(57)【要約】    【課題】  ホタテガイなどの貝殻を利用したＶＯＣ吸着剤およびその製造方法を提供すること。    【解決手段】  Ｃａ（カルシウム）高含有生体材料１に、タンパク質２と水３を添加して加熱する過程Ｐ１と、これによって得られるＣａ高含有生体材料１にタンパク質２が添着されたタンパク質添着Ｃａ材料４を１００℃以上にて加熱処理する過程Ｐ２と、該過程による処理物を粉砕処理する過程Ｐ３を経ることによって、粉体状の気体吸着性材料（ＶＯＣ吸着剤）５を得ることができる。タンパク質２としてはゼラチンを用いることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃａ高含有生体材料にタンパク質と水を添加して加熱し、該Ｃａ高含有生体材料に該タンパク質が添着されたタンパク質添着Ｃａ材料を得、該タンパク質添着Ｃａ材料を加熱処理する各過程を経ることによって、気体吸着性材料を得ることを特徴とする、気体吸着性材料製造方法。
【請求項２】
前記Ｃａ高含有生体材料は貝殻であることを特徴とする、請求項１に記載の気体吸着性材料製造方法。
【請求項３】
前記貝殻はホタテガイの貝殻であることを特徴とする、請求項２に記載の気体吸着性材料製造方法。
【請求項４】
前記加熱処理は前記タンパク質添着Ｃａ材料を１００℃以上、３５０℃以下で行うことを特徴とする、請求項１または３のいずれかに記載の気体吸着性材料製造方法。
【請求項５】
前記タンパク質はゼラチンであることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の気体吸着性材料製造方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の方法により得られるＶＯＣ吸着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＶＯＣ（揮発性有機化合物）吸着剤およびその製造方法に係り、特に、ホタテガイ等の貝殻が有するホルムアルデヒドの吸着能力を活性炭と同等あるいはそれ以上に高めることのできるＶＯＣ吸着剤製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホタテガイ貝殻にはホルムアルデヒドの吸着能力があり、これは貝殻に含まれるタンパク質が関与していると考えられ、また、その能力は、熱処理温度２００℃付近においてピークを有している（非特許文献１）。しかし、吸着剤として従来一般的に用いられている活性炭と比較すると、その能力は低いものであると考えられる（非特許文献２）。
【０００３】
貝殻を利用した有害ガス吸着技術としては従来種々のものが提案されているが、このうち特許文献１は、シックハウス症候群の原因となるホルムアルデヒドを吸着可能な襖紙や壁紙等の建築内装材料提供を目的として、紙や発泡体シートのような多孔質シート状物体の表面にホタテガイ貝殻粉末と糊剤水溶液からなる塗料を塗布してなる有害ガス吸着シートを提案するものである。
【０００４】
また、特許文献２は有害ガスを発散させない用途や抗菌を行なう用途に使用できる素材を貝殻粉体から得ることを目的として、ホタテガイ等の貝殻を粉砕して得られた貝殻粉体を高周波照射または赤外線照射により８００℃前後もの高熱によって加熱して、貝殻粉体表面の一部を酸化カルシウムに焼成する技術を提案するものである。
【０００５】
【非特許文献１】平成１３年度  青森県産学官共同研究事業報告書、ｐ．２４
【非特許文献２】株式会社イオリナホームページ（http://www.moon.sphere.ne.jp/iorina/chart02.htm）
【特許文献１】特開２００２−６１０９７「有害ガス吸着シート」
【特許文献２】特開２００１−２０５０７９「有害ガス吸着性塗膜材の製造方法」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、ホタテガイ貝殻にはホルムアルデヒドの吸着能力があるとはいえ、それは従来用いられている活性炭同等の性能を提供できるものではなく、各特許文献に開示されている技術においてもその点は同様である。なおまた、ホタテガイを始めとして大量に発生する産業廃棄物である貝殻については、依然としてその有効再利用策が求められている現状である。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を除き、かかる産業廃棄物たる貝殻を有効再利用して、かつ比較的簡便なる方法にて、従来の代表的気体吸着剤である活性炭と同等、あるいはそれ以上の吸着性能を発揮することのできる、気体吸着材料、ＶＯＣ吸着剤およびそれらの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者は上記課題について検討した結果、貝殻にタンパク質を添着させ、これを加熱して得られるホタテ貝殻等とタンパク質を複合化した材料（貝殻複合材料）とすることによって吸着能力を高めることができ、上記課題の解決が可能であることを見出し、本発明に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。
【０００９】
（１）  Ｃａ（カルシウム）高含有生体材料にタンパク質と水を添加して加熱し、該Ｃａ高含有生体材料に該タンパク質が添着されたタンパク質添着Ｃａ材料を得、該タンパク質添着Ｃａ材料を加熱処理する各過程を経ることによって、気体吸着性材料を得ることを特徴とする、気体吸着性材料製造方法。
（２）  前記Ｃａ高含有生体材料は貝殻であることを特徴とする、（１）に記載の気体吸着性材料製造方法。
（３）  前記貝殻はホタテガイの貝殻であることを特徴とする、（２）に記載の気体吸着性材料製造方法。
（４）  前記加熱処理は前記タンパク質添着Ｃａ材料を、１００℃以上、もしくは３５０℃以下、の少なくともいずれかの条件にて行うことを特徴とする、（１）または（３）のいずれかに記載の気体吸着性材料製造方法。
（５）  前記タンパク質はゼラチンであることを特徴とする、（１）ないし（４）のいずれかに記載の気体吸着性材料製造方法。
（６）  （１）ないし（５）のいずれかに記載の方法により得られるＶＯＣ吸着剤。
（７）  ホタテガイ貝殻もしくはその他のＣａ高含有生体材料と、該Ｃａ高含有生体材料に由来しないタンパク質とからなることを特徴とする、ＶＯＣ吸着剤。
【００１０】
つまり本発明は、Ｃａ高含有生体材料としてホタテガイを用いる典型例でいえば、ホタテガイ貝殻が有するホルムアルデヒド等吸着能力を向上させるためにホタテ貝殻とタンパク質を複合化し、これを熱処理して吸着材料とすることによって、ホタテ貝殻のみによるものと比較して著しく高い気体吸着能力を実現するものである。
【００１１】
本発明においてＣａ高含有生体材料とは、カルシウムを高度に含有している生体材料であり、ホタテガイを始めとする貝類の貝殻はこれに該当する。しかしながら本発明がこれに限定されるものではない。要するに本発明は、生体材料としてＣａのみならずタンパク質をも元々含有しているものであるＣａ高含有生体材料に、さらに追加的にタンパク質を加えて添着させることを重要な要素の一つとするものだからである。貝類としてもホタテガイのみならず、その種類はカキ、シジミその他を広く含み、特に限定されない。
【００１２】
本発明において、Ｃａ高含有生体材料に加えられるタンパク質の種類は、特に限定されない。動物性、植物性等の由来を問わず、またタンパク質の化学構造、立体構造等も問われない。また、単純タンパク質のみならず、糖、脂質その他と結合した複合タンパク質、あるいは誘導タンパク質であってもよい。もっとも本発明の実施上、その簡便さ、コストなどを考慮して、後述するゼラチンのように特定のタンパク質を専ら用いることも、もちろん可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の気体吸着材料、ＶＯＣ吸着剤およびそれらの製造方法は上述のように構成されるため、これによれば、比較的簡便なる方法によって、従来の代表的気体吸着剤である活性炭と同等、あるいはそれ以上の高い気体吸着性能を実現することができる。
【００１４】
特に、Ｃａ高含有生体材料として貝殻を用いる場合、産業廃棄物たる貝殻を有効再利用して付加価値の高い製品を提供することができ、貝殻の処理技術としても極めて効果が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の気体吸着性材料製造方法の構成を示すフロー図である。図示するように本製法は、Ｃａ高含有生体材料１にタンパク質２と水３を添加して加熱する過程（過程Ｐ１）と、過程Ｐ１により得られるＣａ高含有生体材料１にタンパク質２が添着されたタンパク質添着Ｃａ材料４を加熱処理する過程（過程Ｐ２）とを備えてなることを、主たる構成とする。
【００１６】
図示するように本製法ではさらに、過程Ｐ２の後に該過程による処理物を粉砕処理する過程（過程Ｐ３）を設けることによって、粉体状、顆粒状もしくはその他の細状物の形態として、気体吸着性材料５を得るものとすることができる。
【００１７】
かかる構成により、本発明の気体吸着性材料製造方法では、過程Ｐ１においてＣａ高含有生体材料１にタンパク質２と水３が添加されて加熱されて、タンパク質添着Ｃａ材料４が得られ、ついでこれが過程Ｐ２において加熱処理されて、最終的に気体吸着性材料５が製造される。また過程Ｐ３によって、過程Ｐ２で得られる処理物は粉砕処理されて、細状物の形態となった気体吸着性材料５が得られる。これは、後述するようにＶＯＣ吸着剤とすることができる。
【００１８】
本製法において、Ｃａ高含有生体材料１としてホタテガイその他の貝類の貝殻を好適に使用できること、また、タンパク質２としてゼラチンを好適に使用できることは、既に述べた通りである。
【００１９】
また、過程Ｐ２におけるタンパク質添着Ｃａ材料４の加熱処理では、これを１００℃以上に加熱することは少なくとも、後述実施例の通り、本発明の気体吸着性材料５を得るのに充分な条件である。もっともこれ以下の加熱温度条件であっても、本発明の範囲からは除外されない。
【００２０】
このようにして得られる気体吸着性材料は、高い性能のＶＯＣ吸着剤として用いることができる。つまり、ホタテガイ貝殻もしくはその他のＣａ高含有生体材料と、これとは別途用いるタンパク質とから構成される本発明ＶＯＣ吸着剤は、従来の活性炭以上のホルムアルデヒド吸着能を発揮することができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
＜１．実験方法＞
タンパク質を添着させたホタテ貝殻複合材料の能力が添着させない通常のホタテ貝殻と比較してどの程度高まるか実験を行った。実験は、ホタテガイ貝殻（株式会社長慶製イーゼン）５０ｇ、水５０ｇ、ゼラチン（和光純薬工業株式会社製）１ｇを１８０ｍｌテフロン（登録商標）等のフッ化樹脂製容器に投入し、９０℃、１５時間加熱後、常温にて３時間放置した。それをろ過し、１０５℃、７時間乾燥させたものを遊星ミルにて５分間粉砕してサンプルとした。比較としてホタテガイ貝殻（株式会社長慶製イーゼン）そのものを用いた。次に、それぞれを磁製灰皿に２．５ｇ入れ、加熱温度１００℃、１５０℃、１７５℃、２００℃、２２５℃、２５０℃、３００℃、４００℃で１時間熱処理を行ったものを、吸着剤サンプルとした。
【００２２】
測定はタンパク質を染込ませたホタテ貝殻複合材料を０．２ｇ、染込ませないものを２ｇ、直径９５ｍｍのシャーレに平らに広げ、３Ｌデシケーター中に移し、除冷後、１００倍希釈のホルムアルデヒド２０μＬ（ホルムアルデヒド７５μｇ）をデシケーター中に滴下し、室温２３℃にて５時間後、ＤＮＰＨシリカカートリッジを接続し、ミニポンプにより流速１Ｌ／ｍｉｎで２０分間吸気、ホルムアルデヒドとＤＮＰＨを反応させてヒドラジン誘導体として補足しＨＰＬＣにより分析した。
【００２３】
＜２．結果＞
図２は、実施例および比較例について、ホルムアルデヒド吸着性能を示すグラフであり、吸着剤製造過程における熱処理温度によるホルムアルデヒド吸着量を示す。図示されるように、試験した加熱温度１００〜４００℃の全ポイントに亘り、貝殻をそのまま用いるよりも本発明の複合材料とすることによって、ホルムアルデヒド吸着量が高い結果であった。すなわち本発明により、ＶＯＣ吸着能力を大きく高められることが明らかとなった。
【００２４】
また、加熱温度１００〜３５０℃の範囲では、実施例は比較例と比べて、概ね２〜４倍ものホルムアルデヒド吸着能力を示した。また、同範囲においては、実施例は６０μｇ／ｇを凌ぐホルムアルデヒド吸着量を示し、従来の代表的な気体吸着性材料である活性炭（約６０μｇ／ｇ）と少なくとも同等の吸着能力、さらにいえば同温度範囲内のほとんどの範囲において活性炭を大きく超える吸着能力を有するものであった（活性炭のホルムアルデヒド吸着能について、株式会社イオリナホームページ（http://www.moon.sphere.ne.jp/iorina/chart02.htm）  参照）。
【００２５】
とりわけ、加熱温度１５０℃、１７５℃、２００℃および３００℃では、１００μｇ／ｇもの優れた吸着性能を示し、これは、一般的な活性炭の吸着能力を大きく凌ぐものであった。殊に１５０℃および２００℃では約１５０μｇ／ｇもの極めて優れた性能を示した。以上の結果から、特に加熱温度１２０〜３３０℃、あるいは１２０〜２２０℃の範囲において熱処理することで、ＶＯＣ吸着能力がより高まることが示された。また、概ね１５０〜２００℃の範囲において熱処理することは、本発明による吸着剤において、ＶＯＣ吸着能力を最高に発揮できる可能性のあることが認められた。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、ホタテガイ貝殻を始めとした貝殻とタンパク質を複合化、熱処理することでそのＶＯＣ吸着能力を著しく向上させるものであり、貝殻を用いて付加価値の高い製品を新たに提供することができ、大量に発生する産業廃棄物である貝殻の処理技術として極めて有効である。したがって、産業上利用価値が高い発明である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の気体吸着性材料製造方法の構成を示すフロー図である。
【図２】実施例および比較例について、ホルムアルデヒド吸着性能を示すグラフであり、吸着剤製造過程における熱処理温度によるホルムアルデヒド吸着量を示す。
【符号の説明】
【００２８】
１…Ｃａ高含有生体材料
２…タンパク質
３…水
４…タンパク質添着Ｃａ材料
５…気体吸着性材料
Ｐ１…Ｃａ高含有生体材料にタンパク質を添加して加熱する過程
Ｐ２…加熱処理する過程
Ｐ３…加熱処理物を粉砕処理する過程
【図１】
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【図２】
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