JP2002066223A

JP2002066223A - 水洗再生型除塵脱臭フィルター

Info

Publication number: JP2002066223A
Application number: JP2000257732A
Authority: JP
Inventors: Katsumitsu Suzaki; 活光須崎; Katsushi Ogami; 勝志大上; Toshimitsu Nakajima; 敏充中島
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2002-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、昨今の環境問題を鑑みて、ゴミ低減
の観点から、何度も再生して使用できる除塵脱臭フィル
ターにを提供するものである。詳しくは水洗により再生
して、何度も使用できる水洗再生型除塵脱臭フィルター
を提供することにある。【解決手段】コルゲートハニカムフィルターにおいて、
ライナー部及びコルゲート部が、水洗再生型光触媒シー
トと水洗再生型除塵シートから構成されており、かつラ
イナー部が開口面に対して斜めの角度を有することを特
徴する水洗再生型除塵脱臭フィルターにより解決でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、除塵脱臭フィルタ
ーに関し、詳しくは水洗により再生して、何度も使用で
きる水洗再生型除塵脱臭フィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、生活環境の変化や健康志向の高ま
りなどにより、家庭や職場において空気清浄化装置の普
及が進んでいる。この装置はタバコの煙や花粉、ダニの
死骸などの塵埃を除去、更にはタバコの臭いやペット臭
などの臭い脱臭する。その方法として、家庭用空気清浄
機に於いては除塵機能はＨＥＰＡフィルターやエレクト
レットフィルター、電気集塵方式、脱臭機能は活性炭フ
ィルター、オゾン、光触媒フィルターなどで実現してお
り、広く普及している。

【０００３】その一環として、エアコンなどの空調機に
空気清浄化機能を付加するケースが増加しており、ルー
ムエアコンにおいても除塵はＨＥＰＡフィルターやエレ
クトレットフィルター、電気集塵方式、脱臭は光触媒フ
ィルターやカテキンなどが採用されている。

【０００４】更に、昨今の環境問題よりゴミ低減が叫ば
れており、天日干しにより何度も使用できる光触媒フィ
ルターを採用するケースが多くなってきている。しか
し、除塵に関しては電気集塵方式は別として、フィルタ
ーで集塵する場合は、現在廃棄するケースがほとんどで
ある。

【０００５】また、現在使用されている光触媒フィルタ
ーの問題点としては、炭化水素から構成されるアセトア
ルデヒドなどの悪臭などは水と二酸化炭素まで分解する
が、ＮＯｘやＳＯｘなどの含窒素化合物や含硫黄化合
物、家庭内で発生する悪臭物質であるアンモニアやアミ
ンなどの含窒素有機化合物やメチルメルカプタンなどの
含硫黄有機化合物などは分解しても、最終生成物として
硝酸イオンや硫酸イオンになり、フィルター上に残留す
ることが知られている。そのため、何度も天日干しで再
生していると、脱臭性能が徐々に低下する問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するものであり、水洗再生可能な光触媒フィル
ターと水洗により集塵した埃などを除けるフィルターを
組み合わせることにより、水洗再生型除塵脱臭フィルタ
ーを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題を
解決するために鋭意検討した結果、コルゲートハニカム
フィルターにおいて、ライナー部及びコルゲート部が、
水洗再生型光触媒シートと水洗再生型除塵シートから構
成されることを特徴する水洗再生型除塵脱臭フィルタ
ー、更にはこのライナー部が開口面に対して斜めの角度
を有することを特徴する水洗再生型除塵脱臭フィルター
により解決することが判明した。

【０００８】以下に本発明を詳しく説明する。

【０００９】本発明において、水洗再生型光触媒シート
とは水洗可能な光触媒シートであり、水洗いよりシート
が溶けたり、強度が低下したりせず、且つ、水洗いと天
日干し（紫外線照射）を組み合わせることにより、脱臭
性能が回復する光触シートである。

【００１０】本発明において、水洗再生できる除塵フィ
ルターとは濾過式で埃を取るフィルターであり、超音波
洗浄や洗剤での洗浄で溜まった埃を除去できて、除塵性
能が回復するシートである。

【００１１】本発明において、これらシートを一つのコ
ルゲートハニカムで組み合わせることにより、水洗再生
できる除塵脱臭フィルターを得ることができた。

【００１２】本発明において、通常のコルゲートハニカ
ムにおいてライナー部またはコルゲート部に水洗再生型
除塵フィルターを使用しても、埃などがそのシート面に
対して平行に通過してしまうため、除塵できない問題点
があった。

【００１３】そこで、鋭意検討した結果、ライナー部が
開口面に対して斜めの角度になるようにカットすること
により、ライナー部またはコルゲート部に使用する水洗
再生型除塵シートに対して、カットした角度で風が通過
していくので濾過方式の除塵シートでも除塵できるよう
になった。

【００１４】さらに、ライナー部が開口面に対して斜め
の角度になるようにカットしているので、ライナー部ま
たはコルゲート部に使用する水洗再生型光触媒シート
も、光の受光面積が増えて、光触媒が有効に働き、通常
のコルゲート部タイプの光触媒フィルターに対して再生
能力が高くなった。

【００１５】また、本発明においてコルゲートハニカム
を構成する接着剤は耐水性があるものを使用することに
より、コルゲートハニカムとしての耐水性を実現でき
た。

【００１６】

【発明の実施の形態】コルゲートハニカムフィルターに
おいて、ライナー部及びコルゲート部が、水洗再生型光
触媒シートと水洗再生型除塵シートから構成されてお
り、更にライナー部が開口面に対して斜めの角度を有す
ることを特徴する水洗再生型除塵脱臭フィルター。

【００１７】本発明において、水洗再生型光触媒シート
とは光触媒と吸着剤を含有する不織布タイプの耐水性の
あるシートを指す。

【００１８】該シートにおいて用いられる光触媒とは、
０．５〜５ｅＶ、好ましくは１〜３ｅＶの禁止帯幅を有
する光触媒反応を生ずる半導体であって、光励起で生成
したＯＨラジカルにより有害物質が分解される。光触媒
の形状としては、粒子状のものが好ましく、比表面積が
１０〜５００ｍ²/ｇの粒子を適宜選択して用いるのが好
ましい。

【００１９】このような光触媒としては、特開平２−２
７３５１４号公報に開示されているものを挙げることが
可能であり、酸化亜鉛、三酸化タングステン、酸化チタ
ン、酸化セリウムなどの金属酸化物が好ましく、これら
の中でも、酸化チタンは、構造安定性、光触媒としての
能力、取扱い上の安全性などを考慮した場合、特に好ま
しい材料である。酸化チタンとしては、二酸化チタンの
ほか、含水酸化チタン、水和酸化チタン、メタチタン
酸、オルトチタン酸、水酸化チタンなどを使用すること
が可能であり、その結晶型については特に制限はない。
酸化チタンを用いる場合には、その比表面積は５０〜４
００ｍ²/ｇのものが好ましい。さらに、酸化チタンの表
面に白金、金、銀、パラジウム、ロジウム、ルテニウム
などの金属、酸化ルテニウム、酸化ニッケルなどの金属
酸化物を被覆したものであっても何ら構わない。

【００２０】本発明においての水洗再生光触媒シートに
使用される、吸着剤としては、例えば活性炭、添着活性
炭、ヤシ殻活性炭、ゼオライト、ハイシリカゼオライト
など、二酸化マンガン、二酸化鉄など触媒系金属酸化
物、白金、プラチナなど貴金属触媒系吸着剤などが挙げ
られ、これら混合物なども挙げられる。中でも水洗再生
型に適した吸着剤としたは、物理吸着方式の吸着剤が好
ましく用いられる。これらの吸着剤の形状は特に限定さ
れるものではないが、光触媒、特にアナターゼ型粉末二
酸化チタンとの併用を考慮した場合、粒子状のものが好
ましく、比表面積が５０〜２０００ｍ²／ｇのものを適
宜選択して用いることが好ましい。

【００２１】本発明における水洗再生光触媒シートは、
光触媒と脱臭剤の凝集複合体により、光触媒が担持する
基材に直接触れないようにすることにより得られる。よ
って、水洗再生型光触媒シートは、合成繊維やパルプと
上記凝集複合体を一緒に漉き込んで得ることできる。以
下にその製造方法を示す。

【００２２】まず、光触媒と吸着剤、必要ならば担体を
水中に添加混合する。微細繊維を用いる場合には、同じ
くこの段階で水中に添加する。次いで、適当な凝集剤を
用いて光触媒と吸着剤（担体、並びに微細繊維）の凝集
複合体を形成するか、あるいは粒状に乾燥させるか、適
当なバインダーを混合して塗工／乾燥時の接着強度を持
たせるように調整する。

【００２３】凝集剤としては、カチオン性高分子凝集
剤、例えばカチオン性ポリアクリルアマイド、ポリ塩化
アルミニウムなどを使用することができる。好ましくは
無機のポリ塩化アルミニウムなどがよい。凝集剤の添加
量は、使用する光触媒、担体、吸着剤、微細繊維の種類
や配合量によって異なる。

【００２４】さらに、これらのカチオン性高分子凝集剤
と複合体を形成し、凝集を強化するようなアニオン性高
分子凝集剤、例えばアニオン性ポリアクリルアマイドな
ど、あるいはアニオン性無機微粒子、例えばコロイダル
シリカやベントナイト水分散物などを併用することもで
きる。

【００２５】本発明で好ましく用いられる合成繊維はポ
リアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアルキレン
パラオキシベンゾエート系繊維、ポリウレタン系繊維、
ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニリデン系繊
維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリアクリロニトリル系繊
維、ポリオレフィン系繊維、フェノール系繊維などの合
成繊維、ガラス繊維、金属繊維、アルミナ繊維、活性炭
素繊維などの無機繊維、木材パルプ、麻パルプ、コット
ンリンターパルプなどの天然繊維、再生繊維、あるいは
これらの繊維に難燃性などの機能を付与した繊維などが
好ましく用いられる。

【００２６】本発明において、水洗再生型除塵シートは
繊維状シートが好ましく、繊維を成分として含むシート
であり、特に繊維を主成分として構成されるものが更に
好ましい。繊維状シートとして各種の紙、不織布、織
布、編布、フェルトなどが挙げられる。コルゲートハニ
カムへの加工適性を有するものとして各種の紙および不
織布が好ましい。

【００２７】本発明において好ましく使用される不織布
は、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアル
キレンパラオキシベンゾエート系繊維、ポリウレタン系
繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリ塩化ビニリデ
ン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリアクリロニトリ
ル系繊維、ポリオレフィン系繊維、フェノール系繊維な
どの合成繊維、ガラス繊維、金属繊維、アルミナ繊維、
炭素繊維、活性炭素繊維などの無機繊維、木材パルプ、
麻パルプ、コットンリンターパルプ、木綿、羊毛、絹な
どの天然繊維、古紙再生パルプ、レーヨン等の再生セル
ロース繊維やコラーゲン等のタンパク質、アルギン酸、
キチン、キトサン、澱粉などの多糖類等を原料とした再
生繊維など、あるいはこれらの繊維に親水性や難燃性な
どの機能を付与した繊維などを単独または組み合わせて
使用し、各種方法によって製造し、それ自体に耐水性が
あるものである。

【００２８】不織布の製造方法については特に制限はな
く、目的・用途に応じて、乾式法、湿式抄造法、メルト
ブローン法、スパンボンド法、フラッシュ紡糸法、エア
レイド法などで得られたウェブを水流交絡法、ニードル
パンチ法、ステッチボンド法などの物理的方法、サーマ
ルボンド法などの熱による接着方法、レジンボンドなど
の接着剤による接着方法で強度を発現させる方法を適宜
組み合わせて製造することができる。

【００２９】本発明における水洗再生型除塵脱臭フィル
ターは、通気性が優れたコルゲートハニカム状であっ
て、除塵性能を有する水洗再生型除塵シートをライナー
部またはコルゲート部を通気方向に対して斜めに配する
ことにより、塵埃が水洗再生型と接する機会を増し、除
塵性能を高めるものである。

【００３０】更には、ライナー部またはコルゲート部に
配する水洗再生型光触媒シートも光の受光面積が増加し
て、再生性能を高めるものである。

【００３１】本発明に係わるコルゲートハニカムとは、
ＪＩＳ−Ｚ−１５１６に記載の「外装用段ボール」に準
拠してライナー部とコルゲート部を貼り合わせて作製さ
れる片段ボール複数枚を積層してなる開孔を有するセル
壁からなる構造体である。本発明においてはライナー部
がセルの開口面に対して斜めの角度を有することを特徴
とする。このようなコルゲートハニカムは、例えば、大
きめの片段ボールを順次接着しながら積層してコルゲー
ト部ブロックを作製し、このコルゲート部ブロックをラ
イナ面に対して一定の角度で斜めに切断して作製するこ
とができる。

【００３２】本発明において、コルゲートハニカムの斜
めの角度は特に限定されるものではないが、３０°〜８
０°であることが好ましく、４５°〜６０°であること
が更に好ましい。３０°未満では、ライナーのセル壁が
空気の流れを阻害するため、十分な通気性が得られ難い
という問題がある。一方、８０°を超えると、除塵性
能、再生性能の向上効果が十分に達成されないという問
題が生じる。

【００３３】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。

【００３４】＜水洗再生型光触媒シートの作製＞光触媒
として二酸化チタン粉末（日本アエロジル社製、Ｐ２５
Ｓ６）１００重量部、ハイシリカゼオライト（東ソー
(株)社製、ＨＳＺ−６９０ＨＯＡ）、複合フェロケイ酸
塩粉末（水澤化学工業社製、ミズカナイトＡＰ）５０重
量部づつを水中に添加混合した後、凝集剤としてポリ塩
化アルミニウム（水澤化学工業社製、ＰＡＣ）を５重量
部添加し、二酸化チタン、ハイシリカゼオライト、複合
フェロケイ酸塩の凝集複合体を形成した。次に、芯鞘型
熱融着性ポリエステル繊維（ユニチカ社製、＃４０８
０、繊度２デニール、繊維長５ｍｍ）５５重量％、ポリ
エステル繊維（帝人社製、テピルス、繊度０．５デニー
ル、繊維長５ｍｍ）４０重量％、針葉樹晒クラフトパル
プ（カナダ標準濾水度４８０ｍＬ）５重量％を水中に添
加混合し、水分散物を調製した。次に、水分散物に前記
記載の該凝集複合体水分散物を該繊維配合分に対して５
０重量％に相当する量を添加混合し、水性スラリーを調
製した。該水性スラリーから円網抄紙機を用いて坪量１
００ｇ/ｍ²の水洗再生型光触媒脱臭シートを作製した。

【００３５】実施例１＜水洗再生型除塵脱臭フィルター１の作製＞先に作製し
た水洗再生型光触媒シートをコルゲート部に、水洗再生
型除塵シートとしてＰＰ系フィルター濾材（東燃タピル
ス製：品番ＰＯ−Ｍ４０）をライナー部に使用して、サ
イズ３００ｍｍ（横）×５０ｍｍ（高さ）×３８０ｍｍ
（幅）、セルサイズでピッチ５．１ｍｍ、高さ３．０ｍ
ｍのコルゲート部ブロックを作製する。次に、そのライ
ナー部面に対して４５°の角度で斜め切りし、セルの開
口面に対するライーナの斜め角度が４５°、サイズ３０
０ｍｍ（横）×５０ｍｍ（高さ）×１０ｍｍ（厚み）の
コルゲートハニカムを作製し、これを実施例１の水洗再
生型除塵脱臭フィルター１とした。

【００３６】実施例２＜水洗再生型除塵脱臭フィルター２の作製＞先に作製し
た水洗再生型光触媒シートをコルゲート部に、水洗再生
型除塵シートとしてＰＰ系フィルター濾材（東燃タピル
ス製：品番ＰＯ−Ｍ４０）をライナー部に使用して、サ
イズ３００ｍｍ（横）×５０ｍｍ（高さ）×３８０ｍｍ
（幅）、セルサイズでピッチ５．１ｍｍ、高さ３．０ｍ
ｍのコルゲート部ブロックを作製する。次に、そのライ
ナー部面に対して６０°の角度で斜め切りし、セルの開
口面に対するライーナの斜め角度が６０°、サイズ３０
０ｍｍ（横）×５０ｍｍ（高さ）×１０ｍｍ（厚み）の
コルゲートハニカムを作製し、これを実施例２の水洗再
生型除塵脱臭フィルター２とした。

【００３７】実施例３＜水洗再生型除塵脱臭フィルター３の作製＞先に作製し
た水洗再生型光触媒シートをライナー部に、水洗再生型
除塵シートとしてＰＰ系フィルター濾材（東燃タピルス
製：品番ＰＯ−Ｍ４０）をコルゲート部に使用して、サ
イズ３００ｍｍ（横）×５０ｍｍ（高さ）×３８０ｍｍ
（幅）、セルサイズでピッチ５．１ｍｍ、高さ３．０ｍ
ｍのコルゲート部ブロックを作製する。次に、そのライ
ナー部面に対して４５°の角度で斜め切りし、セルの開
口面に対するライーナの斜め角度が４５°、サイズ３０
０ｍｍ（横）×５０ｍｍ（高さ）×１０ｍｍ（厚み）の
コルゲートハニカムを作製し、これを実施例３の水洗再
生型除塵脱臭フィルター３とした。

【００３８】実施例４＜水洗再生型除塵脱臭フィルター４の作製＞先に作製し
た水洗再生型光触媒シートをライナー部に、水洗再生型
除塵シートとしてＰＰ系フィルター濾材（東燃タピルス
製：品番ＰＯ−Ｍ４０）をコルゲート部に使用して、サ
イズ３００ｍｍ（横）×５０ｍｍ（高さ）×３８０ｍｍ
（幅）、セルサイズでピッチ５．１ｍｍ、高さ３．０ｍ
ｍのコルゲート部ブロックを作製する。次に、そのライ
ナー部面に対して６０°の角度で斜め切りし、セルの開
口面に対するライーナの斜め角度が６０°、サイズ３０
０ｍｍ（横）×５０ｍｍ（高さ）×１０ｍｍ（厚み）の
コルゲートハニカムを作製し、これを実施例４の水洗再
生型除塵脱臭フィルター４とした。

【００３９】比較例１＜除塵脱臭フィルター１の作製＞市販の活性炭漉き込み
シートをコルゲート部に、市販エレクトレットフィルタ
ー（東レ製：品番ＥＳＯ４０）をライナー部に使用し
て、サイズ３００ｍｍ（横）×５０ｍｍ（高さ）×１０
ｍｍ（厚み）、セルサイズでピッチ５．１ｍｍ、高さ
３．０ｍｍのコルゲートハニカムを作製し、これを比較
例１の除塵脱臭フィルター１とした。

【００４０】比較例２＜除塵脱臭フィルター２の作製＞無機バインダーで酸化
チタンを担持させた光触媒シート（水に浸すと酸化チタ
ンが剥がれる）をライナー部に、市販エレクトレットフ
ィルター（東レ製：品番ＥＳＯ４０）をコルゲート部に
使用して、サイズ３００ｍｍ（横）×５０ｍｍ（高さ）
×１０ｍｍ（厚さ）、セルサイズでピッチ５．１ｍｍ、
高さ３．０ｍｍのコルゲート部ブロックを作製し、これ
を比較例２の除塵脱臭フィルター２とした。

【００４１】＜除塵脱臭フィルターの評価＞１.除塵性能の評価方法１０畳の部屋にエアコン（ナショナル製エアコン、型
番：ＣＳ−Ｅ２８０ＡＨ）を取り付けて、その全面パネ
ルに上記、実施例及び比較例のフィルターをそれぞれ２
枚づつ取り付けて、測定した。測定対象粉塵はＪＩＳ９
６１５に準拠した１１種粉体を使用した。エアコンを微
風運転して、除塵能力を評価した。１時間後の粉塵濃度
が初期の粉塵濃度に対しての残存率を測定した。測定は
作製したばかりの実施例及び比較例のフィルター測定。
その後、中性洗剤を適当量入れた、水槽に測定後フィル
ターを約１時間浸け置き洗いした後、よく洗剤を流し
て、水を切り、フィルターを乾燥させて、再度除塵性能
を測定して、除塵性能の回復率を求めた。また、実施例
１のフィルターをそのまま水洗しないで２回使用した場
合の回復率を参考値として示す。以上の結果を表１に示
す。

【００４２】２．除塵性能の評価結果

【表１】作製直後サンプル水洗再生後サンプル残存率残存率回復率 ─────────────────────────────────── 自然減衰７５％７５％ − 参考値５０％６５％４０％実施例１５０％５２％９２％実施例２４５％４５％１００％実施例３４４％４５％９７％実施例４３８％３９％９７％比較例１４８％７３％７％比較例２５５％７４％５％ ───────────────────────────────────

【００４３】３.脱臭性能の評価方法日本電気工業界規格ＪＥＭ１４６７の家庭用空気清浄機
の脱臭性能試験に沿って脱臭性能を評価した。この時、
空気清浄機の代わりにエアコン室内機（ナショナル製エ
アコン、型番：ＣＳ−Ｅ２８０ＡＨ）を１ｍ³の測定チ
ャンバーに設置して、その全面パネルに上記、実施例及
び比較例のフィルターをそれぞれ２枚づつ取り付けて、
測定した。アンモニア、酢酸、アセトアルデヒドの除去
率を測定して、初期の除去率を求めた。除塵性能評価の
場合と同様、測定は作製したばかりの実施例及び比較例
のフィルター測定。その後、中性洗剤を適当量入れた、
水槽に測定後フィルターを約１時間浸け置き洗いした
後、よく洗剤を洗い流し、水を切り、真夏の日中に天日
干しを再現する為に、フィルターを乾燥させて後、３ｍ
ｗ／ｃｍ²の強度のＵＶランプに６時間照射して、再生
させた。その後、再度脱臭性能を測定して、脱臭性能の
回復率を求めた。また、実施例１のフィルターをそのま
ま水洗しないで２回使用した場合の回復率を参考値とし
て示す。以上の結果を表２に示す。

【００４４】４．脱臭性能の評価結果

【表２】作製直後サンプル水洗再生後サンプル回復率除去率除去率 ─────────────────────────────────── 参考値８０％６０％７５％実施例１８２％８２％１００％実施例２８５％８４％９９％実施例３７１％７０％９９％実施例４７６％７６％１００％比較例１９０％５０％５６％比較例２６８％３０％４４％ ───────────────────────────────────

【００４５】

【発明の効果】除塵脱臭フィルターの評価より、コルゲ
ートハニカムフィルターにおいて、ライナー部及びコル
ゲート部が、水洗再生型光触媒シートと水洗再生型除塵
シートから構成されており、かつライナー部が開口面に
対して斜めの角度を有することを特徴する水洗再生型除
塵脱臭フィルターが水洗または水洗後、天日干しして乾
燥することにより、初期の脱臭除塵性能に回復すること
がわかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水洗再生型除塵脱臭フィルターの一実
施例およびその元となるコルゲート部ブロックの一実施
例を示す斜視図である。

【図２】本発明の水洗再生型除塵脱臭フィルターの一実
施例を示すもので、ａはその正面図、ｂはその側面図で
ある。

【符号の説明】

１ライナー部２コルゲート部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D019 AA01 BA13 BB02 BB03 BC07 BD10 CA01 CB09 4D058 JB14 JB21 JB24 JB25 JB46 TA06 TA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コルゲートハニカムフィルターにおい
て、ライナー部及びコルゲート部が、水洗再生型光触媒
シートと水洗再生型除塵シートの組み合わせから構成さ
れており、かつライナー部が開口面に対して斜めの角度
を有することを特徴する水洗再生型除塵脱臭フィルタ
ー。