JP3151538B2 - 脱臭粒剤の製造方法並びにその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明はアンモニア、硫化水素等
の悪臭ガスの臭気を除去する脱臭微粉末剤を更に使用し
やすい形態に加工した脱臭粒剤の製造方法並びにその製
造装置に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】近年、酸化亜鉛と二酸化チタンとを脱臭
成分として含む脱臭剤（特開昭６３−５４９３５号参
照）や酸化亜鉛と酸化アルミニウムおよび酸化珪素とを
脱臭成分として含む脱臭剤（特開昭６３−２４６１６７
号参照）が、その強力な脱臭性能が評価されて種々の分
野において使用されている。このような脱臭剤に代表さ
れるような脱臭微粉末剤は、ミクロンないしサブミクロ
ンオーダーの微粒子であるため、そのままの状態で使用
すると飛散してしまう。

【０００３】そこでこのものを使用するに際しては、Ｐ
ＶＡ等のバインダーを用いて紙、繊維、発泡体等に担持
させて使用していたが、このような方法で使用する場合
には、バインダーの粘性等のため造粒しにくく、またＰ
ＶＡ膜のガス透過性の悪さから脱臭機能が低下するとい
う問題点があった。

【０００４】また脱臭微粉末剤をシート状のものに担持
させた後、これを活性種存在雰囲気下に晒してその表面
を荒らす方法や、脱臭微粉末剤を分散させて高粘度水溶
液とし、このものから造粒する方法なども提案されてい
るが、前者の方法はシート状にする過程で多くの脱臭微
粉末剤を含有することができず、また後者の方法は水が
分散媒であるためバインダー機能が得られず造粒物は指
で潰すと粉々になってしまうというものであった。

【０００５】そこで本発明者は、いわゆる人工いくらの
製法にヒントを得て、脱臭微粉末剤を水溶性アルギン酸
塩水溶液に混合したものを、ある種の金属塩水溶液や酸
あるいはアルコール中に滴下させて液滴の表面をゲル化
させ、これを乾燥して粒剤化するという技術を開発する
とともに（特開平２−２９８３４６号参照）、このよう
な造粒に使用するのに適するノズルとして、管体端部よ
り線体を延長形成した滴下部を有するものを開発した
（特開平３−２０２１３８号参照）。

【０００６】しかし、このようなノズルを使用しても滴
下という一種の自然現象を利用するものであるため、単
位時間当たりの製造量には自ずから限界があり、工業的
生産に見合うだけの効率の良い製造が行なえない。また
このノズルは、粒径の大きさをある程度調節することは
できるものの、その範囲は狭く、多様なニーズに対応し
てもっと幅広く自由に粒径調節を行なえるものが望まれ
ていた。更にまたノズルが詰まることもあり、その修復
にも時間と労力が掛かる。このように幾つかの課題をか
かえていた。

【０００７】

【開発を試みた技術的事項】本発明はこのような背景に
鑑みなされたものであって、脱臭粒剤を製造するにあた
り、より効率的に製造でき且つ広域な粒径調節可能な脱
臭粒剤の製造方法並びにその装置の開発を試みたもので
ある。

【０００８】

【発明の構成】

【目的達成の手段】即ち本出願の第一の発明たる脱臭粒
剤の製造方法は、分散粒保持室と分散原液供給室との間
を多孔性隔壁で仕切り、分散原液供給室には脱臭微粉末
を水溶性アルギン酸塩水溶液に分散させた分散原液を前
記分散粒保持室よりも加圧状態で供給し、この分散原液
を前記多孔性隔壁を介して分散粒保持室側へ滴化状態で
押し出し、この液滴を分散粒保持液と反応させて液滴の
少なくとも表面をゲル化させて中間生成物とし、これを
乾燥して粒体化させることを特徴として成るものであ
る。

【０００９】また本出願の第二の発明たる脱臭粒剤の製
造方法は、前記要件に加えて前記分散原液供給室の加圧
は、周期的に加圧と非加圧を繰り返す方法で行うことを
特徴として成るものである。

【００１０】更に本出願の第三の発明たる脱臭粒剤の製
造方法は、分散粒保持室と分散原液供給室との間を多孔
性隔壁で仕切り、分散粒保持室には分散粒保持液を一定
方向に流動させ、一方分散原液供給室には脱臭微粉末を
水溶性アルギン酸塩水溶液に分散させた分散原液を分散
粒保持室よりも加圧状態で供給し、この分散原液が前記
多孔性隔壁を介して分散粒保持室側へ流れ出たものを分
散粒保持液の流動により剪断して液滴化させるととも
に、この液滴と分散粒保持液との反応により液滴の少な
くとも表面をゲル化させて中間生成物とし、これを乾燥
して粒体化させることを特徴として成るものである。

【００１１】更にまた本出願の第四の発明たる脱臭粒剤
の製造方法は、前記要件に加えて前記分散粒保持液は多
価金属イオンとなり得る金属塩水溶液であることを特徴
として成るものである。

【００１２】更にまた本出願の第五の発明たる脱臭粒剤
の製造方法は、前記要件に加えて前記分散粒保持液は酸
であることを特徴として成るものである。

【００１３】更にまた本出願の第六の発明たる脱臭粒剤
の製造方法は、前記要件に加えて前記分散粒保持液はア
ルコールであることを特徴として成るものである。

【００１４】更にまた本出願の第七の発明たる脱臭粒剤
の製造方法は、前記要件に加えて前記脱臭微粉末は酸化
物系白色脱臭剤であることを特徴として成るものであ
る。

【００１５】更にまた本出願の第八の発明たる脱臭粒剤
の製造装置は、分散粒保持液を静止または一定方向に流
動状態で注入した分散粒保持室と、脱臭微粉末を含む分
散原液を分散粒保持室よりも加圧状態で注入した分散原
液供給室とが多孔性隔壁で仕切られており、分散原液供
給室側から多孔性隔壁を介して分散粒保持室側へ分散原
液を滴化状態で押し出し、あるいは分散原液供給室側か
ら多孔性隔壁を介して分散粒保持室側へ流れた分散原液
を分散粒保持液の流動により剪断して液滴化させるよう
にしたことを特徴としてなるものである。これら発明に
より前記目的を達成せんとするものである。

【００１６】

【発明の作用】本発明では、分散原液が分散原液供給室
から多孔性隔壁に形成された複数の小孔を介して分散粒
保持室側へ押し出され、表面張力により液滴化されて複
数の液滴が一度に製造できる。

【００１７】また分散粒保持液を流動させる場合には、
各小孔から分散粒保持室側へ流れ出した分散原液がこの
流動によって剪断されて分散原液の液滴化がなされるた
め、短時間に多くの液滴を作ることができるとともに、
分散原液供給室の圧力、分散粒保持液の流速等のパラメ
ータを変えることで幅広い粒径寸法の脱臭粒剤を製造す
ることができる。

【００１８】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。図中符号１は、本発明たる脱臭粒剤の製造方法を実
施するための一例たる粒剤製造装置であって、このもの
は一例として一端を閉塞した内パイプ２の一部回りに上
下に蓋部３ａと底部３ｂとを有する筒状であって、その
断面が内パイプ２と同心円となるように外パイプ３が設
けられて成る。

【００１９】そして内パイプ２の内部には分散原液供給
室４が形成され、外パイプ３の内面と内パイプ２の外面
とによって囲まれた部分には分散粒保持室５が形成され
る。また内パイプ２のうち外パイプ３によって囲まれた
筒状部分には、全体に亘って多数の小孔６が形成され、
これによって分散原液供給室４と分散粒保持室５とが連
絡されている。尚このように小孔６が多数形成された内
パイプ２の部分を多孔性隔壁７と定義する。

【００２０】因みに本実施例では内パイプ２と外パイプ
３との二重円筒構造を採るため内パイプ２の一部が多孔
性隔壁７を構成するが、粒剤製造装置が他の形態を採る
場合にも、要は分散原液供給室４と分散粒保持室５とが
隣接し、その境界部に多孔性隔壁７が形成される構造で
あればよいのである。

【００２１】尚、多孔性隔壁７の形態としては、パンチ
ングメタルや金網または金属繊維等の金属多孔体を適宜
適用したもの、また例えば重油バーナーのノズルフィル
ターにおける金属焼結体のようなものが挙げられる他、
例えば脱臭粒剤に防虫、誘虫、嫌虫あるいは芳香といっ
た他の機能をもたせる場合には、一例として図４に示す
ような多重のノズル１０を分散原液供給室４と分散粒保
持室５との境界部に複数設け、これに対応して内パイプ
２を適宜図４のように変更してこれを多孔性隔壁７とし
てもよい。

【００２２】ここで粒剤製造装置１の他の実施例につい
て簡単に説明すると、まず前記図１、２に示す粒剤製造
装置１において、分散原液Ａと分散粒保持液Ｂとの位置
関係を逆にすることができる。即ち図示はしないが外パ
イプ３の一端を閉塞状態として分散原液Ａを加圧状態で
供給し、一方内パイプ２に分散粒保持液Ｂを注入して、
中央にあるパイプから中間生成物Ｓを回収するようにし
てもよいのである。

【００２３】要は粒剤製造装置は、分散粒保持室と、こ
れよりも加圧状態にある分散原液供給室とを具え、その
間に多孔性隔壁を有していれば、その形態及び各部の位
置関係は問わない。

【００２４】粒剤製造装置１は以上のような構造を有す
るものであり、以下このものを用いて脱臭粒剤を製造す
る方法について説明するが、その前にそれぞれ分散原液
供給室４と分散粒保持室５とに供給される分散原液Ａと
分散粒保持液Ｂとについてここで説明する。

【００２５】まず分散原液Ａに含まれる脱臭微粉末は、
粒径がミクロンないしサブミクロンオーダーの微粉末状
の脱臭剤であり、一例として酸化亜鉛と二酸化チタンと
水分子とが緊密に結合した粒子の集合体（特開昭６３−
５４９３５号参照）や、酸化亜鉛と酸化アルミニウムお
よび／または酸化珪素との緊密結合体粒子の集合体（特
開昭６３−２４６１６７号）が挙げられる。尚、この粒
子の集合体は白色であるため、白色の脱臭粒剤を製造す
る場合に使用できる。また脱臭微粉末剤はこのほかに
も、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カ
ルシウム、酸化アルミニウム、酸化珪素等の吸着性のあ
る酸化物の一部または全部を主体とした白色系のものや
その他従来公知のものを使用することもできる。

【００２６】次に分散原液Ａの分散媒となっている水溶
性アルギン酸塩水溶液について説明する。このものは具
体的にはアルギン酸ナトリウムに代表されるものの水溶
液であり、ほかにもアルギン酸アンモニウムなどを使用
することができる。ここでは代表してアルギン酸ナトリ
ウムについて説明する。

【００２７】このアルギン酸ナトリウムは、コンブ、カ
ジメ、アラメなどの褐藻類の細胞膜を形成する物質であ
り、乳化安定剤、粘強剤、型剥離剤などとして用いられ
る。この物質は極めて高粘性のコロイド物質で親水性が
強く、冷水、温水、いずれにも良く溶解し、非常に粘稠
均一な溶液となる性質を有する。また、この溶液にアル
ミニウム、バリウム、カルシウム、銅、鉄、鉛、亜鉛、
ニッケルなどの金属塩を加えると、水に不溶性のアルギ
ン酸塩となる。因みに、請求項４に記載した発明はアル
ギン酸ナトリウムのこのような性質を利用するものであ
る。

【００２８】またアルギン酸ナトリウムに酸を加える
と、ゲル状で水に不溶のアルギン酸となる。因みに請求
項５に記載した発明は、アルギン酸ナトリウムのこのよ
うな性質を利用するものである。

【００２９】次に分散粒保持液Ｂとしては請求項４、
５、６にそれぞれ記載したように多価金属イオンとなり
得る金属塩水溶液、酸またはアルコールが適用できる。
まず請求項４記載の発明における多価金属イオンとなり
得る金属塩水溶液は、具体的にはアルミニウム、バリウ
ム、カルシウム、銅、鉄、鉛、亜鉛、ニッケルなどの塩
の水溶液がある。即ち、要はアルギン酸と結合したとき
に水に不溶ないしは難溶となるような金属を選定する。
尚、色付きの脱臭粒剤を得る一つの方法として多価金属
イオンの色を発色させることができるが、その例として
は鉄イオンの赤褐色、銅イオンの黄青色、金イオンの青
紫色、ニッケルイオンの淡黄緑色などがある。

【００３０】また請求項５記載の発明における酸は、塩
酸、硫酸、硝酸などに代表される強酸のほか、アルギン
酸よりも強い醋酸等の弱酸を含むものである。

【００３１】更に請求項６記載の発明におけるアルコー
ルとは、鎖式または脂環式炭化水素の水素原子、または
芳香族炭化水素の側鎖の水素原子を水酸基で置換した構
造をもつ化合物を言い、例えばメタノール、エタノール
などがある。

【００３２】分散原液Ａ及び分散粒保持液Ｂは以上のよ
うな構成のものであり、脱臭粒剤の製造にあたっては、
まず分散原液Ａを分散原液供給室４に一定の加圧状態で
供給するとともに、分散粒保持室５には取入口８から分
散粒保持液Ｂを供給し、これを排出口９から流し出すよ
うにして分散粒保持室５の上方から下方への定常的な流
動を維持するようにする。尚、分散粒保持液Ｂの流動形
態は、多孔性隔壁７の回りを旋回するように流したり、
多孔性隔壁７の周辺で局部的にヘリカル流等の剪断能力
の高い渦を生じさせるように流動させてもよい。

【００３３】このようにすれば分散原液供給室４と分散
粒保持室５との圧力差により分散原液Ａが分散粒保持室
５側へ流れ出ようとするが、分散粒保持液Ｂの流れによ
って分散粒保持室５側へ流れ出ようとする分散原液Ａは
図３に示すように剪断されて液滴ａとなり、分散粒保持
液Ｂの流れにのって下方へ移送される。この液滴ａは分
散粒保持液Ｂ中で浮遊している間に分散粒保持液Ｂの種
類に応じてそれぞれ次のような反応を生じて液滴ａの表
面ないし液滴中央にかけてゲル化する。

【００３４】即ち多価金属イオンとなり得る金属塩水溶
液を分散粒保持液Ｂとする場合には、アルギン酸ナトリ
ウムのナトリウムイオンが多価金属イオンたる例えばカ
ルシウムイオンに置換して、水に不溶なゲル状のアルギ
ン酸カルシウムの層を少なくとも表面に形成した中間生
成物を生ずる。

【００３５】また酸を分散粒保持液Ｂとする場合には、
アルギン酸ナトリウムのナトリウムイオンが水素イオン
に置換して、水に不溶なゲル状のアルギン酸の層を少な
くとも表面に形成した中間生成物を生ずる。

【００３６】更にまたアルコールを分散粒保持液Ｂとす
る場合には、水溶性アルギン酸塩と水和状態にある水分
子がアルコールの脱水作用により脱水されるため、水溶
性アルギン酸塩自体が水に不溶となって少なくとも表面
がゲル状の中間生成物を生ずる。

【００３７】表面ないし液滴中央にかけてゲル化した中
間生成物Ｓは、分散粒保持液Ｂと共に外パイプ３の底部
３ｂから排出され、網等により中間生成物Ｓだけが回収
される。このように回収された中間生成物Ｓは熱風乾燥
炉等を用いて外部加熱して乾燥する方法の他、誘電加熱
により自己発熱させる内部加熱を単独であるいは外部加
熱と併用して乾燥させてもよい。尚、分散原液Ａにかけ
る圧力、分散粒保持液Ｂの流速を変えることで中間生成
物Ｓの大きさを種々変えることができる。

【００３８】ここで誘電加熱とは、高周波数帯域の電界
内に誘電体たる加熱物を置き、その誘電体の分子が印加
電界の方向に一致しようとして、常に回転を繰り返して
隣接分子と摩擦を起こし、この摩擦熱で内部から発熱す
る原理を応用する加熱方式であり、食品、木材等、水分
を含むものの加熱、乾燥、更には樹脂シート、プラスチ
ック等の接着等の加工に利用されている技術である。一
般に誘電加熱の特徴としては加熱に要する時間が短い、
熱効率が高い、加熱電力の制御が容易で応答が速い、複
雑な形状のものでも比較的均一に加熱できるなどが挙げ
られるが、中間生成物を誘電加熱して乾燥させれば、気
化した内部水分が膨張し、外部に放出され、若干なりと
も発泡作用を起こして膨化した脱臭粒剤が得られる。

【００３９】因みにこのように膨化した脱臭粒剤は表面
積が大きくなるため、脱臭能力の高いものとなる。尚、
膨化した脱臭粒剤を製造するには、中間生成物を真空凍
結乾燥法で乾燥してもよい。また尚、脱臭微粉末剤とし
て酸化亜鉛と二酸化チタンと水分子とが緊密に結合した
粒子の集合体を使用した場合には、乾燥時に１００℃を
超えると変色するため、これ以下の温度で乾燥するよう
にする。また乾燥した脱臭粒剤を焼成して脱臭粒剤中に
金属酸化物（例えば酸化カルシウム）を生じさせ、水、
一酸化炭素、二酸化炭素の吸着能をも発揮できるように
してもよい。

【００４０】更に前述したように分散粒保持液Ｂとして
酸を適用した場合には、アルギン酸ナトリウムの液滴ａ
との接触によりアルギン酸のゲルとなるが、更にこのア
ルギン酸のゲルの水素をアルカリ金属以外の金属（例え
ばアルミニウム、バリウム等）に置換することで、脱臭
機能に併せて、置換した金属の触媒機能を得ることもで
きる（特開平１−３４３５４３号公報参照）。

【００４１】また更には乾燥した脱臭粒剤あるいは乾燥
前の中間生成物Ｓを例えば不織布内に入れてシート状に
することもできる。因みにこのような方法の一例として
特願平２−２４０１５号、特願平２−２４０１６号など
がある。

【００４２】次に上記粒剤製造装置１を用いた分散原液
Ａの他の液滴化方法について説明する。上記方法では分
散粒保持液Ｂを流動させて分散原液Ａを剪断し液滴ａを
製造するものであるが、分散粒保持液Ｂは必ずしも流動
させる必要はなく、分散原液供給室４の圧力によって多
孔性隔壁７の小孔６から押し出された分散原液Ａを、そ
の表面張力により自然に液滴化させる方法を採ってもよ
いし、分散原液供給室４内の分散原液Ａにかける加圧状
態を周期的に加圧と非加圧を繰り返すようにすること
で、分散原液Ａが多孔性隔壁７の小孔６から瞬間的に飛
び出して液滴化する方法を採用することもできる。尚勿
論このような方法を採用する場合であっても、分散粒保
持液Ｂを流動させるようにしてもよい。

【００４３】

【発明の効果】本発明では分散粒保持室５と分散原液供
給室４との間を多孔性隔壁７で仕切り、前記分散粒保持
室５には分散粒保持液Ｂを一定方向に流動させ、一方分
散原液供給室４には脱臭微粉末を水溶性アルギン酸塩水
溶液に分散させた分散原液Ａを分散粒保持室５よりも加
圧状態で供給し、この分散原液Ａが前記多孔性隔壁７を
介して分散粒保持室５側へ流れ出たものを分散粒保持液
Ｂの流動により剪断して液滴化させるとともに、この液
滴ａと分散粒保持液Ｂとの反応により液滴の少なくとも
表面をゲル化させて中間生成物Ｓとし、これを乾燥して
粒体化させるから、多孔性隔壁７の小孔６の数に応じて
一度に多くの中間生成物Ｓを造ることができ、効率のよ
い脱臭粒剤の製造を行なうことができる。また分散原液
供給室の圧力や分散粒保持液の流速を種々変えること
で、種々の粒径の脱臭粒剤を簡単に容易に製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の脱臭粒剤の製造装置を示す透視斜視図
である。

【図２】同上縦断面図である。

【図３】同上多孔性隔壁部分を拡大して示す縦断面図で
ある。

【図４】多孔性隔壁の他の実施例を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 粒剤製造装置 ２ 内パイプ ３ 外パイプ ３ａ 蓋部 ３ｂ 底部 ４ 分散原液供給室 ５ 分散粒保持室 ６ 小孔 ７ 多孔性隔壁 ８ 取入口 ９ 排出口 １０ ノズル Ａ 分散原液 ａ 液滴 Ｂ 分散粒保持液 Ｓ 中間生成物

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分散粒保持室と分散原液供給室との間を
   多孔性隔壁で仕切り、分散原液供給室には脱臭微粉末を
   水溶性アルギン酸塩水溶液に分散させた分散原液を前記
   分散粒保持室よりも加圧状態で供給し、この分散原液を
   前記多孔性隔壁を介して分散粒保持室側へ滴化状態で押
   し出し、この液滴を分散粒保持液と反応させて液滴の少
   なくとも表面をゲル化させて中間生成物とし、これを乾
   燥して粒体化させることを特徴とする脱臭粒剤の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記分散原液供給室の加圧は、周期的に
   加圧と非加圧を繰り返す方法で行うことを特徴とする請
   求項１記載の脱臭粒剤の製造方法。
3. 【請求項３】 分散粒保持室と分散原液供給室との間を
   多孔性隔壁で仕切り、分散粒保持室には分散粒保持液を
   一定方向に流動させ、一方分散原液供給室には脱臭微粉
   末を水溶性アルギン酸塩水溶液に分散させた分散原液を
   分散粒保持室よりも加圧状態で供給し、この分散原液が
   前記多孔性隔壁を介して分散粒保持室側へ流れ出たもの
   を分散粒保持液の流動により剪断して液滴化させるとと
   もに、この液滴と分散粒保持液との反応により液滴の少
   なくとも表面をゲル化させて中間生成物とし、これを乾
   燥して粒体化させることを特徴とする脱臭粒剤の製造方
   法。
4. 【請求項４】 前記分散粒保持液は多価金属イオンとな
   り得る金属塩水溶液であることを特徴とする請求項１、
   ２または３記載の脱臭粒剤の製造方法。
5. 【請求項５】 前記分散粒保持液は酸であることを特徴
   とする請求項１、２または３記載の脱臭粒剤の製造方
   法。
6. 【請求項６】 前記分散粒保持液はアルコールであるこ
   とを特徴とする請求項１、２または３記載の脱臭粒剤の
   製造方法。
7. 【請求項７】 前記脱臭微粉末は酸化物系白色脱臭剤で
   あることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または
   ６記載の脱臭粒剤の製造方法。
8. 【請求項８】 分散粒保持液を静止または一定方向に流
   動状態で注入した分散粒保持室と、脱臭微粉末を含む分
   散原液を分散粒保持室よりも加圧状態で注入した分散原
   液供給室とが多孔性隔壁で仕切られており、分散原液供
   給室側から多孔性隔壁を介して分散粒保持室側へ分散原
   液を滴化状態で押し出し、あるいは分散原液供給室側か
   ら多孔性隔壁を介して分散粒保持室側へ流れた分散原液
   を分散粒保持液の流動により剪断して液滴化させるよう
   にしたことを特徴とする脱臭粒剤の製造装置。