JPH0446616B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ この発明は気相における脱臭や上水、下水、廃
水等の浄化に用いられる臭気成分除去用ゲル状吸
着剤に関する。さらに詳しくは、冷蔵庫、自転
車、トイレ等の閉鎖空間の空気清浄および脱臭を
するため、ならびに上水、下水中の有機成分等を
吸着除去するための臭気成分除去用ゲル状吸着剤
に関する。 近年環境汚染対策や家庭等における脱臭への関
心が高まつており、活性炭に代表される吸着剤の
需要が増大しつつある。活性炭については、冷蔵
庫脱臭剤等の民生用はもとより、工業プロセスや
廃水の高度処理に対して重要な役割を担つている
ことはよく知られている。また最近では上水にお
けるトリハロメタンやその前駆物質の除去への期
待が高まつている。 ［従来の技術］ 従来、家庭用冷蔵庫脱臭剤としては、主に粒状
活性炭が使用されている。また、上・下水処理用
の吸着剤には、粒状および粉末活性炭が使用され
ている。粉末活性炭の場合に、これの飛散防止対
策として凝固あるいは造粒することにより吸着剤
を得る方法がある。例えば特公昭35−11818号公
報および実公昭49−32941号公報にみられるよう
に炭素材料とアルギン酸からなる吸着剤や、特開
昭55−167043号公報にみられるように、キチンの
加水分解生成物および粉末状炭素材料を主成分と
し、キチンの加水分解生成物により粉末状炭素材
料を補足連続して一本化せしめた吸着剤等がその
例として知られている。さらに活性炭に酸あるい
は塩基性物質または金属塩化合物等を添着した吸
着剤もある。 ［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来の粒状活性炭の吸着剤では、吸着速度
が遅く、粉末活性炭の吸着剤は、上下水処理でよ
く用いられるが微粉による作業環境の悪化が問題
となる。粉末活性炭をアルギン酸やキチンの加水
分解生成物をバインダーとして凝固あるいは造粒
した吸着剤は、バインダー成分の影響によつて粉
末活性炭のもつ吸着速度の速さが損われ、十分な
吸着機能を発揮することができない。また、活性
炭はアンモニア等の極性物質の吸着性能が極めて
低いので活性炭を用いた吸着剤は極性物質の吸着
能において十分ではない。 一方、酸や塩基等を添着した活性炭の吸着剤で
は添着量に限度があり吸着容量が制限される。ま
た一般にこの種の吸着剤は、臭気成分に関する選
択吸着性が高く巾広い吸着成分には対応し難い。
さらに粉末状添着炭の場合は、粉末状活性炭は微
粉が発生するため、一般には使用できない等の不
都合がある。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは粉末活性炭の吸着機能を損うこと
なしに、従来の問題点を克服した優れた吸着剤を
開発すべく鋭意検討の結果、高吸水性高分子架橋
体の水性ゲル状物質中に活性炭を分散した吸着剤
がすぐれた吸着能を有するとともに、微粉炭の飛
散が防止されたものとなることを見出し、この発
明を完成した。すなわちこの発明は、吸水、保水
性を有する高吸水性高分子架橋体からなる水性ゲ
ル状物質中に活性炭を分散させてなる高性能の炭
素系臭気成分除去用ゲル状吸着剤を提供するもの
である。 この発明における高吸水性高分子架橋体として
は、高重合度ポリアクリル酸ナトリウムの架橋体
が高吸水性、経済性、安定性、無害性の点で最も
好適である。高重合度ポリアクリル酸ナトリウム
は一般に吸水性樹脂として知られており、アクア
キープ （製鉄化学工業株式会社製）、アクアリ
ツク （日本触媒化学工業株式会社製）、ポイズ
−SA （花王石鹸株式会社製）等の商品名で市
販されている。これらの吸水性樹脂は純水自重の
400〜800倍の高い吸水性および保水性を有してお
り、農業、園芸用土壌の保水性向上剤、農産物、
園芸製品などの鮮度保持剤および乾燥防止剤、工
業用脱水剤、汚泥の脱水凝固剤、建材などの作業
性向上剤、湿度調整剤ならびに増粘剤などとして
利用されている。 また、これらの吸水性樹脂は水に不溶であり、
有機溶剤に対しては、溶解も吸収もしないという
性質を有しており、生分解性についても生化学的
酸素要求量（BOD）13ｇ／Kg程度と小さく、少
量の使用であれば特に支障はない。 さらにこれらの吸水性樹脂は、例えば食品添加
物として認可されている高重合度ポリアクリル酸
ナトリウムの架橋体であり、極めて低毒性である
ことが知られている。 因みに(1)経口急性毒性、(2)亜急性毒性、(3)皮膚
刺激および(4)粘膜刺激に関して特に異状は認めら
れない。 高吸水性高分子の架橋体としては、ポリアクリ
ル酸塩系の架橋体の他に、酢酸ビニル−アクリル
酸エステル共重合物ケン化物、ポリビニルアルコ
ール（PVA）−無水マレイン酸反応物、およびイ
ソブチレン−マレイン酸共重合体の架橋体やポリ
アクリロニトリル系ケン化物、ポリエチレンオキ
シド系およびでんぷん系高吸水性高分子、でんぷ
ん−アクリロニトリル（AN）グラフト重合体ケ
ン化物、でんぷん−アクリル酸グラフト重合物な
らびにカルボキシメチルセルローズ（CMC）の
架橋体等があり、目的用途に応じてこれらのもの
を使用することが可能である。 この発明に用いられる活性炭としては、ヤシ殻
あるいは石炭を乾留、水蒸気賦活して得られる粉
末活性炭が望ましいが、おがくず、もみ殻等木質
系炭素材を塩化亜鉛、水蒸気、炭酸ガス等公知の
賦活方法により活性化した粉末状炭素材料、また
は石油熱分解副生カーボン（オイルカーボン）な
どの活性化粉末炭素材料をも使用することができ
る。 この発明における高吸水性高分子架橋体ゲル化
剤と活性炭との混合割合は、活性炭100重量部に
対し、ゲル化剤0.01〜10重量部が好ましい。さら
に、水については使用目的に応じて任意に添加す
ることができる。 すなわち上・下水処理等の用途に際しては若干
ではあるが科学的酸素要求量（COD）の増加が
懸念されるため、ゲル化剤の使用は必要最小限に
すべきであり、活性炭100重量部に対し0.01〜１
重量部の範囲が望ましい。一方、気相における脱
臭用の用途の場合、上記のような制約はないの
で、活性炭100重量部に対しゲル化剤を0.1〜10重
量部の範囲で使用するのが望ましい。 一般的には、活性炭にゲル化剤を添加した後、
水あるいは溶液を加えて混練するが、配合する水
あるいは溶液の量については、高吸水性高分子架
橋体ゲル化剤重量に対し、100〜1000倍使用する
ことによりペースト状にすることができ、そのま
までも使用できるが、水分量の調節により他の形
状に形成することも可能である。 また、高吸水性高分子架橋体ゲル化剤を分散さ
せた水性水溶液を顆粒器、スプレードライヤー、
パン型造粒機等を用いて活性炭に噴霧する手段等
により、顆粒状、バルク状、粒状等に加工するこ
ともできる。 さらに、ゲル中水分に種々の薬品を添加するこ
とにより巾広い臭気成分の除去に対応しうる。す
なわち、活性炭に難吸着性のアンモニア等に対し
ては、ゲル中水分中に硫酸等の酸性物質を添加す
ることにより吸着性能を飛躍的に向上させること
ができる。また酢酸などに対しては、カセイソー
ダ等の塩基性物質を添加して、吸着性能を向上さ
せることが可能である。 ［作用］ この発明の臭気成分除去用ゲル状吸着剤の各成
分は、夫々つぎのような作用を有する。 (1) 高吸水性高分子架橋体の水性ゲルには、粉末
状物質の凝集作用があり、したがつて粉末活性
炭等に対する飛散防止作用がある。 (2) ポリアクリル酸系架橋体等のゲル化剤は、酸
や塩基性低濃度水溶液に対して100〜400倍程度
の給水および保水作用を有する。 (3) 高吸水性高分子架橋体ゲル化剤は残性水溶液
で修飾されることにより、アンモニア等の塩基
性物質に対する吸収中和作用を有する。 (4) 同様に塩基性水溶液で修飾されたゲル化剤は
酢酸等の酸性物質に対する吸収中和作用を有す
る。 (5) ポリアクリル酸系架橋体ゲル化剤のように、
脂肪酸残基を有するものはそれ自体でもある程
度のアンモニアを除去する作用を有する。 (6) 活性炭は種々の臭気成分を吸着するが特に無
極性ガス（中性ガス）を選択的に吸着する作用
を有する。 (7) 酢酸のような有機性の酸性ガスやトリメチル
アミンのようなアミン系ガスについては、ゲル
化剤に一旦吸収中和された後液相中を移行し、
活性炭に吸着される作用を有する。 以上によりこの発明の臭気成分除去用ゲル状吸
着剤は広範にすぐれた吸着作用を有するのであ
る。 ［実施例］ 実施例 １ 市販粉末ヤシ殻活性炭（キヤタラー工業株式会
社製商品名GA）５ｇ、ゲル化剤としてのポリア
クリル酸ナトリウム架橋体（製鉄化学工業株式会
社製商品名アクアキープ ）0.05ｇおよび水40ｇ
を混練し、ペースト状の臭気成分除去用ゲル状吸
着剤サンプルＡを得た。このサンプルＡにつき、
下記に示す方法でアンモニア吸着試験および酢酸
吸着試験をおこないその結果を第１表および第２
表に示した。 実施例 ２ 実施例１で用いた粉末活性炭５ｇおよびゲル化
剤0.05ｇならびに0.1％硫酸水溶液25ｇを混練し、
臭気成分除去用ゲル状吸着剤サンプルＢを得た。 このサンプルＢにつき、下記に示す方法でアン
モニア吸着試験をおこない、その結果を第１表に
示した。 実施例 ３ 実施例１で用いた粉末活性炭５ｇおよびゲル化
剤0.05ｇならびに0.1％カセイソーダ水溶液25ｇ
を混練し、臭気成分除去用ゲル状吸着剤サンプル
Ｃを得た。 このサンプルＣにつき、下記に示す方法で酢酸
吸着試験をおこない、その結果を第２表に示し
た。 アンモニア吸着試験およびその結果 内容積約５の撹拌機付密閉容器に初濃度
50ppmのアンモニアガスを封入し、底部に上記の
サンプルＡ，Ｂおよび比較サンプルとしてヤシ殻
粉末活性炭５ｇ単独のもの、ゲル化剤としてのポ
リアクリル酸ナトリウム架橋体0.05ｇと水40ｇと
を混練したもの、および希硫酸添着炭（活性炭に
硫酸を５％添着したもの）を置いてそれぞれ２〜
24時間放置してアンモニアの濃度変化を検知管に
て調べ、その結果を第１表に示した。

【表】 酢酸吸着試験およびその結果 上記のアンモニア吸着試験で用いたものと同様
の容器に初濃度50ppmの酢酸を封入し、底部にサ
ンプルＡ，Ｃを置いて24時間放置し、２〜24時間
後の酢酸の濃度変化を検知管を用いて調べた。比
較サンプルとしてヤシ殻炭のみの場合、カセイソ
ーダを添着した活性炭、ゲル化剤としてのポリア
クリル酸ナトリウム架橋体0.05ｇと水40ｇとを混
練したものについてそれぞれ同様の吸着試験を実
施し、その結果を第２表に示した。

【表】

【表】 実施例 ４ 実施例１で用いた粉末活性炭GA0.2ｇ（乾量基
準）に、ゲル化剤としてのポリアクリル酸ナトリ
ウム架橋体を０ｇ、0.002ｇおよび0.006ｇ加えた
各サンプルについてJIS（日本工業規格）K1474に
記載されたメチレンブルー脱色力試験を実施した
ところ、いずれも230ml／ｇ［メチレンブルー
（MB）脱色力］であつた。 本実施例で明らかなようにポリアクリル酸ナト
リウム架橋体ゲル化剤は、添加率１〜３％の範囲
では、粉末活性炭の有する脱色力を全く阻害しな
いことが確認された。 ［発明の効果］ この発明の臭気成分除去用ゲル状吸着剤の効果
を列挙すると次のようになる。 (1) この発明の臭気成分除去用ゲル状吸着剤は、
活性炭、例えば粉末状の活性炭を用いているこ
とから吸着容量が大きくかつ吸着速度が速い。
さらに高吸水性高分子架橋体も粉末活性炭の有
するすぐれた吸着能を損うことなくむしろ向上
させる機能を有する。 (2) この発明の臭気成分除去用ゲル状吸着剤は、
活性炭例えば粉末活性炭に、ゲル化剤の添加さ
れたものであるから、水処理用吸着剤等として
用いた場合、微分炭の飛散を防止することがで
きる。 (3) 活性炭をゲル状にして使用するので、ゲル中
水分に種々の薬品を添加できる。その結果通常
活性炭に対して難吸着性のアンモニアなどにつ
いてはゲル水分を酸性化することによつて吸着
機能向上が可能である。同様に酢酸等の酸性物
質に対してはゲル水分を塩基性化することによ
つて対応しうる。 このようにゲル化剤の修飾が溶易で巾広い臭
気成分の除去が可能となる。 (4) 添着炭に比較して、活性炭重量当たりの酸・
アルカリ等の添加量を増加させることができる
ので、従来の添着炭より吸着容量を向上させる
ことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高吸水性高分子の架橋体からなる水性ゲル状
   物質中に活性炭を分散させてなる臭気成分除去用
   ゲル状吸着剤。