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バイオマス由来のポリオレフィンを少なくとも繊維表面に有する複合繊維であって、前記バイオマス由来のポリオレフィンと芳香族ポリエステルとの複合繊維を提供する。
【解決手段】本発明の複合繊維は、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９９％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、前記繊維横断面におけるその他の部分が芳香族ポリエステルからなることを特徴とする。
【解決手段】本発明の複合繊維は、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９９％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、前記繊維横断面におけるその他の部分が芳香族ポリエステルからな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、バイオマス由来すなわち植物由来の成分を原料として得られたポリオレフィンと、芳香族ポリエステル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）あるいはポリプロピレン（ＰＰ）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、容器等として世界中で最も多く使用されている合成樹脂素材のひとつである。
【０００３】
ところで、ＰＥやＰＰは従来、石油から得られるナフサを熱分解して得られるエチレンやプロピレンを原料とし、これを重合して製造されている。このように従来のＰＥやＰＰは限りある貴重な化石資源である石油を原料としている。さらに、従来のＰＥやＰＰは廃棄の過程で化石資源中に封じ込められていた炭素が二酸化炭素となって空気中に放出され、地球温暖化の一因となっている。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る。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。）
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。）
このように、バイオマス由来の成分を樹脂原料として得られたポリオレフィン、すなわちバイオマス由来炭素を含むＰＥやＰＰについては、一部の小規模製造から工業的生産に向けて検討されているのが現在の状況である。しかもバイオマス由来炭素を含むＰＥやＰＰは化学構造的には従来の化石資源起源のＰＥやＰＰとなんら変わらないため、優れた物性はそのまま維持されることが期待されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【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）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、石油原料の枯渇を抑制し、地球温暖化の原因物質である空気中の二酸化炭素の増大を抑制するためのバイオマスを原料としたＰＥやＰＰなどを一成分とし、芳香族ポリエステルを他成分とした複合繊維であって、物性的に安定し、かつ、石油系原料からなるＰＥやＰＰを用いてなる複合繊維と同等な物性を有す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】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題を解決するために検討を行い、ＰＥやＰＰの原料であるエチレンやプロピレンをバイオマス由来の成分としたものにすればこの目的が達成されることに想到した。
【０００７】
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、放射線炭素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９９％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、前記繊維横断面におけるその他の部分が芳香族ポリエステル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、ポリプロピレン又はこれらの共重合体であることを特徴とする（ａ）記載の複合繊維。
【発明の効果】
【０００８】
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抑制することができる。
【０００９】
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。
【００１０】
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、ワイパー等に好適に使用できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、バイオマス由来の成分を原料としてなるポリオレフィン（以下、バイオマス由来のポリオレフィンと略記することがある。）を含んでいることが必要である。また、本発明におけるポリオレフィンとしては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）あるいはこれらの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、ポリプロピレン、ポリプロピレンとポリエチレンとの二元共重合体等のポリオレフィンが挙げられ、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。
【００１２】
また、本発明におけるバイオマス由来のポリオレフィンの粘度としては、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に記載の方法に準じて、温度１９０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が１０〜８０ｇ／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８０ｇ／１０分を超えると、溶融押出により繊維化する際に良好に繊維化することが困難となったり、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。
【００１３】
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などのバイオマス由来の成分（バイオマス資源）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ポリエチレンを得ることができる。また、ポリプロピレンの場合、上記のバイオマス資源に対し発酵条件を変更することで１，３−プロピレングリコールを製造し、これを脱水反応させることでプロピレンとし、さらに重合させることでポリプロピレンを得ることができる。さらに、ポリプロピレンとポリエチレンの共重合体としては、エチレンとプロピレンの所定量の混合体を重合させることで得ることができる。
【００１４】
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９９％以上を占めるものであることが必要である。前記バイオマス由来炭素の存在割合が、９９％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趣旨にそぐわないものとなる。
【００１５】
本発明におけるバイオマス由来炭素としては、大気中に二酸化炭素として存在していた炭素が、植物中に炭酸同化す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（すなわち、炭素１４）の測定により同定することができる。
【００１６】
ここで、本発明におけるバイオマス由来成分の含有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。そのため、大気中の二酸化炭素には、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、地中に閉じ込められた炭素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５，７３０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。
【００１７】
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炭素の含有割合を分析することもできるため、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されたポリオレフィンも含有するものである。
【００１８】
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、芳香族ポリエステルが使用されていることが必要である。本発明における芳香族ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）などが挙げられる。また、これらの芳香族ポリエステルには、その特性が損なわれない範囲で、イソフタル酸、アジピン酸、ジエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加体、５−スルホイソフタル酸、セバシン酸、アジピン酸などの共重合性分と含有していてもよい。
【００１９】
さらに、本発明における芳香族ポリエステルとしては、本発明の効果を損なわない範囲において、バイオマス由来のモノマー成分が含有されていてもよい。具体的なバイオマス由来のモノマー成分としては、１，３−プロピレングリコールなどが挙げられる。また、上記芳香族ポリエステルにおけるバイオマス由来炭素の存在割合は、特に制限されない。
【００２０】
本発明における芳香族ポリエステルとしては、紡糸操業性および得られる繊維の強度の観点から、極限粘度が０．５〜１．０であるものが好ましく、０．６〜０．８であるものが特に好ましい。なお、極限粘度の測定方法は後述する。
【００２１】
本発明の複合繊維としては、上記バイオマス由来の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、その他の部分が芳香族ポリエステルからなることが必要である。これにより、本発明のバイオマス由来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またはポリプロピレンなどの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、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどバイオマス由来のポリオレフィンを熱接着処理することで、風合い（柔らかさ）や肌触り感、耐羽毛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のカバーストッフとして好適に使用できるものとなる。
【００２２】
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芳香族ポリエステル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接着性が良好で、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。
【００２３】
本発明の複合繊維におけるバイオマス由来のポリオレフィンと芳香族ポリエステルの構成比率としては、特に限定されないが、操業性、コストの面から、容積比で３０／７０〜７０／３０であることが好ましく、４０／６０〜６０／４０であることがより好ましい。
【００２４】
本発明の複合繊維における組み合わせとしては、融点差が５０℃以上である樹脂同士を組み合わせた複合繊維が、得られる織物、編物あるいは不織布を熱接着させる際の寸法安定性の観点から好ましい。特に、融点差が８０℃以上である樹脂同士を組み合わせて用いることが好ましい。その組み合わせの具体的な例としては、（バイオマス由来のポリオレフィン，芳香族ポリエステル）＝（高密度ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート）、（直鎖状低密度ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート）、（低密度ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート）、(プロピレンとエチレンの二元共重合体，ポリエチレンテレフタレート)、（直鎖状低密度ポリエチレン，ポリブチレンテレフタレート）、（低密度ポリエチレン，ポリブチレンテレフタレート）、（プロピレンとエチレンとの二元共重合体，ポリトリメチレンテレフタレート）、（高密度ポリエチレン，ポリトリメチレンテレフタレート）などを挙げることができる。上記の中でも、（高密度ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート）、（高密度ポリエチレン，ポリトリメチレンテレフタレート）、（高密度ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート）が好ましい。
【００２５】
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、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。
【００２６】
本発明の複合繊維は、長繊維として用いてもよいし、該長繊維を熱接着処理に付することによりスパンボンド不織布として用いてもよい。また、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、紡績工程に付することにより紡績糸として用いてもよいし、該短繊維を乾式法などにより形成した不織布として用いてもよい。
【００２７】
また、本発明の複合繊維は単独で用いてもよいが、他の繊維と混合して用いる用途にも適している。従って、混紡、交撚、精紡交撚を行ってもよく、さらに交織、交編して用いてもよいし、混合不織布として用いてもよい。本発明の複合繊維に混合され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；ビスコースレーヨン、キュプラ、ポリノジック等のセルロース系繊維；リヨセル等の溶剤紡糸セルロース系繊維；絹、綿、麻、羊毛その他の獣毛繊維などが挙げられる。
【００２８】
次に、本発明の複合繊維を用いた不織布の用途と、該不織布の使用に適する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に要求されるような非常に細い繊度のものから、高い土圧への耐久が可能な土木特殊用途に求められる太い繊度のものまで、広い繊度範囲とすることが可能である。一例を挙げると、バッテリーセパレーター等に用いられる場合には、１デシテックス（以下、ｄｔｅｘと称する）以下の繊度が好適である。また、オムツ、生理用品、吸汗パッド、皮脂除去用シート材、お手拭等の衛生材料として用いる場合は、約０．２〜６ｄｔｅｘ程度の繊度が好適である。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は、０．５〜１００ｄｔｅｘ程度の繊度が好適である。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）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は約０．５〜１００ｄｔｅｘ程度のものが好適に用いられる。
【００２９】
なお、不織布における熱接着処理方法としては、以下に大別できる。すなわち、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種類に区別できる。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方法が挙げられる。この熱スルーエアー方法は、捲縮の発現する繊維を用いた場合に、嵩高な不織布を得ることが可能であるため好ましい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、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挙げられる。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ため、好ましい熱接着処理方法である。
【００３０】
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、点熱圧着処理を行う場合の容易性、点熱圧着部における上記の断面構造（すなわち、バイオマス由来の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、その他の部分が芳香族ポリエステルからなる構造）の形成性の観点から、３〜２０００ｇ／ｍ２であることが好ましい。また、スパンボンド不織布に用いる場合には、柔軟性の観点から、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、３〜１００ｇ／ｍ２のものが好ましい。特に、衛生材料に用いる場合は、５〜３０ｇ／ｍ２のものが好ましい。
【００３１】
本発明の複合繊維の製造方法について以下に説明する。上記したような数千〜数百万本を集合させた繊維束とし、短繊維とする場合は、まず、バイオマス由来炭素の存在割合が９９％以上であるポリエチレンとポリエチレンテレフタレートを通常の複合紡糸装置（同心芯鞘型複合紡糸装置）を用いて溶融防止する。次いで、冷却し、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（マルチフィラメント糸）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、仕上げ油剤を付与し、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。
【００３２】
なお、長繊維とする際には、未延伸糸を巻き取った後、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。
【００３３】
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エブを形成した後、これを熱点圧着して不織布を形成する。
【００３４】
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、実施例における物性値等の測定法は、次の通りである。また、ポリオレフィンのメルトフローレートの測定法は前記した通りである。
（１）芳香族ポリエステルの極限粘度[η]
フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒として、芳香族ポリエステルのポリマー濃度０．５％、温度２０．０℃にて測定した相対粘度から以下の換算式（Ｚｉｍｍｅｒ換算式）を用いて算出した。
[η]＝１．６２１×（相対粘度）−１．６０７
（２）融点（℃）
示差走査型熱量計（パーキンエルマ社製、商品名「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。
（３）単糸繊度（ｄｔｅｘ）
ＪＩＳ Ｌ-１０１５ ８−５−１−１Ａの方法により測定した。
（４）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。この試料をテンシロン（オリエンテック社製、商品名「ＵＴＭ−４型」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／２５ｍｍ幅以上であるものを、実用的な強力を有するものとした。
（５）不織布の剛軟度（ｃｍ）
ＪＩＳ Ｌ−１０９６ Ａ法である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（ｍｍ）を測定した。本発明においては剛軟度（移動距離）が１００ｍｍ未満であるものは柔軟性が良好であると評価した。
（６）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以外は△、同じく４人以下である場合は×とした。○の場合を実用に耐えうるものとした。
【００３５】
（７）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。○の場合を実用に耐えうるものとした。
（８）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、大気中の二酸化炭素には炭素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が生成されるためである。）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は放射線を出しながら半減期５，７３０年で窒素に変わっていくためである）。一方、現在の大気中における炭素１４の存在比率は、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、下記式に従って、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。
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
【００３６】
（実施例１）
ポリエチレンテレフタレート（日本エステル社製）（[η]；０．６９、融点；２５５℃）（以下、ＰＥＴと略称する）を芯部に用い、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℃）を鞘部に用いた。孔数５６０孔、円形断面同心芯鞘複合紡糸口金を用い、芯鞘比率が溶融容積比として芯／鞘＝５０／５０となるように計量し、紡糸温度２８０℃、紡糸速度８００ｍ／分で溶融紡糸し、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６０℃、延伸倍率３．５０倍で延伸を行い、次いで、押し込み式の捲縮機（クリンパー）により、捲縮を付与した。さらに、仕上げ油剤を付与して１１５℃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。
【００３７】
得られた芯鞘型複合繊維１００％をカード機（大和機工社製、商品名「サンプルローラーカード ＳＣ-５００Ｄ１３Ｈ」）にかけ、目付１８ｇ／ｃｍ２のウエブを作成した。このウエブを連続熱処理機（辻井染機工業社製）に通し、１３５℃にて１分間の熱接着処理を行い、目付が２２ｇ／ｃｍ２である不織布を作製した。この不織布の引張強力、剛軟性、風合い及び毛羽立ち性を評価し、評価結果を表１に示した。
【００３８】
（実施例２〜５）
芯鞘型複合繊維における鞘部のバイオマス由来のポリオレフィン、および芯部の芳香族ポリエステルとして、それぞれ表１に示すものを用い、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２〜５の不織布を作製し、評価に付した。得られた評価結果を表１に示した。
【００３９】
実施例４および５の鞘部に用いたバイオマス由来炭素のみを有するポリプロピレンのＭＦＲは１８．６、融点は１６０℃であった。
表中の略語は以下のものを示す。
ＰＴＴ：ポリトリメチレンテレフタレート（日本エステル社製）（[η]；０．７０、融点；２１５℃）
ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート（日本エステル社製）（[η]；０．７１、融点；２２０℃）
【００４０】
（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。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１より明らかなように、本発明の要件を満たす実施例１〜５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趣旨に則したものであった。
【００４３】
一方、比較例１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、物性的には実施例１〜５と全く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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス由来すなわち植物由来の成分を原料として得られたポリオレフィンと、芳香族ポリエステル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）あるいはポリプロピレン（ＰＰ）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、容器等として世界中で最も多く使用されている合成樹脂素材のひとつである。
【０００３】
ところで、ＰＥやＰＰは従来、石油から得られるナフサを熱分解して得られるエチレンやプロピレンを原料とし、これを重合して製造されている。このように従来のＰＥやＰＰは限りある貴重な化石資源である石油を原料としている。さらに、従来のＰＥやＰＰは廃棄の過程で化石資源中に封じ込められていた炭素が二酸化炭素となって空気中に放出され、地球温暖化の一因となっている。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る。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。）
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。）
このように、バイオマス由来の成分を樹脂原料として得られたポリオレフィン、すなわちバイオマス由来炭素を含むＰＥやＰＰについては、一部の小規模製造から工業的生産に向けて検討されているのが現在の状況である。しかもバイオマス由来炭素を含むＰＥやＰＰは化学構造的には従来の化石資源起源のＰＥやＰＰとなんら変わらないため、優れた物性はそのまま維持されることが期待されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【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）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、石油原料の枯渇を抑制し、地球温暖化の原因物質である空気中の二酸化炭素の増大を抑制するためのバイオマスを原料としたＰＥやＰＰなどを一成分とし、芳香族ポリエステルを他成分とした複合繊維であって、物性的に安定し、かつ、石油系原料からなるＰＥやＰＰを用いてなる複合繊維と同等な物性を有す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】
【０００６】
本発明者らは、上記の課題を解決するために検討を行い、ＰＥやＰＰの原料であるエチレンやプロピレンをバイオマス由来の成分としたものにすればこの目的が達成されることに想到した。
【０００７】
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、放射線炭素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９９％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、前記繊維横断面におけるその他の部分が芳香族ポリエステル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、ポリプロピレン又はこれらの共重合体であることを特徴とする（ａ）記載の複合繊維。
【発明の効果】
【０００８】
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抑制することができる。
【０００９】
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。
【００１０】
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、ワイパー等に好適に使用できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、バイオマス由来の成分を原料としてなるポリオレフィン（以下、バイオマス由来のポリオレフィンと略記することがある。）を含んでいることが必要である。また、本発明におけるポリオレフィンとしては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）あるいはこれらの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、ポリプロピレン、ポリプロピレンとポリエチレンとの二元共重合体等のポリオレフィンが挙げられ、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。
【００１２】
また、本発明におけるバイオマス由来のポリオレフィンの粘度としては、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に記載の方法に準じて、温度１９０℃、荷重２０．２Ｎ（２１６０ｇｆ）で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）が１０〜８０ｇ／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８０ｇ／１０分を超えると、溶融押出により繊維化する際に良好に繊維化することが困難となったり、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。
【００１３】
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などのバイオマス由来の成分（バイオマス資源）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ポリエチレンを得ることができる。また、ポリプロピレンの場合、上記のバイオマス資源に対し発酵条件を変更することで１，３−プロピレングリコールを製造し、これを脱水反応させることでプロピレンとし、さらに重合させることでポリプロピレンを得ることができる。さらに、ポリプロピレンとポリエチレンの共重合体としては、エチレンとプロピレンの所定量の混合体を重合させることで得ることができる。
【００１４】
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９９％以上を占めるものであることが必要である。前記バイオマス由来炭素の存在割合が、９９％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趣旨にそぐわないものとなる。
【００１５】
本発明におけるバイオマス由来炭素としては、大気中に二酸化炭素として存在していた炭素が、植物中に炭酸同化す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（すなわち、炭素１４）の測定により同定することができる。
【００１６】
ここで、本発明におけるバイオマス由来成分の含有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。そのため、大気中の二酸化炭素には、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、地中に閉じ込められた炭素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５，７３０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。
【００１７】
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炭素の含有割合を分析することもできるため、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されたポリオレフィンも含有するものである。
【００１８】
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、芳香族ポリエステルが使用されていることが必要である。本発明における芳香族ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）などが挙げられる。また、これらの芳香族ポリエステルには、その特性が損なわれない範囲で、イソフタル酸、アジピン酸、ジエチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、ビスフェノールＡのエチレンオキシド付加体、５−スルホイソフタル酸、セバシン酸、アジピン酸などの共重合性分と含有していてもよい。
【００１９】
さらに、本発明における芳香族ポリエステルとしては、本発明の効果を損なわない範囲において、バイオマス由来のモノマー成分が含有されていてもよい。具体的なバイオマス由来のモノマー成分としては、１，３−プロピレングリコールなどが挙げられる。また、上記芳香族ポリエステルにおけるバイオマス由来炭素の存在割合は、特に制限されない。
【００２０】
本発明における芳香族ポリエステルとしては、紡糸操業性および得られる繊維の強度の観点から、極限粘度が０．５〜１．０であるものが好ましく、０．６〜０．８であるものが特に好ましい。なお、極限粘度の測定方法は後述する。
【００２１】
本発明の複合繊維としては、上記バイオマス由来の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、その他の部分が芳香族ポリエステルからなることが必要である。これにより、本発明のバイオマス由来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またはポリプロピレンなどの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、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどバイオマス由来のポリオレフィンを熱接着処理することで、風合い（柔らかさ）や肌触り感、耐羽毛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のカバーストッフとして好適に使用できるものとなる。
【００２２】
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芳香族ポリエステル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接着性が良好で、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。
【００２３】
本発明の複合繊維におけるバイオマス由来のポリオレフィンと芳香族ポリエステルの構成比率としては、特に限定されないが、操業性、コストの面から、容積比で３０／７０〜７０／３０であることが好ましく、４０／６０〜６０／４０であることがより好ましい。
【００２４】
本発明の複合繊維における組み合わせとしては、融点差が５０℃以上である樹脂同士を組み合わせた複合繊維が、得られる織物、編物あるいは不織布を熱接着させる際の寸法安定性の観点から好ましい。特に、融点差が８０℃以上である樹脂同士を組み合わせて用いることが好ましい。その組み合わせの具体的な例としては、（バイオマス由来のポリオレフィン，芳香族ポリエステル）＝（高密度ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート）、（直鎖状低密度ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート）、（低密度ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート）、(プロピレンとエチレンの二元共重合体，ポリエチレンテレフタレート)、（直鎖状低密度ポリエチレン，ポリブチレンテレフタレート）、（低密度ポリエチレン，ポリブチレンテレフタレート）、（プロピレンとエチレンとの二元共重合体，ポリトリメチレンテレフタレート）、（高密度ポリエチレン，ポリトリメチレンテレフタレート）などを挙げることができる。上記の中でも、（高密度ポリエチレン，ポリエチレンテレフタレート）、（高密度ポリエチレン，ポリトリメチレンテレフタレート）、（高密度ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート）が好ましい。
【００２５】
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、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。
【００２６】
本発明の複合繊維は、長繊維として用いてもよいし、該長繊維を熱接着処理に付することによりスパンボンド不織布として用いてもよい。また、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、紡績工程に付することにより紡績糸として用いてもよいし、該短繊維を乾式法などにより形成した不織布として用いてもよい。
【００２７】
また、本発明の複合繊維は単独で用いてもよいが、他の繊維と混合して用いる用途にも適している。従って、混紡、交撚、精紡交撚を行ってもよく、さらに交織、交編して用いてもよいし、混合不織布として用いてもよい。本発明の複合繊維に混合され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；ビスコースレーヨン、キュプラ、ポリノジック等のセルロース系繊維；リヨセル等の溶剤紡糸セルロース系繊維；絹、綿、麻、羊毛その他の獣毛繊維などが挙げられる。
【００２８】
次に、本発明の複合繊維を用いた不織布の用途と、該不織布の使用に適する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に要求されるような非常に細い繊度のものから、高い土圧への耐久が可能な土木特殊用途に求められる太い繊度のものまで、広い繊度範囲とすることが可能である。一例を挙げると、バッテリーセパレーター等に用いられる場合には、１デシテックス（以下、ｄｔｅｘと称する）以下の繊度が好適である。また、オムツ、生理用品、吸汗パッド、皮脂除去用シート材、お手拭等の衛生材料として用いる場合は、約０．２〜６ｄｔｅｘ程度の繊度が好適である。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は、０．５〜１００ｄｔｅｘ程度の繊度が好適である。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）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は約０．５〜１００ｄｔｅｘ程度のものが好適に用いられる。
【００２９】
なお、不織布における熱接着処理方法としては、以下に大別できる。すなわち、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種類に区別できる。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方法が挙げられる。この熱スルーエアー方法は、捲縮の発現する繊維を用いた場合に、嵩高な不織布を得ることが可能であるため好ましい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、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挙げられる。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ため、好ましい熱接着処理方法である。
【００３０】
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、点熱圧着処理を行う場合の容易性、点熱圧着部における上記の断面構造（すなわち、バイオマス由来の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、その他の部分が芳香族ポリエステルからなる構造）の形成性の観点から、３〜２０００ｇ／ｍ２であることが好ましい。また、スパンボンド不織布に用いる場合には、柔軟性の観点から、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、３〜１００ｇ／ｍ２のものが好ましい。特に、衛生材料に用いる場合は、５〜３０ｇ／ｍ２のものが好ましい。
【００３１】
本発明の複合繊維の製造方法について以下に説明する。上記したような数千〜数百万本を集合させた繊維束とし、短繊維とする場合は、まず、バイオマス由来炭素の存在割合が９９％以上であるポリエチレンとポリエチレンテレフタレートを通常の複合紡糸装置（同心芯鞘型複合紡糸装置）を用いて溶融防止する。次いで、冷却し、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（マルチフィラメント糸）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、仕上げ油剤を付与し、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。
【００３２】
なお、長繊維とする際には、未延伸糸を巻き取った後、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。
【００３３】
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エブを形成した後、これを熱点圧着して不織布を形成する。
【００３４】
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、実施例における物性値等の測定法は、次の通りである。また、ポリオレフィンのメルトフローレートの測定法は前記した通りである。
（１）芳香族ポリエステルの極限粘度[η]
フェノールと四塩化エタンとの等重量混合物を溶媒として、芳香族ポリエステルのポリマー濃度０．５％、温度２０．０℃にて測定した相対粘度から以下の換算式（Ｚｉｍｍｅｒ換算式）を用いて算出した。
[η]＝１．６２１×（相対粘度）−１．６０７
（２）融点（℃）
示差走査型熱量計（パーキンエルマ社製、商品名「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。
（３）単糸繊度（ｄｔｅｘ）
ＪＩＳ Ｌ-１０１５ ８−５−１−１Ａの方法により測定した。
（４）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。この試料をテンシロン（オリエンテック社製、商品名「ＵＴＭ−４型」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／２５ｍｍ幅以上であるものを、実用的な強力を有するものとした。
（５）不織布の剛軟度（ｃｍ）
ＪＩＳ Ｌ−１０９６ Ａ法である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（ｍｍ）を測定した。本発明においては剛軟度（移動距離）が１００ｍｍ未満であるものは柔軟性が良好であると評価した。
（６）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以外は△、同じく４人以下である場合は×とした。○の場合を実用に耐えうるものとした。
【００３５】
（７）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。○の場合を実用に耐えうるものとした。
（８）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、大気中の二酸化炭素には炭素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が生成されるためである。）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は放射線を出しながら半減期５，７３０年で窒素に変わっていくためである）。一方、現在の大気中における炭素１４の存在比率は、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、下記式に従って、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。
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
【００３６】
（実施例１）
ポリエチレンテレフタレート（日本エステル社製）（[η]；０．６９、融点；２５５℃）（以下、ＰＥＴと略称する）を芯部に用い、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℃）を鞘部に用いた。孔数５６０孔、円形断面同心芯鞘複合紡糸口金を用い、芯鞘比率が溶融容積比として芯／鞘＝５０／５０となるように計量し、紡糸温度２８０℃、紡糸速度８００ｍ／分で溶融紡糸し、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６０℃、延伸倍率３．５０倍で延伸を行い、次いで、押し込み式の捲縮機（クリンパー）により、捲縮を付与した。さらに、仕上げ油剤を付与して１１５℃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。
【００３７】
得られた芯鞘型複合繊維１００％をカード機（大和機工社製、商品名「サンプルローラーカード ＳＣ-５００Ｄ１３Ｈ」）にかけ、目付１８ｇ／ｃｍ２のウエブを作成した。このウエブを連続熱処理機（辻井染機工業社製）に通し、１３５℃にて１分間の熱接着処理を行い、目付が２２ｇ／ｃｍ２である不織布を作製した。この不織布の引張強力、剛軟性、風合い及び毛羽立ち性を評価し、評価結果を表１に示した。
【００３８】
（実施例２〜５）
芯鞘型複合繊維における鞘部のバイオマス由来のポリオレフィン、および芯部の芳香族ポリエステルとして、それぞれ表１に示すものを用い、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２〜５の不織布を作製し、評価に付した。得られた評価結果を表１に示した。
【００３９】
実施例４および５の鞘部に用いたバイオマス由来炭素のみを有するポリプロピレンのＭＦＲは１８．６、融点は１６０℃であった。
表中の略語は以下のものを示す。
ＰＴＴ：ポリトリメチレンテレフタレート（日本エステル社製）（[η]；０．７０、融点；２１５℃）
ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート（日本エステル社製）（[η]；０．７１、融点；２２０℃）
【００４０】
（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。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１より明らかなように、本発明の要件を満たす実施例１〜５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趣旨に則したものであった。
【００４３】
一方、比較例１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、物性的には実施例１〜５と全く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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、放射線炭素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９９％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、前記繊維横断面におけるその他の部分が芳香族ポリエステル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、ポリプロピレン又はこれら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１】
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、放射線炭素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９９％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、前記繊維横断面におけるその他の部分が芳香族ポリエステル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、ポリプロピレン又はこれら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。
【公開番号】特開２０１１−３８２０７（Ｐ２０１１−３８２０７Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８６１９０（Ｐ２００９−１８６１９０）
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【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２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【出願人】（０００００４５０３）ユニチカ株式会社 (1,214)
【Ｆターム（参考）】
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