JP2019198562A - 消臭剤 - Google Patents

Abstract

【課題】無極性の悪臭のみならず、塩基性あるいは酸性の悪臭に対しても優れた消臭効果を発揮する、広範囲の悪臭に対応する消臭剤を提供すること。【解決手段】悪臭吸着成分として炭素系吸着剤を含有する消臭剤であって、当該炭素系吸着剤が、スルホ基を導入した多孔質炭素と、活性炭とを組み合わせてなるものであることを特徴とする消臭剤。【選択図】なし

Description

本発明は、消臭剤に関し、更に詳細には、酸性及び塩基性等の広い範囲の悪臭に対し優れた消臭効果を発揮する消臭剤に関する。

活性炭は典型的な悪臭の吸着剤として、従来より、広く使用されており、多くの種類の臭気に対して吸着除去効果を示すことが知られている。しかし、一般的な活性炭は例えば、ベンゼンやトルエンなど無極性炭化水素類の吸着には有効であるが、アンモニアやアミンのような塩基性物質を含む悪臭ガスには必ずしも充分ではない。これは、活性炭は表面が非極性であり、吸着は毛管凝縮を伴うファンデルワールス力によるためと考えられる。また、沸点の低いアンモニアや硫化水素などの悪臭成分は物理吸着ではあまり吸着できない。

こうした欠点を解決する方法として硫黄、塩酸、リン酸及びクエン酸などの酸成分を活性炭に担持、添着する方法が知られているが（特許文献１）、添着する酸性物質が多すぎて細孔を埋める程度になったものは却って効果が減少するため、消臭には、活性炭自身の悪臭成分の分子の凝集、濃縮作用が与かっているものと考えられる。

一方で、炭素系固体酸も開発されている。このものは、ＢＥＴ比表面積が３〜１６００ｍ^２／ｇの多孔質炭素にスルホン酸量を０.２ｍｍｏｌ／ｇ以上で導入したもので、触媒としての利用が報告されているが、それ以外の利用については記載されていない（特許文献２）。

特開昭５９−１５１９６３号公報 特開２０１１−１１２０１号公報

本発明の課題は、無極性あるいは酸性の悪臭のみならず、塩基性の悪臭に対しても優れた消臭効果を発揮する、広範囲の悪臭に対応する消臭剤を提供することである。

本発明者らは、新しい素材として多孔質炭素自体にスルホ基が導入された炭素系吸着剤に着目し、吸着剤としての可能性について研究を進めていたが、これ自体はアンモニア系悪臭に対しては有効であるものの、硫化水素等の硫黄系悪臭に対しては有効性が認められなかった。そこで、さらに研究を進めていたところ、このスルホ基が導入された炭素系吸着剤と活性炭を組合せることで、広範囲の悪臭に対する吸着作用、特に硫黄系の悪臭に対して相乗的な効果が得られることを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、悪臭吸着成分として炭素系吸着剤を含有する消臭剤であって、当該炭素系吸着剤が、スルホ基を導入した多孔質炭素と、活性炭とを組み合わせてなるものであることを特徴とする消臭剤である。

また本発明は、炭素系吸着剤中のスルホ基を導入した多孔質炭素の含有量が５０〜８０質量％である上記消臭剤である。

更に本発明は、スルホ基を導入した多孔質炭素と活性炭の含有質量比が、１：１〜４：１である前記の消臭剤である。

更にまた、本発明は、炭素系吸着剤の平均粒径が、５〜５００μｍである前記の消臭剤である。

本発明の消臭剤で用いる炭素系吸着剤は、メチルメルカプタン、硫化水素、イソ吉草酸などの悪臭成分に加え、アンモニアなど塩基性悪臭成分に対しても優れた消臭効果を示すものである。

従って、本発明の消臭剤は、広範囲の悪臭に対して有効なものとして、広い範囲において使用できるものである。

本発明の消臭剤は、炭素系吸着剤で主に構成され、この炭素系吸着剤として、少なくともスルホ基を導入した多孔質炭素と、活性炭を含有するものである。

上記炭素系吸着剤のうち、スルホ基が導入された多孔質炭素（以下、「スルホ基導入炭」ということがある）は、ヤシ殻、木材、ウバメガシ、竹等を原料とする炭（炭化物）にスルホ基が導入されたものであり、これは前記特許文献２に記載の公知の方法によって製造できる。

本発明において使用できるスルホ基導入炭は、導入スルホ基の量が、０.１ｍｍｏｌ／ｇ以上のものであり、好ましくは、１.０ｍｍｏｌ／ｇ以上のものである。

また、他の炭素系吸着剤である活性炭は、吸着効率を高めるために化学的または物理的な賦活処理を施した多孔質の炭素を主な成分とする物質であり、既に周知で、市販されているものである。この活性炭の賦活処理には、水蒸気や二酸化炭素により高温で処理するガス賦活法、あるいは塩化亜鉛、リン酸、濃硫酸処理等で処理する薬品賦活法があるが、本発明においては、何れの方法により得られたものでも良い。

なお、活性炭は、その形状によって繊維状活性炭と粒子状活性炭とに分けられ、更に、粒子状活性炭として破砕炭、造粒炭、顆粒炭、球状炭、その他粉末状の活性炭微粒子等が挙げられるが、何れの形状のものを用いても良い。

上記炭素系吸着剤中のスルホ基導入炭の含有率は５０〜８０質量％（以下、「％」と略称する）であることが好ましく、６６.７〜８０％がより好ましい。また、炭素系吸着剤でのスルホ基導入炭と活性炭の配合割合は、消臭効果向上の点から、これらの含有質量比で１：１〜４：１であることが好ましく、２：１〜４：１がより好ましい。

更に本発明の炭素系吸着剤には、上記以外の炭素系吸着剤として、備長炭、竹炭などを使用することもできる。

上記した炭素系吸着剤は、消臭剤として使用した場合の消臭効果の向上の観点から、平均粒径が５〜５００μｍの範囲のものが用いられる。このうち、平均粒径が１０μｍ〜３００μｍの炭素系吸着剤が好ましく、平均粒径が１５μｍ〜２５０μｍの炭素系吸着剤がより好ましく、平均粒径が２０μｍ〜２００μｍの炭素系吸着剤が特に好ましい。なお、炭素系吸着剤の平均粒径は、ＪＩＳ Ｋ１４７４により測定した質量平均粒径の値である。

本発明の消臭剤は、上記した炭素系吸着剤をそのまま利用しても良いが、公知の消臭剤用包装剤や容器、あるいはゲル基剤中に、必要な他の成分と共に充填し、製剤化することにより製造される。

必要な成分の例としては、粒状の炭素系吸着剤の使い勝手を向上させたり、また、紙やプラスチックなどに炭素系吸着剤を付加するための、添着剤を挙げることができる。

上記添着剤の添加量は、本発明の消臭剤中の組成物の質量に対して、０.１〜３％が好ましく、より好ましくは０.５〜２％である。添着剤の含有量が少なすぎると、炭素系吸着剤を紙やプラスチックなどに定着する効果が不十分であり、逆に含有量が多すぎると、脱臭効果が低下する恐れがある。

また、本発明の消臭剤には、炭素系吸着剤と必要に応じて配合する添着剤に加え、これら以外のその他の成分を含んでも良い。その他の成分としては、例えば、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、アクリル繊維等の合成繊維等、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力増強剤、凝集剤、定着剤、地合調整剤、剥離剤、タルク等の填料、染料、色顔料、他の吸着剤、抗菌剤、ｐＨ調整剤、耐水化剤、消泡剤等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、本発明の消臭剤においては、炭素系吸着剤に加え、それ以外の他の吸着剤を用いることもできる。他の吸着剤の例としては、シリカゲル、ゼオライト、アルミノケイ酸亜鉛、焼結多孔質粘度鉱物等を挙げることができる。

斯くして得られる本発明の消臭剤は、そのままの形状の製剤で、もしくはこれを通気性の袋に収納した製剤、紙などの担体に担持させた製剤、ゲル状物や液体に分散させた製剤等とすることができ、キッチンや冷蔵庫、トイレ、下駄箱、押し入れ、クローゼット、流しの下等の生活環境の中に設置ないし載置することで、幅広い悪臭を吸着、消臭するものである。具体的には、ベンゼンやトルエンなどの無極性炭化水素に加え、酸性及び塩基性の悪臭成分に対し優れた消臭効果を示し、例えば、硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタン、トリメチルアミン、酢酸やイソ吉草酸など低級脂肪酸といった悪臭成分に対して優れた消臭作用を示し、特にアンモニアなど塩基性悪臭への効果を維持しながら硫化水素など酸性悪臭への高い消臭作用を示すものである。

以下、本発明を実施例等により更に具体的に説明するが、本発明は斯かる実施例等に何ら限定されるものではない。

試 作 例 １
スルホ基導入炭の試作例：
木粉を１０５±５℃に保った乾燥機内で８時間乾燥後、４.７〜８３ｍｅｓｈの篩（粒径１８０〜４０００μｍに相当）により篩別し、篩別した木粉２０ｇを取り分けた。この木粉２０ｇに、１Ｎの塩酸に溶解した濃度６５％（ｗ／ｗ）の塩化亜鉛溶液１０８ｇを加えて混合し、この混合物をるつぼに入れて電気炉内に置いた。

３５０℃まで６０分間かけて昇温し、その後３５０℃を６０分間維持し焼成した（予備炭化）。冷却後、電気炉からるつぼを取り出して炭化物を濾布の付いた洗浄槽に移した。ここに、２０％に希釈した塩酸２００ｍＬを添加し、１時間煮沸しながら洗浄した。

炭化物の水切りをした後、５０〜６０℃の水で水洗した。水洗後の炭化物を１０５±５℃に保った乾燥機内で８時間乾燥し、１０〜２２ｍｅｓｈの篩により篩別し、予備炭化物を得た。

予備炭化物１０ｇを３００ｍＬの１５％発煙硫酸に加えて８０℃で１０時間加熱し、スルホ基を導入した。その後、過剰な濃硫酸を１００℃の蒸留水で繰り返し洗浄し、洗浄後の蒸留水中の硫酸が元素分析の検出限界以下になるまで洗浄を繰り返した。水洗後、１０５±５℃に保った乾燥機内で８時間乾燥してスルホ基の導入された炭（スルホ基導入炭；スルホ基導入量１.２７ｍｍｏｌ／ｇ）を得た。

実 施 例 １
消臭製剤の作成：
スルホ基導入炭と活性炭とを、下記の表１に示す割合で取り、これを直径約１００ｍｍシャーレに乗せ、均一になるように充分に混合した。こうして作成した消臭製剤１〜７及び比較消臭剤１、２の各配合の消臭剤について以下の消臭試験を行った。

＜ 消臭試験方法 ＞
配合した消臭剤と電池式ファンを１０Ｌのテドラーバックに入れて密封し、１０Ｌの空気を入れた。これに悪臭成分として３００ｐｐｍとなる量のアンモニアまたは６０ｐｐｍとなる量の硫化水素を注入し、２時間後の悪臭成分の濃度を検知管で測定した。試験前後の悪臭成分の濃度から消臭率を算出した。消臭率に応じて結果を記号として表記した。

評 価 ２時間後消臭率
◎ … … ９０％以上
〇 … … ８０％以上９０％未満
△ … … ６０％以上８０％未満
× … … ６０％未満
結果を表１に示す。

炭素系吸着剤として、スルホ基導入炭と活性炭を用いる消臭製剤は、幅広い消臭効果を有することが示された。特に、消臭製剤４ないし６においては、アンモニアおよび硫化水素の両方に対して８０％以上の高い消臭効果が認められた。特に硫化水素に対してはそれぞれを単体で試験をしたときよりも高い、相乗的な消臭効果が認められた。

これに対し、活性炭のみを利用する比較製剤１は、硫化水素の消臭効果はやや認められたものの、アンモニアに対しては効果が認められなかった。また、スルホ基導入炭のみを利用する比較製剤２はアンモニアには効果が高いが硫化水素には効果がほとんど認められなかった。

本発明の消臭剤は、酸性及び塩基性の悪臭成分に対し優れた消臭効果を発揮するものであり、特に硫化水素に対しては相乗効果により、高い消臭効果を発揮しており、生活環境中の様々な悪臭を幅広く除去するための消臭剤として利用することができる。

Claims (4)

1. 悪臭吸着成分として炭素系吸着剤を含有する消臭剤であって、当該炭素系吸着剤が、スルホ基を導入した多孔質炭素と、活性炭とを組合せてなるものであることを特徴とする消臭剤。
2. 前記炭素系吸着剤中の前記スルホ基を導入した多孔質炭素の含有量が５０〜８０質量％である請求項１記載の消臭剤。
3. 前記スルホ基を導入した多孔質炭素と前記活性炭の含有質量比が、１：１〜４：１である請求項１または２に記載の消臭剤。
4. 前記炭素系吸着剤の平均粒径が、５〜５００μｍである請求項１〜３のいずれかの項記載の消臭剤。