JP2007111310A - 脱臭体 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の脱臭材料のそれぞれ単独で有する脱臭機能を低下させることなく、コンパクトな脱臭体を提供する。
【解決手段】第一の脱臭材料２３を平板基材２１に担持して形成した平板部１と、第二の脱臭材料２４を波板基材２２に担持して形成した波板部２とをハニカム体にして構成したもので、それぞれ単独で有する脱臭機能を低下させることなく、また、脱臭体４が巨大化することなくコンパクトに作成することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、臭気や有害物質を吸着または酸化分解により除去する脱臭体に関するものである。

従来の脱臭体としては、各々の臭気や悪臭物質に有効な吸着材料や触媒材料など脱臭材料を組み合わせ、ハニカム体に塗布、もしくは含浸、担持し、ハニカム体に通気して用いられるものが一般的である。

近年では、吸着効果をもつ基材上にさらに異なる脱臭材料を塗布するなどの工夫を行っているものもある（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３１４２８３号公報

しかしながら、上記従来の脱臭体の構成では、例えば第一の脱臭材料と第二の脱臭材料を混合してハニカム体に塗布する場合においては、それぞれの脱臭材料が混合層のなかに埋没してしまい、第一および第二の脱臭材料が単独のときにそれぞれ有する効果を発揮できず、機能が低下してしまうという課題があった。

また、上記特許文献１に開示された脱臭材のように、異なる脱臭材料を層状に組み合わせる場合においても、表面層にある第一の脱臭材料は、脱臭機能を発揮できるが、下地層にある第二の脱臭材料の脱臭機能が低下してしまうという課題があった。

また、一方の脱臭材料の脱臭機能低下を解消するために、例えば、第一の脱臭材料と第二の脱臭材料のそれぞれ単独の脱臭体を作成し直列に用いた場合、それぞれの脱臭機能の低下は無いものの、脱臭体全体が巨大化してしまい、コンパクトな設計ができないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、コンパクトで、しかも複数の脱臭材料のそれぞれ単独で有する脱臭機能を低下させることのない、脱臭体を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の脱臭体は、第一の脱臭材料を平板基材に担持して形成した平板部と、第二の脱臭材料を波板基材に担持して形成した波板部とをハニカム体にして構成したもので、それぞれ単独で有する脱臭機能を低下させることなく、また、脱臭体が巨大化することなくコンパクトに作成することができる。

本発明の脱臭体は、第一の脱臭材料および第二の脱臭材料の有するそれぞれの脱臭機能を低下させることなく、また、脱臭体が巨大化することなくコンパクトに作成することが可能となる。

第１の発明は、第一の脱臭材料を平板基材に担持して形成した平板部と、第二の脱臭材料を波板基材に担持して形成した波板部とをハニカム体にして構成したもので、それぞれ単独で有する脱臭機能を低下させることなく、また、脱臭体が巨大化することなくコンパクトに作成することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の平板部と波板部とを交互に積層させてハニカム体としたもので、矩形形状の脱臭体を容易に形成することができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の平板部と波板部を重ねて巻いてハニカム体としたもので、円筒形状の脱臭体を容易に形成することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の第一及び第二の脱臭材料を異なる吸着材料としたもので、異なる悪臭や有害物質を吸着作用により除去することができる。

第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の第一及び第二の脱臭材料を異なる触媒材料としたもので、異なる悪臭や有害物質を触媒作用により除去することができる。

第６の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の第一、第二の脱臭材料の何れか一方を吸着材料、他方を触媒材料としたもので、吸着作用と触媒作用の両方で悪臭や有害物質を除去する時には極めて有用である。

第７の発明は、特に、第４又は第６の発明の吸着材料を、活性炭、ゼオライト、シリカ、アルミナのいずれかを含む吸着材料としたもので、悪臭や有害物質を効率よく吸着する脱臭体とすることができる。

第８の発明は、特に、第５又は第６の発明の触媒材料を、マンガン、コバルト、銅のいずれかを含む金属酸化物触媒としたもので、常温において悪臭や有害物質を効率よく酸化分解する脱臭体とすることができる。

第９の発明は、特に、第５又は第６の発明の触媒材料を、白金、パラジウム、ロジウム、金のいずれかを含む貴金属触媒としたもので、耐久性にすぐれた脱臭体とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における脱臭体の斜視図、図２は、同脱臭体の部分拡大断面図、図３は、同脱臭体のアセトアルデヒドおよび酢酸の出口濃度を示す実験特性図である。

図１において、本実施の形態における脱臭体４は、平板部１および波板部２が交互に積層されたハニカム体により構成されている。

図２において、平板部１は、平板基材２１と、平板基材２１に担持され吸着材料であるゼオライトからなる第一の脱臭材料２３から形成されている。また波板部２は、波板基材２２と、波板基材２２に担持され触媒材料である酸化コバルトからなる第二の脱臭材料２４から形成されている。

このように本実施の形態における脱臭体４は、別々の脱臭材料を担持した平板部１および波板部２を交互に積層したハニカム体として構成されている。

本実施の形態では、ハニカムを構成する基材の材料を特定していないものであるが、シリカ、アルミナを原料とする無機繊維から作成された基材でも、また、アルミやステンレスなどの金属箔から作成された基材でも構わないものである。

ここで、本実施の形態における脱臭体４の機能を調べる実験を行った。

評価ガスとしては、１０ｐｐｍに調整したアセトアルデヒドを用い、空間速度を１２０００／ｈとして通気試験を行った。なお対照実験１として、第一の脱臭材料であるゼオライトと第二の脱臭材料である酸化コバルトを混合し、平板、波板の区別なく、本実施の形態と同重量担持した脱臭体でも同様に行った。その実験結果を図３に示す。

図３は、アセトアルデヒドを１０ｐｐｍで通気したときの出口のアセトアルデヒドおよび酢酸の濃度の経時変化を示した実験特性図である。実線がアセトアルデヒドであり、破線が酢酸である。

図３において、本実施の形態では、アセトアルデヒドは時間が経過すれば出口濃度は５〜６ｐｐｍで安定しており、また酢酸は初期には確認されなかったが、通気開始から４時間以降に発生が認められた。一方、対照実験１においては、アセトアルデヒドの出口濃度は単調に減少し、また酢酸の発生も認められなかった。

これは、本実施の形態ではアセトアルデヒドを通気すると酸化コバルトの触媒作用によりアセトアルデヒドは酢酸に転化し、酢酸としてゼオライトに吸着されるため、アセトアルデヒドは初期の吸着以降は安定して除去され、酢酸は発生し続けるが、いずれはゼオライトが吸着破過することを示している。

一方、対照実験１では、第一の脱臭材料としての吸着材料であるゼオライトと第二の脱臭材料としての触媒材料である酸化コバルトを混合することにより、ゼオライトからの不純物が酸化コバルトへ悪影響を及ぼし酸化コバルトが触媒機能を失ったため、アセトアルデヒドは酢酸に転化せず、吸着作用による除去しかできなかったと考えられる。

以上のように本実施の形態によれば、ゼオライトからなる第一の脱臭材料２３を平板基材２１に、また酸化コバルトからなる第二の脱臭材料２４を波板基材２２に担持することにより、それぞれの脱臭機能を十分発揮することができる脱臭体４を提供することができるものである。

なお、ここでは、平板基材２１に第一の脱臭材料２３として吸着材料であるゼオライトを担持し、波板基材２２に第二の脱臭材料２４として触媒材料である酸化コバルトを担持したが、逆に、平板基材２１に、第二の脱臭材料２４としての触媒材料である酸化コバルトを担持し、波板基材２２に、第一の脱臭材料２３として吸着材料であるゼオライトを担持しても同様の効果が得られることは言うまでも無い。

また、本実施の形態では、脱臭体４は、平板部１および波板部２が交互に積層されたハニカム体により構成したが、円筒形状が必要な場合には、図４に示すように、第一の脱臭材料２３を担持した平板部４１と第二の脱臭材料２４を担持した波板部４２を重ねて巻いて構成しても同様の効果が得られることは、言うまでも無い。

（実施の形態２）
次に本発明の第２の実施の形態における脱臭体について説明する。

本実施の形態における脱臭体４は、上記第１の実施の形態と同様に、平板部１および波板部２が交互に積層されたハニカム体により構成されているが、平板部１の平板基材２１に第一の脱臭材料２３として吸着材料であるゼオライトを担持し、また波板部２の波板基材２２に第二の脱臭材料２４として同様に吸着材料である活性炭を担持している。

ここで、本実施の形態における脱臭体４の機能を調べる実験を行った。

評価ガスとしては、アンモニアと硫化水素をそれぞれ１０ｐｐｍに調整した混合ガスを用い、また空間速度を１２０００／ｈとして通気試験を行った。なお対照実験２として、ゼオライトと活性炭を混合し、平板、波板の区別なく、本実施の形態と同重量担持した脱臭体でも同様に行った。

除去率５０％における破過時間を調べると、本実施の形態においては、アンモニアが約２時間、硫化水素が約４時間であったが、対照実験２においてはアンモニアが約１時間、硫化水素が約３時間といずれも本実施の形態より短くなった。

アンモニアは、主にゼオライトに吸着され、硫化水素は主に活性炭に吸着されるものであるが、本実施の形態では、それぞれが機能を失うことなく吸着したのに対して、対照実験２では、第一の脱臭材料２３としての吸着材料であるゼオライトと第二の脱臭材料２４としての吸着材料である活性炭を混合担持することにより、ゼオライトおよび活性炭が混合層に一部埋没した形となり、吸着機能が低下したためである。

なおここでは、吸着材料としてゼオライトおよび活性炭を用いたが、吸着材料としてシリカやアルミナなどを用いても悪臭や有害物質除去には効果のあるものである。

（実施の形態３）
次に本発明の第３の実施の形態における脱臭体について説明する。

本実施の形態における脱臭体４は、上記第１、２の実施の形態と同様に、平板部１および波板部２が交互に積層されたハニカム体により構成されているが、平板部１の平板基材２１に第一の脱臭材料２３として触媒材料である二酸化マンガンを担持し、また波板部２の波板基材２２に第二の脱臭材料２４として同様に触媒材料である酸化コバルトを担持している。

ここで、本実施の形態における脱臭体４の機能を調べる実験を行った。

評価ガスとしては、アセトアルデヒドとメチルメルカプタンをそれぞれ１０ｐｐｍに調整した混合ガスを用い、また空間速度を１２０００／ｈとして通気試験を行った。なお対照実験３として、二酸化マンガンと酸化コバルトを混合し、平板、波板の区別なく、本実施の形態と同重量担持した脱臭体でも同様に行った。

流通開始から４時間経過後の出口濃度を調べると、本実施の形態においてはアセトアルデヒドは約５０％が酢酸に転化し、メチルメルカプタンは約９９％が二硫化ジメチルに転化していた。

一方、対照実験３においてはメチルメルカプタンは約９９％が二硫化ジメチルに転化していたが、アセトアルデヒドは転化せず酢酸の発生はなかった。

アセトアルデヒドは、主に酸化コバルトの触媒作用により酢酸に転化され、メチルメルカプタンは、主に二酸化マンガンの触媒作用により二硫化ジメチルに転化されるものであるが、本実施の形態ではそれぞれが機能を失うことなく安定して転化したのに対して、対照実験３では、第一の脱臭材料２３としての触媒材料である酸化コバルトと第二の脱臭材料２４としての触媒材料である二酸化マンガンを混合することにより、二酸化マンガンの機能は損なわれなかったが、酸化コバルトの触媒機能が低下したと考えられる。

なおここでは、触媒材料として二酸化マンガンおよび酸化コバルトを用いたが、触媒材料としてこれらの遷移金属や銅酸化物またこれらの複合酸化物などを用いても、室温程度の雰囲気温度での悪臭や有害物質の酸化には効果があるものである。

（実施の形態４）
次に本発明の第４の実施の形態における脱臭体について説明する。

本実施の形態における脱臭体４は、上記実施の形態と同様に、平板部１および波板部２が交互に積層されたハニカム体により構成されているが、平板部１の平板基材２１に第一の脱臭材料２３として触媒材料である二酸化マンガンを担持し、また波板部２の波板基材２２に第二の脱臭材料２４として触媒材料である白金を担持している。

ここで、本実施の形態における脱臭体４の機能を調べる実験を行った。

評価ガスとしては、アセトアルデヒドとメチルメルカプタンをそれぞれ１０ｐｐｍに調整した混合ガスを用い、また空間速度を１２０００／ｈとして長期の通気試験を行った。なお対照実験４としては、実施の形態３における脱臭体４を用いて同様に長期の通気試験を行った。

アセトアルデヒドは、主に酸化コバルトおよび白金の触媒作用により酢酸に転化され、メチルメルカプタンは主に二酸化マンガンの触媒作用により二硫化ジメチルに転化されるものである。

２０００時間経過後を調べると、本実施の形態の脱臭体４においてはアセトアルデヒドは約４０％が酢酸に転化し、メチルメルカプタンは約９０％が二硫化ジメチルに転化していた。

一方、対照実験４においてはメチルメルカプタンは同じく約９０％が二硫化ジメチルに転化していたが、アセトアルデヒドは約１０％しか転化していなかった。

アセトアルデヒドの出口濃度の経時変化を図５に示す。

図５に示すように、本実施の形態ではアセトアルデヒド濃度、つまり転化率はほぼ横ばいで安定していたのに対して、対照実験４では徐々に転化率が低下していくことが示されている。

これは、本実施の形態では長期間、白金が機能を失うことなく安定してアセトアルデヒドを酢酸に転化していたのに対して、対照実験４では、酸化コバルトがメチルメルカプタンによって被毒され機能が低下したと考えられる。

以上のように、白金を用いることにより、硫化物が共存したときにも長期にわたり安定して触媒機能を発揮することができる。

なおここでは、触媒材料として白金を用いたが、白金以外にもパラジウムやロジウム、超微粒子の金などを用いても、長期にわたり触媒機能を保持できるものである。

以上のように、本発明にかかる脱臭体は、第一の脱臭材料および第二の脱臭材料の有する機能を低下させず、また、脱臭体が巨大化することなくコンパクトに形成することができるもので、家庭用脱臭機、空気清浄機、生ごみ処理機など脱臭機能を有する各種機器及び業務用途に広く適用できる。

本発明の実施の形態１における脱臭体の斜視図 同脱臭体の部分拡大断面図 同脱臭体のアセトアルデヒドおよび酢酸の出口濃度を示す実験特性図 他の例を示す脱臭体の部分展開斜視図 本発明の実施の形態４における脱臭体のアセトアルデヒドの出口濃度を示す実験特性図

符号の説明

１ 平板部
２ 波板部
４ 脱臭体
２１ 平板基材
２２ 波板基材
２３ 第一の脱臭材料
２４ 第二の脱臭材料

Claims (9)

1. 第一の脱臭材料を平板基材に担持して形成した平板部と、第二の脱臭材料を波板基材に担持して形成した波板部とをハニカム体にして構成した脱臭体。
2. 平板部と波板部とを交互に積層させてハニカム体とした請求項１に記載の脱臭体。
3. 平板部と波板部を重ねて巻いてハニカム体とした請求項１に記載の脱臭体。
4. 第一及び第二の脱臭材料を異なる吸着材料とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱臭体。
5. 第一及び第二の脱臭材料を異なる触媒材料とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱臭体。
6. 第一、第二の脱臭材料の何れか一方を吸着材料、他方を触媒材料とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱臭体。
7. 吸着材料は、活性炭、ゼオライト、シリカ、アルミナのいずれかを含む吸着材料である請求項４又は６に記載の脱臭体。
8. 触媒材料は、マンガン、コバルト、銅のいずれかを含む金属酸化物触媒である請求項５又は６に記載の脱臭体。
9. 触媒材料は、白金、パラジウム、ロジウム、金のいずれかを含む貴金属触媒である請求項５又は６に記載の脱臭体。