(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体の多孔質担体に、疎水性脱臭成分を添着するに当たり、該疎水性脱臭成分及び界面活性剤を水に加え疎水性脱臭成分を乳化分散してなるエマルジョン水溶液を形成し、次いで該エマルジョン水溶液と多孔質担体とを、多孔質担体１容量部に対し、エマルジョン水溶液を０．１５容量部以上、０．３５容量部以下の浴比で均一混合した後に乾燥することを特徴とする多孔質脱臭材の製造方法。
【請求項２】
前記疎水性脱臭成分をアニリンとしたことを特徴とする請求項１に記載の多孔質脱臭材の製造方法。
【請求項３】
前記界面活性剤をノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多孔質脱臭材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、臭気物質を効果的に吸着除去するため、活性炭、ゼオライトなどの多孔質担体に種々の脱臭成分を添着する技術、特に疎水性が高い脱臭成分に適用して好適な添着技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、様々な臭気物質を吸着除去するため、様々な多孔質担体が利用されており、中でも比較的特異性の低い活性炭が広く用いられている。しかし、幾つかの臭気物質に関し、活性炭が持つ物理的な吸着作用のみでは不十分であり、特に低濃度の臭気物質であっても吸着除去可能とするため、活性炭に化学的な脱臭成分を添着した、所謂、添着炭に関わる技術が種々提案されている。
【０００３】
その一例として、特開昭５６−５３７４４号公報（以下、文献１）では、活性炭単体で吸着除去効果に乏しい臭気物質としてホルムアルデヒド、アセトアルデヒドといった脂肪族アルデヒドを挙げ、脱臭成分としてアニリンを添着する技術について開示されている。この公報には、活性炭へのアニリン添着技術として、
（方法１）活性炭をアニリン水溶液中に浸漬後、濾別・乾燥する（水浸漬法）
（方法２）アニリンを含むキャリアーガスを活性炭に接触させる気相吸着法
（方法３）アニリンを活性炭に直接散布するふりかけ法
（方法４）アニリンと活性炭を密閉容器に入れて、１００℃で１〜２時間加熱する平衡化吸着法
が開示されている。
【０００４】
また、文献１と同様に脂肪族アルデヒドを除去対象とする添着炭として、特開平１−２８８３３６号公報（以下、文献２）にはトルイジン及び／又はフェニレンジアミン（何れもo-,m-,p-の異性体を含む）を脱臭成分とする技術が開示されている。この文献２で採用される添着方法は、文献１に開示される（方法１）〜（方法４）に加えて、例えばメタノール或いは水とメタノールとの混合溶媒に上記脱臭成分を溶解させた溶媒浸漬法が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の添着技術では、気体状若しくは液体状の脱臭成分を単体で活性炭と接触させる方法と、脱臭成分を含む溶液に活性炭を浸漬する方法とに大別される。このような添着炭の製造技術は、その他種々の多孔質担体に応用可能であるが、脱臭成分単体を、直接、接触添着させる方法は、アニリンのように脱臭成分自体が臭気を有する場合には生産設備に気密性を必要とすることから、安全性に配慮して生産コストが高くなってしまうという問題点がある。
【０００６】
また、脱臭成分を含む水溶液に活性炭を浸漬する方法の場合には、通常、２〜３時間に渡って活性炭を充分量の水溶液に浸漬し、脱臭成分が吸着平衡に達した後、脱臭物質が吸着した活性炭のみを濾別・乾燥する必要があり、添着炭の生産に長時間を要するという問題点が有った。さらに、アニリンやトルイジンのように、水に対して５mass％未満程度しか溶解しない疎水性の脱臭成分（アニリンの溶解度：２０℃の水１００ｍｌに対して３．４ｍｌ）の場合、充分な添着量を得るには浸漬乾燥を繰り返す必要がある。この点に対して、前述の文献２に開示されるように、メタノールなどの混合溶媒によって脱臭成分の溶解度を確保する手法も有効であるが、添着炭の乾燥設備等に防爆構造を必要とし、設備コストの低減を図ることが難しいという問題が有った。
【０００７】
この出願に係る発明者は、上述した従来の問題点、特に、簡易な製造設備で実施可能な浸漬法の利点を有し、しかも、脱臭成分を直接添着する技術と同様に添着に要する時間の短縮を図るべく鋭意検討した結果、本発明を完成したものである。従って、この発明の目的は、疎水性脱臭成分を活性炭に添着するに際して、簡易な設備で添着を達成し得る製造方法を実現し、安価で優れた多孔質脱臭材を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的の達成を図るため、本発明に係る多孔質脱臭材の製造方法によれば、粉粒体の多孔質担体に、疎水性脱臭成分を添着するに当たり、該疎水性脱臭成分及び界面活性剤を水に加え疎水性脱臭成分を乳化分散してなるエマルジョン水溶液を形成し、次いで該エマルジョン水溶液と多孔質担体とを、多孔質担体１容量部に対し、エマルジョン水溶液を０．１５容量部以上、０．３５容量部以下の浴比で均一混合した後に乾燥することを特徴としている。尚、本発明の「エマルジョン水溶液」とは、液状又は固体状の脱臭成分を界面活性剤の作用により分散・懸濁されたものを包括的に示すものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施形態について説明する。本発明の方法は、上述した構成を採用することによって、疎水性脱臭成分が乳化分散されたエマルジョン水溶液と多孔質担体とを均一に混合し、付着させるものである。このため、所望の添着量を達成する上で、高濃度の脱臭成分を含む少量のエマルジョン水溶液によって添着を行うことが可能となる。従って、多孔質担体に対するエマルジョン水溶液の浴比を小さく採ることができ、従来の浸漬法で必要であった濾別工程が実質的に不要となる。
【００１０】
また、文献２に開示されるようなアルコール等の両親媒性溶剤が不要であり、しかも、脱臭成分自体に臭気が有る場合でも当該成分はエマルジョン状態として抱え込まれていることから臭気低減を図ることができる。従って、設備に気密性や防爆構造を採用することなく、簡易な設備で優れた添着炭を安価に提供することができる。
【００１１】
本発明の方法で用いられる疎水性脱臭成分は、例えば常温で水に５mass％未満程度しか溶解しないものであれば、常温で固体状態にあっても用いることができ、特に限定されるものではないが、アニリン、トルイジン、フェニレンジアミン、アミノ安息香酸、アミノフェノール等を用いることができ、特に低級脂肪酸やアルデヒド類に対して脱臭性能が高いアニリンが好適である。
【００１２】
また、本発明で使用できる多孔質担体としては、前述の活性炭の他、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナ、或いはセピオライトなどの粘土鉱物からなる粉粒体を挙げることができる。
【００１３】
エマルジョン水溶液を構成する界面活性剤としては、脱臭成分が有する電荷に応じて種々に選択することが可能であるが、当該脱臭成分の電荷を阻害することが少ないノニオン性界面活性剤を採用するのが好ましい。また、上述したアニリンを疎水性脱臭成分に採用するに際しては、エマルジョン水溶液調製後の安定性を高めるために、ノニオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤とを併用するのが好適である。
【００１４】
さらに、多孔質担体とエマルジョン水溶液との均一混合に際して、多孔質担体１容量部に対し、エマルジョン水溶液は０．１５容量部から０．３５容量部の範囲内とする。この範囲よりもエマルジョン水溶液の浴比を小さく採ると脱臭成分の均一な添着を図ることが難しくなり、当該浴比を大きくした場合には濾別工程を省略することが難しくなる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。この実施例では、多孔質担体として活性炭、並びに疎水性脱臭成分としてアニリンを例示し、種々の条件でエマルジョン水溶液を調製・評価した結果について示す。尚、以下に説明する特定条件は、この発明の理解が容易となる程度に示したものであり、本発明はこれら特定条件にのみ限定されるものではなく、その目的の範囲内で任意好適な設計の変更及び変形を行い得る。
【００１６】
実施例１
実施例１として、市販のノニオン性界面活性剤と疎水性脱臭成分との比率を種々に変えてエマルジョン水溶液を調製・評価した結果を示す。始めに、水１０重量部に対してアニリン１重量部を加え、『エマルミン７０』（三洋化成工業株式会社製；商品名）の添加量を種々に変えてエマルジョン水溶液を調製し、調整後約２分以内での乳化状態を観察した。その結果、アニリンを、その溶解度の約３倍に相当する約９mass％程度分散させるに当たって、界面活性剤の添加量を０．２０重量部（約１．８mass％）添加することによって良好な乳化状態を得られた。この好適添加量の半分では界面活性剤添加前と同様にアニリンが油滴として沈降し、当該好適添加量の１．５倍に相当する界面活性剤を添加した場合でも油滴沈降が認められた。
【００１７】
実施例２
次いで、実施例２として、上記界面活性剤と同一の主鎖を持ち、エチレンオキサイドの付加モル数を種々に変えた一連のノニオン性界面活性剤で調製したエマルジョン水溶液の状態を実施例１と同様に観察評価した。エマルジョン水溶液の調製に当たっては、水１０重量部とアニリン１重量部とに対して、実施例１で求めた好適添加量０．２重量部に統一して各界面活性剤を添加した。その結果を表１に示す。尚、同表中に示す界面活性剤の名称は、何れも三洋化成工業株式会社の商品名である。
【００１８】
【表１】
0003772058.tif 000002
【００１９】
この表１に示す通り、エチレンオキサイドの付加モル数を種々に変えて試験した結果、実施例１で良好な結果を示したＨＬＢ(Hydrophilic Lipophilic Balance)が１０．８である『エマルミン７０』を中心として、より親水性の度合いが低いＨＬＢが１０．２の『エマルミン６０』、及び親水性の度合いが高いＨＬＢが１３．２の『エマルミン１１０』で良好な乳化状態が得られた。この結果から、脱臭成分をアニリンとした場合、主剤となる界面活性剤は１０．２から１３．２のＨＬＢ範囲が好ましいことが理解できる。
【００２０】
実施例３
この実施例３では、実施例１及び実施例２により得られた結果から、上記ノニオン性界面活性剤にアニオン性界面活性剤を併用して、約１時間放置後のエマルジョン水溶液の安定性を評価した。この評価では、上記２つの評価試験と同様に水１０重量部とアニリン１重量部に界面活性剤を添加するに当たって、これら２種類の界面活性剤の添加量の和を０．２重量部に固定し、これら界面活性剤同士の比を変えてエマルジョン水溶液を調製した。この際、ノニオン性界面活性剤は『エマルミン７０』を用いると共に、アニオン性界面活性剤として、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムを主成分とする『サンモリンＯＴ−７０』（三洋化成工業株式会社製；商品名）を用いた。その結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
まず、ノニオン性界面活性剤のみ適用した場合、エマルジョン調製直後の乳化状態は良好であったが、１時間放置後にはアニリンと思われる油滴のみが沈降した。また、ノニオン性界面活性剤：アニオン性界面活性剤の比率を４：１とした場合に最も安定なエマルジョン水溶液を調製することができた。さらにアニオン性界面活性剤の比率を増やしたところ、上記比率を３：２とした際には油滴が浮遊した状態となり、さらに２：３と逆転させた場合には乳化物自体が沈降する結果となった。
【００２３】
実施例１〜３の結果から、アニリンをエマルジョン水溶液として乳化調製する場合、ノニオン性並びにアニオン性界面活性剤を所定比率で併用することによって、添着工程として充分な時間に渡ってエマルジョン水溶液を安定化し得ることが明らかとなった。この知見に基づいて、活性炭１容量部に対して、上記好適条件で調製したエマルジョン水溶液０．３０容量部とを約３０分に渡って均一混合・乾燥することによって、約５mass％のアニリンを含む多孔質脱臭材を得た。これら添着工程ではアニリンの臭気が極めて低く、得られた添着炭によるアルデヒドに対する脱臭性能も良好であった。また、活性炭とエマルジョン水溶液との浴比を０．１５未満とした場合には、活性炭全体にエマルジョン水溶液が行き渡らず、添着が不均一となった。さらに、当該浴比を０．３５よりも大きくすると、混合後に過剰なエマルジョン水溶液が残り、濾別工程を必要とし、しかも廃液処理を必要とした。
【００２４】
【発明の効果】
上述した説明から明らかなように、本発明に係る多孔質脱臭材の製造方法によれば、粉粒体の多孔質担体に、疎水性脱臭成分を添着するに当たり、該疎水性脱臭成分及び界面活性剤を水に加え疎水性脱臭成分を乳化分散してなるエマルジョン水溶液を形成し、次いで該エマルジョン水溶液と多孔質担体とを、多孔質担体１容量部に対し、エマルジョン水溶液を０．１５容量部以上、０．３５容量部以下の浴比で均一混合した後に乾燥することを特徴としている。このため、添着工程での取扱が容易な水系エマルジョンとして疎水性脱臭成分を分散し、多孔質担体に比較的高濃度で添着させる。従って、多孔質担体に対して比較的少量のエマルジョン水溶液を混合することで所望の添着量を得ることができ、従来行われていた浸漬法のような濾別工程を必要とせず、簡易な設備で短時間のうちに、優れた多孔質脱臭材を効率的に生産することができる。