JP2022114186A - Biodegradable staple fiber nonwoven fabric - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生分解性が良好であるとともに、機械的強度及び風合いに優れる生分解性短繊維不織布に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a biodegradable staple fiber nonwoven fabric having good biodegradability and excellent mechanical strength and feel.
包装材や容器等の産業資材にはプラスチックが広く使用されている。しかし、プラスチック廃棄物は、生態系への影響、燃焼時の有害ガス発生、大量の燃焼熱量による地球温暖化等、地球環境へ大きな負荷を与える原因となっている。このような問題の解決策の一つとして、生分解性プラスチックを用いることが行われている。例えば、特許文献１には、生分解性を有する熱可塑性重合体からなる短繊維及びセルロース系短繊維を三次元的に交絡させてなる生分解短繊維不織布が提案されている。また、特許文献２には、ポリ－ε－カプロラクトンおよび／またはポリ－β－プロピオラクトンからなる繊維と、天然繊維またはセルロース繊維からなる微生物分解性不織布が提案されている。 Plastics are widely used for industrial materials such as packaging materials and containers. However, plastic waste causes a great burden on the global environment, such as impact on the ecosystem, generation of toxic gas when burned, and global warming due to a large amount of combustion heat. One of the solutions to such problems is to use biodegradable plastics. For example, Patent Literature 1 proposes a biodegradable short fiber nonwoven fabric obtained by three-dimensionally entangling short fibers made of a biodegradable thermoplastic polymer and cellulose short fibers. Further, Patent Document 2 proposes a biodegradable nonwoven fabric composed of fibers made of poly-ε-caprolactone and/or poly-β-propiolactone and natural fibers or cellulose fibers.
一方、天然パルプ等のセルロース系短繊維を用いた湿式不織布は、強度を高めるためにバインダー繊維を用いて補強することが行われている。例えば、特許文献３には、ポリエチレンテレフタレート繊維を用いて高強力抄紙を得ることが記載されている。 On the other hand, wet-laid nonwoven fabrics using short cellulose fibers such as natural pulp are reinforced with binder fibers in order to increase strength. For example, Patent Document 3 describes the use of polyethylene terephthalate fibers to obtain high-strength papermaking.
しかしながら、特許文献１及び２に記載のような短繊維不織布は、引張強度や風合いをさらに改善することが求められている。また、特許文献３に記載のポリエチレンテレフタレート繊維を用いた場合、不織布の生分解性が劣る問題があった。 However, short fiber nonwoven fabrics such as those described in Patent Documents 1 and 2 are required to be further improved in tensile strength and texture. Moreover, when the polyethylene terephthalate fiber described in Patent Document 3 is used, there is a problem that the biodegradability of the nonwoven fabric is inferior.
本発明は、前記従来の問題を解決するため、生分解性が良好であるとともに、機械的強度及び風合いに優れる生分解性短繊維不織布を提供する。 In order to solve the above conventional problems, the present invention provides a biodegradable staple fiber nonwoven fabric having good biodegradability and excellent mechanical strength and feel.
本発明は、１以上の実施形態において、セルロース系短繊維Ａ、及びポリ－（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）を含有する短繊維Ｂを含む生分解性短繊維不織布に関する。 In one or more embodiments, the present invention provides a biodegradable staple fiber nonwoven fabric comprising cellulose staple fibers A and staple fibers B containing poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate). Regarding.
本発明は、生分解性が良好であるとともに、機械的強度及び風合いに優れる生分解性短繊維不織布を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a biodegradable staple fiber nonwoven fabric having good biodegradability and excellent mechanical strength and feel.
本発明者らは、前記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた。その結果、セルロース系短繊維Ａ及びポリ－（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）を含有する短繊維Ｂを併用することで、生分解性及び機械的強度が高く、柔軟な風合いを有する生分解性短繊維不織布が得られること、特に、湿式不織布の場合でも、生分解性及び機械的強度を高い上、風合いに優れることを見出した。 In order to solve the above problems, the inventors have made extensive studies. As a result, by using cellulose-based short fiber A and short fiber B containing poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) together, biodegradability and mechanical strength are high, and flexibility is obtained. The present inventors have found that a biodegradable staple fiber nonwoven fabric having a good texture can be obtained, and in particular, even in the case of a wet-laid nonwoven fabric, the biodegradability and mechanical strength are high, and the texture is excellent.
（セルロース系短繊維Ａ）
セルロース系短繊維Ａは、特に限定されず、天然セルロース繊維であってもよく、再生セルロース繊維であってもよい。
(Cellulosic staple fiber A)
The short cellulose fibers A are not particularly limited, and may be natural cellulose fibers or regenerated cellulose fibers.
天然セルロース繊維は、植物由来のものであってもよく、動物由来のものであってもよい。植物由来のものとしては、例えば植物由来のパルプを用いることができる。植物由来のパルプとしては、例えば、植物原料を化学的、機械的、又は両者を併用してパルプ化したものが挙げられる。植物原料としては、例えば、木材、綿、竹、麻、シュート、ケナフ等が挙げられる。 Natural cellulose fibers may be of plant or animal origin. As the plant-derived material, for example, plant-derived pulp can be used. Plant-derived pulps include, for example, those obtained by pulping plant raw materials chemically, mechanically, or using a combination of both. Plant raw materials include, for example, wood, cotton, bamboo, hemp, shoots, kenaf and the like.
天然セルロース繊維は、特に限定されないが、例えば、水分散性及び短繊維Ｂとの混和性に優れ、湿式不織布に好適に用いる観点から、平均繊維長が１～１０ｍｍであることが好ましく、２～８ｍｍであることがより好ましく、３～７ｍｍであることがさらに好ましい。本発明の１以上の実施形態において、天然セルロース繊維の平均繊維長は、例えばＪＩＳ Ｐ ８２２６－２の方法で測定することができる。 Natural cellulose fibers are not particularly limited, but for example, from the viewpoint of being excellent in water dispersibility and miscibility with short fibers B and suitable for use in wet-laid nonwoven fabrics, the average fiber length is preferably 1 to 10 mm, and 2 to 10 mm. 8 mm is more preferable, and 3 to 7 mm is even more preferable. In one or more embodiments of the present invention, the average fiber length of natural cellulose fibers can be measured, for example, by the method of JIS P 8226-2.
天然セルロース繊維は、特に限定されないが、例えば、水分散性及び短繊維Ｂとの混和性に優れ、湿式不織布に好適に用いる観点から、平均繊維径が５～１００μｍであることが好ましく、１０～６０μｍであることがより好ましく、２０～４０μｍであることがさらに好ましい。本発明の１以上の実施形態において、天然セルロース繊維の平均繊維径は、顕微鏡を用いて一定本数（例えば、２０本）の繊維の径を測定し、算術平均することで算出することができる。 Natural cellulose fibers are not particularly limited, but for example, from the viewpoint of being excellent in water dispersibility and miscibility with short fibers B and suitable for use in wet-laid nonwoven fabrics, the average fiber diameter is preferably 5 to 100 μm. It is more preferably 60 μm, and even more preferably 20 to 40 μm. In one or more embodiments of the present invention, the average fiber diameter of natural cellulose fibers can be calculated by measuring the diameter of a certain number (eg, 20) of fibers using a microscope and taking the arithmetic mean.
再生セルロース繊維としては、例えば、レーヨン、ポリノジック、キュプラ、リヨセル等が挙げられる。 Examples of regenerated cellulose fibers include rayon, polynosic, cupra, and lyocell.
再生セルロース繊維は、特に限定されないが、例えば、水分散性及び短繊維Ｂとの混和性に優れ、湿式不織布に好適に用いる観点から、平均繊維長が１～１０ｍｍであることが好ましく、２～８ｍｍであることがより好ましく、３～７ｍｍであることがさらに好ましい。本発明の１以上の実施形態において、再生セルロース繊維の平均繊維長は、ＪＩＳ Ｌ １０１５に準じて測定することができる。 Although the regenerated cellulose fiber is not particularly limited, for example, it is excellent in water dispersibility and miscibility with the staple fiber B, and from the viewpoint of being suitable for use in wet-laid nonwoven fabrics, the average fiber length is preferably 1 to 10 mm. 8 mm is more preferable, and 3 to 7 mm is even more preferable. In one or more embodiments of the present invention, the average fiber length of regenerated cellulose fibers can be measured according to JIS L 1015.
再生セルロース繊維は、特に限定されないが、例えば、水分散性及び短繊維Ｂとの混和性に優れ、湿式不織布に好適に用いる観点から、単繊維繊度が０．５～２０ｄｔｅｘであることが好ましく、１～１０ｄｔｅｘであることがより好ましく、１～５ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。本発明の１以上の実施形態において、再生セルロース繊維の単繊維繊度は、ＪＩＳ Ｌ １０１５に準じて測定する。 Although the regenerated cellulose fiber is not particularly limited, for example, it is excellent in water dispersibility and miscibility with the staple fiber B, and from the viewpoint of being suitable for wet-laid nonwoven fabric, it is preferable that the single fiber fineness is 0.5 to 20 dtex. It is more preferably 1 to 10 dtex, even more preferably 1 to 5 dtex. In one or more embodiments of the present invention, the single fiber fineness of regenerated cellulose fibers is measured according to JIS L 1015.
（短繊維Ｂ）
短繊維Ｂは、ポリ－（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）を含有する。本発明の１以上の実施形態において、「ポリ－（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）を含有する」とは、ポリ－（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）を８０重量％以上含むことを意味し、８５重量％以上含むことが好ましく、９０重量％以上含むことがより好ましい。短繊維Ｂは、１００重量％のポリ－（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）で構成されてもよい。
(Short fiber B)
Staple fiber B contains poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate). In one or more embodiments of the present invention, "comprising poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)" refers to poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxy hexanoate) in an amount of 80% by weight or more, preferably 85% by weight or more, more preferably 90% by weight or more. The staple fibers B may consist of 100% by weight poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate).
３－ヒドロキシブチレート等の３－ヒドロキシアルカノエートを含むポリ（３－ヒドロキシアルカノエート）は、生分解性を有する熱可塑性重合体として広く用いられている。本発明者らは、その中でも、３－ヒドロキシブチレート－と３－ヒドロキシヘキサノエートの共重合体であるポリ－（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）を含有する短繊維Ｂが、セルロース系短繊維と併用すると、高い生分解性を維持しつつ、バインダー繊維としての補強作用に優れ、不織布特に湿式不織布の機械的強度を向上させることができ、さらに不織布特に湿式不織布に柔軟な風合いを付与し得ることを見出した。 Poly(3-hydroxyalkanoates), including 3-hydroxyalkanoates such as 3-hydroxybutyrate, are widely used as biodegradable thermoplastic polymers. Among others, the present inventors have found a short polymer containing poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate), which is a copolymer of 3-hydroxybutyrate- and 3-hydroxyhexanoate. When the fiber B is used in combination with cellulose short fibers, it is possible to maintain high biodegradability and have an excellent reinforcing action as a binder fiber, improve the mechanical strength of the nonwoven fabric, especially the wet-laid nonwoven fabric, and further improve the nonwoven fabric, especially the wet-laid nonwoven fabric. It has been found that a flexible texture can be imparted to
ポリ－（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）（以下において、単に「Ｐ３ＨＢ３ＨＨ」と記す。）は、繰り返し単位（モノマー構造単位）の組成比は、特に限定されないが、柔軟性と強度のバランスの観点から、モル比で、３－ヒドロキシブチレート／３－ヒドロキシヘキサノエートが９９／１～８０／２０であることが好ましく、９７／３～８５／１５であることがより好ましい。Ｐ３ＨＢ３ＨＨは、１種を単独で用いてもよく、３ＨＢの組成百分率が異なるものを２種以上混合したものでもよい。本発明の１以上の実施形態において、Ｐ３ＨＢ３ＨＨにおけるモノマーの組成比は、下記のとおりに測定することができる。 Poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) (hereinafter simply referred to as "P3HB3HH") is not particularly limited in the composition ratio of repeating units (monomer structural units), but is flexible. From the viewpoint of the balance between properties and strength, the molar ratio of 3-hydroxybutyrate/3-hydroxyhexanoate is preferably 99/1 to 80/20, more preferably 97/3 to 85/15. more preferred. P3HB3HH may be used alone, or may be a mixture of two or more kinds having different composition percentages of 3HB. In one or more embodiments of the present invention, the composition ratio of monomers in P3HB3HH can be measured as follows.
＜Ｐ３ＨＢ３ＨＨにおけるモノマーの組成比＞
試料約２０ｍｇに２ｍＬの硫酸－メタノール混合液（１５：８５）と２ｍＬのクロロホルムを添加して密栓し、１００℃で１４０分間加熱することでポリエステル分解物のメチルエステルを得る。冷却後、これに１．５ｇの炭酸水素ナトリウムを少しずつ加えて中和し、炭酸ガスの発生がとまるまで放置する。４ｍＬのジイソプロピルエーテルを添加してよく混合した後、遠心して、上澄み液中のポリエステル分解物のヒドロキシアルカン酸メチルエステルの組成をキャピラリーガスクロマトグラフィーにより分析し、Ｐ３ＨＢ３ＨＨのモノマーユニットの組成比（モノマー比率）を求める。
<Composition ratio of monomers in P3HB3HH>
2 mL of sulfuric acid-methanol mixture (15:85) and 2 mL of chloroform are added to about 20 mg of the sample, and the mixture is sealed and heated at 100° C. for 140 minutes to obtain methyl ester of the polyester decomposition product. After cooling, 1.5 g of sodium bicarbonate is gradually added to neutralize and allowed to stand until the evolution of carbon dioxide ceases. After adding 4 mL of diisopropyl ether and mixing well, centrifugation was performed, and the composition of hydroxyalkanoic acid methyl ester of the polyester decomposition product in the supernatant was analyzed by capillary gas chromatography. ).
Ｐ３ＨＢ３ＨＨは、特に限定されず、公知の方法により製造することができる。Ｐ３ＨＢ３ＨＨが微生物産生のものである場合、微生物としてアエロモナス・キヤビエ（Ａｅｒｏｍｏｎａｓ ｃａｖｉａｅ）、カプリアビダス・ネカトール（Ｃ．ｎｅｃａｔｏｒ）等が知られている。また、Ｐ３ＨＢ３ＨＨの生産性を上げるために、ポリ（３－ヒドロキシアルカノエート）の合成酵素群の遺伝子を導入したアルカリゲネス・ユートロファス ＡＣ３２株（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ ＡＣ３２， ＦＥＲＭ ＢＰ－６０３８）（Ｔ．Ｆｕｋｕｉ，Ｙ．Ｄｏｉ，Ｊ．Ｂａｔｅｒｉｏｌ．，１７９，ｐ４８２１－４８３０（１９９７））等を用いてもよい。また、Ｐ３ＨＢ３ＨＨとしては、株式会社カネカ製の生分解性ポリマーＰＨＢＨ（登録商標）等の市販品を用いてもよい。 P3HB3HH is not particularly limited and can be produced by a known method. When P3HB3HH is produced by microorganisms, known microorganisms include Aeromonas caviae and Capriavidus necator (C. necator). Alcaligenes eutrophus AC32 strain (Alcaligenes eutrophus AC32, FERM BP-6038) into which a poly(3-hydroxyalkanoate) synthase group gene was introduced in order to increase the productivity of P3HB3HH (T. Fukui, Y.; Doi, J. Bateriol., 179, p4821-4830 (1997)) and the like may be used. As P3HB3HH, commercially available products such as biodegradable polymer PHBH (registered trademark) manufactured by Kaneka Corporation may be used.
Ｐ３ＨＢ３ＨＨは、特に限定されないが、成形性及び強度の観点から、重量平均分子量が５０，０００～３，０００，０００であることが好ましく、１００，０００～１，５００，０００であることがより好ましい。本発明の１以上の実施形態において、重量平均分子量は、クロロホルム溶離液を用いたゲルバーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用い、ポリスチレン換算分子量分布より測定されたものをいう。当該ＧＰＣにおけるカラムとしては、前記分子量を測定するのに適切なカラムを使用すればよい。 Although P3HB3HH is not particularly limited, it preferably has a weight average molecular weight of 50,000 to 3,000,000, more preferably 100,000 to 1,500,000, from the viewpoint of moldability and strength. . In one or more embodiments of the present invention, the weight average molecular weight is measured from polystyrene equivalent molecular weight distribution using gel permeation chromatography (GPC) using a chloroform eluent. As the column in the GPC, a column suitable for measuring the molecular weight may be used.
Ｐ３ＨＢ３ＨＨは、特に限定されないが、ＪＩＳ Ｋ ７２１０－１に準じ、温度１６５℃、荷重５ｋｇ（４９Ｎ）の条件下で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）は０．１～１００ｇ／１０分であることが好ましく、１～５０ｇ／１０分であることがより好ましく、１０～４０ｇ／１０分であることがさらに好ましい。メルトフローレートが低すぎると、溶融樹脂の流動性が不十分で、高すぎると流動性が高すぎ、いずれにおいても繊維の紡糸が難しい傾向がある。 P3HB3HH is not particularly limited, but according to JIS K 7210-1, the melt flow rate (MFR) measured under the conditions of a temperature of 165 ° C. and a load of 5 kg (49 N) is 0.1 to 100 g / 10 minutes. It is preferably 1 to 50 g/10 minutes, more preferably 10 to 40 g/10 minutes. If the melt flow rate is too low, the fluidity of the molten resin is insufficient, and if it is too high, the fluidity is too high.
短繊維Ｂは、Ｐ３ＨＢ３ＨＨを含有する樹脂組成物で構成することができる。上記樹脂組成物は、特に限定されないが、Ｐ３ＨＢ３ＨＨを８０重量％以上含有することが好ましく、より好ましくは８５重量％以上含み、さらに好ましくは９０重量％以上含む。一方、上限は１００重量％であってもよいが、例えば、９８重量％以下又は９５重量％以下であってもよい。Ｐ３ＨＢ３ＨＨの含有量を８０重量％以上とすることにより、得られる不織布の生分解性がより向上する傾向がある。 The short fibers B can be composed of a resin composition containing P3HB3HH. Although the resin composition is not particularly limited, it preferably contains 80% by weight or more of P3HB3HH, more preferably 85% by weight or more, and still more preferably 90% by weight or more. On the other hand, the upper limit may be 100% by weight, but may be, for example, 98% by weight or less or 95% by weight or less. By setting the content of P3HB3HH to 80% by weight or more, the biodegradability of the obtained nonwoven fabric tends to be further improved.
上記樹脂組成物は、特に限定されないが、生産性の観点から、さらに結晶核剤を含むことが好ましい。結晶核剤としては、Ｐ３ＨＢ３ＨＨの結晶化を促進する効果を有する化合物であれば、特に限定されるものではない。例えば、結晶化速度の改善効果や繊維に含有させる観点から、ペンタエリスリトール、糖アルコール化合物、ポリビニルアルコール、キチン、キトサン等が好ましく、ペンタエリスリトールがより好ましい。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 Although the resin composition is not particularly limited, it preferably further contains a crystal nucleating agent from the viewpoint of productivity. The crystal nucleating agent is not particularly limited as long as it is a compound having an effect of promoting crystallization of P3HB3HH. For example, pentaerythritol, sugar alcohol compounds, polyvinyl alcohol, chitin, chitosan, etc. are preferable, and pentaerythritol is more preferable, from the viewpoint of the effect of improving the crystallization speed and being contained in the fiber. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
上記樹脂組成物における結晶核剤の含有量は、特に限定されないが、Ｐ３ＨＢ３ＨＨ１００重量部に対し、０．０５～１２重量部であることが好ましく、０．１～１０重量部であることがより好ましく、０．５～８重量部であることがさらに好ましく、特に好ましくは１～５重量部である。結晶核剤の含有量を０．０５重量部以上とすることにより、結晶化促進効果が向上し、繊維の生産性が向上する傾向がある。また、結晶核剤の含有量を１２重量部以下とすることにより、十分な結晶化速度促進効果を保持しつつ、加工時の粘度低下や繊維物性の低下等を抑制しやすい。 The content of the crystal nucleating agent in the resin composition is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 12 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of P3HB3HH. , more preferably 0.5 to 8 parts by weight, particularly preferably 1 to 5 parts by weight. By setting the content of the crystal nucleating agent to 0.05 parts by weight or more, the effect of promoting crystallization tends to improve, and the productivity of the fiber tends to improve. Also, by setting the content of the crystal nucleating agent to 12 parts by weight or less, it is easy to suppress the decrease in viscosity during processing and the decrease in physical properties of the fibers while maintaining a sufficient effect of accelerating the crystallization rate.
上記樹脂組成物は、特に限定されないが、生産性の観点から、さらに滑剤を含むことが好ましい。滑剤としては、Ｐ３ＨＢ３ＨＨに滑性を付与する効果を有する化合物であれば、特に限定されるものではない。例えば、脂肪酸アミド、アルキレン脂肪酸アミド、グリセリンモノ脂肪酸エステル、有機酸モノグリセライド、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、高級アルコール脂肪酸エステル等が挙げられる。 Although the resin composition is not particularly limited, it preferably further contains a lubricant from the viewpoint of productivity. The lubricant is not particularly limited as long as it is a compound having the effect of imparting lubricity to P3HB3HH. Examples thereof include fatty acid amides, alkylene fatty acid amides, glycerin monofatty acid esters, organic acid monoglycerides, sorbitan fatty acid esters, polyglycerin fatty acid esters, and higher alcohol fatty acid esters.
上記滑剤の中でも、特に外部滑性を付与する効果を有する化合物、具体的には、脂肪酸アミド、グリセリン脂肪酸エステルが好ましい。脂肪酸アミドとしては、脂肪酸のモノアミド、ビスアミド等が挙げられる。脂肪酸アミドを構成する脂肪酸（脂肪酸部分）は、樹脂組成物の融点が適度に高いものとなり、溶融加工時の加工性低下を抑止する観点から、炭素数１２～３０であることが好ましく、より好ましくは炭素数１８～２２である。脂肪酸アミドとしては、具体的には、ベヘン酸アミド、エルカ酸アミド、パルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド等が挙げられる。グリセリン脂肪酸エステルとしては、例えば、グリセリンのモノエステル、グリセリンのジエステル、グリセリンのトリエステル（例えば、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、グリセリンジアセトモノステアレート、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デカノエート等のグリセリンジアセトモノエステル等）が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。 Among the above lubricants, compounds having the effect of imparting external lubricity, specifically, fatty acid amides and glycerol fatty acid esters, are preferred. Examples of fatty acid amides include fatty acid monoamides and bisamides. The fatty acid (fatty acid portion) constituting the fatty acid amide preferably has 12 to 30 carbon atoms, more preferably 12 to 30 carbon atoms, so that the resin composition has a moderately high melting point and suppresses deterioration in processability during melt processing. has 18-22 carbon atoms. Specific examples of fatty acid amides include behenic acid amide, erucic acid amide, palmitic acid amide, oleic acid amide, stearic acid amide, methylene bis stearic acid amide, ethylene bis stearic acid amide, ethylene bis oleic acid amide, ethylene bis and erucic acid amide. Glycerin fatty acid esters include, for example, glycerin monoester, glycerin diester, glycerin triester (e.g., glycerin diacetomonolaurate, glycerin diacetomonooleate, glycerin diacetomonostearate, glycerin diacetomonocaprylate, glycerin diacetomono glycerine diacetomonoesters such as decanoate, etc.). These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
上記樹脂組成物における滑剤の含有量は、特に制限はないが、例えば、Ｐ３ＨＢ３ＨＨ１００重量部に対し、０．０５～１２重量部であることが好ましく、０．１～１０重量部であることがより好ましく、０．５～８重量部であることがさらに好ましく、特に好ましくは１～５重量部である。滑剤の含有量を０．０５重量部以上とすることにより、樹脂組成物と押出機や紡糸機内における金属表面との摩擦が抑制され、せん断発熱によるＰ３ＨＢ３ＨＨの分解が抑制され、ノズルから押し出された繊維同士が互着することも防止されやすい。また、滑剤の含有量を１２重量部以下とすることにより、押出機中でＰ３ＨＢ３ＨＨがより効率的に融解し、その結果、繊維が硬くなり過ぎることなく糸切れが抑制され、生産性が一層向上しやすい。 The content of the lubricant in the resin composition is not particularly limited. It is preferably 0.5 to 8 parts by weight, and particularly preferably 1 to 5 parts by weight. By setting the content of the lubricant to 0.05 parts by weight or more, the friction between the resin composition and the metal surface in the extruder or spinning machine is suppressed, the decomposition of P3HB3HH due to shear heat generation is suppressed, and the P3HB3HH is extruded from the nozzle. It is also easy to prevent the fibers from sticking to each other. In addition, by setting the content of the lubricant to 12 parts by weight or less, the P3HB3HH melts more efficiently in the extruder, and as a result, fiber breakage is suppressed without making the fiber too hard, further improving productivity. It's easy to do.
上記樹脂組成物は、必要に応じて、本発明の効果を阻害しない範囲内で、可塑剤、無機充填剤、有機充填材（セルロース等）、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料及び顔料等の着色剤、並びに帯電防止剤等の他の成分を含有していてもよい。他の成分の添加量は、１００重量部のＰ３ＨＢ３ＨＨに対し、５重量部以下であってもよく、１重量部以下であってもよい。 The above resin composition may optionally contain plasticizers, inorganic fillers, organic fillers (such as cellulose), antioxidants, ultraviolet absorbers, dyes and pigments within a range that does not impede the effects of the present invention. Other ingredients such as colorants and antistatic agents may also be included. The amount of other components added may be 5 parts by weight or less, or may be 1 part by weight or less with respect to 100 parts by weight of P3HB3HH.
上記樹脂組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲内で、Ｐ３ＨＢ３ＨＨ以外の樹脂成分（その他の樹脂成分）を含んでいてもよい。その他の樹脂成分としては、生分解性樹脂、例えば、ポリ乳酸、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンサクシネート等の石油由来樹脂や、デンプン、セルロース等の天然高分子等が挙げられる。その他の樹脂成分の含有量は、樹脂成分の全量（１００重量％）に対して、２０重量％以下が好ましく、より好ましくは１０重量％以下、さらに好ましくは５重量％以下である。その他の樹脂成分は、１種を単独で使用することもできるし、２種以上を組み合わせて使用することもできる。 The resin composition may contain a resin component other than P3HB3HH (another resin component) within a range that does not impair the effects of the present invention. Other resin components include biodegradable resins such as petroleum-derived resins such as polylactic acid, polybutylene adipate terephthalate, polybutylene succinate adipate and polybutylene succinate, and natural polymers such as starch and cellulose. be done. The content of other resin components is preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and even more preferably 5% by weight or less with respect to the total amount (100% by weight) of the resin components. Other resin components can be used singly or in combination of two or more.
短繊維Ｂは、例えば、上記樹脂組成物を溶融紡糸して得られたマルチフィラメントを所定の繊維長にカットすることで作製することができる。 The short fibers B can be produced, for example, by cutting a multifilament obtained by melt-spinning the resin composition into a predetermined fiber length.
まず、上記樹脂組成物を溶融混練して得られたペレット状の樹脂組成物を、溶融押出機を用いて溶融し、紡糸口金（紡糸ダイスとも称される。）から連続的に押出して繊維を形成することで紡糸フィラメントを作製することができる。溶融紡糸温度は、例えば、１４５～１９０℃であることが好ましく、より好ましくは１５０～１９０℃、さらに好ましくは１５０～１８０℃である。溶融紡糸温度を１４５℃以上とすることにより、十分に樹脂組成物を溶解させることができるために、紡糸が安定化しやすい。また、紡糸温度を１９０℃以下とすることにより、Ｐ３ＨＢ３ＨＨの熱分解が抑制され、紡糸が安定化しやすく、得られる繊維の物性がより向上する傾向がある。なお、溶融紡糸温度とは、樹脂組成物が繊維化される間に加えられる温度のうち、最も高い温度域の温度をいう。 First, a pellet-shaped resin composition obtained by melt-kneading the resin composition is melted using a melt extruder and continuously extruded from a spinneret (also referred to as a spinning die) to form fibers. Forming can produce spun filaments. The melt spinning temperature is, for example, preferably 145 to 190°C, more preferably 150 to 190°C, still more preferably 150 to 180°C. By setting the melt-spinning temperature to 145° C. or higher, the resin composition can be sufficiently dissolved, so that spinning is easily stabilized. Further, by setting the spinning temperature to 190° C. or lower, the thermal decomposition of P3HB3HH is suppressed, the spinning is easily stabilized, and the physical properties of the obtained fiber tend to be further improved. In addition, the melt spinning temperature refers to the temperature in the highest temperature range among the temperatures applied while the resin composition is fibrillated.
上記樹脂組成物は、特に限定されないが、例えば、成形性及び強度の観点から、重量平均分子量が５０，０００～３，０００，０００であることが好ましく、１００，０００～１，５００，０００であることがより好ましい。 The resin composition is not particularly limited. It is more preferable to have
上記樹脂組成物は、特に限定されないが、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７２１０－１に準じ、温度１６５℃、荷重５ｋｇ（４９Ｎ）の条件下で測定したメルトフローレート（ＭＦＲ）は０．１～１００ｇ／１０分であることが好ましく、１～５０ｇ／１０分であることがより好ましく、１０～４０ｇ／１０分であることがさらに好ましい。メルトフローレートが低すぎると、溶融樹脂組成物の流動性が不十分で、高すぎると流動性が高すぎ、いずれにおいても繊維の紡糸が難しい傾向がある。 The resin composition is not particularly limited, but for example, according to JIS K 7210-1, the melt flow rate (MFR) measured under the conditions of a temperature of 165 ° C. and a load of 5 kg (49 N) is 0.1 to 100 g / 10. minutes, more preferably 1 to 50 g/10 minutes, even more preferably 10 to 40 g/10 minutes. If the melt flow rate is too low, the fluidity of the molten resin composition is insufficient, and if it is too high, the fluidity is too high.
紡糸口金から押し出す雰囲気温度は、特に限定されず、例えば、５～４０℃の範囲で適宜調整可能である。紡糸口金から押し出された繊維（紡糸フィラメント）には、整流風を与えることが好ましい。整流風は、クエンチエアとも呼ばれ、糸条の流れを安定化させる働きがある。また、クエンチエアとして冷却した気体を用いることで紡糸フィラメントを冷却することも可能である。クエンチエアの温度は、５～４０℃であることが好ましく、より好ましくは１０～３０℃である。５℃より低い場合は、繊維に残留応力が生じ、繊維が捲縮する場合がある。４０℃より高い場合は、樹脂の固化が不十分となり、繊維が固着する恐れがある。クエンチエアの風速は、０．１～３．０ｍ／秒であることが好ましい。０．１ｍ／秒より低い場合、整流の効果が低くなりやすく、３．０ｍ／秒より高い場合は、クエンチ風が強すぎ、逆に糸条の乱れの原因となり、繊維同士の固着や糸切れが発生する恐れがある。 The ambient temperature for extrusion from the spinneret is not particularly limited, and can be adjusted appropriately within the range of 5 to 40°C, for example. It is preferable to apply straight air to the fibers (spun filaments) extruded from the spinneret. The rectified air is also called quench air, and has the function of stabilizing the flow of yarn. It is also possible to cool the spinning filaments by using cooled gas as quench air. The temperature of the quench air is preferably 5-40°C, more preferably 10-30°C. If the temperature is lower than 5°C, residual stress may occur in the fibers, causing the fibers to crimp. If the temperature is higher than 40°C, the solidification of the resin may be insufficient and the fibers may stick. The wind speed of the quench air is preferably 0.1 to 3.0 m/sec. If it is lower than 0.1 m/sec, the rectification effect tends to be low, and if it is higher than 3.0 m/sec, the quenching wind is too strong, which conversely causes turbulence in the yarn, causing sticking between fibers and yarn breakage. may occur.
次に、紡糸フィラメントを牽引細化し、目的の繊度の延伸フィラメント（マルチフィラメント）を得ることができる。空気延伸による紡糸速度は、好ましくは２００～７０００ｍ／分であり、より好ましくは５００～７０００ｍ／分、さらに好ましくは７００～５０００ｍ／分、特に好ましくは７００～３０００ｍ／分である。延伸する前に、必要に応じて油剤を付与してもよい。 Next, the spun filaments are drawn and thinned to obtain drawn filaments (multifilaments) having the desired fineness. The spinning speed by air drawing is preferably 200 to 7000 m/min, more preferably 500 to 7000 m/min, still more preferably 700 to 5000 m/min, and particularly preferably 700 to 3000 m/min. If necessary, an oil agent may be applied before stretching.
短繊維Ｂは、特に限定されないが、例えば、水分散性及びセルロース短繊維Ａとの混和性に優れ、湿式不織布に好適に用いる観点から、単繊維繊度が０．１～５０ｄｔｅｘであることが好ましく、０．５～２５ｄｔｅｘであることがより好ましく、１．０～１０ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。本発明の１以上の実施形態において、短繊維Ｂの単繊維繊度は、ＪＩＳ Ｌ １０１５に準じて測定する。 Although the short fibers B are not particularly limited, for example, from the viewpoint of being excellent in water dispersibility and miscibility with cellulose staple fibers A and suitable for use in wet-laid nonwoven fabrics, the single fiber fineness is preferably 0.1 to 50 dtex. , more preferably 0.5 to 25 dtex, more preferably 1.0 to 10 dtex. In one or more embodiments of the present invention, the single fiber fineness of the staple fibers B is measured according to JIS L 1015.
短繊維Ｂは、特に限定されないが、例えば、水分散性及びセルロース短繊維Ａとの混和性に優れ、湿式不織布に好適に用いる観点から、平均繊維長が１～１０ｍｍであることが好ましく、２～８ｍｍであることがより好ましく、３～７ｍｍであることがさらに好ましい。本発明の１以上の実施形態において、短繊維Ｂの平均繊維長は、ＪＩＳ Ｌ １０１５に準じて測定することができる。 Although the short fibers B are not particularly limited, for example, the average fiber length is preferably 1 to 10 mm from the viewpoint of being excellent in water dispersibility and miscibility with the cellulose staple fibers A and being suitable for use in wet-laid nonwoven fabrics. ~8 mm is more preferred, and 3 to 7 mm is even more preferred. In one or more embodiments of the present invention, the average fiber length of short fibers B can be measured according to JIS L 1015.
短繊維Ｂは、特に限定されないが、例えば、融点が１１０～１６５℃であることが好ましく、より好ましくは１２０～１５５℃であり、さらに好ましくは１３０～１５０℃である。短繊維Ｂの融点が１１０℃以上であると、生分解性短繊維不織布の機械的強度が向上する。短繊維Ｂの融点が１６５℃以下であると、バインダーとしての機能を発揮しやすい上、柔軟な風合いを有する生分解性短繊維不織布を得やすくなる。本発明の１以上の実施形態において、短繊維Ｂの融点は、示差走査熱分析（ＤＳＣ，Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）により測定する。なお、本発明の１以上の実施形態において、短繊維Ｂの融点は、マルチフィラメントの融点を測定することで確認してもよい。 The short fibers B are not particularly limited, but preferably have a melting point of 110 to 165°C, more preferably 120 to 155°C, and even more preferably 130 to 150°C. When the melting point of the short fibers B is 110° C. or higher, the mechanical strength of the biodegradable short fiber nonwoven fabric is improved. When the melting point of the short fibers B is 165° C. or less, the function as a binder is easily exhibited, and a biodegradable short fiber nonwoven fabric having a soft texture is easily obtained. In one or more embodiments of the present invention, the melting point of short fibers B is measured by Differential Scanning Calorimetry (DSC). In one or more embodiments of the present invention, the melting point of the short fibers B may be confirmed by measuring the melting point of the multifilament.
短繊維Ｂは、特に限定されないが、例えば、引張強度が１．０～６．０ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、より好ましくは１．５～６．０ｃＮ／ｄｔｅｘであり、さらに好ましくは２．０～６．０ｃＮ／ｄｔｅｘである。短繊維Ｂの引張強度が上述した範囲内であると、生分解性短繊維不織布の機械的強度と柔軟性が向上する。本発明の１以上の実施形態において、短繊維Ｂの引張強度は、ＪＩＳ Ｌ １０１５に準じて測定する。 The short fibers B are not particularly limited, but preferably have a tensile strength of 1.0 to 6.0 cN/dtex, more preferably 1.5 to 6.0 cN/dtex, and still more preferably 2.0 cN/dtex. 0 to 6.0 cN/dtex. When the tensile strength of the short fibers B is within the above range, the mechanical strength and flexibility of the biodegradable short fiber nonwoven fabric are improved. In one or more embodiments of the present invention, the tensile strength of short fibers B is measured according to JIS L 1015.
短繊維Ｂは、特に限定されないが、例えば、重量平均分子量が５０，０００～３，０００，０００であることが好ましく、より好ましくは１００，０００～３，０００，０００であり、さらに好ましくは１００，０００～１，５００，０００である。短繊維Ｂの重量平均分子量が上述した範囲内であると、生分解性短繊維不織布の機械的強度が向上する。短繊維Ｂの重量平均分子量は、短繊維Ｂを構成する樹脂組成物の平均分子量を測定することで確認してもよい。 The short fibers B are not particularly limited, but for example, preferably have a weight average molecular weight of 50,000 to 3,000,000, more preferably 100,000 to 3,000,000, still more preferably 100 ,000 to 1,500,000. When the weight-average molecular weight of the staple fibers B is within the range described above, the mechanical strength of the biodegradable staple fiber nonwoven fabric is improved. The weight average molecular weight of the short fibers B may be confirmed by measuring the average molecular weight of the resin composition forming the short fibers B.
（生分解性短繊維不織布）
生分解性短繊維不織布はセルロース系短繊維Ａ、及び短繊維Ｂを含有する。生分解性短繊維不織布において、機械的強度、風合い、及び柔軟性の観点から、セルロース系短繊維Ａと短繊維Ｂの混合比率は、重量比で、セルロース系短繊維Ａ/短繊維Ｂが５０／５０～９０／１０であることが好ましく、５０／５０～８５／１５であることがより好ましい。生分解性短繊維不織布は、本発明の効果を阻害しない範囲内で、セルロース系短繊維Ａ及び短繊維Ｂに加えて、他の生分解性繊維を含んでもよい。
(Biodegradable staple fiber non-woven fabric)
The biodegradable staple fiber nonwoven fabric contains cellulosic staple fibers A and staple fibers B. In the biodegradable staple fiber nonwoven fabric, from the viewpoint of mechanical strength, texture, and flexibility, the mixing ratio of cellulose short fibers A and short fibers B is 50 by weight. /50 to 90/10, more preferably 50/50 to 85/15. The biodegradable staple fiber non-woven fabric may contain other biodegradable fibers in addition to the cellulose-based staple fibers A and B as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明の１以上の実施形態において、特に限定されないが、例えば、コスト及び生産性の観点から、生分解性短繊維不織布は、湿式不織布であってもよい。 In one or more embodiments of the present invention, the biodegradable staple fiber nonwoven fabric may be a wet laid nonwoven fabric, although not particularly limited, for example, from the viewpoint of cost and productivity.
生分解性短繊維不織布は、用途や目的等に応じて、引張強度を適宜決めればよいが、湿式不織布の場合、機械的強度を高める観点から、ＪＩＳ Ｌ １０８５の不織布しん地試験法に準じて測定した引張強度は、５０ｇ／５ｃｍ／ｇ／ｍ2以上であることが好ましく、５５ｇ／５ｃｍ／ｇ／ｍ2以上であることがより好ましく、６０ｇ／５ｃｍ／ｇ／ｍ2以上であることがさらに好ましく、６５ｇ／５ｃｍ／ｇ／ｍ2以上であることが特に好ましい。 The tensile strength of the biodegradable staple fiber nonwoven fabric may be appropriately determined according to the application, purpose, etc., but in the case of wet-laid nonwoven fabric, from the viewpoint of increasing the mechanical strength, the nonwoven fabric surface test method of JIS L 1085 is followed. The measured tensile strength is preferably 50 g/5 cm/g/m 2 or more, more preferably 55 g/5 cm/g/m 2 or more, and 60 g/5 cm/g/m 2 or more. More preferably, it is particularly preferably 65 g/5 cm/g/m 2 or more.
生分解性短繊維不織布は、用途や目的等に応じて、圧縮特性を決めればよいが、湿式不織布の場合、圧縮時のソフトな風合いの観点から、目付が４０±２ｇ／ｍ2である試料を用い、圧縮試験機ＫＥＳ－ＦＢ３（カトーテック（株）製）にて、センサの圧縮速度が５０ｍｍ／ｓｅｃの条件下で測定した、圧縮特性の測定項目ＲＣ（圧縮に対する弾性（％））は、３５％以上であることが好ましい。 The compression characteristics of the biodegradable staple fiber nonwoven fabric can be determined according to the application and purpose, but in the case of wet-laid nonwoven fabric, a sample with a basis weight of 40 ± 2 g / m 2 from the viewpoint of soft texture when compressed. using a compression tester KES-FB3 (manufactured by Kato Tech Co., Ltd.) under the condition that the compression speed of the sensor is 50 mm / sec. , is preferably 35% or more.
生分解性短繊維不織布は、用途や目的等に応じて、曲げ特性を決めればよいが、湿式不織布の場合、曲げ時の柔軟な風合いの観点から、目付が４０±２ｇ／ｍ2である試料を用い、圧縮試験機ＫＥＳ－ＦＢ３（カトーテック（株）製）にて、試料（有効長さ２０ｃｍ、幅１ｃｍ）の一端を固定し、他端を移動させて、曲率Ｋ＝±２．５ｃｍ-1の範囲で等速度（変形速度０．５ｃｍ-1／秒）の条件下で行った純曲げ試験によって測定した曲げ剛性Ｂが０．０６ｇｆ・ｃｍ2／ｃｍ以下、かつ曲げヒステリシス２ＨＢが０．３０ｇ・ｃｍ／ｃｍ以下であることが好ましい。 The bending characteristics of the biodegradable staple fiber nonwoven fabric can be determined according to the application and purpose. In the case of wet-laid nonwoven fabric, a sample with a basis weight of 40 ± 2 g / m 2 is recommended from the viewpoint of softness when bending. Using a compression tester KES-FB3 (manufactured by Kato Tech Co., Ltd.), one end of the sample (effective length 20 cm, width 1 cm) is fixed, the other end is moved, and the curvature K = ± 2.5 cm Bending rigidity B measured by a pure bending test conducted under constant velocity (deformation rate 0.5 cm -1 /sec) conditions in the range of -1 is 0.06 gf · cm 2 /cm or less, and bending hysteresis 2HB is 0 It is preferably 0.30 g·cm/cm or less.
本発明の１以上の実施形態において、生分解性短繊維不織布は、生分解性が良好であり、例えば、２５～３０℃において、微生物活性化した土中に生分解性短繊維不織布１０ｇを５か月間埋めた後、重量測定または外観観察を行った際、生分解性短繊維不織布が完全に分解していることが好ましい。 In one or more embodiments of the present invention, the biodegradable staple fiber nonwoven fabric has good biodegradability. It is preferable that the biodegradable staple fiber nonwoven fabric is completely decomposed when weight measurement or appearance observation is performed after burying for a month.
生分解性短繊維不織布は、用途や目的等に応じて、目付を決めればよいが、湿式不織布の場合、機械的強度、風合い、及び柔軟性の観点から、５～５００ｇ／ｍ2であることが好ましく、１０～３００ｇ／ｍ2であることがより好ましく、２０～２００ｇ／ｍ2であることがさらに好ましい。 The basis weight of the biodegradable staple fiber nonwoven fabric may be determined according to the application and purpose, but in the case of wet-laid nonwoven fabric, it should be 5 to 500 g/m 2 from the viewpoint of mechanical strength, texture, and flexibility. is preferred, 10 to 300 g/m 2 is more preferred, and 20 to 200 g/m 2 is even more preferred.
生分解性短繊維不織布は、用途や目的等に応じて、厚みを決めればよいが、湿式不織布の場合、機械的強度、風合い、及び柔軟性の観点から、０．０５～３ｍｍであることが好ましく、０．１～２ｍｍであることがより好ましく、０．２～１ｍｍであることがさらに好ましい。 The thickness of the biodegradable staple fiber nonwoven fabric may be determined according to the application and purpose, but in the case of wet-laid nonwoven fabric, the thickness is preferably 0.05 to 3 mm from the viewpoint of mechanical strength, texture, and flexibility. It is preferably 0.1 to 2 mm, more preferably 0.2 to 1 mm.
生分解性短繊維不織布は、用途や目的等に応じて、通気度を決めればよいが、湿式不織布の場合、柔軟性及び通気性の観点から、ＪＩＳ Ｌ １０９６に記載のフランジール法に準じて測定した通気度が、３０～８００ｃｍ3／ｃｍ2／秒であることが好ましく、５０～５００ｃｍ3／ｃｍ2／秒であることがより好ましい。 The air permeability of the biodegradable staple fiber nonwoven fabric may be determined according to the application, purpose, etc., but in the case of wet-laid nonwoven fabric, from the viewpoint of flexibility and air permeability, it is measured according to the Franziel method described in JIS L 1096. The air permeability is preferably 30 to 800 cm 3 /cm 2 /sec, more preferably 50 to 500 cm 3 /cm 2 /sec.
本発明の１以上の実施形態において、生分解性短繊維不織布は、機械的強度に優れるとともに、圧縮時及び曲げ時の柔軟性が良好であることから、産業資材、生活資材、農業資材等の各種資材に好適に用いることができる。特に、湿式不織布の場合、紙分野に広く用いることができる。具体的には、封筒、農業用袋（葡萄袋・びわ袋・桃袋等）、飲料用の紙パック、食品用包装材、お菓子、パン及びケーキ類の食品パック、紙製コップ、紙製カップ、紙製アイスクリーム容器、並びにマスク等に適宜用いることができる。 In one or more embodiments of the present invention, the biodegradable staple fiber nonwoven fabric has excellent mechanical strength and good flexibility during compression and bending. It can be suitably used for various materials. In particular, wet-laid nonwoven fabrics can be widely used in the paper field. Specifically, envelopes, agricultural bags (grape bags, loquat bags, peach bags, etc.), paper packs for beverages, food packaging materials, food packs for sweets, bread and cakes, paper cups, paper It can be used as appropriate for cups, paper ice cream containers, masks, and the like.
生分解性短繊維不織布及びそれを用いた各種資材は、使用後、微生物が存在する環境中に放置すれば生分解するため、特別な廃棄処理を必要とせず、地球環境に優しい。 Biodegradable staple fiber nonwoven fabric and various materials using it biodegrade after use if left in an environment where microorganisms exist, so they do not require special disposal treatment and are friendly to the global environment.
以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will now be described more specifically based on examples. However, the present invention is not limited to these examples.
実施例及び比較例で用いた測定方法及び評価方法は、以下のとおりである。
（１）不織布の引張強度
ＪＩＳ Ｌ １０８５の不織布しん地試験法に準じ、幅５ｃｍ、長さ２０ｃｍの試料片を用い、つかみ間隔１０ｃｍ、引張り速度３０ｃｍ／分で測定した破断時の荷重値（ｇ）を単位面積あたりの重量（ｇ/ｍ2）で除して縦方向と横方向の平均値を算出し、引張強度とした。
（２）圧縮特性
圧縮試験機ＫＥＳ－ＦＢ３（カトーテック（株）製）を用いて不織布の圧縮特性を測定した。センサの圧縮速度は５０ｍｍ／ｓｅｃとした。
圧縮特性の測定項目ＲＣ（圧縮に対する弾性（％））が、３５％以上の場合、不織布がソフトな風合いを保有していると評価した。
（３）曲げ特性
圧縮試験機ＫＥＳ－ＦＢ３（カトーテック（株）製）を用いて不織布の曲げ特性を評価した。試料（有効長さ２０ｃｍ、幅１ｃｍ）の一端を固定し、他端を移動させて、曲率Ｋ＝±２．５ｃｍ-1の範囲で等速度（変形速度０．５ｃｍ-1／秒）の純曲げ試験を行い、曲げ剛性Ｂ（ｇｆ・ｃｍ2／ｃｍ）と曲げヒステリシス２ＨＢ（ｇ・ｃｍ／ｃｍ）を算出した。
曲げ剛性Ｂが０．０６ｇｆ・ｃｍ2／ｃｍ以下、かつ曲げヒステリシス２ＨＢが０．３０ｇ・ｃｍ／ｃｍ以下の場合は、不織布の柔軟性が良好であると評価した。
（４）生分解性試験
微生物活性化した土に不織布１０ｇを５か月間保管した後、重量測定または外観観察を行い、生分解性能を下記基準で評価した。評価温度は２５℃～３０℃である。
良好：完全に分解している。
普通：一部のみが分解しており、完全には分解していない。
不良：ほとんど分解していない。
（５）融点
示差走査熱量計ＤＳＣ［セイコーインスツルメンツ（株）製、ＤＳＣ６２００型］を用いた。具体的には、試料５～６ｍｇを、１０℃／分の昇温速度で４０℃から２２０℃まで昇温して融解させ、その後、１０℃／分の降温速度で２２０℃から４０℃まで降温することにより結晶化させた後に、さらに１０℃／分の昇温速度で４０℃から２２０℃まで昇温したときに得られる、２回目昇温時のＤＳＣ曲線における融解ピーク温度を融点とした。
（６）重量平均分子量（Ｍｗ）
試料１０ｍｇを用い、クロロホルム１０ｍＬに溶解させた後、不溶物を濾過により除いた。得られた溶液（濾液）を、「Ｓｈｏｄｅｘ Ｋ８０５Ｌ（３００ｘ８ｍｍ、２本連結）」（昭和電工社製）を装着した島津製作所製ＧＰＣシステムを用い、クロロホルムを移動相として分子量測定に付した。分子量標準サンプルには、市販の標準ポリスチレンを用いた。
（７）ポリ－（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）の組成比
試料約２０ｍｇに２ｍＬの硫酸－メタノール混合液（１５：８５）と２ｍＬのクロロホルムを添加して密栓し、１００℃で１４０分間加熱することでポリエステル分解物のメチルエステルを得た。冷却後、これに１．５ｇの炭酸水素ナトリウムを少しずつ加えて中和し、炭酸ガスの発生がとまるまで放置した。４ｍＬのジイソプロピルエーテルを添加してよく混合した後、遠心して、上澄み液中のポリエステル分解物のヒドロキシアルカン酸メチルエステルの組成をキャピラリーガスクロマトグラフィーにより分析し、Ｐ３ＨＢ３ＨＨのモノマーユニットの組成比（モノマー比率）を求めた。ガスクロマトグラフは島津製作所社製ＧＣ－１７Ａ、キャピラリーカラムはＧＬサイエンス社製ＮＥＵＴＲＡ ＢＯＮＤ－１（カラム長２５ｍ、カラム内径０．２５ｍｍ、液膜厚０．４μｍ）を用いた。温度条件は、初発温度１００℃～２００℃まで８℃／分の速度で昇温、さらに２００℃～２９０℃まで３０℃／分の速度で昇温した。
（８）メルトフローレート（ＭＦＲ）
ＪＩＳ Ｋ ７２１０－１に準じ、温度１６５℃、荷重５ｋｇ（４９Ｎ）の条件下で測定した。
（９）繊維の単繊維繊度及び引張強度
ＪＩＳ Ｌ １０１５に準じて測定した。
Measurement methods and evaluation methods used in Examples and Comparative Examples are as follows.
(1) Tensile strength of nonwoven fabric According to the nonwoven fabric tensile strength test method of JIS L 1085, using a sample piece with a width of 5 cm and a length of 20 cm, a grip interval of 10 cm, a tensile speed of 30 cm / min Load value at break (g ) was divided by the weight per unit area (g/m 2 ) to calculate the average value in the longitudinal and transverse directions, which was taken as the tensile strength.
(2) Compression properties The compression properties of the nonwoven fabric were measured using a compression tester KES-FB3 (manufactured by Kato Tech Co., Ltd.). The compression speed of the sensor was 50 mm/sec.
When the RC (elasticity against compression (%)), a measurement item of compression characteristics, was 35% or more, it was evaluated that the nonwoven fabric had a soft feel.
(3) Bending properties The bending properties of the nonwoven fabric were evaluated using a compression tester KES-FB3 (manufactured by Kato Tech Co., Ltd.). One end of the sample (effective length 20 cm, width 1 cm) was fixed, the other end was moved, and a uniform velocity (deformation rate 0.5 cm -1 / sec) was applied in the range of curvature K = ± 2.5 cm -1 . A bending test was performed to calculate the bending rigidity B (gf·cm 2 /cm) and the bending hysteresis 2HB (g·cm/cm).
When the bending stiffness B was 0.06 gf·cm 2 /cm or less and the bending hysteresis 2HB was 0.30 g·cm/cm or less, the nonwoven fabric was evaluated to have good flexibility.
(4) Biodegradability Test After storing 10 g of nonwoven fabric in microbially activated soil for 5 months, weight measurement or appearance observation was performed, and biodegradability was evaluated according to the following criteria. The evaluation temperature is 25°C to 30°C.
Good: Completely decomposed.
Moderate: Only partially decomposed, not completely decomposed.
Poor: Mostly not decomposed.
(5) Melting point A differential scanning calorimeter DSC [manufactured by Seiko Instruments Inc., model DSC6200] was used. Specifically, 5 to 6 mg of the sample was melted by heating from 40°C to 220°C at a temperature increase rate of 10°C/min, and then cooled from 220°C to 40°C at a temperature decrease rate of 10°C/min. After crystallization by heating, the temperature was further increased from 40°C to 220°C at a heating rate of 10°C/min, and the melting peak temperature in the DSC curve during the second heating was taken as the melting point.
(6) weight average molecular weight (Mw)
After dissolving 10 mg of the sample in 10 mL of chloroform, the insoluble matter was removed by filtration. The resulting solution (filtrate) was subjected to molecular weight measurement using a GPC system manufactured by Shimadzu Corporation equipped with "Shodex K805L (300×8 mm, two connected)" (manufactured by Showa Denko) using chloroform as a mobile phase. Commercially available standard polystyrene was used as a molecular weight standard sample.
(7) Composition ratio of poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) About 20 mg of a sample was added with 2 mL of a sulfuric acid-methanol mixture (15:85) and 2 mL of chloroform and sealed. , and 100° C. for 140 minutes to obtain a methyl ester of a polyester decomposition product. After cooling, 1.5 g of sodium bicarbonate was added little by little to neutralize the mixture, and the mixture was allowed to stand until the generation of carbon dioxide ceased. After adding 4 mL of diisopropyl ether and mixing well, centrifugation was performed, and the composition of hydroxyalkanoic acid methyl ester of the polyester decomposition product in the supernatant was analyzed by capillary gas chromatography. ). The gas chromatograph used was GC-17A manufactured by Shimadzu Corporation, and the capillary column used was NEUTRA BOND-1 manufactured by GL Science (column length 25 m, column inner diameter 0.25 mm, liquid film thickness 0.4 μm). The temperature conditions were such that the initial temperature was raised from 100° C. to 200° C. at a rate of 8° C./min, and further from 200° C. to 290° C. at a rate of 30° C./min.
(8) Melt flow rate (MFR)
It was measured under conditions of a temperature of 165° C. and a load of 5 kg (49 N) according to JIS K 7210-1.
(9) Single fiber fineness and tensile strength of fiber Measured according to JIS L 1015.
（製造例１）
Ｐ３ＨＢ３ＨＨとして、３ＨＢ単位／３ＨＨ単位のモル組成比が９５／５、Ｍｗが３２万、ＭＦＲ（１６５℃、５ｋｇ）が３ｇ／１０分の共重合樹脂（株式会社カネカ製、「Ｘ１３１Ａ」）を１００重量部と、結晶核剤として、ペンタエリスリトール（日本合成化学社製、「ノイライザーＰ」）を１重量部と、滑剤として、エルカ酸アミド０．５重量部及びベヘン酸アミド０．５重量部とをドライブレンドし、押出機を用いて、１５０℃で溶融混練してペレット化し、ペレット状の樹脂組成物を得た。得られたペレット状の樹脂組成物は、Ｍｗが３０万であり、ＭＦＲ（１６５℃、５ｋｇ）が１６．７ｇ／１０分であった。
得られた樹脂組成物（ペレット）を、スクリュー径２５ｍｍの１軸押出機で溶融し、ギアポンプで流量を調整し、溶融紡糸温度１７０℃で、紡糸ノズル（孔径０．３ｍｍ、吐出孔の形状：円形）から、１４℃、１．０ｍ／ｓの空気（クエンチエア）を吹き付ける空間（クエンチングファーム）に押出し、油剤を付与し、６０℃に加熱されたロールで紡糸速度５４０ｍ／分で引き取り、連続して７０℃に加熱されたロールで１．８倍に延伸し、室温（約２３℃）にて５％の緩和を行い、マルチフィラメントを得た。このマルチフィラメントは、単繊維繊度が２．０ｄｔｅｘ、引張強度が２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、融点が１５０℃であった。
上記で得られたマルチフィラメントを、繊維長が５ｍｍとなるように切断して、Ｐ３ＨＢ３ＨＨ系短繊維１（単繊維繊度２．０ｄｔｅｘ）を得た。
(Production example 1)
As P3HB3HH, 100 parts of a copolymer resin (manufactured by Kaneka Corporation, "X131A") having a molar composition ratio of 3HB units/3HH units of 95/5, an Mw of 320,000, and an MFR (165°C, 5 kg) of 3 g/10 min. Part by weight, 1 part by weight of pentaerythritol (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., "Neoilizer P") as a crystal nucleating agent, and 0.5 parts by weight of erucic acid amide and 0.5 parts by weight of behenic acid amide as lubricants. were dry-blended, melt-kneaded at 150° C. using an extruder, and pelletized to obtain a resin composition in the form of pellets. The obtained pellet-shaped resin composition had an Mw of 300,000 and an MFR (165° C., 5 kg) of 16.7 g/10 minutes.
The obtained resin composition (pellets) was melted in a single-screw extruder with a screw diameter of 25 mm, the flow rate was adjusted with a gear pump, and the melt spinning temperature was 170 ° C., and the spinning nozzle (hole diameter 0.3 mm, discharge hole shape: circular) into a space (quenching farm) where air (quench air) is blown at 14 ° C. and 1.0 m / s, oil is applied, and a roll heated to 60 ° C. is drawn at a spinning speed of 540 m / min. The multifilament was then stretched 1.8 times with rolls heated to 70° C. and relaxed 5% at room temperature (approximately 23° C.) to obtain a multifilament. This multifilament had a single fiber fineness of 2.0 dtex, a tensile strength of 2.0 cN/dtex, and a melting point of 150°C.
The multifilament obtained above was cut so as to have a fiber length of 5 mm to obtain P3HB3HH short fibers 1 (single fiber fineness 2.0 dtex).
（製造例２）
Ｐ３ＨＢ３ＨＨとして、３ＨＢ単位／３ＨＨ単位のモル組成比が８９／１１、Ｍｗが８０万、ＭＦＲ（１６５℃、５ｋｇ）が３ｇ／１０ｍｉｎの共重合樹脂（株式会社カネカ製、「Ｘ１５１Ａ」）を使用した以外は、製造例１と同様の方法でペレット状の樹脂組成物を得た。得られたペレット状の樹脂組成物は、Ｍｗが３０万であり、ＭＦＲ（１６５℃、５ｋｇ）が８．１ｇ／１０ｍｉｎであった。
得られた樹脂組成物（ペレット）を用いて、溶融紡糸温度を１４５℃に設定した以外は、製造例１と同様の方法で繊維化し、マルチフィラメントを作製した。このマルチフィラメントは、単繊維繊度が２．０ｄｔｅｘ、引張強度が１．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、融点が１２８℃であった。
上記で得られたマルチフィラメントを、繊維長が５ｍｍとなるように切断して、Ｐ３ＨＢ３ＨＨ系短繊維２（単繊維繊度２．０ｄｔｅｘ）を得た。
(Production example 2)
As P3HB3HH, a copolymer resin (manufactured by Kaneka Corporation, "X151A") having a molar composition ratio of 3HB units/3HH units of 89/11, Mw of 800,000, and MFR (165°C, 5 kg) of 3 g/10 min was used. Except for this, a resin composition in the form of pellets was obtained in the same manner as in Production Example 1. The obtained pellet-shaped resin composition had an Mw of 300,000 and an MFR (165° C., 5 kg) of 8.1 g/10 min.
Using the obtained resin composition (pellets), fiberization was performed in the same manner as in Production Example 1, except that the melt spinning temperature was set to 145°C, to prepare multifilaments. This multifilament had a single fiber fineness of 2.0 dtex, a tensile strength of 1.9 cN/dtex, and a melting point of 128°C.
The multifilament obtained above was cut so as to have a fiber length of 5 mm to obtain P3HB3HH short fibers 2 (single fiber fineness 2.0 dtex).
（製造例３）
ポリ乳酸（以下においてＰＬＡと記す）樹脂（Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製、「３２５１Ｄ」、ＭＦＲ（１６５℃、５ｋｇ）が２９ｇ／１０分、融点が１７０℃）をスクリュー径２５ｍｍの１軸押出機で溶融し、ギアポンプで流量を調整し、溶融紡糸温度１９０℃で、紡糸ノズル（孔径０．４ｍｍ、吐出孔の形状：円形）から、２０℃、１．０ｍ／ｓの空気（クエンチエア）を吹き付ける空間（クエンチングファーム）に押出し、油剤を付与し、室温にて紡糸速度７００ｍ／分で引き取り、連続して７０℃に加熱されたロールで２．５倍に延伸し、１２０℃にて５％の緩和を行い、マルチフィラメントを得た。得られたマルチフィラメントを、繊維長が５ｍｍとなるように切断して、ＰＬＡ短繊維を得た。ＰＬＡ短繊維は、単繊維繊度が２．０ｄｔｅｘ、引張強度が２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、融点が１７２℃であった。
(Production example 3)
Polylactic acid (hereinafter referred to as PLA) resin (manufactured by Nature Works, "3251D", MFR (165 ° C., 5 kg) 29 g / 10 minutes, melting point 170 ° C.) was melted with a single screw extruder with a screw diameter of 25 mm. , The flow rate is adjusted with a gear pump, and at a melt spinning temperature of 190 ° C., air (quench air) is blown at 20 ° C. and 1.0 m / s from a spinning nozzle (hole diameter 0.4 mm, shape of discharge hole: circular). extruded to a spinning farm), applied with an oil agent, taken up at a spinning speed of 700 m / min at room temperature, continuously stretched 2.5 times with rolls heated to 70 ° C., and relaxed 5% at 120 ° C. and obtained a multifilament. The obtained multifilament was cut to have a fiber length of 5 mm to obtain PLA short fibers. The PLA short fibers had a single fiber fineness of 2.0 dtex, a tensile strength of 2.5 cN/dtex, and a melting point of 172°C.
（実施例１）
湿式抄紙法で不織布を作製した。セルロース系短繊維Ａとしてパルプ（平均繊維長４ｍｍ、平均繊維径２８μｍ）を８０重量％、生分解性短繊維ＢとしてＰ３ＨＢ３ＨＨ系短繊維１を２０重量％の割合で混合し、混合繊維を繊維濃度が０．０３重量％になるように水中に分散させ、抄紙機（熊谷理機工業（株）製、攪拌式角型シートマシン）にて抄紙した。次いで１００℃で乾燥し、その後１２０℃の熱ロールを通して繊維同士を熱接着し、目付４０ｇ／ｍ2の短繊維不織布を得た。
(Example 1)
A nonwoven fabric was produced by a wet papermaking method. 80% by weight of pulp (average fiber length: 4 mm, average fiber diameter: 28 μm) as cellulose short fibers A, and 20% by weight of P3HB3HH short fibers 1 as biodegradable short fibers B, were mixed. of 0.03% by weight, and paper was made with a paper machine (agitation type square sheet machine manufactured by Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.). Next, the fabric was dried at 100°C, and then passed through a hot roll at 120°C to thermally bond the fibers together to obtain a staple fiber nonwoven fabric having a basis weight of 40 g/m 2 .
（実施例２）
生分解性短繊維ＢとしてＰ３ＨＢ３ＨＨ系短繊維２を用いたこと以外は、実施例１と同様にして目付４０ｇ／ｍ2の短繊維不織布を得た。
(Example 2)
A staple fiber nonwoven fabric having a basis weight of 40 g/m 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that P3HB3HH short fibers 2 were used as the biodegradable staple fibers B.
（実施例３）
混合の割合を、パルプ/Ｐ３ＨＢ３ＨＨ系短繊維２が５０重量％／５０重量％になるように変更したこと以外は、実施例２と同様にして目付４２ｇ／ｍ2の短繊維不織布を得た。
(Example 3)
A short fiber nonwoven fabric having a basis weight of 42 g/m 2 was obtained in the same manner as in Example 2, except that the mixing ratio was changed so that the ratio of pulp/P3HB3HH short fibers 2 was 50%/50% by weight.
（比較例１）
生分解性短繊維Ｂを用いず、パルプを１００重量％用いたこと以外は、実施例１と同様にして目付４０ｇ／ｍ2の短繊維不織布を得た。
(Comparative example 1)
A staple fiber nonwoven fabric having a basis weight of 40 g/m 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the biodegradable staple fibers B were not used and 100% by weight of pulp was used.
（比較例２）
Ｐ３ＨＢ３ＨＨ系短繊維１の代わりに製造例３で得られたＰＬＡ短繊維を用いた以外は、実施例１と同様にして目付４１ｇ／ｍ2の短繊維不織布を得た。
(Comparative example 2)
A staple fiber nonwoven fabric having a basis weight of 41 g/m 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the PLA staple fibers obtained in Production Example 3 were used instead of the P3HB3HH short fibers 1.
（実施例４）
パルプの代わりにレーヨン繊維（単繊維繊度２ｄｔｅｘ、平均繊維長５ｍｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして目付４１ｇ／ｍ2の短繊維不織布を得た。
(Example 4)
A short fiber nonwoven fabric having a basis weight of 41 g/m 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that rayon fibers (single fiber fineness of 2 dtex, average fiber length of 5 mm) were used instead of pulp.
（比較例３）
生分解性短繊維Ｂを用いず、レーヨン繊維を１００重量％用いたこと以外は、実施例４と同様にして目付４１ｇ／ｍ2の短繊維不織布を得た。
(Comparative Example 3)
A staple fiber nonwoven fabric having a basis weight of 41 g/m 2 was obtained in the same manner as in Example 4 except that the biodegradable staple fibers B were not used and 100% by weight of rayon fibers were used.
（比較例４）
Ｐ３ＨＢ３ＨＨ系短繊維１の代わりに低融点ポリエステル系短繊維（株式会社クラレ製、「Ｎ７０１Ｙ」、繊度５．６ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍ、融点１３０℃）を用いた以外は、実施例４と同様にして目付４０ｇ／ｍ2の短繊維不織布を得た。
(Comparative Example 4)
In the same manner as in Example 4, except that a low melting point polyester staple fiber (manufactured by Kuraray Co., Ltd., "N701Y", fineness 5.6 dtex, fiber length 5 mm, melting point 130 ° C.) was used instead of the P3HB3HH staple fiber 1. A short fiber nonwoven fabric having a basis weight of 40 g/m 2 was obtained.
実施例及び比較例において、短繊維不織布の引張強度、圧縮特性、曲げ特性及び生分解性を上述したとおりに測定・評価し、その結果を下記表１及び２に示した。下記表１及び２の曲げ特性の欄において、Ｂは曲げ剛性であり、２ＨＢは曲げヒステリシスである。 In Examples and Comparative Examples, the tensile strength, compressive properties, flexural properties and biodegradability of the short fiber nonwoven fabrics were measured and evaluated as described above, and the results are shown in Tables 1 and 2 below. In the bending properties column of Tables 1 and 2 below, B is bending stiffness and 2HB is bending hysteresis.
表１及び表２のデータから分かるように、セルロース系短繊維及びＰ３ＨＢ３ＨＨ系短繊維を含む実施例１～４の不織布は、生分解性が良好であり、引張強度が高く、圧縮特性及び曲げ特性で示される柔軟な風合いを有する。 As can be seen from the data in Tables 1 and 2, the nonwoven fabrics of Examples 1 to 4 containing cellulose short fibers and P3HB3HH short fibers have good biodegradability, high tensile strength, compressive properties and bending properties. It has a flexible texture indicated by
一方、セルロース系短繊維を含むが、Ｐ３ＨＢ３ＨＨ系短繊維を含まない比較例１及び３の不織布は、生分解性は良好であるが、引張強度が低かった。また、セルロース系短繊維及びＰＬＡ短繊維を含む比較例２の不織布は、生分解性、引張強度及び風合いのいずれも、実施例の不織布に比べて劣っていた。また、セルロース系短繊維及び低融点ポリエステル系短繊維を含む比較例４の不織布は、生分解性が格段に劣る上、圧縮特性で示される風合いが不良であった。 On the other hand, the nonwoven fabrics of Comparative Examples 1 and 3 containing cellulose short fibers but not P3HB3HH short fibers had good biodegradability but low tensile strength. Moreover, the nonwoven fabric of Comparative Example 2 containing cellulose short fibers and PLA short fibers was inferior to the nonwoven fabrics of Examples in all of biodegradability, tensile strength and feel. In addition, the nonwoven fabric of Comparative Example 4 containing cellulose staple fibers and low-melting polyester staple fibers was remarkably inferior in biodegradability and had poor texture as indicated by compression characteristics.
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|---|---|---|---|---|
| WO2023022015A1 (en) * | 2021-08-18 | 2023-02-23 | 株式会社カネカ | Stretching multifilament and method for manufacturing same, multifilament and method for manufacturing same, and staple and method for manufacturing same |
| WO2023157915A1 (en) * | 2022-02-17 | 2023-08-24 | 株式会社カネカ | Biodegradable nonwoven fabric and manufacturing method therefor |
| WO2024048250A1 (en) * | 2022-08-29 | 2024-03-07 | 株式会社カネカ | Pile fabric and manufacturing method therefor |
| WO2024058076A1 (en) * | 2022-09-14 | 2024-03-21 | 株式会社カネカ | Stained p3hb3hh-based fibers, fiber aggregate including same, and methods for manufacturing these |
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2021
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| WO2023022015A1 (en) * | 2021-08-18 | 2023-02-23 | 株式会社カネカ | Stretching multifilament and method for manufacturing same, multifilament and method for manufacturing same, and staple and method for manufacturing same |
| WO2023157915A1 (en) * | 2022-02-17 | 2023-08-24 | 株式会社カネカ | Biodegradable nonwoven fabric and manufacturing method therefor |
| WO2024048250A1 (en) * | 2022-08-29 | 2024-03-07 | 株式会社カネカ | Pile fabric and manufacturing method therefor |
| WO2024058076A1 (en) * | 2022-09-14 | 2024-03-21 | 株式会社カネカ | Stained p3hb3hh-based fibers, fiber aggregate including same, and methods for manufacturing these |
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