JP6053289B2 - Polylactic acid long fiber nonwoven fabric - Google Patents
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Description
本発明は、ポリ乳酸系長繊維不織布に関する。 The present invention relates to a polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric.
近年、自然環境を保護する見地から、自然界において微生物の作用により分解する、脂肪族ポリエステル樹脂などの生分解性重合体が用いられた製品の開発が、広くおこなわれている。そして、長繊維不織布においても、生分解性重合体からなる繊維を構成繊維として用いることが検討されている。 In recent years, from the viewpoint of protecting the natural environment, products using biodegradable polymers such as aliphatic polyester resins that are decomposed by the action of microorganisms in nature have been widely developed. And in the long-fiber nonwoven fabric, the use of fibers made of biodegradable polymers as constituent fibers has been studied.
脂肪族ポリエステル樹脂の中でも、ポリ乳酸系重合体は、透明性が良好で、耐熱性が高く、加えて、トウモロコシやサツマイモなどの植物由来原料から大量生産が可能であるため、コストが安いという利点がある。さらに、近年問題視されている地球温暖化の原因の一つである、二酸化炭素の発生を抑制する効果が高いものである。また、ポリ乳酸系重合体は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの従来の化石燃料を原料とする樹脂とは異なり再生可能な資源を原料とするため、原料が枯渇する懸念が少なく、今後、ますますその需要が伸びていくものと予想されている。 Among aliphatic polyester resins, polylactic acid polymers have good transparency and high heat resistance, and in addition, they can be mass-produced from plant-derived raw materials such as corn and sweet potato, so the cost is low There is. Furthermore, it has a high effect of suppressing the generation of carbon dioxide, which is one of the causes of global warming that has been regarded as a problem in recent years. Polylactic acid-based polymers use renewable resources as raw materials unlike conventional fossil fuel-based resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene, and polypropylene. The demand is expected to grow more and more.
しかしながら、ポリ乳酸系重合体からなる繊維を構成繊維として含む不織布は、一般的な不織布と比較すると、引張強度や伸度に劣る傾向がある。そのため、目付けを高くして引張強度や伸度を維持させる必要がある。しかしながら、目付けを高くするとコスト的に不利となり、また、通気性が損なわれた不織布しか得られないという問題がある。また、構成繊維としてポリ乳酸系重合体からなる繊維を用いた不織布においては、風合いが硬くなるという欠点があり、上記のように目付けを高くした場合には、この欠点がさらに顕著となるという問題がある。そのため、目付けを高くすることなく、強度や伸度が維持された不織布を得ることが検討されている。 However, non-woven fabrics containing fibers made of polylactic acid-based polymers as constituent fibers tend to be inferior in tensile strength and elongation as compared with general non-woven fabrics. Therefore, it is necessary to maintain the tensile strength and elongation by increasing the basis weight. However, when the basis weight is increased, there is a disadvantage in terms of cost, and there is a problem that only a nonwoven fabric with impaired air permeability can be obtained. Moreover, in the nonwoven fabric using the fiber which consists of a polylactic acid-type polymer as a constituent fiber, there exists a fault that a texture becomes hard, and when the fabric weight is high as mentioned above, this fault becomes more remarkable. There is. For this reason, it has been studied to obtain a non-woven fabric that maintains strength and elongation without increasing the basis weight.
また、特許文献１〜３には、ポリ乳酸系重合体からなる芯鞘型複合繊維を構成繊維とする不織布が開示されている。これらの複合繊維においては、鞘部に配されるポリ乳酸系重合体中に、融点を低くするための添加剤を含有させたりすることにより、芯部に配されるポリ乳酸系重合体の融点よりも、鞘部に配されるポリ乳酸系重合体の融点を低いものとし、芯部と鞘部との融点差を発現させている。このような芯鞘型複合繊維を構成繊維として用いた不織布は、優れたヒートシール性を有するものである。 Patent Documents 1 to 3 disclose nonwoven fabrics having core-sheath type composite fibers made of polylactic acid-based polymers as constituent fibers. In these composite fibers, the melting point of the polylactic acid polymer disposed in the core portion is obtained by adding an additive for lowering the melting point in the polylactic acid polymer disposed in the sheath portion. The melting point of the polylactic acid polymer disposed in the sheath is lower than that of the core, and the difference in melting point between the core and the sheath is developed. A nonwoven fabric using such a core-sheath type composite fiber as a constituent fiber has excellent heat sealability.
しかしながら、特許文献１〜３にて開示された不織布においては、上述のように、芯鞘型複合繊維の鞘部に配されたポリ乳酸系共重合体の融点を下げることでヒートシール性を発現させている。そのため、これらの不織布は、耐熱性に劣るばかりか強度にも劣るという問題がある。つまり、ポリ乳酸系共重合体を用い、強度、伸度および耐熱性のいずれにも優れたポリ乳酸系長繊維不織布を得ることは困難である。 However, in the nonwoven fabrics disclosed in Patent Documents 1 to 3, as described above, heat sealing properties are expressed by lowering the melting point of the polylactic acid copolymer disposed in the sheath of the core-sheath composite fiber. I am letting. Therefore, these nonwoven fabrics have a problem that they are inferior not only in heat resistance but also in strength. That is, it is difficult to obtain a polylactic acid-based long-fiber nonwoven fabric excellent in all of strength, elongation and heat resistance using a polylactic acid-based copolymer.
したがって、本発明は、上記のような従来技術の問題を解決し、ポリ乳酸系共重合体を用いていても、強度、伸度および耐熱性のいずれにも優れたポリ乳酸系長繊維不織布を得ることを技術的な課題とするものである。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and even if a polylactic acid copolymer is used, a polylactic acid long fiber nonwoven fabric excellent in all of strength, elongation and heat resistance is obtained. Obtaining it is a technical issue.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は、以下の内容を要旨とするものである。
（１）芯部にポリ乳酸系重合体Ａが、鞘部にポリ乳酸系重合体Ｂがそれぞれ配され、前記ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体Ｂの融点が、いずれも１６０℃以上である芯鞘型複合繊維（ただし、ポリ乳酸系重合体Ａとポリ乳酸系重合体Ｂとが融点差を有するものは除く）を構成繊維とし、前記芯鞘型複合繊維が部分的に熱圧着されてなるポリ乳酸系長繊維不織布であって、芯鞘型複合繊維におけるポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体Ｂが、以下の（Ｉ）の物性を満足することを特徴とするポリ乳酸系長繊維不織布。
（Ｉ）ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体ＢにおけるＤ体含有率が１．５モル％以下であるか９８．５モル％以上であり、かつ、ポリ乳酸系重合体Ａの１９０℃におけるメルトインデックスが７〜１５ｇ／１０分であり、ポリ乳酸系重合体Ｂの１９０℃におけるメルトインデックスが２０〜５０ｇ／１０分である。
（２）以下の（ＩＶ）〜（ＶＩ）の物性を同時に満足することを特徴とする（１）のポリ乳酸系長繊維不織布。
（ＩＶ）タテ方向およびヨコ方向における目付１００ｇ／ｍ２に換算時の引張強力の合計が３００Ｎ／５ｃｍ以上である。
（Ｖ）タテ方向およびヨコ方向における破断伸度がいずれも２０％以上である。
（ＶＩ）１５０℃で５分間処理した後の乾熱収縮率が１０％以下である。
（３）芯鞘型複合繊維における芯部と鞘部との質量比率が、（芯部）／（鞘部）＝９０／１０〜５０／５０であることを特徴とする（１）または（２）のポリ乳酸系長繊維不織布。
（４）農業用途、ティーバッグ用途、あるいは土木用途において用いられることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかのポリ乳酸系長繊維不織布。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have reached the present invention.
That is, the present invention has the following contents.
(1) A polylactic acid polymer A is disposed in the core portion and a polylactic acid polymer B is disposed in the sheath portion, and the melting points of the polylactic acid polymer A and the polylactic acid polymer B are both 160 ° C. The above-described core-sheath type composite fiber (however, excluding those in which the polylactic acid polymer A and the polylactic acid polymer B have a melting point difference) is used as a constituent fiber, and the core-sheath type composite fiber is partially heated. A polylactic acid-based long-fiber non-woven fabric that has been pressure-bonded, wherein the polylactic acid-based polymer A and the polylactic acid-based polymer B in the core-sheath composite fiber satisfy the following physical properties (I): Polylactic acid long fiber nonwoven fabric.
(I) The D-form content in the polylactic acid-based polymer A and the polylactic acid-based polymer B is 1.5 mol% or less or 98.5 mol% or more, and the polylactic acid-based polymer A is 190 %. The melt index at 7 ° C. is 7 to 15 g / 10 min, and the polylactic acid polymer B has a melt index at 190 ° C. of 20 to 50 g / 10 min.
(2) The polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric according to (1), which satisfies the following physical properties (IV) to (VI) at the same time.
(IV) The total tensile strength when converted to a basis weight of 100 g / m 2 in the vertical direction and the horizontal direction is 300 N / 5 cm or more.
(V) The breaking elongations in the vertical direction and the horizontal direction are both 20% or more.
(VI) The dry heat shrinkage after treatment at 150 ° C. for 5 minutes is 10% or less.
(3) The mass ratio of the core part to the sheath part in the core-sheath composite fiber is (core part) / (sheath part) = 90/10 to 50/50 (1) or (2) ) Polylactic acid long fiber nonwoven fabric.
(4) The polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric according to any one of (1) to (3), which is used in agricultural applications, tea bag applications, or civil engineering applications.
本発明のポリ乳酸系長繊維不織布は、融点と、ＭＩ（メルトインデックス）またはＤ体含有率とが特定の範囲であるポリ乳酸系重合体からなる芯鞘型複合繊維を構成繊維として含有し、さらに部分的に該繊維同士を熱圧着して不織布化することにより、強度、伸度および耐熱性のいずれにも優れるという効果が奏される。 The polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric of the present invention contains a core-sheath type composite fiber composed of a polylactic acid-based polymer having a melting point and MI (melt index) or D-form content in a specific range as constituent fibers. Furthermore, when the fibers are partially thermocompression bonded to form a nonwoven fabric, an effect of being excellent in all of strength, elongation, and heat resistance is exhibited.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリ乳酸系長繊維不織布（以下、単に「長繊維不織布」と称する場合がある）は、芯部にポリ乳酸系重合体Ａが配され、鞘部にポリ乳酸系重合体Ｂが配された芯鞘型複合繊維を構成繊維とするものであって、かつ部分的に熱圧着されてなるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The polylactic acid-based long-fiber nonwoven fabric of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “long-fiber nonwoven fabric”) has a polylactic acid-based polymer A disposed in the core portion and a polylactic acid-based polymer B disposed in the sheath portion. The core-sheath type composite fiber is used as a constituent fiber and is partially thermocompression bonded.
ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体Ｂとしては、ポリ−Ｄ−乳酸、ポリ−Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸との共重合体、あるいはこれらの混合物が挙げられる。 Examples of the polylactic acid polymer A and the polylactic acid polymer B include poly-D-lactic acid, poly-L-lactic acid, a copolymer of D-lactic acid and L-lactic acid, or a mixture thereof.
ポリ乳酸系共重合体Ａおよび／またはポリ乳酸系重合体Ｂには、本発明の効果を損なわない範囲内で、ヒドロキシカルボン酸が共重合されていてもよい。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、ヒドロキシヘプタン酸、ヒドロキシオクタン酸などが挙げられる。なかでも、微生物による分解性能およびコストの観点から、ヒドロキシカプロン酸またはグリコール酸が好ましい。 The polylactic acid copolymer A and / or the polylactic acid polymer B may be copolymerized with a hydroxycarboxylic acid as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the hydroxycarboxylic acid include glycolic acid, hydroxybutyric acid, hydroxyvaleric acid, hydroxypentanoic acid, hydroxycaproic acid, hydroxyheptanoic acid, and hydroxyoctanoic acid. Of these, hydroxycaproic acid or glycolic acid is preferred from the viewpoint of degradation performance by microorganisms and cost.
ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体Ｂの融点は、１６０℃以上であることが必要である。ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体Ｂの融点を１６０℃以上とすることで、結晶性を高めることができる。このようなポリ乳酸系重合体からなる繊維を構成繊維とする不織布は、耐熱性に顕著に優れ熱処理加工時の収縮が発生しにくくなるため、安定した熱処理加工をおこなうことが可能である。さらに、熱処理加工をおこなった後においても、良好な強度や伸度が維持されるものとなる。 The melting points of the polylactic acid polymer A and the polylactic acid polymer B need to be 160 ° C. or higher. By setting the melting points of the polylactic acid polymer A and the polylactic acid polymer B to 160 ° C. or higher, the crystallinity can be improved. A nonwoven fabric comprising such a polylactic acid-based polymer as a constituent fiber is remarkably excellent in heat resistance and is less likely to shrink during heat treatment, and thus can be stably heat treated. Furthermore, good strength and elongation are maintained even after heat treatment.
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、およそ１８０℃である。上記の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、該共重合体の融点が低下し１６０℃未満となるため非晶性が高いものとなってしまい、ひいては耐熱性に劣るものとなる。したがって、本発明においては、該共重合体の融点が１６０℃以上となるように、Ｌ−乳酸およびＤ−乳酸の共重合比率（モル比）を決定することが好ましい。なお、Ｌ−乳酸およびＤ−乳酸の共重合比率については、後述する。 The melting point of poly-L-lactic acid, which is a homopolymer of polylactic acid, and poly-D-lactic acid is approximately 180 ° C. When a copolymer is used instead of a homopolymer as the polylactic acid-based polymer, the melting point of the copolymer is lowered to less than 160 ° C., resulting in high amorphousness, and thus heat resistance. It becomes inferior. Therefore, in the present invention, it is preferable to determine the copolymerization ratio (molar ratio) of L-lactic acid and D-lactic acid so that the melting point of the copolymer is 160 ° C. or higher. In addition, the copolymerization ratio of L-lactic acid and D-lactic acid will be described later.
ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体Ｂは、以下の（Ｉ）の物性を満足することが必要である。
（Ｉ）ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体ＢにおけるＤ体含有率が１．５モル％以下であるか９８．５モル％以上であり、かつ、ポリ乳酸系重合体Ａのメルトインデックス（ＭＩ）が７〜１５ｇ／１０分でありポリ乳酸系重合体Ｂのメルトインデックスが２０〜５０ｇ／１０分である。
The polylactic acid polymer A and the polylactic acid polymer B need to satisfy the following physical properties (I ) .
(I) The polylactic acid-based polymer A and the polylactic acid-based polymer B have a D-form content of 1.5 mol% or less or 98.5 mol% or more, and the polylactic acid-based polymer A melt The index (MI) is 7 to 15 g / 10 min, and the melt index of the polylactic acid polymer B is 20 to 50 g / 10 min .
上記の（Ｉ）について以下に述べる。
ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体Ｂにおける、Ｄ体含有率（ポリ乳酸におけるＤ−乳酸の含有率）は、１．５モル％以下であるか９８．５モル％以上であることが必要である。
The above (I) will be described below.
In polylactic acid-based polymer A and polylactic acid-based polymer B, the D-form content (the content of D-lactic acid in polylactic acid) is 1.5 mol% or less or 98.5 mol% or more. is necessary.
一般的に、ポリ乳酸系重合体において、光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸を共重合させると、非晶性となるとともに融点が低下し（つまり、融点が１６０℃未満となり）、加えて光学純度が低下する傾向にある。このような場合は、結晶性および耐熱性に劣るものとなる。つまり、Ｄ体含有率が、１．５モル％を超え９８．５モル％未満であるポリ乳酸系重合体からなる繊維を構成繊維とする不織布においては、結晶性および耐熱性に劣るものとなる。その結果、後述の部分熱圧着をほどこして不織布化した場合に、強度や伸度に劣る不織布しか得られなくなってしまう。 In general, in a polylactic acid polymer, when L-lactic acid and D-lactic acid, which are optical isomers, are copolymerized, it becomes amorphous and the melting point decreases (that is, the melting point is less than 160 ° C.) In addition, the optical purity tends to decrease. In such a case, the crystallinity and heat resistance are poor. That is, the non-woven fabric having a fiber composed of a polylactic acid polymer having a D-form content of more than 1.5 mol% and less than 98.5 mol% is inferior in crystallinity and heat resistance. . As a result, when a non-woven fabric is formed by performing partial thermocompression bonding described later, only a non-woven fabric having inferior strength and elongation can be obtained.
さらに、（Ｉ）の場合には、上述のように、ポリ乳酸系重合体ＡのＭＩが７〜１５ｇ／１０分であり、かつポリ乳酸系重合体ＢのＭＩが２０〜５０ｇ／１０分であることが必要である。ポリ乳酸系重合体ＡのＭＩが７〜１５ｇ／１０分でありポリ乳酸系重合体ＢのＭＩが２０〜５０ｇ／１０分であると、部分熱圧着（エンボス加工）を施した箇所においては、鞘部を構成するポリ乳酸系重合体が溶融により軟化してしまうが、芯部を構成するポリ乳酸系重合体は、繊維自体の強度を維持したままで残存する。そして、残存された芯成分の繊維強度に起因して、部分熱圧着が施された箇所においても、繊維自体の強度を維持することができる。また、鞘部に、芯部よりも低粘度のポリ乳酸系重合体を配することで、鞘部の部分熱圧着を容易にし、不織布の強度を向上させることができる。特に、ポリ乳酸系重合体Ａのメルトインデックスが７〜１０ｇ／１０分であり、ポリ乳酸系重合体Ｂのメルトインデックスが２０〜３５ｇ／１０分であることが好ましい。 Further, in the case of (I), as described above, the MI of the polylactic acid polymer A is 7 to 15 g / 10 minutes, and the MI of the polylactic acid polymer B is 20 to 50 g / 10 minutes. It is necessary to be. When the MI of the polylactic acid-based polymer A is 7 to 15 g / 10 minutes and the MI of the polylactic acid-based polymer B is 20 to 50 g / 10 minutes, the portion subjected to partial thermocompression bonding (embossing) The polylactic acid polymer constituting the sheath part is softened by melting, but the polylactic acid polymer constituting the core part remains while maintaining the strength of the fiber itself. And the intensity | strength of fiber itself can be maintained also in the location where the partial thermocompression bonding was performed due to the fiber strength of the remaining core component. Moreover, by arranging a polylactic acid polymer having a viscosity lower than that of the core portion in the sheath portion, partial thermocompression bonding of the sheath portion can be facilitated, and the strength of the nonwoven fabric can be improved. In particular, it is preferable that the polylactic acid-based polymer A has a melt index of 7 to 10 g / 10 min and the polylactic acid-based polymer B has a melt index of 20 to 35 g / 10 min.
なお、ポリ乳酸系重合体ＡおよびＢのＭＩが上記の範囲を外れると、操業上の問題点も発生する。つまり、ポリ乳酸系重合体ＡのＭＩ値が５ｇ／１０分未満であると粘度が高くなりすぎるため、製造工程において紡出温度を高くする必要があり、その結果、コストなどにおいて不利である。また、ポリ乳酸系重合体ＢのＭＩが、５０ｇ／１０分を超えると、曳糸性に乏しく糸切れが多発するという問題がある。 If the MI of the polylactic acid polymers A and B is out of the above range, operational problems also occur. That is, if the MI value of the polylactic acid-based polymer A is less than 5 g / 10 minutes, the viscosity becomes too high, and therefore it is necessary to increase the spinning temperature in the production process, which is disadvantageous in terms of cost. Moreover, when MI of polylactic acid-type polymer B exceeds 50 g / 10min, there exists a problem that a thread breakage will occur frequently because of poor spinnability.
つまり、上述の（Ｉ）の物性を満足する芯鞘型複合繊維を構成繊維とし、部分熱圧着により不織布化することにより、耐熱性、強度および伸度のいずれにも優れるポリ乳酸系長繊維不織布を得ることができる。 That is, a polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric that is excellent in all of heat resistance, strength, and elongation by using a core-sheath type composite fiber satisfying the above physical properties (I) as a constituent fiber and making it into a nonwoven fabric by partial thermocompression bonding. Can be obtained.
なお、本発明においては、ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体Ｂが、上述の（Ｉ）の物性と、後述する（ＩＩ）または（ＩＩＩ）の物性とを同時に満足するものであってもよい。 In the present invention, the polylactic acid-based polymer A and the polylactic acid-based polymer B satisfy the physical properties (I) described above and the physical properties (II) or (III) described later. May be.
上記の（ＩＩ）および（ＩＩＩ）について、以下に述べる。
（ＩＩ）においては、上記（Ｉ）と同様に、結晶性および耐熱性の観点から、ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体ＢにおけるＤ体含有率が、１．５モル％以下である。加えて、ポリ乳酸系重合体ＢにおけるＤ体含有率がポリ乳酸系重合体ＡにおけるＤ体含有率を超えて高いものである。
The above (II) and (III) will be described below.
In (II), as in (I) above, from the viewpoint of crystallinity and heat resistance, the D-form content in the polylactic acid polymer A and the polylactic acid polymer B is 1.5 mol% or less. Oh Ru. In addition, D-form content in polylactic acid polymer B is Ru der higher beyond the D-form content in polylactic acid polymer A.
（ＩＩＩ）においては、上記（Ｉ）と同様に、結晶性および耐熱性の観点から、ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体ＢにおけるＤ体含有率が、９８．５モル％以上である。加えて、ポリ乳酸系重合体ＢにおけるＤ体含有率がポリ乳酸系重合体ＡにおけるＤ体含有率未満の値である。
In (III), as in (I) above, from the viewpoint of crystallinity and heat resistance, the D-form content in the polylactic acid polymer A and the polylactic acid polymer B is 98.5 mol% or more. Oh Ru. In addition, D-form content in polylactic acid polymer B is Ru value der than the D-form content in polylactic acid polymer A.
芯部および鞘部に配されるポリ乳酸系共重合体におけるＤ体含有率を、上述の（ＩＩ）や（ＩＩＩ）の範囲とすることで、鞘成分と比較すると、芯鞘型複合繊維における芯成分を結晶性および耐熱性により優れるものとすることができる。そのため、後述の部分熱圧着を施した場合、鞘部を構成するポリ乳酸系重合体は溶融により軟化しやすくなるが、芯部を構成するポリ乳酸系重合体の強度は維持される。そして、部分熱圧着後においても、芯部の強度が維持されるため、芯鞘複合繊維自体の強度を維持することができる。 When the D-form content in the polylactic acid copolymer disposed in the core and the sheath is within the range of (II) and (III) described above, compared with the sheath component, The core component can be made more excellent in crystallinity and heat resistance. Therefore, when partial thermocompression bonding described later is performed, the polylactic acid polymer constituting the sheath part is easily softened by melting, but the strength of the polylactic acid polymer constituting the core part is maintained. And since the intensity | strength of a core part is maintained even after partial thermocompression bonding, the intensity | strength of core sheath composite fiber itself can be maintained.
ポリ乳酸系重合体Ａやポリ乳酸系重合体Ｂにおいては、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、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、充填材等の添加剤が添加されていてもよい。例えば、結晶核剤としてのタルクを芯部と鞘部との双方に配合してもよい。 In the polylactic acid-based polymer A and the polylactic acid-based polymer B, as long as the effects of the present invention are not impaired, a pigment, a heat stabilizer, an antioxidant, a weathering agent, a flame retardant, and a terminal blocking agent are used as necessary. Additives such as plasticizers, lubricants, mold release agents, antistatic agents and fillers may be added. For example, talc as a crystal nucleating agent may be blended in both the core part and the sheath part.
また、タルク等の不活性微粒子を含有する場合は、その含有量は０．１〜２．０質量％であることが好ましい。０．１質量％未満であると十分な結晶化の促進効果が得られない場合がある。一方、２．０質量％を超えると、結晶性に劣ったり、糸切れが多発したりする場合がある。 Moreover, when containing inert fine particles, such as a talc, it is preferable that the content is 0.1-2.0 mass%. If it is less than 0.1% by mass, a sufficient crystallization promoting effect may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 2.0% by mass, the crystallinity may be inferior or thread breakage may occur frequently.
このような不活性微粒子の平均粒子径（Ｄ５０、レーザー回析法により測定された値）は、０．１〜５．０μｍであることが好ましい。５．０μｍ以上の場合、繊維化の際に糸切れを起こしやすくなる場合がある。また、０．１μｍ以下の場合は、粒子の凝集が起こりやすく、分散性に劣る場合がある。 The average particle size (D50, a value measured by a laser diffraction method) of such inert fine particles is preferably 0.1 to 5.0 μm. When the thickness is 5.0 μm or more, yarn breakage may easily occur during fiberization. On the other hand, when the particle size is 0.1 μm or less, the particles are likely to aggregate and the dispersibility may be poor.
上記の芯鞘型複合繊維において、芯部と鞘部の複合比（質量比）は、芯部／鞘部＝９０／１０〜５０／５０であることが好ましく、８０／２０〜６０／４０であることがより好ましい。芯部の比率が、９０質量％を超えるたり、または芯部の比率が５０質量％未満となったりすると、機械物性が低下する場合がある。 In the above-described core-sheath type composite fiber, the composite ratio (mass ratio) of the core part and the sheath part is preferably core part / sheath part = 90 / 10-50 / 50, and 80 / 20-60 / 40. More preferably. When the ratio of the core part exceeds 90% by mass or the ratio of the core part becomes less than 50% by mass, the mechanical properties may be deteriorated.
上記の芯鞘型複合繊維の単糸繊度は、０．５〜１１デシテックスであることが好ましく、１．０〜５．０デシテックスであることがより好ましい。単糸繊度が０．５デシテックス未満であると、紡糸や延伸工程において糸切れが頻繁に発生し、操業性が悪化する場合がある。加えて、得られる長繊維不織布が機械的強度に劣るものとなるため、実用的でなくなる場合がある。一方、単糸繊度が１１デシテックスを超えると、紡糸糸条の冷却性に劣るため、該芯鞘型複合繊維を製造する際に、得られる糸条同士が密着しやすくなる場合がある。 The single-filament fineness of the core-sheath composite fiber is preferably 0.5 to 11 dtex, and more preferably 1.0 to 5.0 dtex. If the single yarn fineness is less than 0.5 dtex, yarn breakage frequently occurs in the spinning or drawing process, and the operability may deteriorate. In addition, since the obtained long fiber nonwoven fabric is inferior in mechanical strength, it may not be practical. On the other hand, when the single yarn fineness exceeds 11 dtex, the spinning yarn is inferior in cooling property, and thus the obtained yarn may be easily adhered to each other when the core-sheath composite fiber is produced.
本発明のポリ乳酸系長繊維不織布は、上記のような芯鞘型複合繊維が堆積されたウェブを熱エンボス装置に通すことにより、部分的に熱圧着された部分（部分熱圧着部）と熱圧着されていない部分とを有する不織布となる。この部分熱圧着部においては、鞘成分が溶融または軟化した状態となり、構成繊維同士が接合されている。 The polylactic acid-based long-fiber nonwoven fabric of the present invention has a partially thermocompression-bonded part (partial thermocompression-bonding part) and heat by passing the web on which the core-sheath composite fiber as described above is deposited through a heat embossing device. It becomes a nonwoven fabric which has the part which is not crimped | bonded. In this partial thermocompression bonding portion, the sheath component is in a melted or softened state, and the constituent fibers are bonded to each other.
一般的に、長繊維不織布の強度は、該不織布を構成する繊維の強度、および部分熱圧着部（エンボス部）の強度に依存する。ここで、部分熱圧着部においては不織布としての強度は向上しているが、構成繊維が熱により溶融しているため、構成繊維自身の強度は低下してしまっている。しかしながら、本発明のポリ乳酸系長繊維不織布においては、上述の（Ｉ）〜（ＩＩＩ）にて記載されたように、芯部の強度が維持されるような部分熱圧着に適したポリマー構成とされた芯鞘複合繊維が用いられている。そのため、熱圧着を施しても繊維自体の強度が低下せず、繊維自体の強度と不織布の強度とを維持することができるという相乗効果が得られるのである。加えて、伸度をも向上された長繊維不織布とすることができるという効果も奏される。 In general, the strength of the long-fiber nonwoven fabric depends on the strength of the fibers constituting the nonwoven fabric and the strength of the partial thermocompression bonding portion (embossed portion). Here, although the strength as a non-woven fabric is improved in the partial thermocompression bonding portion, the strength of the constituent fiber itself is lowered because the constituent fiber is melted by heat. However, in the polylactic acid-based long-fiber nonwoven fabric of the present invention, as described in the above (I) to (III), a polymer configuration suitable for partial thermocompression bonding that maintains the core strength and A core-sheath composite fiber is used. Therefore, even if thermocompression bonding is performed, the strength of the fiber itself does not decrease, and a synergistic effect that the strength of the fiber itself and the strength of the nonwoven fabric can be maintained is obtained. In addition, the effect that it can be set as the long-fiber nonwoven fabric also improved in elongation is also produced.
本発明の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い。目付が１０ｇ／ｍ２未満であると、地合および機械的強力に劣る場合があり、実用的ではない。一方、目付が３００ｇ／ｍ２を超えるとコスト面で不利である場合がある。 The polylactic acid-based long-fiber nonwoven fabric of the present invention preferably has a basis weight of 10 to 300 g / m 2 . If the basis weight is less than 10 g / m 2 , the formation and mechanical strength may be inferior, which is not practical. On the other hand, if the basis weight exceeds 300 g / m 2 , it may be disadvantageous in terms of cost.
本発明のポリ乳酸系長繊維不織布は、以下の（ＩＶ）〜（ＶＩ）の物性を満足することが好ましい。
（ＩＶ）タテ方向およびヨコ方向における目付１００ｇ／ｍ２に換算時の引張強力（以下、「ＫＧＳＭ強力」と称する場合がある）の合計が３００Ｎ／５ｃｍ以上である。
（Ｖ）タテ方向およびヨコ方向における破断伸度が、いずれも２０％以上である。
（ＶＩ）１５０℃で５分間処理した後の乾熱収縮率が１０％以下である。
The polylactic acid-based long-fiber nonwoven fabric of the present invention preferably satisfies the following physical properties (IV) to (VI).
(IV) The total tensile strength (hereinafter sometimes referred to as “KGSM strength”) when converted to a basis weight of 100 g / m 2 in the vertical direction and the horizontal direction is 300 N / 5 cm or more.
(V) The breaking elongations in the vertical direction and the horizontal direction are both 20% or more.
(VI) The dry heat shrinkage after treatment at 150 ° C. for 5 minutes is 10% or less.
（ＩＶ）に関し、本発明の長繊維不織布においては、タテ方向とヨコ方向のＫＧＳＭ強力の合計が３００Ｎ／５ｃｍ以上であることが好ましい。３００Ｎ／５ｃｍ未満であると、得られる長繊維不織布は強度に劣り実使用に耐えられない場合がある。 Regarding (IV), in the long-fiber nonwoven fabric of the present invention, it is preferable that the total of the KGSM strength in the vertical direction and the horizontal direction is 300 N / 5 cm or more. If it is less than 300 N / 5 cm, the obtained long fiber nonwoven fabric may be inferior in strength and cannot withstand actual use.
（Ｖ）に関し、本発明の長繊維不織布においては、タテ方向およびヨコ方向の破断伸度が、２０％以上であることが好ましく、２５％以上であることがより好ましい。破断伸度が２０％以上であることで、通常のポリ乳酸系重合体を用いた不織布よりも加工性に優れ、農業用や土木用として用いた場合に地面に追随しやすく取扱性に優れたものとなる。 Regarding (V), in the long-fiber nonwoven fabric of the present invention, the breaking elongation in the vertical direction and the horizontal direction is preferably 20% or more, and more preferably 25% or more. When the elongation at break is 20% or more, it is superior in workability than a non-woven fabric using a normal polylactic acid polymer, and it is easy to follow the ground when used for agriculture or civil engineering, and has excellent handling properties. It will be a thing.
（ＶＩ）に関し、本発明の長繊維不織布においては、１５０℃での乾熱収縮率が１０％以下であることが好ましく、５％以下であることが好ましい。１５０℃での乾熱収縮率が１０％以下であることで、ティーバッグ（紅茶や緑茶用のバッグ）などにおいて好適に用いることが出来るばかりでなく、貼り合わせなどが行いやすく操業性に優れるものとなる。 Regarding (VI), in the long fiber nonwoven fabric of the present invention, the dry heat shrinkage at 150 ° C. is preferably 10% or less, and preferably 5% or less. The dry heat shrinkage at 150 ° C. is 10% or less, so that it can be used suitably in tea bags (bags for black tea and green tea), etc., and it is easy to bond and has excellent operability. It becomes.
次に、本発明のポリ乳酸系長繊維不織布の製造方法の一例について、以下に説明する。
本発明のポリ乳酸系長繊維不織布は、スパンボンド法により効率よく製造することができる。
Next, an example of a method for producing the polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric of the present invention will be described below.
The polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric of the present invention can be efficiently produced by a spunbond method.
まず、上述のような二種類のポリ乳酸系重合体ＡおよびＢを準備し、個別に溶融計量する。そして、ポリ乳酸系重合体Ａが芯部を形成するとともにポリ乳酸系重合体Ｂ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する。この紡糸口金より紡出した紡出糸条を、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した後、吸引装置を用いて牽引細化して引き取る。 First, two types of polylactic acid polymers A and B as described above are prepared and melt-metered individually. Then, melt spinning is performed through the core-sheath composite spinneret so that the polylactic acid-based polymer A forms a core and the polylactic acid-based polymer B forms a sheath. The spun yarn spun from the spinneret is cooled using a conventionally known cooling device such as horizontal spraying or annular spraying, and then pulled and thinned using a suction device.
牽引細化の際の牽引速度は、２０００〜５０００ｍ／分に設定することが好ましく、３０００〜５０００ｍ／分に設定することがさらに好ましい。牽引速度が２０００ｍ／分未満であると、糸条においては、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に劣る場合がある。一方、牽引速度が５０００ｍ／分を超えると紡糸安定性に劣る場合がある。 The pulling speed at the time of pulling is preferably set to 2000 to 5000 m / min, and more preferably set to 3000 to 5000 m / min. When the pulling speed is less than 2000 m / min, molecular orientation is not sufficiently promoted in the yarn, and the dimensional stability of the resulting nonwoven fabric may be inferior. On the other hand, if the pulling speed exceeds 5000 m / min, the spinning stability may be inferior.
牽引細化した芯鞘型複合繊維（長繊維）は、公知の開繊器具にて開繊された後、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、不織ウェブを形成する。その後、この不織ウェブに、熱エンボス装置などの熱圧着装置を用いて部分的に熱圧着を施すことにより、本発明のポリ乳酸系長繊維不織布を得ることができる。 The core-sheath type composite fiber (long fiber) that has been pulled and thinned is opened using a known opening device, and then spread and deposited on a mobile collecting surface such as a screen conveyor to form a nonwoven web. To do. Thereafter, the non-woven web is partially subjected to thermocompression bonding using a thermocompression bonding apparatus such as a heat embossing apparatus, whereby the polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric of the present invention can be obtained.
本発明のポリ乳酸系長繊維不織布は、強度、伸度および耐熱性のいずれにおいても優れるため、農業用途、土木用途、およびティーバッグなどにおいて、好適に使用することができる。 Since the polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric of the present invention is excellent in any of strength, elongation and heat resistance, it can be suitably used in agricultural applications, civil engineering applications, tea bags and the like.
以下、本発明を、実施例によりさらに具体的に説明する。本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.
なお、実施例、比較例にて得られた不織布の各特性値の評価方法は、以下の通りである。
（１）目付け（ｇ／ｍ２）
得られた不織布から、１０ｃｍ×１０ｃｍの試料片を裁断し、これを１０点作製した。標準状態（２０℃、６５％ＲＨ）において各試料片を秤量し、この秤量の平均値を算出した。この平均値を単位面積当たりの質量に換算し、不織布の目付け（ｇ／ｍ２）とした。
In addition, the evaluation method of each characteristic value of the nonwoven fabric obtained by the Example and the comparative example is as follows.
(1) Weight per unit area (g / m 2 )
A 10 cm × 10 cm sample piece was cut from the obtained nonwoven fabric, and 10 points were produced. Each sample piece was weighed in a standard state (20 ° C., 65% RH), and an average value of this weighed was calculated. This average value was converted to mass per unit area and used as the basis weight (g / m 2 ) of the nonwoven fabric.
（２）繊度（ｄｔｅｘ）
部分熱圧着前における堆積されたウェブの状態から、構成繊維をランダムに５０本抜き出し、これらの繊維径を顕微鏡にて測定した。この測定値を密度補正して、各々の繊維の繊度を算出し、さらに平均値を求め、繊度とした。
(2) Fineness (dtex)
Fifty constituent fibers were randomly extracted from the state of the deposited web before partial thermocompression bonding, and the fiber diameters were measured with a microscope. This measured value was subjected to density correction, the fineness of each fiber was calculated, and the average value was further obtained as the fineness.
（３）単糸強度
ＪＩＳ Ｌ１０５０に従って、得られた不織布から長さ２０ｃｍの試料を各１０点作製した。各試料について、定速伸張型引張試験機（オリエンテック社製、「テンシロンＵＴＭ−４−１−１００」）を用い、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分で伸張し、得られた切断時の破断荷重（単位：ｃＮ）の平均値を求め、この平均値を繊度で除することにより、単糸強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）とした。
(3) Single yarn strength In accordance with JIS L1050, 10 samples each having a length of 20 cm were prepared from the obtained nonwoven fabric. Each sample was stretched at a gripping interval of 10 cm and a tensile speed of 10 cm / min using a constant speed extension type tensile tester (Orientec Co., Ltd., “Tensilon UTM-4-1-100”). The average value of breaking load (unit: cN) was obtained, and the average value was divided by the fineness to obtain single yarn strength (cN / dtex).
（４）単糸伸度
上述の（３）の条件にて、切断時の伸度（単位：％）を測定し、この平均値を単糸伸度（％）とした。
(4) Single yarn elongation The elongation (unit:%) at the time of cutting was measured under the condition (3) described above, and this average value was defined as the single yarn elongation (%).
（５）５％強力
（６）と同条件で測定した際の、５％伸長時の応力を５％強力とした。
(5) 5% strength The stress at 5% elongation when measured under the same conditions as in (6) was 5% strength.
（６）引張強力（Ｎ／５ｃｍ）
得られた不織布から、試料長２０ｃｍ、試料幅５ｃｍの試料片を裁断し、これを１０点作製した。各試料片について、定速伸張型引張試験機（オリエンテック社製、「テンシロンＵＴＭ−４−１−１００」）を用い、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分で伸張した際の、切断時の破断荷重（Ｎ／５ｃｍ）を測定した。そして、破断荷重の平均値を引張強力とした。
(6) Tensile strength (N / 5cm)
From the obtained non-woven fabric, a sample piece having a sample length of 20 cm and a sample width of 5 cm was cut, and 10 pieces were produced. About each sample piece, using a constant speed extension type tensile tester (Orientec Co., Ltd., “Tensilon UTM-4-1-100”), when it was extended at a grip interval of 10 cm and a tensile speed of 20 cm / min, The breaking load (N / 5 cm) was measured. And the average value of the breaking load was made into tensile strength.
（７）破断伸度（％）
上記（６）における評価前の試料片長さをＬ０とし、切断時の試料片長さをＬとして、下記式によって算出した。
（破断伸度）（％）＝｛（Ｌ−Ｌ０）／Ｌ０｝×１００
(7) Elongation at break (%)
The specimen length before evaluation in the above (6) and L 0, the sample piece length at break as L, was calculated by the following equation.
(Elongation at break) (%) = {(L−L 0 ) / L 0 } × 100
（８）ＫＧＳＭ強力（Ｎ）
上記（６）において得られた引張強力の値を、目付け１００ｇ／ｃｍ２当たりに換算して、ＫＧＳＭ強力（Ｎ）とした。
(8) Strong KGSM (N)
The value of the tensile strength obtained in the above (6) was converted to KGSM strength (N) by converting per unit weight of 100 g / cm 2 .
（９）乾熱収縮率（％）
得られた不織布から、１５ｃｍ×１５ｃｍの試料片を５点準備した。各々の試料片を、温度１５０℃で５分間放置し、収縮率を下式により算出した。算出された値の平均値を、乾熱収縮率とした。
（乾熱収縮率）（％）＝［（１５−Ｌｘ）／１５］×１００
なお、上記式において、Ｌｘは、５分間放置した後の試料の長さを示す。
(9) Dry heat shrinkage (%)
Five sample pieces of 15 cm × 15 cm were prepared from the obtained nonwoven fabric. Each sample piece was allowed to stand at a temperature of 150 ° C. for 5 minutes, and the shrinkage was calculated by the following equation. The average value of the calculated values was defined as the dry heat shrinkage rate.
(Dry heat shrinkage) (%) = [(15−Lx) / 15] × 100
In the above formula, Lx represents the length of the sample after being left for 5 minutes.
（１０）ＭＩ（ｇ／１０分）
ＡＳＴＭ−Ｄ１２３８（Ｌ）に従って、温度１９０℃、荷重２０．２Ｎの条件下で測定した。
（１１）融点
示差熱走査型熱量計（パーキンエルマ社製、ＤＳＣ−２型）を用い、試料質量を５ｍｇ、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。
(10) MI (g / 10 min)
According to ASTM-D1238 (L), the measurement was performed under conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 20.2 N.
(11) Melting point Using a differential thermal scanning calorimeter (Perkin Elma, DSC-2 type), measuring the sample mass at 5 mg and the heating rate at 10 ° C./min, the maximum value of the melting endotherm curve obtained. Was the melting point (° C.).
実施例および比較例において用いられたポリ乳酸系重合体の種類は、以下の通りである。
・（Ａ−１）
Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合体
融点：１６８℃、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝９８．６／１．４（モル比）、ＭＩ：１０ｇ／１０分
・（Ａ−２）
Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合体
融点：１７５℃、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝９９．３／０．７（モル比）、ＭＩ：８ｇ／１０分
・（Ａ−３）
Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合体
融点：１６８℃、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝９８．６／１．４（モル比）、ＭＩ：６０ｇ／１０分
・（Ａ−４）
Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合体
融点：１６８℃、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝９８．６／１．４（モル比）、ＭＩ：８ｇ／１０分
The types of polylactic acid polymers used in Examples and Comparative Examples are as follows.
・ (A-1)
Copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid Melting point: 168 ° C., (L-lactic acid) / (D-lactic acid) = 98.6 / 1.4 (molar ratio), MI: 10 g / 10 min. (A -2)
Copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid Melting point: 175 ° C., (L-lactic acid) / (D-lactic acid) = 99.3 / 0.7 (molar ratio), MI: 8 g / 10 min. (A -3)
Copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid Melting point: 168 ° C., (L-lactic acid) / (D-lactic acid) = 98.6 / 1.4 (molar ratio), MI: 60 g / 10 min. (A -4)
Copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid Melting point: 168 ° C., (L-lactic acid) / (D-lactic acid) = 98.6 / 1.4 (molar ratio), MI: 8 g / 10 minutes
・（Ｂ−１）
Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合体
融点：１６８℃、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝９８．６／１．４（モル比）、ＭＩ：３５ｇ／１０分
・（Ｂ−２）
Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共重合体
融点：１５０℃、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝９５．８／４．２（モル比）、ＭＩ：３５ｇ／１０分
・ (B-1)
Copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid Melting point: 168 ° C., (L-lactic acid) / (D-lactic acid) = 98.6 / 1.4 (molar ratio), MI: 35 g / 10 min. (B -2)
Copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid Melting point: 150 ° C., (L-lactic acid) / (D-lactic acid) = 95.8 / 4.2 (molar ratio), MI: 35 g / 10 minutes
実施例１
ポリ乳酸系重合体（Ａ−１）と、ポリ乳酸系重合体（Ｂ−１）を準備した。そして、（Ｂ−１）に、タルク（平均粒子径：１．０μｍ）を０．５質量％の割合で配合させた。（Ａ−１）および（Ｂ−１）を、（芯部）／（鞘部）が、７０／３０（質量比）となるように個別に計量した後、芯鞘複合型の口金が備えられたエクトルーダー型押出機を用いて紡糸温度２２０℃で溶融し、芯部に（Ａ−１）が配され、鞘部に（Ｂ−１）が配された芯鞘型複合繊維となるように溶融紡糸した。
Example 1
A polylactic acid polymer (A-1) and a polylactic acid polymer (B-1) were prepared. And (B-1) was made to mix | blend talc (average particle diameter: 1.0 micrometer) in the ratio of 0.5 mass%. After individually weighing (A-1) and (B-1) such that (core part) / (sheath part) is 70/30 (mass ratio), a core / sheath composite type die is provided. So that the core-sheath type composite fiber is melted at a spinning temperature of 220 ° C. using an extruder type extruder and (A-1) is arranged in the core part and (B-1) is arranged in the sheath part. Melt spun.
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ーサッカーにて牽引速度３５００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊した。さらに、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。なお、堆積させた複合繊維の単糸繊度は３．０デシテックスであった。 The spun yarn was cooled with a known cooling device, and subsequently, it was pulled and thinned at a pulling speed of 3500 m / min with an air soccer provided below the spinneret, and opened using a known opening device. Further, it was collected and deposited as a web on a moving screen conveyor. The single yarn fineness of the deposited composite fiber was 3.0 dtex.
次いで、このウェブを、エンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付が２０ｇ／ｍ２であるポリ乳酸系長繊維不織布を得た。熱エンボスの条件としては、両ロールの表面温度を１２５℃とした。そして、エンボスロールとして、個々の面積が０．６ｍｍ２の円形の彫刻模様であり、圧接点密度が２０点／ｃｍ２、圧接面積率が１５％のものを用いた。また、得られたポリ乳酸系長繊維不織布の融点は１６８℃であった。 Next, this web was subjected to heat treatment through a hot embossing device comprising an embossing roll and a smooth metal roll to obtain a polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric having a basis weight of 20 g / m 2 . As the heat embossing condition, the surface temperature of both rolls was set to 125 ° C. As the embossing roll, a circular engraving pattern having an individual area of 0.6 mm 2 , a pressure contact density of 20 points / cm 2 and a pressure contact area ratio of 15% was used. Moreover, melting | fusing point of the obtained polylactic acid-type long fiber nonwoven fabric was 168 degreeC.
実施例２および３
目付を、それぞれ、５０ｇ／ｍ２、１００ｇ／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を得た。
Examples 2 and 3
The basis weight, respectively, except that the 50g / m 2, 100g / m 2 in the same manner as in Example 1, to obtain a polylactic acid filament nonwoven fabric.
参考例１
ポリ乳酸系重合体（Ａ−２）と、ポリ乳酸系重合体（Ｂ−１）とを準備した。そして、（Ａ−２）に、タルク（平均粒子径：１．０μｍ）を０．５質量％の割合で配合させた。（Ａ−２）および（Ｂ−１）を、（芯部）／（鞘部）が７０／３０（質量比）となるように個別に計量した後、芯鞘複合型の口金が備えられたエクトルーダー型押出機を用いて紡糸温度２２０℃で溶融し、芯部に（Ａ−２）が配され、鞘部に（Ｂ−１）が配された芯鞘型複合繊維となるように溶融紡糸した。
Reference example 1
A polylactic acid polymer (A-2) and a polylactic acid polymer (B-1) were prepared. And by, (A-2) to the talc (average particle size: 1.0 .mu.m) was allowed to blend in a proportion of 0.5 wt%. (A-2) and (B-1) were individually weighed so that (core part) / (sheath part) was 70/30 (mass ratio), and then a core / sheath composite-type die was provided. Melted at an spinning temperature of 220 ° C. using an extruder type extruder and melted so as to be a core-sheath type composite fiber in which (A-2) is arranged in the core part and (B-1) is arranged in the sheath part. Spinned.
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ーサッカーにて牽引速度３５００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊した。さらに、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。なお、堆積させた複合繊維の単糸繊度は３．０デシテックスであった。 The spun yarn was cooled with a known cooling device, and subsequently, it was pulled and thinned at a pulling speed of 3500 m / min with an air soccer provided below the spinneret, and opened using a known opening device. Further, it was collected and deposited as a web on a moving screen conveyor. The single yarn fineness of the deposited composite fiber was 3.0 dtex.
次いで、このウェブを、エンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付が２０ｇ／ｍ２であるポリ乳酸系長繊維不織布を得た。熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を１２５℃とした。そして、エンボスロールとして、個々の面積が０．６ｍｍ２の円形の彫刻模様で、圧接点密度が２０点／ｃｍ２、圧接面積率が１５％のものを用いた。得られたポリ乳酸系長繊維不織布の融点は１７４℃と１６８℃であった。 Next, this web was subjected to heat treatment through a hot embossing device comprising an embossing roll and a smooth metal roll to obtain a polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric having a basis weight of 20 g / m 2 . As hot embossing conditions, the surface temperature of both rolls was 125 ° C. As the embossing roll, a circular engraving pattern having an individual area of 0.6 mm 2 , a pressure contact density of 20 points / cm 2 and a pressure contact area ratio of 15% was used. Melting | fusing point of the obtained polylactic acid-type long fiber nonwoven fabric was 174 degreeC and 168 degreeC.
参考例２および３
目付を、それぞれ、５０ｇ／ｍ２、１００ｇ／ｍ２とした以外は参考例１と同様にして、ポリ乳酸系長繊維不織布を得た。
Reference examples 2 and 3
The basis weight, respectively, except that the 50g / m 2, 100g / m 2 in the same manner as in Reference Example 1, to obtain a polylactic acid filament nonwoven fabric.
参考例４
ポリ乳酸系重合体（Ａ−２）と、ポリ乳酸系重合体（Ｂ−１）を準備した。そして、（Ａ−２）に、タルク（平均粒子径：１．０μｍ）を０．５質量％の割合で配合させた。（Ａ−２）および（Ｂ−１）を、（芯部）／（鞘部）＝５０／５０（質量比）となるように個別に計量した後、芯鞘複合型の口金が備えられたエクトルーダー型押出機を用いて紡糸温度２２０℃で溶融し、芯部に（Ａ−２）が配され、鞘部に（Ｂ−１）が配された芯鞘型複合繊維となるように溶融紡糸した。
Reference example 4
A polylactic acid polymer (A-2) and a polylactic acid polymer (B-1) were prepared. And (A-2) was made to mix | blend talc (average particle diameter: 1.0 micrometer) in the ratio of 0.5 mass%. After individually weighing (A-2) and (B-1) so that (core part) / (sheath part) = 50/50 (mass ratio), a core / sheath composite type die was provided. Melted at an spinning temperature of 220 ° C. using an extruder type extruder and melted so as to be a core-sheath type composite fiber in which (A-2) is arranged in the core part and (B-1) is arranged in the sheath part. Spinned.
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ーサッカーにて牽引速度３５００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊した。さらに、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。なお、堆積させた複合長繊維の単糸繊度は３．０デシテックスであった。 The spun yarn was cooled with a known cooling device, and subsequently, it was pulled and thinned at a pulling speed of 3500 m / min with an air soccer provided below the spinneret, and opened using a known opening device. Further, it was collected and deposited as a web on a moving screen conveyor. In addition, the single yarn fineness of the deposited composite long fiber was 3.0 dtex.
次いで、このウェブを、エンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付が２０ｇ／ｍ２であるポリ乳酸系長繊維不織布を得た。熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を１２５℃とした。エンボスロールとして、個々の面積が０．６ｍｍ２の円形の彫刻模様で、圧接点密度が２０点／ｃｍ２、圧接面積率が１５％のものを用いた。得られたポリ乳酸系長繊維不織布の融点は１７４℃と１６８℃であった。 Next, this web was subjected to heat treatment through a hot embossing device comprising an embossing roll and a smooth metal roll to obtain a polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric having a basis weight of 20 g / m 2 . As hot embossing conditions, the surface temperature of both rolls was 125 ° C. An embossing roll having a circular sculpture pattern with an individual area of 0.6 mm 2 , a pressure contact density of 20 points / cm 2 , and a pressure contact area ratio of 15% was used. Melting | fusing point of the obtained polylactic acid-type long fiber nonwoven fabric was 174 degreeC and 168 degreeC.
参考例５および６
目付を、それぞれ、５０ｇ／ｍ２、１００ｇ／ｍ２とした以外は参考例４と同様にして、ポリ乳酸系長繊維不織布を得た。
Reference Examples 5 and 6
The basis weight, respectively, except that the 50g / m 2, 100g / m 2 in the same manner as in Reference Example 4, to obtain a polylactic acid filament nonwoven fabric.
比較例１
ポリ乳酸系重合体（Ａ−３）を準備し、ここにタルク（平均粒子径：１．０μｍ）を０．５質量％の割合になるように配合して溶融した。そして、紡糸口金を用いて、溶融紡糸を行った。
Comparative Example 1
A polylactic acid polymer (A-3) was prepared, and talc (average particle size: 1.0 μm) was blended therein and melted at a ratio of 0.5 mass%. Then, melt spinning was performed using a spinneret.
吐出糸条を冷却装置にて冷却した後、引き続き、紡糸口金の下方に設けたエアーサッカーにて牽引速度５０００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊機を用いて開繊し、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。なお、堆積させた長繊維の単糸繊度は３．０デシテックスであった。 After the discharged yarn is cooled by a cooling device, the screen conveyor is continuously moved by using an air soccer ball provided below the spinneret at a pulling speed of 5000 m / min, opened using a known spreader, and moved. It was collected and deposited as a web on top. The single yarn fineness of the accumulated long fibers was 3.0 dtex.
次いで、このウェブをエンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付が２０ｇ／ｍ２であるポリ乳酸系長繊維不織布を得た。熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を１３０℃とした。そして、エンボスロールとして、個々の面積が０．６ｍｍ２の円形の彫刻模様で、圧接点密度が２０点／ｃｍ２、圧接面積率が１５％のものを用いた。得られたポリ乳酸系長繊維不織布の融点は１６８℃であった。 Next, the web was passed through a hot embossing device composed of an embossing roll and a smooth metal roll, and heat treated to obtain a polylactic acid long fiber nonwoven fabric having a basis weight of 20 g / m 2 . As hot embossing conditions, the surface temperature of both rolls was 130 ° C. As the embossing roll, a circular engraving pattern having an individual area of 0.6 mm 2 , a pressure contact density of 20 points / cm 2 and a pressure contact area ratio of 15% was used. The melting point of the obtained polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric was 168 ° C.
比較例２および３
目付を、それぞれ、５０ｇ／ｍ２、１００ｇ／ｍ２とした以外は比較例１と同様にして、ポリ乳酸系長繊維不織布を得た。
Comparative Examples 2 and 3
The basis weight, respectively, except that the 50g / m 2, 100g / m 2 in the same manner as in Comparative Example 1, to obtain a polylactic acid filament nonwoven fabric.
比較例４
ポリ乳酸系重合体（Ａ−４）と、ポリ乳酸系重合体（Ｂ−２）とを準備した。そして、そして、（Ａ−４）に、タルク（平均粒子径：１．０μｍ）を０．５質量％の割合で配合させた。（Ａ−４）および（Ｂ−２）を、（芯部）／（鞘部）が５０／５０（質量比）となるように個別に計量した後、芯鞘複合型の口金が備えられたエクトルーダー型押出機を用いて紡糸温度２２０℃で溶融し、芯部に（Ａ−４）が配され、鞘部に（Ｂ−２）が配された芯鞘型複合繊維となるように溶融紡糸した。
Comparative Example 4
A polylactic acid polymer (A-4) and a polylactic acid polymer (B-2) were prepared. And (A-4) was blended with talc (average particle size: 1.0 μm) at a ratio of 0.5 mass%. After individually weighing (A-4) and (B-2) so that (core part) / (sheath part) was 50/50 (mass ratio), a core / sheath composite type die was provided. Melted at a spinning temperature of 220 ° C. using an extruder type extruder and melted so as to be a core-sheath type composite fiber in which (A-4) is arranged in the core part and (B-2) is arranged in the sheath part. Spinned.
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ーサッカーにて牽引速度４３００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊した。さらに、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。なお、堆積させた複合長繊維の単糸繊度は３．０デシテックスであった。 The spun yarn was cooled with a known cooling device, and subsequently, it was pulled and thinned at a pulling speed of 4300 m / min with an air soccer provided below the spinneret, and opened using a known opening device. Further, it was collected and deposited as a web on a moving screen conveyor. In addition, the single yarn fineness of the deposited composite long fiber was 3.0 dtex.
次いで、このウェブを、エンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付が２０ｇ／ｍ２であるポリ乳酸系長繊維不織布を得た。熱エンボス条件としては、両ロールの表面温度を１２０℃とした。エンボスロールとして、個々の面積が０．６ｍｍ２の円形の彫刻模様で、圧接点密度が２０点／ｃｍ２、圧接面積率が１５％のものを用いた。得られたポリ乳酸系長繊維不織布の融点は、１６８℃と１５０℃であった。 Next, this web was subjected to heat treatment through a hot embossing device comprising an embossing roll and a smooth metal roll to obtain a polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric having a basis weight of 20 g / m 2 . As hot embossing conditions, the surface temperature of both rolls was 120 ° C. An embossing roll having a circular sculpture pattern with an individual area of 0.6 mm 2 , a pressure contact density of 20 points / cm 2 , and a pressure contact area ratio of 15% was used. Melting | fusing point of the obtained polylactic acid-type long fiber nonwoven fabric was 168 degreeC and 150 degreeC.
比較例５および６
目付を、それぞれ、５０ｇ／ｍ２、１００ｇ／ｍ２とした以外は比較例４と同様にして、ポリ乳酸系長繊維不織布を得た。
Comparative Examples 5 and 6
The basis weight, respectively, except that the 50g / m 2, 100g / m 2 in the same manner as in Comparative Example 4, to obtain a polylactic acid filament nonwoven fabric.
比較例７
ポリ乳酸系重合体（Ａ−１）と、ポリ乳酸系重合体（Ｂ−１）を準備した。そして、（Ｂ−１）に、タルク（平均粒子径：１．０μｍ）を０．５質量％の割合で配合させた。（Ａ−１）および（Ｂ−１）を、（芯部）／（鞘部）が、７０／３０（質量比）となるように個別に計量した後、芯鞘複合型の口金が備えられたエクトルーダー型押出機を用いて紡糸温度２２０℃で溶融し、芯部に（Ｂ−１）が配され、鞘部に（Ａ−１）が配された芯鞘型複合繊維となるように溶融紡糸した。
Comparative Example 7
A polylactic acid polymer (A-1) and a polylactic acid polymer (B-1) were prepared. And (B-1) was made to mix | blend talc (average particle diameter: 1.0 micrometer) in the ratio of 0.5 mass%. After individually weighing (A-1) and (B-1) such that (core part) / (sheath part) is 70/30 (mass ratio), a core / sheath composite type die is provided. So that the core-sheath type composite fiber is melted at a spinning temperature of 220 ° C. using an extruder type extruder and (B-1) is arranged in the core part and (A-1) is arranged in the sheath part. Melt spun.
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ーサッカーにて牽引速度３５００ｍ／分で牽引細化し、公知の開繊器具を用いて開繊した。さらに、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。なお、堆積させた複合繊維の単糸繊度は３．０デシテックスであった。 The spun yarn was cooled with a known cooling device, and subsequently, it was pulled and thinned at a pulling speed of 3500 m / min with an air soccer provided below the spinneret, and opened using a known opening device. Further, it was collected and deposited as a web on a moving screen conveyor. The single yarn fineness of the deposited composite fiber was 3.0 dtex.
次いで、このウェブを、エンボスロールと表面平滑な金属ロールとからなる熱エンボス装置に通して熱処理を施し、目付が２０ｇ／ｍ２であるポリ乳酸系長繊維不織布を得た。熱エンボスの条件としては、両ロールの表面温度を１３０℃とした。そして、エンボスロールとして、個々の面積が０．６ｍｍ２の円形の彫刻模様であり、圧接点密度が２０点／ｃｍ２、圧接面積率が１５％のものを用いた。また、得られたポリ乳酸系長繊維不織布の融点は１６８℃であった。 Next, this web was subjected to heat treatment through a hot embossing device comprising an embossing roll and a smooth metal roll to obtain a polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric having a basis weight of 20 g / m 2 . As the conditions for hot embossing, the surface temperature of both rolls was 130 ° C. As the embossing roll, a circular engraving pattern having an individual area of 0.6 mm 2 , a pressure contact density of 20 points / cm 2 and a pressure contact area ratio of 15% was used. Moreover, melting | fusing point of the obtained polylactic acid-type long fiber nonwoven fabric was 168 degreeC.
比較例８および９
目付を、それぞれ、５０ｇ／ｍ２、１００ｇ／ｍ２とした以外は比較例７と同様にして、ポリ乳酸系長繊維不織布を得た。
Comparative Examples 8 and 9
The basis weight, respectively, except that the 50g / m 2, 100g / m 2 in the same manner as in Comparative Example 7, to obtain a polylactic acid filament nonwoven fabric.
実施例１〜３、参考例１〜６および比較例１〜９にて得られた不織布の物性を、表１にまとめて示す。 The physical properties of the nonwoven fabrics obtained in Examples 1 to 3, Reference Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 9 are summarized in Table 1.
実施例１〜３にて得られたポリ乳酸系長繊維不織布は、目付けが低い場合であっても、ＫＧＳＭ強力の合計が３００Ｎ／５ｃｍ以上であり、タテ方向およびヨコ方向の破断伸度が２０％以上であり、１５０℃における乾熱収縮率が１０％以下であった。つまり、優れた機械物性を有していた。
In the polylactic acid-based long fiber nonwoven fabrics obtained in Examples 1 to 3 , even when the basis weight is low, the total KGSM strength is 300 N / 5 cm or more, and the breaking elongation in the vertical direction and the horizontal direction is 20 %, And the dry heat shrinkage at 150 ° C. was 10% or less. That is, it had excellent mechanical properties.
一方、比較例１〜３にて得られたポリ乳酸系長繊維不織布は、該不織布を構成する繊維が、複合繊維ではなく単層の繊維であったため、糸としての強度は十分であったが、不織布とした場合の各種の強力や伸度が低いものであった。 On the other hand, the polylactic acid-based long-fiber nonwoven fabrics obtained in Comparative Examples 1 to 3 had sufficient strength as yarns because the fibers constituting the nonwoven fabric were not single fibers but single-layer fibers. The various strengths and elongations of the nonwoven fabric were low.
比較例４〜６にて得られたポリ乳酸系長繊維不織布は、該不織布を構成する芯鞘複合繊維における鞘部に配されたポリ乳酸系重合体の融点が１５０℃と低かったため、耐熱性に顕著に劣り、乾熱収縮率を測定することができなかった。さらに、強力や伸度にも劣るものであった。 The polylactic acid-based long-fiber nonwoven fabrics obtained in Comparative Examples 4 to 6 were heat resistant because the melting point of the polylactic acid-based polymer disposed in the sheath portion of the core-sheath composite fiber constituting the nonwoven fabric was as low as 150 ° C. The dry heat shrinkage rate could not be measured. Further, it was inferior in strength and elongation.
比較例７〜９にて得られたポリ乳酸系長繊維不織布は、該不織布を構成する芯鞘複合繊維におけるＭＩ値が、鞘部の値よりも芯部の値が大きいものであり、すなわち、芯部が熱を付与した際により軟化溶融して流動しやすいものであったため、実施例と比較して強力に劣るものであった。 The polylactic acid-based long-fiber nonwoven fabric obtained in Comparative Examples 7 to 9 has a MI value in the core-sheath composite fiber constituting the nonwoven fabric, the core value being larger than the sheath value, Since the core portion was softened, melted and flowed more easily when heat was applied, it was inferior in strength to the examples.
Claims (4)
（Ｉ）ポリ乳酸系重合体Ａおよびポリ乳酸系重合体ＢにおけるＤ体含有率が１．５モル％以下であるか９８．５モル％以上であり、かつ、ポリ乳酸系重合体Ａの１９０℃におけるメルトインデックスが７〜１５ｇ／１０分であり、ポリ乳酸系重合体Ｂの１９０℃におけるメルトインデックスが２０〜５０ｇ／１０分である。 A polylactic acid polymer A is disposed in the core portion, and a polylactic acid polymer B is disposed in the sheath portion, and the melting points of the polylactic acid polymer A and the polylactic acid polymer B are both 160 ° C. or higher. A core-sheath type composite fiber (however, except that the polylactic acid polymer A and the polylactic acid polymer B have a melting point difference) is used as a constituent fiber, and the core-sheath type composite fiber is partially thermocompressed. A polylactic acid-based long-fiber nonwoven fabric, wherein the polylactic acid-based polymer A and the polylactic acid-based polymer B in the core-sheath composite fiber satisfy the following physical properties (I): Long fiber nonwoven fabric.
(I) The D-form content in the polylactic acid-based polymer A and the polylactic acid-based polymer B is 1.5 mol% or less or 98.5 mol% or more, and the polylactic acid-based polymer A is 190 %. The melt index at 7 ° C. is 7 to 15 g / 10 min, and the polylactic acid polymer B has a melt index at 190 ° C. of 20 to 50 g / 10 min.
（ＩＶ）タテ方向およびヨコ方向における目付１００ｇ／ｍ２に換算時の引張強力の合計が３００Ｎ／５ｃｍ以上である。
（Ｖ）タテ方向およびヨコ方向における破断伸度がいずれも２０％以上である。
（ＶＩ）１５０℃で５分間処理した後の乾熱収縮率が１０％以下である。 The physical properties of the following (IV) to (VI) are satisfied at the same time, the polylactic acid-based long fiber nonwoven fabric according to claim 1.
(IV) The total tensile strength when converted to a basis weight of 100 g / m 2 in the vertical direction and the horizontal direction is 300 N / 5 cm or more.
(V) The breaking elongations in the vertical direction and the horizontal direction are both 20% or more.
(VI) The dry heat shrinkage after treatment at 150 ° C. for 5 minutes is 10% or less.
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