JPH0624608B2 - オゾン分解剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、オゾン分解剤に関するものである。

＜従来の技術＞ オゾンは発生期の酸素を有し、フッ素に次ぐ酸化力のあ
るガスであるため、その酸化力を利用して、水処理、悪
臭成分の分解脱臭、及び化学工業での酸化剤として用い
られることが多くなっている。また、複写機等の高電圧
発生装置を組み込んだ機器から、無声放電によりオゾン
の発生が認められる。

一方、オゾンは大気汚染防止の点から、また作業環境許
容濃度として0.06ppm 以下に規制され、十分な除去処理
が必要である。これらの処理のための従来技術としては
特開昭５９−４２０２２にも記載があるように、（１）
熱分解法、（２）薬液洗浄法、（３）活性炭法等があ
る。

（１）熱分解法は、オゾンが高温で迅速に分解する性質
を利用したものであるが、オゾンを含むガスを高温で処
理しなければならないため、その処理コストが高いとい
う難点がある。

（２）薬液洗浄法は、酸化力の強いオゾンの化学的性質
を利用し、還元性の水溶液でオゾンを処理する方法であ
るが、還元剤として用いるチオ硫酸ナトリウム等の薬剤
のコストが高いこと、またその廃液の処理が必要なこと
などの難点がある。

（３）活性炭法は、活性炭層でオゾンガスの酸化力を利
用し活性炭の炭素を炭酸ガスに化学変化させてオゾンを
除去したり、あるいは、活性炭表面での接触分解により
オゾンを直接に無害な酸素に分解除去する方法である
が、高濃度のオゾンは活性炭と激しく反応するため、爆
発の危険性がある。また、水分の共存下では、低温に於
けるオゾンの分解率が大きく低下する難点がある。

＜発明が解決しようとする課題＞ 活性炭法は、コスト的に安価であるため既に実用化され
ている方法である。例えば、特開昭４９−１２３１８７
に、活性炭にシリカーアルミナゲルを混合したものが開
示されている。しかし、その寿命は短く、市場の要望を
満たしていない。また、特開昭５７−７７０１９にはM
n、V 、Fe、Cu、Ni、Cr、Co、Zn等の酸化物やこれらの
塩を活性炭に担持させた触媒や、Pd、Pt、Agを活性炭に
担持させた触媒が開示されている。しかしながら、これ
らのオゾンの分解率は低く、寿命も短いことが確認され
ている。更に、特開昭５９−４２０２５には鉄系オゾン
分解剤で分解する際の温度依存性が示されている。すな
わち、50℃では99.999％、30℃では55.9％、20℃では4.
2 ％と低温になるほどオゾンの分解率が著しく低下する
ことが記載されている。

上述のように低温及び／又は水分の共存下ではオゾンの
分解活性は大きく低下する。一方、オゾンガスを発生
し、使用する条件として、オゾンの特性を生かすため低
温下で発生させ、そのオゾンガスを使用する際に、水分
を多く含む高湿度の条件下で使用されることが多い。

本発明は、ガス成分中に含まれるオゾンを分解除去する
に際して、低温度、高湿度条件下においても、高活性、
長寿命のオゾン分解剤を提供することを目的としてい
る。

＜課題を解決するための手段＞ 本発明者らは、上記問題点を解決するため、オゾン分解
剤について種々検討を重ねた結果、本発明に到達した。
即ち、本発明は、過酸化バリウム、過酸化カルシウム、
過酸化亜鉛、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウムか
ら選ばれる少なくとも一種を含有するオゾン分解剤に関
する。

本発明のオゾン分解剤は、従来のオゾン分解剤に比べ、
オゾンの分解能が著しく高く、しかも低温度、高湿度下
においても高活性を維持し、オゾンを容易に分解するこ
とができる。

以下に本発明を詳細に説明する。

本発明においては、過酸化バリウム、過酸化カルシウ
ム、過酸化亜鉛、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウ
ムから選ばれる一種以上の化合物がオゾン分解剤として
用いられる。

本発明のオゾン分解剤は、性能をあげるため、通常用い
られる多孔質の担体を含むことが好ましい。好ましい担
体としては、シリカ、アルミナ、シリカアルミナ、シリ
カマグネシア、天然ゼオライト、合成ゼオライト、ケイ
ソウ土、活性炭、鹿沼土、粘土鉱物、無機繊維等をあげ
ることができるが、特にこれらに限定されることはな
く、通常用いられる担体であればいずれも使用可能であ
る。その中で、特に好ましいものは活性炭である。担体
に活性炭を用いると、オゾン分解活性が高くなり、より
低い温度で使用できるようになる。オゾン分解剤の成型
物の強度、爆発の危険性等実用面を考慮すると、担体と
して活性炭を単独で用いるより、他の担体と一緒に用い
るのがより好ましい。担体を使用する場合、オゾン分解
剤に占める担体の割合は任意であるが、好ましくは１〜
99重量パーセント特に好ましくは30〜95重量パーセント
である。活性炭を他の担体と一緒に用いる場合、担体中
に占める活性炭の割合は好ましくは５〜90重量％、特に
好ましくは10〜70重量％である。

本発明のオゾン分解剤は使用する原料の形態により粉末
として得られることが多く、粉末の状態でそのまま使用
しても良いが、使用上の制約がある場合には、固体粒子
の大きさによって粒径１mm程度の顆粒、２mmから20mm程
度のペレット状粒剤等、種々の形態に成型して用いるこ
とも出来る。一般に粉末をペレット状等に成形する場
合、成形し易くするために結合剤（バインダー）を用い
ることが多いが、本発明のオゾン分解剤においても例外
ではなく、通常使用される結合剤を用いて成形すること
は可能である。好ましい結合剤としてはベントナイト、
コロイド状シリカ、白陶土、カオリン、水ガラス等の無
機物あるいはアルギン酸ナトリウム、にかわ、グルコー
ス、デキストリン、ヒドロキシプロピルセルロース (HP
C)、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩(CMC) 、
ポリビニルアルコール(PVA) 、ポリビニルピロリジノン
(PVP) ほか有機ポリマー系結合剤などが挙げられるが、
これらに限定されるものではなく、通常使用される結合
剤であればいずれも使用が可能である。また、この他に
もハニカム状に成形したり、糸状プラフチック成形物に
オゾン分解剤を担持させて使用することも可能であり、
これら使用方法になんら制約を受けるものではない。

本発明のオゾン分解剤を製造する際に使用する原料は特
に限定されず、通常入手しうるいずれの原料も使用でき
る。

本発明のオゾン分解剤を使用する際の使用温度は特に限
定されず、例えば、−10℃〜150 ℃という広範囲の温度
において使用することが出来る。特に０℃〜50℃という
低温においても使用できる。

＜実施例＞ 以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれら実施
例によりなんら限定されるものではない。

実施例１ 50％過酸化カルシウム200g、合成ゼオライト1000g 及び
結合剤としてカルボキシメチルセルロース・ナトリウム
塩100gに少量の水を加え、押し出し成形機にて孔径４mm
のダイスより押出した。押出されたうどん状のオゾン分
解剤は直ちにカッターにて３〜10mm長に切り、110 ℃で
乾燥して円柱状のオゾン分解剤を得た。得られたオゾン
分解剤の1000ml(780g)をステンレススチール製パイプ
（内径55mm）に充填し、50℃に保持しておいた。該オゾ
ン分解剤に、予め約850ppmのオゾン濃度に調整されたオ
ゾン含有空気を、毎分５リットルの流量で、水封に通じ
加湿した後、該オゾン分解剤に通じ、その出口のガスを
オゾンモニターに導いてオゾン濃度を検出した。その主
な破過時間のデータを第１表に示した。

実施例２ 80％過酸化バリウム200g、シリカアエロジル1000g 及び
結合剤としてアクリル系ポリマーエマルジョン（固形分
50％含有）200gを使用し、実施例１と同様にしてオゾン
分解剤を得た。得られた該オゾン分解剤1000ml(409g)を
使用して、実施例１と同様にしてテストを実施し、その
結果を第１表に示した。

実施例３ 過酸化亜鉛200g、合成ゼオライト1000g 及び結合剤とし
てコロイド状シリカ（固形分約20% 含有）400gを使用
し、実施例１と同様にしてオゾン分解剤を得た。得られ
た該オゾン分解剤1000ml(575g)を使用して実施例１と同
様にしてテストを実施し、その結果を第１表に示した。

実施例４ 実施例３で使用したオゾン分解剤と同一のオゾン分解剤
を使用し、オゾン含有ガスを加湿せずに、他は実施例１
と全く同じ条件でテストを実施した。

結果は第１表に示した。

実施例５ 50％過酸化カルシウム125g、天然ゼオライト1000g 及び
結合剤としてカルボキシメチルセルロース・ナトリウム
塩100gを使用し、実施例１と同様にしてオゾン分解剤を
得た。得られた該オゾン分解剤1000ml(798g)を使用して
実施例１と同様にしてテストを実施し、その結果を第１
表に示した。

実施例６ 過ホウ酸ナトリウム200g、シリカマグネシア200g、天然
ゼオライト800g及び結合剤としてポリビニルアルコール
120gを使用し、実施例１と同様にしてオゾン分解剤を得
た。得られた該オゾン分解剤1000ml(770g)を使用して実
施例１と同様にしてテストを実施し、その結果を第１表
に示した。

実施例７ 実施例６において、過ホウ酸ナトリウムの代わりに過炭
酸ナトリウムを用い、そのほかは実施例６と同様にして
オゾン分解剤を得、これを用いて実施例１と同様にして
テストを実施した。結果を第１表に示した。

実施例８ 実施例１において、合成ゼオライトの半量を活性炭に置
き換えたオゾン分解剤1000ml(510g)を使用し、温度を25
℃にした以外は全く同様にしてテストを実施し活性炭の
効果をみた。その結果を第１表に示した。

比較例１ 過酸化物の効果を見るため、実施例３で使用した合成ゼ
オライト1000g と結合剤としてコロイド状シリカ（固形
分約20％含有）400gを使用し、過酸化亜鉛は用いずにそ
の他は実施例１と同様にして成形して円柱状の剤を得
た。得られた剤1000ml(554g)を使用して実施例１と同様
にしてテストを実施し、その結果を第１表に示した。

比較例２ 過酸化物の効果を見るため、実施例５に使用した天然ゼ
オライト1000g と結合剤としてカルボキシメチルセルロ
ース・ナトリウム塩100gを使用し、過酸化カルシウムは
用いずにその他は実施例１と同様にして成形して円柱状
の剤を得た。得られた剤1000ml(744g)を使用して実施例
１と同様にしてテストを実施し、その結果を第１表に示
した。

実施例９ 50％過酸化カルシウム200g、活性炭550g、天然ゼオライ
ト450g及び結合剤としてカルボキシメチルセルロース・
ナトリウム塩100gを使用し、実施例１と同様にして円柱
状のオゾン分解剤を得た。得られたオゾン分解剤を200m
l(96g) を内径35mmのガラス管に充填し、常温（約25
℃）にて予め約850ppmのオゾン濃度に調整されたオゾン
分有空気を、毎分５リットルの流量で、水封に通じ加湿
した後、該オゾン分解剤に通じ、その出口のガスをオゾ
ンモニターに導いてオゾン濃度を検出した。その主な破
過時間のデータを第１表に示した。

実施例10 50％過酸化カルシウム200g、活性炭1000g 、合成ゼオラ
イト350g、シリカアエロジル200g及び結合剤としてカル
ボキシメチルセルロース・ナトリウム塩100gを使用し、
実施例１と同様にして円柱状のオゾン分解剤を得た。得
られたオゾン分解剤200 ml(104g)を使用して実施例９と
同様にしてテストを実施し、その結果を第１表に示し
た。

実施例11 実施例10で使用したオゾン分解剤と同じオゾン分解剤を
使用し、試験条件として、水封を通さないでオゾンガス
を供給した以外は全く同じ条件でテストした。その結果
は第１表に示した。

実施例12 過酸化亜鉛250g、活性炭1000g 、シリカアルミナ450g
、シリカアエロジル200g及び結合剤としてカルボキシ
メチルセルロース・ナトリウム塩100gを使用し、実施例
１と同様にして円柱状のオゾン分解剤を得た。得られた
オゾン分解剤200ml(113 g)を使用して実施例９と同様に
してテストを実施し、その結果を第１表に示した。

比較例３ 通常市販されているオゾン分解剤（活性炭と鹿沼土を主
成分とした８mm径の打錠品）を200 ml(130g)を使用し、
実施例９と同様にしてテストを実施した。破過時間のデ
ータを第１表に示した。

比較例４ 通常市販されている粒状の活性炭（４mm径×２〜８mm長
の円柱状ペレット）を200 ml(114g)使用し、実施例９と
同様にしてテストを実施した。破過時間のデータを第１
表に示した。

比較例５ 比較例４で使用した粒状活性炭と同じ活性炭を使用し、
試験条件として、水封を通さないでオゾンガスを供給し
た以外はまったく同じ条件でテストを実施した。結果を
第１表に示した。

実施例13 実施例10で使用したオゾン分解剤と同じオゾン分解剤を
40ml(21g) 使用し、内径28mmのステンレススチール製パ
イプに充填した後、予め約2000ppmのオゾン濃度に調整
されたオゾン含有空気を、毎分１リットルの流量で約50
℃にて該オゾン分解剤に通じ、その出口のガスをオゾン
モニターに導いてオゾン濃度を検出した。その主な破過
時間のデータを第１表に示した。

比較例６ 通常市販されている粒状のモレキュラーシーブ（径１／
16インチ、長さ２〜８mmの円柱状ペレット）を40ml(28
g) 使用し、実施例13と同様にしてテストを実施し、そ
の結果を第１表に示した。

実施例14 オゾン分解剤の爆発性を調べるため、実施例10で使用し
たオゾン分解剤70ml(36g) を内径36mmのステンレススチ
ール製パイプに充填し、予めオゾナイザーで発生され、
約4200ppm のオゾン濃度に調製されたオゾン含有空気
を、加湿せず毎分2.5 リットルの流量で、約30℃にて該
オゾン分解剤に通じた。24時間後、オゾン含有空気をス
トップし、オゾン分解剤を充填してあるステンレス製パ
イプに、振盪機で５分間振動、衝撃を与えたがオゾン分
解剤は爆発しなかった。

比較例７ 実施例14において、オゾン分解剤の代りに比較例４で使
用した市販の粒状活性炭70ml(46g) を用いた以外は同様
にして爆発性試験を行った。振盪機で衝撃を与え始める
と直ぐに粒状活性炭は爆発した。

＜発明の効果＞ 本発明によれば、従来のオゾン分解剤の欠点を補うべき
次ぎの効果が得られる。すなわち、低温及び／又は水分
の共存下でもオゾンの分解活性は、さほど低下するわけ
ではなく、ガス成分中に含まれるオゾンを分解除去する
に際して、従来条件より低温度、高湿度条件下において
も、高活性、長寿命のオゾン分解剤を提供することがで
きる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】過酸化バリウム、過酸化カルシウム、過酸
   化亜鉛、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウムから選
   ばれる少なくとも一種を含有するオゾン分解剤。
2. 【請求項２】活性炭を含有する第１項記載のオゾン分解
   剤。