JPH06264306A - 微生物分解性マルチフイラメントとその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高強度の微生物分解性マルチフイラメントを
提供する。 【構成】 実質的にポリ（β−ヒドロキシアルカノエー
ト）からなり、引張強度が 2.0ｇ／ｄ以上であるマルチ
フイラメント。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリ（β−ヒドロキシ
アルカノエート）からなる微生物分解性マルチフイラメ
ントとその製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、漁業や農業、土木用として用いら
れる産業資材用繊維としては、強度及び耐候性の優れた
ものが要求されており、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。しかし、これらの繊維は自己分解性がな
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
め立てある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、景観を損なうばかりでなく、鳥
や海洋生物、ダイバ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。

【０００３】このような問題を解決する方法として、自
然分解性（微生物分解性又は生分解性）の素材を用いる
ことが考えられる。

【０００４】従来、自然分解性ポリマーとして、セルロ
ーズやキチン等の多糖類、カット・グット（腸線）や再
生コラーゲン等の蛋白質やポリペプチド（ポリアミノ
酸）、ポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）、ポリグ
リコリドやポリラクチドのようなポリ（α−オキシ酸)
、ポリ−ε−カプロラクトン等の脂肪族ポリエステル
等がよく知られている。

【０００５】しかし、これらのポリマーから繊維を製造
する場合、多糖類やポリアミノ酸のように湿式紡糸法で
製造しなければならなかったり、ポリ（α−オキシ酸)
のように素材のコストが極めて高いため製造原価が高価
になったり、高強度の繊維を得ることができなかったり
するという問題があった。

【０００６】そのなかで、ポリ−ε−カプロラクトンは
比較的安価な完全生分解性の合成高分子であって、溶融
紡糸が可能であるが、融点が60℃と低いためにその用途
が一部制限されるという問題があった。

【０００７】また、安価な自然崩壊性の素材として、ポ
リエチレンに澱粉を配合したものが検討されており、直
鎖状低密度ポリエチレンに澱粉を約６％配合して製膜し
たフィルムが買物袋として一部実用化されている。

【０００８】しかし、このような澱粉を配合したポリエ
チレンから繊維を製造しても、完全に生分解されないば
かりか、強度等の機械的特性が著しく劣ったものとな
り、高強度を必要とする産業資材用として使用すること
はできない。

【０００９】微生物が自然界で産生するポリ（β−ヒド
ロキシアルカノエート）は、融点が130〜180 ℃の熱可
塑性ポリエステルである。従来、ポリ（β−ヒドロキシ
アルカノエート）から繊維を製造することも試みられて
いるが、引張強度が３ｇ／ｄのモノフイラメントが得ら
れたという報道（1992年１月17日付日刊工業新聞) があ
るのみで、実用上十分な強度を有するマルチフイラメン
トが得られたという報告はない。その大きな理由は、ポ
リ（β−ヒドロキシアルカノエート）は、結晶化速度が
ナイロンやポリエチレンテレフタレート等と比べて極め
て遅いため、溶融紡糸時及び巻取時にフイラメント間で
融着を起こしてパッケージからの解舒が困難になること
であった。融着が起こらないように、生産性を度外視し
て、例えば結晶化が十分進むような条件で紡糸しても延
伸が困難となり、強度の低い糸条しか得られない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、比較的安価
で、かつ、実用に供することができる一定の耐熱性と強
度を有し、微生物により完全に分解されるポリ（β−ヒ
ドロキシアルカノエート）（共重合体を含む。以下同
じ。）からなるマルチフイラメントとその製造法を提供
しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであり、その要旨は、次のとおりである。 (1) 実質的にポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）か
らなるマルチフイラメントであって、その引張強度が
2.0ｇ／ｄ以上であることを特徴とする微生物分解性マ
ルチフイラメント。 (2) 実質的にポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）か
らなるポリマーを 140〜220 ℃で溶融紡糸し、紡出糸条
を40〜80℃で空冷した後、引き続いて１段又は２段以上
で 1.2倍以上に延伸することを特徴とする微生物分解性
マルチフイラメントの製造法。

【００１２】以下、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ポリ（β−ヒドロキシアルカノ
エート) としては、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等が挙げられ、これらは通
常微生物が産生する微生物ポリエステルとして得られ
る。この中でも、最も好ましいものはポリ−３−ヒドロ
キシブチレートとポリ−３−ヒドロキシバリレートとの
共重合体及びポリ−３−ヒドロキシブチレートとポリ−
４−ヒドロキシブチレートとの共重合体である。

【００１３】ポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）
は、分子量が約30,000〜1,000,000 のものが、製糸性及
び得られる糸条の特性の点で好ましい。

【００１４】なお、ポリ（β−ヒドロキシアルカノエー
ト）には、上記強度特性と微生物分解性を満足するマル
チフイラメントを与える範囲内で少量の他の生分解性ポ
リマーが混合されていてもよい。また、窒化硼素や二酸
化チタンのような結晶核剤を 0.1〜5.0 重量％、好まし
くは 0.5〜2.0 重量％含有させることが望ましい。さら
に、トリアセチンのような可塑剤を１〜20重量％含有さ
せることも好ましい。

【００１５】本発明のマルチフイラメントは、上記のよ
うな実質的にポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）か
らなるポリマーを以下に述べる最適条件で溶融紡糸し
て、延伸することにより製造することができる。

【００１６】溶融紡糸の温度は、用いるポリ（β−ヒド
ロキシアルカノエート）の分子量等により異なるが 140
〜220 ℃とすることが必要である。紡糸温度が 140℃未
満では溶融押出しが困難であり、 220℃を超えるとポリ
（β−ヒドロキシアルカノエート）の分解が顕著とな
り、高強度のマルチフイラメントを得ることが困難とな
る。

【００１７】溶融紡出されたマルチフイラメントは、40
〜80℃で空冷され、通常の合成繊維用紡糸油剤が付与さ
れた後、引き続いてローラ間で１段又は２段以上の冷延
伸もしくは熱延伸に供される。全延伸倍率は、目的とす
るマルチフイラメントの要求性能により異なるが、紡糸
速度を10〜500 ｍ／分として、 2.0ｇ／ｄ以上の引張強
度を維持するには 1.2倍以上の延伸倍率とすることが必
要である。

【００１８】このようにして得られる本発明のマルチフ
イラメントは、前述のように実用に耐え得る一定の耐熱
性と優れた強度特性と微生物分解性を有するものであ
る。

【００１９】

【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、引張強度特性はJIS L 1013に準じて測定し
た。また、試料を土壌中に２カ月埋めておいて取り出
し、マルチフイラメントがその形状を失っているか、引
張強度保持率が50％以下になっている場合を微生物分解
性が良好であると判断した。

【００２０】実施例１〜５ 表１に示す共重合組成で、分子量が約 750,000のポリ−
３−ヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）とポリ−３−ヒド
ロキシバリレート（ＰＨＶ）との共重合体に表１に示す
量の結晶核剤（窒化硼素）及び可塑剤（トリアセチン）
を配合したものを、0.3mmφ×36ホールの紡糸口金から
約 180℃で溶融紡出し、約60℃の空気で冷却し、ストレ
ート型油剤を付与した後、引き続いて 100℃のローラと
非加熱のローラとの間で、表１に示す延伸倍率で延伸
し、約200d／36ｆのマルチフイラメントを得た。得られ
たマルチフイラメントの引張強度及び微生物分解性を評
価した結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、実用に耐え得る一定の
耐熱性と強度特性を有し、かつ微生物分解性のマルチフ
イラメントが提供される。本発明のマルチフイラメント
は、漁業資材、農業用資材、土木用資材、衛生材料、廃
棄物処理材等として好適であり、使用後微生物が存在す
る環境（土中又は水中）に放置しておけば一定期間後に
は完全に生分解されるため、特別な廃棄物処理を必要と
せず、公害防止に有用である。

フロントページの続き (72)発明者 高橋 修治 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 (72)発明者 金元 直貴 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 (72)発明者 牟田 善信 千葉県浦安市東野１−24−15

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実質的にポリ（β−ヒドロキシアルカノ
   エート）からなるマルチフイラメントであって、その引
   張強度が 2.0ｇ／ｄ以上であることを特徴とする微生物
   分解性マルチフイラメント。
2. 【請求項２】 実質的にポリ（β−ヒドロキシアルカノ
   エート）からなるポリマーを 140〜220 ℃で溶融紡糸
   し、紡出糸条を40〜80℃で空冷した後、引き続いて１段
   又は２段以上で 1.2倍以上に延伸することを特徴とする
   微生物分解性マルチフイラメントの製造法。
3. 【請求項３】 ポリマーに結晶核剤を含有させる請求項
   ２記載の方法。