身近な科学・しくみ

炭はなぜニオイを吸着する?

ソボチエ編集部

炭がニオイを減らせるのは、炭の中にある目に見えないほど小さな穴の表面に、ニオイの成分がくっつくからです。この働きを「吸着(きゅうちゃく)」といいます。炭が香りでニオイをごまかしているのではなく、空気中に漂うニオイの成分を取り込んでいます。

ただし、すべての炭が同じように働くわけではありません。ニオイを吸着する力は、穴のつくりや炭の種類、使う場所によって違います。

ニオイの成分が、炭の小さな穴に入ってくっつく

生ごみや靴などから出るニオイは、とても小さな成分が空気に混ざり、鼻まで届くことで感じます。炭には、表面だけでなく内部にも、細かな穴がたくさんあります。

ニオイの成分を含む空気が炭に触れると、一部の成分が穴の中に入り、その内側の壁にくっつきます。空気中に漂う成分が減るので、ニオイを弱く感じるようになります。

活性炭メーカーのクラレも、この小さな穴を使って、ニオイの成分を吸着する仕組みを説明しています。炭の外側にニオイを塗りつけるような働きではなく、見えない穴の内側まで使っている点が特徴です。

なぜ小さな炭でも、多くの成分を吸着できるの?

炭の中には、奥まで続く細かな穴がたくさんあります。そのため、炭のかたまりの見た目からは想像しにくいほど、穴の内側の面積が広くなります。ニオイの成分がくっつける場所が多いほど、吸着できる量も増えやすくなります。

例えば、クラレが製造する活性炭「クラレコール」では、1gあたりの穴の内側の表面積が約500~2,500平方メートルになると説明されています。小さな粒の中にも、非常に広い面が折り重なっているのです。

ただし、表面積が広いだけで、どんなニオイも取れるわけではありません。穴の大きさがニオイの成分に合っているかも重要です。ユニチカは、穴の大きさが取り込む物質の大きさに近いと、吸着しやすくなると説明しています。

「吸着」は、スポンジが水を吸い込むことと違う?

炭の吸着は、スポンジが水をたっぷり吸って中にためる様子とは少し違います。ニオイの成分が、炭の穴の壁に引き寄せられ、そこに付いた状態になるのです。

炭とニオイの成分の間には、ごく弱い引き合う力が働いています。こうした力によって表面にくっつくことを「物理吸着」といいます。ユニチカでは、活性炭の物理吸着を、分子同士が引き合う力による現象として説明しています。

つまり、炭がニオイの成分を必ず分解して、消してしまうわけではありません。ニオイの成分が炭の表面にとどまり、空気中から減ることが基本の仕組みです。

普通の木炭と、活性炭は何が違う?

木を焼いて作る木炭や備長炭にも、細かな穴があります。一方、脱臭剤や空気清浄機などに使われる「活性炭」は、木材やヤシ殻などを炭にしたあと、さらに高温の水蒸気などで処理し、吸着に役立つ細かな穴を発達させたものです。

この処理を「賦活(ふかつ)」といいます。一般的な木炭よりも、多くの成分を吸着できるように穴を調整したものが活性炭です。ただし、活性炭同士でも原料や穴の形は異なり、得意なニオイも同じではありません。

活性炭には、特定の成分を取り除きやすくするために、薬剤を付けて加工したものもあります。ユニチカは、通常の物理吸着では取り除きにくい物質に対し、化学反応を利用する加工活性炭があると説明しています。

冷蔵庫や靴箱では、どんなふうに使えばいい?

炭を使う場合は、まずニオイがどこから出ているかを確認します。食べ物の汁がこぼれた冷蔵庫や、湿った靴が入った靴箱では、汚れを拭き取ったり、靴を乾かしたりすることが先です。そのうえで、残ったニオイを減らすために脱臭剤を使います。

  1. 場所に合う製品を選ぶ:冷蔵庫用、野菜室用、靴箱用など、使用場所が明記された炭・活性炭入りの脱臭剤を選びます。
  2. 表示に従って設置する:開封する部分や置き方を確認します。袋やケースに入った活性炭を、指示なく取り出したり、食品に直接触れさせたりしません。
  3. 交換時期を確認する:効果が続く期間は製品によって違います。使い始めた日を覚えておき、交換の目安を過ぎたら取り替えます。

例えばエステーの野菜室用脱臭剤は、備長炭と活性炭を使い、専用の袋で野菜のニオイにも対応しています。使用期間の目安は約4~6か月ですが、これはその製品についての表示です。ほかの炭にも同じ期間が当てはまるわけではありません。

炭はいつまでもニオイを吸着し続ける?

炭が吸着できる量には限りがあります。ニオイの成分が穴の内側にたまってくると、新しい成分を吸着しにくくなり、脱臭の働きが弱まります。エステーも、炭の表面積や使用量、ニオイの濃さによって効果が続く期間が変わると案内しています。

炭の見た目だけでは、どのくらい吸着したか分かりにくいものです。市販の脱臭剤は、製品に書かれた交換の合図や使用期間に従って取り替えましょう。天日干しをすれば、どんな炭でも新品と同じように戻るとは限りません。

また、炭や活性炭であらゆる気体を取り除けるわけでもありません。米国環境保護庁(EPA)は、空気中の気体成分を減らすには活性炭フィルターなどが役立つ一方、フィルターの種類や量によって性能が違い、すべての汚染物質を除去できるわけではないと説明しています。室内のニオイには、発生源の掃除と換気も組み合わせましょう。

脱臭に使う炭は、火を付けずに使う

家庭でニオイを取るために使う炭は、脱臭用として販売された製品を選び、説明どおりに置いて使います。火を付ける必要はありません。室内で炭を燃やして脱臭しようとしないでください。炭を燃やすと、無臭で危険な一酸化炭素が発生し、中毒事故につながるおそれがあります。製品評価技術基盤機構(NITE)も、換気が不十分な室内で七輪を使ったことによる死亡事故を報告しています。

脱臭剤は食品ではありません。小さな子どもやペットが触れたり、口に入れたりしない場所に置き、用途と使用上の注意を守ってください。

参考資料