複合繊維
【課題】化石資源の使用量を低減し、二酸化炭素の増大を抑制しうるポリオレフィンを少なくとも繊維表面に有するポリオレフィンとポリ乳酸との複合繊維を提供する。
【解決手段】バイオマス由来の成分を原料とするポリオレフィンを含んでなる複合繊維であって、放射性炭素（炭素１４）測定によるところのバイオマス由来炭素の存在割合が前記ポリオレフィンを構成する全炭素に対して７０％以上であり、前記ポリオレフィンが繊維横断面の外周の少なくとも一部を構成し、その他の部分がポリ乳酸からなる複合繊維。
【解決手段】バイオマス由来の成分を原料とするポリオレフィンを含んでなる複合繊維であって、放射性炭素（炭素１４）測定によるところのバイオマス由来炭素の存在割合が前記ポリオレフィンを構成する全炭素に対して７０％以上であり、前記ポリオレフィンが繊維横断面の外周の少なくとも一部を構成し、その他の部分がポリ乳酸からなる複合繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス由来のモノマー成分を原料に含むポリオレフィンとポリ乳酸から構成される複合繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィンは、機械的強度、化学的安定性に優れ、かつ、安価であるため、各種の繊維、シート、フィルム、容器等の用途分野において世界中で広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、これらの樹脂は、限りある化石資源を原料としたものであり、また廃棄にあたっても、自然環境下ではほとんど分解しないため焼却処理が主流となっており、焼却により発生する二酸化炭素が地球温暖化の一因であるとして、大きな社会問題となっている。
【０００４】
これに対し、バイオマスの起源である植物は、太陽エネルギーと二酸化炭素および水から光合成により澱粉、セルロースやリグニンなどの植物バイオマスを作ることができる。したがって、こういったバイオマス由来の成分を樹脂原料にすれば、化石資源の使用量を抑制することができ、使用後に焼却処理して二酸化炭素と水に分解されても、これらは再び光合成によって植物に取り込まれるものであり、すなわち、これを構成する炭素源については循環系のライフサイクルを構築するものであり、究極のリサイクル素材とすることができる。よって、バイオマス由来成分を原料として用いた分、温室効果ガスとなる二酸化炭素の新たな発生を削減できることになる。このことは最近「カーボンニュートラル」と称されて、将来の望ましい姿であるとされている。（例えば、非特許文献１参照)
【０００５】
例えば、(財)化学技術戦略推進機構では、石油の代わりにサトウキビの搾り汁を発酵させてアルコールを作りこれを化学反応でエチレンやプロピレンに変える「バイオマスコンビナート構想」を提起し、２００７年秋より技術開発に着手したことが報告されている。(例えば、 非特許文献２参照。) また、米国、ダウ・ケミカル社とブラジルのアルコール・精糖大手のクリスタルセブ社は、２０１１年稼動を目指してブラジルでサトウキビを原料とするエタノールからエチレン、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）までの一貫工場を建設することを発表した。（例えば、非特許文献３参照。）
【０００６】
このように、バイオマス由来炭素を含むポリオレフィンについては、小規模製造から工業的生産に向けて検討されている段階にある。
【非特許文献１】バイオマス・ニッポン総合戦略骨子、農水省・環境省・経産省プレスリリース、平成１４年７月３０日
【非特許文献２】毎日新聞２００６年１２月１２日付け記事
【非特許文献３】石油化学新報、第４１６８号６〜７ページ（２００７年７月２７日発行） また、ポリ乳酸についても同様に、バイオマス由来のポリマーであり、自然環境下で最終的に二酸化炭素と水に分解される完全生分解性を有し、排出される二酸化炭素はカーボンニュートラルに適ったものといえる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、石油資源の消費量を抑制し、廃棄に当たっては大気中への二酸化炭素の純増を抑制することのできる、ポリオレフィンとポリ乳酸とからなる複合繊維を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を行い、ポリオレフィンの原料モノマーについて所定量以上をバイオマス由来とすればこの目的が達成されることに想到した。すなわち、本発明の複合繊維は以下の構成を要旨とするものである。
（ａ）バイオマス由来のポリオレフィンとポリ乳酸とを含んでなる複合繊維であって、前記ポリオレフィンにおける放射性炭素（炭素１４）測定によるところのバイオマス由来炭素の存在割合が７０％以上であり、かつ前記ポリオレフィンが繊維横断面の外周表面の少なくとも一部を構成し、その他の部分がポリ乳酸からなることを特徴とする複合繊維。
（ｂ）前記ポリオレフィンが、ポリエチレン又はその共重合体であることを特徴とする（ａ）記載の複合繊維。
（ｃ）前記ポリエチレンが、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に記載の方法に準じて、温度１９０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）で測定したＭＦＲが１０〜６０ｇ／１０分である高密度ポリエチレンであることを特徴とする（ｂ）記載の複合繊維。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の複合繊維は、放射性炭素（炭素１４）測定によるところのバイオマス由来炭素の存在割合が７０％以上であるポリオレフィンを構成成分として使用しているため、汎用資材として使用するにあたって、石油資源の枯渇の抑制に寄与するところが大きく、また、焼却廃棄に際しても、地球温暖化の原因物質である二酸化炭素の大気中での増加を大幅に抑制することができる。
【００１０】
本発明の複合繊維は、バイオマス由来の成分を原料としたポリオレフィンを使用したものであるにもかかわらず、石油系原料からなるポリオレフィンを用いてなる場合と同等な物性を、安定して保持するものとなる。
【００１１】
加えて、本発明の複合繊維は、ポリオレフィンに対するその他の成分としてバイオマス由来のポリ乳酸を使用しているため、より環境負荷の低いものとすることができる。
【００１２】
また、本発明の複合繊維を用いた不織布は耐毛羽立ち性、風合いや肌触り感に優れたソフト性を有し、吸収性物品、衛生材料、ワイパー等に好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の複合繊維としては、バイオマス由来のモノマー成分を原料としてなるポリオレフィンを含んでいることが必要である。
【００１４】
本発明におけるポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられるが、ポリエチレン又はポリエチレンを含んでなる共重合体であることが好ましい。具体的には、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンであることが好ましく、基本的には、従来の化石資源由来と同等な物性を有するものである。
【００１５】
また、本発明におけるポリオレフィンの溶融粘度としては、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に記載の方法に準じて、温度１９０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）で測定したＭＦＲが１０〜６０ｇ／１０分であることが好ましく、２０〜４０ｇ／１０分であることがより好ましい。ＭＦＲが１０ｇ／１０分未満であると、溶融押出が困難となる傾向にあるため好ましくない。一方、ＭＦＲが６０ｇ／１０分を超えても、溶融押出により良好に繊維化しにくくなったり、繊維の機械的強度が低下したりする傾向となるので好ましくない。
【００１６】
本発明におけるバイオマス由来のポリオレフィンとしては、バイオマス由来炭素の存在割合が、ポリオレフィンを構成する全炭素に対し７０％以上を占めるものであることが必要であり、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上であり、特に好ましくは１００％をバイオマス由来炭素が占める場合である。当該バイオマス由来炭素の存在割合が、７０％未満である場合、従来の石油系資源からなる素材をバイオマス由来の素材に置き換えることで、ポリオレフィンについてのカーボンニュートラルを達成するという本発明の主旨にそぐわないものとなる。
【００１７】
本発明におけるバイオマス由来炭素とは、大気中に二酸化炭素として存在していた炭素が植物中に炭酸同化されることで取り込まれ、これを原料として合成されたポリオレフィン中に存在する炭素を示すものであり、放射性炭素（炭素１４）の測定により同定することができる。
【００１８】
ここで、本発明におけるバイオマス由来成分の存在割合を特定するにあたって、放射性炭素（炭素１４）の測定を行うことの意味について、以下に説明する。大気中の高層部においては、窒素原子に宇宙線（中性子）が衝突して炭素１４原子が生成される反応が継続して起こっており、これが大気中全体へと循環しているため、大気中のニ酸化炭素には、炭素１４が一定割合［平均として１０７ｐＭＣ（ｐｅｒｃｅｎｔ ｍｏｄｅｒｎ ｃａｒｂｏｎ）］で含まれていることが測定されている。一方、地中に閉じ込まれた炭素１４原子は、上記の循環からは隔離されているため、放射線を出しながら半減期５，３７０年で窒素原子に戻っていく反応のみが起こり、現在の石油などの化石原料中には炭素１４原子が殆ど残っていない。したがって、対象となる試料中における炭素１４の濃度を測定し、大気中の炭素１４の含有割合［１０７ｐＭＣ］を指標として逆算することで、試料中に含まれる炭素のうちのバイオマス由来炭素の割合を求めることができる。
【００１９】
また、放射性炭素（炭素１４）の測定では、リサイクルされたポリオレフィンに対してもバイオマス由来の成分の含有割合を分析することができるため、バイオマス由来成分のリサイクル用途への循環利用の促進を図る上でも効果的な手法である。したがって、本発明のポリオレフィンとしては、バイオマス由来成分を重合して新たに得られたポリオレフィンのみならず、バイオマス由来のポリオレフィンが含有されてなるリサイクルポリオレフィンも包含するものである。
【００２０】
上記のように本発明におけるポリオレフィンとしては、放射性炭素（炭素１４）の測定に依るところのバイオマス由来の炭素の存在割合が、オレフィン骨格を構成する全炭素に対し７０％以上を占めるものであり、これにより焼却廃棄にあたって大気中での二酸化炭素の純増を抑制することができる。ここで、二酸化炭素の純増とは、カーボンニュートラルには該当しない、化石資源に起因する二酸化炭素の増加分を意味する。
【００２１】
本発明におけるバイオマス由来のポリオレフィンの製造方法としては、例えばポリエチレンの場合、トウモロコシ、サトウキビ、サツマイモなどから得られる澱粉や糖分を微生物で発酵させてバイオエタノールを製造し、これを脱水反応させることでエチレンを製造し、さらに重合させることでバイオマス由来１００％のポリエチレンを得ることができる。
【００２２】
また、バイオマス由来炭素の存在割合が、７０％以上１００％未満のポリオレフィンの製造方法としては、バイオマス由来のオレフィンと石油系素材のみからなるオレフィンを重合させることで製造してもよいし、また、バイオマス由来のポリオレフィンチップと石油系素材のみからなるポリオレフィンチップをブレンドすることで製造してもよい。
【００２３】
本発明の複合繊維としては、バイオマス由来のポリオレフィンと共に、ポリ乳酸が使用されていることが必要である。
【００２４】
本発明で用いるポリ乳酸としては、ポリＤ−乳酸、ポリＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸とポリＬ−乳酸との共重合体であるポリＤＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸とポリＬ−乳酸との混合物（ステレオコンプレックス）、ポリＤ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリＬ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリＤ−乳酸又はポリＬ−乳酸と脂肪族ジカルボン酸及び脂肪族ジオールとの共重合体、あるいはこれらのブレンド体が挙げられる。
【００２５】
そして、ポリ乳酸は、上記のようにＬ−乳酸とＤ−乳酸が単独で用いられているもの、もしくは併用されているものであるが、中でも融点が１２０℃以上であることが好ましい。
【００２６】
ポリ乳酸のホモポリマーであるＬ−乳酸やＤ−乳酸の融点は約１８０℃であるが、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸との共重合体の場合、いずれかの成分の割合を１０モル％程度とすると、融点はおよそ１３０℃程度となる。
【００２７】
さらに、いずれかの成分の割合を１８モル％以上とすると、融点は１２０℃未満、融解熱は１０Ｊ／ｇ未満となって、ほぼ完全に非晶性の性質となる。このような非晶性のポリマーとなると、製造工程において特に熱延伸し難くなり、高強度の繊維が得られ難くなるという問題が生じたり、繊維が得られたとしても、耐熱性及び耐摩耗性に劣ったものとなるため好ましくない。
【００２８】
そこで、ポリ乳酸としては、ラクチドを原料として重合する時のＬ−乳酸やＤ−乳酸の含有割合で示されるＬ−乳酸とＤ−乳酸の含有比（モル比）であるＬ／Ｄ又はＤ／Ｌが、８２／１８以上のものが好ましく、中でも９０／１０以上、さらには９５／５以上とすることが好ましい。
【００２９】
また、ポリ乳酸の中でも、上記したようなポリＤ−乳酸とポリＬ−乳酸との混合物（ステレオコンプレックス）は、融点が２００〜２３０℃と高く、高温雰囲気下での強度も高くなり、特に好ましい。
【００３０】
本発明の複合繊維としては、上記ポリオレフィンが繊維横断面の外周表面の少なくとも一部を構成し、その他の部分がポリ乳酸からなることが必要である。これにより、本発明の複合繊維においては、柔らかなポリマーであるポリエチレンなどのポリオレフィンが繊維横断面の外周表面の少なくとも一部を構成しているため、これを用いた織物や編物は風合いが柔らかい特徴を有するものとなる。また、これらの複合繊維からなる短繊維不織布やスパンボンド不織布においては、ポリエチレンなどのポリオレフィンを熱融着処理することで、風合い（柔らかさ）や肌触り感、耐毛羽立性等が良好なものとなる。そして、２０ｇ／ｍ２以下程度の低目付の不織布においては、紙おむつなどの吸収性物品等に好適に使用できるものとなる。
【００３１】
また、本発明の複合繊維としては、バイオマス由来のポリオレフィンとポリ乳酸とを構成成分とした複合繊維であり、その構造はたとえば同心あるいは偏心の芯鞘型、並列型、海島型などのいずれであってもよい。中でも同心芯鞘型構造の複合繊維は熱融着性が良好で、その物性も一定しており好ましい。このほか、異形断面構造や、分割型構造を有するものであってもよい。
【００３２】
本発明の複合繊維におけるポリオレフィンとポリ乳酸の比率としては、特に限定はしないが、操業性、コストの面から、容積比で３０／７０〜７０／３０の範囲であることが好ましい。
【００３３】
本発明の複合繊維には、本発明の効果を妨げない範囲において、公知の酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、防汚剤等、安定剤、難燃剤、抗菌剤、着色剤などが添加されていてもよい。
【００３４】
本発明の複合繊維は、長繊維あるいはスパンボンド不織布として用いてもよいし、数千〜数百万本を集合させた繊維束として切断し、繊維長５〜１５０ｍｍ程度の短繊維としてから紡績糸や短繊維不織布用途に用いてもよい。
【００３５】
また、本発明の複合繊維は単独で用いてもよいが、他の繊維と混用する用途にも適しており、混紡、交撚、精紡交撚を行ったり、交織、交編して用いても混合不織布としてもよい。混用する他の繊維としては、ポリエステル、ナイロン、アクリル、アラミド等の合成繊維、ビスコース、キュプラ、ポリノジック等のレーヨン系繊維、リヨセル等の溶剤紡糸セルロース繊維、絹、綿、麻、羊毛その他の獣毛繊維が挙げられる。
【００３６】
次に、本発明の複合繊維を用いた不織布の用途とこれに使用可能な複合繊維の繊度について述べる。繊度としてはバッテリーセパレーターのように非常に細い繊度のものが要求されるものから、高い土圧に耐えられるような土木特殊用途に求められる太繊度のものまで、広い繊度範囲とすることが可能である。一例をあげると、バッテリーセパレーター等では１デシテックス（以下、ｄｔｅｘという）以下の繊度が使われ、オムツ、生理用品、吸汗パット、皮脂除去用シート材、お手拭き等のなどの衛生材料として用いる場合で、約０．２〜６ｄｔｅｘ、べたがけシート・防草シート・果実保護袋・保温シート等といった農業資材として用いる場合で約０．５〜１００ｄｔｅｘ程度である。そのほか、包装材、飛行機や旅客車両の使い捨てシートカバー、便座カバー、衣服の保温材・型どり基材、エアフィルター・油吸着材、ワイパー（家庭用使い捨て雑巾、眼鏡拭き、床拭き材、畳拭き材等）等の一般資材、生活資材、外科用ガウンやマスク・帽子といったメディカル資材として約０．５〜１００ｄｔｅｘ程度のものが使用できる。
【００３７】
なお、不織布における熱接着処理方法としては、大きく分けて、熱風等を利用し、繊維の交点の大多数を接着させる熱スルーエアー方法と、エンボスロール等を利用し、不織繊維集合体の一部を熱接着させる点熱圧着方法の２種類に区分できる。前者の熱スルーエアー方法としては、例えば、不織繊維集合体を積層した後、熱風循環式回転乾燥機内へ導入して低融点成分を溶融固化し、複合繊維不織布を得るやり方がある。この熱スルーエアー方法は、捲縮の発現する繊維を利用した場合、嵩高な不織布を得るためには良好な熱接着処理方法である 後者の点熱圧着方法としては、例えば特許２１０３００７号に開示されているように、不織繊維集合体を繊維の融点より１５〜３０℃低い温度でエンボス加工する方法等がある。この点熱圧着方法は、風合いのよい不織布が得られるという効果を有する。
【００３８】
本発明の複合繊維を用いた不織布における目付の範囲は、特に限定されないが、均一な目付の不織布の製造や、点熱圧着の処理のし易さ、該点熱圧着部の上記断面構造の形成をふまえれば、３〜２０００ｇ／ｍ２である。また、スパンボンド不織布には、５〜１００ｇ／ｍ２のものが好ましく用いられる。これらのうち、風合いや柔らかさを考慮すれば、上記範囲の内の３〜１００ｇ／ｍ２が好ましい。特に、衛生材料では、５〜３０ｇ／ｍ２が好ましいが該繊度や目付の値は、本発明を限定するものではない。
【００３９】
本発明の複合繊維の製造方法について、上記したような数千〜数百万本を集合させた繊維束とし、短繊維とする場合の製造例を用いて説明する。バイオマス由来炭素の存在割合が７０％以上であるポリオレフィンとポリ乳酸を通常の複合紡糸装置（同心芯鞘型の複合紡糸装置）を用いて溶融紡糸し、冷却、油剤を付与した後、延伸することなく一旦巻取る。この未延伸糸を数十万〜二百万ｄｔｅｘのトウに集束して、延伸倍率２〜５倍、延伸温度４０〜８０℃で延伸を行い、８０〜１２０℃で熱処理を施す。続いて、押し込み式クリンパーにより機械捲縮を施した後、仕上げ油剤付与、乾燥機で乾燥を行い、さらにＥＣカッター等のカッターで目的とする長さに切断して短繊維とする。
【００４０】
なお、長繊維とする際には、未延伸糸（マルチフィラメント状）を巻き取った後、トウとして集束することなく延伸を施すか、もしくは未延伸糸を用いて延伸しながら撚糸や仮撚加工等を行って加工糸を得る方法がある。
【００４１】
次に本発明の複合繊維を用いたスパンボンド不織布の製造方法について、その一例を概説する。すなわち、複合紡糸口金より溶融押し出しされた上記複合繊維をエアーサッカーの高速空気流を利用して牽引延伸し、これら繊維を直接、または揺動機構や帯電装置をもつ開繊装置で分散後、移動する捕集コンベア上に堆積させてシート状の長繊維ウェブを形成した後、これを熱点圧着して不織布を形成する。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例における特性値等の測定法は、次の通りである。また、ポリオレフィンのＭＦＲの測定法は前記したとおりである。
（１）融点（℃）
パーキンエルマ社製の示差走査型熱量計ＤＳＣ−２型を用い、昇温速度２０℃／分の条件で測定し、得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度を融点とした。
（２）単糸繊度（ｄｔｅｘ）
ＪＩＳ Ｌ−１０１５ ７−５−１−１Ａの方法により測定した。
【００４３】
（３）不織布の引張強力（ｃＮ／２５ｍｍ幅）
不織布を幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの短冊状に切断し、試料を作成した。この試料をオリエンテック社製ＵＴＭ−４型のテンシロンを用いて、つかみ間隔１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／分の条件で伸長切断し、最大強力を読み取った。本発明においては、引張強力１０００ｃＮ以上を実用的な強力を有するものとした。
（４）不織布の剛軟度（ｃｍ）
ＪＩＳ Ｌ−１０９６記載の４５度カンチレバー法に基づき、不織布の先端が４５度の
斜面に接触するまでの移動距離（ｃｍ）を測定した。本発明においては剛軟度（移動距離）が１０ｃｍ未満を柔軟性が良好、１０ｃｍ以上を柔軟性が不良とした。
（５）不織布の風合い
不織布を１０人のパネラーによる手触り試験により、風合いのソフト性を官能評価した。１０人中９人以上が風合いについてソフトであると評価した場合は○、５〜８人が風合いについてソフトであると評価した場合は△、同じく４人以下である場合は×とした。○の場合を合格とした。
【００４４】
（６）毛羽立ち性
不織布を１０人のパネラーが目視で検査した。１０人中９人以上が毛羽について全くあるいは殆どないと評価した場合は○、１０人中９人以上が毛羽について明らかに認められると評価した場合は×、その他の場合は△と評価した。○の場合を合格とした。
（７）放射性炭素（炭素１４）の測定によるバイオマス由来炭素の存在割合
試料を加速機質量分光計（ＡＭＳ）にかけて炭素１４の含有量を測定した。なお、大気中のニ酸化炭素には炭素１４が一定割合含有される（これは高層大気中で窒素に中性子が衝突して炭素１４生成されるため。）が、石油などの化石原料には炭素１４が殆ど含まれない（炭素１４は地中では放射線を出しながら半減期５，３７０年で窒素に変わっていくため。）。一方、現在の大気中における炭素１４の存在割合は、特定値［平均として１０７ｐＭＣ（ｐｅｒｃｅｎｔ ｍｏｄｅｒｎ ｃａｒｂｏｎ）］であることが測定されており、光合成を行う現存の植物にはこの比率で炭素１４が取り込まれていることが知られている。従って、試料中の全炭素と炭素１４の含有量を測定することにより、試料中に含まれる炭素のうちのバイオマス由来炭素の割合を求めることができる。（下記式参照）
バイオマス由来炭素の含有割合（％）＝（試料中のバイオマス由来の炭素量／試料中の全炭素量）×１００
【００４５】
（実施例１）
ポリ乳酸（融点；１７０℃）を芯部とし、バイオマス由来炭素のみを有する高密度ポリエチレン（ＭＦＲ；２０．４、融点；１３０℃）を鞘部とし、孔数１０１４、円形断面同心芯鞘複合紡糸口金を用い、芯：鞘＝５０：５０となるように計量し、紡糸温度２３０℃、紡糸速度７００ｍ／ｍｉｎで溶融紡糸し、複合繊維の未延伸糸を得た。次いで、得られた未延伸糸を延伸温度６５℃、延伸倍率３．２０倍で延伸を行い、次いで、押し込み式の捲縮機により捲縮を付与した後、仕上げ油剤付与後に６５℃で乾燥させ、繊維長５１ｍｍに切断し、繊度が２．２ｄｔｅｘである芯鞘型複合繊維を得た。
【００４６】
得られた芯鞘型複合繊維１００％をカード機にかけ、ランダムウエバーで、目付け１８ｇ／ｃｍ２のウェブを作成した。このウェブを連続熱処理機に通し、１３５℃にて1分間
の熱融着処理を行い、２２ｇ／ｃｍ２の不織布を作製した。この不織布の引張強力、剛軟性および風合いを評価した結果を表１に示した。
【００４７】
（実施例２〜３）
芯鞘型複合繊維の鞘部のバイオマス由来のポリオレフィンとして、表１に示すものを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例２〜３の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００４８】
（実施例４）
芯鞘型複合繊維の鞘部をバイオマス由来炭素のみを有する低密度ポリエチレン（ＭＦＲ；３８．０、融点；１１０℃）とし、不織布作製の際の熱融着温度を変更した以外は、実施例１と同様にして実施例４の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００４９】
（実施例５〜６）
ポリ乳酸を芯部とし、バイオマス由来炭素のみを有する高密度ポリエチレン（ＭＦＲ；２０．４、融点；１３０℃）を鞘部とし、芯鞘比率を表１に示すようにした以外は、実施例１と同様にして実施例５〜６の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００５０】
（比較例１）
芯鞘型複合繊維の鞘部を石油系由来の高密度ポリエチレン（ＭＦＲ；２０．１、融点；１３０℃）とした以外は、実施例１と同様にして比較例１の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００５１】
（比較例２〜３）
ポリ乳酸を芯部とし、石油系由来の高密度ポリエチレン（ＭＦＲ；２０．４、融点；１３０℃）を鞘部とし、芯鞘比率を表１に示すようにした以外は、実施例１と同様にして比較例２〜３の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００５２】
（比較例４）
芯鞘型複合繊維の鞘部のバイオマス由来のポリオレフィンとして、表１に示すものを用いた以外は、実施例１と同様にして比較例４の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００５３】
（比較例５）
芯鞘型複合繊維の鞘部をバイオマス由来炭素のみを有する高密度ポリエチレン（ＭＦＲ；８０．４、融点；１３０℃）とした以外は、実施例１と同様にして比較例５の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１より明らかなように、本発明の要件を満たす実施例１〜６は、不織布の強力も十分高く、また、風合いも非常にソフトであり、毛羽立ちも無く良好であった。かつ、バイオマス由来の成分を所定量以上に含有するため、環境負荷が少なく、カーボンニュートラルの主旨に則したものであった。
【００５６】
一方、比較例１〜３では、従来の石油系素材のみからなる複合繊維であるため、物性的には遜色のないものであった。しかしながら、バイオマス由来の成分を全く含んでいないため、環境負荷の低減効果を全く有さないものであった。
【００５７】
また、比較例４に関しても、物性的には遜色ないものであった。しかしながら、バイオマス由来の成分を所定量未満しか含有していないため、環境負荷の低減効果を十分に有さないものであった。
【００５８】
比較例５に関しては、鞘部のポリエチレンのＭＦＲが適正値の範囲内ではないため、繊維の機械的強度が低下し、不織布の引張り強力が著しく低い値をとった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス由来のモノマー成分を原料に含むポリオレフィンとポリ乳酸から構成される複合繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィンは、機械的強度、化学的安定性に優れ、かつ、安価であるため、各種の繊維、シート、フィルム、容器等の用途分野において世界中で広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、これらの樹脂は、限りある化石資源を原料としたものであり、また廃棄にあたっても、自然環境下ではほとんど分解しないため焼却処理が主流となっており、焼却により発生する二酸化炭素が地球温暖化の一因であるとして、大きな社会問題となっている。
【０００４】
これに対し、バイオマスの起源である植物は、太陽エネルギーと二酸化炭素および水から光合成により澱粉、セルロースやリグニンなどの植物バイオマスを作ることができる。したがって、こういったバイオマス由来の成分を樹脂原料にすれば、化石資源の使用量を抑制することができ、使用後に焼却処理して二酸化炭素と水に分解されても、これらは再び光合成によって植物に取り込まれるものであり、すなわち、これを構成する炭素源については循環系のライフサイクルを構築するものであり、究極のリサイクル素材とすることができる。よって、バイオマス由来成分を原料として用いた分、温室効果ガスとなる二酸化炭素の新たな発生を削減できることになる。このことは最近「カーボンニュートラル」と称されて、将来の望ましい姿であるとされている。（例えば、非特許文献１参照)
【０００５】
例えば、(財)化学技術戦略推進機構では、石油の代わりにサトウキビの搾り汁を発酵させてアルコールを作りこれを化学反応でエチレンやプロピレンに変える「バイオマスコンビナート構想」を提起し、２００７年秋より技術開発に着手したことが報告されている。(例えば、 非特許文献２参照。) また、米国、ダウ・ケミカル社とブラジルのアルコール・精糖大手のクリスタルセブ社は、２０１１年稼動を目指してブラジルでサトウキビを原料とするエタノールからエチレン、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）までの一貫工場を建設することを発表した。（例えば、非特許文献３参照。）
【０００６】
このように、バイオマス由来炭素を含むポリオレフィンについては、小規模製造から工業的生産に向けて検討されている段階にある。
【非特許文献１】バイオマス・ニッポン総合戦略骨子、農水省・環境省・経産省プレスリリース、平成１４年７月３０日
【非特許文献２】毎日新聞２００６年１２月１２日付け記事
【非特許文献３】石油化学新報、第４１６８号６〜７ページ（２００７年７月２７日発行） また、ポリ乳酸についても同様に、バイオマス由来のポリマーであり、自然環境下で最終的に二酸化炭素と水に分解される完全生分解性を有し、排出される二酸化炭素はカーボンニュートラルに適ったものといえる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、石油資源の消費量を抑制し、廃棄に当たっては大気中への二酸化炭素の純増を抑制することのできる、ポリオレフィンとポリ乳酸とからなる複合繊維を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討を行い、ポリオレフィンの原料モノマーについて所定量以上をバイオマス由来とすればこの目的が達成されることに想到した。すなわち、本発明の複合繊維は以下の構成を要旨とするものである。
（ａ）バイオマス由来のポリオレフィンとポリ乳酸とを含んでなる複合繊維であって、前記ポリオレフィンにおける放射性炭素（炭素１４）測定によるところのバイオマス由来炭素の存在割合が７０％以上であり、かつ前記ポリオレフィンが繊維横断面の外周表面の少なくとも一部を構成し、その他の部分がポリ乳酸からなることを特徴とする複合繊維。
（ｂ）前記ポリオレフィンが、ポリエチレン又はその共重合体であることを特徴とする（ａ）記載の複合繊維。
（ｃ）前記ポリエチレンが、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に記載の方法に準じて、温度１９０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）で測定したＭＦＲが１０〜６０ｇ／１０分である高密度ポリエチレンであることを特徴とする（ｂ）記載の複合繊維。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の複合繊維は、放射性炭素（炭素１４）測定によるところのバイオマス由来炭素の存在割合が７０％以上であるポリオレフィンを構成成分として使用しているため、汎用資材として使用するにあたって、石油資源の枯渇の抑制に寄与するところが大きく、また、焼却廃棄に際しても、地球温暖化の原因物質である二酸化炭素の大気中での増加を大幅に抑制することができる。
【００１０】
本発明の複合繊維は、バイオマス由来の成分を原料としたポリオレフィンを使用したものであるにもかかわらず、石油系原料からなるポリオレフィンを用いてなる場合と同等な物性を、安定して保持するものとなる。
【００１１】
加えて、本発明の複合繊維は、ポリオレフィンに対するその他の成分としてバイオマス由来のポリ乳酸を使用しているため、より環境負荷の低いものとすることができる。
【００１２】
また、本発明の複合繊維を用いた不織布は耐毛羽立ち性、風合いや肌触り感に優れたソフト性を有し、吸収性物品、衛生材料、ワイパー等に好適に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の複合繊維としては、バイオマス由来のモノマー成分を原料としてなるポリオレフィンを含んでいることが必要である。
【００１４】
本発明におけるポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられるが、ポリエチレン又はポリエチレンを含んでなる共重合体であることが好ましい。具体的には、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンであることが好ましく、基本的には、従来の化石資源由来と同等な物性を有するものである。
【００１５】
また、本発明におけるポリオレフィンの溶融粘度としては、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に記載の方法に準じて、温度１９０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）で測定したＭＦＲが１０〜６０ｇ／１０分であることが好ましく、２０〜４０ｇ／１０分であることがより好ましい。ＭＦＲが１０ｇ／１０分未満であると、溶融押出が困難となる傾向にあるため好ましくない。一方、ＭＦＲが６０ｇ／１０分を超えても、溶融押出により良好に繊維化しにくくなったり、繊維の機械的強度が低下したりする傾向となるので好ましくない。
【００１６】
本発明におけるバイオマス由来のポリオレフィンとしては、バイオマス由来炭素の存在割合が、ポリオレフィンを構成する全炭素に対し７０％以上を占めるものであることが必要であり、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上であり、特に好ましくは１００％をバイオマス由来炭素が占める場合である。当該バイオマス由来炭素の存在割合が、７０％未満である場合、従来の石油系資源からなる素材をバイオマス由来の素材に置き換えることで、ポリオレフィンについてのカーボンニュートラルを達成するという本発明の主旨にそぐわないものとなる。
【００１７】
本発明におけるバイオマス由来炭素とは、大気中に二酸化炭素として存在していた炭素が植物中に炭酸同化されることで取り込まれ、これを原料として合成されたポリオレフィン中に存在する炭素を示すものであり、放射性炭素（炭素１４）の測定により同定することができる。
【００１８】
ここで、本発明におけるバイオマス由来成分の存在割合を特定するにあたって、放射性炭素（炭素１４）の測定を行うことの意味について、以下に説明する。大気中の高層部においては、窒素原子に宇宙線（中性子）が衝突して炭素１４原子が生成される反応が継続して起こっており、これが大気中全体へと循環しているため、大気中のニ酸化炭素には、炭素１４が一定割合［平均として１０７ｐＭＣ（ｐｅｒｃｅｎｔ ｍｏｄｅｒｎ ｃａｒｂｏｎ）］で含まれていることが測定されている。一方、地中に閉じ込まれた炭素１４原子は、上記の循環からは隔離されているため、放射線を出しながら半減期５，３７０年で窒素原子に戻っていく反応のみが起こり、現在の石油などの化石原料中には炭素１４原子が殆ど残っていない。したがって、対象となる試料中における炭素１４の濃度を測定し、大気中の炭素１４の含有割合［１０７ｐＭＣ］を指標として逆算することで、試料中に含まれる炭素のうちのバイオマス由来炭素の割合を求めることができる。
【００１９】
また、放射性炭素（炭素１４）の測定では、リサイクルされたポリオレフィンに対してもバイオマス由来の成分の含有割合を分析することができるため、バイオマス由来成分のリサイクル用途への循環利用の促進を図る上でも効果的な手法である。したがって、本発明のポリオレフィンとしては、バイオマス由来成分を重合して新たに得られたポリオレフィンのみならず、バイオマス由来のポリオレフィンが含有されてなるリサイクルポリオレフィンも包含するものである。
【００２０】
上記のように本発明におけるポリオレフィンとしては、放射性炭素（炭素１４）の測定に依るところのバイオマス由来の炭素の存在割合が、オレフィン骨格を構成する全炭素に対し７０％以上を占めるものであり、これにより焼却廃棄にあたって大気中での二酸化炭素の純増を抑制することができる。ここで、二酸化炭素の純増とは、カーボンニュートラルには該当しない、化石資源に起因する二酸化炭素の増加分を意味する。
【００２１】
本発明におけるバイオマス由来のポリオレフィンの製造方法としては、例えばポリエチレンの場合、トウモロコシ、サトウキビ、サツマイモなどから得られる澱粉や糖分を微生物で発酵させてバイオエタノールを製造し、これを脱水反応させることでエチレンを製造し、さらに重合させることでバイオマス由来１００％のポリエチレンを得ることができる。
【００２２】
また、バイオマス由来炭素の存在割合が、７０％以上１００％未満のポリオレフィンの製造方法としては、バイオマス由来のオレフィンと石油系素材のみからなるオレフィンを重合させることで製造してもよいし、また、バイオマス由来のポリオレフィンチップと石油系素材のみからなるポリオレフィンチップをブレンドすることで製造してもよい。
【００２３】
本発明の複合繊維としては、バイオマス由来のポリオレフィンと共に、ポリ乳酸が使用されていることが必要である。
【００２４】
本発明で用いるポリ乳酸としては、ポリＤ−乳酸、ポリＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸とポリＬ−乳酸との共重合体であるポリＤＬ−乳酸、ポリＤ−乳酸とポリＬ−乳酸との混合物（ステレオコンプレックス）、ポリＤ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリＬ−乳酸とヒドロキシカルボン酸との共重合体、ポリＤ−乳酸又はポリＬ−乳酸と脂肪族ジカルボン酸及び脂肪族ジオールとの共重合体、あるいはこれらのブレンド体が挙げられる。
【００２５】
そして、ポリ乳酸は、上記のようにＬ−乳酸とＤ−乳酸が単独で用いられているもの、もしくは併用されているものであるが、中でも融点が１２０℃以上であることが好ましい。
【００２６】
ポリ乳酸のホモポリマーであるＬ−乳酸やＤ−乳酸の融点は約１８０℃であるが、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸との共重合体の場合、いずれかの成分の割合を１０モル％程度とすると、融点はおよそ１３０℃程度となる。
【００２７】
さらに、いずれかの成分の割合を１８モル％以上とすると、融点は１２０℃未満、融解熱は１０Ｊ／ｇ未満となって、ほぼ完全に非晶性の性質となる。このような非晶性のポリマーとなると、製造工程において特に熱延伸し難くなり、高強度の繊維が得られ難くなるという問題が生じたり、繊維が得られたとしても、耐熱性及び耐摩耗性に劣ったものとなるため好ましくない。
【００２８】
そこで、ポリ乳酸としては、ラクチドを原料として重合する時のＬ−乳酸やＤ−乳酸の含有割合で示されるＬ−乳酸とＤ−乳酸の含有比（モル比）であるＬ／Ｄ又はＤ／Ｌが、８２／１８以上のものが好ましく、中でも９０／１０以上、さらには９５／５以上とすることが好ましい。
【００２９】
また、ポリ乳酸の中でも、上記したようなポリＤ−乳酸とポリＬ−乳酸との混合物（ステレオコンプレックス）は、融点が２００〜２３０℃と高く、高温雰囲気下での強度も高くなり、特に好ましい。
【００３０】
本発明の複合繊維としては、上記ポリオレフィンが繊維横断面の外周表面の少なくとも一部を構成し、その他の部分がポリ乳酸からなることが必要である。これにより、本発明の複合繊維においては、柔らかなポリマーであるポリエチレンなどのポリオレフィンが繊維横断面の外周表面の少なくとも一部を構成しているため、これを用いた織物や編物は風合いが柔らかい特徴を有するものとなる。また、これらの複合繊維からなる短繊維不織布やスパンボンド不織布においては、ポリエチレンなどのポリオレフィンを熱融着処理することで、風合い（柔らかさ）や肌触り感、耐毛羽立性等が良好なものとなる。そして、２０ｇ／ｍ２以下程度の低目付の不織布においては、紙おむつなどの吸収性物品等に好適に使用できるものとなる。
【００３１】
また、本発明の複合繊維としては、バイオマス由来のポリオレフィンとポリ乳酸とを構成成分とした複合繊維であり、その構造はたとえば同心あるいは偏心の芯鞘型、並列型、海島型などのいずれであってもよい。中でも同心芯鞘型構造の複合繊維は熱融着性が良好で、その物性も一定しており好ましい。このほか、異形断面構造や、分割型構造を有するものであってもよい。
【００３２】
本発明の複合繊維におけるポリオレフィンとポリ乳酸の比率としては、特に限定はしないが、操業性、コストの面から、容積比で３０／７０〜７０／３０の範囲であることが好ましい。
【００３３】
本発明の複合繊維には、本発明の効果を妨げない範囲において、公知の酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、防汚剤等、安定剤、難燃剤、抗菌剤、着色剤などが添加されていてもよい。
【００３４】
本発明の複合繊維は、長繊維あるいはスパンボンド不織布として用いてもよいし、数千〜数百万本を集合させた繊維束として切断し、繊維長５〜１５０ｍｍ程度の短繊維としてから紡績糸や短繊維不織布用途に用いてもよい。
【００３５】
また、本発明の複合繊維は単独で用いてもよいが、他の繊維と混用する用途にも適しており、混紡、交撚、精紡交撚を行ったり、交織、交編して用いても混合不織布としてもよい。混用する他の繊維としては、ポリエステル、ナイロン、アクリル、アラミド等の合成繊維、ビスコース、キュプラ、ポリノジック等のレーヨン系繊維、リヨセル等の溶剤紡糸セルロース繊維、絹、綿、麻、羊毛その他の獣毛繊維が挙げられる。
【００３６】
次に、本発明の複合繊維を用いた不織布の用途とこれに使用可能な複合繊維の繊度について述べる。繊度としてはバッテリーセパレーターのように非常に細い繊度のものが要求されるものから、高い土圧に耐えられるような土木特殊用途に求められる太繊度のものまで、広い繊度範囲とすることが可能である。一例をあげると、バッテリーセパレーター等では１デシテックス（以下、ｄｔｅｘという）以下の繊度が使われ、オムツ、生理用品、吸汗パット、皮脂除去用シート材、お手拭き等のなどの衛生材料として用いる場合で、約０．２〜６ｄｔｅｘ、べたがけシート・防草シート・果実保護袋・保温シート等といった農業資材として用いる場合で約０．５〜１００ｄｔｅｘ程度である。そのほか、包装材、飛行機や旅客車両の使い捨てシートカバー、便座カバー、衣服の保温材・型どり基材、エアフィルター・油吸着材、ワイパー（家庭用使い捨て雑巾、眼鏡拭き、床拭き材、畳拭き材等）等の一般資材、生活資材、外科用ガウンやマスク・帽子といったメディカル資材として約０．５〜１００ｄｔｅｘ程度のものが使用できる。
【００３７】
なお、不織布における熱接着処理方法としては、大きく分けて、熱風等を利用し、繊維の交点の大多数を接着させる熱スルーエアー方法と、エンボスロール等を利用し、不織繊維集合体の一部を熱接着させる点熱圧着方法の２種類に区分できる。前者の熱スルーエアー方法としては、例えば、不織繊維集合体を積層した後、熱風循環式回転乾燥機内へ導入して低融点成分を溶融固化し、複合繊維不織布を得るやり方がある。この熱スルーエアー方法は、捲縮の発現する繊維を利用した場合、嵩高な不織布を得るためには良好な熱接着処理方法である 後者の点熱圧着方法としては、例えば特許２１０３００７号に開示されているように、不織繊維集合体を繊維の融点より１５〜３０℃低い温度でエンボス加工する方法等がある。この点熱圧着方法は、風合いのよい不織布が得られるという効果を有する。
【００３８】
本発明の複合繊維を用いた不織布における目付の範囲は、特に限定されないが、均一な目付の不織布の製造や、点熱圧着の処理のし易さ、該点熱圧着部の上記断面構造の形成をふまえれば、３〜２０００ｇ／ｍ２である。また、スパンボンド不織布には、５〜１００ｇ／ｍ２のものが好ましく用いられる。これらのうち、風合いや柔らかさを考慮すれば、上記範囲の内の３〜１００ｇ／ｍ２が好ましい。特に、衛生材料では、５〜３０ｇ／ｍ２が好ましいが該繊度や目付の値は、本発明を限定するものではない。
【００３９】
本発明の複合繊維の製造方法について、上記したような数千〜数百万本を集合させた繊維束とし、短繊維とする場合の製造例を用いて説明する。バイオマス由来炭素の存在割合が７０％以上であるポリオレフィンとポリ乳酸を通常の複合紡糸装置（同心芯鞘型の複合紡糸装置）を用いて溶融紡糸し、冷却、油剤を付与した後、延伸することなく一旦巻取る。この未延伸糸を数十万〜二百万ｄｔｅｘのトウに集束して、延伸倍率２〜５倍、延伸温度４０〜８０℃で延伸を行い、８０〜１２０℃で熱処理を施す。続いて、押し込み式クリンパーにより機械捲縮を施した後、仕上げ油剤付与、乾燥機で乾燥を行い、さらにＥＣカッター等のカッターで目的とする長さに切断して短繊維とする。
【００４０】
なお、長繊維とする際には、未延伸糸（マルチフィラメント状）を巻き取った後、トウとして集束することなく延伸を施すか、もしくは未延伸糸を用いて延伸しながら撚糸や仮撚加工等を行って加工糸を得る方法がある。
【００４１】
次に本発明の複合繊維を用いたスパンボンド不織布の製造方法について、その一例を概説する。すなわち、複合紡糸口金より溶融押し出しされた上記複合繊維をエアーサッカーの高速空気流を利用して牽引延伸し、これら繊維を直接、または揺動機構や帯電装置をもつ開繊装置で分散後、移動する捕集コンベア上に堆積させてシート状の長繊維ウェブを形成した後、これを熱点圧着して不織布を形成する。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例によって本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例における特性値等の測定法は、次の通りである。また、ポリオレフィンのＭＦＲの測定法は前記したとおりである。
（１）融点（℃）
パーキンエルマ社製の示差走査型熱量計ＤＳＣ−２型を用い、昇温速度２０℃／分の条件で測定し、得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度を融点とした。
（２）単糸繊度（ｄｔｅｘ）
ＪＩＳ Ｌ−１０１５ ７−５−１−１Ａの方法により測定した。
【００４３】
（３）不織布の引張強力（ｃＮ／２５ｍｍ幅）
不織布を幅２５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの短冊状に切断し、試料を作成した。この試料をオリエンテック社製ＵＴＭ−４型のテンシロンを用いて、つかみ間隔１００ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／分の条件で伸長切断し、最大強力を読み取った。本発明においては、引張強力１０００ｃＮ以上を実用的な強力を有するものとした。
（４）不織布の剛軟度（ｃｍ）
ＪＩＳ Ｌ−１０９６記載の４５度カンチレバー法に基づき、不織布の先端が４５度の
斜面に接触するまでの移動距離（ｃｍ）を測定した。本発明においては剛軟度（移動距離）が１０ｃｍ未満を柔軟性が良好、１０ｃｍ以上を柔軟性が不良とした。
（５）不織布の風合い
不織布を１０人のパネラーによる手触り試験により、風合いのソフト性を官能評価した。１０人中９人以上が風合いについてソフトであると評価した場合は○、５〜８人が風合いについてソフトであると評価した場合は△、同じく４人以下である場合は×とした。○の場合を合格とした。
【００４４】
（６）毛羽立ち性
不織布を１０人のパネラーが目視で検査した。１０人中９人以上が毛羽について全くあるいは殆どないと評価した場合は○、１０人中９人以上が毛羽について明らかに認められると評価した場合は×、その他の場合は△と評価した。○の場合を合格とした。
（７）放射性炭素（炭素１４）の測定によるバイオマス由来炭素の存在割合
試料を加速機質量分光計（ＡＭＳ）にかけて炭素１４の含有量を測定した。なお、大気中のニ酸化炭素には炭素１４が一定割合含有される（これは高層大気中で窒素に中性子が衝突して炭素１４生成されるため。）が、石油などの化石原料には炭素１４が殆ど含まれない（炭素１４は地中では放射線を出しながら半減期５，３７０年で窒素に変わっていくため。）。一方、現在の大気中における炭素１４の存在割合は、特定値［平均として１０７ｐＭＣ（ｐｅｒｃｅｎｔ ｍｏｄｅｒｎ ｃａｒｂｏｎ）］であることが測定されており、光合成を行う現存の植物にはこの比率で炭素１４が取り込まれていることが知られている。従って、試料中の全炭素と炭素１４の含有量を測定することにより、試料中に含まれる炭素のうちのバイオマス由来炭素の割合を求めることができる。（下記式参照）
バイオマス由来炭素の含有割合（％）＝（試料中のバイオマス由来の炭素量／試料中の全炭素量）×１００
【００４５】
（実施例１）
ポリ乳酸（融点；１７０℃）を芯部とし、バイオマス由来炭素のみを有する高密度ポリエチレン（ＭＦＲ；２０．４、融点；１３０℃）を鞘部とし、孔数１０１４、円形断面同心芯鞘複合紡糸口金を用い、芯：鞘＝５０：５０となるように計量し、紡糸温度２３０℃、紡糸速度７００ｍ／ｍｉｎで溶融紡糸し、複合繊維の未延伸糸を得た。次いで、得られた未延伸糸を延伸温度６５℃、延伸倍率３．２０倍で延伸を行い、次いで、押し込み式の捲縮機により捲縮を付与した後、仕上げ油剤付与後に６５℃で乾燥させ、繊維長５１ｍｍに切断し、繊度が２．２ｄｔｅｘである芯鞘型複合繊維を得た。
【００４６】
得られた芯鞘型複合繊維１００％をカード機にかけ、ランダムウエバーで、目付け１８ｇ／ｃｍ２のウェブを作成した。このウェブを連続熱処理機に通し、１３５℃にて1分間
の熱融着処理を行い、２２ｇ／ｃｍ２の不織布を作製した。この不織布の引張強力、剛軟性および風合いを評価した結果を表１に示した。
【００４７】
（実施例２〜３）
芯鞘型複合繊維の鞘部のバイオマス由来のポリオレフィンとして、表１に示すものを用いた以外は、実施例１と同様にして実施例２〜３の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００４８】
（実施例４）
芯鞘型複合繊維の鞘部をバイオマス由来炭素のみを有する低密度ポリエチレン（ＭＦＲ；３８．０、融点；１１０℃）とし、不織布作製の際の熱融着温度を変更した以外は、実施例１と同様にして実施例４の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００４９】
（実施例５〜６）
ポリ乳酸を芯部とし、バイオマス由来炭素のみを有する高密度ポリエチレン（ＭＦＲ；２０．４、融点；１３０℃）を鞘部とし、芯鞘比率を表１に示すようにした以外は、実施例１と同様にして実施例５〜６の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００５０】
（比較例１）
芯鞘型複合繊維の鞘部を石油系由来の高密度ポリエチレン（ＭＦＲ；２０．１、融点；１３０℃）とした以外は、実施例１と同様にして比較例１の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００５１】
（比較例２〜３）
ポリ乳酸を芯部とし、石油系由来の高密度ポリエチレン（ＭＦＲ；２０．４、融点；１３０℃）を鞘部とし、芯鞘比率を表１に示すようにした以外は、実施例１と同様にして比較例２〜３の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００５２】
（比較例４）
芯鞘型複合繊維の鞘部のバイオマス由来のポリオレフィンとして、表１に示すものを用いた以外は、実施例１と同様にして比較例４の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００５３】
（比較例５）
芯鞘型複合繊維の鞘部をバイオマス由来炭素のみを有する高密度ポリエチレン（ＭＦＲ；８０．４、融点；１３０℃）とした以外は、実施例１と同様にして比較例５の不織布を作製した。得られた結果を表１に示した。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１より明らかなように、本発明の要件を満たす実施例１〜６は、不織布の強力も十分高く、また、風合いも非常にソフトであり、毛羽立ちも無く良好であった。かつ、バイオマス由来の成分を所定量以上に含有するため、環境負荷が少なく、カーボンニュートラルの主旨に則したものであった。
【００５６】
一方、比較例１〜３では、従来の石油系素材のみからなる複合繊維であるため、物性的には遜色のないものであった。しかしながら、バイオマス由来の成分を全く含んでいないため、環境負荷の低減効果を全く有さないものであった。
【００５７】
また、比較例４に関しても、物性的には遜色ないものであった。しかしながら、バイオマス由来の成分を所定量未満しか含有していないため、環境負荷の低減効果を十分に有さないものであった。
【００５８】
比較例５に関しては、鞘部のポリエチレンのＭＦＲが適正値の範囲内ではないため、繊維の機械的強度が低下し、不織布の引張り強力が著しく低い値をとった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマス由来のポリオレフィンとポリ乳酸とを含んでなる複合繊維であって、前記ポリオレフィンにおける放射性炭素（炭素１４）測定によるところのバイオマス由来炭素の存在割合が７０％以上であり、かつ前記ポリオレフィンが繊維横断面の外周表面の少なくとも一部を構成し、その他の部分がポリ乳酸からなることを特徴とする複合繊維。
【請求項２】
前記ポリオレフィンが、ポリエチレン又はその共重合体であることを特徴とする請求項１記載の複合繊維。
【請求項３】
前記ポリエチレンが、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に記載の方法に準じて、温度１９０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）で測定したＭＦＲが１０〜６０ｇ／１０分である高密度ポリエチレンであることを特徴とする請求項２記載の複合繊維。
【請求項１】
バイオマス由来のポリオレフィンとポリ乳酸とを含んでなる複合繊維であって、前記ポリオレフィンにおける放射性炭素（炭素１４）測定によるところのバイオマス由来炭素の存在割合が７０％以上であり、かつ前記ポリオレフィンが繊維横断面の外周表面の少なくとも一部を構成し、その他の部分がポリ乳酸からなることを特徴とする複合繊維。
【請求項２】
前記ポリオレフィンが、ポリエチレン又はその共重合体であることを特徴とする請求項１記載の複合繊維。
【請求項３】
前記ポリエチレンが、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に記載の方法に準じて、温度１９０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）で測定したＭＦＲが１０〜６０ｇ／１０分である高密度ポリエチレンであることを特徴とする請求項２記載の複合繊維。
【公開番号】特開２０１０−６５３４２（Ｐ２０１０−６５３４２Ａ）
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３２１７３（Ｐ２００８−２３２１７３）
【出願日】平成２０年９月１０日（２００８．９．１０）
【出願人】（０００２２８０７３）日本エステル株式会社 (273)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１０日（２００８．９．１０）
【出願人】（０００２２８０７３）日本エステル株式会社 (273)
【Ｆターム（参考）】
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