(57)【要約】【課題】            種々の臭気成分を効果的に分解除去することが可能である新規な脱臭技術を実現すること。【解決手段】        この出願の第一発明に係る脱臭濾材は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる繊維の表面に、光触媒粒子が担持された布帛と、活性炭シートとが積層されてなることを特徴とするものである。また、本出願の第二発明に係る脱臭方法は、上述した第一発明の脱臭濾材に臭気成分を通過せしめて脱臭するに当たり、上述した脱臭濾材の活性炭シート面を臭気成分流入側に配置し、かつ上述しの触媒粒子が担持された布帛面を臭気成分流出側に配置すると共に、この臭気成分流出側に配置された布帛面に紫外線照射することを特徴とするものである。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる繊維の表面に、光触媒粒子が担持された布帛と、活性炭シートとが積層されてなることを特徴とする脱臭濾材。
【請求項２】
前記請求項１に記載された脱臭濾材に臭気成分を通過せしめて脱臭するに当たり、前記脱臭濾材の活性炭シートを臭気成分流入側に配置し、かつ前記光触媒粒子が担持された布帛を臭気成分流出側に配置すると共に、該臭気成分流出側に配置された布帛面に紫外線照射することを特徴とする脱臭方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばホルムアルデヒドなど、生活環境に存在する種々の臭気気体を分解除去する脱臭技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の衛生意識の向上により、臭気に対する関心が高く、様々な脱臭技術が提案されている。例えば、特開平１−１８９３２２号公報（特許文献１）では、吸着材を設置して臭気を除去する脱臭装置として、臭気成分を吸着する吸着材の表面に光触媒を付加した、または吸着材に光触媒を練り込んだ部材と、この光触媒を励起させる励起源とを設けたものが開示されている。この技術によれば、非特異的に臭気成分を吸着し得る活性炭等の吸着剤に吸着させた際、当該吸着剤に吸着された臭気の再放出を低減するため、当該吸着材に光触媒を付加せしめ、かつ、この光触媒を励起することによって、吸着剤を常にリフレッシュして脱臭性能を長期間に渡り、安定に保ち得るものである。
【０００３】
他方、本出願人は特開２００４−３０７０号公報（特許文献２）において、少なくとも表面が熱可塑性樹脂から主としてなる繊維の表面に固体粒子を担持した繊維又は繊維シートと、その製造技術とを提案している。この文献技術によれば、バインダー等により固体粒子を繊維に固定する従前技術に比べて、固体粒子の表面特性を有効に保持したまま、しかも均一に繊維表面に固着した上記繊維又は繊維シートを提供することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１８９３２２号公報（［特許請求の範囲］、［課題を解決するための手段］、［作用］）
【特許文献２】特開２００４−３０７０号公報（［特許請求の範囲］、［課題を解決するための手段］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記背景技術に述べた以外にも、光触媒や活性炭などの化学物質を用いた脱臭濾材によって、臭気成分の分解又は除去を図る脱臭技術については、種々のものが提案されている。特に、近年では、光触媒を用いた技術開発が盛んに行われており、係る技術をより効率的に利用する開発活動が活発化している。
【０００６】
そこで本出願に係る発明者は、既に提案している特許文献２に係る固体粒子の繊維表面への担持技術を用いた濾材を応用し、当該濾材と従来知られている活性炭シートとの組み合わせを検証した。その結果、これら濾材シートを特定の組み合わせとすることで、極めて効率的な脱臭を図り得るとの知見を得たものである。
【０００７】
従って、本出願に係る発明の目的は、種々の臭気成分を効果的に分解除去することが可能である新規な脱臭技術を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的の達成を図るため、本出願の第一発明に係る脱臭濾材の構成は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる繊維の表面に、光触媒粒子が担持された布帛と、活性炭シートとが積層されてなることを特徴としている。
【０００９】
また、本出願の第二発明に係る脱臭方法によれば、上述の第一発明に係る脱臭濾材に臭気成分を通過せしめて脱臭するに当たり、上述した脱臭濾材の活性炭シートを臭気成分流入側に配置し、かつ前述した光触媒粒子が担持された布帛を臭気成分流出側に配置すると共に、この臭気成分流出側に配置された布帛面に紫外線照射することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この出願に係る各発明、即ち、上述した脱臭濾材並びに脱臭方法により、種々の臭気成分を効果的に分解除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
始めに、本出願の第一発明に係る脱臭濾材につき説明する。既に述べたとおり、本発明の構成は、少なくとも表面が熱可塑性樹脂からなる繊維の表面に、光触媒粒子が担持された布帛と、活性炭シートとが積層されてなるものである。まず、本発明に好適な布帛の形態としては、織物、編物、不織布またはこれらを適宜組み合わせた複合布など、任意好適に選択することができる。特に、係る布帛として生産性に優れた不織布が広く利用されているが、本発明にも種々の不織布を用いることができる。具体的には、スパンボンド法、メルトブロー法若しくはフラッシュ紡糸法を応用したウェブ調製技術、或いは短繊維を利用したカード法や湿式抄造により調製したウェブ、さらに、これら種々のウェブにニードルパンチや高圧水流による繊維絡合を図ったものであっても良い。
【００１２】
また、これら布帛を構成する繊維は、少なくとも表面が１種または２種以上の熱可塑性樹脂からなるものであって、繊維表面が単一組成からなる単繊維や断面同心円状に複数成分を配置した芯鞘型繊維、または海島繊維、割繊可能な分割繊維、偏芯した芯鞘型繊維のように、複数の熱可塑性樹脂が表面に共存する複合繊維などとすることができる。この熱可塑性樹脂が備えるべき要件として、布帛を構成する繊維のうち、当該繊維表面に露出している少なくとも１つの樹脂成分の融点（若しくは軟化点）が、担持される光触媒粒子の融点又は分解温度以下であることが必要となる。後段で詳述するが、前述した特許文献２に開示される技術では、固体粒子（本出願の光触媒粒子に相当）が繊維表面を構成する熱可塑性樹脂の融点以上の温度となった状態で、当該繊維表面と接触することで、その接触部分に固着される。従って、本発明にあっても、布帛を構成する繊維表面の全てが、加熱された光触媒粒子の温度以下に融点を有する場合には、当該繊維表面の全てに光触媒粒子を固着担持させることが可能となる。また、光触媒粒子が有する融点または分解温度以上に融点を持つ繊維、即ち、当該粒子の固着に関与しない繊維を含む布帛であっても良い。光触媒粒子の固着に関与する繊維と、関与しない繊維との比率は、設計に応じて任意好適に選択することができるが、当該粒子の固着に関与する繊維の比率が５０重量％以上とするのが望ましい。
【００１３】
本発明で利用する光触媒粒子としては、アナターゼ型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタンといった酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化鉄、硫化カドミウム、ガリウムリンなどを用いることができる。特に、光触媒作用をもたらす光に対して安定であり、耐摩耗性に優れたアナターゼ型酸化チタン（融点１８４３℃）を光触媒粒子として用いるのが好ましい。
【００１４】
上述した光触媒粒子の融点または分解温度以下に融点を有する熱可塑性樹脂として、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミドなどが挙げられる。また、光触媒粒子の平均粒子径は、これが担持される繊維径以下とすることが望ましい。このような構成を採ることにより、当該粒子の脱落を回避することが可能となる。
【００１５】
上述した種々の要件を満たす布帛に対して、その構成繊維の表面に光触媒粒子を固着担持する工程として、前述特許文献２の開示技術と同様に、
（１）加熱した光触媒粒子を含有する気流を布帛に吹き付ける手段
（２）加熱した光触媒粒子を布帛に対して自然落下させる手段
（３）加熱した光触媒粒子と布帛とを装入した耐熱性容器を振盪する手段
（４）加熱した光触媒粒子中に布帛を浸漬する手段
（５）加熱した光触媒粒子の流動層中に布帛を晒す手段
などの何れかの手段を適用した後、当該粒子の固着に関与する熱可塑性樹脂の融点以下にまで冷却（又は放冷）する。この後、布帛の構成繊維の表面に固着されていない余剰の光触媒粒子を高圧エアー等によって除去するのが好ましい。
【００１６】
さらに、上述した第一発明に係る脱臭濾材は、上述した布帛と、活性炭シートとを積層構成するものである。係る脱臭濾材に備える活性炭シートとしては、従来知られている活性炭素繊維からなる通気性のシートなど、何れの構成のものでも良いが、本願出願人が特開平１１−２４３７２０号等に提案している形態のものであっても良い。これら布帛と活性炭シートとの積層に際しては、これらを重ねて枠を取り付けたのみであっても良く、種々の粘着剤やバインダ等で部分的に接合構成しても良い。加えて、この脱臭濾材としては、枠を取り付けて平板状とした形態、または所謂プリーツ加工した後に枠を取り付けることで、臭気成分との接触面積向上を図った形態としても良い。この際、後段に述べる本出願の第二発明に係る方法に適用するため、枠材に切欠きなどを形成することで、臭気成分の流入側に活性炭シートが配置され、かつ臭気成分の流出側に上記布帛を配置できるような形態を採ることもできる。
【００１７】
次いで、この出願の第二発明に係る脱臭方法に付いて説明する。本発明の方法によれば、上述した光触媒粒子が担持された布帛と、活性炭シートとの積層を図った構成の脱臭濾材の使用形態として、当該活性炭シートを臭気成分入側に配置し、他方、当該布帛を臭気成分流出側に配置した状態で、脱臭成分の分解除去を図るものであり、かつ、当該布帛表面に対して前述した紫外線照射を行う必要がある。ここに云う紫外線は、光触媒粒子の励起に必要な光線で有れば、可視光域波長に跨るものであっても良いが、一例として、光触媒粒子に前述のアナターゼ型酸化チタンを用いた場合、波長３１５〜４００ｎｍのＵＶ−Ａとする。さらに、本出願に係る技術は、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒドや、トルエン、キシレンなどの、所謂、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）等の種々の臭気成分に適用することができる。加えて、本出願に係る技術の適用に当たり、臭気成分の除去に実質的に関与しない除塵濾材を用いても良い。
【実施例】
【００１８】
以下、この発明の実施例について説明する。尚、以下の説明では、この発明の理解のため、材料、形状、配置関係、数値的条件及びその他、特定の条件を例示するが、本発明はこれら具体的条件にのみ限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で任意好適な設計の変更及び変形を行い得る。
【００１９】
（実施例）
初めに実施例に係る脱臭濾材の製造技術について説明する。この実施例では、ポリプロピレン（融点１６７℃）を芯部とし、ポリエチレン（融点１３５℃）を鞘部に配置した市販の短繊維（繊度１．７デシテックス、繊維長５ｍｍ）のみを湿式抄造でウェブ形成し、１３５℃に加熱して交絡点を熱接着した面密度２０ｇ／ｍ２の布帛を用意した。次いで、光触媒粒子『ＳＴ−０１』（石原産業株式会社製：粒度分布計測定による平均粒径３μｍ、カタログ表示の一次粒子径が７ｎｍである酸化チタンの商品名）を２５０℃に加熱し、この温度に維持した気流と共に上述の布帛に吹き付けた後に放冷した。続いて、布帛の構成繊維間に絡んで付着したのみであり、繊維表面に固着されていない光触媒粒子をエアーにより除去した。この様にして、光触媒粒子が熱可塑性樹脂からなる繊維の表面に３ｇ／ｍ２担持された面密度２３ｇ／ｍ２の布帛を得た（この際に利用した製造装置の構成は前述の特許文献２に示す図１参照）。
【００２０】
次に、既に述べた特開平１１−２４３７２０号に提案した活性炭シートの調製について説明する。まず、ポリエステルからなる支持体２０ｇ／ｍ２のスパンボンドに熱可塑性ポリアミド系樹脂からなる面密度２０ｇ／ｍ２のホットメルト不織布を積層しておく。次いで、積層したホットメルト不織布の表面に市販の活性炭（クラレケミカル（株）製；クラレコールＧＷ３２／６０、平均粒径３７５μｍ）を散布し、約５ｋｇ／ｃｍ２の水蒸気処理を支持体側から約７秒間行ない、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ェブに樹脂凝集部を介して活性炭を固着させた。続いて、固着した活性炭以外を除去することにより、活性炭が各々の粒径に応じて固着され、しかも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に上記ホットメルト不織布を積層し、活性炭散布、水蒸気処理、並びに固着されていない活性炭の除去を経て２層目の積層単位を形成し、活性炭の担持量が２６７ｇ／ｍ２の活性炭シートを得た。
【００２１】
上述した調製手順により、活性炭シートと前述の布帛とを接合することなく第一発明に係る実施例の脱臭濾材とした。また、このような実施例に係る脱臭濾材との比較を行うための脱臭評価試験を行う目的で種々の比較例を設定した。当該実施例に係る脱臭濾材は、第二発明に係る脱臭方法において、臭気成分の流入側に上記活性炭シート、及び臭気成分の流出側に上記布帛を配置するものであるが、このような濾材構成と配置関係との組み合わせとして、評価試験を行った各比較例について説明する。
【００２２】
（比較例１）
まず、臭気成分流入側に実施例として説明した光触媒粒子が担持された布帛を用い、臭気成分流出側に実施例として説明した活性炭シートを用い、比較例１に係る評価形態とした。
【００２３】
（比較例２）
実施例で説明した活性炭シートのみを単層で用い、比較例２に係る評価形態とした。
【００２４】
（比較例３）
実施例で説明した光触媒粒子が担持された布帛のみを単層で用い、比較例３に係る評価形態とした。
【００２５】
（比較例４）
次に、比較例４に係る脱臭濾材について説明する。この比較例４では、光触媒粒子をバインダーで被着形成したことを除いては、実施例と同一の構成とし、当該バインダーで光触媒を被着した布帛単層で脱臭濾材を構成した。つまり、実施例と同様に、ポリプロピレン（融点１６７℃）を芯部とし、ポリエチレン（融点１３５℃）を鞘部に配置した市販の短繊維（繊度１．７デシテックス、繊維長５ｍｍ）のみを湿式抄造でウェブ形成し、１３５℃に加熱して交絡点を熱接着した面密度２０ｇ／ｍ２の布帛を用意した。次いで、前述した光触媒粒子『ＳＴ−０１』を混合したバインダ−（品名；ボンコートＡＮ−２５８）に含浸させて、光触媒粒子が３ｇ／ｍ２担持された面密度３３ｇ／ｍ２の比較例４に係る脱臭濾材を調製した。
【００２６】
（比較例５）
次いで、バインダーによって光触媒粒子の被着を行った布帛で構成することを除いては実施例と同様な配置関係、即ち、活性炭シートを臭気成分流入側に配置し、バインダーで光触媒粒子を被着した布帛を臭気成分流出側に配置し得る脱臭濾材を調製し、比較例５とした。
【００２７】
（比較例６）
比較例６として、バインダーによって光触媒粒子の被着を行った布帛を臭気成分流入側とし、活性炭シートを臭気成分流出側に配置して比較例６の評価形態とした。
【００２８】
これら一連の脱臭濾材の評価形態、即ち、濾材の構成と配置関係につき、表１に列挙する。尚、表１においては、前述した特許文献３を利用して調製した光触媒粒子の担持形態に係る構成成分を単に布帛とし、各比較例に係るバインダーによる光触媒粒子の被着形態についてはバインダー被着布帛と表記している。
【００２９】
【表１】
2006015034.tif 000002
【００３０】
（評価方法）
次に、第二発明に係る方法を評価した手法とその結果について説明する。
【００３１】
まず、上述した表１に係る配置関係にて、各濾材構成に係る布帛並びに活性炭シートをφ３ｃｍの円盤状に裁断し、円筒状のガラス製測定ホルダーに充填した。このホルダーに対して、２５℃、相対湿度４０％、濃度１．２ｐｐｍのホルムアルデヒドガスを臭気成分とし、２ｍＬ／ｍｉｎの流量で供給し、当該ホルダーの上流側（ホルムアルデヒド雰囲気流入側）と下流側（ホルムアルデヒド雰囲気流出側）との、それぞれの濃度をガスクロマトグラフィー（（株）島津製作所製ＧＣ−１４Ａ）で測定し、時間毎の分解能を下記の数式によって求めた。尚、紫外線照射は前述したブラックライトを用い、布帛若しくはバインダー被着布帛側から当てて実施し、比較例２については臭気成分流出側から当てて評価を行った。この際、その評価結果は次式に基いて算出した。
ホルムアルデヒド脱臭性能（％）＝{１−（下流側のホルムアルデヒド濃度）／（上流側のホルムアルデヒド濃度）}×１００
この測定結果につき、表２に示す。
【００３２】
【表２】
2006015034.tif 000003
【００３３】
この表２からも理解できるように、本出願の第二発明に係る脱臭方法を適用した実施例では、何れの比較例に較べても有効にホルムアルデヒドを分解除去することができた。特に、実施例と比較例１との比較から、同一の光触媒粒子の担持技術により得られた布帛を用いた場合であっても、その配置関係に関して、臭気成分流入側に活性炭シートを配し、臭気成分流出側に上記布帛を配することにより、極めて有効なホルムアルデヒドの分解除去性能を示すことが確認された。さらに、比較例１と比較例２との比較から、比較例１に配設した上記布帛は実質的に機能しないことが確認された。また、比較例３と比較例４との比較から、光触媒粒子をバインダーで被着形成した場合には、光触媒粒子がブロックされてしまうことが確認された。以上のことから、バインダー被着布帛を利用した比較例４〜比較例６と、実施例との比較から、本出願の第二発明に係る脱臭方法は、従来知られている各比較例の配置関係に較べて、長時間に渡って、有効な脱臭機能を維持することが確認された。