JPH0593316A - 微生物分解性複合繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性と強度特性に優れた微生物分解性複合
繊維を提供する。 【構成】 ポリ−ε−カプロラクトン及び／又はポリ−
β−プロピオラクトンを芯成分とし、ポリ（β−ヒドロ
キシアルカノエート) 又はその共重合体を鞘成分とする
微生物分解性複合繊維。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芯鞘型の微生物分解性
複合繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、漁業や農業、土木用として用いら
れる産業資材用繊維としては、強度及び耐候性の優れた
ものが要求されており、主としてポリアミド、ポリエス
テル、ビニロン、ポリオレフィン等からなるものが使用
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、海や山野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。この問題は、使用後、焼却、埋
め立てあるいは回収再生により処理すれば一応解決され
るが、これらの処理には多大の費用を要するため、現実
には海や山野に放置され、景観を損なうばかりでなく、
鳥や海洋生物、ダイバー等に絡みついて殺傷したり、船
のスクリューに絡みついて船舶事故を起こしたりする事
態がしばしば発生している。

【０００３】また、使い捨ておむつや使い捨ておしぼ
り、ワイピングクロスや生理用ナプキンについても主と
して経済性からポリオレフィン、ポリエステル、ポリア
ミド等の合成繊維が使用されているが、これらは自然分
解性に乏しいため、使用後は止むを得ず焼却されている
のが現状である。

【０００４】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又は加水分解性）
の素材を用いることが考えられる。

【０００５】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
レートのようなポリ（β−ヒドロキシアルカノエート)
又はその共重合体、ポリグリコリドやポリラクチドのよ
うなポリ（α−オキシ酸) 、ポリ−ε−カプロラクトン
のようなポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート) 等の合
成脂肪族ポリエステル等がよく知られている。

【０００６】しかし、一般的にセルローズ等の多糖類は
自然分解速度が比較的遅く、ごみ埋立地のように十分に
土壌と接触することの少ない場合には、数年間もその形
態をとどめている場合が多く、現実に問題となってい
る。

【０００７】また、その他のポリマーから繊維を製造す
る場合にも、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。

【０００８】ポリ−ε−カプロラクトンやポリ−β−プ
ロピオラクトンは比較的安価な完全生分解性の合成高分
子であり、溶融紡糸が可能であるが、融点が60〜100℃
と低いために、その用途が一部制限されるという問題が
あった。

【０００９】また、ポリ（β−ヒドロキシアルカノエー
ト) 又はその共重合体は熱可塑性であるが、実際に溶融
紡糸をしても曳糸性に乏しく、低い強度レベルの繊維し
か得られないという問題点があった。

【００１０】さらに、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。し
かし、このような澱粉を配合したポリエチレンから繊維
を製造しても、強度等の機械的特性が著しく劣ったもの
となり、高強度を必要とする産業資材用として使用する
ことはできない。また、完全に生分解されないために、
根本的な解決策とはなり得ない。

【００１１】

【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一定の耐熱性と強
度を有し、自然界で完全に分解される微生物分解性繊維
を提供しようとするものである。

【００１２】

【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−ε−カプロラク
トン及び／又はポリ−β−プロピオラクトンを芯成分と
し、ポリ（β−ヒドロキシアルカノエート) 又はその共
重合体を鞘成分とした微生物分解性複合繊維にある。な
お、本発明の微生物分解性複合繊維には、芯鞘成分それ
ぞれの基本特性を損なわない範囲内で少量の他の微生物
分解性成分を含有したものも含まれる。

【００１３】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において芯成分として用いられるポリ−ε−カプロ
ラクトン又はポリ−β−プロピオラクトンは、JIS K 67
60に準じて測定したメルトフローレート（単位：ｇ／10
min)が25以下、好ましくは10以下のものが適当である。

【００１４】一方、鞘成分として用いられるポリ（β−
ヒドロキシアルカノエート) 又はその共重合体として
は、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−
ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシカプロレ
ート、ポリ−３−ヒドロキシヘプタノエート、ポリ−３
−ヒドロキシオクタノエート及びこれらとポリ−３−ヒ
ドロキシバリレートやポリ−４−ヒドロキシブチレート
との共重合体等が挙げられ、これらは通常微生物が産生
する微生物ポリエステルとして得られる。この中でも、
最も好ましいものはポリ−３−ヒドロキシブチレートと
ポリ−３−ヒドロキシバリレートとの共重合体及びポリ
−３−ヒドロキシブチレートとポリ−４−ヒドロキシブ
チレートとの共重合体である。鞘成分としては、芯成分
の融点より高い100℃以上の融点を有するものが望まし
い。

【００１５】本発明の複合繊維において、芯鞘複合比
は、１／５〜５／１、特に２／３〜３／２とするのが適
当である。

【００１６】本発明の複合繊維は、高重合度のポリ−ε
−カプロラクトン及び／又はポリ−β−プロピオラクト
ンを芯成分とし、ポリ（β−ヒドロキシアルカノエー
ト) 又はその共重合体を鞘成分として、常法により、溶
融紡糸し、延伸することにより製造することができる。

【００１７】溶融紡糸の温度は、芯鞘両成分の組成や重
合度により異なるが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
℃を超えると熱分解が顕著となり、高強度の繊維を得る
ことが困難となる。

【００１８】溶融紡出された糸条は空冷又は水冷後、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
段以上の冷延伸もしくは熱延伸に供される。全延伸倍率
は、目的とする繊維の要求性能により異なるが、3.0ｇ
／ｄ以上の引張強度を維持するには2.0倍以上に延伸す
ることが必要である。

【００１９】繊維の形態は、マルチフイラメント、モノ
フイラメント、ステープルのいずれでもよく、使用目的
により適宜選定される。

【００２０】このようにして得られる本発明の複合繊維
は、前述のように実用に耐え得る一定の耐熱性と優れた
強度特性と微生物分解性を有するものである。

【００２１】

【作用】本発明の複合繊維は、鞘成分を構成するポリ
（β−ヒドロキシアルカノエート) 又はその共重合体の
融点が、芯成分を構成するポリ−ε−カプロラクトン及
び／又はポリ−β−プロピオラクトンの融点（60〜100
℃) よりも高いために、例えば一定荷重下の熱溶断温度
で表す耐熱性は、上記芯鞘両成分をブレンドして紡糸し
た繊維に比べはるかに高い値を示す。

【００２２】これは両成分をブレンドした場合には溶融
状態でエステル交換反応を起こし、両成分のランダム共
重合体を生ずる結果、わずかな融点上昇しか期待されな
いのに対し、本発明の芯鞘複合糸の場合には両成分の界
面での接着力が優れる上に、鞘成分を構成する高融点成
分が耐熱的及び力学的強度を支えるために、見掛け上の
耐熱性が著しく向上するためと考えられる。

【００２３】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。なお、引張強度はJIS L 1013に準じて測定し
た。耐熱性は、オーブン中のフイラメントの一端に0.02
ｇ／ｄの荷重を掛け、10℃／minの速度で昇温した時の
溶断温度を示す。また、試料を土壌中に２カ月埋めてお
いて取り出し、繊維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。

【００２４】実施例１ メルトフロレートが４のポリ−ε−カプロラクトンを芯
成分とし、分子量が約50,000のポリ−３−ヒドロキシブ
チレート／ポリ−３−ヒドロキシバリレート共重合体
（共重合モル比：約90／10) を鞘成分とし、芯鞘複合比
１／１の複合繊維を、紡糸温度210℃で溶融紡出し、15
℃の水浴中で冷却した後、直ちに60℃の温水浴中で延伸
倍率6.0倍の第１段延伸を行い、引き続き100℃のオーブ
ン中で1.3倍の第２段延伸を行い、さらに100℃のオーブ
ン中で弛緩熱処理して巻き取り、直径0.31mmの複合モノ
フイラメントを得た。

【００２５】実施例２ 実施例１において、芯成分としてメルトフローレートが
４のポリ−β−プロピオラクトンを用い、紡糸温度を23
5℃、第２段の延伸温度を125℃とした以外は実施例１と
同様にして複合モノフイラメントを得た。

【００２６】比較例１ 実施例１で用いたと同じポリ−３−ヒドロキシブチレー
ト／ポリ−３−ヒドロキシバリレート共重合体を単独
で、紡糸の可能な最適条件下で製糸した。

【００２７】比較例２ 実施例１で用いたと同じポリ−ε−カプロラクトンとポ
リ−３−ヒドロキシブチレート／ポリ−３−ヒドロキシ
バリレート共重合体とを１／１でブレンドしたものを用
い、実施例１と同じ条件でモノフイラメントを製糸し
た。

【００２８】実施例３ 実施例１と同じ組み合わせの重合体を用い、紡糸温度26
5℃、直径0.5mmの紡糸孔を36個有する紡糸口金を使用
し、芯鞘複合比が２／１となるように溶融紡出し、20℃
の空気で冷却した後、油剤を付与し、1200m／minの紡糸
速度で一旦巻き取り、その後、室温のローラにより延伸
倍率2.5倍で延伸を行い、75ｄ／36ｆのマルチフイラメ
ントを得た。

【００２９】上記の実施例及び比較例における製糸性並
びに得られた繊維の引張強度、耐熱性及び微生物分解性
を表１にまとめて示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、実用に耐え得る一定の
耐熱性と強度特性を有し、かつ微生物分解性複合繊維が
提供される。本発明の微生物分解性複合繊維は、漁網や
釣糸のような漁業用資材、育苗用シートのような農業資
材、植生ネットのような土木用資材、生理用品やおむつ
のような衛生材、ワイピングクロス、使い捨ておしぼ
り、生ゴミ収集袋のような廃棄物処理材等として好適で
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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリ−ε−カプロラクトン及び／又はポ
   リ−β−プロピオラクトンを芯成分とし、ポリ（β−ヒ
   ドロキシアルカノエート) 又はその共重合体を鞘成分と
   した微生物分解性複合繊維。
2. 【請求項２】 芯成分がポリ−ε−カプロラクトンであ
   り、鞘成分がポリ−３−ヒドロキシブチレート共重合体
   である請求項１の微生物分解性複合繊維。