(57)【要約】【課題】循環型社会において炭酸ガス排出量の削減可能な循環社会適応型ポリエステル繊維製品およびそのリサイクル方法を提供すること。【解決手段】生分解性を有する脂肪族ポリエステルを第一構成要素とし、芳香族ポリエステルを第二構成要素とする、実質的に２種の構成要素からなる循環社会適応型ポリエステル繊維製品。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性を有する脂肪族ポリエステルを第一構成要素とし、芳香族ポリエステルを第二構成要素とする、実質的に２種の構成要素からなる循環社会適応型ポリエステル繊維製品。
【請求項２】
生分解性を有する脂肪族ポリエステルが、ヒドロキシアルキルカルボン酸、脂肪族ラクトン、脂肪族ジオール、ポリアルキレングリコール、脂肪族カルボン酸を主成分とする脂肪族ポリエステルから選ばれた、少なくとも一種である請求項１記載の循環社会適応型ポリエステル繊維製品。
【請求項３】
芳香族ポリエステルが、テレフタル酸またはナフタレンジカルボン酸を主たる酸成分とするポリエステルである請求項１または２記載の循環社会適応型ポリエステル繊維製品。
【請求項４】
芳香族ポリエステルが、廃ポリエステル屑から再生された芳香族ポリエステル、または、該屑を化学分解回収して得たポリエステル原料を再重合して得た芳香族ポリエステルである請求項１〜３項のいずれかに記載の循環社会適応型ポリエステル繊維製品。
【請求項５】
繊維製品が複合繊維である請求項１〜４項のいずれかに記載の循環社会適応型ポリエステル繊維製品。
【請求項６】
繊維製品が複合糸である請求項１〜４項のいずれかに記載の循環社会適応型ポリエステル繊維製品。
【請求項７】
繊維製品が、織物、編物または不織布である請求項１〜４項のいずれかに記載の循環社会適応型ポリエステル繊維製品。
【請求項８】
繊維製品が詰め綿である請求項１〜４項のいずれかに記載の循環社会適応型ポリエステル繊維製品。
【請求項９】
繊維製品が繊維構造体である請求項１〜４項のいずれかに記載の循環社会適応型ポリエステル繊維製品。
【請求項１０】
請求項１記載のポリエステル繊維製品を分別、回収、再利用する循環社会適応型ポリエステル繊維製品のリサイクル方法。
【請求項１１】
溶剤による溶解分離、加水分解、微生物分解および／または酵素分解による生分解脂肪族ポリエステルの除去、または、化学分解による原料成分への分解回収、精製を伴う請求項１０記載の循環社会適応型ポリエステル繊維製品のリサイクル方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、循環型社会において炭酸ガス排出量の削減可能な循環社会適応型ポリエステル繊維製品およびそのリサイクル方法に関する。さらに詳しくは、地球環境にやさしい生分解性ポリエステルとリサイクル可能な芳香族ポリエステルを用いた循環社会適応型ポリエステル繊維製品およびそのリサイクル方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
芳香族ポリエステルはその性能の優秀性から衣料繊維、産業繊維、フィルム、飲料用のボトル等広範囲の用途に使用されている。しかし、芳香族ポリエステルの原料となるテレフタル酸およびジメチルテレフタレート等のテレフタル酸誘導体は、石油・石炭等の埋蔵天然資源が出発物質であり、将来資源不足が懸念されている。
【０００３】
これらポリエステル製品は、使用後廃棄、回収され処分されるが、その際、燃焼しようとすると高熱を発し、通常の仕様の焼却炉では焼却炉が損傷し易いなどの問題が生じ、そのため高温耐久性に優れた焼却炉が必要になるばかりでなく、燃焼時に大量の酸素が必要であるために、炭酸ガス排出量が増大し、地球温暖化などの課題がある。また、燃焼されずに廃棄される場合には、金属の様に腐食しないために永久的に屑として残存するため、環境保護の観点からも大きな社会問題となっている。
【０００４】
一方、ポリ乳酸を代表とする脂肪族ポリエステルは、その優れた生分解性を生かして、農業資材、土木資材等へ利用されている（例えば、特許文献１、２参照）。しかし、これらの脂肪族ポリエステルは芳香族ポリエステルと比較して、融点が低いために耐熱性に劣る等の問題があり、一般に広く使用されているとは言い難い。
【０００５】
また、衣料品、日用品、車両内装材等に使われる素材は、ポリエステルだけではなく、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル等の各種素材の複合体から形成されているものが大部分であり、そのためにリサイクルが困難になっているのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２６４３４３号公報
【特許文献２】
特開平６−２６４３７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術における問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、地球環境にやさしい素材を用いた循環社会適応型ポリエステル繊維製品を提供するものであり、さらに、衣料品、日用品、車両内装材等に使われる繊維製品、特に自動車用製品等に要求される使用後のリサイクル、廃棄に関わる自然環境負荷低減を可能とした循環社会適応型ポリエステル繊維製品およびそのリサイクルシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らの研究によれば、上記第１の目的は、生分解性を有する脂肪族ポリエステルを第一構成要素とし、芳香族ポリエステルを第二構成要素とする、実質的に２種の構成要素からなる循環社会適応型ポリエステル繊維製品により達成できることが見いだされた。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、上記の循環社会適応型ポリエステル繊維製品を分別、回収、再利用する循環社会適応型ポリエステル繊維製品のリサイクル方法により達成できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明における地球環境適応型ポリエステル繊維製品は、生分解性を有する脂肪族ポリエステルを第一構成要素とし、芳香族ポリエステルを第二構成要素とする、実質的に２種の構成要素からなるポリエステル繊維製品である必要がある。なお、ここでいう実質的に２種の構成要素からなるとは、第３の構成要素の割合が１０重量％以下、好ましくは５重量％以下であることをいい、第３の構成要素がこれ以上含まれる場合には、例えば、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等のオレフィン系ポリマー等が実質的に含まれている場合には、後述する芳香族ポリエステルの回収工程において、不純物として残存することになり、残渣が生分解性を有する脂肪族ポリエステルだけでなくなるため、生分解が困難になり、地球環境に悪影響を及ぼすため好ましくない。
【００１１】
また、生分解性を有する脂肪族ポリエステル単独では、該ポリマーの融点が低く、他の芳香族ポリエステル等と比較すると、強度が低い等十分な性能が得られない。一方、芳香族ポリエステル単独では、リサイクル性は良好であるが、風合いや生分解性に劣るという問題点がある。
【００１２】
本発明で用いられる第一構成要素は、生分解性を有する脂肪族ポリエステルであれば特に限定する必要はない。例えば、主成分として（１）グリコール酸、乳酸、ヒドロキシブチルカルボン酸などのようなヒドロキシアルキルカルボン酸、（２）グリコリド、ラクチド、ブチロラクトンなどの脂肪族ラクトン、（３）エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオールなどのような脂肪族ジオール、（４）ジエチレングリコール、ジヒドロキシエチルブタンなどのようなポリアルキレンエーテルなどのオリゴマー、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレンエーテルなどのポリアルキレングリコール、（５）コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族カルボン酸からなる脂肪族ポリエステルがあげられる。これらのポリエステルは、一種を単独で使用してもよくまた二種以上を混合して使用してもよい。さらにラクトンとしては、Ｌ−ラクトン、Ｄ−ラクトンの他にその他の成分を共重合したものもよく、共重合可能な他の成分としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ吉草酸、４−ヒドロキシ酪酸、６−ヒドロキシカプロン酸などのヒドロキシカルボン酸類の他、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等の分子内に複数の水酸基を含有する化合物類またはそれらの誘導体、アジピン酸、セバシン酸等の分子内に複数のカルボン酸を含有する化合物類またはそれらの誘導体が挙げられる。
【００１３】
本発明で用いられる第二構成要素は、芳香族ポリエステルであれば特に限定する必要はないが、テレフタル酸またはナフタレンジカルボン酸主たる酸成分とするポリエステルが好ましく、特にテレフタル酸がより好ましい。
【００１４】
上述の脂肪族ポリエステルまたは芳香族ポリエステルには、必要に応じて、例えば結晶核剤、艶消剤、顔料、光安定剤、耐候剤、酸化防止剤、抗菌剤、香料などの各種添加剤を、本発明の効果を損なわない範囲内で添加することができる。
【００１５】
次に、本発明のポリエステル繊維製品は、実質的に上記２種の構成要素からなっていればどのような繊維製品であってもよく、例えば２種の成分からなる複合繊維、２種の繊維からなる複合糸、２種の繊維からなる不織布、織物、編物、詰め綿、繊維構造体などを好ましいものとして例示することができる。
【００１６】
以上に詳述した本発明のポリエステル繊維製品は、生分解性を有する脂肪族ポリエステルと芳香族ポリエステルとの２成分のみから実質的に構成されているので、該製品を使用後に廃棄する場合、他の廃棄物と分別して回収して再利用するリサイクルが容易にできる。
【００１７】
従来、衣料品、日用品、車両内装材等に使われている繊維製品、特に自動車用製品等では、使用後のリサイクル、廃棄に関わる自然環境負荷の低減が要求されている。しかし、これらの繊維製品は、その構成要素がポリウレタン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル等からなる複合体が主であるため、これらの繊維製品をリサイクルことは困難であり、なかでもポリウレタンやポリ塩化ビニル等は焼却すると有毒ガスが発生するので焼却もできないため、産業廃棄物として埋め立てするしか方法が無く、地球環境に悪影響を及ぼすという問題がある。
【００１８】
これに対して、本発明の繊維製品は、生分解性を有する脂肪族ポリエステルと芳香族ポリエステルとから実質的に構成されているので、廃棄繊維製品を分別回収後、例えば、脂肪族ポリエステルを溶剤に溶解して分離する方法、脂肪族ポリエステルを優先的に加水分解する方法、脂肪族ポリエステルを微生物で分解する方法、脂肪族ポリエステルをエステラーゼなどの分解酵素で分解する方法などにより芳香族ポリエステルを分離して再利用することができる。この場合、分離された芳香族ポリエステルは、そのまま成形して種々の製品とするマテリアルリサイクルであっても、一旦芳香族ポリエステルを構成する原料成分に変換するケミカルリサイクルであっても構わない。もちろん、溶解分離した脂肪族ポリエステルおよび加水分解した脂肪族ポリエステルの構成モノマーも、分離精製処理することにより再利用することができる。
【００１９】
また、分別回収された繊維製品をそのまま加水分解処理し、脂肪族ポリエステルおよび芳香族ポリエステルの原料成分に変換してから分離精製して再利用しても構わない。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例をあげて本発明をさらに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。
【００２１】
［参考例１：糸条Ａの調整］
融点が１７２℃のポリＬ−乳酸のチップ（Ｌ体比率９５％、Ｄ体比率５％）を６０℃に設定した真空乾燥器で４８時間乾燥し、乾燥したチップを日本製鋼製の１軸溶融紡糸機で溶融し、紡糸パックに導入し、丸断面型吐出孔３６個を有する紡糸口金から紡出した。紡出糸条を冷却固化後に定法にしたがって油剤を付与し、続いて引取りローラーにて引取り、加熱延伸ローラーを用いて８０℃下、２．８倍に延伸して単糸繊度が５．０デシテックスのマルチフィラメント糸を得た。
【００２２】
［参考例２：糸条Ｂの調整］
融点が２５６℃で固有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレートを１２０℃に設定した真空乾燥器で１２時間乾燥し、乾燥したチップを日本製鋼製の１軸溶融紡糸機で溶融し、紡糸パックに導入し、丸断面型吐出孔３６個を有する紡糸口金から紡出した。紡出糸条を冷却固化後に定法にしたがって油剤を付与し、続いて引取りローラーにて引取り、加熱延伸ローラーを用いて１２０℃下、２．９倍に延伸して単糸繊度が５．０デシテックスのマルチフィラメント糸を得た。
【００２３】
［実施例１］
糸条Ａと糸条Ｂを複合撚糸して複合糸条Ｃにし、これを経・緯に用いて織物を作成した。風合いは良好で、強力、耐熱安定性のいずれも良好であった。得られた織物を粉砕後、少量の炭酸ナトリウムを含有する温度１８５℃のエチレングリコール中に投入し、常圧で４時間反応させた。この際、エチレングリコール液面上に浮上してきたものを固液分離により残渣Ｄとして除去した。反応終了後、温度１４０〜１５０℃、圧力１３．３ｋＰａの条件でエチレングリコールを留去した。次いで得られた残渣にメタノールと少量の炭酸ナトリウムを添加して、常圧、７５〜８０℃で１時間反応させ、冷却することによりジメチルテレフタル酸を回収した。一方、残査Ｄ（繊維状の形状）を土壌中に埋設して重量変化を調査したところ、半年後で初期重量の４８％、１年後には１５％に減少し、１年半後には分解により形状を確認することができなくなった。
【００２４】
［実施例２］
糸条Ａおよび糸条Ｂに１０個／２５ｍｍの捲縮を付与した後に５１ｍｍの長さにカットした。得られた短繊維をカードに掛けて不織布としたところ、得られた不織布は風合いに優れ、強度なのも良好で実用に耐えられる物であった。また、実施例１と同様にリサイクル性も良好であった。
【００２５】
［実施例３］
軟化点が１００℃のポリ乳酸ポリマー（Ｌ体比率５０％、Ｄ体比率５０％）を鞘成分とし、融点が２５６℃で固有粘度が０．６４のポリエチレンテレフタレートを芯成分とする芯鞘型複合繊維を紡糸し、単糸繊度１０デシテックスのマルチフィラメントを得た。これに１２個／２５ｍｍの押込み捲縮を付与した後に５１ｍｍの長さにカットし、熱融着性複合繊維を得た。これと市販の単糸繊度２０デシテックスのポリエステル短繊維とを１：１の割合で混綿し、カードに掛けて積層体とした後に１５０℃で熱処理して、目付け１ｋｇ／ｍ２、厚み２０ｃｍのクッション体を作成した。これを車両用シートとして背もたれ部に使用したところ、クッション性は良好であった。また、これを２年間使用してもヘタリは生じなかった。
【００２６】
このクッション材を実施例１の方法にてジメチルテレフタレートを回収した。また、同様に残渣を土壌中に埋設して重量変化を調査したところ、半年後に初期重量の６３％、１年後には１１％まで減少し、１年半後には分解により形状を確認することができなくなった。
【００２７】
［比較例１］
実施例１において、糸条Ａのみで織物を作成したが、強度、耐熱性に劣り、実用に耐えられる物ではなかった。
【００２８】
［比較例２］
実施例１において、糸条Ａの代わりに市販のポリウレタン弾性糸を用い、同様に織物を作成した。得られた織物の風合い、強度、耐熱性は良好であった。しかし、リサイクル工程で得られた残渣Ｆ（繊維）を土壌中に埋設して重量変化を調査したところ、半年後の初期重量に対する割合は９９％、１年後では９８％、１年半後でも９８％と殆ど分解しておらず、そのままの状態で残っていた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の循環社会適応型ポリエステル繊維製品は、地球環境にやさしい生分解性ポリエステルとリサイクル可能な芳香族ポリエステルの２種の成分から実質的に構成されているので、循環型社会を形成するのに必須な炭酸ガス排出量を削減することが可能となる。また、この循環社会適応型ポリエステル繊維製品を廃棄する際には、これを容易に分別回収リサイクルすることができるので、限られた天然化石資源に由来する成分を有効に循環再使用することができる。