JPS626953A - 消臭性不織布 - 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〕 本発明は消臭性不織布、詳しくは悪臭を除去するための
フィルタやマットに好適な消臭性のニードリング不織布
に関するものである。

〔従来の技術〕

周知の通り、脱臭を目的とした各種のフィルタには、吸
着性物質１例えば活性炭、酸性白土、けいそう土あるい
は活性アルミナ等が汎用されている（特開昭５３−４７
８９号公報参照）。

また一般に金属ポルフィリン、特に銅クロロフィリンは
顕著な消臭性をもっていることから、中心に金属を配位
させたポルフィリン類似化合物を添加した高分子を塗布
してフィルタ等の脱臭性シート材料となすことも知られ
ている（特開昭５３−１３３５９０号公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記したごとき吸着性物質を繊維材料に混
合支持させてなる不織布は、不織布全体に対する吸着性
物質の占める表面積が限定され、長期間の脱臭効果の維
持は期待できない。また吸着性物質は、バインダ繊維、
例えば熱接着性繊維の熱溶融によって繊維材料に結合支
持されているため、吸着性物質の吸着有効表面が更に減
少しているのが実情である。

金属ポルフィリンを添加した高分子が塗布されてなるフ
ィルタは、吸着性物質を結合したフィルタに比べて長期
間の消臭効果が得られるという特長を備え、特に硫化水
素、メルカプタンなどに対して優れた除去作用を発揮す
る。しかしながら、消臭性高分子は塗布方法によってフ
ィルタに添加されているため、液状悪臭物、例えば動物
の排泄物を通過させた場合には液体の流動によって消臭
性高分子が溶解分離され、その後の消臭機能は急激に低
下するという不都合が生じる。しかも、ニードリング不
織布のように重厚な材料にこの技術を適用することは極
めて困難である。

本発明は、硫化水素、メルカプタン、アンモニア、アミ
ン等の凡ゆる悪臭に対する優れた消臭能を具備し、液体
の流通による消臭能の低下が殆んどなく、消臭能の持続
性に富んだ情交性のニードリング不織布を提供するもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

」１記問題点を解決するための第１の発明は、構成繊維
の少なくとも１部が酸化還元能を有する金属錯体を１重
量％以−Ｌ相持させた繊維と、金属イオン０．１重量％
以ｌ―を相持させたｍ維とによって構成され、ニードル
パンチングが施されている消臭性不織布である。

同じく第２の発明は、構成ｔａｍの少なくとも１部に、
酸化還元能を有する金属錯体を１重量％以上と金属イオ
ン０．１重量％以上とを担持させた繊維によって構成さ
れ、ニードルパンチングが施されている消臭性不織布で
ある。

繊維に担持された消臭性成分である上記金属錯体として
は、酸化還元能を有する金属ポルフィリン、金属ポルフ
ィラジンおよびこれらの誘導体が用いられ、ｍ雑成分に
物理的に接触してｔ１持されたり、化学的に結合して相
持され高分子金属錯体が形成されたりしている。金属ポ
ルフィリンおよびその誘導体は第１図に示す構造式で表
される。

また金属ポルフィラジンは第２図に示す構造式で表され
る。両式において、には、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、　
Ｔｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｏ、Ｗ等の金属のイオ
ンが挙げられる。これら金属イオンのうち消臭効果の点
からは鉄、コバルトが好ましい。両式において、Ｘは水
素または置換基を示す。置換基としては、例えばアルキ
ル基、置換アルキル基（例えばクロロメチル基）、ハロ
ゲン基、ニトロ基、アミノ基、アゾ基、チオシアネート
基、カルボキシル基、カルボニルクロリド基、カルボキ
シルアミド基、ニトリル基、水酸基、アルコキシル基、
フェノキジル基、スルホン酸基、スルホニルクロリド基
、スルホンアミド基、チオール基、アルキルケイ素基、
ビニル基等のほか、カルボキシル基やスルホン酸基のア
ルカリ塩などが挙げられる。これらは、単独または２種
以上が用いられる。なかでも、好ましくはカルボキシル
基やスルホン酸基またはこれらのアルカリ塩類、アミン
基、ハロゲン基、水酸基などが用いられる。

酸化還元能を有する金属錯体の最も好ましいＪＬ体例は
コバルトフタロシアニンオクタカルボン酸、コバルトフ
タロシアニンテトラカルボン酸、鉄フタロシアニンオク
タカルボン酸または鉄フタロシアニンテトラカルボン酸
である。

上述の金属錯体は単独で用いても、また、２種以上を組
合せて用いてもよい。

金属錯体の所要担持量は金属錯体の種類に応じて変わる
が、一般に１重量％以−Ｌである。相持量は多いほど消
臭活性が得られ、少ないと所望レベルの消臭活性が得ら
れず、また、消臭活性の持続性にも劣る。しかし繊維が
金属錯体を担持できる量は限界があり、好ましい相持量
は１〜２０重酸％の範囲である。

繊維に相持させた消臭成分である金属イオンは、遷移金
属のイオンで、例えば銅、鉄、コバルト、ニッケルが好
ましいが、遷移金属以外の金属イオンではカルシウム、
バリウム、マグネシウムがよい。担持させる金属イオン
は単独で用いてもまた２種以上組合せて用いてもよい。

そ゛して金属イオンの１１！持量は可能な限り多い方が
９ましいが、経済性と被担持体である繊維の強度や形態
保持性の面からみると０．１〜２０重量％程度が適当で
ある。繊維に直接上記金属イオンが物理的に接触して利
１持されたり、繊維の高分子に化学的に結合して担持さ
れたりする。後者の例ではポリビニルアルコールと銅イ
オンとの分子内キレート錯体、ポリビニルアミンと鉄イ
オンとの錯体などで、高分子金属錯体が形成されている
。また上記金属イオンが含まれる化合物を、繊維に物理
的に接触させて担持させたり、繊維の高分子に化学的に
結合させて担持させたりしてもよい。

金属錯体を担持した繊維および金属イオンを相持した繊
維としては、再生セルロース繊維、吸湿性合成繊維、多
孔性繊維あるいは多孔性中空繊維などが挙げられるが、
とりわけ−・次膨潤度が１５０〜５００％の再生セルロ
ース繊維、未熟綿花またはアセテートレーヨンが望まし
い。

〔作用〕

本発明の不織布を構成している繊維に相持された酸化還
元能を有する金属錯体の作用により、硫化水素、メルカ
プタン等の悪臭物質の酸化分解し、無臭化する。即ちポ
ルフィリンおよびポルフィラジン環と配位した金属が活
性中心となって酸化反応が進行する。

例えばメルカプタンの酸化を例にとると、その酸化は次
の化学反応式で示される。

２Ｒ−３Ｈ＋　２０Ｈ−→２Ｒ−８−＋２１１２０．．
＝−（１）２Ｒ−８−＋　２）１２０＋　０２→Ｒ−９
−８−Ｒ＋　Ｈ２Ｏ２＋　２０１１−４．（２）（１）
式の反応で生じたチオラートアニオンは、酸素とともに
ポルフィリンおよびポルフィラジンに配位して三元錯体
である活性種となる。この活性種に配位しているチオラ
ートアニオンは、チイルラジカルを経て、（２）式に示
すジスルフィドに二縦化され、繊維中に取り込まれて無
臭化する。

また硫化水素の場合は、次式で示すように無臭の硫黄と
水に分解される。

２Ｈ２Ｓ　＋　０２　　→　２Ｓ　＋　２Ｈ２０この反
応は生体内酵素酸化反応に非常によく類似している。酵
素による酸化反応はいずれも好気的な反応である。すな
わち、はとんどが酸素酸化反応を行っている。酸化酵素
による臭気類似物質の酸化反応例としては、次の表に示
すものが挙げられる。

酵素反応系　　　　　反　応　例 Ｈ２ＳＯ３＋Ｈ２０＋０２→Ｈ２ＳＯ４＋　Ｈ２Ｏ２オ
キシゲナーゼ型　　二重結合の開裂 インドール核の開裂 り 以上の如くメルカプタン系化合物の酸化（無臭化）、ス
ルホン化（水溶化、無臭化）、フェノール系化合物のキ
ノン化（無臭化）、インドール核２重結合の開裂（無臭
化）が行われる。金属錯体による酸化反応は常温下に少
量の水分の存在下に進行し、反応速度が早く、反応率も
高い。

またアンモニアまたは各種アミン化合物からなる臭気物
質は、繊維に相持させである金属イオンによってより効
果的な消臭作用が行なわれる。すなわち、繊維に担持さ
れた金属のイオンがアンモニアおよび各種アミンと水分
の存在で金属アンミン錯体を形成することによるもので
ある。例えば銅イオンにアンモニアが吸着されて錯形成
をする反応は、次式で示されるように、永和銅イオンの
水分子と、浮遊してきたアンモニア分子との間で錯体交
換する反応である。

［Ｃｕ（ＯＨ２）Ｉ４２◆＋４ＨＨ３＋　　［Ｃｕ（Ｎ
Ｈ３）４１２＋＋４Ｈ２０この錯体交換反応は、反応速
度が早く、反応率がきわめて高く、形成した金属アンミ
ン錯体も非常に安定して吸着されている。

〔実施例〕

例１．（第１、発明の名称 −吹膨測度が約２００％、長さ５１　ｍ／ｍ、太さ５デ
ニールの高膨潤性レーヨンステープルを、鉄フタロシア
ニン・ポリカルボン酸の水溶液（水溶液濃度３　ｇｅｌ
　ｐＨ１２）に浸漬したのち脱水乾燥して、鉄フタロシ
アニン・ポリカルボン酸が約２重量％担持した繊維（以
下Ａ繊維という）が得られた。

−・方、上記と同じ高膨潤性レーヨンステープルを酢酸
銅水溶液（濃度５ｇ／ｌ）に浸漬したのち脱水乾燥して
酢酸銅を約２．５重量％拐持した繊維（以下Ｂ繊維とい
う）が得られた。Ｂ繊維のウェブ（５００ｇ／ｍＱ上に
、麻繊維糸による粗目基布を介して前記Ａ繊維のウェブ
（５００ｇ／ｍ２）を重ね合せ、常法によりニードルパ
ンチング処理（パンチ密度７０本／ｃｍ２）　して見掛
けの厚さ約１０ｍ＋ａの不織布が得られた。この不織布
を２０ｃ＋ｏＸ　２０ｃｍの方形に切断してフィルタ材
にする。

例２．（第１の発明の例） 上記例１のＡ繊維とＢ繊維を当酸混合した繊維のウェブ
（５００ｇ／ｍ２）に、粗目基布を介して長さ５１　ｍ
／ａ　、太さ４デニールのポリプロピレン繊維のウェブ
（２００ｇ／ｍ２）を重ね合せ、実施例１と同様にニー
ドルパンチング処理して見掛けの厚さ約８　ｍ／ｍの不
織布が得られた。この不織布を２０ｃ＋ａＸ　２０ｃｍ
の方形に切断してフィルタ材にする。

例３．（第２発明の例） 上記例１のＡ繊維を酢酸銅水溶液（濃度５ｇ／４）に浸
漬したのち脱水乾燥する。その結果、鉄フタロシアニン
・ポリカルボン酸約２重μ％と酢酸銅を約２．５４１％
担持した繊維が得られた。

コ（１）ｍｆｍノウｘ−ｊ　（５００ｇ／ｍ２）　ｌ二
ニ、　　Ｌ／−ヨ７紡績糸による粗目基布を介して長さ
５１ｍｍ、太さ５デニールの普通レーヨンステープルの
ウェブ（３００ｇ／ｍ２）を重ね合せ、常法によりニー
ドルパンチング処理して見掛は厚さ約８Ｈの不織布が得
られた。この不織布を２０ｃｍＸ　２０ｃｍ＋の方形に
切断してフィルタ材にする。

例４．（第２発明の例） 上記例３で得られた鉄フタロシアニン・ポリカルボン酸
約２重量％と酢酸銅を約２．５電縫％ｊ１持した繊維の
ウェブ（５００ｇ／ｍ２）に、粗目基布を介して長さ５
１　ｍ／ｍ　、太さ４デニールのポリプロピレンａｍの
ウェブ（２００ｇ／１ｒｒ２）を重ね合せ、実施例１同
様にニードルパンチング処理して見掛けの厚さ約８　ｍ
／ｍの不織布が得られた。この不織布を２０ｃｍＸ２０
ｃ＋ｏの方形に切断してフィルタ材にする。

上記例１〜例４のフィルタ材を第３図および第４図に示
した消臭試験装置に装着して性能を調べる。

第３図の装置は、導入口ｌから時間当り決まった量の悪
臭ガスを送り、導管２を通ってフィルタ３を透過したガ
スを排出口４で官能試験をするものである。フィルタ３
は上記例で得られたフィルタ材を３枚重ね合せ、水栓５
から連続的に極少量の水を供給して湿潤状態に保持させ
ながら、各個順に試験をする。濃度５００　ＰＰＭの硫
化水素ガスを毎分２００ｃｃの割合で送りこんだところ
、硫化水素臭が殆んど感じられなかった。更に連続テス
トを行なった結果４０時間経過後においても臭気は全く
なかった。悪臭ガスを変え、６０ＰＰＭのアンモニアガ
ス、Ｉ　ＰＰＭのメチルメルカプタン、ＩＰＰＭのトリ
メチルメルアミンについても実験したところ、良好な結
果が得られた。

第４図に示した装置は、複合悪臭物質、例えば牛糞、豚
糞、鶏糞、生深床、深床処理場のケーキ、魚のワタ、下
水汚泥、下水処理場のケーキなどについての消臭能力を
試験するものである。複合悪臭物質ｌＯをガラス瓶ｌｌ
に入れ、ポンプ１２で空気を送ると複合悪臭が発生する
。複合悪臭ガスはフィルタ３を通過し、そのガスをパッ
ク１４に収容して後、微量分析した。尚、フィルタ３は
上記例で得られたフィルタ材を３枚重ね合せ、水栓５か
ら連続的に極少量の水を供給して湿潤状態に保持させな
がら、各個順に試験をする。

その結果は下表の通りであった。

（以下余白） 注、複合臭源は３７℃、１００時間嫌気的発酵後、ガス
検知法にて測定した。但し、下水処理場ケーキの一部は
時々空気を吹き込んで発酵させた（本印）。表中、（−
）はガス検知法で測定できなかったことを示す。モニタ
の平均臭気強度とは、何か解らないが臭いがするという
程度の臭気の強さを１とし、例えば臭気を感じた人の数
の割合５人中１人が臭気を感じた場合、０．２で表示し
た。

なお上記各実施例においては、繊維に消臭成分である酸
化還元能を有する金属錯体、金属イオンを担持させてか
らパンチングを施して不織布にしているが、相持前の繊
維を不織布にしてから、消臭成分を相持させることがで
きる。

〔発明の効果〕

以」二説明した通り、本発明を適用した消臭性不織布は
、繊維に担持された金属錯体の生体酸化酵素に類似した
反応による悪臭成分の酸化分解作用、並びに繊維に相持
された金属イオンの金属アミン錯体生成反応にもとづく
もので、消臭効果が大きく長期間持続される。その形状
が不織布になっているため、例えば消臭用フィルタ、消
臭用マット、消臭用各種芯材等に巾広い分野に応用でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は金属ポルフィリンの構造式を示す図、第２図は
金属ポルフィラジンの構造式を示す図、第３図および第
４図は消臭性不織布の消臭試験装置の概略構成図である
。 ｌ　　・・導入口　　　　２　・・・　導管３　・・・
・　フィルタ　　　４−・・・排出１１５１１．水栓　
　　　１０．、、。複合悪臭物質１１　、、、、、ガラ
ス瓶　　１２．、、、、ポンプ１４、、、、、パック

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、構成繊維の少なくとも１部が、酸化還元能を有する
   金属錯体を１重量％以上担持させた繊維と、金属イオン
   ０．１重量％以上を担持させた繊維とによって構成され
   、ニードルパンチングが施されていることを特徴とする
   消臭性不織布。 ２、構成繊維の少なくとも１部に、酸化還元能を有する
   金属錯体を１重量％以上と金属イオン０．１重量％以上
   とを担持させた繊維によって構成され、ニードルパンチ
   ングが施されていることを特徴とする消臭性不織布。 ３、前記酸化還元能を有する金属錯体が、鉄フタロシア
   ニン・ポリカルボン酸またはコバルトフタロシアニン・
   ポリカルボン酸であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の消臭性不織布。 ４、前記金属イオンの金属が銅またはコバルトまたは鉄
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の消臭性不織布。