JP2005325239A - 成形用組成物及び成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】
合成樹脂製品や合成ゴム製品等、得られた成形品が消臭機能を充分に発揮できるようにすること。
【解決手段】
成形処理により所望の形状に成形される成形主材１３と、人工ゼオライト及び／又は合成ゼオライトの粉体１４とを含有する成形用組成物であって、上記粉体１４の含有量を、上記成形主材１３の含有量に対して重量比で６７％以上に設定した成形用組成物。
【選択図】 図１

Description

この発明は、消臭機能を有する製品のための成形用組成物、及びこれを用いた成形品に関する。

人工ゼオライトを消臭用に用いた製品は、数多く提案されている。例えば、特開２００３−１５３９９０号（特許文献１）では、消臭及び調湿フィルタ材が、登録実用新案第３０９５０６２号（特許文献２）では、消臭及び調湿性シーツが提案されている。

これらは、フィルタ材やシーツを構成する基材に対して人工ゼオライト粉体を接着剤により添着した構成である。

しかし、このように添着した構成であると、摩擦などにより人工ゼオライト粉体が脱落することがある。人工ゼオライト粉体が脱落すると、所望の消臭、調湿機能を発揮できない。

このように、人工ゼオライト粉体を添着する一方で、特許第３１６５０９２号（特許文献３）のような合成樹脂組成物がある。この合成樹脂組成物は、ごみ袋等を形成するためのもので、不要となった後に焼却しても、ダイオキシンの発生を抑制できるというものである。この合成樹脂組成物では、合成樹脂成分９９．５〜６０重量％とゼオライト成分０．５〜４０重量％とを配合したもので、好ましくは合成樹脂成分を９９．０〜９０．０重量％、人工ゼオライト１．０〜１０．０重量％配合したものがよいとされている。

特開２００３−１５３９９０号公報 登録実用新案第３０９５０６２号公報 特許第３１６５０９２号公報

しかし上記配合割合は、主たる材料に対して従たる材料を混合する場合に一般的に行われる常識的範囲の配合割合であり、成形品を得た時に、成形品の表面に露出する人工ゼオライトの量が少ない。このため、ダイオキシン発生抑制の製品を得るのにはよいかもしれないが、消臭用の製品を得るのには不適切である。

そこでこの発明は、粉体と成形主材とが重量比で１対１に混在する部分を想定しその部分が全体のうち８０％以上になるようにすることで、得られた成形品が消臭機能を充分に発揮できるようにすることを主たる課題とする。

そのための手段は、成形処理により所望の形状に成形される成形主材と、人工ゼオライト及び／又は合成ゼオライトの粉体とを含有する成形用組成物であって、上記粉体の含有量を、上記成形主材の含有量に対して重量比で６７％以上に設定した成形用組成物であることを特徴とする。

好ましくは、上記粉体の含有量を、上記成形主材の含有量に対して重量比で１００％〜３００％程度に設定するとよい
上記成形主材は、合成樹脂、合成ゴム又は天然ゴムのうちの少なくともいずれか一種であるとよい。
また上記成形主材は、ビスコースなどの繊維用の高分子材料であるとよい。
別の手段は、上記成形用組成物を成形処理して得た成形品であることを特徴とする。

上述のように、粉体の含有量は成形主材の含有量に対して重量比で６７％以上であるので、成形用組成物の全体を１００として、粉体と成形主材のみで構成するものとした場合、粉体と成形主材の割合は、２対３であるので、粉体４０に成形主材が６０となる。このため、粉体と、それと同重量の成形主材とが互いに重量比１対１で結び付いて混在して双方の機能が同等に果たされる部分を想定すると、その部分は粉体４０全部と、成形主材の一部４０部分との合計８０となり、全体のうちの少なくとも８０％になる。

つまり、成形用組成物から得られた成形品の表面における８０％以上の部分が成形主材と結び付きながら消臭機能を行う部分と考えることができる。上記粉体の含有量を成形主材の含有量に対して重量比で１００％に設定した時には表面のどこをとっても重量比１対１となる均等な混在状態となり得、それを超えて２００％、３００％と設定した場合には、どこをとっても粉体の割合のほうが多い混在状態となる。このように高い出現率で成形品の表面に露出した上記粉体が、悪臭を吸収する。

好ましくは、成形品の表面に、凹凸を形成したり、成形品を発泡成形品にしたり、さらには成形主材にガス透過性の高い材料を採用したりして、人工ゼオライト及び／又は合成ゼオライト粉体と雰囲気との接触を促進させるとよい。

成形品としては、例えば合成樹脂シート、ゴムローラ、レーヨン繊維、モノフィラメント、家電製品等の筐体や部品、車両用の合成樹脂製品、マットやカーペットの基材、幌シート、食品等の包装用シート、履物、エプロン、手袋、フィルタ、その他の産業用機械器具、日用雑貨等、様々なものが考えられる。

以上のように、この発明によれば、人工ゼオライト及び／又は合成ゼオライトの粉体の含有量を、成形主材の含有量に対して６７％以上と高い値に設定し、表面に露出する粉体の量を多くしたので、消臭効果を充分に発揮させることができる。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。
成形用組成物は、例えば射出成形、押出成形、発泡成形、圧縮成形、ブロー成形、紡糸等、その他の各種成形処理により所望の形状に成形される成形主材と、人工ゼオライト及び／又は合成ゼオライトの粉体とを含有するものである。この一形態では、上記成形主材として合成樹脂等と繊維用の高分子材料を使用し、上記粉体には合成ゼオライトよりも安価な人工ゼオライトの粉体を使用した例で説明する。

まず、上記合成樹脂等については、所望する成形品に応じて、適宜の合成樹脂、合成ゴム又は天然ゴム、あるいはこれらの混合物が使用でき、熱可塑性、熱硬化性、生分解性など、その性質等に特に制限はない。

上記繊維用の高分子材料としては、例えばレーヨン繊維のためのビスコースが使用できる。この他、例えばビニロン、アクリル系繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、生分解性（例えば、ポリ乳酸）繊維のための原料高分子溶液も使用できる。また、乾式紡糸法、溶融紡糸法によって紡糸される合成高分子材料を用いてもよい。

上記人工ゼオライトは、石炭火力発電所において発生するフライアッシュ（石炭灰。石炭に含まれていた無機質成分が、焼却後に酸化物として残ったもの）を、アルカリ溶液と水熱反応で合成したものである。陽イオンの種類により例えばＣａ型人工ゼオライト、Ｎａ型人工ゼオライト、Ｆｅ型人工ゼオライトとあり、いずれでも使用できる。

また、こうした人工ゼオライトは、未燃炭を含有したものであるもよい。未燃炭分は、０〜１０％程度と少ないものであるも、３０〜５０％程度と比較的多いものであるもよい。ガス吸着性の観点からは、ガスの種類により、未燃炭分の含有量が多いものが好ましいものもある。

この人工ゼオライトの粉体は、成形品に応じて、例えば１μｍかそれより小さい適宜の大きさに粉砕して用いる。

上記成形用組成物は、上述の通り成形主材と人工ゼオライトの粉体を混合してなるが、その割合を、人工ゼオライトの粉体の含有量が、成形主材の含有量に対して重量比で６７％以上になるように設定する。

以下に、消臭能力テストの結果（図１、図２、図３、図４参照）を示すが、この実験では、粉体の含有量が成形主材の含有量の６７％より低いものと、６７％のものと、１００％のものと、１００％以上のものとを用いてとして実験した。

この実験は、成形主材としてブタジエンゴムを用いて成形した成形品としての試験板を用いて、４大悪臭のひとつとされるアンモニアについての吸着能力テストである。上記試験板には、たて１４５mm、よこ７０mm、厚さ２mmの長方形状の板を使用した。

実験方法は、試験板を５リットル入りのテドラーバッグに入れた上で、このテドラーバッグの中にアンモニアガスを３リットル注入し、所定時間後に１００ccのガスを採取して検知管により測定するという、一般的な方法を用いた。

なお、図１中、「ＢＲ−２０」は、粉体の含有量が、成形主材の含有量に対して重量比で２０％になるように設定した試験板を示し、「ＢＲ−６７」は、粉体の含有量が、成形主材の含有量に対して重量比で６７％になるように設定した試験板を示し、「ＢＲ−１００」は、粉体の含有量が、成形主材の含有量に対して重量比で１００％になるように設定した試験板を示している。また、「空試験」は、テドラーバッグに試験板を入れないで測定したもので、「粉体のみ」は、参考までの比較例で、成形品ではない、人工ゼオライト（未燃炭分の含有量が4〜５％程度のもの）の粉体のみをシャーレに入れて、同様に測定したものである。粉体の量は０．５gとした。

上記試験は、複数回行い、その値の小数点以下を四捨五入して得た平均値を図２の折れ線グラフに表した。

図１から分かるように、「空試験」では、徐々には減るもののなかなか臭いが消えない。しかし、「ＢＲ−２０」「ＢＲ−６７」「ＢＲ−１００」の試験板を入れたものでは、２時間後には、空試験の場合の半分以下に減っており、４時間後には、６０パーセント程減り、２４時間後には、空試験の場合が６４ppmであるのに対して、３〜１０ppmと、大幅に減少している。

そして、「ＢＲ−２０」と「ＢＲ−６７」と「ＢＲ−１００」を対比すると、「ＢＲ−２０」ではその減少率の推移が、２時間後５５％（１００から４５）、２時間後から４時間後３３％（４５から３０）であるのに対して、「ＢＲ−６７」では、２時間後７０％（１００から３０）、２時間後４４％（３０から１７）、「ＢＲ−１００」では、２時間後７５％（１００から２５）、２時間後から４時間後４４％（２５から１４）と、「ＢＲ−６７」と「ＢＲ−１００」の方がアンモニアガスの減少速さが早く、減少量も多いことがわかる。単純には比較できないが、「粉体のみ」の吸着状態により近づけることができた。このことから、「ＢＲ−２０」よりも「ＢＲ−６７」と「ＢＲ−１００」の方が、アンモニアガスの吸着能力が優れているといえる。

同様にして、その他のガスについても試験を行った。その結果が図２、図３、図４である。但し、試験板の数の関係上、酢酸の場合には、「ＢＲ−１００」のみ、アセトアルデヒドの場合には「ＢＲ−１００」と「ＢＲ−２００」、硫化水素の場合には「ＢＲ−２００」のみと、「空試験」及び「粉体のみ」で実験を行った。

これら図２、図３、図４から分かるように、ガスの種類によって吸着され方に違いはあるが、いずれのガスにおいても、良好な吸着能力がみられる。特に硫化水素については、「粉体のみ」に限りなく近づけることができた。

また、ガス吸着能力を高めるべく、表面積が増えるように加工・成形した試験板を用いて、アンモニアに対しての吸着能力テストを、上記試験と同様に行った（図５参照）。

いずれも上記「ＢＲ−１００」の試験板と同じ配合の試験板を用い、「表面研磨」は、成形した試験板の表面をグラインダーで研磨して、約０．５mm程度の傷を、見た目に分かる程度に形成した試験板である。「発泡」は、２０〜５０％程度に発泡率を設定して成形した試験板である。「高未燃炭入り」は、使用する人工ゼオライトに、３５〜４０％と、上記の場合よりも未燃炭分が多いものを使用した試験板である。また、「クロロプレンゴム」は、成形主材に、上記ブタジエンゴムよりもガス透過性が劣るクロロプレンゴムを使用した試験板である。

このような試験板を用いてアンモニアのガス吸着能力テストを行った結果、図６に示したように、「クロロプレンゴム」を除き、「ＢＲ−１００」と同様に良好なガス吸着能力がわかる結果となった。そして、「表面研磨」、「発泡」、「高未燃炭入り」の試験板の吸着能力の方が「ＢＲ−１００」の場合よりも優れていることが分かる。「クロロプレンゴム」では、２時間後までの初期の段階では、「ＢＲ−１００」の場合とそれほど違いはないが、その後の吸着能力は高くないことが分かった。

以上の実験結果から、人工ゼオライトの粉体の配合量が成形主材に対する重量比で６７％以上であれば良好な消臭効果が得られることが明らかである。また、凹凸形成や発泡により吸着のための面積を増やしたり、人工ゼオライトに、未燃炭が３５〜４０％ほど含まれたものを使用したりした方が、吸着能力が高いことが分かる。

このような成形用組成物を用いて得られる成形品の種類、形態等については、需要のあるところであれば特に限定されるものではないが、特に好ましい若干の例を以下に説明する。

図６は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等に用いられるローラ１１であって、その表面を構成する円筒状の筒状体１２を、合成ゴムからなる成形主材１３に、重量比６７％以上の人工ゼオライトの粉体１４を配合して得た成形用組成物を用いて成形して得る。

このようなローラ１１を用いた複写機等では、複写機等を構成するプラスチック部品やトナー、電子基板に使用されているベンゼン、スチレン、揮発性有機化合物（ＴＶＯＣ）が、機械の使用時に僅かながら発生するが、ローラ１１の筒状体１２がそれらベンゼン等を吸着してくれる。このため、シックハウス症候群などのない、良好な室内環境作りに貢献できる。

図７は、レーヨン繊維１５を示し、このレーヨン繊維１５は、人工ゼオライトの粉体１４を１μｍ以下の粒子に粉砕し、これを重量比６７％以上の割合で、成形主材１３たるビスコースに配合するとともに均一に混合し、通常の湿式紡糸法により成形（紡糸）することで得られる。

このようなレーヨン繊維１５から得られた糸や布帛は、消臭作用を有する。このため、例えば衣服を形成すれば、悪臭を抑えることのできる快適な衣服となる。

図８は、エアコン用のフィルタ１６を示し、このフィルタ１６に用いられるモノフィラメント１７を、例えばポリエチレンやポリプロピレン等の適宜の合成樹脂からなる成形主材１３に対し、人工ゼオライトの粉体１４をその重量比の６７％以上含有する成形用組成物で形成する。

このようなフィルタ１６を用いると、フィルタ１６にたまった埃等からの悪臭の発生・飛散を抑制することができる。

図９は、合成樹脂、合成ゴム又は天然ゴムを成形主材１３として使用し、人工ゼオライトの粉体１４をその重量比の６７％以上含有する成形用組成物で形成したシート状の成形品（シート材１８）と、このシート材１８を用いた複合資材（シート製品１９，２０）の断面図を示している。

図９（ａ）は、成形品としてのシート材１８で、例えばマット等の敷物や壁紙、空間の内張り材等各種シート状製品の基材や、手袋、エプロン、雨合羽等、シート材をそのまま裁断し加工して得る各種の製品に使用できる。

このようなシート材１８では、特に消臭性に優れるので、使用又は着用される空間又は部位のにおいを除去し、その部分の状態を良好に保つことができる。

図９（ｂ）は、成形品としてのシート材１８を、不織布、紙、織物又は編物からなる第２シート材２１に対して適宜の手段で一体化したシート製品１９で、例えばカーペット、マットなどの敷物や、壁紙、空間内の内張り材、靴の中敷、手袋、エプロン、雨合羽、車両用幌シート、ゴム引き布等、各種の製品に使用できる。

このようなシート製品１９でも、シート材１８の存在により消臭効果が得られるとともに、不織布や紙、織物、編物からなる第２シート材２１が、それが有する性状による役割を果たす。すなわち、例えば上記壁紙や空間内の内張り材として使用する場合には、シート製品１９のシート材１８側を壁面側に位置させることで、表面を美麗に飾ることができるとともに、表面側ではクッション性や良触感性等を得ることができる。また、靴の中敷として使用する場合も、シート材１８側を靴側に位置させて使用することで、靴内でのすべりをなくし、また足に対するクッション性等を付与することができる。手袋やエプロン、雨合羽等に使用する場合には、シート材１８側を外側に位置させることで、肌触り等を良くして、装着感の向上を図ることができる。

図９（ｃ）は、成形品としての２枚のシート材１８，１８間に、不織布、紙、織物又は編物からなる第２シート材２１を挟んで適宜の手段で一体化したシート製品２０で、例えば図９（ａ）の場合と同様に、マット等の敷物や壁紙、空間の内張り材等各種シート状製品の基材や、手袋、エプロン、雨合羽等、シート材をそのまま裁断し加工して得る各種の製品に使用できる。

２枚のシート材１８，１８間に立体織布からなる第２シート材２１を挟み込んで構成すれば、ゴムシートにはないような高いクッション性を得られる上に、外観の性状はゴムと同じであるという、特異なシート製品２０を得られる。

また、図示例のように、２枚のシート材１８，１８のうち一方を厚く形成し、他方をそれよりも薄く形成するとともに、薄い方のシート材１８をガス透過性が比較的高い、例えばブタジエンゴムなどを用いて構成し、挟み込まれる第２シート材２１を不織布や立体織布等で構成して、この第２シート材２１にも人工ゼオライトの粉体を担持させ、上記薄い方のシート材１８を表面側に向けて使用するもよい。

このように構成したシート製品２０を用いた製品では、全体がガス吸着性を有するが、中でも表面側に位置するシート材１８，１８はガス透過性を有するので、そこから吸収するガスを内側に閉じ込めることができ、高いガス吸着性、特に素早い吸着と大量のガス吸着を得ることができる。

図示はしないが、以上の例においても、凹凸形成や発泡により吸着のための面積を増やしたり、人工ゼオライトに、未燃炭が３５〜４０％ほど含まれたものを使用したりすると、吸着能力を高めることができる。

以上、特に好ましい例を説明したが、これらの他にも、例えばペット用トイレやごみ箱などの様々な成形品を得ることができる。この場合には、成形品の厚み方向に成形品部分が重なるように二段階で成形をして二層構造の成形品を得て、二層のうちの一方を、消臭機能を有する機能層、他方を、形態保持等の機能を有する保形層とした製品とするもよい。また装飾性を有する適宜の置物型に成形して消臭性置物を得ることもできる。

この発明の構成と上記一形態の構成との対応において、
この発明の成形品は、上記一形態の筒状体１２、レーヨン繊維１５、モノフィラメント１７、シート材１８に対応するも、
この発明は、上記一形態の構成のみに限定されることはなく、様々な形態を得ることができる。

消臭能力を示す折れ線グラフ。 消臭能力を示す折れ線グラフ。 消臭能力を示す折れ線グラフ。 消臭能力を示す折れ線グラフ。 消臭能力を示す折れ線グラフ。 成形品の斜視図。 成形品の斜視図。 成形品の斜視図。 成形品の断面図。

符号の説明

１２…筒状体
１３…成形主材
１４…粉体
１５…レーヨン繊維
１７…モノフィラメント
１８…シート材

Claims (4)

1. 成形処理により所望の形状に成形される成形主材と、人工ゼオライト及び／又は合成ゼオライトの粉体とを含有する成形用組成物であって、
   上記粉体の含有量を、上記成形主材の含有量に対して重量比で６７％以上に設定した
   成形用組成物。
2. 前記成形主材が、合成樹脂、合成ゴム又は天然ゴムのうちの少なくとも一種である
   請求項１に記載の成形用組成物。
3. 前記成形主材が、繊維用の高分子材料である
   請求項１に記載の成形用組成物。
4. 前記請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の成形用組成物を成形処理して得た
   成形品。
   

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