JPS63135512A - 脱臭性ポリオレフイン繊維 - 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） 本発明は脱臭能を有する無機質微粉末を含有し、これに
より脱臭性を有するポリオレフィン繊維に関する。

（従来の技術及び問題点） 生活環境において、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−っである。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性繊維は老人ホームや重度身体
障害者等の重置施設を中心にその用途も拡大されつつあ
る。しかし脱臭剤を紙、布、わた等に塗布、散布、浸漬
などして含有させた場合、外部からの機械的作用でそれ
自身の脱落、拡散、溶出等によシ脱臭効果を損う危れが
ある。

ポリプロピレン繊維及びポリエチレン繊維等のポリオレ
フィン繊維はその熱可塑性、柔軟性、高強力及び耐水性
等から紙、湿式不織布及び漁業用ローノ等の水産業分野
資材に利用され持続的脱臭効果を有する繊維の要望があ
る。

一方脱臭剤には、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。反応性脱臭剤は特
定の悪臭源に対しては効果が迅速でかつ強力である。

硫酸第１鉄がアンモニアを除去すること、ならびに硫酸
第１鉄とアンモニアの反応生成物が硫化水素を除去する
能力があることは公知である。

（特公昭３０−６６９８号、特開昭５１−５０８８９号
） 最近の研究によれば硫酸第１鉄はポリオレフィン重合体
に、ブレンドされた状態でも、同様の機構によって脱臭
能力を発揮することが認められている。しかしながら、
２価鉄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価鉄化合物を安定化させる目的でＬ−アスコルビン酸
と併用する方法も知られているが、Ｌ−アスコルビン酸
は一般にポリオレフィン樹脂の溶融紡糸温度で分解して
、可紡性を阻害する傾向が太きい。

（発明の目的） 本発明の目的は、溶融紡糸でき、経時変色のない脱臭機
能を有するポリオレフィン繊維を提供することにある。

本発明者等は」二記目的を達成すべく鋭意研究の結果、
紡糸性ポリオレフィン樹脂に、結晶水・自由水の合計量
が２０重量％以下の硫酸第１鉄の微粉末、又はそれらの
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、ナトリウムミョウバン又は硫酸亜鉛の微粉末を
粒径１０μｍ以下の無機質微粉末脱臭剤として添加混合
することにより、溶融紡糸が出来、着色及び経時変色が
なく、脱臭機能を有し、かつ本来の繊維としての機能を
も充足するポリオレフィン繊維が得られることを見い出
し本発明を完成した。

本発明に使用する結晶水・自由水の合計量が２０重量％
以下の硫酸第１鉄の微粉末及び５重量％以下の硫酸アル
ミニウム、カリミョウバン、ナトリウムミョウバン又は
硫酸亜鉛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
スターパンチを作製し、該マスターバッチを紡糸用樹脂
と所定割合に混合し紡糸する方法をとるのが良い。

（発明の構成） 本発明は紡糸性ポリオレフィン樹脂原料に脱臭剤として
結晶水・自由水の合計量が２０重量％以下である硫酸第
１鉄の微粉末又はそれらの合計量が５重量％以下の硫酸
アルミニウム、カリミョウバン、ナトリウムミョウバン
又は硫酸亜鉛の微粉末を、粒径１０μｍ以下の無機質微
粉末として、０．５〜１０重量％添加し、溶融紡糸して
なる脱臭機能を有するポリオレフィン繊維に係わるもの
である。

硫酸第１鉄は、通常の製法で得られるものは７水塩であ
り、この形で市販されている。硫酸第１鉄７水塩を紡糸
性ポリオレフィン樹脂と混合し、樹脂の溶融温度に加熱
すると、結晶水の一部が遊離して気化発泡し、可紡性を
阻害する。

これに対し、７水塩を１２０℃程度で加熱処理すると、
結晶水の殆んどを失い１水塩となる。硫酸第１鉄の１水
塩は通常溶融紡糸条件では結晶水を失わず、紡糸時気化
発泡することはない。硫酸第１鉄７水塩は酸化され易く
、吸湿性があり、疎水性樹脂との混和性が極めて乏しい
が、１水塩はこれに比べ酸化、吸湿に対する抵抗性が大
きく混相性も良好である。

硫酸第１鉄は親水性であるので、通常結晶水のほかに、
所謂自由水を吸着している。硫酸第１鉄を３００℃、１
時間程度加熱すると、すべての水分が除去されることが
認められているので、３００℃、１時間処理における重
量減率を、結晶水・自由水の合計量と規定することにす
る。この様にして表わされる結晶水・自由水の合計水分
量が２０重量％以下、好ましくは１５重量％以下である
場合、硫酸第１鉄の大部分は１水塩として存在し一部が
４水塩で混在していると考えられ本発明の目的に有利に
使用することができる。

本発明に使用する硫酸第１鉄は微粉末であることが必要
である。粒径が１０μｍ以下、好ましくは８μｍ以下で
あれば良い。粒径が小さいほど紡糸時の問題は少くなり
、比表面積が大きくなるので脱臭能力も大きくなる。

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、ナトリウムミョウバンのそれは１２水塩
又は硫酸亜鉛のそれは７水塩である。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、これらを紡
糸性ポリオレフィン樹脂原料に添加し、溶融紡糸すると
、これらの水分が気化発泡し可紡性を阻害する。また、
脱臭剤自身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。吸収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。前述
した様にそれらの合計量は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重量係以下であ
れば通常の溶融紡糸条件において、気化発泡、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繊維が得
られることを認めだ。

これらの無水硫酸アルミニウム又は焼ミョウバンは粒径
１０μｍ、以下、好捷しくは８μｍ以下にして使用する
ことが必要である。粒径の小さい微粉末を得るには、粉
砕し、風力分級すれば良い。

本発明に使用する紡糸性ポリオレフィン樹脂原料として
は、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどがあるが
、溶融紡糸可能であれば特に限定されるものではない。

これらはベレット、粉末、ビーズ、顆粒などの形で紡糸
機に供給され、熱及び圧力を加え紡糸される。紡糸にあ
たって、上記樹脂原料と硫酸第１鉄１水塩、無水硫酸ア
ルミニウム、焼カリミョウバン、焼ナトリウムミョウバ
ン又は無水硫酸亜鉛の粒径１０μｍ以下の微粉末を高濃
度に含有するマスターパソチベレノトヲ作製シ、　該マ
スターパンチベレットと上記樹脂を紡糸機に供給するの
が良い。

これら無機質微粉末脱臭剤の含有量が樹脂に対して０．
５〜１０重量％であれば、繊維としての機能に併せて脱
臭性能を有した繊維を得ることが出来る。

一方上記脱臭剤を高濃度例えば樹脂に対して１０〜１０
０重量係含有するマスターバッチとすることも出来る。

マスターパッチの製造に際しては、脱臭剤の樹脂組成物
中での分散を良好ならしめるため、予め分子量１．．５
００〜６０，０００の範囲の低分子量樹脂と混練し、該
低分子量樹脂で脱臭剤微粉末粒子表面をコーティングし
てから紡糸用樹脂と混和し、ベレット成形用押出機でベ
レット化することにより、マスターパンチベレットを作
製することが出来る。

この際、分子量１，５００〜６０，０００の範囲の樹脂
を脱臭剤微粉末粒子に対し１１５〜１０重量倍の範囲で
含有することが好ましい。

粒子表面コーテングに使用する低分子量樹脂と紡糸用樹
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、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
くなシすぎ、樹脂に比べて比重の大きい脱臭剤微粉末粒
子との混和は却って困難になる。

樹脂の紡糸に際しては、つや消し剤、着色剤、紫外線吸
収剤など通常使用される添加剤の併用添加も可能である
。

（発明の効果） 硫酸第１鉄がアンモニアと反応すること、及び硫酸第１
鉄とアンモニアの反応生成物が硫化水素と反応すること
は既に述べた通りであり、硫酸アンモニウム及びその複
塩もアンモニアと反応してその臭気を除去する。紡糸性
ポリオレフィン樹脂に水分含量の少ない硫酸第１鉄、硫
酸アルミニウム及びその複塩又は硫酸亜鉛の微粉末を添
加し溶融紡糸したものは脱臭性能を有するポリオレフィ
ン繊維として得られる。

本発明において、実際に脱臭効果を発揮するのは、繊維
表面に露出しだ粒子及び表面近傍にあって、薄い繊維ス
キン層で覆われている粒子に限定されると考えられる。

そのうち表面に露出したものは、水洗によシ溶出するが
、薄い繊維スキン層で覆われた粒子は水洗により溶出せ
ず、繊維に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、その様に薄い繊維スキン層の下に
ある粒子は、繊維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あり、空気中の酸素による
酸化失活に対する抵抗性も大きいことが期待される。

（実施例） 以下に実施例をあ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ものではない。

実施例１ 市販の硫酸第１鉄７水塩を１２０℃で２時間真空乾燥し
、結晶水・自由水の合計水分量が、１３．９チの粉末を
得だ。この粉末をさらにＡＣＭ−１０型パルペライザー
（測用鉄工（株）製）を用いて微粉砕し、ホンカワミク
ロン（株）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３．２μｍ、最大粒径６３μｍの微
粉末を得だ。上記微粉末４０重量部に、平均分子量５０
００、密度０．９３　ｇ／ｃｍ’の低分子量ポリエチレ
ンワックス１９重量部とテトラキス〔メチレン−３−（
３’、５’−ソーｔｅｒｔブチルー４′−ヒドロキシフ
ェニルゾロピオネ−１メタン１重量部とを加え、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　ｊｑ
／ｃｍ３．メルトフローインデックス７ｇ７１０分、２
０メツシュ通過の低密度ポＩＪ　エチレン粉末１４０重
量部を加え、タンブラ−型ブレンダーで混合後シングル
スフリー−押出機を用い、３５０Ｔｏｒｒの減圧下に溶
融樹脂温度１３０℃で押出して硫酸第１鉄を２０重量％
含有するポリエチレンマスターパッチベレットを作製し
た。

このようにして作製したマスターパンチベレット１重量
部に密度０．９３９７ｃｍ３、メルトフローインデック
ス５，９７１．０分の低密度ポリエチレンの９重量部、
４重量部及び２３重量部をそれぞれブレンドし、紡糸温
度２８０℃で５０ホールの口金から溶融紡糸をおこなっ
た。紡糸しだ糸条を一時巻取った後、８５℃２倍率４．
０で延伸し、１３０℃。

弛緩率８％で熱処理して、トータルデニール３００デニ
ール、単糸デニール　６デニールの延伸糸条束を得た。

この延伸糸条の硫酸第１鉄含量は各々２係、４％、６７
チである。

紡糸・延伸調子は、糸切れもなく良好であった。

アンモニア濃度９０　ｐｐｍを含有する容量９．７　ｔ
の密閉容器中に上記延伸糸条２ｇを投入し、４時間後の
ガス濃度を測定した。その結果、延伸糸条によるアンモ
ニア除去率は、それぞれ、７８チ、９３チ、９５％であ
った。

比較例１ 実施例１の硫酸第１鉄の代わりに結晶水・自由水の合計
水分が１０．６％であるが、平均粒径７μｍ、最大粒径
１５μｍの硫酸第１鉄を用い、実施例１の方法に準じて
硫酸第１鉄含量２０％のマスターパッチベレットを作製
した。このマスターパンチベレットを用い、実施例１と
同様にして溶融紡糸をおこなった。

紡糸中糸条切れが多発して、巻取りができなかった。

実施例２ 市販の無水硫酸アルミニウム（３００℃の強熱減量］３
３重量部を実施例１に用いたと同様の装置を用いて微粉
末化し、平均粒径３．０μｍ、最大粒径６１μｍの微粉
末を得だ。この微粉末４０重量部に、平均分子量約５０
００．密度０．９３　ｊｉ／ｃｍ３の低分子量ポリエチ
レンワックス３０重量部を加え、３本ロールを用いて１
２０℃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み会３、メルトフロー
インデックス７ｊｉｙＱＯ分、２０メツシュ通過の低密
度ポリエチレン粉末１８０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
て、溶融樹脂温度１４０℃で押出しして、無水硫酸アル
ミニウムを１６重量％含有するポリエチレンマスターパ
ッチベレットを作製した。

このようにして作製したマスターパッチベレット１重量
部に密度０．９３９／１ｙｎ３、メルトフローインデッ
クス４．！９／１０分の低密度ポリエチレンの４重量部
、２重量部をそれぞれブレンドし、実施例２と同様の条
件で、トータルデニール　３００デニール、単糸デニー
ル　６デニールの延伸糸条束を得た。

この延伸糸条の硫酸アルミニウム含量はそれぞれ、３．
２係、５３チである。

紡糸・延伸調子は、糸切れもなく、良好であった。

実施例１と同様の条件でアンモニア濃度の測定をおこな
い、その時のアンモニア除去率はそれぞれ、８４％、９
０チであった。

比較例２ 実施例２で用いた無水硫酸アルミニウムの代わシに３０
０℃での強熱減量が２６重量％で、１００メツシー通過
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２と同様にマスターパンチ作製を試みだが、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。

さらに、このコーテイング品を用いて、実施例２と同条
件でポリエチレンマスターバノチベレッ）　を（’ｌＬ
、ポ＋）エチレンマスターパンチ波レット１部、メルト
フローインデン２フ５ 低密度ポリエチレンとブレンドし、実施例１と同条件で
溶融紡糸をおこなったが糸切れが多く、巻取りが困難で
あった。

実施例３ 平均粒径５７μｍ、最大粒径１０５μｍの市販の焼カリ
ミョウバン（３００℃での強熱減量０．８重量％）を風
力分級し、平均粒径３，５μｍ、最大粒径７０μｍ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０．９　０　９／１ｙｎ
３，メルトフローインデックス５、　５　ｇ／ｌ　０分
、２０メツシ一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重量多含有するポリプロピレン
マスターバッチベレットを作製した。

上記で得た焼カリミョウバン・ポリプロピレンマスター
パンチペレット１重量部に密度０．９０ｇ／，ｍ　　、
メルトフローインデックス４　、９／１　０　分のポリ
プロピレン９重量部をブレンドし、実施例１と同条件の
２８０℃で溶融紡糸　８５℃で延伸して、トータルデニ
ール　３００デニール、単糸デニール６デニールの延伸
糸条を得た。

比較例３、４ 実施例３の焼カリミョウバン・ポリプロピレンマスター
パンチベレット１重量部に密度０．９０ｊｉ／ｃｍ　　
、メルトフローインデックス４　、９／１　０　分のポ
リプロピレン５０重量部（比較例３）、０７重量部（比
較例４）をブレンドし、実施例１と同条件を用い、トー
タルデニール　３００デニール、単糸デニール　６デニ
ールの糸条束を得ることを目的として溶融紡糸した。

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
２．５μｍ、最大粒径５．８μｍの微粒子を得だ。この
焼すトリウムミョウバン微粒子を実施例３と同条件で１
６重量多含有するポリエチレンマスターバソチベレット
ヲ作製ｔ，り。

上記で得たナトリウムミョウバン・ポリエチレンマスタ
ーパノチペレノト・１重量部に密度０．９　３ｇ／ｃｍ
　　、メルトフローインデックス４　ｇ／ｌ　０分の低
密度ポリエチレン３重量部をブレンドし、実施例２と同
条件で、溶融紡糸・延伸してトータルデニール　３００
ｆニール、　単糸デニール　６デニールの延伸糸条束を
得た。

実施例５ 市販の無水硫酸亜鉛粉末（３００℃の強熱減量１、５重
量％）をコスモマイザ−（奈良機械製作所（株）製）を
用いて、さらに細く粉末し、風力分級して、平均粒径２
３μｍ、最大７５μｍの微粉末を得た。この微粉末を実
施例１と同様の条件で、２０重量％を含有するポリエチ
レンマスターベレットを作製した。

上記で得た硫酸亜鉛・ポリエチレンマスターパノチヘレ
ソト１重量部に密度０．９　３　ｉ／１ｙｎ３、メルト
７０一インデノクス４ｇ／１０分の低密度ポリエチレン
２．５重量部をブレンドし、実施例２と同条件で溶融紡
糸・延伸して、トータルデニール　３００デニール、単
糸デニール　６デニールの延伸糸条束を得た。

比較例５．６ 実施例５の硫酸亜鉛・ポリエチレンマスターパンチベレ
ン）１重量部に密度０．９３７７７ｃｍ５、メルトフロ
ーインデックス４　ｇ７１０分の低密度ポリエチレン７
０重量部（比較例５）、０．３重量部（比較例６）をそ
れぞれブレンドし、実施例１と同条件を用いて、トータ
ルデニール　３００デニール、単糸デニール　６デニー
ルの延伸糸条を得ることを目的として溶融紡糸した。

実施例３．４．５、比較例３．４．５．６の繊維組成紡
糸の状況、生成しだ糸条のアンモニア除去率をまとめて
第１表に示す。

実施例３．４．５は、紡糸、延伸時の糸切れも少なく良
好な糸条がえられた。また脱臭性能も充分なものであっ
た。比較例３．５は紡糸、延伸時の状況は良好であった
がアンモニア除去の機能は不充分なものであった。一方
比較例４．６は紡糸、延伸中に糸切れが多く発生し、連
続生産には不適当なものであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 紡糸性ポリオレフィン樹脂に、粒径１０μｍ以下の微粉
   末であって、結晶水・自由水の合計量が、２０重量％以
   下である硫酸第１鉄又はそれらの合計量が５重量％以下
   である硫酸アルミニウム、カリミョウバン、ナトリウム
   ミョウバン又は硫酸亜鉛を０．５〜１０重量％含有する
   ように溶融紡糸してなることを特徴とする脱臭性ポリオ
   レフィン繊維。