JP2016179111A

JP2016179111A - アルデヒド除去フィルター

Info

Publication number: JP2016179111A
Application number: JP2015061918A
Authority: JP
Inventors: 善春西野; Yoshiharu Nishino; 卓也知念; Takuya Chinen
Original assignee: Suminoe Textile Co Ltd
Current assignee: Suminoe Co Ltd
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2015-03-25
Publication date: 2016-10-13

Abstract

【課題】アルデヒド系ガスに対して特に有効で、優れた除去効果があって、しかも長期的に性能を発揮するアルデヒド除去フィルターを提供することを目的とする。【解決手段】シリカゲル混抄紙に、ポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物と、ヒドラジン化合物とを坦持することで、特にアルデヒド系ガスの除去効果に優れたアルデヒド除去フィルターが得られることを見出した。さらに、シリカゲル混抄紙１ｇ当たりポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物を５ｍｇ〜５０ｍｇ担持させることが好ましく、ヒドラジン化合物を３０ｍｇ〜１００ｍｇ担持させることが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、家庭用または業務用のエアコン、空気清浄機等のフィルターとして使用し、特にアルデヒドを効率的に吸着浄化するフィルターに関する技術である。

消臭フィルターは、様々な用途に利用されており、その消臭方法として活性炭やゼオライト等の物理吸着材を利用した物理吸着タイプと、化学吸着タイプと、オゾンや光触媒、金属フタロシアニン錯体等により悪臭物質を分解除去する触媒タイプ、あるいはこの吸着タイプと触媒タイプを併用した併用タイプがある。

このうち例えば、活性炭の優れた吸着作用を利用した技術がよく知られているが、これらは悪臭成分を吸着し、周辺の臭気濃度を短期的に低下さす働きには優れているが、悪臭成分の量が減少するわけではなく、有効期間に限りのある消臭方法であるといわれている。また、悪臭物質を分解除去する触媒タイプあるいは併用タイプの場合、様々な悪臭に対して効果的に消臭する有用な方法である。

出願人は特許文献１を出願しており、活性炭混抄紙に環状飽和アミンと、ポリカルボン酸を坦持させたあらゆる悪臭ガスに効果があり、特にタバコ臭を効率的に消臭するフィルターに関する技術を開示している。

特開２０１４−１１３２１４号公報

上記技術は大きな消臭性能を発揮するが、アルデヒド系ガスに対してさらに長期的に優れた除去効果を発揮するアルデヒド除去フィルターが求められていた。

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、アルデヒド系ガスに対して優れた除去効果があって、しかも長期的に性能を発揮するアルデヒド除去フィルターを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］シリカゲル混抄紙に、ポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物と、ヒドラジン化合物とを坦持したことに特徴のあるアルデヒド除去フィルター。

［２］前記ポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物をシリカゲル混抄紙１ｇ当たり５ｍｇ〜５０ｍｇ担持させた前項１に記載のアルデヒド除去フィルター。

［３］前記ヒドラジン化合物をシリカゲル混抄紙１ｇ当たり３０ｍｇ〜１００ｍｇ担持させた前項１または２に記載のアルデヒド除去フィルター。

［１］の発明では、シリカゲル混抄紙を用いることで、優れた坦持力を発揮しポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物と、ヒドラジン化合物とを、多孔質であるシリカゲルの性能を活かしながらシリカゲル混抄紙に坦持させることができる。前記シリカゲル混抄紙にポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物が坦持されているので、吸着したアセトアルデヒド、ホルムアルデヒド等のアルデヒド系のガスは無機ケイ素化合物に坦持したポリアミン化合物との化学反応によって除去することができる。さらに、ヒドラジン化合物が坦持されているので、特にアセトアルデヒドガスはヒドラジン化合物との化学反応によって除去することができる。

［２］の発明では、シリカゲル混抄紙１ｇ当たりポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物を５ｍｇ〜５０ｍｇ担持しているので、十分なアセトアルデヒド、ホルムアルデヒド等のアルデヒド系のガス除去性能を発揮するアルデヒド除去フィルターを提供できる。

［３］の発明では、シリカゲル混抄紙１ｇ当たりヒドラジン化合物を３０ｍｇ〜１００ｍｇ担持しているので、十分なアセトアルデヒド、ホルムアルデヒド等のアルデヒド系のガス除去性能を発揮するアルデヒド除去フィルターを提供できる。

本発明のアルデヒド除去フィルターについて、さらに詳しく説明する。

本発明のアルデヒド除去フィルターを構成するシリカゲル混抄紙は通常の湿式抄紙法により製造できる。例えば、シリカゲルと天然パルプを水に添加し、水スラリーを作成する。そのスラリーを攪拌しながら所定の固形分濃度に調整し、得られた凝集体水分散液を抄紙機を使い湿式抄紙法によりシート化し、乾燥処理を行ないシリカゲル混抄紙を得る。このシリカゲル混抄紙にヒートプレス機を用いてプレス加工を施す。このシリカゲル混抄紙をコルゲート加工機を用いハニカム形状に加工しフィルターの形状にする。フィルターの開口率を、ヒートプレス機を用いたプレス加工による紙厚、およびコルゲート加工機によるコルゲートの山高さと、コルゲート間隔（ピッチ）から６５〜８０％の範囲にするのが好ましい。

このシリカゲル混抄紙によるハニカムフィルターはシリカゲルの強い吸着力によってガスの吸着体の役割をなすものである。本発明に使用するシリカゲルとしては、特に限定されない。また、このシリカゲル混抄紙に使用する繊維は天然パルプ、ポリオレフィン及びアクリル繊維などのフィブリル化繊維を用いればよい。

シリカゲル混抄紙におけるシリカゲルの担持量は、０．３〜１．２ｇ／ｃｍ^３担持させるのが好ましい。０．３ｇ／ｃｍ^３を下回るシリカゲルの担持量では、十分な吸着量とならない。また、１．２ｇ／ｃｍ^３を上回ってシリカゲルを担持させても、十分に大きな吸着量とはならず、シリカゲル混抄紙の強度も得られず好ましくない。

本発明のアルデヒド除去フィルターに用いられるポリアミン化合物を担持した無機ケイ素化合物は、例えばポリアミン化合物を担持した多孔質二酸化ケイ素を挙げることができる。多孔質二酸化ケイ素は水に分散しても、内部のアミン化合物を保持するので好ましい。多孔質二酸化ケイ素の粒径は０．５〜５０μｍであるのが好ましい。０．５μｍ以下ではアミン化合物を多孔質二酸化ケイ素の細孔内に担持しにくく、またコストも高くなることから好ましくない。また、５０μｍ以上では、多孔質二酸化ケイ素の水への分散性が低下するおそれがあるので好ましくない。またポリアミン化合物の無機ケイ素化合物への坦持量は、０．０２〜０．２ｇ／ｇが好ましい。０．０２ｇ／ｇを下回るとアルデヒドの消臭性能が低下するので好ましくなく、０．２ｇ／ｇを越える量を多孔質二酸化ケイ素の細孔内への担持するのは難しい。

前記ポリアミン化合物としては、特に限定されるものではないが、分子内に第一級アミノ基を一個以上有している化合物であれば脂肪族アミン、芳香族アミン、脂環式アミンのいずれも使用でき、沸点が１００℃以上のものが好ましい。１００℃以下では、無機多孔質物質に担持する工程で蒸発する可能性があり好ましくない。例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等は液体であるのでそのまま無機多孔質物質に担持する工程に使用できる。また、他のアミン化合物の場合は、水等に溶解させて無機多孔質物質を浸漬し、加熱乾燥すれば無機アミン化合物を得ることができる。無機アミン化合物は、アミン化合物が直接水不溶性ヒドラジン化合物やシリカゲルと接触しなくなるので、これらの影響を受けることなくアルデヒド系ガスの除去能力を発揮することができる。また、アミン化合物とガス成分が直接反応するよりも、無機多孔質物質に一旦吸着させアミン化合物と反応する方が、より効率的で除去効果の耐久性を優れたものとすることができる。

また、ヒドラジン化合物は、水に溶解するヒドラジン化合物であれば特に限定されるものではないが、炭素数４〜８の酸ジヒドラジド化合物が好適である。さらに好ましくは炭素数４〜６の酸ジヒドラジド化合物が好適である。例えば炭素数６のアジピン酸ジヒドラジド、炭素数５のグルタル酸ジヒドラジド、炭素数４のマレイン酸ジヒドラジド等が挙げられる。

ポリアミン化合物を担持した無機ケイ素化合物のシリカゲル混抄紙への坦持量は、シリカゲル混抄紙１ｇ当たり５ｍｇ〜５０ｍｇが好ましい。５ｍｇを下回ると除去性能の低下を招き、５０ｍｇを越えるとシリカゲルの細孔を塞いでしまい物理吸着性能を低下させてしまうおそれがあるので好ましくない。さらに好ましくは１０ｍｇ〜３０ｍｇである。

また、ヒドラジン化合物のシリカゲル混抄紙への坦持量は、シリカゲル混抄紙１ｇ当たり３０ｍｇ〜１００ｍｇが好ましい。３０ｍｇを下回ると除去効性能の低下を招き、１００ｍｇを越えるとシリカゲルの細孔を塞いでしまい物理吸着性能を低下させてしまうおそれがあるので好ましくない。さらに好ましくは５０ｍｇ〜８０ｍｇである。

また、シリカゲル混抄紙にポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物と、ヒドラジン化合物とを坦持するには、あらかじめポリアミン化合物と無機ケイ素化合物とを水に均一に分散させた後、乾燥させ、ポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物を用意して、ポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物と、ヒドラジン化合物とを水に分散させた水分散液からなる処理液を調合する。前記処理液には、分散剤や増粘剤などの各種添加剤を、各種特性向上のため配合してもよい。前記処理液をシリカゲル混抄紙にスプレーやコーティングなどの方法を用いて付与し坦持してもよいし、シリカゲル混抄紙を前記処理液に浸漬することで前記処理液を付与し坦持してもよい。

上記のように、処理液を付与した後に乾燥させるが、乾燥手段としては、加熱処理する方法が乾燥効率から好ましい。加熱処理温度は、１００〜１８０℃とするのが好ましい。

次ぎに実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のものに特に限定されるものではない。なお、ポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物と、ヒドラジン化合物とのシリカゲル混抄紙への坦持量をそれぞれ表１に示す。また、アセトアルデヒドの除去性能試験結果を表２に示す。

（アセトアルデヒド除去性能試験）
アルデヒド除去フィルターから切り出した試験片（２０ｍｍ×２０ｍｍ厚さ１０ｍｍセル密度１００セル／ｉｎｃｈ^２）を、試験片と同じ内寸の角型配管に配置されたサンプルホルダーに固定し、配管の一端から毎分１３５リットル（ＳＶ値＝１８０，０００Ｈ^−１）の通気を行なうファンをセットした試験キットの一端から、濃度が８ｐｐｍのアセトアルデヒドガスを断続的にワンパス条件で注入し、３０分後の他端から流出するアセトアルデヒドガスの濃度を測定し、この測定値を比較してアセトアルデヒドガスの除去率（％）を算出した。なお、アセトアルデヒドガスの除去率（％）が５０％以上であるものを「○」、４０％以上５０％未満を「△」、４０％未満を「×」とし、「○」以上を合格とした。

＜実施例１＞
シリカゲル３０重量部と天然パルプ３０重量部を水２００重量部に添加し、水スラリーを作成する。得られた凝集体水分散液を抄紙機を使い湿式抄紙法によりシート化し、乾燥処理を行ない活性炭混抄紙を得た。続いて、このシリカゲル混抄紙にヒートプレス機を用いてプレス加工を施した。紙厚は０．１７ｍｍ、坪量は１３０ｇ／ｍ^２であった。次に、このシリカゲル混抄紙をコルゲート加工機を用いハニカム形状に加工しフィルターの形状にした。コルゲートの山高さは２．８ｍｍ、コルゲート間隔（ピッチ）は４．３ｍｍであり、厚さ１０ｍｍ、セル密度１００セル／ｉｎｃｈ^２）であった。次に、０．１重量％の分散剤と、１．０重量％の増粘剤と、８．０重量％のアジピン酸ジヒドラジドと、３．０重量％のポリアミン化合物坦持二酸化ケイ素と、８７．９重量％の水を加えた後、攪拌機により攪拌を行い、均一に分散液させて処理液を得た。前記ハニカム形状に加工したフィルターに、前記処理液をスプレーで塗布したのち、乾燥してアルデヒド除去フィルターを得た。この時アジピン酸ジヒドラジドのシリカゲル混抄紙１ｇ当たりへの担持量は８０ｍｇ、ポリアミン化合物坦持二酸化ケイ素のシリカゲル混抄紙への担持量は３０ｍｇであった。上記のアセトアルデヒド除去性能試験により測定をおこない、３０分経過後の、アセトアルデヒドガスの濃度を測定し、ガスの除去率を求めた。

＜実施例２〜６＞
実施例１において、ヒドラジン化合物の種類と坦持量、及びアミン化合物の種類と坦持量を表１に示すようにした以外は実施例１と同様にしてアルデヒド除去フィルターを得た。また、アセトアルデヒドの除去性能試験結果を表２に示す。

＜比較例１＞
実施例１において、ヒドラジン化合物もアミン化合物もシリカゲル混抄紙に坦持させなかった以外は実施例１と同様にしてフィルターを得た。

＜比較例２＞
実施例１において、アミン化合物をシリカゲル混抄紙に坦持させなかった以外は実施例１と同様にしてフィルターを得た。

＜比較例３＞
実施例１において、ヒドラジン化合物をシリカゲル混抄紙に坦持させなかった以外は実施例１と同様にしてフィルターを得た。

＜比較例４＞
実施例１において、シリカゲルを含まない天然パルプ混抄紙を用いた以外は実施例１と同様にしてフィルターを得た。

表２から明らかなように、本発明のアルデヒド除去フィルターは厳しい条件の除去性能試験において、アセトアルデヒドガスに対して優れた除去性能を発揮フィルターである。

本発明の技術は、家庭用または業務用のエアコン、空気清浄機等のフィルターとして使用し、特にアルデヒドを効率的に吸着浄化するフィルターとして広く利用される。

Claims

シリカゲル混抄紙に、ポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物と、ヒドラジン化合物とを坦持したことに特徴のあるアルデヒド除去フィルター。
前記ポリアミン化合物を坦持した無機ケイ素化合物をシリカゲル混抄紙１ｇ当たり５ｍｇ〜５０ｍｇ担持させた請求項１に記載のアルデヒド除去フィルター。
前記ヒドラジン化合物をシリカゲル混抄紙１ｇ当たり３０ｍｇ〜１００ｍｇ担持させた請求項１または２に記載のアルデヒド除去フィルター。