JP2950683B2

JP2950683B2 - 空気浄化剤及び空気浄化装置

Info

Publication number: JP2950683B2
Application number: JP4209740A
Authority: JP
Inventors: 彰規中山; 栄治田中
Original assignee: KURARE KEMIKARU KK
Current assignee: KURARE KEMIKARU KK
Priority date: 1992-07-13
Filing date: 1992-07-13
Publication date: 1999-09-20
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: JPH0630977A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気浄化剤及び空気浄化
装置に関するもので、更に詳しく述べると、特に気相中
の低濃度の脂肪族アルデヒドの吸着性に優れ、且つその
他の悪臭成分の吸着性にも優れた吸着剤及び空気浄化装
置で、オフィス、家庭等の室内空気の浄化に適してい
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、生活環境の変化に伴い生活空間に
存在する微量な硫化水素、アンモニア、メルカプタン、
アミン及びアルデヒド等の悪臭ガスに対する関心が高ま
っている。これらの悪臭ガスを除去して快適な生活環境
を維持するために、脱臭剤が要求され、家庭生活にも様
々な悪臭ガス吸着剤が使用されている。

【０００３】これらの悪臭ガス吸着剤は日常生活で使用
されるものであるから、次のような条件を満たすもので
あることが要求される。

【０００４】（１）日常の生活空間に存在する微量な硫
化水素、アンモニア、メルカプタン、アミン及びアルデ
ヒド等の各種悪臭ガスに対して優れた脱臭性能を有する
ものであること。（２）安全性が高いものであること。
（３）取扱が容易なものであること。（４）安価なもの
であること。

【０００５】室内または車内等一般の生活空間の空気中
に含まれている、悪臭成分の種類はかなり多いが、最も
大きな原因の一つはタバコの煙等に多量に含まれている
アルデヒド類、特にアセトアルデヒドの臭気である。

【０００６】一方一般的に空気浄化剤としては活性炭が
よく利用される。活性炭は無極性吸着剤として極めて優
れた吸着性を有する特異な材質で、殆どすべてのガス状
物質に対して高い吸着性を示す。しかし、通常の活性炭
では上記悪臭の中で低級脂肪族アルデヒドや、アンモニ
ア、低級アミンを充分に除去することは困難である。

【０００７】上記欠点を解決する方法としては、活性炭
にアニリンを添着した吸着剤が特公昭60-54065号公報に
開示され、活性炭100 部にアニリン１〜30部を添着した
ものは、気相中のアセトアルデヒド等の低級脂肪族アル
デヒドの吸着に有効であると記載されている。

【０００８】更に、アンモニウム塩、亜硫酸塩、または
酸性亜硫酸塩を活性炭に添着する試みも提案されている
(特開昭53-29292号) 。しかしながら、その効果は充分
満足できるものでなく、生活空間の空気浄化の場合特に
問題となることが多い、低濃度領域における臭気にその
効果は極めて不充分である。

【０００９】また、硫酸鉄にアスコルビン酸を加えた製
品も市販されている。この種のものは、アンモニア、ア
ミン等の塩基性の悪臭ガスに対する脱臭効果は良好であ
るが、硫化水素、メルカプタン及びアルデヒド等に対す
る脱臭効果は殆どなく、また水に濡れると溶解するた
め、湿潤ガスの脱臭には使用出来ない欠点がある。

【００１０】その他の化学脱臭剤も多数開示されている
が、酸性やアルカリ性の強いものが多く、また除去でき
るガスの種類も限られており、吸湿または乾燥の影響を
受け易い欠点を有するものが多い。

【００１１】ベントナイトに無機の多塩基酸を添着した
もの特開昭60-43373、ビタミンB12の触媒作用によるも
の特開昭61-164556 、金属フタロシアニンを使用するも
の特開昭62-131514 等、その他、有機系脱臭剤もあるが
耐熱性が低く、加工も困難で高価である。

【００１２】しかして、上記種々の多孔体、活性炭を混
合する事により、生活空間の悪臭はおおよそ除去でき
る。しかし、上記従来の活性炭の中で、アニリンを添着
した活性炭にはそのアニリンが脱着するという問題点が
あった。アニリンは劇毒物に指定されている極めて有害
な物質であり、家庭用に使用するのは極めて問題であっ
た。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は日常の生活空
間に存在する微量の悪臭成分の除去を目的としたもの
で、特に問題となるアルデヒドの悪臭に対して優れた脱
臭効果を有し、更にアルデヒド類以外の悪臭成分に対し
ても高い脱臭効果があり、且つ安全性が高く取扱も容易
な、新しい組成の悪臭ガス吸着剤を含有した、空気浄化
剤を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者等はアニリン添
着活性炭は耐久性が乏しい点に注目した。それは、活性
炭は吸着したアニリンを保持する力が弱いため、多量に
添着しても熱等が加わる事によって脱着し、そのため低
級脂肪族アルデヒドの吸着力が低下する欠点が認められ
た。そのため低級脂肪族アルデヒドに対して充分な吸着
力を保持し、且つ耐久性に優れている他、他の悪臭成分
も除去出来る空気浄化剤を得ることを目的として、種々
の組成の吸着剤について検討した。

【００１５】その結果、低級脂肪族アルデヒドの吸着性
に優れたジエチレントリアミン及びマレイン酸を添着さ
せた活性炭を主成分として更に、燐酸を添着した活性炭
及び無添着活性炭を混合することにより、低級脂肪族ア
ルデヒド以外の悪臭成分に対しても優れた吸着性を有す
る吸着剤が得られることを見出して本発明に到達した。

【００１６】すなわち、吸着性フィルターはハニカム状
ケース及びエレクトレット・フィルター、吸着剤からな
り、ハニカム状ケースの表裏両面の開口部分はエレクト
レット・フィルターでカバーされてセルが形成され、セ
ルの内部には活性炭及び、マレイン酸とジエチレントリ
アミンとを担持させた活性炭、燐酸を担持させた活性炭
からなる吸着剤を充填せしめてなる空気浄化用吸着性フ
ィルターである。

【００１７】また前記の吸着性フィルターにおいて、マ
レイン酸とジエチレントリアミンとを担持させた活性炭
が、活性炭１００部にマレイン酸５〜５０部及び、ジエ
チレントリアミン５〜５０部を担持させて塩を形成せし
めたものが好ましく、更に、この様な吸着性フィルター
を使用することを特徴とする空気浄化装置も本発明に含
まれている。

【００１８】以下本発明について詳しく説明する。

【００１９】本発明の吸着剤の特徴は前記の様に、活性
炭にジエチレントリアミン−マレイン酸のイオンコンプ
レックスすなわち、それらの塩を添着させたものを吸着
剤として使用することにある。イオンコンプレックスを
添着した吸着剤は、吸着剤として充分な性能を示す量の
イオンコンプレックスを添着しても全く臭気は感じられ
ず、吸着剤として非常に優れている。

【００２０】本発明の吸着剤は、ジエチレントリアミン
−マレイン酸のイオンコンプレックスすなわち、塩を添
着した活性炭と、燐酸を添着した活性炭及び無添着活性
炭を混合することにより得られる。

【００２１】本発明において担体または吸着剤の１成分
として使用される活性炭は、通常1gあたり数100 m²或い
はそれ以上の大きな表面積を有し、高い吸着性を示す炭
素材料であれば広範囲に使用できる。活性炭の原料は通
常ヤシ殻または木材等の炭化物或いは石炭が使用される
が何れでもよい。また賦活法も水蒸気或いは二酸化炭素
により高温で賦活する方法、或いは塩化亜鉛、リン酸、
濃硫酸等の化学薬品で処理する方法等、いづれの方法に
よって得られたものでもよい。

【００２２】また形状は破砕炭、造粒炭或いは顆粒炭の
何れでも効果は認められるが、圧損失及び入替等取扱い
上造粒炭または活性炭を添着したシート状吸着層が便利
である。造粒炭は常法に従って炭素材料100 部に30〜60
部の石油ピッチ或いは、コールタール等をバインダーと
して加え混和成型後賦活して調製される。

【００２３】

【００２４】これらの活性炭の形状は特に限定しない
が、例えば、粒状、粉末状の他に、繊維状、ハニカム
状、シート状、フェルト状としたもの等が使用できる。

【００２５】

【００２６】

【００２７】活性炭に対するマレイン酸及びジエチレン
トリアミンの添着量は、好ましくは各々５．０〜５０．
０重量％、より好ましくは１０〜３０重量％である。添
着量が５．０重量％より少ないとマレイン酸及びジエチ
レントリアミン添着の効果が乏しく、また添着量が５
０．０重量％を越えると活性炭の吸着性が阻害されるた
めである。

【００２８】塩を生成する際のアミンと酸の比率は、好
ましくは当量比で有機酸／アミンが0.8 〜1.5 、より好
ましくは1.1 〜1.3 である。有機酸／アミンの当量比が
0.8以下では、生成しているイオンコンプレックスの結
合が弱くなり、アミンが脱着し易くなるため好ましくな
い。

【００２９】本発明の浄化剤を調製するには、ジエチレ
ントリアミンを予め活性炭に所定量添着しておき、その
後所定量の酸を添着するのがよい。具体的には、ジエチ
レントリアミンを吸着法や振りかけ法で活性炭に吸着さ
せ、その後、マレイン酸の水溶液を振りかけて所定量添
着し、これを１００℃以上で乾燥して得られる。また、
活性炭に燐酸を添着させるには燐酸の水溶液中に活性炭
を浸漬して、充分に燐酸を吸着させた後、濾別・乾燥す
ることにより得られる。燐酸添着量は活性炭の吸着性を
阻害しない範囲内であれば特に限定しない。これらの吸
着性物質及び更に未添着活性炭を混合することにより、
本発明の吸着剤が得られる。

【００３０】または、アミンの水溶液中に酸の水溶液を
添加して塩を生成させ、このアミン−有機酸塩の水溶液
を活性炭に振りかけ、乾燥して添着させることによって
も調製出来る。

【００３１】いづれの方法によって添着した活性炭も、
アセトアルデヒドその他の悪臭物質に対して充分な吸着
性能を示す。

【００３２】

【作用】マレイン酸及びジエチレントリアミンを添着し
た活性炭は、同量のジエチレントリアミンのみを添着し
た活性炭に較べて、添着後の時間経過によるアセトアル
デヒド吸着性の低下が少ないのみならず、添着直後のア
セトアルデヒド吸着性も高い。すなわち、空気浄化剤と
してアセトアルデヒド吸着性能の劣化も少なく且つ、初
期活性も高い優れた特徴を持っている。

【００３３】また、この空気浄化剤を１５０℃にまで加
熱しても、ジエチレントリアミンの分解はみられず、ア
ルデヒド吸着性能の低下も認められなかった。この作用
は有機酸がアミンを安定化しているためではないかと考
えられるが、そのメカニズムの詳細は明らかでない。

【００３４】更に、ジエチレントリアミン−マレイン酸
のイオンコンプレックスは活性炭のマクロポア、割れ目
あるいは表面部分に添着されるため、ミクロポアの活性
の低下が少なく炭化水素の吸着性も比較的優れている。
イオンコンプレックスの添着量が５０重量％を越えると
アルデヒドの吸着速度が徐々に低下し、また４０％を越
えると酸性になって硫化水素、メチルメルカプタンの吸
着性或いは分解触媒としての機能が低下する。従って、
アルデヒドの吸着能力を更に高めるためには、イオンコ
ンプレックスの添着量を増加するか、もしくはアルカリ
性を有する活性炭を新たに加える必要がある。一方、硫
化水素、メチルメルカプタンの吸着性或いは分解触媒性
や、炭化水素の吸着性を更に高める時は、無添着活性炭
の比率を高めて混合する必要がある。

【００３５】燐酸を添着した活性炭は、燐酸とアンモニ
アや低級アミンと中和反応により、これらの成分の吸着
性に優れている。従って、除去の対象とする臭気の性質
に応じて空気浄化剤の混合比率を調製することによっ
て、あらゆる臭気を除去することが出来、優れた性能を
長期間持続出来る。

【００３６】オフィス、家庭等生活空間の室内では、通
常タバコの臭気が強く感じられるが、空気中に含まれて
いる悪臭成分としてはアセトアルデヒドの他、アンモニ
ア、低級アミン、炭化水素、硫化水素等がある。これら
の成分の中、本発明の浄化剤はタバコの臭気の主成分で
あるアセトアルデヒドの吸着性には極めて優れている
他、燐酸を添着した活性炭及び無添着活性炭を加えてあ
るため、アンモニア、低級アミン、炭化水素、硫化水素
等の成分に対する吸着除去性も高く、空気浄化剤として
優れた機能を持っている。

【００３７】本発明の吸着剤はオフィス、車内、家庭等
生活空間に含まれている殆ど全ての悪臭成分の吸着性に
優れ、また吸着速度も早いため、フィルター、微小なセ
ル、邪魔板等種々な形態で空気と接触し得る様に組み込
んだ空気浄化装置として有効である。

【００３８】

【実施例】以下実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。

【００３９】（実施例１、２、比較例１、２、３）表１に示した様にアミンとしてジエチレントリアミン、
有機酸としてマレイン酸を添着した活性炭、燐酸を添着
した活性炭及び、無添着活性炭を混合した吸着剤（実施
例１、２）及び、比較のためジエチレントリアミン−マ
レイン酸のイオンコンプレックス添着活性炭及び燐酸添
着活性炭の混合吸着剤（比較例１、２）及び、アミン添
着活性炭、燐酸添着活性炭及び無添着活性炭の混合吸着
剤（比較例３）を調製した。

【００４０】活性炭はヤシ殻炭化物を水蒸気賦活して得
られた、粒度６〜12メッシュの破砕状活性炭を使用し
た。アミン−有機酸のイオンコンプレックス添着活性炭
は、ジエチレントリアミンを所定量振りかけながら添着
した後、マレイン酸水溶液を同様に振りかけ法で添着し
て調製した。また、燐酸添着活性炭は燐酸27部を溶解し
た溶液中に、活性炭100 部を浸漬して細孔中に充分吸着
せしめた後、濾別乾燥して調製した。或いは燐酸水溶液
を振りかけて充分に含浸させたものを乾燥しても良い。

【００４１】次にアセトアルデヒドの平衡吸着量の測定
方法について述べる。表１の比率で配合した試料をそれ
ぞれ２ｇ取って、容量3.97リットルの硝子瓶に入れた
後、所定のアセトアルデヒド溶液を注入し気化させる。
次に25℃、RH60％の恒温恒湿槽中に放置し、アセトアル
デヒド濃度を検知管で測定した。平衡に達した場合のア
セトアルデヒド吸着量とガス濃度を調べ、等温吸着線を
測定した。そして、ガス濃度10ppm の時の吸着量を平衡
吸着量とした。同様にしてアンモニアは10ppm 、硫化水
素は1ppm、ベンゼンは5ppmの平衡吸着量を求めた。これ
らの結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】比較例に較べて実施例はアセトアルデヒド
の吸着性に優れ、悪臭物質全体に対してバランスが取れ
た吸着性能を示している。また、それぞれの活性炭の配
合を少しずつ変えることによって、アセトアルデヒド、
硫化水素、ベンゼンに対する吸着性能を変えることが出
来る。ここでは活性炭への燐酸添着量を一定にしたが、
この添着量も増減させることによって、アンモニアやそ
の他のガスに対して所要の吸着性能を持った吸着剤を調
製することが出来る。

【００４４】例えばアルデヒドの含有率が高いタバコ臭
などに対しては、アミン−有機酸のイオンコンプレック
ス添着活性炭の比率を高くし、またアミン類、アンモニ
ア等の臭気が多い魚臭、ペット臭などに対しては燐酸添
着炭を多くし、更に含硫黄化合物、炭化水素の多い野菜
などの生ゴミ臭、トイレ臭、皮革臭に対してはアミンの
添着量を高めた吸着剤が好ましい。

【００４５】次に本発明の空気浄化剤を使った空気浄化
フィルター及び空気清浄装置について述べる。ここで使
用した空気浄化剤は実施例１、２及び比較例３である。
図１(a) は本発明の空気浄化フィルターの断面図であ
り、図１(b) はその一部の拡大図である。１は空気浄化
フィルター本体、2 はクラフト紙のハニカム状基材でそ
のサイズは、セル寸法は25mm、厚み7mm 、面積0.120m²
で、空気浄化剤３の充填量は300gである。また、４は不
織布で、ポリエステル、アクリル、ポリプロピレン、ポ
リエチレン等の熱可塑性樹脂繊維からなるエレクトレッ
ト不織布で、綿の様に幾分弾性を持っている。目付け重
量は10〜30g/m²、風速１m/sec の時の圧損失0.5mmAq 以
下に作られている。

【００４６】ハニカム状基材２と不織布４を接合するた
めの接着シート５として、無溶剤型で熱融着型樹脂（ナ
イロン系、アクリル系などのポリマー）を繊維状にし、
且つ開口率の高い不織布、いわゆる、くもの巣状接着シ
ートにしたものを使用している。

【００４７】空気浄化フィルターを組み立てるには、先
ずハニカム状基材２と不織布４をくもの巣状接着シート
５でホットプレス等により片面のみを接合し、次いで空
気浄化剤３をその上から均一に散布する。更にその上に
巣状接着シート５を置き、ホットプレス等で加熱するこ
とにより、フィルターが完成する。

【００４８】このようにして得られた空気浄化フィルタ
ーは、図２に示す様に空気浄化装置６に組み込んで使用
する。７は空気吸入口、８は空気吹出口、９はコントロ
ールパネル、10はフィルター取付用治具である。図３に
空気浄化装置の水平断面図を示す。空気浄化フィルター
は治具10により図３の様にセットされる。11は空気中に
含まれる粗な粉塵を除去するための除塵フィルターであ
り、12はモーター、13はファン、14は空気流路を示す。

【００４９】このようにして得られた空気浄化装置を、
硝子製の１m³ボックスに入れ、同時に火をつけたタバコ
（セブンスター）10本を入れて自然燃焼させながら、空
気浄化装置を運転して煙及び臭気の除去試験をした。煙
及び臭気の濃度がほぼ一定となったところで、更に、タ
バコ10本を入れて燃焼させた。このようにして１日に30
本のタバコを吸着させ、約20時間経過後、更に30本吸着
させる。これを繰り返して合計60本のタバコを吸着させ
た。

【００５０】この空気浄化フィルターをポリエチレンの
袋に入れて約20時間放置した後、空気清浄装置にセット
してタバコの臭い及び硫化水素の吸着減衰曲線を測定し
た。

【００５１】測定方法は、空気浄化装置を中に設けた硝
子製１m³ボックスに火をつけたタバコ（セブンスター）
１本を入れ、ボックス内でファンを回転させてタバコを
燃焼させると共に、内部の煙及び臭いを均一に分散させ
る。タバコが全部燃焼したところで初期値を測定し、そ
の後空気浄化装置を運転して運転時間と残存臭気量を測
定し吸着減衰曲線を作成した。硫化水素の場合は上記の
タバコの代わりに約１％の硫化水素の標準ガスを入れ、
初期濃度を約20ppm に調製して測定した。ガス濃度の分
析は、タバコ臭の中の沸点−70℃以上の脂肪族炭化水
素、芳香族炭化水素、ケトン類、アルデヒド類、カルボ
ン酸、ニコチン及びピリジン等の窒素化合物のトータル
（殆ど無臭の成分も含む。これをFID トータルと言
う）、及びアセトアルデヒドをFID 付き高感度ガスクロ
マトグラフで、また、タバコ臭中のアンモニアの濃度は
ガス検知管で、更に、硫化水素はFPD 付き高感度ガスク
ロマトグラフで定量した。空気浄化装置は風量2.8m³/mi
n で運転した。これらの結果を図４、図５、図６及び図
７に示す。

【００５２】これらの結果によって明らかな様に、本発
明の実施例に示した組成を有する空気浄化剤は、他の臭
気成分の吸着量がほぼ維持されると共に、特にアセトア
ルデヒドの吸着能力の持続性が高いことが分かる。

【００５３】

【発明の効果】本発明の空気浄化剤は、空気中の悪臭の
最も大きな原因の一つである、タバコの煙等に含まれて
いる低級脂肪族アルデヒド類、特にアセトアルデヒドの
吸着・除去性に優れている。また、本浄化剤は初期活性
が高いのみならず、添着後時間の経過によるアセトアル
デヒド吸着能の低下が少なく、長期間その効果を持続出
来る。更に、生活空間に含まれているアルデヒド以外の
悪臭成分の除去性も優れているため、空気浄化剤または
この浄化剤を組み込んだ空気浄化剤装置として優れた性
能を持っている。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の空気浄化フィルターの一態様の
断面図であり、(b) はその一部の拡大図である。

【図２】本発明の空気浄化装置の一態様の斜視図を示
す。

【図３】図２に示した空気浄化装置の水平断面図を示
す。

【符号の説明】

１フィルター本体２ハニカム状基材３空気浄化剤４不織布５接着シート６空気浄化装置本体７空気吸入口８空気吹出口９コントロールパネル 10 フィルター取付具 11 除塵フィルター 12 モーター 13 ファン 14 空気流通路

【図４】空気浄化装置の運転時間とFID トータル残存率
の関係を示す。

【図５】空気浄化装置の運転時間とアセトアルデヒド残
存率の関係を示す。

【図６】空気浄化装置の運転時間とアンモニア残存率の
関係を示す。

【図７】空気浄化装置の運転時間と硫化水素残存率の関
係を示す。

【符号の説明】

15 実施例１ 16 実施例２ 17 比較例３

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】吸着性フィルターはハニカム状ケース及
びエレクトレット・フィルター、吸着剤からなり、ハニ
カム状ケースの表裏両面の開口部分はエレクトレット・
フィルターでカバーされてセルが形成され、セルの内部
には活性炭及び、マレイン酸とジエチレントリアミンと
を担持させた活性炭、燐酸を担持させた活性炭からなる
吸着剤を充填せしめてなる空気浄化用吸着性フィルタ
ー。
【請求項２】マレイン酸とジエチレントリアミンとを
担持させた活性炭が、活性炭１００部にマレイン酸５〜
５０部及び、ジエチレントリアミン５〜５０部を担持さ
せて塩を形成せしめたものである、請求項１記載の空気
浄化用吸着性フィルター。
【請求項３】吸着性フィルターはハニカム状ケース及
びエレクトレット・フィルター、吸着剤からなり、ハニ
カム状ケースの表裏両面の開口部分はエレクトレット・
フィルターでカバーされてセルが形成され、セルの内部
には活性炭及び、マレイン酸とジエチレントリアミンと
を担持させた活性炭、燐酸を担持させた活性炭からなる
吸着剤を充填した吸着性フィルターを使用することを特
徴とする空気浄化装置。」