JPH08188716A - ゼオライト／樹脂複合材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ゼオライト粉が３２〜７７重量％、残りが熱
可塑性樹脂、からなるゼオライト／樹脂複合材料。 【効果】 優れた吸着性、徐放性、イオン交換機能を有
し、しかも易加工性である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゼオライトのもつ吸着
性、徐放性あるいはイオン交換性などの機能性と樹脂の
もつ易加工性のそれぞれの特徴を併せもつ複合材料に関
する。

【０００２】

【発明の目的】従来、ゼオライトはさまざまな吸着性、
イオン交換性、あるいは触媒性等の機能を有することは
古くから知られており、吸着性を利用した土壌改良剤や
家畜の糞尿処理剤として、またイオン交換性を利用した
石鹸のビルダーや原子力産業の給排水溝での金属吸着等
に利用されている。

【０００３】天然のゼオライトは、東北地方や関東地方
北部から主として産出し、これらの地域から産出するも
のは、極めて高い品質と有望な鉱脈量を持つと言われて
いる。天然産のゼオライトは、そのまま利用したり、あ
るいは砂状に粉砕したり、さらに微粉末としてそれぞれ
の目的に供してきたが、飛散し易く取り扱いに不便であ
り、または水処理等の場合には、全体を手間をかけて交
換しなければならないという大きな問題点があつた。従
つて、ゼオライトは優れた機能がありながら取り扱い性
や加工性が悪いことから、ゼオライトを単独として使え
る土壌改良剤や家畜の糞尿処理等に利用されているにす
ぎなかつた。また、合成ゼオライトは一般的に微粉末と
して得られるが、非常に高価な為、分子篩としての用途
として化学分析等に使用されてきたが、取り扱いの不便
さは、同様に残つていた。

【０００４】一方、樹脂は優れた加工性を有することは
周知の事実であるが、この易加工性を保つたままゼオラ
イトのような特性を樹脂自体に与えることは、非常に困
難を伴つている。

【０００５】本発明の目的は、ゼオライトの優れた特徴
と樹脂の易加工性という特徴を併せもつ複合材料を提供
することにある。さらに本発明の目的は、ゼオライトの
粒子に空隙を与えることにより、ガスや液体の濾材とし
て有用な複合材料を提供することにある。さらに他の目
的は、これらの濾材が単に固形物を固定するだけではな
く、そのままゼオライトの吸着性や、イオン交換性を発
揮し、ガスやイオン等を吸着したり交換したりする濾材
を提供することにある。

【０００６】

【発明の構成、作用】本発明者らは、長年にわたる鋭意
研究の結果、ゼオライト粉末や砂状ゼオライトを熱可塑
性樹脂と混合し、複合材料とすることによりゼオライト
本来の特徴を失うことなく、樹脂のもつ易加工性を併せ
もつた複合材料の発明をここに完成した。すなわち本発
明により、ゼオライトを３２重量％を越え７７重量％以
下、さらに好ましくはゼオライト３５重量％以上６４重
量％以下で、残分が熱可塑性樹脂であればゼオライトの
もつ水の吸放出性やアンモニア、ハロゲン元素、窒素、
アミン化合物、等々のガスを吸着するいわゆる吸着性、
また各種陰イオン等のいわゆるイオン交換性等が損なわ
れることなく、さらにこれらの複合材料を金型等の型枠
に入れれば、たやすく成形できる複合材料が得られるこ
とが見いだされた。

【０００７】ここでゼオライトは天然又は合成のいずれ
であつてもかまわないが価格の面からすると天然ゼオラ
イトが好ましい。また、樹脂は例えばポリオレフイン系
であるポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエ
ステル系であるポリカーボネイト樹脂、ポリブチレンテ
レフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、
あるいはスチレン系であり、その共重合体であるポリス
チレン樹脂、アクリロニトリルポリスチレン樹脂、アク
リロニトリルブタジエンスチレン樹脂、あるいはアクリ
ル樹脂等の熱可塑性樹脂が好ましいが、さらに、塩化ビ
ニル樹脂等のビニル系樹脂、あるいはこれら熱可塑性樹
脂のアロイ、ブレンドされた樹脂であつてもよい。ま
た、樹脂以外に樹脂に通常添加される例えば紫外線吸収
剤、熱安定剤、酸化防止剤、等を含んでいてもよく、さ
らに顔料、染料、あるいは一部の強化剤、例えばガラス
繊維や炭素繊維あるいはウイスカー等が添加されたもの
であつてもよい。また本発明は、熱可塑性樹脂をマトリ
ツクスとして用いることから、射出成形、圧縮成形など
の成形手法が好ましく用いられるが、一旦、ロール成形
でシート状に加工し、真空成形や圧空成形といつた手法
を用いることもできる。

【０００８】このようにして得られた本発明によるゼオ
ライト／熱可塑性樹脂複合材料は、その利用法として水
の吸放出特性を生かした建築材料や日用雑貨、またゼオ
ライト粒子と粒子の隙間を利用したフイルターやゼオラ
イトの機能を有するフイルター等に利用が考えられる
が、これらの利用方法に限定されるものではない。

【０００９】本発明の複合材料において、ゼオライト含
量３２重量％未満の場合は、ゼオライト粒子が樹脂中に
完全に埋め込まれてしまい、上述のようなゼオライトの
機能を発現することが困難になる。また、ゼオライト含
量が７７重量％より多くなると、複合材料の流動性が失
われ、成形が困難になる。

【００１０】

【実施例】以下の実施例により、本発明をさらに詳しく
説明する。

【００１１】実施例１ モルデナイト系ゼオライト（新東北化学工業（株）製ゼ
オライトＮｏ．１４２４宮城県仙台市愛子産）を約４ｋ
ｇ程度ステンレス製バツトに入れ、乾燥機にて１６０℃
４８時間乾燥を行い、８０℃まで自然冷却を行い、速や
かにポリプロピレン製広口ビンに保管した。これから７
７.０ｇをポリプロピレン製ビーカーに採取し、ポリプ
ロピレン樹脂（昭和電工（株）製ＰＰ；ＭＫ８５２）を
２３.０ｇを加えた後、軽く容器を振つて、撹拌機２１
０℃に調整したミキシングロール（西村工機（株）製Ｎ
Ｓ−２００型）上に投入し、ステンレスへらにて撹拌し
ながら７分間充分に混合した。この時のロールの回転数
は、１８ｒｐｍであつた。これを内のり１５ｃｍ×１５
ｃｍ×深さ０.２ｃｍの穴のあいたステンレス板にはさ
みこみ、あらかじめ２１０℃に調整した圧縮機（（株）
山口機械製２１０型）１２０ｋｇ／ｃｍ²で、圧縮後取
り出し、冷却固化した後ゼオライト／ポリプロピレン樹
脂複合材料を取り出した。この複合材料は空気や水を容
易に通過し且つ空気中の水分を充分に吸うことができ
る。また、塩化ナトリウム等のイオンを吸着し、徐々に
放出することも可能である。この試料はゼオライトの含
有量は７７重量％であり、呼び方をＰＰ−Ａ−７７と記
す。この試験片は充分な通気性をもち、圧縮機によつて
成形することができ、さらにゼオライト粉や粒子が脱落
することがなかつた。

【００１２】比較例１ ゼオライトの量を７８.０ｇとし、ポリプロピレン樹脂
を２２.０ｇにした以外はすべて実施例１と同様にして
複合材料を作製した。このゼオライト含有量は７８重量
％であつた。このゼオライト／ポリプロピレン樹脂複合
材料は、ロール上でゼオライト粉末が樹脂と混合しきれ
ない部分があり、さらに表面からゼオライトの粒子が脱
落し、手に付着するなど好ましい複合材は得られななつ
た。

【００１３】実施例２ クリノプチロライト系ゼオライト（ジークライト（株）
製ゼオライトＺ−１２）を実施例１と全く同様にして乾
燥し保管し、さらに、同様にして複合材料を作製した。
結果は全く実施例１と同様であつた。この複合材料をＰ
Ｐ−Ｉ−７７と記す。本複合材料は、実施例１と全く同
様な外観及び状態を示した。従つて、ゼオライトの産地
によつての差異はみられなかつた。

【００１４】実施例３ 実施例１及び２で作つた複合材料の試験片を、乾燥機で
６０℃で１週間乾燥した。恒温恒湿槽（ベツセル（株）
製ＣＨＦ−Ｓ型）で２３℃９０％ＲＨに設定後、上記の
試験片を入れ、一定時間ごとに、電子天秤（日本シイベ
ルヘグナー（株）製ＭＥＴＴＬＥＲ ＢＤ １２０１
型）にて重量を測定した。結果を図１に記す。

【００１５】図１から分かるように、ゼオライトの種類
にかかわらず充分に吸湿することがわかつた。

【００１６】比較例２ ゼオライトを添加しないでポリプロピレン樹脂のみを射
出成形機（住友重機械工業（株）製ネスタール７５ｔ）
にて射出圧力７２０ｋｇ／ｃｍ²、樹脂温度２２５℃で
成形し、５ｃｍ×５ｃｍ×０.２ｃｍの試験片を作製し
た。

【００１７】実施例３のゼオライト複合材に変えて実施
例３と全く同様に吸湿させたところ、全く吸湿はみられ
なかつた。結果を図１に併せて記載する。

【００１８】実施例４ 実施例３で使用した試験片を、乾燥機で８０℃２４時間
乾燥し重量測定後、純水３００ｍｌ入りのガラス製ビー
カー内に浸漬し、２４時間放置した。この時の水温は１
７℃であつた。試験片を取り出し、ろ紙で水分を拭い、
そのまま３０分間２３℃の室内に放置した。重量を測定
後、２３℃５０％ＲＨに設定した恒温恒湿槽内に放置
し、各時間ごとの重量を測定し、さらに、乾燥した試験
片を基準に水分が放出している量を重量％として求め
た。結果を図２に記載する。図２から分かるように、ゼ
オライト複合材料は水分を２８〜３５％を吸収し、さら
に、少しずつ水分を放出していく機能をもつている。

【００１９】比較例３ 比較例２で作製したポリプロピレン樹脂試験片を実施例
４と全く同様の操作を行つた。結果を図２に併せて記載
した。図２から分かる様にポリプロピレン樹脂単独では
全く水分を吸収することなく、また放湿することもな
い。もちろん、より精密な学術的研究においてはポリプ
ロピレン樹脂自体の吸放湿性は当然確認されるといわれ
るが、工業的にはあまりにも微少であつて本発明の目的
には無視でき得るものである。

【００２０】実施例５ モルデナイト系ゼオライトの含有量を６０重量％及び５
０重量％とした以外は実施例１と全く同様にしてゼオラ
イト／樹脂複合材の試験片を作製した。この試験片は実
施例１の試験片と同様に充分な通気性を持ち、実施例１
と同様の外観及び状態を示した。

【００２１】比較例４ モルデナイト系ゼオライトの含有量を３１重量％とした
以外は実施例１と全く同様にしてゼオライト／樹脂複合
材の試験片を作製した。この試験片は、樹脂中にゼオラ
イトが完全に埋め込まれた状態が観察され、通気性を有
しなかつた。

【００２２】実施例６ ポリプロピレン樹脂をポリスチレン樹脂（昭和電工
（株）製ＧＰポリスチレン２Ｖ−６２Ｆ）に変えた以外
は、実施例１と全く同様に行つた。ポリプロピレン樹脂
とポリスチレン樹脂では比重がわずかに異なるが（ポリ
プロピレン０.９８ｇ／ｃｍ³、ポリスチレン１.０５ｇ
／ｃｍ³）、ここでは実施例１の重量比をそのまま用い
た。呼び方をＰＳ−Ａ−７７と記す。

【００２３】この複合材料は十分な通気性を持ち、圧縮
成形も可能であつた。

【００２４】

【発明の効果】本発明の複合材料は、ゼオライトのもつ
優れた吸着性、徐放性及びイオン交換性能をそのまま有
し且つ熱可塑性樹脂のもつ易加工性を併せ有しており、
その水の吸放出特性を生かした建築材料や日用雑貨、ま
たはゼオライト間の間隙を利用したフイルター等に利用
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】乾燥した重合材の湿度９０％環境における吸湿
図であり、縦軸は吸湿量であり、横軸は時間（分）の常
用対数値である。

【図２】完全に吸水後の水分放出値を示す図であり、横
軸は図１と同様である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゼオライト３２〜７７重量％及び熱可塑
   性樹脂２３〜６８重量％からなるゼオライト／樹脂複合
   材料。
2. 【請求項２】 ゼオライトが、天然ゼオライトである請
   求項１記載のゼオライト／樹脂複合材料。