JPH0417099B2

JPH0417099B2 -

Info

Publication number: JPH0417099B2
Application number: JP59131924A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Yamamoto; Takashi Oogami; Masahiro Nomura; Shigeru Arai; Yoichi Kanehara
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1984-06-28
Filing date: 1984-06-28
Publication date: 1992-03-25
Also published as: JPS6111154A

Description

【発明の詳細な説明】

〔技術分野〕本発明はオゾンの分解除去のため使用する段ボ
ール積層構造体よりなるオゾン分解触媒フイルタ
ーの製造方法にかんする。〔従来技術〕従来、空気中に存在するオゾンを分解除去する
方法や装置として、活性酸化マンガンを担持した
ペレツト状活性炭を用いてオゾンを除去する方法
特開昭53−87972）、多孔性セラミツク、網状ガラ
ス質炭素及び発泡金属などから選ばれるオゾン触
媒含浸多孔体でオゾンを除去する装置（特開昭56
−54206号公報）、オゾン分解触媒を展着したハニ
カム状焼結多孔体のオゾン除去フイルター（特開
昭57−30533号公報）、粉末活性炭の表面にMn酸
化物とCu酸化物を担持させたものを多孔性構造
体の表面に支持させたオゾン分解フイルター（特
開昭57−50527）、無機質焼成母体と活性炭粉粒か
らなるハニカム状多孔質体にMn酸化物とCu酸化
物を担持したオゾン分解フイルター（特開昭57−
122924）などが知られている。しかし乍ら、これらについては例えばペレツト
状活性炭では通気抵抗が高く、また通過ガスがチ
ヤネリングを起すため性能が低下する、セラミツ
クハニカム構造では通気抵抗は改良されるが、素
材の価格が高く、コーテイング処理が必要であ
り、フイルターが重い、またカーボンハニカムで
は、性能が改良されるが、価格が高く、成形体が
脆くて処理時に破損し易い。またオゾン分解触媒担体用として木材パルプに
活性炭繊維を抄き込んだ活性炭繊維を段ボール状
に成層したオゾン分解用フイルターが知られてい
る（特開昭57−50527号公報）が、活性炭繊維紙
は紙が材料であるので湿気で形状変化を来たし、
強度も弱く、且つ活性炭繊維の含有量が多くない
ので可使時間が短かいという欠点がある。〔発明の目的〕本発明の目的はオゾン分解性能がカーボンハニ
カムよりすぐれ、通気抵抗がカーボンハニカムと
同等程度であり、かつ成形体が破損し難く低価格
で量産しうる段ボール積層構造体よりなるオゾン
分解触媒フイルターの製造方法を提供することに
ある。〔発明の構成〕本発明のオゾン分解触媒フイルターは片面段ボ
ール又はハニカム状の積層構造よりなり各積層面
に沿つて平行に貫通する無数の開口流路が密接し
て形成された支持体であつて、この支持体の開口
流路の内壁にオゾン分解触媒を展着せしめてなる
ことを特徴とするものである。本発明のオゾン分解触媒フイルターの製造方法
は、クラフト紙あるいは段ボール原紙から片面段
ボールの複数枚積層体又はハニカム構造積層体を
形成し、該積層体をその積層面に直交して適当な
厚さに裁断し、得られた断面が段ボール積層構造
である支持体にオゾン分解触媒を展着させるか、
或いはオゾン分解触媒を展着したクラフト紙ある
いはライナー紙及び中芯紙を用いて片面段ボール
を成形し、上記の積層及び裁断工程を行なうこと
を特徴とするものである。〔発明の実施態様〕本発明において断面が段ボール積層構造である
支持体はその紙質が50〜220ｇ／m²であり、セル
数が150〜500個／in²であり、かつ開口率が35〜
80％であることが好ましい。ここで紙質が50ｇ／
m²未満では、強度が不足し紙切れを生じ、また積
層構造体とするとき成形性が低下する。セル数が
150個／in²未満では、オゾンを含む空気と接触す
る触媒有効面積が少なくなり、オゾン分解性能が
低下する。開口率が35％未満では、孔（即ちオゾ
ンを含む空気の流路となる）が狭いので流量の増
加に伴ない通気抵抗が増大し送風圧力の高い送風
機が必要となる。オゾンと触媒との接触時間が短
かくなるためオゾン分解性能が低下する。また本発明における触媒支持体は触媒スラリー
中で触媒を展着させるさいにその形状や構造を損
なわないように紙の強度及び構造的強度を付与さ
せるため予じめ紙の段階で耐水処理することが好
ましい。耐水処理は、例えば耐水化剤を用いて段ボール
厚紙を処理するのであるが、その処理方法はたと
えば、厚紙を耐水化剤の液中に含浸したり、また
は厚紙に耐水化剤の液をコーテイングしてもよ
い。使用される耐水化剤としてはウレタン樹脂、メ
ラミン樹脂、アミノアルデヒド樹脂、ケトンアル
デヒド樹脂、グリオキザール、エポキシ系ポリア
ミド樹脂、重金属塩、イソシアネート類などが挙
げられる。また、触媒支持体はオゾン分解除去にさいし、
高温にさらされても燃えないで炭化する様に予じ
め紙の段階で難燃化処理することが好ましい。難燃性の基準としては紙のコーナー部に着火し
て１cm²以内の炭化で消化することが示される。使用される難燃剤としては、例えば、リン化合
物、グアニジン系化合物、塩化物、三酸化アンチ
モンなどが示される。難燃化処理は既知の方法、条件で行なわれる。
また別法としては上記の難燃処理の代りにリン酸
化パルプで抄いた紙を用いてもよい。本発明の触媒支持体は、具体的には次の如くし
て製造される。紙質が50〜220ｇ／m²のクラフト紙あるいはラ
イナー紙又はライナー紙と中芯紙を用いて通常の
方法により片面段ボールをつくり、この片面段ボ
ールを接着剤を用いて複数枚貼り合わせ積層体を
形成させる。得られた積層体をその積層面に垂直
方向に裁断し（粗裁断）、更に鋭利なスライス刃
を用いて開口面（段ボールの段目）がつぶれたり
しない様に適当な厚さにきれいに裁断する（精裁
断）。上記の粗裁断を省略して直ちに精裁断する
ことができる。かくして得られた断面が段ボール積層構造の支
持体は次ぎに触媒展着処理に付されるが、紙の段
階で予じめ耐水処理が行なわれていない場合は、
触媒展着に先立つて前記の耐水処理が行なわれ
る。本発明で使用されるオゾン分解触媒としては、
例えばマンガン及び銅の化合物よりなるマンガン
触媒、更にマンガン触媒を担持した活性炭粉末な
どが挙げられる。マンガン触媒は例えば次の如くして製造され
る。硝酸マンガン、硫酸マンガン、塩化マンガン等
のマンガンの可溶性塩を１当り0.05〜５モル、
好ましくは0.1〜0.3モル含む水溶液と硝酸銅、硫
酸銅、塩化銅等の銅の可溶性塩を１当り0.01〜
５モル、好ましくは0.1〜0.3モル含む水溶液とを
混合する。この混合液１に対して酸化剤として
過酸化水素水0.01〜0.5モル、好ましくは0.1〜0.2
モルを徐々に加える。過酸化水素水を添加して行
くと気泡がわずかに発生する。この時点に達したら過マンガン酸塩のアルカリ
金属塩を１当り0.01〜0.15モル、好ましくは
0.05〜0.1モル含む水溶液を水酸化カリウムまた
は水酸化ナトリウムを１当り１〜10モル、好ま
しくは５〜10モル含む水溶液中に混合したアルカ
リ溶液を上記過酸化水素水を添加した混合溶液中
に徐々に添加していくと黒褐色の沈澱物が生成し
急激に気泡が発生する。気泡の発生している間に
添加を終了させる方が沈澱物の酸化には良い。上
記アルカリ溶液は加温して添加してもよいしまた
は室温で添加してもよい。得られた沈澱物を十分
に撹拌したのち静置して上澄液をデカンテーシヨ
ンにより除去し、加温した脱イオン水でリパルプ
とデカンテーシヨンを２〜３度繰返す。上澄液の
PHが9.5以下、好ましくは９以下になつたのち遠
心分離機により別する。この状態に達すると本
発明に用いられるマンガンと銅を含有する生成物
（非晶質）が得られる。Mn30〜60重量％；Cu5〜
20重量％上記マンガン触媒の支持体への展着は触媒スラ
リーの浸漬、スプレー、静電塗装などにより行な
われる。触媒スラリーの組成は上記マンガン触媒
100重量部、のり剤５〜40重量部及び水150〜1800
重量部よりなる。使用されるのり剤としては、例えばコーンスタ
ーチ、ポリビニルアルコール、カルボキシルメチ
ルセルロース、アラビヤゴム、でん粉、溶性でん
粉、アルミナゾル、シリカゾル、デキストリン、
ゼラチン、パルプ廃液、ポリエチレングリコー
ル、エチルセルロース、ポリビニルアセテート、
フエノール樹脂、アルギン酸ソーダなどが挙げら
れる。のり剤はマンガン触媒100重量部に対して
５〜40重量部が使用でき、これよりも少くないと
接着力が不足し、またこれ以上多く使用するとス
ラリーの粘性が上昇して支持体が目づまりを起し
易くなる。これらの作業性からみて好ましい範囲
は５〜20重量部である。スラリーを乾燥して得られる固形分の重量比
（パルプ濃度）は添加水分量によつて決まるが、
本発明の場合のパルプ濃度は５〜50％が適用でき
る。作業性およびスラリーの付着量から実際には
10〜25％が好しい。かくして得られた触媒スラリーを支持体に塗布
し、余剰スラリーは例えば圧縮空気で吹きとばし
（浸漬の場合）、ついで例えば110℃で２時間乾燥
する。これらの工程を必要な塗布量が得られるま
でくり返す。別法によれば、本発明では上記の方法により難
燃化処理を施し触媒を展着した一般クラフト紙又
は段ボール用厚紙を用いて、片面段ボールをつく
り、該片面段ボールを用いて上記の積層工程及び
裁断工程を行ない、所望の触媒フイルターを製造
することもできる。この方法では成形品の耐水処
理が省略できる。本発明の触媒フイルターは構成素材として紙を
用いているため、オゾン分解触媒が紙層中に浸透
し、またけば立つた紙表面に付着するため、オゾ
ンガスの通過時接触面積が増加し分解効率が向上
する。また素材が紙であるため通気抵抗が小さ
く、また耐衝撃性、緩衝性があるので落下などに
よる破損が発生しない。更にセラミツクに比べ低
価格で量産できる。また本発明の触媒フイルターはオゾン分解性能
の外に脱臭効果も高いので脱臭の用途に好適であ
る。本発明においてオゾン分解性能テストは次の如
くして行なわれる。加湿した空気（温度40〜60
％）にオゾン発生機より得られたオゾンを混合し
てえたオゾンを含んでいる空気を0.5〜3.0ｍ／sec
の流速で厚さ10〜15mm、断面積が100×100mm＝
100cm²の触媒フイルター中を通過させ室温で触媒
フイルター通過前後（入口側および出口側）のオ
ゾン混合空気中のO₃濃度をダイレツク社製
1006AHJ型オゾンモニター（紫外線吸収方式）
を用いて分析してO₃分解性能を測定した。また同様にしてベツツ型マノメーターを用いて
通気抵抗を測定した。実施例において用いられた触媒支持体の製造例
を示す。触媒支持体の製造例坪量100ｇ／m²の段ボール用ライナーをグアニ
ジン系難燃剤（三洋化成サンフレームＰ−365の
25％溶液）中に含浸して乾燥し、含浸量15ｇ／m²
（固形分）とする。難燃化処理した前記ライナーを２枚用いて一方
を中芯用として段ボール加工機によりコルゲート
加工（波の高さ1.1mm）し、片面段ボールシート
とする。次いで片面段ボールシートを１ｍ×１ｍに裁断
したものを、合紙機にて所要高さになるよう酢酸
ビニルエマルジヨン接着剤を用いて積層し、段ボ
ール積層体を得る。段ボール積層体のフルート目
（波型頂部方向）と直角方向のスリツト線に沿つ
て最終仕上幅10mmより５mm程度広く、粗く裁断し
た後、改めて所定幅10mmに正確に裁断し、耐水化
処理を行ない、触媒支持体を得た。粗裁断、仕上
裁断と２段に行うのは、セル部分の目づまりのな
いフルート断面を得るためである。得られた触媒支持体のセル数は270セル／in²で
あつた。耐水化処理はイソシアネート系樹脂（三
井日曹CM−E200、CM−100）のメチレンクロ
ライド溶剤10％液に含浸、乾燥した。含浸量は15
ｇ／m²（固形分）であつた。上記坪量100ｇ／m²の段ボール用ライナのほか
に、坪量120ｇ／m²、同75ｇ／m²を用いて上記の
製造工程にしたがい、触媒支持体を得たが、セル
数はそれぞれ200セル／in²、350セル／in²であつ
た。厚さは表１に示すように前記所定幅10mmのほ
か15mm、12mmに裁断したものを用いた。以上により得られた本発明の触媒支持体を用い
て本発明のオゾン分解触媒の展着を行なう。実施例１硫酸マンガン（MnSO₄・5H₂O）1900grをイオ
ン交換水に溶して液量を50にする。硫酸銅
（CuSO₄・5H₂O）500grをイオン交換水に溶して
液量を13にする。ついでこれらの溶液を室温で
全量混合し、撹拌しながら過酸化水素水（30％）
１を添加する。過マンガン酸カリウム（KMnO₄）170grをイ
オン交換水に溶して液量を1.1にした溶液を、
苛性ソーダ1050grをイオン交換水に溶して液量を
3.5にした溶液中に混合したアルカリ溶液を添
加していく。沈澱物が生成したのち約１時間撹拌
して静置する。沈澱物が沈降後、上澄液を分離し
温イオン交換水を加えて沈澱物をリパルプし同様
な操作を行う。上澄液のPHが9.5以下になれば遠
心分離機で別する。得られたマンガン触媒のケーキを乾量基準で
100重量部に対してのり剤６〜30重量部と水200〜
1600重量部を混合してマンガン触媒スラリーをつ
くつた。このスラリー中に前記製造例で得られた
触媒支持体を浸漬したのち余剰スラリーを圧縮空
気で吹き飛ばしてから110℃で４時間乾燥し、ま
た乾燥後の触媒支持体は再びマンガン触媒スリラ
ー中に浸漬して所定の展着量が得られるまで同じ
操作をくり返し、試料１〜６を調製した。実施例２実施例１と同様な方法で得られたマンガン触媒
スラリーをスプレーガンを用い1.0〜3.0Kg／cm²の
圧力で触媒支持体上に吹きつけ110℃×４時間乾
燥して所定の展着量が得られるまでこの操作を繰
返し試料７〜10を製造した。実施例３実施例１と同様な方法で得られたマンガン触媒
および活性炭とのり剤と水を混合して触媒スラリ
ーをつくつた。このスラリーを用い、実施例１および実施例２
と同様な方法で浸漬法およびスプレー法により触
媒支持体上に触媒を展着し試料11〜12を製造し
た。実施例４実施例１と同様な方法で得られたマンガン触媒
をトルエン(6)−キシレン(2)−ブタノール(2)からな
るシンナーと混合してフオードカツプ10〜40秒の
粘度の触媒スラリーとしてこれを手持静電装置を
用い、電圧70kV、空気圧1.0Kg〜3.0Kg／cm²にて触
媒支持体上に静電展着させ110℃×４時間乾燥し、
所定の展着量が得られるまでこの操作を繰返し試
料13〜14を製造した。表１において、触媒支持体が200セル／in²のと
きは紙質120ｇ／m²、開口率70％；270セル／in²
のときは紙質100ｇ／m²、開口率68％；350セル／
in²のときは紙質75ｇ／m²、開口率40％である。

【表】

【表】実施例６実施例１で得られたマンガン触媒100重量部に
対してデンプン８重量部と水300重量部を混合し
てマンガン触媒スラリーをつくつた。このスラリ
ーを用い、セル数が270セルおよび350セルで100
mm×100mm×10mm厚の触媒支持体上に実施例１と
同様な方法によりマンガン触媒を展着した。得られたマンガン触媒フイルターを前記テスト
方法によりオゾン含有空気中のO₃濃度を1ppm保
持してマンガン触媒フイルター通過前後のO₃濃
度を分析してO₃分解性能を測定した。測定温
度：室温、流速：0.5ｍ／sec。またマンガン触媒
フイルター中を0.5〜3.0ｍ／secの空気を通し、マ
ンガン触媒フイルター通過前後の差圧より通気抵
抗を測定した。試験結果は図−１および図−２に
示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例６のオゾン分解テストにおいて
テスト時間とO₃分解効率％との関係を示す。曲
線Ａは350セル、曲線Ｂは270セルの場合である。
第２図は実施例６の通気抵抗テストにおいて静圧
と流速の関係を示す。曲線Ａは350セル、曲線Ｂ
は270セルの場合を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１難燃化処理されているクラフト紙又は段ボー
ル原紙を用いて片面段ボールの複数枚積層体又は
ハニカム構造体を形成し、所定の大きさに裁断し
て触媒支持体を形成し、得られた支持体にオゾン
分解触媒を展着させることを特徴とするオゾン分
解触媒フイルターの製造方法。２上記の難燃化処理されているクラフト紙又は
段ボール原紙が耐水化処理もされている特許請求
の範囲第１項記載の製造方法。３上記クラフト紙又は段ボール原紙の紙質が50
〜220ｇ／m²であり、セル数が150〜500個／in²で
あり、かつ開口率が35〜80％である特許請求の範
囲第１又は２項記載の製造方法。４難燃化処理されておりかつオゾン分解触媒の
展着されているクラフト紙又は段ボール原紙を用
いて片面段ボールの複数枚積層体又はハニカム構
造体を形成し、所定の大きさに裁断することを特
徴とするオゾン分解触媒フイルターの製造方法。５上記のクラフト紙又は段ボール原紙が耐水化
処理もされている特許請求の範囲第４項記載の製
造方法。６上記のクラフト紙又は段ボール原紙の紙質が
50〜220ｇ／m²であり、セル数が150〜500個／in²
であり、かつ開口率が35〜80％である特許請求の
範囲第４又は５項記載の製造方法。