(57)【要約】【課題】光照射を必要とせず、時間や場所による制約のない、長期間にわたる大気中および水中の有害化学物質の吸着分解性能が格段に向上された繊維構造体を提供すること。【解決手段】単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ未満の繊維から構成される繊維構造体であって、該繊維構造体には、光照射なしで水酸化ラジカル、オゾン又は過酸化物を発生する空気触媒が固着されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ未満の繊維から構成される繊維構造体であって、該繊維構造体には、光照射なしで水酸化ラジカル、オゾン又は過酸化物を発生する空気触媒が固着されていることを特徴とする有害化学物質を吸着分解する繊維構造体。
【請求項２】
光照射なしで水酸化ラジカル、オゾン又は過酸化物を発生する空気触媒が、下記式（１）で表わされるリン酸チタニウム系化合物又はその縮合体を主成分とする化合物である請求項１記載の有害化学物質を吸着分解する繊維構造体。
【化１】
2005060904.tif 000007
【請求項３】
繊維構造体の水に対する接触角が１５度以下である請求項１又は２記載の有害化学物質を吸着分解する繊維構造体。
【請求項４】
光照射なしで水酸化ラジカル、オゾン又は過酸化物を発生する空気触媒を、バインダーを介することなく繊維構造物に固着させた請求項１、２又は３記載の有害化学物質を吸着分解する繊維構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有害化学物質を吸着分解する繊維構造体に関するものであり、更に詳しく述べるならば、本発明は室内空気や排水中に含まれる有害化学物質を除去するフィルターやシートなどに好適に使用することができる有害化学物質を吸着分解する繊維構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、消臭、抗菌、防汚機能を繊維布帛に付与するため、繊維布帛に、シリコン架橋型樹脂などの接着剤を介して光触媒層を設ける方法が知られている（例えば、特開平１０−１８７９号公報など）。
【０００３】
しかし、これらの光触媒を用いた繊維布帛は、その効果が発現するためには、紫外線や可視光線などの光照射が必要であり、晴れた日中で、しかも影のあたらない場所でしかその効果が認められないという欠点があった。さらに、これらの光触媒は、その分解力が大きく、繊維布帛自体をも分解してしまうので、繊維布帛を保護するための接着層の形成が必須であり、接着層も無機系バインダーをしなければならないという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−１８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点を解決し、光照射を必要とせず、時間や場所による制約のない、長期間にわたり有害化学物質を吸着分解することが可能な繊維構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討した結果、光照射なしで水酸化ラジカル、オゾン又は過酸化物などを発生する空気触媒を用いるとき、所望の有害化学物質を吸着分解する繊維構造体が得られることを究明し、本発明に到達した。
【０００６】
かくして本発明によれば、単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘ未満の繊維から構成される繊維構造体であって、該繊維構造体には、光照射なしで水酸化ラジカル、オゾン又は過酸化物を発生する空気触媒が固着されていることを特徴とする有害化学物質を吸着分解する繊維構造体が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、長期間にわたる有害化学物質を吸着分解することが可能な繊維構造体を提供できるので、室内空気清浄用フィルター、排水浄化用フィルターなどに好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明において使用する繊維構造体とは、繊維から構成される織編物、不織布などを言い、該繊維構造体を樹脂加工や加熱成形加工することにより使用用途に適した形態を持つものである。
【０００９】
ここで、繊維構造体を構成する繊維とは、例えば、木綿、麻などの天然繊維、ガラス繊維、カーボン繊維、金属繊維などの無機繊維、及びポリアミド繊維、ポリエステル繊維、芳香族ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリアクリロニトリル繊維などの合成繊維などを言う。
【００１０】
上記の中でも、物性のバランスが良好なポリエステル繊維、水酸化ラジカルやオゾン等に対して劣化の少ないポリ塩化ビニル繊維、ポリアクリロニトリル繊維を使用することが好ましく、その単繊維繊度は０．１ｄｔｅｘ未満であることが必要である。
【００１１】
また、繊維の形状としては、短繊維紡績糸条、長繊維糸条、スプリットヤーン、テープヤーンなどのいずれの形状であってもよく、また繊維構造物は、織物、編物の他、不織布又はこれらの複合布のいずれであってもよい。
【００１２】
上記繊維構造体には樹脂加工を施しても良く、その際に被覆する樹脂種には特に限定はないが、耐候性の優れた樹脂が好ましい。ここでいう耐候性に優れた樹脂とは、耐黄変性、保色性、光沢保持性、および耐薬品性等に優れた樹脂をいい、水溶性、溶剤可溶性のいずれも用いることができる。
【００１３】
具体的には、塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコン系樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などが好ましく使用される。また、被覆後の樹脂層の表面に金属蒸着膜や金属箔を貼りあわせても構わない。
【００１４】
また、これらの樹脂に添加する化合物としては顔料、難燃剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、安定剤、充填剤、潤滑剤、硬化剤、消泡剤、防カビ剤などが挙げられ、これらを単独、あるいは複合して樹脂に混合することができる。
【００１５】
これらの樹脂を被覆する方法としては、公知のコーティング法、トッピング法、ディッピング法、ラミネート法、グラビア法などが挙げられ、該樹脂層の厚みは用途によって調整することができる。
【００１６】
樹脂層は繊維構造体の片面、あるいは両面に一層、あるいは多層形成させても構わない。さらに、このような繊維構造体には、吸水防止加工を施したり、塩化ビニル系樹脂中の可塑剤のブリードアウトを防止するために可塑剤防止層を設けたり、耐久性を向上させるために繊維構造体表面にアクリル撥水加工などを施したりすることも可能である。
【００１７】
上記の方法により得られた繊維構造体には、空気触媒が固着される。ここで、空気触媒としては、光照射なしで、水と酸素との触媒反応で酸化・還元反応を行い、水酸化ラジカル、オゾン、過酸化物などを形成することが可能な化合物であれば特に限定はないが、好ましくはリン酸チタニウム系化合物が用いられる。
【００１８】
中でも、下記式（１）で表わされるリン酸チタニウム系化合物又はその縮合体を主成分とする化合物が好ましく、具体的には、下記式（２）〜（９）で表される化合物などが例示される。
【００１９】
【化１】
2005060904.tif 000002
【００２０】
【化２】
2005060904.tif 000003
【００２１】
上記空気触媒を繊維構造体に固着する方法について述べる。該空気触媒として、リン酸チタニウム系化合物を用いた場合、特にバインダーを必要とせず、直接繊維構造体に固着することができる。
【００２２】
具体的には、リン酸チタニウム系化合物を精製水やアルコール系溶液などに均一混合させて溶液状態、あるいは分散状態とし、該リン酸チタニウム系化合物混合溶液を繊維構造体に対して噴霧、含浸、コーティングなどを行う。その後、乾燥させるとバインダーなしでリン酸チタニウム系化合物を繊維構造体に対して固着することが出来る。その際、リン酸チタニウム系化合物の厚さが０．０５〜０．５μｍとなるように噴霧または塗布することが好ましい。膜厚が０．０５μｍ未満では効果が小さく、０．５μｍをこえると剥離が生じやすくなる場合がある。
【００２３】
上記のごとくバインダーを利用せずとも充分に効果は発揮できるが、バインダーを用いると空気触媒と繊維構造体との接着性、およびその耐久性がさらに向上する。
【００２４】
次にバインダーを使用した場合について詳細に述べると、まず、空気触媒を公知の樹脂中に均一分散させた後、繊維構造体に樹脂層が形成された樹脂加工体に対して、公知のコーティング法、トッピング法、ディッピング法、グラビア法などにより固着せしめる。また、空気触媒入りの樹脂をフィルムに成形してから繊維構造体にラミネートしても良い。
【００２５】
バインダーとして用いられる樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂など特に限定されるものではないが、塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコン系樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などが挙げられる。これら樹脂は一般的に可塑剤などの各種添加剤を配合して用いても良い。
【００２６】
かくして得られた本発明の有害化学物質を吸着分解する繊維構造体は、室内空気清浄用フィルター、排水浄化用フィルターなど大気中および水中に含まれる有害化学物質の吸着分解を必要とする用途に使用することが望ましい。なぜなら、フィルター等に付着した有害化学物質は吸着するだけでは大気中および水中から完全に除去することができないため、吸着をさせながら同時に分解もしなければならない。ただし、繊維構造体の水接触角が大きいと、水中の有害化学物質との接触機会が減る原因となるので、繊維構造体の水に対する接触角を１５度以下にすることが好ましい。また、大気中の有害化学物質との接触機会を増やすために、繊維構造体を構成する繊維の繊度は、表面積を増大させるために、前述のように０．１ｄｔｅｘ未満にすることが必要である。
【００２７】
かくして得られた有害化学物質を吸着分解する繊維構造体は、室内空気清浄用フィルター、排水浄化用フィルターなどに用いることができる。これらの用途に用いられる繊維構造体には、強度が必要とされるが、従来の光触媒を用いた繊維構造物ではそれ自体をも劣化してしまい、また光源がなければ有害化学物質を分解することが出来なかったのに対し、本発明の有害化学物質を吸着分解する繊維構造体は、光照射を必要とせず、酸素と水分に接触する環境下で使用すれば、半永久的に有害化学物質を分解する効果を持続することができる。
【実施例】
【００２８】
以下、実施例を挙げて本発明の構成および効果をさらに詳細に説明する。尚、実施例における各物性は後述の方法により求めたものである。
【００２９】
［実施例１］
繊維構造体としてポリ塩化ビニル繊維不織布（繊度０．０８ｄｔｅｘ、目付：４ｇ／ｍ２）を用いた。この繊維構造体に対して、繊維構造体表面にリン酸チタニウム系化合物混合水溶液（固形分として０．２５ｗｔ％）をスプレーガンにより塗布、乾燥した。塗布量は２５ｇ／ｍ２とした。
【００３０】
［実施例２］
繊維構造体としてポリアクリロニトリル繊維不織布（繊度０．０８ｄｔｅｘ、目付：１０ｇ／ｍ２）を用いた。この繊維構造体に対して、リン酸チタニウム系化合物混合水溶液（固形分として０．２５ｗｔ％）をスプレーガンにより塗布、乾燥した。塗布量は２５ｇ／ｍ２とした。
【００３１】
［比較例１］
繊維構造体としてポリ塩化ビニル繊維不織布（繊度０．０８ｄｔｅｘ、目付：４ｇ／ｍ２）表面にアモルファス型過酸化チタンゾル（ＴｉＯ２として０．８５％含有）スプレーガンにより塗布、乾燥した。塗布量は２５ｇ／ｍ２とした。
【００３２】
［比較例２］
繊維構造体としてポリアクリロニトリル繊維不織布（繊度０．０８ｄｔｅｘ、目付：１０ｇ／ｍ２）表面にアモルファス型過酸化チタンゾル（ＴｉＯ２として０．８５％含有）スプレーガンにより塗布、乾燥した。塗布量は２５ｇ／ｍ２とした。
【００３３】
（１）吸着分解性能試験
有害化学物質として硫化水素ガス（３０ｐｐｍ）を封入したフッ化ビニリデン製バック中に試料を放置し、各バックに一定時間紫外光を照射しながら一定時間経過後のガス検知管によるバック内のガス濃度測定を行い、吸着分解性能を評価した。結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
2005060904.tif 000004
【００３５】
２４時間後のガスの吸着分解性能は、実施例の方が比較例に比べて良好であり、吸着分解速度も速く、効果が明確である。
【００３６】
（２）基材劣化性
触媒の分解作用による基材劣化性を評価するために、繊維構造体として不織布を用いて、２時間紫外光を照射後、ＪＩＳ  Ｌ  １０９６に従い、不織布の引張強さを測定し、強力保持率を評価した。結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
2005060904.tif 000005
【００３８】
基材劣化に関して、実施例は比較例に比べて基材劣化が格段に少ないことから、触媒による基材劣化防止に対し効果が大きい。
【００３９】
（３）水接触角
繊維構造体と水との接触角度は協和界面科学株式会社製：ＣＯＮＴＡＣＴ−ＡＮＧＬＥ  ＭＥＴＥＲ（ＣＡ−Ｄ）によって測定した。測定は、化合物を固着、乾燥後に紫外光を照射しながら、一定時間毎に行った。結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
2005060904.tif 000006
【００４１】
水の接触角に関して、実施例は比較例に比べて、基材に化合物を固着させ、乾燥した時点から低い接触角を示し、濡れ性が良好であり、２４時間経過後もほぼ接触角に変化が見られない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によれば、光照射を必要とせず、時間や場所による制約のない、長期間にわたる大気中および水中の有害化学物質の吸着分解性能が格段に向上された繊維構造体が得られるので、室内空気清浄用フィルター、排水浄化用フィルターなどの環境浄化用途に好適に使用できる。