JP5670114B2 - 臭気成分捕集用繊維状吸着材 - Google Patents
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Description
一方、環状のイミノ基とカルボキシル基とを有する水溶性の両性イオン性高分子としては、上記アミノアルキル(メタ)アクリレートあるいはアミノアルキルアクリルアミドの代わりに、ピロリジル基、ピペリジル基、ピペラジル基などをエステル部にもつ(メタ)アクリル酸系モノマーを用いれば得ることが可能である。当然のことであるが、(メタ)アクリル酸系モノマーの代わりに(メタ)アリル系モノマーを用いても同様の両性イオン性高分子を得ることも可能である。一般に、これらの共重合体はランダム共重合体であるが、より好ましい形態である交互共重合体とするためには、カルボキシル基生成のためのモノマーとして無水マレイン酸を用いるのがよい。アミノ基あるいはイミノ基を有するモノマーとしては上述のモノマーを用い、無水マレイン酸と共重合させた後、無水マレイン酸を加水分解してジカルボン酸とすればよい。
(ここで、nおよびmは正の整数を示す。)
(ここで、nおよびmは正の整数を示す。)
つぎに実施例によって本発明を説明するが、この実施例によって本発明を何ら限定するものではない。
ジアリルアミン−マレイン酸共重合体(日東紡績社製PAS−410C、濃度40%)100mLを、公知の方法により得られたセルロースビスコース(セルロース濃度:9%、アルカリ濃度:4.5%、粘度:50秒[落球法])5,000mL中に溶解した。均一に混合後、減圧脱泡し、公知のビスコース繊維の製造方法に準じた湿式紡糸法によって両性イオン性高分子混合繊維を製造した。この時の再生凝固浴の組成は、硫酸:90g/L、硫酸亜鉛:12g/L、硫酸ナトリウム:350g/Lとした。また、紡糸条件は、紡速:60m/sec、延伸:60%とした。このようにして、2.0dtexの繊維を得た。得られた繊維は、裁断して長さ51mmの短繊維とした。混合された両性イオン性高分子の量を求めるため、Perkin Elmer 2400 Series II CHNS/O Elemental Analyzerで測定したところ、窒素量は0.43N%であった。
前記実施例1で得たジアリルアミン−マレイン酸共重合体混合繊維500gをローラーカード機(大和機工製、SC−360D)に通して開繊した。ついで、このウエッブをニードルパンチ機(大和機工製、NL380)に通して交絡して、目付量1,440g/m2、厚さ約10mmの不織布とした。
前記実施例2で得られた両性イオン性高分子混合繊維状吸着材の不織布を50oCの真空乾燥機内で10時間乾燥後、直径13mmの円形に打ち抜き、内径12.7mmの注射筒型固相抽出用カートリッジに図1に示すように1枚を充填し、評価用カートリッジとした。評価用カートリッジに0.1M NaOH 3mLを通液した後、中性になるまで純水を通液し、さらに純水10mLで満たし1時間静置し、十分に保水させた。カートリッジを減圧マニュホールドで10分間吸引し、過剰な水分を落とし、重量を測定した。さらに、その評価用カートリッジにアセトニトリル3mLを5mL/minで通液した後、10分間吸引を継続し、重量を測定した。それらの評価用カートリッジを50℃、15時間真空乾燥させた後計量し、純水およびアセトニトリルを通液させたときの重量との差より保水量を求めた。保水量の比較として、実施例2と同様の方法で不織布としたレギュラーレーヨン(オーミケンシ社製、商品名:ホープ、1.7dtex)、および強陽イオン交換樹脂(Bio−Rad Laboratories、AG50W−X8、200〜400mesh)と強陰イオン交換樹脂(Bio−Rad Laboratories、AG 1−X8、200〜400mesh)を用いた。尚、比較に用いた強陽イオン交換樹脂および強陰イオン交換樹脂の評価用カートリッジへの充填量は0.25gとした。評価結果を表1に示す。水含浸後の保水量の比較において、本発明の両性イオン性高分子混合繊維は非常に高い保水性を示した。本試験においてアセトニトリル通液を行っているが、これはアセトニトリルを通液することにより過剰の水を洗い出すと共に、水溶性の高いアセトニトリルによって水の構造を破壊するためである。したがって、アセトニトリル通液後の値は、吸着材に強固に水和している水の量を示していると考えられる。ただし、比較対象の陰イオン交換樹脂および陽イオン交換樹脂の基材樹脂はポリスチレンゲルであるため、本試験の10分間吸引ではアセトニトリルを完全に除去できていない可能性がある。そのため、湿潤重量が大きくなり、保水量が高くなっている恐れがある。このような可能性があるにもかかわらず、アセトニトリル通液後の値は、本発明の両性イオン性高分子混合繊維が最も高い値を示している。これらの結果から、本発明の両性イオン性高分子混合繊維は保水性が高い吸着材であることが判った。
実施例1で作成した両性イオン性高分子混合繊維状吸着材(綿状)を用いて7種悪臭成分(アンモニア、酢酸、硫化水素、トリメチルアミン、ピリジン、アセトアルデヒド、メチルメルカプタン)の除去率を調べた。試験方法は、社団法人繊維評価技術協議会が定める消臭加工繊維製品認証基準(平成13年10月制定、平成22年4月改訂版)に規定された試験方法に従った。評価の試料の繊維状吸着材は105℃で2時間乾燥後、室温下、65%RHで約24時間放置して、調湿した。この繊維状吸着材2.4gを、それぞれの基準濃度(初発濃度)の悪臭成分ガス3Lを入れたテドラーバッグ中に2時間放置して悪臭成分ガスを曝露させた。初発濃度および曝露試験後のガス濃度をそれぞれの悪臭成分ガス用の検知管を用いて測定し、曝露前後の差から除去率(減少率)を求めた。なお、評価試験1において比較に用いたレギュラーレーヨン(綿状)を比較対象とした。各悪臭成分ガスの初発濃度および減少率を表2に示す。表2の結果で明白なように、アンモニア、酢酸、トリメチルアミン、ピリジンの酸性および塩基性ガス成分に対しては高い減少率を示し、本発明の繊維状吸着材が酸性および塩基性ガス成分の吸着材として有効であることが判った。酢酸に関してはレギュラーレーヨンにおいても高い値を示したが、他のガス成分に関しては本発明の繊維状吸着材のほうが高い減少率を示した。一方、本発明の繊維状吸着材は、硫化水素およびメチルメルカプタンに関しても高い減少率を示し、硫黄系の臭気成分の吸着材としても使用可能であることが判った。しかし、アセトアルデヒドに対する減少率は低く、アルデヒドのような中性ガス成分に対しては明確な吸着能は有してはおらず、このような悪臭ガス成分の吸着除去においては他の吸着材との複合化が必要であることが判った。
評価試験1の保水量の評価と同様に、前記実施例2で得られた両性イオン性高分子混合繊維状吸着材の不織布を50oCの真空乾燥機内で10時間乾燥後、直径13mmの円形に打ち抜き、内径12.7mmの注射筒型固相抽出用カートリッジに1枚を充填し、評価用カートリッジとした。評価用カートリッジに純水10mLを通液した後、アセトニトリル10mLを5mL/minで通液して、カートリッジのコンディショニングを行った。その後、標準空気を20分間通気し、アセトニトリルを除去した。この評価用カートリッジを図2に示す評価システムに取り付け、流速0.7L/minで50%酢酸50mLを入れたガス発生瓶を通った標準空気を評価用カートリッジに通気した。評価用カートリッジを通過したガスは20mM NaOHを入れたガス吸収瓶を通し、吸着材を通過した酢酸を吸収させた。吸着材に負荷させるガス量を1〜4Lで変化させ、吸着量を調べた。吸着量は、酢酸吸着後のカートリッジに純水または20mM塩酸3mLを通して吸着した酢酸を溶出させ、溶出液を50mLに定容し、酢酸濃度を下記条件のHPLCを用いて測定した。また、吸収液中の酢酸濃度も同様に測定した。さらに、評価用カートリッジを通さず、同様の測定を行い、ガス発生瓶での酢酸ガスの発生量を調べた。
カラム :Shim−pack IC−A3(島津製作所社製、内径:4.6mm、長さ:150mm)
移動相 :0.5mM安息香酸
移動相流量 :1.2mL/min
カラム温度 :40℃
検出器 :紫外吸収検出器、波長250nm
試料注入量 :20μL
2:固相抽出カートリッジ
3:上部フリット
4:下部フリット
5:接続用ゴム栓
11:エアポンプ
12:ガス発生瓶
13:酢酸水溶液
14:ガス吸収瓶
15:ガス吸収液
Claims (2)
- 大気環境中の水溶性の酸性および塩基性臭気成分の捕集除去に用いる水溶性の両性イオン性高分子が繊維母材に混合された繊維状吸着材において、水溶性の両性イオン性高分子が、アリルアミン−マレイン酸共重合体またはジアリルアミン−マレイン酸共重合体よりなり、かつセルロースまたはポリビニルアルコールよりなる繊維原料に混合後、湿式紡糸法により混合紡糸して製造されたものであることを特徴とする臭気成分捕集用繊維状吸着材。
- 前記水溶性の両性イオン性高分子を前記繊維原料に混合後、湿式紡糸法により混合紡糸して製造することを特徴とする請求項1に記載の臭気成分捕集用繊維状吸着材の製造方法。
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