DE3883235T2

DE3883235T2 - Weisses Desodorierungsmittel und Verfahren zu seiner Herstellung.

Info

Publication number: DE3883235T2
Application number: DE88308467T
Authority: DE
Inventors: Hidefumi Harada; Tokumitsu Kurihara; Tatsuo Saito
Original assignee: Titan Kogyo KK
Current assignee: Titan Kogyo KK
Priority date: 1987-04-02
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2008-09-15
Also published as: JPS63246167A; DE3874732D1; EP0358821B1; EP0351467B1; JPH0426893B2; JPH09213109A; EP0358821A1; EP0351467A1; DE3874732T2; JP2932993B2; DE3883235D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mittel zur Verringerung der Konzentrationen von geruchsintensiven Gasen, wie Ammoniak, Mercaptane, Amine und Aldehyde. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein neues Desodorierungsmittel in weißer, feinteiliger Form, das als Hauptbestandteile Zinkdioxid und mindestens ein Oxid (im folgenden als Oxid A bezeichnet) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Siliciumoxid und deren Mischungen enthält und das sehr gute Adsorptionscharakteristika hat.
Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Mercaptane, Amine, Aldehyde und andere geruchsintensive Gase, die im Alltagsleben erzeugt werden, verursachen zunehmend gesellschaftliche Bedenken wegen der schädlichen Wirkungen, die sie auf die Biosphäre und Umwelt haben. Als Antwort auf diese Bedenken wurde eine Reihe von Desodorierungsmitteln, die in der Lage sind, die geruchsintensiven Gase, auf die jeweils abgezielt wird, zu verringern, vorgeschlagen und zu praktischer Verwendung gebracht. Desodorierungsmittel zur Verwendung im Alltagsleben müssen den folgenden Minimalanforderungen genügen:
(1) Sie müssen zu einer effizienten Verringerung der Konzentrationen von Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Mercaptanen, Aminen, Aldehyden oder anderen geruchsintensiven Gasen, die im Alltagsleben erzeugt werden, in der Lage sein;
(2) sie müssen sicher zu verwenden sein;
(3) sie müssen leicht handhabbar sein;
(4) sie müssen billig sein; und
(5) sie müssen den Eindruck von Sauberkeit bieten.
Jedoch erfüllt keines der herkömmlichen Desodorierungsmittel alle diese Anforderungen, und auch die in neuester Zeit entwickelten Produkte tun dies nicht. Aktivkohle, die das populärste Desodorierungsmittel ist, das heute in Verwendung steht, ist hocheffektiv zur Verringerung von Mercaptanen und Aminen, aber ist nicht gleicherweise effektiv gegen Schwefelwasserstoff und Ammoniak, welches typische Vertreter von geruchsintensiven Gasen, die im Alltagsleben erzeugt werden, sind. In einem Versuch, dieses Problem zu lösen, wurde ein Produkt entwickelt, das eine Säure, eine Alkalie oder ein bestimmtes Halogenid auf einem Aktivkohleträger enthält. Wegen der Verwendung einer Säure oder Alkalie erfordert jedoch dieses Produkt einen sehr vorsichtigen Umgang, um Gefahren für Menschen zu vermeiden, und ist daher für den täglichen Gebrauch nicht geeignet. Außerdem beschränkt die inhärente schwarze Farbe von Aktivkohle den Verwendungsbereich von Desodorierungsmitteln auf Aktivkohlebasis.
Eisensulfat (FeSO&sub4;), an das L-Ascorbinsäure gebunden ist, ist effektiv gegen basische geruchsintensive Gase wie Ammoniak und Amine, ist aber wenig effektiv zur Reduzierung von Schwefelwasserstoff, Mercaptanen und Aldehyden. Außerdem löst sich dieses Produkt in Wasser und ist daher für den Zweck der Desodorierung von nassen Gasen nicht geeignet.
Desodorierungsmittel, die als chemische Geruchsmodifikatoren bezeichnet werden, sind ebenfalls erhältlich, doch viele von ihnen haben eine starke Acidität oder Alkalinität und die Arten von geruchsintensiven Gasen, die durch diese Geruchsmodifikatoren wirksam kontrolliert werden können, sind beschränkt. Zusätzlich sind solche Desodorierungsmittel empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und/oder einer trockenen Atmosphäre.
Organische Desodorierungsmittel haben eine niedrige Wärmebeständigkeit, sind schwierig zu verarbeiten und teuer.
Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues Desodorierungsmittel zur Verfügung zu stellen, das hochwirksam ist zur Verringerung von geruchsintensiven Gasen, die im täglichen Leben erzeugt werden, wie Ammoniak, Mercaptane, Amine und Aldehyde, und mit dem sicher und leicht umgegangen werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein weißfarbiges Desodorierungsmittel zur Verfügung gestellt, das ein weißes feines Pulver ist, umfassend koagulierte Partikel von (A) mindestens einem Oxid, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Siliciumoxid und deren Mischungen, und (B) Zinkoxid, wobei das Molverhältnis von Zinkoxid zu Oxid (A) im Bereich von 2:1 bis 6:1 liegt.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines weißen Desodorierungsmittels zur Verfügung, umfassend folgende Schritte:
Kombination einer wässrigen alkalischen Lösung oder einer wässrigen sauren Lösung mit einem wässrigen Lösungsgemisch, enthaltend eine wasserlösliche Zinkverbindung und mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus wasserlöslichen Aluminiumverbindungen, wasserlöslichen Siliciumverbindungen und deren Mischungen, wobei dieser Kombinationsschritt durch gleichzeitige Zugabe der beiden Lösungen auf eine solche Weise ausgeführt wird, daß der pH der kombinierten Lösung im Bereich von 6-12 bleibt; Abtrennen des sich ergebenden Niederschlags aus der kombinierten Lösung; und
Trocknen des abgetrennten Niederschlags unter Bildung eines weißen feinen Pulvers, das Zinkoxid und mindestens ein Oxid umfaßt, das ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Aluminiumoxid, Siliciumoxid und deren Mischungen, worin das Molverhältnis von Zinkoxid zu jenem mindestens einem Oxid im Bereich von 2:1 bis 6:1 liegt.
Beispiele für die wasserlöslichen Zinkverbindungen, die als Ausgangsmaterial zur Herstellung des Desodorierungsmittels der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen ein: Zinksulfat, Zinkchlorid und Zinknitrat. Beispiele von geeigneten wasserlöslichen Aluminiumverbindungen schließen Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid und Natriumaluminat ein. Beispielhafte wasserlösliche Siliciumverbindungen schließen Natriumsilicat und Kaliumsilicat ein.
Beinahe jede beliebige saure wässrige Lösung kann zur Neutralisierung des wässrigen Lösungsgemischs verwendet werden, beispielsweise Schwefelsäure, Salzsäure usw. Die alkalische wässrige Lösung, die zur Neutralisierung des wässrigen Lösungsgemischs verwendet wird, kann ausgewählt werden unter wässrigen Lösungen eines Alkalimetallhydroxids wie etwa Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, eines Erdalkalimetallhydroxids wie etwa Calciumhydroxid und Bariumhydroxid und Ammoniak. Wenn ein Sulfat als Zinkverbindung oder Aluminiumverbindung verwendet wird, sind wässrige Calciumhydroxid- und Bariumhydroxidlösungen nicht wünschenswert, da dann wasserunlösliche Salze entstehen.
Die wasserlösliche Zinkverbindung und mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus wasserlöslichen Aluminiumverbindungen, wasserlöslichen Siliciumverbindungen und deren Mischungen, werden in solchen Anteilen gemischt, daß das Molverhältnis von Zinkoxid zu Oxid A im Bereich von 2:1 bis 6:1 liegt.
Zinkoxid fällt in einem pH-Bereich von 6-14 aus, und ein Aluminiumoxid und ein Siliciumoxid fallen bei einem pH-Bereich von 4-12 und 0-12 aus. Demgemäß wird ein Niederschlag der beabsichtigten Zusammensetzung dadurch gebildet, daß man den pH des Lösungsgemischs zwischen 6 und 12 hält. Wenn die wässrige Lösung Ammoniak enthält, ist bevorzugt, daß der pH der wässrigen Lösung zwischen 7 und 9 gehalten wird, da Zink ein Komplexsalz mit Ammoniak bilden und in der wässrigen Lösung bei hohem pH löslich sein wird.
Zum Zweck der vorliegenden Erfindung ist es wesentlich, daß das wässrige Lösungsgemisch und die wässrige alkalische Lösung oder die wässrige saure Lösung auf eine solche Weise zusammengemischt werden, daß der pH der resultierenden kombinierten Lösung zwischen 6 und 12 gehalten wird. Wenn die alkalische wässrige Lösung oder die saure wässrige Lösung zum wässrigen Lösungsgemisch allmählich über einen gewissen Zeitraum zugegeben wird, bis die vereinigte Lösung einen End-pH zwischen 6 und 12 hat, und der pH der vereinigten Lösung nicht zwischen 6 und 12 während der Zugabe der alkalischen Lösung oder sauren Lösung gehalten wird, dann wird das am Ende erhaltene Produkt nicht die beabsichtigte Zusammensetzung haben.
Wenn die wässrige Mischlösung und die wässrige alkalische Lösung unter Bildung eines Niederschlags zusammengemischt werden, der aus Zinkoxid und Oxid A besteht, kann eine Temperatur im Bereich von 20 - 80 ºC angewandt werden, wobei der Bereich von 40 - 60 ºC bevorzugt ist.
Nachdem der Niederschlag filtriert und gewaschen wurde, kann er bei einer Temperatur im Bereich von 100 - 350 ºC, vorzugsweise 120 - 250 ºC getrocknet werden. Das erfindungsgemäße Desodorierungsmittel, das als wesentliche Bestandteile Zinkoxid und Oxid A enthält, wird befriedigende Adsorptionscharakteristika behalten, selbst wenn es bis auf 400 ºC erhitzt wird.
Das weiße Desodorierungsmittel der vorliegenden Erfindung, das auf der Kombination von Zinkoxid und Oxid A basiert, ist zu einer effizienten Verringerung der Konzentrationen von Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Aminen und anderen geruchsintensiven Gasen in der Lage, die im Alltagsleben erzeugt werden. Zusätzlich ist dieses Desodorierungsmittel sicher zu verwenden, da das Zinkoxid und Oxid A, die darin eingeschlossen sind, nicht toxisch sind.
Außerdem liegt das Desodorierungsmittel in einer feinteiligen Form vor und kann einfach auf einen Träger wie Papier oder andere blattartige Materialien aufgebracht werden. Das Desodorierungsmittel ist thermisch bis etwa 400ºC stabil und kann in herkömmliche Kunststoffe eingearbeitet werden. Zusätzlich zum hohen Potential seiner industriellen Verwendbarkeit ist das Desodorierungsmittel der vorliegenden Erfindung, das von weißer Farbe ist, auch geeignet zur Verwendung in Kosmetika, Sanitärprodukten und Wegwerfwindeln.
Die folgenden Beispiele werden zum Zweck weiterer Erläuterung der vorliegenden Erfindung gegeben, sollen jedoch nicht ihren Schutzbereich beschränken.

Beispiel 1:

Ein 5 Liter Becherglas wurde mit einem Liter reinem Wasser gefüllt, das auf 60ºC unter Rühren erwärmt wurde. Eine wässrige Mischlösung (2 Liter) aus Zinksulfat (81,37 g als Zinkoxid) und Aluminiumsulfat (50,98 g als Aluminiumoxid) und eine wässrige Ammoniaklösung wurden gleichzeitig zu dem reinen Wasser im Becherglas während eines Zeitraums von 30 Minuten zugetropft, wobei darauf geachtet wurde, sicherzustellen, daß der pH der vereinigten Lösung bei 7,5 blieb. Das resultierende Produkt wurde abfiltriert, gewaschen und bei 120ºC sechs Stunden getrocknet, wodurch ein weißes Desodorierungsmittel aus Zinkoxid- Aluminiumoxid im Bereich der vorliegenden Erfindung, hergestellt wurde.
Die Fähigkeit dieses weißen Desodorierungsmittels, geruchsintensive Gase (d.h. Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Trimethylamin und Ethylmercaptan) zu adsorbieren, wurde nach dem folgenden Verfahren untersucht. Das weiße Pulver des Desodorierungsmittels (100mg) wurde in eine Glasflasche mit einem inneren Volumen von 120ml eingebracht. Nach Verschluß der Flasche mit einem Gummistopfen wurden vorbestimmte Mengen gewisser geruchsintensiver Gase mit einer Mikrospritze in das Glasfläschchen injiziert. Zwei Stunden nach der Gasinjektion wurde die Luft im Glasfläschchen mit einer Mikrospritze zur Probe entnommen, und die Konzentrationen der geruchsintensiven Gase darin wurden durch Gaschromatographie gemessen. Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 2:

Ein weißes Desodorierungsmittel vom Zinkoxid- Aluminiumoxidsystem wurde hergestellt, indem die Verfahren von Beispiel 1 wiederholt wurden, mit der Ausnahme, daß eine wässrige Mischlösung aus Zinksulfat (81,37 g als Zinkoxid) und Aluminiumsulfat (25,49 g als Aluminiumoxid) verwendet wurde. Die Adsorptionscharakteristika des hergestellten Desodorierungsmittels für verschiedene geruchsintensive Gase werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 3:

Ein 5-Liter Becherglas wurde mit 1-Liter reinem Wasser beschickt, welches auf 60ºC unter Rühren erwärmt wurde.Eine wässrige Mischlösung (1-Liter) aus Zinkchlorid (122,05 g als Zinkoxid), Natriumaluminat (25,49 g als Aluminiumoxid) und Natronlauge wurden gleichzeitig zu dem reinen Wasser im Becherglas während eines Zeitraums von 30 Minuten zugetropft, wobei darauf geachtet wurde, sicherzustellen, daß der pH der vereinigten Lösung auf 7,5 gehalten wurde. Das resultierende Produkt wurde abfiltriert, gewaschen und bei 120ºC sechs Stunden getrocknet, wodurch ein weißes Desodorierungsmittel hergestellt wurde.

Beispiel 4:

Ein weißes Desodorierungsmittel wurde hergestellte, indem die Verfahrensschritte von Beispiel 3 wiederholt wurden, mit der Ausnahme, daß das Natriumaluminat ersetzt wurde durch eine wässrige Lösung von Natriumsilicat (30,04 g als Siliciumoxid). Tabelle 1 Gaskonzentration (ppm) nach 30 min Adsorption Zusammensetzung (Molverhältnis) Ammoniak 1000 * Schwefelwasserstoff 1000 * Ethylmercaptan 1000 * Trimethylamin 1000 * Beispiel * Anfangskonzentrationen in ppm

Claims

1. Weißes Desodorierungsmittel, das ein weißes feines Pulver ist, umfassend koagulierte Partikel aus (A) mindestens einem Oxid, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Aluminiumoxid, Siliciumoxid und deren Mischungen, (B) Zinkoxid, wobei das Molverhältnis von Zinkoxid zu Oxid (A) im Bereich von 2:1 bis 6:1 liegt.

2. Verfahren zur Herstellung eines weißen Desodorierungsmittels, umfassend folgende Schritte:

Vereinigen einer wässrigen alkalischen Lösung oder einer wässrigen sauren Lösung mit einer wässrigen Lösungsmischung, die eine wasserlösliche Zinkverbindung und mindestens eine Verbindung enthält, die ausgewählt ist aus wasserlöslichen Aluminiumverbindungen, wasserlöslichen Siliciumverbindungen und deren Mischungen, wobei dieser Vereinigungsschritt ausgeführt wird durch gleichzeitige Zugabe der beiden Lösungen in einer solchen Weise, daß der pH der vereinigten Lösung im Bereich von 6 bis 12 gehalten wird;

Abtrennen des resultierenden Niederschlags von der vereinigten Lösung; und

Trocknen des abgetrennten Niederschlags zur Bildung eines weißen feinen Pulvers, das Zinkoxid und mindestens ein Oxid umfaßt, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminiumoxid, Siliciumoxid und deren Mischungen, worin das Molverhältnis von Zinkoxid zu jenem mindestens einen Oxid im Bereich von 2:1 bis 6:1 liegt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, worin die Reaktion zur Bildung des Niederschlags bei einer Temperatur von 20-80ºC ausgeführt wird und der resultierende Niederschlag bei einer Temperatur von 120-250ºC getrocknet wird.