專利名稱：生物降解性纖維、布帛及其生物降解性控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于生物降解性纖維。更詳細(xì)地說，是關(guān)于由作為地球環(huán)境適宜的生物降解性塑料的、人們所期望的聚乳酸構(gòu)成的、根據(jù)目的能夠調(diào)節(jié)生物降解速度的生物降解性纖維。
現(xiàn)有技術(shù)近年來，作為適于地球環(huán)境的資源循環(huán)型塑料而被關(guān)注的一種有聚乳酸。以聚乳酸為原料的聚乳酸纖維也期待作為生物降解性纖維、作為對(duì)環(huán)境優(yōu)良的纖維普及。
對(duì)于作為生物降解性纖維普及來說，在通常使用的狀態(tài)，和聚酯纖維等一般纖維同樣的強(qiáng)度保持性成為必要。即生物降解性纖維，在通常的使用狀態(tài)，如果不抑制生物降解性，就不耐實(shí)用。因此，許多關(guān)于耐實(shí)用的制造方法物理性能的提案被提案。
例如，作為高效率生產(chǎn)具有穩(wěn)定物理性能的聚乳酸纖維的方法，提出將聚乳酸纖維熔融紡出，對(duì)冷卻固化的聚乳酸進(jìn)行再加熱，通過給予空氣阻力后抽絲，促進(jìn)取向和結(jié)晶化，制造具有以通常的高速紡絲拉伸法得不到的強(qiáng)度或彈性率的纖維的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。
另外，在制成絲的聚乳酸纖維的自然環(huán)境下，特別考慮在水中或者濕度下的穩(wěn)定性，提出了減低低分子量化合物的含量而賦予耐水解性的聚合物(例如，參照專利文獻(xiàn)2和3)。
這些是關(guān)于在使用時(shí)抑制生物降解性的方法的建議，關(guān)于促進(jìn)方法和控制降解的抑制·促進(jìn)的技術(shù)思想沒有作任何研究。另外，這些物理性能穩(wěn)定的纖維或無紡布其降解能力為，以半年～1年的單位填埋后強(qiáng)度開始降低。從廢棄物處理的觀點(diǎn)考慮，以這些年單位才僅僅降解的廢棄物不適合填埋處理。另外，焚燒處理從防止地球溫暖化的觀點(diǎn)考慮，也不理想。
這些生物降解抑制方法的比較例，也可以換句話說成是生物降解的促進(jìn)方法，但這完全不合乎在使用中穩(wěn)定、廢棄時(shí)迅速降解的生物降解性控制的技術(shù)思想。
也研究了促進(jìn)·控制生物降解的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)4)。作為該方法，在聚合物中配合10～40質(zhì)量％的干燥椰子(ヤシ)粉末，在土壤中降解階段，干燥椰子粉末吸收水分、膨脹，破壞成形品的方法作為降解性的控制，是獨(dú)特的，但所配合的椰子粉末大到20～80μm，因此不能應(yīng)用于纖維直徑僅14～30μm的纖維用途。
另外，也提出將生物降解性不同的聚合物配置成芯鞘結(jié)構(gòu)或者突起狀結(jié)構(gòu)的纖維(例如，參照專利文獻(xiàn)5和專利文獻(xiàn)6)。這些是生物降解速度慢的聚合物阻礙由生物降解速度快的聚合物降解引起的劣化的結(jié)構(gòu)。但是，生物降解速度快的聚合物，生物降解因環(huán)境而變動(dòng)，因此不能控制生物降解性，降解程度容易受環(huán)境左右。因而使用環(huán)境不同，制品壽命發(fā)生變化，在廢棄時(shí)不能促進(jìn)生物降解，因此不形成生物降解性的控制。
以下提案提出和本申請(qǐng)發(fā)明同樣地在纖維表面賦予凹凸型形狀的方法。例如，有以最大拉伸倍率以上的拉伸倍率進(jìn)行熱拉伸，均勻地發(fā)生由拉伸而產(chǎn)生的纖維變形(歪み)(空隙(ボイド))，在纖維表面產(chǎn)生筋狀的凹凸(參照專利文獻(xiàn)7)。但是，關(guān)于這種纖維，實(shí)施例的生物降解性的測(cè)定，是非常長的18個(gè)月，不能作為考慮了實(shí)際的生物降解性控制的廢棄處理。
最佳的生物降解性纖維是在日常生活中的實(shí)際使用時(shí)保持強(qiáng)度，但在廢棄階段迅速進(jìn)行降解的可控制生物降解性的纖維。而現(xiàn)狀是，目前還沒有看到關(guān)于控制像這樣的生物降解性的思想和基于該思想的纖維的提案。
專利文獻(xiàn)1特開平11-131323號(hào)公報(bào)(段落號(hào)0016和

圖1)專利文獻(xiàn)2特開平7-316272號(hào)公報(bào)(從段落號(hào)0002后第1～5行和段落號(hào)0005)專利文獻(xiàn)3特開平9-21018號(hào)公報(bào)(段落號(hào)0006和0007)專利文獻(xiàn)4特開平9-263700號(hào)公報(bào)(段落號(hào)0011)專利文獻(xiàn)5特開平9-78427號(hào)公報(bào)(段落號(hào)0014)
專利文獻(xiàn)6特許第3304237號(hào)公報(bào)(段落號(hào)0006)專利文獻(xiàn)7特開平11-293519號(hào)公報(bào)(段落號(hào)0013和圖樣代用照片)發(fā)明概要本發(fā)明的課題是解決上述的問題，提供有能夠?qū)嵱蒙夏褪褂玫奈锢硇阅埽瑫r(shí)能夠任意控制生物降解時(shí)期的生物降解性纖維。
本發(fā)明人為了解決上述課題，進(jìn)行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過形成某種特殊結(jié)構(gòu)的纖維，并且通過對(duì)該纖維賦予某種纖維處理劑，來抑制生物降解性或促進(jìn)生物降解性。即，在纖維表面存在特定的裂紋(クラツク)，在通常的使用狀態(tài)具有耐實(shí)用的強(qiáng)度。但是，在將制品廢棄、堆肥化時(shí)，如果加入某種特定的纖維處理劑，生物降解就發(fā)生活潑化，能夠控制生物降解由此完成了此全新想法。
本發(fā)明是生物降解性纖維，其特征在于，是由數(shù)均分子量5萬～15萬的聚乳酸構(gòu)成、纖維內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的纖維，而且在該纖維表面存在5～50處/10cm的裂紋。
而且，優(yōu)選是賦予了pH不到7.8的纖維處理劑的生物降解性纖維。
進(jìn)一步優(yōu)選在本發(fā)明的生物降解性纖維中賦予以式(1)表示的強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR值)不到1.2的纖維處理劑(a)的生物降解性纖維，強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR值)＝TA/TB(1)(TA是將由數(shù)均分子量5萬～15萬的聚乳酸構(gòu)成、纖維內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的、而且在該纖維表面存在5～50處/10cm的裂紋的纖維進(jìn)行脫脂后，在溫度50℃、濕度65％的條件下放置7天后的纖維的強(qiáng)度。TB是將由數(shù)均分子量5萬～15萬的聚乳酸構(gòu)成的纖維內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的、而且在該纖維表面存在5～50處/10cm的裂紋的纖維進(jìn)行脫脂后，在張力0.05～0.20g/分特(分特)的條件下賦予1～5質(zhì)量％的纖維處理劑(a)的纖維，在室溫50℃、濕度65％的條件下放置7天后的纖維的強(qiáng)度。)。
另外，是通過用pH7.8以上的堿性纖維處理劑對(duì)該生物降解性纖維的表面進(jìn)行處理，促進(jìn)生物降解性的生物降解性控制方法。
進(jìn)一步優(yōu)選是以通過對(duì)本發(fā)明的生物降解性控制纖維賦予式(1)表示的強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR)1.2以上的纖維處理劑(b)來促進(jìn)生物降解性為特征的生物降解性控制方法，強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR值)＝TA/TB (1)(TA是由數(shù)均分子量5萬～15萬的聚乳酸構(gòu)成、纖維內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的、而且在該纖維表面存在5～50處/10cm的裂紋結(jié)構(gòu)的纖維脫脂后，在溫度50℃、濕度65％的條件下放置7天后的纖維的強(qiáng)度。TB是由數(shù)均分子量5萬～15萬的聚乳酸構(gòu)成、纖維內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的、而且在該纖維表面存在5～50處/cm的裂紋結(jié)構(gòu)的纖維脫脂后，在張力0.05～0.20g/分特條件下賦予了1～5質(zhì)量％的纖維處理劑(b)的纖維，在室溫50℃、濕度65％的條件下放置7天后的纖維的強(qiáng)度。)。
另外，優(yōu)選以對(duì)本發(fā)明的生物降解性纖維賦予選自有機(jī)磷酸酯鹽類、不飽和脂肪酸和不飽和醇類的至少1種成分的、1質(zhì)量％以上的纖維處理劑來促進(jìn)生物降解性為特征的生物降解性控制方法。
此外，本發(fā)明還是使用上述生物降解性纖維的布帛。
具體實(shí)施例方式
以下，詳細(xì)地說明本發(fā)明。
本發(fā)明的生物降解性纖維中使用的聚乳酸，重要的是，使用數(shù)均分子量5萬～15萬的聚合物。在數(shù)均分子量不到5萬的情況下，作為纖維得不到足夠的強(qiáng)度。而且，在施加拉伸和卷曲·假捻處理等的外力時(shí)，還存在裂紋不易產(chǎn)生的傾向。相反，在超過15萬的情況下，聚合物的流動(dòng)性惡化，制絲變得困難。即，數(shù)均分子量超過15萬的聚乳酸聚合物，熔融粘度高，為了在紡絲配管中流動(dòng)，如果不加上熔點(diǎn)+80℃以上的高溫，則壓力損失大，而不發(fā)生流動(dòng)。但是，如果對(duì)聚乳酸聚合物給予這樣的高溫，則聚合物的熱分解激烈，多發(fā)生由低聚物產(chǎn)生引起的噴嘴污染·斷絲，多發(fā)生起毛等，纖維化變得極難，因而不是優(yōu)選的。從纖維物性和紡絲性的觀點(diǎn)考慮，數(shù)均分子量優(yōu)選6萬～12萬，更優(yōu)選7萬～11萬。
本發(fā)明中使用的聚乳酸，是以左旋乳酸和右旋乳酸的旋光異構(gòu)體的共聚物為主成分的聚乳酸，但一般使用聚左旋乳酸。
在本發(fā)明中，在使用聚左旋乳酸的情況下，光學(xué)純度優(yōu)選是90.0～99.5％。如果旋光異構(gòu)體右旋乳酸的含量增加，則存在結(jié)晶性降低，與此同時(shí)熔點(diǎn)下降，耐熱性劣化的情況。另外，如果右旋乳酸的比率降低，則存在生物降解變難的傾向。一般在作為實(shí)用纖維使用時(shí)，耐熱性往往成為必要，從這樣的觀點(diǎn)考慮，聚左旋乳酸的光學(xué)純度更優(yōu)選是96.0～99.5％。另外，作為粘結(jié)用纖維使用時(shí)，從低熔點(diǎn)成為必要考慮，光學(xué)純度更優(yōu)選是90.0～96.0％。
而且，只要不損害本發(fā)明的效果，也可以添加其他的樹脂或添加劑。
其次，本發(fā)明纖維必須是纖維內(nèi)部的堿溶解速度比纖維外周部快的纖維結(jié)構(gòu)。簡單地說，本發(fā)明的纖維具有外側(cè)(表面部分)耐水解，內(nèi)側(cè)(靠近中心部的部分)在不耐水解的纖維結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的聚乳酸纖維優(yōu)選，首先分子量大的聚合物通過水解分解至酶能夠降解的大小后，利用酶開始生物降解。因此，在纖維全體耐水解的場合，意味著生物降解性變慢，作為生物降解性控制纖維的效果降低，因而是不優(yōu)選的。另外，在此場合，不能適用以下說明的所謂從內(nèi)側(cè)水解、開始生物降解的生物降解性控制方法。再者，作為水解促進(jìn)方法，可考慮為處于高溫多濕環(huán)境下或者由強(qiáng)堿性溶液的散布而產(chǎn)生的分解促進(jìn)方法。但是，高溫多濕環(huán)境，就產(chǎn)生與所謂的制品回收需要的工序·運(yùn)送有關(guān)的環(huán)境負(fù)荷，還產(chǎn)生為了形成高溫多濕的環(huán)境負(fù)荷，因此作為適應(yīng)環(huán)境纖維，實(shí)際上是不優(yōu)選的。另外，強(qiáng)堿散布，雖然在水解促進(jìn)中有促進(jìn)堿水解效果，但使用促進(jìn)堿水解程度的強(qiáng)堿，就會(huì)越將在堿中弱的降解酶殺滅，因而生物降解性變慢，而且環(huán)境負(fù)荷增大，因此是不優(yōu)選的。
相反，在纖維全體的生物降解性快的情況下，在使用中導(dǎo)致強(qiáng)度降低，不耐實(shí)際使用，因而是不優(yōu)選的。
于是，為了既在實(shí)際使用中保持強(qiáng)度，又在廢棄時(shí)促進(jìn)生物降解，重要的是，生物降解性纖維是纖維內(nèi)部的堿溶解速度比纖維的外周部快的結(jié)構(gòu)。
其次，重要的是，本發(fā)明的生物降解性纖維在該纖維的表面存在裂紋。由于存在裂紋，既具有耐實(shí)用的纖維強(qiáng)度，而且生物降解性的控制即生物降解速度的調(diào)節(jié)成為可能。在本發(fā)明中所說的裂紋，存在從纖維軸方向到垂直于纖維軸方向各種方向的裂紋。特別是垂直于纖維軸方向的裂紋，優(yōu)選在該斷面方向以外周的1/40以上、2/3以下的平均長度存在。如果裂紋以超過外周的2/3的平均長度存在時(shí)，則纖維強(qiáng)度變低，存在由于裂紋的深度而難以耐實(shí)際使用的情況。另外，對(duì)于纖維軸方向的裂紋來說，可看到各種各樣長度的裂紋，但從強(qiáng)度保持的觀點(diǎn)考慮，以纖維直徑的1/20以上、3倍以下的長度為優(yōu)選。另外，向內(nèi)側(cè)方向的深度，優(yōu)選直徑比10～30％。向內(nèi)側(cè)的深度是10％以下的情況下，纖維處理劑不易向堿溶解速度快的內(nèi)側(cè)浸透，存在生物降解性的控制降低的傾向。相反，在內(nèi)部深度超過30％的情況下，纖維強(qiáng)度的降低大，存在由于裂紋的長度而難以耐實(shí)際使用的情況。
該裂紋是起到在纖維內(nèi)部導(dǎo)入以為了后述的降解酶繁殖的生物降解性提高為目的的纖維處理劑的、所謂導(dǎo)入管作用的裂紋，因?yàn)榈玫礁山佑|手感，所以與在表面具有凹凸的纖維在結(jié)構(gòu)、目的上基本不同。而且利用在本發(fā)明中使用的纖維處理劑，根據(jù)目的能夠使生物降解加速或抑制生物降解。
在本發(fā)明中，在纖維表面上，纖維表面的裂紋以5～50處/10cm存在是非常重要的，優(yōu)選是8～40處/10cm，更優(yōu)選是10～30處/10cm。如果裂紋數(shù)不到5處/10cm，即使使用纖維處理劑，也不能充分加速生物降解。另一方面，如果裂紋數(shù)超過50處/10cm，就有強(qiáng)度降低的傾向，并且在使用中導(dǎo)致強(qiáng)度降低而不耐實(shí)際使用。本發(fā)明中所說的裂紋數(shù)的測(cè)定，可以使用掃描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行觀察、計(jì)測(cè)。
在圖1、2中表示本發(fā)明絲條的內(nèi)部的堿溶解速度比外周快的纖維的斷面結(jié)構(gòu)照片。圖1是堿溶解處理前的照片。圖2是本發(fā)明絲條在1當(dāng)量堿水溶液中于50℃進(jìn)行15分鐘溶解·水解處理后的照片。在圖2中，可以確認(rèn)外皮(外側(cè))殘留，內(nèi)部(內(nèi)側(cè))被侵蝕的狀態(tài)。認(rèn)為這是由于纖維斷面的外周附近即外側(cè)的堿溶解速度慢，纖維內(nèi)部即內(nèi)側(cè)的堿溶解速度快而出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明者們將由于上述堿溶解處理而顯示如圖2的斷面結(jié)構(gòu)形態(tài)的纖維結(jié)構(gòu)規(guī)定為內(nèi)部的堿溶解速度比外周快的纖維結(jié)構(gòu)。
另外，由于堿溶解處理狀況不同，也觀察到外殼的一部分溶解的斷面或內(nèi)側(cè)的分解·溶解進(jìn)行慢而成為多孔狀態(tài)的斷面等。這起因于聚乳酸聚合物的堿水解速度非?？於y以均勻溶解，以及由于單絲不同堿溶解速度也不同等。
綜上，本發(fā)明人將堿溶解某種纖維斷面的情況下，內(nèi)側(cè)產(chǎn)生面積比10％以上、95％以下的空洞的單絲數(shù)占全長絲(フイラメント)數(shù)的50％以上的纖維規(guī)定為纖維內(nèi)部的堿溶解速度比纖維外周部快的纖維。
纖維內(nèi)部的堿溶解速度比纖維外周部快的本纖維斷面的外殼(纖維橫斷面的外周附近即外側(cè)的堿溶解速度慢的部分)，優(yōu)選具有相對(duì)于該纖維的平均直徑5～20％的厚度，更優(yōu)選是10～20％。在不到5％時(shí)，即使不進(jìn)行生物降解促進(jìn)處理，也存在隨時(shí)間經(jīng)過強(qiáng)度降低的傾向。另外，在超過20％時(shí)，即使在存在裂紋的情況下，纖維處理劑向內(nèi)部的浸透也不充分，存在難以引起生物降解的傾向。
再者，在本條件以上的高濃度堿水溶液、高溫及長時(shí)間處理中，發(fā)生全體溶解，但存在不能確認(rèn)稱為內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的結(jié)構(gòu)之情況，因而需要注意。
為了出現(xiàn)具有內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的結(jié)構(gòu)的纖維和在表面具有裂紋的纖維結(jié)構(gòu)，需要使用聚合物的數(shù)均分子量是5萬以上的硬聚合物。而且，優(yōu)選將紡絲后的拉伸倍率設(shè)定為室溫(25℃)測(cè)定的斷裂伸度的85％以上、120％以下的高拉伸條件。在不到85％時(shí)，難以成為內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的結(jié)構(gòu)，還存在在纖維內(nèi)部不易產(chǎn)生空隙的傾向，因此伴隨該傾向存在難以產(chǎn)生的裂紋的傾向。另外，在超過120％時(shí)，存在在纖維內(nèi)部空隙變得過多的傾向，在制絲中多發(fā)生起毛·斷絲，使工序性降低，存在纖維強(qiáng)度降低的傾向。
如果是通常的聚酯纖維，若以該纖維的斷裂伸度的85％以上進(jìn)行拉伸，在多發(fā)生起毛的同時(shí)，也多發(fā)生斷絲，因此工序性降低。但是，在本發(fā)明的聚乳酸纖維的情況下，即使以上述高拉伸條件進(jìn)行拉伸，也不易發(fā)生斷絲。本發(fā)明人進(jìn)行了詳細(xì)的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聚乳酸纖維的斷裂拉伸倍率由于氛圍溫度(指干熱拉伸的場合加熱輥的溫度)不同而發(fā)生大的變化。根據(jù)本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)，以在氛圍溫度60℃時(shí)的卷取速度3000m/min的高速紡絲未拉伸原絲(以下，也往往稱做POY原絲)的斷裂拉伸倍率作為1時(shí)，氛圍溫度110℃的相同原絲的斷裂拉伸倍率為1.15。而在氛圍溫度120℃的氛圍下的該P(yáng)OY原絲的斷裂拉伸倍率急劇地變大成1.40以上。即，在高氛圍溫度條件下將數(shù)均分子量5萬～15萬的聚乳酸聚合物拉伸至室溫下的斷裂伸度以上時(shí)，纖維表面的溫度高因此被高拉伸，與此相對(duì)，纖維內(nèi)部的溫度比外側(cè)低，難以進(jìn)行拉伸，因此產(chǎn)生內(nèi)外的拉伸差，估計(jì)這與內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的纖維有關(guān)。再者，即使是相同的拉伸倍率，將加熱輥溫度設(shè)定低的一方，后述的變形大，容易發(fā)生內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的纖維和變形。因此，本發(fā)明的生物降解性纖維的拉伸中的加熱輥溫度，由于拉伸速度不同而發(fā)生變化，在干熱的場合優(yōu)選是50～140℃。在不到50℃時(shí)，是玻璃化溫度以下，由于是冷拉伸，因此裂紋容易顯著地增加，同時(shí)也存在工序性降低的傾向，在超過140℃時(shí)，存在發(fā)生由松線(糸搖れ)而產(chǎn)生的起毛·斷絲等的工序性降低的傾向。在濕熱拉伸的場合，浴溫優(yōu)選是50～95℃。在浴溫50℃以下的場合，和干熱相同由于在玻璃化溫度以下，為冷拉伸，因此裂紋顯著地增加，與此同時(shí)，存在工序性降低的傾向。再者，因?yàn)槭褂盟?，所以作為大量生產(chǎn)條件，濕熱拉伸的上限溫度最大是95℃。
下面，圖3為表示本發(fā)明的生物降解性纖維的側(cè)面照片，圖4為表示以往的生物降解性纖維的側(cè)面照片。已知，在表示本發(fā)明纖維側(cè)面的圖3中存在裂紋，在表示對(duì)照生物降解性纖維的圖4中不存在裂紋。
為了產(chǎn)生這樣的裂紋，首先需要考慮裂紋生成機(jī)理。根據(jù)本發(fā)明人的研究，該裂紋的形成似乎與構(gòu)成纖維的聚乳酸的數(shù)均分子量和在纖維內(nèi)部產(chǎn)生的空隙相關(guān)。通常，熱塑性纖維的比重是通過提高拉伸倍率從而提高結(jié)晶度，比重就變高。與此相反，本發(fā)明的聚乳酸纖維，通過進(jìn)行高拉伸，拉伸時(shí)的變形留在纖維內(nèi)部，在纖維內(nèi)部容易產(chǎn)生稱為空隙的微細(xì)空洞。根據(jù)本發(fā)明人的試驗(yàn)，在以紡絲原絲的纖維比重作為1的情況下，拉伸后的纖維比重為0.95以下，由此也可以斷定產(chǎn)生空隙。利用外力使該空隙開裂，而產(chǎn)生裂紋。再者，如果是短纖維，利用擠入卷曲加工工序和紡織工序等的特定外力，如果是長纖維，利用假捻和空氣加工等加工工序的特定外力產(chǎn)生裂紋。因此，在力發(fā)生集中的纖維彎曲部多看到本發(fā)明纖維中存在的裂紋。
作為用于在本發(fā)明的纖維表面上產(chǎn)生裂紋的卷曲加工條件，優(yōu)選是卷曲機(jī)的入口壓力是2.0～6.0kg/cm2、出口壓力是2.0～5.5kg/cm2、卷曲處理速度是60～150m/min。更優(yōu)選入口壓力是2.5～3.5kg/cm2、出口壓力是2.0～3.5kg/cm2、卷曲處理速度是60～100m/min。在入口壓力和出口壓力分別超過6.0kg/cm2、5.5kg/cm2時(shí)，裂紋的產(chǎn)生頻率容易變得過剩，存在物理性能降低的傾向。而且由于這種情況有時(shí)也發(fā)生切斷。另外，在入口壓力和出口壓力分別不到2.0kg/cm2時(shí)，裂紋的產(chǎn)生容易變少，存在生物降解性控制難的傾向。另外，預(yù)熱溫度優(yōu)選是55～75℃。在預(yù)熱溫度是55℃以下時(shí)，難以附加卷曲，與此同時(shí)，裂紋產(chǎn)生也容易變少，不適合生物降解性的控制。在預(yù)熱溫度是75℃以上時(shí)，絲開始粘著，因此不是優(yōu)選的。
另外，關(guān)于假捻，摩擦型假捻機(jī)比針型假捻機(jī)優(yōu)選。雖然也取決于紡絲油劑種類，不過聚乳酸纖維有摩擦阻力高則退捻張力變高的傾向。在針假捻的情況下，退捻張力/加捻張力比率是3～5，為通常聚酯纖維的1.5～2.5倍。因此在多發(fā)生起毛的同時(shí)，裂紋也具有容易產(chǎn)生50處/10cm以上的傾向。即使在摩擦型假捻機(jī)中，雖然有退捻張力變高的傾向，但通常是聚酯纖維的1.1～1.3倍左右，比針型假捻機(jī)能抑制發(fā)生起毛、產(chǎn)生裂紋，因此是優(yōu)選的。對(duì)于假捻?xiàng)l件來說，優(yōu)選加熱器溫度160℃以下的溫度、按假捻數(shù)167分特?fù)Q算為2000～2500扭/米，更優(yōu)選加熱器溫度120～150℃、按假捻數(shù)167分特?fù)Q算為2200～2400扭/米。在假捻加熱器溫度超過160℃的情況下，在絲條發(fā)生粘著的同時(shí)，裂紋產(chǎn)生頻率也容易過剩，而存在物理性能降低的傾向。在假捻加熱器溫度不到120℃的情況下，卷曲弱，而具有加工絲品質(zhì)劣化的傾向。在假捻數(shù)是2500扭/米以上的情況下，在多發(fā)生起毛·斷絲，工序性降低的同時(shí)，裂紋的產(chǎn)生頻率也容易過剩，而存在物理性能降低的傾向。在假捻數(shù)是2000扭/米以下的情況下，卷曲弱，而加工絲條品質(zhì)降低，因此是不優(yōu)選的。由于加熱器溫度不同適當(dāng)倍率會(huì)發(fā)生變化，因此拉伸倍率不能一概而言，相對(duì)常溫下的斷裂伸度，優(yōu)選60～80％。在對(duì)斷裂伸度比是80％以上時(shí)，裂紋的產(chǎn)生頻率也容易過剩，而存在物理性能降低的傾向。在斷裂伸度的60％以下時(shí)，假捻張力變得不足，多發(fā)生斷絲，具有假捻工序通過性降低的傾向。裂紋是由于通過假捻過程時(shí)的張力、扭轉(zhuǎn)力而產(chǎn)生的，如果規(guī)定為各條件的上限以下，就能夠控制在5～50處/10cm，更優(yōu)選設(shè)定成假捻溫度130～150℃、按假捻數(shù)167分特?fù)Q算為2300～2400扭/米、拉伸倍率對(duì)斷裂伸度比是70～75％。
另外，在本發(fā)明的生物降解纖維中也可以賦予纖維處理劑。
在纖維表面賦予的纖維處理劑，在制絲、編織制造、染色加工、縫制全部的最終過程中，優(yōu)選pH調(diào)成不到7.8，更優(yōu)選pH調(diào)整成4.0以上、不到7.8。在賦予pH不到7.8的纖維處理劑的情況下，生物降解被抑制而保持強(qiáng)度。而且，成為耐實(shí)用的纖維。另一方面，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)pH7.8以上的纖維處理劑對(duì)生物降解有促進(jìn)效果，所以直至廢棄、堆肥化，必須排除其影響。作為該纖維處理劑，可舉出在制絲過程中賦予的紡絲油劑、假捻絡(luò)筒油劑。另外，作為賦予布帛的纖維處理劑，有織造過程中的上漿劑、糊劑，針織過程中的針織油。進(jìn)而作為染色加工過程中的精煉劑、染色助劑、pH調(diào)整劑、防靜電劑、可縫性提高劑等也作為纖維處理劑舉出。該纖維處理劑的賦予量，在紡絲油劑時(shí)優(yōu)選1.0質(zhì)量％以下，染色加工時(shí)的加工劑，根據(jù)目的、劑而不同，但優(yōu)選0.3～0.5質(zhì)量％。
本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，利用所使用的纖維處理劑或抑制、或促進(jìn)本發(fā)明的生物降解纖維降解。即，通過在纖維表面存在裂紋，在通常的使用狀態(tài)具有耐實(shí)用的強(qiáng)度，但如果加入廢棄、堆肥化制品時(shí)的處理劑、例如堿性溶液，生物降解就活化，達(dá)到稱為能夠控制生物降解的全新思想。
即本發(fā)明的生物降解性纖維，在廢棄、進(jìn)行堆肥化時(shí)，用pH7.8以上的堿性溶液進(jìn)行處理，加速生物降解。另外，利用該生物降解性纖維的裂紋數(shù)能夠調(diào)節(jié)生物降解速度。
作為在廢棄、堆肥化時(shí)開始降解、促進(jìn)降解的堿性溶液，只要是pH7.8以上的溶液或纖維處理劑就沒有特別的限制。另外，如果使用pH8.5以上的纖維處理劑，會(huì)激烈地促進(jìn)降解，因而是更優(yōu)選的。pH10以上時(shí)，作為強(qiáng)堿，有對(duì)地球環(huán)境帶來其他的惡劣影響的可能性，因此作為促進(jìn)降解用的纖維處理劑，最優(yōu)選是pH8.5以上、pH不到10的堿性溶液。在本發(fā)明中，通過調(diào)整纖維處理劑的pH，能夠自由地控制生物降解速度也是優(yōu)點(diǎn)之一。
另外，在本發(fā)明的生物降解纖維的制造過程中和使用時(shí)，優(yōu)選賦予強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR值)不到1.2的纖維處理劑(a)。即，為了在日常的使用期中，更好地保持纖維強(qiáng)度。
在此，所謂強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR值)，是指下述式(1)的值。
強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR值)＝TA/TB (1)(TA是將由數(shù)均分子量5萬～15萬的聚乳酸構(gòu)成、纖維內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的纖維、而且在該纖維表面存在5～50處/10cm的裂紋的纖維脫脂后，在溫度50℃、濕度65％的條件下放置7天后的纖維的強(qiáng)度。TB是將由數(shù)均分子量5萬～15萬的聚乳酸構(gòu)成、纖維內(nèi)部的堿溶解速度比外周部快的纖維、而且在該纖維表面存在5～50處/10cm的裂紋的纖維進(jìn)行脫脂后，在張力0.05～0.20g/分特條件下賦予了1～5質(zhì)量％的纖維處理劑(a)的纖維，在室溫50℃、濕度65％的條件下放置7天后的纖維的強(qiáng)度。)脫脂處理，可以用公知的方法進(jìn)行，例如可以根據(jù)醇等極性溶劑、水、含鹵素溶劑等處理劑的性質(zhì)來使用。
作為纖維處理劑有，在一般制絲過程中賦予的紡絲油劑、假捻絡(luò)筒油劑，作為在布帛上賦予的纖維處理劑有，織造過程中的上漿劑、糊劑、針織過程中的針織油。進(jìn)而染色加工過程中的精煉劑、染色助劑、pH調(diào)整劑、防靜電劑、可縫性提高劑等也被考慮為纖維處理劑。
但是，在這些纖維處理劑中，優(yōu)選式(1)的強(qiáng)度劣化常數(shù)(KR值)為1以上、不到1.2的纖維處理劑作為纖維處理劑(a)。
作為這種最佳的纖維處理劑(a)，可舉出例如，作為強(qiáng)度劣化常數(shù)(KR值)1.14(pH＝7.2)紡絲油劑的竹本油脂株式會(huì)社制的“KE3400”。除此之外，也可以預(yù)先以所希望的比例進(jìn)行配合，以使式(1)的值不到1.2。
另外，作為控制本發(fā)明的生物降解性的方法之一，優(yōu)選賦予以式(1)表示的強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR值)1.2以上的纖維處理劑(b)，來促進(jìn)生物降解。
作為這種最佳的纖維處理劑，可舉出以強(qiáng)度劣化常數(shù)(KR值)1.30(pH＝9.5)硬脂酰磷酸鉀為主成分的油劑(配合例，以50∶22∶13∶10∶5的比例配合硬脂酰磷酸鉀∶聚醚∶烷基醚∶月桂基胺∶非離子表面活性劑的處理劑)、強(qiáng)度劣化常數(shù)(KR值)1.25(pH＝6.5)竹本油脂株式會(huì)社制“トリコ—ル M75”等。除此之外，也可以預(yù)先以所希望的比例進(jìn)行配合，以使式(1)的值達(dá)到1.2以上。
在纖維生產(chǎn)時(shí)和使用時(shí)使用的強(qiáng)度劣化常數(shù)不到1.2的纖維處理劑(a)的賦予量，在紡絲油劑的場合，優(yōu)選0.2質(zhì)量％以上、1.0質(zhì)量％以下，染色加工時(shí)的加工劑，根據(jù)目的、劑而不同，但優(yōu)選0.3～0.5質(zhì)量％左右。
另外，根據(jù)本發(fā)明人的試驗(yàn)結(jié)果，作為促進(jìn)生物降解性的成分，優(yōu)選賦予含有1質(zhì)量％以上選自有機(jī)磷酸酯鹽類、不飽和脂肪酸和不飽和醇類的至少一種成分的纖維處理劑。而且其中，例如聚氧乙烯磷酸酯鹽類(尤其優(yōu)選是C8～C18的聚氧乙烯磷酸酯鹽類)、磷酸胺類特別促進(jìn)強(qiáng)度劣化，在有機(jī)磷酸酯鹽類中也是更優(yōu)選的。另外，即使在pH不到7.8的情況下，也以C8～C18左右的不飽和脂肪酸為更優(yōu)選，以油酸為特別優(yōu)選，另外，C8～C18左右的不飽和醇在促進(jìn)強(qiáng)度劣化這點(diǎn)上是優(yōu)選的，尤其優(yōu)選使用油醇。這些纖維處理劑的賦予量，根據(jù)目的、劑而不同，但優(yōu)選是0.2質(zhì)量％以上、10質(zhì)量％以下，優(yōu)選是0.3～8質(zhì)量％左右。
如上所述，pH10以上的氫氧化鈉水溶液等堿性溶液，有可能將微生物殺滅等，對(duì)地球環(huán)境帶來其他的惡劣影響，因而是不優(yōu)選的。另外，即使以微生物繁殖為目的，含浸砂糖水等，再埋在土中，同樣也不促進(jìn)生物降解性。
在圖1和圖2中，示出在堿性溶液處理前后的本發(fā)明生物降解纖維的纖維形態(tài)。從中可知，在涂布促進(jìn)生物降解性的纖維處理劑前，即使存在裂紋，也能保持纖維形態(tài)，但如果加入該纖維處理劑，該纖維處理劑從裂紋滲入至纖維的斷面中央部，顯著地促進(jìn)降解。
本發(fā)明的生物降解性纖維中的生物降解性的促進(jìn)效果，優(yōu)選在地中放置4周后的強(qiáng)度保持率為50％以下，可以根據(jù)纖維裂紋數(shù)、促進(jìn)生物降解性的纖維處理劑的種類、賦予量，適當(dāng)設(shè)定。
促進(jìn)生物降解的強(qiáng)度劣化常數(shù)1.2以上的纖維處理劑(b)，盡量在高張力下、優(yōu)選在1g/cm2以上、更優(yōu)選在5g/cm2以上、尤其優(yōu)選在15g/cm2以上、按相對(duì)對(duì)象物的質(zhì)量優(yōu)選賦予1～20％，更優(yōu)選3～12％。在1％以下時(shí)，具有生物降解促進(jìn)效果降低的傾向。另外在20％以上時(shí)，在表現(xiàn)由纖維處理劑產(chǎn)生的地球環(huán)境污染的同時(shí)，成本也變高，因而是不優(yōu)選的。順便說一下，根據(jù)本發(fā)明人的試驗(yàn)，在裂紋數(shù)10處/10cm的本發(fā)明纖維中，在以0.01g/分特的低張力賦予10％的強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)1.25的纖維處理劑(b)的情況下和以0.15g/分特的張力賦予3％的上述纖維處理劑的情況下，高張力、低賦予量的一方，強(qiáng)度劣化大。認(rèn)為這是由于裂紋通過賦予處理劑時(shí)的張力進(jìn)行擴(kuò)展，纖維處理劑(b)變得容易浸透到內(nèi)部，認(rèn)為是顯示本發(fā)明的效果·系統(tǒng)的事例。
本發(fā)明的生物降解性纖維和使用該纖維的布帛，具有和通常的纖維同等強(qiáng)度，因此在各種用途中使用是可能的，能夠用于農(nóng)業(yè)用材料、土木用材料等。而且本發(fā)明的生物降解性纖維在廢棄時(shí)，即使不使用纖維處理劑，也能被生物降解處理，而通過使用促進(jìn)本發(fā)明的生物降解性的纖維處理劑，就飛躍地加速生物降解等，是容易控制的，作為在廢棄后數(shù)月完全降解的對(duì)地球環(huán)境優(yōu)良的纖維加以利用是可能的。
實(shí)施例以下，根據(jù)實(shí)施例詳細(xì)地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的任何限制。實(shí)施例中的各物理性能值，是按照以下的方法測(cè)定的。
1.比重使用柴山科學(xué)器械制作所社制密度梯度管，用正己烷/四氯化碳混合液調(diào)制密度梯度液，投入試料，24小時(shí)后測(cè)定比重(測(cè)定溫度25℃±0.1℃)。
2.強(qiáng)度、伸度按照J(rèn)IS L1013進(jìn)行測(cè)定。
3.裂紋數(shù)使用掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝纖維的放大照片，求出每單纖維的裂紋數(shù)。
如果對(duì)聚乳酸纖維照射20秒以上電子束，在該纖維表面就有產(chǎn)生裂紋的傾向，因此必須迅速地進(jìn)行測(cè)定。
實(shí)施例1使用カ—ギル·ダウ公司制6200D等級(jí)(數(shù)均分子量78200、光學(xué)純度98.7％)的聚左旋乳酸聚合物，在紡絲頭溫度240℃，卷取速度800m/min的條件下，作為強(qiáng)度劣化常數(shù)(KR值)1.14(pH＝7.2)的紡絲油劑，賦予0.2質(zhì)量％的竹本油脂株式會(huì)社制“KE3400”，得到4500分特/704英尺(f)的未拉伸聚乳酸纖維。所得到的未拉伸絲的比重是1.3105，斷裂伸度是330％。
將所得到的未拉伸絲集束，形成51.6萬分特的未拉伸絲束后，在第1階段水浴溫度70℃、第2階段水浴溫度95℃、第1階段拉伸倍率3.50倍、第2階段拉伸倍率1.23倍、總拉伸倍率4.30倍(斷裂伸度的100％)的條件下進(jìn)行拉伸。賦予0.3質(zhì)量％的強(qiáng)度劣化常數(shù)(KR值)1.14(pH＝7.2)的油劑(竹本油脂株式會(huì)社制“KE-3400”)后，以擠入卷曲加工機(jī)入口壓力3.0kg/cm2、出口壓力2.5kg/cm2、卷曲處理速度80m/min，賦予壓曲數(shù)14～15個(gè)/2.5mm的卷曲，用切斷機(jī)切斷成38mm，得到單絲纖度1.5分特的聚乳酸短纖維。所得到的拉伸絲的裂紋數(shù)，每單纖維是48處/10cm，比重是1.2323，斷裂強(qiáng)度是3.1厘牛/分特，斷裂伸度是30.5％，是實(shí)用上沒有問題的強(qiáng)伸度。
使用得到的短纖維，進(jìn)行像通常那樣的紡織，形成10支數(shù)的紡織絲。
使用該紡織絲，制成12×12根/25mm的薄細(xì)布。在75℃，對(duì)所得到的薄細(xì)布賦予pH＝6.3、濃度10％的聚乙烯醇糊，實(shí)施填料加工后，在155℃進(jìn)行干燥。
用1當(dāng)量堿水溶液，在50℃、將該紡織絲進(jìn)行15分鐘溶解·水解處理的結(jié)果可以確認(rèn)，發(fā)生如圖2所示的、在內(nèi)側(cè)按面積比產(chǎn)生的平均55％的空洞的單絲數(shù)占總長絲數(shù)的約90％、外皮(外側(cè))殘留、內(nèi)部(內(nèi)側(cè))被侵蝕的狀態(tài)。
測(cè)定所得到的薄細(xì)布埋入土中前后的強(qiáng)度保持率。切斷緯絲，僅作為經(jīng)絲測(cè)定強(qiáng)度。
纖維處理劑未處理品，4周后的強(qiáng)度保持率是96.9％。與此相對(duì)，通過噴霧賦予相對(duì)于坯布5％的纖維處理劑的處理品(該纖維處理劑是以50∶22∶13∶10∶5的比例配合硬脂酰磷酸鉀∶聚醚∶烷基醚∶月桂基胺∶非離子表面活性劑的、作為強(qiáng)度劣化常數(shù)1.30(pH＝9.5)的生物降解促進(jìn)劑配合成的纖維處理劑)，放置4周后的強(qiáng)度保持率大幅度地降低到42.8％。
實(shí)施例2將得到和實(shí)施例1相同制作得到的紡絲原絲的未拉伸絲進(jìn)行集束，形成45.6萬分特的未拉伸絲束后，在第1階段水浴溫度65℃、第2階段水浴溫度95℃、第1階段拉伸倍率3.30倍、第2階段拉伸倍率1.15倍、總拉伸倍率3.80倍(斷裂伸度的88％)的條件下進(jìn)行拉伸。賦予0.3質(zhì)量％的強(qiáng)度劣化常數(shù)(KR值)1.14(pH＝7.2)的紡絲油劑(竹本油脂株式會(huì)社制“KE3400”)后，以擠入卷曲加工機(jī)入口壓力3.0kg/cm2、出口壓力2.5kg/cm2、卷曲處理速度80m/min，賦予壓曲數(shù)14～15個(gè)/2.5mm的卷曲，用切斷機(jī)切斷成38mm，得到單絲纖度1.7分特的聚乳酸短纖維。所得到的拉伸絲的裂紋數(shù)每單纖維是9處/10cm，比重是1.2381，斷裂強(qiáng)度是2.9厘牛/分特，斷裂伸度是30.3％是實(shí)用上沒有問題的強(qiáng)伸度。
使用得到的短纖維，進(jìn)行像通常那樣的紡織，形成10支數(shù)的紡織絲。
使用該紡織絲，制成12×12根/25mm的薄細(xì)布。在75℃，對(duì)所得到的薄細(xì)布賦予pH＝6.3、濃度10％的聚乙烯醇糊，實(shí)施填料加工后，在155℃進(jìn)行干燥。
用1當(dāng)量堿水溶液，在50℃、將該紡織絲進(jìn)行15分鐘溶解·水解處理的結(jié)果可以確認(rèn)，發(fā)生如圖2所示的、在內(nèi)側(cè)按面積比產(chǎn)生平均65％的空洞的單絲數(shù)占總長絲數(shù)的約93％、外皮(外側(cè))殘留、內(nèi)部(內(nèi)側(cè))被侵蝕的狀態(tài)。
測(cè)定所得到的薄細(xì)布埋入土中前后的強(qiáng)度保持率。切斷緯絲，僅作為經(jīng)絲測(cè)定強(qiáng)度。
纖維處理劑未處理品，4周后的強(qiáng)度保持率是94.4％。與此相對(duì)，以強(qiáng)度劣化常數(shù)(KR值)1.25(pH＝6，5)的竹本油脂株式會(huì)社制“トリコ—ルM75”作為生物降解促進(jìn)的纖維處理劑，通過噴霧賦予相對(duì)于坯布5％的處理品，放置4周后的強(qiáng)度保持率大幅度地降低到50.1％。
實(shí)施例3使用カ—ギル·ダウ公司制6200D等級(jí)(數(shù)均分子量74000、光學(xué)純度98.6％)的聚左旋乳酸聚合物，在紡絲頭溫度205℃、第1輥溫度50℃、第2輥溫度90℃、第3輥溫度90℃、第4輥溫度140℃、冷卻輥溫度50℃、預(yù)拉伸倍率1.01倍、第1拉伸倍率1.73倍、總拉伸倍率2.32(常溫?cái)嗔焉於鹊?0％)、卷取速度3565m/min的條件下，賦予0.8質(zhì)量％的pH＝7.2的紡絲油劑(竹本油脂株式會(huì)社制油劑“KE3400”)，得到278分特/48英尺的聚乳酸拉伸絲。所得到的拉伸絲的斷裂伸度是37.5％。
接著，將得到的拉伸絲制成雙絲，在拉伸倍率1.05倍、加熱器溫度140℃、D/Y1.756、絲速度200m/min的條件下，進(jìn)行摩擦假捻加工。所得到的加工絲的裂紋數(shù)，每單纖維是25處/10cm，強(qiáng)度是2.1厘牛/分特，斷裂伸度是28.7％。
對(duì)該加工絲實(shí)施Z300扭/米的捻絲，使用劍桿織機(jī)(津田駒株式會(huì)社制)，以坯布密度63×45根/25mm的平組織進(jìn)行織造。
染色加工，使用不用堿的80℃溫水，順序進(jìn)行精煉、干燥、中間固定、染色(白色)、干燥、成品固定，成品密度是73×50根/25mm。
用1當(dāng)量堿水溶液，在50℃、將該加工絲進(jìn)行15分鐘溶解·水解處理的結(jié)果可以確認(rèn)，發(fā)生如圖2所示的、在內(nèi)側(cè)產(chǎn)生按面積比平均55％的空洞的單絲占總長絲數(shù)的約90％、外皮(外側(cè))殘留、內(nèi)部(內(nèi)側(cè))被侵蝕的狀態(tài)。
測(cè)定所得到的織物埋入土中前后的強(qiáng)度保持率。從織物中謹(jǐn)慎地拔出纖維測(cè)定強(qiáng)度。
堿性纖維處理劑未處理品，4周后的強(qiáng)度保持率是89.2％。與此相對(duì)，通過噴霧賦予相對(duì)于坯布5質(zhì)量％的、強(qiáng)度劣化常數(shù)(KR值)1.30(pH＝9.5)、以硬脂酰磷酸鉀為主成分的油劑(配合例，以50∶22∶13∶10∶5的比例配合硬脂酰磷酸鉀∶聚醚∶烷基醚∶月桂基胺∶非離子系表面活性劑的處理劑)的處理品，放置4周后的強(qiáng)度保持率是47.6％。
比較例1將實(shí)施例1得到的聚乳酸未拉伸纖維集束，形成37.2萬分特的未拉伸絲束后，在第1階段水浴溫度65℃、第2階段水浴溫度95℃、第1階段拉伸倍率2.50倍、第2階段拉伸倍率1.24倍、總拉伸倍率3.10倍(斷裂伸度的72％)的條件下進(jìn)行拉伸。接著賦予0.3質(zhì)量％的強(qiáng)度劣化常數(shù)(KR值)1.14(pH＝7.2)的紡絲油劑(竹本油脂株式會(huì)社制“KE3400”)后，以擠入卷曲加工機(jī)入口壓力1.9kg/cm2、出口壓力1.9kg/cm2賦予卷曲后，用切斷機(jī)切斷成38mm，得到單絲纖度2.0分特的聚乳酸短纖維。所得到的拉伸絲的裂紋數(shù)，每單纖維是2處/10cm，比重是1.2460，斷裂強(qiáng)度是2.3厘牛/分特，斷裂伸度是52.3％。
使用得到的短纖維，進(jìn)行像通常那樣的紡織，形成10支數(shù)的紡織絲。
使用該紡織絲，制成和實(shí)施例1相同的12×12根/25mm的薄細(xì)布，和實(shí)施例1相同地在75℃、賦予pH＝6.3、濃度10％的聚乙烯醇糊，實(shí)施填料加工后，在155℃進(jìn)行干燥。
用1當(dāng)量堿水溶液，在50℃、將該紡織絲進(jìn)行15分鐘溶解·水解處理的結(jié)果可以確認(rèn)，在內(nèi)側(cè)按面積比發(fā)生平均3％左右的空洞的單絲占總長絲數(shù)的約50％、內(nèi)部(內(nèi)側(cè))未被侵蝕的狀態(tài)。
測(cè)定所得到的薄細(xì)布埋入土中前后的強(qiáng)度保持率。切斷緯絲，僅作為經(jīng)絲測(cè)定強(qiáng)度。
纖維處理劑未處理品，4周后的強(qiáng)度保持率是105.8％。與此相對(duì)，通過噴霧賦予相對(duì)于坯布5％的、強(qiáng)度劣化常數(shù)1.30(pH＝9.5)的纖維處理劑(該纖維處理劑是以50∶22∶13∶10∶5的比例配合硬脂酰磷酸鉀∶聚醚∶烷基醚月桂基胺∶非離子系表面活性劑的生物降解促進(jìn)的纖維處理劑)，制作堿性處理品。放置4周后的強(qiáng)度保持率是80.2％。
比較例2將和實(shí)施例1同樣制作得到的紡絲原絲集束，形成12萬分特的未拉伸絲束后，在第1階段水浴溫度60℃、第2階段水浴溫度95℃、第1階段拉伸倍率3.60倍、第2階段拉伸倍率1.23倍、總拉伸倍率4.43倍(斷裂伸度的103％)的條件下進(jìn)行拉伸。賦予0.3質(zhì)量％的強(qiáng)度劣化常數(shù)(KR值)1.14(pH＝7.2)的紡絲油劑(竹本油脂株式會(huì)社制“KE3400”)后，以擠入卷曲加工機(jī)入口壓力5.6kg/cm2、出口壓力6.5kg/cm2賦予卷曲，用切斷機(jī)切斷成38mm，得到單絲纖度1.5分特的聚乳酸短纖維。所得到的拉伸絲的裂紋數(shù)，每單纖維是64處/10cm，比重是1.2109，斷裂強(qiáng)度是1.3厘牛/分特，是不耐實(shí)用的強(qiáng)度。
比較例3使用數(shù)均分子量47200、光學(xué)純度98.7％的聚左旋乳酸聚合物，在紡絲頭溫度200℃、卷取速度800m/min的條件下，嘗試紡絲。有紡絲性，但強(qiáng)度非常弱，不能卷曲。
發(fā)明的效果按照本發(fā)明能夠得到，既有能耐日常的實(shí)用上使用的物性，且能夠任意地控制生物降解時(shí)期的生物降解性纖維。
附圖的簡要說明圖1是表示堿性溶液處理前的本發(fā)明生物降解纖維的纖維形態(tài)的斷面照片(圖樣代用照片)。
圖2是表示堿性溶液處理后的本發(fā)明生物降解纖維的纖維形態(tài)的斷面照片(圖樣代用照片)。
圖3是本發(fā)明的生物降解纖維的側(cè)面照片(圖樣代用照片)。
圖4是以往的生物降解纖維的側(cè)面照片(圖樣代用照片)。
權(quán)利要求
1.生物降解性纖維，其特征在于，是由數(shù)均分子量5萬～15萬的聚乳酸構(gòu)成、纖維內(nèi)部的堿溶解速度比纖維外周部快的纖維，而且在該纖維表面存在5～50處/10cm的裂紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解性纖維，其中，賦予pH不到7.8的纖維處理劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物降解性纖維，其中，賦予式(1)表示的強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR值)不到1.2的纖維處理劑(a)，強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR值)＝TA/TB (1)(TA將權(quán)利要求1所述的生物降解性纖維脫脂后，在溫度50℃、濕度65％的條件下放置7天后的纖維強(qiáng)度，TB將權(quán)利要求1所述的生物降解性纖維脫脂后、以張力0.05～0.20g/分特的條件賦予了1～5質(zhì)量％的纖維處理劑(a)的纖維，在室溫50℃、濕度65％的條件下放置7天后的纖維強(qiáng)度)。
4.使用權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的生物降解性纖維的布帛。
5.生物降解性控制方法，其特征在于，通過用pH7.8以上的堿性纖維處理劑對(duì)權(quán)利要求1所述的生物降解纖維的表面進(jìn)行處理，來促進(jìn)生物降解性。
6.生物降解性控制方法，其特征在于，給權(quán)利要求1所述的生物降解性纖維賦予式(1)表示的強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR值)1.2以上的纖維處理劑(b)，來促進(jìn)生物降解性，強(qiáng)度劣化促進(jìn)常數(shù)(KR值)＝TA/TB (1)(TA具有權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)的生物降解性纖維脫脂后，在溫度50℃、濕度65％的條件下放置7天后的纖維強(qiáng)度，TB具有權(quán)利要求1所述結(jié)構(gòu)的生物降解性纖維脫脂后、以張力0.05～0.20g/分特的條件賦予了1～5質(zhì)量％的纖維處理劑(b)的纖維，在室溫50℃、濕度65％的條件下放置7天后的纖維強(qiáng)度)。
7.生物降解性控制方法，其特征在于，給具有權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)的生物降解性纖維賦予含有1質(zhì)量％以上選自有機(jī)磷酸酯鹽類、不飽和脂肪酸和不飽和醇類的至少一種成分的纖維處理劑，以促進(jìn)生物降解性。
全文摘要
是由數(shù)均分子量5萬～15萬的聚乳酸構(gòu)成、纖維的內(nèi)部的堿溶解速度比纖維的外周部快的纖維，而且是在該纖維表面存在5～50處/10cm裂紋的生物降解性纖維。該纖維既有能夠耐實(shí)用上使用的物性，而且能夠任意地控制生物降解的時(shí)期。
文檔編號(hào)D04H1/42GK1421555SQ0215843
公開日2003年6月4日 申請(qǐng)日期2002年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月14日
發(fā)明者四衢晉, 安藤義幸, 保木本明弘 申請(qǐng)人:可樂麗股份有限公司