JP2005152432A

JP2005152432A - 脱臭フィルタ

Info

Publication number: JP2005152432A
Application number: JP2003397597A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Hayashi; 季之林
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】従来の脱臭フィルタでは、二枚の不織布間に狭持される脱臭剤を固定するバインダによって通気抵抗が高くなっている。
【解決手段】熱可塑性樹脂から成る第１の通気性不織布基材と、臭気成分吸着性を有する多孔質吸着剤と、熱可塑性樹脂から成る第２の通気性不織布基材とをこの順に積層すると共に熱圧着した脱臭シートを用いた脱臭フィルタであって、少なくとも一方の通気性不織布基材の熱圧着前の見掛けの厚さが０．５〜３．０ｍｍの範囲内で熱圧着により見掛けの厚さが１０〜９０％縮小したことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭内、オフィス空間内、自動車室内等の居住空間における多種多様な臭気を除去するために好適な脱臭フィルタに関する。

不織布と不織布の間にバインダと共に活性炭を狭持した脱臭シートをプリーツ加工した脱臭フィルタが知られている。

この従来の脱臭フィルタでは、バインダを使用するため、通気抵抗が高くなるという問題点がある。

また、バインダを使用しなければ通気抵抗は低くなるが、活性炭を保持固定することができなくなるため、脱臭フィルタとしては成立しない。

特開２００２−２９１８６０号公報には、二枚の通気性基材間に熱可塑性基材と吸着剤を挟み込み、熱可塑性基材の融着作用によって一体化する方法が開示されている。

しかし、この場合、上記従来のバインダから熱可塑性基材に置き換えたものにすぎないため、通気抵抗の低下が少なく、また通気抵抗を下げようとして開口率の高いものを使用すると吸着剤の保持固定が困難になる。

特開２００３−２９３２５３号公報には、不織布の熱収縮によって粒子を不織布中に含有させる方法が開示されているが、不織布中に粒子を充填する際に粒子が抜け落ちたり、プレス後に最表面の粒子もこぼれ落ち易いため、空調用フィルタのような風流れのある装置内に設置することはユーザの安全面から避けた方が無難である。
特開２００２−２９１８６０号公報特開２００３−２９３２５３号公報

解決しようとする問題点は、従来の脱臭フィルタでは、二枚の不織布間に狭持される脱臭剤を固定するバインダによって通気抵抗が高くなっている点、不織布の熱収縮によって脱臭剤粒子を保持しようとすると脱臭剤粒子の飛散の恐れがある点である。一般に通気抵抗を下げると脱臭性能は低下する。本発明は通気抵抗を下げつつ、脱臭性能を向上させるものである。

本発明は、熱可塑性樹脂から成る第１の通気性不織布基材と、臭気成分吸着性を有する多孔質吸着剤と、熱可塑性樹脂から成る第２の通気性不織布基材とをこの順に積層すると共に熱圧着した脱臭シートを用いた脱臭フィルタであって、少なくとも一方の通気性不織布基材の熱圧着前の見掛けの厚さが０．５〜３．０ｍｍの範囲内で熱圧着により見掛けの厚さが１０〜９０％縮小したことを特徴としている。

本発明では、通気性不織布基材を見掛けの厚さが減少するように圧縮しながら熱圧着を行うことにより、バインダが展延するため、使用するバインダの量を少なくすることができる。これにより、多孔質吸着剤の表面がバインダで塞がれにくくなるので、通気抵抗が低減すると共に臭気成分吸着能力が向上する。したがって、脱臭性能が向上すると共に製造コストが低減する。なお、通気性不織布基材の見掛けの厚さが小さいと圧縮しにくく、見掛けの厚さが大きいと引っ張り強度が小さくなって製造が困難となるため、熱圧着前の見掛けの厚さを０．５〜３．０ｍｍの範囲内としている。

また、通気性不織布基材の目付量が小さくて多孔質吸着剤がこぼれ落ちる恐れが有る場合には、一方の通気性不織布基材の見掛けの厚さを上記範囲内とし、他方の通気性不織布基材の見掛けの厚さをそれよりも小さくして多孔質吸着剤の飛散を防ぐようにするとよい。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の脱臭フィルタは、熱可塑性樹脂から成る第１の通気性不織布基材と、臭気成分吸着性を有する多孔質吸着剤と、熱可塑性樹脂から成る第２の通気性不織布基材とをこの順に積層すると共に熱圧着することにより形成された脱臭シートを用いている。

そして、この脱臭シートを、フィルタとしての有効面積を確保するため、プリーツ加工して脱臭フィルタとしている。

第１及び第２の通気性不織布基材は、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド系樹脂等の熱可塑性樹脂から、通気性、強度、加工性に応じた素材を一種又は二種以上選んで混合した混合物を用いることが可能である。

なお、ポリプロピレンやポリエステルを用いた場合には、比較的融点が低く（１００〜１５０℃程度）、熱圧着時間が短いため、生産性が良好であると共に、生産設備の熱エネルギーが少なくなるため、生産コストを低くすることができる。

また、ポリエステルを芯材とし、その周囲をポリプロピレンで覆った不織布を用いると、所望の強度を確保することができると共に、ポリプロピレンが低温で熱圧着可能であるため、生産性やコストの点で有利である。

不織布の目付量は２５〜７０ｇ／ｍ^２の範囲内とする。２５ｇ／ｍ^２より小さい場合には多孔質吸着剤の脱落が生じ、７０ｇ／ｍ^２より大きい場合には、通気抵抗が高くなり、空気調和機や空気清浄機用のフィルタに利用した場合、送風用のファンに過大な負担をかけることになってしまう恐れがあるためである。

また、不織布の見掛けの厚さは、小さいと圧縮しにくく、大きいと引っ張り強度が小さくなって脱臭シートの製造が困難になるため、熱圧着前の見掛けの厚さを０．５〜３．０ｍｍの範囲内とし、熱圧着によって１０〜９０％減少するようにする。

ここで見掛けの厚さとは、不織布を押し潰さない状態での厚さである。すなわち、厚さが０．３ｍｍ未満の薄いものであれば、ノギス等で挟んで測定しても厚さの変化が少ないが、本発明では厚さが０．５ｍｍ以上の柔らかい不織布を用いているため、ノギス等を用いると厚さが大きく変化するからである。

多孔質吸着剤は、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ等の中から選ばれる吸着剤を少なくとも１種以上含むものによって構成するのがよい。特に活性炭は低コストで臭気成分吸着性に優れているので好ましい。

活性炭は、種々の原料からなるものを好適に使用できるが、その中でも比表面積が８００〜１５００ｍ^２／ｇ程度と大きな椰子殻活性炭は、臭気吸着性能にも優れるため、特に好ましい。また、活性炭のメッシュ（粒度）は４〜１００メッシュ程度の範囲内で好適に使用できる。

なお、数種類の吸着剤を組み合わせることにより、一枚の脱臭シートで種々の臭気成分を吸着することができるようになるため、効率良く、かつ効果的に脱臭を行うことができる。

また、脱臭フィルタの用途や使用場所に応じて、多孔質吸着剤に特定の臭気成分を選択的に吸着するような化学的添着処理を施すようにしてもよい。例えば、アルデヒドの脱臭を行う場合には、アミノ基含有有機化合物を添着させるとよい。アミノ基含有有機化合物としては、γ−グリシドキシルプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエキシシラン等のアミノ基含有有機珪素化合物や、アニリン、ジメチルトリメチル−シリルアミンをはじめとする芳香族アミン類等を用いることができる。

なお、アニリンの添着処理は、アニリンを含む添着溶液を調製し、この添着溶液内に活性炭を所定時間浸漬、攪拌して活性炭の細孔内に所定の重量％の割合で担持させればよい。

なお、この際の担持量は、０．５〜１０重量％、好ましくは２〜６重量％の割合で担持させる。この担持量が０．５重量％より少ない場合には所望の担持効果が得られないことがあり、１０重量％より多い場合には活性炭本来の吸着能を阻害する恐れがあるためである。

また、臭気成分を分解する触媒を活性炭に担持させるようにすると、脱臭フィルタの長寿命化を図ることができる。そのような触媒としては、例えばルテニウム、白金等の貴金属触媒、酸化チタン等の光触媒、人工酵素等の触媒反応性のもの等を挙げることができる。

なお、ルテニウム触媒中に四酸化ルテニウムが介在すると、酸化力の強い四酸化ルテニウムは一部の添着成分と酸化還元反応を起こして二酸化ルテニウムに還元されると共に、添着成分の減量を引き起こすため、所望の添着量及び効果を得難くなる。そこで、ルテニウム触媒と添着成分とを組み合わせて用いる場合には、ルテニウム触媒は四酸化ルテニウムを含有しないものを用いるのがよい。

四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒は、Ｒｕ元素を含む塩化物（塩化ルテニウム、塩化ルテニウム水和物等）を含有する溶液を調製し、この溶液内に活性炭を所定時間浸漬させ、還元、乾燥することにより活性炭の細孔内に所定の重量％の割合で担持させればよい。

なお、この際の担持量は、０．１〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％の割合で担持させるのが好ましい。この担持量が０．１重量％より少ない場合には、所望の臭気成分の分解活性が得られないことがあり、また１０重量％より多い場合にはルテニウム触媒の二次凝集による活性低下が起こり、コスト高に相応した分解効果を期待できないからである。

アミノ基含有有機化合物等の添着剤を担持した第１の多孔質吸着剤と、ルテニウム触媒等の臭気分解性触媒を担持した第２の多孔質吸着剤との組み合わせは、第１の多孔質吸着剤に対して、第２の多孔質吸着剤が５〜５０重量％、好ましくは７〜２５重量％の割合で混合させるのがよい。第２の多孔質吸着剤が５重量％より少ない場合には、所望の臭気成分分解性能が得られないことがあり、５０重量％より多い場合には即コスト増となり、後述する一般に使用される空気調和機や空気清浄機用のフィルタに利用した場合、ユーザが安易に購入することができない価格帯のものになってしまう恐れがあるためである。

本実施形態の多孔質吸着剤をシート状に加工した場合には、脱臭剤を１００〜４００ｇ／ｍ^２、好ましくは１５０〜３００ｇ／ｍ^２担持させる。担持量が１００ｇ／ｍ^２より少ないと所望の脱臭性能が得られないことがあり、４００ｇ／ｍ^２より多い場合には通気性が低く、空気調和機や空気清浄機用のフィルタに使用した場合、送風用のファンに過大な負担をかけることになってしまう恐れがあるためである。

不織布間に多孔質吸着剤を狭持する際にはホットメルト等から成るバインダを使用することができる。この場合、低通気抵抗と高脱臭性能を両立するために、バインダを多孔質吸着剤に対して４０重量％以下とするのが好ましい。

プリーツ加工は、折幅１０〜５０ｍｍ、好ましくは１５〜３５ｍｍの範囲内で加工することができる。折幅が１０ｍｍより小さい場合には、多孔質吸着剤への臭気成分の接触効率が低く、所望の１パス脱臭性能が得られないことがあり、５０ｍｍより大きい場合、空気調和機や空気清浄機用のフィルタとしてはスペースを取りすぎることになり、流路の確保、他の部品への過大な制限が起きる恐れがあるためである。

プリーツのピッチは、３〜１５ｍｍ、好ましくは４〜１０ｍｍの範囲内で加工することができる。ピッチが３ｍｍより小さい場合には、通気抵抗が高くなり、空気調和機や空気清浄機用のフィルタに利用した場合、送風用のファンに過大な負担をかけることになり、１５ｍｍより大きい場合、所望の１パス脱臭性能が得られない恐れがあるためである。

プリーツ加工を施したシート状の脱臭フィルタをフレームに固定する方法は、樹脂または厚紙からなる板状フレームにバインダ、ホットメルト等の接着剤を使用して所定のプリーツピッチで固定することができる。

以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、この実施例は、本発明の構成の一例であり、本発明がこれに限定されるものではない。

（実施例１）
活性炭にアニリンを４重量％の割合で担持させた第１の活性炭と、活性炭に四酸化ルテニウムを含有しないルテニウム触媒を５重量％の割合で担持させた第２の活性炭とを、第２の活性炭が第１の活性炭に対して１０重量％の割合となるように組み合わせた脱臭剤を、ポリプロピレン製の第１の通気性不織布基材（見掛け厚さ１．０〜１．２ｍｍ程度、目付量３０ｇ／ｍ^２）と、ポリエステル製の第２の通気性不織布基材（見掛け厚さ０．５ｍｍ以下、目付量３４ｇ／ｍ^２）との間に、担持量が２００ｇ／ｍ^２となるように積層し、あらかじめ混入してあるポリオレフィン系のバインダ（脱臭剤に対して１５重量％）を使用して熱圧着を行い、脱臭シートを作製した。なお、熱圧着後の第１の通気性不織布基材の厚みは０．２ｍｍ程度である。そして、この脱臭シートにプリーツ加工を施して脱臭フィルタとした。

（比較例１）
実施例１と同じ組成の脱臭剤を、ポリエステル製の第１及び第２通気性不織布基材（見掛け厚さ０．５ｍｍ以下、目付量３４ｇ／ｍ^２）の間に、担持量が２００ｇ／ｍ^２となるように積層し、あらかじめ混入してあるポリオレフィン系のバインダ（脱臭剤に対して３０重量％）を使用して熱圧着を行い、脱臭シートを作製した。そして、この脱臭シートにプリーツ加工を施して脱臭フィルタとした。

（性能評価）
上記の実施例１及び比較例１の脱臭フィルタを用いてＤＩＮ試験（疑似排ガス脱臭試験）を実施した結果を図１に示す。同図に示すように、実施例１の脱臭フィルタは、比較例１の脱臭フィルタに比べて脱臭効率が高いことが判る。すなわち、実施例１の脱臭フィルタは比較例１のものに比べてバインダの量が少ないため脱臭剤の臭気成分吸着能力を有効に利用することができるからである。

さらに、実施例１のものは、不織布の熱収縮によって脱臭剤を保持するものに比べて脱臭剤が飛散しにくいという利点がある。

なお、本発明による脱臭フィルタは、一般用あるいは車室内用の空調や空気清浄機に好適である。

本発明の脱臭フィルタと従来の脱臭フィルタの性能評価試験結果を示すグラフである。

Claims

熱可塑性樹脂から成る第１の通気性不織布基材と、臭気成分吸着性を有する多孔質吸着剤と、熱可塑性樹脂から成る第２の通気性不織布基材とをこの順に積層すると共に熱圧着した脱臭シートを用いた脱臭フィルタであって、少なくとも一方の通気性不織布基材の熱圧着前の見掛けの厚さが０．５〜３．０ｍｍの範囲内で熱圧着により見掛けの厚さが１０〜９０％縮小したことを特徴とする脱臭フィルタ。
前記第１及び第２の通気性不織布基材は、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリアミド系樹脂の中から選ばれる熱可塑性樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項１記載の脱臭フィルタ。
前記第１及び第２の通気性不織布基材は、ポリエステルを芯材とし、その周囲をポリプロピレンで覆った不織布基材であることを特徴とする請求項２記載の脱臭フィルタ。
前記第１及び第２の通気性不織布基材は、その目付量が２５〜７０ｇ／ｍ^２の範囲内であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項記載の脱臭フィルタ。
前記多孔質吸着剤は、活性炭、ゼオライト、シリカゲル、アルミナ等の中から選ばれる吸着剤を少なくとも１種以上含むことを特徴とする請求項１記載の脱臭フィルタ。
前記多孔質吸着剤は、特定の臭気成分を選択的に吸着するような化学的添着処理が施されていることを特徴とする請求項１又は請求項５記載の脱臭フィルタ。
前記多孔質吸着剤は、臭気成分分解性の触媒を担持していることを特徴とする請求項１又は請求項５記載の脱臭フィルタ。
前記多孔質吸着剤は、少なくとも二種以上の吸着剤を混合したものであることを特徴とする請求項１、５、６、７のいずれか一項記載の脱臭フィルタ。
前記脱臭シートは、前記多孔質吸着剤を１００〜４００ｇ／ｍ^２の範囲内で担持していることを特徴とする請求項１、５、６、７、８のいずれか一項記載の脱臭フィルタ。
ホットメルト等から成るバインダーを前記多孔質吸着剤に対して４０重量％以下の割合で含んでいることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項記載の脱臭フィルタ。
前記脱臭シートをプリーツ加工したものであることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載の脱臭フィルタ。