JPS61211371A - 消臭性機能を持つた高分子物質 - Google Patents

消臭性機能を持つた高分子物質

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JPS61211371A
JPS61211371A JP5244985A JP5244985A JPS61211371A JP S61211371 A JPS61211371 A JP S61211371A JP 5244985 A JP5244985 A JP 5244985A JP 5244985 A JP5244985 A JP 5244985A JP S61211371 A JPS61211371 A JP S61211371A
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JP
Japan
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group
metal phthalocyanine
cationic
anionic
polymer
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JP5244985A
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English (en)
Inventor
Koichi Fukamachi
深町 浩一
Hiroyoshi Shirai
汪芳 白井
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AASU KURIIN KK
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AASU KURIIN KK
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

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、異臭を放つ物質を無臭物質に変化させる消臭
性機能を持った高分子物質に関するものである。
〔従来の技術〕
悪臭に対する消臭処理方法としては、従来から活性炭素
吸着法、触媒燃焼法、オゾンまたは薬剤による酸化法、
中和法、バクテリアによる分解法、酵素による分解法な
どが知られているが、いずれも消臭能力の持続性が少な
かったり、消臭効率が低かったり、二次汚染があったり
という欠点がある。
日常の生活圏における悪臭物質は、例えばアンモニア、
アミン類、硫化水素、メルカプタン類、インドール、カ
ルボニル化合物などである。これらの物質は、特開昭5
5−32519号公報に記載されているように生体酵素
が酸化触媒として作用し、分解される。生体酵素のなか
でも金属ポルフィリン類、金属ボルフラジン類が優れて
おり、例えば特開昭50−54590号公報に開示され
ているように人為的に合成が可能で、比較的容易に入手
できる点でも有利である。
金属ポルフィリン類、金属ボルフラジン類を消臭剤とし
て使用する発明は、本発明者らの発明にか覧るもので、
前記特開昭55−32519号公報によりすでに公知に
なっている。開示された消臭剤は他の消臭剤に比べて優
れている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、その後も研究を進めた結果なされたもので、
前記公報に開示された消臭剤を利用し、水溶性・非水溶
性の異臭物質を同時にしかも短時間で分解でき、実用性
の点で改良された消臭剤の一種である消臭性高分子物質
を提供しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は、金属ポルフィリン類、金属ボルフラジン類
を消臭剤として使用する研究により以下の知見を得た。
消臭剤が酸化触媒としてあらゆる異臭物質に作用し、短
時間で分解するには■オキシダーゼとしての機能がある
、■ベルオキシターゼとしての機能がある、■オキシゲ
ナーゼとしての機能があることが必要である。なお生体
内では、酵素がこれら3つの機能を同時に発揮すること
はないと考えられている。
金属ポルフィリン類および金属ボルフラジン類のうちで
、上記■〜■の機能を同時に発揮する可能性があり、消
臭剤として優れているのは、第1図の構造式に示す金属
フタロシアニンである。しかしさらに良い消臭剤を得る
には金属フタロシアニン単体のみでは困難である。上記
構造式の−Xの立体構造が小さい基であると、第3図’
(a )に示す金属フタロシアニン−ダイマーまたは同
図(b)に示す金属フタロシアニン−ルーオキソダイマ
ーを生じてしまい、触媒活性が弱まってしまう、したが
ってダイマーが生成しないようにする必要がある。
以上の知見の下に本願発明は金属フタロシアニンを高分
子物質に結合させ、高分子鎖により金属フタロシアニン
の間に立体障害を起させることにより、か振るダイマー
が生成しないようにしている。とこφが金属フタロシア
ニンは高分子!質に結合していても、結合している量が
多すぎると金属フタロシアニン間の接近確率が大きくな
ってダイマーが生成し、かえって消臭効率が悪くなって
しまう場合がある。一方、金属フタロシアニンの量が少
な過ぎても消臭効果が保てない。種々の実験の結果によ
れば、金属フタロシアニンの量は全量に対し0.5〜2
0重量%が適当である。さらに好ましくは1.0〜10
重量%である。
金属フタロシアニンを高分子鎖に結合させるため本願の
第1発明の高分子物質は、高分子側鎖に陽イオン基を有
し、金属フタロシアニンの−x基(第1図参照)に陰イ
オン基を有しており、その高分子側鎖の陽イオン基に、
金属フタロシアニンの陰イオン基がイオン結合している
。金属フタロシアニンの−X基のうち少なくとも1つが
陰イオン基であれば良いが、好ましくは2〜8が陰イオ
ン基のものである。高分子側鎖の陽イオン基として、例
えば第1アミンイオン(−NH3・)、第2アミンイオ
ン(−NR)12 ’ )、第3アミンイオン(−NR
I R2H゛) 。
第4アンモニウムイオン(−NRI R2R3・)、ピ
リジニウムイオン(−CsH4NH’ )である、金属
フタロシアニンの−X基の陰イオン基としては、例えば
カルボキシルイオン(−COO−)、スルホン酸イオン
(−9O3−) 、リン酸エステルイオン(−POじ)
である。第2図に示す分子構造は、高分子側鎖の陽イオ
ン基が第1アミンイオン(−NH:+゛) 、金属フタ
ロシアニンの−X基の陰イオン基がカルボキシルイオン
(−COF)でイオン結合している例である。
同じく本願の第2発明の高分子物質は、高分子側鎖に陰
イオン基を有し、金属フタロシアニンの−X基のうち少
なくとも1つに陽イオン基を有しており、その高分子側
鎖の陰イオン基に、金属フタロシアニンの陽イオン基が
イオン結合している。金属フタロシアニンの−X基のう
ち少なくとも1つが陽イオン基であれば良いが、好まし
くは2〜8が陽イオン基のものである。高分子側鎖の陰
イオン基としては、例えばカルボキシルイオン(−co
o” ) 、スルホン酸イオン(−SO3−)、リン酸
エステルイオン(−POa −)である、金属フタロシ
アニンの−X基の陽イオン基としては、例えば第1アミ
ンイオン(−NH3°)、第2アミンイオン(−NRH
2◆)、第3アミンイオン(−NR+ R2H・)、第
4アンモニウムイオン(−NR+ R2R3” )、ピ
リジニウムイオン(−CsHaNH゛)である。
第1発明またlマ第2発明で、主鎖を構成する高分子は
、例えばビニル系高分子の他、アクリル系、ポリアミド
系、ポリエステル系、ポリペプチド系、ポリウレタン系
、ポリカーボネイト系、ポリエーテル系、セルロース系
、ジエン系高分子、フェノール樹脂、アミン樹脂など合
成物質であると天然物質であるとに拘わらず、また2次
元構造であると3次元構造であるとに拘わらず陽イオン
基または陰イオン基を側鎖に結合できるものであればよ
い。
金属フタロシアニンは、中心金属M 、(第1図参照)
が例えばFe、co、Mn、Ti、V、旧、Cu%Zn
%No、W、Osのものを使用できる。好ましくはFe
またはCOのもの、またはFeとCOのものを混合した
ものである。
また金属フタロシアニンの−X基なかで前記の陰イオン
または陽イオンになっているところ以外は、例えば水素
基、アルキル基、置換アルキル基(例えばクロロメチル
基)、ハロゲン基、ニトロ基、水酸基、アルコキシル基
、アルキルケイ素基である。
〔作用〕
上記により、第2図に示す如く高分子物質中に金属フタ
ロシアニンが結合しているため、金属フタロシアニンど
うしは高分子鎖により邪魔されてダイマー(第3図参照
)が生成されにくい、しかも金属フタロシアニンの結合
量が0.5〜20重量%にしであるから、触媒の量とし
て適量であり、かつ金属フタロシアニン間の接近確率も
小さくなりダイマーが非常に僅かしか生成されない、し
たがって酸化触媒の機能を充分に発揮することができる
。 高分子物質中にイオン結合があるため、イオン結合
の近傍は親木領域となり、イオン結合から遠い部分は疎
水領域となる。したがって前者の領域には水溶性の異臭
物質が浸入し、後者の領域には非水溶性の異臭物質が浸
入しやすくなる。金属フタロシアニンの結合量が前記の
如く0.5〜20重量%にしであることにより、イオン
結合の量もそれに応じており、高分子物質中の親木領域
と疎水領域とは適度に按分されたものとなる。しだがが
適度に按分される。その結果、水溶性の異臭物質と非水
溶性の異臭物質とを同時にしかも短時間で分解できるこ
とになる。
高分子物質中の金属フタロシアニンは、水溶性または非
水溶性の異臭物質に対し前記■〜■の3つの機能があり
以下の作用をし、異臭物質を分解する。
■オキシダーゼとしての作用 分子状態による酸素による酸化反応(空気中の酸素によ
る自動酸化作用)。
2(Sub)H+02−一−4Sub−Sub+ H2
O2傘なお式中Subは5ubstrate (基質)
の略。
Pa1−MPc:金属フタロシアニンが結合している高
分子物質 (Sub)H:異臭物質で例えばH2S、R−9H(メ
ルカプタン誘導体)、R−CIO(アルデヒド誘導体)
 、 R−NH2(アミン誘導体)、R−0)1(アル
コール誘導体) Sub−9ub:酸化生成物 ■ベルオキシターゼとしての作用 上記■で生成した過酸化水素(本印)による酸化反応(
■に連鎖して起こる)。
2(Sub)H+   H2O2傘−−−一一一−−−
−5ub−9ub   +  2H20■オキシゲナー
ゼとしての作用 例えばインドール核、ピリジン核などの複素環状化合物
からなる悪臭物質を酸化開裂させる反応、インドール核
の場合には以下の反応。
酸化開裂による生成物は上記■・■の反応でさらに分解
される場合もある。
〔発明の効果〕
本発明の高分子物質は、上記の■〜■の反応作用により
水溶性・非水溶性を問わず人間の日常生活圏にある悪臭
物質はほとんど全部分解できる。
しかも物質自体は、異臭物質を吸収したり金蔵したりし
ておくものではなく、消臭反応系のなかで消耗されるも
のでもない、したがって半永久的に消臭効果が持続でき
るものである。
高分子物質であるから、それ自身、または他の高分子物
質との共重合物質、または他の高分子物質とのブレンド
物質が繊維状、フィルム状、チップ状、ゴム状、粉末状
あるいは物体の構造体に成形できる0紙質に混入するこ
ともできる。また塗料などに混入することもできる。し
たがって夫々の形状に応じ、例えば衣類、寝具、カーぺ
、ト、建築材料、空気清浄装置や汚水処理装置のフィル
タ、包装材料、コンテナなど現在使用されているあらゆ
る用途の高分子物質に使用でき、消臭機能を持たせるこ
とができる。
〔実施例〕
例1−.1.(第1発明の実施例) l X 10−2mol/lのビニルアミン単位のポリ
ビニルアミン塩酸塩水溶液に、 5 X 10−5mo
l/IのFe(III)−フタロシアニンオクタカルボ
ン酸オクタナトリウム塩水溶液を加える。これを攪拌し
ながら0.1規定KOH溶液を僅かずつ滴下し、PH5
にする。この混合溶液は、吸収スペクトルが入−4×5
883n+s、分子吸光係数がε=約10000のFe
(II[)−フタロシアニンモノマーの吸収が生ずる。
そして還元粘度が同−PHにおけるポリビニルアミン塩
酸塩単独の水溶液より高くなり、分子間のイオン架橋が
あることを確認できる。すなわち第2図に示す物質が生
成していることになる。前記の混合溶液を透析して種々
の共存イオンを除去し、キャスティング法によりフィル
ム状にすることができる。また濃厚溶液に発泡スチロー
ル、多孔質発泡体、多孔質繊維などを浸漬すれば、消臭
性機能を持った高分子物質の成形物が得られる。
例1−2.(第1発明の実施例) 前記例1−2のポリビニルアミン塩酸塩の水溶液の代り
にボリアクルアミン塩酸塩の水溶液を用い、同じような
操作により消臭性機能を持った高分子物質を得ることが
できる。
例1−3.(第1発明の実施例) 蟹の甲から抽出したチキン粉末より得た繊維を加水分解
するとグルコールキトザン繊維が得られる。そのグルコ
ールキトザン繊維10gを5X10−5mol/lのF
e(III)−フタロシアニンオクタカルボン酸オクタ
ナトリウム塩水溶液に浸漬する。これを攪拌しながら(
kl規定KOH溶液を僅かずつ滴下し、PH5にする。
繊維は直ちに深青色に着色するので、これを濾別してよ
く水洗し、乾燥させる。
この繊維を粉砕してKBrペレットにし、反射スペクト
ルを測定すると685nmのFe(m)−フタロシアニ
ン特有の吸収を示した。繊維状の消臭性機能を持った高
分子物質が得られている。Fe(III)−フタロシア
ニンオクタカルボン酸オクタナトリウム塩水溶液の濃度
を適宜選ぶことにより、20重量%程度まで金属フタロ
シアニンを結合させることができる。
例2−4.(第2発明の実施例) I X 101+sol/Iのアクリル酸単位のポリア
クリル酸水溶液に、5 X 10−5mol/IのGo
(II)−オクタアミノフタロシアニン水溶液を加える
。これを攪拌しながら0.1規定のKOH溶液を僅かず
つ滴下し、PH3〜6(最も好ましくは5)にする。
この混合溶液には分子間のイオン架橋があることを確認
できた。以後の操作は例1−1と同様の操作で消臭性機
能を持った高分子物質を得られる。
例2−5.(第2発明の実施例) カルボキシル基を有するセルロース繊維、例えばアルギ
ニンカルボキシメチルセルロース10gを5 X l 
0 5mol/lのGo(II)−オクタアミノフタロ
シアニン水溶液に浸漬する。これを撹拌しながら0.1
規定のKOH溶液を僅かずつ滴下し、P)15にする。
この繊維を濾別してよく水洗し、乾燥させれば、繊維状
の消臭性機能を持った高分子物質が得らる。  Go(
H)−オクタアミノフタロシアニン水溶液の濃度を適宜
選ぶことにより、20重量%程度まで金属フタロシアニ
ンを結合させることができる。
上記例1−1〜例2−5で得られた高分子物質を、ガラ
ス管に詰め、アンモニア、アミン、を化水素、メルカプ
タンなどの蒸気を透過させ、ガスクロマトグラフで検査
したところ、これらの物質が良く分解されていたことを
示した。1年の連続試験でも性能は全く劣化していなか
った。さらに天然の悪臭物質である糞尿、魚ワタ、下水
汚泥などについても非常に良い評価が得られている。な
お評価にあたっては上記ガスクロマトグラフの他、モニ
ターによる感応試験もやっており、この試験でも従来の
消臭剤に比し良い評価が得られているものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は金属フタロシアニンの構造式を示す図、第2図
は高分子物質と金属フタロシアニンがイオン結合してい
る構造の例を示す図、第3図は金属フタロシアニンのダ
イマーの構造を示す図である。 特許出願人  株式会社アースクリーン同      
       白  井  江  芳第2図 第  l 図 ¥3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、高分子側鎖に陽イオン基を有し、 構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼ なる金属フタロシアニンの−X基のうち少なくとも1つ
    に陰イオン基を有し、 前記高分子側鎖の陽イオン基に、0.5〜20重量%の
    前記金属フタロシアニンの陰イオン基がイオン結合して
    いることを特徴とする消臭性機能を持った高分子物質。 2、高分子側鎖に陰イオン基を有し、 構造式 ▲数式、化学式、表等があります▼ なる金属フタロシアニンの−X基のうち少なくとも1つ
    に陽イオン基を有し、 前記高分子側鎖の陰イオン基に、0.5〜20重量%の
    前記金属フタロシアニンの陽イオン基がイオン結合して
    いることを特徴とする消臭性機能を持った高分子物質。
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