JP2001248020A - 生分解性複合長繊維 - Google Patents

生分解性複合長繊維

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JP2001248020A
JP2001248020A JP2001027585A JP2001027585A JP2001248020A JP 2001248020 A JP2001248020 A JP 2001248020A JP 2001027585 A JP2001027585 A JP 2001027585A JP 2001027585 A JP2001027585 A JP 2001027585A JP 2001248020 A JP2001248020 A JP 2001248020A
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thermoplastic polymer
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Masatsugu Mochizuki
政嗣 望月
Yoshihiro Kan
喜博 冠
Shuji Takahashi
修治 高橋
Koji Inagaki
孝司 稲垣
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生分解性を有し、機械的強度と寸法安定性が
優れ、柔軟性に富み、しかも熱接着性を有する不織布を
得るのに好適な複合長繊維を提供する。 【解決手段】 芯部が高融点の生分解性熱可塑性重合体
成分からなり、鞘部が前記重合体より低融点の生分解性
熱可塑性重合体成分からなる生分解性複合長繊維であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性を有し、
機械的強度と寸法安定性が優れ、柔軟性に富み、しかも
熱接着性を有する不織布を得るのに好適な生分解性複合
長繊維に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、乾式法あるいは溶液浸漬法に
より得られるビスコースレーヨン短繊維不織布、湿式ス
パンボンド法により得られるキユプラレーヨン長繊維不
織布やビスコースレーヨン長繊維不織布、キチンやアテ
ロコラーゲン等の天然物の化学繊維からなる不織布、コ
ツトンからなるスパンレース不織布等、種々の生分解性
不織布が知られている。しかしながら、これら従来の生
分解性不織布は、不織布の構成素材自体の機械的強度が
低くかつ親水性であるため吸水・湿潤時の機械的強度低
下が著しい、乾燥・湿潤の繰り返し時に収縮が大きく寸
法安定性が劣る、また、柔軟性が劣る、さらに、素材自
体が非熱可塑性であるため熱接着性を有しない等、種々
の問題を有していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題を
解決し、生分解性を有し、機械的強度と寸法安定性が優
れ、柔軟性に富み、しかも熱接着性を有する不織布を得
るのに好適な複合長繊維を提供しようとするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
を解決すべく鋭意検討の結果、本発明に到達した。すな
わち、本発明は、芯部が高融点の生分解性熱可塑性重合
体成分からなり、鞘部が前記重合体より低融点の生分解
性熱可塑性重合体成分からなる生分解性複合長繊維を要
旨とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明における生分解性熱可塑性
重合体は、生分解性を有する熱可塑性の脂肪族ポリエス
テル系重合体であり、例えば、ポリ(α−ヒドロキシ
酸)のようなポリグリコール酸やポリ乳酸からなる重合
体またはこれらの共重合体が、また、ポリ(ε−カプロ
ラクトン)、ポリ(β−プロピオラクトン)のようなポ
リ(ω−ヒドロキシアルカノエート)が、さらに、ポリ
−3−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−3−ヒドロキ
シブチレート、ポリ−3−ヒドロキシカプロレート、ポ
リ−3−ヒドロキシヘプタノエート、ポリ−3−ヒドロ
キシオクタノエートおよびこれらとポリ−3−ヒドロキ
シバリレートやポリ−4−ヒドロキシブチレートとの共
重合体のようなポリ(β−ヒドロキシアルカノエート)
が挙げられる。またグリコールとジカルボン酸の縮重合
体からなるものとして、例えば、ポリエチレンオキサレ
ート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペ
ート、ポリエチレンアゼレート、ポリブチレンオキサレ
ート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペ
ート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサメチレンセ
バケート、ポリネオペンチルオキサレートまたはこれら
の共重合体が挙げられる。さらに前記脂肪族ポリエステ
ルと、ポリカプラミド(ナイロン6)、ポリテトラメチ
レンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレン
アジパミド(ナイロン66)、ポリウンデカナミド(ナ
イロン11)、ポリラウロラクタミド(ナイロン12)
のような脂肪族ポリアミドとの共縮重合体である脂肪族
ポリエステルアミド系共重合体が挙げられる。本発明に
おいては、生分解性を有する熱可塑性重合体として前述
した以外の熱可塑性重合体であっても、それが生分解性
を有するものであれば用いることができる。なお、本発
明においては、前述したところの生分解性を有する熱可
塑性重合体に、必要に応じて、例えば艶消し剤、顔料、
光安定剤、熱安定剤、酸化防止剤等の各種添加剤を、本
発明の効果を損なわない範囲内で添加することができ
る。
【0006】本発明における生分解性を有する熱可塑性
重合体からなる複合長繊維は、前記重合体の内から選択
された融点を3℃以上かつ150℃以下異にする2種の
重合体成分から構成されるもので、芯部が高融点の生分
解性熱可塑性重合体成分からなり、かつ鞘部が前記重合
体より低融点の生分解性熱可塑性重合体成分からなるご
とく前記両重合体成分が配された同心芯鞘型の複合形態
を有するように接合されたものである。この複合長繊維
において、前記両重合体成分の融点差が3℃未満である
と得られた繊維を用いて不織ウエブを作製しこれに加熱
処理を施して不織布とするに際して低融点の重合体成分
のみならず高融点の重合体成分も軟化溶融するため好ま
しくなく、したがって本発明においては、前記融点差を
3℃以上好ましくは5℃以上さらに好ましくは10℃以
上とする。一方、前記融点差が150℃を超えると両重
合体成分の融点差が余りにも大きく異なるため両重合体
を用いて複合紡糸をするに際して紡糸ノズルパツク内に
おいて紡糸温度の制御が困難となるため好ましくない。
なお、本発明においては、前記鞘部の生分解性を有する
熱可塑性重合体成分として融点60℃以上好ましくは8
0℃以上さらに好ましくは100℃以上のものを採用す
ると、この鞘部を有する長繊維を用いて不織布としたと
き不織布に一定の耐熱性を具備させることができて好ま
しい。この複合長繊維においては、複合比すなわち芯部
の重合体成分に対する鞘部の重合体成分の重量比を1/
5〜5/1とするのがよい。芯部の重合体成分1に対し
鞘部の重合体成分の比が5を超えると長繊維の強度が低
下したり、あるいはこの長繊維を用いて得られる不織布
が硬くなって風合いが悪化したりするため、一方、芯部
の重合体成分5に対し鞘部の重合体成分の比が1未満で
あると、この長繊維を用いて得た不織布がその構成繊維
間の熱接着部において強度低下を生じるため、いずれも
好ましくなく、したがって本発明においては、前記複合
比を1/5〜5/1好ましくは1/2〜2/1とする。
【0007】本発明における複合長繊維は、その単繊維
繊度が0.5〜10デニールのものであり、単繊維繊度
が0.5デニール未満であると溶融紡糸時に紡糸ノズル
面で吐出されたフイラメントが糸曲がりを生じるなど長
繊維の製糸性が低下するため、一方、単繊維繊度が10
デニールを超えるとこの長繊維を用いて得られる不織布
が粗硬な地合いの粗いものとなってその品位が劣るた
め、いずれも好ましくない。
【0008】本発明の複合長繊維にて構成される不織布
は、構成繊維同士が部分的に熱接着されているものであ
る。この部分的熱接着は公知の熱接着処理により形成さ
れるものであって、これにより不織布としての形態が保
持され、しかも不織布に優れた機械的強度と寸法安定性
が発現される。
【0009】このような不織布は、その目付けが10g
/m2以上のものであるのが好ましい。この不織布にお
いて、目付けが10g/m2未満であると不織布自体の
強度が低く、また不織布の地合いが粗くなるなどその品
位が劣り、あるいは不織布を作成するに際しての生産性
が低下したりするため、好ましくない。
【0010】本発明の長繊維は、次のような方法により
効率良く製造することができる。すなわち、常法によ
り、生分解性を有する前記熱可塑性重合体の内から選択
された融点を3℃以上かつ150℃以下異にする2種の
重合体を溶融複合紡出し、紡出糸条を冷却空気流または
冷却水を用いて冷却した後に一旦巻き取って未延伸長繊
維糸条とし、あるいは一旦巻き取ることなく連続して、
これに1段または2段以上で冷延伸または熱延伸を施す
ことにより、得ることができる。溶融紡出に際しての紡
糸温度は、用いる重合体の融点や重合度によるが、通常
は120〜300℃とするのが望ましい。紡糸温度が1
20℃未満であると重合体の溶融押出しが困難となり、
一方、紡糸温度が300℃を超えると重合体の熱分解が
著しくなって高強度の繊維を得ることができず、いずれ
も好ましくない。未延伸長繊維糸条に延伸を施すに際し
ての全延伸倍率は、目的とする長繊維の強度水準による
が、通常は2.0〜4.0倍とし、これにより3.0g
/デニール以上の引張強度を有する長繊維を得ることが
できる。
【0011】本発明の複合長繊維にて構成される不織布
は、公知のいわゆるスパンボンド法により効率良く製造
することができる。すなわち、常法により、生分解性を
有する前記熱可塑性重合体の内から選択された融点を3
℃以上かつ150℃以下異にする2種の重合体を溶融複
合紡出し、紡出糸条を冷却空気流を用いて冷却し、紡出
糸条をエアーサツカ等の引き取り手段を用いて高速で引
き取り、移動する捕集面上に捕集・堆積させてウエブと
し、次いで得られたウエブに熱接着処理を施して構成繊
維同士を部分的に熱接着させることにより、得ることが
できる。また、この不織布は、公知のいわゆるメルトブ
ローン法によっても効率良く製造することができる。す
なわち、前述したようにして2種の重合体をメルトブロ
ーン法で溶融複合紡出し、溶融紡出されたポリマ流をそ
の溶融温度と同温度〜溶融温度より30℃程度高い温度
の高圧空気流により牽引・細化し、冷却した後、移動す
る捕集面上に捕集・堆積させてウエブとし、次いで得ら
れたウエブに熱接着処理を施して構成繊維同士を部分的
に熱接着させることにより、得ることができる。
【0012】ウエブに部分的な熱接着処理を施すに際し
ては、公知の方法を採用することができる。例えば、ウ
エブを加熱されたエンボスローラと表面が平滑な金属ロ
ーラ等とからなるローラ間に通す方法、熱風乾燥装置を
用いる方法あるいは超音波融着装置を用いる方法であ
る。加熱されたエンボスローラを用いてエンボスパター
ン部に存在する繊維同士を部分的に熱接着させる場合、
エンボスローラの圧接面積率を5〜50%とする。この
圧接面積率が5%未満であると点状融着区域が少なく不
織布の機械的強度が低下し、また良好な寸法安定性を得
ることができず、一方、この圧接面積率が50%を超え
ると不織布が硬直化して柔軟性が損なわれ、いずれも好
ましくない。また、ローラ温度を通常は前記鞘部を構成
する低融点の熱可塑性重合体の融点より5〜50℃程度
低い温度とするのがよく、この温度を適宜選択すること
により、繊維間の接着力が高く、すなわち機械的強度と
寸法安定性が優れ、しかも柔軟性に富む不織布を得るこ
とができる。熱エンボスローラを用いる場合のエンボス
パターンはその圧接面積率が5〜50%の範囲内であれ
ば特に限定されるものではなく、丸型、楕円型、菱型、
三角型、T字型、井型等、任意の形状でよい。また、熱
風乾燥装置を用いて繊維の交差部位で繊維同士を部分的
に熱接着させる場合、処理温度をその処理時間にもよる
が、通常は前記鞘部を構成する低融点の熱可塑性重合体
の融点以上かつ高融点の熱可塑性重合体の融点より10
℃程度低い温度の範囲内とするのがよい。なお、これら
の、例えば熱エンボスローラ、熱風乾燥装置あるいは超
音波融着装置を用いる部分的熱接着処理は、連続工程あ
るいは別工程のいずれであってもよい。
【0013】
【実施例】次に、実施例に基づき本発明を具体的に説明
するが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定さ
れるものではない。下記の実施例において、各特性値の
測定を次の方法により実施した。
【0014】融点(℃):パーキンエルマ社製示差走査
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。
【0015】メルトフローレート値(g/10分):A
STM D1238(L)に記載の方法に準じて測定し
た。
【0016】長繊維の引張強度(g/デニール):JI
S−L−1013に記載の方法に準じて測定した。
【0017】不織布のKGSM引張強力(kg):JI
S−L−1096Aに記載の方法に準じて測定した。す
なわち、試料長が10cm、試料幅が5cmの試料片1
0点を作成し、各試料片毎に、不織布の縦方向につい
て、定速伸長型引張試験機(東洋ボールドウイン社製テ
ンシロンUTM−4−1−100)を用い、引張速度1
0cm/分で伸長し、得られた切断時荷重値(kg)の
平均値を目付け100g/m2当りに換算してKGSM
引張強力(kg)とした。
【0018】実施例1 融点が102℃でメルトフローレート値が5g/10分
のポリエチレンサクシネート重合体を鞘部の低融点成
分、融点が118℃でメルトフローレート値が5g/1
0分のポリブチレンサクシネート重合体を芯部の高融点
成分とし、これら両重合体を溶融し、孔径0.5mmの
複合紡糸孔を36孔有する紡糸口金を通して紡糸温度2
30℃かつ複合比(重量比)1/1の条件で同心芯鞘型
に溶融複合紡出した。そして、紡出糸条を温度が20℃
の冷却空気流を用いて冷却した後、油剤を付与し、巻取
り速度1000m/分で一旦巻取って未延伸糸条を得
た。次いで、得られた未延伸糸条に全延伸倍率を3.8
として温度60℃の加熱ロールを用いて1段熱延伸を施
し、単繊維繊度が2.0デニールの同心芯鞘型複合長繊
維糸条を得た。得られた複合長繊維は、引張強度が4.
3g/デニールで、実用上十分な機械的強度を有するも
のであった。また、この長繊維を2カ月間土中に埋設し
た後取り出して観察したところ、繊維としての形態を消
失しており、優れた生分解性を有することが認められ
た。
【0019】実施例2 融点が102℃でメルトフローレート値が5g/10分
のポリエチレンサクシネート重合体を鞘部の低融点成
分、融点が118℃でメルトフローレート値が5g/1
0分のポリブチレンサクシネート重合体を芯部の高融点
成分とし、これら両重合体を溶融し、孔径0.5mmの
複合紡糸孔を36孔有する紡糸口金を通して紡糸温度2
30℃かつ複合比(重量比)1/1の条件で同心芯鞘型
に溶融複合紡出し、紡出糸条を温度が20℃の冷却空気
流を用いて冷却した後、連続してエアーサツカを用いて
引き取り速度3500m/分で引き取り、単繊維繊度が
3.0デニールの同心芯鞘型複合長繊維とした。
【0020】そして、この引き取った長繊維を移動する
捕集面上に捕集・堆積させてウエブを作成し、得られた
ウエブを温度が90℃に加熱されかつ圧接面積率が15
%のエンボスロールと同温度の平滑ロール間に通して繊
維同士を部分的に熱接着させ、目付けが50g/m2
不織布を得た。得られた不織布は、KGSM引張強力が
縦方向11.5kg/5cm、横方向7.7kg/5c
mで、機械的強度と寸法安定性が優れ、しかも柔軟性に
富むものであった。また、この不織布を2カ月間土中に
埋設した後取り出して観察したところ、不織布としての
形態を消失しており、優れた生分解性を有することが認
められた。
【0021】実施例3 融点が102℃でメルトフローレート値が35g/10
分のポリエチレンサクシネート重合体を鞘部の低融点成
分、融点が115℃でメルトフローレート値が40g/
10分のポリブチレンサクシネート重合体を芯部の高融
点成分とし、紡糸温度を228℃とした以外は実施例2
と同様にして、単繊維繊度が2.2デニールの同心芯鞘
型複合長繊維を得た。そして、この長繊維を用いて、実
施例2と同様にして、目付けが35g/m2の不織布を
得た。得られた不織布は、KGSM引張強力が縦方向1
2.6kg/5cm、横方向8.2kg/5cmで、機
械的強度と寸法安定性が優れ、しかも柔軟性に富むもの
であった。また、この不織布を2カ月間土中に埋設した
後取り出して観察したところ、不織布としての形態を消
失しており、優れた生分解性を有することが認められ
た。
【0022】
【発明の効果】本発明の生分解性複合長繊維は、芯部が
高融点の生分解性熱可塑性重合体成分からなり、かつ鞘
部が前記重合体より低融点の生分解性熱可塑性重合体成
分からなるものであって、生分解性を有し、機械的強度
と寸法安定性が優れ、柔軟性に富み、しかも優れた熱接
着性を有する不織布を得るのに好適である。そして、こ
の複合長繊維を用いて得られる不織布は、前述したよう
な優れた特性を有し、おむつや生理用品等の衛生材料用
素材、使い捨ておしぼりやワイピングクロス、パツプ材
の基布、家庭用または業務用の生塵補集袋その他廃棄物
処理材等の生活関連材用素材として好適である。しか
も、上記長繊維および不織布は、その使用後に微生物が
多数存在する環境例えば土中または水中に放置すると最
終的には完全に分解消失するため自然環境保護の観点か
らも有益であり、あるいは、例えば堆肥化して肥料とす
る等再利用を図ることもできるため資源の再利用の観点
からも有益である。
フロントページの続き (72)発明者 高橋 修治 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 稲垣 孝司 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芯部が高融点の生分解性熱可塑性重合体
    成分からなり、鞘部が前記重合体より低融点の生分解性
    熱可塑性重合体成分からなる生分解性複合長繊維。
  2. 【請求項2】 生分解性熱可塑性重合体が、脂肪族ポリ
    エステル系重合体あるいは脂肪族ポリエステルアミド系
    共重合体であることを特徴とする請求項1記載の生分解
    性複合長繊維。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007270371A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Unitika Ltd ポリ乳酸系不織布およびその製造方法
JP2007270372A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Unitika Ltd タフテッドカーペット用基布およびこの基布を用いたタフテッドカーペット
WO2012059790A1 (en) 2010-11-05 2012-05-10 Nanto Srl Projector with solid state light sources for street lighting or the like

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