(57)【要約】      （修正有）【課題】タバコ臭その他の悪臭の除去性能を従来よりも高めることのできる、担持活性炭の製造方法、担持活性炭、およびそれを用いたフィルタを提供すること。【解決手段】メソ孔を多く有する活性炭１０を製造する活性炭製造工程Ｐ１と、活性炭１０に悪臭原因物質を除去するための薬品２０を担持する薬品担持工程Ｐ２とからなる製造方法によって、担持活性炭３０を得ることができる。活性炭製造工程Ｐ１は図示するように、活性炭原料１を炭素化する炭素化過程Ｓ１とガス賦活するガス賦活過程Ｓ２とにより構成される。なお活性炭原料１としては、リンゴ園管理において大量に廃材として産出されるリンゴ剪定枝、その他のバラ科果樹の樹枝、広葉樹・針葉樹の樹枝を含め、広く樹枝全般を用いることができる。【選択図】図Ｑ１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メソ孔（直径２〜５０ｎｍの孔。以下同じ。）を多く有する活性炭に、悪臭原因物質を除去するための薬品を担持して担持活性炭を得る、担持活性炭の製造方法。
【請求項２】
前記活性炭の原料として、樹枝を用いることを特徴とする、請求項１に記載の担持活性炭の製造方法。
【請求項３】
前記活性炭の原料として、リンゴ剪定枝を用いることを特徴とする、請求項１に記載の担持活性炭の製造方法。
【請求項４】
前記活性炭は、前記原料を炭素化し、ガス賦活することにより得ることを特徴とする、請求項２または３に記載の担持活性炭の製造方法。
【請求項５】
前記活性炭は、比表面積に対する前記メソ孔の表面積比が５％以上の活性炭であることを特徴とする、請求項４に記載の担持活性炭の製造方法。
【請求項６】
前記活性炭は、比表面積に対する前記メソ孔の表面積比が１５％以上の活性炭であることを特徴とする、請求項４に記載の担持活性炭の製造方法。
【請求項７】
前記活性炭は、ミクロ孔（直径２ｎｍ以下の孔。以下同じ。）および前記メソ孔の容積合計に対する該メソ孔の容積比が１０％以上の活性炭であることを特徴とする、請求項４ないし６のいずれかに記載の担持活性炭の製造方法。
【請求項８】
前記活性炭は、前記ミクロ孔および前記メソ孔の容積合計に対する該メソ孔の容積比が４０％以上の活性炭であることを特徴とする、請求項４ないし６のいずれかに記載の担持活性炭の製造方法。
【請求項９】
前記薬品は、タバコ臭の原因物質を吸着可能な物質であることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の担持活性炭の製造方法。
【請求項１０】
前記薬品として、アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸、アルカリ性ガス、アルデヒド系ガスまたは酸性ガスの少なくともいずれかを吸着可能な物質を一または複数用いることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の担持活性炭の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の製造方法により得られる、悪臭除去用の担持活性炭。
【請求項１２】
比表面積に対する前記メソ孔の表面積比が１５％以上であることを特徴とする、請求項１１に記載の担持活性炭。
【請求項１３】
前記ミクロ孔および前記メソ孔の容積合計に対する該メソ孔の容積比が４０％以上であることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の担持活性炭。
【請求項１４】
請求項１１ないし１３のいずれかに記載の担持活性炭を用いたフィルタ。
【請求項１５】
アンモニア吸着用の担持活性炭、アセトアルデヒド用の担持活性炭、および酢酸吸着用の担持活性炭を用いることを特徴とする、請求項１４に記載のフィルタ。
【請求項１６】
悪臭原因物質除去作用の速効性が高いことを特徴とする、請求項１４または１５に記載のフィルタ。
【請求項１７】
特にアンモニア除去性能に優れていることを特徴とする、請求項１４ないし１６のいずれかに記載のフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は担持活性炭の製造方法、担持活性炭、およびそれを用いたフィルタに係り、特に、フィルタに用いた場合に除去物性を高めることのできる、担持活性炭の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に活性炭は、ヤシガラや木材等を、炭素化・賦活の二段階処理して製造され、具体的な用途としては、分離プロセス、精製、触媒、溶剤回収における利用等がある。活性炭は高比表面積であって、かつ多くの細孔を有した多機能材料である。
【０００３】
賦活のプロセスとしては、〈１〉炭素化によって得られた炭素質（以下：炭素化物）を熱処理する過程でガス等を注入するガス賦活法、〈２〉出発原料または炭素化物に塩化亜鉛等を含浸後、熱処理する薬品賦活法  の二つが一般的である。ガス賦活法は、炭素化された原料を高温で水蒸気、炭酸ガス、酸素、その他の酸化ガス等と接触反応させて微細な多孔質炭素質吸着剤をつくる方法であり、水蒸気賦活は７５０℃、炭酸ガス賦活は８５０℃よりも高い温度条件で進行するとされている。一方、薬品賦活法は、原料に塩化亜鉛等を含浸して焼成することで炭素質を侵食して脱水酸化、炭素化温度を低下させ、吸着機能を発現させる方法であり、賦活温度は４００〜７００℃とされている。
【０００４】
一方、木材中の微量な金属および非金属元素（以下、微量元素）は、空気賦活時に触媒的な作用によってガス化反応を促進すると考えられており、木材を炭素化処理する際には、賦活を促進する効果を期待できる。そのような原料の候補として、幹の７〜１０倍程度の微量元素を含有している木材の「枝」があり、シダレヤナギ（非特許文献１）、ケヤキ・サクラ（非特許文献２）等の「枝」を原料として、比表面積１０００ｍ２／ｇの活性炭が得られたとする報告や、竹炭の低温空気酸化によって得る多孔質竹炭の比表面積に微量元素が関与しているとする報告（非特許文献３）がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】安部郁夫，岩崎訓，住野健一，川口雅之：シダレヤナギからの木炭および活性炭の製造とその特性，科学と工業，Vol.77，No. 9， pp.478-484（2003）
【非特許文献２】石田哲夫，川村和弘，湯川茂夫，三沢隆弘，飯田雅敏：せん定枝の炭化による有効利用の研究，川崎市公害研究所年報，No.28 ，pp.29-34（2001）
【非特許文献３】山下範之，町田  基，相川正美，立本英機：低温空気酸化による多孔質竹炭の調製，木材学会誌，Vol.55，No.5，pp.299-304（2009）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて本願発明者は、市販の空気清浄機５０機種がどのような「悪臭」をターゲットとしているのかを調査した。その結果、タバコ臭が最も多かった。タバコ臭の主な吸着質はアンモニア・アセトアルデヒド・酢酸の３種類であり、アンモニア吸着用としてリン酸、アセトアルデヒド用としてアミンやリン酸、酢酸用として水酸化カリウムを担持した活性炭が既に報告されている。
【０００７】
なお、活性炭等の細孔は、その直径によって分類や役割が異なっており、国際純正・応用化学連合（ＩＵＰＡＣ）は直径５０ｎｍ以上をマクロ孔、２〜５０ｎｍをメソ孔、２ｎｍ以下をミクロ孔と定めている。マクロ孔は吸着質を外から粒子内へ速やかに輸送する役割を果たすもので、導入、拡散あるいは輸送孔ともよばれているのに対して、メソ孔およびミクロ孔は吸着に関与する細孔であるとされている。
【０００８】
したがって、上記リン酸等の薬品を担持した活性炭を吸着媒として用いた空気清浄機用フィルタの除去性能をより高く発揮させるためには、吸着質を吸着媒内部に導くマクロ孔やメソ孔等の比較的大きな孔を多く有したものの方が望ましいと、発明者は考える。しかしながら、担持した活性炭の細孔物性等とフィルタの除去性能に関する研究や発明は現在まで行われておらず、気相に対応するフィルタはミクロ孔を多く有するものに悪臭除去用薬品を担持したものしか提案・提供されていない。
【０００９】
そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点を踏まえ、タバコ臭その他の悪臭の除去性能を従来よりも高めることのできる、担持活性炭の製造方法、担持活性炭、およびそれを用いたフィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
さて本願発明者は、リンゴの果樹園管理のために切られた枝（リンゴ剪定枝）から空気賦活で作製し、酸洗浄した活性炭について、スギから同様に調製した活性炭および酸洗浄した市販の活性炭と比較調査した結果、比表面積および細孔容積は他炭よりも大きく、特に孔径の大きいマイクロ孔や直径４ｎｍよりも大きいメソ孔が生成されていることを明らかにした（リンゴ剪定枝等を活用した活性炭製造技術事業  灰分を除去したリンゴ剪定枝活性炭の物性、平成２３年度青森県産業技術センター工業部門事業報告書  本願出願時未公開）。
【００１１】
かかる知見を基礎とし、リンゴ剪定枝活性炭に薬品を担持させた、メソ孔の多い担持活性炭を用いることによって上記課題を解決できることに想到し、本発明の完成に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【００１２】
［１］  メソ孔（直径２〜５０ｎｍの孔。以下同じ。）を多く有する活性炭に、悪臭原因物質を除去するための薬品を担持して担持活性炭を得る、担持活性炭の製造方法。
［２］  前記活性炭の原料として、樹枝を用いることを特徴とする、［１］に記載の担持活性炭の製造方法。
［３］  前記活性炭の原料として、リンゴ剪定枝を用いることを特徴とする、［１］に記載の担持活性炭の製造方法。
［４］  前記活性炭は、前記原料を炭素化し、ガス賦活することにより得ることを特徴とする、［２］または［３］に記載の担持活性炭の製造方法。
［５］  前記活性炭は、比表面積に対する前記メソ孔の表面積比が５％以上の活性炭であることを特徴とする、［４］に記載の担持活性炭の製造方法。
［６］  前記活性炭は、比表面積に対する前記メソ孔の表面積比が１５％以上の活性炭であることを特徴とする、［４］に記載の担持活性炭の製造方法。
【００１３】
［７］  前記活性炭は、ミクロ孔（直径２ｎｍ以下の孔。以下同じ。）および前記メソ孔の容積合計に対する該メソ孔の容積比が１０％以上の活性炭であることを特徴とする、［４］ないし［６］のいずれかに記載の担持活性炭の製造方法。
［８］  前記活性炭は、前記ミクロ孔および前記メソ孔の容積合計に対する該メソ孔の容積比が４０％以上の活性炭であることを特徴とする、［４］ないし［６］のいずれかに記載の担持活性炭の製造方法。
［９］  前記薬品は、タバコ臭の原因物質を吸着可能な物質であることを特徴とする、［１］ないし［８］のいずれかに記載の担持活性炭の製造方法。
［１０］  前記薬品として、アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸、アルカリ性ガス、アルデヒド系ガスまたは酸性ガスの少なくともいずれかを吸着可能な物質を一または複数用いることを特徴とする、［１］ないし［８］のいずれかに記載の担持活性炭の製造方法。
［１１］  ［１］ないし［１０］のいずれかに記載の製造方法により得られる、悪臭除去用の担持活性炭。
【００１４】
［１２］  比表面積に対する前記メソ孔の表面積比が１５％以上であることを特徴とする、［１１］に記載の担持活性炭。
［１３］  前記ミクロ孔および前記メソ孔の容積合計に対する該メソ孔の容積比が４０％以上であることを特徴とする、［１１］または［１２］に記載の担持活性炭。
［１４］  ［１１］ないし［１３］のいずれかに記載の担持活性炭を用いたフィルタ。
［１５］  アンモニア吸着用の担持活性炭、アセトアルデヒド用の担持活性炭、および酢酸吸着用の担持活性炭を用いることを特徴とする、［１４］に記載のフィルタ。
［１６］  悪臭原因物質除去作用の速効性が高いことを特徴とする、［１４］または［１５］に記載のフィルタ。
［１７］  特にアンモニア除去性能に優れていることを特徴とする、［１４］ないし［１６］のいずれかに記載のフィルタ。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の担持活性炭の製造方法、担持活性炭、およびそれを用いたフィルタは上述のように構成されるため、これによればメソ孔を多く有する活性炭に悪臭（アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸等）を除去するための薬品を担持した担持活性炭を得ることができ、担持活性炭におけるタバコ臭その他の悪臭の除去性能を従来よりも高めることができ、従来より高い悪臭除去性能を有した空気清浄機用のフィルタを得ることができる。
【００１６】
しかも本発明によれば、リンゴ園において廃材として大量に産出されているリンゴ剪定枝の新規なる有効利用用途を開発でき、また、廃材減量の効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図Ｑ１】本発明の担持活性炭製造方法の基本的構成を示すフロー図である。
【図１】実施例フィルタの作製方法を示す説明図である。（以下の各図は全て実施例に係るもの）
【図２】洗浄前および担持前における活性炭の灰分の量を示すグラフである。
【図３】担持リンゴ剪定枝活性炭を用いたフィルタの試験回数と除去率との関係を示すグラフである。
【図４】担持Ｃ−活性炭を活用したフィルタの試験回数と除去率との関係を示すグラフである。
【図５】担持リンゴ剪定枝活性炭および担持Ｃ−活性炭を用いたフィルタについて、試験時間によるアンモニア除去率を示すグラフである。
【図６】担持リンゴ剪定枝活性炭および担持Ｃ−活性炭を用いたフィルタについて、試験時間によるアセトアルデヒド除去率を示すグラフである。
【図７】担持リンゴ剪定枝活性炭および担持Ｃ−活性炭を用いたフィルタについて、試験時間による酢酸除去率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明について、図表を用いつつさらに詳細に説明する。
図Ｑ１は、本発明の担持活性炭製造方法の基本的構成を示すフロー図である。図示するように本製造方法は、メソ孔を多く有する活性炭１０を製造する活性炭製造工程Ｐ１と、活性炭１０に悪臭原因物質を除去するための薬品２０を担持する薬品担持工程Ｐ２とからなり、これによって担持活性炭３０を得るものであることを、主たる構成とする。
【００１９】
これにより、まず活性炭製造工程Ｐ１において活性炭原料１から活性炭１０が製造され、ついで薬品担持工程Ｐ２において活性炭１０に薬品２０が担持されて、悪臭原因物質を除去可能な担持活性炭３０が得られる。担持活性炭３０もまた、本発明の範囲内である。なお活性炭原料１としては、広葉樹・針葉樹の樹枝を含め、広く樹枝全般を好適に用いることができる。したがって、リンゴの樹枝やその他のバラ科果樹の樹枝も好適に用いるものとすることができる。殊に後述するように、リンゴ園管理において大量に廃材として産出されるリンゴ剪定枝は、最適な活性炭原料の一つとして、用いることができる。
【００２０】
活性炭製造工程Ｐ１は図示するように、活性炭原料１を炭素化する炭素化過程Ｓ１とガス賦活するガス賦活過程Ｓ２とにより構成される。これらの過程は具体的には、炭を８００〜１０００℃で加熱し、水蒸気や二酸化炭素等と反応させることによって比表面積等を大きくする処理方法である。かかる構成を備えるため、本発明によれば、一般的には活性炭のメソ孔を多くするために塩化亜鉛等の薬品を原料に添加する薬品賦活が必要であるところ、薬品添加をすることなくメソ孔の多い活性炭１０を得ることができる。なお、炭素化過程Ｓ１とガス賦活過程Ｓ２は、別の炉を用いて行うことも、また両過程を同一炉にて連続で行うことも可能である。
【００２１】
上述したリンゴ剪定枝は、炭素化・ガス賦活処理（Ｓ１、Ｓ２）することによって特にメソ孔を多く生成する特性を有している。実施例に詳述するとおり本願発明者は、メソ孔を多く有する材料としてリンゴ剪定枝由来活性炭を用い、それに薬品を担持して得た担持活性炭の物性を評価した結果、担持後もメソ孔を多く有する活性炭であることを明らかにした。
【００２２】
薬品担持工程Ｐ２において活性炭１０に担持する薬品２０としては、タバコ臭の原因物質を吸着可能な物質を用いるものとすることができる。具体的には、アンモニア、アセトアルデヒドまたは酢酸の少なくともいずれかを吸着可能な物質を一または複数用いるものとすることができる。これにより、一般的な空気清浄機の主要な除去対象である悪臭・タバコ臭の原因物質たるアンモニア、アセトアルデヒドや酢酸の吸着性能を高め、タバコ臭除去性能を高めることができる。
【００２３】
なお活性炭１０は、比表面積に対するメソ孔の表面積比が５％以上の活性炭とすることが望ましく、さらには１５％以上の活性炭であることがより望ましい。また活性炭１０は、ミクロ孔およびメソ孔の容積合計に対するメソ孔の容積比が１０％以上の活性炭とすることが望ましく、さらには４０％以上の活性炭であることがより望ましい。
【００２４】
かかる構造的特徴を備えることにより、本発明の担持活性炭３０の除去性能をより高度に実現できるからである。なお、かかる活性炭１０は、上述したとおり、広葉樹・針葉樹の樹枝を含め、広く樹枝全般を活性炭原料１として好適に用いることができる。したがって、リンゴの樹枝やその他のバラ科果樹の樹枝、殊にリンゴ剪定枝も活性炭原料１として用いることができ、これによって活性炭１０を容易かつ好適に製造することができる。なお実施例に述べるとおり、リンゴ剪定枝においては、既にかかる構造的特徴が活性炭製造工程Ｐ１に供する前に存在するか、または同工程によりかかる構造的特徴を得ることができ、活性炭１０を容易かつ好適に製造することができる。
【００２５】
本発明の担持活性炭３０を用いたフィルタもまた本発明の範囲内であり、空気清浄機に搭載する吸着用のフィルタとして好適に用いることができる。フィルタは、アンモニア吸着用の担持活性炭、アセトアルデヒド用の担持活性炭、もしくは酢酸吸着用の担持活性炭の中から一種類、または適宜の組み合わせによる二種類、または三種類全てを用いて構成するものとすることができる。複数種類を用いる場合の混合比は、適宜に構成すればよい。
【００２６】
実施例において詳述するが、本発明に係るメソ孔を多く有する担持活性炭（実施例：リンゴ剪定枝由来活性炭）を用いたフィルタは、ミクロ孔を多く有する従来の活性炭（実施例：市販品活性炭）と比較して、アンモニアおよびアセトアルデヒド、酢酸の除去物性が高くなることが明らかになった。
【００２７】
特に本発明フィルタは、従来技術と比較して、悪臭原因物質除去作用の速効性が高いことを特徴とする。実施例に後述するように、本発明フィルタを用いた悪臭除去試験では特に、試験開始直後１０分間において、アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸のいずれもが、従来技術よりも高い除去率を示した。
【００２８】
本発明フィルタはまた、従来技術と比較して、アンモニア・アセトアルデヒド・酢酸の中でも特に、アンモニア除去性能に優れていることを特徴とする。実施例に後述するように、本発明フィルタを用いた悪臭除去試験では、アンモニア除去率は常に、従来技術よりも高い除去率を示した。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例によってさらに説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。なお本実施例は、本発明に至る実験および考察経過を示すものである。
＜１  実験の目的＞
リンゴ剪定枝から調製した活性炭を用い、タバコ臭をターゲットとして作製したフィルタの除去性能について調べ、市販の活性炭を用いたものと比較検討した。
【００３０】
２．  実験方法
２．１  活性炭の調製
原料として、リンゴ剪定枝を自由粉砕機（奈良機械製作所製、Ｍ−４）で粉砕し、ふるいにかけた１〜２ｍｍのものを用いた。炭素化は、炭化賦活炉（ウエーブ二十一社製、Ｔ−２０００Ｌ）を用いて、１０５℃、２４時間乾燥したチップを２Ｌキルン容器に４５０ｇ投入し、窒素ガス５Ｌ／ｍｉｎを流通させながら、昇温速度５℃／ｍｉｎ、最高到達温度６００℃、保持時間１時間の条件で行った。
【００３１】
賦活は、活性炭賦活試験装置（タナカテック社製、ＲＫ−Ｓ２０）を用いて、ふるいにかけた０．５〜１ｍｍの炭素化物を１０５℃、２４時間乾燥後、６Ｌキルン容器に１００ｇ投入し、窒素ガス１Ｌ／ｍｉｎを流通させながら、キルン容器回転速度２．２ｒｐｍ、最高到達温度１０００℃に達した時点で、水１．６７ｍＬ／ｍｉｎを１３０℃で加熱して窒素ガスに含ませ、１時間保持の条件で行った。また比較用として、市販の活性炭（クラレケミカル社製、クラレコール（登録商標）ＧＧ、以下：Ｃ−活性炭）を粉砕し、ふるいにかけた０．５〜１ｍｍのものを用いた。
【００３２】
２．２  担持活性炭の調製
担持前の活性炭の調製は、前項で調製した活性炭（以下：洗浄前活性炭）３０ｇおよび０．１ｍｏｌ／Ｌの塩酸（和光純薬工業社製、試薬特級）２２５ｍＬを１０００ｍＬのビーカーに入れ、１時間放置後に２分間煮沸、蒸留水で洗浄・ろ過を５回繰り返して行った。また、洗浄前および担持前の活性炭の灰分：ＹＡｓｈ（％）は、活性炭１ｇを磁性皿に入れ、ＪＩＳ  Ｋ  １４７４に準じて１１０℃、２４時間乾燥後の試料の質量：Ｗａ（％）、および加熱炉（いすゞ製作所社製、ＥＴＰ−２６Ｋ）で８００℃、２時間加熱後の試料の質量：Ｗａ（％）から、下記（１）式より算出した。
ＹＡｓｈ  ＝  Ｗａ／Ｗａ  ×１００        （１）
【００３３】
担持する薬品は、アンモニア用としてリン酸（関東化学社製、試薬特級））、アセトアルデヒド用として２−イミダゾリジノン（関東化学社製、試薬鹿一級）とリン酸（同上）、酢酸用として水酸化カリウム（関東化学社製、試薬特級）を用いた。また、担持活性炭の調製は、表１に示した薬品比率にてそれぞれの水溶液を調製し、ポットミキサー（アズワン社製、ＰＭ−０１）を用いて回転させながら水溶液を噴霧、１０５℃で２４時間乾燥して行った。
【００３４】
【表１】
2014047087.tif 000003
【００３５】
２．３  細孔構造の評価
担持前の活性炭の比表面積、細孔容積および分布は、比表面積／細孔分布測定装置（日本ベル社製、ＢＥＬＳＯＲＰ−ｍａｘ）を用いて２５０℃、５時間脱気後に−１９６℃での窒素吸脱着等温線を測定し、ＢＥＴ法により比表面積：ＳＮ（ｍ２／ｇ）、ｔ−プロット法によりマイクロ孔およびメソ孔表面積：ＳｔＮ（ｃｍ２／ｇ）、マイクロ孔およびメソ孔容積：ＶｉＮ（ｃｍ３／ｇ）を算出した。担持後の活性炭は、測定前熱処理中において、熱分解等を起こす可能性の最も少ない水酸化カリウムを担持したものを用いた。
【００３６】
２．４  フィルタの作製
図１は、本実施例フィルタの作製方法を示す説明図である。フィルタは、住宅やビルのドア等に用いられるセル構造を有したハニカムコア（新日本フエザーコア社製、Ｂ−１４０）を丸鋸昇降盤にて５ｍｍ厚に切断し、側面を木工用ボンドで接着することで目的とする３８８ｍｍ×３４６ｍｍの大きさに成形し、熱融着性を有する不織布（日本バイリーン社製、ＧＳ−５−０００）を片面に接着後、表２に示した比率で混合した担持活性炭１００ｇをハニカムコアのセルへできるだけ均等に投入し、不織布をもう片方の面に接着して作製した。
【００３７】
【表２】
2014047087.tif 000004
【００３８】
２．５  フィルタの除去性能の評価
除去性能の評価は、日本電機工業会規格ＪＥＭ１４６７「空気清浄機」付属書１「脱臭性能試験」に準じて行った。試験は、空気清浄機（アイリスオーヤマ社製、ＩＡ−３００）のファンに近い方より集塵フィルタ、前項で作製したフィルタの順にセットし、１ｍ３のアクリルボックス内でタバコ５本に火をつけ、８分後のアンモニア、アセトアルデヒド、酢酸の初期ガス濃度：Ｇｆ（ｐｐｍ）および空気清浄をスタートした０．５分、１分、７分、１０分、３０分後のそれぞれの残存ガス濃度：Ｇｍ（ｐｐｍ）をアンモニア用検知管（ガステック社製、３Ｌａ）、アセトアルデヒド用検知管（ガステック社製、９２Ｌ）、酢酸用検知管（ガステック社製、８１Ｌ）にて測定し、式（２）よりそれぞれの除去率：Ｒｔ（％）を求めた。
Ｒｔ  ＝１００−  Ｇｍ／Ｇｆ  ×１００    （２）
【００３９】
総合耐久本数：Ｋｔ（本）は、式（２）より得た値をプロットした直線近似式から除去率が５０％となる試験本数を算出し、式（３）より求めた。
Ｋｔ＝（Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３）／４      （３）
Ｋ１＝アンモニア耐久本数、Ｋ２＝アセトアルデヒド耐久本数、Ｋ３＝酢酸耐久本数
【００４０】
３．  結果および考察
３．１  活性炭の物性評価
図２は、洗浄前および担持前における活性炭の灰分の量を示すグラフである。図示するように灰分は、両活性炭ともに担持前の方が低く、日本薬局方薬用炭よりも低い値となったため、担持前の試料としてこれらを用いることとした。表３に、担持前後の各活性炭の比表面積および細孔容積を示す。リンゴ剪定枝活性炭およびＣ−活性炭の比表面積、マイクロ孔容積、メソ孔容積は、担持前よりも担持後の方が小さい値を示した。これは、担持によって細孔が閉塞されたことが原因であると推察された。また、担持された活性炭の比較において、比表面積、ミクロ孔表面積および容積はＣ−活性炭が大きく、メソ孔表面積および容積はリンゴ剪定枝活性炭が大きかった。したがって本発明による担持活性炭は、従来のものとは細孔の大きさの異なる担持活性炭であることが明らかとなった。
【００４１】
【表３】
2014047087.tif 000005
【００４２】
３．２  フィルタの除去性能の評価
図３は、担持リンゴ剪定枝活性炭を用いたフィルタの試験回数と除去率との関係を示すグラフである。また、図４は、担持Ｃ−活性炭を活用したフィルタの試験回数と除去率との関係を示すグラフである。いずれの担持活性炭ともアンモニアについては高い除去率の維持を示したのに対して、アセトアルデヒドおよび酢酸については、試験回数が増えるに従い除去率が徐々に低下した。また、これらのデータを基に除去率５０％において耐久本数を計算したところ、リンゴ剪定枝活性炭が４２．０本、Ｃ−活性炭が５４．８本であり、前者の方が若干少なかった。しかしさほど大きな相違ではなく、実用性は十分に認められ、また、混合率を検討することによってＣ−活性炭と同等あるいはそれ以上に高めることができるものと考えられた。
【００４３】
図５は、担持リンゴ剪定枝活性炭および担持Ｃ−活性炭を用いたフィルタについて、試験時間（処理時間）によるアンモニア除去率を示すグラフである。同様に図６、図７はそれぞれ、アセトアルデヒド、酢酸について試験時間による除去率を示すグラフである。全てのガスにおいて、いずれの担持活性炭とも、時間の経過とともに（すなわち試験時間が長くなるほど）除去率が高くなる傾向を示した。また全てのガスにおいて、試験回数２０回程度まではリンゴ剪定枝の方がＣ−活性炭よりも高い値を示した。
【００４４】
このことから、本発明の担持リンゴ剪定枝活性炭は特に、使用初期からある一定期間において高い除去速度・除去性能を発揮できることが明らかとなった。従前、リン酸を担持した木炭と活性炭のアンモニア除去試験において木炭の方が優れた性能を示したことが報告されており（OYA A,W G IU：Deodorization performance of charcoal particles loaded with orthophosphoric acid against ammonia and trimethylamine, Carbon、pp.1391-1399（2002））、その理由として、木炭は大きな孔を有し、閉塞されなかったことがその理由であるとされている。本発明の薬品担持したリンゴ剪定枝活性炭はＣ−活性炭と比較してメソ孔が多いことから、これが要因となってリンゴ剪定枝活性炭の除去速度が高くなったものと考えられる。
【００４５】
なお本実験において本発明の担持活性炭は、従来のＣ−活性炭と比較して、アンモニア除去率は常に高い性能を発揮できることが確認された。また、試験回数おおむね３０回までの使用に関しては、全てのガスについて試験開始１０分での除去率が高いことも確認された。したがって本発明は、アンモニア臭除去を主とする空気清浄機能や、速効型の空気清浄機能にも適していると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の担持活性炭の製造方法、担持活性炭、およびそれを用いたフィルタによればメソ孔を多く有する活性炭に悪臭（アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸等）を除去するための薬品を担持した担持活性炭を得ることができ、従来より高い悪臭除去性能を有した空気清浄機用のフィルタを得ることができる。特に、使用初期からある一定期間における除去性能に優れているとともに、アンモニア臭除去を主とする空気清浄機能や速効型の空気清浄機能といった機能特化型の用途にも適用できる。したがって、空気清浄機分野や広く環境・衛生分野、および関連する全産業分野において、利用性の高い発明である。
【符号の説明】
【００４７】
１…活性炭原料
１０…活性炭
２０…薬品
３０…担持活性炭
Ｐ１…活性炭製造工程
Ｐ２…薬品担持工程
Ｓ１…炭素化過程
Ｓ２…ガス賦活過程
【図Ｑ１】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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