JPH03167308A - 水により解重合または分解できる繊維および、または織編物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、合成ポリマーから製造された繊維および織編
物に関し、かつ、特に、水によって解重合または分解さ
れることができる不織布に関する０周知のように合成ポ
リマー　特に不織布の分解性の問題は益々重要になって
き７１ｃｏすなわち、アメリカ合衆国のみでも、毎年１
億５千万トンの廃棄物が生じている０これらの廃棄物の
約８０−が公共のごみ捨場に投入されている０病院から
発生する廃棄物の割合は３．２百万１ン／年である０赤
ん坊のかむつ釦よび着替えは、約３．６百万トン／年に
なる○廃棄物のこの容積にかける不織布の割合はｌ／１
０に相当する〇 先行技術 不織布を破壊するためのごみ投棄以外の手段はもちろん
存在するが、蜆却、光分解または光酸化など提案された
または実施に移された解決法のいずれも満足なものでは
ない０例えば、光分解の場合、ポリプロピレンペース不
織布に対しては太陽光に３週間の暴露を必要とする０焼
却の場合には、選択的集収を要し、さらに、この方法は
大気が全般的に温暖化される。

ポリオレフインにカルボン酸の混合物および原子番号２
２〜２９０重金属の相当する塩の混合物ｆＦＩ，ｔばス
テアリン酸鉄（璽）シよびステアリン酸の混合物を配合
することによって光の作用および本質的に紫外線の作用
によってポリオレアインの分解を促進させる方法が既に
提案されている（　０８３，８　４　０，５　１　２　
）．箱、ピンまたは他の容器に付形された得られた組成
物は、相当短い使用寿命を有する０ ラクチド、グリプライドまたはクオキサノンを基剤とす
るポリマー船成物も公知である（ＩＰ１　３　１．３　
６　２　）　ｏヒトの組織によって吸収されることがで
きるかような組成物は、外科用途、特κ吻合用のクリッ
プ、人工装具シよびシールの形態での用途が考えられて
いる０塩化ナトリウムまたは塩化カリウム充填剤を１０
〜６０重量嘩の割合でポリマーに混合することによって
、例えば剛さ、吸収速度または押出温度のような加工特
性などの組成物の性質を改良することが可能である＠ポ
リグリコール＠シよび２０〜４０重量嘩の硫？バリウム
から成る組成物から同様な外科用途を得ることができる
（ｍｐ０５０，２１５）ｏかよう■形成された物品は、
水での煮沸に耐えられるが、ｉ！酸パリウ゛ムが実質的
にポリグリコール酸に接着せず、従って全体を脆くする
ため８〜１５日の期間に生体内（その場所で）で均一な
断片に分解するロ 農業用に使用するためのポリオレフィンー基剤のマルチ
およびマルチ用フィルムの製造に特別の関心が払われて
いる、これらの機能は発芽の間の種子および移植苗木の
保護などである０各種の原理を応用することによって、
使用後のこれらの製品によって形成される廃棄物の問題
の解決のために努力されている〇 既に古い提案（　ＧＢ　１，２５３，４４９）Ｋよれば
、上記のようなマルテは少なくとも２５μ重の厚さを有
し、酸化防止剤および紫外線を吸収する物質を含有する
１−ボリデテン　フイルムから成る〇これらの添加物な
しでは、フィルムは１シーズン未満、すなわち、その役
目を果す前に分解してしまう；これに対して、添加剤は
フイルムの分解を遅らせる０フイルムはさらκ他の薬剤
、好ましくは４０重量Ｓｔでの肥料を有利κ含有するこ
とができる０ 農業用の他のマルチ（　Ｄ　Ｉ２，２　４　８，３　９
　０　）は、添加剤として土壌を肥やす目的で銅、鉄、
マンガン、亜鉛またはコバルトイオンを添加した陽イオ
ン交換体を含有するポリエチレンフイルムから或る０陽
イオン交換体は、スルホン化されたまたは湿空気で酸化
されているコークスから成ｊｌ）　；　０，１〜４０重
量多の割合で７イル▲中に存在する場合に、その主要効
果はその分解を促進させることであう，そしてその二次
効果は太陽熱を吸収して土壌を温めることである０ ポリオレフイン１重量部当シ０．５〜４部の炭酸カルシ
ウムを混合することによって光分解性マルチ用フイルム
が得られる（　ＦＲ２ｅ２８　１，７　１　６）０フイ
ルムは６か月間にわたる使用期間後に手によって除去し
、破ることができ；使用済フイルムは次いで燃焼するこ
とができる０炭酸カルシウムまたは酸化物から成る残留
灰分は土壌の中和に利用できる０さらに、紫外線の影響
下では、ポリオレフインは炭酸カルシウムと反応會たは
ブロックを形成する脂肪酸に分解し、従って土壌の酸性
化を防止する０ 組成物の１０〜６０ｆｔ−８％から成る無機充填剤特に
炭酸カルシウムおよび０．２〜１０３１！１％の割合の
分解促進剤と混合されたエチレンまたはプロビレンポリ
マーまたはコポリマーの光分解性組成物も記載されてい
る（ＵＳ４，１５６，６６６）ｏ分解促進剤は、例えば
ミリステル　ミリステートのような脂肪酸と０１０〜１
Ｂ脂肪族アルコールとのエステルから成る０これらの組
成物を使用して製造された物品、特にＩｊｋ業用マルチ
は太陽光に暴露したとき、特別に破壊する必要なく崩壊
および分解する０ 現在、デンプンのような物質の配合は、合成ポリマーフ
イルムに実施されている０例えば、Ｌａｗｒｅｎｃｅ　
Ｓｔａｒｃｈ　Ｌｔｄ．（　Ｍｉｓａｉａａａｕｇａ　
％ＯｎｔａｒｉＯ／　ＯＡ　）では、ポリエチレンまた
はポリプロピレ冫に添加したとき、ごみ捨場に６か月放
置した後にそれらの機械的性質の３５％を失う７イルム
を製造することができる可溶性デンプン濃厚物を販売し
ている０ 細菌會たはかびκよるデンプンの攻撃は予想できる０こ
の場合に、分解は培養基としてこれらの物質を使用して
微生物（＃曹またはかび）の影響下での巨大分子鎖の切
断によって得られる０これに対して、ボリプロビレン自
体は、非常に短い分子鎖の形態にあるときのみ細曹によ
って利用される＠さらに、このポリマー上にはかびは発
育しないようである０ 分解されるべき得られた生成物に対して、微生物の存在
は必須であるｏしかし、これに対してこれらの微生物は
必ずしも存在せず、これと反対に製造された最終生成物
は好気性菌（ｌ！素培養基中にかいて発育できる）ｌた
は嫌気性１（１！素培養基中にかいて発育できない）の
いずれにも敏感である事実を見過してはならない０現在
のところ、利用後の生成物の貯蔵条件および（または）
最昶的運命（如何なる場所および如何なる条件下でこれ
らが埋られるのか否かなど）を予想することは＠４難で
ある０ 糖オたは脂肪酸の配合のようなポリマーの分解を促進さ
せる他の方法も提案されているが、実際の使用にこれら
が十分に満足なものとなっていないＯ 合成ポリマー織維または織編物に、必る釉Ｏ条件一七の
第１が水中での高溶解度である−を満たす１ｆｐ１以上
の塩を配合することによって、合成ポリマーａｍ會たは
織編物特に、不織布またはボイルを粉末にすることがで
き、それによって細苗および他の微生物（　Ａ１ｃａ１
１ｇｅｎｅｓ．Ａｓｐｓｒｇｉ１ｘｕｅ．Ｂａｃｉｌｌ
ｕａ．Ｋａｃｈａｒｉｃｈｉａ．Ｐａｅｕｄｏｍｏｎａ
ａなと）によるそれらの生分解を促進できることが見出
された。

塩の配合は不織布ｉたは繊維の製造の間に行う〇しかし
、繊維の製造に必要な押出および紡糸段階を考虜すると
き、塩の配合後に機械的性質が満足であることは予想で
きない０実際に、特にボリプロピレンのような疎水性ポ
リマー塊中での７４ｍの、かつ、高度に水溶性粒子の存
在は、紡糸の過程で破断点を生成するかそれがある０と
ころがこれとは全く反対に、得られたｌ６！維の機械的
性質は満足で６シ、すなわち、繊維の工業的利用が可能
であるのみならず、笑施例の後に示した比較表から特に
明らかなように、これらの繊維は塩を含まない比較し得
る繊維の機械的性質と等しいかこれと匹敵することが見
出されている０ さらに、塩は粉末形態、すなわち、微細粒子の形態で使
用とれる０粒子の平均寸法、すなわ゜ら、粒度は、好１
しくは５μ本未満であシ、一方、繊維の平均直径は一般
κ、約２０μ携でらる０塩粒子は、それらの直径が５μ
篤までのため、使用される繊維の作用または有効直径を
ほぼ２５％減少させ、それによってこれらを同じ程度に
もろくする０上記に強調した繊維の高品質の機械的性質
は、益々虜着、かつ、驚異的に見える０ それらの水溶性のために、繊維が水と接触したときに塩
はやや迅速に溶解し、可溶化κよるこれらの除去によっ
て小さ％Ａ容ｌａｆｔ生成し、細舊および他の黴生物に
よる生分解の通路を開き、および（筐たは）次第に小さ
くなる断片κ切断し、それによって生分解がさらに容易
になる０己のような方法で繊維または不紅布は徐々に、
かつ、最終的Ｋ１ｍの粉末ＩＣ変形する０公共ごみ捨場
に投棄された比較的良好な分解がかように行なわれ、従
ってＨＡＦｊｌに対してもル較灼良好ｔｔａ係が得られ
る０農束においては、垣は特にそれらの植物生長促進活
性に関して選択することができる０ 塩を配合すぺ亀合成ポリマー製の繊維または織組物は、
例えばポリエチレンＪボリプロビレン、ポリイソゾテン
のようなポリオレフイン、例えばポリアミド４、ポリア
ミド６、ポリアミド６６のようなポリアミド、例えばボ
リエテレンテレンタレートのようなポリエステル、ボリ
カーポネート、ポリウレタン、ボリ泳素、ポリアクリロ
エトリル、ポリピ二ルｂよびポリビニリデンクロライド
、ポリビエルアルコール、Ｄよびボリテトランルオロエ
チレンから成る０これらが含まれる最も重要な群である
＠ この主題についてのさらに詳細に関しては、例えばＵｌ
ｌｍａｎｎａ　ｌｎｃｙｋｌｏｐＫｄｉｅ　ｄｅｒ　ｔ
＠ａｈｉｎｌｓｃｈ＠ｎＯｈｅｍｉｅ　，第４版（　ｖ
ｅｒｘａｇ　ｏｈｅｍｔｅ　ＧｍｂＨ　％ＩＦｅｉｎｈ
ｅｉｍＦＲＧ　）第１１巻（１９７６）、１９３〜２０
４ｊｌ［並びに２９１〜３５８頁から第１９巻（１９８
０）が参考になる０不織布の製造に関しては同じ本の第
２３巻（１９８３）、７２９〜７４５貫に記載されてい
る● 塩の選択は明らかκ根本的Ｋｌ要であシ、これは： −水に高度に溶解性を有しなければ危らない、一高い融
点または分解点を有し、如何なる場合κも紡糸または押
出の間ポリマーに配合する間に分解しないため配合すべ
き繊維または織編物の融点または分解度よシ顕著に高く
なければならない、 一生成物の機械的性質を変化させてはならない、すなわ
ち、水の不存在下ではこの点に関して中立挙動を有する
、 一植物會たは土壌中に生息する微生物の生長に対しては
少なくとも中立でなければならない、會たけ吸収される
かそれらの生長に有利でなければならない〇 カチオンが特にナトリウム、カリウム、アンモニウム、
カルシウム、マグネシウム、鉄、マンガンまたは亜鉛で
ある無機または有機塩が有利に好１しく使用される●使
用される塩のア二オンは、好ましくは塩化物、炭酸塩、
硫酸塩、硝酸塩、燐酸塩または沃化物である。

これらの条件に該当する塩の例は、ナトリウムの塩化物
、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、およびギ酸塩、カリウムの
塩化物、硝酸塩、硫酸塩およびソルビン酸塩および燐酸
水素二カリウム塩、アンモニウムの塩化物、臭化物、六
７フ化燐酸塩および二水素燐酸塩、カルシウムアセチル
サリチレートおよびマグネシウムアセチルサリチレート
である。

本発明による繊維および（または）織編物を製造するた
めには、上記に定義したような塩１種以上を固体または
濃厚水性溶液の形態（後名の場合には引続く乾燥段階を
必要とする）または鉱油中のサスペンションの形態のい
ずれかで繊維または織編物の出発物質を構成する合成ポ
リマーの粒子中に混合または固定し、次いでかように得
られた混合物を通常の紡糸または押出工程に処すること
によって製造の過程にかいて配合する●塩は繊維または
級編物の重量に関して０．１〜１５重量嘩、好會しくは
２〜１０５１０割合でポリマー塊中κ有利に配合される
●約１５重量多以上の塩の割合は、通常機械的性質の低
下を起こす〇水の存在下での繊維または不織布の有効使
用期間は、本質的κポリマーおよび使用される塩の性ｊ
（＞よび本体内の塩の濃度に依存する●この期間は好ま
しくは１〜３か月であシ、２〜３の匍単な試験によって
専問家によって決定できる；この主題に関しては次の実
施例において特に言及する●水は自然界のどこκでも実
負的に存在するから、本発明による繊維または織編物の
分解レよび生分解は、これらが気候的変動κ暴絽された
とき、そして、特κこれらが公共こみ捨場κ放置された
とき、人間が関与一することなく行なわれる０これらか
ら生ずる利点は、主としてａＳにかいて塩によって植物
または土壌微生物の生長の促進効果を有する制御された
分解またはさらに環境をよシ良〈守ることができる促進
された分解のいずれかであるＯ さらに一般的には、これらの水分解性繊維または不織布
の利点は、一方にかいては、水が存在する限シ如何なる
媒体中（土壌の外、地中など）にかいても可能な分解に
よる環境の保守そして他方にかいては、特定の細菌會た
はかびの存在を必要としないから、如何なる場所および
如何なる時機でも生分解が可能である０最後に、植物生
長に有利な役割を演んじる塩の配合の粘想も可能である
。

本発明κよる繊維および不織布の機械的性質の評価のた
めに次の事項を測定した： −　Ｆｒｅｎｏｈ　８ｔａｎｄａｒｄ　ＮＦ　Ｇ　０７
−００１　（　Ｄ工Ｎ　５３８５７、ｇｎＡＮＡ２０．
　２．　８９　）による不織布の引！ｌｉｌ強さおよび
伸び、 −　１Ｆｒ＠ｎｃｈ　８ｔａｎｌａｒｄ　’ｋ２Ｔ！　
Ｇ　０７−００８　（出版所：Ａ７ＮＯＲ．Ｐａｒｉｓ
　２●）による繊維の引張荷重および破断点伸び〇 ｌＪａＯＪは８０４℃で溶融し、１５〜２５℃の水２．
８部に可溶性であるＯ ＮａＯｊの２（ｌａＫ溶液金調製し、次いでｖｅｅｔｏ
ｘｅｎ　ＰＰ　（ポリプロピレン）ポリマー粒子（　Ｒ
ｏｕｓｓ＊ｌ　Ｈｏｅｃｈｓｔ　，　９２０８０　Ｐａ
ｒｉｓ　ｌａ　Ｄｅｆｅｎａ。）と接触させたｒ回＠ゾ
レンダー中混合した後、炉で乾燥させ、塩化ナトリウム
を均質に固定させることができた０次いで、この混合物
を１％の割合でＶｅａｔｏｌｅｎ　ＰＰ粒子中に配合し
、次に紡糸工程を使用して全体を紡糸した。

二次゜晶合にＪＰいて紫外線防止剤を添加し九〇最終生
成物、１７ＩＩ／ｍ”不織布中における塩化ナトリウム
の濃度は、得られた理論値よｂ僅かκ低かったＣＤ．２
％＞．しかし、対照に比較して、一初期機械的性質は変
化せず； −１５日間の水との接触後に約５０％までの機こ 緘的特性の低下が！１察された；可溶性塩の存在は得ら
れた不織布の分解を容易にする；−使用した紫外ｆＩ１
ｖＪ止剤は何等の幼害がないとか十分にＳＬ出された● 塩化ナトリウム論度を２倍にして試験を行い、ｉ＆終生
成物に関し′Ｃ同しことが見出され九〇実施例３：１０
０％ボリプロビレン　スパン不織中性炭酸ナトリウムを
微粉砕し、次いで篩って押出工程で使用できる粒度にす
る０次いで、ＲｈＯｄＯｒｓｉｌ　４　７　ｖ　５　０
　０シリコーン油（　ＲｈａｎｅＰｏｕｌａｎｃ　ｙ−
９２４０８　ＣｏｕｒｂｅｖＯｉｓ　）の助けによシ炭
戯ナトリウムをＴｅａｔｏｌａｎ　ＰＰ粒子（　ＲＯｕ
ｓｇｅｌＨｏｅｃｈｓｔ，　９２０８０　Ｐａｒｉｓ　
ｌａ　Ｄａｆａｎｏｓ　）上に定着させる０素飲ナトリ
ウムはこの油中に容易に分散する０かように調製した粒
子を未処理粒子と混合することによってＮａ２００３０
０．１　２　％濃度で試験した０得られた混合物を紡糸
工程を使用して紡糸した。

水と接触させて熟成後に、機械的性質に関して実施例１
シよび２にかけると同様な結果が見出された＠ 実ｍｎ４＄−Ｊ：び５　：　１　００ｓプロピレン　ス
パン不織布中への塩の配合 ＮａＯｊを非常に微細粒度（平均結晶寸法＝４〜５μｍ
．　）が得られるように微粉粋し、次いでこれをＲｈＯ
ｄｏｓｉｌ　４　７　ｖ　５　０　０シリコーン油（　
ｕｈ６ｎｅＰｏｕｌｅｎｃ，　Ｆ　−　９　２　４　０
　８　０ｏｕｒｂａｖｏｉｅ　）の助けによってＡｇｇ
ｒ７１グレード２５ボリプロビレン粒子（　Ａｇｇｒｙ
ｌ、Ｆ　−　９　２　８　０　７　Ｐａｕｔａａｕｘ　
Ｃｏｄｅｘ　）上に定着させる０理論値２シよび５嘩の
多数の濃度のものを製造する〇 添加する塩の量は、ポリマー質量の関数として計算し、
次いで濃度を混合物全質量の関数として計算する： ２ｑＩｂ混合物の濃度の計算： ポリマーの：ｉ：　２５ゆ 塩のｆ＃：　”／１ｏ６　”　２　５　−　０．５　ｋ
９シリコーン油の量：　ｌ／ｚｏｏ　Ｘ　２　５　−　
０．２　ｓｋ９従って、混合物の全量：　２５＋０．５
＋０．２５−２５．７５ｋｌｉＦ 実際の濃度”　’　００”　””／ｘｓ　７５−　１．
９４１同様に５多混合物では： ポリマーのｆｔ：２５ｋｌ？ 塩の！　：　’／ｚｏｏ　ｘ　２　５　−　１．２　５
　ｋｙシリコーン油のｔ　：　”／１００　Ｘ　２　５
　−　０．２　５ｋｌ？従ッテ、混合物の全ｆ１：　２
５＋１．２５＋０．２５−２６．５０ｋ！？ 従って、実際の濃度：　Ｉ　Ｄｏ．　ｌ・”／ａａ．ｓ
　−４．７１嘩 塩の配合は実施例３と同様に行い、次いで生或物を紡糸
工程を使用して紡糸し、得られた不織布を水性媒質中に
置く０水と接触させた不織布シートの分解の監視検査で
は次の結果會示した：不織布シートを実施例５と同様な
方法で製造する。目Ｓ濃度は２シよび５１ｊ（理論値）
である。

塩結晶の平均寸法は、約４μ扉である０水と接触させた
不織布シートの分解の監貌検査では次の結果を示した。

実施例３と同様な方法によって混合物をｌ；２ｌ８！！
する０塩結晶の平均寸法は１μ瓜よう小さい０目標濃度
は２および５嘩（理論値）である０水との接触にかける
不織布シートの分解の監視検査は次の結果を示した： 尖施例５　、７　＞−ｃび９の生成物の機械的性質を、
同様な方法で製造したが塩を配合し女い対照生成物の機
械的性質と比較した０次の比較表からこれらの性質が実
質的に同等であることが明らかになる０ 強さｂよび伸びの比較表 代θ人 洩 村 皓

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）紡ぎまたは押出すことができ、水によつて解重合
   または分解することができる合成ポリマーから製造され
   た繊維および（または）織編物であつて、 −水中での高溶解度、 −前記の繊維または織編物の溶融点または分解点より顕
   著に高い溶融点または分解点、 −水の不存在下において、繊維または織編物の機械的性
   質に対する中立挙動、および −植物または土壌中に生息する他の有機体の生長に対し
   て有益とはならないまでも少なくとも中立挙動 の特色を示す塩を、繊維または織編物の重量に関して０
   ．１〜１５重量％の割合および粉末形態で含有すること
   を特徴とする前記の繊維および（または）織編物。
2. （２）織編物が不織布から成る請求項１に記載の繊維お
   よび（または）織編物。
3. （３）合成ポリマーが、ポリオレフイン、特に、ポリエ
   チレンまたはポリプロピレン、ポリアミドまたはポリエ
   ステルから成る請求項１に記載の繊維および（または）
   織編物。
4. （４）塩が５μｍより小さい平均粒度を有する請求項１
   に記載の繊維および（または）織編物。
5. （５）塩が、カチオンがナトリウム、カリウム、アンモ
   ニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、マンガンまた
   は亜鉛である無機または有機塩である請求項１に記載の
   繊維および（または）織編物。
6. （６）塩が、アニオンが塩化物、炭酸塩、硫酸塩、硝酸
   塩、燐酸塩または沃化物イオンである無機または有機塩
   である請求項１に記載の繊維および（または）織編物。
7. （７）塩が繊維または織編物に関して２〜１０重量％の
   割合で存在する請求項１に記載の繊維および（または）
   識編物。
8. （８）請求項１に記載の繊維および（または）織編物の
   製造方法において、それらの製造の間、請求項１に定義
   したような塩、１種以上を、粉末形態および繊維または
   織編物の重量に関して０．１〜１５重量％の割合で、固
   体形態または濃厚水性溶液の形態（この場合には引続く
   乾燥段階を伴う）または鉱油中のサスペンシヨンの形態
   のいずれかで、繊維または織編物の出発物質を形成する
   合成ポリマーの粒子に混合および固定し、次いで、得ら
   れた混合物を通常の紡糸および押出工程に処することに
   よつて繊維または織編物中に配合することを特徴とする
   前記の方法。
9. （９）塩を繊維または織編物の重量に関して２〜１０重
   量％の割合で配合する請求項８に記載の方法。
10. （１０）５μｍより小さい平均粒度を有する１種以上の
    塩を配合する請求項８に記載の方法。