(57)【要約】【課題】オゾン除去性能が高く、オゾン負荷時の脱落量を低減ずる脱臭フィルタを提供する。【解決手段】金属担体を構成する金属板表面に、少なくとも平均粒子直径１．０〜５０μｍの脱臭剤、平均アスペクト比１０〜５００を有する無機化合物、および重量平均分子量が３０００００〜１５０００００である水溶性有機バインダーを含む層が形成されている脱臭浄化フィルタ。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属担体を構成する金属板表面に、少なくとも平均粒子直径１．０〜５０μｍの脱臭剤、平均アスペクト比１０〜５００を有する無機化合物、および重量平均分子量が３０００００〜１５０００００である水溶性有機バインダーを含む層が形成されている脱臭浄化フィルタ。
【請求項２】
前記無機化合物の短辺の長さの平均値、および長辺の長さの平均値が０．０５〜１００μｍである請求項１に記載の脱臭浄化フィルタ。
【請求項３】
前記担体表面に形成されている層に含まれる無機化合物の量が、担体表面に形成される層の固形分に対する重量比率が１〜３０重量％である請求項１または２に記載の脱臭浄化フィルタ。
【請求項４】
前記脱臭剤が少なくとも活性炭、酸化マンガンのいずれかを含有する請求項１〜３のいずれかに記載の脱臭浄化フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コピー機、プリンター、多機能ＯＡ機、コンピュータ、プロジェクター、ＰＯＤ印刷機等の電子機器の排出ガス中に含まれる有害ガス成分を除去するための脱臭浄化フィルタに関する。ここで言う、有害ガス成分とは、人体、環境に対する有害ガス成分だけでなく、前記電子機器に対する有害ガス成分、例えば、前記電子機器の故障の原因となりうるガス等も含めるものである。
【背景技術】
【０００２】
コピー機、プリンター、多機能ＯＡ機、コンピュータ、プロジェクター、ＰＯＤ印刷機等の電子機器は、近年集積化、小型化が進み、機器内部に熱がこもるのを避けるために、ファン等による排熱が欠かせなくなってきている。そして、インク、トナー等といった印字の際に用いられる成分、電子機器の本体を構成するプラスチック、および、各種接合部に使用されているゴム等に含まれている各種成分がガス化し、有害ガス成分として排熱と共に室内へと排出されている。また、コピー機、レーザープリンター等では高電圧を使用するため、前記ガス成分だけでなく、オゾンといった有害ガス成分も排出されている。近年、環境問題への意識の高まりから、有害ガス成分に関して、排出規制が行われるようになった。例えば、ドイツでは、「ＢＡＭ（ブルーエンジェルマーク）」という環境ラベルが制定されており、電子機器毎に果たすべき環境性能基準が定められている。
【０００３】
活性炭をハニカム担体に担持した活性炭担持ハニカム構造体についてはよく知られている（例えば、特許文献１、２参照）。一般に、活性炭は、排出ガス中の有害ガス成分を除去することができるため、前記活性炭担持ハニカム構造体を用いて、前記電子機器の排出ガス中に含まれる有害ガス成分を除去することが考えられる。しかしながら、活性炭とハニカム担体との結合剤はアクリル系バインダー、塩化ビニリデン系バインダー、コロイダルシリカであり、水溶性でないため、１０重量％程度のバインダー量では、活性炭とハニカム担体との接着性は十分でなく、脱落が生じるという問題がある。ここで言う水溶性とは２５℃、１気圧条件で水に溶解することを意味する。
【０００４】
オゾン分解触媒フィルタ及びその製造方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。オゾン分解触媒、もしくは、活性炭の、のり剤としてカルボキシメチルセルロース、エチルセルロース、アルギン酸ソーダといった水溶性有機バインダーが開示されている。しかしながら、水溶性有機バインダーは、オゾン分解触媒、もしくは、活性炭を担体表面に強固に担持することができるという利点を有する反面、オゾン負荷時には有機バインダーが劣化し、脱落量が増加するという問題がある。
【０００５】
上述のとおり、コピー機、プリンター、多機能ＯＡ機、コンピュータ、プロジェクター、ＰＯＤ印刷機等の電子機器の排出ガス中に含まれる有害ガス成分を除去するための脱臭浄化フィルタに関して、担体表面に脱臭剤が強固に担持されており、水溶性有機バインダーを使用しても脱落量を低減できる脱臭浄化フィルタは見当たらないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２９３１３６号公報
【特許文献２】特公平５−３４０４５号公報
【特許文献３】特開昭６１−１１１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記従来技術の課題を背景になされたものであり、コピー機、プリンター、多機能ＯＡ機、コンピュータ、プロジェクター、ＰＯＤ印刷機等の電子機器の排出ガス中に含まれる有害ガス成分を除去するための脱臭浄化フィルタに関するものであり、担体表面に脱臭剤が強固に担持されており、水溶性有機バインダーを使用したにも関わらず、オゾン負荷時の脱落量が低減できる脱臭浄化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】
【０００８】
本発明者は上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに到った。すなわち本発明は、以下の通りである。
１．金属担体を構成する金属板表面に、少なくとも平均粒子直径１．０〜５０μｍの脱臭剤、平均アスペクト比１０〜５００を有する無機化合物、および重量平均分子量が３０００００〜１５０００００である水溶性有機バインダーを含む層が形成されている脱臭浄化フィルタ。
２．前記無機化合物の短辺の長さの平均値、および長辺の長さの平均値が０．０５〜１００μｍである請求項１に記載の脱臭浄化フィルタ。
３．前記担体表面に形成されている層に含まれる無機化合物の量が、担体表面に形成される層の固形分に対する重量比率が１〜３０重量％である請求項１または２に記載の脱臭浄化フィルタ。
４．前記脱臭剤が少なくとも活性炭、酸化マンガンのいずれかを含有する請求項１〜３のいずれかに記載の脱臭浄化フィルタ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による脱臭浄化フィルタは、金属担体を構成する金属表面に、少なくとも平均粒子直径１．０〜５０μｍの脱臭剤、平均アスペクト比１０〜５００を有する無機化合物、および重量平均分子量が３０００００〜１５０００００である水溶性有機バインダーを含む層が形成されているため、脱臭剤が強固に担持されており、水溶性有機バインダーを使用したにも関わらず、オゾン負荷時の脱落量が低減できるという利点を有する。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における脱臭浄化フィルタは、金属単体を構成する金属表面に、少なくとも、平均粒子直径１．０〜５０μｍの脱臭剤、平均アスペクト比１０〜５００を有する無機化合物、および重量平均分子量が３０００００〜１５０００００である水溶性有機バインダーからなる層が形成されている。なお、ここで言う平均アスペクト比とは、無機化合物の長辺の長さを短辺の長さで割った値のことである。
【００１１】
バインダーとして、分子量が３０００００〜１５０００００の水溶性有機バインダーを使用することにより、少量のバインダー添加量で脱臭剤を担体表面に強固に担持させることができる。また、平均アスペクト比１０〜５００を有する無機化合物を、担体表面に形成されている層内に含有させることにより、水溶性有機バインダーが無機化合物と密接する。その結果、オゾンガスによる水溶性有機バインダーが保護され、劣化しにくくなることを本発明者は見出した。
【００１２】
前記バインダーが分子量３０００００〜１５０００００の水溶性有機バインダーでなければ、無機化合物を含有してもオゾンガスの劣化の効果を受けやすく、脱落量を低減するためには、バインダー添加量を多くしなければならず、その結果、脱臭剤が被覆されてしまい、除去性能を高く保持することができない。
【００１３】
また、無機化合物を含有しない場合、あるいは無機化合物の平均アスペクト比が１０未満の場合は、水溶性有機バインダーとの相互作用が小さく、オゾンガスの劣化を防ぐことが出来ない。５００を超える場合は、担体表面に形成されている層の充填密度が高くなり、脱臭剤と有害ガス成分との接触が困難になり、除去性能を高く保持することができない。
【００１４】
本発明における脱臭剤の平均粒子直径は１．０〜５０μｍである。好ましくは、１．０〜３０μｍである。平均粒子直径が１．０μｍ未満であれば、脱臭剤が粉塵として舞いやすく、取り扱い性が悪く、５０μｍを超えると、担体に強固に担持するのが困難になるからである。
【００１５】
本発明における無機化合物は短辺の長さの平均値、および、長辺の長さの平均値の平均が０．０５〜１００μｍであることが好ましい。短辺の長さの平均値、もしくは、長辺の長さの平均値が０．０５μｍ未満の場合は、無機化合物が粉塵として舞いやすく、取り扱い性が悪く、１００μｍを超えると、担体に強固に担持するのが困難になるからである。
【００１６】
本発明における担体表面に形成されている層に含有される無機化合物の量は、担体表面に形成される層の固形分に対する重量比率が０．５〜３０重量％であることが好ましい。無機化合物の量が０．５重量％未満の場合は有機バインダーを保護することが出来ないため、オゾンガスによる脱落量が増加する。３０重量％を超えると、担体表面に形成されている層に十分な空隙ができないため、除去性能を高く保持することができない。本発明における無機化合物としては、特に定めないが、シリカゾル、アルミナゾル、活性アルミナ、粘土鉱物（セピオライト等）が挙げられる。好ましくは、セピオライト等の粘土鉱物が好ましい。
【００１７】
本発明における脱臭剤は少なくとも活性炭、または、酸化マンガンを含有することが好ましい。活性炭は、揮発性有機化合物等の有害ガス成分の吸着除去に優れており、酸化マンガンはオゾン等の有害ガス成分を分解除去する能力に優れているからである。それ以外の成分については、特に定めないが、例えば、二酸化チタン、有機系脱臭剤等の一般的な脱臭剤を含有することができる。
【００１８】
本発明における金属板とは、板状の金属材料全てを含んでおり、通常の金属板を含む他、より厚さの薄い金属箔をも含むものである。金属板の厚さとしては、０．１ｍｍ以下のものが好ましい。さらに好ましくは、０．０１〜０．０５ｍｍのものである。もし、金属板の厚みが０．１ｍｍを超えると、ハニカム化した場合の圧力損失が高くなり好ましくない。また、金属板の厚みが０．０１ｍｍ未満であれば、金属板の強度が低いためハニカム化が困難になるため好ましくない。金属板の材料としては、特に限定されず、例えば、アルミニウム、白金、ステンレス、銅等が挙げられる。好ましくは、アルミニウムである。アルミニウムは、軽量で、加工性がよく、硬さ、厚さの種類が豊富で、かつ、安価であるからである。また、耐腐食性を付加する等の目的で、金属板表面がエポキシ、アクリル等の樹脂でコートされていてもよい。
【００１９】
本発明における水溶性有機バインダーは、分子鎖中に少なくとも複素環構造を含有することが好ましい。分子鎖中に少なくとも複素環構造を含有することにより、複素環構造の電子的な効果により、担体表面と水性スラリーとの親和性、および、脱臭剤、無機化合物と水溶性有機バインダーとの親和性が増し、担体表面に脱臭剤、無機化合物を強固に、かつ、均一に担持することができるからである。複素環構造がなければ、担体表面と水性スラリー、および、脱臭剤、無機化合物と水溶性有機バインダーとの親和性が低下するため、強固、かつ、均一に担持することが困難になるため好ましくない。複素環構造の環員数
については特に定めないが、３〜６員環が好ましい。複素環構造に含有されるヘテロ原子については特に定めないが、酸素、窒素が好ましい。例えば、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、デキストリン等が挙げられる。
【００２０】
本発明における担体表面に形成されている層に含有される水溶性有機バインダーの量は、担体表面に形成される層中の固形分に対して０．５〜１０重量％であることが好ましい。より好ましくは、０．５〜５重量％である。１０重量％を超えると脱臭剤が水溶性有機バインダーにより被覆され、脱臭剤の除去性能が低下してしまうため、好ましくない。また、０．５重量％未満であると、担体表面に十分に脱臭剤、無機化合物を担持することができないため、好ましくない。
【００２１】
本発明における脱臭浄化フィルタの製造方法については特に定めない。担体を、脱臭剤、無機化合物、および、水溶性有機バインダーを含む水性スラリーと接触させた後に乾燥するといった一般的な方法を用いることができる。前記水性スラリーの固形分比率は、１０〜５０％、好ましくは２５〜５０％である。固形分比率が１０％未満であると担体表面に脱臭剤、無機化合物が十分に担持されなくなるため好ましくない。また、固形分比率が５０％を越えると増粘して水性スラリーの流動性が低下して含浸できなくなるため好ましくない。乾燥する際の温度は、通常６０〜２００℃、好ましくは１００〜１５０℃である。乾燥温度が２００℃を越えると、水溶性有機バインダーが劣化するため好ましくない。また、乾燥温度が６０℃未満であると、乾燥時間が長くなるため、コストが高くなり好ましくない。
【００２２】
本発明におけるフィルタは、コピー機、プリンター、多機能ＯＡ機、コンピュータ、プロジェクター、ＰＯＤ印刷機等の電子機器の排出ガス中に含まれる有害ガス成分を除去するための脱臭浄化フィルタ等に使用できる。
【実施例】
【００２３】
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。下記実施例は本発明方法を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に沿って設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００２４】
［オゾン除去性能の測定方法］
６０ｍｍφのガラス製カラムにハニカムサンプル（６０ｍｍφ、厚み２０ｍｍ）をセットし、そのカラム中にオゾン１ｐｐｍを含む温度２５℃、湿度５０ＲＨ％の空気を２ｍ／ｓの速度で通過させた。５分後にハニカムサンプル通過前後のオゾン濃度をオゾン計（ダシビ１５００）にて測定し、その通過前後の濃度変化からオゾンの除去率［％］を算出した。
【００２５】
［脱落性の評価方法］
１０ｃｍ角のハニカムサンプルを高さ５ｃｍより、片面５回ずつ（両面で１０回）ポリエチレンシートへ自然落下させて、微粉末を脱落させる。脱落前後のポリエチレンシートの重量を測定し、微粉末の重量を粉落ち量とする。０．６ｍｇ／ｃｃ以上をＮＧとする。
【００２６】
［取扱性の評価方法］
水溶性スラリー作製時に、２４時間室温放置するとスラリーが分離し、沈殿が生じたり、固化して再生が困難な場合をＮＧとする。
【００２７】
［平均分子量の測定方法］
ＧＰＣ装置（ＨＬＣ−８１２０ＧＰＣ、東ソー株式会社製）、カラム（ＴＳＫｇｅｌシリーズ、東ソー株式会社製）を使用し、有機バインダーの重量平均分子量を求めた。
【００２８】
［平均粒子直径の測定方法］
走査型電子顕微鏡（日立製作所製、Ｓ−３５００）を使用して、粒子サンプルの直径を１００点測定し、それを相加平均して、粒子サンプルの平均粒径を求めた。
【００２９】
［短辺の長さの平均値、および、長辺の長さの平均値、平均アスペクト比の測定方法］
走査型電子顕微鏡（日立製作所製、Ｓ−３５００）を使用して、無機化合物１００点分の短辺の長さ、長辺の長さを測定した。１００点分の短辺の長さを相加平均して、無機化合物の短辺の長さの平均値を求めた。１００点分の長辺の長さを相加平均して、無機化合物の長辺の長さの平均値を求めた。また、１００点分の長辺の長さ／短辺の長さを算出し、相加平均して、平均アスペクト比を求めた。
【００３０】
（実施例１）
厚さ０．０２ｍｍのアルミ箔を用いてハニカム（８００セル／ｉｎｃｈ２）を作製した。活性炭４０ｇ（乾燥重量２０ｇ、平均粒子直径１５μｍ）、酸化マンガン５０ｇ（乾
燥重量５０ｇ、平均粒子直径５μｍ）、セピオライト３ｇ（乾燥重量３ｇ、繊維径（短辺の長さの平均値）０．２μｍ、繊維長（長辺の長さの平均値）５０μｍ、平均アスペクト比２５０）、ポリビニルピロリドン２．１ｇ（乾燥重量２ｇ、平均分子量４５０，０００）を２３０ｇのイオン交換水中に添加し、終夜撹拌し、十分に分散させることにより、水性スラリーを調整した。引き続いて、前記ハニカムを前記水性スラリーに浸漬し、水性スラリーがハニカム内部に十分に浸透したことを確認してから、ハニカムを引き上げた。エアーブローでハニカムから余分なスラリーを吹き落とした後、乾燥機内（１２０℃）で３時間乾燥させた。ハニカムサンプルの総添着量は７８ｇ／Ｌであった。
【００３１】
（実施例２）
厚さ０．０２ｍｍのアルミ箔を用いてハニカム（８００セル／ｉｎｃｈ２）を作製した。活性炭４０ｇ（乾燥重量２０ｇ、平均粒子直径１５μｍ）、酸化マンガン５０ｇ（乾燥重量５０ｇ、平均粒子直径５μｍ）、セピオライト５ｇ（乾燥重量５ｇ、繊維径（短辺の長さの平均値）０．１μｍ、繊維長（長辺の長さの平均値）５μｍ、平均アスペクト比５０）、ポリビニルピロリドン２．１ｇ（乾燥重量２ｇ、平均分子量１，２００，０００）を１８０ｇのイオン交換水中に添加し、終夜撹拌し、十分に分散させることにより、水性スラリーを調整した。引き続いて、前記ハニカムを前記水性スラリーに浸漬し、水性スラリーがハニカム内部に十分に浸透したことを確認してから、ハニカムを引き上げた。エアーブローでハニカムから余分なスラリーを吹き落とした後、乾燥機内（１２０℃）で３時間乾燥させた。ハニカムサンプルの総添着量は９８ｇ／Ｌであった。
【００３２】
（実施例３）
厚さ０．０２ｍｍのアルミ箔を用いてハニカム（８００セル／ｉｎｃｈ２）を作製した。活性炭４０ｇ（乾燥重量２０ｇ、平均粒子直径１５μｍ）、酸化マンガン５０ｇ（乾燥重量５０ｇ、平均粒子直径５μｍ）、セピオライト２０ｇ（乾燥重量２０ｇ、繊維径（短辺の長さの平均値）０．２μｍ、繊維長（長辺の長さの平均値）２０μｍ、平均アスペクト比２５）、ポリビニルピロリドン２．１ｇ（乾燥重量２ｇ、平均分子量１，２００，０００）を２６０ｇのイオン交換水中に添加し、終夜撹拌し、十分に分散させることにより、水性スラリーを調整した。引き続いて、前記ハニカムを前記水性スラリーに浸漬し、水性スラリーがハニカム内部に十分に浸透したことを確認してから、ハニカムを引き上げた。エアーブローでハニカムから余分なスラリーを吹き落とした後、乾燥機内（１２０℃）で３時間乾燥させた。ハニカムサンプルの総添着量は８５ｇ／Ｌであった。
【００３３】
（比較例１）
厚さ０．０２ｍｍのアルミ箔を用いてハニカム（８００セル／ｉｎｃｈ２）を作製した。活性炭４０ｇ（乾燥重量２０ｇ、平均粒子直径１５μｍ）、酸化マンガン５０ｇ（乾燥重量５０ｇ、平均粒子直径５μｍ）、セピオライト３ｇ（乾燥重量３ｇ、繊維径（短辺の長さの平均値）０．２μｍ、繊維長（長辺の長さの平均値）５０μｍ、平均アスペクト比２５０）、ポリビニルピロリドン２．１ｇ（乾燥重量２ｇ、平均分子量４５，０００）を２３０ｇのイオン交換水中に添加し、終夜撹拌し、十分に分散させることにより、水性スラリーを調整した。引き続いて、前記ハニカムを前記水性スラリーに浸漬し、水性スラリーがハニカム内部に十分に浸透したことを確認してから、ハニカムを引き上げた。エアーブローでハニカムから余分なスラリーを吹き落とした後、乾燥機内（１２０℃）で３時間乾燥させた。ハニカムサンプルの総添着量は６５ｇ／Ｌであった。
【００３４】
（比較例２）
厚さ０．０２ｍｍのアルミ箔を用いてハニカム（８００セル／ｉｎｃｈ２）を作製した。活性炭４０ｇ（乾燥重量２０ｇ、平均粒子直径１５μｍ）、酸化マンガン５０ｇ（乾燥重量５０ｇ、平均粒子直径５μｍ）、セピオライト２５ｇ（乾燥重量２５ｇ、繊維径（短辺の長さの平均値）０．１μｍ、繊維長（長辺の長さの平均値）１５０μｍ、平均アスペクト比１５００）、ポリビニルピロリドン２．１ｇ（乾燥重量２ｇ、平均分子量１，２００，０００）を２３０ｇのイオン交換水中に添加し、終夜撹拌し、十分に分散させることにより、水性スラリーを調整した。引き続いて、前記ハニカムを前記水性スラリーに浸漬し、水性スラリーがハニカム内部に十分に浸透したことを確認してから、ハニカムを引き上げた。エアーブローでハニカムから余分なスラリーを吹き落とした後、乾燥機内（１２０℃）で３時間乾燥させた。ハニカムサンプルの総添着量は８０ｇ／Ｌであった。
【００３５】
実施例１〜３、比較例１〜２のハニカムサンプルを用いてオゾン負荷時の脱落性を確認した。結果を表１に示す。表１より明らかなように、本発明の実施例１〜３は、バインダーの分子量が小さい場合（比較例１）、無機化合物の平均アスペクト比が大きい場合（比較例２）と実施例１〜３を比較して、オゾン負荷時の脱落性に大きな差が見られる。
【００３６】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明における脱臭浄化フィルタは、担体表面に無機粉体が強固に担持されており、かつ、高性能であり、コピー機、プリンター、多機能ＯＡ機、コンピュータ、プロジェクター、ＰＯＤ印刷機等の電子機器の排出ガス中に含まれる有害ガス成分を除去するための脱臭浄化フィルタ、冷蔵庫やトイレ脱臭機などに用いられる脱臭フィルタ等に使用できる。