(57)【要約】【課題】耐加水分解性を効果的に高めた生分解性樹脂繊維と天然繊維の複合材を提供する。【解決手段】生分解性樹脂からなるバインダー繊維と、天然繊維とを混合してなる繊維複合材において、天然繊維表面上に加水分解防止剤、好ましくはカルボジイミドを被覆する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性樹脂からなるバインダー繊維と、表面上に加水分解防止剤を被覆した天然繊維とを混合してなる繊維複合材。
【請求項２】
前記加水分解防止剤がカルボジイミド化合物である、請求項１記載の繊維複合材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強度が高く、耐加水分解性に優れ、かつ生分解性を有する繊維複合材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にプラスチックは化学的にきわめて安定な化合物であり、耐久性が高く、多くの分野において利用されている。このプラスチックは安定であるがため、本来の利用が行われる限りは問題がないが、不要となった際の廃棄には多くの問題が伴う。すなわち、廃棄プラスチックは現在一般的に埋め立てや焼却によって処分されているが、埋め立て処分の場合には長期にわたって分解せず、また焼却すれば高温を発生するため焼却炉を傷める原因となり、さらにはいわゆるダイオキシン等の有害物質の発生源ともなり、大きな社会問題となっている。
【０００３】
そこで、これらの問題を解決するために、土中や水中において微生物等によって水と二酸化炭素に分解する生分解性樹脂が提案されている。この生分解性樹脂は、水の存在下で、容易に加水分解する特性により、汎用樹脂として使用する場合には、廃棄後に環境を汚染することなく分解するために環境にやさしく、医療用材料として生体内に留置する場合には、目的達成後に生体に与える影響がないか少なく、生体内で分解・吸収されるために生体にやさしい優れた材料であることから、医療用材料や汎用樹脂の代替物として注目されてきた。
【０００４】
しかしながら、生分解性樹脂は汎用樹脂と比較して一般に機械的強度が低いという問題がある。そこで、この生分解性樹脂の強度不足という欠点を補うために、各種天然繊維からなる強化材を用いることが提案されている。すなわち、生分解性樹脂の繊維と天然繊維とを組み合わせて複合材とすることにより、機械的強度を高めている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、生分解性樹脂は、特に高温高湿環境下において耐加水分解性が低いという問題もある。この耐加水分解性を高めるため、生分解性樹脂に加水分解防止剤を添加することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１８１９７５号公報（第２頁）
【特許文献２】
特開２０００−２９０５１５号公報（第２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生分解性樹脂の耐加水分解性を高めるために、生分解性樹脂に加水分解防止剤を単に添加するのみでは、多量の加水分解防止剤が必要であり、効果的でない。特に、生分解性樹脂繊維と天然繊維の複合材においては、生分解性樹脂繊維と天然繊維の界面において加水分解を防止することにより、複合材の加水分解による破壊を効果的に防止することができる。
【０００８】
本発明は、耐加水分解性を効果的に高めた生分解性樹脂繊維と天然繊維の複合材を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明によれば、生分解性樹脂からなるバインダー繊維と、表面上に加水分解防止剤を被覆した天然繊維とを混合してなる繊維複合材が提供される。
【００１０】
生分解性樹脂の繊維と天然繊維からなる複合材において、天然繊維を加水分解防止剤で被覆しておくことにより、生分解性樹脂繊維と天然繊維の界面に加水分解防止剤が存在し、この界面における生分解性樹脂の加水分解を防止することによって複合材の崩壊を効果的に防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる生分解性樹脂は生分解性を有していればよく、特に限定されるものではない。この生分解性樹脂としては、ポリ乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、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／カーボネート）、ポリエチレンサクシネート、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、デンプン変性樹脂、セルロース変性樹脂等を用いることができる。この生分解性樹脂は繊維の形態、例えばマルチフィラメント、モノフィラメント、ステープルファイバー、フラットヤーン、スパンボンドとして用いる。
【００１２】
また、天然繊維としては、例えば麻（亜麻、ラミー、マニラ麻、サイザル麻、ケナフ、ジュート）、綿、パルプ等を用いることができる。この天然繊維の形態は、例えば単繊維を取り出して用いることもでき、単繊維を束状にして用いることもでき、あるいは単繊維及び／又は束状繊維を織った状態で用いることもできる。
【００１３】
上記生分解性樹脂繊維及び天然繊維の長さは、特に制限はないが、繊維の長さが短いと強化材として機能しないため、得られる複合材の強度を高くすることができない。従って、これらの繊維、特に天然繊維の長さは、繊維直径の好ましくは１００倍以上、より好ましくは１０００倍以上である。これらの繊維の直径は、特に制限はないが、通常の直径、例えば０．０１〜０．２ｍｍ程度である。
【００１４】
本発明においては、天然繊維を加水分解防止剤で被覆しておくことを特徴とする。加水分解防止剤としては、カルボジイミド化合物が好ましく、例えば２，２，６，６−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミド、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド等が挙げられる。
【００１５】
天然繊維に加水分解防止剤を被覆する方法としては、加水分解防止剤を含む溶液を天然繊維表面にスプレーする方法、加水分解防止剤を含む溶液に天然繊維を浸漬する方法、等が例示される。
【００１６】
加水分解防止剤の被覆量は、生分解性樹脂の種類、加水分解防止剤の種類、最終複合材の用途及び特性等に応じて適宜決定することができるが、通常は、天然繊維に対して０．１〜５ｗｔ％の量を被覆させる。
【００１７】
本発明の複合材は、上記生分解性樹脂繊維と、加水分解防止剤を被覆した天然繊維を混合し、加熱し、プレス成形することにより得られる。生分解性樹脂繊維と天然繊維の配合比は、質量比で９：１〜１：９とすることができる。成形時の温度は１８０〜２３０℃、圧力は０．５〜５０ＭＰａであることが好ましい。こうして得られる複合材の量（目付）は２００〜４０００ｇ／ｍ２であることが好ましい。
【００１８】
【実施例】
実施例１
ケナフ繊維にカルボジイミドを含む溶液をスプレーし、乾燥させることによりケナフ繊維表面にカルボジイミドを被覆させた（被覆量２ｗｔ％）。このケナフ繊維をポリ乳酸繊維と質量比１：１で混合し、混合繊維マットを得た。この混合繊維マットを、２１０℃に加熱した２枚の熱板の間に挟み、プレス型内で７ＭＰａにおいてプレスし、冷却することによって目付１５００ｇ／ｍ２の複合材を得た。
【００１９】
比較例１
ケナフ繊維にカルボジイミドを被覆しないことを除き、実施例１と同様にして複合材を製造した。
【００２０】
比較例２
カルボジイミドを２ｗｔ％添加したポリ乳酸から繊維を製造し、これとカルボジイミドを被覆していないケナフ繊維を用いて、実施例１と同様にして複合材を製造した。
【００２１】
上記３種の複合材について、７０℃、９０％ＲＨ環境下に放置し、一定時間経過後にＪＩＳ  Ｋ  ７１７１に準じて曲げ特性を測定した。この結果を図１に示す。図１の結果から明らかなように、本発明の複合材において物性低下が最も小さかった。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の複合材において、加水分解防止剤が存在することにより、生分解性樹脂の加水分解により生ずる分子末端のカルボン酸が加水分解防止剤により封止され、分解を促進する酸の発生が抑制されるため、生分解性樹脂の分子量低下が抑制される。また、強化材である天然繊維の表面に加水分解防止剤が存在しているため、天然繊維と生分解性樹脂繊維の接着点に多量の加水分解防止剤が分布することになり、天然繊維に接着した部分の生分解性樹脂繊維の耐加水分解性が特に向上する。その結果、接着面の剥がれ、接着部の破壊による生分解性樹脂繊維の強度低下を防止することができる。さらに、生分解性樹脂中に添加する場合よりも表面に被覆することにより加水分解防止剤の使用量を少なくすることができるため、低コスト化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例及び比較例において製造した複合材の湿熱老化後の曲げ特性の測定結果を示すグラフである。
【図１】
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