JP2000154425A - 生分解性モノフィラメントの製造法 - Google Patents

生分解性モノフィラメントの製造法

Info

Publication number
JP2000154425A
JP2000154425A JP10329350A JP32935098A JP2000154425A JP 2000154425 A JP2000154425 A JP 2000154425A JP 10329350 A JP10329350 A JP 10329350A JP 32935098 A JP32935098 A JP 32935098A JP 2000154425 A JP2000154425 A JP 2000154425A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
monofilament
polylactic acid
stretching
temperature
producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10329350A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Inagaki
孝司 稲垣
Akira Kanatsuki
亮 金築
Hiroshi Yokoyama
博 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Unitika Ltd filed Critical Unitika Ltd
Priority to JP10329350A priority Critical patent/JP2000154425A/ja
Publication of JP2000154425A publication Critical patent/JP2000154425A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリ乳酸から、漁網、海苔網、ロープ、釣り
糸等の産業資材用として好適な微生物分解性モノフィラ
メントを安定して製造することができる方法を提供す
る。 【解決手段】 数平均分子量が7万以上のポリ乳酸を溶
融紡糸し、延伸して生分解性モノフィラメントを製造す
る。その際、(Tm +20) 〜(Tm +50) ℃〔Tmはポリ乳酸
の融点(℃)〕の温度で、かつ、10分間以内で溶融と紡
出を行い、次いで、(Tg −50)〜(Tg +20)℃〔Tgはポ
リ乳酸のガラス転移温度(℃)〕の液体浴中で2〜5秒
間冷却固化を行った後、延伸する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリ乳酸から、漁
網、海苔網、ロープ、釣り糸等の産業資材用として好適
な生分解性モノフィラメントを製造する方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】漁業や農業、土木用として用いられる産
業資材用繊維としては、強度及び耐候性の優れたものが
要求されており、主としてポリアミド、ポリエステル、
ビニロン、ポリオレフィン等からなるものが使用されて
いる。しかし、これらの繊維は自己分解性がなく、使用
後、野山や海に放置されると、景観を損なうばかりでな
く、鳥や海洋生物、ダイバー等に絡み付いて殺傷した
り、船のスクリューに絡み付いて船舶事故を起こすとい
う問題があった。
【0003】この問題は、使用後、焼却、埋め立てある
いは回収再生により処理すれば解決されるが、これらの
処理には多大な費用を要するため、現実には野山や海に
放置されているのが実情である。
【0004】そこで、このような問題を解決する方法と
しては、生分解性の素材を用いることが考えられ、種々
の生分解性繊維が提案されている。その中でもポリ乳酸
は、比較的安価で、実用的な機械的物性と耐熱性を有す
る成形体を製造することが可能な生分解性樹脂であり、
これを繊維化することが種々試みられている(特開平10
-60733号、特願平10-188477 号等)。しかし、ポリ乳酸
は、硬くて脆く、結晶化速度が早いため、優れた機械的
物性を有するモノフィラメントを安定して製造すること
が困難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、ポリ乳酸から、漁網、海苔網、ロープ、釣り
糸等の産業資材用として好適なモノフィラメントを安定
して製造することができる方法を提供することを技術的
な課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討の結果、溶融紡糸時のポリ
乳酸の溶融時間、紡出糸条の冷却固化温度、冷却固化時
間を制御することによって、円滑な溶融紡糸が可能で、
糸質性能の良好なモノフィラメントを安定して製造する
ことが可能となることを見出し、本発明に到達した。す
なわち、本発明は、次の構成を有するものである。 (1) 数平均分子量が7万以上のポリ乳酸を溶融紡糸し、
延伸して生分解性モノフィラメントを製造するに際し、
(Tm +20) 〜(Tm +50) ℃〔Tmはポリ乳酸の融点
(℃)〕の温度で、かつ、10分間以内で溶融と紡出を行
い、次いで、(Tg −50)〜(Tg +20)℃〔Tgはポリ乳酸
のガラス転移温度(℃)〕の液体浴中で2〜5秒間冷却
固化を行った後、延伸することを特徴とする生分解性モ
ノフィラメントの製造法。 (2) 延伸工程で二段以上の多段延伸を行い、かつ、二段
目以降の延伸を気体中、モノフィラメント表面の水分率
が1%以下の状態で行う上記(1) 記載の生分解性モノフ
ィラメントの製造法。 (3) ポリ乳酸が、光学純度95.0〜99.5%のポリ-L- 乳酸
である上記(1) 又は(2)記載の生分解性モノフィラメン
トの製造法。 (4) ポリ乳酸のMFR が25g/10min 以下のポリ-L- 乳酸で
ある上記(1) 〜(3) のいずれかに記載の生分解性モノフ
ィラメントの製造法。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明で使用するポリ乳酸は、数平均分子量が7
万以上、好ましくは9万以上のものであることが必要で
る。数平均分子量が7万未満では、溶融体の流動性が悪
かったり、溶融時の粘度が低くなるため、ドラフト切れ
を起こして製糸性が低下し、また、高延伸倍率での延伸
が不可能となる。
【0008】また、ポリ乳酸は、光学異性体であるL-乳
酸とD-乳酸を主成分とした重合体又はその共重合体であ
り、この中でも光学純度95.0〜99.5%、特に96〜99%の
ポリ-L- 乳酸であることが好ましい。乳酸は光学活性な
炭素を有しており、そのためにL体、D体の光学異性体
が存在する。L体成分の比率が上記範囲より低いと融解
温度の低下が起こるとともに製糸性が悪化し、糸質性能
の劣った繊維となりやすい。また、この比率が上記範囲
より高いと、加工性の悪化や生分解性能の低下につなが
りやすい。
【0009】さらに、ポリ乳酸は、温度210 ℃、荷重2.
16kgf の条件で測定したMFR が、25g/10min 以下、特に
15g/10min 以下であることが好ましい。この条件を満足
しないと、吐出線速度が速くなるので、線径斑が生じ
る、製糸性が悪化する等の問題が生じやすくなる。
【0010】本発明において、溶融紡糸方法は、溶融紡
糸時のポリ乳酸の溶融時間、紡出糸条の冷却固化温度、
冷却固化時間が特定の条件を満足すれば、通常の溶融紡
糸方法を採用することができる。
【0011】まず、ポリ乳酸の溶融温度は、(Tm+20)
〜(Tm+50)℃、好ましくは(Tm+25)〜(Tm+45)℃
の条件を満足する必要がある。溶融温度が上記範囲未満
になると、樹脂を完全に溶融させることが困難となり、
溶融粘度が高くなって定量供給が困難となる。一方、上
記範囲を超えると、重合体が熱分解を起こして製糸性が
悪化するので好ましくない。
【0012】また、ポリ乳酸の溶融時間は、10分間以
内, 好ましくは4〜7分にすることが必要である。ここ
で溶融時間とは、ポリマーが加熱により溶融開始する時
から、ノズル孔から押し出すまでに要するまでの時間の
ことであり、この時間が10分を超えると、ポリマーの熱
分解が起こりやすくなるため好ましくない。
【0013】溶融した後、紡出した糸条は、(Tg−50)
〜(Tg+20)℃、好ましくは(Tg−30)〜(Tg+10)℃
の液体浴中で2〜5秒間、好ましくは2〜3秒間冷却固
化を行うことが必要である。冷却固化温度は、ポリマー
の分子鎖が凍結される温度であるガラス転移温度を基準
の温度として、上記温度範囲にすることが必要である。
この温度未満になると、ポリ乳酸特有の硬い性質に起因
し、得られるモノフィラメントは硬くて脆い未延伸フィ
ラメントとなり、小さな外力でモノフィラメントの破壊
や切断が起こり、採取不可能となるのと同時に延伸が不
可能となる。一方、この温度が高すぎると、ポリ乳酸の
速い結晶化速度に起因し、結晶化が進行する結果、未延
伸モノフィラメントの延伸が不可能となる。また、さら
に高温になると、モノフィラメントの冷却が充分に行わ
れない結果、未延伸モノフィラメントを採取することが
不可能となる。
【0014】次に、冷却固化時間が上記範囲より短かい
と冷却不足となり、未延伸フィラメントを得ることが困
難となり、上記範囲より長いと、結晶化が進行しすぎる
結果、硬くて脆い未延伸モノフィラメントとなり、延伸
することが困難となる。また、モノフィラメントの引き
取り速度にも関係するが、冷却固化及び結晶化浴の長さ
又は浸漬長を大きくする必要性が生じるため、工業的な
面から不利になる。
【0015】冷却固化に使用する液体浴としては、水、
エチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセ
リン、シリコーン等を使用できるが、液体浴は100 ℃以
下であり高温にする必要がないため、作業性がよく、モ
ノフィラメントに付着した液体の除去が簡単であり、液
体の粘性によるモノフィラメントへの引張抵抗が小さい
水を使用するのが最も好ましい。
【0016】冷却固化により結晶化した未延伸モノフィ
ラメントを、必要に応じて、温度20〜40℃の雰囲気中で
30〜180 秒間処理して結晶化度を調整した後、延伸す
る。この場合、未延伸モノフィラメントを一旦巻き取
り、室温で放置すると結晶化が進行して結晶化度が高く
なりすぎ、延伸が困難となるので、冷却固化した後、引
き続いて延伸することが好ましい。
【0017】延伸は、一段又は二段以上の多段で行うこ
とができるが、高強度のモノフィラメントを得るために
は、二段以上の多段で延伸を行うことが好ましい。この
場合、第一段目の延伸は、加熱効率の高い液体浴中で行
うのが好ましい。これは、モノフィラメントは一般に線
径が大きいため、オーブンヒータ等を使用した延伸で
は、設定温度を高温にする必要があるため好ましくない
ためである。液体としては水、エチレングリコール、ポ
リエチレングリコール、グリセリン、シリコーン等を使
用できるが、冷却固化の液体浴と同様な理由で水を使用
するのが最も好ましい。
【0018】第一段目の延伸温度は、60〜95℃であるこ
とが好ましい。延伸温度が60℃未満になると、未延伸モ
ノフィラメントの加熱が不足となり、延伸過程で糸切れ
等を起こし、一方、95℃を超えると、モノフィラメント
に対して過加熱となり、スーパードロー現象等が起こ
り、分子配向したモノフィラメントが得られない。ま
た、液体浴を水にした場合、95℃以上で制御することは
困難となる。第一段目の延伸倍率は、3倍以上とするこ
とが好ましい。延伸倍率が3倍未満になると、延伸点の
固定が困難となって延伸斑が起こり、充分な延伸を行う
ことが難しくなりすい。
【0019】また、多段で延伸する場合、温度60〜95℃
の液体中で倍率3〜6倍の第一段延伸を行った後、第二
段目以降の延伸を温度 100〜250 ℃の液体中又は気体中
で行い、全延伸倍率が 6.5倍以上となるように延伸する
のが好ましい。第二段以降の延伸を液体中で行う際に
は、第一段目の延伸工程と同様な液体浴を使用すること
ができる。第二段目以降の延伸温度が100 ℃未満になる
と、モノフィラメントへの加熱が不足して延伸性が悪く
なり、250 ℃を超えると、モノフィラメントが融解した
り、熱分解を起こし、良好な糸質性能のモノフィラメン
トが得られず、また、操業性も悪化しやすいので好まし
くない。また、全延伸倍率が6.5 倍未満であると、優れ
た糸質性能を有するモノフィラメントを得ることが困難
となりやすい。なお、第二段目以降の延伸の延伸倍率
は、第一段延伸倍率よりも高く設定するのが好ましい。
【0020】第二段目以降の延伸は、気体中で行うこと
もできる。通常、空気中で行われるが、窒素ガス等の不
活性気体中で行うことも、モノフィラメントの熱劣化が
抑制できるため好ましい。また、第二段目以降の延伸を
気体中で行う際には、モノフィラメント表面に付着して
いる水分が1%以下の状態で延伸することが好ましく、
1%を超える水分が付着しモノフィラメントを延伸した
場合、得られるモノフィラメントは延伸斑を起こした
り、モノフィラメント表面が荒れたりする結果、糸質物
性の劣ったものとなりやすい。
【0021】また、必要に応じて、延伸後にオーブンヒ
ータ等を使用して、弛緩熱処理を施してもよい。
【0022】本発明における各物性値は, 次の方法で得
られるものである。 (1) 数平均分子量 0.4重量%クロロホルム溶液でGPC 測定を行い、標準ポ
リスチレンに換算して算出した値である。 (2) 融点(Tm)とガラス転移温度(Tg) 20℃/minの昇温速度にてDSC 測定により求めた値であ
る。 (3) MFR 温度 210℃、荷重2.16kgf の条件で測定した。
【0023】
【作用】本発明においては、ポリ乳酸を溶融紡出し、紡
出されたモノフィラメントを適切な条件で冷却固化する
ことで適度の結晶化度を有した未延伸モノフィラメント
を得ることが可能となり、その状態で延伸するため、延
伸が円滑に行われ、糸質性能の良好なモノフィラメント
を得ることが可能となる。
【0024】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、引張強度特性はJIS L 1013に準じて測定し
た。 実施例1 数平均分子量95,000、L体比率4%のポリ-L- 乳酸をエ
クストルーダーに供給し、温度205 ℃、溶融時間6分間
の条件で溶融し、孔径1.4mm ノズルを2個有する紡糸口
金を用いて紡出し、紡出糸条を40℃の水浴中で3秒間冷
却固化を行った後、35℃の空気中で60秒間結晶化処理を
行った。引き続いて、90℃の水浴中で3.8 倍に延伸し、
次いで、170 ℃のオーブンヒーター中で2.1 倍に延伸し
た後、180 ℃のオーブンヒータ中で1%の弛緩熱処理を
行い、モノフィラメントを得た。 実施例2〜8 表1に示した条件で、実施例1と同様にしてモノフィラ
メントを製造した。実施例1〜8で使用したポリ乳酸の
物性、製造条件及び得られたモノフィラメントの糸質性
能を表1に示す。
【0025】
【表1】 表1から明らかなように、実施例1〜8で得られたモノ
フィラメントは、強度、伸度ともに良好な値を有するも
のであった。 比較例1〜5 表2に示した条件で、実施例1と同様にしてモノフィラ
メントを製造した。比較例1〜5で使用したポリ乳酸の
物性、製造条件及び得られたモノフィラメントの糸質性
能を表2に示す。
【0026】
【表2】 表2から明らかなように、比較例1〜5では、いずれも
モノフィラメントを安定して製造することができなかっ
た。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、ポリ乳酸樹脂から、漁
網、海苔網、ロープ、釣り糸等の産業資材用として好適
なモノフィラメントを安定して製造することができる。
そして、本発明で得られるモノフィラメントは、生分解
性を有しているため、使用後、海中や土中で分解され、
廃棄物による環境悪化を防止することが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J029 AA02 AB07 AC01 AD01 AD06 AD07 AD10 AE02 EA05 EH03 4L035 BB32 BB57 BB81 BB85 BB89 BB91 CC07 DD14 EE20 FF02 HH10

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 数平均分子量が7万以上のポリ乳酸を溶
    融紡糸し、延伸して生分解性モノフィラメントを製造す
    るに際し、(Tm +20) 〜(Tm +50) ℃〔Tmはポリ乳酸の
    融点(℃)〕の温度で、かつ、10分間以内で溶融と紡出
    を行い、次いで、(Tg −50)〜(Tg +20)℃〔Tgはポリ
    乳酸のガラス転移温度(℃)〕の液体浴中で2〜5秒間
    冷却固化を行った後、延伸することを特徴とする生分解
    性モノフィラメントの製造法。
  2. 【請求項2】 延伸工程で二段以上の多段延伸を行い、
    かつ、二段目以降の延伸を気体中、モノフィラメント表
    面の水分率が1%以下の状態で行う請求項1記載の生分
    解性モノフィラメントの製造法。
  3. 【請求項3】 ポリ乳酸が、光学純度95.0〜99.5%のポ
    リ-L- 乳酸である請求項1又は2記載の生分解性モノフ
    ィラメントの製造法。
  4. 【請求項4】 ポリ乳酸のMFR が25g/10min 以下のポリ
    -L- 乳酸である請求項1〜3のいずれかに記載の生分解
    性モノフィラメントの製造法。
JP10329350A 1998-11-19 1998-11-19 生分解性モノフィラメントの製造法 Pending JP2000154425A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10329350A JP2000154425A (ja) 1998-11-19 1998-11-19 生分解性モノフィラメントの製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10329350A JP2000154425A (ja) 1998-11-19 1998-11-19 生分解性モノフィラメントの製造法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000154425A true JP2000154425A (ja) 2000-06-06

Family

ID=18220484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10329350A Pending JP2000154425A (ja) 1998-11-19 1998-11-19 生分解性モノフィラメントの製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000154425A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2853330A1 (fr) * 2003-04-01 2004-10-08 Univ Bretagne Sud Procede et dispositif de fabrication de fils ou de ficelles biodegradables, fils ou ficelles obtenus par ce procede et applications correspondantes
EP1795631A1 (en) * 2004-10-01 2007-06-13 Riken High-strength fiber of biodegradable aliphatic polyester and process for producing the same
CN102108563A (zh) * 2010-11-16 2011-06-29 清华大学 聚羟基脂肪酸酯纤维的制备方法
CN102121174A (zh) * 2010-12-24 2011-07-13 北京美格赛斯无纺科技有限公司 一种含抗菌抗病毒母粒的无纺布及其生产方法和装置
US8178021B2 (en) 2004-02-26 2012-05-15 University Of Yamanashi Method of manufacturing a drawn biodegradable micro-filament
CN104878458A (zh) * 2015-05-27 2015-09-02 中国水产科学研究院东海水产研究所 一种渔用聚乳酸单丝制造方法
WO2018204940A1 (en) * 2017-05-09 2018-11-15 Lenzing Ag Marine degradable supports

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2853330A1 (fr) * 2003-04-01 2004-10-08 Univ Bretagne Sud Procede et dispositif de fabrication de fils ou de ficelles biodegradables, fils ou ficelles obtenus par ce procede et applications correspondantes
WO2004090209A2 (fr) * 2003-04-01 2004-10-21 Universite De Bretagne Sud Procede et dispositif de fabrication de fils ou ficelles biodegradables, fils ou ficelles obtenus par ce procede et applications correspondantes
WO2004090209A3 (fr) * 2003-04-01 2004-11-25 Univ Bretagne Sud Procede et dispositif de fabrication de fils ou ficelles biodegradables, fils ou ficelles obtenus par ce procede et applications correspondantes
US8178021B2 (en) 2004-02-26 2012-05-15 University Of Yamanashi Method of manufacturing a drawn biodegradable micro-filament
EP1795631A1 (en) * 2004-10-01 2007-06-13 Riken High-strength fiber of biodegradable aliphatic polyester and process for producing the same
EP1795631A4 (en) * 2004-10-01 2008-08-20 Riken HIGH BIODEGRADABLE ALIPHATIC POLYESTER FIBERS AND PROCESS FOR THE PRODUCTION OF SAID FIBERS
US7938999B2 (en) 2004-10-01 2011-05-10 Riken High-strength fiber of biodegradable aliphatic polyester and process for producing the same
CN102108563A (zh) * 2010-11-16 2011-06-29 清华大学 聚羟基脂肪酸酯纤维的制备方法
CN102121174A (zh) * 2010-12-24 2011-07-13 北京美格赛斯无纺科技有限公司 一种含抗菌抗病毒母粒的无纺布及其生产方法和装置
CN104878458A (zh) * 2015-05-27 2015-09-02 中国水产科学研究院东海水产研究所 一种渔用聚乳酸单丝制造方法
WO2018204940A1 (en) * 2017-05-09 2018-11-15 Lenzing Ag Marine degradable supports

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4562316B2 (ja) 生分解性繊維およびその製造方法
CN102459724A (zh) 聚乙醇酸纤维的制造方法
JP3519480B2 (ja) 微生物分解性モノフィラメントの製造法
JP2000154425A (ja) 生分解性モノフィラメントの製造法
JP2588579B2 (ja) 耐熱水性にすぐれたポリビニルアルコール系繊維およびその製造法
JP2883809B2 (ja) 生分解性繊維とその製造方法
JP2001172821A (ja) ポリオキシメチレン繊維の製造方法
JP3599310B2 (ja) ポリ乳酸モノフィラメントとその製造方法
CN110295402A (zh) 一种聚苯硫醚纤维的制备方法
JP3585663B2 (ja) 生分解性モノフィラメントの製造方法
JP3462977B2 (ja) ポリ乳酸繊維の製造法
JP3906349B2 (ja) 生分解性複合モノフィラメントおよびその用途
JP4664167B2 (ja) 生分解性の制御された生分解性樹脂フィラメント及びその製造方法
JP2000136435A (ja) 耐摩耗性ポリ乳酸系繊維とその製造方法
JP3615841B2 (ja) 生分解性釣糸およびその製造方法
JPH11293519A (ja) 生分解性長繊維及びその製造方法
JP3342566B2 (ja) 生分解性複合モノフィラメントとその製造法
JPH11293517A (ja) ポリ乳酸繊維及びその製造法
JPH1161561A (ja) 生分解性高配向未延伸糸およびその製造方法
JP2007314899A (ja) ポリ乳酸モノフィラメント、その製造方法並びにその用途
JP3375435B2 (ja) 生分解性複合モノフィラメント
JPH10110332A (ja) 生分解性モノフィラメントおよびその用途
JPH08158158A (ja) 生分解性樹脂繊維およびその製造法
JP3468884B2 (ja) 生分解性フィラメントとその製造法
JPH1181036A (ja) 高強度ポリプロピレン繊維及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071218

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20081104