JP7303738B2 - ポリビニルアルコール系繊維および繊維構造体 - Google Patents
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[1] ビニルアルコール系重合体を30から70質量%、デンプンを70から30質量%含み、結晶化度が30%以下であり、前記デンプンが変性アミロースコーンデンプン、エステル化ハイアミロースコーンデンプンおよび疎水化ワキシーデンプンから選択される少なくとも一種であり、水中溶断温度が40℃以下であるポリビニルアルコール系繊維、
[2] 引張強度が3cN/dtex以上である上記[1]に記載のポリビニルアルコール系繊維、
[3] 前記ビニルアルコール系重合体のケン化度が80から96モル%である上記[1]または[2]に記載のポリビニルアルコール系繊維、
および
[4] 前記ビニルアルコール系重合体の平均重合度が500から2450である上記[1]から[3]のいずれか1項に記載のポリビニルアルコール系繊維、
に関する。
[5] 前記[1]から[4]のいずれかに記載のポリビニルアルコール系繊維を含有する繊維構造体
に関する。
また水環境で分解するとは、真水または海水に室温以下で自然に溶解した後、バクテリアや微生物の作用により分解することである。後述する水中溶断温度が低ければ低いほど、バクテリアや微生物の作用により分解するまでの時間が短縮されるので、水環境で分解しやすいといえる。
これらデンプンは1種または2種以上用いてもよい。
機械的強度と後述する生分解性の観点から、本発明のポリビニルアルコール系繊維はビニルアルコール系重合体を40から60質量%、デンプンを60から40質量%含有することがより好ましい。
ポリビニルアルコール系繊維の結晶化度は、後述するように示差走査熱量測定により、融解時の吸熱量から求めることができる。
(1)スルホン酸基、スルホネート基、マレイン酸基、イタコン酸基、アクリル酸基およびメタクリル酸基からなる群より選択される少なくとも1種の官能基を有する2種以上のビニルアルコール系重合体、
(2)上記官能基を有するビニルアルコール系重合体と上記官能基を有さないビニルアルコール系重合体
等が挙げられる。
(3)上記官能基の少なくとも1種を有するビニルアルコール系重合体および上記官能基を有さないビニルアルコール系重合体とビニルアルコール系重合体以外のポリマー、または上記官能基の少なくとも1種を有するビニルアルコール系重合体とビニルアルコール系重合体以外のポリマー
等が挙げられる。
空気、油および水用フィルタ;掃除機用フィルタ;炉用フィルタ;フェイスマスク;コーヒーフィルタ、ティーまたはコーヒーバッグ;断熱材および遮音材;おむつ、女性用パッド、および失禁物品のような使い捨て衛生製品;超微細繊維または通気性布地のような衣服の吸水性および柔軟性を改良するための生分解性織物布地;粉塵の回収および除去のための静電的に帯電した構造ウェブ;補強材および包装紙、筆記用紙、新聞印刷用紙、波形の板紙のような硬質紙用ウェブ、およびトイレットペーパー、ペーパータオル、ナプキンおよびティッシュペーパーのような薄葉紙類用ウェブ;外科的ドレープ、創傷包帯、包帯、または皮膚貼付剤および自己溶解性縫合糸などの医療用途;デンタルフロスおよび歯ブラシの毛のような歯科用途;ハウス、トンネル、防草用フィルム、等の農業用途;釣り糸、テグス、釣り餌、漁網等の漁業用途、プラスチックバッグ、梱包材、食品用トレイ、袋等の包装用途。
JIS K 6726に準じて測定した。
メトラー社製示差走査熱量測定装置(DSC-20)を用い、繊維サンプル10mgを窒素雰囲気下20℃/minの速度で昇温した際の、吸熱ピークにおける吸熱量ΔH(J/g)を測定し、ポリビニルアルコールの完全結晶融解熱である174.5J/gに対する割合から、下記式(3)によって、結晶化度を算出した。
長さ10cmの繊維束に2.0mg/dtexの荷重をかけて0℃の水中に吊し、水温を2℃/分の速度で昇温し、繊維が溶解して荷重が落下した時点の温度を水中溶断温度(WTb)とした。
JIS L 1013に準じて、予め調湿されたヤーンを試長20cm、初荷重0.25cN/dtexおよび引張速度50%/分の条件で測定し、n=20の平均値を採用した。また繊維繊度(dtex)は質量法により求めた。
プラスチック製のタッパーに園芸用腐葉土(バーク入り、未抗菌)1kgと水200gを入れた。金属枠に巻いた繊維サンプルを園芸用腐葉土に埋め、タッパーの蓋を閉めて40℃の乾燥機に入れ、そのまま放置した。8か月後、サンプルを取り出して、園芸用腐葉土をメタノールで洗い流した後、80℃で2時間乾燥し、重量測定をし、重量減少率を下記式(4)で算出した。生分解性評価は重量減少率70%以上が○、50%以上70%未満が△、50%未満を×とした。○は生分解性が良、△は可、×が不良である。
重合度1750、ケン化度96モル%のビニルアルコール系重合体(クラレ製「27-96」)と変性アミロースコーンデンプン(Ingredion製「Ecofilm」)とを重量比で50:50にてDMSOに加え、90℃で5時間、撹拌溶解し、ビニルアルコール系重合体とデンプンの濃度の合計量が23質量%の紡糸原液を得た。この紡糸原液を孔数80、孔径0.1mmφのノズルを通して、固化液としてメタノールとDMSOの混合液を用い、5℃の固化浴中で乾湿式紡糸し、20℃のメタノール浴で3.0倍の湿熱延伸を施した。なお固化液のメタノールとDMSOの混合比は体積比で80:20であった。ついで、メタノールで糸篠中のDMSOを抽出し、糸篠に紡糸油剤を付与し120℃で乾燥した。得られた乾燥原糸を160℃で乾熱延伸倍率を2.0倍の条件で乾熱延伸してポリビニルアルコール系繊維を製造した。得られたポリビニルアルコール系繊維の全延伸倍率(以下、TDと称する場合がある)は6.0倍であり、紡糸性は良好であった。得られた繊維の結晶化度、強度、水中溶断温度、土中埋設重量減少率を測定した結果を表1に示す。
重合度1750、ケン化度88モル%のビニルアルコール系重合体(クラレ製「22-88」)と変性アミロースコーンデンプン(Ingredion製「Ecofilm」)とを重量比で50:50にてDMSOに90℃で5時間、撹拌溶解し、ビニルアルコール系重合体とデンプンの濃度の合計量が23質量%の紡糸原液を得た。この紡糸原液を孔数80、孔径0.1mmφのノズルを通して、固化液としてメタノールとDMSOの混合液を用い、5℃の固化浴中で乾湿式紡糸し、20℃のメタノール浴で3.0倍の湿熱延伸を施した。なお、固化液のメタノールとDMSOの混合比は体積比で80:20であった。ついで、メタノールで糸篠中のDMSOを抽出し、糸篠に紡糸油剤を付与し120℃で乾燥した。得られた乾燥原糸を160℃で乾熱延伸倍率を2.0倍の条件で乾熱延伸してポリビニルアルコール系繊維を製造した。得られたポリビニルアルコール系繊維のTDは6.0倍であり、紡糸性は良好であった。得られた繊維の結晶化度、強度、水中溶断温度、土中埋設重量減少率を測定した結果を表1に示す。
2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸ナトリウム(以下、AMPSと称する場合がある)を2.0モル%含有する重合度1700、ケン化度88モル%のビニルアルコール系重合体(クラレ製「S-2217」)と疎水化ワキシーデンプン(Ingredion製「FILMKOTE550」)とを重量比で70:30にてDMSOに90℃で5時間、撹拌溶解し、ビニルアルコール系重合体とデンプンの濃度の合計量が24質量%の紡糸原液を得た。この紡糸原液を孔数80、孔径0.1mmφのノズルを通して、固化液としてメタノールとDMSOの混合液を用い、0℃の固化浴中で乾湿式紡糸し、20℃のメタノール浴で3.0倍の湿熱延伸を施した。なお、固化液のメタノールとDMSOの混合比は体積比で80:20であった。ついでメタノールで糸篠中のDMSOを抽出し、糸篠に紡糸油剤を付与し120℃で乾燥し、得られた乾燥原糸を160℃で乾熱延伸倍率2.0倍の条件で乾熱延伸してポリビニルアルコール系繊維を製造した。得られたポリビニルアルコール系繊維のTDは6.0倍であり、紡糸性は良好であった。得られた繊維の結晶化度、強度、水中溶断温度、土中埋設重量減少率を測定した結果を表1に示す。
重合度1750、ケン化度96モル%のビニルアルコール系重合体(クラレ製「27-96」)とエステル化ハイアミロースコーンデンプン(Ingredion製「National92065」)とを重量比で30:70にてDMSOに90℃で5時間、撹拌溶解し、ビニルアルコール系重合体とデンプンの濃度の合計量が23質量%の紡糸原液を得た。この紡糸原液を孔数80、孔径0.1mmφのノズルを通して、固化液としてメタノールとDMSOの混合液を用い、5℃の固化浴中で乾湿式紡糸し、20℃のメタノール浴で3.0倍の湿熱延伸を施した。なお、固化液のメタノールとDMSOの混合比は体積比で80:20であった。ついでメタノールで糸篠中のDMSOを抽出し、糸篠に紡糸油剤を付与し120℃で乾燥し、得られた乾燥原糸を180℃で乾熱延伸倍率2.0倍の条件で乾熱延伸してポリビニルアルコール系繊維を製造した。得られたポリビニルアルコール系繊維のTDは6.0倍であり、紡糸性は良好であった。得られた繊維の結晶化度、強度、水中溶断温度、土中埋設重量減少率を測定した結果を表1に示す。
重合度1750、ケン化度96モル%のビニルアルコール系重合体(クラレ製「27-96」)と疎水化ワキシーデンプン(Ingredion製「FILMKOTE550」)とを重量比で10:90にてDMSOに90℃で5時間、撹拌溶解し、ビニルアルコール系重合体とデンプンの濃度の合計量が25質量%の紡糸原液を得た。この紡糸原液を孔数80、孔径0.1mmφのノズルを通して、固化液としてメタノールとDMSOの混合液を用い、5℃の固化浴中に乾湿式紡糸したが、固化せず、紡糸不可であった。なお、固化液のメタノールとDMSOの混合比は体積比で80:20であった。
重合度1750、ケン化度96モル%のビニルアルコール共重合体(クラレ製「27-96」)とエステル化ハイアミロースコーンデンプン(Ingredion製「National92065」)とを重量比で80:20にてDMSOに90℃で5時間、撹拌溶解し、ビニルアルコール系重合体とデンプン濃度の合計量が23質量%の紡糸原液を得た。この紡糸原液を孔数80、孔径0.1mmφのノズルを通して、固化液としてメタノールとDMSOの混合液を用い、5℃の固化浴中で乾湿式紡糸し、20℃のメタノール浴で3.0倍の湿熱延伸を施した。なお、固化液のメタノールとDMSOの混合比は体積比で80:20であった。ついで、メタノールで糸篠中のDMSOを抽出し、糸篠に紡糸油剤を付与し120℃で乾燥し、得られた乾燥原糸を180℃で乾熱延伸倍率2.0倍の条件で乾熱延伸してポリビニルアルコール系繊維を製造した。得られたポリビニルアルコール系繊維のTDは6.0倍であり、紡糸性は良好であった。得られた繊維の結晶化度、強度、水中溶断温度、土中埋設重量減少率を測定した結果を表1に示す。
重合度1750、ケン化度99.9モル%のビニルアルコール系重合体(クラレ製「25-100」)と変性アミロースコーンデンプン(Ingredion製「Ecofilm」)とを重量比で50:50にてDMSOに90℃で5時間、撹拌溶解し、ビニルアルコール系重合体とデンプンの濃度の合計量が20質量%の紡糸原液を得た。この紡糸原液を孔数80、孔径0.1mmφのノズルを通して、固化液としてメタノールとDMSOの混合液を用い、5℃の固化浴中に乾湿式紡糸し、20℃のメタノール浴で3.0倍の湿熱延伸を施した。なお、固化液のメタノールとDMSOの混合比は体積比で80:20であった。ついで、メタノールで糸篠中のDMSOを抽出し、糸篠に紡糸油剤を付与し120℃で乾燥し、得られた乾燥原糸を180℃で乾熱延伸倍率2.0倍の条件で乾熱延伸してポリビニルアルコール系繊維を製造した。得られたポリビニルアルコール系繊維のTDは6.0倍であり、紡糸性は良好であった。得られた繊維の結晶化度、強度、水中溶断温度、土中埋設重量減少率を測定した結果を表1に示す。
Claims (5)
- ビニルアルコール系重合体を30から70質量%、デンプンを70から30質量%含み、結晶化度が30%以下であり、前記デンプンが変性アミロースコーンデンプン、エステル化ハイアミロースコーンデンプンおよび疎水化ワキシーデンプンから選択される少なくとも一種であり、水中溶断温度が40℃以下であるポリビニルアルコール系繊維。
- 引張強度が3cN/dtex以上である請求項1に記載のポリビニルアルコール系繊維。
- 前記ビニルアルコール系重合体のケン化度が80から96モル%である請求項1または2に記載のポリビニルアルコール系繊維。
- 前記ビニルアルコール系重合体の平均重合度が500から2450である請求項1から3のいずれか1項に記載のポリビニルアルコール系繊維。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載のポリビニルアルコール系繊維を含有する繊維構造体。
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