JPS60827A - 空気浄化剤の製造方法 - 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】 本発明は空気浄化剤、特に耐水性、強度及び大気汚染物
質除去率の向上した改良された空気浄化剤の製造方法に
関する。

本発明者等は既に特願昭！３−６１０ｔ１１．号（特開
昭５ＩＩ−／！ｒ２／、ｂ／号公報）において過マンガ
ン酸カリウム、ベントナイトおよびゼオライトを有効成
分としてなる混練成型物による大気汚染物質の除去方法
を提案している。かかる方法の大気汚染物質の除去効率
は良好であるが、ここで使用する上記混練成型物は水中
に入れたり、多量の水滴と接触すると崩壊し耐水性がな
く、また、−粒強度が小さいため輸送、充填の際等に粉
塵が発生し取扱い上問題がある。

そこで本発明者等は上記に鑑み、改良された空気浄化剤
の製造方法について鋭意研究した結果、過マンガン酸カ
リとゼオライトの混合物を消石灰とコロイダルシリカで
混練成型し乾燥することにより耐水性が得られ、−粒強
度が増大し、大気汚染物質除去率も向上して空気浄化剤
としての性能を最も有効且適切に発揮できることを知見
し本発明を完成した。

即ち本発明は過マンガン酸カリ、ゼオライト、消石灰お
よびコロイダルシリカｌこ水を加え混線成型した後乾燥
するこきを特徴とする空気浄化剤の製造方法である。

本発明において大気汚染物質の除去材料として主材をな
すＫＭｎＯ，はＮｏＸおよびＳｏｘガスに対してすぐれ
た浄化作用がある。特にＫＭｎＯ，は吸着しにくいＮｏ
ガスを酸化してＮｏ２ガスとなして除去する作用がある
。

また、この酸化作用のためＨ２Ｓガスやアミン類、メル
カプタン、硫化アルキルなどの有機硫黄化合物の悪臭ガ
スと反応して脱臭する効果もある。一方、他の材料であ
るゼオライトは上記の材料では除去されないＮＨ３ガス
を吸着除去するとともに後述するコロイダルシリカと消
石灰の反′見を促進する。本発明で用いられるゼオライ
トは合成品または天然品のいずれでもよく、ｔ　ｆ、ニ
ー　該セ、ｔライトを酸または塩化アンモニウムなどで
処理して得られるＨ型の七オライドであってもよい。特
に本発明の目的から天然産のモルデナイトが好適である
。

ところで、一般にＫＭｎＯ４の酸化作用によりＮ。

カスをＮｏ、ガスに転換して除去することやゼオライト
がアンモニアを吸着する作用のあることは、公知である
が、前者においては一般に溶液として反応性のよい状態
で高濃度ガスの除去に使用され、一方ゼ芽ライトのアン
モニアの除去は廃液中のＮＨ４＋の吸着除去でよく知ら
れている。

しかしながら、本発明におけるような各材料を固体状の
空気浄化剤として短時間に有害ガスを同時にかつ実質的
に除去することは又全く別の困難さを伴う。

すなわち、各材料の有害ガスに対する特性が混合成型に
よってそのまま発揮できるとは限らない場合が多い。

又このことは各有効成分の材料を混線成型するためのバ
インダーの選択によっても大きく異なる。

このようなことから、本発明者等は数多くの実験により
、消石灰とコロイダルシリカの反応生成物を介して、Ｋ
ＭｎＯ４およびゼオライトの各材料を組合せたものが各
材料の特色を阻害することなくそのまま効果的に発揮す
ることはもちろん相乗的に作用することを認めたもので
ある。

本発明に用いられるコロイダルシリカはコロイド状シリ
カゾルとして平均粒子径３０ｍμ以下のシリカ成分をＳ
ｉｎ、として５〜５０重量％、通常１０〜３０重量％を
コロイド状に水中分散させたものである。かかるコロイ
ダルシリカ水溶液の市販品として日産化学工業株式会社
製のスノーテックスシリーズまたは触媒化成株式会社製
のカタロイドシリーズ等が知られている。また、消石灰
としては試薬、工業品いずれも使用できるが粒度の細か
いものがコロイダルシリカとの反応性が良く好ましい。

例えば工業用消石灰特号（ＪＩＳＲｉ（７／）などが挙
げられる。

本発明においてはコロイダルシリカと消石灰はその反応
モル比にもよるが反応した結果、結合力のあまり強くな
い非晶質ケイ酸カルシウムないし結合力のある繊維状ま
たは帯鋼状若しくは板状の結晶質ケイ酸カルシウムを形
成し、過マンガン酸カリおよびゼオライトを結合せしめ
る作用を果すとともに、それ自体大気汚染物質を吸収ま
たは吸着したり吸湿能力もあるため大気中より水分を吸
収し、過マンガン酸カリを溶解させる作用も呈する。

本発明の空気浄化剤は以上の原料の全固型分ｉｏｏ重量
部に対して更に１０〜１００重量部の水を加え充分混練
し、泥状ないしスラリー状になし通常の方法で適宜の形
状例えば粒状または破砕状に成型した後乾燥する。ここ
で水量は原料の種類、量、混線機、成型機などにより一
様ではないがいずれにせよ１０重量部未満では混練成型
が充分でなく、ｉｏｏ重量部を超える水の使用は成型後
乾燥するので通常熱管理上不経済である。

また、本発明の空気浄化剤を製造する際に上記原料以外
に過マンガン酸カリと反応しないものでカサ比重が小さ
く、比表面積および空孔容積が比較的大きい多孔質の無
機吸着性物質例えば珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム
、微粉末珪酸、活性アルミナ、シリカアルミナ等を助剤
として添加することは一層好ましい。

更に除去すべき対象ガスの如何によっては必要に応じて
Ｍｇ（ＯＨ）２２Ｍｇ０１滑石、白土、けいそう土、粘
土、カオリン、右前などの一種または二種以上を配合さ
せることができる。

各原料の配合割合については処理すべき大気汚染物質の
種類、組成、得られる空気浄化剤の耐水性、強度、大気
汚染物質の処理能力などによって決定されるものである
が、基本的には全固型分１００重量部尚り過マンガン酸
カリを３〜３０重量部、ゼオライトを１０〜７０重量部
、消石灰およびコロイダルシリカを６〜り０重量部の範
囲が好適である。特に消石灰およびコロイダルシリカに
ついては／、０〜３５重量部でしかもＣ！　ａＯ／Ｓ　
ｉ　Ｏｔモル比で０．！；−１０の範囲内に入るように
配合するのが好適である。

ここで過マンガン酸カリの配合割合が３重量部未満では
大気汚染物質の処理能力が充分でなく３０重量部を超え
る使用量では空気浄化剤の表面に析出し粉化の原因とな
るとともに強度を低下させる袖向となる。またゼオライ
トについては１０重量部未満では特にアンモニアの除去
性能が低下するばかりか空気浄化剤の吸水能が低少し延
いては他の大気汚染物質の除去性能を低下させ、７０重
量部を超える使用量は空気浄化剤自体の強度を下げる。

消石灰およびコロイダルシリカについては配合割合、Ｏ
ａＯ／Ｓ　ｉＯｔモル比とも上記範囲外では、空気浄化
剤の強度が充分でなく、耐水性も良くなく過マンガン酸
カリおよびゼオライトのバインダー効果を充分に発揮し
得ない。

次に本発明の乾燥工程につき述べればこの工程は消石灰
とコロイダルシリカを反応させ非晶質ケイ酸カルシウム
ないし結晶質ケイ酸カルシウムを形成させ、過マンガン
酸カリおよびゼオライトを大気汚染物質の処理能力を損
うことなく結合させるために不可欠の工程である。一般
に特に建材関係の技術分野において、消石灰とコロイダ
ルシリカとが反応して種々の形態のケイ酸カルシウムが
生成すること自体は公知であるが、主に過マンガン酸カ
リとゼオライトからなる空気浄化剤の製造方法において
、生成直後のケイ酸カルシウムをバインダーとしてばか
りでなくそれ自体大気汚染物質の処理剤に利用すること
、ゼオライトの一部をその反応の触媒として利用するこ
と、既定のモル比に拘わらずゼオライトとＫＭｎＯ，の
組合せの兼合いで好適な空気浄化剤を製造し得ることを
見出したのは本発明者等の検討の結果である。消石灰と
コロイダルシリカは低温から高温に亘って種々のモル比
で種々の形態のケイ酸カルシウムを形成するが、本発明
では既述した配合割合、モル比において１０℃〜／１０
℃　の温度範囲で反応させるとともに乾燥するのが好ま
しい。ＳＯ℃未満では空気浄化剤の強度が低下するばか
りか乾燥時間がかかり工業的でなく、１３０℃を超える
乾燥温度はＫＭｎＯ４の分解を紡ぐ意味からもなるべく
避けるのが得策である。尚乾燥時間については、原料の
種類・配合割合その他の乾燥条件、空気浄化剤の物性な
どにより一様ではないが、上記乾燥温度範囲内で目的物
の空気浄化剤中の含水量が／　％　７０重量−程度にな
るまで乾燥するのが良い。何故なら上記範囲内において
空気浄化剤の耐水性、強度、大気汚染物質除去率が大い
に改良されるからである。

かくして本発明に係る空気浄化剤は製造できるのである
が本発明のゼオライト、消石灰およびコロイダルシリカ
という組合せはその他の第３物質を配合して、オゾン除
去剤、酸性ガス除去剤、鮮度保持剤、脱湿剤等の他の耐
水性の成型物を得る場合にも適用可能である。

本発明に係る空気浄化剤は、大きい空孔容積をもつため
、ＮＯｘ、ＳＯｘおよびＮＨ，ガスなどの有害ガスに対
して非常に効果的に高い吸収吸着性能を示すとともに、
水中でも崩壊しない所謂耐水性と粉塵発生がなく取扱い
容易であるという一粒強度が大きいという特性を有し工
業的に有用なものである。

また、本発明の空気浄化剤ではＫＭｎＯ，の強い酸化力
のため上記の如く臭気成分を酸化分解する性質があり同
時に脱臭効果も充分期待できる。

本発明にかかる空気浄化剤の使用に商っては、適当な容
器に充填して使用することができる。

以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。

ＫＭｎＯ，の微粉末結晶、無機吸着性物質（例：珪酸カ
ルシウム）、天然産ゼオライト、消石灰の各粉末を第１
表の所定量とり、よく混合した後、所定量のＳｉｎ、　
２０　％含有のコロイダルシリカ水溶液と水と共によく
混練して、押出し成型機にて直径３ｍの円柱状としこれ
をそれぞれ所定の温度で所定の時間乾燥して各空気浄化
剤を製造した。

上記各空気浄化剤を一夜水中に放置した場合の耐水性と
、錠裂破壊強度測定器で一粒強度（ｎ＝１０で上下１個
づ＼カットし３個の平均）を測定した。空孔容積は試料
を四塩化炭素（００１，）中に２１Ｉ時間浸漬し、含浸
したｃｃ’ｔ、の容積より計算した。

＼ ＼１、 ゛＼ ＼ ＼ 実施例／〜ｇ及び比較例／−２のＯａｋ／Ｓｉｎ。

モル比と一粒強度の関係を第１図に示す。図中に示す温
度は乾燥温度である。図中縦軸側から順次実施例１〜実
施例ｇ及び比較例／−Ｊのデータをプロットした。Ｏａ
Ｏ／Ｅｌ　ｉＯ２モル比す０及びｉｏｏの上の点は比較
例である。

実施例９〜１３及び比較例３〜Ｓ 全固型分当りの消石灰およびコロイダルシリカの配合割
合と空気浄化剤の物性との関係を検討するため第２表の
配合割合で実施例１と同様に各空気浄化剤を製造し、そ
の物性を測定し同表にまとめた。

゛・１、 ′・、 ＼、 ゛＼ 〜・、 ＼ に示す。図中の温度は乾燥温度である。

・、Ｏ・及びマ〕は比較例である。

実施例／ＩＩ−／ｇ及び比較例６ 空気浄化剤製造時の無機吸着性物質と水の量と物性との
関係を検討するため第３表の配合害ｕ合で実施例１と同
様に各空気浄化剤を製造し、その物性を測定し同表にま
とめた。又各空気浄化剤のＨ，Ｓ除去性能も併せて同表
−こまとめた。

＼、 ＼＼ ＼ ＼ゝ、 〜゛・、 〜 第３表 註ｌ）耐水性（−夜放置後）０＝崩れない、×＝崩れる
。

２）比較例６は特開昭５ｅ−ｉｓコロ６／による従来品
３）尚Ｈ，８除去試験の条件は次の通りである。

湿度ｓｏ〜ＡＯ’ｌｙ、室温、入ロＨ，Ｓ濃度２０ｐｐ
ｍ。

空間速１ｔＣ８Ｖ）　２００００　ノ条件でＨ２Ｅ＋を
吸収させた（ｓｖ試験例１ 実施例／Ｓの空気浄化剤につｌ、Ｎて湿度３Ｑ−６０チ
、室温、ＮＯガス濃度ｔｉ、ｓｐｐｍおよびＢｖ／：１
０００の条件でＮＯガスを吸収させたところＮＯ除去率
はｂｏ分後において９２％であった。

試験例λ 実施例１０の空気浄化剤につ０て、湿度ＳＯチ、温度２
３℃、　ｓｏ２ガス濃度ｕ、Ｏｐｐｍ、ｅＶ　／２００
０の条件でＳＯ，ガスを吸収させたところＳＯ，除去率
は６０分後において９９％であった。

試験例３ 実施例ダの空気浄化剤について湿度ｑｏ％、温度２０℃
、ＮＨ３ガス濃度２００　ｐｐｍ　％ＢＶ１２０θＯの
条件でＮＨ，ガスを吸収させたところ、ｋｌＨ，除去率
は６０分後において９３％であった。

試験例Ｖ 実施例９の空気浄化剤について湿度５０−６０チ、室温
、トリメチルアミン（ＣＨ３）３Ｎガス濃度２０　ｐｐ
ｍ、ＥＶｌｏｏｏｏの条件で（ＯＨ８）、Ｎを吸収させ
たところ（ＣＨ３）３Ｎ除去率は６０分後において９ｇ
％で′あった。

試験例！ 実施例／３の空気浄化剤について湿度ｂｏ％、室温、ト
リエチルアミン（Ｃ２ＨＩ＋）１１Ｎガス濃度１０ｐｐ
ｍ　、　ＳＶ　／　００００の条件で（Ｃ２Ｈ１＋）３
Ｎを吸収させたところ（０，Ｈ，）、Ｎ除去率は６０分
後において９５％であった。

試験例６ 実施例１の空気浄化剤について湿度ｓｒｏ％、室温、メ
チルメルカプタン０Ｈ３ＳＨガス濃度５θｐｐｍ　、　
８Ｖ　／　００００の条件でＣＨ３ＳＨ全３ＳＨヲ吸収
サセタＨ３８Ｈ除去率は６０分後において９９％であっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例／−ｇ及び比較例／〜−の浄化剤のＯａ
ｋ／Ｓｉｎ、モル比と一粒強度との関係を示す図、第２
図は実施例９〜１３と比較例３〜グ特許出願人　日本化
学工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　過マンガン酸カリ、ゼオライト、消石灰およびコロ
   イダルシリカに水を加え混練成型した後乾燥することを
   特徴とする空気浄化剤の製造方法。 ユ　全固型分ｉｏｏ重量部肖り過マンガン酸カリを３〜
   ３０重量部、ゼオライトを１０〜７０重量部、消石灰お
   よびコロイダルシリカを６〜り０重量部の範囲内に配合
   する特許請求の範囲第１項記載の空気浄化剤の製造方法
   。 ３　全固型分１００重量部に対して１０〜ｉｏ。 重量部の水を加える特許請求の範囲第１項または第２項
   記載の空気浄化剤の製造方法。 ダ　消石灰とコロイダルシリカをＯａｋ／Ｓｉｎ、モル
   比でＯ，Ｓ〜ＩＯの範囲に配合する特許請求の範囲第１
   項ないし第３項いずれか１項記載の空気浄化剤の製造方
   法。 ！ｒＳＯ℃〜／３０℃の温度範囲で乾燥する特許請求の
   範囲第１項ないし第ｖ項のいずれか１項記載の空気浄化
   剤の製造方法。