JP5057701B2 - 封入物を有する連通多孔構造体の製法 - Google Patents
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図1は本発明の第1形態の封入物を有する連通多孔構造体の概略断面図、図2は第2形態の封入物を有する連通多孔構造体の概略断面図、図3は第3形態の封入物を有する連通多孔構造体の概略断面図、図4は第4形態の封入物を有する連通多孔構造体の概略断面図、図5は本発明の封入物を有する連通多孔構造体の製法を示す概略工程図、図6は図5の複合材の概念図である。
吸着に際しては、水系、気系を問わず、流体中より不必要な分子種を除去することである。吸着目的の封入物として、炭素系吸着剤、無機系吸着剤、有機系吸着剤に大別される。
炭素系吸着剤には、樹木、竹、やし殻、コーヒー豆等の天然素材の炭化物を用いることができる。これに加え、樹木、竹、やし殻、コーヒー豆等の天然物由来の活性炭、古タイヤ、フェノール樹脂等の各種有機樹脂を用いた合成物由来の活性炭が用いられる。むろん、活性炭の出発原料はこれらに限られることはなく、また、製造方法、賦活方法等は適宜である。
無機系吸着剤としては、シリカゲル、マイクロポーラスシリカ、活性アルミナ、リン酸ジルコニウム等が例示される。さらにイオン交換能を利用したゼオライト、スメクタイト(モンモリロナイト)も含めることができる。他に多孔性酸化マンガンをはじめとする多孔性金属酸化物や多孔性金属水酸化物、アパタイト等が含められる。
有機系吸着剤としては、キチン類、カルボキシメチルセルロース(CMC)等のイオン交換樹脂、キレート樹脂、有機金属錯体等の合成吸着剤が検討される。
放出とは、封入物の諸特性が連通多孔構造体の外部に発現される現象である。放出に関し、便宜上、化学的放出と物理的放出に大別して説明する。
化学的放出とは、封入物自体のイオン種や分子種、あるいは封入物に担持されているイオン種や分子種が連通多孔構造体の外部に拡散されることである。
物理的放出とは、封入物自体の発色、封入物より電磁波(光線、放射線等)の放射、発熱や吸熱反応を伴うことである。
酸化とは、連通多孔構造体の外部に存在する分子種が空洞部に侵入し、ここで封入物により酸化される現象である。例えば、屋内等の臭気の原因となる分子を酸化することにより構造が変化して、無臭の分子となる酸化的消臭が考えられる。そのため、二クロム酸カリウム、過マンガン酸カリウムの担持が想定される。他に、急激な酸化反応の利用例として火薬、爆薬類を封入物として空洞部内に内包させることもできる。
還元とは、連通多孔構造体の外部に存在する分子種が空洞部に侵入し、ここで封入物により還元される現象である。一例に、酸素ラジカル種もしくはこれを内包する分子種に対するスカベンジャーを含浸させた封入物を内包させることが考えられる。例えば、カロテン、トコフェロール等の使用が検討される。
磁性とは、連通多孔構造体の空洞部に封入されている封入物自体が磁性を帯びることである。当該用途においては、封入物を砂鉄、鉄粉末、ネオジウム磁石粉末、走磁性細菌由来物の各種の磁石とすることができる。
触媒とは、連通多孔構造体の外部に存在する分子種が空洞部に侵入し、ここで封入物と接触することにより当該分子種の構造に変化が生じる現象である。このため、触媒機能は、酸化、還元等の諸機能を重複することが多い。好例として、封入物に銀、金、白金、酸化チタン等の金属元素、金属酸化物等が用いられる。例えば、臭気の分解を可能としたフィルムを提供することができる。加えて、CMC等に固定化した固定化酵素の担持も勘案され、酵素反応膜としての利用も検討される。
スクロース10gに蒸留水10gを加え攪拌し、これに合成樹脂由来ビーズ状活性炭10g(フタムラ化学株式会社製:平均粒径21μm(粒子径8〜160μmに分布))を添加し攪拌し攪拌物1aを得た。攪拌物1aの攪拌を続けながら170℃で加熱し、沸騰を終えた時点で攪拌を停止し、さらに加熱し続け、攪拌物1aの重量減少が止まった時点で加熱を終了し、オーブン内にて冷却して乾固物1bを得た。相対湿度60%RH以下を満たした環境下にて、乾固物1bを乳鉢で粉砕し、#100メッシュのステンレス製の金網フィルターを用いて篩別し、粉砕物1cを19.2g得た。
デキストリン12gに蒸留水20gを加え攪拌し、これに木材由来粉末状活性炭8g(フタムラ化学株式会社製「SA1000」(粒子径0.5〜40μmに分布))を添加し攪拌して攪拌物2aを得た。攪拌物2aの攪拌を続けながら170℃で加熱し、沸騰を終えた時点で攪拌を停止し、さらに加熱し続け、攪拌物2aの重量減少が止まった時点で加熱を終了し、オーブン内にて冷却して乾固物2bを得た。相対湿度60%RH以下を満たした環境下にて、乾固物2bを乳鉢で粉砕し、#100メッシュのステンレス製の金網フィルターを用いて篩別し、粉砕物2cを18.2g得た。
デキストリン100g(フタムラスターチ株式会社製「FSD103」)に蒸留水300gを加え攪拌し、これに合成樹脂由来ビーズ状活性炭10g(フタムラ化学株式会社製:平均粒径21μm(粒子径8〜160μmに分布))を添加し攪拌して攪拌物3aを得た。攪拌物3aの攪拌を続けながら170℃でスプレードライヤにより乾燥し、平均粒径120μmの複合粉末3bを得た。相対湿度60%RH以下を満たした環境下にて、複合粉末3bを振動ミルにより粉砕し、#100メッシュのステンレス製の金網フィルターを用いて篩別し、粉砕物3cを得た。
デキストリン粉末(フタムラスターチ株式会社製「FSD103」)10gを水70gに溶かし、これに平均粒子径0.6μの銀ゼオライト粉末20g(シナネン株式会社製「ゼオミックSW10N」)を添加して攪拌し、銀ゼオライトスラリー4aを100g得た。なお、デキストリンはデンプン粒子に対する銀ゼオライト粒子のバインダーとなるが、この試作例4では銀ゼオライトの水への分散剤としても作用している。
11 成形体
12 表面
20,20B 空洞部
21 空間
30,30A,30B,30a,30b,30c 封入物
31a,31b,31c 被除去物
32 バインダ
35 含浸物
3A,3B,3C 複合材
Claims (5)
- 封入物の表面の全部又は一部を除去材としての水によって除去することが可能な水溶性物の被除去物で被覆した粒状の複合材を形成し、
前記複合材を有機高分子化合物からなる基材内に混入して混入物を得て、前記混入物を所定形状の成形体に成形し、
その後、前記被除去物を前記除去材としての水によって溶解除去し、
前記成形体内部に該成形体の表面に連通する空洞部を形成すると共に前記空洞部に前記封入物を残留させて封入する
ことを特徴とする封入物を有する連通多孔構造体の製法。 - 除去材として酵素によって除去することが可能な該酵素の基質となる被除去物の表面に封入物を被着して粒状の複合材を形成し、
前記複合材を有機高分子化合物からなる基材内に混入して混入物を得て、前記混入物を所定形状の成形体に成形し、
その後、前記除去材としての酵素によって前記被除去物を酵素分解により除去し、
前記成形体内部に該成形体の表面に連通する空洞部を形成すると共に前記空洞部に前記封入物を残留させて封入する
ことを特徴とする封入物を有する連通多孔構造体の製法。 - 前記成形体の全体容積に対する前記複合材の容積割合が50%以上である請求項1または2に記載の封入物を有する連通多孔構造体の製法。
- 前記成形体がフィルム又はシート状物である請求項1ないし3のいずれか1項に記載の封入物を有する連通多孔構造体の製法。
- 前記有機高分子化合物が動植物由来の天然有機高分子化合物である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の封入物を有する連通多孔構造体の製法。
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