JP3132934B2 - 脱臭剤の製造方法 - Google Patents

脱臭剤の製造方法

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  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CH3 CHO(アセト
アルデヒド)、HCHO(ホルムアルデヒド)、(CH
3 3 N(トリメチルアミン)、NH3 (アンモニア)
及びCH3 SH(メチルメルカプタン)等を除去する空
気清浄化用の複合脱臭剤の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】空気中の悪臭ガスに対しては、活性炭を
用いる吸着法や、他の香料を用いるマスキング法、或い
は臭気物質を化学反応させて化学的方法で悪臭の除去あ
るいは不快感の軽減が行われている。しかし、活性炭を
用いる吸着法は脱臭性能が短期間で劣化するという問題
があり、また可燃性のため火災の原因となりやすいとい
う欠点がある。他の香料を用いるマスキング法では使用
する香料が新たな不快感を与えることがあり、また根本
的な解決策とはいえない方法である。化学反応により悪
臭を除去する化学的方法では、例えばオゾンにより悪臭
ガスを酸化分解する方法等があるが、これは過剰なオゾ
ンが人体に有害であるために新たな害を引き起こすとい
う問題がある。即ち、悪臭ガス物質と化学量論的に反応
する化学物質の量を制御することが困難なために不要な
化学物質が残存することになり、根本的な解決とは成り
がたい。
【0003】例えば、タバコ臭の主成分であるCH3
HOの除去は、活性炭でもとれにくく、特開昭56−5
3744号公報に記載のように、活性炭に化学反応性の
高いアニリンを添着させて除去性能を改善したり、特開
昭56−95319号公報に記載のように、フェニルヒ
ドラジンと化学反応させて除去する等様々な対策が採ら
れてきた。しかし、本発明者の知見によれば化学反応物
質自体の悪臭が問題となったり、化学物質の活性維持が
困難で寿命が短い等の弱点があり、これも根本的な解決
とは成りがたかった。
【0004】本発明者は、タバコ臭の主成分であるCH
3 CHOの除去性能の優れた空気清浄化物及びその製造
方法を先に提案した(特願平4−018173号公報参
照)。これは、セピオライトを触媒担体として選定し、
それに金属水溶液にヒドラジンを添加して液相還元によ
り微粒子金属を担持させるというものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記鎖状珪酸マグネシ
ウム、例えばセピオライト、パリゴルスカイト等は塊状
の天然鉱物として産出しており、この塊状鉱物は、一般
には破砕した状態の粒状、又は微粉末状で使用すれば加
工費用は殆どかからず、脱臭性能も高いという特徴を有
するが、通気性や取扱性の点で問題がある。また通気性
を確保するには三次元構造体に成型すればよいが、三次
元構造体の強度を整えるためには、例えば700℃以上
の高温での焼成が必要となり、その結果として鎖状珪酸
マグネシウムの分子構造が変化し、触媒担体として必要
な特性である比表面積の低下をきたすという問題を生ず
る。
【0006】環境中には各種の悪臭源が介在しており、
この各種悪臭物質を単独の脱臭剤で吸着処理することは
不可能であり、脱臭剤を複合材料とすることが望まれて
いる。例えば、チオール系悪臭の吸着については活性炭
が優れた性能を有しており、この活性炭を混合したセピ
オライトの成型体を焼成すると活性炭が燃燃するという
問題がある。また、通気性が優れ、取扱に耐える強度の
非焼成の担持体を活性炭で形成しようとすると、粒子結
合に作用する結合剤が活性炭の微細気孔を閉塞し、その
吸着機能を半減させるという問題がある。
【0007】従って、本発明は活性炭の吸着機能を結合
剤で半減させることなく、前記金属塩水溶液にヒドラジ
ンを添加して液相還元により析出する微粒子金属もしく
は金属錯体を担持させる鎖状珪酸マグネシウムとを複合
して、通気性の良い担持体形状、例えば、ハニカム構造
体、網状構造体、箔等へ簡潔な加工工程で、安価に製造
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、金属塩
及びヒドラジンを含む混合水溶液に、鎖状珪酸マグネシ
ウム微粉末を加えて懸濁させ、この懸濁液を活性炭から
成る担持体に塗着せしめ、乾燥することからなる脱臭剤
の製造方法が提供される。
【0009】本発明において、前記金属塩としては好ま
しくはアルミニウム、チタン、ニッケル、コバルト及び
亜鉛の硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩の1種又はそれ以上を使
用することができる。
【0010】
【作用】本発明者は、前記金属塩とヒドラジンとの混合
水溶液に鎖状珪酸マグネシウム微粉末、例えばセピオラ
イトの微粉末を加えて懸濁液としたものを乾燥させる
と、ポリマー状の物質が生成し、この物質は脱臭性能は
もとより、鎖状珪酸マグネシウムの繊維状微粒子がポリ
マー状物質で接合されてあたかも不織布のような態様で
微粉を結合させる機能をもたらすことを見出した。
【0011】このポリマー状の物質の分子構造、詳細な
機能については解明できていないが、セピオライトの微
粉末を添加しないで高濃度の金属塩とヒドラジンとの混
合水溶液のみを100℃で数時間乾燥しても水飴状態を
保っていることから考えて、水酸化金属を主体とする物
質がバインダー機能を果たしていると推定される。
【0012】前記金属塩とヒドラジンとの濃度はほぼ等
モル濃度とすることにより脱臭初期性能、持続力が高く
なるものであるが、使用する金属塩の種類又は複数の金
属塩の組合せによっては1:0.5〜0.5:1(モル
濃度)の範囲で濃度を変えても所望の脱臭性能を得るこ
とができる。
【0013】前記金属塩としては、前述の如く、アルミ
ニウム、チタン、ニッケル、コバルト、亜鉛の硫酸塩、
塩酸塩、硝酸塩の1種もしくは2種以上を任意に組み合
せて使用することができる。好ましい金属はアルミニウ
ムであり、また特定の金属塩に他の金属塩を混合すると
(例えば、Al塩と、Ti塩、Ni塩又はZn塩との組
合せ)、その組合せによっては脱臭機能が一層向上する
ことが確認された。
【0014】前記鎖状珪酸マグネシウム、例えばセピオ
ライト、パリゴルスカイトは天然鉱物として知られてお
り、その構造はタルク(滑石)の小片を煉瓦積みした構
造の繊維状構造を呈しており、比表面積が200〜30
0m3 /gの鎖状珪酸マグネシウムの塊である。このセ
ピオライトは、例えば200オングストロームの細孔を
多数保有している。またパリゴルスカイトはセピオライ
トより若干小さい細孔を多数保有しているので、これら
鎖状珪酸マグネシウムは吸着剤として活用されている。
【0015】本発明で使用する前記金属塩とヒドラジン
との混合水溶液に、例えば粒径0.1mm以下の鎖状珪
酸マグネシウム微粉末を加えて懸濁液となし、これを例
えば0.1mm以下の活性炭粒子で形成した担持体に塗
布、スプレーあるいは浸漬することによって塗着した
後、これを乾燥すると、液相還元により微粒子金属もし
くは金属錯体が析出し、鎖状珪酸マグネシウム微粉末の
表面又は細孔内に担持され、また鎖状珪酸マグネシウム
微粉末は活性炭担持体に密着する。
【0016】前記のようにして得られた脱臭剤の拡大構
造は、活性炭粒子相互を接着して構成される成型物(担
持体)の表面を、繊維状微粒子(鎖状珪酸マグネシウ
ム)とポリマー状物質で構成したあたかも不織布のよう
な物質で包囲された態様を呈していると思われ、そのた
め活性炭担持体の強度を増し、しかも活性炭の吸着機能
は低下しない。
【0017】本発明の脱臭剤の製造方法においては、担
持体である活性炭の成形に際しては、活性炭を前記懸濁
液の塗着処理に耐える強度に成形し、脱臭剤の一部であ
るポリマー状物質を塗着して、活性炭の吸着機能を低下
させることなく、担持体の強度を補足する。通常、粒径
0.1mm以下の活性炭粒子と結合剤で、例えばハニカ
ム構造の担持体を成形する場合には、結合剤として、例
えば有機バインダーを20〜30重量%配合し、混練、
成形加工する。この混練、成形の際に、活性炭粒子の表
面にバインダーの膜を形成し外気を遮断してしまう。こ
の外気遮断の割合はバインダー条件、成形条件によって
異なるが、ほぼ50%となる。
【0018】前記したように本発明で使用する活性炭を
ハニカム構造体、網状構造体、箔等の構造体に成型した
担持体は上記懸濁液の塗着処理に耐える強度があればよ
く、使用する結合剤、例えば有機バインダーは5〜10
%に低減することができる。その結果、従来、半減して
いた活性炭の吸着機能が70〜80%まで回復できるの
で、CH3 CHO、HCHO、(CH3 3 N、NH3
及びCH3 SH等を効果的に除去することができる。
【0019】本発明に従えば、前記鎖状珪酸マグネシウ
ムの微粒末は、粒度が細かい程その比表面積が増大し、
金属塩が液相還元されて析出する微粒子金属もしくは金
属錯体の分散担持が良好となり、脱臭性能、その持続性
が向上するので活性炭は粒径が0.1mm以下の微粉末
とするのが好ましい。一方、活性炭の粒径が0.1mm
を超えると、担持体への密着、固定強度が低下する傾向
にあるので好ましくない。なお、前記鎖状珪酸マグネシ
ウムはその産地によって性状が異なる。例えば塊状で産
出するものは粉砕加工によって発生した粒径が0.1m
m以下の微粒子を選択使用するのが経済的である。ま
た、粘土状の形態で産出するものは、例えば1〜2μm
の超微粉末を含有しており、そのまま単独使用したり、
あるいは前記粉砕した0.1mm以下の微粉末と所望の
割合で配合して使用することができる。
【0020】前記金属塩とヒドラジンとの混合水溶液と
鎖状珪酸マグネシウム微粉末との配合割合は該混合水溶
液の濃度及び鎖状珪酸マグネシウムの粒度構成によって
変動するが、鎖状珪酸マグネシウム1kg当たり混合水
溶液は1〜3リットル程度とすることが加工作業性の点
から好ましい。
【0021】
【実施例】以下、実施例によって本発明を更に説明する
が、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでな
いことは言うまでもない。
【0022】粒径が0.1mm以下で、かつ43μm以
下の超微粉末を35%含有するセピオライト微粉末を表
1に示すように、硫酸ニッケル、硫酸アルミニウム、塩
化アルミニウム、硫酸亜鉛、硫酸チタン、硫酸コバルト
等の金属塩単独またはこれらの混合物の水溶液をヒドラ
ジンの還元剤を各0.1〜1.0モル/リットルづつ混
合した水溶液に添加して混練し、懸濁液を準備した。
【0023】
【表1】
【0024】表1に示す配合で得られた懸濁液に、0.
1mm以下の活性炭粒子に有機バインダー6%を添加、
造粒した粒径3〜5mmの粒状活性炭、径が0.1mm
で長さ20mm活性炭繊維に有機バインダー6%を添加
して成形した活性炭不織布、有機バインダー添加量が1
0%、格子厚みが1mm、格子の空隙が4mm角で、縦
80mm、横100mm、厚さ20mmの活性炭ハニカ
ムを浸漬した後、100℃で2〜3時間乾燥し、脱臭剤
を製造した。
【0025】乾燥後の重量増加率が5%以上になるよう
に上記懸濁液のコーティングを制御した。制御方法は懸
濁液の濃度で行ったが、乾燥後の重量が5%以下の場
合、再度懸濁液にハニカムを浸漬して再度コーティング
作業を行い、最終的には10%〜30%の重量増加率に
おさめた。
【0026】前述の如くにして得られた、脱CH3 CH
O、脱NH3 及び脱CH3 SH性能を評価した。脱臭試
験装置は図1に示した構造のもので、内容積は1m3
循環ファンの風量は約400リットル/分であった。試
料重量は80g〜120gであった。
【0027】前記脱臭性能評価にはタバコの燃焼排ガス
の刺激臭の主成分であるCH3 CHOとNH3 を選定
し、実際にセブンスターを5本燃焼させて排ガスを製造
した。更に特に低濃度でも不快感の強いCH3 SHを選
んで注射器で脱臭試験装置内に注入し評価した。初期濃
度は煙草の燃焼排ガスのみではCH3 CHO:10〜2
0ppm、NH3 :45〜60ppmの範囲でバラツク
ため、CH3 CHOが20ppm、NH3 が60ppm
になるように純粋なガスを追加注入して初期濃度を揃え
た。CH3 SHは10ppmに調整した。脱臭率の計測
は10分、20分及び30分の3回実施し、10分で1
00%の脱臭率を達成しているものもあるが表には30
分の到着値のみを示した。製造後1ヵ月後の評価結果を
表2に示す。粒状活性炭、活性炭不織布、ハニカム活性
炭を使用した場合では大差が無かったので表では粒状活
性炭を使用した場合の結果のみを示した。
【0028】
【表2】
【0029】表2の結果より明らかなように、本発明に
従って得られた脱臭剤はCH3 CHO、NH3 及びCH
3 SHともに脱臭性能が極めて良い。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複合悪臭、特にCH3 CHO、HCHO、NH3 及びC
3 SH等の脱臭性能が高い脱臭剤が製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例における本発明の脱臭剤の脱臭性能を評
価する試験装置の構造を示す説明図。
【符号の説明】
1…密閉容器 2…循環ファン 3…脱臭剤評価試料 4…ガス導入口 5…ガスサンプル採取口 6…ガス循環の方向

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属塩及びヒドラジンを含む混合水溶液
    に、鎖状珪酸マグネシウム微粉末を加えて懸濁させ、得
    られた懸濁液を活性炭から成る担持体に塗着せしめ、乾
    燥することを特徴とする脱臭剤の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記金属塩がアルミニウム、チタン、ニ
    ッケル、コバルト及び亜鉛の硫酸塩、塩酸塩及び硝酸塩
    の少なくとも1種を含む請求項1記載の脱臭剤の製造方
    法。
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