JP2005068840A

JP2005068840A - 生分解性を有する畳縁

Info

Publication number: JP2005068840A
Application number: JP2003300829A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Taniguchi; 智之谷口
Original assignee: Hagiwara Industries Inc
Current assignee: Hagiwara Industries Inc
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】本発明は、十分な強度と柔軟性を有し、且つ抗菌性や防カビ性を有し、さらに生分解性を有する廃棄物処理時に環境保護の問題を解決することができる畳縁を提供する。
【解決手段】ポリ乳酸系樹脂６０〜９０重量％と脂肪族ポリエステル１０〜４０重量％の樹脂組成物を溶融紡糸して得たモノフィラメントまたはマルチフィラメントを経緯糸に用いて織成した織布とすることにより、十分な強度と柔軟性を有し、且つ抗菌性や防カビ性を有し、さらに生分解性を有するので、廃棄物処理時に環境保護の問題を解決することができるので、畳縁として好適に使用される。
【選択図】なし

Description

本発明は、抗菌性や防カビ性を有し、且つ、生分解を有するポリ乳酸系樹脂と脂肪族ポリエステルとの組成物からなる畳縁に関するものである。

従来、畳縁は、ポリエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエステルの繊維からなるモノフィラメントおよびマルチフィラメンを緯糸（横糸）または経糸（縦糸）に用いて織成した織布が使用されている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。
また、ポリエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエステル等の合成樹脂繊維糸に無機系抗菌剤を練込んで、バクテリア、カビ、ダニ等の有害物に対して抗菌効果や防カビ効果を発揮する畳縁も提案されている（例えば、特許文献３）。

特開平９−１４４２８５号公報（２頁）特開２００１−３０３７５６号公報（２頁）特開平１１−２４７４１５号公報（２頁）

しかしながら、上記したポリエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエステル等の繊維を経糸と緯糸に織成した織物からなる畳縁を用いて得られた畳を使用後、廃棄処理する場合、これらの樹脂の畳縁が生分解性がないため、そのままの状態で永く残存し、廃棄物公害を引き起こする可能性があり、環境保護の見地に対する社会的要求の高まりからその改善が求められている。
本発明は、十分な強度と柔軟性を有し、且つ抗菌性や防カビ性を有し、さらに生分解性を有する廃棄物処理時に環境保護の問題を解決することができる畳縁を提供することを目的とする。

本発明者は、このような問題点を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、生分解性を有する特定のポリ乳酸系樹脂と脂肪族ポリエステルに無機充填剤を配合した組成物を用いることにより、十分な強度と柔軟性を有し、且つ抗菌性や防カビ性を有し、さらに廃棄物処理時に環境保護の問題を解決することができ、上記目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の要旨は、ポリ乳酸系樹脂６０〜９０重量％と脂肪族ポリエステル１０〜４０重量％の樹脂組成物を溶融紡糸して得たモノフィラメントまたはマルチフィラメントを経緯糸に用いて織成した織布からなることを特徴とする生分解性を有する畳縁、に存する。

本発明の畳縁は、ポリ乳酸系生分解性樹脂と特定の脂肪酸エステルを溶融紡糸して得たモノフィラメントまたはマルチフィラメントを経緯糸に用いて織成して織布とすることにより、十分な強度と柔軟性を有し、且つ抗菌性や防カビ性を有し、さらに生分解性を有する廃棄物処理時に環境保護の問題を解決することができる。

本発明に使用されるポリ乳酸系樹脂は乳酸重合単位を主成分としたポリ乳酸樹脂であり、ポリ乳酸系樹脂の製造方法は、特に制限されない。ポリ乳酸は、乳酸を直接脱水重縮合する方法、例えば、特開平６−６５３６０号には、ポリ乳酸及び構造単位に乳酸を有する乳酸系樹脂の製造方法が開示されている。すなわち、乳酸又は乳酸及び乳酸以外の脂肪族ヒドロキシカルボン酸等を有機溶媒及び触媒の存在下、そのまま脱水縮合する直接脱水縮合法である。また、乳酸の環状二量体を開環重合する方法、例えば、米国特許第２，７０３，３１６号には、乳酸又は乳酸と乳酸以外のヒドロキシカルボン酸を各々、一旦、脱水し環状二量体とした後に、開環重合する間接重合法である。

乳酸にはＬ体、Ｄ体の２種の光学異性体が存在するが、それらのいずれでも良く、またそれら光学異性体の共重合体も本発明共重合物の成分として用いられる。光学純度が低い場合にはポリマーの結晶性は低くなりポリマーの耐熱性、機械的強度特性が低下するため好ましくない。また原料の乳酸を発酵法で製造する場合はＬ−乳酸を製造する方が能率的、低コストであり好ましい。従って上述の面から考慮するとＬ体の含有率は９５％以上であるものが好ましい。

本発明は、ポリ乳酸は単独の重合体のみに限られず、乳酸重合単位とそれ以外の生分解性あるいは非生分解性重合単位とのランダムあるいはブロックした共重合物またはポリ乳酸樹脂と他の樹脂とブレンドした樹脂組成物に対しても適用することが可能である。

本発明で用いるポリ乳酸系樹脂（単独重合体、共重合物やブレンド物）は、融点が１４０℃以上、好ましくは１４５〜１８０℃、望ましくは１５５〜１７０℃範囲であって、乳酸重合単位を８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上、さらに好ましくは９５重量％以上である。融点が下限未満であると、ポリ乳酸の耐熱性、機械的強度特性が低下するため好ましくない。なお、融点とは示差熱分析にて２０℃／分の昇温速度で測定し、融点ピークの極値の温度を指す。

一方、本発明で用いられる脂肪族系ポリエステルとは、主としてグリコール類と脂肪族二塩基酸またはその酸無水物とから合成されるポリエステルを主成分とするものであり、分子量を充分に高くするため、末端にヒドロキシル基を有する比較的高分子量のポリエステルプレポリマーを合成した後、カップリング剤により、さらにこれらプレポリマーをカップリングさせたものである。

上記ポリエステルプレポリマーは、末端基が実質的にヒドロキシル基を有するが、そのためには合成反応に使用するグリコール類及び二塩基酸（またはその酸無水物）の使用割合は、グリコール類をいくぶん過剰に使用する必要がある。

原料のグリコール類としては、例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等があげられる。エチレンオキシドも利用することができる。これらのグリコール類は併用しても良い。

グリコール類と反応して脂肪族系ポリエステルを形成する脂肪族二塩基酸またはその誘導体としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、無水コハク酸、無水アジピン酸あるいはそのジメチルエステル等の低級アルコールエステルなどがあり、また、テレフタル酸などの有機酸であってもよい。

また、比較的高分子量のポリエステルプレポリマーを合成するには、エステル化に続く脱グリコール反応の際に、脱グリコール反応触媒を使用することが必要である。脱グリコール反応触媒としては、例えばアセトアセトイル型チタンキレート化合物、並びに有機アルコキシチタン化合物等のチタン化合物が挙げられる。これらのチタン化合物は併用もできる。これらの例としては、例えばジアセトアセトキシオキシチタン（日本化学産業（株）社製“ナーセムチタン”）、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン等が挙げられる。チタン化合物の使用割合は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対して０．００１〜１重量部、望ましくは０．０１〜０．１重量部である。チタン化合物はエステル化の最初から加えても良く、また脱グリコール反応の直前に加えても良い。

本発明の脂肪族系ポリエステルを得るためには、上記で得られた数平均分子量が５，０００以上、望ましくは１０，０００以上の末端基が実質的にヒドロキシル基を有するポリエステルプレポリマーに、更に数平均分子量を高めるためにカップリング剤が使用される。カップリング剤としては、ジイソシアナート、オキサゾリン、ジエポキシ化合物、酸無水物等が挙げられ、特にジイソシアナートが好適である。なお、オキサゾリンやジエポキシ化合物の場合はヒドロキシル基を酸無水物等と反応させ、末端をカルボキシル基に変換してからカップリング剤を使用することが必要である。

ジイソシアナートには特に制限はないが、例えば、２，４−トリレンジイソシアナート、２，４−トリレンジイソシアナートと２，６−トリレンジイソシアナートとの混合体、ジフェニルメタンジイソシアナート、１，５−ナフチレンジイソシアナート、キシリレンジイソシアナート、水素化キシリレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート、イソホロンジイソシアナートが挙げられ、特にヘキサメチレンジイソシアナートが生成樹脂の色相、ポリエステル添加時の反応性等の点から好ましい。これらカップリング剤の添加量は、ポリエステルプレポリマー１００重量部に対して０．１〜５重量部、望ましくは０．５〜３重量部である。

本発明で用いられる脂肪族系ポリエステルとしては、ガラス転移点（Ｔｇと略称する。）が１０℃以下、さらに好ましくは０℃以下のものが使用される。具体的には、コハク酸と１，４ーブタンジオールと共重合させたポリブチレンサクシネート（Ｔｇ−３２℃）、コハク酸とアジピン酸と１，４−ブタンジオールとを共重合させたポリブチレンサクシネート・アジペート（Ｔｇ−４５℃）、アジピン酸とテレフタル酸と１，４−ブタンジオールとを共重合させたポリブチレンアジペート・テレフタレート（Ｔｇ−３０℃）等が挙げられる。上記ポリエステルのガラス転移点が２５℃より高いとモノフィラメントが硬くて、柔軟性に乏しくなるので好ましくない。

上記のポリ乳酸系樹脂と脂肪族ポリエステルとの配合組成は、ポリ乳酸系樹脂が６０〜９０重量％、好ましくは６５〜８５重量％であり、脂肪族ポリエステルが１０〜４０重量％、好ましくは１５〜３５重量％の範囲である。脂肪族ポリエステルの配合量が下限未満では、成形して得られるモノフィラメントは硬くて柔軟性に乏しく、且つ、その強度も不十分である。一方、上限より多いと、モノフィラメントの延伸性が悪くなり、かつ、その強度が著しく低下するので、好ましくない。

さらに、上記の樹脂に対し、必要に応じて、酸化防止剤、可塑剤、帯電防止剤、、紫外線吸収剤、顔料、艶消剤、蛍光増白剤、結晶核剤、無機フィラー、カーボンブラック、増粘剤、粘度安定剤等を任意の割合で添加することができる。

本発明において、フィラメントは、上記のような組成物を溶融紡糸して、延伸することにより製造することができる。紡糸温度は、用いる原料の樹脂組成物により異なるが、樹脂組成物の融点（Ｔｍ）〜２５０℃、望ましくは１６０〜２２０℃の範囲である。紡糸温度が樹脂組成物の融点未満であると溶融押出しが困難であり、２５０℃を超えると熱分解が顕著となり、高強度のフィラメントを得ることが困難となる。

モノフィラメントを製造する場合、溶融紡出したモノフィラメントは、ポリ乳酸のガラス転移点（５７℃）より低い温度、好ましくは１５〜５０℃温度範囲で水又はエチレングリコール等の冷媒で冷却した後、５〜３０ｍ／分程度の速度で引き取り、一旦巻き取った後又は巻き取ることなく連続して延伸する。冷却温度が上記の温度範囲より高い場合には、冷却不足により冷却浴内の糸道変更ローラやガイド上で変形が起こることがある。

延伸は、通常、多段階で行われ、第１段目の延伸は、室温、熱風又は加熱された水、グリセリン、エチレングリコール、シリコーンオイル等の熱媒中で、用いた樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ）から融点以下の温度、好ましくはＴｇ〜（Ｔｍ−３０℃）の範囲で、１．１〜１０倍の延伸倍率で行われる。第２段目以降の延伸は、通常、加熱時間（加熱長／延伸速度）にもよるが、用いる樹脂組成物の融点近辺、好ましくは融点より１５℃低い温度から３０℃高い温度の範囲内の熱雰囲気下で、１．１〜１０倍というように、順次延伸倍率を変化させ、全体的に延伸倍率を３〜１８倍となるようにして行われる。延伸倍率が３倍未満であると延伸による強度発現が不十分となり、一方、１８倍を超えると切断が多発していずれも好ましくない。

このようにして得られるモノフィラメントの繊度は、１００〜６００デシテックス（ｄｔと略称する。）、好ましくは１００〜５００ｄｔの範囲であり、引張強度が３ｇ／ｄｔ以上、引張伸度２０〜５０％という優れた強伸度特性を有し、且つ生分解性を有するモノフィラメントを得ることができる。

また、マルチフィラメントを製造する場合、溶融紡出糸条は、ポリ乳酸のガラス転移点（５７℃）より低い温度、好ましくは１５〜５０℃温度の雰囲気中に０．１〜１秒間曝すことにより結晶化を促進させることが必要である。上記雰囲気中での滞留時間が０．１秒未満であると結晶化が十分進まないため、単糸間に密着が生じ、一方、１秒を超えるようにするには、紡糸ヘッドから引き取りローラまでの距離を大きくすることが必要で、紡糸装置が大型化するため好ましくない。冷却された紡出糸条は、通常、紡糸油剤を付与した後、３００〜２５００ｍ／分の速度で引き取られ、一旦巻き取った後又は巻き取ることなく連続して延伸される。

紡糸油剤としては、通常のポリエステル繊維用紡糸油剤を使用することができるが、鉱物油、イソオクチルステアレート、ポリオキシエチレン化合物等を主成分とする非水油剤が好ましく用いられる。

延伸は、通常、多段階で行われる。第１段目で１．０１〜１．０８倍程度の低延伸倍率を行って糸条の引き揃え又は予備延伸を行った後、第２段目以降で所定の強伸度になるように冷延伸あるいは熱延伸するのが好ましい。特に寸法安定性が必要な場合、延伸に引き続き温ローラ等により定長処理又は弛緩処理を加えることが好ましい。
総延伸倍率は、紡糸速度により異なるが、比較的低速度で紡糸した未延伸糸を３倍以上となるように冷延伸あるいは熱延伸することが好ましい。

マルチフィラメントの場合、５〜５０ｄｔの単糸を数本〜数十本程度集束し、且１メートル当たり数回〜数十回の撚りをかけ、好ましくは撚りをかけないで、総繊度２００〜５００ｄｔのものが好適に用いられる。

こうして得られたマルチフィラメントは、引張強度が３ｇ／ｄｔ以上、引張伸度２０〜５０％という優れた強伸度特性を有し、且つ生分解性を有するモノフィラメントを得ることができる。

上記で得られたモノフィラメント及びマルチフィラメントを経糸、緯糸の少なくとも１方の糸として用いて織成して織布を得る。例えば、織布として平織、綾織、もじり織、絡み織などが例示される。

実施例１
融点が１７０℃のポリ乳酸樹脂８０重量％と融点が１１５℃のポリブチレンサクシネート２０重量％とからなる樹脂組成物を溶融紡糸機に供給し、紡糸温度を１７０℃、紡糸孔の口径１．５ｍｍにて９０本のストランドを押出し、ダイス直下に設けた４５℃に設定した水槽中に導き冷却しストランドを得た。得られたストランドを、第一及び第二延伸用加熱槽として温度９０〜１００℃、９５〜１００℃にに設定した２つの水槽に導き、それぞれの水槽前後に配置した延伸ローラーの速度比により、それぞれの延伸倍率を５．０倍と１．３倍として延伸した。続いて、このフィラメントの表面付近の雰囲気温度を１１５℃となるよう設定したオーブンに導いて熱処理（熱固定）を行った後に、巻取り機で巻取った。この時の成形性は、延伸時や巻取る時に糸切れすることなく良好であった。又、得られたモノフィラメントは、太さ５００ｄｔ、引張強度４．０ｇ／ｄｔ、引張伸度３０％であった。
このモノフィラメントを製織機を用いて、モノフィラメントを経緯糸に用いて製織したところ、糸切れ等のトラブルもなく連続的に長時間生産でき、仕上がった畳縁は、腰があるにも拘わらず柔らかな風合いと高級感漲るものであった。該畳縁の引張強度は縦８０６Ｎ、横５２５Ｎで、摩耗強さは縦５０００回以上、横５０００回以上であり、引張強度及び摩耗強さ共に優れており、また、抗菌効果及び防カビ効果についても優れていた。

比較例１
実施例１において、ポリブチレンサクシネートを全く配合することなく、ポリ乳酸樹脂を単体で用いたこと以外は同様にして行った。得られたモノフィラメントは実施例１に比べ、非常に硬く、織成特性は不良であった。

Claims

ポリ乳酸系樹脂６０〜９０重量％と脂肪族ポリエステル１０〜４０重量％の樹脂組成物を溶融紡糸して得たモノフィラメントまたはマルチフィラメントを経緯糸に用いて織成した織布からなることを特徴とする生分解性を有する畳縁。
脂肪族ポリエステルがポリブチレンサクシネートであることを特徴とする請求項１に記載の生分解性を有する畳縁