JP4447381B2 - 消臭性活性炭シート及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は不快な臭いを吸収し、消すことの出来る消臭性活性炭シートに係り、特にインソールに用いて靴底不快臭の消臭に有効な消臭性活性炭シートに関するものである。

従来より脱臭機能, 消臭機能を付与するため、活性炭は広く用いられており、例えば建材関係において活性炭と結合剤又は骨材等とを混合し、更にバインダーと水を加えて混練した後、押出成形により各種形状に押出して建材を成形することが知られている。(例えば特許文献１参照)
また、空気を透過させて空気中の悪臭を取り除くフィルターにおいても悪臭成分を吸・脱落する脱臭剤として活性炭粉末が利用されている。(例えば特許文献２参照)
一方、活性炭粉末は靴底用材である靴の中敷(インソール)に消臭機能を付与する素材としても主流となっており、一部において、例えばビーズ球状の活性炭を利用してバインダーで不織布に着床することが行われている。
特開平５−１６３７６７号公報 特開２００２−９５９１４号公報

ところで、本発明者は上記活性炭の利用中、特にインソールに使用している消臭性能を有する活性炭シートについて、その能力アップについて考究した。

その結果、消臭性能を上げるには活性炭の量を多くすることが有効であることが分かつたが、しかし、活性炭の量を多くするにしてもバインダー溶液への分散に問題があり、均一分散の面で限界があるのみならず、加工性の点においても難点が見られた。

そこで本発明者は、活性炭の増加については直接、活性炭を使用することが有利であることを見出し、検討を行った。

しかし、インソールは一般にエステルジャージ, スクリーン, 活性炭シート, バチスからなる４層積層体を高周波融着によりインソールに加工して形成しており、加工による接着には熱圧着や電着法が用いられるが、直接、活性炭を使用するには電着法が有利とされている。

ところが、電着法による接着において、活性炭量が多くなると、加工中に放電を起こし、発火を起こすという問題が発生した。

そこで、この発生の原因について究明したところ、この原因は活性炭の添加量の増加によって不織布シート上の活性炭の分布が不均一となり易く、その結果、活性炭リッチの部分に発火が起こるものと推定された。

即ち、活性炭シートは不織布の間に活性炭を固定するために熱融着性樹脂を使用しているが、活性炭と熱融着性樹脂を均一に混合する過程で粒子同士が摩擦することによって静電気が発生し、不織布シート上に一定量落下着床させるときに静電気による粒子の浮遊が起こり、不均一な紛体落下が生じ、その結果、分布斑が生じることによるものと推定される。

本発明は、上述の如き実状に対し、特に発火の原因を見つけることにより、活性炭の増加を実現し、従来に比し不織布シートの消臭性能を高め、インソールに使用時における消臭能力アップをはかることを目的とするものである。

即ち、上記目的を達成する本発明消臭性活性炭シートの特徴は、通気性を有する２枚の不織布の間に熱融着性樹脂粉末と活性炭粒子が混合されて熱固定され一体化されたシートであって、前記活性炭粒子の含有量が３０ｇ／ｍ２以上であり、かつタルクが熱融着性樹脂粉末と活性炭粒子の混合総量に対し０．１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％の範囲で含有されている構成を特徴とする。

請求項２は上記構成において活性炭粒子が粒径３００から５００μｍの範囲が９０％以上であること、また、請求項３は上記において熱融着性樹脂粉末が粒径１００〜４００μｍの範囲が９０％以上であることを特徴とする。

請求項４は、上記消臭性活性炭シートの製造方法であり、略同量の熱融着性樹脂粉末と活性炭粒子ならびに前記両者の総量に対し０．１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％のタルクを含んで均一に混合してなる粉末を不織布上に散布し、次いでその上に別の不織布を重ねて積層体となした後、該積層体を熱接着し、一体化せしめることを特徴とする。

上記本発明における消臭性活性炭シートは、活性炭量を増加する場合においても不織布からの漏れが少なく、また、分布斑も少ないことから加工中において発火が起こる可能性も減少し、消臭用不織布シートとして優れた特性を有し、靴底用材としてインソールに加工することが容易であるのみらず、建材, フィルター用材等に用いても充分、有効である。

以上のような本発明消臭用不織布シートは、活性炭量が従来よりある程度多く含くまれており、消臭性能において優れていると共に、バインダーへの分散も比較的均一で、しかもタルクの存在により静電気の発生が抑制されて発火の恐れも少なく、かつ加工性も良好で、インソールを始め種々の成形加工材として極めて好適な素材である。

また、上記シートの製造方法は、比較的安価に上記消臭性不織布シートを得ることができる実用的方法である。

以下、更に本発明の具体的実施形態について詳述する。

本発明は前述したように、通気性を有する２枚の不織布の間に熱融着性樹脂粉末と活性炭粒子を混合した混合粉末を挟み熱固定し一体化したシートであって、活性炭量が３０ｇ／ｍ２以上であり、かつタルクが０．１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％の範囲含有されている構成よりなる。

ここで、活性炭量は従来に比し比較的多量である３０ｇ／ｍ² 以上であるが、消臭性能の向上には３０ｇ／ｍ² 〜１５０ｇ／ｍ² が望まれる。しかし、活性炭の増加は従来の条件より厳しくなり、これまで以上に活性炭と熱融着性樹脂の混合で粒子同士の摩擦が多くなり、その分静電気量が増すことが予想されるので、この摩擦を減少させるために、滑材を添加し静電気の発生を抑えることが肝要である。

本発明ではかかる滑材としてはタルクが使用され、このタルクの添加量は熱融着性樹脂粉末と活性炭粒子の混合総量に対し０．１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％の範囲が好ましい。

０．１ｗｔ％未満では滑材の効果がなく、静電気の発生を抑えることが難しい。

また、タルクが５．０ｗｔ％を越えると静電気の発生は十分に抑えられるが、活性炭を固定する熱融着性樹脂の接着性が低下するので好ましくない。

静電気は現場湿度に影響されるが、生産の安定化から滑材の添加が有効である。

なお、使用する上記活性炭の粒径範囲としては、３００μｍ〜５００μｍの範囲が９０％以上であることが有効で、３００μｍ以下のものが増加すると不織布から漏れる粒子が多くなり、そのために不織布の目を詰める必要がある。

しかし、不織布の目を詰めると活性炭と接触する空気量が少なくなり、消臭機能が低下するので好ましくなく、消臭性シートの通気度は１００ｃｃ／ｃｍ²／ｓｅｃ以上が良好であるため、これを得るためには活性炭の粒径は上記のものが好ましい。

また、活性炭の粒径が５００μｍを越えると不織布内の活性炭の表面積が減少し効果が向上しない。また分布斑も起こり易く、加工性も低下する。

一方、活性炭粒子と混合される熱融着性樹脂粉末は２０メッシュ通過の粒度分布で粒径範囲は、１００〜４００μｍの範囲が９０％以上であることが好ましい。

１００μｍ以下が多いと活性炭との接着が劣り、不織布からの漏れを生じ易く、加工性が劣る。

また、熱融着性樹脂の粒径が４００μｍを越えると不織布内の活性炭の接着量が減少し、シートの剥離性が悪くなるので好ましくない。

そして、上記活性炭粒子と熱融着性樹脂粉末の使用量としては何れも３０〜１５０ｇ／ｍ² 程度が好ましく、混合割合としては種々の場合が考えられるが、略同量とすることが好ましい。

使用される活性炭としては、安価で脱臭・湿潤の効果に優れていることからヤシ殻活性炭, 竹炭, 石炭質, 石油質などが考えられるが、本発明では主として太閤活性炭, ヤシ殻破砕炭, 活性炭（太閤ＣＷタイプ, ＣＷ３５０ＲＢ）などが用いられる。

また、熱融着性樹脂としては低融点ＰＥＴ, ＮＹ, ＰＥ, ＰＰ等の低融点ポリマーが挙げられ、特に融点が１０４℃程度のＵＢＥ製粉末ポリエチレンは最も実用的である。

次に、上記に併用される滑材タルクとしては、平均粒径３μｍ程度が好適である。

なお、基布として用いられる不織布はスパンボンド不織布ならびに短繊維不織布であり、目付が１０〜３０ｇ／ｍ² のものと３０〜１００ｇ／ｍ² のものを組み合わせて用いることが好ましい。

次に上記活性炭, 熱融着性樹脂等を用いて具体的に形成する消臭性を有するシートの構成の１例を示す。
（イ） スパンボンド；ポリエステルスパンボンド１５ｇ／ｍ²
（ロ） 活性炭；６０ｇ／ｍ²
（ハ） ポリエチレン粉末；６０ｇ／ｍ² （２０メッシュ通過）
（二） 不織布；エステル短繊維５０ｇ／ｍ²
（ホ） タルク；０．１７質量％
更に、上記消臭機能シートを用いたインソール構成の１例を示す。

１層目；エステルジャージ２００ｇ／ｍ²
２層目；スクリーン(１０００ｄｅｎ)１６０ｇ／ｍ²
３層目；消臭機能シート１５０ｇ／ｍ²(活性炭３０ｇ／ｍ²)
４層目；バチス(５００ｄｅｎ)３００ｇ／ｍ²

以下、本発明の実施例を比較例と共に示す。
実施例１
繊度２．２デシテックスからなるポリエステルスパンボンド不織布の目付５０ｇ／ｍ²を粒状散布装置に供給し、該不織布上に粒径が０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲を９０％以上を含有する活性炭(二村化学工業株式会社製 太閤活性炭ＣＷ３５０Ｂ)と粒度分布が２０メッシュを通過したポリエチレン粉末(宇部興産株式会社製 ポリエチレンＵＭ８５１０)を５０質量％／５０質量％に加えて更にタルク(恵美須薬品化工株式会社製)を０．１７質量％添加し、均一混合したものを活性炭成分で３０ｇ／ｍ² 散布した。

引き続き繊度２．２デシテックスからなるポリエステルスパンボンド不織布(目付１５ｇ／ｍ²)を上から重ねて、ベルトコンベアに通して熱接着装置で温度１６０℃、速度６ｍ／ｍｉｎで熱接着処理をして巻き取り、本発明の活性炭シートを得た。
実施例２
繊度２．２デシテックスからなるポリエステルスパンボンド不織布の目付５０ｇ／ｍ²を粒状散布装置に供給し、該不織布上に粒径が０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲を９０％以上を含有する活性炭(二村化学工業株式会社製 太閤活性炭ＣＷ３５０Ｂ)と粒度分布が２０メッシュを通過したポリエチレン粉末(宇部興産株式会社製 ポリエチレンＵＭ８５０１)を５０質量％／５０質量％に加えて、更にタルク(恵美須薬品化工株式会社製)を２．４４質量％添加し、均一混合したものを活性炭成分で３０ｇ／ｍ² 散布した。

引き続き繊度２．２デシテックスからなるポリエステルスパンボンド不織布(目付１５ｇ／ｍ²)を上から重ねて、ベルトコンベアに通して熱接着装置で温度１６０℃、速度６ｍ／ｍｉｎで熱接着処理をして巻き取り、本発明の活性炭シートを得た。
実施例３
繊度２．２デシテックスからなるポリエステルスパンボンド不織布の目付５０ｇ／ｍ²を粒状散布装置に供給し、該不織布上に粒径が０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲を９０％以上含有する活性炭(二村化学工業株式会社製 太閤活性炭ＣＷ３５０Ｂ)と粒度分布が２０メッシュを通過したポリエチレン粉末(宇部興産株式会社製 ポリエチレンＵＭ８５０１)を５０質量％／５０質量％に加えて、更にタルク(恵美須薬品化工株式会社製)を０．５質量％添加し、均一混合したものを活性炭成分で６０ｇ／ｍ² 散布した。引き続き繊度２．２デシテックスからなるポリエステルスパンボンド不織布(目付１５ｇ／ｍ²)を上から重ねて、ベルトコンベアに通して熱接着装置で温度１６０℃、速度６ｍ／ｍｉｎで熱接着処理をして巻き取り、本発明の活性炭シートを得た。
実施例４
繊度２．２デシテックスからなるポリエステルスパンボンド不織布の目付５０ｇ／ｍ²を粒状散布装置に供給し、該不織布上に粒径が０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲を９０％以上含有する活性炭(二村化学工業株式会社製 太閤活性炭ＣＷ３５０Ｂ)と粒度分布が２０メッシュを通過したポリエチレン粉末(宇部興産株式会社製 ポリエチレンＵＭ８５１０)を５０質量％／５０質量％に加えて、更にタルク(恵美須薬品化工株式会社製)を０．５質量％添加し、均一混合したものを活性炭成分で１００ｇ／ｍ² 散布した。

引き続き繊度２．２デシテックスからなるポリエステルスパンボンド不織布(目付が１５ｇ／ｍ²)を上から重ねて、ベルトコンベアに通し熱接着装置で温度１６０℃、速度６ｍ／ｍｉｎで熱接着処理をして巻き取り、本発明の活性炭シートを得た。
比較例１
アクリル樹脂を主成分とするバインダー溶液(溶液濃度２７％)に呉羽化学工業株式会社製のビーズ活性炭(粒径０．４ｍｍφ主体)を８％濃度として、目付４０ｇ／ｍ² のポリエステルスパンボンド不織布を浸漬して活性炭量として２４ｇ／ｍ² 付着するように加工して活性炭シートを得た。
比較例２
実施例１と同様に活性炭とポリエチレン粉末の混合は同じで、滑材であるタルクを添加しない以外は全て実施例１と同じ処理を行って活性炭シートを得た。
比較例３
実施例３と同様に活性炭とポリエチレン粉末の混合は同じで、滑材であるタルクを添加しなかったこと以外は全て実施例３と同じ処理を行って活性炭シートを得た。

次に上記得られた実施例及び比較例の各活性炭シートについて夫々、性能を比較した。その結果を表１に示す。

なお、表中の各項目は夫々、以下により求めた。
(イ)目付量；
ＪＩＳ Ｌ１０９６の８．４．２に記載の方法に準拠して求めた。
(ロ)厚さ；
ＪＩＳ Ｌ１０９６の８．４．１に記載の方法に従って荷重ＫＰａで測定した。
(ハ)通気度；
ＪＩＳ Ｌ１０９６の６．２７．１に記載のフランジール形試験機で測定した。
(二)活性炭とＰＥのブレンド時の静電気の発生状況評価；
上記の活性炭とＰＥの混合割合を一定条件とし、静電気測定器にＳＩＭＣＯ Ｈａｎｄ・Ｅ・Ｓｔａｔを用いて２００ｃｃビーカーに１００ｇの試料を入れてガラス棒で強く２０回攪拌し、直ちに静電気量を測定した。(単位はＫＶ／ｉｎｃｈ)
(ホ)加工性；
インソールに高周波による加工を施し、そのときに発火するか否かで評価した。
(へ)剥離性；
加工上りの活性炭シートの積層間を剥がし評価した。

積層シートが剥がれずシートが破壊する。 ○
積層シートが簡単に剥がれないがシート状に剥がれる。 △
積層シートが簡単に剥がれる。 ×
(ト)活性炭の分布斑
活性炭の粒子分布が目視で均一に分散している。 ○
活性炭の粒子分布が目視でやや斑がある分散をしている。 △
活性炭の粒子分布が目視で縞模様の斑となって分散している。×
(チ)消臭性能評価
試料の大きさ ； １０ｃｍ×１０ｃｍ
試験容器 ； ５リットルテトラパック
容器中のガス量； ３リットル
ガス初期濃度 ； アンモニア ４０ｐｐｍ， イソ吉草酸 １５ｐｐｍ
ガス測定方法 ； 検知管
試験室温度 ； ２０℃

上記表より本発明によるものは同量の活性炭を用いても静電気の発生が少なく、特に活性炭量を多くしても静電気の発生は変わらず、従って発火を起こすことなく高い消臭率を維持することが分かる。

しかも、厚さ斑もなく、剥離性，加工性共に優れた効果を有している。

Claims (4)

1. 通気性を有する２枚の不織布の間に熱融着性樹脂粉末と活性粒子が混合されて熱固定され、一体化されてなるシートであって、前記活性炭粒子の含有量が３０ｇ／ｍ²以上であり、かつタルクが熱融着性樹脂粉末と活性炭粒子の混合総量に対し０．１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％の範囲で含有されてなることを特徴とする消臭性活性炭シート。
2. 活性炭粒子が、粒径３００〜５００μｍの範囲が９０％以上である請求項１記載の消臭性活性炭シート。
3. 熱融着性樹脂粉末が、粒径１００〜４００μｍの範囲が９０％以上である請求項１または２記載の消臭性活性炭シート。
4. 略同量の熱融着性樹脂粉末と活性炭粒子ならびに前記両者の総量に対し０．１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％のタルクを含んで均一に混合してなる粉末を不織布上に散布し、更にその上に別の不織布を重ねて積層体となした後、該積層体を熱接着し、一体化せしめることを特徴とする消臭性活性炭シートの製造方法。