(57)【要約】  本発明は、生分解性ポリアミド繊維に関する。本発明は、そのような繊維を得るための方法及びそれから製造される物品も開示する。本発明の生分解性ポリアミド繊維は、以下に記載する特定のポリアミドの溶融紡糸押出中に生分解剤を添加することによって得られ得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性ポリアミド繊維であって、
・少なくとも４％の吸湿性デルタを有するポリアミド、
・生分解剤
を含む生分解性ポリアミド繊維。
【請求項２】
前記ポリアミドは、ポリアミド４、ポリアミド４．６、ポリアミド４．１０；ポリアミド５．Ｘ（ここで、Ｘは、４〜１６の整数である）；ポリアミド６、ポリアミド６．６、ポリアミド６．９、ポリアミド６．１０；ポリアミド６．１２；ポリアミド１０．１０；ポリアミド１０．１２；ポリアミド１１；ポリアミド１２；ポリアミド１２．１２；及びこれらの混合物からなる群から選択され、ただし、前記ポリアミドは、少なくとも４％の吸湿性デルタに到達するために必要な場合に修飾される、請求項１に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項３】
前記ポリアミドは、ポリビニルピロリドンのような水溶性ポリマーなどの親水性改良剤、有機スルホン酸などのスルホネート極性基の添加により；前記ポリアミドをオキシエチレン基若しくはポリエーテルアミン基と共重合することにより；アモルファス領域の割合を増加させることにより化学的に修飾されるか、又は高い空隙率及び毛管作用を有する繊維構造を有するなど、前記繊維の表面積を増加させ、且つそれにより吸水面積を増加させることにより物理的に修飾されるかのいずれかである、請求項１又は２に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項４】
前記ポリアミドは、ポリアミド４、ポリアミド４．６、ポリアミド４．１０；ポリアミド５．１０；ポリアミド６、ポリアミド６．６、ポリアミド６．９、ポリアミド６．１０；ポリアミド６．１２；ポリアミド１０．１０；ポリアミド１０．１２；ポリアミド１１；ポリアミド１２；ポリアミド１２．１２；及びこれらの混合物からなる群から選択され、前記ポリアミドは、ポリビニルピロリドンのような水溶性ポリマーなどの親水性改良剤、有機スルホン酸などのスルホネート極性基の添加により；又は前記ポリアミドをオキシエチレン基若しくはポリエーテルアミン基と共重合することにより修飾される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項５】
前記ポリアミドは、ポリアミド５．６である、請求項１又は２に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項６】
前記ポリアミドは、修飾されていないポリアミド５．６である、請求項５に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項７】
前記生分解剤は、前記ポリアミド繊維の総重量の約０．５重量％〜５．０重量％、好ましくは約１．０〜３．０重量％の様々な量で存在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項８】
前記生分解剤は、次の成分：
ａ．化学誘引物質又は化学走化性化合物、
ｂ．グルタル酸又はその誘導体、
ｃ．カルボン酸化合物、
ｄ．生分解性ポリマー、
ｅ．キャリア樹脂、
ｆ．膨潤剤
の少なくとも１種を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項９】
前記生分解剤は、糖、クマリン、フラノン、及びこれらの混合物からなる群から選択される、微生物を誘引するための化学誘引物質を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項１０】
前記生分解剤は、グルタル酸又はその誘導体、好ましくはプロピルグルタル酸を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項１１】
前記生分解剤は、カルボン酸、好ましくはヘキサデカン酸を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項１２】
前記生分解剤は、ポリ乳酸、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）、ポリプロピレンカーボネート、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエート、キトサン、グルテン、及び１種以上の脂肪族／芳香族ポリエステル、例えば、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート−アジペート、ポリブチレンサクシネート−セバケート若しくはポリブチレンテレフタレート−コアジペート、又はこれらの混合物からなる群から選択される生分解性ポリマーを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項１３】
前記生分解剤は、ポリアミド６、ポリアミド６６、又はこれらの混合物であるキャリア樹脂を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項１４】
前記生分解剤は、天然繊維、培養コロイド、シクロ−デキストリン、ポリ乳酸、及びこれらの混合物からなる群において選択される感覚刺激性膨潤剤である膨潤剤を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項１５】
前記生分解剤は、前記ポリアミド繊維を消化することが可能な微生物を含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項１６】
生分解性は、嫌気性消化装置、埋立地、又はコンポスティング環境などの好気性又は嫌気性の廃棄物管理経路下で得られる、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項１７】
前記生分解性は、嫌気性消化装置又は埋立地などの嫌気性条件下で得られる、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維を得るための方法であって、前記ポリアミド繊維は、少なくとも：
・少なくとも４％の吸湿性デルタを有するポリアミド、
・生分解剤
の溶融紡糸押出によって得られる、方法。
【請求項１９】
前記溶融紡糸押出は、次の工程：
ａ１．溶融物、ペレット、又は粉末としての前記ポリアミドをスクリュー押出機の入口へ供給する工程、
ａ２．前記ポリアミドを溶融、均質化、及び加圧する工程、
ａ３．前記溶融ポリアミドを繊維へと紡糸する工程、
ａ４．前記繊維を冷却し且つ巻き取る工程
を含み、
前記生分解剤は、液体、ペレット、又は粉末の形態として、好ましくは投与装置を用いて工程ａ１中に連続的且つ均一に導入される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維又は請求項１８若しくは１９に記載の方法から得られる生分解性ポリアミド繊維を含むポリアミド物品。
【請求項２１】
向上された生分解性を有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維又は請求項１８若しくは１９に記載の方法から得られる前記生分解性ポリアミド繊維から製造される繊維、ステープルファイバー、フロック、織布、編生地、不織布、又は織物物品である、請求項２０に記載のポリアミド物品。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載のポリアミド物品を得るための方法であって、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維又は請求項１８若しくは１９に記載の方法から得られる前記生分解性ポリアミド繊維は、仮撚り加工、延伸、整経、編み加工、製織、不織加工、縫製、又はこれらの組み合わせによって変換される、方法。
【請求項２３】
請求項２０又は２１に記載のポリアミド物品の分解のための方法であって、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の生分解性ポリアミド繊維又は請求項１８若しくは１９に記載の方法から得られる前記生分解性ポリアミド繊維は、嫌気性消化装置、埋立地、又はコンポスティング環境などの好気性又は嫌気性の廃棄物管理経路、好ましくは嫌気性消化装置又は埋立地に廃棄される、方法。
【請求項２４】
少なくとも４％の吸湿性デルタを有するポリアミドの、それから製造される前記ポリアミドの生分解特性を向上させるために生分解剤と組み合わされた使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性ポリアミド繊維に関する。本発明は、そのような繊維を得るための方法及びそれから製造される物品も開示する。本発明の生分解性ポリアミド繊維は、以下に記載する特定のポリアミドの溶融紡糸押出中に生分解剤を添加することによって得られ得る。
【背景技術】
【０００２】
持続可能性、より短いライフサイクル、低い環境影響、再生可能資源、及びグリーンケミストリーは、材料、製品、及び方法の次世代の開発の指針となる新しい原則である。生分解可能であり、可能な限り再生可能な資源（バイオベース）から製造され、遥かに短いライフサイクル及び環境影響を有する持続可能な製品の開発の試みが世界中で一層行われている。
【０００３】
デンプン系ポリマー、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリプロピレンカーボネート（ＰＰＣ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、キトサン、グルテン、ポリエステル（ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリブチレンサクシネート−アジペート、ポリブチレンサクシネート−セバケート、又はポリブチレンテレフタレート−コアジペート等）などの生分解性ポリマーが近年開発され、商業化されてきた。
【０００４】
一般的には、例えばポリマーをＰＬＡ、ＰＶＡ、デンプン、天然繊維、又は生分解性ポリエステルなどの生分解性ポリマーとブレンドするか、又はこれらに生分解性を付与するために重合時及び／又は押出時に生分解性添加剤を組み込むこと（オキソ−生分解添加剤、ヒドロペルオキシド、微生物、プロデグラダント、及び「化学誘引物質」添加剤の添加による等）により、ポリマーの生分解性を高める複数の試みが行われてきた。オキソ生分解性添加剤及びプロデグラダントは、これらが光及び酸素による劣化を促進するため、その使用期間中にポリマーの機械的及び化学的特性を低下させる傾向がある。更に、これらは主に遷移金属から構成されるため、環境への生体毒性の問題の原因となる。そのため、これらは織物用途に適していない。
【０００５】
加えて、ＰＬＡ、ＰＨＢ、ＰＨＡ、デンプン系ポリマー等のポリマーは、これらの低い融点、加水分解に対する低い耐性、大きい光及び熱分解のため、高い機械的及び化学的特性を示さず、またこれらは脆く、水溶性でもある。そのため、これらは織物用途のための十分な特性を示さず、織物物品の使用期間中にその機械的特性を失う傾向がある。加えて、綿、羊毛、及び絹などの天然のバイオベースの高生分解性繊維は、耐久性、強度、及び熱可塑性挙動などの合成繊維によって与えられる望ましい特性を備えていない。これらの理由により、その極めて優れた機械的及び化学的特性のためにポリマー、特にポリアミドの生分解性を向上させることが必要とされている。
【０００６】
特に下着、スポーツウェア、レジャーウェア、及びナイトウェアなどの織物物品において使用されている繊維及び糸に基づくポリアミドへの商業な関心は、手入れのし易さ、速乾特性、高耐久性、優れた物理的特性、耐摩耗性、バランスのよい吸湿性、良好な弾力性、軽量性、快適性、及び柔軟性の点でのこれらの利点のため、大きく高まっている。ナイロンとしても知られるポリアミドは、アミド基の繰り返しの主結合からなる直鎖縮合ポリマーである。ポリアミド繊維は、通常、溶融紡糸押出によって製造され、ステープルファイバー、トウ、モノフィラメント、マルチフィラメント、未加工、又はテクスチャード加工された形態で入手可能である。ポリアミドは半結晶性のポリマーである。アミド基−（−ＣＯ−ＮＨ−）−は、ポリアミドの分子間の鎖間に水素結合を付与し、これにより高温での高い強度、低温での靭性、耐摩耗及び摩滅性、低い摩擦係数、並びに良好な耐薬品性が付与される。これらの特性により、ポリアミドは、全ての入手可能な人工繊維で最も強い繊維とされてきた。しかしながら、化石ベースのポリアミドだけでなく、バイオベースのポリアミドも、通常、廃棄後に完全に生分解するためには何十年も要する。米国環境保護庁（ＥＰＡ）によれば、従来のポリマーは、３０〜５０年以内に埋立地及びコンポスト環境中で生分解する。
【０００７】
欧州特許出願公開第２８４２４０６Ａ１号明細書は、重合時にグリシンなどのアミノ酸を添加することによるポリアミド繊維の修飾のための代替手段を開示している。この手法の欠点は、分子量、粘度、引張強さ、及び伸びの有意な低下などの重合中のポリマーの変化のために、機械的な劣化を生じることである。欧州特許出願公開第２８４２４０６Ａ１号明細書も、屋外条件に曝された場合に製品（トリマーのライン）の性能及び耐久性が低下することを示している。
【０００８】
中国特許出願公開第１４９０４４３Ａ号明細書に示されているように、ポリアミドにポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はＰＬＡをブレンドすることによってポリアミドの生分解性を高めるための別の手法が報告された。しかし、多量のＰＬＡ（例えば、５０重量％超）が必要とされる。加えて、ポリアミドとＰＬＡとを押出によりブレンドするために、通常、相溶化剤が必要とされる。
【０００９】
そのため、現行の手法は、機械的及び化学的特性を変え、その結果、織物物品の染色特性を変える傾向がある。これらは、屋外条件で生分解性も示す（例えば、光分解）か、又は遥かに多量の添加剤を必要とする。したがって、これらは織物物品に良好に応用されない。
【００１０】
上述を鑑みて、織物用途のために優れた特性を有する生分解性ポリアミド繊維が必要とされている。
【００１１】
したがって、本発明の目的の１つは、生分解速度が増加されたポリアミド繊維及びそれから製造される物品を提供することである。ポリアミド繊維は、粘度（ＩＶＮ）、アミノ末端基（ＡＴＧ）、カルボキシル末端基（ＣＴＧ）、及び機械的特性などの元のポリアミド特性を保持し、その結果、織物用途に必要とされるポリアミドの特性を保つ必要がある。すなわち、本発明は、織物物品用途のための生分解性ポリアミド繊維を得るための解決方法を見出すことを目的とする。そのようなポリアミド繊維は、織物物品の使用期間にわたって必要とされる化学的及び機械的特性を保持する必要があり、またそのため、処分環境と接触した場合にのみ生分解性を示す必要がある。
【００１２】
本発明は、そのような生分解性ポリアミド繊維を得るための方法を提供することも目的とし、標準的な試験手法による生分解速度、具体的な時間枠、及び処分経路を明確に実証する。有利には、本発明は、良好な機械的特性及び寿命を有するバイオベース且つ生分解性のポリアミド繊維を提案するはずである。
【発明の概要】
【００１３】
したがって、本発明は、生分解性ポリアミド繊維であって、
・少なくとも４％の吸湿性デルタを有するポリアミド、
・生分解剤
を含む生分解性ポリアミド繊維を提供する。
【００１４】
実際、驚くべきことに、最低４％の吸湿性デルタを有することによって特徴付けられる特定のポリアミドを生分解剤と組み合わせて使用すると、ポリアミド物品の生分解が著しく加速されて、これらの望ましい織物特性及び寿命への悪影響なしにこれらの環境影響が大幅に低減されることが見出された。本発明の重要な特徴は、得られるポリアミド繊維が同じ望ましい機械的特性を示し、及び生分解剤なしの製品と事実上同様の寿命を有しながらも、廃棄された場合、地球上のほぼあらゆる場所で一般的に見られる嫌気性及び好気性の微生物の群集によって少なくとも部分的に不活性バイオマスへ代謝され得るという事実である。
【００１５】
本発明は、前記生分解性ポリアミド繊維を得るための方法であって、溶融紡糸押出中、ポリアミド繊維に生分解剤が導入される、方法も目的とする。
【００１６】
また、本発明は、上記及び以降の段落で定義するような、生分解性ポリアミド繊維を含むポリアミド物品及びそのようなポリアミド物品を得るための方法を提案し、ここで、本発明のポリアミド繊維は、テクスチャード加工、延伸、整経、編み加工、製織、不織加工、縫製、又はこれらの組み合わせによって変換される。
【００１７】
次に、本発明の別の目的は、少なくとも４％の吸湿性デルタを有するポリアミドの、それから製造されるポリアミドの生分解特性を向上させるために生分解剤と組み合わされた使用である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
定義
本発明の意味における「ポリアミド繊維」という表現は、次の紡糸物品：繊維、モノフィラメント、マルチフィラメント、及び糸を含む通常の用語である。本発明の「ポリアミド物品」は、変換又は処理されたポリアミド繊維であり、ポリアミド繊維から製造されるステープルファイバー、任意のフロック又は任意の織物組成物、特に生地及び／若しくは衣類である。以下の記述において、用語「繊維」、「糸」、及び「フィラメント」は、本発明の意味を変更することなく無関係に使用され得る。
【００１９】
用語「生分解性速度」は、特定の程度までポリアミド物品が生分解するための時間を意味する。例えば、３０日で５％の生分解速度は、放出されたバイオガス（ＣＯ２＋ＣＨ４）がサンプルの元の炭素含有量の５重量％を占めることを意味する。生分解速度は、ＡＳＴＭ  Ｄ５５１１試験規格に従って測定される。
【００２０】
用語「吸湿性デルタ」は、３０℃、９０％の相対湿度（ＲＨ）で２４時間後のポリアミドの吸湿率と、２０℃、６５％の相対湿度（ＲＨ）で２４時間後のポリアミドの吸湿率との間の差である。ポリアミドの吸湿率は、これを上の２つの温度及び湿度条件に置く前に１０５℃で２時間ポリアミドを乾燥することによって標準化される。例えば、吸湿性デルタを測定するには、次の試験が適切である：約２ｇのポリアミドを秤量瓶内に入れ、１０５℃で２時間乾燥させる。その後、秤量瓶を秤量する（重量Ｗ３）。その後、秤量瓶を２０℃、６５％ＲＨの気候試験チャンバー内に２４時間入れる。サンプルの重量を再び測定する（重量Ｗ１）。その後、秤量瓶を３０℃、９０％ＲＨの気候試験チャンバー内に２４時間入れる。サンプルの重量を再び測定する（重量Ｗ２）。吸湿性デルタは、次の式によって測定される：
ＭＲ１＝（Ｗ１−Ｗ３）／Ｗ３、
ＭＲ２＝（Ｗ２−Ｗ３）／Ｗ３。
吸湿率の差（吸湿性デルタ＝ΛＭＲ）は、
ΛＭＲ＝ＭＲ２−ＭＲ１
により得られる。
【００２１】
用語「生分解剤」は、通常、液体、固体、又は粉末のマスターバッチの形態で使用される生分解性変換剤の濃縮物を意味すると理解される。用語「マスターバッチ」は、ポリマーマトリックス中の、最も一般的にはペレットの形態の添加剤の濃縮物を意味する。マスターバッチは、より高度な分散性及び均一性を得るために、処理中にポリマー中に添加剤を導入するために使用される。
【００２２】
生分解性ポリアミド繊維
少なくとも４％の吸湿性デルタを有するポリアミド
ポリアミドは、ＡＢ及び／又はＡＡＢＢ型からなる脂肪族ポリアミドである。これは、有利には、ポリアミド４、ポリアミド４．６、ポリアミド４．１０；ポリアミド５．Ｘ（ここで、Ｘは、４〜１６の整数である）；ポリアミド６、ポリアミド６．６、ポリアミド６．９、ポリアミド６．１０；ポリアミド６．１２；ポリアミド１０．１０；ポリアミド１０．１２；ポリアミド１１；ポリアミド１２；ポリアミド１２．１２；及びこれらの混合物からなる群において選択され、ただし、これらのポリアミドは、少なくとも４％の吸湿性デルタに到達するために必要な場合に修飾される。
【００２３】
上のポリアミドは、当該技術分野で周知であり且つ市販されている。これらは、市販の二酸とジアミンモノマー又はその塩との混合物の重縮合によって得られる。ポリアミドＡＡＢＢ型のジアミン及び二酸は、テトラメチレンジアミン（１，４−ジアミノブタン又はプトレシン）、ヘキサメチレンジアミン（１，６−ヘキサンジアミン）、ドデカメチレンジアミン（１，１２−ジアミノドデカン）、ヘキサン二酸（アジピン酸）、ノナン二酸（アゼライン酸）、デカン二酸（セバシン酸）、ウンデカン二酸、ドデカン二酸の群に属する。ポリアミドＡＢ型のモノマーは、カプロラクタム、１１−アミノウンデカノアミド、ドデカノラクタム、又はラウロラクタムの群に属する。
【００２４】
ポリアミド５．Ｘは、原材料としてのペンタメチレンジアミンと脂肪族ジカルボン酸とから製造される。有力なジカルボン酸のリストは、次の通りである：ブタン二酸（コハク酸）、ペンタン二酸（グルタル酸）、ヘキサン二酸（アジピン酸）、ヘプタン二酸（ピメリン酸）、オクタン二酸（スベリン酸）、ノナン二酸（アゼライン酸）、デカン二酸（セバシン酸）、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラッシル酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸。これらの全ての二酸は市販されている。ポリアミド５．Ｘは、ＡＳＴＭ６８６６に従ってバイオマスから製造可能であるという利点を有する。ペンタメチレンジアミンもＡＳＴＭ６８６６に従って生物資源から製造することができるため、得られるポリアミドは、少なくとも４０％が生物起源であり、最大１００％が生物資源由来であり得る。
【００２５】
少なくとも４％の吸湿性デルタを達成するために必要な場合、ポリアミドは、化学的又は物理的のいずれかで修飾され得る。化学的に修飾される場合、これは、ポリビニルピロリドンのような水溶性ポリマーなどの親水性改良剤、有機スルホン酸などのスルホネート極性基の添加により；又は前記ポリアミドをオキシエチレン基若しくはポリエーテルアミン基と共重合することにより；アモルファス領域の割合を増加させることにより行われ得る。物理的修飾が行われる場合、これは、通常、大きい空隙率及び毛管作用を有する繊維構造を有するなど、繊維の表面積を増加させ、且つそれにより吸水面積を増加させることにより行われる。有利には、ポリアミドは、ポリビニルピロリドンのような水溶性ポリマーなどの親水性改良剤、有機スルホン酸などのスルホネート極性基の添加により；又は前記ポリアミドをオキシエチレン基若しくはポリエーテルアミン基と共重合することにより修飾され得る。
【００２６】
そのような修飾が必要とされるポリアミドの例は、ポリアミド４、ポリアミド４．６、ポリアミド４．１０；ポリアミド５．１０；ポリアミド６、ポリアミド６．６、ポリアミド６．９、ポリアミド６．１０；ポリアミド６．１２；ポリアミド１０．１０；ポリアミド１０．１２；ポリアミド１１；ポリアミド１２；ポリアミド１２．１２；及びこれらの混合物である。
【００２７】
特に好ましいポリアミドは、ポリアミド５．６である。実際、最初のポリアミド５．６は、最低４％の吸湿率デルタに到達するために修飾される必要がなく、そのため、このポリアミドは、従来のポリアミド６．６と比較して生分解剤との正の相乗効果を示す。加えて、このポリアミドは、ＡＳＴＭ  Ｄ６８６６試験規格に従った測定によるとバイオベースである。
【００２８】
ポリアミド５．６（ナイロン５．６）又はポリ（ペンタメチレンアジパミド）は、原材料としてのペンタメチレンジアミンとアジピン酸とから合成される。
【００２９】
本発明で使用されるポリアミドのアミノ末端基（ＡＴＧ）含有量は、有利には、２５〜６０当量／トンであり、カルボキシル末端基（ＣＴＧ）は、有利には、４５〜９０当量／トンである。これらのアミノ／カルボキシ末端基含有量は、以降の実験項で説明される方法に従って測定される。
【００３０】
好ましいポリアミド５．６は、１００〜２００ｍｌ／ｇ、好ましくは約１２０〜１７０の範囲の粘度指数（ＩＶＮ）を有し得る。このＩＶＮは、ＩＳＯ３０７規格に従って測定され、これは以降の実験項で説明される。
【００３１】
本発明の特に好ましいポリアミド５．６は、１３８〜１４２のＩＶＮ（粘度指数）と、３８〜４２のＡＴＧ（アミン末端基）とを有する。
【００３２】
本発明のポリアミドの吸湿性デルタは、最低４％であり、有利には４〜１０％、より好ましくは５〜８％で様々である。
【００３３】
生分解剤
生分解性変換剤は、通常、非常に遅い生分解速度を有するポリマーの生分解速度を増加させるために使用される。近年、オキソ生分解添加剤、生分解ポリマー、及びプロデグラダントを使用するなどの複数の手法が使用されてきた。
【００３４】
オキソ生分解添加剤は、酸化と生分解との組み合わせにより分解するとされている。炭素鎖ポリマー主鎖中に酸素を組み込むと、カルボン酸又はヒドロカルボン酸、エステル、並びにアルデヒド及びアルコールなどの官能基が形成され、これらはポリマーの親水性を増加させる。酸化は、光分解及び熱分解によって加速される。光分解は、紫外線の吸収及びフリーラジカルの形成によって起こる。
【００３５】
プロデグラダントは、ポリマーと大気酸素との反応を促進し、酸素原子をポリマー鎖中に組み込むことができる添加剤である。最も報告されているプロデグラダント添加剤は、鉄、コバルト、及びマンガンの遷移金属塩である。これらは、ヒドロペルオキシドのフリーラジカルへの分解を触媒することができる。他のプロデグラダント添加剤としては、脂肪酸エステル、アミド、及びジチオカルバメートの遷移金属塩（例えば、ステアリン酸マンガン、酢酸コバルト、ステアリン酸コバルト、オレイン酸銅、及び酢酸鉄）；フェロセン；ＴｉＯ２及びＺｎＯなどの金属酸化物；不飽和アルコール又はエステル；ベンゾフェノン；γ−ピロン；β−ジケトン；ポリイソブチレン；選択されたアミン（例えば、へキサミン、アミングアニジン）；過酸化物及びヒドロペルオキシドが挙げられる。上述の添加剤は、織物の使用期間中の特性の低下につながる酸素、光、及び熱による分解のため、繊維用途に適していない。加えて、これらは、環境に優しくなく、土壌への生体毒性の問題ももたらす。
【００３６】
他方で、生分解性ポリマーは、迅速に生分解し、その結果、大きい界面面積と低い構造強度とを有する多孔質でスポンジ状の構造を残すことによってポリマーを生分解可能にするために使用される。その後、ポリマーマトリックスは、酵素による攻撃によって分解を開始し、これにより、微生物による更に消化し易い小さい分子へのポリマーの切断が生じる。最も一般的な手法は、デンプン系ポリマー、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）（ＰＬＧＡ）、ポリプロピレンカーボネート（ＰＰＣ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）、キトサン、グルテン、コ−ポリエステル、又は脂肪族−芳香族ポリエステル、例えば、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリブチレンサクシネート−アジペート、ポリブチレンサクシネート−セバケート若しくはポリブチレンテレフタレート−コアジペートを使用することである。残念ながら、ポリマーを生分解可能にするにはより大きい量が必要とされ、相溶化剤及び可塑剤も必要とされる。
【００３７】
本発明において、生分解剤は、好ましくは「化学誘引物質」添加剤を主体とする。これらの添加剤は、微生物に餌を与えることにより、これらを引き付ける。膨潤剤、カルボン酸、特殊な微生物等などの追加的な添加剤も含まれ得る。
【００３８】
本発明の組成物、方法、及び使用における生分解剤としての使用のために好適な例示的且つ非限定的な生分解剤は、Ｌａｋｅらの米国特許出願公開第２００８／０１０３２３２号明細書に完全に開示されている。この特許のいくつかの引用及び内容は、参照により本明細書に組み込まれ、また本発明で使用される生分解剤を明確に示すことができる。
【００３９】
本発明のバイオベースのポリアミドは、ポリアミド繊維中に生分解剤を組み込むことにより、増加した生分解に対する感受性を与える。生分解剤は、有利には、限定するものではないが、次のものなどの添加剤を含有するマスターバッチである：
１．化学誘引物質又は走化性化合物
２．グルタル酸又はその誘導体
３．５〜１８個の炭素の鎖長を有するカルボン酸化合物
４．生分解性ポリマー
５．キャリア樹脂
６．膨潤剤。
【００４０】
ある実施形態では、生分解剤は、細菌によって代謝されない糖、クマリン、又はフラノンからなる、微生物を誘引するための化学誘引物質又は走化剤を含む。フラノンの例としては、３，５ジメチリエンテニルジヒドロ２（３Ｈ）フラノン異性体混合物、エモキシフラン、及びＮ−アシルホモセリンラクトン、又はこれらの組み合わせが挙げられる。糖の例としては、ガラクトース、ガラクトネート、グルコース、サクシネート、マレエート、アスパルテート、セリン、フマレート、リボース、ピルベート、オキサルアセテート、並びに他のＬ−糖構造体及びＤ−糖構造体が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい実施形態では、香りを付けたポリエチレンテレフタレートペレット、微生物によって代謝されないデンプンＤ−糖、若しくは微生物を誘引するフラノン、又はこれらの任意の組み合わせなどの正の走化性物質が使用される。ある態様では、フラノン化合物は、０〜２０重量％以上の範囲である。別の態様では、フラノン化合物は、添加剤の合計の２０〜４０重量％、又は４０〜６０重量％、又は６０〜８０重量％、又は８０〜１００重量％である。
【００４１】
別の実施形態では、生分解剤は、グルタル酸又はその誘導体を含む。ある態様では、グルタル酸化合物は、例えば、プロピルグルタル酸であり得るが、これに限定されない。グルタル酸は、添加剤の合計の０〜２０重量％以上の範囲である。別の態様では、グルタル酸は、添加剤の合計の２０〜４０重量％、又は４０〜６０重量％、又は６０〜８０重量％、又は８０〜１００重量％、２０〜４０重量％、４０〜６０重量％、６０〜８０重量％、又は８０〜１００重量％である。
【００４２】
また別の実施形態では、カルボン酸化合物は、好ましくは、ヘキサデカン酸化合物であり、これは、添加剤の合計の０〜２０重量％以上の範囲である。また別の態様では、ヘキサデカン酸は、添加剤の合計の２０〜４０重量％、又は４０〜６０重量％、又は６０〜８０重量％、又は８０〜１００重量％、２０〜４０％、４０〜６０重量％、６０〜８０重量％、又は８０〜１００重量％である。
【００４３】
また別の実施形態では、生分解剤は、ポリ乳酸、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）、ポリプロピレンカーボネート、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエート、キトサン、グルテン、及び１種以上の脂肪族／芳香族ポリエステル、例えば、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート−アジペート、ポリブチレンサクシネート−セバケート若しくはポリブチレンテレフタレート−コアジペート、又はこれらの混合物の群に属する生分解性ポリマーを含む。好ましい実施形態では、生分解ポリマーは、ポリカプロラクトンポリマーである。ポリカプロラクトンポリマーは、限定するものではないが、ポリ−ｅ−カプロラクトン、ポリカプロラクトン、ポリ（乳酸）、ポリ（グリコール酸）、ポリ（乳酸−コ−グリコール酸）の群から選択することができる。ポリカプロラクトンポリマーは、添加剤の合計の０〜２０重量％以上の範囲である。別の態様では、ポリカプロラクトンは、生分解剤の合計の２０〜４０重量％、又は４０〜６０重量％、又は６０〜８０重量％、又は８０〜１００重量％、２０〜４０重量％、４０〜６０重量％、６０〜８０重量％、又は８０〜１００重量％である。
【００４４】
また別の実施形態では、キャリア樹脂は、ポリアミドと化学的に相性がよく、添加剤を分散させることが可能な任意のポリマーから構成される。最も好ましくは、キャリア樹脂は、ポリアミド６、ポリアミド６６、及びこれらの混合物から構成され、この中に添加剤が溶融混合されてマスターバッチペレットが形成される。キャリア樹脂及びマスターバッチペレットは、生分解添加剤をバイオベースのポリアミド繊維中に入れ、均一な方式で生分解性を付与して適切な生分解性を確実に得るために役立つ。
【００４５】
また別の実施形態では、膨潤剤は、天然繊維、培養コロイド、シクロ−デキストリン、ポリ乳酸等などの感覚刺激性膨潤剤から構成される。天然又は人工の感覚刺激性膨潤剤は、添加剤の０〜２０重量％以上の範囲である。ある態様では、感覚刺激性膨潤剤は、生分解剤の合計の２０〜４０重量％、又は４０〜６０重量％、又は６０〜８０重量％、又は８０〜１００重量％である。
【００４６】
好ましい実施形態では、生分解剤は、フラノン化合物、グルタル酸、ヘキサデカン酸化合物、ポリカプロラクトンポリマー、感覚刺激性膨潤剤（天然繊維、培養コロイド、シクロ−デキストリン、ポリ乳酸等）、及びキャリア樹脂の混合物を含み得る。
【００４７】
また別の実施形態では、生分解剤は、ポリアミド物品を消化することが可能な微生物を更に含む。また別の実施形態では、生分解剤は、ジプロピレングリコールを更に含む。また別の実施形態では、生分解剤は、ダイズ−メチル−エステルなどのダイズ誘導体を更に含む。また別の実施形態では、生分解剤は、生分解速度を制御するために使用される１種以上の酸化防止剤を更に含む。
【００４８】
生分解剤は当業者に公知であり、ＥｃｏＬｏｇｉｃ（登録商標）ＬＬＣの「Ｅｃｏ−Ｏｎｅ（登録商標）」；ＥＮＳＯ  Ｐｌａｓｔｉｃｓの「ＳＲ５３００」；Ｂｉｏ−Ｔｅｃ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌの「ＥｃｏＰｕｒｅ」；ＥＣＭ  ｂｉｏｆｉｌｍｓの「ＥＣＭマスターバッチペレット」；ＢｉｏｓＰｈｅｒｅ  Ｐｌａｓｔｉｃの「ＢｉｏＳｐｈｅｒｅ」；ＥＮＳＯ  Ｐｌａｓｔｉｃｓの「Ｅｎｓｏ  Ｒｅｓｔｏｒｅ」；Ｈｙｂｒｉｄ  Ｇｒｅｅｎの「ＭＥＣＯ１」などの固体、液体、又は粉末のマスターバッチとして市販されている。
【００４９】
本発明のバイオベースのポリアミド繊維は、生分解剤がポリアミド繊維の総重量の約１．０％〜５．０重量％、好ましくは約２．０〜３．０重量％の量で存在する場合、より速い生分解速度を有する。最良の形態は、生分解剤、特に市販の「Ｅｃｏ−Ｏｎｅ（登録商標）」マスターバッチがポリアミド繊維の総重量の１．５重量％〜２．５重量％の量で存在する場合である。
【００５０】
生分解剤は、生物活性な埋立地又は嫌気性消化装置などの微生物が豊富に存在する環境に廃棄された場合、そのままでは非生分解性であるポリアミド物品の生分解性を一連の化学的及び生物的プロセスによって向上させると考えられる。生分解プロセスは、熱及び水分と組み合わされた場合にポリアミド分子構造を広げる膨潤剤により開始される。生分解剤は、ポリアミドを、特定の土壌微生物を引き付ける食糧源にし、生分解剤を含まないポリアミドよりも迅速なポリアミドの消費を促す。前述した生物活性な化合物の組み合わせは、天然の微生物プロセスによって化学結合を切断してポリアミドを代謝する微生物のコロニーを引き付ける。
【００５１】
生分解剤は、生分解プロセスを開始するための特定の酵素の作用を必要とし、そのため、生分解剤を含むポリアミド物品は、本明細書に記載の物品の意図される使用中に生分解を開始しない。実際、バイオベースのポリアミド繊維中に生分解剤を入れると、織物用途のために及び織物物品の使用期間中に必要とされる機械的及び化学的特性を維持しながらも、より速い生分解速度がもたらされる。生分解プロセスは、周知の廃棄物管理経路において好気的又は嫌気的に生じる。
【００５２】
繊維
本発明の生分解性ポリアミド繊維は、有利には、約４０〜３００の総ｄｔｅｘと、約１〜５のｄｐｆ（１フィラメント当たりのｄｔｅｘ）とを有する。引張強さ（破断時）は、３０〜８０ｃＮ／ｄｔｅｘである。伸び（破断時）は、２０％〜９０％である。
【００５３】
生分解性ポリアミド繊維を得るための方法
本発明は、上述したような生分解性ポリアミド繊維を得るための方法も提供する。方法は、溶融紡糸押出によって少なくとも生分解剤をポリアミド繊維中に導入することを含む。
【００５４】
本発明において、「溶融紡糸」という表現は、溶融形態のポリアミドをポリアミド繊維へ変換する押出工程を意味すると理解される。ポリアミドは、ペレット、粉末、又は溶融形態で溶融紡糸装置に供給することができる。方法は、一軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、二成分押出機、及び格子型紡糸ヘッドなどのポリアミドの溶融紡糸押出に好適な任意の従来の押出紡糸手段を含み、これらの手段は当業者に周知である。溶融紡糸押出は、ＬＯＹ（低延伸糸）、ＰＯＹ（半延伸糸）、ＦＤＹ（完全延伸糸）、ＦＯＹ（完全延伸糸）、ＬＤＩ（低デニール工業用）、又はＨＤＩ（高デニール工業用）として更に定義される。
【００５５】
好ましい実施形態によれば、溶融紡糸押出は、次の工程：
ａ１．溶融物、ペレット、又は粉末としてのポリアミドをスクリュー押出機の入口へ供給する工程、
ａ２．ポリアミドを溶融、均質化、及び加圧する工程、
ａ３．溶融ポリアミドを繊維へと紡糸する工程、
ａ４．繊維を冷却し且つ巻き取る工程
を含み、
生分解剤は、ペレット、粉末、又は液体形態として、好ましくは投与装置を使用して工程ａ１中に連続的に導入される。
【００５６】
上述のように、生分解剤は、好ましくは、一軸スクリュー押出機の工程ａ１中に連続的に導入される。これは、投与ポンプ又は重量測定供給装置のような投与装置により、好ましくは重量測定供給装置により、ペレット、粉末、又は液体形態として添加され得る。キャリア樹脂は、ポリアミドと化学的に相性がよく、添加剤を適切に分散させることが可能な任意のポリマーを含む。より好ましくは、キャリア樹脂は、ポリアミド６、ポリアミド６６、及びこれらの混合物から構成される。この実施形態によれば、生分解剤は、繊維の形成前にポリアミドと溶融混合される。
【００５７】
本発明の方法では、生分解剤は、有利には、ポリアミド繊維の総重量の１．０％〜５．０％、好ましくは１．５〜２．５重量％の量で導入される。本発明の特に好ましい実施形態では、生分解剤は、重量分析供給装置によってペレットとして連続的に供給され、添加される量は、ポリアミド繊維の総重量の２重量％である。
【００５８】
工程ａ２において、ポリアミドは、好ましくは、ポリアミドの融点より高い２６０〜３１０℃の温度及び３０〜７０ｂａｒの押出圧力において、スクリュー押出機内で溶融、均質化、及び加圧される。
【００５９】
その後、工程ａ３により、溶融ポリアミドは、フィルター要素と紡糸口金とを含む紡糸スクリーンパックを使用して、好ましくは２６０〜３１０℃の温度、１５０〜２５０Ｂａｒの紡糸パック圧、及び３〜８ｋｇ／時の紡糸パック流量で繊維（又は糸又はフィラメント）へと紡糸される。
【００６０】
工程ａ４は、繊維（又は糸又はフィラメント）の固化形態までの冷却及びポリアミド繊維のボビンへの巻き取りの工程である。この工程で繊維上に紡糸油が添加され得る。
【００６１】
本発明では、押出機は、工程ａ１、及び／又はａ２、及び／又はａ３で主成分ポリマー中にポリマー及び任意選択的な添加剤（マスターバッチ等）を導入するために計量システムを備え得る。
【００６２】
追加的な添加剤が本発明の方法中に導入され得、又はポリアミド及び／若しくは生分解剤中に存在し得る。添加剤は、可塑剤、酸化防止剤、熱若しくは光安定化剤などの安定化剤、着色剤、顔料、タルクなどの造核剤、二酸化チタン若しくは硫化亜鉛などのマット化剤、加工助剤、殺生物剤、粘度調整剤、触媒、遠赤外線放出鉱物、帯電防止剤、機能性添加物、蛍光増白剤、ナノカプセル、抗菌剤、防ダニ剤、坑真菌剤、又は他の従来の添加剤から選択される。これらの添加剤は、通常、ポリマー中に又は溶融紡糸押出の工程ａ１及び／又はａ４においてポリアミド物品の０．００１重量％〜１０重量％の量で添加される。
【００６３】
ポリアミド物品
本発明のポリアミド繊維は、その後、ポリアミド物品、特に織布及び／又は衣類へ変換され得る。本発明のポリアミド物品は、本発明のポリアミド繊維（上で定義した通り）又は本発明の方法から得られたポリアミド繊維から製造される、好ましくは繊維、ステープルファイバー、フロック、織布、編生地、不織布、又は織物物品である。織物物品は、限定するものではないが、織布、編生地、不織布、ロープ、紐、縫糸等などの当該技術分野で公知の任意の織物物品であり得る。
【００６４】
ポリアミド物品を得るための方法
ポリアミド繊維を織布又は衣類のようなポリアミド物品へ変換するための方法は、当業者に周知である。実際、ポリアミド繊維は、テクスチャード加工、延伸、整経、編み加工、製織、不織加工、縫製、又はこれらの組み合わせによってポリアミド物品へ変換され得る。これらの物品は、その後、多数の用途、特にカーペット、ラグ、内装材、パラシュート、テント、鞄、靴下、下着、スポーツウェア、上着などにおいて使用される。
【００６５】
ポリアミド物品の廃棄及び生分解性
第１の実施形態では、生分解性ポリアミド繊維、特にＰＡ５．６を主体とするものは、生分解剤を含まない同一の参照と比較した場合、嫌気性消化装置又は嫌気性埋立地などの嫌気性環境中で増加した速度の生分解を示す。生分解性ポリアミド繊維及びこれから製造される物品は、生分解剤を含まないこれから製造されるポリアミド繊維及び物品と実質的に同じ寿命及び望ましい特性を有する。そのため、生分解は、材料が適切な嫌気性環境と接触するまで開始しない。この実施形態のポリアミドは、ポリアミド５．Ｘ（ここで、Ｘは、４〜１６の整数である）から構成される。最も好ましくは、ポリアミド５．６である。
【００６６】
第２の実施形態では、生分解性ポリアミド繊維は、生分解剤を含まない同一の参照と比較した場合、コンポスティング又は土壌などの好気性環境中で増加した速度の生分解を示す。生分解性ポリアミド繊維及びこれから製造される物品は、生分解剤がないこれから製造されるポリアミド繊維及び物品と実質的に同じ寿命及び望ましい特性を有する。そのため、生分解は、材料が適切な微生物及び環境と接触するまで開始しない。この実施形態のポリアミドは、ポリアミド５．Ｘ（ここで、Ｘは、４〜１６の整数である）から構成される。最も好ましくは、ポリアミド５．６である。
【００６７】
本発明による生分解性ポリアミド繊維及びこれから製造される物品の利点を以下にまとめる：
−  生分解速度は、特にＰＡ５．６に関して、生分解剤を含まない同一の参照材料よりも著しく大きい。
−  ＰＡ５．Ｘに関し、ＡＳＴＭ  Ｄ５５１１試験規格に従って測定した生分解速度は、生分解剤が存在する化石燃料由来のポリアミド繊維のものよりも著しく大きい。
−  ポリアミド繊維の機械的及び化学的特性は、織物物品の使用期間中に変化しない。
−  ポリアミド物品は、従来のポリアミド物品と比較した場合により速い生分解速度を示し、その結果、ライフサイクルが短くなり、廃棄の問題が低減される。
−  ポリアミド物品は、再生可能な原料から得ることができ、そのため、持続可能な開発及び低環境負荷に貢献する。
−  この手法は、ごく少ない量の生分解剤のみを必要とし、低コストであり、任意の従来の周知の押出装置に適用可能である。
−  分解は、埋立地、消化装置、又はコンポスティングなどの微生物を豊富に含む環境でのみ活性化される。
【００６８】
本発明の他の詳細又は利点は、以下に示される実施例によってより明瞭に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】下の実施例の表１についてのＡＳＴＭ  Ｄ５５１１による生分解性のグラフである。
【実施例】
【００７０】
比較例のポリアミド物品（実施例３及び４）及び対照（実施例２）を含む一連のポリアミド物品（実施例１〜４）を形成し、機械的特性、光酸化、生分解、再生可能炭素含有量、ＩＶＮ（粘度指数）、ＡＴＧ（末端アミノ基）、及びＣＴＧ（カルボン酸末端基）について評価した。
【００７１】
アミノ末端基含有量（ＡＴＧ）
アミノ末端基（ＡＴＧ）含有量は、電位差滴定法によって決定した。２ｇの量のポリアミドを約９０重量％のフェノール約７０ｍｌに添加する。ポリアミドが完全に溶解するまで混合物を撹拌し続けながら４０℃の温度に保つ。その後、溶液を約２５℃で０．１ＮのＨＣｌで滴定する。結果は、当量／トン（ｅｑ／ｔｏｎ）で報告する。繊維及び物品を分析する場合、全ての残留物又は紡糸仕上げ剤は、予め除去しなければならない。
【００７２】
溶液粘度（ＩＶＮ）
溶液粘度（ＩＶＮ）の決定は、ＩＳＯ３０７に従って行う。ポリアミドを０．００５ｇ／ｍｌの濃度で２５℃の９０重量％のギ酸中に溶解し、その流動時間を測定する。結果は、ｍｌ／ｇとして報告する。
【００７３】
カルボキシル末端基含有量（ＣＴＧ）
カルボキシル末端基含有量（ＣＴＧ）は、滴定法によって決定した。４ｇの量のポリアミドを約８０ｍｌのベンジルアルコールに添加する。ポリアミドが完全に溶解するまで混合物を撹拌し続けながら２００℃の温度に保つ。溶液を、その後、０．１Ｎの水酸化カリウムのエチレングリコール溶液で滴定する。結果は、当量／トン（ｅｑ／ｔｏｎ）で報告する。繊維及び物品を分析する場合、全ての残留物又は紡糸仕上げ剤は、予め除去しなければならない。
【００７４】
ＡＳＴＭ  Ｄ５５１１  −  嫌気性消化装置中での生分解
ＡＳＴＭ  Ｄ５５１１／ＩＳＯ１５９８５：少量の試験体を、生分解試験の開始前に安定化させた多量の高活性接種材料に添加する。接種材料は、高固形分バイオガス化ユニットから直接得られるか、又は嫌気性スラッジの脱水後に得られる残渣からなる。最適な条件を与えて混合物をバッチ式で発酵させる。生成したバイオガスの体積を測定し、これを使用して炭素変換に基づく生分解のパーセンテージを計算する。
【００７５】
ＡＳＴＭ  Ｄ６８６６  −  再生可能なバイオベースの含有量
製品のバイオベース又は再生可能物の含有量は、材料又は製品中の総有機炭素の部分重量（質量）又はパーセント重量（質量）としての材料中のバイオベース炭素の量である。「バイオベース含有量」を導き出すためのＡＳＴＭ  Ｄ６８６６の適用は、放射性炭素年代測定と同じ概念で成り立っている。これは、現代参照標準のものに対する未知のサンプル中の放射性炭素（１４Ｃ）の量の割合を導き出すことによって行われる。割合は、「ｐＭＣ」（％現代炭素）単位のパーセンテージとして報告される。分析される物質が現在の放射性炭素と化石炭素（すなわち放射性炭素を含まない）との混合物である場合、得られるｐＭＣの値は、サンプル中に存在するバイオマス物質の量と直接相関する。
【００７６】
光酸化  ＩＳＯ１０５  Ｂ０６
この方法は、織物特性における人工光の影響を測定し、経時変化の昼／夜条件を模倣することを意図している。物品を、所定の時間（例えば７２時間）及び条件（４５℃、相対湿度６０％）中、人工光（例えばキセノンアーク灯光）に暴露する。この試験において、曝露前後に機械的特性を評価した。
【００７７】
吸湿性
約２ｇのサンプルを秤量瓶に入れ、１０５℃で２時間乾燥させる（重量Ｗ３）。その後、秤量瓶を２０℃、６５％ＲＨの気候試験チャンバー内に２４時間入れる。サンプルの重量を再び測定する（重量Ｗ１）。その後、秤量瓶を３０℃、９０％ＲＨの気候試験チャンバー内に２４時間入れる。サンプルの重量を再び測定する（重量Ｗ２）。吸湿性デルタは、次の式によって測定される：ＭＲ１＝（Ｗ１−Ｗ３）／Ｗ３、ＭＲ２＝（Ｗ２−Ｗ３）／Ｗ３。吸湿率の差は、Λ  ＭＲ（％）＝ＭＲ２−ＭＲｌによって得られる。
【００７８】
本発明の実施例  −  実施例１  −  ２％の生分解剤を有するポリアミド５．６
バイオベースのポリアミド繊維をポリアミド５．６ペレット及び生分解剤から溶融紡糸押出によって製造した。ポリアミド５．６ペレットは、商標Ｔｅｒｒｙｌ（登録商標）としてＣａｔｈａｙ  Ｂｉｏｔｅｃｈから市販されているポリアミドである。本明細書に開示の方法によって測定したＩＶＮは、１３８〜１４２であり、ＡＴＧは、３８〜４２であり、ＣＴＧは、６５〜７５である。生分解剤は、商標Ｅｃｏ−Ｏｎｅ（登録商標）としてＥｃｏＬｏｇｉｃ（登録商標）ＬＬＣから市販されているマスターバッチである。生分解剤は、重量測定供給装置を使用してマスターバッチペレットとして一軸スクリュー押出機の工程ａ１の際に連続的に導入した。工程ａ２において、ポリアミドブレンド物を、約２９０℃の温度及び約５０ｂａｒの押出圧力においてスクリュー押出機内で溶融、均質化、及び加圧した。その後、工程ａ３により、溶融ポリアミドブレンド物を、約２００ｂａｒの紡糸パック圧及び約５ｋｇ／ｈの紡糸パック流量でマルチフィラメント糸へと紡糸した。工程ａ４では、ポリアミド繊維ブレンド物を固化して４２００ｍ／分でボビンに巻き取った。生分解剤は、全ポリアミドブレンド物の２重量％として工程ａ１で連続的に添加した。得られたマルチフィラメントのポリアミドブレンド物を１ｘ８０ｆ６８ｄｔｅｘの繊度へと更に仮撚り加工し、生地を編んだ。
【００７９】
対照実施例２  −  生分解剤なしのポリアミド５．６
バイオベースのポリアミド繊維を、実施例１に記載した条件と同様であるが生分解剤なしの条件でポリアミド５．６ペレットから溶融紡糸押出によって製造した。
【００８０】
比較例３  −  ２％の生分解剤を有するポリアミド６．６
燃料ベースのポリアミド繊維を、実施例１で記載したものと同じ方法及び生分解剤を用いてポリアミド６．６ペレットから溶融紡糸押出によって製造した。ポリアミド６．６ペレットは、Ｒｈｏｄｉａ  Ｐｏｌｉａｍｉｄａ  ｅ  Ｅｓｐｅｃｉａｌｉｄａｄｅｓ  Ｌｔｄａで製造された。これは、主にヘキサメチレンジアミンとアジピン酸とを含むナイロン塩の重合により製造される。本明細書に開示の方法によって測定したＩＶＮ（粘度指数）は、１２８〜１３２であり、ＡＴＧ（アミン末端基）は、４０〜４５である。
【００８１】
比較例４  −  生分解剤なしのポリアミド６．６
燃料ベースのポリアミド繊維を、実施例３に記載した条件と同様であるが生分解剤なしの条件でポリアミド６．６ペレットから溶融紡糸押出によって製造した。
【００８２】
生分解性ＡＳＴＭ  Ｄ５５１１の検討
【００８３】
2019513911.tif 000002
【００８４】
図１は、グラフを示す。
【００８５】
バイオベース含有量ＡＳＴＭ  Ｄ６８６６の検討
【００８６】
2019513911.tif 000003
【００８７】
光酸化前後の機械的特性の検討  −  ＩＳＯ１０５  Ｂ０６
【００８８】
2019513911.tif 000004
【００８９】
生分解剤あり及びなしの糸の特性の検討
【００９０】
2019513911.tif 000005
【００９１】
ポリアミドの吸湿性の検討
【００９２】
2019513911.tif 000006
【００９３】
結論
ＡＳＴＭ  Ｄ５５１１の生分解性分析（表１）は、生分解剤が、３００日以内に少なくとも１５．５％だけバイオベースのポリアミド５．６の生分解性を向上させることを示し、同じ増加率であると見なした場合、これは５年以内に９０％になると推定し得る。向上された生分解性は、ポリアミドの元の特性に影響を与えることなしに環境影響を大幅に低減するのに十分である。その結果、生分解時間は、５０年超（元の状態のポリアミドについて見込まれる生分解時間）から５年以内という短い期間に驚くほど短縮される。ポリアミド５．６は、分解剤が存在すると、従来のポリアミド６．６よりも速い生分解速度（１１．５％速い）となり、生分解剤との正の相乗効果が明らかになった。バイオベース炭素含有量に関して、本発明の実施例（実施例１）から、再生可能な炭素が実際に４０％超（表２）であり、ポリアミド６６の同等のサンプルがゼロであることが明確に確認された。これは、ポリアミド５．６の炭素がＰＡ６．６の化石燃料ベースの代わりにバイオベースであることを意味する。表３及び４は、有意な化学的及び機械的特性の低下を示さない。粘度及び末端基などのポリマーの特徴は、同じ状態が保たれる。これは、染色性、引張強さ、及び伸びが有意な影響を受けないことを意味する。
【図１】
2019513911.tif 000007
【国際調査報告】
2019513911.tif 000008
2019513911.tif 000009