JP3474024B2 - 生分解性複合繊維 - Google Patents
生分解性複合繊維Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、生分解速度の速い生分
解性複合繊維に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、産業用資材繊維としては、強度等
の糸質及び耐候性の優れたものが要求されており、主と
してポリアミド、芳香族ポリエステル、ビニロン、ポリ
オレフィン等からなるものが使用されている。しかし、
これらの繊維は分解性がなく、自然環境中に放置される
と種々の公害を引き起こすという問題がある。この問題
は、使用後、焼却、埋め立て、回収再生により処理する
ことにより解決されるが、これらの処理には多大の費用
や手間を要するために現実にはこのような処理は殆ど行
われていない。 【０００３】近年、これらの問題の解決方法として、微
生物や太陽光により自然環境中で分解される繊維が提案
されている。しかし、これらの中には分解に要する時間
がかなり長いものもあり、分解速度の点では必ずしも満
足できるものではなく、その向上が望まれていた。 【０００４】生分解速度の速い樹脂組成物として、特開
平６−299077号報には、生分解性プラスチックと水溶性
熱可塑性樹脂を混合して得られる生分解性樹脂組成物が
提案されているが、これは表面に水溶性ポリマーが存在
するために使用中の物性低下が起こるという問題があ
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、実用に供す
ることができる一定の物理的性質を有し、使用後は自然
環境中で完全に分解され、かつ分解速度の速い生分解性
複合繊維を提供しようとするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するもので、その要旨は、芯成分が熱可塑性水溶性
ポリマー５０〜７０重量％と非水溶性熱可塑性生分解性
ポリマー３０〜５０重量％との混合物からなり、鞘部が
非水溶性熱可塑性生分解性ポリマーからなる芯鞘型生分
解性複合繊維にある。 【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。 【０００８】本発明において用いられる生分解性ポリマ
ーの代表的なものとして、脂肪族ポリエステルが挙げら
れる。具体的には、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリ−
β−プロピオラクトン、ポリ−３−ヒドロキシブチレー
ト、ポリ−３−ヒドロキシバリレート、ポリ−４−ヒド
ロキシブチレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸等のポ
リヒドロキシアルカノエート、ポリブチレンサクシネー
ト、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペー
ト等のジカルボン酸とグリコールとの縮重合物、上記の
共重合体、混合物等が挙げられる。 【０００９】芯部に用いられる水溶性ポリマーの代表的
なものとして、ポリエチレングリコールやポリプロピレ
ングリコールのようなポリエーテル、ポリビニルアルコ
ール系共重合体等が挙げられる。 【００１０】本発明の複合繊維において、鞘部には非水
溶性生分解性ポリマーを用いることが必要である。これ
は、得られる繊維の強度等の優れた物理的特性を保持す
るためであり、また、芯部の分解による糸条の特性の低
下を防ぐためである。用いる生分解性ポリマーの種類や
層の厚さ等により、これらの性質を制御することが可能
である。 【００１１】一方、芯部には水溶性ポリマーが用いられ
るが、非水溶性生分解性ポリマーを３０〜５０重量％の
範囲で混合したものを用いる。非水溶性生分解性ポリマ
ーの混合率が５０重量％を超えると、水溶性ポリマーの
特性の顕著な効果が見られなくなる。 【００１２】この水溶性ポリマーの膨潤性の度合い、水
による溶出速度及び分解速度等は、用いるポリマーの種
類や非水溶性生分解性ポリマーとの混合率等によって制
御することが可能である。 【００１３】芯鞘の複合比は、重量比で１／１〜３／１
とするのが適当である。鞘成分の割合が大きすぎると芯
成分に水分の影響が及ぶのが遅くなり、生分解速度が低
下する。一方、鞘成分の割合が小さすぎると繊維の強度
が低下する。 【００１４】本発明の複合繊維を製造するには、上記の
ようなポリマーを用いて、芯鞘の２層からなる複合ノズ
ルより溶融紡出する。 【００１５】紡糸温度は、用いるポリマーの種類により
異なるが、生分解性ポリマーとして前記のような脂肪族
ポリエステルを用いる場合、 150〜300 ℃とすることが
適当である。紡糸温度が 150℃未満であると溶融押し出
しが困難であり、 300℃を超えるとポリマーの熱分解が
顕著となり、高強度の繊維を得ることが困難となる。 【００１６】溶融紡出された糸条は、紡糸口金直下に設
置された環状又は横型吹付により冷却される。冷却固化
した糸条は紡糸油剤を付与した後、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。 【００１７】延伸は、室温あるいは加熱ローラや熱プレ
ート、オーブン等を用い、１段又は多段階で行われる。
特に、寸法安定性が必要な場合、延伸に引き続き定長熱
処理又は弛緩熱処理を加えることが望ましい。 【００１８】このようにして、実用に耐え得る一定の糸
質性能と生分解性とを有する芯鞘型複合繊維を製造する
ことができる。 【００１９】 【作用】本発明の複合繊維の分解速度が速い理由は次の
とおりである。すなわち、自然環境中に廃棄された繊維
は、断面や鞘部の分解により生じた亀裂から水分や微生
物が侵入し、芯部の水溶性ポリマーがそれにより膨潤ま
たは溶出、分解が起こり、繊維の形態の崩壊、体積や重
量の減少が急速に起こる。このため、繊維の表面積が増
加し、また、生分解を引き起こす微生物の生息しやすい
環境となるため、その後の繊維の分解速度も促進され
る。また、繊維及び自然環境中に存在する水溶性ポリマ
ーも微生物により分解される。 【００２０】 【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、測定及び評価方法は次の通りである。 (a) 強伸度 JIS L 1013に準じて測定した。 (b) メルトフローレート ASTM D 1238 (L) に準じて測定した。 (c) 生分解性 ７月から10月にかけての３カ月間、試料を土壌中に埋設
した後、重量減少率を測定し、次の３段階で評価した。 ○：30％以上、 △：10〜30％未満、 ×：10％未満 【００２１】実施例１メルトフローレートが約３０ｇ／１０分のポリエチレン
グリコール（６０重量％）とメルトフローレートが約３
０ｇ／１０分のポリブチレンサクシネート（４０重量
％）からなる混合物を芯成分とし、メルトフローレート
が約３０ｇ／１０分のポリブチレンサクシネート（９０
重量％）とポリエチレンサクシネート（１０重量％）か
らなる混合物を鞘成分とし、 それぞれ別々にエクストル
ーダー型溶融紡糸機に供給し、紡糸温度１６０℃で溶融
し、芯鞘重量比が３／１となるように、直径０．５ｍｍ
の紡糸孔を３６個有する紡糸口金を用いて紡出後、横型
吹付により冷却固化させ、紡糸油剤を付与した後、１０
００ｍ／分の速度で引き取り、連続して第１段目延伸倍
率１．３倍、総延伸倍率３．８倍で延伸を行い、３１５
ｄ／３６ｆの同心円型芯鞘型複合繊維を得た。実施例２及び比較例１〜５ 表１に示すポリマーを用い、表１に示す鞘芯複合重量比
の複合繊維を実施例１に準じた方法で製造した。実施例
１〜２及び比較例１〜５で得られた複合繊維の特性値を
表１に示す。 【００２２】なお、表１において、ポリマーの略号は、
次のものを表し、かっこ内の数値は共重合モル比を示
す。 ＰＥＧ：ポリエチレングリコール ＰＰＧ：ポリプロピレングリコール ＰＶＡ：ポリビニルアルコール ＰＢＳ：ポリブチレンサクシネート ＰＢＡ：ポリブチレンアジペート ＰＥＳ：ポリエチレンサクシネート ＰＣＬ：ポリ−ε−カプロラクトン 【００２３】 【表１】 【００２４】実施例１〜２では、糸質性能及び生分解性
の両特性をともに満足する繊維が得れたが、比較例１〜
２及び比較例５では、糸質特性には優れるものの、生分
解性に劣り、比較例３〜４では、生分解性には優れるも
のの、糸質特性に劣るものしか得られなかった。 【００２５】 【発明の効果】本発明によれば、実用に供することがで
きる一定の物理的性質を有し、使用後は自然環境中で完
全に分解され、かつ分解速度の速い生分解性複合繊維が
提供される。
解性複合繊維に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、産業用資材繊維としては、強度等
の糸質及び耐候性の優れたものが要求されており、主と
してポリアミド、芳香族ポリエステル、ビニロン、ポリ
オレフィン等からなるものが使用されている。しかし、
これらの繊維は分解性がなく、自然環境中に放置される
と種々の公害を引き起こすという問題がある。この問題
は、使用後、焼却、埋め立て、回収再生により処理する
ことにより解決されるが、これらの処理には多大の費用
や手間を要するために現実にはこのような処理は殆ど行
われていない。 【０００３】近年、これらの問題の解決方法として、微
生物や太陽光により自然環境中で分解される繊維が提案
されている。しかし、これらの中には分解に要する時間
がかなり長いものもあり、分解速度の点では必ずしも満
足できるものではなく、その向上が望まれていた。 【０００４】生分解速度の速い樹脂組成物として、特開
平６−299077号報には、生分解性プラスチックと水溶性
熱可塑性樹脂を混合して得られる生分解性樹脂組成物が
提案されているが、これは表面に水溶性ポリマーが存在
するために使用中の物性低下が起こるという問題があ
る。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、実用に供す
ることができる一定の物理的性質を有し、使用後は自然
環境中で完全に分解され、かつ分解速度の速い生分解性
複合繊維を提供しようとするものである。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するもので、その要旨は、芯成分が熱可塑性水溶性
ポリマー５０〜７０重量％と非水溶性熱可塑性生分解性
ポリマー３０〜５０重量％との混合物からなり、鞘部が
非水溶性熱可塑性生分解性ポリマーからなる芯鞘型生分
解性複合繊維にある。 【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。 【０００８】本発明において用いられる生分解性ポリマ
ーの代表的なものとして、脂肪族ポリエステルが挙げら
れる。具体的には、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリ−
β−プロピオラクトン、ポリ−３−ヒドロキシブチレー
ト、ポリ−３−ヒドロキシバリレート、ポリ−４−ヒド
ロキシブチレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸等のポ
リヒドロキシアルカノエート、ポリブチレンサクシネー
ト、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペー
ト等のジカルボン酸とグリコールとの縮重合物、上記の
共重合体、混合物等が挙げられる。 【０００９】芯部に用いられる水溶性ポリマーの代表的
なものとして、ポリエチレングリコールやポリプロピレ
ングリコールのようなポリエーテル、ポリビニルアルコ
ール系共重合体等が挙げられる。 【００１０】本発明の複合繊維において、鞘部には非水
溶性生分解性ポリマーを用いることが必要である。これ
は、得られる繊維の強度等の優れた物理的特性を保持す
るためであり、また、芯部の分解による糸条の特性の低
下を防ぐためである。用いる生分解性ポリマーの種類や
層の厚さ等により、これらの性質を制御することが可能
である。 【００１１】一方、芯部には水溶性ポリマーが用いられ
るが、非水溶性生分解性ポリマーを３０〜５０重量％の
範囲で混合したものを用いる。非水溶性生分解性ポリマ
ーの混合率が５０重量％を超えると、水溶性ポリマーの
特性の顕著な効果が見られなくなる。 【００１２】この水溶性ポリマーの膨潤性の度合い、水
による溶出速度及び分解速度等は、用いるポリマーの種
類や非水溶性生分解性ポリマーとの混合率等によって制
御することが可能である。 【００１３】芯鞘の複合比は、重量比で１／１〜３／１
とするのが適当である。鞘成分の割合が大きすぎると芯
成分に水分の影響が及ぶのが遅くなり、生分解速度が低
下する。一方、鞘成分の割合が小さすぎると繊維の強度
が低下する。 【００１４】本発明の複合繊維を製造するには、上記の
ようなポリマーを用いて、芯鞘の２層からなる複合ノズ
ルより溶融紡出する。 【００１５】紡糸温度は、用いるポリマーの種類により
異なるが、生分解性ポリマーとして前記のような脂肪族
ポリエステルを用いる場合、 150〜300 ℃とすることが
適当である。紡糸温度が 150℃未満であると溶融押し出
しが困難であり、 300℃を超えるとポリマーの熱分解が
顕著となり、高強度の繊維を得ることが困難となる。 【００１６】溶融紡出された糸条は、紡糸口金直下に設
置された環状又は横型吹付により冷却される。冷却固化
した糸条は紡糸油剤を付与した後、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。 【００１７】延伸は、室温あるいは加熱ローラや熱プレ
ート、オーブン等を用い、１段又は多段階で行われる。
特に、寸法安定性が必要な場合、延伸に引き続き定長熱
処理又は弛緩熱処理を加えることが望ましい。 【００１８】このようにして、実用に耐え得る一定の糸
質性能と生分解性とを有する芯鞘型複合繊維を製造する
ことができる。 【００１９】 【作用】本発明の複合繊維の分解速度が速い理由は次の
とおりである。すなわち、自然環境中に廃棄された繊維
は、断面や鞘部の分解により生じた亀裂から水分や微生
物が侵入し、芯部の水溶性ポリマーがそれにより膨潤ま
たは溶出、分解が起こり、繊維の形態の崩壊、体積や重
量の減少が急速に起こる。このため、繊維の表面積が増
加し、また、生分解を引き起こす微生物の生息しやすい
環境となるため、その後の繊維の分解速度も促進され
る。また、繊維及び自然環境中に存在する水溶性ポリマ
ーも微生物により分解される。 【００２０】 【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、測定及び評価方法は次の通りである。 (a) 強伸度 JIS L 1013に準じて測定した。 (b) メルトフローレート ASTM D 1238 (L) に準じて測定した。 (c) 生分解性 ７月から10月にかけての３カ月間、試料を土壌中に埋設
した後、重量減少率を測定し、次の３段階で評価した。 ○：30％以上、 △：10〜30％未満、 ×：10％未満 【００２１】実施例１メルトフローレートが約３０ｇ／１０分のポリエチレン
グリコール（６０重量％）とメルトフローレートが約３
０ｇ／１０分のポリブチレンサクシネート（４０重量
％）からなる混合物を芯成分とし、メルトフローレート
が約３０ｇ／１０分のポリブチレンサクシネート（９０
重量％）とポリエチレンサクシネート（１０重量％）か
らなる混合物を鞘成分とし、 それぞれ別々にエクストル
ーダー型溶融紡糸機に供給し、紡糸温度１６０℃で溶融
し、芯鞘重量比が３／１となるように、直径０．５ｍｍ
の紡糸孔を３６個有する紡糸口金を用いて紡出後、横型
吹付により冷却固化させ、紡糸油剤を付与した後、１０
００ｍ／分の速度で引き取り、連続して第１段目延伸倍
率１．３倍、総延伸倍率３．８倍で延伸を行い、３１５
ｄ／３６ｆの同心円型芯鞘型複合繊維を得た。実施例２及び比較例１〜５ 表１に示すポリマーを用い、表１に示す鞘芯複合重量比
の複合繊維を実施例１に準じた方法で製造した。実施例
１〜２及び比較例１〜５で得られた複合繊維の特性値を
表１に示す。 【００２２】なお、表１において、ポリマーの略号は、
次のものを表し、かっこ内の数値は共重合モル比を示
す。 ＰＥＧ：ポリエチレングリコール ＰＰＧ：ポリプロピレングリコール ＰＶＡ：ポリビニルアルコール ＰＢＳ：ポリブチレンサクシネート ＰＢＡ：ポリブチレンアジペート ＰＥＳ：ポリエチレンサクシネート ＰＣＬ：ポリ−ε−カプロラクトン 【００２３】 【表１】 【００２４】実施例１〜２では、糸質性能及び生分解性
の両特性をともに満足する繊維が得れたが、比較例１〜
２及び比較例５では、糸質特性には優れるものの、生分
解性に劣り、比較例３〜４では、生分解性には優れるも
のの、糸質特性に劣るものしか得られなかった。 【００２５】 【発明の効果】本発明によれば、実用に供することがで
きる一定の物理的性質を有し、使用後は自然環境中で完
全に分解され、かつ分解速度の速い生分解性複合繊維が
提供される。
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フロントページの続き
(72)発明者 村瀬 繁満
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
(56)参考文献 特開 平５−163616（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
D01F 8/00 - 8/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求請１】 芯成分が熱可塑性水溶性ポリマー５０〜
７０重量％と非水溶性熱可塑性生分解性ポリマー３０〜
５０重量％との混合物からなり、鞘部が非水溶性熱可塑
性生分解性ポリマーからなる芯鞘型生分解性複合繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11040795A JP3474024B2 (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 生分解性複合繊維 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11040795A JP3474024B2 (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 生分解性複合繊維 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08302526A JPH08302526A (ja) | 1996-11-19 |
| JP3474024B2 true JP3474024B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=14535010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11040795A Expired - Lifetime JP3474024B2 (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 生分解性複合繊維 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3474024B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2411004A1 (en) * | 2001-11-14 | 2003-05-14 | Kuraray Co., Ltd. | Biodegradable fibers and fabrics, and method for controlling their biodegradability |
| JP5139838B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2013-02-06 | 帝人ファイバー株式会社 | ステレオコンプレックスポリ乳酸繊維の製造方法 |
-
1995
- 1995-05-09 JP JP11040795A patent/JP3474024B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08302526A (ja) | 1996-11-19 |
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