JP3892748B2

JP3892748B2 - 短繊維不織布

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Publication number: JP3892748B2
Application number: JP2002088996A
Authority: JP
Inventors: 伸洋松永
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: JP2003286640A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリ乳酸系重合体からなる短繊維不織布に関するものである。さらに詳しくは、耐熱性に優れた低熱収縮性のポリ乳酸ステレオコンプレックス繊維と生分解性バインダー繊維とからなる短繊維不織布に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生分解性を有する熱可塑性プラスチックであるポリ乳酸を溶融紡糸法により繊維化する技術は広く知られている。特に、Ｌ−乳酸の含量の高いポリ−Ｌ−乳酸は結晶性で融点が約１７０℃と比較的高いために、これを主体繊維とし、生分解性バインダー短繊維と組み合わせて衣料用（例えば芯地や中入れ綿）あるいは産業用不織布として用いられることが考えられる。
【０００３】
生分解性バインダー短繊維は、加工適性の点から融点は８０℃程度より高いことを要し、このようなバインダー繊維を用いて、熱エアで加熱融着処理を施す場合、生産効率を考慮すると１５０℃程度以上の加熱温度が必要となる。そうすると、主体繊維であるポリ乳酸繊維自体が熱収縮しやすく、不織布の幅や厚みがコントロールしにくいという問題点を有していた。
【０００４】
ところで、ポリ乳酸からなり融点がさらに高いものとして、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸が立体特異的に結合したポリ乳酸ステレオコンプレックスとその繊維が知られている。例えば、特開昭６３−２６４９１３号公報には、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸のブレンド物から紡糸・延伸することにより製造したポリ乳酸繊維が開示されている。しかし、ステレオコンプレックス繊維は、融点はさらに高いものの必ずしも高温時収縮性が十分に改善されたものではない。すわなち、融点がポリ−Ｌ−乳酸よりも３０℃以上高いにもかかわらず１５０℃程度の加熱で収縮し、不織布の風合いが硬くなることが観察されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来のポリ−Ｌ−乳酸短繊維と生分解性バインダー短繊維を用いた不織布が、熱融着加工時に収縮変形しやすいという欠点を解消し、芯地、フィルター、肩パット、家具用詰め綿やベッド、敷布団、座布団、マット、自動車・車両シート用クッションなどのクッション材、建築用や自動車用の吸音、防振材、自動車用成型天井基材、自動車用床材あるいはトランクルーム内装材等に用いられる、寸法安定性の良い熱融着あるいは熱成形された不織布を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、このような新規な不織布を開発すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は、ポリ乳酸系重合体からなる主体繊維と、融点が８０〜１５０℃のバインダー成分を少なくとも繊維の表面に有する生分解性バインダー繊維とからなる不織布であって、構成繊維同士はバインダー成分の軟化または溶融によって熱融着して一体化しており、主体繊維を構成するポリ乳酸系重合体がステレオコンプレックスを形成し、該重合体の高温結晶融解相の融解開始温度が１９０℃以上であり、該主体繊維は延伸後にヒートドラムで１２０〜２１０℃の温度域にて熱セットすることにより得られたものであって、該主体繊維の熱水収縮率が２．６％以下であることを特徴とする短繊維不織布を要旨とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
本発明の短繊維不織布は、ポリ乳酸系重合体からなる主体繊維と、生分解性バインダー繊維とからなる不織布であり、主体繊維を構成するポリ乳酸系重合体がステレオコンプレックスを形成している。
【００１０】
本発明において、ステレオコンプレックスを形成しているポリ乳酸系重合体は、Ｌ−乳酸を主成分とするポリ−Ｌ−乳酸と、Ｄ−乳酸を主成分とするポリ−Ｄ−乳酸とから構成される。
【００１１】
ここで、Ｌ−乳酸を主成分とするポリ−Ｌ−乳酸とは、Ｌ−乳酸７０〜１００モル％とＤ−乳酸またはＤ−乳酸以外の共重合物０〜３０モル％とから構成されるものであり、一方、Ｄ−乳酸を主成分とするポリ−Ｄ−乳酸とは、Ｄ−乳酸７０〜１００モル％とＬ−乳酸またはＬ−乳酸以外の共重合物０〜３０モル％とから構成されているものをいう。
【００１２】
また、Ｄ，Ｌ−乳酸以外の共重合モノマー成分としては、乳酸モノマーあるいはラクチドと共重合が可能な脂肪族あるいは芳香族のオキシカルボン酸、カルボン酸エステル、ラクトン、ジカルボン酸、多価アルコール等を挙げることができる。また、これら成分から構成され、かつエステル結合形成性の官能基を有する各種ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート等も挙げられる。
【００１３】
次に、ポリ乳酸系重合体が形成しているステレオコンプレックスについて説明する。ポリ−Ｌ−乳酸は左巻きらせん構造を有するのに対し、ポリ−Ｄ−乳酸は右巻きらせん構造を有するところから、これらが分子レベルで均一に混合すると、２成分間に立体特異的な結合が生じ、ポリ−Ｌ−乳酸あるいはポリ−Ｄ−乳酸単独の場合に形成される結晶構造よりも緊密かつ強固な結晶構造を形成する。この結晶構造をステレオコンプレックスという。このステレオコンプレックスの形成により、ポリ乳酸系重合体の融点が高くなり、熱収縮率も低くすることができる。
【００１４】
ポリ乳酸系重合体におけるステレオコンプレックスは、上記Ｌ−乳酸を主成分とするポリ−Ｌ−乳酸とＤ−乳酸を主成分とするポリ−Ｄ−乳酸を溶液状態あるいは溶融状態で混合して、これら２成分間に立体特異的な結合を生じさせることにより形成することができる。例えば、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸をそれぞれ塩化メチレン、クロロホルム、塩化エタン、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ブチロラクトン、トリオキサン等の溶剤に溶解して混合・攪拌後、溶剤を加熱・減圧下で除くことにより形成することができる。また、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸のチップをそれぞれ２軸エクストルーダーで混合溶融・混練することにより形成することができる。これら２成分の混合比率は、Ｌ−乳酸単位とＤ−乳酸単位が実質的に１対１になるように配合することが望ましい。
【００１５】
本発明において、主体繊維を構成するステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体は、示差走査熱分析を行った際、高温結晶融解相の融解開始温度が１９０℃以上である。
【００１６】
図１に、本発明のステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体からなる繊維を、示差走査熱分析（ＤＳＣ：ＤｉｆｆｅｒｎｔｉａｌＳｃａｎｎｉｎｇＣａｌｏｒｉｍｅｔｒｅｙ）を行った際の融解吸熱曲線（ＤＳＣ曲線）を示す。融解吸熱曲線（ａ）において、吸熱ピークの熱量（結晶融解熱量）は、重合体における結晶相の量の多少を示し、この吸熱量は、図の斜線部の面積で表される。
【００１７】
ステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体においては、構成する重合体成分種あるいは組成比、並びにそのステレオコンプレックスの調製条件、および形成状態に応じて、通常は少なくとも２つの吸熱ピークを示し、２つの結晶相が存在することを示す。１つは、ポリ−Ｌ−乳酸やポリ−Ｄ−乳酸のような個々のポリマー成分に固有の融点である１６５〜１８０℃に観測される低温結晶融解相（Ｘ）で、もう一つは、ステレオコンプレックスの形成に伴い認められる１９０〜２３０℃の高温結晶融解相（Ｙ）である。
【００１８】
高温結晶融解相および低温結晶融解相の相対的比率は、それぞれの結晶融解熱量の大きさ、すなわち、融解吸熱曲線（ａ）の２つの吸熱ピークで表される面積の大きさから算出することができる。したがって、結晶相全体に対する高温結晶融解相の比率は、下記式により求められる。
結晶相全体に対する高温結晶融解相の比率（％）＝Ｙ×１００／（Ｙ＋Ｘ）
上式において、Ｙ：高温結晶融解相の吸熱ピークで表される面積、Ｘ：低温結晶融解相の吸熱ピークで表される面積とする。
【００１９】
本発明において、結晶相全体に対する高温結晶融解相の比率は、９０％以上であることが好ましい。結晶相全体に対する高温結晶融解相の比率が９０％以上とすることにより、重合体は耐熱性に優れるものとなり、この重合体からなる繊維を用いて、不織布を製造・加工するにおいて、熱処理ゾーンや熱ロールを通す等の熱処理を行った際に、繊維が収縮したり、また、熱ロールに絡みついたりするというトラブルが生じにくい。また、この繊維からなる不織布製品にアイロン掛けを行った際に、繊維が軟化し一部融解を始めたり、不織布製品の風合いが硬くなる等のトラブルが生じにくいためである。
【００２０】
高温結晶融解相の融解開始温度についてであるが、これは、高温融解結晶相の吸熱ピークの開始（ｏｎｓｅｔ）温度であり、吸熱ピークの低温側のＤＳＣ曲線の傾きが最大の点で引いた接線と低温側のベースラインを高温側に延長した直線とが交差する点の温度をいう。より具体的には、パーキンエルマー社製パイリス（ｐｙｒｉｓ）１を用い、昇温速度２０℃／分で自動計測した場合に表示されるｏｎｓｅｔ温度である。
【００２１】
本発明において、主体繊維を構成するステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体の高温結晶融解相の融解開始温度が、１９０℃未満であると、この繊維からなる不織布製品にアイロン掛けを行った際に、繊維が軟化し一部融解を始めることがあり、不織布製品の風合いが硬くなり好ましくない。また、この繊維を用いて不織布を製造・加工するにおいて、熱処理ゾーンや熱ロールを通す等の熱処理を行った際に、繊維が収縮して、不織布の幅や厚みをコントロールすることが困難であったり、また、熱ロールに絡みついたりするというトラブルが生じやすくなる。
【００２２】
本発明においては、主体繊維を構成するステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体の高温結晶融解相の融解開始温度が、１９０℃以上であるが、好ましくは２００℃以上、さらに好ましくは２１０℃以上である。本発明において、生分解性バインダー短繊維により熱融着してなる不織布を効率的に生産しようとすると、熱融着加工時に１５０℃程度の温度に耐え得ることを要件とするため、ステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体の高温結晶相の融解開始温度は、最低１９０℃以上であることが必須の要件となる。
【００２３】
なお、主体繊維を構成するポリ乳酸系重合体は、結晶相全体に対する高温結晶融解相の比率が１００％であり、融解開始温度が１９０℃以上である高温結晶融解相のみからなるものであってもよい。
【００２４】
ステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体からなる主体繊維の熱水収縮率は、２．６％以下である。主体繊維の熱水収縮率が２．６％を超えると、不織布を製造・加工する際の熱処理工程で、繊維が収縮してしまい、不織布の幅や厚みをコントロールすることが困難であったり、また、得られる不織布の風合いが劣るものとなったり、また、処理工程において、不織布が熱ロールに絡みつく等のトラブルが発生しやすくなる。また、不織布製品とした後において、アイロン掛けを行う際、特にスチームを付与してアイロン掛けを行う際に、その熱により繊維が収縮する等により、風合いが硬くなったりする。
【００２５】
本発明の熱水収縮率は、沸騰水（１００℃）中に５０ｍｍの長さの繊維を３０分間浸漬し、浸漬後の長さ（Ｎ（ｍｍ））を測定し、下記式により算出する。
【００２６】
熱水収縮率（％）＝（（５０−Ｎ）／５０）×１００
本発明において、ポリ乳酸からなる主体繊維は、その断面形態が丸断面であっても異型断面であってもよい。また、中空部を有する中空断面であってもよい。
【００２７】
また、主体繊維の単糸繊度は特に限定されるものでなく、不織布の用途に応じた要求特性によって決めればよいが、０．５〜２００デシテックス程度のものとする。また、繊維の形態は、ノークリンプのものであっても、機械捲縮あるいは立体捲縮を有するものであってもよい。例えば、クッション材等の柔軟性、嵩高性を要求される用途には、重合度や共重合率の異なる２種のステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体からなるコンジュゲートタイプの立体捲縮を有する繊維が好ましい。
【００２８】
ポリ乳酸からなる主体繊維には、通常のポリエステル繊維用の乾式不織布用油剤、湿式不織布用油剤あるいは紡績用油剤を付与してもよい。また、特に滑りの良いシリコン系あるいは非シリコン系の易滑性油剤を付与してもよい。
【００２９】
上記した本発明のステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体からなる主体繊維は、次のようにして得ることができる。
【００３０】
ステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体において、結晶相全体に対する高温結晶融解相の比率は、構成対裳体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の組成比により、また、ステレオコンプレックスの調製・形成条件に依存する。Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との組成比を１対１に近くし、また、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸を溶液状態あるいは溶融状態で分子レベルで均一に混合させることにより高温結晶融解相の比率を高めることができる。
【００３１】
ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸を溶液状態あるいは溶融状態で混合する、あるいは、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸のチップをそれぞれ２軸エクストルーダーで混合溶融・混練することによりステレオコンプレックスを形成させ、その後、溶融押し出し機を用いた溶融紡糸を行うことにより繊維を形成する。あるいは、有機溶媒中に溶解したポリマー混合溶液を紡糸原液とし、水、メタノール、エタノール、アセトンあるいはこれらと紡糸原液に用いた有機溶媒との混合液を凝固液として湿式紡糸を行うことにより繊維を形成する。製造コストの点からは溶融紡糸法が有利である。
【００３２】
次いで、得られた繊維に、高温結晶融解相の融解開始温度よりも低い温度で、かつ、結晶化を促進する温度域、すなわち１２０〜２１０℃、より好ましくは１６０〜１７５℃で熱セットする。この熱セットにより結晶化を促進させて、高温結晶融解相の比率を高め、高温結晶融解相の融解開始温度を向上させ、かつ熱水収縮率を抑えることができる。この熱セットは、ポリ乳酸ステレオコンプレックス繊維の延伸後にヒートドラムを用いることにより行う。このような高温で熱セットを行うことは、ステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体が、１９０〜２３０℃のような高温の結晶融点を有するため可能であり、従来の単なるポリ−Ｌ−乳酸のような融点が１７０℃程度のものでは不可能なことであった。
【００３３】
熱セットを行った繊維は、所望の油剤を付与し、機械捲縮を付与し、次いで、２５〜７０ｍｍ位にカットして主に乾式不織布用のクリンプ綿とする。あるいは機械捲縮を付与せずに、ストレートの繊維のまま３〜２０ｍｍにカットして主に湿式抄紙用の短繊維とする。
【００３４】
次に、本発明における生分解性バインダー繊維について説明する。生分解性バインダー繊維は、融点（融点を有しないものについては、軟化点を融点とみなす。）が８０〜１５０℃のバインダー成分を少なくとも繊維の表面に有する。バインダー成分は、繊維表面の少なくとも一部を形成しているものであればよく、その形態としては、バインダー成分のみからなる単相繊維や、バインダー成分とバインダー成分よりも高融点の成分とからなる２成分の繊維であって、貼り合せ型、芯鞘型等の複合繊維であってもよい。本発明においては、芯鞘型の複合繊維であることが好ましい。なお、複合繊維の場合、高融点の成分とバインダー成分との融点差は、２０℃以上であることが好ましく、さらには３０℃以上であることが好ましい。
【００３５】
バインダー成分の融点が８０℃未満であると、融点が低すぎて、梳綿機などでウエブを作成する時に生じる摩擦熱により、ネップが発生するなどのトラブルを起こすことがあり好ましくない。一方、融点が１５０℃を超えると、熱融着加工温度として高い温度を設定する必要があり、熱融着加工時に不織布の寸法変化が大きくなり、安定して製造することができにくくなり好ましくない。
【００３６】
生分解性バインダー繊維を構成する生分解性熱可塑性重合体としては、例えば、ポリグリコール酸やポリ乳酸のようなポリ（α−ヒドロキシ酸）またはこれらを主たる繰り返し単位とする共重合体があげられる。また、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリ（β−プロピオラクトン）のようなポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）やポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシカプロネート、ポリ−３−ヒドロキシヘプタノエート、ポリ−３−ヒドロキシオクタノエートのようなポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）あるいは、これらの繰り返し単位とポリ−３−ヒドロキシバリレートやポリ−４−ヒドロキシブチレートの繰り返し単位との共重合体などが挙げられる。
【００３７】
さらに、グリコールとジカルボン酸の重縮合体からなるポリアルキレンアルカノエートの例としては、例えばポリエチレンオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンアゼレート、ポリブチレンオキサレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサメチレンセバケート、ポリネオペンチルオキサレートまたはこれらを主たる繰り返し単位とするポリアルキレンアルカノエート共重合体が挙げられる。
【００３８】
また、芳香族カルボン酸を含有するものであっても、例えばポリブチレンテレフタレートアジペート、ポリエチレンテレフタレートアジペートなどでもさしつかえない。
【００３９】
ここで、ポリ乳酸系重合体の場合は、化学構造的に種々の融点のポリマーを作ることができるので好ましく、融点の異なる２種のポリ乳酸系重合体を採用してなる複合繊維をバインダー繊維として用いることが好ましい。このような複合繊維が、融点の異なるポリ乳酸の組み合わせである場合について説明する。
【００４０】
ポリ乳酸の融点の制御についてであるが、乳酸モノマーは光学活性の炭素を有しており、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸の光学異性体が存在する。Ｌ−乳酸にＤ−乳酸を１モル％共重合させると融点１７０℃、Ｄ−乳酸を３モル％共重合させると融点１５０℃、Ｄ−乳酸を７モル％共重合させると融点１３０℃、Ｄ−乳酸を１２モル％共重合させると融点１１０℃といった具合にポリ乳酸の融点のコントロールが可能である。Ｄ−乳酸が１８モル％以上となると明確な結晶融点は観察されず、軟化温度９０℃未満位の非晶性の強いポリマーとなる。相互に融点が２０℃以上異なる２種のポリ乳酸が、芯鞘型、サイドバイサイド型、海島型、割繊型に複合された繊維が本発明の生分解性バインダー短繊維として好ましく使用することができる。また、一方が融点１１０℃以上のポリ乳酸、他方が軟化点９０℃未満の非晶性の強いポリ乳酸といった組み合わせでも差し支えない。なお、このような非晶性の強いポリ乳酸の場合は便宜上、目視での軟化温度を融点とする。
【００４１】
これらのうち、芯鞘型で、芯部が融点１７０℃以上のポリ乳酸あるいは融点２００℃以上のポリ乳酸ステレオコンプレックス、鞘部が融点１３０℃程度のポリ乳酸という組み合わせの複合繊維が熱融着加工のし易さ、接着力の高さから、さらに好ましい。すなわち、不織布とするときの熱融着加工の際、バインダー繊維が単一成分からなる単相繊維である場合、熱カレンダー装置を用いた熱処理における熱圧着する条件によっては、バインダー繊維がフィルム状に潰れ、不織布の目開きのコントロールが困難な場合がある。また、不織布を用いて、袋体に加工する際、２辺ないしは３辺をヒートシールするが、この場合もバインダー繊維が単相繊維であると、フィルム状に潰れて裂けやすくなる場合がある。前記のごとく、ある程度融点差のあるポリ乳酸を組み合わせた芯鞘型の複合形態とすることで、熱融着加工の際、バインダー短繊維がフィルム状に潰れるのを避けることができる。
【００４２】
バインダー繊維の断面形状は、通常の丸断面のほかに三角断面、Ｙ型断面、十字断面、偏平断面等の異型断面であってもよい。
【００４３】
バインダー繊維は、その単糸繊度については特に限定されるものではないが、生産しやすさから、０．５〜２０デシテックス程度の範囲が好ましい。
【００４４】
本発明における生分解性バインダー繊維は、単相繊維の場合でも複合繊維の場合でも、概ね従来技術を踏襲した方法で製造することができる。例えば、複合繊維の場合を説明すると、まず汎用の複合溶融紡糸装置を用いて、互いに融点の異なる２種類の生分解性熱可塑性重合体を溶融紡糸する。紡糸に際し、安定剤、顔料、強化剤などを共存させてもよい。紡出された繊維は、必要に応じて連続的または別工程で延伸、熱処理される。繊維は、油剤を付与し、数万〜数百万デシテックスのトウに引き揃えて、クリンパーボックスなどを用いて機械的に捲縮を付与し、２５〜７０ｍｍ位にカットして主に乾式不織布用のクリンプ綿とする。あるいはトウに引き揃えたストレートの繊維のまま３〜２０ｍｍにカットして主に湿式抄紙用の短繊維とする。
【００４５】
本発明の短繊維不織布は、上述したポリ乳酸系重合体からなる主体繊維と、生分解性バインダー繊維とからなり、構成繊維は、バインダー成分の軟化または溶融によって熱融着により一体化している。主体繊維とバインダー繊維との混合比率については、不織布に求めれる要求特性、用途に応じて適宜選択できるが、２０／８０〜８０／２０（質量比）程度であることが好ましい。
【００４６】
次に、本発明の短繊維不織布の製造方法の一例について説明する。
【００４７】
本発明の短繊維不織布は、例えば、乾式不織布の場合、ステレオコンプレックスを形成しているポリ乳酸系重合体からなる繊維に捲縮を付与し、５〜１００ｍｍ、好ましくは２５〜７０ｍｍにカットした主体繊維と、生分解性バインダー短繊維を用途あるいはその要求特性により決定した割合にて混綿し、梳綿機等でウエブを形成した後、熱処理によりバインダー成分を溶融または軟化させて、不織布として一体化する。熱処理としては、サクションバンド、サクションドラムのような加熱エアーを用いた熱融着処理装置で溶融接着する方法、あるいは熱エンボス装置、熱カレンダー装置（１対のフラットロールからなる装置）などの熱処理装置を通してバインダー成分を溶融圧着して、繊維間を融着により点接合する方法等が挙げられる。なお、熱処理を施す前に、ニードリング加工やスパンレース加工を行ってもよい。
【００４８】
また、湿式不織布の場合、主体繊維およびバインダー繊維において、捲縮を付与することなく３〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１５ｍｍにカットした繊維を水中に分散混合して抄紙し、シートを形成した後、ヤンキードラムドライヤで乾燥し、熱エンボスロールや熱フラットロールなどの熱処理装置を通して、バインダー繊維を軟化圧着して繊維間を融着により点接合することにより得ることができる。
【００４９】
本発明の短繊維不織布をクッション材やフィルターとして用いる場合には、厚みを５ｍｍ以上とするのが好ましい。厚みの上限は特に限定しないが、製造設備、製造コスト、使い易さの点から１５０ｍｍ程度が好ましい。また、クッション材の密度は、０．０１ｇ／ｃｍ³以上とするのが好ましい。
【００５０】
本発明の短繊維不織布の厚みと密度を規制する方法としては、ニードリング加工による針打ち込み密度を適宜選択することや、熱融着加工時にスペーサー等を用いて厚み規制して製造すること等が挙げられる。
【００５１】
本発明の短繊維不織布は、主体繊維は、ステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体からなる繊維を採用するものであるが、本発明の目的を損なわない程度であれば、他の繊維が混綿されたものであってもよい。他の繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維などの合成繊維やレーヨン繊維などの半合成繊維、ウール、木綿、麻、パルプなどの天然繊維などが挙げられる。なかでもポリエステル繊維たとえばエチレンテレフタレート単位やブチレンブチレンテレフタレート単位あるいはエチレンナフタレート、特にエチレン−２，６−ナフタレート単位を主たる構成成分とするものが好ましいが、その変形のしにくさなどの物性および経済性の面からとりわけポリエチレンテレフタレート繊維が好ましい。なお、その特性を損なわない範囲でイソフタル酸、５−スルホイソフタル酸、ジエチレングリコール等の他の成分が共重合されたポリエステルであっても差し支えない。また、生分解性を考慮すると、レーヨン繊維等の半合成繊維、天然繊維を混合することが好ましい。
【００５２】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例に記述した諸物性の評価法は、次のとおりである。
（１）相対粘度
フエノールと四塩化エタンの等重量混合物を溶媒とし、試料濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。
【００５３】
（２）結晶融解開始温度および融点（℃）
パーキンエルマー社製パイリス（ｐｙｒｉｓ）１を用い、昇温速度２０℃／分で自動計測した場合に自動表示されるｏｎｓｅｔ温度が結晶融解開始温度であり、結晶融解ピーク温度が融点である。
【００５４】
実施例１
Ｄ−乳酸単位を１モル％含有する融点１６９℃、相対粘度１．８９のポリ−Ｌ−乳酸チップと、Ｌ−乳酸単位を１モル％含有する融点１６８℃、相対粘度１．９０のポリ−Ｄ−乳酸チップとを等重量混合し攪拌しながら減圧乾燥した。
【００５５】
得られた混合チップを通常の溶融紡糸装置を使用し、紡糸温度を２３５℃、総吐出量を３１３ｇ／分として溶融紡糸した。紡出糸条を冷却した後引取速度１０００ｍ／分で引き取って未延伸繊維糸条を得た。得られた糸条を集束し、１１万デシテックスのトウにして、延伸倍率２．９、延伸温度８０℃で延伸し、１６０℃のヒートドラムで熱処理してから、押し込み式クリンパを使用して捲縮を付与した後、長さ５１ｍｍに切断して、融点２１８℃、結晶融解開始温度２０６℃、高温結晶融解相の比率９９％、単糸繊度４．４デシテックス、単糸強度４．１ｃＮ／デシテックス、単糸伸度３６％、１００℃における熱水収縮率１．８％のポリ乳酸ステレオコンプレックス繊維を得た。
【００５６】
一方、Ｄ−乳酸単位を１．５モル％含有する融点１６８℃、相対粘度１．８５のポリ−Ｌ−乳酸と、Ｄ−乳酸単位を８．２モル％含有する融点１３２℃、相対粘度１．８８のポリ−Ｌ−乳酸との２種のチップを減圧乾燥した後、通常の複合溶融紡糸装置を使用して溶融し、融点１３２℃のポリ−Ｌ−乳酸が鞘部に配して、芯鞘に複合（質量比１：１）するようにして紡糸温度２１０℃で複合溶融紡糸した。
【００５７】
紡出糸条を冷却した後、引取速度１０００ｍ／分で引き取って未延伸糸条を得た。得られた糸条を収束し、延伸倍率３．４倍、延伸温度７５℃で延伸してから、押し込み式クリンパを使用して捲縮を付与した後、長さ５１ｍｍに切断し、繊度２デシテックス、単糸強度３．７ｃＮ／デシテックス、単糸伸度４０％の生分解性バインダー短繊維を得た。
【００５８】
得られたポリ乳酸ステレオコンプレックス繊維を７５％および生分解性バインダー短繊維を２５％の割合で混合し、梳綿機を通した後クロスラッパーで積層して４００ｇ／ｍ²のウエブを作成した。このウエブの１５０℃における熱処理時の収縮率は２％であり、ウエブの熱収縮としては小さいものであった。なお、このウエブの熱処理時の収縮率は、以下に方法により測定した、すなわち、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍのウエブ（５枚）をフリーの状態でサクションバンド式の熱融着加工機で１５０℃、２分間処理し、処理後の縦、横の長さを測定し、その平均値Ｍｃｍを算出する。さらに、次式により熱処理時の収縮率を算出する。
熱処理時の収縮率（％）＝［（３０−Ｍ）／３０］×１００
次いで、得られたウエブをサクションバンド式の熱処理機を用いて１５０℃で熱融着加工を行い、十分な接着強度を有する短繊維不織布を得た。熱融着加工前後のウエブの幅変化は微小なものであり、加工工程においても実用上問題ないものであった。
【００５９】
実施例２
実施例１において、Ｄ−乳酸単位を４．５モル％含有する融点１５４℃、相対粘度１．８２７のポリ−Ｌ−乳酸チップと、Ｌ−乳酸単位を６．０モル％含有する融点１５１℃、相対粘度１．８７３のポリ−Ｄ−乳酸チップとを等質量混合すること以外は、実施例１と同様にして実施した。
【００６０】
得られたポリ乳酸ステレオコンプレックス繊維は、融点２０５℃、結晶融解開始温度１９６℃、高温結晶融解相の比率９２％、単糸繊度４．４デシテックス、熱水収縮率２．６％であった。また、ウエブの１５０℃における熱処理時の収縮率は、４％と小さいものであった。また、熱融着加工前後のウエブの幅変化は微小なものであり、加工工程においても実用上問題ないものであった。
【００６１】
比較例１
実施例１において、コハク酸を３２モル％共重合した相対粘度１．８８１のポリ−Ｌ−乳酸チップ（ＤＳＣによる融点は認められない。）と、コハク酸を３モル％共重合した相対粘度１．８７５のポリ−Ｄ−乳酸チップ（ＤＳＣによる融点は認められない。）とを等質量混合したこと、延伸時のヒートドラム熱セット温度を１１０℃としたこと（さらに高温とするとドラムに巻きついてしまうため）以外は、実施例１と同様にして実施した。
【００６２】
得られたポリ乳酸ステレオコンプレックス繊維は融点１９２℃、結晶融解開始温度１７４℃、単糸繊度４デニール、１００℃における熱水収縮率３．６％であった。また、このウエブの１５０℃における熱処理時の収縮率は３５％と大きいものであった。また、熱融着加工前後のウエブの幅変化や場所による目付斑は著しく大きく、実用上問題があるものであった。
【００６３】
実施例３
実施例１において、ウエブの目付を５０ｇ／ｍ²としたこと、サクションバンド式の熱処理機で処理する代わりに、ロール温度を１５０℃に設定したエンボス装置を用いて熱融着処理を行ったこと以外は、実施例１と同様にして実施した。
【００６４】
ウエブの１５０℃における熱処理時の収縮率は３％と小さいものであった。また、得られた短繊維不織布は、十分な接着強度を有するものであり、熱融着処理前後のウエブの幅変化は微小で、加工工程において実用上問題ないものであった。
【００６５】
実施例４〜６、比較例２
実施例１において、生分解性バインダー短繊維を得るに際して、表１に示すごときＤ、Ｌ−乳酸の含有率の異なるポリ乳酸を使用したこと以外は、実施例１と同様に実施した。
【００６６】
実施例４〜６においては、ウエブの１５０℃における熱処理時の収縮率はいずれも３％以下と小さいものであり、良好に熱融着加工が可能であった。
【００６７】
一方、比較例２においては、熱融着加工温度を１５０℃に設定した場合、全く融着せず、加工温度を１７５℃まで温度を上げところ、熱融着加工前後のウエブの幅変化が平均して３８％と大きく、場所による目付斑が激しく、実用上問題があるものであった。
【００６８】
【表１】

【００６９】
実施例７
実施例１において、ポリ乳酸ステレオコンプレックス繊維およびバインダー短繊維を作成する際に、トウに機械クリンプを付与することなく５ｍｍにカットして、ポリ乳酸ステレオコンプレックス繊維および生分解性バインダー短繊維を得た。
【００７０】
得られたポリ乳酸ステレオコンプレックス繊維を５０質量％、生分解性バインダー短繊維を２０質量％および木材パルプを２５質量％の割合で混合し、湿式抄紙を行って、目付２５ｇ／ｍ²のシートを作成した。引き続いて一対のフラットロール熱処理機を用いて１３０℃で熱圧着処理を行った。得られた不織布は、目付斑がなく均一であり、十分な接着強力を有するものであった。
【００７１】
【発明の効果】
本発明の短繊維不織布においては、主体繊維がポリ乳酸ステレオコンプレックス繊維であり、繊維を構成する重合体が高温結晶融解相の融解開始温度が１９０℃以上で、かつ繊維の熱水収縮率が３％以下である。したがって、この主体繊維とバインダー繊維とを混綿して不織ウエブに熱処理を施して、不織布を製造・加工する際、加熱により主体繊維が収縮して幅や厚みをコントロールしにくいという問題や、ウエブが熱ロールに絡みついたりするというようなトラブルが生じにくく、熱処理前後の不織布の幅変化や厚み変化が小さく、均一で高品質の不織布を安定して得ることができる。また、不織布製品にアイロン掛けを行ったりしても、風合いを損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステレオコンプレックスを形成してなるポリ乳酸系重合体からなる繊維の融解吸熱曲線（ＤＳＣ曲線）の例を示す。
【符号の説明】
ａ：融解吸熱曲線
Ｘ：低温結晶融解相
Ｙ：高温結晶融解相

Claims

ポリ乳酸系重合体からなる主体繊維と、融点が８０〜１５０℃のバインダー成分を少なくとも繊維の表面に有する生分解性バインダー繊維とからなる不織布であって、構成繊維同士はバインダー成分の軟化または溶融によって熱融着して一体化しており、主体繊維を構成するポリ乳酸系重合体がステレオコンプレックスを形成し、該重合体の高温結晶融解相の融解開始温度が１９０℃以上であり、該主体繊維は延伸後にヒートドラムで１２０〜２１０℃の温度域にて熱セットすることにより得られたものであって、該主体繊維の熱水収縮率が２．６％以下であることを特徴とする短繊維不織布。
ポリ乳酸系重合体の高温結晶融解相が結晶相全体の９０％以上を占めていることを特徴とする請求項１記載の短繊維不織布。
ポリ乳酸系重合体が、Ｌ−乳酸を主成分とするポリ−Ｌ−乳酸と、Ｄ−乳酸を主成分とするポリ−Ｄ−乳酸とから構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の短繊維不織布。