JP2021017661A

JP2021017661A - Ｃｏ２削減剤を含む糸の製造方法

Info

Publication number: JP2021017661A
Application number: JP2019132133A
Authority: JP
Inventors: 裕明井上; Hiroaki Inoue
Original assignee: INOUE SENKOH CO Ltd; Active Co Ltd
Current assignee: INOUE SENKOH CO Ltd; Active Co Ltd
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2021-02-15

Abstract

【課題】ＣＯ２削減剤を含む、新規な糸の製造方法を提供すること【課題を解決するための手段】ＣＯ２削減剤と樹脂とを混合する工程と、前記ＣＯ２削減剤を含む前記樹脂を溶融し、混練してマスターバッチを製造する工程と、前記マスターバッチを糸状に成形する工程と、を含む製造方法とする。【選択図】なし

Description

本発明はＣＯ_２削減剤を含む糸の製造方法に関する。

ＣＯ_２排出が地球温暖化の原因であると考えられており、現在、世界的に、ＣＯ_２削減の努力がなされている。そのための一つの方法として、樹脂を燃焼して廃棄する際の二酸化炭素の発生を抑制する化合物を樹脂に配合する方法が開発されている。例えば、ＣＯ_２削減剤として、炭酸カルシウム、アルミノ珪酸塩および水酸化カルシウム（特許文献１）、ゼオライト、炭酸カルシウム（特許文献２）、ココナツ中果皮繊維（特許文献３）、二酸化炭素吸収剤とポリオレフィン系樹脂の結晶核剤とを内包するように超臨界逆相蒸発法によって形成されたリポソーム（特許文献４）が開示されている。

特開２００８-１０６１７１号公報特開平７-１８８４８７号公報特開２００６-７７０４８号公報特開２０１３-１２２０２０号公報

本発明は、ＣＯ_２削減剤を含む、新規な糸の製造方法を提供することを目的とする。

本明細書で開示された態様は以下の通りである：

以下に記載された発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。

まず、布を製造するための原料である樹脂にＣＯ_２削減剤を添加し、混合する。

ここで用いる樹脂は特に限定されないが、塩ビ系、ウレタン系、オレフィン系、スチレン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ニトリル系、フッ素系などが例示できる。特に、ポリエステル系樹脂が好ましく、なかでも、ポリエチレンテレフタレート及び／又はポリブチレンテレフタレートを含有する樹脂が好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレートを含有する樹脂の場合、その混合比は特に限定されないが、１０：１〜１：１０が好ましく、５：１〜１：５がより好ましく、２：１〜１：２がさらに好ましく、１：１であることがさらに好ましい。

ＣＯ_２削減剤は、脱水素触媒または二酸化炭素固定剤をナノベシクルカプセル（ＮＶＣ）で封入したものを用いる。水素は炭素質の析出反応を抑制するため、脱水素触媒を用いることにより、燃焼によって発生する二酸化炭素の炭化を促進することができる。また、二酸化炭素固定剤は、燃焼によって発生する二酸化炭素と反応し、二酸化炭素を固定することによって、発生する二酸化炭素を削減することができる。脱水素触媒の例としては、シリカ、アルミナ、ゼオライト、活性炭などの担体上に金属や金属酸化物などの活性物質を担持させたものが従来から用いられ、特に酸化クロム／アルミナ触媒がよく用いられている。また、二酸化炭素固定剤の例としては、公知のものを用いることができるが、金属水酸化物、金属酸化物、アルミノケイ酸塩、チタン酸化合物、リチウムシリケート、シリカゲル、アルミナおよび活性炭が好ましい。金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等を挙げることができる。また、金属酸化物としては、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化亜鉛等を挙げることができる。アルミノケイ酸塩としては、非晶質アルミノシリケート、天然ゼオライト、合成ゼオライト等を挙げることができる。チタン酸化合物としては、チタン酸バリウム、オルソチタン酸バリウム等を挙げることができる。（例えば、Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan vol.9, pp.192-207 (2002) 参照）。ナノベシクルカプセルは、脂質二重膜で形成されたリポソームであって、超臨界逆相蒸発法（例えば、再表０２／０３２５６４号公報、特開２００３-１１９１２０号公報、特開２００５-２９８４０７号公報、特開２００８-０６３２８４号公報、および特開２０１３−１２２０２０）など、公知の製造方法で作成することができる。直径は特に限定されないが、１〜１０００ｎｍであることが好ましく、５〜５００ｎｍであることがより好ましく、２５〜２５０ｎｍであることがさらに好ましい。脂質二重膜を形成する脂質は特に限定されないが、リン脂質であることが好ましい。このリポソームの中に、水溶液を封じ込めることができ、二酸化炭素固定剤が親水性の場合、水溶液に添加し、二酸化炭素固定剤が疎水性の場合、膜内に固定することによって、二酸化炭素固定剤をナノベシクルカプセルに封入することができる。なお、市販のＣＯ_２削減剤として、アクテイブ株式会社製のナノベシクル二酸化炭素削減添加剤を用いてもよい。

次に、樹脂を溶融し、混練してマスターバッチを製造する。溶融と混練の各方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、各成分をタンブラーやヘンシェルミキサーなど高速ミキサー等の混合機を用いて予め混合した後、バンバリーミキサー、ロール、プラストグラフ、単軸押出機、二軸押出機、またはニーダー等の混練装置で溶融混練することができる。溶融混練の際の温度は、使用する樹脂に応じて適宜選択すればよい。混練装置で作られた混練物を顆粒状、タブレッド状、ペレット状、フレーク状、及び繊維状等の形態に加工し、マスターバッチとして用いる。

マスターバッチは、公知の方法で紡糸することによって糸状に成形することができる。こうして製造されたＣＯ_２削減剤を含んだ糸は、のぼり旗、ミニ幟、Ｖフラッグ、ドルフィンフラッグ、台巻、連旗、タペストリーなどの旗、水引幕、テーブルクロス、椅子カバーなどのインテリア・装飾用布、エプロン、はっぴ、Ｔシャツ等の衣類などの様々な布の製造にもちいることができる。そして、ＣＯ_２削減剤を含んだ糸を用いることにより、使用後の焼却時に発生する二酸化炭素を削減することができる。

本開示の製造方法を用いることにより、ＣＯ_２削減剤がごく少量であっても、安定してＣＯ_２削減効果を得ることができるようになった。

（１）共通して用いた方法
（１−１）生地の加工方法
樹脂を溶融した液体を攪拌しながら、ＣＯ_２削減剤入りマスターバッチを溶融した液体（最終濃度３％）を徐々に添加した。混合溶液を紡糸した生糸を製造し、仮撚りして糸とし、さらに熱処理して、ウーリー糸を製造した。このウーリー糸を用いて、生地を製造した。

（１−２）ＣＯ_２削減率の測定方法
等量の各生地に対し、約４００℃で１０〜１５分間燃焼したときの、ＣＯ_２発生ガス濃度の全量を測定し、ＣＯ_２削減率を以下の式で計算した。なお、生地を洗濯したり、雨に当たったりすることを想定し、その場合にＣＯ_２削減剤の効果が無くならないかを調べるために、生地を５０℃のお湯に３０分間湯処理した後で燃焼し、ＣＯ_２削減率を算出した。また、ＣＯ_２発生ガス濃度は、ＣＧＴ７１００（嶋津製作所）で測定した。

ＣＯ_２削減率＝｛（ＣＯ_２削減剤無しの場合のＣＯ_２発生ガス濃度）−（ＣＯ_２削減剤有りの場合のＣＯ_２発生ガス濃度）｝／（ＣＯ_２削減剤無しの場合のＣＯ_２発生ガス濃度）

（２）比較例（元糊にＣＯ_２削減剤を添加した場合）
（２−１）水系ＣＯ_２削減剤の製造方法
ＣＯ_２削減剤は、超臨界逆相蒸発法を用いて製造した。具体的には、二酸化炭素吸収剤として水酸化カルシウム１００重量部、分散助剤として１２-
ヒドロキシステアリン酸カルシウム１重量部、イオン交換水２０重量部を６０℃に保たれた高圧ステンレス容器に入れて密閉し、圧力が２０ＭＰａになるように二酸化炭素を注入して超臨界状態とし、温度と圧力を保ちながら１５分間攪拌混合した。その後、二酸化炭素を排出して大気圧に戻す超臨界処理を行い、二酸化炭素吸収剤分散液を得、これを水系ＣＯ_２削減剤とした。なお、水系ＣＯ_２削減剤中にＣＯ_２削減剤は１２％含まれている。

（２−２）元糊＋水系ＣＯ_２削減剤の調製方法
元糊はそれぞれ、以下の割合で原料を混合して調製した。なお、ＣＯ_２削減剤は、全体の１．９２％（＝０．１２ｘ０．１６）〜３．２４％（＝０．１２ｘ０．２７）含まれている。

［１］自社元糊（レギュラー）
DEXCEL CLEAR CONC F-16（大日本インキ化学工業株式会社）２５％
DEXCEL CLEAR CONC L-202（大日本インキ化学工業株式会社）８％
ミネラルターベン３％
水＋水系ＣＯ_２削減剤６３.５％
アンモニア水０.５％
［２］自社元糊（防炎用）
DEXCEL CLEAR CONC F-16（大日本インキ化学工業株式会社）２５％
DEXCEL CLEAR CONC L-202（大日本インキ化学工業株式会社）２５％
ミネラルターベン５％
水＋水系ＣＯ_２削減剤４４.５％
アンモニア水０.５％
結果
表１より湯処理をしない時のＣＯ_２削減率は３０〜６０％が得られ、生地中でのＣＯ_２削減剤が機能している。しかし、湯処理をすると、ＣＯ_２削減率が約１％か、それ以下にまで激減し、ＣＯ_２削減剤は生地に定着していない。従って、この処理では、通常の使用方法には適さない生地となる。

（２−３）他の樹脂入り元糊の調製方法
以下の配合で、元糊を調製した。なお、ＣＯ_２削減剤は、全体の２．０４％（＝０．１２ｘ０．１７）含まれている。

ラバー系アクリル樹脂
水系ＣＯ_２削減剤１７％
セイカプレーンSR510（大日精化社製）８３％
ホットメルトウレタン樹脂
水系ＣＯ_２削減剤１７％
ユニバインダーTA-20H（ユニ化成社製）８３％
シランカップリング剤入り元糊
DEXCEL CLEAR CONC F-16（大日本インキ化学工業株式会社）２５％
DEXCEL CLEAR CONC L-202（大日本インキ化学工業株式会社）８％
ミネラルターベン３％
水＋水系ＣＯ_２削減剤６３.３％
アンモニア水０.５％
Z6011（東レダウコーニング社製）０．２％
結果
通常用いている樹脂を他の樹脂に変えて作製した生地のＣＯ_２削減率を測定したところ、表２に示すように、湯処理をしない場合でもＣＯ_２削減効果はあまり得られない。

（３）実施例（樹脂にＣＯ_２削減剤を添加した場合）
（３−１）ＣＯ_２削減剤入りマスターバッチ
二酸化炭素吸収剤分散液を真空で乾燥させて水分を取り除き、粉体ＣＯ_２削減剤とした。ＰＥＴ（ユニチカＭＡ−２１０１Ｍ）またはＰＢＴ（東レトレコン１２００S）９５重量部に対し、粉体ＣＯ_２削減剤５重量部を加え、ＰＥＴまたはＰＢＴ表面に粉体が付着するように混合し、軸内径巾１４０ｍｍ高さ７７ｍｍの２軸押出機で混練りし、ペレット状の二酸化炭素排出量削減樹脂組成物を得た。これをＣＯ_２削減剤入りマスターバッチとして用いた。

（３−２）生地の製造方法
９７％分のＰＥＴ或いはＰＢＴマスターバッチを溶融させたものに、ＣＯ２削減剤入りＰＥＴ或いはＰＢＴマスターバッチを３％溶融させ、混ぜ合わせたものを、水溶液中の金型を通してフィラメントの糸を作成し、この糸を利用して、生地を織った。できた生地のＣＯ_２発生ガス濃度を測定した。

なお、ＣＯ２削減剤は全体量の０．１５％（＝０．０５ｘ０．０３）含まれている。

（３−３）結果
樹脂組成物にＣＯ２削減剤を入れてから糸を作成し、生地を織ることによって、ＣＯ２削減剤を約１０分の一に減らしても、常に３０％以上（３１．２％〜３７．３％）のＣＯ_２削減率が安定して得られた。

Claims

ＣＯ_２削減剤を含む糸の製造方法であって、
ＣＯ_２削減剤と樹脂とを混合する工程と、
前記ＣＯ_２削減剤を含む前記樹脂を溶融し、混練してマスターバッチを製造する工程と、
前記マスターバッチを糸状に成形する工程と、
を含む製造方法。
前記ＣＯ_２削減剤が脱水素触媒または二酸化炭素固定剤を封入したナノベシクルカプセルである、請求項１に記載の製造方法。
前記ナノベシクルカプセルがリポソームである、請求項２に記載の製造方法。