KR20170137807A

KR20170137807A - 소취제, 소취제 조성물 및 소취성 가공품

Info

Publication number: KR20170137807A
Application number: KR1020177032177A
Authority: KR
Inventors: 고지 스기우라
Original assignee: 도아고세이가부시키가이샤
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2017-12-13
Also published as: TW201707730A; JPWO2016167272A1; CN107530463A; WO2016167272A1

Abstract

본 발명의 과제는 암모니아 가스 등의 악취를 확실하게 흡착 가능한 소취제를 제공하는 것이다. 또한, 섬유나 수지 성형품 등으로 용이하게 가공할 수 있는 소취제 및 그것을 사용한 소취성 가공품을 제공하는 것이다. 본 발명의 소취제는 하기 식 (1)로 나타나는 비정질 규산알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(식 중, M은 알칼리 금속 원소이고, x는 0.1 내지 0.5의 수이고, y는 5 내지 15의 수이고, n은 0.3 내지 15의 수임)

Description

소취제, 소취제 조성물 및 소취성 가공품

본 발명은 특정한 비정질 규산알루미늄을 포함하는 소취제 및 그것을 사용한 소취제 조성물 및 소취성 가공품에 관한 것이다.

근년, 일상 생활에 있어서 악취에 대한 관심이 높아지고 있고, 불쾌 냄새 또는 악취를 저감하기 위해, 실내 거치형이나 스프레이 타입의 소취성 가공품이 제품화되고 있다. 또한, 벽지, 커튼, 카페트, 매트, 소파, 필터, 또는 의류 등에 소취 효과를 부여한 다양한 것도 제품화되고 있다. 이들의 소취성 가공품에는 악취의 종류에 따라, 특정한 소취제가 사용되고 있다.

종래부터 소취제로서는 활성탄이 다용되어 왔지만, 활성탄은 색조가 흑색인 점이나, 물리 흡착성밖에 발휘되지 않는 점에서, 다양한 용도에 있어서 범용적 소취제로서 사용하는 것은 곤란하다. 물리 흡착의 결점은, 가스 성분이라면 무엇이든지 흡착한다는 점에서, 개방 공간에서는 악취 이외의 가스를 계속해서 흡착함으로써 즉시 포화되어 버리는 것이다. 또한, 흡착량이 포화되거나 환경 온도가 높아지거나 하면, 일단 흡착한 가스를 방출하기 위해 악취원으로도 되는 경우가 있어, 교체할 수 있는 제품에밖에 사용할 수 없다. 그래서, 백색 또는 담색의 화학 흡착성을 갖는 다양한 소취제가 개발되고 있다.

화학 흡착성을 갖는 소취제로서는, 예를 들어 특허문헌 1에는 황산알루미늄 및/또는 황산아연 3.0 내지 15.0중량%, 2-브로모-2-니트로-1,3-프로판디올 4.0 내지 16.0중량%, 글리옥살 3.0 내지 12.0중량%, 소취 성분을 함유한, 미생물의 배양액의 원심 분리 상청 16.0 내지 72중량% 및 물 20 내지 80중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 암모니아계 악취의 소취제가 개시되어 있다. 특허문헌 2에는 결합제 수지재에, 규산 혹은 그의 염이 금속 산화물과의 고용체를 포함하는 다공질 규산계 분체 및 다공질 산화티타늄 분말을 분산시켜 이루어지는 방취·항균성 섬유 가공제가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는 평균 입경이 10㎚ 내지 100㎛인 다공질 무기 물질과, 금속 산화물과, 폴리아민 화합물을 담지한 무기 규소 화합물을 포함하는 소취 조성물의 제조 방법이 기재되어 있고, 제올라이트나 실리카겔이 암모니아 등을 흡착 제거할 수 있는 것이 개시되어 있다. 특허문헌 4에는 유기질 또는 무기질의 담체에 제1급 아미노기를 갖는 화합물을 담지시킨 소취제 및 규산알루미늄을 포함하는 소취제를 함유하는 것을 특징으로 하는 소취제 조성물이 기재되어 있고, Al₂O₃ㆍnSiO₂ㆍmH₂O으로 나타나는 규산알루미늄을 포함하는 소취제가 암모니아 등의 염기성 가스에 대한 흡착능이 있는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 평6-165816호 공보 일본 특허 공개 평9-217278호 공보 일본 특허 공개 제2010-94406호 공보 일본 특허 공개 제2000-279500호 공보

그러나, 특허문헌 1 내지 4에 개시된 소취제는 암모니아 가스의 소취 효과가 충분하지 않고, 화학 흡착이 아니라 물리 흡착 효과에 의해 일시적으로 암모니아 농도를 낮추고 있는 경우가 있다. 물리 흡착 효과가 높은 경우는, 활성탄과 마찬가지로 다양한 가스 성분을 흡착하여 암모니아 가스의 흡착성이 저하되거나, 흡착한 가스가 재방출되거나 하는 문제가 발생하는 경우도 있다.

그래서, 본 발명의 과제는 암모니아 가스 등의 악취를 확실하게 흡착 가능한 소취제를 제공하는 것이다. 또한, 섬유나 수지 성형품 등으로 용이하게 가공할 수 있는 소취제 및 그것을 사용한 소취성 가공품을 제공하는 것이다.

본 발명자는 특정한 조성을 포함하는 비정질 규산알루미늄이 매우 높은 암모니아 가스의 화학 흡착성을 발현하는 것을 발견했다. 또한, 이 소취제를 함유하는 종이, 부직포, 섬유, 플라스틱 성형품 등의 소취성 가공품은 높은 소취 성능을 발현하는 것도 발견했다.

즉, 본 발명은 이하와 같다.

1. 하기 식 (1)로 나타나는 비정질 규산알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 소취제.

2. 1차 입자 직경이 0.01 내지 0.2㎛인 상기 항 1에 기재된 소취제.

3. 암모니아 가스의 화학 흡착량이 25mL/g 이상인 상기 항 1 또는 2에 기재된 소취제.

4. 상기 항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 소취제를 함유하는 것을 특징으로 하는 소취제 조성물.

5. 상기 항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 소취제를 함유하는 것을 특징으로 하는 소취성 가공품.

본 발명의 소취제는 화학 흡착에 의해, 특히 암모니아 가스에 대하여 우수한 소취 효과를 발현한다. 또한, 당해 소취제의 색조는 백색이기 때문에, 넓은 용도에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 소취제가, 1차 입자 직경이 0.01 내지 0.2㎛라고 하는 미립자인 경우에는 종이, 섬유 또는 수지 성형품 등에 도포, 반죽 등의 가공이 가능하고, 소취성 가공품의 생산성이 우수하다. 본 발명에 관한 소취제를 사용함으로써, 우수한 소취 성능을 발휘하는 종이, 섬유, 또는 수지 성형품 등의 소취성 가공품을 제공할 수 있다.

도 1은 실시예 1의 소취제 d1의 주사형 전자 현미경 사진이다.

본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하면 이하와 같지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 특별히 언급이 없는 %는 질량%이고, 부는 질량부를 나타낸다.

1. 소취제

본 발명은 하기 식 (1)로 나타나는 비정질 규산알루미늄을 포함하는 소취제다.

원소 M은 암모니아 가스의 소취성의 관점에서, 바람직하게는 Na 또는 K이고, 특히 바람직하게는 Na이다.

x의 범위는 바람직하게는 0.12 내지 0.45이고, 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.4이다. x가 0.1보다 작은 경우는, 암모니아 가스의 화학 흡착성이 저하된다. 한편, 0.5보다 커도, 암모니아 가스의 화학 흡착성이 저하되고, 수지에 배합했을 때에 황변 등의 문제가 발생하기 쉽다.

y의 범위는 바람직하게는 7 내지 12이고, 보다 바람직하게는 8 내지 12이다. y가 5 미만, 또는 15를 초과하면, 암모니아 가스의 화학 흡착성이 저하된다.

n의 범위는 바람직하게는 0.4 내지 13이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 11이다. n의 값이 0.3보다 낮은 것은 안정적으로 제조할 수는 없다. 한편, 15를 초과하는 것은 소취 성능이 저하되는 데다가, 수지에 배합했을 때에 황변 등의 문제가 발생하기 쉽다.

본 발명의 소취제는 비정질 규산알루미늄의 분말이고, 분말 X선 회절 측정에 있어서 결정 구조에 기인하는 명확한 회절 피크가 존재하지 않거나, 존재했다고 해도 매우 약간이다. 물리 흡착성을 갖는 소취제와 마찬가지로, 화학 흡착성을 갖는 소취제라도, 가스와의 접촉 면적이 클수록 효율적으로 가스를 흡착한다. 그 점에서, 비정질인 분말은 가스와의 접촉 면적이 클 뿐만 아니라, 입자 내부도 포함한 비표면적도 크기 때문에, 흡착성이 우수하다. 또한, 본 발명의 비정질 규산알루미늄은 특정한 조성으로 구성됨으로써 접촉 면적의 많은 개소에 화학 흡착성을 갖는 반응기가 배치되어 있고, 화학 흡착성이 우수한 것이다.

본 발명의 소취제의 1차 입자 직경은 암모니아 가스의 소취성의 관점에서, 바람직하게는 0.01 내지 0.2㎛, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.15㎛이다. 본 발명의 소취제는, 통상, 특정한 입경을 포함하는 1차 입자가 응집한 것이다. 1차 입자 직경은 전자 현미경을 사용하여 수만배의 배율로 관찰함으로써 확인할 수 있다. 1차 입자 직경이 0.01 내지 0.2㎛의 범위 내이면, 우수한 화학 흡착성이 얻어지고, 소취 제품을 제조하는 경우의 가공성도 양호하다.

본 발명의 소취제의 메디안 입경은 암모니아 가스의 소취성의 관점에서, 바람직하게는 0.2 내지 10㎛, 보다 바람직하게는 0.5 내지 8㎛이다. 메디안 입경이 0.2 내지 10㎛의 범위 내이면, 우수한 화학 흡착성이 얻어지고, 소취 제품을 제조하는 경우의 가공성도 양호하다. 또한, 본 발명의 소취제의 최대 입경은 바람직하게는 10㎛ 이하, 보다 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 최대 입경이 10㎛ 이하이면, 소취 제품을 제조하는 경우의 가공성이 양호하고, 성형품 등의 소취 제품의 외관에 문제가 발생하는 경우도 없다.

본 발명의 소취제의 BET 비표면적은 암모니아 가스의 소취성의 관점에서, 바람직하게는 100㎡/g 이상, 보다 바람직하게는 150 내지 600㎡/g, 더욱 바람직하게는 200 내지 500㎡/g이다. 비표면적이 100㎡/g 이상인 비정질 규산알루미늄 분말은 용이하게 제조할 수 있고, 높은 소취 효과가 얻어진다.

본 발명의 소취제의 분말 색채는 백색이고, Lab 색공간 표시로 나타낼 수 있다. Lab 색공간 표시의 측정법은, 소취제를 유리병에 충전한 저면으로부터 색채 색차계로 측정할 수 있다. 본 발명에 있어서의 소취제의 분말 색채는 L값 90 내지 99, a값 -2 내지 5, b값 -2 내지 5인 것이 바람직하다. Lab 색공간 표시가 상기 범위 내이면, 폭넓은 용도로 소취제를 사용할 수 있다.

본 발명의 소취제는 종래의 기술을 응용함으로써 제조 가능하고, 원료, 제법이나 설비 등에 제약은 없다. 소취제의 바람직한 제조 방법은 다음과 같다.

수용성 규산 화합물, 수용성 나트륨 화합물 및 수용성 알루미늄 화합물을, 산화규소와 산화알루미늄으로 환산했을 때의 SiO₂/Al₂O₃비가 5 내지 15가 되도록 사용하여, 물과의 혼합액을 얻는다. 수용성 나트륨 화합물로서는, 수산화나트륨, 질산나트륨 등을 사용할 수 있고, 이 수용성 나트륨 화합물을, 혼합액의 pH가 중성 내지 약알칼리성이 되도록 배합하는 것이 바람직하다. 또한, 수용성 규산 화합물로서는, 물유리, 콜로이달 실리카 등을 사용할 수 있다. 수용성 알루미늄 화합물로서는, 황산알루미늄, 염화알루미늄, 수산화알루미늄, 콜로이달 알루미나 등을 사용할 수 있다. 이어서, 상기 혼합액의 pH를, 바람직하게는 4 내지 9의 범위로 조정한 후, 60℃ 내지 120℃로 가열하고, 수분간 내지 10시간 숙성한다. 그리고, 얻어진 석출물을 여과 분리, 세정한 후에, 건조함으로써 비정질 규산알루미늄이 얻어진다. 그 후, 필요에 따라, 분쇄함으로써, 본 발명의 소취제를 제조할 수 있다.

본 발명의 소취제는 비정질 규산알루미늄에, 알칼리 금속 원소 이외의 알칼리 토금속 원소, 전이 금속 원소 등을 소량 함유하고 있어도, 물성이나 가스 흡착 용량이 크게 변하지 않으면, 암모니아 가스의 소취 효과를 갖는 소취제로서 작용한다. 이들의 다른 금속 원소를 함유시키기 위해서는, 상기 제조 방법에 있어서, 대응 원소의 수용성 화합물을 사용하면 된다.

본 발명의 소취제의 화학 흡착 용량은 소취제 1g당의 암모니아 가스 흡착량으로 25mL 이상인 것이 바람직하다. 흡착 용량이란, 소취제가 소취, 흡수 또는 흡착할 수 있는 특정한 가스 성분의 최대량이다. 일반적으로, 흡착 용량은 물리 흡착과 화학 흡착의 양 흡착 기구로 흡착한 흡착 용량이 나타나 있는 경우가 많다. 소취제의 화학 흡착 용량을 물리 흡착 용량과 구별하는 용이한 방법은 흡착 시험 온도를 고온으로 하여 흡착 용량을 측정하는 것이다. 물리 흡착은 고온에서는 흡착하지 않게 되기 때문이고, 흡착 시험 온도를 40℃ 이상으로 함으로써 화학 흡착 용량만을 구별하여 측정이 가능하다. 구체적인 화학 흡착 용량의 측정 방법은 이하와 같다.

악취 가스가 흡착되기 어렵고, 또한 공기를 통과시키지 않는 재질인 비닐알코올계 중합체 또는 폴리에스테르 등의 시험 주머니에, 소취제를 넣어 밀봉하고, 이 밀봉된 시험 주머니에 악취 가스를 주입 후, 40℃ 이상의 항온기에서 보존한다. 악취 가스 주입 직후 및 일정 시간 경과 후에, 시험 주머니 중의 잔존하는 악취 가스 농도를 측정한다. 이때, 일정 시간 경과 후의 잔존 가스 농도가 초기의 가스 농도의 1/10 이하가 된 시점을 흡착 성능이 파과된 점으로 하고, 이때의 잔존 가스 농도와 초기의 가스 농도의 차를, 소취제가 소취, 흡수한 악취 가스량으로 한다. 흡착 용량이 25mL 미만인 소취제는 소취 성능이 낮기 때문에, 만족시킬 수 있는 소취 효과를 얻을 수 없다.

2. 소취제 조성물

본 발명의 소취제 조성물은 비정질 규산알루미늄을 포함하는 소취제와, 다른 성분을 함유하는 조성물이다. 다른 성분은 다른 소취제여도 되고, 배합제여도 된다. 암모니아 가스를 포함하는 수종의 악취원이 혼합되어 있는 복합형 악취를 효율적으로 제거하기 위해, 본 발명의 소취제와 다른 소취제를 병용하여 소취제 조성물로서 사용하는 것도 가능하다. 다른 소취제로서는, 활성탄, 제올라이트, 실리카겔, 구리 함유 실리카겔, 함수산화지르코늄, 인산지르코늄, 인산티타늄, 산화아연, 산화알루미늄, 세피올라이트 등을 들 수 있다. 이 경우, 비정질 규산알루미늄을 포함하는 소취제와, 다른 소취제의 질량비는, 통상, 양자의 합계를 100질량%로 한 경우에, 각각 20 내지 90질량% 및 10 내지 80질량%이다.

3. 소취성 가공품

본 발명에 있어서, 비정질 규산알루미늄을 포함하는 소취제는 특히 암모니아 가스에 대한 소취 효과를 가지므로, 예를 들어 분말 또는 과립의 형태로 카트리지 등의 용기에 수용된 소취성 가공품(소취 제품)을 부여한다. 이 소취성 가공품을 실내나 실외의 악취 발생원의 근방 등에 정치해 둠으로써, 불쾌 냄새 또는 악취의 성분의 농도를 저감할 수 있다. 이하, 비정질 규산알루미늄을 포함하는 소취제가 다른 재료와 조합되어 이루어지는 소취성 가공품에 대하여 설명한다.

(1) 소취 섬유

본 발명에 있어서, 비정질 규산알루미늄을 포함하는 소취제를 사용한 유용한 소취성 가공품의 하나는 소취 섬유이다. 이 경우, 소취제가, 원료 섬유의 표면에 부착 또는 접착되어 있는 소취 섬유 (a), 또는 소취제가, 원료 섬유의 표면에 표출되도록 매설되어 있는 소취 섬유 (b)로 할 수 있다. 원료 섬유로서는, 천연 섬유 및 합성 섬유의 어느 것이어도 되고, 또한 단섬유, 장섬유 및 심초 구조를 가진 복합 섬유 등 어느 것이어도 된다. 소취 섬유 (a)는, 원료 섬유의 표면에, 소취제를 함유한 수계 혹은 유기 용제계 현탁액을 포함하는 소취제 함유 액체 조성물을, 도포나 디핑 등의 방법으로 부착시키고, 용제 등의 매체를 제거함으로써 얻을 수 있다. 또한, 이 조성물에는 원료 섬유 표면으로의 소취제의 부착력을 향상시키기 위한 접착제를 배합해 두어도 된다. 소취제를 함유하는 수계의 현탁액의 pH는 특별히 제한은 없지만, 소취제의 성능을 충분히 발휘시키기 위해, 바람직하게는 pH가 6 내지 8 부근이다.

또한, 소취 섬유 (b)는 액상 섬유용 수지의 용융물 또는 용해한 섬유용 수지 용액에 본 발명의 소취제를 배합하고, 얻어진 소취제 함유 수지 조성물을 섬유화함으로써 얻을 수 있다. 이 방법에서 사용할 수 있는 섬유용 수지는 특별히 한정되지 않고, 공지의 화학 섬유를 사용할 수 있다. 바람직한 수지는 폴리에스테르, 폴리아미드, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리비닐, 폴리비닐리덴, 폴리우레탄 및 폴리스티렌 등이다. 이들의 수지는 단독 중합체여도 되고 공중합체여도 된다. 공중합체의 경우, 단량체의 중합 비율은 특별히 한정되지 않는다.

소취제 함유 수지 조성물에 포함되는 소취제의 비율은 특별히 한정되지 않는다. 일반적으로, 소취제의 함유량을 늘리면, 소취성을 강력하게 발휘시켜, 장기간 지속시킬 수 있지만, 어느 정도 이상으로 함유시켜도, 소취 효과에 큰 차가 발생하지 않는 것, 혹은 소취 섬유의 강도가 저하되는 경우가 있으므로, 섬유용 수지 100질량부에 대하여, 바람직하게는 0.1 내지 20질량부이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 10질량부이다.

본 발명의 소취제를 포함하는 소취 섬유는, 예를 들어 내의, 양말, 에이프런 등의 의류, 개호용 의류, 이불, 방석, 담요, 융단, 소파, 에어 필터, 이불 커버, 커튼, 카시트 등의, 후술하는 소취 시트를 가공한 제품 등의 섬유 제품에 사용할 수 있다.

(2) 소취제 함유 도료 조성물

본 발명의 소취제의 주요한 다른 용도는 소취제 함유 도료 조성물이다. 소취제 함유 도료 조성물을 제조할 때에, 사용되는 도료 비히클의 주성분이 되는 유지 또는 수지는 특별히 한정되지 않고, 천연 식물성유, 천연 수지, 반합성 수지 및 합성 수지의 어느 것이어도 된다. 사용할 수 있는 유지 및 수지로서는, 예를 들어 아마인유, 동유, 대두유 등의 건성유 또는 반건성유, 로진, 니트로셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 초산낙산셀룰로오스, 벤질셀룰로오스, 노볼락형 또는 레졸형의 페놀 수지, 알키드 수지, 아미노알키드 수지, 아크릴 수지, 염화비닐 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 멜라민 수지 및 폴리염화비닐리덴 수지 등을 들 수 있다. 또한, 소취제 함유 도료 조성물은 열가소성 및 경화성의 어느 것이어도 된다.

소취제 함유 도료 조성물에 포함되는 본 발명의 소취제의 비율은 특별히 한정되지 않는다. 일반적으로, 소취제의 함유량을 늘리면, 소취성을 강력하게 발휘시켜, 장기간 지속시킬 수 있지만, 어느 정도 이상으로 함유시켜도, 소취 효과에 큰 차가 발생하지 않는 것, 혹은 도장면의 광택이 없어지거나, 균열이 발생하거나 한다. 따라서, 소취제의 함유 비율은 조성물 100질량%에 대하여, 바람직하게는 0.1 내지 20질량%이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 10질량%이다.

본 발명의 소취제는 액체 도료, 분체 도료의 어느 것에든 사용 가능하다. 또한, 상기 소취제 함유 도료 조성물은 어떤 기구에 의해 피막화하는 타입이어도 되고, 도막을 경화시킨 경우에는, 산화 중합형, 습기 중합형, 가열 경화형, 촉매 경화형, 자외선 경화형 및 폴리올 경화형 등으로 할 수 있다. 또한, 조성물에 배합되는 안료, 분산제 외의 첨가제는 본 발명의 소취제와 화학적 반응을 일으킬 가능성이 있는 것을 제외하면, 특별히 제한은 없다. 상기 소취제 함유 도료 조성물은 용이하게 제조할 수 있고, 구체적으로는, 원료 성분을, 예를 들어 볼 밀, 롤 밀, 디스퍼나 믹서 등의 일반적인 혼합 장치를 사용하여, 충분히 분산, 혼합하면 된다.

본 발명의 소취제를 함유하는 소취제 함유 도료 조성물은, 예를 들어 건물, 차량, 철도 등의 내벽 및 외벽, 쓰레기 소각장의 시설, 음식물 쓰레기 용기에 대하여 적합하게 사용할 수 있다.

(3) 소취 시트

본 발명의 소취제의 또 다른 용도는 소취 시트(소취 필름을 포함함)이다. 가공 전의 원료 시트는 특별히 한정되지 않고, 그 재질, 미세 구조 등도, 용도 등에 따른 것으로 할 수 있다. 원료 시트의 바람직한 재질은 수지, 종이 등의 유기 재료, 무기 재료, 혹은 이들의 복합물이다. 원료 시트는 일면측으로부터 타면측으로 통기성을 갖는 것이 바람직하다. 원료 시트의 다른 바람직한 구체예로서는, 화지, 합성지, 부직포, 수지 필름 등을 들 수 있고, 특히 바람직한 원료 시트는 천연 펄프 및/또는 합성 펄프를 포함하는 종이이다. 천연 펄프를 사용하면, 미세하게 갈라진 섬유 사이에 소취제 입자가 끼워지기 쉽고, 특별히 결합제를 사용하지 않아도 실용적인 담지체가 될 수 있다. 한편, 합성 펄프는 내약품성이 우수하다는 장점이 있다. 합성 펄프를 사용하는 경우에는, 섬유 사이에 분말을 끼워 넣음으로써 소취제 입자를 담지하는 것이 곤란해지는 경우가 있으므로, 그것을 억제하기 위해, 초지 후의 건조 공정에 있어서 섬유의 일부를 용융하고, 분말과 섬유 사이의 부착력을 증가시키거나, 섬유의 일부에 다른 열경화성 수지 섬유를 혼재시켜도 된다. 천연 펄프와 합성 펄프를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면, 다양한 특성을 조정한 종이를 얻을 수 있지만, 일반적으로 합성 펄프의 비율을 많게 하면, 강도, 내수성, 내약품성 및 내유성 등이 우수한 종이를 얻을 수 있고, 한편, 천연 펄프의 비율을 많게 하면, 흡수성, 가스 투과성, 친수성, 성형 가공성 및 감촉 등이 우수한 종이를 얻을 수 있다.

상기 소취 시트로서는, 소취제가, 원료 시트의 일면측으로부터 타면측으로의 전체에 걸쳐서 포함되는 것이어도 되고, 일면측 또는 타면측의 표면층에 배치된 것이어도 되고, 표면층을 제외한 내부에 배치된 것이어도 된다.

상기 소취 시트에 포함되는 본 발명의 소취제의 담지량은 특별히 한정되지 않는다. 일반적으로, 소취제의 담지량을 늘리면, 소취성을 강력하게 발휘시켜, 장기간 지속시킬 수 있지만, 어느 정도 이상으로 담지시켜도, 소취 효과에 큰 차가 발생하지 않는다. 따라서, 소취제의 담지량은 원료 시트 100질량부당, 바람직하게는 0.1 내지 10질량부이다.

상기 소취 시트를 제조하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 본 발명의 소취제의 담지는 원료 시트의 제조와 동시 또는 원료 시트의 제조 후 어느 것이어도 된다. 예를 들어, 종이에 담지하는 경우, 초지 공정의 어느 공정에 있어서 소취제를 도입하는 방법이나, 접착제를 포함하는 소취제 함유 액체 조성물을, 미리 제조한 종이에 도포, 침지 또는 분사하는 방법 등을 적용할 수 있다. 소취제 함유 액체 조성물을 사용하는 경우, 소취제의 담지량이 0.05 내지 10g/㎡ 정도가 되도록 도공하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 소취제가 종이에 담지된 소취 시트를 제조하는 방법의 일례로서, 초지 공정 시에 소취제를 도입하는 방법에 대하여 설명한다. 초지 공정 자체는 공지의 방법에 따라 행하면 되고, 먼저, 소정의 비율로 소취제와 펄프를 포함하는 슬러리에, 양이온성 및 음이온성의 응집제를, 각각, 전체 슬러리에 대하여 5질량% 이하로 첨가하여, 응집체를 생성시킨다. 계속해서, 이 응집체를, 공지의 방법에 의해 초지화하고, 그 후, 이것을 온도 100℃ 내지 190℃에서 건조시킴으로써, 종이에 소취제를 담지한 소취 시트를 얻을 수 있다.

본 발명의 소취제를 구비하는 소취 시트는, 예를 들어 의료용 포장지, 식품용 포장지, 전기 기기용 곤포지, 개호용지 제품, 신선도 유지지, 종이제 의료, 공기 청정 필터, 벽지, 티슈 페이퍼, 화장지 등으로서 사용할 수 있다.

(4) 수지 성형품

본 발명의 소취제는 수지 성형품 또는 발포 성형품에 적용할 수 있다. 수지 성형품을 제조하는 경우에는, 성형 재료로서의 소취제 함유 수지 조성물이 사용된다. 이 소취제 함유 수지 조성물은 열가소성 수지와 소취제를 포함하는 혼합물이어도 되고, 용융 혼련물이어도 된다. 수지 성형품은 소취제 함유 수지 조성물을 성형기에 투입함으로써 제조할 수 있다. 또한, 소취제를 고농도 함유한 펠릿상 수지를 미리 제조하고, 이것을 주수지와 혼합 후, 성형기에 의해 성형하는 것도 가능하다. 또한, 소취제 함유 수지 조성물에는 물성을 개선하기 위해, 필요에 따라, 안료, 염료, 산화 방지제, 내광 안정제, 대전 방지제, 발포제, 내충격 강화제, 유리 섬유, 방습제 및 증량제 등의 첨가제를 배합할 수도 있다. 상기 수지 성형품 또는 발포 성형품을 제조하기 위한 성형 방법으로서는, 사출 성형, 압출 성형, 인플레이션 성형, 진공 성형, 발포 성형 등, 일반적인 수지 성형 방법을 적용할 수 있다.

본 발명의 소취제를 함유하는 수지 성형품 또는 발포 성형품은, 예를 들어 공기 청정기, 냉장고 등의 가전 제품이나, 쓰레기통, 물기 제거 등의 일반 가정 용품, 포터블 화장실 등의 개호용품으로서 사용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예를 들어, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 「%」는 질량%이다.

1. 평가 방법

(1) 소취제의 조성

소취제를 염산 및 불화수소산에 의해 용해 후, 용액 중의 Na, Al, Si 함유량을 ICP 발광 분석법으로 정량했다. 또한, 250℃의 2시간에 있어서의 건조 감분량으로부터 H₂O 함유량을 정량하고, Na₂O, Al₂O₃, SiO₂ 및 H₂O의 몰비를 산출했다.

(2) 소취제 분말의 결정성

분말 결정성은 리가쿠사제 X선 회절 장치 「RINT2400V」(형식명)를 사용하여, CuKα선에 의해 행하여, X선 회절상을 얻었다. 측정 조건은 관전압 40㎸ 및 전류 150㎃로 했다. 명확한 회절 피크가 얻어지면 결정질이고, 얻어지지 않으면 비정질이라고 판정했다.

(3) 소취제 분말의 1차 입자 직경

주사형 전자 현미경을 사용하여 10000배 내지 30000배로 관찰하고, 임의의 입자 30개의 평균 입자 직경을 계산했다.

(4) 소취제 분말의 메디안 입경(d50)

소취제 분말을 말번사제 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치 「MS2000」(형식명)로 측정하고, 결과를 체적 기준으로 해석했다. 또한, 입도 분포의 함유율%는 이 해석 방법으로부터 전체 입자 중의 체적%이지만, 측정 분말의 밀도가 일정하므로, 질량%와 동일한 의미를 갖는다.

(5) 소취제의 암모니아 가스 흡착 용량

건조한 소취제 분말 0.01g을 비닐알코올계 중합체 필름제의 시험 주머니에 넣고, 여기에 암모니아 가스 3L 주입하고, 5℃ 또는 50℃에서 1시간 보존 후의 시험 주머니 중의 잔존 가스 농도를 가스 검지관에서 측정했다. 5℃에서 보존 후의 암모니아 가스 흡착량을 물리 흡착 및 화학 흡착에 의한 흡착 용량으로 하고, 50℃에서 보존 후의 암모니아 가스 흡착량을 화학 흡착만에 의한 흡착 용량으로 했다. 흡착 용량은 시료 1g당의 흡착한 가스 용량으로 나타냈다.

(6) 소취 섬유의 소취 성능

소취 섬유 시트 100㎠를 비닐알코올계 중합체 필름제의 시험 주머니에 넣고, 여기에 암모니아(초기 농도 100ppm)를 3L 주입하고, 45℃에서 2시간 보존 후의 시험 주머니 중의 잔존 가스 농도를 가스 검지관에서 측정하고, 소취 섬유 시트를 넣지 않고 마찬가지로 측정한 시험 주머니만에 의한 공시험의 잔존 가스 농도를 100%로 했을 때의 소취율로 나타냈다.

2. 소취제의 제조 및 평가

실시예 1

10% 황산알루미늄 수용액과, 2호 물유리를 혼합하여, 백색 석출물을 생성시켰다. 그 후, 얻어진 현탁액의 pH를 5.0으로 하고, 이것을 교반하면서 96℃에서 4시간에 걸쳐 가열 숙성했다. 계속해서, 얻어진 액을 여과하고, 물로 세정한 후, 105℃에서 24시간 건조함으로써 고형물을 얻었다. 이 고형물을 로우터 스피드 밀로 분쇄함으로써, 비정질 규산알루미늄의 분말을 제조했다. 얻어진 분말을 소취제 (d1)로 하여, 각종 분석 또는 측정을 행하였다. 그 분석 결과 및 측정 결과를 표 1에 나타냈다.

실시예 2

백색 석출물을 포함하는 현탁액의 pH를 5.3으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 비정질 규산알루미늄의 분말을 제조했다. 얻어진 분말을 소취제 (d2)로 하여, 각종 분석 또는 측정을 행하였다. 그 분석 결과 및 측정 결과를 표 1에 나타냈다.

실시예 3

백색 석출물을 포함하는 현탁액의 pH를 4.0으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 비정질 규산알루미늄의 분말을 제조했다. 얻어진 분말을 소취제 (d3)으로 하여, 각종 분석 또는 측정을 행하였다. 그 분석 결과 및 측정 결과를 표 1에 나타냈다.

실시예 4

10% 염화알루미늄 수용액과, 3호 물유리를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 비정질 규산알루미늄의 분말을 제조했다. 얻어진 분말을 소취제 (d4)로 하여, 각종 분석 또는 측정을 행하였다. 그 분석 결과 및 측정 결과를 표 1에 나타냈다.

비교예 1

백색 석출물을 포함하는 현탁액의 pH를 6.0으로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 비정질 규산알루미늄의 분말을 제조했다. 얻어진 분말을 소취제 (d5)로 하여, 각종 분석 또는 측정을 행하였다. 그 분석 결과 및 측정 결과를 표 1에 나타냈다.

비교예 2

백색 석출물을 포함하는 현탁액의 pH를 3.5로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 비정질 규산알루미늄의 분말을 제조했다. 얻어진 분말을 소취제 (d6)으로 하여, 각종 분석 또는 측정을 행하였다. 그 분석 결과 및 측정 결과를 표 1에 나타냈다.

비교예 3

백색 석출물을 포함하는 현탁액의 pH를 6.8로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 비정질 규산알루미늄의 분말을 제조했다. 얻어진 분말을 소취제 (d7)로 하여, 각종 분석 또는 측정을 행하였다. 그 분석 결과 및 측정 결과를 표 1에 나타냈다.

비교예 4

미즈사와 가가쿠 고교사제 Y형 제올라이트 「미즈카시부스Y420」(상품명)을 소취제 (d8)로 하여, 각종 측정을 행하였다. 그 측정 결과를 표 1에 나타냈다.

비교예 5

A형 실리카겔(시약)을, 소취제 (d9)로 하여, 각종 측정을 행하였다. 그 측정 결과를 표 1에 나타냈다.

비교예 6

미즈사와 가가쿠 고교사제 MFI형 제올라이트 「미즈카시부스EX122」(상품명)를 소취제 (d10)으로 하여, 각종 측정을 행하였다. 그 측정 결과를 표 1에 나타냈다.

비교예 7

후타무라 가가쿠사제 활성탄 「CW350A」(상품명)를 소취제 (d11)로 하여, 그 측정 결과를 표 1에 나타냈다.

표 1로부터 명백해진 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 소취제는 50℃에 있어서의 암모니아 가스 흡착 용량이 크고, 화학 흡착에 의해 소취 효과가 발현하고 있는 것을 알 수 있었다. 한편, 비교예 1 내지 7의 소취제는 50℃의 암모니아 가스 흡착 용량이 낮고, 화학 흡착성이 떨어져 있었다.

3. 소취성 가공품의 제조 및 평가

실시예 5

먼저, 실시예 1에서 제조한 소취제 d1을 5g, 고형분 40%의 아크릴에멀션계 결합제를 100g 및 물 500g을 혼합하여, 소취제 함유 액체 조성물을 제작했다. 이 액체 조성물을, 폴리에스테르 섬유를 포함하는 생지에 소취제의 전착량이 0.5g/㎡가 되도록 전착 가공(도포 및 건조)하여, 소취 섬유 시트를 제조했다. 얻어진 소취 섬유 시트 100㎠를 사용하여 소취 성능을 평가했다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.

실시예 6 및 비교예 8 내지 12

소취제 d1 대신에, 표 2에 나타내는 소취제 d2, d7, d8, d9 또는 d10을 사용한 것 이외는, 실시예 5와 마찬가지로 하여 소취 섬유 시트를 제조하고, 평가했다(실시예 6 및 비교예 8 내지 11). 또한, 소취제를 전착하고 있지 않은 폴리에스테르 생지만에 대해서도, 비교예 12로서 평가했다. 그 결과를 표 2에 나타냈다.

표 2로부터 명백해진 바와 같이, 실시예 5 및 6의 소취 섬유 시트는 전착 가공한 생지의 암모니아 가스에 대한 소취율이 90% 이상인 것에 비해, 비교예 8 내지 11의 소취율은 70% 이하이고, 실시예의 소취 섬유 시트의 소취성이 우수하다.

본 발명에 있어서의 소취제는 특히 암모니아 가스에 대한 화학 흡착성이 우수하다. 또한, 이 소취제의 색조는 백색이고, 또한 미립자이기 때문에, 종이나 섬유 등의 제품에 도포 또는 반죽 가공이 가능하고, 다양한 소취성 가공품을 제공할 수 있다.

Claims

하기 식 (1)로 나타나는 비정질 규산알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 소취제.

(식 중, M은 알칼리 금속 원소이고, x는 0.1 내지 0.5의 수이고, y는 5 내지 15의 수이고, n은 0.3 내지 15의 수임)
제1항에 있어서, 1차 입자 직경이 0.01 내지 0.2㎛인 소취제.
제1항 또는 제2항에 있어서, 암모니아 가스의 화학 흡착량이 25mL/g 이상인 소취제.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 소취제를 함유하는 것을 특징으로 하는 소취제 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 소취제를 함유하는 것을 특징으로 하는 소취성 가공품.