【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は消臭剤に関する。
近年悪臭の発生要素は年々複雑化してきたが、
これに対応する技術はきわめて不充分であるた
め、悪臭公害は好転する気配が感じられないのが
現状である。
従来の悪臭に対する消臭処理方法としては、活
性炭吸着法、触媒燃焼法、オゾンまたは薬剤によ
る酸化法、中和法、バクテリヤ分解法、酵素法等
が知られているが、いずれもそのランニングコス
トが高いとか、管理上困難性がある、持続性に乏
しい、消臭効率が比較的低いなどの多くの欠点を
もつている。
特にこれら公知の消臭処理法のうち、酸化作用
のある薬剤を用いて悪臭ガスを分解する方法は最
も効果的であるが、一般に薬剤として重クロム酸
カリウム、硫酸等を用いるので、取扱いに注意を
要するとか薬剤による2次汚染の危険があり、さ
らに反応温度が高い等の理由によつて、この処理
方法は一般的使途には好ましくないものである。
本発明者らは上述諸欠点がなくかつすぐれた効
果を示す消臭剤に関して研究した結果、酸化還元
能を有する金属錯体の金属フタロシアニンがすぐ
れた性能を有することを見出したが、更にこれに
種々の置換基を導入したり、無機物質や高分子物
質に結合させたりすることによつて、特にすぐれ
た性能を与えることを見出した。すなわち金属フ
タロシアニンは悪臭物質を分解して無臭物にする
際に、反応速度が大きくかつ分解率が高いこと、
常温で反応が進行すること、水系で反応できるこ
と、空気中の酸素を有効に使用できること、サイ
クル反応で触媒寿命が長いことなど消臭剤として
は極めて有利な性質を具備するが、更にこれに置
換基を導入したり、無機物質や高分子化合物にこ
れを化学結合したりすることによつて、触媒効率
が著しく上昇することが見出された。
以上のように本発明の消臭剤は、金属フタロシ
アニンに少くとも置換基を1ケ以上導入するか、
またはこれを無機物質や高分子物質に結合したも
のを少くとも1種以上用いたものであるが、金属
フタロシアニンの基本骨格は次のように示され
る。
ここにMは酸化還元能を有する金属イオンまた
は金属化合物イオンであり、Yは水素または置換
基を示す。
前記基本骨格中のMで示される金属イオンとな
る金属として、ナトリウム、カリウム、カルシウ
ム、バリウム、錫、クロム、鉄、コバルト、ニツ
ケル、マンガン、オスミウム、チタン、ベリリウ
ム、モリブデン、タングステンなどがあり、金属
化合物イオンとなる金属化合物としては上記金属
中の多価金属の水酸化物、ハロゲン化物などがあ
る。これらの金属または金属化合物のうち消臭効
果の点から考えて好ましくは金属が用いられ、中
でも特に好ましくはマンガン、コバルト、鉄が用
いられる。
本発明に用いられる置換基として、アルキル
基、置換アルキル基、ハロゲン基、ニトロ基、ア
ミノ基、アゾ基、チオシアネート基、カルボキシ
ル基、カルボニルクロリド基、カルボキシルアミ
ド基、ニトリル基、水酸基、アルコキシル基、フ
エノキシル基、スルホン酸基、スルホニルクロリ
ド基、スルホンアミド基、チオール基、クロロメ
チル基、アルキルケイ素基、ビニル基等のほか、
カルボキシル基やスルホン酸基のアルカリ塩など
があり、これらのうちの1種または2種以上が用
いられるが、なかでも好ましくはカルボキシル基
やスルホン酸基またはこれらのアルカリ塩類、ア
ミノ基、ハロゲン基、水酸基などが用いられ、特
に好ましくはカルボキシル基、スルホン基または
これらのアルカリ塩類及びアミノ基が用いられ、
最も好ましくは、カルボキシル基又はその塩又は
アミノ基が用いられる。また化学結合させる無機
物質、又は高分子化合物としては、シリカゲルや
ガラス繊維などの無機物質、セルロース、でんぷ
ん、ゼラチン、カゼイン、グアガムなどの天然高
分子及びその誘導体、ポリビニルアルコール、ポ
リアクリル酸またはポリメタクリル酸およびこれ
らの金属塩またはアルキルエステル、ポリアクリ
ルまたはポリメタクリルアミド、ポリモノまたは
ジアルキルアミノアクリレートまたはメタクリレ
ート、ポリヒドロキシアルキルアクリレートまた
はメタクリレート、ポリビニルピロリドン、ポリ
エチレンオキサイド、ポリビニルスルホン酸また
はこらの金属塩、ポリビニルエステル、ポリスチ
レン、ポリビニルアセタール、ポリエステル、ポ
リアミド、アミノ樹脂、アルキツド樹脂など及び
これらの共重合物からなる合成高分子物質があ
り、これらはフタロシアニンが有する置換基と反
応して結合するものが選ばれるが、好ましくは、
ポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリアク
リル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポ
リビニルアミンが、特に好ましくはポリスチレ
ン、ポリビニルアルコールが用いられる。
本発明における消臭剤の使用方法は、特に制限
されるものではないが、少くとも1ケ以上の置換
基を有するかまたはこれ等を無機物質や高分子物
化合物に化学結合した金属フタロシアニンを、水
か有機液体中に溶解または分散させて用いるか、
或いは活性炭、おがくず、ゼオライトなど吸着能
を有する固体に吸着させたり、軽石、発泡コンク
リート、各種繊維、皮革、ゴム、プラスチツク
ス、紙、パルプ等に付着または化学結合して用い
られる。
次に実施例を挙げて具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例によつて何等限定されるもの
ではない。
実施例 1
撹拌機及び還流冷却器を備えた3つ口フラスコ
にニトロベンゼン150mlを入れ、さらにトリメリ
ツト酸無水物100g、尿素300g、モリブデン酸ア
ンモニウム10g、塩化第二鉄無水物16.3gを入れて
撹拌し、160〜170℃で還流させながら3時間加熱
した。冷却後沈殿物を濾過し、メタノール、稀塩
酸、水の順で洗滌して、鉄フタロシアニンカルボ
ン酸アミドを得た。次にこれを上記と同じ装置を
付した3つ口フラスコに、30%苛性カリ水溶液1
とともに入れて撹拌し、100℃で還流させなが
ら反応して加水分解し、冷却後塩酸を加えて酸性
にして鉄フタロシアニンテトラカルボン酸を得
た。これを細かく粉砕して水に分散させ、活性炭
に20%吸着させたものを消臭剤供給試料とした。
実施例 2
実施例1と同じ方法で、トリメリツト酸無水物
100gのかわりにピロメリツト酸無水物114gを用
い、塩化第二鉄の代りに塩化第二コバルトを用い
て、コバルトフタロシアニンオクタルカルボン酸
を得た。これの粉末20gを1%苛性ソーダ溶液
800mlに溶解し、これにナトリウムベントナイト
200gを加えるとゲル状物が得られ、これを消臭
剤供試料とした。
実施例 3
実施例1と同じ装置を有する3つ口フラスコに
ベンゼン100mlを入れ、これに実施例1で得た鉄
フタロシアニンテトラカルボン酸10gと塩化チオ
ニル30ml、ピリジン0.5mlを加え、撹拌して加熱
し還流状態で10時間反応させ、カルボニルクロリ
ド基を有するフタロシアニン鉄を形成させた。
ニトロベンゼン300mlにポリスチレン30gを溶
解したものに、上記で得たカルボニルクロリド基
を有する鉄フタロシアニン5gを入れ、撹拌して
均一になるまで溶解して氷浴で10℃以下に冷却し
てから無水塩化アルミニウム10g加え、撹拌しな
がら10時間放置してゲル状の反応物を得た。次に
これを水中に投入して水蒸気蒸留でニトロベンゼ
ンを除去し、乾燥後生成物をメタノール、稀アル
カリ溶液の順で洗滌し、さらに稀塩酸で洗滌し
て、フタロシアニン鉄を側鎖に有するポリスチレ
ンを得た。これを更に細かく粉砕した後ベンゼン
中に入れて分散させ、これを不織布に20%吸着さ
せたものを消臭剤供試料とした。
実施例 4
実施例3で得たカルボニルクロリド基を有する
フタロシアニン鉄105gと硫酸バリウムバラジウ
ム12g、400mlキシレンをそれぞれ撹拌機を備え
たフラスコ中に入れ、水素を吹き込んでローゼン
ムント還元を行い、アルデヒド基を有するフタロ
シアニン鉄を得た。
ポリビニルアルコール10%水溶液1100mlと30%
硫酸1100mlを混合して40℃に加温し、これに上記
で得たアルデヒド基を有するフタロシアニン鉄
51grを入れて撹拌しながら反応させた。反応系の
粘度は次第に上昇しゲル化直前となつたところで
冷却し、10%アンモニア水で中和した後、メタノ
ールを加えて沈殿させて乾燥した。
石綿100grに対して上記生成物20grを均一にな
るよう付着させたものを供試料とした。
実施例 5
20gのイミダゾールと30gの3―クロロプロピ
ルトリメトキシシランとを加えた還流キシレン中
に、150℃で乾燥した60〜80メツシユのシリカゲ
ル100gを入れ、3時間還流させた。次にこれを
濾別して脱水ベンゼンとアセトンで洗滌してか
ら、エチレンオキサイドで処理し、更にアセトン
洗滌して150℃で乾燥し、表面に3―イミダゾリ
ルプロピルグループの存在するシリカゲルを得
た。さらにこれを3のベンゼン中に入れ、テト
ラフエニルフタロシアニン鉄を5g加えて室温で
撹拌下に3時間反応させた後、傾瀉によつて媒体
を除き、ベンゼンで数回洗滌してから真空で乾燥
して供試料とした。
実施例 6
実施例1と同じ容器にニトロベンゼン180gを
入れ、これに3ニトロフタル酸無水物40g、尿素
96g、無水塩化第二銅8g、モリブデン酸アンモニ
ウム3.2gを加えて加熱し、還流状態で5.5時間反
応する。次にこれを冷却し水、メタノール、0.1
%苛性ソーダ、0.1N塩酸で洗滌し、乾燥させて
テトラニトロフタロシアニン銅の粉末を得た。こ
の粉末20.8gを水510gに懸濁させ、硫化ナトリウ
ム9水塩98gを加えて30℃で3時間、更に60℃で
4時間撹拌すると暗紫色となり、これを濾別して
残渣を乾燥させテトラアミノフタロシアニン銅の
粉末を得た。次にこの粉末20gをおがくず100gr
に付着させ供試料とした。
比較例 1
実施例1で用いたのと同じ活性炭そのものを消
臭剤供試料とした。
比較例 2
鉄フタロシアニンの粉末を水に分散させ、これ
を実施例1と同じ活性炭に20%吸着させたものを
消臭剤供試料とした。
消臭試験
実施例1〜6、比較例1〜2により調製した脱
臭剤を夫々図―1に示す脱臭瓶1に80g(実施例
3の場合は脱臭剤処理した不織布80g)を充填し
た。一方、別表の発臭物質水溶液を入れた洗気瓶
2を通過して来た悪臭ガスを毎分200mlの速度で
上記脱臭瓶1に導入し、導入開始より1hr、5hr、
24hr後の夫々につき、脱臭瓶1より排出されるガ
スについて10名のモニタによる消臭状態の可否を
判定した。
その結果を別表に示す。
The present invention relates to a deodorant. In recent years, the factors that cause bad odors have become more and more complex.
As the technology to deal with this problem is extremely inadequate, there is currently no sign that odor pollution will improve. Conventional methods for deodorizing bad odors include activated carbon adsorption, catalytic combustion, ozone or chemical oxidation, neutralization, bacterial decomposition, and enzymatic methods, but all of them have low running costs. It has many drawbacks, such as being expensive, difficult to manage, lacking in sustainability, and having relatively low deodorizing efficiency. In particular, among these known deodorizing treatment methods, the method of decomposing malodorous gas using an oxidizing agent is the most effective, but it generally uses potassium dichromate, sulfuric acid, etc. as the agent, so be careful when handling it. This treatment method is not preferred for general use because of the high reaction temperature, the risk of secondary contamination due to chemicals, and the high reaction temperature. As a result of research into deodorants that do not have the above-mentioned drawbacks and exhibit excellent effects, the present inventors discovered that metal phthalocyanine, a metal complex with redox ability, has excellent performance. It has been found that particularly excellent performance can be imparted by introducing substituents or bonding to inorganic substances or polymeric substances. In other words, metal phthalocyanine has a high reaction rate and high decomposition rate when decomposing malodorous substances to make them odorless.
It has extremely advantageous properties as a deodorant, such as the ability to react at room temperature, the ability to react in an aqueous system, the ability to effectively use oxygen in the air, and the long life of the catalyst in a cycle reaction. It has been found that catalytic efficiency can be significantly increased by introducing groups or chemically bonding them to inorganic substances or polymeric compounds. As described above, the deodorant of the present invention introduces at least one or more substituents into metal phthalocyanine, or
Alternatively, at least one metal phthalocyanine bonded to an inorganic substance or a polymeric substance is used.The basic skeleton of metal phthalocyanine is shown as follows. Here, M is a metal ion or metal compound ion having redox ability, and Y represents hydrogen or a substituent. Examples of metals serving as metal ions represented by M in the basic skeleton include sodium, potassium, calcium, barium, tin, chromium, iron, cobalt, nickel, manganese, osmium, titanium, beryllium, molybdenum, and tungsten. Examples of metal compounds that become compound ions include hydroxides and halides of polyvalent metals among the above metals. Among these metals or metal compounds, metals are preferably used from the viewpoint of deodorizing effect, and among these, manganese, cobalt, and iron are particularly preferably used. Substituents used in the present invention include alkyl groups, substituted alkyl groups, halogen groups, nitro groups, amino groups, azo groups, thiocyanate groups, carboxyl groups, carbonyl chloride groups, carboxylamide groups, nitrile groups, hydroxyl groups, alkoxyl groups, In addition to phenoxyl groups, sulfonic acid groups, sulfonyl chloride groups, sulfonamide groups, thiol groups, chloromethyl groups, alkyl silicon groups, vinyl groups, etc.
There are alkali salts of carboxyl groups and sulfonic acid groups, and one or more of these are used, but among them, carboxyl groups, sulfonic acid groups or alkali salts thereof, amino groups, halogen groups, A hydroxyl group, etc. are used, and a carboxyl group, a sulfone group, or an alkali salt thereof, and an amino group are particularly preferably used.
Most preferably, a carboxyl group or a salt thereof or an amino group is used. Examples of inorganic substances or polymer compounds to be chemically bonded include inorganic substances such as silica gel and glass fiber, natural polymers and their derivatives such as cellulose, starch, gelatin, casein, and guar gum, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, and polymethacrylic acid. Acids and their metal salts or alkyl esters, polyacrylic or polymethacrylamides, polymono- or dialkylaminoacrylates or methacrylates, polyhydroxyalkyl acrylates or methacrylates, polyvinylpyrrolidone, polyethylene oxide, polyvinylsulfonic acids or their metal salts, polyvinyl esters, There are synthetic polymeric substances made of polystyrene, polyvinyl acetal, polyester, polyamide, amino resin, alkyd resin, etc., and copolymers thereof, and these are selected from those that react with and bond to the substituents of phthalocyanine, but preferably. teeth,
Polystyrene, polyvinyl alcohol, polyacrylic ester, polymethacrylic ester, and polyvinylamine are used, particularly preferably polystyrene and polyvinyl alcohol. The method of using the deodorant in the present invention is not particularly limited, but metal phthalocyanine having at least one or more substituents or having these substituents chemically bonded to an inorganic substance or a polymer compound, used dissolved or dispersed in water or organic liquid;
Alternatively, it can be used by being adsorbed onto a solid having adsorption ability such as activated carbon, sawdust, or zeolite, or by being attached or chemically bonded to pumice, foamed concrete, various fibers, leather, rubber, plastics, paper, pulp, etc. Next, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way. Example 1 150 ml of nitrobenzene was placed in a three-neck flask equipped with a stirrer and a reflux condenser, and 100 g of trimellitic anhydride, 300 g of urea, 10 g of ammonium molybdate, and 16.3 g of ferric chloride anhydride were added and stirred. , and heated at 160-170°C for 3 hours under reflux. After cooling, the precipitate was filtered and washed with methanol, dilute hydrochloric acid, and water in this order to obtain iron phthalocyanine carboxylic acid amide. Next, add 1 part of 30% caustic potassium solution to a 3-necked flask equipped with the same equipment as above.
The mixture was stirred and reacted under reflux at 100°C to cause hydrolysis. After cooling, hydrochloric acid was added to acidify to obtain iron phthalocyanine tetracarboxylic acid. This was finely pulverized, dispersed in water, and 20% adsorbed on activated carbon, which was then used as a deodorant supply sample. Example 2 In the same manner as in Example 1, trimellitic anhydride
Cobalt phthalocyanine octalcarboxylic acid was obtained by using 114 g of pyromellitic anhydride instead of 100 g and using cobalt chloride instead of ferric chloride. 20g of this powder in 1% caustic soda solution
Sodium bentonite dissolved in 800ml
When 200 g was added, a gel-like substance was obtained, which was used as a deodorant sample. Example 3 100 ml of benzene was placed in a three-necked flask having the same equipment as in Example 1, and 10 g of iron phthalocyanine tetracarboxylic acid obtained in Example 1, 30 ml of thionyl chloride, and 0.5 ml of pyridine were added, stirred, and heated. The mixture was reacted under reflux for 10 hours to form iron phthalocyanine having a carbonyl chloride group. Add 5 g of the carbonyl chloride group-containing iron phthalocyanine obtained above to a solution of 30 g of polystyrene in 300 ml of nitrobenzene, stir until homogeneous, cool to below 10°C in an ice bath, and then add anhydrous aluminum chloride. 10g was added and left to stand for 10 hours with stirring to obtain a gel-like reaction product. Next, this was poured into water to remove nitrobenzene by steam distillation, and after drying, the product was washed with methanol, a dilute alkaline solution, and then dilute hydrochloric acid to obtain polystyrene having iron phthalocyanine in the side chain. Obtained. This was further finely ground, dispersed in benzene, and 20% of this was adsorbed on a nonwoven fabric, which was used as a deodorant sample. Example 4 105 g of iron phthalocyanine having a carbonyl chloride group obtained in Example 3, 12 g of barium palladium sulfate, and 400 ml of xylene were placed in a flask equipped with a stirrer, hydrogen was blown in to perform Rosenmund reduction, and aldehyde groups were An iron phthalocyanine having the following properties was obtained. 1100ml of polyvinyl alcohol 10% aqueous solution and 30%
Mix 1100ml of sulfuric acid and warm to 40℃, and add the iron phthalocyanine having aldehyde groups obtained above.
51gr was added and reacted with stirring. The viscosity of the reaction system gradually increased and when it reached just before gelation, it was cooled, neutralized with 10% aqueous ammonia, precipitated by adding methanol, and dried. A sample was prepared by uniformly adhering 20 gr of the above product to 100 gr of asbestos. Example 5 In refluxing xylene containing 20 g of imidazole and 30 g of 3-chloropropyltrimethoxysilane, 100 g of 60-80 mesh silica gel dried at 150° C. was placed and refluxed for 3 hours. Next, this was filtered off, washed with dehydrated benzene and acetone, treated with ethylene oxide, further washed with acetone, and dried at 150°C to obtain a silica gel having 3-imidazolylpropyl groups on its surface. Further, this was placed in benzene from step 3, 5 g of iron tetraphenyl phthalocyanine was added, and the mixture was reacted at room temperature for 3 hours with stirring.The medium was then removed by decantation, washed several times with benzene, and then dried in vacuo. It was used as a test sample. Example 6 Put 180 g of nitrobenzene in the same container as in Example 1, add 40 g of 3-nitrophthalic anhydride, and urea.
Add 96g of anhydrous cupric chloride, 8g of anhydrous cupric chloride, and 3.2g of ammonium molybdate, heat, and react under reflux for 5.5 hours. Next, cool this and add water, methanol, 0.1
% caustic soda and 0.1N hydrochloric acid, and dried to obtain copper tetranitrophthalocyanine powder. 20.8g of this powder was suspended in 510g of water, 98g of sodium sulfide nonahydrate was added, and the mixture was stirred at 30°C for 3 hours and then at 60°C for 4 hours, resulting in a dark purple color.This was filtered off and the residue was dried to obtain tetraminophthalocyanine copper. powder was obtained. Next, add 20g of this powder to 100g of sawdust.
This was used as a test sample. Comparative Example 1 The same activated carbon used in Example 1 was used as a deodorant sample. Comparative Example 2 Iron phthalocyanine powder was dispersed in water, and 20% of this was adsorbed on the same activated carbon as in Example 1 to prepare a deodorant sample. Deodorizing Test 80 g of the deodorizing agents prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 were filled into the deodorizing bottle 1 shown in Figure 1 (in the case of Example 3, 80 g of the deodorizing nonwoven fabric). On the other hand, the malodorous gas that has passed through the air washing bottle 2 containing the odor-producing substance aqueous solution shown in the attached table is introduced into the deodorizing bottle 1 at a rate of 200 ml per minute.
After 24 hours, 10 people monitored the gas discharged from the deodorizing bottle 1 to determine whether or not the deodorizing state had been achieved. The results are shown in the attached table.
【表】【table】
【表】【table】
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
本発明に係る消臭剤の消臭試験装置を示す。
1……脱臭瓶、2……洗気瓶、3……消臭剤、
4……発臭物質水溶液、5……目皿。
1 shows a deodorizing test device for a deodorant according to the present invention. 1... Deodorizing bottle, 2... Air washing bottle, 3... Deodorant,
4...Aqueous solution of odoriferous substance, 5...Perforated plate.