JPH08134719A - 生分解性フィラメントとその製造法 - Google Patents
生分解性フィラメントとその製造法Info
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- JPH08134719A JPH08134719A JP27334494A JP27334494A JPH08134719A JP H08134719 A JPH08134719 A JP H08134719A JP 27334494 A JP27334494 A JP 27334494A JP 27334494 A JP27334494 A JP 27334494A JP H08134719 A JPH08134719 A JP H08134719A
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Abstract
性フィラメントを提供する。 【構成】 ポリブチレンサクシネートとポリブチレンア
ジペート又はポリブチレンセバケートとの共重合体であ
って、ポリブチレンサクシネート成分が85モル%以上、
100モル%未満の共重合体からなり、(1) 引張強度が4
g/d以上、結節強度3g/d以上のモノフィラメント
及び(2) 引張強度が3g/d以上、伸度30%以上である
マルチフィラメント。
Description
生分解性を有するポリブチレンサクシネートとポリブチ
レンアジペート又はポリブチレンセバケートとの共重合
体からなるフィラメントに関するものである。
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、芳香族ポ
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解決さ
れるが、これらの処理には多大の費用を必要とされる。
さらに、埋立に関しては、上述のように素材が通常の自
然環境下では化学的に安定であるために土中で長期間に
わたって元の状態のまま保持されるという問題がある。
分解性(微生物分解性又は自然分解性)の素材を用いる
ことが考えられ、脂肪族ポリエステルからなる生分解性
繊維が注目されている。
− 59612号公報には、ポリカプロラクトンからなる高強
度フィラメントが開示されている。しかし、ポリカプロ
ラクトンは、融点が約60℃と低いために、その繊維は耐
熱性に劣り、また、加工工程で60℃以上の熱をかけるこ
とができないという問題があった。
ブチレンサクシネートのような融点が70〜190 ℃の脂肪
族ポリエステルからなる繊維が開示されているが、高分
子量のポリエステルを得るため、ジイソシアナートをカ
ップリング剤として用いており、分解の途中で有害な物
質 (アミン類等) を発生する可能性があり、生分解性素
材としては好ましくない。また、ポリブチレンサクシネ
ート(ホモポリマー)からなる繊維は、生分解速度が遅
いという問題があった。
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生分解性フィラメ
ントを提供しようとするものである。
を解決するために種々検討の結果、ポリブチレンサクシ
ネート(PBS)とポリブチレンアジペート(PBA)
又はポリブチレンセバケート(PBSe)との共重合体
で、融点が 100℃以上となる共重合組成のものを適切な
条件で製糸することにより、この目的が達成されること
を見出し、本発明に到達した。
ある。
合体であって、PBS成分が85モル%以上、 100モル%
未満の共重合体からなり、引張強度が4g/d以上、結
節強度3g/d以上、融点が 100℃以上であることを特
徴とする生分解性モノフィラメント。
合体であって、PBS成分が85モル%以上、 100モル%
未満の共重合体からなり、引張強度が3g/d以上、伸
度30%以上、融点が 100℃以上であることを特徴とする
生分解性マルチフィラメント。
合体であって、PBS成分が85モル%以上、 100モル%
未満の共重合体を溶融紡糸し、紡出糸条を共重合体の結
晶化温度より10℃低い温度から結晶化温度より40℃低い
温度で冷却し、その後延伸することを特徴とする (1)項
記載のモノフィラメントの製造法。
合体であって、PBS成分が85モル%以上、 100モル%
未満の共重合体を溶融紡糸し、紡出糸条を共重合体の結
晶化温度から結晶化温度より40℃低い温度で雰囲気中に
0.1〜1秒間曝すことにより結晶化を促進させ、その後
延伸することを特徴とする (2)項記載のマルチフィラメ
ントの製造法。
のであることが必要であり、数平均分子量が約30,000以
上のものが、製糸性及び得られるフィラメントの特性の
点で好ましい。
には、二酸化チタン、炭酸カルシウム、アルミナ、シリ
カ、タルク等の無機系結晶化核剤を0.01〜3重量%含有
させてもよい。
の基本特性を損なわない範囲内で少量の他の熱可塑性生
分解性成分を添加することができる。
85モル%以上、100 モル%未満のものであることが必要
であり、好ましくはPBS成分が85〜95モル%のもので
ある。PBS成分が85モル%未満であると融点が 100℃
未満と低く、耐熱性が劣り、PBS成分が 100モル%
(ホモポリマー) であると生分解速度が遅く、いずれも
好ましくない。
重合体を溶融紡糸して、延伸することにより製造するこ
とができる。紡糸温度は、用いるポリマーの共重合組成
により異なるが、 120〜220 ℃とすることが望ましい。
紡糸温度が 120℃未満であると溶融押出しが困難であ
り、 220℃を超えると熱分解が顕著となり、高強度のフ
ィラメントを得ることが困難となる。
出したモノフィラメントは、結晶化温度より10℃低い温
度から結晶化温度より40℃低い温度範囲内の水又はエチ
レングリコール等の冷媒で冷却した後、5〜30m/分程
度の速度で引き取り、一旦巻き取った後又は巻き取るこ
となく連続して延伸する。冷却温度が上記の温度範囲よ
り高い場合には、冷却不足により冷却浴内の糸道変更ロ
ーラやガイド上で変形が起こることがある。また、この
種のポリマーは結晶化速度が遅いために、上記の温度範
囲より低い場合には逆に結晶化が進まず、同一ノズルよ
り複数のフィラメントを紡出する際に、フィラメント同
士の密着が起こることがある。
は、室温、熱風又は加熱された水、グリセリン、エチレ
ングリコール、シリコーンオイル等の熱媒中で、用いた
ポリマーの融点以下の温度で、 4.5〜8.5 倍の延伸倍率
で行われる。第1段目の延伸倍率が 4.5倍未満であると
延伸斑が発生し、一方、 8.5倍を超えると切断が多発し
ていずれも好ましくない。第2段目以降の延伸は、通
常、加熱時間(加熱長/延伸速度)にもよるが、用いる
共重合体の融点近辺、好ましくは融点より15℃低い温度
から30℃高い温度の範囲内の熱雰囲気下で行われる。い
ずれにしても高強度モノフィラメントを得るためには第
1段目の延伸倍率が 5.0倍以上となるように延伸するこ
とが必要である。
上、結節強度3g/d以上という優れた強伸度特性を有
し、実用に耐えうる一定の耐熱性と生分解性を有するモ
ノフィラメントを得ることができる。
合、溶融紡出糸条は、紡出直後にポリマーの結晶化温度
から結晶化温度より40℃低い温度の雰囲気中に 0.1〜1
秒間曝すことにより結晶化を促進させることが必要であ
る。本発明における共重合体は、結晶化速度が遅いた
め、適切な条件で冷却しないと単糸間に密着が生じ、目
的とするマルチフィラメントを得ることができない。
が高いと冷却不足により結晶化が進まず、単糸間に密着
が生じ、この温度が低すぎると結晶化速度が遅いため、
やはり十分結晶化が進まず、単糸間に密着が生じる。ま
た、上記雰囲気中での滞留時間が 0.1秒未満であると結
晶化が十分進まないため、単糸間に密着が生じ、一方、
1秒を超えるようにするには、紡糸ヘッドから引き取り
ローラまでの距離を大きくすることが必要で、紡糸装置
が大型化するため好ましくない。
た冷風を吹き付ける横型又は円筒形冷却装置とその下方
に設置した紡糸筒との組み合わせで行うことが好まし
い。
付与した後、 300〜2500m/分の速度で引き取られ、一
旦巻き取った後又は巻き取ることなく連続して延伸され
る。
維用紡糸油剤を使用することができるが、鉱物油、イソ
オクチルステアレート、ポリオキシエチレン化合物等を
主成分とする非水油剤が好ましく用いられる。
目で1.01〜1.08倍程度の低延伸倍率を行って糸条の引き
揃え又は予備延伸を行った後、第2段目以降で所定の強
伸度になるように冷延伸あるいは熱延伸するのが好まし
い。特に寸法安定性が必要な場合、延伸に引き続き温ロ
ーラ等により定長処理又は弛緩処理を加えることが好ま
しい。
比較的低速度で紡糸した未延伸糸を3.5倍以上となるよ
うに冷延伸あるいは熱延伸することが好ましい。
糸繊度は 0.5〜25デニール、総繊度は30〜1500デニール
が好ましい。
上、切断伸度が30%以上という優れた強伸度特性を有
し、実用に耐えうる一定の耐熱性と生分解性を有するマ
ルチフィラメントを得ることができる。
る。なお、測定、評価法は次のとおりである。 引張強伸度特性 JIS L 1013に準じて測定した。 融点及び結晶化温度 DSC測定により求めた。 生分解性 試料を土壌中にモノフイラメントの場合は3カ月、マル
チフイラメントの場合は6カ月間埋設した後取り出し、
引張強度を測定して引張強度が初期の50%以下に低下し
ているか、フィラメントがその形状を失っている場合、
生分解性が良好であると評価した。 乾熱収縮率 雰囲気温度80℃で15分間処理し、その前後の長さ変化の
割合を求めた。
/5の共重合体をエクストルーダー型溶融紡糸機に供給
し、紡糸温度 160℃で溶融し、直径 2.1mmの紡糸孔を2
個有する口金から紡出後、25℃の水浴中で冷却した後、
10m/分の速度で引き取り、直ちに65℃の温水浴中で、
延伸倍率(DR1) 5.5倍で第1段目の延伸を行い、次い
で加熱長3m、加熱温度 105℃のオーブン中で、総延伸
倍率(TDR) が 7.8倍になるように第2段目の延伸を
行い、さらに、加熱長 1.5m、加熱温度 100℃のオーブ
ン中で0.95倍の弛緩熱処理を行った後巻取り、直径 0.2
79mmのモノフィラメントを得た。
表1に示したように変更し、実施例1と同様にしてモノ
フィラメントを得た。
糸条件を表1に、得られたモノフィラメントの特性値等
を表2に示す。
6カ月土壌中に埋設した後取り出し、引張強度を測定し
た結果、初期の37%しか保持しておらず、良好な生分
解性を有することが認められた。また、乾熱収縮率は
4.5%と小さく、一定の耐熱性を有することが認められ
た。実施例2〜3で得られたモノフィラメントも、実施
例1のものと同様、良好な生分解性と、一定の耐熱性を
有することが認められた。これに対し、比較例1で得ら
れたモノフィラメントは、6カ月土壌中に埋設した後取
り出し、引張強度の測定をした結果、初期の51%保持し
ており、実施例1〜3に比べて生分解性が遅いものであ
った。比較例2で得られたモノフィラメントは、乾熱収
縮率が32.1%と大きく、融着している部分もあった。
し、直径 0.5mmの紡糸孔を34個有する口金から紡出後、
13℃の冷却風を吹き付けた後、約30℃の紡糸筒を通して
約 0.3秒間結晶化を促進後、非水系紡糸油剤を付与し、
350m/分の速度で引き取り、そのまま、いわゆるスピ
ンドロー法により、延伸倍率(DR1) 1.7倍で第1段目
の延伸を行い、次いで総延伸倍率(DRT)が 4.7倍に
なるように第2段目の冷延伸を行い、300 d/34fのマ
ルチフィラメントを得た。
表3に示したように変更し、実施例4と同様にしてマル
チフィラメントを得た。
糸条件を表3に、得られたマルチフィラメントの特性値
等を表4に示す。
は、3カ月土壌中に埋設した後取り出して観察した結
果、その形状を保持しておらず、良好な生分解性を有す
ることが認められた。また、乾熱収縮率は 3.5%と小さ
く、一定の耐熱性を有することが認められた。実施例5
で得られたマルチフィラメントも、実施例4のものと同
様、良好な生分解性と、一定の耐熱性を有することが認
められた。これに対し、比較例3は、3カ月土壌中に埋
設した後取り出し、観察した結果、その形状を保持して
おり、実施例4に比べて生分解性が遅いと言える。比較
例2で得られたマルチフィラメントは、乾熱収縮率が1
7.2%と大きく、単糸同士が融着している部分もあっ
た。
きる一定の耐熱性と強度を有し、かつ、安価な生分解性
フィラメントが提供される。本発明のフイラメントは、
衣料用資材としても使用できるが、特に、釣り糸や漁
網、海苔養殖網等の水産資材、防虫、防鳥ネットや植生
ネットのような農園芸資材、生ゴミ水切りネットやコン
ポスト用バッグのような生活資材、紙おむつや生理用品
のような衛生材料、その他一般産業資材用として好適で
あり、使用後は微生物が存在する環境下に放置しておけ
ば一定期間後には完全に分解するため、本発明のフィラ
メントを使用すれば特別な廃棄物処理を必要とすること
なく、公害を防止することが可能となる。また、コンポ
スト化することにより堆肥としての有効利用が可能とな
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 ポリブチレンサクシネートとポリブチレ
ンアジペート又はポリブチレンセバケートとの共重合体
であって、ポリブチレンサクシネート成分が85モル%以
上、 100モル%未満の共重合体からなり、引張強度が4
g/d以上、結節強度3g/d以上であることを特徴と
する生分解性モノフィラメント。 - 【請求項2】 ポリブチレンサクシネートとポリブチレ
ンアジペート又はポリブチレンセバケートとの共重合体
であって、ポリブチレンサクシネート成分が85モル%以
上、 100モル%未満の共重合体からなり、引張強度が3
g/d以上、伸度30%以上であることを特徴とする生分
解性マルチフィラメント。 - 【請求項3】 ポリブチレンサクシネートとポリブチレ
ンアジペート又はポリブチレンセバケートとの共重合体
であって、ポリブチレンサクシネート成分が85モル%以
上、 100モル%未満の共重合体を溶融紡糸し、紡出糸条
を共重合体の結晶化温度より10℃低い温度から結晶化温
度より40℃低い温度で冷却し、その後延伸することを特
徴とする請求項1記載のモノフィラメントの製造法。 - 【請求項4】 ポリブチレンサクシネートとポリブチレ
ンアジペート又はポリブチレンセバケートとの共重合体
であって、ポリブチレンサクシネート成分が85モル%以
上、 100モル%未満の共重合体を溶融紡糸し、紡出糸条
を共重合体の結晶化温度から結晶化温度より40℃低い温
度で雰囲気中に 0.1〜1秒間曝すことにより結晶化を促
進させ、その後延伸することを特徴とする請求項2記載
のマルチフィラメントの製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27334494A JP3468884B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 生分解性フィラメントとその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27334494A JP3468884B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 生分解性フィラメントとその製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08134719A true JPH08134719A (ja) | 1996-05-28 |
JP3468884B2 JP3468884B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=17526596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27334494A Expired - Fee Related JP3468884B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 生分解性フィラメントとその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3468884B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190269815A1 (en) * | 2018-03-01 | 2019-09-05 | Tepha, Inc. | Yarns and fibers of poly(butylene succinate) and copolymers thereof, and methods of use therof |
US11844879B2 (en) | 2018-03-01 | 2023-12-19 | Tepha, Inc. | Articles of poly(butylene succinate) and copolymers thereof |
-
1994
- 1994-11-08 JP JP27334494A patent/JP3468884B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190269815A1 (en) * | 2018-03-01 | 2019-09-05 | Tepha, Inc. | Yarns and fibers of poly(butylene succinate) and copolymers thereof, and methods of use therof |
JP2021516294A (ja) * | 2018-03-01 | 2021-07-01 | テファ, インコーポレイテッド | ポリ(ブチレンスクシネート)およびそのコポリマーを含む医用デバイス |
US20220202988A1 (en) * | 2018-03-01 | 2022-06-30 | Tepha, Inc. | Yarns and fibers of poly(butylene succinate) and copolymers thereof, and methods of use thereof |
US11786632B2 (en) | 2018-03-01 | 2023-10-17 | Tepha, Inc. | Hernia repair, breast reconstruction and sling devices containing poly(butylene succinate) and copolymers thereof |
AU2022202609B2 (en) * | 2018-03-01 | 2023-11-30 | Tepha, Inc. | Medical devices containing poly(butylene succinate) and copolymers thereof |
US11844879B2 (en) | 2018-03-01 | 2023-12-19 | Tepha, Inc. | Articles of poly(butylene succinate) and copolymers thereof |
US11878087B2 (en) | 2018-03-01 | 2024-01-23 | Tepha, Inc. | Oriented implants containing poly(butylene succinate) and copolymer, and methods of use thereof |
US11896734B2 (en) | 2018-03-01 | 2024-02-13 | Tepha, Inc. | Surgical mesh implants containing poly(butylene succinate) and copolymers thereof |
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