JP3680609B2 - 室内空気清浄用部材 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の天井部に敷設され、該室内の空気中の被吸着成分を吸着処理するシート状の室内空気清浄用部材に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両や住宅等の室内の空気を清浄化する場合には、例えば特開平９−７５６４１号公報に示されているように、室内の天井部に空気浄化装置を設置することで、デッドスペースを有効利用しつつ、上昇滞留した汚染空気を効果的に浄化するようにすることが提案されている。
【０００３】
しかし、このような空気浄化装置は、通常、嵩高であり、特に自動車の室内天井部に設けるにはあまり適していない。そこで、例えば特開平１０−４３２８５号公報に示されているように、複数の通気性シート間に吸着剤を封入してなるシート状のものを自動車等の室内天井部に取り付けるようにすることが提案されている。
【０００４】
一方、自動車等の車両室内には、燃料やオイル等の分解ガス、タバコに由来する燃焼生成物、内装用ボード類や車内装備の接合等に用いられる接着剤や断熱用発泡樹脂等から揮散する有機化合物等の悪臭又は無臭有毒な気体成分が存在している。また、住宅内においても、タバコに由来する燃焼生成物はもとより、シックハウスが問題になっているように断熱材や合板材の接着剤から揮散する有害気体成分が存在している。このような気体成分中には、通常、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド等のカルボニル基含有化合物が含まれている。
【０００５】
上記悪臭又は無臭有毒な気体成分を除去する吸着剤としては、上記公報（特開平１０−４３２８５号公報）に記載されているように、活性炭等の物理的吸着剤がよく用いられているが、この物理的吸着剤では、特に上記カルボニル基含有化合物の吸着除去能力が不十分となる。また、活性炭等の物理的吸着剤は、空気中の被吸着成分を吸着しても、比較的高温になるとその吸着した被吸着成分を放出してしまうという問題がある。この結果、そのような環境下では、被吸着成分の吸着能力が低くなってしまう。特に天井部は熱気上昇により高温になり易いため、活性炭等の物理的吸着剤を備えたシート状の室内空気清浄用部材を、上記のように天井部に敷設すると、カルボニル基含有化合物を効率良く吸着除去することは困難となる。
【０００６】
そこで、従来、例えば特開平９−３１３８２８号公報に示されているように、活性炭やゼオライト等の担体に、アミン系やアンモニア系の化合物からなるアルデヒド類除去用薬剤を担持させた化学的吸着剤を用いることにより、アルデヒド類を除去して空気を清浄化するようにすることが提案されている。このような化学的吸着剤を用いれば、アルデヒド類を吸着処理することができ、しかも、その吸着したアルデヒド類が放出されるという現象は生じなくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記提案例（特開平９−３１３８２８号公報）のものでは、以下のような問題点がある。すなわち、アルデヒド類除去用薬剤のうち、トリエタノールアミン、ピリジン及びヘキサメチレンテトラミンは常温でアンモニアのような刺激臭を有し、カゼイン、カゼインナトリウム及びグリシンは常温で臭気を有し、尿素及びチオ尿素は高温（８０〜１００℃）で異臭を発し、これは水分の存在で激しくなる。また、アミン系又はアンモニア系の塩の場合は、臭気の問題は生じないものの、水分の作用により解離して、腐食性の高い酸イオンを生成したり（硫酸アンモニウム、ＥＤＴＡ、２Ｎａ等）、酸を遊離したり（ポリアリルアミン塩酸塩、硫酸アミノグアニジン、硝酸グアニジン、硫酸ヒドロヒシルアミン等）するという問題がある。さらに、ジメチルヒダントインの場合は、臭気や腐食の問題は生じないが、昇華性を有するために吸着剤としては使用し難いものである。このように、上記提案例のものはアルデヒド類除去用薬剤自体にかなり大きな問題があって、実用的ではない。
【０００８】
また、たとえ上記のようなものを含む種々の化学的吸着剤を使用したとしても、この化学的吸着剤は化学反応によって被吸着成分を吸着するものであるため、被吸着成分が限定されると共に、化学反応用物質の全てが消費されてしまうと、それ以上の吸着処理を行うことはできず、多様な被吸着成分を長期に亘って吸着させるようにする上で改良の余地がある。
【０００９】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シート状の室内空気清浄用部材を室内の天井部に敷設して、該室内の空気中の被吸着成分を吸着処理する場合に、どのような温度環境下であっても、多様な被吸着成分を効率良く吸着することができるようにすると共に、吸着能力の経時変化を出来る限り抑制し、特に被吸着成分がアルデヒド類やケトン類のようなカルボニル基含有化合物である場合には、臭気や腐食の問題が全くない化学的吸着剤を用いてそのカルボニル基含有化合物を効率良く吸着処理しようとすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、水分の存在下で空気中の被吸着成分としてのカルボニル基含有化合物と化学的に反応し、一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物からなる吸着性化合物と 、該吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記空気中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、上記カルボニル基含有化合物と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する吸水性物質とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とを備えるようにした。
【００１１】
具体的には、請求項１の発明では、室内の天井部に敷設され、該室内の空気中の被吸着成分を吸着処理するシート状の室内空気清浄用部材を対象とする。
【００１２】
そして、水分の存在下で上記空気中の被吸着成分としてのカルボニル基含有化合物と化学的に反応し、一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物からなる吸着性化合物と、該吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記空気中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、上記カルボニル基含有化合物と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する吸水性物質とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とを備えているものとする。
【００１３】
このことにより、吸着性化合物によりアルデヒド類やケトン類のようなカルボニル基含有化合物を確実に吸着することができると共に、アミン系やアンモニア系の化合物とは異なり、吸着性化合物自体が臭気を発したり腐食性の高いイオンを生成したりすることはなく、しかも、昇華性を有していないので、何の問題もなく空気清浄用に使用することができる。しかも、化学的吸着剤の吸水性物質により水分が吸収されるので、物理的吸着剤の吸着能力が水分により低下するのを抑えることができる。また、吸水性物質により吸収した水分が吸着性化合物に確実に供給され、その水分により空気中のカルボニル基含有化合物と吸着性化合物との反応が促進され、化学的吸着剤による吸着能力を向上させることができる。さらに、上昇滞留した多様な被吸着成分を吸着処理することができると共に、物理的吸着剤が、吸着した被吸着成分を放出したとしても、この被吸着成分を化学的吸着剤が吸着して、空気清浄用部材全体の吸着能力を高めることができる。また、一方の吸着剤の吸着能力が低下しても他方の吸着剤により全体として吸着能力が低下するのを抑制することができる。よって、どのような温度環境下であっても、多様な被吸着成分を効率良く吸着することができると共に、長期に亘って吸着能力を高レベルに維持することができる。
【００１４】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、化学的吸着剤と物理的吸着剤とは、画成された単一空間内に混合状態で含有されているものとする。また、請求項３の発明では、請求項１の発明において、化学的吸着剤層と物理的吸着剤層とが積層状態で形成されているものとする。これらの発明により、物理的吸着剤の近傍に化学的吸着剤が存在することになるので、物理的吸着剤が放出した被吸着成分は、室内空気清浄用部材の外部に出る前に確実にその近傍の化学的吸着剤に吸着される。
【００１５】
請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、吸水性物質は、吸水性無機物質及び吸水性ポリマーのうちの少なくとも１種であるものとする。そして、請求項５の発明では、請求項４の発明において、吸水性無機物質は、Ｈ型ゼオライトであるものとする。これらの発明により、吸水性が良好な吸水性物質の具体的材料が容易に得られる。
【００１６】
請求項６の発明では、請求項１〜５のいずれか１つの発明において、吸着性化合物は、レゾルシンであるものとする。このことで、カルボニル基含有化合物を吸着するのに最も適した具体的材料が容易に得られる。
【００１７】
請求項７の発明では、請求項１〜６のいずれか１つの発明において、物理的吸着剤は、活性炭であるものとする。この発明により、吸着能力の高い物理的吸着剤の具体的材料が容易に得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る室内空気清浄用部材１を示し、この室内空気清浄用部材１は自動車の室内の天井部の略全体に敷設され、該室内の空気中の被吸着成分を吸着処理するものであって、シート状に形成されている。この室内空気清浄用部材１の下面は、室内空間に接する面であって、通気性部材１６により構成されている。この通気性部材１６は、通常の自動車の室内天井部に敷設される表皮材からなっている。一方、室内空気清浄用部材１の上面は、ウレタンからなる基材１７により構成され、この基材１７の上面がルーフパネル下面に貼り付けられるようになっている。
【００１９】
上記通気性部材１６と基材１７との間には、接着剤が含有されたガラス繊維マット１８，１８を介して吸着剤シート２０が挟持されている。つまり、この吸着剤シート２０は、上記ガラス繊維マット１８の接着剤により通気性部材１６と基材１７とに接着されている。この吸着剤シート２０は、図２に示すように、ポリエチレン繊維からなる２つのメッシュ２１，２１を有しており、このメッシュ２１，２１同士は、加熱溶融によりラミネートされている。このメッシュ２１，２１間には、化学的吸着剤１２，１２，…と物理的吸着剤１３，１３，…とが全体に亘って略均一な混合状態で内包されている。つまり、吸着剤シート２０は、下側のメッシュ２１上に上記化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とを散布した後、その上側に上側のメッシュ１３を被せてこの両メッシュ２１，２１をラミネートしたものである。このことで、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とは、画成された単一空間内に略均一な混合状態で含有されていることになる。
【００２０】
上記室内空気清浄用部材１の化学的吸着剤１２は、水分の存在下で自動車室内の空気中の被吸着成分と反応する吸着性化合物と、水分を吸収する吸水性物質とを有している。この吸水性物質は、吸着性化合物に対して非反応性でかつ空気中の水分を吸収する性質を有するものであればその種類は特に限定されないが、吸水性無機物質及び吸水性ポリマーのうちの少なくとも１種であることが望ましい。上記吸水性物質は、水分存在下で行われる吸着性化合物と被吸着成分との化学反応の場として用いられ、その吸水性によって空気中の水分を吸収するので、反応媒体となる水分を外部から補わなくても反応を効率良く行わせることが可能である。また、上記吸水性物質を、上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であり、これにより、取り扱い易くなると共に、反応場の提供の観点からも好ましい。
【００２１】
上記吸水性無機物質としては、一般に無機質担体として用いられるシリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ケイソウ土、活性炭等が好ましいものとして例示され、これらは単独で使用しても２種以上を混合して使用してもよい。ゼオライトは、イオンタイプによってＮａ型とＨ型（プロトン型）とに分類されるが、カルボニル基含有化合物との反応性が高いという観点からは、Ｈ型ゼオライトの方が好ましい。このＨ型ゼオライトは、吸水性無機物質として最適なものである。尚、後述の如く、吸着性化合物と共に弱酸性物質や弱塩基性物質を併用した場合には、水分を吸収したときにこれらの弱酸性物質や弱塩基性物質に由来して生じる酸やアルカリによって、吸着処理装置や付帯機器の酸腐食やアルカリ腐食が生じることも懸念されるので、吸水性物質として、Ｈ型ゼオライト等の固体酸性物質やＮａ型ゼオライト等の固体塩基性物質を使用することが推奨される。
【００２２】
上記吸水性ポリマーとしては、アクリル酸又はその塩系、アクリルアミド系、マレイン酸系、エチレンオキサイド系、ビニルアルコール系の単独又は共重合体、変性澱粉、変性セルロース等が好ましいものとして例示され、より好ましい具体例としては、ポリアクリル酸塩、アクリル酸とビニルアルコールやアクリル酸エステルとの共重合体又はその塩、アクリルアミド系重合体、ポリエチレンオキサイド、マレイン酸−イソブチレン共重合体の塩、澱粉やカルボキシルセルロースのアクリル酸塩グラフト変性物等が挙げられ、これらは単独で使用することもでき、２種以上を適宜に組み合わせて使用することもできる。
【００２３】
上記吸着性化合物としては、水分の存在下で吸着能力を発揮する化合物を用いる。すなわち、空気中の被吸着成分が、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド等のカルボニル基含有化合物である場合に、吸着性化合物としてそのカルボニル基に対して付加反応性を示す活性水素を有するものを用いることで、化学反応によってカルボニル基含有化合物を吸着除去することができる。このようにカルボニル基に対して付加反応性を示す吸着性化合物としては、一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物を用いる。具体的には、ヒドロキシ安息香酸、オイゲノール、３，５−，２，５−，３，４−キシレノール等の一価フェノール、レゾルシン、ビスフェノールＡ、カテコール等の二価フェノール、ピロガロール、プルプリン、ナリンギン等の三価フェノール、ルチン等の四価フェノール等が挙げられる。
【００２４】
上記のようにカルボニル基に対して付加反応性を示す吸着性化合物により、カルボニル基含有化合物に対して高レベルの吸着処理効率が得られると共に、一旦吸着処理した後は、反応物が吸水性物質中に取り込まれるため、被吸着成分が単独で再放出されることはない。また、この吸着反応は水分の存在下で進行するため、空気中の水分によって吸着性能が阻害されることもない。しかも、アミン系やアンモニア系の化合物とは異なり、吸着性化合物自体が臭気を発したり腐食性の高いイオンを生成したりすることはなく、また、昇華性を有していないので、実用上何の問題もない。さらに、吸着性化合物の選択によっては、カルボニル基含有化合物以外の悪臭成分や、無臭の有害成分の吸着処理も可能である。
【００２５】
上記吸着性化合物のうち多価フェノールに属するレゾルシンは、カルボニル基含有化合物に対して非常に優れた反応性を示すことから、吸着性化合物として最適なものである。特にレゾルシンと共に、蓚酸等の弱酸性物質や、炭酸ナトリウム等の弱塩基性物質を併用すると、アルデヒド等に対する捕捉効果が一段と高められ、より一層優れた吸着処理効果を発揮する。これは、上記弱酸性物質や弱塩基性物質がレゾルシンとアルデヒド等（特にホルムアルデヒド）との反応の触媒として作用するためと考えられ、この効果は、レゾルシン以外の一価フェノールや多価フェノールを吸着性化合物として使用する際にも有効に発揮される。
【００２６】
上記吸着性化合物が液状である場合は、後述の如く造粒すればよく、固体である場合も、水やメタノール等の適当な溶媒に溶解して造粒することが望ましい。この溶媒は、造粒後に加熱処理を行うことで除去することができる。但し、水は、反応媒体となるので、粒状体中に残存していてもよい。尚、粒状体中に水が残存していなくても、吸水性物質が空気中の湿分を吸収することによって補われるため、水分の補給の必要はないが、吸着処理の初期段階から高レベルの吸着能力を発揮させるには、当初から適量の水分を吸水性物質に吸収させておくようにすることが望ましい。
【００２７】
上記吸着性化合物と吸水性物質との重量比は、吸着処理活性、飽和担持量、求められる吸着能力等を考慮して設定すればよいが、吸着性化合物の重量を吸水性物質の重量に対して０．１〜５０％に設定することが望ましい。これは、吸着性化合物の重量が吸水性物質の重量に対して０．１％よりも小さいと、吸着能力が十分に発揮されない一方、５０％よりも大きいと、吸着性化合物の使用量の割には吸着能力が向上しないからである。また、吸着性化合物を多く加え過ぎると、造粒する場合に造粒性が悪化する傾向が見られるからである。この重量比のより好ましい上限値は２０％であり、さらに好ましい上限値は１０％である。一方、より好ましい下限値は、吸着性能の観点から５％である。
【００２８】
上記吸水性物質は、通常、微粉末で提供されるので、この微粉末の状態で用いてもよいが、取り扱い性が悪く、しかも、化学的吸着剤１２を通気性部材１６，１６に挟持して用いる際、通気性部材１６の目が粗い場合にはその通気孔から抜け落ちることがある。したがって、結合剤を用いて吸着性化合物と吸水性物質とを結合すると共に、吸水性物質同士をも結合することが望ましい。つまり、造粒して粒状体を形成すればよく、結合剤により吸水性物質に吸着性化合物を容易に担持させることもできる。
【００２９】
上記結合剤の重量は、吸水性物質の重量に対して１．３〜８％に設定することが好ましい。これは、結合剤の重量が吸水性物質の重量に対して１．３％よりも小さいと、造粒して粒状体を形成しても僅かな力で破砕されてしまう一方、８％よりも大きいと、結合剤により吸着性化合物及び吸水性物質が覆われて吸着能力が低下するからである。また、後述の如く、結合剤として水溶性ポリマーを用いて吸着性化合物の水溶液を添加して造粒作業を行う場合に、その水溶性ポリマーの重量が吸水性物質の重量に対して８％を越えると、系の粘度が上昇すると共に粘着性を帯びて、造粒作業が困難になるためである。この重量比のより好ましい上限値は５％であり、さらに好ましい上限値は３％である。
【００３０】
上記結合剤としては、水溶性ポリマーが適している。この水溶性ポリマーを使用すれば、有機溶剤を使用することなく造粒作業を行うことができるからである。また、上述の如く吸着性化合物の代表例がフェノール系化合物であって、水溶性のものが多いため、水に溶解させたポリマーと吸着性化合物とを、吸水性物質と共に混合して造粒することにより、簡単に粒状体を形成することができるからである。水溶性ポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等が挙げられるが、このうち、比較的少ない使用量でも強度の優れた粒状体が得られるという観点からポリビニルアルコールが最適である。尚、吸水性物質との濡れ性が劣る場合には、少量の界面活性剤を添加して造粒を行ってもよい。
【００３１】
上記結合剤により造粒する方法としては、吸着性化合物、吸水性物質及び結合剤を一度に混合して造粒する方法、吸着性化合物と吸水性物質とを混合してから若干量の結合剤を添加して予備造粒を行った後、所定量となるように結合剤を添加して本造粒する方法、結合剤及び吸水性物質のみからなる粒状体を形成した後、吸着性化合物の水溶液又はアルコール溶液に浸漬する方法等が採用可能である。尚、造粒手段としては、押出成形や高速混合造粒等の公知の手段を用いればよい。
【００３２】
上記造粒により形成した粒状体の大きさは、用途に応じて適宜に設定され、特に限定はされないが、吸着処理効率に影響する粒状体の表面積、通気抵抗及び取り扱い性の観点から、平均粒径を０．１〜１ｍｍに設定することが好ましい。尚、公知の造粒手段により得られる粒状体の平均粒径が１ｍｍよりも大きい場合には、粉砕して篩い分けを行えば、容易に上記範囲のものが得られる。
【００３３】
このように化学的吸着剤１２として粒状体のものを用いると、取り扱い性が向上すると共に、特に吸水性物質が通気性部材１６の通気孔から抜け落ちるような不具合もない。また、結合剤の重量を、吸水性物質の重量に対して１．３〜８％に設定することで、良好な吸着性能が得られると共に、化学的吸着剤１２を通気性部材１６，１６間に挟持してから、加圧により例えば波形状に形成する場合であっても、その化学的吸着剤１２が破砕してしまうようなことはない。
【００３４】
一方、物理的吸着剤１３としては、微細孔を有して空気中の被吸着成分を物理的に吸着し得るものであれば特に限定はされないが、特に活性炭、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ベントナイト、ケイソウ土、ボーキサイト等が適している。この中でも、活性炭及びシリカゲルが効果的であり、最も好ましいのは活性炭である。この活性炭は、種々の被吸着成分に対する吸着能力が高く、特に炭化水素系のガスを効果的に取り除くことができる。
【００３５】
上記化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３との量は、特に限定されないが、両吸着剤の量を同程度にするか、又は物理的吸着剤１３の方を多くすることが好ましい。
【００３６】
したがって、上記実施形態では、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とを備えたシート状の室内空気清浄用部材１を、自動車の室内天井部に敷設するようにしたので、デッドスペースを有効利用して、大きな敷設面積を確保することができると共に、上昇滞留した悪臭成分や無臭有毒成分等の多様な被吸着成分を吸着処理することができる。一方、自動車の室内天井部は高温になり易く、このような高温になると物理的吸着剤１３が一度吸着した被吸着成分を放出する場合がある。しかし、上記実施形態では、化学的吸着剤１２が、物理的吸着剤１３から放出された被吸着成分を吸着するので、その被吸着成分は室内空気清浄用部材１の外部に出ることはなく、室内空気清浄用部材１全体の吸着効果を高めることができる。特に、化学的吸着剤１２が、レゾルシン等の吸着性化合物と、Ｈ型ゼオライト等の吸水性物質とを有するものであるので、空気中の水分は吸水性物質により殆ど吸収されて、水分による物理的吸着剤１３の吸着能力の低減を抑えることができると共に、吸水性物質により吸収した水分が吸着性化合物に供給されることにより、アルデヒド等のカルボニル基含有化合物を効果的に吸着除去することができる。
【００３７】
尚、上記実施形態では、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とを全体に亘って略均一に混合したが、例えば、化学的吸着剤１２及び物理的吸着剤１３の各濃度を、吸着剤シート２０の下部（少なくとも通気性部材１６の近傍部）において化学的吸着剤１２の方が高くかつ上部において物理的吸着剤１３の方が高くなるように、上下方向に連続的又は非連続的に変化させるようにしてもよい。このようにすれば、物理的吸着剤１３が被吸着成分を放出したとしても、この被吸着成分が通気性部材１６を通って室内空気清浄用部材１の外部に出るのをより一層有効に抑制することができる。また、化学的吸着剤層と物理的吸着剤層とを上下方向に積層状態で形成するようにしてもよい。この場合、物理的吸着剤１３から放出された被吸着成分を室内空気清浄用部材１の外部に出さないようにする観点からは、化学的吸着剤層を物理的吸着剤層よりも下側（通気性部材１６側）に配置するようにすることが望ましい。
【００３８】
さらに、上記実施形態では、吸着剤シート２０を、接着剤が含有されたガラス繊維マット１８，１８を介して通気性部材１６と基材１７とに接着するようにしたが、吸着剤シート２０を、該吸着剤シート２０のメッシュ２１，２１を溶融することで直接的に通気性部材１６と基材１７とに固定するようにすることもできる。
【００３９】
加えて、上記実施形態では、室内空気清浄用部材１を自動車の室内天井部に敷設するものとしたが、住宅の室内天井部にも敷設するようにすることができる。この場合は、例えば図３に示すように、吸着剤シート２０をガラス繊維マット１８，１８により通気性部材１６と天井材２３とに接着することで室内空気清浄用部材１を構成すればよい。そして、通気性部材１６を適切に選択することによって、室内天井部の見映えが悪化するのを防止することができる。
【００４０】
【実施例】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００４１】
先ず、本発明の化学的吸着剤がアセトアルデヒドをどの程度吸着除去し得るかを以下の実施例１〜４で示す。
【００４２】
（実施例１）
図４に示すように、化学的吸着剤１２を内容量１０００ｃｃのフラスコ７１内に入れ、このフラスコ７１内にアセトアルデヒドを注射器７２を用いて１０００ｐｐｍとなるように注入して密閉した。このとき、上記化学的吸着剤１２は、以下の方法で調整した吸着剤Ａ〜Ｄを用いた。そして、２０〜３０℃下で１時間放置した後、アセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００４３】
〔吸着剤の調整〕
吸着剤Ａ：吸着性化合物としてのオイゲノール１ｇを、吸水性物質としてのシリカゲル（平均粒径０．０５〜０．２ｍｍ）１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ａを調整した。
【００４４】
吸着剤Ｂ：吸着性化合物としての３，５−キシレノール１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｂを調整した。
【００４５】
吸着剤Ｃ：吸着性化合物としてのレゾルシン１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｃを調整した。
【００４６】
吸着剤Ｄ：吸着性化合物としてのピロガロール１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｄを調整した。
【００４７】
上記吸着剤Ａ〜Ｄのアセトアルデヒド除去率（重量％）の結果を表１に示す。このことより、いずれの吸着剤Ａ〜Ｄもアセトアルデヒドに対して優れた吸着性能を有していることが判る。
【００４８】
【表１】
【００４９】
（実施例２）
上記実施例１の吸着剤Ｃと同様に、レゾルシンを吸着性化合物として用いて下記の方法により吸着剤Ｅ〜Ｈを調整し、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００５０】
〔吸着剤の調整〕
吸着剤Ｅ：レゾルシン１ｇを、蓚酸０．２ｇ及び上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｅを調整した。
【００５１】
吸着剤Ｆ：レゾルシン１ｇを、炭酸ナトリウム０．２ｇ及び上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｆ（錠剤）を調整した。
【００５２】
吸着剤Ｇ：レゾルシン１ｇを、Ｈ型ゼオライト［ＺＳＭ−５（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2Ｏ3＝７５）、粒径５〜１０μｍ］１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｇ（錠剤）を調整した。
【００５３】
吸着剤Ｈ：レゾルシン１ｇを、Ｎａ型ゼオライト（平均粒径５〜１０μｍ）１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｈ（錠剤）を調整した。
【００５４】
上記吸着剤Ｅ〜Ｈのアセトアルデヒド除去率（％）の結果を表２に示す（尚、上記実施例の吸着剤Ｃについても併せて示す）。このことより、レゾルシンと共に少量の弱酸性物質や弱塩基性物質を添加すると、アセトアルデヒドに対する吸着性能をより一層高くすることができ、特に弱酸性物質を添加すればその効果は顕著となることが判る。また、これら弱酸性物質や弱塩基性物質を添加すると、吸水時に酸やアルカリ劣化を招く虞れがあるが、Ｈ型ゼオライトやＮａ型ゼオライトを使用すれば、これら弱酸性物質や弱塩基性物質を添加しなくても吸着効果を高めることができ、酸やアルカリ劣化の問題を確実に解消することができる。
【００５５】
【表２】
【００５６】
（実施例３）
多価フェノールとしてカテコール、プルプリン、ナリンギン及びルチンをそれぞれ１ｇ用意し、これを、各々、上記Ｈ型ゼオライト１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｉ〜Ｌ（錠剤）を調整した。そして、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００５７】
上記吸着剤Ｉ〜Ｌのアセトアルデヒド除去率（％）の結果を表３に示す。このことより、このいずれの吸着剤Ｉ〜Ｌについてもアセトアルデヒドに対して優れた吸着性能を有していることが判る。
【００５８】
【表３】
【００５９】
（実施例４）
上記実施例２の吸着剤Ｇと同様に、レゾルシン１ｇとＨ型ゼオライト（吸着剤Ｇと同じもの）１０ｇを用いて吸着剤Ｍ〜Ｑを調整した。但し、結合剤として、ポリビニルアルコールを５段階に変化させて添加した。つまり、ポリビニルアルコールの重量を、Ｈ型ゼオライトに対して１．７％（吸着剤Ｍ）、２％（吸着剤Ｎ）、２．５％（吸着剤Ｏ）、３％（吸着剤Ｐ）、５％（吸着剤Ｑ）とした。そして、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。但し、この実施例４では、アセトアルデヒド除去率を５分毎に３０分経過するまで調べた。
【００６０】
この結果を、図５に示す。尚、比較のために、活性炭の場合の結果を併せて示す。このことより、ポリビニルアルコールの添加量が多くなると、吸着能力が経時的に低下する割合が多くなり、吸着能力の観点からは、ポリビニルアルコールの添加量が少ない方が良好であることが判る。特に３％以下であれば、全く問題はない。しかし、ポリビニルアルコールの重量をＨ型ゼオライトに対して５％にしたとしても、活性炭に比べると低下率は非常に少ない。
【００６１】
（実施例５）
次いで、上記実施形態と同様の室内空気清浄用部材を作製した。このとき、化学的吸着剤として上記実施例２の吸着剤Ｇと同じもの（レゾルシン＋Ｈ型ゼオライト）を、物理的吸着剤１３として活性炭をそれぞれ使用した。この化学的吸着剤の重量は物理的吸着剤の重量に対して２０％であり、両者を略均一に混合した。また、この室内空気清浄用部材の通気性部材側表面の面積は３００ｃｍ2 であった。
【００６２】
そして、上記室内空気清浄用部材を、矩形箱状の１０Ｌ容器の内部上面に敷設した。この容器内にトルエンを１０ｐｐｍとなるように注入して密閉した後、常温で放置し、１０分毎に容器内のトルエン濃度を測定した。
【００６３】
この結果を、図６に示す。尚、室内空気清浄用部材を容器の内部上面に敷設しなかった場合（トルエン濃度は１０ｐｐｍのまま変化しない）も併せて示す。このことより、約１時間程度でトルエンを９０％程度除去できることが判る。
【００６４】
（実施例６）
次に、図７に示すように、化学的吸着剤１２を内容量３Ｌのにおい袋７４に入れ、このにおい袋７４内にアセトアルデヒドを１００ｐｐｍとなるように注入して密閉した。この化学的吸着剤１２は、上記実施例２の吸着剤Ｇと同じものであり、重量は１ｇとした。そして、１０分毎に注射器７２を用いて２ｍＬサンプリングして、におい袋７４内のアセトアルデヒド濃度を測定した。このとき、３０分経過するまでは常温で測定し、その後は、８０℃に加熱して測定した。続いて、活性炭（１ｇ）についても上記と同様にして測定した。
【００６５】
尚、上記アセトアルデヒド濃度測定はガスクロマトグラフ分析により行った。このときのガスクロマトグラフ分析条件を表４に示す。
【００６６】
【表４】
【００６７】
上記測定の結果を図８に示す。このことより、活性炭では、温度が８０℃に上昇するとアセトアルデヒド濃度が大きくなり、吸着したアセトアルデヒドを放出していることが判る。これに対し、化学的吸着剤では、温度が８０℃に上昇してもアセトアルデヒドを吸着し続け、約１時間経過後にはアセトアルデヒドを略完全に吸着することが判る。
【００６８】
（実施例７）
次に、図９（ａ）に示すように、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とを混合した場合の効果を調べた。すなわち、化学的吸着剤１２として上記実施例２の吸着剤Ｇと同じものを、物理的吸着剤１３として活性炭をそれぞれ使用し、この化学的吸着剤１２（０．１ｇ）と物理的吸着剤１３（０．１ｇ）とを細いガラス管７５の中に略均一に混合した状態で装填した。尚、これら両吸着剤１２，１３を装填した部分の両側には通気性部材１６，１６を設けている。一方、比較のために、図８（ｂ）に示すように、上記物理的吸着剤１３（０．１ｇ）のみを装填したものを作製した。
【００６９】
そして、上記各ガラス管７５内に、アセトアルデヒド濃度が３０ｐｐｍとなるように調整した空気を１Ｌ／ｍｉｎで５分間流した。その後、各ガラス管７５を容積が１Ｌのエアバッグ内に入れ、このエアバッグ内の温度を８０℃にした状態で２０分間放置した。次いで、そのエアバッグ内のアセトアルデヒドの濃度を調べた。このアセトアルデヒド濃度が高いほど、活性炭が一度吸着したアセトアルデヒドを多く放出していることになる。
【００７０】
この結果を図１０に示す。尚、図１０の（ａ）及び（ｂ）は、図９の（ａ）及び（ｂ）の場合にそれぞれ対応している。このことより、化学的吸着剤と物理的吸着剤とを併用した方が、物理的吸着剤のみの場合に比べてアセトアルデヒドの放出量が少ないことが判る。これは、物理吸着剤から放出されたアセトアルデヒドが、化学的吸着剤に吸着されたからである。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、室内の天井部に敷設するシート状の室内空気清浄用部材が、水分の存在下で空気中の被吸着成分としてのカルボニル基含有化合物と化学的に反応しかつ一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物からなる吸着性化合物と、該吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記空気中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、上記カルボニル基含有化合物と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する吸水性物質とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とを備えているものとしたことにより、アルデヒド等のカルボニル基含有化合物を含む種々の被吸着成分を良好に吸着除去することができると共に、物理的吸着剤が、吸着した被吸着成分を放出したとしても、この被吸着成分を室内空気清浄用用部材の外部に出さないで化学的吸着剤に吸着させるようにすることができ、どのような温度環境下であっても、多様な被吸着成分を効率良く吸着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る室内空気清浄用部材を示す断面斜視図である。
【図２】 室内空気清浄用部材の吸着剤シートの構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図３】 室内空気清浄用部材を住宅の室内天井部に敷設する場合の構成例を示す断面斜視図である。
【図４】 実施例１〜４の試験の要領を示す概略説明図である。
【図５】 実施例４の試験の結果を示すグラフである。
【図６】 実施例５の試験の結果を示すグラフである。
【図７】 実施例６の試験の要領を示す概略説明図である。
【図８】 実施例６の試験の結果を示すグラフである。
【図９】 実施例７の試験の要領を示す概略説明図である。
【図１０】 実施例７の試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 室内空気清浄用部材
１２ 化学的吸着剤
１３ 物理的吸着剤
１６ 通気性部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の天井部に敷設され、該室内の空気中の被吸着成分を吸着処理するシート状の室内空気清浄用部材に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両や住宅等の室内の空気を清浄化する場合には、例えば特開平９−７５６４１号公報に示されているように、室内の天井部に空気浄化装置を設置することで、デッドスペースを有効利用しつつ、上昇滞留した汚染空気を効果的に浄化するようにすることが提案されている。
【０００３】
しかし、このような空気浄化装置は、通常、嵩高であり、特に自動車の室内天井部に設けるにはあまり適していない。そこで、例えば特開平１０−４３２８５号公報に示されているように、複数の通気性シート間に吸着剤を封入してなるシート状のものを自動車等の室内天井部に取り付けるようにすることが提案されている。
【０００４】
一方、自動車等の車両室内には、燃料やオイル等の分解ガス、タバコに由来する燃焼生成物、内装用ボード類や車内装備の接合等に用いられる接着剤や断熱用発泡樹脂等から揮散する有機化合物等の悪臭又は無臭有毒な気体成分が存在している。また、住宅内においても、タバコに由来する燃焼生成物はもとより、シックハウスが問題になっているように断熱材や合板材の接着剤から揮散する有害気体成分が存在している。このような気体成分中には、通常、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド等のカルボニル基含有化合物が含まれている。
【０００５】
上記悪臭又は無臭有毒な気体成分を除去する吸着剤としては、上記公報（特開平１０−４３２８５号公報）に記載されているように、活性炭等の物理的吸着剤がよく用いられているが、この物理的吸着剤では、特に上記カルボニル基含有化合物の吸着除去能力が不十分となる。また、活性炭等の物理的吸着剤は、空気中の被吸着成分を吸着しても、比較的高温になるとその吸着した被吸着成分を放出してしまうという問題がある。この結果、そのような環境下では、被吸着成分の吸着能力が低くなってしまう。特に天井部は熱気上昇により高温になり易いため、活性炭等の物理的吸着剤を備えたシート状の室内空気清浄用部材を、上記のように天井部に敷設すると、カルボニル基含有化合物を効率良く吸着除去することは困難となる。
【０００６】
そこで、従来、例えば特開平９−３１３８２８号公報に示されているように、活性炭やゼオライト等の担体に、アミン系やアンモニア系の化合物からなるアルデヒド類除去用薬剤を担持させた化学的吸着剤を用いることにより、アルデヒド類を除去して空気を清浄化するようにすることが提案されている。このような化学的吸着剤を用いれば、アルデヒド類を吸着処理することができ、しかも、その吸着したアルデヒド類が放出されるという現象は生じなくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記提案例（特開平９−３１３８２８号公報）のものでは、以下のような問題点がある。すなわち、アルデヒド類除去用薬剤のうち、トリエタノールアミン、ピリジン及びヘキサメチレンテトラミンは常温でアンモニアのような刺激臭を有し、カゼイン、カゼインナトリウム及びグリシンは常温で臭気を有し、尿素及びチオ尿素は高温（８０〜１００℃）で異臭を発し、これは水分の存在で激しくなる。また、アミン系又はアンモニア系の塩の場合は、臭気の問題は生じないものの、水分の作用により解離して、腐食性の高い酸イオンを生成したり（硫酸アンモニウム、ＥＤＴＡ、２Ｎａ等）、酸を遊離したり（ポリアリルアミン塩酸塩、硫酸アミノグアニジン、硝酸グアニジン、硫酸ヒドロヒシルアミン等）するという問題がある。さらに、ジメチルヒダントインの場合は、臭気や腐食の問題は生じないが、昇華性を有するために吸着剤としては使用し難いものである。このように、上記提案例のものはアルデヒド類除去用薬剤自体にかなり大きな問題があって、実用的ではない。
【０００８】
また、たとえ上記のようなものを含む種々の化学的吸着剤を使用したとしても、この化学的吸着剤は化学反応によって被吸着成分を吸着するものであるため、被吸着成分が限定されると共に、化学反応用物質の全てが消費されてしまうと、それ以上の吸着処理を行うことはできず、多様な被吸着成分を長期に亘って吸着させるようにする上で改良の余地がある。
【０００９】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シート状の室内空気清浄用部材を室内の天井部に敷設して、該室内の空気中の被吸着成分を吸着処理する場合に、どのような温度環境下であっても、多様な被吸着成分を効率良く吸着することができるようにすると共に、吸着能力の経時変化を出来る限り抑制し、特に被吸着成分がアルデヒド類やケトン類のようなカルボニル基含有化合物である場合には、臭気や腐食の問題が全くない化学的吸着剤を用いてそのカルボニル基含有化合物を効率良く吸着処理しようとすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、水分の存在下で空気中の被吸着成分としてのカルボニル基含有化合物と化学的に反応し、一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物からなる吸着性化合物と 、該吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記空気中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、上記カルボニル基含有化合物と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する吸水性物質とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とを備えるようにした。
【００１１】
具体的には、請求項１の発明では、室内の天井部に敷設され、該室内の空気中の被吸着成分を吸着処理するシート状の室内空気清浄用部材を対象とする。
【００１２】
そして、水分の存在下で上記空気中の被吸着成分としてのカルボニル基含有化合物と化学的に反応し、一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物からなる吸着性化合物と、該吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記空気中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、上記カルボニル基含有化合物と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する吸水性物質とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とを備えているものとする。
【００１３】
このことにより、吸着性化合物によりアルデヒド類やケトン類のようなカルボニル基含有化合物を確実に吸着することができると共に、アミン系やアンモニア系の化合物とは異なり、吸着性化合物自体が臭気を発したり腐食性の高いイオンを生成したりすることはなく、しかも、昇華性を有していないので、何の問題もなく空気清浄用に使用することができる。しかも、化学的吸着剤の吸水性物質により水分が吸収されるので、物理的吸着剤の吸着能力が水分により低下するのを抑えることができる。また、吸水性物質により吸収した水分が吸着性化合物に確実に供給され、その水分により空気中のカルボニル基含有化合物と吸着性化合物との反応が促進され、化学的吸着剤による吸着能力を向上させることができる。さらに、上昇滞留した多様な被吸着成分を吸着処理することができると共に、物理的吸着剤が、吸着した被吸着成分を放出したとしても、この被吸着成分を化学的吸着剤が吸着して、空気清浄用部材全体の吸着能力を高めることができる。また、一方の吸着剤の吸着能力が低下しても他方の吸着剤により全体として吸着能力が低下するのを抑制することができる。よって、どのような温度環境下であっても、多様な被吸着成分を効率良く吸着することができると共に、長期に亘って吸着能力を高レベルに維持することができる。
【００１４】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、化学的吸着剤と物理的吸着剤とは、画成された単一空間内に混合状態で含有されているものとする。また、請求項３の発明では、請求項１の発明において、化学的吸着剤層と物理的吸着剤層とが積層状態で形成されているものとする。これらの発明により、物理的吸着剤の近傍に化学的吸着剤が存在することになるので、物理的吸着剤が放出した被吸着成分は、室内空気清浄用部材の外部に出る前に確実にその近傍の化学的吸着剤に吸着される。
【００１５】
請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれか１つの発明において、吸水性物質は、吸水性無機物質及び吸水性ポリマーのうちの少なくとも１種であるものとする。そして、請求項５の発明では、請求項４の発明において、吸水性無機物質は、Ｈ型ゼオライトであるものとする。これらの発明により、吸水性が良好な吸水性物質の具体的材料が容易に得られる。
【００１６】
請求項６の発明では、請求項１〜５のいずれか１つの発明において、吸着性化合物は、レゾルシンであるものとする。このことで、カルボニル基含有化合物を吸着するのに最も適した具体的材料が容易に得られる。
【００１７】
請求項７の発明では、請求項１〜６のいずれか１つの発明において、物理的吸着剤は、活性炭であるものとする。この発明により、吸着能力の高い物理的吸着剤の具体的材料が容易に得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る室内空気清浄用部材１を示し、この室内空気清浄用部材１は自動車の室内の天井部の略全体に敷設され、該室内の空気中の被吸着成分を吸着処理するものであって、シート状に形成されている。この室内空気清浄用部材１の下面は、室内空間に接する面であって、通気性部材１６により構成されている。この通気性部材１６は、通常の自動車の室内天井部に敷設される表皮材からなっている。一方、室内空気清浄用部材１の上面は、ウレタンからなる基材１７により構成され、この基材１７の上面がルーフパネル下面に貼り付けられるようになっている。
【００１９】
上記通気性部材１６と基材１７との間には、接着剤が含有されたガラス繊維マット１８，１８を介して吸着剤シート２０が挟持されている。つまり、この吸着剤シート２０は、上記ガラス繊維マット１８の接着剤により通気性部材１６と基材１７とに接着されている。この吸着剤シート２０は、図２に示すように、ポリエチレン繊維からなる２つのメッシュ２１，２１を有しており、このメッシュ２１，２１同士は、加熱溶融によりラミネートされている。このメッシュ２１，２１間には、化学的吸着剤１２，１２，…と物理的吸着剤１３，１３，…とが全体に亘って略均一な混合状態で内包されている。つまり、吸着剤シート２０は、下側のメッシュ２１上に上記化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とを散布した後、その上側に上側のメッシュ１３を被せてこの両メッシュ２１，２１をラミネートしたものである。このことで、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とは、画成された単一空間内に略均一な混合状態で含有されていることになる。
【００２０】
上記室内空気清浄用部材１の化学的吸着剤１２は、水分の存在下で自動車室内の空気中の被吸着成分と反応する吸着性化合物と、水分を吸収する吸水性物質とを有している。この吸水性物質は、吸着性化合物に対して非反応性でかつ空気中の水分を吸収する性質を有するものであればその種類は特に限定されないが、吸水性無機物質及び吸水性ポリマーのうちの少なくとも１種であることが望ましい。上記吸水性物質は、水分存在下で行われる吸着性化合物と被吸着成分との化学反応の場として用いられ、その吸水性によって空気中の水分を吸収するので、反応媒体となる水分を外部から補わなくても反応を効率良く行わせることが可能である。また、上記吸水性物質を、上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であり、これにより、取り扱い易くなると共に、反応場の提供の観点からも好ましい。
【００２１】
上記吸水性無機物質としては、一般に無機質担体として用いられるシリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ケイソウ土、活性炭等が好ましいものとして例示され、これらは単独で使用しても２種以上を混合して使用してもよい。ゼオライトは、イオンタイプによってＮａ型とＨ型（プロトン型）とに分類されるが、カルボニル基含有化合物との反応性が高いという観点からは、Ｈ型ゼオライトの方が好ましい。このＨ型ゼオライトは、吸水性無機物質として最適なものである。尚、後述の如く、吸着性化合物と共に弱酸性物質や弱塩基性物質を併用した場合には、水分を吸収したときにこれらの弱酸性物質や弱塩基性物質に由来して生じる酸やアルカリによって、吸着処理装置や付帯機器の酸腐食やアルカリ腐食が生じることも懸念されるので、吸水性物質として、Ｈ型ゼオライト等の固体酸性物質やＮａ型ゼオライト等の固体塩基性物質を使用することが推奨される。
【００２２】
上記吸水性ポリマーとしては、アクリル酸又はその塩系、アクリルアミド系、マレイン酸系、エチレンオキサイド系、ビニルアルコール系の単独又は共重合体、変性澱粉、変性セルロース等が好ましいものとして例示され、より好ましい具体例としては、ポリアクリル酸塩、アクリル酸とビニルアルコールやアクリル酸エステルとの共重合体又はその塩、アクリルアミド系重合体、ポリエチレンオキサイド、マレイン酸−イソブチレン共重合体の塩、澱粉やカルボキシルセルロースのアクリル酸塩グラフト変性物等が挙げられ、これらは単独で使用することもでき、２種以上を適宜に組み合わせて使用することもできる。
【００２３】
上記吸着性化合物としては、水分の存在下で吸着能力を発揮する化合物を用いる。すなわち、空気中の被吸着成分が、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド等のカルボニル基含有化合物である場合に、吸着性化合物としてそのカルボニル基に対して付加反応性を示す活性水素を有するものを用いることで、化学反応によってカルボニル基含有化合物を吸着除去することができる。このようにカルボニル基に対して付加反応性を示す吸着性化合物としては、一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物を用いる。具体的には、ヒドロキシ安息香酸、オイゲノール、３，５−，２，５−，３，４−キシレノール等の一価フェノール、レゾルシン、ビスフェノールＡ、カテコール等の二価フェノール、ピロガロール、プルプリン、ナリンギン等の三価フェノール、ルチン等の四価フェノール等が挙げられる。
【００２４】
上記のようにカルボニル基に対して付加反応性を示す吸着性化合物により、カルボニル基含有化合物に対して高レベルの吸着処理効率が得られると共に、一旦吸着処理した後は、反応物が吸水性物質中に取り込まれるため、被吸着成分が単独で再放出されることはない。また、この吸着反応は水分の存在下で進行するため、空気中の水分によって吸着性能が阻害されることもない。しかも、アミン系やアンモニア系の化合物とは異なり、吸着性化合物自体が臭気を発したり腐食性の高いイオンを生成したりすることはなく、また、昇華性を有していないので、実用上何の問題もない。さらに、吸着性化合物の選択によっては、カルボニル基含有化合物以外の悪臭成分や、無臭の有害成分の吸着処理も可能である。
【００２５】
上記吸着性化合物のうち多価フェノールに属するレゾルシンは、カルボニル基含有化合物に対して非常に優れた反応性を示すことから、吸着性化合物として最適なものである。特にレゾルシンと共に、蓚酸等の弱酸性物質や、炭酸ナトリウム等の弱塩基性物質を併用すると、アルデヒド等に対する捕捉効果が一段と高められ、より一層優れた吸着処理効果を発揮する。これは、上記弱酸性物質や弱塩基性物質がレゾルシンとアルデヒド等（特にホルムアルデヒド）との反応の触媒として作用するためと考えられ、この効果は、レゾルシン以外の一価フェノールや多価フェノールを吸着性化合物として使用する際にも有効に発揮される。
【００２６】
上記吸着性化合物が液状である場合は、後述の如く造粒すればよく、固体である場合も、水やメタノール等の適当な溶媒に溶解して造粒することが望ましい。この溶媒は、造粒後に加熱処理を行うことで除去することができる。但し、水は、反応媒体となるので、粒状体中に残存していてもよい。尚、粒状体中に水が残存していなくても、吸水性物質が空気中の湿分を吸収することによって補われるため、水分の補給の必要はないが、吸着処理の初期段階から高レベルの吸着能力を発揮させるには、当初から適量の水分を吸水性物質に吸収させておくようにすることが望ましい。
【００２７】
上記吸着性化合物と吸水性物質との重量比は、吸着処理活性、飽和担持量、求められる吸着能力等を考慮して設定すればよいが、吸着性化合物の重量を吸水性物質の重量に対して０．１〜５０％に設定することが望ましい。これは、吸着性化合物の重量が吸水性物質の重量に対して０．１％よりも小さいと、吸着能力が十分に発揮されない一方、５０％よりも大きいと、吸着性化合物の使用量の割には吸着能力が向上しないからである。また、吸着性化合物を多く加え過ぎると、造粒する場合に造粒性が悪化する傾向が見られるからである。この重量比のより好ましい上限値は２０％であり、さらに好ましい上限値は１０％である。一方、より好ましい下限値は、吸着性能の観点から５％である。
【００２８】
上記吸水性物質は、通常、微粉末で提供されるので、この微粉末の状態で用いてもよいが、取り扱い性が悪く、しかも、化学的吸着剤１２を通気性部材１６，１６に挟持して用いる際、通気性部材１６の目が粗い場合にはその通気孔から抜け落ちることがある。したがって、結合剤を用いて吸着性化合物と吸水性物質とを結合すると共に、吸水性物質同士をも結合することが望ましい。つまり、造粒して粒状体を形成すればよく、結合剤により吸水性物質に吸着性化合物を容易に担持させることもできる。
【００２９】
上記結合剤の重量は、吸水性物質の重量に対して１．３〜８％に設定することが好ましい。これは、結合剤の重量が吸水性物質の重量に対して１．３％よりも小さいと、造粒して粒状体を形成しても僅かな力で破砕されてしまう一方、８％よりも大きいと、結合剤により吸着性化合物及び吸水性物質が覆われて吸着能力が低下するからである。また、後述の如く、結合剤として水溶性ポリマーを用いて吸着性化合物の水溶液を添加して造粒作業を行う場合に、その水溶性ポリマーの重量が吸水性物質の重量に対して８％を越えると、系の粘度が上昇すると共に粘着性を帯びて、造粒作業が困難になるためである。この重量比のより好ましい上限値は５％であり、さらに好ましい上限値は３％である。
【００３０】
上記結合剤としては、水溶性ポリマーが適している。この水溶性ポリマーを使用すれば、有機溶剤を使用することなく造粒作業を行うことができるからである。また、上述の如く吸着性化合物の代表例がフェノール系化合物であって、水溶性のものが多いため、水に溶解させたポリマーと吸着性化合物とを、吸水性物質と共に混合して造粒することにより、簡単に粒状体を形成することができるからである。水溶性ポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等が挙げられるが、このうち、比較的少ない使用量でも強度の優れた粒状体が得られるという観点からポリビニルアルコールが最適である。尚、吸水性物質との濡れ性が劣る場合には、少量の界面活性剤を添加して造粒を行ってもよい。
【００３１】
上記結合剤により造粒する方法としては、吸着性化合物、吸水性物質及び結合剤を一度に混合して造粒する方法、吸着性化合物と吸水性物質とを混合してから若干量の結合剤を添加して予備造粒を行った後、所定量となるように結合剤を添加して本造粒する方法、結合剤及び吸水性物質のみからなる粒状体を形成した後、吸着性化合物の水溶液又はアルコール溶液に浸漬する方法等が採用可能である。尚、造粒手段としては、押出成形や高速混合造粒等の公知の手段を用いればよい。
【００３２】
上記造粒により形成した粒状体の大きさは、用途に応じて適宜に設定され、特に限定はされないが、吸着処理効率に影響する粒状体の表面積、通気抵抗及び取り扱い性の観点から、平均粒径を０．１〜１ｍｍに設定することが好ましい。尚、公知の造粒手段により得られる粒状体の平均粒径が１ｍｍよりも大きい場合には、粉砕して篩い分けを行えば、容易に上記範囲のものが得られる。
【００３３】
このように化学的吸着剤１２として粒状体のものを用いると、取り扱い性が向上すると共に、特に吸水性物質が通気性部材１６の通気孔から抜け落ちるような不具合もない。また、結合剤の重量を、吸水性物質の重量に対して１．３〜８％に設定することで、良好な吸着性能が得られると共に、化学的吸着剤１２を通気性部材１６，１６間に挟持してから、加圧により例えば波形状に形成する場合であっても、その化学的吸着剤１２が破砕してしまうようなことはない。
【００３４】
一方、物理的吸着剤１３としては、微細孔を有して空気中の被吸着成分を物理的に吸着し得るものであれば特に限定はされないが、特に活性炭、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ベントナイト、ケイソウ土、ボーキサイト等が適している。この中でも、活性炭及びシリカゲルが効果的であり、最も好ましいのは活性炭である。この活性炭は、種々の被吸着成分に対する吸着能力が高く、特に炭化水素系のガスを効果的に取り除くことができる。
【００３５】
上記化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３との量は、特に限定されないが、両吸着剤の量を同程度にするか、又は物理的吸着剤１３の方を多くすることが好ましい。
【００３６】
したがって、上記実施形態では、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とを備えたシート状の室内空気清浄用部材１を、自動車の室内天井部に敷設するようにしたので、デッドスペースを有効利用して、大きな敷設面積を確保することができると共に、上昇滞留した悪臭成分や無臭有毒成分等の多様な被吸着成分を吸着処理することができる。一方、自動車の室内天井部は高温になり易く、このような高温になると物理的吸着剤１３が一度吸着した被吸着成分を放出する場合がある。しかし、上記実施形態では、化学的吸着剤１２が、物理的吸着剤１３から放出された被吸着成分を吸着するので、その被吸着成分は室内空気清浄用部材１の外部に出ることはなく、室内空気清浄用部材１全体の吸着効果を高めることができる。特に、化学的吸着剤１２が、レゾルシン等の吸着性化合物と、Ｈ型ゼオライト等の吸水性物質とを有するものであるので、空気中の水分は吸水性物質により殆ど吸収されて、水分による物理的吸着剤１３の吸着能力の低減を抑えることができると共に、吸水性物質により吸収した水分が吸着性化合物に供給されることにより、アルデヒド等のカルボニル基含有化合物を効果的に吸着除去することができる。
【００３７】
尚、上記実施形態では、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とを全体に亘って略均一に混合したが、例えば、化学的吸着剤１２及び物理的吸着剤１３の各濃度を、吸着剤シート２０の下部（少なくとも通気性部材１６の近傍部）において化学的吸着剤１２の方が高くかつ上部において物理的吸着剤１３の方が高くなるように、上下方向に連続的又は非連続的に変化させるようにしてもよい。このようにすれば、物理的吸着剤１３が被吸着成分を放出したとしても、この被吸着成分が通気性部材１６を通って室内空気清浄用部材１の外部に出るのをより一層有効に抑制することができる。また、化学的吸着剤層と物理的吸着剤層とを上下方向に積層状態で形成するようにしてもよい。この場合、物理的吸着剤１３から放出された被吸着成分を室内空気清浄用部材１の外部に出さないようにする観点からは、化学的吸着剤層を物理的吸着剤層よりも下側（通気性部材１６側）に配置するようにすることが望ましい。
【００３８】
さらに、上記実施形態では、吸着剤シート２０を、接着剤が含有されたガラス繊維マット１８，１８を介して通気性部材１６と基材１７とに接着するようにしたが、吸着剤シート２０を、該吸着剤シート２０のメッシュ２１，２１を溶融することで直接的に通気性部材１６と基材１７とに固定するようにすることもできる。
【００３９】
加えて、上記実施形態では、室内空気清浄用部材１を自動車の室内天井部に敷設するものとしたが、住宅の室内天井部にも敷設するようにすることができる。この場合は、例えば図３に示すように、吸着剤シート２０をガラス繊維マット１８，１８により通気性部材１６と天井材２３とに接着することで室内空気清浄用部材１を構成すればよい。そして、通気性部材１６を適切に選択することによって、室内天井部の見映えが悪化するのを防止することができる。
【００４０】
【実施例】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００４１】
先ず、本発明の化学的吸着剤がアセトアルデヒドをどの程度吸着除去し得るかを以下の実施例１〜４で示す。
【００４２】
（実施例１）
図４に示すように、化学的吸着剤１２を内容量１０００ｃｃのフラスコ７１内に入れ、このフラスコ７１内にアセトアルデヒドを注射器７２を用いて１０００ｐｐｍとなるように注入して密閉した。このとき、上記化学的吸着剤１２は、以下の方法で調整した吸着剤Ａ〜Ｄを用いた。そして、２０〜３０℃下で１時間放置した後、アセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００４３】
〔吸着剤の調整〕
吸着剤Ａ：吸着性化合物としてのオイゲノール１ｇを、吸水性物質としてのシリカゲル（平均粒径０．０５〜０．２ｍｍ）１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ａを調整した。
【００４４】
吸着剤Ｂ：吸着性化合物としての３，５−キシレノール１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｂを調整した。
【００４５】
吸着剤Ｃ：吸着性化合物としてのレゾルシン１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｃを調整した。
【００４６】
吸着剤Ｄ：吸着性化合物としてのピロガロール１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｄを調整した。
【００４７】
上記吸着剤Ａ〜Ｄのアセトアルデヒド除去率（重量％）の結果を表１に示す。このことより、いずれの吸着剤Ａ〜Ｄもアセトアルデヒドに対して優れた吸着性能を有していることが判る。
【００４８】
【表１】
（実施例２）
上記実施例１の吸着剤Ｃと同様に、レゾルシンを吸着性化合物として用いて下記の方法により吸着剤Ｅ〜Ｈを調整し、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００５０】
〔吸着剤の調整〕
吸着剤Ｅ：レゾルシン１ｇを、蓚酸０．２ｇ及び上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｅを調整した。
【００５１】
吸着剤Ｆ：レゾルシン１ｇを、炭酸ナトリウム０．２ｇ及び上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｆ（錠剤）を調整した。
【００５２】
吸着剤Ｇ：レゾルシン１ｇを、Ｈ型ゼオライト［ＺＳＭ−５（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2Ｏ3＝７５）、粒径５〜１０μｍ］１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｇ（錠剤）を調整した。
【００５３】
吸着剤Ｈ：レゾルシン１ｇを、Ｎａ型ゼオライト（平均粒径５〜１０μｍ）１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｈ（錠剤）を調整した。
【００５４】
上記吸着剤Ｅ〜Ｈのアセトアルデヒド除去率（％）の結果を表２に示す（尚、上記実施例の吸着剤Ｃについても併せて示す）。このことより、レゾルシンと共に少量の弱酸性物質や弱塩基性物質を添加すると、アセトアルデヒドに対する吸着性能をより一層高くすることができ、特に弱酸性物質を添加すればその効果は顕著となることが判る。また、これら弱酸性物質や弱塩基性物質を添加すると、吸水時に酸やアルカリ劣化を招く虞れがあるが、Ｈ型ゼオライトやＮａ型ゼオライトを使用すれば、これら弱酸性物質や弱塩基性物質を添加しなくても吸着効果を高めることができ、酸やアルカリ劣化の問題を確実に解消することができる。
【００５５】
【表２】
（実施例３）
多価フェノールとしてカテコール、プルプリン、ナリンギン及びルチンをそれぞれ１ｇ用意し、これを、各々、上記Ｈ型ゼオライト１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｉ〜Ｌ（錠剤）を調整した。そして、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００５７】
上記吸着剤Ｉ〜Ｌのアセトアルデヒド除去率（％）の結果を表３に示す。このことより、このいずれの吸着剤Ｉ〜Ｌについてもアセトアルデヒドに対して優れた吸着性能を有していることが判る。
【００５８】
【表３】
（実施例４）
上記実施例２の吸着剤Ｇと同様に、レゾルシン１ｇとＨ型ゼオライト（吸着剤Ｇと同じもの）１０ｇを用いて吸着剤Ｍ〜Ｑを調整した。但し、結合剤として、ポリビニルアルコールを５段階に変化させて添加した。つまり、ポリビニルアルコールの重量を、Ｈ型ゼオライトに対して１．７％（吸着剤Ｍ）、２％（吸着剤Ｎ）、２．５％（吸着剤Ｏ）、３％（吸着剤Ｐ）、５％（吸着剤Ｑ）とした。そして、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。但し、この実施例４では、アセトアルデヒド除去率を５分毎に３０分経過するまで調べた。
【００６０】
この結果を、図５に示す。尚、比較のために、活性炭の場合の結果を併せて示す。このことより、ポリビニルアルコールの添加量が多くなると、吸着能力が経時的に低下する割合が多くなり、吸着能力の観点からは、ポリビニルアルコールの添加量が少ない方が良好であることが判る。特に３％以下であれば、全く問題はない。しかし、ポリビニルアルコールの重量をＨ型ゼオライトに対して５％にしたとしても、活性炭に比べると低下率は非常に少ない。
【００６１】
（実施例５）
次いで、上記実施形態と同様の室内空気清浄用部材を作製した。このとき、化学的吸着剤として上記実施例２の吸着剤Ｇと同じもの（レゾルシン＋Ｈ型ゼオライト）を、物理的吸着剤１３として活性炭をそれぞれ使用した。この化学的吸着剤の重量は物理的吸着剤の重量に対して２０％であり、両者を略均一に混合した。また、この室内空気清浄用部材の通気性部材側表面の面積は３００ｃｍ2 であった。
【００６２】
そして、上記室内空気清浄用部材を、矩形箱状の１０Ｌ容器の内部上面に敷設した。この容器内にトルエンを１０ｐｐｍとなるように注入して密閉した後、常温で放置し、１０分毎に容器内のトルエン濃度を測定した。
【００６３】
この結果を、図６に示す。尚、室内空気清浄用部材を容器の内部上面に敷設しなかった場合（トルエン濃度は１０ｐｐｍのまま変化しない）も併せて示す。このことより、約１時間程度でトルエンを９０％程度除去できることが判る。
【００６４】
（実施例６）
次に、図７に示すように、化学的吸着剤１２を内容量３Ｌのにおい袋７４に入れ、このにおい袋７４内にアセトアルデヒドを１００ｐｐｍとなるように注入して密閉した。この化学的吸着剤１２は、上記実施例２の吸着剤Ｇと同じものであり、重量は１ｇとした。そして、１０分毎に注射器７２を用いて２ｍＬサンプリングして、におい袋７４内のアセトアルデヒド濃度を測定した。このとき、３０分経過するまでは常温で測定し、その後は、８０℃に加熱して測定した。続いて、活性炭（１ｇ）についても上記と同様にして測定した。
【００６５】
尚、上記アセトアルデヒド濃度測定はガスクロマトグラフ分析により行った。このときのガスクロマトグラフ分析条件を表４に示す。
【００６６】
【表４】
上記測定の結果を図８に示す。このことより、活性炭では、温度が８０℃に上昇するとアセトアルデヒド濃度が大きくなり、吸着したアセトアルデヒドを放出していることが判る。これに対し、化学的吸着剤では、温度が８０℃に上昇してもアセトアルデヒドを吸着し続け、約１時間経過後にはアセトアルデヒドを略完全に吸着することが判る。
【００６８】
（実施例７）
次に、図９（ａ）に示すように、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とを混合した場合の効果を調べた。すなわち、化学的吸着剤１２として上記実施例２の吸着剤Ｇと同じものを、物理的吸着剤１３として活性炭をそれぞれ使用し、この化学的吸着剤１２（０．１ｇ）と物理的吸着剤１３（０．１ｇ）とを細いガラス管７５の中に略均一に混合した状態で装填した。尚、これら両吸着剤１２，１３を装填した部分の両側には通気性部材１６，１６を設けている。一方、比較のために、図８（ｂ）に示すように、上記物理的吸着剤１３（０．１ｇ）のみを装填したものを作製した。
【００６９】
そして、上記各ガラス管７５内に、アセトアルデヒド濃度が３０ｐｐｍとなるように調整した空気を１Ｌ／ｍｉｎで５分間流した。その後、各ガラス管７５を容積が１Ｌのエアバッグ内に入れ、このエアバッグ内の温度を８０℃にした状態で２０分間放置した。次いで、そのエアバッグ内のアセトアルデヒドの濃度を調べた。このアセトアルデヒド濃度が高いほど、活性炭が一度吸着したアセトアルデヒドを多く放出していることになる。
【００７０】
この結果を図１０に示す。尚、図１０の（ａ）及び（ｂ）は、図９の（ａ）及び（ｂ）の場合にそれぞれ対応している。このことより、化学的吸着剤と物理的吸着剤とを併用した方が、物理的吸着剤のみの場合に比べてアセトアルデヒドの放出量が少ないことが判る。これは、物理吸着剤から放出されたアセトアルデヒドが、化学的吸着剤に吸着されたからである。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、室内の天井部に敷設するシート状の室内空気清浄用部材が、水分の存在下で空気中の被吸着成分としてのカルボニル基含有化合物と化学的に反応しかつ一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物からなる吸着性化合物と、該吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記空気中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、上記カルボニル基含有化合物と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する吸水性物質とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とを備えているものとしたことにより、アルデヒド等のカルボニル基含有化合物を含む種々の被吸着成分を良好に吸着除去することができると共に、物理的吸着剤が、吸着した被吸着成分を放出したとしても、この被吸着成分を室内空気清浄用用部材の外部に出さないで化学的吸着剤に吸着させるようにすることができ、どのような温度環境下であっても、多様な被吸着成分を効率良く吸着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る室内空気清浄用部材を示す断面斜視図である。
【図２】 室内空気清浄用部材の吸着剤シートの構成を概略的に示す分解斜視図である。
【図３】 室内空気清浄用部材を住宅の室内天井部に敷設する場合の構成例を示す断面斜視図である。
【図４】 実施例１〜４の試験の要領を示す概略説明図である。
【図５】 実施例４の試験の結果を示すグラフである。
【図６】 実施例５の試験の結果を示すグラフである。
【図７】 実施例６の試験の要領を示す概略説明図である。
【図８】 実施例６の試験の結果を示すグラフである。
【図９】 実施例７の試験の要領を示す概略説明図である。
【図１０】 実施例７の試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 室内空気清浄用部材
１２ 化学的吸着剤
１３ 物理的吸着剤
１６ 通気性部材
Claims (7)
- 室内の天井部に敷設され、該室内の空気中の被吸着成分を吸着処理するシート状の室内空気清浄用部材であって、
水分の存在下で上記空気中の被吸着成分としてのカルボニル基含有化合物と化学的に反応し、一価フェノール、多価フェノール及びこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種の化合物からなる吸着性化合物と、該吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記空気中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、上記カルボニル基含有化合物と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する吸水性物質とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とを備えていることを特徴とする室内空気清浄用部材。 - 請求項１記載の室内空気清浄用部材において、
化学的吸着剤と物理的吸着剤とは、画成された単一空間内に混合状態で含有されていることを特徴とする室内空気清浄用部材。 - 請求項１記載の室内空気清浄用部材において、
化学的吸着剤層と物理的吸着剤層とが積層状態で形成されていることを特徴とする室内空気清浄用部材。 - 請求項１〜３のいずれか１つに記載の室内空気清浄用部材において、
吸水性物質は、吸水性無機物質及び吸水性ポリマーのうちの少なくとも１種であることを特徴とする室内空気清浄用部材。 - 請求項４記載の室内空気清浄用部材において、
吸水性無機物質は、Ｈ型ゼオライトであることを特徴とする室内空気清浄用部材。 - 請求項１〜５のいずれか１つに記載の室内空気清浄用部材において、
吸着性化合物は、レゾルシンであることを特徴とする室内空気清浄用部材。 - 請求項１〜６のいずれか１つに記載の室内空気清浄用部材において、
物理的吸着剤は、活性炭であることを特徴とする室内空気清浄用部材。
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