JPH04219136A - 空気清浄力を有する組成物およびその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＮＯｘやＳＯｘやＯ３
ガス等の有害ガスや、ＮＨ３をはじめとする窒素化合物
系ガス、Ｈ２Ｓをはじめとする硫黄化合物系ガス、アセ
トアルデヒドをはじめとするカルボキシル基系ガス、酢
酸をはじめとするカルボン酸系ガス等を含有する汚染空
気を清浄化する、空気清浄材として、あるいは燃焼排ガ
ス、有毒ガスの清浄材として使用する事ができる組成物
に関する。また本発明の組成物は、食品鮮度保持剤とし
ても使用することができる。

【０００２】

【従来の技術】空気中のＮＯｘガスやＳＯｘガスやＯ３
ガスは、呼吸器疾患を起こすために低減することが望ま
しく、発生を防止しあるいは低減するための各種の燃焼
装置やガス洗浄装置や化学処理装置が用いられている。 しかし汚染された空気から、簡易な設備を用いて、これ
等の有毒ガスを効率よく除去する方法は、一般化されて
いない。

【０００３】空気中の窒素化合物系ガスや硫黄化合物系
ガスは悪臭を伴うため、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や、臭気ガスを化学反応させ
る化学法で、悪臭の処理が行なわれている。しかし従来
の脱臭剤は、脱臭力が短期間で劣化するという問題点が
ある。

【０００４】繊維学会誌（繊維と工業）　Ｖｏｌ．４２
，Ｎｏ１２（１９８６），Ｐ１８〜Ｐ２６には、Ｆｅ（
第１鉄）化合物とアスコルビン酸とを溶液状態で反応さ
せて得られた錯体化合物が、窒素化合物系臭気ガスに対
して脱臭力を有することが述べられている。しかし本発
明者等の知見では、この錯体化合物は、硫黄化合物系臭
気ガスに対する脱臭力が弱く、また窒素化合物系臭気ガ
スは錯体化合物に吸着して脱臭されるが、吸着量に限度
があるため、脱臭力が短期間で劣化するという問題点が
あり、アンモニア以外のガスは取りづらい。更にこの錯
体化合物はＦｅ化合物として、ＦｅＳＯ４，ＦｅＣｌ２
，Ｆｅ（ＮＯ３）２等の化合物を使用するので高価なも
のとなる。

【０００５】本発明者等は、鉄、マンガン等の金属にア
スコルビン酸等を接触させて、反応生成物を未反応の鉄
、マンガン等と共存させた組成物を発明し、先に特願平
１−２８０７７６号で特許出願した。この組成物は、安
価に簡易に製造できるし、また長期間に亘って使用して
も、空気清浄力が劣化し難い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は特願平１
−２８０７７６号の組成物を更に広範囲に研究して本発
明をなすに至った。即ち本発明は、特願平１−２８０７
７６号の組成物と同等のあるいは更に優れた空気清浄の
効力を有する新たな組成物と、空気清浄力を有する組成
物の新たな製造方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明においては、鉄、
マンガン、クロム、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、バ
ナジウム、コバルトから選ばれる１または２以上の金属
を、オキシ多塩基酸類から選ばれる１または２以上の酸
に溶解して反応生成物を製造する。金属は、通常の量の
不純物を含有した品位のもので十分であり、また２種以
上の金属の混合物や合金であってもよい。

【０００８】本発明でオキシ多塩基酸類とは、アスコル
ビン酸あるいはＯＨ基とＣＯＯＨ基とをもったアスコル
ビン酸に類似した酸をいう。ＯＨ基とＣＯＯＨ基をもっ
たアスコルビン酸に類似した酸としては、例えばクエン
酸、酒石酸、グルコン酸、タンニン酸、没食子酸等を挙
げることができる。このオキシ多塩基酸類等も、不純物
を含有した品位のもので十分であり、またオキシ多塩基
酸類等を含有する天然物、例えば果汁等も本発明のオキ
シ多塩基酸類として使用することができる。

【０００９】また本発明で反応生成物は、反応生成物以
外に未反応の金属やオキシ多塩基酸類等を含有するもの
であってもよい。反応生成物は通常、金属をオキシ多塩
基酸類等に添加して溶解する。この際未反応の金属やオ
キシ多塩基酸類等が溶液中に残存するが、本発明では溶
液と沈殿物を一括して反応生成物として用いることがで
きる。

【００１０】本発明においては、前記の反応生成物を、
鉄、マンガン、クロム、ニッケル、亜鉛、アルミニウム
、銅、バナジウム、コバルトから選ばれる１または２上
の金属を含む担持体に担持させる。金属を含む担持体と
は、金属そのものであってもよいし、金属と非金属とで
構成された担持体であってもよい。金属そのものの担持
体としては、金属の粉、粒、あるいは金属塑性加工品、
あるいは箔、細線、網、金属メッキ、金属溶射体あるい
は焼結体、あるいは多孔質焼結体等を指すが、特にその
形態を限定するものではない。また金属と非金属とで構
成された担持体としては、金属の粉粒物と非金属の粉粒
物との混合物、金属の粉粒物を非金属で結合した物、非
金属の表面を金属で被覆した例えばメッキ体や溶射体あ
るいは金属と非金属で形成したハニカムや不織布等を指
すが、金属と非金属の結合手段やその形状は特に限定す
るものではない。

【００１１】空気清浄力を有する組成物で、担持体とな
る金属は、反応生成物を製造するのに用いた金属と同じ
であってもよいし、異なる種類の金属であってもよい。 即ち例えばマンガンをアスコルビン酸に溶解して反応生
成物を製造し、この反応生成物を例えばアルミニウムの
担持体に担持させた組成物は、本発明の請求項１の組成
物である。

【００１２】本発明で、反応生成物を担持体に担持させ
るに際しては、例えば溶液状態の反応生成物に担持体を
浸漬して、担持体の表面に反応生成物を塗着させてもよ
いし、また溶液状態の反応生成物に接着剤を混合しこれ
を担持体の表面に塗着させてもよい。また例えば溶液状
態の反応生成物を、加熱あるいは真空処理により脱水し
て粉状の反応生成物とし、この粉状の反応生成物に例え
ばラテックス等の有機バインダーの接着剤を混合し担持
体の表面に塗着させてもよい。反応生成物を塗着した担
持体は必要に応じて乾燥し、本発明の組成物とする。本
発明で、担持させる反応生成物の量は特に限定するもの
ではないが、本発明者等の知見によると、担持体に含ま
れている金属１００ｇｒに対して、乾燥状態で０．５〜
２０ｇｒの反応生成物を担持させると、長期間に亘って
強い空気清浄力を有する組成物が得られる。

【００１３】更に前記組成物に、塩基を配すると、特に
硫化物系の脱臭性能が改善される。塩基としてはＣａ（
ＯＨ）２，ＮａＯＨ，Ｍｇ（ＯＨ）２，ＫＯＨ等の一般
的塩基性物質をそのまゝ用いることができるし、ＣａＣ
ｌ２，ＭｇＯ，ＭｇＣｌ２を水和させたものを用いても
よい。これ等の塩基は、有機性溶剤に混じて吹きつけた
り、アルカリ性有機バインダー例えば酢酸ビニール樹脂
と共に吹きつけたりして配することができる。

【００１４】また、水酸化鉄は硫化物系ガスの分解触媒
となるので、特に硫化物系ガスの脱臭を更に強化したい
時に好ましい。また塩基を更に共存させると、Ｈ２Ｓ→
Ｈ＋＋ＨＳ−→２Ｈ＋＋Ｓ２−の分解反応が進みやすく
、更に好ましい結果が得られる。水酸化鉄としては、市
販されているＦｅ（ＯＨ）２，Ｆｅ（ＯＨ）３でもよく
、あるいはアルカリ溶液例えばＮａＯＨ，Ｃａ（ＯＨ）
２，Ｍｇ（ＯＨ）２等とＦｅＳＯ４，ＦｅＣｌ３，Ｆｅ
Ｃｌ２等を混合し反応せしめて生成させた水酸化鉄でも
良い。

【００１５】硫化物はメチルメルカプタン、２硫化メチ
ルの吸収分解作用を向上させる。硫化物を組成物に配し
て組成物に含有させる方法としては、ＦｅＳ，ＭｎＳ，
ＺｎＳ，Ｎａ２Ｓ等の硫化物粉末を組成物に添加しても
よく、又組成物または空気清浄化シートをＨ２Ｓガス雰
囲気においてＨ２Ｓを吸収させ、組成物中に硫化物とし
て析出させることも出来る。硫化物は微細なほどその効
果が大きく、Ｈ２Ｓガスを組成物に吸着させる方法が最
も効果が大きい。

【００１６】

【作用】例えば未反応の鉄と、鉄とアスコルビン酸の反
応生成物とを共存させると、脱臭性能を有する組成物が
得られる。また未反応のマンガンと、マンガンとアスコ
コルビン酸の反応生成物とを共存させると、鉄の場合よ
りも強い脱臭性能を有する組成物が得られる。本発明者
等は、未反応の鉄と、マンガンとアスコルビン酸の反応
生成物とを共存させた組成物を製造して、その脱臭性能
を調べた。その結果この組成物は、未反応のマンガンと
、マンガンとアスコルビン酸の反応生成物とを共存させ
た組成物と同様な、鉄のみの場合よりも強い脱臭性能を
有することを知得した。

【００１７】本発明者等は、鉄、マンガン、クロム、ニ
ッケル、亜鉛、アルミニウム、銅、バナジウム、コバル
トをそれぞれ１ｇ原子に対して、アスコルビン酸０．５
モル〜３モルの割合で溶解して反応生成物を製造し、こ
の反応生成物を、鉄、マンガン、クロム、ニッケル、亜
鉛、アルミニウム、銅、バナジウム、コバルトから選ば
れる一の金属でかつ反応生成物の製造に用いた金属とは
異なる種類の金属に担持させ、その脱臭性能を調査した
が、脱臭性能は反応生成物を製造する際に用いた金属の
種類に大きく影響され、担持体となる金属の種類が変っ
ても大気中で還元力のある金属であれば脱臭性能はさほ
ど変化しない事を知得して本発明をなすに至った。

【００１８】また本発明者等は、反応生成物自体も脱臭
性能を有するが、金属と共存させないで、単独ではある
いは非金属に担持させた場合では、短期間の使用で脱臭
性能が劣化する事、また反応生成物を同種類のあるいは
異なる種類の前記の金属に担持させると、長期間に亘っ
て脱臭性能を発揮することを知得した。即ち反応生成物
を金属に担持させた組成物は、多量の臭気ガスを処理す
ると脱臭力が低下するが、脱臭力が低下した該組成物を
大気中に放置し、あるいは加熱・加湿すると、金属と反
応生成物が反応して脱臭力が回復し、脱臭力の強い組成
物に再生される。

【００１９】本発明者等はまた、金属に多量の反応生成
物を担持させた組成物は、多量の臭気ガスを処理しても
脱臭力の低下が小さく、従って長期間に亘って脱臭力の
低下が小さいが、金属に担持させた反応生成物の量が少
ない組成物は、少量の臭気ガスの処理で脱臭力が低下す
る事を知得した。尚既に述べた如く、脱臭力が低下した
組成物は、何れの場合も大気中に放置し、あるいは加熱
・加湿すると脱臭力は回復する。しかし金属に担持させ
た反応生成物の量が少ない組成物は短期間で脱臭力が低
下するため、大気中の放置や加熱・加湿を頻繁に行なう
必要がある。

【００２０】金属に反応生成物を担持させる方法として
、金属にオキシ多塩基酸類の水溶液をふりかけ、あるい
は金属をオキシ多塩基酸類の水溶液中に浸漬して、金属
の表面に反応生成物を形成させる方法が考えられる。 しかしこの方法では、金属に多量の反応生成物を担持さ
せることは難しく、あるいは多量の反応生成物を形成す
るのには長時間の浸漬が必要である。またこの方法では
、反応生成物となる金属と担持体となる金属とは、原則
として同じ種類の金属となる。

【００２１】予め金属を例えばアスコルビン酸等に溶解
し、反応生成物を高濃度に含有する処理液を製造し、金
属にこの処理液をふりかけ、あるいは金属をこの処理液
中に浸漬すると、高濃度の反応生成物を含有する処理液
が金属に塗着されて、短時間の処理で金属に多量の反応
生成物を担持させることができる。表面に微細な凹凸が
多い例えば焼結金属は、反応生成物が金属の表面に機械
的に付着し易く、この方法で多量の反応生成物を担持さ
せることができる。表面が平滑な金属は、反応生成物が
金属の表面に付着し難いが、反応生成物を高濃度に含有
する処理液に更に例えば有機性バインダー等の接着剤を
混合して用いると、多量の反応生成物を容易に担持させ
ることができる。

【００２２】反応生成物を更に多量、金属に担持させた
組成物を製造する際は、反応生成物を高濃度に含有する
処理液を加熱あるいは真空処理して脱水して、反応生成
物の粉末を製造し、これをそのまゝ金属に塗着し、ある
いはこの粉末に例えばラテックス等の接着剤を混合して
金属に塗着して製造する。

【００２３】

【実施例１】本発明者等は、表１の反応生成物欄に示し
た各酸（濃度１モル×１リットル）に各金属の粉末５０
ｇｒを添加し８０℃×１０時間かけて、Ｎｏ１〜Ｎｏ１
８の各種の反応生成物を作成した。担持体は何れも１５
０ｍｍ×１５０ｍｍ×３０ｍｍのステンレス鋼の金網容
器に、直径３ｍｍの中空金属球を３万個充填したもので
ある。表１の担持量は、 担持量＝｛（反応生成物量）／（担持体重量）｝×１０
０である。

【００２４】

【表１】

【００２５】図１は、本実施例で用いた試験装置で、１
ｍ３の密閉容器１内に、ＮＨ３ガスあるいはＨ２Ｓガス
あるいはＳＯ２ガスを充填し、循環ファン２を回転させ
て、上記フィルター状の組成物３中をガスを通過させて
、３０分後容器１内の各ガスの除去率を下記式で算出し
た。 除去率＝｛（初期ガス濃度−３０分後のガス濃度）／（
初期ガス濃度）｝×１００ 表１で、各ガスの除去率（４０回目）は、フィルター状
の組成物を３０分間ガス除去に使用し、次に１時間大気
に放置し、その後で密閉容器１内のガス濃度を表１の＊
２〜＊４の初期濃度に再度設定し、フィルター状の組成
物を再度３０分間のガス除去に使用する繰り返しを４０
回行なった際の４０回目の除去率である。

【００２６】表１でＮｏ１はＮｏ２よりも反応生成物の
担持量が少ないために、３０分後の除去率がＮｏ２より
も小さい。Ｎｏ３，Ｎｏ４は担持体の金属がＮｏ１，Ｎ
ｏ２と異なるが、反応生成物が同じであるため、脱臭性
能はＮｏ１，Ｎｏ２とそれぞれ同等である。Ｎｏ５〜Ｎ
ｏ８は、反応生成物を製造する酸の種類が異なるが、脱
臭性能には大きな相違はみられない。Ｎｏ９〜Ｎｏ１６
は、反応生成物の製造にＣｒ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｃｕ
，Ｖを用いた例であるが、脱臭性能を有する組成物が得
られた。Ｎｏ１７およびＮｏ１８は比較例で、直径が３
ｍｍのアルミナセラミックス球を担持体として用いた例
である。この場合は、何れのガスにおいても空気清浄力
の劣化がいちじるしく、４０回目は空気清浄力を有しな
かった。

【００２７】

【実施例２】粒度が約１０μのマンガン粉末１００ｇを
１モル×１リットルのアスコルビン酸に添加し、８０℃
×１０時間かけて溶解して、マンガンとアスコルビン酸
の反応生成物を高濃度に含有する処理液を作成した。

【００２８】三次元網目状ウレタンフォームの網目状骨
格にベントナイトのスラリーを塗着し乾燥し、その後で
アルミニウムを溶射して、アルミニウムとベントナイト
とウレタンフォームよりなる担持体を作成した。

【００２９】この担持体を上記の処理液に浸漬した後大
気乾燥し、反応生成物をアルミニウムを含む担持体に担
持させた本発明の組成物を製造した。組成物は１５０ｍ
ｍ×１５０ｍｍ×１０ｍｍで、孔径が約３ｍｍの三次元
網目状であった。この組成物を、図１のフィルター３と
して使用し、実施例１で述べたと同様に、３０分後の除
去率と第４０回目の除去率を調査しその結果を表２に示
した。表２で大気循環１時間後除去率は、組成物を４０
回使用後に、密閉容器を空気に入れ変えて、循環ファン
２を１時間回転させて組成物のフィルター３に空気を１
時間通過させ、その後で密閉容器１内に再度ガスを充填
して行なった４１回目のガスの除去率である。

【００３０】表２にみられる如く、この組成物は、ガス
を除去する性能が十分であり、またガス除去性能の再生
力も十分であった。

【００３１】

【表２】

【００３２】

【実施例３】粒度が約２０μで鉄の含有量が約９６％の
銑鉄粉末を、アスコルビン酸０．５モルとグルコン酸０
．５モルを含有する１リットルの溶液に３０ｇ添加して
、５０℃×２４時間かけて溶解し反応生成物を含有する
溶液を作成した。この溶液に更に日本ヘキスト合成（株
）製のラテックスを２０ｃｃ加えて、処理液とした。こ
の処理液に、実施例２に記載した、アルミニウムとベン
トナイトとウレタンフォームよりなる担持体を浸漬し、
反応生成物がアルミニウムを含有する担持体に担持され
ている組成物を作成した。この実施例では、Ｈ２Ｓ系の
ガスやＳＯ２系のガスの除去率を高めるために、Ｃａ（
ＯＨ）２粉とエチルアルコールの混練物を上記の組成物
に更に吹きつけて、図１のフィルター３として使用し、
実施例２と同様にガス除去率を調査した。その結果を表
３に示した。表３にみられる如く、例えばＣａ（ＯＨ）
２粉を吹きつけて、組成物の表面を塩基性にすると、Ｈ
２ＳガスやＳＯ２ガスに対しても、長期間に亘って十分
に高い除去率が得られる。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【実施例４】実施例３で述べた処理液に、実施例２に記
載したアルミニウムとベントナイトとウレタンフォーム
よりなる担持体を浸漬し、反応生成物がアルミニウムを
含有する坦持体に担持されている組成物を作成した。

【００３５】表４で実施例Ａは、この組成物にＣａ（Ｏ
Ｈ）２粉とエチルアルコールの混練物を吹きつけたフィ
ルターである。また表４で実施例Ｂは、この組成物にＣ
ａ（ＯＨ）２：０．４モル／リットル、ＦｅＳＯ４：０
．３モル／リットルの混合溶液を吹きつけて水酸化鉄を
組成物中に生成させ、その後Ｈ２Ｓガスを吸収させ硫化
物を組成物中に生成させたフィルターである。

【００３６】実施例Ａおよび実施例Ｂのフィルターを図
１のフィルターとして用いて、メチルメルカプタンの除
去率を調べた結果を表４に示した。表４にみられる如く
、水酸化鉄と硫化物とを配した実施例Ｂのフィルターは
、メチルメルカプタンの除去率が、実施例Ａのフィルタ
ーよりも大きい。

【００３７】

【表４】

【００３８】

【発明の効果】本発明によると、反応生成物を製造する
金属と異なる種類の金属で担持体を製造できるために、
複雑な形状の担持体を、成形が容易な金属を用いて安価
に製造することができ、従って取扱いが容易な形状の空
気清浄材を簡易に製造できる。

【００３９】本発明によると、多量の反応生成物を担持
した組成物が能率よく製造できるが、この多量の反応生
成物を担持した組成物は、大気中の放置や、加熱・加湿
を頻繁に行なう必要がなく、長期間に亘って安定して高
い空気清浄力を有する。

【図面の簡単な説明】

図１は実施例で用いた、空気清浄力テスト器の説明図で
ある。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄、マンガン、クロム、ニッケル、亜鉛、
   アルミニウム、銅、バナジウム、コバルトから選ばれる
   １又は２以上の金属を、オキシ多塩基酸類から選ばれる
   １または２以上の酸に溶解し、得られた反応生成物を、
   鉄、マンガン、クロム、ニッケル、亜鉛、アルミニウム
   、銅、バナジウム、コバルトから選ばれる１または２以
   上の金属を含む担持体に担持させた組成物であって、酸
   に溶解せしめた金属が担持体に含まれている金属とは異
   なる種類の金属であることを特徴とする、空気清浄力を
   有する組成物。
2. 【請求項２】鉄、マンガン、クロム、ニッケル、亜鉛、
   アルミニウム、銅、バナジウム、コバルトから選ばれる
   １又は２以上の金属を、オキシ多塩基酸類から選ばれる
   １または２以上の酸に溶解し、得られた反応生成物を、
   鉄、マンガン、クロム、ニッケル、亜鉛、アルミニウム
   、銅、バナジウム、コバルトから選ばれる１または２上
   の金属を含む担持体に担持させ、更に塩基を配した組成
   物であって、酸に溶解せしめた金属が担持体に含まれて
   いる金属とは異なる種類の金属であることを特徴とする
   、空気清浄力を有する組成物。
3. 【請求項３】鉄、マンガン、クロム、ニッケル、亜鉛、
   アルミニウム、銅、バナジウム、コバルトから選ばれる
   １又は２以上の金属を、オキシ多塩基酸類から選ばれる
   １または２以上の酸に溶解し、得られた反応生成物を、
   鉄、マンガン、クロム、ニッケル、亜鉛、アルミニウム
   、銅、バナジウム、コバルトから選ばれる１または２上
   の金属を含む担持体に担持させ、更に塩基および／また
   は水酸化鉄および／または硫化物を配した組成物であっ
   て、酸に溶解せしめた金属が担持体に含まれている金属
   とは異なる種類の金属であることを特徴とする、空気清
   浄力を有する組成物。
4. 【請求項４】鉄、マンガン、クロム、ニッケル、亜鉛、
   アルミニウム、銅、バナジウム、コバルトから選ばれる
   １または２以上の金属を、オキシ多塩基酸類から選ばれ
   る１または２以上の酸に溶解し、得られた溶液をそのま
   ゝあるいは接着剤と混合して、鉄、マンガン、クロム、
   ニッケル、亜鉛、アルミニウム、銅、バナジウム、コバ
   ルトから選ばれる１または２以上の金属を含む担持体に
   塗着し、必要に応じて更に塩基を粉末状あるいは有機溶
   媒と共に配することを特徴とする、空気清浄力を有する
   組成物の製造方法。
5. 【請求項５】鉄、マンガン、クロム、ニッケル、亜鉛、
   アルミニウム、銅、バナジウム、コバルトから選ばれる
   １または２以上の金属を、オキシ多塩基酸類から選ばれ
   る１または２以上の酸に溶解し、得られた溶液から水分
   を除去して粉状の反応生成物とし、該粉状の反応生成物
   をそのまゝあるいは接着剤と混合して、鉄、マンガン、
   クロム、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、銅、バナジウ
   ム、コバルトから選ばれる１または２以上の金属を含む
   担持体に担持させ、必要に応じて更に塩基を粉末状ある
   いは有機溶媒と共に配したことを特徴とする、空気清浄
   力を有する組成物の製造方法
6. 【請求項６】鉄、マンガン、クロム、ニッケル、亜鉛、
   アルミニウム、銅、バナジウム、コバルトから選ばれる
   １または２以上の金属を、オキシ多塩基酸類から選ばれ
   る１または２以上の酸に溶解し、得られた溶液から水分
   を除去して粉状の反応生成物とし、該粉状の反応生成物
   をそのまゝあるいは接着剤と混合して、鉄、マンガン、
   クロム、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、銅、バナジウ
   ム、コバルトから選ばれる１または２以上の金属を含む
   担持体に担持させ、必要に応じて更に塩基および／また
   は水酸化鉄および／または硫化物を粉末状あるいは有機
   溶媒と共に配したことを特徴とする、空気清浄力を有す
   る組成物の製造方法