JP7328457B2 - 室内空気からアルデヒド型vocを除去するフィルタ及び方法 - Google Patents
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Description
-p-トルエンスルホン酸(TsOH・H2O又はTsOH)又はベンゼンスルホン酸(BsOH)等の任意のアレーンスルホン酸(Ar-SO3H)、
-10-カンファースルホン酸(CSA)等のアルカンスルホン酸(R-SO3H)、
-細粒化された粉末として添加された強酸イオン交換樹脂、又はスルホン酸ポリマー等の任意のスルホン酸樹脂
-酸性のチモールブルー及び関連するトリフェニルメタンスルホン酸染料、
-(アルラレッド(E129)又はポンソー4R(E124)及び関連するアゾ誘導体等の)酸性の食品染料、若しくは
-それぞれ酸性の一般的な洗浄剤及び界面活性剤等の任意の長鎖アルキル硫酸水素塩(RO-SO3H)又は(ArO-SO3H)アリール硫酸水素塩。
下記は、本願の出願当初に記載の発明である。
<請求項1>
室内空気からアルデヒド型揮発性有機化合物(VOC)を除去するためのフィルタであって、前記フィルタ(1)は容器として作用する少なくとも1つのケーシング(10)を含み、前記容器(10)はある体積の前記室内空気が流れる2つの空気透過性の対向する壁(12、13)を含み、前記ケーシングは1つ又は複数の天然ポリフェノール及び触媒剤を収容し、前記フィルタは吸着フィルタとして作用し、前記室内空気のアルデヒド型VOCと不可逆的に反応し、
前記1つ又は複数の天然ポリフェノールは粉末ポリフェノールであり、レスベラトロール(3,4’,5-トリヒドロキシスチルベン)、レゾルシノール(1,3-ベンゼンジオール)、ピロガロール(1,2,3-ベンゼントリオール)、フロログルシノール(1,3,5-ベンゼントリオール)及びヒドロキノン(1,4-ベンゼンジオール)又はこれらの組み合わせを含む群から選択され、
前記触媒剤は固体スルホン酸であり、
前記1つ又は複数の天然ポリフェノールと前記触媒剤との混合物が、圧縮ブロック要素(11)として前記容器内に存在する
ことを特徴とする、フィルタ。
<請求項2>
前記圧縮ブロック要素(11)は、顆粒の形態又はペレットの形態である、請求項1に記載のフィルタ。
<請求項3>
前記顆粒は0.8mm~1.2mm、好ましくは1mmの直径を有し、前記ペレットは、2.5mm~3.5mm、好ましくは3mmの直径を有する、請求項2に記載のフィルタ。
<請求項4>
前記圧縮ブロック要素(11)は、前記1つ又は複数の天然ポリフェノール及び前記触媒剤の室温での加圧圧縮プロセスによって得られる、請求項1~3のいずれか1項に記載のフィルタ。
<請求項5>
前記圧縮ブロック要素(11)が、セルロース、その誘導体、又は、ポビドン又はPVPとも称されるポリ(1-ビニルピロリジン-2-オン)の中から選択される少なくとも1つのバインダ又はバインダ剤を添加した、前記1つ又は複数の天然ポリフェノール及び前記触媒剤の室温での加圧圧縮プロセスによって得られる、請求項1~3のいずれか1項に記載のフィルタ。
<請求項6>
前記触媒剤として使用される前記固体スルホン酸が、
-p-トルエンスルホン酸(TsOH・H2O又はTsOH)又はベンゼンスルホン酸(BsOH)等の任意のアレーンスルホン酸(Ar-SO3H)、
-10-カンファースルホン酸(CSA)等の任意のアルカンスルホン酸(R-SO3H)、
-細粒化された粉末として添加された強酸イオン交換樹脂、又はスルホン酸ポリマー等の任意のスルホン酸樹脂、
-酸性のチモールブルー及び関連するトリフェニルメタンスルホン酸染料、
-(アルラレッド(E129)又はポンソー4R(E124)及び関連するアゾ誘導体等の)酸性の食品染料、若しくは
-それぞれ酸性の一般的な洗浄剤及び界面活性剤等の任意の長鎖アルキル硫酸水素塩(RO-SO3H)又はアリール硫酸水素塩(ArO-SO3H)
を含む群から選択される、請求項1~5のいずれか1項に記載のフィルタ。
<請求項7>
前記ポリフェノール及びスルホン酸が、それぞれ1.0~2.0及び0.1~1.0w/w比で、より好ましくは1.0~0.2w/w比で使用される、請求項1~6のいずれか1項に記載のフィルタ。
<請求項8>
前記圧縮ブロック要素(11)が前記1つ又は複数の天然ポリフェノール及び前記触媒剤の加圧圧縮プロセスによって得られる顆粒の形態であり、
-前記顆粒に使用されるポリフェノールは10%~75%のレスベラトロールと75%~10%のレゾルシノールの割合のレスベラトロールとレゾルシノールの混合物であって、固形スルホン酸TsOH・H2O(p-トルエンスルホン酸)は約15%の割合で存在するか、又は、
-前記顆粒に使用されるポリフェノールは30%~40%のレスベラトロールと40%~30%のレゾルシノールの割合のレスベラトロールとレゾルシノールの混合物であって、固形スルホン酸TsOH・H2Oは約30%の割合で存在する、
請求項1に記載のフィルタ。
<請求項9>
前記圧縮ブロック要素(11)が、セルロース、その誘導体、又は、ポビドン又はPVPとも称されるポリ(1-ビニルピロリジン-2-オン)の中から選択される少なくとも1つのバインダ又はバインダ剤が添加された前記1つ又は複数の天然ポリフェノールと前記触媒剤との室温での加圧圧縮法によって得られるペレットの形態であり、前記ペレットに使用されるポリフェノールが20%~35%の間のレスベラトロールと35%~20%の間のレゾルシノールの比率のレスベラトロールとレゾルシノールとの混合物であって、前記固形スルホン酸(TsOH・H2O)が30%の比率で存在し、前記バインダ又はバインダ剤が15~20%の比率で存在する、請求項1に記載のフィルタ。
<請求項10>
ハニカム形状に配置された複数のケーシング(10)をさらに備え、前記2つの空気透過性の対向する壁(12,13)は、2つのウェブによって画定される、請求項1~9のいずれか1項に記載のフィルタ。
<請求項11>
請求項1~10のいずれか1項に記載のフィルタを含む、空気浄化又は空気除染装置。
<請求項12>
室内空気からアルデヒド型揮発性有機化合物(VOC)を除去するための方法であって、汚染された室内空気の制御された空気流が容器として作用するケーシングを含むエアフィルタを通過し、前記容器はある体積の前記汚染された室内空気が流れる2つの空気透過性の対向する壁を含み、前記ケーシングは1つ又は複数の天然ポリフェノール及び触媒剤を収容し、前記アルデヒド型VOCは前記触媒剤の存在下で前記1つ又は複数の天然ポリフェノールと反応し、ポリマーポリフェノール-アルデヒド樹脂を生成し、これは、前記フィルタ内に保持され、
前記1つ又は複数の天然ポリフェノールは粉末状であり、レスベラトロール(3,4’,5-トリヒドロキシスチルベン)、レゾルシノール(1,3-ベンゼンジオール)、ピロガロール(1,2,3-ベンゼントリオール)、フロログルシノール(1,3,5-ベンゼントリオール)及びヒドロキノン(1,4-ベンゼンジオール)又はこれらの組み合わせを含む群から選択され、
前記触媒剤が固体スルホン酸であり、
前記1つ又は複数の天然ポリフェノールと前記触媒剤との混合物が、圧縮ブロック要素として前記容器内に存在する、方法。
<請求項13>
前記VOCが、アミン型VOC及びアンモニアをさらに含む、請求項12に記載の方法。
<請求項14>
前記アルデヒド型VOCが、ホルムアルデヒド(HCHO、メタナール)、アセトアルデヒド(エタナール)、グリオキサール(エタンジアール)、プロピオンアルデヒド(プロパナール)、アクロレイン(プロペナール)、プロパルギルアルデヒド(プロピナール)、メチルグリオキサール(2-オキソプロパナール)、グリオキシル酸及びそれらのアルキルエステル、ブチルアルデヒド(ブタナール)、イソブチルアルデヒド(2-メチルプロパナール)、メチルアクロレイン(2-メチルプロペナール)、クロトンアルデヒド(2-ブテナール)の両方の異性体、バレルアルデヒド(ペンタナール)及びイソバレルアルデヒド(3-メチルブタナール)を含む群から選択される、請求項12又は13に記載の方法。
<請求項15>
前記圧縮ブロック要素は顆粒の形態又はペレットの形態で提供され、前記顆粒は0.8mm~1.2mm、好ましくは1mmの直径を有し、前記ペレットは2.5mm~3.5mm、好ましくは3mmの直径を有する、請求項12~14のいずれか1項に記載の方法。
<請求項16>
前記フィルタのインジケータが飽和レベルに達すると、前記エアフィルタが除去され、置換され、前記インジケータは、
-ホルムアルデヒド及び関連するVOCと前記フィルタに使用される前記ポリフェノール又はポリフェノール混合物との反応が完了した場合のホルムアルデヒド及び関連するVOCと前記フィルタに含まれる前記ポリフェノール又はポリフェノール混合物とのスルホン酸触媒反応、又は
-酸基がアミン型VOC、アンモニア又はアルデヒドアミン誘導体によって中和されたときの、スルホン酸の形態で使用される、チモールブルー及び関連する染料又は食用色素及び関連するアゾ染料の色の変化
の結果として動作する、請求項13に記載の方法。
Claims (16)
- 室内空気からアルデヒド型揮発性有機化合物(VOC)を除去するためのフィルタであって、前記フィルタ(1)は容器として作用する少なくとも1つのケーシング(10)を含み、前記容器(10)はある体積の前記室内空気が流れる2つの空気透過性の対向する壁(12、13)を含み、前記ケーシングは1つ又は複数の天然ポリフェノール及び触媒剤を収容し、前記フィルタは吸着フィルタとして作用し、前記室内空気のアルデヒド型VOCと不可逆的に反応し、
前記1つ又は複数の天然ポリフェノールは粉末ポリフェノールであり、レスベラトロール(3,4’,5-トリヒドロキシスチルベン)、レゾルシノール(1,3-ベンゼンジオール)、ピロガロール(1,2,3-ベンゼントリオール)、フロログルシノール(1,3,5-ベンゼントリオール)及びヒドロキノン(1,4-ベンゼンジオール)又はこれらの組み合わせを含む群から選択され、
前記触媒剤は固体スルホン酸であり、
前記1つ又は複数の天然ポリフェノールと前記触媒剤との混合物が、圧縮ブロック要素(11)として前記容器内に存在する
ことを特徴とする、フィルタ。 - 前記圧縮ブロック要素(11)は、顆粒の形態又はペレットの形態である、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記顆粒は0.8mm~1.2mm、好ましくは1mmの直径を有し、前記ペレットは、2.5mm~3.5mm、好ましくは3mmの直径を有する、請求項2に記載のフィルタ。
- 前記圧縮ブロック要素(11)は、前記1つ又は複数の天然ポリフェノール及び前記触媒剤の室温での加圧圧縮プロセスによって得られる、請求項1~3のいずれか1項に記載のフィルタ。
- 前記圧縮ブロック要素(11)が、セルロース、その誘導体、又は、ポビドン又はPVPとも称されるポリ(1-ビニルピロリジン-2-オン)の中から選択される少なくとも1つのバインダ又はバインダ剤を添加した、前記1つ又は複数の天然ポリフェノール及び前記触媒剤の室温での加圧圧縮プロセスによって得られる、請求項1~3のいずれか1項に記載のフィルタ。
- 前記触媒剤として使用される前記固体スルホン酸が、
-p-トルエンスルホン酸(TsOH・H2O又はTsOH)又はベンゼンスルホン酸(BsOH)等の任意のアレーンスルホン酸(Ar-SO3H)、
-10-カンファースルホン酸(CSA)等の任意のアルカンスルホン酸(R-SO3H)、
-細粒化された粉末として添加された強酸イオン交換樹脂、又はスルホン酸ポリマー等の任意のスルホン酸樹脂、
-酸性のチモールブルー及び関連するトリフェニルメタンスルホン酸染料、
-(アルラレッド(E129)又はポンソー4R(E124)及び関連するアゾ誘導体等の)酸性の食品染料、若しくは
-それぞれ酸性の一般的な洗浄剤及び界面活性剤等の任意の長鎖アルキル硫酸水素塩(RO-SO3H)又はアリール硫酸水素塩(ArO-SO3H)
を含む群から選択される、請求項1に記載のフィルタ。 - 前記ポリフェノール及びスルホン酸が、それぞれ1.0~2.0及び0.1~1.0w/w比で、より好ましくは1.0~0.2w/w比で使用される、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記圧縮ブロック要素(11)が前記1つ又は複数の天然ポリフェノール及び前記触媒剤の加圧圧縮プロセスによって得られる顆粒の形態であり、
-前記顆粒に使用されるポリフェノールは10%~75%のレスベラトロールと75%~10%のレゾルシノールの割合のレスベラトロールとレゾルシノールの混合物であって、固形スルホン酸TsOH・H2O(p-トルエンスルホン酸)は約15%の割合で存在するか、又は、
-前記顆粒に使用されるポリフェノールは30%~40%のレスベラトロールと40%~30%のレゾルシノールの割合のレスベラトロールとレゾルシノールの混合物であって、固形スルホン酸TsOH・H2Oは約30%の割合で存在する、
請求項1に記載のフィルタ。 - 前記圧縮ブロック要素(11)が、セルロース、その誘導体、又は、ポビドン又はPVPとも称されるポリ(1-ビニルピロリジン-2-オン)の中から選択される少なくとも1つのバインダ又はバインダ剤が添加された前記1つ又は複数の天然ポリフェノールと前記触媒剤との室温での加圧圧縮法によって得られるペレットの形態であり、前記ペレットに使用されるポリフェノールが20%~35%の間のレスベラトロールと35%~20%の間のレゾルシノールの比率のレスベラトロールとレゾルシノールとの混合物であって、前記固形スルホン酸(TsOH・H2O)が30%の比率で存在し、前記バインダ又はバインダ剤が15~20%の比率で存在する、請求項1に記載のフィルタ。
- ハニカム形状に配置された複数のケーシング(10)をさらに備え、前記2つの空気透過性の対向する壁(12,13)は、2つのウェブによって画定される、請求項1に記載のフィルタ。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載のフィルタを含む、空気浄化又は空気除染装置。
- 室内空気からアルデヒド型揮発性有機化合物(VOC)を除去するための方法であって、汚染された室内空気の制御された空気流が容器として作用するケーシングを含むエアフィルタを通過し、前記容器はある体積の前記汚染された室内空気が流れる2つの空気透過性の対向する壁を含み、前記ケーシングは1つ又は複数の天然ポリフェノール及び触媒剤を収容し、前記アルデヒド型VOCは前記触媒剤の存在下で前記1つ又は複数の天然ポリフェノールと反応し、ポリマーポリフェノール-アルデヒド樹脂を生成し、これは、前記フィルタ内に保持され、
前記1つ又は複数の天然ポリフェノールは粉末状であり、レスベラトロール(3,4’,5-トリヒドロキシスチルベン)、レゾルシノール(1,3-ベンゼンジオール)、ピロガロール(1,2,3-ベンゼントリオール)、フロログルシノール(1,3,5-ベンゼントリオール)及びヒドロキノン(1,4-ベンゼンジオール)又はこれらの組み合わせを含む群から選択され、
前記触媒剤が固体スルホン酸であり、
前記1つ又は複数の天然ポリフェノールと前記触媒剤との混合物が、圧縮ブロック要素として前記容器内に存在する、方法。 - 前記VOCが、アミン型VOC及びアンモニアをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記アルデヒド型VOCが、ホルムアルデヒド(HCHO、メタナール)、アセトアルデヒド(エタナール)、グリオキサール(エタンジアール)、プロピオンアルデヒド(プロパナール)、アクロレイン(プロペナール)、プロパルギルアルデヒド(プロピナール)、メチルグリオキサール(2-オキソプロパナール)、グリオキシル酸及びそれらのアルキルエステル、ブチルアルデヒド(ブタナール)、イソブチルアルデヒド(2-メチルプロパナール)、メチルアクロレイン(2-メチルプロペナール)、クロトンアルデヒド(2-ブテナール)の両方の異性体、バレルアルデヒド(ペンタナール)及びイソバレルアルデヒド(3-メチルブタナール)を含む群から選択される、請求項12又は13に記載の方法。
- 前記圧縮ブロック要素は顆粒の形態又はペレットの形態で提供され、前記顆粒は0.8mm~1.2mm、好ましくは1mmの直径を有し、前記ペレットは2.5mm~3.5mm、好ましくは3mmの直径を有する、請求項12又は13に記載の方法。
- 前記フィルタのインジケータが飽和レベルに達すると、前記エアフィルタが除去され、置換され、前記インジケータは、
-ホルムアルデヒド及び関連するVOCと前記フィルタに使用される前記ポリフェノール又はポリフェノール混合物との反応が完了した場合のホルムアルデヒド及び関連するVOCと前記フィルタに含まれる前記ポリフェノール又はポリフェノール混合物とのスルホン酸触媒反応、又は
-酸基がアミン型VOC、アンモニア又はアルデヒドアミン誘導体によって中和されたときの、スルホン酸の形態で使用される、チモールブルー及び関連する染料又は食用色素及び関連するアゾ染料の色の変化
の結果として動作する、請求項13に記載の方法。
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