JP2014069117A - 脱臭触媒およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】湿度が高く、酸性またはアルカリ性に曝される可能性ある水回り空間において使用可能な、耐久性ある脱臭触媒の提供。
【解決手段】金属基材と、中間層と、脱臭触媒層とを少なくとも有してなり、空気が金属基材の連通口を通り、触媒層と接触して空気中に含まれる臭気物質が分解および／または吸着されて脱臭がされる脱臭触媒であって、中間層が、連通口の双方の開口のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなり、水周り空間において用いられることを特徴とする脱臭触媒である。
【選択図】図４

Description

本発明は、トイレ等の水周り空間で使用され、悪臭の原因となる臭気物質を分解または吸着除去する脱臭触媒およびその製造方法に関する。

空気中に含まれる臭気物質を分解または吸着除去する脱臭触媒として、ハニカム構造のような多孔を有する金属基材の孔表面に、臭気物質を分解または吸着除去する触媒層を設けたものが知られている。さらに、基材を保護するため、あるいは基材と触媒層との密着性を高めるため基材と触媒層の間に層を設けることも知られている。例えば、特開２００２−２８２７０８号公報（特許文献１）には、金属ハニカム担体に、親水性樹脂および無機バインダー固化物を含む表面処理層と、触媒、無機バインダー固化物、および有機バインダー固化物を含む触媒担持層とを形成した触媒ユニットが開示されている。

また、特開２００８−２２８８８４号公報（特許文献２）には、金属担体表面に、少なくとも無機粉体（活性炭、二酸化マンガン）及び有機バインダーからなる層を形成した脱臭フィルタが開示されており、金属担体表面を、耐腐食性を付加する等の目的で、エポキシ、アクリル等の樹脂でコートしてよいとの記載がある。

特開２００２−２８２７０８号公報 特開２００８−２２８８８４号公報

本発明者らが、金属を基材とする脱臭触媒を、水周り空間、とりわけ便座と組み合わせてまたは便座に組み込んで用いたところ、この空間特有の高湿度と、洗浄剤等に由来する酸性またはアルカリ性の雰囲気によって金属基材が腐食を受け、脱臭効率を低下させることが観察された。そして本発明者らは、この腐食が金属基材上に設けられた中間層の不均一な形成状態に起因することを見出し、さらに、この不均一を解消することにより耐腐食性、そして耐久性に優れた脱臭触媒が得られるとの知見を得た。

従って、本発明は、湿度が高く、酸性またはアルカリ性に曝される可能性ある水回り空間において使用可能な、耐久性ある脱臭触媒の提供をその目的としている。

そして、本発明による脱臭触媒は、
連通口を有する金属基材と、
該金属基材の表面上に設けられた中間層と、
該中間層の上に設けられ、臭気物質を分解および／または吸着する物質を含む触媒層とを少なくとも有してなり、
空気が前記連通口を通り、前記触媒層と接触して該空気中に含まれる臭気物質が分解および／または吸着されて脱臭がされる脱臭触媒であって、
前記中間層が、前記連通口の双方の開口のエッジ部において前記金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなり、水周り空間において用いられることを特徴とするものである。

また、本発明による上記脱臭触媒の製造方法は、
前記中間層を形成する材料を含む液剤を用意し、
前記金属基材表面に前記液剤を、一方の前記エッジ部から他方の前記エッジ部に流下させる工程と、
前記液剤を、前記工程とは逆の方向に流下させる工程とを含む中間層形成工程を
含むことを特徴とする方法である。

本発明による脱臭触媒が、便座と組み合わせてまたは便座に組み込んで用いられた洋式便器の斜視図である。 本発明による脱臭触媒の概略図であり、この脱臭触媒は、図中のＡ−Ｂ方向に連通する六角形の連通口を有するハニカム構造をとる。 本発明による脱臭触媒のコルゲート構造をとるエッジ部拡大図である。 本発明による脱臭触媒の断面図である。 例２のサンプルの、酸性蒸気を４時間吹き付けた前および後のエッジ部の走査型顕微鏡写真である。 例５のサンプルの、酸性蒸気を４時間吹き付けた前および後のエッジ部の走査型顕微鏡写真である。

脱臭触媒
本発明による脱臭触媒は、連通口を有する金属基材と、この金属基材の表面上に設けられた中間層と、この中間層の上に設けられ、臭気物質を分解および／または吸着する物質を含む触媒層とを少なくとも有してなり、空気が連通口を通り、触媒層と接触して空気中に含まれる臭気物質が分解および／または吸着されて脱臭がされるものである。そしてさらに、中間層は、連通口の双方の開口のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなり、水周り空間において用いられることを特徴とする。

本発明による脱臭触媒は、水周り空間において用いられる。本発明において、水周り空間とは、トイレ、浴室、洗面所、脱衣場、またはランドリースペースのような湿度の高い空間を意味する。さらに、このような水周り空間にあっては、洗浄、清掃に酸性またはアルカリ性の洗剤、洗浄剤が用いられることがある。従って、本発明において、水回り空間とは、湿度が高く、酸性またはアルカリ性に曝される可能性ある空間を意味する。

本発明の一つの好ましい態様によれば、本発明による脱臭触媒は、洋式腰掛便器（以下、単に「便器」と称す）と組み合わせて用いられる。図１（Ａ）は便器の斜視図であり、便器８００と、その後方上部に設けられたケーシング１００と、を備える。ケーシング１００の内部に脱臭装置が内蔵されており、便器８００のボウル８０１内の空気を吸い込み、脱臭装置を介して臭気成分を低減させる。また、便座２００および便蓋３００をさらに備え、便座２００および便蓋３００は、ケーシング１００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。

図１（Ｂ）はケーシングの内部構造を例示する平面模式図である。ケーシング１００の内部には、脱臭装置１１０が設けられており、図中に表した矢印Ａ１のように、便器８００のボウル８０１内の臭気を吸引し脱臭する。脱臭装置１１０は、ボウル８０１の内部と外部とを連通する脱臭風路１１１ａおよび１１１ｂと、ボウル８０１内の臭気を吸引する吸引ファン１１３と、トイレットペーパーや衣類などを由来とした粉塵が吸引ファン１１３へ吸引されることを抑制するフィルタ１１５とを有し、脱臭触媒１１７は吸引ファン１１３により吸引された空気から臭気成分を除去する。吸引ファン１１３は、脱臭風路１１１ａおよび１１１ｂの途中に設けられている。また、フィルタ１１５は、吸引ファン１１３よりもボウル８０１側に設けられている。なお、ケーシング１００の内部には、便座２００に座った使用者の「おしり」などの洗浄を実現する局部洗浄装置１５０、便座２００に座った使用者の「おしり」などに向けて温風を吹き付けて乾燥させる局部乾燥装置１３０、およびトイレ室内に温風を吹き出してトイレ室を暖房する室内暖房装置などが設けられていてもよい。

このような水周り空間の湿分および酸またはアルカリは、金属を腐食させるおそれがある。本発明による脱臭触媒は金属を基材としている。本発明による脱臭触媒にあっては、金属をこれら湿分および酸またはアルカリから保護するために中間層が設けれ、かつこの中間層が、連通口の空気の入口側と出口側の双方のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなる。

図２を用いて、本発明による脱臭触媒の例を説明する。図２は、本発明による脱臭触媒１１７の概略図であり、この脱臭触媒１１７は、図中のＡ−Ｂ方向に連通する六角形の連通口を有するハニカム構造をとるものである。連通口の開口端部であるエッジ部２１ａおよび２１ｂにおける拡大図を、エッジ部拡大図として図２中に示す。本発明において、図中のＡ−Ｂ方向に連通する限りにおいて、連通口の形は六角形以外であってもよく、例えば図３に示されるようなコルゲート構造をとることもできる。

本発明による脱臭触媒は、図２および図３に示される様な金属基材に、中間層および脱臭層を設けてなる。図４は、本発明による脱臭触媒の断面図である。図中、脱臭触媒１１７は、金属基材１１７の上に、中間層４１が設けられ、さらにその上に触媒層４２が設けられた構造を有する。そして連通口２２がＡ−Ｂの方向に通じている。本発明による脱臭触媒は、連通口の空気の入口側と出口側の双方のエッジ部において、すなわち連通口２２の端部エッジ部２１ａおよび２１ｂの双方において、金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなる。

金属基材に、中間層及び触媒層を設ける方法として、基材を中間層または触媒層材料を含んだ液剤中へ沈めた後、これを引き上げ、重力によりまたは必要に応じてエアブローなどで過剰な液剤を除いた後、乾燥、硬化させるディップコート法や、基材に液剤を注ぎ込み、やはり必要に応じて重力によりまたはエアブローなどで過剰な液剤を除いた後、乾燥、硬化するフローコート法などが挙げられる。さらに後記するような微少な大きさの連通口を有した金属基材に中間層および触媒層を設けようとすると、このような液剤の利用がコスト等の面から有利となる。重力によりまたはエアブローにより過剰な液剤を除く際に、エッジ面２１ａまたは２１ｂの片側の中間層が少なくなり、不均一な形成状態を生じる。すなわち、金属基材を例えば図４の状態でまず液剤につけ、そのまま引き上げたとすると、重力の作用により、エッジ部２１ｂに中間層材料を含む液剤が比較的多量に残り、他方エッジ部２１ａからは液剤がより除かれてしまう。この結果、中間層の厚さが２１ａおよび２１ｂにおいて異なる、すなわち不均一な形成状態となる。またエアブローにおいても同様に、例えばＡ方向から空気を通すと、エッジ部２１ｂに中間層材料を含む液剤が比較的多量に残り、他方エッジ部２１ａからは液剤がより除かれてしまう。

このようなエッジ部における中間層の厚さが不均一な脱臭触媒を用いる際に、中間層の厚さが薄いエッジ部２１ｂ側から空気が取り入れられると、水周り空間特有の高湿度と、洗浄剤等に由来する酸性またはアルカリ性の雰囲気によって金属基材が腐食を受け、早期に脱臭効率が低下する。具体的には、金属基材に生じた腐食物により脱臭触媒に目詰まりが発生し、脱臭触媒の圧力損失が上がる。また、金属基材端面に生じた腐食物や、その上に担持されていた触媒層が脱落して粉落ちを発生させ、粉落ちによりトイレ空間が汚されてしまうことがある。これを防ぐために、中間層が比較的厚いエッジ部２１ｂ側から空気が入るよう、脱臭触媒の設置方向を指示することも考えられるが、製造者または使用者が常にその指示に従う保証はない。また、脱臭触媒が、常にエッジ部２１ｂ側から空気が入る方向に設置されるよう、脱臭触媒の形状を変えることも考えられるが、コスト増となる。本発明による脱臭触媒にあっては、連通口の双方の開口のエッジ部において、中間層が金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなるため、いずれのエッジ部から空気が取り入れられても良好な耐久性を示す。

本発明の好ましい態様によれば、双方のエッジ部において、中間層の厚さに優位差がないことが好ましい。脱臭触媒の双方のエッジ部においても充分な耐久性を確保するためには、中間層の少ないエッジ部でも充分な耐久性が確保できるよう、他方のエッジ部には過剰な量の中間層を担持することになりかねない。過剰な中間層はコストの増加とともに、連通口の圧力損失を招くことが考えられるが、本態様にあってはこのような懸念が少なく、好ましいといえる。

金属基材
本発明による脱臭触媒の金属基材は、連通口を有する金属からなる基材である。連通口の形状は上記の通り特に限定されないが、同じ形状の孔を隙間なく配置する観点から、三角形、四角形、六角形などとされる。円に近く、従って表面積あたりの圧力損失が最も少ない六角形のハニカム構造を用いることが好ましい。また、平面状の金属箔と波状の金属箔を交互に貼り合わせ、ダンボール形状としたコルゲート構造を用いることもできる。

金属基材の材質としては、形状の作りやすさ、価格、軽量といった観点からアルミニウムもしくはアルミ合金が好適である。また、金属基材の表面に、被膜を形成するための前処理を施しても良い。

金属基材を構成する金属箔の厚さは、薄いことが省スペースの観点から好ましい。特に便座と組み合わされてあるいは組み込まれて用いられる脱臭触媒の場合、小型化の要請がある。基材がアルミニウムの場合、十~数十μｍの箔によりハニカム構造を形成することはとくに技術的に困難なく可能である。金属基材は、多数の連通口を有することが好ましく、そのためには、孔のサイズが小さいことが好ましい。金属基材の表面積が増え、触媒の活性が良くなるからである。一方で、孔の数が増えると、圧力損失が上がる、金属基材の製造が難しくなるなどの課題が発生する。本発明の好ましい態様によれば、連通口の数は、１インチあたり＃２００−２０００程度が好ましい。金属基材のサイズは適宜決定されてよいが、便座など水回り製品に組み込みやすくするため、一辺が数〜２００mm程度の大きさとする。

中間層
本発明による脱臭触媒において中間層は、触媒層と金属基材の間に配置され、金属基材を保護し、また触媒層が脱離しないよう密着させる等の役割を担う。上記の通り、水回り環境においては、金属基材を保護することにより、耐酸性、耐アルカリ性、耐水性を付与し、金属基材の腐食や、腐食による触媒の脱離を防止することが望まれる。中間層としては、被膜形成能を有する、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素樹脂、メラミン樹脂、アルキド系樹脂、アセタール系樹脂、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、エポキシポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンサルフィド、ブタジエン共重合体などの樹脂、ガラス、シリコーン、亜鉛末、酸化亜鉛や酸化チタンなどの金属酸化物、ボロンシリケートなどのケイ酸塩などの無機物質を主成分として用いることができる。本発明の好ましい態様によれば、アクリル系樹脂の利用が好ましい。また、後記する好ましい製造方法において、中間層の材料は液剤とされるため、中間層の材料は水に溶解するものであれば、有機溶剤を要するものと比較し、中間層の担持を安全に行なうことができるため、より好ましい。

本発明の一つの態様によれば、中間層は粒子を含むことができる。粒子は中間層の形成時に中間層の液剤を保持する役割を果たし、また中間層の膜厚を大きくする。粒子の例としては、無機粒子が上げられ、具体的にはシリカ粒子、アルミナ粒子などが好ましい例として挙げられる。これら無機粒子の粒子径は、好ましくは１ｎｍ〜１００μｍ程度であり、より好ましくは５ｎｍ〜３０μｍ程度である。

本発明の一つの態様によれば、中間層は硬化剤を含むことができる。硬化剤の利用により、膜厚を大きくし、また耐酸性を高くすることが可能となる。硬化剤の例としては、メラミン系硬化剤などが挙げられる。

本発明の一つの態様によれば、中間層、すなわち脱臭触媒の耐酸性を上げるために塩基性の物質を中間層に添加することが出来る。塩基性の物質としては、水酸化ナトリウム、一部のアモルファスシリカのような無機化合物が挙げられ、またポリマーのような有機化合物でもあってもよい。

本発明において中間層の厚さは、耐水性、耐酸性の確保の観点から０．１μｍ以上が好ましく、エッジ部においても０．１μｍ程度の厚みがあることが望まれる。一方で脱臭触媒の圧力損失を小さく抑える観点から、厚みは１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは３０μｍ以下である。本発明にあっては、脱臭触媒の連通口の双方の開口のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなる。好ましくは、上記の厚さで中間層が形成される。上記のとおり、本発明による脱臭触媒には、臭気成分、湿気、洗剤等に含まれる酸性物質またはアルカリ性物質等を含んだ空気が、ファンなどにより集められて送り込まれる。この際、空気が送り込まれる側のエッジ部において腐食がより発生しやすいが、本発明にあっては、双方のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されているため、いずれの方向から空気が送り込まれるように設置されても良好な耐久性を発揮する。

触媒層
本発明による脱臭触媒の触媒層は、臭気物質を分解する触媒と、臭気物質を吸着する吸着材のいずれか、または双方を含むものである。臭気物質を分解する触媒としては、金属触媒や金属酸化物触媒があげられ、好ましくは、二酸化マンガンが挙げられる。二酸化マンガンは、排便臭に含まれる硫化水素やメチルメルカプタンを効果的に分解できる。また二酸化マンガンに、酸化銅や酸化鉄などを混合した触媒は更に分解効果が高く、より好ましい。吸着材としては多孔質のものが挙げられるが、好ましくは活性炭が挙げられる。活性炭は安価で、比表面積が大きく、吸着性に優れる。また、メチルメルカプタンを分解した際に生じるジメチルジスルフィドを吸着除去できる点でも好ましい。

本発明において、臭気物質を分解する触媒と、臭気物質を吸着する吸着材をともに含む場合、その比率は任意に定めることが出来るが、好ましくは、質量比で３：７〜７：３が好ましい。

本発明の一つの態様によれば、触媒層は、触媒および吸着材を中間層により密着させるためにバインダーを含んでいても良い。本発明による脱臭触媒は、水回り空間において用いられることから、バインダーは耐水性、耐薬品性を有するものであることが好ましい。また、後記する好ましい製造方法において、触媒層の材料は液剤とされるため、このバインダーは水に溶解するものであれば、有機溶剤を要するものと比較し、触媒層の担持を安全に行なうことができるため、より好ましい。バインダーの好ましい例としては、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。

本発明において触媒層は、それを担持する際に好ましい添加剤を含むことが出来、添加剤の例としては、界面活性剤、湿潤分散剤、分散剤、レベリング剤、増粘剤、消泡剤、ｐH調整剤などが挙げられる。

脱臭触媒の製造方法
本発明による脱臭触媒は、好ましくは以下の方法により製造することができる。本発明の一つの好ましい態様によれば、脱臭触媒は、金属基材の上に中間層と触媒層とを順にコーティングして積層することにより製造することが出来る。

まず、中間層を基材上にコーティングする方法としては、中間層の材料を含む液剤を用意し、これに基材を沈めた後、引き上げ、重力やエアブローなどで過剰な液剤を除いた後、乾燥、硬化する方法が挙げられる。本明細書にあっては、この方法をディップコート法と呼ぶ。また、同じく中間層の材料を含む液剤を用意し、これを基材に注ぎ込み、重力やエアブローなどで過剰な液剤を除いた後、乾燥、硬化する方法が挙げられる。本明細書にあっては、この方法をフローコート法と呼ぶ。

上記方法において用いられる中間層形成のための液剤は、中間層を形成する上記した樹脂または無機物質を含み、これを溶解または分散した液である。溶剤または分散媒の例としては、水、有機溶剤、より具体的にはｎ−ブタノールなどアルコール類、トルエンなど芳香族炭化水素、シクロヘキサンなど脂肪族炭化水素、シクロヘキサノンなどケトン、酢酸ブチルなどエステルなどが挙げられる。

本発明の好ましい態様によれば、液剤は液の安定性の確保などのため、必要に応じて添加剤を含むことができ、添加剤の例としては、界面活性剤、湿潤分散剤、分散剤、レベリング剤、増粘剤、消泡剤、ｐＨ調整剤などが挙げられる。

金属基材への中間層の形成は、ディップコート法、フローコート法、その他の方法において、金属基材の双方のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されるように行われる。本発明の好ましい態様によれば、中間層のコーティングは１回あるいは２以上の複数回行い、担持量を所望の量に調整することが好ましい。複数回のコーティングにおいて、都度中間層を乾燥、硬化させてもよく、また乾燥、効果は最後に１回で行われてもよい。

本発明の好ましい態様によれば、中間層の形成は具体的には以下の様に行われる。金属基材を、中間層形成のための液剤に沈めまたは液剤を注ぎ込むことにより、金属基材に液剤を流下させ、その後過剰な液をエアブローで飛ばした後、乾燥・硬化を行なう（この一連の工程を以下でＡ工程と呼ぶ）。

このＡ工程において、金属基材を、中間層形成のための液剤に沈めまたは液剤を注ぎ込んで液剤を流下させた後、エアブローによる過剰な液剤を除くと、エアブローの空気を吹き込んだ側とは反対側のエッジ部に、吹き込んだ側よりも比較的多い量の液剤が存在することになる。従って、ここで基材をエアブローの空気の吹き込み側のエッジ部が下を向くように置くと重力により、液剤を一方のエッジ部から他方のエッジ部へ流下させることができる。これにより、双方のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなり、好ましくは双方のエッジ部において厚さに優位差がない中間層を形成できる。また乾燥・硬化中にエアブローの空気の吹き込み側のエッジ部が下を向くように置いて、重力により、液剤を一方のエッジ部から他方のエッジ部へ流下させることができる。

また、別の態様によれば、Ａ工程を２回以上繰り返す際に、２回目の工程における液剤に沈めまたは液剤の注ぎ込みおよびエアブローの方向を、１回目と逆にする。これにより双方のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなり、好ましくは双方のエッジ部において厚さに優位差がない中間層を形成できる。

また、別の態様によれば、１回のＡ工程において、エアブロー中に金属基材の向きを変えて、双方のエッジ部から、すなわち表裏両面から空気を吹き込み、過剰な液剤を除く操作を行う。これにより双方のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなり、好ましくは双方のエッジ部において厚さに優位差がない中間層を形成できる。このようなエアブローの後、乾燥および硬化を行う。

また、本発明の別の態様によれば、Ａ工程を２回以上繰り返す場合、それぞれの工程におけるエアブローの向きを変えて、双方のエッジ部から、すなわち表裏両面から空気を吹き込み、過剰な液剤を除く操作を行う。これにより双方のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなり、好ましくは双方のエッジ部において厚さに優位差がない中間層を形成できる。

本発明の別の好ましい態様によれば、金属基材を、中間層形成のための液剤に沈めまたは注ぎ込むことにより、金属基材に液剤をコーティングし、その後、エアブローすることなく、乾燥・硬化を行なう（この一連の工程を以下でＢ工程と呼ぶ）。

このＢ工程において、金属基材を、中間層形成のための液剤に沈めまたは液剤を注ぎ込んで液剤を流下させた後、基材の上下を反転させて、液剤に沈めまたは液剤を注ぎ込んだ際に下にあったエッジ部が上を向くように置くと、重力により、液剤を一方のエッジ部から他方のエッジ部へ流下させることができる。これにより、双方のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなり、好ましくは双方のエッジ部において厚さに優位差がない中間層を形成できる。また乾燥・硬化中に、まだ液剤が流動性を有している間に金属基材を反転させて、液剤に沈めまたは液剤を注ぎ込んだ際に下にあったエッジ部が上を向くように置くと、重力により、液剤を一方のエッジ部から他方のエッジ部へ流下させることができる。これにより、双方のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなり、好ましくは双方のエッジ部において厚さに優位差がない中間層を形成できる。

さらに、本発明の別の態様によれば、Ｂ工程を２回以上繰り返す場合、それぞれの工程における金属基材の向きを反転させる。これにより双方のエッジ部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなり、好ましくは双方のエッジ部において厚さに優位差がない中間層を形成できる。

本発明において触媒層を形成する好ましい方法としては、触媒層の材料を含む液剤を用意し、これに基材を沈めた後、引き上げ、重力やエアブローなどで過剰な液剤を除いた後、乾燥、硬化する方法が挙げられる。

上記方法において用いられる触媒層形成のための液剤は、触媒層を形成する上記した臭気物質を分解する触媒および／または臭気物質を吸着する吸着材を含み、これを溶解または分散した液である。溶剤または分散媒の例としては、水、有機溶剤、より具体的にはｎ−ブタノールなどアルコール類、トルエンなど芳香族炭化水素、シクロヘキサンなど脂肪族炭化水素、シクロヘキサノンなどケトン、酢酸ブチルなどエステルなどが挙げられる。

本発明の好ましい態様によれば、液剤は液の安定性の確保などのため、必要に応じて添加剤を含むことができ、添加剤の例としては、界面活性剤、湿潤分散剤、分散剤、レベリング剤、増粘剤、消泡剤、ｐＨ調整剤などが挙げられる。

本発明の一つの態様によれば、触媒層の形成は、金属基材への中間層の形成方法と同様であってよく、ディップコート法、フローコート法、その他の方法によって行うことができる。具体的には、中間層が設けられた金属基材を、触媒層形成のための液剤に沈めた後、これを引き上げ、必要に応じてエアブローなどで過剰な液剤をとばした後、乾燥、硬化させる方法、基材に液剤を注ぎ込み、必要に応じてエアブローなどで過剰な液剤をとばした後、乾燥、硬化させるフローコート法などが挙げられる。これら工程を複数回行い、触媒層を形成してもよく、これにより、触媒層の担持量を所望の量に調整することができる。また、複数回のコーティングにおいて、都度触媒層を乾燥、硬化させてもよく、また乾燥、効果は最後に１回で行われてもよい。

下記の例では、以下の材料および方法を用いた。
金属基材：
金属基材として、５４ｍｍ×３０ｍｍ×１５ｍｍｔ １平方インチあたり＃８００セルのアルミコルゲートを用いた。
中間層形成のための液剤：
固形分約４０％のアクリル樹脂が水に分散され、エマルジョンとなったアクリルディスパージョンを用いた。
触媒層形成のための液剤：
以下のスラリーを作成し、用いた。すなわち、二酸化マンガン粒子を主成分とし、酸化銅粒子、酸化カリウム粒子を含む触媒、活性炭、バインダーとしてアクリルエマルジョン、分散剤としてポリカルボン酸型高分子界面活性剤とイオン交換水を、触媒５０：活性炭５０：バインダー８：分散剤１~２：水１８０（水以外は固形分重量比）となるよう混合し、ボールミルにて１５時間撹拌し、触媒層の原料となるスラリーを作成した。
中間層および触媒層の形成：
基材を液剤中へ沈めた後、これを引き上げ、エアブローで過剰な液剤をとばした後、乾燥させるディップコート法にて形成した。中間層をディップコート法を複数回行い形成する場合、２回目以降の操作は、中間層が完全に乾燥した後に行った。
担持量の測定：
中間層の担持量は、中間層担持前と中間層を硬化させた後の重量変化により求めた。また、触媒層の担持量は、触媒層担持前と触媒層を硬化させた後の重量変化により求めた。

圧力損失評価試験：
１０％塩酸水溶液を６０℃に加熱し発生させた蒸気（以下、「酸性蒸気」という）を、２００Ｌ／ｍｉｎでファンにより触媒へ向けて４時間、吹き付けた。その後、風量２００Ｌ／ｍｉｎの空気を、脱臭触媒を設置した流路を通じて風洞に吹き込み、ピエゾ抵抗型半導体圧力センサにより、脱臭触媒前後の圧力差を計測することにより、圧力損失を測定した。空気を吹き込む向きは、酸性蒸気を吹き付ける向きと同様とした。このようにして、酸性蒸気の吹き付けの前後において、圧力損失の変化を測定した。

例１
中間層は、ディップコート法の操作を３回行い形成した。２回目のディップコートにおいては、液剤に沈める方向およびエアブローの方向を１回目と逆にし、３回目においては、液剤に沈める方向およびエアブローの方向を２回目と逆にした。こうして得られた中間層の上に触媒層をディップコート法の操作を１回行い形成して脱臭触媒を得た。担持量は触媒層が１．８ｇ、中間層が２．７ｇであった。

例２
上記中間層形成のための液剤に対し、粒径約２０−３０ｎｍのシリカを水に分散させた固形分量約５０％のシリカゾル１０ｗｔ％を添加させたものを中間層の形成に用いた。金属基材に、ディップコート法の操作を２回行い中間層を形成し、２回目のディップコートにおいては、液剤に沈める方向及びエアブローの方向を１回目と逆にした。こうして得られた中間層の上に触媒層をディップコート法の操作を１回行い形成して、脱臭触媒を得た。担持量は触媒層が１．８９ｇ、中間層が２．８７ｇであった。

例３
中間層はディップコート法の操作を１回行い形成した。その上に触媒層をディップコート法の操作を１回行い形成して、脱臭触媒を得た。担持量は、触媒層が１．７ｇ、中間層が１．１ｇであった。

例４
上記中間層形成のための液剤に対し、粒径約２０−３０ｎｍのシリカを水に分散させた固形分量約５０％のシリカゾル１０ｗｔ％を添加させたものを中間層の形成に用いた以外は、例３と同様にして、脱臭触媒を得た。担持量は、触媒層が１．９ｇ、中間層が１．０ｇであった。

例５
中間層を形成せずに、金属基材上に直接触媒層を形成した以外は、例３と同様にして脱臭触媒を得た。触媒層の担持量は２．２ｇであった。

圧力損失評価試験結果

以上のようにして得た脱臭触媒について、圧力損失評価試験を行った。

例１および例２については、中間層の形成に複数回のディップコートを行なっていることにより、エッジ部と他方エッジ部に金属基材を保護するのに充分な厚さの中間層が形成されている。従って、一方エッジ部から他方エッジ部の一方向のみ酸性蒸気を吹き付けて圧力損失の測定を行なった。

例３および例４については、エッジ部から他方エッジ部に酸性蒸気を吹き付けて圧力損失の測定を行ない、さらに、他方エッジ部からエッジ部に酸性蒸気を吹き付けて圧力損失の測定を行なう二通りの評価試験を行なった。中間層形成時にエアブローをエッジ部から他方エッジ部の向きに行ない、他方エッジ部からエッジ部の向きに酸性蒸気を吹き付けた時を表、エッジ部から他方エッジ部の向きに酸性蒸気を吹き付けた時を裏として評価結果を示した。

例５については、中間層が形成されていないため、エッジ部から他方エッジ部の一方向のみ酸性蒸気を吹き付けて圧力損失の測定を行なった。

以上の結果は、下記の表に示される通りであった。

ＳＥＭ写真
例２および例５で得られた脱臭触媒について、酸性蒸気をあてた側のエッジ部を走査型電子顕微鏡（日立製作所製Ｓ−８００）を用い、倍率４０倍にて二次電子（ＳＥＭ）像を観察した。その結果は、図５（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ例２の試験前および試験後の状態を示し、図６（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ例５の試験前および試験後の状態を示す。例２では表面の状態変化が少ない一方、例５では端面に腐食物が付着し、目詰まりを起こしていることが観察される。

Claims (12)

1. 連通口を有する金属基材と、
   該金属基材の表面上に設けられた中間層と、
   該中間層の上に設けられ、臭気物質を分解および／または吸着する物質を含む触媒層とを少なくとも有してなり、
   空気が前記連通口を通り、前記触媒層と接触して該空気中に含まれる臭気物質が分解および／または吸着されて脱臭がされる脱臭触媒であって、
   前記中間層が、前記連通口の双方の開口のエッジ部において前記金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなり、水周り空間において用いられることを特徴とする、脱臭触媒。
2. トイレ、浴室、洗面所、脱衣場、またはランドリースペースにおいて用いられる、請求項１に記載の脱臭触媒。
3. 便座と組み合わされて、または便座に組み込まれて、使用時に便器内部の空気を前記連通口に導入することにより脱臭が行われる、請求項１に記載の脱臭触媒。
4. 前記双方のエッジ部において中間層の厚さに優位差がない、請求項１〜３のいずれか一項に記載の脱臭触媒。
5. 前記中間層が、アクリル系を主成分とする樹脂を含んでなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の脱臭触媒。
6. 前記中間層が、シリカ粒子を含んでなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の脱臭触媒。
7. 前記中間層が、前記エッジ部において０．１μｍ〜１００μmの膜厚を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の脱臭触媒。
8. 前記中間層が、前記エッジ部以外の箇所において０．１μｍ〜１００μmの膜厚を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の脱臭触媒。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の脱臭触媒の製造方法であって、
   前記中間層を形成する材料を含む液剤を用意し、
   前記金属基材表面に前記液剤を、一方の前記エッジ部から他方の前記エッジ部に流下させる工程と、
   前記液剤を、前記工程とは逆の方向に流下させる工程とを含む中間層形成工程を
   含むことを特徴とする、脱臭触媒の製造方法。
10. 前記液剤を逆の方向に流下させる工程が、金属基材を上下反転させることにより行われる、請求項９に記載の方法。
11. 前記金属基材表面に前記液剤を流下させる工程がエアブローにより行われ、かつ
    前記液剤を逆の方向に流下させる工程が、前記金属基材に対するエアブローの向きを変えることにより行われる、請求項９に記載の方法。
12. 前記触媒層を形成する材料を含む液剤を用意し、
    形成された中間層上に、前記液剤をコーティングして触媒層を形成する工程をふくんでなる、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の方法。