JP2005177068A

JP2005177068A - 脱臭器

Info

Publication number: JP2005177068A
Application number: JP2003420811A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hayashi; 季之林
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】常温で活性化する触媒を含有した脱臭フィルタ部と、不織布から成る集塵フィルタ部とを組み合わせた脱臭器において、触媒が不織布に直接触れる状態で存在していると、不織布の劣化を引き起こす。
【解決手段】臭気成分吸着性に優れた吸着剤と四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒を担持した活性炭とを組み合わせた脱臭剤を含有する脱臭フィルタ部と、この脱臭フィルタ部に対して空気流れ方向の上流側に配設され前記脱臭フィルタ部とは別体の不織布から成る集塵フィルタ部と、を具備することを特徴とする脱臭器。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭内、オフィス空間内、自動車室内等の居住空間における臭気を除去するために用いる脱臭器に関する。

家庭内を始めオフィス空間内や自動車室内等の居住空間では、調理臭やトイレ臭、たばこ臭、建材等の部材臭等、多種多様な臭気が発生しており、その除去が求められている。

従来より、吸着剤をハニカムやウレタン発泡体等に担持させた脱臭フィルタ部と、この脱臭フィルタ部に対して空気流れ方向の上流側に配設され不織布をプリーツ加工した集塵フィルタ部とを組み合わせた脱臭器が知られている。

また、特開２００２−１７７７１７号公報には、常温で活性化する触媒を脱臭フィルタ部に含有させることで吸着した臭気成分を分解し、長寿命化を図った脱臭器が開示されている。

しかしながら、常温で活性化する触媒が不織布に直接触れる状態で存在していると、不織布の劣化を引き起こすことになり、脱臭器を長時間使用することができなくなる。また、一般的な構成の集塵脱臭フィルタにおいても、脱臭フィルタ部の触媒に集塵フィルタ部のプリーツの山部分が接触していると同様に不織布の劣化を引き起こしてしまう。
特開２００２−１７７７１７号公報

解決しようとする問題点は、常温で活性化する触媒を含有した脱臭フィルタ部と、不織布から成る集塵フィルタ部とを組み合わせた脱臭器において、触媒が不織布に直接触れる状態で存在していると、不織布の劣化を引き起こす点である。

本発明の脱臭器は、臭気成分吸着性に優れた吸着剤と四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒を担持した活性炭とを組み合わせた脱臭剤を含有する脱臭フィルタ部と、この脱臭フィルタ部に対して空気流れ方向の上流側に配設され前記脱臭フィルタ部とは別体の不織布から成る集塵フィルタ部と、を具備することを特徴としている。

本発明の脱臭器は、四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒が活性炭の細孔内に担持されているため、ルテニウム触媒が不織布に直接触れることがなく、不織布の劣化を引き起こすことがない。

また、ルテニウム触媒は室温での活性が高く、脱臭剤に吸着した臭気成分を効率良く分解するので、脱臭剤としての寿命を大幅に延ばすことができると共に、脱臭即効性能を著しく向上させることができる。

また、本発明の脱臭器は、例えば光触媒材の場合に必要な紫外線等のエネルギー負荷を必要としないため、設置場所やサイズに制限がなく、所望の脱臭効果を容易に得ることができる。

また、本発明の脱臭器は、ルテニウム触媒が四酸化ルテニウムを含有しないため、特定の臭気成分を選択的に吸着するような物質を添着させた場合、この添着物質の減量を引き起こすことが無いので、添着物質による吸着効果が損なわれることがない。

さらに、本発明の脱臭器は、脱臭剤がブレンド材であるので、低コストで、安価に製造することができるため、ユーザが容易に購入することができる。

以下、本発明の一実施形態について説明する。まず、本実施形態の脱臭器に用いる脱臭剤の構成について説明する。本実施形態に係る脱臭剤は、臭気成分吸着性に優れた吸着剤と、四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒を担持した活性炭とを組み合わせて構成されている。

吸着剤は、種々の原料からなるものを好適に使用でき、例えば、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ等の中から選ばれたものを一種あるいは二種以上含むものとすることができる。特に、活性炭とゼオライトは脱臭性能が高いので好ましい。

吸着剤には、用途に応じて、特定の臭気成分を選択的に吸着するような化学添着処理を施すことができる。そのような添着物としては、例えば、アルデヒド類の吸着性に優れたアミノ基含有有機化合物を挙げることができる。

アミノ基含有有機化合物としては、例えば、γ−グリシドキシルプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエキシシラン等のアミノ基含有有機珪素化合物や、アニリン、ジメチルトリメチル−シリルアミンをはじめとする芳香族アミン類等を用いることができる。

なお、アニリンの添着処理は、アニリンを含む添着溶液を調製し、この添着溶液内に活性炭を所定時間浸漬、攪拌して活性炭の細孔内に所定の重量％の割合で担持させればよい。

この際の担持量は、０．５〜１０重量％、好ましくは２〜６重量％の割合で担持させる。この担持量が０．５重量％より少ない場合には所望の担持効果が得られないことがあり、１０重量％より多い場合には活性炭本来の吸着能を阻害する恐れがあるためである。

四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒は、Ｒｕ元素を含む塩化物（塩化ルテニウム、塩化ルテニウム水和物等）を含有する溶液を調製し、この溶液内に活性炭を所定時間浸漬させ、還元、乾燥することにより活性炭の細孔内に所定の重量％の割合で担持させればよい。

この際の担持量は、０．１〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％の割合で担持させるのが好ましい。この担持量が０．１重量％より少ない場合には、所望の臭気成分の分解活性が得られないことがあり、また１０重量％より多い場合にはルテニウム触媒の二次凝集による活性低下が起こり、コスト高に相応した分解効果を期待できないからである。

活性炭は、種々の原料からなるものを好適に使用できるが、その中でも比表面積が８００〜１５００ｍ^２／ｇ程度と大きな椰子殻活性炭は、臭気吸着性能に優れるため、特に好ましい。また、活性炭のメッシュ（粒度）は４〜１００メッシュ程度の範囲内で好適に使用できる。

また、吸着剤にも臭気分解性の触媒を担持させてもよい。そのような触媒としては、例えば、常温で活性する酵素、酸化銅、酸化亜鉛等を挙げることができる。

吸着剤とルテニウム触媒を担持した活性炭との組み合わせは、吸着剤に対してルテニウム触媒を担持した活性炭が５〜５０重量％、好ましくは７〜２５重量％の割合で混合させるのがよい。ルテニウム触媒を担持した活性炭が５重量％より少ない場合には、所望の臭気成分分解性能が得られないことがあり、５０重量％より多い場合には即脱臭剤のコスト増となり、一般に使用される空気調和機や空気清浄機用のフィルタに利用した場合、ユーザが安易に購入することができない価格帯のものになってしまう恐れがあるためである。

上記のような構成の脱臭剤を担持させる基材としては、コンパクトでも高い脱臭性能が得られるよう、体積に対して表面積が大きな三次元構造体を用いるのが好ましい。そのような三次元構造体としては、例えば、ハニカム、プリーツ、発泡体等を挙げることができる。

このような基材の材質は、例えば、紙、金属、樹脂等の中から選ばれる素材を用いることができるが、コストの点から、紙または樹脂であることが好ましい。

また、脱臭剤を三次元構造体に担持させるために用いるバインダとしては、結着剤や接着剤、ホットメルト、ホットメルトパウダー等のような公知のものを用いることができる。

集塵フィルタ部を構成する不織布としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド系樹脂等の熱可塑性樹脂から、通気性、強度、加工性に応じた素材を一種又は二種以上選んで形成したものを用いることが可能である。

なお、ポリプロピレンやポリエステルを用いた場合には、比較的融点が低く（１００〜１５０℃程度）、熱圧着時間が短いため、生産性が良好であると共に、生産設備の熱エネルギーが少なくなるため、生産コストを低くすることができる。

また、ポリエステルを芯材とし、その周囲をポリプロピレンで覆った不織布を用いると、所望の強度を確保することができると共に、ポリプロピレンが低温で熱圧着可能であるため、生産性やコストの点で有利である。

不織布は目付量が４０〜１００ｇ／ｍ^２のものを使用する。４０ｇ／ｍ^２より少ない場合には、所望の強度、加工性、不織布による集塵性能が得られないことがあり、１００ｇ／ｍ^２より多い場合には、通気性が低く、空気調和機や空気清浄機用のフィルタに利用した場合、送風用のファンに過大な負担をかけることになってしまう恐れがあるためである。

集塵フィルタ部は、フィルタとしての有効面積を確保するため、プリーツ加工を施すのが好ましい。プリーツ加工は、折幅１０〜５０ｍｍ、好ましくは１５〜３５ｍｍの範囲内で加工することができる。

折幅が１０ｍｍより小さい場合には、脱臭剤への臭気成分の接触効率が低く、所望の１パス脱臭性能が得られないことがあり、５０ｍｍより大きい場合、空気調和機や空気清浄機用のフィルタとしてはスペースを取りすぎることになり、流路の確保、他の部品への過大な制限が起きる恐れがあるためである。

プリーツのピッチは、３〜１５ｍｍ、好ましくは４〜１０ｍｍの範囲内で加工することができる。ピッチが３ｍｍより小さい場合には、通気抵抗が高くなり、空気調和機や空気清浄機用のフィルタに利用した場合、送風用のファンに過大な負担をかけることになり、１５ｍｍより大きい場合、所望の１パス脱臭性能が得られない恐れがあるためである。

以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、この実施例は、本発明の構成の一例であり、本発明がこれに限定されるものではない。

（実施例１）
アニリンを４重量％の割合で添着した第１の活性炭と、四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒を５重量％の割合で担持させた第２の活性炭とを、第２の活性炭が第１の活性炭に対して５０重量％の割合となるように組み合わせて脱臭剤とし、この脱臭剤２０ｇをペーパーハニカムにバインダを介して担持させて脱臭フィルタ部とした。

また、密度が異なるポリエステル製の二枚の不織布を積層し、これにプリーツ加工を施して集塵フィルタ部とした。この集塵フィルタ部を、密度が高い方の不織布が上流側となるように脱臭フィルタ部に対して空気流れ方向上流側に重ね合わせて脱臭器とした。

（実施例２）
アニリンを４重量％の割合で添着した第１の活性炭と、四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒を５重量％の割合で担持させた第２の活性炭とを、第２の活性炭が第１の活性炭に対して２５重量％の割合となるように組み合わせて脱臭剤とし、この脱臭剤２０ｇをペーパーハニカムにバインダを介して担持させて脱臭フィルタ部とした。

（性能評価）
上記実施例１、２の脱臭器をそれぞれ３Ｌのテドラーバッグ内に据え置き、アセトアルデヒド２０００ｐｐｍを注入し、一定時間毎にテドラーバッグ内のアセトアルデヒド濃度をガスクロマトグラフィーを用いて測定した。また、２４時間経過後に一端バッグ内の気体を排気し、再びアセトアルデヒドを注入し、同様の測定を行った。

図１はその測定結果を示しており、測定値が低いほど性能が良好であることを表している。同図において、特に測定開始初期の測定値から脱臭即効性があることを知ることができ、以降の経時変化から触媒分解特性を知ることができる。ルテニウム触媒の含有率が高くなるほど触媒分解能力が高く、触媒分解特性は四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒によって自在にコントロールすることができることが判る。

本発明の脱臭器は、四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒を活性炭に担持させているため、ルテニウム触媒が不織布に直接触れることがなく、不織布の劣化を引き起こすことがない。

また、ルテニウム触媒は室温での活性が高く、脱臭剤に吸着した臭気成分を効率良く分解するので、脱臭器としての寿命を大幅に延ばすことができると共に、脱臭即効性能を著しく向上させることができる。

さらに、本発明の脱臭器は、脱臭剤がブレンド材であるため、低コストで、安価に製造することができるため、ユーザが容易に購入することができる。

本発明による脱臭器は、一般用あるいは車室内用の空調や空気清浄機に好適である。

本発明の一実施例の脱臭器の脱臭特性の評価結果を示すグラフである。

Claims

臭気成分吸着性に優れた吸着剤と四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒を担持した活性炭とを組み合わせた脱臭剤を含有する脱臭フィルタ部と、この脱臭フィルタ部に対して空気流れ方向の上流側に配設され前記脱臭フィルタ部とは別体の不織布から成る集塵フィルタ部と、を具備することを特徴とする脱臭器。
前記吸着剤は、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、アルミナの中から選ばれる物質を少なくとも１種以上含むことを特徴とする請求項１記載の脱臭器。
前記吸着剤は、特定の臭気成分を選択的に吸着するような化学添着処理が施されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の脱臭器。
前記吸着剤は、臭気成分分解性の触媒を担持していることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の脱臭器。
前記活性炭は、椰子殻活性炭であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項記載の脱臭器。
前記ルテニウム触媒は、前記活性炭に対して０．１〜１０重量％の割合で担持されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の脱臭器。
前記脱臭剤は、前記活性炭が前記吸着剤に対して５〜５０重量％の割合で組み合わされていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項記載の脱臭器。
前記脱臭フィルタ部は、前記脱臭剤を、ハニカム、プリーツ、発泡体等の三次元構造体にバインダを介して保持したものであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項記載の脱臭器。
前記三次元構造体は、紙、樹脂、金属の中から選ばれた素材から成ることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項記載の脱臭器。
前記不織布は、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド系樹脂の中から選ばれる樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項記載の脱臭器。
前記不織布は、その目付量が４０〜１００ｇ／ｍ^２の範囲内であることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載の脱臭器。
前記集塵フィルタ部は、プリーツ加工が施されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項記載の脱臭器。