JPS621751A - 消臭性機能を持つた高分子物質 - Google Patents

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５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〜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。開示されている消臭剤は他の一消臭剤に比
べて優れたものである。

〔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４図（
ａ）に示す金属フタロシアニン−ダイマーまたは同図（
ｂ）に示を金Ｊｉフタロシアニンー終−オギソダイマー
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、か覧るダイマー
が生成しないようにしている。

ところが金属フタロシアニンは高分子物質に結合してい
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０．５〜２０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、第２図に示すように高分子中
に電子受容体（アクセプター、図中Ａで表示）を有して
おり、金属フタロシアニン（図中Ｍ　−Ｐ　ｃで表示）
の−Ｘ基（第１図参照）には電子供与体（ドナー、図中
りで表示）を有しており、その電子受容体Ａと電子供４
体りとの間で電荷移動結合をする。これにより、高分子
と金属フタロシアニンが電荷移動錯体を形成している。

金属フタロシアニンの−ｘｌのうち少なくとも１つに電
子供与体りがあれば良いが、好ましくは２〜Ｂが電子供
与体りのものである。

同じく本願の第２発明の高分子物質は、第３図に示すよ
うに高分子中に電子供与体りを有しており、金属フタロ
シアニンの−Ｘ基には電子受容体Ａを有しており、その
電子供与体りと電子受容体Ａとの間で電荷移動結合をす
る。これにより、高分子と金属フタロシアニンが電荷移
動錯体を形成している。金属フタロシアニンの−Ｘ基の
うち少なくとも１つに電子受容体Ａがあれば良いが、好
ましくは２〜８が電子受容体Ａのものである。

第１発明または第２発明で、電子受容体Ａ（電子吸引基
）には、例えばニトロ基、ニトリル基、ニトロソ基、カ
ルボニル基、カルボキシル基などがある。電子供与体Ｄ
（電子供与基）には、例えばピリジン、ベンゼン環、カ
ルバゾール、ジメチルアミノベンゼン、ジカルボン酸無
水物などの官能基がる。高分子中の電子受容体Ａまたは
電子供与体りは主鎖中にあっても側鎖中にあってもよい
、天然高分子でも合成高分子でもよいし、２次元構造で
も３次元構造でもよい。

なお第１図に示す金属フタロシアニンの−Ｘ基で、電子
供与体または電子受容体以外の−Ｘ基は、水素基、アル
キル基、アルキルケイ素基など任意である。金属フタロ
シアニンは中心金属Ｍが例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、　Ｔ
ｉ、Ｖ、Ｎｉ、Ｇｕ、Ｚｎ、Ｎｏ、Ｗ、Ｏ８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Ｆ
ｅとＣａのものを混合したものである。

〔作用〕

上記の如く高分子物質中に金属フタロシアニンが電荷移
動結合（第２図・第３図参照）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４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。

高分子物質中の金属フタロシアニンは、高分子中の親木
領域に近ずく水溶性異臭物質、または疎水領域に近ずく
非水溶性の異臭物質に対し前記■〜■の３つのａ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）＋（＋　０２　　　　５ｕｂ−Ｓｕｂ＋　
Ｈ２Ｏ２ψなお式中Ｓｕｂは５ｕｂｓｔｒａｔｅ　（基
質）の略。

Ｐｏ１−にＰｃ：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−ＳＨ（メ
ルカプタン誘導体）、Ｒ−ＣＨＯＣアルデヒド銹導体）
、Ｒ−Ｎ１３（アミン誘導体）、Ｒ−ＯＨ（アルコール
誘導体） Ｓｕｂ−Ｓｕｂ：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（零印）による酸化反応（
■に連鎖して起こる）。

２（Ｓｕｂ）Ｈ＋　　Ｈ２Ｏ２”皿４Ｓｕｂ−Ｓｕｂ　
＋　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合成したりし
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
ペット、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、自動車の内装品など現在使
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） Ｆｅ（ｍ）−オクタピリジニウムフタロシアニン１．０
ｇをジメチルホルムアミドに溶解した溶液と。

ポリアクリルニド１ｙル１．Ｏｇをジメチルホルムアミ
ドに溶解した溶液とを混合し、その混合液を２４時間放
置する。すると緑色の錯体溶液が得られる。その錯体溶
液の溶媒であるジメチルホルムアミドを蒸発させると、
オクタピリジニウムフタロシアニン２０重量％が電荷移
動結合しているポリアクリルニトリルの固形物が得られ
る。電荷移動結合の存在は、λ＝４００〜５００ｎｍの
吸収スペクトルにより確認された。また錯体溶液の粘度
はポリアクリルニトリル単独溶液の粘度より高くなり、
分子間の電荷移動結合の架橋もあることが確認できる。

すなわち第２図に示すように、高分子中の電子受容体Ａ
と金属フタロシアニンの電子共与体りとにより電荷移動
錯体が生成していることになる。

例１−２（第１発明の実施例）。

ＣＯ−テトラカルバゾールフタロシアニン１．Ｏｇをジ
メチルホルムアミドに溶解した溶液と、ニトロセルロー
ス２．０ｇをアセトンに溶解した溶液とを混合して反応
させると、ニトロセルロースにＣｏ−テトラカルバゾー
ルフタロシアニン１０重量％が電荷移動結合している電
荷移動錯体が得られる。

例２−３（第２発明の実施例） Ｆｅ（ｍ）−才クタシアノフタロシアニン１．０ｇをジ
メチルホルムアミドに溶解した溶液と、ポリビニルピリ
ジン１．ｏｇをジメチルホルムアミドに溶解した溶液と
を混合し、その混合液を２４時間放置する。すると緑色
の錯体溶液が得られる。その錯体溶液の溶媒であるジメ
チルホルムアミドを蒸発させると、オクタシアノフタロ
シアニン２０重量％が電荷移動結合しているポリビニル
ピリジンの固形物が得られる。電荷移動結合の存在は、
入＝４００〜５００ｎｍの吸収スペクトルにより確認さ
れた。また錯体溶液の粘度はポリビニルピリジン単独溶
液の粘度より高くなり１分子間の電荷移動結合の架橋も
あることが確認できる。すなわち第３図に示すように、
高分子中の電子共与体りと金属フタロシアニンの電子受
容体Ａとにより電荷移動錯体が生成していることになる
。

例２−４（第２発明の実施例） ＣＯ−ジカルボキシルフタロシアニン１．０ｇをジメチ
ルホルムアミドに溶解した溶液と、ポリスチレン２．Ｏ
ｇをジメチルホルムアミドに溶解した溶液とを混合して
反応させると、ポリスチレンにＣｏ−ジカルボキシルフ
タロシアニン６重量％が電荷移動結合している電荷移動
錯体が得られる。

上記例１−１〜２−４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、硫化水素、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
・第３図は高分子物質と金属フタロシアニンとの電荷移
動錯体の構造の例を示す図、第４図（ａ）・（ｂ）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第１図 第チ図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高分子中に電子受容体を有し、 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、電子供与体を有し、 前記電子受容体と前記電子供与体との間で電荷移動結合
   することにより、 前記高分子に０．５〜２０重量％の前記金属フタロシア
   ニンが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、高分子中に電子供与体を有し、 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、電子受容体を有し、 前記電子供与体と前記電子受容体との間で電荷移動結合
   することにより、 前記高分子に０．５〜２０重量％の前記金属フタロシア
   ニンが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。