(57)【要約】【課題】ポリエステル製固綿の粉砕片をリサイクルして用いる場合において、均等な硬さのリサイクル成形体、及びその製造方法を提供する。【解決手段】ポリエステル系バインダー繊維と主体となるポリエステル系短繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕した粒径１〜５ｍｍの粉砕片を成形・一体化する。固綿の粉砕片に玉状綿やスライバーチップ、ポリエステル系バインダー繊維を混合して成形・一体化する。成形体の密度は、５ｋｇ／ｍ３以上であることが好ましい。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル系バインダー繊維と主体となるポリエステル系短繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕した粒径１〜５ｍｍの粉砕片を成形・一体化してなることを特徴とする成形体。
【請求項２】
ポリエステル系バインダー繊維と主体となるポリエステル系短繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕した粒径１〜５ｍｍの粉砕片とポリエステル系短繊維塊とポリエステル系バインダー繊維とを混合し、成形・一体化してなることを特徴とする成形体。
【請求項３】
成形体の密度が５ｋｇ／ｍ３以上であることを特徴とする請求項１または２記載の成形体。
【請求項４】
ポリエステル系短繊維塊がポリエステル系短繊維を玉状に集合させた玉状綿、あるいはポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維を混合して玉状に集合させた玉状綿、もしくはポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維の混綿スライバーを熱処理・切断したスライバーチップであることを特徴とする請求項２または請求項３記載の成形体。
【請求項５】
主体となるポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕し、ふるい分けした粒径１〜５ｍｍの粉砕片を成形型内に投入して加熱、冷却して成形することを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項６】
主体となるポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕し、ふるい分けした粒径１〜５ｍｍの粉砕片とポリエステル系短繊維塊とポリエステル系バインダー繊維とを成形型内に投入して加熱、冷却して成形することを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項７】
成形型内で加熱、冷却した成形体に、加圧プレスを行うことを特徴とする請求項５または請求項６記載の成形体の製造方法。
【請求項８】
主体となるポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕し、ふるい分けした粒径１〜５ｍｍの粉砕片を水中に分散し、抄造した後、乾燥することにより成形・一体化することを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項９】
主体となるポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕し、ふるい分けした粒径１〜５ｍｍの粉砕片と、ポリエステル系バインダー繊維とを水中に分散し、抄造した後、乾燥することにより成形・一体化することを特徴とする成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ポリエステル製固綿の粉砕片を用いたリサイクル成形体とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からポリエステル系繊維等の高融点繊維を主体繊維とし、主体繊維がバインダー繊維で接着している不織布や固綿は、自動車シート、寝具、座布団等のクッション材や防音材、吸音材等として広く用いられている。そして使用済み時におけるリサイクル法のひとつとして、これらを粉砕し成形して再使用することも、例えば、特許文献１や特許文献２に提案されている。
【０００３】
特許文献１には、不織布の粉砕物を固形または液状の接着剤で接着した繊維集合体が開示されている。接着剤を用いる場合には、その性状が固体であれ液体であれ、成形型内で底の方に偏りやすく均等な接着が得にくく、成形体内で硬さにバラツキのあるものとなりやすい欠点がある。
【０００４】
【特許文献１】
【０００５】
特開２０００−２５３９５９号公報
また特許文献２には、主体繊維がポリエチレン２，４−ナフタレートからなる繊維で、バインダー繊維のバインダー成分がポリブチレンテレフタレート及び／又は脂肪族ラクトン共重合ポリエステルである不織布の粉砕物を、接着性を有する樹脂成分と混合して成形したクッション材が開示されている。この接着性を有する樹脂成分としては、液状、エマルジョン状等の接着剤やバインダー繊維が挙げられている。液状、エマルジョン状等の接着剤を用いる場合には、前述した特許文献１と同様の欠点を有するものとなってしまう。
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−６９８１３号公報（請求項８）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の現状を鑑みて行われたものであり、ポリエステル製固綿の粉砕片をリサイクルして用いる場合において、均等な硬さのリサイクル成形体、及びその製造方法を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を達成するものであり、下記をその要旨とするものである。
（１）ポリエステル系バインダー繊維と主体となるポリエステル系短繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕した粒径１〜５ｍｍの粉砕片を成形・一体化してなることを特徴とする成形体。
【０００９】
（２）ポリエステル系バインダー繊維と主体となるポリエステル系短繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕した粒径１〜５ｍｍの粉砕片とポリエステル系短繊維塊とポリエステル系バインダー繊維とを混合し、成形・一体化してなることを特徴とする成形体。
【００１０】
（３）主体となるポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕し、ふるい分けした粒径１〜５ｍｍの粉砕片を成形型内に投入して加熱、冷却して成形することを特徴とする成形体の製造方法。
【００１１】
（４）主体となるポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕し、ふるい分けした粒径１〜５ｍｍの粉砕片とポリエステル系短繊維塊とポリエステル系バインダー繊維とを成形型内に投入して加熱、冷却して成形することを特徴とする成形体の製造方法。
【００１２】
（５）主体となるポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕し、ふるい分けした粒径１〜５ｍｍの粉砕片を水中に分散し、抄造した後、乾燥することにより成形・一体化することを特徴とする成形体の製造方法。
【００１３】
（６）主体となるポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維からなるポリエステル繊維製固綿を粉砕し、ふるい分けした粒径１〜５ｍｍの粉砕片と、ポリエステル系バインダー繊維とを水中に分散し、抄造した後、乾燥することにより成形・一体化することを特徴とする成形体の製造方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明の成形体は、主体となるポリエステル系短繊維がポリエステル系バインダー繊維で接着されてなるポリエステル繊維製固綿を粉砕した粒径１〜５ｍｍの粉砕片を成形・一体化してなるものである。本発明において、粉砕されるポリエステル繊維製固綿の主体繊維としてのポリエステル系短繊維は、ポリエステル系重合体を溶融紡糸、延伸後捲縮を付与し、カットした短繊維であり、ポリエステル系重合体としては芳香族ポリエステル系重合体や脂肪族ポリエステル系重合体等を用いることができる。
【００１６】
芳香族ポリエステル系重合体としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタリンー２，６−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸又はこれらのエステル類を酸成分とし、かつエチレングルコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−１，４−ジメタノール等のジオール化合物をグリコール成分とするホモポリエステル重合体又はポリエステル共縮重合体を挙げることができる。なお、これらの芳香族ポリエステル系重合体には、パラオキシ安息香酸、５−ソジウムスルホイソフタル酸、ポリアルキレングリコール、ペンタエリスリトール、ビスフェノールＡ等が添加又は共重合されていてもよい。
【００１７】
脂肪族ポリエステル系重合体としては、α−ヒドロキシ酸や乳酸を重合させてなるポリグリコール酸やポリ乳酸、又はこれらの共重合体、、ポリ（ε−カプロラクトン）やポリ（β−プロピオラクトン）等のポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）、さらに、ポリ−３−ヒドロキシプロピオネート、ポリ−３−ヒドロキシブチレート、ポリ−３−ヒドロキシカプロレート、ポリ−３−ヒドロキシヘプタノエート、ポリ−３−ヒドロキシオクタノエート等のポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）、又はこれらにポリ−３−ヒドロキシバリレートやポリ−４−ヒドロキシブチレート等を構成するモノマー成分を共重合させたもの等を挙げることができる。
【００１８】
本発明において、粉砕されるポリエステル繊維製固綿に用いられているポリエステル系バインダー繊維は、主体となるポリエステル系短繊維より融点の低いポリエステル系重合体をバインダー成分とし、これを少なくとも繊維表面に有する短繊維であって、バインダー成分のみからなる単相形態のものであっても、バインダー成分よりも高融点のポリエステル系重合体と複合してなる複合形態のものであってもよい。複合形態である場合に、複合されるポリエステル系重合体は、主体となるポリエステル系短繊維に用いられているポリエステル系重合体と同一のものであっても、異なるものであってもよい。複合形態としては、バインダー成分が鞘成分となっている芯鞘型あるいは偏芯芯鞘型、両成分を接合したサイドバイサイド型、バインダー成分を海成分とした海島型等が挙げられる。
【００１９】
バインダー成分として用いるポリエステル系重合体としては、主体となるポリエステル系短繊維に用いられているポリエステル系重合体より融点が低い重合体であればよいが、酸成分として、テレフタル酸、イソフタル酸、コハク酸等、グリコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ポリアルキレングリコール等の成分より３種以上の成分が共重合してなるものが挙げられる。ε―カプロラクトン等オキシカルボン酸単位となるものが共重合されていてもよい。これらの中では、ポリエチレンテレフタレートにイソフタル酸を共重合してなる共重合ポリエステルは、接着力が大きく、安価であり、本発明に用いられる固綿用のバインダー成分として好ましい。また、本発明の成形体を自動車等のシート用クッション材等のように高温雰囲気下で使用する場合には、芳香族ポリエステルと脂肪族ラクトンとが共重合した結晶融点を有していて、結晶融点が１００℃以上である共重合ポリエステルをバインダー成分とするのが好適である。
【００２０】
粉砕されるポリエステル繊維製固綿の主体繊維とバインダー繊維は、繊度が１．５〜２０デシテックス、繊維長２０〜１００ｍｍのものが用いられ、主体繊維とバインダー繊維の混合割合は、９５：５〜５：９５であるのが好ましい。
【００２１】
ポリエステル繊維製固綿の粉砕は、常法により製造された固綿を製造直後に行ってもよいが、使用済みの固綿をリサイクル使用するために行うことが好ましい。本発明の成形体の品質安定化させるために、製造直後の固綿の粉砕片を併用することも可能である。リサイクル使用の場合において、ポリエステル製固綿には、ポリエステル製の織物、編物、シート、フィルム等が貼り付け、積層されていてもよい。
【００２２】
粉砕に用いる粉砕機には、特に制限はない。本発明の成形体には、粉砕後の粒径が１〜５ｍｍの粉砕片を用いる。具体的には、粉砕後にＪＩＳ  Ｚ８８０１に規定する網ふるいであって、呼び寸法１．００ｍｍ（目開き１．００ｍｍ）のふるいには不通過で、呼び寸法５．００（目開き５．００ｍｍ）のふるいで通過する粉砕片を用いる。もちろん、呼び寸法１．００ｍｍから５．００ｍｍの大きさの網ふるいを用いてふるい分けしたものを用いてもよい。例えば、比較的厚みを有する成形体を得る場合には、呼び寸法３．３５ｍｍ（目開き３．３５ｍｍ）のふるいには不通過で、呼び寸法５．００ｍｍ（目開き５．００ｍｍ）のふるいに通過の比較的大きめの粉砕片（粒径５ｍｍ）を用い、比較的厚みの薄い成形体を得る場合には、呼び寸法１．００ｍｍ（目開き１．００ｍｍ）のふるいには不通過で呼び寸法３．３５ｍｍ（目開き３．３５ｍｍ）のふるいに通過の比較的小さめの粉砕片（１〜３ｍｍ）を用いることが効果的である。
【００２３】
本発明において、粉砕片の粒径が１ｍｍ未満のものでは、反発弾性の乏しい成形体となり、クッション材とする場合にクッション性が低下する傾向にある。粉砕片の粒径が５ｍｍを超えるものでは、粉砕片間の間隔の大きい部分ができて、成形体内の密度斑が大きくなりやすく、他の繊維や短繊維塊を混合する場合に均一な混合を行うことが困難となる。
【００２４】
本発明の成形体は、上記のポリエステル繊維製固綿の粉砕片を所望の形状を有する成形型内に投入し、バインダー繊維のバインダー成分の融点以上で、主体繊維の融点以下の温度に加熱して、バインダー成分を溶融し、冷却して、粉砕片同士を接着し成形一体化することにより得ることができる。また、加熱時に成形型内で加圧プレスを行ったり、いったん成形体を得た後に熱プレス機等で圧縮処理をして、密度の高い成形体とすることも可能である。このようにするとクッション材としての硬さを調整したり、ボード状の資材を得ることができる。
【００２５】
本発明の成形体は、ポリエステル繊維製固綿を粉砕した粒径１〜５ｍｍの粉砕片にポリエステル系短繊維塊やポリエステル系バインダー繊維を混合して成形型内に投入して成形一体化したものであってもよい。ポリエステル系短繊維塊を混合することにより、成形体の所望のクッション性を付与することが可能となる。ここでポリエステル系短繊維塊というのは、ポリエステル系短繊維同士を絡ませて玉状に集合させた玉状綿やポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維を混合して絡ませて玉状に集合させた玉状綿、ポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維の混綿スライバーを熱処理・切断したスライバーチップ等のことをいう。
【００２６】
ポリエステル系短繊維からなる玉状綿は、例えば特開昭５７−４８号公報に記載されているようにポリエステル系短繊維を機械的なもみ効果により玉状に集束させることにより得ることができ、また特開昭６１−１２５３７７号公報に記載されているように高速気流下で撹拌することによって得ることができる。ポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維を同様に処理することによってポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維からなる玉状綿を得ることができる。スライバーチップは、例えば特開２００１−１２３３６５号公報に記載されているように、ポリエステル系短繊維とポリエステル系バインダー繊維を混綿し、梳綿機と練条機を通して構成繊維が長さ方向に平行に配列したスライバーを得て、これをバインダー繊維のバインダー成分の融点以上の温度で熱処理して構成繊維同士を接着させた後にカットして得られる。これらの玉状綿やスライバーチップに用いるポリエステル系短繊維やポリエステル系バインダー繊維は、前記のポリエステル系固綿を構成するポリエステル系短繊維やポリエステル系バインダー繊維と同様のものであればよい。
【００２７】
成形体の製造に際して、粉砕片と併用するポリエステル系バインダー繊維もポリエステル系固綿を構成するポリエステル系バインダー繊維と同様のものであればよい。
【００２８】
これらの玉状綿やスライバーチップを併用すると、硬さやクッション性の斑のより小さい成形体を得ることができるようになる。また、バインダー繊維を併用すると、粉砕片間の接着をより確かなものとすることができる。
【００２９】
また、本発明の成形体を得る方法のひとつとして、抄造法により得ることができる。すなわち、粉砕片を水中に分散し、抄造した後、乾燥することにより成形・一体化することにより成形体とする。
【００３０】
また、粉砕片と共にポリエステル系バインダー繊維および／またはポリエステル系繊維を水中に分散し、抄造してもよい。さらには、ポリエステル繊維塊もまた、水中に分散してもよい。
【００３１】
抄造法により成形体を得る場合には、粉砕片の粒径は、比較的小さいものを用いることが好ましく、呼び寸法１．００ｍｍ（目開き１．００ｍｍ）のふるいには不通過で呼び寸法３．３５ｍｍ（目開き３．３５ｍｍ）のふるいに通過の比較的小さめの粉砕片（１〜３ｍｍ）を用いることが好ましい。
【００３２】
本発明の成形体の密度は、５ｋｇ／ｍ３以上であることが好ましい。密度が５ｋｇ／ｍ３未満の場合、固綿、ボード状成形体とした場合、クッション性、剛性に乏しく、また、抄造法によるシート状成形体にした場合、目付が小さくなり粉砕片の滑脱が起こりやすくなる。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
【００３４】
実施例１
主体繊維としてのポリエチレンテレフタレートからなる繊度１７デシテックスで、繊維長５１ｍｍのポリエステル短繊維と、芯部にポリエチレンテレフタレートを配し、鞘部にエチレンテレフタレート単位にイソフタル酸を共重合した共重合ポリエステル（融点１１０℃）を配してなり、繊度４．４デシテックス、繊維長５１ｍｍの芯鞘型ポリエステル系バインダー繊維（ユニチカファイバー株式会社製  登録商標メルティ＜４０８０＞）とを６０／４０の割合で混綿、カーディングした後に１５０℃熱処理して得た目付が２１００ｇ／ｍ２で、厚みが１０ｍｍの固綿を粉砕機で粉砕し、呼び寸法２．８０ｍｍ（目開き２．８０ｍｍ）のふるいには不通過で呼び寸法３．３５ｍｍ（目開き３．３５ｍｍ）のふるいに通過の粉砕片を用意した。
【００３５】
得られた粉砕片を成形型枠に吹き込み、１６０℃の熱風で２分間熱処理し、密度が６０ｋｇ／ｍ３で、厚みが５０ｍｍのクッション材用に適した本発明の成形体を得た。
【００３６】
実施例２
実施例１で用いた固綿を粉砕機で粉砕し、呼び寸法４．７５ｍｍ（目開き４．７５ｍｍ）のふるいには不通過で呼び寸法５．００ｍｍ（目開き５．００ｍｍ）のふるいに通過の粉砕片を用意した。
【００３７】
得られた粉砕片と、ポリエチレンテレフタレートからなる繊度が６．６デシテックスで、繊維長が３８ｍｍのポリエステル短繊維を高速気流下で撹拌して得た粒径５ｍｍの玉状綿と、実施例１における固綿作成に用いた芯鞘型ポリエステル系バインダー繊維（ユニチカファイバー株式会社製  登録商標メルティ＜４０８０＞）とを、７０：２０：１０の割合で開繊・混合して成形型枠に吹き込んで１６０℃の熱風で２分間熱処理し、密度が７５ｋｇ／ｍ３で、厚みが５０ｍｍのクッション材用に適した本発明の成形体を得た。
【００３８】
実施例３
実施例２において、粉砕片と、玉状綿と、芯鞘型ポリエステル系バインダー繊維との混合割合を、２０：７０：１０としたこと以外は、実施例２と同様にして、密度が７５ｋｇ／ｍ３で、厚みが５０ｍｍのクッション材用に適した本発明の成形体を得た。
【００３９】
実施例４
実施例１において、成形型枠に吹き込み１６０℃の熱風で２分間熱処理の後に、加圧プレス（圧力０．２ＭＰａ）を行ったこと以外は、実施例１と同様にして、密度が１２５ｋｇ／ｍ３で、厚みが２０ｍｍのボードとして使用するのに適した本発明の成形体を得た。
【００４０】
実施例５
実施例２において、成形型枠に吹き込み１６０℃熱風で２分間熱処理の後に、加圧プレス（圧力０．２ＭＰａ）を行ったこと以外は、実施例２と同様にして、密度が１２５ｋｇ／ｍ３で、厚みが２０ｍｍのボードとして使用するのに適した本発明の成形体を得た。
【００４１】
実施例６
実施例１で用いた粉砕片と、実施例１における固綿作成に用いた芯鞘型ポリエステル系バインダー繊維（ユニチカファイバー株式会社製  登録商標メルティ＜４０８０＞）であって、繊維長５ｍｍ、ノークリンプのバインダー繊維とを、９０：１０の割合で水中に分散し、抄造した後１３０℃の熱カレンダーで熱処理して、密度が３３ｋｇ／ｍ３で、厚みが３ｍｍの本発明のシート状の抄造成形体を得た。
【００４２】
比較例１
実施例２において、粉砕片として、実施例１で用いた固綿を粉砕機で粉砕し、呼び寸法６．７ｍｍ（目開き６．７ｍｍ）のふるいには不通過で呼び寸法８．０ｍｍ（目開き８．０ｍｍ）のふるいに通過の粉砕片を用いたこと以外は、実施例２と同様にして成形体を得た。
【００４３】
比較例２
実施例２において、粉砕片として、実施例１で用いた固綿を粉砕機で粉砕し、呼び寸法１．００ｍｍ（目開き１．００ｍｍ）のふるいに通過の粉砕片を用いたこと以外は、実施例２と同様にして成形体を得た。
【００４４】
比較例３
実施例６において、粉砕片として、比較例１で得た粉砕片を用いたこと以外は、実施例６と同様にしてシート状の抄造成形体を得た。
【００４５】
比較例４
実施例６において、粉砕片として、比較例２で得た粉砕片を用いたこと以外は、実施例６と同様にしてシート状の抄造成形体を得た。
【００４６】
実施例１の成形体は、粉砕片のみからなるものであるが、十分な強度、クッション性を有するものであり、いわゆる固綿の分野において有効に使用できるものであった。
【００４７】
実施例２、３の成形体は、十分な強度を有し、また、実施例１よりも、さらに反発弾性を有するものであった。成形体の構成素材は、均一に混ざり合っているため、硬さのバラツキはなかった。
【００４８】
実施例４，５の成形体は、剛性に優れたものであり、各種ボードとして使用できるものであった。
【００４９】
実施例６の抄造成形体は、構成素材が均一に分散し、目付斑を有しないものであった。
【００５０】
一方、比較例１では、構成素材が均一に混ざりにくく、得られた成形体は、硬さにバラツキが生じた。
【００５１】
比較例２では、クッション材としては、反発性に乏しいものであった。
【００５２】
比較例３では、構成素材が均一に分散しにくく、得られた抄造成形体に斑が生じた。
【００５３】
比較例４では、粉砕片の粒径が小さいため、得られた抄造成形体より、粉砕片の滑脱が生じた。
【００５４】
【発明の効果】
本発明のポリエステル製固綿の粉砕片を用いた成形体は、ポリエステル製固綿のリサイクルを可能とするものであり、資源リサイクルの観点から地球環境に優しいものである。また、粉砕片の粒径を１〜５ｍｍとすることで、固綿から固綿へのリサイクルに加え、ボード状、シート状等の他の形態の成形体へのリサイクルが可能である。固綿へのリサイクルの場合には、クッション性に優れるポリエステル系短繊維塊を混合することでクッション性をさらに向上させたり、硬さや反発弾性を適宜コントロールすることが可能である。ポリエステル系短繊維塊やバインダー繊維と混合して成形体とする際、粉砕片は、適度の大きさを有し、かつ繊維から構成されているものであるため、均一に混ざり合うことができ、均一な接着強力を得ることができ、得られる成形体において、強度やクッション性のバラツキ、目付斑等が生じにくい。