(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理ガスを一方向に通過させて被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理するための吸着用フィルタであって、吸着処理用フィルタが物理的吸着材層と化学的吸着剤層を備えてなるとともに、被処理ガスの通気方向の上流側に物理的吸着剤層が、下流側に化学的吸着剤層が配設されてなり、
上記被吸着成分がカルボニル基含有化合物であり、
上記化学的吸着剤層が、水分の存在下で被吸着成分と化学的に反応する吸着性化合物と、被処理ガス中の水分を吸収して吸着性化合物と被吸着成分との反応媒体である水分を上記吸着性化合物に対し提供する吸水性物質とを有するものであり、
上記吸着性化合物は、一価フェノール、多価フェノール、およびこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種であり、
上記吸水性物質が吸水性担持材であり、この担持材に上記吸着性化合物が担持されてなることを特徴とする吸着処理用フィルタ。
【請求項２】
物理的吸着剤層と化学的吸着剤層とが隣接して配設されている請求項１に記載の吸着処理用フィルタ。
【請求項３】
被処理ガスを一方向に通過させて被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理するため吸着用フィルタであって、吸着処理用フィルタが物理的吸着剤と化学的吸着剤との混合層を備えてなるとともに、この混合層には、被処理ガスの通気方向の上流側は物理的吸着剤濃度が高く、下流側は化学的吸着剤の濃度が高くなるように、連続的または非連続的に濃度勾配が形成されており、
上記被吸着成分がカルボニル基含有化合物であり、
上記化学的吸着剤が、水分の存在下で被吸着成分と化学的に反応する吸着性化合物と、被処理ガス中の水分を吸収して吸着性化合物と被吸着成分との反応媒体である水分を上記吸着性化合物に対し提供する吸水性物質とを有するものであり、
上記吸着性化合物は、一価フェノール、多価フェノール、およびこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種であり、
上記吸水性物質が吸水性担持材であり、この担持材に上記吸着性化合物が担持されてなることを特徴とする吸着処理用フィルタ。
【請求項４】
吸水性物質が、吸水性無機物質および吸水性ポリマーから選択される少なくとも１種である請求項１〜３のいずれかに記載の吸着処理用フィルタ。
【請求項５】
吸水性無機物質が、Ｈ型ゼオライトである請求項４に記載の吸着処理用フィルタ。
【請求項６】
吸水性ポリマーが、アクリル酸またはその塩系、アクリルアミド系、マレイン酸系、エチレンオキサイド系、ビニルアルコール系の単独もしくは共重合体、変性澱粉、変性セルロースよりなる群から選択される少なくとも１種である請求項４に記載の吸着処理用フィルタ。
【請求項７】
吸着性化合物が、レゾルシンである請求項１〜６のいずれかに記載の吸着処理用フィルタ。
【請求項８】
化学的吸着剤が、吸着性化合物と吸水性物質と結合剤とを含有し、該結合剤が吸水性物質の重量に対して１．３〜８重量％である請求項１〜７のいずれかに記載の吸着処理用フィルタ。
【請求項９】
結合剤が、吸水性物質の重量に対して１．３〜３重量％である請求項８に記載の吸着処理用フィルタ。
【請求項１０】
結合剤が、ポリビニルアルコールである請求項８または９に記載の吸着処理用フィルタ。
【請求項１１】
化学的吸着剤が、さらに、弱酸性物質または弱塩基性物質を含有するものである請求項１〜１０のいずれかに記載の吸着処理用フィルタ。
【請求項１２】
物理的吸着剤が、活性炭、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ベントナイト、ケイソウ土、ボーキサイトよりなる群から選択される１種以上である請求項１〜１１のいずれかに記載の吸着処理用フィルタ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載された吸着処理用フィルタが配設された吸着処理部を備えることを特徴とする吸着処理装置。
【請求項１４】
さらに、吸着処理部に対し被処理ガスを供給するファンを備えている請求項１３に記載の吸着処理装置。
【請求項１５】
空調装置に付設されるものである請求項１３または１４に記載の吸着処理装置。
【請求項１６】
吸着処理用フィルタが着脱可能に取り付けられている請求項１３〜１５のいずれかに記載の吸着処理装置。
【請求項１７】
被処理ガスを、請求項１〜１２のいずれかに記載の吸着処理用フィルタに通過させ、被吸着成分を除去することを特徴とする吸着処理方法。
【請求項１８】
被処理ガスと共に、水分を吸着処理用フィルタに通過させるものである請求項１７に記載の吸着処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルデヒド類やケトン類のようなカルボニル基含有化合物等の臭気成分や無臭の有害気体成分等の被吸着成分を、簡便にしかも効率よく吸着除去することのできる吸着処理用フィルタと、この吸着処理用フィルタを用いた吸着処理装置および吸着処理方法に関するものであり、この技術は、特に自動車や住宅・家屋等の室内における吸着処理に有効に活用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
ガス中の臭気成分を除去する方法として、汚水処理設備や都市ごみ焼却設備のような大規模設備の場合、臭気成分との反応性を有する薬剤を溶解した洗浄水等を用いた散水洗浄装置等が使用されている。しかし、トイレや室内、あるいは車輛室内のように限られた空間内において吸着処理を行う場合には、大規模な散水洗浄設備等を付設することができないので、通常は活性炭等の物理的吸着剤を利用した吸着処理法が広く活用されている。
【０００３】
一方、自動車等の車輛室内には、燃料やオイル等の分解ガス、タバコに由来する燃焼生成物、内装用ボード類や車内装備の接合等に用いられる接着剤や断熱用発泡樹脂等から揮散する有機化合物等の悪臭または無臭有毒な気体成分が存在していることが確認されている。また住宅・家屋においても、タバコに由来する燃焼生成物はもとより、断熱材や合板材、接着剤等から揮散してくる有害物質によるシックハウスが問題になっているように、有害気体成分が存在している。
【０００４】
これらの悪臭または無臭有毒な気体成分（以下単に気体成分ということがある）中には、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド等のカルボニル基含有化合物が含まれている。しかし、通常、空気清浄機等に用いられている物理的吸着剤である活性炭では、これらの化合物の吸着除去能が不充分であった。
【０００５】
また、活性炭等の物理的吸着剤は、微細孔を多く有し、この微細孔が吸着サイトとなって、この吸着サイト内に被吸着成分を捕捉することにより吸着除去能を発揮するが、被処理ガス中の湿分（水分）も吸着してしまうため、吸着材の吸着サイトが水分で飽和されると、それ以上、吸着性能が発揮されない。
【０００６】
そこで、水分が存在する屋内や自動車室内等でも、気体成分を吸着除去できる吸着剤について種々の検討が行われている。本願出願人は、上記カルボニル化合物と、水分存在下で反応し得るフェノール系化合物を見出し、この化合物を担持させるための吸水性物質を含む組成物について既に出願した（特願平１０−２７１３８６号）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記化学的吸着剤は、化学反応によって被吸着成分を吸着処理するものであり、化学反応用物質が全て反応に消費されてしまうと、それ以上の吸着処理を行うことはできない。このため、吸着剤の長寿命化が要望されていた。そこで本発明では、化学的吸着剤の長寿命化およびさらなる高効率の吸着処理を目的として、物理的吸着剤との併用を試み、最も効率的に吸着することのできる構成の吸着フィルタを見出すと共に、この吸着処理用フィルタを活用した吸着処理装置および吸着処理方法を提供することを課題として掲げた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の吸着処理用フィルタは、  被処理ガスを一方向に通過させて被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理するための吸着用フィルタであって、吸着処理用フィルタが物理的吸着材層と化学的吸着剤層を備えてなるとともに、被処理ガスの通気方向の上流側に物理的吸着剤層が、下流側に化学的吸着剤層が配設されてなり、上記被吸着成分がカルボニル基含有化合物であり、上記化学的吸着剤層が、水分の存在下で被吸着成分と化学的に反応する吸着性化合物と、被処理ガス中の水分を吸収して吸着性化合物と被吸着成分との反応媒体である水分を上記吸着性化合物に対し提供する吸水性物質とを有するものであり、上記吸着性化合物は、一価フェノール、多価フェノール、およびこれらの誘導体より成る群から選択される少なくとも１種であり、上記吸水性物質が吸水性担持材であり、この担持材に上記吸着性化合物が担持されてなるところに要旨を有する。この構成の採用によって、化学的吸着剤層のみからなる吸着処理用フィルタに比べ、フィルタの寿命を延ばすことができた。
【０００９】
物理的吸着剤層と化学的吸着剤層とが隣接して配設されていることが好ましい。両者が、かなり離間して配設されている場合には、併用効果が認められないからである。
【００１０】
本発明の吸着処理用フィルタとして、吸着処理用フィルタが物理的吸着剤と化学的吸着剤との混合層を備えてなるとともに、この混合層には、被処理ガスの通気方向の上流側は物理的吸着剤濃度が高く、下流側は化学的吸着剤の濃度が高くなるように、連続的または非連続的に濃度勾配が形成されている構成のものを用いても良い。同一濃度で単に混合した混合層でも併用効果が認められるが、上流側の物理的吸着剤濃度が高い方が、除去効率が高いからである。
【００１１】
吸水性物質の好ましい実施態様としては、吸水性無機物質および吸水性ポリマーから選択される少なくとも１種が挙げられる。具体的には、吸水性無機物質は、シリカゲル、ゼオライト、アルミナおよびケイソウ土よりなる群から選択される少なくとも１種であり、特にＨ型ゼオライトが好ましい。吸水性ポリマーは、アクリル酸またはその塩系、アクリルアミド系、マレイン酸系、エチレンオキサイド系、ビニルアルコール系の単独もしくは共重合体、変性澱粉、変性セルロースよりなる群から選択される少なくとも１種である。
【００１２】
吸着性化合物は、吸水性物質の０．１〜５０重量％とすることが好ましく、０．１〜２０重量％の範囲がより好ましい。
【００１３】
吸着性化合物がレゾルシンである構成は、本発明において好ましい実施態様である。さらに、弱酸性物質または弱塩基性物質を含有するものであってもよい。
【００１４】
化学的吸着剤が、吸着性化合物と、吸水性物質と、結合剤とを含有し、該結合剤が前記吸水性物質の重量に対して１．３〜８重量％である構成も好ましい。結合剤によって、取り扱い性に優れた粒状体を形成することができる。結合剤が、吸水性物質の重量に対して１．３〜３重量％であると、より好ましく、結合剤として水溶性ポリマー、特にポリビニルアルコールを用いることが好ましい。
【００１５】
物理的吸着剤としては、活性炭、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ベントナイト、ケイソウ土、ボーキサイトよりなる群から選択される１種以上であることが好ましく、特に、活性炭が有用である。
【００１７】
本発明には、上記本発明の吸着処理用フィルタを含有する吸着処理部を備える吸着処理装置も含まれる。上記吸着処理部に対し被処理ガスを供給するファンを備えている構成、空調装置に付設されるものである構成、吸着処理部が着脱可能に取り付けられている構成は、いずれも吸着処理装置の好ましい構成である。
【００１８】
なお、本発明には、被処理ガスを上記吸着処理用フィルタに通過させて接触させ、被吸着成分を除去する吸着処理方法および被処理ガスと共に、水分を吸着処理用組成物に接触させるものである吸着処理方法も含まれる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の吸着処理用フィルタは、物理的吸着剤と化学的吸着剤を併用するに当たり、フィルタの通気方向の上流側に物理的吸着剤からなる層または物理的吸着剤をリッチに有する層を設けるところに最大の特徴がある。このように構成したことにより、化学的吸着剤層を上流側、物理的吸着剤層を下流側に配設した構成、あるいは、化学的吸着剤層のみを配設した構成よりも、吸着効率の経時低下を低く抑えることができ、吸着処理フィルタの寿命を長くすることができた。また、上流側の物理的吸着剤層と下流側の化学的吸着剤層をかなり離間させると、併用効果が認められないことも見出された。
【００２０】
本発明の吸着処理用フィルタが、長寿命化する理由は明確ではないが、物理的吸着剤に吸着された被吸着成分が離脱し、この離脱の際に被吸着成分が活性化して化学的吸着剤に吸着され易くなり、吸着効率自体が向上するためではないかと考えられる。以下、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
図１には、本発明の請求項１に記載した吸着処理用フィルタ１の実施例を断面図で示した。白抜き矢印が被処理ガスの通過方向である。吸着処理用フィルタ１は、物理的吸着剤層２と化学的吸着剤層３とから形成されており、被処理ガスの通気方向の上流側に物理的吸着剤層２が、下流側に化学的吸着剤層３が配設されている。
【００２２】
物理的吸着剤層２は、不織布等から構成される濾材２２、２２に物理的吸着剤２１が挟持されて形成されており、同様に化学的吸着剤層３は、濾材３２、３２に化学的吸着剤３１が挟持されて形成されている。この図１の例では、物理的吸着剤層２と化学的吸着剤層３は、それぞれが濾材に挟持された状態で、隣接して配設されている。両層の間の濾材は１枚であっても良く、また、図２に示したように濾材を介さずに両層が隣接した構成であっても良い。
【００２３】
物理的吸着剤層２と化学的吸着剤層３は、図３に示すように、若干であれば、離間させて、両層の間に空間４を設けた状態で配設しても良い。この離間距離は、フィルタの大きさ、各層の厚み、被処理ガスの通過速度に応じて、適宜選択されるが、後述する実験例では、物理的吸着剤層の厚みの３倍以上の距離では、併用効果が認められなかった。これは、物理的吸着剤から離脱して活性化された被吸着成分の活性が、空間を通過しているうちに失われるためではないかと考えられる。
【００２４】
本発明の吸着用フィルタは、物理的吸着剤と化学的吸着剤が混合された層を有していても良いが、前記したように単純に同一濃度で両者を混合した層では、併用効果が小さい。従って、被処理ガスの通気方向の上流側は物理的吸着剤濃度が高く、下流側は化学的吸着剤の濃度が高くなるように、連続的または非連続的に濃度勾配が形成されていなければならない。
【００２５】
このとき、図４に示すように、物理的吸着剤２１のみからなる部分を上流側に、化学的吸着剤３１のみからなる部分を下流側に設け、中間部分５に両者の混合層を設けて、非連続的に濃度勾配を設ける構成、あるいは図示しないが、上流側から下流側へ比較的連続的に物理的吸着剤が減少していく構成、物理的吸着剤が高濃度の混合物を上流側へ、化学的吸着剤が高濃度の混合物を下流側へ配設する構成等、いずれを採用しても良い。
【００２６】
フィルタの形状としては、図示したような平板状のものに限定されず、通気抵抗と接触面積を考慮して適宜変更することが可能であり、波状や葛折状に付型されたものや、公知の形状のものとすることができる。
【００２７】
本発明の吸着処理用フィルタには、物理的吸着剤と化学的吸着剤が用いられるが、化学的吸着剤としては、水分の存在下で被吸着成分と化学的に反応して、この被吸着成分を吸着することのできる吸着性化合物と、吸水性物質を含む吸着処理用組成物を用いることが好ましい。以下、この吸着処理用組成物について説明する。
【００２８】
吸着処理用組成物に用いられる吸水性物質としては、吸着性化合物に対して非反応性で、かつ被処理ガス中の水分を吸収する性質を有するものであればその種類は特に制限されず、吸水性無機物質や吸水性ポリマーを使用することができる。吸水性物質は、水分存在下で行われる吸着性化合物と被吸着成分との化学反応の場として用いられる。その吸水性によって空気中の水分を吸収するので、反応媒体となる水分を外部から補わなくても反応を効率よく進めることが可能である。また、吸水性物質を吸着性化合物の担持材として用いると、取り扱い易く、反応場の提供の点からも一層好ましい。
【００２９】
吸水性無機物質としては、一般に無機質担体として用いられるシリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ケイソウ土、活性炭等が好ましいものとして例示される。これらは２種以上混合して使用しても良い。ゼオライトは、イオンタイプによってＮａ型とＨ型（プロトン型）に分類できるが、カルボニル基含有化合物との反応性が高いという観点からは、Ｈ型ゼオライトが好ましい。また、後述のように、吸着性化合物と共に弱酸性物質や弱塩基性物質を併用した場合には、水分を吸収した時にこれらの弱酸性物質や弱塩基性物質に由来して生じる酸やアルカリによって、吸着処理装置や付帯機器の酸腐食やアルカリ腐食を起こすことも懸念されるので、吸水性物質として、Ｈ型ゼオライト等の固体酸性物質や、Ｎａ型ゼオライト等の固体塩基性物質の使用が推奨される。
【００３０】
吸水性ポリマーとしては、アクリル酸塩系、アクリルアミド系、マレイン酸系、エチレンオキサイド系、ビニルアルコール系の単独もしくは共重合体、変性澱粉、変性セルロース等が好ましいものとして例示され、より好ましい具体例としては、ポリアクリル酸塩、アクリル酸とビニルアルコールやアクリル酸エステルとの共重合体またはその塩、アクリルアミド系重合体、ポリエチレンオキサイド、マレイン酸−イソブチレン共重合体の塩、澱粉やカルボキシセルロースのアクリル酸塩グラフト変性物等が挙げられ、これらは単独で使用し得る他、必要によっては２種以上を適宜組合せて使用することができる。
【００３１】
吸着性化合物としては、水分の存在下で吸着処理能を発揮する化合物を用いる。特に、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、ベンズアルデヒド等の被吸着成分が有するカルボニル基に対して付加反応性を示す活性水素を有する化合物を用いると、化学反応によってこれらの化合物の臭気を除去することができる。カルボニル基含有化合物に対して、付加反応性を示す吸着性化合物としては、一価フェノール、多価フェノール、およびこれらの誘導体よりなる群から選択される少なくとも１種が代表的に挙げられる。
【００３２】
具体的には、ヒドロキシ安息香酸、オイゲノール、３，５−，２，５−，３，４−キシレノール等の１価フェノール；レゾルシン、ビスフェノールＡ、カテコール等の２価フェノール；ピロガロール、プルプリン、ナリンギン等の３価フェノール；ルチン等の４価フェノール等のフェノール類が挙げられる。
【００３３】
上記化合物を吸着性化合物として用いることにより、カルボニル基含有化合物に対して、高レベルの吸着処理効率が得られると共に、一旦吸着処理した後は、反応物が吸水性物質中に取り込まれるため、被吸着成分が単独で再放出されることはない。さらにこの吸着反応は、水の共存下で進行するため、空気中の湿分（水分）によって吸着性能が阻害されることもない。しかも、従来技術で採用されていたアミン系またはアンモニア系の吸着性化合物のように、薬剤自体に臭気問題があったり、腐食性の高い酸イオンを生成したり、また昇華性があるなどの問題も有していない。
【００３４】
上記吸着性化合物のうち多価フェノールに属するレゾルシンは、カルボニル基含有化合物に対して非常に優れた反応性を示すことから、吸着性化合物として極めて好ましく用いられる。特にレゾルシンと共に、修酸等の弱酸性物質や炭酸ナトリウム等の弱塩基性物質を併用すると、アルデヒド等に対する捕捉効果が一段と高められ、一層優れた吸着処理効果を発揮する。これは、上記弱酸性物質や弱塩基性物質がレゾルシンとホルムアルデヒドとの反応の触媒として作用するためと考えられ、こうした効果は、レゾルシン以外の一価フェノールや多価フェノールを吸着性化合物として使用する際にも同様に有効に発揮される。
【００３５】
吸着性化合物が液状である場合はそのまま用い、後述する造粒方法で造粒すれば良く、吸着性化合物が固体である場合は、水やメタノール等の適当な溶媒に溶解し、造粒すればよい。造粒後に加熱処理すれば、溶媒の除去が可能である。水は、反応媒体となるので粒状体中に残存していても良い。なお、水が残存していなくても、吸水性物質が空気中の湿分を吸収することによって補われるためあえて補給する必要はないが、吸着処理の初期から高レベルの吸着処理活性を発揮させるには、当初から適量の水分を吸水性物質に吸収させておくことが望ましい。
【００３６】
吸着性化合物は、吸着処理活性や飽和担持量、求められる吸着性能などを考慮して適当に選定すればよいが、吸水性物質の重量に対し、０．１〜５０重量％とすることが好ましい。０．１重量％より少ないと吸着性能が充分発揮されず、５０重量％を超えて加えても、それ以上の吸着性能の向上が見られないからである。また、吸着性化合物を多くすると、造粒性が悪化する傾向も見られた。より好ましい吸着性化合物量の上限は、吸水性物質に対して２０重量％、さらに好ましくは１０重量％である。また吸着性能の観点から見て、より好ましい下限は、５重量％である。
【００３７】
こうした吸着処理用組成物を化学的吸着剤として使用すれば、吸水性物質と共に含有させた前述の吸着性化合物が、水の共存下で、カルボニル含有化合物と反応し、これを無臭性の化合物に変えて捕捉し、効率よく吸着処理することができる。被吸着成分としては、ホルムアルデヒド，アセトアルデヒド，アクロレイン，ベンズアルデヒド等のカルボニル含有化合物などが挙げられる。また、吸着性化合物の選択によって、他の悪臭成分や、無臭の有害成分の吸着処理も可能である。
【００３８】
前記した吸水性物質は通常微粉末で提供されるので、化学的吸着剤を濾材に挟持して利用する際には、この微粉末状態のまま利用しても良いが、取り扱いにくかったり、濾材の目が粗い場合には濾材の通気孔から抜け落ちることがある。従って、吸水性物質と、吸着性化合物と共に、結合剤を含有する吸着処理用組成物として、粒状体として用いることが好ましい。
【００３９】
結合剤は、吸水性物質の重量に対して、１．３〜８重量％の範囲が好ましい。結合剤量が１．３重量％より少ないと、造粒して粒状体としても、わずかな力で破砕されてしまい、造粒した意味がなくなる。結合剤が８重量％を超えると、結合剤部分に吸着性化合物や吸水性物質が隠蔽されて、吸着処理の場が少なくなり、結果的に吸着性能が劣ったものとなる。また、結合剤として水溶性ポリマーを用い、吸着性化合物の水溶液を添加して造粒作業を行うときに、水溶性ポリマーが８重量％を超えると、系の粘度が上がると共に粘着性を帯び、造粒作業が困難になるため好ましくない。より好ましい結合剤の量の上限は、吸着性化合物に対して５重量％、さらに好ましくは３重量％である。
【００４０】
結合剤としては、水溶性ポリマーの使用が好ましい。有機溶剤を使用することなく造粒作業が行える。また、本発明で使用される吸着性化合物の代表例がフェノール系化合物であり、水溶性の化合物が多いため、水に溶解させたポリマーと吸着性化合物を、吸水性物質と混合して造粒することにより、簡単に粒状体とすることができるからである。水溶性ポリマーとしては、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等があるが、少ない使用量でも粒状体の強度に優れる点からポリビニルアルコールが最も好適である。なお、吸水性物質との濡れ性に劣る場合には、界面活性剤を少量添加して造粒を行っても良い。
【００４１】
造粒方法としては、上記したように吸水性物質と吸着性化合物と結合剤を一度に混合して造粒する方法以外にも、吸水性物質と吸着性化合物を混合して若干量の結合剤を加えて予備造粒した後、所定量となるように結合剤を加えて本造粒する方法や、結合剤と吸水性物質のみからなる粒状体を形成した後、吸着性化合物の水溶液またはアルコール溶液に浸漬する方法等が採用可能である。造粒手段としては、押出成形や高速混合造粒など公知の手段を用いればよい。
【００４２】
吸着処理用組成物の粒状体の大きさは、用途に応じて適宜選択され、特に限定はされないが、吸着処理効率に影響する粒状体の表面積、通気抵抗および取り扱い性の兼ね合いの観点から、平均粒径が０．１〜１ｍｍの範囲のものが好ましい。公知の造粒手段で得られる造粒物が大きい場合には、粉砕して篩い分けを行えば、この範囲の粒状体を得ることができる。
【００４３】
吸着処理用組成物として粒状体のものを用いると、取り扱い性が向上し、フィルタとして適用する際にも落下や抜け落ち等の不具合がなく、有用である。また前記したように結合剤の最適量を見出したので、良好な吸着処理性能を有すると共に、不織布等に挟持してから、加圧して、例えば波状のフィルタにする場合であっても破砕してしまうことはない。
【００４４】
物理的吸着剤としては、微細孔を有し、被吸着成分を物理的に吸着しうるものであれば、特に限定されず公知の吸着剤が利用できるが、吸水性無機物質として例示した、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ケイソウ土の他に、活性炭、ボーキサイト、ベントナイト等も使用可能である。中でも、活性炭やシリカゲル等が効果的で、特に活性炭が好ましい。
【００４５】
物理的吸着剤と化学的吸着剤の量は、特に限定されないが、物理的吸着剤と化学的吸着剤を同程度の量にするか、物理的吸着剤を多くすることが好ましい。
【００４６】
以下、本発明の吸着処理用フィルタを適用した吸着処理装置について説明する。本発明の吸着処理装置は、吸着処理用フィルタを、物理的吸着剤層が通気方向の上流側になるように装填した吸着処理部を備えていればよい。この吸着処理部に被処理ガスを通過させると、被処理ガス中に含まれる被吸着成分が効率よく除去され、無害・無臭のガスに清浄化される。このとき、吸着処理部の前・後の適当な位置にファンを配置しておけば、吸着処理部への被処理ガスの導入をスムーズに行える。またファンの送風能力を、被処理ガス中に含まれる被吸着成分の濃度等に応じて適宜調整可能にすることももちろん有効である。また、上記吸着処理部を部屋や車輛に設けられる空調設備の前・後適当な位置に付設しておけば、該空調設備のファンを吸着処理用のファンとして兼用することができるので好ましい。
【００４７】
この他、車輛の天井部や後部座席の後方など、あるいは住居やビル等の屋内にファン付きの吸着処理装置として配置し、車内空気を循環させながら吸着処理できるようにすることも可能である。吸着処理部と除塵用のフィルタを積層して一体型としたり、これらのフィルタを直列に配列したりして組合せ配置し、吸着処理と除塵を同時に行える様にすることも好ましい実施形態の一つである。
【００４８】
なお化学的吸着剤は、被吸着成分と化学的に反応して吸着処理するものであるから、本発明によって長寿命化されても、いずれは、吸着性化合物の全てが反応に消費されると吸着処理活性を失う。従って、吸着処理活性を失った後のフィルタを取り替えを簡便に行えるように、フィルタをカセット内等に装填しておき、ガス処理部位にワンタッチで着脱可能に構成することは、本発明処理装置の好ましい態様として推奨される。
【００４９】
なお、本発明の吸着処理用組成物は、吸着の際に水分を必要とするが、空気中の湿分（水分）を吸水性物質が吸収することによって反応の場に存在し得た水のみでも、優れた吸着効率を発揮する。従って、吸着処理方法としては、被処理ガスに水分を加えて、吸着処理用フィルタを通過させる必要はないが、非常に乾燥した環境であれば、加湿手段を設け、被処理ガスと共に水分を吸着処理部に供給するように構成しても良い。
【００５０】
本発明によれば、物理的吸着剤と化学的吸着剤を併用するに当たり、最も吸着効率が高くなる構成の吸着処理用フィルタを提供できたので、被吸着成分を簡便に効率よく吸着処理することができ、しかもフィルタの寿命を長くすることができた。またこの吸着処理用フィルタを使用することにより、コンパクトで吸着処理効率の高い吸着処理装置を提供し得ることになった。
【００５１】
（実験例）
実験例１
物理的吸着剤として活性炭を、化学的吸着剤として、Ｈ型ゼオライト（ＳｉＯ２  ／Ａｌ２  Ｏ３  ＝７５，粒径；５〜１０μｍ）にレゾルシン（ゼオライトに対して１０重量％）を担持させた吸着処理用組成物を用いて、アセトアルデヒドの吸着処理実験を行った。
【００５２】
吸着処理実験は、細いガラス管の中に物理的吸着剤と化学的吸着剤を装填し、上流側から、流速０．６ｍ／ｓｅｃで、アセトアルデヒド濃度１０ｐｐｍに調製した空気を流し、出口の気体中のアセトアルデヒド濃度を経時的に測定することにより行った。なお、この実験は促進実験であり、実際の使用環境では、本発明のフィルタは数カ月〜数年の連続使用が可能である。
【００５３】
実験例１では、物理的吸着剤と化学的吸着剤の配設位置関係と吸着効率について検討した。結果を図５に示した。横軸は経過時間（分）、縦軸は、アルデヒドの除去率（重量％）である。図５中の（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ図６中の（ａ）〜（ｄ）に対応している。（ａ）は、上流側（図左側）に物理的吸着剤２１を０．１ｇ装填し、下流側に化学的吸着剤３１を０．１ｇ装填した例である。（ｂ）は、（ａ）の逆で、上流側に化学的吸着剤３１を０．１ｇ装填し、下流側に物理的吸着剤２１を０．１ｇ装填した例である。なお両層の間には、濾材等の材料は介装されていない。（ｃ）は、化学的吸着剤３１のみを０．１ｇ装填した例、（ｄ）は、物理的吸着剤２１と化学的吸着剤３１を単に混合したものを０．２ｇ装填した例である。なお両層の間には、濾材等の材料は介装されていない。
【００５４】
図５から明らかなように、物理的吸着剤を上流側に設けた（ａ）の構成は、（ｃ）に比べて有意に高い除去率を示し、本発明のフィルタ構成の効果が確認できた。化学的吸着剤を上流側に配設した（ｂ）は、化学的吸着剤のみの（ｃ）と大差なく、単純混合層のみからなる（ｄ）は（ａ）と（ｃ）の中間であった。
【００５５】
実験例２
実験例２では、図６の（ａ）の構成に限定し、上流側の物理的吸着剤の量を変えて吸着効率を検討した。図７中、下流側の化学的吸着剤０．１ｇに対し、（ｅ）は物理的吸着剤を０．０５ｇ、（ｆ）は０．２ｇ、（ｇ）は０．５ｇとした例であり、（ｈ）は化学的吸着剤０．１ｇのみ装填した例である。他の条件は実験例１と同じである。
【００５６】
図７から明らかなように、物理的吸着剤が化学的吸着剤より少ない（ｅ）は、化学的吸着剤のみの（ｈ）と大差ないが、物理的吸着剤の多い（ｆ）や（ｇ）は、いずれも高い除去率を示した。
【００５７】
実験例３
実験例３では、上流側の物理的吸着剤層と下流側の化学的吸着剤層の離間距離と吸着効率について検討した。図８中、（ｉ）は両層が隣接している例である。なお、各層の厚みは１ｃｍである。（ｊ）は、図９に示した離間距離ｄが１ｃｍの例、（ｋ）はｄが３ｃｍ、（ｌ）はｄが５ｃｍの例である。（ｍ）は化学的吸着剤のみを装填した例である。他の条件は実験例１と同じである。
【００５８】
図８から明らかなように、離間距離が１ｃｍで各層の厚みと同程度の場合の（ｊ）は、離間していない（ｉ）と同程度の高い除去率を示した。しかし、離間距離の長い（ｋ）および（ｌ）は、化学的吸着剤のみの（ｈ）よりも劣る結果となった。
【００５９】
実験例４
実験例４では、物理的吸着剤と化学的吸着剤の混合層において、濃度勾配を設けた場合の吸着効率についてついて検討した。図１０中、（ｎ）は物理的吸着剤のみからなる層（０．１ｇ）と化学的吸着剤のみからなる層（０．１ｇ）が隣接している例（図６の（ａ）と同一構成）である。（ｏ）は、上流側に物理的吸着剤０．０９ｇと化学的吸着剤０．０１ｇを混合した層を設け、下流側に物理的吸着剤０．０１ｇと化学的吸着剤０．０９ｇを混合した層を設けた例である。（ｐ）は化学的吸着剤のみを装填した例である。単純混合層のみを装填した図５における（ｄ）のデータも併せて示した。他の条件は実験例１と同じである。
【００６０】
図１０から明らかなように、上流側に物理的吸着剤リッチな層を、下流側に化学的吸着剤リッチな層を設けた構成の（ｏ）は、物理的吸着剤層と化学的吸着剤層を隣接させた（ｎ）と同程度で、単純混合層のみの（ｄ）および化学的吸着剤のみの（ｐ）よりも高い除去率を示すことがわかった。
【００６１】
実験例５
実験例５では、物理的吸着剤として活性炭に変えてゼオライトを用い、吸着効率を検討した。図１１中、（ｑ）は、上流側にゼオライト０．１ｇ、下流側に化学的吸着剤０．１ｇを隣接させて設けた例である。（ｒ）はゼオライト０．１ｇと化学的吸着剤０．１ｇを単に混合したものを装填した例で、（ｓ）は化学的吸着剤０．１ｇのみを装填した例である。他の条件は実験例１と同じである。
【００６２】
図１１から明らかなように、ゼオライト層が上流側にある（ｑ）は（ｒ）よりも高い除去率を示した。単に混合しただけの（ｒ）は（ｓ）より刃、高い除去率を示した。
【００６３】
【発明の効果】
本発明は以上の様に構成されているので、化学的吸着剤層を上流側、物理的吸着剤層を下流側に配設した構成、あるいは、化学的吸着剤と物理的吸着剤を単に混合した層を配設した構成よりも、高い吸着効率を示すと共に、吸着効率の経時低下を低く抑えることができ、高性能な吸着処理フィルタを得ることができた。従って、小規模で簡単に悪臭成分や無臭・有毒気体成分を除去することのできる吸着処理装置および吸着処理方法が提供できた。本発明によれば、コンパクトな装置で高レベルで長期間安定した吸着性能を確保することができ、特に自動車や住宅・家屋などの室内の吸着処理等に有効に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の吸着処理フィルタの実施例を示す断面説明図である。
【図２】本発明の吸着処理フィルタの他の実施例を示す断面説明図である。
【図３】本発明の吸着処理フィルタの他の実施例を示す断面説明図である。
【図４】本発明の吸着処理フィルタの他の実施例を示す断面説明図である。
【図５】吸着性能実験結果を示すグラフである。
【図６】吸着性能の実験方法を示す断面説明図である。
【図７】吸着性能実験結果を示すグラフである。
【図８】吸着性能実験結果を示すグラフである。
【図９】吸着性能の実験方法を示す断面説明図である。
【図１０】吸着性能実験結果を示すグラフである。
【図１１】吸着性能実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１    吸着処理用フィルタ
２    物理的吸着剤層
２１  物理的吸着剤
２２  濾材
３    化学的吸着剤層
３１  化学的吸着剤
３２  濾材
４    空間
５    中間層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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