JP2022547440A - 空気浄化用固体材料およびその調製方法およびその適用 - Google Patents

空気浄化用固体材料およびその調製方法およびその適用 Download PDF

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Abstract

本発明は、空気浄化用および消毒用固体材料、その調製方法およびその適用を提供する。固体材料は、無機多孔質材料５０～６０重量％、ナノ二酸化チタン１０～２０重量％、蛍光材料３～５重量％、亜塩素酸ナトリウム２０～３０重量％、リグノスルホン酸ナトリウム３～５重量％、ポリエチレングリコール１～１０重量％、およびポリビニルアルコール１～１０重量％を含む。固体材料の調製方法は、ポリエチレングリコール水溶液を用いて蛍光材料をスラリーに調剤すること；ナノ二酸化チタン、リグノスルホン酸ナトリウムおよびスラリーに調剤した蛍光材料を均一に混合した後、その混合物を無機多孔体担体に噴霧して均一に吸着させること；および亜塩素酸ナトリウムを上記混合物と混合して造粒し製品を得ることを含む。本発明の空気浄化用固体材料は、長期間安定して保存することができ、徐放される二酸化塩素ガスにより、ホルムアルデヒド等の空気中の有害物質を分解し得、空気中の細菌を死滅させ得る。

Description

本発明は、空気浄化の技術分野に関連し、具体的には、空気浄化用固体材料およびその調製方法、およびその固体材料の適用に関連する。
二酸化塩素は、無毒、無害、効果的な、高酸化性の消毒剤であり、防食、脱臭、鮮度保持等の機能を有する。加えて、二酸化塩素は非病原性、非催奇性、および非発癌性という利点を有する。二酸化塩素は、１９８０年代に米国食品医薬品局（ＦＤＡ）、米国環境保護庁（ＥＰＡ）、および米国農務省（ＵＳＤＡ）に認可され、安全な消毒方法の中でトップＡ１の消毒剤である。同じ条件下で、二酸化塩素の消毒性能は塩素の２．６３倍であり、広い消毒範囲、良好な効果、短い作用時間、および少ない供与量等の特徴を有する。
二酸化塩素の物理的特性のために、多くの場合、消毒には二酸化塩素の水溶液が使用される。しかしながら、二酸化塩素水溶液は、高濃度、放出期間の短さ、輸送や保管の不便さ等の欠点、および、使用現場で二酸化塩素水溶液を構成する必要性により、気体の二酸化塩素の拡散範囲の広さおよび効果の強さ等の利点を十分に発揮することができない。したがって、上記の技術的課題を解決するために、固体装填型二酸化塩素製品を使用することが多い。一般的な固体担体は、シリカゲル、ケイ酸カルシウム、珪藻土、タルク、モレキュラーシーブ、活性炭、高吸水性ポリアクリル樹脂、寒天、高吸水性樹脂、カルボキシメチルセルロース等を含む。
しかしながら、これらの固体担体は、吸着容量の低さ、二酸化塩素を装填した後の使用期間の短さ、保管の困難さおよび／または効果の乏しさ等の欠点を有する。
本発明は、空気浄化用固体材料およびその調製方法を提供する。固体材料は、上記技術的課題の１つ以上を解決することができる。
一態様において、本発明の実施態様は、無機多孔質材料５０～６０重量％、ナノ二酸化チタン１０～２０重量％、蛍光材料３～５重量％、亜塩素酸ナトリウム２０～３０重量％、リグノスルホン酸ナトリウム３～５重量％、ポリエチレングリコール１～１０重量％およびポリビニルアルコール１～１０重量％を含む固体材料を提供する。上記重量％は固体材料の総重量に対する各成分の重量割合である。
任意選択的に、無機多孔質材料は、活性アルミナまたは活性化ゼオライトである。
任意選択的に、活性アルミナは、ＢＥＴ試験法に従って測定された２００～３５０ｍ２／ｇの比表面積、０．３～０．４５ｍｌ／ｇの細孔容積、および２～５０ｎｍの平均細孔径を有する。
任意選択的に、活性化ゼオライトは、ＢＥＴ試験法に従って測定された５００～８００ｍ２／ｇの比表面積、０．３～０．８５ｍｌ／ｇの細孔容積、および２～６０ｎｍの平均細孔径を有する。
任意選択的に、蛍光材料は、４００～５８０ｎｍの波長の蛍光を発光するアルカリ土類アルミン酸塩蛍光材料である。
任意選択的に、ポリエチレングリコールは、２０００未満の重量平均分子量を有する。
任意選択的に、ナノ二酸化チタンは、１～１５０ｎｍの平均粒子サイズを有する二酸化チタンである。
任意選択的に、リグノスルホン酸ナトリウムは、４００～７００の分子量を有する。
別の態様において、本発明は、上記の固体材料のいずれかを調製するための方法であって、以下を含む方法を提供する：
無機多孔質材料、ナノ二酸化チタン、蛍光材料、亜塩素酸ナトリウム、リグノスルホン酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、およびポリビニルアルコールを秤量すること；
蛍光材料とポリエチレングリコール水溶液とから均一分散ペーストを調剤し第１のスラリーを調製すること；
ナノ二酸化チタン、リグノスルホン酸ナトリウム、および第１のスラリーを均一に混合し第２のスラリーを調製すること；
第２のスラリーを無機多孔質材料に噴霧し、噴霧しながら無機多孔質材料を攪拌して、第２のスラリーが無機多孔質材料に均一に吸着された半製品を形成すること；および
亜塩素酸ナトリウムおよび半製品を混合し、その混合物を造粒機に入れ、造粒のために造粒機の中にポリビニルアルコール水溶液を噴霧した後、乾燥を行い、固体材料を調製すること。
任意選択的に、ポリエチレングリコールはポリエチレングリコール１２００であり、ポリエチレングリコール水溶液の濃度は、０．０５～０．１重量％である。
任意選択的に、ポリビニルアルコール水溶液の濃度は、１～８重量％である。
任意選択的に、乾燥ステップは、造粒された粒子を１～３℃／分の速度で５００～６００℃に加熱し、その後１．５～５時間温度を保つことを含む。
任意選択的に、蛍光材料は、ポリエチレングリコール水溶液を使用してスラリーに調剤され、超音波を使用して均一に分散される。
任意選択的に、無機多孔質材料は活性アルミナであり、活性アルミナは以下の方法を使うして調製される：
水和水酸化アルミニウムに急速脱水粉末（ρ－アルミナ粉末）を添加し、急速脱水を行い、第１のアルミナ材料を調製すること；
第１のアルミナ材料にマクロ多孔質擬ベーマイトを添加し、その混合物を均一に混合して第２のアルミナ材料を調製すること；
マイクロ波を使用して第２のアルミナ材料を完成させること；および
４５０～８００℃の温度でか焼を行い、活性アルミナ材料を調製すること。
さらに別の態様において、本発明は、上記のいずれかの固体材料の空気浄化への適用を提供する。
任意選択的に、固体材料は、新鮮空気システムまたは空気清浄機において使用される。
さらに別の態様において、本発明は、上記の固体材料のいずれかの消毒への適用を提供する。
本発明の実施態様による技術的解決策は、以下の有益な技術的効果を達成することができる。
本発明の空気浄化用または空気消毒用の固体材料は、可視光の照射下で、蛍光材料を介して４００～５８０ｎｍの特定波長の光を励起することができる。この特定波長の光は、ナノ二酸化チタンの光触媒活性を励起し得、固体材料に包まれた亜塩素酸ナトリウムが適量の二酸化塩素ガスを徐放することを助け得る。また、適した包材および安定剤を用いることにより、亜塩素酸ナトリウムは固体材料の細孔内または表面に包み込まれ、その結果、亜塩素酸ナトリウムは長期間安定的に存在する。
加えて、本発明の空気浄化用固体材料の調製方法は単純であり、原料は容易に入手でき、調製中の亜塩素酸ナトリウムの損失または分解を回避し、二酸化塩素を装填した材料の短い使用期間および貯蔵困難性および／または効果の低さ等の欠点を克服する。
加えて、本発明の空気浄化用固体材料から徐放される二酸化塩素ガスは、ホルムアルデヒド等の空気中の有害物質を分解し、空気を消毒することができる。例えば、本固体材料は、空気を浄化するために、換気システムまたは新鮮空気システムおよび空気清浄機に用いられ得る。
以下、本発明の実施態様および具体的な実施形態を参照しながら、本発明の技術的解決策を明確かつ完全に説明する。見かけ上、記載された実施態様または実施形態は、本発明の実施態様または実施形態のすべてではなく、単に一部に過ぎない。本発明の実施態様に基づいて当業者が創意工夫なく得た他のすべての実施態様は、本発明の保護範囲に含まれるものとする。
本発明の実施態様によれば、無機多孔質材料５０～６０重量％、ナノ二酸化チタン１０～２０重量％、蛍光材料３～５重量％、亜塩素酸ナトリウム２０～３０重量％、リグノスルホン酸ナトリウム３～５重量％、ポリエチレングリコール１～１０重量％、ポリビニルアルコール１～１０重量％を含む、空気浄化および空気消毒のための固体材料が提供され、上記重量％は、各成分の重量が固体材料の総重量に対する割合である。
本発明の任意選択的な実施態様において、無機多孔質材料は活性アルミナである。任意選択的に、活性アルミナは、ＢＥＴ試験法に従って測定された２００～３５０ｍ２／ｇの比表面積、０．３～０．４５ｍｌ／ｇの細孔容積、７重量％以下の強熱減量、および０．４５重量％以下のＮａ２Ｏを有する。本明細書における強熱減量は、多孔質アルミナ材料を５００～６００℃に加熱し、温度を２時間維持した後に減少した重量の割合である。酸化ナトリウムの重量比は０．４５重量％未満である。例示的には、酸化ナトリウムの重量比は、０．００１重量％である。
任意選択的に、アルミナは、０．１～１０ｍｍの平均粒子サイズ、例示的には０．５～８ｍｍの平均粒子サイズ、より例示的には、０．８～６ｍｍの平均粒子サイズ、またはさらにより例示的には１．５～５ｍｍの平均粒子サイズを有する。
本発明の任意選択的な実施態様において、無機多孔質材料は、活性化ゼオライトである。任意選択的に、活性化ゼオライトは、ＢＥＴ試験法に従って測定された５００～８００ｍ２／ｇの比表面積、０．３～０．８５ｍｌ／ｇの細孔容積、および２～６０ｎｍの平均細孔径を有する。任意選択的に、活性化ゼオライトは、１．８～２．２ｇ／ｃｍ３の密度および５０％以上の多孔度（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を有する。任意選択的に、活性化ゼオライトは、０．１～１０ｍｍの平均粒子サイズ、例示的には、０．５～８ｍｍの平均粒子サイズ、より例示的には、０．８～６ｍｍの平均粒子サイズ、またはさらにより例示的には、１．５～５ｍｍの平均粒子サイズを有する。
本発明の任意選択的な実施態様において、ナノ二酸化チタンは、１～１００ｎｍ、より例示的には、５～６０ｎｍ、またはさらにより例示的には５～３０ｎｍの平均粒子径を有する二酸化チタンである。
本発明の任意の実施態様において、蛍光材料は、４００～５８０ｎｍの波長の蛍光を発光するアルカリ土類アルミン酸塩蛍光材料であり得る。任意選択的に、アルカリ土類アルミン酸塩蛍光材料は、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ユウロピウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムまたはルテチウム等の少なくとも一つの希土類イオンでドープされ、特に、アルカリ土類アルミン酸塩マトリックスの中でホウ素でドープされる。アルカリ土類アルミン酸塩系発光材料は、自然の可視光または昼光ランプで照射することにより、吸収した光エネルギを波長４００～５８０ｎｍの蛍光に効率的に変換して発光させることができる。発光した蛍光は８～１０時間持続し、発光した蛍光の輝度は１０ｍｃｄ／ｍ２より大きく、輝度が０．３２ｍｃｄ／ｍ２に減少したときの持続時間は７０時間超であり得る。また、アルカリ土類アルミン酸塩蛍光材料は、無毒、非放射性であり、製造中に有害物質を発生しない。例えば、アルカリ土類アルミン酸塩蛍光材料は、特許ＣＮ１０５３７８９Ａ１に開示されている蛍光材料であり得る。任意選択的に、蛍光材料の平均粒子サイズは、蛍光材料が無機材料上に均一に分布できるように、１～５０ｎｍ、より例示的には、１～２０ｎｍである。
任意選択的に、ポリエチレングリコールの重量平均分子量は２０００未満である。ポリエチレングリコールの重量平均分子量は、例示的には１５００未満、より例示的には１０００未満、またはさらにより例示的には７００未満である。
本発明の別の実施態様によれば、上記固体材料のいずれかを調製するための方法が提供され、
無機多孔質材料、ナノ二酸化チタン、蛍光材料、亜塩素酸ナトリウム、リグノスルホン酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、およびポリビニルアルコールを秤量すること；
蛍光材料とポリエチレングリコール水溶液とから均一分散ペーストを調剤することで、第１のスラリーを調製すること；
ナノ二酸化チタン、リグノスルホン酸ナトリウム、第１のスラリーを均一に混合することで、第２のスラリーを調製すること；
第２のスラリーを無機多孔質体に噴霧すること、および、噴霧しながら無機多孔質体を攪拌して、第２のスラリーが無機多孔質体に均一に吸着された半製品を形成すること；および
亜塩素酸ナトリウムおよび半製品を混合し、その混合物を造粒機に入れ、造粒のためにポリビニルアルコール水溶液を噴霧した後、乾燥を行い、固体材料を調製すること
を含む。
本発明の調製方法によれば、第１のステップを介して様々な固体粒子材料を均一に混合した後、亜塩素酸ナトリウムを第２のスラリーと混合して活性無機多孔質材料に飽和および吸着させ、その後ポリビニルアルコール層等の有機層は粒子表面に包み込まれているので、本発明の固体材料は容易に長期間安定して保存される。加えて、蛍光材料によって発光される蛍光はナノ二酸化チタンおよび／または亜塩素酸ナトリウムに作用させることができ、その結果、固体材料は二酸化塩素ガスを徐放させる。
任意選択的に、ポリエチレングリコール水溶液の濃度は、０．０５～０．１重量％であり、または例示的には、０．０８～０．１重量％である。
任意選択的に、ポリビニルアルコール水溶液の濃度は、１～８重量％であり、より例示的には、３～５重量％であり、またはさらにより例示的には、５重量％である。
任意選択的に、乾燥ステップは、造粒された粒子を１～３℃／分の速度で５００～６００℃に加熱し、その後１．５～５時間、例示的には、１．５～２．５時間、またはより例示的には、２時間温度を維持することを含む。
任意選択的に、蛍光材料は、ポリエチレングリコール水溶液を使用してスラリーに調剤され、超音波を使用して均一に分散される。任意選択的に、超音波分散は、０．１～１．０時間、またはより例示的には、０．２～０．５時間続く。
任意選択的に、無機多孔質材料は活性アルミナであり、活性アルミナは、以下の方法を用いて調製される：水和水酸化アルミニウムに急速脱水粉末（ρ－アルミナ粉末）を添加し、急速脱水を行い、第１のアルミナ材料を調製すること；第１のアルミナ材料にマクロ多孔質擬ベーマイトを添加し、その混合物を均一に混合して第２のアルミナ材料を調製すること；マイクロ波を使用して第２のアルミナ材料を完成させること；および４５０～８００℃の温度でか焼を行い、活性アルミナ材料を調製すること。本明細書の水和水酸化アルミニウムは、一般的な水和水酸化アルミニウム材料であり得る。急速脱水粉末（主成分がρ－アルミナ粉末）は、一般的な市販のアルミナ粒子材料であり得る。また、マクロ多孔質擬ベーマイトは、市販の擬ベーマイトであり得、特に、細孔容積が大きく、比表面積が大きいマクロ多孔質擬ベーマイト材料であり得る。
上記の方法を使用して調製された活性アルミナ多孔質材料は、２００～３５０ｍ２／ｇの比表面積および０．３～０．４５ｍｌ／ｇの細孔容積を有する。任意選択的に、上記の方法を使用して調製された活性アルミナ多孔質材料は、７％以下の強熱減量および０．４５％以下の酸化ナトリウム含有量を有する。
任意選択的に、本発明の無機多孔質材料は、上記の方法を用いて調製された多孔質アルミナ、または同等の物理的および化学的特性を有する多孔質アルミナ材料を採用する。活性多孔質アルミナ材料は、一般に、他の無機材料より良好な強度を有し、また、他の無機材料より良好なアルミナ活性を有し、および、その多孔度およびその特定の表面構造は、亜塩素酸ナトリウムの吸着により適している。加えて、活性アルミナは両性物質であり、酸塩基平衡を自動的に調整することができるため、二酸化塩素の放出量をより容易に制御することができる。
本発明のさらに別の実施態様によれば、上記固体材料の空気浄化への適用が提供される。
本発明のさらに別の実施態様によれば、上記固体材料の消毒への適用が提供される。
任意選択的に、固体材料は、新鮮な空気システムまたは空気清浄機において使用される。
本発明の実施態様による技術的解決策は、以下の有益な技術的効果を達成することができる。
本発明の固体材料は、可視光の照射下で、蛍光材料を介して４００～５８０ｎｍの特定波長の光を励起することができる。その特定波長の光は、ナノ二酸化チタンの光触媒活性を励起し得、固体材料に包まれた亜塩素酸ナトリウムが適量の二酸化塩素ガスを徐放するのを助け得る。また、適した包材または安定剤を用いることにより、亜塩素酸ナトリウムを固体材料の細孔内または表面に包み込み、その結果、亜塩素酸ナトリウムを長期間安定的に存在させる。加えて、本発明の固体材料を調製するプロセスは単純であり、原料も容易に入手でき、調製中の亜塩素酸ナトリウムの損失または分解を避け、かつ、二酸化塩素を装填した材料の使用期間の短さおよび保存困難さ、および／または、効果の低さ等の欠点を克服する。加えて、本発明の固体材料によって徐放される二酸化塩素ガスは、ホルムアルデヒド等の空気中のＶＯＣガスを分解し得、空気中の消毒を行うことができる。
実施形態
以下、具体的な実施形態を参照しながら、本発明の技術的解決策を明確かつ完全に説明する。見かけ上、記載された実施態様または実施形態は、本発明の実施態様または実施形態のすべてではなく、単に一部に過ぎない。
実施形態１
無機多孔質活性アルミナ材料（比表面積２８７ｍ２／ｇおよび細孔容積０．４１ｍｌ／ｇを有する）５２ｇ、ナノ二酸化チタン１８ｇ、蛍光材料（Ｗｕｑｉａｎｇ Ｌｉｃｈｅ Ｌｕｍｉｎｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄから購入、平均粒子サイズ１８ｎｍ）４ｇ、亜塩素酸ナトリウム（Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｖｏｓｇｅｓ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．， Ｌｔｄから購入）２４ｇ、リグノスルホン酸ナトリウム（Ｈｅｂｅｉ Ｌｉｃｈｅ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．から購入）２ｇ、ポリエチレングリコール１２００（Ｈｅｎｇｓｈｕｉ Ｄｏｎｇｈａｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．から購入）２ｇ、およびポリビニルアルコール（Ｈｅｎｇｓｈｕｉ Ｄｏｎｇｈａｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．から購入）６ｇを秤量する。ポリエチレングリコール１２００水溶液５００ｍｌ（ポリエチレングリコール１２００の濃度は０．１重量％）を用いて蛍光体をペーストに調剤し、その混合物を攪拌後、均一に分散させる。このペースト状蛍光体に、ナノ二酸化チタン（平均粒子サイズ２１ｎｍ）およびリグノスルホン酸ナトリウム（分子量６３４．５）を混合する。その後、この混合物を無機多孔質材料担体に噴霧し、噴霧しながら無機材料を均一な吸着および混合のために攪拌し、半製品を形成する。
亜塩素酸ナトリウムおよび上記半製品を混合して造粒機に入れ、ポリビニルアルコール水溶液（ポリビニルアルコールの濃度は５重量％）である結合剤５００ｍｌを噴霧し、コーティングおよび造粒を行う。その後、１℃／分の速度で６００℃まで温度を増加させ、その後６００℃の温度を２時間維持することにより、固体粒子製品を得る。
本実施形態における固体粒子製品は、活性化して二酸化塩素ガスを放出し得る。検出は、以下の方法を使用して行われる：本実施形態における製品を暗室で３６５ｎｍの紫外線ランプの下（紫外線ランプから１０～１５ｃｍ離す）に置き、５分間照射するか、または、自然光を照射し、本実施形態における製品を発光させる。光源を消した後、本実施形態の製品は暗所で３０分より長く発光し続け、本実施形態の製品が活性化していることを示した。また、本発明の固体粒子製品の周囲では、徐放される二酸化塩素ガスが連続的に検出される。徐放された二酸化塩素ガスの時間変化および濃度変化について、以下に試験する。
実施形態２～６
実施形態２～５に記載の空気浄化用固体材料は、成分および組成が異なる以外は、実施形態１における上記調製方法に従って調製される。具体的な組成比率は、以下の表１に示される。
比較例１
先行技術における含浸法を用いて調製された、二酸化塩素および多孔質アルミナを含む現在の固体粒子材料を採用する。無機多孔質活性アルミナ材料（比表面積２８７ｍ２／ｇ、および、細孔容積０．４１ｍｌ／ｇを有する）５２ｇおよび亜塩素酸ナトリウム（Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｖｏｓｇｅｓ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から購入）２４ｇを秤量する。亜塩素酸ナトリウム２４ｇを水５００ｍｌに溶解して亜塩素酸ナトリウム水溶液を生成し、無機多孔質活性アルミナ材料を亜塩素酸ナトリウム水溶液に浸漬して亜塩素酸ナトリウムを吸着した固体材料を形成する。この固体材料は、比較例１で調製した固体材料である。
Figure 2022547440000001
実施形態１～６および比較例１で調製した固体材料の空気浄化効果および消毒効果を、それぞれ以下の試験方法を用いて試験した。紫外可視分光光度計を用いて、異なる時点で固体材料の周囲に徐放される二酸化塩素ガスの濃度を試験する。家庭用電気器具および同様の電気器具の抗菌効果、消毒効果、および空気浄化効果は、国家規格ＧＢ２１５５１．３～２０１０を使用して試験される。国家規格ＧＢ／Ｔ１８８０１空気清浄機を用いて、異なる時点のホルムアルデヒド分解性能を試験する。加えて、試験操作は「Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ｄｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎ」（２００８年）に従って行う。
Figure 2022547440000002
二酸化塩素ガスの濃度（ｍｇ／ｍ３）は、吹出口から５ｃｍの距離で試験する。具体的には、紫外可視分光光度計を用いて、１、３、６、１０、および２４時間および７日目に固体材料の周囲に徐放される二酸化塩素ガスの濃度を測定する。実施形態１～６および比較例１の固体材料によって放出された二酸化塩素の濃度の検出結果を表２に示す。表２中の単位は全て、空気１立方メートルあたりの二酸化塩素ガスのミリグラム（ｍｇ／ｍ３）である。表２から、経時的に（１時間から２４時間、または７日目でさえ）、実施形態１～６で調製された固体材料は、ゆっくりと安定して二酸化塩素ガスを放出できることが分かる。７日目という長期間経過した後でさえ、本発明の実施形態１～６における固体材料は、少なくとも０．０９４ｍｇ／ｍ３の二酸化塩素ガスをなお放出することができる。比較例１で調製された固体材料は、最初の１時間から多量の二酸化塩素ガスを放出するが、１０時間後には二酸化塩素ガスの放出がかなり少なくなり、７日後にはほとんど検出できない量の二酸化塩素ガスを放出する。したがって、本発明の実施の形態１～６における固体材料は、既存の材料（比較例１）と比較して、ゆっくりと安定して二酸化塩素ガスを放出することができ、７日間使用した後でさえ、検出可能である、比較的高い濃度の二酸化塩素ガスを放出する。
Figure 2022547440000003
実施形態１で調製した固体材料を代表として、本発明で調製した固体材料および比較例１で調製した固体材料のホルムアルデヒド分解性能について試験する。具体的な試験方法は、ＱＢ／Ｔ２７６１～２００６試験規格に従って行う。実施形態１で調製した粒子材料１００ｇおよび比較例１で調製した粒子材料１００ｇを、室温（２０±１℃）、湿度２５％で、表３に示す時間（すなわち、１、１０、および２４時間、および７日）置き、その後１．５ｍ３の実験室に置いた。各実験室には、あらかじめ等量のホルムアルデヒドガスを注入し、ホルムアルデヒド濃度が１．０ｍｇ／ｍ３となるようにした。加えて、各実験室にはファンを取り付け、実験室内の空気を流動させる。実験室内に粒子材料を設置した後、計時を開始し、約１時間後に実験室内のホルムアルデヒドの濃度を試験する。実験室内のホルムアルデヒドの初期濃度（すべて１．０ｍｇ／ｍ３）と、固体材料の作用後に試験した各実験室内のホルムアルデヒドの濃度の差の、ホルムアルデヒドの初期濃度に対する割合をホルムアルデヒド除去率として使用する。具体的な試験結果は、表３に示される。表３から、比較例１の製品に比べ、本発明の実施形態で調製した固体材料は、空気中のホルムアルデヒドガスを長時間安定して除去できることが分かる。
Figure 2022547440000004
本発明の実施形態１で調製した固形物を代表として、本発明の固形物の消毒効果を試験する。実施形態１で調製した粒子材料１０ｇおよび比較例１で調製した粒子材料１０ｇを、室温（２０±１℃）および湿度２５％で、表３に示す時間（すなわち、１、１０、および２４時間、および７日間）配置した後、１ｍ３の実験室に置く。同量の細菌を各実験室に注入する。粒子材料を実験室に配置した後、計時を開始し、約２４時間後に実験室内の雑菌数を観察する。実験室内の初期雑菌数と、固体材料作用後に試験した各実験室内の雑菌数の差の、初期雑菌数に対する割合を雑菌除去率として使用する。表４の試験結果から、本発明の実施形態で調製した固体材料製品は、二酸化塩素ガスを長時間安定して放出することができ、空気中の一般細菌に対して大きな消毒効果を有することが分かる。加えて、比較例１の製品の試験結果によって、長期間経過すると、比較例１の製品は、本発明の実施形態で調製した製品より、消毒効果が大幅に劣ることが示される。
前述の内容は、単に本発明の技術的解決策を説明するために使用されるものであり、本発明の保護範囲を限定することを意図するものではない。本発明の技術的解決策に対して当業者が行う簡単な修正または同等の置換は、本発明の技術的解決策の本質および範囲に含まれるものとする。

Claims (18)

  1. 無機多孔質材料５０～６０重量％、ナノ二酸化チタン１０～２０重量％、蛍光材料３～５重量％、亜塩素酸ナトリウム２０～３０重量％、リグノスルホン酸ナトリウム３～５重量％、ポリエチレングリコール１～１０重量％およびポリビニルアルコール１～１０重量％を含む固体材料であって、上記重量％は前記固体材料の総重量に対する各成分の重量割合である、前記固体材料。
  2. 前記無機多孔質材料は、活性アルミナまたは活性化ゼオライトである請求項１に記載の固体材料。
  3. 前記活性アルミナは、ＢＥＴ試験法に従って測定された２００～３５０ｍ２／ｇの比表面積、０．３～０．４５ｍｌ／ｇの細孔容積、および２～５０ｎｍの平均細孔径を有する請求項２に記載の固体材料。
  4. 前記活性化ゼオライトは、ＢＥＴ試験法に従って測定された５００～８００ｍ２／ｇの比表面積、０．３～０．８５ｍｌ／ｇの細孔容積、および２～６０ｎｍの平均細孔径を有する請求項２に記載の固体材料。
  5. 前記蛍光材料は、４００～５８０ｎｍの波長の蛍光を発光するアルカリ土類アルミン酸塩蛍光材料である請求項１に記載の固体材料。
  6. 前記ポリエチレングリコールは、２０００未満の重量平均分子量を有する請求項１に記載の空気浄化用の固体材料。
  7. 前記ナノ二酸化チタンは、１～１５０ｎｍの平均粒子径を有する二酸化チタンである請求項１に記載の固体材料。
  8. 前記リグノスルホン酸ナトリウムは、４００～７００の分子量を有する請求項１に記載の固体材料。
  9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の前記固体材料を調製する方法であって、
    無機多孔質材料、ナノ二酸化チタン、蛍光材料、亜塩素酸ナトリウム、リグノスルホン酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、およびポリビニルアルコールを秤量すること；
    前記蛍光材料とポリエチレングリコール水溶液とから均一分散ペーストを調剤し第１のスラリーを調製すること；
    前記ナノ二酸化チタン、前記リグノスルホン酸ナトリウム、および前記第１のスラリーを均一に混合し第２のスラリーを調製すること；
    前記第２のスラリーを前記無機多孔質材料に噴霧し、噴霧しながら前記無機多孔質材料を攪拌して、前記第２のスラリーが前記無機多孔質材料に均一に吸着された半製品を形成すること；および
    前記亜塩素酸ナトリウムおよび前記半製品を混合し、その混合物を造粒機に入れ、造粒のために前記造粒機の中にポリビニルアルコール水溶液を噴霧した後、乾燥を行い、前記固体材料を調製すること、
    を含む、前記方法。
  10. 前記ポリエチレングリコール水溶液の濃度は、０．０５～０．１重量％である請求項９に記載の方法。
  11. 前記ポリビニルアルコール水溶液の濃度は、１～８重量％である請求項９または１０に記載の方法。
  12. 前記乾燥ステップは、造粒された粒子を１～３℃／分の速度で５００～６００℃に加熱し、その後１．５～５時間その温度を保つことを含む請求項９～１１のいずれか１項に記載の方法。
  13. 前記蛍光材料は、前記ポリエチレングリコール水溶液を使用してスラリーに調製され、前記スラリーは、超音波を使用して均一に分散される請求項９～１２のいずれか１項に記載の方法。
  14. 前記無機多孔質材料は活性アルミナであり、前記活性アルミナは以下の方法を使用して調製される：
    水和水酸化アルミニウムに急速脱水粉末（ρ－アルミナ粉末）を添加し、急速脱水を行い、第１のアルミナ材料を調製すること；
    前記第１のアルミナ材料にマクロ多孔質擬ベーマイトを添加し、その混合物を均一に混合して第２のアルミナ材料を調製すること；
    マイクロ波を使用して前記第２のアルミナ材料を完成させること；および
    ４５０～８００℃の温度でか焼を行い、前記活性アルミナ材料を調製すること、
    請求項９～１３のいずれか１項に記載の方法。
  15. 請求項１～８のいずれか１項に記載の固体材料の空気浄化への適用。
  16. 前記固体材料は新鮮空気システムまたは空気清浄機において使用される請求項１５に記載の適用。
  17. 請求項１～８のいずれか１項に記載の固体材料の消毒への適用。
  18. 前記固体材料は、新鮮空気システムまたは空気清浄機において使用される請求項１７に記載の適用。
JP2022513570A 2019-08-26 2020-08-25 空気浄化用固体材料およびその調製方法およびその適用 Pending JP2022547440A (ja)

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