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JP2009228165A - Core-sheath type binder fiber - Google Patents

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JP2009228165A
JP2009228165A JP2008075837A JP2008075837A JP2009228165A JP 2009228165 A JP2009228165 A JP 2009228165A JP 2008075837 A JP2008075837 A JP 2008075837A JP 2008075837 A JP2008075837 A JP 2008075837A JP 2009228165 A JP2009228165 A JP 2009228165A
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JP
Japan
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acid
core
sheath
polylactic acid
melting point
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008075837A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Abe
清二 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unitika Fibers Ltd
Original Assignee
Unitika Fibers Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Unitika Fibers Ltd filed Critical Unitika Fibers Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a core-sheath type binder fiber, with a biomass-derived polymer as the core, suitable for obtaining a fibrous structural form with softer touch feeling, and high in abrasion resistance unlike a binde fiber composed of a biomass-derived polymer alone. <P>SOLUTION: The binder fiber comprises a core-sheath type conjugate fiber, wherein the core of the conjugate fiber is composed of polylactic acid, while the sheath thereof is composed of a copolyester lower in melting point than the above polylactic acid. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ソフトな風合いを有する芯鞘型バインダー繊維に関するものである。   The present invention relates to a core-sheath type binder fiber having a soft texture.

従来、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド等から構成される合成繊維の中で、低融点成分を鞘部、高融点成分を芯部に配して、鞘部の成分を熱接着成分として機能させるバインダー繊維は、熱処理によって容易に不織布等の繊維構造物を作成できる素材として、様々な用途において使用されている。   Conventionally, among synthetic fibers composed of polyester, polyolefin, polyamide, etc., a binder fiber that functions as a thermal adhesive component by arranging a low melting point component in a sheath part and a high melting point component in a core part. It is used in various applications as a material that can easily create a fiber structure such as a nonwoven fabric by heat treatment.

しかし、これらの合成繊維は、使用後、自然界に放置されると、分解されにくい為にいろいろな問題が生じるものであった。例えば、これら合成繊維からなる生活資材、農業資材、土木資材等は、分解されにくい為、使用後は土中に埋める、焼却する等の処理が必要となり、土中に埋める場合には廃棄場所に制限があり、また、焼却の際には大きな熱量を要するものであった。   However, when these synthetic fibers are left in the natural world after use, various problems occur because they are not easily decomposed. For example, living materials, agricultural materials, and civil engineering materials made of these synthetic fibers are difficult to be decomposed. Therefore, after use, they must be buried in the soil or incinerated. There was a limit, and a large amount of heat was required for incineration.

また、従来の合成繊維は、その大部分が石油などの限りある貴重な化石資源を原料としているが、近年、該化石資源はその資源不足も懸念されるだけでなく、二酸化炭素発生量についても社会に大きな影響を与えている。このような社会背景にあって、二酸化炭素固定化は地球温暖化防止に効果があることが期待され、特に二酸化炭素削減目標値を課した京都議定書に対し、二酸化炭素固定化物質は非常に注目度が高く、バイオマス由来物質は積極的な使用が望まれている。該バイオマス由来の合成繊維や合成樹脂を燃焼させた際に出る二酸化炭素はもともと空気中にあったもので、大気中の二酸化炭素は増加しない。このことをカーボンニュートラルと称し、重要視する傾向となっている。   Moreover, most of the conventional synthetic fibers are made from valuable fossil resources such as petroleum, but in recent years, the fossil resources are not only concerned about the shortage of resources, but also the amount of carbon dioxide generated. It has a great impact on society. Under such a social background, carbon dioxide fixation is expected to be effective in preventing global warming, and carbon dioxide fixation substances are particularly focused on the Kyoto Protocol that imposes a target value for carbon dioxide reduction. The degree is high, and the use of biomass-derived substances is desired. Carbon dioxide produced when the biomass-derived synthetic fiber or synthetic resin is burned is originally in the air, and carbon dioxide in the atmosphere does not increase. This is called carbon neutral and tends to be regarded as important.

上記の問題より、自然界で分解性を有する、いわゆる生分解性樹脂の開発が盛んに行われている。その中でも、耐熱性、製糸性に優れるポリ乳酸が注目されており、ポリ乳酸を原料としたバインダー繊維についても検討されている。   Due to the above problems, so-called biodegradable resins that are degradable in nature have been actively developed. Among them, polylactic acid having excellent heat resistance and yarn-making property has attracted attention, and binder fibers using polylactic acid as a raw material have been studied.

例えば、特許文献1では、融点が低いポリ乳酸を鞘部、融点が高いポリ乳酸を芯部に配したバインダー繊維が提案されている。しかし、このバインダー繊維を熱処理により不織布とした場合、ポリ乳酸の性質上、再溶融した鞘部の熱接着部分の剛性が非常に強いため、得られる不織布はソフト性に欠けるものであった。
特許第3355026号公報
For example, Patent Document 1 proposes a binder fiber in which polylactic acid having a low melting point is disposed in the sheath portion and polylactic acid having a high melting point is disposed in the core portion. However, when this binder fiber is made into a nonwoven fabric by heat treatment, the heat-bonded portion of the remelted sheath portion is very strong due to the nature of polylactic acid, and the resulting nonwoven fabric lacks softness.
Japanese Patent No. 3355026

本発明は、上記の問題を解決し、よりソフトな風合いを有する繊維構造体を得るために好適な、バイオマス由来ポリマーを芯部に配した芯鞘型バインダー繊維を提供しようとするものである。   The present invention is intended to provide a core-sheath binder fiber in which a biomass-derived polymer is arranged in a core part, which is suitable for solving the above-described problems and obtaining a fiber structure having a softer texture.

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、以下の構成を要旨とする。
(a)芯鞘型複合繊維からなるバインダー繊維であって、前記複合繊維の芯部がポリ乳酸、鞘部が前記ポリ乳酸よりも低融点の共重合ポリエステルで構成されていることを特徴とする芯鞘型バインダー繊維。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have reached the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
(A) A binder fiber composed of a core-sheath type composite fiber, wherein the core part of the composite fiber is made of polylactic acid and the sheath part is made of a copolyester having a melting point lower than that of the polylactic acid. Core sheath type binder fiber.

本発明の芯鞘型バインダー繊維は、バイオマス由来のポリマーを芯部に配しているため、従来の石油系由来のポリマーだけからなるバインダー繊維とは異なり、廃棄に際してもカーボンニュートラルに反した新規な二酸化炭素の発生が低減されるため、環境負荷の少ないものとなる。また、鞘部に低融点の共重合ポリエステルを配しているため、バイオマス由来ポリマーのみからなるバインダー繊維と異なり、耐摩耗性に優れた効果を奏する。   The core-sheath-type binder fiber of the present invention has a biomass-derived polymer arranged in the core, so that unlike a conventional binder fiber made only of a petroleum-derived polymer, it is a novel material that is contrary to carbon neutral when discarded. Since the generation of carbon dioxide is reduced, the environmental load is small. Moreover, since the low melting point copolyester is arranged in the sheath, unlike the binder fiber made only of the biomass-derived polymer, it has an effect of excellent wear resistance.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の芯鞘型バインダー繊維(以下、本発明のバインダー繊維と称することがある。)は、芯鞘型の複合形態を有するものであり、芯がポリ乳酸で構成される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The core-sheath binder fiber of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the binder fiber of the present invention) has a core-sheath type composite form, and the core is composed of polylactic acid.

該芯部を構成するポリ乳酸としては、ポリD−乳酸、ポリL−乳酸、ポリD−乳酸とポリL−乳酸との共重合体であるポリDL−乳酸、ポリD−乳酸とポリL−乳酸との混合物(ステレオコンプレックス)、ポリD−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリL−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリD−乳酸又はポリL−乳酸と脂肪族ポリエステルとの共重合体、あるいはこれらのブレンド体とすることが好ましい。   Examples of the polylactic acid constituting the core include poly D-lactic acid, poly L-lactic acid, poly DL-lactic acid that is a copolymer of poly D-lactic acid and poly L-lactic acid, poly D-lactic acid, and poly L-lactic acid. A mixture of lactic acid (stereo complex), a copolymer of poly D-lactic acid and hydroxycarboxylic acid, a copolymer of poly L-lactic acid and hydroxycarboxylic acid, poly D-lactic acid or poly L-lactic acid and aliphatic polyester It is preferable to make it a copolymer or a blend thereof.

そして、ポリ乳酸は、上記のようにL−乳酸とD−乳酸が単独で用いられているもの、もしくは併用されているものであるが、中でも融点が120℃以上、融解熱が10J/g以上であることが好ましく、さらに好ましくは融点150℃以上である。ポリ乳酸のホモポリマーであるL−乳酸やD−乳酸の融点は約180℃であるが、D−乳酸とL−乳酸との共重合体の場合、いずれかの成分の割合を10モル%程度とすると、融点はおよそ130℃程度となる。さらに、いずれかの成分の割合を18モル%以上とすると、融点は120℃未満となって、ほぼ完全に非晶性の性質となる。したがって、このような非晶性のポリマーとなると、製造工程において特に熱延伸し難くなり、高強度の繊維が得られ難くなるという問題が生じる。また、鞘成分との融点差が小さくなる為、熱接着に際し、芯部が熱の影響を受けにくい温度まで処理温度を下げた場合、熱接着成分が十分に溶融せず、熱接着性が低下してしまうことがある。   The polylactic acid is one in which L-lactic acid and D-lactic acid are used alone or in combination as described above. Among them, the melting point is 120 ° C. or more, and the heat of fusion is 10 J / g or more. It is preferable that the melting point is 150 ° C. or higher. The melting point of L-lactic acid and D-lactic acid, which are homopolymers of polylactic acid, is about 180 ° C., but in the case of a copolymer of D-lactic acid and L-lactic acid, the proportion of any component is about 10 mol%. Then, the melting point is about 130 ° C. Furthermore, when the proportion of any of the components is 18 mol% or more, the melting point is less than 120 ° C., and almost completely amorphous properties are obtained. Therefore, when it becomes such an amorphous polymer, it becomes difficult to heat-stretch especially in a manufacturing process, and the problem that it becomes difficult to obtain a high intensity | strength fiber arises. Also, since the melting point difference with the sheath component is small, when the processing temperature is lowered to a temperature at which the core is not easily affected by heat during thermal bonding, the thermal bonding component does not melt sufficiently and the thermal adhesiveness decreases. May end up.

また、ポリ乳酸の中でも、上記したようなポリD−乳酸とポリL−乳酸との混合物(ステレオコンプレックス)は、融点が200〜230℃と高く、摩擦熱などの影響受けにくく、特に好ましい。ポリ乳酸とヒドロキシカルボン酸の共重合体である場合は、ヒドロキシカルボン酸の具体例としてはグリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸等が挙げられる。中でもヒドロキシカプロン酸またはグリコール酸を用いることがコスト面からも好ましい。ポリ乳酸と脂肪族ポリエステルとの共重合体の場合では、これを構成する脂肪族ジカルボン酸及び脂肪族グリコールとして、セバシン酸、アジピン酸、ドデカン二酸、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。このようにポリ乳酸に他の成分を共重合させる場合は、ポリ乳酸を80モル%以上とすることが好ましい。80モル%未満であると、共重合ポリ乳酸の結晶性が低くなり、融点120℃未満、融解熱10J/g未満となりやすい。   Among polylactic acids, a mixture (stereo complex) of poly D-lactic acid and poly L-lactic acid as described above is particularly preferable because it has a high melting point of 200 to 230 ° C. and is hardly affected by frictional heat. In the case of a copolymer of polylactic acid and hydroxycarboxylic acid, specific examples of hydroxycarboxylic acid include glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxycaproic acid, hydroxypentanoic acid, hydroxyheptanoic acid, hydroxyoctanoic acid, etc. Can be mentioned. Of these, the use of hydroxycaproic acid or glycolic acid is preferable from the viewpoint of cost. In the case of a copolymer of polylactic acid and aliphatic polyester, as the aliphatic dicarboxylic acid and aliphatic glycol constituting this, sebacic acid, adipic acid, dodecanedioic acid, trimethylene glycol, 1,4-butanediol, Examples include 1,6-hexanediol. Thus, when making polylactic acid copolymerize another component, it is preferable that polylactic acid shall be 80 mol% or more. If it is less than 80 mol%, the crystallinity of the copolymerized polylactic acid tends to be low, and the melting point is less than 120 ° C. and the heat of fusion is less than 10 J / g.

また、本発明におけるポリ乳酸の分子量としては、分子量の指標として用いられるASTM D−1238法に準じ、温度210℃、荷重2160gで測定したメルトフローレートが、1〜100(g/10分)であることが好ましく、より好ましくは5〜50(g/10分)である。すなわち、該メルトフローレートをこの範囲とすることにより、強度、湿熱分解性、耐摩耗性が向上することとなる。
また、本発明のバインダー繊維におけるポリ乳酸の耐久性を高める目的で、ポリ乳酸に脂肪族アルコール、カルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、エポキシ化合物などの末端封鎖剤を添加してもよい。さらに、本発明の目的を損なわない範囲であれば、必要に応じて、ポリ乳酸中に熱安定剤、結晶核剤、艶消剤、顔料、耐光剤、耐候剤、滑剤、酸化防止剤、抗菌剤、香料、可塑剤、染料、界面活性剤、難燃剤、表面改質剤、各種無機及び有機電解質、その他類似の添加剤を添加してもよい。
The molecular weight of the polylactic acid in the present invention is 1 to 100 (g / 10 min) as measured by a temperature of 210 ° C. and a load of 2160 g according to ASTM D-1238 method used as an index of molecular weight. It is preferable that it is 5 to 50 (g / 10 min). That is, by setting the melt flow rate within this range, the strength, wet heat decomposability, and wear resistance are improved.
In order to increase the durability of the polylactic acid in the binder fiber of the present invention, a terminal blocking agent such as an aliphatic alcohol, a carbodiimide compound, an oxazoline compound, an oxazine compound, or an epoxy compound may be added to the polylactic acid. Furthermore, as long as it does not impair the purpose of the present invention, a heat stabilizer, a crystal nucleating agent, a matting agent, a pigment, a light-proofing agent, a weathering agent, a lubricant, an antioxidant, an antibacterial agent are included in polylactic acid as necessary. Agents, fragrances, plasticizers, dyes, surfactants, flame retardants, surface modifiers, various inorganic and organic electrolytes, and other similar additives may be added.

本発明のバインダー繊維における鞘部を構成する共重合ポリエステルとしては、芯部を構成するポリ乳酸よりも融点が低ければよいが、芯部を構成する共重合ポリエステルとの融点の差は30℃以上が好ましく、さらに好ましくは50℃以上である。該融点差が30℃未満では、芯成分との融点が近く、熱処理した際に芯部に熱の影響を受けにくくする為には、熱処理温度を下げる必要があるため、この結果、熱接着成分が十分に溶融せず、接着性が低下してしまうこととなるため好ましくない。   The copolymer polyester constituting the sheath in the binder fiber of the present invention may have a lower melting point than the polylactic acid constituting the core, but the difference in melting point from the copolymer polyester constituting the core is 30 ° C. or more. Is more preferable, and more preferably 50 ° C. or higher. When the difference in melting point is less than 30 ° C., the melting point is close to that of the core component, and it is necessary to lower the heat treatment temperature in order to make the core part less susceptible to heat during heat treatment. Is not preferable because it does not melt sufficiently and adhesiveness decreases.

また、本発明のバインダー繊維における鞘部を構成する共重合ポリエステルの融点としては、90℃以上であることが好ましい。該融点が90℃未満であると、紡糸や延伸時にバインダー繊維同士の密着が起こりやすく、操業性に劣る傾向となるため好ましくない。   Moreover, as melting | fusing point of the copolyester which comprises the sheath part in the binder fiber of this invention, it is preferable that it is 90 degreeC or more. When the melting point is less than 90 ° C., the binder fibers tend to adhere to each other at the time of spinning or stretching, and the operability tends to be inferior.

本発明のバインダー繊維における鞘部を構成する共重合ポリエステルとしては、粘度、熱的特性、相溶性を鑑みてテレフタル酸、イソフタル酸、5−スルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、コハク酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの脂肪族ジカルボン酸、および1,6−ヘキサンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどの脂肪族ジオールや、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸などのヒドロキシカルボン酸、ε−カプロラクトンなどの脂肪族ラクトン等が共重合されてなる共重合ポリエステルであることが好ましい。   The copolyester constituting the sheath in the binder fiber of the present invention includes aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, and 5-sulfoisophthalic acid, adipic acid, and succinic acid in view of viscosity, thermal characteristics, and compatibility. Aliphatic dicarboxylic acids such as acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, and aliphatic such as 1,6-hexanediol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol Copolymers formed by copolymerizing diols, glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxycaproic acid, hydroxypentanoic acid, hydroxyheptanoic acid, hydroxyoctanoic acid and other aliphatic lactones, and ε-caprolactone. Be a polymerized polyester Preferred.

特に好ましい共重合ポリエステルとしては、テレフタル酸成分、1,6−ヘキサンジオール成分を含有する共重合ポリエステルであり、ポリエステルの全酸成分に対して、テレフタル酸が60モル%以上であり、全ジオール成分に対して、1,6−ヘキサンジオールが60〜95モル%、エチレングリコールが5〜40モル%といった構成の共重合ポリエステルなどが挙げられる。因みに、ジオール成分としての1,6−ヘキサンジオールの共重合割合が、60モル%未満になると融点が150℃を超える為、本発明の特徴である、低温域での接着性を有しておらず好ましくない。   As a particularly preferred copolyester, a copolyester containing a terephthalic acid component and a 1,6-hexanediol component, wherein terephthalic acid is 60 mol% or more based on the total acid component of the polyester, On the other hand, a copolyester having a constitution in which 1,6-hexanediol is 60 to 95 mol% and ethylene glycol is 5 to 40 mol% can be mentioned. Incidentally, since the melting point exceeds 150 ° C. when the copolymerization ratio of 1,6-hexanediol as the diol component is less than 60 mol%, it does not have adhesiveness in a low temperature range, which is a feature of the present invention. Not preferable.

本発明のバインダー繊維は、上記のような成分構成を有する鞘部を配しているため、ソフトな風合いと共に、優れた耐摩耗性を奏することができる。   Since the binder fiber of the present invention is provided with the sheath portion having the above-described component structure, it can exhibit excellent wear resistance together with a soft texture.

また、本発明のバインダー繊維における鞘部の共重合ポリエステル、芯部のポリ乳酸には必要に応じて各種充填剤、増粘剤、結晶核剤として効果を示す公知の添加剤を添加することができる。具体的にはカーボンブラック、炭酸カルシウム、酸化ケイ素及びケイ酸塩、亜鉛華、ハイサイトクレー、カオリン、塩基性炭酸マグネシウム、マイカ、タルク、石英粉、ケイ藻土、ドロマイト粉、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アンチモン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、アルミナ、ケイ酸カルシウム、窒化ホウ素、ベヘン酸アミド等の脂肪族アミド系化合物、脂肪族尿素系化合物、ベンジリデンソルビトール系化合物、架橋高分子ポリスチレン、ロジン系金属塩や、ガラス繊維、ウィスカー、等があげられる。該物質は、そのまま添加してもよいし、ナノコンポジットとして必要な処理を施した後、添加することもできる。価格や良好な物性バランスを達成するためには、無機の充填剤の配合が好ましい。また、結晶核剤の配合が好ましく、特に好ましくはタルクやシリカといった珪素酸化物を主成分とした無機系粒子の結晶核剤が、溶融紡糸時の単糸の融着防止に効果的である。   In addition, various additives, thickeners, and known additives that are effective as crystal nucleating agents may be added to the copolyester of the sheath part and the polylactic acid of the core part of the binder fiber of the present invention as necessary. it can. Specifically, carbon black, calcium carbonate, silicon oxide and silicate, zinc white, high-site clay, kaolin, basic magnesium carbonate, mica, talc, quartz powder, diatomaceous earth, dolomite powder, titanium oxide, zinc oxide , Antimony oxide, barium sulfate, calcium sulfate, alumina, calcium silicate, boron nitride, behenamide, aliphatic amide compounds, aliphatic urea compounds, benzylidene sorbitol compounds, crosslinked polymer polystyrene, rosin metal salts And glass fiber and whiskers. The substance may be added as it is, or may be added after necessary treatment as a nanocomposite. In order to achieve a good price and good physical property balance, an inorganic filler is preferably blended. In addition, a crystal nucleating agent is preferably blended, and an inorganic particle nucleating agent mainly composed of silicon oxide such as talc or silica is particularly effective in preventing the fusion of single yarns during melt spinning.

また、必要に応じて、顔料、染料などの着色剤、活性炭、ゼオライト等の臭気吸収剤、バニリン、デキストリン等の香料、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの安定剤、滑剤、離型剤、撥水剤、抗菌剤その他の副次的添加剤を配合することができる。   If necessary, colorants such as pigments and dyes, odor absorbers such as activated carbon and zeolite, fragrances such as vanillin and dextrin, stabilizers such as antioxidants and UV absorbers, lubricants, mold release agents, and repellents. Water solution, antibacterial agent and other secondary additives can be blended.

さらに、本発明のバインダー繊維における芯鞘部を構成する組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で可塑剤を併用することも可能である。可塑剤を使用することで、加熱加工時、特に押出加工時の溶融粘度を低下させ、剪断発熱等による分子量の低下を抑制することが可能であり、場合によっては結晶化速度の向上も期待でき、更にフィルムやシートを成形品として得る場合には伸び性などを付与できる。   Furthermore, a plasticizer can be used in combination with the composition constituting the core-sheath portion of the binder fiber of the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired. By using a plasticizer, it is possible to reduce the melt viscosity during heat processing, especially during extrusion processing, and to suppress a decrease in molecular weight due to shearing heat generation, etc.In some cases, an improvement in crystallization speed can also be expected. Furthermore, when a film or sheet is obtained as a molded product, extensibility and the like can be imparted.

使用できる可塑剤としては、特に限定は無いが、以下のものが例示できる。脂肪族ポリエステル系生分解性ポリエステルの可塑剤としては、エーテル系可塑剤、エステル系可塑剤、フタル酸系可塑剤、リン系可塑剤などが好ましく、ポリエステルとの相溶性に優れる点からエーテル系可塑剤、エステル系可塑剤がより好ましい。エーテル系可塑剤としては、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリオキシアルキレングリコール等を挙げることができる。また、エステル系可塑剤としては脂肪族ジカルボン酸と脂肪族アルコールとのエステル類等を挙げることができ、脂肪族ジカルボン酸として、例えばシュウ酸、コハク酸、セバシン酸、アジピン酸等を挙げることができ、脂肪族アルコールとして、例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ヘキサノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、n−ドデカノール、ステアリルアルコール等の一価アルコール、エチレングリコール、1、2−プロピレングリコール、1、3−プロピレングリコール、1、3−ブタンジオール、1、5−ペンタンジオール、1、6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ポリエチレングリコール等の2価アルコール、また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリストール等の多価アルコールを挙げることができる。また、上記ポリエーテルとポリエステルの2種以上の組み合わせからなる共重合体、ジ−コポリマー、トリ−コポリマー、テトラ−コポリマーなど、またはこれらのホモポリマー、コポリマー等から選ばれる2種以上のブレンド物が挙げられる。更にエステル化されたヒドロキシカルボン酸等も挙げられる。上記可塑剤は、少なくとも1種用いることができる。   Although there is no limitation in particular as a plasticizer which can be used, the following can be illustrated. As the plasticizer for the aliphatic polyester-based biodegradable polyester, ether-based plasticizers, ester-based plasticizers, phthalic acid-based plasticizers, phosphorus-based plasticizers, and the like are preferable, and ether-based plasticizers are excellent in compatibility with polyesters. Agents and ester plasticizers are more preferred. Examples of ether plasticizers include polyoxyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol. Examples of ester plasticizers include esters of aliphatic dicarboxylic acids and aliphatic alcohols. Examples of aliphatic dicarboxylic acids include oxalic acid, succinic acid, sebacic acid, and adipic acid. Examples of aliphatic alcohols include monohydric alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-hexanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, n-dodecanol, stearyl alcohol, ethylene glycol, 1,2- Propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, dihydric alcohols such as diethylene glycol, neopentyl glycol, polyethylene glycol, and glycerin Trimethylolpropane, it may be mentioned polyhydric alcohols pentaerythritol and the like. In addition, two or more kinds of blends selected from copolymers, di-copolymers, tri-copolymers, tetra-copolymers, etc., or homopolymers, copolymers, etc. composed of combinations of two or more of the above polyethers and polyesters. Can be mentioned. Furthermore, the esterified hydroxycarboxylic acid etc. are mentioned. At least one kind of the plasticizer can be used.

本発明のバインダー繊維は、複数本の単糸からなるマルチフィラメントとしても、単糸1本からなるモノフィラメントとしてもよい。マルチフィラメントの場合は、単糸繊度1〜200dtexであることが好ましく、総繊度は36〜5000dtex、中でも36〜1500dtexとすることが好ましい。モノフィラメントの場合は、繊度を150〜5000dtexとすることが好ましい。   The binder fiber of the present invention may be a multifilament composed of a plurality of single yarns or a monofilament composed of a single yarn. In the case of a multifilament, the single yarn fineness is preferably 1 to 200 dtex, and the total fineness is preferably 36 to 5000 dtex, and particularly preferably 36 to 1500 dtex. In the case of a monofilament, the fineness is preferably set to 150 to 5000 dtex.

また、本発明のバインダー繊維としては、長繊維、短繊維のいずれの形態で用いてもよい。さらに、本発明のバインダー繊維の形状としては、円形断面に限定されるものではなく、芯部のポリ乳酸を鞘部の共重合ポリエステルが覆っているものであればよく、扁平方、多角形、多葉型、ひょうたん型、アルファベット型、その他各種の非円形(異型)などであってもよい。
上記した複合繊維はその芯部と鞘部とがほぼ同心円状に配置された同心芯鞘型複合繊維であることが好ましい。このような構成とする事で鞘部に均一に汎用ポリマーを配する効果を奏することができる。偏心上に存在すると鞘部の共重合ポリエステル層に薄い箇所ができ、共重合ポリエステル層が薄い箇所において耐摩耗性が不良となるおそれがあり、好ましくない。
Moreover, as a binder fiber of this invention, you may use with the form of either a long fiber or a short fiber. Furthermore, the shape of the binder fiber of the present invention is not limited to a circular cross-section, as long as the polylactic acid of the core is covered with the copolymer polyester of the sheath, a square, a polygon, It may be a multi-leaf type, a gourd type, an alphabet type, or other various non-circular shapes (atypical types).
The above-described composite fiber is preferably a concentric core-sheath type composite fiber in which the core portion and the sheath portion are arranged substantially concentrically. By setting it as such a structure, the effect which distributes a general purpose polymer uniformly to a sheath part can be show | played. If it exists on the eccentricity, a thin portion is formed in the copolyester layer of the sheath portion, and there is a possibility that the wear resistance may be poor in the portion where the copolyester layer is thin.

次に、本発明のバインダー繊維(マルチフィラメント、長繊維)の製造方法について説明する。まず、紡糸にあたっては、芯部にポリ乳酸、鞘部に上記の共重合ポリエステルを配するように通常の複合紡糸装置を用いて溶融紡糸を行い、この後、糸条を冷却し、油剤を付与し、一旦未延伸糸として巻き取った後、又は一旦捲き取ることなく引き続いて延伸を施す。   Next, the manufacturing method of the binder fiber (multifilament, long fiber) of this invention is demonstrated. First, in spinning, melt spinning is performed using an ordinary composite spinning device so that polylactic acid is disposed in the core and the above-mentioned copolymer polyester is disposed in the sheath, and then the yarn is cooled and an oil agent is applied. Then, after being wound up as an undrawn yarn, or without being wound up once, it is continuously drawn.

本発明のバインダー繊維の用途としては、寒冷紗等が挙げられる。本発明のバインダー繊維を寒冷紗に用いた場合、ポバール処理等の樹脂加工を行わずとも、熱処理のみによって十分な滑脱抵抗力を持つ寒冷紗を得ることができる。   Examples of the use of the binder fiber of the present invention include cold chilling. When the binder fiber of the present invention is used for a cold chill, a cold chill having sufficient slip resistance can be obtained only by heat treatment without performing resin processing such as poval treatment.

次に本発明について実施例を挙げて詳細に説明するが、これに限定されるものではない。なお、実施例中の各物性値の測定法及び評価法は次のとおりである。
(1)ポリ乳酸の融点(℃)
パーキンエルマー社製の示差走査熱量計DSC−2型を使用し、昇温速度20℃/分の条件で通常の手法により測定した。
(2)ポリ乳酸のL−乳酸とD−乳酸の含有比(モル比)
超純水と1Nの水酸化ナトリウムのメタノール溶液の等質量混合溶液を溶媒とし、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法により測定した。カラムにはsumichiral OA6100を使用し、UV吸収測定装置により検出した。
(3)繊維繊度(dtex)
JIS L−1013正量繊度に準じて測定した。
(4)耐屈曲摩耗性(回)
得られたマルチフィラメントに150gの荷重をかけ、SIANOR♯1600のサンドペーパーを巻きつけた直径20mmの丸断面金属棒に、90度の角度で接触させ、トラバース速度6.7mm/min、ストローク速度35回/minの速度条件で往復摩擦させ、マルチフィラメントが破断に至るまでの回数を測定した。(300回以上で合格とした。)
Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, it is not limited to this. In addition, the measuring method and evaluation method of each physical property value in an Example are as follows.
(1) Melting point of polylactic acid (° C)
A differential scanning calorimeter DSC-2 manufactured by Perkin Elmer was used, and the measurement was carried out by a usual method under the condition of a heating rate of 20 ° C./min.
(2) Content ratio (molar ratio) of L-lactic acid and D-lactic acid in polylactic acid
It measured by the high performance liquid chromatography (HPLC) method by using the equal mass mixed solution of the ultrapure water and the methanol solution of 1N sodium hydroxide as a solvent. The column used was sumichiral OA6100, and was detected by a UV absorption measuring device.
(3) Fiber fineness (dtex)
It measured according to JIS L-1013 positive fineness.
(4) Bending wear resistance (times)
A load of 150 g was applied to the obtained multifilament, and it was brought into contact with a round cross-section metal rod with a diameter of 20 mm wound with a sand paper of SIANOR # 1600 at an angle of 90 degrees, a traverse speed of 6.7 mm / min, and a stroke speed of 35 Reciprocating friction was performed under a speed condition of times / min, and the number of times until the multifilament was broken was measured. (Passed over 300 times.)

(実施例1)
芯成分のポリ乳酸として、融点170℃、L−乳酸とD−乳酸の含有比であるL/Dが98.5/1.5のものを用い、鞘成分の芳香族ポリエステルとして、酸成分がテレフタル酸60モル%とイソフタル酸40モル%、グリコール成分がエチレングリコールである共重合ポリエステル(融点110℃)を用い、それぞれのチップを減圧乾燥した後、同心芯鞘型複合溶融紡糸装置に供給して溶融紡糸を行った。このとき、共重合PETが鞘部、ポリ乳酸が芯部となるように配し、複合比(質量比)を50/50とし、紡糸口金(面径230mmφ、孔径0.35mmφ、孔数140ホール)より、紡糸温度240℃で溶融紡糸した後、糸条を冷却し、油剤を付与して一旦捲き取った。得られた未延伸糸を90℃に加熱した熱ローラ間で延伸倍率が5.8倍になるように熱延伸を施し、450m/minで捲き取り、総繊度1120dtex、140フィラメントであるマルチフィラメントを得た。
Example 1
As the polylactic acid of the core component, one having a melting point of 170 ° C. and the content ratio of L-lactic acid and D-lactic acid of 98.5 / 1.5 is used, and as the aromatic polyester of the sheath component, the acid component is Using a copolymerized polyester (melting point 110 ° C.) having 60 mol% terephthalic acid and 40 mol% isophthalic acid and ethylene glycol as the glycol component, each chip was dried under reduced pressure and then supplied to a concentric core-sheath type compound melt spinning apparatus. Then, melt spinning was performed. At this time, it is arranged so that the copolymerized PET is the sheath and the polylactic acid is the core, the composite ratio (mass ratio) is 50/50, and the spinneret (surface diameter 230 mmφ, hole diameter 0.35 mmφ, number of holes 140 holes) ), The melt was spun at a spinning temperature of 240 ° C., and then the yarn was cooled, applied with an oil, and once scraped off. The obtained undrawn yarn was hot drawn between hot rollers heated to 90 ° C. so that the draw ratio was 5.8 times, and wound at 450 m / min to obtain a multifilament having a total fineness of 1120 dtex and 140 filaments. Obtained.

(実施例2)
鞘成分の芳香族ポリエステルとして、酸成分がテレフタル酸、グリコール成分がエチレングリコール15モル%と1,6−ヘキサンジオール85モル%とからなり、結晶核剤として0.5質量%のタルクを含有する共重合ポリエステル(融点128℃)を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例2のマルチフィラメントを得た。
(Example 2)
As the aromatic polyester of the sheath component, the acid component consists of terephthalic acid, the glycol component consists of 15 mol% of ethylene glycol and 85 mol% of 1,6-hexanediol, and contains 0.5% by mass of talc as a crystal nucleating agent. A multifilament of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymerized polyester (melting point: 128 ° C.) was used.

(実施例3)
鞘成分の芳香族ポリエステルとして、酸成分がテレフタル酸、グリコール成分が1,4−ブタンジオール20モル%と1,6−ヘキサンジオール80モル%とからなり、結晶核剤として0.5質量%のタルクを含有する共重合ポリエステル(融点130℃)を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例3のマルチフィラメントを得た。
(Example 3)
As the aromatic polyester of the sheath component, the acid component is composed of terephthalic acid, the glycol component is composed of 20 mol% of 1,4-butanediol and 80 mol% of 1,6-hexanediol, and 0.5% by mass as a crystal nucleating agent A multifilament of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolyester containing talc (melting point: 130 ° C.) was used.

(実施例4)
芯成分のポリ乳酸として、融点150℃、L−乳酸とD−乳酸の含有比であるL/Dが94.2/5.8のものを用い、鞘成分の芳香族ポリエステルとして、酸成分がテレフタル酸60モル%とイソフタル酸40モル%、グリコール成分がエチレングリコールである共重合ポリエステル(融点110℃)を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例4のマルチフィラメントを得た。
Example 4
The core component polylactic acid having a melting point of 150 ° C. and the content ratio of L-lactic acid and D-lactic acid of 94.2 / 5.8 is used. A multifilament of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a copolymerized polyester (melting point: 110 ° C.) in which 60 mol% of terephthalic acid and 40 mol% of isophthalic acid were used and the glycol component was ethylene glycol was used.

(比較例1)
芯成分のポリ乳酸として、融点170℃、L−乳酸とD−乳酸の含有比であるL/Dが98.5/1.5のものを用い、鞘成分に融点150℃、L−乳酸とD−乳酸の含有比であるL/Dが94.2/5.8のポリ乳酸を用い、それぞれのチップを減圧乾燥した後、同心芯鞘型複合溶融紡糸装置に供給して溶融紡糸を行った。このとき、低融点のポリ乳酸が鞘部、高融点のポリ乳酸が芯部となるように配し、複合比(質量比)を50/50とし、紡糸口金(面径230mmφ、孔径0.35mmφ、孔数140ホール)より、紡糸温度240℃で溶融紡糸した後、糸条を冷却し、油剤を付与して一旦捲き取る。得られた未延伸糸を90℃に加熱した熱ローラ間で延伸倍率が6.3倍になるように熱延伸を施し、450m/minで捲き取り、総繊度1100dtex、140フィラメントである比較例1のマルチフィラメントを得た。
(Comparative Example 1)
As the polylactic acid of the core component, one having a melting point of 170 ° C. and a content ratio of L-lactic acid and D-lactic acid of 98.5 / 1.5 is used. The sheath component has a melting point of 150 ° C. and L-lactic acid. Using polylactic acid having an L / D ratio of 94.2 / 5.8, which is the content ratio of D-lactic acid, each chip is dried under reduced pressure, and then supplied to a concentric core-sheath type compound melt spinning apparatus to perform melt spinning. It was. At this time, the low melting point polylactic acid is arranged as a sheath part and the high melting point polylactic acid becomes the core part, the composite ratio (mass ratio) is 50/50, and the spinneret (surface diameter 230 mmφ, pore diameter 0.35 mmφ). After the melt spinning at a spinning temperature of 240 ° C., the yarn is cooled, applied with an oil agent, and scraped off once. Comparative Example 1 in which the obtained undrawn yarn was hot drawn between hot rollers heated to 90 ° C. so that the draw ratio was 6.3 times, wound at 450 m / min, and having a total fineness of 1100 dtex and 140 filaments Of multifilaments were obtained.

(比較例2)
鞘成分として、融点130℃、L−乳酸とD−乳酸の含有比であるL/Dが90.0/10.0のポリ乳酸を用いた以外は、比較例1と同様にして比較例2のマルチフィラメントを得た。
(比較例3)
鞘成分として、融点120℃、L−乳酸とD−乳酸の含有比であるL/Dが82.0/18.0のポリ乳酸を用いた以外は、比較例1と同様にして比較例3のマルチフィラメントを得た。
(Comparative Example 2)
Comparative Example 2 was carried out in the same manner as Comparative Example 1, except that polylactic acid having a melting point of 130 ° C. and an L / D content ratio of 90.0 / 10.0 was used. Of multifilaments were obtained.
(Comparative Example 3)
Comparative Example 3 was carried out in the same manner as Comparative Example 1, except that polylactic acid having a melting point of 120 ° C. and an L / D content ratio of L-lactic acid to D-lactic acid of 82.0 / 18.0 was used as the sheath component. Of multifilaments were obtained.

(比較例4)
芯成分のポリ乳酸として、融点150℃、L−乳酸とD−乳酸の含有比であるL/Dが94.2/5.8のものを用い、鞘成分に融点130℃、L−乳酸とD−乳酸の含有比であるL/Dが90.0/10.0のポリ乳酸を用いた以外は、比較例1と同様にして比較例4のマルチフィラメントを得た。
(比較例5)
鞘成分として、融点120℃、L−乳酸とD−乳酸の含有比であるL/Dが82.0/18.0のポリ乳酸を用いた以外は、比較例4と同様にして比較例5のマルチフィラメントを得た。
(Comparative Example 4)
As the polylactic acid of the core component, one having a melting point of 150 ° C., a content ratio of L-lactic acid and D-lactic acid of 94.2 / 5.8, a sheath component having a melting point of 130 ° C., and L-lactic acid A multifilament of Comparative Example 4 was obtained in the same manner as Comparative Example 1 except that polylactic acid having a D / lactic acid content ratio of L / D of 90.0 / 10.0 was used.
(Comparative Example 5)
Comparative Example 5 was performed in the same manner as Comparative Example 4 except that polylactic acid having a melting point of 120 ° C. and an L / D ratio of 82.0 / 18.0 as the content ratio of L-lactic acid and D-lactic acid was used as the sheath component. Of multifilaments were obtained.

実施例1〜4で得られたマルチフィラメントの物性値を表1に、比較例1〜5で得られたマルチフィラメントの物性値を表2に示した。   The physical property values of the multifilaments obtained in Examples 1 to 4 are shown in Table 1, and the physical property values of the multifilaments obtained in Comparative Examples 1 to 5 are shown in Table 2.


表1から明らかなように、実施例1〜4のポリ乳酸複合バインダー繊維は、鞘部に共重合ポリエステルを配することにより、耐屈曲摩耗性に優れたものであった。一方、表2から明らかなように、比較例1から比較例5のポリ乳酸バインダー繊維は、芯部及び鞘部にバイオマス由来のポリマーであるポリ乳酸を配している為、実施例1〜4のポリ乳酸複合バインダー繊維に比べて、耐屈曲摩耗性に劣るものであった。
As is clear from Table 1, the polylactic acid composite binder fibers of Examples 1 to 4 were excellent in bending wear resistance by providing a copolymer polyester in the sheath portion. On the other hand, as is clear from Table 2, since the polylactic acid binder fibers of Comparative Examples 1 to 5 are arranged with polylactic acid, which is a polymer derived from biomass, in the core part and the sheath part, Examples 1-4 Compared with the polylactic acid composite binder fiber, the abrasion resistance was inferior.

Claims (1)

芯鞘型複合繊維からなるバインダー繊維であって、前記複合繊維の芯部がポリ乳酸、鞘部が前記ポリ乳酸よりも低融点の共重合ポリエステルで構成されていることを特徴とする芯鞘型バインダー繊維。
A binder fiber comprising a core-sheath type composite fiber, wherein the core part of the composite fiber is made of polylactic acid, and the sheath part is made of a copolyester having a melting point lower than that of the polylactic acid. Binder fiber.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103074716A (en) * 2013-02-07 2013-05-01 中国烟草总公司郑州烟草研究院 Sheath-core polylactic acid tobacco tow and filter stick and preparation method thereof
JP2015043808A (en) * 2013-08-27 2015-03-12 クラレファスニング株式会社 Hook-and-loop fastener made of cloth, and method for manufacturing the same
JP2015062600A (en) * 2013-09-26 2015-04-09 クラレファスニング株式会社 Hook-and-loop fastener having both hook and loop engaging elements on one side

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