(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂を結合剤としているため保形性に優れていて水が多く存在する条件下でも使用でき、一方、使用後には当該熱可塑性樹脂を生分解させて除去できるとともに成形体の形を崩すことができ、廃棄が容易なゼオライト成形体を提供する。【解決手段】ゼオライト粉体と、熱可塑性の生分解性ポリエステル樹脂とを含んでなることを特徴とするゼオライト成形体であり、好ましくは、ポリ乳酸等の生分解性ポリエステル樹脂の粉末と、平均粒径０．１〜１００μｍのゼオライト粉体とを用いて造粒されたものであることを特徴とするゼオライト成形体。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゼオライト粉体と、熱可塑性の生分解性ポリエステル樹脂とを含んでなることを特徴とするゼオライト成形体。
【請求項２】
生分解性ポリエステル樹脂の粉末と、平均粒径０．１〜１００μｍのゼオライト粉体とを用いて造粒されたものであることを特徴とする請求項１に記載のゼオライト成形体。
【請求項３】
生分解性ポリエステル樹脂がポリ乳酸であることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のゼオライト成形体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゼオライト成形体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
天然にあるいは人工的な合成によって産するゼオライトは、多孔質の無機粉体であって、様々なガスを吸着したり、有害な金属イオンを除去するといった機能を有する。また、銀イオンや亜鉛イオン等を結合させたゼオライトは、抗菌剤や触媒としての機能を発揮する。このため、ゼオライトは各種分野で工業的に利用されている。
ところで、ゼオライトを工業的に利用する場合には、粉末のままでは利用しにくいので、粒状、円柱状、玉状などの適当な成形体、すなわちゼオライト成形体として利用するのが一般的である。ゼオライト成形体を製造する場合には、乾燥したゼオライト粉末には相互に結合する能力がないため、水を結合剤として造粒する方法（例えば、特許文献１参照。）、あるいは、塩化ビニリデン樹脂等の熱可塑性樹脂を加えて各種形状に成形する方法（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３１８号公報
【特許文献２】特開平１０−２６５２７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水を結合剤として造粒したものでは、使用時に水が多く存在する条件下においては、保形性が悪くバラバラに形が分解してしまう。また、熱可塑性樹脂を加えて成形したものでは、保形性は良好である一方、使用後も形が崩れにくく、しかも樹脂との複合体であるがために、廃棄が容易でないという問題がある。
そこで、本発明の目的は、熱可塑性樹脂を結合剤としているため保形性に優れていて水が多く存在する条件下でも使用でき、一方、使用後には当該熱可塑性樹脂を生分解させて除去できるとともに成形体の形を崩すことができ、廃棄が容易なゼオライト成形体を提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、ゼオライト粉体と、熱可塑性の生分解性ポリエステル樹脂とを含んでなることを特徴とするゼオライト成形体を要旨とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のゼオライト成形体は、ゼオライト粉体と、熱可塑性の生分解性ポリエステル樹脂とを含んでなる成形体であり、それ自体では結合性のないゼオライト粉末を成形体となすべく、結合剤として熱可塑性の生分解性ポリエステル樹脂を使用してなるものである。
【０００７】
本発明に使用するゼオライトとしては、天然に産するゼオライトでもよく、人工的に合成されたゼオライトでもよく、特に限定されるものではない。また、所望の機能を付与すべく、イオン交換されたゼオライトや、金属を担持させたゼオライトを使用してもよい。
ゼオライト粉体の平均粒径としては、０．１〜１００μｍが好ましい。
【０００８】
本発明に使用する熱可塑性の生分解性ポリエステル樹脂としては、特に限定されるものではなく、従来公知の熱可塑性の生分解性ポリエステル樹脂を使用することができる。例示すれば、ポリグリコール酸やポリ乳酸のようなポリ（α−ヒドロキシ酸）、もしくはこれらを主たる繰り返し単位とする共重合体が挙げられる。また、ポリ（ε−カプロラクトン）、ポリ（β−プロピオラクトン）のようなポリ（ω−ヒドロキシアルカノエート）や、ポリ−３−ヒドロキシカプロネート、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のようなポリ（β−ヒドロキシアルカノエート）、あるいは、これらを主とする繰り返し単位と、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を主とする繰り返し単位との共重合体等が挙げられる。
さらに、ポリエチレンオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリエチレンアゼレート、ポリブチレンオキサレート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンセバケート、ポリヘキサメチレンセバケート、ポリネオペンチルオキサレート等のポリアルキレンアルカノエート、あるいはそれらを主たる繰り返し単位とするポリアルキレンアルカノエート共重合体が挙げられる。また、エチレンテレフタレート単位及び／又はブチレンテレフタレート単位からなる芳香族エステル結合単位をハードセグメントとし、これに相当量（おおよそ３０〜８０質量％）の炭素数４以上の直鎖脂肪属成分、例えばアジピン酸、セバシン酸等のジカルボン酸、又は１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール等のジオール類もしくはカプロラクトン化合物等を共重合したものが挙げられる。
そのような熱可塑性の生分解性ポリエステル樹脂のなかで最も好ましく用いられるのは、ポリ乳酸である。
【０００９】
ゼオライト成形体の形状としては、特に限定されるものではなく、粒状、棒状、シート状の他、使用目的に応じて所望の形状を採用すればよい。
したがって、ゼオライト粉末と熱可塑性の生分解性ポリエステル樹脂（以下、「生分解性樹脂」と略記することがある）を用いてゼオライト成形体となすための成形方法としては、特に限定されるものではなく、公知の成形方法が採用できる。
例えば、ゼオライト粉体と生分解性樹脂の粉末もしくはエマルジョンとを混合し、これに水を加え、必要ならば粘土鉱物等（例えばモンモリロナイト）等の成形助剤を加え、混練したものを押し出し成形により棒状、シート状、ハニカム状等の形状に成形し、しかる後熱処理により固める方法が採用できる。
また、生分解性樹脂からなる短繊維を用い、これとゼオライト粉体とからなる複合シートを抄造する方法も採用できる。
あるいは、ゼオライト粉体と、生分解性樹脂の粉末とを用いて造粒した成形体、すなわち造粒体とする方法も採用することができる。
【００１０】
上記の造粒体の場合についてさらに詳細に説明する。
造粒体に用いる生分解性樹脂の粉末としては、生分解性樹脂のペレットや塊を冷凍粉砕等の方法で粒径１〜５０μｍ程度に粉砕したものや、生分解性樹脂から紡糸した繊維径５〜４０μｍの繊維を０．１〜０．５ｍｍ程度にカットしたものを使用することができる。
造粒体の形状としては、特に限定されるものではなく、例えば球状でも楕円球でも円柱状でもよい。その大きさとしては、１〜２０ｍｍが好ましい。
【００１１】
造粒体の好ましい製造方法としては、平均粒径０．１〜１００μｍのゼオライト粉体の１００質量部に対して、生分解性樹脂の粉末を５〜３０質量部、水を１０〜４０質量部加え、回転混合式造粒機中に投じて、攪拌羽根の回転数を１０００〜３０００ｒｐｍ程度に設定して１０〜４０分間運転することにより、球状もしくは楕円球状の造粒体を製造できる。このとき、生分解性樹脂の融点が比較的低いものであれば、攪拌により生じる熱により樹脂が融着される場合もあるが、そうでない場合には、回転式の熱処理機（樹脂チップ乾燥機等）を利用して、生分解性樹脂の融点以上に加熱処理することが好ましく、これにより造粒体の保形性を増すことができる。
【００１２】
上記したように、本発明においては、生分解性樹脂からなる繊維を短くカットしたもの（以下、「繊維粉末」と略記することがある）も生分解性樹脂の粉末の範疇に含まれる。この繊維粉末を用いて製造した造粒体においては、ある程度繊維形状が保たれたまま繊維粉末がネットワーク構造を形成した状態とすることが可能であり、この繊維粉体のネットワークによりゼオライト粉体が囲い込まれているような構造を呈するので好ましい。このようなネットワーク構造を形成した状態とするためには、融点の異なる２つの生分解性樹脂成分で構成される芯鞘型もしくはサイドバイサイド型の複合繊維からなる繊維粉末を使用することが好ましい。この複合繊維からなる繊維粉末を使用する場合、生分解性樹脂成分のうち低融点成分の融点以上、かつ高融点樹脂成分の融点以下の温度での熱処理を行なうことにより、繊維形状を消失させることなく、熱融着による保形性向上の効果を確実に得ることができる。
なお、融点の異なる２つの生分解性樹脂成分としては、光学異性体比（Ｌ／Ｄ）比の異なるポリ乳酸を用いるのが好ましい。
【００１３】
繊維粉末の断面形状としては、通常の丸断面の他、三角断面、Ｙ字断面、十字断面もしくは偏平断面等の異形断面であってもよく、異形断面を有する繊維粉末を用いた場合には、その形状によりゼオライト粉体を保持しやすいという効果も期待できる。
また、繊維粉末を得るための繊維の単糸繊度としては、特に限定されるものではないが、０．５〜２０デシテックスが好ましい。０．５デシテックス未満では繊維の製造コストが高くなり、一方、２０デシテックスを超えると、繊維粉末としての比表面積が小さくなり、ゼオライト成形体の製造に不都合を生じる場合がある。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、実施例に記載した特性は以下の方法により測定したものである。
１．相対粘度
フェノールと四塩化エタンとを質量比１／１で混合したものを測定用溶媒として、試料濃度０．５ｇ／ｄｌ、温度２０℃で測定した。
２．融点
示差走査熱量計（パーキンエルマー社製、ＤＳＣ−２型）を使用し、昇温速度２０℃／分で測定した。
【００１５】
実施例１
光学異性体比（Ｌ／Ｄ比）が９９／１であり、融点が１６９℃、相対粘度が１．８５であるポリ乳酸のチップ（カーギルダウ社製、「ネイチャーワークス（商標名）」）を原料として、溶融紡糸装置を用いて、紡糸温度２２５℃にて紡糸した。この紡糸した糸を束ねて、２．９倍に延伸することにより、単糸繊維１．７デシテックス、総繊度６０万デシテックスのトウを得た。このトウをギロチンカッターで０．２ｍｍ長に切断することにより繊維粉末を得た。
平均粒径５．２μｍの天然ゼオライト８ｋｇに対し、上記で得たポリ乳酸の繊維粉末１ｋｇと水２ｋｇを配合し、回転混合式造粒機に投入した。そして、１８００ｒｐｍの回転数で１５分間運転することにより造粒し、さらに、回転式の熱処理機（樹脂チップ乾燥機）により１８０℃、１５分間の熱処理を行なって、０．３〜１．５ｃｍの大きさの造粒体をゼオライト成形体として得た。
このゼオライト成形体は、水に入れて攪拌機による５００ｒｐｍの攪拌をしても形状が崩れることはなく、保形性に優れたものであった。また、微生物分解型コンポストに投入すると、約３日で樹脂が生分解して、成形体はバラバラに崩壊した。
【００１６】
実施例２
繊維の製造に際して、実施例１で用いたポリ乳酸を芯部に配し、光学異性体比（Ｌ／Ｄ比）が９２／８であり、融点が１３０℃、相対粘度が１．８５であるポリ乳酸を鞘部に配して、複合溶融紡糸装置を用いて、芯鞘型複合繊維（芯／鞘の質量比１／１）を紡糸したこと以外は、実施例１と同様に行なって、０．５〜２．０ｃｍの大きさのゼオライト成形体（造粒体）を得た。
このゼオライト成形体は、水に入れて攪拌機による５００ｒｐｍの攪拌をしても形状が崩れることはなく、保形性に優れたものであった。また、微生物分解型コンポストに投入すると、約３日で樹脂が生分解して、成形体はバラバラに崩壊した。
【００１７】
比較例１
平均粒径５．２μｍの天然ゼオライト８ｋｇに対し、水２ｋｇを配合し、回転混合式造粒機に投入した。そして、１８００ｒｐｍの回転数で１５分間運転することにより造粒し、０．５〜２．０ｃｍの大きさの造粒体をゼオライト成形体として得た。
このゼオライト成形体は、水に入れて攪拌するとバラバラに崩壊した。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のゼオライト成形体は、水に入れても形状が崩れない保形性に優れるものである一方、使用後は成形体中の樹脂を生分解させることにより除去して成形体をバラバラに崩壊させることができ、廃棄が容易である。したがって、本発明のゼオライト成形体は、ガス吸着材、水処理材、各種分離材や触媒担体等の各種用途に好適である。