JPH10272358A

JPH10272358A - オゾン分解用成形体

Info

Publication number: JPH10272358A
Application number: JP9081343A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hayashi; 隆志林
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】オゾン分解性能が優れており、難燃性を有
し、容易にかつ迅速に製造することができるオゾン分解
用成形体を提供する。【解決手段】マンガン酸化物をＭｎＯに換算して５乃
至７０重量％、Ａｌ（ＯＨ）₃を５乃至７０重量％含有
する素材を、押出成形した後、焼成することなく、乾燥
により製品とする。更に、珪酸化合物をＳｉＯ₂に換算
して２乃至７０重量％含有する。また、前記マンガン酸
化物はＭｎＯに換算して１０乃至６０重量％であり、Ａ
ｌ（ＯＨ）₃は１０乃至６０重量％であることが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオゾンを分解して除
去するオゾンフィルタとして使用されるオゾン分解用成
形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の気相中の有害ガスを除去するフィ
ルタとして、活性炭を銅化合物の溶液に浸漬し、次い
で、濾過、乾燥、焼成して銅酸化物の超微粒子（粒径１
μｍ以下）を活性炭に担持させたものが提案されている
（特開平５−２６９３７５号公報）。このように、この
フィルタは、予め、基材となるものを成形加工し、この
成形体の上に触媒成分をコーティングして触媒成形体
（脱臭用担持活性炭）としたものである。この脱臭用担
持活性炭は、アンモニア及びアセトアルデヒドの吸着性
能を向上させたものである。

【０００３】一方、触媒を使用したオゾン分解用フィル
タを長時間使用すると悪臭を発生させることがあるた
め、長時間使用後の悪臭の発生を防止したオゾンフィル
タが提案されている（特開平８−１２６８１６号公
報）。このフィルタはＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃比が１５以上
の疎水性ゼオライト粉末及びオゾン分解能を有する微粉
末状活性二酸化マンガンが高空隙率の無機繊維製紙から
なる担体に担持されてなるオゾンフィルタであって、ゼ
オライト粉末が担体の表層部よりも芯部に高密度で担持
され、二酸化マンガンが担体の芯部よりも表層部に高密
度で担持されているオゾンフィルタである。このオゾン
フィルタは、触媒と共に悪臭吸着能を有する物質を担持
させたものである。

【０００４】而して、オゾンフィルタは事務用機器等に
使用されることが多く、安全性の観点から難燃性の材料
により製造されていることが好ましい。上記従来の製造
方法では、担体に無機物を使用しているので、この難燃
性という要件は比較的容易に達成することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の触媒成形体は、基材を成形体に加工した後、この
基材の表面に触媒成分及び悪臭吸着能を有する物質を担
持させる工程が必要であり、製造工程が煩雑であること
いう欠点がある。

【０００６】また通常、押出成形によりオゾン分解フィ
ルタを作成する場合、成形性を向上させるために有機増
粘剤及び結合剤を使用するが、難燃性を持たせるには、
押出成形及び乾燥後に、有機増粘剤及び結合剤を燃焼に
より消失させる必要がある。この場合、無機結合剤を添
加し、成形後適当な温度で有機増粘剤及び結合剤を燃焼
させると共に、無機結合剤を焼結させて成形体の強度を
保たせる必要がある。このため、工程が更に煩雑になる
という欠点がある。更に、成形体の強度を保つためには
多量の無機結合剤が必要であり、これが触媒機能を阻害
し、原料コストを増大させるという欠点があった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、オゾン分解性能が優れており、難燃性を有
し、容易にかつ迅速に製造することができるオゾン分解
用成形体を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るオゾン分解
用成形体は、マンガン酸化物をＭｎＯに換算して５乃至
７０重量％、Ａｌ（ＯＨ）₃を５乃至７０重量％含有す
る素材を、押出成形した後、焼成することなく、乾燥に
より製品とすることを特徴とする。

【０００９】このオゾン分解用成形体は、更に、珪酸化
合物をＳｉＯ₂に換算して２乃至７０重量％含有するこ
とができる。また、前記マンガン酸化物はＭｎＯに換算
して１０乃至６０重量％であり、Ａｌ（ＯＨ）₃は１０
乃至６０重量％であることが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明においては、所定の組成を
有する成形体を、焼結ではなく、乾燥により成形したの
で、有機増粘剤及び結合剤が含まれていても、Ａｌ（Ｏ
Ｈ）₃の難燃剤としての作用により十分な難燃性を有す
るため、原料粉末を所定の形状に押出成形した後、乾燥
するだけの簡素な工程で迅速に製造することができる。
また、有機結合剤により成形体の強度を保たせることが
可能なため、無機結合剤が不要であるか又は極力量を低
減することができ、十分なオゾン分解能を得ることが可
能である。

【００１１】本発明においては、オゾン分解用成形体の
主要成分として、マンガン酸化物及びＡｌ（ＯＨ）₃を
含有させるので、オゾン分解性能が優れ、難燃性を有
し、簡素な工程で迅速に製造することができるオゾン分
解用成形体を製造することが可能になる。これらの本発
明の目的を達成する上で必須の成分に加え、ＳｉＯ₂等
の珪酸化合物を含有させることができる。これにより、
悪臭発生の防止性能が優れたオゾン分解用成形体を得る
ことができる。

【００１２】以下、本発明における各成分の数値限定理
由について述べる。なお、以下の重量％は全て成形体全
重量に対するものである。

【００１３】Ｍｎ酸化物：ＭｎＯに換算して５乃至７０
重量％、好ましくは１０乃至６０重量％ＭｎＯ等のＭｎ酸化物はオゾン分解能を向上させる成分
であり、ＭｎＯ換算値でＭｎ酸化物が５重量％未満で
は、十分なオゾン分解能が得られず、逆にＭｎ酸化物が
７０重量％を超えて含有されると、成形体の強度が低下
する。このため、Ｍｎ酸化物はＭｎＯに換算して５乃至
７０重量％、好ましくは１０乃至６０重量％とする。

【００１４】Ａｌ（ＯＨ）₃：５乃至７０重量％、好ま
しくは１０乃至６０重量％Ａｌ（ＯＨ）₃は成形体に難燃性を具備させる物質であ
り、またＭｎＯと共存することにより、オゾン分解能を
向上させる。Ａｌ（ＯＨ）₃が５重量％未満では難燃性
が低下し、またオゾン分解性能が低下する。一方、Ａｌ
（ＯＨ）₃が７０重量％を超えて含有されると、成形体
の強度が低下する。よって、Ａｌ（ＯＨ）₃は５乃至７
０重量％、好ましくは１０乃至６０重量％とする。

【００１５】珪酸化合物：ＳｉＯ₂に換算して２乃至７
０重量％ＳｉＯ₂は悪臭成分を除去するために必要な成分であ
り、必要に応じて成形体に添加することができる。Ｓｉ
Ｏ₂が２重量％未満ではその効果が期待できず、ＳｉＯ₂
が７０重量％を超えて含有されると成形体の強度が低下
する。よって、珪酸化合物を添加する場合はＳｉＯ₂に
換算して２乃至７０重量％とする。

【００１６】なお、以上述べた各成分はいずれも単独の
酸化物として含有させても良く、また他の成分との複合
酸化物の形で含有させても良い。複合酸化物として含有
させる場合は、ＭｎＯ、ＳｉＯ₂に夫々換算して本願特
許請求にて規定する範囲となるようにする。

【００１７】本発明のオゾン分解用成形体の主成分は上
記３成分であるが、押出成形体とするためにはこれらの
成分を単に混合するだけでなく、増粘剤及び結合剤を使
用する。結合剤としては無機結合剤及び有機結合剤があ
るが、有機結合剤のみを使用しても良いし、両者を併用
してもよい。

【００１８】有機結合剤及び増粘剤の種類については特
に制限はないが、例えば、ＭＣ（メチルセルロース）、
ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、澱粉、ＣＭＳ
（カルボキシメチルスターチ）、ＨＥＣ（ヒドロキシエ
チルセルロース）、ＨＰＣ（ヒドロキシプロピルセルロ
ース）、グアガム、アラビアゴム、キサンタンガム、リ
グニンスルホン酸ナトリウム、リグニンスルホン酸カル
シウム、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸エステ
ル、ポリメタクリル酸エステル、フェノール樹脂、メラ
ニン樹脂等が上げられる。無機結合剤の種類につても特
に制限はないが、例えば、セピオライト、ベントナイ
ト、アタバルシャイト、コロイダルシリカ、コロイダル
アルミナ、コロイダルチタン、水ガラス、水硬性アルミ
ナ、セッコウ、セメント等がある。

【００１９】その他の成分を添加することができるが、
その原料中のＭｎＯ、Ａｌ（ＯＨ）₃、ＳｉＯ₂の重量
は、これらの成分を添加するための原料と合わせて、本
願特許請求の範囲にて規定する範囲となるようにするこ
とは勿論である。

【００２０】上記主要３成分と結合剤等を混合し、混練
する手段については特に制限はなく、公知の装置を利用
すれば良い。また、混練物を押出成形し、常法に従って
乾燥することにより、目的物を得ることができる。

【００２１】更に、成形形状については、ペレット状、
リング状、ハニカム状、シート状及び線状押出物の集積
塊状等のような種々の形状にすることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、その比較例
と比較して説明する。所定組成の原料と公知の結合剤、
増粘剤及び溶媒を適量配合し、混練した後、押し出し機
にて８００cell/inch²のハニカム形状に押し出し成形し
た。得られた押し出し成形体を所定時間１００〜２００
℃の温度で乾燥させ、組成の異なる種々のハニカム成形
体を得た。得られた各実施例及び比較例の成形体の組成
を下記表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】これらの成形体に対し、下記条件でオゾン
分解性能を求めた。

【００２５】Ｏ₃分解性能測定条件１）サンプル条件形状：ハニカム、８００cells/inch²、オゾン通過方向
のハニカムの長さが１０ｍｍ２）オゾン条件Ｏ₃濃度：１ｐｐｍ、風速：２．３m/sec.、温度：４５
℃、湿度：６０％ＲＨ（相対湿度）３）オゾン分解性能の算出式Ｏ₃分解性能（％）＝（１−Ｃ₀／Ｃ₁）×１００但し、Ｃ₀：出口Ｏ₃濃度（ｐｐｍ）、Ｃ₁：入口Ｏ₃濃度
（ｐｐｍ）。

【００２６】即ち、所定のサンプル形状のハニカム成形
体に、オゾン条件にて示す条件でオゾンを通流させ、そ
のハニカム成形体への通流入り口のオゾン濃度Ｃ₁と、
ハニカム成形体を通流してきた出口におけるオゾン濃度
Ｃ₀とを測定し、この入り口濃度Ｃ₁と出口濃度Ｃ₀とか
ら、オゾン分解性能を算出した。なお、必要となる性能
は表１のＯ₃分解率（２４時間）で６０％以上である。
得られたオゾン分解性能を下記表２に示す。

【００２７】次に、図１に示すようにして難燃性を評価
した。クランプ３により長尺のハニカム成形体１をその
長手方向を垂直にして懸架し、ガスバーナ４により幅
９．５ｍｍ、長さ１９ｍｍの青色炎２を発生させ、クラ
ンプ３で保持したハニカム成形体１に、炎の長さが９．
５ｍｍの部分を１０秒間接炎した。一旦、消炎した後、
直ちに再度１０秒間接炎した。２回目の接炎終了後、３
０秒以内にハニカム成形体１の燃焼が終了する場合、難
燃性を有すると判断し、難燃性「有」とした。また、３
０秒以内に燃焼が終了しない場合を難燃性「無」とし
た。得られた結果を下記表２に合わせて示す。

【００２８】次に、各実施例及び比較例の成形体からな
るオゾンフィルタを静電記録式複写機に装着して、２０
万枚複写後も悪臭を感じない場合に、悪臭発生防止性能
が優れていると判断し「無臭」とし、悪臭を感じるもの
を「臭」として表示し、下記表２に示した。

【００２９】また、各成分体の圧縮強度を、アムスラー
型万能試験機によって、ハニカム成形体５に対し、図２
の矢印Ｐにて示すように、貫通孔方向の圧縮強度を測定
することにより求めた。但しＰを最大荷重、Ａを試験片
加圧断面積とした場合、圧縮強度σｃはＰ／Ａで与えら
れる。成形体として必要な圧縮強度は１５ｋｇ／ｃｍ²
以上である。

【００３０】更に、総合評価として、Ｏ₃分解率（２４
時間値）が６０％以上、難燃性評価が難燃性「有」、圧
縮強度が１５ｋｇ／ｃｍ²以上であり、更に悪臭発生防
止の評価が「無臭」の場合を◎で、Ｏ₃分解率（２４時
間値）が６０％以上、難燃性評価が難燃性「有」、圧縮
強度が１５ｋｇ／ｃｍ²以上であるが、悪臭発生防止の
評価が「臭」の場合を○で、それ以外の場合を×で示し
た。

【００３１】

【表２】

【００３２】表１、２において、Ｎｏ．１〜１５の成形
体は本発明の実施例であり、Ｎｏ．１６〜２０の成形体
は比較例である。

【００３３】実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１５は本発明の特
許請求の範囲の請求項１にて規定した範囲に入るので、
オゾン分解能、難燃性及び成形体強度において良好な結
果を示している。但し、実施例Ｎｏ．１のみＳｉＯ₂が
少ないため、悪臭発生防止効果が劣る。一方、実施例Ｎ
ｏ．２〜Ｎｏ．１５は、本願請求項２を満足するため、
悪臭発生防止効果も優れている。

【００３４】これに対し、比較例Ｎｏ．１６はＭｎＯが
少ないため、オゾン分解能が６０％未満と劣るものであ
る。比較例Ｎｏ．１７はＡｌ（ＯＨ）₃が少ないため、
難燃性が劣る。比較例Ｎｏ．１８〜Ｎｏ．２０は各成分
の含有量に過剰なものがあるために、成形体の強度が小
さい。従って、これらの比較例１６乃至２０は総合評価
が×である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るオゾ
ン分解用成形体によれば、オゾン分解能、難燃性及び成
形体強度がいずれも優れており、また、オゾン分解用の
触媒を担持体に担持させたものではないので、その製造
工程が簡素であり、迅速に製造することができる。ま
た、本発明においては、乾燥工程は設けるものの、従来
のように成形体に難燃性をもたせるための焼成工程は設
けない。このように、焼成工程を設けることなく、その
組成の適正化のみで成形体に難燃性を持たせているの
で、その製造工程が更に簡素であり、製造が迅速であ
る。しかも、請求項２のように、珪酸化合物を含有する
ことにより、悪臭防止効果も具備する。

【図面の簡単な説明】

【図１】難燃性試験方法を示す図である。

【図２】圧縮強度試験方法を示す図である。

【符号の説明】

１；成形体２；青色炎３；クランプ４；ガスバーナ５；ハニカム成形体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マンガン酸化物をＭｎＯに換算して５乃
至７０重量％、Ａｌ（ＯＨ）₃を５乃至７０重量％含有
する素材を、押出成形した後、焼成することなく、乾燥
により製品とすることを特徴とするオゾン分解用成形
体。
【請求項２】珪酸化合物をＳｉＯ₂に換算して２乃至
７０重量％含有することを特徴とする請求項１に記載の
オゾン分解用成形体。
【請求項３】前記マンガン酸化物はＭｎＯに換算して
１０乃至６０重量％であり、Ａｌ（ＯＨ）₃は１０乃至
６０重量％であることを特徴とする請求項１又は２に記
載のオゾン分解用成形体。