(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミン系の悪臭原因物質を吸着する脱臭剤であって、平均細孔径が１ｎｍ以上５ｎｍ未満であり比表面積が５００ｍ2 ／ｇを超え８００ｍ2 ／ｇ以下、細孔容積が０．１ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満で、かつ平均粒子径が１μｍ以上１０μｍ未満のシリカゲルよりなる担体と、該担体に担持された硝酸銅及び／又は硫酸銅と、からなることを特徴とする脱臭剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてトリメチルアミンのようなアミン系の悪臭原因物質を微量含有する空気から、その悪臭原因物質を効果的に吸着・除去できる脱臭剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
人の生活環境の中には、トイレや冷蔵庫など悪臭を発生する場所が種々存在する。この悪臭は、アンモニアやアミンなどの含窒素化合物、硫化水素、チオールなどの悪臭原因物質が空気中に微量含まれ、それが臭覚を刺激することによって知覚されるものである。そこで従来より、空気中の悪臭原因物質を吸着して除去し、悪臭のしない空気とする脱臭剤が用いられている。
【０００３】
このような脱臭剤としては、活性炭が広く用いられている。活性炭は多孔質で比表面積が大きい。したがって悪臭原因物質は活性炭表面に吸着され、これにより空気中から除去されることで悪臭が消失する。
しかし活性炭には、吸着する悪臭原因物質の種類の選択性があり、含窒素化合物などの悪臭原因物質を吸着することが困難である。そこで特開平２−１８０６３３号、特公平１−４２７４４号などの公報には、活性炭に種々の添着剤を添着して脱臭性能をより高めることが提案されている。
【０００４】
また、特開平７−１８５３２４号公報には、活性炭の代わりに平均細孔径が５〜５０ｎｍ、細孔容積が０．５〜２．０ｍｌ／ｇで且つ平均粒子径が０．０１〜２ｍｍのシリカゲルを用い、このシリカゲルに水溶性金属塩を吸収させた脱臭剤が開示されている。この脱臭剤は、脱臭の速効性及び持続性に優れるという特徴を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが添着剤を添着した活性炭であっても、特に低濃度の悪臭原因物質が存在する現実の使用環境の下では、吸着性能が十分に発揮できないという不具合がある。
またシリカゲルに水溶性金属塩を吸収させた脱臭剤においては、トリメチルアミンなどのアミン系の悪臭原因物質が特に微量存在するような環境下では、脱臭の即効性及び持続性が低いという不具合がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、特にトリメチルアミンなどのアミン系の悪臭原因物質を効果的に吸着できる脱臭剤を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１に記載の脱臭剤の特徴は、アミン系の悪臭原因物質を吸着する脱臭剤であって、平均細孔径が１ｎｍ以上５ｎｍ未満であり比表面積が５００ｍ2 ／ｇを超え８００ｍ2 ／ｇ以下、細孔容積が０．１ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満で、かつ平均粒子径が１μｍ以上１０μｍ未満のシリカゲルよりなる担体と、担体に担持された硝酸銅及び／又は硫酸銅と、からなることにある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
従来の脱臭剤によるトリメチルアミンなどの悪臭原因物質の吸着が困難であった理由としては、トリメチルアミンなどは分子構造的に嵩高く脱臭剤の細孔内に入りにくいことが考えられる。
そこで本発明の脱臭剤は、高比表面積のシリカゲル担体に遷移金属塩が担持されている。本発明に用いられるシリカゲル担体は比表面積が５００〜８００ｍ2 ／ｇときわめて高いので、その細孔に悪臭原因物質が吸着されやすい。
【０００９】
また遷移元素はルイス酸としての性能が著しいため、不対電子をもつルイス塩基と錯体を形成する。すなわち、アミン類やアンモニアなど不対電子を有する窒素原子をもつ悪臭原因物質が効率よく吸着される。したがって、嵩高いトリメチルアミンなどの悪臭原因物質が低濃度で含まれる大気中から、その悪臭原因物質を選択的に吸着することができる。
【００１０】
シリカゲル担体としては、５００ｍ2 ／ｇを超え８００ｍ2 ／ｇ以下の比表面積をもつものが用いられる。シリカゲル担体の比表面積が５００ｍ2 ／ｇ以下であると、理由は不明であるが、トリメチルアミンなどの悪臭原因物質の吸着量が低下する。また比表面積が８００ｍ2 ／ｇを超えると、微細化して取り扱いが困難となり、細孔径も極小化するためトリメチルアミンのような嵩高く分子径の大きな悪臭原因物質の吸着が困難となる。
【００１１】
請求項１に記載の本発明の脱臭剤において、シリカゲル担体は、平均細孔径が１ｎｍ以上５ｎｍ未満、細孔容積が０．１ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満で、かつ平均粒子径が１μｍ以上１０μｍ未満のものが望ましい。平均細孔径、細孔容積及び平均粒子径の一つでもこの範囲から外れると、脱臭性能が低下する傾向にある。
【００１２】
遷移元素としては、元素周期表の３Ａ〜７Ａ，８及び１Ｂ族のいずれも用いられるが、第４周期の元素が好ましく、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）などが推奨され、中でも銅（Ｃｕ）が特に望ましい元素であり遷移金属塩としては硝酸銅、硫酸銅が例示される。
【００１３】
シリカゲル担体に担持される遷移金属塩は、一種でもよいし複数種を用いることもできる。そしてその担持量は、シリカゲル担体１００重量部に対して０．１〜６０重量部の範囲が望ましい。担持量が０．１重量部未満であるとトリメチルアミンなどの悪臭原因物質の吸着が困難となり、担持量が６０重量部を超えるとシリカゲル担体の細孔が減少して担体本来の吸着能が低下する。
【００１４】
本発明の脱臭剤を製造するには、例えば、遷移金属塩を含む溶液をシリカゲルに接触させ、溶媒を蒸発・乾固することで製造することができる。また遷移金属塩を含む溶液をシリカゲルに接触させるには、溶液中にシリカゲルを分散する方法、シリカゲルに溶液を含浸させる方法、あるいはシリカゲルと溶液を同時に噴霧混合する方法などがある。
【００１５】
また本発明の脱臭剤は、粉末状あるいは顆粒状としてそのまま用いてもよいし、フィルタなどに付着させて用いてもよく、使用形態は特に限定されない。
【００１６】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。
（実施例１）
本実施例の脱臭剤は、図１に示すように、シリカゲルよりなる担体１と、担体１に担持された硝酸銅（II）２とから構成された粉末形状をなしている。
【００１７】
担体１は、比表面積が５９０ｍ2 ／ｇ、平均細孔径が４ｎｍ、細孔容積が０．６ｍｌ／ｇ、平均粒子径が３００μｍであり、硝酸銅（II）２は担体１の１００重量部当たり５重量部担持されている。この脱臭剤は以下のようにして製造された。
先ずビーカに水１００ｍｌを取り、硝酸銅（II）三水和物１．２８ｇ（無水の硝酸銅として１ｇ）を加え、ホットスターラーで攪拌して溶解させた。この水溶液に、比表面積が５９０ｍ2 ／ｇ、平均細孔径が４ｎｍ、細孔容積が０．６ｍｌ／ｇ、平均粒子径が３００μｍのシリカゲル（「フジ・シリカゲルＡＢ型」富士シリシア化学（株）製）を２０ｇ添加し、ホットスターラー上で加熱攪拌しながら水分を蒸発させた。水分がほぼ蒸発したところで、ビーカごと１１０℃の乾燥機に移し、一晩乾燥させて脱臭剤を得た。
【００１８】
（実施例２）
シリカゲル担体として、比表面積が６５０ｍ2 ／ｇ、平均細孔径が２．２ｎｍ、細孔容積が０．３６ｍｌ／ｇ、平均粒子径が４０μｍのもの（「フジ・シリカゲルＡ型」富士シリシア化学（株）製）を用いたこと以外は実施例１と同様である。
【００１９】
（実施例３）
シリカゲル担体として、比表面積が７２０ｍ2 ／ｇ、平均細孔径が２．２ｎｍ、細孔容積が０．４ｍｌ／ｇ、平均粒子径が３０μｍのもの（「フジ・シリカゲルＲＤ型」富士シリシア化学（株）製）を用いたこと以外は実施例１と同様である。
【００２０】
（実施例４）
シリカゲル担体として、比表面積が７００ｍ2 ／ｇ、平均細孔径が２．５ｎｍ、細孔容積が０．４４ｍｌ／ｇ、平均粒子径が３．０μｍのもの（「サイリシア７３０」富士シリシア化学（株）製）を用いたこと以外は実施例１と同様である。
【００２１】
（比較例）
シリカゲル担体として、比表面積が１００ｍ2 ／ｇ、平均細孔径が３０ｎｍ、細孔容積が１．１ｍｌ／ｇ、平均粒子径が４０μｍのもの（「ＭＢ−３００」富士シリシア化学（株）製）を用いたこと以外は実施例１と同様である。
（試験・評価）
上記の脱臭剤をそれぞれ所定量秤量し、それぞれガス非透過性の試料袋３に入れる。この試料袋３を図２に示す吸着試験装置にそれぞれ取付け、試料袋３内にトリメチルアミンを含む空気を導入する。
【００２２】
ここで吸着試験装置は、空気入り口側にコック４０をもつポンプ４と、ポンプ４の出口側に接続された流量計５と、流量計５から延びるパイプ６とから構成され、パイプ６の先端が試料袋３に挿入される。またパイプ６には投入口６０が設けられ、投入口６０近傍のパイプ６周囲にはヒータ６１が設けられている。
濃度３０％のトリメチルアミン水溶液を用意し、マイクロシリンジを用いて所定量を投入口６０からパイプ６内に注入した。そしてコック４０を開いてポンプ４から空気を所定流量で吸引するとともに、ヒータ６１により加熱してトリメチルアミンを気化させ、トリメチルアミンを含む空気５リットルを試料袋３内に導入した。このとき、トリメチルアミン水溶液の注入量を適宜変更し、実施例及び比較例の脱臭剤を含む試料袋３それぞれについて、トリメチルアミン濃度の異なる空気を含む５種類の試料袋３を調製した。
【００２３】
それぞれの脱臭剤と、種々の濃度でトリメチルアミンを含む空気が入れられた試料袋３は、それぞれ２５℃に維持された恒温恒湿室内にて２４時間静置され、静置前後の試料袋３内の空気をガスクロマトグラフにて分析した。ガスクロマトグラフの条件を表１に示す。
【００２４】
【表１】
0004011153.tif 000002
そして静置前のトリメチルアミンの初期濃度（Ｃb ）と、２４時間静置後の平衡濃度（Ｃs ）を求め、数１式により脱臭剤に吸着したトリメチルアミンの吸着量（ｑ）をそれぞれ求めた。
【００２５】
【数１】
0004011153.tif 000003
ただし
ｑ  ：吸着量（ｍｇ）
Ｍｗ：トリメチルアミンの分子量
Ｖ  ：試料袋の容量（ｍｌ）
Ｃb ：初期濃度（ｐｐｍ）
Ｃs ：平衡濃度（ｐｐｍ）
ｔ  ：試験温度（℃）
なお、試料袋３自体にもトリメチルアミンがある程度吸着するので、脱臭剤を入れずに試料袋３のみを用いて同様に測定し、上記吸着量（ｑ）からその分を差し引いて補正吸着量を求めた。この補正吸着量は試料袋３に入れられている脱臭剤全体に吸着された量であるので、脱臭剤１ｇ当たりの単位吸着量（ｍｇ／ｇ）を算出した。結果を表２に示す。また平衡濃度と単位吸着量との関係を図２に示す。
【００２６】
【表２】
0004011153.tif 000004
【００２７】
図２より、各実施例の脱臭剤は比較例に比べて、平衡濃度１０ｐｐｍで約２〜７倍のトリエチルアミン吸着容量を有することがわかる。すなわち各実施例の脱臭剤は、低濃度域においてもトリメチルアミンの吸着性に優れていることが明らかである。
また実施例３と実施例４とを比較すると、実施例４の脱臭剤の方がトリメチルアミンの吸着性に優れていることがわかる。つまり、比表面積が同じであっても、平均細孔径が１ｎｍ以上５ｎｍ未満、細孔容積が０．１ｍｌ／ｇ以上０．５ｍｌ／ｇ未満で、かつ平均粒子径が１μｍ以上１０μｍ未満のシリカゲル担体を用いた実施例４の脱臭剤が実施例３の脱臭剤より高い吸着性を示すことが明らかである。
【００２８】
【発明の効果】
すなわち本発明の脱臭剤によれば、トリメチルアミンなどの嵩高い悪臭原因物質を低濃度で含む空気から、悪臭原因物質を効率よく吸着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の脱臭剤の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例で用いた吸着試験装置の構成を示す説明図である。
【図３】実施例及び比較例の脱臭剤の評価試験における平衡濃度と単位吸着量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１：シリカゲル        ２：硝酸銅（II）
【図１】
0004011153.tif 000005
【図２】
0004011153.tif 000006
【図３】
0004011153.tif 000007