(57)【要約】【課題】空調システムを備えた建物に発生するカビ臭様の悪臭を有効に防止することができ、しかも極めて簡単な操作によって再生することができる臭気除去フィルター、フィルター要素、及びフィルターの再生方法を提供する。【解決手段】臭気除去フィルター要素は、ヒドロキシ基含有固体結合剤１２を担持する多孔性セルロース系基材を含み、（１）前記多孔性セルロース系基材上にて、ヒドロキシ基含有化合物のゾルを脱水固体化する工程、及び（２）前記ゾルに含まれるゾル安定化成分を除去する工程によって形成される前記ヒドロキシ基含有固体結合剤が、不連続な小塊状で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維１１の表面の一部分を被覆して固着されている。フィルターは、フィルター要素を含む。再生方法は、臭気成分を吸着した後の前記フィルター要素を水洗する。【選択図】  図１
2004154457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒドロキシ基含有固体結合剤を担持する多孔性セルロース系基材を含む臭気除去フィルター要素であって、
（１）前記多孔性セルロース系基材上にて、ヒドロキシ基含有化合物のゾルを脱水固体化する工程、及び
（２）前記ゾルに含まれるゾル安定化成分を除去する工程
によって形成される前記ヒドロキシ基含有固体結合剤が、不連続な小塊状で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維の表面の一部分を被覆して固着されていることを特徴とする、前記の臭気除去フィルター要素。
【請求項２】
前記のヒドロキシ基含有固体結合剤が、シリカゲル、アルミナゲル、及び合成ゼオライトからなる群から選んだ少なくとも一つの固体結合剤である、請求項１に記載のフィルター要素。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフィルター要素を含むことを特徴とする、臭気除去フィルター。
【請求項４】
カビ臭様ビル悪臭成分を吸着した後の請求項１又は２に記載のフィルター要素を水洗することを特徴とする、前記フィルター要素の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、臭気除去フィルター要素、前記要素を含むフィルター、及び前記要素の再生方法に関する。本発明による臭気除去フィルター要素を含むフィルターは、オフィスビルなどの建物の一般空調システムから発生するカビ臭様臭気を効果的に除去することができ、しかも、簡単な水洗操作によって再生することができる。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
オフィスビル、ホテル、病院、工場、又はデパートなどの建物では、建物全体の冷暖房などの空気調和（空調）を一括して制御する空調システムが設けられており、例えば、屋上や各階に設置した空調機内に、冷温装置や加湿装置などの他に、給気ファン、排気ファン、及びエアフィルター、更には全熱交換器などが備えられている。
こうした空調システムを備えた建物においては、各個別の部屋の給気ダクトから部屋の内部へカビ臭に似た悪臭が流れ込むことがある。このカビ臭様の悪臭（あるいは、いがらっぽい日向臭い悪臭）に対する苦情は、空調システムの提供者などに頻繁に寄せられている。この悪臭が或る閾値を超えると、建物内の人の中には不快を訴える者が現れ、更に、シックビル症候群の原因となる場合もある。しかし、このカビ臭様の悪臭の原因は、極めて微量な複数の揮発性有機物質の複合的な作用であろうと推定されているのみで、従来から個々の原因物質が同定されたことはない。そもそも、前記のカビ臭様の悪臭それ自体には、名称さえ与えられていない。従って、本明細書では、一般空調システムを備えた建物において発生するこのようなカビ臭様の悪臭（あるいは、いがらっぽい日向臭い悪臭）を、以下「カビ臭様ビル悪臭」と称することにする。
【０００３】
前記のカビ臭様ビル悪臭については、原因が不明であることから、特別の脱臭手段は従来知られていない。
そこで、一般的な除臭手段である活性炭を利用して、例えば、活性炭を充填させたボックス状のフィルターを空調機に取り付け、その吸着性能によって除去することが行われていた。活性炭は、臭気有機物質を強固に吸着することができるので、除臭方法としては有効であるが、除臭剤再生の面では、逆に欠点となる。すなわち、吸着処理後の活性炭は臭気有機物質を強固に吸着しているので、再使用可能な程度に再生するためには、高温を用いることが必要となる。このような高温による再生操作は煩雑でコストが高いので、活性炭による除臭方法では、活性炭を再生せずに、そのまま廃棄されるのが一般的である。
【０００４】
また、臭気分解型の除臭手段として、機能性酸化チタンをフィルターに付着する方式も提案されている。しかしながら、この機能性酸化チタンに臭気分解特性を付与するためには特有の波長を持つ光を照射することが必要である。その照射装置は構造が複雑であり、更に保守管理にコストがかかるなどの欠点がある。
【０００５】
ところで、建物において空気調和を行う場合には、一般的に、室内空気の７０％近くを循環利用し、残りの約３０％を排気して、新鮮外気と入れ替えている。本発明者は、このような空調を実施している建物において、新築・竣工時や、室内改修工事などが実施されてからある程度の期間が経過している場合に、空調システムのダクト系を通過する空気の相対湿度が上昇すると、前記のカビ臭様ビル悪臭の発生する頻度が多くなることを見出した。また、前記のカビ臭様ビル悪臭が発生した後で、空調システムの清掃を徹底的に実施すると、その後しばらくの期間はカビ臭様ビル悪臭が発生しないものの、しばらく経過すると、再発することも見出した。
【０００６】
そこで、本発明者は、前記のカビ臭様ビル悪臭が発生した十数箇所以上のオフィスビルにおいて実施した一般空調システムの徹底的な洗浄の際に得られた全ての洗浄排液を収集し、前記のカビ臭様ビル悪臭の原因物質の解明に努めたところ、全ての洗浄排液に共通して比較的多量に含有されている原因物質群を同定することに成功し、特願２００２−０９８９７４号明細書に開示した。
また、本発明者は、前記のカビ臭様ビル悪臭の簡易な防止手段を開発するために、前記の原因物質群が共通して有している化学的性質に注目し、それらの原因物質群を容易に吸着可能で、しかも水洗などの簡単な操作で脱離可能な吸着剤が存在することを見出し、前記の特願２００２−０９８９７４号明細書に開示した。更に、こうした吸着剤を用いることによって、前記のカビ臭様ビル悪臭を実際に防止することができ、しかもその吸着剤は、極めて簡単な操作によって再生可能であることも見出し、前記の特願２００２−０９８９７４号明細書に開示した。
本発明者は、前記のカビ臭様ビル悪臭を防止する手段を更に検討した結果、優れた臭気除去能を有する別異のフィルター要素を見出した。
本発明は、こうした知見に基づくものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
ヒドロキシ基含有固体結合剤を担持する多孔性セルロース系基材を含む臭気除去フィルター要素であって、
（１）前記多孔性セルロース系基材上にて、ヒドロキシ基含有化合物のゾルを脱水固体化する工程、及び
（２）前記ゾルに含まれるゾル安定化成分を除去する工程
によって形成される前記ヒドロキシ基含有固体結合剤が、不連続な小塊状で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維の表面の一部分を被覆して固着されていることを特徴とする、前記の臭気除去フィルター要素に関する。
また、本発明は、前記のフィルター要素を含むことを特徴とする、臭気除去フィルターにも関する。
更に、本発明は、臭気成分を吸着した後の前記フィルター要素を水洗することを特徴とする、前記フィルター要素の再生方法にも関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明者は、前記のとおり、建物に用いる一般空調システムにおいて発生する前記のカビ臭様ビル悪臭の原因物質群として、以下の６種の化合物を同定した。６種の化合物は、以下のとおりである。
（１）式（１）：
【化１】
2004154457.tif 000003
で表される２−エチル−１−ヘキサノール、
（２）式（２）：
【化２】
2004154457.tif 000004
で表されるメントール、
（３）式（３）：
【化３】
2004154457.tif 000005
で表されるプロパニックアシッド，２−メチル−，２−ジメチル−１−（２−ヒドロキシ−１−メチルエチル）プロピルエステル、
（４）式（４）：
【化４】
2004154457.tif 000006
で表されるプロパニックアシッド，２−メチル−，ヒドロキシ−２，４，４−トリメチルペンチルエステル、
（５）式（５）：
【化５】
2004154457.tif 000007
で表されるフェニル，２，６−ビス−（１，１−ジメチルエチル）−１−ヒドロキシ、及び
（６）式（６）：
【化６】
2004154457.tif 000008
で表されるプロパニックアシッド，２−メチル−，（１，１−ジメチルエチル）−２−メチル−１，３−プロパンジイルエステルである。
【０００９】
すなわち、本発明者は、前記のとおり、前記のカビ臭様ビル悪臭が発生した十数箇所以上のオフィスビル（７階建ビル〜１１階建ビル）において一般空調システムの洗浄を実施した。これらのオフィスビルでは、室内空気の７０％近くを循環利用し、残りの約３０％を排気して新鮮外気と入れ替える方式の空調システムを利用していた。また、前記の洗浄によって、いずれのオフィスビルにおいてもカビ臭様ビル悪臭の発生が、少なくとも洗浄操作後のしばらくの期間は停止したことを確認した。更に、それらの洗浄操作の際に回収された洗浄排液を収集し、洗浄排液に含まれている有機物質をガスクロマトグラフィーによって分析したところ、共通して含まれている物質として、前記式（１）〜式（６）で表される化合物が、ほぼ全ての洗浄排液中に存在することが分かった。しかも、後述する実施例に示すとおり、前記式（１）〜式（６）で表される化合物以外の物質の存在量は、前記式（１）〜式（６）で表される化合物の存在量と比較すると、圧倒的に少量である。
【００１０】
続いて、後述する実施例に示すとおり、前記式（１）〜式（６）で表される化合物を吸着可能な本発明のフィルターを製造し、本発明のフィルターと比較用フィルターとの比較試験によって、本発明のフィルターによってカビ臭様ビル悪臭の発生を防止することができることを確認した後に、本発明のフィルターから洗浄排液を回収し、同様にガスクロマトグラフィーによって分析したところ、前記式（１）〜式（６）で表される化合物が比較的多量に含まれていることも確認した。従って、前記式（１）〜式（６）で表される化合物が本発明のフィルターに吸着されたことによって、前記のカビ臭様ビル悪臭の発生を有効に防止することができることが判明した。
【００１１】
本発明による臭気除去フィルター要素は、ヒドロキシ基（すなわち、遊離ヒドロキシ基；以下単にヒドロキシ基）を含有する固体結合剤を担持して含有する多孔性セルロース系基材を含み、好ましくは、ヒドロキシ基含有固体結合剤を担持して含有する多孔性セルロース系基材からなる。その多孔性セルロース系基材の形状は、前記の固体結合剤を担持することができ、しかもフィルターの構成要素となることができる限り特に限定されるものではなく、例えば、平板状、シート状、波板状、柱状（又は錐体状）、又は球状（又は楕球状）、あるいはそれらの組み合わせであることができる。
【００１２】
また、多孔性セルロース系基材は、セルロース繊維を主成分とする多孔質体である。前記セルロース繊維としては、特に限定されないが、例えば、木材（例えば、針葉樹材、又は広葉樹材）又は非木材植物（例えば、稲わら、竹、バガス、亜麻、マニラ麻、ケナフ、又はリンター）からの化学パルプ（例えば、クラフト法、ソーダ法、又はポリサルファイト法による化学パルプ）、機械パルプ（例えば、前記木材からのグランドパルプ）、又は再生繊維（例えば、レーヨン）を挙げることができ、これらのパルプ及び／又は繊維から適宜選択して公知の湿式法又は乾式法でシート化された各種の紙、又はシート（例えば、不織布）を用いることができる。
【００１３】
更に、これらのセルロース繊維に合成繊維を混合することもできる。合成繊維の例としては再生セルロース繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリウレタン系繊維、ポリ（メタ）アクリル酸系繊維、又はポリアクリロニトリル系繊維など挙げることができる。
【００１４】
多孔性セルロース系基材としては、特には紙製品を用いることができ、紙製品としては、例えば、段ボール紙などに用いる未晒し紙が耐水性及び機械的強度を有するので、特に適している。また、多孔性セルロース系基材としては難燃性基材、例えば、水酸化アルミニウム含有紙を用いることもできる。
【００１５】
セルロース繊維のみから実質的になる多孔性セルロース系基材の坪量（ヒドロキシ基含有固体結合剤を担持する前）は、多孔性である限り特に限定されるものではないが、好ましくは４０〜２００ｇ／ｍ２、より好ましくは８０〜１６０ｇ／ｍ２である。坪量が４０ｇ／ｍ２未満の紙を用いると、形状維持性又は強度が低下するので、ヒドロキシ基含有化合物ゾルの付与工程において紙がへたり、前記のゾル付与作業が困難になることがある。また、坪量が２００ｇ／ｍ２を越える紙を用いると基材の厚みが増すので、フィルターへの製品化工程での加工性が低下することがある。なお、難燃性基材、例えば、水酸化アルミニウム粒子を含有する多孔性セルロース系基材の坪量（ヒドロキシ基含有固体結合剤を担持する前）は、セルロース繊維のみから実質的になる多孔性セルロース系基材の前記坪量に対して、水酸化アルミニウム粒子などの含有量に応じて増加するが、例えば、好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ２、より好ましくは１２０〜１６０ｇ／ｍ２である。
【００１６】
前記の多孔性セルロース系基材は、ヒドロキシ基含有固体結合剤を担持して含有する。このヒドロキシ基含有固体結合剤は、水不溶性の多孔質体であることが好ましく、具体的には、シリカゲル、アルミナゲル、又は合成ゼオライトを挙げることができる。これらの結合剤は、１種又は２種以上の組み合わせで用いることができる。ヒドロキシ基含有固体結合剤は、ヒドロキシ基含有化合物のゾルから形成することができる。すなわち、前記ゾル中に含まれる水分と、同じく前記ゾル中に含まれるゾル安定化成分の除去によって形成することができ、具体的には、
（１）前記多孔性セルロース系基材上にて、ヒドロキシ基含有化合物のゾルを脱水固体化する工程、及び
（２）前記ゾルに含まれるゾル安定化成分を除去する工程
を実施することによって、前記多孔性セルロース系基材上にて形成することができる。
【００１７】
前記多孔性セルロース系基材上にて前記ヒドロキシ基含有固体結合剤を形成するためには、最初に、ヒドロキシ基含有化合物ゾルを、適当な方法（例えば、浸漬、塗布、又は噴霧）で前記基材上に付与する。
ヒドロキシ基含有化合物ゾルとして、アルカリイオン（例えば、ナトリウムイオン、リチウムイオン、又はカリウムイオン）で安定化したシリカゾル（コロイダルシリカ）を用いる場合には、前記シリカゾルを適当な方法（例えば、浸漬、塗布、又は噴霧）で前記基材上に付与して、基材にシリカゾルを含浸させた後、シリカゾルを乾燥させることにより、含水ゲルを経て乾燥ゲルを形成させる。この脱水固体化工程では、シリカゾルの脱水固体化を促進するために、例えば、天日乾燥を行ったり、好ましくは常温以上ないし１４０℃、より好ましくは７０〜１２０℃に加熱する。乾燥ゲル表面には、前記ゾル中にゾル安定化成分として含まれていたアルカリ成分が残留しているので、前記の脱水固体化工程に続いて、水洗によって前記残留アルカリ成分を除去する。なお、残留アルカリ成分を除去する際には、希酸水溶液を用いて中和反応を実施するのが好ましく、続いて、水で洗浄するのが好ましい。更に、本発明においては、アルカリイオンで安定化したシリカゾルとして、ナトリウムイオンで安定化したシリカゾルを用いるのが好ましい。この場合は、希塩酸又は希硫酸水溶液で残留アルカリ成分と中和反応を行い、続いて水で洗浄するのが好ましい。
【００１８】
こうして形成されたヒドロキシ基含有固体結合剤としてのシリカゲル（乾燥ゲル）は、不連続な小塊状となり、多孔性セルロース系基材を構成する三次元網目状セルロース繊維の表面の一部を被覆した状態、あるいは三次元網目状セルロース繊維間の空隙部を埋める状態で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維に固着される。こうした状態を図１に模式的に示す。すなわち、図１は、前記の多孔性セルロース系基材を構成する各セルロース系繊維１１が、ヒドロキシ基含有固体結合剤１２を担持して含有する状態を模式的に示す説明図である。前記の多孔性セルロース系基材は、それを構成する各セルロース系繊維１１が不規則な網目状で三次元的に折り重なったり、あるいは絡み合った状態の多孔質体であり、三次元網目状セルロース繊維間には、かなりの空隙部も存在する。多孔性セルロース系基材は、その各セルロース繊維１１の表面の一部分のみを覆われる状態で固体結合剤１２を担持したり、三次元網目状セルロース繊維間の空隙部の内部に包含する状態で固体結合剤１２を担持する。従って、各セルロース系繊維１１の表面の中には、固体結合剤１２で被覆された部分と被覆されていない部分とが存在する。こうして、本発明の臭気除去フィルター要素においては、多孔性セルロース系基材が有するヒドロキシ基も露出しており、臭気除去に関与することができる。更に、多孔性セルロース系基材が、水不溶性のヒドロキシ基含有固体結合剤によって被覆されるので、耐水性が付与される。
【００１９】
ヒドロキシ基含有化合物ゾルとしては、酸で安定化したシリカゾル（コロイダルシリカ）を用いることもできる。この場合にも、最初に、酸安定化シリカゾルを適当な方法で前記基材上に付与して、基材にシリカゾルを含浸させる。続いて、シリカゾルを乾燥させることにより、含水ゲルを経て乾燥ゲルを形成させる。この脱水固体化工程では、シリカゾルの脱水固体化を促進するために、好ましくは常温以上ないし１４０℃、より好ましくは７０〜１２０℃に加熱する。乾燥ゲル表面には、前記ゾル中にゾル安定化成分として含まれていた酸成分が残留しているので、続いて、水洗によって前記残留酸成分を除去する。なお、シリカゾル（コロイダルシリカ）を安定化させる酸成分としては、弱無機酸（例えば、希塩酸若しくは硝酸）又は弱有機酸（例えば、酢酸）が使用される。残留酸成分を除去する際には、希アルカリ水溶液を用いて中和反応を実施するのが好ましく、続いて、水で洗浄するのが好ましい。こうして形成されたシリカゲルは、前記図１に示すとおり、不連続な小塊状となり、多孔性セルロース系基材を構成する三次元網目状セルロース繊維の表面の一部を被覆した状態、あるいは三次元網目状セルロース繊維間の空隙部を埋める状態で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維に固着される。
【００２０】
ヒドロキシ基含有化合物ゾルとしては、アンモニアで安定化したシリカゾル（コロイダルシリカ）を用いることもできる。この場合にも、最初に、アンモニア安定化シリカゾルを適当な方法で前記基材上に付与して、基材にシリカゾルを含浸させる。続いて、シリカゾルを乾燥させることにより、含水ゲルを経て乾燥ゲルを形成させる。この脱水固体化工程でも、シリカゾルの脱水を促進するために、好ましくは常温以上ないし１４０℃、より好ましくは７０〜１２０℃に加熱する。アンモニア安定化シリカゾルを前記のとおり、脱水固体化すると、その脱水固体化工程において、ゾル安定化成分であるアンモニアも同時に蒸発させることができる。すなわち、前記の加熱処理により、ゾルの脱水固体化工程と、ゾルの安定化成分除去工程とを同時に実施して、前記ヒドロキシ基含有固体結合剤としてのシリカゲルを、前記図１に示すとおり、不連続な小塊状として、多孔性セルロース系基材を構成する三次元網目状セルロース繊維の表面の一部を被覆した状態、あるいは三次元網目状セルロース繊維間の空隙部を埋める状態で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維に固着させることができる。
【００２１】
更に、ヒドロキシ基含有化合物ゾルとしては、有機分散媒を含むオルガノシリカゾルを用いることもできる。この場合にも、最初に、オルガノシリカゾルを適当な方法で前記基材上に付与して、基材にオルガノシリカゾルを含浸させる。続いて、オルガノシリカゾルを乾燥させることにより、含水ゲルを経て乾燥ゲルを形成させる。この脱水固体化工程では、オルガノシリカゾルの脱水を促進するために、好ましくは常温以上ないし１４０℃、より好ましくは７０〜１２０℃に加熱する。オルガノシリカゾルを前記のとおり、脱水固体化すると、その脱水固体化工程において、ゾル安定化成分である有機分散媒も同時に蒸発させることができる。すなわち、前記の加熱処理により、ゾルの脱水固体化工程と、ゾルの安定化成分（すなわち、有機分散媒）除去工程とを同時に実施して、前記ヒドロキシ基含有固体結合剤としてのシリカゲルを、前記図１に示すとおり、不連続な小塊状として、多孔性セルロース系基材を構成する三次元網目状セルロース繊維の表面の一部を被覆した状態、あるいは三次元網目状セルロース繊維間の空隙部を埋める状態で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維に固着させることができる。なお、オルガノシリカゾルの有機分散媒としては、親水性有機溶媒、例えば、アルコール（例えば、メタノール、イソプロパノール、又はキシレンｎ−ブタノール）、グリコール（例えば、エチレングリコール又はエチレングリコールモノｎ−プロピルエーテル）、ケトン（例えば、メチルエチルケトン又はメチルイソ−ブチルケトン）、又はアミド（例えば、ジメチルアセトアミド）を挙げることができる。
【００２２】
ヒドロキシ基含有化合物のゾルとしては、酸で安定化したアルミナゾル（コロイダルアルミナ）を用いることもできる。この場合にも、最初に、酸安定化アルミナゾルを適当な方法で前記基材上に付与して、基材にアルミナゾルを含浸させる。続いて、アルミナゾルを乾燥させることにより、無定形乾燥ゲル（擬ベーマイト）を形成させる。この脱水固体化工程でも、アルミナゾルの脱水固体化を促進するために、好ましくは常温以上ないし１４０℃、より好ましくは７０〜１２０℃に加熱する。乾燥ゲル表面には、前記ゾル中にゾル安定化成分として含まれていた酸成分が残留しているので、続いて、水洗によって前記残留酸成分を除去する。なお、アルミナゾルを安定化させる酸成分としては、弱無機酸（例えば、希塩酸若しくは硝酸）又は弱有機酸（例えば、酢酸）が使用される。残留酸成分を除去する際には、希アルカリ水溶液を用いて中和反応を実施するのが好ましく、続いて、水で洗浄するのが好ましい。こうして形成されたアルミナゲルは、前記図１に示すとおり、不連続な小塊状となり、多孔性セルロース系基材を構成する三次元網目状セルロース繊維の表面の一部を被覆した状態、あるいは三次元網目状セルロース繊維間の空隙部を埋める状態で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維に固着される。
【００２３】
更に、ヒドロキシ基含有化合物ゾルとしては、有機分散媒を含むオルガノアルミナゾルを用いることもできる。この場合にも、最初に、オルガノアルミナゾルを適当な方法で前記基材上に付与して、基材にオルガノアルミナゾルを含浸させる。続いて、オルガノアルミナゾルを乾燥させることにより、無定形乾燥ゲル（擬ベーマイト）を形成させる。この脱水固体化工程では、オルガノアルミナゾルの脱水を促進するために、好ましくは常温以上ないし１４０℃、より好ましくは７０〜１２０℃に加熱する。オルガノアルミナゾルを前記のとおり、脱水固体化すると、その脱水固体化工程において、ゾル安定化成分である有機分散媒も同時に蒸発させることができる。すなわち、前記の加熱処理により、ゾルの脱水固体化工程と、ゾルの安定化成分（すなわち、有機分散媒）除去工程とを同時に実施して、前記ヒドロキシ基含有固体結合剤としてのアルミナゲルを、前記図１に示すとおり、不連続な小塊状として、多孔性セルロース系基材を構成する三次元網目状セルロース繊維の表面の一部を被覆した状態、あるいは三次元網目状セルロース繊維間の空隙部を埋める状態で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維に固着させることができる。なお、オルガノシリカゾルの有機分散媒としては、親水性有機溶媒、例えば、アルコール（例えば、メタノール、イソプロパノール、又はキシレンｎ−ブタノール）、グリコール（例えば、エチレングリコール又はエチレングリコールモノｎ−プロピルエーテル）、ケトン（例えば、メチルエチルケトン又はメチルイソ−ブチルケトン）、又はアミド（例えば、ジメチルアセトアミド）を挙げることができる。
【００２４】
ヒドロキシ基含有化合物ゾルとしては、水ガラス（ケイ酸ナトリウムゾル）を用いることもできる。この場合にも、最初に、水ガラスを適当な方法で前記基材上に付与して、基材に水ガラスを含浸させる。続いて、水ガラスを乾燥させることにより、含水ゲルを経て乾燥ゲルを形成させる。なお、水ガラスには、過剰のナトリウムイオンが含まれているので、含水ゲルのシリカ成分が水洗処理によって脱落しない程度まで乾燥が進行した段階で、できる限り早期に、水洗処理を実施して、ゾル安定化成分としてのナトリウムイオンの除去工程を実施するのが好ましい。ナトリウムイオンの除去工程を早期に実施しないと、空気中の炭酸ガスが含水ゲル内に溶解して炭酸ナトリウムが形成され、シリカゲル内に混入するため、固体結合剤が脆くなり、多孔性セルロース系基材から脱落してしまう。すなわち、ヒドロキシ基含有化合物ゾルとして水ガラスを用いる場合には、脱水固体化工程の途中でゾル安定化成分除去工程を実施するのが好ましい。
なお、前記の脱水固体化工程でも、シリカゾルの脱水固体化を促進するために、好ましくは常温以上ないし１４０℃、より好ましくは７０〜１２０℃に加熱する。また、残留アルカリ成分を除去する際には、希酸水溶液を用いて中和反応を実施するのが好ましく、続いて、水で洗浄するのが好ましい。こうして形成されたシリカゲルは、前記図１に示すとおり、不連続な小塊状となり、多孔性セルロース系基材を構成する三次元網目状セルロース繊維の表面の一部を被覆した状態、あるいは三次元網目状セルロース繊維間の空隙部を埋める状態で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維に固着される。
【００２５】
前記ヒドロキシ基含有固体結合剤として、シリカゲルとアルミナゲルとの混合物を形成する場合は、例えば、シリカゾルとアルミナゾルとの混合ゾルを前記の多孔性セルロース系基材に適当な方法（例えば、浸漬、塗布、又は噴霧）で付与してから、前記と同様に、シリカゾルとアルミナゾルとを乾燥させ、必要により、ゾル安定化成分除去工程を実施して、含水ゲルを経て乾燥ゲルを形成させる。こうして形成されたシリカゲル・アルミナゲル混合物も、前記図１に示すとおり、不連続な小塊状となり、多孔性セルロース系基材を構成する三次元網目状セルロース繊維の表面の一部を被覆した状態、あるいは三次元網目状セルロース繊維間の空隙部を埋める状態で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維に固着される。
【００２６】
合成ゼオライトは、水ガラス（ケイ酸ナトリウム水溶液）とアルミン酸ナトリウム水溶液とから得られる混合ゾルを、前記の多孔性セルロース系基材に適当な方法（例えば、浸漬、塗布、又は噴霧）で付与してから半乾燥させ、水洗によってゾル安定化成分（ナトリウムイオン）除去工程を実施し、続いて圧力下で加熱して合成反応を進行させ、多孔性セルロース系基材上に、前記ヒドロキシ基含有固体結合剤としての合成ゼオライトを形成することができる。前記の半乾燥工程においても、ゾルの脱水固体化を促進するために、好ましくは常温以上ないし１４０℃、より好ましくは７０〜１２０℃に加熱する。また、合成ゼオライトの合成工程は、７０〜１４０℃の加熱下及び１気圧ないし５気圧の加圧下で実施するのが好ましい。残留アルカリ成分を除去する際には、希酸水溶液を用いて中和反応を実施するのが好ましく、続いて、水で洗浄するのが好ましい。こうして形成された合成ゼオライトも、前記図１に示すとおり、不連続な小塊状となり、多孔性セルロース系基材を構成する三次元網目状セルロース繊維の表面の一部を被覆した状態、あるいは三次元網目状セルロース繊維間の空隙部を埋める状態で、前記多孔性セルロース系基材の構成繊維に固着される。
【００２７】
本発明の臭気除去フィルター要素においては、多孔性セルロース系基材の各構成繊維の表面の一部分がヒドロキシ基含有固体結合剤によって被覆されており、その他の部分が露出している状態で担持されているのが好ましい。
本発明の臭気除去フィルター要素においては、多孔性セルロース系基材が担持するヒドロキシ基含有固体結合剤の量も特に限定されないが、多孔性セルロース系基材（ヒドロキシ基含有固体結合剤の担持前）とヒドロキシ基含有固体結合剤の重量比が、好ましくは１：０．１〜０．５であり、より好ましくは１：０．２〜０．４である。前記の重量比が１：０．１未満になると再生処理に関して充分な耐水性が得られず、１：０．５を越えると、多孔性セルロース系基材のヒドロキシ基の多くが被覆されるので臭気除去性能が低下する。
【００２８】
本発明によるフィルター要素は、これを組み立てて製造するフィルターの態様や形状に適合させて、任意の形状を有することができる。
本発明によるフィルターは、任意の除臭又は除臭手段として利用することができるが、特には、中型建物（５階建程度）ないし大型建物（１１階建程度）の１棟全体を集中的に、又は分散して空気調和する一般空調システムにおいて発生する前記のカビ臭様ビル悪臭の発生防止に有効であるので、前記の一般空調システムの任意の１つ又はそれ以上の位置に、１つ又はそれ以上のフィルターを配置するのが好ましい。
【００２９】
本発明によるフィルターを前記のような一般空調システムに適用する場合は、設置箇所によっては難燃性又は不燃性が要求されることがあり、このような場合には、難燃性又は不燃性の基材を用いることが好ましい。難燃性又は不燃性の紙基材としては、水酸化アルミニウム又は水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム含有の難燃紙又は不燃紙を挙げることができる。例えば、水酸化アルミニウム６５重量％以上を配合した難燃性紙素材を用いることができる。
【００３０】
本発明のフィルター要素は、例えば、図２に示す積層構造体２１の構造とすることができ、この積層構造体２１を更に図３に示すように積み重ねて本発明によるフィルター３０とすることができる。
すなわち、前記の積層構造体２１は、平面状ライナー部２２と波面状フルート部２３からなり、平面状ライナー部２２及び波面状フルート部２３は、いずれもそれらの表面にヒドロキシ基含有固体結合剤を担持する本発明によるフィルター要素に相当し、更に平面状ライナー部２２及び波面状フルート部２３からなる積層構造体２１も、本発明によるフィルター要素に相当する。
【００３１】
前記の積層構造体２１を積み重ねて製造する本発明によるフィルター３０に対しては、図３に示すように、矢印Ｗの方向に通気を行うことができる（矢印Ｗ側が室内側であることが好ましい）。その通気の際に、空気に含まれているカビ臭様ビル悪臭の原因物質群がセルロース系基材及び結合剤に吸着される。また、図３に示すようなフィルターの場合は、通気の際の圧力損失が少ないので、特に好ましい。
【００３２】
本発明によるフィルターの形状も特に図３に示す形状に限定されず、従来公知の任意のエアフィルターの形状とすることができ、そのエアフィルターを構成するフィルター要素として、前記固体結合剤によって耐水性を付与された前記多孔性セルロース系基材からなるフィルター要素を用いる。
【００３３】
本発明によるフィルター要素及びフィルターは、前記のカビ臭様ビル悪臭の原因物質群を吸着した後に水洗することによって、前記のカビ臭様ビル悪臭の原因物質群を固体結合剤から脱着させることができ、前記のカビ臭様ビル悪臭の原因物質群を吸着可能な状態に再生することができる。水洗再生操作は、具体的には、本発明のフィルター要素又はフィルターを、例えば、室温にて、水中に浸漬して静置するか、あるいは水中にて撹拌下に浸漬することにより実施することができる。前記のカビ臭様ビル悪臭の原因物質群の脱着を促進するには、例えば、約５０〜８０℃の温水を用いるか、流水にて洗浄するか、噴射水を用いるか、あるいは過酸化物（例えば、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム、又は次亜塩素酸カルシウム）を含む洗浄水を用いるか、あるいはこれらを併用することができる。洗浄に用いる水は、例えば、水道水で充分である。更に弱アルカリ性の温水を用いると再生効果が向上する。
洗浄操作による再生処理の後で、例えば、温風によってフィルター要素又はフィルターを乾燥させてから、再度使用するのが好ましい。
【００３４】
本発明によるフィルターは、オフィスビルなどの建物の空調システム内の任意の場所に設けて使用することができる。本発明のフィルターは、再生処理を定期的に実施するのが好ましいので、取り出しが容易な場所に取り付けるのが好ましい。
【００３５】
空調システムは、例えば、建物の屋上や各階などに設けた集中管理型の空調機械、建物内部に設けた給気ダクト網及び還気ダクト網、及び各部屋に設けた給気口及び還気口を備えている。従って、例えば、本発明のフィルターを各部屋の給気口や還気口の開口部に設けるか、あるいは、集中管理型空調機械チャンバー内や、各部屋へ空調空気を送り出す給気ダクト内に設けられることがある給気フィルターとして本発明のフィルターを設けることができる。
【００３６】
【作用】
本発明によるフィルター要素又はフィルターによって、前記のカビ臭様ビル悪臭の発生を防止することができる機構は、現在のところ不明であるが、以下のように推定することもできる。もっとも、本発明は、以下の推論に限定されるものではない。
室内空気の一部（例えば、約７０％）を循環利用し、残り（例えば、約３０％）を排気して新鮮外気と入れ替える方式の一般空調システムでは、室内空気は、その建物全体に存在するほぼ全ての設備部材や壁面などと接触する。空調空気経路に存在する各種の設備部材や壁面などに使用されている種々の有機化合物、例えば、塗料、プラスチック類、天井ボードなどに使用されている有機物質含有バインダー、防水処理を施された壁紙、室内に配置してある机やキャビネットなどの備品表面の塗膜、あるいは書類のインクなどからは、臭気を伴う揮発性有機物質が発生しており、これらの揮発性有機物質は、室内空気が循環利用する際に、循環する空気内に取り込まれる。これらの揮発性臭気有機物質の発生量は、極めて微量と思われるが、空調システム外へ排出される量よりも、空調システム内で循環利用される量の方が多くなると、空調システム内に臭気有機物質が蓄積され、徐々に濃縮されることになる。
【００３７】
従来の空調システムで制御又は管理の対象となる空気質は、塵埃、温湿度、及び炭酸ガス濃度などであり、前記のようにして発生して濃縮する揮発性臭気有機物質の管理は、一般に行われていない。従って、これらの揮発性臭気有機物質は、空調システムに存在する吸着性部分に吸着して濃縮される。このような吸着性部分としては、例えば、各部屋の給気口や還気口内部に設けたエアフィルター、あるいは、屋上や各階などに設けた空調機械内のエアフィルター、気化式加湿器加湿材又は全熱交換器の熱交換素子などが考えられる。
【００３８】
さて、本発明者が見出したように、前記のカビ臭様ビル悪臭の原因物質はいずれもヒドロキシ基又はカルボニル基を有しているので、空調システム内の吸着性部分と水素結合などによって吸着されているものと考えられ、前記のカビ臭様ビル悪臭の原因物質は、吸着によって徐々に蓄積されることになる。
しかしながら、循環空気の相対湿度が上昇すると、前記の水素結合による吸着は、水分による吸着と置き換わるので、蓄積されていた原因物質が比較的多量に遊離することになり、悪臭として感知されることになるものと考えられる。
【００３９】
本発明のフィルターは、ヒドロキシ基含有固体結合剤を多孔性セルロース系基材上に担持して含有し、多くのヒドロキシ基を有しているので、本発明のフィルターを空調システム内に配置すると、その空調システム内においては、前記のカビ臭様ビル悪臭の原因物質群に対して最も吸着性の高い部分となる。従って、前記のカビ臭様ビル悪臭の原因物質群は、本発明のフィルターに集中的に吸着されて蓄積することになる。そこで、本発明のフィルターを定期的に取り出して水洗などの再生処理を行うと、前記のカビ臭様ビル悪臭の原因物質群を空調システム外へ効率的に除去することができ、前記のカビ臭様ビル悪臭を防止することが可能になるものと考えられる。
【００４０】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
水酸化アルミニウムを７０重量％含有する難燃性無機質セルロース紙（坪量＝１２０ｇ／ｍ２；商品名「コスモ」；王子製紙株式会社）を用いて、図２に示すような平板状基材２２とフルート形状基材２３（高さ＝１．５ｍｍ；ピッチ＝２．０ｍｍ）とを製造した。これらの基材２２，２３に、水ガラス３号（徳山曹達）の２７％水溶液を含浸させ、余分な水溶液を吹き落とした。この状態で重量を測定したところ、含浸処理前の無機質セルロース紙の重量に対して、約１．６重量倍の水ガラス水溶液が含浸されていることが分かった。
続いて、各基材２２，２３を１０５℃で３０分間乾燥することによって半乾燥状態にしてから、ｐＨ１．２の硫酸水溶液にて中和反応を行い、更に水洗し、１０５℃で完全に乾燥させて各基材２２，２３上にシリカゲルを形成させ、本発明によるフィルター要素２２，２３を製造した。この状態で重量を測定したところ、含浸処理前の無機質セルロース紙の重量に対して、約１．２重量倍のシリカゲルが含有されていることが分かった。
こうして得られたフィルター要素２２の構造を、図４の電子顕微鏡写真に示す。また、シリカゲルを担持する前の難燃性無機質セルロース紙の構造を、図５の電子顕微鏡写真に示す。
前記の平板状フィルター要素２２とフルート形状フィルター要素２３とから複合シート２１を製造し、更に、この複合シート２１を図３に示すように積み重ねて積層フィルター３０（縦＝５００ｍｍ；横＝５００ｍｍ；深さ＝１５０ｍｍ）を製造した。
【００４１】
【実施例２】
実施例１で用いた難燃性無機質セルロース紙を用いて、図２に示すような平板状基材２２とフルート形状基材２３とを製造した。最初に、希塩酸で安定化させたアルミナゾル（アルミナゾル−１００；日産化学）を前記難燃性無機質セルロース紙に含浸させ、余分なゾルを吹き落とした。この状態でのゾル含浸量は、含浸処理前の無機質セルロース紙の重量に対して、約１．６重量倍であった。
続いて、９０℃で３０分間乾燥することによって乾燥ゲルとしてから、希アンモニア水にて中和反応を行い、更に水洗し、乾燥させて各基材２２，２３上にアルミナゲルを形成させ、本発明によるフィルター要素２２，２３を製造した。この状態で重量を測定したところ、含浸処理前の無機質セルロース紙の重量に対して、約１．３５重量倍のアルミナゲルが含有されていることが分かった。
【００４２】
【実施例３】
実施例１で用いた難燃性無機質セルロース紙を用いて、図２に示すような平板状基材２２とフルート形状基材２３とを製造した。最初に、これらの基材２２，２３に、水ガラス１号（徳山曹達）の３０％水溶液１重量部と３０％アルミン酸ナトリウム水溶液１重量部との混合ゾルを含浸させた。
続いて、各基材２２，２３をオートクレーブ内にて１２０℃で１２０分間反応させ、各基材２２，２３上に合成ゼオライトを形成させ、本発明によるフィルター要素２２，２３を製造した。この状態で重量を測定したところ、含浸処理前の無機質セルロース紙の重量に対して、約１．３重量倍の合成ゼオライトが含有されていることが分かった。
続いて、実施例１と同様に、前記の平板状フィルター要素２２とフルート形状フィルター要素２３とから複合シート２１を製造し、更に、この複合シート２１を図３に示すように積み重ねて、積層フィルター３０を製造した。
【００４３】
【実施例４】
実施例１と同様に、難燃性無機質セルロース紙を用いて、図２に示すような平板状基材２２とフルート形状基材２３とを製造した。最初に、これらの基材２２，２３に、アンモニアで安定化したコロイダルシリカゾル（スノーテックスＮ；日産化学）を含浸させ、余分なゾルを吹き落とした。この状態で重量を測定したところ、含浸処理前の無機質セルロース紙の重量に対して、約１．７重量倍のコロイダルシリカゾルが含浸されていることが分かった。
続いて、各基材２２，２３を１２０℃で６０分間乾燥させることにより、各基材２２，２３上にシリカゲルを形成させ、本発明によるフィルター要素２２，２３を製造した。この状態で重量を測定したところ、含浸処理前の無機質セルロース紙の重量に対して、約１．２０重量倍のシリカゲルが含有されていることが分かった。
続いて、実施例１と同様に、前記の平板状フィルター要素２２とフルート形状フィルター要素２３とから複合シート２１を製造し、更に、この複合シート２１を図３に示すように積み重ねて、積層フィルター３０を製造した。
【００４４】
【実施例５】
コロイダルシリカゾル水溶液を用いる代わりに、硝酸で安定化されているコロイダルアルミナゾル（アルミナゾル−５２０；日産化学）を用いることを除いて前記実施例４の操作を繰り返すことにより、アルミナゲルを担持したフィルター要素２２，２３を製造し、更に積層フィルター３０を製造した。
なお、コロイダルアルミナゾルの含浸量は、含浸処理前の無機質セルロース紙の重量に対して、約１．４重量倍であった。また、アルミナゲルの含有量は、含浸処理前の無機質セルロース紙の重量に対して、約１．１５重量倍であった。
【００４５】
【参考例】
前記のカビ臭様ビル悪臭が発生したとの苦情が出た十数箇所以上のオフィスビル（７階建ビル〜１１階建ビル）において一般空調システムの洗浄を実施した。具体的には、全熱交換器の熱交換体などを水道水で洗浄し、すべての洗浄排液を収集した。このような洗浄の後では、少なくとも約２ヶ月の期間は、前記のカビ臭様ビル悪臭発生の苦情は出なかった。
前記の洗浄操作の際に回収された洗浄排液の各々について、その中に含まれている有機物質をガスクロマトグラフィーによって分析したところ、比較的多量に含まれている物質として、前記式（１）〜式（６）で表される化合物が、ほぼ全ての洗浄排液中に存在することが分かった。
【００４６】
その内の１例を図６に示す。図６において、ピークＡは前記式（１）で表される化合物であり、ピークＢは前記式（２）で表される化合物、ピークＣは前記式（３）で表される化合物、ピークＤは前記式（４）で表される化合物、ピークＥは前記式（５）で表される化合物、そしてピークＦは前記式（６）で表される化合物である。また、複数のピークＷは、水道水に含まれているハロゲン化炭化水素である。
【００４７】
【評価例１】
前記参考例において前記のカビ臭様ビル悪臭が発生したとの苦情が出た６棟のオフィスビルの内の３棟において、空調システムの洗浄を実施した後、屋上の空調機械内の還気チャンバー内に設けてあったエアフィルターを、前記実施例１で製造した本発明のフィルターと次々に交換した（本発明ビル群３棟）。
一方、前記参考例において前記のカビ臭様ビル悪臭が発生したとの苦情が出たオフィスビルの内の別の３棟では、空調システムの洗浄を実施した後も、特に空調システム内の部品交換などは行わなかった（比較用ビル群３棟）。
比較用ビル群の中には、洗浄処理から最短で１．５ヶ月経過後にカビ臭様ビル悪臭が再発したとの苦情が出た。また、洗浄処理から約２．５ヶ月経過後までにカビ臭様ビル悪臭が再発したとの苦情が出たビルは３棟になった。
これに対して、洗浄処理及び本発明のフィルター設置から、約４ヶ月経過した時点では、本発明ビル群からはいずれもカビ臭様ビル悪臭再発の苦情は出なかった。
本発明ビル群３棟に設けた本発明のフィルター４５枚を、それらの設置から４ヶ月経過した時点で回収して水道水で洗浄し、それらの洗浄排液を一緒にして、前記参考例と同様のガスクロマトグラフィー分析を行ったところ、前記図６と同様のピークが認められた。
【００４８】
【評価例２】
建物内の天井ボード、床材、壁紙張り替えなどの改修を行った９階建のオフィスビル内の１階から５階の５フロア（合計約１０００ｍ２）各階の空調機内の給気チャンバーに、それぞれ前記実施例１で製造した本発明のフィルターを設置した。一方、固体結合剤を基材表面に担持していないことを除けば前記実施例１で製造した本発明のフィルターと同じ構造の比較用フィルターを、６階から９階の４フロア（約８００ｍ２）の各階空調機給気チャンバーに設置した。
改修から約２．５ヶ月経過後に、６階から９階の４フロアからは前記のカビ臭様ビル悪臭発生の苦情が出た。本発明のフィルターを設置した１階から５階の５フロアからは苦情は出なかった。
【００４９】
【評価例３】
前記評価例１において、本発明ビル群３棟に設けた本発明のフィルター４５枚を水道水で洗浄し、天日乾燥する再生処理の後、再び屋上の空調機械内の還気チャンバー内に設置した。再設置から約２ヶ月経過した時点で、本発明ビル群からはいずれもカビ臭様ビル悪臭再発の苦情は出なかった。この時点で、もう一度、前記の本発明フィルターを取り外して水洗する再生処理を行い、更に屋上の空調機械内の還気チャンバー内に設置した。３度目の設置から約２ヶ月経過した時点でも、本発明ビル群からはいずれもカビ臭様ビル悪臭再発の苦情は出ていない。
【００５０】
【評価例４】
前記実施例１で製造した本発明の積層フィルター３０を水道水で洗浄し、天日で乾燥させるサイクルを１０回繰り返した。８回目のサイクルの終了時点までは、積層フィルター３０の形状はほとんど変化しなかった。９回目から１０回目のサイクルの終了時点で、フルート部の一部分に閉塞が認められるようになったが、脱臭性能には実質的な影響はなかった。
１０回目のサイクルが終了した積層フィルター３０を、前記評価例１の比較用ビル群の内の１棟に設置したところ、約４ヶ月経過した時点でも、カビ臭様ビル悪臭再発の苦情は出ていない。
【００５１】
【発明の効果】
本発明の臭気除去フィルターによれば、空調システムを備えた建物に発生するカビ臭様の悪臭を有効に防止することができ、しかも極めて簡単な操作によって再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多孔性セルロース系基材を構成する各セルロース系繊維が、遊離ヒドロキシ基含有固体結合剤を担持して含有する状態を模式的に示す説明図である。
【図２】積層構造体の態様の本発明のフィルター要素の斜視図である。
【図３】本発明によるフィルターの斜視図である。
【図４】本発明によるフィルター要素の表面構造を示す図面に代わる電子顕微鏡写真である。
【図５】本発明によるフィルター要素を製造するために使用するセルロース系基材の表面構造を示す図面に代わる電子顕微鏡写真である。
【図６】洗浄排液のガスクロマトグラフィーの結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１１・・・セルロース繊維；１２・・・固体結合剤；
２１・・・積層構造体；２２・・・平面状ライナー部；
２３・・・波面状フルート部；３０・・・フィルター。
【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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