図面 (/)

技術 オゾン分解剤

出願人 株式会社ADEKA
発明者 白川洋一古川孝
出願日 1997年4月4日 (23年9ヶ月経過) 出願番号 1997-102746
公開日 1998年10月20日 (22年2ヶ月経過) 公開番号 1998-277388
状態 未査定
技術分野 廃ガス処理 触媒による排ガス処理 触媒 触媒
主要キーワード 製造中間品 岩石類 化学処理物 オゾン分解性 発泡ウレタンシート オゾン濃度変化 遠心ろ過機 ポリエステル油
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年10月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (0)

図面はありません

課題

殺菌、脱臭、脱色、有機物分解等に使用された余剰のオゾン、あるいはOA機器空気清浄機から排出されたオゾンの捕捉分解に有効なオゾン分解剤を提供すること

解決手段

油分を含有する白土不活性雰囲気下で加熱して白土中の油分の一部を乾留させるとともに炭化させて表面に炭化層を形成させた白土からなるオゾン分解剤。

概要

背景

概要

殺菌、脱臭、脱色、有機物分解等に使用された余剰のオゾン、あるいはOA機器空気清浄機から排出されたオゾンの捕捉分解に有効なオゾン分解剤を提供すること

油分を含有する白土不活性雰囲気下で加熱して白土中の油分の一部を乾留させるとともに炭化させて表面に炭化層を形成させた白土からなるオゾン分解剤。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

表面に炭化層の形成された白土からなるオゾン分解剤

請求項2

炭化層が、油分を含有する白土を不活性雰囲気下で加熱して白土中の油分の一部を乾留させるとともに炭化させて形成されたこと特徴とする請求項1記載のオゾン分解剤。

請求項3

炭素含有量が5〜30重量%であることを特徴とする請求項1または2記載のオゾン分解剤。

請求項4

全体として20〜200m2/gのBET比表面積と0.05〜0.3cc/gの細孔容積を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のオゾン分解剤。

技術分野

0001

本発明は、オゾン分解剤に関し、さらに詳しくは、表面に炭化層の形成された白土からなるオゾン分解剤に関するものである。

0002

オゾンは優れた酸化力を有しており、脱臭、殺菌、脱色、シアンその他の有機物の分解等の分野に広く利用されている。しかしながら、オゾンは毒性が強く、生体に対して肺臓障害作用、粘膜障害作用等を与え、また眼を刺激し、たとえ微量であっても長時間吸入すると有害である等の性質を有するので、未反応のオゾンが多量に大気中に放散されると種々の障害が生じるおそれがあり、新たな大気汚染を引き起こすおそれが多分にある。そのため、これらの処理に利用した余剰のオゾンは大気中に放出する前に分解しておく必要がある。また、複写機プリンターファックスマシン等のOA機器集塵機空気清浄器等では、コロナ放電を利用しており、その際にオゾンを発生するので同様にオゾンの分解処理が必要となっている。

0003

このため、未反応のオゾンやOA機器等から発生するオゾンを処理する必要があるが、このような場合のオゾンは一般に低濃度で放出されるため、これを捕集回収して利用する方法は経済的にメリットがなく、現実的にはオゾンを処理するためには、これを分解して無害酸素還元する方法がとられている。

0004

従来、オゾンの分解処理には、活性炭や活性炭を担体とした触媒が広く使用されており、例えば、特開昭49−123487号公報には、微粒状活性炭にシリカアルミナ質ゲルを配合し、これを混合、造粒、乾燥してなるオゾン分解剤が提案されており、特開昭50−40464号公報には、活性炭を担体としてこれにマンガン担持させたオゾン分解剤が提案されており、特開平3−242227号公報には、活性炭を50重量%以上、遷移金属酸化物を5乃至40重量%、セラミック粘土鉱物等の難燃性成分を5乃至15重量%含有するハニカム成形体オゾン除去に用いることが提案されており、特開平4−108542号公報には、活性炭を担体とし、これに酸化ニッケル活性種として担持させたオゾン分解剤が提案されている。

0005

このような活性炭を用いる触媒分解法は、活性炭の炭素がオゾンで酸化されて二酸化炭素を生じる化学反応を利用するものと言われているが、活性炭は非常に高価であり、よりコストの低いオゾン分解用触媒が望まれている。また、活性炭は条件によって発熱あるいは爆発の危険を有しており、オゾン分解剤中の含有量をある程度抑える必要があり、満足できる性能が得られないという問題もあり、その解決も望まれている。

0006

一方、白土は吸着能脱水能が高いので、そのまま又は活性化されて鉱油および油脂類の精製または脱色に用いられている。これらに使用された廃白土は15〜40重量%の油分を含んでいるため、再生、回収して資源として活用することが望まれており、例えば、特開昭53−132491号公報には、石油精製等に使用された廃白土を200℃乃至600℃の温度で2時間乃至6時間乾留することを特徴とする、排水等に含まれる重金属等の無機物や油質等の有機物の吸着補集剤製法が提案されており、特開平8−126839号公報には、油分を含有する廃白土を実質的に気密性を有する気密性を有する回転炉投入し、非酸化性雰囲気下で、焼成温度300乃至700℃及び滞留時間200分以下で油分を還流させて分離し、黒褐色の白土分を回収することを特徴とする廃白土の処理方法が提案されており、これらは脱水剤水処理剤、鉱油・油脂類の脱色精製剤脱臭剤などに利用されることが記載されている。このようにこれら廃白土の活用は経済的にも大変有利なものであり、その用途を拡大することが強く望まれていた。

0007

従って、本発明の目的は、従来の活性炭とは異なり、安価な炭素材料を用いた高性能オゾン分解触媒能を有し、発熱あるいは爆発等の危険性のない範囲において満足できる性能を有するオゾン分解剤を提供することである。

0008

本発明者等はかかる現状に鑑み、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、例えば、油脂などを処理した後の廃白土などのように油分を含有した白土を加熱処理して得られる表面に炭化層の形成された白土が、発熱あるいは爆発等の危険性がなく優れたオゾン分解性能を発揮することを見出し本発明の到達した。

0009

すなわち、本発明は、表面に炭化層の形成された白土からなるオゾン分解剤を提供するものである。

0010

以下、本発明のオゾン分解剤について詳細に説明する。

0011

本発明において、白土の表面に炭化層を形成させる方法としては限定するものではないが、油分を含有する白土(以下、単に「廃白土」と略す。)を、不活性雰囲気下で加熱して廃白土中の油分の一部を乾留させるとともに炭化させることにより容易になし得る。

0012

ここで不活性雰囲気下とは、窒素などの不活性ガスにより完全に酸素が遮蔽されている必要はなく、酸素が含まれていても、廃白土中の油分を実質的に燃焼(酸化)させない雰囲気であればよい。

0013

ここで使用される油分を含有する白土としては、未使用の白土に油分を添加したものであってもよいが、脱脂あるいは精製用白土を油脂類、鉱物油あるいは合成油の脱色あるいは精製に用い、この工程で分離する廃白土を使用することができる。これらには、油分を包蔵しており、これらを廃棄することは環境汚染の点からも好ましくなく、その有効利用が熱望されていたものである。

0014

即ち、脱色あるいは精製すべき油脂、鉱物油あるいは合成油に、酸性白土のごときモンモリロナイト族粘土鉱物や、これらの粘土鉱物を酸処理または/およびアルカリ処理して得られる活性白土を、粉末の状態で脱色剤あるいは精製剤として添加し、両者を均一に攪拌することにより、油脂、鉱物油あるいは合成油中に含有される着色成分や不純物成分を白土中に吸着させる。脱脂あるいは精製処理後分離される白土中には白土の吸油量に相当する量の油分が保持されている。

0015

油脂、鉱物油あるいは合成油の脱色処理は、それ自体公知の条件であり、例えば、油脂、鉱物油あるいは合成油当たり、0.1〜5重量%の白土類を脱色あるいは精製剤として添加し、90〜150℃の温度で5〜30分間、両者の組成物を攪拌することにより、脱色あるいは精製処理を完了することができる。

0016

脱色あるいは精製処理を終えた混合物は、これを任意のろ過機、例えば、フィルタプレスベルトフィルターオルバフィルター、アメリカフィルター遠心ろ過機等の減圧あるいは加圧式ろ過機を供給して、精製油脂、鉱物油あるいは合成油と使用済の脱色あるいは精製剤であるいわゆる廃白土が得られる。この廃白土には、精製する原料油の種類にもよるが、白土粒子に保持されて分離不能な油分を、一般に25〜35重量%含有している。

0017

脱色剤あるいは精製剤として用いる白土類は、酸性白土のようなモンモリロナイト族粘土鉱物およびその化学処理物である。

0018

酸性白土のようなモンモリロナイト族粘土鉱物は、二つのSiO4 の四面体層がAlO6八面体層を間に挟んでサンドイッチされた三層構造基本単位としており、この基本単位の三層構造がさらにC軸方向に多数積層されて層状結晶構造を構成しているアルミノケイ酸塩である。この層状結晶構造は、モンモリロナイト族粘土鉱物類に共通している。

0019

モンモリロナイトの内でも本邦において広く産出する酸性白土は、風化によりモンモリロナイトの基本単位である三層構造中のAlO6八面体層のAl原子の一部がマグネシウムカルシウム等のアルカリ土類金属置換され、その原子価を補うように水素イオンが結合している。従って、酸性白土を食塩水溶液中に懸濁させてそのpHを測定すると、前記水素イオンがナトリウムイオンで置換され、酸性を示す。一方ベントナイト交換性陽イオンが大部分ナトリウムであるため、pHも中性から微アルカリ性を示し、水膨潤性も大きいのに対して、酸性白土ではナトリウムイオンがアルカリ土類金属で置換され、アルカリ金属成分が少なく、しかも水膨潤性も低下しており、またケイ酸分の含有量も高いため、吸着性の点で極めて有利である。かくして、モンモリロナイトとしては、本邦で産出する任意の酸性白土が広く使用されており、また、いわゆるサブベントナイトと呼ばれるモンモリロナイト族粘土鉱物も使用されている。

0020

下記表−1に酸性白土(100℃乾燥品)の一般的化学組成の一例を示す。

0021

0022

酸性白土を用いるに際して、その中に含有される岩石類クリストバライト石英長石等は、比重差を利用した分離方法(水や風篩等の分級手段)で容易に分離することができる。また、この中で結晶性ケイ酸のクリストバライトはアルカリと容易に反応してケイ酸アルカリ転化できるので、この方法でも除去することができる。これらの方法によって、層状結晶構造物の純度を向上させることができる。

0023

一方、酸性白土の酸処理物は、一般に油脂類等の精製剤である活性白土として知られている。この酸処理物は、酸性白土を硫酸塩酸等の鉱酸溶液で処理して、含有する塩基性成分の一部を溶出せしめ、洗浄することによって容易に調製される。この酸処理によって、本来酸性白土が持っていた層状結晶構造の一部は破壊されるが、ケイ酸の含有量は増加し、このことによって、比表面積は増大し、吸着能等の物性は向上する。酸性白土の酸処理物、一般に市販されている活性白土ならびにその製造中間品を用いて得られる廃白土は、優れた特性を有するオゾン分解剤となる。

0024

この酸処理物の化学組成は、原料酸性白土の種類や酸処理条件等によっても相違するが、下記表−2に一般的化学組成の一例を示す。

0025

0026

またここで廃白土中に各種粘土ゼオライトなどが一部混入しているものでも使用することができる。

0027

脱色あるいは精製すべき油類は、油脂類および鉱物油の天然油あるいは合成油である。原料の油脂は、天然動植物界に広く存在し、脂肪酸グリセリンとのエステルを主成分とするものであり、例えば、サフラワー油大豆油菜種油パーム油パーム核油綿実油ヤシ油米糠油ゴマ油ヒマシ油亜麻仁油オリーブ油桐油椿油落花生油カポック油カカオ油、木蝋ヒマワリ油コーン油などの植物性油脂イワシ油ニシン油、イカ油、サンマ油などの魚油肝油鯨油牛脂牛酪油馬油豚脂羊脂などの動物性油脂など、あるいはこれらの組み合わせが挙げられる。

0028

また、鉱物油としては天然に存在する炭化水素を主成分とするものであり、また、合成油としてはポリエステル油ポリエーテル油などを主成分とするものであり、これらは、各種潤滑油、例えば、スピンドル油冷凍機油ダイナモ油タービン油マシン油内燃機関潤滑油、ガソリンエンジン潤滑油、ディーゼルエンジン潤滑油シリンダー油マリンエンジン油ギヤー油切削油絶縁油自動変速機油圧縮機油油圧作動油圧延油などに使用される。

0029

本発明のオゾン分解剤として使用される表面に炭化層の形成された白土の製造方法をより具体的に例示すると、廃白土を回転炉内で300〜700℃、好ましくは400〜600℃で処理し、廃白土内の油分を乾留または分解するものであるが、廃白土を、混合分散循環流域とピストン流域とを供えかつ実質上機密性を有する回転炉に投入して処理を行なうものである。

0030

即ち、廃白土を上記の回転炉内に投入すると、前記混合物分散循環流域では循環される廃白土処理物粉体とまぶされ、粒状または小塊状に分散解砕されると共に、高温粉粒体を通して均一に加熱される。このため、廃白土が回転炉の器壁に付着するのが防止されると共に、粉粒体との複合体の形で流動性に優れたものとなる。更に、廃白土が塊の形で供給されても、粉粒体中に埋め込まれた形で、攪拌を受けることにより、分散解砕され、廃白土はより流動性に優れたものとなる。また、廃白土は、周囲に存在する粉粒体を介して熱伝導による加熱を受け、廃白土中の油分の一部乾留と、残りの一部の炭化とがきわめて高率よく進行する。

0031

さらに具体的に記載すると、廃白土を、混合分散循環流域とピストン流域とを供え、かつ、実質上機密性を有する回転炉に投入し、回転炉内の温度300〜700℃に維持し、前記混合分散循環流域においては、塊状物を含む粉末および/またはペースト状の廃白土を高温の循環された粉粒層中に投入することにより、該廃白土を粉粒体でまぶされた粒状または小塊状に分散解砕させると共に加熱されて、廃白土中の油分の一部を乾留させると共に残りの一部を炭化させ、油分の少なくとも一部が乾留されかつ粉粒化された廃白土処理物の一部を前記混合分散循環流域に循環すると共に、残りの一部をピストン流域に払出し、前記熱処理続行することにより廃白土処理物、すなわちオゾン分解剤が得られる。

0032

本発明のオゾン分解剤として使用される再生白土は、乾燥基準炭素含有量が5〜30重量%のものが好ましく、5重量%未満の場合にはオゾン分解性に十分な効果が発揮されないおそれがあり、30重量%よりも多い場合には、使用時に発熱あるいは燃焼などの危険性を生じるおそれがあるため好ましくない。なお、再生白土の表面に炭化層が形成されていることは、目視で容易に分かる。

0033

また、ここで廃白土とともに炭化可能な有機物を追加で投入して炭素含有量を増加させることも可能である。炭化可能な物質としては、例えば、木材、おがくず樹皮等)、木材乾留物木炭籾殻果実殻椰子殻廃タイヤ廃ゴム粉砕物リグニンパルプ廃液サツマイモ搾りかす、廃糖蜜泥炭亜炭ピッチ石油カーボン汚泥濃縮物、コーヒー豆の搾りかす、使用済みのお茶葉製紙スラッジ等が挙げられる。

0034

本発明のオゾン分解剤として使用される再生白土は、BET比表面積が20〜200m2/g、細孔容積が0.05〜0.3cc/gであることが好ましく、この範囲のものは、オゾン分解剤としてより効果的である。

0035

本発明のオゾン分解剤は、オゾンフィルター等に担持させた形で、OA機器あるいは空気清浄機等のオゾン捕集用フィルターとして用いることもできる。即ち、粒度微細なもの、例えば、粒径0.1〜1mmのものをバインダーを含有する液体媒体に分散させ、このスラリーを、連続気孔発泡ウレタンシート、各種繊維の織布あるいは不織布等からなるフィルターに塗布して、オゾン分解剤担持フィルターとする。バインダーとしては、例えば、ポリビニルアルコールアルギン酸ソーダセルロース誘導体スチレンブタジエンゴムラテックス等が使用され、このバインダーは一般にオゾン分解剤100重量部当たり1〜10重量部の量で用いることが好ましい。フィルターに担持させるオゾン分解剤は、粒状物であることが好ましいが、もちろん粉体の形のスラリーとして、フィルターに担持させることもできる。

0036

本発明のオゾン分解剤は、殺菌、脱臭、脱色、有機物分解等に使用された余剰オゾンの分解に有効であり、この目的に、本発明のオゾン分解剤を充填した充填塔に余剰のオゾン含有ガスを通すことにより処理を行なう。本発明のオゾン分解剤は有臭成分に対する脱臭作用にも優れているので、余剰のオゾン含有ガスが有臭成分を含有している場合には、脱臭も同時に行なわれるという利点もある。また、本発明のオゾン分解剤は、OA機器や空気清浄機から排出されるオゾンの捕捉分解にも有用である。

0037

次に実施例によって本発明を説明するが、本発明は下記の実施例によって制限を受けるものではない。

0038

(製造例)各種油脂の脱色精製工程から発生した廃白土20kgを内容量60Lの回転炉に、窒素気流下、温度400〜600℃に保ち、回転数3rpm、投入速度20kg/Hrで炉内滞留時間180分にて乾留を行なった。

0039

得られた再生白土の組成(重量%)、細孔容積(cc/g)、BET比表面積(m2/g)および見掛比重を表−1に示した。なお目視により、表面に炭化層が形成されていることが確認できた。

0040

なお、試験方法は以下の通りである。
(1)化学組成分析:シリカ、アルミナはJIS M−8855に準拠して測定した。カーボン量は、試料を110℃で3時間乾燥し、その後1000℃で1時間焼成を行い、その重量差をカーボン量とした。
(2)BET比表面積(m2/g):自動窒素吸着装置を用い、BET式で算出した。
(3)細孔容積(cc/g):自動窒素吸着装置を用い、10-2mmHg以下、250℃で2時間脱気後、液体窒素温度下、窒素圧力735mmHgでの窒素吸着量から標準状態の窒素吸着量(V0)を求め、下記式から細孔容積を算出した。
細孔容積(V)=V0×1.555×10-3
(4)見掛比重:試料5gを採取し、50ccのメスシリンダーに入れて1分間振動させて測定した。

0041

0042

(実施例1)20Lのポリエステルバックオゾンガス封入し、検知管オゾン濃度変化を測定した。試料0.5gを栓付アンプルに入れて予めポリエステル製バックに入れておき、濃度測定後に開栓して経時変化を測定した。

0043

その結果を表−2に示した。

0044

0045

実施例から明らかなように、油分を含有してなる白土(廃白土)を特定の熱処理を施して得られる本発明のオゾン分解剤である再生白土は、単純に白土と活性炭をブレンドして得られるものよりも著しくオゾン分解性に優れている。

発明の効果

0046

本発明により提供されるオゾン分解剤は、殺菌、脱臭、脱色、有機物分解等に使用された余剰のオゾン、あるいはOA機器、空気清浄機から排出されたオゾンの捕捉分解に有効である。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ