JPH02157039A - 脱臭剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、悪臭、異臭或は不快臭成分を吸着除去する脱
臭剤に関するものである。

・［従来の技術］ 悪臭物質を吸着する機能を有する吸着剤としては活性炭
が知られている。活性炭は、例えばヤシガラ活性炭はア
ンモニア臭、低級アミン類等の分子量の小さい悪臭に対
してはほとんどその効果を発揮しない。また、活性炭自
体は黒色でありその取扱いには嫌悪感或は不潔感をとも
なう。

Ｌ−アスコルビン酸と硫酸第一鉄系の脱臭剤（特開昭５
９−１３２，９３７号）はその使用に対して毒性の問題
がなくアンモニア、アミン類に対して速やかに反応して
臭気を除去する。しかし硫酸第一鉄系の脱臭剤は含硫化
合物に対してはそれほど効果的でないことから、通常活
性炭と併用して用いるのが実状である。さらに、アスコ
ルビン酸か温度的に不安定であるうえ、空気中の酸素に
より酸化されその脱臭効果は大幅に低下してしまう。

また、金属の水酸化物、或は金属塩水溶液が硫化水素や
アンモニアと反応することはふるくから知られた事であ
る。しかし、金属の水酸化物はそのほとんどが不安定で
あり、加熱或は長期の保存によって酸化物に変化しその
効果を失う。金属塩水溶液の場合は、水溶液であるため
に流失した場合は、周囲を金属イオンが汚染することに
なり、また廃棄する場合も生活環境の汚染がないよう特
別な配慮を払わなければならない。

ゼオライトが吸着現象を示す多孔性の無機物であること
は古くから知られている。しかし実際に、ゼオライトそ
のものを脱臭剤として利用した例はほとんどない。これ
は、ゼオライトが極性分子や分極性分子を選択的に吸若
するためである。脱臭を行おうとする場合、悪臭物質は
水分を含んだ大気中を拡散している。この様な条件下で
ゼオライトを吸着剤として使用しても、水分子のみが選
択的に吸着され、悪臭物質はほとんど吸着されない。

［課題を解決するための手段］ ゼオライトは化学的にはアルカリ金属またはアルカリ土
類金属を含む結晶性含水アルミノ珪酸塩である。

一般式は次の通りである。

（Ｌ２　、　Ｍ）　Ｏ−Ａ　Ｉ　２０３　　・ｘＳｉ○
２Ｈ２０ （Ｌはアルカリ金属を、Ｍはアルカリ土類金属を、Ｘは
２以上の数をそれぞれ表わし ｙはゼオライトの種類、状態によって決まる数である） セオライト結晶の基本構造は５１０４とその置換体のＡ
　１０　ａのそれぞれの四面体で、それラカお互いに頂
点の酸素原子を共有し、３次元方向に発達した結晶構造
を形成している。その結果、ゼオライト結晶は他の鉱物
に見られないような非常に大きな空／１１１］や孔路を
有している。これらの細孔の大きさはゼオライトによっ
てことなるが、通常３〜９Ａ（オングストローム）であ
り種々の分子を細孔内部に捕捉することかできる。また
、結晶内部にはＡｌＯ４の負電荷を補うために陽イオン
か存在している。この陽イオンによって形成された静電
場の影響により極性分子や分極性分子を選択的に吸着す
る。

一方、悪臭の原因となる悪臭物質のほとんどはその分子
量か２００以下の分子である。従って、分子の大きさの
みから判断するとゼオライトの細孔は悪臭物質を十分に
捕捉することが可能なはずである。しかし、実際には悪
臭物質が存在している大気中には水分が含まれており、
ゼオライトはこの極性分子である水分子を選択的に吸若
し、悪臭物質はほとんど吸着しない。このことは、ゼオ
ライト自体が親水性であり、親水性でない悪臭物質はゼ
オライトに吸着されにくい為であると理解される。

また、ゼオライトは無燐洗剤用ビルダーなどの用途など
に使用されるようなイオン交換能を有しており、ゼオラ
イト中のアルカリ金属イオンは容易に各種金属イオンと
イオン交換される。

そこで、本発明者は、金属イオンで交換したゼオライト
を悪臭物質の吸着に利用することを考えた。即ち、担持
あるいは添着てはなくイオン交換により金属イオンをゼ
オライ！・の細孔内に保持させることによって、臭気物
質と金属イオンの接触効率を高め、周囲の環境を汚染す
ることのない脱臭剤をつくるべく鋭意研究をおこならた
。その結果、金属イオン交換したゼオライト（以下金属
イオン交換ゼオライトと呼ぶ）が選択的に悪臭物質を吸
着することを見いだした。さらに驚くべき事に、この金
属イオン交換ゼオライトはそれ自体が含水状態であって
も、さらに悪臭物質を含むガスか大ユの水分を伴ってい
ても、悪臭物質を選択的に吸着除去することを見いだし
た。　以下、その詳細について説明する。

［作用］ 本発明による、金属イオン交換セオライＩ・脱臭剤は悪
臭物質か存在する大気中から選択的に悪臭物質を吸着し
無臭化する。本発明における脱臭剤原料としては天然、
あるいは合成ゼオライトであり、悪臭物質を吸着できる
細孔（３〜９Ａ）を有しておればいかなる構造のゼオラ
イトも使用できる。天然ゼオライトとしてはクリノプチ
ロライト型、モルデナイ！・型及びチャバサイト型など
か一般的に知られており金属イオン交換ゼオライトの原
料として好適に使用される。また、人工的に合成した合
成ゼオライトとじてはＡ型、フオージャザイｌ−！４！
（Ｘ型、Ｙ型）、Ｌ型、モルデナイト型、ＺＳＭ−５型
等が工業的に製造されており、金属イオン交換ゼオライ
トの原料として好適に使用される。金属イオン交換ゼオ
ライトの調製方法としては天然ゼオライト或は合成ゼオ
ライトを金属イオンの硝酸塩、硫酸塩、塩化物水溶液と
接触させ、洗浄することによって容易に得ることかでき
る。

ゼオライトの金属イオン交換にはＭｎＸＦｅ。

Ｃｏ、Ｎｉ、ＣＬｌ、Ｚｎ、ＡＩ、Ｓｎ、Ｃａ、Ｍｇの
中から選ばれた１種或は２種以上の金属イオンか好適に
使用される。

金属イオン交換ゼオライトの脱臭性能はゼオライトの種
類、金属イオンの種類及びイオン交換率によって決まる
。ゼオライトは周知のごとく分子ふるい効果を示すので
、分子径の大きい臭気成分も含む悪臭に対しては細孔径
の大きいフォージャサイト型、Ｌ型等が好適に使用され
る。

臭気成分に対する反応性はそれぞれの金属イオンで差違
が認められ、アンモニア、アミン類等の塩基性の臭気に
対してはＭｎ、Ｆｅ５Ｃｏ、Ｎｉ。

ＣｕＸＺｎ、ＡＩ、Ｓｎ、Ｃａ及びＭｇ等の金属イオン
で交換した金属イオン交換ゼオライトか有効に作用する
。また、硫化水素、メルカプタン類等の酸性の臭気に対
してはＦｅ　　Ｎｉ　　Ｃｕ及びＺ　ｎ　Ｚ’ｉ″の金
属イオンで交換した金属イオン交換ゼオライトか好適で
ある。

臭気成分の吸着量は、おもに金属イオンの交換率によっ
てきまる。すなわち、金属イオンの倉荷量か増すに従い
、臭気成分の吸着量は増加する。

しかし、ゼオライトのイオン交換容量の８０％以」二を
金属イオンで交換した場合、金属イオン１モル当りに吸
イコされる臭気成分のモル数は低下する傾向にあり好ま
しくない。

一般に悪臭と呼ばれるものは、悪臭の原因となる臭気成
分を明確に示すことは難しく、塩基性及び酸性の臭気成
分と分子径の大きい臭気成分を含んでいると考えられる
。従って、この様な悪臭に対しては、細孔径の大きいフ
ォージャサイト型、Ｌ型等のゼオライトをＦｅ、Ｎｉ、
Ｃｕ及びＺｎ等の金属イオンでイオン交換した金属イオ
ン交換ゼオライトが脱臭剤として好適に使用される。

金属イオン交換ゼオライトを脱臭剤として使用する場合
は、特にゼオライト結晶中の水分を除いた状態にする必
要はなく、含水状態のまま脱臭剤として好適に使用でき
る。すなわち、金属イオン交換ゼオライト中の水分或は
悪臭ガス中の水分は金属イオン交換ゼオライトの脱臭性
能を損なわない。したかって、悪臭ガスに対して脱水等
の特別な前処Ｊψ操作を行うことなく手軽に脱臭剤とし
て使用できる。

また、金属イオン交換ゼオライトは白色または淡色の物
質であり、その取扱いに際して不潔感或は嫌悪感を伴わ
ない。このことは家庭用あるいは汎用の脱臭剤として重
要な特性である。これまで脱臭剤としてはおもに活性炭
が使用されてきた。

話性炭は周知のごとく黒色であり、その外観は不潔感あ
るいは嫌悪感を伴う、そのために直接我々の目にふれる
場所に設置し、使用することはためられれていた。さら
には、取扱いに際しても衣服を〆ηずなど、その取扱い
に特別な注意を払わなければならなかった。金属イオン
交換ゼオライトを脱臭剤として使用すれば、その取扱い
に際してかような注意を払う必要はない。

［発明の効！１］ この発明は、以上述べたように、金属イオン交換ゼオラ
イトを脱臭剤として使用するものである。

金属イオン交換ゼオライト中の金属イオンは悪臭物質に
たいして特異的に作用し、悪臭物質を含むガス中から悪
臭物質のみを効率的に捕捉し、無臭化する。−旦捕捉さ
れた悪臭物質は容易に脱離せず、金属イオン交換ゼオラ
イト中に固定化される。

このため他の脱臭剤にない強力な脱臭性能を示す。

また、脱臭剤は白色または淡色であるために、その取扱
いに際して不潔感或は嫌悪感をもよおすことかなく、取
扱いがきわめて容易である。さらに、金属イオンの種類
を選択することによって、悪臭物質の捕捉量の増加とと
もに暗色に変化させることかできる。その結果、脱臭剤
自体がインジケーターとなり、脱臭剤の能力低下を示し
、その取り替え時期を知ることができる。

さらに、悪臭ガス中に水分が含まれた状態でもその性能
を発揮する。

そして、金属イオンはゼオライト中に安定に保持されて
いるために周囲の環境を金属イオンで〆９染することか
ない。

［実施例］ 以下に、この発明の具体例を示す。これらに使用したゼ
オライトは、以下のとおりである。

Ｎａ−Ａは人工的に合成したすトリウムＹ型ゼオライト
である。ＣＬＩ−ＡＸＺｎ−ＡはＮａ−Ａを硫酸銅、硫
酸亜鉛でイオン交換したものである。

Ｎａ−Ｙは人工的に合成したすトリウムＹ型ゼオライト
である。Ｃｕ−ＹＸＮｉ　−ＹＳＺｎ−ＹはＮａ−Ｙを
硫酸銅、硫酸ニッケル、硫酸亜鉛でイオン交換したもの
である。

Ｎａ−Ｍは人］−的に合成したすトリウムモルデナイト Ｚｎ−ＭはＮａ−Ｍを硫酸銅、硫酸ニッケル、硫酸亜鉛
でイオン交換したものである。

くゼオライトの金属イオン交換〉 Ａ型、Ｙ型、モルデナイト型のゼオライトは純水を加え
、固形分濃度２０％のスラリーとした。

このスラリーに硫酸銅、硫酸ニッケル、硫酸亜鉛を添加
し、室温で３０間分混合することによって、］］ ゼオライトの金属イオン交換を行った。このスラリーを
濾過し、硫酸イオンが検出されなくなるまで水洗し、１
００℃で数時間乾燥を行い、さらに相対湿度８０％の雰
囲気下で一晩放置することによって水和状態の金属イオ
ン交換ゼオライトを得た。

〔実施例１〜２〕　〔比較例１〜２〕 表］に示す各種ゼオライＩ・約４０ｍｇのサンプルを、
脱脂綿あるいは石英ウールを支持体とした内径５　ｍ　
ｍのガラス管に充填後、０．１ｍｇの精度でサンプル量
を秤量した。５００ｐｐｍ　（容積比）の硫化水素を含
む空気を、常温、ガス流速５０ｃｃ／分て、サンプルを
充填したガラス管に流通させ、吸着管出口での硫化水素
の濃度を検知管法により／Ｉｌｌｌ定した。そして、検
知管によって硫化水素か検知されるまでに流通したガス
毒よりゼオライｉ・に吸容された硫化水素の吸着２７（
ｍｇ／ｇ）を求めた。このとき使用した硫化水素用検知
管の検出下限界は０．２５ｐｐｍであった。

表１に脱臭剤として使用したゼオライトの種類、］２ 原子吸光光度法により求めたＳ　ｉ　０　２　／　Ａ　
ｌ　２０、モル比、金属含有量、含水率および上記の方
法でｉｉｌｌ＋定した硫化水素の吸着量を示す。

〔実施例３〜９〕　〔比較例３〜５〕 ゼオライ）・にり・１するアンモニアの吸′４量を７１
＋＋＋定した。５００ｐｐｍのアンモニアを含む空気を
使用した以外は実施例１〜２と同様な方法でアンモニア
の吸着量を４１１定した。その結果を表２に示す。

このときのアンモニア用検知管の検出下限界は０。

５ｐｐｍであった。

〔実施例１０〜］３〕　〔比較例６〜７〕ゼオライトに
対するトリメチルアミンの吸着量を測定した。５００ｐ
ｐｍのトリメチルアミンを含む空気を使用した以外は実
施例Ｘ〜２と同様な方法でトリメチルアミンの吸着量を
ｆｌｌ１１定した。その結果を表３に示す。このときの
トリメチルアミン用検知管の検出下限界は０．５ｐｐｒ
ｎであった。

］−　３ 表１ 吸着剤 セオライト Ｓ　　ｉ　　Ｏ２／　Ａ　　Ｉ　　２ モル比 金属含有量 （ｗｔ％） 含水率 （％） 硫化水素 吸着量 （ｍ　ｇ　／　ｇ　） 実施例 実施例 比較例 比較例 ｕ ｕ ａ ａ １３゜ ６゜ ］　７ 表２ 吸着剤 セオライト 金属含有量 Ｓ　　ｉ　　Ｏ２／　Ａ　　１　２　０３モル比 （ｗｔ　　％） 含水率 （％） アンモニア 吸着量 （ｍ　ｇ　／　ｇ　） 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 比較例 比較例 比較例 ｕ ｕ Ｉ ｉ ｎ ｎ ｎ ａ ａ ａ ５゜ １０゜ ５゜ １０゜ ２゜ ５゜ １０゜ ５゜ １０゜ ］　１ 表３ 吸着剤 セオライト Ｓｉ　　○２／Ａ１　２ モル比 金属含有量 （ｗｔ％） 含水率 （％） トリメチルアミン 吸着量 （ｍｇ／ｇ） 実施例］０ 実施例１１ 実施例１２ 実施例１３ 比較例　６ 比較例　７ ｕ ｕ Ｉ ｎ ａ ａ ５゜ １０゜ ５゜ ５゜ ５゜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゼオライトを金属イオンで交換した脱臭剤。
2. （２）イオン交換に使用する金属イオンがＭｎ、Ｆｅ、
   Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃａ及びＭｇの
   中から選ばれた１種又は２種以上である特許請求の範囲
   第（１）項記載の脱臭剤。