JP2000117116A - 光触媒固定溶媒再生セルロース成型体及びその製造方法 - Google Patents

光触媒固定溶媒再生セルロース成型体及びその製造方法

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JP2000117116A
JP2000117116A JP10303191A JP30319198A JP2000117116A JP 2000117116 A JP2000117116 A JP 2000117116A JP 10303191 A JP10303191 A JP 10303191A JP 30319198 A JP30319198 A JP 30319198A JP 2000117116 A JP2000117116 A JP 2000117116A
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Shinji Nakagawa
川 伸 司 中
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、光触媒のセルロース基材へ
の固定手段に関し、光触媒酸化チタンに対する耐久性、
耐水性及び易成型性を有する基本的な光触媒固定手段の
開発を課題とし、もって光触媒の更なる利用拡大を推進
することにある。 【解決手段】 本発明に係る光触媒固定溶媒再生セルロ
ース成型体は、N−メチルモルフォリン−N−オキシド
を含むセルロース溶媒系でセルロース基材を溶解したセ
ルロース基材溶解組成物に、光触媒酸化チタンを分散配
合し、溶媒再生セルロースにより光触媒酸化チタンを固
定したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒酸化チタン
を固定する方法として、溶媒再生セルロースを利用する
ものである。粒子状、繊維状、フィラー形状および板状
をなす光触媒固定溶媒再生セルロース成型体及びその製
造方法に関するものであり、その利用分野としては水浄
化処理用基材、エアーフィルター用基材及び光触媒担持
体等として各種分野に利用される。
【0002】
【従来の技術】光触媒酸化チタンの固定方法として、バ
インダーによる固定、不織布への固定等が開示されてい
る。これらの固定化技術は、セルロース基材に対する合
理的な固定化方法を示すものではなく、光触媒酸化チタ
ンに対し耐久性を持つセルロース基材の合理的利用を示
すものでもない。したがって、この問題点、すなわち光
触媒の固定材料、被固定材料をセルロース系材料で構成
し、合理的に且つ確実に光触媒酸化チタンを固定する基
本的方法の開発が強く望まれる所である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光触
媒のセルロース基材への固定手段に関し、光触媒酸化チ
タンに対する耐久性、耐水性及び易成型性を有する基本
的な光触媒固定手段の開発を課題とし、もって光触媒の
更なる利用拡大を推進するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
セルロース溶媒再生システムを鋭意研究の結果、N−メ
チルモルフォリン−N−オキシドを含む溶媒系を使用す
る事により解決し得る事を見出した。すなわち、N−メ
チルモルフォリン−N−オキシドを含む溶媒系でセルロ
ースの溶解程度をコントロールし、更に凝固によりセル
ロース成型体を得る段階で、形状を整える事により、粒
子状、繊維状、フィラー形状及び板状をなすミクロ、マ
クロな成型体を任意に製造できるに至った。従来の方
法、例えばバインダーによる光触媒の固定方法に比べ、
光触媒固定層の厚みを所望する厚みに調整する事が可能
となり、更に固定工程を格段に簡略化する事を可能とす
るものである。そして、セルロース成型体を形成する場
合、製造段階で積極的に多孔質化を図りセルロース溶媒
除去を容易とする方法と併用する事によりスポンジ体と
する事も出来る事を見出し、本発明を完成させるに至っ
た。
【0005】本発明に係る光触媒固定溶媒再生セルロー
ス成型体は、N−メチルモルフォリン−N−オキシドを
含むセルロース溶媒系でセルロース基材を溶解したセル
ロース基材溶解組成物に、光触媒酸化チタンを分散配合
し、溶媒再生セルロースにより光触媒酸化チタンを固定
したものである。
【0006】また上記光触媒固定溶媒再生セルロース成
型体は粒子状、繊維状、フィラー又は板状の成型体とし
たものである。さらに上記光触媒固定溶媒再生セルロー
ス成型体は発泡剤にてスポンジ成型体に形成したもので
ある。
【0007】本発明に係る光触媒固定溶媒再生セルロー
ス成型体の製造方法は、セルロース基材を、N−メチル
モルフォリン−N−オキシドを72重量%以上含有する
セルロース溶媒系で溶解温度75℃以上150℃以下で
溶解処理を行い、かつこれに光触媒酸化チタンを混合
し、光触媒酸化チタンをセルロース基材溶解組成物に均
一に分散させ、凝固浴にて凝固成型を行うようにしたも
のである。
【0008】また発泡剤を使用する場合の配合割合は2
重量%以下0.01重量%以上としたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】特開平7−189019号公報で
は、セルロース溶解に第3級アミンオキサイド、特にN
−メチルモルフォリン−N−オキシドによる再生セルロ
ース紡糸に関する製造方法が開示されている。本発明
は、これらを踏まえ、N−メチルモルフォリン−N−オ
キシドを含む溶媒系に、必要により形態を加工処理され
たセルロース基材を溶解する段階で、セルロース基材溶
解の程度を調節し、同時に光触媒酸化チタンを混合し、
光触媒酸化チタンをセルロース基材溶解組成物に均一に
分散させ、凝固浴にて凝固成型を行うものである。ま
た、使用目的に合わせた形状ならびに特性を得る為、該
製造段階で合理的に形態を調整することにより光触媒固
定溶媒再生セルロース成型体となる。
【0010】セルロース基材として、木材パルプ、非木
材パルプ、マーセル化パルプ、古紙パルプ、リンター、
コットンを原料とするセルロース系素材の抄造物、裁断
物、粗砕物、粉砕物、微粉砕物、綿状化物、酸処理物、
アルカリ処理物、オゾン処理物、及び以上を構成要素と
する紙及び不織布を使用できる。
【0011】セルロース基材として、〔0010〕項に
記載した基材を1種類又は2種類以上組み合わせて、使
用することができる。すなわち、セルロース基材の化学
的性質、物理的性質、形状的な差異を持つセルロース基
材を組み合わせる事により、成型体の物性を調整するこ
とが可能となる。
【0012】セルロースの溶媒系としてN−メチルモル
フォリン−N−オキシドを含む溶媒系を使用する。その
他の溶媒系構成要素として、水、エタノール、メタノー
ル、ブタノール、イソプロパノール、その他アルコール
類、グリコール類、N,N−ジメチルフォルムアミド、
N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフォキシ
ド、N−メチル−2−プロピリジノン、スルフォラン、
アセトニトリル、ジメチルエタノールアミンN−オキシ
ド、ジメチルシクロヘキサルアミンN−オキシド、ジメ
チルベンジルアミンN−オキシド、ジメチルホモピリジ
ンN−オキシドを併用できる。本発明は、これらN−メ
チルモルフォリン−N−オキシドを除く溶媒系構成要素
に限定されるものではない。溶媒に占めるN−メチルモ
ルフォリン−N−オキシドの割合は、72重量%以上が
好ましい。これを下回る場合、良好なセルロース溶解物
は得られない。溶解温度は、75℃以上150℃以下の
範囲が好ましい。75℃を下回る場合、良好なセルロー
ス溶解物は得られず、150℃を越える場合はN−メチ
ルモルフォリン−N−オキシドの自己発熱が起こる為、
使用できない。さらには、120℃以下で溶解を進める
方法が、より好ましい。
【0013】光触媒酸化チタンの添加混合を、このN−
メチルモルフォリン−N−オキシド溶解物に添加し均一
な液状組成物となすことにより光触媒酸化チタンを固定
することができる。光触媒酸化チタンの配合割合として
は、実用的範囲として、5重量%以下が好ましい。又、
光触媒酸化チタンの分散安定性を得ることを目的とし
て、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロース、セルロース誘導体、キトサンを
5重量%以下で使用する事ができる。光触媒固定層の厚
み調整は、セルロースの溶解程度を温度・時間で調整す
る事により可能となる。更に未溶解繊維質を所定量残
し、補強繊維質として利用する事もでき、セルロース基
材の組み合わせ、配合割合、配合順序により、さまざま
な形態及び特徴を付与することができ、更に発泡剤を使
用する事によりスポンジ体とする事もできる。次に詳細
に説明する。
【0014】光触媒酸化チタンを均一に分散させる方法
として、〔0012〕項に記載の溶媒系構成要素に添加
混合し、N−メチルモルフォリン−N−オキシドの固形
/液状物に混合する方法、及びN−メチルモルフォリン
−N−オキシドを含む溶媒系液状物に混合する方法が採
用でき、いずれの方法によっても、良好なセルロース溶
解が得られる。
【0015】光触媒酸化チタンを、粒子状、繊維状、及
びフィラー形状に固定、成型する方法として、光触媒酸
化チタンを〔0014〕項の記載方法により均一に分散
させた状態で、セルロース系基材を完全に加温溶解さ
せ、凝固浴に滴下し光触媒固定粒子体、繊維体、フィラ
ー形状体を得る。凝固浴として、水、及び無機塩溶液を
使用できる。セルロース系基材を撹拌しながら完全に加
温溶解させ、撹拌状態で、粉状結晶芒硝を添加し粒子
体、繊維体、フィラー形状体と為し、その後凝固浴中に
投入する事によっても得ることができる。
【0016】光触媒酸化チタンを板状に固定、成型する
方法として、光触媒酸化チタンを〔0014〕項の記載
方法により均一に分散させ、セルロース系基材を紙状も
しくは不織布状に加工し、セルロース系基材表面を加温
溶解させ凝固浴に導入することにより得られる。その他
の方法として、〔0015〕項の記載方法によりセルロ
ース系基材を完全に加温溶解させ、紙状もしくは不織布
状に加工されたセルロース系基材にコーティングし、凝
固浴に導入することによっても得られる。
【0017】発泡処理を行うことにより、スポンジ体と
する事ができる。この場合の発泡剤として、アゾビスブ
チルニトリル、アゾジカルボンアミド、5−モルフォリ
ル−1,2,3,4−チアトリアゾール、N,N−ジメ
チル−N,N−ジニトロソテレフタルアミド等の有機発
泡剤、及び、アジド化合物等の無機発泡剤が使用でき
る。これらの発泡剤を使用する場合、発泡剤の分解温度
以下でセルロース基材を所定量溶解し、その後発泡剤の
分解温度まで溶解液温度を上昇させる方法、若しくはセ
ルロース溶解に使用した溶媒系と異なる発泡浴液中で有
機発泡剤の分解温度まで溶解液温度を上昇させ発泡処理
を行う事ができる。これらの発泡剤の添加は、セルロー
ス基材調整工程からセルロース基材溶解工程までの間に
行う事ができる。発泡剤の配合割合として2重量%以下
0.01重量%以上が好ましい。2重量%を越える添加
は、経済的に好ましくない。更に発泡剤使用の場合、成
型体を充分に洗浄し、副生物を含め完全に除去する必要
があり、この観点からも2重量%を越える添加は、好ま
しくない。発泡剤の配合割合として0.01重量%未満
の場合、良好なスポンジ体を得ることが出来ず好ましく
ない。
【0018】発泡浴液として水、エタノール、メタノー
ル、ブタノール、イソプロパノール、その他アルコール
類、グリセリン、グリコール類、N,N−ジメチルフォ
ルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチル
スルフォキシド、N−メチル−2−プロピリジノン、ス
ルフォラン、アセトニトリル、ジメチルエタノールアミ
ンN−オキシド、ジメチルシクロヘキサルアミンN−オ
キシド、ジメチルベンジルアミンN−オキシド、ジメチ
ルホモピリジンN−オキシド、及びN−メチルモルフォ
リン−N−オキシドを、50重量%から70重量%以下
に調整した溶液を使用出来る。発泡浴液温度は、70℃
以上150℃以下とする。好ましくは70℃以上120
℃以下である。
【0019】
【実施例】実施例1 光触媒酸化チタン2.5重量部をジメチルスルフォキシ
ド50重量部に撹拌混合し、N−メチルモルフォリン−
N−オキシド1水和物350重量部に加え85℃に加温
溶解し、セルロースフロック(重合度400)50重量
部を加え85℃で1時間セルロース溶解を行った。その
後、10℃以下の冷水中に滴下し光触媒固定溶媒再生セ
ルロース粒子体を得た。同様に激しく撹拌した10℃以
下の冷水中に滴下する事により光触媒固定溶媒再生セル
ロース繊維体、フィラー形状体を得た。
【0020】実施例2 光触媒酸化チタン2.5重量部とメチルセルロース2.
5重量部をジメチルスルフォキシド50重量部に撹拌混
合し、N−メチルモルフォリン−N−オキシド1水和物
350重量部に加え85℃に加温溶解し、セルロースフ
ロック(重合度400)50重量部を加え85℃で1時
間セルロース溶解を行った。その後、10℃以下の冷水
中に滴下し光触媒固定溶媒再生セルロース粒子体を得
た。同様に激しく撹拌した10℃以下の冷水中に滴下す
る事により光触媒固定溶媒再生セルロース繊維体、フィ
ラー形状体を得た。
【0021】実施例3 光触媒酸化チタン2.5重量部とキトサン2.5重量部
をジメチルスルフォキシド50重量部に撹拌混合し、N
−メチルモルフォリン−N−オキシド1水和物350重
量部に加え85℃に加温溶解し、セルロースフロック
(重合度400)50重量部を加え85℃で1時間セル
ロース溶解を行った。その後、10℃以下の冷水中に滴
下し光触媒固定溶媒再生セルロース粒子体を得た。同様
に激しく撹拌した10℃以下の冷水中に滴下する事によ
り光触媒固定溶媒再生セルロース繊維体、フィラー形状
体を得た。
【0022】実施例4 光触媒酸化チタン2.5重量部、キトサン2.5重量
部、アゾジカルボンアミド0.05重量部をジメチルス
ルフォキシド50重量部に撹拌混合し、N−メチルモル
フォリン−N−オキシド1水和物350重量部に加え8
5℃に加温溶解しセルロースフロック(重合度400)
50重量部を加え85℃で1時間セルロース溶解を行っ
た。その後、120℃に加温したグリセリン発泡浴に滴
下し発泡処理を行い、10℃以下の冷水中に導入し光触
媒固定溶媒再生セルロース粒子状スポンジ成型体を得
た。
【0023】実施例5 光触媒酸化チタン2.5重量部をジメチルスルフォキシ
ド50重量部に撹拌混合し、N−メチルモルフォリン−
N−オキシド1水和物350重量部に加え85℃に加温
溶解し脱脂綿布20重量部に含浸させ85℃で1時間セ
ルロース溶解を行った。その後、10℃以下の冷水を連
続的に投入しセルロース溶解を停止し、溶媒再生セルロ
ース薄板状成型体を得た。
【0024】実施例6 光触媒酸化チタン2.5重量部をジメチルスルフォキシ
ド50重量部に撹拌混合し、N−メチルモルフォリン−
N−オキシド1水和物350重量部に加え85℃に加温
溶解し脱脂綿布20重量部に含浸させ85℃で15分間
セルロース溶解を行った。その後、10℃以下の冷水を
連続的に投入しセルロース溶解を停止し、溶媒再生セル
ロース表面固定不織布状板成型体を得た。
【0025】実施例7 光触媒酸化チタン2.5重量部をジメチルスルフォキシ
ド50重量部に撹拌混合し、N−メチルモルフォリン−
N−オキシド1水和物350重量部に加え85℃に加温
溶解し木材パルプ乾燥板20重量部に含浸させ85℃で
1時間セルロース溶解を行った。その後、10℃以下の
冷水を連続的に投入しセルロース溶解を停止し、溶媒再
生セルロース固定板状成型体を得た。
【0026】実施例8 光触媒酸化チタン2.5重量部をジメチルスルフォキシ
ド50重量部に撹拌混合し、N−メチルモルフォリン−
N−オキシド1水和物350重量部に加え85℃に加温
溶解し木材パルプ乾燥板20重量部に含浸させ85℃で
15分間セルロース溶解を行った。その後、10℃以下
の冷水を連続的に投入しセルロース溶解を停止し、溶媒
再生セルロース表面固定板状成型体を得た。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、従来困難であった光酸
化触媒の固定を容易とし、更に基材としてセルロースを
使用するため使用後の廃棄物処理に関しても再利用を含
め合理的且つ経済的である。更に粒子状、繊維状、フィ
ラー形状又は板状といったさまざまな形状および多孔質
なセルローススポンジ体に成型可能であり、セルロース
の有効利用にも寄与すると同時に多くの分野で利用を可
能とする画期的な発明である。
【0028】また本発明は従来の方法であるバインダー
による光触媒の固定方法に比べ、光触媒固定層の厚みを
所望する厚みに自由に調整する事ができ、更に固定工程
を従来法に比べ格段に簡略化する事ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C08J 5/00 CFJ C08J 5/00 CFJ Fターム(参考) 4C090 AA03 AA07 BA24 CA04 CA06 CA07 CA25 CA47 DA10 DA21 4F071 AA09 AB18 AC12 AC13 AE01 AE22 BA03 BB13 BC01 BC03 BC07 BC17 4L035 BB03 BB11 BB15 DD20 FF01 HH10 JJ05 JJ20 KK05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 N−メチルモルフォリン−N−オキシド
    を含むセルロース溶媒系でセルロース基材を溶解したセ
    ルロース基材溶解組成物に、光触媒酸化チタンを分散配
    合し、溶媒再生セルロースにより光触媒酸化チタンを固
    定したことを特徴とする光触媒固定溶媒再生セルロース
    成型体。
  2. 【請求項2】 上記光触媒固定溶媒再生セルロース成型
    体は粒子状、繊維状、フィラー又は板状の成型体である
    ことを特徴とする請求項1記載の光触媒固定溶媒再生セ
    ルロース成型体。
  3. 【請求項3】 上記光触媒固定溶媒再生セルロース成型
    体は発泡剤にてスポンジ成型体に形成したことを特徴と
    する請求項1記載の光触媒固定溶媒再生セルロース成型
    体。
  4. 【請求項4】 セルロース基材を、N−メチルモルフォ
    リン−N−オキシドを72重量%以上含有するセルロー
    ス溶媒系で溶解温度75℃以上150℃以下で溶解処理
    を行い、かつこれに光触媒酸化チタンを混合し、光触媒
    酸化チタンをセルロース基材溶解組成物に均一に分散さ
    せ、凝固浴にて凝固成型を行うことを特徴とする光触媒
    固定溶媒再生セルロース成型体の製造方法。
  5. 【請求項5】 発泡剤の配合割合は2重量%以下0.0
    1重量%以上であることを特徴とする請求項4記載の光
    触媒固定溶媒再生セルロース成型体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006111089A1 (fr) * 2005-04-19 2006-10-26 72G Group Limited Filtre a air capable d'eliminer des composes organiques volatils
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