JP2003268691A

JP2003268691A - 湿式不織布

Info

Publication number: JP2003268691A
Application number: JP2002063503A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nakahara; 誠中原
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】木材資源および石油資源の消費が少なく、かつ
生分解性に優れた湿式不織布を得ることができる。【解決手段】木材および石油以外の原料からなる生分解
性ポリマーより得られた生分解性繊維を、９０重量％以
上含む湿式不織布。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湿式不織布に関す
るものであり、特に生分解性を有する湿式不織布に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、物資の梱包や輸送に用いられる紙
や、トイレットペーパー、または印刷用紙などには、木
材パルプからなる紙が用いられてきた。しかしながら、
近年では木材資源の枯渇などの環境問題から、木材以外
の原料が求められている。

【０００３】一方、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレートなどの合成
樹脂を繊維状として、木材パルプの代替として用い、周
知の抄紙法により合成紙としたものも製造されている。
このようにして製造された合成紙は、通常の紙に比べて
軽く、また、強度、耐水性、耐候性などの面で優れてい
るものの、石油を原料としており、近年、石油資源の枯
渇問題から、石油以外の原料への代替えが求められてい
る。さらに、これらの石油を原料とした合成紙は自然環
境下で容易に分解されないことから、その廃棄に関して
は、焼却などの処理をしない限り、半永久的に環境下に
残留するという問題を抱えていた。

【０００４】これらの問題点に対して、特開平８−２３
８７０号公報、特開平１１−１３８７２８号公報、特開
平１１−３２２９６２号公報には、生分解性を有するポ
リ乳酸などの化学合成生分解性繊維を使用した紙が開示
されている。しかしながら、これらは、ポリ乳酸などの
化学合成繊維以外に木材パルプなどの天然繊維を多く含
むため、木材資源枯渇の問題を十分に解決するものでは
なかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、木材
資源および石油資源の消費が少なく、かつ生分解性に優
れた湿式不織布を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、木材
および石油以外の原料からなる生分解性ポリマーより得
られた生分解性繊維を、９０重量％以上含む湿式不織布
である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の湿式不織布は、木材およ
び石油以外の原料からなる生分解性合成樹脂ポリマーか
らなる繊維を９０重量％以上含むことが重要である。ま
た、好ましくは生分解性繊維のみからなる湿式不織布で
あることが好ましい。これにより、木材および石油など
の原料の消費が少なく、かつ、生分解性に優れた湿式不
織布を得ることができる。

【０００８】木材および石油以外の原料からなる生分解
性ポリマーとしては、脂肪族ポリエステル系が好ましく
用いられる。脂肪族ポリエステル系としては、ポリヒド
ロキシブチレートやポリ乳酸やポリグリコール酸やポリ
カプロラクトンやポリブチレンサクシネートが挙げられ
る。

【０００９】その中でも、ポリ乳酸が好ましく用いられ
る。特に好ましくは、Ｌ−乳酸を主成分とするポリエス
テルである。より具体的には、構成成分の６０重量％以
上がＬ−乳酸からなっていると好ましい。

【００１０】ポリ乳酸の平均分子量は、繊維強度の点か
ら、３０万を越えない程度に高いほど望ましく、好まし
くは５万以上、より好ましくは１０万以上である。

【００１１】また、本発明におけるポリ乳酸は、Ｌ−乳
酸、Ｄ−乳酸の他にエステル形成能を有するその他の成
分を共重合した共重合ポリ乳酸であっても良い。共重合
可能な成分としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪
酸、４−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸
などのヒドロキシカルボン酸類の他、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペン
チルグリコール、ポリエチレングリコール、グリセリ
ン、ペンタエリスリトール等の分子内に複数の水酸基を
含有する化合物またはそれらの誘導体、アジピン酸、セ
バシン酸、フマル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、
２，６−ナフタレンカルボン酸、５−ナトリウムスルホ
イソフタル酸、５−テトラブチルホスホニウムイソフタ
ル酸等の分子内に複数のカルボン酸基を含有する化合物
類またはそれらの誘導体が挙げられる。

【００１２】また、溶融粘度を低減させるため、ポリカ
プロラクトン、ポリブチレンサクシネート、およびポリ
エチレンサクシネートのような脂肪族ポリエステルポリ
マーを内部可塑剤として、あるいは外部可塑剤として用
いることができる。さらには、艶消し剤、消臭剤、難燃
剤、糸摩擦低減剤、抗酸化剤、着色顔料等として無機微
粒子や有機化合物を必要に応じて添加することができ
る。

【００１３】本発明の湿式不織布に用いる生分解性繊維
は、少なくとも一部の単繊維がフィブリル化しているこ
とが好ましい。フィブリル化していることにより、枝分
かれした構造により繊維同士の絡み性が向上し、目付斑
が少なく、均一で緻密な湿式不織布を得ることができ
る。

【００１４】また、該極細生分解性繊維の配合率は、生
分解性繊維の全重量に対して、２０重量％以上含むこと
が好ましい。極細生分解性繊維の配合率が２０重量％を
下回ると、目付斑が大きくなり、梱包用紙などとして製
品化した際の見栄えが劣るため好ましくない。

【００１５】本発明で用いる生分解性繊維としてさら
に、捲縮を有する生分解性繊維を用いることが好まし
い。捲縮を有する生分解性繊維を用いることにより、湿
式不織布とした際に繊維間の絡みが良好となり、湿式不
織布の強力を高くすることが可能となる。

【００１６】捲縮を有する生分解性繊維の捲縮数として
は９．０山／２．５４ｃｍ〜１５．０山／２．５４ｃｍ
の範囲内であることが好ましい。捲縮数を９．０山／
２．５４ｃｍ以上とすることで、繊維間の絡みが良好と
なり、湿式不織布の強力が向上し、また、捲縮数を１
５．０山／２．５４ｃｍ以下とすることで、湿式不織布
を抄造する際の、繊維を水中に分散する行程において、
分散が良好となる。

【００１７】また、捲縮度としては１３．０％〜１８．
０％のものが好ましく用いられる。

【００１８】捲縮を有する生分解性繊維の、生分解性繊
維に対する配合率は、４０重量％以上であることが好ま
しい。捲縮を有した生分解性繊維の配合率が４０重量％
以上とすることで、上記の実効を得ることができる。

【００１９】本発明で用いる生分解性繊維としてはさら
に、少なくとも一部に未延伸の生分解性繊維を用いるこ
とが好ましい。このことにより、湿式不織布を抄造後、
熱プレスにより生分解性繊維を熱融着させる行程におい
て、未延伸の生分解性繊維が十分融着し、湿式不織布の
強力を大幅に向上させることができる。

【００２０】未延伸の生分解性繊維の配合率について
は、上記の実効を得る上で５重量％以上であることが好
ましい。

【００２１】なお、これら未延伸の生分解性繊維を構成
するポリマーについても、ポリ乳酸が好ましく用いられ
る。

【００２２】上述のような極細生分解性繊維を用いるこ
とにより、本発明の湿式不織布について、地合計測定機
にて測定される吸光度の標準偏差を１７０以下とするこ
とができる。これら地合計測定機にて測定される吸光度
の標準偏差とは、湿式不織布の目付斑を評価する一般的
な指標であり、吸光度の標準偏差が小さいほど目付斑が
少なく、均一性が高い。

【００２３】本発明の湿式不織布は、木材パルプ、ケナ
フパルプなどの天然パルプまたはレーヨン繊維、もしく
はポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、ポ
リフェニレンサルファイド、ポリテトラフルオロエチレ
ン、パラ系アラミド、メタ系アラミド、ポリイミド、ポ
リアミドなど種々の合成繊維またはパルプ、もしくはポ
リヒドロキシブチレート、ポリグリコール酸、ポリカプ
ロラクトンやポリブチレンサクシネート、ポリエーテル
アミド、ポリビニルアルコールなどの化学合成生分解ポ
リマーから成る繊維などと配合し、用いることが可能で
ある。しかしながら、上述した繊維は木材資源や、石油
資源を用いるものが多く、また、生分解性にも劣るた
め、用いる配合率は１０％以下であることが重要であ
り、用いないことが好ましい。

【００２４】本発明の湿式不織布は、物資などを梱包す
るための梱包紙、ダンボール紙、印刷用紙、ティッシュ
ペーパー、トイレットペーパー、ワイピングペーパー、
フィルターとして用いられる濾紙、および、農業用湿式
不織布などに好適に用いられる。

【００２５】次に本発明の湿式不織布を製造する好まし
い製造方法についてポリ乳酸を例に述べるが、本発明の
湿式不織布は下記の製造方法に限定されるものではな
い。

【００２６】トウモロコシより得られたデンプンを、酵
素により加水分解させグルコースを得る。次いで得られ
たグルコースを乳酸菌により発酵させ乳酸を得る。

【００２７】ポリ乳酸の製造方法には、乳酸を原料とし
て一旦環状二量体であるラクチドを生成せしめ、その後
開環重合を行う二段階のラクチド法と、乳酸を原料とし
て溶媒中で直接脱水縮合を行う一段階の直接重合法が知
られている。本発明では、いずれの製法を採用しても良
い。ラクチド法によって得られるポリマーの場合には、
ポリマー中に含有される環状二量体が溶融紡糸時に気化
して糸斑の原因とならないよう、溶融紡糸以前の段階で
ポリマー中に含有される環状二量体の含有量を０．１重
量％以下とすることが好ましい。また、直接重合法の場
合には、環状二量体に起因する問題が実質的に無いた
め、製糸性の観点からはより好適であるといえる。

【００２８】得られたポリ乳酸を２２０〜２４０℃の温
度で溶融し、これを口金から押し出し、１６００〜３０
００ｍ／ｍｉｎの速度で引き取り、溶融紡糸を行い、ポ
リ乳酸の未延伸糸を得ることができる。得られたポリ乳
酸の未延伸糸を通常の延伸法により７５〜１２０℃の温
度下で１．３〜１．５倍の延伸倍率で延伸し、ポリ乳酸
の延伸糸を得る。得られた延伸糸と未延伸糸を１１０〜
１４０℃の温度で押し込みにより機会的座屈を付与する
方式のクリンパーにより捲縮をかける。さらに得られた
捲縮を有するポリ乳酸延伸糸と未延伸糸をカッターによ
り６ｍｍにカットし、ポリ乳酸短繊維を得る。

【００２９】得られたポリ乳酸の延伸された短繊維を、
高圧ホモジナイザーを用い、繊維懸濁液を高速度で小径
オリフィスを通過させ、次いでこれをオリフィス出口近
傍の壁体に衝突させて急速に減速させることにより、繊
維に切断作用を与えフィブリル化させることができる。

【００３０】このようにして得られたポリ乳酸からなる
延伸短繊維、未延伸短繊維およびフィブリル化短繊維を
水槽の中で混合し分散させる。この時、分散剤を用いる
ことにより、短繊維の分散性を向上させることができ
る。分散剤については特に限定されないが、種々の界面
活性剤などを用いることができる。次いで繊維と水の混
合溶液をメッシュのドラムを用いて、このドラムを回転
させつつ、繊維と水とを分離し、湿式不織布を漉き上げ
る。これを２つのロールを用いて搾水し、次いで、ドラ
ムドライヤーの表面で乾燥を行う。この際ドラムドライ
ヤーの表面温度は８０〜１５０℃の範囲内であることが
好ましい。１５０℃以下とすることで、ポリ乳酸の未延
伸短繊維の融着によりドラムドライヤー表面に接着する
のを防ぎ、ポリ乳酸短繊維をドラムドライヤーから剥が
すことが容易となる。さらに、カレンダーロールを用い
熱プレスを行い、ポリ乳酸の未延伸糸を融着させポリ乳
酸繊維からなる本発明の湿式不織布を得ることができ
る。

【００３１】

【実施例】以下、実施例を用いて、本発明をさらに説明
する。なお、実施例中の各特性値は次の方法で求めた。

【００３２】Ａ．木材資源、石油資源の枯渇性下記の判定基準で評価した。 ○：木材資源、石油資源を全く用いない。 △：木材資源、石油資源の配合率が湿式不織布の全重量
に対して１〜１０％のもの。 ×：木材資源、石油資源の配合率が湿式不織布の全重量
に対して１０％以上のもの。

【００３３】Ｂ．生分解性生分解性湿式不織布を、コンポスト中に５０日間放置し
た。５０日後の湿式不織布の状態を目視と手で観察し、
以下の判定基準で評価した。 ○：十分生分解されており、ボロボロである。 ×：原形をとどめており、生分解されていない。 △：○と×との間。

【００３４】（実施例１）融点１６８℃で、２６０℃１
０００ｓｅｃ^-1における溶融粘度が１３５Ｐａ・Ｓであ
る、ポリＬ−乳酸チップ（重量平均分子量１８．５万、
Ｌ体比率９５重量％、Ｄ体比率５重量％）を、６０℃に
設定した真空乾燥機で４８ｈｒ乾燥した。乾燥したチッ
プを用いて通常の紡糸機にて紡糸温度２６０℃で紡糸
し、１７００ｍ／分の速度で未延伸糸を巻き取った。続
いて、得られた未延伸糸を通常のホットロール−ホット
ロール系延伸機を用いて延伸温度８０℃、熱セット温度
１１８℃で延伸糸の伸度が４０％になるように延伸倍率
を併せて延伸を行い、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘの延
伸糸を得た。続いて、得られた延伸糸と未延伸糸を押し
込みにより機会的座屈を付与する方式の通常のクリンパ
ーを用いて捲縮を付与し、６ｍｍの長さにカットするこ
とによって、捲縮数１３．２山／２．５４ｃｍのポリ乳
酸の未延伸短繊維および捲縮数１３．５山／２．５４ｃ
ｍの延伸短繊維を得た。得られた延伸糸の短繊維を高圧
ホモジナイザーを用い、繊維懸濁液を高速度で小径オリ
フィスを通過させ、次いでこれをオリフィス出口近傍の
壁体に衝突させて急速に減速させることにより、繊維に
切断作用を与え、フィブリル化ポリ乳酸短繊維を得た。

【００３５】得られたポリ乳酸の延伸短繊維、未延伸短
繊維および極細短繊維を水槽の中で６０：１５：２５の
配合率で混合し分散させ、次いで繊維と水の混合溶液を
メッシュのドラムを用いて、このドラムを回転させつ
つ、繊維と水を分離し、湿式不織布を漉き上げた。これ
を２つのロールを用いて搾水し、次いで、１１０℃の表
面温度のドラムドライヤーの表面で乾燥を行い、さら
に、１４０℃の表面温度のカレンダーロールを用い、線
圧３００ｋｇｆ／ｃｍ（２９４０Ｎ／ｃｍ）で熱プレス
を行いポリ乳酸の未延伸糸を融着させ、本発明の湿式不
織布として、ポリ乳酸繊維からなる目付７９ｇ／ｍ²、
厚み１０１μｍの生分解性湿式不織布を得た。

【００３６】（実施例２）実施例１にて用いたポリ乳酸
の延伸短繊維、未延伸短繊維、およびフィブリル化短繊
維に加え、木材パルプを重量比５５：１５：２５：５の
割合で配合し、実施例１と同様の方法で目付８２ｇ／ｍ
²の湿式不織布を得た。

【００３７】（比較例１）単繊維繊度１．０ｄｔｅｘ、
繊維長６ｍｍのポリエチレンテレフタレートの延伸短繊
維、および単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長６ｍｍの
ポリエチレンテレフタレートの未延伸単繊維を重量比６
０：４０の割合で配合し、実施例１と同様の方法で目付
８１ｇ／ｍ²の湿式不織布を得た。

【００３８】（比較例２）実施例１にて用いたポリ乳酸
の延伸単繊維と、未延伸単繊維、および極細単繊維に加
え、木材パルプを重量比２０：１５：２５：４０の割合
で配合し、実施例１と同様の方法で目付８４ｇ／ｍ²の
湿式不織布を得た。

【００３９】

【表１】

【００４０】表１に示すように、本発明の湿式不織布
は、木材資源および石油資源の消費が少なく、なおかつ
生分解性に優れるものであった。一方、比較例に示す湿
式不織布は石油資源もしくは木材資源を大量に使用して
おり、また、実施例の湿式不織布に比較して生分解性に
劣るものであった。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、木材資源および石油資
源の消費が少なく、かつ生分解性に優れた湿式不織布を
得ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】木材および石油以外の原料からなる生分解
性ポリマーより得られた生分解性繊維を、９０重量％以
上含む湿式不織布。
【請求項２】生分解性繊維のみからなる、請求項１に記
載の湿式不織布。
【請求項３】生分解性繊維を構成するポリマーが、ポリ
乳酸である、請求項１または２に記載の湿式不織布。
【請求項４】生分解性繊維の少なくとも一部がフィブリ
ル化している請求項１〜３のいずれかに記載の湿式不織
布。
【請求項５】生分解性繊維がフィブリル化した生分解性
繊維を２０重量％以上含む、請求項４に記載の湿式不織
布。
【請求項６】生分解性繊維の少なくとも一部が捲縮を有
するものである、請求項１〜５のいずれかに記載の湿式
不織布。
【請求項７】生分解性繊維が捲縮を有する生分解性繊維
を４０重量％以上含む、請求項６に記載の湿式不織布。
【請求項８】捲縮を有する生分解性繊維の捲縮数が９．
０山／２．５４ｃｍ〜１５．０山／２．５４ｃｍであ
る、請求項６または７に記載の湿式不織布。
【請求項９】生分解性繊維の少なくとも一部が未延伸の
生分解性繊維である、請求項１〜８のいずれかに記載の
湿式不織布。
【請求項１０】生分解性繊維が未延伸生分解性繊維を５
重量％以上含む、請求項１〜９のいずれかに記載の湿式
不織布。
【請求項１１】梱包用紙、段ボール紙、印刷用紙、ティ
ッシュペーパー、トイレットペーパー、ワイピングペー
パー、濾紙または農業用として用いる、請求項１〜１０
のいずれかに記載の湿式不織布。