(57)【要約】【課題】熱安定性に優れ、担持薬品の臭気がなく、かつ、低級アルデヒド類を長時間にわたり効率よく吸着除去し優れた吸着能を有する吸着剤を提供することを目的とする。【解決手段】活性炭に尿素とアルカリ金属の炭酸塩、燐酸塩、硫酸塩またはC1〜C6のカルボン酸塩を含浸させた後、４５〜１９５℃の温度で加熱することによって前記課題を解決した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭に、尿素と、炭酸、燐酸、硫酸またはC1〜C6のカルボン酸のアルカリ金属塩とを含浸させた後、４５〜１９５℃の温度で加熱して得られる低級アルデヒド類の吸着剤。
【請求項２】
アルカリ金属塩が炭酸の塩である請求項１記載の低級アルデヒド類の吸着剤。
【請求項３】
アルカリ金属塩が燐酸の塩である請求項１記載の低級アルデヒド類の吸着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどの低級アルデヒド類に対し優れた吸着性能を有し、使用期間中担持薬品臭のしない吸着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどの低級アルデヒド類は、いずれも特異な刺激臭を発する有害なガスである。ホルムアルデヒドは、空気中の許容濃度が０．３ｐｐｍと低く、かつ発ガン性を有すると言われている。また、アセトアルデヒドをはじめとしてC1〜C４の脂肪族低級アルデヒド類は我が国では特定悪臭物質に指定され、いずれも嗅覚閾値が非常に低く悪臭公害を引き起こす物質である。
ホルムアルデヒドの発生源としては、ホルムアルデヒドの製造工場および尿素、メラミン、フェノールなどを原料とした樹脂の製造工場のほか、これらの樹脂の加工工場、さらにこれらの樹脂を使用した建材、家具など製造工場などが挙げられる。また、消毒剤としてのホルムアルデヒドや石油類の不完全燃焼排ガス、たばこの副流煙にも含まれている。最近では、室内においても新建材や家具などから発生するホルムアルデヒドが問題になっている。
アセトアルデヒドの発生源としては、アセトアルデヒドおよびその誘導体の製造工場のほか、下水汚泥の加熱処理時にも発生し、またたばこの主流煙中にも含まれている。
【０００３】
近年、これら低級アルデヒド類に対して、作業環境の改善および生活環境の向上などの観点から、有害物質や臭気などが問題視され、この観点から気体、特に空気中の低級アルデヒド類を効率よく除去する吸着剤の開発が強く要望されている。
従来から低級アルデヒド類の吸着剤としては、活性炭、活性アルミナ、シリカゲルなどが挙げられ、なかでも活性炭が広く使用されてきたが、これらの吸着剤自体は、その特性上、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドなどの低級アルデヒド類に対する吸着容量が小さく、寿命が短いという欠点がある。
この改善策として、前記の吸着剤に低級アルデヒド類と反応する化合物、たとえば、脂肪族アミン類、芳香族アミン類などの有機化合物を担持させたものや、触媒として白金族化合物を前記の吸着剤に担持させたものなどが提案されている。
【０００４】
しかしながら、有機化合物を担持させた吸着剤は、担持有機化合物の経時安定性、それら自体の有害性、臭気などに問題がある。たとえば、アニリン（沸点１８５℃）を常温付近で単に添着させたもの（特許文献１）は、アニリン自身が発ガン性の疑いがあり、かつ低級アルデヒド類の吸着に対して、経時的に不安定であるなどのために実用化に問題があった。また、活性炭に酸化処理を施した後に、ポリエチレンイミン（アンモニア臭を有する水溶液）あるいはｐ−アミノアセトアニリド（沸点２６７℃、毒性のある薬品）を常温付近で単に添着したもの（特許文献２）などが考案されているが、このようなアミン類を活性炭に常温付近で単に添着させた吸着剤は、一般に熱安定性に劣り、使用条件によっては添着されたアミン類の一部が活性炭から脱着するためにアミン類の臭気が漏れてきたり、吸着性能が低下したりする欠点があった。
触媒を担持させたものは、触媒が高価な上、常温では低級アルデヒド類の除去効果が低い。
このように従来の技術は、いずれも低級アルデヒド類の除去に対して満足できるものではなかった。
【０００５】
【特許文献１】特公昭６０−５４０９５号公報
【特許文献２】特開平９−１６８７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、熱安定性に優れ、担持薬品の臭気や漏出がなく、かつ低級アルデヒド類を長時間にわたり効率よく吸着除去することができる優れた低級アルデヒド類の吸着剤を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記の点を鑑み鋭意研究した結果、活性炭に尿素と炭酸、燐酸硫酸またはC1-6カルボン酸のアルカリ金属塩とを含浸させた後、４５〜１９５℃の温度で加熱して得られる吸着剤が、熱安定性に優れ、担持薬品の臭気や漏出がなく、低級アルデヒド類を長期に渡り効率よく吸着除去することを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
本発明で使用される活性炭は、木炭、コークス、石炭、ヤシ殻、樹脂などを原料として通常の方法により賦活されたものであれば、いかなるものでもよい。その形状は、破砕状、円柱状、球状、ハニカム状、繊維状などで、その表面積は、１００ｍ２／ｇ以上、好ましくは１５０〜２５００ｍ２／ｇのものである。
【０００９】
本発明で用いられるアルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム，セシウムが挙げられるが、ナトリウム及びカルシウムが便宜に用いられる。
炭酸のアルカリ金属塩としては、たとえば、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カリウムなどが、燐酸のアルカリ金属塩としては、たとえば、燐酸二水素ナトリウム、燐酸水素二ナトリウム、燐酸三ナトリウム、燐酸二水素カリ、燐酸水素二カリ、燐酸三カリなどが、硫酸のアルカリ金属塩としては、たとえば、硫酸水素ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸水素カリ、硫酸カリなどが、また、C1〜C6のカルボン酸のアルカリ金属塩としては、たとえば、酢酸ナトリウム、蓚酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、コハク酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、酢酸カリ、蓚酸カリ、クエン酸カリ、酒石酸カリ、コハク酸カリ、乳酸カリなどの一又は多塩基性酸のナトリウム塩やカリウム塩等が挙げられる。
活性炭に含浸させる尿素の量は、活性炭１ｇに対して０．1ミリモル以上が好ましく、特に０．５〜１０．０ミリモルが好ましい。
【００１０】
アルカリ金属塩の活性炭１ｇに対する含浸量は、アルカリ金属として０．０１ｍｇ原子以上が好ましく、特に、０．０５〜８ｍｇ原子である。
尿素とアルカリ金属塩を活性炭に含浸するに際しては、尿素とアルカリ金属塩をあらかじめ水、酸水溶液（たとえば硫酸、硝酸、燐酸、硫酸、C1〜C6のカルボン酸などの酸の水溶液）又はアルコール類などに溶解して活性炭に含浸する。水やこれらの酸又はその水溶液、アルコール類にあまり溶解しない化合物の場合は懸濁液の状態で含浸してもよい。
【００１１】
尿素とアルカリ金属塩を含浸させた後、４５〜１９５℃、好ましくは５０〜１９０℃、特に好ましくは１００〜１５０℃で加熱する。この加熱は空気、不活性ガス又は燃焼排ガス中などで行うことができる。加熱時間は１０〜５００分程度、好ましくは２０〜２４０分程度である。加熱温度を１９５℃以上にすると含浸薬品が昇華または分解して低級アルデヒドの吸着性能が低下してしまうので好ましくない。
【００１２】
本発明における除去対象の低級アルデヒド類は、炭素数が６以下で沸点が１００℃以下のアルデヒド、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、アクロレイン、３−メチル−ブチルアルデヒドを指すが、代表的なものはホルムアルデヒドとアセトアルデヒドである。
本発明においては、上記のようにして得られたアルデヒド類吸着剤を空間内、装置内などに存在させて、アルデヒド類を効率よく除去する方法なども含まれる。アルデヒド類吸着剤を空間内に存在させる場合には、たとえば、アルデヒド類吸着剤をシート状などにしたり、建材に含ませたり、通常よく行われる方法などが挙げられる。また、装置内などに存在させる場合は、塔、容器などに充填したりして、これらにアルデヒド類を含むガスを通気する方法などが考えられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のアルデヒド吸着剤は、常温において無臭で、かつ、化学的に安定な固体薬品である、尿素とアルカリ金属塩を活性炭に含浸させ、４５〜１９５℃の温度で加熱して調製するので、アルデヒド吸着剤を使用する常温付近では含浸薬品の蒸気が漏れ出すようなこともなく、しかも化学的に安定であり、アルデヒド類の吸着除去性能が良好で、かつ、経時劣化もなく、従来のアルデヒド吸着剤に比べて非常に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に実施例及び比較例をあげて、本発明を具体的に説明する。
【実施例１】
【００１５】
８〜３２メッシュの瀝青炭系活性炭Ａ（ＢＥＴ比表面積１１５０ｍ２／ｇ）の各２ｇに尿素１６７ｍｇ／ｍｌ水溶液、尿素１６７ｍｇ・炭酸カリ４０ｍｇ／ｍｌ水溶液、尿素１６７ｍｇ・燐酸二水素カリ６０ｍｇ／ｍｌ、尿素１６７ｍｇ・燐酸水素二カリ７７ｍｇ／ｍｌ、尿素１６７ｍｇ・第三燐酸カリ９４ｍｇ／ｍｌ、尿素１６７ｍｇ・燐酸二水素ナトリウ５１ｍｇ／ｍｌ、尿素１６７ｍｇ・クエン酸三カリ−１３０ｍｇ／ｍｌ、尿素１６７ｍｇ・クエン酸三ナトリウム−１１０ｍｇ／ｍｌ、尿素１６７ｍｇ・硫酸水素ナトリウム−６５ｍｇｍｇ／ｍｌ、尿素１６７ｍｇ・硫酸水素カリ−７０ｍｇ／ｍｌ、尿素１６７ｍｇ・重炭酸ナトリウム−４９ｍｇ／ｍｌのそれぞれ各２ｍｌを均一に含浸させた。活性炭への薬品含浸量は、活性炭１ｇ当たりの薬品量は、次表の通りであった。このようにして得られた薬品含浸活性炭をそれぞれ１１０℃で３０分間加熱した。これらを乳鉢で微粉砕し、各１００ｍｇを３Ｌのテトラバッグに量り込み、空気で満たした。各テトラバッグに所定量のホルマリン水溶液を注入して、各テトラバッグ中のホルムアルデヒド濃度を３００ｐｐｍとした。３時間後の各テトラバッグ中のホルムアルデヒド濃度を測定した結果は表１に示す通りである。
【００１６】
【表１】
2010005584.tif 000002
【実施例２】
【００１７】
８〜３２メッシュのヤシ殻系活性炭（ＢＥＴ比表面積１２００ｍ２／ｇ）Ｍに尿素６０ｍｇ／ｍｌ水溶液、尿素６０ｍｇ・炭酸カリ１４ｍｇ／ｍｌ水溶液、尿素６０ｍｇ・炭酸カリ２８ｍｇ／ｍｌ水溶液、尿素６０ｍｇ・炭酸カリ５６ｍｇ／ｍｌ水溶液、尿素６０ｍｇ・燐酸二水素カリ１４ｍｇ／ｍｌ、尿素６０ｍｇ・燐酸水素二カリ１０ｍｇ／ｍｌ、尿素６０ｍｇ・第三燐酸カリ１０ｍｇ／ｍｌ、尿素６０ｍｇ・燐酸二水素ナトリウ１２ｍｇ／ｍｌ、尿素６０ｍｇ・クエン酸三カリ１５ｍｇのそれぞれ各２ｍｌを均一に含浸させた。活性炭への薬品含浸量は、活性炭１ｇ当たりの薬品量は、次表の通りであった。このようにして得られた薬品含浸活性炭をそれぞれ１００℃で３０分間加熱した。これらを乳鉢で微粉砕し、各１００ｍｇを３Ｌのテトラバッグに量り込み、空気で満たした。各テトラバッグに所定量のホルマリン水溶液を注入して、各テトラバッグ中のホルムアルデヒド濃度を３００ｐｐｍとした。３時間後の各テトラバッグ中のホルムアルデヒド濃度を測定した結果は表２に示す通りである。
【００１８】
【表２】
2010005584.tif 000003
【実施例３】
【００１９】
８〜３２メッシュの瀝青炭系活性炭Ａの２ｇに尿素１６７ｍｇ／ｍｌ水溶液および尿素−１６７ｍｇ・燐酸二水素カリ−６０ｍｇ／ｍｌのそれぞれ各２ｍｌを均一に含浸させた。活性炭１ｇ当たりの薬品量は、前者が尿素１６７ｍｇで、後者が尿素１６７ｍｇ・燐酸二水素カリ６０ｍｇであった。このようにして得られた薬品含浸活性炭をそれぞれ４０℃、５０℃、１００℃、１５０℃、１９０℃、および２００℃の各温度で、６０分間加熱した。これらを乳鉢で微粉砕し、各１００ｍｇを３Ｌのテトラバッグに量り込み、空気で満たした。各テトラバッグに所定量のホルマリン水溶液を注入して、各テトラバッグ中のホルムアルデヒド濃度を３００ｐｐｍとした。３時間後の各テトラバッグ中のホルムアルデヒド濃度を測定した結果は表３に示す通りである。
【００２０】
【表３】
2010005584.tif 000004
【００２１】
表３から明らかなように、活性炭に尿素のみ単独含浸した吸着剤(対照)は、ホルムアルデヒドをほとんど吸着除去できない。また、尿素および燐酸二水素カリを混合含浸した吸着剤うち加熱温度が４０℃や２００℃の吸着剤では、ホルムアルデヒドをある程度吸着除去できるが性能は不十分である。これに対して、尿素および燐酸二水素カリを混合含浸した吸着剤うち加熱温度が５０〜２００℃である吸着剤(本発明)は、ホルムアルデヒドに対して非常に優れた吸着性能が発揮された。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の低級アルデヒド吸着剤は、熱安定性に優れ、担持薬品の臭気がなく、かつ、低級アルデヒド類を長時間にわたり効率よく吸着除去し優れた吸着能を有ししでいるので、ホルムアルデヒドの製造工場および尿素、メラミン、フェノールなどを原料とした樹脂の製造工場のほか、これらの樹脂の加工工場、さらにこれらの樹脂を使用した建材、家具など製造工場やアセトアルデヒドおよびその誘導体の製造工場のほか、下水汚泥の加熱処理場などで、低級アルデヒド類の吸着剤として使用することができる。