(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材をハニカム構造にした担体表面に、
結合材としての分子形態が鎖状であるコロイダルシリカと、
触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物と、
吸着剤としての疎水性ゼオライトを混合した混合物を担持し焼成した脱臭体。
【請求項２】
コロイダルシリカはその固形分重量が、触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物と、吸着剤としての疎水性ゼオライトを合わせた重量に対して、１〜２０％の含有量であることを特徴とする請求項１に記載の脱臭体。
【請求項３】
コロイダルシリカは酸性である請求項１または２に記載の脱臭体。
【請求項４】
焼成した温度は３００℃以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱臭体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トイレや浴室内の悪臭、室内の悪臭等を除去するための装置に組み込まれる脱臭体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
脱臭装置に組み込まれている脱臭体は、多くの空気清浄機をはじめとして吸着剤だけを用いたものが多数存在する。さらに金属酸化物だけを用いた脱臭体は特開平８−２５７４０６号に代表されるような脱臭体がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の脱臭装置に組み込まれている脱臭体は吸着剤だけを使用したもので、悪臭物質を吸着させて除去するが、すべての悪臭物質を吸着させるような吸着剤は存在しないため、完全に悪臭物質を除去することができない。さらに、金属酸化物の触媒作用を脱臭体として使用したものでは、例えば、硫化水素は吸着されるが、メチルメルカプタンは二硫化ジメチルに変化し、悪臭としては完全に除去することができないという課題を有している。
【０００４】
一方、触媒として用いるマンガン、コバルト、銅の複合酸化物は、温度を６００℃以上に上げると、触媒としての性能が極端に劣化するため、結合材の焼成温度は６００℃以上には上げることができないという課題を有している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために、通常の吸着体では吸着しにくい悪臭物質が脱臭体の触媒部分を通過することで、その吸着作用と触媒作用により無臭物質に変化させるか、または吸着剤部分で吸着しやすい物質に変化させることによって、吸着剤部分で吸着させて除去しようというものである。
【０００６】
さらに触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物は、６００℃以上に温度を上げると、触媒としての性能が著しく低下するため、６００℃以上には温度を上げることができない。そこで仮に、結合材としてアルミナを使用すれば、結合材としてのアルミナは、その密着性を確保するためには水酸化アルミニウムを６００℃以上で焼成しなければならない。したがって、本発明では結合材としてアルミナは使用できないので、６００℃以下の温度で焼成が可能なコロイダルシリカを使用するというものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、セラミック材をハニカム構造にした担体表面に、結合材としての分子形態が鎖状であるコロイダルシリカと、触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物と、吸着剤としての疎水性ゼオライトを混合した混合物を担持し焼成したことを特徴とする脱臭体としている。
【０００８】
触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物と、吸着剤としての疎水性ゼオライトを混合した混合物に悪臭物質を通過させると、大部分は吸着剤で吸着されるが、残りの吸着剤で吸着されない物質は混合して担持されている触媒によって吸着剤で吸着される物質に変化させることができる。この変化した物質を吸着剤で吸着させることによって、悪臭物質を全て除去することができる。
【０００９】
さらに、結合材としてコロイダルシリカを用いているため、触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物の触媒性能が劣化しないような温度で焼成しても、密着性が高く担体に触媒及び吸着剤を強固に担持させることができる。そして、コロイダルシリカの分子形態が鎖状であれば、触媒及び吸着剤を結合材分子が包み込むようにして保持されるため、触媒及び吸着剤が担体から剥離することなく、より一層強固に担持することができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、コロイダルシリカはその固形分重量が、触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物と、吸着剤としての疎水性ゼオライトを合わせた重量に対して、１〜２０％の含有量であることを特徴とする請求項１記載の脱臭体としている。
【００１１】
コロイダルシリカの含有量を触媒及び吸着剤の重量に対して１％以下にすると、触媒及び吸着剤が担体から脱離しやすく剥離が起こりやすい。一方コロイダルシリカの含有量を触媒及び吸着剤の重量に対して２０％以上にすると、脱臭体中に占める触媒及び吸着剤の量が相対的に少なくなるため、触媒及び吸着剤の性能が悪くなる。したがってコロイダルシリカの含有量を触媒及び吸着剤の重量に対して１〜２０％にすれば、触媒及び吸着剤が担体から剥離することなく、強固に担持することができ、触媒及び吸着剤の性能を劣化させず脱臭することができる。
【００１２】
請求項３に記載した発明は、コロイダルシリカは酸性であることを特徴とする請求項１
または２に記載の脱臭体としている。
【００１３】
コロイダルシリカが酸性であれば、触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物の触媒性能が相乗効果により高くなり、さらに吸着剤としての疎水性ゼオライトの吸着能力も高くなるため、通過する悪臭物質を長時間確実に分解、吸着して除去することができる。
【００１４】
請求項４に記載した発明は、焼成した温度は３００℃以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱臭体としている。
【００１５】
焼成した温度が３００℃以下であれば、触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物の触媒性能を劣化させることなく、担体と強固に担持することができるため、通過する悪臭物質を長時間確実に分解、吸着して除去することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１は本実施例の脱臭体を示す図である。本実施例の脱臭体は、担体１と担体１に結合材２を介して触媒及び吸着剤３が担持されている。一方、図２は本実施例の測定方法を示す図である。本実施例の測定方法は、筐体１１と筐体１１の内部に通風手段１５と触媒及び吸着剤を担持した脱臭体１２を有し、通風路１３に矢印の通風方向で悪臭物質１４が通過するものである。
【００１８】
本実施例では担体１としてセラミック材をハニカム構造にしたものを使用し、結合材２として日産化学工業株式会社製のコロイダルシリカ、スノーテックスＣを使用し、触媒及び吸着剤３として大日精化株式会社製のダイピロキサイト＃７８１０（成分はマンガン、銅、コバルトの複合酸化物）とユニオン昭和株式会社販売の疎水性ゼオライト、アブセンツ＃２０００（成分は二酸化珪素を１００重量部未満、酸化アルミニウムを３５重量部未満、水を１０重量部未満、酸化ナトリウムを５重量部未満で、４種類の合計が１００重量部となっている）を等量混合したものを使用した。
【００１９】
以下、本実施例の吸着体の製法について説明する。水１５０ｇにスノーテックスＣ（固形分重量２０％）を５ｇ（固形分重量１ｇ）と、ダイピロキサイト＃７８１０を２４．５ｇと、アブセンツ＃２０００を２４．５ｇ混合し、撹拌子で１時間の撹拌を行った。その後、担体（５０ｍｍ×５０ｍｍ×２０ｍｍ）に触媒及び吸着剤の担持量が０．１ｇ／ｃｃとなるように担持し、１３０℃で１時間乾燥を行い、さらに３００℃で２０分間焼成を行い、本実施例の吸着体とした。
【００２０】
以下、本実施例の動作について説明する。本実施例では悪臭物質１４として、硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタンの混合ガスを使用しており、筐体１１内部を通過する悪臭物質１４としての硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタンは、吸着体内部の触媒部分では硫化水素が全て吸着され、アンモニアは大部分が吸着されない。さらにメチルメルカプタンは、触媒の効果により全て二硫化ジメチルへと変化する。そして吸着剤部分ではアンモニアが完全に吸着され、さらにメチルメルカプタンから変化した二硫化ジメチルが、完全に吸着されるため、悪臭物質１４は全て除去されるわけである。
【００２１】
以下に、本実施例１の効果を検証する実験の結果について報告する。
【００２２】
第１の実験は、前記した脱臭体を用いた場合と、従来例として脱臭体に吸着剤のみを用
いた場合と、触媒体のみを用いた場合を比較して、硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタンの悪臭物質をそれぞれ５０ｐｐｍの濃度で混合し、空間速度ＳＶ＝１００００ｈ−１で流して、脱臭体または吸着体または触媒体を通過した後の硫化水素、アンモニア、メチルメルカプタン及びメチルメルカプタンから変化した二硫化ジメチルの混合ガスの濃度を測定し、除去率を測定しているものである。この実験の結果をアンモニアについては（図３）、硫化水素については（図４）、メチルメルカプタンについては（図５）、二硫化ジメチルについては（図６）に示している。
【００２３】
（図３）〜（図６）に示しているように、本実施例の脱臭体を用いれば、混合した悪臭物質でも７時間は完全に除去することができるものである。これは通常の悪臭物質の濃度が例えばトイレ内では０．０５ｐｐｍとされているが、本実施例では１０００倍の加速試験ということになり、７０００時間の寿命があるというわけである。これは、１日３時間の使用とすれば、７年相当の寿命がある。
【００２４】
第２の実験はコロイダルシリカの含有量を変えて第１の実験と同様の実験を行ったときに、悪臭物質の除去率が９０％になるまでの時間を測定し、さらに剥離状態を見ることで、密着性の良否を判定し、これらから総合的に判定したものである。この実験の結果を（表１）に示している。
【００２５】
【表１】
0004517434.tif 000002
【００２６】
この実験の結果、コロイダルシリカの含有量が２０％を越えると、悪臭物質の除去率が極端に悪くなる。一方コロイダルシリカの含有量が１％未満だと密着性が悪く、すぐに触媒と吸着剤が剥離してしまう。これらから総合的に判定して、コロイダルシリカの含有量は１〜２０％の範囲、好ましくは２〜５％の範囲が最も良いということが判明した。
【００２７】
第３の実験は、コロイダルシリカの分子形態が鎖状であるものに変更して、第１の実験と同様の実験を行ったときに、悪臭物質の除去率が９０％になるまでの時間を測定し、さらに剥離状態を見ることで、密着性の良否を判定し、これらから総合的に判定したものである。この実験の結果を（表２）に示している。
【００２８】
【表２】
0004517434.tif 000003
【００２９】
この実験の結果、コロイダルシリカの分子形態が鎖状であると、粒状に比べると悪臭物質の除去率が良くなる。また、粒状と比べると密着性も良く、触媒と吸着剤が剥離してしまうことはない。これらから総合的に判定して、コロイダルシリカの分子形態が鎖状であると、より一層脱臭の効果が高く密着性も良いということが判明した。
【００３０】
第４の実験は、コロイダルシリカが酸性であるものに変更して、第１の実験と同様の実験を行ったときに、悪臭物質の除去率が９０％になるまでの時間を測定し、さらに剥離状態を見ることで、密着性の良否を判定し、これらから総合的に判定したものである。この実験の結果を（表３）に示している。
【００３１】
【表３】
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【００３２】
この実験の結果、コロイダルシリカが酸性であると、アルカリ性に比べると悪臭物質の除去率が良くなる。ただし密着性に大きな変化はなく、触媒と吸着剤の密着性に関しての優位性はない。これらから総合的に判定して、コロイダルシリカが酸性であると、より一層脱臭の効果が高いということが判明した。
【００３３】
第５の実験は、焼成温度を変更して、第１の実験と同様の実験を行ったときに、悪臭物質の除去率が９０％になるまでの時間を測定し、さらに剥離状態を見ることで、密着性の良否を判定し、これらから総合的に判定したものである。この実験の結果を（表４）に示している。
【００３４】
【表４】
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【００３５】
この実験の結果、焼成温度が３００℃以下であると、焼成温度が３００℃以上に比べると悪臭物質の除去率が良くなる。ただし密着性に大きな変化はなく、触媒と吸着剤の密着性に関しての優位性は小さい。これらから総合的に判定して、焼成温度が３００℃以下であると、より一層脱臭の効果が高いということが判明した。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、下記の効果が得られる。
【００３７】
本発明の請求項１記載の発明によれば、セラミック材をハニカム構造にした担体表面に、結合材としてのコロイダルシリカと、触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物と、吸着剤としての疎水性ゼオライトを混合した混合物を担持し焼成している構成として、悪臭物質を通過させると、大部分は吸着剤で吸着されるが、残りの吸着剤で吸着されない物質は混合して担持されている触媒によって吸着剤で吸着される物質に変化させることができる。この変化した物質を吸着剤で吸着させることによって、悪臭物質を完全に除去することができる。さらに、結合材としてコロイダルシリカを用いているため、触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物の触媒性能が劣化しないような温度で焼成しても、密着性が高く担体に触媒及び吸着剤を強固に担持させることができる吸着体を実現するものである。そして、コロイダルシリカは分子形態が鎖状であるという構成として、コロイダルシリカの分子形態が鎖状であれば、触媒及び吸着剤を結合材分子が包み込むようにして保持されるため、触媒及び吸着剤が担体から剥離することなく、より一層強固に担持することができる脱臭体を実現するものである。
【００３８】
本発明の請求項２記載の発明によれば、コロイダルシリカはその固形分重量が、触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物と、吸着剤としての疎水性ゼオライトを合わせた重量に対して、１〜２０％の含有量であるという構成として、コロイダルシリカの含有量が１〜２０％であれば、触媒及び吸着剤が担体から剥離することなく、強固に担持することができ、触媒及び吸着剤の性能を劣化させず脱臭することができる吸着体を実現するものである。
【００３９】
本発明の請求項３記載の発明によれば、コロイダルシリカは酸性であるという構成とし
て、コロイダルシリカが酸性であれば、触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物の触媒性能が相乗効果により高くなり、さらに吸着剤としての疎水性ゼオライトの吸着能力も高くなるため、通過する悪臭物質を長時間確実に分解、吸着して除去することができる脱臭体を実現するものである。
【００４０】
本発明の請求項４記載の発明によれば、焼成した温度は３００℃以下であるという構成として、焼成した温度が３００℃以下であれば、触媒としてのマンガン、コバルト、銅の複合酸化物の触媒性能を劣化させることなく、担体と強固に担持することができるため、通過する悪臭物質を長時間確実に分解、吸着して除去することができる吸着体を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例１で用いた脱臭体の構成を示す図
【図２】  本発明の実施例１で用いた脱臭装置の構成を示す図
【図３】  本発明の実施例１の実験結果を示す図
【図４】  本発明の実施例１の脱臭体に硫化水素を用いた実験結果を示す図
【図５】  本発明の実施例１の脱臭体にメチルメルカプタンを用いた実験結果を示す図
【図６】  本発明の実施例１の脱臭体に二硫化ジメチルを用いた実験結果を示す図
【符号の説明】
１  担体
２  結合材
３  触媒及び吸着剤
１１  筐体
１２  脱臭体
１３  通風路
１４  悪臭物質
１５  通風手段
【図１】
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【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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