海島型繊維、ポリエステル島繊維の製造方法及び繊維シート
【課題】 廃液の処理が容易で、環境への負荷が小さく、繊維径の揃った細いポリエステル繊維を形成することのできる海島型繊維を提供すること。
【解決手段】 本発明の海島型繊維は、ポリブチレンサクシネートを海成分とし、前記ポリブチレンサクシネートを加水分解酵素により分解除去する条件下で質量減少率が５ｍａｓｓ％以下のポリエステルを島成分としている。加水分解酵素がリパーゼであるのが好ましく、島成分はポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートの中から選ばれる樹脂成分からなるのが好ましい。
【解決手段】 本発明の海島型繊維は、ポリブチレンサクシネートを海成分とし、前記ポリブチレンサクシネートを加水分解酵素により分解除去する条件下で質量減少率が５ｍａｓｓ％以下のポリエステルを島成分としている。加水分解酵素がリパーゼであるのが好ましく、島成分はポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートの中から選ばれる樹脂成分からなるのが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は海島型繊維、この海島型繊維からのポリエステル島繊維の製造方法、及び海島型繊維から形成したポリエステル島繊維を含む繊維シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル繊維は風合いが天然繊維に近く、熱に強く、しかも安いため、汎用的に使用されている。このようなポリエステル繊維としては、従来、繊度が０．５５ｄｔｅｘを超えるようなものが一般的であり、一部においては、０．１１ｄｔｅｘ（直径約３．２μｍ）程度の細いポリエステル繊維も市販されている。このポリエステル繊維の繊度が小さく、細ければ、従来にない用途への展開が期待できるため、更に細いポリエステル繊維が待ち望まれていた。例えば、電気二重層キャパシタ用のセパレータ構成繊維として、更に細いポリエステル繊維を使用すると、セパレータの電気絶縁性能や電解液保持性の向上に加えて、セパレータの厚さを薄くできることによって内部抵抗を低くできるなど、様々な性能を向上させることができる。
【０００３】
ポリエステル繊維に限らず、細い繊維を得る方法として、本願出願人は、「生分解性の重合体成分と、該生分解性の重合体成分の除去剤に難除去性の重合体成分とからなることを特徴とする複合繊維。」を提案した（特許文献１）。この特許文献１においては、生分解性の重合体成分として「デンプンやデンプンとエチレンとの共重合体などのデンプン系、キトサン系、セルロース系などの天然高分子系の重合体成分、脂肪族ポリエステル系、バイオセルロース系などの発酵生産系の重合体成分、ε−カプロラクトン、乳酸系、グリコール系、変性ポリビニルアルコール系などの化学合成系のもの」を例示し、除去剤として「溶剤、酵素、微生物」を例示し、更に、除去剤としてアルカリ溶液を使用した場合の難除去性成分として「ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのポリオレフィン系、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６、ナイロン６６、変性ナイロンなどのナイロン系、ポリエステル、変性ポリエステルなどのポリエステル系、エステルエラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー」を例示した。
【０００４】
他方で、ポリエステル成分を島成分としポリスチレンを海成分とする海島型繊維の海成分をトリクロロエチレン等の有機溶剤によって除去することにより、ポリエステル島成分からなる細い繊維を得る方法が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８８９２２号公報（請求項１、段落番号００１２〜００１４など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている方法により、細いポリエステル繊維を得ようとした場合、つまり、生分解性の重合体成分を海成分とし、ポリエステル成分を島成分とする海島型繊維を紡糸し、この海島型繊維の海成分である生分解性重合体成分をアルカリ溶液で除去した場合、ポリエステル繊維の減量加工としても知られているように、ポリエステル島成分も加水分解されてしまい、ポリエステル島成分からなる細い繊維の繊維径にバラツキが生じるという問題が発生した。
【０００７】
他方で、有機溶剤で海成分を除去した場合には、ポリエステル島成分までも除去しないため、繊維径の揃ったポリエステル島成分からなる細い繊維を得ることができるが、廃液の処理に多大な労力がかかり、また、環境への負荷の大きい方法であった。
【０００８】
本発明は、上述のような細いポリエステル繊維を海島型繊維から得る場合に発生する問題点を解決するためになしたもので、廃液の処理が容易で、環境への負荷が小さく、繊維径の揃った細いポリエステル繊維を形成することのできる海島型繊維、この海島型繊維からのポリエステル島繊維の製造方法、及び海島型繊維から形成したポリエステル島繊維を含む繊維シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１にかかる発明は、「ポリブチレンサクシネートを海成分とし、前記ポリブチレンサクシネートを加水分解酵素により分解除去する条件下で質量減少率が５ｍａｓｓ％以下のポリエステルを島成分とすることを特徴とする海島型繊維」である。
【００１０】
本発明の請求項２にかかる発明は、「加水分解酵素がリパーゼであることを特徴とする、請求項１記載の海島型繊維」である。
【００１１】
本発明の請求項３にかかる発明は、「島成分がポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートの中から選ばれる樹脂成分からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の海島型繊維」である。
【００１２】
本発明の請求項４にかかる発明は、「請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の海島型繊維を、加水分解酵素により海成分を分解除去することを特徴とするポリエステル島繊維の製造方法」である。
【００１３】
本発明の請求項５にかかる発明は、「請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の海島型繊維から形成したポリエステル島繊維を含んでいることを特徴とする繊維シート」である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１にかかる発明によれば、ポリブチレンサクシネートを加水分解酵素により分解除去する条件下で質量減少率が５ｍａｓｓ％以下のポリエステルを島成分とし、海成分であるポリブチレンサクシネートを加水分解酵素により分解除去したとしても島成分はほとんど減量されないため、繊維径の揃ったポリエステル島繊維を形成できる海島型繊維である。また、ポリブチレンサクシネートは加水分解酵素によって分解除去でき、この分解されたモノマー等を放置又は廃棄しても環境を破壊することなく処理できる。なお、分解されたモノマー等を利用して再度重合して利用することも可能である。
【００１５】
本発明の請求項２にかかる発明によれば、加水分解酵素がリパーゼであるため、海成分であるポリブチレンサクシネートを容易に分解除去できる。
【００１６】
本発明の請求項３にかかる発明によれば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、或いはポリトリメチレンテレフタレートは汎用性に優れているため、各種用途に適用できるポリエステル島繊維を形成できる。
【００１７】
本発明の請求項４にかかる発明によれば、加水分解酵素によって海成分を除去しているため、繊維径の揃ったポリエステル島繊維を製造できる。また、分解されたモノマー等を放置又は廃棄しても環境を破壊することがない。なお、分解されたモノマー等を利用して再度重合して利用することも可能である。
【００１８】
本発明の請求項５にかかる発明によれば、細いポリエステル島繊維を含んでいるため、電気絶縁性、分離性能、液体保持性能、払拭性、隠蔽性、親和性などの各種性能に優れ、厚さの薄い繊維シートであることができる。そのため、電気二重層キャパシタ用セパレータ用途、リチウムイオン二次電池用セパレータ用途、気体又は液体濾過材用途、積層板用基材用途、集電材用途、ワイピング材用途、医療用基材用途、電子写真装置における定着ロールのクリーニングシート用途、などに好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の海島型繊維は加水分解しやすく、分解除去した後の処理をしやすく、また、再利用することによって環境への負荷の小さいポリブチレンサクシネート（以下、「ＰＢＳ」と表記することがある）を海成分としている。ポリブチレンサクシネートは１，４−ブタンジオールとコハク酸との共重合体であるが、加水分解性を損なわない範囲内で、１，４−ブタンジオール以外の脂肪族ジオール、コハク酸以外の脂肪族ジカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸、或いは環状エステルなどが共重合していても良い。
【００２０】
他方、本発明の海島型繊維は前記ＰＢＳを加水分解酵素により分解除去する条件下で質量減少率が５ｍａｓｓ％以下のポリエステルを島成分としている。そのため、海成分であるＰＢＳを分解除去する条件下であっても、島成分であるポリエステルは分解除去されにくいため、繊維径の揃った細いポリエステル島繊維を発生させることができる。質量減少率が小さければ小さい程、繊維径の揃った細いポリエステル島繊維を発生できるため、質量減少率は１ｍａｓｓ％以下であるのが好ましく、０．１ｍａｓｓ％以下であるのがより好ましい。加水分解酵素の種類、分解除去条件（温度、時間、濃度など）等によって、質量減少率が変わる可能性があるため、島成分を構成するポリエステルを限定できないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブレチンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の芳香族ポリエステル、ポリアリレート、液晶ポリマー等の全芳香族ポリエステル、或いはポリカーボネート等のポリ炭酸エステルを挙げることができ、これらの中でもポリエチレンテレフタレート、ポリブレチンテレフタレート又はポリトリメチレンテレフタレートは汎用性に優れているため好適である。
【００２１】
海成分であるＰＢＳを加水分解する酵素としては、ＰＢＳを加水分解除去できれば良く、特に限定するものではないが、例えば、リパーゼ、クチナーゼ、エステラーゼ、プロテアーゼ等を挙げることができ、これらの中でも、ＰＢＳを容易に加水分解除去できるリパーゼが好適である。リパーゼとしては、例えば、リゾプス・デレマー（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｄｅｌｅｍａｒ）由来のリパーゼ１００８９０（生化学工業社製）を挙げることができる。なお、加水分解酵素は水又は緩衝液等の水性媒体に含ませた状態で使用できる。この水性媒体は、水溶性有機溶媒又は脂溶性有機溶媒を含有していても良いし、加水分解を促進する界面活性剤、有機物或いは無機物等を含んでいても良い。更に、ｐＨを安定化させ、加水分解酵素の活性が高いように、水性媒体のｐＨが３〜１２（好ましくは５〜９、より好ましくは６〜８）となるように、緩衝剤を添加するのが好ましい。
【００２２】
なお、分解除去条件はＰＢＳを分解除去できれば良く、特に限定するものではないが、加水分解酵素の活性が高いように、温度は２５〜１５０℃であるのが好ましく、４０〜１００℃であるのがより好ましく、４０〜８０℃であるのが更に好ましい。また、加水分解除去時間は特に限定するものではないが、短ければ短い程、生産性に優れているため、１０時間以下であるのが好ましく、５時間以下であるのがより好ましく、３時間以下であるのが更に好ましい。
【００２３】
本発明における「質量減少率」とは、加水分解前後における質量減少量（Ｍｄ）の加水分解前の質量（Ｍｂ）に対する百分率をいう。つまり、（Ｍｄ／Ｍｂ）×１００の値をいう。
【００２４】
本発明の海島型繊維の繊度は特に限定するものではなく、重要なのは海成分であるＰＢＳを除去して発生するポリエステル島繊維の繊度であるため、横断面における島成分の直径（円形断面換算値）が３μｍ以下（好ましくは２μｍ以下）であるのが好ましい。また、海島型繊維の繊維長も特に限定するものではなく、連続した長繊維であっても、切断された短繊維であっても良いが、細いポリエステル島繊維を均一に分散させることのできる湿式法により不織布を形成するのが好ましいため、この場合には繊維長は２０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１〜１５ｍｍであるのがより好ましい。なお、海島型繊維の海成分を除去して形成したポリエステル島繊維を切断するのであれば、海島型繊維は長繊維であっても、ポリエステル島繊維が均一に分散した不織布を製造できる。また、島成分の数、海島型繊維の横断面形状、島成分の横断面形状、島成分の直径が１種類であるかどうか、或いは島成分が海島型繊維の長さ方向に連続しているかどうか等は、特に限定するものではない。更に、海成分と島成分との体積比率は特に限定するものではないが、海成分は除去されることから、少なければ少ない程好ましい一方で、少なすぎると島成分同士が固着して、細いポリエステル島繊維を得ることが困難になるため、海成分対島成分の体積比率が６０〜１０：４０〜９０であるのが好ましく、５０〜２０：５０〜８０であるのがより好ましい。
【００２５】
このような本発明の海島型繊維は、通常の複合溶融紡糸法又は混合溶融紡糸法により製造することができる。
【００２６】
本発明の海島型繊維は上述のような構成からなるが、本発明の海島型繊維を使用すれば、島成分であるポリエステルまでも分解除去することなく、海成分を除去できるため、繊維径の揃ったポリエステル島繊維を製造することができる。より具体的には、前述のような加水分解酵素（好ましくはリパーゼ）を含む水性媒体（ｐＨは３〜１２であるのが好ましい、温度は２５〜１５０℃であるのが好ましい）に、海島型繊維を１０時間以下浸漬して、海成分であるＰＢＳを加水分解除去し、細いポリエステル島繊維を製造することができる。
【００２７】
なお、海島型繊維からの海成分の除去は、海島型繊維をボビン等に巻き付けた状態や、加水分解酵素を含む水性媒体中に分散させた状態などの繊維状態で行なうことができるし、海島型繊維を用いて繊維シートを形成した後に行うこともできる。しかしながら、繊維シートを形成した後に海成分を除去すると、細いポリエステル島繊維を含んでいるにもかかわらず、海成分が除去されることによって粗い構造の繊維シートとなるため、繊維の状態で海成分を除去して、細いポリエステル島繊維を製造し、このポリエステル島繊維を用いて繊維シートを形成するのが好ましい。
【００２８】
本発明の繊維シートは上述のような海島型繊維から形成したポリエステル島繊維を含んでいるため、電気絶縁性、分離性能、液体保持性能、払拭性、隠蔽性、親和性などの各種性能に優れ、繊維シートの厚さの薄いものであることができる。そのため、電気二重層キャパシタ用セパレータ用途、リチウムイオン二次電池用セパレータ用途、気体又は液体濾過材用途、積層板用基材用途、集電材用途、ワイピング材用途、医療用基材用途、電子写真装置における定着ロールのクリーニングシート用途、などに好適に使用することができる。
【００２９】
本発明の繊維シートは、例えば、織物、編物、不織布などの形態を挙げることができ、これらの中でも、不織布は製造方法によって、各種性能を付与できるため好適である。特に、本発明のポリエステル島繊維の細さを活かすことができる、厚さが薄く、緻密な構造の湿式不織布であるのが好ましい。なお、本発明のポリエステル島繊維の含有量は繊維シートの使用用途、使用目的等によって異なるため、特に限定するものではない。また、ポリエステル島繊維以外の繊維は繊維シートの使用用途、使用目的等によって異なるため、特に限定するものではない。
【００３０】
なお、本発明の繊維シートは常法により製造することができ、好適である湿式不織布は、常法により本発明のポリエステル島繊維を含む繊維ウエブを形成した後に、エマルジョンや粉末などのバインダーで接着したり、繊維ウエブ中に接着繊維を含ませておき、その接着繊維によって接着したり、水流によって絡合したり、或いはこれらを併用して製造できる。一般的に、海島型繊維を使用して繊維シートを形成した後に海成分を除去すると、組織が粗くなるが、そのような組織を許容又は好ましい場合には、海島型繊維を使用して繊維シートを形成した後に海成分を除去することもできる。なお、海島型繊維を使用して繊維シートを形成した後に海成分を除去し、更に水流を作用させて組織を緻密化することもできる。更には、本発明の繊維シートは各種用途に適合するように、親和性付与処理等の各種後処理を実施することができる。
【００３１】
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
海成分として、温度１９０℃でのメルトインデックス（ＭＩ）が２０のポリブチレンサクシネート（三菱化学（株）製、品名：ＡＺ−７１Ｔ）を用意し、島成分として、固有粘度（ＩＶ値）が０．６５のポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製、品番：Ｔ−９００Ｅ、リパーゼ（三菱化学（株）製、品名：ＧＳクリアー）を濃度１ｍａｓｓ％に希釈した水溶液（ｐＨ：８、温度：５０℃）に２時間浸漬させた時の質量減少率は０．１ｍａｓｓ％未満）を用意した。
【００３３】
次いで、通常の海島型複合溶融紡糸装置を用い、温度２８０℃に設定した海島紡糸ノズル（ノズル径：０．３ｍｍ）に、前記海成分と島成分とを体積比率６０：４０で供給し、１１．８８ｇ／ｍｉｎ．の速度で吐出した後に、８００ｍ／ｍｉｎ．で巻き取り、未延伸糸（島数：２５、横断面形状：円形）を得た。
【００３４】
その後、未延伸糸を繊度約１０００ｄｔｅｘに収束したトウを、温度９０℃の温浴中を通過させながら２．８倍延伸し、ギロチンカッターにより２ｍｍ長に切断し、繊度２．２ｄｔｅｘの海島型短繊維を得た。
【００３５】
そして、この海島型短繊維を、リパーゼ（三菱化学（株）製、品名：ＧＳクリアー）を濃度１ｍａｓｓ％に希釈した水溶液（ｐＨ：８、温度：５０℃）に約２時間浸漬して、海成分であるＰＢＳを加水分解除去し、繊維径が１．８μｍのポリエチレンテレフタレート島短繊維（繊維長：２ｍｍ、横断面形状：円状）を製造した。繊維径のＣＶ値（＝繊維径の標準偏差／平均繊維径）は６．０％であった。
【００３６】
（比較例１）
実施例１と全く同様にして製造した海島型短繊維を、水酸化ナトリウムを濃度６ｍａｓｓ％に希釈した水溶液（ｐＨ：１４、温度：９８℃）に数時間浸漬したが、海成分、島成分共に加水分解されており、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。そのため、水酸化ナトリウムの濃度と温度の組み合わせを、６ｍａｓｓ％−６０℃、６ｍａｓｓ％−３０℃、３ｍａｓｓ％−９８℃、３ｍａｓｓ％−６０℃、１ｍａｓｓ％−９８℃、及び１ｍａｓｓ％−６０℃の組み合わせで行ってみたが、いずれの場合も海成分、島成分共に加水分解され、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。
【００３７】
（比較例２）
海成分として、イソフタル酸（ＩＰＡ）変性ポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製、変性率：１８ｍｏｌ％）を用意し、島成分として、固有粘度（ＩＶ値）が０．６５のポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製、品番：Ｔ−９００Ｅ）を用意した。
【００３８】
次いで、通常の海島型複合溶融紡糸装置を用い、温度２８０℃に設定した海島紡糸ノズル（ノズル径：０．３ｍｍ）に、前記海成分と島成分とを体積比率６０：４０で供給し、１１．８８ｇ／ｍｉｎ．の速度で吐出した後に、８００ｍ／ｍｉｎで巻き取り、未延伸糸（島数：２５、横断面形状：円形）を得た。
【００３９】
その後、未延伸糸を繊度約１０００ｄｔｅｘに収束したトウを、温度９０℃の温浴中を通過させながら２．８倍延伸し、ギロチンカッターにより２ｍｍ長に切断し、繊度２．２ｄｔｅｘの海島型短繊維を得た。
【００４０】
そして、この海島型短繊維を、水酸化ナトリウムを濃度３ｍａｓｓ％に希釈した水溶液（ｐＨ：１４、温度：９８℃）に数時間浸漬したが、海成分、島成分共に加水分解されており、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。そのため、水酸化ナトリウムの濃度と温度の組み合わせを、３ｍａｓｓ％−８０℃及び１ｍａｓｓ％−９８℃の組み合わせで行ってみたが、いずれの場合も海成分、島成分共に加水分解され、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。
【００４１】
（比較例３）
海成分として、スルホイソフタル酸（ＳＩＰＡ）変性ポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製、変性率：４．５ｍｏｌ％）を用意し、島成分として、固有粘度（ＩＶ値）が０．６５のポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製、品番：Ｔ−９００Ｅ）を用意した。
【００４２】
次いで、通常の海島型複合溶融紡糸装置を用い、温度２８０℃に設定した海島紡糸ノズル（ノズル径：０．３ｍｍ）に、前記海成分と島成分とを体積比率６０：４０で供給し、１１．８８ｇ／ｍｉｎ．の速度で吐出した後に、８００ｍ／ｍｉｎ．で巻き取り、未延伸糸（島数：２５、横断面形状：円形）を得た。
【００４３】
その後、未延伸糸を繊度約１０００ｄｔｅｘに収束したトウを、温度９０℃の温浴中を通過させながら２．８倍延伸し、ギロチンカッターにより２ｍｍ長に切断し、繊度２．２ｄｔｅｘの海島型短繊維を得た。
【００４４】
そして、この海島型短繊維を、水酸化ナトリウムを濃度３ｍａｓｓ％に希釈した水溶液（ｐＨ：１４、温度：９８℃）に数時間浸漬したが、海成分、島成分共に加水分解されており、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。そのため、水酸化ナトリウムの濃度と温度の組み合わせを、３ｍａｓｓ％−８０℃及び１ｍａｓｓ％−９８℃の組み合わせで行ってみたが、いずれの場合も海成分、島成分共に加水分解され、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は海島型繊維、この海島型繊維からのポリエステル島繊維の製造方法、及び海島型繊維から形成したポリエステル島繊維を含む繊維シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル繊維は風合いが天然繊維に近く、熱に強く、しかも安いため、汎用的に使用されている。このようなポリエステル繊維としては、従来、繊度が０．５５ｄｔｅｘを超えるようなものが一般的であり、一部においては、０．１１ｄｔｅｘ（直径約３．２μｍ）程度の細いポリエステル繊維も市販されている。このポリエステル繊維の繊度が小さく、細ければ、従来にない用途への展開が期待できるため、更に細いポリエステル繊維が待ち望まれていた。例えば、電気二重層キャパシタ用のセパレータ構成繊維として、更に細いポリエステル繊維を使用すると、セパレータの電気絶縁性能や電解液保持性の向上に加えて、セパレータの厚さを薄くできることによって内部抵抗を低くできるなど、様々な性能を向上させることができる。
【０００３】
ポリエステル繊維に限らず、細い繊維を得る方法として、本願出願人は、「生分解性の重合体成分と、該生分解性の重合体成分の除去剤に難除去性の重合体成分とからなることを特徴とする複合繊維。」を提案した（特許文献１）。この特許文献１においては、生分解性の重合体成分として「デンプンやデンプンとエチレンとの共重合体などのデンプン系、キトサン系、セルロース系などの天然高分子系の重合体成分、脂肪族ポリエステル系、バイオセルロース系などの発酵生産系の重合体成分、ε−カプロラクトン、乳酸系、グリコール系、変性ポリビニルアルコール系などの化学合成系のもの」を例示し、除去剤として「溶剤、酵素、微生物」を例示し、更に、除去剤としてアルカリ溶液を使用した場合の難除去性成分として「ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなどのポリオレフィン系、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６、ナイロン６６、変性ナイロンなどのナイロン系、ポリエステル、変性ポリエステルなどのポリエステル系、エステルエラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー」を例示した。
【０００４】
他方で、ポリエステル成分を島成分としポリスチレンを海成分とする海島型繊維の海成分をトリクロロエチレン等の有機溶剤によって除去することにより、ポリエステル島成分からなる細い繊維を得る方法が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８８９２２号公報（請求項１、段落番号００１２〜００１４など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている方法により、細いポリエステル繊維を得ようとした場合、つまり、生分解性の重合体成分を海成分とし、ポリエステル成分を島成分とする海島型繊維を紡糸し、この海島型繊維の海成分である生分解性重合体成分をアルカリ溶液で除去した場合、ポリエステル繊維の減量加工としても知られているように、ポリエステル島成分も加水分解されてしまい、ポリエステル島成分からなる細い繊維の繊維径にバラツキが生じるという問題が発生した。
【０００７】
他方で、有機溶剤で海成分を除去した場合には、ポリエステル島成分までも除去しないため、繊維径の揃ったポリエステル島成分からなる細い繊維を得ることができるが、廃液の処理に多大な労力がかかり、また、環境への負荷の大きい方法であった。
【０００８】
本発明は、上述のような細いポリエステル繊維を海島型繊維から得る場合に発生する問題点を解決するためになしたもので、廃液の処理が容易で、環境への負荷が小さく、繊維径の揃った細いポリエステル繊維を形成することのできる海島型繊維、この海島型繊維からのポリエステル島繊維の製造方法、及び海島型繊維から形成したポリエステル島繊維を含む繊維シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１にかかる発明は、「ポリブチレンサクシネートを海成分とし、前記ポリブチレンサクシネートを加水分解酵素により分解除去する条件下で質量減少率が５ｍａｓｓ％以下のポリエステルを島成分とすることを特徴とする海島型繊維」である。
【００１０】
本発明の請求項２にかかる発明は、「加水分解酵素がリパーゼであることを特徴とする、請求項１記載の海島型繊維」である。
【００１１】
本発明の請求項３にかかる発明は、「島成分がポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートの中から選ばれる樹脂成分からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の海島型繊維」である。
【００１２】
本発明の請求項４にかかる発明は、「請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の海島型繊維を、加水分解酵素により海成分を分解除去することを特徴とするポリエステル島繊維の製造方法」である。
【００１３】
本発明の請求項５にかかる発明は、「請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の海島型繊維から形成したポリエステル島繊維を含んでいることを特徴とする繊維シート」である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１にかかる発明によれば、ポリブチレンサクシネートを加水分解酵素により分解除去する条件下で質量減少率が５ｍａｓｓ％以下のポリエステルを島成分とし、海成分であるポリブチレンサクシネートを加水分解酵素により分解除去したとしても島成分はほとんど減量されないため、繊維径の揃ったポリエステル島繊維を形成できる海島型繊維である。また、ポリブチレンサクシネートは加水分解酵素によって分解除去でき、この分解されたモノマー等を放置又は廃棄しても環境を破壊することなく処理できる。なお、分解されたモノマー等を利用して再度重合して利用することも可能である。
【００１５】
本発明の請求項２にかかる発明によれば、加水分解酵素がリパーゼであるため、海成分であるポリブチレンサクシネートを容易に分解除去できる。
【００１６】
本発明の請求項３にかかる発明によれば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、或いはポリトリメチレンテレフタレートは汎用性に優れているため、各種用途に適用できるポリエステル島繊維を形成できる。
【００１７】
本発明の請求項４にかかる発明によれば、加水分解酵素によって海成分を除去しているため、繊維径の揃ったポリエステル島繊維を製造できる。また、分解されたモノマー等を放置又は廃棄しても環境を破壊することがない。なお、分解されたモノマー等を利用して再度重合して利用することも可能である。
【００１８】
本発明の請求項５にかかる発明によれば、細いポリエステル島繊維を含んでいるため、電気絶縁性、分離性能、液体保持性能、払拭性、隠蔽性、親和性などの各種性能に優れ、厚さの薄い繊維シートであることができる。そのため、電気二重層キャパシタ用セパレータ用途、リチウムイオン二次電池用セパレータ用途、気体又は液体濾過材用途、積層板用基材用途、集電材用途、ワイピング材用途、医療用基材用途、電子写真装置における定着ロールのクリーニングシート用途、などに好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の海島型繊維は加水分解しやすく、分解除去した後の処理をしやすく、また、再利用することによって環境への負荷の小さいポリブチレンサクシネート（以下、「ＰＢＳ」と表記することがある）を海成分としている。ポリブチレンサクシネートは１，４−ブタンジオールとコハク酸との共重合体であるが、加水分解性を損なわない範囲内で、１，４−ブタンジオール以外の脂肪族ジオール、コハク酸以外の脂肪族ジカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸、或いは環状エステルなどが共重合していても良い。
【００２０】
他方、本発明の海島型繊維は前記ＰＢＳを加水分解酵素により分解除去する条件下で質量減少率が５ｍａｓｓ％以下のポリエステルを島成分としている。そのため、海成分であるＰＢＳを分解除去する条件下であっても、島成分であるポリエステルは分解除去されにくいため、繊維径の揃った細いポリエステル島繊維を発生させることができる。質量減少率が小さければ小さい程、繊維径の揃った細いポリエステル島繊維を発生できるため、質量減少率は１ｍａｓｓ％以下であるのが好ましく、０．１ｍａｓｓ％以下であるのがより好ましい。加水分解酵素の種類、分解除去条件（温度、時間、濃度など）等によって、質量減少率が変わる可能性があるため、島成分を構成するポリエステルを限定できないが、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブレチンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等の芳香族ポリエステル、ポリアリレート、液晶ポリマー等の全芳香族ポリエステル、或いはポリカーボネート等のポリ炭酸エステルを挙げることができ、これらの中でもポリエチレンテレフタレート、ポリブレチンテレフタレート又はポリトリメチレンテレフタレートは汎用性に優れているため好適である。
【００２１】
海成分であるＰＢＳを加水分解する酵素としては、ＰＢＳを加水分解除去できれば良く、特に限定するものではないが、例えば、リパーゼ、クチナーゼ、エステラーゼ、プロテアーゼ等を挙げることができ、これらの中でも、ＰＢＳを容易に加水分解除去できるリパーゼが好適である。リパーゼとしては、例えば、リゾプス・デレマー（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｄｅｌｅｍａｒ）由来のリパーゼ１００８９０（生化学工業社製）を挙げることができる。なお、加水分解酵素は水又は緩衝液等の水性媒体に含ませた状態で使用できる。この水性媒体は、水溶性有機溶媒又は脂溶性有機溶媒を含有していても良いし、加水分解を促進する界面活性剤、有機物或いは無機物等を含んでいても良い。更に、ｐＨを安定化させ、加水分解酵素の活性が高いように、水性媒体のｐＨが３〜１２（好ましくは５〜９、より好ましくは６〜８）となるように、緩衝剤を添加するのが好ましい。
【００２２】
なお、分解除去条件はＰＢＳを分解除去できれば良く、特に限定するものではないが、加水分解酵素の活性が高いように、温度は２５〜１５０℃であるのが好ましく、４０〜１００℃であるのがより好ましく、４０〜８０℃であるのが更に好ましい。また、加水分解除去時間は特に限定するものではないが、短ければ短い程、生産性に優れているため、１０時間以下であるのが好ましく、５時間以下であるのがより好ましく、３時間以下であるのが更に好ましい。
【００２３】
本発明における「質量減少率」とは、加水分解前後における質量減少量（Ｍｄ）の加水分解前の質量（Ｍｂ）に対する百分率をいう。つまり、（Ｍｄ／Ｍｂ）×１００の値をいう。
【００２４】
本発明の海島型繊維の繊度は特に限定するものではなく、重要なのは海成分であるＰＢＳを除去して発生するポリエステル島繊維の繊度であるため、横断面における島成分の直径（円形断面換算値）が３μｍ以下（好ましくは２μｍ以下）であるのが好ましい。また、海島型繊維の繊維長も特に限定するものではなく、連続した長繊維であっても、切断された短繊維であっても良いが、細いポリエステル島繊維を均一に分散させることのできる湿式法により不織布を形成するのが好ましいため、この場合には繊維長は２０ｍｍ以下であるのが好ましく、０．１〜１５ｍｍであるのがより好ましい。なお、海島型繊維の海成分を除去して形成したポリエステル島繊維を切断するのであれば、海島型繊維は長繊維であっても、ポリエステル島繊維が均一に分散した不織布を製造できる。また、島成分の数、海島型繊維の横断面形状、島成分の横断面形状、島成分の直径が１種類であるかどうか、或いは島成分が海島型繊維の長さ方向に連続しているかどうか等は、特に限定するものではない。更に、海成分と島成分との体積比率は特に限定するものではないが、海成分は除去されることから、少なければ少ない程好ましい一方で、少なすぎると島成分同士が固着して、細いポリエステル島繊維を得ることが困難になるため、海成分対島成分の体積比率が６０〜１０：４０〜９０であるのが好ましく、５０〜２０：５０〜８０であるのがより好ましい。
【００２５】
このような本発明の海島型繊維は、通常の複合溶融紡糸法又は混合溶融紡糸法により製造することができる。
【００２６】
本発明の海島型繊維は上述のような構成からなるが、本発明の海島型繊維を使用すれば、島成分であるポリエステルまでも分解除去することなく、海成分を除去できるため、繊維径の揃ったポリエステル島繊維を製造することができる。より具体的には、前述のような加水分解酵素（好ましくはリパーゼ）を含む水性媒体（ｐＨは３〜１２であるのが好ましい、温度は２５〜１５０℃であるのが好ましい）に、海島型繊維を１０時間以下浸漬して、海成分であるＰＢＳを加水分解除去し、細いポリエステル島繊維を製造することができる。
【００２７】
なお、海島型繊維からの海成分の除去は、海島型繊維をボビン等に巻き付けた状態や、加水分解酵素を含む水性媒体中に分散させた状態などの繊維状態で行なうことができるし、海島型繊維を用いて繊維シートを形成した後に行うこともできる。しかしながら、繊維シートを形成した後に海成分を除去すると、細いポリエステル島繊維を含んでいるにもかかわらず、海成分が除去されることによって粗い構造の繊維シートとなるため、繊維の状態で海成分を除去して、細いポリエステル島繊維を製造し、このポリエステル島繊維を用いて繊維シートを形成するのが好ましい。
【００２８】
本発明の繊維シートは上述のような海島型繊維から形成したポリエステル島繊維を含んでいるため、電気絶縁性、分離性能、液体保持性能、払拭性、隠蔽性、親和性などの各種性能に優れ、繊維シートの厚さの薄いものであることができる。そのため、電気二重層キャパシタ用セパレータ用途、リチウムイオン二次電池用セパレータ用途、気体又は液体濾過材用途、積層板用基材用途、集電材用途、ワイピング材用途、医療用基材用途、電子写真装置における定着ロールのクリーニングシート用途、などに好適に使用することができる。
【００２９】
本発明の繊維シートは、例えば、織物、編物、不織布などの形態を挙げることができ、これらの中でも、不織布は製造方法によって、各種性能を付与できるため好適である。特に、本発明のポリエステル島繊維の細さを活かすことができる、厚さが薄く、緻密な構造の湿式不織布であるのが好ましい。なお、本発明のポリエステル島繊維の含有量は繊維シートの使用用途、使用目的等によって異なるため、特に限定するものではない。また、ポリエステル島繊維以外の繊維は繊維シートの使用用途、使用目的等によって異なるため、特に限定するものではない。
【００３０】
なお、本発明の繊維シートは常法により製造することができ、好適である湿式不織布は、常法により本発明のポリエステル島繊維を含む繊維ウエブを形成した後に、エマルジョンや粉末などのバインダーで接着したり、繊維ウエブ中に接着繊維を含ませておき、その接着繊維によって接着したり、水流によって絡合したり、或いはこれらを併用して製造できる。一般的に、海島型繊維を使用して繊維シートを形成した後に海成分を除去すると、組織が粗くなるが、そのような組織を許容又は好ましい場合には、海島型繊維を使用して繊維シートを形成した後に海成分を除去することもできる。なお、海島型繊維を使用して繊維シートを形成した後に海成分を除去し、更に水流を作用させて組織を緻密化することもできる。更には、本発明の繊維シートは各種用途に適合するように、親和性付与処理等の各種後処理を実施することができる。
【００３１】
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
海成分として、温度１９０℃でのメルトインデックス（ＭＩ）が２０のポリブチレンサクシネート（三菱化学（株）製、品名：ＡＺ−７１Ｔ）を用意し、島成分として、固有粘度（ＩＶ値）が０．６５のポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製、品番：Ｔ−９００Ｅ、リパーゼ（三菱化学（株）製、品名：ＧＳクリアー）を濃度１ｍａｓｓ％に希釈した水溶液（ｐＨ：８、温度：５０℃）に２時間浸漬させた時の質量減少率は０．１ｍａｓｓ％未満）を用意した。
【００３３】
次いで、通常の海島型複合溶融紡糸装置を用い、温度２８０℃に設定した海島紡糸ノズル（ノズル径：０．３ｍｍ）に、前記海成分と島成分とを体積比率６０：４０で供給し、１１．８８ｇ／ｍｉｎ．の速度で吐出した後に、８００ｍ／ｍｉｎ．で巻き取り、未延伸糸（島数：２５、横断面形状：円形）を得た。
【００３４】
その後、未延伸糸を繊度約１０００ｄｔｅｘに収束したトウを、温度９０℃の温浴中を通過させながら２．８倍延伸し、ギロチンカッターにより２ｍｍ長に切断し、繊度２．２ｄｔｅｘの海島型短繊維を得た。
【００３５】
そして、この海島型短繊維を、リパーゼ（三菱化学（株）製、品名：ＧＳクリアー）を濃度１ｍａｓｓ％に希釈した水溶液（ｐＨ：８、温度：５０℃）に約２時間浸漬して、海成分であるＰＢＳを加水分解除去し、繊維径が１．８μｍのポリエチレンテレフタレート島短繊維（繊維長：２ｍｍ、横断面形状：円状）を製造した。繊維径のＣＶ値（＝繊維径の標準偏差／平均繊維径）は６．０％であった。
【００３６】
（比較例１）
実施例１と全く同様にして製造した海島型短繊維を、水酸化ナトリウムを濃度６ｍａｓｓ％に希釈した水溶液（ｐＨ：１４、温度：９８℃）に数時間浸漬したが、海成分、島成分共に加水分解されており、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。そのため、水酸化ナトリウムの濃度と温度の組み合わせを、６ｍａｓｓ％−６０℃、６ｍａｓｓ％−３０℃、３ｍａｓｓ％−９８℃、３ｍａｓｓ％−６０℃、１ｍａｓｓ％−９８℃、及び１ｍａｓｓ％−６０℃の組み合わせで行ってみたが、いずれの場合も海成分、島成分共に加水分解され、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。
【００３７】
（比較例２）
海成分として、イソフタル酸（ＩＰＡ）変性ポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製、変性率：１８ｍｏｌ％）を用意し、島成分として、固有粘度（ＩＶ値）が０．６５のポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製、品番：Ｔ−９００Ｅ）を用意した。
【００３８】
次いで、通常の海島型複合溶融紡糸装置を用い、温度２８０℃に設定した海島紡糸ノズル（ノズル径：０．３ｍｍ）に、前記海成分と島成分とを体積比率６０：４０で供給し、１１．８８ｇ／ｍｉｎ．の速度で吐出した後に、８００ｍ／ｍｉｎで巻き取り、未延伸糸（島数：２５、横断面形状：円形）を得た。
【００３９】
その後、未延伸糸を繊度約１０００ｄｔｅｘに収束したトウを、温度９０℃の温浴中を通過させながら２．８倍延伸し、ギロチンカッターにより２ｍｍ長に切断し、繊度２．２ｄｔｅｘの海島型短繊維を得た。
【００４０】
そして、この海島型短繊維を、水酸化ナトリウムを濃度３ｍａｓｓ％に希釈した水溶液（ｐＨ：１４、温度：９８℃）に数時間浸漬したが、海成分、島成分共に加水分解されており、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。そのため、水酸化ナトリウムの濃度と温度の組み合わせを、３ｍａｓｓ％−８０℃及び１ｍａｓｓ％−９８℃の組み合わせで行ってみたが、いずれの場合も海成分、島成分共に加水分解され、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。
【００４１】
（比較例３）
海成分として、スルホイソフタル酸（ＳＩＰＡ）変性ポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製、変性率：４．５ｍｏｌ％）を用意し、島成分として、固有粘度（ＩＶ値）が０．６５のポリエチレンテレフタレート（東レ（株）製、品番：Ｔ−９００Ｅ）を用意した。
【００４２】
次いで、通常の海島型複合溶融紡糸装置を用い、温度２８０℃に設定した海島紡糸ノズル（ノズル径：０．３ｍｍ）に、前記海成分と島成分とを体積比率６０：４０で供給し、１１．８８ｇ／ｍｉｎ．の速度で吐出した後に、８００ｍ／ｍｉｎ．で巻き取り、未延伸糸（島数：２５、横断面形状：円形）を得た。
【００４３】
その後、未延伸糸を繊度約１０００ｄｔｅｘに収束したトウを、温度９０℃の温浴中を通過させながら２．８倍延伸し、ギロチンカッターにより２ｍｍ長に切断し、繊度２．２ｄｔｅｘの海島型短繊維を得た。
【００４４】
そして、この海島型短繊維を、水酸化ナトリウムを濃度３ｍａｓｓ％に希釈した水溶液（ｐＨ：１４、温度：９８℃）に数時間浸漬したが、海成分、島成分共に加水分解されており、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。そのため、水酸化ナトリウムの濃度と温度の組み合わせを、３ｍａｓｓ％−８０℃及び１ｍａｓｓ％−９８℃の組み合わせで行ってみたが、いずれの場合も海成分、島成分共に加水分解され、繊維径を測定するまでもなく、ポリエチレンテレフタレート島短繊維の繊維径は不均一であった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリブチレンサクシネートを海成分とし、前記ポリブチレンサクシネートを加水分解酵素により分解除去する条件下で質量減少率が５ｍａｓｓ％以下のポリエステルを島成分とすることを特徴とする海島型繊維。
【請求項２】
加水分解酵素がリパーゼであることを特徴とする、請求項１記載の海島型繊維。
【請求項３】
島成分がポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートの中から選ばれる樹脂成分からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の海島型繊維。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の海島型繊維を、加水分解酵素により海成分を分解除去することを特徴とするポリエステル島繊維の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の海島型繊維から形成したポリエステル島繊維を含んでいることを特徴とする繊維シート。
【請求項１】
ポリブチレンサクシネートを海成分とし、前記ポリブチレンサクシネートを加水分解酵素により分解除去する条件下で質量減少率が５ｍａｓｓ％以下のポリエステルを島成分とすることを特徴とする海島型繊維。
【請求項２】
加水分解酵素がリパーゼであることを特徴とする、請求項１記載の海島型繊維。
【請求項３】
島成分がポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレートの中から選ばれる樹脂成分からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の海島型繊維。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の海島型繊維を、加水分解酵素により海成分を分解除去することを特徴とするポリエステル島繊維の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の海島型繊維から形成したポリエステル島繊維を含んでいることを特徴とする繊維シート。
【公開番号】特開２００６−２６５７６５（Ｐ２００６−２６５７６５Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８５０７４（Ｐ２００５−８５０７４）
【出願日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（０００２２９５４２）日本バイリーン株式会社 (378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（０００２２９５４２）日本バイリーン株式会社 (378)
【Ｆターム（参考）】
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