JP2009274015A

JP2009274015A - 消臭性シリコーンゴムマット

Info

Publication number: JP2009274015A
Application number: JP2008128080A
Authority: JP
Inventors: Shinji Nonaka; 信二野中
Original assignee: LUSTER CO Ltd
Current assignee: LUSTER CO Ltd
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2009-11-26

Abstract

【課題】製造が容易で、シリコーンゴムに酸化チタンからなる光触媒材を混入してなる消臭性を付与したシリコーンゴムマットを提供する。
【解決手段】シリコーンゴムに光触媒能を有する酸化チタンを混入してなる消臭性シリコーンゴムマットであって、シリコーンゴムと酸化チタンとの合計量に対して酸化チタンを５〜２０重量％混入してなる。ここで、酸化チタンは粉末状としその比表面積が１００〜３００ｍ² ／ｇであるものとするとよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリコーンゴムマット、特に消臭性を付与したシリコーンゴムマットに関する。

明所だけでなく暗所においても触媒機能を発揮する触媒機能材料として、特許文献１には、光触媒粉末と放射性鉱物粉末とを基材中に含み、好ましくは、光触媒粉末が酸化チタンであり、放射性鉱物粉末がモナズ石（モナザイト）であって、光触媒粉末１００重量部に対して放射性鉱物粉末１〜５０重量部を含有する触媒機能材料が開示されている。
実施例には、基材としてシリコーンゴム、光触媒粉末としてルチル型酸化チタン（平均粒径０．１〜０．５μｍ）、放射性鉱物粉末としてモナズ石粉末を用い、重量配合比でシリコーンゴム１００部、酸化チタン３０部混合したゴム材が示されている。

しかし、このような多量の酸化チタンを含有せしめた場合、マット状乃至シート状のゴム製品を得るべくロールで混練する際に、粘度が高くなり過ぎて、混練作業に支障を来し、製造困難である。
この触媒機能材料は暗所においても触媒機能を発揮させるためにモナズ石（モナザイト）などからなる放射性鉱物粉末を含有せしめたことに特徴をもつものである。

光触媒、特に酸化チタン粉末からなる光触媒は、日常生活において気になる臭気、特にたばこの臭い、猫などのペットから発生する臭いなど、を分解して消臭する機能をもつことが知られている。
このため、シリコーンゴムに光触媒材を混入してマット状に形成すれば、消臭性を付与したゴムマットとして、日常生活上便利である。
特開２０００−１６７３９７号公報

そこで、本発明の目的は、製造が容易で、シリコーンゴムに酸化チタンからなる光触媒材を混入してなる消臭性を付与したシリコーンゴムマットを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明による消臭性シリコーンゴムマットは、シリコーンゴムに光触媒能を有する酸化チタンを混入してなる消臭性シリコーンゴムマットであって、シリコーンゴムと酸化チタンとの合計量に対して酸化チタンを５〜２０重量％混入してなること、を特徴としている。
ここで、酸化チタンは粉末状としその比表面積が１００〜３００ｍ² ／ｇであるものとするとよい。

本発明による消臭性シリコーンゴムマットによれば、シリコーンゴムと酸化チタンとの合計量に対して酸化チタンを５〜２０重量％混入してなるので、ロールでの混練作業中でも粘度がそれほど高くならず、製造が容易である。
また、酸化チタンは粉末状としその比表面積が１００〜３００ｍ² ／ｇであるものとすれば、タバコ臭やペット臭の消臭効果を期待できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体的に説明する。本発明において、基材としては、シリコーンゴムを用いる。シリコーンゴムは、耐酸化性に優れ、耐候性にも優れているので、日光の当たる窓際、車内などでの使用に好適に用いることができる。他のゴム、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムなどに比べ、ゴム自体の臭いが少なく、家庭内や車内で使用するには好都合である。また着色しやすくカラフルなものも製造可能である。シリコーンゴムは、耐酸化性に優れるので、酸化チタンかなる光触媒によって、基材が酸化分解されて劣化することなく、長期に亘り触媒能を維持できる。

光触媒機能をもつものとして本発明では、酸化チタン粉末を用いる。酸化チタンに紫外線を当てると、光励起されて電子と正孔（ホール）が発生して種々の酸化還元反応を起こす。励起された電子は空気中の酸素と結合してスーパーオキサイドイオン（Ｏ₂ ^- ）を形成し、正孔は水と反応してヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を形成すると考えられ、これら反応性の高い物質が媒介となって有機物を分解する。

本発明で用いる酸化チタン粉末は、その比表面積が１００〜３００ｍ² ／ｇの範囲のものが好ましい。比表面積が１００ｍ² ／ｇ未満では、比表面積が小さく接触面積が小さくなるため、触媒能が不十分で消臭効果が小さくなる。一方、３００ｍ² ／ｇを超えるものは、粒子径が小さくなるため、製造困難となりコスト高となる。２５０〜３００ｍ² ／ｇの範囲のものがより好ましい。

シリコーンゴムと酸化チタンとの合計量に対して酸化チタンを５〜２０重量％混入する。５重量％未満では、含有量が少なすぎて消臭能が十分でなく、一方、２０重量％を超えると、シリコーンゴムに酸化チタン粉末を混練する作業において粘度が高くなり過ぎて混練作業に支障を来す。好ましくは、１０〜１５重量％の範囲である。この範囲であれば、十分な消臭効果を期待でき、また、製造作業において、粘度もそれほど高くならず、製造作業に支障を来すこともない。

シリコーンゴムマットを製造するには、原材料となるシリコーンゴムコンパウンドをゴム用二本ロールを用い、素練りして可塑化させ、これに酸化チタン粉末を添加して均一に分散するように混練する。次いで、型に入れて加熱、加圧成形すればよい。

試験サンプルの作成
シリコーンゴムに混入する酸化チタン粉末としては、結晶子径、比表面積の異なる２種類のものを用いた。用いた酸化チタン粉末の特性を表１に示す。

シリコーンゴムと酸化チタンとの合計量に対して粉体１の酸化チタン粉末を１０重量％混入してシリコーンゴムマットを作成した。同様に、シリコーンゴムと酸化チタンとの合計量に対して粉体２の酸化チタン粉末を１０重量％混入してシリコーンゴムマットを作成した。各シリコーンゴムマットの厚さは２ｍｍとした。

アセトアルデヒド分解試験
光触媒製品技術協議会（現光触媒工業会）が定めたガスバックｂ法に基づいて光触媒能の評価を行った。具体的には、図１に示すような試験装置を用いてアセトアルデヒド分解試験を行った。幅１７０ｃｍ×奥行８０ｃｍ×高さ６０ｃｍのステンレス製のボックスを設け、このボックス内の上部に光源としてブラックライト（ＵＶ強度：１．０ｍＷ／ｃｍ² ）を配置し、３０００ｍｌのガスバッグ内にサンプルを設置しアセトアルデヒドガス（初期濃度７００ｐｐｍ）を封入する。光源とサンプルまでの距離は２５ｃｍとした。暗所吸着時間は１５時間、所定時間経過後のガス濃度測定は、光音響マルチガスモニタ（ＩＮＮＯＶＡ社製）を用いて行った。
粉体１を用いて作成したシリコーンゴムマット（サンプル１）、粉体２を用いて作成したシリコーンゴムマット（サンプル２）の他に、酸化チタン粉末を含有しないシリコーンゴムマット（ブランク）をサンプル３とした。各サンプルの寸法はφ１３０ｍｍ×厚さ約２ｍｍ、約２１ｇである。その結果を表２に示す。

また、アセトアルデヒド濃度、二酸化炭素濃度の経時変化を図２、図３のグラフに示す。
表２、図２、図３のグラフから分かるように、サンプル１では、アルデヒド分解能が高く、消臭性に優れていることが分かる。サンプル２では、アルデヒド分解能は低いが、長時間かければ（２４時間以上）消臭性もある程度認められる。アルデヒドは、光触媒により二酸化炭素に酸化分解される。このため、アルデヒド濃度の減少に応じて二酸化炭素の濃度が増している。サンプル３は光触媒を含まないもので、時間が経過してもアルデヒド濃度、二酸化炭素濃度は実質的に変化しない。
サンプル１とサンプル２との差は、酸化チタンの結晶子径の大きさと比表面積である。シリコーンゴムは、ナノメートルサイズでみた場合、目が粗く、その目の隙間に結晶子径の小さな粉体１の粒子が入り込み易く、それにより混ざり易くなり、結果としてアルデヒド分解能に差が生じたのではないかと考えられる。

タバコ臭の消臭試験１
シリコーンゴムに表１の粉体１からなる酸化チタン粉末を５重量％、１０重量％、１５重量％混入したシリコーンゴムマットを作成した。それぞれサンプル４、サンプル５、サンプル６とする。各サンプルの寸法は直径１３０ｍｍ×厚さ約２ｍｍ、約２１ｇとした。図４に示すように、内寸が３００ｍｍ×２２０ｍｍ×１００ｍｍの大きさの半透明のポリエステル製の蓋付きケースの中に、サンプルを置き、火のついたタバコを入れて密閉してタバコの臭いを充満させてから、蛍光灯（２７Ｗ）の下に置き、各サンプルにつき、どれだけの時間の経過でタバコの臭いが消える（アセトアルデヒドガスが分解される）かの官能テストを行った。その結果を表３に示す。

表３の結果から分かるように、各サンプルともに、時間の経過につれて臭いは弱くなっている。また、粉体１の混入割合が多くなるほど同じ時間経過後の消臭効果は大きくなっている。
完全に臭いを消し去るにはもう少し時間がかかるが、酸化チタン自体に即効性はないため、予測の範囲といえる。

タバコ臭の消臭試験２
シリコーンゴムに表１の粉体１からなる酸化チタン粉末を１重量％、５重量％、１０重量％、１５重量％混入したシリコーンゴムマットを作成した。それぞれサンプル７、サンプル８、サンプル９、サンプル１０とする。各サンプルの寸法は１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚さ約１ｍｍ、約１０ｇとした。
上記と同様、図４に示すように、内寸が３００ｍｍ×２２０ｍｍ×１００ｍｍの大きさの半透明のポリエステル製の蓋付きケースの中に、サンプルを置き、タバコの煙を充満させてから、蛍光灯（２７Ｗ）の下に置き、各サンプルにつき、どれだけの時間の経過でタバコの臭いが消える（アセトアルデヒドガスが分解される）かを臭いセンサーを用いて測定した。その結果を表４に示す。用いた臭いセンサーは、株式会社カルモア製、商品名「ｅ−ｎｏｓｅｅｘｐｅｒｔ」で、数値は臭気指数（相対値）であり、数値が大きい方が臭いが強いことを示す。なお、蓋付きケース内にタバコの煙を入れていない状態での臭気指数は８０８であった。

表４の結果から分かるように、各サンプルともに、時間の経過につれて臭いは弱くなっている。また、粉体１の混合割合が多くなるほど、同じ時間経過後の消臭効果は大きくなっている。これは、表３の官能テストの結果と略一致している。１重量％の混入では消臭効果は小さく、少なくとも５重量％以上の混入が必要といえる。より好ましくは、１０〜１５重量％であることが分かる。

ペット臭の消臭試験１
図５に示すように、１ＤＫのアパートの室内（８畳）にペット（猫１匹）を１３年間飼い続けた女性宅の室内の最も紫外線が当たる出窓にサンプル１１（シリコーンゴムに粉体１を１０重量％混入したシリコーンゴムゴムマット、寸法５００ｍｍ×２０ｍｍ×３ｍｍ、３００ｇ）を置き、アンモニア臭及びアルデヒド臭（タバコ臭）の消臭効果確認の官能テストを行った。
サンプル１１を置いて１〜２日経過後、ほとんど臭いが消えた。７日後には完全に臭いが消えた。このように、サンプル１１はアルデヒド臭（タバコ臭）及びアンモニア臭にも高い消臭効果を示した。

ペット臭の消臭試験２
図６に示すように、自宅室内（６畳）でペット（猫）を１０匹飼っている（１０匹中４匹は常時室内に、１匹は常時ケージ内に居る）女性宅の部屋でサンプル１２（シリコーンゴムに粉体１を１０重量％混入したシリコーンゴムマット）、サンプル１３（シリコーンゴムに粉体２を１０重量％混入したシリコーンゴムマット）を置いて消臭効果確認の官能テストを行った。各サンプルの寸法は５００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍ、１５０ｇであった。その結果を表５に示す。

表５の結果から分かるように、各サンプルともに、時間の経過につれて臭いは弱くなっている。また、サンプル１２はサンプル１３に比べ、同じ時間経過後の消臭効果は大きいことが分かる。サンプル１３の場合でも、日数の経過につれて消臭効果はあることが分かったが、サンプル１２に比べ半分程度の効果であった。

表２、図２、図３、表４の定量的な評価、表３、表５の官能テストの結果から分かるように、粉体２よりも粉体１の方が消臭効果が大きく好ましく、また、酸化チタンの混入量は５重量％より１０重量％、１５重量％と多いほうが好ましい。

本発明によるシリコーンゴムマットは、室内や自動車内で用いる消臭性マットとして好適である。また、消臭性の他に、防汚性も有するので汚れ難く、汚れた場合でも水で容易に洗い流すことができる。

アセトアルデヒド分解試験装置の概略説明図。アセトアルデヒド濃度の経時変化を示すグラフ。二酸化炭素濃度の経時変化を示すグラフ。タバコ臭の消臭効果確認の官能テスト装置の概略説明図。ペット臭の消臭効果確認の官能テストの概略説明図。ペット臭の消臭効果確認の官能テストの概略説明図。

Claims

シリコーンゴムに光触媒能を有する酸化チタンを混入してなる消臭性シリコーンゴムマットであって、シリコーンゴムと酸化チタンとの合計量に対して酸化チタンを５〜２０重量％混入してなることを特徴とする消臭性シリコーンゴムマット。
酸化チタンは粉末状としその比表面積が１００〜３００ｍ² ／ｇである請求項１記載の消臭性シリコーンゴムマット。