JPH0479959A - 空気清浄化物 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ＮＯｘやＳＯｘや０３ガスやＣＯガス等の有
毒ガスや、ＮＨ，をはじめとする窒素化合物系ガス、Ｈ
２Ｓ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、ＣＯ２ガス等を含有する汚染
空気の浄化力を有する空気浄化材に関する。本発明の空
気浄化材は、例えば脱臭剤として家庭用に、また例えば
燃焼排ガス除去や有害ガスの清浄を目的とした工業用に
用いることができる。

［従来の技術］ 空気中の有害ガスは、各種の燃焼装置やガス洗浄装置や
化学処理装置を用いて、その低減や発生防止が図られて
いる。しかし汚染された空気から。

簡易な設備を用いて、有害ガスを効率よ（除去する方法
は一般化されていない。

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は悪臭の処理に
用いられている。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。

繊維学会誌（繊維と工業）　Ｖｏｌ、４２．Ｎｏ１２（
１９８６）、Ｐ１８〜Ｐ２６ニハ、Ｆｅ（ＩＩ）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
臭力が弱いという問題点がある。また本発明者等の知見
によると、後で述べる如く、この錯体化合物は、脱臭力
が短期間で劣化するという問題点があり、またＮＯｘ、
Ｓｏス、ｃｏ、ｃｏ２等の有害ガスの除去ができない。

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
の金属と共存させた組成物を発明し、先に特願平１−２
８０７７６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
気浄化力の劣化が少い。

［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１−２８０７７６号の組成物と同等のあるいは
更に優れた空気清浄化力を有し、かつより単純な工程で
製造する事ができる、新たな空気清浄化物の提供を課題
としている。

［課題を解決するための手段および作用］本発明の空気
清浄化物は、下記の工程で製造する。

第１工程では、Ｆ　ｅ　ｇ　Ｍ　ｎ　ＨＡ　Ｑｙ　Ｚ　
ｎ　＋　Ｃｒ　＋　Ｃｕから選ばれる１種または２種以
上の金属粉末に、後述するオキシ多塩基酸類を重量比で
０．５〜１０％加え。

水の存在下で、７．５＞ＰＨ＞５．０まで反応を進行さ
せる。金属粉末にオキシ多塩基酸類を重量比で０．５〜
ｌＯ％加え、水の存在下で反応させると、金属粉末がオ
キシ多塩基酸類に溶解して、溶液のＰＨは短時間で２〜
４に上昇する。しかし本発明の第１工程では、更に長時
間保持することにより、あるいは攪拌を加える事により
、あるいは加熱する事により、７．５＞　ＰＨ＞５．０
になるまで１反応を進行させる。尚第１工程では金属粉
末は全量溶解する事がなく、反応生成物を含む溶液と金
属粉末の共存物が得られる。オキシ多塩基酸類の重量比
が０．５％未満では、金属粉末とオキシ多塩基酸類との
反応物の生成量が少ないため、最終成品の空気清浄化力
が小さく、また１０％超では、残存する金属粉末の量が
少ないため、最終成品の空気清浄化力を回復させる回復
力が不十分で空気清浄化物の寿命が短い。第１工程で得
られた、反応生成物を含む溶液と金属粉末の共存物は、
窒素化合物系のガス、○、、ＳＯ，、Ｎｏ２等を除去す
る空気清浄力を有している。しかしＨ２Ｓのような硫黄
化合物系ガス、アセトアルデヒド等を除去する能力が弱
い。本発明では、窒素化合物系のガス、Ｏ３、ＳＯ□、
ＮＯ２を除去すると共に硫黄化合物系ガス。

アセトアルデヒド等も強力に除去する空気清浄化物を得
るために、以下に述べる第２工程を行う。

第２工程では、第１工程で得られた反応生成物を含む溶
液と金属粉末の共存物に塩基を添加する。

添加する塩基としてはＣａ（ＯＨ）、、　ＮａＯＨ，Ｍ
ｇ（ＯＨ）ｚｐＫＯＨ等の一般的な塩基性物質を、その
ま＼あるいは水溶液状で添加する。塩基の添加量は金属
重量の０．２〜２％程度で十分である。この第２工程で
、１４＞ＰＨ＞６．０の空気清浄化力を有する空気清浄
化組成物が得られる。尚第２工程の生成物は金属粉末と
、第１工程および第２工程での反応生成物とを含んだ共
存物である。

特願平１−２８０７７６号には、オキシ多塩基酸類と金
属との反応生成物と金属とを共存せしめた固体の成形品
に、塩基を例えば添着せしめて配した空気清浄力を有す
る組成物が示されている。本発明の第２工程での空気清
浄化組成物は、固体の成形品に塩基を配したものではな
いが、特願平１−２８０７７６号と比べて、同等のある
いは性能が一層安定した空気清浄化力を有している。即
ち第２工程の空気清浄化組成物は、窒素化合物系のガス
、Ｃ１、ＮＯ２、ＮＯ２等を除去する空気清浄化力を有
すると共に、硫黄化合物系ガス、アセトアルデヒド等も
除去する空気清浄化力を有する。尚特願平１−２８０７
７６号の空気清浄化力を有する組成物は、固体の成形品
に塩基を例えば添着する際に、添着作業の変動によって
硫黄化合物系ガス、アセトアルデヒド等を除去する空気
清浄化力に変動があったが、本発明の第２工程の空気清
浄化組成物では、塩基は液状の第１工程の生成物に添加
されるため塩基は均一に分布し、硫黄化合物系ガス、ア
セトアルデヒドガス等を除去する能力に変動が少なく、
常に安定した空気清浄力を発揮する。

また第２工程の空気清浄化組成物は、特願平１−２８０
７７６号と同様に、未反応の金属粉末を含有しているた
めに１例えば短期間に大量の汚染空気を清浄化して空気
清浄力が低下しても、特願平１−２８０７７６号と同様
に、大気中に放置することにより、あるいは加熱・加湿
することにより短時間で空気清浄力が回復して、長期間
に亘って強い空気清浄化力を発揮する。

本発明の請求項（１）では、第２工程の空気清浄化組成
物を必要に応じて結合剤を加えて担持体に塗着しあるい
はそのまＮ乾燥粉末化して空気清浄化物とする。担持体
としては、有機系担持体では例えば三次元に連通孔を有
するウレタンフオーム、発泡ビーズ、不織布、紙状物、
繊維等を用いることができ、また無機系担持体としては
ガラス繊維、不織布、シラスバルーン、ゼオライト等を
用いることができる。

また、そのまＮ乾燥粉末化した空気清浄材は例えば網状
や布状の容器に収納してそのま＼用いる事ができ、また
有機系繊維に混合紡糸したり、結合剤を用いて担持体に
塗着して使用することができる。

本発明の請求項（２）は、前記の第２工程の空気清浄化
組成物を担持体に塗着しあるいはそのまＮ乾燥粉末化し
た後、更に水酸化鉄および／または塩基を添着しあるい
は混合した空気清浄化物である。

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強化したい時に好ましい。又塩基を
更に共存させると、Ｈ２Ｓ−＋Ｈ＋Ｈ８−→２Ｈ”＋Ｓ
−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）。

等とＦｅＳＯ４，ＦｅＣＱ　、　、　ＦｅＣＱ　２等を
例えば等モル比で反応せしめて、生成させた水酸化鉄で
も良い。

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Ｃｏｏ）１基とをもったアスコルビン酸に類
似した酸、あるいはこれ等の２種以上の混合した酸をい
う。ＯＨ基とＣ０ＯＨ基とをもったアスコルビン酸と類
似した酸としては、例えばグルコン酸、クエン酸、酒石
酸、タンニン酸、没食子酸、フタロシアニン等を挙げる
ことができる。

本発明での金属粉末としては、Ｆ　ｅ　ＨＭ　ｎ　ｙ　
Ａ　Ｑ　ｔＺｎｙＣｒ＋Ｃｕの一種又は二種以上の粉末
あるいは合金の粉末を使用することが出来る。又金属粉
末は特に純度の高い必要性はなく、不純物を含んでいて
も空気清浄化の効果は大きく変らない。即ち例えば純鉄
粉の変わりに銑鉄粉、ダライ粉、スラップ等からの回収
鉄粉等を用いても純鉄粉の場合とほとんど変らない空気
清浄化の効果が得られる。

本発明の空気清浄化物が強い空気清浄力を有し、かつ空
気清浄力が回復する理由は空気清浄化物とガスとの化学
反応及び大気中の湿分、酸素による再生効果から出てい
るものであるから、空気清浄化組成物を担持体に担持さ
せる際に、あるいは乾燥粉末化する際に湿潤剤である例
えばＣａＣＱ　２゜ポリリン酸、プロピレングリコール
等を少量添加し空気清浄化物に湿潤性を持たせる事は効
果的な方法である。

既に述べたが、特願平１−２８０７７６号には、Ｆｅ　
、　Ｍｎ　。

Ａｌ、７．ｎ等の金属とオキシ多塩基酸類との反応生成
物と、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａ　Ｑ　、Ｚｎ等の金属とを共存せ
しめた固体成形物を製造し、この固体成形物にあとから
更に塩基を添着して配した、硫黄化合物系のガスやアセ
トアルデヒド等も除去できる性能の、空気清漬方を有す
る組成物が記載されている。

しかし、反応生成物と金属とを共存せしめた固体の成形
物をまず製造し、その後でこの成形物に塩基を添着した
特願平１−２８０７７６号は、製造方法が煩瑣である。

また塩基を固体の成形物に均一に共存せしめる事は難し
い。

金属と溶液状のオキシ多塩基酸類と塩基とを直接反応さ
せて反応生成物を製造し、その後でこの反応生成物を固
体に成形すると、塩基を簡易に且つ均一に共存せしめる
ことができると考えられる。

しかし格別の工夫を行わないで、金属と溶液状のオキシ
多塩基酸類と塩基とを例えば同時に混合して攪拌しても
、脱臭力を有する反応生成物は得られない。

本発明者等は、オキシ多塩基酸類と塩基の添加量や添加
時期を広範囲に研究した結果、本発明をなすに至った。

即ち本発明の第１工程では、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａ　Ｑ　、Ｚ
ｎ、Ｃｒ。

Ｃｕから選ばれる１種または２種以上の金属粉末に、オ
キシ多塩基酸類を重量比で０．５〜１０％加え、７．５
＞　Ｐ）１＞５．０まで反応を進行させる。０．５〜１
０％のオキシ多塩基酸類は金属粉末の全量を反応させる
には不十分な量で、従って反応終了時には未反応の金属
粉末が残存する。また７、５＞ＰＨ＞５．０まで反応を
進行させると、オキシ多塩基酸類の大兄全量が反応に使
用し尽されて、余剰のオキシ多塩基酸類は残存しない。

本発明の第２工程では、第１工程の生成物に塩基を添加
するが、第１工程の生成物が７．５＞ＰＨ＞５．０で略
中性であるために、オキシ多塩基酸類や第１工程の生成
物と塩基との間には活発な反応は認められない。第１工
程で生成した反応生成物と添加した塩基との化学反応は
詳かでないが、塩基を添加しても第１工程で生成した反
応生成物が有する窒素化合物系ガスやＯ，、ＳＯ□、Ｎ
Ｏ□等を清浄化する力はそのまＮ保持されているために
、塩基を添加しても第１工程で生成した反応生成物は大
きな化学変化を受けることなく、そのまＮ保持されてい
ると思われる。第２工程で得られた空気清浄化組成物は
硫黄化合物系ガス、アセトアルデヒド等を除去する能力
を備えるに至るが、これは第２工程で得られた空気清浄
化組成物が１４＞ＰＨ＞６．０であるため、反応の場が
アルカリ性となって硫黄化合物系ガスやアセトアルデヒ
ド等を除去する空気清浄化力が強化された事によると思
われる。

本発明は、金属と液状のオキシ多塩基酸類と塩基とを直
接反応させて反応生成物を製造するため、特願平１−２
８０７７６号の空気清浄力を有する組成物に比べて、塩
基は均一に共存せしめられ、また成形物に後で塩基を添
着させる煩瑣な作業を省略することができる。

［実施例コ 本発明者らは第１表の■に示す金属粉末を、■のオキシ
多塩基酸類で、■の重量比率で、水を少量加え２４時間
攪拌混合して充分に金属とオキシ多塩基酸と酸素とを反
応せしめた。この第１工程終了時の混練物のＰＨは■に
示す通りであった。この混線物に更に■で示す塩基を■
の添加量で添加し、数分間攪拌し、塩基を均等に分散さ
せた。この第２工程終了時のＰＨは■に示す。第２工程
で得られた空気清浄化組成物にセラミゾールバインダー
を添加して、三次元に連通孔を有するウレタンフオーム
に塗着し乾燥し、フィルター状の空気清浄化物を試作し
た。

Ａ２フィルターはＡ□フィルターに更にＦｅ５０４−０
．５モル、Ｃａ（０）（）ｚ　：　１モル／Ｑの水酸化
鉄を含む水溶液をスプレーで吹きつけたものである。尚
フィルターＦは第１工程終了時のＰＨが４．０で、第１
工程の反応が不十分な比較例である。

第１図は、本実施例で用いた試験装置で、４０Ｑの密閉
容器１内に、ＮＨ３ガスあるいはＨ２ＳガスあるいはＳ
Ｏ□ガスを充填し、循環ファン２を回転させて、上記フ
ィルター状の空気清浄化物３中をガスを通過させて、３
０分後宮器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−３扮後のガス濃度ν（初期
ガス爽ワ＞Ｘ１ｏＯこの除去率を、第１表のガス除去率
の３０分後宮に示した。

第１表で、各ガス除去率の４０回後欄は、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内にガスを再度充満して
、フィルター状の空気清浄化物を再度３０分間のガス除
去に使用する繰り返しを４０回行った後、フィルター状
の空気清浄化物を２時間大気中で風乾した後、再度３０
分間の脱臭テストをした時の除去率である。

Ａ２フィルターは、Ａ１フィルターに水酸化鉄が添着し
ているだけ、Ｈ２Ｓ除去能力が強化されている。

Ａ１．Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅは金属の種類、酸の種類を変えた
本発明例であるが、いずれも良好な脱臭性能を有し、ま
た除去率（４０回後）も大きな値であり空気清浄化力の
回復・再生力も大きい事を示している。

フィルターＦは、混線物のＰＨが４．０の酸性に近い組
成物の段階で塩基を添加したので空気清浄化力が小さい
。これは空気清浄化能力のある組成物の生成量が少なく
、あるいは塩基によって分解されてしまったことによる
と想定される。

［発明の効果］ 本発明の空気清浄化物は、反応生成物と金属とを共存せ
しめた固体の成形物を一旦製造し、その後にこの固体の
成形物に塩基を共存せしめた特願平１−２８０７７６号
に記載の空気清浄力を有する組成物に比べて、製造方法
が簡易でありかつ、硫黄化合物、アセトアルデヒド等の
除去力が安定して良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で用いた空気清浄力試験装置の説明図で
ある。 １：密閉容器、　２：＠環ファン、　３：フィルター状
の空気清浄化物、　４：ガス導入口、５：ガスサンプル
採取口、　６：ガス循環の方向。 特許出願人　　新日本製鐵株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕから選ばれ
   る１種または２種以上の金属粉末と、該金属粉末に対し
   て重量比で０．５〜１０％のオキシ多塩基類とを水の存
   在下で、７．５＞ＰＨ＞５．０となるまで反応せしめ、
   次に塩基を加えて１４＞ＰＨ＞６．０に調整した空気清
   浄化組成物を、担持体に塗着し、あるいは乾燥粉末とし
   た事を特徴とする、空気清浄化物
2. （２）Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕから選ばれ
   る１種または２種以上の金属粉末と、該金属粉末に対し
   て重量比で０．５〜１０％のオキシ多塩基酸類とを水の
   存在下で７．５＞ＰＨ＞５．０となるまで反応せしめ、
   次に塩基を加えて１４＞ＰＨ＞６．０に調整した空気清
   浄化組成物を、担持体に塗着しあるいは乾燥粉末とし、
   更に水酸化鉄およびまたは塩基を添着しあるいは混合し
   た事を特徴とする、空気清浄化物
3. （３）オキシ多塩基酸類が、アスコルビン酸、グルコン
   酸、クエン酸、酒石酸、タンニン酸、没食子酸、フタロ
   シアニンから選ばれる１種または２種以上の混合物であ
   る、請求項（１）または（２）に記載の空気清浄化物