(57)【要約】【課題】  高温処理や超臨界処理などのエネルギーを必要とせず、かつ人体に対して腐食性の薬品を使用しない簡便なポリ乳酸の分解促進方法と、かかる分解促進方法を利用した使用済みエアフィルタろ材の分解処理方法の提案【解決手段】  ポリ乳酸に対して塩基触媒下、１価のアルコールを用いて加溶媒分解し、ポリ乳酸の繊維からなるエアフィルタろ材を分解処理する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸に対して塩基触媒下、１価のアルコールを用いて加溶媒分解することを特徴とするポリ乳酸の分解促進方法。
【請求項２】
前記１価のアルコールの水分量が、１０体積％以下であることを特徴とする請求項１記載のポリ乳酸の分解促進方法。
【請求項３】
前記塩基触媒が、炭酸カリウムであることを特徴とする請求項１又は２記載のポリ乳酸の分解促進方法。
【請求項４】
前記加溶媒分解を常温、常圧下で行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のポリ乳酸の分解促進方法。
【請求項５】
ポリ乳酸の繊維からなるエアフィルタろ材を請求項１乃至４の何れかに記載の分解促進方法で分解することを特徴とするエアフィルタろ材の分解処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ乳酸の新しい分解促進方法に関し、さらには、その分解促進方法を用いた使用済みエアフィルタろ材の分解処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ビル空調、工場空調、そして半導体製造クリーンルームの外気処理系で用いられたエアフィルタは、使用後には産業廃棄物として処理する必要があり、多くは埋め立てや焼却処分されてきた。
ところが、埋め立て処理においては廃棄場所の確保が年々困難になりつつある問題や、焼却処分では化石燃料の消費に加えて二酸化炭素の排出による地球温暖化の問題に直面しているのが現状である。
この問題解決への一歩として、エアフィルタメーカは、例えばフィルタフレームは再利用し、ろ材を交換できるフィルタにして廃棄物減量を試みたり（例えば特許文献１）、使用済みエアフィルタごと溶融して金属をリサイクルする方法（例えば、特許文献２）を提案してきたが、問題の根本的な解決には至っていない。
一方、土中で自然分解するポリ乳酸の繊維からなるろ材を用いたエアフィルタも利用されてきている。ポリ乳酸は元来、自然分解することが大きな特徴であることに加えて、トウモロコシやジャガイモなど、植物を原料とした植物性プラスチックの代表例であることから、例えば焼却処分しても二酸化炭素の増加にはつながらないカーボンニュートラルな材料としても注目されている。
一方で、上記自然分解の速度は土中などでは非常に遅く、分解が温湿度や菌の活性度により大きな影響を受けるため分解の時期が予測しにくい。よって、埋め立て処理後、長時間が経過してから分解が始まり、地盤沈下などを招く可能性もあるのが現状である。また、２１世紀の循環型社会形成にあっては、多くのエネルギーを使って製造したポリ乳酸はカーボンニュートラルといえども使用後は直ちに焼却処分すべきではなく、使用後のポリ乳酸も資源として何らかのリサイクルをすべきである。リサイクルにはエネルギー的、経済的に見合う技術が必要であり、ポリ乳酸ろ材の簡便な分解処理方法が望まれている。
【特許文献１】特許第３２７３３３３号公報
【特許文献２】特開２００５―１３８２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、これまでのところ、使用済みエアフィルタろ材を分解処理する簡便な方法はなかった。本発明の目的は、高温処理や超臨界処理などのエネルギーや高圧装置を必要とせず、かつ人体に対して腐食性（皮膚、眼、粘膜等を侵す）の薬品を使用しない簡便なポリ乳酸の分解促進方法と、かかる分解促進方法を利用した使用済みエアフィルタろ材の分解処理方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、かかる課題を解決するべく、鋭意検討の結果、塩基触媒下で１価のアルコールを用いて加溶媒分解することで、ポリ乳酸の分解が促進されることを知見した。本発明は、かかる知見に基づきなされたもので、本発明のポリ乳酸の分解促進方法は、ポリ乳酸に対して塩基触媒下、１価のアルコールを用いて加溶媒分解することを特徴とする。
また、請求項２記載のポリ乳酸の分解促進方法は、請求項１記載のポリ乳酸の分解促進方法において、前記１価のアルコールの水分量が、１０体積％以下であることを特徴とする。
また、請求項３記載のポリ乳酸の分解促進方法は、請求項１又は２記載のポリ乳酸の分解促進方法において、前記塩基触媒が、炭酸カリウムであることを特徴とする。
また、請求項４記載のポリ乳酸の分解促進方法は、請求項１乃至３の何れかに記載のポリ乳酸の分解促進方法において、前記加溶媒分解を常温、常圧下で行うことを特徴とする。
また、本発明のエアフィルタろ材の分解処理方法は、請求項５に記載の通り、ポリ乳酸の繊維からなるエアフィルタろ材を請求項１乃至４の何れかに記載の分解促進方法で分解することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のポリ乳酸の分解促進方法は、１価のアルコール及び塩基触媒を用い、ほぼ常温常圧下で分解することができるため、熱エネルギーの消費や反応槽の腐食といった問題を未然に防ぐことができる。
また、１価のアルコールに含まれる水分量を１０体積％以下とすることにより、上記分解反応をより促進することができる。
また、ポリ乳酸の繊維からなるエアフィルタろ材を分解促進することにより、使用済みエアフィルタの廃棄物低減や、廃棄処理の利便性に寄与することができる。また、分解により生成した乳酸メチルなどを回収し再利用することで、ケミカルリサイクルを実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明のポリ乳酸の分解促進方法は、１価のアルコール及び塩基触媒を用いて、ほぼ常温常圧下で分解するものである。
工業的には常温(２５℃)が最も好適ではあるが、加温して６０℃以下で処理すれば加水分解をより促進して、常温より短時間に分解処理することができる。
【０００７】
１価のアルコールとしては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、tert−ブタノール等が挙げられる。これらのうち、分解の反応速度が速く、分解性生物をポリ乳酸の原料として再利用しやすい等の利点から、メタノールを用いるのが最も好ましい。
【０００８】
塩基触媒としては、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩、アルカリ金属リン酸塩、アルカリ金属酢酸塩、アルカリ金属アルコキシド、アルカリ金属水酸化物等が挙げられ、中でも炭酸カリウム、炭酸セシウム、リン酸カリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムが好ましく、さらに分解の反応速度が速い、人体に対しては腐食性ではないため後処理を行いやすい等の利点から、炭酸カリウムを用いることが最も好ましい。また、それらの反応中の活性種であるアルコキシドを初めから用いることもよい結果を与える。
【０００９】
１価のアルコールに含まれる水分量が１０体積％より多い場合は分解速度が非常に遅いことから、１価のアルコールに含まれる水分量は１０体積％以下であるか、水分量が１０体積％を超える場合は反応を加速するため６０℃以下で加温することが望ましい。
通常の反応では温度に比例して反応速度が増大するが、反応装置の複雑化や省エネの観点から、反応温度は６０℃以下とすべきである。また、圧力についても反応装置の複雑化や省エネの観点から、常圧下で行うことが好ましい。
【００１０】
本発明の分解促進方法をポリ乳酸製の使用済みエアフィルタに適用した場合、その原料を回収、再利用するケミカルリサイクルに活用することができる。
【実施例】
【００１１】
次に、本発明の実施例を、比較例、従来例とともに説明する。尚、本発明のエアフィルタ用ろ材は、以下の例に限定して解釈されるものではない。
【００１２】
（実施例１）
ろ材としてポリ乳酸を０．１ｇ、溶媒としてメタノールを５ｍｌ、塩基触媒として炭酸カリウム３０ｍｇを使用し、反応雰囲気は常温常圧下として分解反応を行った。
【００１３】
（比較例）
ろ材をポリエチレンテレフタレート０．１ｇとしたこと以外は実施例１と同様にして、常温常圧下で分解反応を行った。
【００１４】
（従来例）
反応雰囲気を超臨界二酸化炭素条件（１００℃、１５０気圧）下としたこと以外は実施例１と同様にして、分解反応を行った。
【００１５】
（実施例２）
塩基触媒を水酸化カリウム３０ｍｇとしたこと以外は実施例１と同様にして、常温常圧下で分解反応を行った。
【００１６】
（実施例３）
塩基触媒を水酸化ナトリウム３０ｍｇとしたこと以外は実施例１と同様にして、常温常圧下で分解反応を行った。
【００１７】
（実施例４）
溶媒として９７体積％のメタノールと、３体積％の水を用いたこと以外は実施例１と同様にして、常温常圧下で分解反応を行った。
【００１８】
（実施例５）
溶媒として９５体積％のメタノールと、５体積％の水を用いたこと以外は実施例１と同様にして、常温常圧下で分解反応を行った。
【００１９】
（実施例６）
溶媒として９０体積％のメタノールと、１０体積％の水を用いたこと以外は実施例１と同様にして、常温常圧下で分解反応を行った。
【００２０】
（実施例７）
反応雰囲気を５５℃としたこと以外は実施例１と同様にして、常圧下で分解反応を行った。
【００２１】
次に、本発明の実施例、比較例、従来例について、以下のようにして反応雰囲気、分解の進行度、後処理、総合評価を行った。結果を表１に示す。
【００２２】
反応雰囲気：分解反応が、常温常圧下、或いは、５５℃、常圧下のものを○、超臨界条件下のものを×とした。
分解の進行度：反応開始から１時間以内に、目視により、ろ材の繊維がほぐれて膨潤した状態になったものを◎、２４時間以内にろ材の繊維がほぐれて膨潤した状態になったものを○、２４時間以内にはろ材の繊維がほぐれず形状を維持していたものを×とした。
後処理：分解反応に使用する薬品に人体に対して腐食性の薬品を含まないものを○、腐食性の薬品を含むものを△とした。
総合評価：◎，○のみの場合を◎，×を含まない場合を○，×を含むものを×とした。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１に示すとおり、実施例１は、２４時間の反応でろ材の繊維がほぐれて膨潤し、分解が進行した。
これに対し、比較例に示すように、ＰＥＴろ材を分解することはできなかった。
また、従来例では、分解は進行したが超臨界条件にするための装置が簡便でないため、反応は進むが総合評価は×となった。
実施例２、実施例３では、塩基触媒にそれぞれ水酸化カリウム、水酸化ナトリウムを用いることで分解は１時間以内に進んだが、それら触媒は人体に対して腐食性の薬品を含むことから、総合評価は○となった。
実施例４、実施例５、実施例６は、２４時間以内にろ材の繊維がほぐれて膨潤し、分解が進行した。よって、溶媒の水分率が１０体積％以下では常温でも分解反応が進行する結果となった。
実施例７は、１時間以内にろ材の繊維がほぐれて膨潤し、分解が進行した。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は、使用済みエアフィルタろ材の処理方法に関して、ポリ乳酸ろ材の簡便な分解促進方法を提供できる点において、産業上の利用可能性を有する。
さらには、フィルタ材に限らず、本発明の分解促進方法で分解して得られたポリ乳酸由来の物質を用いることで、メタン発酵やバイオエタノール合成などのリサイクルシステムへの展開の可能性もあると考えられる。