JPH0283016A - 脱臭フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は空気清浄機等に使用される脱臭フィルタに関し
、特に、アンモニア等の塩基性ガスの除去に有効な脱臭
フィルタに関する。

［従来の技術］ 各種の産業排気設備、空調システム及び生活環境におけ
る脱臭技術には、種々の脱臭方式及びシステムが利用さ
れている。

この脱臭技術において除去すべき臭いの対象としては、
人間の呼気、体臭、喫煙臭、厨房の調理臭、便所の臭気
、病院又は研究所等における薬品臭並びに実験動物施設
における動物臭及び排泄物臭等があるが、これらは一般
に低濃度領域における悪臭処理といえる。従来、これら
の臭いを対象とする悪臭処理においては、気相吸着除去
法が代表的脱臭法として使用されている。

気相吸着除去法において使用される吸着材は、活性炭が
最も一般的であり、紙、織布、不織布、フェルト又はポ
リウレタンフォーム等のシートに活性炭を付着させたも
の又はハニカム状活性炭等が脱臭フィルタとして空気清
浄機等に組み込まれて使用されている。

而して、活性炭は中性物質を中心にして比較的広範囲の
物質に対して効果的な吸着能を発揮するため、低濃度の
複合成分からなる悪臭の除去用としては優れた吸着性能
を有するものの、アンモニア等の塩基性ガスに対する吸
着能が極めて小さいという欠点かある。

生活環境の悪臭は、殆どが複合成分からなっており、空
気清浄機等に使用される脱臭フィルタとしては、アンモ
ニア等の塩基性ガスも除去できることが必要不可欠であ
り、従来の吸着材が塩基性ガスに対する吸着能か極めて
小さいということはこの点て致命的な欠点となる。この
ため、近年、このような問題を解決する手段として、活
性炭等の多孔質物質に塩基性ガス除去用の脱臭液を含浸
させた多孔体フィルタを、活性炭からなるフィルタと組
み合わせたものが脱臭フィルタとして使用されつつある
。このような塩基性ガス除去用の脱臭液としては、植物
からの抽出物等がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これらの脱臭液は塩基性ガスに対しであ
る程度の除去能はあるものの、この除去能は活性炭より
は優れているという程度の小さいものであり、満足し得
る性能を具備しているとはいえない。従って、これらの
脱臭液を用いた従来の塩基性ガス除去用フィルタを組み
込んだ空気清浄機等では、アンモニア等の塩基性ガスを
効率良く、且つ長時間にわたって除去することは困難で
ある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
アンモニア等の塩基性ガスに対しても優れた除去能を有
する脱臭フィルタを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る脱臭フィルタは、酸性活性炭と活性白土と
の混合物からなり、前記酸性活性炭の含有量が１０乃至
７５重量％である吸着材を、４０乃至９０重量％の重量
比で含有する多孔体であることを特徴とする。

［作用］ アンモニア等の塩基性ガスの吸着には、酸性物質を使用
するのが有効である。そこで、本願発明者等は酸性物質
及びそれらの組合せの中から、アンモニア等の塩基性ガ
スに対する吸着能が高い物質を開発すべく鋭意検討を重
ねた結果、酸性活性炭と活性白土を所定の割合で含有す
る混合物を吸着材として使用することによって、塩基性
ガスの吸着能が極めて優れた脱臭フィルタが得られるこ
とを知見した。本発明はかかる知見に基いて完成された
ものである。

［実施例コ 以下、本発明について更に詳細に説明する。本発明に係
る脱臭フィルタは酸性活性炭と活性白土との混合物を吸
着材とする。

酸性活性炭とは、活性炭を水に懸濁させ、その懸濁液の
ｐＨが酸性側にある活性炭をいい、例えは、ＺｎＣ，Ｒ
２等の薬品によって賦活した活性炭及び賦活後に硫酸、
塩酸又はリン酸等の酸性溶液で処理した酸部着炭等があ
る。

また、活性白土とはモンモリロナイト及びハロイサイト
等の粘土鉱物を酸処理した鉱物をいい、現在、市販され
ているものは全て使用することができる。

この混合物中の酸性活性炭の含有量は、１０乃至７５重
量％にする。上述の如く、酸性活性炭と活性白土とを混
合することにより、両者の複合効果及び吸着能の相剰効
果により塩基性ガスに対する優れた吸着能が得られるの
であるが、酸性活性炭の含有量が１０重量％未満の場合
は酸性活性炭が不足するため、また酸性活性炭の含有量
が７５重置火を超えた場合は活性白土が不足するため、
十分な複合効果が得られず、塩基性カスに対する吸着能
が著しく低下する。このような理由で酸性活性炭の含有
量は１０乃至７５重量％にする。

上述の酸性活性炭及び活性白土は一般的に粉粒体として
入手することができる。この粉粒体をポリウレタンフォ
ーム等の多孔骨材に付着させることによって本発明の脱
臭フィルタが得られる。なお、この粉粒体の粒度は後述
する骨材の種類によって適宜選択すればよい。また、酸
性活性炭と活性白土との混合物をハニカム状に成形する
ことによって、多孔体を得ることとしても良い。

粉粒体を骨材に付着させる手段としては従来種々のもの
があり、いずれも本発明に適用可能であるが、代表的に
は、酸性活性炭と活性白土との混合粉粒体をバインダ溶
液に投入して混合し、この混合物を含浸又はスプレィ噴
射によって骨材に付着させる方法がある。

バインダとしては、前記粉粒体に対して粘結機能を有す
るものであれば種類を選ばず使用可能であるが、吸着効
果上有効な成分である酸性活性炭及び活性白土の表面を
覆いにくいものが好ましい。

このような代表的なバインダとしては、合成ゴムラテッ
クス、ポリ酢酸ビニルラテックス、ポリ塩化ビニルラテ
ックス及びポリアクリレートラテックス等のエマルジョ
ン型接着剤、メチルセルロース、ポリビニルアルコール
、及び澱粉等の水溶性高分子、並びにウレタン系及びア
クリル系の有機溶剤タイプの接着剤等がある。

前記粉粒体とバインダとの混合物は公知の含浸装置又は
スプレィ噴射装置等を使用して骨材に付着させればよい
。この粉粒体とバインダとの混合物を付着させた骨材を
通常の手段によって乾燥することにより、脱臭フィルタ
が得られる。

骨材としては、紙、織布、不織布、フェルト又はポリウ
レタンフォームがある。なお、空気清浄機等に組み込ま
れる脱臭フィルタとして使用される場合には、通気性が
高いことが必要であるから、圧力損失が小さい材料を使
用し、又は圧力損失が小さい形状にすることが好ましい
。

このためには、紙又は織布等の骨材に粉粒体を付着させ
た後コルゲート状に加工し、ハニカム成形体に加工して
もよい。

次に、本発明の実施例に係る脱臭フィルタを製造し、そ
の特性を評価した結果について、本発明の範囲から外れ
る比較例と比較して説明する。

先ず、実施例及び比較例の各サンプルの製造方法につい
て説明する。

酸性活性炭として酸部着炭を使用し、酸部着炭、活性白
土及びバインダのポリアクリレートラテックスを種々の
比率で混合した溶液に骨材のポリウレタンフォームを含
浸させた後、８０℃にて２０時間加熱して乾燥させた。

これにより、下記第１表に組成を示す多孔体を得た。・
なお、ポリウレタンフォームはセル数が８セル／１ｎｃ
ｈであり、厚さが１０市のものである。酸部着炭（ａ）
、活性白土（ｂ）、ポリアクリレートラテックス（ｃ）
及びポリウレタンフォーム（ｄ）の各数値は、乾燥後の
重量を基準として全体の重量を１００％として現わした
ものであり、従って、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ１００である。

この第１表において、酸部着炭含有量（ｘ）は下記数式
により算出されるもので、この酸部着炭と活性白土との
混合物中の酸部着炭の含有Ｈｋ　（ｘ　）が１０乃至７
５重量％の範囲に入るものが本発明の実施例である。

ｘ＝　　　　　　　　　　Ｘ　　　１００ａ＋ｂ 一方、酸部着炭及び活性白土からなる粉粒体の含有量（
ｙ）は下記数式により算出されるものであり、このフィ
ルタ全体に占める粉粒体の含有量（ｙ）が４０乃至９０
重量％の範囲に入るものが本発明の実施例である。

従って、Ｎ［Ｌｌ、６のサンプルは酸部着炭含有量（Ｘ
）が所定範囲から外れる比較例であり、Ｎ［Ｌ７゜１０
のサンプルは粉粒体含有量（ｙ）が所定範囲から外れる
比較例である。

このようにして得られた各サンプルの多孔体について、
そのアンモニア及びトリメチルアミンに対する吸着能を
測定した。その結果を前記第１表に併わせで示した。な
お、この測定条件は以下のとおりである。即ち、第２図
に示すように、筒状のガス供給油具１及びガス排出治具
２をその両者間にサンプル３を挾み込んで固定する。な
お、治具１，２の各先端部にはパツキン４が設けられて
おり、このパツキン４により治具１，２とサンプル３と
の間の接触部の気密性を確保している。

このような測定治具を使用し、治具１を介してガスをサ
ンプル３に供給し、サンプル３を通過してきたガスは治
具２を介して所定のサンプリング装置に送給する。

供給ガスは標準ガスを所定濃度Ｃｉに稀釈したものであ
り、この供給ガスの濃度Ｃｉはガスクロマトグラフィー
により定量した。一方、排出ガスの濃度Ｃｏは、この排
出ガスを所定時間間隔でサンプリングし、同様にガスク
ロマストグラフィーにより定量した。これらの測定結果
から、吸着率を下記数式により算出した。

なお、対象ガスは前述の如く、アンモニアカス及びトリ
メチルアミンガスであり、いずれも供給時の濃度Ｃｉは
４０　ｐｐｍであり、流速は０．２ｍ／秒である。

このようにして得られた吸着率を第１表に示す。

なお、この吸着率はガス通過開始後６０分経過したとき
のものである。

また、Ｎ［Ｌｌ、３．６のサンプルについては、第１図
に、アンモニアガスに対する吸着率の経時的な変化を示
した。第１図は横軸に時間をとり、縦軸に吸着率をとっ
てその吸着能力の低下の様子を示すグラフ図である。比
較例であるサンプルＮＯ３１は酸部着炭含有量（Ｘ）が
８０重量％、サンプルＮｏ、　６は酸部着炭含有量が８
重量％であるため、吸着率がガス供給開始後急速に低下
する。

これに対し、実施例て′あるサンプルＮｏ、　３は、初
期の吸着率が極めて高いのに加え、その低下速度も小さ
い。

而して、アンモニアの場合は、臭気強度３（楽に感知で
きる臭い）は２　ｐｐｍてあり、脱臭効果を得るために
は、これを臭気強度２（何の臭いであるかがわかる程度
の弱い臭い）の０．５ｐｐｍまで除去する必要がある。

このとき、吸着率は下記数式から７５％と算出される。

従って、第１図に破線にて示す吸着率７５％のラインよ
りも吸着率が高いところで脱臭フィルタを使用する必要
がある。このような観点から脱臭フィルタとしての寿命
を検討すると、第１図から明らかなように、比較例のサ
ンプルＮｏ、１．６は寿命が夫々１５分及び３０分であ
るのに対し、実施例のサンプルＮ０．３は寿命が１２０
分と、４倍以上の寿命を有している。なお、第１図のデ
ータはアンモニアの入口濃度（初期濃度）Ｃ１が４０　
ｐｐｍの場合のものであり、２０倍の促進試験であるた
め、実際の寿命はこれよりも長いことは勿論である。

一方、第１表にはガス透過開始後、６０分経過した時点
での吸着率を示す。

先ず、サンプルＮ［Ｌ　１〜Ｎ［Ｌ　６はポリアクリレ
ートラテックスの含有量２０％及びポリウレタンフォー
ムの含有量３０％を一定にしたままで、吸着材の粉粒体
中における酸部着炭と活性白土との含有割合を種々変化
させた場合の例である。

ＮＯ，１のサンプルは、酸部着炭と活性白土との重量比
が４：１であり、酸部着炭が過剰であるため、両者の複
合効果が得られず、アンモニア及びトリメチルアミンの
吸着能が夫々５０％及び４０％と低い。

Ｎｎ、　６のサンプルは、酸部着炭と活性白土との重量
比か１：１１．５であり活性白土が過剰であるため、Ｎ
［Ｌ　１のサンプルと同様、アンモニア及びトリメチル
アミンの吸着能が夫々６０％及び５０％と低い。

これに対しＮＯ，２乃至Ｎｏ、　５は本発明の実施例の
サンプルであり、いずれもアンモニア及びトリメチルア
ミンの吸着能が夫々９０％以上及び８０％以上と優れて
いる。

また、サンプルＮｎ、　７乃至Ｎｏ、１０は酸部着炭と
活性白土との重量比を１：１と一定にしたままで、多孔
体中に占める両者の含有ｊｔ（粉粒体含有量）の比率を
種々変化させた場合の例である。

ＮＯ，７のサンプルは、粉粒体含有量が３０重量％と少
ないために、粉粒体の絶対量が不足すると共に、粉粒体
表面をポリアクリレートラテックスが覆ってしまうため
に、アンモニア及びトリメチルアミンの吸着能が低い。

Ｎ［Ｌ　１０のサンプルは、粉粒体含有量が９２重量％
であり、バインダであるポリアクリレートラテックスが
不足するために、ポリウレタンフォームと粉粒体との接
着性が悪く、実用上使用に供し得ない。

これに対し、ＮＦＬ８．９は本発明の実施例のサンプル
であり、アンモニア及びトリメチルアミンの吸着能が極
めて優れている。

なお、従来の植物からの抽出物を主成分とする脱臭液（
従来１，２）についても、アンモニア及びトリメチルア
ミンに対する吸着能を測定したが、第１表に示すとおり
、この吸着能は極めて低い。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明は酸性活性炭及び活
性白土を所定の含有量で含む混合物を吸着材とし、この
吸着材を所定の含有量で含有する多孔体から構成された
ものであるから、アンモニア及びトリメチルアミン等の
塩基性ガスを極めて高い吸着率で除去し、脱臭すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は横軸に時間をとり、縦軸に吸着率をとって吸着
率の経時変化を示すグラフ図、第２図は吸着率の測定治
具を示す模式図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸性活性炭と活性白土との混合物からなり、前記
   酸性活性炭の含有量が１０乃至７５重量％である吸着材
   を、４０乃至９０重量％の重量比で含有する多孔体であ
   ることを特徴とする脱臭フィルタ。
2. （２）前記吸着材を多孔骨材に付着させて多孔体とした
   ことを特徴とする請求項１に記載の脱臭フィルタ。
3. （３）前記多孔骨材は紙、織布、不織布、フェルト又は
   ポリウレタンフォームであることを特徴とする請求項２
   に記載の脱臭フィルタ。