JP4518779B2 - ゴムの消臭方法及び浄化空気の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はゴムの消臭方法に関し、特に、本発明はゴム臭が低減された浄化空気の製造方法に関する。

ゴム臭は天然ゴムの素練り工程等において発生する。ゴム臭は、屋内環境や排気ダクトを通じた屋外環境を汚染する。かかるゴム臭を消失させるため、種々の手段が知られている（例えば、特許文献１〜４参照）。
特公平６−７８４３６号公報 特開平９−７６３２４号公報 特開平１１−１４０２２２号公報 特開平８−３０２０６９号公報

ベタイン関連化合物を主成分とする消臭剤（商品名：エポリオン）が知られている（例えば、非特許文献１参照）。また、両性超高分子ポリアクリルアミドを主成分とする消臭剤（商品名：カルモアスプレー）が知られている（例えば、非特許文献２参照）。
菱三株式会社、「エポリオン」、[online]、［平成１５年８月１２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.hissan.co.jp/business/06.html#＞ 株式会社カルモア、「カルモアスプレー」、[online]、［平成１５年８月１２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.karumoa.co.jp/splay/index.htm＞

本発明者は、従来のような消臭手段がゴム臭の低減に不十分であることを見出した。
本発明の課題は、ゴム臭を十分に低減することができるゴムの消臭方法を得ること、及びゴム臭が十分に低減された浄化空気の製造方法を得ることである。

本発明は、ゴムの消臭方法であって、ゴムの臭気成分と、ベタイン関連化合物及び両性超高分子ポリアクリルアミドとを反応させることを特徴とするゴムの消臭方法及びかかる消臭方法を用いてゴム臭を低減させることを特徴とする浄化空気の製造方法に係るものである。

また、本発明は、ゴムの消臭方法であって、ゴムの臭気成分を、ベタイン関連化合物と反応させた後に、高分子凝固剤と反応させることを特徴とするゴムの消臭方法及びかかる消臭方法を用いてゴム臭を低減させることを特徴とする浄化空気の製造方法に係るものである。

本発明は、ゴム臭が、ベタイン関連化合物及び高分子凝固剤と反応させることによって著しく低減されるという知見に基づくものである。

本発明者は、効率のよい脱臭技術を確立するため、臭気成分の検討をはじめとする、消臭剤、脱臭装置等、種々の手段を検討した。その結果、本発明者は、ベタイン関連化合物及び両性超高分子ポリアクリルアミドの双方を用いることで、それぞれを単独で用いる場合よりも著しく優れた相乗効果が得られ、ゴム臭が不快を感じさせない程度に低減されることを見出し、本発明に到達した。

また、本発明者は、ゴムの臭気成分を、ベタイン関連化合物と反応させた後に、高分子凝固剤と反応させることによって、ゴム臭が著しく低減されることを見出し、本発明に到達した。

本発明によれば、ゴムの臭気成分を、ベタイン関連化合物及び両性超高分子ポリアクリルアミドと反応させることによって消臭できるので、空気中のゴム臭が不快を感じさせない程度に著しく低減される。

（１）ゴム臭
ゴムから発生するか、ゴムを加工する際に発生する臭気である。環境中、特に空気中に放出される臭気成分からなる。温度等の影響によって発生する揮発成分も包含される。例えば、ゴムの臭気成分は、低級脂肪酸、アルデヒド類、メチルイソブチルケトン、トリメチルアミン、アルキルベンゼン類、これらの誘導体、これら又は他の物質との反応生成物等である。

（２）ベタイン関連化合物
ベタイン化合物とその誘導体を包含する化合物である。ベタイン化合物は、トリメチルグリシン、グリシンベタインとも称される。臭気成分の化学的中和剤として働く。

ベタイン関連化合物の消臭機構は、化学反応によって臭気成分を無臭物質とする化学的中和であるため、その消臭作用は速攻的で長期間持続する。例えば、低級脂肪酸、アルデヒド類、ケトン類等が、消臭対象となる。

水との混合物（水溶液）の状態で用いることができる。他に、有機酸化合物、ポリアミン化合物等を配合することもできる。例えば、ベタイン関連化合物を主成分とするエポリオン（ＡＬ−９６又は６３３）（商品名、菱三株式会社製）を用いることができる。

好ましくは、臭気成分又はそれを含有する空気は、ベタイン関連化合物を噴霧して十分に反応（中和）させる。噴霧は、特に制限されることなく、種々の手段により行うことができる。

特に好ましくは、エアー等の気体放出ノズルを備える２流体ノズルを用いる。ベタイン関連化合物に圧力をかけて噴霧するのみ（１流体ノズル）では、ミスト径がφ６０μｍ程度にしか微細化できないが、気体放出ノズルによってミスト径をφ１０μｍ程度に最微細化することができる。ミスト径がφ６０μｍからφ１０μｍになると、臭気成分との接触面積が６倍になり、より効果的な気液接触が可能となる。

（３）高分子凝固剤
消臭剤成分として知られている。両性超高分子ポリアクリルアミド重合体又は両性超高分子ポリアクリルアミド共重合体が包含される。例えば、両性超高分子ポリアクリルアミド重合体又は両性超高分子ポリアクリルアミド共重合体を主成分とするカルモアスプレー（ノーズパルＥＸ−１１、商品名、株式会社カルモア製）を用いることができる。

（３−１）両性超高分子ポリアクリルアミド重合体又は両性超高分子ポリアクリルアミド共重合体
両性高分子化合物であり、高分子吸着凝固剤として働く。代表的には、分子量が約２０００万の、線状の物質で、両性の電荷をもった水溶性の高分子化合物である。

両性超高分子ポリアクリルアミド重合体又は両性超高分子ポリアクリルアミド共重合体の消臭機構は、この物質が、分子線を複雑に絡め、固体化した状態で存在し、臭気成分を非常に絡め取り易い構造をしており、臭気成分に対して圧倒的に大きなサイズを有することや、臭気成分を分子間引力によって引き寄せることや、その多孔構造から、吸着性能に著しく優れていることに基づく。臭気成分が吸着された後、アニオン基及びカチオン基という両性の反応基がその臭気成分に応じて化学反応を起こして結合し、後になってにおいを放出することがない。

特に、低級脂肪酸、アルデヒド類、ケトン類、アミン類、アルキルベンゼン類（トルエン、キシレン等）等が、消臭対象となる。

例えば、両性超高分子ポリアクリルアミド重合体又は両性超高分子ポリアクリルアミド共重合体は、（メタ）アクリル酸‐(メタ)アクリルアミド-ジメチルアミノメチル(メタ)アクリルアミド-三元ポリマーからなる。これは、（メタ）アクリル酸と、(メタ)アクリルアミドと、ジメチルアミノメチル(メタ)アクリルアミドとからなる三元（共）重合体である。

水との混合物（水溶液）の状態で用いることができる。他に、希釈剤として、エタノールのようなアルコール等の有機化合物を配合することができる。アルコール等は抗菌作用も発揮する。推進剤（又は噴射剤）として、ジメチルエーテルのようなエーテル等の有機化合物を配合することができる。例えば、両性超高分子ポリアクリルアミドを主成分とするカルモアスプレー（前述、商品名）を用いることができる。

好ましくは、臭気成分又はこれを含有する空気は、ベタイン関連化合物を反応（中和）させた後、両性超高分子ポリアクリルアミドを反応（中和）させる。ベタイン関連化合物との反応に先立って両性超高分子ポリアクリルアミドを反応させると、臭気成分の消臭が十分でなくなることがあり、却って不快臭が発生することがある。

好ましくは、臭気成分又はそれを含有する空気は、両性超高分子ポリアクリルアミドを噴霧して十分に反応（中和）させる。噴霧は、特に制限されることなく、種々の手段により行うことができる。

特に好ましくは、エアー等の気体放出ノズルを備える２流体ノズルを用いる。両性超高分子ポリアクリルアミドに圧力をかけて噴霧する１流体ノズルでは、ミスト径がφ６０μｍ程度にしか微細化できないが、気体放出ノズルによってミスト径をφ１０μｍ程度に最微細化することができる。最微細化により、より一層効果的な気液接触が可能となる。

両性超高分子ポリアクリルアミドは、乾燥すると水不溶性のゲル状物質となるが、乾燥していても絶えず環境中の水分を吸収し、水分子が鞠状の成分内を循環しながら表面から内側へと常ににおい成分を取り込んでいく。

（４）消臭反応
ゴムの臭気成分は、ベタイン関連化合物及び高分子凝固剤と反応させることによって消臭される。ベタイン関連化合物と高分子凝固剤とは共に化学反応によってゴムの臭気成分を不活性にし（中和させ）、ゴム臭を低減させる。特に、高分子凝固剤は、ベタイン関連化合物によって不活化（中和）された臭気成分をも吸着し、化学反応を起こさせるので、それぞれを単独で用いる場合よりも著しく優れた相乗効果が得られる。

ゴムの臭気成分と、ベタイン関連化合物及び高分子凝固剤の双方とを反応させ、特に、ベタイン関連化合物を反応させ、その後、高分子凝固剤と反応させることによって、ゴム臭が不快を感じさせない程度に低減される。

ベタイン関連化合物との反応及び高分子凝固剤との反応の間隔は、先立つ反応が十分に起こるように、０．５〜１．０秒程度の時間間隔を空けることができる。所定の流速の臭気成分を処理する場合、前記時間間隔が保てるように、ベタイン関連化合物及び高分子凝固剤を所定の位置で噴霧することができる。

ゴムの臭気性分は、ベタイン関連化合物との反応と高分子凝固剤との反応とに加え、他の消臭剤等による反応を行わせることができ、かかる場合にも、ゴム臭を、不快を感じさせない程度に低減させることができる。

（５）ゴムの消臭方法
ゴムから発生するゴム臭を低減させる方法、及びゴムから発生したゴム臭を低減させる方法が含まれる。ゴムから発生するゴム臭を低減させるには、ゴム中やゴム表面からのゴム臭の発生を抑えるのが有効である。

ゴム中に、ベタイン関連化合物及び高分子凝固剤を同時に又は別々に添加するか、又はゴム表面に、ベタイン関連化合物及び高分子凝固剤を同時に又は別々に噴霧や塗布等して、ゴムの臭気成分と反応させると、ゴムからの臭気成分の発生自体が抑えられ、ゴム臭を著しく低減することができる。

ゴムから発生し、環境中に放出された臭気成分は、ベタイン関連化合物及び高分子凝固剤の双方とを同時に又は別々に反応させると十分に消臭され、空気中のゴム臭を著しく低減することができる。

（６）消臭装置
以下、図面を参照して、本発明の消臭方法を実施する消臭装置についてより一層詳細に説明する。
図１は本発明の１例の消臭方法を実施する消臭装置の断面図である。図２は本発明にかかる１例の２流体ノズルの断面図である。

図１に示すような消臭装置１を用いることができる。消臭装置１は管路２と噴霧機３，４とを備える。噴霧機３，４には、消臭剤を蓄えるサイフォンタンク５及び消臭剤の流量を検知する検知機６が備えられ、エアー７がコンプレッサーによって供給される。

ゴムの臭気成分を含有するガスは、管路２内を通路にして、Ａ方向に流れる。ゴムの臭気成分を含有するガスは、まず、噴霧機３によって、第１の消臭剤としてのベタイン関連化合物を噴霧され、管路２内をＡ方向に流れる間に十分に反応する。消臭剤の噴霧方向はガスの流れと同方向にするのがよい。反応後のガスは、その後、噴霧機４によって、第２の消臭剤の高分子凝固剤を噴霧され、反応することによって臭いが除去される。

噴霧機３，４では、図２に示すような２流体ノズル１１が用いられる。２流体ノズル１１は消臭剤の通路１２とエアー７の通路１３とを備える。通路１２から放出される消臭剤は通路１３からのエアーによってミスト径を小さくすることができる。

図１に示すような消臭装置において、臭気成分は、上流において、例えば、噴霧機３により放出されるベタイン関連化合物と反応し、下流において、例えば、臭気成分の流速にもよるが、噴霧機３から２〜５ｍ以上離れた下流の噴霧機４により放出される高分子凝固剤と反応させる。このような消臭装置は、例えば、ダクト内に配置することができ、ダクト内で消臭反応を行うことができる。

このような消臭装置は、ゴムの消臭方法を実施するためのものである。特に、上述した消臭装置は、ゴム臭が低減された浄化空気の製造方法を実施するための装置としても用いることができる。浄化空気を製造する場合、ゴム臭に汚染された原料空気は、屋内の空気や排気、屋外の空気でよい。また、製造された浄化空気は、屋内で再循環させるか、又は屋外に排気として放出することができる。浄化空気は、ゴム臭が著しく低減されるので、屋内で用いても、屋外に放出されても、ゴム臭に起因する不快が低減され、かかる不快に基づく苦情が発生しない。

他の消臭装置としては、臭気成分を消臭剤の溶液中に通して反応させるための洗浄びん等の洗浄漕を用いることができる。また、ゴム中、又はゴムの表面で、臭気成分と、ベタイン関連化合物及び高分子凝固剤の双方とを同時に又は別々に反応させる装置、例えば、混練機又は塗布機等を用いることができる。

（実施例１）
図面を参照し、実施例及び比較例に基づいて、本発明をより一層詳細に説明する。
図３は本発明の１例の消臭方法の性能を示すグラフである。
ゴムから発生する臭気成分を含有する臭気試料と、ベタイン化合物〔商品名：エポリオン（ＡＬ−９６、カルボン酸用）、菱三株式会社製〕及び（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリルアシド−ジメチルアミノメチル（メタ）アクリルアシド−三元ポリマー〔商品名：カルモアスプレー（ノーズパルＥＸ−１１）、株式会社カルモア製〕とをこの順序で反応させ、臭気試料を消臭する。

ゴムはラボ素練りＴＳＲタイプ１を用いる。

臭気試料は以下のようにして調製する。ゴムを１ｃｍ以内の大きさにカットする。このゴム（５０ｇ）を、オイルバス（１５０℃）によって温められたトラップ装置内に入れる。１５分間ゴムを加温する。空気をトラップ装置内に送り込み、ゴムの周囲の空気を取り出しテドラーバック中に採取する（５０Ｌ）。この際、空気が一定の流速になるように、フレックスポンプを用いる。臭気試料をテドラーバックから臭い袋（３Ｌ）に小分けする。

エポリオン（ＡＬ−９６）及びカルモアスプレー（ノーズパルＥＸ−１１）を各メーカ指定倍率で希釈する。それぞれをこの順で、臭い袋にマイクロピペット等を用いて３ｍＬ注入する。各処理剤の注入後には臭い袋を３０秒間手で振り、３０分間室温で放置する。実験条件は、温度２０．２℃、湿度３４％である。

（実施例２）
実施例１において、エポリオン（ＡＬ−９６）及びカルモアスプレー（ノーズパルＥＸ−１１）の処理の間で、エポリオン（６３３、アミン用）による処理を加え、実施例１と同様に処理する。
（実施例３）
実施例１において、エポリオン（ＡＬ−９６）及びカルモアスプレー（ノーズパルＥＸ−１１）の処理の間で、植物エキス系消臭剤、（ファイン２商品名、Ｆ１１８Ａ＃１０、ファイン２株式会社製、植物エキスを主成分とする消臭剤）による処理を加え、実施例１と同様に処理する。

（実施例４〜６）
実施例１〜３のそれぞれにおいて、ゴムをラボ素練りＴＳＲタイプ１からラボ素練りＲＳＳタイプに変える以外は、実施例１〜３と同様に処理する。
なお、実験条件は、温度２０．８℃、湿度３４％である。
（実施例７〜９）
実施例１〜３のそれぞれにおいて、ゴムをラボ素練りＴＳＲタイプ１からラボ素練りＴＳＲタイプ２に変える以外は、実施例１〜３と同様に処理する。
なお、実験条件は、温度１８．７℃、湿度２６％である。

（実施例１０）
実施例１と同様のラボ素練りＴＳＲタイプ１からの処理前臭気試料を消臭剤溶液中で泡立たせることによって処理する。
エポリオン（６３３）をメーカ指定倍率で希釈する。洗浄びん内に希釈した消臭剤溶液１００ｍＬを入れる。洗浄びんにフレックスポンプをセットする。洗浄びんに臭気試料（５０Ｌ）の入ったテドラーバッグをセットする。消臭剤溶液中で臭気試料を泡立たせることによって、洗浄びん内の空気を処理後の臭気試料で置換する。洗浄びんにサンプリング用の臭い袋をセットする。フレックスポンプを用いて臭い袋中に処理後の臭気試料をサンプリングする。処理後の臭気試料について、この操作を、表１の組合せＡに示すように、エポリオン（ＡＬ−９６）及びカルモアスプレー（ノーズパルＥＸ−１１）の順で繰り返す。なお、実験条件は、温度１９．８℃、湿度３３％である。

（実施例１１）
実施例１０において、ゴムをラボ素練りＴＳＲタイプ１からラボ素練りＲＳＳタイプに変える以外は、実施例１０と同様に処理する。なお、実験条件は、温度２０．９℃、湿度３１％である。
（実施例１２）
実施例１０において、ゴムをラボ素練りＴＳＲタイプ１からラボ素練りＴＳＲタイプ２に変える以外は、実施例１０と同様に処理する。なお、実験条件は、温度２０．３℃、湿度４０％である。

（比較例１）
実施例１において、消臭剤として界面活性剤系消臭・マスキング剤（無臭元、商品名、４Ｄ−０３−ＮＳ、無臭元株式会社製、植物エキス／界面活性剤／香料を主成分とする消臭剤）のみを反応させる以外は、実施例１と同様に臭気試料を処理する。
（比較例２）
実施例１において、いずれの消臭剤も用いずに、水（蒸留水）を臭い袋に注入することによって処理する。
（比較例３）
実施例１において、消臭剤としてカルモアスプレーのみを反応させる以外は、実施例１と同様に臭気試料を処理する。
（比較例４）
実施例１において、消臭剤としてファイン２のみを反応させる以外は、実施例１と同様に臭気試料を処理する。
（比較例５）
実施例１において、消臭剤としてエポリオン（ＡＬ−９６）のみを反応させる以外は、実施例１と同様に臭気試料を処理する。
（比較例６）
比較例５において、エポリオン（ＡＬ−９６）を反応させた後にファイン２を反応させる以外は、比較例５と同様に臭気試料を処理する。
（比較例７）
比較例４において、ファイン２を反応させた後、カルモアスプレーを反応させる以外は、比較例４と同様に臭気試料を処理する。
（比較例８）
比較例５において、エポリオン（ＡＬ−９６）を反応させた後にエポリオン（６３３）を反応させる以外は、比較例５と同様に臭気試料を処理する。
（比較例９）
比較例５において、エポリオン（ＡＬ−９６）の代わりにエポリオン（６３３）を用いる以外は、比較例５と同様に処理する。なお、実験条件は、温度１９．４℃、湿度３３．４％である。
（比較例１０）
比較例１において、無臭元の希釈倍率を２００倍から５０倍に変える以外は、比較例１と同様に処理する。なお、実験条件は、なお、実験条件は、温度１９．４℃、湿度３３．４％である。

（比較例１１〜２０）
比較例１〜１０のそれぞれにおいて、ゴムをラボ素練りＴＳＲタイプ１からラボ素練りＲＳＳタイプに変える以外は、比較例１〜１０と同様に処理する。なお、実験条件は、比較例１９及び２０が温度１８．６℃湿度３３％である以外は、実施例４と同様である。
（比較例２１〜２８）
比較例１〜８のそれぞれにおいて、ゴムをラボ素練りＴＳＲタイプ１からラボ素練りＴＳＲタイプ２に変える以外は、比較例１〜８と同様に処理する。なお、実験条件は実施例７と同様である。

（比較例２９）
実施例１０において、表１の組合せＢに示すように、カルモアスプレーによる処理を行わない以外は、実施例１０と同様に処理する。
（比較例３０）
実施例１０において、表１の組合せＣに示すように、エポリオン（６３３）及びカルモアスプレーの処理を行わず、エポリオン（ＡＬ−９６）の後にファイン２の処理を行う以外は、実施例１０と同様に処理する。
（比較例３１）
実施例１０において、表１の組合せＤに示すように、エポリオン及びカルモアスプレーの処理を行わず、アルカリ（０．５ＮのＮａＯＨ）及び酸（０．５Ｎの硫酸）のこの順の処理を行う以外は、実施例１０と同様に処理する。

（比較例３２〜３４）
比較例２９〜３１のそれぞれにおいて、ゴムをラボ素練りＴＳＲタイプ１からラボ素練りＲＳＳタイプに変える以外は、比較例２９〜３１と同様に処理する。なお、実験条件は実施例１１と同様である。
（比較例３５〜３８）
比較例２９〜３１のそれぞれにおいて、ゴムをラボ素練りＴＳＲタイプ１からラボ素練りＴＳＲタイプ２に変える以外は、比較例２９〜３１と同様に処理する（比較例３５〜３７）。なお、比較例３８は無臭元のみの処理を示す。また、実験条件は実施例１２と同様である。

（比較例３９）
比較例６において、エポリオン（ＡＬ−９６）とファイン２とをほぼ同時に臭い袋中に注入し混合する以外は、比較例６と同様に処理する。
（比較例４０）
比較例８において、エポリオン（ＡＬ−９６）とエポリオン（６３３）とをほぼ同時に臭い袋中に注入し混合する以外は、比較例８と同様に処理する。
（比較例４１）
比較例１６において、エポリオン（ＡＬ−９６）とファイン２とをほぼ同時に臭い袋中に注入し混合する以外は、比較例１６と同様に処理する。

（評価）
実施例１〜１２及び比較例１〜４１での各処理を、処理後臭気の臭いの程度によって評価する。評価は、処理後の臭気試料について、オドメータによる分析及び不快度の測定によって行う。不快度は次の表２に示すような基準で表す。原臭（ゴム臭）の不快度を「５」として、処理後臭気の不快度を鼻で比較する。なお、不快度は０．５単位で決定し、目標値は１．５以下である。結果を表３〜７に示す。表３の結果の一部をグラフ化したものを図３に示す。

表３〜１０及び図３に示すように、比較例１〜４１の処理に比べ、実施例１〜１２のベタイン化合物及び（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリルアシド−ジメチルアミノメチル（メタ）アクリルアシド−三元ポリマーの組合せの処理が、オドメータ強度が低くかつ不快度が０．５程度で、不快度１．５以下の目標値を十分満足し、ゴム臭を著しく低減することができる。

なお、比較例３９〜４１の結果が示すように、エポリオン（ＡＬ−９６）をファイン２等と単に組み合わせて用いる場合、気分が悪くなるような不快な臭いが発生することがあり（何か、他の臭気物質が発生している可能性がある。）、ベタイン化合物と（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリルアシド−ジメチルアミノメチル（メタ）アクリルアシド−三元ポリマーとの組合せによるような安定した消臭処理は期待できない。

本発明のゴムの消臭方法は、ベタイン関連化合物及び両性超高分子ポリアクリルアミドを用いて使用でき、ゴム臭が低減された浄化空気を得るのに極めて有用である。

本発明の１例の消臭方法を実施する消臭装置の断面図である。 本発明にかかる１例の２流体ノズルの断面図である。 本発明の１例の消臭方法の性能を示すグラフである。

符号の説明

１ 消臭装置
２ 管路
３，４ 噴霧機
５ サイフォンタンク
６ 検知機
７ エアー
１１ ２流体ノズル
１２，１３ 通路

Claims (2)

1. ゴム臭が低減された浄化空気を製造するにあたり、ゴムの臭気成分を含む空気を、上流でベタイン関連化合物と反応させた後に、２〜５ｍ以上離れた下流で、線状の物質で両性の電荷をもった水溶性の高分子である両性超高分子ポリアクリルアミド重合体又は両性超高分子ポリアクリルアミド共重合体と反応させることを特徴とする浄化空気の製造方法。
2. 前記反応をダクト内で行うことを特徴とする請求項１記載の浄化空気の製造方法。

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