JP2982661B2

JP2982661B2 - 脱臭殺菌部材

Info

Publication number: JP2982661B2
Application number: JP7203697A
Authority: JP
Inventors: 達男安藤
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-08-09
Filing date: 1995-08-09
Publication date: 1999-11-29
Anticipated expiration: 2015-08-09
Also published as: JPH0947495A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大気中、施設内及び保
管容器内等の汚染物質を除去する脱臭殺菌部材に関し、
特に、悪臭の原因となる悪臭成分ガスを分解又は改質し
た後、脱臭殺菌部材からの二次的な悪臭の発生を伴うこ
となく効果的に脱臭を行い、同時に、かびの胞子、花粉
及び細菌等を脱臭殺菌部材上に捕捉して死滅させること
により、脱臭殺菌部材自体と空気中の双方の殺菌を行う
脱臭殺菌部材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】活性炭の表面を薬品で処理したり（特開
平４−２００６３４）、金属酸化物若しくは貴金属等の
触媒作用を有する物質を利用したり（特開平５−８４４
４１）、又は、オゾンの効果を利用した（特開平４−１
０８５１５）従来の脱臭技術は、脱臭の対象となる悪臭
成分ガス濃度の低減にはある程度の効果を上げてきた。
一方、空気中のかび若しくは細菌又は花粉の除去には、
脱臭剤ではなくフィルタが使用され、このフィルタによ
り捕捉して除去している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の技術は以下に示す欠点を有する。即ち、表面を
薬品で処理した活性炭は、添着された薬品自体が悪臭源
となったり、薬品の飛散が起こったりするという欠点が
ある。

【０００４】また、触媒を利用した脱臭部材において
は、脱臭部材を悪臭成分ガス中に存在させて脱臭させよ
うとすると、元来、処理空気中に含まれる悪臭成分ガス
が、脱臭部材中又は表面上に蓄積することによって、脱
臭部材そのものが悪臭源になってしまうといった問題が
あった。これは、脱臭部材表面に吸着した悪臭成分ガス
が、単に分子間力による物理吸着によるか、又は、化学
的作用による場合でも、その反応処理速度が十分に速や
かに進行せず、悪臭成分ガスが脱着しやすい状態にある
ことが主たる原因である。また、部材中に含まれる有機
物の変質及び腐敗によって、新たな悪臭源が生成される
など、結果的に脱臭効果が十分に発揮できず、更に、悪
臭を放つという問題点がある。

【０００５】一方、オゾンによる分解作用を利用した脱
臭装置は、オゾン発生のために高電圧発生器が必要であ
り、装置が大がかりになると共に、オゾン臭の除去のた
めの装置が更に必要になるなど、装置が複雑化し、大型
化するという難点がある。即ち、初期設備コスト及び運
転コストの双方が高いという欠点がある。また、余分な
オゾンが装置外に排出されると、人体の健康への悪影響
も懸念される。

【０００６】更に、かび、花粉及び細菌をフィルタによ
り除去したものにおいては、これらの除去に使用される
フィルタ上に、かび、花粉及び細菌が物理的に捕集され
ているので、これらが蓄積されて捕獲仕切れなくなった
場合には、これらの捕集物を一挙に放出するというよう
な事態が発生する。

【０００７】このように、従来の脱臭部材は、悪臭成分
ガスの効果的な捕捉を、脱臭性能の必須条件としたため
に、脱臭部材上に、かび及び細菌を発生させてしまうこ
とがあった。この生きたかび及び細菌等は、脱臭部材に
溜まった埃及び有機物、更に場合によっては悪臭成分等
を栄養源として、増殖する。その結果、脱臭部材が悪臭
源となり、更に、空気中のかび及び細菌の発生を促進さ
せる結果となった。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、脱臭すべき悪臭成分ガス、特に、窒素を含
むアンモニア及びトリメチルアミン等のアミンに属する
アルカリ臭、硫黄を含むメチルメルカプタン等のメルカ
プタン化合物、並びにジメチルジサルファイド等のジサ
ルファイド化合物の濃度を簡便かつ効率的に低減し、部
材からの悪臭の発生が起きにくく、一方、部材上で捕捉
したかび及び細菌を死滅させることができ、これにより
部材表面でのこれらのかび及び細菌の発生を防止するこ
とができると共に、処理空気中のかび及び細菌を低減す
ることができ、結果的に悪臭除去と空気清浄の双方を効
果的に行うことができる低コストの脱臭殺菌部材を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る脱臭殺菌部
材は、マンガン酸化物をＭｎ₂Ｏ₃に換算して２乃至４０
重量％、銅酸化物をＣｕＯに換算して１乃至５０重量
％、ＳｉＯ₂を１０乃至７５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃を１乃至
１９重量％、ＭｇＯを０．１乃至１５重量％、銀又は銀
化合物をＡｇに換算して０．００１乃至１５重量％含有
し、更に鉄、ニッケル及びカルシウムからなる群から選
択された１又は２以上の元素の酸化物を総量で０．１乃
至５重量％含有し、Ｃを５重量％以下に規制した成形体
により構成されていることを特徴とする。また、本発明
は、前記成分の材料を成形した成形体ではなく、この成
分の材料を担体に担持させたものであっても良い。

【００１０】また、本発明に係る脱臭殺菌部材の製造方
法は、前記組成の材料を、最終加工工程で２００乃至６
５０℃の温度域に、大気中、加湿空気中又は不活性ガス
中で加熱して焼成することを特徴とする。

【００１１】

【作用】本願発明者等は、高活性触媒物質によって悪臭
成分ガスの分解・改質を高反応速度で行い、副次的に生
成する悪臭源となるガス成分は、分解速度が遅いため、
無臭化するのに十分な時間だけ、捕捉し続けることによ
り、高活性触媒物質との間の十分な接触及び反応時間を
与えて、無臭物質に変換させることによって、優れた脱
臭効果が得られることを見いだした。

【００１２】また、銀又は銀化合物を高活性触媒物質と
共存させることにより、脱臭殺菌部材上に捕捉したか
び、花粉又は細菌等を死滅させる効果を飛躍的に向上さ
せることができる。

【００１３】更に、脱臭部材の製造方法の最終工程で２
００℃乃至６５０℃、望ましくは３００℃乃至４５０℃
の温度域において、大気中、加湿空気中又は不活性ガス
中で焼成を行うことにより、触媒物質を高活性化すると
共に、脱臭部材内の有機物を炭化して除去し、脱臭部材
全体を無機化することにより、脱臭効果を向上させ、脱
臭部材の変質を防止できると共に、生産工程中において
脱臭殺菌部材に混入するかび及び細菌の基質となる栄養
源を除外することができる。

【００１４】脱臭殺菌部材に含まれる有機物は長期間の
使用により大気中の水、酸素及び微生物等によって腐敗
し、変質して、それ自体が悪臭源となる。また、水を含
んだ有機物は大気中において微量悪臭物質を吸着し易く
なり、脱臭部材が悪臭源となる傾向を強める。そこで、
脱臭殺菌部材の製造方法の最終工程で、２００℃乃至６
５０℃の温度域で焼成することにより、脱臭部材内の有
機物を炭化し、脱臭部材全体を無機化することができ、
これにより前述の問題点を解決できる。更に、望ましく
は焼成温度を３００℃乃至４５０℃に設定することによ
り、銀又は銀化合物のかび及び細菌への抵抗性を劣化さ
せることなく、触媒物質を高活性化することができる。
この焼成時間は２乃至８時間が適切である。

【００１５】本発明の脱臭殺菌部材の加工方法として
は、押し出しハニカム成型、ペレット状成型、抄紙状成
型又はコルゲート成型等、幅広く適用可能である。ま
た、特に成型せずに、混合粉体として、脱臭殺菌部材を
反応容器内に充填しても有効である。

【００１６】また、本発明の脱臭殺菌部材は各種形状に
加工された、セラミック、金属、樹脂等の適宜の担体に
担持させることができる。これにより、それ自身で成形
体となる必要がなく、強度が担体に補強されるので強度
が必要とされる部分に本発明を適用することが可能とな
る。

【００１７】このように、本発明に係る脱臭殺菌部材
は、従来脱臭が困難であった悪臭成分ガスを効果的に脱
臭すると同時に、細菌及びかびに対する殺菌効果を有す
るものである。以下、本発明に係る脱臭殺菌部材の主成
分の添加理由及び組成限定理由について説明する。

【００１８】マンガン酸化物マンガン酸化物をＭｎ₂Ｏ₃に換算して２乃至４０重量％
含有させることが必要である。マンガン酸化物は、悪臭
成分を、主として酸化作用によって、特に硫黄を含む悪
臭成分を、分解又は改質によって無臭化する機能を発揮
する。そのためには、少なくともマンガン酸化物を２重
量％以上含有させる必要がある。しかし、４０重量％以
上の含有率では、硫黄を含む悪臭成分以外の悪臭成分に
対する脱臭効果が著しく低下してしまうため、マンガン
酸化物は４０重量％以下にする必要がある。

【００１９】銅酸化物銅酸化物はＣｕＯに換算して１乃至５０重量％含有させ
ることが必要である。この成分は、マンガン酸化物と共
存させることにより、脱臭作用を著しく向上させること
ができる。また、銅酸化物は、細菌及びかびを死滅させ
る殺菌効果も有する。このような脱臭及び殺菌の双方の
作用を発揮させるためには、銅酸化物は１重量％以上含
有することが必要である。しかし、銅酸化物が５０重量
％を超えると、マンガン酸化物に対する銅酸化物の比率
が大きくなりすぎて、逆に脱臭効果を低下させる結果に
なる。このため、銅酸化物は１乃至５０重量％にする。

【００２０】ＳｉＯ₂ ＳｉＯ₂は、１０乃至７５重量％含有する必要がある。
ＳｉＯ₂は、主に、アルカリ臭に対して脱臭効果を発揮
するとともに、脱臭殺菌部材の成形時には、成形体とし
ての機械的強度を維持する機能を有する。ＳｉＯ₂が１
０重量％を下回ると、機械的強度が不十分で、取扱いが
不便となり、実用的でなくなる。一方、ＳｉＯ₂が７５
重量％を超えると、マンガン酸化物の含有量が相対的に
少なくなり、酸性臭気の脱臭効果が不十分となる。

【００２１】Ａｌ₂Ｏ₃ Ａｌ₂Ｏ₃は、１乃至１９重量％含有することが効果的で
ある。Ａｌ₂Ｏ₃は、ＳｉＯ₂同様に、主に、アルカリ臭
に対して効果を発揮するとともに、本発明部材の成形体
としての機械的強度を維持する機能、特に、耐水性の点
で重要な成分である。

【００２２】Ａｌ₂Ｏ₃が１重量％を下回ると、機械的強
度が不十分で、特に、高湿度の雰囲気及び水に触れた場
合の耐水性が不十分となり、取扱いが不便となり、実用
的でなくなる。

【００２３】Ａｌ₂Ｏ₃が１９重量％を超えると、マンガ
ン酸化物と銅酸化物の相乗効果が低下することにより、
脱臭効果、特に酸性臭気の脱臭効果が不十分となるので
上限値としては１９重量％とすることが必要である。好
ましくは、Ａｌ₂Ｏ₃は１５重量％未満とすることが望ま
しい。

【００２４】ＭｇＯＭｇＯは０．１乃至１５重量％の含有量が必要である。
ＭｇＯは、Ａｌ₂Ｏ₃及びＳｉＯ₂と同様に、主に、アル
カリ臭に対して脱臭効果を発揮すると共に、本発明部材
の成形体としての機械的強度を維持するために重要な成
分である。さらに、銀又は銀化合物と共存することによ
り、殺菌作用を高めることができる。ＭｇＯが０．１重
量％未満では強度維持と殺菌効果が不十分であり、Ｍｇ
Ｏが１５重量％を超えると、マンガン酸化物の脱臭効果
を低下させる。

【００２５】銀又は銀化合物銀又は銀化合物をＡｇに換算して０．００１乃至１５重
量％含ませることが、殺菌作用の発揮に必要である。銀
又は銀化合物が０．００１重量％未満では殺菌作用が不
十分である。銀又は銀化合物が１５重量％を超えると、
他の成分の含有量を相対的に下げて、脱臭効果を低下さ
せ、殺菌効果の点では、含有率の増加による殺菌効果の
顕著な向上が期待できない。

【００２６】鉄、ニッケル、カルシウム鉄、ニッケル及びカルシウムからなる群から選択された
少なくとも１種の成分の酸化物は総量で０．１重量％以
上添加することが必要である。これらの酸化物は、主成
分であるマンガン酸化物、銅酸化物、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ
₃及びＭｇＯと共存することによって、脱臭効果を高
め、銀又は銀化合物の殺菌効果を高める。また、これら
の成分は、５重量％を超えると他の成分の効果を低減さ
せる。従って、これらの酸化物は０．１乃至５重量％と
する。

【００２７】ＣＣを含む有機物は、焼成によって全て無機化されること
が望く、無機化されたＣが５重量％を超えると他の成分
の脱臭及び抗菌効果を著しく低下させてしまう。従って
良好な脱臭、殺菌効果を維持するためには、Ｃを５重量
％以下に規制する必要がある。

【００２８】焼成条件本発明方法において、最終加工工程で、２００℃乃至６
５０℃、望ましくは３００℃乃至４５０℃の温度域で、
大気中、加湿空気中又は不活性ガス中で焼成を行うこと
は、脱臭殺菌部材の無機化と、比表面積の増加を目的と
している。具体的には、比表面積を５０ｍ²／ｇ以上と
する。焼成温度が２００℃未満では、必須構成要素の活
性化の進行が極めて遅く、工業上、非効率的である。一
方、焼成温度が６５０℃を超える場合には、活性化の進
行速度は速いが、必須構成要素の変質による性能低下が
起こりやすくなる。このため、焼成温度は２００乃至６
５０℃であることが必要であり、種々焼成温度を検討し
た結果、この焼成温度は３００乃至４５０℃の温度域と
することが望ましい。焼成温度が３００℃以上で活性化
が十分進行し、焼成後の結晶構造が整然とし、安定す
る。また、焼成温度が４５０℃を超えると焼成後に結晶
構造に一部変化が認められ、脱臭殺菌性能に影響する。

【００２９】焼成時間は２時間以上８時間以下が適当で
ある。焼成時間が２時間未満では有効成分の活性化と部
材の無機化が不十分であり、８時間を超える焼成は殺菌
性能を低下させる要因となる。

【００３０】また、このように無機化された脱臭殺菌部
材は、長時間にわたり変質し難く、構造的にも強いとい
う特長を備え、耐久性が優れている。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例に係る脱臭殺菌部材に
より、ジメチルジサルファイド及びトリメチルアミンの
脱臭試験と、黒コウジカビの除去試験と、強度試験とを
実施した結果について、その比較例と比較して説明す
る。

【００３２】加工方法の一例として、ハニカム成型した
脱臭部材を試験に供した。図１は試験に使用した脱臭殺
菌部材の外観を示す。

【００３３】また、下記表１は、本発明の実施例及び比
較例の脱臭部材の成分含有率及び比表面積を示す。各実
施例及び比較例はこの表１に示す組成で各成分を配合し
た。そして、これらの配合成分を、押出しハニカム成型
し、乾燥した後、最終加工工程で焼成した。

【００３４】比較例として、配合率と比表面積が実施例
と異なる部材を、実施例と同様に、押出しハニカム成型
し、乾燥後、最終加工工程で焼成して製作した。そし
て、これらの脱臭殺菌部材の脱臭性能、殺菌性能及び強
度を比較した。

【００３５】

【表１】

【００３６】図２に示すように、図１の試験材サンプル
１は、測定治具２内にその内部のガスの流れに対して堰
となるように設置される。この測定治具２の一方の端部
は悪臭ガスボンベに連結されており、この悪臭ガスボン
ベから悪臭ガスが測定治具２の一端部に供給され、他端
部から排出される。この場合に、測定治具２におけるガ
ス入口濃度測定点Ａで悪臭ガスの入り口濃度が測定さ
れ、脱臭殺菌部材サンプル１を通過して脱臭されたガス
の濃度が出口濃度測定点Ｂにて測定される。但し、この
入口濃度は１００ｐｐｍ、ガス流速は０．２５ｍ／ｓに
設定した。そして、悪臭成分の除去率を下記数式１によ
り算出した。

【００３７】

【数１】除去率＝（１−出口濃度／入口濃度）×１００（％）

【００３８】なお、悪臭ガスにはジメチルサルファイド
とトリメチルアミンを使用した。両方の悪臭ガスに対し
て、試験開始後、３０分経過直後の除去率が７０％以上
である場合に、脱臭殺菌性能が高いと判定した。

【００３９】殺菌性能は、黒コウジカビを性能試験用サ
ンプルに振りかけ、その後、死滅するかどうかを確認す
ることにより判定した。

【００４０】強度は、図１に示す圧縮方向の最大圧縮強
度を測定した。この強度試験では、１ＭＰａ以上で十分
な強度を有すると判断した。

【００４１】下記表２は、これらの評価サンプルをジメ
チルサルファイドとトリメチルアミンの脱臭性能試験に
使用し、試験開始３０分後において得られた悪臭成分除
去率を示す。

【００４２】また、下記表３は、各実施例及び比較例に
対し、黒コウジカビの除去試験及び強度試験を行った結
果を示す。

【００４３】

【表２】

【００４４】

【表３】

【００４５】これらの表２、３に示すように、ジメチル
サルファイドとトリメチルアミンの双方の悪臭ガスに対
する脱臭性能が基準性能線を超え、また基準強度を上回
り、更に黒コウジカビを死滅させることができた脱臭殺
菌部材は、実施例のみであった。

【００４６】本発明に係る脱臭殺菌部材は、押出しハニ
カム成型だけでなく、ペレット状成型、抄紙状成型又は
コルゲート成型の種々の加工方法を適用可能であり、ま
た、特に成型せずに混合粉体として反応容器内に充填し
ても、実施例と同様の効果が得られる。

【００４７】また、本発明の脱臭殺菌部材は、ジメチル
サルファイドとトリメチルアミン以外の種々の悪臭成分
ガス及び混合悪臭成分ガスに対しても優れた脱臭効果を
有し、黒コウジカビ以外のかび及び細菌に対しても殺菌
効果を有する。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
窒素を含むアンモニア及びトリメチルアミン等のアミン
に属するアルカリ臭、硫黄を含むメチルメルカプタン等
のメルカプタン化合物、並びにジメチルジサルファイド
等のジサルファイド化合物の濃度を簡便かつ効率的に低
減することができる。また、脱臭殺菌部材からの悪臭の
発生が起きにくく、更に、部材上で捕捉したかび及び細
菌を死滅させることができる。これにより、脱臭殺菌部
材表面でのこれらのかび及び細菌の発生を防止すること
ができると共に、処理空気中のかび及び細菌を低減する
ことができ、結果的に悪臭除去と空気清浄の双方を効果
的に行うことができる。更に、本発明の脱臭殺菌部材は
製造コスト及び運転コストが低い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る脱臭殺菌部材の性能試験
用サンプル（ハニカム成型）の外観を表す。

【図２】悪臭除去性能を試験する測定治具と、性能試験
用サンプルを表す模式図である。

【符号の説明】

１：性能試験用サンプル２：測定治具Ａ：入口濃度測定点Ｂ：出口濃度測定点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭47−77165（ＪＰ，Ａ) 特開平２−251243（ＪＰ，Ａ) 特開平２−227119（ＪＰ，Ａ) 特開平４−122445（ＪＰ，Ａ) 特開平５−168682（ＪＰ，Ａ) 特開平６−121823（ＪＰ，Ａ) 特開平６−254140（ＪＰ，Ａ) 特開平７−116236（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61L 9/01 B01J 23/89 B01D 53/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】マンガン酸化物をＭｎ₂Ｏ₃に換算して２
乃至４０重量％、銅酸化物をＣｕＯに換算して１乃至５
０重量％、ＳｉＯ₂を１０乃至７５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃を
１乃至１９重量％、ＭｇＯを０．１乃至１５重量％、銀
又は銀化合物をＡｇに換算して０．００１乃至１５重量
％含有し、更に鉄、ニッケル及びカルシウムからなる群
から選択された１又は２以上の元素の酸化物を総量で
０．１乃至５重量％含有し、Ｃを５重量％以下に規制し
た成形体により構成されていることを特徴とする脱臭殺
菌部材。
【請求項２】担体に、マンガン酸化物をＭｎ₂Ｏ₃に換
算して２乃至４０重量％、銅酸化物をＣｕＯに換算して
１乃至５０重量％、ＳｉＯ₂を１０乃至７５重量％、Ａ
ｌ₂Ｏ₃を１乃至１９重量％、ＭｇＯを０．１乃至１５重
量％、銀又は銀化合物をＡｇに換算して０．００１乃至
１５重量％含有し、更に鉄、ニッケル及びカルシウムか
らなる群から選択された１又は２以上の元素の酸化物を
総量で０．１乃至５重量％含有し、Ｃを５重量％以下に
規制した材料を担持して構成されていることを特徴とす
る脱臭殺菌部材。
【請求項３】マンガン酸化物をＭｎ₂Ｏ₃に換算して２
乃至４０重量％、銅酸化物をＣｕＯに換算して１乃至５
０重量％、ＳｉＯ₂を１０乃至７５重量％、Ａｌ₂Ｏ₃を
１乃至１９重量％、ＭｇＯを０．１乃至１５重量％、銀
又は銀化合物をＡｇに換算して０．００１乃至１５重量
％含有し、更に鉄、ニッケル及びカルシウムからなる群
から選択された１又は２以上の元素の酸化物を総量で
０．１乃至５重量％含有し、Ｃを５重量％以下に規制し
た材料を、最終加工工程で２００乃至６５０℃の温度域
に、大気中、加湿空気中又は不活性ガス中で加熱して焼
成することを特徴とする脱臭殺菌部材の製造方法。
【請求項４】前記最終加工工程の加熱温度は３００乃
至４５０℃であることを特徴とする請求項３に記載の脱
臭殺菌部材の製造方法。