CN110461372B - 空气净化用活性炭片材 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及活性炭片材，尤其涉及适于汽车车厢内等的挥发性有机化合物的去除的包含活性炭的空气净化用活性炭片材，本发明的课题在于提供甲苯吸附性能和阻燃性能优异的片材。一种空气净化用活性炭片材，为包含活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、以及原纤化纤维的活性炭片材，所述活性炭纤维的质量(g/m2)为5g/m2以上，基于下述方法的压力损失为150Pa以下，FMVSS302燃烧试验中的燃烧距离为51mm以下，压力损失的试验方法为：根据JIS B 9927:1999“附录(规定)洁净室用空气过滤器过滤材料性能试验方法”的3.2“压力损失试验”，将所述活性炭片材切割成直径为110mm的圆形作为测量样品，用压差计测量以0.1m/s的线速度抽吸空气时的所述活性炭片材的上游侧与下游侧之间的静压之差，测量值将整数部分设为有效的数值。

Description

空气净化用活性炭片材
技术领域
本发明涉及活性炭片材，尤其涉及适用于汽车车厢内等的挥发性有机化合物的去除的含有活性炭的空气净化用活性炭片材。
背景技术
近年来，对空气净化的关注日益高涨，在室内等中，要求异味更少的环境。此外，以新房综合症(sick house syndrome)的问题为开端，也在谋求对居住环境中的挥发性有机化合物(VOC)的对策。
例如，在汽车等车厢内，可能产生来自座椅垫、仪表板、车门内饰等内部装饰树脂部件、涂料、粘接剂等的挥发性有机化合物的异味，而且可能产生废气、燃料臭味、烟草、人体、食品的腐败物等大量的异味。另外，车厢内由于空间比住宅的空间狭窄，因而具有在密闭时特别容易充满异味的问题。
已知一种去除这种居住环境中的异味的除臭片材。例如，已知一种除臭片材，其通过具有如下工序的制造方法来制造：对使活性炭、混抄材料及粘结剂均匀分散于水中而得到的纸料原液进行调整并抄纸来制作活性炭片材的工序；将芳香族氨基酸或芳香族氨基酸的盐类溶解于溶剂中，并将该溶液以使芳香族氨基酸或芳香族氨基酸的盐类的附着量达到0.1～30重量％的范围的方式含浸、附着到活性炭片材中的工序；以及对含浸有溶液的活性炭片材进行干燥的工序(例如，参照专利文献1)。该片材在乙醛等低级醛类所引起的臭气的除去性能方面优异，并且对于现有的除臭剂难以去除的香烟所引起的淡淡的令人不快的气味的去除显示出显著的效果。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平3-161050号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，已知专利文献1中所公开的片材存在对VOC其中尤其是对甲苯的吸附性能不充分的情况。另外，本发明人发现，在汽车等的车厢内使用的情况下，除了甲苯吸附性能之外，还需要阻燃性优异。但是，本发明者经过研究发现，专利文献1中所公开的片材存在阻燃性差的情况。
因此，本发明的课题在于，解决上述问题，提供一种甲苯吸附性能以及阻燃性能优异的片材。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题，本发明人研究发现，为了使甲苯吸附性能优异，使用粒状或粉末状活性炭作为活性炭是有效的。但是，例如在专利文献1的片材中，若将片材中含有的活性炭全部设为粒状或粉末状活性炭，则所得到的片材的阻燃性差。
在此，根据本发明人的研究，为了提高上述片材的阻燃性，通常会考虑添加卤素系阻燃剂或磷系阻燃剂等。然而，若含有阻燃剂，则片材中的活性炭的质量比例、细孔容积会降低，导致片材的甲苯吸附性能降低。即，片材的甲苯吸附性能和片材的阻燃性能处于若一方提高则另一方降低的此消彼长的关系。
因此，本发明人进一步反复进行了探讨研究，结果发现，活性炭纤维可赋予阻燃性能，通过含有其作为阻燃材料成分，能够实现上述甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾。即，发现通过含有活性炭纤维作为阻燃材料成分，由于活性炭纤维本身也具有甲苯吸附性能，因此能够极力抑制因含有上述那样的阻燃成分而引起的甲苯吸附性能的降低，能够实现上述甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾。本发明是通过进一步反复进行探讨研究而完成的发明。
即，本发明提供以下记载的方式的发明。
方式1.一种空气净化用活性炭片材，为包含活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、以及原纤化纤维的活性炭片材，所述活性炭纤维的质量(g/m2)为5g/m2以上，基于下述方法的压力损失为150Pa以下，FMVSS302燃烧试验中的燃烧距离为51mm以下，
压力损失的试验方法为：
根据JIS B 9927:1999“附录(规定)洁净室用空气过滤器过滤材料性能试验方法”的3.2“压力损失试验”，将所述活性炭片材切割成直径为110mm的圆形作为测量样品，用压差计测量以0.1m/s的线速度抽吸空气时的所述活性炭片材的上游侧与下游侧的静压之差，测量值将整数部分设为有效的数值。
方式2.根据方式1所述的空气净化用活性炭片材，其中，40℃、1ppm时的甲苯平衡吸附量为2000mg/m2以上，40℃、1ppm时的丙酮平衡吸附量为50mg/m2以上。
方式3.根据方式1或2所述的空气净化用活性炭片材，其中，所述活性炭纤维的质量(g/m2)与所述粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)的含有比率(活性炭纤维的质量/粒状或粉末状活性炭的质量)为0.05～0.35。
方式4.根据方式1～3中任一方式所述的空气净化用活性炭片材，其中，所述活性炭纤维的含量为3～20质量％，所述粒状或粉末状活性炭的含量为50～80质量％。
方式5.根据方式1～4中任一方式所述的空气净化用活性炭片材，其中，所述活性炭纤维的拉伸强度(GPa)为0.25GPa以上。
方式6.根据方式1～5中任一方式所述的空气净化用活性炭片材，其中，所述压力损失为30～50Pa。
方式7.一种所述方式1至6中任一项所述的空气净化用活性炭片材用于制造去除空气中的挥发性有机化合物的产品或者用于去除空气中的挥发性有机化合物的用途。
方式8.一种空气净化用湿式混抄片材，含有活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维、粘结剂成分以及醛吸附剂，
所述活性炭纤维的质量(g/m2)为5g/m2以上。
方式9.根据方式1～6、8中任一方式所述的空气净化用湿式混抄片材，其中，所述粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)为50g/m2以上。
方式10.根据方式1～6、8、9中任一方式所述的空气净化用湿混抄片材，其中，相对于所述活性炭纤维的质量(g/m2)、粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)、原纤化纤维的质量(g/m2)以及粘结剂成分的质量(g/m2)的合计100质量份的、所述活性炭纤维的质量(g/m2)和粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)的合计质量的比例为60～85质量份。
方式11.根据方式1～6、8～10中任一方式所述的空气净化用湿式混抄片材，其中，所述原纤化纤维是非熔融性的。
方式12.根据方式1～6、8～11中任一方式所述的空气净化用湿式混抄片材，其中，所述醛吸附剂为芳香族胺化合物、脂环胺化合物、杂环胺化合物、脂肪族胺化合物、或者酰肼化合物。
方式13.根据方式1～6、8～12中任一方式所述的空气净化用湿式混抄片材，其中，所述空气净化用湿式混抄片材的比表面积为400～800m2/g。
方式14.根据方式1～6、8～13中任一方式所述的空气净化用湿式混抄片材，其中，所述空气净化用湿式混抄片材的基重为60～120g/m2。
方式15.根据方式1～6、8～14中任一方式所述的空气净化用湿式混抄片材，其中，所述空气净化用湿式混抄片材的厚度为0.2～0.6mm。
方式16.根据方式1～6、8～15中任一方式所述的空气净化用湿式混抄片材，其中，FMVSS302燃烧试验中的燃烧距离为51mm以下。
方式17.根据方式1～6、8～16中任一方式所述的空气净化用湿式混抄片材，其中，40℃、1ppm时的乙醛平衡吸附量为250mg/m2以上，40℃、1ppm时的甲苯平衡吸附量为2000mg/m2以上。
方式18.一种过滤器，为将波状片材和平面片材组合而成的过滤器，所述波状片材和所述平面片材为由方式1～17中任一方式所述的空气净化用活性炭片材构成的混抄片材，所述混抄片材中的活性炭纤维的质量(g/m2)为5g/m2以上。
发明效果
根据本发明的片材，由于是含有活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、以及原纤化纤维的活性炭片材，并且所述活性炭纤维的质量(g/m2)为5g/m2以上，压力损失为150Pa以下，FMVSS302燃烧试验中的燃烧距离为51mm以下，因此能够实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾。因此，本发明的片材例如适合作为在特别要求部件的阻燃性的汽车的车厢内等使用的除臭片材。
附图说明
图1中的(a)为表示本发明的过滤器的一个实施方式的示意立体图，(b)为间距的形状(间距尺寸、间距高度)的说明图。
图2为测量本发明的空气净化用活性炭片材的压力损失的装置的说明图。
具体实施方式
本发明的空气净化用活性炭片材是含有活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、和原纤化纤维的活性炭片材。更具体而言，本发明的空气净化用活性炭片材是至少活性炭纤维与粒状或粉末状活性炭与原纤化纤维的片状混合物。在本发明的空气净化用活性炭片材中，至少活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、和原纤化纤维均匀地分散。另外，本发明的空气净化用活性炭片材是如下的空气净化用活性炭片材，即：所述活性炭纤维的质量(g/m2)为5g/m2以上，基于下述方法的压力损失为150Pa以下，并且FMVSS302燃烧试验中的燃烧距离为51mm以下。
＜压力损失的试验方法＞
根据JIS(日本工业标准)B 9927:1999“附录(规定)洁净室用空气过滤器过滤材料性能试验方法”的3.2“压力损失试验”，将所述活性炭片材切割成直径为110mm的圆形而作为测量样品，用压差计测量以0.1m/s的线速度抽吸空气时的所述活性炭片材的上游侧与下游侧之间的静压之差，测量值将整数部分设为有效的数值。
更具体而言，所述压力损失试验如下进行。
(a)试验用过滤材料：将所述活性炭片材切割成直径为110mm的圆形而作为测量样品。
(b)使用图2所示的压力损失测量装置。
(c)压力损失测量器具如下。
1)管道：圆形且风速的分布尽可能平坦的结构。
2)压差计：可读取1Pa。
3)支架：能够安装由所述(a)规定的试验用过滤材料，并设置有用于保护测量样品的支承网。
4)流量计：具有由JIS Z 8761或JIS Z 8762规定的性能。
5)抽吸泵：能够得到0.1m/s以上的过滤速度。
上述过滤速度通过下式来求取。
V＝Q/A
V：过滤速度(cm/s)
Q：过滤空气的流量(cm3/s)
A：试验用过滤材料的有效过滤面积(cm2)
(d)压力损失的测量方法：使用图2的压力损失测量装置，以0.1m/s的整数倍的过滤速度经由试验用过滤材料抽吸空气，用差压计测量试验用过滤材料的上游侧与下游侧之间的静压之差，根据下式计算压力损失。
ΔP＝P1-P2
ΔP：压力损失(Pa)
P1：试验用过滤材料上游侧的静压(Pa)
P2：试验用过滤材料下游侧的静压(Pa)
(e)压力损失的求取方法：针对3个以上的试验用过滤材料样品分别测量各自的压力损失，并将其平均值作为压力损失。
(f)将通过上述(e)的方法求出的值的整数部分设为有效的数值，并将其作为本发明的空气净化用活性炭片材的压力损失。
<活性炭纤维>
本发明的空气净化用活性炭片材含有活性炭纤维。在本发明的空气净化用活性炭片材中，活性炭纤维除了作为甲苯等挥发性有机化合物的吸附成分而发挥作用外，还作为对片材赋予阻燃性的阻燃性材料成分而发挥作用。即，活性炭纤维除了是活性炭被进行不熔化处理、活化处理而得到的不易燃的碳材料之外，与粒状或粉末状活性炭相比，堆积密度也相当低。并且，可以认为由于堆积密度低，因而在片材内所占的体积或面积变大，此外，由于作为活性炭与作为特别易燃的成分的原纤化纤维等互相缠绕，因而将活性炭纤维的质量设为5g/m2以上而开始对片材有效地赋予阻燃性能。
作为活性炭纤维的种类，例如可以采用通过如下方式制造出的任意活性炭纤维：使聚丙烯腈系、人造丝系、酚醛树脂系、煤沥青系、石油沥青系等纤维不熔化，并根据需要进行碳化处理后，通过在含有水蒸气、二氧化碳的气氛中在给定温度下保持给定时间从而进行活化。从进一步提高阻燃性能的观点出发，其中，优选煤沥青系、石油沥青系、聚丙烯腈系活性炭纤维。活性炭纤维既可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。作为活性炭纤维中的碳原子含量，从进一步提高空气净化用活性炭片材的阻燃性能的观点出发，优选为85质量％以上，更优选为90质量％以上。另外，作为活性炭纤维中的氧原子含量，可举出5质量％以下，并可举出3质量％以下。为了形成这样的组分，可举出碳原子量多、氧原子量少的原料，例如可举出以煤沥青、石油沥青或聚丙烯腈为原料。另外，上述碳原子含量是通过J·Science·Lab公司制的JM-11来测量的，上述氧原子含量是通过J·Science·Lab公司制的JMO-10来测量的。
作为活性炭纤维的强度，并无特别限制，但优选为0.25GPa以上，更优选为0.28GPa以上。由此，能够进一步提高本发明的空气净化用活性炭片材的强度。为了达到上述强度，优选使用抑制了活化的活性炭纤维，并且为了成为后述的比表面积程度，可举出进行活化。另外，上述活性炭纤维的强度是按照JIS K 1477:2007 7.3.2进行测量并计算出的强度。
作为活性炭纤维的比表面积，并无特别限制，但从提高空气净化用活性炭片材的强度的观点出发，可举出活化为500～1300m2/g左右，优选活化为500～900m2/g左右。在本发明中，比表面积是通过使用氮作为被吸附物质的BET法(一点法)而测量的值。
作为活性炭纤维的细孔分布，并无特别限制，但从进一步提高分子尺寸小的、碳原子数为4以下的VOC例如丙酮的吸附性能的观点出发，微细孔容积率优选为90％以上，更优选为95％以上。在本发明中，微细孔容积率通过QSDFT法来计算。所谓QSDFT法(淬火固体密度泛函数法)，是以几何无序和化学无序的微孔和介孔的碳的细孔径分析作为对象的、能够计算约0.5nm～约40nm的细孔径分布的分析方法。在QSDFT法中，由于明确考虑了细孔表面的粗糙度和不均匀性的影响，因此为细孔径分布分析的准确性大幅提高的方法。在本发明中，使用Quantachrome公司制的“AUTOSORB-1-MP”来进行氮吸附等温线的测量和基于QSDFT法的细孔径分布分析。对于在77K的温度下测量出的氮的脱附等温线，应用N2at77K oncarbon[slit pore，QSDFT equilibrium model]作为计算模型来计算细孔径分布，由此能够计算出特定的细孔径范围的细孔容积。然后，根据利用上述QSDFT法测量并计算出的总细孔容积和利用上述QSDFT法测量并计算出的直径为2nm以下的细孔容积，通过下式来求取微细孔容积率。
微细孔容积率(％)＝(直径为2nm以下的细孔容积)/(总细孔容积)×100(％)
作为活性炭纤维的平均纤维直径，并无特别限制，但从提高空气净化用活性炭片材的强度的观点出发，优选为15～25μm，更优选为16～20μm，进一步优选为16.5～20μm。该平均纤维直径是按照JIS K 1477:2007 7.3.1，使用反射显微镜进行测量并计算出的平均纤维直径。
本发明的空气净化用活性炭片材中，活性炭纤维的质量为5g/m2以上。本发明的发明人在研究本发明时，使用活性炭纤维为6g/m2且片材基重为20g/m2(其余为聚酯纤维)的片材和活性炭纤维为14g/m2且片材基重为50g/m2(其余为聚酯纤维)的片材，对阻燃性能进行了比较。该两个片材的活性炭纤维的混合率相同，在比较易燃的聚酯纤维的量在后者中较多时，后者的阻燃性能更为优异。从这些和后述的实施例等可知，对于片材的阻燃性能来说，活性炭纤维的每单位面积的质量(g/m2)很重要。此外，进一步进行探讨研究发现，活性炭纤维在片材内所占的体积或面积由于活性炭纤维的低堆积密度而变大，此外，作为活性炭片材与作为特别易燃的成分的原纤化纤维等互相缠绕，并且含有上述特定量的活性炭纤维是重要的。从进一步提高阻燃性能的观点出发，活性炭纤维的质量优选为9g/m2以上，从更兼顾甲苯吸附性能和阻燃性能的观点出发，优选为9～20g/m2，更优选为13～18g/m2。
在本发明的空气净化用活性炭片材中，活性炭纤维的质量(g/m2)与后述的粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)的含有比率(活性炭纤维的质量/粒状或粉末状活性炭的质量)优选为0.05～0.35。通过将作为阻燃成分及甲苯吸附成分而发挥作用的活性炭纤维和作为甲苯吸附成分而发挥作用的粒状或粉末状活性炭进行调配使得成为上述特定的比率而得到的空气净化用活性炭片材能够进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾。上述比率更优选为0.15～0.30，进一步优选为0.25～0.30。
在本发明的空气净化用活性炭片材中，作为活性炭纤维的质量(g/m2)相对于活性炭纤维的质量(g/m2)、粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)以及原纤化纤维的质量(g/m2)的合计100质量份的比例，例如可以举出3～20质量份，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出10～20质量份，更优选地举出14～18质量份。另外，作为本发明的活性炭纤维的质量(g/m2)相对于空气净化用活性炭片材的质量(g/m2)的比例，可举出3～25质量％，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出3～20质量％，更优选地举出8～20质量％，进一步优选地举出13～18质量％。
另外，在本发明的空气净化用湿式混抄片材中，在含有粘结剂成分的情况下，作为活性炭纤维的质量(g/m2)相对于活性炭纤维的质量(g/m2)、粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)、原纤化纤维的质量(g/m2)以及粘结剂成分的质量(g/m2)的合计100质量份的比例，例如可举出3～25质量份，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出8～20质量份，更优选地举出13～18质量份。另外，作为本发明的活性炭纤维的质量(g/m2)相对于空气净化用湿式混抄片材的质量(g/m2)的比例，可举出3～25质量％，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出8～20质量％，更优选地举出13～18质量％。
<粒状或粉末状活性炭>
本发明的空气净化用活性炭片材含有粒状或粉末状活性炭。在本发明的空气净化用活性炭片材中，粒状或粉末状活性炭活性作为甲苯等挥发性有机化合物的吸附成分而发挥作用。
作为粒状或粉末状活性炭的种类，可举出以椰壳为原料的椰壳活性炭、以煤为原料的煤系活性炭、以木质为原料的木质系活性炭、以酚醛树脂等树脂为原料的树脂系活性炭等公知的活性炭。粉末状活性炭既可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。
作为粒状或粉末状活性炭的平均粒径，并无特别限制，但是从抄造性、防止煤尘脱落的观点出发，可举出通过激光衍射/散射法而测量出的累计体积百分率D50为10～150μm，优选地举出10～100μm，更优选地举出10～50μm。
作为粒状或粉末状活性炭的比表面积，例如可列举500～1500m2/g，更优选地举出600～1300m2/g。
在本发明的空气净化用活性炭片材中，粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)优选为50g/m2以上。由此，容易更进一步提高甲苯吸附性能。从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，上述质量更优选为50～70g/m2，进一步优选为50～60g/m2。
在本发明的空气净化用活性炭片材中，作为粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)相对于活性炭纤维的质量(g/m2)、粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)和原纤化纤维的质量(g/m2)的合计100质量份的比例，例如可以举出50～80质量份，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出55～68质量份，更优选地举出58～63质量份。另外，作为本发明的粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)相对于空气净化用活性炭片材的质量(g/m2)的比例，例如可举出45～75质量％，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出45～62质量％，更优选地举出50～57质量％。
另外，在本发明的空气净化用湿式混抄片材中，在含有粘结剂成分的情况下，作为粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)相对于活性炭纤维的质量(g/m2)、粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)、原纤化纤维的质量(g/m2)和粘结剂成分的质量(g/m2)的合计100质量份的比例，例如可举出45～75质量份，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出45～62质量份，更优选地举出50～57质量份。另外，作为本发明的粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)相对于空气净化用湿式混抄片材的质量(g/m2)的比例，例如可举出45～75质量％，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出45～62质量％，更优选地举出50～57质量％。
<原纤化纤维>
本发明的空气净化用活性炭片材含有原纤化纤维。在本发明的空气净化用活性炭片材中，原纤化纤维有助于空气净化用活性炭片材的形态保持以及粒状或粉末状活性炭的保持。
作为原纤化纤维的种类，从使甲苯吸附性能更为优异的观点出发，优选为非熔融性的原纤化纤维，例如能够举出丙烯酸纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯腈纤维、纤维素纤维、芳纶纤维等，从进一步提高阻燃性能的观点出发，其中优选为芳纶纤维。
作为原纤化纤维的滤水度，按照JIS P 8121-2:2012测量的滤水度优选为10～200mL。
在本发明的空气净化用活性炭片材中，作为原纤化纤维的质量(g/m2)相对于活性炭纤维的质量(g/m2)、粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)和原纤化纤维的质量(g/m2)的合计100质量份的比例，例如可以举出10～30质量份，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出15～30质量份，更优选地举出18～25质量份。另外，作为本发明的原纤化纤维的质量(g/m2)相对于空气净化用活性炭片材的质量(g/m2)的比例，例如可举出10～30质量％，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出18～27质量％，更优选地举出18～22质量％。
在本发明的空气净化用湿式混抄片材中，在含有粘结剂成分的情况下，作为原纤化纤维的质量(g/m2)相对于活性炭纤维的质量(g/m2)、粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)、原纤化纤维的质量(g/m2)和粘结剂成分的质量(g/m2)的合计100质量份的比例，例如可举出10～30质量份，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出18～27质量份，从进一步抑制粒状或粉末状活性炭的起尘性观点出发，更优选地举出18～22质量份。另外，作为本发明的原纤化纤维的质量(g/m2)相对于空气净化用湿式混抄片材的质量(g/m2)的比例，例如可举出10～30质量％，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出18～27质量％，更优选地举出18～22质量％。
<粘结剂成分>
本发明的空气净化用活性炭片材根据需要能够包含粘结剂成分。在本发明的空气净化用活性炭片材中，粘结剂成分是用于粘结固定活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭以及原纤化纤维的成分，有助于该空气净化用活性炭片材的形态保持以及粒状或粉末状活性炭的保持。
作为粘结剂成分，可举出具有粘结性(包括热熔接性)的有机粘结剂或无机粘结剂。作为形状，并无特别限定，例如粉末状、粒状、纤维状等。另外，在本发明中，粘结剂成分定义为不包含上述的原纤化纤维的粘结剂成分。
作为上述有机粘结剂，可举出合成树脂，例如可举出聚乙烯醇、丙烯酸树脂、改性聚酯(所谓的低软化点聚酯)、聚烯烃(PE、PP等)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等热塑性树脂。在将粘结剂成分设为热熔接性纤维时，优选为由熔点或软化点不同的2种成分以上的聚合物形成的热熔接性的纤维，从形成片材时的热处理的容易性的观点出发，尤其优选为具有以高熔点聚合物为芯成分、以低熔点聚合物为鞘成分的芯鞘结构的纤维。作为具有芯鞘结构的纤维，例如可举出芯部为聚丙烯且鞘部由改性聚乙烯构成的聚烯烃系纤维、芯部为聚对苯二甲酸乙二醇酯且鞘部由聚烯烃构成的纤维、芯部为聚对苯二甲酸乙二醇酯且鞘部由低熔点(低软化点)聚酯构成的聚酯系纤维等复合纤维。
作为上述无机粘结剂，例如可举出胶体二氧化硅、水玻璃、硅酸钙、氧化铝溶胶、硅油、金属醇盐等。
上述之中，从进一步抑制空气净化用活性炭片材中的粒状或粉末状活性炭的起尘的观点出发，优选为聚乙烯醇。
作为本发明的粘结剂成分相对于空气净化用活性炭片材的质量(g/m2)的比例，例如可举出3～15质量％，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出3～13质量％，并且从进一步抑制粒状或粉末状活性炭的起尘性的观点出发，更优选地举出8～13质量％。
在本发明的空气净化用湿式混抄片材中，在含有粘结剂成分的情况下，作为粘结剂成分的质量(g/m2)相对于活性炭纤维的质量(g/m2)、粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)、原纤化纤维的质量(g/m2)和粘结剂成分的质量(g/m2)的合计100质量份的比例，例如可举出3～15质量份，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出3～13质量份，并且从进一步抑制粒状或粉末状活性炭的起尘性的观点出发，更优选地举出8～13质量份。另外，作为本发明的粘结剂成分相对于空气净化用湿式混抄片材的质量(g/m2)的比例，例如可举出3～15质量％，从更进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾的观点出发，优选地举出3～13质量％，并且从进一步抑制粒状或粉末状活性炭的起尘性的观点出发，更优选地举出8～13质量％。
<醛吸附剂>
本发明的空气净化用活性炭片材能够含有醛吸附剂。由此，能够吸附醛成分，例如乙醛。
作为醛吸附剂，优选为芳香族胺化合物、脂环胺化合物、杂环胺化合物或脂肪族胺化合物。
作为芳香族胺化合物，例如可举出邻氨基苯甲酸、间氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸、对氨基水杨酸、间氨基水杨酸等芳香族氨基酸，对氨基苯磺酸、苯胺、茴香胺以及它们的钠盐、钾盐等金属盐类或者硫酸盐、硝酸盐、盐酸盐等无机盐类等。
作为脂环胺化合物，可举出环丙胺、环丁胺、环戊胺、环己胺等。
作为杂环胺化合物，可举出吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、恶嗪、奎宁环、吡咯、吡唑、咪唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、恶唑、噻唑、4-二甲基氨基吡啶、1，4-二氮杂双环[2，2，2]辛烷、1，5-二氮杂双环[4，3，0]-5-壬烯、1，8-二氮杂双环[5，4，0]-7-十一碳烯等。
作为脂肪族胺化合物，可举出甲胺、乙胺、丙胺、异丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、四亚乙基五胺、二亚乙基三胺、精氨酸、乙醇胺、胍、聚乙烯亚胺等。
作为酰肼化合物，可举出己二酸二酰肼、琥珀酸二酰肼、癸二酸二酰肼和碳二酰肼等。
上述之中，优选为芳香族胺化合物或杂环胺，特别优选为对氨基苯甲酸或吗啉。
在本发明的空气净化用活性炭片材中，作为醛吸附剂的含有形态，并无特别限制。可举出如下方法：预先制造含有活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维和根据需要含有粘结剂成分的活性炭片材，并向该片材含浸或喷雾分散有醛吸附剂的溶液，从而使其含有醛吸附剂的方法；或者使选自活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维以及根据需要粘结剂成分中的一种以上的构成材料预先含有醛吸附剂，并使用其形成活性炭片材的方法。其中，在预先使粒状或粉末状活性炭含有醛吸附剂来得到活性炭片材的情况下，即在构成为含有活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维、醛吸附剂、根据需要含有粘结剂成分，并且所述粒状或粉末状活性炭担载有述醛吸附剂，所述活性炭纤维未担载醛吸附剂的空气净化用活性炭片材时，由于在作为阻燃材料而发挥功能的活性炭纤维未担载作为有机物的醛吸附剂，因此更容易挥发活性炭纤维具有的作为阻燃材料的性能，故而优选。
作为醛吸附剂的含量，只要根据需要的性能适当设定即可，但是例如在使粒状或粉末状活性炭担载醛吸附剂的情况下，相对于粒状或粉末状活性炭(担载前)100质量份，可举出1～50质量份，优选地举出5～20质量％。另外，作为空气净化用活性炭片材中的醛吸附剂的含量，可举出0.1～35质量％，并可举出1～15质量％。
<其他成分>
本发明的空气净化用活性炭片材根据需要能够包含活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维、粘结剂成分以及醛吸附剂以外的其他成分。
作为上述其他成分，例如可举出除活性炭纤维以外的阻燃剂。作为该阻燃剂，例如，可优选地举出对人体或环境的影响程度小且活性炭的覆盖也少的氢氧化铝。另外，在本发明的空气净化用活性炭片材中，作为该阻燃剂的含量，例如，可举出3～10质量％。
<本发明的空气净化用活性炭片材的物性>
1.压力损失
本发明的空气净化用活性炭片材基于下述方法得到的压力损失为150Pa以下。由此，能够适当地用作空气净化用活性炭片材。另外，从更进一步兼顾空气的流动容易性和甲苯吸附性能的观点出发，上述压力损失优选为10～80Pa，更优选为20～60Pa。
＜压力损失的试验方法＞
根据JIS B 9927:1999“附录(规定)洁净室用空气过滤器过滤件性能试验方法”的3.2“压力损失试验”，将所述活性炭片材切割成直径为110mm的圆形作为测量样品，用压差计测量以0.1m/s的线速度抽吸空气时的所述活性炭片材的上游侧与下游侧之间的静压之差，测量值将整数部分设为有效的数值。
2.阻燃性能
本发明的空气净化用活性炭片材是含有活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维的空气净化用活性炭片，所述活性炭纤维的质量(g/m2)与所述粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)的含有比率(活性炭纤维的质量/粒状或粉末状活性炭的质量)为0.05～0.35，因此阻燃性能优异。作为本发明的空气净化用活性炭片材所具备的阻燃性能，FMVSS302燃烧试验中的燃烧距离为51mm以下，优选为10mm以下，更优选为5mm以下。
3.比表面积(m2/g)
本发明的空气净化用活性炭片材的比表面积优选为400～800m2/g，更优选为500～650m2/g，进一步优选为550～650m2/g。另外，在本发明中，空气净化用活性炭片材的比表面积是通过将氮用作被吸附物质的BET法(一点法)测量的值。
4.基重(g/m2)和厚度(mm)
作为本发明的空气净化用活性炭片材的基重，优选为60～120g/m2，更优选为75～105g/m2。另外，作为本发明的空气净化用活性炭片材的厚度，优选为0.2～0.6mm，更优选为0.3～0.4mm。另外，在本发明中，空气净化用活性炭片材的基重设为按照JIS L 1913:20106.2求出的每单位面积的质量(g/m2)。另外，在本发明中，关于空气净化用活性炭片材的厚度，将使用株式会社三丰制造的厚度计对任意位置进行3点测量而得到的值的平均值作为片材的厚度(mm)。
5.甲苯吸附性能
本发明的空气净化用活性炭片材是含有活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维的空气净化用活性炭片材，所述活性炭纤维的质量(g/m2)为5g/m2以上，因此甲苯吸附性能优异。作为本发明的空气净化用活性炭片材所具备的甲苯吸附性能，40℃下的平衡浓度为1ppm时的平衡吸附量优选为2000mg/m2以上，更优选为3000mg/m2以上。该甲苯吸附性能可如下进行测量并计算。即，将任意面积的样品片和100ppm甲苯气体3L封入到密闭容器中，在室温40℃的环境下静置。经过24小时后，测量容器内的气体浓度，根据浓度减少量来计算样品的气体吸附量。对多个样品面积进行测量，根据各自的计算结果，将浓度与吸附量的相关绘制成曲线图，根据得到的关系式，导出平衡浓度为1ppm时的甲苯的平衡吸附量(mg/m2)。甲苯的浓度测量使用气相色谱仪。另外，上述甲苯吸附性能的上限值并无特别限制，例如可举出5000mg/m2以下。
6.丙酮吸附性能
本发明的空气净化用活性炭片通过使用微细孔容积率高的活性炭，能够具备更高的丙酮吸附性能。作为本发明的空气净化用活性炭片材所具备的丙酮吸附性能，40℃下的平衡浓度为1ppm时的平衡吸附量优选为50mg/m2以上，更优选为65mg/m2以上。该丙酮吸附性能以如下方式测量、计算出。即，将任意面积的样品片和100ppm丙酮气体3L封入到密闭容器中，并在室温40℃的环境下静置。经过24小时后，测量容器内的气体浓度，根据浓度减少量计算样品的气体吸附量。对多个样品面积进行测量，根据各自的计算结果，将浓度与吸附量的相关绘制于曲线图，根据得到的关系式，导出任意的平衡浓度为1ppm时的丙酮的平衡吸附量(mg/m2)。丙酮的浓度测量使用气相色谱仪。另外，上述丙酮吸附性能的上限值并无特别限制，例如可举出300mg/m2以下。
7.醛吸附性能
本发明的空气净化用活性炭片材通过含有醛吸附剂，能够使醛吸附性能优异。在该情况下，作为本发明的空气净化用活性炭片材所具备的乙醛吸附性能，40℃下的平衡浓度为1ppm时的平衡吸附量优选为250mg/m2以上，更优选为300mg/m2以上。该醛吸附性能可如下进行测量并计算。即，将任意面积的样品片和100ppm乙醛气体3L封入到密闭容器中，并在室温40℃的环境下静置。经过24小时后，测量容器内的气体浓度，根据浓度减少量计算样品的气体吸附量。对多个样品面积进行测量，根据各自的计算结果，将浓度与吸附量的相关绘制成曲线图，根据得到的关系式，导出任意的平衡浓度为1ppm时的乙醛的平衡吸附量(mg/m2)。乙醛的浓度测量使用气相色谱仪。另外，上述乙醛吸附性能的上限值并无特别限制，例如可举出700mg/m2以下。
<本发明的空气净化用活性炭片材的制造方法>
作为空气净化用活性炭片材的制造方法，并无特别限制，例如，可举出通过对活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维和根据需要粘结剂成分的混合物进行湿式抄纸来制造。具体而言，使用碎浆机、打浆机、磨浆机等装置，将活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维以及根据需要粘结剂成分进行混合、剪切，制作出均匀分散的浆料，并使所得到的浆料以给定的流量在丝网上流动并脱水，由此调整为任意的基重。然后，能够通过如下等公知的技术来制造片材：经过压榨部并由干燥部对片材进行干燥，由压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷取。片材的厚度通过热压辊等调整为任意的厚度等即可。另外，在使空气净化用活性炭片材含有醛吸附剂的情况下，作为其方法，除了使上述浆料含有醛吸附剂的方法，或者在制造出上述片材后，例如通过喷雾或含浸等使片材含有醛吸附剂的方法之外，还可举出使活性炭纤维或者粒状或粉末状活性炭预先含有醛吸附剂的方法。其中，为了得到本发明的空气净化用活性炭片材的更优选的方式，即含有活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维、醛吸附剂以及根据需要含有粘结剂成分、并且在所述粒状或粉末状活性炭担载有所述醛吸附剂而在所述活性炭纤维不担载醛吸附剂的空气净化用活性炭片材，优选为，准备担载有醛吸附剂的粒状或粉末状活性炭和不担载醛吸附剂的活性炭纤维、原纤化纤维以及根据需要准备粘结剂成分，将它们作为原料而通过湿式抄纸法来制造片材。
<本发明的空气净化用活性炭片材的用途>
本发明的空气净化用活性炭片材能够用作空气净化用、特别是室内空间的甲苯去除用片材。本发明的空气净化用活性炭片材也可用于制造去除空气中的挥发性有机化合物的产品，或者用于去除空气中的挥发性有机化合物。上述挥发性有机化合物是指在1atm25℃的大气中成为气体的有机化合物。作为挥发性有机化合物，例如可举出从由甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇、苯乙烯、苯乙烯单体、甲基乙基酮、2-丙醇、二氯甲烷、苯、乙基苯、氯苯、对二氯苯、三氯乙烯、乙醛、甲醛和丙酮构成的组中选择的1种以上，优选地举出从由甲苯、乙醛、甲醛和丙酮构成的组中选择的1种以上。另外，作为去除上述挥发性有机化合物的产品，可列举出上述挥发性有机化合物的去除片材、空气净化用过滤器、空气过滤器、化学过滤器等的过滤器等。另外，特别是本发明的空气净化用活性炭片材在阻燃性能方面优异，因此能够特别适合用作为汽车车厢内的内部装饰材料。作为使用方法，可以保持片材的状态直接使用，另外，也可以将片材加工成给定的形状，例如蜂窝形状、波纹形状，或者构成将该片材进行卷绕而得到的成形体，也能够作为空气净化过滤器、空气过滤器使用。
本发明的过滤器是将波状片材和平面片材组合而成的过滤器，其特征在于，所述波状片材和所述平面片材是由本发明的空气净化用活性炭片材构成的混抄片材，所述混抄片材中的活性炭纤维的质量(g/m2)为5g/m2以上。
<过滤器的形状和结构>
由本发明的混抄片材构成的过滤器是将波状片材和平面片材组合而成的。图1的(a)是表示本发明的过滤器的一个实施方式的示意立体图。如图1所示，本发明的过滤器1是将波状片材2和平面片材3组合而成的。在图1所示的方式中，层叠多个由波状片材2和平面片材3层叠而成的单元。波状片材2能够对平面片材使用波纹加工机等现有公知的加工方法来制造。并且，将波状片材2、平面片材3依次通过粘接剂进行接合并层叠，由此形成本发明的过滤器。波状片材2与平面片材3的粘接能够设为沿着波状片材2的棱线部，在该棱线部的一部分或者整个长度涂布粘接剂来进行粘接。
层叠波状片材和平面片材时使用的粘接剂并无特别限定，可举出有机系的粘接剂或无机系的粘接剂。作为有机系的粘接剂，可举出淀粉系、丙烯酸系、丙烯酸-苯乙烯系、醋酸乙烯酯系、乙烯醋酸乙烯酯共聚树脂系、环氧系。作为无机系的粘接剂，可举出水玻璃、胶体二氧化硅、硅酸钙、氧化铝溶胶、硅油、金属醇盐。
另外，如图1所示，由本发明的混抄片材构成的过滤器1能够具备上部壁5和下部壁6，根据需要还能够具备侧部壁4。作为侧部壁4、上部壁5、下部壁6，并无特别限制，可以使用片状物，优选与波状片材2和平面片材3所使用的片材同样，采用含有活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭以及原纤化纤维的混抄片材。另外，作为侧部壁4、上部壁5或下部壁6与波状片材2以及/或者平面片材3的接合，与波状片材2和平面片材3的接合同样，可举出基于粘接剂的粘接。
作为上述粘接剂相对于过滤器整体的质量的含量，从进一步兼顾过滤器的成型性和甲苯吸附性能的观点出发，优选为5～30质量％，更优选为10～25质量％。
图1的(b)是波状片材2的间距的形状(间距宽度、间距高度)的说明图。波状片材2的间距的形状并无特别限定，优选的是间距宽度为2～10mm，间距高度为1～6mm。通过设为上述范围，能够更容易地兼顾甲苯吸附性能和流体的压力损失的降低。以下，关于构成波状片材2及平面片材3的混抄片材(本发明的空气净化用活性炭片材)的详细内容，如前文所述。
【实施例】
以下，示出实施例和比较例，详细说明本发明。但是，本发明并不限定于实施例。
<原材料的准备>
(1)活性炭纤维
(1-1)活性炭纤维A
将粒状煤沥青供给到熔融挤出机中，在熔融温度320℃下进行熔融混合，并以喷出量20g/min进行纺丝，由此得到沥青纤维。将得到的沥青纤维从空气中常温以1～30℃/分钟的比例升温54分钟而升温至354℃，由此进行不熔化处理，得到作为不熔化的沥青纤维的活性炭前体。将H2O浓度为100容量％的气体连续导入到活化炉内，对所得的活性炭前体在气氛温度875℃下进行30分钟热处理，从而进行活化，得到活性炭纤维。所得到的活性炭纤维的强度为0.30GPa，比表面积为822m2/g，平均纤维直径为16.8μm，微细孔容积率(％)为96％，活性炭纤维中的碳原子含量为90质量％，氧原子含量为3质量％。
(1-2)活性炭纤维B
将粒状煤沥青供给到熔融挤出机中，在熔融温度320℃下进行熔融混合，并以喷出量20g/min进行纺丝，由此得到沥青纤维。将得到的沥青纤维从空气中常温以1～30℃/分钟的比例升温54分钟而升温至354℃，由此进行不熔化处理，得到作为不熔化的沥青纤维的活性炭前体。将H2O浓度为100容量％的气体连续导入到活化炉内，对所得的活性炭前体在气氛温度875℃下进行40分钟热处理，从而进行活化，得到活性炭纤维。所得到的活性炭纤维的强度为0.25GPa，比表面积为1277m2/g，平均纤维直径为16.7μm，微细孔容积率(％)为94％，活性炭纤维中的碳原子含量为91质量％，氧原子含量为2质量％。
(2)粒状或粉末状活性炭
(2-1)粒状或粉末状活性炭A
担载有吗啉作为醛吸附剂的粉末状活性炭(大阪气体化学株式会社制的商品名为HG17-069，平均粒径D50＝20μm，比表面积为1152m2/g)
(2-2)粒状或粉末状活性炭B
未担载有醛吸附剂的粉末状活性炭(大阪气体化学株式会社制的商品名为HG17-067，平均粒径D50＝20μm，比表面积为712m2/g)
(3)作为原纤化纤维，使用纤维素系纸浆。
(4)粘结剂成分
(4-1)粘结剂成分A：聚乙烯醇
(4-2)粘结剂成分B：尤尼吉可株式会社制的商品名为Melty4080
＜实施例1＞
将所准备的所述活性炭纤维A、粒状或粉末状活性炭A、原纤化纤维及粘结剂成分A使用碎浆机进行混合使得成为表1中记载的质量比，制成均匀分散的浆料，并使所得的浆料以给定的流量在网上流动，进行脱水，由此调整基重。然后，经过压榨部，通过干燥部对片材进行干燥，通过压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷绕，由此得到本发明的空气净化用活性炭片材。该空气净化用活性炭片材的比表面积为512m2/g，基重为101g/m2，厚度为0.31mm。
＜实施例2＞
将所准备的所述活性炭纤维A、粒状或粉末状活性炭A、原纤化纤维及粘结剂成分A使用碎浆机进行混合使得成为表1中记载的质量比，制成均匀分散的浆料，并使所得的浆料以给定的流量在网上流动，进行脱水，由此调整基重。然后，经过压榨部，通过干燥部对片材进行干燥，通过压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷绕，由此得到本发明的空气净化用活性炭片材。该空气净化用活性炭片材的比表面积为519m2/g，基重为101g/m2，厚度为0.32mm。
＜实施例3＞
将所准备的所述活性炭纤维A、粒状或粉末状活性炭A和B、原纤化纤维及粘结剂成分A使用碎浆机进行混合使得成为表1中记载的质量比，制成均匀分散的浆料，并使所得的浆料以给定的流量在网上流动，进行脱水，由此调整基重。然后，经过压榨部，通过干燥部对片材进行干燥，通过压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷绕，由此得到本发明的空气净化用活性炭片材。该空气净化用活性炭片材的比表面积为607m2/g，基重为98g/m2，厚度为0.32mm。
＜实施例4＞
将所准备的所述活性炭纤维A、粒状或粉末状活性炭A、原纤化纤维及粘结剂成分A使用碎浆机进行混合使得成为表1中记载的质量比，制成均匀分散的浆料，并使所得的浆料以给定的流量在网上流动，进行脱水，由此调整基重。然后，经过压榨部，通过干燥部对片材进行干燥，通过压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷绕，由此得到本发明的空气净化用活性炭片材。该空气净化用活性炭片材的比表面积为505m2/g，基重为102g/m2，厚度为0.33mm。
＜实施例5＞
将所准备的所述活性炭纤维A、粒状或粉末状活性炭A、原纤化纤维及粘结剂成分A使用碎浆机进行混合使得成为表1中记载的质量比，制成均匀分散的浆料，并使所得的浆料以给定的流量在网上流动，进行脱水，由此调整基重。然后，经过压榨部，通过干燥部对片材进行干燥，通过压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷绕，由此得到本发明的空气净化用活性炭片材。该空气净化用活性炭片材的比表面积为515m2/g，基重为100g/m2，厚度为0.32mm。
＜实施例6＞
将所准备的所述活性炭纤维A、粒状或粉末状活性炭B、原纤化纤维及粘结剂成分A使用碎浆机进行混合使得成为表1中记载的质量比，制成均匀分散的浆料，并使所得的浆料以给定的流量在网上流动，进行脱水，由此调整基重。然后，经过压榨部，通过干燥部对片材进行干燥，通过压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷绕，由此得到本发明的空气净化用活性炭片材。该空气净化用活性炭片材的比表面积为855m2/g，基重为100g/m2，厚度为0.32mm。
＜实施例7＞
将所准备的所述活性炭纤维A、粒状或粉末状活性炭B、原纤化纤维及粘结剂成分A使用碎浆机进行混合使得成为表1中记载的质量比，制成均匀分散的浆料，并使所得的浆料以给定的流量在网上流动，进行脱水，由此调整基重。然后，经过压榨部，通过干燥部对片材进行干燥，通过压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷绕，由此得到本发明的空气净化用活性炭片材。该空气净化用活性炭片材的比表面积为913m2/g，基重为101g/m2，厚度为0.31mm。
＜实施例8＞
将所准备的所述活性炭纤维B、粒状或粉末状活性炭A、原纤化纤维及粘结剂成分A使用碎浆机进行混合使得成为表1中记载的质量比，制成均匀分散的浆料，并使所得的浆料以给定的流量在网上流动，进行脱水，由此调整基重。然后，经过压榨部，通过干燥部对片材进行干燥，通过压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷绕，由此得到本发明的空气净化用活性炭片材。该空气净化用活性炭片材的比表面积为538m2/g，基重为100g/m2，厚度为0.30mm。
＜实施例9＞
将所准备的所述活性炭纤维B、粒状或粉末状活性炭A、原纤化纤维及粘结剂成分A使用碎浆机进行混合使得成为表1中记载的质量比，制成均匀分散的浆料，并使所得的浆料以给定的流量在网上流动，进行脱水，由此调整基重。然后，经过压榨部，通过干燥部对片材进行干燥，通过压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷绕，由此得到本发明的空气净化用活性炭片材。该空气净化用活性炭片材的比表面积为556m2/g，基重为100g/m2，厚度为0.30mm。
＜实施例10＞
将所准备的所述活性炭纤维A、粒状或粉末状活性炭A和B、原纤化纤维及粘结剂成分A使用碎浆机进行混合使得成为表1中记载的质量比，制成均匀分散的浆料，并使所得的浆料以给定的流量在网上流动，进行脱水，由此调整基重。然后，经过压榨部，通过干燥部对片材进行干燥，通过压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷绕，由此得到混抄片材D。该混抄片材的比表面积为607m2/g，基重为75g/m2，厚度为0.28mm。
<比较例1>
将所准备的所述粒状或粉末状活性炭A、原纤化纤维及粘结剂成分A使用碎浆机进行混合使得成为表1中记载的质量比，制成均匀分散的浆料，并使所得的浆料以给定的流量在网上流动，进行脱水，由此调整基重。然后，经过压榨部，通过干燥部对片材进行干燥，通过压延部使片材表面平滑后，用卷轴进行卷绕，由此得到比较例的空气净化用活性炭片材。该空气净化用活性炭片的比表面积为498m2/g，基重为99g/m2，厚度为0.31mm。
<比较例2>
将以75质量％的浓度含有硫酸的硫酸水溶液、作为醛吸附剂的对氨基苯甲酸、以及水进行调制并混合，使得相对于活性炭纤维B100质量份而言硫酸为15质量份(除去纯水后的仅硫酸的质量份)、对氨基苯甲酸为15质量份，并且活性炭纤维B的质量与处理液的体积之比为20g/L，由此得到处理液。将所准备的所述活性炭纤维B在该处理液中浸渍8小时，然后从处理液中提起活性炭纤维并使其干燥，由此得到含有对氨基苯甲酸和硫酸的活性炭纤维B。
将所得到的含有对氨基苯甲酸和硫酸的上述活性炭纤维B与所准备的所述粘结剂成分B进行混棉使得成为表1中记载的质量比，并实施针刺加工以制成网，使该网在110℃的干燥机内通过，使粘结剂成分B和活性炭纤维热熔接，由此得到比较例的片材。该片材的比表面积为213m2/g，基重为50g/m2，厚度为0.35mm。
<比较例3>
将以75质量％的浓度含有硫酸的硫酸水溶液、作为醛吸附剂的对氨基苯甲酸、以及水进行调制并混合，使得相对于活性炭纤维B100质量份而言硫酸为15质量份(除去纯水后的仅硫酸的质量份)、对氨基苯甲酸为15质量份，并且活性炭纤维B的质量与处理液的体积之比为20g/L，由此得到处理液。将所准备的所述活性炭纤维B在该处理液中浸渍8小时，然后从处理液中提起活性炭纤维并使其干燥，由此得到含有对氨基苯甲酸和硫酸的活性炭纤维B。
将上述所得到的含有对氨基苯甲酸的活性炭纤维B与所准备的所述粘结剂成分B进行混棉使得成为表1中记载的质量比，并实施针刺加工以制成网，使该网在110℃的干燥机内通过，使粘结剂成分B和活性炭纤维热熔接，由此得到比较例的片材。该片材的比表面积为501m2/g，基重为60g/m2，厚度为0.40mm。
<空气净化用活性炭片材的物性的测量方法>
(1)活性炭纤维的强度、比表面积、平均纤维直径、微细孔容积率、碳原子含量(C含量)及氧原子含量(O含量)：通过上述方法来测量并计算出。
(2)粒状或粉末状活性炭的平均粒径D50和比表面积：通过上述方法进行测量并计算出。
(3)空气净化用活性炭片材的比表面积、基重、厚度：通过上述方法进行测量并计算出。
(4)甲苯平衡吸附量：通过上述方法测量、计算出。设2000mg/m2以上为合格。
(5)乙醛平衡吸附量：通过上述方法测量、计算出。
(6)丙酮平衡吸附量：通过上述方法测量、计算出。
(7)压力损失：通过上述方法测量、计算出。更具体而言，如下进行。
(a)试验用过滤材料：将得到的活性炭片材切割成直径为110mm的圆形作为测量样品。
(b)使用图2所示的压力损失测量装置。
(c)压力损失测量器具如下。
1)管道：圆形且风速的分布尽可能平坦的结构。
2)压差计：可读取1Pa。
3)支架：能够安装由所述(a)规定的试验用过滤材料，并设置有用于保护测量样品的支承网。
4)流量计：具有由JIS Z 8761或JIS Z 8762规定的性能。
5)抽吸泵：能够得到0.1m/s以上的过滤速度。
上述过滤速度由下式求出。
V＝Q/A
V：过滤速度(cm/s)
Q：过滤空气的流量(cm3/s)
A：试验用过滤材料的有效过滤面积(cm2)
(d)压力损失的测量方法：使用图2的压力损失测量装置，以0.1m/s的整数倍的过滤速度经由试验用过滤材料抽吸空气，用差压计测量试验用过滤材料的上游侧与下游侧之间的静压之差，根据下式计算压力损失。
ΔP＝P1-P2
ΔP：压力损失(Pa)
P1：试验用过滤材料上游侧的静压(Pa)
P2：试验用过滤材料下游侧的静压(Pa)
(e)压力损失的求取方法：针对3个以上的试验用过滤材料样品分别测量各自的压力损失，并将其平均值作为压力损失。
(f)将通过上述(e)的方法而求出的值的整数部分作为有效的数值，而设为空气净化用活性炭片材的压力损失。
(8)阻燃性能:各准备5件将样品片切割成200mm×50mm而得到的样品片，并分别从长度方向端面接触打火机的火焰。根据以下标准进行评价。将△以上设为合格。
◎：在全部5件样品片中，火焰未从接触火焰处蔓延，自熄。
○：在5件样品片中，存在火焰从接触火焰处蔓延的样品片，但全部自熄。
△：在5件样品片中，存在火焰从接触火焰处蔓延且未自熄的样品片，但存在至少1件自熄的样品片。
×：在全部5件样品片中，火焰从接触火焰处蔓延且未自熄。
(9)FMVSS302燃烧试验中的燃烧距离：根据FMVSS302燃烧试验测量出。将51mm以下设为合格。
(10)起尘性：在样品片粘贴白色的粘合带，目视确认剥离时转移到带上的煤尘量，并对程度进行比较。
+：为确认到少许转印到带上的煤尘的程度，在实用上是优异的。
++：确认到转移到带上的煤尘，但是在实用上没有问题的水平。
将结果示于表1。
【表1】
Figure BDA0002136402450000301
如表1所示，实施例1～10为含有活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、以及原纤化纤维的活性炭片材，所述活性炭纤维的质量(g/m2)为5g/m2以上，基于特定方法的压力损失为150Pa以下，FMVSS302燃烧试验中的燃烧距离为51mm以下，因此能够实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾。
另外，如表1所示，实施例1～5及8～10为含有活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维、粘结剂成分和醛吸附剂的空气净化用湿式混抄片材，活性炭纤维的质量(g/m2)为5g/m2以上，因此甲苯吸附性能和阻燃性能优异，且乙醛吸附性能也优异。其中，实施例1～3、5及8～10中，由于片材中的活性炭纤维的质量为9～20g/m2，因此阻燃性能特别优异。另外，实施例1～3和5～10中，由于活性炭纤维的质量(g/m2)与后述的粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)的含有比率(活性炭纤维的质量/粒状或粉末状活性炭的质量)为0.15～0.30，因此能够进一步实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾。此外，实施例1～4及6～10中，由于使用聚乙烯醇作为粘结剂成分，并且粘结剂成分的质量(g/m2)相对于活性炭纤维的质量(g/m2)、粒状或粉末状活性炭的质量(g/m2)、原纤化纤维的质量(g/m2)及粘结剂成分的质量(g/m2)的合计100质量份的比例为8～13质量份，因此起尘性也更优异。另外，实施例1～7和10中，由于活性炭纤维的强度为0.28GPa以上，因此与比较例2、3相比，强度更高。另外，实施例1～7及10中，由于活性炭纤维的微细孔容积率为95％以上，因此丙酮吸附量也优异。
另一方面，比较例1中，由于活性炭纤维的质量低于5g/m2，因此阻燃性能差。另外，比较例2和3中，由于不含粒状或粉末状活性炭，因此甲苯吸附性能差。
(实施例11)
使用在实施例10中得到的混抄片材(空气净化用活性炭片材)，制成波状片材和平面片材。波状片材制造成间距高度为1.4mm，间距宽度为4.2mm。如图1所示，将所得到的波状片材和平面片材交替地进行了层叠。另外，波状片材与平面片材的粘接使用乙烯醋酸乙烯酯共聚树脂系粘接剂(KONISHI株式会社制的商品名为SP-220N)。另外，作为上部壁及下部壁，使用混抄片材D，由此制造出本发明的过滤器。另外，在过滤器未设置侧部壁。所得的过滤器的宽度方向的长度为200mm，长度方向的长度为10mm，高度方向的长度为120mm。另外，粘接剂相对于过滤器整体的质量的含量为24质量％。
(实施例12)
使用在实施例3得到的混抄片材(空气净化用活性炭片材)，以与实施例11同样的方法制成本发明的过滤器。波状片材制造成间距高度为5.0mm，间距宽度为8.7mm。波状片材与平面片材的粘接使用淀粉系粘接剂。另外，作为上部壁及下部壁，使用混抄片材C，由此制造出本发明的过滤器。另外，在过滤器未设置侧部壁。所得的过滤器的宽度方向的长度为200mm，长度方向的长度为60mm，高度方向的长度为150mm。另外，粘接剂相对于过滤器整体的质量的含量为13质量％。
使用所得的过滤器，进行以下的评价。
(过滤器的压力损失)
将过滤器进行切割使得与宽度方向及高度方向平行的面的形状成为直径为100mm的圆形且过滤器的长度方向长度成为10mm，作为样品片。然后，按照JIS B 9927:1999“附录(规定)洁净室用空气过滤器过滤材料性能试验方法”的3.2“压力损失试验”，以使所述样品片的长度方向成为通风方向的方式，用压差计测量以0.1m/s的线速度抽吸空气时的所述活性炭片材的上游侧与下游侧之间的静压之差，由此测量出过滤器的压力损失(Pa)。
(过滤器的阻燃性)
将过滤器切割成宽度方向长度为100mm、长度方向长度为10mm、高度方向长度为100mm，并从宽度方向侧部接触打火机的火焰。根据以下标准进行评价。将△以上设为合格。
○：火焰不从接触火焰处蔓延，自熄。
△：火焰从接触火焰处蔓延，但自熄。
×：火焰从接触火焰处蔓延，且未自熄。
(过滤器的甲苯去除性能)
制成将过滤器切割成使得与宽度方向及高度方向平行的面的形状成为直径为15mm的圆形且过滤器的长度方向长度成为20mm的过滤器、以及将过滤器切割成使得与宽度方向及高度方向平行的面的形状成为直径为15mm的圆形且过滤器的长度方向长度成为10mm的过滤器，将它们在长度方向上以圆形彼此完全重合的方式进行层叠，并以使它们不分离的方式从外侧进行固定，由此形成样品片。在内径为15mm的玻璃柱内，以使玻璃柱轴向与样品长度方向平行的方式设置样品片，以风速0.5m/s通风含有甲苯气体2.0ppm的温度为25℃的空气。用总烃自动分析仪(日本Thermo株式会社制，MODEL-51i)测量玻璃柱的入口、出口浓度，根据玻璃柱的入口、出口的浓度变化计算通风30秒后的甲苯气体去除率(％)，由此评价过滤器的甲苯去除性能。
(过滤器的乙醛去除性能)
制成将过滤器切割成使得与宽度方向及高度方向平行的面的形状成为直径为15mm的圆形且过滤器的长度方向长度成为20mm的过滤器，作为样品片。在内径为15mm的玻璃柱内，以使玻璃柱轴向与样品长度方向平行的方式设置样品片，以风速0.25m/s通风含有甲苯气体10.0ppm的温度为25℃的空气。用气相色谱仪(株式会社Yanaco AnalyticalSystems制，YX2700-F)测量玻璃柱的入口、出口浓度，根据玻璃柱的入口、出口的浓度变化计算出通风30秒后的乙醛气体去除率(％)，由此评价过滤器的乙醛去除性能。
将结果示于表2。
【表2】
Figure BDA0002136402450000341
从实施例11、12的结果可知，在将波状片材与平面片材组合而成的过滤器中，所述波状片材和所述平面片材是由本发明的空气净化用活性炭片材构成的混抄片材，所述混抄片材中的活性炭纤维的质量(g/m2)设为5g/m2以上，由此能够实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾。

Claims (6)

1.一种空气净化用活性炭片材，为包含活性炭纤维、粒状或粉末状活性炭、原纤化纤维、以及醛吸附剂的活性炭片材，其中，
所述粒状或粉末状活性炭担载有所述醛吸附剂，并且所述活性炭纤维未担载所述醛吸附剂，
所述活性炭纤维的质量为5g/m2以上，
所述活性炭纤维的微细孔容积率为95％以上，
所述活性炭纤维的质量与所述粒状或粉末状活性炭的质量的含有比率即活性炭纤维的质量/粒状或粉末状活性炭的质量为0.15～0.30，能够实现甲苯吸附性能和阻燃性能的兼顾，
基于下述方法的压力损失为150Pa以下，
FMVSS302燃烧试验中的燃烧距离为51mm以下，
压力损失的试验方法为：
根据JIS B 9927:1999“附录(规定)洁净室用空气过滤器过滤材料性能试验方法”的3.2“压力损失试验”，将所述活性炭片材切割成直径为110mm的圆形作为测量样品，用压差计测量以0.1m/s的线速度抽吸空气时的所述活性炭片材的上游侧与下游侧的静压之差，测量值将整数部分设为有效的数值。
2.根据权利要求1所述的空气净化用活性炭片材，其中，
40℃、1ppm时的甲苯平衡吸附量为2000mg/m2以上，40℃、1ppm时的丙酮平衡吸附量为50mg/m2以上。
3.根据权利要求1或2所述的空气净化用活性炭片材，其中，
所述活性炭纤维的含量为3～20质量％，
所述粒状或粉末状活性炭的含量为50～80质量％。
4.根据权利要求1或2所述的空气净化用活性炭片材，其中，
所述活性炭纤维的拉伸强度为0.25GPa以上。
5.根据权利要求1或2所述的空气净化用活性炭片材，其中，
所述压力损失为30～50Pa。
6.一种权利要求1至5中任一项所述的空气净化用活性炭片材用于制造去除空气中的挥发性有机化合物的产品的用途，或者用于去除空气中的挥发性有机化合物的用途。
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