含む複合繊維の製造方法であって、
     ポリL-乳酸を含む第1成分と、前記ポリL-乳酸とは異なる生分解性樹脂を含む第2成分を準備する工程、
     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、及び
     前記紡糸フィラメントを延伸する工程を含み、
     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60℃超90℃未満であり、かつ延伸倍率は1.4倍以上であり、
     得られた複合繊維の繊維断面からみて前記第1成分及び/又は前記第2成分が2以上のセグメントに区分され、前記第1成分の一部及び前記第2成分の一部が複合繊維の表面に露出している、複合繊維の製造方法。
  11.  前記紡糸フィラメントを製造する工程は、
     前記第1成分と前記第2成分を複合紡糸ノズルに供給する工程、及び
     前記複合紡糸ノズルから押し出された溶融状態の第1成分と第2成分を、強制冷却装置から供給される空気流によって複合紡糸ノズルの直下で冷却する工程を含み、
     前記冷却工程において、冷却風の風量が0.10m3/s以上0.60m3/s以下である、請求項10に記載の複合繊維の製造方法。
  12.  前記紡糸フィラメントのX線回折測定において、前記ポリL-乳酸の回折角2θ=16.5±0.3°の範囲内のピークに基づいて算出した結晶子サイズが30Å以上250Å以下、及び/又は積分幅が0.30°以上3.70°以下である、請求項10又は11に記載の複合繊維の製造方法。
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