JP2005058342A

JP2005058342A - ホルムアルデヒドを捕捉する装置及び方法

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Publication number: JP2005058342A
Application number: JP2003290280A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Fukuchi; 義彦福地; Aiko Suzuki; あい子鈴木; Hirofumi Mita; 裕文三田
Original assignee: MITA GIKEN KK; Shiseido Co Ltd
Current assignee: MITA GIKEN KK; Shiseido Co Ltd
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】ホルムアルデヒドを迅速、効果的及び持続的に捕捉することが可能な簡便で小型な装置を提供する。
【解決手段】ホルムアルデヒドを捕捉する装置は、多孔質膜１０、及び気体中のホルムアルデヒドを溶解させる性質を備える液体を有し、多孔質膜１０を介して気体と液体とを接触させてホルムアルデヒドを捕捉し、液体は、ホルムアルデヒドを吸着する官能基を有する重合体を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホルムアルデヒドを捕捉する装置及び方法に関する。

近年、ホルムアルデヒドなどの有害物質による室内環境の汚染が問題となっている。特に、ホルムアルデヒドは、新築住宅の建材及び家具などから発生し、「シックハウス症候群」と呼ばれる様々な症状を引き起こす原因物質の一つとして知られている。このため、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の基準値として０．０８ｐｐｍ以下が、ＷＨＯ及び厚生労働省によって提示されている。

従来、このようなホルムアルデヒドなどの有害物質の室内空間における濃度を低減させる方法として、適当な消臭剤を室内に設置する又は噴霧する方法、空気清浄器を使用する方法、室内の温度を高くしてホルムアルデヒドを揮発させ、室内を換気する方法、特許文献１に開示されているような気体浄化装置を使用して室内に存在するホルムアルデヒドを除去する方法がある。ここで、特許文献１に開示される気体浄化装置は、気体中の特定のガス成分を溶解させる性質を備える液体と、液体に対して疎の性質を備える多孔質膜（例えば、多孔質膜中空管）を備え、多孔質膜を介して気体と液体とを接触させ、気体中のガス成分のみを多孔質膜を通して液体中に溶解させること（拡散スクラバー法）によって気体浄化を行う気体浄化装置である。このような気体浄化装置を使用することによって、室内のホルムアルデヒドを除去することができることが開示されている（特許文献１の第０２７６段落、第０２９９段落、及び第０３０４〜０３０７段落、並びに非特許文献１参照。）。

また、上述したような、適当な消臭剤を室内に設置する又は噴霧する方法において、使用する消臭剤としては、例えば、特許文献２に開示されるような、極性物質の吸着能を有する官能基を含むマクロモノマーが結合した基体からなる吸着材料が挙げられる。

さらに、空気清浄器を使用する方法で用いられる空気清浄器は、例えば、酸化チタンなどの光触媒で形成したフィルターに紫外線を照射することで、光触媒を活性化させて、酸化作用を有する過酸化水素及び水酸基ラジカルを生成させる。このような酸化性物質が、ホルムアルデヒドを水と二酸化炭素に分解することで、ホルムアルデヒドを除去することができる。
特開２０００−５１６４７号公報特開平６−３２７９６９号公報第２１回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会要旨（第２８５−２８６頁）

しかしながら、上述したような、適当な消臭剤を室内に設置する又は噴霧する方法、及び空気清浄器を使用する方法では、ホルムアルデヒドを捕捉する効果が不十分であり、ＷＨＯ及び構成労働省による基準値０．０８ｐｐｍ以下のホルムアルデヒドの濃度を達成することは、困難である。例えば、空気清浄基を使用する方法では、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を５ｐｐｍ程度までにしか低減することができてない。また、消臭剤を室内に設置する場合には、消臭剤を天井、床、又は壁の表面又は内面（ホルムアルデヒドの発生源）への塗布する必要があり、住宅を新築又は改築する等の大規模な工事を伴い、高価である。また、消臭剤によるホルムアルデヒドの消臭効果の持続期間も不明である。スプレー消臭剤を室内空間又は発生源に向かって噴霧（散布）する場合も、消臭剤によるホルムアルデヒドを捕捉する効果が、一時的であり、持続しない。

また、室内の温度を高くしてホルムアルデヒドを揮発させ、室内を換気する方法は、室内空間におけるホルムアルデヒド濃度の低減には有効であるが、室内の温度を高温にし換気するまでの間は、通常、室内に居住できず、簡便に実施するができない。

さらに、上記の特許文献１に開示される気体浄化装置は、気体中の特定のガス成分を除去する液体として、単なる水を用いているので、多数の多孔質膜中空管を備えるユニットのような大規模な多孔質膜ユニットでなければ、ホルムアルデヒドの除去を実現することができない。すなわち、小型の気体浄化装置では、ホルムアルデヒドを効果的に捕捉することができず、ＷＨＯ及び厚生労働省による基準値０．０８ｐｐｍまで室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を低減することは困難である。

本発明の目的は、上記問題に鑑みなされたものであり、ホルムアルデヒドを迅速、効果的及び持続的に捕捉することが可能な簡便で小型な装置を提供することを目的とする。

また、本発明の目的は、ホルムアルデヒドを迅速、効果的及び持続的に捕捉することが可能な方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、多孔質膜、及び気体中のホルムアルデヒドを溶解させる性質を備える液体を有し、前記多孔質膜を介して前記気体と前記液体とを接触させて、前記ホルムアルデヒドを捕捉する、ホルムアルデヒドを捕捉する装置において、前記液体は、前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基を有する重合体を含むことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、前記液体は、前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基を有する重合体を含むので、ホルムアルデヒドを迅速、効果的及び持続的に捕捉することが可能な簡便で小型な装置を提供することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のホルムアルデヒドを捕捉する装置において、前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基は、アミノ基を含むことを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基は、アミノ基を含むので、ホルムアルデヒドを迅速、効果的及び持続的に捕捉することが可能な簡便で小型な装置を提供することができる。

請求項３記載の発明は、ホルムアルデヒドを捕捉する方法において、気体中のホルムアルデヒドを溶解させる性質を備えると共に前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基を有する重合体を含む液体と前記気体とを多孔質膜を介して接触させ、前記ホルムアルデヒドを前記重合体に吸着させて、前記ホルムアルデヒドを捕捉することを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、気体中のホルムアルデヒドを溶解させる性質を備えると共に前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基を有する重合体を含む液体と前記気体とを多孔質膜を介して接触させ、前記ホルムアルデヒドを前記重合体に吸着させて、前記ホルムアルデヒドを捕捉するので、ホルムアルデヒドを迅速、効果的及び持続的に捕捉することが可能な方法を提供することができる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載のホルムアルデヒドを捕捉する方法において、前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基は、アミノ基を含むことを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基は、アミノ基を含むので、ホルムアルデヒドを迅速、効果的及び持続的に捕捉することが可能な方法を提供することができる。

本発明によれば、ホルムアルデヒドを迅速、効果的及び持続的に捕捉することが可能な簡便で小型な装置を提供することができる。

また、本発明によれば、ホルムアルデヒドを迅速、効果的及び持続的に捕捉することが可能な方法を提供することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。

まず、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置について図１と共に説明する。図１は、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置の概略図であり、（ａ）は、本発明による装置の斜視図であり、（ｂ）は、本発明による装置に使用される多孔質膜中空管の作用を説明する図である。

図１（ａ）に示すように、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置は、ホルムアルデヒドを透過する複数の孔を有する多孔質膜、及び多孔質膜と接触すると共にホルムアルデヒドを溶解させる液体を含む。

ホルムアルデヒドを透過する複数の孔を有する多孔質膜の形態は、多孔質膜の一方の側面でホルムアルデヒドを溶解させる液体と接触し、多孔質膜の他方の側面でホルムアルデヒドを含む気体と接触する形態であれば、任意の形態が可能である。しかしながら、ホルムアルデヒドを含む気体からホルムアルデヒドを効率よく除去するためには、多孔質膜のホルムアルデヒドを含む気体と接触する面積が大きい方が好ましい。例えば、図１（ａ）に示す本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置は、複数の多孔質膜の中空管１０を有し、これらの多孔質膜中空管１０の入口側から出口側へ、ホルムアルデヒドを含む気体が通過する。なお、多孔質膜としては、ホルムアルデヒドを溶解させる溶液に対して疎の性質（疎水性又は疎油性）を有する膜であり、多孔質フッ素樹脂などの高分子材料で形成することができる。多孔質膜の表面には、ホルムアルデヒドを溶解させる溶液は通過させないが、ホルムアルデヒドなどの気体分子を通過させることが可能な多数の微小な（１μｍ程度）孔４０が存在する。

また、図１（ａ）に示すような本発明による装置においては、多孔質膜中空管１０の入口側及び出口側は、それぞれ、複数の多孔質膜中空管１０に対応して穴が空けられた管板２０が設けられている。複数の多孔質膜中空管１０の周囲は、二枚の管板２０、及び二枚の管板２０と接続して設けられているジャケット３０で覆われ、複数の多孔質膜中空管１０の間は、ホルムアルデヒドを溶解させる溶液で満たされる。二枚の管板２０及びジャケット３０は、このホルムアルデヒドを溶解させる溶液が漏出しないように、設けられている。

さらに、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置においては、ホルムアルデヒドを溶解させる溶液が、後述するホルムアルデヒドと反応すると共にホルムアルデヒドを捕捉する消臭剤５０を含む。ホルムアルデヒドを溶解させる溶液に使用される溶媒としては、ホルムアルデヒドを溶解させ、前述のホルムアルデヒドと反応すると共にホルムアルデヒドを捕捉する消臭剤を溶解させる溶媒であれば、水並びに水及びエタノール混合物などの任意の溶媒を使用可能であるが、入手が容易であり安全な（精製）水が好ましい。

本発明の装置で使用されるホルムアルデヒドを溶解させる溶液に含まれる、ホルムアルデヒドと反応すると共にホルムアルデヒドを捕捉する消臭剤としては、ホルムアルデヒドを吸着する官能基（ホルムアルデヒドと反応する官能基を含む）を有する重合体が挙げられる。本発明の装置に使用する消臭剤としての重合体は、重合開始剤及び電離放射線（γ線、電子線など）を用いて、ホルムアルデヒドを吸着する官能基（ホルムアルデヒドと反応する官能基を含む）を有するモノマーを互いに重合させることによって得られ、その重合度は、約１０〜約１００、好ましくは約５０〜約１００である。

ここで、ホルムアルデヒドを吸着する官能基としては、アミノ基、カルボキシル基、及びスルホン基が挙げられる。本発明で使用される消臭剤としての重合体は、少なくともアミノ基を有することが好ましい。また、本発明で使用される消臭剤としての重合体は、より好ましくは、アミノ基に加えてカルボキシル基を含み、さらに好ましくは、アミノ基及びカルボキシル基に加えて、スルホン基を含む。

本発明で使用される消臭剤としては、例えば、アクリル酸、ジエチルアミノメチルメタクリレート、スチレンスルホン酸、尿素、及び精製水を混合し、その混合物に重合開始剤を添加した後、酸素除去のため窒素を導入し、Ｃｏ６０を用いてγ線を照射しながら、その混合物を重合させて得られる。この消臭剤は、アミノ基を有するポリアクリルアミド、カルボキシル基を有するポリアクリル酸、尿素、カルボキシル基及びスルホン基を有するアクリル酸及びスチレンスルホン酸の共重合体、並びに精製水からなる。

また、本発明で使用される消臭剤の別の例としては、アクリル酸、ジエチルアミノメチルメタクリレート、尿素、オルトリン酸、及び精製水を混合し、その混合物に重合開始剤を添加した後、酸素除去のため窒素を導入し、Ｃｏ６０を用いてγ線を照射しながら、その混合物を重合させて得られる。この消臭剤は、アミノ基を有するポリアクリルアミド、オルトリン酸、尿素、ブドウ糖、並びに精製水からなる。

本発明で使用されるホルムアルデヒドを溶解させる溶液における上記の消臭剤の濃度は、消臭剤の飽和溶液の濃度以下であればよいが、好ましくは、３重量％以上２２重量％程度である。

次に、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する方法（装置の作用）を図１（ｂ）と共に説明する。

説明の簡単のために、図１（ｂ）に示すように、多孔質膜が、複数の中空管の形態であり、ホルムアルデヒドを溶解させる溶液が、水溶液であるとする。図１（ｂ）に示すように、複数の多孔質膜中空管１０の入口から出口へ、ホルムアルデヒドを含む空気を流すと、ホルムアルデヒドは、分子量が小さく水溶性なので、空気中に含まれるホルムアルデヒドが、多孔質膜中空管１０の側面にある微小な孔４０を通じて、多孔質膜中空管１０の周囲に満たされた上述の消臭剤５０を含む水溶液へ溶解する。逆に、上述した消臭剤５０は、一般に分子量が大きいので、消臭剤は、消臭剤が溶解した水溶液から多孔質膜の微小な孔４０を通過することはなく、水溶液中に保持される。消臭剤５０を含む水溶液に溶解したホルムアルデヒドは、その水溶液中で、ホルムアルデヒドを吸着する官能基を有する重合体（消臭剤）５０に吸着され（消臭剤と化学的に反応することを含む）、消臭剤５０に捕捉される。このため、遊離のホルムアルデヒドが、水溶液中に存在せず、空気中に含まれるホルムアルデヒドが、迅速及び持続的に除去されることになる。これに対して、ホルムアルデヒドを溶解させる溶液が、純粋な水である場合には、ホルムアルデヒドが水に溶解したホルマリンと空気中のホルムアルデヒドとの間に気液平衡が成立すると、平衡を移動させない限り、空気中のホルムアルデヒドは、水に実質的に溶解しなくなる。本発明においては、消臭剤５０がホルムアルデヒドを吸着するので、ホルムアルデヒドの気液平衡が長時間成立せず、ホルムアルデヒドを溶解させる溶液に純粋な水を用いた場合よりも多量のホルムアルデヒドを除去することができる。このようにして、ホルムアルデヒドを含む空気を、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置の多孔質膜中空管１０に通過させることで、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を低減することができる。

本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置を使用すれば、室内空間におけるホルムアルデヒド濃度を、少量の消臭剤を使用して、ＷＨＯ及び厚生労働省によって提示された室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の基準値０．０８ｐｐｍ以下まで十分に低減させることができる。

本発明による装置及び方法による室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を低減させる効果を、実施例及び比較例によって説明する。

以下の実施例及び比較例においては、密閉した室内空間におけるホルムアルデヒドの発生源として、ＪＩＳ規格のＥ２建材で製造されたパーティクルボード（ＪＩＳＡ５９０８）を用いた。このＥ２建材のパーティクルボードから放散されるホルムアルデヒドの量を、ＪＩＳ規格に従いデシケータ法によって測定した。ＪＩＳ規格のデシケータ法によって、内容積９〜１１Ｌ（リットル）のデシケータの底部に３００ｍＬの蒸留水を入れ、ホルムアルデヒドの放散量を測定するパーティクルボードの材料である建材の試料を、デシケータ内に密閉し、２０±１℃の温度で２４時間放置した。次に、建材の試料から放散されたホルムアルデヒドを吸収した蒸留水を採取し、アセチルアセトン法で比色分析することで、パーティクルボードの材料である建材の試料からホルムアルデヒドの放散量を測定した。その結果、実施例及び比較例で用いたパーティクルボードの材料である建材から放散されるホルムアルデヒド放散量は、４．９ｍｇ／Ｌ蒸留水であり、パーティクルボードの材料である建材が、ＪＩＳ規格によるＥ２建材（ホルムアルデヒド放散量：１．５ｍｇ／Ｌ蒸留水−５．０ｍｇ／Ｌ蒸留水）であることを確認した。

実施例及び比較例において、上記のＥ２建材により製造されたパーティクルボードを密閉した部屋に、１５日間放置して、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を一定にして、以下の実施例及び比較例に示すホルムアルデヒドの消臭実験を行った。なお、実施例及び比較例のいずれにおいても、消臭の実験を開始する前の室内空間のホルムアルデヒド濃度は、０．０８ｐｐｍを超える濃度にした。

ここで、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を、厚生労働省によって認定されたホルムアルデヒド検知器（理研計器（株）のＭＯＤＥＬＦＯ−３０）を使用して測定した。このホルムアルデヒド検知器は、試験紙光電光度法（第２１回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会要旨Ｐ２６０−２６２）により、ホルムアルデヒド濃度を測定する検知器である。具体的には、ホルムアルデヒドを含む一定量の気体を、ポンプを用いて、検知器内に用意した検知タブに一定時間の間吹き付ける。検知器内の検知タブには、ホルムアルデヒドのみと反応する４−アミノ−４−フェニル−３−エン−２−オンを含浸させた紙が組み込まれており、ホルムアルデヒドと反応すると黄色に発色する。この検知タブに発光素子（青色ＬＥＤ）から発光する光を当て、検知タブから反射された光の光量を受光素子（ＰＩＮフォトダイオード）で検出する。この検知タブからの反射光量の強度の変化率を、ホルムアルデヒドの濃度に対応する応答値とし、予め検量線を求めておくことで、得られた応答値からホルムアルデヒドの濃度を決定することができる。

（実施例１）
図１に示すように、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置は、複数の多孔質膜中空管１０を有し、多孔質膜中空管１０の入口側及び出口側には、それぞれ、複数の多孔質膜中空管１０に対応して穴が空けられた管板２０が設けられている。複数の多孔質膜中空間１０の周囲は、二枚の管板２０、及び二枚の管板２０と接続して設けられているジャケット３０で覆われ、複数の多孔質膜中空管１０の間は、消臭剤の水溶液で満たされ、密閉されている。なお、多孔質膜中空管１０は、側面に多くの微小な孔４０を有する多孔質のフッ素樹脂の膜である。

次に、実施例１で使用した消臭剤の水溶液について説明する。まず、アクリル酸、ジエチルアミノメチルメタクリレート、スチレンスルホン酸、尿素、及び水を混合し、その混合物に重合開始剤を添加した後、酸素除去のため窒素を導入し、Ｃｏ６０を用いてγ線を照射しながら、その混合物を重合させて、アクリル酸、ジエチルアミノメチルメタクリレート、スチレンスルホン酸、及び尿素を主成分とする有効成分（固形分）２２％の水溶液（消臭剤の原液）を得た。すなわち、消臭剤の原液は、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、尿素、アクリル酸及びスチレンスルホン酸の共重合体、並びに精製水からなり、このうち、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、尿素、並びにアクリル酸及びスチレンスルホン酸の共重合体の重量比が２２％であった。

上記の得られた消臭剤の原液を水で希釈して、消臭剤の原液を３％配合した消臭剤の水溶液を得た。本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置において、複数の多孔質膜中空管１０の間をこの消臭剤の水溶液で満たし、ホルムアルデヒドの消臭実験に使用した。

上述したようなホルムアルデヒドを捕捉する装置において、複数の多孔質膜中空管１０の入口から出口へ、ホルムアルデヒドを含む空気を流すと、ホルムアルデヒドは、水溶性なので、空気中に含まれるホルムアルデヒドが、多孔質膜中空管１０の側面にある微小な孔４０を通じて、多孔質膜中空管１０の周囲に満たされた消臭剤５０を含む水溶液へ溶解する。消臭剤５０を含む水溶液に溶解したホルムアルデヒドは、その水溶液中で消臭剤５０と反応して、消臭剤５０に捕捉される。このようにして、ホルムアルデヒドを含む空気を、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置の多孔質膜中空管１０に通過させることで、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を低減することができる。

実施例１で使用した、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置は、具体的には、全体の大きさが２８０ｍｍ×１９８ｍｍ×１９３ｍｍであり、多孔質膜中空管１０の本数は、１，２１５本であり、各多孔質膜中空管１０の長さ及び直径は、それぞれ、３０ｃｍ及び３ｍｍであり、複数の多孔質膜中空管１０の間を満たす消臭剤の水溶液は、６リットル（消臭剤の原液換算で１８０ｇ）であった。また、複数の多孔質膜中空管１０を通過するホルムアルデヒドを含む空気の流量は、４．３ｍ^３／分であった。

実施例１においては、容積８８ｍ^３の密閉した部屋に、Ｅ２建材で製造したパーティクルボード（４５ｃｍ×９０ｃｍの板、総面積２．８３５ｍ^２）を１５日間放置した後、パーティクルボードを除去し、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度０．１３ｐｐｍから、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置を使用して、ホルムアルデヒドの消臭実験を行った。この室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の変化に関する測定結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１に示すような、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置を使用することによって、室内空間におけるホルムアルデヒド濃度を、ＷＨＯ及び厚生労働省によって提示された室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の基準値０．０８ｐｐｍ以下まで十分に低減させることができた。

（実施例２）
実施例２においては、複数の多孔質膜中空管１０の間を満たす消臭剤の水溶液を変更した以外は、実施例１で使用した図１に示す装置と同じホルムアルデヒドを捕捉する装置を使用して、ホルムアルデヒドの消臭実験を行った。

実施例２で使用した消臭剤の水溶液について説明する。まず、アクリル酸、ジエチルアミノメチルメタクリレート、尿素、オルトリン酸、及び水を混合し、その混合物に重合開始剤を添加した後、酸素除去のため窒素を導入し、Ｃｏ６０を用いてγ線を照射しながら、その混合物を重合させて、アクリル酸、ジエチルアミノメチルメタクリレート、尿素、及びオルトリン酸を主成分とする有効成分（固形分）２０％の水溶液（消臭剤の原液）を得た。すなわち、消臭剤の原液は、ポリアクリルアミド、オルトリン酸、尿素、ブドウ糖、並びに精製水からなり、このうち、ポリアクリルアミド、オルトリン酸、尿素、及びブドウ糖の重量比が２０％であった。

上記の得られた消臭剤の原液を水で希釈して、消臭剤の原液を３％配合した消臭剤の水溶液を得た。本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置において、複数の多孔質膜中空管の間を、６リットルのこの消臭剤の水溶液（消臭剤の原液換算で１８０ｇ）で満たし、実施例１と同様なホルムアルデヒドの消臭実験に使用した。

実施例２においては、容積８８ｍ^３の密閉した部屋に、Ｅ２建材で製造したパーティクルボード（４５ｃｍ×９０ｃｍの板、総面積２．８３５ｍ^２）を１５日間放置した後、パーティクルボードを除去し、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度０．１５ｐｐｍから、上述の本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置を使用して、ホルムアルデヒドの消臭実験を行った。この室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の変化に関する測定結果を表２に示す。

表２に示すように、実施例２におけるような、本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置を使用することによって、室内空間におけるホルムアルデヒド濃度を、ＷＨＯ及び厚生労働省によって提示された室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の基準値０．０８ｐｐｍ以下まで十分に低減させることができた。

（比較例１）
図２は、通常の紫外線照射により活性化した光触媒を用いた空気清浄器の概略図を示す。図２に示すように、空気清浄器１００は、光触媒である酸化チタン（ＴｉＯ_２）を材料とするフィルター１２０及びフィルター１２０に紫外線を照射する紫外線ランプ１３０を有する。光触媒である酸化チタン（ＴｉＯ_２）を材料とするフィルター１２０に紫外線を照射すると、空気中の水分から、酸化性物質である過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）及び水酸基ラジカル（・ＯＨ）が発生する。空気清浄器１００が、ホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を含む空気を吸引すると、ホルムアルデヒドを含む空気が上記のフィルターを通過する際に、発生した上記の酸化性物質が、ホルムアルデヒドを水及び二酸化炭素に酸化して、室内空間を消臭することが期待される。

比較例１においては、容積８２．５７ｍ^３の密閉した部屋に、Ｅ２建材で製造したパーティクルボード（４５ｃｍ×９０ｃｍの板、総面積３．２４ｍ^２）を１５日間放置した後、パーティクルボードを除去し、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度０．１３ｐｐｍから、紫外線ランプ１３０からの紫外線で活性化される光触媒のフィルター１２０を有する空気清浄器のファン１１０を回して、空気清浄器１００によるホルムアルデヒドの消臭実験を行った。この室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の変化に関する測定結果を表３に示す。

表３に示すように、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を空気清浄器１００によって低減することはできず、空気清浄器１００によるホルムアルデヒドの消臭効果は、確認されなかった。

（比較例２）
図３は、内部にゲル状消臭剤を設けた空気清浄器の概略図を示す。図３に示す空気清浄器１００の内部には、ゲル状消臭剤を入れた容器２１０が設けられている。ホルムアルデヒドを含む空気を空気清浄器が吸引すると、空気清浄器１００に設けられたファン１１０により空気清浄器１００内にホルムアルデヒドを含む空気の対流が生じる。このように、ホルムアルデヒドを含む空気が、空気清浄器１００内の対流によりゲル状消臭剤に接触することで、消臭剤がホルムアルデヒドを吸着し、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を低減することが期待できる。なお、比較例２では、比較例１で使用した光触媒のフィルター及び紫外線ランプは、使用していない。

次に、比較例２で使用したゲル状消臭剤について説明する。まず、アクリル酸、ジエチルアミノメチルメタクリレート、スチレンスルホン酸、尿素、及び水を混合し、その混合物に重合開始剤を添加した後、酸素除去のため窒素を導入し、Ｃｏ６０を用いてγ線を照射しながら、その混合物をグラフト重合させて、アクリル酸、ジエチルアミノメチルメタクリレート、スチレンスルホン酸、及び尿素を主成分とする有効成分（固形分）２２％の水溶液（消臭剤の原液）を得た。すなわち、消臭剤の原液の組成は、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、尿素、アクリル酸及びスチレンスルホン酸の共重合体、並びに精製水からなり、このうち、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、尿素、並びにアクリル酸及びスチレンスルホン酸の共重合体の重量比が２２％であった。

上記の得られた消臭剤の原液を水で希釈して、消臭剤の原液を５０％配合したゲル状消臭剤を得た。このゲル状消臭剤を容器に入れてホルムアルデヒドの消臭実験に使用した。

比較例２においては、容積４７．８７ｍ^３の密閉した部屋に、Ｅ２建材で製造したパーティクルボード（４５ｃｍ×９０ｃｍの板、総面積２．４３ｍ^２）を１５日間放置した後、パーティクルボードを除去し、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度０．１６ｐｐｍから、ゲル状消臭剤を内部に置いた空気清浄器１００のファン１１０を回して、ホルムアルデヒドの消臭実験を行った。この室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の変化に関する測定結果を表４に示す。

上記の１ヶ月にわたるホルムアルデヒドの消臭実験において、ゲル状消臭剤の３ｋｇ（消臭剤の原液換算で１５００ｇ）が消費された（蒸発した）。

表４に示すように、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を空気清浄器１００によって低減することはできず、空気清浄器１００によるホルムアルデヒドの消臭効果は、確認されなかった。

（比較例３）
図４は、内部に消臭剤を含浸させたフィルターを設けた空気清浄器の概略図を示す。図４に示す空気清浄器１００の内部には、消臭剤を含浸させたフィルター３１０が設けられている。ホルムアルデヒドを含む空気を空気清浄器１００が吸引すると、ホルムアルデヒドを含む空気が上記のフィルター３１０を通過する際に、フィルター３１０に含浸した消臭剤が、ホルムアルデヒドを吸着し、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を低減することが期待できる。なお、比較例３では、比較例１で使用した光触媒のフィルター及び紫外線ランプは、使用していない。

次に、比較例３で使用した消臭剤について説明する。比較例２で得られた消臭剤の原液（固形分２２％）をエタノールで希釈して、消臭剤の原液を２０％配合した消臭剤（エタノール−水溶液）を得た。得られた消臭剤の３００ｇ（消臭剤の原液換算で６０ｇ）を、表面積の大きいハニカム型のフィルターに含浸させて、消臭剤のエタノールを乾燥させて、消臭剤を含浸させたフィルター３１０を製作した。なお、このハニカム型のフィルター３１０では、消臭剤の量を３００ｇより増加させると、ハニカム型のフィルター３１０の穴が詰まってしまい、空気をフィルターに通過させることが困難になる。

比較例３においては、容積８８ｍ^３の密閉した部屋に、Ｅ２建材で製造したパーティクルボード（４５ｃｍ×９０ｃｍの板、総面積２．８３５ｍ^２）を１５日間放置した後、パーティクルボードを除去し、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度０．１４ｐｐｍから、消臭剤を含浸させたフィルター３１０を内部に取り付けた空気清浄器１００のファン１１０を回して、ホルムアルデヒドの消臭実験を行った。この室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の変化に関する測定結果を表５に示す。

表５に示すように、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を空気清浄器１００によって低減することはできず、空気清浄器１００によるホルムアルデヒドの消臭効果は、確認されなかった。なお、Ｅ２建材で製造されたパーティクルボードからのホルムアルデヒドの放散は、室内の気温及び湿度によって異なるので、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の測定値は、誤差を有する。

（比較例４）
消臭剤を噴霧剤として、室内空間の壁、床、及び天井に噴霧することでも、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を低減することが期待される。

比較例４においては、容積８８ｍ^３の密閉した部屋に、Ｅ２建材で製造したパーティクルボード（４５ｃｍ×９０ｃｍの板、総面積２．８３５ｍ^２）を１５日間放置した後、パーティクルボードを除去し、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度０．１４ｐｐｍから、空気清浄器を使用せずに消臭剤を噴霧して、ホルムアルデヒドの消臭実験を行った。

具体的には、比較例２で得られた消臭剤の原液（固形分２２％）を水で希釈して、消臭剤の原液を２０％配合した消臭剤（水溶液）を得た。得られた消臭剤の１ｋｇ（消臭剤の原液換算で２００ｇ）を噴霧剤として、室内の空間、壁、床、及び天井に噴霧した。この室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の変化に関する測定結果を表６に示す。

表６に示すように、上記の消臭剤（１ｋｇ、原液換算２００ｇ）を１回噴霧すると、１時間後に室内空間のホルムアルデヒド濃度は、消臭剤を噴霧する前の濃度と比較して、半減する。また、上記の消臭剤を室内に噴霧してから３日程度の間は、低減したホルムアルデヒドの濃度を維持し、ホルムアルデヒドの消臭の効果がある。しかしながら、３日〜１週間後には、室内の床、壁、及び天井から放出されるホルムアルデヒドの量が、噴霧した消臭剤によって吸着されるホルムアルデヒドの量よりも多くなり、再び、室内空間のホルムアルデヒドの濃度は、消臭剤を噴霧する前の濃度と同じになる。よって、消臭剤を噴霧する方法は、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を持続的に低減することができず、比較例４の場合には、約３日ごとに１ｋｇ（原液換算２００ｇ）の上記消臭剤を室内に噴霧しなければならない。

（比較例５）
図５は、水と接触した複数の多孔質膜中空管を有する加湿器の概略図を示す。図５に示す加湿器は、複数の多孔質膜中空管１０を有し、多孔質膜中空管１０の入口側及び出口側には、それぞれ、複数の多孔質膜中空管１０に対応して穴が空けられた管板２０が設けられている。複数の多孔質膜中空間１０の周囲は、二枚の管板２０、及び二枚の管板２０と接続して設けられているジャケット３０で覆われ、複数の多孔質膜中空管１０の間は、水で満たされ、密閉されている。なお、多孔質膜中空管１０は、側面に多くの微小な孔４０を有する多孔質のフッ素樹脂の膜である。

このような加湿器において、複数の多孔質膜中空管１０の入口から出口へ、ホルムアルデヒドを含む空気を流すと、多孔質膜中空管１０の周囲に満たされた水から水蒸気が、多孔質膜中空管１０の側面にある微小な孔４０を通じて、多孔質膜中空管１０の内側を流れる空気中へ移動する。これにより、多孔質膜中空管１０を通過する空気が加湿される。また、ホルムアルデヒドは、水溶性なので、空気中に含まれるホルムアルデヒドが、多孔質膜中空管１０の側面にある微小な孔４０を通じて、多孔質膜中空管１０の周囲に満たされた水へ溶解することが考えられる。このようにして、ホルムアルデヒドを含む空気を、加湿器の多孔質膜中空管１０に通過させることで、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度を低減することが期待できる。

比較例５で使用した加湿器は、具体的には、全体の大きさが２８０ｍｍ×１９８ｍｍ×１９３ｍｍであり、多孔質膜中空管１０の本数は、１，２１５本であり、各多孔質膜中空管１０の長さ及び直径は、それぞれ、３０ｃｍ及び３ｍｍである加湿器であり、複数の多孔質膜中空管１０の間を満たす水は、６リットルであった。また、複数の多孔質膜中空管１０を通過するホルムアルデヒドを含む空気の流量は、４．３ｍ^３／分であった。

比較例５においては、容積８８ｍ^３の密閉した部屋に、Ｅ２建材で製造したパーティクルボード（４５ｃｍ×９０ｃｍの板、総面積２．８３５ｍ^２）を１５日間放置した後、パーティクルボードを除去し、室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度０．１３ｐｐｍから、加湿器を使用して、ホルムアルデヒドの消臭実験を行った。この室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の変化に関する測定結果を表７に示す。

表７に示すように、室内空間におけるホルムアルデヒド濃度は、加湿器を使用することにより、若干低減されるのみである。ＷＨＯ及び厚生労働省によって提示された室内空間におけるホルムアルデヒドの濃度の基準値０．０８ｐｐｍまで、低減させることはできない。

以上、本発明の実施例を具体的に説明してきたが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これら本発明の実施例を、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、変更又は変形することができる。

本発明は、ホルムアルデヒドを捕捉する装置及び方法に適用することができる。

本発明によるホルムアルデヒドを捕捉する装置を説明する図であり、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、多孔質膜中空管の図である。従来の空気清浄器を説明する図である。内部にゲル状消臭剤を設けた空気清浄器を説明する図である。内部に消臭剤を含浸させたフィルターを設けた空気清浄器を説明する図である。従来の加湿器を説明する図であり、（ａ）は、斜視図であり、（ｂ）は、多孔質膜中空管の図である。

符号の説明

１０多孔質膜中空管
２０管板
３０ジャケット
４０微小な孔
５０消臭剤
１００空気清浄器
１１０ファン
１２０光触媒フィルター
１３０紫外線ランプ
２１０ゲル消臭剤入り容器
３１０消臭剤含浸フィルター

Claims

多孔質膜、及び気体中のホルムアルデヒドを溶解させる性質を備える液体を有し、前記多孔質膜を介して前記気体と前記液体とを接触させて、前記ホルムアルデヒドを捕捉する、ホルムアルデヒドを捕捉する装置において、
前記液体は、前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基を有する重合体を含むことを特徴とするホルムアルデヒドを捕捉する装置。
前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基は、アミノ基を含むことを特徴とする請求項１記載のホルムアルデヒドを捕捉する装置。
気体中のホルムアルデヒドを溶解させる性質を備えると共に前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基を有する重合体を含む液体と前記気体とを多孔質膜を介して接触させ、前記ホルムアルデヒドを前記重合体に吸着させて、前記ホルムアルデヒドを捕捉することを特徴とするホルムアルデヒドを捕捉する方法。
前記ホルムアルデヒドを吸着する官能基は、アミノ基を含むことを特徴とする請求項３記載のホルムアルデヒドを捕捉する方法。