JP2002191966A

JP2002191966A - 脱臭性組成物

Info

Publication number: JP2002191966A
Application number: JP2000391259A
Authority: JP
Inventors: Isuke Otsuka; 偉介大塚; Toshio Nakamura; 俊夫中村; Yasuki Kataoka; 靖樹片岡
Original assignee: Hakusui Tech Co Ltd
Current assignee: Hakusui Tech Co Ltd
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】硫化水素、メルカプタン類、ＳＯｘ等の硫黄
含有ガス；ＮＯｘ、硝酸ガスや亜硝酸ガス、或いはそれ
らのミストの如き窒素含有ガスなど、特に酸性ガスを主
成分として含む悪臭成分ガスを吸着して効率よく脱臭で
きる脱臭剤組成物を提供すること。【解決手段】鉱物質多孔性物質に、３０〜９０質量％
の酸化亜鉛微粉末が担持されてなり、嵩比重が０．３〜
０．９ｇ／ｍｌである成形体または造粒体からなる脱臭
性組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は脱臭性組成物に関
し、特に、硫化水素、メルカプタン類、ＳＯｘ等の硫黄
含有ガス；ＮＯｘ、硝酸ガスや亜硝酸ガス、或いはそれ
らのミストの如き窒素含有ガスなど、特に酸性ガスを主
成分として含む悪臭成分ガスを吸着して効率よく脱臭す
ることのできる脱臭剤組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種悪臭ガス成分の脱臭剤としては、悪
臭成分の物理吸着を利用した脱臭剤が広く実用化されて
おり、これらの中でも最も汎用されているのは活性炭で
ある。ところが活性炭は、黒色であることから用途が著
しく制限を受ける。これに対し、珪藻土やパーライト、
バーミキュライトなどの鉱物質多孔性物質は殆ど白色で
あり、色の点で用途制限を受けることは少なく、又ある
程度の脱臭性能は発揮するが、活性炭に比べると脱臭性
能はかなり劣るため、需要者の要求を満たす脱臭剤とは
言えない。

【０００３】この他、酸化亜鉛も本質的には白色であ
り、また硫化水素やメルカプタンの如き硫黄含有酸性ガ
スや、亜硝酸ガスの如き窒素含有酸性ガスなどの悪臭ガ
スに対して脱臭作用を有していることも確認されてい
る。そして、微粉末状で比表面積の高い酸化亜鉛ほど高
い脱臭性能を示すことも確認されており、中でも活性亜
鉛華は、極めて微細で比表面積が大きいこともあって、
本来は優れた脱臭性能を発揮するはずである。

【０００４】ところが酸化亜鉛微粉末は、微細であるが
故に極めて飛散し易く、また飛散防止のために凝集させ
て粗粒化したり顆粒状やペレット状などに加工すると、
比表面積が低下して本来の脱臭性能が発揮されなくな
る。また、微粉状の酸化亜鉛を筒状部材内に充填し、例
えば不織布などのフィルター素材でその前後を挟み込ん
で被処理ガスを通過させる構造とすることによって、微
粉状酸化亜鉛の飛散を防止することも考えられるが、そ
の場合は、酸化亜鉛が微細であればあるほど充填層の通
気抵抗が極端に高くなり、満足のいく処理効率が得られ
ない。粗粒の酸化亜鉛を使用すれば通気抵抗は抑えられ
るが、粗粒酸化亜鉛の比表面積は小さいため満足のいく
脱臭性能が発揮されない。この様な理由もあって、酸化
亜鉛それ自体は比較的安価で且つある程度の脱臭性能を
有しているにもかかわらず、脱臭剤としては殆ど実用化
されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な状
況に着目し、特に、安価で酸化性ガスに対し優れた脱臭
性能を持った酸化亜鉛を有効に活用し、通気抵抗などを
阻害することなく安定して高レベルの脱臭性能を示し、
しかも本質的に白色であって色の面から用途制限を受け
ることのない様な脱臭性組成物を提供することを課題と
して掲げた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明の脱臭性組成物とは、鉱物質多孔性物質
に、３０〜９０質量％の酸化亜鉛微粉末が担持された成
形体または造粒体からなり、特に酸性ガスに対して優れ
た脱臭性能を示す脱臭性組成物である。この成形体また
は造粒体は、全体としての嵩比重が０．３〜０．９ｇ／
ｍｌであるものが好ましく、また上記鉱物質多孔質体に
担持される酸化亜鉛微粉末としては、比表面積が１０ｍ
²／ｇ以上であるもの、とりわけ活性亜鉛華を使用し、
更には鉱物質多孔質物質の嵩比重が０．０５〜０．３ｇ
／ｍｌであるものを使用することによって、より高レベ
ルの脱臭性能を示す脱臭性組成物となる。

【０００７】また本発明の脱臭性組成物は、他の成分と
して軽量骨材、あるいは造粒成分やバインダーを含有す
るものであってもよく、軽量骨材としては嵩比重が０．
１〜０．５ｇ／ｍｌの範囲のものが好ましく、また造粒
成分としては、平均粒径が０．１〜６ｍｍのものが好ま
しく使用される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明者らは前述した様な課題の
下で、活性炭の如き黒色脱臭剤は研究対象から外し、本
質的に白色で必要により任意の色に着色することがで
き、着色面から用途制限を受けることのない酸化亜鉛に
注目して、その欠点を改善し、通気抵抗増大といった実
用上の問題を生じることなく安定して優れた脱臭性能を
発揮し得る様な脱臭剤の開発を期して鋭意研究を進めて
きた。

【０００９】その結果、前述の如く鉱物質多孔性物質に
酸化亜鉛微粉末を担持させて任意の形状に成形もしくは
造粒したものは、特に酸性ガスに対する脱臭剤として、
活性炭に優るとも劣ることのない卓越した脱臭性能を示
すものになることを知り、こうした知見を基に上記本発
明を完成した。

【００１０】即ち本発明にかかる脱臭性組成物の基本構
成は、鉱物質多孔性物質に、３０〜９０質量％の酸化亜
鉛微粉末が担持された成形体または造粒体からなるもの
で、鉱物質多孔性物質に酸化亜鉛微粉末を担持させるこ
とにより、鉱物質多孔性物質が少ないながらも有してい
る脱臭性能を発揮させると共に、これに酸化亜鉛微粉末
を担持させることで、該酸化亜鉛微粉末の大きな比表面
積を有効に活かしつつその優れた酸性ガスに対する脱臭
性能を発揮させ、これにより、本来白色で活性炭に優る
とも劣らない脱臭性能を示す脱臭剤組成物を提供し得た
ものである。

【００１１】ここで、該組成物中の酸化亜鉛微粉末の担
持量を３０〜９０質量％の範囲に定めたのは、後述する
実施例でも明らかにする様に、担持量が３０質量％未満
では酸性ガスに対して満足のいく脱臭能を得ることがで
きず、逆に９０質量％を超えて担持量を過度に多くする
と、成形体密度の上昇によって脱臭性能がかえって低下
傾向を示す様になるばかりでなく、成形性も悪化してく
る。これは、担持量が過度に多くなると、鉱物質多孔性
物質表面の細孔が酸化亜鉛微粉末によって密に埋めら
れ、鉱物質多孔性物質が本来有している脱臭効果が殆ど
発揮されなくなるばかりでなく、担持された酸化亜鉛微
粉末の比表面積も脱臭有効面積として作用しなくなり、
全体としての脱臭性能が低下するためと考えられる。こ
うした点を考慮して、該酸化亜鉛微粉末の鉱物質多孔性
物質に対する好ましい担持量は３０質量％以上、より好
ましくは５０質量％以上で、９０％質量以下、より好ま
しくは８５質量％以下である。

【００１２】本発明で使用する上記鉱物質多孔質物質
は、全体としての嵩比重が０．０５〜０．３ｇ／ｍｌ、
より好ましくは０．１０〜０．２５ｇ／ｍｌの範囲のも
のが好ましく、該嵩比重が大き過ぎるものでは、成形体
が嵩高くなり過ぎ、逆に嵩比重が小さ過ぎるものでは、
脱臭剤としての消費量が多くなってコスト高となり、何
れも脱臭性組成物としての実用性に問題が出てくる。

【００１３】上記鉱物質多孔性物質とは、表面に開口し
た無数の細孔を有する本質的に白色の鉱物質であり、具
体例としては、珪藻土、パーライト、バーミキュライ
ト、火山礫、火山灰堆積物、軽石、膨張粘土、膨張頁岩
などが例示され、これらは単独で使用し得る他、必要に
より２種以上を併用することも可能である。これらの中
でも特に好ましいのは、多孔質度合いの安定したものと
して安価且つ安定に入手することのできる珪藻土、パー
ライト、バーミキュライトである。

【００１４】これらの鉱物質多孔性物質は、担持材とし
ての機能を有効に発揮させる上で、平均粒径が３〜２０
０μｍ、より好ましくは１０〜６０μｍで、嵩比重が
０．０５〜０．３０ｇ／ｍｌ、より好ましくは０．１〜
０．２ｇ／ｍｌの範囲のものであり、嵩比重が大き過ぎ
るものでは、成形体または造粒体の嵩比重も大きくなっ
て脱臭性能の低下傾向を示す様になり、逆に嵩比重が小
さ過ぎると成形性が悪くなり、何れも脱臭性組成物とし
ての実用性に問題が出てくる。

【００１５】また本発明で使用する酸化亜鉛微粉末とし
て好ましいのは、比表面積が１０ｍ ²／ｇ以上、より好
ましくは３０ｍ²／ｇ以上のものであり、中でも特に好
ましいのは微細で脱臭活性に優れた活性亜鉛華である。
該酸化亜鉛粉末は、基本的には酸化亜鉛のみからなるも
のであるが、その製法によっては少量の水酸化亜鉛や炭
酸亜鉛を含むものであってよく、特に少量（１〜１０％
程度）の炭酸亜鉛を含む酸化亜鉛微粉末（活性亜鉛華）
は、酸化亜鉛のみからなる微粉末よりもむしろ優れた脱
臭性能を発揮するので好ましい。

【００１６】本発明にかかる脱臭性組成物の基本組成
は、上記鉱物質多孔性物質と所定量の酸化亜鉛微粉末で
あり、鉱物質多孔性物質の細孔部に酸化亜鉛微粉末が担
持されたものであるが、必要によっては適量の軽量骨材
を配合したり、その製法によっては少量の造粒材やバイ
ンダー等を含有させることもある。

【００１７】即ち軽量骨材は、本発明の脱臭性組成物を
軽量化してその取扱い性を高めると共に、嵩比重の低減
による脱臭有効表面積拡大効果によって脱臭性能を更に
高める上で有効な成分で、好ましいのは嵩比重が０．１
〜０．５ｇ／ｍｌのものであり、その具体例としてはシ
ラス、ムライトなどの中空セラミックバルーン、真珠
岩、発泡ガラス、フライアッシュ等が挙げられる。該軽
量骨材の配合量は特に制限されないが、配合量が多くな
り過ぎると脱臭有効成分の含有量が相対的に減少して脱
臭性能不足になる恐れがあるので、通常は脱臭性組成物
中に占める比率で３５質量％以下、より好ましくは２５
質量％以下に抑えることが望ましい。

【００１８】また造粒材は、本発明の脱臭性組成物を例
えばパン造粒装置などを用いて粒状物として得る際に造
核材として使用されるものであり、造核作用を有する平
均粒径が０．１〜６ｍｍ程度の鉱物質粒が使用される。
その種類は特に制限されず、先に挙げた軽量骨材の粗粒
物が好ましく使用される。更に該造核材は、その機能か
ら造粒物の中心部に存在することになるので、多少着色
したものであっても差し支えなく使用することができ、
従って黒曜石や膨張性雲母などの着色鉱物を使用するこ
とも可能である。該造核材の使用量は、脱臭性組成物全
量中に占める比率で２０質量％程度以下に抑えるのがよ
い。

【００１９】更に本発明においては、鉱物質多孔性物質
への酸化亜鉛微粉末の担持力を高めて使用時の酸化亜鉛
微粉末の脱落による粉塵の発生を防止するため少量のバ
インダーを使用することが推奨され、バインダーとして
は例えばメチルセルローズ、カルボキシメチルセルロー
ス、デンプン、デキストリン、ポリビニルアルコール、
ゼラチン、アルギン酸ソーダ、糖蜜の如き各種天然もし
くは合成の水溶性ポリマー、或いは水ガラス、ベントナ
イトなどの各種粘土質、燐酸アルミ、燐酸カルシウムな
どの燐酸塩、セメント類等の無機質バインダーが使用さ
れる。

【００２０】これらのバインダーは、鉱物質多孔性物質
への酸化亜鉛微粉末の担持力を高め得る限度で、水等の
溶媒に希釈し、或いは粉体と直接混合されるが、その配
合量はごく少量に止めるべきであり、通常は、脱臭性組
成物全量中に占める比率で１０質量％（固形分換算）程
度以下の範囲で使用される。

【００２１】本発明にかかる上記脱臭性組成物の製法は
特に制限されず、通常の造粒法や成形法を適宜変更して
採用すればよい。例えば粒状物として得る際の一般的な
方法は、上記原料成分を適正配合で均一に混合し、これ
をパン造粒装置等により適当な速度で攪拌してほぼ球状
の粒状物を得る方法であり、この方法を採用する時は、
造核材やバインダーの配合量や造粒時の回転速度などを
適宜調整することによって、平均粒径が２〜１０ｍｍ程
度で粒径のほぼ揃った略球形の粒状物を得ることがで
き、これを乾燥して分散媒を揮発除去すれば、粒状の脱
臭剤を得ることができる。

【００２２】また成形体として得る場合は、前記原料成
分を水等の分散媒と共に均一に混練して適当な粘度のペ
ーストとし、これを押出し成形法などによって任意断面
の棒状や板状に押出し成形し、これを適当な寸法に切断
してペレット状や板状、ブロック状の成形体とし、これ
を乾燥して分散媒を揮発除去させる方法を採用すればよ
い。この場合、押出しダイの形状を工夫すれば、例えば
ハニカム状の如き異形構造の成形体を得ることも可能で
ある。

【００２３】かくして得られる本発明の脱臭性組成物
は、鉱物質多孔性物質の細孔内に酸化亜鉛微粉末が均一
に担持されたものとなり、且つ個々の酸化亜鉛微粉末は
その表面の大半が鉱物質多孔性物質の表面および該多孔
性物質の細孔内に露出した状態で存在することになる。
従って、この成形物または造粒物を適当なカラムに充填
し、或いは不織布などに挟み込んでその中に被処理流体
を通過させ、或いは板状物やハニカム状物などであれば
その間に被処理流体を通過させることによって、個々の
酸化亜鉛微粉末を被処理流体と効率よく接触させること
ができ、鉱物質多孔性物質に残された吸着サイトの吸着
作用とも相俟って、被処理流体中に含まれる臭気成分を
効率よく除去することができ、処理流体中に含まれる臭
気成分、特に酸性ガス成分に対して卓越した脱臭性能を
発揮する。

【００２４】特に本発明の脱臭性組成物は、硫化水素、
メルカプタン類、ＳＯｘ等の硫黄含有ガス；ＮＯｘ、硝
酸ガスや亜硝酸ガス、或いはそれらのミスト等の窒素含
有ガス、アルデヒド等の如き、特に酸性ガスを主成分と
して含む悪臭ガス成分に対して優れた脱臭能を示すの
で、例えば製鉄工場や製紙工場、その他各種の化学工
場、更には下水処理場や都市ごみ焼却設備、動物飼育室
から排出される各種の悪臭ガスの除去と清浄化、博物館
や美術館などにおける酸性ガスの除去、病院、レストラ
ン、ホテル、各種学校、その他の各種公共もしくは私設
設備や実験室などの悪臭ガスの除去、清浄化、クリーン
ルームの清浄化などに幅広く有効に活用できる。

【００２５】特に本発明の脱臭用組成物は、前述した様
に本質的には白色であって活性炭などに指摘される着色
の問題がなく、必要によっては製造過程で適当な顔料や
染料を使用することにより、需要者の好みに応じた任意
の色に着色することもできる。更に活性炭であれば吸着
量が飽和した後の脱着再生は極めて困難であり、その殆
どは焼却処理されているが、本発明の脱臭性組成物は、
使用後回収し、その中の亜鉛分を溶解抽出し、電気分解
するなどの手法で酸化亜鉛を一旦金属亜鉛に変えて回収
し、これを酸化亜鉛に再酸化させる方法などによって再
生することも容易であり、こうしたリサイクルシステム
を構築することによって、経済性を更に高め得ると共に
廃棄物の産出量も可及的に低減することが可能となる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限
を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範
囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、そ
れらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。

【００２７】実施例下記の配合原料を表１に示す比率で使用し、それらをミ
キサーにより均一に混合した後、パン造粒機を用いて平
均粒径約４ｍｍの粒状に成形し、粒状脱臭剤を製造し
た。

【００２８】［使用原料］酸化亜鉛：炭酸亜鉛含量６質量％の活性亜鉛華、比表面
積：４０ｍ²／ｇ、多孔性物質珪藻土：嵩比重０．１８ｇ／ｍｌ、パーライト：嵩比重０．１２ｇ／ｍｌ、バーミキュライト：嵩比重０．１８ｇ／ｍｌ、軽量骨材ムライトバルーン：嵩比重０．２５ｇ／ｍｌ、造粒材発泡ガラス：平均粒径１．６ｍｍ、バインダーＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）またはベントナ
イト。

【００２９】上記で得た各粒状脱臭剤について、それぞ
れ嵩比重を測定すると共に、下記の方法で硫化水素およ
び硝酸ガスに対する脱臭性能（破過時間）を調べた。結
果を表１に併記する。

【００３０】破過時間測定法対硫化水素ガス：直径２０ｍｍ×長さ１６０ｍｍのガラ
スカラムに各粒状脱臭剤を充填し、これに硫化水素ガス
濃度１％の空気を２リットル／ｍｉｎの流速で流したと
きの破過時間を測定、対硝酸ガス：直径２０ｍｍ×長さ８０ｍｍのガラスカラ
ムに各粒状脱臭剤を充填し、これに硝酸ガス濃度１００
ｐｐｍの空気を５リットル／ｍｉｎの流速で流したとき
の破過時間を測定。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１からも明らかな様に、本発明の規定要
件を満たすＮｏ．１〜９の脱臭剤は、適度の成形体嵩比
重を有しており、硫化水素ガスおよび硝酸ガスの何れに
対しても相対的に長い破過時間を示している。これに対
し本発明の規定要件を欠くＮｏ．１０〜１５の脱臭剤
は、硫化水素ガスおよび硝酸ガスの一方もしくは双方の
ガスに対する破過時間が短く、本発明の目的にそぐわな
い。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、酸
化亜鉛微粉末を鉱物質多孔性物質に担持させてその表面
を該多孔性物質の表面および細孔表面に露出させること
により、酸化亜鉛微粉末による特に酸性ガスの除去作用
を最大限有効に活かすことができ、鉱物質多孔性物質が
本来有している吸着性能とも相俟って特に酸性の悪臭ガ
ス成分に対して優れた脱臭機能を備えた脱臭性組成物を
提供し得ることになった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4C080 AA05 BB02 CC04 CC05 CC07 HH05 JJ04 KK08 MM02 NN01 4G066 AA18B BA26 CA23 CA24 CA25 CA28 DA01 FA26 FA28 FA37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉱物質多孔性物質に、３０〜９０質量％
の酸化亜鉛微粉末が担持された成形体または造粒体から
なることを特徴とする脱臭性組成物。
【請求項２】前記成形体または造粒体の嵩比重が０．
３〜０．９ｇ／ｍｌである請求項1に記載の脱臭性組成
物。
【請求項３】前記酸化亜鉛微粉末の比表面積が１０ｍ
²／ｇ以上である請求項1または2に記載の脱臭性組成
物。
【請求項４】酸化亜鉛が活性亜鉛華である請求項１〜
３のいずれかに記載の脱臭組成物。
【請求項５】前記鉱物質多孔質物質の嵩比重が０．０
５〜０．３ｇ／ｍｌである請求項１〜４のいずれかに記
載の脱臭性組成物。
【請求項６】他の成分として、嵩比重０．１〜０．５
ｇ／ｍｌの軽量骨材が含まれている請求項1〜５のいず
れかに記載の脱臭性組成物。
【請求項７】他の成分として、平均粒径０．１〜６ｍ
ｍの造粒材が含まれている請求項１〜６のいずれかに記
載の脱臭性組成物。
【請求項８】更に他の成分としてバインダーが含まれ
ている請求項１〜７のいずれかに記載の脱臭性組成物。
【請求項９】酸性悪臭ガス成分の脱臭に使用されるも
のである請求項１〜８のいずれかに記載の脱臭性組成
物。