JP2008184697A - 脂肪族ポリエステル系樹脂製モノフィラメント及びそれからなるネット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガラス転移温度が0℃以下で、190℃、2.16kg荷重で測定したMFRが10g/10分以下である、脂肪族及び/又は脂環式ジオール単位並びに脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族ポリエステル系樹脂(A)を含んでなり、該脂肪族ポリエステル系樹脂にはカップリング剤を作用させていないことを特徴とするモノフィラメント及びこれから調製されるネット。
【選択図】なし
Description
(1)ガラス転移温度が0℃以下で、190℃、2.16kg荷重で測定したMFRが10g/10分以下である、脂肪族及び/又は脂環式ジオール単位並びに脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族ポリエステル系樹脂(A)を含んでなり、該脂肪族ポリエステル系樹脂にはカップリング剤を作用させていないことを特徴とするモノフィラメント、
(2)ガラス転移温度が30℃以上で、190℃、2.16kg荷重で測定したMFRが10g/10分以下である、脂肪族オキシカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)を更に含んでなり、該脂肪族オキシカルボン酸系樹脂にはカップリング剤を作用させていないことを特徴とする(1)に記載のモノフィラメント、
(3)脂肪族ポリエステル系樹脂(A)100重量部に対して脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)を1〜100重量部含んでなることを特徴とする(1)又は(2)に記載のモノフィラメント、
(4)紡糸を2段延伸で行い、2段目の延伸は1段目の延伸倍率に対して100%以上の延伸倍率で成形されることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1に記載のモノフィラメント、及び
(5)(1)〜(4)のいずれか1に記載のモノフィラメントから調製されるネット
である。
脂肪族ポリエステル系樹脂(A)は、脂肪族及び/又は脂環式ジオール単位、並びに脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とし、ガラス転移温度が0℃以下で、190℃、2.16kg荷重で測定したMFRが10g/10分以下のものであり、該脂肪族ポリエステル系樹脂にはカップリング剤を作用させていないことを特徴とする。なお、脂肪族ポリエステル系樹脂(A)はバイオマス資源由来であってもよい。好ましくは、脂肪族ポリエステル系樹脂(A)は、下記式(1)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジオール単位、並びに下記式(2)で表される脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とするものである。
−O−R1−O− (1)
−OC−R2−CO− (2)
(上記式(1),(2)中、R1は2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基を、R2は直接結合、2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基を表す。)
環式多価アルコール、脂肪族及び/又は脂環式多価カルボン酸或いはその無水物、又は脂肪族多価オキシカルボン酸を共重合成分として含有すると、得られる脂肪族ポリエステル
の溶融粘度を高めることができ好ましい。この場合、3官能の脂肪族又は脂環式多価アルコールの具体例としては、トリメチロールプロパン、グリセリン又はその無水物が挙げられ、4官能の脂肪族又は脂環式多価アルコールの具体例としては、ペンタエリスリトールが挙げられる。3官能の脂肪族又は脂環式多価カルボン酸或いはその無水物の具体例としては、プロパントリカルボン酸又はその無水物が挙げられ、4官能の脂肪族又は脂環式多価カルボン酸或いはその無水物の具体例としては、シクロペンタンテトラカルボン酸又はその無水物が挙げられる。また、3官能の脂肪族オキシカルボン酸成分は、(i)2個のカルボキシル基と1個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプと、(ii)1個のカルボキシル基と2個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプとに分かれ、いずれのタイプも使用可能である。具体的には(i)のタイプのリンゴ酸が挙げられる。また、4官能の脂肪族オキシカルボン酸成分は、(i)3個のカルボキシル基と1個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプ、(ii)2個のカルボキシル基と2個のヒドロキシル基とを同一分子中に有するタイプ、(iii)3個のヒドロキシル基と1個のカルボキシル基を同一分子中に共有するタイプとに分かれ、いずれのタイプも使用可能である。具体的には、クエン酸や酒石酸が挙げられる。これらの3官能以上の成分は1種単独で使用することも2種以上混合して使用することもできる。
脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)は、脂肪族オキシカルボン酸単位を必須成分とするものであり、ガラス転移温度が30℃以上で、190℃、2.16kg荷重で測定したMFRが10g/10分以下のものである。なお、脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)はバイオマス資源由来であってもよい。その脂肪族オキシカルボン酸単位は、下記式(3)で表されることが好ましい。
−O−R3−CO− (3)
(上記式(3)中、R3は2価の脂肪族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基を表す。)
本発明においては、脂肪族ポリエステル系樹脂(A)は単独でもモノフィラメント及びネットとしても用いられる。しかしながら、モノフィラメント及びネットの強度、耐久性をより制御することを目的として、モノフィラメント及びネットに脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)を更に含有させることが出来る。この場合、脂肪族ポリエステル系樹脂(A)と脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)を含むブレンド(「脂肪族ポリエステル系樹脂組成物」ともいう)における脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)の含有量としては、脂肪族ポリエステル系樹脂(A)100重量部に対して、1〜100重量部、好ましくは2〜75重量部、より好ましくは3〜50重量部である。脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)の量が多すぎると、得られるモノフィラメントが硬くなりすぎネット化する際の成形性の悪化やネットの収束性悪化、ネット自体の折れやすさ(キンク性)が悪化する傾向があり好ましくない。更に、本願発明においては、脂肪族ポリエステル系樹脂組成物に脂肪族ポリエステル系樹脂(A)及び/又は脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)に作用するカップリング剤を配合するものではない。
本発明の脂肪族ポリエステル系樹脂組成物は、脂肪族ポリエステル系樹脂(A)、脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)以外に、本発明の効果を阻害しない範囲で他の生分解性樹脂、例えば、ポリカプロラクトン、ポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロースエステル、芳香族−脂肪族共重合ポリエステル系樹脂等や、澱粉、セルロース、紙、木粉、キチン・キトサン質、椰子殻粉末、クルミ殻粉末等の動物/植物物質微粉末、或いはこれらの混合物を配合することができる。更に、成形体の物性や加工性を調整する目的で、熱安定剤、可塑剤、滑剤、ブロッキング防止剤、核剤、無機フィラー、着色剤、顔料、紫外線吸収剤、光安定剤等の添加剤、改質剤、架橋剤等を添加することも可能である。無機フィラーとしては、その形状により繊維状、粉粒状、板状充填剤等がありいずれでもよい。具体的には、タルク、ゼオライト、ケイソウ土、カオリン、クレー、シリカ、石英粉末等の鉱物粒子、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、重質炭酸カルシウム等の金属炭酸塩粒子、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム等の金属珪酸塩、(アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、二酸化チタン等の金属酸化物、(水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物)、マイカ等が挙げられる。また、可塑剤の具体例としては、メチルアジペート、ジエチルアジペート、ジイソプロピルアジペート、ジ−n−プロピルアジペート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジブチルジグリコールアジペート、ジ−2−エチルヘキシルアゼレート、ジブチルセバケート、ジ−2−エチルヘキシルセバケート、メチルアセチルリシレート等の脂肪酸エステル、トリアセチン等のグリセリンエステル、ジエチルマレエート、ジブチルマレエート、ジオクチルマレエート、ジブチルフマレート、ジオクチルフマレート等のマレイン酸及びフマル酸エステル、アジピン酸−1,3−ブチレングリコール、エポキシ化大豆油等のポリエステル・エポキシ化エステル、トリオクチルトリメリテート等のトリメリット酸エステル、トリエチレングリコールジアセテート、アセチルクエン酸トリブチル、グリセリンジアセトモノプロピオネート、グリセリンジアセトモノカプリレート、グリセリンジアセトモノカプレート、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリンジアセトモノオレート、グリセリンモノアセトモノベヘネート、(グリセリンモノアセトモノステアレート)等のアセチル化モノグリセライド、ジグリセリンアセテート、デカグリセリンプロピオネート、テトラグリセリンカプリレート、デカグリセリンラウレート、デカグリセリンオレート、デカグリセリンベヘネート等のポリグリセリン脂肪酸エステル、ロジン誘導体等が挙げられる。
本発明の脂肪族ポリエステル系樹脂組成物の製造方法は、特に限定されないが、ブレンドした脂肪族ポリエステル系樹脂(A)と脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)の原料チップを同一の押出機で溶融混合する方法、各々の樹脂を別々の押出機で溶融させた後に混合する方法等が挙げられる。また、各々の原料チップを直接成形機に供給して樹脂組成物を調製すると同時に、その成形体を得ることも可能である。
樹脂(又は樹脂組成物)を押出機中に投入して、50〜180本のモノフィラメントを押し出し、300〜800デシテックスの太さに調整する。押出機のシリンダ温度は170〜220℃の最適温度で設定する。延伸倍率は1段目の水槽の温度を75〜95℃に設定して、3〜5倍の延伸倍率で引き取り、さらに2段目の水槽では75〜95℃の温度で、1段目の延伸に対して100%以上、好ましくは101〜150%でさらに延伸することで強度を向上させたモノフィラメントを調製することができる。この2段延伸することが本生分解樹脂モノフィラメント及びネットを調製する一つの特徴である。つまり、通常のポリエチレンではシリンダ温度220〜260℃で押し出しを行い、1段目の水槽で約90〜100℃に設定して6〜8倍の延伸倍率で引き取り、2段目の水槽では延伸せず1段目の延伸における歪を緩和させるために使用する。ポリエチレン系樹脂では2段目で数%収縮させる。
上記のようにして調製したモノフィラメントを3〜8本下撚りして、それを3本束ねて撚糸を行い計9〜12本のモノフィラメントを使用して1本の双糸を作製して、その双糸を経て、緯糸それぞれで作製した後、結節網、無結節網にて製網する。
(1)脂肪族ポリエステル系樹脂(A)
脂肪族ポリエステル系樹脂(A1)
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧口を備えた容量1m3の反応容器に、コハク酸134kg、1,4−ブタンジオール116リットル、DLリンゴ酸0.24kg、酸化ゲルマニウムを予め1重量%溶解させた90%DL乳酸水溶液7.21kgを仕込んだ。容器内容物を攪拌下、窒素ガスを導入し、窒素ガス雰囲気下120℃から反応を開始し、1時間40分かけて200℃まで昇温した。引き続き、1時間25分かけて230℃に昇温すると同時に1mmHgまで減圧し、230℃、1mmHgにて4時間20分重合を行い脂肪族ポリエステル系樹脂(A1)を得た。
得られた脂肪族ポリエステル系樹脂(A1)のMFR(190℃、2.16kg荷重)は3.8g/10分、ガラス転移温度は−25℃、融点は110℃であった。
コハク酸と1,4−ブタンジオールを主成分として得られた比較的低分子量のオリゴマーを、カップリング剤としてヘキサメチレンジイソシアネートを用いて鎖長延長を行った材料である昭和高分子社製「ビオノーレ1001」を脂肪族ポリエステル系樹脂(A2)とした。
脂肪族ポリエステル系樹脂(A2)のMFR(190℃、2.16kg荷重)は1.5g/10分、ガラス転移温度は−22℃、融点は114℃であった。
脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B1)
MFR(190℃、2.16kg荷重)が8.1g/10分、ガラス転移温度が65℃のポリ乳酸を用いた。なお、DSC測定において融点は166℃であった。
MFR(190℃、2.16kg荷重)が4.1g/10分、ガラス転移温度が65℃のポリ乳酸を用いた。なお、DSC測定において融点は165℃であった。
表1に示す配合した樹脂を押出機中に投入して、130本のモノフィラメントを押し出し、560デシテックスの太さに調整した。押出機のシリンダ温度は190〜200℃で設定した。延伸倍率は1段目の水槽を83℃に設定して、4.0倍の延伸倍率で引き取り、さらに2段目の水槽にて85℃の温度で、1段目の延伸倍率に対して110%でさらに延伸させることで強度を向上させたモノフィラメントを調製した。
上記で調製したモノフィラメントを4本下撚りして、それを3本束ねて撚糸を行い計12本のモノフィラメントを使用して1本の双糸を作製して、その双糸を経て、緯糸それぞれで作製した後、結節網にて製網する。それらを1目20cmで結束してネットを調製した。
Claims (5)
- ガラス転移温度が0℃以下で、190℃、2.16kg荷重で測定したMFRが10g/10分以下である、脂肪族及び/又は脂環式ジオール単位並びに脂肪族及び/又は脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族ポリエステル系樹脂(A)を含んでなり、該脂肪族ポリエステル系樹脂にはカップリング剤を作用させていないことを特徴とするモノフィラメント。
- ガラス転移温度が30℃以上で、190℃、2.16kg荷重で測定したMFRが10g/10分以下である、脂肪族オキシカルボン酸単位を必須成分とする脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)を更に含んでなり、該脂肪族オキシカルボン酸系樹脂にはカップリング剤を作用させていないことを特徴とする請求項1に記載のモノフィラメント。
- 脂肪族ポリエステル系樹脂(A)100重量部に対して脂肪族オキシカルボン酸系樹脂(B)を1〜100重量部含んでなることを特徴とする請求項2に記載のモノフィラメント。
- 紡糸を2段延伸で行い、2段目の延伸は1段目の延伸倍率に対して100%以上の延伸倍率で成形されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のモノフィラメント。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載のモノフィラメントから調製されるネット。
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