JP2005105447A

JP2005105447A - Fiber structure

Info

Publication number: JP2005105447A
Application number: JP2003338953A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Sakobe; 唯行迫部; Reiichi Hazama; 令一波左間; Akio Yasui; 章雄安井
Original assignee: Unitika Fibers Ltd; Taiyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Unitika Fibers Ltd; Taiyo Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fiber structure suitably usable as a pollution-proof membrane seldom causing adherence of aquatic organisms and easy to dispose of. <P>SOLUTION: The fiber structure is characterized by comprising synthetic fibers containing clay mineral allophane. The pollution-proof membrane is constituted of this fiber structure. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は繊維構造体に関する。 The present invention relates to a fiber structure.

繊維構造体として、糸、ロープ、網、膜体などが知られている。また、このうちの膜体として、吸出し防止シートや汚濁防止膜が知られている。このうち、汚濁防止膜は、海域、河川、湖沼などでの浚渫、埋め立てなどの土木工事の際に、その現場周囲に張り巡らせることで、周囲の水質が汚染されることを防止するために用いられるものである。 As the fiber structure, a thread, a rope, a net, a film body, and the like are known. Moreover, a suction prevention sheet and a pollution prevention film are known as the film body. Of these, anti-pollution membranes are used to prevent the surrounding water quality from being contaminated by spreading around the site during civil engineering work such as dredging and landfill in sea areas, rivers and lakes. It is what

従来、上記のように水中で使用される汚濁防止膜の表面に、藻類、貝類、軟体動物等の水棲生物が付着して、重量増加により資材の沈降を招くことや、また重量が増加しているため撤去時に労力が必要になることなどの問題を生じている。 Conventionally, aquatic organisms such as algae, shellfish, and mollusks adhere to the surface of anti-pollution membranes used in water as described above, leading to sedimentation of materials due to weight increase, and weight increase. As a result, there are problems such as the need for labor at the time of removal.

これらの問題を防ぐために、水棲生物忌避薬剤（以下、「忌避薬剤」と称する）を用いることにより、水棲生物の付着を予防することも行なわれている（特許文献１）。
すなわち、たとえば忌避薬剤を含む塗料（以下、「忌避塗料」と称する）を繊維製の汚濁防止膜にあらかじめ塗布することが行われている。具体的には、有機溶剤に樹脂バインダーと忌避薬剤とを分散する等して調製された忌避塗料に汚濁防止膜を浸漬し、乾燥することにより忌避塗料を固着する方法が主にとられている。 In order to prevent these problems, the use of an aquatic organism repellent (hereinafter referred to as “repellent”) has also been carried out to prevent the attachment of aquatic organisms (Patent Document 1).
That is, for example, a paint containing a repellent (hereinafter referred to as “repellent paint”) is preliminarily applied to a fiber antifouling film. Specifically, a method of fixing the repellent paint by immersing the antifouling film in a repellent paint prepared by dispersing a resin binder and a repellent in an organic solvent and drying it is mainly used. .

しかし忌避塗料の多くは毒性が強く、塗布もしくは汚濁防止膜を展張・撤去する作業に携わる人の皮膚に触れたり体内に吸引されることによる健康障害が発生するおそれがある。 However, many of the repellent paints are highly toxic, and there is a risk that health problems may occur due to touching or being sucked into the skin of a person involved in the work of applying or spreading or removing the antifouling film.

また一般に汚濁防止膜にはポリエステルに代表される合成繊維が使用され、使用後は廃棄物として焼却や埋め立て処理がなされている。しかし、ポリエステルに代表される一般的な合成繊維にて形成されているために、いつまでも分解せずに残る。
特開平１０−３２４８０８号公報 In general, synthetic fibers typified by polyester are used for the pollution control film, and after use, they are incinerated or landfilled as waste. However, since it is formed of a general synthetic fiber typified by polyester, it remains without being decomposed indefinitely.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-324808

上記の現状に鑑み、本発明の課題は、水棲生物が付着しにくく汚濁防止膜をはじめとする海岸、海洋用の繊維製品に好適に使用できる繊維構造体を提供することにある。また本発明の課題は、水棲生物が付着しにくく、かつ易廃棄性を有した汚濁防止膜をはじめとする海岸、海洋用の繊維製品に好適に使用できる繊維構造体を提供することにある。 In view of the above-mentioned present situation, an object of the present invention is to provide a fiber structure that can be suitably used for textile products for coastal and marine use, including anti-pollution membranes, to which aquatic organisms hardly adhere. Another object of the present invention is to provide a fiber structure that can be suitably used for textile products for coastal and marine use, including anti-pollution membranes that are less susceptible to aquatic organisms and that are easily disposed of.

本発明者らは、上記の課題を解決するために、アロフェンが陽イオン交換能と陰イオン交換能を有する物質であり、水棲生物に対して忌避作用を有することを見出して、本発明を完成した。すなわち本発明は、
１．粘土鉱物アロフェンを含有する合成繊維にて構成されていることを特徴とする繊維構造体、
２．合成繊維が生分解性繊維であることを特徴とする上記１．の繊維構造体、
３．生分解性繊維がポリ乳酸系繊維であることを特徴とする上記２．の繊維構造体、
４．上記１．〜３．のいずれかに記載の繊維構造体にて構成されていることを特徴とする膜体、
５．上記４．の膜体にて構成されていることを特徴とする汚濁防止膜、
を要旨とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that allophane is a substance having a cation exchange capacity and an anion exchange capacity and has a repellent action against aquatic organisms, and has completed the present invention. did. That is, the present invention
1. A fiber structure comprising synthetic fibers containing clay mineral allophane,
2. 1. The synthetic fiber is a biodegradable fiber as described in 1 above. Fiber structure,
3. 2. The biodegradable fiber is a polylactic acid fiber. Fiber structure,
4). Above 1. ~ 3. A membrane body comprising the fiber structure according to any one of
5). 4. above. Antifouling film characterized by comprising a film body of
Is a summary.

本発明によれば、水棲生物が付着しにくく、かつ易廃棄性である汚濁防止膜をはじめとする海岸、海洋用の繊維製品を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a textile product for coastal and marine use including an anti-pollution film that is unlikely to be attached to aquatic organisms and is easily disposable.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の繊維構造体に使用するアロフェンは粘土鉱物であり、学名「アロフェン」(allophane)と呼ばれる非晶質性シリカ・アルミナゲルである。このアロフェンは多孔質であり、その細孔は平均直径が３５〜５０オングストロームであり、充填密度が０．３５〜０．４５ｇ／ｃｃである。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The allophane used in the fiber structure of the present invention is a clay mineral, and is an amorphous silica-alumina gel called the scientific name “allophane”. This allophane is porous, its pores have an average diameter of 35-50 angstroms and a packing density of 0.35-0.45 g / cc.

本発明は、合成繊維自体に該アロフェンを含有させたものである。すなわちアロフェンを練り込んだ原料にて合成繊維を形成したり、合成繊維の表面をアロフェンを含む素材でコーティングしたりしたものである。 In the present invention, the allophane is contained in the synthetic fiber itself. That is, a synthetic fiber is formed from a raw material kneaded with allophane, or the surface of the synthetic fiber is coated with a material containing allophane.

アロフェンの含有量は、合成繊維の用途や使用状況により対応することが可能であるが、合成繊維の生産性を考慮すると繊維質量に対し０．１〜３０質量％であることが好ましい。より好ましくは１〜２０質量％である。 The content of allophane can be dealt with depending on the use and use situation of the synthetic fiber, but it is preferably 0.1 to 30% by mass with respect to the fiber mass in consideration of the productivity of the synthetic fiber. More preferably, it is 1-20 mass%.

合成繊維の種類は特に制限するものではなく、製造時にアロフェンを混合することができるポリマーからなる合成繊維であれば良く、ポリアミド系、ポリアラミド系、ポリビニルアルコール系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、芳香族ポリエステル系、脂肪族ポリエステル系、ポリアクリロニトリル系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリウレタン系、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系、フェノール系、ポリフルオロエチレン系などの汎用の合成繊維があげられる。 The type of synthetic fiber is not particularly limited, and may be any synthetic fiber made of a polymer that can be mixed with allophane at the time of production. Polyamide-based, polyaramide-based, polyvinyl alcohol-based, polyvinylidene chloride-based, polyvinyl chloride-based And general-purpose synthetic fibers such as aromatic polyesters, aliphatic polyesters, polyacrylonitriles, polyethylenes, polypropylenes, polyurethanes, polyalkylene paraoxybenzoates, phenols, and polyfluoroethylenes.

なかでも、産業廃棄物の低減を考慮すると脂肪族ポリエステル系繊維に代表される生分解性の繊維が好ましい。生分解性繊維とは、ＪＩＳＫ６９５０、６９５１、６９５３の試験によって分解される繊維をいう。具体的には、ジオール成分とジカルボン酸から合成される脂肪族ポリエステルポリマー、すなわちポリ乳酸系、ポリアルキレンアルカノエート、ポリβヒドロキシアルカノエートおよびこれらの重合体が挙げられる。これらのポリマーを紡糸した生分解性繊維を用いることにより、廃棄時には微生物により徐々に分解されるため、産業廃棄物の低減になる。 Among these, biodegradable fibers typified by aliphatic polyester fibers are preferable in consideration of reduction of industrial waste. The biodegradable fiber refers to a fiber that is decomposed by the test of JIS K6950, 6951, 6953. Specific examples include aliphatic polyester polymers synthesized from a diol component and a dicarboxylic acid, that is, polylactic acid, polyalkylene alkanoate, poly βhydroxyalkanoate, and polymers thereof. By using biodegradable fibers obtained by spinning these polymers, they are gradually decomposed by microorganisms at the time of disposal, thereby reducing industrial waste.

アロフェンを混合させる方法についても特に制限するものではなく、紡糸時にポリマーとアロフェンを添加する方法やあらかじめ合成繊維の主体ポリマー中に高濃度でアロフェンを混合させておき紡糸時に該高濃度ポリマーと他の主体ポリマーとを混合して紡糸するマスターバッチ法などが挙げられる。 The method for mixing allophane is not particularly limited, either by adding a polymer and allophane at the time of spinning or by mixing allophane at a high concentration in the main polymer of the synthetic fiber in advance, Examples include a master batch method in which a main polymer is mixed and spun.

また合成繊維の形態についても制限するものではなく、モノフィラメント、マルチフィラメント、短繊維など、用途に応じて種々選択することができる。軽量化やハリを考慮して中空断面などの異型断面状としても良く、要求される用途に応じてサイドバイサイドの形態を採用したり異種ポリマーを混合したりすることも可能である。 Also, the form of the synthetic fiber is not limited, and various types such as monofilament, multifilament, and short fiber can be selected depending on the application. Considering weight reduction and firmness, it may be an irregular cross-section such as a hollow cross-section, and a side-by-side configuration or a mixture of different polymers can be adopted depending on the required application.

本発明では、水棲生物に対する忌避作用を向上させることをことを目的として、粘土鉱物アロフェンを合成繊維の表面に露出させるための加工を施しても良い。具体的には、繊維を構成するポリマーを溶解させる溶液での処理や、研磨による処理などが挙げられる。 In the present invention, processing for exposing the clay mineral allophane to the surface of the synthetic fiber may be performed for the purpose of improving the repellent action against aquatic organisms. Specifically, the process with the solution which dissolves the polymer which comprises a fiber, the process by grinding | polishing, etc. are mentioned.

本発明にもとづけば、粘土鉱物アロフェンを含有する合成繊維によって、膜体、ロープ、網など種々の繊維構造体を製造することができる。そしてこれらは、海岸、海洋等で使用される繊維製品に好適である。このうち、膜体としての代表的な利用分野として、海域・河川および湖沼などでの浚渫、埋め立てなどの土木工事の際にその現場周囲に張り巡らせることで周囲の水質が汚染されることを防止するための汚濁防止膜をあげることができる。この汚濁防止膜は、主として、編物、織物、不織布などからなる膜体で構成される。なお、汚濁防止膜の主要部を構成する膜体の周辺に使用されるさまざまな繊維製品も、本発明にもとづき粘土鉱物アロフェンを含有する合成繊維によって形成することができる。 According to the present invention, various fiber structures such as a film body, a rope, and a net can be produced from the synthetic fiber containing the clay mineral allophane. These are suitable for textile products used on the coast, ocean, and the like. Among these, as a typical field of use as a membrane, the surrounding water quality is prevented by spreading around the site during civil engineering work such as dredging and reclamation in sea areas, rivers and lakes. An anti-fouling film can be used. This pollution prevention film is mainly composed of a film body made of a knitted fabric, a woven fabric, a nonwoven fabric or the like. Various fiber products used around the membrane constituting the main part of the pollution control membrane can also be formed from synthetic fibers containing clay mineral allophane according to the present invention.

ロープ、網などにおいては、合成繊維にてこれらロープ、網などを形成したうえで、その表面をアロフェンを含む素材でコーティングすることもできる。 In the case of ropes, nets, etc., these ropes, nets, etc. can be formed with synthetic fibers and the surface thereof can be coated with a material containing allophane.

（実施例）
次に本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、下記の実施例、比較例における各種性能の評価は、次の方法によりおこなった。 (Example)
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples. In addition, evaluation of various performances in the following examples and comparative examples was performed by the following methods.

（１）水棲生物付着率
下記の実施例、比較例で得られた汚濁防止膜を３０ｃｍ角に切断したものを試料とした。亜酸化銅系水棲汚損生物忌避塗料を塗布した鉄製の枠を用意し、上記試料をこの枠に固定して、海水中に６ヶ月間浸漬した後に引き上げ、試料である膜の面積のうち藻類・貝類が付着した部分の面積が占める割合を％で表し、水棲生物付着率として評価した。 (1) Aquatic organism adhesion rate Samples obtained by cutting the pollution control films obtained in the following Examples and Comparative Examples into 30 cm squares were used. Prepare an iron frame coated with a cuprous oxide waterpox fouling biological repellent paint, fix the sample to this frame, immerse it in seawater for 6 months, pull it up, The percentage occupied by the area of the part where the shellfish adhered was expressed in% and evaluated as the aquatic organism adhesion rate.

（２）脱落容易性（付着残存率）
上記（１）で海水中に浸漬した後の試料に対し、高圧水（水圧１．５ＭＰａ）による洗浄を行なって、藻類・貝類をある程度脱落させた。この洗浄後の試料について、上記（１）の場合と同様にして、藻類・貝類が残存付着している部分の面積が占める割合を％で表し、これを付着残存率として、付着した水棲生物の脱落容易性を評価した。 (2) Ease of dropping off (remaining adhesion rate)
The sample after being immersed in seawater in the above (1) was washed with high-pressure water (water pressure 1.5 MPa), and algae and shellfish were removed to some extent. For the sample after washing, as in the case of (1) above, the ratio of the area where the algae / shellfish remain attached is expressed in%, and this is taken as the attachment remaining rate, and the attached aquatic organisms The ease of dropping was evaluated.

（３）分解性
上記（１）と同様にして海水中に６ヶ月間浸漬した後の試料について、洗浄を行なわないままでコンポスターに投入し、８０℃×１４日間保持した後の状態を外観評価した。 (3) Degradability The sample after being immersed in seawater for 6 months in the same manner as in (1) above is put into a composter without washing and the state after holding at 80 ° C. for 14 days is external appearance. evaluated.

（実施例１）
アロフェン（品川化成社製セカードＯＷ）を平均粒径０．８ミクロンになるまで乾式粉砕法で粉砕した後、ポリ乳酸チップ（カーギルダウ社製４０２０）と混合し、２３０℃で２軸押出機で押出し、アロフェン２０質量％濃度のマスターチップを得た。次にこのマスターチップと他のポリ乳酸チップとを混合し、溶融紡糸法にて、アロフェン５質量％濃度のマルチフィラメント１１００Ｔ９６（強度１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度２０％）を得た。得られたアロフェン含有（５質量％）のポリ乳酸マルチフィラメントを４本合撚し、経糸密度２０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度２０本／２．５４ｃｍとして２／２ななこ組織にてレピア織機で製織し、汚濁防止膜として使用可能な、実施例１の膜体を得た（質量６２０ｇ／ｍ^２）。 (Example 1)
Allophane (Secard OW manufactured by Shinagawa Kasei Co., Ltd.) was pulverized by a dry pulverization method until the average particle size became 0.8 microns, then mixed with polylactic acid chips (Cargildau 4020) and extruded at 230 ° C. with a twin screw extruder. A master chip having an allophane concentration of 20% by mass was obtained. Next, this master chip and another polylactic acid chip were mixed, and multifilament 1100T96 (strength 1.5 cN / dtex, cutting elongation 20%) having an allophane concentration of 5% by mass was obtained by a melt spinning method. Four polylactic acid multifilaments containing allophane obtained (5% by mass) were twisted together to give a warp density of 20 / 2.54 cm and a weft density of 20 / 2.54 cm in a 2/2 nanako structure with a rapier loom. The film body of Example 1 which can be woven and used as a pollution control film was obtained (mass 620 g / m ² ).

（実施例２）
アロフェン（品川化成社製セカードＯＷ）を平均粒径０．８ミクロンになるまで乾式粉砕法で粉砕した後、ポリエステルチップ（ユニチカ社ＢＲＦ）と混合し、３００℃で２軸押出機にて押出し、アロフェン２０質量％濃度のマスターチップを得た。次にこのマスターチップと他のポリエステルチップとを混合し、溶融紡糸法にてアロフェン５質量％濃度のマルチフィラメント１１００Ｔ９６（強度５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、切断伸度１２％）を得た。得られたアロフェン含有（５質量％）のポリエステルマルチフィラメントを４本合撚し、経糸密度２０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度２０本／２．５４ｃｍとして２／２ななこ組織にてレピア織機で製織し、汚濁防止膜として使用可能な、実施例２の膜体を得た（質量６２５ｇ／ｍ^２）。 (Example 2)
Allophane (Secrad KA manufactured by Shinagawa Kasei Co., Ltd.) was pulverized by a dry pulverization method until the average particle size became 0.8 microns, then mixed with polyester chips (Unitika BRF), extruded at 300 ° C. with a twin screw extruder, A master chip having an allophane concentration of 20% by mass was obtained. Next, this master chip and another polyester chip were mixed, and multifilament 1100T96 (strength 5.5 cN / dtex, cutting elongation 12%) having an allophane concentration of 5% by mass was obtained by a melt spinning method. Four polyester multifilaments containing allophane obtained (5% by mass) were twisted together and weaved on a rapier loom with a 2/2 nanako structure with a warp density of 20 / 2.54 cm and a weft density of 20 / 2.54 cm. And the film body of Example 2 which can be used as a pollution control film was obtained (mass 625 g / m ² ).

（比較例１）
ポリエチレンテレフタレートマルチフィラメント１１００Ｔ９６を８０Ｔ／ｍで４本合撚し、経糸密度２０本／２．５４ｃｍ、緯糸密度２０本／２．５４ｃｍとして２／２ななこ組織にてレピア織機で製織し、汚濁防止膜として使用可能な、比較例１の膜体を得た（質量６２０ｇ／ｍ^２）。 (Comparative Example 1)
Polyethylene terephthalate multifilament 1100T96 is twisted at 80 T / m and woven with a rapier loom at a warp density of 20 / 2.54 cm and a weft density of 20 / 2.54 cm with a rapier loom, and a pollution control film As a result, a film body of Comparative Example 1 was obtained (mass 620 g / m ² ).

実施例１、２および比較例１の膜体について、水生生物付着率、脱落容易性、分解性を試験した結果を表１に示す。 Table 1 shows the results of testing the film bodies of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 for the aquatic organism adhesion rate, the ease of dropping off, and the degradability.

表１から明らかなように、実施例１および２では比較例１と比較して水棲生物付着率および付着残存率共に低く、水生生物が付着しにくいことが確認された。また実施例１については分解性も確認され、汚濁防止膜としての使用中にその表面がある程度生分解されて消失するために、実施例２に比べて水棲生物付着率および付着残存率がいっそう低くなったうえに、産業廃棄物を低減可能な汚濁防止膜として使用可能な膜体であることが確認された。 As is clear from Table 1, in Examples 1 and 2, both the aquatic organism adhesion rate and the adhesion residual rate were lower than those in Comparative Example 1, and it was confirmed that aquatic organisms did not adhere easily. Further, in Example 1, the degradability was also confirmed, and the surface was biodegraded to some extent during use as a pollution control film and disappeared. Therefore, the aquatic organism adhesion rate and the adhesion remaining rate were much lower than in Example 2. Moreover, it was confirmed that the film body can be used as a pollution control film capable of reducing industrial waste.

Claims

A fiber structure comprising a synthetic fiber containing clay mineral allophane.

The fiber structure according to claim 1, wherein the synthetic fiber is a biodegradable fiber.

The fiber structure according to claim 2, wherein the biodegradable fiber is a polylactic acid fiber.

A membrane body comprising the fiber structure according to any one of claims 1 to 3.

An antifouling film comprising the film body according to claim 4.