(57)【要約】【課題】湿度が高く、酸性またはアルカリ性に曝される可能性ある水周り空間において使用可能な、耐久性ある脱臭触媒ユニットの提供。【解決手段】金属基材と、中間層と、脱臭触媒ユニット層とを少なくとも有してなり、空気が金属基材の連通口を通り、触媒層と接触して空気中に含まれる臭気物質が分解および／または吸着されて脱臭がされる脱臭触媒ユニットであって、中間層の厚みが、前記連通口の双方の開口の端部において１．５μｍより厚く形成されてなり、水周り空間において用いられることを特徴とする脱臭触媒ユニットである。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連通口を有する金属基材と、
該金属基材の表面上に設けられた中間層と、
該中間層の上に設けられ、臭気物質を分解および／または吸着する物質を含む触媒層とを少なくとも有してなり、
空気が前記連通口を通り、前記触媒層と接触して該空気中に含まれる臭気物質が分解および／または吸着されて脱臭がされる脱臭触媒ユニットであって、
前記中間層の厚みが、前記連通口の双方の開口の端部において１．５μｍよりも厚く形成されてなり、水周り空間において用いられることを特徴とする、脱臭触媒ユニット。
【請求項２】
トイレ、浴室、洗面所、脱衣場、またはランドリースペースにおいて用いられる、請求項１に記載の脱臭触媒ユニット。
【請求項３】
便座と組み合わされて、または便座に組み込まれて、使用時に便器内部の空気を前記連通口に導入することにより脱臭が行われる、請求項１に記載の脱臭触媒ユニット。
【請求項４】
前記中間層が、アクリル系を主成分とする樹脂を含んでなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の脱臭触媒ユニット。
【請求項５】
前記中間層が、シリカ粒子を含んでなる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の脱臭触媒ユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の脱臭触媒ユニットの製造方法であって、
前記中間層を形成する材料を含む液剤を用意する工程と、
前記金属基材表面に前記液剤を、一方の端部から他方の端部に流下させる第一の工程と、
前記液剤を前記他方の端部から前記一方の端部に流下させる第二の工程と、を
含むことを特徴とする、脱臭触媒ユニットの製造方法。
【請求項７】
前記第二の工程が、前記金属基材を上下反転させることにより行われる、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記第一の工程がエアブローにより行われ、かつ
前記第二の工程が、前記金属基材に対するエアブローの向きを前記第一の工程の向きと変えることにより行われる、請求項６に記載の製造方法。
【請求項９】
前記触媒層を形成する材料を含む液剤を用意し、
形成された中間層上に、前記液剤をコーティングして触媒層を形成する工程を含んでなる、請求項６〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トイレ等の水周り空間で使用され、悪臭の原因となる臭気物質を分解または吸着除去する脱臭触媒ユニットおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中に含まれる臭気物質を分解または吸着除去する脱臭触媒ユニットとして、ハニカム構造のような多孔を有する金属基材の孔表面に、臭気物質を分解または吸着除去する触媒層を設けたものが知られている。さらに、基材を保護するため、あるいは基材と触媒層との密着性を高めるため基材と触媒層の間に層を設けることも知られている。例えば、特開２００２−２８２７０８号公報（特許文献１）には、金属ハニカム担体に、親水性樹脂および無機バインダー固化物を含む表面処理層と、触媒、無機バインダー固化物、および有機バインダー固化物を含む触媒担持層とを形成した触媒ユニットが開示されている。
【０００３】
また、特開２００８−２２８８８４号公報（特許文献２）には、金属担体表面に、少なくとも無機粉体（活性炭、二酸化マンガン）及び有機バインダーからなる層を形成した脱臭フィルタが開示されており、金属担体表面を、耐腐食性を付加する等の目的で、エポキシ、アクリル等の樹脂でコートしてよいとの記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８２７０８号公報
【特許文献２】特開２００８−２２８８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らが、金属を基材とする脱臭触媒ユニットを、水周り空間、とりわけ便座と組み合わせてまたは便座に組み込んで用いたところ、この空間特有の高湿度と、洗浄剤等に由来する酸性またはアルカリ性の雰囲気によって金属基材が腐食を受け、基材上の触媒層が脱落し、触媒層の粉落ちが観察された。粉落ちが発生すると、水まわり空間に飛散し壁や床を汚してしまうおそれがある。そのため、触媒層の脱落を抑制する必要がある。そこで本発明者らは、この腐食による触媒層の脱落が金属基材上に設けられた中間層の端部の厚みに起因することを見出し、中間層の端部の厚みを所定厚み確保すれば耐腐食性、そして耐久性に優れた、触媒層の脱落が極めて少ない脱臭触媒ユニットが得られるとの知見を得た。
【０００６】
従って、本発明は、湿度が高く、酸性またはアルカリ性に曝される可能性ある水周り空間において使用可能な、耐久性ある触媒層の脱落が少ない脱臭触媒ユニットの提供をその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、本発明による脱臭触媒ユニットは、
連通口を有する金属基材と、
該金属基材の表面上に設けられた中間層と、
該中間層の上に設けられ、臭気物質を分解および／または吸着する物質を含む触媒層と、を少なくとも有してなり、
空気が前記連通口を通り、前記触媒層と接触して該空気中に含まれる臭気物質が分解および／または吸着されて脱臭がされる脱臭触媒ユニットであって、
前記中間層の厚みが、前記連通口の双方の開口の端部において１．５μｍよりも厚く形成されてなり、水周り空間において用いられることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による脱臭触媒ユニットによれば、湿度が高く、酸性またはアルカリ性に曝される可能性ある水周り空間において使用可能な、耐久性ある触媒層の脱落が少ない脱臭触媒ユニットの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による脱臭触媒ユニットが、便座と組み合わせてまたは便座に組み込んで用いられた洋式便器の斜視図である。
【図２】本発明による脱臭触媒ユニットの概略図であり、この脱臭触媒ユニットは、図中のＡ−Ｂ方向に連通する六角形の連通口を有するハニカム構造をとる。
【図３】本発明による脱臭触媒ユニットのコルゲート構造をとる端部拡大図である。
【図４】本発明による脱臭触媒ユニットの断面図である。
【図５】本発明による脱臭触媒ユニットの走査型電子顕微鏡写真である。
【図６】比較例１における脱臭触媒ユニットの光学顕微鏡写真である。
【図７】比較例２における脱臭触媒ユニットの光学顕微鏡写真である。
【図８】本発明による実施例１の脱臭触媒ユニットの光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
脱臭触媒ユニット
本発明による脱臭触媒ユニットは、連通口を有する金属基材と、この金属基材の表面上に設けられた中間層と、この中間層の上に設けられ、臭気物質を分解および／または吸着する物質を含む触媒層とを少なくとも有してなり、空気が連通口を通り、触媒層と接触して空気中に含まれる臭気物質が分解および／または吸着されて脱臭がされるものである。そしてさらに、中間層の厚みが、連通口の双方の開口の端部において１．５μｍよりも厚く形成されてなり、水周り空間において用いられることを特徴とする。
【００１１】
本発明による脱臭触媒ユニットは、水周り空間において用いられる。本発明において、水周り空間とは、トイレ、浴室、洗面所、脱衣場、またはランドリースペースのような比較的湿度の高い空間を意味する。さらに、このような水周り空間にあっては、洗浄、清掃に酸性またはアルカリ性の洗剤、洗浄剤が用いられることがある。従って、本発明において、水周り空間とは、湿度が高く、酸性またはアルカリ性に曝される可能性がある空間を意味する。
【００１２】
本発明の一つの好ましい態様によれば、本発明による脱臭触媒ユニットは、洋式腰掛便器（以下、単に「便器」と称す）と組み合わせて用いられる。図１（Ａ）は便器の斜視図であり、便器８００と、その後方上部に設けられたケーシング１００と、を備える。ケーシング１００の内部に脱臭装置が内蔵されており、便器８００のボウル８０１内の空気を吸い込み、脱臭装置を介して臭気成分を低減させる。また、便座２００および便蓋３００をさらに備え、便座２００および便蓋３００は、ケーシング１００に対して開閉自在にそれぞれ軸支されている。
【００１３】
図１（Ｂ）はケーシングの内部構造を例示する平面模式図である。ケーシング１００の内部には、脱臭装置１１０が設けられており、図中に表した矢印Ａ１のように、便器８００のボウル８０１内の臭気を吸引し脱臭する。脱臭装置１１０は、ボウル８０１の内部と外部とを連通する脱臭風路１１１ａおよび１１１ｂと、ボウル８０１内の臭気を吸引する吸引ファン１１３と、トイレットペーパーや衣類などを由来とした粉塵が吸引ファン１１３へ吸引されることを抑制するフィルタ１１５とを有し、脱臭触媒ユニット１１７は吸引ファン１１３により吸引された空気から臭気成分を除去する。吸引ファン１１３は、脱臭風路１１１ａおよび１１１ｂの途中に設けられている。また、フィルタ１１５は、吸引ファン１１３よりもボウル８０１側に設けられている。なお、ケーシング１００の内部には、便座２００に座った使用者の「おしり」などの洗浄を実現する局部洗浄装置１５０、便座２００に座った使用者の「おしり」などに向けて温風を吹き付けて乾燥させる局部乾燥装置１３０、およびトイレ室内に温風を吹き出してトイレ室を暖房する室内暖房装置などが設けられていてもよい。
【００１４】
このような水周り空間の湿分および酸またはアルカリは、金属を腐食させるおそれがある。本発明による脱臭触媒ユニットは金属を基材としている。本発明による脱臭触媒ユニットにあっては、金属をこれら湿分および酸またはアルカリから保護するために中間層が設けれ、かつこの中間層の厚みが、連通口の空気の入口側と出口側の双方の開口の端部において１．５μｍより厚く形成されてなる。
【００１５】
図２を用いて、本発明による脱臭触媒ユニットの例を説明する。図２は、本発明による脱臭触媒ユニット１１７の概略図であり、この脱臭触媒ユニット１１７は、図中のＡ−Ｂ方向に連通する六角形の連通口を有するハニカム構造をとるものである。連通口の開口端部である端部２１ａおよび２１ｂにおける拡大図を、端部拡大図として図２中に示す。本発明において、図中のＡ−Ｂ方向に連通する限りにおいて、連通口の形は六角形以外であってもよく、例えば図３に示されるようなコルゲート構造をとることもできる。
【００１６】
本発明による脱臭触媒ユニットは、図２および図３に示される様な金属基材に、中間層および脱臭層を設けてなる。図４は、本発明による脱臭触媒ユニットの断面図である。図中、脱臭触媒ユニット１１７は、金属基材１１７の上に、中間層４１が設けられ、さらにその上に触媒層４２が設けられた構造を有する。そして連通口２２がＡ−Ｂの方向に通じている。本発明による脱臭触媒ユニットは、連通口の空気の入口側と出口側の双方の端部において、すなわち連通口２２の端部端部２１ａおよび２１ｂの双方において、中間層が１．５μｍより厚く形成されてなる。
【００１７】
金属基材に、中間層及び触媒層を設ける方法として、基材を中間層または触媒層材料を含んだ液剤中へ沈めた後、これを引き上げ、重力によりまたは必要に応じてエアブローなどで過剰な液剤を除いた後、乾燥、硬化させるディップコート法や、基材に液剤を注ぎ込み、やはり必要に応じて重力によりまたはエアブローなどで過剰な液剤を除いた後、乾燥、硬化するフローコート法などが挙げられる。ただし、重力によりまたはエアブローにより過剰な液剤を除く際に、エッジ面２１ａまたは２１ｂの片側の中間層材料を含む液剤が少なくなり、不均一な形成状態を生じる。すなわち、金属基材を例えば図４の状態でまず液剤につけ、そのまま引き上げたとすると、重力の作用により、端部２１ｂに中間層材料を含む液剤が比較的多量に残り、他方端部２１ａからは液剤がさらに除かれてしまう。この結果、中間層の厚みが２１ａにおいて薄い、すなわち不十分な状態となる。またエアブローにおいても同様に、例えばＡ方向から空気を通すと、端部２１ｂに中間層材料を含む液剤が比較的多量に残り、他方端部２１ａからは液剤がさらに除かれて中間層材料を含む液剤が少なくなり、中間層厚みが薄くなってしまう。
【００１８】
このような端部における中間層の厚みが薄く不均一な脱臭触媒ユニットを用いると、水周り空間特有の高湿度と、洗浄剤等に由来する酸性またはアルカリ性の雰囲気によって金属基材が腐食を受け、金属基材端面に生じた腐食物や、基材上に担持されていた触媒層が脱落して粉落ちを発生させ、トイレ空間が汚されてしまうことがある。本発明における脱臭触媒ユニットは、連通口の双方の開口の端部において、中間層が金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されてなるため、金属基材端面に生じた腐食物や、基材上に担持されていた触媒層が脱落して粉落ちを抑制し、トイレ空間を汚すことがない。
【００１９】
本発明の好ましい態様によれば、中間層の厚みが、連通口の双方の開口の端部において１．５μｍよりも厚いことが好ましい。これにより金属基材の耐食性が向上するため、触媒層の脱落を防止することが可能となる。
【００２０】
金属基材
本発明による脱臭触媒ユニットの金属基材は、連通口を有する金属からなる基材である。連通口の形状は上記の通り特に限定されないが、同じ形状の孔を隙間なく配置する観点から、三角形、四角形、六角形などとされる。円に近く、従って表面積あたりの圧力損失が最も少ない六角形のハニカム構造を用いることが好ましい。また、平面状の金属箔と波状の金属箔を交互に貼り合わせ、ダンボール形状としたコルゲート構造を用いることもできる。
【００２１】
金属基材の材質としては、形状の作りやすさ、価格、軽量といった観点からアルミニウムもしくはアルミ合金が好適である。また、金属基材の表面に、被膜を形成するための前処理を施しても良い。  
【００２２】
金属基材を構成する金属箔の厚さは、薄いことが省スペースの観点から好ましい。特に便座と組み合わされてあるいは組み込まれて用いられる脱臭触媒ユニットの場合、小型化の要請がある。基材がアルミニウムの場合、十〜数十μｍの箔によりハニカム構造を形成することはとくに技術的に困難なく可能である。金属基材は、多数の連通口を有することが好ましく、そのためには、孔のサイズが小さいことが好ましい。金属基材の表面積が増え、触媒の活性が良くなるからである。一方で、孔の数が増えると、圧力損失が上がる、金属基材の製造が難しくなるなどの課題が発生する。本発明の好ましい態様によれば、連通口の数は、１インチあたり＃２００−２０００程度が好ましい。金属基材のサイズは適宜決定されてよいが、便座など水周り製品に組み込みやすくするため、一辺が数〜２００ｍｍ程度の大きさとする。
【００２３】
中間層
本発明による脱臭触媒ユニットにおいて中間層は、触媒層と金属基材の間に配置され、金属基材を腐食から保護し、また触媒層が脱離しないよう密着させる等の役割を担う。上記の通り、水周り環境においては、金属基材を保護することにより、耐酸性、耐アルカリ性、耐水性を付与し、金属基材の腐食や、腐食による触媒の脱離を防止することが望まれる。中間層としては、被膜形成能を有する、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素樹脂、メラミン樹脂、アルキド系樹脂、アセタール系樹脂、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、エポキシポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンサルフィド、ブタジエン共重合体などの樹脂、ガラス、シリコーン、亜鉛末、酸化亜鉛や酸化チタンなどの金属酸化物、ボロンシリケートなどのケイ酸塩などの無機物質を主成分として用いることができる。本発明の好ましい態様によれば、アクリル系樹脂の利用が好ましい。また、後記する好ましい製造方法において、中間層の材料は液剤とされるため、中間層の材料は水に溶解するものであれば、有機溶剤を要するものと比較し、中間層の担持を安全に行なうことができるため、より好ましい。
【００２４】
本発明の一つの態様によれば、中間層は粒子を含むことができる。粒子は中間層の形成時に中間層の液剤が垂れてしまうのを抑制する役割や、中間層の厚みを厚くできるなどの効果がある。粒子の例としては、無機粒子が上げられ、具体的にはシリカ粒子、アルミナ粒子などが好ましい例として挙げられる。これら無機粒子の粒子径は、好ましくは１ｎｍ〜１００μｍ程度であり、より好ましくは５ｎｍ〜３０μｍ程度である。
【００２５】
本発明の一つの態様によれば、中間層は硬化剤を含むことができる。硬化剤の利用により、膜強度を向上させたり、膜の耐久性を向上させたりすることが可能となる。硬化剤の例としては、メラミン系硬化剤などが挙げられる。
【００２６】
本発明の一つの態様によれば、中間層、すなわち脱臭触媒ユニットの耐酸性を上げるために塩基性の物質を中間層に添加することが出来る。塩基性の物質としては、水酸化ナトリウム、一部のアモルファスシリカのような無機化合物が挙げられ、またポリマーのような有機化合物でもあってもよい。
【００２７】
本発明の脱臭触媒ユニットは、連通口の双方の開口端部において中間層の厚みがある１．５μｍより厚く形成されてなる。さらに好ましくは、中間層の厚みが５．８μｍより厚く形成されてなる。上記のとおり、本発明による脱臭触媒には、臭気成分、湿気、洗剤等に含まれる酸性物質またはアルカリ性物質等を含んだ空気が、ファンなどにより集められて送り込まれる。この際、空気が送り込まれる側の端部において腐食がより発生しやすいが、本発明にあっては、双方の端部において１．５μｍよりも厚く中間層が形成されているため、いずれの方向から空気が送り込まれるように設置されても良好な耐久性を発揮する。
【００２８】
本発明の脱臭触媒ユニットは、連通口の双方の開口端部における中間層の厚みは以下の方法により算出する。まず脱臭触媒ユニットを適当な大きさにカットし、連通口内部とそれ以外の外周部を樹脂で満たし硬化する。その後、脱臭触媒ユニットにおいて、金属基材、中間層、触媒層の厚みが観察できるように、金属基材の連通口と平行に切断し、更にその切断面を鏡面研磨し、カーボンを真空蒸着する。この鏡面研磨した表面を、走査型電子顕微鏡（例えば日立製作所製Ｓ−８００）を用いて観察する。観察のための条件として、まず観察エリアにおいて金属基材がほぼ垂直になるように脱臭触媒ユニットの向きを調整する。次に、連通口入口近傍もしくは出口近傍の金属基材に対する中間層および触媒層の付着状態が観察しやすいように明るさ、コントラストを調整し、ＳＥＭ画像を取得する。得られたＳＥＭ画像を、判別分析法による自動二値化処理を行なう。この際、例えば三谷商事株式会社製の二次元画像解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ  ＶＥＲ．６．５．１」を用いる。二値化画像における金属基材の最も高い点である上端部を金属基材の先端部とし、二値化画像の横枠に対して先端部を通る垂直な直線を引き、この直線を先端線とする。この先端線から下方向に３０μｍ及び６０μｍ離間した位置に先端線に対して平行な線を引く。この２本の平行線と、金属基材の連通口の入口側および出口側の両側に存在する金属基材と中間層との２つの界面に囲まれたエリアの面積を求める。この求めた面積を３０μｍで割った値を二値化画像における金属基材の厚みとする。また、この２本の平行線と、金属基材と中間層との界面、ならびに中間層と触媒層との界面に囲まれた部分の面積を求める。この求めた面積を３０μｍで割り、更に２で割った値を二値化画像における中間層の厚みとする。この得られた中間層の厚みに対して、二値化画像における金属基材の厚みと実際の金属基材の厚みとの比を掛け、連通口の開口の端部の中間層の厚みを算出する。
【００２９】
実際の金属基材の厚みとは、基材を構成する金属の厚みを意味する。この厚みは、金属基材上に中間層や触媒層を形成する前の金属基材の厚みを用いることが好ましい。脱臭触媒ユニットから金属基材の厚みを算出する場合は、下記の手順で算出することができる。詳しくは、脱臭触媒ユニットを適当な大きさにカットし、連通口内部とそれ以外の外周部を樹脂で満たし硬化する。その後、脱臭触媒ユニットにおいて、金属基材の厚みが観察できるように、金属基材の連通口と垂直に切断し、更にその切断面を鏡面研磨し、カーボンを真空蒸着する。この鏡面研磨した表面を、走査型電子顕微鏡（例えば日立製作所製Ｓ−８００）を用いて観察し、得られたＳＥＭ画像により算出する。今回使用した六角形の連通口の場合、ＳＥＭ画像において六角形の一辺の中央近傍の金属基材の厚みをＳＥＭ画像の目盛りと比較して算出する。
【００３０】
触媒層
本発明による脱臭触媒ユニットの触媒層は、臭気物質を分解する触媒と、臭気物質を吸着する吸着材のいずれか、または双方を含むものである。臭気物質を分解する触媒としては、金属触媒や金属酸化物触媒があげられ、好ましくは、二酸化マンガンが挙げられる。二酸化マンガンは、排便臭に含まれる硫化水素やメチルメルカプタンを効果的に分解できる。また二酸化マンガンに、酸化銅や酸化鉄などを混合した触媒は更に分解効果が高く、より好ましい。吸着材としては多孔質のものが挙げられるが、好ましくは活性炭が挙げられる。活性炭は安価で、比表面積が大きく、吸着性に優れる。
【００３１】
本発明において、臭気物質を分解する触媒と、臭気物質を吸着する吸着材をともに含む場合、その比率は任意に定めることが出来るが、好ましくは、質量比で３：７〜７：３が好ましい。
【００３２】
本発明の一つの態様によれば、触媒層は、触媒および吸着材を中間層により密着させるためにバインダーを含んでいても良い。本発明による脱臭触媒ユニットは、水周り空間において用いられることから、バインダーは耐水性、耐薬品性を有するものであることが好ましい。また、後記する好ましい製造方法において、触媒層の材料は液剤とされるため、このバインダーは水に溶解するものであれば、有機溶剤を要するものと比較し、触媒層の担持を安全に行なうことができるため、より好ましい。バインダーの好ましい例としては、アクリル系樹脂、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。
【００３３】
本発明において触媒層は、それを担持する際に好ましい添加剤を含むことが出来、添加剤の例としては、界面活性剤、湿潤分散剤、分散剤、レベリング剤、増粘剤、消泡剤、ｐH調整剤などが挙げられる。
【００３４】
脱臭触媒ユニットの製造方法
本発明による脱臭触媒ユニットは、好ましくは以下の方法により製造することができる。本発明の一つの好ましい態様によれば、脱臭触媒ユニットは、金属基材の上に中間層と触媒層とを順にコーティングして積層することにより製造することが出来る。
【００３５】
まず、中間層を基材上にコーティングする方法としては、中間層の材料を含む液剤を用意し、これに基材を沈めた後、引き上げ、重力やエアブローなどで過剰な液剤を除いた後、乾燥、硬化する方法が挙げられる。本明細書にあっては、この方法をディップコート法と呼ぶ。また、同じく中間層の材料を含む液剤を用意し、これを基材に注ぎ込み、重力やエアブローなどで過剰な液剤を除いた後、乾燥、硬化する方法が挙げられる。本明細書にあっては、この方法をフローコート法と呼ぶ。
【００３６】
上記方法において用いられる中間層形成のための液剤は、中間層を形成する上記した樹脂または無機物質を含み、これを溶解または分散した液である。溶剤または分散媒の例としては、水、有機溶剤、より具体的にはｎ−ブタノールなどアルコール類、トルエンなど芳香族炭化水素、シクロヘキサンなど脂肪族炭化水素、シクロヘキサノンなどケトン、酢酸ブチルなどエステルなどが挙げられる。
【００３７】
本発明の好ましい態様によれば、中間層形成のための液剤は液の安定性の確保などのため、必要に応じて添加剤を含むことができ、添加剤の例としては、界面活性剤、湿潤分散剤、分散剤、レベリング剤、増粘剤、消泡剤、ｐＨ調整剤などが挙げられる。
【００３８】
金属基材への中間層の形成は、ディップコート法、フローコート法、その他の方法において、金属基材の双方の端部において金属基材を保護するのに充分な厚さで形成されるように行われる。本発明の好ましい態様によれば、中間層のコーティングは２回以上の複数回行い、担持量を所望の量に調整することが好ましい。複数回のコーティングにおいて、都度中間層を乾燥、硬化させてもよく、また乾燥、硬化は最後に１回で行われてもよい。
【００３９】
本発明の好ましい態様によれば、中間層の形成は具体的には以下の様に行われる。金属基材を、中間層形成のための液剤に沈めまたは液剤を注ぎ込むことにより、金属基材に液剤を流下させ、その後過剰な液をエアブローで飛ばした後、乾燥・硬化を行なう（この一連の工程を以下でＡ工程と呼ぶ）。
【００４０】
このＡ工程において、金属基材を、中間層形成のための液剤に沈めまたは液剤を注ぎ込んで液剤を流下させた後、エアブローによる過剰な液剤を除くと、エアブローの空気を吹き込んだ側とは反対側の端部に、吹き込んだ側よりも比較的多い量の液剤が存在することになる。従って、ここで基材をエアブローの空気の吹き込んだ側の端部が下を向くように置くと重力により、液剤を一方の端部から他方の端部へ流下させることができる。これにより、双方の端部において金属基材を保護するのに充分な厚さである１．５μｍよりも厚い中間層を形成できる。
【００４１】
また、別の態様によれば、Ａ工程を２回以上繰り返す際に、２回目の工程における液剤に沈めまたは液剤の注ぎ込みおよびエアブローの方向を、１回目と逆にする。これにより双方の端部において金属基材を保護するのに充分な厚さである１．５μｍよりも厚い中間層を形成できる。
【００４２】
また、別の態様によれば、１回のＡ工程において、エアブロー中に金属基材の向きを変えて、双方の端部から、すなわち表裏両面から空気を吹き込み、過剰な液剤を除く操作を行う。このようなエアブローの後、乾燥および硬化を行う。これにより双方の端部において金属基材を保護するのに充分な厚さである１．５μｍよりも厚い中間層を形成できる。
【００４３】
また、本発明の別の態様によれば、Ａ工程を２回以上繰り返す場合、それぞれの工程におけるエアブローの向きを変えて、双方の端部から、すなわち表裏両面から空気を吹き込み、過剰な液剤を除く操作を行う。これにより双方の端部において金属基材を保護するのに充分な厚さである１．５μｍよりも厚い中間層を形成することができる。
【００４４】
本発明の別の好ましい態様によれば、金属基材を、中間層形成のための液剤に沈めまたは注ぎ込むことにより、金属基材に液剤をコーティングし、その後、エアブローすることなく、乾燥・硬化を行なう（この一連の工程を以下でＢ工程と呼ぶ）。
【００４５】
このＢ工程において、金属基材を、中間層形成のための液剤に沈めまたは液剤を注ぎ込んで液剤を流下させた後、基材の上下を反転させて、液剤に沈めまたは液剤を注ぎ込んだ際に下にあった端部が上を向くように置くと、重力により、液剤を一方の端部から他方の端部へ流下させることができる。これにより、双方の端部において金属基材を保護するのに充分な厚さである１．５μｍよりも厚い中間層を形成できる。また乾燥・硬化中に、まだ液剤が流動性を有している間に金属基材を反転させて、液剤に沈めまたは液剤を注ぎ込んだ際に下にあった端部が上を向くように置くと、重力により、液剤を一方の端部から他方の端部へ流下させることができる。これにより、双方の端部において金属基材を保護するのに充分な厚さである１．５μｍよりも厚い中間層を形成できる。
【００４６】
さらに、本発明の別の態様によれば、Ｂ工程を２回以上繰り返す場合、それぞれの工程における金属基材の向きを反転させる。これにより双方の端部において金属基材を保護するのに充分な厚さである１．５μｍよりも厚い中間層を形成できる。
【００４７】
本発明において触媒層を形成する好ましい方法としては、触媒層の材料を含む液剤を用意し、これに基材を沈めた後、引き上げ、重力やエアブローなどで過剰な液剤を除いた後、乾燥、硬化する方法が挙げられる。
【００４８】
上記方法において用いられる触媒層形成のための液剤は、触媒層を形成する上記した臭気物質を分解する触媒および／または臭気物質を吸着する吸着材を含み、これを溶解または分散した液である。溶剤または分散媒の例としては、水、有機溶剤、より具体的にはｎ−ブタノールなどアルコール類、トルエンなど芳香族炭化水素、シクロヘキサンなど脂肪族炭化水素、シクロヘキサノンなどケトン、酢酸ブチルなどエステルなどが挙げられる。
【００４９】
本発明の好ましい態様によれば、液剤は液の安定性の確保などのため、必要に応じて添加剤を含むことができ、添加剤の例としては、界面活性剤、湿潤分散剤、分散剤、レベリング剤、増粘剤、消泡剤、ｐＨ調整剤などが挙げられる。
【００５０】
本発明の一つの態様によれば、触媒層の形成は、金属基材への中間層の形成方法と同様であってよく、ディップコート法、フローコート法、その他の方法によって行うことができる。具体的には、中間層が設けられた金属基材を、触媒層形成のための液剤に沈めた後、これを引き上げ、必要に応じてエアブローなどで過剰な液剤をとばした後、乾燥、硬化させる方法、基材に液剤を注ぎ込み、必要に応じてエアブローなどで過剰な液剤をとばした後、乾燥、硬化させるフローコート法などが挙げられる。これら工程を複数回行い、触媒層を形成してもよく、これにより、触媒層の担持量を所望の量に調整することができる。また、複数回のコーティングにおいて、都度触媒層を乾燥、硬化させてもよく、また乾燥、硬化は最後に１回で行われてもよい。
【実施例】
【００５１】
下記の例では、以下の材料および方法を用いた。
金属基材：
金属基材として、縦５４ｍｍ×横３０ｍｍ×高さ２０ｍｍｔ  １平方インチあたり＃９５０セルのアルミハニカムを用いた。
中間層形成のための液剤：
以下のスラリーを作製し用いた。固形分比率約４０％のアクリル樹脂が水に分散され、エマルジョンとなったアクリルディスパージョンと、固形分比率約５０％の粒径２０〜３０ｎｍのシリカ粒子が水に分散されたシリカゾルと、水とを、重量比でアクリルディスパージョン４５：シリカゾル５：水５０（水以外は固形分重量比）となるように混合し、中間層の原料となるスラリーを作製した。
触媒層形成のための液剤：
以下のスラリーを作製し用いた。二酸化マンガン粒子を主成分とし、酸化銅粒子、酸化カリウム粒子を含む触媒、活性炭、バインダーとしてアクリルエマルジョン、分散剤としてポリカルボン酸型高分子界面活性剤とイオン交換水を、触媒５０：活性炭５０：バインダー８：分散剤１~２：水１８０（水以外は固形分重量比）となるよう混合し、ボールミルにて１５時間撹拌し、触媒層の原料となるスラリーを作製した。
中間層および触媒層の形成：
基材を液剤中へ沈めた後、これを引き上げ、エアブローで過剰な液剤をとばした後、乾燥させるディップコート法にて形成した。中間層の形成は、ディップコート法を複数回繰り返すことにより行った。また２回以上繰り返す場合は、中間層が完全に乾燥した後に行った。
担持量の測定：
中間層の担持量は、中間層担持前と中間層を硬化させた後の重量変化により求めた。また、触媒層の担持量は、触媒層担持前と触媒層を硬化させた後の重量変化により求めた。
【００５２】
実施例１
中間層は、ディップコート法の操作を２回行い形成した。２回目のディップコートにおいては、液剤に沈める方向及びエアブローの方向を１回目と逆にした。こうして得られた中間層の上に触媒層をディップコート法の操作を１回行い形成して、脱臭触媒ユニットを得た。中間層担持量は１．５１ｇであった。触媒担持量は、全ての実施例において、１．５ｇ前後とした。
【００５３】
実施例２
中間層は、ディップコート法の操作を３回行い形成した。２回目のディップコートにおいては、液剤に沈める方向及びエアブローの方向を１回目と逆にした。更に３回目のディップコートにおいては、液剤に沈める方向及びエアブローの方向を２回目と逆にした。こうして得られた中間層の上に触媒層をディップコート法の操作を１回行い形成して、脱臭触媒ユニットを得た。中間層担持量は２．３３ｇであった。
【００５４】
実施例３
中間層は、ディップコート法の操作を４回行い形成した。２回目のディップコートにおいては、液剤に沈める方向及びエアブローの方向を１回目と逆にした。更に３回目のディップコートにおいては、液剤に沈める方向及びエアブローの方向を２回目と逆にし、４回目のディップコートにおいては、液剤に沈める方向及びエアブローの方向を３回目と逆にした。こうして得られた中間層の上に触媒層をディップコート法の操作を１回行い形成して、脱臭触媒ユニットを得た。中間層担持量は２．９７ｇであった。
【００５５】
比較例１
中間層を形成せずに、触媒層をディップコート法の操作を１回行い形成して脱臭触媒ユニットを得た。
【００５６】
比較例２
中間層は、ディップコート法の操作を１回行い形成した。こうして得られた中間層の上に触媒層をディップコート法の操作を１回行い形成して脱臭触媒ユニットを得た。中間層担持量は０．８５ｇであった。
【００５７】
中間層の厚み算出
上記のようにして得られた脱臭触媒ユニットに関し、以下の方法にて連通口の双方の開口の端部の中間層の厚みを算出した。
【００５８】
まず脱臭触媒ユニットをカッターナイフで縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ×高さ２０ｍｍ程度の大きさにカットし、連通口内部とそれ以外の外周部を樹脂で満たし硬化した。その後、脱臭触媒ユニットにおいて、金属基材、中間層、触媒層の厚みが観察できるように、金属基材の連通口と平行にダイヤモンドソーで切断し、更にその切断面を鏡面研磨し、カーボンを真空蒸着した。この鏡面研磨した表面を、走査型電子顕微鏡（日立製作所製Ｓ−８００）を用いて観察した。観察のための条件として、まず観察エリアにおいて金属基材がほぼ垂直になるように脱臭触媒ユニットの向きを調整した。次に、連通口入口近傍もしくは出口近傍の金属基材に対する中間層および触媒層の付着状態が観察しやすいように明るさ、コントラストを調整した。７００倍もしくは１０００倍で観察し、ＳＥＭ画像を取得した。
【００５９】
得られたＳＥＭ画像を、三谷商事株式会社製の二次元画像解析ソフト「ＷｉｎＲＯＯＦ  ＶＥＲ．６．５．１」を判別分析法による自動二値化処理を実施した。図５に実施例２におけるＳＥＭ写真を自動二値化処理した写真（以下、「二値化画像」とも言う）を示す。中央の帯状に見える白いエリアが金属基材、その金属基材を包み込むように形成されている黒いエリアが中間層、更にその中間層を包み込むように形成されている白と黒が混在するエリアが触媒層、それ以外の黒い部分が樹脂である。本脱臭触媒ユニットにおける触媒層はカーボンを主成分とする活性炭を含んでおり、二値化画像においては、活性炭が黒くなるため、中間層と触媒層との界面が不明確である。そこで中間層と触媒層の界面を明確にするために、活性炭によって画像上脱落した触媒層に相当する黒い部分を補間する包絡線を引き、この包絡線を中間層と触媒層の界面とした。つぎに、二値化画像における金属基材の最も高い点である上端部を金属基材の先端部とし、二値化画像の横枠に対して先端部を通る垂直な直線を引き、この直線を先端線とした。この先端線から下方向に３０μｍ及び６０μｍ離間した位置に先端線に対して平行な線を引いた。この２本の平行線と、金属基材の連通口の両側に存在する金属基材と中間層との２つの界面に囲まれたエリアの面積を求めた。この求めた面積を３０μｍで割った値を二値化画像における金属基材の厚みとした。また、この２本の平行線と、金属基材と中間層との界面、ならびに中間層と触媒層との界面に囲まれた部分の面積を求めた。この求めた面積を３０μｍで割り、更に２で割った値を二値化画像における中間層の厚みとする。この得られた中間層の厚みに対して、二値化画像上から求めた金属基材の厚みと実際の金属基材の厚みである１５μｍとの比を掛け、連通口の開口の端部の中間層の厚みを算出した。
中間層厚み＝（二値化画像における中間層厚み）
×（二値化画像における金属基材の厚み）÷（実際の金属基材の厚み（１５μｍ））
【００６０】
同じ脱臭触媒ユニットにおいても観察部位によって付着状態にばらつきがあるため、各脱臭触媒ユニットにおいて連通口の入口側近傍の任意の６箇所および出口側近傍の任意の６箇所において、上記のようにして連通口の開口の端部の中間層の厚みを算出し、これらの平均値を各脱臭触媒ユニットの入口側および出口側の連通口の開口の端部の中間層の厚みとした。得られた中間層の厚みを表１に示す。
【００６１】
粉落ち数評価試験：
水まわり環境から想定される雰囲気を再現させる目的で、密閉容器内において、１０％塩酸水溶液から放出される蒸気（以下、「酸性蒸気」という）に、脱臭触媒ユニットを１００時間曝した。酸性蒸気に１００時間曝した後、脱臭触媒ユニットを容器から取り出し、連通口の空気の入口側から連通口の空気の出口側に風が流れるような向きで、ファンにより２００Ｌ／ｍｉｎで４時間通風した。その際、吹き出し側から放出される触媒層の粉を水で湿らせた濾紙に捕集し、濾紙に付着した触媒層の粉の数を目視でカウントした。結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
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【００６３】
図６〜８に、比較例１、２及び実施例１の粉落ち数評価試験後の脱臭触媒カートリッジの連通口を光学顕微鏡（デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１０００、株式会社キーエンス製）にて倍率１００倍で観察した写真をそれぞれ示す。図６の比較例１のように中間層を設けていない場合、金属基材のアルミニウムが塩素ガスや水蒸気と反応し、アルミニウム塩化物およびアルミニウム水酸化物と思われる生成物が多数存在し、金属基材の腐食が進行していることを確認した。また図７の比較例２においては中間層を設けているにもかかわらず、腐食が進行していることが確認できる。それに対し図８の実施例１においては、ほぼ初期の状態を保っており、金属基材の腐食が発生していないことを確認した。
【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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