JPS63183064A - 吸着脱臭剤及びその製造方法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、天然ゼオライトを主体とする成型脱臭剤とそ
の製法に係り、特に天然ゼオライトの欠点である粒子の
崩壊性（５粉化性）及び吸水性を抑止したものに関する
。

〔従来技術及びその問題点〕

天然ゼオライトはアンモニアの吸着能に優れており、特
にその粉末に水を加えて粒状や球状に成型した後乾燥・
焼成した粒体品は、天然ゼオライトの純度にもよるが重
量当たりヤシガラ活性炭の数〜１０倍程度の吸着容量を
示す。また、天然ゼオライト粉末に水酸化第二鉄粉末を
加えて得た粒体品は硫化水素等硫黄化合物の吸着能も有
し、特にこれらに消石灰等のアルカリ分を加えたものは
、ヤシガラ活性炭に比してアンモニアを５倍前後。

硫化水素等については同程度以上の吸着容量を示し、ま
た吸着スピードもより大きい値を示す。

しかし、これら粒体品は何れも相互摩擦や外力で微粉を
生じたり崩壊し易く、吸水度が高く、水に浸漬すると弱
い力でも容易に崩壊する欠点を有している。これは天然
ゼオライトの前記性質に起因するが、更に、５００℃（
品種によっては７００℃）以上では天然ゼオライトの結
晶構造が変化して吸着能の低下乃至喪失を招き、また水
酸化第二鉄は３００℃〜３５０℃程度で酸化鉄に変化し
て同じく吸着能を喪失するため、焼結（９００℃程度以
上）することが出来ないことによる。また吸着能を向上
させるため２００〜３００℃で焼成するので、有効な有
機系バインダーが使用できないことによる。もっとも、
崩壊や吸水の程度は粒体品の加工方法にも大きな影響を
受け、高圧力を加えつつダイスから押し出して作るペレ
ットは最も安定しているが、それでもなお手で触れば粉
が付くし、含水させた状態で強く加圧すると崩壊する。

従って、上記天然ゼオライトを用いる吸着脱臭剤特に水
酸化第二鉄及びアルカリ混合のものは、優れた性能を有
しながらその５粉化性の故に緻密な容器（例えば紙製）
に収納して使用するしか方法がなく、用途が限られる泣
きどころを有していた。

即ち、水酸化第二鉄粉末が周囲を汚すしアルカリは皮膚
や目を傷めるので、通気性の良い不織布や網、ウレタン
フオーム等の容器の使用が出来ず折角の吸着スピードが
殺される。また大量の排気ガスや広い場所を効率良く脱
臭するためのファン式脱臭器にも組み込めない。更に、
各種装置やバキュームカー等から生じる排気ガス、各種
工場や凍原・汚水処理場等の空気中には水分が多く、優
れた吸湿剤でもある天然ゼオライト製品は、これらの水
分を吸収して固化したり泥状化して目詰りを起こす欠点
がある。

〔問題点を解決するため、の手段〕

本発明は上記に鑑みなされたもので、上記天然ゼオライ
トを主体とする粒体品の表面に保護膜として樹脂皮膜を
コーティングしたことを最大の特徴とする。このコーテ
ィングにより、粒体高表面（表層）の粒子崩壊を防止し
、更に耐水性や強度の向上を図る。

コーティングは、コーティングパンを用い表面コートす
る方法や樹脂液中に含浸させる方法が考えられる。コー
ティング方法は粒体品の種類形状や樹脂の種類により使
い分けることができ、また両方法を併用してもよい。樹
脂は、耐水性の点から有機溶媒に熔解するものが好まし
いが、脱臭剤の使用目的や加工方法によっては水溶性の
ものも使用できる。またこれらに懸濁させたものや乳化
したものも使用できる。

〔本発明の構成〕

次に、粒体品及びコーティングについて説明する。

（粒体品） （１）粒体品は、天然ゼオライト粉末のみ或いは更に他
の素材を加えたものからなる。そして、脱臭剤の吸着能
はこの粒体品の性能ひいては天然ゼオライトの品質、他
の素材の種類、加工方法により略決定される。特に天然
ゼオライトは、塩基置換容量（ＣＥ　Ｃ）の大きなもの
（換言すれば粘土等の不純物の少なく純度６０〜８０％
以上のもの）が好ましい。また、粉砕時点における不純
物の除去、粉砕（５０〜３００メツシユ、通常１００〜
２００メツシユ）による表面積の増大、焼成発泡による
結晶水の除去（含水率５〜１０％以下）を行なってＣＥ
Ｃを増大させるとよい。

（２）他の素材としては、まず水酸化第二鉄粉末と消石
灰等のアルカリが用いられる。これらは、硫化水素等硫
黄系ガスの吸着能を向上させる目的で用いられる。

特に、天然ゼオライト粉末５５〜９０％（重量％：以下
同じ）、水酸化第二鉄粉末（純度５４％程度のもの）５
〜４５％、及び消石灰（純度７３％程度のもの）等のア
ルカリ０〜２０％（水酸化第二鉄粉末と同量以下、特に
水酸化第二鉄の１５〜５０％程度が好ましい）の割合で
混合したものは、バランスのよい優れた吸着能を示す。

ゼオライトが５５％以下だとアンモニアの吸着力が低下
する上水酸化第二鉄の割合が増えてコスト高となリ、９
０％以上だと硫化水素の吸着能力が低くなる。より好ま
しくは６０〜８５％である。一方、水酸化第二鉄が５％
以下だと硫化水素の吸着能力が低下し、４５％以上だと
アンモニアガスの吸着能力が低下し且つコスト高となる
。より好ましくは１０〜３５％である。アルカリは硫化
水素吸着能力を高めるとともに硬度を与える効果がある
が、多すぎるとアンモニア吸着能が低下する。より好ま
しくは２，５〜６％である。尚、ゼオライト粉末の純度
が高い場合アルカリを省略しても実用上差支えない。こ
の場合、ゼオライト粉末を６０〜９０％、水酸化第二鉄
を１０〜５０％程度用いる。尚アルカリとしては、その
他苛性ソーダ、苛性カリ、水酸化マグネシウム、炭酸ナ
トリウム等が使用可能であるが、ｐＨの高いものがより
好ましい。

テ３）　　以上のｍ、粒体品の硬度を上げたるための固
結剤や、他の鉱物粉末を加えてもよい。固結剤は、焼成
に耐えうるよう無機系のもの、例えばシリカゾル、ポリ
リン酸ソーダ、珪酸ソーダ等が好適に用いられる。使用
割合は、ゼオライト粉末１００部に対し０〜１０部、よ
り好ましくは０．５〜５部程度である。ポリリン酸ソー
ダは硬度を高くし、珪酸ソーダは耐水性を向上させる。

鉱物粉末としては、合成ゼオライトやセビオライト等吸
着能のあるものが用いられる。もっとも、合成ゼオライ
トは耐熱性のものに限られ、また微細孔の変化を持たす
ために数種を混用するとよい。

（４）次に、これらの粉末を所定割合で混合しその１０
０部（重量部、以下同じ）に対し３０〜４５部の混和水
を加えて混練する。混練は、ニーダ−等で行なう。混和
水は天然ゼオライト単体の場合は少なく、また加圧力が
１〜２Ｋｇ／ｃＩａ程度と低い場合は条目の方が硬いも
のが得られる。尚水酸化第二鉄やアルカリを加える場合
は、まず後二者とゼオライト粉末を夫々別に少量の水で
攪拌混合した後、充分均一に攪拌混合した上で含水率が
１２〜１７％程度になるよう水を噴霧して混和し、暫く
１．（好ましくは３０分以上）放置して熟成させる。

これにより、吸着能力が散開向上する。その後、更に水
を加えて造粒に必要な含水率（３５〜４５％前後）にす
る。

（５）次いで、上記混練物を顆粒状１球状、ペレット状
等に成型する。大きさは、球状の場合０．５〜１０＋＋
ｕｅφより好ましくは１〜ｂ やペレット状のものは直径１〜（ｉｍ＋ｓ、長さ２〜１
０ｍｍ程度のものが好ましい。

ところで、成型品を乾燥・焼成して得られる粒体品（こ
れ自体優れた吸着脱臭剤である）の物性特に吸着スピー
ドと耐水性は、成型時の加圧力に左右される。通常の押
し出し機構付きニーダー（１〜２Ｋｇ／ｃｄ程度）で得
られる顆粒状のものは吸着スピードは良いが水に浸漬す
ると殆ど崩壊する。また、５〜１０Ｋｇ／ｃｌｉ程度の
強い加圧力でダイスを通して押し出したベレット或いは
打錠機で作った錠剤状のものは、吸着スピードは幾分劣
るが水に浸漬しても外力がなければ殆ど崩壊しない。

転勤造粒機や流動層造粒機で作る球状のものはこの中間
の性質を示す。尚、吸着能は粒が小さい程よい。

（６）成型後、直ちに或いは暫く放置して膨潤させた後
、乾燥器で乾燥或いは燃焼炉で焼成（発泡）して含水率
を５％以下にする。乾燥・焼成温度は、高い程ゼオライ
ト粉末の水分（結晶水）を多く除去でき表面積が増大し
て吸着能力を高める（焼成発泡）が、物体温度が５００
℃を越えると（クリノ系の場合は７００℃）結晶構造が
変化して吸着能力が低下するので、その温度以下で行な
う。この際、数〜十数分間隔で５０〜１００℃程度ずつ
昇温させるとよい。尚、水酸化第二鉄を加えたものは３
００〜３５０℃以下とする。

斯くして、第１図に示すような粒体品（１）が得られる
。

（コーティング） 次に、該粒体品（１１に樹脂皮膜（２）をコートして、
本発明の吸着脱臭剤（３）を得る。

（１）　　樹脂は、粉末或いは顆粒状のものを溶剤（有
機溶媒或いは水）に溶解したり乳化或いは懸濁して使用
する。樹脂皮膜（２）を施す最大の目的は、粒体高表面
の鉱物粒子を結合させて崩壊を抑制するにある。この目
的からすれば、有機溶媒や水に溶解したり乳化或いは懸
濁できる樹脂であれば殆どが使用可能である。例えば、
ポリスチレン、　ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹
脂、ＥＶＡ樹脂。

酢酸セルローズ、エチルセルロース、一部のメチルセル
ロース等は夫々熔解できる有機溶媒がある。

また、メチルセルロース、メチルエーテル化メラミン樹
脂、ＰＶＡ等は水に溶解する。但し、吸着脱臭剤（３）
の本質からして樹脂皮［％　（２１のガス透過性は大き
い程よい。また、コーティング時・乾燥時に周りの粒体
品同志が固着することは好ましくなく自己接着力の弱い
ものが好ましい。更に、作業の仕易さや安全性、コスト
等を考慮して樹脂及びその溶剤を選択する。これらの観
点から、エチルセルロースやポリスチレン、メチルエー
テル化メラミン等が好ましい。エチルセルロースは殆ど
の有機溶媒に溶けるが、安全性の面からメチルアルコー
ルやメチルクロライドが好ましい。またポリスチレンも
多くの有機溶媒に熔けるが、トルエンのように強力な溶
媒は乾燥後樹脂が粉化するので、エチルアルコールやシ
ンナー等との混合液を用いるとよい。

次に、樹脂皮膜（２）を施す第２の目的は粒体品（１）
の耐水性の向上であり、第３の目的は粒体品（１１の強
度アンプである。粒体品Ｔｌ）の耐水性や強度は一義的
にその成型方法に依存するが、これらを向上させること
は使用上好ましい。また、耐水性や強度に優れた粒体品
（１）は吸着能特に吸着スピードが劣るので、吸着能の
優れた脆弱な粒体品（１）をその特性を生かしつつ補強
する必要がある。この点からも、樹脂としてガス透過性
とともに硬度に優れたエチルセルロース等が好ましい。

また、溶剤の種類や濃度等も影響する。更に、コーティ
ングの方法にも依存する。

（２）　　コーティング コーティングで好ましいのは、第２図の如くコーティン
グパン（４）を用いる方法である。これは、粒体品（１
）・・・を投入したコーティングパン（４）をモーター
（５）で回転しつつ樹脂液（６）を噴霧し、熱風（７）
で乾燥するもので、均一なコーティングができる。

図中符号（８）は排気管である。乾燥時に電気やガスに
よる加熱機（９）で加熱すると乾燥が早まるし、樹脂が
熔融して丈夫で艷のある樹脂皮膜（２）ができる。

尚、粒体品（１１を予め加熱しておくと樹脂液（６）の
浸透が容易になり、粒体品（１）の極小間隙（ｌａ）　
　（第１図）内にも容易に浸透し、丈夫な吸着脱臭剤（
３）が得られる。

樹脂皮膜（２）を厚く丈夫にしまたピンホールをなくす
ためには上記操作を複数回繰り返してもよいが、粒体品
（１１を樹脂液（６）に予め浸漬することも考えられる
。例えば、粒体品ｆｌｌ・・・を第３図（′ｂ）の如く
金網や有孔鋼板製の容器（ｌＯ）に入れ、これを樹脂液
槽（１１）に漬は数分間揺動・振動或いは攪拌して含浸
させる。次いでコーティングパン（４）に移し、乾燥さ
せる。或いは、第３図（Ｃ）の如き乾燥機（１２）で乾
燥する。尚、浸漬に先立って加熱機（１３）　（第３図
（ａ））で粒体品（１）を加熱昇温しでおいてもよい。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例　１ 水酸化第二鉄粉末（純度５４％、水分２％程度のもの）
２５部（重量部、以下同じ）と消石灰（純度７３．水分
２％程度のもの）５部に水３．５部程度を加えてリボン
ミキサーで攪拌混合したものを微粉砕し、これに天然ゼ
オライト粉末６５部にシリカゾル５部及び水６．５部を
加えて攪拌混合し微粉砕する。この両者を均一に混合し
含水率が１５部程度になるまで水を噴霧しつつ混和した
後、密閉容器に移し数十分間放置する。その後火に水を
加えて水分４０部程度としニーグーで混練する。次いで
、混練物を１〜２Ｋｇ／ｃｊ程度の圧を加えてパンチ孔
板から押し出し、直径１ｍｍ、長さ３１前後の顆粒状に
成型する。この成型物を、焼成炉で３００℃以下の温度
で段階的に加熱昇温し、含水率５％程度まで焼成発泡し
て粒体品を得る。

次いで、この顆粒状粒体品をコーティングパンに投入し
てコーティングする。樹脂液は、エチルセルロース（ダ
イケミカル社製、エトセル＃１０）のエチルアルコール
５％溶液を用い、噴霧・乾燥を４回繰り返し、最後に下
からも加熱して表面に艷のある吸着脱臭剤を得た。

この吸着脱臭剤は、表−１からも判るように元の顆粒状
粒体量よりは劣るが、他の粒体量（球状及びペレット状
）よりは吸着能特に吸着スピードが優れ、また耐水性も
十分である。但し、指で摘んで一寸した力を加えると崩
壊する。ちなみに、元の粒体量は水に浸漬すると速やか
に崩壊する。

尚、表−１中のアンモニアガス吸着除去率は以下の如く
して求めた。まず、３００ｃｃのフラスコ（実容積３５
０ｃｃ程度）に吸着脱臭剤１ｇを入れ、孔開きゴム栓を
した上で注射器によりアンモニアガスを注入する。その
直後及び５分、１０分、３０分、６０分後に北側式ガス
検知管でアンモニアガス濃度を測定し、夫々吸着除去率
を算出した。また吸水率は、吸着脱臭剤を夫々１０ｇ容
器に採って注水し、１分後と１時間後の重量増加分から
算出した。

表−１ 実施例　２ 実施例１と同様にして得た混練物を、同様にして得た混
合粉末を加えつつ、回転円板式の造粒機で直径５ｍｍ程
度の球状に成型し、同様に焼成乾燥して球状の吸着脱臭
剤を得た。続いて実施例１と同じ樹脂液を同様に４回コ
ーティングして球状の吸着脱臭剤を得た。

この吸着脱臭剤は、元の粒体量に比べて吸着スピードは
かなり劣るが、元の粒体量が１分後にも水に一部溶解す
るのに比べて安定であり、乾燥状態ではかなり硬いし含
水状態でも押し潰すのに指にかなりの力がいる。

実施例　３ 実施例１と同様にして得た混練物（最終含水率のみ３５
％）を、ペレットマシンで５〜１０Ｋｇ／ｄの圧力をか
けてダイスから押し出して直径４ｍｍ。

長さ６ｍｍ前後のベレットに成型し、同様に焼成してペ
レット状の粒体量を得た。次いで、トルエンとエチルア
ルコール（１：　１）のエチルセルロース５％溶液から
なる樹脂液に３分間浸漬し、引き上げ後熱風乾燥してペ
レット状の吸着脱臭剤を得た。

この吸着脱臭剤は、元の粒体量（１１自体が吸着スピー
ドに劣るが、樹脂皮膜を施したことによる低下の程度は
少ない。これは、樹脂液に一回のみ浸漬させたため樹脂
皮膜が薄いことによると思われる。尚、元の粒体品目体
極めて耐水性に優れ、１時間後でも一部の崩壊に留まる
が、この吸着脱臭剤は更に強く、含水状態でも指の力で
は押し潰すことは出来ないほどである。

実施例　４ 実施例２と同様の球状粒体高を、メチルエーテル化メラ
ミンの４％水溶液に１０時間浸漬後、取り出して熱風乾
燥して球状の吸着脱臭剤を得た。

この吸着脱臭剤のアンモニアガス吸着除去率はエチルセ
ルロースを用いた物よりも幾分筒るが、水を溶媒に使う
ので乾燥以外では問題が少ない。

同様に、測定結果を表−１に示す。

実施例　５ 実施例２と同様の球状粒体高を、約８０度に加熱した後
発泡スチロールのエチルアルコール１０対トルエン４の
１０％溶液に３分間浸漬し、次いで熱風乾燥して球状の
吸着脱臭剤を得た。

この吸着脱臭剤は、実施例中では最も吸着スピードが悪
い。これはこの樹脂液の粒体品への吸収が悪いことによ
ると思われる。但し、樹脂の性質からして耐水性はよい
。

〔効果〕

本発明は以上詳述したように、それ自体優れた吸着能を
示す天然ゼオライト主材の粒体品の表面に、樹脂皮膜を
施すものである。

従って、天然ゼオライトの性質に基づく成型品の欠点で
ある粒子の崩壊性・脆さや吸水性が克服れ、密閉容易に
限らず目の粗い容器に収納できるので全体として吸着能
が向上するし、またファン式空気清浄器に組み込むこと
も可能になる。更に、バキエームカーや各種施設・装置
で高水分の排気ガスを出すものの脱臭にも用いることが
できる等大きな効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる吸着脱臭剤の拡大断面図、第２
図はコーティングパンの概略断面図、第３図（ａｌ、　
（ｂ）、　（Ｃ）は他のコーティング装置の概略側面図
である。 １・・・・・・粒体品 ２・・・・・・樹脂皮膜 ３・・・・・・吸着脱臭剤 ４・・・・・・コーティングパン ６・・・・・・樹脂液 １０・・・・・・容器 １１・・・・・・樹脂液槽

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、天然ゼオライト粉末を主体とする吸着能のある粒体
   品の表面に、樹脂皮膜を施したことを特徴とする吸着脱
   臭剤。 ２、天然ゼオライト粉末単体或いは天然ゼオライト粉末
   に水酸化第二鉄粉末及び／又はアルカリを混合したもの
   を水で混練し粒状、球状に成型後乾燥・焼成して粒体品
   を形成し、該粒体品に樹脂液を噴霧するか或いは粒体品
   を樹脂液に浸漬した後乾燥して溶剤を除去することを特
   徴とする吸着脱臭剤の製造方法。 ３、粒体品を加熱した状態で樹脂液を噴霧するか或いは
   粒体品（１）を樹脂液に浸漬するものである特許請求の
   範囲第２項記載の吸着脱臭剤の製造方法。