JPH05138018A

JPH05138018A - 空気清浄化物およびその製造方法

Info

Publication number: JPH05138018A
Application number: JP3325002A
Authority: JP
Inventors: Tamio Noda; 多美夫野田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1991-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1993-06-01

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、ＮＨ ₃やＨ ₂Ｓ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組成物およびそ
の製造方法を提供する。【構成】金属鉄の表面に高分子錯体を付着させた空気
清浄化物、この金属鉄を鉄系金属多孔体とした空気清浄
化物。ｐＨが６〜１１である鉄イオン含有水溶液に水溶
性ポリマーを添加混合し、該水溶液を金属鉄の表面に担
持させて乾燥する空気清浄化物の製造方法。上記鉄イオ
ン含有水溶液は、硫酸、塩酸、硝酸、アスコルビン酸、
クエン酸、酒石酸、グルコン酸、タンニン酸から選ばれ
る１または２以上の酸と共存する水溶液に水酸化ナトリ
ウム、水酸化カルシウム、水酸化カリウムから選ばれる
１または２以上の塩基性物を添加混合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＮＨ ₃やＨ ₂Ｓ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
浄化物およびその製造方法に関する。本発明の空気清浄
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】空気中の悪臭ガスの処理法としては、た
とえば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除去方法等で除
去、あるいは不快感の軽減が行なわれている。しかし、
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
いう問題がある。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り、根本的な解決策
とならない。化学反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解する方法等があるが、過
剰なオゾンが人体に有害であるために新たな害を引き起
こす。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ために不要な化学物質を
発生させることになり、根本的な解決となりがたい。

【０００３】それらの問題を解決する技術として繊維学
会誌（繊維と工業）Ｖｏｌ．４２（１９８６）．Ｎｏ．
１２、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る錯体化合物が窒素
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。

【０００４】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。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号で特許出願した。この組
成物は安価に製造できるし、空気清浄力の劣化が極めて
小さく、従来技術の問題点を解決するものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は特願平１
−２８０７７６号の組成物をさらに広範囲に研究して、
さら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ＣＨ ₃ＳＨ（メチルメル
カプタン）速度の改善、および脱ＣＨ ₃ＳＨ性能を長期
にわたって発揮する脱臭剤が望まれている。

【０００６】また、特願平１−２８０７７６号の組成物
は乾燥すると脆くなり粉状となりやすく、脱臭剤として
使用する場合は不織布等の通気性があってかつ粉の飛散
を防ぐシート等でくるんで使用する必要があり、本来の
脱臭性能を十分に発揮できない問題点もあった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、金属鉄の表面に高分子錯体を付着
させたことを特徴とする空気清浄化物である。また上記
金属鉄が鉄系金属多孔体であることも特徴とする。

【０００８】さらにｐＨが６〜１１である鉄イオン含有
水溶液に水溶性ポリマーを添加混合し、前記水溶液を金
属鉄の表面に担持させて乾燥することを特徴とする空気
清浄化物の製造方法である。ここにおいて上記鉄イオン
含有水溶液は、硫酸、塩酸、硝酸、アスコルビン酸、ク
エン酸、酒石酸、グルコン酸、タンニン酸から選ばれた
１または２以上の酸と共存する水溶液に水酸化ナトリウ
ム、水酸化カルシウム、水酸化カリウムから選ばれた１
または２以上の塩基性物を添加混合したことも特徴とす
る。また上記水溶性ポリマーは、酢酸ビニル系またはア
クリル系であることも特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明者等の研究によれば、ＮＨ ₃や（ＣＨ
₃） ₃Ｎ（トリメチルアミン）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ＣＨ ₃ＳＨガスの吸着力が弱い。その
一つの解決方法は、本発明者等が特願昭６３−２７３１
９５号に記述しているような固体塩基を配する方法であ
る。

【００１０】しかし、その後の研究で、Ｈ ₂Ｓ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。更に水酸化鉄を効果的に生成せしめ、長期に安定し
て効果を継続するため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。さらに脱Ｈ ₂Ｓ性能が優れている
物質は脱ＣＨ ₃ＳＨ性能も優れていることが判明した。

【００１１】脱Ｈ ₂Ｓ性能が良くなると脱ＣＨ ₃ＳＨ性
能も良くなるのは、−ＳＨ基のＨがＨ ₂Ｓと同様な性質
を持つためと考えられる。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。しか
し、脱Ｈ ₂Ｓ性能が良いことが脱ＣＨ ₃ＳＨ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２
４時間加熱処理した反応生成物は極めて脱Ｈ ₂Ｓ性能が
良いが脱ＣＨ ₃ＳＨ性能がやや劣る。

【００１２】脱ＣＨ ₃ＳＨ性能を改善するための種々の
対策を調査研究した結果、鉄塩の水溶液に塩基性物質を
添加してｐＨを６〜１１に調整し、その水溶液にポリマ
ーを添加して金属鉄に接触させて乾燥することによりポ
リマーを添加しないものに比較して極めて脱ＣＨ ₃ＳＨ
性能の優れた組成物に変化することを突き止めた。ま
た、生成した組成物はポリマーの接着、保形効果で粉状
に崩壊することがなく、脱臭剤として使用する場合にも
そのまま汚染空気に曝して使用できるので、通気阻害が
無くなることから脱臭速度が大きく改善できることが判
った。

【００１３】水溶性ポリマーは天然物ではたとえば澱粉
があるが、合成物では最も良く知られているものに衣類
の糊など種々の用途に広く使用されているカルボキシメ
チルセルロース（ＣＭＣ）がある。さらに合成樹脂系の
ものとしては酢酸ビニルをアルカリで鹸化して水溶性の
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）にした酢酸ビニル系の
水溶性ポリマーがある。またアクリル樹脂を同様に処理
して水溶性にしたものもあり、これらは水を溶媒とする
接着剤や塗料などに用いられている。さらには合成ゴム
の微粒子を乳化剤で水に分散させたものなど種々のポリ
マーのエマルジョンはすべてここでいう水溶性のポリマ
ーに入る。この中で特に好ましい水溶性ポリマーとして
は、酢酸ビニル系、アクリル系のものが使用でき、その
添加量は付着、保形効果およびポリマーの形成する皮膜
による脱臭性能の低減の点から鉄イオン水溶液に０．５
〜８重量％とすることが好ましい。

【００１４】本発明の水溶液の鉄イオンの濃度は鉄イオ
ンが０．１ｍｏｌ／ｌ以上の濃度を保持することが脱臭
性能上好ましい。また、ｐＨは鉄錯体化合物を生成する
ために所定の範囲のｐＨに制限されるものであるが、こ
のｐＨが６未満、すなわち酸性が強くなるとポリマーに
よる付着、保形効果が弱まる。またｐＨが１１を超える
と、すなわち塩基性が強くなるとポリマーによる付着、
保形効果が発現しない。

【００１５】ポリマーを添加することによる脱ＣＨ ₃Ｓ
Ｈ性能の改善効果のメカニズムについては十分解明でき
ていないが、ポリマーと鉄イオンの化学反応により鉄硫
黄蛋白質、すなわちフェレドキシン型の高分子錯体が生
成し酸化還元触媒の活性中心となる鉄イオンの安定性を
確保した結果と推定される。次に本発明の実施例につい
て述べる。

【００１６】

【実施例】目の粗さが２０ＰＰＩのウレタンフォームに
１０μｍ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時間焼成し鉄多孔体を製造した。１
個のサイズは約９０ｍｍ×８０ｍｍ×１０ｍｍで、重量
は約４０ｇであった。その鉄多孔体を１．５％の塩酸で
酸洗した後水洗して水切りし、表１に示したようなＬ−
アスコルビン酸、タンニン酸、硫酸第一鉄、塩化第一
鉄、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウムおよびポリマ
ーを色々な条件で配合した水溶液に浸漬し、大気中で４
ヵ月間自然乾燥させて脱臭フィルターを製作した。表１
中のポリマーの種類はＡ、Ｂが酢酸ビニル系で、Ａのｐ
Ｈは４、ＢのｐＨは６．５のものを使用した。Ｃ、Ｄ、
Ｅはアクリル系で、ＣのｐＨは６．５、ＤのｐＨは９、
ＥのｐＨは７．２のものを使用した。

【００１７】

【表１】

【００１８】それらの脱臭性能を脱臭試験装置を使って
調査するとともに、ロータップ振動篩を使って振動によ
る粉の発生率についても調査した。脱臭試験装置は図１
に示すように４０リットルの密閉容器１に４００リット
ル／分の送風能力を持つ循環ファン２が設置されてい
る。図中３が試料とするフィルター状の空気清浄物、４
がガス導入口、５がガスサンプル採取口でガスは矢印６
の方向に循環させる。

【００１９】まず、最初に脱ＮＨ ₃性能を評価し、次に
脱ＣＨ ₃ＳＨ性能、脱Ｈ ₂Ｓ性能の順に評価し、脱臭性
能の評価結果と粉塵発生率の評価結果を表２に示した。
この表の中の番号は表１の試料の番号と対応している。
脱臭率は初期濃度に対して３０分後の濃度がどこまで低
下したかを測定し、除去されたガス成分の濃度比率で求
めた。粉塵発生率は発生した粉塵重量を多孔体重量で割
って求めた。なお脱Ｈ₂Ｓ性能はほとんどすべてのもの
が５分後の脱Ｈ ₂Ｓ率１００％を達成しており、差が明
らかにならなかったので省略した。

【００２０】

【表２】

【００２１】結果としてポリマーの添加によって粉塵発
生率が低下しただけでなく、脱ＣＨ₃ＳＨ性能が大きく
改善された。粉塵抑制効果では、特に５０μｍアンダー
の超微粉の発生抑止効果が顕著であった。

【００２２】

【発明の効果】本発明により本発明者等が先に発明した
鉄等の金属にこれとアスコルビン酸等の多塩基酸との反
応生成物を共存させた脱臭剤に比し、簡単な製法でさら
に性能を向上させることができた。

【００２３】すなわち鉄イオン含有水溶液に水溶性ポリ
マーを添加混合し金属鉄の表面に担持させることにより
高分子錯体を形成せしめ、脱ＣＨ ₃ＳＨ性能を向上せし
めるとともに粉の発生を無くすることができる。

【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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属鉄の表面に高分子錯体を付着させた
ことを特徴とする空気清浄化物。
【請求項２】金属鉄が鉄系金属多孔体であることを特
徴とする請求項１記載の空気清浄化物。
【請求項３】ｐＨが６〜１１である鉄イオン含有水溶
液に水溶性ポリマーを添加混合し、前記水溶液を金属鉄
の表面に担持させて乾燥することを特徴とする空気清浄
化物の製造方法。
【請求項４】鉄イオン含有水溶液は、硫酸、塩酸、硝
酸、アスコルビン酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、
タンニン酸から選ばれた１または２以上の酸と共存する
水溶液に水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化
カリウムから選ばれた１または２以上の塩基性物を添加
混合したことを特徴とする請求項３記載の空気清浄化物
の製造方法。
【請求項５】水溶性ポリマーは、酢酸ビニル系または
アクリル系であることを特徴とする請求項３または４記
載の空気清浄化物の製造方法。