JP2016121414A

JP2016121414A - 樹脂ネット

Info

Publication number: JP2016121414A
Application number: JP2014261284A
Authority: JP
Inventors: 淳二武田; Junji Takeda; 杉田　修一; Shuichi Sugita; 修一杉田; 高山　佳久; Yoshihisa Takayama; 佳久高山
Original assignee: Dainippon Plastics Co Ltd; Union Showa KK
Current assignee: Dainippon Plastics Co Ltd; Union Showa KK
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-07-07
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: JP6543870B2

Abstract

【課題】物質吸着特性を備えた新規な樹脂ネットを提供する。
【解決手段】粉状モレキュラーシーブと熱可塑性樹脂とを含有する樹脂組成物よりなる樹脂ネットであり、好ましくは、モレキュラーシーブがゼオライトであり、熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂であり、一方方向のストランド群１１と、ストランド群１１と交差する他方向のストランド群１２とを有する樹脂ネットであり、粉状モレキュラーシーブと、熱可塑性樹脂とを溶融混合して樹脂組成物を得る工程（１）と、前記樹脂組成物をネット状に一体押出成型して樹脂ネットを得る工程（２）を有する物質吸着性樹脂ネットの製造法。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゼオライト等のモレキュラーシーブを含む樹脂ネットに関する。

従来、低温で水や水蒸気、有機物質等を吸着できる材料として、例えばゼオライト等のモレキュラーシーブや、活性炭、シリカゲル、アルミナ等が広く知られているが、それらの中でゼオライトはその構造中に極性の高いカチオン部分を有するために、他の吸着剤と比べて相対湿度１０％以下の低湿度においても吸着性能を保つことから、高機能脱水剤として広範囲に用いられている。

吸着材として有用なゼオライトは、パウダー、ビーズ、ペレット等の形状の材料が市販されており、またゼオライトパウダーを紙や不織布に添加したり、樹脂と混合してフィルムなどに加工して吸水性あるいは脱臭性包装材料等として使用することが知られていた（例えば、特許文献１）。

特開２０１２−１１６４８８

本発明は、物質吸着特性を備えた新規な樹脂ネットに関する。

本発明者らは、特定の樹脂にモレキュラーシーブを混合し、ネット状に成形加工することで、実用的な物質吸着特性を有する樹脂ネットが得られることを見出した。

本発明は、下記の〔１〕〜〔９〕に関する。
〔１〕粉状モレキュラーシーブと熱可塑性樹脂とを含有する樹脂組成物よりなる樹脂ネット。
〔２〕前記モレキュラーシーブがゼオライトである、上記〔１〕に記載の樹脂ネット。
〔３〕前記樹脂ネットを構成するストランドの径が０．０５〜２０ｍｍである、上記〔１〕又は〔２〕に記載の樹脂ネット。
〔４〕前記粉状モレキュラーシーブの平均粒径が０．３〜５０μｍである、上記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の樹脂ネット。
〔５〕前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂である、上記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の樹脂ネット。
〔６〕前記樹脂ネットが、一方方向のストランド群と、該ストランド群と交差する他方向のストランド群とを有する、上記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の樹脂ネット。
〔７〕前記樹脂組成物中の粉状モレキュラーシーブの含有量が１０〜９０質量％である、上記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の樹脂ネット。
〔８〕下記工程（１）及び（２）を有する樹脂ネットの製造方法。
工程（１）：粉状モレキュラーシーブと、熱可塑性樹脂とを溶融混合して樹脂組成物を得る工程
工程（２）：前記樹脂組成物をネット状に一体押出成型して樹脂ネットを得る工程
〔９〕前記工程（２）において、一方方向のストランド群と、該ストランド群と交差する他方向のストランド群からなる樹脂ネットに成型する、上記〔８〕に記載の樹脂ネットの製造方法。

本発明によれば、物質吸着特性を備えた新規な樹脂ネットを提供することができる。

図１は、本発明の樹脂ネットの一実施形態を示す。図２は、本発明の樹脂ネットの製造に用いられる、押出機先端に設けられるダイス金型を示す。

本発明の樹脂ネットは、粉状モレキュラーシーブと熱可塑性樹脂とを含有する樹脂組成物よりなる。このように熱可塑性樹脂中に粉状モレキュラーシーブを含有させることで、モレキュラーシーブの吸着特性を維持し、物質吸着特性を備えた新規な樹脂ネットを提供することができる。

［モレキュラーシーブ］
粉状モレキュラーシーブは、熱可塑性樹脂との混合の観点から、好ましくは平均粒径０．３〜５０μｍ、より好ましくは０．５〜３０μｍ、更に好ましくは１〜１０μｍである。

粉状モレキュラーシーブは、好ましくはゼオライトであり、ゼオライトとしては、特に制限されるものではないが、フォージャサイト、Ａ型ゼオライト、ＺＭＳ−５型ゼオライト、Ｌ型ゼオライト、ゼオライトβ、モルデナイト、チャバサイト、フェリエライト、クリノプチロライトが挙げられる。なお、フォージャサイトとしては、Ｘ型ゼオライト、Ｙ型ゼオライト、超安定化Ｙ型ゼオライト（ＵｌｔｒａＳｔａｂｌｅＹ；ＵＳＹ）が挙げられる。ゼオライトは、天然であっても、合成であっても、親水性ゼオライト、疎水性ゼオライトのいずれであってもよい。

ゼオライトのシリカ／アルミナ比は、通常ゼオライトの種類によりその値が決定され、好ましくは２〜１０００、より好ましくは２〜６００である。
ゼオライトの有効細孔径は、好ましくは１〜２０Å、より好ましくは２〜１５Å、更に好ましくは３〜１０Åである。有効細孔径は、定容量式ガス吸着法により測定される細孔径である。前記定容量式ガス吸着法に使用する吸着ガスとしては、Ｎ_２、ＣＯ_２、ＣＨ_４、Ｈ_２等が挙げられる。

ゼオライトの比表面積は、好ましくは２００ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは２５０ｍ^２／ｇ以上、更に好ましくは３００ｍ^２／ｇ以上、更に好ましくは５００ｍ^２／ｇ以上である。なお、比表面積の上限は特に制限されないが、例えば、１０００ｍ^２／ｇ以下である。なお、比表面積は窒素吸着ＢＥＴ法（なお、有効細孔径３Å以下のゼオライトはヘリウム吸着ＢＥＴ法）により求められる。

樹脂ネットを水(水蒸気)の吸着に用いる観点からは、親水性ゼオライト及び疎水性ゼオライトのいずれも用いることができるが、親水性ゼオライトを用いることが好ましい。
親水性ゼオライトとしては、例えばシリカ／アルミナ比が２〜３のものが挙げられ、Ａ型ゼオライト、Ｘ型ゼオライトが好ましい。
ゼオライトは一般に金属カチオンを含有する。本発明に使用されるゼオライトの含有金属は任意の金属を用いることができ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属が挙げられ、より具体的には、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、銅、亜鉛等が挙げられる。
粉状の親水性ゼオライトとしては、例えば、市販品として、ユニオン昭和社製３Ａパウダー、４Ａパウダー、５Ａパウダー、１３Ｘパウダーが挙げられる。

有機物の吸着に用いる観点からは疎水性ゼオライトを用いることが好ましい。また、本発明の樹脂ネットは高い耐熱性を有するため、疎水性ゼオライトを用いることで、沸点の高い有機物質を吸着した場合であっても、高温で加熱することにより吸着能を再生できるという効果を有する。
疎水性ゼオライトは、例えば、シリカ／アルミナ比を高めたゼオライト、疎水化処理したゼオライト等を用いることができる。
シリカ／アルミナ比を高めたゼオライトのシリカ／アルミナ比は、好ましくは３〜１０００、より好ましくは５〜６００である。
疎水化処理としては、例えば、ゼオライトとテトラアルコキシシラン等のシラン化合物を接触させる方法が挙げられる。
疎水性ゼオライトとしては、例えば、市販品として、ユニオン昭和社製ＡＢＳＣＥＮＴＳ（商標）−１０００、ＡＢＳＣＥＮＴＳ（商標）−２０００、ＡＢＳＣＥＮＴＳ（商標）−３０００、Ｓｍｅｌｌｒｉｔｅ（商標）、ＨｉＳｉｖ（商標）−１０００、ＨｉＳｉｖ（商標）−３０００が挙げられる。
なお状況に応じて、水の吸着に疎水性ゼオライトを、有機化合物の吸着に親水性ゼオライトを用いることもできる。

ゼオライトの含有量は、吸着特性の発現及び粉落抑制の観点から、樹脂ネット中に、好ましくは１０〜９０質量％、より好ましくは２０〜８０質量％、更に好ましくは２０〜７０質量％、粉落を顕著に抑制する観点から、好ましくは２０〜６０質量％、より好ましくは２５〜５０質量％、更に好ましくは２５〜４０質量％である。

［熱可塑性樹脂］
熱可塑性樹脂としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸アルキルエステル共重合体樹脂等のオレフィン共重合樹脂、アクリル酸、メタクリル酸、これらのエステル由来の構成単位を含むアクリル酸系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、吸着特性の発現の観点から、ポリオレフィン樹脂が好ましく、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、及びポリプロピレンから選ばれる少なくとも一種がより好ましい。

熱可塑性樹脂の含有量は、吸着特性の発現及び粉落抑制の観点から、樹脂ネット中に、好ましくは１０〜９０質量％、より好ましくは２０〜８０質量％、更に好ましくは３０〜８０質量％、粉落を顕著に抑制する観点から、好ましくは４０〜８０質量％、より好ましくは５０〜７５質量％、更に好ましくは６０〜７５質量％である。

［樹脂ネット］
図１に本発明の樹脂ネットの一実施形態を示すが、これに限定されるわけではない。
本発明の樹脂ネットは、一方方向のストランド群１１と、該ストランド群と交差する他方向のストランド群１２とを有する。ストランド群１１とストランド群１２の交点は融着している。
樹脂ネットを構成するストランドの平均径は、樹脂ネットの強度及び吸着性能の発現の観点から、好ましくは０．０５〜２０ｍｍ、より好ましくは０．０５〜１０ｍｍ、更に好ましくは０．０８〜５ｍｍ、更に好ましくは０．１〜３ｍｍ、更に好ましくは０．１〜２ｍｍである。
ストランドの平均交差径は、樹脂ネットの強度及び吸着性能の発現の観点から、好ましくは０．１〜４０ｍｍ、より好ましくは０．１〜２０ｍｍ、更に好ましくは０．１６〜１０ｍｍ、更に好ましくは０．２〜６ｍｍ、更に好ましくは０．２〜４ｍｍである。
樹脂ネットの密度は、樹脂ネットの強度及び吸着性能の発現の観点から、好ましくは０．５〜２．０ｇ／ｃｍ^３、より好ましくは０．８〜１．５ｇ／ｃｍ^３、更に好ましくは０．９〜１．２ｇ／ｃｍ^３である。

本発明の樹脂ネットの作製は、好ましくは、熱可塑性樹脂の一体押出成形により行う。樹脂ネットの一体押出成形は、例えば特公昭３４−４１８５号公報や特開昭５３−４９１７０号公報などに記載された公知の方法で行うことができる。
その一例を例示すると、押出機先端に設けられるダイス金型として、例えば図２に示されるように、相対的に回転し得る外型１と外型の内部に設けられたコア型２とからなる構造のものを使用する。外型１の内面には、樹脂流路となる溝１ａが適当な間隔で複数形成されており、一方、コア型２の外面にも、樹脂流路となる溝２ａが適当な間隔で複数形成されている。従って、このような外型１とコア型２とを相対的に回転させながら（通常は、互いに逆方向に回転させる）、樹脂を溶融押出しすることにより、円筒状の樹脂ネットを得ることができる。即ち、溝１ａと溝２ａとが合致したときに押出される部分が、ネットの橋絡部となる。このような方法によれば、外型やコア型の回転速度を調整することにより、容易にネットの開口部の大きさなどを調整することができる。

上記のようにして円筒状に押出された樹脂ネットは、冷却固化して形状を安定化させた後に、切断される。冷却固化は、例えば押出し直後に水中に導入することにより行われるが、この際、円柱状のマンドレル（サイジング）を水中に配置しておき、このマンドレルを包み込むように押出しを行うことが好ましい。即ち、このマンドレルに溶融状態にある円筒状の樹脂ネットを押し付けながら冷却固化を行うことにより、マンドレルの外径に応じて、円筒状樹脂ネットの内径を調整することができる。

以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本実施例において、下記の条件で測定及び評価を行った。

（水の吸着試験）
樹脂ネットを約２５ｍｍ×４５ｍｍの大きさに裁断し、２８０℃で１時間乾燥し、質量（Ｗ_１）を測定した。次に相対湿度７９％に調湿したデシケータ中で、シートを２５℃で密閉保管した。表に示す時間経過後デシケータから樹脂ネットを取り出し、質量（Ｗ_２）を測定した。吸水量は次の数式（１）から算出した。
吸水量＝（Ｗ_２−Ｗ_１）／Ｗ_１×１００・・・（１）

（有機物の吸着試験）
樹脂ネットを約２５ｍｍ×４５ｍｍの大きさに裁断し、２８０℃で１時間乾燥し、質量（Ｗ_１）を測定した。圧力９ｍｍＨｇのアセトアルデヒドが封入されたデシケータ中で、シートを２５℃で密閉保管した。表に示す時間経過後デシケータから樹脂ネットを取り出し、質量（Ｗ_３）を測定した。吸着量は次の数式（２）から算出した。
アセトアルデヒド吸着量＝（Ｗ_３−Ｗ_１）／Ｗ_１×１００・・・（２）

（吸着効率）
樹脂ネットに使用したゼオライト（モレキュラーシーブ）単体を上記の水の吸着試験、及び有機物の吸着試験と同様にして、モレキュラーシーブの吸水量及び吸着量を算出し、以下の計算式により、吸着効率を算出した。
吸着効率（％）＝ネットの吸水量または有機物吸着量／モレキュラーシーブの吸水量または有機物吸着量×１００・・・（３）

（粉落ち試験）
試料として各種作成した樹脂ネットを５ｍｍ角程度に裁断し、その試料約１００ｇを２３℃±３℃、相対湿度（９８±２％）に調湿保持された吸湿ボックスで２４時間以上吸湿させた。標準篩の２０ｍｅｓｈ（上）と４５ｍｅｓｈ（下）に試料を約１００ｇのせ、篩振動機（（株）テラオカ製）で約３分間ふるい分けをし、付着の粉を取り除いた。その後、篩上をよく混ぜ合わせ、試料（１）を正確に５０．０ｇ秤り取った。きれいに拭き取った受皿に清掃した２０ｍｅｓｈ（上）と４５ｍｅｓｈ（下）の篩を再度セットした。秤取った試料（１）と５個の１０円玉を２０ｍｅｓｈ篩の上にのせ、篩振動機で１５分間振動した。受皿に落ちた粉の質量を０．０１ｇの単位まで秤量し、記録した。
下記の計算方法（５）により、粉落ち量を算出した。
粉落ち量（％）＝Ｗ／Ｗｓｘ１００（５）
Ｗ：受皿下の粉の質量（ｇ）
Ｗｓ：試料（１）の質量（ｇ）

（密度）
個体の密度測定方法は、ＪＩＳ８８０７による。

［樹脂ネットの製造例］
実施例１
合成ゼオライト１３Ｘパウダー（平均粒径約４μｍ、ユニオン昭和株式会社製）２５ｋｇと、低密度ポリエチレンン（２１０℃負荷荷重２．１６ｋｇＭＦＲ＝１．１ｇ／１０分）２５ｋｇとをタンブラーで混合し２軸押し出し機により、２００℃にて加熱混合し樹脂組成物（１）を得た。
６５ｍｍ押出機の先端に、下端に図２に示す外型とコア型とを備え、外型とコア型とが互いに逆方向に回転する構造の円筒ダイを装着した。この押出機に前記樹脂組成物１を投入し、２２０℃で加熱溶融させながら、上記円筒ダイを介しての押出しを行い、下向きに連続した樹脂ネットの円筒状物を押出した。押出された樹脂ネット円筒状物は水槽中のマンドレル（サイジング）に導かれ、冷却固化した後、押出方向に切り開き、樹脂ネットの連続シート状物を得た。水の吸着試験を行い、得られた樹脂ネットは、１００ｇあたり１０．３ｇの水を吸着した。

実施例２〜８
ゼオライト粉末の種類及び量、樹脂の種類及び量、ネット形状を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様の方法により、実施例２〜８の樹脂ネットを作成した。なお、表中のゼオライト粉末「３Ａ」は平均粒径４μｍの合成ゼオライト３Ａパウダー（ユニオン昭和株式会社製）である。

実施例９
合成ゼオライトＨｉＳｉｖ３０００パウダー（平均粒径約３μｍ、ユニオン昭和株式会社製）１５ｋｇと、低密度ポリエチレン（２１０℃負荷荷重２．１６ｋｇＭＦＲ＝１．１ｇ／１０分）２５ｋｇとをタンブラーで混合し２軸押し出し機により、２００℃にて加熱混合し樹脂組成物２を得た。
当該樹脂組成物２を使用したこと以外は、実施例１と同じ条件で樹脂ネットの連続シート状物を得た。有機物の吸着試験を行い、得られた樹脂ネットは、１００ｇあたり１．５ｇのアセトアルデヒドを吸着した。

実施例１０〜１４
ゼオライト粉末の種類及び量、樹脂の種類及び量、ネット形状を表１に示すように変更した以外は、実施例９と同様の方法により、実施例１０〜１４の樹脂ネットを作成した。

比較例１〜４
各種市販品の粉状ゼオライトを用いて、粉落ち試験を行い結果を表３に示した。

本発明の樹脂ネットは、物質吸着特性、及び当該形状を生かして様々な用途に応用でき、例えば、送風口、吸気口、換気扇などのフィルターとして利用できる可能性がある。

１１，１２：ストランド群
１：外型
２：コア型
１ａ，２ａ：溝

Claims

粉状モレキュラーシーブと熱可塑性樹脂とを含有する樹脂組成物よりなる樹脂ネット。
前記モレキュラーシーブがゼオライトである、請求項１に記載の樹脂ネット。
前記樹脂ネットを構成するストランドの径が０．０５〜２０ｍｍである、請求項１又は２に記載の樹脂ネット。
前記粉状モレキュラーシーブの平均粒径が０．３〜５０μｍである、請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂ネット。
前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂である、請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂ネット。
前記樹脂ネットが、一方方向のストランド群と、該ストランド群と交差する他方向のストランド群とを有する、請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂ネット。
前記樹脂組成物中の粉状モレキュラーシーブの含有量が１０〜９０質量％である、請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂ネット。
下記工程（１）及び（２）を有する樹脂ネットの製造方法。
工程（１）：粉状モレキュラーシーブと、熱可塑性樹脂とを溶融混合して樹脂組成物を得る工程
工程（２）：前記樹脂組成物をネット状に一体押出成型して樹脂ネットを得る工程
前記工程（２）において、一方方向のストランド群と、該ストランド群と交差する他方向のストランド群からなる樹脂ネットに成型する、請求項８に記載の樹脂ネットの製造方法。