JP3694101B2 - Naturally degradable composite fiber and its application products - Google Patents

Naturally degradable composite fiber and its application products Download PDF

Info

Publication number
JP3694101B2
JP3694101B2 JP11924696A JP11924696A JP3694101B2 JP 3694101 B2 JP3694101 B2 JP 3694101B2 JP 11924696 A JP11924696 A JP 11924696A JP 11924696 A JP11924696 A JP 11924696A JP 3694101 B2 JP3694101 B2 JP 3694101B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
fiber
aliphatic polyester
melting point
composite fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP11924696A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH09302530A (en
Inventor
雅男 松井
英一 小関
義和 近藤
宏史 梶山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP11924696A priority Critical patent/JP3694101B2/en
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to PCT/JP1997/001588 priority patent/WO1997043472A1/en
Priority to US09/180,628 priority patent/US6174602B1/en
Priority to EP97918408A priority patent/EP0905292B1/en
Priority to EP04023800A priority patent/EP1520918B1/en
Priority to CNB971945241A priority patent/CN1159476C/en
Priority to CNB2004100492695A priority patent/CN1311113C/en
Priority to DE69737075T priority patent/DE69737075T2/en
Priority to DE69731290T priority patent/DE69731290T2/en
Priority to TW86106390A priority patent/TW396220B/en
Publication of JPH09302530A publication Critical patent/JPH09302530A/en
Priority to HK99103514A priority patent/HK1018633A1/en
Priority to US09/713,033 priority patent/US6322887B1/en
Priority to US09/938,578 priority patent/US6440556B2/en
Priority to US10/187,280 priority patent/US6579617B2/en
Priority to US10/426,797 priority patent/US6844062B2/en
Priority to US10/863,775 priority patent/US6844063B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3694101B2 publication Critical patent/JP3694101B2/en
Priority to HK05108787A priority patent/HK1074653A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Artificial Filaments (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然分解性であり、且つ優れた柔軟性や大きい比表面積を有する繊維や繊維構造物を製造することができる新規な分割可能な複合繊維及びその応用製品に関する。
【0002】
【従来の技術】
合成樹脂からなる従来の合成繊維は、自然環境下での分解速度が遅く、また焼却時の発熱量が多いため、自然環境保護の見地からの見直しが必要である。このため、脂肪族ポリエステルからなる自然分解性繊維が開発されつつあり、環境保護への貢献が期待されている。脂肪族ポリエステルのあるものは、優れた繊維性能を持ち、新しい特徴ある繊維素材として期待されるが、さらに高度な柔軟性や特殊な断面形態や大きな比表面積に基ずく各種機能を有する繊維および繊維製品が望まれる。このような要請に対し、従来の合成繊維では、分割型の複合繊維を分割する方法で、柔軟性や光沢に優れた編織物、不織布、人工皮革、人工スェード、高性能ワイピングクロス、高性能フイルターなどが開発され広く用いられている。しかし、自然環境下で分解する繊維の分野では、いまだ分割型複合繊維は提案されていない。その理由は、分割に適する紡糸材料(ポリマー)の組合わせや分割方法が、いまだ知られていないことにある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、自然分解性であり、改良された分割可能性を有し、優れた柔軟性や大きい比表面積を有する繊維や繊維構造物を製造することができる新規な複合繊維およびその応用製品を提供するにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、下記の項目(1)、(2)、(3)及び(4)の全てを満足する脂肪族ポリエステル系複合繊維およびその応用製品によって達成される。
(1)融点140℃以上の脂肪族ポリエステルの結晶性重合体[1]と、融点140℃以上の脂肪族ポリエステルの結晶性セグメント(H)と融点120℃以下且つガラス転移点が30℃以下の脂肪族ポリエステルセグメント(S)とが結合されているブロック共重合体[2]とが、単繊維内で複合されている。
(2)重合体[1]と重合体[2]の一方または双方が、ポリ有機シロキサン成分を0.05重量%以上含有する。
(3)横断面において、重合体[2]が重合体[1]を少なくとも2つの部分に分離している。
(4)重合体[1]と重合体[2]の双方が、繊維の表面の一部を占める。
【0005】
ここで、脂肪族ポリエステルとは、(1)グリコール酸、乳酸、ヒドロキシブチルカルボン酸などのようなヒドロキシアルキルカルボン酸、(2)グリコリド、ラクチド、ブチロラクトン、カプロラクトンなどのような脂肪族ラクトン、(3)エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオールなどのような脂肪族ジオール、(4)ポリエチレングリコール、ポリプロピレンリコール、ポリブチレンエーテル、それらの共重合体などのようなポリアルキレングリコール、(5)ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレン/プロピレングリコール、ビスヒドロキシエトキシブタンなどのようなポリアルキレンエーテルのオリゴマー、(6)ポリプロピレンカーボネート、ポリブチレンカーボネート、ポリヘキサンカーボネート、ポリオクタンカーボネート、ポリデカンカーボネートなどのようなポリアルキレンカーボネートグリコールおよびそれらのオリゴマー、(7)コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸など、脂肪族ポリエステル重合原料に由来する成分を主成分すなわち50重量%以上(特に60%以上)とするものであって、脂肪族ポリエステルのホモポリマー、脂肪族ポリエステルのブロック又は/及びランダム共重合ポリマー、及び脂肪族ポリエステルに他の成分、例えば芳香族ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリ尿素、ポリウレタン、ポリオルガノシロキサンなどを50重量%以下(ブロック又は/及びランダム)共重合したもの及び/又は混合したものをすべて包含する。
【0006】
脂肪族ポリエステルを共重合や混合によって変性する目的は、結晶性の低下、融点の低下(重合温度や成型温度の低下)、溶融流動性の改良、耐衝撃性、柔軟性や弾性回復性の改良、耐熱性、ガラス転移温度や熱収縮性の低下または上昇、摩擦係数、染色性、親水性や撥水性の改良、他成分との接着性の改良、分解性の向上又は抑制などが挙げられる。
【0007】
本発明複合繊維は、融点が140℃以上の脂肪族ポリエステルの結晶性重合体[1]と、特定の構造を有する脂肪族ポリエステルブロック共重体[2]とが複合(接合)されている。ここでセグメントは、ポリマー分子鎖の一部分で、ブロックと言うこともある。
【0008】
重合体[1]に好ましいものの具体例としては、ポリL−乳酸(融点175℃)、ポリD−乳酸(同175℃)、ポリヒドロキシブチレート(同180℃)、ポリグリコール酸(同230℃)などのホモポリマー、およびそれらに少量の他成分を共重合又は/及び混合したものが挙げられる。一般に、ブロック共重合では結晶性や融点の変化は緩やかであり、共重合成分の比率は50%以下、特に1〜40%、多くの場合1〜30%が好ましいが、ランダム共重合では結晶性や融点の変化が顕著で、共重合成分の比率は0.5〜20%、特に1〜10%が好ましいことが多い。勿論、共重合による融点や結晶性の変化は、共重合成分によって大きく変わるので、DSCによる結晶の溶融吸熱量と融点に注意する必要がある。他成分の混合による融点や結晶性の変化も、混合成分や混合率によりかなり変わるが、ランダム共重合ほど顕著でないことが多い。
【0009】
重合体[1]の分子量は特に限定されないが、多くの場合、5万以上が好ましく、7万〜30万の範囲がとくに好ましく、8万〜20万の範囲が最も好ましい。 ここで融点は、走査型示差熱量計(以下DSCと記す)を用い、十分に延伸又は/及び熱処理し且つ乾燥した試料について、試料重量約10mg、窒素中、昇温速度10℃/minの条件で測定したときの、ポリマー結晶の溶融による吸熱のピーク値温度である。図10に、DSC曲線を模式的に示す。図はほとんど結晶化していない急冷試料の測定例で、4はガラス転移によるベースラインの変化を示し、5は測定時の加熱による結晶化の発熱ピークを示し、6は結晶の溶融による吸熱ピークを示す。十分に結晶化した試料では、ガラス転移によるベースラインの変化4や発熱ピーク5は消失し殆ど観測されない。本発明において、結晶の溶融による吸熱ピーク6の極小値(中心値)の温度を融点とし、吸熱ピーク6の全吸熱量(積分値、図10の斜線部の面積に比例する)を溶融時の吸熱量とする。ガラス転移点は、ベースラインの変化4の中心温度であるが、粘弾性の測定での力学損失の主分散のピーク値温度でも同じである。吸熱量の単位は、ジュール/グラム(以下J/gと記す)とする。混合物やブロック共重合体などで、融点が複数存在する場合は、最も高いものを(本発明における)融点とする。但し、最も高温の吸熱ピークが例えば吸熱量5J/g未満と無視し得るほどで、それより低温に例えば吸熱量20J/g以上の主ピークがあるような場合は、実質的な融点(ポリマーが極度に軟化、流動開始する温度)は、主ピークであると見なす場合がある。なお溶融吸熱量は、全ての溶融吸熱ピークの合計とする。
【0010】
重合体[1]は、結晶性が高く熱収縮性の低い成分である。重合体[1]に好適なものとしては、前記結晶性のホモポリマーおよび、それに対して結晶性をあまり損なわない程度に少量(例えば30%以下、特に20%以下)の第二成分や第三成分を共重合又は/及び混合したものが挙げられる。本発明繊維から得られる製品の強度や耐熱性の見地から、重合体[1]の溶融時の吸熱量は、20J/g以上が必要であり、30/g以上が特に好ましく、40J/g以上が最も好ましい。なお結晶性脂肪族ポリエステルのホモポリマーの溶融吸熱量は、多くの場合50J/g前後又はそれ以上である。同様に、実用的見地から重合体[1]の融点は、140℃以上の必要があり、150℃以上が好ましく、160℃以上が特に好ましく、170℃以上が最も好ましい。
【0011】
重合体[2]は、融点140℃以上の脂肪族ポリエステルの結晶性セグメント(H、以下ハードセグメントと言うことがある)と、融点120℃以下でガラス転移点30℃以下の脂肪族ポリエステルのセグメント(S、以下ソフトセグメントと言うことがある)とが結合されたブロック共重合体で、その構造により加熱により大きく収縮し、その結果、重合体[1]と重合体[2]は容易に分離し、分割された繊維は細くなる。高収縮のためには、ハードセグメントは強固なことが好ましく、その融点は140℃以上の必要があり、150℃以上が好ましく、160℃以上が特に好ましく、170℃以上が最も好まい。一方ソフトセグメントは「柔らかい」ほど熱収縮が大きく好ましく、結晶性の場合は融点が120℃以下の必要があり、100℃以下が好ましく、90℃以下が特に好ましく、80以下又は非結晶性(非晶性)が最も好まい。例えば100℃の水で処理したとき、ソフトセグメントの融点が100℃以下であれば、重合体[2]は強く収縮する。しかし、ハードセグメントの融点は140℃以上であり、重合体[2]は収縮するが溶融はしない。同様に、大きな収縮を実現するため、ソフトセグメントのガラス転移点は20℃以下が好ましく、0℃以下が特に好ましい。重合体[2]のソフトセグメントが完全に非晶性の場合、融点はガラス転移点と同じとする。 重合体[2]のソフトセグメント用に特に好適な、融点が120℃以下でガラス転移点が0℃以下のポリエステルの例としては、ポリカプロラクトンの他、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンセバケート、ポリエチレンアゼラエート、ポリエチレンデカネート、ポリプロピレンサクシネート、ポリプロピレンアジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリプロピレンアゼラエート、ポリプロピレンデカネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンセバケート、ポリブチレンアゼラエート、ポリブチレンデカネート、ポリヘキサンサクシネート、ポリヘキサンアジペート、ポリヘキサンセバケート、ポリヘキサンアゼラエート、ポリヘキサンンデカネートなどの、炭素数2〜20程度の直鎖または側鎖のあるアルキル基を持つポリアルキレンアルキレートおよびそれらを成分とする(ランダム及びブロック)共重合体が挙げられる。この他に、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレン/プロピレングリコールなどのポリアルキレングリコールのオリゴマーと脂肪族ジカルボン酸と組み合わせたポリエステルエーテルも、ソフトセグメントとして好ましい。
【0012】
一般に、ホモポリマーは結晶性の場合が多いが、その2種以上の共重合することにより、ブロック共重合体[2]のソフトセグメント(S)を結晶化度を低下したり非晶化することが出来る。ソフトセグメントの分子量は、特に限定されないが、例えば1000〜15万、特に2000〜10万が好ましいことが多く、5000〜5万が好ましいことが最も多い。ソフトセグメントを更に柔らかくするために、可塑剤などを添加してもよい。
【0013】
重合体[2]のハードセグメント(H)は高融点の結晶性セグメントである。この様な高い融点の脂肪族ポリエステルの例は、前述の通りである。この型のハードセグメントを強固にするには、結晶性が高い必要があり、結晶性を保つためには、ホモポリマーが最も好ましく、共重合や混合による変性の場合も第2成分の量を抑制すること、例えば第2成分の量は20%以下が好ましく、10%以下が特に好ましく、5%以下が最も好ましい。ハードセグメントの分子量は、特に限定されないが、5000〜20万、特に8000〜10万が好ましい事が多く、1万〜5万が好ましいことが最も多い。
【0014】
重合体[2]のハードセグメント(H)とソフトセグメント(S)とは結合されブロック共重合体とされる。結合の方式は特に限定されず、通常の化学結合でよい。たとえばエステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合その他でもよい。例えばソフトセグメント用の低融点脂肪族ポリエステルで末端に水酸基を持つものに、ラクチドやクリコリドを反応(重合)させ、ハードセグメントを形成してもよい。また、共に末端に水酸基をもつソフトセグメント用ポリエステルとハードセグメント用ポリエステルにジカルボン酸無水物又はハロゲン化物を反応させて継いでももよい。これらの場合、継ぎ目はエステル結合である。また末端水酸基にジイソシアネートを反応させ、ウレタン結合でつなぐことも出来る。 重合体[2]のハードセグメント(H)とソフトセグメント(S)との重量比率は、それぞれの成分で異なるので特に限定されないが、繊維の強度、弾性率、耐熱性、熱収縮性などを好ましい範囲とするためには、この比率は2/8〜8/2の範囲、特に3/7〜7/3の範囲が好ましく、4/6〜6/4の範囲が最も好ましい場合が多い。ハードセグメントが強固なほど、ソフトセグメントが柔らかいほど、それぞれ少量でも効果がある。
【0015】
重合体[2]の分子量は、特に限定されないが、多くの場合、5万以上が好ましく、7万〜30万が特に好ましく、8〜20万の範囲が最も好ましい。
【0016】
本発明複合繊維が、比較的容易に分割(剥離)可能である第1の要因は、前述の重合体[1]と重合体[2]の熱収縮力又は/及び収縮率の差が大きいことである。重合体[1]の沸騰水による収縮率は、20%以下が好ましく、15%以下が特に好ましく、10%以下が最も好ましい。同様に、重合体[2]の収縮率は、20%以上が好ましく、30%以上が特に好ましく、40%以上が最もこのましい。重合体[1]と重合体[2]との収縮率の差は、10%以上が好ましく、20%以上が特に好ましく、30%以上が最も好ましい。一般に重合体[2]の中のソフトセグメント(低融点成分)が多い程、その収縮率が大きい傾向がある。これまでの説明に従い、重合体[1]と重合体[2]とを選び、容易に十分な収縮率の差を実現出来る。
【0017】
本発明複合繊維が、比較的容易に分割可能である第2の要因は、重合体[1]と重合体[2]の一方もしくは双方がポリ有機シロキサン成分を含むため、相互接着性が低いことである。ポリ有機シロキサンはアルキル基又は/及びアリール基の側鎖を持つもので、例えばポリジメチルシロキサン、ポリメチルエチルシロキサン、ポリジエチルシロキサン、ポリメチルフェニルシロキサン、ポリジフェニルシロキサンなどが挙げられるが、ポリジメチルシロキサンが最も好ましいことが多い。重合体の中のポリ有機シロキサン成分が多いほど、重合体[1]と重合体[2]の接着性が低下し、剥離が容易になる。両重合体の少なくとも1方のポリ有機シロキサン成分の含有率は0.05重量%以上が必要であり、0.1%以上が好ましく、0.3〜8%の範囲が特に好ましく、0.5〜5%の範囲が最も広く用いられる。特に、ポリ有機シロキサン成分は、重合体[1]よりも重合体[2]に多く含有させることや、重合体[2]だけに用いることが好ましい。ポリ有機シロキサンを重合体[1]又は/及び重合体[2]に含有させる方法は、共重合法と混合法がある。共重合法は末端などに水酸基をもつポリ有機シロキサンと脂肪族ポリエステル重合原料、例えばラクチドやグリコリドとを反応(重合)させても良く、末端に水酸基をもつ脂肪族ポリエステルと混合し、たとえばジカルボン酸無水物、ジカルボン酸ハロゲン化物、ジイソシアネートなどを反応させ両者を結合しても良い。たとえば、ポリシロキサン末端水酸基に等モルのジイソシアネートを反応させた(イソシアネート基を持つ)プレポリマーを、水酸基を持つ脂肪族ポリエステルに混合し反応させることが出来る。しかし共重合法は、極めて少量のシリコン化合物を大量の脂肪族ポリエステルに均一に混合且つ反応させるという困難な問題がある。
【0018】
混合法は、脂肪族ポリエステルにポリ有機シロキサンを混合する方法だが、両者は相互親和性が乏しく、均一に混合することはかなり困難である。親和性改善の一つの方法は、界面活性剤の応用である。他の方法は脂肪族ポリエステルとポリ有機シロキサンとのブロック共重合体を用いる方法である。脂肪族ポリエステルとポリ有機シロキサンとのブロック共重合体の製造法は、上述の通りで、別途製造したブロック共重合体を脂肪族ポリエステルに均一に混合するのは、比較的容易で最も実用的である。このブロック共重合体を別途製造することは、必要量が少量のため、特殊な装置や方法、例えば強力な攪拌装置、超音波装置、界面活性剤などが応用可能で、比較的容易である。この場合、脂肪族ポリエステルとポリ有機シロキサンとのブロック共重合物中のポリ有機シロキサン成分の比率は、5〜95%、特に10〜90%の範囲が好ましく、20〜80%の範囲が最も多く用いられる。このブロック共重合体は、ポリ有機シロキサンを脂肪族ポリエステルに分散(混合)する時の分散剤(界面活性剤)として用いることも出来、応用範囲が広く、本発明に特に有用である。
【0019】
本発明繊維断面において、重合体[2]は重合体[1]を少なくとも2つの部分(以下層と言うことがある)に分離しており、且つ両成分は繊維の表面の一部を占めている必要がある。この複合構造によって、本発明繊維は、複数に分割可能となり、繊度が小さく特殊な断面の繊維が得られる。単繊維内の重合体[1]の層の数が多いほど、細く比表面積の大きい繊維が得られる。分割数は2以上の必要があり、3〜20程度が最も広く用いられる。分割数が3〜10程度のものは、ドレス、ブラウス、女性下着などに好適であり、4〜20のものは超極細繊維として、超高密度編織物、不織布、人工スェード、人工皮革、フィルター、ワイピングクロスなどに好適である。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1〜9に本発明に好適な複合繊維の横断面を示す。図において、1は重合体[1]を、2は重合体[2]を、3は中空部をそれぞれ示す。図1は3層並列型で3分割型の例である。並列型とは、両成分が交互に配列されている構造を言う。図2は、放射状の重合体[2]の層により、重合体[1]が4つの層に分割されている例である。放射型とは、一方の成分、例えば重合体[2]が放射状の形態であるものを言う。図3は9層の放射型、図4は9層の多重並列型、図5は花弁状の9層放射型、図6は放射型と多重並列型の組合わせ、図7は非円形放射型、図8は変形多重並列型、図9は中空放射型の例である。図1〜9以外にも、本発明に従って、多種多様な複合が可能である。重合体[1]及び重合体[2]の他に第3の成分を複合することも出来る。例えば、図9の中空部の代わりに第3のポリマーを配置しても良い。一方の成分が、繊維の全表面を占める複合構造、例えば芯鞘型や海島型は本発明に用いることは出来ない。
【0021】
重合体[1]と重合体[2]との複合比(断面積比)は、特に限定されず、目的に応じて任意に選択すればよい。多くの場合、複合比は20/1〜1/5の範囲が好ましく、10/1〜1/2の範囲が広く用いられる。すなわち、高収縮成分2よりも、低収縮成分1の比率が大きいものが好適であることが多く、複合比は、10/1〜1/1の範囲が最も広く用いられる。
【0022】
本発明繊維の断面は、円形、長円形、偏平なもの、ひょうたん形、多角形、多葉形その他各種の非円形(異形)、中空形など任意に選ぶことが出来る。単糸繊度(分割前)も同様に、使用目的に応じて任意に選ばれるが、通常0.5〜50デニール、特に1〜30デニールの範囲が好ましく用いられ、1.5〜20デニールの範囲が最も広く用いられる。
【0023】
本発明繊維は、重合体(1)と重合体(2)とを、溶融、湿式、乾式、乾湿式その他の方法で複合紡糸して製造することが出来る。特に溶融紡糸は能率が高く好ましい。溶融紡糸は、例えば巻取速度500〜2000m/minの低速紡糸、巻取速度2000〜5000m/minの高速紡糸、巻取速度5000m/min以上の超高速紡糸が可能であり、必要に応じて延伸や熱処理をすることができる。一般に低速紡糸では3〜6倍程度、高速紡糸では1.5〜2.5倍程度の延伸を行い、超高速紡糸では延伸不要または2倍程度以下の延伸を行うことが多い。紡糸と延伸を連続して行ういわゆるスピンドロー方式も好ましく応用できる。
【0024】
同様に、重合体(1)と重合体(2)とを複合し、オリフィスより紡出すると同時に不織布化するメルトブロー法、フラッシュ紡糸法、スパンボンド法などの方法を応用することも出来る。
【0025】
本発明複合繊維は、連続フィラメント、モノィラメント、マルチフィラメント、切断したステープル等、使用目的に応じて任意の形態とすることが出来る。本発明複合繊維の中で、シリコン成分を多目とし成分間の相互接着性を特に弱めたものは、延伸だけで剥離又は亀裂が見られることがある。加熱や膨潤すれば更に剥離・分割が進行する。剥離性が弱いときは、加熱や膨潤の他、必要に応じ、仮撚、揉み、叩きなどの機械的方法を応用しても良い。重合体[2]を溶剤で溶解除去し分割する方法も応用可能であるが、剥離法の方が重量損失が無く好ましい。一般に、繊維製造中や編織物などに加工中は、剥離は潜在する程度に抑制し、編織物などにした後、例えば染色仕上げ工程で完全に剥離・分割することが好ましいことが多い。極細繊維、超極細繊維は製造や加工工程の摩擦などで切断し易くトラブルの原因となることが多いからである。
【0026】
本発明複合繊維には、各種顔料、染料、着色剤、撥水剤、吸水剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、金属粒子、無機化合物粒子、結晶核剤、滑剤、可塑剤、抗菌剤、香料その他の添加剤を混合することが出来る。
【0027】
本発明繊維は単独で、又は他の繊維と混用して糸、紐、ロープ、編物、織物、不織布、紙、複合材料その他の構造物の製造に用いることが出来る。他の繊維と混用する場合、綿、羊毛、絹などの天然有機繊維、脂肪族ポリエステル繊維などの自然分解性繊維と混合使用すれば、完全に自然分解性の製品が得られるので特に好ましい。
【0028】
【実施例】
以下の実施例において、%、部は特に断らない限り重量比である。脂肪族ポリエステルの分子量は、試料の0.1%クロロホルム溶液のGPC分析において、分子量1000以下の成分を除く高分子成分の分散の重量平均値である。
【0029】
[実施例1]
分子量8000で両末端が水酸基のポリエチレングリコール(PEG)3部、L−ラクチド98部、オクチル酸錫100ppm、チバガイギー社の酸化防止剤イルガノックス1010、0.05部を混合し、窒素雰囲気中188゜Cで15分間、2軸押出機中で溶融攪拌重合し、口金より押出し冷却チップ化後、140゜C窒素雰囲気中で4時間処理(固相重合)し、塩酸を0.1%含むアセトンで洗浄し、続いてアセトンで5回洗浄した後乾燥して、ポリ乳酸とPEGのブロック共重合ポリマーP1を得た。ポリマーP1は、分子量14.8万、PEG成分の含有率約3%、融点174゜C、十分に配向結晶化したときの溶融吸熱量は55J/gで、融点、結晶性などはポリ乳酸ホモポリマーとほぼ同じだが、溶融流動性や延伸性に優れ、溶融複合紡糸が容易で、延伸糸の沸騰水による収縮率は、多くの場合、10〜15%程度である。
【0030】
ポリブチレンサクシネートとポリブチレンアジペートとのモル比4/1のランダム共重合物で、両末端が水酸基で分子量12.5万、融点93℃のもの25部、L−ラクチド76部、オクチル酸錫80ppmを混合し、以下上記ポリマーP1と同様に重合して、ポリ乳酸とポリブチレンサクシネート/アジペートとの約3/1のブロック共重合物P2を得た。ポリマーP2は分子量11.7万、DSCによる溶融吸熱ピークは2ケ所あり、その融点および溶融吸熱量は168℃(36J/g)、86℃(6.5J/g)で、それぞれポリ乳酸セグメント及びポリブチレンサクシネート/アジペート共重合物セグメントに対応するものと推定されるが、このポリマーの融点(代表値)は、168℃とする。ポリマーP2から得られる延伸糸の沸騰水による収縮率は、多くの場合、30〜70%程度である。 L−ラクチド1モルに対してオクチルアルコール1/50モル、オクチル酸錫100ppmを混合し、以下ポリマーP1と同様に重合して得た、片末端に水酸基を持ち分子量6700のポリ乳酸をポリマーP3とする。180℃で溶融したポリマーP3に対し、等モルのヘキサンジイソシアネートを混合、反応させた後、得られた末端にイソシアネート基を持つプレポリマーに、片末端に水酸基を持ち分子量5500のポリジメチルシロキサンを等モル混合し、180℃の2軸押出機で溶融混合したのち、素子120を持つ静止混合器を通過させつつ30分間反応させて得た、ポリ乳酸/ポリジメチルシロキサン=約55/45のブロック共重合物をポリマーP4とする。
【0031】
ポリマーP2を220℃で溶融して送りつつ、それに対し220℃で溶融したポリマーP4を3%混合し、素子60個のケニックス型静止混合器でさらに混合した後、計量ポンプにより複合紡糸口金に供給した。一方、ポリマーP1をスクリュー押出機で220℃で溶融し、計量ポンプで複合紡糸口金に供給し、ポリマーP1を成分1とし、ポリマーP2/ポリマーP4混合物を成分2とし、複合比4/1(体積比)で図2のような放射型に複合し、直径0.20mmのオリフィスから紡出し、空気中で冷却、オイリングしながら1500m/minの速度で巻取り、80℃で3,9倍に延伸し、つづいて緊張下100℃で熱処理して、75デニール/25フイラメントの延伸糸F1を得た。
【0032】
比較のため、ポリマーP1とポリマーP2を用い(シリコン化合物は用いないで)、以下延伸糸F1と同様にして得た複合繊維を延伸糸F2(比較例)とする。 延伸糸F1を用いて丸編物を製造し、それを沸騰水に投入し15分間煮沸した後取り出し、乾燥後、サンドペーパーを巻付けた回転ロールに接触させて、起毛編物K1を得た。本発明繊維から得られた編物K1中の立毛繊維は、殆ど分割されており、編物は極めて柔らかい触感を持っていた。同様に、比較例の延伸糸F2から得た編物を煮沸、乾燥、起毛して得た起毛編物K2の中の立毛繊維は、殆ど分割されておらず、編物K2の触感は硬いものであった。
【0033】
[実施例2]
上記ポリマーP2と同様にして、但し末端に水酸基を持つ分子量12.8万、融点60℃のポリカプロラクトン25部に、L−ラクチド76部を反応させて得たポリ乳酸/ポリカプロラクトン=約3/1のブロック共重合ポリマーをP5とする。ポリマーP5の分子量は10.3万、DSCによる融点及び溶融吸熱量は、166℃(35J/g)、52℃(6.6J/g)で、融点(代表値)は166℃で、これから得られる延伸糸の沸騰水による収縮は、多くの場合、30〜70%程度である。実施例1の複合繊維F1と同様にして、但しポリマーP2の代わりに上記ポリマーP5を用いて得た複合繊維をF3とする。複合繊維F3を用い、以下実施例1の起毛編物K1と同様にして、起毛編物K3を得た。本発明による起毛編物K3は、立毛が分割された細い繊維からなり、極めて柔らかい触感を持っていた。
【0034】
【発明の効果】
本発明によって、自然環境中で分解可能であり、加熱や機械的手段によって分割可能な複合繊維が初めて得られた。本発明繊維からは、極めて柔らかく高性能な編織物、不織布、人工スェード、人工皮革、その他の繊維構造物が得られ、衣料、非衣料(例えば高性能ワイピングクロス、カーテン、椅子張りなど)、産業資材(例えば高性能フィルター、吸水材、吸油材など)などの分野に、その特長や特性を生かして応用することが出来る。特に、農業、園芸、土木、水産、機械工業、包装、家庭用品などの分野で使い捨てされるもの、自然分解することが必要な用途に極めて有用で、環境保護にも大きく貢献するものと期待される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に有用な3層並列型複合繊維の横断面の例である。
【図2】 本発明に有用な5層放射型複合繊維の横断面の例である。
【図3】 本発明に有用な9層放射型複合繊維の横断面の例である。
【図4】 本発明に有用な9層並列型複合繊維の横断面の例である。
【図5】 本発明に有用な花弁状放射型複合繊維の横断面の例である。
【図6】本発明に有用な並列型と放射型が組合わされた複合繊維の横断面の例である。
【図7】 本発明に有用な非円形放射型複合繊維の横断面の例である。
【図8】本発明に有用な非円形並列型複合繊維の横断面の例である。
【図9】 本発明に有用な中空放射型複合繊維の横断面の例である。
【図10】結晶性ポリマーのDSC曲線の例である。
【符号の説明】
1重合体[1] 2重合体[2] 3中空部
4ガラス転移によるベースラインの変化
5結晶化による発熱ピーク 6溶融による吸熱ピーク
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel splittable composite fiber capable of producing fibers and fiber structures that are naturally degradable and have excellent flexibility and a large specific surface area, and an application product thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventional synthetic fibers made of synthetic resin have a slow degradation rate in the natural environment and generate a large amount of heat during incineration, and therefore need to be reviewed from the standpoint of protecting the natural environment. For this reason, naturally degradable fibers made of aliphatic polyester are being developed, and contribution to environmental protection is expected. Some aliphatic polyesters have excellent fiber performance and are expected as new characteristic fiber materials, but fibers and fibers with various functions based on higher flexibility, special cross-sectional shape and large specific surface area. A product is desired. In response to such demands, conventional synthetic fibers are divided into split-type composite fibers, and are knitted fabrics, nonwoven fabrics, artificial leather, artificial suedes, high-performance wiping cloths, high-performance filters that excel in flexibility and gloss. Have been developed and widely used. However, split-type composite fibers have not been proposed yet in the field of fibers that decompose in a natural environment. The reason is that a combination of spinning materials (polymers) suitable for division and a division method are not yet known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is a novel composite fiber that is naturally degradable, has an improved splitting ability, can produce fibers and fiber structures having excellent flexibility and a large specific surface area, and applications thereof In providing products.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by an aliphatic polyester composite fiber that satisfies all of the following items (1), (2), (3), and (4), and an application product thereof.
(1) A crystalline polymer [1] of an aliphatic polyester having a melting point of 140 ° C. or higher, a crystalline segment (H) of an aliphatic polyester having a melting point of 140 ° C. or higher, a melting point of 120 ° C. or lower, and a glass transition point of 30 ° C. or lower. The block copolymer [2] to which the aliphatic polyester segment (S) is bonded is combined in a single fiber.
(2) One or both of the polymer [1] and the polymer [2] contain 0.05% by weight or more of the polyorganosiloxane component.
(3) In the cross section, the polymer [2] separates the polymer [1] into at least two parts.
(4) Both the polymer [1] and the polymer [2] occupy a part of the surface of the fiber.
[0005]
Here, the aliphatic polyester includes (1) a hydroxyalkyl carboxylic acid such as glycolic acid, lactic acid, and hydroxybutyl carboxylic acid, (2) an aliphatic lactone such as glycolide, lactide, butyrolactone, and caprolactone, (3 ) Aliphatic diols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, hexanediol, etc. (4) Polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene recall, polybutylene ether, copolymers thereof, (5) Diethylene glycol , Oligomers of polyalkylene ethers such as triethylene glycol, ethylene / propylene glycol, bishydroxyethoxybutane, (6) polypropylene carbonate, polybutylene carbonate , Polyalkylene carbonate glycols such as polyhexane carbonate, polyoctane carbonate, polydecane carbonate and their oligomers, (7) aliphatic such as succinic acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid A component derived from an aliphatic polyester polymerization raw material such as dicarboxylic acid as a main component, that is, 50% by weight or more (especially 60% or more), which is a homopolymer of aliphatic polyester, a block or / and random of aliphatic polyester 50% by weight or less (block or / and lander) of other components such as aromatic polyester, polyether, polycarbonate, polyamide, polyurea, polyurethane, polyorganosiloxane, etc. in the copolymerized polymer and aliphatic polyester ) Includes all copolymerized ones and / or mixed ones.
[0006]
The purpose of modifying aliphatic polyesters by copolymerization and mixing is to reduce crystallinity, lower melting point (reduction in polymerization temperature and molding temperature), improve melt flowability, impact resistance, and improve flexibility and elastic recovery. , Decrease or increase in heat resistance, glass transition temperature and heat shrinkability, friction coefficient, dyeability, improvement in hydrophilicity and water repellency, improvement in adhesion with other components, improvement or suppression of decomposability, and the like.
[0007]
In the composite fiber of the present invention, a crystalline polymer [1] of an aliphatic polyester having a melting point of 140 ° C. or higher and an aliphatic polyester block copolymer [2] having a specific structure are combined (bonded). Here, the segment is a part of the polymer molecular chain and may be called a block.
[0008]
Specific examples of preferable polymer [1] include poly L-lactic acid (melting point 175 ° C.), poly D-lactic acid (175 ° C.), polyhydroxybutyrate (180 ° C.), polyglycolic acid (230 ° C.). ), And those obtained by copolymerizing or / and mixing small amounts of other components. In general, changes in crystallinity and melting point are slow in block copolymerization, and the ratio of copolymerization components is preferably 50% or less, particularly 1 to 40%, and in most cases 1 to 30%. And the change in the melting point is remarkable, and the ratio of the copolymer component is preferably 0.5 to 20%, particularly preferably 1 to 10%. Of course, changes in the melting point and crystallinity due to copolymerization vary greatly depending on the copolymerization component, so it is necessary to pay attention to the melting endotherm and melting point of the crystal due to DSC. Changes in melting point and crystallinity due to the mixing of other components also vary considerably depending on the mixing component and mixing ratio, but are often not as significant as random copolymerization.
[0009]
The molecular weight of the polymer [1] is not particularly limited, but in many cases, it is preferably 50,000 or more, particularly preferably in the range of 70,000 to 300,000, and most preferably in the range of 80,000 to 200,000. Here, the melting point was determined by using a scanning differential calorimeter (hereinafter referred to as “DSC”) for a sample that was sufficiently stretched and / or heat-treated and dried, and a sample weight of about 10 mg, in nitrogen, at a heating rate of 10 ° C./min. The endothermic peak value temperature due to melting of the polymer crystal as measured by. FIG. 10 schematically shows a DSC curve. The figure shows an example of measurement of a quenched sample that is hardly crystallized, 4 shows the change in the baseline due to glass transition, 5 shows the exothermic peak of crystallization due to heating during measurement, and 6 shows the endothermic peak due to melting of the crystal. Show. In a sufficiently crystallized sample, the baseline change 4 and the exothermic peak 5 due to glass transition disappear and are hardly observed. In the present invention, the temperature of the minimum value (center value) of the endothermic peak 6 due to melting of the crystal is taken as the melting point, and the total endothermic amount of the endothermic peak 6 (integral value, proportional to the area of the hatched portion in FIG. 10) The endothermic amount. The glass transition point is the central temperature of the baseline change 4, but the same applies to the peak value temperature of the main dispersion of mechanical loss in the measurement of viscoelasticity. The unit of endothermic amount is Joule / gram (hereinafter referred to as J / g). When there are a plurality of melting points in a mixture or a block copolymer, the highest melting point (in the present invention) is taken as the melting point. However, if the endothermic peak at the highest temperature is negligible, for example, less than 5 J / g, and if there is a main peak at a lower temperature, for example, 20 J / g or more, the substantial melting point (polymer Extremely softening and temperature at which flow begins) may be considered the main peak. The melting endotherm is the sum of all melting endothermic peaks.
[0010]
The polymer [1] is a component having high crystallinity and low heat shrinkability. Suitable for the polymer [1] include the crystalline homopolymer and a small amount (for example, 30% or less, particularly 20% or less) of the second component or the third component to such an extent that the crystallinity is not significantly impaired. The thing which copolymerized or / and mixed the component is mentioned. From the viewpoint of the strength and heat resistance of the product obtained from the fiber of the present invention, the endothermic amount when the polymer [1] is melted needs to be 20 J / g or more, particularly preferably 30 / g or more, and more than 40 J / g. Is most preferred. In many cases, the melting endotherm of the homopolymer of the crystalline aliphatic polyester is about 50 J / g or more. Similarly, from a practical standpoint, the melting point of the polymer [1] needs to be 140 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher, particularly preferably 160 ° C. or higher, and most preferably 170 ° C. or higher.
[0011]
Polymer [2] is composed of an aliphatic polyester crystalline segment having a melting point of 140 ° C. or higher (H, hereinafter sometimes referred to as a hard segment) and an aliphatic polyester segment having a melting point of 120 ° C. or lower and a glass transition point of 30 ° C. or lower. (S, hereinafter may be referred to as a soft segment) is a block copolymer to which the polymer [1] and the polymer [2] are easily separated. However, the divided fibers become thinner. For high shrinkage, the hard segment is preferably strong and its melting point needs to be 140 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher, particularly preferably 160 ° C. or higher, and most preferably 170 ° C. or higher. On the other hand, the softer the softer the softer the segment, the greater the thermal shrinkage. In the case of crystallinity, the melting point needs to be 120 ° C or lower, preferably 100 ° C or lower, particularly preferably 90 ° C or lower, 80 or lower or non-crystalline (non-crystalline) Crystallinity) is the most preferred. For example, when treated with water at 100 ° C., the polymer [2] contracts strongly if the melting point of the soft segment is 100 ° C. or less. However, the melting point of the hard segment is 140 ° C. or higher, and the polymer [2] shrinks but does not melt. Similarly, in order to realize large shrinkage, the glass transition point of the soft segment is preferably 20 ° C. or less, particularly preferably 0 ° C. or less. When the soft segment of the polymer [2] is completely amorphous, the melting point is the same as the glass transition point. Examples of polyesters particularly suitable for the soft segment of the polymer [2] and having a melting point of 120 ° C. or lower and a glass transition point of 0 ° C. or lower include polyethylene succinate, polyethylene adipate, polyethylene sebacate, polycaprolactone, Polyethylene azelate, polyethylene decanate, polypropylene succinate, polypropylene adipate, polypropylene sebacate, polypropylene azelate, polypropylene decanate, polybutylene succinate, polybutylene adipate, polybutylene sebacate, polybutylene azelate, poly 2 to 2 carbon atoms such as butylene decanate, polyhexane succinate, polyhexane adipate, polyhexane sebacate, polyhexane azelate, polyhexane ndecanate And polyalkylene alkylates and their components (random and block) copolymer having a linear or a branched alkyl group of degree. In addition, a polyester ether in which an oligomer of a polyalkylene glycol such as diethylene glycol, triethylene glycol, or ethylene / propylene glycol and an aliphatic dicarboxylic acid is combined is also preferable as the soft segment.
[0012]
In general, homopolymers are often crystalline, but the soft segment (S) of the block copolymer [2] may be reduced in crystallinity or become amorphous by copolymerization of two or more of them. I can do it. Although the molecular weight of a soft segment is not specifically limited, For example, 1000-150,000, especially 2000-100,000 are preferable, and 5000-50,000 are the most preferable. In order to further soften the soft segment, a plasticizer or the like may be added.
[0013]
The hard segment (H) of the polymer [2] is a high-melting crystalline segment. Examples of such a high melting point aliphatic polyester are as described above. To strengthen this type of hard segment, it is necessary to have high crystallinity. To maintain crystallinity, homopolymers are the most preferable, and the amount of the second component is suppressed even in the case of modification by copolymerization or mixing. For example, the amount of the second component is preferably 20% or less, particularly preferably 10% or less, and most preferably 5% or less. The molecular weight of the hard segment is not particularly limited, but is preferably 5000 to 200,000, particularly preferably 8000 to 100,000, and most preferably 10,000 to 50,000.
[0014]
The hard segment (H) and soft segment (S) of the polymer [2] are combined to form a block copolymer. The bonding method is not particularly limited and may be a normal chemical bond. For example, an ester bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, or the like may be used. For example, a hard segment may be formed by reacting (polymerizing) lactide or glycoride to a low melting point aliphatic polyester for soft segment having a hydroxyl group at the terminal. In addition, both a soft segment polyester having a hydroxyl group at the terminal and a hard segment polyester may be reacted with a dicarboxylic acid anhydride or a halide to succeed. In these cases, the seam is an ester bond. It is also possible to react diisocyanate with the terminal hydroxyl group and connect it with a urethane bond. The weight ratio of the hard segment (H) and the soft segment (S) of the polymer [2] is not particularly limited because it differs depending on each component, but the fiber strength, elastic modulus, heat resistance, heat shrinkability, etc. are preferable. In order to obtain a range, this ratio is preferably in the range of 2/8 to 8/2, more preferably in the range of 3/7 to 7/3, and most preferably in the range of 4/6 to 6/4. The harder the hard segment and the softer the soft segment, the more effective each is.
[0015]
The molecular weight of the polymer [2] is not particularly limited, but in many cases is preferably 50,000 or more, particularly preferably 70,000 to 300,000, and most preferably in the range of 80 to 200,000.
[0016]
The first factor that the composite fiber of the present invention can be divided (peeled) relatively easily is that the difference between the heat shrinkage force and / or the shrinkage rate of the polymer [1] and the polymer [2] is large. It is. The shrinkage ratio of the polymer [1] with boiling water is preferably 20% or less, particularly preferably 15% or less, and most preferably 10% or less. Similarly, the shrinkage of the polymer [2] is preferably 20% or more, particularly preferably 30% or more, and most preferably 40% or more. The difference in shrinkage between the polymer [1] and the polymer [2] is preferably 10% or more, particularly preferably 20% or more, and most preferably 30% or more. In general, the more soft segments (low melting point components) in the polymer [2], the greater the shrinkage. According to the explanation so far, the polymer [1] and the polymer [2] can be selected to easily realize a sufficient difference in shrinkage.
[0017]
The second factor that the composite fiber of the present invention can be divided relatively easily is that one or both of the polymer [1] and the polymer [2] contains a polyorganosiloxane component, and therefore the mutual adhesiveness is low. It is. The polyorganosiloxane has a side chain of an alkyl group or / and an aryl group, and examples thereof include polydimethylsiloxane, polymethylethylsiloxane, polydiethylsiloxane, polymethylphenylsiloxane, and polydiphenylsiloxane. Is most preferred. The more the polyorganosiloxane component in the polymer, the lower the adhesion between the polymer [1] and the polymer [2] and the easier the peeling. The content of at least one polyorganosiloxane component of both polymers must be 0.05% by weight or more, preferably 0.1% or more, particularly preferably in the range of 0.3 to 8%, 0.5% A range of ˜5% is most widely used. In particular, the polyorganosiloxane component is preferably contained in the polymer [2] in a larger amount than the polymer [1] or is used only in the polymer [2]. Methods for incorporating the polyorganosiloxane into the polymer [1] or / and the polymer [2] include a copolymerization method and a mixing method. In the copolymerization method, polyorganosiloxane having a hydroxyl group at the terminal and an aliphatic polyester polymerization raw material such as lactide or glycolide may be reacted (polymerized), mixed with an aliphatic polyester having a hydroxyl group at the terminal, for example, dicarboxylic acid. An anhydride, dicarboxylic acid halide, diisocyanate and the like may be reacted to bond them together. For example, a prepolymer (having an isocyanate group) obtained by reacting an equimolar diisocyanate with a polysiloxane terminal hydroxyl group can be mixed and reacted with an aliphatic polyester having a hydroxyl group. However, the copolymerization method has a difficult problem that a very small amount of silicon compound is uniformly mixed and reacted with a large amount of aliphatic polyester.
[0018]
The mixing method is a method in which polyorganosiloxane is mixed with aliphatic polyester, but both have poor mutual affinity, and it is quite difficult to mix uniformly. One method of improving affinity is the application of surfactants. Another method is a method using a block copolymer of an aliphatic polyester and a polyorganosiloxane. The method for producing the block copolymer of the aliphatic polyester and the polyorganosiloxane is as described above, and it is relatively easy and most practical to mix the separately prepared block copolymer into the aliphatic polyester. is there. Producing this block copolymer separately is relatively easy because it requires a small amount and can be applied with special devices and methods such as powerful stirring devices, ultrasonic devices, surfactants and the like. In this case, the ratio of the polyorganosiloxane component in the block copolymer of aliphatic polyester and polyorganosiloxane is preferably 5 to 95%, particularly preferably 10 to 90%, and most preferably 20 to 80%. Used. This block copolymer can be used as a dispersant (surfactant) when polyorganosiloxane is dispersed (mixed) in an aliphatic polyester, has a wide range of applications, and is particularly useful in the present invention.
[0019]
In the fiber cross section of the present invention, the polymer [2] separates the polymer [1] into at least two parts (hereinafter sometimes referred to as layers), and both components occupy part of the fiber surface. Need to be. With this composite structure, the fiber of the present invention can be divided into a plurality of pieces, and a fiber having a special cross section with a small fineness can be obtained. As the number of layers of the polymer [1] in the single fiber increases, a finer fiber having a larger specific surface area can be obtained. The number of divisions needs to be 2 or more, and about 3 to 20 is most widely used. Those having a division number of about 3 to 10 are suitable for dresses, blouses, women's underwear, etc., and those having 4 to 20 are ultra-fine fibers such as ultra-high density knitted fabric, nonwoven fabric, artificial suede, artificial leather, filter, Suitable for wiping cloth and the like.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 9 show a cross section of a composite fiber suitable for the present invention. In the figure, 1 is a polymer [1], 2 is a polymer [2], and 3 is a hollow part. FIG. 1 shows an example of a three-layer parallel type and a three-part split type. The parallel type refers to a structure in which both components are arranged alternately. FIG. 2 is an example in which the polymer [1] is divided into four layers by the layer of the radial polymer [2]. The radial type means that one component, for example, the polymer [2] is in a radial form. 3 is a nine-layer radiation type, FIG. 4 is a nine-layer multiple parallel type, FIG. 5 is a petal-like nine-layer radiation type, FIG. 6 is a combination of a radial type and a multiple parallel type, and FIG. 8 is an example of a modified multiple parallel type, and FIG. 9 is an example of a hollow radiation type. In addition to FIGS. 1-9, a wide variety of combinations are possible according to the present invention. In addition to the polymer [1] and the polymer [2], a third component may be combined. For example, a third polymer may be disposed in place of the hollow portion in FIG. A composite structure in which one component occupies the entire surface of the fiber, such as a core-sheath type or a sea-island type, cannot be used in the present invention.
[0021]
The composite ratio (cross-sectional area ratio) between the polymer [1] and the polymer [2] is not particularly limited, and may be arbitrarily selected according to the purpose. In many cases, the composite ratio is preferably in the range of 20/1 to 1/5, and the range of 10/1 to 1/2 is widely used. That is, those having a larger ratio of the low shrinkage component 1 than the high shrinkage component 2 are often suitable, and the composite ratio is most widely used in the range of 10/1 to 1/1.
[0022]
The cross section of the fiber of the present invention can be arbitrarily selected from a circular shape, an oval shape, a flat shape, a gourd shape, a polygonal shape, a multi-leaf shape, and other various non-circular shapes (an irregular shape) and a hollow shape. Similarly, the single yarn fineness (before division) is also arbitrarily selected according to the purpose of use, but usually 0.5 to 50 denier, particularly 1 to 30 denier is preferably used, and 1.5 to 20 denier. Is the most widely used.
[0023]
The fiber of the present invention can be produced by complex-spinning the polymer (1) and the polymer (2) by melt, wet, dry, dry-wet or other methods. In particular, melt spinning is preferable because of its high efficiency. For example, melt spinning can be performed at a low speed of a winding speed of 500 to 2000 m / min, a high speed spinning of a winding speed of 2000 to 5000 m / min, or an ultra-high speed spinning of a winding speed of 5000 m / min or more. Or heat treatment. In general, stretching is performed about 3 to 6 times for low speed spinning and about 1.5 to 2.5 times for high speed spinning, and stretching is unnecessary or about 2 times or less for ultra high speed spinning. A so-called spin draw method in which spinning and drawing are continuously performed can also be preferably applied.
[0024]
Similarly, methods such as a melt blow method, a flash spinning method, and a spun bond method in which the polymer (1) and the polymer (2) are combined and spun from an orifice and simultaneously made into a nonwoven fabric can be applied.
[0025]
The composite fiber of the present invention can be in any form such as continuous filament, monofilament, multifilament, cut staple and the like. Among the composite fibers of the present invention, those having a large silicon component and particularly weakened mutual adhesiveness between components may be peeled off or cracked only by stretching. If it heats or swells, peeling and division further progress. When the peelability is weak, a mechanical method such as false twisting, kneading, or hitting may be applied as necessary in addition to heating and swelling. Although a method of dissolving and removing the polymer [2] with a solvent can be applied, the peeling method is preferred because there is no weight loss. In general, during fiber production or processing into a knitted fabric, it is often preferable to suppress the peeling to a latent level, and after making into a knitted fabric or the like, completely peel and divide, for example, in a dyeing finishing process. This is because extra fine fibers and extra extra fine fibers are easily cut due to friction in manufacturing and processing steps and often cause trouble.
[0026]
The composite fiber of the present invention includes various pigments, dyes, colorants, water repellents, water absorbents, flame retardants, stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, metal particles, inorganic compound particles, crystal nucleating agents, lubricants, plastics. Agents, antibacterial agents, fragrances and other additives can be mixed.
[0027]
The fibers of the present invention can be used alone or in combination with other fibers to produce yarns, strings, ropes, knitted fabrics, woven fabrics, non-woven fabrics, paper, composite materials and other structures. When mixed with other fibers, it is particularly preferable to use a mixture with natural organic fibers such as cotton, wool and silk, and natural degradable fibers such as aliphatic polyester fibers, since a completely natural degradable product can be obtained.
[0028]
【Example】
In the following examples,% and parts are by weight unless otherwise specified. The molecular weight of the aliphatic polyester is a weight average value of dispersion of polymer components excluding components having a molecular weight of 1000 or less in GPC analysis of a 0.1% chloroform solution of a sample.
[0029]
[Example 1]
3 parts of polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 8000 and hydroxyl groups at both ends, 98 parts of L-lactide, 100 ppm of tin octylate, and 10 parts of Ciba Geigy's antioxidant Irganox 1010 were mixed in a nitrogen atmosphere at 188 °. Polymerized by stirring and stirring in a twin-screw extruder for 15 minutes at C, extruded from the die, formed into a cooling chip, treated in a nitrogen atmosphere at 140 ° C for 4 hours (solid-phase polymerization), and acetone containing 0.1% hydrochloric acid. Washing was followed by washing 5 times with acetone and then drying to obtain a block copolymer P1 of polylactic acid and PEG. Polymer P1 has a molecular weight of 148,000, a PEG component content of about 3%, a melting point of 174 ° C., a melting endotherm of 55 J / g when fully oriented and crystallized, and a melting point and crystallinity of polylactic acid homopolymer. Although it is almost the same as a polymer, it is excellent in melt fluidity and stretchability, is easy to perform melt composite spinning, and the shrinkage ratio of the drawn yarn with boiling water is often about 10 to 15%.
[0030]
Random copolymer of polybutylene succinate and polybutylene adipate having a molar ratio of 4/1, both ends having hydroxyl groups, molecular weight 125,000, melting point 93 ° C. 25 parts, L-lactide 76 parts, tin octylate 80 ppm was mixed and polymerized in the same manner as the polymer P1 to obtain a block copolymer P2 of about 3/1 of polylactic acid and polybutylene succinate / adipate. The polymer P2 has a molecular weight of 17,000, two melting endothermic peaks by DSC, and its melting point and melting endotherm are 168 ° C. (36 J / g) and 86 ° C. (6.5 J / g), respectively. Presumably corresponding to the polybutylene succinate / adipate copolymer segment, the melting point (typical) of this polymer is 168 ° C. In many cases, the shrinkage ratio of the drawn yarn obtained from the polymer P2 with boiling water is about 30 to 70%. 1 mol of octyl alcohol and 100 ppm of tin octylate are mixed with 1 mol of L-lactide and polymerized in the same manner as polymer P1, and polylactic acid having a hydroxyl group at one end and a molecular weight of 6700 is obtained as polymer P3. To do. After equimolar hexane diisocyanate is mixed and reacted with polymer P3 melted at 180 ° C., the resulting prepolymer having an isocyanate group at one end is mixed with a polydimethylsiloxane having a hydroxyl group at one end and a molecular weight of 5500, etc. The resulting mixture was melt mixed with a 180 ° C. twin screw extruder and then reacted for 30 minutes while passing through a static mixer having an element 120. A block copolymer of polylactic acid / polydimethylsiloxane = about 55/45 was obtained. The polymer is designated as polymer P4.
[0031]
While polymer P2 is melted and sent at 220 ° C., 3% of polymer P4 melted at 220 ° C. is mixed with it, and further mixed in a Kenix type static mixer with 60 elements, and then supplied to the composite spinneret by a metering pump. did. On the other hand, the polymer P1 is melted at 220 ° C. with a screw extruder and supplied to the composite spinneret with a metering pump, the polymer P1 is component 1, the polymer P2 / polymer P4 mixture is component 2, and the composite ratio is 4/1 (volume). 2), it is spun from an orifice having a diameter of 0.20 mm, wound in air, wound at a speed of 1500 m / min while being oiled, and stretched 3.9 times at 80 ° C. Subsequently, heat treatment was performed at 100 ° C. under tension, and a 75 denier / 25 filament drawn yarn F1 was obtained.
[0032]
For comparison, polymer P1 and polymer P2 are used (without using a silicon compound), and a composite fiber obtained in the same manner as the drawn yarn F1 is hereinafter referred to as drawn yarn F2 (comparative example). A circular knitted fabric was produced by using the drawn yarn F1, put into boiling water, boiled for 15 minutes, taken out, dried, and contacted with a rotating roll wound with sandpaper to obtain a raised knitted fabric K1. The napped fibers in the knitted fabric K1 obtained from the fibers of the present invention were almost divided, and the knitted fabric had a very soft touch. Similarly, the raised fibers in the raised knitted fabric K2 obtained by boiling, drying and raising the knitted fabric obtained from the drawn yarn F2 of the comparative example are hardly divided, and the knitted fabric K2 has a hard touch. .
[0033]
[Example 2]
Polylactic acid / polycaprolactone obtained by reacting 76 parts of L-lactide with 25 parts of polycaprolactone having a molecular weight of 128,000 and a melting point of 60 ° C. One block copolymer is designated P5. Polymer P5 has a molecular weight of 103,000, its melting point and melting endotherm by DSC are 166 ° C. (35 J / g) and 52 ° C. (6.6 J / g), and its melting point (representative value) is 166 ° C. In many cases, the contraction of the drawn yarn with boiling water is about 30 to 70%. Similar to the composite fiber F1 of Example 1, except that the composite fiber obtained by using the polymer P5 instead of the polymer P2 is F3. Raised knitted fabric K3 was obtained using composite fiber F3 in the same manner as raised knitted fabric K1 of Example 1 below. The brushed knitted fabric K3 according to the present invention was composed of fine fibers with split nappings and had a very soft feel.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, a composite fiber which can be decomposed in a natural environment and can be divided by heating or mechanical means has been obtained for the first time. From the fibers of the present invention, extremely soft and high-performance knitted fabrics, non-woven fabrics, artificial suedes, artificial leather and other fiber structures can be obtained. It can be applied to the field of materials (for example, high-performance filters, water-absorbing materials, oil-absorbing materials, etc.) taking advantage of its features and characteristics. In particular, it is expected to contribute greatly to environmental protection as it is extremely useful for items that are disposable in the fields of agriculture, horticulture, civil engineering, fisheries, machinery industry, packaging, household goods, and other applications that require natural decomposition. The
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a cross section of a three-layer parallel type composite fiber useful in the present invention.
FIG. 2 is an example of a cross section of a five-layer radial conjugate fiber useful in the present invention.
FIG. 3 is an example of a cross section of a nine-layer radial conjugate fiber useful in the present invention.
FIG. 4 is an example of a cross section of a 9-layer parallel composite fiber useful in the present invention.
FIG. 5 is an example of a cross section of a petal-like radial conjugate fiber useful in the present invention.
FIG. 6 is an example of a cross section of a composite fiber in which a parallel type and a radial type useful for the present invention are combined.
FIG. 7 is an example of a cross section of a non-circular radial conjugate fiber useful in the present invention.
FIG. 8 is an example of a cross section of a non-circular side-by-side composite fiber useful in the present invention.
FIG. 9 is an example of a cross section of a hollow radiating conjugate fiber useful in the present invention.
FIG. 10 is an example of a DSC curve of a crystalline polymer.
[Explanation of symbols]
1 Polymer [1] 2 Polymer [2] 3 Hollow portion 4 Baseline change due to glass transition 5 Exothermic peak due to crystallization 6 Endothermic peak due to melting

Claims (4)

下記の項目(1)、(2)、(3)及び(4)の全てを満足する脂肪族ポリエステル系複合繊維。
(1)融点140℃以上の脂肪族ポリエステルの結晶性重合体[1]と、融点140℃以上の脂肪族ポリエステルの結晶性セグメント(H)と融点120℃以下且つガラス転移点が30℃以下の脂肪族ポリエステルセグメント(S)とが結合されているブロック共重合体[2]とが、単繊維内で複合されている。
(2)重合体[1]と重合体[2]の一方または双方が、ポリ有機シロキサン成分を0.05重量%以上含有する。
(3)横断面において、重合体[2]が重合体[1]を少なくとも2つの部分に分離している。
(4)重合体[1]と重合体[2]の双方が、繊維の表面の一部を占める。
An aliphatic polyester composite fiber satisfying all of the following items (1), (2), (3) and (4).
(1) A crystalline polymer [1] of an aliphatic polyester having a melting point of 140 ° C. or higher, a crystalline segment (H) of an aliphatic polyester having a melting point of 140 ° C. or higher, a melting point of 120 ° C. or lower, and a glass transition point of 30 ° C. or lower. The block copolymer [2] to which the aliphatic polyester segment (S) is bonded is combined in a single fiber.
(2) One or both of the polymer [1] and the polymer [2] contain 0.05% by weight or more of the polyorganosiloxane component.
(3) In the cross section, the polymer [2] separates the polymer [1] into at least two parts.
(4) Both the polymer [1] and the polymer [2] occupy a part of the surface of the fiber.
脂肪族ポリエステルの結晶性重合体[1]が、「ポリ乳酸、ポリ3−ヒドロキシブチレート、ポリグリコリド及びそれらを主成分とする変性ポリエステル」の群から選ばれたものであり、ポリ有機シロキサン成分が「アルキル基及びアリール基」の群から選ばれたすくなくとも1種の基をもつポリシロキサンである、請求項1記載の複合繊維。The crystalline polymer [1] of the aliphatic polyester is selected from the group of “polylactic acid, poly-3-hydroxybutyrate, polyglycolide and modified polyester containing them as a main component”, and a polyorganosiloxane component The composite fiber according to claim 1, wherein is a polysiloxane having at least one group selected from the group of "alkyl group and aryl group". 複合構造が、「放射型、並列型、及びそれらの組合わせ」の群から選ばれたものである、請求項1記載の複合繊維。The composite fiber according to claim 1, wherein the composite structure is selected from the group of “radiation type, parallel type, and combinations thereof”. 請求項1〜3記載の複合繊維を少なくとも一部に用い、且つ該複合繊維を分割したものである繊維および繊維構造物。A fiber and a fiber structure, wherein the composite fiber according to claim 1 is used at least in part and the composite fiber is divided.
JP11924696A 1996-05-14 1996-05-14 Naturally degradable composite fiber and its application products Expired - Fee Related JP3694101B2 (en)

Priority Applications (17)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11924696A JP3694101B2 (en) 1996-05-14 1996-05-14 Naturally degradable composite fiber and its application products
US09/180,628 US6174602B1 (en) 1996-05-14 1997-05-12 Spontaneously degradable fibers and goods made thereof
EP97918408A EP0905292B1 (en) 1996-05-14 1997-05-12 Spontaneously degradable fibers
EP04023800A EP1520918B1 (en) 1996-05-14 1997-05-12 Spontaneously degradable fibers
CNB971945241A CN1159476C (en) 1996-05-14 1997-05-12 Spontaneously degradable fibers and goods made by using the same
CNB2004100492695A CN1311113C (en) 1996-05-14 1997-05-12 Spontaneously degradable fibers and goods made thereof
DE69737075T DE69737075T2 (en) 1996-05-14 1997-05-12 Spontaneously degradable fibers
DE69731290T DE69731290T2 (en) 1996-05-14 1997-05-12 SPONTANEABLE FIBERS
PCT/JP1997/001588 WO1997043472A1 (en) 1996-05-14 1997-05-12 Spontaneously degradable fibers and goods made by using the same
TW86106390A TW396220B (en) 1996-05-14 1997-05-13 Fiber, composite fiber, and fiber aggregate
HK99103514A HK1018633A1 (en) 1996-05-14 1999-08-13 Spontaneously degradable fibers.
US09/713,033 US6322887B1 (en) 1996-05-14 2000-11-16 Spontaneously degradable fibers and goods made thereof
US09/938,578 US6440556B2 (en) 1996-05-14 2001-08-27 Spontaneously degradable fibers and goods made thereof
US10/187,280 US6579617B2 (en) 1996-05-14 2002-07-08 Spontaneously degradable fibers and goods made thereof
US10/426,797 US6844062B2 (en) 1996-05-14 2003-05-01 Spontaneously degradable fibers and goods made thereof
US10/863,775 US6844063B2 (en) 1996-05-14 2004-06-09 Spontaneously degradable fibers and goods made thereof
HK05108787A HK1074653A1 (en) 1996-05-14 2005-10-04 Spontaneously degradable fibers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11924696A JP3694101B2 (en) 1996-05-14 1996-05-14 Naturally degradable composite fiber and its application products

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09302530A JPH09302530A (en) 1997-11-25
JP3694101B2 true JP3694101B2 (en) 2005-09-14

Family

ID=14756588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11924696A Expired - Fee Related JP3694101B2 (en) 1996-05-14 1996-05-14 Naturally degradable composite fiber and its application products

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3694101B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4514977B2 (en) * 2000-03-16 2010-07-28 株式会社クラレ Composite fiber, hollow fiber, and method for producing hollow fiber using the composite fiber
JP5155643B2 (en) * 2007-12-03 2013-03-06 三井化学株式会社 Polylactic acid resin, polylactic acid resin composition, and molded article thereof
KR102126727B1 (en) * 2018-03-29 2020-07-07 이혜영 Lustering method for car

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09302530A (en) 1997-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1520918B1 (en) Spontaneously degradable fibers
JP4661266B2 (en) Synthetic fiber and fiber structure comprising the same
JP3694101B2 (en) Naturally degradable composite fiber and its application products
JP3694102B2 (en) Naturally degradable composite fiber and its application products
JP3694103B2 (en) Naturally degradable composite fiber and its application products
JP3694117B2 (en) Self-adhesive composite fiber and its application products
JP3261028B2 (en) Self-adhesive composite fiber
JP3683048B2 (en) Naturally degradable fiber assembly
JP2000054228A (en) Polyamide-based conjugate fiber
JP3694100B2 (en) Spontaneous crimpable composite fiber
JPH11293519A (en) Biodegradable continuous filament and its production
JPH09209222A (en) Spontaneously decomposable composite yarn and its product
JP2628502B2 (en) Composite elastic yarn and method for producing the same
JP3694118B2 (en) Spontaneous crimpable composite fiber
JP3683037B2 (en) Naturally degradable composite yarn and its products
JPH09209216A (en) Self-crimping conjugate fiber
JPH11302926A (en) Polyester-based conjugate fiber
JP3683036B2 (en) Naturally degradable composite yarn and its products
JP2000054227A (en) Polyolefin-based conjugate fiber
TW396220B (en) Fiber, composite fiber, and fiber aggregate
JPS6221820A (en) Polyurethane based multicomponent fiber
JPH11293518A (en) Biodegradable staple fiber and its production
JP2005029644A (en) Polyester resin for latently crimpable fiber and latently crimpable polyester conjugated fiber using the same
JP2003342837A (en) Latently crimpable polylactic acid conjugate fiber
JP2008214831A (en) Polyester conjugate fiber

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050524

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050623

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S202 Request for registration of non-exclusive licence

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R315201

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080701

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080701

Year of fee payment: 3

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080701

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080701

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090701

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100701

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110701

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110701

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120701

Year of fee payment: 7

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120701

Year of fee payment: 7

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120701

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130701

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees