JPH04100913A

JPH04100913A - 生分解性繊維、生分解性フィルムおよびそれらの製造法

Info

Publication number: JPH04100913A
Application number: JP21947490A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Taniguchi; 敦谷口; Masaharu Mizuno; 正春水野
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1990-08-20
Filing date: 1990-08-20
Publication date: 1992-04-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は生分解性繊維、フィルムおよびそれらの製造法
に関する。さらに詳しくは、ネット（漁網を含む）、ロ
ープ、袋類なとか、使用後に土中や海洋中など自然界に
放棄された場合、バクテリヤや微生物などにより生分解
されてしまい、環境汚染を起こさない新規なポリビニル
アルコール系重合体（以下、ＰＶＡ系重合体と略記する
）と澱粉とからなる生分解性繊維およびフィルムとその
製造法に関する。

［従来技術］近年、地球全体の環境保全に関する活動が活発となって
いる。その中のひとつとしてプラスチック製容器や、漁
網、ロープなど自然界で分解されに（いものによる環境
汚染対策が挙げられる。

この問題の解決策のひとつとして、使用後自然界に放棄
された場合、バクテリヤや微生物などにより分解（生分
解）されるもの、また紫外線などにより分解されるもの
など種々のアイディアか提案されている。

一方、澱粉を含有するものの公知例としては、特開昭５
５−１１６８１４号公報では特定のアルカリ性澱粉を含
有することにより染色性を向上することを目的としたレ
ーヨン繊維が報告されている。また、特公昭６０−３５
４８０号公報では澱粉繊維を含む紙の製法が公知となっ
ているか、本発明とは発明の意図するところや原料とな
る素材が全く異なるものである。

［発明が解決しようとする課題］本発明の課題は、従来のプラスチック製容器や、漁網、
ロープなどにおける上記問題点を解消し、使用後に土中
や海洋中など自然界に放棄された場合、バクテリヤや微
生物などにより生分解されてしまい、環境汚染を起こさ
ないような新規な生分解性繊維およびフィルムとその製
造法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の上記課題は、（１）ポリビニルアルコール系重合体と澱粉とか重量比
で９０／１０〜５０１５０の割合からなる生分解性繊維
。

（２）ポリビニルアルコール系重合体と澱粉とか重量比
で９０／１０〜５０１５０の割合からなる生分解性フィ
ルム。

（３）ポリビニルアルコール系重合体と澱粉とか重量比
で９０／１０〜５０１５０となるようブレンドしたもの
を水を溶媒に用いて溶解して原液とし、この原液を紡糸
することを特徴とする生分解性繊維の製造法。

（４）ポリビニルアルコール系重合体と澱粉とが重量比
で９０／１０〜５０１５０となるようブレンドしたもの
を水を溶媒に用いて溶解して原液とし、この原液を製膜
することを特徴とする生分解性フィルムの製造法。

によって解決することができる。

すなわち、本発明の繊維およびフィルムはＰＶＡ系重合
体と澱粉とからなり、その混合比率は９０／１０〜５０
１５０重量％、好ましくは８５／１５〜６０／４０重量
％である。このＰＶＡ系重合体と澱粉との混合比率は生
分解時間の設計によって決めることができるが、澱粉含
有量か１０重量％以下になると生分解時間か非常に長く
なり本発明で目的とする効果が得られなくなる。また澱
粉含有量か５０重量％以上となると得られる繊維および
フィルムが非常に脆くなってしまい充分な使用に耐えら
れない。

さらに、本発明で用いられるＰＶＡ系重合体とは、重合
度が５００〜３５００のものが原液調整時の取扱性およ
び水への溶解性の点から好ましい。

また、水への溶解性を損なうものでなければ、部エチレ
ン、アクリル酸、アクリロニトリルなどを共重合したも
のでもよい。

一方、澱粉については特に限定されるものではなく、馬
鈴薯澱粉、トウモロコシ澱粉、小麦粉澱粉、タピオカ、
含ろうメイズなどが例示できる。

次に、本発明の繊維およびフィルムの製造例について説
明する。

すなわち、本発明が目的とする繊維およびフィルムを製
造するには、ＰＶＡおよび澱粉は溶融成型がその融点と
分解温度の関係から困難てあり、ＰＶＡおよび澱粉を適
当な溶媒に溶解して口金より押出した後、その溶媒を除
去して製造する方法が好適である。その際、特に水を溶
媒とした乾式紡糸および製膜法か工業化にあたってコス
トおよび取扱性に優れる。したかって、以下ＰＶＡおよ
び澱粉の水を溶媒とした乾式紡糸および製膜法について
述べる。

まず、ここに用いるＰＶＡは、重合度か５００〜３５０
０、ケン化度が９２ｍｏ１％以上のものか好ましい。

このＰＶＡと澱粉とを重量比か９０／１０〜５０１５０
重量％となるよう混合し、溶媒に水を用いて、原液濃度
が１０〜４０重量％となるよう分散させ、８０〜９５℃
の温水で加熱溶解して原液ドープとする。この時の原液
粘度はＰＶＡの重合度、原液濃度、ＰＶＡと澱粉との混
合比率によって異なるか、この後の紡糸および製膜時の
安定性の点から６０℃における粘度が５００〜５００Ｑ
Ｐｏｉｓｅのものが好ましい。

また、該原液の水素イオン濃度（ｐＨ）は６〜９の範囲
でコントロールするのが好ましい。ｐＨ値か６より小さ
くなると、澱粉のエーテル結合が切断分解したり、一方
、ｐＨ値か９より大きくなると、ＰＶＡの分子鎖が切断
分解されてしまうことがあり、好ましくない。

続いて、該原液ドープから繊維を形成させる場合、通常
の乾式紡糸装置を用いることかでき、その−例を示す。

まず、該原液ドープを約８０〜１００℃に保温された紡
糸口金から１１０〜１４０°Ｃの雰囲気中に吐出して（
紡糸ドラフト０．５〜４．０）溶媒を除去した後、適度
の冷延伸を行い、その後２００〜２４０°Ｃの空気また
は窒素雰囲気中で全延伸倍率か８〜１４倍となるよう延
伸・熱処理して巻取られる。

また、フィルムを形成させる場合は、所定のスリットを
通して回転している乾燥ドラムやベルトの上に押し出し
、そのドラムやヘルドの上で溶媒を除去した後、必要に
応して延伸し、さらに１２０〜２２０℃の高温で熱処理
を施して歪みを除去するとともに耐水性を向上させるこ
とができる。

［実施例］以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

なお、本例中の各特性値は次のようにして測定した。

（１）繊維の強度・伸度ＪＩＳ−Ｌ１０１７に準して行った。

（２）フィルムの強度ＡＳＴＭ−Ｄ−８８２に準じて行った。

（３）繊維およびフィルムの土中強力保持率繊維および
フィルムのサンプルを土中に埋没させ、所定日数が経過
したものを取り出し、前記（１）および（２）項の方法
で残強力を測定しその強力保持率を算出した。

実施例１重合度２１００、ケン化度９９．　５　ｍａｔ％のＰＶ
Ａと澱粉（コーンスターチ）とを重量比で８５／１５と
なるよう混合し、全ポリマ濃度が２０重量％となるよう
水に分散溶解して原液を調整した（９０°Ｃ）。

次いて、該原液を孔径０．１ｍｍφて孔数２０の口金か
ら約１２０℃の雰囲気中に吐出し、溶媒である水を除去
した後、約２５°Ｃ下、約３倍の冷延伸を行い、続いて
２３０℃の空気雰囲気中で３．８倍延伸して巻取った。

得られた繊維の繊度は７４Ｄ１引張強度は５゜３ｇ／ｄ
、伸度は６．８％であった。

このサンプルを土中１０ａｎ下に埋没させ、その強力保
持率を測定したところ、１２力月で９６％、１８力月で
６８％と分解による繊維の強力低下がみられた。

実施例２重合度２１００、ケン化度９９．　５　ｍｏ１％のＰＶ
Ａと澱粉（コーンスターチ）とを重量比で６０／４０と
なるよう混合し、全ポリマ濃度が２０重量％となるよう
水に分散溶解して原液を調整した。

次いで、該原液を孔径０．　１ｍｍφで孔数２０の口金
から約１１５℃の雰囲気中に吐出し、溶媒である水を除
去した後、約３０℃下、約２．５倍の冷延伸を行い、続
いて２２０℃の空気雰囲気中で３．４倍延伸して巻取っ
た。

得られた繊維の繊度は７４Ｄ１引張強度は４゜２ｇ／ｄ
、伸度は７．２％であった。

このサンプルを土中１０ｃｍ下に埋没させ、その強力保
持率を測定したところ、１２力月で７２％、１８力月で
１４％と分解による繊維の著しい強力低下かみられた。

比較例１重合度１７８０、ケン化度９９．　３　ｍｏ１％のＰＶ
Ａと澱粉（コーンスターチ）とを重量比で９８／２とな
るよう混合し、全ポリマ濃度が２５重量％となるよう水
に分散溶解して原液を調整した。

次いで、該原液を孔径０．１２ｍｍφで孔数２０の口金
から約１２５℃の雰囲気中に吐出し、溶媒である水を除
去した後、約２５°Ｃ下、約３倍の冷延伸を行い、続い
て２３０℃の空気雰囲気中で４゜４倍延伸して巻取った
。

得られた繊維の繊度は７４Ｄ、引張強度は６゜７ｇ／ｄ
、伸度は８．１％であった。

このサンプルを土中１０ａｎ下に埋没させ、その強力保
持率を測定したところ、１２力月で９８％、１８力月で
９５％と繊維強度は高いが、土中での分解による強力低
下が非常に小さかった。

比較例２重合度２１００、ケン化度９９．　５　ｍｏ１％のＰＶ
Ａと澱粉（コーンスターチ）とを重量比で４０／６０と
なるよう混合し、全ポリマ濃度が２０重量％となるよう
水に分散溶解して原液を調整した。

次いで、該原液を孔径０．１２ｍｍφで孔数２０の口金
から約１２５℃の雰囲気中に吐出し、溶媒である水を除
去した後、約２５℃下、冷延伸を行ったが、延伸倍率が
１．８倍以上に上がらず、続いての乾熱延伸でも充分な
延伸ができなかった。

このため、得られた繊維は引張強度が約２．４ｇ／ｄ、
伸度が約６．２％と、繊維物性か実用レベルに到達でき
なかった。

実施例３重合度２１００、ケン化度９９．　５　ｍｏ１％のＰＶ
Ａと澱粉（コーンスターチ）とを重量比で７０／３０と
なるよう混合し、全ポリマ濃度が２０重量％となるよう
水に分散溶解して原液を調整した（９０°Ｃ）。

次いで、該原液を１．０■のスリット状口金から約１１
０°Ｃの乾燥ドラム上で吐出し、その上で溶媒である水
を除去した後、１２０℃空気雰囲気中で面積延伸倍率か
４倍となるよう二軸延伸した後、１８０℃の温度下で熱
処理を行った。

得られたフィルムの引張強度は３　、　２　ｋｇ　／　
ｍｍ　２であった。

このサンプルを土中１０ｃｍ下に埋没させ、その強力保
持率を測定したところ、１２力月で６１％、１８力月で
１３％と分解による繊維の著しい強力低下がみられた。

［発明の効果］本発明になる生分解生繊維およびフィルムは、ＰＶＡ系
ポリマと澱粉とか重量比で９０／１０〜５０１５０の割
合からなり、繊維およびフィルムとして実用的な機械的
性質を有するのみならず、それらの製品の使用後土中や
海洋中に放棄された場合、バクテリヤや微生物などによ
って生分解されてしまうため、環境汚染に至らないとい
った効果か十分期待される。

また、本発明の製造法によれば、ＰＶＡ系ポリマと澱粉
とからなる生分解性繊維およびフィルムを工業的に有利
に製造ことかできる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリビニルアルコール系重合体と澱粉とが重量比
で９０／１０〜５０／５０の割合からなる生分解性繊維
。
（２）ポリビニルアルコール系重合体と澱粉とが重量比
で９０／１０〜５０／５０の割合からなる生分解性フィ
ルム。
（３）ポリビニルアルコール系重合体と澱粉とが重量比
で９０／１０〜５０／５０となるようブレンドしたもの
を水を溶媒に用いて溶解して原液とし、この原液を紡糸
することを特徴とする生分解性繊維の製造法。
（４）ポリビニルアルコール系重合体と澱粉とが重量比
で９０／１０〜５０／５０となるようブレンドしたもの
を水を溶媒に用いて溶解して原液とし、この原液を製膜
することを特徴とする生分解性フィルムの製造法。