(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アセトアルデヒドを酢酸へ酸化させる触媒作用を有するコバルトを主成分とする酸化物と、前記酸化物とを担持する担体とから構成され、前記酸化物の表面が酸性であり、前記酢酸により除菌効果または防カビ効果を有することを特徴とする脱臭体。
【請求項２】
担体が有機もしくは無機繊維から構成されるハニカム構造体であることを特徴とする、請求項１記載の脱臭体。
【請求項３】
脱臭体表面へ堆積する物質の除菌もしくは防カビを行うことを特徴とする、請求項１記載の脱臭体。
【請求項４】
酸化物はスピネル型構造であることを特徴とする、請求項１記載の脱臭体。
【請求項５】
酸化物表面にスルホ基もしくは硫酸基が存在することを特徴とする、請求項１または４に記載の脱臭体。
【請求項６】
酸化物中のナトリウムおよびカリウム成分は１ｗｔ％未満であることを特徴とする、請求項１、４、５のいずれか１項に記載の脱臭体。
【請求項７】
脱臭体の下流側に物理吸着作用を有する吸着剤を備えた脱臭体Ａを配置したことを特徴とする、請求項１もしくは請求項３記載の脱臭体。
【請求項８】
吸着剤が疎水性ゼオライトであることを特徴とする、請求項７記載の脱臭体。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか記載の脱臭体を備えたことを特徴とする、脱臭装置。
【請求項１０】
少なくとも臭気を含む空気を導入する吸気口と、前記臭気を含む空気を吸気する吸気手段と、前記吸気手段により吸気した空気に含まれる臭気を脱臭するフィルターと、前記フィルターにより脱臭された空気を室内あるいは車内へ導入する導入口と、前記フィルターから脱着した臭気を室外あるいは車外へ排気する排気口とを備え、前記フィルターが請求項
７もしくは請求項８に記載の脱臭体である脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部屋や車などの生活空間の気体に含まれる臭気物質を吸着除去でき、特にタバコの主成分で、ＶＯＣの一種でもある有害性の高いアセトアルデヒドを有害性の小さい酢酸へ転化し、それにより脱臭体自身の除菌・防カビを行うことができる脱臭体およびそれを用いた脱臭装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、脱臭体にワサビなどの有機系の抗菌・防カビ剤や、銀・亜鉛・銅などの無機系の抗菌・防カビ剤などを配合し、除菌・防カビを行っていた（例えば、特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開平１０−２５０３６１号公報
【特許文献２】特開２００４−２３００５７号公報
【特許文献３】特開２００５−５５０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記公報に用いられている従来の抗菌・防カビ剤を配合した脱臭体（脱臭フィルターなど）では、抗菌・防カビ剤は消耗されていくため寿命があり、例えば１年に１度メンテナンスまたは脱臭体ごと取り替えをしなければならないという課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、部屋や車などの生活空間で発生し、特にタバコなどに含まれる有害なアセトアルデヒドを、Ｃｏ３Ｏ４を主成分とする酸化触媒により常温で酢酸へ転化し、それによって除菌もしくは防カビ効果がある脱臭体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の脱臭体および脱臭体を用いた脱臭装置は、アセトアルデヒドを酢酸へ酸化させる触媒作用を有するコバルトを主成分とする酸化物と、前記酸化物とを担持する担体とから構成され、前記酸化物の表面が酸性であり、前記酢酸により除菌効果または防カビ効果を有することを特徴とした脱臭体とするものである。
【０００６】
この構成をなすことにより、部屋や車などの生活空間で発生し、特にタバコなどに含まれる有害なアセトアルデヒドを、Ｃｏ３Ｏ４を主成分とし表面を酸性とした酸化物の触媒とアセトアルデヒドとの電子の授受を円滑にした触媒作用により、常温でより多くの酢酸へ転化し、それによって除菌もしくは防カビ効果がある脱臭体を実現できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の脱臭体は、部屋や車などの生活空間で発生する臭気を吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドを常温で有害性の小さい酢酸へと転化し、その酢酸により脱臭体自身や脱臭体に堆積するホコリなどに除菌あるいは防カビ効果を発揮する脱臭体を提供するこ
とができる。
【０００８】
また、本発明の脱臭体を用いた脱臭装置は、脱臭体の人の手を煩わすことなく自動的に吸脱着を制御し、またカビも生えないため、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、アセトアルデヒドを酢酸へ酸化させる触媒作用を有するコバルトを主成分とする酸化物と、前記酸化物とを担持する担体とから構成され、前記酸化物の表面が酸性であり、前記酢酸により除菌効果または防カビ効果を有することを特徴とした脱臭体とするもので、部屋や車などの生活空間で発生し、特にタバコなどに含まれる有害なアセトアルデヒドを、Ｃｏ３Ｏ４を主成分とし表面を酸性とした酸化物の触媒とアセトアルデヒドとの電子の授受を円滑にした触媒作用により、常温でより多くの酢酸へ転化し、それによって除菌もしくは防カビ効果がある脱臭体を実現できる。
【００１０】
第２の発明は、担体が有機もしくは無機繊維から構成されるハニカム構造体である請求項１記載の脱臭体とするもので、耐衝撃性が高く、通気抵抗が小さく、比表面積が大きいため、圧損を抑え、アセトアルデヒドの酢酸への転化率を向上させることで除菌・防カビ効果が高く、衝撃に強い脱臭体を実現できる。
【００１１】
第３の発明は、脱臭体表面へ堆積する物質の除菌もしくは防カビを行う請求項１記載の脱臭体であり、アセトアルデヒドから転化された酢酸は脱臭体表面に堆積したホコリなどを通気していくため、それらに存在する菌やカビにも除菌もしくは防カビ効果を実現できる。
【００１２】
第４の発明は、酸化物はスピネル型構造である請求項１記載の脱臭体とするもので、スピネル型構造の酸化物触媒がアセトアルデヒドを酸化し岩塩型構造となり、次に岩塩型構造が空気中の酸素により酸化されスピネル型構造に戻り、その繰り返しで触媒作用を発揮するため、スピネル型構造を選択することでアセトアルデヒドを酢酸へ転化する性能が高く、そのため除菌もしくは防カビ効果の高い脱臭体を実現できる。
【００１３】
第５の発明は、酸化物表面にスルホ基もしくは硫酸基が存在する請求項１または４に記載の脱臭体とするもので、表面から蒸発しにくく、表面を長期間酸性状態に保つことができ、触媒とアセトアルデヒドとの電子の授受を円滑にし、より多くの酢酸を生成することで、より除菌・防カビ効果の高い脱臭体を実現できる。
【００１４】
第６の発明は、酸化物中のナトリウムおよびカリウム成分は１ｗｔ％未満である請求項１、４、５のいずれか１項に記載の脱臭体とするもので、ナトリウムやカリウムなどが陽イオンの状態で存在すると、電子の授受を阻害し触媒作用の低下をまねくため、その量を少なくすることでアセトアルデヒドを酢酸へ効率良く転化し、除菌もしくは防カビ効果の高い脱臭体を実現できる。
【００１５】
第７の発明は、脱臭体の下流側に物理吸着作用を有する吸着剤を備えた脱臭体Ａを配置した請求項１もしくは請求項３記載の脱臭体とするもので、脱臭体で発生させ、除菌もしくは防カビに使用した酢酸や他の臭気を下流側の脱臭体Ａで取り除くことができる除菌もしくは防カビに効果が高い脱臭体を実現できる。
【００１６】
第８の発明は、吸着剤が疎水性ゼオライトである請求項７記載の脱臭体とするもので、シリカ分を高めたゼオライトは極性が小さくなるため、非極性の臭気分子を吸着できるようになり、また雰囲気の湿度に依存することなく臭気分子を吸脱着できるようになるため
、多様な臭気分子を吸着除去できる除菌もしくは防カビ効果が高い脱臭体を実現できる。
【００１７】
第９の発明は、請求項１〜８いずれか記載の脱臭体を備えた脱臭装置とするもので、防カビ効果の高い脱臭体を用いることで、メンテナンス回数を減らした脱臭装置を実現できる。
【００１８】
第１０の発明は、少なくとも臭気を含む空気を導入する吸気口と、前記臭気を含む空気を吸気する吸気手段と、前記吸気手段により吸気した空気に含まれる臭気を脱臭するフィルターと、前記フィルターにより脱臭された空気を室内あるいは車内へ導入する導入口と、前記フィルターから脱着した臭気を室外あるいは車外へ排気する排気口とを備え、前記フィルターが請求項７もしくは請求項８に記載の脱臭体である脱臭装置とするもので、吸着剤を担持した脱臭体Ａに通気することにより、飽和吸着に達した吸着剤から脱着した臭気が室外もしくは車外に排気されることで、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を実現できる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態における脱臭体を示す外観模式図であり、（ｂ）は脱臭体表面の拡大模式図である。脱臭体１は、担体３としてポリエチレンテレフタレートを代表とするポリエステル繊維やセルロース繊維などの有機繊維や、シリカやアルミナなどの無機繊維から構成される平板および波形板を交互に積層されたハニカム構造体であり、通気方向２へ低い通気抵抗で通気することができる。
【００２１】
担体３は、触媒作用を有する酸化物４（以下、本実施の形態では触媒酸化物４という）を表面に担持する。触媒酸化物４を担体３にアンカー効果もしくは物理的な結合もしくは化学的な結合などの作用により結合させ、担持されている。
【００２２】
このときバインダを添加し、前記効果を高めると良いが、添加量が多い場合、吸着効果や触媒活性を低下させる原因となり、少ない場合、担体３との密着力が低下し、剥がれ落ちやすくなる。
【００２３】
望ましくは、触媒酸化物４とバインダとの固形分が重量比で１：１〜２０：１程度である。
【００２４】
また、バインダは無機系としてはナトリウムやカリウム成分を極力除去したコロイダルシリカ、リン酸アルミニウムなどが適しており、有機系としては水に酢酸ビニル、アクリル、エチレン、ビニルアルコール、変性ウレタンなどの樹脂粒子や、これらの樹脂からなる共重合樹脂粒子を分散させた水系エマルジョン型接着剤を用いるのが望ましい。
【００２５】
この有機系バインダは、水を蒸発させることにより、樹脂粒子や共重合樹脂粒子の濃度が高くなり、そしてこれら粒子の表面同士がくっつき始め、粒子表面が互いに溶け合い、被膜を形成することで接着作用が発揮される。
【００２６】
このように樹脂皮膜となるため、有機繊維に担持後も加工性に優れる一方で、無機系バインダより触媒性能は劣るという短所もある。
【００２７】
本実施の形態では、脱臭体１に有機繊維で構成される平板および波形板を交互に積層されたハニカム構造体を用いたが、触媒酸化物４を格子状に押出成型を行ったハニカム構造
体を用いても良い。
【００２８】
これにより、バインダを用いることがなくハニカム構造体全体を触媒酸化物４にすることができるので、酢酸への転化率が高い脱臭体を実現できる。
【００２９】
触媒酸化物４は、コバルトを主成分とする酸化物でスピネル型の結晶構造のＣｏ３Ｏ４とすることが望ましい。
【００３０】
その他、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎなどの遷移金属を加え、スピネル型構造の複合酸化物としても良い。
【００３１】
これは、スピネル型構造の酸化物触媒がアセトアルデヒドを酸化し岩塩型構造となり、次に岩塩型構造が空気中の酸素により酸化されスピネル型構造に戻り、その繰り返しで触媒作用を発揮するため、スピネル型構造を選択することでアセトアルデヒドを酢酸へ転化する性能が高く、除菌・防カビ効果の高い脱臭体を実現できる。
【００３２】
また、本実施の形態で用いた触媒酸化物４は０．１〜１００μｍ程度の径であるが、この大きさに限定されるものではない。
【００３３】
しかしながら、大きさを小さくした方が、同体積での表面積を大きくとることができるので好ましい。
【００３４】
さらに、触媒酸化物４の形も図中にあるような球状に限定されるものではなく、また実際は触媒酸化物４の一次粒子が集まり、二次粒子を形成したり、さらには三次粒子を形成したりした粒子が担体３へ担持されていると考えられる。
【００３５】
次に担持方法について説明する。触媒酸化物４の担体３への担持方法については、スプレーなどを用いた噴霧法、ディップ法などあるが、担体３が無機繊維の場合、触媒酸化物４を必要に応じてバインダを水や溶剤などに分散させ、ハニカム構造体をそのスラリーに浸漬することで担持するディップ法が望ましい。
【００３６】
また担体３が有機繊維の場合、抄紙工程中に有機繊維に加えて触媒酸化物４を混合しておくことで抄紙を行い、これらを担持させることができる。
【００３７】
ディップ法の場合、粉末状の触媒酸化物４とを分散させスラリーを作製するが、触媒酸化物４の平均径は小さい方が望ましく、一次粒子の平均径で１μｍ以下程度が望ましい。
【００３８】
さらには、なるべく凝集が起こらないように水や溶媒に分散させることが望ましく、必要に応じて分散剤を添加すると良い。
【００３９】
ディップ法の場合、スラリーに硫酸、硝酸、塩酸、酢酸などを添加し、酸性にしておくことが望ましい。
【００４０】
その後、乾燥させることにより、触媒酸化物４の表面に酸が残り、それが電子の授受を速やかに行えるようにする作用があるため、触媒活性を向上させることができる。特に、硫酸で行った場合、硫酸の沸点が高いため長期間触媒酸化物４の表面上に残るため、触媒活性の高い状態を長期間維持することができる。
【００４１】
また、ディップ時ではなく、予め触媒酸化物４を酸に浸漬させ、乾燥させることで表面を酸性にしておくことも可能である。
【００４２】
このように作製した脱臭体では、空間中に存在するアセトアルデヒドを酢酸に変え、それによって脱臭体表面や脱臭体に堆積したホコリなどの除菌もしくは防カビを行うことができる。
【００４３】
（実施の形態２）
図２（ａ）は本発明の第２の実施の形態における脱臭体を示す外観模式図であり、（ｂ）は脱臭体Ａ表面の拡大模式図である。
【００４４】
脱臭体１は、実施の形態１で用いたものと同様であり、その風下に脱臭体Ａ５が隣接されている。
【００４５】
脱臭体１と脱臭体Ａ５とのサイズや形は異なっていてもよいし、また図２のように必ずしも密着させなくてもよい。
【００４６】
脱臭体Ａ５も、担体３としてポリエチレンテレフタレートを代表とするポリエステル繊維やセルロース繊維などの有機繊維や、シリカやアルミナなどの無機繊維から構成される平板および波形板を交互に積層されたハニカム構造体であり、通気方向２へ低い通気抵抗で通気することができる。
【００４７】
担体３は、物理吸着作用を有する吸着剤６（以下、本実施の形態では物理吸着剤６という）を表面に担持する。
【００４８】
物理吸着剤６を担体３にアンカー効果もしくは物理的な結合もしくは化学的な結合などの作用により結合させ、担持されている。
【００４９】
このときバインダを添加し、前記効果を高めると良いが、添加量が多い場合、吸着効果や触媒活性を低下させる原因となり、少ない場合、担体３との密着力が低下し、剥がれ落ちやすくなる。
【００５０】
望ましくは、物理吸着剤６とバインダとの固形分が重量比で１：１〜２０：１程度である。
【００５１】
また、バインダは無機系としてはナトリウムやカリウム成分を極力除去したコロイダルシリカ、リン酸アルミニウムなどが適しており、有機系としては水に酢酸ビニル、アクリル、エチレン、ビニルアルコール、変性ウレタンなどの樹脂粒子や、これらの樹脂からなる共重合樹脂粒子を分散させた水系エマルジョン型接着剤を用いるのが望ましい。
【００５２】
この有機系バインダは、水を蒸発させることにより、樹脂粒子や共重合樹脂粒子の濃度が高くなり、そしてこれら粒子の表面同士がくっつき始め、粒子表面が互いに溶け合い、被膜を形成することで接着作用が発揮される。
【００５３】
このように樹脂皮膜となるため、有機繊維に担持後も加工性に優れる一方で、無機系バインダより触媒性能は劣るという短所もある。
【００５４】
本実施の形態では、脱臭体Ａ５に有機繊維で構成される平板および波形板を交互に積層されたハニカム構造体を用いたが、物理吸着剤６を格子状に押出成型を行ったハニカム構造体を用いても良い。これにより、バインダを用いることがなくハニカム構造体全体を物理吸着剤６にすることができるので、脱臭効果の高い脱臭体を実現できる。
【００５５】
物理吸着剤６は、ゼオライト、シリカゲル、セピオライト、アルミナ、活性炭等の物理吸着作用を有する物質が用いられるが、臭気物質の吸脱着速度が速いゼオライトが最も望ましく、特にシリカ／アルミナ比が大きいため極性が小さい疎水性ゼオライトを用いるとよい。
【００５６】
これにより、非極性の臭気分子も吸着するようになり、また雰囲気の湿度に依存することなく臭気分子を吸脱着できるため、多様な臭気分子を吸脱着できる脱臭体を実現できる。
【００５７】
また、ゼオライトやセピオライト等にはナトリウムやカリウム成分を極力除去したものを用いることが望ましい。
【００５８】
これによりアルデヒド類からカルボン酸への転化率が向上する。
【００５９】
本実施の形態で用いた疎水性ゼオライトは０．１〜１００μｍ程度の径であるが、この大きさに限定されるものではない。
【００６０】
しかしながら、大きさを小さくした方が、同体積での表面積を大きくとることができるので好ましい。
【００６１】
さらに、物理吸着剤６の形は図中にあるような球状に限定されるものではなく、また実際は物理吸着剤６の一次粒子が集まり、二次粒子を形成したり、さらには三次粒子を形成したりした粒子が担体３へ担持されていると考えられる。脱臭体の表面に凹凸を設けることにより、単位体積あたりの表面積を増やすことができるようになり、より効果的である。
【００６２】
次に担持方法について説明する。物理吸着剤６の担体３への担持方法については、スプレーなどを用いた噴霧法、ディップ法などあるが、担体３が無機繊維の場合、物理吸着剤６を必要に応じてバインダを水や溶剤などに分散させ、ハニカム構造体をそのスラリーに浸漬することで担持するディップ法が望ましい。
【００６３】
また担体３が有機繊維の場合、抄紙工程中に有機繊維に加えて物理吸着剤６を混合しておくことで抄紙を行い、これらを担持させることができる。
【００６４】
ディップ法の場合、粉末状の物理吸着剤６を分散させスラリーを作製するが、物理吸着剤６の平均径は小さい方が望ましく、一次粒子の平均径で１μｍ以下程度が望ましい。
【００６５】
さらには、なるべく凝集が起こらないように水や溶媒に分散させることが望ましく、必要に応じて分散剤を添加すると良い。
【００６６】
このように作製した脱臭体では、空間中に存在するアセトアルデヒドを酢酸に変え、それによって脱臭体表面や脱臭体に堆積したホコリなどの除菌もしくは防カビを行い、発生した酢酸や他の臭気を下流側に配置した脱臭体Ａで除去できる脱臭体を実現できる。
【００６７】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態における脱臭体の模式図である。部屋あるいは車１０内部に脱臭装置１１が設置されている。
【００６８】
脱臭装置１１は吸気手段１３と、吸気口１４と、脱臭用のフィルター１５と、脱臭された空気を部屋に戻す導入口１７と、臭気を含む空気２０を部屋あるいは車内から排気する
排気口１９からなる。
【００６９】
また、導入口１７と排気口１９との間には、これらを切り替える切替弁１８がある。なお、本発明の脱臭装置はエアコンや換気扇等に取り付けて、あるいは組み込んで用いることもできる。
【００７０】
吸気手段１３はシロッコファン、ターボファン、プロペラファン、クロスフローファン、貫流ファン等が一般の吸気手段として使用され、特に限定するものではない。本実施の形態ではプロペラファンを用いた。
【００７１】
また、吸気手段１３はフィルター１５への送風手段としても用いることができる。なお、フィルター１５は実施の形態２で用いた脱臭体を使用することが望ましい。
【００７２】
次に動作方法について説明する。部屋あるいは車１０内で臭気が発生した場合、脱臭装置１１は臭気を含む空気１２を吸気手段１３により吸気口１４を通して吸い込み、フィルター１５を通り脱臭され、脱臭された空気１６は導入口１７を通り、部屋１０へ戻される。
【００７３】
フィルター１５が飽和吸着に達し、部屋あるいは車１０内に臭気がない場合、切替弁１８によって通気方向を室外へ排出する排気口１９側へ切り替え、吸気手段１３を作動させ通気させることにより、臭気が飽和吸着した物理吸着作用を有する吸着剤から臭気を脱着させ、脱着させた臭気を含む空気２０を室外あるいは車外へ排出することができる。
【００７４】
したがって、この動作を繰り返すことにより、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を実現できる。
【００７５】
また、フィルター１５により空間中に存在するアセトアルデヒドを酢酸に変え、それによって脱臭体表面や脱臭体に堆積したホコリなどの除菌もしくは防カビを同時に行うことができるため、カビなどの汚染によるフィルター交換をする必要がなく、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上のように、本発明にかかる脱臭体および脱臭体を用いた脱臭装置は、上述したように生活空間で発生する臭気を吸着除去でき、特に有害なアセトアルデヒドを常温で有害性の小さい酢酸へと転化し、それにより脱臭体表面やそれに堆積するホコリなどの除菌・防カビを行うことができる脱臭体を提供することができ、また人の手を煩わすことなく自動的に吸脱着を制御し、メンテナンスフリーで長期間使用できる脱臭装置を提供することができる。
【００７７】
さらに、脱臭体はエアコン、生ごみ処理機、ＶＯＣ分解機、介護用脱臭機などへ搭載することにより、メンテナンスフリーで長期間利用できる脱臭機能、有害物質分解機能、除菌・防カビ機能を付加することができるものである。また、脱臭装置は部屋に設置されたエアコンや換気扇、車のカーエアコン等と連動させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】（ａ）本発明の第１の実施の形態における脱臭体を示す外観模式図（ｂ）本発明の第１の実施の形態における脱臭体表面の拡大模式図
【図２】（ａ）本発明の第２の実施の形態における脱臭体を示す外観模式図（ｂ）本発明の第２の実施の形態における脱臭体Ａ表面の拡大模式図
【図３】本発明の第３の実施の形態における脱臭装置を示す断面模式図
【符号の説明】
【００７９】
１  脱臭体
２  通気方向
３  担体
４  触媒作用を有する酸化物
５  脱臭体Ａ
６  物理吸着作用を有する吸着剤
１０  部屋あるいは車
１１  脱臭装置
１２  臭気を含む空気
１３  吸気手段
１４  吸気口
１５  フィルター
１６  脱臭された空気
１７  導入口
１８  切替弁
１９  排気口
２０  臭気を含む空気
【図１】
0005172087.tif 000002
【図２】
0005172087.tif 000003
【図３】
0005172087.tif 000004