JP2011206116A

JP2011206116A - 耐水性ガス吸着濾材およびその製造方法、エアフィルター

Info

Publication number: JP2011206116A
Application number: JP2010074295A
Authority: JP
Inventors: Kengo Miyoshi; 賢吾三好; Yasuhiro Asada; 康裕浅田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】本発明は、エアフィルターのようなエアが流通している動的な条件下における水噴霧といった過酷な環境下においても、ガス除去性能に優れた濾材及びエアフィルターを提供する。
【解決手段】２枚の通気性シート間に粒状ガス吸着材が熱可塑性樹脂を介して担持されてなる耐水性ガス吸着濾材において、前記粒状ガス吸着材は無機多孔質体に水溶性の消臭剤及び撥水性を有するバインダーが担持されてなり、前記粒状ガス吸着材の疎水化度が０．５〜１０％であることを特徴とする耐水性ガス吸着濾材である。
【選択図】なし

Description

本発明は、耐水性ガス吸着濾材、その製造方法及びエアフィルターに関する。

従来、体臭、トイレ臭および冷蔵庫の臭気などを除去するために、活性炭などの多孔質無機物質が用いられていた。また、近年、タバコの臭気を消臭する技術が見直されており、各種の無機系化合物にタバコの各種ガス成分と化学反応を起こす薬剤を添着する技術が用いられており、たとえば繊維布帛にこれらの物質を処理して付与することにより、かかるタバコによる臭気を化学的に吸着し、消臭する試みがなされている。

特にタバコ臭の主要成分であるアセトアルデヒドを除去する方法として多孔質無機物質にアセトアルデヒドとの親和性に優れたアミン系化合物を担持する方法が開示されており、エアフィルターのようなエアが流通している動的な条件下において優れた除去性能を発揮するには多孔質無機物質に均一に付着できる点でアミン系化合物の中でも水溶性のアミン系化合物が好ましいとされている（特許文献１）。

しかし、特許文献１の技術は雰囲気の臭気を取り除く効果は高いが、薬剤が水溶性であるため、水が付着するような環境下では除去性能が低下してしまい、耐水性に難があるという問題があった。このような耐水性を改善させる手段として、特許文献２では無機多孔質体に非水溶性アミン系化合物を担持させる技術が開示されているが、反応薬剤が非水溶性であるため、反応薬剤が均一に無機多孔質体に添着されないため、エアフィルターのような動的条件下では優れた除去性能が発揮されない問題があった。また、耐水性に優れるアルデヒド消臭剤として特許文献３では疎水性の無機物質に水溶性のアミン化合物を担持させる技術が開示されているが、担持される無機物質が疎水性であるため、水溶性のアミン化合物が均一に無機物質に担持されず充分なガス除去性能を得られない問題があった。

特開２００７−１６７６３２号公報特開平８―２８０７８１号公報国際公開第２００４／０５８３１１号パンフレット

本発明は、エアフィルターのようなエアが流通している動的な条件下においても特にアセトアルデヒド類を含む多くの悪臭成分の除去性能が高く、耐水性に優れたガス吸着濾材を提供することを目的とする。

本発明は、２枚の通気性シート間に粒状ガス吸着材が熱可塑性樹脂を介して担持されてなる耐水性ガス吸着濾材において、前記粒状ガス吸着材は無機多孔質体に水溶性の消臭剤及び撥水性を有するバインダーが担持されてなり、前記ガス吸着材の疎水化度が０．５〜１０％であることを特徴とする耐水性ガス吸着濾材である。

また、本発明は２枚の通気性シート間に粒状ガス吸着剤が熱可塑性の樹脂を介して担持されてなる耐水性ガス吸着濾材において、前記粒状ガス吸着材が無機多孔質体に水溶性の消臭剤をスプレー法もしくは含浸法により付着させた後に、撥水性を有するバインダーを噴霧し、乾燥させる工程を経て耐水性ガス吸着濾材を得る製造方法である。

また、本発明のエアフィルターは本発明の耐水性ガス吸着濾材を用いたことを特徴とするエアフィルターである。

本発明に係る耐水性ガス吸着濾材は、アセトアルデヒド類を含む多くの悪臭成分との反応速度及び吸着容量に優れ、耐水性に優れている。

本発明の実施例１および比較例１における水付着前後のアセトアルデヒド除去効率の経時変化を示したグラフである。

本発明の耐水性ガス吸着濾材は２枚の通気性シート間に粒状ガス吸着材が熱可塑性樹脂を介して担持されてなることが重要である。このような構造にすることで粒状ガス吸着材の表面が熱可塑性樹脂に覆われて機能低下することを防ぐことができ、吸着速度の点で有利となり、極めて効果的に吸着能を発現させることができるとともに、フィルターユニット化でプリーツ状や波状に成型した際に粒状ガス吸着材の通気性シートからの脱落を防止し、濾材全体を有効に使用することができる。

通気性シートとしては、繊維構造物が好ましく、具体的には綿状物、編織物、不織布、紙およびその他の三次元網状体等を挙げることができる。また、これらの積層体でもかまわない。これらのような構造をとることにより、通気性を確保しつつ、表面積を大きくとることができる。エアフィルターとして用いる観点からは、不織布が好ましい。

繊維構造物を形成する繊維としては、天然繊維、合成繊維、ガラス繊維や金属繊維等の無機繊維が使用でき、中でも溶融紡糸が可能な熱可塑性樹脂の合成繊維が好ましい。合成繊維を形成する熱可塑性樹脂の例としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、アクリル、ビニロン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ乳酸等を挙げることができ、用途等に応じて選択できる。また、複数種を組み合わせて使用してもよい。

繊維構造物を形成する繊維としては、たとえば異型断面形状や、繊維表面に多数の孔やスリットを有する形状のものなども好ましく使用される。そのような形状とすることにより、繊維の表面積を大きくし、粒状ガス吸着剤の担持性を向上させることができる。ここでいう異型断面形状とは、円形以外の断面形状を指し、例えば扁平型、略多角形、楔型等を挙げることができる。かかる異型断面形状の繊維は、異型孔を有する口金を用いて紡糸することにより得ることができる。また、繊維表面に多数の孔やスリットを有する繊維は、溶剤に対する溶解性の異なる２種類以上のポリマーをアロイ化して紡糸し、溶解性の高い方のポリマーを溶剤で溶解除去することにより得ることができる。

繊維構造物を構成する繊維の繊維径としては、エアフィルターとして使用する用途において目標とする通気性や集塵性能に応じて選択すればよいが、好ましくは１〜１０００μｍである。繊維径を１μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上とすることで、粒状ガス吸着剤が繊維構造物表面で目詰まりするのを防ぎ、通気性の低化を防ぐことができる。また１０００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下とすることで、繊維表面積の減少による該ガス吸着剤の担持能力の低下や処理エアとの接触効率の低下を防ぐことができる。

通気性シートの目付としては、１０〜５００ｇ／ｍ^２が好ましい。目付けを１０ｇ／ｍ^２以上とすることで、粒状ガス吸着剤を担持するための加工に耐える十分な強度が得られ、エアを通気させた際にフィルター構造を維持するのに必要な剛性が得られる。また目付けを５００ｇ／ｍ^２以下、より好ましくは２００ｇ／ｍ^２以下とすることで、通気性シートの内部まで粒状ガス吸着剤を均一に担持させることができ、またプリーツ形状やハニカム形状に二次加工する際の取扱い性にも優れる。

通気性シートの少なくとも１枚は抗菌剤、防かび剤、抗アレルゲン剤、抗ウイルス剤、難燃剤等の付加機能を有する成分等を含めて構成してもよい。これらの成分は繊維類中に練りこんでも、後加工でディッピング法やスプレー法で付与してもよい。

通気性シートの少なくとも１枚はエレクトレット処理されていることが好ましい。エレクトレット処理がされていることにより、通常では除去しにくいサブミクロンサイズやナノサイズの微細塵を静電気力により捕集することができる。かかるエレクトレット不織布を構成する材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート樹脂等の高い電気抵抗率を有する材料が好ましい。

通気性シートへの固定化方法としては本発明にかかる粒状ガス吸着剤と熱可塑性樹脂の混合粉体を通気性シートに散布した後、さらに他の通気性シートを重ね合わせて熱プレスを行い一体化する方法が好ましい。この方法を取ることで本発明に用いるガス吸着剤の表面が熱可塑性樹脂に覆われて機能低下することを防ぐことができ、吸着速度の点で有利となり、極めて効果的に吸着能を発現させることができる。

本発明にかかる粒状ガス吸着剤を通気性シートに固定化する熱可塑性樹脂としては、エチルビニルアルコール（ＥＶＡと略すことがある）系、ポリエステル系、ポリアミド系、ナイロン系、低密度ポリエチレンなどのポリオレフィン系などを用いることができる。

本発明で用いる熱可塑性樹脂の様態は粉粒体であることが好ましい。粉粒体であることで、粒状ガス吸着剤と混合した際に均一に混ざり合い、ガス吸着剤の表面が熱可塑性樹脂に覆われて機能低下することを防ぐことができる。粉粒体の形状としては球状、破砕状等を挙げることができる。

熱可塑性樹脂の粒径としては１０〜１０００μｍとすることが好ましい。１０μｍ以上とすることで通気性シートからの脱落を防ぐとともに飛散を防ぐことができる。また、１０００μｍ以下好ましくは５００μｍ以下とすることで通気性シートに固定化した後の表面平滑性が低下するのを防ぐことができる。

本発明の耐水性ガス吸着濾材の粒状ガス吸着剤の担持量は５〜３００ｇ／ｍ^２とすることが好ましい。５ｇ／ｍ^２以上とすることで除去対象ガスの除去効率および吸着容量の向上の実向を得ることができる。また、３００ｇ／ｍ^２以下、より好ましくは２００ｇ／ｍ^２以下とすることで、粒状ガス吸着剤が通気性シート表面で目詰まりするのを防ぎ、通気性の低下を抑えることができる。

熱可塑性樹脂の担持量は粒状ガス吸着材に対して０．１〜２の目付比であることが好ましい。目付比が０．１以上とすることで粒状ガス吸着材を通気性シートに保持させるに充分な接着強度を得ることができる。一方、目付比が２を超えると熱可塑性樹脂が粒状無機多孔質体の表面を覆ってしまい、対象ガス成分との反応を阻害してしまうため好ましくない。

粒状ガス吸着材は無機多孔質体に水溶性の消臭剤及び撥水性を有するバインダーが担持されてなることが重要である。

無機多孔質体に水溶性の消臭剤を添着することで、無機多孔質体の細孔内に均一に薬剤を付与することが可能となり、対象ガス成分と接触可能な表面積を得るとともに消臭剤を充分な量担持させることができ、エアフィルターのような動的な状態における対象ガス成分の除去効率を高めることができる。

また、無機多孔質体に撥水性を有するバインダーを担持させることで、水が付着した際にも細孔内に担持された水溶性の消臭剤が流出することなく、各種ガス成分の除去性能の低下を抑えることが可能となる。

本発明で採用する無機多孔質体としては、活性炭、二酸化ケイ素、ゼオライト、活性アルミナ、シリカゲル、活性白土の群が挙げられ、これらの中から目的に応じて選択することができる。

無機多孔質体の粒径としては、５０〜１０００μｍであることが好ましい。無機多孔質体の粒径が小さいほど吸着速度は速くなるが、飛散しやすく取り扱い性や加工性が低下する傾向にあるため５０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上とすることが好ましい。一方、粒径が大きいと、製造が難しく、また強度的にも脆弱となる為、破壊されやすくなり、逆に粉塵が発生してしまう問題があるため１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下とすることが好ましい。

本発明で採用する無機多孔質体の細孔径としては、０．５〜１００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以下である。１００ｎｍ以下とすることで、無機多孔質体の機械的強度の低下なく比表面積を大きくすることができる。また、０．５ｎｍ以上とすることで、添着させる薬品や対象ガス成分が細孔内部に進入しやすくなる。

本発明で採用する無機多孔質体の比表面積は、ＢＥＴ比表面積で５０〜２５００ｍ^２／ｇであることが好ましく、より好ましくは１００〜２０００ｍ^２／ｇである。５０ｍ^２／ｇ以上とすることで、添加する薬品の反応場として実効的な面積が得られ、除去しようとするガス成分との実効的な反応速度が得られる。また、２５００ｍ^２／ｇ以下とすることで、無機多孔質体の機械的強度の低下による取り扱い性の不便を防ぐことができる。

本発明で採用する水溶性の消臭剤としてはアルデヒド系ガスに対しては酸ヒドラジド化合物、グアニジン塩等のアミン系化合物を例示でき、中でも酸ヒドラジド化合物が好ましい。酸ヒドラジド化合物が担持されることにより、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒド等のアルデヒド類に対する化学吸着能が飛躍的に向上し、アルデヒド類を選択的に吸着することができる。

酸ヒドラジド化合物は、カルボン酸とヒドラジンとから誘導される−ＣＯ−ＮＨＮＨ_２で表される酸ヒドラジド基を有する化合物であり、ヒドラジド末端のα位に、更に非共有電子対を有する窒素原子が結合しており、これにより求核反応性が著しく向上している。この非共有電子対がアルデヒド類のカルボニル炭素原子を求核的に攻撃して反応し、アルデヒド類をヒドラジン誘導体として固定化することにより、アルデヒド類の除去性能を発現できると考えられる。

アルデヒド類の中でもアセトアルデヒドは、カルボニル炭素のα位に電子供与性のアルキル基を有するために、カルボニル炭素の求電子性が低く化学吸着されにくいが、本発明に用いるガス吸着剤において採用する酸ヒドラジド類は前述のとおり求核反応性が高いため、アセトアルデヒドに対しても良好な化学吸着性能を発現する。

酸ヒドラジド化合物としては例えば、カルボジヒドラジド、グルタミン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジドを挙げることができる。とりわけアジピン酸ジヒドラジドがアルデヒド類の吸着性能の点で好ましい。また、アルデヒド性能を上げる目的でアジピン酸ジヒドラジドとコハク酸ジヒドラジドを併用すると特に優れた効果を発揮する。

また、アンモニア等の塩基性ガスに対してはクエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸等が好適に用いられ、酢酸等の酸性ガスに対しては炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等が好適に用いられる。ここで、水溶性とは２５℃で中性の水に対し、０．５質量％以上（５ｇ／Ｌ）溶解することをいう。

本発明で採用する水溶性の消臭剤の担持量は、無機多孔質体１００質量部に対して１〜５０質量部であり、より好ましくは３〜３０質量部である。１質量部以上とすることで対象ガス成分の除去効率および吸着容量の向上の実効を得ることができる。水溶性の消臭剤の過剰な添加は結晶化し、無機多孔質体の細孔を塞いでしまい、吸着速度が低下するとともに粉落ちの原因ともなるため５０質量部以下とすることが好ましい。

本発明で採用する撥水性を有するバインダーは加工の容易さ、撥水性の効果の点から、アクリル樹脂、シリコン樹脂、アクリルシリコン共重合樹脂の群からなる少なくとも１種が担持されてなることが好ましい。

撥水性バインダーの添着量は無機多孔質体に対して質量比で０．０１〜０．２とすることが好ましい。質量比を０．０１以上とすることで水が負荷された際に薬剤が流出することを防ぐ実効を得ることができる。一方、質量比が０．２０を超えるとバインダーが無機多孔質体の細孔を塞いでしまい、本来目的とする対象ガスの除去性能が低下してしまうため好ましくない。

本発明に用いる粒状ガス吸着材の疎水化度は０．５〜１０％であることが重要である。疎水化度が０．５％以上であることで、水が付着する環境下において無機多孔質体に担持された水溶性の消臭剤が流出することを防ぐ実効を得ることができる。一方、疎水化度が１０％を超えると撥水バインダーが無機多孔質体の細孔を覆ってしまい、対象ガス成分の除去性能が低下するばかりでなく、粒状ガス吸着剤同士が結着し、生産性が著しく低下するため好ましくない。

次に本発明の耐水性ガス吸着濾材の製造方法としては、２枚の通気性シート間に粒状ガス吸着材が熱可塑性樹脂を介して担持されてなる耐水性ガス吸着濾材において、粒状ガス吸着材が無機多孔質体に水溶性の消臭剤をスプレー法もしくは含浸法により付着させた後に、撥水性を有するバインダーを噴霧し、乾燥させる工程を経ることが好ましい。水溶性の消臭剤を添着した後に撥水性を有するバインダーを含浸法により添着すると添着された水溶性の消臭剤が溶出してしまい、対象ガス成分の除去性能が低下してしまう。

また、上記方法の他、水溶性の消臭剤と撥水性のバインダーを予め混合した水溶液を含浸法またはスプレー法により無機多孔質体に添着させてもよい。

本発明のエアフィルターは本発明の耐水性ガス吸着濾材を用いて構成されたものである。その形状としては、そのまま平面状で使用してもよいが、プリ−ツ型やハニカム型を採用することが好ましい。プリーツ型は直行流型フィルターとしての使用において、またハニカム型は平行流型フィルターとしての使用において、処理エアの接触面積を大きくして捕集効率を向上させるとともに、低圧損化を同時に図ることができる。

また、本発明のエアフィルターは、枠体に納めて使用することが、エアの処理効率や取扱い性の点で好ましい。

［試験方法］
（１）耐水性ガス吸着濾材への水付着処理
平板状の濾材を地面に対して水平になるようにダクトに保持した状態で、風速０．１ｍ／ｓｅｃのエアを通気させながら、２０ｃｃの蒸留水をスプレーで濾材に均一に噴霧した。

[測定方法]
（２）粒状ガス吸着材の疎水化度
２０℃の蒸留水３０ｃｃに粒状ガス吸着材を０．５ｇ加え、スターラーで５分間攪拌後、エタノールで滴定し、粒状ガス吸着材が全て溶媒に懸濁したときのエタノール滴定量Ｔｃｃを測定した。以下の式で表される（Ｍ）を疎水化度と定義する。

疎水化度（Ｍ）＝[Ｔ／（３０＋Ｔ）]×１００（ｖｏｌ．％）
（３）水溶性の消臭剤及び撥水性バインダーの担持量
水溶性の消臭剤及び撥水性バインダーを含浸・スプレーにて無機多孔質に添着し、乾燥させた後のガス吸着剤の質量と含浸・スプレー・乾燥前の無機多孔質体の質量との差から総担持量を算出し、当該総担持量に各成分の仕込み量比を掛け、無機多孔質体に対する担持量に換算して算出した。

（４）粒状ガス吸着剤及び熱可塑性樹脂の担持量
粒状ガス吸着剤及び熱可塑性樹脂を混合攪拌した混合粉粒体を通気性シートに散布した後、さらに他の通気性シートを重ね合わせて熱プレスを行い一体化し総目付を測定し、総目付から２枚の通気性シートの目付を差し引いた値に各成分の仕込み量比を掛け、濾材全体に対する担持量に換算して算出した。

（５）圧力損失
平板状の濾材を実験用のダクトに取り付け、ダクトに温度２３℃、湿度５０％ＲＨの空気を０．１ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。その際の濾材の上流側と下流側との差圧をＭＯＤＵＳ社製デジタルマノメータＭＡ２−０４Ｐにて測定した。

（６）アセトアルデヒドの除去性能
９０℃で４時間、乾燥庫で加熱前処理した平板状の濾材を実験用のダクトに取り付け、ダクトに温度２３℃、湿度５０％ＲＨの空気を０．１ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。さらに上流側から、標準ガスボンベによりアセトアルデヒドを上流濃度１３ｐｐｍとなるように添加し、濾材の上流側と下流側とにおいてエアをサンプリングし、赤外吸光式連続モニターを使用してそれぞれのアセトアルデヒド濃度を経時的に測定し、次式にて除去効率を算出した。
除去効率（％）＝［（Ｃ_０−Ｃ）／Ｃ_０］×１００
ここに、Ｃ_０：上流側のアセトアルデヒド濃度（＝１３ｐｐｍ）
Ｃ：下流側のアセトアルデヒド濃度（ｐｐｍ）
アセトアルデヒドの添加開始から３分後の除去効率を初期除去効率とし、３分後以降の除去効率を経時的に測定した。また、上流側の濃度と下流側の濃度との差が５％になるまでの吸着量を評価した。

（７）酢酸の除去性能
９０℃で４時間、乾燥庫で加熱前処理した平板状の濾材を実験用のカラムに取り付け、カラムに温度２３℃、湿度５０％ＲＨの空気を０．１ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。さらに上流側から、パーミエーターにより酢酸を揮発させ上流濃度８０ｐｐｍとなるように添加し、濾材の上流側と下流側とにおいてエアをサンプリングし、赤外吸光式連続モニターを使用してそれぞれの酢酸濃度を経時的に測定し、次式にて除去効率を算出した。
除去効率（％）＝［（Ｃ_０’−Ｃ’）／Ｃ_０’］×１００
ここに、Ｃ_０’：上流側の酢酸濃度（＝８０ｐｐｍ）
Ｃ’：下流側の酢酸濃度（ｐｐｍ）
酢酸の添加開始から３分後の除去効率を初期除去効率とし、３分後以降の除去効率を経時的に測定した。また、上流側の濃度と下流側の濃度との差が５％になるまでの吸着量を評価した。

粒状ガス吸着材Ａの作製
（無機多孔質体）
粒径１８０〜３５５μｍに分粒された、比表面積５００ｍ^２／ｇ、平均細孔径７．０ｎｍの多孔質シリカ（富士シリシア社製）を用いた。
（水溶性の消臭剤Ａ）
２５℃の水１００ｇに対する溶解度が９８ｇ／Lであるアジピン酸ジヒドラジド（大塚化学社製）を用いた。
（撥水性バインダー）
アクリルシリコン共重合樹脂（固形分４５％）（日本エヌエスシー株式会社製）を用いた。前記水溶性の消臭剤８．０質量％を均一に溶解させた水溶液を前記無機多孔質体に対し、８０質量％含浸させ、１００℃で４時間乾燥した。添着後の無機多孔質体は水溶性の消臭剤を６．４質量％担持した。次に消臭剤添着後の無機多孔質体に前記撥水性バインダーを水溶性の消臭剤を添着前の無機多孔質体に対し質量比で０．０２５となるようにスプレーにて噴霧し、１００℃で２時間乾燥し、粒状ガス吸着材Ａを得た。得られた粒状ガス吸着材Ａの無機多孔質体の各成分担持量は測定方法（２）に記載の方法により算出した。粒状ガス吸着材Ａの疎水化度は３．２％であった。

粒状ガス吸着剤Ｂの作製
（無機多孔質体）
粒状ガス吸着剤Ａと同様の多孔質シリカを用いた。
（水溶性の消臭剤Ａ）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアジピン酸ジヒドラジドを用いた。
（撥水性バインダー）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアクリルシリコン共重合樹脂を用いた。前記水溶性の消臭剤８．０質量％を均一に溶解させた水溶液を前記無機多孔質体に対し、８０質量％含浸させ、１００℃で４時間乾燥した。添着後の無機多孔質体は水溶性の消臭剤を６．４質量％担持した。次に消臭剤添着後の無機多孔質体に前記撥水性バインダーを水溶性の消臭剤を添着前の無機多孔質体に対し質量比で０．０５となるようにスプレーにて噴霧し、１００℃で２時間乾燥し、粒状ガス吸着材Ｂを得た。得られた粒状ガス吸着材Ｂの無機多孔質体の各成分担持量は測定方法（２）に記載の方法により算出した。粒状ガス吸着材Ｂの疎水化度は３．２％であった。

粒状ガス吸着剤Ｃの作製
（無機多孔質体）
粒状ガス吸着剤Ａと同様の多孔質シリカを用いた。
（水溶性の消臭剤Ａ）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアジピン酸ジヒドラジドを用いた。
（撥水性バインダー）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアクリルシリコンバインダーを用いた。前記水溶性の消臭剤８．０質量％を均一分散させた水溶液を前記無機多孔質体に対し、８０質量％含浸させ、１００℃で４時間乾燥した。添着後の無機多孔質体は水溶性の消臭剤を６．４質量％担持した。次に消臭剤添着後の無機多孔質体に前記撥水性バインダーを水溶性の消臭剤を添着前の無機多孔質体に対し質量比で０．０７５となるようにスプレーにて噴霧し、１００℃で２時間乾燥し、粒状ガス吸着材Ｃを得た。得られた粒状ガス吸着材Ｃの無機多孔質体の各成分担持量は測定方法（２）に記載の方法により算出した。粒状ガス吸着材Ｃの疎水化度は３．２％であった。

粒状ガス吸着剤Ｄの作製
（無機多孔質体）
粒状ガス吸着剤Ａと同様の多孔質シリカを用いた。
（水溶性の消臭剤Ａ）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアジピン酸ジヒドラジドを用いた。
（撥水性バインダー）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアクリルシリコンバインダーを用いた。前記水溶性の消臭剤８．０質量％を均一分散させた水溶液を前記無機多孔質体に対し、８０質量％含浸させ、１００℃で４時間乾燥した。添着後の無機多孔質体は水溶性の消臭剤を６．４質量％担持した。次に消臭剤添着後の無機多孔質体に前記撥水性バインダーを水溶性の消臭剤を添着前の無機多孔質体に対し質量比で０．１５０となるようにスプレーにて噴霧し、１００℃で２時間乾燥し、粒状ガス吸着材Ｄを得た。得られた粒状ガス吸着材Ｄの無機多孔質体の各成分担持量は測定方法（２）に記載の方法により算出した。粒状ガス吸着材Ｄの疎水化度は３．２％であった。

粒状ガス吸着剤Ｅの作製
（無機多孔質体）
粒径１８０〜３５５μｍに分粒された、比表面積１２００ｍ^２／ｇ、平均細孔径１．８ｎｍの粒状活性炭（フタムラ化学社製）を用いた。
（水溶性の消臭剤Ａ）
２５℃の水に対する溶解度が１１２ｇ／Ｌである炭酸カリウム（ナカライテスク社製）を用いた。
（撥水性バインダー）
アクリル樹脂（固形分５０％）（日本エヌエスシー株式会社製）を用いた。前記水溶性の消臭剤１０質量％を均一に溶解させた水溶液を前記無機多孔質体に対し、４０質量％含浸させ、１００℃で４時間乾燥した。添着後の無機多孔質体は水溶性の消臭剤を４．０質量％担持した。次に消臭剤添着後の無機多孔質体に前記撥水性バインダーを水溶性の消臭剤を添着前の無機多孔質体に対し質量比で０．０５となるようにスプレーにて噴霧し、１００℃で２時間乾燥し、粒状ガス吸着剤Ｅを得た。得られた粒状ガス吸着材Ｅの無機多孔質体の各成分担持量は測定方法（２）に記載の方法により算出した。粒状ガス吸着材Ｅの疎水化度は３．２％であった。

粒状ガス吸着剤Ｆの作製
（無機多孔質体）
粒状ガス吸着剤Ａと同様の多孔質シリカを用いた。
（水溶性の消臭剤Ａ）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアジピン酸ジヒドラジドを用いた。
（水溶性の消臭剤Ｂ）
２５℃の水に対する溶解度が３３．５ｇ／Ｌのコハク酸ジヒドラジド（日本ファインケム株式会社製）を用いた。
（撥水性バインダー）
粒状ガス吸着材Ａと同様のアクリルシリコン共重合バインダーを用いた。前記水溶性の消臭剤Ａを８．０質量％と前記水溶性の消臭剤Ｂを１６．０質量％均一に溶解させた水溶液を前記無機多孔質体に対し、８０質量％含浸させ、１００℃で４時間乾燥した。添着後の無機多孔質体は水溶性の消臭剤を１９．２質量％担持した。次に消臭剤添着後の無機多孔質体に前記撥水性バインダーを水溶性の消臭剤を添着前の無機多孔質体に対し質量比で０．０５０となるようにスプレーにて噴霧し、１００℃で２時間乾燥し、粒状ガス吸着材Ｆを得た。得られた粒状ガス吸着材Ｆの無機多孔質体の各成分担持量は測定方法（２）に記載の方法により算出した。粒状ガス吸着材Ｆの疎水化度は３．２％であった。

粒状ガス吸着剤Ｇの作製
（無機多孔質体）
ガス吸着剤Ａと同様の多孔質シリカを用いた。
（水溶性の消臭剤Ａ）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアジピン酸ジヒドラジドを用いた。
（撥水性バインダー）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアクリルシリコン共重合バインダーを用いた。前記水溶性の消臭剤８．０質量％と前記撥水性バインダーを均一に分散させた水溶液を前記無機多孔質体にスプレーし、１００℃で４時間乾燥し、粒状ガス吸着剤Ｇを得た。添着後の無機多孔質体は水溶性の消臭剤を１１．４質量％担持した。得られた粒状ガス吸着材Ｇの無機多孔質体の各成分担持量は測定方法（２）に記載の方法により算出した。粒状ガス吸着材Ｇの疎水化度は３．２％であった。

粒状ガス吸着剤Ｈの作製
（無機多孔質体）
粒状ガス吸着剤Ａと同様の多孔質シリカを用いた。
（水溶性の消臭剤）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアジピン酸ジヒドラジドを用いた。
（撥水性バインダー）
撥水性バインダーを用いなかった。前記水溶性の消臭剤８．０質量％を均一に溶解させた水溶液を前記無機多孔質体に対し、８０質量％含浸し、１００℃で４時間乾燥し、粒状ガス吸着剤Ｇを得た。添着後の無機多孔質体は水溶性の消臭剤を６．４質量％担持した。得られた粒状ガス吸着剤Ｈの無機多孔質体の各成分担持量は測定方法（２）に記載の方法により算出した。また、粒状ガス吸着材Ｈ０．５ｇを３０ｇの蒸留水に加えてスターラーで攪拌したところ、粒状ガス吸着剤全てが溶媒に懸濁した。つまり、疎水化度は０％であった。

粒状ガス吸着剤Ｉの作製
（無機多孔質体）
粒状ガス吸着剤Ａと同様の多孔質シリカを用いた。
（水溶性の消臭剤Ａ）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアジピン酸ジヒドラジドを用いた。
（撥水性バインダー）
粒状ガス吸着剤Ａと同様のアクリルシリコンバインダーを用いた。前記水溶性の消臭剤８．０質量％を均一分散させた水溶液を前記無機多孔質体に対し、８０質量％含浸させ、１００℃で４時間乾燥した。添着後の無機多孔質体は水溶性の消臭剤を６．４質量％担持した。次に消臭剤添着後の無機多孔質体に前記撥水性バインダーを水溶性の消臭剤を添着前の無機多孔質体に対し質量比で０．２５となるようにスプレーにて噴霧し、１００℃で２時間乾燥し、粒状ガス吸着材Ｉを得た。得られた粒状ガス吸着材Ｉの無機多孔質体の各成分担持量は測定方法（２）に記載の方法により算出した。粒状ガス吸着材Ｉの疎水化度は１１．４％であった。

[実施例１]
（通気性シートＡ）
エアの流れに対して上流側に位置する通気性シートには単繊維繊度１．５ｄｔｅｘのビニロン１６．５質量％、単繊維繊度７．１ｄｔｅｘのビニロン２２質量％、単繊維繊度２ｄｔｅｘのポリエチレンテレフタレート１６．５質量％、リン系難燃剤含有アクリル樹脂バインダー４５質量％からなる目付け５２ｇ／ｍ^２の湿式不織布を用いた。
（通気性シートＢ）
もう一方の通気性シートにはポリプロピレンからなるメルトブロー不織布を純水サクション法によってエレクトレット加工した目付２０ｇ／ｍ^２の帯電繊維シートを用いた。
（粒状ガス吸着剤１）
粒状ガス吸着剤Ａを用いた。
（粒状活性炭）
粒径１８０〜３５５μｍに分粒された、比表面積１２００ｍ^２／ｇ、平均細孔径１．８ｎｍの粒状活性炭（フタムラ化学社製）を用いた。
（熱可塑性樹脂）
１５０〜２５０μｍに分粒した融点が１０４℃の低密度ポリエチレン（ａｂｉｆｏｒ社製）を用いた。
（製造方法）
粒状ガス吸着剤１が８０ｇ／ｍ^２、粒状活性炭が８０ｇ／ｍ^２及び熱可塑性樹脂が５５ｇ／ｍ^２となるよう混合し均一になるまで攪拌し、通気性シートＡの上に散布し、さらにその上から通気性シートＢを被せ熱プレスして耐水性ガス吸着濾材Ａを作製した。濾材Ａの総目付は２７４ｇ／ｍ２で、圧力損失は２０Ｐａであった。粒状ガス吸着剤、粒状活性炭及び熱可塑性樹脂の担持量は測定方法（３）により算出した。

[実施例２]
実施例１において、粒状ガス吸着剤１として粒状ガス吸着剤Ａの代わりに粒状ガス吸着剤Ｂを用いた以外は実施例１と同様にして濾材Ｂを得た。濾材Ｂの総目付は２７４ｇ／ｍ^２で、圧力損失は２０Ｐａであった。粒状ガス吸着剤、粒状活性炭及び熱可塑性樹脂の担持量は測定方法（３）により算出した。

[実施例３]
実施例１において、粒状ガス吸着剤１として粒状ガス吸着剤Ａの代わりに粒状ガス吸着剤Ｃを用いた以外は実施例１と同様にして濾材Ｃを得た。濾材Ｃの総目付は２７４ｇ／ｍ^２で、圧力損失は１８Ｐａであった。粒状ガス吸着剤、粒状活性炭及び熱可塑性樹脂の担持量は測定方法（３）により算出した。
[実施例４]
実施例１において、粒状ガス吸着剤１として粒状ガス吸着剤Ａの代わりに粒状ガス吸着剤Ｄを用いた以外は実施例１と同様にして濾材Ｄを得た。濾材Ｄの総目付は２７４ｇ／ｍ^２で、圧力損失は１８Ｐａであった。粒状ガス吸着剤、粒状活性炭及び熱可塑性樹脂の担持量は測定方法（３）により算出した。

[実施例５]
実施例１において、粒状ガス吸着剤１として粒状ガス吸着剤Ａ、粒状ガス吸着剤２として粒状ガス吸着剤Ｅを用いた以外は実施例１と同様にして濾材Ｅを得た。濾材Ｅの総目付は２７４ｇ／ｍ^２で、圧力損失は１９Ｐａであった。粒状ガス吸着剤、粒状活性炭及び熱可塑性樹脂の担持量は測定方法（３）により算出した。

[実施例６]
実施例１において、粒状ガス吸着剤１として粒状ガス吸着剤Ａの代わりに粒状ガス吸着剤Ｆを用いた以外は実施例１と同様にして濾材Ｆを得た。濾材Ｆの総目付は２７４ｇ／ｍ^２で、圧力損失は１８Ｐａであった。粒状ガス吸着剤、粒状活性炭及び熱可塑性樹脂の担持量は測定方法（３）により算出した。

[実施例７]
実施例１において、粒状ガス吸着剤１として粒状ガス吸着剤Ａの代わりに粒状ガス吸着剤Ｇを用いた以外は実施例１と同様にして濾材Ｇを得た。濾材Ｇの総目付は２７４ｇ／ｍ^２で、圧力損失は２０Ｐａであった。粒状ガス吸着剤、粒状活性炭及び熱可塑性樹脂の担持量は測定方法（３）により算出した。

[比較例１]
実施例１において、粒状ガス吸着剤１として粒状ガス吸着剤Ａの代わりに粒状ガス吸着剤Ｈを用いた以外は実施例１と同様にして濾材Ｈを得た。濾材Ｈの総目付は２７４ｇ／ｍ^２で、圧力損失は２０Ｐａであった。粒状ガス吸着剤、粒状活性炭及び熱可塑性樹脂の担持量は測定方法（３）により算出した。
[比較例２]
実施例１において、粒状ガス吸着剤１として粒状ガス吸着剤Ａの代わりに粒状ガス吸着剤Ｉを用いた以外は実施例１と同様にして濾材Ｉを得た。濾材Ｉの総目付は２７４ｇ／ｍ^２で、圧力損失は２０Ｐａであった。粒状ガス吸着剤、粒状活性炭及び熱可塑性樹脂の担持量は測定方法（３）により算出した。

実施例１と比較例１の水付着前後のアセトアルデヒド除去効率の経時推移を図１に示す。図１は、実施例１、比較例１の濾材を試験方法（１）の方法にて水を付着させた後に（６）記載の測定方法で測定した結果（水付着後）と水を付着させずに（６）記載の測定方法にて測定した結果（水付着前）を比較した図である。実施例１、比較例１ともに水付着前の初期除去効率はそれぞれ６６％、７１％と高く、経時的な除去効率の低下も緩やかであり、吸着量はともに１．８ｇ／ｍ^２であった。水付着後では実施例１では初期除去効率は６３％であり、吸着量は１．５ｇ／ｍ^２と水付着前の性能とほぼ同等であるのに対し、比較例１では初期除去効率は４９％であり、吸着量は０．５ｇ／ｍ^２と吸着量が水の付着前後で大きく減少した。実施例１〜実施例４ではバインダーの付着量が多くなるにつれてバインダーが表面を覆う量が増えてくるため、初期除去効率は低下するが、水付着後の性能低下度合いが良化した。比較例２ではバインダーの付着量が過剰となるため、吸着剤同士が固着し、生産性が著しく低下するばかりでなく、無機多孔質体の表面を覆ってしまうため、初期除去効率は１５％で著しく低下し、吸着量も０．３ｇ／ｍ^２まで低下した。実施例５では酢酸と化学反応を起こす炭酸カリウムを粒状活性炭に添着し、撥水性バインダーを添着させることで、従来の粒状活性炭自身の酢酸吸着性能に比べ、吸着量が高く、水付着後の大きな性能劣化も見られなかった。実施例１〜７及び比較例１〜２の水付着前後のアセトアルデヒドガス、酢酸ガスに対する初期除去効率と吸着量を下記表２に示す。

本発明による耐水性ガス吸着濾材は自動車や鉄道車両等の車室内の空気を清浄化するためのエアフィルター、健康住宅、ペット対応マンション、高齢者入所施設、病院、オフィス等で使用される空気清浄機用フィルター、エアコン用フィルター、ＯＡ機器の吸気・排気フィルター、ビル空調用フィルター、産業用クリーンルーム用フィルター等のエアフィルター濾材として好ましく使用される。

Claims

２枚の通気性シート間に粒状ガス吸着材が熱可塑性樹脂を介して担持されてなる耐水性ガス吸着濾材において、前記粒状ガス吸着材は無機多孔質体に水溶性の消臭剤及び撥水性を有するバインダーが担持されてなり、前記粒状ガス吸着材の疎水化度が０．５〜１０％であることを特徴とする耐水性ガス吸着濾材。
前記バインダーがアクリル樹脂、シリコン樹脂、アクリルシリコン共重合樹脂の群からなる少なくとも一つを含有する請求項１記載の耐水性ガス吸着濾材。
前記水溶性の消臭剤が酸ヒドラジド化合物である請求項１または２に記載の耐水性ガス吸着濾材。
請求項１〜３のいずれかに記載の耐水性ガス吸着濾材の製造方法であって、２枚の通気性シート間に粒状ガス吸着材が熱可塑性樹脂を介して担持されてなる耐水性ガス吸着濾材において、前記粒状ガス吸着剤が無機多孔質体に水溶性の消臭剤をスプレー法もしくは含浸法により付着させた後に、撥水性を有するバインダーを噴霧し、乾燥させる工程を経ることを特徴とする耐水性ガス吸着濾材の製造方法。
請求項１〜３のいずれか記載の耐水性ガス吸着濾材を用いてなるエアフィルター。