JP2003226512A - 光触媒活性炭、着色光触媒活性炭、呈色活性炭及びこれらを用いた消臭・吸着製品並びに土壌浄化方法 - Google Patents

光触媒活性炭、着色光触媒活性炭、呈色活性炭及びこれらを用いた消臭・吸着製品並びに土壌浄化方法

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Toshiya Ueda
俊也 上田
Motoyoshi Nishimura
源宜 西村
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Ueda Shikimono Kojo KK
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 長期間に亘る安定した吸着・分解能力や消臭
・殺菌能力更に土壌浄化能力を発現し得る光触媒活性炭
を提供することを目的とし、更に、その吸着・分解能力
や消臭・殺菌殺菌を維持しつつ、視覚的なデザイン性と
取り扱い性を向上させた着色光触媒活性炭、呈色活性炭
及びこれらを用いた消臭・吸着製品並びに土壌浄化方法
を提供する。 【解決手段】 本発明は、活性炭の表面に、蒸着手段に
より光触媒の薄膜を形成、担持させたことを特徴とする
光触媒活性炭、この光触媒活性炭に対して着色処理を施
してなることを特徴とする着色光触媒活性炭、これらの
光触媒活性炭及び着色光触媒活性炭の表面に対して水和
により呈色或いは変色する性質を有する化合物を担持し
てなることを特徴とする呈色活性炭、及びこれらを用い
た消臭・吸着製品並びに土壌浄化方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、活性炭の吸着作用
と光触媒による吸着物質の分解作用や殺菌作用を組み合
わせることにより、長期間に亘る安定した吸着・分解能
力や消臭・殺菌能力更に土壌浄化能力を発現し得る光触
媒活性炭に関し、更に、その吸着・分解能力や消臭・殺
菌能力更に土壌浄化能力を維持しつつ、当該活性炭の表
面を、着色処理及び／又は水和により呈色・変色する性
質を有する化合物で処理することにより、カラーバリエ
ーションを豊富にし、視覚的なデザイン性と取り扱い性
を向上させた着色光触媒活性炭、呈色活性炭及びこれら
を用いた消臭・吸着製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】活性炭は、木材、おがくず、木材乾留
物、木炭、椰子殻又はリグニン等を原料（活性炭原料）
とし、これに特別処理（賦活処理）を施すことによっ
て、気体や色素等に対する吸着能力を高めたものであ
り、生活臭等の臭いの成分やホルマリン、エチルベンゼ
ン又はキシレン等のシックハウスの原因となるＶＯＣガ
ス更に水分等の吸着成分に対する吸着能力が比較的高
く、且つ安価であることから、現在、水の浄化、冷蔵庫
や下駄箱の消臭剤或いは空気清浄機のフィルターその他
の消臭・吸着製品の分野において、最も広く使用されて
いる吸着材となっている。
【０００３】しかしながら、活性炭による吸着は非定常
で、吸着平衡に支配されるため、一定量の吸着成分や水
分を吸着すると、活性炭はその吸着能力を失い、いわゆ
る失活状態となる。
【０００４】ここで、この失活した活性炭の吸着能を再
生するためには、当該活性炭に対して加熱処理や高温不
活性ガス更に水蒸気処理等の処理を施し、吸着した吸着
成分や水分を活性炭表面の微細孔から追い出す方法など
が採用されている。
【０００５】又、吸着成分が、活性炭表面の微細孔に強
固に吸着している場合にあっては、当該活性炭を５００
〜８００℃程度の高温で数時間加熱して、吸着した吸着
成分を分解、ガス化させる分解処理を行い、更に水蒸気
の存在下、９００〜１２００℃で数時間加熱して表面の
炭化物をガス化させる賦活化処理を行うといった再生処
理等も行われている。
【０００６】しかしながら、上述の活性炭の再生方法に
あっては、専用の再生炉が必要であることから、再生コ
ストが高くなり、しかも再生炉における水蒸気濃度や賦
活化温度或いは賦活化時間等の制御が困難であり、特に
再生を繰り返す度に数％〜数十％の吸着能のロスが生ず
るといった問題があった。
【０００７】そのため、通常の活性炭を用いた消臭・吸
着製品においては、上述の再生処理を行うことなく、単
に消臭・吸着製品全体を交換するか、或いは当該製品内
の活性炭を詰め替えるかの方法が採られることが殆どで
ある。
【０００８】ところが、前述の如く、活性炭は比較的吸
着能力が高く、短期間で飽和状態に達するため、頻繁に
交換する必要が生ずるのであるが、実際の使用状況下に
おいて、この交換という作業は非常に煩わしいものであ
る。
【０００９】又、活性炭は賦活処理直後のものであって
も、飽和状態のものであっても、外観上全く変化のない
ものであるため、目視で交換時期を判断することができ
ないといった問題があり、上述の交換作業の煩わしさと
相俟って、交換時期が経過した後でも放置されたままに
されていることが多いのが現状である。
【００１０】更に、活性炭は黒色であることから、デザ
イン性に劣り、このため現在市販されている活性炭を用
いた消臭・吸着製品は、活性炭を包材や箱材に封入し
て、外側から活性炭を見えないように工夫しているもの
が殆どであり、一層、目視で交換時期を判断することが
できないといった問題が顕著となっているばかりか、外
気等と活性炭の接触機会が損なわれ、せっかくの活性炭
の有する良好な吸着能力が十分に発揮できないといった
問題もある。
【００１１】なお、この問題は、単に活性炭に対して着
色を施すことにより、解決することができるように思わ
れるが、活性炭表面は炭素体からなる黒色の塊であり、
特に親水性塗料を塗布することは非常に困難であり、
又、活性炭が黒色であることから、塗料を塗布したとし
ても発色性が著しく悪く、簡単にはカラーバリエーショ
ンを増やすことはできないのである。
【００１２】ところで、ごく最近では、活性炭と二酸化
チタン等の光触媒とを混合したり、活性炭の表面に対し
て、接着剤等のバインダーを用いて光触媒を担持させる
ことにより、活性炭表面の微細孔に捉えられた吸着成分
を分解させる手段が研究開発されている。
【００１３】即ち、これらの光触媒と活性炭とを混合し
た混合物、或いは活性炭に接着剤等のバインダーを用い
て光触媒を担持させた活性炭は、活性炭表面の微細孔に
吸着成分が捉えられて当該活性炭が飽和状態になった場
合にあっても、当該活性炭に対して太陽光や白熱灯等の
紫外線を含む光を照射することにより、光触媒が前記吸
着成分を分解して活性炭の吸着能力を再生し、長期間に
わたる吸着作用を維持・確保することができるものであ
り、現在、広く研究されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、活性炭
と光触媒とを混合した場合においては、活性炭表面の吸
着成分と光触媒が離れた位置に存在するため、当該吸着
成分に対する分解作用が弱くなり、又、光触媒が粉末状
であることから飛散し易く、取り扱い性や回収性に劣る
上、飛散した光触媒が紫外線を散乱し、一層、吸着成分
の分解作用が弱くなるといった問題がある。
【００１５】又、活性炭と光触媒とを混合するにあた
り、活性炭と光触媒との比重や粒径の違いによって両者
が均一に混ざり難く、その結果、品質にバラツキが生
じ、所要の吸着・光触媒作用が得られないなどの問題が
ある。
【００１６】一方、活性炭の表面に対して、接着剤等の
バインダーを用いて、光触媒を担持させる場合にあって
は、光触媒がバインダー中に埋没したり、活性炭表面の
微細孔がバインダーに覆われたりする結果、光触媒の吸
着成分に対する分解作用が弱くなりったり、活性炭の吸
着能力が減少したりするといった問題が生じる上、バイ
ンダー自体が光触媒による分解作用を受け、活性炭表面
から光触媒が剥離、離脱するといった問題がある。
【００１７】又、光触媒の分解作用は有機物質を中心と
した吸着成分に対して効果があるため、水分が吸着され
た場合には、殆ど効果がないといった問題もある。
【００１８】この吸着された水分については、活性炭を
軽く加熱したり、天日で乾燥させる程度の簡単な処理で
取り除くことは可能であるが、上述の如く、活性炭は賦
活処理直後のものであっても、飽和状態のもの（吸着能
力を失ったもの）であっても、外観上全く変化のないも
のであるため、目視で判断することができないといった
問題があり、水分が飽和状態となった後、やはり冷蔵庫
等に放置されたままにされていることが多いのが現状で
ある。
【００１９】本発明者は、前記課題を解決するために鋭
意検討を重ねた結果、活性炭表面に、蒸着手段により光
触媒の薄膜を形成、担持させることにより、活性炭表面
の微細孔と光触媒の位置を近接させることができるので
あり、しかもバインダー等の接着手段を用いない蒸着手
段により光触媒を担持させることにより、活性炭の微細
孔の埋没に起因する光触媒の吸着成分に対する分解作用
の減少を防止することができる上、光触媒の薄膜は非常
に薄いことから、係る薄膜が活性炭表面の微細孔を覆っ
ても、活性炭の吸着能力を殆ど損ねることがないという
知見を得た。
【００２０】又、本発明者は、活性炭表面を光触媒の薄
膜で覆うことにより、その上から着色処理を施し易くす
ることができるのであり、これによって、活性炭のカラ
ーバリエーションを増加し、デザイン性を向上し得ると
の知見も得た。
【００２１】特に、本発明者は、光触媒の薄膜としてＴ
ｉＯ２を必須成分とするものを用いることにより、蒸着
処理後の活性炭表面を灰色ないし白色にすることができ
るのであり、これにより、その上から着色した際の発色
性が著しく良好になるとの知見も得た。
【００２２】更に、本発明者は、光触媒の薄膜で活性炭
表面を覆った後に、その上から水和により呈色或いは変
色する性質を有する化合物を担持させることにより、活
性炭の表面が吸着した水分量に応じて、徐々に呈色した
り、変色したりする結果、活性炭の交換時期や乾燥させ
て再生する時期を極めて容易に知ることができるのでき
る結果、取り扱い性が至極向上するとの知見も得た。
【００２３】加えて、本発明者は、このように表面を光
触媒で覆ってなる活性炭を用いることにより、非常に簡
便な手段で、ダイオキシン、ダイオキシンベンゾフラン
又はコプラナーＰＣＢ等から選ばれた少なくとも１種の
ダイオキシン類で汚染された土壌を迅速かつ効果的に浄
化することができるとの知見も得たのである。
【００２４】本発明は、前記知見に基づき完成されたも
のであって、活性炭の表面に、蒸着手段により光触媒の
薄膜を形成、担持させることにより、長期間に亘る安定
した吸着・分解能力や消臭・殺菌能力更に土壌浄化能力
を発現し得る光触媒活性炭を提供することを目的とし、
更に、その吸着・分解能力や消臭・殺菌殺菌を維持しつ
つ、当該活性炭の表面を、着色処理及び／又は水和によ
り呈色・変色する性質を有する化合物を担持させること
により、カラーバリエーションを豊富にし、視覚的なデ
ザイン性と取り扱い性を向上させた着色光触媒活性炭、
呈色活性炭及びこれらを用いた消臭・吸着製品並びに土
壌浄化方法を提供することを目的とするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、まず、本発明に係る光触媒活性炭は、活性炭の表面
に、蒸着手段により光触媒の薄膜を形成、担持させてな
ることを特徴とするものである。
【００２６】即ち、活性炭の表面に、光触媒の薄膜を形
成、担持させることにより、長期間に亘る安定した吸着
・分解能力や消臭・殺菌能力更に土壌浄化能力を発現し
得る光触媒活性炭を得ることができる。
【００２７】そして、この得られた光触媒活性炭は、活
性炭表面の微細孔と光触媒の位置が近接しており、しか
もバインダー等を用いる必要がない蒸着手段により光触
媒を担持させているので、埋没に起因する光触媒の吸着
成分に対する分解作用の減少を防止することができるの
であり、更に、蒸着手段による光触媒の薄膜は非常に薄
いことから、係る薄膜が活性炭表面の微細孔を覆って
も、活性炭の吸着能力を殆ど損ねることがないのであ
る。
【００２８】以下、本発明の光触媒活性炭について更に
詳細に説明する。前述したように、本発明の光触媒活性
炭は、活性炭の表面に光触媒の薄膜を蒸着手段により形
成、担持させてなるものである。
【００２９】本発明の光触媒活性炭において用いられる
活性炭としては、特に制限されるものではなく、工業用
の触媒の担体、脱臭剤、有機溶剤の回収等に用いられる
通常の活性炭を用いることができる。
【００３０】又、活性炭原料としても特に限定されるも
のではなく、木材、おがくず、木材乾留物、木炭、椰子
殻又はリグニン等の既知の活性炭原料を好適に用いるこ
とができるが、中でも、入手しやすく、安価でしかも吸
着能力の高い椰子殻を用いることが特に好ましい。
【００３１】そして、本発明の光触媒活性炭において
は、この活性炭の表面に光触媒の薄膜を蒸着手段により
形成、担持させてなるのであるが、この光触媒として
は、光吸収によって触媒反応を起こし、活性炭に吸着さ
れた吸着成分を分解し得るものであれば特に制限される
ものでない。
【００３２】又、光触媒反応は反応系に光エネルギーが
加わるので、反応系自身としてはギブスの自由エネルギ
ーが減少する場合と増加する場合の双方があり、一般に
後者を光触媒反応とは区別して取り扱う場合もあるが、
本発明における光触媒反応は双方の場合を特に区別する
必要はないのである。
【００３３】具体的な光触媒の例としては、例えば、Ｔ
ｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｒＴｉＯ３、ＣｄＳ、ＣｄＯ、Ｃａ
Ｐ、ＩｎＰ、Ｉｎ２Ｏ３、ＣａＡｓ、ＢａＴｉＯ３、Ｋ
２２ＮｂＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、Ｓａ
Ｏ２、Ｂｉ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＳｉＣ、ＳｉＯ
２、ＭｏＳ２、ＭｏＳ３、ＩｎＰｂ、ＲｕＯ２又はＣｅ
Ｏ２等を挙げることができるのであり、本発明において
はこれらの光触媒から選ばれた少なくとも１種以上を用
いることができる。
【００３４】なお、本発明においては、活性炭表面に担
持させるための原料として、前記光触媒を用いる場合に
限定されるものではなく、用いられる原料が光触媒とし
ての作用を有するものでなくても、後述する蒸着手段に
より、結果として活性炭表面に前記光触媒の薄膜が形
成、担持されればよいのである。
【００３５】本発明の光触媒活性炭は、活性炭表面に蒸
着手段により、前記光触媒を担持させたものであるが、
この蒸着手段としては、例えば、スパッタリング、グロ
ー放電、真空熱蒸着、化学蒸着或いはイオンプレーティ
ング等のいわゆる薄膜作成技術を好適に用いることがで
きるのであり、本発明においては、これらの蒸着手段か
ら選ばれた１種或いは２種以上を組み合わせて用いるこ
とができるが、特に、本発明においては、簡便で経済的
であり、しかも付着速度が速く効率が高い真空熱蒸着の
手段を用いることが好ましい。
【００３６】又、本発明においては、蒸着手段におい
て、活性炭表面に形成、担持させる光触媒の量は、特に
限定されるものではなく、その使用目的や場所等に応じ
て適宜決定すればよいものであるが、一般的には、活性
炭１００重量部に対して、光触媒を１〜２００重量部程
度担持させることが好ましい。
【００３７】更に、活性炭の表面に光触媒を形成、担持
させるにあたり、一定量の光触媒を一回の蒸着処理で形
成、担持させるよりも、２回以上の複数回に分けて形
成、担持させるほうが、活性炭表面に光触媒がより強固
に担持されるので好ましい。
【００３８】ところで、本発明の光触媒活性炭において
は、活性炭表面に担持させる光触媒として、ＴｉＯ２を
必須成分とすることが特に好ましい。
【００３９】この理由としては、第一に光触媒としての
ＴｉＯ２の吸着成分に対する分解能力が至極優れるから
であるが、更に、活性炭表面にＴｉＯ２を形成、担持さ
せることにより、活性炭表面が灰色ないし白色となり、
活性炭の黒いイメージが一新するばかりか、後述する本
発明の着色光触媒活性炭や呈色活性炭において、発色性
が著しく良好になるからである。
【００４０】従って、本発明の光触媒活性炭において
は、活性炭表面に担持させる光触媒として、ＴｉＯ２を
必須成分とすることが好ましく、具体的には、活性炭表
面に形成、担持させる光触媒皮膜全体の５０〜１００重
量％をＴｉＯ２とすることが好ましく、特に７０〜１０
０重量％とするのが一層好ましい。
【００４１】次に、本発明の着色光触媒活性炭について
詳細に説明するが、本発明の光触媒活性炭の説明におい
て記載した事項と重複する部分については、繰り返しを
避けるため省略する。
【００４２】本発明の着色光触媒活性炭においては、前
記した本発明の光触媒活性炭に対して、更に、着色処理
を施してなることを特徴とする。
【００４３】即ち、本発明の光触媒活性炭においては、
活性炭表面を光触媒の薄膜で覆ってなるものであり、活
性炭表面の炭素体がむき出しになっていないことから、
その上から種々の着色処理を施し易く、これより、活性
炭のカラーバリエーションを増加し、デザイン性を至極
向上させることができるのである。
【００４４】特に、光触媒の薄膜としてＴｉＯ２を必須
成分とするものを用いた場合にあっては、蒸着処理後の
活性炭表面が灰色ないし白色となる結果、その上から着
色した際の発色性が著しく良好になるのである。
【００４５】このため、本発明の着色光触媒活性炭にお
いて、着色処理を施す際に用いられる着色剤としては、
特に限定されるものではなく、水系塗料、油性塗料又は
合成樹脂塗料等の一般的に用いられる着色剤を用いるこ
とができるのであり、又、着色方法としても、特に限定
されるものではなく、例えば、はけ塗り、スプレー塗
装、静電塗装、フローコート又は浸漬塗り等の手段を採
用することができる。
【００４６】しかしながら、本発明の着色光触媒活性炭
においては、比較的厚い着色剤の塗膜により活性炭表面
に存する微細孔が埋まり、活性炭の吸着能力が損なわれ
ることは好ましくないため、着色剤の塗膜はできるだけ
薄いものとすることが好ましい。
【００４７】従って、本発明における着色処理として
は、蒸着手段を講じることが特に好ましく、更に、安定
性を考慮して、染料又は顔料を用いた蒸着手段を講じる
ことが特に好ましく、又、塗料を用いる場合には着色剤
の濃度を調整することによって任意の厚さの薄膜を形成
し得るのである。
【００４８】即ち、蒸着手段による染料又は顔料の塗膜
は非常に薄いことから、係る塗膜が活性炭表面の微細孔
を覆っても、活性炭の吸着能力を殆ど損ねることがない
のであり、又、塗料を用いる場合には着色剤の濃度を調
整することによって所要の薄膜を得ることができる。
【００４９】なお、ここで用いられる蒸着手段として
は、上述したものと同様の手段を好適に用いることがで
きるのであり、重複説明を避けるため、ここでは説明を
省略する。
【００５０】具体的な染料又は顔料の例としては、各種
染料のほか、各種顔料が挙げられるが、光触媒作用に対
して安定な顔料を用いるのが望ましい。
【００５１】具体的な顔料の例としては、二酸化チタ
ン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、リトポン、鉛顔料、酸化アン
チモン、酸化ジルコニウム又はジルコン等の白色顔料、
含水マグネシウムアルミニウムケイ酸塩、炭酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、ケイ酸塩、アルミノケイ酸カリウム
又は水和アルミナ等の体質顔料、酸化鉄顔料、クロム酸
鉛、モリブデン酸鉛、カドミウム顔料、合成金属酸化物
混合物又は紺青等の有採色顔料、ジンクイエロー、塩基
性クロム酸亜鉛、クロム酸ストロンチウム、鉛丹、酸化
銅（Ｉ）、鉛酸カルシウム、塩基性シリコクロム酸鉛、
ホワイトモリブデート、変性メタホウ酸バリウム、リン
酸亜鉛及びパールエッセンス等の特殊顔料、あるいは金
属顔料等を挙げることができるのであり、本発明の着色
光触媒活性炭においては、これらの顔料から選ばれた少
なくとも１種以上を用いることができる。
【００５２】次に、本発明の呈色活性炭について詳細に
説明するが、本発明の光触媒活性炭或いは着色光触媒活
性炭の説明において、記載した事項と重複する部分につ
いては、重複説明を避けるため省略する。
【００５３】本発明の呈色活性炭は、前記した本発明の
光触媒活性炭或いは着色光触媒活性炭に対して、更に、
水和により呈色或いは変色する性質を有する化合物を担
持してなることを特徴とするものである。
【００５４】即ち、本発明の光触媒活性炭或いは着色光
触媒活性炭に対して、更に、その上から水和により呈色
或いは変色する性質を有する化合物を担持することによ
り、活性炭の表面が吸着した水分量に応じて、徐々に呈
色したり、変色したりする結果、活性炭の交換時期や乾
燥させて再生する時期を容易に知ることができる結果、
取り扱い性が至極向上するのである。
【００５５】特に、光触媒の薄膜としてＴｉＯ２を必須
成分とするものを用いた場合にあっては、蒸着処理後の
活性炭表面が灰色ないし白色となるため、その上から担
持させた水和により呈色或いは変色する性質を有する化
合物の呈色或いは変色の際の発色性が著しく良好になる
ので望ましい。
【００５６】本発明の呈色活性炭において、この水和に
より呈色或いは変色する性質を有する化合物としては、
結晶水を持ったり、分子の形で水を含んだり、水分子を
包接したり、或いは水分子と錯体を形成したりなどし
て、水分子と結合し得る性質を利用し、しかも、水分子
と結合することにより、発色（呈色）したり、変色する
性質を有する化合物であれば特に限定されるものではな
い。
【００５７】このような性質を有する化合物としては、
具体的には、例えばＣｏＣｌ２（青色の化合物。水和し
て赤色のＣｏＣｌ２・６Ｈ２Ｏとなる。）、ＣｏＢｒ２
（緑色の化合物。水和して赤紫色のＣｏＢｒ２・６Ｈ２
Ｏとなる。）、ＣｒＣｌ３（紫色の化合物。水和して緑
色のＣｒＣｌ３・６Ｈ２Ｏとなる。）、ＣｕＣｌ２（黄
褐色の化合物。水和して緑色のＣｕＣｌ２・２Ｈ２Ｏと
なる。）、ＦｅＢｒ３（赤褐色の化合物。水和して緑色
のＦｅＢｒ３・６Ｈ２Ｏとなる。）、ＮｉＣｌ２（黄色
の化合物。水和して緑色のＮｉＣｌ２・６Ｈ２Ｏとな
る。）又はＮｉＳＯ４（黄色の化合物。水和して緑色の
ＮｉＳＯ４・６Ｈ２Ｏとなる。）等を挙げることができ
る。
【００５８】なお、本発明の呈色活性炭において、前記
化合物を担持する方法としては、特に限定されるもので
はなく、例えば、前記化合物を水等の溶媒に溶解ないし
分散し、これをはけ塗り、スプレー塗装、静電塗装、フ
ローコート又は浸漬塗り等の担持手段で活性炭に付着、
乾燥する方法を採用できる。
【００５９】しかしながら、本発明の呈色活性炭におい
ては、前記化合物の塗膜により活性炭表面に存する微細
孔が埋まり、活性炭の吸着能力が損なわれることは好ま
しくないため、前記化合物の塗膜はできるだけ薄いもの
とすることが好ましい。
【００６０】従って、本発明における前記化合物を担持
する方法としては、前記化合物を蒸着手段を講じること
が特に好ましいのである。
【００６１】即ち、蒸着手段による塗膜は非常に薄いこ
とから、係る塗膜が活性炭表面の微細孔を覆っても、活
性炭の吸着能力を殆ど損ねることがないのである。
【００６２】なお、ここで用いられる蒸着手段として
は、上述したものと同様の手段を好適に用いることがで
きるのであり、重複説明を避けるため、ここでは説明を
省略する。
【００６３】次に、本発明に係る消臭・吸着製品は、本
発明の光触媒活性炭、着色光触媒活性炭又は呈色活性炭
から選ばれた少なくとも１種を用いたことを特徴とし、
本発明の光触媒活性炭、着色光触媒活性炭又は呈色活性
炭の有する機能を具体的な製品として具現化したもので
あり、具体的な例としては、室内やトイレ或いは冷蔵庫
内や自動車内等のいやな臭いを長期間にわたって吸着、
分解する消臭剤や、水槽内の水質浄化やバクテリアの発
生を防止する水質浄化剤等を挙げることができるのであ
る。
【００６４】又、カラーバリエーションを豊富にするこ
とができることから、紙や樹脂等のフィルムないしシー
トに担持させた障子紙、壁紙、ふすま紙等の建材などへ
の応用も挙げることができるのであり、更に、インテリ
ア製品や生活雑貨等の室内装飾品の表面に担持させて
も、そのデザインを損ねることがないため、従来の活性
炭と比較して、その応用は多岐にわたるのである。
【００６５】上述の如く、本発明の光触媒活性炭、着色
光触媒活性炭又は呈色活性炭は、バインダー等の接着剤
を用いることなく、蒸着手段により光触媒を活性炭に担
持させているので、活性炭表面と光触媒とが直接接触し
ており、しかも微細孔の埋没が無く、従って、ダイオキ
シン類の吸着低下が無い結果、光触媒の吸着成分に対す
る分解作用の減少を防止することができるのであり、更
に、蒸着手段による光触媒の薄膜は非常に薄いことか
ら、係る薄膜が活性炭表面の微細孔を覆っても、活性炭
の吸着能力を殆ど損ねることがないのである。
【００６６】ところで、近年、ごみ焼却施設、製鋼所の
精錬過程或いは紙パルプの漂白過程等において、ダイオ
キシン、ダイベンゾフラン又はコプラナーＰＣＢ等から
選ばれた少なくとも１種のダイオキシン類が発生し、特
に、この発生したダイオキシン類による土壌の汚染が問
題となっており、これらダイオキシン類により汚染され
た土壌を無害化する技術の開発が強く要求されている。
【００６７】そこで、本発明者は、ダイオキシン類によ
り汚染された土壌を無害化する技術について鋭意検討を
重ねた結果、上記本発明の高吸着能力及び吸着成分に対
する高分解作用に着目し、本発明の光触媒活性炭、着色
光触媒活性炭又は呈色活性炭から選ばれた少なくとも１
種以上を用いることにより、前記ダイオキシン、ダイベ
ンゾフラン又はコプラナーＰＣＢ等から選ばれた少なく
とも１種のダイオキシン類に汚染されている土壌を浄化
することができるとの知見を得たのである。
【００６８】即ち、本発明の土壌浄化方法は、前記本発
明の光触媒活性炭、着色光触媒活性炭又は呈色活性炭か
ら選ばれた少なくとも１種を用いて、ダイオキシン類汚
染土壌を浄化することを特徴とし、具体的には、本発明
の光触媒活性炭、着色光触媒活性炭又は呈色活性炭から
選ばれた少なくとも１種と、ダイオキシン類汚染土壌と
を接触させ、当該ダイオキシン類汚染土壌に含まれるダ
イオキシン類を吸着、分解させることにより、当該ダイ
オキシン類汚染土壌を浄化するものである。
【００６９】更に詳しくは、ダイオキシン類に汚染され
た土壌１００重量部に対し、本発明の光触媒活性炭、着
色光触媒活性炭又は呈色活性炭から選ばれた少なくとも
１種を５〜１００重量部程度を混合、接触させることに
より、数日〜数週間程度で当該ダイオキシン類汚染土壌
を殆ど無毒化することができるのである。
【００７０】ところで、本発明の光触媒活性炭、着色光
触媒活性炭又は呈色活性炭に吸着されたダイオキシン類
は、光触媒の作用により、光分解される。
【００７１】しかしながら、更に迅速な処理を要する場
合もあるため、このような場合にあっては、前記光触媒
活性炭、着色光触媒活性炭又は呈色活性炭にダイオキシ
ン類を吸着させた後、マイクロ波で処理する方法が効果
的である。
【００７２】即ち、ダイオキシン類を吸着させた前記の
光触媒活性炭、着色光触媒活性炭又は呈色活性炭に１〜
１００ＧＨｚ程度、好ましくは１．５〜１５ＧＨｚ程度
のマイクロ波を照射することにより、前記光触媒活性
炭、着色光触媒活性炭又は呈色活性炭が簡単に発熱し、
数分〜数十分程度で、１２００℃程度まで加熱されるの
であり、これにより、ダイオキシン類を吸着させた前記
の光触媒活性炭、着色光触媒活性炭又は呈色活性炭にお
ける当該ダイオキシン類及びその周辺土壌のダイオキシ
ン類を速やかに、且つ効率良く熱分解することができる
のである。
【００７３】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。
【００７４】実施例１ （１） 椰子殻を乾燥して微粉を除いた活性炭原料を焼
成炭（５５０〜６５０℃）に入れ、赤熱した状態で水蒸
気、炭酸ガス（燃焼ガス中のＣＯ２）及び酸素（燃焼空
気中のＯ２）の混合雰囲気中、温度８５０〜９５０℃で
活性化処理することにより、粒状の活性炭（ＣＴＣ：５
５．４２％）を得た。 （２） この得られた活性炭（１００ｇ）を、真空容器
内に設けられたホルダーに設置して、当該ホルダーに設
けられた攪拌棒で攪拌しながら約３００℃に加熱した。 （３） 一方、真空容器内に設けられた基台には、光触
媒であるＴｉＯ２（１０ｇ）を設置し、これを蒸発源と
した。 （４） 引き続いて、真空容器内に充填されている窒素
ガスを真空ポンプを用いて吸引し、真空容器内部を減圧
にし、０．００００３５ｍｍＨｇに達した時点で、基台
をヒーターで加熱し、酸化チタンを蒸発させ、ホルダー
上の活性炭表面に酸化チタンの薄膜を形成、担持させる
ことにより、本発明の光触媒活性炭Ａを得た。なお、得
られた光触媒活性炭に対して、前記（２）〜（４）の工
程を２回、３回と繰り返すことにより、それぞれ光触媒
の担持量が異なる本発明の光触媒活性炭Ｂ及びＣを得
た。この得られた光触媒活性炭は以下の表１の通りであ
る。なお、原料として用いた活性炭（これを活性炭１と
する。）についても表１に合わせて示す。
【００７５】
【表１】
【００７６】実施例１の結果（表１）より、本発明の光
触媒活性炭が、光触媒を担持しても殆どその吸着能力を
損なうことがなく、良好な吸着能力を維持し、又、活性
炭の黒色とは異なる灰色ないし白色を呈していることが
認められた。
【００７７】実施例２ 実施例１で得られた光触媒活性炭Ａ〜Ｃ（１００ｇ）
を、それぞれ実施例１で用いた真空容器内に設けられた
ホルダーに設置した。一方、真空容器内に設けられた基
台には、顔料であるクロム酸鉛（赤色顔料、１０ｇ）を
設置し、これを蒸発源とした。実施例１で説明したのと
同様の作業を２回行うことにより、光触媒活性炭Ａ〜Ｃ
の表面にクロム酸鉛を担持させ、本発明の着色光触媒活
性炭Ｄ〜Ｆを得た。この得られた着色光触媒活性炭は以
下の表２の通りである。なお、比較例として、光触媒を
担持させていない通常の活性炭に対しても同様の作業を
行った（これを活性炭２とする。）。
【００７８】
【表２】
【００７９】実施例２の結果（表２）より、本発明の着
色光触媒活性炭が、顔料を担持しても殆どその吸着能力
を損なうことがなく、良好な吸着能力を維持し、又、活
性炭に対して顔料を蒸着処理しても、殆ど変わらない黒
色を呈するのに対し、本発明の着色光触媒活性炭は暗赤
ないし赤色を呈しており、従来の活性炭にはないカラー
バリエーションとなっていることが認められた。
【００８０】実施例３ 実施例１で得られた光触媒活性炭Ａ〜Ｃ（１００ｇ）
を、それぞれ実施例１で用いた真空容器内に設けられた
ホルダーに設置した。一方、真空容器内に設けられた基
台には、ＣｏＣｌ２（青色の化合物。水和して赤色のＣ
ｏＣｌ２・６Ｈ２Ｏとなる。１０ｇ）を設置し、これを
蒸発源とした。実施例１で説明したのと同様の作業を２
回行うことにより、光触媒活性炭Ａ〜Ｃの表面にＣｏＣ
ｌ２を担持させ、本発明の呈色活性炭Ｇ〜Ｉを得た。こ
の得られた着色光触媒活性炭は以下の表３の通りであ
る。なお、比較例として、光触媒を担持させていない通
常の活性炭に対しても同様の作業を行った（これを活性
炭３とする。）。
【００８１】
【表３】
【００８２】実施例３の結果（表３）より、本発明の呈
色活性炭が、水和により青色から赤色に変色する化合物
であるＣｏＣｌ２を担持しても殆どその吸着能力を損な
うことがなく、良好な吸着能力を維持し、又、活性炭３
に対して当該化合物を蒸着処理を施して、殆ど変わらな
い黒色を呈するのに対し、本発明の呈色活性炭は暗青な
いし青色を呈しており、従来の活性炭にはないカラーバ
リエーションとなっていることが認められた。
【００８３】吸着作用の経時変化についての試験 次いで、実施例１〜３で得られた光触媒活性炭Ａ〜Ｃ、
着色光触媒活性炭Ｄ〜Ｆ及び呈色活性炭Ｇ〜Ｉをそれぞ
れ１００ｇ採取し、２００ｍｌビーカーに入れ、これを
弊社喫煙室内（約１２ｍ２）に設置した。
【００８４】なお、比較例として、実施例１（１）で得
た通常のヤシガラ活性炭１００ｇを２００ｍｌビーカー
に入れたものも、同様に弊社喫煙室内に設置した。
【００８５】その結果、通常のヤシガラ活性炭について
は、設置後４週間程度で飽和状態に達し、それ以降吸着
作用を示すことはなかった。
【００８６】一方、光触媒活性炭Ａ〜Ｃ、着色光触媒活
性炭Ｄ〜Ｆ及び呈色活性炭Ｇ〜Ｉについては、設置後４
週間経過後においても、当初と変わらない吸着作用を示
しており、その後、６ヶ月に亘って、良好な吸着作用を
示した。
【００８７】なお、呈色活性炭Ｇ〜Ｉについては、設置
後３ヶ月経過頃から徐々に青色から青紫色に変化し、そ
の後、赤紫色を経て、設置後６ヶ月頃に赤色に変化する
ことが観察され、これより、この色の変化が活性炭の詰
め替えや取り替え時期の目安になり得ることが確認され
た。
【００８８】このように、前記各実施例のものが、比較
例のものと比較して、吸着能力が長期間にわたって及ぶ
理由は光触媒によって臭いの成分が光分解され、その結
果、活性炭の吸着能力の劣化が抑制され、その寿命が延
びた為と解される。
【００８９】ダイオキシン類汚染土壌の浄化試験 ダイオキシン類汚染土壌１００重量部に対して、実施例
１〜３で得られた光触媒活性炭Ａ〜Ｃ、着色光触媒活性
炭Ｄ〜Ｆ及び呈色活性炭Ｇ〜Ｉをそれぞれ１０重量部を
混合し、１日経過する毎に当該土壌を攪拌し、当該土壌
におけるダイオキシン類の濃度の経時的変化を測定し
た。その結果を、表４に示す。
【００９０】ところで、ダイオキシン類汚染土壌中のダ
イオキシン類の濃度の測定は、当該土壌１ｇ当たりにお
けるダイオキシンとコプラナーＰＣＢとの濃度（ＴＥＱ
濃度）の総量（総ダイオキシン類ＴＥＱ濃度）を、ＣＡ
ＬＵＸアッセイにて測定したものである。
【００９１】
【表４】
【００９２】その結果、本発明の光触媒活性炭Ａ〜Ｃ、
着色光触媒活性炭Ｄ〜Ｆ及び呈色活性炭Ｇ〜Ｉのいずれ
においても、ダイオキシン類汚染土壌と混合した後、１
日経過後には、既に総ダイオキシン類ＴＥＱ濃度が混合
前の約３分の１程度になっており、更に７日経過する頃
には、当該土壌からダイオキシン類は殆ど測定されない
ほどに、当該土壌が浄化されていることが確認された。
【００９３】
【発明の効果】本発明は、前記構成を有し、活性炭表面
に、蒸着手段により光触媒の薄膜を形成、担持させるこ
とによって、当該活性炭表面の微細孔と光触媒の位置を
近接させることができるのであり、又、バインダー等の
接着剤を用いることなく、蒸着手段により光触媒を活性
炭に担持させているので、活性炭表面と光触媒とが直接
接触しており、しかも微細孔の埋没が無く、従って、ダ
イオキシン類の吸着低下が無い結果、光触媒の吸着成分
に対する分解作用の減少を防止することができるのであ
り、更に、蒸着手段による光触媒の薄膜は非常に薄いこ
とから、係る薄膜が活性炭表面の微細孔を覆っても、活
性炭の吸着能力を殆ど損ねることがないなどの効果を発
現するのである。
【００９４】又、本発明においては、活性炭表面を光触
媒の薄膜で覆うことにより、その上から着色処理を容易
に施すことができるのであり、その結果、吸着・分解能
力を損なう事なく、活性炭のカラーバリエーションを増
加し、デザイン性を至極向上し得るなどの効果を発現す
るのである。
【００９５】本発明においては、特に、光触媒の薄膜と
してＴｉＯ２を必須成分とするものを用いることによ
り、蒸着処理後の活性炭表面を灰色ないし白色にするこ
とができるのであり、その結果、その上から着色した際
の発色性が著しく良好になるなどの効果も奏するのであ
る。
【００９６】更に、本発明においては、光触媒の皮膜で
活性炭表面を覆った後に、その上から水和により呈色或
いは変色する性質を有する化合物を担持させることによ
り、活性炭の表面が吸着した水分量に応じて、徐々に呈
色したり、変色したりする結果、本発明の光触媒活性炭
等の交換時期や乾燥させて再生する時期を容易に知るこ
とができる結果、その取り扱い性が著しく向上するなど
の効果も発現するのである。
【００９７】特に、本発明の土壌浄化方法においては、
このように表面を光触媒で覆ってなる活性炭を用いるこ
とにより、非常に簡便な手段で、ダイオキシン、ダイオ
キシンベンゾフラン又はコプラナーＰＣＢ等から選ばれ
た少なくとも１種のダイオキシン類で汚染された土壌を
迅速かつ効果的に浄化することができるなどの効果を有
するのである。
【００９８】更に詳しくは、本発明の土壌浄化方法は、
ダイオキシン類に汚染された土壌１００重量部に対し、
本発明の光触媒活性炭、着色光触媒活性炭又は呈色活性
炭から選ばれた少なくとも１種を５〜１００重量部程度
を混合、接触させるだけで、数日〜数週間程度で当該土
壌に残存するダイオキシン類を吸着、分解して無害化す
ることができるのであり、複雑な装置や焼却工程を要せ
ず、非常に簡便な手段でダイオキシン類汚染土壌を浄化
することができる非常に有用な方法である等の効果を奏
するのである。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０１Ｊ 35/02 Ｂ０１Ｊ 37/02 ３０１Ｐ ４Ｇ１４６ 37/02 ３０１ Ｃ０７Ｄ 319/24 ４Ｋ０２９ Ｂ０９Ｃ 1/02 Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｅ 1/06 Ａ６２Ｄ 3/00 1/08 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｊ Ｃ０７Ｄ 319/24 Ｈ Ｃ２３Ｃ 14/08 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｐ // Ａ６２Ｄ 3/00 ３０４Ｋ Ｆターム(参考） 2E191 BA12 BB01 BC01 BD13 4C080 AA05 AA07 BB02 CC01 HH05 JJ04 KK08 LL03 MM02 NN01 NN05 QQ20 4D004 AA41 AB07 CA22 CA34 CA47 CB33 CC09 CC11 4D048 AA22 AB03 BA02Y BA05X BA06Y BA07X BA14Y BA15Y BA16Y BA17Y BA19Y BA20Y BA21Y BA22Y BA24Y BA26Y BA27Y BA32Y BA35Y BA36Y BA38Y BA41X BA42Y BA44Y BA45Y BA46Y BB01 EA01 EA04 EA07 4G069 AA03 AA08 BA04A BA04B BA08A BA08B BA48A BB04A BB06A BB09A BB13A BB15A BC03A BC09A BC12A BC13A BC18A BC22A BC25A BC27A BC31A BC35A BC36A BC43A BC50A BC55A BC56A BC59A BC60A BC66A BC68A BC70A BD04A BD05A BD07A BD08A CA01 CA04 CA05 CA10 CA17 CA19 DA05 EA02Y FA01 FA02 FB02 4G146 AA06 AB01 AD35 CB17 CB23 CB34 4K029 AA04 AA22 BA50 BB02 BD00 CA01

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 活性炭の表面に、蒸着手段により光触媒
    の薄膜を形成、担持させてなることを特徴とする光触媒
    活性炭。
  2. 【請求項２】 活性炭の原料が椰子殻である請求項１に
    記載の光触媒活性炭。
  3. 【請求項３】 光触媒が、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｒＴｉ
    Ｏ３、ＣｄＳ、ＣｄＯ、ＣａＰ、ＩｎＰ、Ｉｎ２Ｏ３、
    ＣａＡｓ、ＢａＴｉＯ３、Ｋ２ＮｂＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、
    Ｔａ２Ｏ５、ＷＯ３、ＳａＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、ＮｉＯ、
    Ｃｕ２Ｏ、ＳｉＣ、ＳｉＯ２、ＭｏＳ２、ＭｏＳ３、Ｉ
    ｎＰｂ、ＲｕＯ２或いはＣｅＯ２から選ばれた少なくと
    も１種である請求項１又は２に記載の光触媒活性炭。
  4. 【請求項４】 光触媒の薄膜が、ＴｉＯ２を必須成分と
    するものである請求項１ないし３のいずれか１項に記載
    の光触媒活性炭。
  5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項に記載
    の光触媒活性炭に対して、更に、着色処理を施してなる
    ことを特徴とする着色光触媒活性炭。
  6. 【請求項６】 着色処理が、蒸着手段により染料又は顔
    料の薄膜を形成、担持させてなるものである請求項５に
    記載の着色光触媒活性炭。
  7. 【請求項７】 顔料が、白色顔料、体質顔料、有採色顔
    料、特殊顔料又は金属顔料から選ばれた少なくとも１種
    以上である請求項６に記載の着色光触媒活性炭。
  8. 【請求項８】 顔料が、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化
    亜鉛、リトポン、鉛顔料、酸化アンチモン、酸化ジルコ
    ニウム、ジルコン、含水マグネシウムアルミニウムケイ
    酸塩、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸塩、アル
    ミノケイ酸カリウム、水和アルミナ、酸化鉄顔料、クロ
    ム酸鉛、モリブデン酸鉛、カドミウム顔料、合成金属酸
    化物混合物、紺青、ジンクイエロー、塩基性クロム酸亜
    鉛、クロム酸ストロンチウム、鉛丹、酸化銅（Ｉ）、鉛
    酸カルシウム、塩基性シリコクロム酸鉛、ホワイトモリ
    ブデート、変性メタホウ酸バリウム、リン酸亜鉛又はパ
    ールエッセンスから選ばれた少なくとも１種以上である
    請求項６又は７に記載の着色光触媒活性炭。
  9. 【請求項９】 請求項１ないし４のいずれか１項に記載
    の光触媒活性炭又は請求項５ないし８のいずれか１項に
    記載の着色光触媒活性炭から選ばれた少なくとも１種の
    表面に対して、更に、水和により呈色或いは変色する性
    質を有する化合物を担持してなることを特徴とする呈色
    活性炭。
  10. 【請求項１０】 請求項１ないし４のいずれか１項に記
    載の光触媒活性炭、請求項５ないし８のいずれか１項に
    記載の着色光触媒活性炭又は請求項９に記載の呈色活性
    炭から選ばれた少なくとも１種を用いたことを特徴とす
    る消臭・吸着製品。
  11. 【請求項１１】 請求項１ないし４のいずれか１項に記
    載の光触媒活性炭、請求項５ないし８のいずれか１項に
    記載の着色光触媒活性炭又は請求項９に記載の呈色活性
    炭から選ばれた少なくとも１種の物質を用いてダイオキ
    シン類汚染土壌を浄化することを特徴とする土壌浄化方
    法。
  12. 【請求項１２】 請求項１ないし４のいずれか１項に記
    載の光触媒活性炭、請求項５ないし８のいずれか１項に
    記載の着色光触媒活性炭又は請求項９に記載の呈色活性
    炭から選ばれた少なくとも１種の物質とダイオキシン類
    汚染土壌とを接触させて当該ダイオキシン類汚染土壌に
    含まれるダイオキシン類を吸着させることにより、当該
    ダイオキシン類汚染土壌を浄化することを特徴とする土
    壌浄化方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１ないし４のいずれか１項に記
    載の光触媒活性炭、請求項５ないし８のいずれか１項に
    記載の着色光触媒活性炭又は請求項９に記載の呈色活性
    炭から選ばれた少なくとも１種の物質をダイオキシン類
    汚染土壌に混合して当該土壌をマイクロ波で処理するこ
    とにより、前記物質の発熱によってダイオキシン類を効
    率良く熱分解する請求項１１又は１２に記載の土壌浄化
    方法。
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