JPH06248548A - 生分解性不織布用材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 生分解性繊維からなる主体繊維を、抗菌剤あ
るいは殺菌剤を付与した水溶性ポリビニルアルコール系
バインダー繊維で結合してなる抗菌性の生分解性不織布
用材料。 【効果】 生分解性不織布用材料の抗菌性発揮と抗菌剤
が存在するために生分解が進まないという矛盾する課題
を、バインダー繊維中に抗菌剤を練り込み、かつ該バイ
ンダー繊維を水溶性とすることによって解決したもので
あり、該不織布用材料の使用時までは抗菌性であり、使
用後は該不織布用材料を水に当て分散させると同時に抗
菌成分を除去することにより、主体繊維が水中あるいは
／および土中で微生物分解作用を受けることが出来るよ
うにしたもので、この種使い捨て不織布用材料のより機
能化と、それを自然に返すことが可能な廃棄物処理や広
い意味でのリサイクル化を可能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は生分解性繊維からなる使
い捨て不織布用材料に関し、その使用時までは抗菌性あ
るいは／および殺菌性を示し、使用後水により分散させ
ることによって構成繊維としての生分解性繊維が微生物
による分解を受け自然環境化に返すことができる抗菌性
の生分解性不織布用材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック類は、本来、天然素材が持
つさまざまな欠点を改良し克服するために主としてその
使用時、製造時の特性が改良されて、現在では、それら
は人々の生活を豊かなものとし、日常生活になくてはな
らないものになって来ている。しかしながらこれらプラ
スチック製品は天然物のようにバクテリアや微生物によ
る分解を受けず自然に戻すことができないものであり、
これまではその使用後の処理、特にそれが地球へ与える
悪影響についてはなおざりにされて来たと言わざるを得
ない。そしてその製品が日常生活に欠かせないものとな
ったが故に、その使い捨て製品の膨大な増加と、更に新
しい素材製品の増加は、その焼却にせよ埋立てにせよ、
地球環境に重大な影響を及ぼすところまで来ている。こ
のような状況下にあって、近年、自然環境のなかでバク
テリアや微生物によって分解されて自然に返る高分子材
料、すなわち生分解性プラスチックが急速に注目される
ようになって来た。

【０００３】本発明は、この生分解性プラスチックから
なる繊維を利用し、あるいはまた生分解性の再生繊維、
天然繊維を利用し、その使用時までは抗菌性あるいは／
および殺菌性を示し、使用後は生分解性繊維本来のバク
テリアや微生物による分解を受けて自然に返る、使い捨
て・生分解性不織布用材料を提供せんとするものであ
る。なお、上記“抗菌性あるいは／および殺菌性”なる
言葉は、その記載の繁雑さを避けるために、以下では単
に“抗菌性”と記し、また発明の名称の欄並びに特許請
求の範囲の欄でも“抗菌性”と略記している。

【０００４】紙、不織布からなる例えば、オムツ、オム
ツカバー、生理用品や医療用手袋、手術着、シーツ、マ
クラカバー、寝間着や、さらには紙、ウェッブからなる
ベビー用あるいは病人用ワイパー、便器清浄用ティッシ
ュ、布巾など主にディスポーザブルな商品は、それが土
中あるいは水中で出来るだけ速やかに分解しあるいはコ
ンポスト化（堆肥化）できるようにすることは廃棄物処
理や広い意味のリサイクルの点から有効で、またそれ自
体が微生物の生殖、繁殖を忌避し、防止し、あるいは殺
す、抗菌剤あるいは／および殺菌剤（この場合も、以下
単に“抗菌剤”と略記する）を有していて使用時その抗
菌性が発揮されれば、細菌等からその使用者の健康を守
るために有効である。しかし、このような抗菌性を前提
とした用途の素材、即ち、紙、ウェッブ、不織布等を自
然に戻すことのできる生分解性繊維を用いて構成しよう
とすると、該繊維に付与した抗菌剤が存在するために、
例えば土中に埋めても繊維の周りのバクテリアや微生物
が繁殖せずあるいは死滅して、該繊維のバクテリアや微
生物による分解を進ませることが出来ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この抗菌性
を前提とした生分解性不織布用材料の抗菌性発揮と抗菌
剤が存在するために生分解が進まないという、いわば矛
盾する課題を解決せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
以下のように構成することによって達成したものであ
る。即ち、本発明は、「生分解性繊維からなる主体繊維
を、抗菌剤あるいは／および殺菌剤を付与した水溶性ポ
リビニルアルコール系バインダー繊維で結合してなる抗
菌性の生分解性不織布用材料。」である。

【０００７】本発明では、不織布用材料がその使用時に
抗菌性であるものとするために、その不織布用材料全体
に抗菌剤を付与せしめるのでなく、構成素材の主体繊維
には抗菌剤を付与しておかず、構成素材のバインダー繊
維に抗菌剤を付与しておき、かつそれを水溶性のバイン
ダー繊維とすれば、該不織布用材料の使用時までは該バ
インダー繊維に付与した抗菌剤によって不織布用材料全
体が抗菌性であり、使用後は該不織布用材料を水に当て
れば、抗菌剤を練り込んだ該バインダー繊維を取り除く
ことが出来、これによって主体繊維である生分解性繊維
は水中あるいは／および土中でバクテリアや微生物の分
解作用を再開せしめることが出来、それによって自然環
境中に返すことが出来、また該バインダー繊維も溶解し
抗菌剤が分離されることにより微生物分解を受けるもの
である。なお、ここでいう水中とは、土中の水、活性汚
泥を多量に含む下水処理場の水、各種の微生物を含む河
川や海などの水の中という意味である。

【０００８】本発明において主体繊維はバクテリアや微
生物により分解を受ける天然パルプ、麻、ウール、木綿
などの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維はもとより、
近年開発された生分解性プラスチックからなる繊維を用
いることができる。その例としては、ポリヒドロキシブ
チレートとバリレートの共重合体組成からなる製品名
“バイオポール”（英ＩＣＩ製）、ポリカプロラクトン
からなる製品名“プラクセル”（ダイセル化学製）、脂
肪族ポリエステルからなる製品名“ビオノーレ”（昭和
高分子製）、でんぷんと変成ポリビニルアルコール組成
からなる製品名“マタービー”（伊ノバモント製）など
が挙げられる。無論これら主体繊維は１種使用に限られ
ず、２種以上混用してもよい。

【０００９】水溶性ポリビニル系バインダー繊維に関し
ては、まず、それからなる不織布製品の廃棄面からの要
請に合致する必要がある。病院では汚れた制服の洗濯清
浄にオートクレーブ殺菌をするのが普通であるので、一
旦このオートクレーブ処理を前提とすれば、そこで高温
高圧がかかるので、バインダー繊維の溶解温度はあまり
問題とはならない。しかし、例えば前記オムツや生理用
品、ベビーあるいは病人用等のワイパー、便器清浄用の
ティッシュ等は、その使用後焼却されかあるいは水洗便
所等を介して下水道へ廃棄される。この際該使用済み製
品はその水洗便所での水流処理によって容易に分散する
ことが必要であり、逆に言えば、この分散が容易に行え
ることによって始めて、下水管内への閉塞を生ずること
なく、この製品の下水道への放棄が可能となるものであ
る。したがってこの水洗下での分散を高めるために、水
溶性バインダー繊維は、水に容易に溶解するものである
ことが必要であり、その水への溶解温度が１０〜４０℃
であることが好ましい。なお廃棄処理する前に殺菌また
は減菌する必要があるものについては、熱水や殺菌剤処
理等をした後廃棄することが出来る。

【００１０】このようなポリビニルアルコール系バイン
ダー繊維は、例えば、ケン化度９０〜９７．５モル％の
ポリビニルアルコールの水溶液を芒硝の塩類浴を凝固浴
として常法により湿式紡糸した後通常１０５〜１４０℃
で乾燥し、更に１６０〜２５０℃で熱処理した後、適当
な繊維長に切断して得られ、その溶解温度は１０〜４０
℃となるものである。なお該バインダー繊維は、上記の
如き熱処理を受けているので例えば紙の抄造工程で溶解
することはない。抄造後の加熱乾燥により水可溶性が再
付与されるために得られる紙中のバインダー繊維の溶解
温度は、上記紡糸後の乾燥後の溶解温度に対応する低い
溶解温度を示すに至る。

【００１１】本発明で肝要な点は、バインダー繊維側に
のみ抗菌剤を付与することである。このために、紡糸前
のポリビニルアルコール中にあらかじめ該抗菌剤を練り
込んで繊維化するか、また繊維化後該抗菌剤を付着して
もよい。後者の後処理での抗菌剤の表面への付着方法と
しては、抗菌剤をそのままコーティングしたり、あるい
はマイクロカプセル化して付着させたりすることが出来
る。しかし該後処理方法は該抗菌剤の剥離脱落が生じ易
いので、この点からは前者の練り込み法が好ましい。

【００１２】使用する抗菌剤としては特に限定されず、
第４級アンモニウム塩、２−（４−チアゾリル）ベンゾ
イミダゾール、Ｎ（フルオルジクロルメチルチオ）−フ
タルイミド、プレベントールＡ−４（バイエル社）など
の農薬や抗菌剤などが使用でき、また銀、銅、アルミニ
ウム、亜鉛、鉄、錫、鉛、ビスマス、カドミウム、クロ
ム、タリウムなどから選ばれた１種以上の金属またはそ
の化合物粒子も用いることが出来るが、安全性を十分考
慮して選択することが肝要である。抗菌作用を効率的か
つ長期的に持続させるために、前記金属の２種以上の使
用は互いにそのイオン化傾向の異なるものを用いること
が好ましい。また前記金属をゼオライト、アルミナ、コ
ージライト、シリカゲルなどのセラミック系微粒子にイ
オン交換させた該金属イオン担持微粒子を用いることが
好ましいが、これらに限定されるものではない。

【００１３】これら金属微粒子あるいは該金属イオン担
持セラミック系微粒子は、ポリマー中への練り込みのた
めには、いずれもその平均粒子径が０．０５〜５μｍ程
度に粉砕されたものを用いることが好ましい。粒径が大
きいものは紡糸時にフィルター詰まりや毛羽断糸を起こ
し易く、また延伸時の糸切れも多くなるので好ましくな
い。従って平均粒子径は３μｍ以下のものを用いること
がより好ましい。

【００１４】上記で調整した主体繊維と水溶性バインダ
ー繊維からの紙、紙状物への構成は、主体繊維を適当長
さにカットした短繊維とバインダー繊維とを混合し、水
に分散させ、通常の湿式抄造法によって抄造し乾燥する
ことによって主体繊維をバインダー繊維で結合した紙、
紙状物とすることができる。バインダー繊維の量は１０
〜５０％程度用いるのが適当である。またウェッブ、不
織布への構成は、同じく該主体短繊維とバインダー繊維
とを混合し、適当なウェッバーによってパラレルウェッ
ブ、クロスウェッブ、あるいはランダムウェッブとし、
更に場合によっては該ウェッブにニードルパンチングあ
るいはウォーターニードルなどの処理を施して繊維を絡
ませ、これに水を噴霧し乾燥することによって主体繊維
にバインダー繊維が結合したウェッブあるいは不織布と
することができる。ところで、上記湿紙の乾燥あるいは
ウェッブ、不織布の乾燥に際しては、バインダー繊維の
溶解温度を高めないようにするために、前記バインダー
繊維の製造法のところで述べたように、通常１０５〜１
４０℃程度で乾燥することが好ましい。

【００１５】図面はさらに本発明を説明するためのもの
で、図１は本発明の生分解性不織布用材料の模式図であ
り、生分解性主体繊維１が同じく生分解性の抗菌剤を練
り込んだ水溶性ポリビニルアルコール系バインダー繊維
２で結合されたウェッブの一例模式図を示す。また図２
は本発明の不織布用材料が水の処理を受け、バインダー
繊維２が溶解して主体繊維１から外れ、該主体繊維１同
士がバラバラとなって下水道、下水処理施設あるいは汚
泥地に至り、あるいは埋立地等の土中に埋立てられ、そ
こでは抗菌剤が存在しないので該主体繊維１の微生物に
よる分解が始まる過程を説明するための概念図である。

【００１６】以下本発明を、実施例によりさらに具体的
に説明する。 《主体繊維の製造》酸成分としてコハク酸を、グリコー
ル成分としてブタンジオール１．４を用い、常法により
エステル化並びに重縮合を行ってポリエステルを合成
し、さらにこれにヘキサメチレンジイソシアナートを反
応させて数平均分子量４８，７００、融点約１２０℃の
高分子量化された脂肪族ポリエステルを得た。このポリ
エステルを用い、スクリュウ型押出機に供給し、ノズル
孔直径０．２５ｍｍ、孔数５０、紡糸温度１８０℃、巻
取速度６００ｍ／分で溶融紡糸を行った。次いでこの紡
出糸条を延伸温度６０℃で３．５倍に延伸し、繊度１．
８ｄ、強度３．５ｇ／ｄ、伸度１８％のポリエステル繊
維を得た。

【００１７】《バインダー繊維の製造》ケン化度９６．
０モル％、平均重合度１７００のポリビニルアルコール
粉末を用い、これに、ゼオライト固体粒子にイオン交換
により銀を担持させた銀イオン担持ゼオライト（平均粒
子径０．３μ）を混合し、ポリビニルアルコール濃度１
６％の水溶液をつくった。これを孔径０．０８ｍｍ、孔
数６０００の口金から４０℃の飽和芒硝浴中に紡糸し、
得られた糸条を９０℃の飽和芒硝浴中で２．０倍のドラ
フトをかけた後、１２０℃で乾燥し、さらに１８０℃で
熱処理をして単繊維繊度が１．０デニールの篠を得た。
これを繊維長３ｍｍに切断し、銀−ゼオライト含有ポリ
ビニルアルコール系繊維状バインダーを得た。このバイ
ンダー繊維は、その溶解温度は６０℃で、その後の通常
の湿式抄造による紙の製造に際しては溶解することなく
抄造を行なうことが出来る。

【００１８】実施例１： 前記で得られたポリエステル
繊維を繊維長５ｍｍにカットし、これを第１の主体繊維
とした。また第２の主体繊維としてはカナディアンフリ
ーネス５００ｍｌの針葉樹パルプ（ＮＢＫＰ）を用い
た。第１の主体繊維を５０％、第２の主体繊維を３５
％、上記のバインダー繊維を１５％混合して紙料とし、
短網型ワイヤーを備えた湿式抄造機を用いて常法により
抄紙した後、１１０℃のヤンキー型ドライヤーで乾燥
し、坪量４０ｇ／ｍ²の紙状物を得た。なお、この紙状
物でのバインダー繊維の水中溶解温度は１５℃であり、
通常の水温中で容易に溶解するので、それからなる紙状
物は通常の水中で容易に分散状態となるものとなった。

【００１９】この水洗便器中で分散した上記主体繊維を
集め、これを活性汚泥中に埋め、夏季の２カ月での分解
状態を観測した。期日後でのこのものの分解状態は（抗
菌剤の悪影響が見られず、）十分に満足の行くものであ
った。即ち、この紙状物は使用時では抗菌性であり、し
かもこのものは、使用後水洗便器中に投入して容易に分
散させることが出来、またその分散物は下水処理場等で
微生物による生分解を良好に行わせることが出来るもの
である。

【００２０】実施例２： 前記で得られたポリエステル
繊維を繊維長３５ｍｍにカットし、これを第１の主体繊
維とした。また第２の主体繊維としてはカナディアンフ
リーネス７１０ｍｌの針葉樹パルプ（ＮＢＫＰ）を用い
た。第１の主体繊維を３５％、第２の主体繊維を５０
％、上記のバインダー繊維を１５％混合してカード機に
よってカードウェブをつくり、これに水蒸気を吹き当て
１１０℃で乾燥して、目付け６０ｇ／ｍ²、厚さ１．０
ｍｍの、上記ポリビニルアルコール繊維で結合された不
織布を得た。なお、この不織布中でのバインダー繊維の
水中溶解温度は１５℃であり、通常の水温中で容易に溶
解するので、それからなる不織布は通常の水中で容易に
分散状態となるものとなった。

【００２１】実験としてこの不織布を水洗便器中に投入
し、この水洗便器中での分散を観測したが、その分散は
極めて良好であった。この水洗便器中で分散した上記主
体繊維を集め、これを活性汚泥中に埋め、夏季の２カ月
での分解状態を観測した。期日後でのこのものの分解状
態は抗菌剤の悪影響が見られず、十分に満足の行くもの
であった。即ち、この不織布も使用時では抗菌性であ
り、しかもこのものは、使用後水洗便器中に投入して容
易に分散させることが出来、またその分散物は下水処理
場等で微生物による生分解を良好に行わせることが出来
るものである。即ち、この不織布は、例えばベビー用あ
るいは病人用のオムツ用材料として適している。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は使い捨て
生分解性不織布用材料を抗菌性に構成しようとする場合
に遭遇する、生分解性不織布用材料の抗菌性発揮と抗菌
剤が存在するために生分解が進まないという、矛盾する
課題を、バインダー繊維中に抗菌剤を練り込み、かつ該
バインダー繊維を水溶性とすることによって解決したも
のであり、この種使い捨て不織布用材料のより機能化
と、それを自然に返すことを可能とした廃棄物処理や広
い意味でのリサイクル化を可能としたものである。この
ような本発明の不織材料は、抗菌性を有し、かつ水洗廃
棄が可能であるので、乳幼児、老人、病人等のオムツあ
るいはオムツカバーとして、生理用品として、また種々
の用途の清浄、清掃用ティッシュ、布巾として、また医
療用等で用いる手袋、手術着、シーツ、マクラカバー、
寝間着用の材料として、また農業用のタネ撒きシート、
ペーパーポットなど使用後雨水等で形態がバラバラにな
るものにも使用出来る。あるいは、使い捨ての食器類や
シート、たばこフィルターなどにも使用が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の不織布用材料の模式図である。

【図２】本発明の不織布用材料の分解過程を説明する概
念図である。

【符号の説明】

１ 生分解性主体繊維 ２ 生分解性水溶性ポリビニルアルコール系バインダー
繊維

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０４Ｈ 1/04 Ａ 7199−3Ｂ 1/54 Ｄ 7199−3Ｂ Ｄ０６Ｍ 23/02 7108−4Ｃ Ａ６１Ｆ 13/18 Ｂ 7199−3Ｂ Ｄ０６Ｍ 21/00 Ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】生分解性繊維からなる主体繊維を、抗菌剤
   あるいは／および殺菌剤を付与した水溶性ポリビニルア
   ルコール系バインダー繊維で結合してなる生分解性不織
   布用材料。