JPH03249208A - 生分解性繊維 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は生分解性繊維、特にロープ、紐、テグスおよび
漁網等を使用し、それが屋外に放棄された時、時間の経
過とともに生分解して環境汚染を誘起しないような新規
繊維に関する。

［従来技術］ 今日、廃棄物による環境汚染が深刻な問題になっている
。廃棄物とはいっても、缶類、瓶類、プラスチック成型
物、フィルム、漁網、テグス、ロープ等多種である。中
でも、ロープ、紐、テグスおよび漁網等の合成繊維製品
は、使用後そのまま海浜、海中等に放棄されると、その
場の美観を損ねるのみならず、小鳥や海洋生物あるいは
潜水する人間を絡めたり、船のスクリュウに絡まったり
する等、新たな問題が生起していた。

これら従来の合成繊維製品は、丈夫で、何年経っても分
解しない。このことが環境汚染を拡大し、問題を一層深
刻にしてきた。これらの問題を解消するためには、上記
合成繊維製品の使用後、ある期間がすぎると自然に崩壊
し、環境汚染的に無害化する、即ち生分解性繊維の出現
が必要となり、このような新規繊維の開発が、当技術分
野での早期に解決すべき課題となっていた。

ところで、澱粉類と繊維形成性ポリマーきの混合紡糸は
、例えば特公昭６０−１８３５３号公報により、セルロ
ースと澱粉混合物のアルカリ溶液を湿式紡糸することが
開示されている。しかしながら、この方法によって得ら
れた繊維は、セルロース繊維に一層の吸水性付与を目的
としたものであって、引張強度が高々２ｇ／ｄ程度にす
ぎず、強度的な面で９例えばロープ、紐、テグスおよび
漁網等の産業用途には適さなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、繊維製品の使用後、ある期間がすぎる
と自然に崩壊し、環境汚染的に無害化するような新規繊
維を提供することにある。また他の課題は、例えばロー
プ、紐、テグスおよび漁網等の繊維資材用繊維として、
環境汚染的に無害化するような生分解性繊維を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記課題は、澱粉とポリビニルアルコール系重
合体（以下、ＰＶＡ系ポリマーと略記）からなる生分解
性繊維によって解決することができる。

すなわち、本発明の生分解性繊維において、ＰＶＡ系ポ
リマとは、ケン化度が好ましくは９８モル％以上、さら
に好ましくは９９．０モル％以上の高ケン化ＰＶＡ系ポ
リマーを用いる。また該ＰＶＡ系ポリマーの重合度は好
ましくは１０００以上、より好ましくは１５００以上で
ある。このポリマー重合度が１０００未満では例えば産
業資材繊維として充分適する強度的性質が得難くなる。

また必要により耐水性を向上させるためにエチレン等を
共重合したＰＶＡ系ポリマーも使用できる。

また澱粉とは、原料によって含有されるアミロース、ア
ミロペクチン等の組成が幾分異なるが、馬鈴薯澱粉、ト
ウモロコシ澱粉、小麦澱粉、タピオカ、含ろうメイズ等
が例示できる。

上記ＰＶＡ系ポリマーと澱粉との混合割合は、澱粉量が
全繊維中、好ましくは１５重量％〜７０重量％、より好
ましくは２０重量％〜６ｏ重量％である。このような澱
粉量は所望する生分解期間との関連で適宜決定すればよ
いが、この範囲量のとき、生分解が起こり易く、また強
度的性質も充分高度な繊維が得られ易い。

さらに上記ＰＶＡ系ポリマーおよび澱粉からなる本発明
繊維は、引張強度が好ましくは３ｇ／ｄ以上、より好ま
しくは４ｇ／ｄ以上、−層好ましくは、５ｇ／ａ以上で
ある。引張強度が３ｇ／ｄに達しないと、例えば産業資
材用繊維としては強度的に不十分な場合がある。

なお、本発明繊維は生分解を助長するために、例えばベ
ンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド、ク
メンヒドロパーオキサイド、ｊ−ブチルパーオキサイド
等の有機過酸化物、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム
、過硫酸アンモニウム等の無機系酸化剤、あるいはベン
ゾフェノン、金属錯体、芳香族ケトン等のの光増感剤あ
るいはビニルケトンを主成分とする光分解性高分子化合
物類を少量添加することができる。また本発明繊維の耐
水性を付与するために、澱粉の一部をポリアクリルニト
リル、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン等でグラフト重合
することも好ましい技術である。

次に、本発明繊維の製造例について説明する。

本発明繊維は、ＰＶＡ系ポリマと澱粉を水、あるいは有
機溶媒、たとえばジメチルスルホキシド（以下ＤＭＳＯ
と略記）に溶解せしめた紡糸原液を、乾式紡糸、湿式紡
糸１乾湿式紡糸およびゲル紡糸等により、得ることがで
きる。中でも繊維の微密構造を得やすい乾湿式紡糸法が
望ましい。

ここで、特に好ましい紡糸法である乾湿式紡糸法による
本発明繊維の製造法について説明する。

先ず、澱粉（例えば、トウモロコシ澱粉）とＰＶＡ系ポ
リマー（ケン化度９９．５モル％以上、重合度１０００
以上）を重量比率が、好ましくは１５／８５〜７０／３
０になるようにＤＭＳＯに分散させ、加熱溶解して紡糸
原液を調製する。このとき紡糸原液は水素イオン濃度（
ＰＨ）を５〜８の範囲とし、この値に調整するため少量
の蓚酸等を添加するのが普通である。ＰＨが５以下であ
ると澱粉のエーテル結合の分解切断がおきやすく、また
ＰＨが８以上になると紡糸原液が著しく着色する傾向が
ある。

ここで、ＤＭＳＯ中のポリマー濃度（ＰＶＡ系ポリマー
と澱粉相当分）は好ましくは５〜５０重量％、より好ま
しくは１０〜４０重量％である。

もちろん、ポリマー濃度はＰＶＡと澱粉のブレンド比率
、使用するＰＶＡ系ポリマーの重合度等によって異なる
が、−船釣には紡糸原液の溶液粘度が１００〜２０００
ポイズ（ａ　ｔ　１００’Ｃ）になるように調整するの
が望ましい。

このようにして得られた紡糸原液は、乾湿式紡糸する。

すなわち紡糸口金より吐出した糸条を一旦空気雰囲気を
介して、メタノール、エタノール等の凝固浴に導き凝固
せしめる。凝固した糸条は、脱溶媒の後、二連ローラに
より冷延伸を施した後、さらに加熱筒を通して高倍率に
乾熱延伸する。

このようにして得られた繊維糸条は強度が３ｇ／ｄ以上
という好ましい強度を有し、かつ微生物によって分解さ
れやすい性質があり、最終的には実質的に自然消滅する
全くの新規繊維といえるのである。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

なお、本例中、繊維の引張強度および強力保持率は次の
方法に従って求めた。

引張強度および強力保持率 試料繊維を予め２０℃、６５％の相対湿度下で２４時間
調湿し、繊維紙長２０−１引取速度１００　ｍｍ　／　
ｍ　ｉ　ｎの条件で引張試験機を用いて引張強度（Ａ、
ｇ／ｄ）を測定した。

一方、試料を土中に埋没させ、経時的に繊維の引張強度
（Ｂ　、　　ｇ　／　ｄ　）を上記と同様な条件下で調
理後測定し、次式により繊維の強力保持率を求めた。

強力保持率（％）　＝　−Ｘ　１００ また本例中の部は重量部である。

実施例Ｉ ＤＭＳ０８０部にＰＨ調製剤として蓚酸０，０２８部を
溶解した後、トウモロコシ澱粉１０部、重合度３０００
の完全ケン化ＰＶＡｌ０部、（澱粉／ＰｖＡの重量比率
、５０１５０）を分散させ、さらに窒素を通じながら、
８０℃に加温して溶解した。この時、得られた紡糸原液
の粘度は２４０ポイズ（ａｔｌｏｏ℃）であった。この
紡糸原液を１００℃に保温し、口金（口径、０．１２ｍ
ｍ、孔数５０）を用いて紡糸した。紡糸した糸条は５〜
２０ｍｍの空気雰囲気を介して、メタノール浴中に導入
して凝固せしめた。ここで得られた未延伸糸条を、メタ
ノール洗浄して、次いで、二連ローラにより、３．０倍
に冷延伸を行い、さらに、２４０℃の加熱筒において、
４，０倍に延伸を施した。このようにして得られた繊維
の単糸繊度は３゜４ｄ、引張強度６．４ｇ／ｄ、伸度４
．８％であった。これらの澱粉−ＰＶＡ繊維をステンレ
ス枠に巻き土中１０ＱＩＩ下に埋没させて、繊維の強力
保持率による半年、１年、１年半にわたる分解挙動を調
査したところ、９９．７％、５４．３％、８゜２％と分
解による、顕著な繊維強度の低下が起こった。

実施例２ ＤＭＳ０８５部に修酸（ＰＨ調製剤）０．０３部を溶解
した後、トウモロコシ澱粉３部、重合度３０００ノ完全
ケン化ＰＶＡ１２部、（澱粉／ＰＶＡの重量比率、２０
／８０）を分散させ、さらに窒素を通じながら、８０℃
に加温して溶解した。

この時、得られた紡糸原液の粘度は２２０ポイズ（ａｔ
ｌｏｏ℃）であった。この紡糸原液を１００℃に保温し
、口金（口径、０．１２ｍｍ、孔数５０）を用いて紡糸
した。紡糸した糸条は５〜２〇−の空気雰囲気を介して
、メタノール洛中に導入して凝固せしめた。ここで得ら
れた未延伸糸条を、メタノール洗浄して、次いで、二連
ローラにより、３．０倍に冷延伸を行い、さらに、２４
０℃の加熱筒において、５．０倍に延伸を施した。この
ようにして得られた繊維の単糸繊度は３．３ｄ、引張強
度８．７ｇ／ｄ、伸度４．６％であった。これらの澱粉
−ＰＶＡ繊維をステンレス枠に巻き土中１０ａｎ下に埋
没させて、繊維の強力保持率による半年、１年、１年半
にわたる分解挙動を調査したところ、９９．８％、９９
．６％、７８．２％と分解による繊維強度の低下が起こ
った。

実施例３ ＤＭＳＯ７７部に修酸（ＰＨ調製剤）０．０２７部を溶
解した後、トウモロコシ澱粉１６．１部、重合度３００
０の完全ケン化ＰＶＡ６．９部、（澱粉／ＰＶＡの重量
比率、７０／３０）を分散させ、さらに窒素を通じなが
ら、８０℃に加温して溶解した。この時、得られた紡糸
原液の粘度は３００ボイズ（ａｔ１００℃）であった。

この紡糸原液を１００℃に保温し、口金（口径、０．１
２■、孔数５０）を用いて紡糸した。紡糸した糸条は５
〜２０ｍｍの空気雰囲気を介して、メタノール洛中に導
入して凝固せしめた。ここで得られた未延伸糸条を、メ
タノール洗浄して、次いで、二連ローラにより、２．０
倍に冷延伸を行い、さらに、２４０℃の加熱筒において
、２．０倍に延伸を施した。このようにして得られた繊
維の単糸繊度は５．３ｄ、引張強度３．２ｇ／ｄ、伸度
８゜６％であった。これらの澱粉−ＰＶＡ繊維をステン
レス枠に巻き土中１０ａｎ下に埋没させて、繊維の強力
保持率による半年、１年、１年半にわたる分解挙動を調
査したところ、５３．２％、２９゜６％、８．１％と分
解による、著しい繊維強度の低下が起こった。

［発明の効果コ 本発明繊維は、繊維製品の使用後、ある期間がすぎると
自然に崩壊するような機能を有する。従って、この繊維
製品を使捨てた際にも環境汚染の拡大を防止することが
できる。

このため特にロー プ、 紐、 テグスおよび漁網等の繊維資材用繊維として有用である
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）澱粉とポリビニルアルコール系重合体からなる生
   分解性繊維。
2. （２）繊維強度が３ｇ／ｄ以上である請求項（１）記載
   の生分解性繊維。