(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも被処理ガスが存在する空間に接する面が、通気性部材により構成されたシート状のものからなり、該被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理する吸着処理用部材であって、
水分の存在下で被処理ガス中の被吸着成分と化学的に反応する吸着性化合物と、水分を吸収する吸水性物質とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とからなる２種類の吸着剤を備え、
上記吸着性化合物は、一価フェノール、多価フェノール及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種の化合物であり、
上記吸着性化合物と反応する被吸着成分は、カルボニル基含有化合物であり、
上記吸水性物質は、上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記被処理ガス中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、該被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する物質であり、
厚み方向両面を構成する２つの通気性部材により単一空間が画成されるフィルタ部材として構成されており、
上記化学的吸着剤及び物理的吸着剤は、上記単一空間内に混合状態で含有され、
上記化学的吸着剤及び物理的吸着剤の各濃度は、厚み方向中央部において物理的吸着剤の方が高くかつ厚み方向両面近傍部において化学的吸着剤の方が高くなるように、厚み方向に連続的又は非連続的に変化していることを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項２】
請求項１記載の吸着処理用部材において、
吸水性物質は、吸水性無機物質及び吸水性ポリマーのうちの少なくとも１種であることを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項３】
請求項２記載の吸着処理用部材において、
吸水性無機物質は、Ｈ型ゼオライトであることを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項４】
請求項２記載の吸着処理用部材において、
吸水性ポリマーは、アクリル酸又はその塩系、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又は共重合体、変性澱粉及び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種であることを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の吸着処理用部材において、
吸着性化合物の重量が、吸水性物質の重量に対して０．１〜５０％に設定されていることを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項６】
請求項５記載の吸着処理用部材において、
吸着性化合物の重量が、吸水性物質の重量に対して０．１〜２０％に設定されていることを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載の吸着処理用部材において、
吸着性化合物は、レゾルシンであることを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載の吸着処理用部材において、
化学的吸着剤は、さらに結合剤を有し、
上記結合剤の重量が、上記吸水性物質の重量に対して１．３〜８％に設定されていることを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項９】
請求項８記載の吸着処理用部材において、
結合剤の重量が、吸水性物質の重量に対して１．３〜３％に設定されていることを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の吸着処理用部材において、
結合剤は、ポリビニルアルコールであることを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の吸着処理用部材において、
化学的吸着剤は、さらに弱酸性物質又は弱塩基性物質を有することを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つに記載の吸着処理用部材において、
物理的吸着剤は、活性炭、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ベントナイト、ケイソウ土及びボーキサイトよりなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする吸着処理用部材。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の吸着処理用部材が配設された吸着処理部を備えてい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て被処理ガスを供給するファンを備えていることを特徴とする請求項１３記載の吸着処理装置。
【請求項１５】
空調装置に付設されていることを特徴とする請求項１３又は１４記載の吸着処理装置。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれか１つに記載の吸着処理装置において、
吸着処理用部材は、吸着処理部に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする吸着処理装置。
【請求項１７】
請求項１〜１２のいずれか１つに記載の吸着処理用部材の吸着剤に被処理ガスを接触させて該被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理することを特徴とする吸着処理方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の吸着処理方法において、
吸着処理用部材の吸着剤に被処理ガスと共に水分を接触させることを特徴とする吸着処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理する吸着処理用部材並びにそれを用いた吸着処理装置及び吸着処理方法に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車等の車両室内には、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又は無臭有毒な気体成分が存在している。また、住居内においても、タバコに由来する燃焼生成物はもとより、シックハウスが問題になっているように断熱材や合板材の接着剤から揮散する有害気体成分が存在している。このような気体成分中には、通常、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。
【０００３】
上記悪臭又は無臭有毒な気体成分を除去する方法としては、例えば特開平１０−１９３９６２号公報に示されているように、活性炭等の物理的吸着剤を利用する吸着処理方法がよく用いられているが、この方法では、特に上記カルボニル基含有化合物の吸着除去能力が不十分となる。また、活性炭等の物理的吸着剤は、被処理ガス中の被吸着成分を吸着しても、比較的高温になるとその吸着した被吸着成分を放出してしまうという問題がある。この結果、そのような環境下では、被吸着成分の吸着能力が低くなってしまう。
【０００４】
そこで、従来、例えば特開平９−３１３８２８号公報に示されているように、活性炭やゼオライト等の担体に、アミン系やアンモニア系の化合物からなるアルデヒド類除去用薬剤を担持させた化学的吸着剤を用いることにより、アルデヒド類を除去して空気を清浄化するようにすることが提案されている。このような化学的吸着剤を用いれば、アルデヒド類を吸着処理することができ、しかも、その吸着したアルデヒド類が放出されるという現象は生じなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記提案例のものでは、以下のような問題点がある。すなわち、アルデヒド類除去用薬剤のうち、トリエタノールアミン、ピリジン及びヘキサメチレンテトラミンは常温でアンモニアのような刺激臭を有し、カゼイン、カゼインナトリウム及びグリシンは常温で臭気を有し、尿素及びチオ尿素は高温（８０〜１００℃）で異臭を発し、これは水分の存在で激しくなる。また、アミン系又はアンモニア系の塩の場合は、臭気の問題は生じないものの、水分の作用により解離して、腐食性の高い酸イオンを生成したり（硫酸アンモニウム、ＥＤＴＡ、２Ｎａ等）、酸を遊離したり（ポリアリルアミン塩酸塩、硫酸アミノグアニジン、硝酸グアニジン、硫酸ヒドロヒシルアミン等）するという問題がある。さらに、ジメチルヒダントインの場合は、臭気や腐食の問題は生じないが、昇華性を有するために吸着剤としては使用し難いものである。このように、上記提案例のものはアルデヒド類除去用薬剤自体にかなり大きな問題があって、実用的ではない。
【０００６】
また、たとえ上記のようなものを含む種々の化学的吸着剤を使用したとしても、この化学的吸着剤は化学反応によって被吸着成分を吸着するものであるため、被吸着成分が限定されると共に、化学反応用物質の全てが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ず、多様な被吸着成分を長期に亘って吸着させるようにする上で改良の余地がある。
【０００７】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理する場合に、どのような温度環境下であっても、多様な被吸着成分を効率良く吸着することができるようにすると共に、吸着能力の経時変化を出来る限り抑制し、特に被吸着成分が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を、臭気や腐食の問題が全くない化学的吸着剤を用いて効率良く吸着処理しようとすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、水分の存在下で被処理ガス中の被吸着成分（カルボニル基含有化合物）と化学的に反応する吸着性化合物（一価フェノール、多価フェノール及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種の化合物）と、水分を吸収する吸水性物質（上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記被処理ガス中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、該被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する物質）とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とからなる２種類の吸着剤を備え、これら吸着剤を、シート状のフィルタ部材において厚み方向両面を構成する２つの通気性部材により画成された単一空間内に混合状態で含有し、化学的吸着剤及び物理的吸着剤の各濃度を、厚み方向中央部において物理的吸着剤の方が高くかつ厚み方向両面近傍部において化学的吸着剤の方が高くなるように、厚み方向に連続的又は非連続的に変化させるようにした。
【０００９】
具体的には、請求項１の発明では、少なくとも被処理ガスが存在する空間に接する面が、通気性部材により構成されたシート状のものからなり、該被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理する吸着処理用部材を対象とする。
【００１０】
そして、水分の存在下で被処理ガス中の被吸着成分と化学的に反応する吸着性化合物と、水分を吸収する吸水性物質とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とからなる２種類の吸着剤を備え、上記吸着性化合物は、一価フェノール、多価フェノール及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種の化合物であり、上記吸着性化合物と反応する被吸着成分は、カルボニル基含有化合物であり、上記吸水性物質は、上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記被処理ガス中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、該被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する物質であり、厚み方向両面を構成する２つの通気性部材により単一空間が画成されるフィルタ部材として構成されており、上記化学的吸着剤及び物理的吸着剤は、上記単一空間内に混合状態で含有され、上記化学的吸着剤及び物理的吸着剤の各濃度は、厚み方向中央部において物理的吸着剤の方が高くかつ厚み方向両面近傍部において化学的吸着剤の方が高くなるように、厚み方向に連続的又は非連続的に変化しているものとする。
【００１１】
このことにより、吸着性化合物により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を確実に吸着することができると共に、アミン系やアンモニア系の化合物とは異なり、吸着性化合物自体が臭気を発したり腐食性の高いイオンを生成したりすることはなく、しかも、昇華性を有していないので、何の問題もなく吸着処理用に使用することができる。しかも、化学的吸着剤の吸水性物質により水分が吸収され、この吸水性物質により吸収した水分を吸着性化合物に確実に供給することができるので、その水分により被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応が促進され、化学的吸着剤による吸着能力を向上させることができる。また、化学的吸着剤の吸水性物質により水分が吸収されることで、物理的吸着剤の吸着能力が水分により低下するのを抑えることができる。さらに、２種類の吸着剤により多様な被吸着成分を吸着することができると共に、化学的吸着剤及び物理的吸着剤の各濃度が、厚み方向中央部において物理的吸着剤の方が高くかつ厚み方向両面近傍部において化学的吸着剤の方が高くなるようになされているので、物理的吸着剤が、吸着した被吸着成分を放出したとしても、この被吸着成分を吸着処理用部材の外部に出さないで化学的吸着剤が確実に吸着して、吸着処理部材全体の吸着効果を高めることができる。また、一方の吸着剤の吸着能力が低下しても他方の吸着剤により全体として吸着能力が低下するのを抑制することができる。よって、どのような温度環境下であっても、カルボニル基含有化合物を含む多様な被吸着成分を効率良く吸着することができると共に、長期に亘って吸着能力を高レベルに維持することができる。
【００１２】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、吸水性物質は、吸水性無機物質及び吸水性ポリマーのうちの少なくとも１種であるものとする。そして、請求項３の発明では、請求項２の発明において、吸水性無機物質は、Ｈ型ゼオライトであるものとする。一方、請求項４の発明では、請求項２の発明において、吸水性ポリマーは、アクリル酸又はその塩系、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又は共重合体、変性澱粉及び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種であるものとする。これらの発明により、吸水性が良好な吸水性物質の具体的材料が容易に得られる。
【００１３】
請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれか１つの発明において、吸着性化合物の重量が、吸水性物質の重量に対して０．１〜５０％に設定されているものとする。
【００１４】
すなわち、吸着性化合物の重量は、吸水性物質の重量に対して０．１％よりも小さいと、被処理ガス中の被吸着成分を吸着する能力が十分でなくなる一方、５０％よりも大きいと、吸着性化合物の使用量の割には吸着能力が向上しないので、０．１〜５０％に設定している。よって、最少量の吸着性化合物により十分な吸着能力を確保することができる。
【００１５】
また、請求項６の発明では、請求項５の発明において、吸着性化合物の重量が、吸水性物質の重量に対して０．１〜２０％に設定されているものとする。このことで、より一層好ましい重量比に設定することができる。
【００１６】
請求項７の発明では、請求項１〜６のいずれか１つの発明において、吸着性化合物は、レゾルシンであるものとする。このことで、カルボニル基含有化合物を吸着するのに最も適した具体的材料が容易に得られる。
【００１７】
請求項８の発明では、請求項１〜７のいずれか１つの発明において、化学的吸着剤は、さらに結合剤を有し、上記結合剤の重量が、上記吸水性物質の重量に対して１．３〜８％に設定されているものとする。
【００１８】
このことにより、結合剤により吸着性化合物と吸水性物質とが結合されると共に、吸水性物質同士も結合され、取り扱い性に優れた粒状体を容易に形成することができる。そして、この結合剤の重量は、吸水性物質の重量に対して１．３％よりも小さいと、粒状体を形成しても僅かな力で破砕されてしまう一方、８％よりも大きいと、結合剤により吸着性化合物及び吸水性物質が覆われて化学的吸着剤の吸着能力が低下するので、１．３〜８％に設定している。
【００１９】
請求項９の発明では、請求項８の発明において、結合剤の重量が、吸水性物質の重量に対して１．３〜３％に設定されているものとする。こうすることで、粒状体の破砕を抑制しつつ、化学的吸着剤の吸着能力を確実に確保することができる。
【００２０】
請求項１０の発明では、請求項８又は９の発明において、結合剤は、ポリビニルアルコールであるものとする。このことで、少量の結合剤で強度の優れた粒状体が得られる。
【００２１】
請求項１１の発明では、請求項１〜１０のいずれか１つの発明において、化学的吸着剤は、さらに弱酸性物質又は弱塩基性物質を有するものとする。
【００２２】
このようにすることで、弱酸性物質又は弱塩基性物質が触媒となって、被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応を促進させる。特に、吸着性化合物がレゾルシンである場合には、アルデヒド等に対する捕捉効果をより一層高めることができる。
【００２３】
請求項１２の発明では、請求項１〜１１のいずれか１つの発明において、物理的吸着剤は、活性炭、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、ベントナイト、ケイソウ土及びボーキサイトよりなる群から選択される少なくとも１種であるものとする。この発明により、吸着能力の高い物理的吸着剤の具体的材料が容易に得られる。
【００２４】
請求項１３の発明は、吸着処理装置の発明であり、この発明では、吸着処理装置は、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の吸着処理用部材が配設された吸着処理部を備えているものとする。このことにより、長期に亘って吸着能力が安定したコンパクトな吸着処理装置が得られ、車両室内や住宅内等に容易に設置することができる。
【００２５】
請求項１４の発明では、請求項１３の発明において、吸着処理装置は、さらに吸着処理部に対して被処理ガスを供給するファンを備えているものとする。こうすることで、吸着処理用部材に対して被処理ガスをスムーズに導入して、吸着処理を良好に行うことができる。
【００２６】
請求項１５の発明では、請求項１３又は１４の発明において、吸着処理装置は、空調装置に付設されているものとする。このことで、空調装置を作動させることにより車両や住宅の室内を容易に清浄化することができる。
【００２７】
請求項１６の発明では、請求項１３〜１５のいずれか１つの発明において、吸着処理用部材は、吸着処理部に対して着脱可能に取り付けられているものとする。この発明により、吸着処理用部材の吸着能力が低下しても、容易に新しいものと交換することができる。
【００２８】
請求項１７の発明は、吸着処理方法の発明であり、この発明では、請求項１〜１２のいずれか１つに記載の吸着処理用部材に被処理ガスを接触させて該被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理するようにする。このことにより、請求項１〜１２のいずれかの発明と同様の作用効果が得られる。
【００２９】
請求項１８の発明では、請求項１７の発明において、吸着処理用部材に被処理ガスと共に水分を接触させるようにする。
【００３０】
この発明により、かなり乾燥した環境下においても、被処理ガス中の被吸着成分と化学的吸着剤の吸着性化合物との反応を促進させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。但し、先ず最初に、本発明と類似の構成である参考形態を説明し、その後に、本発明の実施形態を、その参考形態と異なる部分に関して説明する。
【００３２】
（参考形態）
図１は、本発明の参考形態に係る吸着処理用部材としてのフィルタ部材１を示し、このフィルタ部材１は、シート状に形成されてなり、被処理ガスを該フィルタ部材１の厚み方向の一方向（同図に矢印で示すように左側から右側方向）に通過させて該被処理ガス中の被吸着成分を吸着処理するものである。このフィルタ部材１は、２種類の吸着剤、つまり化学的吸着剤１２，１２，…と物理的吸着剤１３，１３，…とを備えている。そして、これら化学的吸着剤１２及び物理的吸着剤１３は、フィルタ部材１の厚み方向両面を構成する２つの通気性部材１６，１６により画成された単一空間内に、混合状態で含有されている。この各通気性部材１６は、和紙や不織布等のように内部に繊維を有するものからなっている。
【００３３】
上記フィルタ部材１の化学的吸着剤１２及び物理的吸着剤１３の各濃度は、上記被処理ガスの通気方向の上流側において物理的吸着剤１３の方が高くかつ下流側において化学的吸着剤１２の方が高くなるように、被処理ガスの通気方向に連続的又は非連続的に変化している。つまり、化学的吸着剤１２の濃度は下流側に向かって連続的又は非連続的に増大している一方、物理的吸着剤１３の濃度は下流側に向かって連続的又は非連続的に減少していて、上流側で物理的吸着剤１３の方が化学的吸着剤１２よりも高濃度に設定され、下流側で化学的吸着剤１２の方が物理的吸着剤１３よりも高濃度に設定されている。
【００３４】
尚、上記フィルタ部材１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、被処理ガスとの接触面積と通気抵抗とを考慮して適宜変更することが可能であり、波形状や葛折状に形成されたものや、公知の形状のものとすることができる。
【００３５】
上記フィルタ部材１の化学的吸着剤１２は、水分の存在下で被処理ガス中の被吸着成分と反応する吸着性化合物と、水分を吸収する吸水性物質とを有している。この吸水性物質は、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限定されないが、吸水性無機物質及び吸水性ポリマーのうちの少なくとも１種であることが望ましい。上記吸水性物質は、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、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良く行わせることが可能である。また、上記吸水性物質は、上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であり、これにより、取り扱い易くなると共に、反応場の提供の観点からも好ましい。
【００３６】
上記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、これらは単独で使用しても２種以上を混合して使用してもよい。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）とに分類されるが、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型ゼオライトの方が好ましい。このＨ型ゼオライトは、吸水性無機物質として最適なものである。尚、後述の如く、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、水分を吸収したとき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が生じる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を使用することが推奨される。
【００３７】
上記吸水性ポリマーとしては、アクリル酸又はその塩系、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又は共重合体、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又はその塩、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、澱粉やカルボキシル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することもでき、２種以上を適宜に組み合わせて使用することもできる。
【００３８】
上記吸着性化合物としては、水分の存在下で吸着能力を発揮する化合物を用いる。すなわち、被処理ガス中の被吸着成分が、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である場合に、吸着性化合物としてその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ものを用いることで、化学反応によってカルボニル基含有化合物を吸着除去することができる。このようにカルボニル基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、多価フェノール及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種の化合物を用いる。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−キシレノール等の一価フェノール、レゾルシン、ビスフェノールＡ、カテコール等の二価フェノール、ピロガロール、プルプリン、ナリンギン等の三価フェノール、ルチン等の四価フェノール等が挙げられる。
【００３９】
上記のようにカルボニル基に対して付加反応性を示す吸着性化合物により、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。また、この吸着反応は水分の存在下で進行するため、空気中の水分によって吸着性能が阻害されることもない。しかも、アミン系やアンモニア系の化合物とは異なり、吸着性化合物自体が臭気を発したり腐食性の高いイオンを生成したりすることはなく、また、昇華性を有していないので、実用上何の問題もない。さらに、吸着性化合物の選択によっては、カルボニル基含有化合物以外の悪臭成分や、無臭の有害成分の吸着処理も可能である。
【００４０】
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最適なものである。特にレゾルシンと共に、蓚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、より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アルデヒド等（特にホルムアルデヒド）との反応の触媒として作用するためと考えられ、この効果は、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有効に発揮される。
【００４１】
上記吸着性化合物が液状である場合は、後述の如く造粒すればよく、固体である場合も、水やメタノール等の適当な溶媒に溶解して造粒することが望ましい。この溶媒は、造粒後に加熱処理を行うことで除去することができる。但し、水は、反応媒体となるので、粒状体中に残存していてもよい。尚、粒状体中に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、水分の補給の必要はないが、吸着処理の初期段階から高レベルの吸着能力を発揮させるには、当初から適量の水分を吸水性物質に吸収させておくようにすることが望ましい。
【００４２】
上記吸着性化合物と吸水性物質との重量比は、吸着処理活性、飽和担持量、求められる吸着能力等を考慮して設定すればよいが、吸着性化合物の重量を吸水性物質の重量に対して０．１〜５０％に設定することが望ましい。これは、吸着性化合物の重量が吸水性物質の重量に対して０．１％よりも小さいと、吸着能力が十分に発揮されない一方、５０％よりも大きいと、吸着性化合物の使用量の割には吸着能力が向上しないからである。また、吸着性化合物を多く加え過ぎると、造粒する場合に造粒性が悪化する傾向が見られるからである。この重量比のより好ましい上限値は２０％であり、さらに好ましい上限値は１０％である。一方、より好ましい下限値は、吸着性能の観点から５％である。
【００４３】
上記吸水性物質は、通常、微粉末で提供されるので、この微粉末の状態で用いてもよいが、取り扱い性が悪く、しかも、化学的吸着剤１２を通気性部材１６，１６に挟持して用いる際、通気性部材１６の目が粗い場合にはその通気孔から抜け落ちることがある。したがって、結合剤を用いて吸着性化合物と吸水性物質とを結合すると共に、吸水性物質同士をも結合することが望ましい。つまり、造粒して粒状体を形成すればよく、結合剤により吸水性物質に吸着性化合物を容易に担持させることもできる。
【００４４】
上記結合剤の重量は、吸水性物質の重量に対して１．３〜８％に設定することが好ましい。これは、結合剤の重量が吸水性物質の重量に対して１．３％よりも小さいと、造粒して粒状体を形成しても僅かな力で破砕されてしまう一方、８％よりも大きいと、結合剤により吸着性化合物及び吸水性物質が覆われて吸着能力が低下するからである。また、後述の如く、結合剤として水溶性ポリマーを用いて吸着性化合物の水溶液を添加して造粒作業を行う場合に、その水溶性ポリマーの重量が吸水性物質の重量に対して８％を越えると、系の粘度が上昇すると共に粘着性を帯びて、造粒作業が困難になるためである。この重量比のより好ましい上限値は５％であり、さらに好ましい上限値は３％である。
【００４５】
上記結合剤としては、水溶性ポリマーが適している。この水溶性ポリマーを使用すれば、有機溶剤を使用することなく造粒作業を行うことができるからである。また、上述の如く吸着性化合物の代表例がフェノール系化合物であって、水溶性のものが多いため、水に溶解させたポリマーと吸着性化合物とを、吸水性物質と共に混合して造粒することにより、簡単に粒状体を形成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挙げられるが、このうち、比較的少ない使用量でも強度の優れた粒状体が得られるという観点からポリビニルアルコールが最適である。尚、吸水性物質との濡れ性が劣る場合には、少量の界面活性剤を添加して造粒を行ってもよい。
【００４６】
上記結合剤により造粒する方法としては、吸着性化合物、吸水性物質及び結合剤を一度に混合して造粒する方法、吸着性化合物と吸水性物質とを混合してから若干量の結合剤を添加して予備造粒を行った後、所定量となるように結合剤を添加して本造粒する方法、結合剤及び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又はアルコール溶液に浸漬する方法等が採用可能である。尚、造粒手段としては、押出成形や高速混合造粒等の公知の手段を用いればよい。
【００４７】
上記造粒により形成した粒状体の大きさは、用途に応じて適宜に設定され、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、通気抵抗及び取り扱い性の観点から、平均粒径を０．１〜１ｍｍに設定することが好ましい。尚、公知の造粒手段により得られる粒状体の平均粒径が１ｍｍよりも大きい場合には、粉砕して篩い分けを行えば、容易に上記範囲のものが得られる。
【００４８】
このように化学的吸着剤１２として粒状体のものを用いると、取り扱い性が向上すると共に、特に吸水性物質が通気性部材１６の通気孔から抜け落ちるような不具合もない。また、結合剤の重量を、吸水性物質の重量に対して１．３〜８％に設定することで、良好な吸着性能が得られると共に、化学的吸着剤１２を通気性部材１６，１６間に挟持してから、加圧により例えば波形状に形成する場合であっても、その化学的吸着剤１２が破砕してしまうようなことはない。
【００４９】
一方、物理的吸着剤１３としては、微細孔を有して被処理ガス中の被吸着成分を物理的に吸着し得るものであれば特に限定はされないが、特に活性炭、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、ボーキサイト等が適している。この中でも、活性炭及びシリカゲルが効果的であり、最も好ましいのは活性炭である。この活性炭は、種々の被吸着成分に対する吸着能力が高く、特に炭化水素系のガスを効果的に取り除くことができる。
【００５０】
上記化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３との量は、特に限定されないが、両吸着剤の量を同程度にするか、又は物理的吸着剤１３の方を多くすることが好ましい。
【００５１】
図２は、上記フィルタ部材１を用いた循環処理タイプの吸着処理装置２１を示し、この吸着処理装置２１は、吸込口２３と吹出口２４とを有する装置本体２２を備え、この装置本体２２内の吹出口２４近傍に吸着処理部２５が設けられ、この吸着処理部２５に上記フィルタ部材１が配設されている。このフィルタ部材１の上流側（吸込口２３側）には、除塵フィルタ２７を挟んで送風用のファン２８が設けられ、このファン２８により被処理ガスを除塵フィルタ２７及びフィルタ部材１に対してスムーズに導入しかつ吸込口２３側から吹出口２４側へと一方向に通過させる。尚、図２中、２９は、被処理ガスの汚染度合いを検出するセンサーであり、このセンサー２９により汚染度が所定値以上になったことを検出したときに上記ファン２８を作動させるようにしている。
【００５２】
上記吸着処理装置２１を、車両の室内天井部若しくは後部座席の後方又は住居内の適所等に設置しておけば、その吸着処理部２５のフィルタ部材１が化学的吸着剤１２及び物理的吸着剤１３の両方を単一空間内に混合状態で備えて、被処理ガスの通気方向の上流側において物理吸着剤１３の方が高濃度に、下流側において化学的吸着剤１２の方が高濃度にそれぞれ設定されているので、室内に存在する悪臭成分や無臭の有害成分等の多様な成分を吸着除去することができると共に、物理的吸着剤１３が、吸着した被吸着成分を放出したとしても、この被吸着成分は下流側に流されて化学的吸着剤１２に吸着され、フィルタ部材１全体の吸着効果を高めることができる。特に、化学的吸着剤１２を、レゾルシン等の吸着性化合物と、Ｈ型ゼオライト等の吸水性物質とを有するものとすれば、被処理ガス中の水分は吸水性物質により殆ど吸収されて、水分による物理的吸着剤１３の吸着能力の低減を抑えることができると共に、吸水性物質により吸収した水分が吸着性化合物に供給されることにより、アルデヒド等のカルボニル基含有化合物を効果的に吸着除去することができる。
【００５３】
図３は、上記吸着処理装置２１と同様の吸着処理装置５１を付設した車両空調装置４１を示し、この空調装置４１は、その空調ダクト４２内に、冷媒蒸発時の気化熱によって空調用空気を冷却するエバポレータ４３と、該エバポレータ４３の下流側に設けられ、エンジンの冷却水を利用して空調用空気を加熱するヒータ４４とを備えている。このヒータ４４の直ぐ上流側には、ヒータ４４を通過させる風量を調整する調整ダンパー４５が設けられている。上記空調ダクト４２の上流端には、外気導入口４６と内気導入口４７，４７とが設けられ、切替ダンパー４８により外気及び内気のいずれかが空調ダクト４２内に導入されるようになっている。一方、空調ダクト４２の下流端には、空調空気を車両室内に吹き出す吹出口４９，４９が設けられている。
【００５４】
そして、上記エバポレータ４３の上流側に吸着処理装置５１が設けられている。つまり、吸着処理装置５１の装置本体５２が上記空調ダクト４２の中間部に接続され、この装置本体５２内の吸着処理部５５に上記フィルタ部材１が配設されている。この吸着処理装置５１の上流側には、風量を調整するためのファン５８が設けられている。このファン５８は、もともと空調装置４１に備えられたものではあるが、上記吸着処理装置２１のファン２８と同様に、吸着処理部５５に対して被処理ガスを供給する役目も果たしており、外気又は内気をこのファン５８の上流側に設けた除塵フィルタ５７を通して吸着処理装置５１並びにエバポレータ４３及びヒータ４４に送り込むようになっている。したがって、清浄されかつ空調された空気が吹出口４９，４９から車両室内に吹き出される。尚、フィルタ部材１と除塵フィルタ５７とを分離しないで積層状態にしてもよく、フィルタ部材１の通気性部材１６に除塵フィルタ５７の機能を兼用させるようにしてもよい。このように通気性部材１６に除塵フィルタ５７の機能を兼用させれば、構造を簡略化することができると共に、空調用空気の通気抵抗を低減することができる。
【００５５】
上記吸着処理装置２１や車両空調装置４１に付設された吸着処理装置５１のフィルタ部材１は、長寿命化されているとはいえ、やがては吸着能力が低下するので、新しいものと交換する必要がある。このとき、この交換作業を容易に行えるようにするために、吸着処理部２５，５５に対して着脱可能に取り付けられていることが望ましい。この場合、例えば、フィルタ部材１をカセット内に装填しておく一方、装置本体２２，５２の吸着処理部２５，５５のフィルタ部材１に対応する部位に開閉可能な装填用孔を形成しておき、この装填用孔から上記カセットを着脱するように構成すればよい。
【００５６】
尚、上記参考形態におけるフィルタ部材１の化学的吸着剤１２は、吸水性物質が被処理ガス中の被吸着成分を吸着する際に水分を必要とするが、空気中の湿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分でも、吸着性化合物と被処理ガス中の被吸着成分との反応が行われて優れた吸着性能を発揮するので、被処理ガスに水分を加えてフィルタ部材１を通過させる必要はない。但し、非常に乾燥した環境下であれば、加湿手段を設けて、フィルタ部材１に対して被処理ガスと共に水分を供給するように構成してもよい。
【００５７】
（実施形態）
ここで、本発明の実施形態を説明する。上記参考形態では、被処理ガスの通気方向の上流側において物理吸着剤１３の方を高濃度に、下流側において化学的吸着剤１２の方を高濃度にそれぞれ設定したが、本実施形態では、図４に示すように、化学的吸着剤１２及び物理的吸着剤１３の各濃度を、フィルタ部材１の厚み方向中央部において物理的吸着剤１３の方が高くかつ厚み方向両面近傍部において化学的吸着剤１２の方が高くなるように、厚み方向に連続的又は非連続的に変化させる。このようにすれば、ファン２８，５８が停止していて被処理ガスが流動していないときに物理的吸着剤１３が被吸着成分を放出したとしても、この被吸着成分が通気性部材１６，１６を通ってフィルタ部材１の外部に出るのを抑制することができる。
【００５８】
尚、本発明とは異なるが、図５に示すように、厚み方向両面のうち一方を上記通気性部材１６により構成し、他方を非通気性の基材１７で構成した吸着処理用部材７を参考例として記載しておく。この場合、通気性部材１６により構成された面を、被処理ガスが存在する空間に接する面とし、この面に被処理ガスを接触させるようにすればよい。そして、化学的吸着剤１２及び物理的吸着剤１３の各濃度を、通気性部材１６により構成されている面の近傍部において化学的吸着剤１２の方が高くかつ他方の面の近傍部において物理的吸着剤１３の方が高くなるように設定する。この吸着処理用部材７では、その基材１７を車両や住宅の室内の天井や壁等に貼り付けるだけで、容易にその室内の清浄化を行うことができる。また、このように室内の天井や壁等に取り付ける場合、基材１７を建材や壁紙と一体化してもよい。さらに、この吸着処理用部材７も、上記実施形態における吸着処理用部材１と同様に、吸着処理装置の吸着処理部に設けることは可能である。この場合、吸着処理装置の吸込口と吹出口とは共に、吸着処理用部材１の通気性部材１６側に設けられる。
【００５９】
【実施例】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。
【００６０】
先ず、本発明の化学的吸着剤がアセトアルデヒドをどの程度吸着除去し得るかを以下の実施例１〜４で示す。
【００６１】
（実施例１）
図６に示すように、化学的吸着剤１２を内容量１０００ｃｃのフラスコ７１内に入れ、このフラスコ７１内にアセトアルデヒドを注射器７２を用いて１０００ｐｐｍとなるように注入して密閉した。このとき、上記化学的吸着剤１２は、以下の方法で調整した吸着剤Ａ〜Ｄを用いた。そして、２０〜３０℃下で１時間放置した後、アセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００６２】
〔吸着剤の調整〕
吸着剤Ａ：吸着性化合物としてのオイゲノール１ｇを、吸水性物質としてのシリカゲル（平均粒径０．０５〜０．２ｍｍ）１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ａを調整した。
【００６３】
吸着剤Ｂ：吸着性化合物としての３，５−キシレノール１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｂを調整した。
【００６４】
吸着剤Ｃ：吸着性化合物としてのレゾルシン１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｃを調整した。
【００６５】
吸着剤Ｄ：吸着性化合物としてのピロガロール１ｇを、上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｃを調整した。
【００６６】
上記吸着剤Ａ〜Ｄのアセトアルデヒド除去率（重量％）の結果を表１に示す。このことより、いずれの吸着剤Ａ〜Ｄもアセトアルデヒドに対して優れた吸着性能を有していることが判る。
【００６７】
【表１】
0003601338.tif 000002
【００６８】
（実施例２）
上記実施例１の吸着剤Ｃと同様に、レゾルシンを吸着性化合物として用いて下記の方法により吸着剤Ｅ〜Ｈを調整し、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００６９】
〔吸着剤の調整〕
吸着剤Ｅ：レゾルシン１ｇを、蓚酸０．２ｇ及び上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合して、粒径５〜５０μｍの粉末状吸着剤Ｅを調整した。
【００７０】
吸着剤Ｆ：レゾルシン１ｇを、炭酸ナトリウム０．２ｇ及び上記シリカゲル１０ｇと共に粉砕混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｆ（錠剤）を調整した。
【００７１】
吸着剤Ｇ：レゾルシン１ｇを、Ｈ型ゼオライト［ＺＳＭ−５（ＳｉＯ2 ／Ａｌ2Ｏ3＝７５）、粒径５〜１０μｍ］１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｇ（錠剤）を調整した。
【００７２】
吸着剤Ｈ：レゾルシン１ｇを、Ｎａ型ゼオライト（平均粒径５〜１０μｍ）１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｈ（錠剤）を調整した。
【００７３】
上記吸着剤Ｅ〜Ｈのアセトアルデヒド除去率（％）の結果を表２に示す（尚、上記実施例の吸着剤Ｃについても併せて示す）。このことより、レゾルシンと共に少量の弱酸性物質や弱塩基性物質を添加すると、アセトアルデヒドに対する吸着性能をより一層高くすることができ、特に弱酸性物質を添加すればその効果は顕著となることが判る。また、これら弱酸性物質や弱塩基性物質を添加すると、吸水時に酸やアルカリ劣化を招く虞れがあるが、Ｈ型ゼオライトやＮａ型ゼオライトを使用すれば、これら弱酸性物質や弱塩基性物質を添加しなくても吸着効果を高めることができ、酸やアルカリ劣化の問題を確実に解消することができる。
【００７４】
【表２】
0003601338.tif 000003
【００７５】
（実施例３）
多価フェノールとしてカテコール、プルプリン、ナリンギン及びルチンをそれぞれ１ｇ用意し、これを、各々、上記Ｈ型ゼオライト１０ｇと共に攪拌混合した後、打錠して同じサイズの吸着剤Ｉ〜Ｌ（錠剤）を調整した。そして、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。
【００７６】
上記吸着剤Ｉ〜Ｌのアセトアルデヒド除去率（％）の結果を表３に示す。このことより、このいずれの吸着剤Ｉ〜Ｌについてもアセトアルデヒドに対して優れた吸着性能を有していることが判る。
【００７７】
【表３】
0003601338.tif 000004
【００７８】
（実施例４）
上記実施例２の吸着剤Ｇと同様に、レゾルシン１ｇとＨ型ゼオライト（吸着剤Ｇと同じもの）１０ｇを用いて吸着剤Ｍ〜Ｑを調整した。但し、結合剤として、ポリビニルアルコールを５段階に変化させて添加した。つまり、ポリビニルアルコールの重量を、Ｈ型ゼオライトに対して１．７％（吸着剤Ｍ）、２％（吸着剤Ｎ）、２．５％（吸着剤Ｏ）、３％（吸着剤Ｐ）、５％（吸着剤Ｑ）とした。そして、上記実施例１と同様にしてアセトアルデヒドの除去率を調べた。但し、この実施例４では、アセトアルデヒド除去率を５分毎に３０分経過するまで調べた。
【００７９】
この結果を、図７に示す。尚、比較のために、活性炭の場合の結果を併せて示す。このことより、ポリビニルアルコールの添加量が多くなると、吸着能力が経時的に低下する割合が多くなり、吸着能力の観点からは、ポリビニルアルコールの添加量が少ない方が良好であることが判る。特に３％以下であれば、全く問題はない。しかし、ポリビニルアルコールの重量をＨ型ゼオライトに対して５％にしたとしても、活性炭に比べると低下率は非常に少ない。
【００８０】
（実施例５）
次に、図８（ａ）に示すように、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３とを混合した場合の効果を調べた。但し、ここでは、化学的吸着剤１２と物理的吸着剤１３との濃度は、上記実施形態とは異なる。
【００８１】
すなわち、化学的吸着剤１２として上記実施例２の吸着剤Ｇと同じもの（レゾルシン＋Ｈ型ゼオライト）を、物理的吸着剤１３として活性炭をそれぞれ使用し、この化学的吸着剤１２（０．１ｇ）と物理的吸着剤１３（０．１ｇ）とを細いガラス管７５の中に略均一に混合した状態で装填した。尚、これら両吸着剤１２，１３を装填した部分の両側には通気性部材１６，１６を設けている。
【００８２】
一方、比較のために、図８（ｂ）に示すように、上記化学的吸着剤１２（０．１ｇ）を上流側（同図の左側）に、上記物理的吸着剤１３（０．１ｇ）を下流側（同図の右側）にそれぞれ装填したものと、図８（ｃ）に示すように、上記物理的吸着剤１３（０．１ｇ）を上流側に、上記化学的吸着剤１２（０．１ｇ）を下流側にそれぞれ装填したものと、図８（ｄ）に示すように、上記物理的吸着剤１３（０．１ｇ）のみを装填したものとを作製した。
【００８３】
そして、上記各ガラス管７５内に、アセトアルデヒド濃度が３０ｐｐｍとなるように調整した空気を１Ｌ／ｍｉｎで５分間流した。その後、各ガラス管７５を容積が１Ｌのエアバッグ内に入れ、このエアバッグ内の温度を８０℃にした状態で２０分間放置した。次いで、そのエアバッグ内のアセトアルデヒドの濃度を調べた。このアセトアルデヒド濃度が高いほど、活性炭が一度吸着したアセトアルデヒドを多く放出していることになる。
【００８４】
この結果を図９に示す。尚、図９の（ａ）〜（ｄ）は、図８の（ａ）〜（ｄ）の場合にそれぞれ対応している。このことより、化学的吸着剤と物理的吸着剤とを略均一に混合した方が、他の場合に比べてアセトアルデヒドの放出量が少ないことが判る。これは、物理吸着剤から放出されたアセトアルデヒドが、その物理吸着剤の近傍に位置する化学的吸着剤に吸着されたからである。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、吸着処理用部材が、水分の存在下で被処理ガス中の被吸着成分（カルボニル基含有化合物）と化学的に反応する吸着性化合物（一価フェノール、多価フェノール及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種の化合物）と、水分を吸収する吸水性物質（上記吸着性化合物を担持する吸水性担持材であって、上記被処理ガス中の湿分を吸収して、該吸着性化合物に対し、該被処理ガス中の被吸着成分と吸着性化合物との反応媒体としての水分を補給する物質）とを有する化学的吸着剤と、物理的吸着剤とからなる２種類の吸着剤を備えるようにし、この吸着剤を、シート状のフィルタ部材において厚み方向両面を構成する２つの通気性部材により画成された単一空間内に混合状態で含有し、化学的吸着剤及び物理的吸着剤の各濃度を、厚み方向中央部において物理的吸着剤の方が高くかつ厚み方向両面近傍部において化学的吸着剤の方が高くなるように、厚み方向に連続的又は非連続的に変化させるようにしたことにより、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を確実に吸着することができると共に、物理的吸着剤の吸着能力が水分により低下するのを抑えることができ、また、物理的吸着剤が、吸着した被吸着成分を放出したとしても、この被吸着成分を吸着処理用部材の外部に出さないで化学的吸着剤に吸着させるようにすることができ、どのような温度環境下であっても、カルボニル基含有化合物を含む多様な被吸着成分に対して吸着能力を長期間安定的にかつ高レベルに維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考形態に係る吸着処理用部材としてのフィルタ部材を示す断面図である。
【図２】上記フィルタ部材を用いた吸着処理装置を示す概略断面図である。
【図３】上記フィルタ部材を用いた吸着処理装置を付設した車両空調装置を示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る吸着処理用部材としてのフィルタ部材を示す図１相当図である。
【図５】吸着処理用部材の参考例を示す図１相当図である。
【図６】実施例１〜４の試験の要領を示す概略説明図である。
【図７】実施例４の試験の結果を示すグラフである。
【図８】実施例５の試験の要領を示す概略説明図である。
【図９】実施例５の試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１  フィルタ部材（吸着処理用部材）
１２  化学的吸着剤
１３  物理的吸着剤
１５  通気性部材
２１，５１  吸着処理装置
２５，５５  吸着処理部
２８，５８  ファン
４１  空調装置
【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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