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WO2002005927A1 - Materiau filtrant desodorisant - Google Patents

Materiau filtrant desodorisant Download PDF

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Publication number
WO2002005927A1
WO2002005927A1 PCT/JP2001/005916 JP0105916W WO0205927A1 WO 2002005927 A1 WO2002005927 A1 WO 2002005927A1 JP 0105916 W JP0105916 W JP 0105916W WO 0205927 A1 WO0205927 A1 WO 0205927A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter material
deodorizing
deodorizing filter
deodorant
material according
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/005916
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hisashi Mori
Yasushi Nemoto
Tadashi Kuwabara
Original Assignee
Bridgestone Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2000212672A external-priority patent/JP2002028417A/ja
Priority claimed from JP2000245553A external-priority patent/JP2002058926A/ja
Application filed by Bridgestone Corporation filed Critical Bridgestone Corporation
Priority to AU2001269476A priority Critical patent/AU2001269476A1/en
Priority to EP01947907A priority patent/EP1323459A4/en
Publication of WO2002005927A1 publication Critical patent/WO2002005927A1/ja

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Definitions

  • the present invention relates to a filter for removing trace gas components for a clean room, an air purifier, an air conditioner, a filter for ventilation and air conditioning, an air purifying filter (cabin filter) for introducing outside air into a vehicle cabin, and an oxygen filter for a fuel cell.
  • the present invention relates to a deodorizing filter material suitably used for a filter for removing impurities in the outside air when supplying air. Background technology '''
  • deodorizing filters have been used in the past, such as filters for ventilation and air conditioning, and filters for cleaning air when introducing outside air into the cabin (Cabin Fil Yuichi). Fuel cells also require filters to remove impurities from the outside air when supplying oxygen to the cells, and the use of deodorizing filters is expanding. It should be noted that the deodorizing filter mentioned here does not necessarily remove only odor components, but includes those that collect and remove gas components other than odor components.
  • the air-permeable base material a honeycomb structure having a base material of paper or aluminum foil, various resin nets, and a polyurethane foam having a three-dimensional network skeleton are used.
  • a deodorizing filter material is formed by attaching a deodorizing agent to the skeleton of the conductive substrate.
  • a filter using a honeycomb structure base material made of paper or aluminum foil has the advantage of low pressure loss due to the laminar flow effect of the honeycomb structure, but the flat base material is used during the manufacturing process. Coat a deodorant in advance It is necessary to laminate and cut the section after corrugating and applying a corrugating process. Therefore, there is a problem that the deodorant cannot be sufficiently attached. Further, there is a problem that the honeycomb eyes are crushed at the time of the above-mentioned cutting, and that delamination in the laminating direction occurs immediately.
  • the honeycomb structure After the base material is processed into a honeycomb structure, the honeycomb structure can be impregnated with a slurry of a deodorant, or a deodorant can be attached by using a binder or the like.
  • a slurry in which a deodorant and one component of a binder are kneaded or a binder is dipped into a honeycomb substrate, the honeycomb is crushed and the shape is not recovered, or the roll impregnation method cannot be used. There is a problem that productivity is poor because of batch production.
  • a filter having a honeycomb structure a filter in which a slurry obtained by kneading an adsorbent (a deodorant) and a binder component is formed into a honeycomb shape by extrusion molding has been proposed, but this filter has a brittle material. Due to its properties, it has the drawback that it is weak to impact and extremely poor in handling.
  • the cells are generally difficult to control because the cells are formed by chemical foaming to form the foam body. Since the effect cannot be obtained, there is a problem that the pressure loss to the honeycomb structure increases. Therefore, the polyurethane foam does not cause structural problems such as delamination, productivity problems, and problems such as strength, and has the same laminar flow effect as when the above-mentioned honeycomb structure substrate is used. It is desired to develop a deodorizing filter material that can exhibit excellent deodorizing performance that surpasses that of a substrate.
  • coconut shell activated carbon is frequently used as a deodorant to be attached to the air-permeable base material, and the coconut shell activated carbon has excellent gas adsorbing properties and can obtain high-performance deodorizing performance.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and does not cause a structural problem such as delamination, a productivity problem, and a problem such as strength, and is equivalent to a case where the above honeycomb structure substrate is used. It is a first object of the present invention to provide a deodorizing filter capable of exhibiting excellent deodorizing performance superior to a case using a polyurethane foam substrate by a laminar flow effect.
  • a second object of the present invention is to provide a deodorizing filler material that can satisfactorily reproduce deodorizing performance by a relatively simple method and that can be recycled.
  • the present invention provides, as a first invention, a pair of two-dimensional network skeletons arranged in parallel with a predetermined spacing therebetween, and an infinite number of connections between the pair of two-dimensional network skeletons.
  • a deodorizing filter material characterized in that a deodorizing agent is attached to a three-dimensional fiber skeleton connected by yarn.
  • the deodorizing filter material of the first invention comprises, as a substrate to which a deodorant is attached, a three-dimensional fiber skeleton in which a pair of two-dimensional net skeletons arranged in parallel at predetermined intervals are connected by countless connecting yarns. It was used. For this reason, a slurry or binder of a deodorant can be easily applied to the base material by means of a diving process, etc., and can be manufactured with high productivity by continuous production. In addition, structural problems such as delamination and crushing during cutting can be avoided. A honeycomb-like structure with excellent productivity and strength can be obtained without generation, and a good laminar flow effect allows for superior deodorization performance exceeding that of polyurethane foam substrates Can be exhibited.
  • the deodorization of the first invention In the filter material, the slurry of the adsorbent can be impregnated between the fibers of the three-dimensional fiber skeleton base material, and more deodorant can be attached to the filter material. It is also possible to improve it more than when using.
  • the present inventors have conducted intensive studies to achieve the second object, and as a result, used a deodorant having a gas adsorption function by an ion exchange function as a deodorant, and used this as a filter having a three-dimensional structure.
  • a deodorizing filter material By forming a deodorizing filter material by attaching it to the skeleton surface of one base material, sufficient deodorizing performance can be recovered by a simple method such as treatment with water or a weakly basic or weakly acidic aqueous solution, and it can be easily performed. They found that the filter could be regenerated, and completed the second invention described below.
  • the present invention achieves the second object by, as a second invention, attaching a deodorant having a gas adsorption function by an ion exchange function to a skeleton surface of a filter substrate having a three-dimensional structure.
  • Another object of the present invention is to provide a renewable deodorizing filter material.
  • FIG. 1 is a partially enlarged view showing an example of a three-dimensional fiber skeleton constituting a deodorizing filter material according to the first invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a test machine used in a pressure loss test in Example 1 and Comparative Example 1.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a test device used in the deodorizing performance test in Example 1 and Comparative Example 1.
  • FIG. 4 is a graph showing the ammonia removal rates in the air cleaning tests performed in Example 2 and Comparative Example 2.
  • FIG. 5 is a graph showing the acetoaldehyde removal rates in the air purification tests performed in Example 2 and Comparative Example 2.
  • FIG. 6 is a graph showing the acetic acid removal rates in the air cleaning tests performed in Example 2 and Comparative Example 2.
  • the deodorizing filler material according to the first invention uses a special three-dimensional fiber skeleton as a base material and has a deodorizing agent attached to this skeleton.
  • a pair of two-dimensional net skeletons 2 and 2 having a hexagonal net shape are arranged in parallel with a predetermined spacing therebetween, and the pair of two-dimensional net skeletons 2 and 2 are connected with an infinite number of connecting yarns 3.
  • a three-dimensional fiber skeleton 1 is used as a base, and a deodorant is attached to the base.
  • the material of the fiber forming the three-dimensional fiber skeleton 1 is not particularly limited, and is appropriately selected depending on the use of the filter. Specifically, polyester fiber, polyamide fiber, polypropylene fiber, polyethylene fiber, acrylic fiber One or two or more of these can be used. Especially, the processability in forming the three-dimensional fiber skeleton structure, the processability of the deodorizing filter, the durability of the filter, etc. From the viewpoint, polyester fibers, polyamide fibers, polypropylene fibers, or composite fibers using two or more of these are preferably used.
  • the two-dimensional network skeletons 2 and 2 forming the three-dimensional fiber skeleton 1 may be composed of one single fiber, but in particular, a plurality of fibers are twisted to form a fiber having a predetermined thickness.
  • the two-dimensional network skeletons 2 and 2 are preferably used to impregnate a deodorant slurry, which will be described later, to increase the amount of the attached deodorant.
  • the fiber diameter of the fibers constituting the two-dimensional network skeletons 2 and 2 is not particularly limited, but is usually 0.01 to 0.5 mm, particularly 0.01 to 0.1 mm.
  • the skeleton is formed of fibers obtained by twisting a plurality of fibers, 5 to 100 denier, especially 100 to 500 denier fibers About 100 to 100 fibers can be twisted to form a skeleton having the above fiber diameter.
  • the lattice shape of the two-dimensional network skeletons 2 and 2 may be any shape such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, and a polygon having more than one. Particularly, as shown in FIG. It is preferable to form a honeycomb-shaped filter 1 from the viewpoints of shape stability at the time of processing and pressure loss when the filter 1 is used effectively.
  • the lattice diameter of the two-dimensional network skeleton 2, 2 is appropriately set according to the use of the filter, etc., and is not particularly limited. However, it is usually preferably 1 to 15 mm, and particularly preferably about 4 to 7 mm. If the lattice diameter is less than l mm, the pressure loss may increase depending on the application. If the lattice diameter exceeds 15 mm, the contact efficiency between the gas component and the adsorbent (deodorant) decreases, and gas is removed. Performance may decrease.
  • the two-dimensional mesh frameworks 2, 2 form the front and back surfaces of the filter 1, respectively.
  • the fiber system, the lattice shape, the lattice diameter, etc. of the two-dimensional mesh frameworks 2, 2 are substantially the same.
  • the two-dimensional network skeletons 2 and 2 may have different shapes from each other.
  • the deodorizing performance can be improved by making the shapes of the first and second different shapes.
  • the two-dimensional network skeletons 2, 2 are arranged in parallel at a predetermined distance from each other, and are connected by the connecting yarn 3.
  • the interval between the two-dimensional network skeletons 2, 2 becomes the thickness of the filter material.
  • the distance between the two-dimensional net-like skeletons 2, 2, that is, the thickness of the filter material is appropriately selected depending on the application and the like, and is not particularly limited, but is usually 2 to 30 mm, particularly 5 to 2 0 mm.
  • the connecting yarn 3 for connecting the two-dimensional net-like frames 2, 2 may be a fiber of a different material from the fibers constituting the two-dimensional net-like frames 2, 2, but usually the same material is used.
  • the fibers are made of quality.
  • the connecting yarn 3 is provided innumerably between the two-dimensional network scaffolds 2 and 2. Even if these are independent fibers, one or a plurality of fibers are folded back to form the two-dimensional network. A crosslinked structure between the reticulated skeletons 2 and 2 may be used.
  • the fiber diameter of the connecting yarn 3 is appropriately selected depending on the material and the like, and is not particularly limited, but is usually 5 to 100 denier, particularly 100 to 500 denier. If the fiber diameter of the connecting yarn 3 is less than 5 denier, the strength of the connection between the two-dimensional network frameworks 2 and 2 may be insufficient, causing a so-called “sag” in the thickness direction. On the other hand, if it exceeds 1000 denier, it may be difficult to reliably connect the two-dimensional network frameworks 2 and 2 and it may be difficult to construct the three-dimensional fiber framework 1.
  • the deodorizing filler material of the second invention is obtained by adhering a deodorizing agent to a three-dimensional fiber skeleton 1 in which the pair of two-dimensional network skeletons 2 and 2 are connected by the connecting yarn 3.
  • the deodorant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the use of the filler.
  • various activated carbons such as coconut shell activated carbon, woody activated carbon, petroleum pitch-based spherical activated carbon, pellet-shaped activated carbon, and the like.
  • the method for attaching the deodorant to the three-dimensional fiber skeleton 1 is not particularly limited, and a known method can be employed.
  • the deodorant is kneaded with a binder component to prepare a slurry.
  • a method in which a slurry mixed with a deodorant is impregnated into the three-dimensional fiber skeleton 1, and the same or another deodorant is further adhered to the slurry before drying, and the like is preferably used.
  • examples of the binder for fixing the deodorant to the three-dimensional fiber skeleton 1 include a colloidal silica-based inorganic binder such as silica sol and water glass (a concentrated aqueous solution of sodium gayate).
  • a colloidal silica-based inorganic binder such as silica sol and water glass (a concentrated aqueous solution of sodium gayate).
  • an acrylic, urethane-based, SBR-based, NBR-based, or chloroprene-based binder having tackiness and adhesiveness can be used.
  • a film having air permeability can be formed on one side, both sides, or the inside thereof as necessary.
  • the film is not particularly limited, Fluororesin, polyamide resin, polyimide resin, polyester resin, polystyrene resin, polyolefin resin, polycarbonate resin, polysulfone resin, acrylic resin, cellulose resin, vinyl chloride resin, polyacetal resin, polyurethane resin, and copolymers thereof, and These derivatives and the like can be mentioned, and one or more of these can be used.
  • the above-mentioned fluororesin includes polytetrafluoroethylene, polyhexyfluoride, polydifluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, and copolymers thereof. One or more of these can be used.
  • the deodorizing filter material of the first invention is obtained by adhering the deodorizing agent to the three-dimensional fiber skeleton 1, and the filter material alone can exhibit good deodorizing performance.
  • one or more kinds of other filter materials may be laminated.
  • a layer of a deodorizing filter based on a polyurethane foam having a three-dimensional network skeleton structure may be laminated on the filter material of the present invention, or a layer of a known dust collecting filter having a dust collecting function may be laminated to form a deodorizing function and a dust collecting function. Can be added.
  • the other filter layer to be laminated may be one side or both sides of the filter material according to the first invention, and the laminated state may be a clip shape even if the laminated state is an adhesive state using an adhesive or the like. Or a non-adhesive state using a frame-like filter connector. You may use it.
  • the filter material when laminated in a non-adhesive state using the above-described filter connector, the filter material can be easily separated for each structure, which can contribute to improvement in recyclability by regeneration or the like.
  • the deodorizing filter material according to the second invention has a deodorizing agent attached to the skeleton surface of a filter base material having a three-dimensional structure. As described above, gas adsorption by the ion exchange function is used as the deodorizing agent. A deodorant having an action is used.
  • the base material for the filter used in the deodorizing filter material of the second invention may have a three-dimensional structure having a large number of air holes or air-permeable communication passages.
  • Polyurethane foam having a three-dimensional structure and a fiber skeleton molded into a three-dimensional structure are preferably used because they have good strength at the time of regeneration treatment and good deodorizing performance.
  • the fiber skeleton molded into the three-dimensional structure is not particularly limited, but a pair of two-dimensional network skeletons used in the deodorizing filter material of the first invention are separated from each other by a predetermined distance.
  • a three-dimensional fiber skeleton having a structure in which the pair of two-dimensional network skeletons are arranged apart from each other and connected by an infinite number of connecting yarns is preferably used.
  • this three-dimensional fiber skeleton as a filter base material, a large amount of deodorant can be attached, and a filter material having a honeycomb-like structure can be formed. Good deodorization performance can be reliably obtained with a large amount of deodorant attached.
  • the material has good strength, so that the substrate is not crushed or damaged at the time of regeneration, and good regeneration operation is performed. Can be.
  • the three-dimensional fiber skeleton of FIG. 1 described in the first invention is used.
  • the thickness of the three-dimensional fiber skeleton 1, the structure, shape, material, fiber diameter, etc. of the two-dimensional network skeletons 2, 2 and the connecting yarn 3 constituting the three-dimensional fiber skeleton 1 are the same as those of the first invention. It can be similar to the case.
  • polyurethane used as a base material for one of the deodorizing filters of the second invention has a three-dimensional network skeleton without a cell membrane, and commercially available ones such as “HR-06 to HR-50” manufactured by Brideston Co., Ltd. can be used.
  • the polyurethane foam is not particularly limited, but usually has a cell number of 5 to 50 PPI (poresperinch), particularly preferably 6 to 30 PPI, and if the cell number is less than 5 PPI, In some cases, however, the contact efficiency with gas components is reduced and sufficient deodorization performance may not be achieved.On the other hand, if it exceeds 5 OPPI, the pressure loss of the filter will be too high depending on the application, and this will result in actual use. There is a problem with the above.
  • PPI poresperinch
  • the deodorizing filler material of the second invention is obtained by adhering a deodorizing agent to the surface of the skeleton of the above-mentioned three-dimensional fiber skeleton, polyurethane foam, or other filler material having a three-dimensional structure.
  • a deodorant having a gas adsorption action by an ion exchange function is used as the deodorant.
  • the deodorizing agent may be any one having a gas adsorbing effect by an ion exchange function, and may be an inorganic type or an organic type.
  • the system type is preferably used.
  • the ion exchange type of the adsorbent may be a cation exchange type or an anion exchange type.
  • examples of inorganic adsorbents include cation exchange types such as silicon dioxide, zirconium, titanium, antimony, and tin, and zinc oxide, aluminum, and bismuth-based adsorbents.
  • An ion exchange type deodorant can be used, and one or more of these can be used in combination.
  • the organic adsorbent examples include a cation exchange resin having a styrene resin or an acryl resin as a base and having a sulfonic acid group or a carboxylic acid group as an ion exchange functional group, a quaternary ammonium group, or a first-class junzo.
  • examples thereof include an anion exchange resin having a secondary amino group, and an organic adsorbent such as a cation or anion exchange fiber, a chelate resin, and a chelate compound can also be used.
  • a composite adsorbent obtained by combining one or more of the above-mentioned inorganic adsorbents and one or more of the above-mentioned organic adsorbents can also be used.
  • the method of adhering the deodorant to one base material of the filter such as the three-dimensional fiber skeleton or the polyurethane foam, and the binder exemplified in the first invention is used.
  • the deodorant can be attached to the filter base material by the same method using the same binder as described above.
  • the deodorizing filter material of the second invention can regenerate the deodorizing performance to a high degree by performing a regenerating process even after the deodorizing performance has deteriorated.
  • the method of the regeneration treatment is appropriately selected according to the type of the deodorant used, and is not particularly limited.
  • a method of treatment with water or a weakly basic or weakly acidic aqueous solution is suitably employed.
  • the deodorization performance can be highly regenerated by a simple method.
  • ultrasonic waves can be applied to improve the regeneration efficiency.
  • Twenty eighty-five denier polyester fibers are twisted together to make an average thickness of 1 mm, which is knitted in a net shape, with an average inner diameter of 5.5 mm in the major axis direction and an average inner dimension of 3.2 mm in the minor axis direction. And a pair of two-dimensional network skeletons were formed. This pair of two-dimensional network skeletons is arranged in parallel at a distance of 5 mm, and the two two-dimensional network skeletons are connected by a 150-denier polyester monofilament. A filter base consisting of a skeleton was obtained.
  • a coconut shell active substance with an average particle size of 300 mesh was added to an acrylic binder "AE-932" (solid content: 53%) manufactured by IITEC Co., Ltd. at a solid content ratio of 1: 3.5. After mixing and kneading so as to obtain water, water was added so as to have a solid content of 45% to prepare a deodorant slurry.
  • a substrate comprising the three-dimensional network skeleton is immersed in the slurry, the substrate is impregnated with the slurry, dried, and coconut shell activated carbon is adhered, and the activated carbon adhesion amount is 500 g / m 2 .
  • the deodorizing filter material according to the first invention having a honeycomb-like structure was obtained.
  • Example 3 A polyurethane foam having a three-dimensional network skeleton [HR-108 manufactured by Prideston Co., Ltd.] (8 mm thick) was prepared using the same deodorant slurry as in the example. Coconut shell activated carbon was adhered in the same manner as in 1, to obtain a deodorizing filter material having an activated carbon adhesion amount of 25 g / m 2 .
  • test piece 25 O mm X 250 mm
  • orifice differential pressure gauge anemometer
  • Example 1 The samples (5 mm thick) prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were cut into 40 ⁇ , and two of these samples were overlapped to obtain a length of 20 mm and an inner diameter of 40 mm as shown in FIG. Installed almost at the center of the ⁇ glass column.
  • a standard gas generator manufactured by Gastech Co., Ltd.
  • set the gas generation temperature to 35 ° C
  • set one D- 03 diffusion tube as a standard grade as a dilution gas.
  • Set the dilution gas flow rate to 1 L / min using a nitrogen cylinder.
  • benzene gas concentration on the sample side and the benzene gas concentration on the sample inlet side are measured with a gas detector tube No. 121 manufactured by Gastech Co., Ltd., and the benzene removal rate is evaluated.
  • the deodorizing filter of the embodiment according to the present invention has a low pressure loss due to the laminar flow effect of the honeycomb-like structure, and has excellent deodorizing performance because a large amount of activated carbon can be attached. It was confirmed to have.
  • a filter substrate made of the same three-dimensional fiber skeleton as in Example 1 is immersed in this slurry, the substrate is impregnated with a slurry, dried, and the inorganic synthetic chemical deodorant is attached thereto,
  • One deodorizing filter material according to the second aspect of the present invention having an adhering amount of 500 gZm 2 and having a honeycomb-like structure, was obtained.
  • Polyurethane foam having a three-dimensional network skeleton [HR-08] manufactured by Prideston Co., Ltd. (thickness: 3mm) was previously filled with an acrylic binder with a solid content of 50% (“EW_ 2500” manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) at 30 g / L and impregnated so that (dry), in which the orthophosphoric acid to adhere the coconut shell activated carbon having an average particle size of 60 mesh which was 2% impregnated by weight relative to the activated carbon deodorizing filter of the activated carbon adhered amount 300 gZm 2 I got one.
  • EW_ 2500 manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.
  • Example 2 and Comparative Example 2 were mounted on an air conditioner "SAP-CE28B6" manufactured by Sanyo Electric Co., Ltd., and operated under high cooling.
  • the following experiment was performed.
  • the test for the household air purifier specified in JEM 1467 of the Japan Electrical Manufacturers' Association (J EMA) was repeated five times to measure the removal rates of ammonia, acetate acetic acid, and acetic acid.
  • J EMA Japan Electrical Manufacturers' Association
  • the 4-cycle test was repeated, including the initial stage, while repeating the regeneration by the method, and the removal rate for each cycle was calculated by the following equation (1).
  • the results are shown in FIGS.
  • JEM 1467 applies a load of 5 cigarettes in one test.In this experiment, the test is repeated 5 times in one cycle, so a load of 25 cigarettes is applied in one cycle. This is repeated 4 cycles, so the total number of cigarettes loaded is 10 It becomes 0.
  • the deodorizing filter of Comparative Example 2 After washing with water using a neutral detergent, it was immersed in water for 24 hours and then naturally dried at room temperature.
  • the deodorizing filter of Comparative Example 2 has a problem that the activated carbon of the deodorant is partially peeled off when washed with water, and the activated carbon has almost no ion exchange function. Deodorization function did not regenerate. Therefore, for the deodorizing filter of the comparative example, the above cycle was repeated without performing the regeneration operation, and the gas removal rate was measured. The results are shown in Table 2 and FIGS.
  • Kt The total durability (Kt) is calculated from the durability of each gas component by the following formula.
  • K t (K 1 + 2K 2 + K 3 ) Z4
  • K t Comprehensive durable number
  • K 2 Asetoarudehi de durability number
  • ⁇ 3 acetic acid durability number
  • the deodorizing filler material of the second invention can highly regenerate the deodorizing performance by the above-described simple regenerating method, and is durable by regenerating. It was confirmed that the properties could be greatly improved.

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Description

明 細 書
脱臭フィルター材 技術分野
本発明は、 クリーンルーム用の微量ガス成分の除去フィルターや空気清浄器、 エアーコンディショナー、 換気空調用フィルター、 車室内に外気を導入する際の 空気清浄フィルター (キャビンフィルター) 、 更には燃料電池用に酸素を供給す る際に外気中の不純物を除去するためのフィルターなどに好適に用いられる脱臭 フィルタ一材に関する。 背景技術 '
クリーンルーム用の微量ガス成分の除去フィルタ一や空気清浄器、 エアーコン
-ー、 換気空調用フィルタ一、 車室内に外気を導入する際の空気清浄フ ィルター （キャビンフィル夕一） など、 従来から種々の脱臭フィルターが用いら れており、 また例えば近年注目されている燃料電池にも、 電池に酸素を供給する 際に外気中の不純物を除去するためのフィルターが必要であり、 脱臭フィルター の用途は広がる一方である。 なお、 ここでいう脱臭フィルターとは必ずしも臭気 成分のみを除去するものではなく、 臭気成分以外のガス成分を捕集除去するもの を含むものである。
従来、 このような脱臭フィルタ一を構成するフィルタ一材は、 その用途に応じ て種々のものが提案， 実施されているが、 いずれも通気性基材に脱臭剤を付着さ せたものが一般的である。
この場合、 上記通気性基材としては、 紙やアルミ箔をベース材料としたハニカ ム構造のもの、 各種樹脂ネット、 及び三次元網状骨格を有するポリウレタンフォ —ムなどが用いられており、 この通気性基材の骨格に脱臭剤を付着させることに より脱臭フィルター材が構成されている。
しかしながら、 紙やアルミ箔をベース材料としたハニカム構造体の基材を用い たフィルタ一は、 ハニカム構造による層流効果により圧力損失が低いという利点 を有するものの、 その製造時にフラット状のベース材料に予め脱臭剤をコ一ティ ングしコルゲート加工を施した後、 積層し断面裁断を行う必要があり、 このため 脱臭剤を十分に付着させることができないという問題がある。 また、 上記裁断時 にハニカムの目が潰れやすぐ 更に積層方向における層間剥離の問題もある。 また、 ベース材料をハニカム構造体に加工した後、 このハニカム構造体に脱臭 剤のスラリーを含浸させたり、 バインダーを用いて脱臭剤を付着させるなどの方 法により脱臭剤を付着させることも可能であるが、 この場合、 脱臭剤とバインダ 一成分とを混練したスラリーや、 バインダーをハニカム基材にディピング処理す る際に、 ハニカムが潰れて形状回復しなかったり、 ロール含浸法が採用できずに バッチ生産となるため生産性に劣るといった問題がある。
更に、 ハニカム構造のフィルタ一としては、 吸着剤 （脱臭剤） とバインダー成 分とを混練したスラリーを押出成形によりハニカム状に成形したものも提案され ているが、 このフィルタ一は材料が脆性的特性を有するため、 衝撃に弱く取り扱 い性に著しく劣るという欠点がある。
一方、 三次元網状骨格を有するポリウレタンフォームを基材として用いる場合 には、 一般に化学発泡によってセルを形成することによりフォーム体とするため に、 セルのコントロールが難しく、 またハニカム構造のような層流効果が得られ ないために、 ハニカム構造体に対して圧力損失が高くなるという問題がある。 従って、 層間剥離等の構造上の問題や生産性の問題、 更には強度等の問題を生 じることなく、 しかも上記ハニカム構造基体を用いた場合と同等の層流効果によ り、 ポリウレタンフォーム基材を用いた場合を凌駕する優れた脱臭性能を発揮し 得る脱臭フィルター材の開発が望まれる。
一方、 上記通気性基材に付着させる脱臭剤としては、 椰子殻活性炭が多用され ており、 この椰子殻活性炭は優れたガス吸着性を有し、 高性能な脱臭性能を得る ことができる。
しかしながら、 椰子殻活性炭に限ることではないが、 これら脱臭フィルタ一は、 ガスの吸着に伴って経時的にそ 脱臭性能が低下し、 用途によっては比較的短期 間で初期の目的を達成し得ない程にその脱臭性能が低下してしまう。 このため、 十分な脱臭性能を維持するためには頻繁にフィルター材を交換しなければならず、 非常に不経済である。 そこで、 脱臭性能の低下した脱臭フィルタ一材を再生して再び空気清浄等に用 いることが望まれるが、 上記椰子殻活性炭等を用いた従来の脱臭フィル夕一材は、 その再生がほとんど不可能であるか、 若しくは、 再生に煩雑な作業ゃ大掛りな操 作が必要となるといつた問題があり、 フィルター材の再生利用は現実的でないの が現状である。
従って、 比較的簡易な方法により良好に脱臭性能を再生することができ、 再生 利用が可能な脱臭フィルター材が求められている。 発明の開示
本発明は、 上記事情に鑑みなされたもので、 層間剥離等の構造上の問題や生産 性の問題、 更には強度等の問題を生じることなく、 しかも上記ハニカム構造基体 を用いた場合と同等の層流効果により、 ポリウレタンフォーム基材を用いた場合 を凌駕する優れた脱臭性能を発揮し得る脱臭フィルターを提供することを第一の 目的とする。
また、 本発明は、 上記事情に鑑み、 比較的簡易な方法により良好に脱臭性能を 再生することができ、 再生利用が可能な脱臭フィル夕一材を提供することを第二 の目的とする。
本発明は、 上記第一の目的を達成するため、 第一の発明として、 一対の二次元 網状骨格を互いに所定間隔離間して平行に配置し、 この一対の二次元網状骨格間 を無数の連結糸で連結した三次元繊維骨格に、 脱臭剤を付着せしめてなることを 特徴とする脱臭フィルター材を提供する。
この第一発明の脱臭フィルタ一材は、 脱臭剤を付着させる基材として、 所定間 隔離間して平行に配置した一対の二次元網状骨格間を無数の連結糸で連結した三 次元繊維骨格を用いたものである。 このため、 基材に脱臭剤のスラリーやバイン ダーをディッビング処理などにより容易に付与することができ、 連続生産により 生産性よく製造し得、 しかも層間剥離や裁断時の潰れといった構造上の問題を生 じることなく、 生産性や強度に優れたハニカム様構造のフィル夕一を得ることが できる上、 良好な層流効果により、 ポリウレタンフォーム基材を用いた場合を凌 駕する優れた脱臭性能を発揮し得るものである。 この場合、 この第一発明の脱臭 フィルター材では、 上記三次元繊維骨格基材の繊維間に吸着剤のスラリーを染み 込ませることができ、 より多くの脱臭剤を付着させることができるので、 その脱 臭性能を従来のハニカム構造体を用いた場合より向上させることも可能である。 また、 本発明者らは、 上記第二の目的を達成するため鋭意検討を行った結果、 脱臭剤としてイオン交換機能によるガス吸着作用を有する脱臭剤を用い、 これを 三次元構造を有するフィル夕一基材の骨格表面に付着させて脱臭フィルター材を 構成することにより、 水や弱塩基性或いは弱酸性の水溶液で処理するなどの簡易 な方法によって、 十分な脱臭性能を回復し得、 容易にフィルターの再生を行うこ とができることを見出し、 下記第二の発明を完成したものである。
即ち、 本発明は、 上記第二の目的を達成するため、 第二の発明として、 三次元 構造を有するフィルター基材の骨格表面にィォン交換機能によるガス吸着作用を 有する脱臭剤を付着せしめてなることを特徴とする再生可能な脱臭フィルタ一材 を提供するものである。 図面の簡単な説明
第 1図は、 第一の発明にかかる脱臭フィルター材を構成する三次元繊維骨格の 一例を示す部分拡大図である。
第 2図は、 実施例 1及び比較例 1において、 圧力損失試験に用いた試験機を示 す概略図である。
第 3図は、 実施例 1及び比較例 1において、 脱臭性能試験に用いた試験装置を 示す概略図である。
第 4図は、 実施例 2及び比較例 2で行つた空気清浄試験におけるアンモニア除 去率を示すグラフである。
第 5図は、 実施例 2及び比較例 2で行つた空気清浄試験におけるァセトアルデ ヒド除去率を示すグラフである。
第 6図は、 実施例 2及び比較例 2で行つた空気清浄試験における酢酸除去率を 示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明につき、 上記第一の発明及び第二の発明ごとにその詳細を説明す る。
[第一の発明]
第一の発明にかかる脱臭フィル夕一材は、 上述のように、 特殊な三次元繊維骨 格を基材として用い、 この骨格に脱臭剤を付着せしめたものであり、 例えば図 1 に示したように、 六角網状形状を有する一対の二次元網状骨格 2， 2を互いに所 定間隔離間して平行に配置し、 この一対の二次元網状骨格 2， 2間を無数の連結 糸 3で連結した三次元繊維骨格 1を基体とし、 この基体に脱臭剤を付着せしめた ものである。
上記三次元繊維骨格 1を形成する繊維の材質は、 特に制限されず、 フィルター の用途等に応じて適宜選定され、 具体的には、 ポリエステル繊維、 ポリアミド繊 維、 ポリプロピレン繊維、 ポリエチレン繊維、 アクリル繊維等の合成繊維が例示 され、 これらの 1種又は 2種以上を用いることができるが、 特に三次元繊維骨格 構造を形成する際の加工性や脱臭フィルタ一の加工性及びフィルターの耐久性等 の観点からポリエステル繊維、 ポリアミド繊維、 ポリプロピレン繊維、 又はこれ らの 2種以上を用いた複合繊維が好適に用いられる。
この三次元繊維骨格 1を形成する上記二次元網状骨格 2 , 2は、 1本の単繊維 からなるものであってもよいが、 特に複数本の繊維を撚りあわせて所定太さの繊 維としたものが好ましく用いられ、 これによりこの二次元網状骨格 2， 2の骨格 内に後述する脱臭剤スラリーを染み込ませて脱臭剤付着量を増大させることがで さる。
この二次元網状骨格 2 , 2の骨格を構成する繊維の繊維径は、 特に制限される ものではないが、 通常 0 . 0 0 1〜0. 5 mm、 特に 0 . 0 1〜0 . 1 mm程度 とすることが好ましく、 この場合、 複数本の繊維を撚り合わせた繊維によりこの 骨格を形成する場合には、 5〜 1 0 0 0デニール、 特に 1 0 0〜 5 0 0デニ一ル の繊維を 1 0〜 1 0 0本程度撚り合わせて、 上記繊維径の骨格を形成することが できる。
この二次元網状骨格 2， 2は、 図 1のように網状に形成されたものであるが、 この二次元網状骨格 2， 2の格子形状は、 三角形、 四角形、 五角形、 六角形、 そ れ以上の多角形など、 いずれの形状であってもよいが、 特に図 1のように、 六角 格子状の網状構造とすることが好ましく、 これによりハニカム様形状のフィルタ 一を構成することが、 加工時の形状安定性及びフィルタ一として用いる際の圧力 損失を効果的に抑える等の観点から好ましい。
二次元網状骨格 2， 2の格子径は、 フィルターの用途等に応じて適宜設定され、 特に制限されるものではないが、 通常 l〜1 5 mm、 特に 4〜 7 mm程度とする ことが好ましく、 この格子径が l mm未満であると、 用途によっては圧力損失が 高くなる場合があり、 また 1 5 mmを超えるとガス成分と吸着剤 （脱臭剤） との 接触効率が低下してガス除去性能が低下する場合がある。
なお、 この両二次元網状骨格 2， 2はそれぞれフィルタ一の表裏面部分を形成 するもので、 通常は両二次元網状骨格 2， 2の繊維系、 格子形状、 格子径などが 実質的に同一のもの、 即ち実質的に同一形状であることが好ましいが、 場合によ つては両二次元網状骨格 2 , 2が互いに異なる形状のものであってもよく、 用途 によっては両二次元網状骨格 2， 2を互いに異なる形状とすることにより、 脱臭 性能の向上を図ることができる場合もある。
この二次元網状骨格 2， 2は、 互いに所定間隔離間して平行に配置され、 上記 連結糸 3により連結されるもので、 この二次元網状骨格 2 , 2の間隔がフィルタ ー材の厚みとなる。 この両二次元網状骨格 2 , 2の間隔、 即ちフィルター材の厚 みは、 用途等に応じて適宜選定され、 特に制限されるものではないが、 通常は 2 〜3 0 mm、 特に 5〜2 0 mmとされる。
次に、 上記二次元網状骨格 2， 2間を連結する上記連結糸 3は、 二次元網状骨 格 2 , 2を構成する繊維と異なる材質の繊維であってもよいが、 通常は同一の材 質からなる繊維であることが好ましい。 また、 この連結糸 3は両二次元網状骨格 2， 2間に無数に設けられるものであるが、 これらはそれぞれ独立した繊維であ つても、 1本又は複数本の繊維を折り返して両二次元網状骨格 2， 2間を架橋し たものであってもよい。
この連結糸 3の繊維径は、 その材質等に応じて適宜選定され、 特に制限される ものではないが、 通常は 5〜1 0 0 0デニ一ル、 特に 1 0 0〜5 0 0デニールと することが好ましく、 この連結糸 3の繊維径が 5デニール未満であると、 両二次 元網状骨格 2, 2間の連結強度が不足し、 所謂厚み方向の 「へたり」 を引き起こ す原因となる場合があり、 一方 1000デニールを超えると両二次元網状骨格 2， 2間を確実に連結することが困難になって三次元繊維骨格 1を構成することが難 しくなる場合がある。
第二発明の脱臭フィル夕一材は、 上記一対の二次元網状骨格 2, 2を上記連結 糸 3で連結した三次元繊維骨格 1に脱臭剤を付着せしめたものである。
上記脱臭剤としては、 特に制限はなく、 フィル夕一の用途等に応じて適宜選定 され、 例えば、 椰子殻活性炭， 木質系活性炭， 石油ピッチ系球状活性炭， ペレツ ト状成型活性炭等の各種活性炭、 活性白土、 ゼォライト、 セピオライト、 シリカ、 アルミナ、 S i〇2， ZnO， T i 02等を原料べ一スとした無機系合成化学脱 臭剤、 光励起作用により触媒活性を生じる T i〇2系触媒、 多孔質体に Au, A g， Ru， Rh, Pd， P t, Mn, N i , Co, アルカリ金属， アルカリ土類 金属などの貴金属又は卑金属触媒を担持させた金属触媒担持型脱臭剤、 中和反応 や脱水縮合反応等の化学反応を利用して対象ガス成分を化学的に分解脱臭する化 合物を多孔質体に担持させた脱臭剤、 キレート樹脂、 配位結合により金属イオン と結合したキレート化合物、 スチレン系樹脂やアクリル系樹脂などを母体としィ ォン交換官能基にスルホン酸基や力ルポン酸基などを有する陽ィォン交換樹脂、 四級アンモニゥム基ゃ一級乃至三級アミノ基を有する陰イオン交換樹脂、 陽ィォ ン交換機能を有するゼォライトや、 Z r, Sn， Sb， T i， Zn系の陽イオン 交換タイプの無機系合成化学吸着剤、 又は B i, Z r， Pb系の陰イオン交換夕 イブの無機系合成化学吸着剤、 或いは Sb、 81系ゃ3102、 ZnO等の両ィ ォン交換タイプの無機系合成化学吸着剤などの無機ィオン吸着剤などが挙げられ る。
上記脱臭剤を上記三次元繊維骨格 1に付着させる方法に特に制限はなく、 公知 の方法を採用することができ、 例えば上記脱臭剤をバインダー成分と混練してス ラリー状に調製し、 これを上記三次元繊維骨格 1に浸漬含浸処理する方法や、 バ ィンダ一成分のみを上記三次元繊維骨格 1に浸漬含浸処理して予めバインダ一層 を成形しておき、 これに上記脱臭剤を付着させる方法、 更にはバインダー成分と 脱臭剤とを混練したスラリーを上記三次元繊維骨格 1に含浸させ、 乾燥前にこの スラリーに更に同一又は他の脱臭剤を付着させて乾燥させる方法などが好適に採 用される。
ここで、 上記脱臭剤を三次元繊維骨格 1に固着せしめるためのバインダ一とし ては、 シリカゾルなどのコロイダルシリカ系無機バインダーや水ガラス （ゲイ酸 ナトリウムの濃水溶液） などが挙げられ、 またフィルタ一の使用温度が比較的低 温である場合には、 アクリル系、 ウレタン系、 S B R系、 N B R系、 クロロプレ ン系の粘着及び接着性を有するバインダーを用いることもできる。
この第一発明の脱臭フィルター材には、 必要に応じて、 その片面， 両面又は内 部に通気性を有する皮膜を形成することができ、 この皮膜としては、 特に制限さ れるものではないが、 フッ素樹脂、 ポリアミド樹脂、 ポリイミド樹脂、 ポリエス テル樹脂、 ポリスチレン樹脂、 ポリオレフイン樹脂、 ポリカーボネート樹脂、 ポ リスルフォン樹脂、 アクリル樹脂、 セルロース樹脂、 塩化ビニル樹脂、 ポリアセ タール樹脂、 ポリウレタン樹脂、 及びこれらの共重合体並びにこれらの誘導体な どが挙げられ、 これらの 1種又は 2種以上を用いることができる。 また、 これら のうち上記フッ素樹脂としては、 ポリ四フッ化工チレン、 ポリ六フッ化プロピレ ン、 ポリニフッ化工チレン、 ポリフッ化ビニリデン、 ポリフッ化ビニル、 及びこ れらの共重合体などが挙げられ、 これらの 1種又は 2種以上を用いることができ る。
この第一発明の脱臭フィルタ一材は、 上記三次元繊維骨格 1に上記脱臭剤を付 着せしめたものであり、 このフィルター材単独で良好な脱臭性能を発揮し得るも のであるが、 必要に応じて、 1種又は 2種以上の他のフィルタ一材と積層して用 いることもできる。 例えば、 上記本発明フィルター材に、 三次元網状骨格構造を 有するポリウレタンフォームをベースとした脱臭フィルタ一層を積層したり、 集 塵機能を有する公知の集塵フィルタ一層を積層して脱臭機能と共に集塵機能を付 加することができる。
ここで、 積層する他のフィルタ一層は、 上記第一発明にかかるフィルター材の 片面であつても両面であつてもよく、 また積層状態は接着剤等を用いた接着状態 であってもクリップ状やフレーム状のフィルター連結具を用いた非接着状態であ つてもよい。 この場合、 上記フィルター連結具を用いて非接着状態に積層した場 合には、 フィルター材を構造体ごとに分離することが容易であり、 再生等による リサイクル性の向上に寄与することができる。
[第二の発明]
次に、 第二の発明にかかる脱臭フィルター材について、 説明する。
第二の発明にかかる脱臭フィルター材は、 三次元構造を有するフィルタ一基材 の骨格表面に脱臭剤を付着せしめたものであり、 上述のように、 その脱臭剤とし てイオン交換機能によるガス吸着作用を有する脱臭剤を用いたものである。
この第二発明の脱臭フィルター材に用いられる上記フィル夕一基材としては、 多数の通気孔或いは通気性連通路を有する三次元構造のものであればよく、 例え ぱ紙ゃアルミ箔をベース材料としたハニカム構造体、 三次元網状構造を有する各 種樹脂ネット、 セル膜のない三次元網状骨格を有するポリウレタンフォーム、 三 次元構造に成形した繊維骨格などが例示されるが、 特に三次元網状骨格を有する ポリウレタンフォームや三次元構造に成形した繊維骨格が、 再生処理時の強度が 良好であり、 また良好な脱臭性能が得られることから好ましく用いられる。
ここで、 上記三次元構造に成形した繊維骨格としては、 特に制限されるもので はないが、 上記第一発明の脱臭フィルター材に用いられている、 一対の二次元網 状骨格を互いに所定間隔離間して配置し、 この一対の二次元網状骨格を無数の連 結糸で連結した構造の三次元繊維骨格が好ましく用いられる。 この三次元繊維骨 格をフィルタ一基材として用いることにより、 多量の脱臭剤を付着することがで きると共に、 ハニカム様構造のフィル夕一材を構成することができ、 良好な層流 効果や多量に付着した脱臭剤により良好な脱臭性能を確実に得ることができる上、 良好な強度を有するので再生時に基材が潰れてしまったり破損するようなことが なく、 良好に再生操作を行うことができる。
上記三次元繊維骨格としては、 上記第一発明で説明した図 1の三次元繊維骨格
1を例示することができる。 この場合、 三次元繊維骨格 1の厚さ、 この三次元繊 維骨格 1を構成する二次元網状骨格 2， 2及び連結糸 3の構造、 形状、 材質、 繊 維径等は上記第一発明の場合と同様とすることができる。
次に、 この第二発明の脱臭フィルタ一材の基材として用いられる、 ポリウレタ ンフォ一ムは、 セル膜のない三次元網状骨格を有するものであり、 例えば （株） ブリデストン社製の 「HR— 0 6〜H R— 5 0」 など、 市販のものを用いること ができる。
このポリウレタンフォームは、 特に制限されるものではないが、 通常はセル数 5〜5 0 P P I ( p o r e s p e r i n c h) 、 特に 6〜 3 0 P P Iとする ことが好ましく、 セル数が 5 P P I未満であると、 用途にもよるがガス成分との 接触効率が低下して十分な脱臭性能を発揮することができない場合があり、 一方 5 O P P Iを超えると、 用途によってはフィルターの圧力損失が高くなりすぎ、 これが実使用上問題と場合がある。
第二発明の脱臭フィル夕一材は、 上記三次元繊維骨格、 ポリウレタンフォーム、 又はその他の三次元構造を有するフィル夕一基材の骨格表面に脱臭剤を付着せし めたものであり、 本発明では、 この脱臭剤としてイオン交換機能によるガス吸着 作用を有する脱臭剤を用いたものである。
上記脱臭剤としては、 ィォン交換機能によるガス吸着作用を有するものであれ ばいずれのものでもよく、 無機系のものであっても有機系のものであってもよい が、 加工性の点から無機系のものが好適に用いられる。 また、 吸着剤のイオン交 換タイプは、 陽イオン交換タイプであっても陰イオン交換タイプであってもよい。 具体的には、 無機系の吸着剤としては、 二酸化ケイ素系， ジルコニウム系， チ タン系， アンチモン系， スズ系などの陽イオン交換タイプ、 又は酸化亜鉛系， ァ ルミニゥム系， ビスマス系などの陰イオン交換タイプの脱臭剤が挙げられ、 これ らの 1種又は 2種以上を併用することができる。 また、 有機系の吸着剤としては、 スチレン系樹脂やァクリル系樹脂などを母体としィォン交換官能基にスルホン酸 基やカルボン酸基などを有する陽イオン交換樹脂、 四級アンモニゥム基ゃ一級乃 至三級アミノ基を有する陰イオン交換樹脂などが例示され、 更には陽イオン又は 陰イオン交換繊維、 キレート樹脂、 キレート化合物などの有機系吸着剤を用いる こともできる。 なお、 上記無機系吸着剤の 1種又は 2種以上と上記有機系吸着剤 の 1種又は 2種以上とを組み合わせた複合型吸着剤を用いることもできる。
上記脱臭剤を上記三次元繊維骨格や上記ポリウレタンフォームなどのフィルタ 一基材に付着させる方法に特に制限はなく、 上記第一発明で例示したパインダー と同様のバインダーを用いて同様の方法により脱臭剤をフィルタ一基材に付着さ せることができる。
この第二発明のの脱臭フィルター材は、 脱臭性能が低下した後でも再生処理を 施すことにより、 高度に脱臭性能を再生することができるものである。 この場合、 再生処理の方法は、 用いた脱臭剤の種類に応じて適宜選定され、 特に制限される ものではないが、 水や弱塩基性又は弱酸性の水溶液で処理する方法が好適に採用 され、 特に脱臭剤として、 上述した無機系陽イオン又は陰イオン交換タイプの吸 着剤を用いることにより、 簡易な方法により高度に脱臭性能を再生することがで きる。 また、 水や弱塩基性又は弱酸性の水溶液で処理する際に超音波を印加して、 再生効率を向上させることもできる。
以下、 実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、 本発明は下記 実施例に制限されるものではない。
[実施例 1 ]
2 5 0デニールのポリエステル繊維を 4 8本撚り合わせて平均肉厚 1 mmにし た繊維を網状に編んで、 長径方向の平均内寸 5 . 5 mm、 短径方向の平均内寸 3 . 2 mmの六角格子を多数形成し、 一対の二次元網状骨格を形成した。 この一対の 二次元網状骨格を 5 mm離間して平行に配置し、 両二次元網状骨格間を 1 5 0デ ニールのポリエステルモノフィラメン卜で連結し、 図 1と同様の構造を有する三 次元繊維骨格からなるフィルター基体を得た。
一方、 （株） ィーテック製のアクリル系バインダー 「A E— 9 3 2」 （固形分 5 3 %品） に平均粒度 3 0 0メッシュの椰子殻活性体を固形分比で 1 ： 3 . 5の 割合になるように混合混練した後、 固形分が 4 5 %となるように水を加えて脱臭 剤スラリーを調製した。 このスラリ一に上記三次元網状骨格からなる基体を浸漬 して、 該基体にスラリーを含浸させ、 乾燥させて、 椰子殻活性炭を付着させ、 活 性炭付着量が 5 0 0 g /m2でハニカム様構造を有する、 上記第一発明にかかる 脱臭フィルター材を得た。
[比較例 1 ]
三次元網状骨格を有するポリウレタンフォーム [ (株） プリデストン製 「H R 一 0 8」 ] (厚み 8 mm品） に、 実施例と同様の脱臭剤スラリーを用い、 実施例 1と同様にして椰子殻活性炭を付着させ、 活性炭付着量 2 2 5 g /m2の脱臭フ ィルター材を得た。
上記実施例 1及び比較例 1で得られた両脱臭フィル夕一材にっき、 下記試験を 行って圧力損失及びベンゼン脱臭性能を評価した。 結果を表 1に示す。
[試験方法]
圧力損失試験
空気清浄協会指定の試験方法に準拠した図 2の試験機を用い、 該試験機に試験 片 （2 5 O mmX 2 5 0 mm) を試料としてセットする。 この状態で、 オリフィ スの差圧計 （風速計） で確認しながらファンを調節して風速を l m/ s e cにセ ットし、 このときの圧力損失を差圧計で読み取る。
ベンゼン脱臭性能試験
実施例 1及び比較例 1で作製した試料 （厚み 5 mm品） を 4 0 φに裁断し、 こ の試料を 2枚重ね合わせて、 図 3に示した長さ 2 0 O mm， 内径 4 0 φのガラス 製カラムのほぼ中央に設置する。 （株） ガステック社製の標準ガス発生装置を使 用して、 ガス発生温度を 3 5 °Cにセットし、 ディフィ一ジョンチューブ D— 0 3 型を 1本セットして希釈ガスとして標準グレードの窒素ボンべを用い、 希釈ガス 流量 1 L/m i nに設定する。
図 3に示されているように、 ガラスカラムの上下両端に三方コックを取り付け て、 入り口ガス濃度が 3 0土 5 P P Mとなった時点で試料方向に通気させ、 経時 3 0分後の試料出口側のベンゼンガス濃度及び試料入り口側のベンゼンガス濃度 を （株） ガステック社製のガス検知管 N o . 1 2 1にて測定し、 ベンゼン除去率 を評価する。
[表 1 ] 活性炭付着 圧力損失 (風
ベンゼン除
速 1 m/ sec
kg/m dry) 去率 (%)
時）
実施例 500 0.25mmAq 100 比較例 225 0.30mmAq 55 表 1に示されているように、 本発明にかかる実施例の脱臭フィルタ一は、 ハニ カム様構造による層流効果により圧力損失が低く、 しかも多量の活性炭を付着し 得るため優れた脱臭性能を有することが確認された。
[実施例 2 ]
(株） ィ一テック製のアクリル系バインダー 「AE— 932」 （固形分 53% 品） に、 イオン交換機能を有する S i〇2, ZnO系合成化学脱臭剤 （平均粒度 60メッシュ品） を固形分比で 1 ： 3. 5の割合になるように混合混練した後、 固形分が 45%となるように水を加えて脱臭剤スラリーを調製した。 このスラリ —に実施例 1と同様の三次元繊維骨格からなるフィルタ一基体を浸潰して、 該基 体にスラリーを含浸させ、 乾燥させて、 上記無機系合成化学脱臭剤を付着させ、 脱臭剤付着量が 500 gZm2でハニカム様構造を有する、 第二発明にかかる脱 臭フィルタ一材を得た。
[比較例 2]
三次元網状骨格を有するポリウレタンフォーム [ (株） プリデストン製 「HR 一 08」 ] (厚み 3mm品） に予め固形分 50 %のアクリル系バインダー （綜研 化学 （株） 製 「EW_ 2500」 を 30 g/L (d r y) となるように含浸させ、 これに、 オルト燐酸を活性炭に対する重量比で 2%添着させた平均粒径 60メッ シュの椰子殻活性炭を付着させ、 活性炭付着量 300 gZm2の脱臭フィルタ一 材を得た。
上記実施例 2及び比較例 2で得られた脱臭フィルター材を三洋電機 （株） 製の エア一コンディショナー 「SAP— CE28B6」 に装着して冷房強で運転し、 次の実験を行った。 即ち、 日本電気工業会規格 （ J EMA) の J EM 1467 に規定の家庭用空気清浄機に関する試験を 5回繰り返してアンモニア、 ァセトァ ルデヒド、 酢酸の除去率を測定し、 これを 1サイクルとして、 下記方法による再 生を繰り返しなが初期を含めて 4サイクル試験を繰り返し、 各サイクルごとの除 去率を下記式 （1) により算出した。 結果を図 4〜 6及び表 2に示す。 なお、 J EM 1467は 1回の試験でタバコ 5本の負荷をかけるものであり、 本実験で は、 1サイクルで 5回試験を繰り返すので、 1サイクルでタバコ 25本の負荷が かかることとなり、 これを 4サイクル繰る返すのでタバコ負荷本数は合計で 10 0本となる。
[除去率の算出法]
除去率 （％) = ( 1— C/C。） X 100 … （ 1 )
C：初期ガス濃度 （ppm)
C。： 30分後の残存ガス濃度 （ppm)
[再生方法]
中性洗剤を用いて水洗い洗浄した後、 一昼夜水に浸潰させ、 その後室温で自然 乾燥させた。 この場合、 上記比較例 2の脱臭フイ^/ターは、 この水洗い洗浄した 際に脱臭剤の活性炭が一部剥離する問題が生じ、 また活性炭はィォン交換機能を 有さないため、 この方法では殆ど脱臭機能が再生しなかった。 このため、 比較例 の脱臭フィルターについては、 再生操作を行わずに上記サイクルを繰り返してガ スの除去率を測定し、 その結果を比較として表 2及び図 4〜6に示した。
[表 2]
Figure imgf000016_0001
次に、 上記実験により得られた結果から、 日本電気工業会規格 （J EMA) の J EM 1467に規定の算出法により耐久本数及び耐久日数を算出した。 結果 を表 3に示す。 なお、 表 3中の各耐久本数とは、 次の通りである。
[各ガス成分の耐久本数 （1^〜1 3) ]
各ガスの除去率が 50%に達したとき （再生しても 50%を超えなくなると き） のタバコ本数
[総合耐久本数 （Kt)]
上記各ガス成分の耐久本数から下記式により総合耐久本数 （Kt) を算出する。 K t= (K1+2K2 + K3) Z4
K t ：総合耐久本数、 ：アンモニア耐久本数、 K2：ァセトアルデヒ ド耐久本数、 Κ3：酢酸耐久本数
[実用耐久本数]
上記総合耐久本数 （Kt) から、 次の式により実用耐久本数 （M) を求める。
M=40 XK t
[表 3]
Figure imgf000017_0001
上記表 2， 3及び図 4〜6に示されているように、 第二発明の脱臭フィル夕 材は、 上述した簡易な再生方法により、 高度に脱臭性能を再生することができ， 再生により耐久性を大幅に向上させ得ることが確認された。

Claims

請求 の 範 囲
1 . 一対の二次元網状骨格を互いに所定間隔離間して平行に配置し、 この一対の 二次元網状骨格間を無数の連結糸で連結した三次元繊維骨格に、 脱臭剤を付着せ しめてなることを特徴とする脱臭フィルター材。
2 . 上記一対の二次元網状骨格が、 実質的に同一の形状を有するものである請求 の範囲第 1項記載の脱臭フィルター材。
3 . 上記三次元繊維骨格が、 ポリエステル繊維、 ポリアミド繊維、 ポリプロピレ ン繊維又はこれらの複合繊維により形成された請求の範囲第 1項又は第 2項記載 の脱臭フィルター材。
4. 上記一対の二次元網状骨格が、 2本以上の繊維を撚りあわせて形成されたも のであり、 連続する 1本の糸又は複数の糸を該二次元網状骨格間に無数に架け渡 して上記連結糸を形成した請求の範囲第 1から第 3項のいずれか 1項に記載の脱 臭フィルター材。
5 . 上記 Ξ次元繊維骨格にバインダー層を予め形成し、 上記脱臭剤を付着させた ものである請求の範囲第 1から第 4項のいずれか 1項に記載の脱臭フィルタ一材。
6 . バインダー成分と脱臭剤とを混練したスラリーを、 上記三次元繊維骨格に含 浸し乾燥させて、 脱臭剤を付着させたものである請求の範囲第 1から第 4項のい ずれか 1項に記載の脱臭フィルター材。
7 . バインダー成分と脱臭剤とを混練したスラリーを、 上記三次元繊維骨格に含 浸し、 このスラリーに更に脱臭剤を付着させ、 乾燥させて脱臭剤を付着させたも のである請求の範囲第 1から第 4項のいずれか 1項に記載の脱臭フィルター材。
8 . 表面， 裏面及び内部のいずれか又は全てに、 通気性を有する皮膜を形成した 請求の範囲第 1力 ^ら第 7項のいずれか 1項に記載の脱臭フィルタ一材。
9 . 上記脱臭剤として、 椰子殻活性炭、 木質系活性炭、 石油ピッチ系球状活性炭、 ペレット状成型活性炭、 天然ゼォライト、 活性白土、 界面活性剤、 陽イオン又は 陰イオン交換樹脂、 陽イオン又は陰イオン交換繊維、 キレート樹脂、 キレート化 合物、 無機系陽イオン又は陰イオン吸着剤、 無機系合成化学脱臭剤、 中和反応や 脱水縮合反応等の化学反応を利用して対象ガス成分を化学的に分解脱臭する化合 物を多孔質体に担持させた脱臭剤、 多孔質体に貴金属又は卑金属からなる酸化又 は還元触媒を担持させた脱臭剤、 及び、 多孔質体に酸化チタン等の光励起触媒を 担持又はコーティングした脱臭剤から選ばれる 1種又は 2種以上を用いた請求の 範囲第 1力、ら第 8項のいずれか 1項に記載の脱臭フィルター材。
1 0 . 請求の範囲第 1から第 9項のいずれか 1項に記載の脱臭フィルター材の片 面又は両面に 1又は 2以上の異種のフィルタ一層を積層したことを特徴とする脱 臭フィルタ一材。
1 1 . 上記異種のフィルタ一層として、 三次元網状骨格構造を有するポリウレタ ンフォームをベースとした脱臭フィルター層を積層した請求の範囲第 1 0項記載 の脱臭フィルター材。
1 2 . 上記異種のフィルタ一層として、 集塵機能を有する集塵フィルタ一層を積 層し、 脱臭機能と共に集塵機能を付与した請求の範囲第 1 0項又は第 1 1項記載 の脱臭フィルター材。
1 3 . 請求の範囲第 1から第 9項のいずれか 1項に記載の脱臭フィルタ一材と上 記異種のフィル夕一層とが、 クリップ状又はフレーム状のフィルター結合具を用 いて非接着状態に積層されたものである請求の範囲第 1 0力、ら第 1 2項のいずれ か 1項に記載の脱臭フィルタ一材
1 4. 三次元構造を有するフィルタ一基材の骨格表面にイオン交換機能によるガ ス吸着作用を有する脱臭剤を付着せしめてなることを特徴とする再生可能な脱臭 フィルタ一材。
1 5 . 上記フィルタ一基材が、 一対の二次元網状骨格を互いに所定間隔離間して 平行に配置し、 この一対の二次元網状骨格間を無数の連結糸で連結した三次元繊 維骨格である請求の範囲第 1 4項記載の脱臭フィルター材。
1 6 . 上記フィルタ一基材が、 ポリエステル、 ポリアミド、 ポリプロピレンから 選ばれる 1種又は 2種以上の合成繊維からなるものである請求の範囲第 1 4項又 は第 1 5項記載の脱臭フィルター材。
1 7 . 上記フィルタ一基材が、 セル膜のない三次元網状骨格を有するポリウレタ ンフォームである請求の範囲第 1 4項記載の脱臭フィルター材。
1 8 . 上記イオン交換機能を有する脱臭剤が、 二酸化ケイ素系、 ジルコニウム系、 チタン系、 アンチモン系及びスズ系から選ばれる無機系陽イオン交換タイプの脱 臭剤、 又は酸化亜鉛系、 アルミニウム系及びビスマス系から選ばれる無機系陰ィ オン交換タイプの脱臭剤である請求の範囲第 1 4〜第 1 7項のいずれか 1項に記 載の脱臭フィルタ一材。
1 9 . 上記イオン交換機能を有する脱臭剤が、 陽イオン又は陰イオン交換樹脂、 陽イオン又は陰イオン交換繊維、 キレート樹脂、 キレート化合物から選ばれる有 機系の陽イオン又は陰イオン交換タイプの脱臭剤である請求の範囲第 1 4から第 1 7項のいずれか 1項に記載の脱臭フィルター材。
2 0 . 上記イオン交換機能を有する脱臭剤が、 請求の範囲第 1 8項に記載の脱臭 剤から選ばれた 1又は 2以上の無機系脱臭剤と請求の範囲第 1 9項に記載の脱臭 剤から選ばれた 1又は 2以上の有機系脱臭剤とを組み合わせた複合型脱臭剤であ る請求の範囲第 1 4〜1 7項のいずれか 1項に記載の脱臭フィルター材。
2 1 . 水、 又は弱塩基性或いは弱酸性の水溶液で処理することにより再生するこ とができる請求の範囲第 1 4から第 2 0項のいずれか 1項に記載の脱臭フィルタ ー材。
2 2 . 請求の範囲第 1 4から第 2 1項のいずれか 1項に記載の脱臭フィルタ一材 を、 水、 又は弱塩基性或いは弱酸性の水溶液で処理することにより再生した脱臭 フィルター材。
2 3 . 超音波を印加しながら、 水、 又は弱塩基性或いは弱酸性の水溶液で処理す ることにより再生した請求の範囲第 2 2項記載の脱臭フィルター材。
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