JPH11286860A

JPH11286860A - 成型用生分解性不織布

Info

Publication number: JPH11286860A
Application number: JP10104011A
Authority: JP
Inventors: Etsuro Nakao; 悦郎中尾; Hisashi Kamishiro; 寿史神代
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】種々の形状に成型することが
可能であって、しかも、これにより得られる成型品の使
用後に減容、消失を図ることが可能な成型用生分解性不
織布を提供すること。【解決手段】少なくとも、熱融着性を有す
る水溶性繊維を含む不織布であって、かつ、この不織布
の表面内での、２つの所定方向に渡る２０％伸長時の引
張強さのうち、最大強さ／最小強さの割合が１以上１．
４以下であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、成型マスク、種
々の包装材料、植生基材など、立体成型が施された生活
用品に用いて好適な成型用生分解性不織布に関し、特
に、成型性に優れ、しかも廃棄に際して減容が可能であ
り、土中において分解され易い成型用生分解性不織布に
関する。

【０００２】

【従来の技術】種々の生活資材として、不織布は広範な
用途に用いられてきた。その中で、シート状の不織布に
対して、凹凸を組み合わせた２つの金型により加熱加圧
を施して不織布の構成繊維を熱可塑化し、成型された種
々の物品(以下、単に成型品と称する)が用いられてい
る。このような加工を行う不織布として、ポリオレフィ
ン系の長繊維をシート化したものなどが知られている。

【０００３】しかし、近年の環境に対する意識の変化に
伴い、各々の成型品を用いる際の機能のみならず、廃棄
に際しての配慮が求められるようになってきた。従前、
種々の合成樹脂からなる繊維製品の廃棄が、主として焼
却に頼ってきたのは周知の通りであるが、昨今の環境へ
の配慮は地球の温暖化にも向ける必要があり、焼却廃棄
すら最善の方法では無くなりつつある。この様な要請に
応え得る技術として、従来と同様に使用済みの資材を土
中に埋めることで、比較的容易に分解消失する生分解性
樹脂を用いた種々の成型品が用いられている。従来知ら
れている生分解性樹脂として、セルロース系、ポリ乳酸
系、脂肪族ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、
デンプン系等のものが知られており、これらを原材料と
した繊維によって、前述した様々な成型品を作製する試
みがなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、使用済みの成型品を土中に埋めた後の生分解
性のみを主眼として開発が進められており、成型品を使
用した場所から廃棄を行う場所に運ぶ間の輸送に好適な
廃棄物容積の低減、所謂、減容に対しては比較的関心が
薄く、開発も活発とは言えない状況にあった。

【０００５】そこで、本出願に係る発明者は、上述した
減容を図ることで廃棄を効率的に行うことができる成型
用生分解性不織布を開発するため、種々の検討を重ね
た。このような検討の中で、本願発明者は、少なくとも
熱融着性の水溶性繊維を含む不織布によって、使用後の
廃棄に先立って水溶性繊維を実質的に溶解させて減容を
図り、尚かつ、減容後に残存してしまった繊維成分は微
生物などの作用によって消失し得る点に着目した。しか
しながら、複雑な形状に立体成型するに当たって、設計
に応じた形状とするのが難しいという問題点が有った。

【０００６】本発明は、上述した従来の問題点に鑑み為
されたものであり、従って、本発明の目的は、様々な用
途に応じた形状に成型することが可能であって、しか
も、これによって得られる成型品の使用後の減容、消失
を図ることができる成型用生分解性不織布を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、本発明の成型用生分解性不織布の構成によれば、少
なくとも、熱融着性を有する水溶性繊維を含む不織布で
あって、かつ、この不織布の表面内の所定方向に渡る２
０％伸長時の引張強さのうち、最大強さ／最小強さの割
合が１以上１．４以下であることを特徴としている。
尚、一般に、この明細書に云う「最大強さ」及び「最小強
さ」を与える所定方向とは、夫々、不織布の生産方向若
しくは不織布の幅方向のいずれかを表す。従って、生産
方向が判別できない場合、直交する２方向で２０％伸長
時の引張強さを測定し、いずれか高い方を「最大強さ」、
比較的低い引張強さを「最小強さ」とする。また、以下の
説明においては、「２０％伸長時の引張強さ」を、単に
「２０％モジュラス」と称する場合が有る。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、上述したように、少な
くとも熱融着性を有する水溶性繊維を含む不織布であっ
て、その表面内での最大強さと最小強さとの比が１以上
１．４以下の等方性を有する。このため、金型による前
述の成型時に当該不織布が加熱加圧下の応力変形を受け
ても、成型品に抜けなどの欠点を生じることが少なく、
より高い寸法精度を要求される用途においては、上述の
比を１以上１．２未満とするのが好適である。

【０００９】本発明の実施に当たっては、少なくとも熱
融着性を有する水溶性繊維を含む不織布とすればよい
が、当該水溶性繊維のみで不織布を構成する第一の実施
形態、並びに、この水溶性繊維と生分解性繊維との２種
類の繊維成分で構成される第二の実施形態とするのが好
ましい。これら２つの形態を選択するに当たっては、比
較的耐水性若しくは耐湿性を要求される成型品の場合は
第二の実施形態とし、これら水分の影響が少ない用途で
あって、かつ優れた減容効果を望む場合には第一の実施
形態とすればよい。

【００１０】このうち、第二の実施形態として上述した
２種類の繊維成分を配合するに当っては、生分解性繊維
と水溶性繊維との重量比、即ち、生分解性繊維／水溶性
繊維は、５／９５〜４０／６０の範囲、より好ましくは
１０／９０〜３０／７０とするのが良い。この好適範囲
を超えて生分解性繊維に富む重量比で不織布を構成する
場合には減容が不十分となり、当該範囲よりも水溶性繊
維に富む重量比で構成すると、耐水性若しくは耐湿性が
不足し、成型品の形態保持が難しくなる場合がある。

【００１１】このような２種類の繊維成分のうち、本発
明の生分解性繊維を構成する樹脂成分として、ヒドロキ
シブチレート／バリレート共重合体やバクテリアセルロ
ースなどの微生物が産生するもの、ポリ乳酸、ポリ(ε
−カプロラクトン)、脂肪族ポリエステル(コハク酸とブ
タンジオール／エチレングリコールとのポリエステルな
ど)などの化学合成されたもの、或いは天然物を利用し
たデンプンなどが挙げられる。

【００１２】また、本発明の実施に当たり、熱融着性を
有する水溶性繊維として種々の水溶性樹脂からなる繊維
を用いることが出来るが、これを配合して構成される本
発明の成型用生分解性不織布としては、一般家庭でも容
易に減容を図り得るように、当該不織布に含まれる水溶
性繊維が１０℃以下の水中溶解温度を有するのが好適で
ある。このような形態を採ることにより、成型品を５０
℃以下程度の比較的低温の熱水で効率的に減容を図るこ
とができる。

【００１３】このような水溶性繊維として、ポリビニル
アルコール系ポリマーで構成されるものが最も好まし
く、本発明に利用し得るポリビニルアルコール系の水溶
性繊維(以下、ＰＶＡ繊維)としては、例えば(１)ケン化
度が５０〜１００モル％程度、重合度５０〜４，０００
程度の、単一構造を有するＰＶＡ繊維や、(２)融点が２
００〜２３０℃程度(好適には２１０〜２２５℃)のポリ
ビニルアルコール系ポリマーからなる海成分と、海成分
の融点よりも２０℃以上(好ましくは２５℃以上)低い融
点または融着温度を有する水溶性ポリマーからなる島成
分とから構成される海島型のＰＶＡ繊維を使用すること
ができる。これらの中でも、低重合度及び／又は低ケン
化度を有する島成分を含むことで水溶性に富むと共に、
これよりも高い重合度及び／又は高ケン化度の海成分を
含むことで布帛の強度向上に優れる海島型ＰＶＡ繊維を
用いるのが好ましい。この海島型ＰＶＡ繊維は、所定温
度に加熱された際に、圧力によって海成分が破壊され、
島成分が繊維表面に露出し、この露出した島成分により
熱融着される。このため、水溶性繊維と生分解性繊維と
を用いる第二の実施形態において生分解性繊維の占める
割合を低く抑え、より減容の度合いを大きく採る際に
は、当該構造の水溶性繊維の使用が成型品の強度向上を
図る上で有効である。このような海島型ＰＶＡ繊維とし
ては、例えば特開平８−１２７９１９号公報に開示され
るものが好ましい。

【００１４】上述した海島型ＰＶＡ繊維を例示して、本
発明に用いて好適な水溶性繊維につき詳述すれば、海成
分を構成するポリビニルアルコール系ポリマーとして、
重合度５００〜２４，０００(好適には１，５００〜
４，０００)、ケン化度９０〜９９モル％(９３〜９８．
５モル％)とすることにより、前述した高融点成分とす
ることが出来る。尚、ポリビニルアルコール系ポリマー
には、エチレン、アリルアルコール、イタコン酸、アク
リル酸、無水マレイン酸とその開環物、アリールスルホ
ン酸、ピバリン酸のような炭素数が４以上の脂肪酸のビ
ニルエステル、ビニルピロリドン及び上記のイオン性基
の一部又は全量中和物などの変性ユニットにより変性し
たものも含まれる。

【００１５】他方、島成分を構成する水溶性ポリマーと
しては、低ケン化度ポリビニルアルコール、メチルセル
ロースやヒドロキシセルロースなどのセルロース誘導
体、キトサンなどの天然ポリマー、ポリエチレンオキサ
イドやポリビニールピロリドンなどを挙げることができ
る。これらの中でもケン化度が５０〜９２モル％程度、
重合度５０〜４，０００程度(好ましくは１００〜１，
０００)の低ケン化度ポリビニルアルコールや、アリル
アルコール、アリールスルホン酸、ビニルピロリドンな
どの変性ユニットにより変性された低ケン化度ポリビニ
ルアルコールは、熱接着などに優れているため好適であ
る。

【００１６】上述した海島型のＰＶＡ繊維は、上記ポリ
ビニルアルコール系ポリマーと水溶性ポリマーとを９
８：２〜５５：４５程度の割合で溶媒に溶解させた紡糸
原液を乾式紡糸、乾湿式紡糸あるいは湿式紡糸などの紡
糸技術によって製造することができる。係る海島型ＰＶ
Ａ繊維は市販されており、株式会社クラレから「クラロ
ンＫ−ＩＩ」の商品名で入手することができる。

【００１７】本発明に係る成型用生分解性不織布の作製
は、その成型後の寸法精度を優れた物とするため、繊維
成分を均一にシート化することが可能な技術であれば何
れのウエブ形成技術でも良いが、異なる２つの繊維成分
であっても均一にウエブ化し得る利点及び成型に際し
て、金型間で圧着された際に寸法の自由度を確保し得る
点から、特に、カード法により実施するのが好ましい。
このようなカードウエブには、ニードルパンチ法を適用
して繊維絡合を行い、強度を向上させるのが好適であ
る。この際、繊維の繊度は１〜７デニール、好ましくは
１〜３デニールとするのが良い。この好適範囲よりも細
い繊度のものを用いる場合には、カード機における通過
性が悪くなる場合がある。また、当該範囲よりも太い繊
維を用いると繊維の表面積が大きくなり、成型後の成型
品に抜けを生じたり、減容並びに生分解に際して、繊維
の分解速度が低下する場合もある。さらに、本発明に係
る不織布の面密度は、これを用いる用途に応じて設計す
れば良いが、成型後の均一性を満足するために１００ｇ
／ｍ²以上とし、見掛け密度は０．０５〜０．１５ｇ／
ｃｍ³の範囲内とするのが好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例につき説明する。本実
施例では、説明の理解を容易とするために特定条件を示
すが、本発明は、これら実施例にのみ限定されるもので
はなく、本発明の目的の範囲内で、任意好適な設計の変
更及び変形を行い得る。

【００１９】始めに、本発明を適用した場合の引っ張り
強さの比を種々に変え、成型後の寸法精度を評価した結
果につき説明する。この実施例では、熱融着性を有する
ポリビニルアルコール系の水溶性繊維として、前述した
「クラロンＫ−ＩＩ」のうち『ＷＪ２』(繊度１．３デ
ニール，繊維長３８ｍｍ，水中溶解温度５℃以下)のみ
を用い、カード機により繊維ウエブを調製し、この繊維
ウエブを積層する際の角度を調整することによって種々
の配向とした。次いで針密度２５０本／ｃｍ²でニード
ルパンチを行うことにより、面密度２００ｇ／ｍ²、厚
さ３ｍｍ(見掛け密度０．０６７ｇ／ｃｍ³)のニードル
パンチフェルトを得た。

【００２０】続いて、このようなフェルトサンプルの生
産方向及び幅方向の夫々を長手方向とした２０ｃｍ×５
ｃｍの試料を裁断作製した。これら試料の２０％モジュ
ラスを「不織布芯地試験法」(ＪＩＳＬ１０８５)に準じ
て引張試験機(オリエンテック(株)製)によって、チャッ
ク間距離１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／分で測定
し、最大強さと最小強さの比を求めた。

【００２１】また、成型加工は、直径６０ｍｍの真円を
底部とし、３０ｍｍに渡る曲面を高さとして有する中空
円柱状成型品を作製するための金型を用意し、温度１４
０℃、プレス圧２０ｋｇ／ｃｍ^２で５分間、クリアラン
スを０．８ｍｍとした加熱加圧条件で夫々のフェルトサ
ンプルを加熱成型後、その形状を観察した。

【００２２】上述した最大強さと最小強さの比、及び加
熱成型後の形状観察結果につき、表１に示す。尚、同表
１において、成型後の底部の形状が完全な真円であり寸
法精度に再現性のある場合を◎、底部形状がほぼ真円で
ある場合を○、及び底部が楕円となった場合を×として
表す。

【００２３】

【表１】

【００２４】この表１から理解できるように、最大強さ
と最小強さの比を１以上１．４以下とした実施例１〜実
施例４では、何れも真円の底部を成型することができ、
特に同比を１．２０よりも等方性とした実施例１並びに
実施例２では成型性に優れていた。次いで、減容効果を
評価した結果につき説明する。この評価に当たっては、
前述した熱融着性を有する水溶性繊維『ＷＪ２』と、生
分解性繊維である『ラクトロン』(繊度１．５ｄ，繊維
長５１ｍｍ，鐘紡(株)製商品名：ポリ乳酸系生分解性繊
維)との重量比を種々に変え、繊維配合を除いては前述
した条件で最大強さ／最小強さの比を１．１５に統一し
たパンチフェルトを作製し、前述の条件で加熱加圧成型
を施した。然る後、各成型品サンプルを３０℃の温水に
６０分間浸漬した後の形態変化を観察した。繊維配合及
び減容効果の観察結果を表２に示す。尚、表２におい
て、繊維配合は、生分解性不織布／水溶性不織布の重量
比で表すと共に、減容効果については、成型品が完全に
溶解した場合を◎、成型品が断片化された場合を○、成
型品が外力によって容易には変形しなかった場合を×、
また、成型品の概形は残存したが外力によって容易に変
形した場合を△で示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】この評価に供した６種のサンプルは、前述
した「最大強さ／最小強さ」の比を１．１５としたことに
より、何れも良好な成型性を示した。さらに、上記表２
から理解できるように、前述した本発明の第一の形態の
好適例としての実施例１、及び生分解性繊維を配合した
第二の形態の好適例として所定の配合割合で構成した実
施例５〜実施例７では実用上充分な減容効果が認められ
た。しかしながら、繊維配合の割合が４０／６０を超え
て生分解性繊維に富む構成とした比較例３及び比較例４
では、満足な減容効果が得られなかった。

【００２７】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、本発
明に係る生分解性不織布によれば、少なくとも熱融着性
を有する水溶性短繊維を含む不織布であって、しかもこ
の不織布の表面内の所定方向に渡る２０％伸長時の引張
強さについて、所定の等方性を有する。このような構成
とすることにより、優れた成型性と、これによって得ら
れる成型品の使用後の減容、消失を図ることができる成
型用生分解性不織布を提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、熱融着性を有する水溶性繊
維を含む不織布であって、かつ該不織布の表面内の所定
方向に渡る２０％伸長時の引張強さのうち、最大強さ／
最小強さの割合が１以上１．４以下であることを特徴と
する成型用生分解性不織布。
【請求項２】請求項１に記載される成型用生分解性不
織布が前記水溶性繊維のみで構成されることを特徴とす
る成型用生分解性不織布。
【請求項３】請求項１に記載される成型用生分解性不
織布が生分解性繊維を含み、該生分解性繊維と前記水溶
性繊維との重量比を５／９５〜４０／６０としたことを
特徴とする成型用生分解性不織布。
【請求項４】前記不織布がニードルパンチフェルトで
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
成型用生分解性不織布。