JP2003053180A - 吸着剤の製造方法 - Google Patents
吸着剤の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低級脂肪族アルデヒドの除去性能が高く、なお
かつ低級脂肪族アルデヒド除去性能の経時劣化が小さな
吸着剤の製造方法を提供する。 【解決手段】アンモニア水にアミノベンゼンスルホン酸
を加えた添着溶液を多孔質体に添着して製造する。
かつ低級脂肪族アルデヒド除去性能の経時劣化が小さな
吸着剤の製造方法を提供する。 【解決手段】アンモニア水にアミノベンゼンスルホン酸
を加えた添着溶液を多孔質体に添着して製造する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気中のガス状汚
染物質を除去する吸着剤に関し、さらに詳しくは、アセ
トアルデヒドなどの低級脂肪族アルデヒドに対して、高
い除去性能を持つ吸着剤に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】室内や車内などの生活空間においては、
悪臭や有害ガスなどの様々なガス状汚染物質が発生する
が、生活環境の向上に伴い、これらガス状汚染物質を除
去し、快適な生活環境を維持することに多くの関心が持
たれている。生活空間で発生する主なガス状汚染物質と
しては、アンモニアを代表とする塩基性ガス、酢酸を代
表とする酸性ガスやアセトアルデヒドなどの低級脂肪族
アルデヒドがあげられる。これらのうち、アンモニアな
どの塩基性ガスは鉱酸や有機酸を添着した吸着剤で中和
反応により、また、酢酸などの多くのガス状汚染物質は
活性炭などの多孔質吸着剤への物理吸着により除去され
るが、アセトアルデヒドなどの低級脂肪族アルデヒドは
他のガス状汚染物質に比べ除去が難しい物質である。 【０００３】この課題に対して、低級脂肪族アルデヒド
の除去性能を向上した吸着剤の検討がすすめられてき
た。低級脂肪族アルデヒドは、アンモニア誘導体などの
求核試薬の攻撃を受けて求核付加反応を起こすことが知
られており、アミンが低級脂肪族アルデヒドの化学吸着
に有効であることが推定でき、アミンやアミン塩を多孔
質体に添着した吸着剤が種々提案されている。 【０００４】特開昭５６−５３７４４号には活性炭にア
ニリンを添着した吸着剤、特開昭５６−５３７４４号に
は活性炭に塩酸ヒドロキシルアミンや硫酸ヒドロキシル
アミンを添着した吸着剤、特開昭５９−１８６６４１号
には活性炭にポリエチレンイミンを添着した吸着剤、特
開昭６０−１３２６４５号には粘度鉱物にアニリン、ト
ルイジン、メタニル酸（ｍ−アミノベンゼンスルホン
酸）、スルファニル酸（ｐ−アミノベンゼンスルホン
酸）やベンジルアミン及びその塩を担持した吸着剤、特
開平７−１３６５０２号には活性炭素繊維にアミノベン
ゼンスルホン酸を添着した吸着剤が開示されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
吸着剤のうち、アニリン、塩酸ヒドロキシルアミン、硫
酸ヒドロキシルアミン、ポリエチレンイミン、トルイジ
ンやベンジルアミンを添着した吸着剤では、これらアミ
ンが空気中の酸素により酸化され易く、これにより低級
脂肪族アルデヒドの化学吸着作用の有効性が失われてい
くため、低級脂肪族アルデヒド除去性能の経時劣化が大
きく、長期間の保存や使用に耐えないという問題があ
る。 【０００６】また、アミノベンゼンスルホン酸を添着し
た吸着剤では、酸化による低級脂肪族アルデヒド除去性
能の経時劣化こそ他のアミンを添着した吸着剤に比べて
小さいものの、アミノベンゼンスルホン酸は水やアルコ
ールなどの溶媒に対して難溶性であるため、極低濃度の
アミノベンゼンスルホン酸添着溶液しか調整できず、そ
の結果、多孔質体を添着溶液に浸漬したり、多孔質体に
添着溶液を噴霧などしてもアミノベンゼンスルホン酸の
添着量が多い吸着剤を得ることは難しい。従って、高い
低級脂肪族アルデヒド除去性能が得られないという問題
がある。 【０００７】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題点に鑑みて、酸化による低級脂肪族アルデヒド
の除去性能の経時劣化が小さいアミノベンゼンスルホン
酸の添着量を多くでき、これにより低級脂肪族アルデヒ
ドの除去性能が高く、かつ低級脂肪族アルデヒド除去性
能の経時劣化が小さい吸着剤の製造方法を提供すること
にある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的は、各請求項記
載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る吸
着剤の製造方法の特徴構成は、アンモニア水にアミノベ
ンゼンスルホン酸を加えた添着溶液を多孔質体に添着し
て製造することにある。 【０００９】この構成によれば、酸化による低級脂肪族
アルデヒド除去性能の経時劣化が小さいアミノベンゼン
スルホン酸の添着量を多くでき、これにより低級脂肪族
アルデヒドの除去性能が高く、かつ低級脂肪族アルデヒ
ド除去性能の経時劣化が小さい吸着剤の製造方法を提供
することができる。 【００１０】一般に、多孔質体に薬剤を添着した吸着剤
は、薬剤を水やアルコールなどの適当な溶媒に溶解して
添着溶液を調整し、多孔質体を添着溶液に浸漬した後、
取り出して乾燥する方法や、多孔質体に添着溶液を噴霧
した後乾燥する方法により得られる。 【００１１】ところが、前述したようにアミノベンゼン
スルホン酸は水に対して難溶性であり、例えば、ｐ−ア
ミノベンゼンスルホン酸の２０℃での溶解度は水１００
ｇに対して１ｇ程度と小さい。また、アルコール、エー
テル、ベンゼンなどに対しても難溶性であり、アミノベ
ンゼンスルホン酸の添着溶液として十分な濃度が得られ
る適当な溶媒が見当たらず、アミノベンゼンスルホン酸
のみを溶媒に加えて添着溶液を調整し、前記した方法で
多孔質体に添着しても、短時間の処理ではアミノベンゼ
ンスルホン酸の添着量が少なく、低級脂肪族アルデヒド
除去性能の高い実用的な吸着剤は得られない。 【００１２】そこで、本発明者は鋭意検討した結果、ア
ミノベンゼンスルホン酸をアンモニア水に加えた添着溶
液を調整し、それを多孔質体に添着することにより、低
級脂肪族アルデヒドとの反応に有効なアミノベンゼンス
ルホン酸の添着量を多く添着できることを見出した。つ
まり、アミノベンゼンスルホン酸は塩基性水溶液に溶解
することから、アミノベンゼンスルホン酸をアンモニア
水に加えることにより、アミノベンゼンスルホン酸が高
濃度で溶解した添着溶液を調整することができ、この添
着溶液を用いて前記したような浸漬法や噴霧法で多孔質
体に添着すれば、アミノベンゼンスルホン酸の添着量が
多く、低級脂肪族アルデヒド除去性能の高い吸着剤が得
られるのである。 【００１３】その結果、酸化による低級脂肪族アルデヒ
ド除去性能の経時劣化が小さいアミノベンゼンスルホン
酸の添着量を多くでき、これにより低級脂肪族アルデヒ
ドの除去性能が高く、かつ、低級脂肪族アルデヒド除去
性能の経時劣化が小さい吸着剤を提供することができ
る。 【００１４】特開平１０−９９４１８号には、アミノ基
とスルホン酸基を有する芳香族アミン類と塩基性物質と
多孔質体を含む空気浄化剤混合物を有機バインダーでモ
ノリス状に成型した脱臭フィルターが提案され、スルフ
ァニル酸と水酸化ナトリウムと活性炭から成り、水酸化
ナトリウムのスルファニル酸に対する混合モル比０．１
〜０．７で配合した脱臭フィルターが例示されている。
また、特開２００１−２９４４３号には、活性炭と、ア
ミノ基とスルホン酸基を併せ持つ芳香族化合物と吸湿剤
と塩基性物質を配合した脱臭フィルターが提案され、ス
ルファニル酸と水酸化ナトリウムを水酸化ナトリウムの
スルファニル酸に対する混合モル比０．４３で活性炭と
吸湿剤とともに配合した脱臭フィルターが例示されてい
る。 【００１５】これら脱臭フィルターにおいて塩基性物質
を配合する目的は、それぞれ、酸性度を低下させて有機
バインダーの劣化を防止すること、アミノベンゼンスル
ホン酸の分子中の共有電子対が持つアセトアルデヒドへ
の求核攻撃力を高めることである。従って、使用する塩
基性物質の制限も特にない。 【００１６】塩基性物質を使用することにより、アミノ
ベンゼンスルホン酸の溶解度を上げて高濃度の添着溶液
を調整し、その結果、多孔質体への低級脂肪族アルデヒ
ドとの反応に有効なスルファニル酸の添着量を多くする
ことを目的とする本発明では、上記脱臭フィルターで例
示されているような塩基性物質を使用しても効果が得ら
れない。 【００１７】本発明者が、アミノベンゼンスルホン酸と
混合する塩基性物質を網羅して調べた結果、水酸化リチ
ウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシ
ウム、水酸化ルビジウムなどのアルカリ金属の水酸化物
や、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸ナトリウムなど
のアルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素カリウム、炭酸水素
ナトリウムなどのアルカリ金属の炭酸水素塩などのよう
なアルカリ金属からなる塩基性物質を使用してスルファ
ニル酸と混合して多孔質体に添着した吸着剤では、添着
量は多くできるが、低級脂肪族アルデヒド除去性能が著
しく劣るという知見が得られた。 【００１８】ところが、アンモニア水にスルファニル酸
を加えて多孔質体に添着した場合には、添着量が多くで
き、それとともに低級脂肪族アルデヒド除去性能も高く
できることを見出して本発明に到達したものである。 【００１９】アミノベンゼンスルホン酸と塩基性物質
は、少なくとも一部はアミノベンゼンスルホン酸のスル
ホン酸基と塩基性物質とで塩を生成していると考えられ
る。特開平１０−９９４１８号に記載されているよう
に、一般にアミノベンゼンスルホン酸に水酸化ナトリウ
ムなどのアルカリ金属の塩基性物質を添加すると低級脂
肪族アルデヒドとの反応性が著しく低い塩を生成し、塩
基性物質の添加量の増加にともなって低級脂肪族アルデ
ヒド除去性能は低下してしまうため、添加できる塩基性
物質量に制限があり、高い溶解濃度のアミノベンゼンス
ルホン酸の添着溶液を調整することができなかった。 【００２０】しかし、溶媒にアンモニア水を使用した場
合には、低級脂肪族アルデヒド除去性能の低下が起き
ず、その結果、アミノベンゼンスルホン酸の溶解濃度が
高い添着溶液を調整して、それを使って多孔質体に添着
することにより高い低級脂肪族アルデヒド除去性能を有
する吸着剤を得ることができる。溶媒にアンモニア水を
使用した場合に、このように低級脂肪族アルデヒド除去
性能が高い吸着剤が得られるのは、このときに生成され
ると考えられるアミノベンゼンスルホン酸のアンモニウ
ム塩が、他のアルカリ金属との塩とは異なり、高い低級
脂肪族アルデヒドとの反応性を有するためであると推定
される。 【００２１】この構成によれば、酸化による低級脂肪族
アルデヒド除去性能の経時劣化が小さいアミノベンゼン
スルホン酸の添着量を多くでき、これにより低級脂肪族
アルデヒドの除去性能が高く、かつ低級脂肪族アルデヒ
ド除去性能の経時劣化が小さい吸着剤の製造方法を提供
することができる。 【００２２】溶媒として使用するアンモニア水のアンモ
ニア濃度は、０．０１重量％以上であり、加える前記ア
ミノベンゼンスルホン酸はアンモニア水１００重量部に
対して３〜５０重量部である。 【００２３】アンモニア水のアンモニア濃度が０．０１
重量％未満であると、高い溶解濃度のアミノベンゼンス
ルホン酸の添着溶液にならず、低級脂肪族アルデヒドを
除去するのに十分な量のアミノベンゼンスルホン酸を多
孔質体に添着することができない。 【００２４】さらに、アミノベンゼンスルホン酸がアン
モニア水１００重量部に対して３重量部未満であると、
低級脂肪族アルデヒドを除去するのに十分な量のアミノ
ベンゼンスルホン酸を多孔質体に添着することができ
ず、また、５０重量部を越えて含ませても、量の増加に
見合った効果が得られない。 【００２５】 【本発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に詳
しく説明する。本実施形態に係る吸着剤は、アンモニア
水にアミノベンゼンスルホン酸を加えた添着溶液を多孔
質体に添着して製造される。 【００２６】多孔質体は、比表面積１００ｍ2／ｇ以上
の固体物質であり、シリカゲルやゼオライト、活性炭な
どの細孔構造を有するものやモンモリロナイト、ベント
ナイト、パリゴルスカイト、セピオライトなどの層状構
造を有するものなどがあげられる。 【００２７】これら比表面積が大きな物質に、低級脂肪
族アルデヒドと反応するアミノベンゼンスルホン酸を添
着することにより、反応に有効な面積を大きくすること
ができ、高い低級脂肪族アルデヒド除去性能が得られ
る。多孔質体としては、比表面積が極めて大きい活性炭
を使用することが特に好ましい。 【００２８】添着溶液中のアミノベンゼンスルホン酸
は、アンモニア水１００重量部に対して３〜５０重量
部、好ましくは４〜３０重量部、より好ましくは５〜２
０重量部である。この範囲未満では、多孔質体へのアミ
ノベンゼンスルホン酸の添着量が少なくなって、低級脂
肪族アルデヒド除去性能の高い吸着剤が得難く、また、
この範囲を越えた添着溶液を使用しても、低級脂肪族ア
ルデヒド除去性能が大きく向上しない。 【００２９】アミノベンゼンスルホン酸が他のアミンに
比べ低級脂肪族アルデヒド除去性能の経時劣化が小さい
理由は必ずしも明らかではないが、アミノベンゼンスル
ホン酸が電子供与性基であるアミノ基と電子吸引性基で
あるスルホン酸基の両方を持つことや、酸性であるとい
う他のアミンにはない特徴によるものと考えられる。ア
ミノベンゼンスルホン酸にはｏ−アミノベンゼンスルホ
ン酸、ｍ−アミノベンゼンスルホン酸、ｐ−アミノベン
ゼンスルホン酸の３つの異性体があり、これらのいずれ
も使用できるが、ｐ−アミノベンゼンスルホン酸が低級
脂肪族アルデヒドとの反応性が強く特に好ましい。 【００３０】アミノベンゼンスルホン酸をアンモニア水
に加えることにより、アミノベンゼンスルホン酸が溶解
するのは、アンモニア水中のアンモニウムイオンとアミ
ノベンゼンスルホン酸のスルホン酸基とが塩を生成し
て、水溶性となるためであると考えられる。 【００３１】溶媒に使用するアンモニア水のアンモニア
濃度は、０．０１重量％以上であり、好ましくは０．１
〜１０重量％、より好ましくは０．３〜５重量％であ
る。この範囲未満では、高い溶解濃度のアミノベンゼン
スルホン酸の添着溶液にならないため、低級脂肪族アル
デヒドを除去するのに十分な量のアミノベンゼンスルホ
ン酸を多孔質体に添着することができない。一方、この
範囲を越えると、製造時に発生するアンモニア臭気が強
く、作業環境上好ましくない。 【００３２】本発明の吸着剤には、アミノベンゼンスル
ホン酸と塩基性物質以外に、リンゴ酸、クエン酸などの
低級脂肪族アルデヒド以外のガス成分と反応する薬剤や
抗菌性を持たせるための抗菌剤などの薬剤をさらに添着
することができる。しかし、この場合には、アミノベン
ゼンスルホン酸の低級脂肪族アルデヒドとの反応性を著
しく低下させないように、薬剤と添加量を選択する必要
がある。また、本発明の吸着剤は、単独で充填層などと
して使用するだけでなく、他の吸着剤と混合したり、併
用したりして使用することができる。 【００３３】以下に実施例をあげて、本発明をさらに詳
しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。 【００３４】 【実施例】まず、本実施例で用いた吸着剤の試験方法を
以下に示す。 【００３５】吸着剤を３ｇ計量して内径１２.５ｍｍの
ガラス製カラムに充填した。温度２５℃、相対湿度５０
％に調整した３０ｐｐｍのアセトアルデヒドを含む空気
を風量５Ｌ／ｍｉｎでカラムに供給した。カラムの出口
のアセトアルデヒド濃度を７分ごとに測定し、除去率
（η［−］）を次式にアセトアルデヒド入口濃度（Ｃｉ
［ｐｐｍ］）、アセトアルデヒド出口濃度（Ｃｏ［ｐｐ
ｍ］）を代入して算出した。なお、アセトアルデヒド濃
度はＦＩＤ付きガスクロマトグラフで測定した。 【００３６】 【数１】 この除去率が１０％に低下するまで試験を継続し、この
試験中に７分毎に測定したカラム出口のアセトアルデヒ
ド濃度から算出した除去率と、カラム入口のアセトアル
デヒド濃度および風量から７分毎のアセトアルデヒド吸
着量を求め、それらを積算してカラムに充填した吸着剤
重量で除して、吸着容量とした。 【００３７】（実施例１）アンモニア濃度１．４重量％
のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホン
酸５ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液に、
粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇのヤ
シガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した後、８
０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作製し
た。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は０．０
９８４ｇであった。 【００３８】（実施例２）アンモニア濃度０．４重量％
のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホン
酸５ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液に、
粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇのヤ
シガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した後、８
０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作製し
た。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は０．０
９２６ｇであった。 【００３９】（実施例３）アンモニア濃度０．２８重量
％のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホ
ン酸５ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液
に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇ
のヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した
後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作
製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は
０．０８９７ｇであった。 【００４０】（実施例４）アンモニア濃度０．１４重量
％のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホ
ン酸５ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液
に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇ
のヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した
後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作
製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は
０．０９５１ｇであった。 【００４１】（実施例５）アンモニア濃度１．４重量％
のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホン
酸１０ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液
に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇ
のヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した
後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作
製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は
０．１４１ｇであった。 【００４２】（実施例６）アンモニア濃度１．４重量％
のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホン
酸１５ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液
に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇ
のヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した
後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作
製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は
０．１６１ｇであった。 【００４３】（実施例７）アンモニア濃度１．４重量％
のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホン
酸２０ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液
に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇ
のヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した
後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作
製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は
０．１９６ｇであった。 【００４４】（比較例１）水１００ｇにｐ−アミノベン
ゼンスルホン酸５ｇを加えて添着溶液を調整した。この
添着溶液に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０
ｍ2／ｇのヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り
出した後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着
剤を作製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着
量は０．０６３８ｇであった。 【００４５】（比較例２）水１００ｇにｐ−アミノベン
ゼンスルホン酸１０ｇを加えて添着溶液を調整した。こ
の添着溶液に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５
０ｍ2／ｇのヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取
り出した後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸
着剤を作製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添
着量は０．０６２５ｇであった。 【００４６】（比較例３）水１００ｇにｐ−アミノベン
ゼンスルホン酸１５ｇを加えて添着溶液を調整した。こ
の添着溶液に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５
０ｍ2／ｇのヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取
り出した後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸
着剤を作製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添
着量は０．０６３９ｇであった。 【００４７】（比較例４）水１００ｇにｐ−アミノベン
ゼンスルホン酸２０ｇを加えて添着溶液を調整した。こ
の添着溶液に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５
０ｍ2／ｇのヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取
り出した後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸
着剤を作製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添
着量は０．０６３３ｇであった。 【００４８】上記吸着剤について、前述した方法により
アルデヒド除去性能を測定した。その結果を表１に示
す。 【００４９】 【表１】 【００５０】ｐ−アミノベンゼンスルホン酸を水に加え
た添着溶液で添着した比較例１〜４の吸着剤に比べて、
ｐ−アミノベンゼンスルホン酸をアンモニア水に加えた
添着溶液で添着した実施例１〜７の吸着剤は、高いアセ
トアルデヒド吸着容量を持つことがわかる。 【００５１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低級脂肪族アルデヒド除去性能の経時劣化が小さいアミ
ノベンゼンスルホン酸の添着量を多くでき、これにより
低級脂肪族アルデヒドの除去性能が高く、かつ低級脂肪
族アルデヒド除去性能の経時劣化が小さい吸着剤の製造
方法を提供することができる。
染物質を除去する吸着剤に関し、さらに詳しくは、アセ
トアルデヒドなどの低級脂肪族アルデヒドに対して、高
い除去性能を持つ吸着剤に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】室内や車内などの生活空間においては、
悪臭や有害ガスなどの様々なガス状汚染物質が発生する
が、生活環境の向上に伴い、これらガス状汚染物質を除
去し、快適な生活環境を維持することに多くの関心が持
たれている。生活空間で発生する主なガス状汚染物質と
しては、アンモニアを代表とする塩基性ガス、酢酸を代
表とする酸性ガスやアセトアルデヒドなどの低級脂肪族
アルデヒドがあげられる。これらのうち、アンモニアな
どの塩基性ガスは鉱酸や有機酸を添着した吸着剤で中和
反応により、また、酢酸などの多くのガス状汚染物質は
活性炭などの多孔質吸着剤への物理吸着により除去され
るが、アセトアルデヒドなどの低級脂肪族アルデヒドは
他のガス状汚染物質に比べ除去が難しい物質である。 【０００３】この課題に対して、低級脂肪族アルデヒド
の除去性能を向上した吸着剤の検討がすすめられてき
た。低級脂肪族アルデヒドは、アンモニア誘導体などの
求核試薬の攻撃を受けて求核付加反応を起こすことが知
られており、アミンが低級脂肪族アルデヒドの化学吸着
に有効であることが推定でき、アミンやアミン塩を多孔
質体に添着した吸着剤が種々提案されている。 【０００４】特開昭５６−５３７４４号には活性炭にア
ニリンを添着した吸着剤、特開昭５６−５３７４４号に
は活性炭に塩酸ヒドロキシルアミンや硫酸ヒドロキシル
アミンを添着した吸着剤、特開昭５９−１８６６４１号
には活性炭にポリエチレンイミンを添着した吸着剤、特
開昭６０−１３２６４５号には粘度鉱物にアニリン、ト
ルイジン、メタニル酸（ｍ−アミノベンゼンスルホン
酸）、スルファニル酸（ｐ−アミノベンゼンスルホン
酸）やベンジルアミン及びその塩を担持した吸着剤、特
開平７−１３６５０２号には活性炭素繊維にアミノベン
ゼンスルホン酸を添着した吸着剤が開示されている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
吸着剤のうち、アニリン、塩酸ヒドロキシルアミン、硫
酸ヒドロキシルアミン、ポリエチレンイミン、トルイジ
ンやベンジルアミンを添着した吸着剤では、これらアミ
ンが空気中の酸素により酸化され易く、これにより低級
脂肪族アルデヒドの化学吸着作用の有効性が失われてい
くため、低級脂肪族アルデヒド除去性能の経時劣化が大
きく、長期間の保存や使用に耐えないという問題があ
る。 【０００６】また、アミノベンゼンスルホン酸を添着し
た吸着剤では、酸化による低級脂肪族アルデヒド除去性
能の経時劣化こそ他のアミンを添着した吸着剤に比べて
小さいものの、アミノベンゼンスルホン酸は水やアルコ
ールなどの溶媒に対して難溶性であるため、極低濃度の
アミノベンゼンスルホン酸添着溶液しか調整できず、そ
の結果、多孔質体を添着溶液に浸漬したり、多孔質体に
添着溶液を噴霧などしてもアミノベンゼンスルホン酸の
添着量が多い吸着剤を得ることは難しい。従って、高い
低級脂肪族アルデヒド除去性能が得られないという問題
がある。 【０００７】そこで本発明の目的は、上記従来技術の有
する問題点に鑑みて、酸化による低級脂肪族アルデヒド
の除去性能の経時劣化が小さいアミノベンゼンスルホン
酸の添着量を多くでき、これにより低級脂肪族アルデヒ
ドの除去性能が高く、かつ低級脂肪族アルデヒド除去性
能の経時劣化が小さい吸着剤の製造方法を提供すること
にある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記目的は、各請求項記
載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る吸
着剤の製造方法の特徴構成は、アンモニア水にアミノベ
ンゼンスルホン酸を加えた添着溶液を多孔質体に添着し
て製造することにある。 【０００９】この構成によれば、酸化による低級脂肪族
アルデヒド除去性能の経時劣化が小さいアミノベンゼン
スルホン酸の添着量を多くでき、これにより低級脂肪族
アルデヒドの除去性能が高く、かつ低級脂肪族アルデヒ
ド除去性能の経時劣化が小さい吸着剤の製造方法を提供
することができる。 【００１０】一般に、多孔質体に薬剤を添着した吸着剤
は、薬剤を水やアルコールなどの適当な溶媒に溶解して
添着溶液を調整し、多孔質体を添着溶液に浸漬した後、
取り出して乾燥する方法や、多孔質体に添着溶液を噴霧
した後乾燥する方法により得られる。 【００１１】ところが、前述したようにアミノベンゼン
スルホン酸は水に対して難溶性であり、例えば、ｐ−ア
ミノベンゼンスルホン酸の２０℃での溶解度は水１００
ｇに対して１ｇ程度と小さい。また、アルコール、エー
テル、ベンゼンなどに対しても難溶性であり、アミノベ
ンゼンスルホン酸の添着溶液として十分な濃度が得られ
る適当な溶媒が見当たらず、アミノベンゼンスルホン酸
のみを溶媒に加えて添着溶液を調整し、前記した方法で
多孔質体に添着しても、短時間の処理ではアミノベンゼ
ンスルホン酸の添着量が少なく、低級脂肪族アルデヒド
除去性能の高い実用的な吸着剤は得られない。 【００１２】そこで、本発明者は鋭意検討した結果、ア
ミノベンゼンスルホン酸をアンモニア水に加えた添着溶
液を調整し、それを多孔質体に添着することにより、低
級脂肪族アルデヒドとの反応に有効なアミノベンゼンス
ルホン酸の添着量を多く添着できることを見出した。つ
まり、アミノベンゼンスルホン酸は塩基性水溶液に溶解
することから、アミノベンゼンスルホン酸をアンモニア
水に加えることにより、アミノベンゼンスルホン酸が高
濃度で溶解した添着溶液を調整することができ、この添
着溶液を用いて前記したような浸漬法や噴霧法で多孔質
体に添着すれば、アミノベンゼンスルホン酸の添着量が
多く、低級脂肪族アルデヒド除去性能の高い吸着剤が得
られるのである。 【００１３】その結果、酸化による低級脂肪族アルデヒ
ド除去性能の経時劣化が小さいアミノベンゼンスルホン
酸の添着量を多くでき、これにより低級脂肪族アルデヒ
ドの除去性能が高く、かつ、低級脂肪族アルデヒド除去
性能の経時劣化が小さい吸着剤を提供することができ
る。 【００１４】特開平１０−９９４１８号には、アミノ基
とスルホン酸基を有する芳香族アミン類と塩基性物質と
多孔質体を含む空気浄化剤混合物を有機バインダーでモ
ノリス状に成型した脱臭フィルターが提案され、スルフ
ァニル酸と水酸化ナトリウムと活性炭から成り、水酸化
ナトリウムのスルファニル酸に対する混合モル比０．１
〜０．７で配合した脱臭フィルターが例示されている。
また、特開２００１−２９４４３号には、活性炭と、ア
ミノ基とスルホン酸基を併せ持つ芳香族化合物と吸湿剤
と塩基性物質を配合した脱臭フィルターが提案され、ス
ルファニル酸と水酸化ナトリウムを水酸化ナトリウムの
スルファニル酸に対する混合モル比０．４３で活性炭と
吸湿剤とともに配合した脱臭フィルターが例示されてい
る。 【００１５】これら脱臭フィルターにおいて塩基性物質
を配合する目的は、それぞれ、酸性度を低下させて有機
バインダーの劣化を防止すること、アミノベンゼンスル
ホン酸の分子中の共有電子対が持つアセトアルデヒドへ
の求核攻撃力を高めることである。従って、使用する塩
基性物質の制限も特にない。 【００１６】塩基性物質を使用することにより、アミノ
ベンゼンスルホン酸の溶解度を上げて高濃度の添着溶液
を調整し、その結果、多孔質体への低級脂肪族アルデヒ
ドとの反応に有効なスルファニル酸の添着量を多くする
ことを目的とする本発明では、上記脱臭フィルターで例
示されているような塩基性物質を使用しても効果が得ら
れない。 【００１７】本発明者が、アミノベンゼンスルホン酸と
混合する塩基性物質を網羅して調べた結果、水酸化リチ
ウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシ
ウム、水酸化ルビジウムなどのアルカリ金属の水酸化物
や、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸ナトリウムなど
のアルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素カリウム、炭酸水素
ナトリウムなどのアルカリ金属の炭酸水素塩などのよう
なアルカリ金属からなる塩基性物質を使用してスルファ
ニル酸と混合して多孔質体に添着した吸着剤では、添着
量は多くできるが、低級脂肪族アルデヒド除去性能が著
しく劣るという知見が得られた。 【００１８】ところが、アンモニア水にスルファニル酸
を加えて多孔質体に添着した場合には、添着量が多くで
き、それとともに低級脂肪族アルデヒド除去性能も高く
できることを見出して本発明に到達したものである。 【００１９】アミノベンゼンスルホン酸と塩基性物質
は、少なくとも一部はアミノベンゼンスルホン酸のスル
ホン酸基と塩基性物質とで塩を生成していると考えられ
る。特開平１０−９９４１８号に記載されているよう
に、一般にアミノベンゼンスルホン酸に水酸化ナトリウ
ムなどのアルカリ金属の塩基性物質を添加すると低級脂
肪族アルデヒドとの反応性が著しく低い塩を生成し、塩
基性物質の添加量の増加にともなって低級脂肪族アルデ
ヒド除去性能は低下してしまうため、添加できる塩基性
物質量に制限があり、高い溶解濃度のアミノベンゼンス
ルホン酸の添着溶液を調整することができなかった。 【００２０】しかし、溶媒にアンモニア水を使用した場
合には、低級脂肪族アルデヒド除去性能の低下が起き
ず、その結果、アミノベンゼンスルホン酸の溶解濃度が
高い添着溶液を調整して、それを使って多孔質体に添着
することにより高い低級脂肪族アルデヒド除去性能を有
する吸着剤を得ることができる。溶媒にアンモニア水を
使用した場合に、このように低級脂肪族アルデヒド除去
性能が高い吸着剤が得られるのは、このときに生成され
ると考えられるアミノベンゼンスルホン酸のアンモニウ
ム塩が、他のアルカリ金属との塩とは異なり、高い低級
脂肪族アルデヒドとの反応性を有するためであると推定
される。 【００２１】この構成によれば、酸化による低級脂肪族
アルデヒド除去性能の経時劣化が小さいアミノベンゼン
スルホン酸の添着量を多くでき、これにより低級脂肪族
アルデヒドの除去性能が高く、かつ低級脂肪族アルデヒ
ド除去性能の経時劣化が小さい吸着剤の製造方法を提供
することができる。 【００２２】溶媒として使用するアンモニア水のアンモ
ニア濃度は、０．０１重量％以上であり、加える前記ア
ミノベンゼンスルホン酸はアンモニア水１００重量部に
対して３〜５０重量部である。 【００２３】アンモニア水のアンモニア濃度が０．０１
重量％未満であると、高い溶解濃度のアミノベンゼンス
ルホン酸の添着溶液にならず、低級脂肪族アルデヒドを
除去するのに十分な量のアミノベンゼンスルホン酸を多
孔質体に添着することができない。 【００２４】さらに、アミノベンゼンスルホン酸がアン
モニア水１００重量部に対して３重量部未満であると、
低級脂肪族アルデヒドを除去するのに十分な量のアミノ
ベンゼンスルホン酸を多孔質体に添着することができ
ず、また、５０重量部を越えて含ませても、量の増加に
見合った効果が得られない。 【００２５】 【本発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に詳
しく説明する。本実施形態に係る吸着剤は、アンモニア
水にアミノベンゼンスルホン酸を加えた添着溶液を多孔
質体に添着して製造される。 【００２６】多孔質体は、比表面積１００ｍ2／ｇ以上
の固体物質であり、シリカゲルやゼオライト、活性炭な
どの細孔構造を有するものやモンモリロナイト、ベント
ナイト、パリゴルスカイト、セピオライトなどの層状構
造を有するものなどがあげられる。 【００２７】これら比表面積が大きな物質に、低級脂肪
族アルデヒドと反応するアミノベンゼンスルホン酸を添
着することにより、反応に有効な面積を大きくすること
ができ、高い低級脂肪族アルデヒド除去性能が得られ
る。多孔質体としては、比表面積が極めて大きい活性炭
を使用することが特に好ましい。 【００２８】添着溶液中のアミノベンゼンスルホン酸
は、アンモニア水１００重量部に対して３〜５０重量
部、好ましくは４〜３０重量部、より好ましくは５〜２
０重量部である。この範囲未満では、多孔質体へのアミ
ノベンゼンスルホン酸の添着量が少なくなって、低級脂
肪族アルデヒド除去性能の高い吸着剤が得難く、また、
この範囲を越えた添着溶液を使用しても、低級脂肪族ア
ルデヒド除去性能が大きく向上しない。 【００２９】アミノベンゼンスルホン酸が他のアミンに
比べ低級脂肪族アルデヒド除去性能の経時劣化が小さい
理由は必ずしも明らかではないが、アミノベンゼンスル
ホン酸が電子供与性基であるアミノ基と電子吸引性基で
あるスルホン酸基の両方を持つことや、酸性であるとい
う他のアミンにはない特徴によるものと考えられる。ア
ミノベンゼンスルホン酸にはｏ−アミノベンゼンスルホ
ン酸、ｍ−アミノベンゼンスルホン酸、ｐ−アミノベン
ゼンスルホン酸の３つの異性体があり、これらのいずれ
も使用できるが、ｐ−アミノベンゼンスルホン酸が低級
脂肪族アルデヒドとの反応性が強く特に好ましい。 【００３０】アミノベンゼンスルホン酸をアンモニア水
に加えることにより、アミノベンゼンスルホン酸が溶解
するのは、アンモニア水中のアンモニウムイオンとアミ
ノベンゼンスルホン酸のスルホン酸基とが塩を生成し
て、水溶性となるためであると考えられる。 【００３１】溶媒に使用するアンモニア水のアンモニア
濃度は、０．０１重量％以上であり、好ましくは０．１
〜１０重量％、より好ましくは０．３〜５重量％であ
る。この範囲未満では、高い溶解濃度のアミノベンゼン
スルホン酸の添着溶液にならないため、低級脂肪族アル
デヒドを除去するのに十分な量のアミノベンゼンスルホ
ン酸を多孔質体に添着することができない。一方、この
範囲を越えると、製造時に発生するアンモニア臭気が強
く、作業環境上好ましくない。 【００３２】本発明の吸着剤には、アミノベンゼンスル
ホン酸と塩基性物質以外に、リンゴ酸、クエン酸などの
低級脂肪族アルデヒド以外のガス成分と反応する薬剤や
抗菌性を持たせるための抗菌剤などの薬剤をさらに添着
することができる。しかし、この場合には、アミノベン
ゼンスルホン酸の低級脂肪族アルデヒドとの反応性を著
しく低下させないように、薬剤と添加量を選択する必要
がある。また、本発明の吸着剤は、単独で充填層などと
して使用するだけでなく、他の吸着剤と混合したり、併
用したりして使用することができる。 【００３３】以下に実施例をあげて、本発明をさらに詳
しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるも
のではない。 【００３４】 【実施例】まず、本実施例で用いた吸着剤の試験方法を
以下に示す。 【００３５】吸着剤を３ｇ計量して内径１２.５ｍｍの
ガラス製カラムに充填した。温度２５℃、相対湿度５０
％に調整した３０ｐｐｍのアセトアルデヒドを含む空気
を風量５Ｌ／ｍｉｎでカラムに供給した。カラムの出口
のアセトアルデヒド濃度を７分ごとに測定し、除去率
（η［−］）を次式にアセトアルデヒド入口濃度（Ｃｉ
［ｐｐｍ］）、アセトアルデヒド出口濃度（Ｃｏ［ｐｐ
ｍ］）を代入して算出した。なお、アセトアルデヒド濃
度はＦＩＤ付きガスクロマトグラフで測定した。 【００３６】 【数１】 この除去率が１０％に低下するまで試験を継続し、この
試験中に７分毎に測定したカラム出口のアセトアルデヒ
ド濃度から算出した除去率と、カラム入口のアセトアル
デヒド濃度および風量から７分毎のアセトアルデヒド吸
着量を求め、それらを積算してカラムに充填した吸着剤
重量で除して、吸着容量とした。 【００３７】（実施例１）アンモニア濃度１．４重量％
のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホン
酸５ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液に、
粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇのヤ
シガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した後、８
０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作製し
た。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は０．０
９８４ｇであった。 【００３８】（実施例２）アンモニア濃度０．４重量％
のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホン
酸５ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液に、
粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇのヤ
シガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した後、８
０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作製し
た。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は０．０
９２６ｇであった。 【００３９】（実施例３）アンモニア濃度０．２８重量
％のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホ
ン酸５ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液
に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇ
のヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した
後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作
製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は
０．０８９７ｇであった。 【００４０】（実施例４）アンモニア濃度０．１４重量
％のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホ
ン酸５ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液
に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇ
のヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した
後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作
製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は
０．０９５１ｇであった。 【００４１】（実施例５）アンモニア濃度１．４重量％
のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホン
酸１０ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液
に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇ
のヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した
後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作
製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は
０．１４１ｇであった。 【００４２】（実施例６）アンモニア濃度１．４重量％
のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホン
酸１５ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液
に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇ
のヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した
後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作
製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は
０．１６１ｇであった。 【００４３】（実施例７）アンモニア濃度１．４重量％
のアンモニア水１００ｇにｐ−アミノベンゼンスルホン
酸２０ｇを加えて添着溶液を調整した。この添着溶液
に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０ｍ2／ｇ
のヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り出した
後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着剤を作
製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着量は
０．１９６ｇであった。 【００４４】（比較例１）水１００ｇにｐ−アミノベン
ゼンスルホン酸５ｇを加えて添着溶液を調整した。この
添着溶液に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５０
ｍ2／ｇのヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取り
出した後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸着
剤を作製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添着
量は０．０６３８ｇであった。 【００４５】（比較例２）水１００ｇにｐ−アミノベン
ゼンスルホン酸１０ｇを加えて添着溶液を調整した。こ
の添着溶液に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５
０ｍ2／ｇのヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取
り出した後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸
着剤を作製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添
着量は０．０６２５ｇであった。 【００４６】（比較例３）水１００ｇにｐ−アミノベン
ゼンスルホン酸１５ｇを加えて添着溶液を調整した。こ
の添着溶液に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５
０ｍ2／ｇのヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取
り出した後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸
着剤を作製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添
着量は０．０６３９ｇであった。 【００４７】（比較例４）水１００ｇにｐ−アミノベン
ゼンスルホン酸２０ｇを加えて添着溶液を調整した。こ
の添着溶液に、粒径８〜３２メッシュで比表面積１０５
０ｍ2／ｇのヤシガラ活性炭２０ｇを１分間浸漬して取
り出した後、８０℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥して吸
着剤を作製した。なお、得られた吸着剤１ｇ中の薬剤添
着量は０．０６３３ｇであった。 【００４８】上記吸着剤について、前述した方法により
アルデヒド除去性能を測定した。その結果を表１に示
す。 【００４９】 【表１】 【００５０】ｐ−アミノベンゼンスルホン酸を水に加え
た添着溶液で添着した比較例１〜４の吸着剤に比べて、
ｐ−アミノベンゼンスルホン酸をアンモニア水に加えた
添着溶液で添着した実施例１〜７の吸着剤は、高いアセ
トアルデヒド吸着容量を持つことがわかる。 【００５１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低級脂肪族アルデヒド除去性能の経時劣化が小さいアミ
ノベンゼンスルホン酸の添着量を多くでき、これにより
低級脂肪族アルデヒドの除去性能が高く、かつ低級脂肪
族アルデヒド除去性能の経時劣化が小さい吸着剤の製造
方法を提供することができる。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ａ６１Ｌ 9/16 Ａ６１Ｌ 9/16 Ｄ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 アンモニア水にアミノベンゼンスルホン
酸を加えた添着溶液を多孔質体に添着してなることを特
徴とする吸着剤およびその製造方法。
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