JPS6126415B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、エチレンガス等の酸化により他の化
学物質に変るガスを吸収するためのガス吸収剤及
びその製造方法に関するものである。 従来、各種のガスを吸着する吸着剤としては普
通活性炭や水処理活性炭が最も一般的に知られて
いるもので、これは活性炭の多孔質部分にガス分
子が吸着されるという物理的吸着メカニズムによ
るものであつた。 従つて、エチレンガスを吸着させようとしても
同時に水分や炭酸ガス等の他のガス類をも吸着す
るために短時間にて吸着限界に達し、十分なエチ
レン吸着ができないと共に一旦吸着したエチレン
ガスが水分に伴つて溶出し、再びエチレンガスと
なつてしまう欠点を保有しているものであつた。
また、ゼオライトに過マンガン酸カリウムを被覆
したガス吸着剤のように吸着剤に酸化剤を表面付
着させたものも知られているもので、これは酸化
剤によりエチレンガス等を化学的に変化させ、変
化させた物質を吸着剤により物理的吸着させると
いう吸着メカニズムによるものであつた。 従つて、酸化剤コートによるガス吸着剤を用い
た場合には、吸着剤自体が化学変化により性質の
異なる物質になるものではないために、化学反応
式で示される当量関係及び物理的吸着量での限界
によつて、ガス吸着量が少なく十分なガス吸着が
できないという欠点を有するものであつた。そし
て、酸化剤として過マンガン酸カリウムを用いた
場合には、水分の存在で過マンガン酸カリが溶出
してガス吸着能力が低下するばかりでなく、過マ
ンガン酸カリウムの有する毒性の為に食品には使
用できず、しかも周辺の物質を赤く汚染させる欠
点を有するものであつた。また、植物の成長に関
するエチレンの植物ホルモンとしての作用（植物
を成長・分化転換する作用）をいかす植物成長・
分化作用調整剤としては硝酸銀が知られている
が、この硝酸銀は植物に塗布して硝酸銀とエチレ
ンを反応させて除去したり植物の気孔をふさいで
エチレンが植物内に入るのを防ぐことで調整機能
を示すのであるが、この方法は定量的に取扱い困
難の為そのコントロールが十分できなかつた欠点
があつた。これに対し、今回の発明品によつてそ
の調整が定量的に且充分にできることとなり同調
整剤としての用途が取り上げられた。 尚、この場合過マンガン酸カリコートの吸着剤
では植物体からでる水分の為過マンガン酸カリが
溶出するので植物成長・分化作用調整剤としては
不適である。 本発明は、上述のような従来のガス吸着剤の有
する欠点に鑑みて研究し、従来にない全く新しい
ガス吸収メカニズムを呈するガス吸収剤及びその
製造方法を完成させたもので、本発明の目的とす
るところは、エチレンガス等の酸化により他の化
学物質に変化するガスを、高い吸収能で吸収させ
ることができ、摘果物の鮮度保持剤や植物の成
長・分化作用調整剤や脱臭剤等の用途に適用でき
るガス吸収剤及びその製造方法を提供することに
存する。 次に、本発明のガス吸収剤及びその製造方法を
以下詳細に説明する。 まず、実施例によりガス吸収剤の製造方法を説
明すると、同方法は、臭素酸カリウム
（KBrO₃）10ｇを溶解した一規定濃度の硫酸水溶
液100c.c.に活性炭100ｇを浸漬して加熱状態で処理
反応させる工程と、同処理反応後に常温まで冷却
させる工程と、固形物である活性炭を処理液から
濾過分離させる工程と、同濾過分離した活性炭を
乾燥させる工程とからなるものである。 ここで、硫酸酸性下で活性炭と臭素酸カリウム
を処理する臭素酸カリウムは次式の様に反応し この反応により生成されるKBrは水に溶解し、酸
素（30）は活性炭と結合し、夫も活性炭の表面だ
けでなく凹凸内部まで酸素と結合して酸化能を有
する活性炭に性状変質させるものである。 また、加熱状態にするのは、反応を促進させる
と共に活性炭内部にまで浸透させるためであり、
この加熱及びその後の冷却は必ずしも要するもの
ではない。 また、実施例では酸性水として硫酸水溶液を用
いたものであるが、他の酸性水であつてもよい。 次に、本発明のガス吸収剤について説明する
と、同吸収剤は前述の方法によつて製造されるも
のであり、その構成は、臭素酸カリウムを溶解し
た酸性水によつて活性炭を処理反応させて、普通
活性炭を酸化能を有する乾燥固形物の特殊な活性
炭に性状変質させたものである。 ここで、活性炭の形状は粒状でも粉末状でもよ
い。また、活性炭の性状変質は、単純な表面変化
ではなく、多孔質の凹陥部内部を含む全体が酸化
能を有するように性状変質させたものである。 また、本発明の吸収剤表面には、わずかに臭素
酸カリウム（KBrO₃）が付着してもよいもので、
（試験分析の結果発明品100ｇ当り0.3ｇの臭素酸
カリウムが確認された）この臭素酸カリウムは従
来の吸着メカニズム同様に、例えばエチレンガス
（C₂H₄）と反応した場合にはエチレングライコー
ルを生成し、これが活性炭により吸着されるか、
又は水に溶出するものである。 次に、本発明者が行なつた本発明のガス吸収剤
の機能確認試験結果を以下述べる。 １ 本発明のガス吸収剤のエチレン吸収能試験 （試験方法） 本発明のガス吸収剤（以下発明品と称す）５
ｇを130ml容のフラスコに入れて密閉し、その
中にエチレンを最初10分毎に注入し、続いて20
分毎及び30分毎に注入し、その都度のエチレン
残留量Ｏを確認しながらエチレン吸収能の試験
を行なつた。 そして、エチレン吸収能が低下した時点でエ
チレンの総吸収量を測定したもので、その測定
時でも低い乍ら尚吸収能力は残つていた。 （試験結果） 以上の方法による試験結果を（表１）に示
す。

【表】 ２ 従来の普通活性炭のエチレン吸着能試験 （試験方法） ５ｇの活性炭にエチレン0.15mlを注入して、
経時残留エチレンを分析した。 比較対象として、発明品５ｇにエチレン0.15
mlを注入して同様に残留エチレンを分析した。 （試験結果） 以上の試験方法による結果を（表２）に示
す。

【表】 （表２）で判る様に、活性炭では残留エチレ
ン量25.7％で頭打ちとなる。即ち吸着能がなく
なつたことを示す。この試験の結果にもとづい
て活性炭のエチレン吸着量を算出するに、吸着
されたエチレン量は0.15ml×７４．３／１００＝0.11ml
、同 重量換算では２８ｇ／２２．４１×０．１１ml／１００
０＝0.0001375ｇとな る。 即ち、活性炭100ｇ当りに換算したエチレン吸
着量は、2.75×10^-3ｇとなる。 ３ 発明品に残留付着する臭素酸カリウムのエチ
レン分解能の確認試験 （試験目的） 発明品のエチレン吸収メカニズムを知るため
に行なつたものであつて、臭素酸カリウムでも
しエチレンが単純に酸化分解されるものであれ
ば当然に臭素酸カリウムの量とエチレン分解量
とに関係があるはずで、この点の確認を目的と
する。 （試験方法及び結果） 発明品の表面に付着する臭素酸カリウムの量
を電位差滴定法で測定する。 その結果、0.3％重量の臭素酸カリウムが含
まれていることが判つた。 これに基いて、その臭素酸カリウムにより酸
化分解されるエチレン量を算出すると、 まず、臭素酸カリウムがエチレンと反応した
場合、エチレングライコールを生成することが
知られており、その反応式は 3C₂H₄＋3H₂O＋KBrO₃ →3C₂H₄（OH）₂＋KBr であり、また発明品100ｇ当りの残留付着臭素
酸カリウムは0.3ｇであるから、この0.3ｇが完
全にエチレンと反応した時に酸化されるエチレ
ン量は、0.3ｇ×３×２８／１６７＝0.15ｇ と算出される。 ４ ゼオライトに過マンガン酸カリウムを被覆し
た従来品の吸着能確認試験 （試験方法） 試験１の分析と同様に、エチレンの経時注入
を行なつて残留エチレンを調べる方法により吸
着能の試験をした。 （試験結果） ５ｇの試供品（従来品）が吸着したエチレン
総量は８mlであつた。 そこで、これを100ｇ当りに換算すると、そ
の吸着エチレン量は、 ８ml／１０００×２８ｇ／２２．４１×１００ｇ／５
ｇ＝0.2ｇ となる。 ５ 他のガスとエチレンとの共存下におけるエチ
レン吸収能に対する影響試験 （試験方法及び結果） (1) 飽和水蒸気圧下においてエチレンの吸収能
を従来の普通活性炭と本発明品とによつて比
較試験した。 (2) 炭酸ガス影響下においてエチレンの吸収能
を従来の普通活性炭と本発明品とによつて比
較試験した。 この試験により、本発明品は飽和水蒸気圧下
でも炭酸ガス影響下でも吸収能力が低下するこ
となく、一定時間後にはエチレン濃度が０にな
つた。しかし、従来の普通活性炭は最初エチレ
ン濃度が50％以下まで下がるが溶出エチレンに
よりその後徐々に上昇する傾向がみられた。 以上の試験により、以下に列挙するような事実
が判明した。 (1) 発明品の吸収能が普通活性炭の吸着能に比べ
て桁違いに大きいこと。（試験では475倍） (2) 発明品に付着する臭素酸カリウムが分解吸着
するエチレン量よりも発明品のエチレン吸収量
が格段に大きいこと。（試験では8.7倍） (3) 従来の過マンガン酸カリウムをコートしたゼ
オライトの吸着能に比べ、発明品のエチレン吸
収量が格段に大きいこと。（試験では6.5倍） (4) 水蒸気や炭酸ガス等の化学的に安定なガスは
吸収せず、エチレンガス等の化学的に不安定な
ガスのみを選択吸収すること。 つまり、これらの事実により、本発明品は従来
のようにコートされた薬剤でエチレンが単純に酸
化されてから吸着されるという吸着メカニズムで
は化学量論的に説明できないものである。 従つて、本発明品のガス吸収メカニズムは、エ
チレン等のガスが吸収されると同時に酸化能を有
する活性炭自身により酸化分解吸収されるという
吸収メカニズムであり、活性炭の全表面でその反
応が起るが故にガス吸収量が飛躍的に増大するの
である。 言い換えれば、活性炭そのものが全く別の性状
をもつ新しい物質となる訳で、吸着剤に酸化剤を
単純にコートしたものとは本質的に異なるという
ことができる。 次に、本発明のガス吸収剤の用途を述べると、
第一に青果物の鮮度保持剤として用いることがで
きるもので、青果物から生成発散されるエチレン
ガスを吸収することにより青果物の吸収増大を抑
制して長期間その鮮度を保持できるものである。 尚、濃度が高い程、青果物の呼吸が抑制される
炭酸ガスは吸収しないため（試験結果からも明ら
か）より一層の鮮度保持効果を望めるものであ
る。 第二に植物の成長分化作用調整剤としても用い
ることができるもので、例えば稲においてはエチ
レンが中胚軸の成長に影響を及ぼすもので、これ
を本発明のガス吸収剤により吸収コントロールす
ることにより、成長の調整ができるものである。
尚その他果実や野菜や杉苗等の植物の成長をも調
整することができる。 第三に脱臭剤として用いることができるもの
で、対象となる有臭ガスを酸化しつつ吸収すると
いう機構の為、その脱臭効果は極めて大きい。
尚、本発明のガス吸収剤と普通活性炭等の他の脱
臭剤とを併用して用いてもよい。 また、その他、要するに酸化により元の性質を
失なつて他の性質に分解されるガスを吸収する用
途に用いることができるものである。 以上、本発明のガス吸収剤は、酸化能を有する
活性炭により全表面でガスを酸化分解吸収すると
いうガス吸収メカニズムであるためにきわめて高
いガス吸収効果を発揮し得るし、さらに、水蒸気
や炭酸ガス等に影響されない選択吸収能を有して
いるために、水の存在下や炭酸ガスの存在下にお
いてもガス吸収効果の低下がないものである。 また、臭素酸カリウムは食品添加物に使用され
ているもので食品に直接ふれても人畜無害である
という効果をも具備する。 次に、本発明のガス吸収剤の製造方法は、臭素
酸カリウムの分解反応剤として酸性水を用いた方
法によるために、普通活性炭を、酸化能をもつ活
性炭に性状変質させて本発明のガス吸収剤を容易
に製造し得る効果を有するものであり、同方法に
より製造されたガス吸収剤は前述のような様々な
効果を発揮し得るものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 臭素酸カリウムを溶解した酸性水によつて活
   性炭を処理反応させ、普通活性炭を酸化能を有す
   る乾燥固形物の活性炭に性状変質させてなるガス
   吸収剤。 ２ 臭素酸カリウムを溶解した酸性水に活性炭を
   浸漬して処理反応させる工程と、固形物である活
   性炭を処理液から濾過分離させる工程と、同濾過
   分離した活性炭を乾燥させる工程とからなるガス
   吸収剤の製造方法。