(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族アミン系成分及びカップリング成分を有する組成物に、常温で固体状である、脂肪酸、ショ糖脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、テトラデカンジオール、ヘキサデカンジオール、及びステアリン酸アミドの１種若しくは２種以上の混合体からなる包埋材を混合させ発色安定化剤を添加した発色組成物を親水性の担体に担持させた窒素酸化物吸着剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、窒素酸化物の吸着剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窒素酸化物は、火力発電所、自動車や暖房等による石油・石炭・天然ガス等の燃焼に伴って発生し、大気中に拡散されるが、この窒素酸化物は、強力な酸化力を有し、人間等の健康に影響を与える物質である。このため、この窒素酸化物は、二酸化窒素（ＮＯ2 ）としての環境基準（４０〜６０ｐｐｂ以下）が定められている。
【０００３】
このため、自動車等の移動発生源、工場等の固定発生源等からの高濃度の窒素酸化物を除去するために、酸化あるいは還元処理が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の処理は高温で行われるが、窒素酸化物が低濃度である場合、十分に除去されない。
【０００５】
これに対し、低濃度の窒素酸化物の除去法として、特開昭５０−７９３９０号公報、特開平９−２３５４９８号公報等に、染料の褪色を利用した方法が開示されている。これは、窒素酸化物が染料を酸化してその結果として染料が褪色するものであるが、数ｐｐｍ以下の窒素酸化物濃度では、反応が起こらない場合がある。
【０００６】
また、低濃度の窒素酸化物の測定法を利用して低濃度の窒素酸化物を除去する方法が考えられる。この方法としては、化学発光法を利用する方法、ザルツマン法を利用する方法等があげられる。前者は、ＮＯとＯ3 との反応により発光する光の強度でＮＯ濃度を測定する方法である。これは、１００ｐｐｍ濃度域まで測定可能であるが、ＮＯ以外の窒素酸化物を測定するには、一旦、ＮＯ以外の窒素酸化物をＮＯに酸化又は還元する必要があり、煩雑である。
【０００７】
後者は、芳香族アミン系成分及びカップリング成分が窒素酸化物と反応して生成するアゾ染料を測定する方法であり、５〜２００ｐｐｂの範囲の窒素酸化物の測定が可能である。この場合、芳香族アミン系成分及びカップリング成分が紫外線等により分解・変性が生じやすく、また、生成した染料の安定性が低いため次第に褪色する。このため、芳香族アミン系成分及びカップリング成分の取扱方法等に一定の制限を有する。
【０００８】
上記のいずれも、窒素酸化物の除去法として使用するには、煩雑さ、取扱条件等に問題点を有する。
【０００９】
そこで、この発明は、取扱いが容易で、かつ低濃度の窒素酸化物であってもその除去が可能であると共に、吸着の有無を目視で判断できる窒素酸化物吸着剤を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、芳香族アミン系成分及びカップリング成分を有する組成物に発色安定化剤を添加した発色組成物を用いることにより、上記の課題を解決したものである。
【００１１】
発色安定化剤を加えるので、芳香族アミン系成分やカップリング成分が紫外線等による分解・変性を抑制できる。また、生成した染料を安定化させるので、褪色を防止できる。したがって、アゾ染料の生成能力を低下させることなく、窒素酸化物の除去効率を一定に保つと共に、低濃度であってもその除去を容易に行うことができ、また、アゾ染料生成による発色が保持され、窒素酸化物の除去の程度を目視で確認できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を説明する。
【００１３】
この発明にかかる窒素酸化物吸着剤は、芳香族アミン系成分及びカップリング成分を混合した組成物に発色安定化剤を添加した発色組成物からなる。
【００１４】
上記窒素酸化物吸着剤に吸着される窒素酸化物とは、二酸化窒素、一酸化二窒素、一酸化窒素、四酸化二窒素等の窒素酸化物をいう。
【００１５】
上記芳香族アミン系成分とは、窒素酸化物と化学反応してジアゾ成分を生成する成分をいい、アニリン、トルイジン、ｍ−フェニレンジアミン、トルイレンジアミン又はそれらの塩素及びニトロ誘導体、アミノアセトアニリド、アミノフェノール、アミノフェニルエーテル、アミノサリチル酸又はそれらのスルホン酸類、ナフチルアミン又はそのスルホン酸類、アミノジフェニルアミン、アミノジフェニルエーテル、アミノジフェニルスルホン、アミノアゾベンゼン、デヒドロチオトルイジン、プリムリン又はそれらのスルホン酸類、ベンジジン誘導体等があげられる。
【００１６】
上記カップリング成分とは、ジアゾ成分と化学反応してアゾ染料を生成する成分をいい、芳香族アミン、フェノール、ナフトール、その他のフェノール性ＯＨを有する化合物、アミノフェノール、アミノナフトール類、反応性メチレン基を有するエノール化しうる化合物、ヘテロ環化合物等があげられる。
【００１７】
上記発色安定化剤は、上記の芳香族アミン系成分やカップリング成分が紫外線、酸素ガス、酸化性ガス等によって分解・変性するのを防止するためのものであり、紫外線吸収剤や酸化防止剤を使用することができる。この発色安定化剤は、紫外線吸収剤又は酸化防止剤を単独で使用してもよく、両者を併用してもよい。
【００１８】
上記紫外線吸収剤の具体例としては、フェニルサリシレート、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルサリシレート、ｐ−オクチルフェニルサリシレート等のサリチル酸系紫外線吸収剤、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔｅｒｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、２−エチルヘキシル  ２−シアノ−３，３’−ジフェニルアクリレート、エチル  ２−シアノ−３，３’−ジフェニルアクリレート等のシアノアクリレート系紫外線吸収剤、ニッケルビス（オクチルフェニル）サルファイド等があげられる。
【００１９】
上記酸化防止剤の具体例としては、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）、ブチル化ヒドロキシアニソール（ＢＨＡ）等のフェノール系酸化防止剤、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）等のビスフェノール系酸化防止剤、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ブタン、α−トコフェロール等の高分子型フェノール系酸化防止剤、ジラウリル  ３，３’−チオジプロピオネート、ジミリスチル  ３，３’−チオジプロピオネート等の硫黄系酸化防止剤、トリフェニルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト等のリン系酸化防止剤、エリソルビン酸、没食子酸プロピル、ノルジヒドログアヤレチック酸、クエン酸イソプロピル等があげられる。
【００２０】
上記窒素酸化物吸着剤を、窒素酸化物含有雰囲気下におく。このとき、窒素酸化物のうち二酸化窒素は、水と反応して亜硝酸を生成する。また、二酸化窒素以外の窒素酸化物は、酸化や還元等の反応により、二酸化窒素になり、そして、水と反応して亜硝酸を生成する。次に、この亜硝酸が芳香族アミン系成分と反応してジアゾ成分を生成する。次いで、カップリング成分と反応してアゾ染料が生成され、発色する。これにより、窒素酸化物が固定され、発色が生じることとなる。上記反応について、窒素酸化物として二酸化窒素、芳香族アミン系成分としてスルファニル酸、カップリング成分として１−ナフトール−３，６−ジスルホン酸２ナトリウムを用いた場合の化学反応式を下記式（１）〜（３）に示す。
【００２１】
【化１】
0004394237.tif 000002
【００２２】
上記窒素酸化物吸着剤は、包埋材と混合させて使用することができる。ここでいう包埋材とは、上記発色組成物を賦形する際の素材をいい、加熱時に溶融する常温固体の物質をいう。包埋材を混合させることにより、上記発色組成物の逸散を防止することができる。また、上記発色安定化剤を効率的に機能させる、すなわち、上記窒素酸化物吸着剤が紫外線、大気中の酸素ガスや酸化性ガス等と接触し、芳香族アミン系成分やカップリング成分が酸化・変性するのを防止する能力を向上させる。さらに、褪色防止にも寄与する。さらにまた、包埋材を用いても、窒素酸化物の吸着能力の低下はみられないため、吸着能の低下は生じない。
【００２３】
この包埋材としては、カラギーナン、カードラン、アルギン酸塩等のゲル状物、鉱物ワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油ワックス、カルナウバワックス、ライスワックス等の天然ワックス、パルミチン酸、ステアリン酸等の脂肪酸、ショ糖ステアリン酸エステル、ショ糖パルミチン酸エステル等のショ糖脂肪酸エステル、グリセリンステアリン酸エステル、グリセリンベヘニン酸エステル等のグリセリン脂肪酸エステル、ステアリルアルコール、ベヘニルアルコール、テトラデカンジオール、ヘキサデカンジオール、ステアリン酸アミド等の常温で固体状の包埋材等があげられる。また、これらの包埋材は単独若しくは２種以上を混合して使用してもよい。
【００２４】
上記窒素酸化物吸着剤は、揮散性薬剤と併用することができる。すなわち、上記二つの薬剤を同一容器の同一の収納部に収納したり、同一容器の異なる収納部にそれぞれ収納してもよい。このようにすることにより、窒素酸化物吸着能と、揮散性薬剤の有する機能とを併せ持つ窒素酸化物吸着用薬剤を得ることができる。
【００２５】
上記容器としては、プラスチック成形容器、紙器、袋状物等があげられる。
【００２６】
上記揮散性薬剤とは、常温で揮散して効果を発揮するものをいい、例えば、芳香剤、消臭剤、抗菌剤、防虫剤等があげられる。
【００２７】
上記防虫剤としては、（Ｒ，Ｓ）−（Ｅ）−１−エチニル−２−メチルペンテニル（１Ｒ）−シス，トランスクリサンテマート（すなわち、「エンペンスリン」）、１−エチニル−２−メチル−２−ペンテニル−２，２−ジメチル−３−（２’，２’）−ジシクロルビニル−シクロプロパン−１−カルボキシレート、１−エチニル−２−メチル−２−ペンテニル−２，２−ジメチル−３−（２’−メチル−１’−プロペニル）シクロプロパン−１−カルボキシレート、１−エチニル−２−メチル−ペンテニル−２，２，３，３−テトラメチルシクロプロパンカルボキシレート、ベンフルスリン、フェンフルスリン等のピレスロイド、ユーカリ油、ターピネオール、ハッカ油等の天然ハーブ、ショウノウ、パラジクロロベンゼン等の昇華性物質等があげられる。
【００２８】
上記芳香剤としては、天然香料、合成香料、及びこれらを混合した調合香料等があげられる。上記消臭剤としては、竹エキス、ヨモギエキス等で代表される植物抽出成分等があげられる。上記抗菌剤としては、アリルイソチオシアネート、オイゲノール、ヒノキチオール等があげられる。
【００２９】
上記窒素酸化物吸着剤は、そのままでも使用できるが、担体に担持させて使用することができる。このような担体は、親水性のものが好ましく、具体例として、セルロース、酢酸セルロース、ニトロセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース類、デンプン、ポリビニルアルコール、アルギン酸塩、カゼイン、コラーゲン、ポリアミド、ポリアクリル酸等の親水性高分子等があげられる。
【００３０】
この担体を用いることにより、発色剤による発色がより鮮明となり、取扱いが容易となる。
【００３１】
上記担体の形態としては、球状、角状、偏平状の多孔質粒体や、織布、不織布、シート、マット等のシート状のいずれであってもよい。
【００３２】
【実施例】
以下にこの発明について実施例を用いてより詳細に説明する。
【００３３】
以下の実施例及び比較例において用いた薬品を次に記載する。
（１）芳香族アミン系成分
・スルファニル酸（ナカライテスク社製）
・ｐ−アミノ安息香酸エチル（和光純薬工業社製）
（２）カップリング成分
・１−ナフトール−３，６−ジスルホン酸二ナトリウム（和光純薬工業社製）
・１−ナフトール−４−スルホン酸ナトリウム（和光純薬工業社製）
（３）発色安定化剤
▲１▼紫外線吸収剤
・２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン（和光純薬工業社製）
・４−ｔ−ブチル−４’−メトキシジベンゾイルメタン（和光純薬工業社製）
▲２▼酸化防止剤
・ＢＨＴ（武田薬品工業社製）
（４）包埋材
・ショ糖ステアリン酸エステル：Ｓ−１７０（三菱化学フーズ社製）
・ステアリン酸アミド（和光純薬工業社製）
（５）担体
・セルロースビーズ：ビスコパールＡＨ−４０５０Ｌ（レンゴー社製）
・綿１００％スパンレース不織布：オイコスＡＰ２２００（日清紡績社製）。
【００３４】
（実施例１〜９、比較例１〜３）
熱溶融させた表１に記載の包埋材２ｇに、表１に記載の芳香族アミン系成分５ｍｇ、カップリング成分７．５ｍｇ、発色安定化剤５ｍｇを混練した液体を、表１に記載の担体１ｇに含浸させ、室温まで冷却して窒素酸化物吸着剤を調製した。
【００３５】
なお、実施例５においては、エタノール水溶液（５０％）４ｇに表１記載の芳香族アミン系成分５ｍｇ、カップリング成分７．５ｍｇ、発色安定化剤５ｍｇを混練した液体を、表１に記載の担体１ｇに含浸させ、６０℃でドライアップして調製した。また、担体が不織布の場合（実施例７）は、サイズ５０×５０ｍｍの不織布に上記の混練した液体を含浸して調製した。また、実施例９においては、２種類の発色安定化剤を等量ずつ添加した。
【００３６】
得られた窒素酸化物吸着剤を２０リットルテドラーバッグに貼り付けた後、二酸化窒素ガスを注入し、テドラーバッグ内の濃度を７．５ｐｐｍに調整した。その時の色調変化を観察し、また、一定時間毎の二酸化窒素ガス濃度を測定した。その結果を表２に示す。なお、二酸化窒素ガス濃度は、検知管を用いて測定した。
【００３７】
【表１】
0004394237.tif 000003
【００３８】
【表２】
0004394237.tif 000004
【００３９】
【発明の効果】
この発明によれば、芳香族アミン系成分及びカップリング成分を用いた化学反応によって、微量の窒素酸化物であっても安定的に除去できる。
【００４０】
また、発色安定化剤を加えるので、芳香族アミン系成分やカップリング成分の紫外線等による分解・変性を抑制できる。このため、アゾ染料の生成能力の低下を抑制することができ、窒素酸化物の除去効率を一定に保つと共に、低濃度であってもその除去を容易に行うことができる。
【００４１】
さらに、発色安定化剤によって生成した染料を安定化させるので、褪色を防止できると共に、アゾ染料生成による発色が保持され、窒素酸化物の除去の程度を目視で確認できる。