(57)【要約】【課題】優れた耐錆性及び耐久性を有し、圧力損失を抑制し、かつ触媒を高温に加熱する必要がなく省電力化が図れるフィルタを提供する。【解決手段】ステンレス製ワイヤが編み組みされたフィルタ基材を有し、該フィルタ基材の表面に、パラジウム触媒及びプラチナ触媒のうちの少なくとも１種の金属触媒と、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｍｎ及びＦｅからなる群から選択される少なくとも１つを含有する助触媒と、が担持されてなる脱煙脱臭フィルタとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステンレス製ワイヤが編み組みされたメッシュ状のフィルタ基材を有し、該フィルタ基材の表面に、パラジウム触媒及びプラチナ触媒のうちの少なくとも１種の金属触媒と、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｍｎ及びＦｅからなる群から選択される少なくとも１つを含有する助触媒と、が担持されてなることを特徴とする脱煙脱臭フィルタ。
【請求項２】
前記ステンレス製ワイヤが、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６及びＳＵＳ４３０からなる群から選択される少なくとも１つのステンレス鋼材からなるワイヤであることを特徴とする請求項１に記載の脱煙脱臭フィルタ。
【請求項３】
前記助触媒が、Ｃｅ、Ｚｒ、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｅ−Ｚｒ、Ｃｕ−Ｍｎ及びＦｅ−Ｍｎからなる群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１又は２に記載の脱煙脱臭フィルタ。
【請求項４】
前記ステンレス製ワイヤのワイヤ径がφ０．１０〜０．２５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の脱煙脱臭フィルタ。
【請求項５】
前記フィルタ基材の密度が０．６〜１．９ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の脱煙脱臭フィルタ。
【請求項６】
前記フィルタ基材の表面積が１２〜７０ｃｍ２／ｃｃであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の脱煙脱臭フィルタ。
【請求項７】
ステンレス製ワイヤが編み組みされたメッシュ状のフィルタ基材を、シリカ、アルミナ、セリア及びジルコニアからなる群から選択される少なくとも１つの無機材料を含有するコーティング剤でコーティングする工程と、
前記コーティング剤でコーティングされた前記フィルタ基材の表面に、パラジウム触媒及びプラチナ触媒のうちの少なくとも１種の金属触媒と、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｍｎ及びＦｅからなる群から選択される少なくとも１つを含有する助触媒とを担持させる工程
を有することを特徴とする脱煙脱臭フィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱煙脱臭フィルタに関する。より詳しくは、本発明は、調理の際に発生する煙や調理臭を除去する脱煙脱臭フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、魚等の被加熱物を加熱するための加熱調理器において、調理室内に加熱手段を備え、加熱手段からの放射熱や空気・調理台を媒体とした伝熱を利用して被加熱物を調理する加熱調理器がある。加熱調理器はキッチンのカウンター内に組み込んで使用される場合もあり、例えば、加熱調理器となるグリル装置を備えたＩＨ（Induction Heating）クッキングヒータが知られている。
【０００３】
ＩＨクッキングヒータには、加熱調理器の調理室からの排気通路内に、加熱調理器側から触媒加熱用ヒータ、脱煙脱臭装置及び排気ファンが設けられている。脱煙脱臭装置は、被加熱物を加熱した際に発生する臭気、油煙等の成分を脱煙、脱臭することにより、空気の浄化を行う手段であり、触媒を担持させたフィルタを備えている。臭気、油煙等の成分を分解する触媒の作用により、該フィルタを通過する際に脱煙、脱臭が行われる。触媒加熱用ヒータは、触媒による触媒作用の活性化を促進し、フィルタを通過する際の脱煙、脱臭効率を高めるためにフィルタを加熱する。
【０００４】
このようなＩＨクッキングヒータを用いて被加熱物を調理する場合、次のようなステップを経て脱煙、脱臭が行われる。まず、調理の開始とともにグリル内に設置された調理用ヒータに通電が行われ、被加熱物が加熱される。これと同時に、脱煙脱臭装置内の触媒加熱用ヒータにも通電が行われ、フィルタに担持された触媒が加熱される。触媒が所定の温度まで加熱された後、排気ファンが駆動する。被加熱物の調理によって発生した臭いや煙は、排気ファンによって脱煙脱臭装置に導かれ、加熱された触媒によってこれらは分解され、清浄化された空気が排気口から外部に排気される。
【０００５】
前記触媒としては様々な種類が提案されているが、例えば、特許文献１には、Ｎｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ合金のいずれか１種を主成分とし、多孔率が８８〜９８％である発泡金属担体にコーティング剤を被覆し、さらに触媒活性成分を担持してなる金属担持触媒が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２５８２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に用いられるような金属担持触媒では、調理器に使用した場合は調理中に発生した塩分により、使用が継続されるにつれてＮｉに錆が生じてしまうという問題点がある。また、特許文献１の技術では、触媒活性の効果が示されたガスはトルエンであり、プロパナールやペンタナール、ヘキサナールやトリメチルアミン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等を含む調理中に発生する臭気や油煙に対しての効果は定かではない。
そして、発泡金属担体は強度や高温耐性等の耐久性に改善の余地があるとともに、その構造上、圧力損失が生じやすい。
【０００８】
また、従来の加熱調理器に設置された脱煙脱臭装置では、触媒による触媒作用の活性化を促進するためにフィルタを加熱するが、その温度は３００℃を超える高温に触媒を加熱する必要があり、消費電力等の観点から改善が求められていた。
【０００９】
したがって本発明の目的は、優れた耐錆性及び耐久性を有し、圧力損失を抑制し、かつ触媒を高温に加熱する必要がなく省電力化が図れる脱煙脱臭フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は鋭意検討を重ねた結果、ステンレス製ワイヤから作製したメッシュ状のフィルタ基材を用い、該フィルタ基材に特定の触媒及び助触媒を担持させることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち本発明は以下の（１）〜（７）に係るものである。
（１）ステンレス製ワイヤが編み組みされたメッシュ状のフィルタ基材を有し、該フィルタ基材の表面に、パラジウム触媒及びプラチナ触媒のうちの少なくとも１種の金属触媒と、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｍｎ及びＦｅからなる群から選択される少なくとも１つを含有する助触媒と、が担持されてなることを特徴とする脱煙脱臭フィルタ。
（２）前記ステンレス製ワイヤが、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６及びＳＵＳ４３０からなる群から選択される少なくとも１つのステンレス鋼材からなるワイヤであることを特徴とする前記（１）に記載の脱煙脱臭フィルタ。
（３）前記助触媒が、Ｃｅ、Ｚｒ、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｅ−Ｚｒ、Ｃｕ−Ｍｎ及びＦｅ−Ｍｎからなる群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の脱煙脱臭フィルタ。
（４）前記ステンレス製ワイヤのワイヤ径がφ０．１０〜０．２５ｍｍであることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の脱煙脱臭フィルタ。
（５）前記フィルタ基材の密度が０．６〜１．９ｇ／ｃｍ３であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の脱煙脱臭フィルタ。
（６）前記フィルタ基材の表面積が１２〜７０ｃｍ２／ｃｃであることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか１つに記載の脱煙脱臭フィルタ。
（７）ステンレス製ワイヤが編み組みされたメッシュ状のフィルタ基材を、シリカ、アルミナ、セリア及びジルコニアからなる群から選択される少なくとも１つの無機材料を含有するコーティング剤でコーティングする工程と、前記コーティング剤でコーティングされた前記フィルタ基材の表面に、パラジウム触媒及びプラチナ触媒のうちの少なくとも１種の金属触媒と、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｆｅからなる群から選択される少なくとも１つを含有する助触媒とを担持させる工程を有することを特徴とする脱煙脱臭フィルタの製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の脱煙脱臭フィルタは、フィルタ基材としてステンレス製ワイヤが編み組みされたメッシュ状のフィルタ基材を用いることにより、耐錆性に優れるとともに、従来の発泡金属担体に比べて高い強度を有するとともに、長期間使用しても耐錆性及び強度や高温耐性等の耐久性が維持される。また、通気性に優れるため圧力損失も抑制される。
また、本発明の脱煙脱臭フィルタは、フィルタ基材の表面にパラジウム触媒と特定の助触媒とが担持されているため、２５０℃という温度でも触媒作用が得られるため触媒の高温加熱を必要とせず、省電力化が図れる。
よって、本発明によれば、優れた耐錆性及び耐久性を有し、圧力損失を抑制し、かつ触媒を高温に加熱する必要がなく省電力化が図れる脱煙脱臭フィルタが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】各種悪臭ガスの除去率を算出するための測定装置の説明図である。
【図２】試験例１においてプロピオンアルデヒドを悪臭ガスとしたときの除去率のグラフである。
【図３】試験例１においてトリメチルアミンを悪臭ガスとしたときの除去率のグラフである。
【図４】試験例３においてプロピオンアルデヒドを悪臭ガスとしたときの除去率のグラフである。
【図５】試験例３においてアセトアルデヒドを悪臭ガスとしたときの除去率のグラフである。
【図６】試験例３においてトリメチルアミンを悪臭ガスとしたときの除去率のグラフである。
【図７】試験例５においてプロピオンアルデヒドを悪臭ガスとしたときの除去率のグラフである。
【図８】試験例５においてアセトアルデヒドを悪臭ガスとしたときの除去率のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態をさらに詳しく説明する。
本発明の脱煙脱臭フィルタは、ステンレス製ワイヤが編み組みされたメッシュ状のフィルタ基材を有し、該フィルタ基材の表面に、パラジウム触媒及びプラチナ触媒のうちの少なくとも１種の金属触媒と、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｍｎ及びＦｅからなる群から選択される少なくとも１つを含有する助触媒と、が担持されてなる。
【００１５】
フィルタ基材は上記のように、ステンレス製ワイヤが編み組みされたものを使用する。ステンレス製のワイヤを使用することで、調理器に用いた場合に調理中に発生した塩分によりフィルタが錆びるのを抑制することができる。
ステンレス製ワイヤとしては、例えば、オーステナイト系ステンレスやフェライト系ステンレス等のステンレス鋼材からなるワイヤが挙げられる。オーステナイト系ステンレスとしては、例えば、ＳＵＳ２０１、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等が挙げられ、フェライト系ステンレスとしては、例えば、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４４４等が挙げられる。本実施形態で用いるステンレス製ワイヤは、これらの中でも、耐錆性や強度や高温耐性等の耐久性に優れるという観点から、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６及びＳＵＳ４３０からなる群から選択される少なくとも１つのステンレス鋼材からなるワイヤであることが好ましい。
【００１６】
ステンレス製ワイヤのワイヤ径φは、フィルタ基材に強度や高温耐性等の耐久性を与えるという観点から、０．１０ｍｍ以上が好ましく、０．１５ｍｍ以上がより好ましく、また、０．２５ｍｍ以下が好ましく、０．２０ｍｍ以下がより好ましい。ワイヤ径φが０．１０ｍｍ以上であると、フィルタ寿命として一般的に想定される７年以上の使用に耐え得る強度と高温での耐久性を備えることができる。また、ワイヤ径φが０．２５ｍｍ以下であると、ワイヤの単位容量当たりの表面積が大きくなるため、触媒と助触媒を本発明の効果を発揮するのに十分な量を担持させることができる。
【００１７】
本発明において、ステンレス製ワイヤを編み組む方法としては、公知の方法を採用することができる。
例えば、特開２００１−８１６５３号公報に開示されている筒状編地の編機を用い、ステンレス製ワイヤによる編地が２枚重ねとなるように折り畳まれた扁平した筒状編地を編成し、得られた筒状編地を、特開２００１−７１０８１号公報に開示されているように、筒状編地幅が押圧軸と平行になるように圧縮型に充填し、得られた予備成形物を前記押圧軸方向に圧縮して成形することによってステンレス製ワイヤを編み組むことができる。
【００１８】
フィルタ基材の密度は、耐錆性及び強度や高温耐性等の向上、ならびに圧力損失の抑制の観点から、０．６ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、０．８ｇ／ｃｍ３以上がより好ましく、１．０ｇ／ｃｍ３以上が更に好ましく、また、１．９ｇ／ｃｍ３以下が好ましく、１．５ｇ／ｃｍ３以下がより好ましく、１．３ｇ／ｃｍ３以下が更に好ましい。フィルタ基材の密度が０．６ｇ／ｃｍ３以上であると、通気性に優れるため圧力損失が抑制されることとなるため好ましく、１．９ｇ／ｃｍ３以下であると、気体とフィルタの接触面積が増え高い脱臭、脱煙性能が得られるため好ましい。
【００１９】
また、フィルタ基材の表面積は、１２ｃｍ２／ｃｃ以上が好ましく、１５ｃｍ２／ｃｃ以上がより好ましく、２５ｃｍ２／ｃｃ以上が更に好ましく、また、７０ｃｍ２／ｃｃ以下が好ましく、６０ｃｍ２／ｃｃ以下がより好ましく、４０ｃｍ２／ｃｃ以下が更に好ましく、３５ｃｍ２／ｃｃ以下が特に好ましい。フィルタ基材の表面積が１２ｃｍ２／ｃｃ以上であると、触媒と助触媒の両方を本発明の効果を発揮するのに十分な量担持させることができるため好ましく、７０ｃｍ２／ｃｃ以下であると、臭気物質ならびに煙との高い接触効率を維持することができるため好ましい。
【００２０】
フィルタ基材の厚みは、取り付ける脱煙脱臭装置の大きさにより適宜調整すればよいが、例えば、ＩＨクッキングヒータに用いられる脱煙脱臭装置に使用する場合は、調理中に発生する臭気、油煙等の成分との接触効率の観点から、２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上がより好ましく、５ｍｍ以上が更に好ましく、また、１５ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましく、８ｍｍ以下が更に好ましい。フィルタ基材の厚みが２ｍｍ以上であると、調理時の煙や臭いとの高い接触効率を維持できるため好ましく、１５ｍｍ以下であると、低い圧力損失を維持することによりファンの消費電力を抑えることができるため好ましい。
【００２１】
本発明の脱煙脱臭フィルタは、フィルタ基材の表面に特定の触媒と助触媒が担持されてなる。
【００２２】
触媒としては、パラジウム（Ｐｄ）及びプラチナ（Ｐｔ）のうちの少なくとも１つを担持した金属触媒が挙げられる。中でも、調理中に発生する臭気や油煙等の成分の除去性能に優れるパラジウム触媒が好ましい。
【００２３】
パラジウム触媒としては、いわゆる無機担体に担持されたパラジウム触媒の何れでもよく、具体的には、パラジウム／アルミナ、パラジウム黒、パラジウム／カーボン、パラジウム／炭酸カルシウム、パラジウム／炭酸ストロンチウム、パラジウム／硫酸バリウム等が挙げられる。プラチナ触媒も同様に、無機担体に担持されたプラチナ触媒の何れでもよく、具体的には、プラチナ黒、プラチナ／カーボン等が挙げられる。その中でも、パラジウム／アルミナが好ましい。
【００２４】
金属触媒の平均粒径としては２０．０μｍ以上が好ましく、２５．０μｍ以上がより好ましく、３０．０μｍ以上が更に好ましく、また、５０．０μｍ以下が好ましく、４５．０μｍ以下がより好ましく、４０．０μｍ以下が更に好ましい。平均粒子径が２０．０μｍ以上であると、高い脱臭、脱煙効率が発揮でき、なおかつスラリー中で凝集しにくいため好ましく、５０．０μｍ以下であると、フィルタ表面上に高分散に担持されるため好ましい。
【００２５】
フィルタ基材における金属触媒の担持量としては、４．０ｇ／Ｌ以上が好ましく、６．０ｇ／Ｌ以上がより好ましく、１０．０ｇ／Ｌ以上が更に好ましく、また、３０．０ｇ／Ｌ以下が好ましく、２０．０ｇ／Ｌ以下がより好ましく、１５．０ｇ／Ｌ以下が更に好ましい。金属触媒の担持量が４．０ｇ／Ｌ以上であると、約８０％を超える優れた脱煙・脱臭効果を発揮することができる。また、金属触媒の担持量が３０．０ｇ／Ｌ以下であると、必要以上の金属触媒を表面に保持することなく、最大限の性能を発揮することができる。
【００２６】
助触媒は、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｍｎ及びＦｅからなる群から選択される少なくとも１つを含有する。具体的に、Ｃｅ、Ｚｒ、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｅ−Ｚｒ、Ｃｕ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｍｎ等が挙げられ、好ましい例も同様である。Ｃｅ、Ｚｒ、ＣｅＯ２、ＺｒＯ２、Ｃｅ−Ｚｒ、Ｃｕ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｍｎは、２５０〜３００℃付近における脱煙脱臭作用を有し、調理中の加熱により触媒作用を発揮することができるため好ましい。
【００２７】
助触媒の平均粒径としては、使用する助触媒の活性により、適した粒径のものを使用すればよいため特に制限はないが、例えば、５．０ｎｍ以上が好ましく、８．０ｎｍ以上が更に好ましく、また、１０．０μｍ以下が好ましく、５．０μｍ以下が更に好ましい。助触媒の平均粒径が５．０ｎｍ以上であると、溶媒中で高分散し触媒との相互作用が強くなるため好ましく、１０．０μｍ以下であると、フィルタの表面を被覆する面積が大きくなるため好ましい。
具体的に、ＣｅＯ２の平均粒径としては、５．０ｎｍ以上が好ましく、８．０ｎｍ以上がより好ましく、また、１５．０ｎｍ以下が好ましく、１２．０ｎｍ以下がより好ましい。ＺｒＯ２の平均粒径としては、１５．０ｎｍ以上が好ましく、４０．０ｎｍ以上がより好ましく、また、９０．０ｎｍ以下が好ましく、６０．０ｎｍ以下がより好ましい。
Ｃｅ−Ｚｒの平均粒径としては、３０．０ｎｍ以上が好ましく、４０．０ｎｍ以上がより好ましく、７０．０ｎｍ以下が好ましく、６０．０ｎｍ以下が好ましい。また、Ｃｅ／Ｚｒのモル比としては、１／４〜１／２が好ましい。
Ｃｕ−Ｍｎの平均粒径としては、０．５μｍ以上が好ましく、１．０μｍ以上がより好ましく、また、１０．０μｍ以下が好ましく、５．０μｍ以下がより好ましい。また、Ｃｕ／Ｍｎの質量比としては、１／３〜１／２が好ましい。
【００２８】
フィルタ基材における助触媒の担持量としては、５．０ｇ／Ｌ以上が好ましく、８．０ｇ／Ｌ以上がより好ましく、１０．０ｇ／Ｌ以上が更に好ましく、１６．０ｇ／Ｌ以上が特に好ましく、また、２８．０ｇ／Ｌ以下が好ましく、２０．０ｇ／Ｌ以下がより好ましい。助触媒の担持量が５．０ｇ／Ｌ以上であると、金属触媒との相乗効果が期待できるため好ましく、また、助触媒の担持量が２８．０ｇ／Ｌ以下であると、必要以上の助触媒を使用することなく、最大限の性能を発揮できる。
【００２９】
フィルタ基材における金属触媒及び助触媒の総担持量としては、９．０ｇ／Ｌ以上が好ましく、１４．０ｇ／Ｌ以上がより好ましく、２０．０ｇ／Ｌ以上が更に好ましく、また、５８．０ｇ／Ｌ以下が好ましく、４０．０ｇ／Ｌ以下がより好ましく、３５．０ｇ／Ｌ以下が更に好ましい。金属触媒及び助触媒の総担持量が９．０ｇ／Ｌ以上であると、２５０〜３５０℃の温度条件下で繰り返し使用しても高い脱煙、脱臭性能を維持することができ、また、金属触媒と助触媒の総担持量が５８．０ｇ／Ｌ以下であると、必要以上の金属触媒と助触媒を使用することなく、最大限の脱煙、脱臭性能を発揮することができる。
【００３０】
本発明において、フィルタ基材全体により剛性を与えるため、また、金属触媒と助触媒のフィルタ基材との接着性を強化するという観点から、フィルタ基材の表面がコーティング剤によりコーティングされていることが好ましい。
【００３１】
コーティング剤としては、シリカ、アルミナ、セリア及びジルコニアからなる群から選択される少なくとも１つの無機材料を含有するものを使用することができる。具体的に、コーティング剤は、シリカゾル、アルミナゾル、セリアゾル及びジルコニアゾルからなる群から選択される少なくとも１つの無機コロイドを主成分として含有することが好ましい。無機コロイドを主成分として含有するコーティング剤によりフィルタ基材の表面がコーティングされることで、無機材料がフィルタ基材の表面に付着し、強固な結合を持つ膜となり表面を覆うため、フィルタ基材に剛性を与え、フィルタの強度をより高めることができる。また、無機コロイドは多孔質の膜を形成するため、金属触媒及び助触媒との結合力が高く、より強固に触媒と助触媒をフィルタ基材に付着させることができる。
なお、主成分とは、組成物中、５０質量％以上含有されるものを意味する。
【００３２】
コーティング剤中の無機材料の含有量は１５質量％以上が好ましく、３０質量％以上がより好ましい。コーティング剤中に無機材料が１５質量％以上含有されることで上記効果を得ることができる。
【００３３】
なお、本実施形態において、コーティング剤は、接着性及び臭気物質、煙との反応性の観点から、シリカゾル及びアルミナゾルのうちの少なくとも１つを主成分として含有することが好ましい。
【００３４】
コーティング剤は、水等の溶媒に前記無機コロイドを分散させることにより調製することができ、コーティング剤には、その他に、無機バインダ、分散剤等を含有することができる。
なお、コーティング剤としては市販のものを使用することができ、例えば、日産化学工業株式会社製「スノーテックス」（商品名）等を挙げることができる。
【００３５】
本発明の脱煙脱臭フィルタの製造方法は、ステンレス製ワイヤが編み組みされたメッシュ状のフィルタ基材を準備し、これにコーティング剤でコーティングするコーティング工程と、コーティング剤でコーティングされたフィルタ基材の表面に、パラジウム触媒及びプラチナ触媒のうちの少なくとも１つの金属触媒と、Ｃｅ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｍｎ及びＦｅからなる群から選択される少なくとも１つを含有する助触媒とを担持させる工程、を含む。
【００３６】
コーティング工程において、コーティング剤でのフィルタ基材のコーティング方法としては、フィルタ基材をコーティング剤に浸漬させる方法、フィルタ基材にコーティング剤を噴霧する方法、膜状にしたコーティング剤に潜らせる方法等が挙げられる。
コーティング剤をフィルタ基材に付着させ、コーティング剤の硬化時間が経過すると、フィルタ基材の表面には無機コロイドの被膜が形成される。なお、コーティング剤は、無機材料がフィルタ基材に０．５ｍｇ／ｃｍ２以上付着するように処理することが好ましく、１．０ｍｇ／ｃｍ２以上がより好ましく、また、１．８ｍｇ／ｃｍ２以下が好ましく、１．４ｍｇ／ｃｍ２以下がより好ましい。
【００３７】
コーティング剤でコーティングされた、すなわち無機コロイドの被膜が形成されたフィルタ基材には、その表面に金属触媒と助触媒を担持させる。
金属触媒と助触媒を担持させる方法としては、バインダとして例えばシリカゾルを用い、金属触媒及び助触媒を混合し、スラリーを形成し、このスラリーにフィルタ基材を含浸させ、その後焼結する方法が挙げられる。
焼結温度としては、例えば、１５０℃以上が好ましく、２００℃以上がより好ましく、また、４００℃以下が好ましく、３５０℃以下がより好ましい。焼結時間としては、例えば、１時間以上が好ましく、２時間以上がより好ましく、８時間以下が好ましく、５時間以下がより好ましい。
【００３８】
本発明の脱煙脱臭フィルタは、プロパナールやペンタナール、ヘキサナールやトリメチルアミン、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド等を含む調理中に発生する臭気や油煙に対して優れた分解性能を有するので、加熱調理器、例えばＩＨクッキングヒータの脱臭及び／又は脱煙用として好適である。これとは別に、本発明の脱煙脱臭フィルタは、フィッシュロースター用、オーブンレンジ用としても用いることができる。
【００３９】
本発明の脱煙脱臭フィルタは、従来技術よりも低い加熱温度、例えば２５０℃〜３００℃の範囲で脱臭及び／又は脱煙効果を発揮することができる。また長期間にわたり繰り返し使用しても、優れた耐錆性及び耐久性を維持でき、圧力損失の上昇も抑制できる。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
【００４１】
（参考例１）
＜フィルタ基材の作製＞
ＳＵＳ３１６製のワイヤを用いてフィルタ基材を作製した。
ワイヤ径φ０．２ｍｍのワイヤを、特開２００１−８１６５３号公報に開示されている筒状編地の編機を用い、ワイヤによる編地が２枚重ねとなるように折り畳まれた扁平した筒状編地を編成した。得られた筒状編地を、特開２００１−７１０８１号公報に開示されているように、筒状編地幅が押圧軸と平行になるように圧縮型に充填し、得られた予備成形物を前記押圧軸方向に圧縮して成形することにより、縦８８ｃｍ、横５８ｃｍ、厚み６ｍｍのフィルタ基材を作製した。
フィルタ基材の密度は１．３ｇ／ｃｍ３、表面積は３２．５９ｃｍ２／ｃｃであった。
【００４２】
＜コーティング剤によるフィルタ基材の表面のコーティング＞
分散媒として水を１５０ｇ用い、シリカゾル１００ｇを加えてスラリーを調製し、このスラリーにフィルタ基材を含浸させた。フィルタ基材がスラリーに浸漬したのを確認した後、１００℃で１時間乾燥してから２００℃で焼成し、フィルタ基材にシリカをコーティングした。
【００４３】
＜金属触媒の担持＞
前記のシリカでコーティングされたフィルタ基材を用いて、次のようにして金属触媒を担持させた。
バインダとしてシリカゾルを用い、シリカゾル３６０ｇにパラジウム触媒３００ｇを混合し、スラリーを調製した。このスラリーにフィルタ基材を含浸させ、フィルタ基材がスラリーに浸漬したのを確認した後、２００℃で３時間焼結して脱煙脱臭フィルタを得た。
【００４４】
（参考比較例１）
参考比較例１として、ニッケル（Ｎｉ）を含有する発泡金属担体を使用し、パラジウム触媒を担持させた金属発泡体を作製した。
＜コーティング剤によるフィルタ基材の表面のコーティング＞
分散媒として水を１５０ｇ用い、シリカゾル１００ｇを加えてスラリーを調製し、このスラリーにフィルタ基材を含浸させた。フィルタ基材がスラリーに浸漬したのを確認した後、１００℃で１時間乾燥してから２００℃で焼成し、フィルタ基材にシリカをコーティングした。
前記のシリカでコーティングされたフィルタ基材を用いて、次のようにして金属触媒を担持させた。
バインダとしてシリカゾルを用い、シリカゾル３６０ｇにパラジウム触媒３００ｇを混合し、スラリーを調製した。このスラリーにフィルタ基材を含浸させ、フィルタ基材がスラリーに浸漬したのを確認した後、２００℃で３時間焼結して脱煙脱臭フィルタを得た。
得られた金属発泡体は、縦８８ｃｍ、横５８ｃｍ、厚み６ｍｍ、セル数３０セル／インチであった。
【００４５】
〔試験例１：１パス脱臭性能の測定〕
参考例１及び参考比較例１で作製したフィルタについて、脱臭性能の評価を行った。
図１は、悪臭ガスの除去率を算出するための測定装置の説明図である。この測定装置においては、密閉可能な円筒形状の治具１０の内部に、フィルタ１２が設置される。悪臭ガスは、治具１０のガス入口部１３から導入され、フィルタ１２を通過した後、ガス出口部１４から排出されるようになっている。なお、フィルタ１２は必要に応じてヒータによって所定の温度に加熱される。
悪臭ガスとしてプロピオンアルデヒド又はトリメチルアミンを用い、ガス濃度（Ｃｉ）：４０ｐｐｍ、流量：０．７Ｌ／分、加熱温度：３００℃、湿度：６０％、フィルタ前処理温度：３００℃、ＳＶ：６０，０００ｈ−１、測定時間：３０分の条件で脱臭性能を評価した。脱臭性能は下記式の除去率（％）として表した。
除去率（％）＝（Ｃｉ−Ｃｒ）／Ｃｉ×１００
式中、Ｃｉは治具１０のガス入口部１３における悪臭ガス濃度（ｐｐｍ）であり、Ｃｒは治具１０のガス出口部１４における悪臭ガス濃度（ｐｐｍ）である。
結果を図２及び図３に示す。
【００４６】
〔試験例２：圧力損失の測定〕
参考例１及び参考比較例１で作製したフィルタについて、圧力損失を測定した。
圧力損失の評価は、具体的には５８ｍｍ×５８ｍｍサイズにフィルタを切り出して圧力損失測定装置にセットし、フィルタに所定の風速を通風し、フィルタ前後の圧力を差圧計にて測定することにより行った。その結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2018192067.tif 000002
【００４８】
表１の結果より、参考例１のメッシュ状のワイヤをフィルタ基材とした脱煙脱臭フィルタと参考比較例１の金属発泡体からなる脱煙脱臭フィルタを比較すると、参考例１のフィルタの圧力損失は、参考比較例１に比べて顕著に抑制されていることがわかった。
また、図２、３の結果より、参考例１のフィルタは、参考比較例１に比べて各種悪臭ガスの除去率が高いことがわかった。
【００４９】
（実施例１）
＜フィルタ基材の作製＞
ＳＵＳ３１６製のワイヤを用いてフィルタ基材を作製した。
ワイヤ径φ０．２ｍｍのワイヤを、特開２００１−８１６５３号公報に開示されている筒状編地の編機を用い、ワイヤによる編地が２枚重ねとなるように折り畳まれた扁平した筒状編地を編成した。得られた筒状編地を、特開２００１−７１０８１号公報に開示されているように、筒状編地幅が押圧軸と平行になるように圧縮型に充填し、得られた予備成形物を前記押圧軸方向に圧縮して成形することにより、縦１０７ｃｍ、横６４ｃｍ、厚み３ｍｍのフィルタ基材を作製した。
フィルタ基材の密度は１．３ｇ／ｃｍ３、表面積は３２．５９ｃｍ２／ｃｃであった。
【００５０】
＜コーティング剤によるフィルタ基材の表面のコーティング＞
分散媒として分散媒として水を１５０ｇ用い、シリカゾル１００ｇを加えてスラリーを調製し、このスラリーにフィルタ基材を含浸させた。フィルタ基材がスラリーに浸漬したのを確認した後、１００℃で１時間乾燥してから２００℃で焼成し、フィルタ基材にシリカをコーティングした。
【００５１】
＜金属触媒、助触媒の担持＞
前記のシリカでコーティングされたフィルタ基材を用いて、次のようにして金属触媒、助触媒を担持させた。
バインダとしてシリカゾルを用い、シリカゾル３００ｇにパラジウム触媒１７０ｇ、ＣｅＯ２（平均粒径７ｎｍ）３００ｇ、Ｃｕ−Ｍｎ（平均粒径１０μｍ）１２０ｇを混合し、スラリーを調製した。このスラリーにフィルタ基材を含浸させ、フィルタ基材がスラリーに浸漬したのを確認した後、２００℃で３時間焼結して脱煙脱臭フィルタを得た。
【００５２】
（比較例１）
比較例１として、ニッケル（Ｎｉ）を含有する発泡金属担体を使用し、パラジウム触媒を担持させた金属発泡体を作製した。
＜コーティング剤によるフィルタ基材の表面のコーティング＞
分散媒として水を１５０ｇ用い、シリカゾル１００ｇを加えてスラリーを調製し、このスラリーにフィルタ基材を含浸させた。フィルタ基材がスラリーに浸漬したのを確認した後、１００℃で１時間乾燥してから２００℃で焼成し、フィルタ基材にシリカをコーティングした。
前記のシリカでコーティングされたフィルタ基材を用いて、次のようにして触媒、助触媒を担持させた。
バインダとしてシリカゾルを用い、シリカゾル３６０ｇにパラジウム触媒３００ｇを混合し、スラリーを調製した。このスラリーにフィルタ基材を含浸させ、フィルタ基材がスラリーに浸漬したのを確認した後、２００℃で３時間焼結して脱煙脱臭フィルタを得た。
得られた金属発泡体は、縦１０６ｃｍ、横６４ｃｍ、厚み３ｍｍ、セル数３０セル／インチ（触媒：パラジウム触媒）であった。
【００５３】
〔試験例３：１パス脱臭性能の測定〕
実施例１と比較例１のフィルタについて、図１に示した測定装置を用い、上記試験例１に準じた１パス脱臭性能の測定を行い、悪臭除去率を測定した。
なお、悪臭ガスとしてプロピオンアルデヒド、アセトアルデヒド又はトリメチルアミンを用い、ガス濃度（Ｃｉ）：１０ｐｐｍ、流量：１．３５Ｌ／分、加熱温度：２５０℃又は３００℃、湿度：６０％、フィルタ前処理温度：２５０℃又は３００℃、ＳＶ：２４０，０００ｈ−１、測定時間：３０分の条件で測定を行った。得られた結果より除去率（％）を求めた。
結果を図４〜６に示す。
【００５４】
図４〜６の結果から、３００℃での加熱条件において、実施例１のメッシュ状のワイヤをフィルタ基材とした脱煙脱臭フィルタは、比較例１に比べて各種悪臭ガスの除去率が高く、また、実施例１のフィルタを２５０℃で加熱した場合であっても、３００℃で加熱した比較例１のフィルタに比べて良好な除去率を示すことがわかった。
【００５５】
〔試験例４：脱煙試験〕
実施例１と比較例１のフィルタについて、脱煙試験を行った。
市販のＩＨクッキングヒータの脱臭装置に実施例１又は比較例１のフィルタを組み込んだ。
グリルにてさんま４匹を加熱調理し、調理開始後、１１、１２、１４、１５分後に排気口から排出された煙を、サンプリングバッグに捕集した。捕集した煙のＴＨＣ濃度（トータルハイドロカーボン量）を、ガスクロマトグラフによって測定した。実施例１については試験を２回行った。
対照として、フィルタを取り付けない脱煙装置でも同様に測定を行い、調理開始後、１０、１１、１２、１３分後のＴＨＣ濃度を測定した。
実施例１、比較例１のそれぞれについて、一番ＴＨＣ濃度が高かった値、即ち１５分後の測定値について、対照における一番ＴＨＣ濃度が高かった値、即ち１２分後の測定値に対する脱煙率を求めた。
結果を表２に示す。
【００５６】
【表２】
2018192067.tif 000003
【００５７】
表２の結果から、実施例１の脱煙脱臭フィルタは、比較例１のフィルタと同等レベルの脱煙効果を有することがわかった。
【００５８】
（実施例２〜６）
＜フィルタ基材の作製＞
ＳＵＳ３１６製のワイヤを用いてフィルタ基材を作製した。
ワイヤ径φ０．２ｍｍのワイヤを、特開２００１−８１６５３号公報に開示されている筒状編地の編機を用い、ワイヤによる編地が２枚重ねとなるように折り畳まれた扁平した筒状編地を編成した。得られた筒状編地を、特開２００１−７１０８１号公報に開示されているように、筒状編地幅が押圧軸と平行になるように圧縮型に充填し、得られた予備成形物を前記押圧軸方向に圧縮して成形することにより、直径１２ｍｍ、厚み６ｍｍのフィルタ基材を作製した。
フィルタ基材の密度は１．３ｇ／ｃｍ３、表面積は３２．５９ｃｍ２／ｃｃであった。
【００５９】
＜コーティング剤によるフィルタ基材の表面のコーティング＞
分散媒として分散媒として水を１５０ｇ用い、シリカゾル１００ｇを加えてスラリーを調製し、このスラリーにフィルタ基材を含浸させた。フィルタ基材がスラリーに浸漬したのを確認した後、１００℃で１時間乾燥してから２００℃で焼成し、フィルタ基材にシリカをコーティングした。
【００６０】
＜金属触媒、助触媒の担持＞
前記のシリカでコーティングされたフィルタ基材を用いて、次のようにして金属触媒、助触媒を担持させた。
バインダとしてシリカゾルを用い、シリカゾル３００ｇに、表３に示す構成のパラジウム触媒１７０ｇと助触媒４２０ｇを混合し、スラリーを調製した。このスラリーにフィルタ基材を含浸させ、フィルタ基材がスラリーに浸漬したのを確認した後、２００℃で３時間焼結して脱煙脱臭フィルタを得た。
【００６１】
（比較例２）
助触媒を用いなかった以外は、実施例２と同様にして脱煙脱臭フィルタを作製した。
【００６２】
【表３】
2018192067.tif 000004
【００６３】
〔試験例５：１パス脱臭性能の測定〕
実施例２〜６と比較例２のフィルタについて、図１に示した測定装置を用い、上記試験例１に準じた１パス脱臭性能の測定を行い、悪臭除去率を測定した。
なお、悪臭ガスとしてプロピオンアルデヒド又はアセトアルデヒドを用い、ガス濃度（Ｃｉ）：１０ｐｐｍ、流量：４．９Ｌ／分、加熱温度：３００℃、湿度：６０％、フィルタ前処理温度：１００℃２時間以上、ＳＶ：６０，０００ｈ−１、測定時間：６０分の条件で測定を行った。得られた結果より除去率（％）を求めた。
結果を図７及び図８に示す。
【００６４】
図７〜８の結果から、実施例２〜６の脱煙脱臭フィルタは、パラジウム触媒のみが担持されている比較例１のフィルタに比べて、悪臭ガスの除去率が優位に高くなることがわかった
【符号の説明】
【００６５】
１０  治具
１２  フィルタ
１３  ガス入口部
１４  ガス出口部
【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】
2018192067.tif 000010
【図７】
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【図８】
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