JPH07133569A

JPH07133569A - 生分解性不織布

Info

Publication number: JPH07133569A
Application number: JP5281224A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Kitamura; 守北村
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、自然環境下で放置すると徐々に生
分解され最終的に消失するため、環境破壊の心配のない
耐熱性の良い生分解性不織布を提供する。【構成】セルロース系繊維と、ポリ乳酸及び／又は、
ポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂とで構成された不織
布であって、ポリ乳酸及び／又は、ポリ乳酸を主体とす
る熱可塑性樹脂が強度２．０ｇ／ｄ以上、融点１２０℃
以上且つ２００℃以下である生分解性短繊維を用いた生
分解性不織布。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生理用ナプキン、おむ
つ等の衛生材料の表面シートやおしぼり、ワイピングク
ロス等の生活資材、農業資材、土木資材に有用な生分解
性不織布に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、生理用ナプキン、おむつ等の衛生
材料やおしぼり、ワイピングクロス等の生活資材に使用
されている繊維には、ポリエステル、ポリオレフィン、
ポリアミド等の合成繊維が用いられている。これらの繊
維は、使用後自然界に放置されると分解されにくい為、
いろいろな問題が生じている。従って、これらの衛生材
料、生活資材等は土中に埋められたり、焼却する事が必
要となる。しかし、土中に埋められると生分解性が低い
ため、その土地の利用方法には制限があった。このよう
な問題を解決するには、自然界で分解される素材を用い
ることが考えられる。

【０００３】生分解性ポリマーとしては、セルロース、
セルロース誘導体、キチン、キト酸等の多糖類、タンパ
ク質、微生物により作られるポリ３−ヒドロキシブチレ
ートや３−ヒドロキシブチレート及び３ヒドロキシバリ
レートの共重合体、ポリグリコリド、ポリラクチド、ポ
リカプロラクトン等の脂肪族ポリエステルが知られてい
る。

【０００４】主に使用されるセルロース系のコットン、
再生セルロースは安価であるが熱可塑性でないためバイ
ンダーを必要とし、バインダー繊維としてポリオレフィ
ン、ポリエステル繊維等を用いると、これらの繊維は、
分解されにくいため問題となる。

【０００５】微生物により作られるポリ３−ヒドロキシ
ブチレートや３−ヒドロキシブチレート及び３−ヒドロ
キシバリレートの共重合体は、高価であり用途が限定さ
れるとともに、特開昭−５９４１９号に開示されている
ように十分な強度が得られていないという問題があっ
た。

【０００６】ポリカプロラクトンは、比較的安価な生分
解性ポリマーであるが、融点が約６０℃と低いため、水
流交絡、抄紙法により不織布を作るとき乾燥温度を上げ
ることができないという問題がある。又、６０℃という
温度は、自然界において夏期であれば流通段階で起こり
得る温度であり耐熱性という点で問題があった。

【０００７】安価な素材としてポリエチレンに澱粉を混
合した素材が検討されているが、生分解性において満足
いくものでなく、均一な機械特性の維持を得ることがで
きず不織布ができない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
比較的安価で且つ実用耐熱性及び強度を持ち、微生物に
より速やかに完全に分解される熱可塑性生分解性短繊維
がなく実用性のある生分解性不織布を得ることができな
かった。本発明は、このような事情に鑑み、比較的安価
で且つ実用耐熱性及び強度を持ち、微生物により完全に
分解される熱可塑性生分解性不織布を提供するものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、比較的安
価で且つ実用耐熱性及び強度を持ち、微生物により完全
に分解される熱可塑性生分解性繊維について鋭意研究し
た結果、ポリ乳酸及び／又は、ポリ乳酸を主体とする熱
可塑性樹脂短繊維とセルロース系繊維により不織布をつ
くることにより上記問題を解決するにいたった。即ち、
本発明は、セルロース系繊維（ａ）と、ポリ乳酸及び／
又は、ポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂よりなる熱可
塑性繊維（ｂ）とから構成された不織布において、ポリ
乳酸及び／又は、ポリ乳酸を主体とする熱可塑性繊維
（ｂ）の強度が、２．０ｇ／ｄ以上、融点が、１２０℃
以上且つ２００℃以下であり、セルロース繊維（ａ）と
熱可塑性繊維（ｂ）の重量比が、ａ／ｂ＝９５／５〜２
０／８０であることを特徴とする生分解性不織布であ
る。

【００１０】以下本発明について詳細に説明する。本発
明に使用されるセルロース系繊維は、綿、麻等の天然繊
維、又は、ビスコースレーヨン、キュープラレーヨン等
の再生繊維、アセテート、アセチルセルロース等の半合
成繊維であれば何れでも良く、これらの混合体でも目的
を達することができる。本発明において用いられるポリ
乳酸及び／又は、ポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂の
粘度平均分子量は５０００以上であり、好ましくは１０
⁴ から１０⁶ のものである。５０００未満では繊維とし
て十分な強度が得られず、１０⁶ をこえるとでは紡糸時
高粘度となり製糸性が劣り良くない。

【００１１】ポリ乳酸を主体とする熱可塑性繊維として
は、乳酸にε−カプロラクトン等の環状ラクトン類、ヒ
ドロキシ酪酸、ヒドロキシイソ酪酸、ヒドロキシ吉草酸
等のヒドロキシカルボン酸類、エチレングリコール、
１，４−ブタンジオール等のグリコール類、コハク酸、
セバチン酸等のジカルボン酸類が一種又は二種以上共重
合されたものを用いることができる。本発明に用いられ
るポリ乳酸及び／又は、ボリ乳酸を主体とする熱可塑性
樹脂において分子末端の水酸基がカルボン酸でエステル
化処理することにより、熱安定性を向上させる事ができ
る。熱安定性が改善されることにより繊維強度を向上す
る事ができる。カルボン酸としては、ラウリン酸、ステ
アリン酸等の脂肪族カルボン酸を用いることができる。
また、室温で気化するような炭素数の小さなカルボン酸
は分解等により刺激臭を発することがあるので好ましく
ない。

【００１２】本発明の生分解性不織布は、上記熱可塑性
繊維を溶融紡糸し延伸した後カットするか、または高速
紡糸した後カットし短繊維としセルロース系繊維と混繊
し抄紙法により、カード等により得ることができる。熱
可塑性短繊維には、カットする前に機械的捲縮加工を加
えることができる。機械的捲縮加工としては、押込加熱
ギアー法、スタフィングボックス法等を使用することが
できる。捲縮加工方法は、限定するものではなく公知の
方法を用いることができる。カードによりウェブを形成
する際、開繊分散性を改善する事ができる。捲縮数は、
５〜５０コ／２５ｍｍ好ましくは２０〜６０ｍｍに切断
する。この場合、捲縮数が５コ／２５ｍｍより少ないと
開繊時未開繊部分が生じ易く、５０コ／２５ｍｍを越え
ると均一な開繊が得られない。また、捲縮率は５％以上
で有るのが良く好ましくは８％以上である。捲縮率が５
％未満であると、カードにかけたとき均一なウェブが得
られず疎密部分が発生して良くない。

【００１３】また、抄紙法不織布に用いる熱可塑性短繊
維は、繊維径０．５〜５．０ｄ好ましくは１．０〜３．
０ｄであり、カット長１〜２５ｍｍ好ましくは３〜１５
ｍｍである。繊維径が０．５ｄより小さく、カット長が
１ｍｍより小さいときは抄紙が困難であり、繊維径が５
ｄより大きく、２５ｍｍより長くては抄紙により均一な
不織布を得る事が困難となり好ましくない。

【００１４】本発明におけるセルロース系繊維及び熱可
塑性短繊維には、カード通過性、帯電防止性、集束性、
抄紙時の分散性を考慮して、ラウリルホスフェートカリ
ウム塩等のアニオン系界面活性剤、四級アンモニュウム
塩等のカチオン系界面活性剤、脂肪族高級アルコールや
高級脂肪酸のエチレンオキサイド付加物等のノニオン系
界面活性剤、ポリエチレングリコール、ポリエチレング
リコール・ポリプロピレングリコールブロック共重合体
等のポリアルキレングリコール、ジメチルポリシロキサ
ン、ポリエーテル変性シリコーンオイル、高級アルコキ
シ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル類を一種
又は二種以上付与することができる。

【００１５】本発明におけるセルロース系繊維（ａ）及
び熱可塑性繊維（ｂ）の混合重量比は、ａ／ｂ＝２０／
８０〜９５／５であり、好ましくは３０／７０〜８０／
２０である。混合比が９５／５より大きいときには、不
織布の強力が得られず好ましくない。また、混合比が２
０／８０より小さいときは、不織布を熱処理し接着する
際、熱可塑性繊維が溶融し不織布よりしみ出したり、不
織布の風合いが硬くなり良くない。セルロース系繊維の
混合比が多いほど柔らかい風合いとなる。

【００１６】不織布加工する際、ある程度の耐熱性が要
求される。通常、水流交絡後乾燥工程が必要となり、こ
の場合、１００℃以上でないと乾燥効率が悪くなる。ま
た、流通における製品の温度安定性を考慮すると夏期８
０℃程度の所に保管されることがある。繊維としては、
１２０℃以上好ましくは１３０℃以上の融点を必要とす
る。

【００１７】本発明の生分解性不織布を部分的に接合一
体化する方法としては、ニードルパンチ、高速噴流体等
により三次元交絡する方法がある。三次元交絡を実施す
ることにより、不織布の強力及び耐摩耗性を向上させる
ことができる。水流交絡時任意のパターン模様を交絡ネ
ットの形状により付与することができる。また、加熱エ
ンボスロールにより部分的に熱圧着する方法がある。部
分的に熱圧着することにより強力及び体摩耗性を向上す
ることができる。接着方法は、限定するものではなく公
知の方法を用いる事ができる。熱圧着部の面積は、５〜
５０％、好ましくは８〜３０％である。熱圧着部が５％
未満では、不織布に十分な強力及び耐摩耗性をあたえる
ことができず、５０％よりおおきくなると風合いが硬く
なり、オムツ、生理用ナプキン、ワイピングクロス等の
用途には適さない。

【００１８】本発明における熱可塑性短繊維には、ポ
リカプロラクトン等の他の脂肪族ポリエステル、ポリビ
ニールアルコール、ポリアルキレングリコール、ポリア
ミノ酸等のポリマー、タルク、炭酸カルシウム、硫酸カ
ルシウム、塩化カルシウム等の無機物、デンプン、タン
パク質、食品添加物等を一種又は二種以上適量混合する
ことができ、機械特性、生分解性等を種々変化させるこ
とができる。

【００１９】

【実施例】以下実施例をあげて本発明をさらに説明す
る。実施例における引張強さは、ＪＩＳＬ１０１５に
より測定した。捲縮数及び捲縮率は、ＪＩＳＬ１０１
５により測定した。抄造性及びカード通過性について
は、目視にて評価した。評価は、悪い、普通、良好の三
段階評価とした。融点は、ＤＳＣまたは熱板式融点測定
機により測定した。強力は、ＪＩＳＬ１０９６により
測定した。風合いは、官能試験を行ない５段階評価した
（１：柔らかい、２：やや柔らかい、３：普通、４：や
や硬い、５：硬い）。生分解性については、得られた不
織布を土壌中に埋没し、３カ月後不織布の接合部分の分
解状態を電子顕微鏡写真を目視にて評価した。熱可塑性
繊維の形状が失われている場合、生分解性良好とした。
摩擦強さは、ＪＩＳＬ１０９６Ｃ法（テーバ法、Ｃ
Ｓ１０、２０回）により測定し、外観変化を５段階で判
定した（１：変化無し、２：やや損傷、３：少し損傷、
４：かなり損傷、５：非常に損傷）。

【００２０】実施例１〜５粘度平均分子量８万のポリ乳酸を紡糸温度１８５℃で直
径０．３ｍｍの紡糸孔を３２個有する紡糸ノズルから紡
速５００ｍ／ｍｉｎで溶融紡糸した。未延伸糸を一旦巻
取った後８０℃で３．５倍に延伸し単糸繊度２．５ｄの
繊維を１０ｍｍにカットし短繊維Ａを得た。また、延伸
後単糸繊度２．５ｄの繊維を７０℃に加温した押込ギア
式捲縮加工機に導入して捲縮を与えた後油剤を付与し、
５１ｍｍにカットしカード用の短繊維Ｂを得た。

【００２１】乳酸・ε−カプロラクトン共重合体（モル
比乳酸／ε−カプロラクトン＝９５／５）粘度平均分
子量６万のポリ乳酸を紡糸温度１４０℃で直径０．３ｍ
ｍの紡糸孔を３２個有する紡糸ノズルから紡速１０００
ｍ／ｍｉｎで溶融紡糸した。未延伸糸を一旦巻取った後
５５℃で１．８倍に延伸し単糸繊度２．０ｄの繊維を得
た。延伸後単糸繊度２．０ｄの繊維を６０℃に加温した
押込ギア式捲縮加工機に導入して捲縮を与えた後油剤を
付与し、５１ｍｍにカットしカード用の短繊維Ｃを得
た。

【００２２】乳酸・ε−カプロラクトン共重合体（モル
比乳酸／ε−カプロラクトン＝９０／１０）粘度平均
分子量６万のポリ乳酸を紡糸温度１３０℃で直径０．３
ｍｍの紡糸孔を３２個有する紡糸ノズルから紡速５００
ｍ／ｍｉｎで溶融紡糸した。未延伸糸を一旦巻取った後
５５℃で３．６倍に延伸し単糸繊度２．２ｄの繊維を得
た。延伸後単糸繊度２．２ｄの繊維を６０℃に加温した
押込ギア式捲縮加工機に導入して捲縮を与えた後油剤を
付与し、５１ｍｍにカットしカード用の短繊維Ｄを得
た。表１に短繊維Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの物性を示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】次に、得られた繊維Ａ、Ｂ及びＣと単糸繊
度２．５デニールのレーヨン繊維を表２に示した割合で
混綿した後、カード又は抄紙により目付け３０ｇ／ｍ²
の不織布を得た。カード及び抄紙に用いたレーヨン繊維
の長さは、それぞれ５１ｍｍ及び１０ｍｍである。得ら
れた不織布を１２０℃に加熱したエンボスロールで線圧
３０Ｋｇ／ｃｍで熱圧着した。エンボスロールの熱圧着
部の面積は、１２％であった。得られた不織布の特性値
を表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】比較例１、２実施例２に用いた繊維Ｂ及びレーヨン繊維を表２に示し
た割合で混繊し、実施例２と同様にして不織布を得た
（比較例１、比較例２）。得られた不織布の特性値を表
２に示す。

【００２７】比較例３市販のポリエチレンを鞘成分、ポリプロピレンを芯成分
とした単糸繊度３デニール、長さ５１ｍｍの複合繊維
（繊維Ｅ）を表２に示した割合で混繊し、実施例２と同
様にして不織布を得た（比較例３）。得られた不織布の
特性値を表２に示す。

【００２８】比較例４次に、得られた繊維Ｄと単糸繊度２．５デニールのレー
ヨン繊維を表２に示した割合で混繊した後、カードによ
り目付け３０ｇ／ｍ² の不織布を得た。得られた不織布
を１２０℃に加熱したエンボスロールで線圧３０Ｋｇ／
ｃｍで熱圧着した。エンボスロールの熱圧着部の面積
は、１２％であった。得られた不織布の特性値を表２に
示す。

【００２９】本発明の生分解性不織布が実施例１、２、
３、４、５及び比較例１、２より風合いが良く良好な摩
耗強さを有することが解り、比較例３より優れた生分解
性を有することが解り、実施例３、比較例４よりカード
通過性が良く加工性に優れていることが解る。

【００３０】

【発明の効果】本発明の生分解性不織布は、使い捨てお
むつ、生理用ナプキンの表面シートやワイピングクロス
等の生活資材、農業資材、土木資材に好適であり自然界
において完全生分解性を有する。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ａ４７Ｌ 13/16 ＡＡ６１Ｆ 13/15 Ｄ０１Ｆ 6/62 ３０５Ｚ 7199−3ＢＤ０４Ｈ 1/54 Ａ 7199−3ＢＤ２１Ｈ 13/20 7199−3ＢＤ２１Ｈ 5/20 Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セルロース系繊維（ａ）と、ポリ乳酸及
び／又は、ポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂よりなる
熱可塑性繊維（ｂ）とから構成された不織布において、
ポリ乳酸及び／又は、ポリ乳酸を主体とする熱可塑性繊
維（ｂ）の強度が、２．０ｇ／ｄ以上、融点が、１２０
℃以上且つ２００℃以下であり、前記セルロース繊維
（ａ）と熱可塑性繊維（ｂ）の重量比が、ａ／ｂ＝９５
／５〜２０／８０であることを特徴とする生分解性不織
布。
【請求項２】ポリ乳酸及び／又は、ポリ乳酸を主体と
する熱可塑性樹脂において分子末端の水酸基がカルボン
酸でエステル結合されている請求項１記載の生分解性不
織布。
【請求項３】前記熱可塑性樹脂が、乳酸とε−カプロ
ラクトンの共重合体である請求項１記載の生分解性不織
布。
【請求項４】請求項１記載の不織布において、繊維が
部分的に接合一体化された生分解性不織布。