(57)【要約】      （修正有）【課題】動物由来の特有の悪臭物質を選択的且つ効率的に脱臭する脱臭材であり、且つ、その装置の設置や使用が簡便に出来、尚且つこれらの利用にかかる初期費用やランニングコストなどの諸経費が安価な装置を提供する。【解決手段】アルカリ性ガスの吸着用としては、スルホン酸基やカルボン酸基を有し、酸性ガスの吸着用としては、１級から４級アミノ基を有し、且つ遊離型である高分子材料であり、それの粉砕物かあるいは水溶液である高分子材料とバインダーとしての水溶性高分子からなる混合液を不織布、紙、織物、プラスチック構造体などの構造物に塗工して、乾燥させた脱臭材である。また、動物由来の特有の悪臭物質を脱臭する装置はこれらの脱臭材が装填されていることから成る。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
スルホン酸基やカルボン酸基を有し、且つ遊離型である高分子材料であり、それの粉砕物かあるいは水溶液である高分子材料とバインダーとしての水溶性高分子からなる混合液を不織布、紙、織物、プラスチック構造体などの構造物に塗工して、乾燥させたアンモニアガスやアミン類ガスなどのアルカリ性ガスを吸着する脱臭材。
【請求項２】
１級から４級アミノ基を有し、且つ遊離型である高分子材料であり、それの粉砕物かあるいは水溶液である高分子材料とバインダーとしての水溶性高分子からなる混合液を不織布や織物、木材、プラスチック構造体などの構造物に塗工して、乾燥させた硫化水素ガス、メチルメルカプタンなどの硫黄化合物ガスやノルマル酪酸、イソ吉草酸などの低級脂肪酸ガスなどの酸性ガスを吸着する脱臭材。
【請求項３】
請求項１および２記載の脱臭材を使用した脱臭装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、動物の糞尿等から発生する悪臭物質を選択的に吸着する脱臭材及びその脱臭装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  動物の糞尿等から発生する悪臭物質、さらには畜産業などの動物関連産業から排出される悪臭物質の種類は次のように分類されている。アンモニアやアミン類などの窒素化合物、そしてメチルメルカプタンや硫化水素などの硫黄化合物、さらにはノルマル酪酸やイソ吉草酸などの低級脂肪酸類などである。【０００３】  悪臭の規制に関しては、悪臭防止法が制定されており、これに基づいて各都道府県、市町村において政令等が施行され、規制がなされている。悪臭の判定基準としては、各悪臭物質の濃度規制が決められているほかに、悪臭物質の複合臭に関する臭気指数による規制が近年多くの市町村でなされている。【０００４】  また、上記の悪臭物質それぞれの特性によって、規制濃度が異なっており、比較的高濃度で臭気を感じる物質、逆にかなりの低濃度でも嫌悪な臭気を感じる物質がある。これらの悪臭物質は動物の種類や飼料、糞尿の状態等によって生成する悪臭物質が異なり、各々の条件で種々の悪臭物質が複合臭として発生する。【０００５】  これらの悪臭を除去するために様々な悪臭除去材料、手法、装置等が開発され、上市されている。動物の糞尿等から発生する悪臭物質を脱臭するとされる材料の種類は、多岐に渡っており、それらの材料を使用して脱臭機能を付与した装置も多岐に渡り市販されている。【０００６】  これらの脱臭材並びに脱臭装置の脱臭メカニズムは大きく分けて次のように分類されている。それは、水洗法、燃焼法、吸着法、薬液処理法、生物脱臭法、空気希釈法、マスキング法、オゾン酸化法、光触媒法等である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】  例えば、畜産業における糞尿の堆肥装置における脱臭に関しては、バイオマス技術を利用して、堆肥装置から発生する悪臭、主にアンモニアガスを木質系バイオマスの燻炭の製造過程に送風して中和及びマスキングして脱臭する装置及びその方法が提案されている。【０００８】
【特許文献１】特開２００５−４１７５９
【０００９】  しかしながら、この方法による装置を畜産業の堆肥設備等に付加して設置するということは、現業の畜産設備に加えてさらなる多額の設備投資を伴い、広い設置面積が必要になる。さらに、バイオマスという固有の工程を有する設備を設けねばならないということ自体が、中小の畜産農家を含む多くの畜産農家に容易に設置できる方法とは言い難い。また、設備の設置に関わるコストに加えて、この装置を継続的に運転していく際に生ずる様々なランニングコストも経営に重くのしかかる重要な問題である。【００１０】  別の手法として、悪臭物質を物理的に吸着する材料である珪藻土を混合した塗料や建材を畜舎等の建築物に使用して悪臭物質を物理的に吸着して脱臭する方法が提案されている。【００１１】
【特許文献２】特開２００２−２１２１４
【００１２】  この方法による悪臭物質の吸着は物理的な吸着方法を利用しており、吸着量が飽和した後、吸着能が無くなった建材等を交換することに手間やコストがかかる。加えて、珪藻土のような物理的な吸着は悪臭物質以外にも色々な物質を吸着するため、目的とする悪臭物質だけを効率的に吸着することは困難であり、条件によっては吸着した物質が脱着することもある。【００１３】  珪藻土のほかに活性炭やもみ殻などの物理的吸着能を有する多孔性材料などを利用した脱臭方法は同様な問題を抱えている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１４】  動物から発生する悪臭、中でも畜産業に代表される家畜から発生する悪臭は、過去から現在に至るまで近隣住民から多くの苦情が出ており、行政を巻き込んでとても神経質で深刻な問題が全国的に発生している。これらの苦情は、畜産業者の近郊に住宅が次々に建設されて都市化が進むと、さらに深刻な問題となっている。畜産業で悪臭を除去する方法は前述したように多岐に渡っており、飼料に色々と手を加えた生化学的な手法から大掛かりな脱臭装置を設置する方法まで数多くの手法がある。【００１５】  しかしながら、前述した動物由来特有の悪臭物質を選択的且つ効率的に脱臭し、且つ、その装置の設置や使用が簡便に出来て、なおかつこれらの利用にかかる初期費用やランニングコストなどの諸経費を出来るだけ安価に抑える方法が求められている。なぜならば、悪臭の除去設備は悪臭防止法を順守するための設備であり、経営本体とは離れた付随的な設備であるから、大がかりで高価な設備投資は経営自体を不安定にさせる要因となるからである。【００１６】  そこで、本考案は、動物から発生する悪臭物質を低濃度から高濃度まで選択的に吸着できる脱臭材であり、その脱臭剤を使用した安価で、且つランニングコストの安い脱臭装置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】
【００１７】  本考案は、上記目的を達成するため、以下の手段を講じている。即ち、請求項１記載の脱臭材にあっては、アンモニアガスやアミン類ガスなどのアルカリ性ガスの吸着用として、スルホン酸基やカルボン酸基を有し、且つ遊離型である高分子材料であり、それの粉砕物かあるいは水溶液である高分子材料と、バインダーとしての水溶性高分子からなる混合液を不織布、紙、織物、木材、プラスチック構造体などの構造物に塗工して、乾燥させた脱臭材である。【００１８】  また、請求項２記載の脱臭材にあっては、硫化水素ガス、メチルメルカプタンなどの硫黄化合物ガスやノルマル酪酸、イソ吉草酸などの低級脂肪酸ガスなどの酸性ガスの吸着用として、１級から４級アミノ基を有し、且つ遊離型である高分子材料であり、それの粉砕物かあるいは水溶液である高分子材料と、バインダーとしての水溶性高分子からなる混合液を不織布、紙、織物、木材、プラスチック構造体などの構造物に塗工して、乾燥させた脱臭材である。【００１９】  なお、アンモニアガスなどのアルカリ性悪臭ガスの吸着用原材料としては、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸などの水溶性高分子、あるいは強酸性イオン交換樹脂、弱酸性イオン交換樹脂などのイオン交換樹脂粉砕物（遊離型）が使用できるが、中でもポリスチレンスルホン酸あるいはポリアクリル酸の水溶性高分子が好ましい。【００２０】  ノルマル酪酸などの酸性悪臭ガスの吸着用原材料としては、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミンなどの水溶性高分子、あるいは強塩基性イオン交換樹脂、弱塩基性イオン交換樹脂などのイオン交換樹脂粉砕物（遊離型）が使用できるが、中でもポリエチレンイミンあるいはポリアリルアミンなどのポリアミン類の水溶性高分子が好ましい。【００２１】  バインダーとしての水溶性高分子は、天然由来のデンプン、ゼラチンや半合成高分子であるメチルセルロースなどのセルロース誘導体、あるいは合成高分子であるポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸系高分子、ポリエチレンオキシドなどが使用できるが、中でもポリビニルアルコールが好ましい。【００２２】  悪臭ガス吸着用原料とバインダーである水溶性高分子の混合比率は、好ましくは吸着用原料が２０部〜９０部、バインダーが１０部〜８０部であり、より好ましくは、吸着用原料が４０部〜８０部、バインダーが２０部〜６０部である。また、塗工液の濃度は好ましくは５％〜３０％、より好ましくは、７％〜２０％である。混合比率は、用途や使用形態によって適宜選択できる。【００２３】  これらのガス吸着用原材料とバインダーとの混合液を塗工する構造物として、不織布、紙、織物、プラスチック構造体などの構造物は、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂の中から選ばれる。また、木材にも塗工ができる。材質の耐酸性や耐アルカリ性を考慮し、塗工液の酸性あるいはアルカリ性の度合いによって成形材料を選択する必要がある。【００２４】  構造物への塗工方法は多様であるが、例えば、織物などの後加工に利用される塗工乾燥巾出し機を用いて、広巾の脱臭材が作製出来る。塗工による付着量の範囲は、使用する場所、脱臭材の形態、装置の構造やそれに��填する材料の選択などによるが、５ｇ／ｍ２〜３００ｇ／ｍ２が好ましく、より好ましくは、５０ｇ／ｍ２〜１５０ｇ／ｍ２である。また、塗工時の乾燥温度は塗工する成形材料や塗工液原料の耐熱性によるが、５０℃〜２００℃が好ましく、より好ましくは、８０℃〜１５０℃である。【００２５】  上記請求項１記載の脱臭材のうち薄手の不織布、紙、織物、木材、プラスチック構造体などに塗工した脱臭材は、例えば、畜舎内で壁材として貼り付けたり、カーテンのように吊り下げるなど色々な形態に加工して使用できる。厚手の不織布などは、例えば、短冊状に切り取り、ハンガーなどに適当な本数をぶら下げて、悪臭の発生する室内に吊り下げて脱臭することもできる。また、通気性の良好な不織布や紙などに塗工した脱臭材は、直交流あるいは並行流通気型脱臭フィルターとして使用できる。【００２６】  次に、請求項３記載の脱臭装置にあたっては、上記請求項１および２記載の脱臭材を使用した脱臭装置であり、例えば、通気性の優れた不織布に塗工した酸性ガス用脱臭材およびアルカリ性ガス用脱臭材を必要枚数重ねて装填した脱臭装置である。これを畜産分野で悪臭ガスが排気される堆肥製造装置の排気口に連結して設置することで悪臭ガスの排出を低減出来る。【００２７】  薄手の脱臭材はハニカム構造材などに成形して脱臭装置としてこれを組み込み、悪臭ガスの排気口部にこの装置を連結して設置し、並行流の通気による脱臭装置として利用出来る。また、排風ファンを取り付けた装置にこのハニカム構造材などを組み込み、動物由来の悪臭の発生する場所に設置し、悪臭を排気しながら脱臭できる。
【考案の効果】
【００２８】  本考案の請求項１および２記載の脱臭材によれば、動物由来の悪臭物質のほとんどを選択的に吸着できる。アンモニアガスなどのアルカリ性ガスを低濃度でも選択的に吸着する脱臭材と硫化水素ガスなどの硫黄化合物やノルマル酪酸などの低級脂肪酸である酸性ガスを低濃度でも選択的に吸着する脱臭材である。【００２９】  この脱臭材は、軽量で且つ柔軟性に優れ、様々な形態に加工が可能になる。さらには量産に適し、低コストで経済的な脱臭材であり、動物由来の悪臭発生場所において簡便に利用出来る。【００３０】  また、不織布、紙、織物などに塗工すると、これらの構造材が有する大きな比表面積をそのまま利用できるため、悪臭ガスの吸着速度が速くなり、高流速下でも吸着能力を維持できる。【００３１】  さらに、この脱臭材は、それぞれの用途における悪臭物質の組成や濃度に合わせて、脱臭材の組み合わせを適宜組み替えることが可能であり、決められた使用期限が来た時も手軽に交換できる。
【実施例１】
【００３２】  目付量２００ｇ／ｍ２、巾１０５ｃｍのポリプロピレン製不織布を用い、塗工→乾燥→巾出し工程を有する織物用巾出し機を利用して、下記組成の塗工液を下記条件で塗工処理した。【００３３】  塗工液の組成はポリアクリル酸７０部、ポリビニルアルコール３０部であり、純水を用いて溶解し、濃度は１５％に調製した。【００３４】  巾出し機の加工条件は、送り速度が５０ｃｍ／ｍｉｎ、乾燥温度が１３０℃であり、最終処理後の巾は１０５ｃｍとした。熱処理後の付着量は１００ｇ／ｍ２であった。この処理によって、処理試料１ｇについて１ｐｐｍのアンモニアガスが７５ｍ３吸着出来る。【００３５】  この加工不織布を用いて、アンモニアガスの吸着試験を実施した。５リットルのテドラバッグに上記不織布１ｇを約１ｃｍ角に裁断して、バッグ内に入れた後、濃度１００ｐｐｍのアンモニアガス３リットルを注入し、３分毎にバッグ内の不織布を軽く撹拌して、所定時間毎にバッグ内のガス濃度を測定し、残留アンモニアガス濃度の経時変化を測定した。ガス濃度の測定はガス検知管を用いて測定した。結果を以下に示した。【００３６】    アンモニアガスの吸着試験結果
スタート時    １００ｐｐｍ
２分後          ２７ｐｐｍ
１０分後          ５ｐｐｍ
１５分後      ０．５ｐｐｍ
２０分後      検出せず（ガス検知管検出限界値０．２ｐｐｍ）
【実施例２】
【００３７】  目付量１００ｇ／ｍ２、巾１０５ｃｍのポリエステル製不織布を用い、塗工→乾燥→巾出し工程を有する織物用巾出し機を利用して、下記組成の塗工液を下記条件で塗工処理した。【００３８】  塗工液の組成はポリエチレンイミン５０部、ポリビニルアルコール５０部であり、純水を用いて溶解し、濃度は１０％に調製した。【００３９】  巾出し機の加工条件は、送り速度が１００ｃｍ／ｍｉｎ、乾燥温度が１４０℃であり、最終処理後の巾は１０５ｃｍとした。熱処理後の付着量は５０ｇ／ｍ２であった。この処理によって、処理試料１ｇについて１ｐｐｍのノルマル酪酸ガスが３５ｍ３吸着出来る。【００４０】  この加工不織布を用いて、ノルマル酪酸ガスの吸着試験を実施した。５リットルのテドラバッグに上記不織布１ｇを約１ｃｍ角に裁断して、バッグ内に入れた後、濃度５０ｐｐｍのノルマル酪酸ガス３リットルを注入し、３分毎にバッグ内の不織布を軽く撹拌して、所定時間毎にバッグ内のガス濃度を測定し、残留ノルマル酪酸ガス濃度の経時変化を測定した。ガス濃度の測定はガス検知管を用いて測定した。結果を以下に示した。【００４１】    ノルマル酪酸ガスの吸着試験結果
スタート時      ５０ｐｐｍ
５分後            ９ｐｐｍ
１０分後          ３ｐｐｍ
１５分後      ０．７ｐｐｍ
２０分後      検出せず（ガス検知管検出限界値０．０５ｐｐｍ）
【実施例３】
【００４２】  実施例１および実施例２で得られた脱臭材を用いて、畜産の現場で実際に稼働している密閉型堆肥化装置の排気口（２００ｍｍ径）に接続できるポリ塩化ビニル製円筒配管を加工した脱臭装置を［図１］のごとく作製した。堆肥化装置の排気は機械上部から円筒配管が地面に下りて地面と平行に排気口がある設備であったので、この円筒排気口に［図１］の脱臭装置を接続した。脱臭装置は排気口を３方に分配する形で設計し、排気ガスの排風圧を分散させ、排気ガスの流速を低下させて、悪臭ガスの吸着効率を良くするように作製した。脱臭装置の設置前と設置直後における悪臭ガスの濃度測定結果を以下に示した。排気ガスは排気口からエアポンプを用いてテドラバッグに採取した。ガス濃度はガス検知管を用いて測定した。【００４３】脱臭装置設置前  アンモニアガス      ２３０ｐｐｍ
メチルメルカプタン  ０．８ｐｐｍ
脱臭装置設置後  アンモニアガス    検出せず（ガス検知管検出限界値０．２ｐｐｍ）
メチルメルカプタン検出せず（ガス検知管検出限界値０．０５ｐｐｍ）
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本考案の脱臭装置を例示する断面図である。
【符号の説明】
【００４５】Ａ    脱臭装置
１    集塵フィルター
２    アルカリ性ガス脱臭材
３    酸性ガス脱臭材
【図１】
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