CN1083020C - 可生物降解的纤维和非织造布 - Google Patents

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Abstract

一种由可生物降解的树脂组合物经熔体纺丝生产的单纤维，该可生物降解的树脂组合物包含淀粉树脂、包含醋酸乙烯酯与没有任何官能基团的不饱和单体的共聚物的部分水解产物、脂族聚酯、分解促进剂和增塑剂；和一种可生物降解的共轭纤维，该共轭纤维包含由上述可生物降解的树脂组合物组成的第一组分，和由脂族聚酯组成的第二组分；它们以平行或皮芯状排列，使上述第一组分沿纤维长向连续存在于纤维的至少部分表面上。由这类纤维制造了非织造布、机织物和针织物以及模塑制品。本发明的目的是通过熔体纺丝提供一种可生物降解的、非织造布成形性能优良的纤维，提供由该纤维制造的非织造布、机织物、针织物和模塑制品。

Description

可生物降解的纤维和非织造布
技术领域
本发明涉及由可生物降解的聚合物制造的单组分纤维和复合纤维，以及由这些纤维制造的非织造布、针织物和模塑制品。
技术背景
迄今，已知由天然材料如粘胶人造丝、铜氨人造丝、甲壳质和脱乙酰的甲壳质和骨胶原组成的可生物降解的纤维，最近又得知一种由脂族聚酯如聚-ε-己内酯组成的可生物降解聚合物生产的纤维。虽然，按照定义，这些可生物降解的纤维当被置于天然环境时会腐烂掉，但是要等到纤维形态完全消失需花费很长时间。所以，它们会与几乎不腐烂的纤维如聚酰胺、聚酯和聚丙烯那样产生同样的环境问题。
为了解决这些问题，必须使纤维较快地降解和分解。
作为含有淀粉的纤维的一个已知实例，日本专利申请公报4-100913公开了一种由聚乙烯醇基聚合物和淀粉组成的可生物降解的纤维。然而，这种纤维生物降解性轻微，完全降解需花费很长时间。
本发明的目的是解决这些问题，并提供一种可生物降解的粘合复合纤维、一种非织造布、一种针织物和一种纤维组合物等。
发明内容
本发明的发明者为解决上述问题反复进行了试验，发现借助于由某些可生物降解聚合物组合物经熔体纺丝形成的纤维达到了上述目的。本发明包含下述内容。
按照本发明的第一方面，提供了一种可生物降解纤维，该纤维包含一种由下述(A)、(B)、(C)和(D)组分组成经熔体纺丝的可生物降解聚合物组合物：
(A)淀粉基聚合物(30～70％(重量))，
(B)醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解的共聚物以及脂族聚酯(总计，30～70％(重量))，
(C)分解促进剂(0～5％(重量))，和
(D)增塑剂(0～15％(重量))。
按照本发明的第二方面，提供了按照第一方面的可生物降解纤维，其中所述的可生物降解的聚合物组合物的组分(B)由醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物(纤维重量的30～70％)，和脂族聚酯(0～40％(重量))组成。
按照本发明的第三方面，提供了按照第一或第二方面的可生物降解纤维，其中可生物降解的聚合物组合物由淀粉基聚合物和醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物组成。
按照本发明的第四方面，提供了按照第一或第二方面的可生物降解纤维，其中不含官能基团的不饱和单体是选自乙烯、丙烯、异丁烯和苯乙烯中的至少一种；所述的部分水解共聚物的皂化程度为78～98％；部分水解共聚物在纤维中的含量为30～70％(重量)。
按照本发明的第五方面，提供了按照第一或第二方面的可生物降解纤维，其中脂族聚酯是选自由聚-ε-己内酯、聚2-羟基丙酸、聚乙交酯和羟基链烷酸酯组成的可生物降解的热塑性聚合物中的至少一种。
按照本发明的第六方面，提供了按照第一或第二方面的可生物降解纤维，其中分解促进剂是选自有机过氧化物、无机过氧化物、光敏剂和可光分解的聚合物等化合物中的一种。
按照本发明的第七方面，提供了一种由按照第一或第二方面的可生物降解纤维生产的非织造布。
按照本发明的第八方面，提供了一种由按照第一或第二方面的可生物降解纤维生产的针织物。
按照本发明的第九方面，提供了一种由按照第一或第二方面的可生物降解纤维生产的模塑制品。
按照本发明的第十方面，提供了一种可生物降解的复合纤维，该复合纤维包含作为第一组分的由下述(A)、(B)、(C)和(D)组分组成的可生物降解的聚合物组合物，和作为第二组分的脂族聚酯，第一组分以并列型或皮芯型排列，于是，便沿长度方向顺序出现在所述纤维的至少一部分表面上：
(A)淀粉基聚合物(30～70％(重量))，
(B)醋酸乙烯酯和不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物，以及脂族聚酯(总计，30～70％(重量))，
(C)分解促进剂(0～5％重量)，和
(D)增塑剂(0～15％重量)。
按照本发明的第十一方面，提供了按照权利要求10的可生物降解复合纤维，其中可生物降解聚合物组合物的组分(B)由醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物(纤维重量的30～70％)和脂族聚酯(0～40％重量)组成。
按照本发明的第十二方面，提供了按照第十或第十一方面的可生物降解复合纤维，其中所述的不含官能基团的不饱和单体是选自乙烯、丙烯、异丁烯和苯乙烯中的一种；所述的部分水解共聚物的皂化程度为78～98％，在所述纤维中的部分水解共聚物的含量为30～70％重量。
按照本发明的第十三方面，提供了按照第十或第十一方面的可生物降解的复合纤维，其中所述的脂族聚酯是选自由聚-ε-己内酯、聚2-羟基丙酸、聚乙交酯和羟基链烷酸酯组成的可生物降解的热塑性聚合物中的至少一种。
按照本发明的第十四方面，提供了按照第十或第十一方面的可生物降解复合纤维，其中分解促进剂是选自有机过氧化物、无机过氧化物、光敏剂和可光分解的聚合物化合物中的至少一种分解促进剂。
按照本发明的第十五方面，提供了按照第十或第十一方面的可生物降解复合纤维，其中至少第一和第二组分之一具有异形横截面。
按照本发明的第十六方面，提供了按照第十或第十一方面的可生物降解复合纤维，其中所述纤维的表面用烷基磷酸金属盐处理过。
按照本发明的第十七方面，提供了一种生产非织造布的方法，该方法包括通过对按照第十或第十一方面的可生物降解纤维的表面给湿使所述表面软化的工序。
按照本发明的第十八方面，提供了按照第十或第十一方面的可生物降解复合纤维，其中所述的纤维是卷曲的。
按照本发明的第十九方面，提供了一种由按照第十或第十一方面的可生物降解复合纤维生产的非织造布。
按照本发明的第二十方面，提供了一种由按照第十或第十一方面的可生物降解复合纤维生产的针织物。
按照本发明的第二十一方面，提供了一种由按照第十或第十一方面的可生物降解复合纤维生产的模塑制品。
发明详述
首先叙述用作单组分纤维或复合纤维的第一组分的可生物降解聚合物组合物，其中单组分纤维指除复合纤维之外的纤维。可生物降解聚合物组合物包含淀粉基聚合物、醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物、脂族聚酯、分解促进剂和增塑剂。
本发明所使用的淀粉基聚合物包括化学改性淀粉衍生物(烯丙基醚化淀粉、羧甲基醚化淀粉、羟乙基醚化淀粉、羟丙基醚化淀粉、甲基醚化淀粉、磷酸交联淀粉、甲醛交联淀粉、表氯醇交联淀粉、丙烯醛交联淀粉、乙酰乙酸酯化淀粉、乙酸酯化淀粉、丁二酸酯化淀粉、黄原酸酯化淀粉、硝酸酯化淀粉、尿素磷酸酯化淀粉、磷酸酯化淀粉)，化学分解淀粉(双醛淀粉、酸处理淀粉、次氯酸氧化淀粉等)，酶改性淀粉(水解糊精、酶分解糊精、直链淀粉等)，物理改性淀粉(α-淀粉、分级直链淀粉、湿热处理淀粉等)，原料淀粉(玉米淀粉、欧洲蕨淀粉(brackenstarch)、木薯淀粉(arrowroot starch)、马铃薯淀粉、麦淀粉、木薯淀粉(cassava starch)、西米淀粉、木薯淀粉(tapioca starch)、小米淀粉、豆淀粉、藕淀粉(lotus-root starch)、茡荠粉和甘薯粉等)。其中最好是马铃薯淀粉、玉米淀粉和麦淀粉。可使用上述淀粉基聚合物中至少一种。从可加工性观点看，优选使用热改性淀粉，它是将含水量为5～30％重量的淀粉，在密闭空间中，高温如80～290℃、高压60～300兆帕斯卡下，同时在水含量以维持形成均匀熔体的条件下，经热处理制备的。
醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物(此后称为“水解共聚物”)是选自使酯酸乙烯酯和由不含官能基团的烃组成的不饱和单体共聚形成的共聚物中的至少一种，其中同时存在着由所得到的共聚物的乙烯酯基团经部分水解得到的乙烯醇单元、没有分解的醋酸乙烯酯单元和不饱和单体单元。不含官能基团的不饱和单体包括选自乙烯、丙烯、异丁烯和苯乙烯中的至少一种。
在这些水解共聚物中，优选使用部分皂化的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物。最好是皂化程度为78～98％的共聚物。
在本发明中使用的脂族聚酯的实例包括乙醇酸或2-羟基丙酸的聚合物或其共聚物(聚α-羟基酸)；聚内酯，如聚-ε-己内酯和聚-β-丙内酯；聚羟基链烷酸酯，如聚-3-羟基丙酸酯、聚-3-羟基丁酸酯、聚-3-羟基己酸酯、聚-3-羟基庚酸酯、聚-3-羟基戊酸酯、聚-4-羟基丁酸酯，以及由这些材料反应形成的共聚物。二醇和二羧酸的缩聚产物的实例包括聚乙二酸乙二酯、聚丁二酸乙二酯、聚己二酸乙二酯、聚壬二酸乙二酯、聚乙二酸丁二酯、聚丁二酸丁二酯、聚己二酸丁二酯、聚癸二酸丁二酯、聚癸二酸己二酯、聚乙二酸新戊二酯，和这些材料(单体)反应形成的共聚物。
脂族聚酯的实例还包括脂族聚酰胺酯聚合物，它们是构成上述脂族聚酯的材料(单体)与构成脂族聚酰胺的材料(单体)的共缩聚产物，脂族聚酰胺如聚己内酰胺(也称作尼龙-6)、聚己二酰丁二胺(也称尼龙46)、聚己二酰己二胺(也称尼龙66)和聚十一酰胺(也称尼龙12)。其中，最优选聚乙交酯(polyglycolides)，如聚-ε-己内酯、聚2-羟基丙酸和聚丁二酸丁二酯，或羟基链烷酸酯，如聚-3-羟基丁酸酯。
加速聚合物分解的添加剂包括：例如有机过氧化物，如过氧化苯甲酰、过氧十二烷基醚、氢过氧化枯烯和过氧叔丁醚，无机氧化剂，如过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵，以及光敏剂，如二苯甲酮、金属螯合物和芳族酮。
本发明所使用的增塑剂包括下述二元醇类、乙醇胺化合物或水等。二元醇的实例包括乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、丙二醇、甘油、2，3-丁二烯二醇、1，3-丁二醇、二甘醇、三甘醇、1，7-庚二醇、1，2-环己二醇、1，4-环己二醇、2，3-二甲基-2，3-丁二醇、对称二苯基乙二醇和苯频那醇。
如上所述，本发明的可生物降解聚合物组合物包括(A)淀粉基聚合物，(B)水解共聚物和脂族聚酯，(C)分解促进剂，(D)增塑剂等。在本发明的优选实施方案中，组分(A)的含量为30～70％(重量)，在组分(B)中的水解共聚物和脂族聚酯的合计含量为30～70％(重量)(较好的是水解共聚物为纤维重量的30～70％，脂族聚酯为0～40％(重量))，组分(C)的含量为0～5％(重量)(为了提高填加效果，为0.02～5％重量)，组分(D)的含量为0～15％重量。
本发明中所使用的可生物降解的聚合物组合物的基本组分是淀粉基聚合物和水解共聚物，可生物降解的聚合物组合物可以仅使用这两类化合物生产。
在本发明中，可在上述可生物降解热塑性聚合物中，在不削弱本发明优点的范围内，加入各种添加剂，如消光剂、颜料、光稳定剂、热稳定剂和抗氧化剂。
单根的本发明可生物降解纤维的生产方法是：使用熔体纺丝或纺粘法将上述可生物降解聚合物组合物纺成丝，再按需要进行拉伸和卷曲形成可生物降解的纤维。纤维的纤度，对短纤维或复丝为约0.5～1000旦/根，单丝为约50～5000旦/根。
用表面处理剂，如十二烷基磷酸钾盐后处理的纤维除具有上述效果之外，还具有耐气体色牢度。
本发明的复合纤维使用上述可生物降解聚合物组合物作第一组分，并使用上述脂族聚酯作第二组分。可在上述可生物降解热塑性聚合物中在不削弱本发明优点的范围内加入各种添加剂，如分解促进剂、消光剂、颜料、光稳定剂、热稳定剂和抗氧化剂。
可以调节第一和第二组分的比例，应使第一组分的聚合物组合物沿长度方向连续出现在第二组分的纤维的至少一部分表面上。然而，当使用复合纺丝形成本发明的纤维时，优选第二组分对第一组分的比(重量比)为30/70至70/30。选择该比例时应该考虑便于纺丝或便于形成非织造布。
本发明的可生物降解复合纤维用并列型或皮芯型复合纺丝生产，再按要求拉伸或卷曲。本发明的可生物降解复合纤维也可以由并列型或皮芯型复合纺粘法生产。虽然纤维的横截面形状通常可以是圆形的，但当纤维用于生产非织造布时，考虑到手感和其他性能，可以改为异形。该纤维的纤度，短纤维和复丝为约0.5～1000旦/根，单丝为约50～5000旦/根。
虽然熔体纺丝通常是一种价格性能比高的纺丝方法，但是据说使用熔体纺丝来纺制淀粉基聚合物是很困难的。作为一种改善该方法的方法，在某些情况下将非生物降解的一般用途的聚合物，如聚乙烯，与淀粉基聚合物共混。然而，因为这类聚合物在自然界中不完全分解，所以会出现环境问题。通过使用本发明中使用的可生物降解的聚合物组合物，在某种程度上可减少上述缺点，使制造包括单组分纤维的可生物降解纤维成为可能。
然而，为了使纺丝更稳定，本发明还提供了一种由复合纺丝生产的可生物降解的纤维。具体地说，本发明的可生物降解纤维的生产包括，由具有一定生物降解性的、可纺性相当高的、作为第二组分的脂族聚酯来构成纤维的芯，其表面覆盖着含有生物降解性高的淀粉基聚合物的可生物降解聚合物组合物。
水解聚合物和脂族聚酯在可生物降解的聚合物组合物中组合使用的理由，是为了进一步改善淀粉基聚合物的可纺性。
与单独包含脂族聚酯的纤维比较，本发明的可生物降解的复合纤维具有较高的生物降解性，并且解决了淀粉基聚合物难以熔体纺丝的问题。
淀粉基聚合物的缺点是，长期暴露在空气中会引起变色。在某些应用中，这种变色会使产品价值降低。在本发明中，抗气体变色性经沉积上烷基磷酸金属盐如十二烷基磷酸钾盐制的表面处理剂而得到改善。该表面处理剂的量为0.05～3％(重量)，优选0.1～2.5％(重量)，更优选为0.15～1.5％(重量)。
下面，叙述按照本发明生产非织造布的方法。当包括单纤维或复合纤维在内的本发明可生物降解纤维以短纤维形式应用时，通过使用梳理机将原料梳理形成纤维网，然后使纤维网经受热处理，使成分纤维彼此部分热粘合。这种部分热粘合可以通过已知的热粘合方法完成。替代地，纤维网可以是三维缠结的。这种三维缠结可以采用称作高压流体流工艺的已知方法或使用非织造布针刺机成形。通过这种部分热粘合或三维缠结，非织造布的形态得以维持。加热温度设定在可生物降解的聚合物组合物熔融或软化成可流动状态的温度，或者在该温度以上。在复合纤维的情况下，当非织造布在用作纤维的第二组分的聚酯的熔点下或该熔点以下进行热处理时，便得到良好的手感。本发明的非织造布由上述可生物降解的纤维组成，其中成分纤维彼此部分地粘结，或者三维缠结，或者三维缠结同时部分地粘结。
纤维网的热处理可以通过已知方法进行。例如可以使用使纤维网通过由热轧花辊和金属光辊组成的辊隙之间的方法、使用热干燥机的方法或使用超声粘合机的方法来实现。
关于纤维网的高压流体流处理，可以使用任何已知方法。例如：使用其中排列着大量孔径为0.01～1.0毫米，优选0.1～0.4毫米的喷射孔的设备，喷射出喷射压力为5～150千克力/厘米2的高压液体。喷射孔沿与纤维网输送方向垂直的方向成直线排列。可以在纤维网的一面或者两面上进行这种处理。特别是在一面处理的情况下，假如喷射孔排列成一行以上，喷射压力在头几排逐渐减少，在后几排增加，能够得到缠结密度均匀、手感一致的非织造布。作为高压液体，通常使用冷水或温水。喷射孔与纤维网之间的距离应尽可能短。
这种高压液流处理可以是紧接的后续过程或者是单独进行的过程。在进行高压液流处理之后，从纤维网除去过量水。可以通过使用任何已知的方法除去过量水。例如：通过挤压设备，如轧水辊将过量水除至某种程度之后，剩余水通过干燥机，如连续热空气干燥机除去。
除热粘合之外，用本发明的可生物降解的纤维制造非织造布的方法还包括一种下述方法，对纤维表面给湿，采用适当的方法干燥使纤维交叉点互相粘结形成非织造布。这个方法是经济的，因为相对于热粘结法而言能节约热能。
本发明的可生物降解纤维可以与其他纤维，如人造纤维素纤维、浆粕、铜铵纤维素纤维、甲壳质、脱乙酰的甲壳质、骨胶原、棉、亚麻和丝混合，形成非织造布。
含有本发明的纤维的纤维网也可以热粘合成模塑制品。
另外，当使用这种纤维生产针织物时，可将构成针织物的纤维的交叉点先进行热粘合，然后再用于编织。
当生产模塑制品时，可以使用含有本发明的可生物降解纤维的非织造布或针织物，但需先将其切割成各种三维形状。
当本发明的可生物降解的纤维以丝束形式使用时，该纤维可以单独使用，或与上述其他纤维混合起来，再制成针织物。
工业应用
经过适当加工之后，将本发明的可生物降解的纤维制造的初级产品用作环境保护产品，包括家用制品，如纸质尿布、绷带、用即弃内衣、个人卫生用品、厨房污水槽过滤器和垃圾袋，土木工程材料，如排水材料，农用织物，如护根织物和育秧床以及各种领域的过滤器。
下面通过参考优选实施方案来具体描述本发明。每个实例的生物降解性均按下述方法测量：
生物降解性：所使用的样品是2.5厘米×30厘米的单位面积重量为60克/米2的点粘合非织造布，或10克纤维。将这些样品放在由聚乙烯/聚丙烯皮芯型单丝制的粗网中，全部浸泡在(1)污泥、(2)土壤、(3)海水、或(4)淡水中持续一个月，然后用流动水漂洗、干燥，并称重。将直至样品重量为初始重量的1/2或1/2以下所经历的最短时间定义为降解半衰期。
实例1
将包含60％(重量)水含量为10％重量的热改性玉米淀粉，和40％(重量)由30％(摩尔)乙烯与70％(摩尔)醋酸乙烯酯组成的共聚物经皂化生成的皂化程度为92％的水解共聚物的可生物降解的聚合物组合物造粒。
使用孔径为0.8毫米350个孔的喷丝板和压缩比为2.0的全螺线螺杆将该组合物在纺丝温度140℃下熔体纺丝，形成纤度为7旦/根的常规纱线。作为表面后处理剂，沉积上相对于纤维重量的0.3％的十二烷基磷酸钾。
将该纱线以1.2拉伸比冷拉伸之后，通过卷曲机卷曲使纤维形成12个卷曲/25毫米的卷曲度。使用切断机将该丝束切断，得到纤度为6旦/根，纤维长度为38毫米的单组分纤维可生物降解纤维。将该可生物降解纤维通过梳理机进行梳理，形成梳理纤维网。将该纤维网通过轧花辊筒在130℃下加工形成单位面积重量为60克/米2的非织造布。将该样品埋入活性污泥等之中，测定非织造布的生物降解半衰期。其结果示于表1。
实例2
象实例1中一样在140℃下将粒状组合物熔体纺丝制成纤度为7旦/根的单纤维，该组合物包含热改性玉米淀粉55％(重量)，熔点为60℃、熔体流动速率为60(克/10分钟，在190℃下)的聚-ε-己内酯35％(重量)，作为增塑剂的水8％(重量)和甘油2％(重量)。作为表面后处理剂，沉积上相对于纤维重量为0.3％(重量)的十二烷基磷酸钾。将纱线按与实例1相同的条件拉伸和卷曲得到单纤维纤度为6旦/根、纤维长度为38毫米的可生物降解纤维。象实例1一样，将该纤维加工成单位面积重量为60克/米2的非织造布，测定该非织造布的降解半衰期。其结果示于表1。
比较例1
因为本其验聚合物组合物难以熔体纺丝，所以采用以下方法纺丝。
将15％(重量)玉米淀粉和85％(重量)聚乙烯醇混合，再将该混合物悬浮于水中，使聚合物总含量为20％重量，制得备用溶液。使备用溶液通过孔径0.8毫米350个孔的喷丝板喷射至约120℃的大气中除去溶剂水，以1.2拉伸比冷拉伸，通过卷曲机进行卷曲，形成12个卷曲/25毫米卷曲度。使用切断机将该丝束切断，得到单纤维纤度为6旦/根、纤维长度为38毫米的可生物降解短纤维。象实例1一样，将这种短纤维加工成单位面积重量为60克/米2的非织造布，测定该非织造布的生物降解性。结果示于表1。
比较例2
将熔体流动速率为14(克/10分钟，在2.16千克力，190℃下，按照JIS K-7210测定)、熔点为114℃的可生物降解的聚丁二酸丁二酯在如下条件下进行熔体纺丝。
使用孔径为0.8毫米350个孔的喷丝板和压缩比为2.0的全螺线螺杆将该组合物在纺丝温度210℃下熔体纺丝，形成纤度为7旦/根的常规纱线。作为表面后处理剂，沉积上相对于纤维重量的0.3％的十二烷基磷酸钾。将该纱线以1.2拉伸比冷拉伸之后，通过卷曲机卷曲使纤维形成12个卷曲/25毫米的卷曲度。使用切断机将该丝束切断，进行得到单纤维纤度6旦/根、纤维长度38毫米的自降解短纤维。将这种短纤维通过梳理机梳理，制成梳理纤维网，按与实例1相同的方法形成单位面积重量为60克/米2的非织造布。测定该样品生物降解性。结果示于表1。
生物降解性测定的结果表明，在所有条件下，实例1的纤维重量在4个月内均下降至1/2或1/2以下。比较例1的纤维的生物降解性与实例1的纤维相似，但是难以熔体纺丝。比较例2的纤维的生物降解性差，重量降低需花费20个月或20个月以上。
表1在不同环境中生物降解半衰期
   在土壤中  在污泥中  在海水中 在淡水中 熔体纺丝性能实例1    4个月    2个月    3个月    4个月    好实例2    6个月    4个月    3个月    4个月    好比较例1  4个月    2个月    3个月    4个月    差比较例2  16个月   8个月    12个月   20个月   好
实例3
将包含热改性玉米淀粉50％(重量)、由乙烯30％(摩尔)和醋酸乙烯酯70％(摩尔)组成的共聚物经皂化生产的皂化程度为90％的水解共聚物40％(重量)、作为增塑剂的水10％(重量)的可生物降解的聚合物组合物造粒，用作皮组分；将熔体流动速率为14(克/10分钟，在2.16千克力，190℃下)熔点为114℃的聚丁二酸丁二酯用作芯组分。通过使用孔径为0.8毫米350个孔的喷丝板将这些组分在纺丝温度为140℃、皮/芯比为1/1(重量)的条件下熔体纺丝，形成纤度为7旦/根的未拉伸纱线。作为表面后处理剂，沉积上相对于纤维重量为0.03％(重量)十二烷基磷酸钾。将该纱线以1.2拉伸比冷拉伸之后，通过卷曲机进行卷曲，形成12个卷曲/25毫米的卷曲度，切断为38毫米长，形成单纤维纤度为6旦/根的复合纤维。将该纤维埋在活性污泥和其他介质中，测定该纤维的生物降解半衰期。结果示于表2。
实例4
使用在实例3中生产的可生物降解的复合纤维作原料，通过梳理机形成纤维网。通过使用空气穿透加工机在140℃下将该纤维网加工成每单位面积重量为60克/米2的非织造布。将该非织造布埋在活性污泥和其他介质中，测定该纤维的生物降解半衰期。结果示于表2。
实例5
将在实例3中所得到的可生物降解的纤维与纤度为1.5旦/根纤维长度为51毫米的人造纤维素纤维以重量比1/1混合，用作原料，通过梳理机形成纤维网。在水流喷射于该纤维网之后，纤维交叉点结合形成单位面积重量为60克/米2的非织造布。将该非织造布埋在活性污泥和其他介质中，测定该纤维的生物降解半衰期。结果示于表2。
实例6
将包含热改性玉米淀粉50％(重量)、由乙烯30％(摩尔)和醋酸乙烯酯70％(摩尔)组成的共聚物经皂化生产的皂化程度为90％的水解共聚物40％(重量)、作为增塑剂的水8％重量和另一种增塑剂甘油2％重量的可生物降解的聚合物组合物造粒，用作皮组分；将熔体流动速率为14(克/10分钟，在2.16千克力，190℃下)熔点为114℃的聚丁二酸丁二酯用作芯组分。通过使用孔径为0.8毫米350个孔的喷丝板将这些组分在纺丝温度为140℃、皮/芯比为1/1(重量)的条件下熔体纺丝，形成纤度为7旦/根的未拉伸纱线。作为表面后处理剂，沉积上相对于纤维重量为0.03％(重量)十二烷基磷酸钾。将该纱线以1.2拉伸比冷拉伸之后，通过卷曲机进行卷曲，形成12个卷曲/25毫米的卷曲度，切断为38毫米长，形成单纤维纤度为6旦/根的复合纤维。将该纤维埋在活性污泥和其他介质中，测定该纤维的生物降解半衰期。结果示于表2。
实例7
使用在实例6中生产的可生物降解的复合纤维作原料，通过梳理机形成纤维网。通过使用空气穿透加工机在140℃下将该纤维网加工成每单位面积重量为60克/米2的非织造布，将该非织造布埋在活性污泥和其他介质中，测定该纤维的生物降解半衰期。结果示于表2。
实例8
将包含热改性玉米淀粉50％(重量)、由乙烯30％(摩尔)和醋酸乙烯酯70％(摩尔)组成的共聚物经皂化生产的皂化程度为90％的水解共聚物40％(重量)、作为增塑剂的水8％重量和作为另一种增塑剂的甘油2％重量的可生物降解的聚合物组合物造粒，用作皮组分；将熔体流动速率14(克/10分钟，在2.16千克力，190℃下)熔点为114℃的聚丁二酸丁二酯用作芯组分。通过使用具有改善横截面的孔径为1.0毫米350个孔的喷丝板将这些组分在纺丝温度为140℃皮芯比为1/1重量的条件下熔体纺丝形成纤度为7旦/根的未拉伸纱线。从改善横截面的喷丝板挤出的纤维截面是Y形态、环形皮。作为表面后处理剂，十二烷基磷酸钾以相对于纤维重量的0.3％重量沉积。
将该纱线以1.2拉伸比冷拉伸之后，通过使用卷曲机卷曲形成12个卷曲/25厘米，切断为38毫米长，形成单纤维纤度为6旦/根的复合纤维。将该纤维埋在活性污泥和其他介质中，测定该纤维的生物降解半衰期。结果示于表2。
实例9
将包含热改性玉米淀粉50％(重量)、作为增塑剂的水8％(重量)和甘油2％(重量)，和具有熔体流动速率14(克/10分钟，在2.16千克力，190℃下)熔点95℃的聚丁二酸乙二酯40％(重量)的可生物降解的聚合物组合物造粒，用作皮组分，将在实例8和其他实例中所用的聚丁二酸丁二酯用作芯组分。通过孔径为1.0毫米350个孔的喷丝板将这些组分在纺丝温度140℃和皮芯比1/1重量的条件下熔体纺丝形成纤度为7旦/根的未拉伸纱。将该纤维在与实例1相同的条件下拉伸并卷曲，形成单纤维纤度为6旦/根的复合纤维。该纤维生物降解性实验结果示于表2。
比较例3
将熔体流动速率14(克/10分钟，在2.16千克力，190℃下)熔点95℃的聚丁二酸乙二酯用作皮组分，将熔点114℃的聚丁二酸丁二酯用作芯组分。通过使用孔径为0.8毫米350个孔的喷丝板将这些组分在纺丝温度为140℃皮芯比为1/1重量的条件下熔体纺丝形成纤度为7旦/根的未拉伸纱线。作为表面后处理剂，沉积上相对于纤维重量0.3％(重量)的十二烷基磷酸钾。将该纱线以1.2拉伸比冷拉伸之后，通过卷曲机卷曲，形成12个卷曲/25毫米的卷曲度，切断为38毫米长，形成单纤维纤度为6旦/根的复合纤维。将该纤维埋在活性污泥和其他介质中，测定该纤维的生物降解半衰期。结果示于表2。
比较例4
将在比较例3中生产的可生物降解的复合纤维用作原料，通过使用梳理机形成纤维网。通过使用空气穿透加工机在100℃下将该纤维网加工成单位面积重量为60克/米2的非织造布。将该非织造布埋于活性污泥和其他介质中，测定生物降解性。
表2表明，在实例3、6、8、9和比较例3中所生产的纤维都具有良好的可纺性。虽然实例4、5和7的纤维加工成非织造布的可加工性良好，但比较例4的纤维的可加工性为中等。在实例3和6中生产的纤维和从这些纤维生产的非织造布均几乎不变色。生物降解性测定的结果表明，在实例3、6和9中生产的所有纤维的重量在1年之内减少一半，而在比较例3中生产的纤维需要生物降解1年以上。在上述实例中生产的非织造布生物降解迅速。仅包含比较例3和4的聚酯的纤维和由这些纤维生产的非织造布的生物降解性比按照本发明生产的纤维和非织造布差。
                               表2
    生物降解半衰期(月)     性能
在土壤中 在污泥中 在海水中 在淡水中 纺丝 非织造可加工性
实例3     8     4     6     10 好
实例4     8     4     6     10     好
实例5     10     7     8     10     好
实例6     8     4     6     10 好
实例7     8     4     6     10     好
实例8     7     3     4     8 好
实例9     9     4     6     10 好
比较例3     16     8     12     20 好
比较例4     17     9     12     20     中等
本发明的可生物降解的复合纤维能经济地大量生产，并能在各种环境中，如土壤、污泥、海水和淡水中，以很短时间生物降解。采用加热或给湿也能很容易地将该纤维加工成非织造布，或者针织物和模塑制品。这些产品同样部具有高生物降解性。所以按照本发明能够经济地提供环境友好、可生物降解纤维和由这些纤维生产的产品，本发明的实际意义巨大。

Claims (21)

1.一种可生物降解纤维，该纤维包含一种由下述(A)、(B)、(C)和(D)组分组成经熔体纺丝的可生物降解聚合物组合物：
(A)淀粉基聚合物30～70重量％，
(B)醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解的共聚物以及脂族聚酯，总计30～70重量％，
(C)分解促进剂0～5重量％，和
(D)增塑剂0～15％重量。
2.按照权利要求1的可生物降解纤维，其中所述的可生物降解的聚合物组合物的组分(B)由醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物和脂族聚酯组成，其中醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物占纤维重量的30～70％，脂族聚酯占0-40重量％。
3.按照权利要求1或2的可生物降解的纤维，其中所述的可生物降解的聚合物组合物由淀粉基聚合物和醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物组成。
4.按照权利要求1或2的可生物降解纤维，其中所述的不含官能基团的不饱和单体是选自乙烯、丙烯、异丁烯和苯乙烯中的至少一种；所述的部分水解共聚物的皂化程度为78～98％；在所述纤维中的所述部分水解共聚物的含量为30～70重量％。
5.按照权利要求1或2的可生物降解纤维，其中所述的脂族聚酯是选自由聚-ε-己内酯、聚2-羟基丙酸、聚乙交酯和羟基链烷酸酯组成的可生物降解的热塑性聚合物中的至少一种。
6.按照权利要求1或2的可生物降解纤维，其中所述的分解促进剂是选自有机过氧化物、无机过氧化物、光敏剂和可光分解的聚合物等化合物中的一种。
7.由按照权利要求1或2的可生物降解纤维生产的非织造布。
8.由按照权利要求1或2的可生物降解纤维生产的针织物。
9.由按照权利要求1或2的可生物降解纤维生产的模塑制品。
10.一种可生物降解的复合纤维，该复合纤维包含作为第一组分的由下述(A)、(B)、(C)和(D)组分组成的可生物降解的聚合物组合物，和作为第二组分的脂族聚酯，所述的第一组分以并列型或皮芯型排列，于是，便沿长度方向顺序出现在所述纤维的至少一部分表面上，当以皮芯型排列时，第一组分为皮层，第二组分芯层：
(A)淀粉基聚合物30～70重量％，
(B)醋酸乙烯酯和不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物，以及脂族聚酯；总计，30～70重量％，
(C)分解促进剂0～5重量％，和
(D)增塑剂0～15重量％。
11.按照权利要求10的可生物降解复合纤维，其中所述的可生物降解聚合物组合物的组分(B)由醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物和脂族聚酯组成，其中醋酸乙烯酯与不含官能基团的不饱和单体的部分水解共聚物占纤维重量30-70％，脂族聚酯占0-40重量％。
12.按照权利要求10或11的可生物降解复合纤维，其中所述的不含官能基团的不饱和单体是选自乙烯、丙烯、异丁烯和苯乙烯中的至少一种；所述的部分水解共聚物的皂化程度为78～98％，在所述纤维中的所述部分水解共聚物的含量为30～70％重量。
13.按照权利要求10或11的可生物降解复合纤维，其中所述的脂族聚酯是选自由聚-ε-己内酯、聚2-羟基丙酸、聚乙交酯和羟基链烷酸酯组成的可生物降解的热塑性聚合物中的至少一种。
14.按照权利要求10或11的可生物降解复合纤维，其中所述的分解促进剂是选自有机过氧化物、无机过氧化物、光敏剂和可光分解的聚合物化合物中的至少一种分解促进剂。
15.按照权利要求10或11的可生物降解复合纤维，其中所述的第一和第二组分至少之一具有异形截面。
16.按照权利要求10或11的可生物降解复合纤维，其中所述纤维的表面经烷基磷酸金属盐处理。
17.一种生产非织造布的方法，该方法包括通过对按照权利要求10或11的可生物降解的纤维的表面给湿使所述表面软化的工序。
18.按照权利要求10或11的可生物降解复合纤维，其中所述纤维是卷曲的。
19.从按照权利要求10或11的可生物降解复合纤维生产的非织造布。
20.从按照权利要求10或11的可生物降解复合纤维生产的针织物。
21.从按照权利要求10或11的可生物降解复合纤维生产的模塑制品。
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