JPH08191879A - 脱臭剤及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸性ガス，中性ガス，塩基性ガスのすべてに
対して優れた吸着性能を発揮し，且つその吸着性能を長
期間維持することができる，脱臭剤及びその製造方法を
提供すること。 【構成】 無機系吸着剤１と活性炭２とよりなり，これ
らのいずれかには，アミンが添着されている。無機系吸
着剤としては，シルカゲル，活性アルミナ等を用いる。
無機系吸着剤の比表面積は１５０ｍ² ／ｇ以上であり，
活性炭の比表面積は１０００ｍ² ／ｇ以上であることが
好ましい。上記アミンは，３─アミノプロピルトリハイ
ドロキシシラン等である。脱臭剤の製造に当たり，水に
無機系吸着剤を添加し，攪拌し，次いで，活性炭及びア
ミンを投入し，更に攪拌した後，濾別し，成形し，乾燥
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，自動車用空気清浄機，
家庭用空気清浄機，脱臭シート等に用いられる脱臭剤，
特に，酸性ガス，中性ガス，塩基性ガスのすべてに対し
て吸着効果を有する脱臭剤及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】従来より，脱臭剤としては，活性炭，及び
活性炭を各種形状に成形したものが用いられてきた。活
性炭は非常に優れた吸着性能を有するが，低分子で極性
を有する酸性ガス又は塩基性ガスを吸着除去しにくいと
いう問題があった。そこで，かかる問題点を解決するた
めに，従来，薬剤を添着した活性炭が多く用いられてい
た。

【０００３】

【解決しようとする課題】しかしながら，薬剤を添着し
た活性炭の殆どは，例えば酸性ガス吸着用であれば塩基
性ガスに対しては効果がないといったように，対応する
臭気成分以外の物質に対しては吸着効果が低い。また，
特公平４─１７６９６号公報には，アニリン担持活性炭
とリンゴ酸及び鉄担持活性炭とを組み合わせた，酸性，
中性，塩基性ガスに対して効果がある脱臭剤が開示され
ている。しかし，担持処理が煩雑であり，また経時安定
性にも問題がある。

【０００４】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，酸
性，中性，塩基性のすべてのガスに対して優れた吸着性
能を発揮し，且つその吸着性能を長期間維持することが
できる，脱臭剤及びその製造方法を提供しようとするも
のである。

【０００５】

【課題の解決手段】本発明は，無機系吸着剤と活性炭と
よりなると共に，上記無機系吸着剤又は上記活性炭の少
なくとも一方には，アミンが添着されていることを特徴
とする脱臭剤にある。

【０００６】本発明において最も注目すべきことは，無
機系吸着剤又は活性炭のいずれか又はその両方には，ア
ミンが添着されていることである。上記無機系吸着剤
は，一般に極性を有する多孔質吸着体である。かかる無
機系吸着剤としては，例えば，シルカゲル，活性アルミ
ナ，ゼオライト，及び粘土系吸着剤のグループから選ば
れる１種又は２種以上を用いることができる。上記粘土
系吸着剤としては，セピオライト，活性白土等がある。
かかる無機系吸着剤の中，特にシリカゲル，ゼオライト
等の酸性又は弱酸性の物質が好ましい。これにより，無
機系吸着剤が，塩基性ガスに対する高い吸着性能を発揮
するため，本発明の脱臭剤は，塩基性，酸性，中性ガス
に対してバランス良く高い吸着性能を発揮することがで
きる。

【０００７】上記無機系吸着剤の比表面積は，特に限定
するものではないが，高い吸着性能を得るために，少な
くとも１５０ｍ² ／ｇ以上，更には４００ｍ² ／ｇ以上
であることが好ましい。

【０００８】上記活性炭は，無極性の高比表面積を有す
る多孔質吸着体である。活性炭は，通常比表面積が数百
ｍ² ／ｇ〜千数百ｍ² ／ｇの範囲内であるが，高いガス
吸着性能を得るために，比表面積は，１０００ｍ² ／ｇ
以上であることが好ましい。

【０００９】活性炭の原料としては，木材，のこくず，
ヤシ殻等の植物系原料，石炭，石油重質油，或いはこれ
らの熱分解物である石炭及び石油ピッチ等の化石燃料系
原料，又は合成高分子系原料等を用いることができる。
また，活性炭を製造する方法は，水蒸気賦活，炭酸ガス
賦活，酸素賦活等のガス賦活法，塩化亜鉛，リン酸，塩
化カルシウム，硫化カリウム等の薬品賦活法等の方法が
ある。但し，薬品賦活法の場合には，塩等が残留しない
よう，賦活後に活性炭を精製する必要がある。

【００１０】活性炭の形状は，粉末炭，破砕炭，顆粒
炭，粒状炭，繊維状等，様々の形状があり，いずれの形
状においても優れた吸着性能を示す。特に，無機系吸着
剤と混合して，一体成形する場合には，粉末状又は繊維
状の形状であることが好ましい。

【００１１】上記アミンは，例えば，３─アミノプロピ
ルトリハイドロキシシラン，γ─アミノプロピルトリエ
トキシシラン，γ─グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン，Ｎ−β（アミノエチル）─γ─アミノプロピル
トリメトキシシラン，ジメチルトリメチル─シリルアミ
ン，或いはＮ−（β─アミノエチル）─γ─アミノプロ
ピル─トリメトキシシランからなる有機珪素アミン，又
はアニリン，ｐ−トルイジン，ｐ−エチルアニリン，或
いはｐ−アニシジンからなる芳香族アミンのグループか
ら選ばれる１種又は２種以上がある。

【００１２】上記脱臭剤には，補強繊維等の補強材を添
加，混合することが好ましい。上記補強繊維としては，
合成セルロース，パルプ等を用いることができる。上記
脱臭剤は，例えば，それ自体が，シート，紙，フェルト
等の形状を有している。また，上記脱臭剤は，例えば，
紙，シート，ハニカム又はウレタンフォーム等の担体に
担持させることもできる。

【００１３】上記脱臭剤を製造する方法としては，例え
ば，水に無機系吸着剤を添加し，攪拌し，次いで，活性
炭及びアミンを投入し，更に攪拌した後，上記水の中の
固形分を濾別し，成形し，乾燥することを特徴とする脱
臭剤の製造方法がある。

【００１４】即ち，まず，水の中に無機系吸着剤を添加
し，攪拌する。これにより，水中に無機系吸着剤を均一
に分散させる。水の量は，無機系吸着剤が十分に攪拌で
きる程度とする。次に，無機系吸着剤を分散させた水の
中に，活性炭及びアミンを投入し，混合する。活性炭と
アミンとは，いずれを先に水に投入してもよい。

【００１５】上記の水の中には，補強材及びバインダを
添加することが好ましい。これにより，脱臭剤の強度を
高めることができる。上記補強材としては，合成セルロ
ース等がある。上記バインダとしては，ポリビニルアル
コール等がある。次に，上記の水中の固形分を濾別す
る。濾別，成形の手段は，所望形状の成形体が得られれ
ば，いかなる方法でもよいが，操作容易性の点から，濾
別と成形とを同時に行う湿式成形を行うことが好まし
い。

【００１６】

【作用及び効果】本発明の脱臭剤において，アミンは，
無機系吸着剤又は活性炭からなる多孔質に添着される
と，アルデヒド類等の酸性ガスに対する吸着効果が著し
く高くなる。活性炭は，無極性の高比表面積を有する吸
着体であるため，中性ガスの吸着性能が高い。

【００１７】無機系吸着剤は，一般に極性を有するた
め，酸性，塩基性等の極性ガスに対する吸着性能が高
い。また，極性を有する無機系吸着剤は水との親和性が
高い。そのため，無機系吸着剤の表面に吸着した水分
が，塩基性ガスの除去に働く。そのため，また，無機系
吸着剤は，活性炭に優先して水分を吸着する。それ故，
水分付加による活性炭の劣化を抑制することができる。
従って，本発明の脱臭剤は，吸着性能の経時的劣化が少
ない。

【００１８】従って，極性，非極性にかかわらず，あら
ゆるガスに対して高い吸着性能を発揮でき，不特定多種
類の臭気成分たる臭気ガスをすべて吸着，除去できる。
故に，本発明は，優れた脱臭剤である。

【００１９】次に，本発明の脱臭剤の製造方法において
は，まず，水に無機系吸着剤を添加，混合している。そ
のため，その後に活性炭及びアミンを添加，混合したと
き，活性炭に，より多くのアミンが添着され，一方，無
機系吸着剤の表面官能基は一部水和によって保護され
る。また，水中で，無機系吸着剤，活性炭，アミンを混
合しているため，アミンが無機系吸着剤及び活性炭に均
一に添着される。従って，本発明の製造方法によれば，
上記の如く優れた脱臭剤を容易に製造することができ
る。

【００２０】本発明によれば，酸性ガス，中性ガス，塩
基性ガスのすべてに対して優れた吸着性能を発揮し，且
つその吸着性能を長期間維持することができる，脱臭剤
及びその製造方法を提供することができる。

【００２１】

【実施例】

実施例１ 本発明の実施例に係る脱臭剤について，図１〜図５を用
いて説明する。本例の脱臭剤は，図２，図４，図５に示
すごとく，無機系吸着剤１及び活性炭２にアミンが添着
されている。この無機系吸着剤１及び脱臭剤２は，補強
繊維３と共に一体成形されている。脱臭剤５は，図１に
示すごとく，ペーパー状の脱臭ペーパである。

【００２２】無機系吸着剤１としては，比表面積４５０
ｍ² ／ｇ，細孔径７０Å，粒子径７５μｍ以下のシリカ
ゲルを用いた。活性炭２としては，比表面積１２００ｍ
² ／ｇ，細孔径２０Åのピッチ系活性炭素繊維を用い
た。アミンとしては，３─アミノプロピルトリハイドロ
キシシラン（以下，３─ＡＰＴＳという。）を用いた。

【００２３】次に，上記脱臭剤の製造方法の概要につい
て説明する。まず，水にシリカゲルを添加し，攪拌し
（図３（ａ）），更に活性炭素繊維及び上記３−ＡＰＴ
Ｓを投入し，攪拌する（図３（ｂ））。その後，この水
溶液から固形物を濾別し，成形し，乾燥して，上記脱臭
剤を得る（図（ｃ））。

【００２４】以下，上記の製造方法を詳説する。まず，
図３（ａ）に示すごとく，水５５０ｍｌにシリカゲル
１．３５ｇと補助繊維及びバインダ繊維を各々０．６６
ｇ，０．３８ｇ投入し，ミキサーで約１分間攪拌した。
補助繊維としては，合成セルロースを用いた。バインダ
繊維としては，ポリビニルアルコールを用いた。

【００２５】次に，図３（ｂ）に示すごとく，上記の水
の中に活性炭素繊維０．８３ｇ，３─ＡＰＴＳ０．８３
ｇを投入し，更に３０分間攪拌した。次に，この水溶液
を金網上で脱水して湿式成形した。次に，成形体をドラ
ムドライヤーにより１２０℃，１０分間乾燥して，図３
（ｃ）に示すごとく，ペーパー状の脱臭剤を得た。

【００２６】実施例２ 本例の脱臭剤は，実施例１のシリカゲルの代わりに，比
表面積が６５０ｍ² ／ｇ，細孔径２２Å．粒子径７５μ
ｍ以下のシリカゲルを，無機系吸着剤として用いた。そ
の他は，実施例１と同様である。

【００２７】比較例１ 本比較例の脱臭剤は，粉末活性炭と，実施例１と同様の
活性炭素繊維とを用いた。シリカゲル及びアミンは添加
しなかった。その他は，実施例１と同様である。

【００２８】比較例２ 本比較例の脱臭剤は，比較例１の脱臭剤に，更に３─Ａ
ＰＴＳを添加したものである。

【００２９】比較例３ 本比較例の脱臭剤は，アニリン添着活性炭素繊維と酒石
酸添着粉末活性炭を用いて成形したものである。実施例
１で用いたシリカゲル及び３─ＡＰＴＳは添加しなかっ
た。その他は，実施例１と同様である。

【００３０】実施例３ 本例においては，脱臭剤のガス吸着性能を測定した。測
定に当たり，まず，約５リットルのガラス容器内を，初
期濃度（Ｃ₀ ）の単成分ガスにより各々満たし，測定用
脱臭剤０．２５ｇに約０．５リットル／分の流量で６０
分間通過循環させて，その時のガラス容器内のガス濃度
（Ｃ）を測定した。そして，以下の式により，ガス除去
率（Ｊ）を算出した。

【００３１】Ｊ（％）＝（１−Ｃ₀ ／Ｃ）×１００ 上記単成分ガスとして，アセトアルデヒド，トルエン，
アンモニアを用いた。各単成分ガスの初期濃度（Ｃ₀ ）
は，アセトアルデヒド６０ｐｐｍ，トルエン８００ｐｐ
ｍ，アンモニア８０ｐｐｍである。アセトアルデヒド及
びトルエンについては，ガスクロマトグラフ（島津製
ＧＣ−９Ａ）により，アンモニアについては検知管（ガ
ステック製３Ｌａ）により測定した。尚，測定系は，２
５℃に保持した。測定用脱臭剤としては，表１に示すご
とく，前述の実施例１，２，比較例１，２に係るペーパ
状の脱臭剤を用いた。測定の結果を表１に示した。

【００３２】同表より知られるように，実施例１，２の
脱臭剤は，アセトアルデヒド，アンモニア，及びトルエ
ンのすべてに対して高い除去率を示した。特に，アセト
アルデヒドとアンモニアに対しては，優れた吸着性能を
示し，比較例１に比べて著しく高い値となった。尚，中
性ガスであるトルエンの吸着性能は，他の単成分ガスの
場合に比べて，やや低かった。しかし，一般の中性ガス
の嗅覚閾値は高いので，脱臭剤として使用するに当た
り，実用上問題はない。また，実施例１の脱臭剤は，比
較例２に対して，アンモニアの吸着性能が著しく高かっ
た。

【００３３】実施例２の脱臭剤は，実施例１の脱臭剤よ
りもアセトアルデヒド除去率はやや劣るが，比較例１の
脱臭剤と比べて，アセトアルデヒド及びアンモニアの除
去性能は優れていた。

【００３４】本発明に係る実施例１，２に係る脱臭剤
が，比較例１，２の脱臭剤に比べて，上記のように高い
吸着性能を発揮する理由は，以下のようであると考えら
れる。即ち，実施例１，２の脱臭剤においては，図４に
示すごとく，無機系吸着剤であるシリカゲルには，アミ
ンである３─ＡＰＴＳが添着されている。この３─ＡＰ
ＴＳは，シリカゲルの細孔に物理的に固着されている
か，或いは表面上の水酸基（─ＯＨ基）に共有結合によ
り化学的に固定されている。このアミン末端にある第１
級アミノ基は，アセトアルデヒド等の酸性ガスを吸着す
る。この吸着作用は，一種の中和によるものと考えられ
る。また，シリカゲル上に多数存在する水酸基（─ＯＨ
基）は，弱酸性を示すため，アンモニア等の塩基性ガス
に対して吸着する作用がある。

【００３５】また，活性炭である活性炭素繊維にも，図
５に示すごとく，３−ＡＰＴＳが添着されている。この
３−ＡＰＴＳは，アセトアルデヒド等の酸性ガスを吸着
する。更に，活性炭素繊維は高比表面積であり，疎水性
吸着剤であるため，無極性ガスである中性ガス（トルエ
ン等）を良く吸着する。

【００３６】従って，本発明の実施例１，２に係る脱臭
剤は，酸性ガス，中性ガス，及び塩基性ガスの全てに対
して優れた吸着性能を発揮することができるものと考え
られる。

【００３７】

【表１】

【００３８】実施例４ 本例においては，脱臭剤の吸着性能の経時変化を測定し
た。測定に当たって，測定用脱臭剤を温度２５℃，湿度
６０％の恒温恒湿槽に５０日間保存し，適宜必要量取り
出し，実施例３と同様の方法によりガス除去率を測定し
た。測定用脱臭剤としては，前述の実施例１及び比較例
３の脱臭剤を用いた。測定の結果を表２に示した。

【００３９】同表より知られるように，保存初期におい
ては，実施例１及び比較例３の脱臭剤は，いずれも，ア
セトアルデヒド及びアンモニアに対して高い吸着性能を
示した。５０日経過後においては，実施例１の脱臭剤
は，吸着性能の低下が僅かであった。これは，添着剤が
アミンの一種であること，水分が優先的にシリカゲルに
吸着され，活性炭の吸着性能の低下が抑制されたためで
あると考えられる。

【００４０】これに対して，比較例３の脱臭剤は，吸着
性能の経時的劣化が著しかった。これは，比較例３にお
ける添着剤のアニリンと酒石酸が，担体である活性炭上
に吸着した水を介して徐々に中和していくためであると
考えられる。本例の測定結果より，本発明にかかる脱臭
剤は，吸着性能の経時安定性に優れていることがわかっ
た。

【００４１】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の脱臭剤の斜視図。

【図２】実施例１の脱臭剤の説明図。

【図３】実施例１の脱臭剤の製造方法を示す説明図。

【図４】実施例１，２の脱臭剤における，アミンを添着
した無機系吸着剤の吸着性能を示す説明図。

【図５】実施例１，２の脱臭剤における，アミンを添着
した活性炭の吸着性能を示す説明図。

【符号の説明】

１．．．無機系吸着剤， ２．．．活性炭， ３．．．補強繊維， ５．．．脱臭剤，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 53/81 Ｂ０１Ｊ 20/22 ＺＡＢ Ａ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無機系吸着剤と活性炭とよりなると共
   に，上記無機系吸着剤又は上記活性炭の少なくとも一方
   には，アミンが添着されていることを特徴とする脱臭
   剤。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記無機系吸着剤
   は，シルカゲル，活性アルミナ，ゼオライト，及び粘土
   系吸着剤のグループから選ばれる１種又は２種以上であ
   ることをを特徴とする脱臭剤。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記無機系吸
   着剤の比表面積は，１５０ｍ² ／ｇ以上であることを特
   徴とする脱臭剤。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
   上記活性炭の比表面積は，１０００ｍ² ／ｇ以上である
   ことを特徴とする脱臭剤。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項において，
   上記アミンは，３─アミノプロピルトリハイドロキシシ
   ラン，γ─アミノプロピルトリエトキシシラン，γ─グ
   リシドキシプロピルトリメトキシシラン，Ｎ−β（アミ
   ノエチル）─γ─アミノプロピルトリメトキシシラン，
   ジメチルトリメチル─シリルアミン，或いはＮ−（β─
   アミノエチル）─γ─アミノプロピル─トリメトキシシ
   ランからなる有機珪素アミン，又はアニリン，ｐ−トル
   イジン，ｐ−エチルアニリン，或いはｐ−アニシジンか
   らなる芳香族アミンのグループから選ばれる１種又は２
   種以上であることを特徴とする脱臭剤。
6. 【請求項６】 水に無機系吸着剤を添加し，攪拌し，次
   いで，活性炭及びアミンを投入し，更に攪拌した後，上
   記水の中の固形分を濾別し，成形し，乾燥することを特
   徴とする脱臭剤の製造方法。