JP2003062414A - 光触媒複合フィルター - Google Patents
光触媒複合フィルターInfo
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集塵性能と脱臭性能に優れ、かつ空気清浄機
のコンパクト化ができる光触媒複合フィルターを提供す
る。 【解決手段】 風速 1.5m/分における粒径 0.3μmの
粉塵の捕集効率が70%以上である集塵シートと、主とし
て活性炭繊維からなり、アセトアルデヒドの濃度10ppm
での平衡吸着量が10mg/g以上である活性炭シートとを積
層したシートからなる脱臭除塵プリーツフィルターA
と、光触媒を含有するシートであり、光未照射時におい
てアンモニアの濃度 10ppmでの平衡吸着量が0.5mg/g 以
上である光触媒シートからなるハニカムあるいはコルゲ
ートフィルターBとを重ね合わせ、周囲を枠体Cにより
固定した。
のコンパクト化ができる光触媒複合フィルターを提供す
る。 【解決手段】 風速 1.5m/分における粒径 0.3μmの
粉塵の捕集効率が70%以上である集塵シートと、主とし
て活性炭繊維からなり、アセトアルデヒドの濃度10ppm
での平衡吸着量が10mg/g以上である活性炭シートとを積
層したシートからなる脱臭除塵プリーツフィルターA
と、光触媒を含有するシートであり、光未照射時におい
てアンモニアの濃度 10ppmでの平衡吸着量が0.5mg/g 以
上である光触媒シートからなるハニカムあるいはコルゲ
ートフィルターBとを重ね合わせ、周囲を枠体Cにより
固定した。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱臭除塵プリーツ
フィルターと、光触媒シートからなるハニカムあるいは
コルゲートフィルターとを重ね合わせ、周囲を枠体によ
り固定した光触媒複合フィルターに関するものである。 【0002】 【従来の技術】空気清浄機用のフィルターとして光触媒
の利用が近年増加している。例えば特開昭63−315
138号公報には、活性炭からなるフィルターを風上
に、光触媒からなるフィルターを風下に別々に設けた空
気清浄機が開示されている。しかし、上記のような空気
清浄機ではフィルターの個数が多くなるため、取り付け
が複雑で、空気清浄機の構造も全体的に大きくなってコ
ンパクト化が困難であった。 【0003】この問題を解決するために、特開平10−
85558号公報には、活性炭フィルター/静電圧を保
持した集塵フィルター/抗菌フィルター/光触媒フィル
ターの順に積層したフィルターを使用した空気清浄機が
開示されている。このフィルターを使用すれば、省スペ
ース化は可能であるが、たばこ煙等に含有される炭素な
どの微粒子を除去せずに活性炭フィルターあるいは光触
媒フィルターにガスが接触するため、微粒子が活性炭フ
ィルターや光触媒フィルターに付着して、その寿命が短
くなるという欠点があった。 【0004】また、特開2000−153131号公報
には、光触媒とシリカゲルを含有するハニカムあるいは
コルゲート形状のフィルターと、HEPAなどをプリー
ツ加工した除塵フィルターとを一体化したフィルターが
提案されている。しかしながら、除塵フィルターには脱
臭能力はないため、フィルター全体としては脱臭性能が
不十分であるという欠点を有していた。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、集塵性能と脱臭性能に優れ、かつ空気清浄機
のコンパクト化ができる光触媒複合フィルターを提供す
ることを技術的な課題とするものである。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、集塵シートと特
定の性能を有する主として活性炭繊維からなるシートと
を積層した脱臭除塵プリーツフィルターと、光触媒を含
有するシートからなるハニカムあるいはコルゲートフィ
ルターとを重ね合わせれば、上記の課題を解決できるこ
とを見出して本発明に到達した。すなわち、本発明は、
風速 1.5m/分における粒径 0.3μmの粉塵の捕集効率
が70%以上である集塵シートと、主として活性炭繊維か
らなり、アセトアルデヒドの平衡濃度 10ppmでの平衡吸
着量が10mg/g以上である活性炭シートとを積層したシー
トからなる脱臭除塵プリーツフィルターAと、光触媒を
含有するシートであり、光未照射時においてアンモニア
の平衡濃度 10ppmでの平衡吸着量が0.5mg/g 以上である
光触媒シートからなるハニカムあるいはコルゲートフィ
ルターBとを重ね合わせ、周囲を枠体Cにより固定した
ことを特徴とする光触媒複合フィルターを要旨とするも
のである。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の光触媒複合フィルターは、図1でその分
解斜視図を示したように、脱臭除塵プリーツフィルター
Aと光触媒シートからなるハニカムあるいはコルゲート
フィルターB及び枠体Cで構成されており、脱臭除塵プ
リーツフィルターAは、集塵シートと活性炭シートとで
構成されている。 【0008】まず、脱臭除塵プリーツフィルターAの一
方を構成する集塵シートは、風速 1.5m/分における粒
径 0.3μmの粉塵の捕集効率が70%以上、好ましくは85
%以上であることが必要である。捕集効率が70%未満で
あると、脱臭除塵プリーツフィルターAあるいは光触媒
シートからなるハニカムあるいはコルゲートフィルター
Bの寿命が短くなるので好ましくない。また、集塵シー
トの目付は10〜 100g/m2 が好ましく、15〜50g/m
2 がより好ましい。目付が10g/m2 未満になると除塵
性能が低下し、 100g/m2 を超えると圧力損失が高く
なりやすい。 【0009】集塵シートとしては、粉塵の捕集効率が70
%以上であれば、その種類は特に限定されるものではな
く、粉塵の捕集目的に応じて選択できる。例えば、静電
加工されたポリプロピレン製エレクトレットシート、ガ
ラスシート及びHEPA、ULPAと言われる除塵フィ
ルターの中から選択可能であるが、静電加工されたポリ
プロピレン製エレクトレットシート、例えば東レファイ
ンケミカルから「トレミクロン」として上市されている
シート等が好ましく使用できる。 【0010】また、集塵シートとともに脱臭除塵プリー
ツフィルターAを構成する活性炭シートは、主として活
性炭繊維からなり、アセトアルデヒドの平衡濃度10ppm
での平衡吸着量が10mg/g以上、好ましくは13mg/g以上の
特性を有するものである。平衡吸着量が10mg/g未満であ
ると、フィルター全体の脱臭性能が不足する。目付は、
40〜 150g/m2 が好ましく、60〜 120g/m2 がより
好ましい。目付が40g/m2 未満であると脱臭性能が十
分でなく、 150g/m2 を超えると圧力損失が高くなり
やすい。 【0011】上記の活性炭シートに使用される活性炭繊
維は、アセトアルデヒド吸着性能に優れた活性炭繊維な
らどのようなものでも使用できるが、ユニチカ(株)か
ら「アドールAタイプ」として上市されているものが好
ましく、活性炭シートのアセトアルデヒドの平衡濃度10
ppm での平衡吸着量が10mg/gシート以上になるように混
合して使用すればよい。また、活性炭シートのアセトア
ルデヒドの平衡吸着能力を妨げない限り、他の活性炭繊
維、粒状炭、粉末炭などの活性炭、ゼオライト、シリカ
ゲル、セピオライトなどの無機吸着材及び抗菌剤などを
混合してもよい。 【0012】本発明において、集塵シートと活性炭シー
トとで構成される脱臭除塵プリーツフィルターAは、任
意の山高さ、山数、ピッチで作成できるが、山高さは3
〜500 mm、特に7〜 200mmが好ましく、また、山数
は5〜 500、特に10〜100 が好ましく、さらにピッチは
3〜 200mmが好ましい。 【0013】次に、脱臭除塵プリーツフィルターAとと
もに本発明の光触媒複合フィルターを構成する光触媒シ
ートからなるハニカムあるいはコルゲートフィルターB
に用いられる光触媒シートは、光触媒を含有し、光未照
射時においてアンモニアの平衡濃度10ppm での平衡吸着
量が0.5mg/g 以上、好ましくは1.0mg/g 以上のものであ
る。平衡吸着量が0.5mg/g 未満になると、フィルター全
体の脱臭性能が不足する。目付は40〜 150g/m2 、特
に60〜 120g/m2 が好ましい。目付が40g/m2 未満
になると脱臭性能が十分でなく、 150g/m2 を超える
と圧力損失が高くなりやすい。 【0014】本発明で使用される光触媒としては、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挙げられる。これらの中でも酸化チ
タンは、光触媒としての能力取り扱いの安全性などを考
慮した場合、好ましい材料である。酸化チタンとして
は、二酸化チタンの他、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、その結晶系については特
に制限はない。また、可視光反応タイプの酸化チタンも
使用できる。光触媒シートの光未照射時において、アン
モニアの平衡濃度10ppm での平衡吸着量が0.5mg/g 以上
になるように光触媒を混合して使用される。また、光触
媒シートのアンモニアの平衡吸着能力を妨げない限り、
活性炭繊維、粒状炭、粉末炭等の活性炭、ゼオライト、
シリカゲル、セピオライトなどの無機系の吸着材及び抗
菌剤などを併用することも可能である。 【0015】本発明において、光触媒シートからなるハ
ニカムあるいはコルゲートフィルターBのピッチサイズ
は、1〜15mm、特に3〜8mmが好ましい。また、山
高さは、1〜15mm、特に3〜8mmが好ましい。 【0016】本発明で用いられる活性炭シートは、活性
炭繊維と熱融着繊維などのバインダー繊維を、ランダム
カード、パラレルカードなどのカード機に供給してウエ
ブを形成する乾式抄紙方法により得ることができる。こ
の際、目付に応じてクロスラッパーなどにより不織ウエ
ブをクロスラップさせ、ニードルパンチ装置により機械
的に繊維に三次元交絡を生じさせて一体化した不織ウエ
ブを形成する方法も適用することができる。このように
して形成した不織ウエブを熱融着繊維の融点(又は軟化
点)以上の温度で融着させ、シート化することにより目
的とする活性炭シートが得られる。 【0017】また、光触媒シートは、例えば次の方法で
製造される。まず、光触媒と必要ならば天然パルプ、ポ
リオレフィン及びアクリル繊維などのフィブリル化繊維
を水に添加してナイアガラビーターやパルパーなどで攪
拌し、水スラリーを作製する。その水スラリーにアニオ
ン系ポリマー又はカチオン系ポリマーを添加し、均一に
分散させる。そのスラリーを、例えば活性炭繊維と熱融
着繊維を水に分散させた液に添加し、攪拌しながら所定
の固形分濃度に調整する。その後、カチオン系ポリマー
又はアニオン系ポリマーを添加し、得られた凝集体水分
散液を抄紙機により湿式抄紙法によりシート化し、乾燥
処理を行うことにより得ることができる。 【0018】本発明の光触媒複合フィルターは、集塵シ
ートと活性炭シートとを積層し、ひだ折り加工を施した
脱臭除塵プリーツフィルターAと、光触媒を含有するシ
ートからなるハニカムあるいはコルゲートフィルターB
とを重ね合わせ、周囲を枠体により固定したものである
が、集塵シートと活性炭シートとを積層する際に、少量
のポリエステル系、EVA系などのホットメルト接着剤
シートや熱融着繊維からなるシートを間に挟んで積層す
ることもできる。 【0019】熱融着繊維としては、例えば芯鞘構造(芯
部に高融点ポリマーを、鞘部に低融点ポリマーを使用)
を有する繊維が挙げられる。芯鞘構造の熱融着繊維を含
有する不織布もしくはその前駆段階であるウエブは、他
の不織布と重ね合わせて熱圧着すると、重ね合わせ面の
全面に至って熱融着繊維の鞘部が点状あるいは線状に極
めて細かい間隔で接着が行われて強力な層間融着が得ら
れる。この層間融着は、従来の液状又は粉状接着剤で接
着した場合と比較して繊維間に接着剤による目詰まりが
発生することなく、初期圧損の増大が生じないという効
果が得られる。熱融着繊維としては、芯鞘構造の複合繊
維が望ましいが、必ずしも芯鞘構造に限定されるもので
はなく、熱融着成分が液滴下や流出を起こさない構造の
複合繊維であればよく、例えばサイドバイサイド型構造
の複合繊維であってもよい。 【0020】本発明の光触媒複合フィルターは、前記し
た脱臭除塵プリーツフィルターAと、光触媒シートから
なるハニカムあるいはコルゲートフィルターBとを重ね
合わせ、周囲を枠体Cにより固定したものである。そし
て、周囲を枠体Cにより固定する場合、好ましくは空気
の漏れがないように、形状としてはある程度厚みを持っ
た四角形などが挙げられる。 【0021】光触媒複合フィルターを組み立てる際に
は、図1に示すように、光触媒シートからなるハニカム
あるいはコルゲートフィルターBと脱臭除塵プリーツフ
ィルターAとを枠体Cに嵌め込み、枠体Cと各フィルタ
ーを例えば接着剤などで固定化する。すなわち、厚み方
向に光触媒シートからなるハニカムあるいはコルゲート
フィルターBと脱臭除塵プリーツフィルターAとを平行
に並べて重ね、枠体Cに接着固定化させて一体化させる
のが好ましい。この場合、フィルターBの厚みや脱臭除
塵プリーツフィルターAの厚みなど任意に設定すること
ができるが、全体の厚みとしては3〜 200mm、特に3
〜 100mmが好ましい。なお、上記枠体Cの材質として
は、段ボールやプラスチック製のものが使用できる。 【0022】本発明において、枠加工したフィルターの
形状は四角形以外でも、用途に合わせて様々な形にする
ことが好ましい。例えば、円形や三角形、装置の曲線に
合わせた形状など、種々の形状に枠加工することができ
る。また、枠体Cにフィルターを接着固定化する場合、
種々の方法を利用できるが、空気の漏れ防止などを考慮
してポリエステル系、EVA系、ウレタン系などのホッ
トメルト方式などが好ましく利用できる。 【0023】以上のように、本発明の光触媒複合フィル
ターは、集塵シートと活性炭シートとを積層したシート
からなる脱臭除塵プリーツフィルターAと、光触媒シー
トからなるハニカムあるいはコルゲートフィルターBと
を重ね合わせて形成されているので、空気清浄の2大ニ
ーズである除塵と脱臭の機能を併せ持ち、その長寿命と
コンパクトさから様々な用途に使用することができ、例
えば、掃除機やエアコン、除湿器や加湿器、家庭用、業
務用、車室内などの空気清浄機などに好ましく用いられ
る。 【0024】なお、本発明において、アセアセトアルデ
ヒドとアンモニアの平衡濃度10ppmでの平衡吸着量は、
次の方法で評価した。サンプルシートから質量が異なる
ように5個の小片をカットし、それぞれアセトアルデヒ
ド濃度又はアンモニア濃度が500ppm、ガス容量3
Lのテドラーバック中に24時間静置し、24時間後の
各々のガス濃度をを北川式検知管で測定した。それらの
データをグラフにプロットして求めた平衡濃度と平衡吸
着量の関係式から、平衡濃度10ppm 時の平衡吸着量を
求めた。 【0025】 【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 【0026】脱臭除塵プリーツフィルターA1の製造 乾式抄紙法により、活性炭繊維(ユニチカ社製 アドー
ルAタイプ)80質量%と、バインダー繊維(ユニチカ社
製 メルティー3380)20質量%とを混合してシート
化し、目付70g/m2 、厚み 0.4mmの活性炭シートを
作製した。(シート1) このシートの平衡濃度10ppmでのアセトアルデヒドの
平衡吸着量は、30mg/gであった。次に、エレクトレ
ットシート(東レファインケミカル社製 トレミクロン
EW030、目付30g/m2 、厚み0.21mm、捕集効
率91%)とシート1との間にホットメルト接着剤(ダイ
アボンド社製 メルトロンソフ、目付15g/m2 )を挟
み、加熱で接着させて積層シートを作製した。得られた
積層シートを使用し、ひだ折り加工を行い、山高さ15m
m、山数20、ピッチ5mmのサイズ 100× 100×15mm
の脱臭除塵プリーツフィルターA1を作製した。 【0027】脱臭除塵プリーツフィルターA2の製造 乾式抄紙法により、活性炭繊維(ユニチカ社製 アドー
ルAタイプ)15質量%と、バインダー繊維(ユニチカ社
製 メルティー3380)85質量%とを混合してシート
化し、目付90g/m2 、厚み 0.6mmの活性炭シートを
作製した。(シート2) このシートの平衡濃度10ppmでのアセトアルデヒドの
平衡吸着量は、6mg/gであった。エレクトレットシ
ート(東レファインケミカル社製 トレミクロン EW
030、目付30g/m2 、厚み0.21mm、捕集効率91
%)とシート2とを用い、脱臭除塵プリーフィルターA
1と同様の方法で脱臭除塵プリーツフィルターA2を作
製した。 【0028】脱臭除塵プリーツフィルターA3の製造 エレクトレットシート(東レファインケミカル社製 ト
レミクロン ES040、目付40g/m2 、厚み0.36m
m、捕集効率53%)とシート1とを用い、脱臭除塵プリ
ーツフィルターA1と同様の方法で張り合わせとプリー
ツ加工を行い、脱臭除塵プリーツフィルターA3を作製
した。 【0029】光触媒コルゲートフィルターB1の製造 湿式抄紙法により、酸化チタン(石原産業社製 ST−
01)20質量%と、活性炭繊維(ユニチカ社製 アドー
ル A10)40質量%と、バインダー繊維(ユニチカ社
製 メルティー3380)40質量%とを混合してをシー
ト化し、目付70g/m2 、厚み0.45mmの光触媒シート
を作製した。(シート3) このシートの光未照射時の平衡濃度10ppmでのアンモ
ニアの平衡吸着量は、1.2 mg/gであった。このシー
トを使用し、ピッチ3mm、高さ3mmでサイズ 100×
100×10mmの光触媒コルゲートフィルターB1を作製
した。 【0030】光触媒コルゲートフィルターB2の製造 湿式抄紙法により、酸化チタン(石原産業社製 ST−
01)5質量%と、活性炭繊維(ユニチカ社製 アドー
ル A10)40質量%と、バインダー繊維(ユニチカ社
製 メルティー3380)55質量%とを混合してシート
化し、目付70g/m2 、厚み0.45mmの光触媒シートを
作製した。(シート4) このシートの光未照射時の平衡濃度10ppmでのアンモ
ニアの平衡吸着量は、0.4 mg/gであった。シート4
を用い、光触媒コルゲートフィルターB1と同様にして
光触媒コルゲートフィルターB2を作製した。 【0031】光触媒コルゲートフィルターB3の製造 湿式抄紙法により、酸化チタン(石原産業社製 ST−
01)40質量%と、バインダー繊維(ユニチカ社製 メ
ルティー3380)60質量%とを混合してシート化し、
目付70g/m2 、厚み0.45mmの光触媒シートを作製し
た。(シート5) このシートの光未照射時の平衡濃度10ppmでのアンモ
ニアの平衡吸着量は、0.4 mg/gであった。シート5
を用い、光触媒コルゲートフィルターB1と同様にして
光触媒コルゲートフィルターB3を作製した。 【0032】実施例1 脱臭除塵プリーツフィルターA1と光触媒コルゲートフ
ィルターB1とを重ねて、枠サイズ 100× 100×25mm
の段ボールに図1に示すように嵌め込み、EVA系ホッ
トメルト接着剤で枠体へ接着することにより一体化し、
光触媒複合フィルター1を作製した。 【0033】実施例2 脱臭除塵プリーツフィルターA1と光触媒コルゲートフ
ィルターB3とを用いた以外は、実施例1と同様にして
光触媒複合フィルター2を作製した。 【0034】比較例1 脱臭除塵プリーツフィルターA2と光触媒コルゲートフ
ィルターB1とを用いた以外は、実施例1と同様にして
光触媒複合フィルター3を作製した。 【0035】比較例2 脱臭除塵プリーツフィルターA3と光触媒コルゲートフ
ィルターB1とを用いた以外は、実施例1と同様にして
光触媒複合フィルター4を作製した。 【0036】比較例3 脱臭除塵プリーツフィルターA1と光触媒コルゲートフ
ィルターB2とを用いた以外は、実施例1と同様にし
て、光触媒複合フィルター5を作製した。 【0037】上記の実施例1〜2及び比較例1〜3で作
製したフィルターを、脱臭除塵プリーツフィルターを風
上側にして空気清浄機に装着し、通過風量 0.5m/sで
圧力損失を測定した。また、アセトアルデヒド及びアン
モニアの除去性能は、1m3のアクリル製ボックス内で
ブラックランプの光強度が、フィルター表面において1
〜2mW/cm2 になるように調節し、通過風量 0.5m
/sで10ppm濃度のガスを循環させ、30分後の除去能
力で評価した。さらに、タバコ煙除去性能は、1m3 の
アクリル製ボックス内でタバコを10本分機械喫煙させ、
デジタル粉塵計(柴田科学社製)で測定し、下記の式で
除去性能を評価した。 η=(1−C2 /C1 )×100 η :粒子捕集率(%) C1 :フイルターユニット上流側の粒子係数値(個/
L) C2 :フイルターユニット下流側の粒子係数値(個/
L) 得られた評価結果を表1に示す。 【0038】 【表1】 【0039】表1から明らかなように、実施例1、2の
光触媒複合フィルターは、圧力損失が小さく、アセトア
ルデヒド、アンモニア、タバコ煙いずれの除去性能も優
れたものであった。 【0040】一方、比較例1は、活性炭シート2のアセ
トアルデヒドの平衡吸着量が低いため、光触媒複合フィ
ルターのアセトアルデヒドの除去性能も低いものであっ
た。また、比較例2は、脱臭除塵プリーツフィルターに
使用されている除塵シートの捕集効率が低いため、光触
媒複合フィルターのたばこ煙除去性能も低いものであっ
た。さらに、比較例3は、光触媒シートの光触媒含有率
が少なくてアンモニアの平衡吸着量が低いため、アンモ
ニアの除去性能が劣るものであった。 【0041】 【発明の効果】本発明の光触媒複合フィルターは、前記
のような構成を有するため、脱臭性能、除塵性能ともに
優れたものであり、空気清浄機の省スペース化を可能に
するものである。
フィルターと、光触媒シートからなるハニカムあるいは
コルゲートフィルターとを重ね合わせ、周囲を枠体によ
り固定した光触媒複合フィルターに関するものである。 【0002】 【従来の技術】空気清浄機用のフィルターとして光触媒
の利用が近年増加している。例えば特開昭63−315
138号公報には、活性炭からなるフィルターを風上
に、光触媒からなるフィルターを風下に別々に設けた空
気清浄機が開示されている。しかし、上記のような空気
清浄機ではフィルターの個数が多くなるため、取り付け
が複雑で、空気清浄機の構造も全体的に大きくなってコ
ンパクト化が困難であった。 【0003】この問題を解決するために、特開平10−
85558号公報には、活性炭フィルター/静電圧を保
持した集塵フィルター/抗菌フィルター/光触媒フィル
ターの順に積層したフィルターを使用した空気清浄機が
開示されている。このフィルターを使用すれば、省スペ
ース化は可能であるが、たばこ煙等に含有される炭素な
どの微粒子を除去せずに活性炭フィルターあるいは光触
媒フィルターにガスが接触するため、微粒子が活性炭フ
ィルターや光触媒フィルターに付着して、その寿命が短
くなるという欠点があった。 【0004】また、特開2000−153131号公報
には、光触媒とシリカゲルを含有するハニカムあるいは
コルゲート形状のフィルターと、HEPAなどをプリー
ツ加工した除塵フィルターとを一体化したフィルターが
提案されている。しかしながら、除塵フィルターには脱
臭能力はないため、フィルター全体としては脱臭性能が
不十分であるという欠点を有していた。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決し、集塵性能と脱臭性能に優れ、かつ空気清浄機
のコンパクト化ができる光触媒複合フィルターを提供す
ることを技術的な課題とするものである。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、集塵シートと特
定の性能を有する主として活性炭繊維からなるシートと
を積層した脱臭除塵プリーツフィルターと、光触媒を含
有するシートからなるハニカムあるいはコルゲートフィ
ルターとを重ね合わせれば、上記の課題を解決できるこ
とを見出して本発明に到達した。すなわち、本発明は、
風速 1.5m/分における粒径 0.3μmの粉塵の捕集効率
が70%以上である集塵シートと、主として活性炭繊維か
らなり、アセトアルデヒドの平衡濃度 10ppmでの平衡吸
着量が10mg/g以上である活性炭シートとを積層したシー
トからなる脱臭除塵プリーツフィルターAと、光触媒を
含有するシートであり、光未照射時においてアンモニア
の平衡濃度 10ppmでの平衡吸着量が0.5mg/g 以上である
光触媒シートからなるハニカムあるいはコルゲートフィ
ルターBとを重ね合わせ、周囲を枠体Cにより固定した
ことを特徴とする光触媒複合フィルターを要旨とするも
のである。 【0007】 【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の光触媒複合フィルターは、図1でその分
解斜視図を示したように、脱臭除塵プリーツフィルター
Aと光触媒シートからなるハニカムあるいはコルゲート
フィルターB及び枠体Cで構成されており、脱臭除塵プ
リーツフィルターAは、集塵シートと活性炭シートとで
構成されている。 【0008】まず、脱臭除塵プリーツフィルターAの一
方を構成する集塵シートは、風速 1.5m/分における粒
径 0.3μmの粉塵の捕集効率が70%以上、好ましくは85
%以上であることが必要である。捕集効率が70%未満で
あると、脱臭除塵プリーツフィルターAあるいは光触媒
シートからなるハニカムあるいはコルゲートフィルター
Bの寿命が短くなるので好ましくない。また、集塵シー
トの目付は10〜 100g/m2 が好ましく、15〜50g/m
2 がより好ましい。目付が10g/m2 未満になると除塵
性能が低下し、 100g/m2 を超えると圧力損失が高く
なりやすい。 【0009】集塵シートとしては、粉塵の捕集効率が70
%以上であれば、その種類は特に限定されるものではな
く、粉塵の捕集目的に応じて選択できる。例えば、静電
加工されたポリプロピレン製エレクトレットシート、ガ
ラスシート及びHEPA、ULPAと言われる除塵フィ
ルターの中から選択可能であるが、静電加工されたポリ
プロピレン製エレクトレットシート、例えば東レファイ
ンケミカルから「トレミクロン」として上市されている
シート等が好ましく使用できる。 【0010】また、集塵シートとともに脱臭除塵プリー
ツフィルターAを構成する活性炭シートは、主として活
性炭繊維からなり、アセトアルデヒドの平衡濃度10ppm
での平衡吸着量が10mg/g以上、好ましくは13mg/g以上の
特性を有するものである。平衡吸着量が10mg/g未満であ
ると、フィルター全体の脱臭性能が不足する。目付は、
40〜 150g/m2 が好ましく、60〜 120g/m2 がより
好ましい。目付が40g/m2 未満であると脱臭性能が十
分でなく、 150g/m2 を超えると圧力損失が高くなり
やすい。 【0011】上記の活性炭シートに使用される活性炭繊
維は、アセトアルデヒド吸着性能に優れた活性炭繊維な
らどのようなものでも使用できるが、ユニチカ(株)か
ら「アドールAタイプ」として上市されているものが好
ましく、活性炭シートのアセトアルデヒドの平衡濃度10
ppm での平衡吸着量が10mg/gシート以上になるように混
合して使用すればよい。また、活性炭シートのアセトア
ルデヒドの平衡吸着能力を妨げない限り、他の活性炭繊
維、粒状炭、粉末炭などの活性炭、ゼオライト、シリカ
ゲル、セピオライトなどの無機吸着材及び抗菌剤などを
混合してもよい。 【0012】本発明において、集塵シートと活性炭シー
トとで構成される脱臭除塵プリーツフィルターAは、任
意の山高さ、山数、ピッチで作成できるが、山高さは3
〜500 mm、特に7〜 200mmが好ましく、また、山数
は5〜 500、特に10〜100 が好ましく、さらにピッチは
3〜 200mmが好ましい。 【0013】次に、脱臭除塵プリーツフィルターAとと
もに本発明の光触媒複合フィルターを構成する光触媒シ
ートからなるハニカムあるいはコルゲートフィルターB
に用いられる光触媒シートは、光触媒を含有し、光未照
射時においてアンモニアの平衡濃度10ppm での平衡吸着
量が0.5mg/g 以上、好ましくは1.0mg/g 以上のものであ
る。平衡吸着量が0.5mg/g 未満になると、フィルター全
体の脱臭性能が不足する。目付は40〜 150g/m2 、特
に60〜 120g/m2 が好ましい。目付が40g/m2 未満
になると脱臭性能が十分でなく、 150g/m2 を超える
と圧力損失が高くなりやすい。 【0014】本発明で使用される光触媒としては、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挙げられる。これらの中でも酸化チ
タンは、光触媒としての能力取り扱いの安全性などを考
慮した場合、好ましい材料である。酸化チタンとして
は、二酸化チタンの他、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、その結晶系については特
に制限はない。また、可視光反応タイプの酸化チタンも
使用できる。光触媒シートの光未照射時において、アン
モニアの平衡濃度10ppm での平衡吸着量が0.5mg/g 以上
になるように光触媒を混合して使用される。また、光触
媒シートのアンモニアの平衡吸着能力を妨げない限り、
活性炭繊維、粒状炭、粉末炭等の活性炭、ゼオライト、
シリカゲル、セピオライトなどの無機系の吸着材及び抗
菌剤などを併用することも可能である。 【0015】本発明において、光触媒シートからなるハ
ニカムあるいはコルゲートフィルターBのピッチサイズ
は、1〜15mm、特に3〜8mmが好ましい。また、山
高さは、1〜15mm、特に3〜8mmが好ましい。 【0016】本発明で用いられる活性炭シートは、活性
炭繊維と熱融着繊維などのバインダー繊維を、ランダム
カード、パラレルカードなどのカード機に供給してウエ
ブを形成する乾式抄紙方法により得ることができる。こ
の際、目付に応じてクロスラッパーなどにより不織ウエ
ブをクロスラップさせ、ニードルパンチ装置により機械
的に繊維に三次元交絡を生じさせて一体化した不織ウエ
ブを形成する方法も適用することができる。このように
して形成した不織ウエブを熱融着繊維の融点(又は軟化
点)以上の温度で融着させ、シート化することにより目
的とする活性炭シートが得られる。 【0017】また、光触媒シートは、例えば次の方法で
製造される。まず、光触媒と必要ならば天然パルプ、ポ
リオレフィン及びアクリル繊維などのフィブリル化繊維
を水に添加してナイアガラビーターやパルパーなどで攪
拌し、水スラリーを作製する。その水スラリーにアニオ
ン系ポリマー又はカチオン系ポリマーを添加し、均一に
分散させる。そのスラリーを、例えば活性炭繊維と熱融
着繊維を水に分散させた液に添加し、攪拌しながら所定
の固形分濃度に調整する。その後、カチオン系ポリマー
又はアニオン系ポリマーを添加し、得られた凝集体水分
散液を抄紙機により湿式抄紙法によりシート化し、乾燥
処理を行うことにより得ることができる。 【0018】本発明の光触媒複合フィルターは、集塵シ
ートと活性炭シートとを積層し、ひだ折り加工を施した
脱臭除塵プリーツフィルターAと、光触媒を含有するシ
ートからなるハニカムあるいはコルゲートフィルターB
とを重ね合わせ、周囲を枠体により固定したものである
が、集塵シートと活性炭シートとを積層する際に、少量
のポリエステル系、EVA系などのホットメルト接着剤
シートや熱融着繊維からなるシートを間に挟んで積層す
ることもできる。 【0019】熱融着繊維としては、例えば芯鞘構造(芯
部に高融点ポリマーを、鞘部に低融点ポリマーを使用)
を有する繊維が挙げられる。芯鞘構造の熱融着繊維を含
有する不織布もしくはその前駆段階であるウエブは、他
の不織布と重ね合わせて熱圧着すると、重ね合わせ面の
全面に至って熱融着繊維の鞘部が点状あるいは線状に極
めて細かい間隔で接着が行われて強力な層間融着が得ら
れる。この層間融着は、従来の液状又は粉状接着剤で接
着した場合と比較して繊維間に接着剤による目詰まりが
発生することなく、初期圧損の増大が生じないという効
果が得られる。熱融着繊維としては、芯鞘構造の複合繊
維が望ましいが、必ずしも芯鞘構造に限定されるもので
はなく、熱融着成分が液滴下や流出を起こさない構造の
複合繊維であればよく、例えばサイドバイサイド型構造
の複合繊維であってもよい。 【0020】本発明の光触媒複合フィルターは、前記し
た脱臭除塵プリーツフィルターAと、光触媒シートから
なるハニカムあるいはコルゲートフィルターBとを重ね
合わせ、周囲を枠体Cにより固定したものである。そし
て、周囲を枠体Cにより固定する場合、好ましくは空気
の漏れがないように、形状としてはある程度厚みを持っ
た四角形などが挙げられる。 【0021】光触媒複合フィルターを組み立てる際に
は、図1に示すように、光触媒シートからなるハニカム
あるいはコルゲートフィルターBと脱臭除塵プリーツフ
ィルターAとを枠体Cに嵌め込み、枠体Cと各フィルタ
ーを例えば接着剤などで固定化する。すなわち、厚み方
向に光触媒シートからなるハニカムあるいはコルゲート
フィルターBと脱臭除塵プリーツフィルターAとを平行
に並べて重ね、枠体Cに接着固定化させて一体化させる
のが好ましい。この場合、フィルターBの厚みや脱臭除
塵プリーツフィルターAの厚みなど任意に設定すること
ができるが、全体の厚みとしては3〜 200mm、特に3
〜 100mmが好ましい。なお、上記枠体Cの材質として
は、段ボールやプラスチック製のものが使用できる。 【0022】本発明において、枠加工したフィルターの
形状は四角形以外でも、用途に合わせて様々な形にする
ことが好ましい。例えば、円形や三角形、装置の曲線に
合わせた形状など、種々の形状に枠加工することができ
る。また、枠体Cにフィルターを接着固定化する場合、
種々の方法を利用できるが、空気の漏れ防止などを考慮
してポリエステル系、EVA系、ウレタン系などのホッ
トメルト方式などが好ましく利用できる。 【0023】以上のように、本発明の光触媒複合フィル
ターは、集塵シートと活性炭シートとを積層したシート
からなる脱臭除塵プリーツフィルターAと、光触媒シー
トからなるハニカムあるいはコルゲートフィルターBと
を重ね合わせて形成されているので、空気清浄の2大ニ
ーズである除塵と脱臭の機能を併せ持ち、その長寿命と
コンパクトさから様々な用途に使用することができ、例
えば、掃除機やエアコン、除湿器や加湿器、家庭用、業
務用、車室内などの空気清浄機などに好ましく用いられ
る。 【0024】なお、本発明において、アセアセトアルデ
ヒドとアンモニアの平衡濃度10ppmでの平衡吸着量は、
次の方法で評価した。サンプルシートから質量が異なる
ように5個の小片をカットし、それぞれアセトアルデヒ
ド濃度又はアンモニア濃度が500ppm、ガス容量3
Lのテドラーバック中に24時間静置し、24時間後の
各々のガス濃度をを北川式検知管で測定した。それらの
データをグラフにプロットして求めた平衡濃度と平衡吸
着量の関係式から、平衡濃度10ppm 時の平衡吸着量を
求めた。 【0025】 【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 【0026】脱臭除塵プリーツフィルターA1の製造 乾式抄紙法により、活性炭繊維(ユニチカ社製 アドー
ルAタイプ)80質量%と、バインダー繊維(ユニチカ社
製 メルティー3380)20質量%とを混合してシート
化し、目付70g/m2 、厚み 0.4mmの活性炭シートを
作製した。(シート1) このシートの平衡濃度10ppmでのアセトアルデヒドの
平衡吸着量は、30mg/gであった。次に、エレクトレ
ットシート(東レファインケミカル社製 トレミクロン
EW030、目付30g/m2 、厚み0.21mm、捕集効
率91%)とシート1との間にホットメルト接着剤(ダイ
アボンド社製 メルトロンソフ、目付15g/m2 )を挟
み、加熱で接着させて積層シートを作製した。得られた
積層シートを使用し、ひだ折り加工を行い、山高さ15m
m、山数20、ピッチ5mmのサイズ 100× 100×15mm
の脱臭除塵プリーツフィルターA1を作製した。 【0027】脱臭除塵プリーツフィルターA2の製造 乾式抄紙法により、活性炭繊維(ユニチカ社製 アドー
ルAタイプ)15質量%と、バインダー繊維(ユニチカ社
製 メルティー3380)85質量%とを混合してシート
化し、目付90g/m2 、厚み 0.6mmの活性炭シートを
作製した。(シート2) このシートの平衡濃度10ppmでのアセトアルデヒドの
平衡吸着量は、6mg/gであった。エレクトレットシ
ート(東レファインケミカル社製 トレミクロン EW
030、目付30g/m2 、厚み0.21mm、捕集効率91
%)とシート2とを用い、脱臭除塵プリーフィルターA
1と同様の方法で脱臭除塵プリーツフィルターA2を作
製した。 【0028】脱臭除塵プリーツフィルターA3の製造 エレクトレットシート(東レファインケミカル社製 ト
レミクロン ES040、目付40g/m2 、厚み0.36m
m、捕集効率53%)とシート1とを用い、脱臭除塵プリ
ーツフィルターA1と同様の方法で張り合わせとプリー
ツ加工を行い、脱臭除塵プリーツフィルターA3を作製
した。 【0029】光触媒コルゲートフィルターB1の製造 湿式抄紙法により、酸化チタン(石原産業社製 ST−
01)20質量%と、活性炭繊維(ユニチカ社製 アドー
ル A10)40質量%と、バインダー繊維(ユニチカ社
製 メルティー3380)40質量%とを混合してをシー
ト化し、目付70g/m2 、厚み0.45mmの光触媒シート
を作製した。(シート3) このシートの光未照射時の平衡濃度10ppmでのアンモ
ニアの平衡吸着量は、1.2 mg/gであった。このシー
トを使用し、ピッチ3mm、高さ3mmでサイズ 100×
100×10mmの光触媒コルゲートフィルターB1を作製
した。 【0030】光触媒コルゲートフィルターB2の製造 湿式抄紙法により、酸化チタン(石原産業社製 ST−
01)5質量%と、活性炭繊維(ユニチカ社製 アドー
ル A10)40質量%と、バインダー繊維(ユニチカ社
製 メルティー3380)55質量%とを混合してシート
化し、目付70g/m2 、厚み0.45mmの光触媒シートを
作製した。(シート4) このシートの光未照射時の平衡濃度10ppmでのアンモ
ニアの平衡吸着量は、0.4 mg/gであった。シート4
を用い、光触媒コルゲートフィルターB1と同様にして
光触媒コルゲートフィルターB2を作製した。 【0031】光触媒コルゲートフィルターB3の製造 湿式抄紙法により、酸化チタン(石原産業社製 ST−
01)40質量%と、バインダー繊維(ユニチカ社製 メ
ルティー3380)60質量%とを混合してシート化し、
目付70g/m2 、厚み0.45mmの光触媒シートを作製し
た。(シート5) このシートの光未照射時の平衡濃度10ppmでのアンモ
ニアの平衡吸着量は、0.4 mg/gであった。シート5
を用い、光触媒コルゲートフィルターB1と同様にして
光触媒コルゲートフィルターB3を作製した。 【0032】実施例1 脱臭除塵プリーツフィルターA1と光触媒コルゲートフ
ィルターB1とを重ねて、枠サイズ 100× 100×25mm
の段ボールに図1に示すように嵌め込み、EVA系ホッ
トメルト接着剤で枠体へ接着することにより一体化し、
光触媒複合フィルター1を作製した。 【0033】実施例2 脱臭除塵プリーツフィルターA1と光触媒コルゲートフ
ィルターB3とを用いた以外は、実施例1と同様にして
光触媒複合フィルター2を作製した。 【0034】比較例1 脱臭除塵プリーツフィルターA2と光触媒コルゲートフ
ィルターB1とを用いた以外は、実施例1と同様にして
光触媒複合フィルター3を作製した。 【0035】比較例2 脱臭除塵プリーツフィルターA3と光触媒コルゲートフ
ィルターB1とを用いた以外は、実施例1と同様にして
光触媒複合フィルター4を作製した。 【0036】比較例3 脱臭除塵プリーツフィルターA1と光触媒コルゲートフ
ィルターB2とを用いた以外は、実施例1と同様にし
て、光触媒複合フィルター5を作製した。 【0037】上記の実施例1〜2及び比較例1〜3で作
製したフィルターを、脱臭除塵プリーツフィルターを風
上側にして空気清浄機に装着し、通過風量 0.5m/sで
圧力損失を測定した。また、アセトアルデヒド及びアン
モニアの除去性能は、1m3のアクリル製ボックス内で
ブラックランプの光強度が、フィルター表面において1
〜2mW/cm2 になるように調節し、通過風量 0.5m
/sで10ppm濃度のガスを循環させ、30分後の除去能
力で評価した。さらに、タバコ煙除去性能は、1m3 の
アクリル製ボックス内でタバコを10本分機械喫煙させ、
デジタル粉塵計(柴田科学社製)で測定し、下記の式で
除去性能を評価した。 η=(1−C2 /C1 )×100 η :粒子捕集率(%) C1 :フイルターユニット上流側の粒子係数値(個/
L) C2 :フイルターユニット下流側の粒子係数値(個/
L) 得られた評価結果を表1に示す。 【0038】 【表1】 【0039】表1から明らかなように、実施例1、2の
光触媒複合フィルターは、圧力損失が小さく、アセトア
ルデヒド、アンモニア、タバコ煙いずれの除去性能も優
れたものであった。 【0040】一方、比較例1は、活性炭シート2のアセ
トアルデヒドの平衡吸着量が低いため、光触媒複合フィ
ルターのアセトアルデヒドの除去性能も低いものであっ
た。また、比較例2は、脱臭除塵プリーツフィルターに
使用されている除塵シートの捕集効率が低いため、光触
媒複合フィルターのたばこ煙除去性能も低いものであっ
た。さらに、比較例3は、光触媒シートの光触媒含有率
が少なくてアンモニアの平衡吸着量が低いため、アンモ
ニアの除去性能が劣るものであった。 【0041】 【発明の効果】本発明の光触媒複合フィルターは、前記
のような構成を有するため、脱臭性能、除塵性能ともに
優れたものであり、空気清浄機の省スペース化を可能に
するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光触媒複合フィルターの一実施態様を
示す分解斜視図である。 【図2】(a) は本発明の光触媒複合フィルターの一部を
構成する光触媒シートからなるあるいはコルゲートフィ
ルターBの一実施態様を示す斜視図であり,(b) は,ピ
ッチの形状( ピッチサイズ, 山高さ) の説明図である。
る。 【符号の説明】 A 脱臭除塵プリーツフィルター B 光触媒シートからなるハニカムあるいはコルゲート
フィルター C 枠体
示す分解斜視図である。 【図2】(a) は本発明の光触媒複合フィルターの一部を
構成する光触媒シートからなるあるいはコルゲートフィ
ルターBの一実施態様を示す斜視図であり,(b) は,ピ
ッチの形状( ピッチサイズ, 山高さ) の説明図である。
る。 【符号の説明】 A 脱臭除塵プリーツフィルター B 光触媒シートからなるハニカムあるいはコルゲート
フィルター C 枠体
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(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
A61L 9/18 A61L 9/18
B01D 53/86 B01J 35/02 J
B01J 35/02 F24F 7/00 A
F24F 7/00 B01D 53/36 H
J
Fターム(参考) 4C080 AA05 AA07 AA09 BB02 CC02
CC08 HH05 JJ05 JJ06 KK08
LL10 MM02 MM05 NN22 NN24
NN26 NN27 QQ03 QQ17
4D019 AA01 BA03 BA13 BB03 BB20
BC05 BC07 BC10 CA01 CA10
4D048 AA22 BA07X BA41X BB02
CD05 EA01
4G069 AA03 AA08 BA04B BA48A
CA17 DA06 EA21 FB68
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 風速 1.5m/分における粒径 0.3μmの
粉塵の捕集効率が70%以上である集塵シートと、主とし
て活性炭繊維からなり、アセトアルデヒドの平衡濃度 1
0ppmでの平衡吸着量が10mg/g以上である活性炭シート
とを積層したシートからなる脱臭除塵プリーツフィルタ
ーAと、光触媒を含有するシートであり、光未照射時に
おいてアンモニアの平衡濃度 10ppmでの平衡吸着量が0.
5mg/g以上である光触媒シートからなるハニカムあるい
はコルゲートフィルターBとを重ね合わせ、周囲を枠体
Cにより固定したことを特徴とする光触媒複合フィルタ
ー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001254808A JP2003062414A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 光触媒複合フィルター |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001254808A JP2003062414A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 光触媒複合フィルター |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003062414A true JP2003062414A (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=19082910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001254808A Pending JP2003062414A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 光触媒複合フィルター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003062414A (ja) |
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-
2001
- 2001-08-24 JP JP2001254808A patent/JP2003062414A/ja active Pending
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