(57)【要約】【課題】従来の脱臭体では、病院や高齢者施設の要介護者から発生する体臭に含まれるアセトアルデヒドなどのアルデヒド類を活性炭やゼオライトなどの吸着剤では吸着しにくいため、排便臭に対する寿命は長いもののアルデヒド類に対する寿命が短いため、脱臭体を有効利用できないという課題があった。【解決手段】硫化水素に対して化学吸着作用を有する吸着剤と、物理吸着作用を有する吸着剤と、コバルトを含み触媒作用を有する触媒剤と、吸着剤および触媒剤を担持する担体から構成される脱臭体において、触媒剤がアルデヒド類をカルボン酸へ転化後、吸着剤で吸着除去することを特徴とした脱臭体とするもので、活性炭やゼオライトなどの吸着剤ではカルボン酸はアルデヒド類の３０倍以上の吸着能を有するため、病院や高齢者施設等で寝たきりの方の介護時や用便時などに発生する複合臭気を長期間除去する脱臭体および脱臭装置を実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも硫化水素に対して化学吸着作用を有する吸着剤と、物理吸着作用を有する吸着剤と、コバルトを含み触媒作用を有する触媒剤と、前記吸着剤および触媒剤とを担持する担体から構成される脱臭体において、前記触媒剤がアルデヒド類をカルボン酸へ転化後、前記吸着剤で臭気を吸着除去することを特徴とした脱臭体。
【請求項２】
吸着剤は触媒作用を備え、かつマンガン、銅、コバルト、亜鉛のうち少なくとも一種類を含む金属酸化物もしくは複合酸化物であることを特徴とする請求項１記載の脱臭体。
【請求項３】
吸着剤は疎水性ゼオライトであることを特徴とする請求項１記載の脱臭体。
【請求項４】
担体はハニカム構造体であることを特徴とする請求項１記載の脱臭体。
【請求項５】
触媒剤はスピネル型構造の金属酸化物であることを特徴とする請求項１記載の脱臭体。
【請求項６】
触媒剤はナトリウム成分およびカリウム成分を含み、前記成分の量は１ｗｔ％未満であることを特徴とする請求項１もしくは５いずれか１項に記載の脱臭体。
【請求項７】
アルデヒド類はアセトアルデヒドであり、カルボン酸は酢酸であることを特徴とする請求項１記載の脱臭体。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項に記載の脱臭体と、前記脱臭体へ送風する送風手段を備えたことを特徴とする脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、病院や高齢者施設等で寝たきりの方の介護時や用便時などに発生する複合臭気を除去する脱臭体およびそれを用いた脱臭装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、吸着剤を担持した脱臭材を流通させることにより、排便臭の脱臭を行っていた。特に、Ｍｎ系の酸化物により硫化水素を除去し、ゼオライトなどの物理吸着作用を有する吸着剤により、アンモニアや二硫化ジメチルなどを除去することで、効率よく排便臭を除去することができていた（例えば、特許文献１〜２参照）。
【特許文献１】特開２００１−７９３５０号公報
【特許文献２】特開２００１−２１９０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら従来の脱臭体では、病院や高齢者施設の要介護者から発生する体臭に含まれるアセトアルデヒドなどのアルデヒド類を活性炭やゼオライトなどの吸着剤では吸着しにくいため、排便臭に対する寿命は長いもののアルデヒド類に対する寿命が短く、脱臭体を有効利用できないという課題があった。
【０００４】
また、硫化水素に対して化学吸着作用を有する吸着剤の多くは、病院や高齢者施設で使用される消毒液中に含まれるエタノールやイソプロピルアルコールなどのアルコール類をアルデヒド類に酸化する触媒作用があるため、病院や高齢者施設で使用される介護用の脱臭装置では、さらに寿命が短くなるという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、病院や高齢者施設等で寝たきりの方の介護時や用便時などに発生する排便臭、体臭などの複合臭気を長期間除去できる脱臭体および脱臭装置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】
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、少なくとも硫化水素に対して化学吸着作用を有する吸着剤と、物理吸着作用を有する吸着剤と、コバルトを含み触媒作用を有する触媒剤と、前記吸着剤および触媒剤を担持する担体から構成される脱臭体において、前記触媒剤がアルデヒド類をカルボン酸へ転化後、前記吸着剤で吸着除去することを特徴とした脱臭体とするもので、活性炭やゼオライトなどの吸着剤ではカルボン酸はアルデヒド類の３０倍以上の吸着能を有するため、病院や高齢者施設等で寝たきりの方の介護時や用便時などに発生する複合臭気を長期間除去する脱臭体および脱臭装置を実現できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の脱臭体は、体臭などに含まれる有害なアセトアルデヒドを有害性が小さく、吸着剤で除去しやすい酢酸へ転化し、物理吸着作用を有する吸着剤で吸着除去できる脱臭体を提供することができる。したがって、病院や高齢者施設等で寝たきりの方の介護時や用便時などに発生する複合臭気を長期間除去できる脱臭装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、少なくとも硫化水素に対して化学吸着作用を有する吸着剤と、物理吸着作用を有する吸着剤と、コバルトを含み触媒作用を有する触媒剤と、前記吸着剤および触媒剤を担持する担体から構成される脱臭体において、前記触媒剤がアルデヒド類をカルボン酸へ転化後、前記吸着剤で吸着除去することを特徴とした脱臭体とするもので、活性炭やゼオライトなどの吸着剤ではカルボン酸はアルデヒド類の３０倍以上の吸着能を有するため、病院や高齢者施設等で寝たきりの方の介護時や用便時などに発生する複合臭気を長期間除去する脱臭体および脱臭装置を実現できる。
【０００９】
第２の発明は、特に、第１の発明の化学吸着作用を有する吸着剤に触媒作用を備えしめ、かつマンガン、銅、コバルト、亜鉛の少なくとも一種類を含む金属酸化物もしくは複合酸化物である請求項１記載の脱臭体とするもので、例えば排便臭に含まれる閾値の低いメチルメルカプタンを閾値の高い二硫化ジメチルに転化させる触媒作用を持たせることにより、脱臭効果をより向上させた、病院や高齢者施設等で寝たきりの方の介護時や用便時などに発生する複合臭気を除去する脱臭体および脱臭装置を実現できる。
【００１０】
第３の発明は、特に第１の発明の物理吸着作用を有する吸着剤が疎水性ゼオライトである脱臭体とするもので、シリカ分を高めたゼオライトは極性が小さくなるため、非極性の臭気分子を吸着できるようになり、また雰囲気の湿度に依存することなく臭気分子を吸着できるようになるため、病院や高齢者施設等で寝たきりの方の介護時や用便時などに発生する多様な複合臭気を吸着除去できる脱臭体および脱臭装置を実現できる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１の発明の担体がハニカム構造体の脱臭体とするもので、耐衝撃性が高く、通気抵抗が小さく、比表面積が大きいため、圧損を抑え、臭気の転化効率や吸着効率が高く衝撃に強い脱臭体および脱臭装置を実現できる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１の発明の触媒剤がスピネル型構造の金属酸化物である脱臭体とするもので、スピネル型構造の金属酸化物がアルデヒド類を酸化し岩塩型構造となり、次に岩塩型構造が空気中の酸素により酸化されスピネル型構造に戻り、その繰り返しで触媒作用を発揮するため、スピネル型構造を選択することでアルデヒド類をカルボン酸へ転化する性能が高く、そのカルボン酸を物理吸着作用を有する吸着剤で効率良く吸着除去できる脱臭体および脱臭装置を実現できる。
【００１３】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれかの発明の触媒剤に含まれるナトリウムおよびカリウム成分が１ｗｔ％未満である脱臭体とするもので、ナトリウムやカリウムなどが陽イオンの状態で存在すると、電子の授受を阻害し触媒作用の低下をまねくため、その量を少なくすることでアルデヒド類をカルボン酸へ効率良く転化できる脱臭体および脱臭装置を実現できる。
【００１４】
第７の発明は、特に、第１の発明のアルデヒド類がアセトアルデヒドであり、カルボン酸は酢酸である脱臭体とするもので、アセトアルデヒドは体臭、タバコや建材の接着剤等に多く含まれている発ガン性を有すると言われている有害な物質で、それを有害性が少ない酢酸に転化し、物理吸着作用を有する吸着剤により吸着除去できる脱臭体および脱臭装置を実現できる。
【００１５】
第８の発明は、請求項１〜７いずれか１項に記載の脱臭体と、前記脱臭体へ送風する送風手段を備えた脱臭装置とするもので、病院や高齢者施設等で寝たきりの方の介護時や用便時などに発生する排便臭、体臭などの複合臭気を長期間除去できる脱臭装置を実現できる。
【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（ａ）は本発明の第１の実施の形態における脱臭体を示す外観模式図であり、（ｂ）は脱臭体表面の拡大模式図である。脱臭体１は、担体３としてポリエチレンテレフタレートを代表とするポリエステル繊維やセルロース繊維などの有機繊維や、シリカやアルミナなどの無機繊維から構成される平板および波形板を交互に積層されたハニカム構造体であり、通気方向２へ低い通気抵抗で通気することができる。
【００１８】
担体３は、少なくとも硫化水素に対して化学吸着作用を有する吸着剤４（以下、本実施の形態では化学吸着剤４という）と、物理吸着作用を有する吸着剤５（以下、本実施の形態では物理吸着剤５という）と、触媒作用を有する触媒剤６（以下、本実施の形態では触媒剤６という）を表面に担持する。
【００１９】
化学吸着剤４や物理吸着剤５や触媒剤６を担体３にアンカー効果もしくは物理的な結合もしくは化学的な結合などの作用により結合させ、担持されている。
【００２０】
このときバインダを添加し、前記効果を高めると良いが、添加量が多い場合、吸着効果や触媒活性を低下させる原因となり、少ない場合、担体３との密着力が低下し、剥がれ落ちやすくなる。望ましくは、化学吸着剤４と物理吸着剤５と触媒剤６との合計とバインダとの固形分が重量比で１：１〜２０：１程度である。
【００２１】
また、バインダは無機系としてはナトリウムやカリウム成分を極力除去したコロイダルシリカ、リン酸アルミニウムなどが適しており、有機系としては水に酢酸ビニル、アクリル、エチレン、ビニルアルコール、変性ウレタンなどの樹脂粒子や、これらの樹脂からなる共重合樹脂粒子を分散させた水系エマルジョン型接着剤を用いるのが望ましい。
【００２２】
この有機系バインダは、水を蒸発させることにより、樹脂粒子や共重合樹脂粒子の濃度が高くなり、そしてこれら粒子の表面同士がくっつき始め、粒子表面が互いに溶け合い、被膜を形成することで接着作用が発揮される。
【００２３】
このように樹脂皮膜となるため、有機繊維に担持後も加工性に優れる一方で、無機系バインダより触媒性能や吸着性能は劣るという短所もある。
【００２４】
化学吸着剤５はマンガン、銅、コバルトの複合酸化物（以下、本実施の形態では複合酸化物Ａという）を用いた。
【００２５】
なお、本実施の形態ではマンガン、銅、コバルトの複合酸化物を用いたが、これに限定するものではなく、マンガン、銅、亜鉛、コバルトのいずれかを含む酸化物、水酸化物、複合酸化物あるいはその混合物とすることにより、同様に硫化水素に対する強力な化学吸着作用を有する吸着剤とすることができる。
【００２６】
複合酸化物Ａは、特に硫化水素の除去に優れ、硫化水素を最終的に硫酸塩の形や硫黄単体として化学吸着するもので、また同じ硫黄系臭気であるメチルメルカプタンを、より閾値の高い二硫化ジメチルに転化する触媒作用も有する。
【００２７】
この作用のため、脱臭された場合と同等の効果を感じうることができる。複合酸化物Ａは０．０１〜１０μｍ程度の径であるが、この大きさに限定されるものではない。
【００２８】
しかしながら、大きさを小さくした方が、同体積での表面積を大きくとることができるので好ましい。
【００２９】
さらに、化学吸着剤４の形は図中にあるような球状に限定されるものではなく、また実際は化学吸着剤４の一次粒子が集まり、二次粒子を形成したり、さらには三次粒子を形成したりした粒子が担体３あるいは物理吸着剤５、触媒剤６へ担持されていると考えられる。
【００３０】
物理吸着剤５の役割は、排便臭に含まれる硫化水素を化学吸着作用により除去したあとに残るアンモニアや二硫化ジメチルを物理吸着作用により除去することである。
【００３１】
これにより、排便臭が全般的に除去することが可能となる。また、メチルメルカプタンを二硫化ジメチルに転化する触媒作用を有する化学吸着作用を有する吸着剤を用いることにより、排便臭に含まれるメチルメルカプタンは二硫化ジメチルとなり、物理吸着剤に吸着されることで、排便臭が全般的に除去することが可能となる。
【００３２】
さらに、物理吸着剤５はその他臭気全般を吸着することができ、特に体臭や建材から発生する臭気、病院等で用いられる消毒液の臭気などを取り除くことができるようになる。
【００３３】
物理吸着剤５としては、ゼオライト、シリカゲル、セピオライト、アルミナ、活性炭等の物理吸着作用を有する物質が用いられるが、臭気物質の吸着速度が速いゼオライトが望ましく、特にシリカ／アルミナ比が大きいため極性が小さい疎水性ゼオライトを用いるとよい。
【００３４】
これにより、非極性の臭気分子も吸着するようになり、また雰囲気の湿度に依存することなく臭気分子を吸着できるため、多様な臭気分子を吸着できる脱臭体を実現できる。
【００３５】
また、ゼオライトやセピオライト等にはナトリウムやカリウム成分を極力除去したものを用いることが望ましい。これにより触媒剤６によるアルデヒド類からカルボン酸への転化率が向上する。
【００３６】
本実施の形態で用いた疎水性ゼオライトは０．０１〜１０μｍ程度の径であるが、この大きさに限定されるものではない。しかしながら、大きさを小さくした方が、同体積での表面積を大きくとることができるので好ましい。
【００３７】
さらに、物理吸着剤５の形は図中にあるような球状に限定されるものではなく、また実際は物理吸着剤５の一次粒子が集まり、二次粒子を形成したり、さらには三次粒子を形成したりした粒子が担体３あるいは化学吸着剤４、触媒剤６へ担持されていると考えられる。
【００３８】
本実施の形態では、脱臭体１に無機繊維で構成される平板および波形板を交互に積層されたハニカム構造体を用いたが、化学吸着剤４と物理吸着剤５と触媒剤６との混合物を格子状に押出成型を行ったハニカム構造体を用いても良い。
【００３９】
これにより、バインダを用いることがなくハニカム構造体全体を化学吸着剤４と物理吸着剤５と触媒剤６とにすることができるので、吸着効果およびカルボン酸への転化率が高い脱臭体を実現できる。
【００４０】
触媒剤６は、コバルトを主成分とする酸化物でスピネル型の結晶構造のＣｏ３Ｏ４とすることが望ましい。
【００４１】
その他、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどの遷移金属を加え、スピネル型構造の複合酸化物としても良い。
【００４２】
これは、スピネル型構造の金属酸化物がアルデヒド類を酸化し岩塩型構造となり、次に岩塩型構造が空気中の酸素により酸化されスピネル型構造に戻り、その繰り返しで触媒作用を発揮するため、スピネル型構造を選択することでアルデヒド類をカルボン酸へ転化する性能が高く、カルボン酸への転化率の高い脱臭体を実現できる。
【００４３】
本実施の形態で用いた触媒剤６は０．０１〜１０μｍ程度の径であるが、この大きさに限定されるものではない。
【００４４】
しかしながら、大きさを小さくした方が、同体積での表面積を大きくとることができるので好ましい。
【００４５】
さらに、触媒剤６の形は図中にあるような球状に限定されるものではなく、また実際は触媒剤６の一次粒子が集まり、二次粒子を形成したり、さらには三次粒子を形成したりした粒子が担体３あるいは化学吸着剤４、物理吸着剤５へ担持されていると考えられる。
【００４６】
化学吸着剤４、物理吸着剤５、触媒剤６の比率は特に限定するものではないが、排便臭を集中的にとりたい場合、化学吸着剤４と物理吸着剤５との比率を上げ、その他体臭の発生や消毒液の使用頻度が多いところでは物理吸着剤５と触媒剤６の比率を上げると良い。
【００４７】
また、化学吸着剤４、物理吸着剤５、触媒剤６の合計担持量はハニカム体１ｃｃあたり、０．０５〜０．５ｇが望ましい。
【００４８】
担持量は多い方が１パスの除去率が高くなり、また寿命も長寿命化する。特に化学吸着剤の場合、いったん吸着すると通常の状態では脱着が起こらないため、担持量と寿命は比例する。
【００４９】
しかしながら、担持量が多すぎると、表面に出ていない吸着剤や触媒剤が多くなり、これは臭気と接触することがないため、吸着や触媒にはあまり寄与しない。したがって、ある程度以上の量の吸着剤や触媒剤を担持させることはあまり意味がない。
【００５０】
また、担持量が多いと、作製時にハニカム構造体のセルが目詰まりをおこしたり、輸送中や使用中に少しのショックで吸着剤や触媒剤がハニカム構造体から剥がれ落ちたりすることがある。
【００５１】
一方で、担持量が少ないと１パスの除去率が小さくなり、また寿命も短くなり、脱臭装置としては実用的ではない。
【００５２】
次に担持方法について説明する。
【００５３】
化学吸着剤４と物理吸着剤５と触媒剤６との担体３への担持方法については、スプレーなどを用いた噴霧法、ディップ法などあるが、担体３が無機繊維の場合、化学吸着剤４と物理吸着剤５と触媒剤６と必要に応じてバインダを水や溶剤などに分散させ、ハニカム構造体をそのスラリーに浸漬することで担持するディップ法が望ましい。
【００５４】
また担体３が有機繊維の場合、抄紙工程中に有機繊維に加えて化学吸着剤４と物理吸着剤５と触媒剤６とを混合しておくことで抄紙を行い、これらを担持させることができる。
【００５５】
ディップ法の場合、粉末状の化学吸着剤４と物理吸着剤５と触媒剤６とを分散させスラリーを作製するが、化学吸着剤４、物理吸着剤５、触媒剤６の平均径は小さい方が望ましく、一次粒子の平均径で１μｍ以下程度が望ましい。
【００５６】
さらには、なるべく凝集が起こらないように水や溶媒に分散させることが望ましく、必要に応じて分散剤を添加すると良い。
【００５７】
このようにして、病院や高齢者施設等で寝たきりの方の介護時や用便時などに発生する複合臭気を長期間除去する脱臭体を実現できる。
【００５８】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態における脱臭装置の模式図である。脱臭装置は、筐体１１と脱臭体１４と送風手段１３から構成され、筐体１１には吸気口１２、排気口１５が備えられている。
【００５９】
脱臭体１４は、実施の形態１で使用した脱臭体を用いた。すなわち、化学吸着剤４として複合酸化物Ａ、物理吸着剤５として疎水性ゼオライト、触媒剤６としてスピネル型結晶構造のＣｏ３Ｏ４をそれぞれ２：２：１の比率で、０．１５ｇ／ｃｃの担持量で担持を行った。
【００６０】
なお、担持はディップ法で行い、バインダとして酸で安定化させたコロイダルシリカを用い、化学吸着剤４と物理吸着剤５と触媒剤６の総合計とバインダの固形分重量比は１０：１で行った。
【００６１】
また、担体はシリカとアルミナ繊維のハニカム構造体で、セル数は２０５セル／ｉｎｃｈ２のものを使用した。
【００６２】
送風手段３は、シロッコファン、ターボファン、プロペラファン、クロスフローファン、貫流ファン等が一般の送風手段として使用され、特に限定するものではない。
【００６３】
本発明によるセル数のハニカム構造体を用いる場合、通気抵抗が小さいため、より静音なクロスフローファンを用いることが望ましい。
【００６４】
脱臭装置は、排便臭がない通常の場合は５ｍ３／分程度で運転することが望ましく、このとき図書館の静かさであると言われている４０ｄＢ以下のノイズレベルが望ましい。また、においセンサーを取り付け、ファンと連動させておくことで臭気が発生した場合、自動的に流量を上げることができるようになる。
【００６５】
次に動作方法について説明する。部屋で排便臭が発生した場合、脱臭装置は排便臭を含む空気を送風手段１３により吸気口１２を通して吸い込み、脱臭体１４を通り脱臭され、脱臭された空気は排気口１５を通り、部屋へ戻される。このとき、排便臭に含まれる硫化水素は化学吸着剤４で吸着除去され、メチルメルカプタンは化学吸着剤４でより閾値の高い二硫化ジメチルへ転化され物理吸着剤５で吸着除去される。
【００６６】
また、その他の排便臭に含まれる臭気も物理吸着剤５で吸着除去される。一方、排便臭が発生していない場合も常時運転していた場合、非常に希薄であるが部屋に漂う人体や建材由来、または消毒液由来などの臭気が特に物理吸着剤５に吸着され、蓄積されていく。
【００６７】
その中でも体臭や建材からや、消毒液のアルコール類から転化して発生したアルデヒド類、とりわけアセトアルデヒドは物理吸着剤では吸着容量が小さいため、脱臭体の排便臭に対する寿命は長いがアルデヒドに対する寿命が短く、排便臭は除去できるがアセトアルデヒドのにおいが除去できない、特にひどい場合は脱臭体に吸着したアルデヒド類が脱着し、脱臭装置からアルデヒド類のにおいが感じられることとなる。
【００６８】
そこで、アルデヒド類を触媒剤６によりカルボン酸に転化し、物理吸着剤５で吸着除去するような構成をとる。カルボン酸は通常物理吸着剤に吸着されやすく、アセトアルデヒドから転化したカルボン酸である酢酸は、活性炭やゼオライトなどの物理吸着剤によく吸着され、アセトアルデヒドの３０倍以上の吸着容量を確保できる。
【００６９】
すなわち、アセトアルデヒドに対して３０倍以上の寿命を有する脱臭体および脱臭装置を実現できることとなる。
【００７０】
以上により、病院や高齢者施設等で寝たきりの方の介護時や用便時などに発生する排便臭、体臭などの複合臭気を長期間除去できる脱臭装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上のように、本発明にかかる脱臭体および脱臭装置は、硫化水素、アンモニア、二硫化ジメチル等の複合臭気を取り除くことができ、下水処理場、し尿処理場、養豚場、養鶏場などで発生する硫化水素等の硫黄系臭気を除去する脱臭体等の用途や、アルデヒド類を多く発生するペット等の臭気を除去する脱臭体および当該脱臭体を搭載した機器等の用途にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態における脱臭体を示す外観模式図（ｂ）本発明の第１の実施の形態における脱臭体表面の拡大模式図
【図２】本発明の第２の実施の形態における脱臭装置を示す断面模式図
【符号の説明】
【００７３】
１  脱臭体
２  通気方向
３  担体
４  化学吸着作用を有する吸着剤
５  物理吸着作用を有する吸着剤
６  触媒作用を有する触媒剤
１１  筐体
１２  吸気口
１３  送風手段
１４  脱臭体
１５  排気口
【図１】
2007143582.tif 000003
【図２】
2007143582.tif 000004