JP4149066B2

JP4149066B2 - 無機多孔結晶−親水性高分子複合体を含有する織物、不織布または紙

Info

Publication number: JP4149066B2
Application number: JP04723699A
Authority: JP
Inventors: 公寿杉山; 真紀中野; 孝昭宇都宮; 好信藤本
Original assignee: Rengo Co Ltd
Current assignee: Rengo Co Ltd
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2019-02-24
Also published as: JPH11315492A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、悪臭除去、ガス吸着等の性質、さらには抗菌性、難燃性、保温性等を有し、且つ強度、その他の特性に優れた、親水性高分子がその実体内に無機多孔結晶を有する無機多孔結晶−親水性高分子複合体から造られる繊維および機能向上繊維とを有する織物、不織布または紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゼオライトやアルミノシリカゲル等の無機化合物を、紙等のセルロース基材を始めとする親水性高分子基材に担持させて機能性を付与した素材が知られている。
かかる素材は悪臭除去、ガス吸着等の性質や抗菌性、難燃性、保温性を有するので種々の用途に使用しえるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記素材は、様々な用途展開が期待できるが、実際に消費者が求める用途により、より高強度なもの等、種々の機能性を高めたものが要求されている。
本発明の目的はかかる要求に応える素材を提供することであり、親水性高分子がその実体内に無機多孔結晶を有する無機多孔結晶−親水性高分子複合体の有する悪臭除去、ガス吸着等の性質や、さらには抗菌性、難燃性、保温性に加えて、機能性を高めたものを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる目的は下記の本発明によって解決される。
すなわち、本発明は下記の通りである。
（１）親水性高分子がその実体内に無機多孔結晶を有する無機多孔結晶−親水性高分子複合体から造られる繊維および機能向上繊維とを有することを特徴とする織物、不織布または紙。
（２）無機多孔結晶がゼオライトであることを特徴とする上記（１）記載の織物、不織布または紙。
（３）無機多孔結晶が銀、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、コバルト、パラジウムおよび白金からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属を担持することを特徴とする上記（１）記載の織物、不織布または紙。
（４）親水性高分子が天然セルロース、再生セルロース、バクテリアセルロース、化学修飾セルロース、絹、羊毛、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、架橋型ポリビニルアルコール、キチン、キトサン、エチレン酢酸ビニルコポリマーおよびポリビニルホルマールからなる群より選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする上記（１）記載の織物、不織布または紙。
（５）天然セルロースがパルプ、木綿、麻およびケナフからなる群より選ばれる少なくとも１種である上記（４）記載の織物、不織布または紙。
（６）化学修飾セルロースがエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースからなる群より選ばれる少なくとも１種である上記（４）記載の織物、不織布または紙。
（７）機能向上繊維が、化学繊維、天然繊維および無機繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種の繊維であることを特徴とする上記（１）記載の織物、不織布または紙。
【０００５】
本発明に用いられる機能向上繊維としては、無機多孔結晶を含有していない繊維であって、適度の強度（例えば、ＪＩＳＬ１０６９「繊維の引張り強さ試験方法」にて測定した強度が４〜１５００ｇｆ／ｄ程度、好ましくは２０〜５００ｇｆ／ｄ程度）を有し、且つ無機多孔結晶−親水性高分子複合体から造られる繊維がもつ特性を改良するものあるいは該繊維が持たない特性を付与しうるものが挙げられる。
具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維、（ポリ）アクリル繊維、セルロース繊維（例えば、レーヨン、キュプラ等）等の化学繊維、ウール、絹、綿、麻、ケナフ等の天然繊維、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維（例えば、銅、アルミニウム、鉄、ステンレス等）等の無機繊維、活性炭繊維から選ばれる少なくとも１種の繊維が挙げられる。上記の化学繊維は共重合体であってもよい。
当該繊維の繊度、断面形状や各種ポリマー安定剤の有無、目付、密度等については、特に限定されない。
【０００６】
本発明に用いられる無機多孔結晶−親水性高分子複合体における無機多孔結晶としては、イオン交換能を有する無機イオン交換体結晶および多孔部分に吸着能を有する吸着体結晶が挙げられ、親水性高分子を溶解、分解または崩壊させないものであれば特に制限はない。例えば、ゼオライト、ハイドロタルサイト、ハイドロキシアパタイト、粘土鉱物類等が挙げられる。
中でも、最も用途が広いという点からゼオライトが好ましく、その中でも比較的合成が容易であるという点から４Ａゼオライト〔Ｎａ₁₂Ｓｉ₁₂Ａｌ₁₂Ｏ₄₈・２７Ｈ₂Ｏ〕が特に好ましい。
【０００７】
本発明に用いられる無機多孔結晶−親水性高分子複合体の親水性高分子としては、水に対して膨潤するものであれば特に制限はない。例えば、天然セルロース（パルプ、ケナフ、木綿、麻）、再生セルロース（セロハン、セルロースビーズ、レーヨン、セルローススポンジ等）、木綿、バクテリアセルロースおよびセルロースを化学修飾したエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、更には絹、羊毛、麻、ポリビニルアルコール、架橋型ポリビニルアルコール、キチン、キトサン、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルホルマール等の天然、或いは人工の親水性高分子、ポリアクリルアミド等の高吸水性高分子ゲル、コラーゲン、木毛等が挙げられる。
中でも、実際の使用形態、価格および取り扱い易さの点からパルプや再生セルロースが好ましく使用される。
【０００８】
上記の親水性高分子の実体内に無機多孔結晶が担持され、本発明に用いられる無機多孔結晶−親水性高分子複合体を形成する。ここで、親水性高分子の実体内とは、例えば、親水性高分子がセルロースの場合、セルロース基材を構成している高分子物質の内部を意味し、例えば、セルロース基材の細胞壁表面、細胞壁内に存在する細孔および細胞内腔（ルーメン）は含まれない。
セルロース基材の実体内に無機多孔結晶を有するとは、無機多孔結晶の一部または全部がセルロース基材の実体内に存在することを意味する。
【０００９】
当該無機多孔結晶−親水性高分子複合体は以下のようにして製造される。例えば、無機多孔結晶がゼオライトであり、親水性高分子がセルロースであるゼオライト−セルロース複合体である場合、特願平８−２４５５３８号記載の方法（具体的には、１．０〜１００ｍｍｏｌ／ｌのケイ素化合物の水溶液を１０分〜２時間含浸させたセルロースを、２０〜９０℃で１．０〜１０００ｍｍｏｌ／ｌのアルミニウム化合物および１０〜５０００ｍｍｏｌ／ｌの塩基性物質の混合水溶液に２時間〜２０日間浸漬させる方法等）が挙げられる。親水性高分子がパルプまたはレーヨンである場合、上記と同様の方法によって、無機多孔結晶−パルプ複合体、無機多孔結晶−レーヨン複合体を得ることができる。
【００１０】
無機多孔結晶−親水性高分子複合体中の無機多孔結晶と親水性高分子の割合は特に制限されないが、無機多孔結晶−親水性高分子複合体中の無機多孔結晶の割合が１．０〜７０．０重量％が好ましく、特に好ましくは、１０．０〜５０．０重量％である。
【００１１】
上記の無機多孔結晶−親水性高分子複合体を触媒機能を有する金属塩の水溶液に浸漬することにより、金属担持無機多孔結晶−親水性高分子複合体が得られる。使用される金属としては、例えば、銀、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、コバルト、パラジウムおよび白金等が挙げられ、これらの金属を複数併用してもよい。金属塩の水溶液の濃度に特に制限はないが、好ましくは１．０〜１００ｍｍｏｌ／ｌであり、浸漬する温度や時間にも特に制限はない。
この時、親水性高分子は水溶液を浸透させうるので、親水性高分子の実体内の無機多孔結晶全体に無駄なく金属を担持させることができる。
【００１２】
金属担持無機多孔結晶−親水性高分子複合体中の金属の量は特に制限されないが、好ましくは０．００１〜１０．０重量％、特に好ましくは０．０１〜１．０重量％である。
【００１３】
例えば、銀、銅または亜鉛を担持させた無機多孔結晶−親水性高分子複合体は抗菌性を示し、パラジウムまたは白金を担持させた無機多孔結晶−親水性高分子複合体はエチレンを吸着することができることから、青果物の鮮度を保持する効果があり、銀または銅を担持させた無機多孔結晶−親水性高分子複合体は、硫化水素を吸着、分解できることから金属の防錆効果または脱臭効果が、またアンモニアを吸着、分解できることから防臭効果がある。また、銀を担持させた無機多孔結晶−親水性高分子複合体はメチルメルカプタンを吸着、分解できることから防臭効果がある。
この時、親水性高分子は気体を充分に透過させうるので、親水性高分子の実体内の金属担持無機多孔結晶全体を無駄なく利用して、気体を吸着、分解することができる。
【００１４】
本発明の織物、不織布または紙は、上記の無機多孔結晶−親水性高分子複合体からなる繊維および機能向上繊維とから自体公知の方法により製造することができる。当該織物には、織物を構成する経緯糸に用いる糸の種類により混紡織物、交織織物等があるが、強度の点から混紡織物であることが好ましい。織物を構成する経緯糸の密度等は特に限定されない。
当該不織布には、その製造方法により乾式不織布、湿式不織布等あるが、製造方法の簡素化、或いは原料の種類によっては乾式不織布が好ましい。例えば、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂が原料ならば乾式不織布が好ましく、パルプ、レーヨン等の親水性高分子の場合は、結合に水素結合が必要な点から湿式不織布が好ましい。
当該紙は、従来の抄紙方法（湿式法等）により製造することができる。例えば、無機多孔結晶−親水性高分子複合体からなる繊維の量が多く、且つ機能向上繊維も親水性の繊維である場合は、特に湿式法により製造することが好ましい。また、機能向上繊維がポリエチレン等の疎水性の繊維である場合であっても、当該疎水性繊維が親水性繊維より少量で用いられる場合には湿式法が好ましい。後者の場合、原料段階でそれぞれがよく混合していることが重要であるため、必要に応じて界面活性剤等の添加物が加えられる。
本発明の織物、不織布または紙の厚さは２０〜５００μｍ程度であり、好ましくは３０〜１００μｍである。
【００１５】
無機多孔結晶−親水性高分子複合体から造られる繊維と機能向上繊維との使用割合は特に限定されないが、好ましくは１０：９０〜９０：１０（重量割合）、特に好ましくは４０：６０〜６０：４０である。
【００１６】
本発明の織物、不織布または紙には、親水性高分子がその実体内に無機多孔結晶を有する無機多孔結晶−親水性高分子複合体からなる繊維および機能向上繊維の他に、必要に応じて紙力増強のためのポリアクリルアミド、澱粉等、白色度向上のための無機顔料、機能性付与のための活性炭、シリカゲル、疎水性ゼオライト、二酸化チタン等の添加剤を加えることができる。
【００１７】
本発明の織物、不織布または紙は、無機多孔結晶−親水性高分子複合体からなる繊維と機能向上繊維とを組み合わせることによって、無機多孔結晶−親水性高分子複合体の有するガス吸着能、揮発性有機溶剤除去能、難燃性、保温性、重金属および放射性元素除去能に加えて、高強度となり、更に手触り等の触感、親水性、防錆性等を改善することができるので、例えば、肌着、足拭きマット、シーツ、手袋、枕カバー、枕・布団・ちゃんちゃんこ・クッション等の中綿、障子紙、壁紙、衣装カバー、クッションカバー、布団収納袋、防虫シート、掃除機用パック、エアコンフィルター、空気清浄機用フィルター、食器用束子、水切りゴミ袋、カーペット、ホットカーペットカバー、カーテン、冷蔵庫用脱臭シート、特殊濾紙、野菜・肉等の鮮度保存シート、鮮度保持輸送用包装材料、壁材、床材、天井材、結露吸水シート等の様々な用途に使用することができる。
【００１８】
特に、本発明の織物、不織布または紙に用いられる無機多孔結晶−親水性高分子複合体に銀、銅または亜鉛等の金属を担持させた金属担持無機多孔結晶−親水性高分子複合体を用いることによって、上記の性質に加えて更に抗菌性および悪臭除去能等の性質を付与することができる。従って、紙おむつ、おむつカバー、自動車用携帯トイレ、靴中敷き、人工皮革、自動車・列車・飛行機・船舶等の内装（座席シート、シートカバー）、タオル、トイレ便座カバー等の様々な用途にも使用することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例および比較例をあげて、本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【００２０】
製造例１
パルプ２００ｇをメタケイ酸ナトリウム・９水和物の水溶液（１９０ｇ／５０００ｍｌ）に含浸せしめた後、アルミン酸ナトリウム１５０ｇおよび水酸化ナトリウム３３０ｇの混合水溶液５０００ｍｌを加え、９０℃で２時間浸漬させることにより、ゼオライト担持パルプを得た。得られたゼオライト担持パルプのゼオライト担持率は３８．０重量％であった。
【００２１】
実施例１
製造例１で得られたゼオライト担持パルプ２００ｇに、未処理のパルプ４５０ｇを加えチェストに入れた。パルプスラリー濃度が１％となるように水６５リットルを加え１時間攪拌した。この混合パルプスラリーを傾斜金網式の抄紙機（傾斜角５°、速度１０ｍ／分）を用いて抄紙した（坪量１００ｇ／ｍ²、紙幅５０ｃｍ）。
【００２２】
比較例１
製造例１で得られたゼオライト担持パルプ２００ｇのみを用いて、パルプスラリー濃度が１％となるように水２０リットルを加え１時間攪拌した。この混合パルプスラリーを傾斜金網式の抄紙機（傾斜角５°、速度１０ｍ／分）を用いて抄紙した（坪量１００ｇ／ｍ²、紙幅５０ｃｍ）。
【００２３】
実験例１
実施例１および比較例１で得られた紙について、ＪＩＳＰ８１２６に基づくＣＤ方向の圧縮強さ、ＪＩＳＰ８１１３に基づくＣＤ方向の引張強さ、ＪＩＳＰ８１１６に基づくＣＤ方向の引裂強さ、およびＪＩＳＰ８１１２に基づくＣＤ方向の破裂強さの強度試験をそれぞれ行った。また、ＪＩＳＰ８１１８に基づく密度の測定も行った。
結果を表１に示す。尚、表中の圧縮強さ、引張強さの単位はｋｇｆ、破裂強さの単位はｋｇｆ／ｃｍ²、引裂強さの単位はｇｆ、密度の単位はｇ／ｃｍ³である。
【００２４】
【表１】

【００２５】
実施例１は全ての強度試験で比較例１の結果を上回った。これは実施例１の紙が比較例１の紙より水素結合がそれだけ強く働いていると言える。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の織物、不織布または紙は、親水性高分子がその実体内に無機多孔結晶を有する無機多孔結晶−親水性高分子複合体から造られる繊維と機能向上繊維とを組み合わせることによって、無機多孔結晶−親水性高分子複合体の有するガス吸着能、揮発性有機溶剤除去能、難燃性、保温性、重金属および放射性元素除去能に加えて、高強度となり、更に手触り等の触感を改善することができ、更なる機能性を有する素材として有用である。さらに、無機多孔結晶に金属を担持させることにより、抗菌性および悪臭除去能等の性質が更に付与された織物、不織布または紙を提供することができる。

Claims

親水性高分子がその実体内に無機多孔結晶を有する無機多孔結晶−親水性高分子複合体から造られる繊維および機能向上繊維とを有することを特徴とする織物、不織布または紙。
無機多孔結晶がゼオライトであることを特徴とする請求項１記載の織物、不織布または紙。
無機多孔結晶が銀、銅、亜鉛、鉄、ニッケル、コバルト、パラジウムおよび白金からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属を担持することを特徴とする請求項１記載の織物、不織布または紙。
親水性高分子が天然セルロース、再生セルロース、バクテリアセルロース、化学修飾セルロース、絹、羊毛、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、架橋型ポリビニルアルコール、キチン、キトサン、エチレン酢酸ビニルコポリマーおよびポリビニルホルマールからなる群より選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１記載の織物、不織布または紙。
天然セルロースがパルプ、木綿、麻およびケナフからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項４記載の織物、不織布または紙。
化学修飾セルロースがエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロースからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項４記載の織物、不織布または紙。
機能向上繊維が、化学繊維、天然繊維および無機繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種の繊維であることを特徴とする請求項１記載の織物、不織布または紙。