JPH0663337A - 吸着材及びシート状吸着材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 活性炭のように導電性粉塵の発生が無く、多
孔性共重合体の脱離や飛散が生じない、吸着材及びシー
ト状吸着材を得る。 【構成】 パルプ又は短繊維の表面に多孔性共重合体を
固定化し、必要により膨潤処理後の架橋でさらに多孔化
する。湿式，乾式抄紙、不織布化することにより、シー
ト状吸着材として使用可能である。 【効果】 多孔性共重合体が、パルプ又は短繊維にシシ
カバブ状に固定化されているため脱落が生じにくい。さ
らにシート化されることにより、ハンドリング性が高ま
り幅広い吸着分野での使用が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は活性炭に匹敵する高い吸
着能力を有する、合成高分子から得られた吸着材および
シート状吸着材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】活性炭及び活性炭素繊維等の無機系多孔
体は、その高い比表面積を利用し吸着剤として利用され
ている。特に繊維形態を持つ活性炭素繊維は、ペーパ
ー，フェルトに代表されるシート状物に加工されること
で多くの分野で使用されている。しかしながら、活性炭
及び活性炭素繊維は強度が弱く、振動等により粉末化し
粉塵が発生することが知られている。特に活性炭及び活
性炭素繊維からの粉塵は電気伝導性を持つため、電子機
器に付着した場合故障や誤動作等の重大な問題を引き起
こす可能性を持っている。このため精密機器の周辺やク
リーンルーム等では活性炭及び活性炭素繊維等の無機系
多孔体は、従来使用できなかった。また活性炭系吸着材
はその表面の官能基量が極めて小さく、さらに化学的に
極めて安定であるため官能基を後から付与する事も困難
であったため、高い比表面積を持つにもかかわらずイオ
ン性物質の吸着能力は小さかった。またさらに気相での
ガス成分の吸着において、活性炭系吸着材は気相中の相
対湿度が約５０％を超えると活性炭は高い吸湿性を示
し、水蒸気を優先吸着するためガス成分の吸着性能が大
きく低下する問題も存在していた。

【０００３】これに対し、特開昭６１−６９８１６，特
開昭５５−１８２９７に代表されるようなマクロレティ
キュラー（macroreticular )構造を有する多孔性共重合
体からなる粒状の吸着材がに知られており、東独特許Ｄ
Ｄ２４９７０３では１５００ｍ² ／ｇを超える高い比表
面積を持つ多孔性共重合体粒状物が合成されている。ま
た、これらの多孔性共重合体は、表面官能基の付与によ
り比較的容易に親水性から疎水性まで表面状態をコント
ロールできる利点を有している。しかしながら上記多孔
性共重合体は懸濁重合法で合成されるため、従来粒状物
しか合成できなかった。このため、上記粒状の吸着材を
ペーパー，フェルト，不織布等のシート状吸着材に加工
した場合、粒状の吸着材の脱落が問題となりその使用は
極めて困難であった。さらに、上記粒状の吸着材は架橋
構造を持つため、比較的高い強度と耐熱性を持つという
利点を有するが、加熱による溶融が不可能でありまた溶
媒に対して不溶性である。このため上記架橋性樹脂を紡
糸し繊維化することは極めて困難であった。

【０００４】上記に対し、特開平２−８４５４５ではポ
リスチレン等の直鎖状高分子を紡糸した後、後架橋によ
り多孔化を行っており、６４２ｍ² ／ｇの多孔性樹脂繊
維を得ている。しかしながら、その表面積は前述の粒状
物に比べ大きく劣っている。これは、モノマーの重合段
階から多孔化を開始する粒状の多孔性樹脂の方が、直鎖
状高分子の紡糸後に架橋する多孔性樹脂繊維より、比表
面積の点で有利であることを示している。さらに、純ポ
リスチレンによる繊維をを出発原料とし多孔化した場
合、直鎖状高分子であるポリスチレンの強度が非常に低
いためその製造において十分な攪拌処理ができず生産性
が非常に低い合成方法であった。また複合紡糸等により
ポリスチレンをポリプロピレン等の物質で補強し実用的
な強度を確保した場合ポリスチレンの１／２重量以上の
大量の補強材が必要であり、補強材自身は吸着性能を持
たないため吸着材の相対的な吸着性能の低下を招いてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の活性炭に代表さ
れる無機系多孔体においては、その強度が低く粉末化し
易く利用分野が限定されている、さらに官能基の付与も
容易ではなく非吸着物質も限定されている。また有機樹
脂系の多孔体においては、粒状物では比較的高比表面積
の物が合成可能であるが、繊維状のものでは工業的生産
性が低く且つ比表面積の低い物しか得られていなかっ
た。このため、各種形状に加工することが容易であるパ
ルプや繊維の形態を持ち且つ高い強度と高比表面積を持
つ有機樹脂系の吸着材が必要とされており、さらにこれ
らの吸着材を利用したシート状の吸着材が必要とされて
いた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、パルプ又は短
繊維の表面に、モノビニル単量体とポリビニル単量体か
らなるマクロレティキュラー（macroreticular)構造を
有する共重合体が固定化されていることを特徴とする吸
着材。

【０００７】さらに本発明は、上記吸着材を１００〜５
０重量％含有することを特徴とするシート状吸着材であ
る。

【０００８】本発明における、マクロレティキュラー
（macroreticular)構造とは、ゲル型構造にとは対照的
に微小球体の隙間に真の細孔が形成されたものであり微
小球は３０〜３００Åの直径を有する。またその平均細
孔径は８〜５００Å、好ましくは１０〜１００Å、更に
好ましくは１５〜５０Åである。

【０００９】本発明における吸着材は、ろ過等による分
離が容易であり、かつ吸着素子となる多孔性共重合体の
飛散が生じにくい利点を持つことから、そのままの形状
で使用することも可能である。さらに湿式，乾式の抄
紙，不織布化等により容易にシート状に加工できるため
シート状吸着材として利用することが可能である。本シ
ート状吸着材は、ハンドリング性が高く、吸着材の脱落
つまり多孔性共重合体の脱落が生じにくい特徴を持って
いる。シート状吸着材は、そのまま平面状で使用した
り、ハニカム形状等の各種の形状に加工することで幅広
い用途に使用が可能である。

【００１０】上記吸着材及びシート状吸着材は、家庭用
浄水器に代表される水浄化や廃液処理等で用のフィルタ
ーとして各種有機物成分，悪臭成分等の除去に使用でき
る。さらに重要な用途として、粉末等の脱落が少ない，
水分吸着が極めて小さい，化学的に官能基の付与が容易
である，焼却処理が容易，白色または淡い色であるため
見た目に清潔感がある、さらに活性炭及び活性炭素繊維
が示すような触媒活性を持たない等の特徴を利用し、気
相系での各種ガス成分の吸着材として利用が可能であ
る。具体的用途の例としてはガス吸着用マスク，クリー
ンルームや空調機等で空気清浄用の各種フィルターとし
て利用が可能であり、ビニル系化合物，シクロヘキサノ
ンに代表されるケトン系化合物，各種アルコール等の酸
化や分解が起こり易い溶剤ガスを変質させずに吸着回収
することが可能である。この他、活性炭や活性炭素繊維
が従来使用されてきた気相系の幅広い吸着分野にその代
替品として使用する事が可能である。

【００１１】本発明におけるパルプとは、フィブリル構
造を持つ繊維状物である。重合工程において、上記パル
プの表面はモノビニル重合体及びポリビニル重合体に十
分密着できる状態にあることが必要であり、パルプの表
面がモノビニル単量体及びポリビニル単量体と親和性を
持つ事が重要である。上記特性を持ち且つ機械的強度が
十分な素材であれば、パルプの素材としては特に限定す
るものではないが、ポリエチレンやポリプロピレン等の
ポリオレフィン樹脂，ケブラーに代表される芳香族ポリ
アミド等が特に有効であり、セルロースやポリビニルア
ルコール等の親水性の高い素材によるパルプは不適当で
ある。親水性の目安として、ＥＳＣＡによる酸素／炭素
比（Ｏ／Ｃ比）が３０以下であることが望ましい。Ｏ／
Ｃ比が大きい素材は、一般的に親水性が高く本発明には
適していない。Ｏ／Ｃ比は、ポリオレフィン系の素材で
は５以下，芳香族ポリアミドでは２０以下で使用可能で
あるが、ポリビニルアルコール系の素材では４０以上の
値を示し使用が困難である。

【００１２】本発明における短繊維も、上記パルプと同
様の特性を持つものであれば、その材質としては特に限
定するものではないが、ポリエチレンやポリプロピレン
等のポリオレフィン樹脂，ケブラーに代表される芳香族
ポリアミド等の有機物の他ガラス繊維，アルミナ繊維等
の疎水性を持つ無機系繊維も有効である。また上記パル
プと上記短繊維を併用する事も非常に有効であり、形態
の異なる両者を併用する事により隙間の少ない高密度の
シート等に加工できる利点が存在する。

【００１３】パルプ及び短繊維の繊維長が短すぎた場合
は、先に示した繊維形態が持つ特徴を生かすことが出来
ない。このため繊維長は０．５ｍｍ以上、５０ｍｍ以下
好ましくは１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下で且つそのアスペ
クト比（繊維長／繊維径）が３以上であることが望まし
い。また、シート状に加工する場合では、繊維長が長す
ぎると加工性が悪くなるため、湿式抄紙では５０ｍｍ以
下、１ｍｍ以上，乾式抄紙やフェルト加工では１００ｍ
ｍ以下、１ｍｍ以上であることが望ましい。なお、パル
プの繊維長とは、フィブリル化した繊維の先端から測定
したパルプが持つ最大の長さを示す。

【００１４】本発明における、モノビニル単量体とは、
スチレン及びスチレン誘導体例えばクロロメチルスチレ
ン，メチルスチレン、αメチルスチレン、エチルスチレ
ン、ジメチルスチレンなどのジアルキルスチレン等が最
適である。この他、アクリル酸エステル、メタアクリル
酸エステル等も有効に使用できる。

【００１５】本発明における、ポリビニル単量体は重合
時に架橋剤としての働きを持つ。ジビニルベンゼン（４
５重量％未満のエチルビニルベンゼンを含む商業的に入
手しうるジビニルベンゼン）が最適であり、トリビニル
ベンゼン、ジアリルフタレート、Ｎ，Ｎ’−メチレンビ
スアクリルアミド、トリアリルイソシアヌレート、アル
キレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコ
ールジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタク
リレート、アルキレングリコールジメタクリレート、ト
リメチロールアルカントメタクリレート、テトラメチル
アルカントメタクリレート、ポリプロピレングリコール
ジメタクリレート、アルキレングリコールジビニルエー
テル、ポリエチレングリコール、ジビニルエーテル等が
有効に使用できる。

【００１６】本発明における、多孔性共重合体の固定化
の方法は、基体材料であるパルプ又は単繊維の表面にモ
ノビニル単量体とポリビニル単量体の混合物を付着させ
た状態で重合させることにより、基体表面に固定化する
方法が最も優れている。この場合、多孔性共重合体は、
パルプ又は短繊維にシシカバブ状（shish-kebab)、つま
りパルプ又は短繊維が多孔性共重合体をくし刺しした構
造を取るため、固定化の度合いが高く吸着素子である多
孔性共重合体が非常に脱落しにくい優れた利点を持って
いる。

【００１７】さらにパルプ又は短繊維の表面への固定化
処理の後、膨潤化し後架橋を行うことにより、表面積が
さらに高められた吸着材を製造することが可能である。
つまり多孔性共重合体をパルプ又は短繊維の表面に固定
化した後、多孔性共重合体を膨潤する有機溶剤中に浸漬
し、後架橋処理により膨潤構造を固定化し多孔性を高め
表面積の増大を計る方法である。膨潤構造を固定化する
後架橋処理としては、多孔性共重合体が官能基として有
するクロロメチル基（−ＣＨ₂ Ｃｌ）を利用し、フリー
デルクラフト触媒例えば塩化亜鉛，塩化錫，塩化アルミ
ニウム等の存在下、求核反応により後架橋処理を行う方
法が有効である。クロロメチル基は、クロロメチルスチ
レン等を使用し単量体の段階から導入する方法、重合を
行った後に特開昭５２−８１３９５，特開昭５２−１２
１６９３等に示された手法によりクロロメチル基を導入
する方法、多孔性共重合体に官能基として導入しておい
たメチル基（−ＣＨ₃ ）を塩素化する方法等いずれの方
法でも有効である。また上記と同様の膨潤処理を施した
後、特開平２−８４５４５で示されたような方法によ
り、ホルマリン又はパラルムアルデヒドを利用し、膨潤
状態を固定化する後架橋処理を行うことも表面積を高め
るのに有効である。また、硫黄または硫黄同族体等の架
橋剤の使用や、多孔性共重合体の官能基を利用した反応
など、上記同様の膨潤状態を固定化する反応であれば、
本発明の後架橋処理として使用することが可能である。
上記各種の後架橋処理に関しては「架橋剤ハンドブッ
ク」（山下晋三，大成社，昭和５６年出版）に詳細に示
されている。

【００１８】上記後処理においては、使用する有機溶剤
に溶解しない素材を有するパルプ又は短繊維が使用され
ている事が重要である。溶解し易い素材を特に使用した
い場合には予めその素材が有機溶剤に対し不溶化になる
ような処理、つまり表面保護や架橋等の処理を行う事が
必要である。

【００１９】本発明における、吸着材の比表面積は特に
限定されないが、比表面積が小さすぎた場合吸着容量の
不足を招くことから、３００ｍ² ／ｇ以上が望ましい。
またその平均細孔径は、８〜５００Å、好ましくは１０
〜１００Å、さらに望ましくは１５〜５０Åの範囲であ
る。吸着材の細孔は、固定化された多孔性共重合体又は
さらに多孔性を後処理で高めた多孔性共重合体が持つ細
孔に相当する。細孔径が小さすぎる場合には吸着容量の
低下を招き、大きすぎる場合には吸着材からの脱離が容
易となりこの場合も同様に吸着容量、つまり吸着材単位
重量当たりの平衡吸着量の低下を招く。担体繊維（パル
プ又は短繊維）は吸着に寄与する細孔を実質的にもた
ず、前記比表面積及び平均細孔径は担体繊維こみの値を
意味している。

【００２０】本発明における、パルプ又は短繊維の使用
量が少なすぎた場合固定化されていない多孔性共重合体
が生じるため望ましくない、逆にパルプ又は短繊維の使
用量が多すぎる場合吸着作用のない成分が増大すること
となり単位重量当たりの吸着量が低下し望ましくない。
吸着材中のパルプと短繊維の合計量の占める割合、つま
り〔（パルプ重量＋短繊維重量）／吸着材総重量〕×１
００（％）は０．５％〜３０％の範囲にある事が望まし
い。

【００２１】本発明における、単量体総量（モノビニル
単量体＋ポリビニル単量体）中のポリビニル単量体が占
める割合であるポリビニル単量体含有率（重量％）は、
以下の範囲にあることが望ましい。請求項２の範囲の後
処理を施す場合、ポリビニル単量体の割合が多すぎた場
合は、後処理による表面積の増加の割合が小さくなり、
結果として表面積が相対的に小さくなるため望ましくな
い。このためポリビニル単量体含有率は、０．１〜５０
％の範囲にある事が望ましい。ポリビニル単量体含有率
が０．１％以下の場合は、膨潤処理において多孔性共重
合体が有機溶剤に溶解してしまい望ましくない。

【００２２】逆に上記のような後処理を施さない場合
は、ポリビニル単量体含有率は比較的多い場合が表面積
を高くする点で有利であるが、必要以上に多すぎた場合
細孔径が大きくなりすぎ望ましい細孔径よりはずれる問
題が生じる。このため、３０〜８５％の範囲にある事が
望ましい。

【００２３】本発明の請求項２におけるシート状吸着材
は、モノビニル単量体とポリビニル単量体からなるマク
ロレティキュラー構造を有する共重合体が担体繊維（パ
ルプ又は短繊維）の表面に固定化されている請求項１の
吸着材のみによるシート、他の繊維との混合シート、吸
着材と接着成分とによるシートを意味する。本発明の請
求項１の吸着材と他の繊維あるいは接着成分とによるシ
ート状吸着材の場合の本発明の請求項１の吸着材の含有
量は５０重量％まで好ましくは３０重量％までである。
前記接着成分としてはポリビニルアルコール繊維や低融
点の熱可塑性繊維例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、改質ポリエステルのようなホットメルト性をもつ繊
維あるいはホットメルト性をもつ粉末熱可塑性樹脂であ
る。好ましいシート状吸着材の態様は本発明の請求項１
に記載の吸着材９５〜７０重量％と接着性繊維５〜３０
重量％の混合シート状接着材である。シート化の方法と
しては、抄紙時に水を使用する湿式抄紙が最も望まし
く、必要に応じてバインダーや粘剤を添加し抄紙を行
う。また水を使用しないシート化法である、乾式抄紙，
不織布化もシート化法として有効である。

【００２４】本発明におけるシート状吸着材の、目付け
量や厚みが高すぎた場合、有効に働く吸着材の割合が減
少する可能性があり、逆に目付け量や厚みが高すぎた場
合、強度の低下があるためハンドリング性が低下する。
上記理由により、目付け量は１０〜３００ｇ／ｍ² であ
り、かつ厚みは０．１〜２．５ｍｍの範囲にあることが
望ましい。またハンドリング性に問題なく使用できる強
度の目安として、引っ張り強度で、０．１ｋｇ重／ｃｍ
以上であることが望ましい。

【実施例】以下実施例をあげて、本発明を説明する。

【００２５】実施例１ 攪拌機、水冷式還流冷却管、温度計、窒素導入管を備え
た２ｌの４つ口フラスコに、あらかじめ１０倍量の純水
及びメタノールで洗浄後乾燥しておいたポリプロピレン
製合成パルプ（ディック・ハーキュレス株式会社−パル
ペックス，繊維長１．９ｍｍ）５ｇ、脱イオン水７５０
ｇ、分散剤としてポリビニルアルコール（重合度ｎ＝５
００，ケン化度８８ｍｏｌ％）１ｇを攪拌混合し十分に
分散させておく。さらに窒素ガスを流した状態で、スチ
レンモノマー（純度９７％）１０ｇ，ジビニルベンゼン
（純度５５％，不純物としてエチルビニルベンゼン含
有）９０ｇ、重合開始剤である過酸化ベンゾイル（純度
７５％，２５％含水物）７ｇ及び多孔化剤であるトルエ
ン１５０ｇを投入し、そのまま２０分間攪拌した後、オ
イルバスを用いフラスコ内の温度が８０℃になるように
攪拌状態で加熱しそのまま８時間保持した。ろ過した
後、１０００ｃｃの純水で水洗を行い再びろ過を行っ
た。サンプルを再び上記の４つ口フラスコに移し、メタ
ノール１０００ｃｃと共に加熱し、メタノールの還流温
度で５時間還流し、多孔化剤であるトルエンをメタノー
ルに置換した。サンプルをろ別した後、６０℃，１０ｍ
ｍＨｇでの真空乾燥によりメタノールを除去した。得ら
れたサンプルにおいて、多孔性共重合体はその粒子の中
をパルプの繊維が貫くシシカバブ状（shish-kebab)でパ
ルプに固定されており、吸着素子である多孔性共重合体
粒子の脱落は、ほとんどなかった。比表面積は４３０ｍ
² ／ｇ，細孔容積は０．４３ｃｃ／ｇであり、平均細孔
径は４０．０Åであった。ポリビニル単量体含有率は、
純ジビニルベンゼンが４９．５ｇで全単量体量が１００
ｇで あるため、４９．５％である。

【００２６】実施例２ パルプとしてポリエチレン製合成パルプ（三井ゼラバッ
ク株式会社−ＳＷＰ，繊維長２．４ｍｍ）５ｇと短繊維
としてガラス繊維（繊維径１０ミクロン，繊維 長１５
ｍｍ）５ｇを併用し、単量体としてジビニルベンゼン
（純度５５％，不純 物としてエチルビニルベンゼンを
含む）１００ｇを使用した以外は、実施例１と全く同様
にして合成を行った。得られた吸着材は実施例１と同様
にその粒子の中をパルプ及び短繊維が貫くシシカバブ状
（shish-kebab)で固定されており粒子の脱落はほとんど
なかった。比表面積は５９０ｍ² ／ｇ，細孔容積は０．
７０ｃｃ／ｇ，平均細孔径は４７．５Åであった。ポリ
ビニル単量体含有率は５５．０％である。

【００２７】実施例３ 実施例１と同様の反応容器に、ポリプロピレン製合成パ
ルプ（ディック・ハーキュレス株式会社−パルペック
ス，繊維長１．９ｍｍ）１０ｇ、脱イオン水７５０ｇ、
分散剤としてポリビニルアルコール１ｇを攪拌混合し十
分に分散させておく。さらに、窒素ガスを流した状態で
クロロメチルスチレンモノマー（純度９５％）９０ｇ，
ジビニルベンゼン（純度５５％，不純物としてエチルビ
ニルベンゼンを含む）１０ｇ、重合開始剤である過酸化
ベンゾイル（純度７５％，２５％含水物）７ｇ及び多孔
化剤であるトルエン１５０ｇを投入し、そのまま２０分
間攪拌した後、オイルバスを用いフラスコ内の温度が８
０℃になるように攪拌状態で加熱しそのまま８時間保持
した。実施例１と同様の条件でメタノールで還流し真空
乾燥した。ここで再び実施例１と同様の反応容器を用
い、サンプルの一部３０ｇを、モレキュラーシーブ４Ａ
脱水処理を行ったジクロロエタン３５０ｃｃの中に入れ
１２時間放置し膨潤させた。膨潤処理の後、塩化すず
（ＳｎＣｌ₄ ）５０ｇを加え、窒素雰囲気下攪拌しなが
ら、加熱しジクロロエタンの還流温度（８０〜８２℃）
に７時間保持した。反応容器を氷冷しながら２００ｃｃ
のアセトンを滴下し触媒を分解した後、サンプルをろ別
した。サンプルは純水１０００ｃｃ、１０％塩酸水溶液
１０００ｃｃ、純水１０００ｃｃ、アセトン５００ｃｃ
の順で洗浄した後、１２０℃で乾燥した。得られた吸着
材は実施例１と同様にその粒子の中をパルプが貫くシシ
カバブ状（shish-kebab)で固定されており、粒子の脱落
はほとんどなかった。比表面積は１０２０ｍ² ／ｇ，細
孔容積は０．６６ｃｃ／ｇ，平均細孔径は２５．９Åで
あった。ポリビニル単量体含有率は５．５％である。

【００２８】実施例４ 実施例１と同様の反応容器に、ポリエチレン製合成パル
プ（三井ゼラバック株式会社−ＳＷＰ，繊維長２．４ｍ
ｍ）５ｇ、脱イオン水７５０ｇ、分散剤としてポリビニ
ルアルコール１ｇを攪拌混合し十分に分散させておく。
さらに窒素ガスを流した状態でクロロメチルスチレンモ
ノマー（純度９５％）９５ｇ，ジビニルベンゼン（純度
５５％，不純物としてエチルビニルベンゼン含有）５
ｇ、過酸化ベンゾイル７ｇ及びトルエン１５０ｇを投入
し、そのまま２０分間攪拌した後、８０℃で８時間攪拌
状態で加熱した。実施例１と同様の条件でメタノールで
還流し、真空乾燥した。ここで再び実施例１と同様の反
応容器を用い、サンプルの一部３０ｇを、モレキュラー
シーブ４Ａで脱水処理を行ったジクロロエタン３５０ｃ
ｃの中に入れ１２時間放置し膨潤させた。膨潤処理の
後、塩化すず（ＳｎＣｌ ₄ ）５０ｇを加え、窒素雰囲気
下攪拌しながら、５０℃で４時間、６０℃，７０℃で各
１時間、さらにジクロロエタンの還流温度で８時間攪拌
状態で加熱した。反応容器を氷冷しながら２００ｃｃの
アセトンを滴下し触媒を分解した後、サンプルをろ別し
た。サンプルは、純水１０００ｃｃ、１０％塩酸水溶液
１０００ｃｃ、純水１０００ｃｃ、アセトン５００ｃｃ
の順で洗浄した後、１２０℃で乾燥した。得られた吸着
材はその大部分が実施例１と同様にその粒子の中をパル
プが貫くシシカバブ状（shish-kebab)で固定されており
粒子の脱落はほとんどなかった。比表面積は１２４０ｍ
² ／ｇ，細孔容積は０．６９ｃｃ／ｇ，平均細孔径は２
２．３Åであった。ポリビニル単量体含有率は２．８％
である。

【００２９】実施例５ 実施例１と同様の反応容器に、ポリエチレン製合成パル
プ（三井ゼラバック株式会社−ＳＷＰ，繊維長２．４ｍ
ｍ）１０ｇ、脱イオン水７５０ｇ、ポリビニルアルコー
ル１ｇを攪拌混合し十分に分散させておく。さらに窒素
ガスを流した状態でｐ−メチルスチレンモノマー（純度
９５％）８０ｇ，ジビニルベンゼン２０ｇ、重合開始剤
である過酸化ベンゾイル７ｇ及びトルエン１５０ｇを投
入し、そのまま２０分間攪拌した後、フラスコ内の温度
が８０℃になるように加熱しそのまま８時間保持した。
実施例１と同様の条件でメタノールで還流し、真空乾燥
した。ここで再び実施例１と同様の反応容器を用い、サ
ンプルの一部３０ｇを、モレキュラーシーブ４Ａで脱水
処理を行ったジクロロエタン３５０ｃｃの中に入れ６時
間放置し膨潤させた。膨潤処理の後、パラホルムアルデ
ヒド９ｇを加え、そのまま２０分間攪拌した。さらに窒
素雰囲気下攪拌しながら触媒として濃硫酸（９７％）１
００ｃｃを滴下した後、加熱を行いジクロロエタンの還
流温度に２４時間保持した。放冷後、２００ｃｃの純水
を滴下し希釈した後、サンプルをろ別した。サンプルは
純水１０００ｃｃ、メタノール５００ｃｃの順で洗浄し
た後、１２０℃で乾燥した。得られた吸着材は実施例１
と同様にその粒子の中をパルプが貫くシシカバブ状（sh
ish-kebab)で固定されており粒子の脱落はほとんどなか
った。比表面積は３２０ｍ² ／ｇ，細孔容積は０．３０
ｃｃ／ｇであり、平均細孔径は３７５Åであった。ポリ
ビニル単量体含有率は１１．０％である。

【００３０】実施例６ 実施例３で得られた吸着材８０重量％と、芯鞘構造の接
着繊維で鞘部分がポリエチレン芯部分がポリプロピレン
であるＥＳ繊維（チッソ株式会社製）２０重量％を抄紙
用原料とし、さらに平均分子量１００万のポリエチレン
オキサイド（１重量％）を増粘剤として加えた。上記を
多量の水（１００００重量％）に分散させ抄紙用原液と
し、抄紙用網で抄き上げた後、１２０℃のドライヤーで
乾燥することでシート化した。抄紙したシート状吸着材
の物性は以下の通りである。目付け４０ｇ／ｍ² ，厚み
０．３５ｍｍ，引っ張り強度は、２．５ｋｇ重／ｃｍで
あった。トルエンガスに対する２５℃での吸着特性を測
定したところ、１／１０飽和度のトルエンガスに対し
て、２６．０重量％（シート状吸着材乾燥重量基準）の
トルエンガスを吸着した。

【００３１】実施例７ 実施例４で得られた吸着材９０重量％と、芯鞘構造の接
着繊維で鞘部分がポリエチレン芯部分がポリプロピレン
であるＥＳ繊維（チッソ株式会社製）１０重量％を抄紙
用原料とし、実施例６と同様の方法によりシート化を行
った。抄紙したシート状吸着材の物性は以下の通りであ
る。目付け５０ｇ／ｍ² ，厚み０．６４ｍｍ，引っ張り
強度は、２．０ｋｇ重／ｃｍであった。トルエンガスに
対する吸着特性を測定したところ、１／１０飽和度のト
ルエンガスに対して３０．５重量％（シート状吸着材乾
燥重量基準）のトルエンガスを吸着した。

【００３２】実施例８ 実施例２で得られた吸着材７０重量％と、レーヨンステ
ープル（繊維長４０ｍｍ，２デニール）３０重量％を十
分に混合した後、ニードルパンチ機にかけることでシー
ト化した。目付け８０ｇ／ｍ² ，厚み１．３０ｍｍ，引
っ張り強度は、４．２ｋｇ重／ｃｍであった。トルエン
ガスに対する吸着特性を測定したところ１／１０飽和度
のトルエンガスに対して１１．４重量％（シート状吸着
材乾燥重量基準）のトルエンガスを吸着した。

【００３３】比較例１ 実施例３においてパルプを使用せず、その他は実施例３
と全く同様の方法により合成を行った。得られたサンプ
ルは、比表面積は１１００ｍ² ／ｇ，細孔容積は０．７
２ｃｃ／ｇ，平均細孔径は２６．２Å，直径１００ミク
ロンの微小球形の多孔性粒状物であった。さらに上記多
孔性粒状物を実施例６と同様の方法にてシート化を行っ
た。得られたシート状物において、多孔性粒状物の脱落
が多量に生じた。トルエンガスに対する２５℃での吸着
特性を測定したところ、１／１０飽和度のトルエンガス
に対して、１５．０重量％（シート状物乾燥重量基準）
のトルエンガスを吸着した。

【００３４】比較例２ 実施例２においてパルプ及びガラス繊維を使用せず、そ
の他は実施例２と全く同様の方法により合成を行った。
得られたサンプルは、比表面積は６１０ｍ² ／ｇ，細孔
容積は０．７６ｃｃ／ｇ，平均細孔径は４９．８Å，直
径１２０ミクロンの微小球形の多孔性粒状物であった。
さらに上記多孔性粒状物を実施例８と同様の方法にてシ
ート化を行った。得られたシート状物において、多孔性
粒状物の脱落が極めて多量に生じた。トルエンガスに対
する２５℃での吸着特性を測定したところ、１／１０飽
和度のトルエンガスに対して、３．５重量％（シート状
物乾燥重量基準）のトルエンガスを吸着した。

【００３５】比較例３ 実施例３においてジクロロエタンでの膨潤処理以降の後
処理を施さず、その他の処理は実施例３と同様の処理を
行った。得られたサンプルは共重合体粒子がシシカバブ
状に固定化されていた。比表面積は１００ｍ² ／ｇ以下
の小さな値であり、測定装置の測定範囲外であるため、
細孔容積と共に測定出来なかった。 比較例４ ポリエチレン製合成パルプを用いないことを除き、実施
例４と全く同様の条件で合成を行った。得られたサンプ
ルは、粒子径が１００〜１２０ミクロンの粉末状態であ
った。比表面積は１２９０ｍ² ／ｇ、細孔容積は０．７
３ｃｃ／ｇ、平均細孔径は２２．６Åであった。 比較例５ 比較例４で得られた粉末状サンプル８６重量％と、芯鞘
構造の接着繊維で鞘部分がプリエチレン芯部分がポリプ
ロピレンであるＥＳ繊維（チッソ株式会社製）１４重量
％を抄紙用原料とし、実施例６と同様の方法によりシー
ト化を行った。抄紙したシート状吸着材の物性は以下の
通りである。目付け５０ｇ／ｍ² 、厚み０．６０ｍｍ、
引っ張り強度は、１．１ｋｇ重／ｃｍであった。トルエ
ンガスに対する吸着特性を測定したところ、１／１０飽
和度のトルエンガスに対して２９．９重量％（シート状
吸着材乾燥重量基準）のトルエンガスを吸着した。上記
シート状物においては、粉末状サンプルの固定化が十分
で無く、容易に脱落が多貴に発生した。 比較例６ 比較例４で得られた粉末状サンプル６０重量％と、芯鞘
構造の接着繊維で鞘部分がポリエチレン芯部分がポリプ
ロピレンであるＥＳ繊維（チッソ株式会社製）４０重量
％を抄紙用原料とし、実施例６と同様の方法によりシー
ト化を行った。抄紙したシート状吸着材の物性は以下の
通りである。目付け５１ｇ／ｍ² 、厚み０．６３ｍｍ、
引っ張り強度は、２．３ｋｇ重／ｃｍであった。トルエ
ンガスに対する吸着特性を測定したところ、１／１０飽
和度のトルエンガスに対して１１．２重量％（シート状
吸着材乾燥重量基準）のトルエンガスを吸着した。

【００３６】本発明における比表面積（ｍ² ／ｇ）及び
細孔容積（ｃｃ／ｇ）の測定は、カルロエルエルバ社，
ソープトマチック，ＳＳII−８０を用い、液体窒素温度
での窒素ガスの吸着量により求めた。さらに本発明にお
ける平均細孔径は、細孔形状を円柱近似（cylindrical
model assumed)することにより次式に従って求めた。 平均細孔径（Å）＝（４×細孔容積／比表面積）×１０
⁴

【００３７】本発明における酸素と炭素の表面元素強度
の測定は、島津製作所，ＥＳＣＡ−８５０型により行っ
た。パルプ又は短繊維をプレスし平面化し、９０℃で４
時間乾燥した後、試料台に装着し３時間以上真空脱気し
た後、Ｘ線源にはＭｇのＫα線を使用し測定を行った。
測定は、Ｃ１Ｓ及びＯ１Ｓピークに対して行った。

【００３８】本発明における、シート状吸着材の目付け
量は、１００℃で真空乾燥（５〜１０ｍｍＨｇ）を２４
時間行った後の乾燥重量を基準とした、単位面積当たり
の重量で示した。

【００３９】本発明における、シート状吸着材の厚みの
測定は、標準マイクロメーター（株式会社ミツトヨ製，
Ｍ１１０−２５型）にて測定した値の平均値である。

【００４０】本発明における シート状吸着材の引っ張
り強度の測定は、紙および板紙の引っ張り強さ試験法に
ついて規定されたＪＩＳ−Ｐ８１１３に準じて行った。
サンプル巾は１５ｍｍで測定を行なった。

【００４１】本発明におけるシート状吸着材のガス物質
の吸着特性は、ＪＩＳ−Ｋ１４７４の試験法に準じて行
い、１００℃で真空乾燥（５〜１０ｍｍＨｇ）を２４時
間の乾燥を行った後、上記測定を行った。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による吸着
材及びシート状吸着材は、活性炭と同様の優れた吸着特
性を持ちかつ導電性粉塵の発生が無く、また吸着素子で
ある多孔性共重合体の脱落が非常に少ないという利点を
持つ。このため幅広い吸着用途において有用に使用する
ことが可能であり、工業的に多大な実用性をもたらすこ
とができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルプ又は短繊維の表面に、モノビニル
   単量体とポリビニル単量体からなるマクロレティキュラ
   ー構造を有する共重合体が固定化されていることを特徴
   とする吸着材。
2. 【請求項２】 請求項１の吸着材を１００〜５０重量％
   含有することを特徴とするシート状吸着材。