JPH11553A - 脱臭材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アセトアルデヒドおよびホルムアルデヒドの
吸着性能に優れる脱臭材の提供。 【解決手段】 多孔質粘土、シリカゲル、シリカフラワ
ーまたは活性アルミナから選ばれた少なくとも１種の担
体にヒドラジン塩または金属塩ヒドラジン複塩の少なく
とも１種を添着した脱臭剤で、通気性およびハンドリン
グ性を改善し、メチルメルカプタンや有機溶剤等の悪臭
にも優れた脱臭性能を発揮する脱臭材とその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タバコ臭の主成分
であるアセトアルデヒド、アンモニア、或いは病院の病
理検査室、新築家屋で発生するホルムアルデヒドを吸
着、除去する脱臭材およびその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】空気中の悪臭ガスに対しては、従来より
活性炭を用いる吸着法、各種香料を用いるマスキング
法、或いは臭気化合物を化学反応させる化学的方法等に
より臭気の除去や不快感の低減が行われている。しかし
ながら、活性炭を用いる吸着法は、臭気性能が短期間で
劣化するという問題および可燃性のために火災の原因に
なり易い等の問題がある。しかも、活性炭は臭気ガスに
対して万能の吸着性能を有するわけではなく、ホルムア
ルデヒド（ＨＣＨＯ）やアセトアルデヒド（ＣＨ₃ ＣＨ
Ｏ）のような低分子アルデヒド類に対しては脱臭性能が
弱いという問題がある。また、各種香料を用いるマスキ
ング法は、香料自体が新たな不快感を与えるという問題
を抱えている。更に、臭気化合物を化学反応させる化学
的方法においては、例えば、オゾンにより悪臭ガスを酸
化分解する方法もあるが、この方法では過剰なオゾンが
人体に有害であるため新たな問題を引き起こすことにな
る。すなわち、悪臭化合物と反応するオゾン等の化学物
質を化学理論量に合わせて添加したり、また、反応効率
を１００％に導くことが困難なために不要なオゾン等の
化学物質を残存させることになる。このように、従来の
方法においては依然として大きな問題を抱えており、何
れも根本的な解決となり難いのである。

【０００３】特に、アセトアルデヒドやホルムアルデヒ
ドは活性炭でも取れ難く、オゾンでも分解し難い。活性
炭の吸着性能改善の方法としては、例えば、特開昭５６
−５３７４４号公報で提案されているように、活性炭に
化学反応性の高いアニリンを添着させる方法や、また、
特開昭５６−９５３１９号公報で提案されているよう
に、フェニルヒドラジンとアルデヒドを反応させる方法
等の様々な方法が採られてきた。更に、塗装工場や印刷
工場等で発生するトルエン、キシレン等の溶剤の臭気除
去に対しては特開平８−１５５２３９号公報で提案され
ているように、不燃性で通気性がある粘土鉱物として鎖
状珪酸マグネシウムを選定し、成形時の流動性を改善す
るものとしてハロサイトを選び、粉末活性炭と混合成形
した、成形性、強度、脱臭性能および火災の危険性のな
い脱臭材がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らの知見によれば、これら従来の方法には脱臭に使用
される化学反応性物質自体の悪臭が問題になったり、脱
臭に使用される化学物質の活性維持が困難で寿命が短い
等の欠点があり前記問題を根本的に解決するには至って
いないという現状にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、アセトアルデ
ヒドとホルムアルデヒドの吸着性能に優れる脱臭材とそ
の製造方法として吸着剤の通気性、ハンドリング性の良
い構造体への加工方法であり、更に、本発明は、アセト
アルデヒドやホルムアルデヒドの他にメチルメルカプタ
ンや有機溶剤等の悪臭も同時に吸着しうる脱臭材とその
製造方法を提供するものであり、その要旨は以下のとお
りである。 （１）多孔質粘土、シリカゲル、シリカフラワーまたは
活性アルミナから選ばれた少なくとも１種の担体にヒド
ラジン塩または金属塩ヒドラジン複塩の少なくとも１種
を添着した脱臭材。 （２）前記多孔質粘土が、セピオライト、カリオナイ
ト、スメクタイト、イモゴライト、パルゴスカイトの少
なくとも１種からなる鎖状マグネシウムを主成分とする
粘土鉱物である（１）記載の脱臭材。 （３）前記多孔質セラミックが、シリカゲル、シリカフ
ラワーまたは活性アルミナから選ばれた少なくとも１種
からなる（１）記載の脱臭材。 （４）前記ヒドラジン塩が、燐酸塩、硫酸塩、塩酸塩の
何れか１種またはそれらの混合物であり、また、前記金
属塩ヒドラジン複塩が、アルミニウム、マグネシウム、
クロムの何れか１種を含むヒドラジン複塩またはそれら
の混合物である（１）記載の脱臭材。 （５）前記脱臭材の形状が、ハニカム状またはヌードル
状であることを特徴とする（１）〜（４）の何れかに記
載の脱臭材。 （６）多孔質粘土、シリカゲル、シリカフラワーまたは
活性アルミナから選ばれた少なくとも１種の担体にヒド
ラジン塩または金属塩ヒドラジン複塩の少なくとも１種
の水溶液を添加して、混練し、次いで押し出し成形によ
るハニカム成形法またはヌードル成形法により加圧成形
する脱臭材の製造方法。 （７）多孔質粘土とカリオン等の可塑性改善粘土鉱物粉
末との混合物に、ヒドラジン塩または金属塩ヒドラジン
複塩の少なくとも１種の水溶液を添加して、混練し、次
いで加圧成形する脱臭材の製造方法。 （８）多孔質粘土、カリオン等の可塑性改善粘土鉱物粉
末および活性炭粉末または活性炭素繊維の混合物に、ヒ
ドラジン塩または金属塩ヒドラジン複塩の少なくとも１
種の水溶液を添加して、混練し、次いで加圧成形する脱
臭材の製造方法。 （９）多孔質粘土、カリオン等の可塑性改善粘土鉱物粉
末および活性炭粉末または活性炭素繊維の混合物に、ヒ
ドラジン塩または金属塩ヒドラジン複塩の少なくとも１
種の水溶液を添加して、混練し、次いで加圧成形後、１
５０℃以下の温度で乾燥する脱臭材の製造方法。 （１０）前記ヒドラジン塩または金属塩ヒドラジン複塩
のヒドラジン濃度が０．０５〜１．５ｍｏｌ／ｌである
ことを特徴とする（６）〜（９）の何れかに記載の脱臭
材の製造方法。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明者らは、脱アセトアルデヒ
ドと脱ホルムアルデヒドの性能に優れた組成物について
全く新しい観点からの研究が必要でありとの前提に立っ
て広範の研究を進めた。その結果、担体として粘土鉱
物、好ましくは多孔質粘土鉱物、更に好ましくはフラー
ズアースと分類されるリボン型粘土鉱物あるいは多孔質
セラミックを用い、この上にヒドラジン塩または金属塩
ヒドラジン複塩の１種、または、ヒドラジン塩または金
属塩ヒドラジン複塩の混合物を添着することによりヒド
ラジンの大気中での安定性が確保できることを見いだし
た。ここで、粘土鉱物（多孔質粘土鉱物）としては、セ
ピオライト、カリオナイト、スメクタイト、イモゴライ
ト、パルゴスカイトの少なくとも１種からなる鎖状珪酸
マグネシウムを主成分とする粘土鉱物であり、また、多
孔質セラミックとしてはシリカゲル、シリカフラワーま
たは活性アルミナから選ばれた少なくとも１種からなる
ものをいう。更に、前記ヒドラジン塩とは、燐酸塩、硫
酸塩、塩酸塩の何れか１種またはそれらの混合物であ
り、また、前記金属塩ヒドラジン複塩とはアルミニウ
ム、マグネシウム、クロムの何れか１種を含むヒドラジ
ン複塩またはそれらの混合物をいう。

【０００７】アルデヒド基とアミノ基は、化学反応性が
大きいために、アセトアルデヒドやホルムアルデヒドと
ヒドラジンが反応し易いことは一般的に予測される。し
かしながら、ヒドラジンは極めて反応性が大きく、大気
中の酸素、二酸化炭素或いは二酸化硫黄等と反応して水
と窒素に分解してしまうために、数ケ月の寿命が要求さ
れる脱臭材に適用することは困難である。また、ヒドラ
ジンは発癌性の疑いがある物質に指定されているために
取り扱いに注意を要する。

【０００８】先ず、本発明において、人体への影響を防
止する方策としては、ヒドラジンが分離揮発しないよう
な酸性物質との化学結合が考えられる。具体的には、無
機酸と中和反応させるか、酸性の金属塩と複塩を形成さ
せる方法である。そのために、本発明では、燐酸塩、硫
酸塩、塩酸塩の何れか１種またはそれらの混合物をヒド
ラジン塩として用い、更に、アルミニウム、マグネシウ
ム、クロムの何れか１種を含むヒドラジン複塩またはそ
れらの混合物を金属塩ヒドラジン複塩ととして用いてい
る。

【０００９】更に、ヒドラジンの活性を損なわず、かつ
大気中での化学的な安定性を確保する技術が必要とな
る。これに対しては、珪酸を主成分とする粘土鉱物や、
シリカゲル、シリカフラワー、活性アルミナ等の多孔質
セラミックからなる担体に前記ヒドラジン塩或いは金属
塩ヒドラジン複塩を添着することが有効である。前記粘
土鉱物の中では、特にセピオライトのような多孔質粘土
鉱物やシリカゲルがヒドラジンを安定化する性能が大き
い。しかしながら、その他の粘土鉱物や多孔質セラミッ
クも多少性能は劣るもののヒドラジンを安定化する担体
として十分使用に耐える性能を有するものである。

【００１０】次に、本発明による脱臭材の製造方法につ
いて説明する。脱臭材は、通気性はもとよりハンドリン
グ性の良いことが要求されるが、これらの特性を備えた
構造体を成形加工する際に、粘土鉱物の中には乾燥によ
って固結する性質を有するものが多いため、前記粘土鉱
物にヒドラジンの塩、または金属塩との複塩類の水溶液
を添加して、混練後、押し出し成形や圧延、プレス加工
等により成形して乾燥・固結させることにより成形体と
することができる。前述の粘土鉱物担体に配合するヒド
ラジンの塩、または金属塩との複塩の配合割合の範囲
は、水溶液の濃度と担体の吸水性、すなわち、混合した
ときの粘度で、成形、混練のし易さ、またシャバシャバ
のスラリー状態か等に左右される、で変わり得るもので
ある。しかし、乾燥した段階では、担体に対する塩また
は複塩の配合割合は、１０％（担体１００ｇ／塩１０
ｇ）から２００％（担体１００ｇ／塩２００ｇ）の範囲
が良い。平均的には、１８％〜４０％の範囲が好ましい
が、特殊な担体（例えば、アエロジルの商品名で市販さ
れているシリカフラワー）の場合には、２００％を超え
る場合もある。

【００１１】前述の乾燥・固結の際には前記成形体の体
積が収縮してひび割れを起こす場合があるので配合には
慎重を期す必要があるが、セピオライトのような繊維状
の結晶構造をもつ材料と可塑性に富むカオリナイトのよ
うな粘土鉱物を組み合わせて混合することにより成形性
が改善され、しかも固結後の強度も改善することができ
る。特に、前述した通気性とハンドリング性の改善にお
いては、一般的に行われているハニカム成形法またはヌ
ードル成形法等の押し出し成形によるハニカム体或いは
ヌードル体のような構造体が最も好ましい。その場合、
多孔質粘土類を使用する場合には、可塑性に富むカオリ
ナイトのような粘土鉱物の混合が必須となる。

【００１２】次に、アセトアルデヒドとホルムアルデヒ
ドの他にもメチルメルカプタンや有機溶剤等の悪臭も同
時に取れる脱臭材であるが、この補完材料としては活性
炭粉末、活性炭素繊維またはそれらの混合物を配合する
ことにより吸着効果が顕著になる。しかし、これらの配
合に当たっては活性炭の性能を阻害しないように配合す
る粘土鉱物は多孔質粘土類を多くする必要がある。この
多孔質粘土類の必要な配合比率は、活性炭粉末や活性炭
素繊維の配合比率によって異なるが、活性炭類を５０重
量％配合するためには、セピオライトのような多孔質粘
土類を３０重量％以上、カオリナイトのような可塑性粘
土鉱物類を５重量％以上配合することにより、脱臭性能
を損なわずに、かつ成形が困難とされていたハニカム状
の押し出し成形を容易に達成することができる。これに
より、アルデヒド類の吸着性能を活性炭単独での使用以
上に維持しながら、メチルメルカプタンに代表される硫
黄含有悪臭やトルエンやキシレンに代表される溶剤等の
悪臭も同時に脱臭でき、加えて通気性やハンドリング性
の高い脱臭材が提供できるものである。

【００１３】一方、金属塩とヒドラジンの水溶液、酸と
ヒドラジンの水溶液の調製においては、それぞれの濃度
管理が必要となる。金属塩或いは酸、またはそれらの混
合物およびヒドラジンの濃度は、０．０５〜１．５ｍｏ
ｌ／ｌの範囲が好ましく、更に好ましくは０．５〜１．
５ｍｏｌ／ｌである。金属塩、酸およびヒドラジンの濃
度が０．０５ｍｏｌ／ｌ未満になると脱アルデヒド性能
の低下が顕著になり、一方、１．５ｍｏｌ／ｌを超える
とヒドラジン塩や金属塩ヒドラジン複塩が結晶化するた
め、担体の表面積の効果が十分に発揮されず、逆に脱臭
性能が低下する理由から前記濃度を０．０５〜１．５ｍ
ｏｌ／ｌに限定した。

【００１４】また、粘土鉱物と金属塩とヒドラジンの水
溶液、または酸とヒドラジンの水溶液の混合比率は、粘
土鉱物１００ｇ当たり前記水溶液８０〜３００ｍｌ添加
するが、脱臭材への成形加工法によって適正な配合比率
に調製する必要がある。脱臭材の成形加工後に前記脱臭
材は乾燥工程に入るが、この乾燥条件は極めて重要であ
り、特に、成形体を加熱して乾燥する場合には、ひび割
れの原因になり易いため、１５０℃以下に維持して乾燥
することが必要である。また、室温で放置しても時間を
かければ十分に乾燥可能であるが、ヒドラジンの揮発の
危険性がある高温下の環境で使用するような場合には、
１００℃以上での乾燥処理を行えばヒドラジンの揮発の
危険性は回避できる。

【００１５】

【実施例】

＜実施例１＞粘土鉱物として、セピオライト、カオリナ
イト、スメクタイト、イモゴライトを選択し、多孔質セ
ラミックとしてはシリカフラワー、活性白土、シリカゲ
ル、活性アルミナを、活性炭素剤としては微粉活性炭と
活性炭素繊維を使用した。それぞれの粒子径分布や粒子
形状のはバラツキがあるが全て１ｍｍ以下の粒子径であ
る。

【００１６】酸は燐酸、硫酸、塩酸を使用し、金属塩は
硫酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸クロムを使
用した。ヒドラジンは水化ヒドラジンを使用した。水溶
液は、目標値より少なめの蒸留水に酸または金属塩を溶
解し、水化ヒドラジンを添加し、最後に蒸留水で目標値
に調製する手段で行った。表１に本発明の脱臭剤の担体
原料配合比と水溶液のイオン濃度と、担体原料１００ｇ
に対する水溶液の添加量と乾燥温度条件を示した。この
表１に掲げたヒドラジンの塩または複塩を担持する担体
素材を２０通りの組み合わせで配合した。次いで、表１
の担体素材を１０通りの水溶液を添加し、混練した後、
厚さ０．５ｍｍの板状に圧延して１００℃で乾燥した。
それを通気性の良い室内に１ケ月および６ケ月放置した
後、アセトアルデヒドおよびホルムアルデヒドの脱臭性
能を評価した。表２に脱アセトアルデヒド性能、脱ホル
ムアルデヒド性能を示した。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【表２】

【００１９】脱臭性能の評価は、専用臭袋に４リットル
の空気と０．１ｇ、０．２ｇ、０．５ｇの評価試料を微
粉砕して装入し、それぞれ１０００ｐｐｍ相当のアセト
アルデヒドまたは１００ｐｐｍ相当のホルムアルデヒド
を注入し、２４時間後に検知管で残留濃度を測定する。
残留濃度を平衡濃度として減量したアセトアルデヒドま
たはホルムアルデヒドの重量を試料重量で除して単位重
量当たりの吸着容量を求めた。それを、縦軸が吸着容
量、横軸が対数目盛りの平衡濃度で表すグラフにプロッ
トし、１０ｐｐｍ相当の吸着容量を推定して比較した。
その脱臭性能の評価結果を表３に示す。

【００２０】

【表３】

【００２１】活性アルミナは１ケ月放置までは脱臭性能
が良いが、６ケ月放置した後では脱臭性能が著しく低下
するため、長期的に使用する場合には適さないが、短期
間で使用する場合には十分な脱臭性能を維持可能であ
る。セピオライトに代表される多孔質粘土とシリカゲ
ル、シリカ粉末等は、６ケ月放置した後でも脱臭性能を
維持される。前記表３に対応する市販の粒状活性炭の脱
臭性能は、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドともに
ほぼ零に等しく、本発明による脱臭材の脱臭性能が如何
に優れているかが検証された。 ＜実施例２＞実施例１の中で、圧延した板状試料が乾燥
してもひび割れたり、粉化しなかった１０種類の条件、
すなわち、表３の組み合わせ番号１１〜２０の配合を選
び、壁厚０．８ｍｍ、ピッチ２ｍｍ、外寸１００ｍｍ角
のハニカムに押し出し成形加工した。このようにして得
たハニカム体は、それぞれ１００℃で乾燥し、ハニカム
体が持ち運びで壊れる心配のない強度を持つハニカム体
５種類を選定して脱臭性能を評価した。１ｍ³ のアクリ
ル板で気密性を保つように作られた試験室に、循環ファ
ンを設置し、その循環経路に４０ｇのハニカム体を設置
し、２０ｐｐｍ相当のアセトアルデヒドを注入して、３
０分後の残留濃度を検知管で測定した。脱臭率５０％以
上を達成すれば空気を入れ換えて同様の試験を繰り返
し、脱臭率５０％に達しなかった時点で脱臭性能の限界
と判定して評価試験を終了した。累計のアセトアルデヒ
ド脱臭量を試料重量で除して単位重量当たりの吸着容量
として求めた。その結果を表４に示した。

【００２２】

【表４】

【００２３】表４に示したように、最高で８０ｍｇ／ｇ
の吸着容量を持ち、最小でも３０ｍｇ／ｇ以上の吸着容
量を有することが判明した。市販の粒状活性炭で同様の
評価を行ったが、その結果は１０ｍｇ／ｇ未満の吸着容
量で、本発明による脱臭材の脱臭性能の優位性が検証さ
れた。また、本発明による脱臭材の通気性に関しては、
圧損は１０ｍｍ厚のハニカム体を１ｍ／秒の空気を通過
させた時、０．４ｍｍＡｑにしかならず、極めて通気性
の良い構造体であることも検証された。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多孔質粘土或いは多孔質セラミック担体
   にヒドラジン塩または金属塩ヒドラジン複塩の少なくと
   も１種を添着したことを特徴とする脱臭材。
2. 【請求項２】 前記多孔質粘土が、セピオライト、カリ
   オナイト、スメクタイト、イモゴライト、パルゴスカイ
   トの少なくとも１種からなる鎖状珪酸マグネシウムを主
   成分とする粘土鉱物であることを特徴とする請求項１記
   載の脱臭材。
3. 【請求項３】 前記多孔質セラミックが、シリカゲル、
   シリカフラワーまたは活性アルミナから選ばれた少なく
   とも１種からなることを特徴とする請求項１記載の脱臭
   材。
4. 【請求項４】 前記ヒドラジン塩が、燐酸塩、硫酸塩、
   塩酸塩の何れか１種またはそれらの混合物であることを
   特徴とする請求項１記載の脱臭材。
5. 【請求項５】 前記金属塩ヒドラジン複塩が、アルミニ
   ウム、マグネシウム、クロムの何れか１種を含むヒドラ
   ジン複塩またはそれらの混合物であることを特徴とする
   請求項１記載の脱臭材。
6. 【請求項６】 前記脱臭剤の形状が、ハニカム状または
   ヌードル状であることを特徴とする請求項１〜４記載の
   何れかに記載の脱臭材。
7. 【請求項７】 多孔質粘土、シリカゲル、シリカフラワ
   ーまたは活性アルミナから選ばれた少なくとも１種の基
   剤にヒドラジン塩または金属塩ヒドラジン複塩の少なく
   とも１種の水溶液を添加して、混練し、次いで加圧成形
   することを特徴とする脱臭材の製造方法。
8. 【請求項８】 前記加圧成形が、押し出し成形によるハ
   ニカム成形法またはヌードル成形法であることを特徴と
   する請求項７記載の脱臭材の製造方法。
9. 【請求項９】 多孔質粘土とカリオン等の可塑性改善粘
   土鉱物粉末との混合物に、ヒドラジン塩または金属塩ヒ
   ドラジン複塩の少なくとも１種の水溶液を添加して、混
   練し、次いで加圧成形することを特徴とする脱臭材の製
   造方法。
10. 【請求項１０】 多孔質粘土、カリオン等の可塑性改善
    粘土鉱物粉末および活性炭粉末または活性炭素繊維の混
    合物に、ヒドラジン塩または金属塩ヒドラジン複塩の少
    なくとも１種の水溶液を添加して、混練し、次いで加圧
    成形することを特徴とする脱臭材の製造方法。
11. 【請求項１１】 多孔質粘土、カリオン等の可塑性改善
    粘土鉱物粉末および活性炭粉末または活性炭素繊維の混
    合物に、ヒドラジン塩または金属塩ヒドラジン複塩の少
    なくとも１種の水溶液を添加して、混練し、次いで加圧
    成形後、１５０℃以下に維持して乾燥することを特徴と
    する脱臭材の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記ヒドラジン塩または金属塩ヒドラ
    ジン複塩のヒドラジン濃度が０．０５〜１．５ｍｏｌ／
    ｌであることを特徴とする請求項６〜１１の何れかに記
    載の脱臭材の製造方法。