JP4223534B2 - 脱臭シート及びハニカム形フィルタ - Google Patents
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また、図5に示すように平板シート40と波形シート41を交互に積層する場合、波形シート41の山部の頂部、谷部の底部において平板シート40と接着する必要がある。その際、接着部の成分を介して第1吸着剤と第2吸着剤とが反応してしまう組み合わせの場合には、接着剤の選定と接着方法に細心の注意を払う必要がある。
具体的な目的の一例を示すと、以下の通りである。
(a)あらゆる種類の悪臭ガスの除去性に優れ、かつ、加工性、賦形性にすぐれた脱臭シートを提供する。
(b)圧力損失を小さく保持したまま、前記脱臭シートの長さの違いを解決し、前記1パス性能をさらに向上させたり、又は前記接着における課題を解決するハニカム形フィルタを提供する。
なお、上記に記載した以外の発明の課題、その解決手段及びその効果は、後述する明細書内の記載において詳しく説明する。
本発明の脱臭シートは、多孔性シリカゲル又は多孔性活性白土を混抄して形成したシートにジヒドラジド類からなる中性ガス吸着剤を担持させてなる多孔性無機物質混抄シートと活性炭混抄シートとを加熱圧着した一体的シートである。
この構成においても、各混抄シートにはそれぞれ熱融着性繊維バインダーを含ませることが好ましい。
前記多孔性無機物質混抄シートはシリカゲル又は活性白土を50〜95重量%含有していることが好ましい。
前記多孔性無機物質の比表面積は200〜1500m2/g、細孔容量が0.5〜2.0ml/g(ミリリットル/g)であることが好ましい。
また、熱融着性繊維バインダーを含む多孔性無機物質混抄シートの片面と熱融着性繊維バインダーを含む活性炭混抄シートの片面を加熱圧着して一体的シートに成形することもできる。その理由は製造された脱臭シートの層厚を薄くできるとともに、製造コストを安くできるからである。
前記塩基性ガス吸着剤は無機酸又は有機酸の中から選択される1種類又は複数種類の酸であることが好ましい。
前記酸性ガス吸着剤はアルカリ金属、アルカリ土類金属の水酸化物、若しくは炭酸塩又は/及びジアミンであることが好ましい。
前記熱融着性繊維バインダーの融点は70〜150℃のポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミドなどの合成繊維バインダーであることが好ましい。
前記熱融着繊維バインダーは前記混抄シートの5〜15重量%含有することが好ましい。
前記活性炭混抄シートは粉末活性炭を50〜95重量%含有していることが好ましい。
前記粉末活性炭の比表面積は500〜2000m2/g、細孔容量は0.3〜1.5ml/g(ミリリットル/g)であることが好ましい。
上記ハニカム形フィルタであれば、波形シートは前記脱臭シートで構成されているので、ハニカム構造において、通過するガスと最も接触面積が大きい波形シートの両面に多孔性無機物質混抄シートと活性炭混抄シートを偏りなく分布させることができるので、1パス性能を向上させることができる。さらに、波形シートにおいて多孔性無機物質混抄シートと活性炭混抄シートの使用長さは同一になる。したがって、多孔性無機物質に担持させた吸着剤と活性炭に担持させた吸着剤の脱臭効果を均等に発揮させやすくなる。
また、平板シートと波形シートの間に形成される山部空間と谷部空間の各空間には、多孔性無機物質混抄シートと活性炭混抄シートの両方が存在することになるので、前記各空間を通過するガスは、多孔性無機物質混抄シートによる作用と活性炭混抄シートによる作用を受けることになり、1パス性能を高めることができる。
この構成では、前記した吸着剤の脱臭効果を均等に発揮させやすくなる効果と1パス性能を高めることができる効果を享受できるとともに、波形シートの山部空間には活性炭混抄シートのみ存在し、谷部空間には多孔性無機物質混抄シートのみ存在することになり、波形シートと平板シートの接着部において塩基性と酸性のように相反する吸着剤を担持させたシートは接近又は接着することがないので、両方の吸着剤が接着剤の成分を介して反応又は変質するという不都合を低減することができる。したがって、接着剤の選択の範囲が広がり、接着の仕方に注意を払う必要がないという利点がある。
この構成によれば、本発明に係る脱臭シートを使用したことによる種々の悪臭を消臭できる効果と平板シートの所定機能を共に有したハニカム形フィルタを提供できる。
図4は本発明に係るハニカム形フィルタの一構成例を示す斜視図である。
本発明者は、あらゆる臭気成分を効率よく除去し、長期間安定して保持できる脱臭シートの製造法について種々検討した結果、本発明を完成した。
即ち、本発明は、多孔性シリカゲル又は多孔性活性白土を混抄して形成したシートにジヒドラジド類からなる中性ガス吸着剤を担持させてなる多孔性無機物質混抄シートと活性炭混抄シートとを加熱圧着した一体的シートとしたことを特徴とする脱臭シートである。
これらの脱臭シートは、容易にプリーツ加工やハニカム加工に成形でき、吸着速度、吸着容量の大きい脱臭材を提供することを可能にするものである。混抄シートとしては、パルプ等の繊維成分を含む混抄紙が例示できる。
例えば、活性炭素繊維にアニリンと有機酸を添着したり、活性炭にアミンとアルカリ土類金属を添着したり、活性炭にアミンとカルボン酸を添着したり、環状飽和第二アミンと不揮発酸を添着したり、金属塩とヒドラジンを含む混合液に鎖状珪酸マグネシウムの微粉末を加え懸濁させた後、活性炭からなる担持体に塗着するなどアセトアルデヒド吸着能を増強した吸着材が提案されているが、アセトアルデヒド除去剤として用いられたいずれのアミノ化合物も、活性炭の酸化触媒能により空気中の酸素で酸化され、その吸着性能を急激に消失する。アニリンは室温(空気中)では、3000時間で初期吸着能の80%を消失すると報告されている(添着活性炭のアセトアルデヒド吸着性の劣化、林敏昭、汲田幹夫、大谷吉生、化学工学論文集、32(No1)72〜78(2006)参照)。即ち、アミノ化合物と活性炭との組み合わせはアセトアルデヒド吸着剤として適当でない。
さらに、ジヒドラジド類からなる中性ガス吸着剤に加えて塩基性ガス吸着剤を前記多孔性無機物質混抄シートに添着し、活性炭混抄シートに酸性ガス吸着剤を添着し一体化すれば、あらゆる種類の悪臭ガスを除去できるすばらしい脱臭材を製造することができる。
また、前記した本発明に記載した各種脱臭シートを利用したハニカム形フィルタであれば、本脱臭シートの効果に加えて、前記各脱臭シートの長さの違いを解決し、1パス性能をさらに向上させたり、又は接着剤選定における課題を解決することができる。
本実施形態では、前記本発明のコンセプトに基づいて、熱融着性繊維バインダーを含む活性炭混抄シートに所定ガス吸着剤を添着した脱臭シートと、ジヒドラジド類からなる中性ガス吸着剤を担持させてなる多孔性無機物質混抄シート(具体的には多孔性シリカゲル混抄シート又は多孔性活性白土混抄シート)とを加熱圧着して一体化して脱臭シートを構成する。
まず、アセトアルデヒドとアンモニアを吸着するために、優れた性能を発揮する新規な多孔性無機物質混抄シートと、無添着又は酸性ガス吸着剤を担持した活性炭混抄シートとを製造する。多孔性無機物質混抄シートと活性炭混抄シートは、共に熱融着繊維バインダーを含んでいる。
アセトアルデヒドとアンモニア吸着用の多孔性無機物質混抄シートは、ジヒドラジド類を多孔性無機物質混抄シートに添着して製造する。
また、本実施形態では熱融着シート、熱融着メッシュ、熱融着バインダーを用いないので、融着一体化操作が簡単で、低コストである。
剥離強度の測定は、島津製作所製引張試験機(AGS−H500N)を使用し、50×200mmの試料について、300mm/分の引張速度で測定した。脱臭性能の測定は、16.7〜18.2cm2の試料を12Lのテドラーバッグに入れ、これにアンモニア、アセトアルデヒド、酢酸、トルエンガスの所定濃度をそれぞれ注入し、20℃で24時間後の濃度を測定して評価した。アンモニアは検知管、その他のガスはガスクロマトグラフを用いて測定した。
多孔性シリカゲル70部、パルプ4部、ポリエステル繊維8部、ポリエステル繊維バインダー7部、その他11部の割合で混抄して得た多孔性シリカゲル混抄シートをアジピン酸ジヒドラジド5.0%、尿素2.0%、リン酸2.85%を含む水溶液に浸漬し、余剰液を除去した後100〜120℃で数分間乾燥して、アジピン酸ジヒドラジド、尿素、リン酸添着多孔性シリカゲル混抄シートを得た。当該多孔性シリカゲル混抄シートと、粉末活性炭70部、パルプ4部、ポリエステル繊維8部、ポリエステル繊維バインダー7部、その他11部の割合で混抄して得た活性炭混抄シートとを熱融着装置を用いて、トップロールの温度120℃、ボトムロールの温度130℃、7.0m/分の速度で熱融着し、接合・一体化して脱臭シートを得た。
多孔性活性白土70部、パルプ4部、ポリエステル繊維9部、ポリエステル繊維バインダー6部、その他11部の割合で混抄した多孔性活性白土混抄シートをアジピン酸ジヒドラジド5.0%、尿素1.5%クエン酸5.5%を含む水溶液に浸漬し、余剰液を除去した後100〜120℃で数分間乾燥して、アジピン酸ジヒドラジド、尿素、クエン酸添着多孔性活性白土混抄シートを得た。当該多孔性活性白土混抄シートと、粉末活性炭70部、パルプ4部、ポリエステル繊維9部、ポリエステル繊維バインダー6部、その他11部の割合で混抄して得た活性炭混抄シートを0.3モル濃度の炭酸カリウム水溶液に浸漬し、余剰液を除去した後100〜120℃で数分間乾燥して得た炭酸カリウム添着活性炭鉱抄紙とを熱融着装置を用いて、トップロールの温度120℃、ボトムロールの温度120℃で7.0m/分の速度で熱融着し、接合・一体化して脱臭シートを得た。
多孔性シリカゲル70部、パルプ4部、ポリエステル繊維13部、ポリエステル繊維バインダー2部、その他11部の割合で混抄して得た多孔性シリカゲル混抄シートをアジピン酸ジヒドラジド5.0%、尿素2.0%、リン酸2.85%を含む水溶液に浸漬し、余剰液を除去した後100〜120℃で数分間乾燥して、アジピン酸ジヒドラジド、尿素、リン酸添着多孔性シリカゲル混抄シートを得た。当該多孔性シリカゲル混抄シートと、粉末活性炭70部、パルプ4部、ポリエステル繊維13部、ポリエステル繊維バインダー2部、その他11部の割合で混抄した活性炭混抄シートとを熱融着装置を用いて、トップロールの温度120℃、ボトムロールの温度120℃で5.0m/分の速度で熱融着し、接合・一体化して脱臭シートを得た。
多孔性シリカゲル70部、パルプ4部、ポリエステル繊維8部、ポリエステル繊維バインダー7部、その他11部の割合で混抄した多孔性シリカゲル混抄シートをアジピン酸ジヒドラジド5.0%、尿素2.0%、リン酸2.85%を含む水溶液に浸漬し、余剰液を除去した後100〜120℃で数分間乾燥して、アジピン酸ジヒドラジド、尿素、リン酸添着多孔性シリカゲル混抄シートを得た。
多孔性酸酸性白土70部、パルプ4部、ポリエステル繊維8部、ポリエステル繊維バインダー7部、その他11部の割合で混抄した多孔性酸性白土混抄シートをアジピン酸ジヒドラジド5.0%、尿1.5%、クエン酸5.5%の水溶液に浸漬し、余剰液を除去した後100〜120℃で数分間乾燥して、アジピン酸ジヒドラジド、尿素、クエン酸添着多孔性シリカゲル混抄シートを得た。
粉末活性炭70部、パルプ4部、ポリエステル繊維8部、ポリエステル繊維バインダー7部、その他11部の割合で混抄して活性炭混抄シートを得た。
(比較例5)
粉末活性炭70部、パルプ4部、ポリエステル繊維8部、ポリエステル繊維バインダー7部、その他11部の割合で混抄して得た活性炭混抄シートを0.3モル濃度の炭酸カリウム水溶液に浸漬し、余剰液を除去した後100〜120℃で数分間乾燥して得た炭酸カリウム添着活性炭混抄シートを得た。
表1は本実施形態に係る脱臭シートと比較例の剥離強度比較の表である。
表2はアンモニア(NH3)、アセトアルデヒド(CH3CHO)、酢酸(CH3COOH)、トルエン(CH3C6H5)のそれぞれの悪臭成分において、それぞれ高濃度と低濃度の場合に各脱臭シートの吸着後の濃度を測定することで各シートの吸着性能を比較した表である。なお、アンモニア、アセトアルデヒド、酢酸の各初濃度は100ppmと600ppmの2種類を用意し、トルエンの初濃度は250ppmと1200ppmの2種類を用意した。
Claims (8)
- 多孔性シリカゲル又は多孔性活性白土を混抄して形成したシートにジヒドラジド類からなる中性ガス吸着剤を担持させてなる多孔性無機物質混抄シートと活性炭混抄シートとを加熱圧着した一体的シートとしたことを特徴とする脱臭シート。
- 請求項1に記載の脱臭シートにおいて、前記中性ガス吸着剤に加えて塩基性ガス吸着剤を前記多孔性無機物質混抄シートに添着し、前記活性炭混抄シートに酸性ガス吸着剤を添着した脱臭シート。
- 請求項1から請求項2のいずれか一項に記載の脱臭シートにおいて、前記多孔性無機物質混抄シートはシリカゲル又は活性白土を50〜95重量%含有している脱臭シート。
- 請求項1又は請求項2に記載の脱臭シートにおいて、前記前記多孔性無機物質の比表面積は200〜1500m2/g、細孔容量が0.5〜2.0ml/gである脱臭シート。
- 請求項1から請求項2のいずれか一項に記載の脱臭シートにおいて、熱融着性繊維バインダーを含む前記多孔性無機物質混抄シートの片面と熱融着性繊維バインダーを含む前記活性炭混抄シートの片面を加熱圧着して一体的シートに成形した脱臭シート。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の脱臭シートを使用したハニカム形フィルタであって、前記脱臭シートを用いて山部と谷部が交互に連続する波形シートと平板シートを作り、前記波形シートと前記平板シートを交互に積層することによってハニカム構造とし、前記波形シートの配置を一方側から順に多孔性無機物質混抄シート、活性炭混抄シートのように配置するとともに、前記平板シートの配置を前記一方側から順に多孔性無機物質混抄シート、活性炭混抄シートのように配置して、ハニカム構造に形成される山部空間と谷部空間の各空間において、多孔性無機物質混抄シートと活性炭混抄シートの両方が存在するように構成したことを特徴とするハニカム形フィルタ。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の脱臭シートを使用したハニカム形フィルタであって、前記脱臭シートを用いて山部と谷部が交互に連続する波形シートと平板シートを作り、前記波形シートと前記平板シートを交互に積層することによってハニカム構造とし、前記波形シートの配置を一方側から順に多孔性無機物質混抄シート、活性炭混抄シートのように配置するとともに、前記平板シートの配置を前記一方側から順に活性炭混抄シート、多孔性無機物質混抄シートのように順序を逆に配置して構成したことを特徴とするハニカム形フィルタ。
- 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の脱臭シートを使用したハニカム形フィルタであって、前記脱臭シートを用いて山部と谷部が交互に連続する波形シートを作り、別途、所定機能の平板シートを用意し、前記波形シートと前記平板シートを交互に積層することによってハニカム構造としたことを特徴とするハニカム形フィルタ。
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