JPH0546864B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は脱臭性を有する熱可塑性樹脂組成物に
関する。詳しくは、結晶水、自由水の合計量が５
重量％以下の硫酸アルミニウム、カリミヨウバン
又はナトリウムミヨウバンを微粉末の形で混合し
てなる脱臭などの機能を有する熱可塑性樹脂組成
物に関するものである。

〔従来の技術及び問題点〕

生活環境に於いて発生する悪臭の除去は、生活
の快適性の追求に関する大きな主題の一つであ
る。悪臭の除去については、マスキング作用、吸
着作用、中和作用などの種々の機構により効果を
発揮するものが知られており、それらを利用した
脱臭剤あるいは消臭剤が商品化されている。

一方、熱可塑性樹脂製品は日常生活に深く浸透
し、広く使用されている。従つて脱臭剤の容器な
どに熱可塑性樹脂成形品も広く用いられている。
しかしながら熱可塑性樹脂製品自体に脱臭性能を
付与したものは余り知られていない。

最近に至り熱可塑性樹脂成形物に２価鉄化合物
をブレンドしたものが、脱臭機能を付与した熱可
塑性樹脂製品として市場に現れている。脱臭剤に
はその脱臭機構として吸着によるものと化学反応
によるものに大別されるが、反応性脱臭剤は特定
の悪臭源に対しては効果が迅速で且つ強力であ
り、熱可塑性樹脂にブレンドされた状態でも、脱
臭能力を発揮することが認められている。

しかしながら、２価鉄化合物は通常の条件で次
第に酸化され鉄さび臭及び鉄さび色の汚れを生
じ、接触するものに着色汚染を与える傾向があ
る。２価鉄化合物の安定化のためにアスコルビン
酸を併用する方法も知られているが、アスコルビ
ン酸は一般に熱可塑性樹脂の成形温度で分解する
ので成形加工後はその添加効果が殆ど発揮されな
い。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、高温で加工でき、経時変色の
ない脱臭等の機能を有する熱可塑性樹脂組成物を
提供することにある。

本発明者等は上記目的を達成すべく鋭意研究の
結果、熱可塑性樹脂に、結晶水、自由水の合計量
が５重量％以下の硫酸アルミニウム、カリミヨウ
バン又はナトリウムミヨウバンの微粉末を脱臭剤
成分として添加混合することにより、高温加工が
でき、加工時の着色及び経時変色がなく、脱臭等
の機能を有し、且つ本来の樹脂としての機能をも
充足する熱可塑性樹脂組成物が得られることを見
出し、本発明を完成した。

脱臭等の機能は、比表面積の大きい成形体にし
た場合に特にその効果が大きく、例えばゴミ袋に
於いて効果的に発揮することができる。

本発明に使用する結晶水、自由水の合計量が５
重量％以下の硫酸アルミニウム、カリミヨウバン
又はナトリウムミヨウバンは樹脂に対する混和性
は良好とは言えない物質であるので、目的とする
混和物質を高濃度に含有するマスターバツチを作
製し、該マスターバツチを成形用樹脂と所定割合
に混合し成形する方法をとるのが良い。

結晶水、自由水の合計量が５重量％以下の硫酸
アルミニウム、カリミヨウバン又はナトリウムミ
ヨウバンを良好な分散状態で高濃度に含有するマ
スターバツチを提供することも本発明の目的の一
つである。

〔発明の構成〕

本発明は、熱可塑性樹脂原料に、脱臭剤として
結晶水、自由水の合計量が５重量％以下の硫酸ア
ルミニウム、リミヨウバン又はナトリウムミヨウ
バンの微粉末を0.5〜900重量％添加し、混練及
び／又は成型してなる、脱臭性を有する熱可塑性
樹脂組成物に係わるものである。

本発明に使用する脱臭剤は硫酸アルミニウム及
びその複塩のうち、アンモニウムミヨウバンを除
くものであり、これらはいずれもアンモニアガス
に基因する悪臭を除去する性質がある。

硫酸アルミニウムの最も安定な形は18水塩であ
り、カリミヨウバン及びナトリウムミヨウバンの
それは12水塩である。又、市販品はこれらの結晶
水の他に若干の自由水を吸着しており、これらを
熱可塑性樹脂原料に混合し、成形温度に加熱する
とそれらの水分が遊離して気化し、樹脂中に不規
則な発泡を生じる。また、脱臭剤自体も再溶解凝
集など好ましくない現象を生じる。

これに対し、無水硫酸アルミニウム或いは焼ミ
ヨウバンの呼称を以て市販されている結晶水を有
しない硫酸アルミニウム及びその複塩がある。こ
れらの無水塩を通常の条件で貯蔵しておくと、大
気中の水分を吸収する傾向がある。吸水した水
は、自由水の状態にあるか、一部結晶水となるこ
とも考えられる。

それらの合計量は300℃の加熱減量として測定
できるが、この量が、使用した塩の５重量％以下
であれば、通常の熱可塑性樹脂の成形条件におい
て発泡、凝集などの現象を起こすことなく、本発
明の目的に適する樹脂組成物が得られることを認
めた。

これらの無水硫酸アルミニウム又は焼ミヨウバ
ンはできるだけ比表面積の大きな状態、即ち微粉
末で使用するのが望ましい。特に成形品がフイル
ムである場合、フイルム厚みより小さい粒径、即
ち30μｍ以下であることが必要である。

本発明に使用する熱可塑性樹脂原料は、射出又
は押出成型可能なものであれば特に限定されるも
のではない。例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレンなどのポリオレフイン系樹脂、
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチ
ルメタクリレートなどのビニル系樹脂、セルロー
スアセテートなどの繊維素系樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリブタジエン、ポリイ
ソプレンなどのジエン系エラストマー、エチレ
ン・酢酸ビニル、スチレン・アクリロニリル、ス
チレン・ブタジエン・アクリロニトリルなどの共
重合樹脂などが挙げられる。

これらはペレツト、粉末、ビーズ、顆粒などの
形で成形機に供給され、熱及び圧力を加え成形さ
れる。成形にあたつて、上記樹脂原料と無水硫酸
アルミニウム、焼カリミヨウバン又は焼ナトリウ
ムミヨウバン微粉末とを充分均一に分散させるた
めには、ブレンダーで混合したものを一旦プラス
トミル、ニーダー、ロール、押出機等で樹脂を溶
融させて混練し、板状あるいは棒状としたものを
粉砕して成形機供給用原料としてもよいが、無水
硫酸アルミニウム、焼カリミヨウバン又は焼ナト
リカムミヨウバンを高濃度に含有するマスターバ
ツチペレツトを作製し、該マスターバツチペレツ
トと樹脂ペレツトを成形機に供給してもよい。

樹脂成形品にあつては、これら無水硫酸アルミ
ニウム又はその複塩の含有量が熱可塑性樹脂に対
して0.5〜30重量％であれば、樹脂成形品として
の機能に併せて脱臭性能を有した製品を得ること
ができる。

一方、上記無水硫酸アルミニウム又はその複塩
を高濃度例えば熱可塑性樹脂に対して10〜900重
量％含有するマスターバツチとすることもでき
る。

マスターバツチの製造に際しては、無水硫酸ア
ルミニウム、焼カリミヨウバン又は焼ナトリウム
ミヨウバンの樹脂組成物中での分散を良好ならし
めるため、予め分子量1500〜60000の範囲の低分
子量樹脂と混練し、該低分子量樹脂で無水硫酸ア
ルミニウム、焼カリミヨウバン又は焼ナトリウム
ミヨウバン粒子表面をコーテイングしてから成形
用樹脂と混和し、ペレツト成形用押出機でペレツ
ト化することにより、マスターバツチペレツトを
作製することができる。この際、分子量1500〜
60000の範囲の樹脂を無水硫酸アルミニウム、焼
カリミヨウバン又は焼ナトリウムミヨウバン微粉
末に対し１／５〜10重量倍の範囲で含有すること
が好ましい。

粒子表面コーテイングに使用する低分子量樹脂
と成形用樹脂は充分な相溶性があれば同種類の樹
脂でなくてもよく、若干組成の異なつたものでも
使用可能である。低分子量樹脂を使用する理由
は、成形用樹脂に比べて流動性が良く、充分な混
練が可能であるからであるが、分子量が小さすぎ
ると粘度が低くなりすぎ、樹脂に比べて比重の大
きい無水硫酸アルミニウム、焼カリミヨウバン又
は焼ナトリウムミヨウバン粉末との混和は却つて
困難になる。

樹脂の成形に際しては、酸化防止剤、着色剤、
紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤など通
常使用される添加剤、あるいは他のフイラーなど
の併用添加も可能である。

本発明でいう脱臭性を有する熱可塑性樹脂組成
物とは、成形用樹脂及びそれを用いて成形した成
形品をも包含することは勿論である。

〔発明の効果〕

硫酸第１鉄がアンモニア・アミンなどの悪臭ガ
スと反応してこれを除去することはよく知られて
いるが、硫酸アルミニウムがこれに劣らない効果
があることは殆ど知られていない。熱可塑性樹脂
原料に水分含量の少ない硫酸アルミニウム又はそ
の複塩の微粉末を添加し、混練及び／又は成形し
たものは、脱臭性能を有する熱可塑性樹脂組成物
として得られる。

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、鉄化合物を用
いた場合のような着色や、接触する物を汚染させ
ると言つた悪影響を与えない。例えば無水硫酸ア
ルミニウム含量20重量％のマスターバツチペレツ
トを作製し、これを用いてポリエチレン樹脂に混
合し、インフレーシヨン押出成形して得たゴミ袋
は、収納した厨芥の臭いを殆ど発生させないた
め、台所で使用すると環境の改善がはかられる。

また、本発明に係るマスターバツチは無水硫酸
アルミニウム、焼カリミヨウバン又は焼ナトリウ
ムミヨウバンを高濃度で含有するので、そのまま
固形脱臭剤としても使用できる。また、通常の方
法で発泡押出し、発泡シートとしたものは、クツ
シヨン材としての機能と脱臭機能を併せ有するシ
ートが得られる。

従来の固形脱臭剤は、多孔質やゲルに脱臭作用
を有する物質を担持させたり、包含させたりした
ものであり、脱臭機能のみを利用するものであつ
た。

本発明の熱可塑性樹脂組成物は、自己形状保持
性の成形品とすることができるので、所謂プラス
チツクとしての本来の機能をも併せて発揮する脱
臭性組成物である。但し、本発明においても、脱
臭剤がその効果を発揮するのは、成形体表面に露
出した粒子及び表面近傍にあつて、薄い樹脂層で
覆われている粒子に限定されると考えられる。従
つてフイルムや発泡シートのような比表面積の大
きい成形品が特に脱臭効果が大きい。

尚、表面に露出した粒子は水洗により溶出する
が、薄い樹脂層で覆われた粒子は水洗により溶出
しない。表面に露出しない粒子は薄い樹脂層中を
拡散した悪臭成分ガスと反応し脱臭するものと考
えられる。また、そのような薄い樹脂層の下にあ
る粒子は表面に露出した粒子に比し、即時的な脱
臭能力は劣るが持続効果が期待される。

〔実施例〕

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本
発明はこれにより限定されるるものではない。

実施例 １ 平均粒径5.8μｍ、最大粒径28μｍの市販の無水
硫酸アルミニウム微粉末（300℃の強熱減量1.3重
量％）40重量部に、平均分子量約5000、密度0.93
ｇ／cm³の低分子量ポリエチレンワツクス20重量部
を加え、３本ロールを用いて120℃で溶融混練し、
ワツクスコート品を得た。このワツクスコート品
に密度0.923ｇ／cm³、メルトフローインデツクス
７ｇ／10分、20メツシユ通過の低密度ポリエチレ
ン粉末40重量部を加え、タンブラー型ブレンダー
で混合後シングルスクリユー押出機を用い、溶融
樹脂温度140℃で押出して無水硫酸アルミニウム
を40重量％含有するポリエチレンマスターバツチ
ペレツトを作製した。

マスターバツチペレツト自身の脱臭性能は以下
の方法で測定した。

アンモニア濃度120ppmを含有する容量9.7の
密閉容器中にペレツト15ｇを投入し、４時間後の
ガス濃度を検知管を用いて測定した。その結果ア
ンモニアのマスターバツチペレツトによる除去率
は94％であつた。

比較例 １ 実施例１で用いた無水硫酸アルミニウムの代わ
りに、300℃での強熱減量が26重量％で、100メツ
シユ通過75％以上の市販の脱水硫酸アルミニウム
粉末を用いて、実施例１と同様にマスターバツチ
作製を試みたが、ワツクス練りの過程で粒子の凝
集及び発泡により分散不良となり、均一に分散し
たコーテイング品を得ることはできなかつた。

実施例２及び比較例２ 実施例１で作製したマスターバツチペレツト１
重量部に実施例１で用いたのと同じ低密度ポリエ
チレン９重量部を加え、インフレーシヨン法膜成
形装置により、溶融温度150℃、冷却温度80℃で
幅250mm、厚さ30μｍの筒状フイルムを成形した。
このフイルムから深さ470mmの袋を作製した（実
施例２）。同じ大きさで無水硫酸アルミニウムを
添加していない袋を別に作製し（比較例２）、そ
れぞれに台所生ゴミを500ｇ入れ、口を密閉して、
秋季屋外陽光下に２時間放置し、口をあけて臭気
を比較した。

その結果、無水硫酸アルミニウムを添加した袋
は殆ど臭いが感じられなかつたが、無水硫酸アル
ミニウムを添加しなかつた袋には強い臭気が感じ
られた。

実施例 ３ 平均粒径57μｍ、最大粒径105μｍの市販の焼カ
リミヨウバン（300℃の強熱減量0.8重量％）をホ
ソカワミクロン(株)製ミクロンセパレータMS−１
型により風力分級し、平均粒径4.8μｍ、最大粒径
30μｍの微粒子を得た。この焼カリミヨウバン微
粒子を用い、実施例１の方法に準じてワツクスコ
ート品を得た。このワツクスコート品30重量部に
密度0.90ｇ／cm³、メルトフローインデツクス5.5
ｇ／10分、20メツシユ通過のポリプロピレン粉末
70重量部を加え、タンブラー型ブレンダーで混合
後シングルスクリユー押出機を用い、溶融樹脂温
度250℃で押出して、焼カリミヨウバンを20重量
％含有するポリプロピレンマスターバツチペレツ
トを作製した。

得られたポリプロピレンマスターバツチペレツ
ト１重量部にマスターバツチ製造の際に用いたも
のと同じポリプロピレンペレツトの９重量部及び
４重量部をそれぞれ加え、インフレーシヨン法膜
成形装置により、溶融温度260℃、冷却温度25℃
で幅200mm、厚さ40μｍの筒状フイルムをそれぞ
れ成形した（焼カリミヨウバン含量２重量％及び
４重量％）。

アンモニア濃度105ppmを含有する容量9.7の
密閉容器中に上記フイルム約２ｇ（200mm×300
mm）を投入し、４時間後のガス濃度を検知管によ
り測定した。その結果、フイルムによるアンモニ
ア除去率はそれぞれ、44％及び67％であつた。

比較例 ３ 実施例３の焼カリミヨウバンを分級することな
しにそのまま用い、実施例３と同様の方法によ
り、焼カリミヨウバン含量20重量％のマスターバ
ツチペレツトを作製した。このマスターバツチペ
レツトを用い、実施例３と同様にして、焼カリミ
ヨウバン含量２重量％及び４重量％のポリプロピ
レン製フイルムを作製した。フイルムの肌荒れが
著しかつたが、ピンホールのないフイルムを得
た。

実施例３と同様の方法でアンモニア脱臭能（４
時間後）を測定したところ、35％（焼カリミヨウ
バン２重量％）及び58％（同４重量％）であり、
実施例３に劣る結果を得た。

実施例 ４ 市販浄水場水処理用（水道水用）の酸化アルミ
ニウムとして８％濃度の硫酸アルミニウム水溶液
と硫酸ナトリウム・10水塩とからナトリウムミヨ
ウバン結晶（12水晶）を調製し、110℃で予備脱
水した後、300℃の電気炉で焼成し無水の焼ナト
リウムミヨウバンとした。

これをハンマーで粗砕後、ボールミルで粉砕し
た。ボールミルで粉砕したものを風力分級器で分
級し、平均粒径4.1μｍ、最大粒径30μｍの微粒子
を得た。この焼ナトリウムミヨウバン微粒子６重
量部及び48メツシユ通過のポリエチレンテレフタ
レート粉末（ｏ−クロルフエノール0.5％溶液で
測定した固有粘度0.75）94重量部をヘンシエルミ
キサーでブレンド後、シングルスクリユー押出機
を用い、400Torrの減圧下に溶融樹脂温度260℃
で押出して焼ナトリウムミヨウバンを６重量％含
有するペレツトを得た。このペレツトを用い、
260℃に加熱したホツトプレスにて、120mm×120
mm×１mmのシートを成形した。

アンモニア濃度90ppmを含有する容量７の密
閉容器中にシートを投入し、４時間後のガス濃度
を検知管を用いて測定した結果、アンモニアの除
去率は54％であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂原料に、脱臭剤として結晶水、
   自由水の合計量が５重量％以下の硫酸アルミニウ
   ム、カリミヨウバン又はナトリウムミヨウバンの
   微粉末を0.5〜900重量％添加し、混練及び／又は
   成形してなる、脱臭性を有する熱可塑性樹脂組成
   物。 ２ 脱臭剤の微粉末が粒径30μｍ以下のものであ
   る特許請求の範囲第１項記載の熱可塑性樹脂組成
   物。 ３ 分子量1500〜60000の熱可塑性樹脂を脱臭剤
   微粉末に対し1/5〜10重量倍の範囲で含有するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の熱可塑性樹脂組成物。