JP2008178788A

JP2008178788A - 吸着剤

Info

Publication number: JP2008178788A
Application number: JP2007013507A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Ando; 圭一安藤; Yuichiro Hayashi; 祐一郎林; Yasuhiro Asada; 康裕浅田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2007-01-24
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】絶対湿度５ｇ／ｍ^３以下の低湿度環境下でも低級脂肪族アルデヒドを再飛散することなく有効に吸着除去できる吸着剤に関する。
【解決手段】３０℃の水蒸気吸着等温線において、相対湿度４０％ＲＨでの平衡吸着量が０．１ｍＬ／ｇ以上であり、かつ相対湿度４０％ＲＨでの平衡吸着量が相対湿度９５％ＲＨでの平衡吸着量の２０％以上である多孔質体に水溶性ヒドラジドを担持させたことを特徴とする低湿度環境用アルデヒド吸着剤。
【選択図】なし

Description

本発明は、アルデヒド類、特にアセトアルデヒドに代表される低級脂肪族アルデヒドの吸着除去に優れた吸着剤に関し、特にエアフィルターに好適に用いられる吸着剤に関する。

空気中の汚染物質についてはその種類が多岐に渡るが、その中でも低級脂肪族アルデヒドは大きな問題となっている。例えば、タバコの煙や建築材、産業機械の排気ガスに含まれるアセトアルデヒドは、閾値、つまり臭いと感じる限界点が１．５μｇ／Ｌと極めて低濃度であり、少量でも悪臭の原因となる。またアルデヒドは、シックハウス症候群や化学物質過敏症などの主因物質としても問題視されており、厚生労働省は室内濃度指針値を定めて規制を促している。

空気中の悪臭成分の除去には、活性炭が一般に使用されているが、低級脂肪族アルデヒドの活性炭への平衡吸着量は他の悪臭成分に比べて著しく小さい。また活性炭は、一旦は悪臭成分をその細孔内に保持するものの、物理的に表面吸着している状態であるため、吸着平衡に達すると温湿度などの環境変化によって悪臭を再放出するという問題がある。

そこでアルデヒドと化学反応するアニリンを添着した活性炭が、特許文献１、特許文献２に開示されている。しかし、アニリンは毒性を有し、接触や吸入などによって人体に中毒症状を引き起こすことから、人の手に触れる場面での使用には不向きである。

このほか、特許文献３ではアミン−有機酸の塩を活性炭などの多孔性物質に添着して得られる吸着剤に燐酸を添着した多孔性物質を混合することにより低級脂肪族アルデヒドの除去性能が高められると開示されている。また、特許文献４では無機系吸着剤と活性炭の少なくとも一方にアミンを添着する方法が開示されている。しかしながら、これら文献に具体的に記載されている方法では、反応場となる水が存在しにくい環境、すなわち低湿度環境で薬剤とアルデヒドとが反応しづらい。すなわち、多孔質体に一般的なアミン系薬品を添着させてアルデヒドを化学吸着しようとする公知技術は多数存在しているが、化学反応に不利な低湿度環境においても実用的な効果が示される吸着剤は得られていない。

また、特許文献５では、アルデヒドの吸着性能の向上を目的として、吸湿性のあるエチレン尿素とアニリンまたは遷移金属の硝酸塩、塩化物塩、酢酸塩、燐酸塩を多孔質体に複合添着させる方法を開示している。しかしこの方法では、絶対湿度５ｇ／ｍ^３以下という低湿度環境下で使用する場合、エチレン尿素の吸湿性が十分発揮されないばかりか、もともと尿素化合物とアルデヒドとの反応性が速くないために、動的な条件下では十分な吸着性能が得られない。

特許文献６には、特定の細孔径、含水率を有する二酸化ケイ素に水溶性のポリアミンを担持させた消臭性接着剤が開示されている。しかし、ポリアミンは生理活性を有する化合物であるため、人体への影響が疑問視される。またこの消臭性接着剤は、静的な条件下での建材用途を想定した設計であり、例えばＯＡ機器用のエアフィルターのように高温エアーが通気される動的な用途で使用すると、ポリアミン自体が臭気を発するという問題がある。

このように低湿度環境および動的な環境においても低級脂肪族アルデヒドに対して高い吸着性能を示し、かつ再放出することなく、自身も臭気を発生させない吸着剤が要望されていた。
特公昭６０−５４０９５号公報特開平３−９８６４２号公報特開平６−７４１８号公報特開平８−１９１８７９号公報特開平１１−２８５６１９号公報特開２０００−２８１９９８号公報

本発明は、低湿度環境であっても低級脂肪族アルデヒドの除去性能に優れ、さらエアーが流通している動的な条件下においても除去効率が高い実用的な吸着剤を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、３０℃の水蒸気吸着等温線において、相対湿度４０％ＲＨでの平衡吸着量が０．１ｍＬ／ｇ以上であり、かつ相対湿度４０％ＲＨでの平衡吸着量が相対湿度９５％ＲＨでの平衡吸着量の２０％以上である多孔質体に、水溶性ヒドラジドを担持してなる吸着剤である。

本発明によれば、低湿度環境下および動的環境下においても脂肪族アルデヒド類を高効率に吸着し、かつ吸着容量も大きい吸着剤を提供することができる。

本発明の吸着剤は、多孔質体に水溶性ヒドラジドを担持してなる。多孔質体により、処理エアと接触可能な表面積を得るとともに、水溶性ヒドラジドを十分な量で保持することができる。

本発明の吸着剤は、多孔質体が、３０℃の水蒸気吸着等温線において、相対湿度４０％ＲＨでの平衡吸着量が０．１ｍＬ／ｇ以上であり、かつ相対湿度４０％ＲＨでの平衡吸着量が相対湿度９５％ＲＨでの平衡吸着量の２０％以上であることが重要である。かかる多孔質体を採用することにより、低湿度環境下においても十分な水分量を保持し、アルデヒドとヒドラジドとの化学反応による吸着を進行させることができる。水蒸気吸着等温線は、ＪＩＳＫ１４７４：１９９１５．１．２に規定される装置を使用して測定することができる。

多孔質体としては、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライト等が使用可能であるが、水溶性ヒドラジドを付着した後にもアルデヒドの吸着サイトが確保され、さらに毛管凝縮作用により低湿度環境下においても一定の水分を保持できる点で、平均細孔径が１ｎｍ〜１０ｎｍの多孔質体が好ましい。多孔質体の中では親水性の表面を持つシリカゲルが好ましく、またそれらシリカゲルの中でも平均細孔径３ｎｍ〜６ｎｍのシリカゲルがより多くの水分を保持できる点で好ましい。

多孔質体の平均細孔径が大きすぎると、毛管凝縮作用が小さくなり、低湿度環境下における水分保持能が低下する。また平均細孔径が大きいと比表面積が小さくなり、処理エアーと接触可能なヒドラジドの添着面積を確保することができない。比表面積を十分な大きさにしようとすると、多孔質体における空隙率が大きくなりすぎて機械的強度が低下し、ヒドラジドを添着させる過程で多孔質体の破壊が起こってしまう。

一方、平均細孔径が小さすぎると多孔質体の比表面積は増加するが、ヒドラジドが細孔内で目詰まりしやすくなり、アルデヒドの吸着サイトが減少してしまう。

多孔質体の細孔径は、ばらつきが小さければ小さいほど好ましく、細孔径分布がシャープなシリカゲルが有効に利用できる。多孔質体の細孔径分布は、ガス吸着法で得られる吸着等温線データをＢ.Ｊ.Ｈ（Brrett. Joyner. Halenda）法やＨ.Ｋ.（Horbath- Kawazoe ）法により解析することで求めることができる。

多孔質体の比表面積は５０ｍ²／ｇ〜６００ｍ²／ｇが好ましい。５０ｍ^２／ｇ以下ではアルデヒドガスとの接触効率が低くなり十分な吸着性能が得られない。６００ｍ^２／ｇ以上では、多孔質体の空隙率が大きくなりすぎて機械的強度が低下し、水溶性ヒドラジドを添着させる過程で破壊しやすくなる。

多孔質体は粒子状の物である場合、その平均粒径が１〜５０００μｍであることが好ましい。より好ましくは７５〜４０００μｍである。平均粒径が１μｍ未満では取扱いが困難なうえ、再凝集しやすいといった問題もあり好ましくない。また５０００μｍより大きいと、フィルターの吸着剤として限られた容積に充填して使用する場合、嵩張ってしまいガス吸着に必要な表面積が確保できない。平均粒径は多孔質体の粒度から算出される。粒度は、ＪＩＳＫ００６９:１９９２６．２．５に記載される方法に従い、またＪＩＳＺ８８０１−１：２００６に規定される標準ふるいを使用して、その目開きを通過する割合を測定し、積算重量百分率で表される。なお、積算値５０％の粒度を「平均粒径」とする。ただし、数μｍ程度の微粉になると，ふるいは目詰まりしてしまうので，液体に分散させ、回折光や散乱光を利用して粒度を測定する。

多孔質体の表面には、耐水強度を上げる処理や、ｐＨを変化させる処理など任意の後処理が施されていてもよい。

一方、本発明において用いられる水溶性ヒドラジドとは、酸のヒドロキシル基をヒドラジノ基（ＮＨ_２−ＮＨ−）で置換した化合物であって、水に可溶なものをいう。ここで「水溶性」とは、常温で中性の水に対し１質量％以上（１０ｇ／Ｌ）溶解することをいう。

代表的な化合物群としてモノヒドラジド、ジヒドラジド、ヒドラジドイミド、ヒドラジジン、セミカルバジドなどが挙げられる。

モノヒドラジドは、一般式Ｒ_１−ＣＯ−ＮＨＮＨ_２［式中、Ｒ_１は水素原子、アルキル基又は置換基を有することのあるアリール基を示す］で表され、ホルムヒドラジド、アセトヒドラジド、1,5-ジフェニルカルボノヒドラジド、ベンゾヒドラジド、ペンタノヒドラジド、シクロヘキサンカルボヒドラジド、ベンゼンスルホノヒドラジド、チオベンゾヒドラジドなどが例示できる。

ジヒドラジドは、一般式Ｈ_２ＮＨＮ−Ｒ_２−ＮＨＮＨ₂［式中、Ｒ_２は基−ＣＯ−又は基−ＣＯ−Ａ−ＣＯ−を示す。Ａはアルキレン基又はアリーレン基を示す］で表され、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジドなどが例示できる。

ヒドラジドイミドは、一般式Ｒ_１Ｃ（=ＮＨ）ＮＨＮＨ_２［式中、Ｒ_１は水素原子、アルキル基又は置換基を有することのあるアリール基を示す］で表され、ペンタンイミドヒドラジドが例示できる。

ヒドラジジンは、別名ヒドラジドヒドラゾンとも呼ばれ、一般式Ｒ_１Ｃ（=ＮＮＨ_２）ＮＨＮＨ_２［式中、Ｒ_１は水素原子、アルキル基又は置換基を有することのあるアリール基を示す］で表され、ベンゾヒドラゾノヒドラジドを例示できる。

セミカルバジドは、カルバミン酸のヒドラジドであって、一般式ＮＨ_２−ＣＯ−ＮＨＮＨ_２［式中、窒素原子および炭素原子にはアルキル基又はアリール基アリール基が置換されていてもよい］で表され、4,4-ジメチル‐1‐フェニルセミカルバジドなどが例示できる。

これらの中でも、水に対する溶解性、低級脂肪族アルデヒドとの反応性、安全性、生産性、低臭気などを考慮に入れるとジヒドラジド化合物が好ましく、カルボン酸ジヒドラジドが特に好ましく、アジピン酸ジヒドラジドがより一層好ましい。

このような水溶性ヒドラジドは単独でなく２種以上含んでいてもよい。水溶性ヒドラジドの担持量は、前記多孔質体１ｇ当たり０．０２〜１．００ｍｍｏｌである。担持量が少な過ぎると、アルデヒドガスの吸着能が得られない。また担持量が多過ぎると、細孔をヒドラジドが塞いでしまって有効な吸着サイトが得られないだけでなく、毛管凝縮による水分の保持もできないため、低湿度環境下における化学吸着能が著しく低くなる。

また、本発明の吸着剤には酸触媒を担持させることも好ましい。アルデヒド類のカルボニル炭素の電子を酸触媒が共有することによって、アルデヒド類のカルボニル炭素の求電子性を高くし、アルデヒド類に対する化学吸着能を向上させることができる。

酸触媒の酸としては、プロトン供与体であるブレンステッド酸や、電子対受容体であるルイス酸を挙げることができる。ルイス酸としては例えば、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデン、スズ、鉄等の水酸化物もしくは酸化物、グラファイト、イオン交換樹脂等からなる担体に、硫酸根、五フッ化アンチモン、五フッ化タンタル、三フッ化ホウ素等を付着或いは担持したものを例示することができる。

その他、ｐＨ調整剤、防腐剤、抗菌剤、変色防止剤等の各種の添加剤を使用用途に応じて多孔質体に担持することができる。たとえばアジピン酸ヒドラジドは光照射、空気中の酸素との接触が経時的に繰り返されることにより、分解して変色することがある。この変色は、多孔質体に水溶性ヒドラジドと等モルのポリエチレングリコールを添加することで防ぐことができる。ポリエチレングリコールはアルデヒドとヒドラジドの反応性を妨げることなく変色防止剤として働く。変色およびその抑制のメカニズムははっきりと解明されていないが、おそらくヒドラジドと会合状態で存在するポリエチレングリコールが、光照射による酸ヒドラジドのα-カルボニルのエネルギー吸収を緩和しているのであろうと推測される。

上記したような本発明の吸着剤は多孔質体と水溶性ヒドラジドを溶解した水溶液を混合すれば、容易に得られる。細孔内に均一にヒドラジドを付着させるために、多孔質体を十分に浸漬できる量のヒドラジド水溶液を調製し、この中に多孔質体を１時間以上含浸付着させる必要がある。多孔質体は水溶液に含浸する前処理として、乾燥させてもよいし、あらかじめ加水しておいてもよい。

ヒドラジドの担持量はヒドラジド水溶液の濃度を変えることで調整することができる。また含浸中はゆっくり攪拌してもよい。ヒドラジドが付着した後の複合体は任意の方法で濾別し、用いた水溶性ヒドラジドの分解温度より低い温度で乾燥させる。得られた複合体は例えば５０℃〜１２０℃で熱乾燥し、本発明におけるアルデヒドガス吸着剤を得ることができる。

多孔質体として通常透明なシリカゲルを用い、そのシリカゲルにたとえば水に難溶のアミン類を担持させると、吸着剤としてはそのアミン成分が析出付着して白色を帯びる。しかしながら本発明の吸着剤は、透明な外観を有するという特徴がある。これは多孔質体にわずかに含有される水分に水溶性ヒドラジドが溶け込んだ状態で保持されるため、ヒドラジド分子が無秩序な配列で存在し、光の乱反射が起こらないのであろうと推定する。

本発明の吸着剤は、アルデヒドガスの吸着を必要とする種々の分野で利用することができ、特に低湿度の動的環境下においても他のＶＯＣガスの阻害を受けずにアルデヒドを選択的に高効率に除去できる。これは低湿度下においても十分な水分を保持できる多孔質体に、アルデヒドとの反応性が高い水溶性のヒドラジドが担持されていることにより達成されるものである。つまり、多孔質体に含有される水分が反応場として有効に働き、ヒドラジドの反応性を促進させるものと考えられる。

特に電子写真装置の排気部は設備そのものが高温に曝されるため、水分が飛んで絶対湿度が低いエアーが供給される。本発明はこのような低湿度環境に設置されるフィルターに使用するアルデヒド吸着剤などにニーズがある。

吸着対象のアルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等の脂肪族アルデヒドのほか、ベンズアルデヒド、パラメチルベンゾアルデヒド等の芳香族アルデヒドも挙げられ。そして、本発明は、特に反応性が低いために動的な条件での除去が困難であったアセトアルデヒドに対して湿度環境を選ばずに良好な化学吸着性能を発現する。

以下、実施例によって本発明の作用効果をより具体的に示すが、本発明の吸着剤は下記実施例のみに限定されるものではない。

［測定方法］
（１）水蒸気吸着等温線の測定方法
多孔質体を約１００ｍｇ採取し、２時間１８０℃で加熱真空排気を行った。次に真空ライン内で飽和水蒸気圧下１晩放置した。その後、真空排気を常温３０℃で行って、日本ＢＥＬ社製装置名ＢＥＬＳＯＲＰ１８ＰＬＵＳＴ−Ｔを用いて定容法により、吸着水分量を水蒸気の相対圧０．００〜１．００の範囲で徐々に高めながら３０点測定し、上記サンプルの水蒸気吸着等温線を作成した。

なお、後述する表２に示す多孔質体の３０℃の水蒸気平衡吸着量特性は次式で示されるものである。
Ａ：３０℃、相対湿度４０％ＲＨでの水蒸気平衡吸着量（ｍL／ｇ）
Ｂ：[（Ａ）／（３０℃、相対湿度９５ＲＨ％での水蒸気平衡吸着量）×１００]（％）
（２）平均細孔径およびＢＥＴ比表面積の測定方法
多孔質体を約１００ｍｇ採取し、１８０℃で２時間真空乾燥の後、秤量した。マイクロメリティックス社製自動比表面積装置、装置名ジェミニ２３７５を使用し、液体窒素の沸点（−１９５．８℃）における窒素ガスの吸着量を相対圧０．０２〜１．００の範囲で徐々に高めながら４０点測定し、上記サンプルの窒素吸着等温線を作製した。相対圧０．０２〜１．００での結果をＢＥＴプロットし、重量当りのＢＥＴ比表面積（ｍ²／ｇ）を求めた。また、窒素吸着等温泉のＢＥＴ法により、多孔質体の細孔容積（ｍＬ／ｇ）を求め、下記式より多孔質体の平均細孔径（Ｄ）を算出した。
Ｄ＝４×Ｖ／Ｓ×１０^４
〔Ｖ：細孔容積（ｍＬ／ｇ）、Ｓ：比表面積（ｍ²／ｇ）〕
（３）アセトアルデヒドの吸着能力（ワンパス除去効率）の評価
直径４５ｍｍの円筒型のサンプルホルダに吸着剤を高さ１０ｍｍとなるよう充填し、ここに温度２３℃、絶対湿度２ｇ／ｍ^３（相対湿度１０％ＲＨ）のドライエアーを０．１６ｍ／ｓｅｃの速度で３０分間通気して試験系を十分に乾燥させた。さらに上流側から、標準ガスボンベによりアセトアルデヒドを上流濃度２０ｖｏｌｐｐｍとなるように供給しながら上記ドライエアーを通気した。サンプルホルダの上流側と下流側とにおいてエアーをサンプリングし、赤外吸光式連続モニターを使用してそれぞれのアセトアルデヒド濃度を経時的に測定し、これから下記式より通気開始５分、１０分、１５分、２０分後のワンパス除去効率を算出した。
ワンパス除去効率（％）＝（１−（下流側濃度／上流側濃度））×１００
（４）アセトアルデヒドの再放出性評価
直径４５ｍｍの円筒型のサンプルホルダに吸着剤を高さ１０ｍｍで充填し、ここに温度２３℃、絶対湿度２ｇ／ｍ^３（相対湿度１０％ＲＨ）のドライエアーを０．１６ｍ／ｓｅｃの速度で３０分間送風して試験系を十分に乾燥させた。さらに上流側から、標準ガスボンベによりアセトアルデヒドを上流濃度３３ｖｏｌｐｐｍとなるように供給し、２５分間通気したところで、アセトアルデヒドの供給を止めた。サンプルを密閉して一旦試験系から取り外し、上記のドライエアーを５分間流し、試験系（サンプル上流および下流）に付着したアセトアルデヒドをエアーブローで清掃した。再びサンプルをセットして、上記ドライエアーを１５分間通気した。通気開始５分、１０分、１５分後の下流側アセトアルデヒド濃度を赤外吸光式連続モニターで測定した。

（５）アルデヒドガス負荷後の臭気官能評価方法
アセトアルデヒドの吸着能力評価終了後のサンプルを試験系から取り外し、サンプルから発生する臭気を６段階臭気官能評価判定基準（表１）に従い、パネラー４人（Ａ〜Ｄ）で判定した。

［実施例１］
次のものを用い、本発明の吸着剤を得た。

水溶性ヒドラジドとしてアジピン酸ジヒドラジド（日本化成社製）１２ｇを秤量し、これを常温にて２００ｍLの蒸留水に溶解させた。得られたアジピン酸ジヒドラジド水溶液に下記多孔質体１００ｇを含浸させて、１時間ゆっくり撹拌した。次にこの多孔質体を自然濾過により濾別し、乾燥温度１００℃で１時間乾燥させて吸着剤を得た。吸着剤の調製条件をまとめて表２に示す。

得られた吸着剤に関し、アセトアルデヒドの吸着能力、再放出性、負荷後の臭気を評価した。結果を表３〜表５に示す。

（多孔質体）
多孔質体として、細孔容積０．３ｍＬ／ｇ、比表面積５５０ｍ^２／ｇ、平均細孔径３ｎｍ、粒径０．８５〜１．７０ｍｍである富士シリシア化学社製「ＣＡＲｉＡＣＴＱ−３」を用いた。

［実施例２］
多孔質体を次のものに変更し、水溶性ヒドラジドの担持量を変更した以外は実施例１と同様にして吸着剤を得た。なお条件をまとめて表２に示す。

（多孔質体）
多孔質体として、細孔容積０．６ｍＬ／ｇ、比表面積４５０ｍ^２／ｇ、平均細孔径６ｎｍ、粒径１．７０〜４．００ｍｍである富士シリシア化学社製「ＣＡＲｉＡＣＴＱ−６」を用いた。

［実施例３］
多孔質体を次のものに変更し、水溶性ヒドラジドの担持量を変更した以外は実施例１と同様にして吸着剤を得た。なお条件をまとめて表２に示す。
得られた吸着剤に関し、アセトアルデヒドの吸着能力、再放出性、負荷後の臭気を評価した。結果を表３〜表５に示す。

（多孔質体）
多孔質体として、細孔容積１．０ｍＬ／ｇ、比表面積３００ｍ^２／ｇ、平均細孔径１０ｎｍ、粒径１．７０〜４．００ｍｍである富士シリシア化学社製「ＣＡＲｉＡＣＴＱ−１０」を用いた。

［比較例１］
多孔質体を次のものに変更し、水溶性ヒドラジドの担持量を変更した以外は実施例１と同様にして吸着剤を得た。なお条件をまとめて表２に示す。

（多孔質体）
多孔質体として、平均細孔径が１．１ｎｍ、比表面積１４５０ｍ^２／ｇ、粒径０．８５〜１．７０ｍｍであるクラレケミカル社製活性炭「クラレコールＧＧ１０／２０」を用いた。

［比較例２］
多孔質体を次のものに変更し、水溶性ヒドラジドの担持量を変更した以外は実施例１と同様にして吸着剤を得た。なお条件をまとめて表２に示す。

（多孔質体）
多孔質体として、細孔容積１．０ｍｌ／ｇ、比表面積２００ｍ^２／ｇ、平均細孔径１５ｎｍ、粒径１．７０〜４．００ｍｍである富士シリシア化学社製「ＣＡＲｉＡＣＴＱ−１５」を用いた。

［比較例３］
水溶性ヒドラジドを用いず、次の多孔質体をもって吸着剤とした。この吸着剤に関し、アセトアルデヒドの吸着能力、再放出性、負荷後の臭気を評価した。結果を表３〜表５に示す。

［比較例４］
水溶性ヒドラジドを用いず、次の多孔質体をもって吸着剤とした。この吸着剤に関し、アセトアルデヒドの吸着能力、再放出性、負荷後の臭気を評価した。結果を表３〜表５に示す。

［比較例５］
アジピン酸ジヒドラジドに代えてテトラエチレンペンタミン（東ソー社製）を使用し、水溶性ヒドラジドの担持量を変更した以外は実施例１と同様にして吸着剤を得た。なお条件をまとめて表２に示す。

実施例１，２は、測定開始５分後の除去効率が９５％以上であり、初期除去効率が高い。２０分経過後も９０％以上の除去効率を維持していることから吸着性能の低下も緩やかであり、長寿命なことが分かる。

実施例３は、実施例１，２と比較すると担持体に使用した多孔質体の水蒸気平衡吸着特性が低い分、アルデヒドの除去効率は若干劣るものの、吸着性能、再放出性、官能評価とも十分なレベルである。

比較例１は、相対湿度４０％ＲＨでの水蒸気平衡吸着量（ｍＬ／ｇ）が０．０２９で、かつ相対湿度４０％ＲＨでの平衡吸着量が相対湿度９５％ＲＨでの平衡吸着量の２．５％である活性炭を担持体として、アジピン酸ヒドラジドを添着させたものである。同活性炭は大半の細孔径がミクロ孔領域に分布しており、高いアセトアルデヒドの除去効率を示すが、再放出性が高いという欠点がある。負荷後の臭気評価からも明らかである。これは低湿度環境下では活性炭の含水量が少な過ぎるため、物理吸着のみが寄与し、添着薬剤の化学吸着機能が発揮されていなことが推定される。

比較例２は、平均細孔径が１５ｎｍのシリカゲルを多孔質体としてアジピン酸ジヒドラジドを添着したものであり、吸着性能が極めて低い結果となった。これはシリカゲルの平均細孔径が大きいことにより毛管凝縮による水分保持が不十分となり、低湿度環境下では化学吸着特性が発揮されないためだと推定される。

また、比較例３、４は、実施例１、２と同じ多孔質体を多孔質体で、かつ、水溶性ヒドラジドを無添着とした。これらは除去効率こそ高い性能を示すが、多孔質体の物理吸着特性のみでアルデヒドを吸着しているため、再放出性が高い。実際に負荷後の臭気レベルも高いものであった。

比較例５は、水溶性ヒドラジドに代えて水溶性ポリアミンであるテトラエチレンペンタミンを担持させたものである。ポリアミン化合物のアルデヒドに対する化学反応性がヒドラジド対比で低いことに起因して、本発明の吸着剤に比較して除去効率が低い。またアセトアルデヒドの再放出濃度が低いにもかかわらず、負荷後の臭気レベルが高い結果となったのは、担持したポリアミン自体の揮散による発臭が原因である。

以上の結果から、本発明の吸着剤が低湿度環境における動的な条件下において優れたアルデヒド吸着性能を示めし、さらに一旦吸着したアルデヒドを再放出させないという特徴を有することが分かる。

本発明の吸着剤は、自動車や鉄道車両等の車室内のアルデヒドガスを吸着するための吸着剤、健康住宅、ペット対応マンション、高齢者入所施設、病院、オフィス等で使用される空気清浄機用フィルター、エアコン用フィルター、ビル空調用フィルター、産業用クリーンルーム用フィルター等のエアフィルターに用いる吸着剤として使用できる。特に電子写真装置に設置される排気フィルターは、機器の使用温度が高温であるために、絶対湿度が低いエアーが通気される。このような低湿度環境での使用が想定されるフィルターの吸着剤として本発明のアルデヒド吸着剤が好ましく使用できる。

Claims

３０℃の水蒸気吸着等温線において、相対湿度４０％ＲＨでの平衡吸着量が０．１ｍＬ／ｇ以上であり、かつ相対湿度４０％ＲＨでの平衡吸着量が相対湿度９５％ＲＨでの平衡吸着量の２０％以上である多孔質体に、水溶性ヒドラジドを担持してなる吸着剤。
前記多孔質体が、平均細孔径が１〜１０ｎｍのシリカゲルである、請求項１に記載の吸着剤。