JPH04210238A - 空気清浄化物および空気清浄化物の製造方法 - 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】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は、ＮＨ３やＨ２Ｓ等に代
表される悪臭ガス類を含有する汚染空気を浄化する空気
清浄化物および空気清浄化物の製造方法に関するもので
あり、この空気清浄化物は、例えば家庭用の脱臭剤とし
て用いることができる。 ［０００２］ 【従来の技術】空気中の悪臭ガスに対しては、活性炭を
用いる吸着法、他の香料を用いるマスキング法、臭気を
化学反応させる化学的方法で除去、あるいは不快感の軽
減が行われている。 ［０００３］Ｌかし、活性炭を用いる吸着法は脱臭性能
が短期間で劣化するとう問題があり、他の香料を用いる
マスキング法では香料が新たな不快感を与えることがあ
る等、根本的な解決策とならない。 ｔｏ　ＯＯ４］生化学応させる化学的方法では、例えば
オゾンにより悪臭ガスを酸化分縮する方法等があるが、
過剰なオゾンが人体に有害である為に新たな害を引き起
こす。 ［０００５］即ち、悪臭ガスとちょうど反応してくれる
化学物質の量を制御することが困難な為に不要な化学物
質を発生させることになり、根本的な解決と成りがたい ［０００６］それらの問題点を解決する技術として繊維
学会誌［繊維と工業Ｊ　Ｖｏｌ、４２．Ｎｏ、１２（１
９８６）、Ｐ１８〜２６には、第一鉄化合物とアスコル
ビン酸とを水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。 ［０００７］Ｌ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の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ればこの
錯体化合物は脱臭力が比較的短期間で劣化するという問
題点もあった。 ［０００８１本発明者等は先に、鉄、マンガン等の金属
にアスコルビン酸等を接触させてできる反応生成物を未
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１−２８０７７６号で出願した。 ［０００９］この組成物は安価に製造できること、空気
清浄力の劣化が極めて小さいこと等、従来技術の問題点
を解決するものであった。 ［００１０１

【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、
更に簡潔な工程で新たな空気清浄力を有する材料の提供
を課題としている。特に脱ＣＨ３ＳＨ速度の改善、及び
脱ＣＨ３ＳＨ性能を長期間にわたって発揮する脱臭材が
望まれている。 ［００１１１ 【課題を解決するための手段］本発明は、Ｆｅ、Ｍｎ。 Ｃｒ、　Ｎｉ、　Ｚｎ、　Ａｌ、　Ｃｕ、及びＣｏ並び
にこれら金属元素を含む合金から選ばれた少なくとも一
つの金属の表面に、該金属、酸化金属、水酸化金属、硫
化金属および金属と酸の錯体の共存物を生成させ、これ
ら共存物の表面に金属と酸の錯体を生成したことを特徴
とする空気清浄化物、 ［００１２］上上記体を生成する酸がアスコルビン酸、
クエン酸、酒石酸、グルコン酸、タンニン酸、没食子酸
がら選ばれる１または２以上の酸であることを特徴とす
る請求項１記載の空気清浄化物、 ［００１３］上記金属が粒状金属の集合体であることを
特徴とする請求項１記載の空気清浄化物であり、［００
１４］　Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ、
及びＣｏ並びにこれら金属元素を含む合金から選ばれた
少なくとも一つの金属を、濃度の薄い酸の水溶液と接触
させて大気中で反応させ、その反応生成物が未反応の金
属と共存する組成物となし、次にこれを比較的濃度の濃
い酸の水溶液と接触させ、これを乾燥した後、硫化水素
を吸着させることを特徴とする空気清浄化物の製造方法
、 ［００１５］上記酸の水溶液がアスコルビン酸、クエン
酸、酒石酸、グルコン酸、タンニン酸、没食子酸がら選
ばれる１または２以上の酸の水溶液であることを特徴と
する請求項４記載の空気清浄化物の製造方法である。 ［００１６１以下、本発明を具体的に説明する。本発明
者等の研究によれば、ＮＨ３や（ＮＨ：ｌ　）３　Ｎ等
の塩基性ガスの脱臭性能は多塩基酸と金属の反応生成物
である金属錯体に非常に良く吸着するが、ＣＨ１ＳＨガ
スの吸着力が弱い。 ［００１７］その一つの解決方法は、本発明者等が特願
昭６３−２７３１９５号に記述しているような固体塩基
を配する方法である。しかし、その後の研究によって、
Ｈ２Ｓ等の酸性ガスの吸着力の強い物質は金属鉄が水溶
液に溶解して生成する水酸化鉄及び酸化第二鉄であるこ
とを突き止めた。 ［００１８１更に水酸化鉄を効果的に生成せしめ、長期
に安定して効果を継続する為には、金属鉄と水酸化鉄、
酸化第二鉄、マグネタイトが共存する状態を形成させる
必要があることも突き止めた。 ［００１９１脱Ｈ２Ｓ性能が良くなると脱ＣＨ３ＳＨ拌
性能良くなるのは−ＳＨ基のＨがＨ２Ｓと同様な性質を
持つ為と考えられる。従って水酸化鉄を効果的に生成せ
しめることが有効であることが推察できる。 ［００２０］Ｌかし、脱Ｈ２Ｓ性能が良いことが脱ＣＨ
：１．ＳＨ性能も良いことの充分条件ではないことが本
発明者等の研究で判明した。例えば鉄とＬ−アスコルビ
ン酸水溶液を空気中で接触させ、生成した錯塩と鉄の共
存物を１５０℃で２４時間加熱処理した反応生成物は極
めて脱Ｈ２Ｓ性能が良いが脱ＣＨ３ＳＨ拌性能やや劣る
。 ［００２１１脱ＣＨ：Ｉ　ＳＨ拌性能改善するために種
々の対策を調査研究した結果、比較的濃度の薄い酸の水
溶液に接触させて大気中に放置した鉄表面には水酸化鉄
、酸化第二鉄、マグネタイトが生じ、極めて脱Ｈ２Ｓ性
能の優れた組成物が生じるが、それに硫化水素が吸着す
ると硫化鉄を生成し、硫化水素を吸着させる前の組成物
に比較して極めて脱ＣＨ３ＳＨ拌性能優れた組成物に変
化することを突き止めた。 ［００２２１Ｌかし、これだと脱ＣＨ３ＳＨ拌性能脱Ｈ
２Ｓ性能は極めて優れているが脱ＮＩ（１性能や、脱（
ＣＨ３）３Ｎ性能がかなり劣化する。鋭器３性能や、脱
（ＣＨ３）３Ｎ性能をできるだけ劣化させずに脱ＣＨ３
ＳＨ拌性能改善する方法として第一段階で希薄酸の水溶
液で処理し、第二段階で比較的濃度の高い酸で処理する
方法を採用した。 ［００２３］この方法によれば、脱Ｈ２Ｓ性能の優れた
マグネタイト、酸化第二鉄、水酸化鉄と鉄の共存物がま
ず生成し、その組成物を大きく変化させることなく鉄と
酸の錯体も生じる。 ［００２４］これに硫化水素を吸着させると硫化鉄が共
存し、脱Ｈ２Ｓ、脱ＮＨ３、脱（ＣＨ３）３Ｎ性能等を
損ねることなく脱ＣＨ３３Ｈ性能の極めて優れた組成物
を形成する。 ［００２５］上記現象は鉄以外の他の金属、Ｍｎ、　Ｃ
ｒ、　Ｎｉ、　Ｚｎ、　ＡＩ、Ｃｕ、及びＣｏ並びにこ
れら金属元素を含む合金から選ばれた少なくとも一つの
金属についても同様であることを確認した。 ［００２６］硫化水素を吸着させることによる脱ＣＨ３
ＳＲ性能の改善効果のメカニズムは、脱硫化水素性能は
繰り返し使用しても劣化が殆ど見られないこと、硫化水
素吸着後の組成物の分析結果より吸着した硫化水素は大
半が分解していることから推定してこの組成物に硫化鉄
、＠黄が生じてＣＬ＋　ＳＨの吸着性能を大幅に改善し
ているものと考えられる。 ［００２７］ 【実施例】次に本発明の実施例について述べる。 ［００２８］

【実施例１】目の粗さが２０ＰＰＩのウレタンフオーム
に１０μアンダーの微細銑鉄粉末を塗着して非酸化雰囲
気で１１５０℃＊２時間焼成して鉄多孔体を製造した。 ］−個のサイズは約９０ｍｍＸ　８０ｍｍＸ　ｉ　Ｏｍ
ｍで重量は約４０ｇであった。 ［００２９］その鉄多孔体を没食子酸換算で０．０２　
ｍｏｌ／’１のタンニン酸水溶液に含浸シ１．室温で１
日間放置した。 それを没食子酸換算で０．５ｍｏ　！・′１のタンニン
酸水溶液に含浸し、室温で１週間放置し、た。それを図
１に示したような構造の評価装置に入れて硫化水素を吸
着させた。 ［００３０１拭験装置の内容積は４０１、循環ファンの
風量は約４００１／分であった。まず、最初に脱ＣＨ３
ＳＨ拌性能評価し、次に硫化水の吸着を行った。硫化水
素は１回の吸着開始濃度が１０００　ｐｐｍになる。よ
うに注射器で投入した。 ［００３１１１０分後にはほぼ全量の硫化水素が鉄多孔
体に吸収されたが、それを３回繰り返した。その多孔体
を１日大気中に放置して、翌日再度脱ＣＨ３ＳＨ試験を
行った。その評価結果を表１に示した。 ［００３２］脱ＣＨ３ＳＨ拌性能大幅に改善されその後
の繰り返し脱ＣＨ３ＳＨ試験でも改善効果が持続するこ
とが確認できた。また、硫化水素を吸着する前後の脱Ｎ
Ｈ３性能については、比較材の脱Ｎ！（３性能と共に表
２に示した。 ［００３３１比較材は鉄多孔体を没食子酸換算で０．０
２ｍｏ１／Ｉのタンニン酸水溶液に含浸し、室温で１週
間放置したもので中間での０．５ｍｏｌ／Ｉのタンニン
酸水溶液に含浸させる処理を行っていないもので、その
他の条件は本発明品とほぼ同じ処理を行ったものである
。比較材に比べて脱ＮＨ３性能が極めて良い。 ［００３４１

【実施例２］実施例１と同様にして製造した鉄多孔体を
使用して、Ｌ−アスコルビン酸０．０２ｍｏ　ｌを１１
の水に溶かした水溶液に含浸し、室温で１日間放置した
。それを没食子酸換算で０．５ｍ０１／Ｉのタンニン酸
水溶液に含浸し、室温で１週間放置した。 ［００３５］その後説ＣＨ３ＳＨ拌性能調べた。それを
図１に示したような構造の評価装置に入れて硫化水素を
吸着させた。 ［００３６１試験装置の内容積は４０１、循環ファンの
風量は約４００１．　／分であった。まず、最初に脱Ｃ
Ｈ３ＳＨ拌性能評価し、次に硫化水の吸着を行った。硫
化水素は１回の吸着開始濃度が１ｏｏｏ　ｐｐｍになる
ように注射器で投入した。 ［００３７１１０分後にはほぼ全量の硫化水素が鉄多孔
体に吸収されたが、それを３回繰り返した。その多孔体
を１日大気中に放置して、翌日再度膜ＣＨ３ＳＨ試験を
行った。その評価結果は表３に示したように硫化水素吸
着によって脱ＣＨ３ＳＨ性能が顕著に改善されている。 ［００３８］また、硫化水素を吸着する前後の脱ＮＨ３
性能については比較材の脱Ｎ１（３性能と共に表４に示
した。 ［００３９］比較材は鉄多孔体を没食子酸換算で０．０
２ｍｏ　１　／’　ｌのタンニジ酸水溶液に含浸し、室
温で１週間放置したもので中間での０．５ｍｏ　ｌ　／
”　ｌのタンニン酸水溶液に含浸させる処理を行ってい
ないもので、その他の条件は本発明品とほぼ同じ処理を
行ったものである。比較材に比べて脱ＮＨ３性能が極め
て良い。 ［００４０１脱ＣＨ３ＳＨ性能の改善効果の持続性につ
いての試験結果は表５に示したように改善効果が持続す
ることが確認できた。 ［００４１１ 【実施例３］目の粗さが１３ＰＰＩのウレタンフオーム
にＣｒ、　Ｎｉ、　ＡＩ、　Ｃｕ、　Ｍｎ、　Ｃｏ、Ｚ
ｎをそれぞれ低温溶射によって溶着させて金属多孔体を
製造した。 １個のサイズは約１００ｍｍＸ　９０ｍｍＸ　１２ｍｍ
で重量は約４０ｇ〜５０ｇであった。 ［００４２］それらの金属多孔体を使用して、Ｌ−アス
コルビン酸０．０２ｍｏｌの水溶液に含浸し、室温で３
日間放置した。それを没食子酸換算で０．５ｍｏｌ／’
ｌのタンニン酸水溶液に含浸し、室温で１週間放置した
。それを図１に示したような構造の評価装置に入れて硫
化水素を吸着させた。 ［００４３］試験装置の内容積は４０１、循環ファンの
風量は約４００１　／分であった。まず、最初に脱ＣＨ
３ＳＨ性能を評価し、次に硫化水素の吸着を行った。硫
化水素は１回の吸着開始濃度が１０００　ｐｐｍになる
ように注射器で投入した。 ［００４４１１０分後の硫化水素濃度にバラツキはあっ
たが、１回の吸着は１０分で打ち切った。それを３回繰
り返した。その多孔体を１日大気中に放置して、翌日再
度膜ＣＨ：ｌ　ＳＨ試験を行った。その評価結果を表６
に示した。脱ＣＨ３ＳＨ性能は大幅に改善された。 ［００４５１ 【表１］ ［００４６］ 【表２】 ［００４７］

【表３】 ［００４８１

【表４］ ［００４９１ 【表５】 ［００５０１ 【発明の効果］本発明により、脱ＮＨ３性能、脱Ｈ２Ｓ
性能、脱（ＣＨ３）３Ｎ性能が良くて更に脱ＣＨ３ＳＨ
性能も極めて優れた空気清浄化物が製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】脱臭性能を評価する試験装置の構造を示す説明
図である。

【符号の説明】

１　密閉容器 ２　循環ファン ３　脱臭フィルター 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃ
   ｕ、及びＣｏ並びにこれら金属元素を含む合金から選ば
   れた少なくとも一つの金属の表面に、該金属、酸化金属
   、水酸化金属、硫化金属および金属と酸の錯体の共存物
   を生成させ、これら共存物の表面に金属と酸の錯体を生
   成したことを特徴とする空気清浄化物。
2. 【請求項２】上記錯体を生成する酸がアスコルビン酸、
   クエン酸、酒石酸、グルコン酸、タンニン酸、没食子酸
   から選ばれる１または２以上の酸であることを特徴とす
   る請求項１記載の空気清浄化物。
3. 【請求項３】上記金属が粒状金属の集合体であることを
   特徴とする請求項１記載の空気清浄化物。
4. 【請求項４】Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃ
   ｕ、及びＣｏ並びにこれら金属元素を含む合金から選ば
   れた少なくとも一つの金属を、濃度の薄い酸の水溶液と
   接触させて大気中で反応させ、その反応生成物が未反応
   の金属と共存する組成物となし、次にこれを比較的濃度
   の濃い酸の水溶液と接触させ、これを乾燥した後、硫化
   水素を吸着させることを特徴とする空気清浄化物の製造
   方法。
5. 【請求項５】上記酸の水溶液がアスコルビン酸、クエン
   酸、酒石酸、グルコン酸、タンニン酸、没食子酸から選
   ばれる１または２以上の酸の水溶液であることを特徴と
   する請求項４記載の空気清浄化物の製造方法。