JPH0578914A - Bio-degradable staple fiber - Google Patents
Bio-degradable staple fiberInfo
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- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ポリカプロラクトン及
び／又はポリプロピオラクトンからなる微生物分解性ス
テープル・ファイバーに関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a biodegradable staple fiber comprising polycaprolactone and / or polypropiolactone.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、おむつや生理用ナプキン等の衛生
材、使い捨ておしぼりやワイピングクロス等に用いられ
る生活資材用繊維としては、主として経済性からポリオ
レフィン、ポリアミド、ポリエステル、ビニロン等の合
成繊維が使用されている。しかし、これらの繊維は自己
分解性がなく、使用後、屋外に放置すると種々の公害を
引き起こすという問題がある。したがって、これら生活
資材は、止むを得ず焼却されているのが現状である。2. Description of the Related Art Conventionally, synthetic fibers such as polyolefins, polyamides, polyesters, and vinylons have been mainly used for economical purposes as sanitary materials such as diapers and sanitary napkins and fibers for daily life materials such as disposable hand towels and wiping cloths. Has been done. However, these fibers are not self-degradable, and there is a problem in that they cause various pollution when left outdoors after use. Therefore, these living materials are inevitably incinerated at present.
【０００３】このような問題を解決する方法として、自
然分解性（微生物分解性又は生分解性）の素材を用いる
ことが考えられる。As a method for solving such a problem, it is conceivable to use a material which is naturally degradable (biodegradable or biodegradable).
【０００４】従来、自然分解性ポリマーとして、セルロ
ーズやキチン等の多糖類、カット・グット（腸線）や再
生コラーゲン等の蛋白質やポリペプチド（ポリアミノ
酸）、微生物が自然界で作るポリ−３−ヒドロキシブチ
レート又はその共重合体のような微生物ポリエステル、
ポリグリコリド、ポリラクチド、ポリカプロラクトン等
の合成脂肪族ポリエステル等がよく知られている。Conventionally, as naturally degradable polymers, polysaccharides such as cellulose and chitin, proteins and polypeptides (polyamino acids) such as cut gut (intestinal line) and regenerated collagen, and poly-3-hydroxybutyrate produced by microorganisms in nature. Microbial polyesters, such as rate or its copolymers,
Synthetic aliphatic polyesters such as polyglycolide, polylactide and polycaprolactone are well known.
【０００５】この中で、天然セルロースである木綿（コ
ットン）や再生セルローズであるレーヨンは比較的安価
な生分解性素材であることが知られている。しかし、こ
れらセルローズ系素材は生分解されるとはいうもののそ
の生分解速度は比較的遅く、例えばレーヨンを土壌と十
分に混合、接触することの少ないゴミ埋立地に埋設した
場合には、さらに分解が遅くなるために大きな問題とな
る。また、これらセルローズ系素材は親水性であるため
に、疎水性であることが要求される用途、例えば現在ポ
リオレフィンの短繊維不織布が用いられているナプキン
のカバーストック（表面シート）には用いることができ
ない。また、熱可塑性でないために、熱融着繊維として
の利用ができない。Among these, natural cellulose, cotton, and regenerated cellulose, rayon, are known to be relatively inexpensive biodegradable materials. However, although these cellulosic materials are biodegraded, their biodegradation rate is relatively slow.For example, when rayon is sufficiently mixed with soil and buried in a landfill where contact is low, further degradation occurs. Becomes a big problem because it becomes slow. Further, since these cellulosic materials are hydrophilic, they can be used for applications where hydrophobicity is required, for example, for napkin cover stock (surface sheet) where polyolefin short fiber nonwoven fabric is currently used. Can not. Further, since it is not thermoplastic, it cannot be used as a heat fusion fiber.
【０００６】また、その他のポリマーから繊維を製造す
る場合、湿式紡糸法で製造しなければならなかったり、
素材のコストが極めて高いため製造原価が高価になった
り、高強度の繊維を得ることができなかったりするとい
う問題があった。When fibers are produced from other polymers, they must be produced by a wet spinning method,
Since the cost of the raw material is extremely high, there are problems that the manufacturing cost is high and that high-strength fiber cannot be obtained.
【０００７】そのなかで、ポリカプロラクトンは比較的
安価な完全生分解性の合成高分子であって、溶融紡糸が
可能であるが、実際に一定の強度と捲縮特性を有する短
繊維が製造されたという報告はない。その理由の一つと
しては、融点が約60℃と低いために、一定の捲縮特性を
付与することが困難であったためと考えられる。また、
高分子量のポリカプロラクトンを市場から入手すること
が困難であったことも一因である。[0007] Among them, polycaprolactone is a relatively inexpensive, completely biodegradable synthetic polymer that can be melt-spun, but actually produces short fibers having a certain strength and crimping property. There is no report that it was made. It is considered that one of the reasons is that it was difficult to give a certain crimp property because the melting point was as low as about 60 ° C. Also,
One of the reasons is that it was difficult to obtain high molecular weight polycaprolactone from the market.
【０００８】また、安価な自然崩壊性の素材として、ポ
リエチレンに澱粉を配合したものが検討されており、直
鎖状低密度ポリエチレンに澱粉を約６％配合して製膜し
たフィルムが買物袋として一部実用化されている。As an inexpensive and naturally disintegrating material, a blend of polyethylene and starch has been studied, and a film formed by blending linear low density polyethylene with about 6% of starch is used as a shopping bag. Some have been put to practical use.
【０００９】しかし、このような澱粉を配合したポリエ
チレンから短繊維を製造しても、強度や捲縮特性等の機
械的特性が著しく劣ったものとなり、一般の生活資材用
として使用することはできない。また、ポリエチレンは
生分解されないため、根本的な解決策とはなり得ない。However, even if a short fiber is produced from polyethylene mixed with such a starch, the mechanical properties such as strength and crimping property are remarkably inferior, and it cannot be used as a general living material. .. Also, polyethylene cannot be a fundamental solution because it is not biodegradable.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は比較的安価
で、かつ実用に供することができる優れた捲縮特性と強
度を有し、微生物により完全に分解されるポリカプロラ
クトン及び／又はポリプロピオラクトンからなるステー
プル・ファイバーを提供しようとするものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is relatively inexpensive and has excellent crimping characteristics and strength which can be put to practical use, and polycaprolactone and / or polypropiolactone which are completely decomposed by microorganisms. It aims to provide staple fibers consisting of.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するものであり、その要旨は、ポリカプロラクトン及び
／又はポリプロピオラクトンからなるステープル・ファ
イバーであって、引張強度が3.0ｇ／ｄ以上、捲縮数が
８〜35コ／25mm、捲縮度が5.0％以上であることを特徴
とする微生物分解性ステープル・ファイバーにある。な
お、本発明のステープル・ファイバーは上記特性を満足
する範囲内で少量の他の脂肪族ポリエステルやポリオレ
フィンを混合したものも含まれる。The present invention is to solve the above-mentioned problems, and the gist thereof is a staple fiber comprising polycaprolactone and / or polypropiolactone having a tensile strength of 3.0 g / d or more. The number of crimps is 8 to 35/25 mm, and the crimping degree is 5.0% or more. The staple fiber of the present invention includes a mixture of a small amount of other aliphatic polyester or polyolefin within a range satisfying the above characteristics.
【００１２】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において用いられるポリカプロラクトン及びポリプ
ロピオラクトンは、JIS K 6760に準じて測定したメルト
フローレート（g/10min ）が25以下、好ましくは10以下
のものが適当である。メルトフローレートが25を超える
と本発明の目的とする強度及び捲縮特性のステープル・
ファイバーを得ることが困難である。The present invention will be described in detail below. The polycaprolactone and polypropiolactone used in the present invention have a melt flow rate (g / 10 min) measured according to JIS K 6760 of 25 or less, preferably 10 or less. When the melt flow rate exceeds 25, the staple of the strength and crimping property which is the object of the present invention
It is difficult to obtain fiber.
【００１３】本発明のステープル・ファイバーは、高重
合度のポリカプロラクトン及び／又はポリプロピオラク
トンを溶融紡糸し、延伸した後、機械的に捲縮加工し、
切断することにより製造することができる。The staple fiber of the present invention is obtained by melt-spinning polycaprolactone and / or polypropiolactone having a high degree of polymerization, stretching and then mechanically crimping.
It can be manufactured by cutting.
【００１４】溶融紡糸の温度は、用いるポリカプロラク
トン及びポリプロピオラクトンのメルトフローレートに
より異なるが、200〜300℃とすることが望ましい。紡糸
温度が200℃未満では溶融押出しが困難であり、300℃を
超えると分解が顕著となり、捲縮特性に優れた高強度の
ステープル・ファイバーを得ることが困難となる。The melt spinning temperature varies depending on the melt flow rates of the polycaprolactone and polypropiolactone used, but it is preferably 200 to 300 ° C. If the spinning temperature is less than 200 ° C, melt extrusion is difficult, and if it exceeds 300 ° C, decomposition becomes remarkable, and it becomes difficult to obtain high-strength staple fibers having excellent crimping properties.
【００１５】溶融紡出されたマルチフィラメントは空冷
後、一旦巻き取った後又は巻き取らずにそのまま１段又
は２段以上で、室温〜60℃で延伸される。全延伸倍率
は、目的とするステープル・ファイバーの要求性能によ
り異なるが、3.0ｇ／ｄ以上の引張強度と前記捲縮特性
を維持するには2.0〜3.0倍に延伸することが望ましい。The melt-spun multifilaments are air-cooled, and after being once wound or without being wound, drawn in one step or two or more steps at room temperature to 60 ° C. The total draw ratio varies depending on the required performance of the desired staple fiber, but it is desirable to draw at 2.0 to 3.0 times in order to maintain the tensile strength of 3.0 g / d or more and the crimp characteristics.
【００１６】次に、上記延伸糸をスタッフィングボック
ス法、押込加熱ギア法又は高速エアー噴射押込法等によ
り８〜35コ／25mm、好ましくは10〜30コ／25mmの捲縮を
付与し、20〜100mmの長さに切断する。この場合、捲縮
数が８コ／25mm未満では梳綿工程で未開繊部が生じやす
く、35コ／25mmを超えるとネップが発生しやすい。ま
た、捲縮度が5.0％以上となるようにすることが必要で
あり、捲縮度が5.0％未満であると次工程でカードにか
ける際に抱合性が悪いためウエブに密度斑が生じやす
い。押込加熱ギア法により捲縮を付与する場合、クリン
パーに入る前の糸条を40〜80℃に温水浴中その他で予熱
した後、ニップ圧1.0〜3.5kg／cm2、押込圧1.0〜3.5kg
／cm2のクリンパーに通し、さらに油剤付与及び乾燥を
経て、最後にカッターでステープル・ファイバーに切断
する。 (充填密度を大きくすることにより捲縮数及び捲
縮度を高めることができる。)Next, the drawn yarn is crimped to a size of 8-35 mm / 25 mm, preferably 10-30 mm / 25 mm, by a stuffing box method, an indentation heating gear method, a high-speed air jet indentation method, etc. Cut to a length of 100 mm. In this case, if the number of crimps is less than 8/25 mm, unopened portions are likely to occur in the carding process, and if it exceeds 35/25 mm, nep is likely to occur. In addition, it is necessary to set the crimping degree to be 5.0% or more. If the crimping degree is less than 5.0%, the web is likely to have density unevenness because of poor binding when applied to a card in the next step. .. When crimping is applied by the indentation heating gear method, the yarn before entering the crimper is preheated to 40 to 80 ° C in a hot water bath or the like, and then the nip pressure is 1.0 to 3.5 kg / cm 2 , indentation pressure is 1.0 to 3.5 kg
After passing through a crimper of / cm 2 , applying an oil agent and drying, finally cut into staple fibers with a cutter. (The number of crimps and the degree of crimps can be increased by increasing the packing density.)
【００１７】このようにして得られる本発明のステープ
ル・ファイバーは、前述のように優れた捲縮特性と強度
特性と微生物分解性を有するものである。なお、通常ス
テープル・ファイバーの単糸繊度は、１〜20デニールと
される。The staple fiber of the present invention thus obtained has excellent crimping property, strength property and microbial degradability as described above. The single yarn fineness of the staple fiber is usually 1 to 20 denier.
【００１８】本発明のステープル・ファイバーは、従来
公知の紡績工程により紡績糸となし編織物に加工する
か、あるいは乾式又は湿式工程を経て短繊維不織布とし
て使用される。The staple fiber of the present invention is processed into a spun yarn and a plain knitted fabric by a conventionally known spinning process, or is used as a short fiber non-woven fabric through a dry or wet process.
【００１９】[0019]
【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、引張り強伸度特性はJIS L 1015に準じて測定
した。また、試料を土壌中に２カ月埋めておいて取り出
し、ステープル・ファイバーがその形状を失っている場
合を微生物分解性が良好であると判断した。EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described by way of examples. The tensile strength and elongation properties were measured according to JIS L 1015. The sample was buried in soil for 2 months and then taken out, and it was judged that the biodegradability was good when the staple fiber lost its shape.
【００２０】実施例１〜４ メルトフローレートが４のポリカプロラクトン(PCL) 及
びポリプロピオラクトン(PPL) をそのまま又は適当にブ
レンドして、表１示す重量比で使用し、紡糸温度260〜2
80℃で直径0.3mmの紡糸孔を30個有する紡糸口金から紡
速1200m／minで溶融紡糸した。未延伸糸を一旦巻き取っ
た後、室温〜60℃で全延伸倍率が2.4〜2.5倍になるよう
に２段延伸し、次にこれを50〜60℃の温水浴中で予熱
し、押込ギア式クリンパー（ニップ圧：3.0kg／cm2、押
込圧：3.0kg／cm2）に導入して捲縮を与えた後、油剤付
与、乾燥を行い、長さ約51mmにカットして単糸繊度３デ
ニールのステープル・ファイバーを得た。得られたステ
ープル・ファイバーの特性値及びカード通過性と微生物
分解性を評価した結果を表１に示す。Examples 1 to 4 Polycaprolactone (PCL) and polypropiolactone (PPL) having a melt flow rate of 4 were used as they were or appropriately blended and used at a weight ratio shown in Table 1 and a spinning temperature of 260 to 2
Melt spinning was performed at a spinning speed of 1200 m / min from a spinneret having 30 spinning holes with a diameter of 0.3 mm at 80 ° C. After unwinding the undrawn yarn, draw it in two steps at room temperature to 60 ° C so that the total draw ratio will be 2.4 to 2.5 times, then preheat it in a hot water bath at 50 to 60 ° C and push gear A crimper (nip pressure: 3.0 kg / cm 2 , indentation pressure: 3.0 kg / cm 2 ) was introduced into the crimp to apply crimps, and then an oil agent was applied and dried, and the length was cut to about 51 mm and the single yarn fineness was obtained. 3 denier staple fiber was obtained. Table 1 shows the characteristic values of the obtained staple fiber and the results of evaluation of the card passing property and the microbial degradability.
【００２１】[0021]
【表１】 [Table 1]
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明によれば、実用に耐え得る優れた
捲縮特性と強度特性を有し、かつ疎水性で熱融着性を有
する微生物分解性のステープルファイバーが提供され
る。本発明のステープル・ファイバーを用いた編織物や
不織布は、使い捨ておむつや生理用ナプキン等のカバー
ストック（表面シート）や使い捨ておしぼりやパッド等
の衛生材、ワイピングクロスやハップ剤の基布等の生活
資材として好適であり、使用後微生物が存在する環境
（土中又は水中）に放置しておけば一定期間後には完全
に生分解されるため、特別な廃棄物処理を必要とせず、
公害防止に有用である。Industrial Applicability According to the present invention, there is provided a biodegradable staple fiber having excellent crimp characteristics and strength characteristics that can be practically used, and having hydrophobicity and heat fusion property. The knitted woven fabric or non-woven fabric using the staple fiber of the present invention is used as a cover stock (surface sheet) for disposable diapers and sanitary napkins, sanitary materials such as disposable hand towels and pads, and a base cloth for wiping cloths and HAPs It is suitable as a material, and if it is left in an environment (soil or water) where microorganisms exist after use, it will be completely biodegraded after a certain period of time, so no special waste treatment is required,
Useful for pollution prevention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 修治 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 金元 直貴 京都府宇治市宇治小桜23番地 ユニチカ株 式会社中央研究所内 (72)発明者 井上 尚 神奈川県川崎市中原区今井西町222−１− 203 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shuji Takahashi 23 Uji Kozakura, Uji City, Kyoto Prefecture Central Research Institute of the Unitika Co., Ltd. In the laboratory (72) Inventor Takashi Inoue 222-1-203 Imainishimachi, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa
Claims (1)
ピオラクトンからなるステープル・ファイバーであっ
て、引張強度が3.0ｇ／ｄ以上、捲縮数が８〜35コ／25m
m、捲縮度が5.0％以上であることを特徴とする微生物分
解性ステープル・ファイバー。1. A staple fiber comprising polycaprolactone and / or polypropiolactone, having a tensile strength of 3.0 g / d or more and a crimp number of 8 to 35 co / 25 m.
A biodegradable staple fiber characterized by having m and a crimping degree of 5.0% or more.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP26323791A JPH0578914A (en) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | Bio-degradable staple fiber |
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