JP4294814B2 - Polylactic acid flat yarn - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性を有する乳酸系ポリマーを主成分とした熱可塑性ポリマーからなり、現行の織機で連続製織可能であり、長期間の使用でも優れた強度を保持し、かつ、廃棄後すみやかに分解され、自然環境下に蓄積することのないフラットヤーンに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、海岸や河川岸側に使用される土のう袋や廃材を入れるフレコンバッグは、古くからポリエチレンやポリプロピレンといった素材から構成されている。これら素材からなる土のう袋やフレコンバッグは、機械的物性に優れ、しかも非常に安価であるため多量に使用されているが、一旦その使命を終え廃棄処分をする際には、内容物を分離しなければならず、手間とコストが非常にかかるという問題があった。
また、これら問題を解決するために、特許第2808192号には、生分解性プラスチックを用いた土のう袋などが例示されている。しかし、上記特許の生分解性プラスチックは、微生物生産のポリエステルからなるプラスチックであるため、分解速度が速く、使用期間が6週間以内と極めて短期間であり、短期間での使用には十分耐えられるものの、ある程度長期にわたり使用される土のう袋などには、不向きであった。
また、近年、微生物分解性脂肪族ポリエステルを用いて押出成形することによりフラットヤーンを得、製袋工程を経て、生分解性の土のう袋やフレコンバッグを作製する試みもなされているが、フラットヤーンの引張強度および結節強度が低く、製袋時の切断が多く、生産ロスが非常に高いことに加え、微生物分解型であるため、短・中期の使用には適するが、長期使用には不向きといった問題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、生分解性を有し、現行の織機で連続製織可能で、長期間の使用でも優れた強度を保持したフラットヤーンを提供しようとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究の結果、特定の複屈折を有し、主成分がポリ乳酸である1軸延伸フィルムをスリットして得たフラットヤーンは、現行の織機で安定して製織可能であることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、滑剤を含有する主としてポリ乳酸からなる1軸延伸フィルムを用いたフラットヤーンであって、該フラットヤーンは、ポリ乳酸と実質的に非相溶である生分解性脂肪族ポリエステルを5〜20重量%含有し、該フラットヤーンの相対粘度が1.8以上、複屈折が0.035以下であることを特徴とする土壌分解性ポリ乳酸系フラットヤーンである。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のフラットヤーンは、滑剤を含有する主としてポリ乳酸から構成される。ポリ乳酸の構成割合は75重量%以上であることが好ましい。ポリ乳酸成分が75重量%未満では、フラットヤーンに必要な強度が低下する。
ポリ乳酸は、乳酸の構造単位がL−乳酸であるポリL−乳酸、構造単位がD−乳酸であるポリD−乳酸、さらにはL−乳酸とD−乳酸の共重合体であるポリDL−乳酸、またはこれらの混合体であり、数平均分子量は9万〜11万である。
また、本発明の目的から外れない範囲でポリ乳酸に少量の共重合成分を含有していてもよく、共重合成分としては、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸成分、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸成分、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、ビスフェノールSのアルキレンオキシド付加物等のグリコール成分、4−ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロラクトン等のヒドロキシカルボン酸成分が挙げられる。
【0006】
本発明において、フラットヤーンは滑剤を含有していることが必要である。すなわち、ポリ乳酸の1軸延伸フィルムは、そのままでは滑り性に劣ると共に、縦割れ(フィブリル化)が激しく、織機におけるフラットヤーンの送りがスムーズにいかず、製織工程時の操業性を悪化させる場合があるため、フラットヤーンの滑り性向上とフィブリル化防止のために、滑剤を添加する。
滑剤としては、特に限定されないが、例えば、シリカ、タルク、炭酸カルシウムなどの無機物系滑剤、流動パラフィン、マイクロクリスタリンワックス、天然パラフィン、合成パラフィン、ポリエチレンなどの脂肪族炭化水素系滑剤、ステアリン酸、ラウリル酸、ヒドロキシステアリン酸、硬化ひまし油などの脂肪酸系滑剤、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ラウリン酸アミド、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、エチレンビスラウリン酸アミドなどの脂肪酸アミド系滑剤、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムなどの炭素数12〜30の脂肪酸金属塩である金属石鹸系滑剤、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなどの多価アルコールの脂肪酸(部分)エステル系滑剤、ステアリン酸ブチルエステル、モンタンワックスなどの長鎖エステルワックスなどの脂肪酸エステル系滑剤、またはこれらを複合した複合滑剤などが挙げられ、特に無機滑剤と有機滑剤の併用は好ましく、具体的には、シリカとエルカ酸アミドあるいはシリカとエルカ酸アミドとステアリン酸アルミニウムなどの併用が好ましい。
【0007】
滑剤の添加には、マスターバッチにより添加する方法や直接添加する方法、あるいは、予めポリ乳酸と実質的に非相溶な生分解性脂肪族ポリエステル中に分散させておき、これをポリ乳酸に添加する方法があり、また、これらの方法を併用することもできる。特に、この両方法を併用して滑剤を添加する場合、マトリックスであるポリ乳酸中に分散した滑剤が与える滑り効果に加え、ポリ乳酸中にミクロ分散した非相溶の樹脂中の滑剤がさらに滑り性を向上させるため好ましい。また、ポリ乳酸にマスターバッチや直接添加される滑剤とポリ乳酸と実質的に非相溶な生分解性脂肪族ポリエステル中に分散させる滑剤とは、同種であっても異なっていてもよい。
滑剤の添加量は、ポリ乳酸と実質的に非相溶な生分解性脂肪族ポリエステルに含有する滑剤量を含め、フラットヤーンの0.5〜5重量%が好ましい。滑剤添加量が0.5重量%未満では、実質的に効果がなく、5重量%を超えるとフィルム製膜時にパック圧が上昇するといった製造トラブルを招くため好ましくない。
【0008】
本発明において、フィブリル化防止やフィルムおよびフラットヤーンに粘りを付与するために、ポリ乳酸と実質的に非相溶である生分解性脂肪族ポリエステルを配合することが必要である
ポリ乳酸と実質的に非相溶である生分解性ポリエステルの具体例としては、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸を縮合して得られる脂肪族ポリエステル、環状ラクトン類を開環重合した脂肪族ポリエステル、合成系脂肪族ポリエステルなどが挙げられる。
脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸を縮合して得られる脂肪族ポリエステルは、脂肪族ジオールであるエチレングリコール、1,4−ブタンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールなどと、脂肪族ジカルボン酸であるコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデカン二酸などの中から、それぞれ1種類以上選んで縮合重合して得られる。
必要に応じてイソシアネート化合物などでジャンプアップして所望のポリマーを得ることができる。
環状ラクトン類を開環重合した脂肪族ポリエステルとしては、環状モノマーであるε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトンなどが代表的に挙げられ、これらから1種類以上選ばれて重合される。
合成系脂肪族ポリエステルとしては、環状酸無水物とオキシラン類、例えば、無水コハク酸とエチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどとの共重合体などが挙げられる。
生分解性脂肪族ポリエステルとして特に好ましく用いられるのは、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸を縮合して得られる脂肪族ポリエステルであり、その具体例としては、ポリエチレンアジペート、ポリプロピレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヘキシルアジペート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペートなどが挙げられる。
【0009】
ポリ乳酸と実質的に非相溶な生分解性脂肪族ポリエステルを配合することにより、フラットヤーンにしっとり感と粘りを与え、収束性を向上させ、フィブリル化を起こりにくくするとともに、フラットヤーンの結節強度が向上する効果もある。生分解性脂肪族ポリエステルの配合量は、フラットヤーンの5〜20重量%が必要である。生分解性脂肪族ポリエステルの配合量が5重量%未満であると、得られるフラットヤーンにしっとり感と収束性を付与できず、フィブリル化が激しくなる。また20重量%を超えると、ポリ乳酸の良好な機械的特性が損なわれる。
【0010】
本発明のポリ乳酸系フラットヤーンには、本発明の目的を損なわない範囲において、滑剤の他にアンチブロッキング剤、および制電、難燃、耐光、防汚、紫外線防止、可塑剤等の機能性の付与を目的とした添加剤、艶消剤、顔料等を配合しても差し支えない。
【0011】
本発明のフラットヤーンの相対粘度は、少なくとも1.8以上、好ましくは1.95以上であることが必要である。ここでいう相対粘度とは、溶媒としてフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(重量比1/1)の混合溶媒を用い、温度20℃、濃度0.5g/dlの条件で測定した溶液粘度をいう。フラットヤーンの相対粘度が1.8に満たない場合は、フラットヤーンの引張強度が低く、製織時に切断し、好ましくない。
【0012】
本発明のフラットヤーンで重要な特性は、フィルムの複屈折である。複屈折は0.035以下、好ましくは0.033以下であることが必要である。ここでいう複屈折は、偏光顕微鏡を用いたレターデーション法で測定する。複屈折が0.035を超えると、配向が進んでいるためにトラバースによる紙管での巻き取り時にフラットヤーンがこすれて縦割れ(フィブリル化)を起こし、製織工程においてフィブリル化が原因で切断し、操業性が著しく悪化するため好ましくない。
【0013】
また、本発明のフラットヤーンは繊度が500〜6000デシテックス、引張強度が2.2cN/dtex以上、かつ、結節強度が2.2cN/dtex以上であることが好ましい。
フラットヤーンの繊度が500デシテックスよりも小さいと、絶対強力が不足し、織機における製織工程中にフラットヤーンが引きちぎれてしまうとともに、仮に製袋できたとしても袋としての強力が低く、作業中に破袋してしまう恐れがあるため好ましくない。一方、6000デシテックスを超えると、織機の規格に合わず製織できないことがある。また、結節強度が2.2cN/dtex未満であると、織機での製織工程において、フラットヤーンが切断してしまう。
フィルムの厚さや幅は特に限定されないが、製織するときの作業性や、必要強度を考えて上記繊度の範囲に入るよう設計すればよい。
【0014】
本発明のポリ乳酸系フラットヤーンの材料として用いられるポリ乳酸系フィルムを製膜する方法としては、例えば、溶融キャスト法、溶融押出法、カレンダー法などの方法を用いることができるが、工業的には溶融押出法が一般的である。
溶融押出法としては、公知のTダイ法、インフレーション法などを適用することができる。押出温度は、170〜250℃、好ましくは、190〜230℃の範囲である。成形温度が低すぎると、製膜成形が不安定となり、高すぎるとポリ乳酸が分解して、得られるフィルムの強度が低下したり、着色するなどの問題が発生し好ましくない。
本発明におけるポリ乳酸系フィルムは、1軸延伸することが必要である。2軸延伸フィルムから得られるフラットヤーンでは、分子が縦横に配向しているため、横方向に亀裂が少しでも存在すると、容易に切断し、製織工程時の切断多発に通ずるため好ましくない。1軸延伸する場合には、縦方向に4〜8倍延伸することが好ましい。延伸倍率が低すぎると、延伸斑を生じるだけでなく、十分に満足しうる強度を有するフィルムが得難く、また、高すぎると分子配向して複屈折が高くなり、トラバースによる縦割れ(フィブリル化)が多発するため好ましくない。
延伸温度は、用いるポリ乳酸のガラス転移温度(Tg)以上、(Tg+65)℃以下の範囲が好ましい。延伸温度がTg未満では延伸が困難であり、(Tg+65)℃を超えると延伸による強度向上が認められないことがある。また、耐熱性および寸法安定性を増すために延伸後、緊張下で70℃以上、融点未満の温度で熱処理を行ってもよい。
本発明のフラットヤーンは、現行の織機で製織し、土のう袋やフレコンバッグなどに容易に加工できる。また、これらフラットヤーンからなる土のう袋やフレコンバッグは、長期間の使用に耐え、その役割を終えると例えば、蒸気を使用して高温多湿環境下にしたり、アルカリ散布などによる人為的および積極的方法により分解を促進でき、廃棄後自然界環境下に蓄積することはない。
【0015】
【実施例】
次に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
なお、実施例及び比較例において用いた各物性値の測定法は次の通りである。
(1)フラットヤーンの引張強度、結節強度:JIS Z 1533に準じて測定した。
(2)織布の引張強力:JIS Z 1096に準じて測定した。
【0016】
実施例1
数平均分子量が10万でD%が1モル%のポリ乳酸(カーギル・ダウ・ポリマーズ社製、ECOPLA)90重量%に対し、シリカとエルカ酸アミドを各々5重量%含有したポリブチレンサクシネートアジペート(昭和高分子社製、ビオノーレ)を10重量%(以下、滑剤を含有したビオノーレをビオノーレマスターと略称する)をチップ混合して、200℃において丸ダイが装着された押出機を用いて、インフレーション法により溶融混練して押し出し、未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムをスリットした後、120℃に加熱し、長さ方向にロール法にて7倍に1軸延伸し、1100デシテックスと3300デシテックスのフラットヤーンを得た。これらフラットヤーンの各種物性値を表1に示す。
次に、1100デシテックスのフラットヤーンをウオータージェット織機で、3300デシテックスのものはスルザー織機にて製織し、平織り織布を得た。得られた織布の物性値を表1に示す。
【0017】
参考例
実施例1で用いたポリ乳酸80重量%に対し、エルカ酸アミドを10重量%含有したポリ乳酸(数平均分子量10万、D%が1モル%)マスターバッチ(エルカ酸アミドマスターと略称する)を20重量%をチップ混合した以外は、実施例1と同様にしてフラットヤーンと織布を得た。これらの各種物性値を表1に示す。
【0018】
実施例
実施例1で用いたポリ乳酸85重量%に対し、ビオノーレマスターを10重量%、エルカ酸アミドマスターを5重量%をチップ混合した以外は、実施例1と同様にしてフラットヤーンと織布を得た。これらの各種物性値を表1に示す。
【0019】
比較例1
滑剤を添加しないで、延伸倍率を4.3倍にした以外は、実施例1と同様にしてフラットヤーンと織布を得た。これらの各種物性値を表1に示す。
【0020】
比較例2
数平均分子量3万でD%が1モル%のポリ乳酸(カーギル・ダウ・ポリマーズ社製、ECOPLA)を使用した以外は実施例1と同様にしてフラットヤーンと織布を得た。これらの各種物性値を表1に示す。
【0021】
比較例3
延伸倍率を10倍に変更した以外は、実施例1と同様にしてフラットヤーンを得た。これらフラットヤーンの各種物性値を表1に示す。
【0022】
比較例4
ポリ乳酸の代わりにポリブチレンサクシネート(昭和高分子社製、ビオノーレ)を用いて、延伸倍率を4倍にした以外は、実施例1と同様にして1100デシテックスのフラットヤーンと織布を得た。これらの各種物性値を表1に示す。
【0023】
実施例1〜2、参考例では、引張強度、結節強度に優れ、フィブリル化も全くないフラットヤーンが得られ、これより引張強力に優れた織布が得られた。また、製織工程でもトラブル無く、製織できた。河川岸放置6カ月後でも強力の低下はなく、長期使用が可能であった。
比較例1では、滑剤が配合されていないポリ乳酸であったため、スベリ性が悪く、ロールへの巻き付きや白化などにより延伸倍率が4.3倍までしか設定できなかった。そのため得られたフラットヤーンの引張強度と結節強度の低いものであった。また、スベリ性も悪かったため製織工程での切断トラブルが多発し、得られた織布の強力も低いものであった。
比較例2では、使用したポリ乳酸の分子量が低かったために、得られたフラットヤーンの相対粘度も低く、そのため引張強度、結節強度の低いものであった。このため、得られた織布も強力の低いものであった。また、フラットヤーンの結節強度が低かったため、機械製織に耐えられず、切断が多発した。河川岸放置6カ月後の強力はやや低下しているものの問題ない程度であった。
比較例3は、延伸倍率が10倍であったため、得られたフラットヤーンはフィブリル化が激しく、そのため引張強度と結節強度の低いものであり、織機による機械製織ができなかった。
比較例4は、使用樹脂が生分解性脂肪族ポリエステルであるビオノーレであったため、実施例1と同様の7倍延伸すると白化が激しく、4倍までの延伸しかできなかった。このため、結節強度の低いものであった。また、河川岸放置6カ月後の強力低下が著しく、長期の使用に耐えられないものであった。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】
本発明によれば、滑剤を含有し、主としてポリ乳酸からなる1軸延伸フィルムをスリットし、相対粘度が1.8以上、複屈折が0.035以下となるようにして得られるフラットヤーンは、強度に優れ、滑り性が格段に向上するため機械製織による織布も容易であり、かつ、土壌分解性をも有したものである。また、ポリ乳酸と実質的に非相溶な生分解性脂肪族ポリエステルを配合することにより、フラットヤーンにしっとり感と粘りを与え、収束性を向上させ、フィブリル化を起こりにくくするとともに、フラットヤーンの結節強度が向上する効果もある。そして、このようなフラットヤーンは、土のう袋やフレコンバッグなどの用途に好適である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is composed of a thermoplastic polymer mainly composed of a biodegradable lactic acid-based polymer, and can be continuously woven by a current loom, maintains excellent strength even after long-term use, and is promptly disposed of after disposal. It is related to flat yarn that is decomposed into, and does not accumulate in the natural environment.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, sandbags and flexible container bags containing waste materials used on the shore or riverside have been made of materials such as polyethylene and polypropylene for a long time. Soil bags and flexible container bags made of these materials are used in large quantities because they have excellent mechanical properties and are very inexpensive. However, once the mission is finished and disposed of, the contents must be separated. There was a problem that it had to be troublesome and costly.
In order to solve these problems, Japanese Patent No. 2808192 exemplifies a sandbag using a biodegradable plastic. However, since the biodegradable plastic of the above-mentioned patent is a plastic made of polyester produced by microorganisms, the degradation rate is fast, the period of use is as short as 6 weeks or less, and it can sufficiently withstand use in a short period of time. However, it was unsuitable for sandbags that were used for some time.
In recent years, flat yarns have been obtained by extrusion molding using a microbial degradable aliphatic polyester, and attempts have been made to produce biodegradable sandbags and flexible container bags through a bag making process. It has low tensile strength and knot strength, has a lot of cutting at the time of bag making, has a very high production loss, and is suitable for short- and medium-term use because it is a microorganism-degradable type, but not suitable for long-term use. There was a problem.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a flat yarn having biodegradability, capable of continuous weaving with an existing loom, and having excellent strength even after long-term use.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a flat yarn obtained by slitting a uniaxially stretched film having a specific birefringence and having a main component of polylactic acid is a conventional loom. Thus, the inventors have found that it is possible to stably weave, and have reached the present invention.
That is, the present invention is a flat yarn using a monoaxially stretched film mainly composed of polylactic acid containing a lubricant, and the flat yarn is a biodegradable aliphatic polyester that is substantially incompatible with polylactic acid. the containing 5 to 20 wt%, a relative viscosity of the flat yarn is 1.8 or more, soil degradable polylactic acid flat yarn, wherein the birefringence is 0.035 or less.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The flat yarn of the present invention is mainly composed of polylactic acid containing a lubricant. The constituent ratio of polylactic acid is preferably 75% by weight or more. When the polylactic acid component is less than 75% by weight, the strength required for the flat yarn is lowered.
Polylactic acid includes poly-L-lactic acid in which the structural unit of lactic acid is L-lactic acid, poly-D-lactic acid in which the structural unit is D-lactic acid, and poly-DL-in which is a copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid. Lactic acid or a mixture thereof, and the number average molecular weight is 90,000 to 110,000.
The polylactic acid may contain a small amount of a copolymer component within the scope of the present invention. Examples of the copolymer component include 5-sodium sulfoisophthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, and the like. Aromatic dicarboxylic acid component, aliphatic dicarboxylic acid component such as adipic acid, sebacic acid, ethylene glycol, diethylene glycol, butylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, alkylene oxide addition product of bisphenol A, alkylene oxide addition of bisphenol S Glycol components such as products, and hydroxycarboxylic acid components such as 4-hydroxybenzoic acid and ε-caprolactone.
[0006]
In the present invention, the flat yarn needs to contain a lubricant. In other words, the polyaxially uniaxially stretched film is inferior in slipperiness as it is, and the vertical crack (fibrillation) is severe, and the flat yarn is not smoothly fed in the loom, which deteriorates the operability during the weaving process. Therefore, a lubricant is added to improve the slipperiness of the flat yarn and prevent fibrillation.
The lubricant is not particularly limited, and examples thereof include inorganic lubricants such as silica, talc, and calcium carbonate, liquid paraffin, microcrystalline wax, natural paraffin, synthetic paraffin, aliphatic hydrocarbon lubricants such as polyethylene, stearic acid, and lauryl. Fatty acid lubricants such as acid, hydroxystearic acid, hydrogenated castor oil, stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, lauric acid amide, ethylene bisstearic acid amide, ethylene bis oleic acid amide, ethylene bis lauric acid amide Amide lubricant, aluminum stearate, lead stearate, calcium stearate, magnesium stearate, etc., metal soap lubricant, glycerin fatty acid ester, sorbitan fat Fatty acid (partial) ester-based lubricants of polyhydric alcohols such as acid esters, fatty acid ester-based lubricants such as long-chain ester waxes such as butyl stearate and montan wax, or composite lubricants in which these are combined, especially inorganic A combination of a lubricant and an organic lubricant is preferable, and specifically, a combination of silica and erucic acid amide or silica, erucic acid amide and aluminum stearate is preferable.
[0007]
Lubricant can be added by a masterbatch method or a direct addition method, or previously dispersed in a biodegradable aliphatic polyester substantially incompatible with polylactic acid and added to polylactic acid. These methods can also be used in combination. In particular, when a lubricant is added using both of these methods, in addition to the sliding effect provided by the lubricant dispersed in the polylactic acid matrix, the lubricant in the incompatible resin microdispersed in the polylactic acid further slips. It is preferable for improving the property. Further, the master batch or a lubricant directly added to polylactic acid and the lubricant dispersed in the biodegradable aliphatic polyester substantially incompatible with polylactic acid may be the same or different.
The amount of the lubricant added is preferably 0.5 to 5% by weight of the flat yarn, including the amount of lubricant contained in the biodegradable aliphatic polyester substantially incompatible with polylactic acid. If the amount of lubricant added is less than 0.5% by weight, there is substantially no effect, and if it exceeds 5% by weight, production troubles such as an increase in pack pressure during film formation are not preferred.
[0008]
In the present invention, it is necessary to blend a biodegradable aliphatic polyester that is substantially incompatible with polylactic acid in order to prevent fibrillation and to impart viscosity to the film and flat yarn.
Specific examples of biodegradable polyesters that are substantially incompatible with polylactic acid include aliphatic polyesters obtained by condensing aliphatic diols and aliphatic dicarboxylic acids, and aliphatic polyesters obtained by ring-opening polymerization of cyclic lactones. And synthetic aliphatic polyesters.
An aliphatic polyester obtained by condensing an aliphatic diol and an aliphatic dicarboxylic acid is an aliphatic dicarboxylic acid such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol, which are aliphatic diols. One or more kinds each selected from succinic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid and the like are obtained by condensation polymerization.
If necessary, a desired polymer can be obtained by jumping up with an isocyanate compound or the like.
Typical examples of the aliphatic polyester obtained by ring-opening polymerization of cyclic lactones include cyclic monomers such as ε-caprolactone, δ-valerolactone, and β-methyl-δ-valerolactone. Polymerized.
Synthetic aliphatic polyesters include cyclic acid anhydrides and oxiranes, such as copolymers of succinic anhydride with ethylene oxide, propylene oxide, and the like.
Particularly preferably used as the biodegradable aliphatic polyester is an aliphatic polyester obtained by condensing an aliphatic diol and an aliphatic dicarboxylic acid, and specific examples thereof include polyethylene adipate, polypropylene adipate, polybutylene adipate, Examples include polyhexyl adipate, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, and the like.
[0009]
By blending a biodegradable aliphatic polyester that is substantially incompatible with polylactic acid, the flat yarn is moist and sticky, improving convergence, making fibrillation difficult, and flat yarn nodules. There is also an effect of improving strength. The blending amount of the biodegradable aliphatic polyester is required to be 5 to 20% by weight of the flat yarn. When the blending amount of the biodegradable aliphatic polyester is less than 5% by weight, the resulting flat yarn cannot be given a moist feeling and convergence, and fibrillation becomes intense. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, good mechanical properties of polylactic acid are impaired.
[0010]
In the polylactic acid-based flat yarn of the present invention, functionalities such as an anti-blocking agent and antistatic, flame retardant, light resistance, antifouling, ultraviolet protection, plasticizer, etc., in addition to the lubricant, are within the range not impairing the object of the present invention. Additives, matting agents, pigments, and the like for the purpose of imparting water may be blended.
[0011]
The relative viscosity of the flat yarn of the present invention needs to be at least 1.8 or more, preferably 1.95 or more. The relative viscosity here is measured under the conditions of a temperature of 20 ° C. and a concentration of 0.5 g / dl using a mixed solvent of phenol / 1,1,2,2-tetrachloroethane (weight ratio 1/1) as a solvent. Refers to solution viscosity. When the relative viscosity of the flat yarn is less than 1.8, the flat yarn has a low tensile strength and is not preferable because it is cut during weaving.
[0012]
An important property in the flat yarn of the present invention is the birefringence of the film. The birefringence needs to be 0.035 or less, preferably 0.033 or less. The birefringence here is measured by a retardation method using a polarizing microscope. When the birefringence exceeds 0.035, since the orientation is advanced, the flat yarn is rubbed at the time of winding with a paper tube by traverse, causing vertical cracks (fibrillation), and cutting due to fibrillation in the weaving process. This is not preferable because the operability is significantly deteriorated.
[0013]
The flat yarn of the present invention preferably has a fineness of 500 to 6000 dtex, a tensile strength of 2.2 cN / dtex or more, and a knot strength of 2.2 cN / dtex or more.
If the fineness of the flat yarn is less than 500 dtex, the absolute strength will be insufficient, the flat yarn will be torn during the weaving process on the loom, and even if a bag can be made, its strength as a bag will be low, and it will break during operation. Since there is a possibility of bagging, it is not preferable. On the other hand, if it exceeds 6000 dtex, weaving may not be possible because it does not meet the specifications of the loom. Further, when the knot strength is less than 2.2 cN / dtex, the flat yarn is cut in the weaving process on the loom.
The thickness and width of the film are not particularly limited, but may be designed to fall within the fineness range in consideration of workability when weaving and necessary strength.
[0014]
As a method for forming a polylactic acid film used as a material for the polylactic acid flat yarn of the present invention, for example, a melt casting method, a melt extrusion method, a calendering method or the like can be used. The melt extrusion method is generally used.
As the melt extrusion method, a known T-die method, inflation method or the like can be applied. The extrusion temperature is in the range of 170-250 ° C, preferably 190-230 ° C. If the molding temperature is too low, the film forming becomes unstable, and if it is too high, polylactic acid is decomposed, resulting in problems such as reduction in the strength of the resulting film or coloring.
The polylactic acid film in the present invention needs to be uniaxially stretched. In the flat yarn obtained from the biaxially stretched film, since the molecules are oriented vertically and horizontally, if any crack exists in the transverse direction, it is not preferred because it easily cuts and leads to frequent cutting during the weaving process. In the case of uniaxial stretching, it is preferably stretched 4 to 8 times in the longitudinal direction. If the draw ratio is too low, it will not only produce stretch spots, but it will be difficult to obtain a film with a sufficiently satisfactory strength. If it is too high, the molecular orientation will be high and birefringence will be high, and vertical cracking (fibrillation) will occur. ) Occurs frequently, which is not preferable.
The stretching temperature is preferably in the range of not less than the glass transition temperature (Tg) and not more than (Tg + 65) ° C. of the polylactic acid used. If the stretching temperature is less than Tg, stretching is difficult, and if it exceeds (Tg + 65) ° C., strength improvement due to stretching may not be observed. In order to increase heat resistance and dimensional stability, heat treatment may be performed after stretching at a temperature of 70 ° C. or higher and lower than the melting point under tension.
The flat yarn of the present invention can be woven with an existing loom and easily processed into a sandbag or a flexible container bag. Also, sandbag bags and flexible container bags made of these flat yarns can withstand long-term use, and after completing their roles, for example, use steam to create a high-temperature and high-humidity environment; Can promote degradation and will not accumulate in the natural environment after disposal.
[0015]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
In addition, the measuring method of each physical-property value used in the Example and the comparative example is as follows.
(1) Tensile strength and knot strength of flat yarn: measured according to JIS Z 1533.
(2) Tensile strength of woven fabric: measured according to JIS Z 1096.
[0016]
Example 1
Polybutylene succinate adipate containing 5% by weight of silica and erucamide for 90% by weight of polylactic acid (Cargoill Dow Polymers, ECOPLA) with a number average molecular weight of 100,000 and D% of 1 mol% Using an extruder equipped with a round die at 200 ° C., 10% by weight (produced by Showa Polymer Co., Ltd., Bionore) was mixed with 10% by weight (hereinafter, Bionore containing a lubricant is abbreviated as Bionore Master). It was melt-kneaded and extruded by an inflation method to obtain an unstretched film. After slitting this unstretched film, it was heated to 120 ° C. and uniaxially stretched seven times in the length direction by a roll method to obtain flat yarns of 1100 dtex and 3300 dtex. Table 1 shows various physical property values of these flat yarns.
Next, a 1100 dtex flat yarn was woven with a water jet loom and a 3300 dtex one with a sulzer loom to obtain a plain weave fabric. The physical property values of the obtained woven fabric are shown in Table 1.
[0017]
Reference Example Polylactic acid (number average molecular weight 100,000, D% is 1 mol%) containing 10% by weight of erucic acid amide with respect to 80% by weight of polylactic acid used in Example 1 (abbreviated as erucic acid amide master) A flat yarn and a woven fabric were obtained in the same manner as in Example 1 except that 20% by weight of the chip was mixed. These various physical property values are shown in Table 1.
[0018]
Example 2
A flat yarn and a woven fabric were prepared in the same manner as in Example 1 except that 85% by weight of polylactic acid used in Example 1 was mixed with 10% by weight of Bionore Master and 5% by weight of Erucamide Master. Obtained. These various physical property values are shown in Table 1.
[0019]
Comparative Example 1
A flat yarn and a woven fabric were obtained in the same manner as in Example 1 except that the draw ratio was increased to 4.3 times without adding a lubricant. These various physical property values are shown in Table 1.
[0020]
Comparative Example 2
A flat yarn and a woven fabric were obtained in the same manner as in Example 1 except that polylactic acid having a number average molecular weight of 30,000 and D% of 1 mol% (ECOPLA manufactured by Cargill Dow Polymers) was used. These various physical property values are shown in Table 1.
[0021]
Comparative Example 3
A flat yarn was obtained in the same manner as in Example 1 except that the draw ratio was changed to 10. Table 1 shows various physical property values of these flat yarns.
[0022]
Comparative Example 4
A 1100 decitex flat yarn and woven fabric were obtained in the same manner as in Example 1 except that polybutylene succinate (manufactured by Showa High Polymer Co., Ltd., Bionore) was used instead of polylactic acid and the draw ratio was increased to 4. . These various physical property values are shown in Table 1.
[0023]
In Examples 1 and 2 and Reference Example , a flat yarn having excellent tensile strength and knot strength and no fibrillation was obtained, and a woven fabric having excellent tensile strength was obtained. In addition, weaving was possible without any trouble in the weaving process. There was no decrease in strength even after 6 months of leaving the riverbank, and long-term use was possible.
In Comparative Example 1, since the polylactic acid was not blended with a lubricant, the smoothness was poor, and the draw ratio could only be set up to 4.3 times by winding around a roll or whitening. Therefore, the flat yarn obtained had low tensile strength and knot strength. Moreover, since the slipperiness was also poor, cutting troubles frequently occurred in the weaving process, and the strength of the obtained woven fabric was low.
In Comparative Example 2, since the polylactic acid used had a low molecular weight, the resulting flat yarn also had a low relative viscosity, and therefore had a low tensile strength and knot strength. For this reason, the obtained woven fabric was also low in strength. Moreover, since the knot strength of the flat yarn was low, it could not withstand the mechanical weaving and the cutting occurred frequently. The strength after 6 months of leaving the riverbank was slightly reduced, but it was not a problem.
In Comparative Example 3, since the draw ratio was 10 times, the obtained flat yarn was fibrillated vigorously, so that the tensile strength and knot strength were low, and mechanical weaving with a loom could not be performed.
In Comparative Example 4, the resin used was Bionore, which is a biodegradable aliphatic polyester. Therefore, when the film was stretched 7 times as in Example 1, the whitening was severe and the film could only be stretched up to 4 times. For this reason, the nodule strength was low. In addition, the drop in strength after 6 months of standing on the riverbank was so severe that it could not withstand long-term use.
[0024]
[Table 1]
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, a flat yarn obtained by slitting a uniaxially stretched film mainly containing polylactic acid and having a relative viscosity of 1.8 or more and birefringence of 0.035 or less, according to the present invention, It is excellent in strength, and the slipperiness is remarkably improved, so that weaving by mechanical weaving is easy and it has soil degradability. In addition, by blending a biodegradable aliphatic polyester that is substantially incompatible with polylactic acid, the flat yarn is moist and sticky, improves convergence, makes fibrillation difficult, and flat yarn. There is also an effect of improving the nodule strength. Such flat yarns are suitable for applications such as sandbags and flexible containers.

Claims (2)

滑剤を含有する主としてポリ乳酸からなる1軸延伸フィルムを用いたフラットヤーンであって、該フラットヤーンは、ポリ乳酸と実質的に非相溶である生分解性脂肪族ポリエステルを5〜20重量%含有し、該フラットヤーンの相対粘度が1.8以上、複屈折が0.035以下であることを特徴とする土壌分解性ポリ乳酸系フラットヤーン。A flat yarn using a uniaxially stretched film mainly composed of polylactic acid containing a lubricant, wherein the flat yarn contains 5 to 20% by weight of a biodegradable aliphatic polyester substantially incompatible with polylactic acid. containing, and the relative viscosity of the flat yarn is 1.8 or more, soil degradable polylactic acid flat yarn, wherein the birefringence is 0.035 or less. 1軸延伸フィルムの延伸倍率が4〜8倍であり、フラットヤーンの繊度が500〜6000デシテックス、引張強度が2.2cN/dtex以上、かつ、結節強度が2.2cN/dtex以上であることを特徴とする請求項記載のポリ乳酸系フラットヤーン。The stretching ratio of the uniaxially stretched film is 4 to 8 times, the fineness of the flat yarn is 500 to 6000 dtex, the tensile strength is 2.2 cN / dtex or more, and the knot strength is 2.2 cN / dtex or more. 2. The polylactic acid-based flat yarn according to claim 1, wherein
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