WO2006117876A1 - フラーレン浄化剤 - Google Patents
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Definitions
- the invention of this application relates to a fluid containing a gas such as air or exhaust gas, water, a liquid such as waste water or a solvent, a free radical purifier of solid or a solid substance, and use thereof. More specifically, the invention of this application is excellent in the adsorption of active oxygen and free radicals (hereinafter referred to as “radicals”) in the gas phase, which are considered harmful to the human body, as well as other dust and mist.
- the present invention relates to an adsorbent excellent in adsorbability and water purification of harmful substances such as various harmful gases, fluids using the adsorbent, and devices and apparatuses for purifying solid and solid substances. Background art
- fluid and solid and solid substance purifiers and adsorbents such as fluid and solid and solid substance purifiers, Deodorizing agents are required, and various harmful substances adsorbents and decontamination agents such as decomposition / removal agents are used in general household life. Since these harmful substance adsorbents and deodorizers are used in daily life, it is required to satisfy the following conditions.
- Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 60-0 4 3 3 7 3
- Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-1-6 4 5 5 6
- Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 6 2-1 3 1 5 14
- the invention of this application has an excellent removal effect on the radicals harmful to the human body existing in the daily living space, particularly on the hydroxyl radicals which are a health problem. It also has high decontamination / detoxification purification ability for harmful substances other than radicals, is safe and easy to handle, and can last for a long period of time.
- the objective is to provide new purification agents, purification devices and equipment using them, and their components.
- the inventors of this application proceeded with studies to solve the above problems.
- Conventionally known ascorbic acid reduces and detoxifies oxidizing substances, radicals, and active oxygen, but it itself rapidly oxidatively decomposes in fluids, solids and solid substances, etc.
- a cleaning agent characterized by containing at least one of fullerenes represented by the following general formula (1) and derivatives thereof.
- F is a fullerene represented by C n (C is a carbon atom, n is an integer of 60 or more), carbon nanotube or a mixture thereof, and Rm is m substituents bonded to C n.
- Rm is m substituents bonded to C n.
- m is 0 or an integer greater than or equal to 1.
- Porous materials carrying or adsorbing fullerenes and their derivatives are supported in the range of 0.001 to 50% by weight as the total of fullerenes and their derivatives and other radical scavenging agents. Or adsorbing cleaner.
- a cleaning agent in which the porous material is at least one of soot, paper, activated carbon, zeolite, diatomaceous earth, porous resin, porous rubber and porous ceramics.
- the porous material is a cleaning agent that is surface-treated with at least one of water glass, polysaccharides, water-soluble polymers, and polyols.
- a purification device comprising the purification filter.
- the fullerenes and derivatives thereof of the invention of this application may be at least one fullerene having a structure represented by the general formula (1) as described above, or a derivative thereof (including a salt thereof). .
- fullerene that can be used in the invention of this application include fullerene C 60, fullerene C 70, carbon nanotubes alone, and mixtures thereof.
- the fullerene represented by the general formula (1) may have a substituent Rm.
- the substituent may be a hydroxyl group, an ester group of the hydroxyl group and an inorganic acid or an organic acid, a glycoside group of the hydroxyl group and a sugar, a ketal group or an acetal group of the hydroxyl group and a ketone or an aldehyde.
- the substitution number m is considered to be 0 or an integer of 1 or more, and generally 20 or less.
- fullerene derivatives as described above is also possible.
- This derivative may be various salts.
- Derivatives also include complexes of the above-mentioned various fullerenes with organic polymers such as PVP (polyvinylpyrrolidone), PEG (polyethylene glycol) and polyacrylamide, and inclusion compounds such as CD (cyclodextrin). Be considered.
- fullerenes having a structure represented by the general formula (1) and derivatives thereof (including salts thereof) are supported or adsorbed.
- support, adsorption. examples of porous materials to be used include activated carbon, activated alumina, silica gel, and zeolite.
- Inorganic porous materials such as light and organic porous materials such as fibers, sponges, and foamed resins can be used.
- the porous substance used as the carrier for the cleaning agent a material having a large surface area of usually 10 m 2 or more can be preferably used.
- activated carbon there is activated carbon as an example, but as a raw material of the activated carbon, coconut straw, charcoal such as wood, activated carbon from coal, etc. may be used.
- activation methods such as a method of activation at high temperature with water vapor or carbon dioxide, or a method of treatment with chemicals such as zinc chloride, phosphoric acid, concentrated sulfuric acid, etc. It may be obtained by any method.
- the activated carbon is effective for crushed coal, granulated coal, or granulated coal, but considering the ease of handling, such as pressure loss and replacement of purifiers, granulated coal or activated carbon is porous.
- a sheet-like adsorption layer supported or adsorbed on a substance carrier is convenient.
- Granulated coal is prepared by adding 30 to 60 parts of petroleum pitch or coal tar as a binder to 100 parts of activated carbon material, mixing, mixing and activating after molding.
- porous materials other than activated carbon a wide range of porous materials such as zeolite, alumina, silica gel, pumice, urethane foam, fiber, paper, and cloth can be used. The shape of these porous materials is not particularly limited.
- the surface of these porous materials is selected from water glass, polysaccharides such as hyaluronic acid, starch and cellulose, water-soluble polymers such as carbopol, polyethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, polyacrylic acid, and glycerin. Surface treatment of a single or composite polyol to be incorporated into these substances. When the fullerenes of the invention of this application and derivatives thereof are contained, the reactivity of the radicals is increased and the radicals can be more efficiently eliminated.
- the supported / adsorbed amounts of fullerenes and derivatives thereof with respect to the porous material are preferably 0.001 to 50.0% by weight, more preferably 0.1 to 30% by weight, respectively.
- the amount of adsorption is less than 0 ⁇ 1% by weight, the adsorption of harmful substances such as fullerenes and their derivatives is poor, and when the amount of adsorption ⁇ adsorption exceeds 50.0% by weight, the adsorption of porous materials This is because sex is inhibited.
- radical scavenging agents other than fullerenes and derivatives thereof usable in the invention of this application include L-ascorbic acid 2-phosphate magnesium salt, L-ascorbic acid 1-2-phosphate.
- carotene wastaxanthin, rutin, d 1- ⁇ -tocofunilol acetate ester, ⁇ -tocopherol, S OD, ⁇ lipoic acid, cysteine , Gluyuthione, Dibutylhydroxytoluene, Ptylhydroxylanitool, Propyl gallate, Chicatechins or all of these metals, such as sodium, potassium, magnesium, calcium, and alkaline earth metal salts Used in combination with one or more substances It has strong purification ability such as adsorption and detoxification.
- 1 Oppm hydroxy radical dissolved in water can be reduced to a concentration of 110 or less within 10 minutes. Any radical scavenger can be used.
- the amount of peroxide in lung tissue can be tracked by measuring T BAR S.
- the amount of radicals in the environmental fluid and solid substance increases, the amount of radicals in the environmental fluid and solid substance can be traced by tracking the amount of T BAR S in the lung tissue of living organisms that perform lung respiration. The amount can be tracked.
- the loading / adsorption amount of the radical benzenizing agent other than the fullerenes of the invention of this application and the derivatives thereof with respect to the porous material is preferably 0.001 to 500% by weight, more preferably 0.1 to 30% by weight. If the supported / adsorbed amount is less than 0.1% by weight, the effect is poor, and if the supported / adsorbed amount exceeds 50.0% by weight, the adsorptivity of the porous material is hindered. Removal of harmful substances as a cleaning agent • Adsorption performance decreases.
- one or a plurality of auxiliary agents usually added to the fluid and solid substance purification agent may be added simultaneously. Examples of the auxiliary agent that can be added to the invention of this application include the following, but can usually be added at a ratio of 0.001 to 50% by weight based on the porous material.
- auxiliary agents examples include glue, methyl cellulose, adhesives such as adhesive resins, stabilizers such as erythorbin sun, antibacterial agents such as parabens and isophthalonitrile derivatives, water glass, Binders such as sodium polyacrylate, extenders such as silica and diatomaceous earth, colorants such as blue No. 6, hypoxia Decolorizing agents such as sodium oxalate, surfactants such as SDS, and humectants such as glycerin.
- fullerenes and their derivatives and other radical scavenging agents are previously supported or adsorbed on a porous substance, and then It is better to carry and adsorb a certain amount of secondary agent.
- fullerenes and their derivatives are supported and adsorbed on a porous material by adsorption and sprinkling methods, and then a predetermined amount is supported and adsorbed by sprinkling the adjunct to this, and then this is carried out at a temperature of 100 ° C. or higher.
- the fluid and solid substance purification agent of the invention of this application can be obtained by mixing these fluid and solid substance purification agents alone or with new activated carbon.
- the fluid and solid material purifiers that carry and adsorb fullerenes and their derivatives (including their salts) on porous materials by any method exhibit sufficient removal and adsorption performance for radical materials. . Even when this fluid or solid substance purifier is heated to 120, decomposition of fullerenes and derivatives thereof (including salts thereof) having the structure represented by the general formula (1) In addition, radical removal / adsorption performance was not deteriorated.
- fullerenes having the structure represented by the general formula (1) and their derivatives and other radical scavenging agent complexes have little decrease in the removal of harmful substances over time, and the hydrocarbon adsorption properties are also compared. Excellent. If the total loading / adsorption amount of this complex exceeds 50% by weight, the radical adsorption rate gradually decreases, and if it falls below 0.001%, the removal / adsorption performance decreases. Therefore, in order to further increase the radical removal / adsorption capacity, it is necessary to increase the amount of adsorption / adsorption of the complex or to newly add activated carbon. On the other hand, when further improving the decomposability of radicals and the adsorptivity of hydrocarbons, it is possible to make a mixture with a higher mixing ratio of new non-adsorbed activated carbon.
- the fluid and solid purifier of the invention of this application carries and adsorbs fullerene having a structure represented by the general formula (1), its derivatives and radical scavenging agents.
- it can also be used as a fluid and solid purification agent mixed with activated carbon, so adsorption and removal of harmful components such as ammonia, formalin, hydrocarbons, and hydrogen sulfide are also possible. It has an excellent function as a purification agent for fluids and solid substances.
- the fluid and solid substance purifying agent of the invention of this application is excellent in removing and adsorbing almost all harmful substances contained in living spaces such as offices, cars, and homes, and has a high adsorption speed. It can be incorporated into fluids and solid material purification devices in various forms as a fluid and solid material purification filter for fine cells, baffles, etc., and used for fluid and solid material purification. In addition, these fluid and solid substance purification filters can naturally be applied to all fluid and solid substance purification filters such as stationary types and cartridge types. It can be applied to built-in air conditioners, fluid and solid substance purifiers, drafts, and ventilation fans.
- the above-described purifying agent, a purifying filter using the purifying agent, a delivery device, a device, or a member using the purifying panel or the like are provided.
- these devices, devices, and members include propellers, fans, blowers, dryers, delivery ducts, pipes, chimneys, nozzles, faucets, cyclones, air conditioners, dampers, valves, pumps, and the like.
- mice 30 males were divided into 4 groups of 2 control groups (1st and 2nd wards) and 2 test groups (3rd and 4th wards) each with 10 rats.
- T BAR S which is said to be one of the lung carcinogenic substances in rats in the control group 1, is treated with smoking treatment (control group 1) and control group 2 without smoking treatment. Significantly increased.
- the MF of the invention of this application ⁇ Adsorbing treatment fluid and solid substance filter 3 in the test zone and MF and other radical scavenging agent carrying ⁇ adsorption treatment filter used In the test group 4, the pulmonary TBRS significantly decreased despite the smoking treatment compared to the control group 1 where the filter sprayed with MF was not attached, which was significantly different from the control group 2. Decreased to an unacceptable level.
- the fullerenes and derivatives of the invention of this application carrying and adsorbing fluids, fluids with solid substance purification agents and solid material purification filters adsorb and detoxify radicals generated by smoking. It was confirmed that TBARS (lipid peroxide) in the rat lung, which is one of the carcinogenic substances, is reduced by reducing radicals in fluids and solid substances.
- TBARS lipid peroxide
- Example 1 The MF 3% aqueous solution of Example 1 was sprayed on the inner surface of the tube at a density of 1 gZ10 square centimeter and dried to obtain a radical scavenging fluid and solid tube.
- Example 4 The MF 3% aqueous solution of Example 1 was sprayed on the inner surface of the duct at a density of 1 g / g ⁇ square centimeter and dried to obtain a radical scavenging fluid and a solid duct. (Example 4)
- Example 1 The MF 3% aqueous solution of Example 1 was sprayed on both sides of the propeller at a density of 1 gZ10 square centimeter and dried to obtain a radical scavenging fluid and solid propeller.
- Example 1 The MF of Example 1 was uniformly dispersed in water glass at a 3% weight concentration, and this was coated on the inside of the incinerator chimney at a density of 1 g / 10 square centimeters to obtain a flue gas chimney for radical scavenging.
- Example 1 The MF of Example 1 was uniformly dispersed in water glass at a concentration of 3% by weight, and this was dispersed at a density of 0.1 g / 10 square centimeters inside a stainless steel narrow pipe having a diameter of 5 mm and a length of 20 cm. This was coated with 50 and bundled in stainless steel pipes to make a water pipe fill for radical scavenging.
- the MF of Example 1 is uniformly dispersed in water glass at a concentration of 3% by weight, and this is coated on the inside of the fluid and the solid ejection nozzle at a density of 1 g / 10 square centimeters, thereby providing a fluid for radical forces bending. It was a solid injection nozzle.
- Example 1 The MF of Example 1 was uniformly dispersed in water glass at a concentration of 3% by weight, and this was coated on the surface of the heat exchange panel at a density of 1 g / 10 cm 2 to obtain a heat exchange panel for radical scavenging.
- Example 1 The MF of Example 1 was uniformly dispersed in water glass at a concentration of 3% by weight, and this was coated on the inside of the shower nozzle at a density of 1 gZ10 square centimeter to obtain a radical scavenging shower nozzle.
- Example 9 instead of MF, coating was performed using hydroxylated fullerene C 60 (average molecular weight 9 5 8. 7 Z powder (water-soluble solid), hydroxylation rate 14 OH group / molecule). And used as a shower nozzle for radical scavenging. (Example 1 1)
- Example 6 it was coated with the fullerene hydroxide used in Example 9 to obtain a water pipe filter.
- the purifying agent of the invention of this application is easy to manufacture, has excellent stability, has a long life, and has excellent adsorptivity and detoxification ability for harmful gases. For this reason, it removes almost all harmful substances contained in living spaces such as offices, cars, and homes. In addition to its adsorptivity, its adsorption speed is fast, so fluids such as filters, minute cells, baffles and so on As a solid substance purification filter, it can be incorporated into fluids and solid substance purification devices in various forms and used for purification of fluids and solid substances.
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Abstract
下記一般式(1)で表されるフラーレン類及びその誘導体のうちの少くとも1種を含有する浄化剤として、これを装置、機器、部材へと利用するとともに F-Rm(1) (式中、FはCn(Cは炭素原子、nは60以上の整数)で示されるフラーレン、カーンナノチューブもしくはその混合物であり、Rmは、Cnに結合するm個数の置換基であり、それぞれ独立して、同一または別異に、水酸基、その水酸基無機酸もしくは有機酸とのエステル基、その水酸基と糖との配糖体基、その水酸基とケトンとのケタール基またはその水酸基とアルデヒドとのアセタール基を示す。)人体に有害なフリーラジカルに優れた除去効果を有し、更にそれ以外の有害物に対しても高い除去能力があり、かつ安全性が高く取扱も容易で長期間、除去・解毒能力持続する流動体及び固体及び固体物質の浄化剤及びそれを用いた流動体及び固体物質の浄化手段とする。
Description
フラーレン净化剤 技術分野
この出願の発明は空気、 排ガス等の気体や水、 排水、 溶剤等の液体を含む流 動体、 そして固体や固体物質のフリ一ラジカル浄化剤とその利用に関するもの である。 更に詳しくは、 この出願の発明は、 人体に有害とされている気相中の 活性酸素及ぴフリーラジカル (以下 「ラジカル」 という。 ) の吸着性に優れて いる他、 それ以外の粉塵、 ミスト、 各種の有害ガスなど有害物質の吸着性、 浄 水性にも優れた吸着剤及びそれを使用した流動体及び固体及び固体物質浄化用 の器具、 装置に関するものである。 背景技術
近年、 化石燃料の大量消費、 産業廃棄物や家庭ごみの大量廃棄などによる生 活環境の近代化に伴い、 生活空間に存在する微量な硫化水素、 亜硫酸ガス、 二 コチン、 タール、 活性酸素、 ラジカル、 ダイォキシン、 花粉や粉塵等の有害物 質に対する関心が高まっている。
生活空間から、 これらの微量の有害物質を除去して快適な生活環境を維持する ために、 流動体及び固体及び固体物質清浄器などの流動体及び固体及び固体物 質の浄化装置や吸着剤、 脱臭剤などが要求され、 一般の家庭生活にも様々な有 害物質吸着剤や分解除去剤等の浄化剤が使用されるようになってきている。 こ れらの有害物質吸着剤、 脱臭剤などは日常生活で使用されるものであるから次 のような条件を満たすものであることが要求される。
( 1 ) 日常の生清空間に存在する微量な硫化水素、 亜硫酸ガス、 ニコチン、 夕 ール、 活性酸素、 ラジカル等の各種有害物質に対して優れた吸着性や解毒性能 を有するものであること。
( 2 ) 安全性が高いものであること。
( 3 ) 取扱が容易なものであること。
生活環境における有害物質の種類はかなり多いが、 その大きな割合を占める ものの一つはタバコの煙等に多量に含まれているラジカル類、 特にヒドロキシ ラジカル等の有害な活性酸素種である。 一般的に、 浄化剤としては活性炭がよ く利用されている。 活性炭は無極性吸着剤として極めて優れた吸着性を有する 特異な材質で、 殆どすベての微量のガス状物質に対して高い吸着性を示す。 し かしながら、 通常の活性炭では上記有害物質の中で活性酸素種、 ラジカル類を 十分に除去、 解毒化することは困難である。
また、 浄化脱臭剤の一種として、 硫酸鉄にァスコルビン酸を加えた製品も市 販されている。 この種のものは初期の有害ガス除去、 脱臭性能は良好であるが 持続的な能力はなく、 直ぐにその能力が失われでしまうという欠点がる。 その 他にも化学脱臭剤として多数の提案や市販品もあるが、 酸性やアル力リ性の強 いものが多く、 またラジカルに対してはほとんど除去 ·解毒作用はなく、 更に 吸湿または乾燥の影響を受け易い欠点を有するものが多い。 たとえば、 ベント ナイトに無機の多塩基酸を吸着したもの (特許文献 1 ) 、 ビタミン B 1 2の触 媒作用によるもの (特許文献 2 ) 、 金属フタロシアニンを使用するもの (特許 文献 3 ) 等の他、 有機系脱臭剤もあるが、 いずれも耐熱性が低かったり、 加工 が困難で高価であったりして性能、 コスト、 生産の容易性などを勘案すると有 効なものはほとんど見当たらないのが現状である。
特許文献 1 :特開昭 6 0— 4 3 3 7 3号公報
特許文献 2 :特開昭 6 1 - 1 6 4 5 5 6号公報
特許文献 3 :特開昭 6 2 - 1 3 1 5 1 4号公報 発明の開示
そこで、 この出願の発明は、 以上のような背景から、 日常の生活空間に存在 する人体に有害なラジカルの除去、 特に健康上問題となるヒドロキシラジカル に対して優れた除去効果を有し、 更にラジカル類以外の有害物質に対しても高 い除 ·解毒等の浄化能力があり、 かつ安全性が高く取扱も容易で、 何よりも長 期間、 除去 ·解毒等の浄化能力を持続することのできる、 新しい浄化剤とそれ を用いた浄化装置や機器、 それらの部材を提供することを課題としている。
この出願の発明者は、 上記の課題を解決すべく検討を進めた。 そして、 従来 公知のァスコルビン酸は酸化性物質、 ラジカル、 活性酸素を還元'無害化する が、 それ自身は流動体や固体及び固体物質中などにおいても速やかに酸化分解 してしまい、 長期間の浄化能力を保持していないが、 安定性の高いフラ一レン 及びその誘導体を浄化剤として評価したところ極めて良好な結果を得ることが できた。 この全く新しい知見に基づいてこの出願の発明は完成されている。 すなわち、 この出願は、 上記の課題を解決するものとして、 以下の発明を提 供する。
[ 1 ]
下記一般式 ( 1 ) で表されるフラーレン類及びその誘導体剤のうちの少なく とも 1種を含有することを特徵とする浄化剤。
F - m ( 1 )
(式中、 Fは C n (Cは炭素原子、 nは 6 0以上の整数) で示されるフラーレ ン、 カーボンナノチューブもしくはその混合物であり、 Rmは、 C nに結合す る m個の置換基であり、 それぞれ独立して、 水酸基、 その水酸基と無機酸もし くは有機酸とのエステル基、 その水酸基と糖との配糖体基、 その水酸基とケト ンとのケタール基またはその水酸基とアルデヒドとのァセ夕一ル基を示す。 m は 0、 または 1以上の整数である。 )
[ 2 ] フラ一レンの誘導体はフラーレン類の有機ポリマーまたは包接性化合物 との複合体である上記の浄化剤。
[ 3 ] フラーレン類及びその誘導体とともにそれ以外のラジカルスカベンジン グ剤を担持もしくは吸着した多孔性物質を含有する浄化剤。
[4] フラーレン類及びその誘導体を担持もしくは吸着した多孔性物質は、 フ ラーレン類及びその誘導体とそれ以外のラジカルスカベンジング剤の合計とし て 0. 0 0 1〜5 0重量%の範囲で担持もしくは吸着している浄化剤。
[5 ] 多孔性物質が纖、 紙、 活性炭、 ゼォライト、 珪藻土、 多孔質樹脂、 多 孔質ゴム及ぴ多孔質セラミックスの少なくとも一種である浄化剤。
[6 ] 多孔質物質は、 水ガラス、 多糖類、 水溶性高分子、 およびポリオ一ル類 のうちの少くとも 1種により表面処理されている浄化剤。
[ 7 ] 上記いずれかの浄化剤を含有する浄化用フィルター。
[8 ] 上記浄化用フィルターを備えた浄化装置。
[ 9 ] 上記浄化剤を含有する浄化パネル。
[ 1 0 ] 上記浄化剤を含有する配送用の装置、 機器またはそれらの部材。 発明を実施するための最良の形態
以下この出願の発明について詳しく説明する。
まず、 この出願の発明のフラーレン類及びその誘導体は上記のとおりの一般 式 (1 ) で表される構造を有する少なくとも 1種のフラーレン類、 あるいはそ の誘導体 (その塩を含む) であればよい。
この出願の発明に使用できるフラーレンの具体例としては、 たとえばフラー レン C 6 0、 フラ一レン C 7 0、 カーボンナノチューブの単体やこれらの混合 物が例示される。
そして、 これらのフラーレンやカーボンナノチューブについてはこれまでに 公知とされたものを含めて各種の炭素構造をもつものが考慮されてよい。
また、 一般式 (1 ) で示されたフラーレン類は置換基 Rmを有していてもよ い。 置換基としては、 水酸基、 その水酸基と無機酸もしくは有機酸とのエステ ル基、 その水酸基と糖との配糖体基、 その水酸基とケトンもしくはアルデヒド とのケタール基またはァセタール基であってよい。 置換数 mについては、 0ま たは 1以上の整数であって、 一般的には 2 0以下であることが考慮される。
この出願の発明では、 以上のようなフラーレンの誘導体の使用も可能とされ る。 この誘導体は、 各種の塩であってもよい。 また、 誘導体としては、 上記の 各種フラーレンと P VP (ポリビニルピロリドン) 、 P E G (ポリエチレング リコー) 、 ポリアクリルアミド等の有機ポリマーや CD (シクロデキストリ ン) 等の包接性化合物との複合体も考慮される。
この出願の発明においては、 一般式 (1 ) で表される構造を有するフラーレ ン類及びその誘導体 (その塩を含む) を担持もしくは吸着 (多孔性物質に対し、 担持でも吸着でも良いので、 この出願の発明では 「担持,吸着」 とした。 ) さ せる多孔性物質としては、 たとえば活性炭、 活性アルミナ、 シリカゲル、 ゼォ
ライト等の無機多孔性物質、 繊維、 スポンジ、 発泡樹脂などの有機多孔性物質 が使用できる。 この出願の発明において、 浄化剤のための担体として使用され る多孔性物質は、 通常 1 gあたり 1 0 m2あるいはそれ以上の大きな表面積を有 する材料が好ましく使用できる。 たとえばその一例としては、 活性炭があるが、 該活性炭の原料としてヤシ榖、 木材等の炭化物あるいは石炭からの活性炭など が使用されるが何れでもよい。 また賦活法も水蒸気あるいは二酸化炭素により 高温で賦活する方法、 あるいは塩化亜鉛、 リン酸、 濃硫酸等の化学薬品で処理 する方法等、 多くの方法があるが、 この出願の発明の担体としてはそのいづれ の方法によって得られたものであってもよい。
また活性炭としての形状は、 破砕炭、 造粒炭あるいは顆粒炭の何れでも効果 は認められるが、 圧損失や浄化剤の入替等、 取扱いのし易さを考慮すると造粒 炭または活性炭を多孔性物質担体に担持もしくは吸着したシート状吸着層が便 利である。 造粒炭は常法に従って、 活性炭材料 1 0 0部に 3 0〜6 0部の石油 ピッチあるいはコールタール等をバインダーとして加え、 混和し、 成型後賦活 して調製される。 なお、 活性炭以外の多孔性物質としては、 たとえばゼォライ ト、 アルミナ、 シリカゲル、 軽石、 ウレタンフォーム、 繊維、 紙、 布など、 多 孔質のものであれば広範囲に使用できる。 これらの多孔性物質の形状は特に限 定しないが、 たとえば、 粒状、 粉末状の他に、 繊維状、 ハニカム状、 シート状、 布状、 フェルト状あるいは粉末状多孔性物質をウレタンフォーム等に担持 ·吸 着したもの、 粉末状多孔性物質をコーティングした紙をコルゲート状にしてハ 二カム構造として取扱性を改善した流動体及び固体物質浄化用フィルタ一ある いはカートリッジ (この出願の発明においてはこれらフラーレン及ぴその誘導 体を多孔性物質に担持し、 これを成型したものを一括して 「流動体及び固体物 質浄化用フィルター」 とい。 ) が使用できる。
これらの多孔性物質の表面には水ガラス、 ヒアルロン酸、 澱粉、 セルロース 等の多糖類、 カーボポール、 ポリエチレングリコール、 プロピレングリコール、 ブチレンダリコール、 ポリァクリル酸等の水溶性高分子等ゃグリセリンから選 択される単体またはその複合物のポリオール類を表面処理しこれらの物質中に
この出願の発明のフラーレン類やその誘導体を含有するとラジカルの反応性が 高まりより効率的にラジカル類を消去できる。
多孔性物質に対するフラーレン類及びその誘導体の担持 ·吸着量は、 好まし くは各々 0. 0 0 1 ~ 5 0. 0重量%、 より好ましくは 0. 1〜3 0重量%て ある。 担持 '吸着量が 0 · 1重量%より少ないとフラーレン類及びその誘導体 の有害性物質の吸着'解毒性能が乏しく、 また担持 ·吸着量が 5 0. 0重量% を越えると多孔性物質の吸着性が阻害されるためである。
また、 この出願のこの出願の発明において使用可能なフラーレン類及ぴその 誘導体以外のラジカルスカベンジング剤としては、 L—ァスコルビン酸一 2— リン酸エステルマグネシウム塩、 L—ァスコルビン酸一 2—リン酸エステルナ トリウム塩、 L—ァスコルビン酸一 2—リン酸エステル亜鉛塩、 Lーァスコル ビン酸一 2—リン酸エステルカルシウム塩、 L—ァスコルビン酸一 2—リン酸 エステル力リゥム塩、 L—ァスコルビン酸一 2—リン酸エステル力リゥムカル シゥム塩、 L—ァスコルビン酸一 2—リン酸エステルマグネシウム力リゥム塩、 L—ァスコルビン酸— 2—リン酸エステルアルミニウム塩、 Lーァスコルビン 酸一 2—リン酸エステルチタン塩、 L -ァスコルビン酸一 2—ジリン酸エステ ルナトリゥム塩、 L—ァスコルビン酸— 2—トリリン酸エステルナトリゥム塩、 L—ァスコルビン酸一 2—ダルコシド、 Lーァスコルビン酸一 2—リン酸エス テル一 6—パルミテートマグネシウム塩、 L—ァスコルビン酸— 2—リン酸ェ ステル一 6—パルミテートナトリゥム塩、 Lーァスコルビン酸一 2—ダルコシ ド— 6—パルミテート、 Lーァスコルビン酸— 2—リン酸エステルナトリゥム マグネシウム塩、 L -ァスコルビン酸一 2—硫酸エステルナトリウム塩、 L一 ァスコルビン酸一 3—リン酸エステルマグネシウム塩、 L—ァスコルビン酸一 3—リン酸エステルナトリゥム塩、 Lーァスコルビン酸— 3—リン酸エステル 亜鉛塩、 Lーァスコルビン酸— 3—リン酸エステルカルシウム塩、 L—ァスコ ルビン酸一 3—リン酸エステル力リゥム塩、 L—ァスコルビン酸一 3—リン酸 エステル力リゥムカルシウム塩、 Lーァスコルビン酸一 3—リン酸エステルマ グネシヴムカリウム塩、 L—ァスコルビン酸一 3—リン酸エステルアルミニゥ ム塩、 L -ァスコルビン酸—3—リン酸エステルチタン塩、 L—ァスコルビン
酸一 3—ジリン酸エステルナトリゥム塩、 L—ァスコルビン酸一 3 _トリリン 酸エステルナトリウム塩、 Lーァスコルビン酸一 3—ダルコシド、 L一ァスコ ルビン酸一 3—リン酸エステル— 6—パルミテートマグネシウム塩、 Lーァス コルビン酸一 3—リン酸エステル一 6—パルミテートナトリゥム塩、 Lーァス コルビン酸一 3—ダルコシド一 6—パルミテート、 Lーァスコルビン酸一 3― リン酸エステルナトリウムマグネシウム塩、 L -ァスコルビン酸一 2 , 3, 5, 6—テトライソパルイトィル、 L—ァスコルビン酸 _ 2 , 3, 5, 6—テトラ パルイトィル、 L -ァスコルビン酸一 3—硫酸エステルナトリウム塩、 d l— α—トコフエロール、 d 1— α—トコフエロール酢酸エステル、 d l—α—卜 コフエロールリン酸ナトリウム塩、 カリウム塩、 マグネシウム塩、 カルシウム 塩などの金属塩、 d 1— α—トコフエロール酢酸エステル、 ビタミン Εニコチ ネート等のビタミン Ε及びその誘導体、 ュビキノン、 エリソルビン酸、 茶抽出 物、 ポリフエノール類、 エトキシキンなどの酸化防止剤、 ァスタキサンチン等 のカロチノイド類、 カテキン等のポリフエノール等から選択されるが、 中でも カロチン、 ァスタキサンチン、 ルティン、 d 1—α—トコフニロール酢酸エス テル、 α—トコフエロール、 S OD、 αリポ酸、 システィン、 グル夕チオン、 ジブチルヒドロキシトルエン、 プチルヒドロキシァ二ツール、 没食子酸プロピ ル、 キカテキン類またはこれら全てのナトリウム、 カリウム、 マグネシウム、 カルシウム等のアル力リ金属、 アル力リ土類金属塩から選択される一種以上の 物質と併用する時に吸着 ·解毒等の浄化能力が強い。 この出願の発明に使用可 能なラジカルスカベンジング剤としては上記記載の物質の他に水に溶解した 1 O p pmのヒドロキシラジカルを 1 0分以内に 1 1 0以下の濃度に低下する ことのできるラジカルスカベンジャーであればよい。
一般にラジカル物質が、 生体や細胞に接触すると細胞膜や細胞質中の脂質が 過酸化を受け、 過酸化脂質が生成'増加するといわれている。 この過酸化脂質 は不安定であり、 過酸化脂質ラジカルに変化しやすくこの過酸化脂質ラジカル や他のラジカルが新たな過酸化脂質を作り出すという悪循環が繰り返される。 ここで生み出された過酸化脂質ラジカルやその他のラジカルは、 最終的には遺 伝子に障害を与えることがあり、 その結果として細胞をガン化させることがあ
る。 このラジカルが生体にとって危険である理由の一つである。 生体の過酸化 脂質の増加、 T BAR Sの測定法、 T BAR Sの量と発ガンとの関係について は以下のような多くの公知文献がある。 すなわち、 Kobayashi, Ito, Ogata et al. , Photochemistry and Photobioloy, 64 (1) , p224-228, 1996及ぴ
Kobayashi, I to, Ogata etal Photochemistry aid Photobioloy, 67 (6) pp669- 675, 1998及ぴ青柳他、 日本家禽会誌 3 4卷 1号 p 6 3— 6 6. 1 9 9 7などで ある。
したがって流動体及び固体物質中のラジカルの影響を調べるためには、 生物 体内の過酸化物の量を測定することにより調べることができ、 一般的には流動 体及び固体物質の影響を最も受けやすい肺の組織中の過酸化物の量を T BAR Sの測定によって追跡することができると考えられる。 つまり、 環境流動体及 び固体物質中のラジカルの量が増えれば肺呼吸を行っている生物の肺組織中の T BAR Sの量を追跡することにより、 環境流動体及び固体物質中のラジカル の量を追跡できると考えられる。
多孔質物質に対するこの出願の発明のフラーレン類及びその誘導体以外のラ ジカルス力ベンジング剤の担持 ·吸着量は、 好ましくは各々 0 . 0 0 1〜5 0 0重量%、 より好ましくは 0. 1〜3 0重量%である。 担持 ·吸着量が 0 . 1 重%より少ないとその効果が乏しく、 また担持 ·吸着量が 5 0 . 0重量%を越 えると多孔性物質の吸着性が阻害されるため流動体及び固体物質の浄化剤とし ての有害物質の除去 ·吸着性能が落ちる。 この出願の発明の流動体及び固体物 質の浄化剤には、 流動体及び固体物質の浄化剤に通常添加される副剤を同時に 一つまたは複数添加することもできる。 この出願の発明に添加できる副剤とは 以下の物があげられるが、 通常多孔質材料に対し 0 . 0 0 0 1〜5 0重量%の 割合で添加することができる。
この出願の発明で使用できる副剤としては、 たとえば、 のり、 メチルセル口 ース、 接着樹脂などの接着剤、 エリソルビンサンなどの安定剤、 パラベン、 ィ ソフタロニトリル誘導体などの抗菌剤、 水ガラス、 ポリアクリル酸ソーダなど のバインダー、 シリカ、 珪藻土などの増量剤、 青色 6号などの着色剤、 次亜塩
素酸ソーダなどの脱色剤、 S D Sなどの界面活性剤、 グリセリンなどの保湿剤 などである。
この出願の発明の流動体及び固体物質の浄化剤を調製するには、 フラーレン 類及ぴその誘導体とそれ以外のラジカルスカベンジング剤を予め多孔性物質に 所定量担持もしくは吸着しておき、 その後所定量の副剤を担持 ·吸着するのが よい。 具体的にはフラーレン類及びその誘導体を吸着法や振りかけ法で多孔体 に担持 ·吸着させ、 その後これに副剤を振りかけて所定量担持 ·吸着した後、 これを 1 0 0で以上の温度で乾燥して調製できる。 これらの流動体及び固体物 質の浄化剤単独でまたはこれに新しい活性炭を混合することにより、 この出願 の発明の流動体及び固体物質の浄化剤が得られる。 いずれの方法によってフラ 一レン類及びその誘導体 (その塩を含む) を多孔性物質に担持'吸着した流動 体及び固体物質の浄化剤も、 ラジカル物質に対して充分な除去 ·吸着性能を示 す。 この流動体及ぴ固体物質の浄化剤を 1 2 0でにまで加熱しても、 一般式 ( 1 ) で表される構造を有するフラーレン類やその誘導体類 (その塩を含む) の分解はみられず、 ラジカルの除去 ·吸着性能の低下も認められなかった。 更に、 一般式 (1 ) で表される構造を有するフラーレン類やその誘導体とそ れ以外のラジカルスカベンジング剤のコンプレックスは、 有害物質の除去活性 の経時的低下が少なく炭化水素の吸着性も比較的に優れている。 このコンプン ックスの合計の担持 ·吸着量が 5 0重量%を越えるとラジカルの吸着速度が 徐々に低下し、 0. 0 0 1 %を下回ると除去 ·吸着性能が低下する。 従って、 ラジカルの除去 ·吸着能力を更に高めるためにはコンプレックスの担持 ·吸着 量を増加するか、 もしくは活性炭を新たに加える必要がある。 一方、 ラジカル の分解性や炭化水素の吸着性を更に高める時は、 新しい無吸着活性炭の混合比 率を高めた混合物とすることもできる。
オフィス、 家庭等生活空間の室内では、 タバコを吸う人がいる時にはラジカ ルが多い傾向にあるが、 それ以外にも室内の流動体及び固体物質中に含まれて いる有害物質としてはラジカルの他、 アンモニア、 ホルマリン等がある。 この 出願の発明の流動体及び固体物質の浄化剤には一般式 (1 ) で表される構造を 有するフラーレン及びその誘導体やラジカルスカベンジング剤を担持 ·吸着し
た多孔性物質の他に、 これに活性炭を混合した流動体及び固体物質の浄化剤と することもできるため、 有害成分のアンモニア、 ホルマリン、 炭化水素、 硫化 水素等の成分に対する吸着 ·除去も可能であり、 流動体及び固体物質の浄化剤 として優れた機能を持っている。 この出願の発明の流動体及び固体物質の浄化 剤はオフィス、 車内、 家庭等の生活空間に含まれでいる殆ど全ての有害物質の 除去 ·吸着性に優れ、 また吸着速度も早いため、 フィルター、 微小なセル、 邪 魔板などの流動体及ぴ固体物質浄化用フィル夕一として、 種々な形態で流動体 及び固体物質浄化装置に組み込み、 流動体及び固体物質浄化に使用することが できる。 また、 これらの流動体及び固体物質浄化用フィルタ一は、 当然据え置 きタイプ、 カートリッジ式等あらゆる流動体及び固体物質浄化用フィルターに 応用可能であり、 これらの流動体及び固体物質浄化用フィルターを内蔵したェ アコン、 流動体及び固体物質浄化機、 ドラフト、 換気扇等に応用することがで さる。
この出願の発明では、 以上のことから、 上記の浄化剤、 これを用いた浄化フ ィルター、 そして浄化パネル等を用いての配送用の装置、 機器またはそれらの 部材が提供されることになる。 たとえば、 これらの装置、 機器、 部材としては、 プロペラ、 扇風機、 送風機、 ドライヤー、 配送ダクト、 パイプ、 煙突、 ノズル、 蛇口、 サイクロン、 エアコン、 ダンパー、 バルブ、 ポンプ等が例示される。
そこで以下に実施例を示し、 さらに詳しく説明する。 もちろん以下の例によ つて発明が限定されることはない。 実施例
(流動体及び固体物質浄化用フィルター Aの製造) 5 0 c cの精製水に、 ミ ックスフラーレン (C 6 0を 6 0 %重量以上、 C 7 0を 1 0 %以上含有する混 合物) を P V P (ポリビニルピロリドン) 9 9 %重量に対して 1 %重量の割合 で分散させたもの (以下 MFという) 3 %を溶解する。 次に 4 0 c mx 4 0 c mの不織布に MFの 3 %溶液 5 0 c cを均一に噴霧し、 同様にして同じ物を 3 枚作り、 これを乾燥後、 三枚重ねにする。 市販エアコンの交換用フィルターを 取り出し既についている不織布をはずし、 上記で作成した MF含有不織布を均
一に貼りつけ、 これをフラーレン類及びその誘導体含有ラジカルトラッピング 用フィルタ一とした。 これをエアコンに取り付け、 この出願の発明のラジカル トラッピング用フィルター付エアコンとした。
(流動体及び固体物質浄化用フィルター Bの製造) 5 0 c cの精製水に、 M F 3 %及ぴラジカルスカベンジング剤として d 1 — α—トコフエロールリン酸 ナトリウム 1 %とェピガロカテキンガレート 0. 0 1 %及び副剤の保湿剤とし てグリセリン 1 %を溶解する。 次に 4 0 c mx 4 0 c mの不織布に MFなどの 溶液 5 0 c cを均一に噴霧し、 同様にして同じ物を 3枚作り、 これを乾燥後、 三枚重ねにする。 市販エアコンの交換用フィルターを取り出し既についている 不織布をはずし、 上記で作成した MF含有不織布を均一に貼りつけ、 これをフ ラーレン類及びその誘導体含有ラジカルトラッピング用フィル夕一とした。 こ れをエアコンに取り付け、 この出願の発明のラジカルトラッピング用フィルタ 一付エアコンとした。
(実施例 1 )
ウェス夕一系ラット雄 3 0匹を 1 0匹ずつ 2対照区 (1区及び 2区) と 2試 験区 (3区及び 4区) の 4群に分け、 そのゲージはそれぞれ別々に三菱電機
(株) 製エアコン (商品名: 「霧が峰」 ) が設置された縦 3. 5 mX横 2 . 8 mX高さ 3. l mの室内に置かれた。 エアコンのフィルタ一として、 試験区 3 区には上記のように製造されたフィルター Aを取り付け、 試験区 4区には上記 のように製造されたフィルター Bを取りつけた。 2つの対照区 (1区及ぴ 2 区) には MFが担持 ·吸着されていない同型のフィルターを取り付けた。 この エアコンで送風のみを行い、 1週間に互って連続運転した。 この間対照区 1区、 試験区 3区及ぴ試験区 4区には一日当たり 2 0本の喫煙を成人男性がこの室内 に入って行った。 対照区 2区のみ契煙を行わなかった。 毎日 1回エアコンフィ ルターを同じ物と交換し、 ラットの餌、 水は自由給餌させた。 1週間後ラット の肺を取り出し Masugi and Nakamuraの方法により肺の T B AR S (過酸化物 価) を測定しその平均値を求めた。 その結果を以下の表 1に示す。 .
表 1
表 1の結果からもわかるように、 対照区 1区のラットの肺の発ガン促進物質 の一つであるといわれる T BAR Sは喫煙処理 (対照区 1区) により喫煙処理 無しの対照区 2に比較し有意に上昇した。 しかしこの出願の発明の MFを担 持 ·吸着処理をした流動体及び固体物質浄化用フィルターを取り付けた試験区 3区及び MFとそれ以外のラジカルスカベンジング剤を担持 ·吸着処理をした フィルターを使用した試験区 4区では、 MFを噴霧したフィルターを取り付け なかった対照区 1区に比べ喫煙処理を行つたにもかかわらず肺の T B R Sは有 意に減少し、 対照区 2区と有意な差が認められないレベルまで低下した。 以上 の結果よりこの出願の発明のフラーレン類やその誘導体を担持 ·吸着した流動 体及ぴ固体物質の浄化剤付き流動体及び固体物質浄化用フィルターは、 喫煙に より発生したラジカルを吸着 ·無害化し、 流動体及び固体物質中のラジカルが 低下することにより発ガン促進物質の一つであるラットの肺の T B A R S (過 酸化脂質) が低下することが確認された。
(実施例 2 )
実施例 1の MF 3 %水溶液をチューブの内面に 1 gZ l 0平方センチの密度 でスプレー、 乾燥させラジカルスカベンジング用流動体及ぴ固体チューブとし た。
(実施例 3 )
実施例 1の MF 3 %水溶液をダクトの内面に 1 g/Ίθ平方センチの密度でス プレー、 乾燥させラジカルスカベンジング用流動体及び固体ダクトとした。
(実施例 4)
実施例 1の MF 3 %水溶液をプロペラの両面に 1 gZ l 0平方センチの密度 でスプレして乾燥させラジカルスカベンジング用流動体及び固体プロペラとし た。
(実施例 5 )
実施例 1の MFを水ガラスに 3 %重量濃度で均一に分散させこれを焼却炉煙 突の内側に 1 g/ 1 0平方センチの密度でコーティングしてラジカルスカベン ジング用排煙煙突とした。
(実施例 6 )
実施例 1の MFを水ガラスに 3 %重量濃度で均一に分散させこれを直径 5 m m、 長さ 2 0 c mのステンレス製細間パイプの内側に 0. 1 g/ 1 0平方セン チの密度でコーティングしこれを 5 0本束ねてステンレスパイプに納めラジカ ルスカベンジング用水道管用フィル夕一とした。
(実施例 7 )
実施例 1の MFを水ガラスに 3 %重量濃度で均一に分散させこれを流動体及 び固体噴出ノズルの内側に 1 g/ 1 0平方センチの密度でコーティングしてラ ジカルス力ベンジング用流動体及ぴ固体噴出ノズルとした。
(実施例 8 )
実施例 1の MFを水ガラスに 3 %重量濃度で均一に分散させこれを熱交換パ ネルの表面に 1 g/10平方センチの密度でコーティングしてラジカルスカベン ジング用熱交換パネルとした。
(実施例 9 )
実施例 1の MFを水ガラスに 3 %重量濃度で均一に分散させこれをシャワー ノズルの内側に 1 gZ l 0平方センチの密度でコーティングしてラジカルスカ ベンジング用シャワーノズルとした。
(実施例 1 0 )
実施例 9において、 MFに代えて、 水酸化フラーレン C 6 0 (平均分子量 9 5 8. 7 Z粉体 (水溶性固体) 、 水酸化率 1 4 OH基/ molecule) を用いてコ 一ティングしてラジカルスカンベンジング用シャワーノズルとした。
(実施例 1 1 )
実施例 6において、 実施例 9で用いた水酸化フラーレンでコ一ティングし、 水道管用フィルターとした。 産業上の利用可能性
この出願の発明の浄化剤は、 製造することも容易であり、 また安定性に優れ ているためその寿命も十分にあり、 有害ガス類の吸着性、 無害化能力も優れて いる。 このため、 オフィス、 車内、 家庭等の生活空間に含まれでいる殆ど全て の有害物質の除去'吸着性にに加えて吸着速度も早いため、 フィルター、 微小 なセル、 邪魔板などの流動体及び固体物質浄化用フィルタ一として、 種々な形 態で流動体及び固体物質浄化装置に組み込み、 流動体及び固体物質浄化に使用 することができる。
Claims
1. 下記一般式 (1 ) で表されるフラーレン類及びその誘導体のうちの少く とも 1種を含有することを特徵とする浄化剤。
F - Rm ( 1 )
(式中、 Fは C n (Cは炭素原子、 nは 6 0以上の整数) で示されるフラーレ ン、 カーボンナノチューブもしくはその混合物であり、 Rmは、 C nに結合す る m個の置換基であり、 それぞれ独立して、 同一または別異に、 水酸基、 その 水酸基と無機酸もしくは有機酸とのエステル基、 その水酸基と糖との配糖体基、 その水酸基とケトンとのケタール基またはその水酸基とアルデヒドとのァセタ 一ル基を示す。 mは 0または 1以上の整数を示す。 )
2. フラーレンの誘導体は、 フラーレン類の有機ポリマーまたは包接性化合 物との複合体である請求項 1の浄化剤。
3. フラーレン類及びその誘導体のうちの少なくとも 1種とともにそれ以外 のラジカルスカベンジング剤を担持もしくは吸着した多孔性物質を含有する請 求項 1または 2に記載の浄化剤。
4. 多孔性物質に対しフラーレン類及びその誘導体のうちの少なくとも 1種、 もしくはこのものとそれ以外のラジカルスカベンジング剤とを合計で 0. 0 0
1〜 5 0重量%の範囲で担持もしくは吸着した請求項 3に記載の浄化剤。
5. 多孔性物質が繊維、 紙、 活性炭、 ゼォライト、 珪藻土、 多孔質樹脂、 多 孔質ゴム及び多孔質セラミックスのうちの少なくとも 1種である請求項 3また は 4に記載の浄化剤。
6. 多孔質物質は、 水ガラス、 多糖類、 水溶性高分子、 およびポリオール類 のうちの少なくとも 1種により表面処理されている請求項 3から 5のうちのい ずれかに記載の浄化剤。
7. 請求項 1から 6のうちのいずれかに記載の浄化剤を含有する狰化用フィ ルター。
8. 請求項 7に記載の浄化用フィルタ一を備えた净化装置。
9. 請求項 1から 6のうちのいずれかに記載の浄化剤を含有する浄化パネル。
10. 請求項 1から 6のうちのいずれかに記載の浄化剤を含有する配送用の装 置、 機器またはそれらの部材。
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WWW | Wipo information: withdrawn in national office |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 05739142 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |