JP2001300220A

JP2001300220A - 空気清浄用フィルタ装置

Info

Publication number: JP2001300220A
Application number: JP2000119574A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Hashimoto; 弘昌橋本
Original assignee: Zeon Kasei Co Ltd
Current assignee: Zeon Kasei Co Ltd
Priority date: 2000-04-20
Filing date: 2000-04-20
Publication date: 2001-10-30

Abstract

(57)【要約】【課題】アンモニア、アミン、硫化水素およびメルカ
プタンの４大生活悪臭とタバコ臭とを効率よく消臭する
空気清浄用フィルタ装置を提供すること。【解決手段】基材に酸性リン酸塩と銅化合物とを担持
させてなる第１フィルタおよび基材にハイドロタルサイ
ト化合物と亜硫酸塩とを担持させてなる第２フィルタで
構成される空気清浄用フィルタ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気清浄用フィルタ
装置に関し、詳しくは、生活環境の空気からタバコの煙
を含めた悪臭、不快臭を有効に除去する空気清浄用フィ
ルタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、人間生活の質の向上に伴って、汗
の発酵や生ごみ、屎尿など生活環境から発生する悪臭、
特に、アンモニア、アミン、硫化水素およびメルカプタ
ンのいわゆる４大生活悪臭にとどまらず、タバコの煙に
含まれるアルデヒドおよび脂肪酸からくる不快臭をもと
り除いてクリーンな空気の中で生活したいという要求が
増大している。このような生活環境の悪臭、不快臭を除
去するために、従来、活性炭、ゼオライトなどの物理的
な吸着剤が用いられてきた。しかし、水蒸気や吸着物質
の蒸気が吸着されると物理的な吸着能は著しく低下する
し、アルデヒドや脂肪酸を主な臭い成分とするタバコ臭
の除去には効果が小さい欠点を有している。一方、悪
臭、不快臭を化学的に除去する試みとして、酸性リン酸
塩および銅化合物を利用することが提案されている（特
公平５−６６８２０号公報）。しかしこの方法はアンモ
ニアやメルカプタンには有効に機能するものの、タバコ
臭の除去には難がある。

【０００３】また、ハイドロタルサイト化合物を基材に
担持させたフィルタを用いるとタバコ臭が除けることが
知られている（特開平１０−５２４７８号公報）。しか
し、この方法は、タバコ臭がまだ十分除去できない上
に、アンモニアなどの生活悪臭の除去は難しいものであ
る。一方、酸性ピロリン酸ナトリウムなどは硫酸銅と組
合わせるとアンモニア脱臭率が飛躍的に向上することが
知られている（特開紹６３−２３８８６５号公報など）
ので、ハイドロタルサイト化合物と酸性ピロリン酸ナト
リウムなどとを組み合わせることが考えられるが、これ
らを同一の基材中に付着させると化学反応を起こして消
臭能力が低下してしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アン
モニアなどの４大生活悪臭とアルデヒドなどのタバコ臭
とを効率よく消臭することができる空気清浄用フィルタ
装置を提供することにある。本発明者は鋭意研究した結
果、基材酸性リン酸塩と銅化合物とを基材に付着させた
フィルタと、ハイドロタルサイト化合物と亜硫酸塩とを
基材に担持させたフィルタとを併用することにより上記
の悪臭、不快臭が効率的に除去できることを見出し、こ
の知見に基づき本発明を完成するに至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、基材に酸性リン酸塩と銅化合物とを付着させてなる
第１フィルタおよび基材にハイドロタルサイト化合物と
亜硫酸塩とを担持させてなる第２フィルタで構成される
空気清浄用フィルタ装置が提供される。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の空気清浄用フィルタ装置
は、基材に酸性リン酸塩と銅化合物とを担持させてなる
第１フィルタおよび基材にハイドロタルサイト化合物と
亜硫酸塩とを担持させてなる第２フィルタで構成される
ものである。本発明で使用する第１フィルタおよび第２
フィルタに用いられる基材は、前記酸性リン酸塩等と化
学反応性がなく、かつ、通気性があるものであれば特に
限定されず、例えば、各種の繊維からなる不織布、ろ
紙、素焼き、セラミックス、金属などからなるシート、
発泡体、ハニカム構造体、コルゲート形状物などが挙げ
られる。これらの中で、不織布、ポリウレタン連続気泡
体、紙コルゲートなどが経済性の面で好ましく、セラミ
ックフォーム、セラミックハニカム、アルミニウムコル
ゲートなどが耐久性の面で好ましい。不織布用の繊維と
しては、木綿、麻、レーヨンなどのセルロース系繊維；
羊毛、絹などの蛋白質系繊維；ポリエステル繊維、ポリ
アミド繊維、アクリル繊維、ポリウレタン繊維、ガラス
繊維、石綿繊維などが挙げられる。これらは単独で、ま
たは２種以上組み合わせて使用される。

【０００７】本発明で使用する酸性リン酸塩は酸性を有
するリン酸塩であってその具体例としては、リン酸二水
素アンモニウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水
素カリウム、リン酸二水素カルシウム、リン酸二水素バ
リウムなどのリン酸二水素塩；リン酸水素二アンモニウ
ム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素アンモニウム
ナトリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素マグネ
シウム、リン酸水素バリウムなどのリン酸一水素塩；酸
性ピロリン酸ナトリウム、酸性ピロリン酸カリウムの酸
性ピロリン酸塩などが挙げられる。これらは単独で、ま
たは２種以上組み合わせて使用される。酸性リン酸塩の
使用量は、基材１００重量部に対して、通常、０．５〜
１００重量部、好ましくは１〜５０重量部である。酸性
リン酸塩の使用量が過度に少ないと消臭効果が小さくな
るおそれがある。逆に酸性リン酸塩の使用量が過度に多
いとフィルタが目詰まりする可能性がある。

【０００８】本発明で使用する銅化合物は、銅の無機酸
塩、有機酸塩、酸化物または錯体であって、具体例とし
ては塩化第一銅、塩化第二銅、臭化第一銅、臭化第二
銅、ヨウ化第一銅、ヨウ化第二銅、酸化第一銅、酸化第
二銅、酢酸銅、硝酸銅、炭酸銅、硫酸銅、酸性リン酸
銅、水酸化第二銅、クエン酸第二銅、シアン化銅、ピロ
リン酸銅、クエン酸第二銅、グルコン酸銅、２−ケトグ
ルタル酸銅、ピルビン酸銅、オキサロ酢酸銅、オレイン
酸銅、ナフテン酸銅、銅クロロフィル、フタロシアニン
銅などが挙げられる。これらは単独で、または２種以上
組み合わせて使用することができる。これらの銅化合物
の中で、無機酸塩の銅化合物が入手しやすいので好まし
い。なお、本発明において、銅化合物が酸性リン酸化合
物である場合は、それが前記酸性リン酸塩をも兼ねるこ
とができる。銅化合物の使用量は、前記酸性リン酸塩１
００重量部に対して、通常、０．００５〜２００重量
部、好ましくは０．０１〜５０重量部である。銅化合物
の使用量が過度に少ないとフィルタ装置の消臭性能が不
十分になるおそれがあり、逆に銅化合物の使用量が過度
に多いと、フィルタが目詰まりする可能性がある。

【０００９】本発明で使用する第１フィルタにおいて、
基材に上記酸性リン酸塩と上記銅化合物を担持させる方
法は特に限定されず、通常、両物質の混合水溶液を基材
に塗布、噴霧または含浸させてから乾燥させる方法、ま
たは一方の水溶液を基材に塗布、噴霧または含浸させて
乾燥させた後他方の水溶液を重ねて塗布または含浸させ
て乾燥させる方法が採られる。また、カルボキシル基ま
たはスルホン酸基を有する重合体のラテックスからなる
バインダーにより酸性リン酸塩および銅化合物を強固に
担持させることも可能である。前記重合体のラテックス
としては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体、ア
クリロニトリル−ブタジエン共重合体などが挙げられ
る。

【００１０】本発明で使用するハイドロタルサイト化合
物は、一般式〔Ｍｇ_１−ｘＡｌ_ｘ（ＯＨ）_２〕_Ｘ ^＋
〔（ＣＯ_３）_ｘ／２・ｍＨ_２０〕_Ｘ ⁻で表わさ
れる不定比化合物で、プラスに荷電した基本層〔Ｍｇ
_１−ｘＡｌ_ｘ（ＯＨ）_２〕_Ｘ ^＋と、マイナスに荷電
した中間層〔（ＣＯ_３）_ｘ／２・ｍＨ_２０〕 _Ｘ ⁻
とからなる層状の結晶構造を有する無機物質である。こ
こで、Ｘは０より大で０．３３以下の範囲の数である。
天然品は、Ｍｇ_６Ａｌ_２（ＯＨ）_１６ＣＯ_３・４
Ｈ_２Ｏとして得られ、合成品は、主としてＭｇ
_４．５Ａｌ_２（ＯＨ）_１３ＣＯ_３・３．５Ｈ_２
Ｏの形のものが市販されている。合成方法としては、例
えば、特公昭４６−２２８０号公報、特公昭５０−３０
０３９号公報、特公昭５１−２９１２９号公報、特公昭
６１−１７４２７０号公報などに記載された公知の方法
を例示することができる。また、ハイドロタルサイト化
合物は、前記ハイドロタルサイト化合物中のＭｇの一部
をＺｎで置換したＺｎ変性型を用いてもよい。

【００１１】本発明においては、ハイドロタルサイト化
合物として、ハイドロタルサイト化合物と過塩素酸、過
臭素酸、過フッ素酸などの過ハロゲン酸とを水中で任意
の比率で反応させてハイドロタルサイト化合物中のＣＯ
_３の一部または全部をＣｌＯ_４などの過ハロゲン酸
根に置換した過ハロゲン酸一部導入型または過ハロゲン
酸導入型（以下、両者を合わせて「過ハロゲン酸型ハイ
ドロタルサイト化合物」という。）のハイドロタルサイ
ト化合物を使用することが、アンモニアやアミンなどの
塩基性悪臭の除去効果が強化されるので好ましい。過ハ
ロゲン酸型ハイドロタルサイト化合物を得る方法として
は、例えば、水中にハイドロタルサイト化合物を懸濁さ
せた後に所定量の過ハロゲン酸や過ハロゲン酸金属塩の
水溶液を加えてよく攪拌してからろ過、乾燥する方法が
挙げられる。これらハイドロタルサイト化合物の使用量
は、第２フィルタの基材１００重量部当たり通常０．５
〜１００重量部であり、好ましくは１〜５０重量部であ
る。ハイドロタルサイト化合物の使用量が過度に少ない
と消臭効果が小さくなるおそれがあり、逆に、ハイドロ
タルサイト化合物の使用量が過度に多いと、基材からハ
イドロタルサイト化合物が脱落する可能性がある。

【００１２】本発明で使用する亜硫酸塩は、亜硫酸イオ
ンの化合物であれば特に限定されず、例えば亜硫酸アン
モニウム、亜硫酸水素アンモニウムなどのアンモニウム
塩：亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸カルシ
ウム、亜硫酸水素アンモニウム、亜硫酸水素ナトリウ
ム、亜硫酸水素カリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム、ピロ
亜硫酸カリウムなどのアルカリ金属塩などが挙げられ
る。これらは単独で、または２種以上組み合わせて用い
られる。本発明の第２フィルタにおける亜硫酸塩の使用
量は、前記ハイドロタルサイト化合物１００重量部に対
して、通常、０．５〜２００重量部、好ましくは１〜１
００重量部である。亜硫酸塩の使用量が過度に少ないと
フィルタ装置の消臭性能が不十分になるおそれがある。
逆に亜硫酸塩の使用量が過度に多いとフィルタが目詰ま
りする可能性がある。

【００１３】本発明で使用する第２フィルタにおいて、
基材に上記ハイドロタルサイト化合物と上記亜硫酸塩と
を担持させる方法としては、ハイドロタルサイト化合物
を基材に担持させた後に亜硫酸塩を担持させることが両
成分間の化学反応を抑える上で好ましい。ハイドロタル
サイト化合物を基材に担持させる方法は特に限定されな
いが、例えば基材にバインダーを散布または塗布してか
らハイドロタルサイト化合物粉末を付着させる方法、ハ
イドロタルサイト化合物粉末を懸濁させたバインダーの
水溶液または有機溶剤溶液を基材に塗布または散布して
乾燥させる方法ハイドロタルサイト化合物粉末をすき
こんだ基材シートを用いてフィルタを形成する方法など
がある。亜硫酸塩のフィルタ基材への付着方法は特に限
定されず、好ましくはハイドロタルサイト化合物を予め
担持させた基材に、亜硫酸塩を粉末状または溶液状で付
着させる方法が例示される。

【００１４】本発明の空気清浄用フィルタ装置は、基材
に酸性リン酸塩と銅化合物とを担持させてなる第１フィ
ルタと、基材にハイドロタルサイト化合物と亜硫酸塩と
を担持させてなる第２フィルタとを組み合わせてなる装
置であって、これにより各々が単独で使用される以上の
顕著な脱臭効果を発揮するものである。これら２つのフ
ィルタの組み合わせ方は特に限定されず、清浄化対象の
空気を第１フィルタを通過させてから第２フィルタに通
過させる構造、あるいはその逆の構造のいずれでもよ
い。また両タイプのフィルタを各々任意の複数用いて多
層構造にフィルタ装置を構成してもよい。両タイプのフ
ィルタは木製、金属製などの枠体に一体に固定してもよ
いし、分離して設置するようにしてもよい。

【００１５】

【発明の効果】本発明の空気清浄用フィルタ装置は、生
活４大悪臭と言われるアンモニア、アミン、硫化水素お
よびメルカプタンに止まらず、更にタバコの煙が発する
アルデヒドおよび脂肪酸の臭気をも消臭する効果を有す
るので、居間、事務室、病院、劇場、作業場など建物の
居住空間や自動車、船、航空機など移動手段の居住空間
の空気を清浄化するのに有効である。また、本発明の空
気清浄用フィルタ装置と、適当な空気を通過させる機構
とを組み合わせて空気清浄装置を構成することもでき
る。空気を通過させる機構は特に限定されず、例えば、
フィルタ装置に向けて空気を送り込むために空気清浄用
フィルタ装置の風上側に送風用ブロワを設置する方法、
フィルタ装置から空気を排出するために空気清浄用フィ
ルタ装置の風下側に排気用ブロワを設置する方法などが
ある。さらに、その使用目的により、例えば粉塵を除去
するためのプレフィルタ、電気集塵機；有害物質を酸化
するためのオゾン発生器、光触媒、紫外線照射装置など
の他の機構を付加することもできる。

【００１６】

【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を詳細に説明
するが、本発明はこれらにより限定されるものではな
い。（１）各悪臭成分の濃度測定には次に記す検知管を使用
する。トリメチルアミン：光明理化学工業（株）製、Ｎｏ．
２２２Ｓ硫化水素：光明理化学工業（株）製、Ｎｏ．１２０Ｕメチルメルカプタン：光明理化学工業（株）製、Ｎｏ．
１３０Ｕアンモニア：光明理化学工業（株）製、Ｎｏ．１０５Ｓ
Ｄアセトアルデヒド：（株）ガステック製、ＮＯ．９２Ｌ酢酸：（株）ガステック製、ＮＯ．８１Ｌ（２）消臭試験１透明なアクリル板を用いて作成された縦１ｍ、横１ｍ、
高さ１ｍの測定ボックス（試験空間１ｍ^３）内に、空
気清浄装置（風上側にフィルタ装置、風下側に最大風量
１０ｍ^３／分のブロワを設置）をフィルタ装置の風上
側を試験空間の平面の中心に向けて垂直に設置し、測定
ボックス内に、内部空気の均一混合のためのサーキュレ
ータ（最大風量０．７ｍ^３／分）を設置する。トリメ
チルアミン、硫化水素およびメチルメルカプタンについ
てはサーキュレータのみを作動させた測定ボックス内に
各々の成分を添加し、１０分間経過後の空気をサンプリ
ングして各々の成分につき初期濃度Ｃ_０を測定し、次
にブロワを作動させて３０分後の空気をサンプリングし
てその時点の各成分につき濃度Ｃを測定する。消臭率
を、下記（４）により求める。

【００１７】（３）消臭試験２アンモニア、アセトアルデヒドおよび酢酸については、
次に記すタバコ煙を用いる消臭試験により測定した。即
ち、前記消臭試験１で使用した測定ボックス内のフィル
タ装置の風上前方にタバコ吸煙機を設け、吸煙機および
サーキュレータを運転させつつ、タバコ５本を６〜８分
でほぼ同時に燃焼させ、最も早くタバコ煙が空気清浄装
置のフィルタに達した時点で吸煙機の運転を止め、以
後、タバコは自然燃焼させる。ここで、タバコ吸煙機と
は、送風機（最大風量０．８ｍ^３／分、静圧６０Ｐ
ａ）とその前面に設けた円盤状の略同面積のアルミニウ
ム板製のタバコホルダとから構成された装置で、タバコ
ホルダはその周縁と送風機とが短筒で気密に連結され、
タバコホルダの円周に沿って等間隔に５つのタバコ挿入
孔をあけたものである。タバコの燃焼が終了したらサー
キュレータを止め、空気清浄装置の運転を開始し、２分
後の測定ボックス内の空気をサンプリングし、アンモニ
ア、アセトアルデヒドおよび酢酸の初期濃度（Ｃ_０）
を測定する。サンプリングは検知管を吸気ポンプに固定
して吸気する。アンモニア検知管はアセトアルデヒド検
知管の前方にゴム管で連結し、その状態でアセトアルデ
ヒド検知管を吸気ポンプに直結して同時に通気し、次い
で吸気ポンプに酢酸検知管を独立に固定して吸気する。
空気清浄機を３０分間運転した時点で同様にして再度３
成分の濃度（Ｃ）を測定し、各成分につき消臭率を下記
（４）により求める。（４）消臭率各悪臭成分における３０分後の消臭率を、初期濃度Ｃ
_０と３０分後の濃度Ｃとを用いて次式により求める。 η＝（１−Ｃ／Ｃ_０）×１００（％）

【００１８】実施例１〜６繊維径４．５デニールのビスコースレーヨン繊維を、ウ
エッバーを用いて目付量１００ｇ／ｍ^２のランダムウ
エッブにした。このウエッブに、酸性ピロリン酸ナトリ
ウム１００重量部、硫酸銅１重量部、カルボキシル変性
スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス（固形分４３
重量％）２００重量部および水より調製した固形分１０
重量％の水性液をスプレーした後乾燥することを繰り返
して酸性ピロリン酸ナトリウムと硫酸銅の付着量の合計
が１００ｇ／ｍ^２である縦１０５ｍｍ、横３８０ｍｍ
のフィルタ１を得た。次に、過塩素酸型ハイドロタルサ
イト２０重量部、カルボキシル変性スチレン−ブタジエ
ン共重合体ラテックス（上記に同じ）２０重量部および
水より調製した固形分１０重量％の水性液を上記と同様
のウエッブにスプレーして上記と同様にして過塩素酸型
ハイドロタルサイト化合物の担持量が８ｇ／ｍ^２であ
るフィルタを調製し、更にこの上に亜硫酸ナトリウム１
重量％水溶液をスプレーして乾燥する操作を繰り返して
亜硫酸ナトリウムの担持量を７．５ｇ／ｍ^２とし、過
塩素酸型ハイドロタルサイト化合物および亜硫酸ナトリ
ウムを担持させたフィルタ２を得た。風上側にフ
ィルタ１、風下側にフィルタ２各１枚を積層して木枠に
固定したフィルタ装置を形成し、これを用いて消臭試験
１または２により表１に示す各成分の消臭率を求めた。
測定結果を表１に示す。

【００１９】比較例１〜６フィルタ装置として、フィルタ１を２枚積層して木枠に
固定して用いた他は実施例１と同様にして表１に示す各
成分について消臭試験を行った。測定結果を表１に示
す。

【００２０】比較例７〜１２フィルタ装置として、フィルタ２を２枚積層して木枠に
固定して用いた他は実施例１と同様に行った。測定結果
を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１からビスコースレーヨン繊維製基材に
酸性リン酸塩と銅化合物とを付着させたフィルタ１と、
同様の基材にハイドロタルサイト化合物と亜硫酸塩とを
担持させたフィルタ２とを組み合わせた空気清浄用フィ
ルタ装置を使用した場合（実施例１〜６）は、アンモニ
ア、アミン、硫化水素およびメルカプタンの４大生活悪
臭並びにアルデヒドおよび酢酸のタバコ臭のいずれに対
しても明瞭な消臭率の向上が見られた。特に、アセトア
ルデヒドなどのタバコ臭（実施例５および６）に対して
は、フィルタ１またはフィルタ２をそれぞれ単独で使用
した場合（比較例５、６、１１、１２）と比べて飛躍的
に消臭率が向上した。またアンモニアなどの４大生活悪
臭に対しても（実施例１〜４）、フィルタ１またはフィ
ルタ２単独で使用した場合（比較例１〜４、７〜１０）
と比べて消臭率が向上している。これに対してフィルタ
１のみを２枚使用した場合（比較例１〜６）は、アンモ
ニアなど４大生活悪臭を除去することができるが、アル
デヒドなどのタバコ臭に対しては全く効果がない。ま
た、フィルタ２のみを２枚使用した場合（比較例７〜１
２）は、アルデヒドなどのタバコ臭に対して一定の効果
を示すが、アンモニアなど生活４大悪臭に対してほとん
ど効果がない。

フロントページの続きＦターム(参考） 4C080 AA06 BB02 CC02 CC05 CC08 CC09 CC12 HH05 JJ05 KK08 LL03 MM02 NN24 QQ17 4D019 AA01 AA10 BB10 BC10 4G066 AA11B AA47B AA50B AA66B BA02 BA05 BA42 CA02 CA24 CA25 CA27 CA29 CA52 DA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材に酸性リン酸塩と銅化合物とを担持
させてなる第１フィルタおよび基材にハイドロタルサイ
ト化合物と亜硫酸塩とを担持させてなる第２フィルタで
構成される空気清浄用フィルタ装置。