JPH11124769A - 窒素酸化物分解繊維の製造方法 - Google Patents

窒素酸化物分解繊維の製造方法

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JPH11124769A
JPH11124769A JP9293766A JP29376697A JPH11124769A JP H11124769 A JPH11124769 A JP H11124769A JP 9293766 A JP9293766 A JP 9293766A JP 29376697 A JP29376697 A JP 29376697A JP H11124769 A JPH11124769 A JP H11124769A
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JP
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fiber
titanium dioxide
fibers
ester
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JP9293766A
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Masahito Tokutake
政仁 徳竹
Shigeki Iwai
茂樹 岩井
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Nippon Ester Co Ltd
Original Assignee
Nippon Ester Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光触媒作用のある二酸化チタンを効率よく繊
維表面に生成させ、窒素酸化物分解繊維を安定して安価
に製造する方法を提供する。 【解決手段】 表面に存在する二酸化チタンの光触媒作
用により窒素酸化物を分解する繊維を製造するに際し、
繊維表面にアルコキシチタニウムエステルを繊維重量に
対して1重量%以上付着させ、これを加水分解すること
により繊維表面積の0. 5%以上に二酸化チタンを生成
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒素酸化物を二酸
化チタンの光触媒作用により分解することが可能であ
り、空気清浄機、排ガス処理装置等に利用することがで
きる窒素酸化物分解繊維を製造する方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、窒素酸化物(以下、NOX と略
す。) を分解するものとして、「ポリファイル」(19
94年7月号、第19〜33頁)に自動車用三元触媒、
あるいは工場からの排ガス処理用の触媒などが紹介され
ているが、これらが十分な機能を発揮するためには熱が
必要であり、低いものでも200〜400℃の熱が必要
となる。
【0003】例えば、工場の排ガス処理に用いられてい
る乾式アンモニア選択接触還元法では、NOX を含む排
ガスにアンモニアを混合し、200〜400℃の触媒層
を通過させ、NOX を窒素と水に還元する。このような
方法では、熱を要するために加熱装置が必要となり、装
置が大きくなったり、加熱のためのエネルギー費がかか
るといった問題だけでなく、使用できる箇所が制限され
る等の問題もあった。また、還元剤として危険なアンモ
ニアや炭化水素等が必要となるという問題もあった。
【0004】このような問題を解決する方法として、光
触媒作用のある物質を合成樹脂に錬り込んだシートによ
りNOX の分解を行う試みが「化学と工業」〔第46巻
第12号(1993)、第61〜63頁〕に紹介され
ているが、このような方法ではシートの比表面積が小さ
いためにNOX の分解率が低いという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点を解決し、光触媒作用のある二酸化チタンを効
率良く繊維表面に生成させ、NOX 分解繊維を安定して
安価に製造する方法を提供することを技術的な課題とす
るものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決するために鋭意検討を行った結果、アルコキシ
チタニウムエステルを加水分解することにより、光触媒
作用のある微粒子の二酸化チタンを繊維表面に生成させ
ることが可能であり、特に、ポリエステル繊維の場合、
アルコキシチタニウムエステルの一部が繊維表面のポリ
エステルの末端基と反応するため、生成した二酸化チタ
ンの繊維表面への密着性が高まることを見い出し、本発
明に到達した。
【0007】すなわち、本発明は、表面に存在する二酸
化チタンの光触媒作用によりNOXを分解する繊維を製
造するに際し、繊維表面にアルコキシチタニウムエステ
ルを繊維重量に対して1重量%以上付着させ、これを加
水分解することにより繊維表面積の0.5%以上に二酸
化チタンを生成させることを特徴とするNOX 分解繊維
の製造方法を要旨とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
【0009】本発明に用いられるアルコキシチタニウム
エステルとしては、テトラ−i−プロピルチタネート
(TPT)、テトラ−n−ブチルチタネート(TB
T)、ブチルチタネートダイマー(DBT)、テトラス
テアリルチタネート(TST)等が挙げられる。
【0010】これらのアルコキシチタニウムエステル
は、加水分解により最終的に二酸化チタンとアルコール
になる。TPT、TBTのような低級アルコールのアル
コキサイドは加水分解速度が速いため、繊維に付着させ
る前のアルコキシチタニウムエステルを水分を含んだ空
気に触れさせないようにする等の配慮が必要であるが、
繊維に付着させた後は常温の空気中に保持するだけで速
やかに加水分解を行うことが可能である。
【0011】一方、TSTのような高級アルコールのア
ルコキサイドは加水分解速度が遅いため、繊維に付着さ
せる前のアルコキシチタニウムエステルの取扱いが容易
であり、繊維への付着方法も種々のものを適用できる
が、繊維に付着させた後の加水分解には一般に湿熱処理
が必要となる。この湿熱処理の例としては、70℃以上
の水浴中に1時間程度デップさせる、あるいは、130
℃のスチームで30分程度処理する等の方法が挙げられ
る。
【0012】上記の理由から、アルコキシチタニウムエ
ステルを繊維表面に付着させる方法としては、例えば、
TPT、TBTのような低級アルコールのアルコキサイ
ドを用いる場合は、アルコキシチタニウムエステルを水
分を含んだ空気に触れないようにワンウェイでスリット
ノズルに供給し、このスリットに繊維を接触走行させて
付着する方法が挙げられる。
【0013】また、TSTのような高級アルコールのア
ルコキサイドを用いる場合は、開放系でアルコキシチタ
ニウムエステルを回転するローラ表面に展開し、その表
面に繊維を接触走行させて付着する方法、あるいは、繊
維をアルコキシチタニウムエステル中にデップさせる方
法等が挙げられる。
【0014】また、アルコキシチタニウムエステルを付
着させる繊維としては、ポリエステル、ポリアミド等の
合成繊維、レーヨン等の再生繊維、綿、ウール等の天然
繊維、ガラス繊維、金属繊維等の無機繊維のいずれでも
適用可能であり、繊維形態も長繊維、紡績糸、加工糸等
のいずれの形態でも適用可能である。
【0015】中でも、ポリエステル繊維は、加工性、耐
候性、化学的特性等が適当であるだけでなく、繊維表面
に付着したアルコキシチタニウムエステルの一部が繊維
表面のポリエステルの末端基と反応するため、生成した
二酸化チタンの繊維表面への密着性が増すという効果も
あり、特に好ましい。
【0016】本発明においては、アルコキシチタニウム
エステルを繊維重量に対して1重量%以上付着させるこ
とが必要である。アルコキシチタニウムエステルの付着
量が1重量%未満になると、これを加水分解した後に生
成する二酸化チタンの表面存在量が0.5%以上となら
ないことが多く、好ましくない。
【0017】また、アルコキシチタニウムエステルを加
水分解した後の繊維は、繊維表面積の0.5%以上に二
酸化チタンが生成している(以下、繊維表面積に占める
二酸化チタンの量を表面存在量という、この定義は後述
する。)ことが必要であり、さらには、繊維表面積の
0.5〜20%に生成していることが好ましい。生成す
る二酸化チタンの表面存在量が0.5%未満の場合は、
繊維表面の二酸化チタンとNOX との接触割合が少なく
なりNOX 分解効率が著しく低下する。
【0018】なお、本発明で得られるNOX 分解繊維を
用いてNOX の分解を行うには、この繊維を織物、編
物、不織布等の形に加工し、これらの布帛に290〜8
00nmの波長を持つ光源を照射しながら、NOX 含有
ガスを接触させればよい。光源は、上記の波長を含有す
るものであれば、太陽光、蛍光灯のいずれでもよい。
【0019】
【作用】本発明は、繊維を製造した後に繊維表面に付着
させたアルコキシチタニウムエステルを加水分解するこ
とにより、光触媒作用のある微粒子の二酸化チタンを繊
維表面に生成させるものであるため、繊維の物性の低下
や繊維製造時の操業性の低下がない。
【0020】また、ポリエステル繊維を用いる場合は、
繊維表面に付着したアルコキシチタニウムエステルの一
部が繊維表面のポリエステルの末端基と反応するため、
生成した二酸化チタンの繊維表面への密着性が増し、繊
維表面からの二酸化チタンの脱落が少なくなるという効
果もある。
【0021】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、実施例中の測定方法と評価方法は、次の通
りである。 (1)繊度(デニール) 90cmの繊維を5つサンプリングし、その重量を測定
し、9000mに換算した重量値(g)の平均値を繊度
とした。 (2)付着量(重量%) アルコキシチタニウムエステルを付着させる前後の繊維
(90cm)を5本サンプリングし、その重量を測定して
下記式より割合を求め、その平均値を付着量とした。 付着量(重量%)=(付着前後の重量増加分/付着後の
繊維重量)×100 (3)表面存在量(%) 繊維表面を電子顕微鏡にて観察し、表面写真を撮影し
た。そして、繊維表面積に占める二酸化チタン粒子の面
積の割合を表面存在量とした。 表面存在量(%)=(粒子の面積/繊維の表面積)×1
00 (4)NOX 分解性能評価 図1に示すような、直径20cm、長さ1.5mの円筒の内
側に筒編みサンプルが均一に張られ、円筒の中央には光
強度365nm(0.5mW/cm2)の紫外蛍光灯が設けら
れた装置に、1ppm の一酸化窒素(以下、NOと略
す。)を含む空気を1m/秒で連続的に流した。円筒の
出口でNOの量を測定し、この操作を5回繰り返し行っ
た。 NOX 分解率(%)=〔 (入口のNO量−出口のNO量)/入
口のNO量〕×100 上記式による計算結果をNOX 分解率とし、この平均値
をNOX 分解性能率とし、30%以上を合格とした。
【0022】実施例1 極限粘度0.69のポリエチレンテレフタレートを、公
知の溶融紡糸装置を用いて紡糸温度300℃、紡糸速度
1400m/分で紡糸し、225デニール/36フィラ
メントの未延伸糸を得た。これを通常の延伸方法で3倍
に引き延ばし、150℃で熱処理を行い、75デニール
/36フィラメントの延伸糸を得た。
【0023】次に、TBT(三菱ガス化学社製)を、
0.27g/分の量でセラミック製のスリットノズルに
供給し、これに糸速500m/分で延伸糸を接触させる
ことにより、繊維重量に対して5.9重量%のTBTを
付着させた。そして、TBTを付着させた繊維を1時間
25℃の空気中に放置することによりTBTを加水分解
し、二酸化チタン粒子を繊維表面に生成させた。
【0024】実施例2 スリットノズルに供給するTBT量を0.1g/分とし
た以外は、実施例1と同様に行った。
【0025】実施例3 アルコキシチタニウムエステルとしてTPT(三菱ガス
化学社製)を用いた以外は、実施例1と同様に行った。
【0026】実施例4 繊維として151デニール/600フィラメントのガラ
ス繊維(ユニチカグラスファイバー社製:B300 1
/0 1.2Zタイプ)を用い、スリットノズルに供給
するTBT量を0.72g/分とした以外は、実施例1と
同様に行った。
【0027】実施例5 アルコキシチタニウムエステルとしてTST(三菱ガス
化学社製)を用い、TSTを付着させた繊維をオートク
レーブ中で水蒸気処理(130℃×30分)することに
よりTSTを加水分解した以外は、実施例1と同様に行
った。
【0028】比較例1 スリットノズルに供給するTBT量を0.04g/分と
した以外は、実施例1と同様に行った。
【0029】比較例2 アルコキシチタニウムエステルとしてTPTを用い、ス
リットノズルに供給するTPT量を0.02g/分とし
た以外は、実施例1と同様に行った。
【0030】実施例1〜5及び比較例1、2で得られた
繊維について、アルコキシチタニウムエステルの付着
量、加水分解後の二酸化チタン粒子の表面存在量及びN
X 分解性能を調べた結果を表1に示す。
【0031】
【表1】
【0032】表1から明かなように、実施例1〜5で得
られた繊維は、繊維表面に付着させたアルコキシチタニ
ウムエステルを加水分解した後の二酸化チタンの表面存
在量が0.5%以上であり、これらの繊維は、NOX
分解率が30%以上と良好な分解性能を示した。
【0033】一方、比較例1、2では、アルコキシチタ
ニウムエステルの付着量が1重量%未満であったため、
得られた繊維は二酸化チタンの表面存在量が0.5%未
満となり、NOX の分解率が低いものであった。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、光触媒作用のある二酸
化チタンを繊維表面に効率よく生成させることができる
NOX 分解繊維を安定して安価に製造することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で得られるNOX 分解繊維のNOX 分解
性能を評価するための装置の説明図である。
【符号の説明】
1 紫外蛍光灯 2 NOX 分解繊維
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 35/06 B01D 53/36 ZABJ 102C

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に存在する二酸化チタンの光触媒作
    用により窒素酸化物を分解する繊維を製造するに際し、
    繊維表面にアルコキシチタニウムエステルを繊維重量に
    対して1重量%以上付着させ、これを加水分解すること
    により繊維表面積の0.5%以上に二酸化チタンを生成
    させることを特徴とする窒素酸化物分解繊維の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 アルコキシチタニウムエステルを付着さ
    せる繊維がポリエステル繊維である請求項1記載の窒素
    酸化物分解繊維の製造方法。
JP9293766A 1997-10-27 1997-10-27 窒素酸化物分解繊維の製造方法 Pending JPH11124769A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007229667A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology ポリエステル繊維の光触媒コーティング方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007229667A (ja) * 2006-03-02 2007-09-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology ポリエステル繊維の光触媒コーティング方法
JP4635185B2 (ja) * 2006-03-02 2011-02-16 独立行政法人産業技術総合研究所 ポリエステル繊維の光触媒コーティング方法

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