JPH03199417A - 自然崩壊性モノフイラメント - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、ポリエチレン系自然崩壊性モノフィラメント
に関するものである。

（従来の技術） 従来、漁網、釣り糸、農業用ネット等に用いられる産業
資材用モノフィラメントとしては、主としてポリアミド
、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。したがって、これらのモノフィ
ラメント１こは、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、埋め立て或いは回収再生
により処理すれば解決されるが、これらの処理には多大
の費用を要するため、現実には、海や山野に放置され、
鳥や海洋生物、ダイパー等に絡みついて殺傷したり、船
のスクリューに絡みついて船舶事故を起こしたりする事
態がしばしば発生している。

このような問題を解決する方法として、光や微生物によ
って自然に分解又は崩壊する素材を用いることが考えら
れる。

本発明者らは、このような観点から、先に主鎮に光増感
基であるカルボニル基を導入した変性ポリエチレンから
なる光分解性モノフィラメント及び変性ポリエチレと高
密度ポリエチレンとからなる光崩壊性モノフィラメント
について提案した。

特に後者の光崩壊性モノフィラメントは、高強度で、産
業資材用繊維として適した特性を有するものであった。

しかし、このモノフィラメントの光崩壊挙動を追跡した
結果、このモノフィラメントは、見掛は上、光によって
細片ないしは粉末状に崩壊するが９分子レベルにまで分
解するものではないため、地上に放置した場合、崩壊し
てできた細片ないしは粉末状物が土中に残存し、土壌に
悪影響を与えるおそれがあるという問題があることが分
かった。

また１本発明者らは、ポリカプロラクトンを配合した高
密度ポリエチレンからなる微生物崩壊性モノフィラメン
トについて提案した。このモノフィラメントは、土壌中
、汚泥中、水中等の微生物が活発に活動している環境下
では自然に崩壊するが、使用後、必ずしも微生物が活発
に活動している環境下に置かれるとは限らず１例えば、
地上に放置されると崩壊するまでに極めて長期間を要す
るという問題があった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、高強度で、かつ、光及び微生物によって自然
に崩壊するポリエチレン系モノフィラメントを提供しよ
うとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の課題を解決するものであり。

その要旨は９次のとおりである。

エチレンを主たる構成成分とし、１．５〜７．０重量％
の一酸化炭素又はこれと他のエチレン性不飽和化合物と
を共重合した変性ポリエチレン２０〜５０重量％、ポリ
カプロラクトン３〜３０重量％及び高密度ポリエチレン
２０〜７７重量％とからなり、下記（ａ）〜（ｃ）の特
性を同時に満足することを特徴とする自然崩壊性モノフ
ィラメント。

（ａ）　　引張強度　　　３ｇ／ｄ以上ら）結節強度　
　　２ｇ／ｄ以上 （ｃ）　　切断伸度　　　５％以上 以下１本発明について詳細に説明する。

本発明において用いられる変性ポリエチレンは。

エチレンを主たる構成成分とし、−酸化炭素又は−酸化
炭素と他のエチレン性不飽和化合物を共重合した光分解
性のものであって、−酸化炭素の割合が　１．５〜７６
０重量％、好ましくは２．０〜４．０重量％のものであ
る。−酸化炭素の共重合割合が１．５重量％未満では光
分解速度が著しく小さく、一方。

７．０重量％を超えるとモノフィラメントの強度が低下
すると共に光崩壊速度が大きくなり過ぎて短期間で強度
が低下してしまうため実用にならない。

光分解速度は一酸化炭素の共重合割合によって調節する
ことができ、モノフィラメントの使用目的に応じて一酸
化炭素の共重合割合を適当に選定する。

本発明において用いられるエチレン性不飽和化合物とし
ては、酢酸ビニル、酪酸ビニル、（メタ）アクリル酸、
（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル
、（メタ）アクリル酸ブチル、マレイン酸、フマル酸、
アクリロニトリル、アクリルアミド、ビニルメチルエー
テル、ビニルフェニルエーテル、スチレン、塩化ビニル
、プロピレン。

ブテン−１，ヘキセン−１，オクテン−１，デセン−１
，４−メチルペンテン−１等が挙げられるが。

紡糸性及び得られるモノフィラメントの機械的特性、耐
熱性、光沢等の点で、特に酢酸ビニル及びアクリル酸エ
チルが好適である。

一酸化炭素と共に酢酸ビニルやアクリル酸エチル等のエ
チレン性不飽和化合物を共重合すると。

一定期間経過後の光分解を急激に起こさせることができ
る。エチレン性不飽和化合物を共重合する場合、その共
重合割合は１〜２０重量％が好適である。

本発明における変性ポリエチレンは１次のような特許公
報に開示された方法で製造することができる。

米国特許 ２４９７３２３　２６４１５９０　３０８３１８４　３
２４８３５９３５３０１０９　３６７６４０１　３６８
９４６０　３６９４４１２３７８０１４０　３８３５１
２３　３９２９７２７　３９４８８３２３９４８８５０
　　３９４８８７３　　３９６８０８２　　３９８４３
８８４０２４１０４　　４０２４３２５　　４０２４３
２６　　４０７６９１１４１４３０９６　　４１３７３
ｇ２　　４１３９５２２　　４１４３０９６４３０４８
８７ 日本特許公開 昭５３−１２８６９０　　昭５３−１２８６９１　　昭
６２−１１５０２６平１ｉ５３７２３ 日本特許公告 昭５０−３９７０５ 具体的には２例えば、■高圧法低密度ポリエチレン製造
装置を用いて２反応温度１５０〜３００℃、圧力５００
〜３０００気圧の条件下に、ジラウロイルパーオキサイ
ド、ターシャリ−ブチルパーオキサイド。

ターシャリ−ブチルパーイソブチレート、ターシャリ−
ブチルパーアセテート又はα、α°−アゾビスイソブチ
ロニトリル等のフリーラジカル発生剤をベンゼン、ケロ
セン又は鉱油等の不活性有機溶剤に溶解したものを反応
器に注入し、エチレンと一酸化炭素及び必要に応じて他
のエチレン性不飽和化合物とを共重合させる方法、■中
低圧状高密度ポリエチレン製造装置を用いて２反応温度
５０〜３００℃、圧力０〜２００気圧の条件下に、配位
触媒又は金属触媒（チーグラー型、ナツタ型又はフィリ
ップス型等）の存在下で、スラリー法、溶液法又は気相
法等でエチレンと一酸化炭素及び必要に応じて他のエチ
レン性不飽和化合物とを共重合させる方法で製造するこ
とができる。

また、ポリカプロラクトンは、ε−カプロラクトンの開
環重合で得られる融点が約６０℃のもので、分子量１万
〜ｌＯ万、好ましくは２万〜５万のものが適当である。

さらに１本発明において用いられる高密度ポリエチレン
としては１通常の低圧法で製造される密度が０．９４　
ｇ　／　ｃｕｔ以上で、メルトフローレートが２０以下
、好ましくは２以下のものが適当である。

本発明のモノフィラメントは、変性ポリエチレン２０〜
５０重量％、ポリカプロラクトン３〜３０重量％及び高
密度ポリエチレン２０〜７７重量％とからなる組成物で
構成される。変性ポリエチレンの割合が２０重量％未満
であると光崩壊速度が小さく。

方、５０重量％を超えるとモノフィラメントの強度が劣
ったものとなる。また、ポリカプロラクトンの割合が３
重量％未満であると微生物分解速度が小さく、一方、３
０重量％を超えるとモノフィラメントの強度が劣ったも
のとなる。さらに、高密度ポリエチレンの割合が２０重
量％未満であるとモノフィラメントの強度が著しく劣っ
たものとなり。

一方、７７重量％を超えるとモノフィラメントの光及び
微生物による自然崩壊速度が極めて遅くなり。

自然崩壊性モノフィラメントとして不十分なものとなる
。

モノフィラメントを構成する３成分のの混合方法は特に
限定されない。通常、３成分をエクストルーダーで溶融
混合してチップ化した後、溶融紡糸する方法が採用され
るが、３者を紡糸装置に供給して混合紡糸してもよい。

本発明のモノフィラメントは１次のような方法で製造す
ることができる。

まず、変性ポリエチレン、ポリカプロラクトン及び高密
度ポリエチレンの所定割合の混合物（通常、溶融混合チ
ップ）を溶融紡糸に供するが、溶融紡糸は、２３０〜３
００℃の温度で行うことが望ましい。紡糸温度２３０℃
未満では溶融押し出しが困難であり、３００℃を超える
とポリマーの分解が起こり。

高強度のモノフィラメントを得ることが困難となる。溶
融紡出されたモノフィラメントは水冷後。

−旦巻き取った後又は巻き取ることなく連続して熱風又
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延伸される。延伸温度及び
延伸倍率等の延伸条件は、目的とするモノフィラメント
の要求性能によって適宜選定されるが１通常、６０〜１
１０℃程度の温度で。

１０〜１７倍に延伸するのが適当である。また、延伸は
２段以上の多段で行うことが望ましく、１段延伸では、
十分延伸することが困難で、高強度のモノフィラメント
を得ることが困難である。延伸されたモノフィラメント
は１次いで、５０〜１１０℃の温度の雰囲気中で弛緩熱
処理され２所望の強伸度特性を有するモノフィラメント
とされる。この際の弛緩率は１〜５％が適当である。

このようにして得られる本発明のモノフィラメントは、
前述のような優れた強伸度特性と自然崩壊性とを有する
ものである。

なお、前記の強伸度特性を有しないものでは。

産業資材用モノフィラメントとして不適当である。

また９本発明のモノフィラメントの繊度は、用途により
適宜選定されるが１通常、５０ｄ以上である。

なお１本発明のモノフィラメントには、必要に応じて、
高圧法低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、アイオノ
マー、直鎮状低密度エチレン−α−オレフィン共重合体
等のポリマーや酸化促進剤、顔料、滑剤、帯電防止剤１
日焼は防止剤等の添加剤を含有させることができる。

（作　用） 本発明のモノフィラメントは光分解性の変性ポリエチレ
ン、微生物分解性のポリカプロラクトン及び通常の高密
度ポリエチレンで構成されており。

光によって変性ポリエチレンが分解し、微生物によって
ポリカプロラクトンが分解するので、光及び／又は微生
物が存在すれば、モノフィラメントが崩壊する。

そして１本発明においては、変性ポリエチレンが光崩壊
性、ポリカプロラクトン微生物崩壊性。

高密度ポリエチレンが強度特性にそれぞれ寄与し。

高強度で、かつ、自然崩壊性を有するモノフィラメント
が得られる。

（実施例） 以下１本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

なお１本発明における測定法又は評価法は次のとおりで
ある。

強伸度特性 ＪＩＳ　Ｌ　１０１３に準じて測定した。

自然崩壊性 次の光崩壊試験と微生物崩壊試験とを独立して行い、何
れも良好であった場合を良好と評価した。

■光崩壊試験 スガ試験機社製すンシャインウエザオメーター（肝Ｌ−
５ＵＮ−ＨＣ−）１）を用い、６３℃で４０時間光を照
射し。

照射後の引張強度を測定して、初期強度に対する強度保
持率を求め１強度保持率が６０〜９０％の場合を光崩壊
性良好と評価した。

■微生物崩壊試験 試料を１０〜２５℃の土壌中に６カ月間埋めておいた後
取り出して、モノフィラメントの形状を失っている場合
、あるいはモノフィラメントの形状は保っているものの
引張強度が当初の５０％以下に低下している場合を微生
物崩壊性が良好であると評価した。

実施例１〜１７及び比較例１〜６ 高圧法により製造した一酸化炭素を１．５〜７．０重量
％共重合した変性ポリエチレンＡＩ、平均分子量が約４
万のポリカプロラクトンＢ及びメルトフローレー）　　
（ＪＩＳ　Ｋ　６７６０に準じて測定）が約１．１ｇ／
１０分の高密度ポリエチレンＣを第１表に示した組！（
重量比）となるように３軸の混練用エクストルーダーに
供給し、溶融混合してチップ化した。

このチップをエクストルーダー型溶融紡糸機に供給し、
紡糸温度２９０℃で溶融紡出し、１０℃の水浴中で冷却
した後、直ちに８０℃のデカリン浴中に導き、延伸倍率
８〜１２倍の第１段延伸を行い、引き続いて９５℃のグ
リセリン洛中で延伸倍率１．３〜１．７倍の第２段延伸
を行い、さらに９５℃の加熱雰囲気中で弛緩率３〜６％
で熱処理し、直径０．２〜０．３μのモノフィラメント
を得た。

得られたモノフィラメントの特性値等を第１表に示す。

実施例１８〜２５ 前記実施例における変性ポリエチレン八１の代わりに一
酸化炭素７．０重量％と酢酸ビニル（実施例１８〜２１
）又はアクリル酸エチル（実施例２２〜２５）２０重量
％とを共重合した変性ポリエチレン八２を用いて前記実
施例と同様な試験を行った。

結果を第２表に示す。

第２表 注：Ｃ○は変性ポリエチレンＡ１の一酸化炭素共重合割
合を示す。

（発明の効果） 本発明によれば１通常のポリエチレンモノフィラメント
にほぼ匹敵する強伸度特性を有し、かつ適度の自然崩壊
性を有するポリエチレン系モノフィラメントが提供され
る。

そして１本発明のモノフィラメントは、漁網。

釣り糸６農業用資材等として好適であり、使用後光及び
／又は微生物が存在する環境に放置しておけば、一定期
間後には自然に崩壊してしまうため。

本発明のモノ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でき
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレンを主たる構成成分とし、１．５〜７．０
   重量％の一酸化炭素又はこれと他のエチレン性不飽和化
   合物とを共重合した変性ポリエチレン２０〜５０重量％
   、ポリカプロラクトン３〜３０重量％及び高密度ポリエ
   チレン２０〜７７重量％とからなり、下記（ａ）〜（ｃ
   ）の特性を同時に満足することを特徴とする自然崩壊性
   モノフィラメント。 （ａ）引張強度３ｇ／ｄ以上 （ｂ）結節強度２ｇ／ｄ以上 （ｃ）切断伸度５％以上
2. （２）エチレン性不飽和化合物が酢酸ビニル又はアクリ
   ル酸エチルである請求項１記載の自然崩壊性モノフィラ
   メント。