(57)【要約】【課題】高湿度環境下でも長期に渡り脱臭能力を発揮すること。【解決手段】担体１上にシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしての金属イオンからなる酸化物２が担持されている脱臭材３とし、シリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上有する酸化物はある程度の撥水性を持っており、さらに撥水性が高い前記酸化物の対イオンを金属イオンとすれば、より一層撥水性が向上した脱臭材となる。そのため高湿度の環境下で対象となる臭い物質中に含まれる水分は脱臭材に吸着されなくなり、臭い物質だけが脱臭材に吸着されるため、水分に影響されない処理能力が高い脱臭材とすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
担体と、前記担体上に形成されたシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしての金属イオンからなる酸化物が担持されている脱臭材。
【請求項２】
対イオンが銅、マンガン、コバルト、鉄のいずれか１種類である請求項１に記載の脱臭材。
【請求項３】
対イオンがチタンである請求項１に記載の脱臭材。
【請求項４】
酸化物がゼオライトである請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱臭材。
【請求項５】
対イオンとしての金属イオン量が、酸化物に対して１〜１０重量％である請求項１〜４のいずれか１項に記載の脱臭材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の脱臭材を、シリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上の金属イオン以外の対イオンを含む酸化物を、金属イオンを含む溶液に浸漬し対イオンを金属イオンに交換する工程と、対イオン以外の過剰な金属イオンを除去する工程とを含む脱臭材の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の脱臭材を、１５０〜５００℃の再生温度で加熱再生処理することを特徴とする脱臭材の再生方法。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の脱臭材を、０．０１〜１０ｐｐｍのオゾンを通過させオゾン再生処理することを特徴とする脱臭材の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍冷蔵庫等の食品保存により発生する食品からの臭気を脱臭するための脱臭材と製造方法、及びその再生処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の脱臭材はアルミナを２０乃至６５重量％、シリカを５乃至５０重量％、マンガン酸化物を５乃至５０重量％、銅酸化物を２乃至５０重量％含有する成形体により構成されている脱臭材がすでに知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−７１１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成では、空気中の水分が多いときには脱臭材の吸着サイトに多くの水分が吸着する。そのため対象となる臭い物質の吸着量が減少するので、湿度が高い条件では脱臭材が多量の水分に対応できず、急速に吸着能力を失い十分な脱臭処理効果を発揮できていないという課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、高湿度の環境下でも対象となる臭い物質中に含まれる水分に影響されずに脱臭処理能力を発揮し、また加熱再生やオゾン再生することにより脱臭性能を回復可能とした脱臭材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の脱臭材は、担体と、前記担体上に形成されたシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしての金属イオンからなる酸化物が担持されたものである。
【０００６】
これによって、シリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上有する酸化物は撥水性を持っている。一方、撥水性が高い前記酸化物の対イオンを金属イオンとすれば、より一層撥水性が向上した脱臭材となる。そのため高湿度の環境下で対象となる臭い物質中に含まれる水分が脱臭材に吸着されなくなり、臭い物質だけが脱臭材に吸着されるため、水分に影響されない処理能力が高い脱臭材となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の脱臭材は、高湿度の環境下においても高い脱臭能力を長期間維持することができる。つまり、シリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上有する酸化物はある程度の撥水性を持っており、さらに撥水性が高い前記酸化物の対イオンを金属イオンとすれば、より一層撥水性が向上した脱臭材となる。そのため高湿度の環境下で対象となる臭い物質中に含まれる水分は脱臭材に吸着されなくなり、臭い物質だけが脱臭材に吸着されるため、水分に影響されない処理能力が高い脱臭材とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、担体と、前記担体上に形成されたシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしての金属イオンからなる酸化物が担持されている脱臭材とすることにより、撥水性が極めて高い脱臭材となり、高湿度の環境下で対象となる臭い物質中に含まれる水分が脱臭材に吸着されなくなり、臭い物質だけが脱臭材に吸着されるため、水分に影響されない処理能力が高い脱臭材とすることができる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明の対イオンを銅、マンガン、コバルト、鉄のいずれか１種類である脱臭材とすることにより、撥水性が極めて高く、硫黄化合物や窒素化合物の吸着に適した脱臭材となり、高湿度の環境下で対象となる臭い物質中に含まれる水分が脱臭材に吸着されなくなり、特に硫黄化合物や窒素化合物を含む臭い物質だけが脱臭材に吸着されるため、水分に影響されない処理能力が高い脱臭材とすることができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１の発明の対イオンをチタンである脱臭材とすることにより、撥水性が極めて高く、対イオンが酸化チタンとなることで光触媒作用を有した脱臭材となり、高湿度の環境下で対象となる臭い物質中に含まれる水分が脱臭材に吸着されなくなり、臭い物質だけが脱臭材に吸着されるため、水分に影響されない処理能力が高い脱臭材とすることができ、さらに脱臭材に紫外線を照射すれば、酸化チタンの光触媒作用により吸着した物質が分解され、脱臭材を再生することもできる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の酸化物をゼオライトである脱臭材とすることにより、吸着サイトの細孔径が分子レベルであるため、対象となる臭い物質が吸着されやすく、また一度吸着されると通常雰囲気では脱着されにくい脱臭材とすることができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の対イオンとしての金属イオン量を、酸化物に対して１〜５重量％である脱臭材とすることにより、金属イオンの量が酸化物に対して１重量％以下である場合は、金属イオンの十分な効果が発揮されず、５重量％以上は交換されにくいため、１〜５重量％で十分な脱臭能力が発揮される吸着材とすることができる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の脱臭材を、シリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上の金属イオン以外の対イオンを含む酸化物を、金属イオンを含む溶液に浸漬し対イオンを金属イオンに交換する工程と、対イオン以外の過剰な金属イオンを除去する工程とを含む脱臭材の製造方法とすることにより、最適な工程を通じて対イオンが金属イオンに交換されるため、高湿度条件でも処理能力が高い脱臭材を製造することができる。
【００１４】
第７の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の脱臭材を、１５０〜５００℃の再生温度で加熱再生処理する再生方法とすることにより、脱臭処理を継続的に行い臭い物質が吸着することで脱臭性能が低下した脱臭材を再生することができる。再生温度が１５０℃以下では十分に臭い物質が脱着せず、５００℃以上では対イオンの金属イオンが変化し、担体にも悪影響が出る。１５０〜５００℃で加熱再生処理を行えば、吸着材に吸着されている臭い物質が脱着し、吸着材を再生することができる。
【００１５】
第８の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の脱臭材を、０．０１〜１０ｐｐｍのオゾンを通過させオゾン再生処理する再生方法とすることにより、脱臭処理を継続的に行い臭い物質が吸着することで脱臭性能が低下した脱臭材を再生することができる。オゾン濃度が０．０１ｐｐｍ以下では吸着した臭い物質が十分に分解されず、１０ｐｐｍ以上では対イオンの金属イオンに変化が生じ、担体にも悪影響が出る。０．０１〜１０ｐｐｍのオゾン再生処理を行えば、吸着材に吸着されている臭い物質がオゾンによって分解され、吸着材を再生することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における脱臭材の構成図を示すものである。図１において、本発明の脱臭材３は、担体１と前記担体１上にシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしての金属イオンからなる酸化物２が担持されている。また図２は、本実施の形態における脱臭材を評価するための手段を示すものである。図２において、脱臭材１１と送風ファン１２で構成された脱臭装置１３としている。なお、脱臭材に送る空気の流量を２５ｌ／ｍｉｎとした。
【００１８】
以上のように構成された脱臭材について、以下その動作、作用を説明する。
【００１９】
（実験１）
本発明の脱臭材として、脱臭材１Ａはシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしてマンガンイオンからなる酸化物を用いて担体上に担持した。従来例の比較として脱臭材１Ｂはシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとして非金属である酸化物とマンガン酸化物の混合物を用いて担体上に担持した。なお、１Ａと１Ｂでマンガンの分子数は同一となるように調整した。
【００２０】
脱臭材１Ａと１Ｂについて図２の評価手段を用いて評価を行った。２５０ｌの容器に硫化メチル濃度が３ｐｐｍとなるように調整を行い、容器雰囲気の温度を２０℃、相対湿度を７５％Ｒ．Ｈ．に設定し、経過時間後６０分までの硫化メチルの残存率を測定した。結果を図３に示す。
【００２１】
図３から明らかなように、本発明の脱臭材１Ａの方が、従来の脱臭材１Ｂよりも多くの硫化メチルを除去できることがわかる。これにより、本発明の脱臭材は、空気中の水分が多い雰囲気下では、従来の脱臭材よりも性能が高いわけである。
【００２２】
（実験２）
本発明の脱臭材として、脱臭材２Ａはシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとして銅イオンからなる酸化物を用いて担体上に担持した。同様に脱臭材２Ｂはマンガンイオン、２Ｃはコバルトイオン、２Ｄは鉄イオンとした。なお、２Ａ〜２Ｄで金属イオンの分子数は同一となるように調整した。
【００２３】
脱臭材２Ａ〜２Ｄについて図２の評価手段を用いて評価を行った。２５０ｌの容器に硫化メチル濃度が３ｐｐｍとなるように調整を行い、容器雰囲気の温度を２０℃、相対湿度を７５％Ｒ．Ｈ．に設定し、経過時間後６０分までの硫化メチルの残存率を測定した。結果を図４に示す。
【００２４】
図４から明らかなように、本発明の脱臭材２Ａ〜２Ｄは、空気中の水分が多い雰囲気下で、いずれも６０分で硫化メチルを除去できることがわかる。特に銅イオンとした２Ａとマンガンイオンとした２Ｂは、６０分で臭気が感じないレベルまで、硫化メチルを除去することができる。
【００２５】
（実験３）
本発明の脱臭材として、脱臭材３Ａはシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしてマンガンイオンからなるゼオライトを用いて担体上に担持した。脱臭材３Ｂはシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしてマンガンイオンからなる酸化物を用いて担体上に担持した。なお、３Ａと３Ｂでマンガンの分子数は同一となるように調整した。
【００２６】
脱臭材３Ａと３Ｂについて図２の評価手段を用いて評価を行った。２５０ｌの容器に硫化メチル濃度が３ｐｐｍとなるように調整を行い、容器雰囲気の温度を２０℃、相対湿度を７５％Ｒ．Ｈ．に設定し、経過時間後６０分までの硫化メチルの残存率を測定した。結果を図５に示す。
【００２７】
図５から明らかなように、酸化物をゼオライトとした脱臭材３Ａは、脱臭材３Ｂと比較してより多くの硫化メチルを除去できることがわかる。これにより、本発明の脱臭材は、空気中の水分が多い雰囲気下では、従来の脱臭材よりも性能が高いわけである。
【００２８】
（実験４）
本発明の脱臭材として、脱臭材４Ａはシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしてのマンガンイオンからなる酸化物で、マンガンイオンの量が酸化物に対して０．１重量％となるような酸化物を用いて担体上に担持した。同様に脱臭材４Ｂはマンガンイオンの量が酸化物に対して１重量％、４Ｃはマンガンイオンの量が酸化物に対して５重量％、そして４Ｄはマンガンイオンの量が酸化物に対して１０重量％とした。
【００２９】
脱臭材４Ａ〜４Ｄについて図２の評価手段を用いて評価を行った。２５０ｌの容器に硫化メチル濃度が３ｐｐｍとなるように調整を行い、容器雰囲気の温度を２０℃、相対湿度を７５％Ｒ．Ｈ．に設定し、経過時間後６０分までの硫化メチルの残存率を測定した。結果を図６に示す。
【００３０】
図６から明らかなように、本発明の脱臭材４Ｂ〜４Ｄは、空気中の水分が多い雰囲気下で、いずれも６０分で硫化メチルを除去できることがわかる。特にマンガンイオンの量が酸化物に対して１０重量％とした４Ｄは、６０分で臭気が感じないレベルまで、硫化メチルを除去することができる。一方、マンガンイオンの量が酸化物に対して０．１重量％とした４Ａは６０分で硫化メチルを除去することができない。また、マンガンイオンの量が酸化物に対して１０重量％以上は調整ができない。したがって、対イオンの量は酸化物に対して１〜１０重量％とするのが良い。
【００３１】
（実験５）
本発明の脱臭材として、脱臭材５Ａはシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしてアンモニウムイオンを含む酸化物を、マンガンイオンを含む溶液に浸漬し対イオンをマンガンイオンに交換し、対イオン以外の過剰なマンガンイオンを洗浄により除去した酸化物を用いて担体上に担持した。脱臭材５Ｂはシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしてマンガンイオンからなる酸化物を用いて担体上に担持した。なお、５Ａと５Ｂでマンガンの分子数は同一となるように調整した。
【００３２】
脱臭材５Ａと５Ｂについて図２の評価手段を用いて評価を行った。２５０ｌの容器に硫化メチル濃度が３ｐｐｍとなるように調整を行い、容器雰囲気の温度を２０℃、相対湿度を７５％Ｒ．Ｈ．に設定し、経過時間後６０分までの硫化メチルの残存率を測定した。結果を図７に示す。
【００３３】
図７から明らかなように、本発明の製造方法で作成した酸化物を用いた脱臭材５Ａは、脱臭材５Ｂと比較してより多くの硫化メチルを除去できることがわかる。これにより、本発明の製造方法で作成した脱臭材は、不純物成分を少なくすることができるため、空気中の水分が多い雰囲気下でも、より性能が高いわけである。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同じ形態で測定を行った後、脱臭材に再生処理を行って、測定を繰り返したものである。
【００３５】
以上のように構成された脱臭材について、以下その動作、作用を説明する。
【００３６】
（実験６）
本発明の脱臭材として、脱臭材６Ａはシリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしてチタンイオンからなる酸化物を用いて担体上に担持した。比較例として脱臭材６Ｂは対イオンをマンガンイオンとした。なお、６Ａと６Ｂで金属イオンの分子数は同一となるように調整した。
【００３７】
脱臭材６Ａと６Ｂについて図２の評価手段を用いて評価を行った。２５０ｌの容器に硫化メチル濃度が３ｐｐｍとなるように調整を行い、容器雰囲気の温度を２０℃、相対湿度を７５％Ｒ．Ｈ．に設定し、経過時間後６０分までの硫化メチルの残存率を測定した。
【００３８】
次に、測定後の脱臭材６Ａと６Ｂに強度が１ｍＷ／ｃｍ2の２５０ｎｍの紫外線を１時間照射し、再生を行った。そして、２５０ｌの容器に硫化メチル濃度が３ｐｐｍとなるように調整を行い、容器雰囲気の温度を２０℃、相対湿度を７５％Ｒ．Ｈ．に設定し、経過時間後６０分までの硫化メチルの残存率を測定した。これを４回繰り返した結果を図８に示す。
【００３９】
図８から明らかなように、本発明の脱臭材６Ａは、空気中の水分が多い雰囲気下で、６０分で硫化メチルを除去できることがわかる。そして、再生を行った後、もう一度測定を繰り返してもその性能は変化しないことから、脱臭材６Ａは紫外線によって再生されていることがわかる。一方、脱臭材６Ｂは、空気中の水分が多い雰囲気下で、６Ａよりも優れた性能を持ち６０分で硫化メチルを除去できるが、再生を行った後では、性能が劣化していることから、脱臭材６Ｂは紫外線によって再生されない。
【００４０】
（実験７）
本発明の脱臭材として、シリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしてマンガンイオンからなる酸化物を用いて担体上に担持した。
【００４１】
前記脱臭材について図２の評価手段を用いて評価を行った。２５０ｌの容器に硫化メチル濃度が３ｐｐｍとなるように調整を行い、容器雰囲気の温度を２０℃、相対湿度を７５％Ｒ．Ｈ．に設定し、経過時間後６０分までの硫化メチルの残存率を測定した。
【００４２】
次に、測定後の脱臭材に熱をかけて再生した。再生温度が１００℃の脱臭材を７Ａ、再生温度が１５０℃の脱臭材を７Ｂ、再生温度が３００℃の脱臭材を７Ｃ、そして再生温度が５００℃の脱臭材を７Ｄとした。そして、２５０ｌの容器に硫化メチル濃度が３ｐｐｍとなるように調整を行い、容器雰囲気の温度を２０℃、相対湿度を７５％Ｒ．Ｈ．に設定し、経過時間後６０分までの硫化メチルの残存率を測定した。これを４回繰り返した結果を図９に示す。
【００４３】
図９から明らかなように、本発明の脱臭材は、空気中の水分が多い雰囲気下で、６０分で硫化メチルを除去できることがわかる。そして、再生温度が１５０℃〜５００℃の範囲である７Ｂ〜７Ｄは、熱による再生を行った後、もう一度測定を繰り返してもその性能は変化しないことから、本発明の脱臭材は熱によって再生されていることがわかる。一方、再生温度が１００℃とした７Ａは、再生後の試験では６０分で硫化メチルを除去することができない。また、再生温度が５００℃以上ではマンガンイオンが変化するため再生できない。したがって、再生温度は１５０〜５００℃とするのが良い。
【００４４】
（実験８）
本発明の脱臭材として、シリカ／アルミナの比が少なくとも１００以上であり、その対イオンとしてマンガンイオンからなる酸化物を用いて担体上に担持した。
【００４５】
前記脱臭材について図２の評価手段を用いて評価を行った。２５０ｌの容器に硫化メチル濃度が３ｐｐｍとなるように調整を行い、容器雰囲気の温度を２０℃、相対湿度を７５％Ｒ．Ｈ．に設定し、経過時間後６０分までの硫化メチルの残存率を測定した。
【００４６】
次に、測定後の脱臭材にオゾンを通過させて再生した。オゾン濃度が０．００５ｐｐｍの脱臭材を８Ａ、オゾン濃度が０．０１ｐｐｍの脱臭材を８Ｂ、オゾン濃度が０．１ｐｐｍの脱臭材を８Ｃ、オゾン濃度が１ｐｐｍの脱臭材を８Ｄ、そしてオゾン濃度が１０ｐｐｍの脱臭材を８Ｅとした。そして、２５０ｌの容器に硫化メチル濃度が３ｐｐｍとなるように調整を行い、容器雰囲気の温度を２０℃、相対湿度を７５％Ｒ．Ｈ．に設定し、経過時間後６０分までの硫化メチルの残存率を測定した。これを４回繰り返した結果を図１０に示す。
【００４７】
図１０から明らかなように、本発明の脱臭材は、空気中の水分が多い雰囲気下で、６０分で硫化メチルを除去できることがわかる。そして、オゾン濃度が０．０１〜１０ｐｐｍの範囲である８Ｂ〜８Ｅは、オゾンによる再生を行った後、もう一度測定を繰り返してもその性能は変化しないことから、本発明の脱臭材はオゾンによって再生されていることがわかる。一方、オゾン濃度が０．００５ｐｐｍとした８Ａは、再生後の試験では６０分で硫化メチルを除去することができない。また、オゾン濃度が１０ｐｐｍ以上ではマンガンイオンが変化するため再生できない。したがって、オゾン濃度は０．０１〜１０ｐｐｍとするのが良い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明にかかる脱臭材とその製造方法、及びその再生方法は、高湿度の環境下においても高い脱臭能力を長期間維持することが可能となるので、冷凍冷蔵庫の庫内の脱臭材、生ゴミ処理機の脱臭材、トイレや室内空間の脱臭材、そして自動車車内の脱臭材等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１における脱臭材の構成を示す斜視図
【図２】同脱臭材の効果を評価する手段の構成図
【図３】本発明の実施の形態１の実験１における脱臭材の性能を示すグラフ
【図４】本発明の実施の形態１の実験２における脱臭材の性能を示すグラフ
【図５】本発明の実施の形態１の実験３における脱臭材の性能を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態１の実験４における脱臭材の性能を示すグラフ
【図７】本発明の実施の形態１の実験５における脱臭材の性能を示すグラフ
【図８】本発明の実施の形態２の実験６における脱臭材の性能を示すグラフ
【図９】本発明の実施の形態２の実験７における脱臭材の性能を示すグラフ
【図１０】本発明の実施の形態２の実験８における脱臭材の性能を示すグラフ
【符号の説明】
【００５０】
１  担体
２  酸化物
３、１１  脱臭材
１２  送風ファン
１３  脱臭装置
【図１】
2005124704.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005124704.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005124704.tif 000011
【図１０】
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