KR20180018545A - 케톤계 가스 흡착제, 가스 흡착제 조성물 및 소취성 가공품 - Google Patents

케톤계 가스 흡착제, 가스 흡착제 조성물 및 소취성 가공품 Download PDF

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Abstract

본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 제 1 급 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다. 제 1 급 아민 화합물은, 하이드라지드 화합물, 아미노구아니딘 화합물 및 폴리아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 것이 바람직하다.

Description

케톤계 가스 흡착제, 가스 흡착제 조성물 및 소취성 가공품 {KETONE-BASED GAS ADSORBENT, GAS ADSORBENT COMPOSITION, AND DEODORANT PROCESSED GOODS}
본 발명은, 케톤계 가스를 흡착하는 흡착제 및 그것을 함유하는 가스 흡착제 조성물 그리고 소취성 가공품에 관한 것이다.
최근, 일상 생활에 있어서 악취에 대한 관심이 높아지고 있고, 불쾌취 또는 악취를 저감시키기 위하여, 실내 비치형이나 스프레이 타입의 소취 제품이 제안되어 있다. 또, 벽지, 커튼, 카펫, 매트, 소파, 필터, 의류 등에 소취 효과를 부여한 여러 가지 소취 제품도 제품화되어 있다. 이들의 소취 제품에는, 불쾌취 또는 악취의 종류에 따라, 특정의 흡착제가 사용되고 있다. 불쾌취 성분의 1 종인 케톤은, 담배 연기, 체취 (땀 냄새, 구취 등), 페트 냄새, 곰팡이 냄새, 도료 냄새, 인쇄 냄새 등의 각종 악취에 함유되어 있다. 특히, 디아세틸, 2,3-펜탄디온, 2,3-헥산디온 등은, 중년 남성 특유의 땀 냄새 성분으로서 알려져 있고, 아세톤, 아세토아세트산, β-하이드록시부티르산 등은, 체취 성분으로서 알려진 케톤체이고, 모두 불쾌한 악취이다.
종래, 불쾌취 또는 악취의 성분을 저감시키기 위한 흡착제로서 활성탄이 다용되어 왔지만, 활성탄은 색조가 흑색인 점이나, 물리 흡착성 밖에 발휘하지 않는 점에서, 여러 가지 용도에 있어서 범용적 흡착제로서의 사용은 곤란하다. 물리 흡착의 결점은, 가스 성분은 뭐든지 흡착하는 점에서, 개방 공간에서는 악취 이외의 가스를 계속 흡착함으로써 곧바로 포화되는 것이다. 또한, 흡착량이 포화되거나 환경 온도가 오르거나 하면, 일단 흡착한 가스를 방출하기 때문에 악취원이 되는 경우도 있어, 교환되는 제품에 밖에 사용할 수 없다. 그래서, 화학 흡착성을 갖는 흡착제가 개발되고 있다.
케톤계 가스를 화학 흡착하는 흡착제로서, 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 아스코르브산 지방산 에스테르 화합물을 함유하는 체취 억제제가 개시되어 있다. 특허문헌 2 에는, 식물 추출물을 함유하는 생리취 소취용 조성물이 개시되어 있다. 특허문헌 3 에는, 산화 환원 효소, 전이 효소, 가수 분해 효소, 탈리 효소, 이성화 효소 및 합성 효소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 2 종의 효소 (복합 효소) 를 담지한 담체를 함유하는 흡착제가 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 4 에는, 활성탄을 이온 교환 수지로 피복하여 이루어지는 탈취제가 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2014-55124호 일본 공개특허공보 2001-198200호 일본 공개특허공보 2005-246374호 일본 공개특허공보 2011-254853호
그러나, 예를 들어, 특허문헌 1 에 개시된 아스코르브산 지방산 에스테르 화합물 등의 흡착제는, 케톤계 가스의 흡착 효과가 불충분하고, 열가소성 수지 등과 병용하여 수지 성형품을 얻을 때의 내열성에 관해서도 문제가 있다. 일반적으로, 충분한 흡착 효과를 얻기 위해서는, 흡착제를 다량으로 사용할 필요가 있는데, 흡착제를 다량으로 사용하여 수지 성형품을 얻고자 하면, 착색이나 변색이 발생하여, 흡착 효과가 저하된다.
본 발명의 목적은, 케톤계 가스의 화학 흡착 성능이 높고, 가공성 및 내열성이 우수한 케톤계 가스 흡착제 및 가스 흡착제 조성물 그리고 케톤계 가스의 화학 흡착 성능이 우수한 소취성 가공품을 제공하는 것이다.
본 발명자가 예의 검토한 결과, 제 1 급 아민 화합물을 함유하는 가스 흡착제가 우수한 흡착 성능을 갖는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시켰다.
본 발명은 다음과 같다.
1. 제 1 급 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 케톤계 가스 흡착제.
2. 상기 제 1 급 아민 화합물이, 하이드라지드 화합물, 아미노구아니딘 화합물 및 폴리아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 상기 항 1 에 기재된 케톤계 가스 흡착제.
3. 상기 아미노구아니딘 화합물이, 아미노구아니딘황산염 또는 아미노구아니딘염산염인 상기 항 2 에 기재된 케톤계 가스 흡착제.
4. 상기 케톤계 가스 흡착제는, 상기 제 1 급 아민 화합물이, 무기 분체에 담지되어 이루어지는 복합물인 상기 항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 케톤계 가스 흡착제.
5. 상기 무기 분체가, 규산염 화합물, 4 가 금속 인산염 화합물, 실리카 겔 및 제올라이트에서 선택된 적어도 1 종인 상기 항 4 에 기재된 케톤계 가스 흡착제.
6. 상기 무기 분체의 BET 비표면적이 80 ㎡/g 이상인 상기 항 4 또는 5 에 기재된 케톤계 가스 흡착제.
7. 상기 제 1 급 아민 화합물과 상기 무기 분체의 질량비가 5 : 95 ∼ 60 : 40 인 상기 항 4 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 케톤계 가스 흡착제.
8. 상기 항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 케톤계 가스 흡착제와, 염기성 가스 흡착제, 황계 가스 흡착제 및 유기 산성 가스 흡착제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 가스 흡착제를 함유하는 것을 특징으로 하는 가스 흡착제 조성물.
9. 상기 항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 케톤계 가스 흡착제를 함유하는 것을 특징으로 하는 소취성 가공품.
본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 케톤계 가스를 화학 흡착하고, 케톤계 가스를 함유하는 악취에 대해 우수한 소취 효과를 갖는다. 제 1 급 아민 화합물이, 하이드라지드 화합물, 아미노구아니딘 화합물 또는 폴리아민인 경우에는, 특히, 케톤과 쉬프 (Schiff) 반응되기 쉽기 때문에, 소취 효과가 특히 우수하다. 또, 본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 종이, 섬유, 수지 성형품 등에 도포 또는 혼련 가공이 가능하고, 가공성이 우수하다. 또한, 예를 들어, 용융 혼련 공정 및 성형 공정을 구비하는 방법에 의해, 케톤계 가스 흡착제를 함유하는 열가소성 수지 성형품으로 이루어지는 소취성 가공품을 제조한 경우에도, 케톤계 가스에 대한 소취 효과를 갖는 점에서, 본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 내열성이 우수하다.
본 발명의 가스 흡착제 조성물은, 케톤계 가스 및 다른 가스의 소취 효과를 갖는다. 본 발명의 케톤계 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 조성물을 사용하여, 우수한 흡착 성능을 발휘하는 종이, 부직포, 섬유, 수지 성형품 등의 소취성 가공품 (소취 제품) 이나, 이것들을 부여하는 도료, 스프레이재 등을 제공할 수 있다.
본 발명의 소취성 가공품은, 케톤계 가스의 분위기 하에 사용하여, 소취할 수 있을 뿐만 아니라, 그 자체로부터 케톤계 가스가 발해지는 것을 억제할 수 있다.
본 발명에 대해, 상세하게 설명한다.
본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 제 1 급 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 제 1 급 아민 화합물만으로 이루어지는 것이어도 되고, 제 1 급 아민 화합물과, 다른 재료로 이루어지는 것이어도 된다. 본 발명의 케톤계 가스 흡착제의 외관은, 고체이고, 제 1 급 아민 화합물이 액체인 경우, 케톤계 가스 흡착제는, 제 1 급 아민 화합물과 고체의 다른 재료로 이루어지는 복합물이다.
본 발명에 있어서, 흡착의 대상인 케톤계 가스는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸부틸케톤, 디에틸케톤, 메틸아밀케톤, 디아세틸, 아세토인, 2,3-펜탄디온, 2,3-헥산디온 등의 케톤의 가스이다.
상기 제 1 급 아민 화합물은, 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는, 케톤과 쉬프 반응하는 화합물이다. 본 발명의 실시에 있어서, 안전성, 소취 효과, 경제성 등의 관점에서, 바람직한 제 1 급 아민 화합물은, 하이드라지드 화합물, 아미노구아니딘 화합물 및 폴리아민이다. 이들의 화합물은, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 하이드라지드 화합물로는, 분자 중에 1 개의 하이드라지드기를 갖는 모노하이드라지드 화합물, 분자 중에 2 개의 하이드라지드기를 갖는 디하이드라지드 화합물, 분자 중에 3 개 이상의 하이드라지드기를 갖는 폴리하이드라지드 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 하이드라지드 화합물은, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 모노하이드라지드 화합물로는, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 모노하이드라지드 화합물 등을 들 수 있다.
R1-CO-NHNH2 (1)
(식 중, R1 은 수소 원자, 알킬기, 또는, 치환기를 가져도 되는 아릴기를 나타낸다.)
상기 일반식 (1) 에 있어서, R1 로 나타내는 알킬기는, 탄소 원자수 1 ∼ 20 의 지방족 탄화수소기로 할 수 있고, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기 등의 탄소 원자수 1 ∼ 12 의 직사슬형 알킬기가 바람직하다. 아릴기로는, 페닐기, 비페닐기, 나프틸기 등을 들 수 있고, 이들 중, 페닐기가 바람직하다. 또, 아릴기의 치환기로는, 하이드록시기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 등의 할로겐 원자 ; 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, tert-부틸기, 이소부틸기 등의 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 또는 분기 사슬형의 알킬기 등을 들 수 있다.
상기 일반식 (1) 로 나타내는 하이드라지드 화합물로는, 구체적으로는, 라우릴산하이드라지드, 살리실산하이드라지드, 포름하이드라지드, 아세토하이드라지드, 프로피온산하이드라지드, p-하이드록시벤조산하이드라지드, 나프토산하이드라지드, 3-하이드록시-2-나프토산하이드라지드 등을 들 수 있다.
상기 디하이드라지드 화합물로는, 하기 일반식 (2) 로 나타내는 디하이드라지드 화합물 등을 들 수 있다.
H2NHN-X-NHNH2 (2)
(식 중, X 는 -CO- 기 또는 -CO-A-CO- 기를 나타낸다. A 는 치환기를 가져도 되는 알킬렌기, 또는, 치환기를 가져도 되는 아릴렌기를 나타낸다.)
상기 일반식 (2) 에 있어서, A 로 나타내는 알킬렌기는, 탄소 원자수 1 ∼ 20 의 2 가의 지방족 탄화수소기로 할 수 있고, 메틸렌기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기, 헥사메틸렌기, 헵타메틸렌기, 옥타메틸렌기, 노나메틸렌기, 데카메틸렌기, 운데카메틸렌기 등의 탄소 원자수 1 ∼ 12 의 직사슬형 알킬렌기가 바람직하다. 알킬렌기의 치환기로는, 하이드록시기 등을 들 수 있다. 아릴렌기로는, 페닐렌기, 비페닐렌기, 나프틸렌기, 안트릴렌기, 페난트릴렌기 등을 들 수 있고, 이들 중, 페닐렌기 및 나프틸렌기가 바람직하다. 아릴렌기의 치환기로는, 하이드록시기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 등의 할로겐 원자 ; 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, tert-부틸기, 이소부틸기 등의 탄소 원자수 1 ∼ 4 의 직사슬 또는 분기 사슬형의 알킬기 등을 들 수 있다.
상기 일반식 (2) 로 나타내는 디하이드라지드 화합물로는, 구체적으로는, 옥살산디하이드라지드, 말론산디하이드라지드, 숙신산디하이드라지드, 아디프산디하이드라지드, 아젤라인산디하이드라지드, 세바크산디하이드라지드, 도데칸산디하이드라지드, 말레산디하이드라지드, 푸말산디하이드라지드, 디글리콜산디하이드라지드, 타르타르산디하이드라지드, 말산디하이드라지드, 이소프탈산디하이드라지드, 테레프탈산디하이드라지드, 다이머산디하이드라지드, 2,6-나프토산디하이드라지드등의 2염기산디하이드라지드 등을 들 수 있다. 이들 중, 아디프산디하이드라지드가 바람직하다.
상기 폴리하이드라지드 화합물로는, 폴리아크릴산하이드라지드 등을 들 수 있다.
본 발명에 관련된 하이드라지드 화합물로는, 디하이드라지드 화합물이 바람직하고, 이염기산 디하이드라지드가 보다 바람직하고, 아디프산디하이드라지드가 특히 바람직하다.
상기 아미노구아니딘 화합물로는, 아미노구아니딘황산염, 디아미노구아니딘황산염, 아미노구아니딘염산염, 디아미노구아니딘염산염, 트리아미노구아니딘염산염 등을 들 수 있다. 이들의 화합물은, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 아미노구아니딘염으로는, 아미노구아니딘황산염 및 아미노구아니딘염산염이 특히 바람직하다.
상기 폴리아민은, 분자 내에 아미노기를 2 개 이상 갖고, 적어도 1 개의 아미노기가 제 1 급 아미노기이면, 특별히 한정되지 않는다. 본 발명에 있어서, 상기 폴리아민의 바람직한 성상은, 상온에서 액상이다. 본 발명에 있어서는, 분자 내에 제 1 급 아미노기를 2 개 이상 갖는 폴리아민이 보다 바람직하다. 탄소 원자, 수소 원자 및 질소 원자만으로 구성되고, 탄소 원자수가 10 이하인 저급 지방족 폴리아민이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 이하의 일반식 (3) 으로 나타내는 폴리아민은, 상온에서 액체인 것에 더하여, 분해 온도 및 비점이 높고, 케톤계 가스와의 반응성도 높기 때문에 특히 바람직하다.
H2N-(CH2CH2-NH)n-CH2CH2NH2 (3)
(식 중, n 은 0 ∼ 3 의 정수이다.)
상기 일반식 (3) 으로 나타내는 폴리아민은, 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 및 테트라에틸렌펜타민이다.
또, 본 발명에 있어서는, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 폴리아민을 사용할 수 있다.
H2N-R2-NH2 (4)
(식 중, R2 는 탄소 원자수가 3 이상인 직사슬형 또는 분기형의 2 가의 탄화수소기이다.)
상기 일반식 (4) 로 나타내는 폴리아민으로는, 트리메틸렌디아민, 프로필렌디아민, 테트라메틸렌디아민 등의 저급 지방족 폴리아민을 들 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리아민은, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 고비점의 트리에틸렌테트라민 (비점 : 278 ℃) 및/또는 테트라에틸렌펜타민 (비점 : 330 ℃) 을 사용함으로써, 내열성을 현저하게 향상시킨 가스 흡수제를 제공할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 관련된 제 1 급 아민 화합물은, 고체 또는 액체의 성상을 갖는다. 고체의 경우, 괴상, 분말상 등으로 할 수 있다. 또, 액체의 경우, 다른 재료의 표면에 부착시켜 두는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 케톤계 가스 흡착제의 바람직한 양태는, 제 1 급 아민 화합물이 무기 분체에 담지되어 이루어지는 복합물이다. 제 1 급 아민 화합물과 무기 분체의 질량비는, 바람직하게는 5 : 95 ∼ 60 : 40, 보다 바람직하게는 5 : 95 ∼ 50 : 50, 더욱 바람직하게는 5 : 95 ∼ 40 : 60 이다.
본 발명에서 사용하는 무기 분체는, 제 1 급 아민 화합물과 혼합할 수 있는 것이면, 성분이나 형상에 한정없이 사용할 수 있다. 상기 무기 분체로는, 규산염 화합물, 4 가 금속 인산염 화합물, 실리카 겔, 제올라이트, 운모, 하이드로탈사이트, 세피올라이트, 아타펄자이트, 벤토나이트 등을 들 수 있다. 이들 중, 규산염 화합물, 4 가 금속 인산염 화합물, 실리카 겔, 운모 등이 흡착 성능을 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 또, 본 발명에 있어서는, 이 무기 분체를, 그 농도가 5 질량％ 가 되도록, 정제수에 분산시켰을 때의 pH 가 2.0 ∼ 8.0 의 범위로 조정된 것이 바람직하고, pH 조정 전의 무기 분체로는, 운모, 하이드로탈사이트, 세피올라이트, 아타펄자이트, 벤토나이트, 제올라이트 Y 형 등을 들 수 있다. 이 pH 조정에 사용하는 산은, 바람직하게는 무기산이고, 보다 바람직하게는 황산 또는 인산이다.
상기 규산염 화합물은, 특별히 한정되지 않지만, 규산알루미늄 및 규산마그네슘이 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 내수성의 관점에서, 비정질 규산알루미늄 및 비정질 규산마그네슘이 보다 바람직하다. 또한, 제 1 급 아민 화합물로 이루어지는 복합물의 고온 분위기 하에서의 케톤 흡착 성능이 높은 점에서, 비정질 규산알루미늄이 특히 바람직하다. 이들의 규산염 화합물은, 천연물 및 합성물 중 어느 것이어도 된다. 또, 상기 규산염 화합물은, 그 농도가 5 질량％ 가 되도록, 정제수에 분산시켰을 때의 pH 가 2.0 ∼ 8.0 이 되는 화합물인 것이 바람직하다.
예를 들어, 합성 규산알루미늄은, 하기 식 (5) 로 나타낸다.
xNa2O·Al2O3·ySiO2·nH2O (5)
(단, 식 중, x 는 0.1 ∼ 0.5 이고, y 는 5 ∼ 15 이고, n 은 0.3 ∼ 15 이다.)
또, 규산마그네슘은 하기 식 (6) 으로 나타낸다.
MgO·zSiO2·mH2O (6)
(단, 식 중, z 는 1 이상의 양수이고, 보다 바람직하게는 z 가 1 ∼ 20 이고, 또한, m 이 0.1 ∼ 20 의 양수이고, 더욱 바람직하게는 z 가 1 ∼ 15 이고, 또한, m 이 0.3 ∼ 10 이고, 특히 바람직하게는 z 가 3 ∼ 15 이고, 또한, m 이 1 ∼ 8 이다.)
합성 규산염 화합물은, 예를 들어, 알루미늄염 또는 마그네슘염의 수용액과, 규산알칼리 금속염의 수용액을 혼합하고, 실온 및 대기압 조건 하에서, 필요에 따라 산 혹은 알칼리를 첨가하여, pH 를 약 3 ∼ 약 7 의 조건으로 유지하며 공침시키고, 이것을, 예를 들어, 약 40 ℃ ∼ 약 100 ℃ 에서 숙성하거나, 혹은 숙성하지 않고 공침물을, 수세, 탈수 및 건조시킴으로써 얻어진 것으로 할 수 있다.
합성 규산알루미늄을 제조하는 경우, 알루미늄의 수용성염 및 규산알칼리 금속염의 사용량은, SiO2/Al2O3 의 몰비가 6 이상, 바람직하게는 6 ∼ 50 의 범위, 보다 바람직하게는 8 ∼ 15 의 범위가 되도록 선택한다.
합성 규산마그네슘을 제조하는 경우, 마그네슘의 수용성염과 규산알칼리 금속염의 사용량은, SiO2/MgO 의 몰비가 1 이상, 바람직하게는 1 ∼ 20 의 범위, 보다 바람직하게는 1 ∼ 15 의 범위가 되도록 선택한다.
또, 합성 규산염 화합물을 제조하는 다른 제조 방법으로는, 예를 들어, 실리카 졸에, 알루미늄 또는 마그네슘의 수용성염을 첨가하고, 이어서, 산 또는 알칼리에 의해, 계 (系) 의 pH 를 약 3 ∼ 7 로 유지하며, 충분히 균일하게 혼합하고, 또한, 예를 들어, 약 40 ℃ ∼ 약 100 ℃ 정도로 가온하여, 숙성하고, 그 후, 수세, 탈수 및 건조시키는 방법으로 할 수 있다. 또한, 숙성 공정은, 반드시 필요하지 않다. 또, 실리카 졸과 알루미늄 또는 마그네슘의 수용성염의 사용량은, 상기 SiO2/Al2O3, SiO2/MgO 와 동일하게 선택할 수 있다. 이 제조 방법의 경우, 비정질 규산알루미늄 또는 비정질 규산마그네슘을, 각각, 단독으로 합성하는 것이 아니라, 알루미늄 및 마그네슘의 수용성염의 혼합 수용액으로부터, 양 금속을 함유 한 화합물을 합성할 수도 있다.
상기 4 가 금속 인산염 화합물은, 바람직하게는, 물에 대해 불용성 또는 난용성인 4 가 금속 인산염 화합물이다. 상기 4 가 금속 인산염 화합물의 구체예로는, 인산지르코늄, 인산티탄, 인산주석 등을 들 수 있다. 이들의 화합물에는, α 형 결정, β 형 결정, γ 형 결정, 나시콘형 결정 등, 여러 가지의 결정계를 갖는 결정질인 것과 비정질인 것이 있지만, 모두 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서, α 형 결정질 화합물은, 내수성이 높고, 또, 제 1 급 아민 화합물로 이루어지는 복합물의 고온 분위기 하에서의 케톤계 가스 흡착 성능이 높기 때문에 바람직하다. 또, 상기 4 가 금속 인산염 화합물은, 그 농도가 5 질량％ 가 되도록, 정제수에 분산시켰을 때의 pH 가 2.0 ∼ 7.0 이 되는 화합물인 것이 바람직하다.
상기 실리카 겔로는, 제조 방법에 따라 표면적 또는 세공경이 조정된 여러 가지 특징을 갖는 것을 사용할 수 있다. 실리카 겔의 제조 방법의 일례로는, 물 유리에 황산을 첨가하여 얻어진 겔을 수세하고, 건조 후 분쇄하는 방법이다. 또, 상기 실리카 겔은, 그 농도가 5 질량％ 가 되도록, 정제수에 분산시켰을 때의 pH 가 2.0 ∼ 7.0 이 되는 화합물인 것이 바람직하다.
상기 제올라이트는, 천연물 및 합성물 중 어느 것이어도 된다. 제올라이트의 구조는 다양하지만, 공지된 것은 어느 것도 사용할 수 있다. 상기 제올라이트로는, 예를 들어, A 형, X 형, Y 형, α 형, β 형, ZSM-5 등을 들 수 있다. 또, 상기 제올라이트는, 그 농도가 5 질량％ 가 되도록, 정제수에 분산시켰을 때의 pH 가 바람직하게는 2.0 ∼ 9.0, 보다 바람직하게는 2.0 ∼ 8.0 이 되는 화합물인 것이 바람직하다. 분산액의 pH 가 2.0 ∼ 9.0 의 범위 외인 것은, 이 범위 내로 조정하는 것이 바람직하다.
상기 무기 분체의 BET 비표면적은, 바람직하게는 80 ㎡/g 이상, 보다 바람직하게는 100 ∼ 700 ㎡/g 이다.
상기 무기 분체의 형상 및 크기는, 특별히 한정되지 않지만, 평균 입경은, 바람직하게는 0.1 ∼ 20 ㎛, 보다 바람직하게는 1.0 ∼ 10 ㎛ 이다.
상기 제 1 급 아민 화합물을 무기 분체에 담지시키는 방법에 대해 설명한다. 무기 분체 또는 그 분산액과, 제 1 급 아민 화합물 또는 그 용액 혹은 그 분산액을 혼합하고, 그 후, 필요에 따라 건조 또는 가열함으로써 복합물을 얻을 수 있다. 또, 무기 분체를 실온에서 60 ℃ 정도까지의 사이의 온도에서 교반하면서, 이것에 제 1 급 아민 화합물의 용액을 적하 혹은 분무하여 첨가하고, 그 후, 필요에 따라 건조 또는 가열함으로써 복합물을 얻을 수도 있다. 무기 분체의 분산액 및 제 1 급 아민 화합물의 용액은, 수용액이어도 되고, 알코올 등의 유기 용매의 용액이어도 되는데, 수용액인 것이 바람직하다.
여기서, 무기 분체 및 제 1 급 아민 화합물의 사용량의 비율은, 케톤계 가스의 흡착 효과의 관점에서, 이하와 같다. 제 1 급 아민 화합물의 사용량은, 무기 분말 100 질량부에 대해, 바람직하게는 5 ∼ 200 질량부, 보다 바람직하게는 10 ∼ 100 질량부이고, 더욱 바람직하게는 15 ∼ 50 질량부이다.
상기의 제조 방법에 있어서, 건조를 실시하는 경우에는, 건조 온도는, 바람직하게는 60 ℃ ∼ 140 ℃, 보다 바람직하게는 80 ℃ ∼ 120 ℃ 이고, 감압 하에서 실시해도 된다. 또한, 건조 공정의 처리 시간은, 건조 온도, 처리량 및 장치에 따라 최적의 시간이 있으므로, 조건에 따라 설정하면 된다.
상기의 건조 공정의 후, 80 ℃ ∼ 240 ℃ 에서, 바람직하게는 90 ℃ ∼ 220 ℃ 에서 가열 처리를 실시함으로써, 복합물로 이루어지는 가스 흡착제의 내수성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 급 아민 화합물이 아미노구아니딘염산염을 함유하는 경우에는, 가열 온도는, 바람직하게는 110 ℃ ∼ 150 ℃, 보다 바람직하게는 120 ℃ ∼ 130 ℃ 이다. 또, 가열 처리의 처리 시간은, 건조 온도, 처리량 및 장치에 의해 최적의 시간이 있으므로, 조건에 따라 설정하면 된다. 본 발명의 케톤계 가스 흡착제를 제조할 때에는, 건조 공정과 가열 처리를 함께 실시해도 된다.
본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 상기와 같이, 제 1 급 아민 화합물만으로 이루어지는 것이어도 되고, 제 1 급 아민 화합물과, 다른 재료 (무기 분체 등) 로 이루어지는 복합물이어도 된다. 어느 경우에도, 분말상인 것이 바람직하고, 평균 입경은, 케톤계 가스의 흡착 효과의 관점에서, 바람직하게는 0.01 ∼ 50 ㎛, 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 20 ㎛ 이다.
본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 고온의 분위기 하에서 케톤계 가스의 흡착 성능이 높다는 특징도 갖는다. 고온의 분위기 하에서의 흡착 성능이란, 예를 들어, 본 발명의 케톤계 가스 흡착제를 함유하는 섬유나 수지 성형품 등이 가열되었을 때에, 이들로부터의 케톤계 가스의 발생을 억제할 수 있는 것이다. 본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 화학 흡착에 의해 케톤계 가스를 흡착하고, 예를 들어, 40 ℃ ∼ 90 ℃ 에 있어서도 흡착 상태를 유지할 수 있다. 그 때문에, 일단 흡착한 케톤계 가스는, 방출되는 경우는 없다.
본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 활성탄, 제올라이트, 각종 식물 추출물 등의 다른 케톤계 가스 흡착제와 병용할 수 있다.
또, 본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 케톤계 가스 이외의 가스를 흡착하는 흡착제와 병용할 수도 있다.
본 발명의 가스 흡착제 조성물 (이하,「가스 흡착제 함유 조성물」이라고 한다) 은, 상기 본 발명의 케톤계 가스 흡착제와, 염기성 가스 흡착제, 황계 가스 흡착제 및 유기산성 가스 흡착제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 가스 흡착제를 함유한다. 본 발명의 가스 흡착제 함유 조성물의 성상은, 특별히 한정되지 않고, 고체여도 되고, 액체여도 되지만, 조성물이, 케톤계 가스 흡착제와, 염기성 가스 흡착제, 황계 가스 흡착제 및 유기산성 가스 흡착제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 가스 흡착제로 이루어지는 경우, 바람직하게는 고체 혼합물이다.
상기 염기성 가스 흡착제는, 암모니아, 트리메틸아민 등의 염기성 가스를 흡착하는 흡착제이다. 염기성 가스 흡착제로는, 물에 대해 불용성 또는 난용성의 4 가 금속 인산염 화합물을 들 수 있다. 4 가 금속 인산염 화합물의 바람직한 구체예로는, 인산지르코늄, 인산티탄, 인산주석 등을 들 수 있다. 이들의 화합물에는, α 형 결정, β 형 결정, γ 형 결정, 나시콘형 결정 등, 여러 가지의 결정계를 갖는 결정질인 것과 비정질인 것이 있다.
상기 황계 가스 흡착제는, 황화수소, 메틸메르캅탄 등의 황계 가스를 흡착하는 흡착제이다. 상기 황계 가스 흡착제로는, 구리, 아연 및 망간에서 선택되는 적어도 1 종 이상의 금속의 이온을 담지한 4 가 금속 인산염 화합물, 산화아연, 규산구리, 규산아연 등을 들 수 있다. 4 가 금속 인산염 화합물에 담지하는 금속 이온으로는, 황화수소 등의 흡착 효과가 높은 점에서, 구리 이온이 특히 바람직하다.
금속 이온이 담지된 4 가 금속 인산염 화합물을 조제하는 경우에는, 4 가 금속 인산염 화합물을, 금속 이온의 염 용액에 접촉시키고, 이온 교환 등에 의해 담지시키면 된다. 금속 이온의 담지량은, 4 가 금속 인산염 화합물의 이온 교환 용량 내이면, 100 ％ 까지 원하는 바에 따라 자유롭게 조정할 수 있다.
또, 산화아연, 규산구리 및 규산아연에 대해서는, 비표면적이 큰 것이, 흡착 성능이 높아 바람직하다.
또, 상기 유기산성 가스 흡착제는, 아세트산, 이소발레르산, 부티르산 등을 흡착하는 흡착제이다. 상기 유기산성 가스 흡착제로는, 수화 산화지르코늄, 수화 산화티탄 등을 들 수 있다.
수화 산화지르코늄은, 옥시염화지르코늄 수용액 등의 지르코늄 함유 용액을, 물이나 알칼리 용액으로 가수 분해함으로써 제작할 수 있다. 또한, 수화 산화지르코늄은, 옥시수산화지르코늄, 수산화지르코늄, 함수 산화지르코늄, 산화지르코늄 수화물 등, 여러 가지 명칭이 사용되지만, 이들은 모두 동일한 화합물이다.
본 발명의 가스 흡착제 함유 조성물에 있어서, 케톤계 가스 흡착제와, 염기성 가스 흡착제, 황계 가스 흡착제 및 유기산성 가스 흡착제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 가스 흡착제와의 함유 비율은, 특별히 한정되지 않지만, 양자의 합계를 100 ％ 로 한 경우에, 각각, 바람직하게는 40 ∼ 90 질량％ 및 10 ∼ 60 질량％, 보다 바람직하게는 60 ∼ 80 질량％ 및 20 ∼ 40 질량％ 이다. 또한, 제 1 아민 화합물의 함유량의 하한은, 조성물의 전체에 대해 바람직하게는 5 질량％, 보다 바람직하게는 10 질량％ 이다.
본 발명의 가스 흡착제 함유 조성물에 함유되는 가스 흡착제 성분은, 모두 분체상인 것이 바람직하다. 평균 입경은, 케톤계 가스 등의 흡착 효과의 관점에서, 바람직하게는 0.01 ∼ 50 ㎛, 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 20 ㎛ 이다. 또, 상기 평균 입경을 갖는 가스 흡착제 성분을 함유하는 가스 흡착제 함유 조성물은, 분체 도료 및 액체 도료 중 어느 것에도 사용 가능하다.
또한, 사용 목적에 따라, 본 발명의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물을 입상화해도 된다. 입상체의 제조 방법은, 종래 공지된 분체를 입상화하는 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 알루미나 졸, 점토 등을 바인더로서 사용하여, 입상체로 하는 방법이 있다. 입경은, 입상체의 경도나, 밀도, 분쇄 강도 등에 따라 여러 가지로 조정할 수 있지만, 취급의 용의성에서 바람직하게는 0.1 ∼ 3 ㎜ 이다.
또, 사이즈는 한정되지 않지만, 본 발명의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물이 캡슐 중에 수용된 소취 제품으로 할 수 있다.
본 발명의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물은, 담배 냄새 소취, 생활취 소취, 체취 소취, 분뇨취 소취, 쓰레기 냄새 소취 등에 대해 유효하다.
본 발명에 있어서, 분말, 과립 혹은 입상의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물을, 예를 들어, 카트리지에 채워 소취 제품으로 할 수 있다.
본 발명의 가스 흡착제 함유 조성물은, 상기 가스 흡착제 성분에 추가하여, 방부제, 침전 방지제, pH 조정제, 항균제, 향료, 아니온 계면 활성제, 카티온 계면 활성제, 논이온 계면 활성제, 양쪽성 계면 활성제, 착색제, 청징제, 점도 조정제, 정유 등의 각종 첨가제를 함유할 수 있다.
상기 방부제로는, 벤조산, 소르브산, 프로피온산, 데하이드로아세트산 및 그 염 ; 파라옥시벤조산부틸, 파라옥시벤조산이소부틸 등의 유기산 에스테르류 ; 아황산나트륨, 차아황산나트륨, 피로아황산나트륨 등의 무기염류 ; 펙틴 추출물 등의 식물 유래 성분 등을 들 수 있다.
상기 침전 방지제로는, 이산화규소, 스테아르산마그네슘 등으로 이루어지는 분체 ; 폴리옥시에틸렌 경화 피마자유, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노스테아레이트 등의 계면 활성제 ; 잔탄검, 폴리에틸렌글리콜 등의 겔화제 등을 들 수 있다.
상기 pH 조정제로는, 시트르산, 푸마르산, DL-말산 그리고 그 염류 ; 탄산수소나트륨, 탄산칼륨 등의 탄산염류 ; 인산, 인산이수소나트륨 등의 인산염 등을 들 수 있다.
상기 항균제로는, 은계 무기 항균제, 트리클로로카르바닐리드, 염화벤잘코늄, 염화벤제토늄, 할로카르반, 염산클로르헥시딘, 디하이드로파르네솔, 이소프로필메틸페놀 등을 들 수 있다.
본 발명의 가스 흡착제 함유 조성물은, 겔화제를 함유할 수 있다. 이 겔화제로는, 카라기난이나 알긴산나트륨 등의 해조 다당류 ; 구아검이나 타마린드시드검 등의 종자 다당류 ; 아라비아검이나 트래거캔스검 등의 식물 수액 다당류 ; 잔탄검이나 젤란검 등의 발효 다당류 ; 젤라틴 등의 단백질 ; 카르복시메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체 등을 들 수 있다.
본 발명의 가스 흡착제 함유 조성물이 겔화제를 함유하는 경우, 고체 또는 반고체의 소취 제품으로 할 수 있다.
본 발명의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물을 사용하여, 소취성 가공품의 제조 원료의 하나가 되는 가스 흡착제 함유 분산액을 조제할 수 있다. 이 가스 흡착제 함유 분산액의 제조 방법으로는, 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물을, 그대로 분산매에 분산시키는 방법, 분산제를 사용하여 분산매에 분산시키는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 가스 흡착제가 복합물인 경우에는, 제 1 급 아민 화합물의 분산액, 및 담체인 무기 분체의 분산액을 조제한 후, 이들을 혼합하는 방법으로 할 수 있다. 이 때 사용하는 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물의 평균 입경은, 재응집이 억제되고, 분산성이 우수한 점에서, 바람직하게는 0.01 ∼ 50 ㎛ 이다. 이 가스 흡착제 함유 분산액은, 필요에 따라, 소포제, 방부제, 점도 조정제 등을 함유할 수 있다. 상기 가스 흡착제 함유 분산액을 제조하는 경우, 샌드 밀, 디스퍼, 볼 밀 등을 사용할 수 있다.
상기 분산매는, 수용성 및 친수성을 갖는 것이면, 제한없이 사용할 수 있다. 구체적으로는, 프로톤성 용매로는, 물, 알코올 (에탄올, 글리세린 등), 알킬렌글리콜 등을 들 수 있다. 또, 비프로톤성 용매로는, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 디메틸술폭사이드, 테트라하이드로푸란, 아세톤 등을 들 수 있다. 프로톤성 용매 및 비프로톤성 용매는, 단독으로 사용해도 되고, 조합하여 사용해도 된다. 상기 분산매로는, 물 및 알코올이 바람직하고, 보다 바람직하게는 물이다.
상기 분산제는, 특별히 제한되지 않는다. 상기 분산제로는, 알케닐숙신산염, 알킬벤젠술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, 알킬황산에스테르염, 고급 알코올황산에스테르염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산에스테르염, 디알킬술포숙시네이트염, 알킬인산에스테르염, 인산에스테르계 공중합체, 폴리카르복실산형 고분자 계면 활성제 등의 아니온성 계면 활성제 ; 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬알릴에테르, 유기 변성 오르가노폴리실록산 등의 논이온성 계면 활성제 ; 알킬아민염, 제 4 암모늄염 등의 카티온성 계면 활성제 ; 알킬베타인, 아미드베타인 등의 베타인형 양쪽성 계면 활성제 ; 피로인산염, 트리폴리인산염, 트리에탄올아민 등의 폴리아민 등을 들 수 있다. 상기 분산제를 사용하는 경우, 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 분산제로는, 카르복실기, 술폰기, 인산기 등의 산성 관능기를 갖는 분산제가 바람직하다. 이 경우의 분산제는, 계면 활성 효과를 가져도 된다. 또, 산성 관능기를 갖는 분산제와 비이온형의 분산제를 병용해도 된다.
산성 관능기를 갖는 분산제로는, 산성 관능기를 함유하는 공중합체가 보다 바람직하다. 이 공중합체의 기본 골격은, 에스테르 연쇄, 비닐 연쇄, 아크릴 연쇄, 에테르 연쇄, 우레탄 연쇄 등으로 구성되어 있는 것으로 할 수 있다. 또한, 분자 중의 수소 원자의 일부가 할로겐 원자로 치환되어 있는 중합체여도 된다. 이들 중, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지 및 알키드 수지가 바람직하고, 특히 아크릴 수지 및 폴리에스테르 수지가 바람직하다. 상기 중합체에 함유되는 산성 관능기로는, 인산기가 바람직하다. 이 산성 관능기는, 수지의 분자 중에 랜덤하게 배치되어 있어도 되지만, 블록 또는 그래프트 구조에 의해, 산성 관능기가 분자 중의 말단 부분에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 가스 흡착제가 흡착되었을 때에, 용매화 (溶媒和) 에 의한 흡착제의 분산 안정화 구조를 취하기 쉽기 때문이다. 카운터 카티온으로는, 알칼리 금속염, 암모늄염, 아민염 등을 들 수 있다. 이들 중, 알킬암모늄염이 특히 바람직하다.
상기 산성 관능기를 갖는 분산제의 산가는, 바람직하게는 5 ∼ 150 ㎎KOH/g, 보다 바람직하게는 30 ∼ 130 ㎎KOH/g 이다. 분산제의 산가가 5 ∼ 150 ㎎KOH/g 의 범위 내이면, 분산제가 흡착제 입자의 표면에 잘 흡착되고, 우수한 분산 안정성이 얻어진다.
상기 산성 관능기를 갖는 분산제의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 800 ∼ 100,000, 보다 바람직하게는 800 ∼ 10,000 이다. 중량 평균 분자량이 800 ∼ 100,000 의 범위 내이면, 양호한 분산 효과가 얻어져, 분산질의 응집이나, 분산액의 점도의 상승이 발생하는 경우는 없다.
상기 산성 관능기를 갖는 분산제로서, BYK-Chemie 사 제조의「Disperbyk-110, 170, 180 및 190」(상품명), SERVODELDEN BV 사 제조의「SER-AD FA192」(상품명), 제네카 컬러즈 제조의「솔스퍼스 3000, 9000, 13240, 13940, 17000, 17240, 17940, 21000, 24000, 26000 및 27000」(상품명), 쿄에이샤 화학사 제조의「플로렌 G-700」(상품명), 아지노모토사 제조의「아지스퍼 PA111」(상품명) 등의 시판품을 사용할 수 있다.
상기 가스 흡착제 함유 분산액의 제조에 사용하는 분산제의 사용량은, 분산성의 관점에서, 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.1 ∼ 15 질량부, 더욱 바람직하게는 0.5 ∼ 12 질량부이고, 특히 바람직하게는 1 ∼ 10 질량부이다.
상기 소포제로는, 파포성 (破泡性), 억포성 (抑泡性) 및 탈포성 중 어느 것을 사용해도 된다. 파포성 소포제로는, 폴리실록산 용액을 들 수 있다.
또, 상기 점도 조정제로는, 분산액의 점도를 조정할 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않는다. 상기 점도 조정제로는, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 메틸하이드록시셀룰로오스, 메틸하이드록시프로필셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 증점제 ; 아라비아검, 트래거캔스검, 구아검 등의 천연 다당류 ; 각종 폴리아크릴아미드계 폴리머, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐알코올 등을 들 수 있다.
상기 가스 흡착제 함유 분산액에 있어서의 모든 가스 흡착제의 고형분은, 분산성의 관점에서, 바람직하게는 1 ∼ 60 질량％, 보다 바람직하게는 3 ∼ 40 질량％, 더욱 바람직하게는 5 ∼ 25 질량％ 이다. 고형분이 1 ∼ 60 질량％ 인 가스 흡착제 함유 분산액은, 핸들링성이 양호하고, 스프레이재, 로션재, 유액 등으로서 사용할 수 있고, 화장재 등으로서 바람직하다. 또, 후술하는 가스 흡착제 함유 가공액 등의 조제에 바람직하다.
상기 가스 흡착제 함유 분산액에 바인더를 배합함으로써, 기재 등에 도공하여 소취성 가공품을 얻기 위한 도료 조성물 (액체 도료) 인 가스 흡착제 함유 가공액을 조제할 수 있다. 이 바인더는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 아크릴계, 우레탄계 등의 섬유, 이 섬유를 포함하는 시트 (부직포, 직포 등), 수지제의 시트 또는 판 등의 표면 처리에 일반적으로 사용되고 있는 바인더 (알키드 수지, 아미노알키드 수지, 아크릴 수지, 염화비닐 수지, 실리콘 수지, 불소 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 포화 폴리에스테르 수지 등) 를 사용할 수 있다. 바인더는, 어떠한 기구에 의해 피막화하는 타입이어도 되고, 도막을 경화시키는 경우에는, 산화 중합형, 습기 중합형, 가열 경화형, 촉매 경화형, 자외선 경화형, 폴리올 경화형 등으로 할 수 있다. 바인더는, 바인더와 분산액 중의 가스 흡착제 성분의 고형분의 합계가, 가스 흡착제 함유 가공액에 대해 5 ∼ 50 질량％ 가 되도록 사용하는 것이 바람직하다.
또, 가스 흡착제 함유 가공액에 있어서의 가스 흡착제 성분의 고형분과 바인더의 함유 비율은, 기재 등에 대한 접착성 및 케톤계 가스 등의 흡착성의 관점에서, 가스 흡착제 성분의 고형분 100 질량부에 대해, 바인더가 10 ∼ 300 질량부인 것이 바람직하다. 바인더의 함유 비율이 10 ∼ 300 질량부이면, 섬유, 부직포, 시트 등에 가스 흡착제 함유 가공액을 전착시키는 경우에, 충분한 고착력이 얻어지고, 가스 흡착제 성분이 탈락되는 경우는 없다. 또, 가스 흡착제 성분이 바인더로 덮여 흡착 성능이 저하되는 경우도 없다.
상기 가스 흡착제 함유 가공액은, 원료 성분을, 예를 들어, 볼 밀, 롤 밀, 디스퍼나 믹서 등의 일반적인 장치를 사용하여, 혼합하는 방법에 의해 용이하게 조제할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 가스 흡착제 함유 가공액의 도포 등에 의한 소취성 가공품으로는, 소취 섬유, 소취 시트 (소취 필름을 포함한다), 소취 기능을 갖는 의복재료 (衣料), 소취 성형품 (판, 용기, 덮개, 케이싱 등), 소취벽 등을 들 수 있다. 이들의 소취성 가공품은, 기재의 표면에 가스 흡착제 함유 가공액을 도포하고, 그 후, 건조시킴으로써 얻어진 피막을 갖는 것이다.
소취성 시트의 경우, 가공 전의 원료 시트는, 특별히 한정되지 않고, 그 재질은, 용도 등에 따른 것으로 할 수 있고, 수지, 종이 등의 유기 재료, 무기 재료, 혹은 이들의 복합물로 할 수 있다. 원료 시트의 구성에 대해, 예를 들어, 일면측으로부터 타면측으로의 통기성은, 특별히 한정되지 않는다. 원료 시트의 바람직한 구체예로는, 일본 종이, 합성지, 부직포, 수지 필름 등을 들 수 있고, 특히 바람직한 원료 시트는, 천연 펄프 및/또는 합성 펄프로 이루어지는 종이이다. 천연 펄프를 사용하면, 미세하게 분기된 섬유 간에 가스 흡착제 입자가 끼기 쉬워, 실용적인 담지체가 될 수 있다. 한편, 합성 펄프는, 내약품성이 우수하다는 장점이 있다. 천연 펄프와 합성 펄프를 적당한 비율로 혼합하여 사용하면, 여러 가지의 특성을 조정한 종이를 얻을 수 있는데, 일반적으로 합성 펄프의 비율을 많게 하면, 강도, 내수성, 내약품성, 내유성 등이 우수한 종이를 얻을 수 있고, 한편, 천연 펄프의 비율을 많게 하면, 흡수성, 가스 투과성, 친수성, 성형 가공성, 질감 등이 우수한 종이를 얻을 수 있다.
상기 소취성 시트로는, 가스 흡착제 함유 조성물에 함유된 가스 흡착제 성분이, 원료 시트의 일면측으로부터 타면측으로의 전체에 걸쳐 함유되는 것이어도 되고, 일면측 또는 타면측의 표면층에 배치된 것이어도 되고, 표면층을 제외한 내부에 배치된 것이어도 된다.
상기 소취성 시트에 함유되는 가스 흡착제 성분의 담지량은, 특별히 한정되지 않는다. 일반적으로, 가스 흡착제 성분의 담지량을 늘리면, 소취성을 강력하게 발휘시켜, 장기간 지속시킬 수 있지만, 어느 정도 이상으로 담지시켜도, 소취 효과에 큰 차가 생기지 않는다. 따라서, 가스 흡착제 성분의 담지량은, 원료 시트 100 질량부당, 바람직하게는 0.1 ∼ 10 질량부이다.
상기 소취성 시트는, 예를 들어, 화장품 용지, 의료 (醫療) 용 포장지, 식품용 포장지, 전기 기기용 곤포지, 개호용지 제품, 선도 유지지, 종이제 의복재료, 공기 청정 필터, 벽지, 티슈 페이퍼, 토일릿 페이퍼 등으로서 사용할 수 있다.
상기 가스 흡착제 함유 가공액을 사용하여 소취성 시트를 제조하는 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 가스 흡착제 함유 가공액을, 원지 또는 섬유 시트에 도포, 침지 또는 분사 등을 실시할 수 있다. 가스 흡착제 함유 가공액을 사용하는 경우, 가스 흡착제 성분의 담지량이, 0.05 ∼ 10 g/㎡ 정도가 되도록 도공하는 것이 바람직하다.
상기 가스 흡착제 함유 가공액을 사용하지 않고 소취성 시트를 제조하는 경우, 원지 또는 섬유 시트에, 본 발명의 가스 흡착제를 구성하는 무기 분체를 부착시킨 후, 제 1 급 아민 화합물의 용액을 스프레이하는 등의 방법, 초지 (抄紙) 공정을, 상기 가스 흡착제 함유 조성물 및 펄프를 함유하는 슬러리를 사용하여 초지하는 등의 방법 등을 적용할 수 있다. 후자의 경우, 소정의 비율로 가스 흡착제 함유 조성물과 펄프를 함유하는 슬러리를 조제한 후, 카티온성 또는 아니온성의 응집제를, 각각, 슬러리에 대해 5 질량％ 이하로 첨가하여, 응집체를 생성시키고, 얻어진 응집체를 사용하여, 공지된 방법에 의해 초지화하고, 그 후, 이것을 예를 들어, 100 ℃ ∼ 190 ℃ 에서 건조시킴으로써, 종이에 가스 흡착제 성분이 담지된 소취 시트를 얻을 수 있다.
본 발명의 소취성 가공품은, 피막에 의한 것 이외의 양태로서, 가스 흡착제 성분이 기재와 일체화된 것이어도 된다. 즉, 가스 흡착제 성분이 무기 재료 또는 유기 재료로 이루어지는 기재 중에 함유되는 소취 제품을 소취성 가공품으로서 사용할 수 있다.
본 발명의 소취성 가공품은, 바람직하게는 유기 재료로 이루어지는 기재를 사용한 수지 성형품 또는 발포 성형품이다. 수지 성형품을 제조하는 경우에는, 성형 재료로서 수지를 포함하는 가스 흡착제 함유 조성물이 사용된다. 이 수지가 열가소성 수지인 경우, 가스 흡착제 함유 조성물은, 열가소성 수지와 가스 흡착제 성분을 함유하는 혼합물이어도 되고, 용융 혼련물이어도 된다. 수지 성형품은, 가스 흡착제 함유 조성물을 성형기에 투입함으로써 제조할 수 있다. 또한, 가스 흡착제 성분을 고농도로 함유하는 가스 흡착제 함유 조성물을 사용하여 펠릿상 수지를 조제한 후, 이것을 주수지와 혼합하고, 얻어진 혼합물을 성형기에 투입함으로써 제조할 수도 있다. 또한, 가스 흡착제 함유 조성물은, 물성을 개선하거나 하기 위하여, 필요에 따라, 안료, 염료, 산화 방지제, 내광 안정제, 대전 방지제, 발포제, 내충격 강화제, 유리 섬유, 방습제, 증량제 등의 첨가제를 함유할 수도 있다. 상기의 수지 성형품 또는 발포 성형품을 제조하기 위한 성형 방법으로는, 사출 성형, 압출 성형, 인플레이션 성형, 진공 성형, 발포 성형 등의 종래 공지된 성형 방법을 적용할 수 있다.
상기 유기 재료를 포함하는 소취성 가공품으로는, 예를 들어, 공기 청정기, 냉장고 등의 가전 제품의 케이싱, 휴지통, 탈수기 등의 일반 가정용품, 포터블 토일릿 등의 개호 용품, 가구, 침구, 소취 섬유, 소취 시트 (소취 필름을 포함한다), 다른 소취 성형품 (판, 용기, 덮개, 케이싱 등), 소취벽 등을 들 수 있다.
본 발명의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물을 함유하는 소취성 가공품으로는, 소취성 섬유, 소취성 도료, 소취성 시트 및 소취성 수지 성형품 등을 들 수 있다.
본 발명의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물을 함유하는 소취성 섬유로는, 의류, 속옷, 스타킹, 양말, 이불, 이불 커버, 방석, 모포, 융단, 커튼, 소파, 커버, 시트, 카 시트, 카 매트 및 에어 필터를 비롯하여, 많은 섬유 제품에 사용할 수 있다. 섬유 제품으로의 첨가 방법은, 섬유 제품의 표면 혹은 이면에 바인더를 사용하여 전착시키는 방법이나 섬유 수지에 혼련하는 방법이 있다. 또, 본 발명의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물을 함유하는 소취성 도료는, 건물의 내벽, 외벽 및 철도 차량의 내벽 등에서 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물을 함유하는 소취성 시트는, 의료용 포장지, 식품용 포장지, 선도 유지지, 종이제 의복재료, 공기 청정 필터, 벽지, 티슈 페이퍼, 토일릿 페이퍼, 부직포, 종이, 필터, 필름 등으로서 사용할 수 있다. 또, 본 발명의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물을 함유하는 소취성 수지 성형품으로는, 공기 청정기 및 냉장고 등의 가전 제품, 쓰레기 휴지통 및 탈수기 등의 일반 가정용품, 포터블 토일릿 등의 각종 개호 용품, 일상품 등에서 사용할 수 있다.
본 발명의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물 및 이것을 함유하는 소취성 가공품은, 속옷, 스타킹, 모자 등의 의류에 체취, 생리취가 부착된 경우에, 냄새가 의류로부터 발생하는 것을 방지하거나, 발생한 냄새를 마스킹하는 수단으로서 사용할 수도 있다.
또, 본 발명의 가스 흡착제 또는 가스 흡착제 함유 조성물은, 기재 자체로부터 케톤계 가스를 발생시키는 재료, 예를 들어, 합판, 집성재, 플로어링재, 파티클 보드, 단열재 등의 건재, 플로어 카펫, 소음 패드, 쿠션재, 카 시트, 헤드 레스트, 아암 레스트, 도어 트림, 성형 천정, 선바이저, 리어 패키지 트레이, 인스트루먼트 패널, 대시 인슐레이터 등에 사용함으로써, 기재 자체로부터 휘발되는 케톤계 가스를 저감시킬 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 들어, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한,「％」는 질량％ 이다.
1. 가스 흡착제의 평가 방법
(1) 메디안 입경 (d50)
흡착제를, 말번사 제조 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치「MS2000」(형식명) 로 측정하고, 메디안 입경을 체적 기준으로 해석하였다. 또한, 입도 분포의 함유율％ 는, 이 해석 방법으로부터 전체 입자 중의 체적％ 이지만, 측정 분말의 밀도가 일정하므로, 질량％ 와 동일한 의미를 갖는다.
(2) BET 비표면적
JIS Z 8830「기체 흡착에 의한 분체 (고체) 의 비표면적 측정 방법」(2001년 개정판) 에 의해, BET 비표면적을, 호리바 제작소사 제조 연속 유동식 표면적계「SA-6200」(형식명) 을 사용하여 측정하였다.
(3) 흡착 용량
흡착제 분말 0.01 g 을 비닐알코올계 폴리머 필름제의 5 ℓ 시험백에 넣고, 여기에 기화시킨 아세톤, 메틸에틸케톤 또는 디아세틸 (초기 농도 300 ppm) 3 ℓ 를 주입하고, 20 ℃ 에서 1 시간 보존 후의 시험백 중의 잔존 가스 농도를 가스 검지관으로 측정하였다. 흡착 용량은, 시료 1 g 당의 흡착한 가스 용량으로 나타냈다.
2. 가스 흡착제의 제조 및 평가 (1)
실시예 1-1
백색의 아미노구아니딘황산염 3 g 을 이온 교환수 10 ㎖ 에 용해시킨 수용액을, 백색이며, 비표면적이 605 ㎡/g, 평균 입경이 6 ㎛ 인 비정질 규산알루미늄 입자 10 g 에 분무한 후, 실온 하에서 20 분간 혼합하였다. 또한, 비정질 규산알루미늄 입자를 5 질량％ 로 정제수에 분산시켰을 때의 pH 는 6.5 였다. 이어서, 얻어진 분무물을 100 ℃ 에서 60 시간 진공 가열하여, 백색 분말 약 13 g 을 얻었다. 그리고, 이 백색 분말로 이루어지는 흡착제의 아세톤 또는 디아세틸의 흡착 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 기재하였다.
실시예 1-2
백색의 아디프산디하이드라지드 2 g 을 이온 교환수 10 ㎖ 에 용해시킨 수용액을, 백색이며, 비표면적이 388 ㎡/g, 평균 입경이 2 ㎛ 인 ZSM 형 제올라이트 입자 10 g 에 분무한 후, 실온 하에서 20 분간 혼합하였다. 또한, 제올라이트 입자를 5 질량％ 로 정제수에 분산시켰을 때의 pH 는 8.0 이었다. 이어서, 얻어진 분무물을 120 ℃ 에서 32 시간 가열하여, 백색 분말 약 12 g 을 얻었다. 그리고, 이 백색 분말로 이루어지는 흡착제의 아세톤 또는 디아세틸의 흡착 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 기재하였다.
실시예 1-3
백색의 디에틸렌트리아민 3 g 을 이온 교환수 10 ㎖ 에 용해시킨 수용액을, 백색이며, 비표면적이 218 ㎡/g, 평균 입경이 12 ㎛ 인 실리카 겔 입자 10 g 에 분무한 후, 실온 하에서 20 분간 혼합하였다. 또한, 실리카 겔 입자를 5 질량％ 로 정제수에 분산시켰을 때의 pH 는 6.8 이었다. 이어서, 얻어진 분무물을 100 ℃ 에서 55 시간 가열하여, 백색 분말 약 13 g 을 얻었다. 그리고, 이 백색 분말로 이루어지는 흡착제의 아세톤 또는 디아세틸의 흡착 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 기재하였다.
실시예 1-4
숙신산디하이드라지드 분말의 아세톤 또는 디아세틸의 흡착 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 기재하였다.
비교예 1-1
백색의 아스코르브산 지방산 에스테르 3 g 을 이온 교환수 10 ㎖ 에 용해시킨 수용액을, 백색이며, 비표면적이 218 ㎡/g, 평균 입경이 12 ㎛ 인 실리카 겔 입자 10 g 에 분무한 후, 실온 하에서 20 분간 혼합하였다. 또한, 실리카 겔 입자를 5 질량％ 로 정제수에 분산시켰을 때의 pH 는 5.6 이었다. 이어서, 얻어진 분무물을 100 ℃ 에서 5 시간 가열하여, 백색 분말 약 13 g 을 얻었다. 그리고, 이 백색 분말로 이루어지는 흡착제의 아세톤 또는 디아세틸의 흡착 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 기재하였다.
비교예 1-2
후타무라 화학제사 제조 활성탄「타이코 CW350A」(상품명) 의 아세톤 또는 디아세틸의 흡착 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 1 에 기재하였다.
Figure pct00001
실시예 1-1 ∼ 1-4 는 비교예 1-1 및 1-2 와 비교하여, 케톤계 가스의 흡착 용량이 크고 흡착 성능이 우수한 것을 확인하였다.
3. 소취 가공천의 제조 및 평가
실시예 1-5
실시예 1-1 의 가스 흡착제 1 g 을 아크릴 바인더 3 g 과 혼합하여, 흡착제 함유액을 얻었다. 이어서, 이 흡착제 함유액을 사용하여, 폴리에스테르 옷감에 가스 흡착제가 2 g/㎡ 부착되도록 침지 가공한 후, 130 ℃ 에서 2 분간 건조시켜 소취 가공천을 얻었다. 얻어진 소취 가공천을 10 ㎝ × 10 ㎝ 로 절단하여, 이것을 시험천으로 하였다. 그 후, 비닐알코올계 폴리머 필름제의 5 ℓ 시험백에 상기 시험천을 넣어 밀봉하고, 50 ppm 의 디아세틸을 함유하는 공기 3 ℓ 를 주입하였다. 그리고, 20 ℃ 에서 2 시간 후의 잔존 가스 농도를 가스 검지관으로 측정하였다. 그 결과를 표 2 에 기재하였다.
실시예 1-6
실시예 1-2 의 가스 흡착제로 대신한 것 이외에는, 실시예 1-5 와 마찬가지로 하여 소취 가공천을 제작하였다. 소취 시험 결과를 표 2 에 기재하였다.
실시예 1-7
실시예 1-3 의 가스 흡착제로 대신한 것 이외에는, 실시예 1-5 와 마찬가지로 하여 소취 가공천을 제작하였다. 소취 시험 결과를 표 2 에 기재하였다.
비교예 1-3
비교예 1-1 의 가스 흡착제로 대신한 것 이외에는, 실시예 1-5 와 마찬가지로 하여 소취 가공천을 제작하였다. 소취 시험 결과를 표 2 에 기재하였다.
비교예 1-4
비교예 1-2 의 가스 흡착제로 대신한 것 이외에는, 실시예 1-5 와 마찬가지로 하여 소취 가공천을 제작하였다. 소취 시험 결과를 표 2 에 기재하였다.
Figure pct00002
표 2 로부터, 실시예 1-5 ∼ 1-7 은, 비교예 1-3 및 1-4 와 비교하여, 케톤계 가스의 흡착 효과가 높고 소취 성능이 우수한 것을 알 수 있다.
4. 소취성 수지 성형품의 제조 및 평가
실시예 1-8
실시예 1-1 의 가스 흡착제 20 질량부, 및 선알로머사 제조 폴리프로필렌 수지「PC630A」(상품명) 80 질량부를 혼합하고, 이 혼합물을, 압출 성형기를 사용하여, 온도 190 ℃ 에서 용융 혼련하여, 마스터 배치를 제작하였다. 그 후, 이 마스터 배치 10 질량부와, 상기 프로필렌 수지 90 질량부를 사출 성형기를 사용하여, 성형 온도 190 ℃ 로 하여 판상 시험편 (100 ㎜ × 100 ㎜ × 2 ㎜) 을 얻었다.
다음으로, 비닐알코올계 폴리머 필름제의 5 ℓ 시험백에, 상기의 판상 시험편 2 장을 넣고 밀봉하였다. 그리고, 20 ppm 의 디아세틸을 함유하는 공기 3 ℓ 를 주입하였다. 이것을, 20 ℃ 에서 방치하고, 24 시간 후의 시험백 내의 디아세틸 농도를, 가스 검지관을 사용하여 측정하였다. 또한, 판상 시험편을 넣지 않고 동일한 방법을 실시하여, 시험백 내의 디아세틸 농도를 측정하고, 이 측정치를 100 ％ 로 한 경우의 판상 시험편에 의한 가스 흡착률을 산출한 결과, 63 ％ 였다.
비교예 1-5
실시예 1-1 의 가스 흡착제 대신에, 아스코르브산 지방산 에스테르 분말을 사용한 것 이외에는, 실시예 1-8 과 마찬가지로 하여, 판상 시험편의 제작, 및 가스 흡착 시험을 실시하였다. 가스 흡착률은 5 ％ 였다.
이상으로부터, 본 발명의 가스 흡착제는, 높은 온도에서 가공하여 얻어진 성형품에 있어서도, 케톤계 가스의 흡착 효과를 갖고, 내열성이 우수한 것을 알 수 있다.
5. 가스 흡착제의 제조 및 평가 (2)
실시예 2-1
백색의 아미노구아니딘염산염 1 g 을 이온 교환수 10 ㎖ 에 용해시킨 수용액을, 백색이며, 비표면적이 610 ㎡/g, 평균 입경이 6 ㎛ 인 비정질 규산알루미늄 입자 10 g 에 분무한 후, 실온 하에서 10 분간 혼합하였다. 또한, 비정질 규산알루미늄 입자를 5 질량％ 로 정제수에 분산시켰을 때의 pH 는 6.5 였다. 이어서, 얻어진 분무물을 120 ℃ 에서 50 시간 가열하여, 백색 분말 약 11 g 을 얻었다. 그리고, 이 흡착제의 메틸에틸케톤 또는 디아세틸의 흡착 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 3 에 기재하였다.
실시예 2-2
아미노구아니딘염산염 3 g 을 이온 교환수 10 ㎖ 에 용해시킨 수용액을, 백색이며, 비표면적이 350 ㎡/g, 평균 입경이 6 ㎛ 인 MFI 형 제올라이트 입자 8 g 에 분무한 후, 실온 하에서 10 분간 혼합하였다. 또한, 제올라이트 입자를 5 질량％ 로 정제수에 분산시켰을 때의 pH 는 6.6 이었다. 이어서, 얻어진 분무물을 140 ℃ 에서 35 시간 가열하여, 백색 분말 약 11 g 을 얻었다. 그리고, 이 흡착제의 메틸에틸케톤 또는 디아세틸의 흡착 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 3 에 기재하였다.
실시예 2-3
아미노구아니딘염산염 3 g 을 이온 교환수 10 ㎖ 에 용해시킨 수용액을, 백색이며, 비표면적이 89 ㎡/g, 평균 입경이 12 ㎛ 인 실리카 겔 입자 8 g 에 분무한 후, 실온 하에서 10 분간 혼합하였다. 또한, 실리카 겔 입자를 5 질량％ 로 정제수에 분산시켰을 때의 pH 는 6.7 이었다. 이어서, 얻어진 분무물을 130 ℃ 에서 45 시간 가열하여, 백색 분말 약 11 g 을 얻었다. 그리고, 이 흡착제의 메틸에틸케톤 또는 디아세틸의 흡착 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 3 에 기재하였다.
실시예 2-4
아미노구아니딘염산염 분말의 메틸에틸케톤 또는 디아세틸의 흡착 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 3 에 기재하였다.
비교예 2-1
아스코르브산 지방산 에스테르 3 g 을 이온 교환수 10 ㎖ 에 용해시킨 수용액을, 백색이며, 비표면적이 189 ㎡/g, 평균 입경이 12 ㎛ 인 실리카 겔 입자 8 g 에 분무한 후, 실온 하에서 10 분간 혼합하였다. 또한, 실리카 겔 입자를 5 질량％ 로 정제수에 분산시켰을 때의 pH 는 6.7 이었다. 이어서, 얻어진 분무물을 140 ℃ 에서 35 시간 가열 처리하여, 백색 분말 약 11 g 을 얻었다. 그리고, 이 흡착제의 메틸에틸케톤 또는 디아세틸의 흡착 용량을 측정하였다. 그 결과를 표 3 에 기재하였다.
비교예 2-2
후타무라 화학제사 제조 활성탄「타이코 CW350A」(상품명) 의 케톤계 가스 흡착 용량 (메틸에틸케톤 또는 디아세틸) 을 측정하였다. 그 결과를 표 3 에 기재하였다.
Figure pct00003
표 3 으로부터, 실시예 2-1 ∼ 2-3 은, 비교예 2-1 및 2-2 와 비교하여, 케톤계 가스의 흡착 용량이 크고 흡착 성능이 우수한 것을 알 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명의 케톤계 가스 흡착제는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디아세틸 등의 케톤에 대한 흡착 성능이 높다. 또, 이 가스 흡착제의 색조는 백색이며, 널리 이용하기 쉽다. 또한, 본 발명의 가스 흡착제가 분말인 경우에는, 종이나 섬유 등의 제품에 도포 또는 혼련 가공이 가능하고, 여러 가지 소취성 가공품을 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 제 1 급 아민 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 케톤계 가스 흡착제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 급 아민 화합물이 하이드라지드 화합물, 아미노구아니딘 화합물 및 폴리아민으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 케톤계 가스 흡착제.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 아미노구아니딘 화합물이 아미노구아니딘황산염 또는 아미노구아니딘염산염인 케톤계 가스 흡착제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케톤계 가스 흡착제는 상기 제 1 급 아민 화합물이 무기 분체에 담지되어 이루어지는 복합물인 케톤계 가스 흡착제.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 무기 분체가 규산염 화합물, 4 가 금속 인산염 화합물, 실리카 겔 및 제올라이트에서 선택된 적어도 1 종인 케톤계 가스 흡착제.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 무기 분체의 BET 비표면적이 80 ㎡/g 이상인 케톤계 가스 흡착제.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 급 아민 화합물과 상기 무기 분체의 질량비가 5 : 95 ∼ 60 : 40 인 케톤계 가스 흡착제.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 케톤계 가스 흡착제와, 염기성 가스 흡착제, 황계 가스 흡착제 및 유기산성 가스 흡착제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 가스 흡착제를 함유하는 것을 특징으로 하는 가스 흡착제 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 케톤계 가스 흡착제를 함유하는 것을 특징으로 하는 소취성 가공품.
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