(57)【要約】【課題】近年、ペット臭、消毒臭、調理臭或いは生産現場からの悪臭除去・空気清浄など居住空間改善或いは工場排水その他の水の浄化を簡便・安価に行える技術のニーズが高まっており、そのような技術の提供が切望されている。【解決手段】粉末イオン交換樹脂繊維吸着体は、浮遊粉塵や悪臭成分と反応して吸着除去する優れた機能を持ち、光触媒用酸化チタンは優れた悪臭分解機能を持っている。本発明は、これら両機能を合わせて相乗効果を高めた新素材の製法と新素材の利用方法及びその装置を提供するものであり、素材の原料に廃品・リサイクル品活用を図ることが可能な手段で、幅広く簡便で安価に適用できる技術である。                                            【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径１００ｎｍ以下の微粒子状酸化チタンと粒径１〜５０μｍの粉末イオン交換樹脂とを水中で接触混合することを特徴とする、空気又は水を清浄化するための微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体の製法。
【請求項２】
微粒子状酸化チタン、粉末イオン交換樹脂、及び繊維太さ５デニール以下のカット繊維とを水中で接触反応させることを特徴とする、空気又は水を清浄化するための微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の製法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２で使用するイオン交換樹脂が、使用済みのリサイクル品であることを特徴とする微粒子状酸化チタン包含微粒子状イオン交換樹脂吸着体の製法。
【請求項４】
請求項１から請求項３の製法により作った吸着体を用いた空気又は水の清浄方法及びその装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
空気中又は水中に存在する浮遊粉塵や悪臭成分を除去することで、住居・公共施設・職域などの居住空間を快適にすることに関する。
【０００２】
【従来の技術】
悪臭を除去する方法は、感覚的脱臭法であるマスキング法、活性炭、ゼオライトほかによる物理的脱臭法、微生物的方法、化学的脱臭法、プラズマほかによる電気的脱臭法などが一般的であり、活性炭やキトサン等の吸着剤、高分子機能性膜を通流させることで空気を清浄する装置はある。最近では、光触媒用酸化チタンを用いて、アンモニア臭いやタバコのヤニを分解して空気を清浄する試みがあるが、本発明のような粒径１〜５０μｍの粉末イオン交換樹脂による悪臭や浮遊微粒子を吸着する作用と、酸化チタンの持つ悪臭成分分解作用による相乗作用を利用した空気又は水の清浄方法や装置は見当らない。
【０００３】
工業用に常用されているイオン交換樹脂は、スチレンとジビニールベンゼンとの共重合体に酸性或いはアルカリ性の交換基を付与した高分子体で、直径０.３〜２ｍｍの球形の粒状物質である。
【０００４】
本発明で使用する粉末イオン交換樹脂は、工業用に常用されている粒状イオン交換樹脂を、機械粉砕により平均粒径１〜５０μmの微粒子状に調製したイオン交換樹脂で、一般には市販されていないが、特殊な産業分野で使用されているものである。
【０００５】
本発明で使用する粉末イオン交換樹脂は、必ずしも新品である必要はなく、使用済みの粒状イオン交換樹脂を、微粒子状に調製したもので充分である。
【０００６】
微粒子状イオン交換樹脂吸着体を利用した水の濾過清浄剤や簡易プランターについては、特開２０００−３１２８８１、特願２００１−２７７２６８他で開示しているが、浮遊粉塵や悪臭成分の除去について実行したものはない。
【０００７】
粉末イオン交換樹脂は、優れた悪臭成分吸着作用があることは既に判っていたが、空気中の悪臭除去に利用した装置の開発例は無い。その最大の理由は、当該樹脂が高価で、研究対象にならなかったことによるものと思われる。使用済みイオン交換樹脂を破砕することで安価に原材料が得られることで始めて可能になった新しい技術である。また、微粒子状酸化チタン包含イオン交換樹脂で、空気又は水の清浄化を試みた例は見当たらない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
近年、悪臭除去・空気清浄などの生活空間を改善するためのニーズが強くなっている。そこで、清浄化に使用する濾過材である微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体及び微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の製法と、その濾過材を使用して空気又は水を清浄化する安価な方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための手段である本発明の第一は、請求項１の粒径１〜５０μｍの粉末イオン交換樹脂と粒径１００ｎｍ以下の微粒子状酸化チタンを水中で接触混合することを特徴とする、空気又は水を清浄化するための微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体の製造方法であり、本発明の第二は、請求項１の粒径１〜５０μｍの粉末イオン交換樹脂と粒径１００ｎｍ以下の微粒子状酸化チタンを繊維太さ５デニール以下のカット繊維とを水中で接触反応させることを特徴とする、空気又は水を清浄化するための微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の製法であり、本発明の第三は、請求項１と請求項２で使用するイオン交換樹脂が使用済みのものであることを特徴とする微粒子状酸化チタン包含微粒子状イオン交換樹脂吸着体又は微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の製法であり、本発明の第四は、請求項１から請求項３の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体又は微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を用いた空気又は水の清浄方法及びその装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を吸着体の製法、吸着体を用いた清浄方法、実施例の順に説明する。先ず、微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体の製法について説明する。原料である粒径１００ｎｍ以下の微粒子状酸化チタンと粒径１〜５０μｍの粉末の陰イオン及び陽イオン粉末イオン交換樹脂とを適当な重量比率で撹拌槽に投入し、投入した原料全体が撹拌できる程度の水を注水して、両原料が混合接触できるように撹拌し乳状懸濁水溶液を作る。これが乳液状の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体であるが、保存し易くするために水分を適度に蒸発させた湿潤状態或いは乾燥粉末に近い状態にしても良い。
【００１１】
このように調製した微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体は、粒径１００ｎｍ以下の微粒子状酸化チタンが、粒径１〜５０μｍの粉末イオン交換樹脂の細孔部分にあるイオン交換基の持つ何らかの微弱な結合作用により保持され、粉末イオン交換樹脂に保持される微粒子状酸化チタンの量は、微粒子状酸化チタンの粒径が微細になる程多くなるものと推定される。
【００１２】
次に、本発明請求項２の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の製法について説明する。製法は、粉末イオン交換樹脂繊維を作る第一工程と、該繊維に微粒子状酸化チタンを包含させる第二工程からなる。粒径１〜５０μｍの粉末陰イオン及び微粒子状陽イオン交換樹脂と親水性のある微小繊維状セルローズ（商品名セリッシュ）やバルク状セラミック繊維との凝集体を作って、水を入れた撹拌槽に入れ、さらにその撹拌槽にポリエステルやポリプロピレン或いはレーヨン等のカット繊維を入れて、水中で混合して一体化させ粉末イオン交換樹脂繊維に調製する。このように調製した粉末イオン交換樹脂繊維は、空隙率が大きく微粒子状酸化チタンを包含させ易い状態になっている。
【００１３】
粉末イオン交換樹脂繊維の製造に用いる該カット繊維は、繊維が太くなると粉末樹脂や微粒子状酸化チタンとの親和性が悪くなって、均一組成を持つ繊維状吸着体を調製することは難しく、繊維太さは５デニール以下の短繊維よりなる極細のカット繊維が望ましい。
【００１４】
また、微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の繊維は、必ずしも新品である必要はなく、いわゆる反毛業者が再生するリサイクル繊維でも使用できることを確認した。
【００１５】
次に、第二工程で粉末イオン交換樹脂繊維に微粒子状酸化チタンを包含させる。粒径１００ｎｍ以下の微粒子状酸化チタンを水に懸濁させた乳状の水溶液を作り、粉末イオン交換樹脂繊維の入った撹拌槽に注入し、粉末イオン交換樹脂繊維と混合攪拌して内部に分散し、微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を作る。撹拌のために使用した余分な水は、槽内の撹拌溶液の沈殿が終わった後に排出又は蒸散させる。微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の作用効果は、湿潤状態の方が大きい。但し、乾燥した場合には、水を加えて湿潤状態にすれば作用効果が回復するので、保管・運搬時の水分の量は特に拘る必要はない。また、製造後使用目的に供するまでの間は、浮遊粉塵や悪臭成分の吸着による清浄効果低減を避けるためにできるだけ密封できる容器に保管するのが良い。
【００１６】
以上のようにして作ったイオン交換樹脂に対する微粒子状酸化チタンの包含比率は、例えば、微粒子状酸化チタンに古河機械金属製商品名ＤＮ―1―0の平均粒径９ｎｍの超微粒子状酸化チタンを使用した場合は、重量比率でイオン交換樹脂の１０％程度まで吸着包含した超微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を作ることができる。
【００１７】
悪臭除去を目的として使用する場合の微粒子状イオン交換樹脂の組成について説明する。水の浄化を目的とする陰イオン交換樹脂を主体とする濾過体とは異なり、悪臭成分によって、イオン交換樹脂の組成を使い分けることが重要である。アンモニア等のカチオンを除くためには陽イオン交換樹脂、望ましくは強酸性陽イオン交換樹脂を主体とし、有機酸等のアニオン成分を除くためには陰イオン交換樹脂、望ましくは強塩基性陰イオン交換樹脂を主体とするのがよい。
【００１８】
以下に、請求項４の請求項１から請求項３の吸着体を用いた空気又は水の清浄化方法とその装置について説明する。
【００１９】
悪臭成分は、空気中の含有量が体積十億分率（ｐｐｂ単位）の微量であっても、人間には強く感知される。該悪臭成分を含んだ空気を水と接触させると、速やかに臭い成分が水に溶解する。従って、清浄化作用を高めるためには、悪臭成分を含む空気又は水を微粒子状酸化チタン含有イオン交換樹脂吸着体、又は微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体などと、できるだけ接触面積を大きくすることが肝要である。
【００２０】
以上の製法により作った吸着体を用いて、空気又は水を清浄化する方法について説明する。浮遊粉塵や悪臭成分を含む空気を清浄化する第一の方法は、繊維がなくても請求項１の製法による微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂の懸濁水溶液中に、悪臭成分を含んだ空気をエアーポンプで導入して通過させる方法である。
【００２１】
浮遊粉塵や悪臭成分を含む空気を清浄化する第二の方法は、本発明である請求項２又は請求項３による微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を、空気が通流できる隙間や孔或いは開口部を有した容器に入れて、悪臭を発生する閉鎖系空間に置く方法である。閉鎖系空間内の空気の流動によって空気中の悪臭成分が該吸着体に接触・吸着されて、優れた清浄作用を発揮することができる。
【００２２】
浮遊粉塵や悪臭成分を含む空気を清浄化第三の方法は、本発明お請求項２又は請求項３の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を水の入った水槽に入れ、浮遊粉塵や悪臭成分を含む空気をエアーポンプで吸入して水中に導入して、浮遊粉塵や悪臭成分を水に溶解する。該水溶液と粉末イオン交換樹脂とが接触して、粉末イオン交換樹脂の持つ化学・物理吸着作用で水中の浮遊粉塵や悪臭成分が粉末イオン交換樹脂に捕捉されて清浄化される。
【００２３】
粉末イオン交換樹脂の吸着能力には一定の容量があり、やがて平衡になってそれ以上は吸着できなくなるが、この段階で水中の微生物を捕捉吸着して生物膜を形成するようになる。特に、平均粒径が１０ミクロン前後と比表面積が大きい微粒子状イオン交換樹脂、特に塩基性イオン交換樹脂は水中の微生物をほぼ完全に捕捉吸着する。
【００２４】
粉末イオン交換樹脂濾過吸着体に微粒子状酸化チタンを包含させることで、水溶液においてもアンモニアを始めとする有害成分の分解作用が、各々を単独使用した場合と比較にならない程向上した。この理由としては、イオン交換樹脂交換基に捕捉された有害成分とイオン交換樹脂細孔に捕捉されている微粒子状酸化チタンとの反応が活発化するためと推定される。
【００２５】
空気又は水の清浄化のためには、平均粒径50μｍ以下の微粒子状イオン交換樹脂の持つイオン成分に対する優れた化学・物理吸着作用と、水中で使用する場合に発揚される微生物膜による作用を単独又は併用し、効果的に使用する必要がある。
【００２６】
一般に酸化チタンが、悪臭成分を酸化分解することは、よく知られているが、粉末イオン交換樹脂繊維吸着体と粒状の微粒子状酸化チタンを併用する時、吸着体を通流して排出される空気の清浄効果が向上するという予期しない効果を認めた。
【００２７】
清浄作用に最も効果的な吸着体は、粒径１〜５０μｍの微粒子状粉末イオン交換樹脂吸着体に粒径１０ｎｍ以下の超微粒子状酸化チタン粉末を混合・攪拌することで調製した超微粒子状酸化チタン包含微粒子状イオン交換樹脂繊維吸着体である。
【００２８】
使用する酸化チタンは、酸化作用があれば何れのものでもよいが、酸化チタンを均一に分散させ、繊維からの分離を防ぐためには、粒径１０μｍ以下の微粒子状酸化チタン、より望ましくは１００ｎｍ以下の粒径を持つ超微粒子状酸化チタン粉末がよい。
【００２９】
既に本発明者らが特願２００２―０４８９３７で出願済みのイオン交換樹脂吸着体を用いる水の清浄化方法の長所は、ある期間使用して粉末イオン交換樹脂の吸着能力が低下する段階で、水中で吸着した微生物が微生物膜を形成し、微生物膜による吸着分解能力が継続維持されることである。また、特徴的なことは、その微生物膜に磁場を働かせるとバイオリアクターの作用効果が倍増することで、この作用効果は工業的には極めて有用な事柄である。
【００３０】
即ち、本発明の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体又は微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を空気の清浄化に用い、磁場を働かせた粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を水の清浄化に用いる複合的な装置によって、より効果的な空気又は水の清浄化を実現することができる。
【００３１】
例えば、図１に示すシステムのように工業的規模のシャワー方式あるいは水槽内導入方式の大型装置にも適用できる。何れの方式でも、浮遊粉塵・悪臭成分を含む空気を本発明の請求項２又は請求項３の製法により作った微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体に通流して浄化するが、水に悪臭成分を溶解する工程で使用する水は、生物濾過効果を効果的に利用するために、貯水槽から循環ポンプによって微粒子状酸化チタンを含まない粉末イオン交換樹脂繊維吸着体又は磁石包含粉末イオン交換樹脂吸着体に循環通流するのがよい。本システムでは、清浄効果を上げるために浮遊粉塵や悪臭成分を含む空気を吸込むエアポンプの吸込能力が重要である。
【００３２】
微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体は、酸化チタンによる抗菌作用を有するので、特に観賞魚を飼育する水の生物濾過・生物脱臭効果を期待するバイオリアクターとして使用する場合には、難点があることも判った。硝化・脱窒素作用を目的とする濾過吸着体として使用するためには、酸化チタンが共存することを避け、微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体と微粒子状酸化チタンを包含しない粉末イオン交換樹脂繊維とを分離して併用するなどの配慮が必要である。
【００３３】
例えば、特願２００１―２７７２６８に記述した簡易プランターに適用する効果は大きく、本発明で言う水槽内の濾過吸着体と混合することなく、分割して適用することで、予期しない程の水の清澄効果と共に、このシステムより排出される空気中に存在する浮遊粉塵や落下菌が減少していることを認めた。特に、本発明による請求項２又は請求項３の製法で作った超微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を、観葉植物を植えた植木鉢の表層部に置くことで、悪臭除去効果がを有したインテリアとしても期待される。
【００３４】
このように、観葉植物と空気清浄を兼ねたインテリアとして、室内環境を重視するレストランやホテルに、また寝たきり老人の部屋の環境改善・癒しを考慮した福祉機器の一つとして提供することもできる。
【００３５】
図１に示す様なシステムによる清浄化方法の最大のメリットは、浮遊粉塵や悪臭成分を水に溶解する工程で少量の水を用いる循環水システムでありながら、大量の水を放流するシステムに劣らない浮遊粉塵や悪臭成分の吸着・分解性能を発揮させることにある。これは１〜５０μｍの粉末イオン交換樹脂を使用することで始めて可能になったシステムで、磁場を働かせることによって効果を高め、その結果システムを簡略化・小型化することを可能にした。
【００３６】
本発明の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体又は微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を水中で用いる場合、酸化チタンがバイオリアクターの働きにどの程度関与しているかは不明であるが、恐らく酸化チタンの持つ酸化作用で生じる微量の有機性窒素分解物が、藻類発生を抑制する効果をもたらすものと推定される。
【００３７】
以下に、本発明の請求項１から請求項３により製造した吸着体を使用した実施例とそれらに関連する実験結果について記述する。
【００３８】
【実施例１】
ペットのトイレのある部屋や、歯科診療所の待合場所で発生する独特の異臭について、本発明請求項１により製造した微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂の懸濁水溶液に、周辺空気をエアーポンプで導入浄化する方法と請求項２により製造した吸着体である超微粒子状酸化チタンを包含させた微粒子状イオン交換樹脂繊維吸着体を上部の開放された容器に約２５０ml入れて設置する方法で、両方法ともにペットの悪臭や診療所特有の臭いを除くことができ、空気清浄効果が著しく向上した。後者の場合、粉末イオン交換樹脂繊維吸着体単独の場合とは比較にならない程の優れた脱臭効果を確認した。
【００３９】
【実施例2】
観賞魚を飼育している水槽内に設置した遮光濾過筒内に、濾過材として、本発明請求項２の製法により作った微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を入れ、水槽水を内部循環させながら、水の汚れを観察し水質分析した結果、水の清浄効果が著しく向上した。観賞魚の死亡も少なく、藻類の発生も微粒子状酸化チタン単独使用の場合に比して激減した。特に、水槽水の透明度が向上し、光吸収分析において可視部吸収の減少のほか、紫外部特に２００〜２５０ｎmの吸収が激減したばかりでなく、窒素化合物で代表される有害窒素化合物を少なくする作用効果が大きいことが判った。粒径９ｎｍの超微粒子状酸化チタンは、粒状チタンに比べて清浄効果が大きく、粒径により著しく差異のあることを認めた。
【００４０】
【実施例３】
室内で飼育している愛玩犬（チワワ１０匹）の飼育ハウス（トイレのしつけハウス）居住区に毛布を置き、明らかにペット臭の感じられる実験布を調製する。３０ｍ３の空間に該実験布を置き、そのそばに、次の８通りの方法で調製した各種脱臭剤を設置し、脱臭効果を３人のパネラーによる官能テストにより調べた。
【００４１】
その１として、使用済み陽イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＫ２１６）を、気流粉砕法により調整した粉末陽イオン交換樹脂５ｇと微粒子状セルローズ（商品名セリッシユ）５ｇとバルク状セラミック繊維（イソライト工業）５ｇとポリエステルカット繊維（クラレ）５ｇに、超微粒子状酸化チタン（古河機械金属製、商品名ＤＮ−１−０）１ｇを水５リットルに混合し、ミキサー内で２〜５分間激しく攪拌する。１０分間放置後、遠心分離機で水と繊維を分離し、繊維状吸着体を調製した。
【００４２】
その２として、使用済み陽イオン交換樹脂に替えて、使用済み陰イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＡ３０８）を用いて調製した粉末陰イオン交換樹脂５ｇを用いて、その１と同様にして、微粒子状酸化チタン包含繊維状吸着体を調製した。
【００４３】
その３として、使用済みイオン交換樹脂より調製された粉末陽イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＫ２１６）２．５ｇと粉末陰イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＡ３０８）２．５ｇを用いて、その１と同様にして、微粒子状酸化チタン包含繊維状吸着体を調製した。
【００４４】
その４として、新品陽イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＫ２１６）を用いて、その１と同様に微粒子状酸化チタン包含繊維状吸着体を調製した。
【００４５】
その５として、新品陰イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＡ308）を用いて、その２と同様に微粒子状酸化チタン包含繊維状吸着体を調製した。
【００４６】
その６として、新品陽イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＫ２１６）と新品陰イオン交換樹脂（ダイアイオンＰＡ３０８）を用いて、その３と同様に微粒子状酸化チタン包含繊維状吸着体を調製した。
【００４７】
その７として、該超微粒子状酸化チタン単独では、繊維状吸着体は調製出来ないので、該超微粒子状酸化チタンを器に１ｇ載せて比較資料とした。
【００４８】
その８として、微粒子状酸化チタンを含まないその６と同様組成の陰・陽粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を調製した。なお、その３、その６以外は微粒子状酸化チタンのリークがあり、微粒子状酸化チタンの包含量は減少した。
【００４９】
評価は、実験前の臭いの強さを５とし、最も脱臭されたものを１とする５段階法で評価し、３人のパネラーが求めた平均値を四捨五入して求めた。以上の８通りで調製した脱臭剤の実験結果を表１に示す。
【００５０】
実験結果で明らかなように、粉末陰・陽イオン交換樹脂と超微粒子状酸化チタンを包含したその３とその６に、優れた脱臭効果が認められた。利用する粉末イオン交換樹脂は、新品でも使用済みの物でも殆ど性能に差異は認められなかった。
【００５１】
参考として、上記実験のその１からその８について、同一量の粉末イオン交換樹脂と微粒子状酸化チタンを水１０Ｌに懸濁し、エアーポンプ（３００ｍｌ／ｍｉｎ）を用いて、周辺空気を導入させる実験を実施したが、各々の実験区に於いて、優るとも劣らない脱臭効果が認められた。
【００５２】
【実施例４】
図２に示すように、水槽１の中に１0リットルの水２を入れる。エアーポンプ４を稼動させて悪臭又は浮遊粉塵を含む空気を送るエアー導入パイプを、本発明の請求項２又は請求項３の製法で作った微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体３を収容する通水可能な吸着体収容容器８を経て、垂直に立つ直径２ｃｍのエアーリフトパイプ3の下部に挿入する。空気は、エアーリフト現象により水を伴って上昇し、頂部から排出される。この時、持ち上げられた水は空気と水との接触が高まって悪臭が水に溶解し易くなるように、傘状落水板７を伝って広がりをもつて自然落下させる。
【００５３】
頂部から排出される水を、滝の景観その他工夫をした造作物表層を流れるようにするとインテリア性を高めることができ応用範囲が広がる。
【００５４】
頂部の傘状落水板の代わりに観葉植物を植えた植木鉢にすると、植木鉢の底の孔から水が自動的に潅水され、インテリアとしての効果と癒しの効果を求めることもできる。観葉植物の幹周辺の表層部に、本発明の請求項２又は請求項３の製法により作った微粒子状酸化チタン含有粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を置くと清浄効果はさらに向上する。
【００５５】
また、請求項２の微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の代わりに、本発明の請求項１の製法で作った微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂吸着体を水に投入して良い。この場合は、通水可能な吸着体収納容器は不要となる。
【００５６】
さらに、水槽に観賞魚を飼育する場合は、微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体に代えて、酸化チタンを含まない磁石包含粉末イオン交換樹脂吸着体を用いて、微生物膜による清浄作用を利用するのも良い。
【００５７】
微生物膜に磁場を働かせる場合、磁石を粉末イオン交換樹脂吸着体に包含させないで、流水経路の途中に永久磁石を設置して、磁場を働かせることによっても微生物膜による清浄作用を促すことができる。
【００５８】
関連の実験として、広さ４.５畳の部屋に、愛玩犬の糞便２００ｇを置き、そのそばに図ｘの空気清浄装置を設置し、１週間後の空気を定法により測定した結果、明らかに清浄効果が認められた。以下に、実験内容と結果を記載する。
【００５９】
その１として、超微粒子状酸化チタン粒（不二機販製）１５０ｇを水槽底に設置し、粉末イオン交換樹脂吸着体５００ｍｌを使用した場合の空気清浄効果を試みた。、臭いについては実施例３と同様に３人のパネラーによる官能テストを行い、また浮遊粉塵量と落下菌数については定法により測定した。その結果を表２に示す。
【００６０】
その２として、その１で使用した粉末イオン交換樹脂吸着体５００ｍｌの中から２５０ｍｌを採取し、水中で膨潤させた後、超微粒子酸化チタン粉末（商品名；ＤＮ―1−０、古河機械金属製）０.５ｇを用いて、両者を混合攪拌させて該吸着体に均一に分散吸着さた。この超微粒子状酸化チタン含有粉末イオン交換樹脂吸着体を１００メッシュの布で包み、前述粉末イオン交換樹脂吸着体の上部に分割して設置し、その１と同様にして、酸化チタン粒に代替えして、超微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体を併用する実験をした。その結果を表３に示す。
【００６１】
実験結果で明らかな様に、超微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体の空気清浄効果は大きく、粉末イオン交換樹脂吸着体との相乗作用のあることを確認した。
【００６２】
【実施例５】
次ノ二つについて試みる。材料Ａとして、粉末陽イオン交換樹脂１０ｇ（商品名ダイアイオンＰＫ２１６）と微粒子状陰イオン交換樹脂１０ｇ（商品名ダイアイオンＰＡ308）と微小繊維状セルローズ１０ｇ（商品名セリッシュ）を水中で混合攪拌し、そこへ超微粒子状酸化チタン２ｇ（古河機械金属製、商品名ＤＮ―１−０）を添加し凝集させる。
【００６３】
材料Ｂとして、ポリエステルカット繊維（クラレ製、０．４３ｄN×３ｍｍ）５ｇとポリプロピレンカット繊維（ダイワ紡製、２ｄN×２ｍｍ）５ｇにバルク状セラミック繊維（イソライト工業製）５ｇを水中で混合分散して均一にし、これらカット繊維よりなる吸着体を作る。
【００６４】
材料Aと材料Bを混合し、上記濾過体に粉末イオン交換樹脂と超微粒子状酸化チタンを均一に包含した繊維状濾過吸着体を調製する。
【００６５】
調製した吸着体３００ｍｌを、実施例４で説明した装置に投入したその１と、酸化チタンを除いた粉末イオン交換樹脂繊維濾過体を投入したその２について、水の清浄効果について比較実験を行った。原液は、腐敗臭のある溜まり水を純水で３倍稀釈して水槽水とした。エアーポンプを稼動して水槽水を濾過体に通流させ、２４時間後の水質の変化を測定した。水槽は、直射日光の当たる場所に置いた。その測定結果を表４に示す。
【００６６】
【実施例６】
次の二つについて試みる。その１として、微粒子状陽イオン交換樹脂５ｇと微粒子状陰イオン交換樹脂５ｇを基本成分とする繊維状吸着体（特開２０００−３１２８８１）を直径１０cm×高さ２０cmのカラムに充填する。
【００６７】
その2として、その１に示す濾過吸着体の頂部より、微粒子状酸化チタンを均一に分散させた水を注ぎ（１ｇを水５リットルに懸濁させる）、微粒子状酸化チタン含有イオン交換樹脂濾過体を調製する。
【００６８】
このカラムに充填された濾過体頂部から水がシャワー状になって噴出し、空気と接触した後落下する。この貯留水は循環ポンプによりカラム内部の吸着体を通流して、底部から頂部に排出する機能を持つ循環水１０リットルを持つ閉鎖系水清浄作用を環システムを作る。１ｍ３の密閉空間を有するテスト装置に、本発明装置を入れ、アンモニアと酢酸について、使用前と使用後の濃度を、市販の検知管を用いて濃度変化を測定した。２４時間稼動後の測定結果を表５に示す。
【００６９】
【表１】
2004203988.tif 000003
【００７０】
【表２】
2004203988.tif 000004
【００７１】
【表３】
2004203988.tif 000005
【００７２】
【表４】
2004203988.tif 000006
【００７３】
【表５】
2004203988.tif 000007
【００７４】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような構成であるので、以下に記載するような効果を奏する。
【００７５】
粒状イオン交換樹脂を気流粉砕することで調製した粉末イオン交換樹脂は、物理的吸着機能が著しく向上することが認められており、溶液の濾過材としての利用方法は本発明者等が開発してきたが、空気中の浮遊粉塵や悪臭成分の除去については未開発の分野であった。本発明によって、粉末イオン交換樹脂に微粒子状酸化チタンを含有させて相乗効果を高め、微粒子状粉末イオン交換樹脂の利用価値を著しく高めることができる。
【００７６】
粉末イオン交換樹脂の原料は、発電所などの産業廃棄物である使用済み粒状イオン交換樹脂を細かく粉砕して本発明に使用する粉末イオン交換樹脂の材料として使用でき、また微粒子状酸化チタン含有粉末イオン交換樹脂繊維吸着体に使用する繊維も、反毛業者の作るリサイクル繊維が活用できるので、資源有効活用の面から有効な技術である。
【００７７】
イオン交換樹脂は、特定の臭気に自在に適応できるように調製できる素材であり、本発明の素材が安価で簡便な方法と装置であるので、空気又は水の清浄化に広範囲な分野での適用が期待される。
【００７８】
空気や水の清浄化を目的とする各種技術があるが、本発明は光触媒酸化チタンによる空気浄化作用と微生物膜による水の浄化作用のように寿命の長い作用効果を合わせた相乗効果により、効果対費用及び効果対期間に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空気又は水の清浄化工程概念図である。
【図2】本発明の一実施形態を示す清浄化装置の立断面図である。
【符号の説明】
１．水槽
２．水
３．微粒子状酸化チタン包含粉末イオン交換樹脂繊維吸着体又は磁石包含微粒子状酸化チタン含有イオン交換樹脂繊維吸着体
４．エアーポンプ
５．エアー導入パイプ
６．エアーリフトパイプ
７．傘状落水板
８．通流可能な吸着体収納容器
９．空気流方向を示す矢印
10．水流方向を示す矢印
【図１】
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【図２】
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