成型体
【課題】高温時の成型性に優れた成型体を提供する。
【解決手段】本発明の成型体は、ポリ乳酸系重合体とポリプロピレン系重合体とを含む複合長繊維を構成繊維とするポリ乳酸系長繊維不織布からなる成型体であって、前記複合長繊維の複合形態はポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、ポリプロピレン系重合体が鞘部を形成する芯鞘型複合長繊維であり、前記ポリ乳酸系長繊維不織布の１３０℃での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに１５０％以上であることを特徴とする。
【解決手段】本発明の成型体は、ポリ乳酸系重合体とポリプロピレン系重合体とを含む複合長繊維を構成繊維とするポリ乳酸系長繊維不織布からなる成型体であって、前記複合長繊維の複合形態はポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、ポリプロピレン系重合体が鞘部を形成する芯鞘型複合長繊維であり、前記ポリ乳酸系長繊維不織布の１３０℃での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに１５０％以上であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ乳酸系長繊維不織布からなる成型体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油を原料とする合成繊維は、焼却時の発熱量が多いため、地球環境保護の見地から見直しが必要とされている。これに対し、自然界において生分解する脂肪族ポリエステルからなる繊維が開発されており、環境保護への貢献が期待されている。脂肪族ポリエステルの中でも、石油を原料とせず、植物由来の高分子であるポリ乳酸系重合体は、比較的高い融点を有し、また、ポリ乳酸系重合体は生分解性ポリマーの中では、力学特性、コストバランスが最も優れている。それに伴い、これらを利用した繊維の開発が行われており、広い分野に使用されることが期待されている。
【０００３】
このような観点から、ポリ乳酸系重合体を用いた長繊維不織布が開発されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、ポリ乳酸系重合体を用いた長繊維不織布は、高温時の伸度が低く、成型性に劣るという欠点があった。
【０００４】
上記の欠点を補うために、ポリ乳酸及び／又はポリ乳酸を主体とする熱可塑性重合体よりなる２種成分の芯鞘型複合長繊維からなる不織布が提案されている（例えば、特許文献２）。しかしながら、これらの不織布を１３０℃以上で成型して成型体を得る場合、ポリ乳酸系重合体の高温時での伸度が十分ではないために良好な成型性を発現することができないという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−６４５６９号公報
【特許文献２】特開２０００−１３６４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、植物由来の高分子であるポリ乳酸系重合体を用いたものであって、高温時の伸度が高く、かつ寸法安定性に優れ、成型性に優れた不織布からなる成型体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記問題を解決するため、ポリ乳酸を用いた長繊維不織布において、高温時における伸度、寸法安定性および成型性を向上させるために鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は、下記の通りである。
（１）ポリ乳酸系重合体とポリプロピレン系重合体とを含む複合長繊維を構成繊維とするポリ乳酸系長繊維不織布からなる成型体であって、前記複合長繊維の複合形態はポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、ポリプロピレン系重合体が鞘部を形成する芯鞘型複合長繊維であり、前記ポリ乳酸系長繊維不織布の１３０℃での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに１５０％以上であることを特徴とする成型体。
（２）ポリ乳酸系長繊維不織布の目付が１０〜３００ｇ／ｍ２であることを特徴とする（１）の成型体。
（３）ポリ乳酸系長繊維不織布の１４０℃における乾熱収縮率が１０％以下であることを特徴とする（１）または（２）の成型体。
（４）（１）〜（３）いずれかの成型体を用いたことを特徴とするフィルター。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、成型体を得るための不織布において、その構成繊維として、ポリプロピレン系重合体を鞘部に用いた複合繊維とすることにより、高温での伸長性に劣るというポリ乳酸系重合体の欠点を補い、高温時の伸度に優れ、かつ熱収縮も少ない成型体を得ることができる。また、天然物由来の生分解性樹脂を利用しているため、石油等の枯渇資源の節約に貢献できる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の成型体は、ポリ乳酸系長繊維不織布からなる。該ポリ乳酸系長繊維不織布は、ポリプロピレン系重合体とポリ乳酸系重合体とを含む複合長繊維を構成繊維とする複合長繊維不織布である。
【００１０】
本発明に用いられるポリプロピレン系重合体は、プロピレン単体でもよいし、主たる繰り返し単位がプロピレン単位である共重合ポリプロピレンでもよい。共重合ポリプロピレンの場合は、プロピレン単位が８５モル％以上含有されていることが好ましい。
【００１１】
共重合ポリプロピレンとしては、エチレンがランダム共重合されたエチレンランダム共重合ポリプロピレンが挙げられる。また、ポリプロピレンを主成分とし、ポリエチレンなどを本発明の目的が達せられる範囲にて混合させた混合物を用いてもよい。
【００１２】
また、地球環境保護の観点からは、自然成分由来やバイオテクノロジーで得られたポリプロピレンの原料を用いることが好ましい。
本発明の成型体をフィルター用途として用いる場合には、低分子量成分の含有が少なくなり、さらに異物の発生が少なくなるため、メタロセン触媒により合成されたポリプロピレンを用いることが好適である。
【００１３】
ポリプロピレン系重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、紡糸性の観点から、１０〜８０ｇ／１０分であることが好ましく、３０〜６０ｇ／１０分であることがより好ましい。
【００１４】
本発明に用いられるポリ乳酸系重合体としては、ポリ（Ｄ−乳酸）、ポリ（Ｌ−乳酸）、（Ｄ−乳酸）と（Ｌ−乳酸）の共重合体、（Ｄ−乳酸）とヒドロキシカルボン酸との共重合体、（Ｌ−乳酸）とヒドロキシカルボン酸との共重合体、（Ｄ−乳酸）と（Ｌ−乳酸）とヒドロキシカルボン酸との共重合体、これらのブレンド体が挙げられる。
【００１５】
ヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシオクタン酸などが挙げられる。なかでも、低コスト化の観点からは、ヒドロキシカプロン酸やグリコール酸が好ましい。
【００１６】
本発明においては、ポリ乳酸系重合体の融点が１５０℃以上であることが好ましく、１６０℃以上であることがより好ましい。融点が１５０℃以上であると、結晶性が高くなるため耐熱性に優れる。そのため、高温における熱処理加工時の収縮が発生せず、また熱処理加工を安定して行うことができる。
【００１７】
ポリ乳酸のホモポリマーであるポリ（Ｌ−乳酸）や、ポリ（Ｄ−乳酸）の融点は、約１８０℃である。そのため、ポリ乳酸系重合体として、ホモポリマーではなく、共重合体を用いる場合には、共重合体の融点が１５０℃以上となるように、モノマー成分の共重合比率を調整する必要がある。
【００１８】
（Ｌ−乳酸）と（Ｄ−乳酸）の共重合比は、モル比で、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝５／９５〜０／１００、あるいは、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝９５／５〜１００／０であることが好ましい。共重合比が上記の範囲を外れると、共重合体の融点が１５０℃未満となり、非晶性が高くなるため耐熱性に劣り、高温における熱処理加工時の収縮が発生する。
ポリ乳酸系重合体のＭＦＲは、紡糸性の観点から、１０〜８０ｇ／１０分であることが好ましく、２０〜７０ｇ／１０分であることがより好ましい。
【００１９】
ポリ乳酸系重合体には、他の成分をブレンドすることができる。その成分としては、例えば、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ヒドロキシカルボン酸とを構成成分とする脂肪族ポリエステル共重合体（三菱化学社製「ＧＳＰＬａ」）や、脂肪族ジオールと芳香族カルボン酸とを縮合して得られる生分解性脂肪族−共重合芳香族ポリエステル共重合体（ノバモント社製「イースターバイオＧＰ」、ＢＡＳＦ社製「ＥＣＯＦＬＥＸ」）などを用いることができる。
【００２０】
上記のポリプロピレン系重合体やポリ乳酸系重合体には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、顔料、熱安定剤、酸化防止剤、耐候剤、難燃剤、末端封鎖剤、可塑剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、充填材、結晶核剤などを添加してもよい。なかでも、結晶核剤としてのタルクを配合することが好適である。
【００２１】
本発明において、ポリプロピレン系重合体とポリ乳酸系重合体とを含む複合長繊維の複合形態は、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、ポリプロピレン系重合体が鞘部を形成する芯鞘型であることが必要である。その理由を以下に説明する。
【００２２】
ポリ乳酸系重合体は高温力学特性に劣る。そのため、ガラス転移温度（Ｔｇ）である６０℃を超えると急激に軟化し、ポリ乳酸系重合体を構成繊維とする不織布からなる成型体の高温時の物性低下の要因となっている。一方、ポリプロピレンは１３０℃という高温においても、高い力学特性を有している。したがって、ポリ乳酸系重合体を芯部に配置し、その芯部をポリプロピレン系重合体の鞘部により覆うことにより、ポリ乳酸系重合体のみを構成繊維とした不織布と比較して、高温雰囲気下における破断伸度が非常に高いものを得ることができる。
【００２３】
複合長繊維におけるポリ乳酸系重合体とポリプロピレン系重合体との複合比（質量比）は、（ポリ乳酸系重合体）／（ポリプリピレン系重合体）＝３／１〜１／３であることが好ましい。芯部の比率が３／１を超えると、鞘部の比率が少なくなり過ぎるため、熱接着性に劣り、複合長繊維の形態保持性や機械的性能に劣る場合がある。一方、芯部の比率が１／３未満となると、得られた不織布の機械的強度が不十分なものとなる。
【００２４】
本発明において、複合長繊維の単糸繊度は、１〜１５ｄｔｅｘであることが好ましく、２〜１２ｄｔｅｘであることがより好ましく、３〜８ｄｔｅｘであることが特に好ましい。単糸繊度が１ｄｔｅｘ未満であると、製糸工程において操業性を損なう場合がある。単糸繊度が１５ｄｔｅｘを超えると、紡出糸条の冷却性に劣り、また得られる不織布の柔軟性を損なう場合がある。
【００２５】
本発明の成型体を構成するポリ乳酸系長繊維不織布は、上述の複合長繊維を用いて、公知の方法により構成される。その方法は、特に制限されず、例えば、スパンボンド法により効率よく製造することができる。以下に、スパンボンド法による製造方法について説明する。
【００２６】
まず、ポリ乳酸系重合体とポリプロピレン系重合体とを用意する。それぞれの重合体を個別に計量し、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、かつポリプロピレン系重合体が鞘部を形成するように芯鞘型複合紡糸口金を介して溶融紡糸し、紡出糸条を従来公知の横吹き付けや環状吹き付け等の冷却装置を用いて冷却せしめた後、吸引装置を用いて牽引細化して引き取る。牽引速度は、２０００〜５５００ｍ／分であることが好ましい。牽引速度が２０００ｍ／分未満であると、糸条において十分に分子配向が促進されず、得られる不織布の寸法安定性や熱安定性に劣る傾向となる。一方、牽引速度が５５００ｍ／分を超えると、紡糸安定性に劣る場合がある。
【００２７】
牽引細化した複合長繊維は、公知の開繊器具にて開繊した後、スクリーンコンベアなどの移動式捕集面上に開繊堆積させて、構成繊維がランダムに堆積した不織ウェブを形成する。次いで、このウェブを熱圧接装置にて熱圧接することで、本発明の成型体を構成するポリ乳酸系長繊維不織布を得ることができる。熱圧接装置としては、エンボスロールとフラットロールからなるものや、一対のフラットロールからなるもの等が挙げられ、複数の熱圧接装置を用いてもよい。
【００２８】
エンボスロースの凸部の先端部の形状は、熱圧接部の形状となるが、この形状は、特に限定されない。例えば、丸形、楕円形、菱形、三角形、Ｔ字形、井形、長方形、正方形等の種々の形状を採用できる。この凸部の先端部面積は、特に制限されないが、０．１〜１．０ｍｍ２程度であればよい。
【００２９】
必要に応じて、バインダー樹脂を付与して、構成繊維同士をバインダー樹脂によって接着させて、本発明の成型体を構成するポリ乳酸系不織布を製造してもよい。
バインダー樹脂を付与する場合には、熱処理を施して構成繊維同士を接着させた後にバインダー樹脂を付与するとよい。すなわち、バインダー樹脂を水中に乳化分散させてバインダー樹脂液を得、このバインダー樹脂液に熱処理を施したウェブを含浸させた後、あるいは熱処理を施したウェブにバインダー樹脂液をスプレー等の手法で付与させた後などに、乾燥処理する方法を採用することができる。
【００３０】
バインダー樹脂の付着量は、成型性の観点から、繊維質量に対して、２０質量％以下とすることが好ましい。
バインダー樹脂としては、上述のポリ乳酸系重合体にブレンドされる成分と同様に、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ヒドロキシカルボン酸とを構成成分とする脂肪族ポリエステル共重合体（三菱化学社製「ＧＳＰＬａ」）や、脂肪族ジオールと芳香族カルボン酸とを縮合して得られる生分解性脂肪族−共重合芳香族ポリエステル共重合体（ノバモント社製「イースターバイオＧＰ」、ＢＡＳＦ社製「ＥＣＯＦＬＥＸ」）などが挙げられる。
【００３１】
また、バインダー樹脂として、ポリビニルアルコールや天然物であるデンプン等の多糖類、タンパク質、キトサン等を用いることができる。その他にも、従来から使用されているアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリロニトリル、スチレンなどのモノマーを２種以上組み合わせて所望のモル比で共重合した共重合体を採用することもできる。また、これらの共重合体をメラミン樹脂、フェノール樹脂等の架橋剤によって架橋している架橋型のバインダー樹脂を用いてもよい。
【００３２】
ポリ乳酸系長繊維不織布は、目付が１０〜３００ｇ／ｍ２であることが好ましく、より好ましくは５０〜２００ｇ／ｍ２である。目付が１０ｇ／ｍ２未満であると、成型体を得る際に、破れが生じやすくなる。一方、目付が３００ｇ／ｍ２を超えると、繊維量が多すぎるため、コスト面で不利になる。
【００３３】
本発明の成型体は、上記のようにして得られたポリ乳酸系長繊維不織布をプレス成型などの方法により成型することにより得られる。成型体は容器形状品であってもよいし、ボード状品であってもよい。プレス成型により容器形状品を得る場合には、フランジ部とこのフランジ部から３次元方向に突出した容器部とを有するように構成することが好ましい。本発明において、成型体を得る方法は特に制限されないが、一例として、以下に、プレス成型について説明する。
【００３４】
プレス成型により成型体を製造する際には、上述のポリ乳酸系長繊維不織布をまず予熱し、その後に金型などを用いてプレス成型する。この予熱によって、互いに接触する繊維の鞘成分同士が溶融軟化され、成型体となる。
【００３５】
この予熱の際には、複合長繊維の鞘成分を形成するポリプロピレン系共重合体の軟化温度以上、かつポリプロピレン系重合体の溶融温度以下の範囲で処理を行うことで、繊維の鞘部同士が良好に融着する。この処理温度がポリプロピレン系重合体の軟化温度未満であると、処理温度が低すぎて、鞘成分同士を良好に融着させることが困難になる。また、ポリプロピレン系重合体の溶融温度を超えると、鞘成分のみならず芯成分が軟化し、所望の繊維形態を維持させにくくなる。溶融温度（融点）の測定方法は、実施例の評価方法において詳述する。
【００３６】
金型を用いたプレス成型に際し、その金型の温度は、芯成分を形成するポリ乳酸系集合体のガラス転移温度以上、かつ鞘成分のポリプロピレン系重合体の融点未満とすることが好適である。金型の温度がポリ乳酸系重合体のガラス転移温度よりも低いと、プレス成型性が悪化しやすくなり、所望の加工を行いにくくなる。一方、金型がポリプロピレン重合体の融点を超えた場合には、ポリプロピレン重合体が溶融してしまうため、プレス成型性が悪化しやすくなる。
【００３７】
本発明の成型体は、１３０℃での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに１５０％以上であることが必要であり、２００％以上であることが好ましい。１３０℃での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに１５０％以上であることにより、高温時の伸度に優れ、成型加工がしやすくなる。
【００３８】
本発明の成型体を得るためのポリ乳酸系長繊維不織布は、常温（例えば、２５℃）での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることが好ましい。常温（例えば、２５℃）での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに２０％以上であることにより、既存のプレス成型機において適応可能とすることができる。
【００３９】
本発明の成型体を得るためのポリ乳酸系長繊維不織布において、高温時の破断伸度向上の観点から、（１３０℃での破断時の伸度）／（常温時での破断時の伸度）が、２〜７であることが好ましく、４〜７であることが好ましい。
【００４０】
本発明の成型体を得るためのポリ乳酸系長繊維不織布は、１３０℃における引張強力が５〜４０Ｎ／５ｃｍ幅であることが好ましく、１０〜４０Ｎ／５ｃｍ幅であることがより好ましい。また、本発明の成型体を得るためのポリ乳酸系長繊維不織布は、常温における引張強力が４０〜２５０Ｎ／５ｃｍ幅であることが好ましく、５０〜２５０Ｎ／５ｃｍ幅であることがより好ましい。１３０℃における引張強力および常温における引張強力が、上述の範囲であることにより、成型時の応力に耐えることができ、良好に成型可能とすることができる。
【００４１】
本発明の成型体を得るためのポリ乳酸系長繊維不織布は、１４０℃、５分間における乾熱収縮率が、タテ方向、ヨコ方向とも１０％以下であることが好ましく、４％以下であることがより好ましく、２％以下であることが特に好ましい。熱収縮率が１０％以下であることにより、成型体とするときの予熱時においても収縮に耐えうるものとなり、良好に成型可能とすることができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明する。実施例および比較例の樹脂組成物の評価に用いた測定法は次の通りである。
（１）ＭＦＲ（ｇ／１０分）
ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８（Ｅ）に従い、温度２１０℃、荷重２１６０ｇｆで測定した。
【００４３】
（２）融点（℃）
示差走査型熱量計（パーキンエルマ社製、「ＤＳＣ−２型」）を用いて、試料質量を５ｇ、昇温速度を１０℃／分で測定し、得られた融解吸熱曲線の最大値を与える温度を融点とした。
【００４４】
（３）繊度（ｄｔｅｘ）
不織ウェブの任意の５０本の繊維の繊維径を光学顕微鏡で測定し、密度補正して求めた平均値を繊度とした。
【００４５】
（４）目付（ｇ／ｍ２）
標準状態の試料から試料長が１０ｃｍ、試料幅が５ｃｍの試料片１０点を作成し、各試料片の質量（ｇ）を秤量し、得られた値の平均値を単位面積あたりに換算して、目付とした。
【００４６】
（５）１３０℃での破断時の伸度（％）
幅５ｃｍ×長さ２０ｃｍの試験片を１０個準備し、定速伸長型引張試験機（オリエンテック社製、商品名「ＵＴＭ−４−１−１００」）を用いて、１３０℃の雰囲気下で、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じて測定した。このときの条件は、つかみ間隔が２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分であった。伸張−荷重曲線を描き、破断時の伸度についての１０点の平均値を破断伸度とした。
【００４７】
（６）常温での破断時の伸度（％）
幅５ｃｍ×長さ２０ｃｍの試験片を１０個準備し、定速伸長型引張試験機（オリエンテック社製、商品名「ＵＴＭ−４−１−１００」）を用いて、室温（２５℃）の雰囲気下で、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じて測定した。このときの条件は、つかみ間隔が２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分であった。伸張−荷重曲線を描き、破断時の伸度についての１０点の平均値を破断伸度とした。
【００４８】
（７）１３０℃での引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）
幅５ｃｍ×長さ２０ｃｍの試験片を１０個準備し、定速伸長型引張試験機（オリエンテック社製、商品名「ＵＴＭ−４−１−１００」）を用いて、１３０℃の雰囲気下で、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じて測定した。このときの条件は、つかみ間隔が２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分であった。伸張−荷重曲線を描き、得られた伸長−荷重曲線から、求められる最大荷重値（Ｎ／５ｃｍ幅）についての１０点の平均値を引張強力とした。
【００４９】
（８）常温での引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）
幅５ｃｍ×長さ２０ｃｍの試験片を１０個準備し、定速伸長型引張試験機（オリエンテック社製、商品名「ＵＴＭ−４−１−１００」）を用いて、常温（２５℃）の雰囲気下でＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じて測定した。このときの条件は、つかみ間隔が２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分であった。伸張−荷重曲線を描き、得られた伸長−荷重曲線から、求められる最大荷重値（Ｎ／５ｃｍ幅）についての１０点の平均値を引張強力とした。
【００５０】
（９）乾熱収縮率（％）
ポリ乳酸系長繊維不織布から、幅２０ｃｍ×長さ２０ｃｍの試験片を切り出し、その試験片を１４０℃の雰囲気下で５分間放置して加熱処理した後、室温にて冷却し、下記の数式からタテ方向およびヨコ方向の乾熱収縮率をそれぞれ求めた。
タテ方向の乾熱収縮率（％）
＝｛（加熱処理前の試験片のタテ方向の寸法）−（加熱処理後の試験片のタテ方向の寸法）｝／（加熱処理前の試験片のタテ方向の寸法）×１００
ヨコ方向の乾熱収縮率（％）
＝｛（加熱処理前の試験片のヨコ方向の寸法）−（加熱処理後の試験片のヨコ方向の寸法）｝／（加熱処理前の試験片のヨコ方向の寸法）×１００
（１０）成型性
形状が略半球体の成型体を得るための金型（雌型と雄型とからなる、雌型の深さが６５ｍｍ、直径が１２０ｍｍであり、エアシリンダーである雄型の直径が１２０ｍｍである）を用いて、実施例および比較例で得られたポリ乳酸系長繊維不織布をプレス成型に付することにより成型体を作成した。この際、予熱温度は１５０℃、予熱時間は５分、エアーソシリンダーのエアー圧は７ｋｇ／ｃｍ２とした。以下の基準で評価した。
○：成型体に破れが無く、良好に成型されている。
×：成型体の少なくとも一部に破れが生じている。
【００５１】
（実施例１）
ポリ乳酸（融点：１７４℃、ＭＦＲ：１４ｇ／１０分、Ｄ体含有率：０．４モル％）（以下、「Ｐ１」と略称する）を用意した。一方で、ポリプロピレン（融点：１６０℃、ＭＦＲ：６０ｇ／１０分）（以下、「Ｐ２」と略称する）を用意した。
【００５２】
Ｐ１を芯部とし、Ｐ２を鞘部として、芯部／鞘部＝１／１（質量比）である芯鞘複合断面となるように、さらに、芯成分のＰ１の溶融重合体中にタルク０．５質量％を含有するように個別に計量した後、それぞれを個別のエクストルーダー型溶融押出機を用いて、温度２１０℃で溶融し、単孔吐出量１．３ｇ／分の条件で溶融紡糸した。
【００５３】
紡出糸条を公知の冷却装置にて冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアサッカーに牽引速度２５００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊し、移動するスクリーンコンベア上にウェブとして捕集堆積させた。堆積させた複合長繊維の単糸繊度は４．５ｄｔｅｘであった。
【００５４】
次いで、このウェブをロール温度１３０℃としたエンボスロールからなる部分熱圧着装置に通して部分的に熱圧着し、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸系長繊維不織布を得て評価に付した。さらに、該ポリ乳酸系長繊維不織布から成型体を得て、評価に付した。
【００５５】
（実施例２）
目付を７０ｇ／ｍ２とした以外は、実施例１と同様にしてポリ乳酸系長繊維不織布および成型体を得、評価に付した。
【００５６】
（実施例３）
目付を５０ｇ／ｍ２とした以外は、実施例１と同様にしてポリ乳酸系長繊維不織布および成型体を得、評価に付した。
【００５７】
（比較例１）
Ｐ１を準備し、Ｐ１の溶融重合体中にタルク０．５質量％を含有するように個別に計量した後、エクストルーダー型溶融押出機を用いて、温度２１０℃で溶融し、単孔吐出量１．７ｇ／分の条件で溶融紡糸した。
紡出糸条を公知の冷却装置で冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアサッカーに牽引速度５０００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊し、移動するスクリーンコンベア上にウェブとして捕集堆積させた。堆積させた長繊維の単糸繊度は３．０ｄｔｅｘであった。
次いで、このウェブをロール温度１３０℃としたエンボスロールからなる部分熱圧着装置に通して部分的に熱圧着し、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸系長繊維不織布を得た。さらに、該ポリ乳酸系長繊維不織布から成型体を得て、評価に付した。
【００５８】
（比較例２）
Ｐ２を芯部とし、Ｐ１を鞘部として、芯部／鞘部＝１／１（質量比）である芯鞘複合断面となるように、さらに、鞘成分のＰ１の溶融重合体中にタルク０．５質量％を含有するように個別に計量した後、それぞれを個別のエクストルーダー型溶融押出機を用いて、温度２１０℃で溶融し、単孔吐出量１．３ｇ／分の条件で溶融紡糸した。
【００５９】
紡出糸条を公知の冷却装置にて冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアサッカーに牽引速度４５００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊し、移動するスクリーンコンベア上にウェブとして捕集堆積させた。堆積させた複合長繊維の単糸繊度は２．８ｄｔｅｘであった。
【００６０】
次いで、このウェブをロール温度１３０℃としたエンボスロールからなる部分熱圧着装置に通して部分的に熱圧着し、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸系長繊維不織布を得た。さらに、該ポリ乳酸系長繊維不織布から成型体を得て、評価に付した。
【００６１】
実施例１〜３、比較例１〜２の評価結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
実施例１〜３で得られた長繊維不織布は、タテ方向、ヨコ方向ともに、高温雰囲気下での破断時の伸度が常温雰囲気下の伸度と比較して顕著に向上していた。また、１４０℃における乾熱収縮率も小さいものであった。そのため、高温時における成型性に優れた成型体を得ることができた。
【００６３】
比較例１では、得られた成型体は、タテ方向、ヨコ方向ともに、高温雰囲気下での破断伸度が低かった。そのため、成型体としたときに、高温時における成型性に劣っていた。
比較例２では、常温での伸度が低く、金型への追随性に劣るため、成型時に不織布が伸びに対する応力に耐えられず破れ、成型体は得られなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ乳酸系長繊維不織布からなる成型体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油を原料とする合成繊維は、焼却時の発熱量が多いため、地球環境保護の見地から見直しが必要とされている。これに対し、自然界において生分解する脂肪族ポリエステルからなる繊維が開発されており、環境保護への貢献が期待されている。脂肪族ポリエステルの中でも、石油を原料とせず、植物由来の高分子であるポリ乳酸系重合体は、比較的高い融点を有し、また、ポリ乳酸系重合体は生分解性ポリマーの中では、力学特性、コストバランスが最も優れている。それに伴い、これらを利用した繊維の開発が行われており、広い分野に使用されることが期待されている。
【０００３】
このような観点から、ポリ乳酸系重合体を用いた長繊維不織布が開発されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、ポリ乳酸系重合体を用いた長繊維不織布は、高温時の伸度が低く、成型性に劣るという欠点があった。
【０００４】
上記の欠点を補うために、ポリ乳酸及び／又はポリ乳酸を主体とする熱可塑性重合体よりなる２種成分の芯鞘型複合長繊維からなる不織布が提案されている（例えば、特許文献２）。しかしながら、これらの不織布を１３０℃以上で成型して成型体を得る場合、ポリ乳酸系重合体の高温時での伸度が十分ではないために良好な成型性を発現することができないという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−６４５６９号公報
【特許文献２】特開２０００−１３６４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、植物由来の高分子であるポリ乳酸系重合体を用いたものであって、高温時の伸度が高く、かつ寸法安定性に優れ、成型性に優れた不織布からなる成型体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記問題を解決するため、ポリ乳酸を用いた長繊維不織布において、高温時における伸度、寸法安定性および成型性を向上させるために鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は、下記の通りである。
（１）ポリ乳酸系重合体とポリプロピレン系重合体とを含む複合長繊維を構成繊維とするポリ乳酸系長繊維不織布からなる成型体であって、前記複合長繊維の複合形態はポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、ポリプロピレン系重合体が鞘部を形成する芯鞘型複合長繊維であり、前記ポリ乳酸系長繊維不織布の１３０℃での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに１５０％以上であることを特徴とする成型体。
（２）ポリ乳酸系長繊維不織布の目付が１０〜３００ｇ／ｍ２であることを特徴とする（１）の成型体。
（３）ポリ乳酸系長繊維不織布の１４０℃における乾熱収縮率が１０％以下であることを特徴とする（１）または（２）の成型体。
（４）（１）〜（３）いずれかの成型体を用いたことを特徴とするフィルター。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、成型体を得るための不織布において、その構成繊維として、ポリプロピレン系重合体を鞘部に用いた複合繊維とすることにより、高温での伸長性に劣るというポリ乳酸系重合体の欠点を補い、高温時の伸度に優れ、かつ熱収縮も少ない成型体を得ることができる。また、天然物由来の生分解性樹脂を利用しているため、石油等の枯渇資源の節約に貢献できる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の成型体は、ポリ乳酸系長繊維不織布からなる。該ポリ乳酸系長繊維不織布は、ポリプロピレン系重合体とポリ乳酸系重合体とを含む複合長繊維を構成繊維とする複合長繊維不織布である。
【００１０】
本発明に用いられるポリプロピレン系重合体は、プロピレン単体でもよいし、主たる繰り返し単位がプロピレン単位である共重合ポリプロピレンでもよい。共重合ポリプロピレンの場合は、プロピレン単位が８５モル％以上含有されていることが好ましい。
【００１１】
共重合ポリプロピレンとしては、エチレンがランダム共重合されたエチレンランダム共重合ポリプロピレンが挙げられる。また、ポリプロピレンを主成分とし、ポリエチレンなどを本発明の目的が達せられる範囲にて混合させた混合物を用いてもよい。
【００１２】
また、地球環境保護の観点からは、自然成分由来やバイオテクノロジーで得られたポリプロピレンの原料を用いることが好ましい。
本発明の成型体をフィルター用途として用いる場合には、低分子量成分の含有が少なくなり、さらに異物の発生が少なくなるため、メタロセン触媒により合成されたポリプロピレンを用いることが好適である。
【００１３】
ポリプロピレン系重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、紡糸性の観点から、１０〜８０ｇ／１０分であることが好ましく、３０〜６０ｇ／１０分であることがより好ましい。
【００１４】
本発明に用いられるポリ乳酸系重合体としては、ポリ（Ｄ−乳酸）、ポリ（Ｌ−乳酸）、（Ｄ−乳酸）と（Ｌ−乳酸）の共重合体、（Ｄ−乳酸）とヒドロキシカルボン酸との共重合体、（Ｌ−乳酸）とヒドロキシカルボン酸との共重合体、（Ｄ−乳酸）と（Ｌ−乳酸）とヒドロキシカルボン酸との共重合体、これらのブレンド体が挙げられる。
【００１５】
ヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシオクタン酸などが挙げられる。なかでも、低コスト化の観点からは、ヒドロキシカプロン酸やグリコール酸が好ましい。
【００１６】
本発明においては、ポリ乳酸系重合体の融点が１５０℃以上であることが好ましく、１６０℃以上であることがより好ましい。融点が１５０℃以上であると、結晶性が高くなるため耐熱性に優れる。そのため、高温における熱処理加工時の収縮が発生せず、また熱処理加工を安定して行うことができる。
【００１７】
ポリ乳酸のホモポリマーであるポリ（Ｌ−乳酸）や、ポリ（Ｄ−乳酸）の融点は、約１８０℃である。そのため、ポリ乳酸系重合体として、ホモポリマーではなく、共重合体を用いる場合には、共重合体の融点が１５０℃以上となるように、モノマー成分の共重合比率を調整する必要がある。
【００１８】
（Ｌ−乳酸）と（Ｄ−乳酸）の共重合比は、モル比で、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝５／９５〜０／１００、あるいは、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝９５／５〜１００／０であることが好ましい。共重合比が上記の範囲を外れると、共重合体の融点が１５０℃未満となり、非晶性が高くなるため耐熱性に劣り、高温における熱処理加工時の収縮が発生する。
ポリ乳酸系重合体のＭＦＲは、紡糸性の観点から、１０〜８０ｇ／１０分であることが好ましく、２０〜７０ｇ／１０分であることがより好ましい。
【００１９】
ポリ乳酸系重合体には、他の成分をブレンドすることができる。その成分としては、例えば、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ヒドロキシカルボン酸とを構成成分とする脂肪族ポリエステル共重合体（三菱化学社製「ＧＳＰＬａ」）や、脂肪族ジオールと芳香族カルボン酸とを縮合して得られる生分解性脂肪族−共重合芳香族ポリエステル共重合体（ノバモント社製「イースターバイオＧＰ」、ＢＡＳＦ社製「ＥＣＯＦＬＥＸ」）などを用いることができる。
【００２０】
上記のポリプロピレン系重合体やポリ乳酸系重合体には、本発明の効果を損なわない限りにおいて、顔料、熱安定剤、酸化防止剤、耐候剤、難燃剤、末端封鎖剤、可塑剤、滑剤、離型剤、帯電防止剤、充填材、結晶核剤などを添加してもよい。なかでも、結晶核剤としてのタルクを配合することが好適である。
【００２１】
本発明において、ポリプロピレン系重合体とポリ乳酸系重合体とを含む複合長繊維の複合形態は、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、ポリプロピレン系重合体が鞘部を形成する芯鞘型であることが必要である。その理由を以下に説明する。
【００２２】
ポリ乳酸系重合体は高温力学特性に劣る。そのため、ガラス転移温度（Ｔｇ）である６０℃を超えると急激に軟化し、ポリ乳酸系重合体を構成繊維とする不織布からなる成型体の高温時の物性低下の要因となっている。一方、ポリプロピレンは１３０℃という高温においても、高い力学特性を有している。したがって、ポリ乳酸系重合体を芯部に配置し、その芯部をポリプロピレン系重合体の鞘部により覆うことにより、ポリ乳酸系重合体のみを構成繊維とした不織布と比較して、高温雰囲気下における破断伸度が非常に高いものを得ることができる。
【００２３】
複合長繊維におけるポリ乳酸系重合体とポリプロピレン系重合体との複合比（質量比）は、（ポリ乳酸系重合体）／（ポリプリピレン系重合体）＝３／１〜１／３であることが好ましい。芯部の比率が３／１を超えると、鞘部の比率が少なくなり過ぎるため、熱接着性に劣り、複合長繊維の形態保持性や機械的性能に劣る場合がある。一方、芯部の比率が１／３未満となると、得られた不織布の機械的強度が不十分なものとなる。
【００２４】
本発明において、複合長繊維の単糸繊度は、１〜１５ｄｔｅｘであることが好ましく、２〜１２ｄｔｅｘであることがより好ましく、３〜８ｄｔｅｘであることが特に好ましい。単糸繊度が１ｄｔｅｘ未満であると、製糸工程において操業性を損なう場合がある。単糸繊度が１５ｄｔｅｘを超えると、紡出糸条の冷却性に劣り、また得られる不織布の柔軟性を損なう場合がある。
【００２５】
本発明の成型体を構成するポリ乳酸系長繊維不織布は、上述の複合長繊維を用いて、公知の方法により構成される。その方法は、特に制限されず、例えば、スパンボンド法により効率よく製造することができる。以下に、スパンボンド法による製造方法について説明する。
【００２６】
まず、ポリ乳酸系重合体とポリプロピレン系重合体とを用意する。それぞれの重合体を個別に計量し、ポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、かつポリプロピレン系重合体が鞘部を形成するように芯鞘型複合紡糸口金を介して溶融紡糸し、紡出糸条を従来公知の横吹き付けや環状吹き付け等の冷却装置を用いて冷却せしめた後、吸引装置を用いて牽引細化して引き取る。牽引速度は、２０００〜５５００ｍ／分であることが好ましい。牽引速度が２０００ｍ／分未満であると、糸条において十分に分子配向が促進されず、得られる不織布の寸法安定性や熱安定性に劣る傾向となる。一方、牽引速度が５５００ｍ／分を超えると、紡糸安定性に劣る場合がある。
【００２７】
牽引細化した複合長繊維は、公知の開繊器具にて開繊した後、スクリーンコンベアなどの移動式捕集面上に開繊堆積させて、構成繊維がランダムに堆積した不織ウェブを形成する。次いで、このウェブを熱圧接装置にて熱圧接することで、本発明の成型体を構成するポリ乳酸系長繊維不織布を得ることができる。熱圧接装置としては、エンボスロールとフラットロールからなるものや、一対のフラットロールからなるもの等が挙げられ、複数の熱圧接装置を用いてもよい。
【００２８】
エンボスロースの凸部の先端部の形状は、熱圧接部の形状となるが、この形状は、特に限定されない。例えば、丸形、楕円形、菱形、三角形、Ｔ字形、井形、長方形、正方形等の種々の形状を採用できる。この凸部の先端部面積は、特に制限されないが、０．１〜１．０ｍｍ２程度であればよい。
【００２９】
必要に応じて、バインダー樹脂を付与して、構成繊維同士をバインダー樹脂によって接着させて、本発明の成型体を構成するポリ乳酸系不織布を製造してもよい。
バインダー樹脂を付与する場合には、熱処理を施して構成繊維同士を接着させた後にバインダー樹脂を付与するとよい。すなわち、バインダー樹脂を水中に乳化分散させてバインダー樹脂液を得、このバインダー樹脂液に熱処理を施したウェブを含浸させた後、あるいは熱処理を施したウェブにバインダー樹脂液をスプレー等の手法で付与させた後などに、乾燥処理する方法を採用することができる。
【００３０】
バインダー樹脂の付着量は、成型性の観点から、繊維質量に対して、２０質量％以下とすることが好ましい。
バインダー樹脂としては、上述のポリ乳酸系重合体にブレンドされる成分と同様に、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ヒドロキシカルボン酸とを構成成分とする脂肪族ポリエステル共重合体（三菱化学社製「ＧＳＰＬａ」）や、脂肪族ジオールと芳香族カルボン酸とを縮合して得られる生分解性脂肪族−共重合芳香族ポリエステル共重合体（ノバモント社製「イースターバイオＧＰ」、ＢＡＳＦ社製「ＥＣＯＦＬＥＸ」）などが挙げられる。
【００３１】
また、バインダー樹脂として、ポリビニルアルコールや天然物であるデンプン等の多糖類、タンパク質、キトサン等を用いることができる。その他にも、従来から使用されているアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリロニトリル、スチレンなどのモノマーを２種以上組み合わせて所望のモル比で共重合した共重合体を採用することもできる。また、これらの共重合体をメラミン樹脂、フェノール樹脂等の架橋剤によって架橋している架橋型のバインダー樹脂を用いてもよい。
【００３２】
ポリ乳酸系長繊維不織布は、目付が１０〜３００ｇ／ｍ２であることが好ましく、より好ましくは５０〜２００ｇ／ｍ２である。目付が１０ｇ／ｍ２未満であると、成型体を得る際に、破れが生じやすくなる。一方、目付が３００ｇ／ｍ２を超えると、繊維量が多すぎるため、コスト面で不利になる。
【００３３】
本発明の成型体は、上記のようにして得られたポリ乳酸系長繊維不織布をプレス成型などの方法により成型することにより得られる。成型体は容器形状品であってもよいし、ボード状品であってもよい。プレス成型により容器形状品を得る場合には、フランジ部とこのフランジ部から３次元方向に突出した容器部とを有するように構成することが好ましい。本発明において、成型体を得る方法は特に制限されないが、一例として、以下に、プレス成型について説明する。
【００３４】
プレス成型により成型体を製造する際には、上述のポリ乳酸系長繊維不織布をまず予熱し、その後に金型などを用いてプレス成型する。この予熱によって、互いに接触する繊維の鞘成分同士が溶融軟化され、成型体となる。
【００３５】
この予熱の際には、複合長繊維の鞘成分を形成するポリプロピレン系共重合体の軟化温度以上、かつポリプロピレン系重合体の溶融温度以下の範囲で処理を行うことで、繊維の鞘部同士が良好に融着する。この処理温度がポリプロピレン系重合体の軟化温度未満であると、処理温度が低すぎて、鞘成分同士を良好に融着させることが困難になる。また、ポリプロピレン系重合体の溶融温度を超えると、鞘成分のみならず芯成分が軟化し、所望の繊維形態を維持させにくくなる。溶融温度（融点）の測定方法は、実施例の評価方法において詳述する。
【００３６】
金型を用いたプレス成型に際し、その金型の温度は、芯成分を形成するポリ乳酸系集合体のガラス転移温度以上、かつ鞘成分のポリプロピレン系重合体の融点未満とすることが好適である。金型の温度がポリ乳酸系重合体のガラス転移温度よりも低いと、プレス成型性が悪化しやすくなり、所望の加工を行いにくくなる。一方、金型がポリプロピレン重合体の融点を超えた場合には、ポリプロピレン重合体が溶融してしまうため、プレス成型性が悪化しやすくなる。
【００３７】
本発明の成型体は、１３０℃での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに１５０％以上であることが必要であり、２００％以上であることが好ましい。１３０℃での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに１５０％以上であることにより、高温時の伸度に優れ、成型加工がしやすくなる。
【００３８】
本発明の成型体を得るためのポリ乳酸系長繊維不織布は、常温（例えば、２５℃）での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることが好ましい。常温（例えば、２５℃）での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに２０％以上であることにより、既存のプレス成型機において適応可能とすることができる。
【００３９】
本発明の成型体を得るためのポリ乳酸系長繊維不織布において、高温時の破断伸度向上の観点から、（１３０℃での破断時の伸度）／（常温時での破断時の伸度）が、２〜７であることが好ましく、４〜７であることが好ましい。
【００４０】
本発明の成型体を得るためのポリ乳酸系長繊維不織布は、１３０℃における引張強力が５〜４０Ｎ／５ｃｍ幅であることが好ましく、１０〜４０Ｎ／５ｃｍ幅であることがより好ましい。また、本発明の成型体を得るためのポリ乳酸系長繊維不織布は、常温における引張強力が４０〜２５０Ｎ／５ｃｍ幅であることが好ましく、５０〜２５０Ｎ／５ｃｍ幅であることがより好ましい。１３０℃における引張強力および常温における引張強力が、上述の範囲であることにより、成型時の応力に耐えることができ、良好に成型可能とすることができる。
【００４１】
本発明の成型体を得るためのポリ乳酸系長繊維不織布は、１４０℃、５分間における乾熱収縮率が、タテ方向、ヨコ方向とも１０％以下であることが好ましく、４％以下であることがより好ましく、２％以下であることが特に好ましい。熱収縮率が１０％以下であることにより、成型体とするときの予熱時においても収縮に耐えうるものとなり、良好に成型可能とすることができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明を実施例により、さらに具体的に説明する。実施例および比較例の樹脂組成物の評価に用いた測定法は次の通りである。
（１）ＭＦＲ（ｇ／１０分）
ＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８（Ｅ）に従い、温度２１０℃、荷重２１６０ｇｆで測定した。
【００４３】
（２）融点（℃）
示差走査型熱量計（パーキンエルマ社製、「ＤＳＣ−２型」）を用いて、試料質量を５ｇ、昇温速度を１０℃／分で測定し、得られた融解吸熱曲線の最大値を与える温度を融点とした。
【００４４】
（３）繊度（ｄｔｅｘ）
不織ウェブの任意の５０本の繊維の繊維径を光学顕微鏡で測定し、密度補正して求めた平均値を繊度とした。
【００４５】
（４）目付（ｇ／ｍ２）
標準状態の試料から試料長が１０ｃｍ、試料幅が５ｃｍの試料片１０点を作成し、各試料片の質量（ｇ）を秤量し、得られた値の平均値を単位面積あたりに換算して、目付とした。
【００４６】
（５）１３０℃での破断時の伸度（％）
幅５ｃｍ×長さ２０ｃｍの試験片を１０個準備し、定速伸長型引張試験機（オリエンテック社製、商品名「ＵＴＭ−４−１−１００」）を用いて、１３０℃の雰囲気下で、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じて測定した。このときの条件は、つかみ間隔が２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分であった。伸張−荷重曲線を描き、破断時の伸度についての１０点の平均値を破断伸度とした。
【００４７】
（６）常温での破断時の伸度（％）
幅５ｃｍ×長さ２０ｃｍの試験片を１０個準備し、定速伸長型引張試験機（オリエンテック社製、商品名「ＵＴＭ−４−１−１００」）を用いて、室温（２５℃）の雰囲気下で、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じて測定した。このときの条件は、つかみ間隔が２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分であった。伸張−荷重曲線を描き、破断時の伸度についての１０点の平均値を破断伸度とした。
【００４８】
（７）１３０℃での引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）
幅５ｃｍ×長さ２０ｃｍの試験片を１０個準備し、定速伸長型引張試験機（オリエンテック社製、商品名「ＵＴＭ−４−１−１００」）を用いて、１３０℃の雰囲気下で、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じて測定した。このときの条件は、つかみ間隔が２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分であった。伸張−荷重曲線を描き、得られた伸長−荷重曲線から、求められる最大荷重値（Ｎ／５ｃｍ幅）についての１０点の平均値を引張強力とした。
【００４９】
（８）常温での引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）
幅５ｃｍ×長さ２０ｃｍの試験片を１０個準備し、定速伸長型引張試験機（オリエンテック社製、商品名「ＵＴＭ−４−１−１００」）を用いて、常温（２５℃）の雰囲気下でＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じて測定した。このときの条件は、つかみ間隔が２０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分であった。伸張−荷重曲線を描き、得られた伸長−荷重曲線から、求められる最大荷重値（Ｎ／５ｃｍ幅）についての１０点の平均値を引張強力とした。
【００５０】
（９）乾熱収縮率（％）
ポリ乳酸系長繊維不織布から、幅２０ｃｍ×長さ２０ｃｍの試験片を切り出し、その試験片を１４０℃の雰囲気下で５分間放置して加熱処理した後、室温にて冷却し、下記の数式からタテ方向およびヨコ方向の乾熱収縮率をそれぞれ求めた。
タテ方向の乾熱収縮率（％）
＝｛（加熱処理前の試験片のタテ方向の寸法）−（加熱処理後の試験片のタテ方向の寸法）｝／（加熱処理前の試験片のタテ方向の寸法）×１００
ヨコ方向の乾熱収縮率（％）
＝｛（加熱処理前の試験片のヨコ方向の寸法）−（加熱処理後の試験片のヨコ方向の寸法）｝／（加熱処理前の試験片のヨコ方向の寸法）×１００
（１０）成型性
形状が略半球体の成型体を得るための金型（雌型と雄型とからなる、雌型の深さが６５ｍｍ、直径が１２０ｍｍであり、エアシリンダーである雄型の直径が１２０ｍｍである）を用いて、実施例および比較例で得られたポリ乳酸系長繊維不織布をプレス成型に付することにより成型体を作成した。この際、予熱温度は１５０℃、予熱時間は５分、エアーソシリンダーのエアー圧は７ｋｇ／ｃｍ２とした。以下の基準で評価した。
○：成型体に破れが無く、良好に成型されている。
×：成型体の少なくとも一部に破れが生じている。
【００５１】
（実施例１）
ポリ乳酸（融点：１７４℃、ＭＦＲ：１４ｇ／１０分、Ｄ体含有率：０．４モル％）（以下、「Ｐ１」と略称する）を用意した。一方で、ポリプロピレン（融点：１６０℃、ＭＦＲ：６０ｇ／１０分）（以下、「Ｐ２」と略称する）を用意した。
【００５２】
Ｐ１を芯部とし、Ｐ２を鞘部として、芯部／鞘部＝１／１（質量比）である芯鞘複合断面となるように、さらに、芯成分のＰ１の溶融重合体中にタルク０．５質量％を含有するように個別に計量した後、それぞれを個別のエクストルーダー型溶融押出機を用いて、温度２１０℃で溶融し、単孔吐出量１．３ｇ／分の条件で溶融紡糸した。
【００５３】
紡出糸条を公知の冷却装置にて冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアサッカーに牽引速度２５００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊し、移動するスクリーンコンベア上にウェブとして捕集堆積させた。堆積させた複合長繊維の単糸繊度は４．５ｄｔｅｘであった。
【００５４】
次いで、このウェブをロール温度１３０℃としたエンボスロールからなる部分熱圧着装置に通して部分的に熱圧着し、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸系長繊維不織布を得て評価に付した。さらに、該ポリ乳酸系長繊維不織布から成型体を得て、評価に付した。
【００５５】
（実施例２）
目付を７０ｇ／ｍ２とした以外は、実施例１と同様にしてポリ乳酸系長繊維不織布および成型体を得、評価に付した。
【００５６】
（実施例３）
目付を５０ｇ／ｍ２とした以外は、実施例１と同様にしてポリ乳酸系長繊維不織布および成型体を得、評価に付した。
【００５７】
（比較例１）
Ｐ１を準備し、Ｐ１の溶融重合体中にタルク０．５質量％を含有するように個別に計量した後、エクストルーダー型溶融押出機を用いて、温度２１０℃で溶融し、単孔吐出量１．７ｇ／分の条件で溶融紡糸した。
紡出糸条を公知の冷却装置で冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアサッカーに牽引速度５０００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊し、移動するスクリーンコンベア上にウェブとして捕集堆積させた。堆積させた長繊維の単糸繊度は３．０ｄｔｅｘであった。
次いで、このウェブをロール温度１３０℃としたエンボスロールからなる部分熱圧着装置に通して部分的に熱圧着し、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸系長繊維不織布を得た。さらに、該ポリ乳酸系長繊維不織布から成型体を得て、評価に付した。
【００５８】
（比較例２）
Ｐ２を芯部とし、Ｐ１を鞘部として、芯部／鞘部＝１／１（質量比）である芯鞘複合断面となるように、さらに、鞘成分のＰ１の溶融重合体中にタルク０．５質量％を含有するように個別に計量した後、それぞれを個別のエクストルーダー型溶融押出機を用いて、温度２１０℃で溶融し、単孔吐出量１．３ｇ／分の条件で溶融紡糸した。
【００５９】
紡出糸条を公知の冷却装置にて冷却した後、引き続いて紡糸口金の下方に設けたエアサッカーに牽引速度４５００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊し、移動するスクリーンコンベア上にウェブとして捕集堆積させた。堆積させた複合長繊維の単糸繊度は２．８ｄｔｅｘであった。
【００６０】
次いで、このウェブをロール温度１３０℃としたエンボスロールからなる部分熱圧着装置に通して部分的に熱圧着し、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸系長繊維不織布を得た。さらに、該ポリ乳酸系長繊維不織布から成型体を得て、評価に付した。
【００６１】
実施例１〜３、比較例１〜２の評価結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
実施例１〜３で得られた長繊維不織布は、タテ方向、ヨコ方向ともに、高温雰囲気下での破断時の伸度が常温雰囲気下の伸度と比較して顕著に向上していた。また、１４０℃における乾熱収縮率も小さいものであった。そのため、高温時における成型性に優れた成型体を得ることができた。
【００６３】
比較例１では、得られた成型体は、タテ方向、ヨコ方向ともに、高温雰囲気下での破断伸度が低かった。そのため、成型体としたときに、高温時における成型性に劣っていた。
比較例２では、常温での伸度が低く、金型への追随性に劣るため、成型時に不織布が伸びに対する応力に耐えられず破れ、成型体は得られなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸系重合体とポリプロピレン系重合体とを含む複合長繊維を構成繊維とするポリ乳酸系長繊維不織布からなる成型体であって、前記複合長繊維の複合形態はポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、ポリプロピレン系重合体が鞘部を形成する芯鞘型複合長繊維であり、前記ポリ乳酸系長繊維不織布の１３０℃での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに１５０％以上であることを特徴とする成型体。
【請求項２】
ポリ乳酸系長繊維不織布の目付が１０〜３００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１記載の成型体。
【請求項３】
ポリ乳酸系長繊維不織布の１４０℃における乾熱収縮率が１０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の成型体。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかの項に記載の成型体を用いたことを特徴とするフィルター。
【請求項１】
ポリ乳酸系重合体とポリプロピレン系重合体とを含む複合長繊維を構成繊維とするポリ乳酸系長繊維不織布からなる成型体であって、前記複合長繊維の複合形態はポリ乳酸系重合体が芯部を形成し、ポリプロピレン系重合体が鞘部を形成する芯鞘型複合長繊維であり、前記ポリ乳酸系長繊維不織布の１３０℃での破断時の伸度がタテ方向、ヨコ方向ともに１５０％以上であることを特徴とする成型体。
【請求項２】
ポリ乳酸系長繊維不織布の目付が１０〜３００ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項１記載の成型体。
【請求項３】
ポリ乳酸系長繊維不織布の１４０℃における乾熱収縮率が１０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の成型体。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかの項に記載の成型体を用いたことを特徴とするフィルター。
【公開番号】特開２０１１−１６２９０４（Ｐ２０１１−１６２９０４Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６０２１（Ｐ２０１０−２６０２１）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【Ｆターム（参考）】
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