JPS62250057A - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は脱臭性を有する熱可塑性樹脂組成物に関する。

詳しくは、結晶水、自由水の合計量が５重量％以下の硫
酸アルミニウム、カリミョウバン又はナトリウムミョウ
バンを微粉末の形で混合してなる脱臭などの機能を有す
る熱可塑性樹脂組成物に関するものである。

〔従来の技術及び問題点〕

生活環境に於いて発生する悪臭の除去は、生活の快適性
の追求に関する大きな主題の一つである。悪臭の除去に
ついては、マスキング作用、吸着作用、中和作用などの
種々の機構により効果を発揮するものが知られており、
それらを利用した脱臭剤あるいは消臭剤が商品化されて
いる。

一方、熱可塑性樹脂製品は日常生活に深く浸透し、広く
使用されている。従って脱臭剤の容器などに熱可塑性樹
脂成形品も広く用いられている。しかしながら熱可塑性
樹脂製品自体に脱臭性能を付与したものは余り知られて
いない。

最近に至り熱可塑性樹脂成形物に２価鉄化合物をブレン
ドしたものが、脱臭機能を付与した熱可塑性樹脂製品と
して市場に現れている。脱臭剤にはその脱臭機構として
吸着によるものと化学反応によるものに大別されるが、
反応性脱臭剤は特定の悪臭源に対しては効果が迅速で且
つ強力であり、熱可塑性樹脂にブレンドされた状態でも
、脱臭能力を発揮することが認められている。　　　− しかしながら、２酒飲化合物は通常の条件で次第に酸化
され鉄さび臭及び鉄さび色の汚れを生じ、接触するもの
に着色汚染を与える傾向がある。２酒飲化合物の安定化
のためにアスコルビン酸を併用する方法も知られている
が、アスコルビン酸は一般に熱可塑性樹脂の成形温度で
分解するので成形加工後はその添加効果が殆ど発揮され
ない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、高温で加工でき、経時変色のない脱臭
等の機能を有する熱可塑性樹脂組成物を提供することに
ある。

本発明者等は上記目的を達成すべく鋭意研究の結果、熱
可塑性樹脂に、結晶水、自由水の合計量が５重量％以下
の硫酸アルミニウム、カリミョウバン又はナトリウムミ
ョウバンの微粉末を脱臭剤成分として添加混合すること
により、高温加工ができ、加工時の着色及び経時変色が
なく、脱臭等の機能を有し、且つ本来の樹脂としての機
能をも充足する熱可塑性樹脂組成物が得られることを見
出し、本発明を完成した。

脱臭等の機能は、比表面積の大きい成形体にした場合に
特にその効果が太き（、例えばゴミ袋に於いて効果的に
発揮することができる。

本発明に使用する結晶水、自由水の合計量が５重量％以
下の硫酸アルミニウム、カリミョウバン又はナトリウム
ミョウバンは樹脂に対する混和性は良好とは言えない物
質であるので、目的とする混和物質を高濃度に含有する
マスターバッチを作製し、該マスターバッチを成形用樹
脂と所定割合に混合し成形する方法をとるのが良い。

結晶水、自由水の合計量が５重量％以下の硫酸アルミニ
ウム、カリミョウバン又はナトリウムミョウバンを良好
な分散状態で高濃度に含有するマスターバンチを提供す
ることも本発明の目的の一つである。

〔発明の構成〕

本発明は、熱可塑性樹脂原料に、脱臭剤として結晶水、
自由水の合計量が５重量％以下の硫酸アルミニウム、カ
リミョウバン又はナトリウムミョウバンの微粉末を０．
５〜９００重量％添加し、混練及び／又は成型してなる
、脱臭性を有　゛する熱可塑性樹脂組成物に係わるもの
である。

本発明に使用する脱臭剤は硫酸アルミニウム及びその複
塩のうち、アンモニウムミョウバンを除くものであり、
これらはいずれもアンモニアガスに基因する悪臭を除去
する性質がある。

硫酸アルミニウムの最も安定な形は１８水塩であり、カ
リミョウバン及びす１リウムミヨウバンのそれは１２水
塩である。又、市販品はこれらの結晶水の他に若干の自
由水を吸着しており、これらを熱可塑性樹脂原料に混合
し、成形温度に加熱するとそれらの水分が遊離して気化
し、樹脂中に不規則な発泡を生じる。また、脱臭剤自体
も再溶解凝集など好ましくない現象を生じる。

これに対し、無水硫酸アルミニウム或いは焼ミョウバン
の呼称を以て市販されている結晶水を有しない硫酸アル
ミニウム及びその複塩がある。これらの無水塩を通常の
条件で貯蔵しておくと、大気中の水分を吸収する傾向が
ある。吸水した水は、自由水の状態にあるか、一部結晶
水となることも考えられる。

それらの合計量は３００℃の加熱減量として測定できる
が、この量が、使用した塩の５重量％以下であれば、通
常の熱可塑性樹脂の成形条件において発泡、凝集などの
現象を起こすことなく、本発明の目的に適する樹脂組成
物が得られることを認めた。

これらの無水硫酸アルミニウム又は焼ミョウバンはでき
るだけ比表面積の大きな状態、即ち微粉末で使用するの
が望ましい。特に成形品がフィルムである場合、フィル
ム厚みより小さい粒径、即ち３０μ以下であることが必
要である。

本発明に使用する熱可塑性樹脂原料は、射出又は押出成
型可能なものであれば特に限定されるものではない。例
えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなど
のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリメチルメタクリレートなどのビニル系樹
脂、セルロースアセテートなどの繊維素系樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブタジェン、ポリイ
ソプレンなどのジエン系エラストマー、エチレン・酢酸
ビニル、スチレン・アクリロニトリル、スチレン・ブタ
ジェン・アクリロニトリルなどの共重合樹脂などが挙げ
られる。

これらはペレット、粉末、ビーズ、顆粒などの形で成形
機に供給され、熱及び圧力を加え成形される。成形にあ
たって、上記樹脂原料と無水硫酸アルミニウム、焼カリ
ミョウバン又は焼ナトリウムミョウバン微粉末とを充分
均一に分散させるためには、ブレンダーで混合したもの
を一旦プラストミル、ニーグー、ロール、押出機等で樹
脂を溶融させて混練し、板状あるいは棒状としたものを
粉砕して成形機供給用原料としてもよいが、無水硫酸ア
ルミニウム、焼カリミョウバン又は焼ナトリウムミョウ
バンを高濃度に含有するマスターパッチペレットを作製
し、該マスターパッチペレットと樹脂ペレットを成形機
に供給してもよい。

樹脂成形品にあっては、これら無水硫酸アルミニウム又
はその複塩の含有量が熱可塑性樹脂に対して０．５〜３
０重量％であれば、樹脂成形品としての機能に併せて脱
臭性能を有した製品を得ることができる。

一方、上記無水硫酸アルミニウム又はその複塩を高濃度
例えば熱可塑性樹脂に対して１０〜９００重量％含有す
るマスターバッチとすることもできる。

マスターバッチの製造に際しては、無水硫酸アルミニウ
ム、焼カリミョウバン又は焼ナトリウムミョウバンの樹
脂組成物中での分散を良好ならしめるため、予め分子量
１　、５００〜６０，０００の範囲の低分子量樹脂と混
練し、該低分子量樹脂で無水硫酸アルミニウム、焼カリ
ミツウバン又は焼ナトリウムミツウバン粒子表面をコー
ティングしてから成形用樹脂と混和し、ペレット成形用
押出機でペレット化することにより、マスターパッチペ
レットを作製するこ、とができる。

この際、分子量１　、５００〜６０．０００の範囲の樹
脂を無水硫酸アルミニウム、焼カリミョウバン又は焼ナ
トリウムミョウバン微粉末に対し１７５〜１０重量倍の
範囲で含有することが好ましい。

粒子表面コーティングに使用する低分子量樹脂と成形用
樹脂は充分な相溶性があれば同種類の樹脂でなくてもよ
く、若干組成の異なったものでも使用可能である。低分
子量樹脂を使用する理由は、成形用樹脂に比べて流動性
が良く、充分な混練が可能であるからであるが、分子量
が小さすぎると粘度が低（なりすぎ、樹脂に比べて比重
の大きい無水硫酸アルミニウム、焼カリミョウバン又は
焼ナトリウムミョウバン粉末との混和は却って困難にな
る。

樹脂の成形に際しては、酸化防止剤、着色剤、紫外線吸
収剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤など通常使用される添
加剤、あるいは他のフィラーなどの併用添加も可能であ
る。

本発明でいう脱臭性を有する熱可塑性樹脂組成物とは、
成形用樹脂及びそれを用いて成形した成形品をも包含す
ることは勿論である。

〔発明の効果〕

硫酸第１鉄がアンモニア・アミンなどの悪臭ガスと反応
してこれを除去することはよく知られているが、硫酸ア
ルミニウムがこれに劣らない効果があることは殆ど知ら
れていない。熱可塑性樹脂原料に水分含量の少ない硫酸
アルミニウム又はその複塩の微粉末を添加し、混練及び
／又は成形したものは、脱臭性能を有する熱可塑性樹脂
組成物として得られる。

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、鉄化合物を用いた場合
のような着色や、接触する物を汚染させると言った悪影
響を与えない。例えば無水硫酸アルミニウム含量２０重
量％のマスターバッチペレットを作製し、これを用いて
ポリエチレン樹脂に混合し、インフレーション押出成形
して得たゴミ袋は、収納した厨芥の臭いを殆ど発生させ
ないため、台所で使用すると環境の改善がはかられる。

また、本発明に係るマスターバッチは無水硫酸アルミニ
ウム、焼カリミョウバン又は焼ナトリウムミョウバンを
高温度で含有するので、そのまま固形脱臭剤としても使
用できる。また、通常の方法で発泡押出し、発泡シート
としたものは、クッション材としての機能と脱臭機能を
併せ有するシートが得られる。

従来の固形脱臭剤は、多孔質やゲルに脱臭作用を有する
物質を担持させたり、包含させたりしたものであり、脱
臭機能のみを利用するものであった。

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、自己形状保持性の成形
品とすることができるので、所謂プラスチックスとして
の本来の機能をも併せて発揮する脱臭性組成物である。

但し、本発明においても、脱臭剤がその効果を発揮する
のは、成形体表面に露出した粒子及び表面近傍にあって
、薄い樹脂層で覆われている粒子に限定されると考えら
れる。従ってフィルムや発泡シートのような比表面積の
大きい成形品が特に脱臭効果が大きい。

尚、表面に露出した粒子は水洗により溶出するが、薄い
樹脂層で覆われた粒子は水洗により溶出しない。表面に
露出しない粒子は薄い樹脂層中を拡散した悪臭成分ガス
と反応し脱臭するものと考えられる。また、そのように
薄い樹脂層の下にある粒子は表面に露出した粒子に比し
、即時的な脱臭能力は劣るが持続効果が期待される。

〔実施例〕

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れにより限定されるるものではない。

実施例１ 平均粒径５．８−１最大粒径２８＃＋１１の市販の無水
硫酸アルミニウム微粉末（３００℃の強熱減量１．３重
量％）４０重量部に、平均分子量約５０００、密度０．
９３ｇ／ｃ＋ｍ’の低分子量ポリエチレンワックス２０
重量部を加え、３本ロールを用いて１２０℃で溶融混練
し、ワックスコート品を得た。このワックスコート品に
密度０．９２３　ｇ／ｃｍ２、メルトフローインデック
ス７　ｇ／１０分、２０メツシュ通過の低密度ポリエチ
レン粉末４０重量部を加え、タンブラ−型ブレンダーで
混合後シングルスクリユー押出機を用い、溶融樹脂温度
１４０℃で押出して無水硫酸アルミニウムを４０重量％
含有するポリエチレンマスターバッチペレットを作製し
た。

マスターバッチペレット自身の脱臭性能は以下の方法で
測定した。

アンモニア濃度１２０ｐｐｍを含有する容量９．７　ｊ
！の密閉容器中にペレット１５ｇを投入し、４時間後の
ガス濃度を検知管を用いて測定した。その結果アンモニ
アのマスターバンチペレットによる除去率は９４％であ
った。

比較例１ 実施例１で用いた無水硫酸アルミニウムの代わりに、３
００℃での強熱減量が２６重量％で、１００メツシュ通
過７５％以上の市販の脱水硫酸アルミニウム粉末を用い
て、実施例１と同様にマスターバッチ作製を試みたが、
ワックス練りの過程で粒子の凝集及び発泡により分散不
良となり、均一に分散したコーテイング品を得ることは
できなかった。

実施例２及び比較例２ 実施例１で作製したマスターバッチペレット１重量部に
実施例１で用いたのと同じ低密度ポリエチレン９重量部
を加え、インフレーション法膜成形装置により、溶融温
度１５０℃、冷却温度８０℃で幅２５０ｍ１．厚さ３０
−の筒状フィルムを成形した。このフィルムから深さ４
７０ｍｍの袋を作製した（実施例２）。同じ大きさで無
水硫酸アルミニウムを添加していない袋を別に作製しく
比較例２）、それぞれに台所生ゴミを５００ｇ入れ、口
を密閉して、秋季屋外陽光下に２時間放置し、口をあけ
て臭気を比較した。

その結果、無水硫酸アルミニウムを添加した袋は殆ど臭
いが感じられなかったが、無水硫酸アルミニウムを添加
しなかった袋には強い臭気が感じられた。

実施例３ 平均粒径５７１ｍ、最大粒径１０５　ｔｓの市販の焼カ
リミョウバン０３００℃の強熱減量０．８重量％）をホ
ソカワミクロン■製ミクロンセパレータＭＳ−１型によ
り風力分級し、平均粒径４．８　ｔｒｍ、最大粒径３０
ｇ１１の微粒子を得た。この焼カリミョウバン微粒子を
用い、実施例１の方法に準じてワックスコート品を得た
。このワックスコート品３０重量部に密度０．９０ｇ／
ｃｍ’　、メルトフローインデックス５．５　ｇ／１０
分、２０メツシュ通過のポリプロピレン粉末７０重量部
を加え、タンブラ−型ブレンダーで混合後シングルスク
リユー押出機を用い、溶融樹脂温度２５０℃で押出して
、焼カリミョウバンを２０重量％含有するポリプロピレ
ンマスターパッチペレットを作製した。

得られたポリプロピレンマスターパッチペレット１重量
部にマスターパッチ製造の際に用いたものと同じポリプ
ロピレンペレットの９重量部及び４重量部をそれぞれ加
え、インフレーション法膜成形装置により、溶融温度２
６０℃、冷却温度２５℃で幅２００ｎｕｎ　、厚さ４０
Ｉ１ｍの筒状フィルムをそれぞれ成形した（焼カリミョ
ウバン含量２重量％及び４重量％）。

アンモニア濃度１１０５ｐｐを含有する容量９．７１の
密閉容器中に上記フィルム約２　ｇ　（２００ｍｍＸ３
００ＩＩＩＩ１１）を投入し、４時間後のガス濃度を検
知管により測定した。その結果、フィルムによるアンモ
ニア除去率はそれぞれ、４４％及び６７％であった。

比較例３ 実施例３の焼カリミョウバンを分級することなしにその
まま用い、実施例３と同様の方法により、焼カリミョウ
バン含量２０重量％のマスターパッチペレットを作製し
た。このマスターパッチペレットを用い、実施例３と同
様にして、焼カリミョウバン含量２重量％及び４重量％
のポリプロピレン製フィルムを作製した。フィルムの肌
荒れが著しかったが、ピンホールのないフィルムを得た
。

実施例３と同様の方法でアンモニア脱臭能（４時間後）
を測定したところ、３５％（焼カリミョウバン２重量％
）及び５８％（同４重量％）であり、実施例３に劣る結
果を得た。

実施例４ 市販浄水湯水処理用（水道水用）の酸化アルミニウムと
して８％濃度の硫酸アルミニウム水溶液と硫酸ナトリウ
ム・１０水塩とからナトリウムミョウバン結晶（１２水
塩）を調製し、１１０℃で予備脱水した後、３００℃の
電気炉で焼成し無水の焼ナトリウムミョウバンとした。

これをハンマーで粗砕後、ボールミルで粉砕した。ボー
ルミルで粉砕したものを風力分級器で分級し、平均粒径
４．１−１最大粒径３０μの微粒子を得た。この焼ナト
リウムミョウバン微粒子６重量部及び４８メソシュ通過
のポリエチレンテレフタレート粉末（０−クロルフェノ
ール０．５％溶液で測定した固有粘度０．７５）　９４
重量部をヘンシェルミキサーでブレンド後、シングルス
クリユー押出機を用い、４００Ｔｏｒｒの減圧下に溶融
樹脂温度２６０℃で押出して焼ナトリウムミョウバンを
６重量％含有するペレットを得た。このペレットを用い
、２６０℃に加熱したホットプレスにて、１２０ｍｍ　
Ｘ１２０ｍｍ　Ｘ　１ｍｍのシートを成形した。

アンモニア濃度９０ｐｐｍを含有する容量７１の密閉容
器中にシートを投入し、４時間後のガス濃度を検知管を
用いて測定した結果、アンモニアの除去率は５４％であ
った。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性樹脂原料に、脱臭剤として結晶水、自由水
   の合計量が５重量％以下の硫酸アルミニウム、カリミョ
   ウバン又はナトリウムミョウバンの微粉末を０．５〜９
   ００重量％添加し、混練及び／又は成形してなる、脱臭
   性を有する熱可塑性樹脂組成物。 ２、脱臭剤の微粉末が粒径３０μｍ以下のものである特
   許請求の範囲第１項記載の熱可塑性樹脂組成物。 ３、分子量１，５００〜６０，０００の熱可塑性樹脂を
   脱臭剤微粉末に対し１／５〜１０重量倍の範囲で含有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の熱可塑性樹脂組成物。