JP2009513284A - ナノ結晶金属酸化物を用いた臭気処理 - Google Patents
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Abstract
Description
脱臭処理は一般に2つの方向、すなわちマスキングまたは排除により対処される。臭気のマスキングが用いられる場合悪臭の発生源は排除されず、やがて「マスキング」剤がなくなった時点で戻ってくる。多くの場合、悪臭は強烈であるためにマスキング剤には効果がない。一方、排除による処理は、その発生源を除去することにより悪臭を取り除く。排除は物理的に汚染面を置き換えるかまたは臭気原因物質そのものを除去することにより達成される。
有機化学物質は種々の家庭用製品の成分として広く用いられている。ペンキ、ワニス、およびワックスのすべてが有機溶剤を含み、多くの洗浄、消毒、化粧、脱脂、および趣味用の製品も同様である。さらにすべての種類の燃料は有機化学物質からできている。これらの製品は使用中に、さらにはある程度までは保管中にも、揮発性有機化合物(VOC)を放出しうる。
ナノ結晶材料はさらに酸を安全で無害な副産物に分解することにより種々の酸を中和するのに用いることができる。一例として無害な塩である金属フッ化物を形成する、金属酸化物を用いたフッ化水素酸の吸着/中和を示す。
MO + 2HF → MF2 + H2O
一般に、本発明による悪臭を除去する方法は悪臭を起こしている化学物質をナノ結晶材料と接触させることから構成される。さらに、悪臭の化学物質が生物有機体から作られているなら、有機体をナノ結晶材料と接触させ悪臭の発生源を除去することが好ましい。
この場合は織物素材面上の粉末残渣は乾式真空掃除機、圧縮空気、または同様の手段で除去することができる。非−織物表面に付着または沈着して残った粒子は少なくとも面の一部を従来型の洗剤(石けんと水の様な)で清掃して除去できる。
本発明が実施できる温度の範囲は氷点下から、周辺環境を経て、上は数百oFまでである。本発明は周辺環境の、大気温度および圧力条件下で実施されることが好ましい。
以下の実施例ではナノ結晶金属酸化物材料を用いて悪臭を発生する種々の化学物質および生物的物質を吸着する種々の実験を説明する。しかしながら、これらの実施例は説明のために提供するもので、その中のいかなるものも本発明を制約するものと見なされるべきものではないのは当然である。
本実施例においては、NanoActiveTMの名称でNanoScale Materials社から入手できる種々のナノ結晶金属酸化物による臭気原因物質であるイソ吉草酸の除去効能について検討した。イソ吉草酸は一般に人間の汗ばんだ足の悪臭に関連した化学物質である。バクテリアおよび真菌類は汗による過剰な湿度で成長し「臭い足」の臭気をつくりだす。足が汗ばむと発汗による湿度および靴の中の暖かい温度(102oFまで達する)がイソ吉草酸を作り出すバクテリアに対する肥沃な繁殖場を作り出す。湿度が高い程バクテリアの増殖の条件がよく、足および靴内の臭気が強くなる。最も一般的なイソ吉草酸の発生源の2つはコリネバクテリアおよびミクロコックバクテリアである。足および靴の臭気を成功裏に処理することはこれらの有機体を全滅させイソ吉草酸を破壊することにかかっている。
本実施例においては、ナノ結晶金属酸化物処方の乾燥および水性系における幾つかの悪臭標的化合物の臭気除去能力を検討した。選定した標的化合物は異なる臭気系統群を代表するもので、酸性、pH中性、および塩基性化合物を含んでいる。調査に含まれた他の臭気除去処方は市販されているMicroGardeTM および重炭酸ナトリウムであった。MicroGardeTM は特に臭気を除去する様に設計された二酸化塩素放出剤である。重炭酸ナトリウムはよくある臭気除去物質で、以前から多くの臭気除去製品に活性成分として用いられてきている。
試験した標的の物質にはイソ吉草酸(CAS#503−74−2、Sigma Aldrichロット#0191 SPC)、エチルメルカプタン(CAS#75−08−1、Acrosロット#A020001801)、カダベリン(1,5−ジアミノペンタン、95%、CAS#462−94−2、Sigma Aldrichロット#13322JD)、水酸化アンモニウム、(28〜30%Sigma Aldrich品、CAS#1336−21−6、ロット#14015HC)、およびアセトアルデヒド(CAS #75−07−0、Sigma Aldrichバッチ#00163−AD)が含まれた。
選択した吸着剤処方の臭気除去能力を評価するために2種類の分析系を用いた。最初の分析系には水素炎イオン化検出器を装備したヘッドスペースガスクロマトグラフ系が含まれた。2番目の分析系には液体窒素冷却MCT検出器を装備したThermo Scientific Nicolet 6700 FT−IR分光計内に設けられた10cmガスセルが含まれた。
ここに:
S=サンプルのピーク面積の平均値
B=ブランクのピーク面積の平均値
FT−IR分析については除去パーセントを計算するために次の式を用いた:
Ii=963cm−1のサンプルの平均ピーク強度
Ki=963cm−1のブランクの平均ピーク強度
Iii=927cm−1のサンプルの平均ピーク強度
Kii=927cm−1のブランクの平均ピーク強度
本実施例においては、上の実施例1および2で試験したナノ結晶金属酸化物を用いて喫煙者が以前運転していた2004ホンダシビックを処理した。車両は処理に先立ち清掃し隅々まで掃除されたが、それとわかるタバコの煙臭が存在した。ナノ結晶金属酸化物の粉体処方品(53.3グラム)を家具地、カーペット、およびダッシュボードを含む車の内部のあらゆる面に散布した。ナノ結晶金属酸化物粒子の水性懸濁液(約1リットル)を車のヘッドライナー(天井板部分)、垂直面(車座席家具地を除く)、硬質面、トランク内側、および座席の下など手の届きにくい場所にスプレーした。車には床マットは全くなかった。粉体は家具地にすり込まれ車を閉めて一晩(15時間)放置して脱臭した。実験中の温度は施工時の55oFから下は夜間の30oFであった。
一晩の処理の後、車は4人の人間がタバコ臭レベルの改善について評価した。すべての者が車の臭気が著しく改善されたことに気付いた。
本実施例においては、大腸菌(ATCC#10536)および黄色ブドウ状球菌(ATCC#6538)に対するNanoActiveTM ZnOの抗菌特性を試験した。本実施例に用いた消毒した試験管のそれぞれのセットを適切な栄養ブイヨンで満たし、望ましい量のNanoActiveTM ZnOを加えた。準備ができ次第、有機体の保存培養株をそれぞれの試験管に加えた。試験管にフタをしてそっとかき混ぜた。管をそれから37℃の培養器に初期培養期間(24時間)おいた。培養後、管を濁り(曇り)について目視検査し部分標本を抜き出して新しい培養液に入れた。さらに約24時間の培養期間の後(合計48時間の培養時間)、管を検査してバクテリアの成長の有無について確認した。
うどん粉菌およびある種の真菌類は、家庭内のような多くの閉鎖環境で問題となるような臭気を持っている。本実施例においては、白癬菌および青カビに対するNanoActiveTM ZnOの抗真菌性活性度を試験した。ナノ結晶ZnOを液体肉汁培地で満たした試験管に希望量だけ加えた。培地をゆっくりかき混ぜZnOを培地管全体に分散させ次いで菌株懸濁液を接種した。培養物懸濁液を成長のため24時間放置し、それから新たな培地内に移しさらに24時間培養した。管は目視により成長を検査した。
結果は表6に示してある。ナノ結晶ZnOの48時間継代培養管は吸着剤濃度4.0%で成長を示さなかった。
本実施例においては、さらなる抗菌試験をスタキーボツリスおよびアルタナリア菌糸体に対してNanoActiveTM ZnOを用いて実施した。適切な増殖培養地のペトリ板を用意し真菌類を接種した。有機体を放置して成長させた。芝生(様)に成長を終えたところで真菌類をナノ結晶ZnOで処理した。75分間の接触時間が経過した後、処理した芝生板からプラグ(サンプル)を取り出し新しい培地板に置いた。板は正の制御で十分な成長が認められるまで放置された。
本実施例においては、青カビ(ATCC#11797)に対するペレット形状のNanoActiveTM ZnOの抗菌能力を試験した。青カビを接種した寒天培地板にナノ結晶ZnOを置いた。真菌類の成長パターンを監視しコントロール(ペレット無し/不活性ペレット)のそれと比較した。ナノ結晶ZnOは効果的に有機体の成長を抑制することができ、このことはペレットの周りに抑制域ができたことおよびペレット上では一度も成長が確定しなかった(30日間実験)ことから観察された。
Claims (23)
- 複数の露出面を呈しその少なくとも一部が閉鎖空間を規定する前記閉鎖空間を脱臭する方法で、前記方法が
(a)金属酸化物および金属水酸化物から成る群から選択された相当量のナノ結晶粒子 を前記閉鎖空間内に分散し、前記粒子が前記露出面と接触して前記閉鎖空間内の 臭気および臭気原因物質を吸着し、前記粒子の結晶子の平均寸法が約25nm未 満および平均表面積が少なくとも15m2/gであり、かつ
(b)予め決めておいた経過時間の後、前記閉鎖空間から前記粒子の少なくともいくら かを除去する
工程を含む、前記閉鎖空間を脱臭する方法。 - さらに前記方法が、
(c)工程(a)の前に前記閉鎖空間内の前記露出面の少なくとも一部を清掃しその上 のふわふわしたゴミまた異物を除去する
ことを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記露出面の少なくとも一部が織物素材から構成される、請求項2に記載の方法。
- 前記織物素材がカーペット、家具地、布地、皮革、紙製品、およびこれらの組み合わせから成る群から選択されている、請求項3に記載の方法。
- 前記方法がさらに、
(d)工程(c)の後で、かつ工程(a)に先だって、前記織物素材面の少なくとも一 部分を水および随意的に、洗剤で処理する
ことを含む、請求項3に記載の方法。 - 工程(a)を行っている間、前記織物表面が濡らされている、請求項5に記載の方法。
- 工程(b)が前記粒子の少なくとも一部を前記織物素材から除去するために前記織物表面を水で処理することを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記織物表面を水で処理する工程がスチームクリーナーまたは湿式真空掃除機を用いて実施される、請求項7に記載の方法。
- 前記織物表面を水で処理した後、前記閉鎖空間内のすべての面を乾燥し、これにより前記粒子の粉末残渣を少なくとも一部の前記織物表面に残す、請求項7に記載の方法。
- 工程(b)がさらに乾式真空掃除機または圧縮空気を用いて前記粉末残渣の少なくとも一部を除去する、請求項9に記載の方法。
- 工程(b)がさらに織物素材から構成されない前記露出面の少なくとも一部に、洗剤による掃除を含む、請求項10に記載の方法。
- 工程(b)が前記織物表面から前記粉末残渣を除去した後、さらに前記織物表面の少なくとも一部を水で処理して前記織物素材中に残存する粒子の量をさらに除去することを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記粒子が前記閉鎖空間内に粉体として分散される、請求項5に記載の方法。
- 前記粒子が前記露出面に前記粒子を直接噴霧することにより、または前記閉鎖空間内に前記粒子の霧を発生せることにより分散されている、請求項13に記載の方法。
- 前記粒子が前記閉鎖空間内において比較的均一に分散されている、請求項14に記載の方法。
- 前記粒子の霧を作り出すことにより前記閉鎖空間内に実質的に均一に前記粒子が分散されていて、前記粒子が前記霧内に約0.1〜100g/m3の間のレベルで存在している、請求項15に記載の方法。
- 工程(a)が前記閉鎖空間内の前記露出面の少なくとも一部に対して前記粒子を含む液体散布を適用することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記分散液が水性媒体中に分散した約10〜500g/Lの間の前記粒子および約0.1〜10g/Lの界面活性剤を含む、請求項17に記載の方法。
- 前記閉鎖空間が閉鎖固定環境および閉鎖移動環境から成る群から選択されている、請求項1に記載の方法。
- 前記粒子がMg、Sr、Ba、Ca、Ti、Zr、Fe、V、Mn、Ni、Cu、Al、Si、Zn、Ag、Mo、Sb、およびこれらの混合物の金属酸化物および水酸化物から成る群から選択されている、請求項1に記載の方法。
- 空間を脱臭するために前記空間内に存在する悪臭物質を除去する方法で:前記悪臭物質を金属酸化物および金属水酸化物から成る群から選択された相当量のナノ結晶粒子と前記物質を吸着させるために接触させる、前記粒子が約25nm未満の平均結晶子寸法および少なくとも15m2/gの平均表面積を呈する、前記悪臭物質が尿、糞便、汗、腐敗している生体物質、農薬、有機溶剤、揮発性有機化合物、およびこれらの混合物から成る群から選択されている、ことを含む空間を脱臭する方法。
- 前記農薬がアセフェート、アジンホスメチル、ベンスリド、カズサホス、クロレトキシホス、クロルピリホス、クロルピリホスメチル、クロルチオホス、クマホス、ジアリフロル、ダイアジノン、ジクロルボス(DDVP)、ジクロトホス、ジメトエート、ジオキサチオン、ジスルホトン、エチオン、エトプロプ、エチルパラチオン、フェナミホス、フェニトロチオン、フェンチオン、ホノホス、イサゾホスメチル、イソフェンホス、マラチオン、メタミドホス、メチダチオン、メチルパラチオン、メビンホス、モノクロトホス、ナレド、オキシデメトンメチル、パラチオン、ホレート、ホサロン、ホスメト、ホスファミドン、ホステブピリム、ピリミホスメチル、プロフェノホス、プロペタムホス、スルホテップ、スルプロホス、テメホス、テルブホス、テトラクロルビンホス、トリブホス(DEF)、トリクロルホン、およびこれらの混合物から成る群から選択されている、請求項21に記載の方法。
- 前記悪臭物質がアクロレイン、アセトン、エタノールアミン、ディーゼル燃料、ホルムアルデヒド、フッ化水素酸、メタノール、メチレンクロリド、硝酸、ニトロベンゼン、リン酸、ポリビニルアルコール、硫酸、チオ尿素、トルエン、トリエタノールアミン、メチルアクリレート、酢酸、メチルピラジン類、アクリロニトリル、非揮発性ニトロソアミン類、クロトンアルデヒド、N−ニトロソアミン類、カルボン酸類、フェノール類、DDT/デリリン、ピロリジン、ジメチルニトロソアミン、ステアリン酸、エチルアミン、トリメチルアミン、塩化ビニール、フルフラール、およびこれらの混合物から成る群から選択されている、請求項21に記載の方法。
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