(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機繊維を含有するシート基材の少なくとも片面にオゾン分解層を設けたオゾン分解シートにおいて、該オゾン分解層中に少なくともスピネル構造をとらない鉄化合物とスピネル構造の鉄化合物、難溶性難燃剤および有機結合剤を含有させたことを特徴とするオゾン分解シート。
【請求項２】
スピネル構造をとらない鉄化合物がＦｅ２Ｏ３、ＦｅＯ（ＯＨ）、Ｆｅ（ＯＨ）３の少なくとも一種の化合物を含むことを特徴とする請求項１ 記載のオゾン分解シート。
【請求項３】
スピネル構造の鉄化合物がＭｎＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＣｕＦｅ２Ｏ４、ＣｏＦｅ２Ｏ４の少なくとも一種の酸化物を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のオゾン分解シート。
【請求項４】
難溶性難燃剤が、２０℃の水への溶解度が１％以下のリン系、窒素系、無機系難燃剤いずれか一種又は数種を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のオゾン分解シート。
【請求項５】
シート基材中に難溶性難燃剤を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のオゾン分解シート。
【請求項６】
オゾン分解シートの厚みが０．０２〜０．３ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のオゾン分解シート。
【請求項７】
シート基材の厚みが０．０１〜０．１５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のオゾン分解シート。
【請求項８】
有機結合剤がＭＣ（メチルセルロース）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、グァーガム、アラビアゴム、アルギン酸ナトリウム、リグニンスルホン酸ナトリウム、ポリビニルアルコールのいずれか一種又は数種含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のオゾン分解シート。
【請求項９】
開口率が３０〜９０％のハニカム形状とした請求項１乃至８のいずれかに記載のガス吸着シートを用いることを特徴とする空気浄化用フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン分解シートおよびそれをハニカム形状として構成される空気清浄用フィルタに関するものであり、より詳しくはオゾン除去性能に優れ、かつ難燃性を有するオゾン分解シート及びそれを用いた空気浄化用フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コロナ放電による帯電方式を採用した電気集塵式空気清浄機や電子写真複写機などにおいては、コロナ放電が機内の空気中で行われるために、機内に多量のオゾンが発生する。そしてこのオゾンは、非常に臭いが強く、酸化性の高い気体であり、例えば空気中に０．１ｐｐｍの濃度が存在するだけで、息切れやめまい、吐き気、頭痛などの生理作用を生じさせるものであるため、各機器からこのようなオゾンを機外に漏洩させることは回避しなければならない。
【０００３】
このような問題を克服するために、一般に事務用機器の排気ダクトにオゾン除去フィルタを取り付けることが従来から行われている。該フィルタは排気を効率的に行うという観点から通気抵抗の小さいハニカム構造体が採用されており、また事務用機器内部に設置するため安全性の観点から、ＵＬ(Underwriters Laboratories Inc.)の定める難燃規格を満足する必要がある。
【０００４】
このような背景から、オゾンを分解するフィルタが各種提案されているが、以下の如くオゾン分解特性やフィルタの取り扱い性など種々の問題を有している。
【０００５】
まず、活性炭の細孔容積を制御したオゾン分解剤が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、活性炭の細孔容積を制御しても、炭素の消失反応であるため、経時的に劣化率が大きくなり、長期間に渡って、高効率を維持することができないという問題がある。
【０００７】
更に、活性炭の表面にα−ＦｅＯＯＨと５Ｆｅ2Ｏ3・Ｈ2Ｏとを担持されたオゾン分解剤が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００８】
しかしながら、かかる手法は、活性炭依存の分解反応であり、活性炭単体よりは高効率を維持する事が可能であるが、やはり経時的に劣化率が大きくなり、長期間に渡って高効率を維持することができないという問題がある。
【０００９】
一方、鉄、銅複合酸化物から各種オゾン分解剤も開示されている（例えば特許文献３、特許文献４参照）。
【００１０】
しかしながら、鉄酸化物、銅酸化物の複合化合物では、オゾン分解性能が不十分であるため、貴金属を併用することによりオゾン分解性能を向上させるもので、極めて高価な触媒となり、産業上広く利用するには困難なものであった。
【００１１】
次に、フィルタとしては、クラフト紙又は段ボール原紙を基材とし、それらがオゾン分解触媒とシリカゾル等のコロイド状化合物によって被覆されているコルゲート状構造体からなるフィルタが提案されている（例えば特許文献５参照）。
【００１２】
しかしながら、上記基材は難燃性を低くいという問題を有するものである。また、これらの基材を使用して難燃性を満たそうとすれば、オゾン分解触媒の自燃性を抑制することが不可避となる。そのためコロイド状化合物によるオゾン分解触媒の被覆がより多く必要になり、結果的にフィルタの寿命が短くなるという問題が生じていた。また、オゾン分解触媒のバインダーとしてコロイド状化合物のみを用いた場合、その接着能力は低くなり、オゾン分解触媒の脱落が多くなり、取り扱い性が悪くなるという問題がある。
【００１３】
更に、アルミニウム薄板を基材とし、バインダーとしてコーンスターチ等を用い、オゾン分解触媒を基材上に塗布したフィルタが提案されている（例えば特許文献６参照）。
【００１４】
しかしながら、基材としてアルミニウム薄板を用いた場合、耐久性、難燃性に優れているが、強度が高くなるため、層長方向にスライスすることが非常に困難になってしまい、ハニカムの加工性の自由度が小さくなるという問題があった。
【００１５】
また、オゾン分解触媒の担持基材としてセラミック繊維等の無機質繊維集合体を使用したものが提案されている（例えば特許文献７、特許文献８参照）。
【００１６】
しかしながら、基材として無機質繊維集合体等を使用した場合、耐熱性に優れるものの、強度が低く、コルゲート加工やプリーツ加工等の成形工程において問題を生じることが多い。そして、その問題を解決するためにはシートを厚くする必要があり、結果的にハニカムの圧力損失が上昇してしまうという問題が生じていた。
【００１７】
またオゾン分解触媒、セラミック、粘土鉱物、ガラス等からなるハニカム成形体が提案されている（例えば特許文献９参照）。
【００１８】
しかしながら、難燃性は優れているものの、強度が弱く、取り扱い性が悪いという問題がある。
【特許文献１】特開昭５６−１６８８２４号公報
【特許文献２】特開２００２−２３３７１８号公報
【特許文献３】特開昭６２−２０１６４８号公報
【特許文献４】特開平０２−１８７１４８号公報
【特許文献５】特開平５−３０９２３２号公報
【特許文献６】特開平２−２７３５１２号公報
【特許文献７】特開昭６２−２０１６４８号公報
【特許文献８】特開平１−２４５８５０号公報
【特許文献９】特開平３−２４２２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、オゾンを初めとする人体に有害なガスの除去性能が高く、長寿命、低圧力損失で、かつＵＬの定める難燃性の基準を満足し、さらに取り扱い性の優れているオゾン分解シート及びそれを用いた空気浄化用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】
【００２０】
上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに到った。すなわち本発明は、（１）有機繊維を含有するシート基材の少なくとも片面にオゾン分解層を設けたオゾン分解シートにおいて、該オゾン分解層中に少なくともスピネル構造をとらない鉄化合物とスピネル構造の鉄化合物、難溶性難燃剤および有機結合剤を含有させたことを特徴とするオゾン分解シート、（２）スピネル構造をとらない鉄化合物がＦｅ２Ｏ３、ＦｅＯ（ＯＨ）、Ｆｅ（ＯＨ）３の少なくとも一種の化合物を含むことを特徴とする（１）記載のオゾン分解シート、（３）スピネル構造の鉄化合物がＭｎＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４、ＮｉＦｅ２Ｏ４、ＣｕＦｅ２Ｏ４、ＣｏＦｅ２Ｏ４の少なくとも一種の酸化物を含むことを特徴とする（１）又は（２）に記載のオゾン分解シート、（４）難溶性難燃剤が、２０℃の水への溶解度が１％以下のリン系、窒素系、無機系難燃剤いずれか一種又は数種を含むことを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のオゾン分解シート、（５）シート基材中に難溶性難燃剤を含むことを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のオゾン分解シート、（６）オゾン分解シートの厚みが０．０２〜０．３ｍｍであることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれかに記載のオゾン分解シート、（７）シート基材の厚みが０．０１〜０．１５ｍｍであることを特徴とする（１）乃至（６）のいずれかに記載のオゾン分解シート、（８）有機結合剤がＭＣ（メチルセルロース）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、グァーガム、アラビアゴム、アルギン酸ナトリウム、リグニンスルホン酸ナトリウム、ポリビニルアルコールのいずれか一種又は数種含むことを特徴とする（１）乃至（７）のいずれかに記載のオゾン分解シート、である、（９）開口率が３０〜９０％のハニカム形状とした（１）乃至（８）のいずれかに記載のガス吸着シートを用いることを特徴とする空気浄化用フィルタ、である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のオゾン分解シートは、低価格で、長期にわたって満足すべきオゾン除去性能を発現し、難燃性もＵＬの定める難燃規格を満足することが可能となり、幅広い分野で利用可能であるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本願発明を詳細に説明する。
本発明のオゾン分解シートは、有機繊維を含有するシートを基材とし、難燃剤を含むことが好ましい。従来、シート基材に関して、易燃紙、アルミニウム薄板、無機質繊維集合体を使用する従来技術は寿命、強度、厚み、取り扱い性等に欠点を有しており、これらの改善を行うために鋭意研究を進めたところ、シート基材の支持繊維に有機繊維を含有させることによって、シート機材の強度も高くなり、容易且つ迅速に製造することができることを見出した。更には、有機繊維と難燃剤とからなるシート基材とすることにより、寿命、強度、厚み、取り扱い性等の従来技術に見られた欠点を改善することができることをも見出した。
【００２３】
有機繊維としては、抄紙時等に難燃剤が定着しやすいという理由から、木材系パルプやマニラ麻パルプ、ポリオレフィン系パルプ、アクリルパルプ、アラミドパルプ等のフィブリル化できる繊維が好ましく、レーヨンやポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール等の単繊維を併用してもよい。シート物性に影響を与えない含有量であれば、無機質繊維を併用してもよい。
【００２４】
また、上記有機繊維に対し、難燃剤として難溶性難燃剤を用いると、抄紙時等における繊維上への難燃剤の定着率が向上し、シートの難燃性が向上することも知見した。これにより、ＵＬの定める難燃規格を満足することが可能となる。そして、難燃性が強化されることから、オゾン分解層の難燃剤量を低減することができ、これによってオゾン触媒の難燃剤による被覆面積が減少し、長寿命化が可能となる。更にはハニカム加工性、取り扱い性も著しく改善されるという有利な効果も有するものである。ここでいう難溶性難燃剤とは、２０℃の水への溶解度が１％以下である難燃剤を言う。
【００２５】
当該難溶性難燃剤は、例えばメタリン酸アルミニウム、リン酸メラミン、リン酸マグネシウム、縮合リン酸アミドなどのリン系難燃剤；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの無機系の難溶性難燃剤が使用できる。尚、これらの難燃剤は１種または２種以上を併用しても良い。これら難燃剤の粒径は、１〜１００μｍより好ましくは１〜５０μｍである。
【００２６】
本願発明のオゾン分解シートは、有機結合剤を含むことが好ましい。これにより、オゾン分解触媒の脱落量を低減することができ、取り扱いが容易になるからである。有機結合剤は特に限定しないが、例えばＭＣ（メチルセルロース）、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、グァーガム、アラビアゴム、アルギン酸ナトリウム、リグニンスルホン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール等が好ましい。セピオライト、ヘクトライト、ベントナイト、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、コロイダルチタン、水ガラス等の無機結合剤と、上記有機結合剤との併用が特に好ましい。有機結合剤自身は、接着性は高いが、燃焼性も高い。また、無機結合剤は、接着性が低いが、難燃効果もある。従って、これら両者を併用した方が、より難燃性に対しての効果は好ましいと考えられる。オゾン分解層中の有機結合剤の含有量は３〜１５重量％、より好ましくは５〜１２重量％、更に好ましくは８〜１０重量％である。
【００２７】
上記シート基材は湿式抄紙法を用いて製造することが好ましい。該シート基材の厚みは、０．０１〜０．１５ｍｍ程度であることが好ましい。この厚みが０．０１ｍｍ未満となると、ハニカム形状への折り込み加工の際の強度が不十分となり、０．１５ｍｍを越えるとガス吸着シート全体の厚みが大きくなってハニカム形状のフィルタにした際の圧力損失が大きくなる。
【００２８】
本発明のオゾン分解シートにおいて、オゾン分解層に含まれるオゾン分解剤は、スピネル構造をとらない鉄化合物とスピネル構造の鉄化合物の両者を含むことが好ましい。両者を含むことにより、長寿命のオゾン分解特性を発現することができる。理由は定かではないが、両者を含むことをオゾンの酸素原子の取込、及び放出がスムーズを行われるためと推測する。
【００２９】
上記鉄化合物は、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＯ（ＯＨ）、Ｆｅ（ＯＨ）３の少なくとも一種の化合物を含むことが好ましい。鉄化合物の製法は、水溶性鉄塩を炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等で中和後に高温で焼成する方法や、水溶性鉄塩を炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等で中和し、その後、ペルオキソ二硫酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、過酸化水素水等の酸化剤で水中酸化する方法や、水溶性鉄塩を炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等で中和し、その後、液中に空気を通気して、溶存酸素で水中酸化する方法や、水溶性鉄塩を高温で焼成する方法などにより作製することが可能である。
【００３０】
一方、スピネル構造の鉄化合物は、ＭｎＦｅ2Ｏ4、ＺｎＦｅ2Ｏ4、ＮｉＦｅ2Ｏ4、ＣｕＦｅ2Ｏ4、ＣｏＦｅ2Ｏ4の少なくとも一種の酸化物を含むことが好ましい。スピネル構造の鉄化合物の製法は、各金属の酸化物、炭酸塩の粉末を混合し、８００℃以上の高温で加熱合成する方法や、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎは各金属をシュウ酸塩として共沈して、６００〜８００℃で加熱する方法や、水溶性金属塩を炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等で中和後、反応液に窒素ガスを通気しながら４０〜８０℃まで加熱し、一定温度に保持した後、窒素ガスを空気に変えて、撹拌しながら溶存酸素で酸化する方法などにより作製することが可能である。
【００３１】
前記の方法により、鉄化合物とスピネル構造の鉄化合物を個別に作製して混合する方法が挙げられる。しかし、合理的に鉄化合物とスピネル構造の鉄化合物を作製するには、鉄化合物とスピネル構造の鉄化合物を共沈法で作製する方法が好ましい。
【００３２】
より具体的には、水溶性金属塩を炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等で中和後、窒素を通気しないで反応液に空気を通気しながら４０〜８０℃まで加熱し、一定温度に保持し、撹拌しながら溶存酸素で酸化する方法である。更に、２００〜４００℃で焼成することでＦｅＯＯＨ、Ｆｅ（ＯＨ）3等の酸化を進行させることも可能である。この方法で行うことにより、４０℃以下の低温側で鉄化合物を生成し、４０℃以上の温度でスピネル構造の鉄化合物が生成していると考えられる。
【００３３】
オゾン分解剤に含有するマンガン、亜鉛、ニッケル、銅、コバルトは、マンガン、亜鉛、ニッケル、銅、コバルトの含有率は、オゾン分解触媒の鉄元素に対して３〜５０モル％で配合することが好ましく、１０〜３０モル％がより好ましい。３モル％未満の場合は、スピネル構造の生成率が低くなり、オゾン分解性能が低くなる。一方、５０モル％を超える場合は、マンガン、亜鉛、ニッケル、銅、コバルト由来の化合物の生成が多くなり、オゾン分解性能が低くなる。
【００３４】
鉄化合物、スピネル構造の鉄化合物の構造は、Ｘ線回折により確認することができる。一方、オゾン分解剤に含有する鉄、マンガン、亜鉛、ニッケル、銅、コバルトは、マンガン、亜鉛、ニッケル、銅、コバルトの金属元素の含有率は、蛍光Ｘ線により確認することができる。
【００３５】
また、上記オゾン分解剤の形状については、粉末状が好ましく、その粉粒径としては、１〜１００μｍより好ましくは１〜５０μｍのものを使用するのが良い。即ち、粒径が１μｍ未満のものでは、飛散や凝集等が生じて取り扱い性が悪く、一方、粒径が１５０μｍを越えるような大きなものでは、オゾン分解シートの薄層化が困難となり、また当該シートからのオゾン分解剤の剥離を招く恐れがある。
【００３６】
本発明に用いられるオゾン分解剤の比表面積は、５０ｍ2／ｇ以上、１００ｍ2／ｇ以上であることがより好ましい。比表面積が５０ｍ2／ｇよりも小さくなると、触媒活性点が少なくなりオゾンの除去性能が低下する恐れがある。またこれ以上の比表面積では効果はほぼ一定となり、大きくする意味がなくなる。
【００３７】
本発明のオゾン分解シートにおいては、オゾン分解層中に含まれるオゾン分解剤量は１０〜５０ｇ／ｍ2であることが好ましい。この量が１０ｇ／ｍ2未満の場合は十分なオゾン除去性能が得られず、一方、５０ｇ／ｍ2を越える場合には、オゾン分解シートの厚みが厚くなるので加工性が悪くなり、またハニカム形状に加工した場合に開口率が小さくなって通過する空気の圧力損失が大きくなるという問題が生じる。
【００３８】
本発明でオゾン分解層において、オゾン分解剤と活性炭、ゼオライト等の吸着剤を併用することにより、オゾン以外の他臭気の除去特性が向上するため、吸着剤の併用が好ましい。その含有比率を適切な範囲に調整するのが良く、その比率を１．０：０．１〜１．０にするのが好ましい。活性炭比率が０．１未満であれば、他臭気の除去が不十分になる。また、１．０以上であれば、触媒活性を有するオゾン分解剤の絶対含有比率が低くなり寿命が低下する。
【００３９】
本発明のオゾン分解シートにおいて、上記ガス吸着層に含まれる活性炭、ゼオライト等の吸着剤の種類については特に限定されるものではなく、例えば、活性炭としては木材（木炭）やのこ屑、果実殻（ヤシ殻、もみ殻、コーヒー豆等）、セルロース、リグニン、パルプ等の植物系原料；褐炭、亜炭、泥炭、無煙炭、石油スラッジなどの鉱物系原料等を素材とし、塩化亜鉛などを使用した薬品賦活あるいは水蒸気などを用いたガス賦活等を施すことにより得られた活性炭が挙げることができる。
【００４０】
また、上記活性炭の形状については、粉末状、繊維状のいずれであっても良いが、オゾン分解シートの素材として使用した状態で密度を上げるためには、粉末状が特に好ましい。
【００４１】
本発明のオゾン分解シートは、上記のようなシート基材の少なくとも片面に、前記のようなオゾン分解層を形成するものであるが、この形成方法については、コーター法、グラビア法など公知のコーティング方法が採用できる。具体的には、まずオゾン分解剤と、活性炭と、難溶性難燃剤と、接着剤と必要によって増粘剤と共に混合してペースト状とした後、コーター法、グラビア法等によってシート基材上に塗布してオゾン分解層を形成させることができる。
【００４２】
上記のようにして得られるオゾン分解シートの構成を、図１に模式的に示す。これらの図において、１はシート基材、２はオゾン分解層、３はオゾン分解剤、４は活性炭、５は有機繊維、６は難溶性難燃剤、７は有機結合剤、８はオゾン分解シートを各々表す。
【００４３】
本発明のオゾン分解シートの厚さは、０．０２〜０．３ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．０３〜０．２５ｍｍとするのが良い。上記のように難燃剤、オゾン分解剤の粒径を規定することにより、はじめてオゾン分解シートを薄くすることが可能となり、かつ強度も持たせることができるようになった。この厚さが０．０２ｍｍより薄いとオゾン除去性能が発揮されにくく、０．３ｍｍより厚くなると、ハニカム形状に加工したときに開口率が小さくなって、通過する空気の圧力損失が大きくなるという問題が起こる恐れがある。
【００４４】
本発明のオゾン分解シートの目付量は、３０〜１５０ｇ／ｍ2程度であることが好ましい。この目付量が３０ｇ／ｍ2よりも小さくなるとオゾン除去性能が発揮されにくく、１５０ｇ／ｍ2よりも大きくなると、ハニカム形状に加工したときに開口率が小さくなって、通過する空気の圧力損失が大きくなるという問題が起こることがある。
【００４５】
上記のようなオゾン分解シートをハニカム状に形成することによって、オゾン分解能に優れた空気浄化用フィルタが得られるのであるが、こうしたハニカム形状にする方法は従来公知の加工方法を採用することができる。本発明においてハニカム形状とは、断面が六画形状のものの他、四角、正弦波形、ロール形のもの等、中空多角柱、中空円柱等の中空柱体が連続して形成された形態のものを意味する。例えば、オゾン分解シートを正弦波形のハニカム形状とするには、まずオゾン分解シートを賦形ロールに通して波形に賦形し、波形の当該オゾン分解シートの片面または両面に平らなシートを接合する。これを積層化して正弦波形のハニカム形状のフィルタとする。
【００４６】
上記のような正弦波形のハニカム形状のフィルタを形成する場合には、波形の頂点に接着剤を付けて平らなシートと接合するのが普通であるが、波形のオゾン分解シートを積層するとその間にある平らなシートは必然的に固定されるので、必ずしも接着剤を付ける必要はない。なお、接着剤を付ける場合はシートの吸着能を損なわないものを使用する必要がある。接着剤として使用するものとして、有機系接着剤のアクリル系、塩ビ系、酢ビ系、ゴム系、エポキシ系の樹脂；無機物系接着剤の水ガラス等が好ましい。
【００４７】
図２は、正弦波形にハニカム形状のフィルタにおける断面形状の概略図であり、このフィルタは、波形に賦形したシート８ａ、および平らなシート８ｂの少なくとも一方に本発明のオゾン分解シート８を使用したものである。このようなフィルタにおいてオゾン除去性能を高めるためには、ピッチ幅（接着ピッチ幅）を小さくすると共に、山高さを低くするのが好ましい。これらの好ましい範囲は、ピッチ幅は１．５〜８ｍｍ程度であり、山高さは０．５〜５ｍｍ程度である。
【００４８】
上記のようなハニカム形状にして構成される本発明の空気浄化用フィルタは、その開口率は３０〜９０％程度であることが好ましい。この開口率が３０％未満では通過する流体の圧力損失が大きくなり、９０％を越えると強度面で耐久性が落ちる場合がある。尚、この開口率は、図２に示したピッチ幅や山高さ等を調整することによって制御することができる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例によって本発明の作用効果をより具体的に示すが、下記実施例は本発明方法を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に沿って設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。尚、特に断わらない限り、実施例および比較例で記載された「部」は「質量部」を表す。
【００５０】
各項目の評価は下記の方法でおこなった。
【００５１】
［スピネル構造］
鉄化合物、スピネル構造の鉄化合物は、Ｘ線回折による格子面間隔（ｄ値）を測定することにより確認することができる。測定条件は、ＣｕＫα線源、電圧４０ＫＶ、電流３７．５ｍＡ、走査範囲１５〜７５°、走査速度０．１２４°／ｍｉｎで実施した。測定結果をＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｆ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｔｓ）カードと比較し、格子面間隔から確認できる。例えば、ＭｎＦｅ2Ｏ4のｄ値は、相対強度が高い順に、２．５６、１．５０、３．０１、１．６４等である。
【００５２】
［オゾン除去率］
ハニカム形状のフィルタを直径６５ｍｍ、厚さ１５ｍｍに切断し、直径６５ｍｍのガラスカラムにセットする。そして、オゾン濃度４ｐｐｍの空気を１ｍ／ｓｅｃで通し、フィルタの入口、出口のオゾン濃度を測定し、除去率を次式から算出した。オゾン濃度は紫外線吸収法オゾン濃度測定器で測定した。そのときの測定条件は、温度２５±２℃、湿度５０±５％である。
【００５３】
（数式１）
除去率（％）＝［１−（オゾン出口濃度）／（オゾン入口濃度）×１００］
【００５４】
［圧力損失］
ハニカム形状のフィルタを直径６５ｍｍ、厚さ１５ｍｍに切断し、直径６５ｍｍのガラスカラムにセットする。そして、風速１ｍ／ｓｅｃの条件でフィルタの圧力損失を測定した。このとき、圧力損失はマノスターゲージを用いて測定した。
【００５５】
［難燃性］
ＵＬで定めるＵＬ９４Ｖ試験法に基づいて評価した（Standard for Test for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances.Vertical Burning Test ;94V-0,94V-1,94V-2）。そして、ＵＬ９４試験法に定められた有炎燃焼時間、無炎燃焼時間から燃焼性のグレードを求め、定められた基準に基づいて判定した。
【００５６】
［脱落量］
学振型摩擦堅牢度試験機（テスター産業株式会社製）を用い、ＪＩＳ  Ｐ−８１３６に準じた方法で試験を行った。具体的には、摩擦子に紙［ＡＤＶＡＮＴＥＣ製濾紙「１」（TYPE：ANANASHI、QUNTITY：100）を用いた］をかぶせ、試験片と摩擦子を３回こすりあわせ、その摩擦子にかぶせた紙の重量変化を測定し、それを総脱落量とした。さらに総脱落量を試験片のこすり合わせた面積で割り、脱落量とした。
【００５７】
まず、３種類のオゾン分解剤を以下の方法で作製した。
【００５８】
（オゾン分解剤Ａ）
硫酸鉄［ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ］５．５ｇ、硫酸マンガン［ＭｎＳＯ4・５Ｈ2Ｏ］１．２ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＡ液を得た。一方、炭酸ナトリウム［Ｎａ2ＣＯ3］８ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＢ液を得た。Ａ液にＢ液をゆっくり添加して鉄化合物が含むＣ液を得た。このＣ液中に空気を通気しながら１時間撹拌した。その後、５０℃まで昇温して６時間撹拌した。Ｃ液を濾別し、イオン交換水で濾液が中性になるまで水洗した後、１００℃の空気中で１０時間乾燥した。得られたオゾン分解剤は、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ（ＯＨ）の鉄化合物とＭｎＦｅ2Ｏ4のスピネル構造の鉄化合物を含有しており、Ｍｎ元素比率は２０モル％であった。
【００５９】
（オゾン分解剤Ｂ）
硫酸鉄［ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ］５．５ｇ、硫酸銅［ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ］１．２ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＡ液を得た。一方、炭酸ナトリウム［Ｎａ2ＣＯ3］８ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＢ液を得た。Ａ液にＢ液をゆっくり添加して鉄化合物が含むＣ液を得た。このＣ液中に空気を通気しながら１時間撹拌した。その後、５０℃まで昇温して６時間撹拌した。Ｃ液を濾別し、イオン交換水で濾液が中性になるまで水洗した後、１００℃の空気中１０時間乾燥した。得られたオゾン分解剤は、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ（ＯＨ）の鉄化合物とＣｕＦｅ2Ｏ4のスピネル構造の鉄化合物を含有しており、Ｃｕ元素比率は２０モル％であった。
【００６０】
（オゾン分解剤Ｃ）
硫酸鉄［ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ］５．５ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＡ液を得た。一方、炭酸ナトリウム［Ｎａ2ＣＯ3］８ｇを５００ｍｌ、２０℃のイオン交換水に溶解させてＢ液を得た。Ａ液にＢ液をゆっくり添加して鉄化合物が含むＣ液を得た。このＣ液中に空気を通気しながら１時間撹拌した。その後、５０℃まで昇温して６時間撹拌した。Ｃ液を濾別し、イオン交換水で濾液が中性になるまで水洗した後、１００℃の空気中で１０時間乾燥した。得られたオゾン分解剤は、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ（ＯＨ）の鉄化合物であった。
【００６１】
(実施例１) 
水酸化アルミ６０部、アラミドパルプ２０部、ポリエステル１０部、バインダーとしてのポリビニルアルコール１０部を混合してスラリー状とし、これをヤンキー型湿式抄紙機で抄紙（目付量２０ｇ／ｍ2、厚さ０．０８ｍｍ）を製造した。得られた抄紙をシート基材として用い、オゾン分解剤Ａ４０部、活性炭２０部、水酸化アルミ３０部、バインダーとしてのアルギン酸ソーダ１０部を混合してペースト状とした後、シート基材の両面にコート加工し、目付量８０ｇ／ｍ2、厚さ０．１７ｍｍのオゾン分解シートを製造した。続いて、得られたオゾン分解シートを、コルゲート加工機を用いてピッチ２．２ｍｍ、山高さ１．０ｍｍの片段ボールシートに成形した。この片段ボールシートを７０段に重ね、切断加工して層長１５ｍｍ、開口率５５％のハニカム形状のフィルタを作製した。このフィルタについて、圧力損失、オゾン除去率、難燃性及び触媒脱落を上記の方法によって評価した。圧力損失は１．７ｍｍＡｑ、初期オゾン除去率は９５％、１００時間後のオゾン除去率は８５％、脱落量は１．０ｇ／ｍ2であった。また片段ボールシートの難燃性は、ＵＬ９４Ｖに基づく試験の結果はＶ−２の難燃性であった。
【００６２】
（実施例２）
実施例１のオゾン分解剤Ａをオゾン分解剤Ｂに変更した以外は実施例１と同一のフィルタを得た。このフィルタについて、圧力損失、オゾン除去率、難燃性及び触媒脱落を上記の方法によって評価した。圧力損失は１．７ｍｍＡｑ、初期オゾン除去率は９３％、１００時間後のオゾン除去率は８２％、脱落量は１．０ｇ／ｍ2であった。また片段ボールシートの難燃性は、ＵＬ９４Ｖに基づく試験の結果はＶ−２の難燃性であった。
【００６３】
（比較例１）
実施例１のオゾン分解剤Ａをオゾン分解剤Ｃに変更した以外は実施例１と同一のフィルタを得た。このフィルタについて、圧力損失、オゾン除去率、難燃性及び触媒脱落を上記の方法によって評価した。圧力損失は１．７ｍｍＡｑ、初期オゾン除去率は２０％、１００時間後のオゾン除去率は１０％、脱落量は１．０ｇ／ｍ2であった。また片段ボールシートの難燃性は、ＵＬ９４Ｖに基づく試験の結果はＶ−２の難燃性であった。
【００６４】
(実施例３) 
実施例１のシート基材に、オゾン分解剤Ａ４０部、活性炭２０部、リン酸アルミ３０部、バインダーとしてのアルギン酸ソーダ１０部を混合してペースト状とした後、シート基材の両面にコート加工し、目付量８０ｇ／ｍ2、厚さ０．１７ｍｍのオゾン分解シートを製造した。続いて、得られたオゾン分解シートを、コルゲート加工機を用いてピッチ２．２ｍｍ、山高さ１．０ｍｍの片段ボールシートに成形した。この片段ボールシートを７０段に重ね、切断加工して層長１５ｍｍ、開口率５５％のハニカム形状のフィルタを作製した。このフィルタについて、圧力損失、オゾン除去率、難燃性及び触媒脱落を上記の方法によって評価した。圧力損失は１．７ｍｍＡｑ、初期オゾン除去率は９５％、１００時間後のオゾン除去率は８５％、脱落量は１．０ｇ／ｍ2であった。また片段ボールシートの難燃性は、ＵＬ９４Ｖに基づく試験の結果はＶ−２の難燃性であった。
【００６５】
(比較例２) 
実施例１のシート基材に、オゾン分解剤Ａ４０部、活性炭２０部、リン酸グアニジン３０部、バインダーとしてのアルギン酸ソーダ１０部を混合してペースト状とした後、シート基材の両面にコート加工し、目付量８０ｇ／ｍ2、厚さ０．１７ｍｍのオゾン分解シートを製造した。続いて、得られたオゾン分解シートを、コルゲート加工機を用いてピッチ２．２ｍｍ、山高さ１．０ｍｍの片段ボールシートに成形した。この片段ボールシートを７０段に重ね、切断加工して層長１５ｍｍ、開口率５５％のハニカム形状のフィルタを作製した。このフィルタについて、圧力損失、オゾン除去率、難燃性及び触媒脱落を上記の方法によって評価した。圧力損失は１．７ｍｍＡｑ、初期オゾン除去率は７０％、１００時間後のオゾン除去率は２２％、脱落量は１．１ｇ／ｍ2であった。また片段ボールシートの難燃性は、ＵＬ９４Ｖに基づく試験の結果はＶ−２の難燃性であった。
【００６６】
（比較例３）
実施例１のシート基材に、オゾン分解剤Ａ４０部、活性炭２０部、水酸化アルミ３０部、バインダーとして、コロイダルシリカ１０部を混合してペースト状とした後、シート基材の両面にコート加工し、目付量７０ｇ／ｍ2、厚さ０．１６ｍｍのガス吸着層塗布シートを製造した。得られたガス吸着シートを、コルゲート加工機を用いてピッチ２．２ｍｍ、山高さ１．０ｍｍの片段ボールシートに成形した。この片段ボールシートを７０段に重ね、切断加工して層長１５ｍｍ、開口率５８％のハニカム形状のフィルタを作製した。このフィルタについて、圧力損失、オゾン除去率及び難燃性を上記の方法によって評価した。圧力損失１．６ｍｍＡｑ、初期オゾン除去率９５％、１００時間後のオゾン除去率８３％、脱落量８．０ｇ／ｍ2であった。また片段ボールシートの難燃性は、ＵＬ９４に基づく試験の結果、Ｖ−２の難燃性であった。
【００６７】
（比較例４）
セラミック繊維９０部、レーヨン５部、バインダーとしてのポリビニルアルコール５部を混合してスラリー状とし、これをヤンキー型湿式抄紙機で難燃剤を有しない抄紙（目付量：６０ｇ／ｍ2、厚さ：０．２２ｍｍ）を製造した。得られた抄紙をシート基材として用い、オゾン分解剤Ａ４０部、活性炭２０部、水酸化アルミ３０部、バインダーとして、アルギン酸ソーダ１０部を混合してペースト状とした後、シート基材の両面にコート加工し、目付量１２０ｇ／ｍ2、厚さ０．３１ｍｍのオゾン分解シートを製造した。続いて、得られたオゾン分解シートを、コルゲート加工機を用いてピッチ２．２ｍｍ、山高さ１．０ｍｍの片段ボールシートに成形した。この片段ボールシートを７０段に重ね、切断加工して層長１５ｍｍ、開口率１８％のハニカム形状のフィルタを作製した。このフィルタについて、圧力損失、オゾン除去率、難燃性及び触媒脱落を上記の方法によって評価した。圧力損失は２．５ｍｍＡｑ、初期オゾン除去率は８８％、１００時間後のオゾン除去率は７３％、脱落量は１．４ｇ／ｍ2であった。また片段ボールシートの難燃性は、ＵＬ９４Ｖに基づく試験の結果はＶ−２の難燃性であった。
【００６８】
上記実施例１〜３および比較例１〜４の各試験結果を下記表１に一括して示すが、これらの結果から次のように考察できる。まず、実施例１〜３は圧力損失が低く、初期オゾン除去率、１００時間後のオゾン除去率も高く、更に、ＵＬの定める難燃性も満足していることが分かる。
【００６９】
一方、比較例１はスピネル構造の鉄化合物を有していないため、オゾン除去率が低く、実用的ではない。比較例２はオゾン分解層の難燃剤が水溶性であるため、オゾン分解剤の活性点が被覆され、１００時間後のオゾン除去率が急激に低下していることが分かる。比較例３はオゾン分解層のバインダーが無機バインダーであるため、オゾン分解層の脱落量が非常に多く、取り扱い性が悪い。比較例４はセラミック繊維が主成分のシート基材であるため、シート基材の強度が低いため、紙厚が厚くなり、結果として圧力損失が大きくなっている。
【００７０】
【表１】
0004692311.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は以上のように構成されており、オゾンを初めとする人体に有害なガスを効率的に除去することができ、且つ長期間使用しても性能の低下が認められないオゾン分解シートが得られた。しかも、本発明のオゾン分解シートでは、ＵＬの定める難燃性の基準を満足するものであるので、事務用機器などに使用することができる。また、このオゾン分解シートをハニカム形状とした空気浄化フィルタによれば、人体に有害なガスを効率的に除去し、かつ圧力損失を小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明のオゾン分解シートの構成を模式的に示した図である。
【図２】正弦波形のハニカム形状のフィルタにおける断面形状の概略図である。
【符号の説明】
【００７３】
１：シート基材
２：オゾン分解層
３：オゾン分解剤
４：有機繊維
５：難溶性難燃剤
６：有機結合剤
７：オゾン分解シート
８ａ：正弦波形ハニカムの波形シート
８ｂ：正弦波形ハニカムの平らなシート
【図１】
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【図２】
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