JP5112932B2 - 消臭フィルター - Google Patents
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- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
Description
さらに、本発明は、消臭フィルターの構成部材となり、あるいはそのまま用いることができる消臭シートを提供することを課題とする。ここで「そのまま用いる」とは、自動車の車内や一般の室内に置き、臭気を吸着除去する、フィルター以外の使用態様をいう。
以下、本発明において、「消臭フィルター等」というときは、消臭フィルターと消臭シートの両者を包含する。
尚、以下、「(A)下記一般式(1)で表されるヒドロキシアミン化合物」を単に「(A)ヒドロキシアミン化合物」ということがある。また、(A)ヒドロキシアミン化合物及び(B)アミンオキサイド型界面活性剤をあわせて「ヒドロキシアミン化合物等」ということがある。
本発明の消臭フィルター等においては、(A)ヒドロキシアミン化合物及び(B)アミンオキサイド型界面活性剤を、(A)ヒドロキシアミン化合物と、(B)アミンオキサイド型界面活性剤との質量比(B)/(A)が0.05〜2の量比で、担体に担持させる。
上記一般式(1)において、R1は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、又は炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基を示す。
上記炭素数1〜5のアルキル基は、直鎖又は分岐鎖のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基が挙げられる。
また、上記炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシブチル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル基等が挙げられる。
R1は、消臭性能及び入手性の観点から、上記の中では、水素原子、メチル基、エチル基、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基が好ましく、特に水素原子、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基が好ましい。
上記炭素数1〜6のアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、各種ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
上記炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基としては、上記R1の説明で例示したものが挙げられる。
R2は、消臭性能及び入手性の観点から、上記の中では、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、ヒドロキシエチル基が好ましく、特に水素原子が好ましい。
これらの中では、消臭性能等の観点から、2−アミノ−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール(トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン)、2−アミノ−2−ヒドロキシエチル−1,3−プロパンジオールから選ばれる1種以上が特に好ましい。
上記のヒドロキシアミン化合物は、単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
R6、R7、R9、R10で表される上記炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
(A)ヒドロキシアミン化合物及び(B)アミンオキサイド型界面活性剤を担持させる担体は、有機物、無機物のいずれであっても良い。
上記有機物の具体例としては、木炭、竹炭、わら炭、デキストリン、セルロース、発泡セルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、アルギン酸ゲル、カラギーナンゲル、ポリエステル樹脂、ポリメタクリル酸系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、スチレン系樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。
上記無機物の具体例としては、活性炭、シリカ、シリカゲル、ケイ酸カルシウム、ゼオライト、ハイシリカゼオライト(疎水性ゼオライト)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化銅、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅、セピオライト、水和酸化ジルコニウム、雲母等が挙げられる。
好ましい担体の素材及び比表面積(かっこ内、m2/g)は、無機物では、活性炭(700〜2000)、シリカ(50〜400)、シリカゲル(500〜700)、ケイ酸カルシウム(100〜150)、ゼオライト(400〜700)、ハイシリカゼオライト(300〜750)、酸化アルミニム(100〜300)、セピオライト(200〜400)、酸化亜鉛(1〜30)、酸化チタン(1〜30)である。有機物では、発泡セルロース(1〜40)である。
これらの中で特に好ましいのは、シリカ、シリカゲル、ケイ酸カルシウム、ゼオライト、酸化アルミニウム、セピオライト、活性炭、発泡セルロースである。
(A)ヒドロキシアミン化合物の担体に対する担持量は、担体1g当たり、好ましくは0.001〜3gであり、より好ましくは0.01〜1gである。担持量が少な過ぎると、アルデヒドガス等の悪臭の吸収能が低く、担持量が多過ぎると、アルデヒドガスへの効果のみが高くなり、他の悪臭への効果が相対的に低下する。
(B)アミンオキサイド型活性界面剤の担体に対する担持量は、好ましくは、担体1g当たり0.00005〜6gの範囲から、質量比(B)/(A)が0.05〜2となるように選択する。
(A)ヒドロキシアミン化合物及び(B)アミンオキサイド型界面活性剤を担体に担持させる方法は、特に限定されないが、あらかじめ両者を水やエタノール等に溶解あるいは分散させて、両者を含有する消臭液を調製し、該消臭液を担体に付着させ、加熱乾燥すれば、容易に均一に担持できる。加熱乾燥温度は、例えば50℃〜120℃とすれば、短時間で乾燥を終えることができる。該消臭液中における(A)ヒドロキシアミン化合物及び(B)アミンオキサイド型界面活性剤の含有量は、効率の観点から、両者の合計で0.5〜95質量%が好ましい。また、例えば、浸漬により担体に消臭液を付着させる場合には、担体:消臭液=1:0.1〜10の質量比率で浸漬することが好ましい。
用いられる多価アルコール類の量の比率は、(A)ヒドロキシアミン化合物1gに対して、好ましくは0.1〜2gである。
酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、乳酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸等が挙げられる。塩基としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等が挙げられ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが好ましい。
上記消臭液は、好ましくはpH6.0〜12となるように、必要に応じて上記pH調整剤を用いて、調製する。pH6以上で脂肪酸類、アルデヒドに対する消臭効果が高くなる。pH10以上にすると、さらに硫化水素に対する消臭効果が高くなる。pH9.5以下でアミンに対する消臭効果が高まる。種々の生活臭の全てに対する効果、及び皮膚刺激低減の観点から、より好ましくはpH7.0〜10である。
本発明の消臭フィルター等の代表的な構成例としては、(1)本発明に係るヒドロキシアミン化合物等を、フィルターを構成する繊維に直接担持したもの、及び(2)本発明に係るヒドロキシアミン化合物等を担持した担体を、フィルターを構成する繊維に固定化したもの等が挙げられる。上記(1)の場合は、フィルターを構成する繊維が、前記担体を兼ねる。
上記紙としては、具体的には、複雑紙、薄葉紙(例えば、ティシュペーパー、トイレットペーパー、ナプキン、タオル紙及び生理紙)、包装紙、塗工紙(例えば、アート紙、コート)、非塗工紙、印刷紙、図面紙、ラミネート紙等が挙げられ、また、ダンボール構造紙、ハニカム構造紙、白板紙、黄板紙、チップボール紙、コルゲート紙、紙幣原紙及び台紙等の板紙も挙げられる。
上記無機繊維としては、具体的には、アルミナ繊維、活性炭繊維、炭素繊維、ガラス繊維、ジルコニア繊維、アルミナ・シリカ繊維等が挙げられる。
上記天然パルプとしては、具体的には、木材パルプ、靭皮繊維、葦パルプ、バガスパルプ、ワラパルプ、竹パルプ等が挙げられる。
本発明のヒドロキシアミン化合物等を担持した担体より構成される本発明の消臭フィルター等を製造する方法としては、例えば、1.ヒドロキシアミン化合物等をフィルターの繊維等に直接担持する方法、2.フィルターに担持用の担体を固定化した後に、ヒドロキシアミン化合物等を担体に担持する方法、3.ヒドロキシアミン化合物等を担持用の担体に担持した後に、担体をフィルターに固定化する方法が挙げられる。これらの方法について、以下に好ましい態様をそれぞれ具体的に説明する。尚、各方法において説明する事項は、適宜、他の方法にも適用することができる。
ヒドロキシアミン化合物等をフィルターに直接担持する場合、例えば、後加工で担持させる場合には、ヒドロキシアミン化合物等を含有した前記消臭液を、塗布、吹き付け、含浸等の方法でフィルターを構成する活性炭繊維等の多孔質繊維表面に付着させ、該消臭液に含まれていた水や溶媒を除去することにより、フィルターの表面に担持することができる。
抄紙法等によりフィルターを作成する際に、抄紙工程等おいて予めヒドロキシアミン化合物等を担持可能な担体を固定化した後に、最終乾燥工程の直前に、ヒドロキシアミン化合物等を含んだ前記消臭液を、塗布、吹き付け、含浸して乾燥させる。
次いで、この凝集体を公知の方法によって抄紙すると共に、これを温度60〜190℃、好ましくは100〜190℃で乾燥させることにより、担持用の担体が固定化された紙を得ることができる。得られた紙の坪量は、20〜300g/m2が好ましい。
担持させるヒドロキシアミン化合物等の量は、消臭液(水溶液)の濃度、浸漬時間、スプレー量等で調整可能である。例えば、浸漬する場合は、(A)ヒドロキシアミン化合物及び(B)アミンオキサイド型界面活性剤を合計で0.5〜95質量%含有する消臭液を、(担体が固定化された紙、不織布等):(消臭液)=1:0.1〜10の質量比で浸漬すれば、好ましい担持量を効率良く達成することができる。
前記<ヒドロキシアミン化合物等を担体に担持させる方法>によりヒドロキシアミン化合物等を担持した担体を、フィルターを構成する不織布等の表面に、散布、充填して、該担体からなる層を形成した後、該層を不織布等でサンドイッチ状に挟み込んで固定化する。また、その際に、固定化を確実にするために、バインダー溶液を散布することができる。また、多くの層を積層することによってフィルター中のヒドロキシアミン化合物等を増やすことができる。例えば、10〜100g/m2の不織布に、担体を10〜300g/m2固定し、この不織布を2〜10枚積層すれば、優れた消臭効果のフィルターが得られる。
本発明の消臭フィルター等が対象とするガスによって、(A)ヒドロキシアミン化合物及び(B)アミンオキサイド型界面活性剤以外に、その他の消臭剤を併用することも可能である。その他の消臭剤は、ヒドロキシアミン化合物等と共に前記消臭液に含有させて用いてもよいし、又はヒドロキシアミン化合物等とは別個に消臭液を作製して、前記消臭液と同様にして用いてもよいし、本発明の消臭フィルター等に用いるフィルターを抄紙等により作製する際に、フィルターに含有させてもよい。
(1)酸化鉄、硫酸鉄、塩化鉄、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、酸化銀、酸化銅等の金属化合物
(2)乳酸、コハク酸、リンゴ酸、クエン酸、マレイン酸、マロン酸、エチレンジアミンポリ酢酸、アルカン・アルケン−1,2−ジカルボン酸、シクロアルカン・アルケン−1,2−ジカルボン酸、ナフタレンスルホン酸等のカルボン酸類、ウンデシレン酸亜鉛、2−エチルヘキサン酸亜鉛、リシノール亜鉛等の脂肪酸金属類
(3)カテキン、ポリフェノール、緑茶抽出物、マッシュルームエキス、木酢液、竹酢液等の植物抽出物系の消臭剤
(4)鉄、銅等の金属クロロフィリンナトリウム、鉄、銅、コバルト等の金属フタロシアニン、鉄、銅、コバルト等のテトラスルホン酸フタロシアニン等、二酸化チタン、可視光応答型ニ酸化チタン(窒素ドープ型等)の触媒型消臭剤
(5)α、β、γ―シクロデキストリン、そのメチル誘導体、ヒドロキシプロピル誘導体、グルコシル誘導体、マルトシル誘導体等のシクロデキストリン類
(6)ミリスチン酸エステル類、パルミチン酸エステル類、フタル酸エステル類、アジピン酸エステル類、セバシン酸エステル類、クエン酸エステル類等の悪臭の保留効果があるとされるエステル油剤
(7)アクリル酸ポリマー、マレイン酸ポリマー、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、芳香族スルフォン酸ホルマリン縮合物等のポリマー
(8)多孔メタクリル酸ポリマー、多孔アクリル酸ポリマー等のアクリル酸系ポリマー、多孔ジビニルベンゼンポリマー、多孔スチレン−ジビニルベンゼンービニルピリジンポリマー、多孔ジビニルベンゼンービニルピリジンポリマー等の芳香族系ポリマー、それらの共重合体等の合成の多孔質ポリマー、
(9)キチン、キトサン等の天然の多孔質ポリマー
(10)シリカ、二酸化ケイ素(シリカゲル)、ケイ酸カルシウム、ハイシリカゼオライト(疎水性ゼオライト)、セピオライト、カンクリナイト、ゼオライト、水和酸化ジルコニウム等の無機多孔質物質
(11)銀担持ゼオライト、銀担持カンクリナイト、銀担持多孔スチレン−ジビニルベンゼンービニルピリジンポリマー等金属担持多孔質
本発明の消臭フィルター等は、タバコ臭、体臭、調理油臭、排泄物臭等の生活悪臭の消臭効果が望まれる分野で利用可能である。
本発明に係るヒドロキシアミン化合物等は、アルデヒドや低級脂肪酸、硫化水素等のガスに対して有効であり、特にアルデヒド系ガスに対して有効である。即ち、アセトアルデヒドを含むタバコ臭、ノネナール、ノナナールを含む体臭や加齢臭、デカジエナール等を含む加熱調理油のニオイ等に特に有効である。
本発明の消臭フィルターは、さらに、従来の消臭フィルターが有することができる支持枠等の構成部材を適宜有してもよい。
本発明の消臭シートは、本発明の消臭フィルターの構成部材となるほか、フィルター以外の使用態様で、自動車の車内や一般の室内に置き、臭気を吸着除去するのに用いることもできる。
(消臭剤サンプルの調製)
成分(A)として2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール(トリス)と2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオールを9:1の割合で混合したもの、成分(B)としてラウリルアミドプロピルアミン−N,N−ジメチル−N−オキサイドを含有する水溶液を調製し、調製した水溶液10μLをスライドガラス(9×18mm)上に滴下し、ホットプレート(設定80℃)上で2時間乾燥させて、消臭剤サンプルを得た。ここで、成分(A)の濃度は6質量%と一定にし、成分(B)の濃度を種々変化させて、質量比(B)/(A)を変化させた(表1参照)。
ヘッドスペースガスクロマトグラフ(HS-GC)用20mLバイアル瓶に、上記消臭剤サンプルとインサートバイアル(直径5mm、高さ30mm)を入れた。インサートバイアルにノナナール(体臭)、イソ吉草酸(汗臭)1μLを添加し密栓した後、HS-GCを行った。尚、スライドガラス(消臭剤なし)と悪臭のみの場合をブランクとした。
ヘッドスペースガスクロマトグラフ(HS-GC)用20mLバイアル瓶に、上記消臭剤サンプルを入れた。バイアル瓶の壁面(底辺から高さ30mm)にデカジエナール(加熱油臭)1μLを添加し密栓した後、HS-GCを行った。尚、スライドガラス(消臭剤なし)と悪臭のみの場合をブランクとした。
HS-オートサンプラー;PERKIN ELMER製 HS40XL
バイアル保温時間;35℃30分保温後、加圧2分、注入0.3分
GC;HEWLETT PACKARD5890
カラム液相;(5%フェニル)メチルポリシロキサン 無極性
カラム長さ;30m、内径;0.32mm、膜厚;0.25μm
昇温条件;40℃(8℃/分)-60℃(4℃/分)-200℃
(消臭液A配合)
(A)2−アミノ−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオールと2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオールを9:1の割合で混合したもの 6質量%
(B)アミンオキサイド型界面活性剤(表2参照) 1.7質量%
イオン交換水 バランス
合計 100質量%
上記消臭粉体をニードルパンチ不織布(PET繊維、PP/PE繊維混綿、65g/m2)上に280g/m2相当積層し、一枚の消臭粉体を保持したシートを得た。このシートを6枚積層した後、メルトブローン不織布(PP樹脂製、10g/m2)にて包み込み、更にニードルパンチ不織布(PET繊維、PP/PE繊維混綿、65g/m2)にて包み込んだ後、積層した消臭粉体の外周部をヒートシールすることで一体化した不織布タイプの消臭フィルターを作成した。尚、作成した不織布タイプの消臭フィルターの概略構成を図1に示す。
2つのプラスティック製50mL注射筒(長さ11cm×3cm、開口部の直径3cm)を用いて消臭フィルター(6×4cm)を挟み込み固定した。注射筒の先端をシリコンチューブを介してパーミエーター(悪臭ガス発生装置;ガステック製)に接続し、悪臭ガスを0.2L/分の速度で流入後、ガスの入り口濃度とフィルター通過後の濃度を経時的に測定した。ガス濃度は、ガス検知管(ガステック製)を用いて測定し、入り口濃度との差分より消臭率(%)を求めた。ガスの入り口濃度はアセトアルデヒド30ppmであった。24時間後の消臭率(%)を表2に示す。
(原料組成物配合)
ガラス繊維 6.0g
微粉活性炭(粒径45μm、比表面積:1000m2/g) 4.8g
ポリビニアルコール(PVA)繊維 1.2g
そして、JIS P8209に準じてシートマシン及び80mesh抄紙ネットを用いて抄紙を行い、回転型乾燥機を用いて、含水率が1質量%以下となるように乾燥を行った。得られたシートの坪量はおおよそ170g/m2前後であった。
その後、このシートに実施例1で用いた前記消臭液Aを、シート:消臭液A=1:1.3の質量比率で含浸させ、回転型乾燥機を用いて乾燥を行い、抄紙タイプの消臭フィルターを得た。作成した抄紙タイプの消臭フィルターの概略構成を図2に示す。
2 Melt Blown製法による不織布(ポリオレフィン系繊維)
3 ヒドロキシアミン化合物とアミンオキサイド型界面活性剤が担持された活性炭
4 ガラス繊維
5 ヒドロキシアミン化合物とアミンオキサイド型界面活性剤が担持された活性炭
Claims (5)
- (A)下記一般式(1)で表されるヒドロキシアミン化合物及び(B)アミンオキサイド型界面活性剤が担持された消臭フィルターであって、(A)下記一般式(1)で表されるヒドロキシアミン化合物と、(B)アミンオキサイド型界面活性剤との質量比(B)/(A)が0.05〜2であり、含水率が0.1〜15質量%である消臭フィルター。
- (A)下記一般式(1)で表されるヒドロキシアミン化合物及び(B)アミンオキサイド型界面活性剤が担持された消臭シートであって、(A)下記一般式(1)で表されるヒドロキシアミン化合物と、(B)アミンオキサイド型界面活性剤との質量比(B)/(A)が0.05〜2であり、含水率が0.1〜15質量%である消臭シート。
- 前記ヒドロキシアミン化合物の担持量が、担体1g当たり0.01〜1gである、請求項1記載の消臭フィルター又は請求項2記載の消臭シート。
- 前記ヒドロキシアミン化合物及び前記アミンオキサイド型界面活性剤を担持した活性炭を繊維に固定化してなる、請求項1記載の消臭フィルター又は請求項2記載の消臭シート。
- 前記活性炭の比表面積が、700〜2000m 2 /gである、請求項4記載の消臭フィルター又は消臭シート。
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