JPH03260170A

JPH03260170A - 空気清浄化繊維及び繊維製品

Info

Publication number: JPH03260170A
Application number: JP2100378A
Authority: JP
Inventors: Yozo Takemura; 竹村　洋三; Akira Asai; 浅井　彰; Tamio Noda; 多美夫野田; Kiyoshi Fujii; 藤井　洌
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1991-11-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、汚染空気、体臭、燃焼排ガス、有害ガスの清
浄化作用を有し、さらに食品鮮度保持材としても使用で
きる合成繊維及び繊維製品に関する。

従来の技術悪臭を清浄化する＃Ｉ維としては１日本原子力研究所間
発中の放射線グラフト重合法による繊維状吸着材が報告
されている（１９８９年１月号、化学経済）、これは不
織布、繊維等に、放射線グラフト重合法によってイオン
交換基を導入し、ｍ、ｌｌ状のイオン交換体とするもの
であるが吸着ガスの種類がアンモニア、トリメチルアミ
ン、硫化水素のみであり、又吸着容量も少なく　（ＮＨ
３で６０１ｇ／ｇ〜繊維）、再生効果もない点から１ｍ
維、ｍ雑製品として、長期間使用する点から考え、不充
分である。

発明が解決しようとする課題空気又は体臭を清浄化するには、有害なＮＯｘガスヤ、
　ＳＯｘガスやらガスを除去することが可能で、同時に
悪臭を伴うカルボキシル基系ガス、カルボン酸系ガス、
窒素化合物系ガス、硫黄化合物系ガス等も除去すること
が可能な、清浄材が望まれる。

又内燃機関の排ガス中に含まれる有害ガスや、化学プラ
ント等で発生する悪臭、有毒ガスを除去する吸収能力の
大きい清浄材が望まれている。

（本明細書では、これ等の体臭、有害ガス、悪臭ガスを
除去できる性能を、以下空気清浄力という、）。

また長期間に亘って使用しても、強い空気清浄力を発揮
する空気清浄材として使用出来る繊維及び繊維製品が望
まれる。

本発明者等は、更に本発明の繊維及び繊維製品が食品鮮
度保持材としても優れた性衡を有する事を見出した。

課題を解決するための手段及び作用すなわち、本発明は、（１）多孔質であり、且つ金属とアスコルビン酸又は／
及びオキシ多塩基酸との反応生成物を含有することを特
徴とするａｍ。

（２）多孔質であり、且つ金属とアスコルどン酸ヌは／
及びオキシ多塩基酸との反応生成物及び塩基性物質を含
有することを特徴とするｓｕｉ。

（３）芯部が反応生成物、鞘部が多孔質繊維の２層構造
からなる請求項１又は２記載の繊維。

（４）芯部が天然繊維、ガラスｍ雑、セラミック繊維又
は合成繊維、鞘部が反応生成物の２層構造からなる請求
項１又は２記載の繊維。

（５）中空繊維であり、鞘部の多孔質繊維内に反応生成
物を含有する構造からなる請求項１又は２記載の繊維。

（６）請求項１．２．３．４又は５項記載の繊維を帯電
処理した繊維からなる電石不織布。

（７）請求項１．２．３，４又は５項記載のｍ！ｉと一
般Ｉｍ酸を混合あるいは組合せた不織布。

（８）金属とアスコルビン酸又は及びオキシ多塩基酸類
との反応生成物を含有する繊維。

（９）金属とアスコルビン酸又は及びオキシ多塩基酸類
との反応生成物を塩基性物質とともに含有する繊維。

（１０）請求項８又は９記載の繊維からなる不織布。

（１１）請求項８又は９記載の繊維と一般ｍ＃Ｉを混合
あるいは組合せた不織布。

である。

以下Ｊ細に説明する。

本発明における金属とアスコルビン酸及び／又はオキシ
多塩基酸との反応生成物、及びその製法については特願
平１−２８０７７８号に記載のとおりである。

なお、本明細書において上記反応生成物とは、金属とア
スコルビン酸又は／及びオキシ多塩基酸との反応物の他
、原料に用いた金属の未反応金属が共存した共存物ある
いは、反応物を金属に付着させ反応物と金属が共存した
共存物を言う０反応物と金属が共存することによって、
空気清浄力が増大、再生、持続が可能となり且つ清浄化
出来るガスの種類も、悪臭、酸化性、還元性ガスと多種
類のガスの清浄化力が発揮される。

金属としては、Ｆｅ、　Ｍ！１．　Ｍ、　Ｎｉ、　Ｃｕ
、Ｇｏ、Ｓｎ、Ｚ！ｌ１等が挙げられ、特にＦｅ、Ｍｎ
、　Ｍ、　Ｚｎ、Ｘｉが空気清浄力において効果が極め
て大であった。

オキシ多塩基酸とは、１分子中にＯＨ基とＣ０ＯＨ基を
有する多塩基酸をいい、クエン酸、グルコン酸、酒石酸
、タンニン酩、没食子酸、リンゴ酸、プロピオン酸、キ
ジロン酸、タルトロン酸、ＥＤＴＡ、フタロシアこン誘
導体（水素をＯＨ基とＣ０ＯＨ基で置換したもの）等が
挙げられる。又、アスコルビン酸については、オキシ多
塩基酸と同様の挙動を示す。

以下、本明細書ではアスコルビン酸も含めオギシ多塩基
酸等と呼ぶ。

金属とオキシ多塩基酸等との反応は両者を接触、乾燥さ
せることにより容易に進行する。金属１グラム原子に対
してオキシ多塩基酸０−００５〜０．５モルの割合が好
ましい。

本発明は、以上の知見に基づき反応生成物が最も大気、
体臭等の悪臭、有害ガスと接触しやすい状態に維持する
ためになされたものである。以下本発明の実施態様につ
いて説明する。

（１）先ず本発明では、多孔質合成繊維内に粒径３０ル
以下のＦｅ、　Ｍｕ、　Ａｌ、Ｎｉ、　Ｚｎの１種又は
２種以上の金属粉末と、該金属１グラム原子に対して重
量モル比で０．００５〜０．５のオキシ多塩基酸と反応
せしめた、反応物と未反応物が共存する共存物あるいは
Ｆｅ、　Ｍｎ、　Ｍ、Ｎｉ、Ｚｎの１種又は２種以上の
金属とオキシ多塩基酸等との反応物を金属粉末に付着さ
せ全金属１グラム原子に対してオキシ多塩基酸等の重量
モル比が０．００５〜０．５である反応物と金属の共存
する共存物を含有するｗＬ！ｉである。

金属粉末の大きさが３０ル超では、後で述べる混合紡糸
の段階で濾過詰りゃノズル詰りを招来し、且つ延伸時に
糸切れが生じ、混合紡糸が困難となる。

金属としてＦｅ、　Ｍｎ、　Ｍ、　Ｚｎ、　Ｎ１（７）
粉末は、特に純粋な金属である必要はなく、該金属の製
造工程で発生するダスト、回収金属粉末あるいは合金製
造時の篩い下等の回収合金粉末、あるいは鉄鉱石、ＭＫ
１ｗ４石粉末を還元雰囲気で還元した。還元金属粉末等
も、そのまま不純物を含んだままで使用出来る。

空気清浄化効果を発揮する共存物を生成させるためのオ
キシ多塩基酸等の量は、重量モル比が０．００５未満で
は反応物が少なく清浄化能力が低下する。また０、５超
では過剰のオキシ多塩基酸に反応生成物が覆われ、反応
生成物が悪臭、有害ガスと接触出来なくなるため、清浄
化能力がなくなる。空気清浄化を行う共存物は、金属粉
中の金属１グラム原子に対して重量モルでｏ、ｏｏｓ〜
０．５のオキシ多塩基酸等に水を添加し６０℃〜９０℃
ぐらいの温度で加熱乾燥することにより、又はオキシ多
塩基酸１モル／立に対して金属０．１ｇ〜１．０ｇ原子
が反らした反応物溶液中に金属粉末を浸漬し、金属粉末
上に反応物を付着させる事等によって容易に得られる０
ｗＬ維に共存物を含有させるには二通りの方法がある。

一つは共存物粉末をそのまま繊維に接着剤等で付着させ
たり、高分子化合物と共に混合紡糸する方法と他の方法
は金属粉末そのものを繊維に付着させるか高分子化合物
と共に、混合紡糸した後モル濃度が０．１〜５モル／文
のオキシ多塩基酸等溶液に、その糸を浸漬し、乾燥して
混合紡糸された繊維内の金属粉末表面に反応物を生成さ
せる方法である。

金属又は共存物を混合紡糸する仕方は、例えばポリビニ
ルアルコール（以下ＰＶＡと云う、）水溶液中に金属粉
末、又は共存物を、混合攪拌し、例えば芒硝浴中へ紡出
して凝固させ、引続き湿潤延伸、乾燥、熱延伸、アセタ
ール化処理等を行いＰＶＡ系の混合紡糸が出来る。

この場合ａｍ中に多孔質を生成させるには、延伸工程で
粉末が核となって粉末の上下、前後に自然と空孔が出来
るので、そのままでも多孔質繊維となる。

一方、積極的にｍ酸の多孔質化を計るためには、紡糸原
料中に、酸やアルカリ、水に溶解性の、ケイ酸塩、炭酸
塩、硫酸塩、塩化物等の粉末を混合し、紡糸した後、酸
又はアルカリ又は水で溶解処理して、繊維の多孔質化を
計る車が出来る。

（２）次に、本発明では（１）記載の空気清浄化多孔質
合成繊維を帯電処理した繊維からなる電石不織布につい
て説明する。

これは、空気清浄化多孔質合成繊維に荷電処理し、繊維
自体に、クーロフカ５誘起力により、電荷を持つ粉塵、
電荷を持たない粉塵を、空気中の悪臭、有害ガスを除去
すると同時に、除去する不織布である。

例えば熱可塑性重合体であるポリエステルに。

金属粉末又は共存物粉末を配合し、エクストルダーによ
り混練し、ベレットを調製し、このペレットを、重合体
軟化温度以下で真空乾燥し、押出機に供給し、紡糸温度
２７０℃〜３００℃で複合紡糸する。

次に延伸機を使用し、延伸温度８０℃〜２００℃で延伸
倍率２．０〜５．０倍で延伸した後、荷電処理をするこ
とによって空気清浄化多孔質繊維が得られる。但し金属
粉末を使用した場合は、この後、オキシ多塩基酸等の溶
液に浸漬し、反応生成物を共存させなければならない。

この繊維を荷電処理した後、長繊維のまま、あるいは短
繊維化して、積層してニードルパンチ等によって不織布
とすることによって、集塵能力のある空気清浄化不織布
が得らえる。

（３）本発明の次の実施態様として、繊維の組織が多孔
質繊維内に、反応生成物（共存物）がランダムに、多孔
質繊維に対して反応生成物が、重量比で５〜４０％混合
紡糸されたものである。

共存物をランダムに繊維内に混合紡糸するには、合成繊
維の重合体混合時に、共存物を同時に混合混練するか、
又は金属を混合混練し、混合紡糸した後、オキシ多塩基
酸等に浸漬した後、乾燥することによって得られる。

例えば、記載（１）で述べたＰＶＡ系の混合紡糸ＷＬｍ
の組織は、共存物の前後に四部状割れ部が形成され、悪
臭、有害ガスと共存物が接触しやすい環境となっている
。共存物が５％未満では繊維組織内での清浄剤が少なす
ぎて清浄化効果が少ない、４０％超では延伸時に脱線す
るケースが多くなり操糸が困難となる。

（４）本発明の次の実施態様は繊維の組織がａｌ鍍の芯
部に共存物、鞘部が多孔質Ｎａ錐の２層から構成される
ものである。鞘部の多孔質繊維を悪臭、有害ガスが浸透
し、芯部の共存物と反応し空気が清浄化される。

このケースでは共存物を除いたｍｉｓ重最に対して、１
〜１０倍の重量の共存物を混合したものを混合紡糸出来
るので、清浄化能力としては極めて大きいものが出来る
。

例えば、２台の押出機を有する芯鞘複合紡糸機を用いて
、芯部に金属粉末又は金属粉末と熱可塑性重合体、例え
ばポリエチレン、ポリスチレン。

ポリエチレンテレフタレート、ナイロン−６の混合粉末
を供給し、鞘部に例えば、ナイロン−６゜ナイｏンーｅ
ｅ等に、ＮａＣＱ、　Ｍｇ（Ｊｚ等の水、＃に溶解する
粉末を混合したものを、供給し、紡糸温度２５０〜３５
０℃で、芯鞘複合紡糸した後、ｍｉｌを水洗し鞘部のＮ
ａＣ２、Ｎｇ（Ｊ　２等を溶かし出し、鞘部を多孔質化
した後、オキシ多塩基酸等の溶液に浸漬し、乾燥するこ
とによって、第１図に示す様な２層構造の空気清浄化繊
維が出来る。

（５）本発明のもう一つの実施態様は、芯部が天然、ガ
ラス、セラミック、合成ｌｉａ駿で、鞘部が反応生成物
の二層構造からなるものである。芯部のＪｉｌ誰が担持
体となり、繊維に付着した状態の鞘部の反応生成物が悪
臭、有害ガスと接触し、空気が清浄化される。

例えば、＠＃Ｉの内層部と外層部からなる二層構造のｍ
雑において、外層部の繊維の軟化点を、内層部より低く
した１層錐として、その＃Ａ酸に、外層部繊維軟化点よ
り高温で、しかも内層部繊維軟化点よりは低温に加熱さ
れた、金属粉末あるいは反応生成物を、吹きつけること
によって１合成繊維に金属粉末あるいは反応生成物を付
着させ、鞘部を構成することが出来る。金属粉末の場合
は当然その後オキシ多塩基酸等の処理が必要である。

（６）本発明のもう一つの実施態様は、中空繊維で鞘部
の多孔質繊維内に反応生成物を含有する構造からなるも
のである。鞘部の多孔質繊維内を悪臭、有害ガスが通過
する時、鞘部の共存物と反応し空気が清浄化される。

例えば、金属又は共存物をＰＶＡ溶液中に混合攪拌し、
芒硝浴中にリング状紡糸ノズルから紡出することによっ
て得られる。金属を混合紡糸したものは、当然その後オ
キシ多塩基酸処理あるいは必要に応じて、塩基処理の必
要がある。

（７）本発明の繊維製品の実施態様として１反応生成物
を含有するＪｉ＆維をニードルパンチあるいはメルトブ
ローン等によって不織布にしたもの、あるいは必要に応
じ、ポリプロ、ポリエチ系の合成繊維と混合したり、あ
るいはこれら一般繊維からなる不織布と本発明繊維の不
織布を層状に組合せた不織布である。

本発明の空気清浄化繊維の実際の使用にあたり１例えば
粉塵の少ない所（冷蔵庫、トイレ等）では、本発明繊維
だけの不織布に空気を流すことによって、清浄化が容易
に出来る。

一方、粉塵の多い所（自動車、オフィス、部屋、排ガス
等）では粉塵が繊維に含有された、反応生成物に付着し
、清浄化力を劣化させるので、集塵を先に従来の不織布
で行い次に本発明繊維からなる不織布で清浄化する構造
にした第４図に示す層状不織布が好ましい。

本発明ではオキシ多塩基酸等として、好ましくはアスコ
ルビン酸、グルコン酸、クエン酸、酒石酸、タンニン酸
、没食子酸、フタロシアニン誘導体から選ばれる１種又
は２種以上のオキシ多塩基酸等と金属との反応生成物と
該金属からなる共存物を多孔質繊維内に含有させる。

アスコルビン酸、グルコン酸、クエン酸、酒石酸と金属
との反応物と該金属の共存物（反応生成物）は、硫黄系
化合物ガス、例えばＨ２Ｓ等については、やや悪臭除去
能力は低下するが、他の悪臭、有害ガス成分については
、極めて強力な除去能力があり、大気による除去能力の
再生効果もある。一方、タンニン酸、没食子酸、フタロ
シアニン誘導体による共存物は、Ｈ２Ｓを含めすべての
悪臭、有害ガスの除去能力がある。

本発明では、アスコルビン酸、グルコン酸、クエン酸、
酒石酸、タンニン酸、没食子酸、フタロシアニン誘導体
から選らばれる１種又は２種以上の酸と金属との反応物
と該金属との共存物に更に塩基性物質を配した共存物を
含有させることができる０本発明における酸は、前記し
たように、硫黄系化合物の除去能力が少しおとるが、Ｃ
ａ（ＯＲ）２、Ｍｇ　（ＯＨ）２　、　ＫＯＨ、Ｎａ２
Ｃｏ３、ＣａＯ、ＮａＨＣＯ３、）ＩｇＯ等の塩基性物
質を、あるいはこれらの粉末を、有機溶剤で溶解し、共
存物に混合、吹付、含浸によって、共存物の表面の一部
を、塩基性の反応の場とすることによって、硫黄系化合
物の除去能力も強力なものとなる。

以下実施例について説明する。

実施例１重合度１７３０、ケン化度９９．９モル％のＰＶＡに、
表−１に示す各金属粉末（粒径１０ＩＬ以下）を、ＰＶ
Ａに対して２５重量％添加、混合し、乾式紡糸し、４倍
に延伸し、　１７０℃で熱処理を行い、多孔質の金属粉
末混合繊維を得、それを表−１に示す、多塩基酸等処理
を行った。

表−２は、表−１と同一金属粉末を、あらかじめ表−２
に示す同一多塩基酸等溶液と混合し、８０℃で乾燥し、
金属と多塩基酸等反応物と該金属の共存物を生成させ、
その粉末を混合紡糸したものである。

比較例には、放射線グラフト重合＃Ｉ維を使用した。

以上の各繊維を、悪臭ガスの代表例である、ＮＨ３，Ｈ
２Ｓガスの充満した容器に２４時間装入し、各繊維容量
当りの吸収量及びその後大気中に２ｈｒ放置し、再度同
様のテストを行い、各繊維の大気中における再生効果を
調査した。

比較例に対し、初回テストで４倍近く吸収量が多く、且
つ大気中での再生効果があった。

実施例２金属！４ｎ粉末（１０ｐ以下）と、ＡＳ樹脂（三井東圧
化学■製、ライタツクＡ　−３３０ＰＣ）とを、重量比
で７０：３０の割合で、エクストルーダを用い、　１５
０℃で配合し、チップ化した後、真空乾燥材で８０℃Ｘ
ＩＯｈｒＸ２ｍ畦ｇで乾燥したものを２相狸合紡糸の芯
部の材料とした。

鞘部はナイロン−６にＮａα粉末（１０ＪＬ以下）を重
量比で３０％混合したものを用意した。

紡糸は、金属粉末配合樹脂の吐出孔とナイロン吐出口と
が、同心円構造をしている口金を用い、２８０℃で混合
紡糸した。

紡糸後、水洗して鞘部ナイロンに混合されたＮａＣＱを
溶解し、鞘部を多孔質化した後、Ｌ−アスコルビン酸１
モル／又の溶液（６０℃）に繊維を浸漬し、乾燥し、芯
部の金属Ｍｕ粒粉末アスコルビン酸と反応せしめ、芯部
に金属と反応生成物を生成させた。この繊維を短繊維化
し、ニードルパンチにより、目付量２００ｇ／ｗ２の不
織布を作成し、第２図の装置により悪臭、有害ガス（各
々初期濃度１０１００ｐｐの除去テストをした結果を第
３図に示す。

さらに実施例１で製造した金属粉末混合繊維を多垣基酸
処理した表−１の４１ｇ　Ｎ　ｏ　−２をニードルパン
チ法により、不織布（目付量３０ｇ／１ｓ２）として、
空気清浄化フィルターを作り、タバコ煙と燃焼ガスの混
合ガスの浄化をした所、表−３に示す如く酢化性ガス、
還元性ガス、悪臭ガスと、はぼすべてのガスを浄化する
ことが出来た。

（以下余白）発明の効果本発明によれば、有害ガス除去の効果が大である。又再
生も容易である。又本発明繊維によって体臭除去の衣料
を製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、２層構造の空気清浄化繊維の説＃Ｊ図で、（
１）は縦断面図、（２）は横断面図である。８２図は、実施例２の清浄化テスト装置の説明図である
。第３図（１）〜（６）は、実施例２の各種ガスの除去率
を示すグラフである。第４図（１）　、　（２）は層状の不織布を示す断面図
である。１・・・鞘部繊維、２・・・溶解性粉末が溶は出した多
孔質部、３・・・金属又は共存物、４・・・悪臭、有害
ガス導入口、５・・・サンプリング口、６・・・清浄化
不織布、７・・・室内空気流動ファン、８φ・φ一般不
織布、９・・・本発明による不織布。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多孔質であり、且つ金属とアスコルビン酸又は／
及びオキシ多塩基酸との反応生成物を含有することを特
徴とする繊維。
（２）多孔質であり、且つ金属とアスコルビン酸又は／
及びオキシ多塩基酸との反応生成物及び塩基性物質を含
有することを特徴とする繊維。
（３）芯部が反応生成物、鞘部が多孔質繊維の２層構造
からなる請求項１又は２記載の繊維。
（４）芯部が天然繊維、ガラス繊維、セラミック繊維又
は合成繊維、鞘部が反応生成物の２層構造からなる請求
項１又は２記載の繊維。
（５）中空繊維であり、鞘部の多孔質繊維内に反応生成
物を含有する構造からなる請求項１又は２記載の繊錐。
（６）請求項１、２、３、４又は５項記載の繊維を帯電
処理した繊維からなる電石不織布。
（７）請求項１、２、３、４又は５項記載の繊維と一般
繊維を混合あるいは組合せた不織布。
（８）金属とアスコルビン酸又は及びオキシ多塩基酸類
との反応生成物を含有する繊維。
（９）金属とアスコルビン酸又は及びオキシ多塩基酸類
との反応生成物を塩基性物質とともに含有する繊維。
（１０）請求項８又は９記載の繊維からなる不織布。
（１１）請求項８又は９記載の繊維と一般繊維を混合あ
るいは組合せた不織布。