JP7289475B2 - Method for producing biodegradable fiber - Google Patents

Method for producing biodegradable fiber Download PDF

Info

Publication number
JP7289475B2
JP7289475B2 JP2019025873A JP2019025873A JP7289475B2 JP 7289475 B2 JP7289475 B2 JP 7289475B2 JP 2019025873 A JP2019025873 A JP 2019025873A JP 2019025873 A JP2019025873 A JP 2019025873A JP 7289475 B2 JP7289475 B2 JP 7289475B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
fibers
liquid phase
poly
hydroxybutyric acid
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.)
Active
Application number
JP2019025873A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020133022A (en
Inventor
雄士 鞠谷
亘 宝田
友貴 宮尾
貴典 畑野
サラ シティ
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.)
Kaneka Corp
Tokyo Institute of Technology NUC
Original Assignee
Kaneka Corp
Tokyo Institute of Technology NUC
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
Application filed by Kaneka Corp, Tokyo Institute of Technology NUC filed Critical Kaneka Corp
Priority to JP2019025873A priority Critical patent/JP7289475B2/en
Publication of JP2020133022A publication Critical patent/JP2020133022A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7289475B2 publication Critical patent/JP7289475B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

特許法第30条第2項適用 〔発行者名〕 一般社団法人日本繊維機械学会 〔刊行物名〕 日本繊維機械学会第71回年次大会 研究発表論文集C2-02 〔発行日〕 平成30年5月24日 〔集会名〕 日本繊維機械学会第71回年次大会 〔開催日〕 平成30年6月2日 〔集会名〕 東京工業大学 物質理工学院 材料系 博士インターンシップ 修士・博士論文中間発表会 〔開催日〕 平成30年10月3日 〔集会名〕 The Fiber Society’s Fall 2018 Techinical Meeting and Conference 〔開催日〕 平成30年10月29日 〔発行者名〕 独立行政法人日本学術振興会 繊維・高分子機能加工第120委員会 〔刊行物名〕 ISDF2018 要旨集 〔発行日〕 平成30年11月11日 〔集会名〕 ISDF2018 〔開催日〕 平成30年11月12日 〔発行者名〕 一般社団法人プラスチック成形加工学会 〔刊行物名〕 プラスチック成形加工学会第26回秋季大会 予稿集 〔発行日〕 平成30年11月19日 〔集会名〕 プラスチック成形加工学会第26回秋季大会 〔開催日〕 平成30年11月26日及び27日 〔発行者名〕 東京工業大学 物質理工学院 材料系 材料コース 〔刊行物名〕 東京工業大学 物質理工学院 材料系 材料コース(有機材料分野)修士論文要旨集 〔発行日〕 平成31年2月5日 〔集会名〕 東京工業大学 物質理工学院 材料系 材料コース 修士論文発表会(有機材料分野) 〔開催日〕 平成31年2月12日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act [Publisher name] The Textile Machinery Society of Japan May 24 [Meeting name] The 71st Annual Conference of The Textile Machinery Society of Japan [Date] June 2, 2018 [Meeting name] Tokyo Institute of Technology, School of Materials Science and Engineering, Materials Science, Doctoral Internship, Interim Presentation of Master's and Doctoral Dissertations [Date] October 3, 2018 [Meeting] The Fiber Society's Fall 2018 Technical Meeting and Conference [Date] October 29, 2018 [Publisher] Japan Society for the Promotion of Science Textiles・120th Committee on Functional Polymer Processing [Publication name] ISDF2018 Abstracts [Date of issue] November 11, 2018 [Meeting name] ISDF2018 [Date] November 12, 2018 [Publisher name] General The Japan Society of Plastics Processing [Publication name] The 26th Autumn Meeting of the Society of Plastics Processing [Publication date] November 19, 2018 [Meeting name] The 26th Autumn Meeting of the Society of Plastics Processing [Date] November 26th and 27th, 2018 [Published by] Tokyo Institute of Technology, School of Materials Science and Technology, Materials Course [Publication] Tokyo Institute of Technology, School of Materials Science and Technology, Materials Course (Organic Materials) Master's Thesis Abstracts [ Publication date] February 5, 2019 [Meeting name] Tokyo Institute of Technology, School of Materials Science and Engineering, Materials course, Master's thesis presentation (organic materials) [Date] February 12, 2019

本発明は、ポリヒドロキシアルカノエート(以下、「PHA」と略記することがある)を原料とした生分解性繊維の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing biodegradable fibers using polyhydroxyalkanoate (hereinafter sometimes abbreviated as "PHA") as a raw material.

近年、プラスチック廃棄物が、生態系への影響、燃焼時の有害ガス発生、大量の燃焼熱量による地球温暖化等、地球環境に大きな負荷を与える原因になっていることが懸念されており、これを解決できるプラスチックとして、生分解性プラスチックの開発が盛んになっている。 In recent years, there have been concerns that plastic waste is causing a great burden on the global environment, such as the impact on ecosystems, the generation of toxic gases when burned, and global warming due to the large amount of heat generated by combustion. The development of biodegradable plastics is gaining momentum as plastics that can solve the above problems.

なかでも、植物由来の生分解性プラスチックは、これを燃焼させた際に出る二酸化炭素がもともと空気中にあったもので、大気中の二酸化炭素は増加しないとされている。このことをカーボンニュートラルと称し、二酸化炭素の削減目標値を課したパリ協定の下、重要視され、植物由来の生分解性プラスチックの積極的な使用が望まれている。 In particular, when biodegradable plastics derived from plants are burned, the carbon dioxide released is originally in the air, and it is said that the amount of carbon dioxide in the atmosphere does not increase. This is called carbon neutrality, and is emphasized under the Paris Agreement, which imposes carbon dioxide reduction targets, and the active use of plant-derived biodegradable plastics is desired.

最近、生分解性およびカーボンニュートラルの観点から、植物由来の生分解性プラスチックとして脂肪族ポリエステルが注目されている。なかでも、PHA、特に、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)単独重合体、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート)共重合体、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合体(以下、PHBHと略記する場合がある)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)共重合体等が注目されている。 Recently, from the viewpoint of biodegradability and carbon neutrality, aliphatic polyesters have attracted attention as plant-derived biodegradable plastics. Among them, PHA, especially poly(3-hydroxybutyrate) homopolymer, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) copolymer, poly(3-hydroxybutyrate-co-3 -hydroxyhexanoate) copolymer (hereinafter sometimes abbreviated as PHBH), poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) copolymer and the like are attracting attention.

これらPHA、特にPHBHは結晶化が遅く、通常の溶融紡糸による繊維化には困難を伴うため、市場の要求を満たすような機械的物性値を有する繊維化の検討が種々行われている。 These PHAs, especially PHBHs, are slow to crystallize and are difficult to form into fibers by ordinary melt spinning. Therefore, various attempts have been made to produce fibers having mechanical properties that satisfy market demands.

特許文献1では、1500m/分以上の引取り速度でPHBHの溶融紡糸を行うことで引張強度の高いポリエステル繊維を製造することが開示されている。 Patent Document 1 discloses that a polyester fiber having high tensile strength is produced by melt-spinning PHBH at a take-up speed of 1500 m/min or higher.

また、特許文献2では、PHAに特定の結晶核剤と特定の滑剤を配合してポリエステル繊維を形成することで、高い引取速度での紡糸性及び生産性を向上させて、繊維の引張強度を高めることが開示されている。 Further, in Patent Document 2, by blending a specific crystal nucleating agent and a specific lubricant with PHA to form a polyester fiber, the spinnability and productivity at a high take-up speed are improved, and the tensile strength of the fiber is improved. It is disclosed to increase

高強度を目的としたものではないが、特許文献3では、PHBH等のPHAを溶融押出した後、0℃に繊維を急冷し、その温度で保持した後、繊維を連続的に延伸することで、長さ方向に繊維形状が安定したPHA繊維を製造することが開示されている。 Although it is not intended for high strength, in Patent Document 3, after PHA such as PHBH is melt extruded, the fiber is rapidly cooled to 0 ° C., held at that temperature, and then continuously drawn. , disclose the production of PHA fibers with a stable fiber shape in the length direction.

一方、特許文献4では、PHAではなく、ポリエチレンテレフタレートを主な成分とするポリエステル繊維の製造に関して、ポリエステルを紡糸口金より吐出した後、180℃の加熱装置を通過させた後、40℃の冷却装置を通過させることで、高強度のポリエステル繊維を製造することが開示されている。 On the other hand, in Patent Document 4, regarding the production of polyester fibers having polyethylene terephthalate as a main component instead of PHA, the polyester is discharged from a spinneret, passed through a heating device at 180°C, and then cooled at 40°C. It is disclosed to produce high strength polyester fibers by passing through.

国際公開第2015/029316号WO2015/029316 国際公開第2017/122679号WO2017/122679 特開2018-159142号公報JP 2018-159142 A 特開2006-328550号公報JP 2006-328550 A

特許文献1又は2に記載された手法によると、高強度のPHA繊維を得ることができるが、高速で紡糸する必要があった。しかし、高速での紡糸には、紡糸中に糸切れが生じるリスクがあり、また、引取りに使用する装置として特殊で高価なものを使用する必要があった。 According to the methods described in Patent Documents 1 and 2, high-strength PHA fibers can be obtained, but high-speed spinning is required. Spinning at high speeds, however, carries the risk of yarn breakage during spinning and requires the use of special and expensive take-up equipment.

本発明は、上記現状に鑑み、高速での紡糸を行わなくとも、引張強度の高いポリヒロドキシアルカノエート繊維を与えることができる製造方法を提供することを目的とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a production method capable of providing a polyhydroxyalkanoate fiber having high tensile strength without spinning at high speed.

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行い、PHAの溶融紡糸において、口金から吐出した繊維を引取りロールで巻き取る途中で、特定温度の液体相を通過させることで、低速の紡糸で、引張強度の高いポリヒロドキシアルカノエート繊維を製造できることを見出し、本発明に至った。 The present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and in the melt spinning of PHA, by passing a liquid phase at a specific temperature while winding the fiber discharged from the spinneret on a take-up roll, the low speed The present inventors have found that a polyhydroxyalkanoate fiber with high tensile strength can be produced by spinning the above, resulting in the present invention.

すなわち本発明は、ポリヒロドキシアルカノエートを含有する樹脂材料を溶融させて、紡糸口金より繊維状に吐出する工程、吐出された前記樹脂材料からなる繊維を、水以外の水溶性液体を含み温度を20~60℃とした液体相を通過させる工程、及び、前記液体相を通過した前記繊維をロールに巻き取る工程、を含む、生分解性繊維の製造方法に関する。
好ましくは、前記水溶性液体が、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アルキレングリコール、及びアルコールからなる群より選択される少なくとも1種を含む。より好ましくは、前記水溶性液体が、ポリエチレングリコールを含み、該ポリエチレングリコールが有するオキシエチレン鎖の数が2~4個である。
好ましくは、液体相の深さが2~30cmである。
好ましくは、前記ロールに巻き取る速度が50~2000m/minである。
好ましくは、前記樹脂材料が、ベヘン酸アミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、及びオレイン酸アミドからなる群より選択される少なくとも1種の滑剤を含有する。
好ましくは、前記ポリヒドロキシアルカノエートが、ポリ(3-ヒドロキシ酪酸)、ポリ(3-ヒドロキシ酪酸-コ-3-ヒドロキシ吉草酸)、ポリ(3-ヒドロキシ酪酸-コ-3-ヒドロキシヘキサン酸)、およびポリ(3-ヒドロキシ酪酸-コ-4-ヒドロキシ酪酸)からなる群より選択される少なくとも1種を含む。より好ましくは、前記ポリヒドロキシアルカノエートが、ポリ(3-ヒドロキシ酪酸-コ-3-ヒドロキシヘキサン酸)を含む。さらに好ましくは、前記ポリ(3-ヒドロキシ酪酸-コ-3-ヒドロキシヘキサン酸)における3-ヒドロキシ酪酸のモノマー比率が85.0モル%以上99.5モル%以下である。
That is, the present invention comprises a step of melting a resin material containing a polyhydroxyalkanoate and discharging it from a spinneret in the form of fibers, wherein the fibers made of the discharged resin material contain a water-soluble liquid other than water. The present invention relates to a method for producing biodegradable fibers, comprising a step of passing a liquid phase at a temperature of 20 to 60° C., and a step of winding the fibers that have passed through the liquid phase onto a roll.
Preferably, the water-soluble liquid contains at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polypropylene glycol, alkylene glycol, and alcohol. More preferably, the water-soluble liquid contains polyethylene glycol, and the polyethylene glycol has 2 to 4 oxyethylene chains.
Preferably, the depth of the liquid phase is 2-30 cm.
Preferably, the winding speed on the roll is 50 to 2000 m/min.
Preferably, the resin material contains at least one lubricant selected from the group consisting of behenic acid amide, stearic acid amide, erucic acid amide, and oleic acid amide.
Preferably, said polyhydroxyalkanoate is poly(3-hydroxybutyric acid), poly(3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxyvaleric acid), poly(3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxyhexanoic acid), and poly(3-hydroxybutyric acid-co-4-hydroxybutyric acid). More preferably, said polyhydroxyalkanoate comprises poly(3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxyhexanoic acid). More preferably, the monomer ratio of 3-hydroxybutyric acid in the poly(3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxyhexanoic acid) is 85.0 mol % or more and 99.5 mol % or less.

本発明によれば、高速での紡糸を行わなくとも、引張強度の高いポリヒロドキシアルカノエート繊維を製造することができる。 According to the present invention, polyhydroxyalkanoate fibers with high tensile strength can be produced without spinning at high speed.

本発明の製造方法の一実施態様を示す概念図Conceptual diagram showing one embodiment of the manufacturing method of the present invention

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)を主体とする生分解性繊維(以下、「PHA繊維」とも言う)の製造方法に関する。本発明で用いられるPHAとは、ヒドロキシアルカン酸をモノマーとするポリエステルであるが、特に、式(1):[-CHR-CH-CO-O-](式中、RはC2n+1で表されるアルキル基で、nは1以上15以下の整数である。)で示される繰り返し単位を含む脂肪族ポリエステルが好ましい。
The present invention will be described in detail below.
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing biodegradable fibers mainly composed of polyhydroxyalkanoate (PHA) (hereinafter also referred to as "PHA fibers"). The PHA used in the present invention is a polyester having a hydroxyalkanoic acid as a monomer. and n is an integer of 1 or more and 15 or less.).

本発明におけるPHAの具体例としては、例えば、PHB〔ポリ(3-ヒドロキシブチレート)、又はポリ3-ヒドロキシ酪酸〕、PHBH〔ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、又はポリ(3-ヒドロキシ酪酸-co-3-ヒドロキシヘキサン酸)〕、PHBV〔ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)、又はポリ(3-ヒドロキシ酪酸-co-3-ヒドロキシ吉草酸)〕、P3HB4HB〔ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)、又はポリ(3-ヒドロキシ酪酸-co-4-ヒドロキシ酪酸)〕、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシオクタノエート)、又はポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシオクタデカノエート)等が挙げられる。これらのなかでも、工業的に生産が容易であるものとして、PHB、PHBH、PHBV、P3HB4HBが挙げられる。本発明においては、得られるPHA繊維の強度の観点から、PHAとしてPHBHを用いることが好ましい。 Specific examples of PHA in the present invention include PHB [poly(3-hydroxybutyrate) or poly-3-hydroxybutyric acid], PHBH [poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)], , or poly (3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxyhexanoic acid)], PHBV [poly (3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), or poly (3-hydroxybutyric acid-co-3- hydroxyvaleric acid)], P3HB4HB [poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate), or poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate)], poly(3-hydroxybutyrate- co-3-hydroxyoctanoate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyoctadecanoate), and the like. Among these, PHB, PHBH, PHBV, and P3HB4HB can be mentioned as those that are easy to produce industrially. In the present invention, it is preferable to use PHBH as the PHA from the viewpoint of strength of the obtained PHA fiber.

PHAは、柔軟性と強度の観点から、3-ヒドロキシブチレート単位を含むものが好ましい。なかでも、柔軟性と強度のバランスの観点から、PHAに含まれる3-ヒドロキシブチレート単位の平均組成比が85.0モル%~99.5モル%を示すものがより好ましく、85.0モル%~97.0モル%を示すものがさらに好ましい。3-ヒドロキシブチレート単位の平均組成比が85.0モル%未満であると剛性が不足する傾向があり、99.5モル%より多いと柔軟性が不足する傾向がある。 From the viewpoint of flexibility and strength, PHA preferably contains a 3-hydroxybutyrate unit. Among them, from the viewpoint of the balance between flexibility and strength, it is more preferable that the average composition ratio of 3-hydroxybutyrate units contained in PHA is 85.0 mol% to 99.5 mol%, and 85.0 mol. % to 97.0 mol % are more preferred. If the average compositional ratio of 3-hydroxybutyrate units is less than 85.0 mol %, the rigidity tends to be insufficient, and if it exceeds 99.5 mol %, the flexibility tends to be insufficient.

本発明において、PHAは1種類のみを単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。また、PHAとしてPHBH等の共重合体を使用する場合には、3-ヒドロキシブチレート単位等のモノマー単位の平均組成比が異なる2種類以上の共重合体を混合して使用することもできる。 In the present invention, PHA may be used singly or in combination of two or more. When a copolymer such as PHBH is used as the PHA, two or more copolymers having different average composition ratios of monomer units such as 3-hydroxybutyrate units may be mixed and used.

本発明で使用するPHAの分子量は、最終物のPHA繊維が目的とする用途で、実質的に十分な物性を示すものであればよく、特に限定されない。しかし、分子量が低いとPHA繊維の強度が低下する傾向があり、逆に高いと加工性が低下し、繊維化が困難になる場合があるので、それらを勘案して分子量を決定すればよい。この観点から、本発明で使用するPHAの重量平均分子量の範囲は、50,000~3,000,000が好ましく、100,000~1,500,000がより好ましい。なお、ここでの重量平均分子量は、クロロホルム溶離液を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、ポリスチレン換算分子量分布より測定されたものをいう。当該GPCにおけるカラムとしては、前記分子量を測定するのに適切なカラムを使用すればよい。 The molecular weight of the PHA used in the present invention is not particularly limited as long as the final PHA fiber exhibits substantially sufficient physical properties for the intended use. However, when the molecular weight is low, the strength of the PHA fiber tends to decrease, and when the molecular weight is high, the workability decreases and fiberization may become difficult. From this point of view, the weight average molecular weight range of the PHA used in the present invention is preferably 50,000 to 3,000,000, more preferably 100,000 to 1,500,000. In addition, the weight average molecular weight here refers to the one measured from the polystyrene equivalent molecular weight distribution using gel permeation chromatography (GPC) using a chloroform eluent. As the column in the GPC, a column suitable for measuring the molecular weight may be used.

本発明で用いられるPHAの160℃、5kg荷重で測定したメルトフローレートは0.1~100であることが好ましく、1~50であることがより好ましく、10~40であることがさらに好ましい。メルトフローレートが低すぎると、溶融樹脂の流動性が不十分となり、また、高すぎると流動性が高くなりすぎ、いずれにおいても繊維を引き取ることが難しくなる。 The PHA used in the present invention preferably has a melt flow rate of 0.1 to 100, more preferably 1 to 50, even more preferably 10 to 40, measured at 160° C. under a load of 5 kg. If the melt flow rate is too low, the fluidity of the molten resin will be insufficient, and if it is too high, the fluidity will be too high, making it difficult to pick up the fibers in either case.

本発明で使用するPHAのガラス転移温度は特に限定されないが、-30~10℃が好ましい。本発明において、ガラス転移温度は、示差走査熱量分析で10℃/minの昇温速度にて測定される。 Although the glass transition temperature of the PHA used in the present invention is not particularly limited, it is preferably -30 to 10°C. In the present invention, the glass transition temperature is measured by differential scanning calorimetry at a heating rate of 10° C./min.

PHAを製造する方法としては特に限定されないが、例えば、PHA産生能を有する微生物によりPHAを産生させる方法が挙げられる。そのような微生物としては特に限定されないが、例えば、PHB生産菌としては、1925年に発見されたBacillus megateriumの他、カプリアビダス・ネケイター(Cupriavidus necator)(旧分類:アルカリゲネス・ユートロファス(Alcaligenes eutrophus、ラルストニア・ユートロフア(Ralstonia eutropha))、アルカリゲネス・ラタス(Alcaligenes latus)等が挙げられる。また、3-ヒドロキシブチレートとその他のヒドロキシアルカノエートとの共重合体生産菌としては、PHBVおよびPHBH生産菌であるアエロモナス・キヤビエ(Aeromonas caviae)、P3HB4HB生産菌であるアルカリゲネス・ユートロファス(Alcaligenes eutrophus)等が挙げられる。特に、PHBH生産菌としては、PHBHの生産性を上げるためにPHA合成酵素群の遺伝子を導入したアルカリゲネス・ユートロファス AC32株(Alcaligenes eutrophus AC32, FERM BP-6038)(T.Fukui,Y.Doi,J.Bacteriol.,179,p4821-4830(1997))が挙げられる。 The method for producing PHA is not particularly limited, but examples thereof include a method of producing PHA using a microorganism capable of producing PHA. Although such microorganisms are not particularly limited, examples of PHB-producing bacteria include Bacillus megaterium discovered in 1925, and Cupriavidus necator (former classification: Alcaligenes eutrophus, Ralstonia eutrophus). eutropha (Ralstonia eutropha), Alcaligenes latus (Alcaligenes latus), etc. Examples of copolymer-producing bacteria of 3-hydroxybutyrate and other hydroxyalkanoates include Aeromonas, which is a PHBV- and PHBH-producing bacterium. Aeromonas caviae, P3HB4HB-producing Alcaligenes eutrophus, etc. In particular, PHBH-producing bacteria include Alcaligenes into which PHA synthase group genes have been introduced in order to increase PHBH productivity. - Eutrophus AC32 strain (Alcaligenes eutrophus AC32, FERM BP-6038) (T. Fukui, Y. Doi, J. Bacteriol., 179, p4821-4830 (1997)).

これらの微生物を適切な条件で培養して菌体内にPHAを蓄積させ、そのPHAを回収することでPHAを製造することができる。用いる微生物にあわせて、基質の種類を含む培養条件を最適化することができる。また、上掲した微生物以外にも、生産したいPHAに合わせて、各種PHA合成関連遺伝子を導入した遺伝子組換え微生物を培養してPHAを製造することもできる。 PHA can be produced by culturing these microorganisms under appropriate conditions to accumulate PHA in the cells and recovering the PHA. Culture conditions, including the type of substrate, can be optimized according to the microorganism used. In addition to the microorganisms listed above, PHA can also be produced by culturing genetically modified microorganisms into which various PHA synthesis-related genes have been introduced according to the PHA to be produced.

本発明において生分解性繊維を製造するにあたっては、PHAのみを溶融押出してもよいし、PHAに、PHA以外のポリマー成分や、各種添加剤を配合したものを溶融押出してもよい。これらの成分の添加量は、PHA繊維の特性を損なわない範囲であれば特に限定されない。 In producing the biodegradable fiber in the present invention, PHA alone may be melt-extruded, or PHA may be melt-extruded with polymer components other than PHA and various additives. The amount of these components added is not particularly limited as long as it does not impair the properties of the PHA fiber.

PHA以外のポリマー成分としては、生分解性を有するポリマー成分が好ましく、例えば、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、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、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、ポリグリコール酸、未変性デンプン、変性デンプン、酢酸セルロース、キトサン等が挙げられるが、これらに限定されない。これらは単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。これら他のポリマー成分を配合する場合には、その配合量は、PHA100重量部に対し他のポリマー成分0.1~50重量部、好ましくは0.5~30重量部、より好ましくは1~10重量部程度であればよい。 As the polymer component other than PHA, a biodegradable polymer component is preferable. Examples include, but are not limited to, glycolic acid, unmodified starch, modified starch, cellulose acetate, chitosan, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. When these other polymer components are blended, the blending amount is 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of PHA. It may be about parts by weight.

本発明で使用できる添加剤としては特に限定されないが、例えば、可塑剤、滑剤、無機充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、染料や顔料などの着色剤、帯電防止剤、結晶化速度を調整するための核剤等が挙げられる。 Additives that can be used in the present invention are not particularly limited. A nucleating agent or the like for

上記の滑剤としては特に限定されないが、例えば、ベヘン酸アミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、オレイン酸アミドなどの脂肪酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミドなどのアルキレン脂肪酸アミド、ポリエチレンワックス、酸化ポリエステルワックス、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノベヘネート、グリセリンモノラウレートなどのグリセリンモノ脂肪酸エステル、コハク酸飽和脂肪酸モノグリセライドなどの有機酸モノグリセライド、ソルビタンベヘネート、ソルビタンステアレート、ソルビタンラウレートなどのソルビタン脂肪酸エステル、ジグリセリンステアレート、ジグリセリンラウレート、テトラグリセリンステアレート、テトラグリセリンラウレート、デカグリセリンステアレート、デカグリセリンラウレートなどのポリグリセリン脂肪酸エステル、ステアリルステアレートなどの高級アルコール脂肪酸エステルなどが挙げられる。これらは単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。上記滑剤の中でも、入手のし易さや効果の高さの点で、脂肪酸アミド、ポリグリセリン脂肪酸エステルが好ましく、ベヘン酸アミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、オレイン酸アミドがより好ましい。 The lubricant is not particularly limited, but examples include fatty acid amides such as behenic acid amide, stearic acid amide, erucic acid amide and oleic acid amide, alkylene fatty acid amides such as methylenebisstearic acid amide and ethylenebisstearic acid amide, and polyethylene. Wax, oxidized polyester wax, glycerin monostearate, glycerin monobehenate, glycerin monolaurate and other glycerin monofatty acid esters, organic acid monoglycerides such as succinic acid saturated fatty acid monoglyceride, sorbitan behenate, sorbitan stearate, sorbitan laurate Sorbitan fatty acid esters such as diglycerin stearate, diglycerin laurate, tetraglycerin stearate, tetraglycerin laurate, decaglycerin stearate, polyglycerin fatty acid esters such as decaglycerin laurate, higher alcohol fatty acids such as stearyl stearate and esters. These may be used alone or in combination of two or more. Among the above lubricants, fatty acid amides and polyglycerin fatty acid esters are preferred, and behenic acid amides, stearic acid amides, erucic acid amides, and oleic acid amides are more preferred in terms of availability and high effectiveness.

上記の可塑剤としては特に限定されないが、例えば、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリンジアセトモノカプリレート、グリセリンジアセトモノデカノエートなどの変性グリセリン系化合物、ジエチルヘキシルアジペート、ジオクチルアジペート、ジイソノニルアジペートなどのアジピン酸エステル系化合物、ポリエチレングリコールジベンゾエート、ポリエチレングリコールジカプリレート、ポリエチレングリコールジイソステアレートなどのポリエーテルエステル系化合物、安息香酸エステル系化合物、エポキシ化大豆油、エポキシ化脂肪酸2-エチルヘキシル、セバシン酸系モノエステルなどが挙げられる。これらは単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。上記可塑剤の中でも、入手のし易さや効果の高さの点で、変性グリセリン系化合物、ポリエーテルエステル系化合物が好ましい。 Although the above plasticizer is not particularly limited, examples include modified glycerin compounds such as glycerin diacetomonolaurate, glycerin diacetomonocaprylate, and glycerin diacetomonodecanoate, and adipins such as diethylhexyl adipate, dioctyl adipate, and diisononyl adipate. acid ester compounds, polyether ester compounds such as polyethylene glycol dibenzoate, polyethylene glycol dicaprylate, polyethylene glycol diisostearate, benzoic acid ester compounds, epoxidized soybean oil, epoxidized fatty acid 2-ethylhexyl, sebacic acid system monoesters, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among the above plasticizers, modified glycerin-based compounds and polyether ester-based compounds are preferred in terms of availability and high effectiveness.

上記の無機充填剤としては特に限定されないが、例えば、酸化チタン、炭酸カルシウム、タルク、クレー、合成珪素、カーボンブラック、硫酸バリウム、マイカ、ガラス繊維、ウィスカー、炭素繊維、炭酸マグネシウム、ガラス粉末、金属粉末、カオリン、グラファイト、二硫化モリブデン、酸化亜鉛などを挙げることができ、これらの1種または2種以上を含有することができる。上記無機充填剤の中でも、効果の高さの点で、酸化チタン、炭酸カルシウムが好ましい。 The above inorganic fillers are not particularly limited, but examples include titanium oxide, calcium carbonate, talc, clay, synthetic silicon, carbon black, barium sulfate, mica, glass fibers, whiskers, carbon fibers, magnesium carbonate, glass powder, and metals. Powder, kaolin, graphite, molybdenum disulfide, zinc oxide, etc. can be mentioned, and one or more of these can be contained. Among the above inorganic fillers, titanium oxide and calcium carbonate are preferable in terms of high effect.

上記の核剤としては特に限定されないが、例えば、窒化ホウ素、酸化チタン、タルク、層状ケイ酸塩、炭酸カルシウム、塩化ナトリウム、金属リン酸塩などの無機物、エリスリトール、ガラクチトール、マンニトール、アラビトールのような天然物由来の糖アルコール化合物、ペンタエリスリトール、ポリビニルアルコール、キチン、キトサン、ポリエチレンオキシド、脂肪族カルボン酸アミド、脂肪族カルボン酸塩、脂肪族アルコール、脂肪族カルボン酸エステル、ジメチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジブチルセバケートのようなジカルボン酸誘導体、インジゴ、キナクリドン、キナクリドンマゼンタのようなC=OとNH、SおよびOから選ばれる官能基を分子内に有する環状化合物、ビスベンジリデンソルビトールやビス(p-メチルベンジリデン)ソルビトールのようなソルビトール系誘導体、ピリジン、トリアジン、イミダゾールのような窒素含有ヘテロ芳香族核を含む化合物、リン酸エステル化合物、高級脂肪酸のビスアミド、高級脂肪酸の金属塩、分岐状ポリ乳酸、低分子量ポリ3-ヒドロキシ酪酸等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。上記核剤の中でも、結晶化速度の改善効果や生分解性繊維に混合する観点から、ペンタエリスリトール、糖アルコール化合物、ポリビニルアルコール、キチン、キトサンが好ましく、なかでも、ペンタエリスリトールが好ましい。これらは単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。 The above-mentioned nucleating agent is not particularly limited, but examples include inorganic substances such as boron nitride, titanium oxide, talc, layered silicate, calcium carbonate, sodium chloride, and metal phosphate, erythritol, galactitol, mannitol, and arabitol. sugar alcohol compounds derived from natural products, pentaerythritol, polyvinyl alcohol, chitin, chitosan, polyethylene oxide, aliphatic carboxylic acid amides, aliphatic carboxylates, aliphatic alcohols, aliphatic carboxylic acid esters, dimethyl adipate, dibutyl adipate, Dicarboxylic acid derivatives such as diisodecyl adipate and dibutyl sebacate, cyclic compounds having functional groups selected from C=O and NH, S and O such as indigo, quinacridone, and quinacridone magenta in the molecule, bisbenzylidene sorbitol and bis( sorbitol derivatives such as p-methylbenzylidene) sorbitol, compounds containing nitrogen-containing heteroaromatic nuclei such as pyridine, triazine and imidazole, phosphate ester compounds, bisamides of higher fatty acids, metal salts of higher fatty acids, branched poly Lactic acid, low-molecular-weight poly-3-hydroxybutyric acid and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among the above nucleating agents, pentaerythritol, sugar alcohol compounds, polyvinyl alcohol, chitin, and chitosan are preferable, and pentaerythritol is particularly preferable, from the viewpoint of improving the crystallization speed and mixing with biodegradable fibers. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明の生分解性繊維の製造方法は、連続的な溶融紡糸による繊維の製造方法に関し、少なくとも溶融押出工程(第一工程)、液体通過工程(第二工程)、及び、巻取工程(第三工程)を、この順で含み、これにより、PHAを含有する樹脂材料から、生分解性繊維を連続的に製造するものである。 The method for producing biodegradable fibers of the present invention relates to a method for producing fibers by continuous melt spinning, and includes at least a melt extrusion step (first step), a liquid passing step (second step), and a winding step (second step). three steps) in this order, thereby continuously producing a biodegradable fiber from a PHA-containing resin material.

まず第一工程では、押出機を用いてポリヒドロキシアルカノエートを含有する樹脂材料を溶融させて、押出機の先端に接続した紡糸口金より繊維状に吐出することで、溶融状態のポリエステル繊維(以下、溶融フィラメントともいう)を形成する。使用する押出機としては、溶融紡糸方法において通常使用される一般的な単軸押出機または二軸押出機を用いることができる。押出機のシリンダー温度及びダイ出口温度に関しては、使用するPHAの分子量やモノマー組成に応じてPHAの溶融粘度が適度に保たれるように調節すればよい。押出機から押し出される溶融フィラメントの溶融粘度は、繊維の巻き取りに適した張力が保持され、かつ冷却及び結晶固化が可能な範囲に収めることが好ましい。 First, in the first step, an extruder is used to melt a resin material containing polyhydroxyalkanoate, and the fiber is extruded from a spinneret connected to the tip of the extruder to obtain a molten polyester fiber (hereinafter referred to as , also called molten filaments). As the extruder to be used, a general single-screw extruder or twin-screw extruder commonly used in the melt spinning method can be used. The cylinder temperature and die exit temperature of the extruder may be adjusted according to the molecular weight and monomer composition of the PHA to be used so that the melt viscosity of the PHA is appropriately maintained. The melt viscosity of the molten filament extruded from the extruder is preferably within a range in which tension suitable for fiber winding is maintained and cooling and crystallization and solidification are possible.

第一工程における溶融押出時の温度については、溶融フィラメントの溶融粘度の観点から調節すればよく、特に限定されないが、好ましくは、145℃~200℃であり、より好ましくは、150℃~190℃である。ここで、溶融押出時の温度とは、押出機のシリンダー温度及びダイ出口温度の双方を含む。溶融押出時の温度が145℃より低いと、溶融フィラメント中に融解していない成分が存在するために紡糸が不安定になる場合がある。一方、200℃より高いと、樹脂の熱分解が起き易くなるので、紡糸が安定せず、また、得られる繊維の物性が損なわれる場合がある。 The temperature during melt extrusion in the first step may be adjusted from the viewpoint of the melt viscosity of the melt filament, and is not particularly limited, but is preferably 145°C to 200°C, more preferably 150°C to 190°C. is. Here, the temperature during melt extrusion includes both the extruder cylinder temperature and the die exit temperature. If the temperature during melt extrusion is lower than 145°C, spinning may become unstable due to the presence of unmelted components in the molten filaments. On the other hand, when the temperature is higher than 200°C, the resin tends to be thermally decomposed, so the spinning becomes unstable and the physical properties of the resulting fiber may be impaired.

溶融状態の樹脂材料を繊維状に押し出すために使用される紡糸口金は、製造する繊維の径を考慮して適切な開口面積を有するものを選択すればよい。また、紡糸口金の開口部の形状により、種々の断面形状を有する繊維を取得することができる。開口部の断面形状は特に限定されないが、一般的な丸型に加え、楕円型、Y字型、X字型、H字型、多葉型などの断面形状を有する口金を使用することができる。 The spinneret used to extrude the molten resin material into fibrous form may be selected with an appropriate opening area in consideration of the diameter of the fiber to be produced. In addition, depending on the shape of the spinneret opening, fibers having various cross-sectional shapes can be obtained. The cross-sectional shape of the opening is not particularly limited, but in addition to a general round shape, a mouthpiece having a cross-sectional shape such as oval, Y-shaped, X-shaped, H-shaped, multi-lobed, etc. can be used. .

第二工程では、前述のように紡糸口金から吐出された繊維を、液体相を通過させる。液体相を通過させることで、繊維に応力を与えて、これによって、繊維中の樹脂の配向させ、結果、繊維の引張強度を向上させることができる。 In the second step, the fibers discharged from the spinneret as described above are passed through a liquid phase. Passing the liquid phase through can impart stress to the fibers, thereby orienting the resin in the fibers and, as a result, improving the tensile strength of the fibers.

本発明において、液体相に使用する液体として、水以外の水溶性液体を使用する。水溶性液体を使用することで、液体相を通過した後の繊維に対して水洗を行うことで、容易に該液体を繊維から除去することができる。 In the present invention, a water-soluble liquid other than water is used as the liquid used for the liquid phase. By using a water-soluble liquid, the liquid can be easily removed from the fibers by washing the fibers after passing through the liquid phase.

水溶性液体としては、任意の液体を使用することができるが、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アルキレングリコール、又は、アルコールを好適に使用することができる。アルキレングリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール等を挙げることができる。また、アルコールとしては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール等を挙げることができる。水溶性液体としては1種のみを使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。 Any liquid can be used as the water-soluble liquid, and for example, polyethylene glycol, polypropylene glycol, alkylene glycol, or alcohol can be preferably used. Examples of alkylene glycol include ethylene glycol and propylene glycol. Alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol and the like. As the water-soluble liquid, only one type may be used, or two or more types may be mixed and used.

水溶性液体としては、繊維の引張強度向上効果に優れることから、ポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコールが好ましく、ポリエチレングリコールがより好ましい。この時、ポリエチレングリコールが有するオキシエチレン単位は、2-4個であることが特に好ましい。 As the water-soluble liquid, polyethylene glycol or polypropylene glycol is preferable, and polyethylene glycol is more preferable, because it is excellent in the effect of improving the tensile strength of the fiber. At this time, it is particularly preferable that the polyethylene glycol has 2 to 4 oxyethylene units.

液体相は、液体相の通過によって繊維に応力を付与する観点から、ある程度の粘性を有していることが好ましい。具体的に、液体相が示す好ましい粘度は、10~60mPa・sの範囲であり、より好ましくは15~50mPa・sの範囲であり、更に好ましくは、20~40mPa・sの範囲である。水溶性液体の粘度は、温度依存性があり、温度により粘度が変化する。例えば、水溶性液体として2-4個のオキシエチレン単位鎖を有するポリエチレングリコールを使用する場合、該ポリエチレングリコールの粘度が上記粘度範囲に入るように温度を設定して該ポリエチレングリコールを使用することが好ましい。 The liquid phase preferably has a certain degree of viscosity from the viewpoint of imparting stress to the fibers as the liquid phase passes through. Specifically, the preferred viscosity of the liquid phase is in the range of 10 to 60 mPa·s, more preferably in the range of 15 to 50 mPa·s, and even more preferably in the range of 20 to 40 mPa·s. The viscosity of the water-soluble liquid is temperature dependent and changes with temperature. For example, when polyethylene glycol having 2 to 4 oxyethylene unit chains is used as the water-soluble liquid, the temperature may be set so that the viscosity of the polyethylene glycol falls within the above viscosity range. preferable.

具体的には、オキシエチレン鎖が3個のポリエチレングリコールの粘度は、20℃で10-15mPa・s、40℃で21-27mPa・s、60℃で52-58mPa・sである。この場合、20℃未満の温度では、液体相の粘度が高くなりすぎ、60℃より高い温度になれば、液体相の粘度が低くなりすぎる。液体相の粘度が高すぎる場合は、紡糸中の繊維に応力がかかりすぎ、糸切れの原因となる。一方、液体相の粘度が低すぎる場合は、繊維に応力を付与することができず、繊維の配向が不十分となる。 Specifically, the viscosity of polyethylene glycol having three oxyethylene chains is 10-15 mPa·s at 20°C, 21-27 mPa·s at 40°C, and 52-58 mPa·s at 60°C. In this case, at temperatures below 20° C., the viscosity of the liquid phase becomes too high, and at temperatures above 60° C., the viscosity of the liquid phase becomes too low. If the viscosity of the liquid phase is too high, too much stress will be applied to the fiber during spinning, causing yarn breakage. On the other hand, if the viscosity of the liquid phase is too low, stress cannot be applied to the fibers, resulting in insufficient orientation of the fibers.

液体相の粘度が上記粘度の範囲内になるように、温度で液体相の粘度を調節することが望ましい。また、ポリエチレングリコールが有するオキシエチレン鎖の数が増加することでも粘度が上昇するので、適度な粘度となるように、使用するポリエチレングリコールの種類を変えることも有効である。また、適度な粘度に調整するために、ポリエチレングリコールに、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、水溶性アルコール等を混合して液体相を構成してもよい。 It is desirable to adjust the viscosity of the liquid phase with temperature so that the viscosity of the liquid phase is within the above viscosity range. In addition, increasing the number of oxyethylene chains possessed by polyethylene glycol also increases the viscosity, so it is also effective to change the type of polyethylene glycol to be used so as to obtain an appropriate viscosity. Moreover, in order to adjust the viscosity to an appropriate level, polyethylene glycol may be mixed with propylene glycol, polypropylene glycol, water-soluble alcohol, or the like to form a liquid phase.

液体相の温度は、使用する水溶性液体の種類やその粘度特性にもよるが、20~60℃が好ましい範囲である。この温度範囲内で、液体相の粘度が、前記段落で記載の範囲内であることが好ましい。溶融紡糸中、液体相の温度がこの範囲内で維持されるように調節されることが好ましい。液体相の温度が20℃未満であったり、また、60℃を超えると、結晶化に最適な温度範囲を外れるため、PHAを主体とする繊維の引張強度を十分に向上させることができない。前記液体相の温度の下限値は25℃が好ましく、30℃がより好ましい。また、上限値は50℃がより好ましく、45℃がさらに好ましく、40℃が特に好ましい。 The temperature of the liquid phase is preferably in the range of 20 to 60°C, although it depends on the type of water-soluble liquid to be used and its viscosity characteristics. Within this temperature range, it is preferred that the viscosity of the liquid phase be within the range described in the preceding paragraph. During melt spinning, the temperature of the liquid phase is preferably adjusted to be maintained within this range. If the temperature of the liquid phase is less than 20°C or more than 60°C, it is out of the optimum temperature range for crystallization, and the tensile strength of the PHA-based fiber cannot be sufficiently improved. The lower limit of the temperature of the liquid phase is preferably 25°C, more preferably 30°C. Moreover, the upper limit is more preferably 50°C, still more preferably 45°C, and particularly preferably 40°C.

なお、特許文献4では、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステル繊維の製造において、紡糸口金より吐出した繊維を、180℃の加熱装置を通過させた後、40℃の冷却装置を通過させることが記載されているが、本発明では、180℃の加熱装置を通過させる必要はなく、紡糸口金より吐出した繊維を、直接、20~60℃の液体相を通過させればよい。 Patent Document 4 describes that in the production of polyester fibers containing polyethylene terephthalate as a main component, fibers discharged from a spinneret are passed through a heating device at 180°C and then passed through a cooling device at 40°C. However, in the present invention, it is not necessary to pass through a heating device at 180°C, and the fibers discharged from the spinneret may be directly passed through a liquid phase at 20 to 60°C.

液体相の深さは特に限定されないが、浅すぎると液体相による効果を十分に得ることができない。また、深すぎても相応の効果を得ることはできす、液槽が大型化するため好ましくない。この観点から、2~30cmが好ましい。深さの下限値は5cmがより好ましく、10cmが更に好ましい。深さの上限値は25cmがより好ましく、20cmが更に好ましい。 The depth of the liquid phase is not particularly limited, but if it is too shallow, the effects of the liquid phase cannot be sufficiently obtained. Also, even if the depth is too deep, a corresponding effect cannot be obtained, and the size of the liquid tank is increased, which is not preferable. From this point of view, 2 to 30 cm is preferable. The lower limit of the depth is more preferably 5 cm, still more preferably 10 cm. The upper limit of the depth is more preferably 25 cm, still more preferably 20 cm.

第三工程は、液体相を通過した後の繊維をロールに巻き取る工程である。ロールは通常の巻取りロールを使用すればよい。なお、当該巻取りロールは、液体相の外部に配置される。前記液体相と前記巻取りロールの間に引取りロールを設置することも可能である。引取ロールを設置することで、巻取りロールの負荷が減少し、巻取りが安定する。また、引取ロールと巻取りロールの間に、繊維に付着した水溶性液体を除去するための水槽の設置、また、繊維洗浄後の乾燥工程を設置することも可能である。 The third step is to wind the fibers on a roll after passing through the liquid phase. A normal take-up roll may be used as the roll. The take-up roll is arranged outside the liquid phase. It is also possible to place a take-up roll between the liquid phase and the take-up roll. By installing the take-up roll, the load on the take-up roll is reduced and the winding is stabilized. It is also possible to install a water tank for removing the water-soluble liquid adhering to the fibers between the take-up roll and the winding roll, and to install a drying process after washing the fibers.

前記ロールに繊維を巻き取る速度は当業者が適宜設定することができるが、本発明においては、繊維の引張強度向上効果の観点から、50~2000m/minであることが好ましい。本発明において巻取り速度が2000m/minを超えると、繊維の引張強度が向上しない場合がある。巻取り速度の下限値は100m/minが好ましく、200m/minがより好ましく、300m/minがさらに好ましく、400m/minが特に好ましく、500m/minが最も好ましい。また、巻取り速度の上限値は1500m/minが好ましく、1400m/minがより好ましく、1300m/minがさらに好ましく、1200m/minがより更に好ましく、1100m/minが特に好ましく、1000m/minが最も好ましい。 The speed at which the fiber is wound onto the roll can be appropriately set by those skilled in the art, but in the present invention, it is preferably 50 to 2000 m/min from the viewpoint of improving the tensile strength of the fiber. In the present invention, if the winding speed exceeds 2000 m/min, the tensile strength of the fiber may not improve. The lower limit of the winding speed is preferably 100 m/min, more preferably 200 m/min, still more preferably 300 m/min, particularly preferably 400 m/min, most preferably 500 m/min. The upper limit of the winding speed is preferably 1500 m/min, more preferably 1400 m/min, still more preferably 1300 m/min, even more preferably 1200 m/min, particularly preferably 1100 m/min, and most preferably 1000 m/min. .

次に本発明を図を参照して具体的に説明する。
図1は、本発明の一実施態様を示す概念図である。この実施態様では、押出機1の先端に接続した紡糸口金2より、繊維3が吐出されている。吐出された繊維3は、直線的に走行し、鉛直下方に配置された巻取りロール4によって巻き取られる。紡糸口金2と巻取りロール4の間で、繊維3は、液槽5中の液体相6を通過する。液体相6の温度は、例えば30℃に保持されている。液体相6を保持する液槽5の底面には、繊維3が通過する程度の径を有する孔7が設けられている。繊維3は、液体相6の液面から液体相に侵入して、前記孔を通じて、液体相6の外に出て、巻取りロール4に巻き取られることになる。
Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing one embodiment of the present invention. In this embodiment, fibers 3 are extruded from a spinneret 2 connected to the tip of an extruder 1 . The discharged fibers 3 travel linearly and are wound up by a winding roll 4 arranged vertically downward. Between the spinneret 2 and the take-up roll 4 the fibers 3 pass through a liquid phase 6 in a bath 5 . The temperature of the liquid phase 6 is kept at 30° C., for example. The bottom surface of the liquid tank 5 holding the liquid phase 6 is provided with a hole 7 having a diameter that allows the fibers 3 to pass through. The fibers 3 enter the liquid phase 6 from the surface of the liquid phase 6 , exit the liquid phase 6 through the holes, and are wound up on the winding roll 4 .

図1では、繊維3が直線的に走行する場合について示したが、本発明はこれに限定されず、紡糸口金2から液体相6までのあいだ、又は、液体相6から巻取りロール4までのあいだに別のロール(図示せず)を設けて繊維3の走行経路の方向を変更するように構成されてもよい。また、液体相6のなかに別のロール(図示せず)を設けて繊維3の走行経路を液体相6中で反転させることで、液体相6の液面から液体相に侵入した繊維が、同じく液体相6の液面から、液体相の外に出るようにしてもよい。この場合、液槽5の底面に孔7を設ける必要はない。 FIG. 1 shows the case where the fiber 3 runs straight, but the present invention is not limited to this, and the fiber 3 moves from the spinneret 2 to the liquid phase 6 or from the liquid phase 6 to the take-up roll 4. Another roll (not shown) may be provided in between to change the direction of the travel path of the fibers 3 . In addition, by providing another roll (not shown) in the liquid phase 6 and reversing the traveling path of the fibers 3 in the liquid phase 6, the fibers that have entered the liquid phase from the liquid surface of the liquid phase 6 are Similarly, from the liquid surface of the liquid phase 6, it may be made to go out of the liquid phase. In this case, it is not necessary to provide the holes 7 in the bottom surface of the liquid tank 5 .

本発明によると、溶融紡糸によって、連続的に生分解性繊維を製造することができ、得られた生分解性繊維は、PHAを主体とする繊維でありながら、良好な引張強度を有することができる。また、溶融紡糸の条件を上述した範囲内において選択することによって、従来の高速紡糸等を利用した、例えば特許文献1及び2に記載の製造方法において達成できなかったレベルの高い引張強度を達成することも可能である。 According to the present invention, biodegradable fibers can be continuously produced by melt spinning, and the obtained biodegradable fibers are mainly composed of PHA and have good tensile strength. can. In addition, by selecting the conditions for melt spinning within the range described above, it is possible to achieve a high level of tensile strength that could not be achieved by the production methods described in Patent Documents 1 and 2, for example, using conventional high-speed spinning. is also possible.

また、本発明では、特許文献3に記載されているような、溶融紡糸後の延伸工程を行ってもよいが、延伸工程を行わなくとも、本発明の効果を達成することができる。PHAはガラス転移温度が0℃付近と低く、室温では結晶化してしまう材料であるため、紡糸後に延伸工程を実施することが通常困難である。そのため、本発明によって、延伸工程を行わずに高強度のPHA繊維が得られる利点は大きい。 Further, in the present invention, a drawing step after melt spinning may be performed as described in Patent Document 3, but the effects of the present invention can be achieved without performing the drawing step. Since PHA has a low glass transition temperature of around 0° C. and crystallizes at room temperature, it is usually difficult to carry out a drawing process after spinning. Therefore, according to the present invention, there is a great advantage that a high-strength PHA fiber can be obtained without performing a drawing step.

本発明により得られる生分解性繊維は、公知の繊維と同様、農業、漁業、林業、衣料、非衣料繊維製品(例えばカーテン、絨毯、鞄など)、衛生品、園芸、自動車部材、建材、医療、食品産業、その他の分野において好適に使用することができる。 Biodegradable fibers obtained by the present invention, like known fibers, can be used in agriculture, fisheries, forestry, clothing, non-clothing textile products (for example, curtains, carpets, bags, etc.), sanitary products, gardening, automobile parts, building materials, medical products, etc. , food industry, and other fields.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によりその技術的範囲を限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the technical scope of the present invention is not limited by these examples.

<製造例1>PHBHの製造
培養生産にはKNK-005株(米国特許第7384766号明細書を参照)を用いた。
<Production Example 1> Production of PHBH KNK-005 strain (see US Pat. No. 7,384,766) was used for culture production.

種母培地の組成は1w/v% Meat-extract、1w/v% Bacto-Tryptone、0.2w/v% Yeast-extract、0.9w/v% NaHPO・12HO、0.15w/v% KHPO、(pH6.8)とした。 The composition of the seed medium is 1 w/v% Meat-extract, 1 w/v% Bacto-Tryptone, 0.2 w/v% Yeast-extract, 0.9 w/v% Na 2 HPO 4 ·12H 2 O, 0.15 w. /v% KH 2 PO 4 , (pH 6.8).

前培養培地の組成は1.1w/v% NaHPO・12HO、0.19w/v% KHPO、1.29w/v% (NHSO、0.1w/v% MgSO・7HO、0.5v/v% 微量金属塩溶液(0.1N塩酸に1.6w/v% FeCl・6HO、1w/v% CaCl・2HO、0.02w/v% CoCl・6HO、0.016w/v% CuSO・5HO、0.012w/v% NiCl・6HOを溶かしたもの。)、とした。炭素源としてはパーム油を10g/Lの濃度で一括添加した。 The composition of the pre-culture medium is 1.1 w/v% Na2HPO4-12H2O , 0.19 w / v% KH2PO4 , 1.29 w/v% ( NH4 ) 2SO4 , 0.1 w/v% v% MgSO4.7H2O , 0.5 v/v% trace metal salt solution (1.6 w / v % FeCl3.6H2O , 1 w/v% CaCl2.2H2O in 0.1N hydrochloric acid, 0 .02 w/v% CoCl 2 .6H 2 O, 0.016 w/v% CuSO 4 .5H 2 O, and 0.012 w/v% NiCl 2 .6H 2 O dissolved therein). As a carbon source, palm oil was added all at once at a concentration of 10 g/L.

生産培地の組成は0.385w/v% NaHPO・12HO、0.067w/v% KHPO、0.291w/v% (NHSO、0.1w/v% MgSO・7HO、0.5v/v% 微量金属塩溶液(0.1N 塩酸に1.6w/v%FeCl・6HO、1w/v% CaCl・2HO、0.02w/v% CoCl・6HO、0.016w/v% CuSO・5HO、0.012w/v% NiCl・6HOを溶かしたもの。)、0.05w/v% BIOSPUREX200K(消泡剤:コグニスジャパン社製)とした。 The composition of the production medium is 0.385 w/v% Na2HPO4-12H2O , 0.067 w/v% KH2PO4 , 0.291 w /v% ( NH4 ) 2SO4 , 0.1 w/v. % MgSO4.7H2O , 0.5 v/v % trace metal salt solution (1.6 w / v % FeCl3.6H2O , 1 w / v % CaCl2.2H2O , 0.1 N hydrochloric acid in 02 w/v% CoCl 2 .6H 2 O, 0.016 w/v% CuSO 4 .5H 2 O, 0.012 w/v% NiCl 2 .6H 2 O.), 0.05 w/v% BIOSPUREX200K (Antifoaming agent: Cognis Japan Co., Ltd.).

まず、KNK-005株のグリセロールストック(50μl)を種母培地(10ml)に接種して24時間培養し種母培養を行なった。次に種母培養液を、1.8Lの前培養培地を入れた3Lジャーファーメンター(丸菱バイオエンジ製MDL-300型)に1.0v/v%接種した。運転条件は、培養温度33℃、攪拌速度500rpm、通気量1.8L/minとし、pHは6.7~6.8の間でコントロールしながら28時間培養し、前培養を行なった。pHコントロールには14%水酸化アンモニウム水溶液を使用した。 First, the KNK-005 strain glycerol stock (50 μl) was inoculated into a seed medium (10 ml) and cultured for 24 hours for seed culture. Next, 1.0 v/v % of the seed culture was inoculated into a 3 L jar fermenter (MDL-300 manufactured by Marubishi Bioengineering Co., Ltd.) containing 1.8 L of preculture medium. The operating conditions were culture temperature of 33° C., agitation rate of 500 rpm, aeration rate of 1.8 L/min, and pH was controlled between 6.7 and 6.8 for 28 hours of culture for pre-culture. A 14% ammonium hydroxide aqueous solution was used for pH control.

次に、前培養液を、6Lの生産培地を入れた10Lジャーファーメンター(丸菱バイオエンジ製MDS-1000型)に1.0v/v%接種した。運転条件は、培養温度28℃、攪拌速度400rpm、通気量6.0L/minとし、pHは6.7~6.8の間でコントロールした。pHコントロールには14%水酸化アンモニウム水溶液を使用した。炭素源としてパーム油を使用した。培養は64時間行い、培養終了後、遠心分離によって菌体を回収、メタノールで洗浄、凍結乾燥し、乾燥菌体重量を測定した。 Next, 1.0 v/v % of the preculture was inoculated into a 10 L jar fermenter (MDS-1000 manufactured by Marubishi Bioengineering Co., Ltd.) containing 6 L of production medium. Operating conditions were culture temperature of 28° C., stirring speed of 400 rpm, aeration rate of 6.0 L/min, and pH was controlled between 6.7 and 6.8. A 14% ammonium hydroxide aqueous solution was used for pH control. Palm oil was used as the carbon source. Cultivation was carried out for 64 hours. After completion of the cultivation, the cells were collected by centrifugation, washed with methanol, freeze-dried, and the dry cell weight was measured.

得られた乾燥菌体1gに100mlのクロロホルムを加え、室温で一昼夜攪拌して、菌体内のPHBHを抽出した。菌体残渣をろ別後、エバポレーターで総容量が30mlになるまで濃縮後、90mlのヘキサンを徐々に加え、ゆっくり攪拌しながら、1時間放置した。析出したPHBHをろ別後、50℃で3時間真空乾燥し、PHBHを得た。 100 ml of chloroform was added to 1 g of the obtained dry cells, and the mixture was stirred at room temperature for a whole day and night to extract PHBH in the cells. After removing the bacterial cell residue by filtration, it was concentrated with an evaporator until the total volume reached 30 ml, and then 90 ml of hexane was gradually added and allowed to stand for 1 hour while slowly stirring. After separating the precipitated PHBH by filtration, it was vacuum-dried at 50° C. for 3 hours to obtain PHBH.

得られたPHBHの3HH組成は以下のようにガスクロマトグラフィーによって測定した。乾燥PHBH20mgに2mlの硫酸-メタノール混液(15:85)と2mlのクロロホルムを添加して密栓し、100℃で140分間加熱して、PHBH分解物のメチルエステルを得た。冷却後、これに1.5gの炭酸水素ナトリウムを少しずつ加えて中和し、炭酸ガスの発生がとまるまで放置した。4mlのジイソプロピルエーテルを添加してよく混合した後、遠心して、上清中のポリエステル分解物のモノマーユニット組成をキャピラリーガスクロマトグラフィーにより分析した。ガスクロマトグラフは島津製作所GC-17A、キャピラリーカラムはGLサイエンス社製NEUTRA BOND-1(カラム長25m、カラム内径0.25mm、液膜厚0.4μm)を用いた。キャリアガスとしてHeを用い、カラム入口圧100kPaとし、サンプルは1μLを注入した。温度条件は、初発温度100℃から200℃まで8℃/分の速度で昇温、さらに200℃から290℃まで30℃/分の速度で昇温した。上記条件にて分析した結果、上記PHBHは、3-ヒドロキシヘキサノエート(3HH)のモノマー比率が5.4モル%のPHBHであった。GPCで測定した重量平均分子量Mwは35万であり、融点は141℃、ガラス転移温度は0℃であった。 The 3HH composition of the obtained PHBH was measured by gas chromatography as follows. 2 ml of a sulfuric acid-methanol mixture (15:85) and 2 ml of chloroform were added to 20 mg of dry PHBH, and the mixture was sealed and heated at 100° C. for 140 minutes to obtain a methyl ester of a PHBH decomposition product. After cooling, 1.5 g of sodium bicarbonate was added little by little to neutralize the mixture, and the mixture was allowed to stand until the generation of carbon dioxide ceased. After adding 4 ml of diisopropyl ether and mixing well, the mixture was centrifuged and the monomer unit composition of the polyester decomposed product in the supernatant was analyzed by capillary gas chromatography. Shimadzu GC-17A was used as the gas chromatograph, and NEUTRA BOND-1 manufactured by GL Sciences was used as the capillary column (column length: 25 m, column inner diameter: 0.25 mm, liquid film thickness: 0.4 μm). He was used as a carrier gas, the column inlet pressure was set to 100 kPa, and 1 μL of sample was injected. The temperature was raised from the initial temperature of 100° C. to 200° C. at a rate of 8° C./min, and further from 200° C. to 290° C. at a rate of 30° C./min. As a result of analysis under the above conditions, the PHBH was found to have a monomer ratio of 3-hydroxyhexanoate (3HH) of 5.4 mol %. The weight average molecular weight Mw measured by GPC was 350,000, the melting point was 141°C, and the glass transition temperature was 0°C.

(重量平均分子量の測定)
重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(昭和電工社製「Shodex GPC-101」)を用い、カラムにポリスチレンゲル(昭和電工社製「Shodex K-804」)を用い、クロロホルムを移動相とし、ポリスチレン換算した場合の分子量として求めた。この際、検量線は重量平均分子量31,400、197,000、668,000、1,920,000のポリスチレンを使用して作成した。
(Measurement of weight average molecular weight)
The weight average molecular weight is determined by gel permeation chromatography ("Shodex GPC-101" manufactured by Showa Denko Co., Ltd.), using polystyrene gel ("Shodex K-804" manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) as a column, using chloroform as a mobile phase, polystyrene. It was obtained as a molecular weight when converted. At this time, a calibration curve was prepared using polystyrene having weight average molecular weights of 31,400, 197,000, 668,000 and 1,920,000.

<実施例1~9、及び比較例3~5>
製造例1で得られたPHBH(100重量部)に対して0.5重量部のベヘン酸アミドをドライブレンドし、東芝機械社製の2軸押出機(TEM26SS)を用いて130~160℃で溶融混錬してペレット化した。ついで当該ペレットを、スクリュー径20mmの1軸押出機で溶融し、ギアポンプで流量を調整し、溶融紡糸温度180℃で、直径が1mmの紡糸孔を1個有する紡糸ダイスから樹脂の吐出量5.0g/minで押出し、25℃の引取りロールで、表に記載の引取り速度にて繊維を引取ることで、連続的な溶融紡糸を行った。
<Examples 1 to 9, and Comparative Examples 3 to 5>
PHBH (100 parts by weight) obtained in Production Example 1 was dry-blended with 0.5 parts by weight of behenic acid amide, and extruded at 130 to 160°C using a twin-screw extruder (TEM26SS) manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. It was melt-kneaded and pelletized. Then, the pellets are melted in a single-screw extruder with a screw diameter of 20 mm, the flow rate is adjusted with a gear pump, and the melt spinning temperature is 180° C., and the amount of resin discharged from a spinning die having one spinning hole with a diameter of 1 mm5. Continuous melt spinning was performed by extruding at 0 g/min and taking the fiber with a take-off roll at 25° C. at the take-up speed indicated in the table.

繊維の引取りが安定した後に、連続的な溶融紡糸を継続しながら、紡糸ダイスと引取りロールの間に恒温槽を設置した。該恒温槽の底部には、円形の孔を設けており、該孔を走行中の繊維が通過するように該恒温槽を設置した。設置後、該恒温槽に、表に記載の温度に設定した液体(ポリエチレングリコール:重合度=4、粘度:表1に記載)を、表に記載の液浴深さとなるように充填した。該恒温槽には、別途設置した恒温槽より、送液ポンプを使用して、設定した温度の液体を循環させ、液体の温度および液浴の深さを表に記載の値に保持した。このようにして、紡糸ダイスから吐出した繊維を引取りロールで巻き取る途中で、特定温度の液体相を通過させるようにした。この状態で、表に記載の引取り速度で連続的な溶融紡糸を継続して、繊維を取得した。取得した繊維は、純水で洗浄し、室温で1日間自然乾燥し、以下の評価を実施した。 After fiber take-up stabilized, a constant temperature bath was placed between the spinning die and the take-up roll while continuous melt spinning was continued. A circular hole was provided in the bottom of the constant temperature bath, and the constant temperature bath was installed so that running fibers could pass through the hole. After installation, the constant temperature bath was filled with a liquid (polyethylene glycol: degree of polymerization = 4, viscosity: listed in Table 1) set at the temperature listed in the table to the liquid bath depth listed in the table. A liquid at a set temperature was circulated in the constant temperature bath from a separately installed constant temperature bath using a liquid feed pump, and the temperature of the liquid and the depth of the liquid bath were maintained at the values shown in the table. In this way, the fiber discharged from the spinning die is passed through a liquid phase at a specific temperature while being wound on the take-up roll. In this state, continuous melt spinning was continued at the take-up speed shown in the table to obtain fibers. The obtained fibers were washed with pure water, air-dried at room temperature for 1 day, and evaluated as follows.

<比較例1~2、及び参考例1~2>
製造例1で得られたPHBH(100重量部)に対して0.5重量部のベヘン酸アミドをドライブレンドし、東芝機械社製の2軸押出機(TEM26SS)を用いて130~160℃で溶融混錬してペレット化した。ついで当該ペレットを、スクリュー径20mmの1軸押出機で溶融し、ギアポンプで流量を調整し、溶融紡糸温度180℃で、直径が1mmの紡糸孔を1個有する紡糸ダイスから樹脂の吐出量5.0g/minで押出し、25℃の引取りロールで、表に記載の引取り速度にて繊維を引き取ることで、連続的な溶融紡糸を行って、繊維を取得した。取得した繊維は、恒温槽を使用したサンプルと条件を統一するために、純水で洗浄し、1日間自然乾燥した。
<Comparative Examples 1 and 2, and Reference Examples 1 and 2>
PHBH (100 parts by weight) obtained in Production Example 1 was dry-blended with 0.5 parts by weight of behenic acid amide, and extruded at 130 to 160°C using a twin-screw extruder (TEM26SS) manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd. It was melt-kneaded and pelletized. Then, the pellets are melted in a single-screw extruder with a screw diameter of 20 mm, the flow rate is adjusted with a gear pump, and the melt spinning temperature is 180° C., and the amount of resin discharged from a spinning die having one spinning hole with a diameter of 1 mm5. Fibers were obtained by continuous melt spinning by extruding at 0 g/min and taking off the fibers with take-off rolls at 25° C. at the take-up speeds listed in the table. The obtained fibers were washed with pure water and air-dried for 1 day in order to match the conditions with the samples using the constant temperature bath.

引取速度、液浴の深さ、及び液体温度を、表に示した。 The take-up speed, liquid bath depth, and liquid temperature are shown in the table.

得られたポリエステル繊維について、以下のとおり評価を行った。 The obtained polyester fibers were evaluated as follows.

(引張強度)
得られた繊維について、島津社の引張測定装置オートグラフAG-Iを用いて、以下の条件で引張強度を測定した。すなわちサンプルの初期長を20mmとし、20mm/minの速度で測定した。結果を表に示した。
(tensile strength)
The tensile strength of the obtained fiber was measured under the following conditions using a tensile tester Autograph AG-I manufactured by Shimadzu Corporation. That is, the initial length of the sample was 20 mm, and the measurement was performed at a speed of 20 mm/min. The results are shown in the table.

(特定結晶からの回折強度)
得られた繊維の回折強度の測定には、リガク社のX線回折装置(RINT)を用い、フィラメント電圧45kV、フィラメント電流60mAで発生させたCuKα線を、ニッケルフィルターを通して使用した。リガク社のMercuryCCDを用いて、2次元の回折パターンを測定し、その赤道方向の強度から回折強度分布を算出した。サンプルとカメラの間隔は48.92mmとし、回折角はシリコン結晶の(111)反射を利用して校正した。得られた回折強度分布の回折角が15°から21°の範囲において、まずは15°から21°に引いた直線を非晶の散乱に基づく強度と見なし、その分を回折強度から差し引いた。その後、15°から18°の間の最大値を、結晶化度(α):α型結晶からの回折強度とし、18°から21°の間の最大値を、結晶化度(β):β型結晶からの回折強度とした。結果を表に示した。
(Diffraction intensity from specific crystal)
An X-ray diffractometer (RINT) manufactured by Rigaku was used to measure the diffraction intensity of the obtained fiber, and CuKα rays generated at a filament voltage of 45 kV and a filament current of 60 mA were used through a nickel filter. A two-dimensional diffraction pattern was measured using a Rigaku Mercury CCD, and the diffraction intensity distribution was calculated from the intensity in the equatorial direction. The sample-to-camera distance was 48.92 mm, and the diffraction angle was calibrated using the (111) reflection of a silicon crystal. In the diffraction angle range of 15° to 21° in the obtained diffraction intensity distribution, the straight line drawn from 15° to 21° was regarded as the intensity based on amorphous scattering, and that amount was subtracted from the diffraction intensity. After that, the maximum value between 15 ° and 18 ° is the crystallinity (α): the diffraction intensity from the α-type crystal, and the maximum value between 18 ° and 21 ° is the crystallinity (β): β. Diffraction intensity from the type crystal. The results are shown in the table.

Figure 0007289475000001
Figure 0007289475000001

表より、紡糸ダイスから吐出した繊維を、20~60℃の範囲に設定した液体相を通過させた実施例1~9では、高速紡糸を実施した参考例1及び2と同等の引張強度、または参考例1及び2を超える高い引張強度を備えた繊維が得られたことが分かる。 From the table, in Examples 1 to 9 in which the fibers discharged from the spinning die were passed through a liquid phase set in the range of 20 to 60 ° C., the tensile strength equivalent to that of Reference Examples 1 and 2 in which high speed spinning was performed, or It can be seen that fibers with high tensile strength exceeding those of Reference Examples 1 and 2 were obtained.

一方、実施例1~9と同じ引取速度を採用しながら、吐出後の繊維を、液体相を通過させなかった比較例1及び2では、得られた繊維の引張強度が低かったことが分かる。 On the other hand, it can be seen that in Comparative Examples 1 and 2 in which the same take-up speed as in Examples 1 to 9 was employed, but the fibers after ejection were not passed through the liquid phase, the tensile strength of the obtained fibers was low.

また、実施例1~9と同じ引取速度を採用し、吐出後の繊維を液体相に通過させたものの、該液体相の温度が80℃以上と高かった比較例3~5においても、繊維の引張強度が低かったことが分かる。 Further, in Comparative Examples 3 to 5, in which the same take-up speed as in Examples 1 to 9 was used and the fiber after ejection was passed through the liquid phase, the temperature of the liquid phase was as high as 80° C. or higher. It can be seen that the tensile strength was low.

1 押出機
2 紡糸口金
3 繊維
4 巻取りロール
5 液槽
6 液体相
7 孔
REFERENCE SIGNS LIST 1 extruder 2 spinneret 3 fiber 4 take-up roll 5 liquid tank 6 liquid phase 7 holes

Claims (6)

式(1):[-CHR-CH -CO-O-](式中、RはC 2n+1 で表されるアルキル基で、nは1以上15以下の整数である。)で示される繰り返し単位を含む脂肪族ポリエステルであるポリヒロドキシアルカノエートを含有する樹脂材料を溶融させて、紡糸口金より繊維状に吐出する工程、
吐出された前記樹脂材料からなる繊維を、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、アルキレングリコール、及びアルコールからなる群より選択される少なくとも1種を含む水溶性液体を含み温度を20~60℃とした液体相を通過させる工程、及び
前記液体相を通過した前記繊維をロールに巻き取る工程、を含み、
前記液体相の深さが2~30cmであり、
前記ロールに巻き取る速度が50~2000m/minであり、
前記樹脂材料において、前記ポリヒロドキシアルカノエート以外のポリマー成分の配合量が、前記ポリヒロドキシアルカノエート100重量部に対して50重量部以下である、生分解性繊維の製造方法。
Formula (1): represented by [-CHR-CH 2 -CO-O-] (wherein R is an alkyl group represented by C n H 2n+1 , and n is an integer of 1 or more and 15 or less) A step of melting a resin material containing polyhydroxyalkanoate, which is an aliphatic polyester containing repeating units , and discharging it into a fibrous form from a spinneret;
A liquid phase containing a water-soluble liquid containing at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polypropylene glycol, alkylene glycol, and alcohol and having a temperature of 20 to 60 ° C. and winding the fibers that have passed through the liquid phase onto a roll ,
the liquid phase has a depth of 2 to 30 cm;
The speed of winding on the roll is 50 to 2000 m / min,
A method for producing a biodegradable fiber, wherein the amount of polymer components other than the polyhydroxyalkanoate in the resin material is 50 parts by weight or less per 100 parts by weight of the polyhydroxyalkanoate.
前記水溶性液体が、ポリエチレングリコールを含み、該ポリエチレングリコールが有するオキシエチレン単位が2~4個である、請求項に記載の生分解性繊維の製造方法。 2. The method for producing a biodegradable fiber according to claim 1 , wherein the water-soluble liquid contains polyethylene glycol, and the polyethylene glycol has 2 to 4 oxyethylene units. 前記樹脂材料が、ベヘン酸アミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、及びオレイン酸アミドからなる群より選択される少なくとも1種の滑剤を含有する、請求項1又は2に記載の生分解性繊維の製造方法。 The biodegradable fiber according to claim 1 or 2 , wherein the resin material contains at least one lubricant selected from the group consisting of behenic acid amide, stearic acid amide, erucic acid amide, and oleic acid amide. Production method. 前記ポリヒドロキシアルカノエートが、ポリ(3-ヒドロキシ酪酸)、ポリ(3-ヒドロキシ酪酸-コ-3-ヒドロキシ吉草酸)、ポリ(3-ヒドロキシ酪酸-コ-3-ヒドロキシヘキサン酸)、およびポリ(3-ヒドロキシ酪酸-コ-4-ヒドロキシ酪酸)からなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1~の何れか1項に記載の生分解性繊維の製造方法。 The polyhydroxyalkanoates include poly(3-hydroxybutyric acid), poly(3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxyvaleric acid), poly(3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxyhexanoic acid), and poly( 4. The method for producing a biodegradable fiber according to any one of claims 1 to 3 , comprising at least one selected from the group consisting of 3-hydroxybutyric acid-co-4-hydroxybutyric acid. 前記ポリヒドロキシアルカノエートが、ポリ(3-ヒドロキシ酪酸-コ-3-ヒドロキシヘキサン酸)を含む、請求項に記載の生分解性繊維の製造方法。 The method for producing biodegradable fibers according to claim 4 , wherein the polyhydroxyalkanoate comprises poly(3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxyhexanoic acid). 前記ポリ(3-ヒドロキシ酪酸-コ-3-ヒドロキシヘキサン酸)における3-ヒドロキシ酪酸のモノマー比率が85.0モル%以上99.5モル%以下である、請求項に記載の生分解性繊維の製造方法。 The biodegradable fiber according to claim 5 , wherein the poly(3-hydroxybutyric acid-co-3-hydroxyhexanoic acid) has a monomer ratio of 3-hydroxybutyric acid of 85.0 mol% or more and 99.5 mol% or less. manufacturing method.
JP2019025873A 2019-02-15 2019-02-15 Method for producing biodegradable fiber Active JP7289475B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019025873A JP7289475B2 (en) 2019-02-15 2019-02-15 Method for producing biodegradable fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019025873A JP7289475B2 (en) 2019-02-15 2019-02-15 Method for producing biodegradable fiber

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020133022A JP2020133022A (en) 2020-08-31
JP7289475B2 true JP7289475B2 (en) 2023-06-12

Family

ID=72277934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019025873A Active JP7289475B2 (en) 2019-02-15 2019-02-15 Method for producing biodegradable fiber

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7289475B2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015029316A1 (en) 2013-09-02 2015-03-05 国立大学法人東京工業大学 Polyester fiber
WO2017122679A1 (en) 2016-01-12 2017-07-20 国立大学法人東京工業大学 Biodegradable aliphatic polyester-based fiber and method for producing same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3374698D1 (en) * 1982-08-27 1988-01-07 Ici Plc 3-hydroxybutyrate polymers
JP2883809B2 (en) * 1994-04-27 1999-04-19 石川県 Biodegradable fiber and method for producing the same
JPH07313854A (en) * 1994-05-23 1995-12-05 Terumo Corp Production of porous hollow yarn membrane
JP3519480B2 (en) * 1995-02-16 2004-04-12 ユニチカ株式会社 Manufacturing method of biodegradable monofilament
JP2892964B2 (en) * 1995-04-05 1999-05-17 石川県 Biodegradable fiber

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015029316A1 (en) 2013-09-02 2015-03-05 国立大学法人東京工業大学 Polyester fiber
WO2017122679A1 (en) 2016-01-12 2017-07-20 国立大学法人東京工業大学 Biodegradable aliphatic polyester-based fiber and method for producing same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020133022A (en) 2020-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3404130B1 (en) Biodegradable aliphatic polyester-based fiber and method for producing same
JP7222923B2 (en) Nonwoven fabric manufacturing method
EP1593705B1 (en) Use of organic phosphonic or phosphinic acids, or of oxides, hydroxides or carboxylic acid salts of metals as thermal stabilizers for polyhydroxyalcanoates
US9475934B2 (en) Polyester resin composition and molded article containing this resin composition
JP6015748B2 (en) Biodegradable polyester resin composition
JP6592862B2 (en) Polyester fiber
US9765198B2 (en) Polyester resin composition and formed article including resin composition
JP6401615B2 (en) Resin composition, resin molded body, and production method thereof
US20170198136A1 (en) Polyester resin composition, molded article formed from such resin composition, and method for manufacturing such molded article
JP2017222791A (en) Poly-3-hydroxyalkanoate-based resin composition and molded body
JP7289475B2 (en) Method for producing biodegradable fiber
AU2017346790A1 (en) Crystal nucleating agents for polyhydroxyalkanoates
JP6480345B2 (en) Aliphatic polyester resin composition and aliphatic polyester resin molding
JP6059991B2 (en) Aliphatic polyester resin composition for masterbatch and molding resin composition
JP6675612B2 (en) Method for producing biodegradable fiber
JP2016169374A (en) Polyester resin molding, and method for producing the same
Chen et al. Study on formation of poly (β-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate)(PHBV) fiber
CN117802595A (en) Polyhydroxyalkanoate monofilament and continuous preparation method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A80 Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80

Effective date: 20190307

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211222

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230207

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230406

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230414

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: 20230502

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230522

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7289475

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150