JPH07284524A - 脱臭剤及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】日常生活の中での生ごみ、冷蔵庫、トイレ等の
多岐にわたる悪臭を効果的に脱臭する白色の脱臭剤を提
供する。 【構成】亜鉛でイオン交換した亜鉛イオン交換ゼオライ
トと塩基性炭酸亜鉛を経由して調製された酸化亜鉛から
なる白色の脱臭剤。 【効果】硫化水素、アンモニア等の多岐にわたる悪臭成
分を含有するガスを効率的に脱臭処理することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は悪臭成分を含有するガス
を処理し無臭化、あるいは臭気の軽減をはかる脱臭剤に
関するものであり、家庭用から産業用まで幅広い脱臭ニ
ーズに対応できる。

【０００２】

【従来の技術】悪臭の発生源は日常生活の中での生ご
み、冷蔵庫、トイレ等から、一般の生産工場、家畜飼育
場、汚水処理等に至るまで多岐にわたって存在する。ま
た、病院、ホテル、レストラン等悪臭とは言わないまで
も特有の臭いを持つところも多い。 これら悪臭または
特有の臭い（以下まとめて「悪臭」と称する）の原因物
質としては、アンモニア、メルカプタン類、硫化物、ア
ミン類、アルデヒド類等が注目されているが、実際には
さらに複雑であり、これらの物質に限定されない。近年
これら悪臭を除去する技術に対する要望が高まるにつ
れ、悪臭除去技術の研究が盛んとなり、例えば次のよう
な種々の方法が提案されている。

【０００３】悪臭よりも強力な芳香性の物質を発散させ
て悪臭をなくすマスキング法、悪臭原因物質を酸、アル
カリで中和して除去する酸、アルカリ中和法、悪臭原因
物質にオゾンを添加して酸化分解するオゾン脱臭法、活
性炭その他の吸着剤を使用して悪臭原因物質を吸着させ
る吸着法等である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法には、それぞれ重大な欠点が存在する。例えば、マ
スキング法は本質的な方法とは言えない。酸、アルカリ
中和法は薬品の安全性に注意する必要があり、かつ脱臭
の対象が中和できる物質に限られるため、対応できる悪
臭が限定される。オゾン脱臭法は悪臭原因物質の酸化分
解による除去が十分でないこと及びオゾンは低濃度であ
っても人体に極めて有害であることから、未反応のオゾ
ンは脱臭処理した後のガスから除去して排気する必要が
ある。

【０００５】吸着法における吸着剤としては活性炭が簡
便で広く用いられているが、特にアンモニア、硫化水素
等に対する脱臭性能が低い。この欠点を解消するために
活性炭を薬品処理した添着炭があるが、種々の悪臭に対
応しようとして活性炭を種々の薬品で処理すると効果の
相殺が起こるため、対象ガス別に専用の添着炭が用いら
れるのが一般的である。例えば、アンモニア等の塩基性
ガスについては燐酸処理したもの、硫化水素等の酸性ガ
スについてはアルカリ塩処理したものがある。

【０００６】したがって、種々の悪臭を同時に処理する
には一種類の専用の添着炭では効果はうすく、複数の添
着炭を用いないと充分な効果が得られない。また、活性
炭は黒色のため衛生感をそこなうおそれがあり、用途が
限定される。一方、白色の吸着剤としてはゼオライト、
酸性白土等があるが、特に硫化水素、メチルメルカプタ
ン等の酸性ガスに対する脱臭性能が低い問題点がある。
さらに、悪臭ガス中に水蒸気が共存すると脱臭性能が低
下する欠点もある。また、酸化亜鉛は白色ではあるが、
脱臭剤として用いると特にアンモニア等塩基性ガスに対
しては脱臭性能が低い問題点がある。

【０００７】本発明はこのような現状に鑑みなされたも
のであり、温度、湿度に関係なく種々の悪臭に対して良
好な脱臭効果を示し、安全性が高い、白色系の脱臭剤を
提案するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述の問
題点を解決するために鋭意検討した結果、本発明を完成
した。即ち、本発明は、（１）亜鉛でイオン交換した亜
鉛イオン交換ゼオライトと塩基性炭酸亜鉛を原料として
調製された酸化亜鉛を含有する脱臭剤、（２）亜鉛イオ
ン交換ゼオライトの亜鉛イオン交換率が３０％以上、９
５％以下である上記（１）記載の脱臭剤、（３）酸化亜
鉛が亜鉛イオン交換ゼオライト調製時イオン交換しなか
った亜鉛化合物を含む水溶液から調製されたものである
ことを特徴とする上記（１）又は（２）記載の脱臭剤の
製造方法、に関する。

【０００９】本発明の脱臭剤は種々の悪臭に対して良好
な脱臭効果を示し、安全性が高く、色調は白色から淡い
白黄色であり、不潔感を感じさせないものである。以下
に本発明を詳細に説明する。本発明で使用されるゼオラ
イトは一般的には吸着剤として知られものであり、天然
ゼオライト、合成ゼオライトどちらでも良い。ゼオライ
トはアルミノシリケートのアルカリ、またはアルカリ土
類金属塩でありその結晶構造によりＡ型、Ｘ型、Ｙ型、
Ｌ型等に分類される。

【００１０】ゼオライトの一般式を示すと、 Ｍ_n Ｏ・Ａｌ₂ Ｏ₃ ・ｙＳｉＯ₂ ・ｚＨ₂ Ｏ（Ｍ：アル
カリ、またはアルカリ土類金属） であり、このうちｙが約２のものがＡ型、２〜３のもの
がＸ型、３〜６のものがＹ型と呼ばれている。本発明で
はいずれの構造のものでも使用できるが、より好ましく
は、Ａ型、Ｘ型、Ｙ型のものである。

【００１１】本発明の成分原料である亜鉛イオン交換ゼ
オライトは公知の方法で調製できる。例えば、亜鉛塩水
溶液とゼオライトとを接触させれば良く、接触によりゼ
オライトのアルカリ、またはアルカリ土類金属カチオン
と亜鉛イオンがイオン交換する。 その後、イオン交換
しないゼオライト表面に吸着した亜鉛塩は、濾過、水洗
浄により除去する。ここで水洗浄が不十分であると脱臭
剤の効果は低下する。通常洗浄に使用する水量は用いた
ゼオライト１００ｇに対して１〜１０リットルである。
イオン交換率を高めるためにはイオン交換操作を繰り返
して行うことができる。ここで用いうる亜鉛塩の具体例
としては硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等の無機塩、酢
酸亜鉛、ぎ酸亜鉛等の有機塩が挙げられる。なお、亜鉛
塩の水溶液濃度は特に限定されないが、好ましくは０．
０１〜５モル／ｌ、より好ましくは０．１〜２モル／ｌ
である。また亜鉛塩はゼオライトのカチオン交換容量１
モルに対して亜鉛イオンが通常０．３〜５モル、好まし
くは０．５〜２．５モルとなる量使用する。

【００１２】亜鉛イオンとゼオライトのアルカリ、また
はアルカリ土類金属カチオンとのイオン交換率は３０％
以上、９５％以下の範囲が好ましい。イオン交換率が３
０％以下の亜鉛イオン交換ゼオライトを使用する場合に
は十分な脱臭性能を有する脱臭剤が得られない。また、
イオン交換率が９５％以上の場合、イオン交換率を高め
るためにイオン交換の操作を繰り返して行う必要があ
り、コスト的に不利となるとともにイオン交換率が９５
％を越えるものを使用した脱臭剤の性能は低下してくる
ので好ましくない。

【００１３】なお、イオン交換率の測定はイオン交換後
の溶液及びイオン交換する前後のゼオライト、イオン交
換ゼオライトのＸ線マイクロアラライザー、原子吸光光
度計、蛍光Ｘ線分析等の測定から求めることができる。
イオン交換後、濾過、水洗浄したものは通常９０℃〜１
５０℃の温度で５〜２４時間乾燥する。乾燥したものを
そのまま脱臭剤原料としても使用できるが、ゼオライト
の分解温度以下の温度で焼成しても良い。焼成する場合
は通常１５０℃〜５００℃で０．５時間〜１０時間行
う。

【００１４】本発明の原料である酸化亜鉛は塩基性炭酸
亜鉛を原料として調製されたものが好ましい。一般的に
は、亜鉛塩水溶液に炭酸ナトリウム水溶液を添加し、ｐ
Ｈ５．５〜８．５で塩基性炭酸亜鉛を沈殿させ、これを
濾過、水洗浄、乾燥後、２５０〜６００℃で０．５〜２
４時間焼成することにより得られる。脱臭剤としての性
能は完全に酸化亜鉛の状態になったものより炭酸亜鉛の
状態で残ったものが共存している方が良好である。この
酸化亜鉛と炭酸亜鉛の共存した状態はたとえば粉末Ｘ線
回折を測定することによって把握することができる。ま
た、８００℃で熱処理した時の炭酸ガスの発生による重
量減少によっても把握することができ、この時の重量減
少が０．５〜１５％であるものが好ましい。ここで用い
る原料亜鉛塩としては硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛等
の無機酸塩、酢酸亜鉛、ぎ酸亜鉛等の有機酸塩が使用で
きる。

【００１５】亜鉛イオン交換ゼオライトを調製する際、
イオン交換しない状態でゼオライト表面に吸着した亜鉛
塩は、濾過、洗浄により除去するが、現実には理論交換
量より多い亜鉛塩を用いるため相当量の排亜鉛塩溶液が
発生することになる。しかし、亜鉛は排水での排出規制
があり、排亜鉛塩水溶液は処理して排出する必要があ
る。 この排亜鉛塩溶液が原料として再利用できれば経
済的にもメリットが大きい。 本発明者らはこの排亜鉛
塩溶液を原料亜鉛塩溶液として用い、上記で例示したよ
うにこれに炭酸ナトリウム水溶液を添加し、塩基性炭酸
亜鉛を経由した酸化亜鉛を得て脱臭剤の原料として検討
したところ、別途調製した酸化亜鉛を使用した場合と同
等の脱臭性能を持つ脱臭剤が得られることが判明した。

【００１６】上述のように調製された亜鉛イオン交換ゼ
オライトと酸化亜鉛を混合、混練することにより本発明
の脱臭剤が得られる。亜鉛イオン交換ゼオライトと酸化
亜鉛の組成比は１：９〜９：１、好ましくは３：７〜
７：３である。脱臭剤の使用形態は粉末状で使用しても
良いが、使用上制約がある場合には、押し出し成形、打
錠成形等公知の方法により種々の形に成形して用いるこ
とができ、その形状は特に限定されない。例えば、顆粒
状、ペレット状、ハニカム状、板状、円筒状に成形して
使用する事も可能である。また本発明の脱臭剤とセルロ
ース等を含む分散液からシート状の脱臭材を抄造するこ
ともできる。このようにして得られたシート状の脱臭剤
は、例えばプリーツ状、段ボール状、ハニカム状等に加
工して、脱臭フィルターとして使用できるので特に好ま
しい。また、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、本発明の脱臭剤においても例外ではな
い。

【００１７】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、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、カルボキシメ
チルセルロースナトリウム塩、及びにかわ、ポリビニル
アルコール、ポリビニルピロリジノン等の有機ポリマー
系結合剤等があげられるが、これらに限定されるもので
はない。なお、亜鉛イオン交換ゼオライトに対して酸化
亜鉛添加量を増加していくと成形性は良好となる。

【００１８】本発明で脱臭できる悪臭原因物質として
は、例えば、硫化水素、メチルメルカプタン、アンモニ
ア、トリメチルアミン、硫化メチル、二硫化メチル、ア
セトアルデヒド、スチレン、プロピオン酸、ノルマル吉
草酸、イソ吉草酸、ノルマル酪酸、ホルマリン、アクロ
レイン、酢酸、メチルアミン、ジメチルアミン、等があ
げられる。

【００１９】臭気は一般的には複数の悪臭原因物質から
なり、一種類の悪臭を除去できても他の悪臭が残ってい
ると脱臭されたとは感じられない。従来、例えば硫化水
素等の酸性ガスとアンモニア等の塩基性ガスが共存した
ガスの脱臭においては、一種類の脱臭剤だけでは両方の
悪臭を同時に高率で除去できないため、それぞれに有効
な脱臭剤を直列に接続するか脱臭剤と薬液洗浄等のシス
テムと組み合わせて処理することが多かった。本発明の
脱臭剤を使用すれば硫化水素等の酸性ガスとアンモニア
等の塩基性ガスが共存したガスの脱臭を一種類の脱臭剤
で行うことができる。

【００２０】

【実施例】実施例によって本発明を具体的に説明する
が、本発明がこれらの実施例のみに限定されるものでは
ない。

【００２１】実施例１ （Ａ）亜鉛イオン交換ゼオライトの調製 無水硫酸亜鉛１０９０ｇを純水１０リットルに溶解す
る。そこに、Ａ型ゼオライト１０００ｇを２５℃で投入
し１時間撹拌しイオン交換した。このスラリー溶液を濾
過装置にて濾過、純水で水洗する。固形物は純水１０リ
ットルに分散、３０分撹拌し再度このスラリー溶液を濾
過装置にて濾過、純水で水洗する。濾液に硫酸イオンが
検出されなくなるまでこの撹拌、濾過、洗浄の操作を繰
り返す。最終的に得られた固形物を１１０℃で５時間乾
燥することによって亜鉛イオン交換ゼオライトを得る。
Ｘ線マイクロアナライザーで交換可能なＮａイオンに対
いする亜鉛イオン交換率を測定したところ７３％であっ
た。

【００２２】（Ｂ）酸化亜鉛の調製 １０％硫酸亜鉛水溶液１６１４ｇ中に１０％炭酸ナトリ
ウム水溶液を１０８０ｇ加えｐＨを７に調整し塩基性炭
酸亜鉛の沈澱を得た。更に、これを濾過装置にて濾過、
水洗、１１０℃乾燥後、５００℃で１時間焼成すること
により酸化亜鉛７３０ｇを得た。この酸化亜鉛の８００
℃で熱処理した時の重量減少は７．７％であった。

【００２３】（Ｃ）脱臭剤の調製 このようにして調製した亜鉛イオン交換ゼオライト５０
０ｇと酸化亜鉛５００ｇを５０ｇのカルボキシメチルセ
ルロースナトリウム塩と５９０ｇの純水を加えて充分混
練し、押しだし成形機にて孔径４ｍｍのダイスより押し
だした。押しだしたうどん状の脱臭剤はただちにカッタ
ーにて３〜１０ｍｍ長に切り、１１０℃で１６時間乾燥
して白色の脱臭剤を得た。

【００２４】（Ｄ）脱臭剤の評価試験 容積５リットルのガラス容器に上記で調製した脱臭剤を
粉砕した粉末０．２ｇを入れ、３０℃で湿度８０％に加
湿調整した空気を３０分流した後、密閉する。３０℃に
恒温した容器内をマグネチックスターラーで撹拌しなが
ら、初期濃度が１０００ｐｐｍになるように硫化水素、
アンモニアガスを注入する。３０分後に容器内のガスを
サンプリングしてそれぞれのガス濃度をガスクロマトグ
ラフ、検知管にて測定した。その結果を表１に示す。

【００２５】実施例２ 実施例１（Ａ）において１時間撹拌しイオン交換したス
ラリー溶液を濾過装置にて濾過した濾液を分析したとこ
ろ２．７重量％の亜鉛が検出された。この濾液に１０％
炭酸ナトリウム水溶液を加えＰＨ７．５に調整し、その
後は実施例１（Ｂ）と同様にして酸化亜鉛を得た。この
ようにして得た酸化亜鉛３５０ｇと実施例１（Ａ）と同
様にして得た亜鉛イオン交換ゼオライト６５０ｇに５０
ｇのカルボキシメチルセルロースナトリウム塩と５５０
ｇの純水を加えて充分混練し、押しだし成形機にて孔径
４ｍｍのダイスより押しだした。押しだしたうどん状の
脱臭剤はただちにカッターにて３〜１０ｍｍ長に切り、
１１０℃で乾燥して白色の脱臭剤を得た。この脱臭剤を
実施例１の（Ｄ）と同様にして性能評価試験を行った。
その結果を表１に示す。

【００２６】実施例３ 実施例１の（Ａ）においてＡ型ゼオライトのかわりにＸ
型ゼオライトを、硫酸亜鉛の代わりに塩化亜鉛１０００
ｇを用いた他は同様にして白色の脱臭剤を得た。 この
脱臭剤を実施例１の（Ｄ）と同様にして性能評価試験を
行った。その結果を表１に示す。

【００２７】比較例１ 実施例１の（Ａ）と同様にして得た亜鉛イオン交換ゼオ
ライト６５０ｇに結合剤としてベントナイト３５０ｇ、
カルボキシメチルセルロースナトリウム塩５０ｇと５８
０ｇの純水を加えて充分混練し、押しだし成形機にて孔
径４ｍｍのダイスより押しだした。押しだしたうどん状
の脱臭剤はただちにカッターにて３〜１０ｍｍ長に切
り、１１０℃で乾燥して酸化亜鉛を用いない脱臭剤を得
た。この脱臭剤を実施例１の（Ｄ）と同様にして性能評
価試験を行った。その結果を表１に示す。

【００２８】比較例２ 市販の試薬一級酸化亜鉛を用い実施例１の（Ｄ）と同様
にして性能評価試験を行った。その結果を表１に示す。

【００２９】比較例３ 市販のＡ型ゼオライトを用い実施例１の（Ｄ）と同様に
して性能評価試験を行った。その結果を表１に示す。

【００３０】実施例４ 亜鉛イオン交換ゼオライトの調製において、塩化亜鉛２
２０ｇを純水５リットルに溶解する。そこに、Ａ型ゼオ
ライト１０００ｇを２５℃で投入し２時間撹拌しイオン
交換した。このスラリー溶液を濾過装置にて濾過した。
このイオン交換固形物を純水５リットルに塩化亜鉛２２
０ｇを溶解した水溶液に投入し２時間撹拌し再度イオン
交換した。このスラリー溶液を濾過装置にて濾過した。
その後、この操作を繰り返し合計５回のイオン交換を行
った。

【００３１】この固形物を純水１０リットルに分散、３
０分撹拌しこのスラリー溶液を濾過装置にて濾過、純水
で水洗する。濾液に塩素イオンが検出されなくなるまで
この撹拌、濾過、洗浄の操作を繰り返す。最終的に得ら
れた固形物を１１０℃で５時間乾燥することによって亜
鉛イオン交換ゼオライトを得る。Ｘ線マイクロアナライ
ザーで交換可能なＮａイオンに対する亜鉛イオン交換率
を測定したところ８５％であった。このようにして調製
した亜鉛イオン交換ゼオライトを用いて実施例１の
（Ｃ）と同様にして白色脱臭剤を得た。この脱臭剤を実
施例１の（Ｄ）と同様にして性能評価試験を行った。そ
の結果を表１に示す。

【００３２】参考実験例 実施例１の（Ｃ）で得た脱臭剤を用い、実施例１の
（Ｄ）の評価試験において、加湿処理条件が３０℃で湿
度８０％に加湿調整した空気を３０分流した後、密閉
し、容器内を３０℃で恒温にするところを、１０℃で湿
度６０％に加湿調整した空気を３０分流した後、密閉
し、容器内を１０℃に恒温することだけを変更し、その
他は同様にして性能評価試験を行った。その結果を表１
に示す。

【００３３】実施例５ 実施例１の（Ａ）と同様にして得た亜鉛イオン交換ゼオ
ライト５００ｇと実施例１の（Ｂ）と同様にして得た酸
化亜鉛５００ｇを混合、粉砕して得た白色粉末脱臭剤を
用い、実施例１の（Ｄ）と同様の性能評価試験を行っ
た。その結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】本発明の脱臭剤を用いると、湿度、温度の
影響もなく硫化水素、アンモニアを同時に効率的に脱臭
処理することができることがわかる。

【００３６】

【発明の効果】亜鉛でイオン交換した亜鉛イオン交換ゼ
オライトと塩基性炭酸亜鉛を経由して調製された酸化亜
鉛からなる脱臭剤を用いることにより硫化水素、アンモ
ニア等の多岐にわたる悪臭成分を含有するガスを効率的
に脱臭処理することができる。また、本発明の脱臭剤は
白色系で、安全性の高い構成成分からなるため家庭用を
はじめ種々の用途に適用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０１Ｂ 39/02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】亜鉛でイオン交換した亜鉛イオン交換ゼオ
   ライトと塩基性炭酸亜鉛を原料として調製された酸化亜
   鉛を含有する脱臭剤。
2. 【請求項２】亜鉛イオン交換ゼオライトの亜鉛イオン交
   換率が３０％以上、９５％以下である請求項１記載の脱
   臭剤。
3. 【請求項３】酸化亜鉛が亜鉛イオン交換ゼオライト調製
   時イオン交換しなかった亜鉛化合物を含む水溶液から調
   製されたものであることを特徴とする請求項１又は２記
   載の脱臭剤の製造方法。