(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性繊維と海島型ポリビニルアルコール系繊維との重量比を５／９５〜４０／６０で構成し、かつ熱融着部を設けてなり、しかも、２５℃相対湿度５５％の環境に１時間放置した際の剛軟度を１００とした場合、３５℃相対湿度５５％の環境に１時間放置した際の剛軟度の割合を示す保持率が６９．８％以上であることを特徴とする生分解性不織布。
【請求項２】
前記熱融着部が、４％以上４０％以下の融着面積率で形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の生分解性不織布。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気浄化を目的としたエアーフィルター、種々の包装材料、植生基材などの生活資材に用いて好適な生分解性不織布に関し、特に、廃棄に際して減容が可能であり、土中において分解され、しかも使用環境において所定の強度を有する生分解性不織布に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々の生活資材として、不織布は広範な用途に用いられてきた。しかし、近年の環境に対する意識の変化に伴い、各々の資材を用いる際の機能のみならず、廃棄に際しての配慮が求められるようになってきた。従前、種々の合成樹脂からなる繊維製品の廃棄が、主として焼却に頼ってきたのは周知の通りであるが、昨今の環境への配慮は地球の温暖化にも向ける必要があり、濾材の焼却廃棄すら最善の方法では無くなりつつある。この様な要請に応え得る技術として、従来と同様に使用済みの資材を土中に埋めることで、比較的容易に分解消失する生分解性樹脂を用いた種々の資材が知られている。従来知られている生分解性樹脂として、セルロース系、ポリ乳酸系、脂肪族ポリエステル系、ポリビニルアルコール系、デンプン系等のものが知られており、これらを原材料とした繊維によって、前述した様々な資材を構成する試みがなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、使用済みの資材を土中に埋めた後の生分解性のみを主眼として開発が進められており、資材を使用した場所から廃棄を行う場所に運ぶ間の輸送に好適な廃棄物容積の低減、所謂、減容に対しては比較的関心が薄く、開発も活発とは言えない状況にあった。
【０００４】
そこで、本出願に係る発明者は、上述した減容を図ることで廃棄を効率的に行うことができる生分解性不織布を開発するため、種々の検討を重ねた。このような検討の中で、本願発明者は、水溶性繊維と生分解性繊維とを所定の配合で混綿してシート化することによって、水溶性繊維のみでは実現し得ない実用的な強度(特に剛軟度)を達成すると共に、使用後の廃棄に先立って水溶性繊維を実質的に溶解させて減容を図り、尚かつ、本来のシートに配合された生分解性繊維並びに残存する水溶性繊維は微生物などの作用によって消失し得る点に着目した。
【０００５】
本発明は、上述した従来の問題点に鑑み為されたものであり、従って、本発明の目的は、様々な用途並びに加工に際して要求される布帛としての強度を有し、しかも使用後の減容、消失を図り得る生分解性不織布を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的の達成を図るため、本発明の生分解性不織布によれば、生分解性繊維と海島型ポリビニルアルコール系繊維とで構成し、かつ熱融着部が形成されており、しかも、２５℃相対湿度５５％の環境に１時間放置した際の剛軟度を１００とした場合、３５℃相対湿度５５％の環境に１時間放置した際の剛軟度の割合を示す保持率が６９．８％以上であることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、上述したように、生分解性繊維と海島型ポリビニルアルコール系繊維（以下、単に海島型ＰＶＡ繊維と称する）とを混合し、熱融着部を形成して不織布としたものである。このような構成とすることにより、生分解性繊維を配合すること並びに熱融着部を形成することによって、所期の強度向上を図るものである。これら２種類の繊維成分を混合するに当たり、生分解性繊維と海島型ＰＶＡ繊維との重量比、即ち、生分解性繊維／海島型ＰＶＡ繊維は、５／９５〜４０／６０の範囲、より好ましくは５／９５〜３０／７０とするのが良い。この好適範囲を超えて生分解性繊維に富む重量比で不織布を構成する場合には減容が不十分となり、当該範囲よりも海島型ＰＶＡ繊維に富む重量比で構成すると、耐水性若しくは耐湿性が不足し、不織布の形態保持が難しくなる場合がある。
【０００８】
このような２種類の繊維成分のうち、本発明の生分解性繊維を構成する樹脂成分として、ヒドロキシブチレート／バリレート共重合体やバクテリアセルロースなどの微生物が産生するもの、ポリ乳酸、ポリ(ε−カプロラクトン)、脂肪族ポリエステル(コハク酸とブタンジオール／エチレングリコールとのポリエステルなど)などの化学合成されたもの、或いは天然物を利用したデンプンなどが挙げられる。
【０００９】
また、本発明の生分解性不織布としては、一般家庭でも容易に減容を図り得るように、当該不織布に含まれる海島型ＰＶＡ繊維が１０℃以下の水中溶解温度を有するのが好適である。このような形態を採ることにより、不織布とした後であっても５０℃以下程度の比較的低温の熱水で効率的に減容を図ることができる。
【００１０】
本発明に利用される海島型ＰＶＡ繊維としては、融点が２００〜２３０℃程度(好適には２１０〜２２５℃)のポリビニルアルコール系ポリマーからなる海成分と、海成分の融点よりも２０℃以上(好ましくは２５℃以上)低い融点または融着温度を有する水溶性ポリマーからなる島成分とから構成される海島型のＰＶＡ繊維を使用することができる。これらの中でも、低重合度及び／又は低ケン化度を有する島成分を含むことで水溶性に富むと共に、これよりも高い重合度及び／又は高ケン化度の海成分を含むことで布帛の強度向上に優れる海島型ＰＶＡ繊維を用いるのが好ましい。この海島型ＰＶＡ繊維は、所定温度に加熱された際に、圧力によって海成分が破壊され、島成分が繊維表面に露出し、この露出した島成分により熱融着部を形成する。このため、海島型ＰＶＡ繊維と生分解性繊維との配合において生分解性繊維の占める割合を低く抑え、より減容の度合いを大きく採る際には、当該海島型ＰＶＡ繊維の使用が不織布の強度向上を図る上で有効である。このような海島型ＰＶＡ繊維としては、例えば特開平８−１２７９１９号公報に開示されるものが好ましい。
【００１１】
上述した海島型ＰＶＡ繊維につき詳述すれば、海成分を構成するポリビニルアルコール系ポリマーとして、重合度５００〜２４，０００(好適には１，５００〜４，０００)、ケン化度９０〜９９モル％(９３〜９８．５モル％)とすることにより、前述した高融点成分とすることが出来る。尚、ポリビニルアルコール系ポリマーには、エチレン、アリルアルコール、イタコン酸、アクリル酸、無水マレイン酸とその開環物、アリールスルホン酸、ピバリン酸のような炭素数が４以上の脂肪酸のビニルエステル、ビニルピロリドン及び上記のイオン性基の一部又は全量中和物などの変性ユニットにより変性したものも含まれる。
【００１２】
他方、島成分を構成する水溶性ポリマーとしては、低ケン化度ポリビニルアルコール、メチルセルロースやヒドロキシセルロースなどのセルロース誘導体、キトサンなどの天然ポリマー、ポリエチレンオキサイドやポリビニールピロリドンなどを挙げることができる。これらの中でもケン化度が５０〜９２モル％程度、重合度５０〜４，０００程度(好ましくは１００〜１，０００)の低ケン化度ポリビニルアルコールや、アリルアルコール、アリールスルホン酸、ビニルピロリドンなどの変性ユニットにより変性された低ケン化度ポリビニルアルコールは、熱接着などに優れているため好適である。
【００１３】
上述した海島型のＰＶＡ繊維は、上記ポリビニルアルコール系ポリマーと水溶性ポリマーとを９８：２〜５５：４５程度の割合で溶媒に溶解させた紡糸原液を乾式紡糸、乾湿式紡糸あるいは湿式紡糸などの紡糸技術によって製造することができる。係る海島型ＰＶＡ繊維は市販されており、株式会社クラレから「クラロン  Ｋ−ＩＩ」の商品名で入手することができる。
【００１４】
また、既に述べた通り、減容を効率的に行うためには低重合度及び／又は低ケン化度のポリマーを用いる必要があるが、係る海島型ＰＶＡ繊維を用いた場合、得られる不織布の強度が低下し、例えば折り加工などに際して工程通過性に支障を来す場合がある。係る点を改善する目的で、本発明に係る生分解性不織布にあっては、その面積の４％以上４０％以下、より好ましくは４％以上３０％以下の融着面積率で熱融着部を形成するのが好ましい。この好適範囲よりも小さな融着面積率とした場合には吸湿性や耐湿性が低下して強度向上を図ることが難しくなり、当該範囲より大きな融着面積率とした場合には熱融着された海島型ＰＶＡ繊維部分の結晶化度が上がって水溶性が低下するため、効率的な減容を図ることが難しくなる。
【００１５】
本発明に係る生分解性不織布の作製は、上述した異なる繊維成分を均一にシート化することが可能な技術であれば、何れのウエブ形成技術でも良いが、異なる２つの繊維成分を均一にウエブ化し得る利点から、特に、カード法により実施するのが好ましい。従って、夫々の短繊維の繊度は１〜７デニール、好ましくは１〜３デニールとするのが良い。この好適範囲よりも細い繊度のものを用いる場合には、カード機における通過性が悪くなる場合がある。また、当該範囲よりも太い繊維を用いると、１本の繊維表面積が大きくなるために、減容並びに生分解に際して、繊維の分解速度が低下する場合もある。さらに本発明に係る不織布の面密度は、これを用いる用途に応じて設計すれば良いが、不織布の均一性を満足するために２０ｇ／ｍ2以上、効率的な減容を図るためには３００ｇ／ｍ2以下とするのが好ましい。加えて、ニードルパンチ法などの絡合手段を併用しても良い。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例につき説明する。本実施例では、説明の理解を容易とするために特定条件を示すが、本発明は、これら実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で、任意好適な設計の変更及び変形を行い得る。
【００１７】
この実施例では、熱融着性を有する海島型ＰＶＡ繊維として、前述した「クラロン Ｋ−ＩＩ」のうち、水溶性を有するものとして『ＷＪ２』(繊度１．３デニール，繊維長３８ｍｍ，水中溶解温度５℃以下)を用いた。また、生分解性短繊維として、『ラクトロン』(繊度１．５ｄ，繊維長５１ｍｍ，鐘紡(株)製商品名：ポリ乳酸系生分解性繊維)を用い、これら２種類の繊維の重量比を種々に変えて混綿した後、５０ｇ／ｍ２と１００ｇ／ｍ２との２水準の面密度でカード機により繊維ウエブを調製した。次いで、この繊維ウエブに対して、１７０℃に加熱されたエンボスロール(直径０．６ｍｍの円形エンボスパターン)で線圧約８０Ｋｇ／ｃｍの加熱加圧を施し、融着面積率が約８％の熱融着部を形成することによって生分解性不織布を得た。本実施例で調製した生分解性不織布サンプルの詳細につき、表１に示す。尚、同表中、重量比とは「生分解性繊維／海島型ＰＶＡ繊維」の割合を表す。
【００１８】
【表１】
0003662738.tif 000002
【００１９】
以下、これらのサンプルについて、強度及び減容効果を評価した結果に付き説明する。強度の指標として、この実施例ではＪＩＳ  Ｌ１０８５に規定される剛軟度をカンチレバ法により求めた。詳細に述べれば、剛軟度は、各々のサンプルを幅２０ｍｍ、長さ３００ｍｍの短冊状に裁断し、その長さ方向を不織布の生産方向に一致させた場合を縦、これとは直交する方向に採った場合を横として、通常の生活環境を想定して２５℃相対湿度５５％、並びに高温多湿の生活環境を想定した３５℃相対湿度９０％に、夫々１時間放置した後に測定した。この測定は各温湿度条件の夫々で縦・横３回ずつ、合計６回測定して平均値を求め、さらに２５℃相対湿度５５％における剛軟度を１００とし、３５℃相対湿度９０％とした場合の剛軟度の割合を保持率として求めた。また、減容に対する効果は、夫々のサンプルを３０℃の温水に１時間浸漬した際の不織布形態の変化を観察し、繊維成分が完全に溶解した場合を◎、不織布の形態が壊れて繊維が分散状態にある場合を○、及び不織布の形態が保持された場合を×とした。これら評価結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
0003662738.tif 000003
【００２１】
これら評価結果からも理解できるように、本発明の構成を適用した実施例１〜実施例６では、高温高湿度環境に曝された際の剛軟度低下の割合が低く、何れもほぼ７０％程度の剛軟度が保持された。また、減容に際しても、これら６サンプルは何れも繊維単位にまで分解され、良好な減容を図り得ることが理解できる。
【００２２】
他方、海島型ＰＶＡ繊維のみで構成した比較例１及び比較例３では、減容効果は充分であるものの、高温高湿度に曝された際の剛軟度低下が著しく、ほぼ半分にまで剛軟度が低下してしまった。また、海島型ＰＶＡ繊維と生分解性繊維を等量で調製した比較例２並びに比較例４では、剛軟度はほぼ９０％維持されたものの、不織布構造が残ってしまい、効率的な減容を図ることが出来なかった。
【００２３】
【発明の効果】
上述した説明から明らかなように、本発明に係る生分解性不織布によれば、生分解性繊維と海島型ＰＶＡ繊維との重量比を５／９５〜４０／６０で構成し、かつ熱融着部が形成されており、しかも、２５℃相対湿度５５％の環境に１時間放置した際の剛軟度を１００とした場合、３５℃相対湿度５５％の環境に１時間放置した際の剛軟度の割合を示す保持率が６９．８％以上である。このため、本発明を適用することにより、当該不織布を廃棄物とする際の減容を図ることができ、減容後の残存成分は、例えば土中の微生物の作用などによって分解されると共に、減容前にあっては、様々な用途並びに加工に際して求められる布帛としての強度を有する生分解性不織布を提供することができる。