JPH0634810B2 - 空気清浄化物 - Google Patents

空気清浄化物

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JPH0634810B2
JPH0634810B2 JP2195731A JP19573190A JPH0634810B2 JP H0634810 B2 JPH0634810 B2 JP H0634810B2 JP 2195731 A JP2195731 A JP 2195731A JP 19573190 A JP19573190 A JP 19573190A JP H0634810 B2 JPH0634810 B2 JP H0634810B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、NOXやSOXやO3ガス等の有害ガスや、NH3をは
じめとする窒素化合物系ガス、H2Sをはじめとする硫黄
化合物系ガス、アセトアルデヒトをはじめとするカルボ
キシル基系ガス、酢酸をはじめとするカルボン酸系ガス
等を含有する汚染空気を清浄化する、空気清浄材とし
て、あるいは燃焼排ガス、有害ガスの清浄材として使用
する事ができる組成物に関する。また本発明の組成物
は、食品鮮度保持剤としても使用することができる。
[従来の技術] 空気中のNOXガスやSOXガスやO3ガスは、呼吸器疾患を起
こすために低減することが望ましく、発生を防止しある
いは低減するための各種の燃焼装置やガス洗浄装置や化
学処理装置が用いられている。しかし汚染された空気か
ら、簡易な設備を用いて、これ等の有害ガスを効率よく
除去する空気清浄化物は、一般化されていない。
空気中の窒素化合物系ガスや硫黄化合物系ガスは悪臭を
伴うため、活性炭を用いる吸着法や、他の香料を用いる
マスキング法や、臭気ガスを化学反応させる化学法で、
悪臭の処理が行なわれている。しかし従来の脱臭剤は、
脱臭力が短時間で劣化するという問題点がある。
繊維学会誌(繊維と工業)Vol.42,NO.12(1986),P18〜P2
6には、Fe(II)化合物とアスコルビン酸とを溶液状態で
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。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
物系臭気ガスに対する脱臭力が弱く、また窒素化合物系
臭気ガスは錯体化合物に吸着して脱臭されるが、吸着量
に限度があるため、脱臭力が短時間で劣化するという問
題点がある。
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、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、安価に簡易に製造できる
し、また長期間に亘って使用しても、空気清浄力が劣化
し難い。
[発明が解決するための課題] 本発明者等は特願平1-280776号の組成物を更に広範囲に
研究して本発明をなすに至った。即ち本発明は、特願平
1-280776号の組成物と同等のあるいは更に優れた空気清
浄の効力を有する新たな組成物で、かつより単純な方法
で製造出来る空気清浄化物の提供を課題としている。
[課題を解決するための手段] 本発明ではFe,Mn,Al,Zn,Cr,Cuの一種又は二種以上の金
属と金属に対してモル比で0.5〜1.0のオキシ多塩基酸類
を水の存在下で反応せしめ、7.5>pH>5.0とした金属と
オキシ多塩基酸類との反応溶液を形成する。次にこの反
応溶液に塩基を添加して14>pH>6.0に調整した空気清
浄化組成物溶液を製造する。
金属に対してモル比で0.5〜1.0のオキシ多塩基酸類を水
の存在下で空気中で十分に長時間反応させと、pHが7前
後のほぼ中性に近い金属とオキシ多塩基酸類と酸素の反
応生成物であるコロイド状の反応溶液が得られる。尚金
属が過量の場合は未反応金属が底部に沈殿する。
本発明では、コロイド状の反応溶液を使用するが、未反
応の沈殿した金属が一部混入しても効果は変らない。
モル比が0.5以下では未反応金属が多くなり、コロイド
状反応溶液の生成量が不十分である。モル比が1.0以上
では、長時間反応させてもpHが中性状態になりずらく、
好ましくない。このコロイド状反応溶液は窒素化合物系
のガス、O3、SO2、NO2等のガスを清浄化する能力はある
が、硫黄化合物系ガス、アセトアルデヒド等のガスを清
浄化する能力が弱い。本発明で塩基の添加は硫黄化合物
系ガス、アセトアルデヒド等のガスの清浄力を強化する
ために行う。即ちこの反応溶液に塩基を添加して14<pH
<6.0に調整すると反応の場がアルカリ性となり、硫黄
化合物系ガス、アセトアルデヒド等を清浄化する能力が
強化される。塩基を添加する前のpHが5未満では未だ充
分に金属とオキシ多塩基酸類と酸素の反応生成物が生成
していないため、清浄化力が小さい。本発明では塩基を
添加する際の反応溶液は7.5>pH>5.0で、中性に近いの
で、反応溶液中の反応生成物は添加する塩基により大き
な化学変化を受けず、本来の窒素化合物、O3、SO2、NO2
を除去する清浄化能力も充分に保持した空気清浄化組成
物溶液が出来る。
添加する塩基としてはCa(OH)2,NaOH,Mg(OH)2,KOH等の一
般的な塩基物をそのまま、あるいは溶液状で、コロイド
状の前記反応溶液に添加する。添加量としては金属重量
の0.2〜2%あれば充分である。
本発明ではこの空気清浄化組成物溶液をFe,Mn,Al,Zn,C
r,Cuの一種又は二種以上の金属質の担持体に担持させて
空気清浄化物とする。
金属質の担持体については後述するが、金属質の担持体
に担持させる目的は、空気清浄化組成物溶液の空気清浄
化の寿命を向上させるためであり、還元性金属と共存さ
せることによって、金属の還元力を利用して空気清浄化
組成物の酸化を防止し空気清浄化力の寿命を向上出来
る。
空気清浄化組成物溶液を金属に担持させる方法としては
金属質の担持体を空気清浄化組成物溶液に浸漬して乾燥
することも出来るしあるいは空気清浄化組成物溶液を金
属質の担持体にスプレーして乾燥すること等によっても
得られる。
本発明で担持体として使用する金属は、粉末状のものが
反応上好ましいが、その他線状、板状等のものでもよ
い。又金属の組成としては純度が高い必要性は特にな
く、例えば純鉄粉でもよいしまた純鉄粉の替わりに銑鉄
粉、ダライ粉、回収鉄粉等を使用しても同等の効果が得
られる。
本発明の空気清浄化物は特願平1-280776号に比較して、
コロイド状の反応溶液に直接塩基を添加混合した空気清
浄化組成物溶液を用いるため、後で成形物に塩基を配す
る面倒な製造工程が省略出来、且つ空気清浄化物の全体
に塩基が均等に分配されるので安定した良好な空気清浄
化性能を発揮する。
本発明の請求項(2)は、前記の空気清浄化物に更に水酸
化鉄および又は塩基を添着又は混合した空気清浄化物で
ある。
水酸化鉄は硫黄化合物系のガスの分解触媒となるので、
特に硫化物系ガスの脱臭力を強化したい時に好ましい。
又塩基を添着または混合させるとH2S→H++HS-→2H++S--
の分解反応が進みやすく、更に好ましい結果が得られ
る。
水酸化鉄としては市販されているFe(OH)2,Fe(OH)3でも
よく、またアルカリ溶液例えばNaOH,Ca(OH)2,Mg(OH)2
とFeSO4,FeCl2等とを例えば等モル比で反応せしめて、
生成させた水酸化鉄でも良い。
本発明の金属と空気清浄化組成物との共存物があるいは
更に水酸化鉄、塩基との共存物が、空気清浄化効果が大
きい事は、これらの共存物とガスとの化学反応から、ま
た大気中の湿分、酸素による再生効果から出ているもの
であるから、金属に空気清浄化組成物溶液を担持させる
際に、あるいは更に水酸化鉄・塩基を添着させる際に、
例えば湿潤剤であるCaCl2、ポリリン酸、プロピレング
リコール等を少量添加して、組成物に湿潤性を持たせる
事は、効果的な方法である。
本発明でオキシ多塩基酸類とは、アスコルビン酸あるい
はOH基とCOOH基とをもったアスコルビン酸に類似した
酸、あるいはこれ等の2種以上の混合した酸をいう。OH
基とCOOH基とをもったアスコルビン酸と類似した酸とし
ては、例えばグルコン酸、クエン酸、酒石酸、タンニン
酸、没食子酸、フタロシアニン等を挙げることができ
る。
本発明の請求項(4)では金属質の担持体として、Fe,Mn,A
l,Zn,Cr,Cuの1又は2以上の金属粉末の成形体又は焼結
体を担持体として使用する。金属粉末を成形した担持体
は、金属粉末をバインダーと共に混練し、この混練物
を、例えば押出成形や圧述成形によってハニカム状物、
柱状チップ、中空状物に成形することによって得られ
る。
又焼結体としては金属粉末をウレタンフォーム、発泡ビ
ーズ等に塗着して無酸化雰囲気で焼結すると、ウレタン
フォームや発泡ビーズは熱分解して焼失し、多孔質の焼
結体金属の担持体となる。
本発明の請求項(5)では金属質の担持体として無機質あ
るいは有機質の基材にFe,Mn,Al,Zn,Cr,Cuの一種又は二
種以上をメッキ又は溶射した金属質の担持体を使用す
る。有機質の基材としては、有機高分子系の三次元多孔
体、発泡ビーズ、不織布、布、フイルム等があり、無機
質基材としてはシラスバルーン、ゼオライト、ガラス繊
維、布、不織布、紙、フィルター等がある。これら基材
を用いてメッキ法で金属質の担持体を製造するには無電
解メッキあるいは無電解と電解メッキの組合せで容易に
実施出来る。又溶射する場合は例えばパンメタルエンジ
ニアリング社の低温溶射法が実施出来る。例えばアクリ
ル系不織布(100mm×100mm×10mm)に低温溶射器を使用し
2mmφのZn線を溶融溶射した所、不織布の厚み方向に
おいてもほぼ均等に、不織布を構成しているアクリル繊
維上に20gのZnを溶着させることが出来た。
本発明の請求項(6)では金属質の担持体としてFe,Mn,Al,
Zn,Cr,Cuの一つ又は二つ以上の金属粉末を接着剤で有機
質あるいは無機質の基材に配した担持体を使用する。
金属粉末としては、Fe,Mn,Al,Zn,Cr,Cuの金属粉末でも
あるいはこれらの金属の合金粉末でよい。又純度の高い
必要性はないので金属精錬時に発生するこれらの金属を
含むダスト等も充分利用出来る。
接着剤としては水ガラス、セラミゾール、CMC、PVA、メ
チルセルローズ等を使用すると便利である。
基材としては有機質あるいは無機質の各種の形状物、例
えば前述した三次元多孔体、発泡ビーズ。布状物、繊維
状物等が使用出来る。
[作用] 特願平1-280776号に記載されているが、Fe,Mn,Al,Zn,等
の金属とオキシ多塩基酸類との反応生成物と、Fe,Mn,A
l,Zn等の金属とを共存せしめた固体の成形物を作成し、
この固体の成形物を製造したあとから更にこの固体の成
形物に塩基を添着して配すると、窒素化合物,O3、SO2、N
O2を除去すると共に硫黄化合物系のガス等も除去する力
が強い空気清浄化材が得られる。
しかし、反応生成物と金属とを共存せしめた固体の成形
物を一旦製造し、その後でこの成形物に塩基を添着する
特願平1-280776号は、製造方法が煩瑣であり、また塩基
を充分に均一に共存せしめる事は難しい。
金属とオキシ多塩基酸類の溶液と塩基とを直接反応させ
て反応生成物を製造し、その後これを固体に成形するこ
とが考えられる。しかし格別の工夫を行わないで、金属
とオキシ多塩基酸類の溶液と塩基とを例えば同時に混合
して攪拌しても、脱臭力を有する反応生成物は得られな
い。
本発明者等はオキシ多塩基酸類の溶液と塩基の添加時期
や配合割合を広範囲に研究した結果、本発明をなすに至
った。
即ち本発明の空気清浄化組成物溶液は、先ず金属に、金
属に対してモル比で、0.5〜1.0の量のオキシ多塩基酸類
を水と共に加えて長時間反応させる。この反応は溶液の
pHが5.0〜7.5に達するまで行う。しかる後に塩基性溶液
を加えてpHを6.0〜14に調整する。本発明の空気清浄化
力物はこのpHが6.0〜14の空気清浄化組成物溶液を金属
の担持体に担持させて製造する。
金属とオキシ多塩基酸類をpH5.0〜7.5に達するまで反応
せしめると、オキシ多塩基酸類は反応に使用し尽くされ
ているため、その後で塩基溶液を添加しても、オキシ多
塩基酸類と塩基溶液とが活発に反応する事がない。また
金属とオキシ多塩基酸類との反応で既に形成されている
反応生成物はアンモニア等に対する強い脱臭性能は保持
したまゝの状態で保たれる。
特願平1-280776号の塩基を添着した空気清浄力を有する
組成物では、塩基をあとで添着する際の作業変動によっ
て硫黄化合物の除去性能にも変動があったが、本発明の
空気清浄化物は、塩基を反応溶液に添加するための塩基
の配分は均一であり、硫黄化合物を常に安定した性能で
除去することができる。また本発明の空気清浄化物は、
特願平1-280776号の塩基を添着した空気清浄化力を有す
る組成物よりも、簡易なプロセスで製造することができ
る。
[実施例] 本発明者らは第1表のに示す金属粉末をに示すオキ
シ多塩基酸とともに1の水で、に示すオキシ多塩基
酸と金属のモル比でに示す時間をかけて混合攪拌し、
充分に金属とオキシ多塩基酸と酸素とを反応させた所、
に示すpHの反応溶液が得られた。その反応溶液にに
示す塩基をに示す量添加し攪拌した所、に示すpHの
コロイド状の空気清浄化組成物溶液が出来た。このコロ
イド状の空気清浄化組成物溶液に、三次元連通孔を有す
るウレタンフォームに銑鉄粉を接着剤で塗 着した担持体を浸漬し、1分後に引き上げ、乾燥しに
示すA1〜G1の、フィルター状の空気清浄化物を試作し
た。
尚A2フィルターはA1フィルターに、更にFeCl3(0.5M)、Ca
(OH)2(1M)/の水酸化鉄を含む水溶液をスプレーで吹き
つけたものである。またフィルターG1は反応溶液のpH
が5未満の比較例である。
各空気清浄化物は下記の方法で空気清浄化力を試験した
が、その結果を第1表に示した。
第1図は、本実施例で用いた空気清浄化力試験装置で、
40の密閉容器1内に、NH3ガスあるいはH2Sガスあるい
はSO2ガスを充填し、循環ファン2を回転させて、上記
フィルター状の空気清浄化物3中をガスを通過させて、
30分後容器1内の各ガスの除去率を下記式で算出した。
除去率={(初期ガス濃度−30分後のガス濃度)/(初
期ガス濃度)}×100 この除去率を、第1表の除去率(30分後)欄に示した。
また第1表で、各ガスの除去率(40回後)は、フィルタ
ー状の空気清浄化物を30分間ガス除去に使用し、次に1
時間大気に放置し、その後で密閉容器1内にガスを再度
充満して、フィルター状の空気清浄化物を再度30分間の
ガス除去に使用する繰り返しを40回行った後、フィルタ
ーを2時間大気中で風乾した後、再度30分間脱臭テスト
をした時の除去率である。
A2フィルターはA1フィルターに水酸化鉄が添着している
分だけH2Sの除去能力が強化されている。
B1〜F1フィルターは金属粉末の種類、オキシ多塩基酸の
種類を代えたものであるが、いずれも良好な空気清浄化
力を有し、また空気清浄化力の再生能力も十分であっ
た。
フィルターG1は反応液のpHが3.5の酸性に近い組成物
の段階で塩基を添加したので、空気清浄化力が他に比べ
て小さい。これは脱臭能力のある組成物が塩基によって
分解されてしまったものと想定される。
[実施例2] 第1表のA1のコロイド状の空気清浄化組成物溶液中に第
2表に〜で示す金属を含む担持体を1分間浸漬した
後乾燥して本発明の空気清浄化物を作成した。この空気
清浄化物を実施例1と同様の方法で、空気清浄化力の実
験に供した所、第2表に示す如くすべての空気清浄化物
は良好な脱臭性能及び再生効果を示した。
[発明の効果] 本発明の空気清浄化物は、反応生成物と金属とを共存せ
しめた固体の成形物を一旦製造し、その後でこの固体の
成形物に塩基を共存せしめた特願平1-280776号に記載の
空気清浄力を有する組成物に比べて、製造方法が簡易で
ありかつ、硫黄化合物、アセトアルデヒド等の除去力が
安定して良好である。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例で用いた空気清浄化力試験装置の説明図
である。 1:密閉容器、2:循環ファン、3:フィルター状の空
気清浄化物、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 (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Fe,Mn,Al,Zn,Cr,Cuから選ばれる1種また
    は2種以上の金属と、該金属に対してモル比で0.5〜1.0
    のオキシ多塩基酸類とを水の存在下で反応せしめて、7.
    5>PH>5.0の金属とオキシ多塩基酸類との反応溶液を製
    造し、該反応溶液に塩基を添加して14>PH>6.0の空気
    清浄化組成物溶液とし、該空気清浄化組成物溶液を、F
    e,Mn,Al,Zn,Cr,Cuから選ばれる1種または2種以上の金
    属質の担持体に担持させた事を特徴とする、空気清浄化
    物。
  2. 【請求項2】Fe,Mn,Al,Zn,Cr,Cuから選ばれる1種また
    は2種以上の金属と、該金属に対してモル比で0.5〜1.0
    のオキシ多塩基酸類とを水の存在下で反応せしめて、7.
    5>PH>5.0の金属とオキシ多塩基酸類との反応溶液を製
    造し、該反応溶液に塩基を添加して14>PH>6.0の空気
    清浄化組成物溶液とし、該空気清浄化組成物溶液を、F
    e,Mn,Al,Zn,Cr,Cuから選ばれる1種または2種以上の金
    属質の担持体に担持させ、更に水酸化鉄および/または
    塩基を添着させた事を特徴とする空気清浄化物。
  3. 【請求項3】オキシ多塩基酸類が、アスコルビン酸、ク
    エン酸、グルコン酸、酒石酸、タンニン酸、没食子酸、
    フタロシアニンから選ばれる1または2以上の混合物で
    ある、請求項(1)または(2)に記載の、空気清浄化物。
  4. 【請求項4】金属質の担持体が、金属粉末を成形した担
    持体であり、あるいは焼結した金属の担持体である、請
    求項(1)または(2)または(3)に記載の、空気清浄化物。
  5. 【請求項5】金属質の担持体が、有機質基材または無機
    質基材に、Fe,Mn,Al,Zn,Cr,Cuから選ばれる1種または
    2種以上の金属をメッキした担持体であり、あるいは有
    機質基材または無機質基材に、Fe,Mn,Al,Zn,Cr,Cuから
    選ばれる1種または2種以上を溶射した担持体である、
    請求項(1)または(2)または(3)に記載の空気清浄化物。
  6. 【請求項6】金属質の担持体が、有機質基材または無機
    質基材に、Fe,Mn,Al,Zn,Cr,Cuから選ばれる1種または
    2種以上の金属の粉末を接着剤で塗着せしめた担持体で
    ある、請求項(1)または(2)または(3)に記載の空気清浄
    化物。
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