CN1780647A - 热再生除臭过滤器 - Google Patents
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Abstract
一种热再生除臭过滤器,其包括:除臭过滤器,它包括可适于热再生的除臭剂、和负载该除臭剂的具有导热性的蜂窝状基材,以及集成在该除臭过滤器中的用于再生该除臭过滤器的加热元件,这里,在再生时该加热元件被控制到预定温度。
Description
技术领域
本发明涉及可通过加热重复使用的热再生除臭过滤器。更具体地,本发明涉及集成有加热元件的热再生除臭过滤器,该热再生除臭过滤器通过使用温度可控的PTC加热器作为使用的加热元件,能够有效地显示目的催化活性。
背景技术
迄今,工厂等散发的工业臭味、和源于服务业如饭店和旅馆的废弃物的臭味已被认为是个问题。最近,在日常生活空间如汽车和公共休息室的恶臭已处于更严密的仔细检查下。
因此,日益需要除去有害物质如这些气味,因此,已经活跃开发了集成有除臭装置或除臭过滤器的空气净化机。
另一方面,考虑到全球环境,期望降低废弃物重量,并且除臭过滤器在使用后转化为废弃物成为问题。因此,要求通过再生重复使用该除臭过滤器。
一些最近的家用电器如空调已采用了通过在使用后用水或洗涤剂清洗过滤器再生其除臭性的方式(例如,参见JP-2002-066223和JP-2001-070418)。然而,使用者必须定期取出、并洗涤该过滤器,因此,期望更为方便的再生方法。
在最近的空气净化机中,使用包含活性炭的过滤器,并采用通过将有害物质如臭味吸附到活性炭上而使其除去的方法。
在所有的方法当中,将颗粒活性炭填充到蜂窝的小室内、并将该蜂窝的两端开口用透气性基材密封的除臭过滤器,每单位体积具有大量活性炭、并显示高透气性(考虑到活性炭的量)。因此,使用活性炭的除臭过滤器特别优良,并因此被用于各种空气净化机中。
在最近的空气净化装置中,已可商购安装有填充能够通过用水洗涤再生的活性炭的除臭过滤器的装置,但该洗涤操作困难。而且,一般在使用热水时用水洗涤可再生该过滤器,但当使用低温水如自来水时不能获得完全的再生效果。此外,由于颗粒活性炭在洗涤后不容易干燥,因此期望更为方便且有效的再生方法。
最近,已存在生垃圾处理机,其中,将板状加热器设置为与催化剂的蜂窝状表面紧密接触,以在催化剂达到气味吸附和氧化分解饱和、并且其除臭能力降低时,在200℃-300℃下赋予热再生机构。
然而,在一般的空调装置中,连续使用成为问题,因为获得能够达到200℃或更高的如此高温度的热源的情况罕有,并且在使用催化剂的情况下,当催化剂表面覆盖有污垢、灰尘等时,由热处理的再生效率显著降低,因此催化剂变得实际上不可能工作(参见JP-A-7-136628)。
对于其它装置,报道了一种除臭装置,其中,除臭性能的再生通过借助将吸附剂通电而加热吸附剂作为气味组分的加热手段来进行。然而,该除臭剂应为导电性物质,或无导电性的材料应经受用于合适地赋予导电性的处理。此外,即使在将该吸附剂通电时,事实上也难以实现使整个过滤器的所有吸附剂均匀通电而达到恒定的加热温度,因此该装置不适合实际应用(参见JP-B-7-16579)。
此外,对于用于空气净化机的除臭过滤器,已知一种过滤器,其中,由碳纤维形成的无纺布制成、并且能够通过碳纤维与空气中的气味组分反应而实现除臭、并且能够通过在约110℃下加热而释放吸附的气味组分的除臭过滤器被成形为扁平袋状,并且将具有透气性的板状加热器被封装在该袋状除臭过滤器内,以使它们集成,但该过滤器存在再生效率的问题(参见JP-A-10-15332)。
本发明的目的(意图)涉及具有大容量除臭性能的除臭过滤器,并提供可通过进行热再生处理而重复使用的热再生除臭过滤器。
发明内容
解决上述问题的本发明的概述在于以下(1)-(10)。
(1)一种热再生除臭过滤器,其包括:
除臭过滤器,它包括可适于热再生的除臭剂、和负载该除臭剂的具有导热性的蜂窝状基材,以及
用于再生该除臭过滤器的加热元件,其集成在该除臭过滤器中,
这里,在再生时该加热元件被控制在规定温度。
(2)根据权利要求1所述的热再生除臭过滤器,其中,该加热元件为在通电时温度自控型的PTC加热器,所述加热器紧密贴合地设置在与该除臭过滤器的小室开口垂直的至少一个表面上。
(3)根据权利要求2所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为陶瓷PTC加热器。
(4)根据权利要求2所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为有机PTC加热器。
(5)一种热再生除臭过滤器,其包括:
除臭过滤器的蜂窝状基材,它包括两种或多种导电片,
填充在该蜂窝状基材的小室中的颗粒除臭剂,以及
密封该蜂窝状基材两侧开口的透气性基材,
这里,至少一种所述导电片包括在通电时温度自控型的PTC加热器。
(6)根据权利要求5所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为陶瓷PTC加热器。
(7)根据权利要求5所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为有机PTC加热器。
(8)一种热再生除臭过滤器,其包括蜂窝状基材、填充在该蜂窝状基材的小室中的颗粒除臭剂、以及密封该蜂窝状基材两侧开口的透气性基材,
这里,该蜂窝状基材包括在通电时温度自控型的PTC加热器,
该透气性基材包括导电性材料,以及
该PTC加热器通过在透气性基材之间施加电压而加热。
(9)根据权利要求8所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为陶瓷PTC加热器。
(10)根据权利要求8所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为有机PTC加热器。
附图简述
图1为示出除臭过滤器和加热元件结合的一个例子的视图,该除臭过滤器和加热元件为本发明的热再生除臭过滤器的构件。图2为示出除臭过滤器和加热加热器结合的一个例子的视图,该除臭过滤器和加热加热器为本发明的热再生除臭过滤器的构件。图3为示出除臭过滤器和加热元件结合的一个例子的视图,该除臭过滤器和加热元件为本发明的热再生除臭过滤器的构件。
图4为示出本发明的热再生除臭过滤器的整体构造图。图5为示出导电片和片状PTC加热器的排列的一个例子的视图,该导电片和片状PTC加热器为本发明的波纹状构件。图6为示出导电片和片状PTC加热器的排列的一个例子的视图,该导电片和片状PTC加热器为本发明的波纹状构件。
图7为示出本发明的热再生除臭过滤器的整体构造图。图8为示出有机PTC加热器的低温状态的视图。图9为示出有机PTC加热器的高温状态的视图。
在图1-9中,1为加热元件,2为除臭过滤器,3为除臭剂,4为透气性基材,5为导电片,6为片状PTC加热器,7和8中的每一个为电压施加部,9为PTC加热器,10为透气性基材,11为除臭剂,12为结晶性高分子聚合物,13为导电性细颗粒,以及14为平板状电极。
实施本发明的最佳方式
下面将详细描述本发明的热再生除臭过滤器的第一个实施方式。
由于本发明的热再生除臭过滤器可通过加热而有效除臭和再生,其独特之处在于,包含除臭剂的部分具有蜂窝状构造。构成该蜂窝状基材的构件如导热性材料和除臭剂优选具有耐热性。
用于本发明的蜂窝状基材为包括具有开口的小室壁的结构,该蜂窝状基材的具体例子为可通过层压按照JIS-Z-1516-1995中描述的“外波纹状纤维板”制造的单面波纹状纤维板而获得的波纹状蜂窝,该蜂窝在JP-A-3-67644或JP-A-5-338065中描述。
可提及通过该方法制造的由六边形小室构成的六边形蜂窝、由四边形小室构成的蜂窝、由三角形小室构成的蜂窝、由空圆筒形小室构成的蜂窝等。
该小室的形状如六边形或四边形不仅可为规则多角形,还可以为具有圆形角或曲边的不规则多角形。
根据本发明的蜂窝状基材优选具有耐热性,并且可使用由具有耐热性的各种导热性材料制成的、通过下述具有耐热性的粘合剂成形的蜂窝状基材。
根据本发明的适于热再生的除臭剂优选为容易通过加热再生的多孔除臭剂,并且应具有对加热元件(PTC加热器)温度的耐热性。
根据本发明的可用作适于热再生的除臭剂的材料为主要用于除去恶臭的材料。具体地,可使用碳基除臭剂,如活性炭;为强化对特定气味组分的除臭性能,例如用于醛除臭的用氨基物质浸渍的、或用于氨除臭的用化学试剂如有机酸浸渍的活性炭,活性炭纤维,竹炭,和Bincho炭;无机吸附除臭剂,如天然或合成沸石(沸石类)、活性氧化铝、铁基化合物如氧化铁、和多孔二氧化硅;酶基除臭剂,如抗坏血酸铁,或金属如铁、钴或锰的酞菁衍生物;氧化催化剂,如锰基氧化物、钙钛矿化合物、铂氧化物、钯氧化物、或钒氧化物;碳化硅、氮化硅、硅酸钙、氧化铝、和二氧化硅的复合物;合成陶瓷如氧化锆,和远红外线陶瓷如麦饭石或褐钇铌矿,以及在使用该加热元件的温度范围为相当低的温度时,有机吸附除臭剂,如有机酸基化合物、甲壳质、脱乙酰壳多糖、和离子交换树脂;使用植物提取物中所含的化合物如儿茶酚、鞣酸、类黄酮、柠檬烯、或蒎烯的除臭剂。可非必要地将这些除臭剂中的多种组合使用,或可通过将这些除臭剂复合用作杂化除臭剂。
对于除臭剂,特别优选为高二氧化硅沸石。尽管与通常的沸石类似,但高二氧化硅沸石(疏水沸石)为水合硅酸铝金属盐的晶体,晶体中二氧化硅与氧化铝的比例特别高。由于二氧化硅结构中的氧原子几乎无碱性、并且表面上的Si-O-Si键不参与氢键的形成,因此高二氧化硅沸石显示出疏水性、并且不吸附水分子,这样即使在高湿环境和高温环境下也可有效吸附醛等。
而且,高二氧化硅沸石具有的特点是,它可吸附广范围的有气味的物质,包括通过吸附法一般难以除去的低温化合物如醛,例如有机酸、氨、胺、酮、含硫化合物如硫化氢和硫醇、吲哚等。
此外,由于它在吸附难以通过用水洗涤再生而除去的疏水性气体和中性气体方面优异,因此可以补充适合用水洗涤再生的颗粒除臭剂的除臭性能,这样可以达到完全除臭。
用于本发明的蜂窝状基材优选为氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化钙、氧化镍、氧化锌、氧化钛、氧化铁、碳化硅、碳化钛、碳化钽、氮化硅、氮化铝、氮化硼、氧化铍、银、铜、铝、镍、玻璃、石墨中的任意或其混合物作为具有高导热性的材料。上述氧化物、碳化物、和氮化物都具有10W/m·k或更大的导热率,因此是合适的。在它们当中,特别是氧化铝、二氧化硅、氧化锌、和碳化硅不贵并且优选。
这些导热性物质可用作使用结合剂的导电片,或可通过片的表面处理等支撑。
通过使用导热性物质,将PTC片的热有效转移至整个蜂窝成为可能,并由此导致过滤器的热再生效率的改进。
尽管在本发明中,与导热性材料接触的加热元件不必经受绝缘处理,但优选导热性基材或加热元件中的一个具有绝缘性。
在进行绝缘处理的情况下,可使用包括无机氧化物、碳化物、氮化物、或其类似物的材料,或经受用耐热性树脂进行表面被覆的材料。对于表面被覆剂,优选使用不使承载的除臭剂性能失活的材料。
作为将除臭剂承载到蜂窝状基材上的方法,最方便的方法可以是在形成蜂窝后,制备分散了除臭剂和结合剂的被覆液体,然后通过浸渍使其承载于该蜂窝表面上。
此外,承载可通过在加工为蜂窝之前、在片形成阶段被覆的方法进行。
在该结合中,由于要使用的结合剂依其比例可造成除臭性能的降低,因此优选限制其比例不超过总承载质量的60%。
本发明中加热元件的材料优选包括由陶瓷加热器或由钽、镍铬合金、或钨制成的线形加热器构成的加热体,或加热体和热导体。
作为本发明的加热元件,可提及由陶瓷加热器或由钽、镍铬合金、或钨制成的线形加热器构成的加热体,或具有电微波发生器如微波的加热体。
在所有的加热体当中,考虑到ON/OFF转换、温度控制的容易性和结构的简单,优选由平板加热器构成的加热体,该平板加热器将由镍铬合金构成的、其表面经受绝缘处理的线形加热器牢固地夹持在两块铝板之间。可以有一种合适的加热体,其中,从它们选取的加热加热器的热经导热性材料有效传递至除臭过滤器,以实现加热。
对于将加热元件与除臭过滤器结合的方法,作为附着的一个例子在图1中给出,采取这样一种形式,其中,该加热元件以形成外框的形式紧密附着至蜂窝状基材,该外框与具有中空管结构的除臭过滤器平行。
具体地,该元件以紧密附着至蜂窝状基材外框衬垫的形式设置,或使得与波纹的内芯接触,同时起到衬垫的作用。任何方式都是合适的,只要加热元件(加热加热器)1的热通过采取这种结构传递至除臭过滤器2即可。
该加热元件和该除臭过滤器需要在至少一部分相互接触,优选将该加热器附着至该除臭过滤器周缘的多个边,如图2所示,或覆盖该除臭过滤器的所有周缘,如图3所示。
当粘合剂用于将加热元件附着至除臭过滤器时,可合适地选取和使用可承受加热元件可到达的温度的耐热粘合剂。然而,当蜂窝的开口关闭时,如此限制了足够的气流,因此优选附着加热元件使其开口尽可能不关闭。
对于优选使用的耐热粘合剂,使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺、聚酯、或合成橡胶基热熔性粘合剂,可进一步提及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元嵌段共聚物、由N,N′-(4,4′-二苯基甲烷)双马来酰亚胺和4,4′-二氨基二苯甲烷组成的预缩合物、苯并呋喃-茚树脂和萜烯树脂、通过进一步向其中混合萜烯-苯酚树脂获得的粘合剂等,但该耐热粘合剂并不特别局限于此,只要它在可承受加热加热器的热的状态下使用即可。
接着,下面将详细描述本发明第二个实施方式的热再生除臭过滤器。
该热再生除臭过滤器为旨在通过特别使用温度可控的PTC加热器作为加热元件的有效热再生的热再生除臭过滤器,并且用于该热再生除臭过滤器的构件如导热性基材、除臭剂、和粘合剂优选具有耐热性。
用于本发明的热再生除臭过滤器的加热元件的PTC为标准名称“正温度系数(Positive Temperature Coefficient)”的简称,并且可使用包括钛酸钡(BaTiO3)或氧化钒(V2O3)作为主要组分的陶瓷PTC加热器,或通过分散炭黑、金属等的导电性颗粒而获得的有机PTC加热器。
当电流流过通电的元件时,该陶瓷PTC加热器释放热,由此温度升至居里温度。该PTC加热器具有欧姆值在居里温度附近升高,以降低电流的功能。
当电流降低时,该PTC的温度逐渐降低,然后电流再次流入以释放热。这样,该PTC加热器具有其温度控制在设定的居里温度附近的特性。
此外,该有机PTC加热器为这样的加热器:将平板状电极14设置在PTC加热器元件的表面上,该PTC加热器元件具有其中炭黑、金属等的导电性颗粒13分散在结晶性聚合物12中的形状构造,如图8所示。在低温条件下,无数导电路径存在于各电极之间,并且电阻低。
在此情况下,当对电极施加电压时,电流流动并释放热。
当温度达到材料的固有温度(在本申请中,对于陶瓷材料,该温度表示为对应居里温度的温度),如图9所示,导电性颗粒的分散状态因结晶性聚合物的热膨胀而变得不均匀,并且该导电路径断掉,导致欧姆值升高。因此,电流控制和同时的温度控制变为可能。
该固有温度可通过改变结晶性聚合物与导电性颗粒的混合比例而自由设定。
与该陶瓷PTC加热器相比,该有机PTC加热器在室温下具有低的比电阻,因此适合在施加大电流时使用。此外,小型化是可能的,并且加热器还具有自控加热器、以及温度检测和过电流保护功能,这样它可被有利地使用。
可用于有机PTC加热器的聚合物的例子包括聚乙烯、聚环氧乙烷、叔-4-聚丁二烯、聚丙烯酸亚乙基酯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、聚酯、聚酰胺、聚醚、聚己内酰胺、氟化乙烯-丙烯共聚物、氯化聚乙烯、氯磺化乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚缩醛、聚环氧乙烷、聚苯醚、聚砜、氟化树脂等。可使用这些聚合物中的至少一种。具体地,它们根据电极形成的方法、PTC加热器所需的特性等合适地选取。
对于聚合物的优选例子,可提及聚乙烯、尼龙12、或聚环氧乙烷(PEO)。在这些当中,当目标是约60-70℃的相对低的居里温度时,优选聚环氧乙烷、或高密度聚乙烯和低密度聚乙烯与蜡的混合物。特别地,为降低居里温度,优选混合聚乙烯与蜡的混合物或聚环氧乙烷。
对于用于有机PTC加热器的导电性颗粒,可提及Ni、Ti、Cu、Ag、Pd、Au、Pt等作为金属颗粒;以及在上面形成镀Ag层的炭黑、Al2O3、TiO2等的颗粒;在上面形成镀Pd层的BaTiO3颗粒等;以及类似物作为金属被覆颗粒。
使用炭黑作为导电性填料的有机PTC加热器已大量用作过电流保护元件。可以令目前实际使用的、使用典型的金属颗粒作为填料的有机PTC加热器的电阻降至1mΩ或更低(JP-A-5-47503)。
使用典型的金属颗粒作为填料的PTC加热器的独特之处在于,它具有特别小的欧姆值、并且在80℃的工作温度下显示6个数量级或更大的大电阻变化率。当使用具有大电阻变化率的材料时,可以减少PTC元件温度的可控制幅度,并可实现高精确的温度控制,这样考虑到实际情况也可预期高可靠性。
该PTC加热器的居里温度可根据应用自由设计,并且用于本发明的PTC加热器的居里温度优选为60-180℃。
这是因为,尽管用于热再生除臭过滤器的除臭剂优选为多孔沸石或活性炭,为了这些材料的完全再生,约100℃-150℃的温度是足够的,并且空气净化装置通常控制在100℃的实际温度或更低温度下,因为在许多情况下,它们不能安装达到100℃或更高的高温的热源。
当该装置控制在100℃或更低的温度下时,再生速率有时不能达到100%。然而,在约60℃的温度用作加热温度时,在许多情况下可预期50%或更大的除臭性能的回复。
用于本发明的热再生除臭过滤器的除臭剂优选具有在本发明使用的PTC加热器的加热温度下再生的特性。
对于除臭剂,尽管优选使用具有接近PTC加热器居里温度的再生温度的除臭剂,但按照除臭剂的设计原理,可附着具有低于该再生温度的居里温度的PTC加热器。
优选地,活性炭、高二氧化硅沸石等可通过使其经受120℃的热处理约1小时而回复至初始除臭性能。
这样附着用于本发明的热再生除臭过滤器的PTC加热器,使得该加热器的热可有效传递至该过滤器,并且PTC加热器的位置和形状不受限制,只要整个加热器通过导热性材料加热即可。
进一步地,下面将描述本发明第三个实施方式的热再生除臭过滤器。
由于热再生除臭过滤器通过PTC加热器(其为加热元件)再生,则构成该热再生除臭过滤器的构件如PTC片、导电片、除臭剂、和粘合剂优选具有耐热性。
用于本实施方式的热再生除臭过滤器的蜂窝状结构体,可以通过如下方法制造:例如顺序层压单面波纹状纤维板,其中,内芯结合至衬垫上由此制造波纹状块,并且在垂直于其衬垫表面或以特定倾斜角切割该波纹状块,由此形成波纹状蜂窝的除臭过滤器。
此外,对于在伸展时具有四边形或六边形的蜂窝状过滤器,通过如下方法获得蜂窝状过滤器:在构成片上,以恒定间隔粘贴成多条线状浆糊,在其上重叠另一构成片,错开间距,以恒定间隔粘贴成多条线状浆糊,并进一步重叠其它构成片而制造蜂窝状块;以垂直于该浆糊线或保持特定的角度切割该块,最后伸展该切割块。
即,第三个实施方式的热再生除臭过滤器通过将除臭剂填充到蜂窝状基材的小室中、并用透气性基材密封该蜂窝状基材的两端开口构成,其中,该蜂窝状基材包括两种或多种导电片,并且至少一种导电片为在通电时温度自控的PTC加热器,另一种由其它导电片构成。当该蜂窝状基材呈波纹状时,其具有导电片作为内芯部分和PTC片作为衬垫部分的组合、或PTC片作为内芯部分和导电片作为衬垫部分的组合的构造,如此变为其中PTC片存在于导电片之间的结构。
通过在该结构的两端施加电压以输送电流,可将该PTC片加热至居里温度。
此外,也可以片状PTC片的两个表面分别夹持在导电电极片之间的状态构成。通过输送电流至该电极片,该电流在PTC片的厚度方向流动,因此该PTC片在短时间内均匀加热。
同时,为有效加热该PTC片,位于PTC片两侧的导电性基材应相互独立。当该基材相互短路时,该电流不流过具有高电阻的PTC加热器部分,因此该加热器不释放热。
因此,当用于密封颗粒活性炭的透气性片附着至该蜂窝状基材的开口时,必须设计该过滤器,以达到电绝缘状态。
构成本发明的蜂窝状基材的PTC加热器和导电片优选具有耐热性,可以使用蜂窝状基材,该基材通过使用如下所述的具有耐热性的粘合剂成型。
用于本发明的蜂窝状基材的导电片为铜、铝、铅、镍、铬、钛、金、铂、氧化铁、石墨等,并且特别优选铝。
在使用金属片的情况下,使用具有50-500μm厚度的片。可在这些导电片上承载除臭剂、催化剂等而使用该导电片,由此进一步改进除臭性能。
用于本发明的导电片优选同时具有导热性,并且该导热性材料优选为氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化钙、氧化镍、氧化锌、氧化钛、氧化铁、碳化硅、碳化钛、碳化钽、氮化硅、氮化铝、氮化硼、氧化铍、银、铜、铝、镍、玻璃、石墨中的任意或其混合物。上述氧化物、碳化物和氮化物都具有10W/m·k或更大的导热率,因此是合适的。在所有的材料当中,特别是氧化铝、二氧化硅、氧化锌和碳化硅不贵并且优选。
这些导热性物质可用作使用粘合剂的导电片,或可通过片的表面处理等承载。
通过使用导热性材料,将PTC片的热有效传递至整个蜂窝成为可能,并且由此导致该过滤器的热再生效率的改进。
根据本发明的该颗粒除臭剂为颗粒除臭剂,并且该颗粒的尺寸可以足够大,以使其不落出用于密封的透气性基材的筛孔,并且也可贮存于该蜂窝的小室中。
根据本发明的颗粒除臭剂的形状不特别限制,并且可为球形、四面体形、六面体形、八面体形、圆筒体形、多棱柱形、棒状、板状颗粒除臭剂或类似形状。
在这些形状当中,中空柱形或管形、或凹多棱柱形如星型或齿轮型、或类似形状用于除臭是有利的,原因在于该颗粒除臭剂的表面积增加;并且对于气体渗透也是有利的,由于空气的流路在该蜂窝状基材的小室内可以确保。
作为制造根据本发明的颗粒除臭剂的方法,可提及用各种造粒机如挤出造粒机、搅拌造粒机、流化造粒机、摇摆造粒机(rollinggranulator)、压缩造粒机、或压片机中的任意将粉末除臭剂成形为颗粒的方法,以及用干或湿破碎机例如球磨机、振动磨、辗压机、离心磨、或喷射磨中的任意将块状除臭剂破碎为颗粒。所得颗粒除臭剂可用各种分级方法如筛分型和旋风型调节至所需颗粒尺寸。
根据本发明的除臭剂优选具有对PTC片的居里温度的耐热性,并且优选能够通过该PTC片的热而再生该热再生除臭过滤器的除臭力。
可用作这种除臭剂的材料是主要为了除去恶臭使用。具体地,可提及碳基吸附除臭剂如活性炭、浸渍活性炭、活性炭纤维、竹炭、和Bincho炭;无机吸附除臭剂如天然和合成沸石(沸石类)、活性氧化铝、铁基化合物如氧化铁、和多孔二氧化硅;有机吸附除臭剂如有机酸基化合物、甲壳质、脱乙酰壳多糖、或离子交换树脂;酶基除臭剂如抗坏血酸铁和金属如铁、钴、或锰的酞菁衍生物;氧化催化剂如锰基氧化物、钙钛矿化合物、铂氧化物、钯氧化物、或钒氧化物;碳化硅、氮化硅、硅酸钙、氧化铝-二氧化硅;合成陶瓷如氧化锆或远红外线陶瓷如麦饭石或褐钇铌矿;或使用植物提取物中所含的化合物如儿茶酚、鞣酸、类黄酮、柠檬烯、或蒎烯的除臭剂。
如果需要,这些除臭剂的多种可非必要地组合使用,或可以通过复合这些除臭剂作为杂化除臭剂使用。
在那种情况下,优选用耐热粘合剂造粒而使用除臭剂。
根据本发明的颗粒除臭剂的密封通过夹持蜂窝两端的开口进行,其中,将颗粒除臭剂填充在两片透气性基材之间,并且密封的主要目的是防止颗粒除臭剂的脱落。
作为密封的具体方法,可提及将透气性材料附着至蜂窝状基材的小室壁末端的方法,在附着框架的过程中将蜂窝状基材和透气性材料固定的方法等。
作为该透气性基材,除了织物、干无纺布、熔喷无纺布、纺粘无纺布、浆粕气流成网(air-laid pulp)、湿无纺布、各种纸、网、蜂窝、泡沫、海绵、毛毯等外,可提及具有在通用目的树脂膜中制作的很多孔的片,和薄板如聚乙烯膜、聚丙烯膜、和聚酯膜、以及金属网等。
然而,在使用金属网的情况下,必须这样排列,以使其与蜂窝状部分电绝缘。
根据本发明的透气性基材可具有除臭、除尘、抗菌力、防虫力、昆虫排斥等的功能,除非它偏离本发明的要点。
对于PTC加热器对除臭过滤器的配置方法,将导电片(5)配置在内芯部分,并且将片状PTC加热器(6)规则地配置在衬垫部分,如图5所示;或将片状PTC加热器(6)配置在内芯部分,并且将导电片(5)规则地配置在衬垫部分,如图6所示,如说明图中详细显示的,并且在两端的衬垫(7,8)内,做成可施加电压的构造,以使电流从一衬垫流至另一衬垫。
特别地,如图5所示,当片状PTC加热器设置于衬垫部分时,由于电压施加末端和PTC直接相互接触,因此优选使用导电片作为衬垫(7,8)。
当粘合剂用于PTC加热器的配置中时,可以合适地选取和使用可承受该加热元件的最高温度的耐热粘合剂。
进一步地,下面将详细描述本发明的第四个实施方式的热再生除臭剂过滤器。
本发明的热再生除臭剂过滤器的构造在图7中给出。本发明的热再生除臭剂过滤器具有的结构是,其中,颗粒除臭剂11填充在含有PTC加热器9的蜂窝状基材的小室内,并且该蜂窝状基材的两端开口用具有导电性的透气性基材10密封,这样该颗粒除臭剂不散开和流失。然后,通过自透气性基材10在两端开口通电,该PTC加热器放热,并且密封的颗粒除臭剂11通过热而再生。
在那种情况下,除PTC外的蜂窝状基材的构成材料应为绝缘物。这是因为当导电性材料用作除PTC外的元件时,PTC不被通电而变得不能加热。
因此,构成该热再生除臭剂过滤器的PTC加热器、具有导电性的透气性基材、除臭剂、和根据需要使用的粘合剂优选具有对PTC加热器的居里温度的耐热性。
即,本发明的热再生除臭剂过滤器具有的特征是,构造该蜂窝状基材包括PTC加热器部分,该PTC加热器与用于密封蜂窝内的除臭剂的导电透气性基材电连接,并且通过对透气性基材施加电压以加热该蜂窝状基材而再生该密封除臭剂的除臭性能。
当除PTC材料以外的材料用作蜂窝状基材的构成材料时,使用绝缘材料。
用于密封的透气性基材和蜂窝状基材优选以紧密附着的状态相互组合,更优选在透气性基材与蜂窝状基材之间存在大量接触点。
这是因为大量接触点的存在可导致热效率升高。在少量接触点的情况下,电流仅可流过具有低欧姆值的路径,这样需要更长的时间和更大的电力来加热整个蜂窝状基材。
此外,设置在该蜂窝状基材两侧的透气性基材通过该蜂窝状基材相互独立地放置。当两个透气性基材相互接触并短路时,形成不通过该PTC加热器的具有低电阻的路径,并且该PTC加热器不释放热,因此这种情况事实上不是优选的。
根据本发明的构成该蜂窝状基材的PTC加热器优选具有耐热性,并且下述具有耐热性的粘合剂可用于成形蜂窝状基材并且可用于附着该具有导电性的透气性基材和蜂窝。
制备例1
用具有导热性的铝片制备具有10mm的小室尺寸和100mm×200mm×10mm的外部尺寸的六边形蜂窝。将该蜂窝浸入被覆液体中,在该液体中分散80%质量的高二氧化硅沸石、和20%质量的具有耐热性的乙烯-乙酸乙烯酯粘合剂,以使固体物质的总浓度为30%质量,如此形成制备例1的除臭过滤器。将高二氧化硅沸石以10g的质量承载于制备例1的除臭过滤器上。
制备例2
用具有导热性的铝片制备具有10mm的节距、9mm的步高(step height)、和100mm×200mm×10mm的外部尺寸的波纹状蜂窝。将该蜂窝浸入被覆液体中,在该液体中分散80%质量的椰子壳活性炭、和20%质量的具有耐热性的乙烯-乙酸乙烯酯粘合剂,以使固体物质的总浓度为30%质量,如此形成制备例2的除臭过滤器。将高二氧化硅沸石以10g的质量承载于制备例2的除臭过滤器上。
制备例3
按与制备例1相同的方式形成制备例3的除臭过滤器,不同的是使用包括聚酯纤维和丙烯酸纤维作为主体纤维的具有100g/m2的基重和低导热性的无纺布片代替制备例1的具有导热性的铝片。
制备例4
按与制备例2相同的方式形成制备例4的除臭过滤器,不同的是使用包括聚酯纤维和丙烯酸纤维作为主体纤维的具有100g/m2的基重和低导热性的无纺布片代替制备例2的具有导热性的铝片。
制备例5
制备包括具有0.2mm的厚度的铝片作为内芯部分、以及具有0.2mm的厚度和100℃的居里温度的PTC片作为衬垫部分的波纹体,以具有200mm×100mm×10mm的尺寸、10mm的节距、8.5mm的高度,该波纹体为制备例5的蜂窝状基材。
制备例6
制备包括具有0.2mm的厚度的铝片作为衬垫部分、以及具有0.2m m的厚度和100℃的居里温度的PTC片作为内芯部分的波纹体,以具有200mm×100mm×10mm的尺寸、10mm的节距、和8.5mm的高度,该波纹体为制备例6的蜂窝状基材。
制备例7
用具有0.2mm的厚度和100℃的居里温度的片状PTC加热器作为蜂窝状基材制备具有12mm的节距、10mm的高度、和200mm×100mm×10mm的尺寸的蜂窝,该蜂窝为制备例7的蜂窝状基材。
制备例8
用具有100℃的居里温度的片状PTC加热器作为蜂窝状基材制备具有200mm×100mm×10mm的尺寸、12mm的节距、和10mm的高度的蜂窝,该片状PTC加热器可通过将含钛酸钡的PTC材料均匀支撑在具有0.2mm的厚度的绝缘湿型无纺布片上获得,该蜂窝为制备例8的蜂窝状基材。
实施例1
将包括平板加热器的加热加热器(在该平板加热器中,由表面绝缘的镍铬合金制成的线形加热器夹持在铝板之间),用具有耐热性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物粘合剂,结合至制备例1的除臭过滤器的周缘,由此形成实施例1的热再生除臭过滤器。
实施例2
将包括平板加热器的加热加热器(在该平板加热器中,由表面绝缘的镍铬合金制成的线形加热器夹持在铝板之间),用具有耐热性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物粘合剂,结合至制备例2的除臭过滤器的周缘,由此形成实施例2的热再生除臭过滤器。
实施例3
将包括平板加热器的加热加热器(在该平板加热器中,由镍铬合金制成的线形加热器夹持在铝板之间),用具有耐热性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物粘合剂,结合至制备例2的除臭过滤器的周缘中的长边部分的仅一边,由此形成实施例3的热再生除臭过滤器。
实施例4
将具有100℃的居里温度的PTC加热器,用具有耐热性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物粘合剂,结合至制备例1的除臭过滤器的周缘,由此形成实施例4的热再生除臭过滤器。
实施例5
将具有100℃的居里温度的PTC加热器,用具有耐热性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物粘合剂,结合至制备例2的除臭过滤器的周缘,由此形成实施例5的热再生除臭过滤器。
实施例6
在制备例5的蜂窝状基材中包括50g的量的颗粒高二氧化硅沸石,并且将该蜂窝状基材的两端开口用通过耐热树脂被覆绝缘的不锈钢网作为透气性基材密封,由此制备除臭过滤器。然后将装有用于施加电压的接线端的铝板附着至该蜂窝状基材的两边的衬垫部分,由此形成实施例6的热再生除臭过滤器。
实施例7
在制备例6的蜂窝状基材中包括50g的量的颗粒高二氧化硅沸石,并且将该蜂窝状基材的两端开口用通过耐热树脂被覆绝缘的不锈钢网作为透气性基材密封,由此制备除臭过滤器。然后将装有用于施加电压的接线端的铝板附着至该蜂窝状基材的两边的衬垫部分,由此形成实施例7的热再生除臭过滤器。
实施例8
在制备例7的蜂窝状基材中包括50g的量的颗粒高二氧化硅沸石,并且将该蜂窝状基材的两端开口用透气导电性不锈钢网密封,由此制备除臭过滤器。将用于施加电压的接线端附着至该透气性材料的两边,由此形成实施例8的热再生除臭过滤器。
实施例9
在制备例8的蜂窝状基材中包括50g的量的颗粒活性炭,并且将该蜂窝状基材的两端开口用透气性铝网密封,由此制备除臭过滤器。将用于施加电压的接线端附着至该铝网的两边,由此形成实施例9的热再生除臭过滤器。
比较例1
将包括平板加热器的加热元件(在该平板加热器中,由镍铬合金制成的加热加热器夹持在绝缘铝板之间),用具有耐热性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物粘合剂,结合至制备例3的除臭过滤器的周缘,由此形成比较例1的热再生除臭过滤器。
比较例2
将包括平板加热器的加热加热器(在该平板加热器中,由镍铬合金制成的加热元件夹持在绝缘铝板之间),用具有耐热性的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物粘合剂,结合至制备例4的除臭过滤器的周缘中的长边部分的仅一边,由此形成比较例2的热再生除臭过滤器。
比较例3
将包括平板加热器的加热元件(在该平板加热器中,由镍铬合金制成的加热加热器夹持在绝缘铝板之间),以10mm的间隔围绕制备例1的除臭过滤器的周缘放置,由此形成比较例3的热再生除臭过滤器。
比较例4
在制备例5的蜂窝状基材的小室中填充50g的量的颗粒高二氧化硅沸石,并且将波纹体的一个开口用聚氨酯泡沫作为透气性材料密封,并将蜂窝状基材的另一开口用纺粘无纺布作为透气性基材密封,由此制备除臭过滤器,将其用作比较例4的水洗再生除臭过滤器。
比较例5
在制备例5的蜂窝状基材的小室中填充50g的量的颗粒高二氧化硅沸石,并且将该蜂窝状基材的两个开口用纺粘无纺布作为透气性基材密封,由此制备除臭过滤器,将其用作比较例5的水洗再生除臭过滤器。
比较例6
在制备例7的蜂窝状基材的小室中填充50g的量的颗粒高二氧化硅沸石,并且将蜂窝的一个开口用聚氨酯泡沫作为透气性材料密封,并将蜂窝的另一开口用纺粘无纺布作为透气性基材密封,由此制备除臭过滤器,将其用作比较例6的水洗再生除臭过滤器。
比较例7
在制备例7的蜂窝状基材的小室中填充50g的量的颗粒高二氧化硅沸石,并且将蜂窝的两个开口用纺粘无纺布作为透气性基材密封,由此制备除臭过滤器,将其用作比较例7的水洗再生除臭过滤器。
比较例8
在由具有绝缘性的无纺布制成的蜂窝状基材的小室中,填充50g的量的作为具有导电性的吸附剂的颗粒活性碳,并且将该蜂窝状基材的两个开口用具有透气性和导电性的不锈钢网密封,由此形成比较例8的具有其中不锈钢网通电以使PTC释放热的结构的除臭过滤器。
下面将给出说明本发明的第一实施方式的优异性的评价方法和评价结果,并将描述本发明的具体优点。
乙醛除臭性能试验
将实施例1-3和比较例1-3的每个热再生除臭过滤器安装在用于测试的空气净化机上。当该净化机在1m3的密闭容器中操作时,将乙醛标准气体逐渐注入其中,并确定注入乙醛的体积W(ml),直至用气体检测管检测的密封容器中的乙醛浓度达到20ppm。
然后,使实施例和比较例的每个热再生除臭过滤器通过下述方法经受再生处理。接着,按与上述相同的方式再次进行除臭试验,由此确定注入的乙醛的体积X(ml)。
确定通过将再生后注入乙醛气体的体积除以注入乙醛气体的初始体积获得的值(X/W),将其定义为热再生效率(%)。
再生处理
在确定乙醛的体积W(ml)后,将该加热加热器切换到ON上,并进行热处理15分钟。15分钟后,加热加热器的温度为230℃。
试验通过上述方法进行。评价性能的结果在表1中给出。
(表1)
实施例或比较例 | 热再生效率(%) |
实施例1 | 106% |
实施例2 | 103% |
实施例3 | 105% |
比较例1 | 42% |
比较例2 | 8% |
比较例3 | 12% |
从表1给出的结果,了解到由于本发明的热再生除臭过滤器可有效传递与该除臭过滤器接触的加热元件的热,因此获得高的热再生效率。
另一方面,了解到在比较例中给出的热再生除臭过滤器不能有效传递加热元件的热并且几乎不能再生,原因在于它们使用具有低导热性的无纺布、或加热元件不与该除臭过滤器接触。
特别地,使用活性碳的过滤器如比较例2的热再生除臭过滤器,需要100℃或更高的热以使其再生,并且在低温下很难再生,但此缺点可通过使用导热性基材克服,如在实施例2的热再生除臭过滤器的情况下。
此外,在本发明的热再生除臭过滤器,由于捕集在除臭剂中的气味通过热再生彻底除去,了解到与初始除臭性能相比,获得更高的除臭效率。
该事实意味着,刚刚制备后的除臭过滤器已捕集少量的自粘合剂产生的有机化合物等和空气中的气味,因此处于性能轻微损害的状态中。
根据本发明,获得具有大的除臭容量、并可用于通过在使用后将结合加热元件的热有效传递至导热性除臭过滤器来重复除臭的热再生除臭过滤器。
下面将给出说明本发明的第二实施方式的优异性的评价方法和评价结果,并将描述本发明的具体优点。
乙醛除臭性能试验
将实施例1、2、4和5的每个热再生除臭过滤器安装在用于测试的空气净化机上。当该净化机在1m3的密闭容器中操作时,将乙醛标准气体逐渐注入其中,并确定注入的乙醛的体积W(ml),直至用气体检测管检测的密封容器中的乙醛浓度达到20ppm。
然后,使各测试体通过下述方法经受再生处理。接着,按与上述相同的方式进行除臭试验,由此确定注入的乙醛的体积X(ml)。
确定通过将再生后注入乙醛气体的体积除以注入乙醛气体的初始体积获得的值(X/W),将其定义为热再生效率(%)。
再生处理A
测定乙醛的体积W(ml)后,将加热加热器切换到ON上,并进行热处理15分钟。
再生处理B
测定乙醛的体积W(ml)后,将加热加热器切换到ON上,并进行热处理20分钟。
形状试验
在各测试体经受再生处理B的热再生处理时,按照如下标准视觉评价形状变形。
评价等级
◎:试验前未观察到变化。
○:观察到轻微变形。
△:观察到形状变形并且在附着部分剥离。
×:不能保持结构。
按照上述方法进行试验。评价性能的结果在表2中给出。
(表2)
实施例或比较例 | 热再生效率A(%)(再生处理A) | 热再生效率B(%)(再生处理B) | 形状试验结果 |
实施例1 | 102 | 78 | ○ |
实施例2 | 104 | 73 | △ |
实施例4 | 103 | 104 | ◎ |
实施例5 | 101 | 101 | ◎ |
从表2中给出的结果,由于与该除臭剂过滤器接触的加热元件的热被有效地传递至除臭过滤器、并且有助于本发明的热再生除臭过滤器再生,因此在再生处理A的情况下,在实施例1、2、4和5中的任意获得高除臭效率。
然而,实施例1和2的除臭过滤器在再生处理B的情况下显示低值。该结果可解释如下:由于再生处理进行120分钟的长时间,因此粘合剂部分被炭化为气体,并且该过滤器本身吸附这些燃烧气体,如此降低除臭效率。
另一方面,根据第二个实施方式的实施例4和5的热再生除臭过滤器保持100℃的恒定温度(为其居里温度),因此未观察到这种影响。从形状试验的结果显示这种趋势明显。当在没有象镍铬合金线形加热器一样起作用温度控制的状态下长时间加热时,温度随时间成比例升高,因此过度的温度传递至除臭过滤器,这样用于蜂窝状基材的粘合剂和在加热器与除臭过滤器之间的连接部分使用的粘合剂被碳化并且变脆,以造成剥离、加热器脱落等。
在其中使用镍铬合金线形加热器的实施例1和2的试验体中,120分钟后加热器部件的温度达到接近300℃的高温。
通常,完成除臭剂的除臭性能的完全再生需要约100℃-150℃的热。然而,存在的危险是除臭剂的表面状态被改性,以降低除臭性能,并且组合使用的粘合剂等热分解以产生损害性能的分解气体,并且过滤器本身在过高的温度条件下燃烧和碳化,因此该状况不是优选的。
作为在各种空调装置中安装的元件,同样考虑到过滤器的安全使用,测试体如实施例1和2的那些(其为诸如将温度升至高温且难以控制的镍铬合金线形加热器这样的元件)是不合适的。
使用第二个实施方式的热再生除臭过滤器可重复使用任意次数,并且可安全使用,即使在加热长时间时也没有燃烧和着火的危险。
根据本发明,获得具有大的除臭容量,并且可在长时间内安全用于重复除臭的热再生除臭过滤器,原因在于组合的PTC加热器在使用后将温度控制在恒定温度下。
下面将给出说明本发明的第三实施方式的优异性的评价方法和评价结果,并将描述本发明的具体优点。
氨除臭性能试验
将实施例6和7及比较例4和5的每个热再生除臭过滤器安装在用于测试的空气净化机上。当该净化机在1m3的密闭容器中操作时,将氨标准气体逐渐注入其中,并确定注入的氨的体积W(ml),直至用氨气传感器检测的密封容器中的氨浓度达到20ppm。
然后,使实施例和比较例的每个除臭过滤器通过下述方法经受再生处理。接着,按与上述相同的方式再次进行除臭试验,由此确定注入的氨的体积X(ml)。
确定通过将再生后注入氨气的体积除以注入氨气的初始体积获得的值(X/W),将其定义为氨除臭再生效率(%)。
乙醛除臭性能试验
将实施例6和7及比较例4和5的每个热再生除臭过滤器安装在用于测试的空气净化机上。当该净化机在1m3的密闭容器中操作时,将乙醛标准气体逐渐注入其中,并确定注入的乙醛的体积Y(ml),直至用VOC传感器检测的密封容器中的乙醛浓度达到5ppm。
然后,使实施例6和7及比较例4和5的每个除臭过滤器通过下述方法经受再生处理。接着,按与上述相同的方式再次进行除臭试验,由此确定注入的乙醛的体积Z(ml)。
确定通过将再生后注入乙醛气体的体积除以注入乙醛气体的初始体积获得的值(Z/Y),将其定义为醛除臭再生效率(%)。
再生处理(热再生)
对实施例6和7的测试体,在氨除臭性能试验和醛除臭性能试验完成测试后,将电压施加于附着至每个蜂窝的末端的接线端上,以对PTC片释放热,由此在加热180分钟下进行再生处理。
热再生后,将测试体放置,直至其温度变为室温。
再生处理(水洗再生)
对比较例4和5的测试体,在氨除臭性能试验或醛除臭性能试验中,将用于第一次测量的实施例和比较例的除臭过滤器单独在水溶液中浸泡1小时,在该水溶液中,将标准量的商购家用中性洗涤剂(商品名“Mamalemon”,Lion Corporation制造)进一步稀释10倍,然后在注入自来水下通过浸渍彻底清洗1小时,并在排干水后在太阳下干燥8小时,如此进行再生除臭性处理。
形状试验
对经受重复10次热再生处理的每个测试体,按照如下标准视觉评价形状变形。
评价等级
◎:试验前未观察到变化。
○:观察到轻微变形。
△:观察到形状变形并且在附着部分剥离。
×:不能保持结构。
按照上述方法进行试验。评价性能的结果在表3中给出。
(表3)
实施例或比较例 | 醛除臭试验(%) | 氨除臭试验(%) | 形状试验 |
实施例6 | 101 | 98 | ◎ |
实施例7 | 100 | 97 | ◎ |
比较例4 | 56 | 67 | △ |
比较例5 | 53 | 65 | ○ |
从表3的结果中了解到,当使用实施例6和7的热再生除臭过滤器(其为第三个实施方式的实际例子)时,对醛和氨获得接近100%的再生效率。
另一方面,当使用比较例4和5的水洗再生除臭过滤器时,了解到除臭性能仅再生至约一半的程度,因此再生率低。
其原因包括如下:当使用低温水如自来水时不能实现充分的再生,并且由于包含型除臭过滤器透气性差,因此难以彻底除去水,并因此难以干燥等。
此外,从形状试验的结果显示,比较例4和5的水洗再生过滤器难以保持其形状。
这是因为水洗时的水是支撑体的大的负担,并且诱导形状变形等。
因此,水洗型除臭过滤器需要耗时的洗涤操作,但再生效率低。然而,实施例6和7的两种测试体不需要取出过滤器或类似的操作,可仅通过施加电压而再生除臭性能。
根据本发明,获得一种热再生除臭过滤器,该热再生除臭过滤器具有大的除臭容量,并且能够再生密封除臭剂的除臭性能,且在使用后通过加热设置在内芯或衬垫部分的PTC加热器多次有效重复除臭。
下面将给出说明本发明的第四个实施方式的优异性的评价方法和评价结果,并将描述本发明的具体优点。
氨除臭性能试验
将实施例8和9及比较例6-8的每个热再生除臭过滤器安装在用于测试的空气净化机上。当该净化机在1m3的密闭容器中操作时,将氨标准气体逐渐注入其中,并确定注入的氨的体积W(ml),直至用氨气传感器检测的密封容器中的氨浓度达到20ppm。
然后,使实施例和比较例的每个除臭过滤器通过下述方法经受再生处理。接着,按与上述相同的方式再次进行除臭试验,由此确定注入的氨的体积X(ml)。
确定通过将再生后注入的氨气的体积除以注入氨气的初始体积获得的值(X/W),将其定义为氨除臭再生效率(%)。
乙醛除臭性能试验
将实施例8和9及比较例6-8的每个热再生除臭过滤器安装在用于测试的空气净化机上。当该净化机在1m3的密闭容器中操作时,将乙醛标准气体逐渐注入其中,并确定注入的乙醛的体积Y(ml),直至用VOC传感器检测的密封容器中的乙醛浓度达到5ppm。
然后,使实施例8和9及比较例6-8的每个除臭过滤器通过下述方法经受再生处理。接着,按与上述相同的方式再次进行除臭试验,由此确定注入的乙醛的体积Z(ml)。
确定通过将再生后注入的乙醛气体的体积除以注入乙醛气体的初始体积获得的值(Z/Y),将其定义为醛除臭再生效率(%)。
再生处理(通过通电进行热再生)
对实施例8和9及比较例8的测试体,在氨除臭性能试验和醛除臭性能试验完成测试后,将电压施加于附着至每个蜂窝的末端的接线端上,以使PTC片或吸附剂通电,由此进行180分钟再生处理。
热再生后,将测试体放置,直至其温度变为室温。
再生处理(水洗再生)
对比较例6和7的测试体,在氨除臭性能试验或醛除臭性能试验完成测试后,将用于第一次测量的实施例和比较例的除臭过滤器单独在水溶液中浸泡1小时,在该水溶液中,将标准量的商购家用中性洗涤剂(商品名“Mamalemon”,Lion Corporation制造)进一步稀释10倍,然后在注入自来水下通过浸渍彻底清洗1小时,并在排干水后在太阳下干燥8小时,如此进行再生除臭性处理。
形状试验
对经受重复10次热再生处理的每个测试体,按照如下标准视觉评价形状变形。
评价等级
◎:试验前未观察到变化。
○:观察到轻微变形。
△:观察到形状变形并且在附着部分剥离。
×:不能保持结构。
通过上述方法进行试验。评价性能的结果在表4中给出。
(表4)
实施例或比较例 | 醛除臭试验(%) | 氨除臭试验(%) | 形状试验 |
实施例8 | 100 | 98 | ◎ |
实施例9 | 98 | 97 | ◎ |
比较例6 | 67 | 62 | △ |
比较例7 | 58 | 65 | ○ |
比较例8 | 47 | 31 | ◎ |
从表4的结果了解到,当使用第四个实施方式的实施例8和9的热再生除臭过滤器时,对醛和氨都获得接近100%的再生效率。
另一方面,当使用比较例6、7和8的水洗再生除臭过滤器时,了解到除臭性能仅再生至约一半的程度,因此再生率低。
其原因包括如下:当使用低温水如自来水时不能实现充分的再生,并且由于包含型除臭过滤器透气性差,因此难以彻底除去水,并因此难以干燥等。
此外,从形状结果显示,比较例的水洗再生过滤器难以保持其形状。
这是因为水洗时的水是支撑体的大的负担,并且诱导形状变形等。
因此,水洗型除臭过滤器需要耗时的洗涤操作,但再生效率低。然而,实施例的各测试体不需要取出过滤器或类似的操作,可仅通过施加电压而再生除臭性能。
此外,在比较例8的除臭过滤器中,蜂窝状基材本身不具有导电性,而除臭剂通电。然而,在除臭剂通电的情况下,难以使整个过滤器均匀通电,因为在两端具有导电网的短路路径中电流仅流过低电阻路径,此外,不可能给过滤器施加除臭性能再生所需的热。
根据本发明,获得一种热再生除臭过滤器,该热再生除臭过滤器具有大的除臭容量,并且能够再生密封除臭剂的除臭性能,且在使用后通过通电用作蜂窝状基材的PTC加热器而多次有效重复除臭。
工业实用性
本发明的热再生除臭过滤器可通过集成包括除臭过滤器和加热元件有效再生除臭性能。特别地,用PTC加热器作为加热加热器的部件可实现具有高安全性和能量效率的除臭过滤器。因此,该除臭过滤器具有特别大的工业实用性。
Claims (10)
1.一种热再生除臭过滤器,其包括:
除臭过滤器,它包括可适于热再生的除臭剂、和负载该除臭剂的具有导热性的蜂窝状基材,以及
用于再生该除臭过滤器的加热元件,其集成在该除臭过滤器中,
这里,在再生时该加热元件被控制在规定温度。
2.根据权利要求1所述的热再生除臭过滤器,其中,该加热元件为在通电时温度自控型的PTC加热器,所述加热器紧密贴合地设置在与该除臭过滤器的小室开口垂直的至少一个表面上。
3.根据权利要求2所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为陶瓷PTC加热器。
4.根据权利要求2所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为有机PTC加热器。
5.一种热再生除臭过滤器,其包括:
除臭过滤器的蜂窝状基材,它包括两种或多种导电片,
填充在该蜂窝状基材的小室中的颗粒除臭剂,以及
密封该蜂窝状基材两侧开口的透气性基材,
这里,至少一种所述导电片包括在通电时温度自控型的PTC加热器。
6.根据权利要求5所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为陶瓷PTC加热器。
7.根据权利要求5所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为有机PTC加热器。
8.一种热再生除臭过滤器,其包括蜂窝状基材、填充在该蜂窝状基材的小室中的颗粒除臭剂、以及密封该蜂窝状基材两侧开口的透气性基材,
这里,该蜂窝状基材包括在通电时温度自控型的PTC加热器,
该透气性基材包括导电性材料,以及
该PTC加热器通过在透气性基材之间施加电压而加热。
9.根据权利要求8所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为陶瓷PTC加热器。
10.根据权利要求8所述的热再生除臭过滤器,其中,该PTC加热器为有机PTC加热器。
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CN101856890A (zh) * | 2009-04-09 | 2010-10-13 | 丰田纺织株式会社 | 表皮材料 |
CN102152530A (zh) * | 2009-12-01 | 2011-08-17 | 丰田纺织株式会社 | 表皮材料 |
CN101530716B (zh) * | 2009-03-11 | 2012-07-04 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种空气净化方法 |
CN104040073A (zh) * | 2012-01-12 | 2014-09-10 | 纳幕尔杜邦公司 | 包含单宁树脂的芯材结构 |
CN112090418A (zh) * | 2020-08-28 | 2020-12-18 | 杭州电子科技大学 | 一种专用于蜂窝炭的电再生方法及其电再生装置 |
CN115920882A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-04-07 | 浙江金海高科股份有限公司 | 一种可再生空气净化材料及其制备方法和再生方法 |
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2004
- 2004-03-09 CN CN 200480011247 patent/CN1780647A/zh active Pending
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CN115920882A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-04-07 | 浙江金海高科股份有限公司 | 一种可再生空气净化材料及其制备方法和再生方法 |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |