(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の積層単位で構成され、前記積層単位がホットメルト樹脂から成り、しかもホットメルト不織布を加熱処理して形成される連結部と樹脂凝集部とで構成されたウェブの一方の表面に、前記樹脂凝集部を介して脱臭粉粒体を固着して成り、前記ウェブの他方の表面と、他の積層単位を構成する脱臭粉粒体とが樹脂凝集部を介して固着して成り、かつ相異なる２種類以上の脱臭粉粒体を担持して成る積層型脱臭濾材であって、１つの積層単位に１種類の脱臭粉粒体のみを担持積層して成ることを特徴とする積層型脱臭濾材。
【請求項２】
前記２種類以上の脱臭粉粒体が、酸性臭気用粉粒体とアルカリ臭気用粉粒体とを含むことを特徴とする請求項１に記載の積層型脱臭濾材。
【請求項３】
前記２種類以上の脱臭粉粒体を酸性臭気用粉粒体、アルカリ臭気用粉粒体及び物理吸着用粉粒体とし、前記酸性臭気用粉粒体を担持した積層単位と、前記アルカリ臭気用粉粒体を担持した積層単位とで、前記物理吸着用粉粒体を担持した積層単位を挟持して成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層型脱臭濾材。
【請求項４】
前記２種類以上の脱臭粉粒体が、前記物理吸着用粉粒体と、酸性臭気用粉粒体又はアルカリ臭気用粉粒体とを含むことを特徴とする請求項１に記載の積層型脱臭濾材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、臭気成分で汚染された流体を清浄化するための脱臭濾材に関し、特に、異なる機能を有する２種類以上の脱臭粉粒体を具え、しかも低圧損で高効率を有する積層型脱臭濾材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生活環境に対する意識向上には目を見張るものがあり、とりわけ、臭いに寄せられる関心は極めて大きく、従前求められてきた有害物質の除去のみならず、不快な臭気物質の除去も要求されている。係る脱臭濾材の大半は、通気性を有するシート状の部材に、種々の特徴的な脱臭機能を有する粒子（以下、包括的に脱臭粉粒体と称する）を担持、固着したものである。
【０００３】
脱臭粉粒体として利用される脱臭剤には様々なものがあり、最も広く用いられている活性炭は、臭気物質に対する特異性が比較的低く、物理的な吸着作用を有する（以下、この種の脱臭粉粒体を物理吸着用粉粒体と称する）。この他、臭気物質を酸性臭気とアルカリ性臭気とに分類すれば、各々の臭気物質が有する荷電状態を利用して捕捉する化学的作用を持った脱臭粉粒体（以下、中和し得る臭気物質に応じて、夫々、酸性臭気用粉粒体並びにアルカリ臭気用粉粒体と称する）も知られている。
【０００４】
このように、異なる作用を有する２種類以上の脱臭粉粒体を具えた脱臭濾材として、例えば実開平４−３００２５号公報に開示される技術が知られている。この公報では、網状の多孔性シートと、他の多孔性シートとを重ねてプリーツ加工した構造を有し、いずれか一方のシートは、化学反応又は触媒作用による脱臭機能を有するフィルターについて開示されると共に、網状の多孔性シートと、他の多孔性シートを重ねてプリーツ加工した構造を有し、いずれか一方のシートは、脱臭性を有する吸着剤を含有し、他のシートは、化学反応または触媒作用による脱臭機能を有するフィルターについての開示も為されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本出願に係る発明者は、相異なる作用を有する２種以上の脱臭粉粒体を用いて圧力損失と脱臭効率との双方を満足する脱臭濾材を詳細に検討した。例えば、２種類の脱臭粉粒体を用いてシート状の脱臭濾材を作製するに当り、最も単純な技術は、所望とする脱臭粉粒体を均一に混合し、これらを通気性の布帛に固着させることである。また、脱臭濾材としての圧力損失に考慮すれば、脱臭粉粒体の粒径も所定以上に設計する必要がある。その実証的な検討の結果、脱臭濾材の表面を模式的断面により示す図１から理解できるように、矢印Ａを付して示す臭気物質の流れに対して、当該臭気物質に対して脱臭作用を有する第一の脱臭粉粒体１１が接触する確率は、濾材１５の濾材面積（濾過しようとする気体が通過し得る面積）において第一の脱臭粉粒体１１が占める面積の割合に実質的に一致する。従って、第二の脱臭粉粒体１３が濾材１５に占める部分では臭気物質がリークするのと同様な現象を来たし、単一の層内で異なる２つの脱臭粉粒体を固着する構造では効率的な脱臭を行うことが難しいとの知見を得た。実際に、異なる２種類の脱臭粉粒体を、一方の粉粒体と他方の粉粒体とが布帛表面で完全に隣接して布帛に担持固着させることは極めて困難である。
【０００６】
また、前述の公報にも記載される通り、化学的脱臭作用を示すもののうち、中和反応で機能を発揮する脱臭物質には、酸、塩基等の相互に反応する物質に接触することにより失活するものが多数知られている。従って、このような失活を来しやすい脱臭粉粒体同士が接触する手法では、本来発揮されるべき脱臭性能が阻害されてしまうという問題がある。
【０００７】
さらに、脱臭濾材としての圧力損失を可能な限り低く設計するためには、各々の脱臭粉粒体の種類毎に１層ずつ積層構成するのが有効であるが、上述した各層間の脱臭粉粒体の接触による失活を防ぐための具体的な解決技術が知られていないと言う問題も有った。
【０００８】
一方、本発明に係る出願人は、特願平９−２０５４１１号において、ホットメルト樹脂から成る不織布の表面に脱臭粉粒体を配した後、加熱処理によって上述のホットメルト不織布と脱臭粉粒体とが接する部分に樹脂凝集部を形成する技術を提案している。これは、バインダーを使わずに、布帛上に脱臭粉粒体を単一層として固着担持し得る、低圧損な脱臭濾材を実現できる技術であるが、前述した相容れない種々の問題点を検討する中で、本出願人が提案した技術を利用することによって、上記失活と圧力損失との問題を同時に解決し得ることを見出した。
【０００９】
この発明は、上述した種々の問題点に鑑み為されたものであり、従って、本発明の目的は、異なる機能を有する２種類以上の脱臭粉粒体を具え、しかも低圧損で高効率を実現し得る積層型脱臭濾材を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的の達成を図るため、本発明の積層型脱臭濾材の構成によれば、複数の積層単位で構成され、上述した積層単位がホットメルト樹脂から成る連結部と樹脂凝集部とで構成されたウエブの一方の表面に、上述の樹脂凝集部を介して脱臭粉粒体を固着して成り、前述したウエブの他方の表面と、他の積層単位を構成する脱臭粉粒体とが樹脂凝集部を介して固着して成り、かつ相異なる２種類以上の脱臭粉粒体を担持して成る積層型脱臭濾材であって、１つの積層単位に１種類の脱臭粉粒体のみを担持積層し一体化したことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る脱臭濾材の構造的特徴は、ホットメルト樹脂からなる繊維ウエブの一方の表面に、１種類の脱臭粉粒体を固着した積層単位を基本とし、この積層単位を複数具え、一体化したことにある。図２は、本発明に係る脱臭濾材の構造を模式的に示す概略断面であり、従来と同様な機能を有する構成成分には同一の符号を付している。この図２からも理解できるように、本発明の脱臭濾材を構成するウエブ１７は、連結部１９と樹脂凝集部２１とからなり、何れもホットメルト樹脂で構成される。また、積層単位２３及び積層単位２５は、第一の脱臭粉粒体１１乃至は第二の脱臭粉粒体１３を、１積層単位毎に夫々単独で固着したものであると共に、各々の積層単位に具えられた脱臭粉粒体同士は、樹脂凝集部２１を介して非接触な状態で固着担持される。係る構造を採ることにより、同図中、矢印Ａが示すような臭気物質が濾材を通過するに当たって、互いに隔絶されて失活することがない第二の脱臭粉粒体１３と第一の脱臭粉粒体１１との双方に順次接触し、極めて低圧損な状況で、効率的な脱臭効果が得られる。
【００１２】
このような構造のウエブ１７は、本出願人により既に提案されている通り、ホットメルト不織布を脱臭粉粒体の接触下で加熱処理することにより得られるものである。係るウエブが形成可能なホットメルト樹脂としては、熱可塑性ポリアミド系樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂などを、各々、単独または混合して用いることができる。
【００１３】
また、この発明では、互いに失活し易い種々の脱臭粉粒体の組合せで実施することができる。詳細には、既に述べたような酸性臭気用粉粒体とアルカリ臭気用粉粒体との組合せが挙げられる。これら脱臭粉粒体として、臭気に直接作用する化学脱臭剤を主体とする造粒体のみならず、例えば活性炭やゼオライトなど、好ましくは比表面積が１００ｍ2／ｇ以上であり、物理的吸着作用を持つ粉粒体の表面に、化学脱臭剤を付着させた、所謂、添着炭などで有っても良く、特に添着によって構成された脱臭粉粒体の場合、化学脱臭剤が潮解性を示すものには最適である。まず、酸性臭気用粉粒体を構成する化学脱臭剤としては、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ金属炭酸塩や、エタノールアミン、ヘキサメチレンジアミン、ピペラジンなどのアミン化合物が好適である。さらに、アルカリ臭気用粉粒体を構成する化学脱臭剤としては、燐酸、硫酸、硝酸、リンゴ酸、クエン酸、アスコルビン酸などを用いることができる。
【００１４】
本発明に適用し得る脱臭粉粒体として、上記脱臭粉粒体の組合せに限定されるものではなく、上述した物理的吸着作用を示す粉粒体を含む３種類の脱臭粉粒体から選ばれた粉粒体を、各々、単一の積層単位に固着させ、積層構成することもできる。加えて、物理的、化学的な脱臭作用を示すものを例示したが、酸化チタン、フタロシアニン、白金を始めとする触媒的作用を有する脱臭粉粒体であっても良い。
【００１５】
このように脱臭粉粒体として従来知られている種々のものを用いることができるが、低圧損かつ高効率な濾材を実現するには、当該粉粒体の平均粒径を０．１４７ｍｍ（１００メッシュ）以上、１．６５ｍｍ（１０メッシュ）以下とするのが良い。この好適範囲の下限よりも細かい平均粒径の脱臭粉粒体を用いた場合には、初期の脱臭効率を高く採れる反面、圧力損失が大きくなってしまう。さらに、上記好適範囲の上限よりも大きな平均粒径の脱臭粉粒体を用いる場合には脱臭効率が低下する傾向にある。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の積層型脱臭濾材の実施例につき説明する。尚、以下の説明では、数値的条件、形状、配置関係、その他特定の条件を例示するが、本発明は、これらにのみ限定されるものではなく、この発明の目的の範囲内で任意好適に変更及び変形を行い得る。
【００１７】
実施例１
まず、実施例１として、積層型脱臭濾材の作製工程を参照して説明する。始めに、ポリエステルからなる面密度３０ｇ／ｍ2のスパンボンドを用い、これを支持体として熱可塑性ポリアミド系樹脂から成る面密度２０ｇ／ｍ2のホットメルト不織布を積層しておく。次いで、このように積層したホットメルト不織布の表面に、３２メッシュから６０メッシュの範囲内に分級した市販の活性炭（平均粒径０．３７５ｍｍ）を第一の脱臭粉粒体として散布する。続いて、約５Ｋｇ／ｃｍ2の水蒸気処理を支持体側から約７秒間行い、上記ホットメルト不織布を可塑化溶融して、ホットメルト樹脂からなる連結部と樹脂凝集部とで構成されたウエブに、樹脂凝集部を介して活性炭を固着させる。続いて、固着していない活性炭を除去することにより、支持体と接着された１層目の積層単位を得た。さらに、この状態の積層単位の活性炭固着表面側に上記ホットメルト不織布を再度積層し、アルカリ臭気用粉粒体である１０mass％燐酸添着炭の散布、加熱並びに除去を経て２層目の積層単位を形成し、実施例１に係る濾材を得た。尚、本実施例で用いた添着炭は、上記活性炭１００重量部に対して、燐酸１０重量部及び水５０重量部を加えて均一に混合し、乾燥することによって得られたものを用いた。
【００１８】
実施例２
実施例２に係る積層型脱臭濾材として、第一の脱臭粉粒体には実施例１で用いた１０mass％燐酸添着炭を用いると共に、第二の脱臭粉粒体に１０mass％炭酸カリウム添着炭を用い、各々１積層単位に独立して固着し、２層構造としたものを実施例１と同様に作製した。
【００１９】
比較例１
実施例１に対応する比較例１として、相異なる脱臭粉粒体の組合せを活性炭と１０mass％燐酸添着炭とし、これらを均一に混合した後、実施例１と同様な工程を経て、これら脱臭粉粒体が混合された状態で固着された積層単位を２層積層して作製した。
【００２０】
比較例２
実施例２に対応する比較例２として、相異なる脱臭粉粒体の組合せを１０mass％燐酸添着炭と１０mass％炭酸カルシウム添着炭とし、比較例１と同様に、各積層単位が混合された脱臭粉粒体で構成された２層構造を有する脱臭濾材を作製した。
【００２１】
脱臭試験
上記４種類の脱臭濾材に関し、臭気物質としてアルカリ臭気物質であるアンモニアを用い、初期濃度２５ｐｐｍ、濾材通過流速１４ｃｍ／秒の条件で脱臭効率を測定した。この測定では、測定開始から１分後に試験条件が定常に達したと見なし、この時点で濾材下流側でのアンモニア濃度をガス検知管で求めた。結果の表示は、下流側での測定濃度（ｐｐｍ）を上流濃度（２５ｐｐｍ）で割り、この数値を１から引いた後に１００を乗じた除去率を脱臭効率とした。その結果を、積層単位の構成と共に、表１に示す。
【００２２】
【表１】
0003542468.tif 000002
【００２３】
上記４種類の脱臭濾材は、何れの積層単位もほぼ同重量の脱臭粉粒体を固着したものである。まず、実施例１と比較例１との比較から、１つの積層単位内に２種類の異なる脱臭粉粒体を担持することによる脱臭効率の低下（比較例１）が、本発明の適用により、１０％以上改善し得ることが理解できる。また、本発明の構成が極めて有効であることは、実施例２と比較例２との差から明らかである。即ち、１つの積層単位には１種類の脱臭濾材のみを固着担持した実施例２の構成によって、１つの積層単位に２種類の失活しやすい脱臭濾材を混合した比較例２の構成を採った場合の１．５倍以上、脱臭効率の向上が認められた。
【００２４】
また、これら比較例を含む４種類の脱臭濾材は、先に述べた本出願人が提案する技術により得られるものであるが、いずれも４Ｐａ程度の低圧損（面風速１０ｃｍ／秒で測定）であった。これらのことから、本発明を適用した実施例１及び実施例２では、相異なる２種類以上の脱臭粉粒体を用いる脱臭濾材に適用するに当たって、各々の脱臭濾材を独立した積層単位に固着、積層することにより、極めて有効であることが明らかとなった。さらに、本実施例では、平板状の濾材を例示して説明したが、本発明の積層型脱臭濾材をプリーツ加工することによって、優れた脱臭フィルターユニットを実現し得る。加えて、この実施例では、２つの積層単位を具えた場合を例示したが、３種類以上の脱臭粉粒体を具えるために３層以上の積層単位で構成した場合であっても、同様な効果が期待し得る。
【００２５】
【発明の効果】
上述した説明からも明らかなように、この発明に係る積層型脱臭濾材の構成を適用することにより、異なる機能を有する２種類以上の脱臭粉粒体を具え、しかも低圧損で高効率な優れた脱臭濾材を実現し、提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術を説明するため、脱臭濾材の模式的な断面により示す図。
【図２】本発明の一実施形態を説明するため、脱臭濾材の一例を模式的断面により示す図。
【符号の説明】
Ａ：臭気物質      １１：第一の脱臭粉粒体      １３：第二の脱臭粉粒体
１５：濾材          １７：ウエブ                １９：連結部
２１：樹脂凝集部    ２３，２５：積層単位。
【図１】
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【図２】
0003542468.tif 000004