(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性を有する繊維を水系で処理できる、生分解性樹脂エマルジョンからなる繊維処理剤であって、
生分解性樹脂エマルジョンが、ヒドロキシアルカン酸の単独重合物、ヒドロキシアルカン酸の共重合物、コハク酸とエチレングリコールとの共重合物、コハク酸とブチレングリコールとの共重合物、及びコハク酸とエチレングリコールとブチレングリコールとの共重合物からなる群から選択されたポリエステル系生分解性樹脂であって、ポリマー末端にカルボキシル基を有するか、又はカルボキシル基を有する残留モノマー若しくはオリゴマー化物を含むポリエステル系生分解性樹脂を乳化剤で乳化してなり、前記樹脂中のカルボン酸がアルカリ性物質で中和された樹脂エマルジョンであり、
生分解性を有する繊維の表面の一部又は全部を前記樹脂エマルジョン中の生分解性樹脂で被覆することにより、前記繊維の生分解を促進または遅延させる
ことを特徴とする繊維処理剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維処理剤に関し、例えば土木建築分野や農林業分野で、土中に埋設されたり、土表面に敷設されたりする、生分解性繊維を処理するのに用いられる繊維処理剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土木建築作業で使用される土嚢や、樹木の根の保護、播種の散乱防止、雑草の発育抑制などの目的に使用される各種繊維資材は、その多くが土中などの環境暴露で分解することを前提に使用されている。したがって、その多くは天然繊維や生分解性合成樹脂を紡糸して得られた繊維等の、生分解性を有する繊維を使用している。
【０００３】
しかし、こうした用途において用いられる繊維は、期待される生分解までの時間が様々であるにもかかわらず、分解を促進したり遅延させたりして崩壊までの所要時間を制御する技術はこれまで実用化されていなかった。これは、このような分解速度の制御のために、繊維を例えば樹脂エマルジョンで処理した場合、従来の樹脂エマルジョンでは付与した樹脂が環境中に残り、環境破壊につながるおそれが大きかったためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、生分解性繊維を水系で容易に処理することのできる繊維処理剤であって、環境に悪影響を与えずに生分解性繊維の分解を促進又は遅延させることができ、土木建築用途や、農林業、園芸、環境整備等の各種用途に用いられる繊維の処理に適した繊維処理剤を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の繊維処理剤は、生分解性を有する繊維を水系で処理できる、生分解性樹脂エマルジョンからなる繊維処理剤であって、上記の課題を解決するために、生分解性樹脂エマルジョンが、ヒドロキシアルカン酸の単独重合物、ヒドロキシアルカン酸の共重合物、コハク酸とエチレングリコールとの共重合物、コハク酸とブチレングリコールとの共重合物、及びコハク酸とエチレングリコールとブチレングリコールとの共重合物からなる群から選択されたポリエステル系生分解性樹脂であって、ポリマー末端にカルボキシル基を有するか、又はカルボキシル基を有する残留モノマー若しくはオリゴマー化物を含むポリエステル系生分解性樹脂を乳化剤で乳化してなり、前記樹脂中のカルボン酸がアルカリ性物質で中和された樹脂エマルジョンであり、生分解性を有する繊維の表面の一部又は全部を前記樹脂エマルジョン中の生分解性樹脂で被覆することにより、前記繊維の生分解を促進または遅延させるものとする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるポリエステル系生分解性樹脂エマルジョンは、ポリエステル系生分解性樹脂を乳化剤で乳化してなり、樹脂中に含まれるカルボン酸がアルカリ物質で中和されたものである。
【０００７】
ポリエステル系生分解性樹脂は、従来から用いられている生分解性ポリエステル系高分子化合物であって、残留（未反応）モノマー及び／又はオリゴマーを含んでいてもよく、これらのモノマー、オリゴマー、又はポリマーの末端にカルボキシル基を有するものである。
【０００８】
具体例としては、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、リンゴ酸、グリコール酸等のヒドロキシアルカン酸、又はε−カプロラクトンの単独重合物、あるいはこれらの共重合物が挙げられる。
【０００９】
また、コハク酸とエチレングリコール及び／又はブチレングリコールの末端カルボン酸共重合物や、これらの残留モノマーや末端カルボン酸オリゴマー化物を含んだ、コハク酸とエチレングリコール及び／又はブチレングリコールの末端アルコール共重合物も使用可能である。
【００１０】
これらポリエステル系生分解性樹脂の種類を選択することにより、生分解性繊維が分解して崩壊するまでの時間を制御することが可能となる。すなわち、処理される生分解性繊維より崩壊速度が速い樹脂を用いた繊維処理剤を使用することにより繊維の生分解性を促進することができ、繊維より崩壊速度が遅い樹脂を用いた繊維処理剤を使用することにより生分解性を遅延させることができる。
【００１１】
例えば、ポリ乳酸は、一般には脂肪族ポリエステル系プラスティックよりも外観上緩やかに崩壊するのが認められる。脂肪族ポリエステル系プラスティックは、ポリマー鎖末端から順に生分解されるのに対し、ポリ乳酸は全体が分子量数千程度に加水分解されてから生分解されると言われているが、この機構の相違が分解速度にも影響を及ぼしていると推測される。
【００１２】
いずれにせよ、このように生分解速度あるいは崩壊速度が処理される繊維よりも遅いポリエステル系生分解性樹脂を乳化してなる繊維処理剤で繊維表面を被覆することにより、被覆された樹脂がバリアとなって、繊維が崩壊するまでの時間が繊維単体のときより延長されると考えられる。
【００１３】
一方、生分解速度あるいは崩壊速度が処理される繊維よりも速いポリエステル系生分解性樹脂を乳化してなる繊維処理剤で繊維表面を被覆した場合、繊維間に侵入したポリマーが崩壊するとそこに空隙が生じ、表面積が大きくなって生分解が促進されると考えられる。
【００１４】
上記のようなポリエステル系生分解性樹脂中のカルボン酸を中和するためのアルカリ性物質としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の一般的なアルカリ性物質を適宜使用することができる。樹脂中のカルボン酸をアルカリ性物質で中和することにより、繊維処理剤の貯蔵安定性を向上させることができる。
【００１５】
次に、本発明で用いる乳化剤は、非イオン系界面活性剤を２０〜１００重量％含有することが好ましく、５０〜１００重量％含有することがより好ましい。このように非イオン系界面活性を特定量以上含有する乳化剤を用いることにより、水系状態でのｐＨが４〜７に安定して保持され、繊維処理剤の貯蔵安定性がより優れたものとなる。
【００１６】
また、非イオン系界面活性剤は低分子量であることが好ましく、分子量（Ｍｗ）は３０００以下が好ましく、１５００以下がより好ましい。従来、界面活性剤が経時的に塗膜表面にブリードアウトすることによる不具合の発生等の問題があったが、低分子量の乳化剤を用いることにより、エマルジョン乾燥時に大部分が表面に移行し、これを一度の水洗いで除去することができるので、ほとんど不純物を含まない、耐水性に優れた樹脂塗膜を得ることが可能となる。
【００１７】
非イオン系界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等が挙げられる。中でも、ポリオキシエチレンラウリルエーテルやポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が好ましい。
【００１８】
乳化剤としては、上記非イオン系界面活性剤以外に、アニオン系、カチオン系、あるいは両性の各種イオン系界面活性剤を用いることもできる。
【００１９】
アニオン系界面活性剤の例としては、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、スルホコハク酸塩、Ｎ−アシルアミノ酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩、リン酸エステル等が挙げられる。また、カチオン系界面活性剤の例としてはアルキルアンモニウム塩、両性界面活性剤の例としてはアルキル（アミド）ベタイン、アルキルジメチルアミンオキシド等が挙げられる。
【００２０】
上記乳化剤の使用量は、通常は、ポリエステル系生分解性樹脂１００重量部に対して０．２〜２０重量部（但し、固形分換算）である。
【００２１】
ポリエステル系生分解性樹脂を乳化剤を用いて乳化する具体的な方法は特に限定されず、従来から用いられている一般的な乳化方法を採ることができる。
【００２２】
例えば、ポリエステル系生分解性樹脂を、これを溶解できる溶媒に溶解して、乳化剤を添加した後、水を徐々に加える方法が用いられる。ここで溶媒としては、例えば、ブタノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒、トルエン等の芳香族系溶媒、ジクロロメタン等の塩素系溶媒等が使用可能である。
【００２３】
あるいは、ポリエステル系生分解性樹脂を上記のような溶媒に溶解した後、乳化剤水溶液を加えて一気に転相点に到達させ、その後水希釈する方法や、ポリエステル系生分解性樹脂をその溶融温度まで昇温し、乳化剤を混合後、温水を加えて乳化する方法等も用いることができる。
【００２４】
なお、本発明の繊維処理剤には、必要に応じて、柔軟剤、架橋剤、消泡剤、増粘剤、流動性調整剤、充填剤、着色剤等をさらに添加することができる。また、本発明の目的に反しない範囲で、現在市販されている各種樹脂エマルジョンを配合することも可能である。
【００２５】
本発明の処理剤の適用対象となる生分解性を有する繊維は、地中又は地表で微生物等により生分解される繊維であり、具体的には、麻、綿、羊毛、パルプ等の天然繊維、再生繊維、半合成繊維、生分解性合成樹脂を紡糸して得られた生分解性合成繊維のいずれでもよく、さらにこれらの混合物であってもよい。また、繊維の形態も特に限定されず、例えば、糸、綱、織布、不織布、編物、網等のいずれであってもよい。
【００２６】
本発明の繊維処理剤で、これらの生分解性を有する繊維を処理するには、浸漬、ハケ塗り、スプレー塗布、ロールコーターによる塗布等の一般的な塗布方法が適宜用いられる。塗布後は、公知の方法で乾燥すればよい。繊維に対する生分解性樹脂の付着量は、樹脂の種類や処理の目的により異なるが、通常は、０．１〜１００重量％程度とする。
【００２７】
上記した処理により、生分解性繊維の表面がポリエステル系生分解性樹脂で被覆される。これによって繊維の分解が促進又は遅延されるが、このポリエステル系生分解性樹脂は、最終的には繊維と同様、完全に生分解され、後に有害物質を残さないので、環境に悪影響を及ぼすおそれがない。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００２９】
〔実施例１〕
ポリ乳酸樹脂（島津製作所（株）；ＬＡＣＴＹ９０３０、融点１５０℃）５０部にラウリン酸スクロース（第一工業製薬（株）；コスメライクＬ−１６０、分子量５３８）４．５部とスルホコハク酸ジオクチルナトリウム液（第一工業製薬（株）；ネオコールＳＷ−Ｃ、分子量５０８）０．７部を添加し、ホモディスパーによる攪拌下、水５１部を段階的に添加して乳化体とした後、２８％アンモニア水０．３５部で中和し、白濁液状の乳化物（固形分５０％、粒径０．７μｍ、ｐＨ７．２）１１０部を得た。
【００３０】
麻織布（ジュート１７番手平織り）を３０ｃｍ×３０ｃｍに切り出し、上記のエマルジョンの５０％水溶液に浸漬し、ローラー式圧搾機（絞り圧３ｋｇｆ／ｃｍ２）にて余分のエマルジョンを搾去後（ｗｅｔ  ｐｉｃｋｕｐ：６０％）、ベーキングマシン（１５０℃×２分）にて乾燥・熱処理し、ポリ乳酸樹脂加工した麻織布をえた。ポリ乳酸樹脂の付着量は、麻織布に対して１５％（ｗｅｔ  ｐｉｃｋｕｐからの理論値）であった。
【００３１】
〔実施例２〕
ポリブチレンサクシネート（韓国ＩＲｅＣｈｅｍｉｃａｌ製；ＥｎＰｏｌＧ４６２５、融点８０〜９２℃）５０部にラウリン酸スクロース（第一工業製薬（株）；コスメライクＬ−１６０、分子量５３８）４．５部とスルホコハク酸ジオクチルナトリウム液（第一工業製薬（株）；ネオコールＳＷ−Ｃ、分子量５０８）０．７部を添加し、ホモディスパーによる攪拌下、水５１部を段階的に添加して乳化体とした後、２８％アンモニア水０．２部で中和し、白濁液状の乳化物（固形分５０％、粒径１．０μｍ、ｐＨ６．８）１１０部を得た。
【００３２】
カネボウ合繊社製ポリ乳酸繊維不織布（目付け３０ｇ／ｍ２）を３０ｃｍ×３０ｃｍに切り出し、上記のエマルジョンに浸漬し、ローラー式圧搾機（絞り圧３ｋｇｆ／ｃｍ２）にて余分のエマルジョンを搾去後（ｗｅｔ  ｐｉｃｋｕｐ：３０％）、ベーキングマシン（１３０℃×２分）にて乾燥・熱処理し、ポリブチレンサクシネート樹脂加工したポリ乳酸繊維不織布をえた。ポリブチレンサクシネート樹脂の付着量は、ポリ乳酸繊維不織布に対して１５％（ｗｅｔ  ｐｉｃｋｕｐからの理論値）であった。
【００３３】
〔比較例１〕
市販のアクリルエマルジョン（固形分５０％）を用いて実施例１と同様の手法で麻織布に処理し、アクリル樹脂加工した麻織布をえた。
【００３４】
〔比較例２〕
市販のアクリルエマルジョン（固形分５０％）を用いて実施例２と同様の手法でポリ乳酸繊維不織布に処理し、アクリル樹脂加工したポリ乳酸繊維不織布をえた。
【００３５】
〔ブランク１〕
実施例１及び比較例１で用いたのと同じ麻織布を、繊維処理剤で処理せずに使用した。
【００３６】
〔ブランク２〕
実施例２及び比較例２で用いたのと同じポリ乳酸繊維不織布を、繊維処理剤で処理せずに使用した。
【００３７】
上記各試料につき、生分解性を評価した。すなわち、各試料ををポリエステル製のネットに入れて畑地に埋設し、外観の変化を観察した。結果を表１に示す。表中、○は完全に分解したことを示し、△は一部分解したことを示し、×は全く分解しなかったか、又は何らかの問題があったことを示す。
【００３８】
【表１】
0003879035.tif 000002
【００３９】
【発明の効果】
本発明の繊維処理剤によれば、生分解性繊維を水系で容易に処理することができ、環境に悪影響を与えずに、生分解性繊維の分解を促進又は抑制することが可能となる。