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WO2025089095A1 - 繊維、及び、不織布 - Google Patents

繊維、及び、不織布 Download PDF

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Publication number
WO2025089095A1
WO2025089095A1 PCT/JP2024/036272 JP2024036272W WO2025089095A1 WO 2025089095 A1 WO2025089095 A1 WO 2025089095A1 JP 2024036272 W JP2024036272 W JP 2024036272W WO 2025089095 A1 WO2025089095 A1 WO 2025089095A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fiber
sheath
core
hydroxyalkanoate
poly
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/036272
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
友梨奈 井野
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.)
Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaneka Corp filed Critical Kaneka Corp
Publication of WO2025089095A1 publication Critical patent/WO2025089095A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/541Composite fibres, e.g. sheath-core, sea-island or side-by-side; Mixed fibres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/54Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving
    • D04H1/542Adhesive fibres
    • D04H1/55Polyesters

Definitions

  • the present invention relates to fibers and nonwoven fabrics.
  • the carbon dioxide released when these biodegradable plastics made from plant-derived raw materials are burned is the same carbon dioxide that was originally in the air, so the amount of carbon dioxide in the atmosphere does not increase. This is called carbon neutral, and is considered important under the Kyoto Protocol, which set targets for reducing carbon dioxide emissions, and active use of these plastics is desired.
  • biodegradable plastics that are produced by microorganisms using plant-derived raw materials as a carbon source.
  • Patent Document 1 discloses a biodegradable composite fiber having poly( ⁇ -hydroxyalkanoate) or a copolymer thereof as a core component and poly- ⁇ -caprolactone and/or poly- ⁇ -propiolactone as a sheath component.
  • Patent Document 2 discloses a foamed, defibrated molding containing the following copolymer (A) and copolymer (B).
  • the present invention aims to provide a fiber containing a poly(3-hydroxyalkanoate) resin that contains 3-hydroxybutyrate units, which suppresses fusion during fiber production and allows for heat fusion at low temperatures when the fiber is thermally processed, and a nonwoven fabric containing the fiber.
  • the present invention relates to a fiber having a core-sheath structure including a core and a sheath, the core and the sheath each contain a poly(3-hydroxyalkanoate) resin containing a 3-hydroxybutyrate unit;
  • the fiber has an average molar content of 3-hydroxybutyrate units in the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin of the core that is greater than the average molar content of 3-hydroxybutyrate units in the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin of the sheath.
  • the present invention also relates to a method for producing a fiber, comprising melt-spinning a core raw material composition and a sheath raw material composition using a core-sheath composite spinning nozzle to obtain the fiber.
  • the present invention also relates to a nonwoven fabric comprising said fibers.
  • the present invention provides a fiber containing a poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin that contains 3-hydroxybutyrate units, which suppresses fusion during fiber production and allows for heat fusion at low temperatures during thermal processing of the fiber, and a nonwoven fabric having the fiber.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a cross section of a single fiber according to the embodiment of the present invention.
  • the fiber according to this embodiment has a core-sheath structure including a core portion and a sheath portion.
  • the core and sheath each contain a poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin containing a 3-hydroxybutyrate unit (hereinafter also referred to as "P3HA-based resin,”"P3HA,””poly(3-hydroxybutyrate)-basedresin,” or "P3HB-based resin”).
  • P3HA-based resin poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin containing a 3-hydroxybutyrate unit
  • the fiber according to this embodiment has such a configuration, and thus becomes a poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin-containing fiber that is suppressed from fusing during fiber production and can be heat-fused at a low temperature when the fiber is thermally processed.
  • the fiber according to this embodiment may be a multifilament having multiple single fibers, or a monofilament having a single fiber, but a multifilament is preferred from the viewpoint of being flexible and soft and being usable for nonwoven fabrics, etc.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a cross section (a cross section perpendicular to the longitudinal direction of a single fiber) of a single fiber 1 which is a core-sheath composite fiber according to this embodiment.
  • a single fiber 1, which is a sheath-core composite fiber includes a core 10 and a sheath 20.
  • the core is present inside the sheath.
  • the sheath-core composite fiber may have a concentric structure in which the center position of the core coincides with the center position of the sheath-core composite fiber in the cross section (a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the sheath-core composite fiber), or may have an eccentric structure in which the center position of the core does not coincide with the center position of the sheath-core composite fiber but is eccentric.
  • the cross-sectional shapes of the single fiber 1 and the core 10 of the sheath-core composite fiber are not particularly limited and may be, for example, circular or irregular shapes other than circular. Examples of irregular shapes include ellipse, cross circular, cocoon, potbelly, dogbone, and ribbon shapes.
  • the cross-sectional shape of the sheath-core composite fiber and the cross-sectional shape of the core may be the same (similar shapes) or different.
  • the longitudinal direction of the single fiber cross section coincides with the longitudinal direction of the core cross section.
  • the cross-sectional shape of the single fiber 1 which is the sheath-core composite fiber and the cross-sectional shape of the core portion 10 are both circular, and the core portion 10 is disposed concentrically with the single fiber 1 which is the sheath-core composite fiber.
  • the cross-sectional shapes of the single fibers and the core that constitute the sheath-core composite fiber can be controlled by using a sheath-core composite spinning nozzle having a nozzle hole with a shape close to the desired cross-sectional shape when producing the fiber using the sheath-core composite spinning nozzle described below.
  • the core-sheath ratio (ratio of core 10 to sheath 20) in the cross section of the fiber according to this embodiment (cross section perpendicular to the longitudinal direction of the fiber, i.e., cross section perpendicular to the longitudinal direction of a single fiber) is not particularly limited, but an area ratio of the core 10 to the sheath 20 in the range of 1:9 to 9:1 is preferred from the viewpoints of expression of a complex appearance, spinning, cross-sectional stability, etc., more preferably 2:8 to 8:2, and even more preferably 3:7 to 7:3.
  • the core-sheath ratio can be determined by the method described in the Examples below.
  • the fibers according to this embodiment contain a polymer component.
  • the polymer component contains a poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin that includes 3-hydroxybutyrate units.
  • the polymer component may contain other polymers in addition to the poly(3-hydroxyalkanoate) resin.
  • the poly(3-hydroxyalkanoate) resin is a biodegradable polymer.
  • biodegradability refers to the property of being decomposed into low molecular weight compounds by microorganisms in nature. Specifically, the presence or absence of biodegradability can be determined based on tests suitable for each environment, such as ISO 14855 (compost) and ISO 14851 (activated sludge) under aerobic conditions, and ISO 14853 (aqueous phase) and ISO 15985 (solid phase) under anaerobic conditions. In addition, the decomposition of microorganisms in seawater can be evaluated by measuring biochemical oxygen demand.
  • the poly(3-hydroxyalkanoate) resin is a concept including homopolymers and copolymers.
  • the poly(3-hydroxyalkanoate) resin is preferably a copolymer.
  • poly(3-hydroxyalkanoate) resin examples include P3HB, P3HB3HH, P3HB3HV, P3HB4HB, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyoctanoate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyoctadecanoate), and the like.
  • P3HB means homopolymer poly(3-hydroxybutyrate).
  • P3HB3HH means poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate), also called (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) copolymer resin.
  • P3HB3HV means poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate).
  • P3HB4HB means poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate).
  • P3HB has the function of promoting the crystallization of P3HB itself and poly(3-hydroxyalkanoate)-based resins other than P3HB, it is preferable that the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin contains P3HB.
  • poly(3-hydroxyalkanoate) resin from the viewpoint of achieving both excellent biodegradability and moldability, P3HB, P3HB3HH, P3HB3HV, P3HB4HB, and the like are preferred, but there are no particular limitations.
  • poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin from the viewpoint of increasing the strength of the fiber according to this embodiment and improving the moldability, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) (P3HB3HH) is preferred.
  • the average molar content of 3-hydroxybutyrate units in the poly(3-hydroxyalkanoate) resin of the core is greater than the average molar content of 3-hydroxybutyrate units in the poly(3-hydroxyalkanoate) resin of the shell.
  • the "average molar content of 3-hydroxybutyrate units in the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin” is also referred to as the "average molar content of 3HB in the P3HA-based resin.”
  • the difference between the average molar content of 3HB in the P3HA-based resin of the core and the average molar content of 3HB in the P3HA-based resin of the sheath is preferably 0.2 to 9.0 mol%, more preferably 0.4 to 7.0 mol%, even more preferably 0.5 to 4.5 mol%, particularly preferably 1.0 to 4.0 mol%, and most preferably 1.5 to 3.5 mol%, from the viewpoint of further suppressing fusion during fiber production while enabling heat fusion at an even lower temperature when the fiber
  • the sample was then heated in a sealed state at 100°C for 140 minutes to obtain a first reaction liquid containing methyl esters, which are decomposition products of the P3HA-based resin.
  • the first reaction liquid is then cooled, and 1.5 g of sodium hydrogen carbonate is gradually added to the cooled first reaction liquid to neutralize it, and the liquid is left to stand until the evolution of carbon dioxide gas stops, thereby obtaining a second reaction liquid.
  • the second reaction solution and 4 mL of diisopropyl ether are thoroughly mixed to obtain a mixture.
  • the mixture is then centrifuged to obtain a supernatant.
  • the monomer unit composition of the decomposition product in the supernatant is then analyzed by capillary gas chromatography under the conditions described below, whereby the average molar content of 3-hydroxybutyrate units in the poly(3-hydroxyalkanoate) resin and the molar ratio of 3-hydroxybutyrate units to other hydroxyalkanoate units in the poly(3-hydroxyalkanoate) resin (3-hydroxybutyrate units/other hydroxyalkanoate units) can be determined.
  • the fiber according to this embodiment contains preferably 5 to 40% by weight, more preferably 10 to 35% by weight, and even more preferably 12 to 30% by weight of the copolymer (B) relative to 100% by weight of the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin.
  • the sheath contains the copolymer (B).
  • the sheath portion contains the copolymer (A) and the copolymer (B).
  • the core contains the copolymer (A).
  • the fiber according to this embodiment contains a poly(3-hydroxyalkanoate) resin in an amount of preferably 50% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, and even more preferably 90% by weight or more.
  • the fiber according to this embodiment contains the copolymer (A) and the copolymer (B) in an amount of preferably 50% by weight or more, more preferably 80% by weight or more, and even more preferably 90% by weight or more.
  • the other polymers are preferably biodegradable.
  • biodegradable polymers include, for example, polycaprolactone, polylactic acid, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polybutylene adipate terephthalate, polyethylene succinate, polyvinyl alcohol, polyglycolic acid, unmodified starch, modified starch, cellulose acetate, chitosan, and poly(4-hydroxyalkanoate)-based resins.
  • the polycaprolactone is a polymer obtained by ring-opening polymerization of ⁇ -caprolactone.
  • the polymer component may contain one type of other polymer, or may contain two or more types of other polymers.
  • the fiber according to this embodiment contains a biodegradable polymer, so even if it is discarded in the environment, it is easily decomposed in the environment, which reduces the burden on the environment.
  • the fiber according to this embodiment may further contain an additive.
  • the additives include nucleating agents, lubricants, plasticizers, spinning oils, stabilizers (antioxidants, ultraviolet absorbers, etc.), colorants (dyes, pigments, etc.), inorganic fillers, organic fillers, and antistatic agents.
  • the fiber according to this embodiment preferably contains a crystal nucleating agent.
  • the crystal nucleating agent is a compound that has the effect of promoting the crystallization of the poly(3-hydroxyalkanoate) resin, and has a melting point higher than that of the poly(3-hydroxyalkanoate) resin.
  • crystal nucleating agent examples include inorganic substances (boron nitride, titanium oxide, talc, layered silicates, calcium carbonate, sodium chloride, metal phosphates, etc.); sugar alcohol compounds derived from natural products (pentaerythritol, erythritol, galactitol, mannitol, arabitol, etc.); polyvinyl alcohol; chitin; chitosan; polyethylene oxide; aliphatic carboxylates; aliphatic alcohols; aliphatic carboxylate esters; dicarboxylic acid derivatives (dimethyl adipate, dibutyl adipate, diisodecyl adipate, dibutyl selenite, etc.); Examples of such compounds include cyclic compounds having, in the molecule, C ⁇ O and a functional group selected from NH, S, and O (such as indigo, quinacridone, and quinacridone magenta); sorbitol,
  • sugar alcohol compounds from the viewpoint of the effect of improving the crystallization rate of the poly(3-hydroxyalkanoate) resin and from the viewpoint of compatibility and affinity with the poly(3-hydroxyalkanoate) resin.
  • sugar alcohol compounds polyvinyl alcohol, chitin, and chitosan are preferred.
  • pentaerythritol is preferred.
  • the crystal nucleating agent preferably has a crystal structure at room temperature (25° C.).
  • the crystal nucleating agent has a crystalline structure at room temperature (25° C.), which has the advantage of further promoting the crystallization of the poly(3-hydroxyalkanoate) resin.
  • the crystal nucleating agent having a crystal structure at room temperature (25° C.) is preferably in a powder form at room temperature (25° C.).
  • the average particle size of the crystal nucleating agent in powder form at room temperature (25° C.) is preferably 10 ⁇ m or less.
  • the content of the crystal nucleating agent in the fiber according to this embodiment is preferably 0.05 parts by weight or more, more preferably 0.1 parts by weight or more, and even more preferably 0.5 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin.
  • the content of the crystal nucleating agent in the fiber according to this embodiment be 0.05 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin, there is an advantage in that the crystallization of the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin can be further promoted.
  • the content of the crystal nucleating agent in the fiber according to this embodiment is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 8 parts by weight or less, and even more preferably 5 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin.
  • the content of the crystal nucleating agent in the fiber according to this embodiment be 10 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin, the viscosity of the melt can be reduced when the melt is used to produce fibers by the melt spinning method described below, which has the advantage of facilitating the production of fibers.
  • P3HB is a poly(3-hydroxyalkanoate) resin and can also function as a crystal nucleating agent
  • the amount of P3HB is included in both the amount of poly(3-hydroxyalkanoate) resin and the amount of crystal nucleating agent.
  • the fibers according to this embodiment may contain a lubricant.
  • the lubricant may, for example, be a compound having an amide bond.
  • the compound having an amide bond preferably includes at least one selected from the group consisting of lauric amide, myristic amide, stearic amide, behenic amide, and erucic amide.
  • the content of the lubricant in the fiber according to this embodiment is preferably 0.05 parts by weight or more, more preferably 0.1 parts by weight or more, and even more preferably 0.5 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin.
  • the content of the lubricant in the fiber according to this embodiment be 0.05 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin, there is an advantage in that the lubricity of the single fiber is excellent.
  • the content of the lubricant in the fiber according to this embodiment is preferably 12 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less, still more preferably 8 parts by weight or less, and most preferably 5 parts by weight or less, relative to 100 parts by weight of the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin.
  • the content of the lubricant in the fiber according to this embodiment be 12 parts by weight or less relative to 100 parts by weight of the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin, there is an advantage in that the lubricant can be prevented from bleeding out onto the surface of the fiber.
  • the single fiber fineness of the fiber according to this embodiment is preferably 1 to 15 dtex, more preferably 2 to 13 dtex, and even more preferably 3 to 12 dtex. Since the single fiber fineness is 15 dtex or less, the fiber according to the present embodiment has an advantage that it can be used for various applications. For example, the fiber according to the present embodiment can be used as a material for producing spun yarn. By having the single fiber fineness of 1 dtex or more, the fiber according to this embodiment has the advantage of having increased strength.
  • the single fiber fineness of the fiber means the average value of the fineness of the single fibers contained in the fiber.
  • the single fiber fineness of the fiber means the fineness of the fiber itself. The single fiber fineness can be measured by the method described in the Examples below.
  • the fiber according to this embodiment is a multifilament having multiple single fibers, it preferably has 30 or more single fibers, more preferably 30 to 300,000 single fibers, and even more preferably 50 to 300,000 single fibers.
  • the weight average molecular weight of the fiber according to this embodiment is preferably 2.0 ⁇ 10 5 to 6.0 ⁇ 10 5 , and more preferably 2.3 ⁇ 10 5 to 4.0 ⁇ 10 5 , from the viewpoint of excellent processability when processing the fiber to obtain a processed product.
  • the weight average molecular weight is measured from the polystyrene equivalent molecular weight distribution by gel permeation chromatography (GPC) using chloroform as an eluent.
  • GPC gel permeation chromatography
  • a column suitable for measuring the molecular weight may be used.
  • the weight average molecular weight in this embodiment can be measured under the following conditions. Measuring device: Shimadzu 20A manufactured by Shimadzu Corporation Column: Shodex K-806M manufactured by Showa Denko Detector: RI detector Standard material: polystyrene Eluent: chloroform (HPLC grade) Flow rate: 1mL/min Temperature: 40°C
  • the fiber according to this embodiment may be used in the form of a thread.
  • the fibers may be cut to obtain staples having a length of 20 cm or less.
  • the staples may be used in the form of threads.
  • the fibers and/or staples may be used to produce a fiber product (fibrous body).
  • the textile product can be in various forms (eg, in the form of a nonwoven fabric, etc.).
  • the fibers, staples, and textile products can be suitably used for conventionally known applications.
  • the fibers, staples, and textile products can be suitably used in fields such as agriculture (e.g., horticulture), fishing, forestry, the medical industry, and the food industry.
  • Examples of the textile products include clothing, curtains, carpets, bags, shoes, wiping materials, sanitary products, automobile parts, building materials, and filtering materials (filters).
  • the nonwoven fabric according to this embodiment contains the fiber according to this embodiment.
  • the nonwoven fabric according to this embodiment include thermally bonded nonwoven fabric, needle-punched nonwoven fabric, chemically bonded nonwoven fabric, air-laid nonwoven fabric, and wet-laid nonwoven fabric.
  • the fibers according to this embodiment can be heat fused at low temperatures during thermal processing, and are therefore suitable for use in producing thermally bonded nonwoven fabrics.
  • a core-sheath type composite spinning nozzle is used to melt-spin a core raw material composition and a sheath raw material composition to obtain the fiber.
  • the method for producing a fiber according to the present embodiment includes a melt spinning process, in which a raw material composition is melted to obtain a molten material, and the molten material is spun to obtain an undrawn yarn, and a drawing process in which the undrawn yarn is drawn.
  • the raw material composition includes a raw material composition for the core and a raw material composition for the sheath separately.
  • the raw material composition contains a poly(3-hydroxyalkanoate) resin.
  • the weight average molecular weight of the poly(3-hydroxyalkanoate) resin in the raw material composition is preferably 3.0 ⁇ 10 5 to 7.0 ⁇ 10 5 , more preferably 3.5 ⁇ 10 5 to 7.0 ⁇ 10 5 , even more preferably 4.0 ⁇ 10 5 to 7.0 ⁇ 10 5 , and most preferably 4.5 ⁇ 10 5 to 6.5 ⁇ 10 5 .
  • the weight average molecular weight of the poly(3-hydroxyalkanoate) resin in the raw material composition is 3.0 ⁇ 10 or more, the weight average molecular weight of the poly(3-hydroxyalkanoate) resin in the fiber can be easily increased, and as a result, the strength of the fiber can be easily increased.
  • the weight average molecular weight of the poly(3-hydroxyalkanoate) resin in the raw material composition is 7.0 ⁇ 10 5 or less, the resin can be easily molded into fibers.
  • the raw material composition for the core is supplied to an extruder for the core, and the raw material composition for the sheath is supplied to an extruder for the sheath, and the raw material composition for the core and the raw material composition for the sheath are melted to obtain a molten material for the core and a molten material for the sheath. Then, the molten material for the core and the molten material for the sheath are extruded from a core-sheath type composite spinning nozzle and wound up on a take-up roll to obtain one or more undrawn yarns.
  • one or more undrawn yarns are taken up from the winding roll section by the take-up roll section, drawn by the drawing roll section, and wound up by the heat treatment roll section to obtain a fiber.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • the present invention is also not limited to the above-described effects.
  • the present invention can be modified in various ways without departing from the spirit of the present invention.
  • one or more unstretched yarns are stretched to form a fiber, but in the present invention, one or more unstretched yarns may also be used as a fiber.
  • the fiber comprises a copolymer (A) having a molar ratio of 3-hydroxybutyrate units and other hydroxyalkanoate units of 99/1 to 93/7; 2.
  • the fiber according to item 1 comprising: a copolymer (B) having a molar ratio of 3-hydroxybutyrate units and other hydroxyalkanoate units of 92/8 to 76/24.
  • a copolymer (B) having a molar ratio of 3-hydroxybutyrate units and other hydroxyalkanoate units of 92/8 to 76/24.
  • the fiber according to item 2 wherein the fiber contains 5 to 40% by weight of the copolymer (B) relative to 100% by weight of the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin.
  • the sheath comprises the copolymer (B).
  • the sheath comprises the copolymer (A) and the copolymer (B).
  • a method for producing a fiber comprising melt-spinning a raw material composition for a core portion and a raw material composition for a sheath portion using a core-sheath type composite spinning nozzle to obtain the fiber according to any one of items 1 to 8.
  • a nonwoven fabric comprising the fiber according to any one of items 1 to 8.
  • Example 1 First, the following materials were dry blended in the following ratio and melt-kneaded at 150° C. in an extruder to obtain pellets of a raw material composition for the core and a raw material composition for the sheath.
  • the molar content of 3-hydroxybutyrate units (3HB ratio), the molar content of 3-hydroxyhexanoate units (3HH ratio), and the weight average molecular weight (Mw) were determined using the method described above.
  • the melting point was determined as the temperature at the point where the endothermic heat was maximum (the apex of the endothermic peak) in a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC).
  • the differential scanning calorimetry (DSC) is a method conforming to JIS K7122 (1987) "Method for measuring heat of transition of plastics.” Specifically, the measurements were carried out under the following conditions. Apparatus: Seiko Instruments DSC6200 differential scanning calorimeter Sample amount: 4 to 10 mg Measurement temperature range: 30°C to 200°C Heating rate: 10° C./min
  • the pellet-shaped raw material composition for the core was supplied to an extruder for the core, and the pellet-shaped raw material composition for the sheath was supplied to an extruder for the sheath, and the raw material composition for the core and the raw material composition for the sheath were melted to obtain a molten material for the core and a molten material for the sheath.
  • the molten material for the core and the molten material for the sheath were each extruded from a concentric core-sheath type composite spinning nozzle (number of holes: 200, hole diameter: 0.5 mm) set at a temperature of 175°C and taken up on a take-up roll at a speed of 250 to 300 m/min to obtain 200 undrawn yarns of core-sheath composite fibers with an area ratio of the core to the sheath in the cross section (core:sheath) (hereinafter also simply referred to as the "core-sheath ratio") of 7:3.
  • ⁇ Core-sheath ratio> The fibers were bundled at room temperature, and the fiber bundle (total fineness 2200 dtex) was fixed with a shrink tube so as not to shift, and then cut into slices with a cutter to prepare a fiber bundle for cross-sectional observation. This fiber bundle was photographed at a magnification of 500 times with a laser microscope (manufactured by Keyence Corporation, "VK-9500"), and the core-sheath ratio was determined based on the obtained fiber cross-sectional photograph.
  • the obtained 200 undrawn yarns were taken up from the take-up roll section at a take-up roll section (55.5 m/min, 30° C.), drawn at a drawing roll section (110 m/min, 90° C.), and taken up at a heat treatment roll section (100 m/min) to obtain a fiber (a multifilament having 200 single fibers that are core-sheath composite fibers having the cross-sectional shape shown in FIG. 1) (single fiber fineness 5.5 dtex, core-sheath ratio 7:3).
  • the draw ratio was 2.0 times, and the relaxation rate was 10%.
  • the take-up roll section, the stretching roll section, and the heat treatment roll section each had two rolls of the same speed and temperature.
  • Example 2 A fiber (a multifilament having 200 single fibers that are core-sheath composite fibers) (single fiber fineness 6.1 dtex, core-sheath ratio 5:5) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the core-sheath ratio of the undrawn yarn was 5:5.
  • Example 3 A fiber (a multifilament having 200 single fibers that are core-sheath composite fibers) (single fiber fineness 5.8 dtex) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the raw material composition for the sheath was blended in the following blending ratio.
  • Example 4 A fiber (a multifilament having 200 single fibers which are core-sheath composite fibers) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the single fiber fineness was 11.0 dtex.
  • Example 5 A fiber (a multifilament having 200 single fibers that are core-sheath composite fibers) (single fiber fineness 4.5 dtex) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the raw material composition for the core was blended in the following blending ratio, the raw material composition for the sheath was blended in the following blending ratio, the core-sheath ratio of the undrawn yarn was set to 5:5, and the drawing step was not performed.
  • Example 6 The raw material composition for the core was blended in the following blending ratio, the raw material composition for the sheath was blended in the same manner as in Example 5, the core-sheath ratio of the undrawn yarn was set to 5:5, and a fiber (a multifilament having 200 single fibers that are core-sheath composite fibers) (single fiber fineness 4.5 dtex) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the drawing step was not performed.
  • a fiber a multifilament having 200 single fibers that are core-sheath composite fibers
  • Example 1 A fiber (a multifilament having 200 single fibers that are core-sheath composite fibers) (single fiber fineness 5.6 dtex) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the raw material composition for the sheath was blended in the following blending ratio.
  • Poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin (copolymer (A)) (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) copolymer resin (content of 3-hydroxybutyrate unit: 94.0 mol%, ratio of 3-hydroxyhexanoate: 6 mol%, melting point: 145°C, crystallization temperature (Tc): 60°C, weight average molecular weight (Mw): 582,936) (P3HB3HH): 100 parts by mass Erucic acid amide (EA) as a lubricant having an amide bond: 0.5 parts by mass Behenic acid amide (BA) as a lubricant having an amide bond: 0.5 parts by mass Pentaerythritol (PETL) as a crystal nucleating agent (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Neu-Rizer P): 1.0 part by mass
  • EA Erucic acid amide
  • BA Behenic acid amide
  • Example 2 A fiber (a multifilament having 400 single fibers as a single layer fiber) (single fiber fineness 5.8 dtex) was obtained in the same manner as in Example 1, except that only the core raw material composition of Example 1 was used and a single layer spinning nozzle was used instead of a concentric core-sheath type composite spinning nozzle.
  • Example 3 A fiber (a multifilament having 400 single fibers as a single layer fiber) (single fiber fineness 6.0 dtex) was obtained in the same manner as in Example 1, except that only the raw material composition for the sheath of Example 1 was used, and a single layer spinning nozzle was used instead of a concentric core-sheath type composite spinning nozzle.
  • Heat fusion temperature Eight fiber bundles of approximately 3 cm each were cut out, arranged in a lattice pattern of four pieces each, sandwiched between iron plates heated to 60 to 120°C, left to stand for 1 minute, and then removed. The temperature at which the overlapping parts in the lattice pattern were fused was recorded as the heat fusion temperature.
  • the heat fusion temperature was lower than that of Comparative Example 1 (poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin: copolymer (A) only), in which the average molar content of 3-hydroxybutyrate units was the same in the core and sheath, and Comparative Example 2 (poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin: copolymer (A) only), in which the fiber did not have a core-sheath structure.
  • the fusion rate was lower than that in Comparative Example 3 (poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin: copolymer (A) and copolymer (B)), in which the fibers did not have a core-sheath structure. Therefore, it can be seen that the present invention can provide a fiber containing a poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin that contains a 3-hydroxybutyrate unit, which fiber is suppressed from fusing during fiber production and can be heat-fused at a low temperature when the fiber is thermally processed.

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Abstract

本発明は、3-ヒドロキシブチレート単位を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含有する繊維であって、繊維の製造時の融着が抑制され、且つ、繊維を熱加工する際に低温で熱融着可能なポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂含有繊維を提供する。本発明は、芯部及び鞘部を含む芯鞘構造を有する繊維であって、前記芯部及び鞘部は、それぞれ、3-ヒドロキシブチレート単位を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含有し、前記芯部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率が、前記鞘部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率より大きい、繊維などである。

Description

繊維、及び、不織布
 本発明は、繊維、及び、不織布に関する。
 近年、プラスチック廃棄物が、生態系への影響、燃焼時の有害ガス発生、大量の燃焼熱量による地球温暖化等、地球環境への大きな負荷を与える原因となっている問題がある。この問題を解決できるものとして、生分解性プラスチックの開発が盛んになっている。
 このような生分解性プラスチックの中でも植物由来の原料を使用して得られる生分解性プラスチック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、二酸化炭素削減目標値を課した京都議定書の下、重要視され、積極的な使用が望まれている。
 最近、生分解性及びカーボンニュートラルの観点から、植物由来の原料を炭素源として微生物産生される生分解性プラスチックとして、脂肪族ポリエステル系樹脂が注目されており、特にポリヒドロキシアルカノエート系樹脂が注目されている。
 特許文献1には、ポリ(β-ヒドロキシアルカノエート)又はその共重合体を芯成分とし、ポリ-ε-カプロラクトン及び/又はポリ-β-プロピオラクトンを鞘成分とする微生物分解性複合繊維が開示されている。
 特許文献2には、下記の共重合体(A)および共重合体(B)を含む、発泡解繊成形体が開示されている。
(A)下記の構成単位(a1)および構成単位(a2)を下記の比率((a1)および(a2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
  (a1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
        92モル%以上98モル%以下
  (a2)[-O-R1-CO-]で示される構成単位
        2モル%以上8モル%以下
 (R1は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
 (ただし、構成単位(a2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
  (B)下記の構成単位(b1)および構成単位(b2)を下記の比率((b1)および(b2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
  (b1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
        85モル%以上92モル%未満
  (b2)[-O-R2-CO-]で示される構成単位
        8モル%より多く15モル%以下
 (R2は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
 (ただし、構成単位(b2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
特開平5-93318号公報 特開2023-49669号公報
 ところで、従来の繊維は、製造時に融着が生じたり、或いは、熱加工する際に低温では十分には熱融着せずに熱加工しにくいことがある。
 そこで、本発明は、3-ヒドロキシブチレート単位を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含有する繊維であって、繊維の製造時の融着が抑制され、且つ、繊維を熱加工する際に低温で熱融着可能なポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂含有繊維と、該繊維を有する不織布とを提供することを課題とする。
 本発明は、芯部及び鞘部を含む芯鞘構造を有する繊維であって、
前記芯部及び鞘部は、それぞれ、3-ヒドロキシブチレート単位を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含有し、
前記芯部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率が、前記鞘部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率より大きい、繊維に関する。
 また、本発明は、芯鞘型複合紡糸ノズルを用いて、芯部用原料組成物及び鞘部用原料組成物を溶融紡糸することにより、前記繊維を得る、繊維の製造方法にも関する。
 さらに、本発明は、前記繊維を含む、不織布にも関する。
 本発明によれば、3-ヒドロキシブチレート単位を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含有する繊維であって、繊維の製造時の融着が抑制され、且つ、繊維を熱加工する際に低温で熱融着可能なポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂含有繊維と、該繊維を有する不織布とを提供できる。
本実施形態に係る繊維の単繊維の断面の模式図。
 以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
<本実施形態に係る繊維>
 本実施形態に係る繊維は、芯部及び鞘部を含む芯鞘構造を有する。
 前記芯部及び鞘部は、それぞれ、3-ヒドロキシブチレート単位を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(以下「P3HA系樹脂」、「P3HA」、「ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂」、「P3HB系樹脂」ともいう。)を含有する。
 前記芯部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率が、前記鞘部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率より大きい。
 本実施形態に係る繊維は、斯かる構成を有することにより、繊維の製造時の融着が抑制され、且つ、繊維を熱加工する際に低温で熱融着可能なポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂含有繊維となる。
 本実施形態に係る繊維は、単繊維を複数有するマルチフィラメントであっても、単繊維たるモノフィラメントであってもよいが、しなやかでやわらかく、不織布等に使用できるという観点から、マルチフィラメントが好ましい。
 前記単繊維は、芯鞘複合繊維となっている。
 図1は、本実施形態に係る繊維の芯鞘複合繊維たる単繊維1の断面(単繊維の長手方向に垂直な断面)の模式図である。
 図1に示すように、芯鞘複合繊維たる単繊維1は、芯部10と鞘部20とを含む。該芯鞘複合繊維の断面(芯鞘複合繊維の長手方向に垂直な断面)において、芯部が鞘部の内部に存在することが好ましい。また、該芯鞘複合繊維は、断面(芯鞘複合繊維の長手方向に垂直な断面)において、芯部の中心位置が該芯鞘複合繊維の中心位置と一致する同心構造でもよく、芯部の中心位置が該芯鞘複合繊維の中心位置と一致せずに偏心している偏心構造でもよい。
 芯鞘複合繊維たる単繊維1及び芯部10の断面形状は、特に限定されず、例えば円形でもよく、円形以外の異形でもよい。異形としては、例えば、楕円形、交差円形、繭形、だるま形、ドッグボーン形及びリボン形等が挙げられる。芯鞘複合繊維の断面形状と芯部の断面形状は同じ(相似形)であってもよく、異なってもよい。
 本実施形態では、単繊維断面長軸方向と芯部断面長軸方向は一致している。
 図1の態様では、芯鞘複合繊維たる単繊維1の断面形状と芯部10の断面形状はいずれも円形であり、芯部10は芯鞘複合繊維たる単繊維1と同心円状に配置されている。
 芯鞘複合繊維たる単繊維及び芯部の断面形状は、後述する芯鞘型複合紡糸ノズルを用いて繊維を作製する際に、目的の断面形状に近い形状のノズル孔を有する芯鞘型複合紡糸ノズルを使用することにより制御することができる。
 本実施形態に係る繊維の断面(繊維の長手方向に垂直な断面、すなわち、単繊維の長手方向に垂直な断面)における芯鞘比率(芯部10と鞘部20との割合)は、特に限定されないが、芯部10と鞘部20との面積比で1:9~9:1の範囲が、複雑な外観の発現、紡糸、断面安定性等の観点で好ましく、より好ましくは2:8~8:2であり、さらに好ましくは3:7~7:3である。
 言い換えれば、前記繊維の断面における芯部10と鞘部20との面積比率が、芯部/鞘部=9/1~1/9であることが好ましく、芯部/鞘部=8/2~2/8であることがより好ましく、芯部/鞘部=7/3~3/7であることがさらに好ましい。
 芯鞘比率は、後述する実施例に記載の方法で求めることができる。
 本実施形態に係る繊維は、ポリマー成分を含有する。
 前記ポリマー成分は、3-ヒドロキシブチレート単位を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含有する。
 また、前記ポリマー成分は、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂以外に、他のポリマーを含有してもよい。
 前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂は、生分解性を有するポリマーである。
 なお、本実施形態における「生分解性」とは、自然界において微生物によって低分子化合物に分解され得る性質をいう。具体的には、好気条件ではISO 14855(compost)及びISO 14851(activated sludge)、嫌気条件ではISO 14853(aqueous phase)及びISO 15985(solid phase)等、各環境に適合した試験に基づいて生分解性の有無が判断できる。また、海水中における微生物の分解性については、生物化学的酸素要求量(Biochemical oxygen demand)の測定により評価できる。
 前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂は、単独重合体及び共重合体を含む概念である。
 前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂は、共重合体であることが好ましい。
 前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂としては、例えば、P3HB、P3HB3HH、P3HB3HV、P3HB4HB、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシオクタノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシオクタデカノエート)等が挙げられる。
 ここで、P3HBは、単独重合体たるポリ(3-ヒドロキシブチレート)を意味する。
 P3HB3HHは、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)を意味し、(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂ともいう。
 P3HB3HVは、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)を意味する。
 P3HB4HBは、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)を意味する。
 なお、P3HBは、P3HB自体、及び、P3HB以外のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂の結晶化を促進する機能を有するので、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂は、P3HBを含むことが好ましい。
 前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂としては、優れた生分解性と成型加工性の両立の観点から、P3HB、P3HB3HH、P3HB3HV、P3HB4HBなどが好ましいが、特に限定されない。
 また、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂としては、本実施形態に係る繊維の強度を高め、かつ、成型加工性を高めるという観点から、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)(P3HB3HH)が好ましい。
 前記芯部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率は、前記鞘部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率より大きい。
 本願では、「ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率」を「P3HA系樹脂における3HBの平均モル含有率」ともいう。
 芯部のP3HA系樹脂における3HBの平均モル含有率と、鞘部のP3HA系樹脂における3HBの平均モル含有率との差の値は、繊維製造時の融着をより一層抑制しつつ、繊維を熱加工する際により一層低温で熱融着を可能にするという観点から、好ましくは0.2~9.0mol%、より好ましくは0.4~7.0mol%、さらに好ましくは0.5~4.5mol%、特に好ましくは1.0~4.0mol%、最も好ましくは1.5~3.5mol%である。
 なお、芯部のP3HA系樹脂における3HBの平均モル含有率と、鞘部のP3HA系樹脂における3HBの平均モル含有率との差の値は、芯部のP3HA系樹脂における3HBの平均モル含有率から、鞘部のP3HA系樹脂における3HBの平均モル含有率を引いた値である。
 本実施形態に係る繊維は、前記芯部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率が、前記鞘部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率より大きいことにより、繊維の製造時の融着を抑制しつつ、繊維を熱加工する際に低温で熱融着が可能となる。
 繊維の製造時の融着をより一層抑制しつつ、繊維を熱加工する際により一層低温で熱融着を可能にするという観点から、本実施形態に係る繊維は、3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位のモノマーのモル比率が、3-ヒドロキシブチレート単位/他のヒドロキシアルカノエート単位=99/1~93/7である共重合体(A)と、3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位のモノマーのモル比率が、3-ヒドロキシブチレート単位/他のヒドロキシアルカノエート単位=92/8~76/24である共重合体(B)とを含むことが好ましい。
 前記共重合体(A)では、3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位のモノマーのモル比率が、3-ヒドロキシブチレート単位/他のヒドロキシアルカノエート単位=99/1~93/7であり、98/2~93/7が好ましく、97/3~93/7がより好ましい。
 前記共重合体(B)では、3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位のモノマーのモル比率が、3-ヒドロキシブチレート単位/他のヒドロキシアルカノエート単位=92/8~76/24であり、91/9~80/20が好ましく、90/10~85/15がより好ましい。
 ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率、及び、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位のモノマーのモル比率(3-ヒドロキシブチレート単位/他のヒドロキシアルカノエート単位)は、以下のようにして求めることができる。
 まず、乾燥した20mgのP3HA系樹脂に、硫酸とメタノールとの混合液(硫酸の体積:メタノールの体積=15:85)2mL、及び、クロロホルム2mLを添加した試料を密栓し、密栓した状態で該試料を100℃で140分間加熱することにより、P3HA系樹脂の分解物であるメチルエステルを含む第1の反応液を得る。
 そして、該第1の反応液を冷却し、冷却した第1の反応液に1.5gの炭酸水素ナトリウムを少しずつ加えて中和し、炭酸ガスの発生がとまるまで放置することにより、第2の反応液を得る。
 さらに、第2の反応液と、4mLのジイソプロピルエーテルとをよく混合することにより、混合物を得る。
 次に、該混合物を遠心分離することにより、上清液を得る。
 そして、上清液中の前記分解物のモノマーユニット組成をキャピラリーガスクロマトグラフィーにより下記条件で分析することにより、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率、及び、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位のモノマーのモル比率(3-ヒドロキシブチレート単位/他のヒドロキシアルカノエート単位)を求めることができる。
  ガスクロマトグラフ:島津製作所製のGC-17A
  キャピラリーカラム:GLサイエンス社製のNEUTRA BOND-1(カラム長:25m、カラム内径:0.25mm、液膜厚:0.4μm)
  キャリアガス:He
  カラム入口圧:100kPa
  サンプルの量:1μL
 繊維の製造時の融着をより一層抑制しつつ、繊維を熱加工する際により一層低温で熱融着を可能にするという観点から、本実施形態に係る繊維には、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量%に対し、前記共重合体(B)が、好ましくは5~40重量%、より好ましくは10~35重量%、さらに好ましくは12~30重量%含まれる。
 繊維を熱加工する際により一層低温で熱融着を可能にするという観点から、前記鞘部は、前記共重合体(B)を含むことが好ましい。
 また、繊維の製造時の融着をより一層抑制しつつ、繊維を熱加工する際により一層低温で熱融着を可能にするという観点から、前記鞘部は、前記共重合体(A)と前記共重合体(B)とを含むことがより好ましい。
 繊維の製造時の融着をより一層抑制するという観点から、前記芯部は、前記共重合体(A)を含むことが好ましい。
 本実施形態に係る繊維は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を、好ましくは50重量%以上、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上含有する。
 また、本実施形態に係る繊維は、共重合体(A)及び共重合体(B)を、好ましくは50重量%以上、より好ましくは80重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上含有する。
 他のポリマーは、生分解性を有することが好ましい。
 生分解性を有する他のポリマーとしては、例えば、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、ポリグリコール酸、未変性デンプン、変性デンプン、酢酸セルロース、キトサン、ポリ(4-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂等が挙げられる。
 前記ポリカプロラクトンは、ε-カプロラクトンが開環重合したポリマーである。
 前記ポリマー成分は、他のポリマーを1種含んでよく、また、2種以上含んでもよい。
 本実施形態に係る繊維は、生分解性を有するポリマーを含むことにより、環境中に廃棄されたとしても、環境中で分解されやすいため、環境への負荷を抑制することができる。
 本実施形態に係る繊維は、添加剤を更に含有してもよい。
 前記添加剤としては、例えば、結晶核剤、滑剤、可塑剤、紡糸油剤、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤等)、着色剤(染料、顔料等)、無機充填剤、有機充填剤、帯電防止剤等が挙げられる。
 ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂の結晶化を促進すべく、本実施形態に係る繊維は、結晶核剤を含有することが好ましい。
 前記結晶核剤は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂の結晶化を促進する効果を有する化合物である。また、前記結晶核剤は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂よりも融点が高い。
 前記結晶核剤としては、無機物(窒化ホウ素、酸化チタン、タルク、層状ケイ酸塩、炭酸カルシウム、塩化ナトリウム、及び金属リン酸塩など);天然物由来の糖アルコール化合物(ペンタエリスリトール、エリスリトール、ガラクチトール、マンニトール、及びアラビトール等);ポリビニルアルコール;キチン;キトサン;ポリエチレンオキシド;脂肪族カルボン酸塩;脂肪族アルコール;脂肪族カルボン酸エステル;ジカルボン酸誘導体(ジメチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソデシルアジペート、及びジブチルセバケート);C=OとNH、S及びOから選ばれる官能基とを分子内に有する環状化合物(インジゴ、キナクリドン、及びキナクリドンマゼンタなど);ソルビトール系誘導体(ビスベンジリデンソルビトール、及びビス(p-メチルベンジリデン)ソルビトールなど);窒素含有ヘテロ芳香族核(ピリジン環、トリアジン環、及びイミダゾール環など)を含む化合物(ピリジン、トリアジン、及びイミダゾールなど);リン酸エステル化合物;高級脂肪酸のビスアミド;高級脂肪酸の金属塩;並びに分岐状ポリ乳酸等が例示できる。
 また、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂であるP3HBは、結晶核剤として使用することも可能である。
 これらは単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。
 前記結晶核剤としては、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂の結晶化速度の改善効果の観点、並びに、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂との相溶性及び親和性の観点から、糖アルコール化合物、ポリビニルアルコール、キチン、キトサンが好ましい。
 また、該糖アルコール化合物のうち、ペンタエリスリトールが好ましい。
 前記結晶核剤は、好ましくは、常温(25℃)で結晶構造を有する。
 前記結晶核剤が常温(25℃)で結晶構造を有することにより、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂の結晶化がより促進されるという利点がある。
 また、常温(25℃)で結晶構造を有する結晶核剤は、好ましくは、常温(25℃)で粉末状となっている。
 さらに、常温(25℃)で粉末状となっている結晶核剤の平均粒子径は、好ましくは10μm以下である。
 本実施形態に係る繊維における結晶核剤の含有量は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量部に対し、0.05重量部以上が好ましく、0.1重量部以上がより好ましく、0.5重量部以上がさらに好ましい。本実施形態に係る繊維における結晶核剤の含有量がポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量部に対し0.05重量部以上であることにより、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂の結晶化をより促進できるという利点がある。
 また、本実施形態に係る繊維における結晶核剤の含有量は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量部に対し、10重量部以下が好ましく、8重量部以下がより好ましく、5重量部以下がさらに好ましい。本実施形態に係る繊維における結晶核剤の含有量がポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量部に対し10重量部以下であることにより、後述する溶融紡糸法で溶融物から繊維を作製する際に、該溶融物の粘度を低くすることができ、その結果、繊維の作製がしやすくなるという利点がある。
 なお、P3HBは、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂であり、且つ、結晶核剤としても機能し得るので、繊維がP3HBを含む場合には、P3HBの量は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂の量にも、結晶核剤の量にも含まれる。
 本実施形態に係る繊維は、滑剤を含有してもよい。
 前記滑剤としては、例えば、アミド結合を有する化合物などが挙げられる。
 前記アミド結合を有する化合物は、ラウリン酸アミド、ミリスチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、及び、エルカ酸アミドから選ばれる1種以上を含むことが好ましい。
 本実施形態に係る繊維における滑剤の含有量は、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量部に対し、0.05重量部以上が好ましく、0.1重量部以上がより好ましく、0.5重量部以上がさらに好ましい。本実施形態に係る繊維における滑剤の含有量がポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量部に対し0.05重量部以上であることにより、単繊維の滑性に優れるという利点がある。
 また、本実施形態に係る繊維における滑剤の含有量は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量部に対し、12重量部以下が好ましく、10重量部以下がより好ましく、8重量部以下がさらに好ましく、5重量部以下が最も好ましい。本実施形態に係る繊維における滑剤の含有量がポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量部に対し12重量部以下であることにより、前記滑剤が繊維の表面にブリードアウトするのを抑制できるという利点がある。
 本実施形態に係る繊維の単繊維繊度は、好ましくは1~15dtex、より好ましくは2~13dtex、さらに好ましくは3~12dtexである。
 前記単繊維繊度が15dtex以下であることにより、本実施形態に係る繊維は、様々な用途に用いることができるという利点を有する。例えば、本実施形態に係る繊維は、紡績糸を作製するための材料として用いることができる。
 前記単繊維繊度が1dtex以上であることにより、本実施形態に係る繊維は、強度が高まるという利点を有する。
 なお、本実施形態に係る繊維がマルチフィラメントである場合、繊維の単繊維繊度は、繊維に含まれる単繊維の繊度の平均値を意味する。
 本実施形態に係る繊維がモノフィラメントである場合、繊維の単繊維繊度は、繊維自体の繊度を意味する。
 単繊維繊度は、後述する実施例に記載の方法で測定することができる。
 本実施形態に係る繊維は、単繊維を複数有するマルチフィラメントである場合、単繊維を、好ましくは30本以上、より好ましくは30~300,000本、更に好ましくは50~300,000本有する。
 本実施形態に係る繊維の重量平均分子量は、繊維を加工して加工製品を得る際の加工性に優れるという観点から、好ましくは2.0×10~6.0×10、より好ましくは2.3×10~4.0×10である。
 なお、本実施形態における重量平均分子量は、クロロホルム溶離液を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、ポリスチレン換算分子量分布より測定されたものをいう。当該GPCにおけるカラムとしては、前記分子量を測定するのに適切なカラムを使用すればよい。
 例えば、本実施形態における重量平均分子量は、下記の条件で測定することができる。
  測定装置:島津製作所製の島津20A
  カラム:昭和電工製のShodexK-806M
  検出器:RI検出器
  標準物質:ポリスチレン
  溶離液:クロロホルム(HPLCグレード)
  流速:1mL/min
  温度:40℃
 本実施形態に係る繊維は、糸状のまま用いてもよい。
 また、前記繊維を切断することにより、長さが20cm以下であるステープルを得てもよい。また、該ステープルは、糸状のまま用いてもよい。
 また、前記繊維及び/又はステープルを用いて繊維製品(繊維体)を作製してもよい。
 該繊維製品は、種々の形状(例えば、不織布状など)にすることができる。
 繊維、ステープル、及び、繊維製品は、従来公知の用途に好適に使用することができる。
 繊維、ステープル、及び、繊維製品は、例えば、農業(例えば、園芸など)、漁業、林業、医療業、食品産業などの分野において好適に使用することができる。
 また、前記繊維製品としては、例えば、衣料、カーテン、絨毯、鞄、靴、ワイピング材、衛生品、自動車部材、建材、ろ過材(フィルター)等が挙げられる。
<本実施形態に係る不織布>
 本実施形態に係る不織布は、本実施形態に係る繊維を含む。
 本実施形態に係る不織布としては、サーマルボンド不織布、ニードルパンチ不織布、ケミカルボンド不織布、エアレイド不織布、ウェットレイド不織布などが挙げられる。
 本実施形態に係る繊維は、繊維を熱加工する際に低温で熱融着が可能であるため、サーマルボンド不織布の作製に好適に用いられる。
<本実施形態に係る繊維の製造方法>
 本実施形態に係る繊維の製造方法は、芯鞘型複合紡糸ノズルを用いて、芯部用原料組成物及び鞘部用原料組成物を溶融紡糸することにより前記繊維を得る。
 例えば、本実施形態に係る繊維の製造方法は、溶融紡糸法で、原料組成物を溶融して溶融物を得、該溶融物を紡糸することにより未延伸糸を得る紡糸工程と、前記未延伸糸を延伸する延伸工程とを有する。
 前記原料組成物は、芯部用原料組成物と鞘部用原料組成物とを別々に有する。
 前記原料組成物は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含む。
 前記原料組成物におけるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂の重量平均分子量は、好ましくは3.0×10~7.0×10、より好ましくは3.5×10~7.0×10、さらに好ましくは4.0×10~7.0×10、最も好ましくは4.5×10~6.5×10である。
 前記原料組成物におけるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂の重量平均分子量が3.0×10以上であることにより、繊維におけるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂の重量平均分子量を高くしやすくなり、その結果、繊維の強度を高めやすくなる。
 前記原料組成物におけるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂の重量平均分子量が7.0×10以下であることにより、繊維の成形がしやすくなる。
 前記紡糸工程では、芯部用原料組成物を芯部用押出機に、鞘部用原料組成物を鞘部用押出機に供給して、芯部用原料組成物及び鞘部用原料組成物を溶融することにより、芯部用溶融物及び鞘部用溶融物を得る。
 そして、芯鞘型複合紡糸ノズルより芯部用溶融物及び鞘部用溶融物それぞれを押出し、巻取ロール部に巻き取って、1本又は複数の未延伸糸を得る。
 前記延伸工程では、1本又は複数の未延伸糸を前記巻取ロール部から引取ロール部で引き取り、延伸ロール部で延伸し、熱処理ロール部で巻き取ることにより、繊維を得る。
 なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明は、上記した作用効果によって限定されるものでもない。さらに、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
 例えば、本実施形態では、1本又は複数の未延伸糸を延伸したものを繊維としているが、本発明においては、1本又は複数の未延伸糸を繊維としてもよい。
〔開示項目〕
 以下の項目のそれぞれは、好ましい実施形態の開示である。
〔項目1〕
 芯部及び鞘部を含む芯鞘構造を有する繊維であって、
前記芯部及び鞘部は、それぞれ、3-ヒドロキシブチレート単位を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含有し、
前記芯部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率が、前記鞘部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率より大きい、繊維。
〔項目2〕
 前記繊維は、3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位のモノマーのモル比率が、3-ヒドロキシブチレート単位/他のヒドロキシアルカノエート単位=99/1~93/7である共重合体(A)と、
3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位のモノマーのモル比率が、3-ヒドロキシブチレート単位/他のヒドロキシアルカノエート単位=92/8~76/24である共重合体(B)とを含む、項目1に記載の繊維。
〔項目3〕
 前記繊維には、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量%に対し、前記共重合体(B)が5~40重量%含まれる、項目2に記載の繊維。
〔項目4〕
 前記鞘部が前記共重合体(B)を含む、項目2又は3に記載の繊維。
〔項目5〕
 前記鞘部が前記共重合体(A)と前記共重合体(B)とを含む、項目4に記載の繊維。
〔項目6〕
 前記繊維の断面における芯部と鞘部との面積比率が、芯部/鞘部=8/2~2/8である、項目1~5の何れか1項に記載の繊維。
〔項目7〕
 前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂が、ポリ-(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)である、項目1~6の何れか1項に記載の繊維。
〔項目8〕
 前記繊維の単繊維の繊度が1~15dtexである、項目1~7の何れか1項に記載の繊維。
〔項目9〕
 芯鞘型複合紡糸ノズルを用いて、芯部用原料組成物及び鞘部用原料組成物を溶融紡糸することにより、項目1~8の何れか1項に記載の繊維を得る、繊維の製造方法。
〔項目10〕
 項目1~8の何れか1項に記載の繊維を含む、不織布。
 次に、実施例および比較例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
 実施例及び比較例で用いた測定方法及び評価方法は、以下のとおりである。
(実施例1)
 まず、下記の材料を下記の配合割合でドライブレンドし、押出機により150℃で溶融混練して、ペレット状の芯部用原料組成物及び鞘部用原料組成物それぞれを得た。
<芯部用原料組成物>
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(共重合体(A))としての(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(3-ヒドロキシブチレート単位のモル含有率(3HB比):94.0mol%、3-ヒドロキシヘキサノエート単位のモル含有率(3HH比):6mol%、融点:145℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):582,936)(P3HB3HH)(共重合体(A1)):100質量部
  アミド結合を有する滑剤たるエルカ酸アミド(EA):0.5質量部
  アミド結合を有する滑剤たるベヘン酸アミド(BA):0.5質量部
  結晶核剤たるペンタエリスリトール(PETL)(日本合成化学社製、ノイライザ―P):1.0質量部
<鞘部用原料組成物>
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(共重合体(A))としての(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(3-ヒドロキシブチレート単位のモル含有率(3HB比):94.0mol%、3-ヒドロキシヘキサノエート単位のモル含有率(3HH比):6mol%、融点:145℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):582,936)(P3HB3HH)(共重合体(A1)):50質量部
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(共重合体(B))としての(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(3-ヒドロキシブチレート単位のモル含有率(3HB比):89.0mol%、3-ヒドロキシヘキサノエート単位のモル含有率(3HH比):11.0mol%、融点:108℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):582,936)(P3HB3HH)(共重合体(B1)):50質量部
  アミド結合を有する滑剤たるエルカ酸アミド(EA):0.5質量部
  アミド結合を有する滑剤たるベヘン酸アミド(BA):0.5質量部
  結晶核剤たるペンタエリスリトール(PETL)(日本合成化学社製、ノイライザ―P):1.0質量部
 なお、3-ヒドロキシブチレート単位のモル含有率(3HB比)、3-ヒドロキシヘキサノエート単位のモル含有率(3HH比)、重量平均分子量(Mw)は、上述した方法で求めた。
 融点は、示差走査熱量測定(DSC)で求めたDSC曲線において、吸熱量が最大となる点(吸熱ピークの頂点)における温度とした。
 前記示差走査熱量測定(DSC)は、JIS K7122(1987)「プラスチックの転移熱測定方法」に準拠した方法である。
 具体的には、以下の条件で測定を実施した。
  装置:セイコーインスツルメンツ社製の示差走査熱量計DSC6200
  試料量:4~10mg
  測定の温度範囲:30℃~200℃
  昇温速度:10℃/分
 結晶化温度(Tc)は、JIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」に従って測定した。
 具体的には、示差走査熱量計(例えば、TA Instruments社製の示差走査熱量計DSC25)を用い、測定容器に試料たるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を約6.0mg充てんして、窒素ガス流量50ml/minのもと10℃/minの昇温冷却速度で-30℃~180℃の間で昇温・冷却し、第2回目の冷却時における発熱ピークのピークトップの温度を結晶化温度とした。
 発熱ピークが2つ以上ある場合には、最もピーク面積が大きい発熱ピークのピークトップの温度を結晶化温度とした。
<紡糸工程>
 次に、ペレット状の芯部用原料組成物を芯部用押出機に、ペレット状の鞘部用原料組成物を鞘部用押出機に供給して、芯部用原料組成物及び鞘部用原料組成物を溶融することにより、芯部用溶融物及び鞘部用溶融物を得た。
 そして、設定温度175℃の同心円状の芯鞘型複合紡糸ノズル(孔数200、孔直径0.5mm)より芯部用溶融物及び鞘部用溶融物それぞれを押出し、250~300m/分の速度で巻取ロール部に巻き取って、断面における芯部と鞘部との面積比率(芯:鞘)(以下、単に「芯鞘比率」ともいう。)で7:3の芯鞘複合繊維の未延伸糸200本を得た。
<芯鞘比率>
 なお、室温にて、繊維を束ね、繊維束(総繊度2200dtex)がズレないように収縮チューブで固定した後、カッターで輪切りにし、断面観察用繊維束を作製した。この繊維束をレーザー顕微鏡(株式会社キーエンス社製、「VK-9500」)にて500倍の倍率で撮影し、得られた繊維断面写真をもとに芯鞘比率を求めた。
<延伸工程>
 得られた200本の未延伸糸を巻取ロール部から引取ロール部(55.5m/min、30℃)で引き取り、延伸ロール部(110m/min、90℃)で延伸し、熱処理ロール部(100m/min)で巻き取ることにより、繊維(図1に示す断面形状を有する芯鞘複合繊維たる単繊維を200本有するマルチフィラメント)(単繊維繊度5.5dtex、芯鞘比率7:3)を得た。延伸倍率は2.0倍とし、緩和率は10%とした。
 なお、引取ロール部、延伸ロール部、及び、熱処理ロール部としては、それぞれが同一速度及び同一温度の2つのロールで構成されたロール部を用いた。
<単繊維繊度>
 なお、オートバイブロ式繊度測定器「DENIER COMPUTER タイプDC-11」(サーチ社製)を使用して測定し、10個のサンプルの測定値の平均値を算出して単繊維繊度とした。
(実施例2)
 未延伸糸の芯鞘比率を5:5とした以外は実施例1と同様にして繊維(芯鞘複合繊維たる単繊維を200本有するマルチフィラメント)(単繊維繊度6.1dtex、芯鞘比率5:5)を得た。
(実施例3)
 鞘部用原料組成物の配合を下記の配合割合とした以外は実施例1と同様にして繊維(芯鞘複合繊維たる単繊維を200本有するマルチフィラメント)(単繊維繊度5.8dtex)を得た。
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(共重合体(A))としての(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(3-ヒドロキシブチレート単位の含有割合:94.0mol%、3-ヒドロキシヘキサノエートの割合:6mol%、融点:145℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):582,936)(P3HB3HH)(共重合体(A1)):30質量部
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(共重合体(B))としての(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(3-ヒドロキシブチレート単位の含有割合:89.0mol%、3-ヒドロキシヘキサノエートの割合:11.0mol%、融点:108℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):582,936)(P3HB3HH)(共重合体(B1)):70質量部
  アミド結合を有する滑剤たるエルカ酸アミド(EA):0.5質量部
  アミド結合を有する滑剤たるベヘン酸アミド(BA):0.5質量部
  結晶核剤たるペンタエリスリトール(PETL)(日本合成化学社製、ノイライザ―P):1.0質量部
(実施例4)
 単繊維繊度を11.0dtexとした以外は実施例1と同様にして繊維(芯鞘複合繊維たる単繊維を200本有するマルチフィラメント)を得た。
(実施例5)
 芯部用原料組成物の配合を下記の配合割合とし、鞘部用原料組成物の配合を下記の配合割合とし、未延伸糸の芯鞘比率を5:5とし、延伸工程を実施しない以外は実施例1と同様にして繊維(芯鞘複合繊維たる単繊維を200本有するマルチフィラメント)(単繊維繊度4.5dtex)を得た。
<芯部用原料組成物>
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(共重合体(A))としての(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(3-ヒドロキシブチレート単位のモル含有率(3HB比):97.0mol%、3-ヒドロキシヘキサノエート単位のモル含有率(3HH比):3mol%、融点:152℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):390,000)(P3HB3HH)(共重合体(A2)):100質量部
  アミド結合を有する滑剤たるエルカ酸アミド(EA):0.5質量部
  アミド結合を有する滑剤たるベヘン酸アミド(BA):0.5質量部
  結晶核剤たるペンタエリスリトール(PETL)(日本合成化学社製、ノイライザ―P):1.0質量部
<鞘部用原料組成物>
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(共重合体(A))としての(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(3-ヒドロキシブチレート単位のモル含有率(3HB比):94.0mol%、3-ヒドロキシヘキサノエート単位のモル含有率(3HH比):6mol%、融点:145℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):582,936)(P3HB3HH)(共重合体(A1)):50質量部
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(共重合体(B))としての(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(3-ヒドロキシブチレート単位のモル含有率(3HB比):89.0mol%、3-ヒドロキシヘキサノエート単位のモル含有率(3HH比):11.0mol%、融点:108℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):220,000)(P3HB3HH)(共重合体(B2)):50質量部
  アミド結合を有する滑剤たるエルカ酸アミド(EA):0.5質量部
  アミド結合を有する滑剤たるベヘン酸アミド(BA):0.5質量部
  結晶核剤たるペンタエリスリトール(PETL)(日本合成化学社製、ノイライザ―P):1.0質量部
(実施例6)
 芯部用原料組成物の配合を下記の配合割合とし、鞘部用原料組成物の配合を実施例5と同様にし、未延伸糸の芯鞘比率を5:5とし、延伸工程を実施しない以外は実施例1と同様にして繊維(芯鞘複合繊維たる単繊維を200本有するマルチフィラメント)(単繊維繊度4.5dtex)を得た。
<芯部用原料組成物>
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(共重合体(A))としての(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(3-ヒドロキシブチレート単位のモル含有率(3HB比):97.0mol%、3-ヒドロキシヘキサノエート単位のモル含有率(3HH比):3mol%、融点:152℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):390,000)(P3HB3HH)(共重合体(A2)):50質量部
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(共重合体(B))としての(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(3-ヒドロキシブチレート単位のモル含有率(3HB比):89.0mol%、3-ヒドロキシヘキサノエート単位のモル含有率(3HH比):11.0mol%、融点:108℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):310,000)(P3HB3HH)(共重合体(B3)):5質量部
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂としての単独重合体たるポリ(3-ヒドロキシブチレート)(P3HB)(融点:180℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):310,000):45質量部
  アミド結合を有する滑剤たるエルカ酸アミド(EA):0.5質量部
  アミド結合を有する滑剤たるベヘン酸アミド(BA):0.5質量部
  結晶核剤たるペンタエリスリトール(PETL)(日本合成化学社製、ノイライザ―P):1.0質量部
(比較例1)
 鞘部用原料組成物の配合を下記の配合割合とした以外は実施例1と同様にして繊維(芯鞘複合繊維たる単繊維を200本有するマルチフィラメント)(単繊維繊度5.6dtex)を得た。
  ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(共重合体(A))としての(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(3-ヒドロキシブチレート単位の含有割合:94.0mol%、3-ヒドロキシヘキサノエートの割合:6mol%、融点:145℃、結晶化温度(Tc):60℃、重量平均分子量(Mw):582,936)(P3HB3HH):100質量部
  アミド結合を有する滑剤たるエルカ酸アミド(EA):0.5質量部
  アミド結合を有する滑剤たるベヘン酸アミド(BA):0.5質量部
  結晶核剤たるペンタエリスリトール(PETL)(日本合成化学社製、ノイライザ―P):1.0質量部
(比較例2)
 実施例1の芯部用原料組成物のみを使用し、同心円状の芯鞘型複合紡糸ノズルを使用せず、単層用紡糸ノズルを使用した以外は実施例1と同様にして繊維(単層繊維たる単繊維を400本有するマルチフィラメント)(単繊維繊度5.8dtex)を得た。
(比較例3)
 実施例1の鞘部用原料組成物のみを使用し、同心円状の芯鞘型複合紡糸ノズルを使用せず、単層用紡糸ノズルを使用した以外は実施例1と同様にして繊維(単層繊維たる単繊維を400本有するマルチフィラメント)(単繊維繊度6.0dtex)を得た。
(融着率)
 融着率は、以下のようにして求めた。
 まず、繊維たるマルチフィラメントに対して、繊維の長手方向に垂直な面で該繊維を切断することにより、該繊維に含まれる単繊維全てを切断した。
 次に、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、該マルチフィラメントの切断面を観察して、該切断面におけるマルチフィラメントに含まれる単繊維の総数と、該切断面において他の単繊維に融着している単繊維の数(「『該マルチフィラメントに含まれる単繊維の総数』から『他の単繊維に融着していない単繊維の数』を引いた数」でもある。)とを数えた。
 そして、下記式により、融着率を求めた。
  融着率(%) = (切断面において他の単繊維に融着している単繊維の数/切断面におけるマルチフィラメントに含まれる単繊維の総数)×100
(熱融着温度)
 繊維の繊維束を約3cmずつ、8本切り出し、4本ずつ格子状に並べ、60~120℃に熱した鉄板で挟んで1min静置した後に取り出し、格子状に重ねた部分が融着した温度を熱融着温度とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示すように、本発明の範囲内である実施例1~6では、芯部と鞘部とで3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率が同じ比較例1(ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂:共重合体(A)のみ)、及び、繊維が芯鞘構造を有さない比較例2(ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂:共重合体(A)のみ)に比べて、熱融着温度が低かった。
 また、本発明の範囲内である実施例1~6では、繊維が芯鞘構造を有さない比較例3(ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂:共重合体(A)及び共重合体(B))に比べて、融着率が低かった。
 従って、本発明によれば、3-ヒドロキシブチレート単位を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含有する繊維であって、繊維の製造時の融着が抑制され、且つ、繊維を熱加工する際に低温で熱融着可能なポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂含有繊維を提供できることが分かる。
 1:単繊維、10:芯部、20:鞘部

Claims (10)

  1.  芯部及び鞘部を含む芯鞘構造を有する繊維であって、
    前記芯部及び鞘部は、それぞれ、3-ヒドロキシブチレート単位を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含有し、
    前記芯部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率が、前記鞘部の前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂における3-ヒドロキシブチレート単位の平均モル含有率より大きい、繊維。
  2.  前記繊維は、3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位のモノマーのモル比率が、3-ヒドロキシブチレート単位/他のヒドロキシアルカノエート単位=99/1~93/7である共重合体(A)と、
    3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位のモノマーのモル比率が、3-ヒドロキシブチレート単位/他のヒドロキシアルカノエート単位=92/8~76/24である共重合体(B)とを含む、請求項1に記載の繊維。
  3.  前記繊維には、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂100重量%に対し、前記共重合体(B)が5~40重量%含まれる、請求項2に記載の繊維。
  4.  前記鞘部が前記共重合体(B)を含む、請求項2又は3に記載の繊維。
  5.  前記鞘部が前記共重合体(A)と前記共重合体(B)とを含む、請求項4に記載の繊維。
  6.  前記繊維の断面における芯部と鞘部との面積比率が、芯部/鞘部=8/2~2/8である、請求項1~3の何れか1項に記載の繊維。
  7.  前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂が、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)である、請求項1~3の何れか1項に記載の繊維。
  8.  前記繊維の単繊維繊度が1~15dtexである、請求項1~3の何れか1項に記載の繊維。
  9.  芯鞘型複合紡糸ノズルを用いて、芯部用原料組成物及び鞘部用原料組成物を溶融紡糸することにより、請求項1~3の何れか1項に記載の繊維を得る、繊維の製造方法。
  10.  請求項1~3の何れか1項に記載の繊維を含む、不織布。
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