JPH06200457A - 生分解性短繊維不織布 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 生分解性を有する熱可塑性重合体からなる短
繊維９５〜５重量％とセルロース系短繊維５〜９５重量
％とが混綿されてなり，かつ構成繊維同士が三次元的に
交絡していることを特徴とする生分解性短繊維不織布。 【効果】 生分解性，適度な親水性と疎水性を有し，乾
燥条件下のみならず吸水・湿潤条件下においても優れた
機械的強度を有し，乾燥・湿潤の繰り返し時においても
収縮が極めて小さく寸法安定性が優れ，柔軟性に富み，
しかも優れた熱接着性を有し，農業，園芸，土木資材あ
るいは生活関連材用の各素材として好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，生分解性，適度な親水
性と疎水性を有し，かつ機械的強度，寸法安定性，柔軟
性が優れた生分解性短繊維不織布に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から，乾式法あるいは溶液浸漬法に
より得られるビスコースレーヨン短繊維不織布，湿式ス
パンボンド法により得られるキユプラレーヨン長繊維不
織布やビスコースレーヨン長繊維不織布，キチンやアテ
ロコラーゲン等の天然物の化学繊維からなる不織布，コ
ツトンからなるスパンレース不織布等，種々の生分解性
不織布が知られている。しかしながら，これら従来の生
分解性不織布は，不織布の構成素材自体の機械的強度が
低くかつ親水性であるため吸水・湿潤時の機械的強度低
下が著しい，また，乾燥・湿潤の繰り返し時に収縮が大
きく寸法安定性が劣る，さらに，素材自体が非熱可塑性
であるため熱接着性を有しない等，種々の問題を有して
いた。一方，近年，前記問題を解消すべく熱可塑性繊維
から構成された生分解性不織布が提案されているが，こ
の不織布は親水性が乏しく，一定の保水能力が要求され
るような用途分野では実用に供し得ないものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，前記問題を
解決し，生分解性，適度な親水性と疎水性を有し，かつ
機械的強度，寸法安定性，柔軟性が優れた生分解性短繊
維不織布を提供しようとするものである。また，本発明
は，乾燥条件下のみならず吸水・湿潤条件下においても
優れた機械的特性を有し，かつ乾燥・湿潤の繰り返し時
においても収縮が極めて小さく寸法安定性が優れた生分
解性短繊維不織布を提供しようとするものである。さら
に，本発明は，加工性に優れた熱接着性を有する生分解
性短繊維不織布を提供しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは，前記問題
を解決すべく鋭意検討の結果，本発明に到達した。すな
わち，本発明は，生分解性を有する熱可塑性重合体から
なる短繊維９５〜５重量％とセルロース系短繊維５〜９
５重量％とが混綿されてなり，かつ構成繊維同士が三次
元的に交絡していることを特徴とする生分解性短繊維不
織布を要旨とするものである。

【０００５】次に，本発明を詳細に説明する。本発明に
おける生分解性を有する熱可塑性重合体とは，熱可塑性
の脂肪族ポリエステル系重合体であり，例えば，ポリ
（α−ヒドロキシ酸）のようなポリグリコール酸やポリ
乳酸からなる重合体またはこれらの共重合体が，また，
ポリ（ε−カプロラクトン），ポリ（β−プロピオラク
トン）のようなポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）
が，さらに，ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート，ポ
リ−３−ヒドロキシブチレート，ポリ−３−ヒドロキシ
カプロレート，ポリ−３−ヒドロキシヘプタノエート，
ポリ−３−ヒドロキシオクタノエート及びこれらとポリ
−３−ヒドロキシバリレートやポリ−４−ヒドロキシブ
チレートとの共重合体のようなポリ（β−ヒドロキシア
ルカノエート）が挙げられる。また，グリコールとジカ
ルボン酸の縮重合体からなるものとして，例えば，ポリ
エチレンオキサレート，ポリエチレンサクシネート，ポ
リエチレンアジペート，ポリエチレンアゼレート，ポリ
ブチレンオキサレート，ポリブチレンサクシネート，ポ
リブチレンアジペート，ポリブチレンセバケート，ポリ
ヘキサメチレンセバケート，ポリネオペンチルオキサレ
ートまたはこれらの共重合体が挙げられる。さらに，前
記脂肪族ポリエステルとポリカプラミド（ナイロン
６），ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４
６），ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６
６），ポリウンデカナミド（ナイロン１１），ポリラウ
ロラクタミド（ナイロン１２）のような脂肪族ポリアミ
ドとの共縮重合体が挙げられる。本発明においては，熱
可塑性重合体として前述した以外の熱可塑性重合体であ
っても，それが生分解性を有するものであれば用いるこ
とができる。なお，本発明においては，前述したところ
の生分解性を有する熱可塑性重合体に，必要に応じて，
例えば艶消し剤，顔料，光安定剤，熱安定剤，酸化防止
剤等の各種添加剤を本発明の効果を損なわない範囲内で
添加することができる。

【０００６】本発明においては，生分解性を有する熱可
塑性重合体が融点６０℃以上のものであると，好ましく
は８０℃以上，さらに好ましくは１００℃以上である
と，この重合体からなる短繊維を用いて不織布としたと
き不織布に一定の耐熱性を具備させることができて好ま
しい。

【０００７】本発明における前記生分解性を有する熱可
塑性重合体からなる短繊維は，前記重合体から構成され
るものであるが，単独の生分解性を有する重合体から構
成されるものの他に，２種以上の生分解性を有する重合
体が同心芯鞘型又は偏心芯鞘型あるいはサイドバイサイ
ド型等種々の複合形態を有する複合短繊維であってもよ
い。また，本発明におけるこの短繊維は，その断面形状
が通常の円形の他に，三角形や星形等種々の異形断面あ
るいは中空断面のものであってもよい。本発明における
前記短繊維は，その単繊維繊度が０．３〜２０デニール
のものであり，単繊維繊度が０．３デニール未満である
とカードウエブを作成するに際してのカード通過性が劣
り，一方，単繊維繊度が２０デニールを超えると得られ
る不織布の地合いが粗くなって品位が劣り，いずれも好
ましくない。

【０００８】本発明における前記セルロース系短繊維と
は，コツトン，麻等の天然繊維，各種レーヨン繊維やキ
チン等の天然物からなる化学繊維であるが，これらの繊
維の他に，生分解性を有する繊維であれば特に限定され
るものではない。

【０００９】本発明における生分解性短繊維不織布は，
前記重合体からなる短繊維９５〜５重量％とセルロース
系短繊維５〜９５重量％とが混綿されてなるものであ
る。この不織布において，前記重合体からなる短繊維が
９５重量％を超えると不織布の保水性が劣り，一方，こ
の短繊維が５重量％未満であると不織布の寸法安定性が
劣るのみならず熱接着性が発現せず，いずれも好ましく
ない。

【００１０】本発明における前記不織布は，その構成繊
維同士すなわち生分解性を有する前記短繊維同士，生分
解性を有する前記短繊維とセルロース系短繊維，セルロ
ース系短繊維同士が三次元的に交絡しているものであ
る。この三次元的交絡とは，公知のいわゆる高圧液体流
処理により形成されるものであって，これにより不織布
としての形態が保持され，しかも不織布に優れた機械的
強度と柔軟性が発現される。

【００１１】本発明における前記不織布は，その目付け
が２０〜２００ｇ／ｍ² のものであるのが好ましい。こ
の不織布において，目付けが２０ｇ／ｍ² 未満であると
不織布製造時にハンドリング性が劣り，一方，目付けが
２００ｇ／ｍ² を超えると不織布製造時の高圧液体流処
理においてウエブ構成繊維間に三次元的な交絡を十分に
施すためには処理圧力を高くする必要があるが，この際
に液体流がウエブに衝突した時の衝撃力が高過ぎて構成
繊維を破壊して不織布の機械的強度を低下させるため，
いずれも好ましくない。

【００１２】本発明における前記不織布は，次の方法に
より製造することができる。まず，常法により，前記生
分解性を有する熱可塑性重合体を溶融紡出し，紡出糸条
を冷却空気流又は冷却水を用いて冷却した後に一旦巻き
取って未延伸糸条とし，あるいは一旦巻き取ることなく
連続して，これに１段又は２段以上で冷延伸又は熱延伸
を施し，次いで得られた延伸糸条に例えばスタツフイン
グボツクスを用いて機械捲縮を付与し，あるいは加熱収
縮処理により捲縮を付与し，所定長に切断して短繊維を
得る。溶融紡出に際しての紡糸温度は，用いる重合体の
融点や重合度によるが，通常は１２０〜３００℃とする
のが望ましい。紡糸温度が１２０℃未満であると重合体
の溶融押出しが困難となり，一方，紡糸温度が３００℃
を超えると重合体の熱分解が著しくなって高強度の繊維
を得ることができず，いずれも好ましくない。未延伸糸
条に延伸を施すに際しての全延伸倍率は，目的とする短
繊維の強度水準によるが，通常は２．０〜４．０倍と
し，これにより３．０ｇ／デニール以上の引張強度を有
する短繊維を得ることができる。

【００１３】別途，セルロース系短繊維を準備する。本
発明において用いるセルロース系短繊維とは，主として
前述したようなコツトン，麻等の天然繊維，各種レーヨ
ン繊維やキチン等の天然物からなる化学繊維である。な
お，高い機械的強度と品位が要求される場合には，レー
ヨン系の再生繊維よりもコツトンを主とする天然繊維を
用いるのがよい。

【００１４】次に，得られた生分解性を有する短繊維と
セルロース系短繊維とを前記比率で混綿し，梳綿機を用
いてカーデイングしてカードウエブを作成し，得られた
カードウエブに高圧液体流処理を施して構成繊維同士を
三次元的に交絡させる。高圧液体流処理を施すに際して
は，公知の方法を採用することができる。例えば，孔径
が０．０５〜１．０ｍｍ，特に０．１〜０．４ｍｍの噴
射孔を多数配列した装置を用い，噴射圧力が５〜１５０
ｋｇ／ｃｍ² Ｇの高圧液体を前記噴射孔から噴射する方
法がある。噴射孔の配列は，ウエブの進行方向と直交す
る方向に列状に配列する。この処理は，ウエブの片面あ
るいは両面のいずれに施してもよいが，特に片面処理の
場合には，噴射孔を複数列に配列し噴射圧力を前段階で
低く後段階で高くして処理を施すと，均一で緻密な交絡
形態と均一な地合いを有する不織布を得ることができ
る。高圧液体としては，水あるいは温水を用いるのが一
般的である。噴射孔とウエブとの間の距離は，１〜１５
ｃｍとするのがよい。この距離が１ｃｍ未満であるとウ
エブの地合いが乱れ，一方，この距離が１５ｃｍを超え
ると液体流がウエブに衝突した時の衝撃力が低下し三次
元的な交絡が十分に施されず，いずれも好ましくない。
この高圧液体流処理は，連続工程あるいは別工程のいず
れであってもよい。

【００１５】高圧液体流処理を施した後，ウエブから過
剰水分を除去する。この過剰水分を除去するに際して
は，公知の方法を採用することができる。例えば，マン
グルロール等の絞り装置を用いて過剰水分をある程度除
去し，引き続き連続熱風乾燥機等の乾燥装置を用いて残
余の水分を除去するのである。

【００１６】

【作用】本発明の生分解性短繊維不織布は，前述したよ
うな構成を有するものであり，生分解性，適度な親水性
と疎水性を有し，かつ乾燥条件下のみならず吸水・湿潤
条件下においても優れた機械的強度特性と寸法安定性を
有するものであり，この不織布が乾燥条件下のみならず
吸水・湿潤条件下においても優れた機械的強度特性と寸
法安定性を有するのは，一般に吸水・湿潤条件下におい
て強度の低下が少なくかつ寸法安定性が優れた疎水性の
生分解性熱可塑性繊維と親水性のセルロース系繊維とが
その繊維間で均一な物理的交絡点を形成し，不織布内に
おいて連続した立体的結合構造を発現することによるも
のと考えられる。また，この不織布は優れた柔軟性を有
するものであり，この柔軟性は，前記繊維間の交絡が三
次元的形態を有し，比較的自由度の高いものであるため
と考えられる。

【００１７】

【実施例】次に，実施例に基づき本発明を具体的に説明
するが，本発明は，これらの実施例によって何ら限定さ
れるものではない。実施例において，各特性値の測定を
次の方法により実施した。 融点（℃）：パーキンエルマ社製示差走査型熱量計ＤＳ
Ｃ−２型を用い，昇温速度２０℃／分の条件で測定し，
得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度を融点
とした。 メルトフローレート値（ｇ／１０分）：ＡＳＴＭ Ｄ１
２３８（Ｌ）に記載の方法に準じて測定した。 短繊維の引張強度（ｇ／デニール）：ＪＩＳ−Ｌ−１０
１３に記載の方法に準じて測定した。 不織布のＫＧＳＭ引張強力（ｋｇ）：ＪＩＳ−Ｌ−１０
９６Ａに記載の方法に準じて測定した。すなわち，試料
長が１０ｃｍ，試料幅が５ｃｍの試料片１０点を作成
し，各試料片毎に不織布の経方向について，定速伸長型
引張試験機（東洋ボールドウイン社製テンシロンＵＴＭ
−４−１−１００）を用い，引張速度１０ｃｍ／分で伸
長し，得られた切断時荷重値（ｋｇ）の平均値を目付け
１００ｇ／ｍ² 当りに換算してＫＧＳＭ引張強力（ｋ
ｇ）とした。 面積収縮率（％）：試料長と試料幅が各々２５ｃｍの試
料片複数点を作成し，各試料片に３回湿潤・乾燥処理を
施した。処理条件は，湿潤処理温度を室温，処理時間を
３０分，乾燥処理温度を室温，処理時間を２４時間とし
た。この際，湿潤・乾燥処理前試料片の面積Ｓ1 と３回
目の湿潤・乾燥処理後試料片の面積Ｓ2を求め，得られ
たＳ1 及びＳ2 から次式（１）により算出した値の平均
値を面積収縮率（％）とした。 面積収縮率（％）＝〔１−（Ｓ2 ／Ｓ1 ）〕×１００・・・・・・・（１）

【００１８】実施例１ 融点が１０２℃，メルトフローレート値が５ｇ／１０分
のポリエチレンサクシネートチツプを溶融し，これを孔
径０．５ｍｍの紡糸孔を３６孔有する紡糸口金を通して
紡糸温度２３０℃で溶融紡出し，紡出糸条を温度が２０
℃の冷却空気流を用いて冷却した後，油剤を付与し，巻
取り速度１０００ｍ／分で一旦巻取って未延伸糸条を得
た。次いで，得られた未延伸糸条に全延伸倍率を３．２
として温度６０℃の加熱ロールを用いて１段熱延伸を施
し，得られた延伸糸条にスタツフイングボツクスを用い
て１８個／２５ｍｍの機械捲縮を付与し，長さ５１ｍｍ
に切断して単繊維繊度が２．２デニールで引張強度が
３．２ｇ／デニールの短繊維の綿を得た。

【００１９】次に，得られた前記短繊維綿５０重量％と
長さが２８ｍｍで単繊維繊度が１．５デニールのコツト
ン（晒綿）５０重量％とを混綿し，梳綿機を用いてカー
デイングして目付けが４０ｇ／ｍ² のカードウエブを作
成し，得られたカードウエブを８０メツシユの金網上に
載置し高圧液体流処理を施して構成繊維同士を三次元的
に交絡させた。高圧液体流処理として，孔径０．１２ｍ
ｍの噴射孔が孔間隔０．６ｍｍで３群配列で配設された
高圧柱状水流処理装置を用い，水圧６０ｋｇ／ｃｍ² の
条件で，ウエブの上方から柱状水流を作用させた。な
お，この処理は，ウエブの表裏から各々３回施した。次
いで，得られた処理ウエブからマングルロールを用いて
過剰水分を除去した後，ウエブに熱風乾燥機を用い温度
８０℃の条件で乾燥処理を施し，不織布を得た。得られ
た不織布は，ＫＧＳＭ引張強力が縦方向１３．６ｋｇ／
５ｃｍ，横方向１．６ｋｇ／５ｃｍ，面積収縮率が２．
０％であり，機械的強度と寸法安定性に優れ，しかも柔
軟性に富むものであった。また，この不織布を２カ月間
土中に埋設した後取り出して観察したところ，不織布と
しての形態を消失しており，優れた生分解性を有するこ
とが認められた。

【００２０】実施例２ 融点が６０℃，メルトフローレート値が３ｇ／１０分の
ポリカプロラクトンチツプを溶融し，これを孔径０．５
ｍｍの紡糸孔を３６孔有する紡糸口金を通して紡糸温度
２６５℃で溶融紡出し，紡出糸条を温度が１５℃の冷却
空気流を用いて冷却した後，油剤を付与し，巻取り速度
１２００ｍ／分で一旦巻取って未延伸糸条を得た。次い
で，得られた未延伸糸条に全延伸倍率を２．４として１
段冷延伸を施し，得られた延伸糸条にスタツフイングボ
ツクスを用いて２０個／２５ｍｍの機械捲縮を付与し，
長さ５１ｍｍに切断して単繊維繊度が２．４デニールで
引張強度が４．２ｇ／デニールの短繊維の綿を得た。

【００２１】次に，得られた前記短繊維綿３０重量％と
長さが２８ｍｍで単繊維繊度が１．５デニールのコツト
ン（晒綿）７０重量％とを混綿し，梳綿機を用いてカー
デイングして目付けが４０ｇ／ｍ² のカードウエブを作
成し，得られたカードウエブを５０メツシユの金網上に
載置し高圧液体流処理を施して構成繊維同士を三次元的
に交絡させた。高圧液体流処理として，孔径０．１２ｍ
ｍの噴射孔が孔間隔０．６ｍｍで３群配列で配設された
高圧柱状水流処理装置を用い，水圧６０ｋｇ／ｃｍ² の
条件で，ウエブの上方から柱状水流を作用させた。な
お，この処理は，ウエブの表裏から各々３回施した。次
いで，得られた処理ウエブからマングルロールを用いて
過剰水分を除去した後，ウエブに熱風乾燥機を用い温度
４５℃の条件で乾燥処理を施し，不織布を得た。得られ
た不織布は，ＫＧＳＭ引張強力が縦方向１２．５ｋｇ／
５ｃｍ，横方向１．４ｋｇ／５ｃｍ，面積収縮率が３．
１％であり，機械的強度と寸法安定性に優れ，しかも柔
軟性に富むものであった。また，この不織布を２カ月間
土中に埋設した後取り出して観察したところ，不織布と
しての形態を消失しており，優れた生分解性を有するこ
とが認められた。

【００２２】

【発明の効果】本発明の生分解性不織布は，生分解性を
有する熱可塑性重合体からなる短繊維９５〜５重量％と
セルロース系短繊維５〜９５重量％とが混綿されてな
り，かつ構成繊維同士が三次元的に交絡しているもので
あって，生分解性，適度な親水性と疎水性を有し，乾燥
条件下のみならず吸水・湿潤条件下においても優れた機
械的強度を有し，乾燥・湿潤の繰り返し時においても収
縮が極めて小さく寸法安定性が優れ，しかも柔軟性に富
むものである。また，この不織布は，優れた熱接着性を
有するため，製品化に際しての縫製が不要となるもので
ある。

【００２３】本発明の不織布は，屋外で使用される農
業，園芸，土木資材用の素材として，特に植生シート，
播種シート，シードテープ，育苗床の素材として好適で
ある。すなわち，従来のレーヨン系不織布その他種々の
生分解性不織布は，不織布の構成素材自体が乾燥・湿潤
の繰り返し時に大きく収縮したりして寸法安定性が劣る
ため，不織布を地盤に敷設したとき地盤から部分的に浮
き上がって接地率が低下し，種子の発芽率が低下すると
いう問題を有していたが，本発明の不織布は，前述した
ように寸法安定性が優れるため地盤に対して良好に接地
して種子の発芽率を向上させることができる。しかも，
本発明の不織布は，不織布自体が地盤との接地面から主
として土壌中の微生物が菌体外に放出する酵素により分
解され，新たに植物が発芽・生育するにしたがい最終的
には完全に消失して土に還元されるため，自然環境保護
の観点からも有益である。

【００２４】また，本発明の不織布は，生活関連材用の
素材として，特にウエツトワイパのような湿潤条件下で
使用される生活関連材用の素材としても好適である。す
なわち，従来のレーヨン系不織布その他種々の生分解性
不織布は，不織布の機械的強度が低くかつ親水性である
ため吸水・湿潤時の機械的強度低下が著しいという問題
を，また，熱可塑性繊維から構成された生分解性不織布
は，親水性が乏しく，一定の保水能力が要求されるよう
な用途分野では実用に供し得ないという問題を有してい
たが，本発明の不織布は，機械的強度と保水能力とを兼
ね備えるものであり，一定の保水能力が要求されるウエ
ツトワイパのような湿潤条件下で使用される用途分野に
も対応することができ，しかもその使用後には，例えば
堆肥化して肥料とする等再利用を図ることもでき，資源
の再利用の観点からも有益である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 信夫 京都府宇治市宇治小桜23番地ユニチカ株式 会社中央研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生分解性を有する熱可塑性重合体からな
   る短繊維９５〜５重量％とセルロース系短繊維５〜９５
   重量％とが混綿されてなり，かつ構成繊維同士が三次元
   的に交絡していることを特徴とする生分解性短繊維不織
   布。
2. 【請求項２】 生分解性を有する熱可塑性重合体が融点
   ６０℃以上の重合体である請求項１記載の生分解性短繊
   維不織布。
3. 【請求項３】 セルロース系短繊維がコツトンである請
   求項１又は２記載の生分解性短繊維不織布。