KR20160071428A - 소취 필터 - Google Patents

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도아고세이가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 소취 필터(1)는 섬유(11)와, 해당 섬유(11)의 표면에 접합된 화학 흡착형 소취제(13)를 포함하는 소취 섬유층(10)을 구비하며, 소취 섬유층(10)의 두께는 0.3㎜ 이상이고, 소취 섬유층(10)의 단위 면적당 중량은 30 내지 100g/㎡이고, 프래지어형법에 기초한 통기량은 50 내지 350㎤/(㎠·s)이다.

Description

소취 필터 {DEODORIZING FILTER}
본 발명은 통기성이 우수함과 함께, 불쾌한 악취 가스에 대한 소취 성능이 우수한 소취 필터에 관한 것이다.
근년, 쾌적한 생활에 대한 요구가 한층 더 높아지고, 종래, 항균, 항바이러스, 소취 등 다양한 기능을 갖는 필터의 제안이 이루어져 있는데, 그 중에서도, 인체가 불쾌한 악취로 느끼는 악취 가스(배설 악취, 부패 악취, 담배 냄새 등)에 포함되는 악취 성분의 각각에 대응한 소취제를 사용한 소취 필터에 대한 제안은 많다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 소취제에 활성탄을 사용한 소취성 활성탄 시트가 개시되어 있다. 이 시트는 높은 통기성을 갖지만, 활성탄은 물리 흡착형 소취제이며, 악취 성분의 탈착이 가역적이고 이탈 속도가 빠르기 때문에 충분한 소취 효과가 얻어지지 않아, 악취 성분을 흡착하는 필터 용도로서는 충분치 않다. 또한 계속 사용에 의하여 악취 성분을 포함하는 가스가 재방출되어 버린다는 문제점도 있다. 또한 특허문헌 2에는, 부직포 사이에 2종의 입경이 상이한 활성탄을 끼운 탈취 여과재 및 탈취 필터가 개시되어 있다. 그러나 소취 효과에는 상세한 기재가 없어, 실용적인 소취 효과가 얻어질지의 여부는 불분명하다. 또한 흡착제가, 필터의 단위 면적당 75 내지 450g/㎡로 대량으로 사용되고 있기 때문에, 흡착제의 탈락의 우려도 있다.
특허문헌 3에는, 일면측에 광촉매로서 산화티타늄을 함침시키고, 타면측에 활성탄을 배치한 광촉매 담지 탈취 시트 및 공기 정화용 필터가 개시되어 있다. 광촉매를 사용하여 악취 성분을 분해하기 위해서는 광을 필요로 하기 때문에, 어두운 곳에서의 사용이 곤란하며, 용도가 한정되거나 또는 별도로 광원이 필요해진다.
특허문헌 4에는, 산화 환원능을 갖는 금속 착체를 담지시킨 섬유와, 구리, 코발트, 철 등의 금속 이온을 담지시킨 섬유를 구비하는 소취성 습식 부직포가 개시되어 있다. 이들의 성분은 화학 흡착형 소취제라 생각되며, 사용 방법에 따라서는 높은 소취 성능이 얻어지지만, 구체적인 소취 효과의 상세한 기재가 없어, 실용적인 소취 효과가 얻어질지의 여부는 불분명하다. 또한 필터로서의 통기성에 관한 기재도 없다.
특허문헌 5에는, 화장실 냄새 등의 황계 악취를 포함하는 복합 악취나, 용변 시의 악취를 대상으로 하여, 섬유에, 망간, 코발트, 구리, 아연 중 어느 하나를 포함하는 산화물, 수산화물, 복합 산화물을 담지시킨 탈취체가 개시되어 있다. 이들 화합물은 화학 흡착형 소취제이기 때문에, 높은 소취 성능이 얻어질 가능성이 있다. 이 탈취체에서는, 화학 흡착형 소취제만으로는 충분한 소취 효과를 얻을 수 없어, 화학 흡착형 소취제 외에 물리 흡착형 소취제를 병용하여 사용하고 있다.
또한 특허문헌 6에는, 섬유 직경이나 섬유 길이를 제어한 부직포에 소취제를 부착시킨 습식 부직포가 개시되어 있다. 그러나 암모니아 이외의 악취 성분을 포함하는 가스에 대한 소취 효과가 기재되어 있지 않아, 소취 필터로서 실용 수준의 소취 효과가 얻어질지의 여부가 불분명하다.
특허문헌 7에는, 악취를 지닌 물질의 흡착 작용 물질을 포함하는 층과, 악취를 지닌 물질을 분해하는 광촉매를 포함하는 통기성 시트층이 적층 일체화되어 있는 적층체 시트가 개시되어 있다. 또한 특허문헌 8에는, 흡착제와 광촉매를 함유하는 소취 항균 시트가 개시되어 있지만, 소취 성분인 암모니아 및 아세트알데히드가 분해되기까지의 시간이 10분 이상이며, 이보다 단시간에서의 소취 성능의 기재가 없어, 실용 수준의 소취 효과가 얻어질지의 여부가 불분명하다.
또한 특허문헌 9에는, 통기성이 높은 탈취용 부직포 시트와, 제진 필터 본체를 구비한 플리트형의 에어 필터 재료가 개시되어 있다. 그러나 암모니아 및 아세트알데히드 이외의 악취 가스에 대하여 충분한 소취 효과가 얻어질지의 여부는 불분명하다.
한편, 소량으로 고도의 소취 성능을 발휘할 수 있는 화학 흡착형 소취제가 개시되어 있다(특허문헌 10, 특허문헌 11, 특허문헌 12). 화학 흡착형 소취제는 악취 성분과의 반응에 의하여 단시간에 소취하는 효과가 있다. 그러나 소취 필터가 대상으로 하는 악취의 성상은 통상 기체이며, 소취제와 악취 가스의 접촉은 잠깐이다. 소취제를 담지하는 부직포에도 통기성이 있는 이상, 소취제에 미접촉으로 통과하는 악취 가스도 반드시 존재하기 때문에, 악취를 거의 무취로까지 소취하는 소취 필터는 실현되어 있지 않다. 그 한편으로, 근년 쾌적성에 대한 요구가 높아지고 있으며, 악취 가스를 효율적으로 흡착하고, 불쾌감을 발생시키지 않도록 하는 높은 소취 성능을 갖는 소취 필터가 요구되고 있다.
일본 특허 공개 제2005-349570호 공보 일본 특허 공개 제2003-320209호 공보 일본 특허 공개 제2002-17836호 공보 일본 특허 공개 소62-7000호 공보 일본 특허 공개 제2004-129840호 공보 일본 특허 공개 제2012-92466호 공보 일본 특허 공개 제2008-104556호 공보 일본 특허 공개 제2008-104557호 공보 일본 특허 공개 제2003-299919호 공보 일본 특허 공개 제2000-279500호 공보 일본 특허 공개 제2002-200149호 공보 일본 특허 공개 제2011-104274호 공보
본 발명의 과제는 통기성이 우수함과 함께, 불쾌한 악취 가스에 대한 소취 성능이 우수한 소취 필터를 제공하는 것이다.
본 발명은 섬유와, 해당 섬유의 표면에 접합된 화학 흡착형 소취제를 포함하는 소취 섬유층을 구비하며, 소취 섬유층의 두께는 0.3㎜ 이상이고, 소취 섬유층의 단위 면적당 중량은 30 내지 100g/㎡이고, 소취 필터의 통기도(일면측으로부터 타면측으로의 통기도)는 50 내지 350㎤/(㎠·s)인 것을 특징으로 하는 소취 필터이다.
본 발명에 있어서, 악취의 원인이 되는 물질을 「악취 성분」이라 하고, 그 악취 성분을 포함하는 가스를 「악취 가스」라 한다. 또한 가스 농도에 관한 단위 「ppm」은 「부피 ppm」이다. 또한 「통기도」는 JIS L1096:2010에 준하는 프래지어(Frazier) 형법에 의하여 측정되는 통기도이다.
본 발명의 소취 필터는 일면측으로부터 타면측으로 충분한 통기성을 가지며, 불쾌한 악취 가스에 대하여 우수한 소취 성능을 갖는다. 특히 통기도가 50 내지 350㎤/(㎠·s)인 악취 가스의 기류 하에 있어서는, 악취 성분과 소취 필터의 순간적인 접촉에 의하여 소취를 효율적으로 행할 수 있다. 따라서 배설 악취, 부패 악취, 담배 냄새 등의 악취 가스에 포함되는 악취 성분을 흡착하는 필터로서 사용함으로써, 분위기 중의 악취 성분을 저감시킬 수 있다.
본 발명의 소취 필터는 의료·개호·배설 현장, 하수 처리장, 쓰레기 처리장(소각장), 비료 공장, 화학 공장 등에서 발생한 악취; 축산 농장, 어항(漁港), 동물 관련 시설 등에서 발생한 동물 악취, 배설 악취, 부패 악취(애완동물 또는 애완동물용품으로부터의 악취를 포함함); 발 매트, 신발의 안창, 신발장, 쓰레기통, 화장실 등으로부터의 악취 등을 회피하기 위한 마스크용 필터, 공기 청정기 또는 에어컨용의 필터로서 유용하다.
도 1은 본 발명의 소취 필터에 있어서의 단면 구조의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 소취 필터에 있어서의 단면 구조의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 소취 필터에 있어서의 단면 구조의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 4는 실시예 12 및 비교예 7에 있어서의 소취 시험의 지속성 평가 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 소취 필터는 섬유와, 해당 섬유의 표면에 접합된 화학 흡착형 소취제를 포함하는 소취 섬유층을 구비하며, 소취 섬유층을 사이에 두고 필터의 일면측으로부터 타면측으로 통기성을 갖는 필터이다. 그리고 본 발명의 소취 필터는 도 1에 도시된 바와 같이, 전체가 소취 섬유층(10)인 단면 구조를 구비하는 소취 필터(1)일 수도 있고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일부가 소취 섬유층(10)인 단면 구조를 구비하는 소취 필터(1)일 수도 있다. 또한 소취 섬유층은 단층 구조 및 복층 구조 중 어느 것이어도 된다. 본 발명의 소취 필터는 목적으로 하는 크기나 형상(평면 구조, 플리트 등의 입체 구조)에 적응시켜 사용할 수 있다.
본 발명의 소취 필터를 구성하는 소취 섬유층은, 바람직하게는 화학 흡착형 소취제가 표출되도록 섬유의 기부 표면에 매설된 복합 섬유, 및 화학 흡착형 소취제가 접착층을 개재하여 섬유의 표면에 접합된 복합 섬유로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 섬유 집합체이다. 이 섬유 집합체는 화학 흡착형 소취제를 구비하지 않는 섬유를 포함할 수도 있다. 또한 섬유 집합체에 포함되는 복합 섬유 등의 섬유의 평균 직경은 통상 5 내지 30㎛이며, 바람직하게는 10 내지 25㎛이다.
또한 이 소취 섬유층(또는 소취 필터)을 구성하는 기재는 직포 및 부직포 중 어느 것으로 이루어지는 것이어도 되지만, 원하는 두께의 설정이 용이하고 제조 비용이 저렴하며 통기성의 조절이 용이한 점에서, 부직포로 이루어지는 것이 바람직하다.
부직포에 포함되는 섬유를 구성하는 수지로서는, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리아크릴산, 폴리아미드, 폴리비닐알코올, 폴리우레탄, 폴리비닐에스테르, 폴리메타크릴산에스테르, 레이온 등을 들 수 있다. 이들 수지 중, 화학 흡착형 소취제가, 결합제 수지를 포함하는 접착층을 개재하여 섬유의 표면에 접합된 형태로 했을 경우에, 화학 흡착형 소취제와 결합제 수지의 접착성 및 통기성이 충분히 얻어지는 점에서, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 및 레이온이 바람직하다. 또한 상기 부직포는 1종만의 수지를 포함하는 섬유를 포함하는 부직포일 수도 있고, 복수 종류의 수지 섬유를 포함하는 부직포일 수도 있다. 부직포는 니들 펀치법이나 수류 락합(絡合)법 등에 의하여 교락되어 있는 부직포, 서멀 본드법에 의하여 제조된 부직포, 및 스펀 본드법에 의하여 제조된 부직포가 바람직하다.
또한 악취 가스용의 소취제로는, 본 발명에 있어서의 화학 흡착형 소취제와 같이 화학 흡착에 의하여 악취 성분을 흡착하거나, 악취 성분과 화학 결합을 형성하는 타입 이외에, 활성탄과 같이 물리 흡착에 의하여 악취 성분을 흡착하는 타입, 광촉매와 같이 악취 성분을 접촉 시에 분해하는 타입이 일반적이다. 그러나 악취 가스를 통기시키는 필터로서 사용하는 경우, 악취 가스가 통과하는 단시간에 악취 성분을 흡착할 필요가 있으며, 계속 사용에 의하여 악취 가스가 재방출되어 버리는 물리 흡착 타입이나, 광을 접촉시켜 분해시키는 분해 타입에서는, 충분한 소취 효과가 얻어지지 않는다. 소취 필터를 구성하는 소취 섬유층에 사용하는 소취제로서는, 단시간에 악취 성분을 흡착하는 것이 가능하여 소취 섬유층을 빠져 나갈 때 충분한 소취 효과를 발휘하고, 소취 속도가 빠르며, 소취 용량이 큰 화학 흡착형 소취제가 최적이다. 또한 상기 화학 흡착형 소취제에 있어서의 화학 결합의 형태는 특별히 한정되지 않으며, 화학 흡착형 소취제에 포함되는 관능기, 악취 성분에 포함되는 관능기 등에 의존하는 경우가 있다.
화학 흡착형 소취제가 대상으로 하는 악취 성분의 구체예는, 암모니아, 아민 등의 염기성 화합물, 아세트산, 이소발레르산 등의 산성 화합물, 포름알데히드, 아세트알데히드, 노네날 등의 알데히드류, 황화수소, 메틸머캅탄 등의 황 화합물 등이다.
이들 악취 성분에 대한 화학 흡착형 소취제로서는, 무기계 화학 흡착형 소취제 및 유기계 화학 흡착형 소취제를 들 수 있다. 무기계 화학 흡착형 소취제로서는, 구체적으로는 4가 금속의 인산염, 제올라이트, 비정질 복합 산화물, Ag, Cu, Zn 및 Mn으로부터 선택되는 원자 중 적어도 1종을 함유하는 복합물, 수화 산화지르코늄 및 산화지르코늄으로부터 선택되는 지르코늄 화합물, 하이드로탈사이트계 화합물, 비정질 활성 화합물 등을 들 수 있다. 또한 유기계 화학 흡착형 소취제로서는 아민 화합물 등을 들 수 있다. 안전성이 우수하고 변질되기 어려운 소취제로서는, 물에 대하여 불용성 또는 난용성인 무기계 화학 흡착형 소취제가 바람직하다.
이들 화학 흡착형 소취제는 1종 단독일 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다. 소취 대상(악취 성분)이 상이한 복수의 화학 흡착형 소취제를 사용함으로써 상승적인 효과가 얻어지는 경우도 있다. 예를 들어 암모니아, 트리메틸아민, 황화수소, 메틸머캅탄, 2황화디메틸 등을 포함하는, 배설 악취 또는 부패 악취(음식물 쓰레기 등의 악취)에 대해서는, 염기성 가스용 화학 흡착형 소취제 및 황계 가스용 화학 흡착형 소취제의 조합이 적합하며, 예를 들어 아세트산, 이소발레르산 등을 포함하는 땀 냄새 등의 체취에 대해서는, 염기성 가스용 화학 흡착형 소취제 및 산성 가스용 화학 흡착형 소취제의 조합이 적합하다. 또한 아세트알데히드, 아세트산 등을 포함하는 담배 냄새에 대해서는, 염기성 가스용 화학 흡착형 소취제, 산성 가스용 화학 흡착형 소취제 및 알데히드 가스용 화학 흡착형 소취제의 조합이 적합하다. 2종 이상의 화학 흡착형 소취제를 조합하여 사용하는 경우의 사용량의 비율은 사용하는 화학 흡착형 소취제의 소취 용량이나 소취 속도 등의 소취 성능과, 목적으로 하는 환경의 가스 농도(악취 성분의 농도)에 따라 선택하는 것이 바람직하다. 예를 들어 2종의 화학 흡착형 소취제를 사용하여, 복수의 악취 성분을 포함하는 악취 가스를 소취하는 경우, 충분한 소취 효과를 얻기 위한 대략의 질량비는 20:80 내지 80:20이다. 또한 이들 본 발명에 있어서의 화학 흡착형 소취제와, 활성탄과 같은 물리 흡착형 소취제를 병용할 수도 있다. 또한 소취 용량이란, 화학 흡착형 소취제 1g이 소취 가능한 표준 상태의 악취 성분의 양(mL)을 의미하며, 이 값이 클수록 소취 필터에 있어서의 소취 효과의 지속성을 얻을 수 있다.
다음으로, 본 발명에서 사용하는 화학 흡착형 소취제를 나타낸다.
(A) 4가 금속의 인산염
4가 금속의 인산염은, 바람직하게는 하기 일반식 (1)로 표시되는 화합물이다. 이 화합물은 물에 대하여 불용성 또는 난용성이며, 염기성 가스에 대한 소취 효과가 우수하다.
HaMb(PO4)c·nH2O (1)
(식 중, M은 4가의 금속 원자이고, a, b 및 c는 식: a+4b=3c를 만족시키는 정수이며, n은 0 또는 양의 정수임)
상기 일반식 (1)에 있어서의 M으로서는 Zr, Hf, Ti, Sn 등을 들 수 있다.
4가 금속의 인산염의 바람직한 구체예로서는, 인산지르코늄(Zr(HPO4)2·H2O), 인산하프늄, 인산티타늄, 인산주석 등을 들 수 있다. 이들 화합물로는, α형 결정, β형 결정, γ형 결정 등 다양한 결정계를 갖는 결정질의 것과 비정질의 것이 있는데, 모두 바람직하게 사용할 수 있다.
(B) 아민 화합물
아민 화합물은, 바람직하게는 히드라진계 화합물 또는 아미노구아니딘염이다. 이들 화합물은 알데히드계 가스와 반응하는 점에서, 알데히드계 가스에 대한 소취 효과가 우수하다. 히드라진계 화합물로서는, 아디프산디히드라지드, 카르보히드라지드, 숙신산디히드라지드, 옥살산디히드라지드가 예시되며, 아미노구아니딘염으로서는, 아미노구아니딘염산염, 아미노구아니딘황산염, 아미노구아니딘중탄산염 등이 예시된다. 또한 이들 아민 화합물은, 담체에 담지된 소취제를 구성할 수 있다. 이 경우의 담체는 통상 무기 화합물이며, 구체적으로는, 후술되는 제올라이트, 비정질 복합 산화물이나 실리카 겔 등이 예시된다. 또한 제올라이트 및 비정질 복합 산화물은 모두 염기성 가스에 대한 소취 효과를 가지므로, 이들을 담체로서 사용했을 경우에는 알데히드계 가스 및 염기성 가스의 양쪽에 대하여 유효하다.
(C) 제올라이트
제올라이트는, 바람직하게는 합성 제올라이트이다. 상기 제올라이트는 물에 대하여 불용성 또는 난용성이며, 염기성 가스에 대한 소취 효과가 우수하다. 제올라이트의 구조는 다양한데, 공지된 제올라이트는 모두 사용할 수 있으며, 구조로서는 A형, X형, Y형, α형, β형, ZSM-5, 아몰퍼스 등이 있다.
(D) 비정질 복합 산화물
비정질 복합 산화물은 상기 제올라이트 이외의 화합물이며, 바람직하게는Al2O3, SiO2, MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, ZrO2, TiO2, WO2, CeO2, Li2O, Na2O, K2O 등으로부터 선택된 적어도 2종에 의하여 구성되는 비정질의 복합 산화물이다. 이 복합 산화물은 물에 대하여 불용성 또는 난용성이며, 염기성 가스에 대한 소취 효과가 우수하다. X2O-Al2O3-SiO2(X는 Na, K 및 Li로부터 선택되는 적어도 1종의 알칼리 금속 원자)로 표시되는 비정질 복합 산화물이, 소취 성능이 우수한 점에서 특히 바람직하다. 비정질인 것은, 분말 X선 회절 측정을 행했을 때, 결정면에 기초한 명확한 회절 시그널이 인정되지 않는 것을 의미하며, 구체적으로는, 횡축에 회절각, 종축에 회절 시그널 강도를 플롯한 X선 회절 차트에, 첨도가 높은(소위 샤프한) 시그널 피크가 거의 나타나지 않는 것이다.
(E) Ag, Cu, Zn 및 Mn으로부터 선택되는 원자 중 적어도 1종을 함유하는 복합물
이 복합물은 물에 대하여 불용성 또는 난용성인 복합물이며, 황계 가스에 대한 소취 효과가 우수하다. 이 복합물은, Ag, Cu, Zn 및 Mn으로부터 선택되는 원자 중 적어도 1종, 그리고 해당 원자를 함유하는 화합물로부터 선택된 적어도 1종과, 다른 재료를 포함하는 복합 재료이다. Ag, Cu, Zn 및 Mn 중 적어도 1종의 원자를 함유하는 화합물은, 바람직하게는 산화물, 수산화물, 인산, 황산 등의 무기산의 염, 아세트산, 옥살산, 아크릴산 등의 유기산의 염이다. 따라서 이 소취제 (E)로서, Ag, Cu, Zn 및 Mn으로부터 선택된 적어도 1종의 금속, 또는 상기 화합물을, 다른 재료로서의 무기 화합물을 포함하는 담체에 담지시킨, 물에 불용성인 복합물을 사용할 수 있다. 담체로서 바람직한 무기 화합물은 실리카, 4가 금속의 인산염, 제올라이트 등이다. 또한 4가 금속의 인산염 및 제올라이트는 염기성 가스에 대한 소취 효과를 가지므로, 4가 금속의 인산염 및 제올라이트를 담체로서 사용했을 경우에는 황계 가스 및 염기성 가스의 양쪽에 대하여 유효하다.
(F) 지르코늄 화합물
지르코늄 화합물은 수화 산화지르코늄 및 산화지르코늄이며, 바람직하게는 비정질 화합물이다. 이들 화합물은 물에 대하여 불용성 또는 난용성이며, 산성 가스에 대한 소취 효과가 우수하다. 수화 산화지르코늄은 옥시수산화지르코늄, 수산화지르코늄, 함수 산화지르코늄, 산화지르코늄 수화물과 동의의 화합물이다.
(G) 하이드로탈사이트계 화합물
하이드로탈사이트계 화합물은 하이드로탈사이트 구조를 가지며, 바람직하게는 하기 일반식 (2)로 표시되는 화합물이다. 이 화합물은 물에 대하여 불용성 또는 난용성이며, 산성 가스에 대한 소취 효과가 우수하다.
M1 (1-x)M2 x(OH)2An - (x/n)·mH2O (2)
(식 중, M1은 2가의 금속 원자이고, M2는 3가의 금속 원자이며, x는 0보다 크고 0.5 이하인 수이고, An-는 탄산 이온, 황산 이온 등의 n가의 음이온이며, m은 양의 정수임)
상기 하이드로탈사이트계 화합물로서는 마그네슘-알루미늄 하이드로탈사이트, 아연-알루미늄 하이드로탈사이트 등을 들 수 있다. 이들 중, 산성 가스에 대하여 보다 우수한 소취 효과를 갖는 점에서, 마그네슘-알루미늄 하이드로탈사이트가 특히 바람직하다. 또한 하이드로탈사이트의 소성물, 즉, 하이드로탈사이트 화합물을 약 500℃ 이상의 온도에서 소성하여, 탄산근이나 수산기가 탈리함으로써 얻어지는 화합물도 하이드로탈사이트계 화합물에 포함된다.
(H) 비정질 활성 산화물
이 비정질 활성 산화물은 상기 비정질 복합 산화물을 포함하지 않는 화합물이며, 바람직하게는 물에 대하여 불용성 또는 난용성이고, 산성 가스 또는 황계 가스에 대한 소취 효과가 우수하다. 비정질 활성 산화물로서는, 구체적으로는 Al2O3, SiO2, MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, CuO, MnO, ZrO2, TiO2, WO2, CeO2 등을 들 수 있다. 또한 표면 처리된 활성 산화물을 사용할 수도 있다. 표면 처리물의 구체예로서는, 오르가노폴리실록산으로 표면 처리한 활성 산화물, 알루미늄, 규소, 지르코늄 또는 주석의 산화물, 혹은 수산화물로 표면을 피복한 활성 산화물을 들 수 있다. 오르가노폴리실록산 등의 유기계 재료로 표면 처리하는 편이, 무기계 재료로 표면 처리하는 것보다 소취 성능이 높으므로 바람직하다.
본 발명에 있어서의 화학 흡착형 소취제의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 또한 화학 흡착형 소취제의 크기에 대해서는, 이것이 입상물인 경우, 레이저 회절식 입도 분포 측정기로 측정한 메디안 직경은, 소취 효율의 관점에서, 바람직하게는 0.05 내지 100㎛, 보다 바람직하게는 0.1 내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 30㎛이다. 화학 흡착형 소취제가 지나치게 크면, 표출되는 화학 흡착형 소취제의 단위 질량당 표면적이 작아 충분한 소취 효과가 얻어지지 않는 경우나, 원하는 단위 면적당 중량을 설정했을 때 충분한 통기도가 얻어지지 않는 경우가 있다.
또한 화학 흡착형 소취제는 악취 성분과 접촉하는 효율이 높을수록 우수한 소취 효과도 얻어지는 점에서, 비표면적은 바람직하게는 10 내지 800㎡/g, 보다 바람직하게는 30 내지 600㎡/g이다. 비표면적은 질소 흡착량으로부터 산출하는 BET법에 의하여 측정할 수 있다.
본 발명의 소취 필터를 구성하는 소취 섬유층에 있어서, 단위 면적당 화학 흡착형 소취제의 함유량은 많은 편이 바람직하다. 그러나 함유량이 많아짐에 따라 소취 필터의 통기도가 낮아지고 비용은 상승하기 때문에, 통상 이를 고려하여 함유량이 결정된다. 화학 흡착형 소취제 1종당 소취 섬유층에 있어서의 함유량은 바람직하게는 1g/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 3g/㎡ 이상, 더욱 바람직하게는 5g/㎡ 이상이다. 또한 2종 이상의 화학 흡착형 소취제를 포함하는 경우의 합계 함유량은 바람직하게는 2g/㎡ 이상, 보다 바람직하게는 6g/㎡ 이상, 더욱 바람직하게는 10g/㎡ 이상이다.
본 발명에 있어서, 우수한 소취 효과가 얻어지는 소취 섬유층의 바람직한 형태는, 이 소취 섬유층을 구성하는 섬유의 질량을 100질량부로 했을 경우에, 화학 흡착형 소취제의 함유 비율을 바람직하게는 2 내지 60질량부, 보다 바람직하게는 5 내지 50질량부, 더욱 바람직하게는 10 내지 40질량부로 하는 것이다.
상술한 바와 같이 소취 섬유층의 구성은 화학 흡착형 소취제가 섬유의 표면에 매설되어 있는 형태일 수도 있고, 섬유 및 화학 흡착형 소취제가 접착층을 개재하여 접합하고 있는 형태일 수도 있다. 후자의 경우, 접착층의 구성 재료(결합제 수지)로서는, 천연 수지, 천연 수지 유도체, 페놀 수지, 크실렌 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 케톤 수지, 쿠마론·인덴 수지, 석유 수지, 테르펜 수지, 환화 고무, 염소화 고무, 알키드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리염화비닐 수지, 아크릴계 수지, 염화비닐·아세트산비닐 공중합 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리아세트산비닐, 폴리비닐알코올, 폴리비닐부티랄, 염소화폴리프로필렌, 스티렌 수지, 에폭시 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스 유도체 등을 들 수 있다. 이들 중, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르 수지 및 폴리비닐알코올이 바람직하다. 또한 상기 결합제 수지는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 접착층을 구비하는 소취 필터에 있어서, 소취 효과를 향상시키기 위하여 소취 섬유층에 있어서의 단위 면적당 화학 흡착형 소취제량을 증가시키면, 일반적으로, 화학 흡착형 소취제를 접합하기 위한 결합제 수지의 사용량도 증가하고, 소취 섬유층을 구성하는 섬유 간에 매몰되어 소취 필터의 통기성을 저하시킨다. 또한 결합제 수지에 매몰되어 버리는 화학 흡착형 소취제의 양이 증가하여, 악취 가스에 포함되는 악취 성분과 접촉할 수 없어, 소취제의 함유량의 증가에 수반하여 기대되는 만큼의 소취 효과가 얻어지지 않는다. 따라서 통기성을 저하시키지 않고 화학 흡착형 소취제에 의한 소취 효과를 충분히 발현시키기 위하여, 본 발명의 소취 필터에 있어서는, 소취 섬유층의 두께 및 단위 면적당 중량이 특정한 범위에 있으며, 소취 필터의 통기도도 특정한 범위에 있다.
본 발명의 소취 필터에 있어서의 소취 섬유층의 두께는 0.3㎜ 이상이면 충분한 소취 효과를 얻을 수 있지만, 후술하는 분야에 있어서의 실용성의 관점에서, 바람직하게는 0.3 내지 1.5㎜, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.2㎜이다. 이 소취 섬유층의 두께는 후술하는 다층형 소취 섬유층의 경우에도 동일하다. 또한 상기 소취 섬유층의 단위 면적당 중량은, 충분한 소취 효과 및 통기성이 얻어지는 점에서 30 내지 100g/㎡이고, 바람직하게는 35 내지 90g/㎡, 보다 바람직하게는 40 내지 85g/㎡이다. 이 소취 섬유층의 단위 면적당 중량은 후술하는 다층형 소취 섬유층의 경우에도 동일하다. 상기 소취 섬유층의 두께가 0.3 내지 1.5㎜이고, 단위 면적당 중량이 30 내지 100g/㎡인 경우, 높은 통기성을 갖는 한편, 악취 성분이 화학 흡착형 소취제에 충분히 흡착되어, 악취 가스에 대한 우수한 소취 성능을 얻을 수 있다.
소취 필터에 높은 통기성을 구비하고, 또한 높은 소취 성능을 발현시키기 위해서는, 소취 섬유층의 두께 및 단위 면적당 중량의 균형이 중요하며, 이러한 균형은 본 발명에 의하여 처음으로 달성된 것이다.
상기 소취 섬유층의 통기도는 효율적인 소취 효과가 얻어지는 점에서, 바람직하게는 50 내지 350㎤/(㎠·s), 보다 바람직하게는 100 내지 350㎤/(㎠·s), 더욱 바람직하게는 170 내지 300㎤/(㎠·s)이다.
본 발명에 있어서, 두께가 0.3㎜ 미만인 소취 섬유층에서는 충분한 소취 효과가 얻어지지 않는다.
또한 소취 섬유층의 단위 면적당 중량이 30g/㎡ 이하인 경우, 소취 섬유층의 통기도가 지나치게 높아지기 때문에, 악취 가스 중의 악취 성분이 화학 흡착형 소취제와 접촉하지 않고 악취 가스의 대부분이 소취 섬유층을 통과해 버려, 소취 효과는 저하된다. 한편, 단위 면적당 중량이 100g/㎡ 이상이면, 소취 섬유층의 통기도가 크게 저하되어, 기체가 소취 필터의 일면측으로부터 타면측에 대하여 원활히 흐르지 않게 된다.
본 발명의 소취 필터는, 도 1, 도 2 또는 도 3에서 도시된 단면 구조를 구비할 수 있다. 소취 섬유층은, 1종 또는 2종 이상의 화학 흡착형 소취제를 포함하는 복합 섬유를 포함하는 섬유 집합체를 포함하는 단층일 수도 있고, 해당 섬유 집합체의 둘 이상을 사용한 복층일 수도 있다. 또한 하나의 화학 흡착형 소취제를 포함하는 복합 섬유와, 다른 (1종 또는 2종 이상의) 화학 흡착형 소취제를 포함하는 (1종 또는 2종 이상의) 복합 섬유를 포함하는 섬유 집합체를 포함하는 층일 수도 있다. 또한 도시하고 있지는 않지만, 각 도면에서 도시된 소취 섬유층(10)은, 하나의 화학 흡착형 소취제를 포함하는 섬유층과, 다른 화학 흡착형 소취제를 포함하는 섬유층을 포함하는 다층형 소취 섬유층일 수도 있다. 또한 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일부가 소취 섬유층(10)인 단면 구조를 구비하는 소취 필터는, 소취 섬유층(10)과, 필요에 따라 소취 이외의 기능(방진, 소취 섬유층의 보호 등)을 갖는 섬유층(소취 섬유층(10)을 구성하는 섬유와 동일하거나 또는 상이한 섬유를 포함하고, 일면측으로부터 타면측으로 통기성을 갖는 섬유층이며, 이하, 「다른 섬유층」이라 함)과의 적층형 소취 필터로 할 수 있다. 다른 섬유층은 직포 및 부직포 중 어느 것으로 이루어지는 것이어도 된다. 또한 다른 섬유층의 단위 면적당 중량은 특별히 한정되지 않는다. 다른 섬유층의 통기도는, 바람직하게는 소취 섬유층(10)의 그것보다 높은 것이다. 또한 다른 섬유층의 수는 하나 또는 둘 이상으로 할 수 있다. 다른 섬유층의 두께는 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 소취 필터에 따른 통기성에 대해서는, 통기도가 낮은 경우에, 악취 가스에 포함되는 악취 성분과, 소취 섬유층에 포함되는 화학 흡착형 소취제와의 접촉 효율이 높아지는 경향에 있기 때문에, 높은 소취 효과가 얻어지기 쉬워지지만, 필터의 성능으로서는 통기도가 높은 편이 바람직하다. 그러나 통기도가 지나치게 높으면, 악취 가스가 소취 섬유층에 있어서의 공극을 빠져 나가, 화학 흡착형 소취제가 악취 성분을 효율적으로 흡착할 수 없어, 소취 성능이 저하된다. 따라서 높은 소취 효과를 발현시키기 위한 소취 필터의 통기도는 50 내지 350㎤/(㎠·s)이며, 바람직하게는 100 내지 350㎤/(㎠·s), 보다 바람직하게는 170 내지 300㎤/(㎠·s)이다.
본 발명의 소취 필터는, 상기 구성을 형성하기 위하여 다양한 방법에 의하여 제조할 수 있으며, 이하에 예시된다.
(1) 화학 흡착형 소취제를 포함하지 않는 섬유를 포함하는 직포 또는 부직포 전체에, 화학 흡착형 소취제와 결합제 수지를 포함하는 소취제 조성물을 도포(침지, 스프레이, 패딩 등)한 후 건조하고, 직포 또는 부직포를 구성하는 섬유의 표면에 화학 흡착형 소취제를 접착시켜, 실질적으로 소취 섬유층을 포함하는 소취 필터를 제조하는 방법
(2) 화학 흡착형 소취제를 포함하지 않는 섬유를 포함하는 직포 또는 부직포 전체에, 화학 흡착형 소취제와 결합제 수지를 포함하는 소취제 조성물을 도포(침지, 스프레이, 패딩 등)한 후 건조하고, 직포 또는 부직포를 구성하는 섬유의 표면에 화학 흡착형 소취제를 접착시켜 소취 섬유층용의 시트를 제작하고, 이 시트와, 화학 흡착형 소취제를 포함하지 않는 다른 섬유를 포함하는 직포 또는 부직포를 접합(결합제 수지의 이용, 교락 처리 등)하여, 소취 섬유층과 다른 섬유층을 포함하는 다층형 소취 필터를 제조하는 방법
(3) 화학 흡착형 소취제를 포함하지 않는 섬유를 포함하는 직포 또는 부직포의 단면의 일부(일면측 표층 또는 내부만)에, 화학 흡착형 소취제와 결합제 수지를 포함하는 소취제 조성물을 도포(침지, 스프레이, 패딩 등)한 후 건조하고, 직포 또는 부직포를 구성하는 섬유의 표면에 화학 흡착형 소취제를 접착시켜, 소취 섬유층과, 화학 흡착형 소취제를 포함하지 않는 섬유층을 포함하는 소취 필터를 제조하는 방법
(4) 화학 흡착형 소취제가 표출되도록 섬유의 기부 표면에 매설된 복합 섬유를 포함하는 직포 또는 부직포를 사용하고, 필요에 따라 교락 처리(니들 펀치법 등)에 제공하여, 실질적으로 소취 섬유층을 포함하는 소취 필터를 제조하는 방법
(5) 화학 흡착형 소취제가 표출되도록 섬유의 기부 표면에 매설된 복합 섬유를 포함하는 직포 또는 부직포와, 화학 흡착형 소취제를 포함하지 않는 다른 섬유를 포함하는 직포 또는 부직포를 접합(결합제 수지의 이용, 교락 처리 등)하여, 소취 섬유층과 다른 섬유층을 포함하는 다층형 소취 필터를 제조하는 방법
(6) 화학 흡착형 소취제를 포함하지 않는 섬유를 포함하는 직포 또는 부직포의 해당 섬유에 화학 흡착형 소취제를 접촉시킨 상태에서, 열처리 또는 화학 처리를 행하여 화학 흡착형 소취제를 섬유의 표면에 정착시켜, 실질적으로 소취 섬유층을 포함하는 소취 필터를 제조하는 방법
본 발명에 있어서는, (1)의 전착 가공법이 특히 바람직하다.
상기 방법 (1) 등에 있어서의 소취제 조성물에 포함되는 화학 흡착형 소취제 및 결합제 수지는 상술한 바와 같다. 특히 상기 소취제 조성물에 포함되는 화학 흡착형 소취제의 메디안 직경은, 원활한 전착 가공이 가능한 점에서, 바람직하게는 0.05 내지 100㎛이다. 또한 메디안 직경이 작을수록 단위 질량당 표면적이 커져 소취 효율이 우수하고, 전착 가공이 용이하며, 또한 가공 후의 탈락 등도 발생하기 어렵기 때문에 바람직하지만, 메디안 직경이 0.05㎛ 미만인 화학 흡착형 소취제를 사용하면, 화학 흡착형 소취제가 접착층의 내부에 매몰되어 표출되지 않는 문제나, 전착 가공 시에 화학 흡착형 소취제가 2차 응집을 일으켜 직포 또는 부직포의 표면에서 응어리가 형성되고 가공 후에 탈락하는 문제를 초래한다. 또한 화학 흡착형 소취제의 메디안 직경은 보다 바람직하게는 0.1 내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 30㎛이다.
또한 화학 흡착형 소취제의 종류에 따라서는, 소취 섬유층에 있어서 근접 병존함으로써 소취 효과가 저감되는 경우도 있기 때문에, 복수의 화학 흡착형 소취제를 정착시키는 경우에는, 복수의 화학 흡착형 소취제를 포함하는 소취제 조성물을 조제한 후 그대로 전착 가공에 사용할지, 1종만의 화학 흡착형 소취제를 함유하는 소취제 조성물을 복수 조제한 후 각각 사용하여 전착 가공할지를 선택하여 행할 필요가 있다. 또한 화학 흡착형 소취제와, 활성탄과 같은 물리 흡착형 소취제를 함유하는 소취제 조성물을 사용하여 전착 가공할 수도 있다.
결합제 수지와 화학 흡착형 소취제를 배합한 소취제 조성물을 사용하는 경우, 화학 흡착형 소취제에 대한 결합제 수지의 비율이 높을수록 화학 흡착형 소취제의 고정력이 높아져, 화학 흡착형 소취제의 탈락이 억제되는 점에서는 바람직하다. 한편, 결합제 수지의 비율이 낮을수록 화학 흡착형 소취제를 표출시키기 쉽고, 그 결과, 화학 흡착형 소취제가 악취 가스에 포함되는 악취 성분과 접촉하기 쉬워져, 우수한 소취 효과가 얻어진다. 따라서 화학 흡착형 소취제를 효율적으로 표출시켜 우수한 소취 효과를 얻기 위하여, 결합제 수지 및 화학 흡착형 소취제의 함유 비율은, 결합제 수지 및 화학 흡착형 소취제의 합계를 100질량%로 했을 경우에 각각, 바람직하게는 10 내지 90질량% 및 10 내지 90질량%의 범위이며, 보다 바람직하게는 20 내지 50질량% 및 50 내지 80질량%의 범위이다.
상기 소취제 조성물에는, 결합제 수지의 종류에 따른 첨가제를 첨가함으로써, 소취 성능 이외의 작용을 부여시키거나, 전착 가공성의 향상 등을 도모할 수 있다. 첨가제로서는, 분산제, 소포제, 점도 조정제, 계면 활성제, 안료, 염료, 방향제, 항균제, 항바이러스제, 항알레르겐제 등을 들 수 있다. 첨가제의 배합량은, 화학 흡착형 소취제의 소취 효과의 저하나 소취 부직포의 통기성에 영향을 미치지 않도록 적절히 선택할 필요가 있다.
상기 소취제 조성물을 제조하는 경우에는, 무기 분말 등의 일반적인 분산 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어 결합제 수지의 에멀전에 분산제 등의 결합제 수지용의 첨가제를 첨가하고, 화학 흡착형 소취제를 더 첨가하고, 샌드 밀, 디스퍼, 볼 밀 등을 사용하여 교반하여, 혼합·분산시키면 된다. 이 조제 방법이면, 소취제 조성물 중의 화학 흡착형 소취제의 고형분 농도가 높을수록 결합제 조성물의 점도가 높아져 취급은 어려워지는 한편, 도막의 건조를 효율적으로 진행시킬 수 있다. 그 때문에, 소취제 조성물 중의 화학 흡착형 소취제의 고형분 농도로서는 5 내지 30 질량%가 바람직하다. 소취제 조성물의 점도를 조절하기 위하여, 소취 성능에 영향을 주지 않는 범위에서 점도 조정제 등을 이용할 수도 있다.
화학 흡착형 소취제를 함유하는 소취제 조성물에 의한, 기재(직포 또는 부직포)에의 전착 가공 방법은 상기와 같다. 침지법의 예로서는 실온 정치법, 가열 교반법 등을 들 수 있다. 패딩법으로서는 패드 드라이법, 패드 스팀법 등을 들 수 있다. 얻어진, 도막을 갖는 기재는, 건조하고 소취제 조성물의 매체를 적절히 제거함으로써, 결합제 수지가 기능을 발휘하여, 화학 흡착형 소취제가 기재를 구성하는 섬유의 표면에 접착된다. 이때의 건조 온도는 특별히 제한은 없지만, 소취제 조성물이, 예를 들어 에멀전 조성물인 경우에는, 바람직하게는 50℃ 내지 150℃ 정도, 보다 바람직하게는 80℃ 내지 130℃ 정도로 한다. 바람직한 건조 시간은 건조 온도에 따라 다르지만, 2분 내지 12시간, 보다 바람직하게는 5분 내지 2시간이다. 이러한 조건에서 건조시킴으로써, 표출된 화학 흡착형 소취제를, 기재를 구성하는 섬유의 표면에 효율적으로 정착시킬 수 있다.
소취제 조성물을 사용하여 본 발명의 소취 필터를 제조하는 경우에는, 화학 흡착형 소취제를 균일하게 기재를 구성하는 섬유의 표면에 접합시키기 위하여, 또한 통기성과 두께의 설정을 용이하게 하기 위하여, 기재로서, 니들 펀치법에 의하여 제조된 부직포, 서멀 본드법에 의하여 제조된 부직포, 또는 스펀 본드법에 의하여 제조된 부직포를 사용하는 것이 바람직하다.
또한 다층형 소취 섬유층을 구비하는 소취 필터는, 복수의 기재의 각각에 대하여 소취제 조성물의 도포 및 건조를 행한 후, 적층하여 일체화시킴으로써 제조할 수 있다. 이 경우, 각각의 기재에 상이한 화학 흡착형 소취제를 가공할 수도 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한 하기에 있어서, 부 및 %는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다.
화학 흡착형 소취제의 메디안 직경은, 레이저 회절식 입도 분포를 이용하여 부피 기준에 의하여 측정하였다. 소취 필터의 통기도는 JIS L1096:2010에 규정된 프래지어형법에 의하여 측정하였다. 단위는 ㎤/(㎠·s)이다. 소취 필터의 두께는 JIS L1096:2010에 규정된 방법에 의하여 오자키 세이사쿠쇼사 제조의 막 두께계 「피콕 No. 25」(상품명)로 측정하였다. 단위는 ㎜이다. 소취 필터의 단위 면적당 중량은, 표준 상태에 있어서의 1㎡당 질량(g/㎡)으로 나타내며, JIS L1096:2010에 규정된 방법에 의하여 측정하였다.
소취 시험은, 미리 소정의 농도의 악취 성분을 포함하도록 조제한 악취 가스를 소취 필터의 일면측으로부터 타면측으로 통과시킴으로써 실시하였다. 구체적으로는, 주머니에 수용한 악취 가스를, 가스텍사 제조의 기체 채취기 「MODEL GV-100」(형식명)을 사용하여 흡인시키면서 경로로 면적 5㎠의 소취 필터를 통과시킨 후, 기체 검지관에 의하여 통과 가스 중의 악취 성분의 농도를 측정하였다.
악취 가스로서, 6단계 악취 강도 표시법에 기초한 악취 강도 5에 상당하는 암모니아(40ppm), 아세트산(1.9ppm) 또는 아세트알데히드(10ppm)를 포함하는 가스, 및 악취 강도 5의 20배에 상당하는 메틸머캅탄(4ppm)을 포함하는 가스를 통기시켰다. 그리고 통기 후, 각각의 악취 성분에 대응하는 가스 검지관(암모니아용 기체 검지관: No. 3L, 아세트산용 기체 검지관: No. 81L, 아세트알데히드용 기체 검지관: No. 92L, 메틸머캅탄용 기체 검지관: No. 70L)을 사용하여 통과 가스 중의 각 악취 성분의 농도를 측정하고, 이하의 식에 의하여 악취 성분 저감율을 구하였다.
악취 성분 저감율=[(통기 전 악취 성분 농도-통기 후 악취 성분 농도)/통기 전 악취 성분 농도]×100
또한 이하의 실시예 및 비교예에서 사용한 소취제(화학 흡착형 소취제 등)는 표 1에 나타내는데, 각 소취제의 소취 용량을 산출하기 위한 시험 방법은 이하와 같다.
소취제 0.01g를 테들라 백에 넣고 밀봉 후, 악취 강도 5의 농도의 200배에 상당하는 암모니아(8000ppm), 메틸머캅탄(40ppm), 아세트산(380ppm) 또는 아세트알데히드(2000ppm)를 포함하는 가스 2L를 봉입하고, 그의 24시간 후에 각 악취 성분의 농도(잔존 가스 성분 농도)를 가스 검지관으로 측정하고, 이하의 식에 의하여 소취 용량(mL/g)을 얻었다.
소취 용량(mL/g)=[2000(mL)×(초기 악취 가스 성분 농도(ppm)-잔존 가스 성분 농도(ppm))×10-6]/0.01(g)
Figure pct00001
또한 이하의 실시예 및 비교예에서 제조하는 소취 필터용의 기재로서, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 포함하는 부직포가 니들 펀치법에 의하여 교락 처리된 부직포 시트 1, 또는 폴리프로필렌 수지 및 폴리에틸렌 수지를 포함하는 부직포가 서멀 본드법에 의하여 제조된 부직포 시트 2를 사용하였다.
실시예 1(소취 필터 F1의 제조 및 평가)
표 1에 나타낸 인산지르코늄 및 CuO·SiO2 복합물을 포함하는 소취제와, 부직포 시트 1을 사용하였다. 한편, 이들 소취제를 전착시키기 위하여, 인산지르코늄이 6부, CuO·SiO2 복합물이 6부, 그리고 폴리에스테르계 결합제의 수지 고형분이 6부의 질량 비율이 되도록, 인산지르코늄 분말, CuO·SiO2 복합물 분말 및 폴리에스테르계 결합제 분산액을 사용하여, 고형분 농도가 10%인 소취제 함유 가공액 W1을 조제하였다. 이 소취제 함유 가공액 W1을 부직포 시트 1에, 인산지르코늄의 전착량이 6g/㎡, CuO·SiO2 복합물의 전착량이 6g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F1을 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F1의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
실시예 2(소취 필터 F2의 제조 및 평가)
실시예 1에서 나타낸 소취제 함유 가공액 W1을 부직포 시트 2에, 인산지르코늄의 전착량이 3g/㎡, CuO·SiO2 복합물의 전착량이 3g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터를 2장 준비하고, 이들을 적층하여 소취 필터 F2를 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F2의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
실시예 3(소취 필터 F3의 제조 및 평가)
실시예 1에서 나타낸 소취제 함유 가공액 W1을, 실시예 1 및 2와 상이한 단위 면적당 중량, 두께의 부직포 시트 1에, 인산지르코늄의 전착량이 3g/㎡, CuO·SiO2 복합물의 전착량이 3g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F3을 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F3의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
실시예 4(소취 필터 F4의 제조 및 평가)
실시예 1에서 나타낸 소취제 함유 가공액 W1을, 실시예 1 내지 3과 상이한 단위 면적당 중량, 두께의 부직포 시트 1에, 인산지르코늄의 전착량이 8g/㎡, CuO·SiO2 복합물의 전착량이 8g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F4를 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F4의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
실시예 5(소취 필터 F5의 제조 및 평가)
표 1에 나타낸, 규산알루미늄 및 함수 산화지르코늄을 포함하는 소취제와, 부직포 시트 1을 사용하였다. 한편, 이들 소취제를 전착시키기 위하여, 규산알루미늄이 6부, 함수 산화지르코늄이 5부 그리고 폴리에스테르계 결합제의 수지 고형분이 5.5부의 질량 비율이 되도록, 규산알루미늄 분말, 함수 산화지르코늄 분말 및 폴리에스테르계 결합제 분산액을 사용하여, 고형분 농도가 10%인 소취제 함유 가공액 W2를 조제하였다. 이 소취제 함유 가공액 W2를 부직포 시트 1에, 규산알루미늄의 전착량이 6g/㎡, 함수 산화지르코늄의 전착량이 5g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F5를 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F5의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
실시예 6(소취 필터 F6의 제조 및 평가)
표 1에 나타낸 인산지르코늄, CuO·SiO2 복합물 및 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔을 포함하는 소취제와, 부직포 시트 1을 사용하였다. 한편, 이들 소취제를 전착시키기 위하여, 인산지르코늄이 6부, CuO·SiO2 복합물이 6부, 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔이 4부 그리고 폴리에스테르계 결합제의 수지 고형분이 8부의 질량 비율이 되도록, 인산지르코늄 분말, CuO·SiO2 복합물 분말, 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔 분말 및 폴리에스테르계 결합제 분산액을 사용하여, 고형분 농도가 10%인 소취제 함유 가공액 W3을 조제하였다. 이 소취제 함유 가공액 W3을 부직포 시트 1에, 인산지르코늄의 전착량이 6g/㎡, CuO·SiO2 복합물의 전착량이 6g/㎡, 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔의 전착량이 4g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F6을 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F6의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
실시예 7(소취 필터 F7의 제조 및 평가)
표 1에 나타낸 규산알루미늄 및 활성 산화아연을 포함하는 소취제와, 부직포 시트 1을 사용하였다. 한편, 이들 소취제를 전착시키기 위하여, 규산알루미늄이 6부, 활성 산화아연이 5부 그리고 폴리에스테르계 결합제의 수지 고형분이 5.5부의 질량 비율이 되도록, 규산알루미늄 분말, 활성 산화아연 분말 및 폴리에스테르계 결합제 분산액을 사용하여, 고형분 농도가 10%인 소취제 함유 가공액 W4를 조제하였다. 이 소취제 함유 가공액 W4를 부직포 시트 1에, 규산알루미늄의 전착량이 6g/㎡, 활성 산화아연의 전착량이 5g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F7을 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F7의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
실시예 8(소취 필터 F8의 제조 및 평가)
표 1에 나타낸 함수 산화지르코늄 및 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔을 포함하는 소취제와, 부직포 시트 1을 사용하였다. 한편, 이들 소취제를 전착시키기 위하여, 함수 산화지르코늄이 5부, 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔이 4부 그리고 폴리에스테르계 결합제의 수지 고형분이 4.5부의 질량 비율이 되도록, 함수 산화지르코늄 분말, 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔 분말 및 폴리에스테르계 결합제 분산액을 사용하여, 고형분 농도가 10%인 소취제 함유 가공액 W5를 조제하였다. 이 소취제 함유 가공액 W5를 부직포 시트 1에, 함수 산화지르코늄의 전착량이 5g/㎡, 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔의 전착량이 4g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F8을 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F8의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
실시예 9(소취 필터 F9의 제조 및 평가)
표 1에 나타낸 아몰퍼스 제올라이트 및 하이드로탈사이트를 포함하는 소취제와, 부직포 시트 1을 사용하였다. 한편, 이들 소취제를 전착시키기 위하여, 아몰퍼스 제올라이트가 6부, 하이드로탈사이트가 5부 그리고 폴리에스테르계 결합제의 수지 고형분이 5.5부의 질량 비율이 되도록, 아몰퍼스 제올라이트 분말, 하이드로탈사이트 분말 및 폴리에스테르계 결합제 분산액을 사용하여, 고형분 농도가 10%인 소취제 함유 가공액 W6을 조제하였다. 이 소취제 함유 가공액 W6을 부직포 시트 1에, 아몰퍼스 제올라이트의 전착량이 6g/㎡, 하이드로탈사이트의 전착량이 5g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F9를 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F9의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
실시예 10(소취 필터 F10의 제조 및 평가)
표 1에 나타낸 인산지르코늄, CuO·SiO2 복합물 및 함수 산화지르코늄을 포함하는 소취제와, 부직포 시트 1을 사용하였다. 한편, 이들 소취제를 전착시키기 위하여, 인산지르코늄의 함유량이 6부, CuO·SiO2 복합물이 6부, 함수 산화지르코늄이 5부 그리고 폴리에스테르계 결합제의 수지 고형분이 8.5부의 질량 비율이 되도록, 인산지르코늄 분말, CuO·SiO2 복합물 분말, 함수 산화지르코늄 분말 및 폴리에스테르계 결합제 분산액을 사용하여, 고형분 농도가 10%인 소취제 함유 가공액 W7을 조제하였다. 이 소취제 함유 가공액 W7을 부직포 시트 1에, 인산지르코늄의 전착량이 6g/㎡, CuO·SiO2 복합물의 전착량이 6g/㎡, 함수 산화지르코늄의 전착량이 5g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F10을 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F10의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
실시예 11(소취 필터 F11의 제조 및 평가)
표 1에 나타낸 규산알루미늄, 활성 산화아연 및 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔을 포함하는 소취제와, 부직포 시트 1을 사용하였다. 한편, 이들 소취제를 전착시키기 위하여, 규산알루미늄이 6부, 활성 산화아연이 5부, 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔이 4부 그리고 폴리에스테르계 결합제의 수지 고형분이 7.5부의 질량 비율이 되도록, 규산알루미늄 분말, 활성 산화아연 분말, 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔 분말 및 폴리에스테르계 결합제 분산액을 사용하여, 고형분 농도가 10%인 소취제 함유 가공액 W8을 조제하였다. 이 소취제 함유 가공액 W8을 부직포 시트 1에, 규산알루미늄의 전착량이 6g/㎡, 활성 산화아연의 전착량이 5g/㎡, 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔의 전착량이 4g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F11을 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F11의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
비교예 1(소취 필터 F21의 제조 및 평가)
실시예 1에서 나타낸 소취제 함유 가공액 W1을, 실시예 1 내지 4와 상이한 단위 면적당 중량, 두께의 부직포 시트 1에, 인산지르코늄의 전착량이 6g/㎡, CuO·SiO2 복합물의 전착량이 6g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F21을 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F21의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재하였다.
비교예 2(소취 필터 F22의 제조 및 평가)
실시예 1에서 나타낸 소취제 함유 가공액 W1을, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1과 상이한 단위 면적당 중량, 두께의 부직포 시트 1에, 인산지르코늄의 전착량이 6g/㎡, CuO·SiO2 복합물의 전착량이 6g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F22를 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F22의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재하였다.
비교예 3(소취 필터 F23의 제조 및 평가)
실시예 6에서 나타낸 소취제 함유 가공액 W3을, 실시예 6과 상이한 단위 면적당 중량, 두께의, 부직포 시트 1에, 인산지르코늄의 전착량이 6g/㎡, CuO·SiO2 복합물의 전착량이 6g/㎡, 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔의 전착량이 4g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F23을 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F23의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재하였다.
비교예 4(소취 필터 F24의 제조 및 평가)
실시예 6에서 나타낸 소취제 함유 가공액 W3을, 실시예 6 및 비교예 3과 상이한 단위 면적당 중량, 두께의 부직포 시트 1에, 인산지르코늄의 전착량이 6g/㎡, CuO·SiO2 복합물의 전착량이 6g/㎡, 아디프산디히드라지드 30% 담지 실리카 겔의 전착량이 4g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F24를 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F24의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재하였다.
비교예 5(소취 필터 F25의 제조 및 평가)
실시예 9에서 나타낸 소취제 함유 가공액 W6을 부직포 시트 1에, 아몰퍼스 제올라이트의 전착량이 6g/㎡, 하이드로탈사이트의 전착량이 5g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F25를 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F25의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재하였다.
비교예 6(소취 필터 F26의 제조 및 평가)
활성탄과 부직포 시트 1을 사용하였다. 한편, 이 활성탄을 전착시키기 위하여, 활성탄이 12부, 폴리에스테르계 결합제의 수지 고형분이 6부의 질량 비율이 되도록, 활성탄 분말 및 폴리에스테르계 결합제 분산액을 사용하여, 고형분 농도가 10%인 소취제 함유 가공액 W9를 조제하였다. 이 소취제 함유 가공액 W9를 부직포 시트 1에, 활성탄의 전착량이 12g/㎡가 되도록 균일하게 도포한 후 건조하여, 소취제가 일면측으로부터 타면측으로 균일하게 접착된 소취 필터 F26을 제작하였다. 이어서, 이 소취 필터 F26의 악취 성분 저감율, 단위 면적당 중량, 두께 및 통기도를 측정하고, 그 결과를 표 3에 기재하였다.
Figure pct00002
Figure pct00003
표 2 및 표 3으로부터 이하의 것을 알 수 있다. 실시예 1 내지 11 모두에 있어서, 악취 성분 저감율 90% 이상의 높은 소취 성능을 나타내었다. 한편, 비교예 1은 소취 필터의 통기도가 지나치게 높은 예이며, 소취 성능이 떨어진다. 또한 비교예 2는 소취 필터의 통기도가 지나치게 낮고, 또한 소취 섬유층(소취 필터)의 두께가 지나치게 얇은 예이며, 소취 성능이 떨어진다. 비교예 3은 소취 섬유층(소취 필터)의 두께가 지나치게 얇은 예이며, 소취 성능이 떨어진다. 비교예 4는 소취 필터의 단위 면적당 중량이 지나치게 높고, 또한 통기도가 지나치게 낮은 예이며, 소취 성능이 충분치 않고 통기도가 지나치게 낮기 때문에 필터로서 기능을 하지 못한다. 비교예 5는 소취 필터의 단위 면적당 중량이 지나치게 낮고, 또한 통기도가 지나치게 높은 예이며, 소취 성능이 떨어진다. 비교예 6은 화학 흡착형 소취제가 아니라 물리 흡착형 소취제를 가공한 소취 필터의 예이며, 소취 성능은 떨어진다. 이상으로부터, 높은 소취 성능을 얻기 위해서는, 특정한 두께 및 단위 면적당 중량을 갖는 소취 섬유층에 화학 흡착형 소취제를 사용하고, 소취 필터가 특정한 통기도를 구비할 것이 필요해진다.
이하의 실시예 12 및 비교예 7에서는, 10ppm의 메틸머캅탄 가스를 사용하여 소취 필터의 소취 효과의 지속성을 평가하였다.
실시예 12
실시예 1에서 제조한 소취 필터 F1에, 2분 간격으로 상기 메틸머캅탄 가스를 통기시키고, 상기와 마찬가지로 하여 통기 후의 각 회에 있어서의 악취 성분 저감율을 산출하여, 소취 효과의 지속성을 평가하였다. 그 결과를 도 4에 기재하였다.
비교예 7
소취 필터 F1 대신, 비교예 6에서 제조한 소취 필터 F26을 사용한 것 이외에는 실시예 12와 마찬가지로 하여 평가하였다. 그 결과를 도 4에 기재하였다.
도 4로부터 밝혀진 바와 같이, 소취 필터 F26을 사용한 비교예 7에서는, 15회의 반복 시험 후에 악취 성분 저감율이 0%가 된 데 비하여, 소취 필터 F1을 사용한 실시예 12에서는, 28회의 반복 시험까지 악취 성분 저감율 80% 이상을 유지하여, 소취 효과의 높은 지속성을 나타내었다.
본 발명의 소취 필터에 따르면, 배설 악취나 부패 악취 등을 포함하는 분위기에 있어서, 소취 필터를 통과하는 악취 가스에 대하여 삽시간에 높은 소취 성능이 얻어진다. 따라서 의료·개호·배설 현장, 하수 처리장, 쓰레기 처리장(소각장), 비료 공장, 화학 공장 등에 있어서 발생한 악취; 축산 농장, 어항, 동물 관련 시설 등에 있어서 발생한 동물 악취, 배설 악취, 부패 악취(애완동물 또는 애완동물용품으로부터의 악취를 포함함); 발 매트, 신발의 안창, 신발장, 쓰레기통, 화장실 등으로부터의 악취 등을 회피하기 위한 마스크용 필터, 공기 청정기 또는 에어컨용의 필터로서 유용하다.
1: 소취 필터
10: 소취 섬유층
11: 섬유
13: 화학 흡착형 소취제
15: 접합부(결합제 수지)

Claims (7)

  1. 섬유와, 해당 섬유의 표면에 접합된 화학 흡착형 소취제를 포함하는 소취 섬유층을 구비하는 소취 필터이며,
    상기 소취 섬유층의 두께는 0.3㎜ 이상이고,
    상기 소취 섬유층의 단위 면적당 중량은 30 내지 100g/㎡이고,
    상기 소취 필터의 프래지어(Frazier) 형법에 기초한 통기량은 50 내지 350㎤/(㎠·s)인 것을 특징으로 하는 소취 필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소취 필터의 기재가 부직포인 소취 필터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화학 흡착형 소취제가, (1) 4가 금속의 인산염, (2) 아민 화합물, (3) 제올라이트, (4) X2O-Al2O3-SiO2(X는 Na, K 및 Li로부터 선택되는 적어도 1종의 원자)로 표시되는 비정질 복합 산화물, (5) Ag, Cu, Zn 및 Mn으로부터 선택되는 적어도 1종의 원자를 함유하는 복합물, (6) 수화 산화지르코늄 및 산화지르코늄으로부터 선택되는 적어도 1종의 지르코늄 화합물, (7) 하이드로탈사이트계 화합물, 및 (8) 비정질 활성 산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 것인 소취 필터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학 흡착형 소취제의 함유 비율이, 상기 소취 섬유층을 구성하는 섬유의 질량을 100질량부로 했을 경우에 2 내지 60질량부인 소취 필터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학 흡착형 소취제를 레이저 회절식 입도 분포 측정기로 측정했을 때의 메디안 직경이 0.05 내지 100㎛인 소취 필터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소취 섬유층에 있어서, 상기 화학 흡착형 소취제가 결합제 수지에 의하여 상기 섬유에 접합되어 있는 것인 소취 필터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 결합제 수지 및 상기 화학 흡착형 소취제의 비율이, 양자의 합계를 100질량%로 했을 경우에 각각 10 내지 90질량% 및 10 내지 90질량%인 소취 필터.
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