JPH10204766A - 生分解性を有する繊維構造物 - Google Patents

生分解性を有する繊維構造物

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JPH10204766A
JPH10204766A JP9000650A JP65097A JPH10204766A JP H10204766 A JPH10204766 A JP H10204766A JP 9000650 A JP9000650 A JP 9000650A JP 65097 A JP65097 A JP 65097A JP H10204766 A JPH10204766 A JP H10204766A
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JP
Japan
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fiber
polymer
nonwoven fabric
fibers
biodegradable
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JP9000650A
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English (en)
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Kazuhiro Morishima
一博 森島
Makoto Yoshida
吉田  誠
Yukikage Matsui
亨景 松井
Masakazu Fujita
正和 藤田
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生分解性を有すると共に、使用後の嵩を速や
かに減少させることが可能な繊維構造体を提供する。 【解決手段】 生分解性重合体よりなり、単繊維の平均
直径が0.1〜30μで且つ、該重合体の融点又は軟化
温度より25〜75℃低い温度での湿熱収縮率が40〜
80%である繊維で構成されていることを特徴とする生
分解性を有する繊維構造物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は生分解性重合体より
なる繊維構造物に関し更に詳細には、温水中で繊維形状
を消失し、塊状となることを特徴とする生分解性繊維構
造物に関する。
【0002】
【従来の技術】合成樹脂を原料とする多くの繊維製品
は、現状では使用後、焼却あるいは埋め立てといった方
法で廃棄されている。しかしながら、焼却や埋め立てに
よる処理は、多大な費用がかかるのみならず、環境保護
の観点から望ましいものではなく、社会問題となってい
る。そのような状況下、廃棄しても自然環境下で経時的
に分解する素材として、天然高分子系では、セルロー
ス、でんぷん、蛋白質など、微生物系のものでは3―ヒ
ドロキシブチレート、3―ヒドロキシバレレートなど、
化学合成系のものではポリエステルアミド、ポリカプロ
ラクトン、脂肪族ポリエステル、ポリ乳酸などが知られ
ている。
【0003】これらの生分解性重合体を繊維製品とする
方法としては、特開平5―214648号公報、特開平
7―243179号公報、特開平8―60513号公報
などに記載されているが、使用済みの繊維製品を自然環
境下で分解させるまでの、取り扱い性の向上については
考慮されていない。すなわち、繊維製品の場合は特に嵩
高となりがちであり、廃棄にいたるまでの保管や輸送に
手間がかかり、分解するまでの廃棄面積も大きくなると
いう点について解決されていない。
【0004】一方で、特開平6―134910号公報、
特開平6―248548号公報にはポリビニルアルコー
ルをバインダー繊維や不織布とする水崩壊性の不織布が
提示されているが、水中に分散された原料は、生分解さ
れても水質汚濁の原因となり、処理の繁雑化を招くこと
となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の有する問題点を解消し、生分解性を有すると
共に使用後の嵩を速やかに減少させることが可能な繊維
構造体を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の目
的を達成するために、鋭意検討した結果、生分解性重合
体よりなる特定の物性を有する繊維からなる繊維構造物
に特定の処理方法をとることにより、上記目的が達成さ
れることを究明し本発明に到達したのである。
【0007】即ち、本発明によれば、以下の生分解性を
有する繊維構造物が提供される。 (1) 生分解性重合体よりなり、単繊維の平均直径が
0.1〜30μで且つ、該重合体の融点又は軟化温度よ
り25〜75℃低い温度での湿熱収縮率が40〜80%
である繊維で構成されていることを特徴とする生分解性
を有する繊維構造物。
【0008】(2) 単繊維がランダムに配列されてな
る不織布である上記(1)記載の生分解性を有する繊維
構造物。
【0009】(3) メルトブロー成型法によって形成
される上記(1)又は(2)記載の生分解性を有する繊
維構造物。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の生分解性を有する繊維構
造物は、生分解性重合体よりなり、60℃以上好ましく
は80℃以上の水中で繊維形状が消失し、塊状となり体
積嵩が低くなる特徴を有するものである。繊維形状が消
失し、塊状となる状態とは、繊維が収縮し、互いに融着
してもとの繊維構造物の形をとどめず、塊状の固体とな
る状態を示す。
【0011】本発明の繊維構造物を構成する生分解性重
合体は、廃棄しても自然環境下大気中、土中、又は水中
で、経時的に分解する素材であれば、特に限定されるも
のではないが、溶融成形性の点から、融点又は軟化温度
が60℃以上250℃以下であることが好ましい。融点
又は軟化温度が60℃未満であると、繊維形成時、糸間
で膠着が起こりやすくなるため、取扱性が悪くなる他、
繊維構造物の耐熱性が低下し、融点又は軟化温度が25
0℃を越えると溶融成形時の温度を高くする必要があ
り、ポリマーの熱安定性の点から好ましくない。
【0012】上記特性を有する生分解性重合体のなかで
も、ポリラクトン、及びポリエステルアミドが望まし
い。ポリラクトンとしては、例えばポリε―カプロラク
トン、ポリβ―ブチロラクトン、ポリδ―バレロラクト
ン、ポリβ―メチルバレロラクトン、ポリβ―プロピオ
ンラクトンが挙げられるが特にポリε―カプロラクトン
が好ましい。又、ポリエステルアミドとしては、例えば
特開平7―102061号公報に記載されているものを
用いることができる。
【0013】本発明の生分解性を有する繊維構造物は、
上記生分解性重合体よりなり、該重合体の融点又は、軟
化温度より25〜75℃低い温度での湿熱収縮率が40
〜80%である繊維で構成されることが必要である。
【0014】ここで、繊維とは、長繊維(マルチフィラ
メント、モノフィラメント)短繊維、又はその複合・混
合の形態の繊維のいずれであってもよい。又湿熱収縮率
は以下の方法で測定された熱収縮率である。 湿熱収縮率(%)=(L0 −L)/L0 ×100 ここでL0 は湿熱処理前の繊維長 Lは湿熱処理後の繊維長を示し、該湿熱処理の際の温度
は、繊維を構成する重合体の融点または軟化点をTmと
すると、Tm−25℃〜Tm−75℃の間の特定温度で
ある。
【0015】該収縮率が40%未満では、60℃以上の
水中で処理しても、繊維形状が消失し、塊状になる特性
を示さなく本目的を達成しない。又80%を越えると繊
維構造物を作成中の取扱性が悪く又得られる構造物は品
位で劣り、経時変化も大きく不適である。
【0016】更に本発明の生分解性を有する繊維構造物
を構成する、単繊維の平均直径は、0.1〜30μであ
ることが必要である。
【0017】ここで単繊維の平均直径は、単繊維群の5
00倍の電子顕微鏡写真より100本の単繊維径を求
め、それを平均することにより算出した。
【0018】該単繊維の平均直径が0.1μ未満では、
溶融成形時の曵糸性が不良で、得られる単繊維の強伸度
のばらつきが大きい。一方30μを越えると、該繊維よ
り得られる繊維構造物は、粗硬感が強く実用的でない。
【0019】本発明の生分解性を有する繊維構造物は、
上記特性を有する繊維から形成され、その形態は、織
物、編物、不織布又は、繊維構造体のいずれてあっても
よい。近年、土木資材、農業資材や衛生資材などの用途
には、不織布の形態が、低コストの点から、多用されて
いる。又これらの用途では最近生分解性の要求が強く、
本発明の生分解性を有する繊維構造物の内、不織布の形
態は、これら用途には、極めて有用である。不織布の繊
維構造物の製法としては、従来公知の短繊維のカードウ
ェッブ法、長繊維のスパンポンド法やメルトブロー法が
好ましい。
【0020】柔らかい風合の不織布を得るには、単繊維
の平均直径が0.1〜30μの範囲で、且つ単繊維がラ
ンダムに配列していることが好ましい。
【0021】本発明の生分解性を有する繊維構造物を構
成する、上記特性を有する繊維を製造する方法として
は、特に紡糸温度及び紡糸ドラフト率の成形条件が、得
られる繊維の平均直径や湿熱収縮率に重要である。紡糸
温度即ち吐出孔から糸条を吐出する際の温度は、融点又
は、軟化温度より150℃以上220℃以下の高温とす
ることが好ましい。又紡糸ドラフト率即ち、糸条の引取
速度(スパンポンド法又はメルトブロー法においては、
捕集ネット直前の糸条速度)と、吐出速度との比は40
〜3000が好ましく、更には50〜2000とするこ
とが好ましい。
【0022】特に、本発明の生分解性を有する繊維構造
物を、メルトブロー法で不織布として製造する場合、重
合体の好ましい溶融粘度としては、100ポイズ以上3
000ポイズ以下であり、より好ましくは500ポイズ
以上2000ポイズ以下である。溶融粘度が低すぎると
糸切れしやすくポリマー玉も発生しやすくなり、また繊
維径の均一性も悪くなる。一方溶融粘度が高すぎると繊
維径を細くすることが困難となる。
【0023】吐出されたポリマーを牽引細化する高温高
圧気体は空気または水蒸気が好適である。牽引気体の温
度は、ポリマーの紡糸温度とあまり離れていると吐出ポ
リマーの温度に影響を及ぼすため、ポリマーの紡糸温度
−10℃以上でポリマーの融点+100℃以下、より好
ましくはポリマーの紡糸温度+10〜50℃である。ま
た、気体流量は目的とする繊維径や吐出量、接着状態に
よって適宜決定されるものであるが、好ましい流量は口
金幅1cm当たり0.01〜0.2Nm3 /分である。
0.01Nm3 /分より小さいと細化が十分進まず、得
られる不織布の斑も大きくなり、0.2Nm3 /分を越
えると繊維切れが過大に起こり好ましくない。
【0024】吐出され高温高圧気体により牽引細化され
た繊維群はサクションを有するネットなどの捕集面上に
体積させることにより不織布として得られる。口金下面
〜捕集面間の距離は繊維が固化する位置より若干下方に
することによって繊維同士が必要以上に接着せず不織布
風合いが粗硬にならないという点で好ましい。捕集面が
あまり下方に位置すると、噴出気体流や随伴流により繊
維流が乱されることとなり、繊維同士が束状に絡まって
不織布班の原因となる。好ましい距離は10〜80cm
である。
【0025】このようにして得られた不織布はカレンダ
ー、エンボス、超音波加工などの方法で全面あるいは部
分的に熱接着することができる他水流により交絡させる
ことができる。
【0026】本発明の生分解性を有する繊維構造物は、
上記のメルトブロー法不織布のみならず、その他の方法
による不織布や織物、編物及び繊維構造体としても適用
される。これらの繊維構造物は、従来公知の方法におい
て、特に上記紡糸温度と紡糸ドラフトの条件を採用する
ことにより、容易に得られる。
【0027】
【発明の効果】本発明の生分解性を有する繊維構造物
は、該構造物を構成する単繊維の直径が細径であるの
で、風合いとして粗硬感がなく、良好な品位とハンドリ
ング性を有し又60℃未満の温度での湿熱収縮率が極め
て大きいので、該構造物を使用後廃棄又は再使用する際
に、60℃以上の水中で処理することにより、繊維形状
が消失して、塊状となるため、構造物の体積嵩を小さく
することができ、保管や輸送に手間がかからず、又最終
的に廃棄する際にも分解するまでの廃棄面積も少くてす
み、実用上極めて有用なものである。
【0028】
【実施例】以下、本発明を更に具体的に説明するが、本
発明はこれにより何等限定されるものではない。なお実
施例中の各特性値は以下の方法を用いて測定した。
【0029】(1)平均単繊維径 単繊維群の500倍の電子顕微鏡写真より100本の単
繊維径を求め、それを平均することにより算出した。
【0030】(2)湿熱収縮率 湿熱収縮率(%)=(L0 −L)/L0 ×100 ここでL0 は湿熱処理前の繊維長 Lは湿熱処理後の繊維長を示し、該湿熱処理の際の温度
は、繊維を構成する重合体の融点または軟化点をTmと
すると、Tm−25℃〜Tm−75℃の間の特定温度で
ある。
【0031】(3)糸の破断強伸度 JISL1013に準拠して、サンプル長2cm、伸長
速度100%/分にて測定した。
【0032】(4)不織布の破断強伸度 不織布の縦方向(捕集ネットの流れ方向)および横方向
の破断強度について以下の通り測定した。不織布を長さ
8cm、幅2.5cmの長方形の試料片となした後、向
かい合う二辺のうち短片をチャックでそれぞれつかんで
チャック間の距離を5cmとし、伸長速度200%/分
にてチャック間隔を大きくしていき、試料片が破断した
時の強度並びに伸度を求めた。
【0033】尚紡糸ドラフト率は以下の如く算出した。
単孔当りの吐出量vl(cc/分)と吐出孔径a(m
m)から求めた吐出線速度V1(m/分)および、平均
単繊維径から求められる単糸デニール×と単孔当りの吐
出量v1(cc/分)から求めた見掛け紡糸速度V2
(m/分)の商として、次式により算出した。 ドラフト=V2/V1=(v1/x×9000)/(v
1/(a/20)2π/100)
【0034】[実施例1〜7、比較例1〜3]融点75
℃のポリε―カプロラクトン(ユニオンカーバイド社製
TONETR)を40℃の真空乾燥機中で16時間乾燥し
メルトブロー法により、不織布を作成した。
【0035】この際、口金としては、吐出孔が丸断面
で、口金幅方向に1mm間隔で単列に配置されたものを
用い、表1記載の紡糸温度および吐出量を用いて、吐出
し引き続き280℃の加熱圧空により吐出糸条を延伸細
化後、口金より33cm下方に設けられた捕集ネット上
に目付100g/m2 の不織布として捕集した。得られ
た不織布及び不織布を構成する単繊維物性を表1に併記
した。
【0036】
【表1】
【0037】[実施例8、比較例4]実施例2の不織布
を、カレンダーロール(直径25cm、線圧30kgf
/cm2 、ローラー間クリアランス0.25mm)を用
いて表2記載の温度で熱処理を行い実施例2と同様に評
価を行いその結果を表2に示した。
【0038】
【表2】
【0039】[比較例5]ポリブチレンサクシネートか
らなる脂肪族ポリエステル(融点115℃)のポリマー
を100℃で5時間熱風乾燥し、メルトブロー法により
実施例1の口金を用い、200℃で溶融させてから23
0℃の加熱圧空を用いて同様に目付100g/m2 の不
織布として捕集した。得られた不織布の物性及び単繊維
の物性を表3に示す。
【0040】
【表3】
【0041】表1に示されるように、重合体の融点(軟
化点)+150℃以上の吐出温度でかつドラフトが40
〜3000の範囲内でメルトブローしたものは、平均直
径が0.1〜30μで良好な曵糸性を示すとともに、湿
熱収縮率も40〜80%の範囲内にあり、95℃の熱水
中に浸したところ、直ちに収縮して、繊維形状を失い、
塊状となった。
【0042】一方比較例5の不織布を95℃の熱水中に
浸したところ、若干収縮はしたが、繊維形状はそのまま
残り塊状とはならなかった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 正和 東京都千代田区内幸町2丁目1番1号 帝 人株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生分解性重合体よりなり、単繊維の平均
    直径が0.1〜30μで且つ、該重合体の融点又は軟化
    温度より25〜75℃低い温度での湿熱収縮率が40〜
    80%である繊維で構成されていることを特徴とする生
    分解性を有する繊維構造物。
  2. 【請求項2】 単繊維がランダムに配列されてなる不織
    布である請求項1記載の生分解性を有する繊維構造物。
  3. 【請求項3】 メルトブロー成型法によって形成される
    請求項1又は2記載の生分解性を有する繊維構造物。
JP9000650A 1997-01-07 1997-01-07 生分解性を有する繊維構造物 Pending JPH10204766A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016148174A1 (ja) * 2015-03-16 2016-09-22 東レ・ファインケミカル株式会社 不織布およびその製造方法
WO2024071236A1 (ja) * 2022-09-28 2024-04-04 株式会社カネカ 不織布及びメルトブローン不織布の製造方法、熱融着体及びその製造方法、コーヒー用フィルター、並びに、コーヒーカプセル

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WO2016148174A1 (ja) * 2015-03-16 2016-09-22 東レ・ファインケミカル株式会社 不織布およびその製造方法
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