JPH0479960A

JPH0479960A - 空気清浄化物

Info

Publication number: JPH0479960A
Application number: JP2195731A
Authority: JP
Inventors: Yozo Takemura; 竹村　洋三; Tamio Noda; 多美夫野田; Tadanobu Komai; 忠信小舞; Akira Asai; 浅井　彰
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-07-24
Filing date: 1990-07-24
Publication date: 1992-03-13
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH0634810B2

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。

［従来の技術］空気中のＮＯｘガスやＳＯｘガスやＯ，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
効率よく除去する空気清浄化物は、−膜化されていない
。

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。

繊維学会誌（繊維と工業）　Ｖｏｌ、４２．Ｎｏ１２（
１９８６）、Ｐ１８〜Ｐ２６には、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る。

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１−２８０７
７６号で特許出願したにの組成物は、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。

［発明が解決するための課題］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の効力を有する新たな組成物で、か
つより単純な方法で製造出来る空気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］本発明ではＦ　ｅ　＋　Ｍ　ｎ　ｔ　Ａ　Ｑ　＋　Ｚ　
ｎ　＋　Ｃｒ　ｒ　Ｃｕの一種又は二種以上の金属と金
属に対してモル比で０．５〜１．０のオキシ多塩基酸類
を水の存在下で反応せしめ、７．５＞ＰＨ＞５．０とし
た金属とオキシ多塩基酸類との反応溶液を形成する。次
にこの反応溶液に塩基を添加して１４＞ＰＨ＞６．０に
調整した空気清浄化組成物溶液を製造する。

金属に対してモル比で０．５〜１．０のオキシ多塩基酸
類を水の存在下で空気中で十分に長時間反応させると、
ＰＨが７前後のほぼ中性に近い金属とオキシ多塩基酸類
と酸素の反応生成物であるコロイド状の反応溶液が得ら
れる。尚金属が過量の場合は未反応金属が底部に沈殿す
る。

本発明では、コロイド状の反応溶液を使用するが、未反
応の沈殿した金属が一部混入しても効果は変らない。

モル比が０．５以下では未反応金属が多くなり、コロイ
ド状反応溶液の生成量が不十分である。モル比が１．０
以上では、長時間反応させてもＰＨが中性状態になりず
らく、好ましくない。このコロイド状反応溶液は窒素化
合物系のガス、０３、ＳＯ□、ＮＯ□等のガスを清浄化
する能力はあるが、硫黄化合物系ガス、アセトアルデヒ
ド等のガスを清浄化する能力が弱い。本発明で塩基の添
加は硫黄化合物系ガス、アセトアルデヒド等のガスの清
浄力を強化するために行う。即ちこの反応溶液に塩基を
添加して１４＜ＰＨ＜６．０に調整すると反応の場がア
ルカリ性となり、硫黄化合物系ガス、アセトアルデヒド
等を清浄化する能力が強化される。塩基を添加する前の
ＰＨが５未満では未だ充分に金属とオキシ多塩基酸類と
酸素の反応生成物が生成していないため、清浄化力が小
さい。本発明では塩基を添加する際の反応溶液は７．５
＞ＰＨ＞５．０で、中性に近いので、反応溶液中の反応
生成物は添加する塩基により大きな化学変化を受けず、
本来の窒素化合物、０３、ＮＯ２、ＮＯ２等を除去する
清浄化能力も充分に保持した空気清浄化組成物溶液が出
来る。

添加する塩基としてはＣａ　（ＯＨ）２．　ＮａＯＨ、
Ｍｇ　（ＯＨ）２゜ＫＯＨ等の一般的な塩基物をそのま
ま、あるいは溶液状で、コロイド状の前記反応溶液に添
加する。

添加量としては金属重量の０．２〜２％あれば充分であ
る。

本発明ではこの空気清浄化組成物溶液をＦｅ。

Ｍｎ、Ａ　Ｑ　、　Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕの一種又は二種以
上の金属質の担持体に担持させて空気清浄化物とする。

金属質の担持体については後述するが、金属質の担持体
に担持させる目的は、空気清浄化組成物溶液の空気清浄
化の寿命を向上させるためであり、還元性金属と共存さ
せることによって、金属の還元力を利用して空気清浄化
組成物の酸化を防止し空気清浄化力の寿命を向上出来る
。

空気清浄化組成物溶液を金属に担持させる方法としては
金属質の担持体を空気清浄化組成物溶液に浸漬して乾燥
することも出来るしあるいは空気清浄化組成物溶液を金
属質の担持体にスプレーして乾燥すること等によっても
得られる。

本発明で担持体として使用する金属は、粉末状のものが
反応上好ましいが、その他線状、板状等のものでもよい
。又金属の組成としては純度が高い必要性は特になく、
例えば純鉄粉でもよいしまた純鉄粉の替わりに銑鉄粉、
ダライ粉、回収鉄粉等を使用しても同等の効果が得られ
る。

本発明の空気清浄化物は特願平１−２８０７７６号に比
較して、コロイド状の反応溶液に直接塩基を添加混合し
た空気清浄化組成物溶液を用いるため、後で成形物に塩
基を配する面倒な製造工程が省略出来、且つ空気清浄化
物の全体に塩基が均等に分配されるので安定した良好な
空気清浄化性能を発揮する。

本発明の請求項（２）は、前記の空気清浄化物に更に水
酸化鉄および又は塩基を添着又は混合した空気清浄化物
である。

水酸化鉄は硫黄化合物系のガスの分解触媒となるので、
特に硫化物系ガスの脱臭力を強化したい時に好ましい。

又塩基を添着または混合させるとＨ，５−）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、またアルカリ溶液例えばＮａＯＨ
。

Ｃａ（ＯＨ）２ｔＭｇ（ＯＨ）ｚ等とＦｅＳＯ４，Ｆｅ
ＣＱ　２等と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。

本発明の金属と空気清浄化組成物との共存物があるいは
更に水酸化鉄、塩基との共存物が、空気清浄化効果が大
きい事は、これらの共存物とガスとの化学反応から、ま
た大気中の湿分、酸素による再生効果から出ているもの
であるから、金属に空気清浄化組成物溶液を担持させる
際に、あるいは更に水酸化鉄・塩基を添着させる際に、
例えば湿潤剤であるＣａＣＱ　２、ポリリン酸、プロピ
レングリコール等を少量添加して、組成物に湿潤性を持
たせる事は、効果的な方法である。

本発明でオキシ多塩基類とは、アスコルビン酸あるいは
ＯＨ基とＣ００）］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Ｃｏｏｌ−１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。

本発明の請求項（４）では金属質の担持体として、Ｆｅ
、Ｍｎ、Ａ　Ｑ’、　Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕの１又は２以上
の金属粉末の成形体又は焼結体を担持体として使用する
。

金属粉末を成形した担持体は、金属粉末をバインダーと
共に混練し、この混線物を、例えば押出成形や圧延成形
によってハニカム状物、柱状チップ、中空状物に成形す
ることによって得られる。

又焼結体としては金属粉末をウレタンフオーム、発泡ビ
ーズ等に塗着して無酸化雰囲気で焼結すると、ウレタン
フオームや発泡ビーズは熱分解して焼失し、多孔質の焼
結金属の担持体となる。

本発明の請求項（５）では金属質の担持体として無機質
あるいは有機質の基材にＦｅ、Ｍｎ、Ａ　Ｑ　、　Ｚｎ
。

Ｃｒ、Ｃｕの一種又は二種以上をメッキ又は溶射した金
属質の担持体を使用する。有機質の基材としては、有機
高分子系の三次元多孔体、発泡ビーズ、不織布、布、フ
ィルム等があり、無機質基材としてはシラスバルーン、
ゼオライト、ガラス繊維、布、不織布、紙、フィルター
等がある。これら基材を用いてメッキ法で金属質の担持
体を製造するには無電解メッキあるいは無電解と電解メ
ッキの組合せで容易に実施出来る。又溶射する場合は例
えばパンメタルエンジニアリング社の低温溶射法が実施
出来る。例えばアクリル系不織布（１００ｍｍ　Ｘ１０
０ｍｍ　Ｘ　１０ｍｍ）に低温溶射器を使用し２ｍｍφ
のＺｎ線を溶融溶射した所、不織布の厚み方向において
もほぼ均等に、不織布を構成しているアクリル繊維上に
２０ｇのＺｎを溶着させることが出来た。

本発明の請求項（６）では金属質の担持体としてＦｅ、
Ｍｎ、Ａ　Ｑ　、　Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕの一つ又は二つ以
上の金属粉末を接着剤で有機質あるいは無機質の基材に
配した担持体を使用する。

金属粉末としては、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａ　Ｑ　、　Ｚｎ、Ｃ
ｒ、Ｃｕの金属粉末でもあるいはこれらの金属の合金粉
末でよい。又純度の高い必要性はないので金属精錬時に
発生するこれらの金属を含むダスト等も充分利用出来る
。

接着剤としては水ガラス、セラミゾール、ＣＭＣ１ＰＶ
Ａ、メチルセルローズ等を使用すると便利である。

基材としては有機質あるいは無機質の各種の形状物、例
えば前述した三次元多孔体、発泡ビーズ。

布状物、繊維状物等が使用出来る。

［作用］特願平１−２８０７７６号に記載されているが、Ｆｅ。

Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ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
共存せしめた固体の成形物を作成し、この固体の成形物
を製造したあとから更にこの固体の成形物に塩基を添着
して配すると、窒素化合物、Ｏ，、ＳＯ□。

ＮＯ２を除去すると共に硫黄化合物系のガス等も除去す
る力が強い空気清浄化材が得られる。

しかし、反応生成物と金属とを共存せしめた固体の成形
物を一旦製造し、その後でこの成形物に塩基を添着する
特願平１−２８０７７６号は、製造方法が煩瑣であり、
また塩基を充分に均一に共存せしめる事は難しい。

金属とオキシ多塩基酸類の溶液と塩基とを直接反応させ
て反応生成物を製造し、その後これを固体に成形するこ
とが考えられる。しかし格別の工夫を行わないで、金属
とオキシ多塩基酸類の溶液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の溶液と塩基の添加時期
や配合割合を広範囲に研究した結果、本発明をなすに至
った。

即ち本発明の空気清浄化組成物溶液は、先ず金属に、金
属に対してモル比で０．５〜１．０の量のオキシ多塩基
酸類を水と共に加えて長時間反応させる。この反応は溶
液のＰＨが５．０〜７．５に達するまで行う。しかる後
に塩基性溶液を加えてＰＨを６．０〜１４に調整する。

本発明の空気清浄化物はこのＰＨが６．０〜１４の空気
清浄化組成物溶液を金属の担持体に担持させて製造する
。

金属とオキシ多塩基酸類をＰＨ５，０〜７．５に達する
まで反応せしめると、オキシ多塩基酸類は反応に使用し
尽くされているため、その後で塩基溶液を添加しても、
オキシ多塩基酸類と塩基溶液とが活発に反応する事がな
い。また金属とオキシ多塩基酸類との反応で既に形成さ
れている反応生成物はアンモニア等に対する強い脱臭性
能は保持したまＮの状態で保たれる。

特願平１−２８０７７６号の塩基を添着した空気清浄力
を有する組成物では、塩基をあとで添着する際の作業変
動によって硫黄化合物の除去性能にも変動があったが、
本発明の空気清浄化物は、塩基を反応溶液に添加するた
め塩基の分配は均一であり、硫黄化合物を常に安定した
性能で除去することができる。また本発明の空気清浄化
物は、特願平１−２８０７７６号の塩基を添着した空気
清浄力を有する組成物よりも、簡易なプロセスで製造す
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■に示すオキ
シ多塩基酸とともにＩＱの水で、■に示すオキシ多塩基
酸と金属のモル比で■に示す時間をかけて混合攪拌し、
充分に金属とオキシ多塩基酸と酸素とを反応させた所、
■に示すＰＨの反応溶液が得られた。その反応溶液に■
に示す塩基を■に示す量添加し攪拌した所、■に示すＰ
Ｈのコロイド状の空気清浄化組成物溶液が出来た。この
コロイド状の空気清浄化組成物溶液に、三次元連通孔を
有するウレタンフオームに銑鉄粉を接着剤で塗第表着した担持体を浸漬し、１分後に引き上げ、乾燥し［相
］に示すＡ□〜Ｇ□の、フィルター状の空気清浄化物を
試作した。

尚Ａ２フィルターはＡ１フィルターに、更にＦｅＣＱ　
３（０，５Ｍ）、Ｃａ　（ＯＨ）ｚ　（Ｉ　Ｍ）／　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。またフィルターＧ１は反応溶液のＰＨが５未満の
比較例である。

各空気清浄化物は下記の方法で空気清浄化力を試験した
が、その結果を第１表に示した。

第１図は、本実施例で用いた空気清浄他力試験装置で、
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空気清浄化物３中をガスを通
過させて、３０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紛後のガスＭ）／（初期
ガスｌ１ｌＪｊ））Ｘ１００この除去率を、第１表の除
去率（３０分後）ＩＩに示した。また第１表で、各ガス
の除去率（４０回後）は、フィルター状の空気清浄化物
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、フィルターを２時間大
気中で風乾した後、再度３０分間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
いる分だけＨ２Ｓの除去能力が強化されている。

Ｂ□〜Ｆ１フィルターは金属粉末の種類、オキシ多塩基
酸の種類を代えたものであるが、いずれも良好な空気清
浄化力を有し、また空気清浄化力の再生能力も十分であ
った。

フィルター０１は反応液のＰＨが３．５の酸性に近い組
成物の段階で塩基を添加したので、空気清浄化力が他に
比べて小さい。これは脱臭能力のある組成物が塩基によ
って分解されてしまったものと想定される。

［実施例２］第１表のＡ□のコロイド状の空気清浄化組成物溶液中に
第２表に■〜■で示す金属を含む担持体を１分間浸漬し
た後乾燥して本発明の空気清浄化物を作成した。この空
気清浄化物を実施例１と同様の方法で、空気清浄化力の
実験に供した所、第２表に示す如くすべての空気清浄化
物は良好な脱臭性能及び再生効果を示した。

［発明の効果コ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、その後でこの固体の
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他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。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕから選ばれ
る１種または２種以上の金属と、該金属に対してモル比
で０．５〜１．０のオキシ多塩基酸類とを水の存在下で
反応せしめて、７．５＞ＰＨ＞５．０の金属とオキシ多
塩基酸類との反応溶液を製造し、該反応溶液に塩基を添
加して１４＞ＰＨ＞６．０の空気清浄化組成物溶液とし
、該空気清浄化組成物溶液を、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ
、Ｃｒ、Ｃｕから選ばれる１種または２種以上の金属質
の担持体に担持させた事を特徴とする、空気清浄化物。
（２）Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕから選ばれ
る１種または２種以上の金属と、該金属に対してモル比
で０．５〜１．０のオキシ多塩基酸類とを水の存在下で
反応せしめて、７．５＞ＰＨ＞５．０の金属とオキシ多
塩基酸類との反応溶液を製造し、該反応溶液に塩基を添
加して１４＞ＰＨ＞６．０の空気清浄化組成物溶液とし
、該空気清浄化組成物溶液を、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ
、Ｃｒ、Ｃｕから選ばれる１種または２種以上の金属質
の担持体に担持させ、更に水酸化鉄および／または塩基
を添着させた事を特徴とする空気清浄化物。
（３）オキシ多塩基酸類が、アスコルビン酸、クエン酸
、グルコン酸、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または２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。
（４）金属質の担持体が、金属粉末を成形した担持体で
あり、あるいは焼結した金属の担持体である、請求項（
１）または（２）または（３）に記載の、空気清浄化物
。
（５）金属質の担持体が、有機質基材または無機質基材
に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕから選ばれる
１種または２種以上の金属をメッキした担持体であり、
あるいは有機質基材または無機質基材に、Ｆｅ、Ｍｎ、
Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕから選ばれる１種または２種以
上を溶射した担持体である、請求項（１）または（２）
または（３）に記載の空気清浄化物。
（６）金属質の担持体が、有機質基材または無機質基材
に、Ｆｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｃｕから選ばれる
１種または２種以上の金属の粉末を接着剤で塗着せしめ
た担持体である、請求項（１）または（２）または（３
）に記載の空気清浄化物。