(57)【要約】【課題】ポリエチレンから構成される織布又は不織布基材を用いて、フィルター素材として有用な材料を提供する。【解決手段】本発明に係る材料は、ポリエチレンから構成される織布又は不織布に、放射線グラフト重合法を用いて機能性官能基を導入したことを特徴とするものである。 −1− (2) 特開平１１−２７９９４５ 1 2 【特許請求の範囲】能基を導入したものが考えられている。この放射線グラ【請求項１】ポリエチレン単繊維で構成される織布又フト重合法は、様々な形状の高分子化合物に各種の機能は不織布状の基材に、放射線グラフト重合を用いて機能を導入することができるので、特に分離機能性材料の製性官能基を導入したことを特徴とするポリエチレン材造方法として、最近注目を浴びている。料。【０００３】放射線グラフト重合用のポリマー基材とし【請求項２】請求項１に記載のポリエチレン材料からては、ポリオレフィン系の高分子材料が好適であると考構成されるフィルター素材。えられているが、その中でも、特にポリエチレンが放射【請求項３】機能性官能基がイオン交換基である請求線グラフト重合用の最適な素材であると考えられてい項２に記載のフィルター素材。る。これは、ポリエチレンが、他のポリオレフィン系の【請求項４】ポリエチレン単繊維を用いて織布又は不 10 材料と比較して、放射線を曝露した際に架橋しやすく且織布基材を形成し、この基材に、放射線グラフト重合をつ崩壊しにくいためである。ポリエチレンを用いた放射用いて機能性官能基を導入することを特徴とする放射線線グラフト重合用基材としては、フィルムや中空糸が良グラフトポリエチレン材料の製造方法。く知られており、イオン交換膜、電池用隔膜、空気浄化【請求項５】ポリエチレン単繊維で構成される織布又用材料、アフィニティ分離膜、水処理材料、脱臭剤などは不織布状の基材に、放射線グラフト重合によってメタとして用いられている。例えば、放射線グラフト重合フクリル酸グリシジルが導入され、更に亜硫酸ナトリウムィルムを用いて電池用隔膜を製造することが、湯浅時及びイソプロピルアルコールの混合水溶液中でスルホン報，５４，５７−６２（１９８３）「放射線前照射法に化することによってイオン交換基が導入されている塩基よるグラフト膜について」に開示されている。更に、多性ガス除去用カチオン交換フィルター素材。【請求項６】ポリエチレン単繊維で構成される織布又孔性中空糸膜のアフィニティ分離膜としての使用が特開 20 平２−１１９９３７号公報に、ポリマー成形体の水処理は不織布状の基材に、放射線グラフト重合によってメタ材料としての使用が特開平５−１１１６８５号公報、特クリル酸グリシジルが導入され、更にジエタノールアミ開平５−１１１６３７号公報に、それぞれ開示されていンの水溶液中でアミノ化することによってイオン交換基る。が導入されている酸性ガス除去用弱塩基性アニオン交換【０００４】一方、ポリオレフィンやポリエステルなどフィルター素材。のポリマー繊維から織布又は不織布を形成して、これを【請求項７】ポリエチレン単繊維で構成される織布又フィルター素材として用いることが広く行われているは不織布状の基材に、放射線グラフト重合によって、ビが、このような織布又は不織布といった繊維の集合体でニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド及び２あるフィルター素材用の原材料としてポリエチレン単繊 −ヒドロキシエチルメタクリレートをグラフトすること維が用いられた実用例は、本発明者が知る限りではほとによってイオン交換基が導入されている酸性ガス除去用 30 んどない。これは、ポリエチレンの融点や耐薬品性など強塩基性アニオン交換フィルター素材。の物理的・化学的特性が、他のポリオレフィン系材料の【請求項８】ポリエチレン単繊維で構成される織布又代表例であるポリプロピレンなどと比較して劣っているは不織布状の基材に、放射線グラフト重合によって、ビために、ポリエチレン単繊維それ自体がフィルター素材ニルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド及びジとしてはあまり注目されなかったためである。更に、ポメチルアクリルアミドをグラフトすることによってイオリエチレン単繊維で織布又は不織布を製造すると、そのン交換基が導入されている強塩基性アニオン交換フィル物理的強度が十分ではなく、「へたり」が起こるためター素材。に、フィルター素材としての強度や形状安定性が得られ【発明の詳細な説明】ないなどといった問題点があったためである。【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエチレン単繊【０００５】このような背景のもと、本発明者は、放射 40 線グラフト重合に対するポリエチレンの極めて優れた適維から構成される織布又は不織布状の基材に、放射線グ性に注目し、ポリエチレン単繊維から織布又は不織布をラフト重合を用いて機能性官能基を導入したことを特徴構成し、これに放射線グラフト重合を用いて機能性官能とするポリエチレン材料に関する。基を導入することにより、優れた性質を有する機能性材【０００２】料を提供することができることを見出し、本発明を完成【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】空気清するに至った。浄用ケミカルフィルターや純水製造用イオン交換フィル【０００６】ターなどのようなフィルター素材として、極めて広範囲【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ポリエにわたるポリマー繊維が用いられている。また、このよチレン単繊維で構成される織布又は不織布状の基材に、うなフィルター素材として、織布又は不織布状のポリマ放射線グラフト重合を用いて機能性官能基を導入したこー基材に放射線グラフト重合法を用いて種々の機能性官 50 −2− とを特徴とするポリエチレン材料に関する。 (3) 特開平１１−２７９９４５ 3 4 【０００７】本発明において使用するポリエチレン単繊【００１４】また、放射線グラフト重合の後に更に２次維の織布又は不織布としては、ポリエチレン単繊維を、反応を行ってイオン交換基を導入することのできるモノニードルパンチ法を用いたり、スポット溶接などによっマーとしては、アクリロニトリル、アクロレイン、ビニてエンボス加工を行って、繊維の集合体を分散させないルピリジン、スチレン、クロロメチルスチレン、メタクようにしたものや、当該技術において公知の方法を用いリル酸グリシジルなどが挙げられる。例えば、メタクリて織布又は不織布の形態に形成したものを用いることがル酸グリシジルを放射線グラフトによってポリエチレンできる。不織布に導入し、次に、亜硫酸ナトリウムなどのスルホ【０００８】織布又は不織布基材に放射線グラフト重合ン化剤を反応させてスルホン基を導入したり、又はジエを行う方法としては、予め基材に放射線を照射してラジタノールアミンなどを用いてアミノ化すること等によカルを形成した後、重合性単量体（モノマー）を接触さ 10 り、イオン交換繊維を得ることができる。せる前照射グラフト重合法と、基材をモノマーの存在下【００１５】上記においては、本発明の適用例として、で放射線照射する同時照射グラフト重合法とがあるが、主としてイオン交換フィルター素材を得る方法を示した副生成物である単独重合物の生成量が少ないので、前照が、本発明は、この他にもキレート基を有する重金属吸射グラフト重合法が好ましい。また、重合方法として着剤、触媒、アフィニティクロマトグラフィー用担体なは、以下のような方法を用いることができる。どにも適用することができる。【０００９】照射済基材をモノマー液に浸漬したままグ【００１６】ラフト重合する方法を液相グラフト重合といい、この場【発明の効果】本発明によれば、放射線グラフト重合に合には反応温度２０∼６０℃、反応時間２∼１０時間が対して極めて優れた適性を有するポリエチレンにより構好適である。【００１０】照射済基材に所定量のモノマーを付与し成された織布又は不織布基材を用い、放射線グラフト重 20 合によって機能性官能基を導入することにより、イオンて、真空中又は不活性ガス中で反応させることによりグ交換特性などの極めて優れた機能を有する材料を得るこラフト重合する方法を含浸グラフト重合といい、この場とができる。合には反応温度２０∼６０℃、反応時間０．２∼８時間【００１７】以下、本発明を実施例により具体的に説明が好適である。なお、この方法を用いると、グラフト重するが、本発明はこれらに限定されるものではない。合後の基材が乾燥状態で得られるので、基材の取扱いが【００１８】簡単で、廃液の発生量が少ないなどの利点が得られる。【実施例】実施例１【００１１】照射済基材とモノマー蒸気とを接触させる６ｄ（デニール）のポリエチレン製繊維をエンボス加工方法を気相グラフト重合といい、比較的蒸気圧の高いモにより不織布化して、目付６０ｇ／ｍ2 、厚さ０．４ｍノマーにしか適用できず、グラフトむらが発生しやすいｍの不織布を製造した。これに、窒素雰囲気下で、１６が、廃液発生量が少なく、グラフト重合後の基材が乾燥 30 ０ｋＧｙの電子線を照射した。処理された不織布をメタ状態で得られるといった利点がある。この場合には、反クリル酸グリシジルの２０％メタノール溶液中に浸漬応温度として２０∼８０℃、反応時間２∼１０時間が好し、４０℃で５時間反応させて、メタクリル酸グリシジ適である。ルのグラフト率１５３％を得た。【００１２】本発明においては、上記のいずれの放射線【００１９】このグラフト不織布を、亜硫酸ナトリウムグラフト重合法も用いることができる。放射線グラフト及びイソプロピルアルコールの混合水溶液中に浸漬し、重合によってポリエチレン基材に導入する重合性単量体８０℃で８時間反応させて、スルホン化を行った。としては、それ自体が種々の機能性官能基を有する重合【００２０】得られたイオン交換不織布の中性塩分解容性単量体や、或いはそれをグラフトした後に更に２次反量を測定したところ、２．７１ｍｅｑ／ｇであり、また厚さが１ｍｍに増加したが、不織布の形状を保ってお応を行うことによって機能性官能基を導入することのできる重合性単量体を用いることができる。 40 り、強酸性カチオン交換フィルターとして塩基性ガスの【００１３】例えば、本発明によってイオン交換フィル除去に使用可能であった。ター素材を製造する場合、イオン交換基を有するモノマ【００２１】また、この不織布をプリーツフィルターにーとして、アクリル酸、メタクリル酸、スチレンスルホ成形加工し、塩基性ガス除去用フィルターとして１．５ン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸ナトリウム、アリ年間使用したが、交換容量や物理的強度の劣化は認めらルスルホン酸ナトリウム、ビニルベンジルトリメチルアれなかった。ンモニウムクロライド、２−ヒドロキシエチルメタクリ【００２２】実施例２レート、ジメチルアクリルアミドなどを用いて放射線グ実施例１と同様に、６ｄのポリエチレン不織布にメタクラフト重合を行うことにより、ポリエチレン基材に直接リル酸グリシジル１５３％をグラフトしたグラフト不織機能性官能基を導入してイオン交換フィルター素材を得布材料を製造した。このグラフト不織布を、ジエタノーることができる。 50 −3− ルアミンの３０％水溶液中に浸漬し、７０℃で３時間ア (4) 特開平１１−２７９９４５ 5 6 ミノ化反応を行った。得られたイオン交換不織布のイオフト率１３９％を得た。中性塩分解容量１．３１ｍｅｑン交換容量を測定したところ、２．９２ｍｅｑ／ｇであ／ｇの強塩基性アニオン交換不織布が得られた。この不り、また厚さが０．９２ｍｍに増加したが、不織布の形織布は、アニオン交換フィルターとして十分に使用可能状を保っており、弱塩基性アニオン交換フィルターとしであった。て酸性ガスの除去に使用可能であった。【００２５】比較例１【００２３】実施例３６ｄのポリプロピレン製繊維を、実施例１と同様に不織実施例１で使用した不織布に同様の条件で放射線照射し布化し、同様の条件で放射線照射し、同様にグラフト重たものを、ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロ合及びスルホン化を行って、中性塩分解容量２．５９ｍライド及び２−ヒドロキシエチルメタクリレートの混合ｅｑ／ｇの強酸性カチオン交換不織布を得た。水溶液中に浸漬し、４５℃で５時間反応させて、グラフ 10 【００２６】この不織布をプリーツフィルターに成形加ト率１２２％を得た。中性塩分解容量１．２ｍｅｑ／ｇ工し、塩基性ガス除去用フィルターとして１．５年間使の強塩基性アニオン交換不織布が得られた。この不織布用したところ、プリーツの山部及び谷部に多くの亀裂がは、酸性ガス用フィルターとして使用可能であった。生じ、また着色や有機酸と思われる臭いが発生し、空気【００２４】実施例４浄化用フィルターとして使用するには問題があった。こ実施例１で使用した不織布に同様の条件で放射線照射しれは、ポリプロピレンが放射線照射に対して崩壊性を示たものを、ビニルベンジルトリメチルアンモニウムクロし、即ち、放射線照射によって発生したラジカルが基材ライド及びジメチルアクリルアミドの混合水溶液中に浸中に残留し、これが空気中の酸素によって連鎖反応を起漬した後、タオルで過剰のモノマーを拭い取り、モノマこしてポリマー主鎖が徐々に分解するためであると考えー量が１４６％となるように調製した。この不織布をガラスアンプルに入れ、４５℃で５時間反応させて、グラられる。 20 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号ＦＩＢ０１Ｊ 47/12 Ｂ０１Ｊ 47/12 ＥＤ０３Ｄ 15/00 Ｄ０３Ｄ 15/00 Ｚ −4−