(57)【要約】      （修正有）【課題】エアフィルターのようなエアが流通している動的な条件下においても、アセトアルデヒド等のアルデヒド類の除去性能の耐水性に優れた消臭シートを提供する。【解決手段】無機多孔質体、水溶性のアミン系化合物及び非水溶性のアミン系化合物が繊維の表面上に担持されてなることを特徴とする消臭シートであって、水溶性のアミン系化合物と非水溶性のアミン系化合物の質量比が０．２５〜３．０で、アミン系化合物が酸ヒドラジドであること。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機多孔質体、水溶性のアミン系化合物及び非水溶性のアミン系化合物が繊維の表面上に担持されてなることを特徴とする消臭シート。
【請求項２】
前記水溶性のアミン系化合物に対する前記非水溶性のアミン系化合物の質量比が０．２５〜３．０である、請求項１記載の消臭シート。
【請求項３】
前記水溶性のアミン系化合物が酸ヒドラジドである、請求項１または２記載の消臭シート。
【請求項４】
前記非水溶性のアミン系化合物が酸ヒドラジドである、請求項１〜３のいずれか記載の消臭シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアフィルター用途に適した消臭シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中の汚染物質についてその種類が多岐に渡るが、その中でも特にアセトアルデヒド等のアルデヒド類が大きな問題となっている。アセトアルデヒドはタバコ煙や自動車の排気ガス中に含まれる代表的な悪臭成分であり、低濃度でも臭気を感じ易い。アセトアルデヒド等のアルデヒド類除去剤としてアミン系アルデヒド除去剤が検討されている。
【０００３】
例えばアミン類を多孔質シリカに添着してその性能を向上させる方法が開示されている（特許文献１参照）。しかし、当該技術を用いたエアフィルターは、水が付着するような環境下においてはアセトアルデヒド除去性能が低下し、耐水性に難があるという問題があった。
【０００４】
また、非水溶性のアルデヒド除去剤を用いることにより水が付着した際にもアルデヒド除去性能の低下を抑える方法が特許文献２に開示されているが、かかる技術は静的な条件下での用途を設定した設計によるものであり、エアフィルターなどのエアが流通している動的な条件下では十分な吸着性能が得られない。  
【特許文献１】特開２００７−１６７６３２号公報
【特許文献２】特開平８−２８０７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、エアフィルターのようなエアが流通している動的な条件下においても、アセトアルデヒド等のアルデヒド類の除去性能の耐水性に優れた消臭シート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】
【０００６】
すなわち本発明は、無機多孔質体、水溶性のアミン系化合物及び非水溶性のアミン系化合物が繊維の表面上に担持されてなることを特徴とする消臭シートである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る消臭シートは、動的な条件下においてもアルデヒド類の除去性能の耐水性に優れた消臭シートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の消臭シートは、無機多孔質体を少なくとも繊維の表面上に担持してなる。無機多孔質体を採用することにより、処理エアと接触可能な表面積を得るとともに後述する薬剤を十分な量で繊維表面上に添着させることができる。また後述する薬剤の添着性の点から、無機系の多孔質体とすることが重要である。
【０００９】
本発明で採用する無機多孔質体としては、多孔質二酸化ケイ素、ゼオライト、活性アルミナ、ケイ酸アルミニウム、シリカゲル、アルミナゲル、活性白土、多孔性粘土鉱物の群が挙げられ、これらの中から目的に応じて選択することができる。中でも、シリカゲル、多孔質二酸化ケイ素、ゼオライト等が好ましい。
【００１０】
本発明で採用する無機多孔質体の表面化学特性としては、親水性であることが好ましい。水溶性のアミン系化合物を多孔質体の表面上に均一添着するためである。前述に列挙した無機多孔質体はその殆どが親水性であり好ましく採用することができる。
【００１１】
本発明で採用する無機多孔質体の形態としては、処理エアとの接触効率を上げる上で、微粒子状であることが好ましい。当該微粒子の平均粒径としては０．０１〜２００μｍが好ましく、より好ましくは０．１〜５０μｍである。２００μｍ以下とすることで、処理エアとの接触効率を上げることができるとともに、繊維表面に均一に担持させることができる。また０．０１μｍ以上とすることで、繊維表面への担持に使用するバインダー樹脂に無機多孔質体が埋没してしまうのを防ぐことができる。
【００１２】
無機多孔質体の細孔の直径としては、０．５〜１００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以下である。１００ｎｍ以下とすることで、無機多孔質体の機械的強度の低下等の無理なく比表面積を大きくとることができる。また０．５ｎｍ以上とすることで、添着させる薬品や対象ガス成分が細孔内部に進入できなくなるのを防ぐことができる。
【００１３】
また本発明で採用する無機多孔質体の比表面積としては、ＢＥＴ比表面積で５０〜１２００ｍ２／ｇが好ましく、より好ましくは１００〜１０００ｍ２／ｇである。５０ｍ２／ｇ以上とすることで、添加する薬品の反応場として実効的な面積が得られ、除去しようとするガス成分との実効的な反応速度が得られる。また１２００ｍ２／ｇ以下とすることで、無機多孔質体の機械的強度の低下によるため取り扱い性の不便を防ぐことができる。
【００１４】
本発明で採用する無機多孔質体の担持量としては、基材の繊維シートに対して１０〜１００質量％が好ましく、より好ましくは２０〜５０質量％である。１０質量％以上とすることで、薬品の反応場として実効的な表面積を得て吸着性能を向上させることができる。１００質量％以下とすることで、エアフィルターとしての通気特性を阻害するのを防ぐことができる。
【００１５】
本発明の消臭シートは、水溶性のアミン系化合物を少なくとも繊維の表面上に担持してなることが重要である。ここで「水溶性」とは２５℃で中性の水に対し、５質量％以上（５ｇ／Ｌ）溶解することをいう。水溶性のアミン系化合物の存在により、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒド等のアルデヒド類に対する化学吸着能が飛躍的に向上し、アルデヒド類を選択的に吸着することができる。
【００１６】
水溶性のアミン系化合物としては例えば、酸ヒドラジド、ヒドラジン類、脂肪族アミン類、芳香族アミン類、尿素類、アミノ酸などが挙げられ、中でも酸ヒドラジドが好ましく、具体的にはカルボジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、グルタミン酸ジヒドラジド等が挙げられる。酸ヒドラジドはカルボン酸とヒドラジンとから誘導される−ＣＯ−ＮＨＮＨ２で表される酸ヒドラジド基を有するアミン系化合物であり、ヒドラジド末端の窒素原子のα位に、更に非共有電子対を有する窒素原子が結合しており、これにより求核反応性が著しく向上している。この非共有電子対がアルデヒド類のカルボニル炭素原子を求核的に攻撃して反応し、アルデヒド類をシッフ塩基として固定化することにより、アルデヒド類の除去性能を発現できたと考えられる。またアルデヒド類の中でもアセトアルデヒドは、カルボニル炭素のα位に電子供与性のアルキル基を有するために、カルボニル炭素の求電子性が低く化学吸着されにくいが、酸ヒドラジド類は前述のとおり求核反応性が高いため、アセトアルデヒドに対しても良好な化学吸着性能を発現する。
【００１７】
本発明で採用する水溶性のアミン系化合物の担持量としては、無機多孔質体に対して１０〜１００質量％が好ましく、より好ましくは２０〜５０質量％である。１０質量％以上とすることで、アルデヒド類の除去効率および吸着容量の向上の実効を得ることができる。水溶性のアミン系化合物の担持量の増加に伴い除去効率および吸着容量も向上するが、ある程度で飽和する。水溶性のアミン系化合物の過剰な添加は、結晶化した水溶性のアミン系化合物の崩落が消臭シートの空隙率を減少させ、通気特性を低下させるとともに、粉落ちの原因ともなるため、１００質量％以下とすることが好ましい。
【００１８】
本発明の消臭シートは、さらに非水溶性のアミン系化合物を少なくとも繊維の表面上に担持してなることが重要である。ここで「非水溶性」とは２５℃で中性の水に対する溶解量が５質量％未満（５ｇ／Ｌ）であることをいう。非水溶性のアミン系化合物の存在により、消臭シートに水が付着した際に多孔質体内に存在する水溶性アミン系薬剤が水に溶出し多孔質体外へ流出してしまうことを防ぐとともに、非水溶性アミン系化合物自体もアルデヒド吸着性能を発揮する。
【００１９】
非水溶性のアミン系化合物としては例えば、酸ヒドラジド、ヒドラジン類、脂肪族アミン類、芳香族アミン類、尿素類、アミノ酸などが挙げられ、中でも前述の水溶性のアミン系化合物におけるのと同様の理由から酸ヒドラジドが好ましく、具体的にはドデカン二酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド、シュウ酸ジヒドラジド、テレフタル酸ジヒドラジド等が挙げられる。
【００２０】
本発明の消臭シートにおける、水溶性のアミン系化合物に対する非水溶性アミン系化合物の質量比としては、０．２５〜３．０が好ましく、より好ましくは０．５〜２．０である。質量比を０．２５以上とすることでアルデヒド除去性能の耐水性向上の実効を得ることができる。一方、質量比を３．０以下とすることで、アミン系化合物全体の量を抑え、アミン系化合物が無機多孔質体の細孔を塞いでアルデヒド除去性能が低下するのを防ぐことができる。
【００２１】
本発明の消臭シートは、上記のような水溶性のアミン系化合物と非水溶性のアミン系化合物、無機多孔質体を少なくとも繊維の表面上に担持してなる。
【００２２】
本発明で採用する繊維としては、天然繊維、合成繊維、ガラス繊維や金属繊維等の無機繊維が使用でき、中でも溶融紡糸が可能な熱可塑性樹脂の合成繊維が好ましい。合成繊維を形成する熱可塑性樹脂の例としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、アクリル、ビニロン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ乳酸等を挙げることができ、用途等に応じて選択できる。また、複数種を組み合わせて使用してもよい。
【００２３】
本発明で採用する繊維の繊維径としては、繊維シートをエアフィルターとして使用する用途において目標とする通気性や集塵性能に応じて選択すればよいが、好ましくは１〜１０００μｍ、より好ましくは５〜１００μｍである。１μｍ以上とすることで、無機多孔体が繊維シート表面で目詰まりするのを防ぎ、通気性の低化を防ぐことができる。また１０００μｍ以下とすることで、同質量に対する繊維表面積を大きくとることができ、担持能力や処理エアとの接触効率を向上させることができる。
【００２４】
本発明で採用する繊維が構成する基材繊維シートは、通気性を有する繊維構造体であり、綿状物、編織物、不織布、紙およびその他の三次元網状体（例えば多孔性ポリウレタン発泡体）等を挙げることができる。これらのような構造をとることにより、通気性を確保しつつ、表面積を大きくとることができる。
【００２５】
基材繊維シートの目付けとしては、１０〜５００ｇ／ｍ２が好ましく、より好ましくは３０〜２００ｇ／ｍ２である。基材繊維シートの目付けを１０ｇ／ｍ２以上とすることで、無機多孔質体と薬品を担持するための加工に耐える十分な強度が得られ、エアを通気させた際にフィルター構造を維持するのに必要な剛性が得られる。また目付けを２００ｇ／ｍ２以下とすることで、繊維シートの内部まで無機多孔質体を均一に担持することができ、プリーツ形状やハニカム形状に二次加工する際の取り扱い性の面でも好ましい。
【００２６】
本発明で採用する基材繊維シートは、熱接着性成分や樹脂バインダーを有することも、形状保持、強度向上、寸法安定性等の点で好ましい。
【００２７】
本発明の繊維シートは、上記のような無機多孔質体と水溶性アミン化合物および非水溶性アミン化合物を担持させた繊維シートにさらに異なる繊維構成のシートを積層することも好ましい。例えば直行流型フィルターとしての使用において、上流側に嵩高で目の粗い不織布シートを積層すれば、ダスト保持量が向上し長寿命化が可能となる。また下流側に極細繊維からなる不織布シートを積層すれば、高捕集効率化が可能となる。
【００２８】
さらにこの極細繊維からなる不織布シートがエレクトレット処理されていればなお好ましい。エレクトレット処理がされていることにより、通常では除去しにくいサブミクロンサイズやナノサイズの微細塵を静電気力により捕集する事が出来るようになる。
【００２９】
次に、本発明の消臭シートの製造方法としては、無機多孔質体、水溶性アミン化合物及び非水溶性アミン化合物を混合分散させた液を繊維に保持させ、さらに乾燥させる工程を経ることが好ましい。
【００３０】
また上記方法の他、例えば無機多孔質体と薬品を混合した水溶液を基材繊維シートにコーティング処理により塗布したり、スプレー処理により吹き付けたりしてもよい。
【００３１】
また、無機多孔質体を先に繊維シート表面に固定した後、薬品を混合した水溶液をディッピング処理やスプレー処理で付着させてもよい。
【実施例】
【００３２】
［測定方法］
（１）無機多孔質体、水溶性のアミン系化合物及び非水溶性のアミン系化合物の担持量
無機多孔質体、水溶性アミン化合物及び非水溶性アミン化合物を混合分散させた液に含浸させて乾燥させた後の消臭シートの目付けと、含浸・乾燥前の基材繊維シートの目付けとの差から、総担持量を算出し、当該総担持量に各成分の仕込み量比を掛け、消臭シート全体に対する担持量に換算して算出した。
【００３３】
（２）ＢＥＴ比表面積
ユアサアイオニクス社製オートソープ（登録商標）６を用い、ＪＩＳ  Ｒ  １６２６−１９９６に規定のＢＥＴ多点法に従って測定した。試料は約５ｇ採取し、加熱前処理を施し、Ｎ２を吸着質とし、定容法にて測定した。
【００３４】
（３）圧力損失
平板状の繊維シートを実験用のダクトに取り付け、ダクトに温度２３℃、湿度５０％ＲＨの空気を０．１ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。その際の繊維シートの上流側と下流側との差圧をＭＯＤＵＳ社製デジタルマノメータＭＡ２−０４Ｐにて測定した。
この測定を、下記水の付着処理の前後において行った。
【００３５】
（５）アセトアルデヒドの除去性能
平板状の繊維シートを実験用のダクトに取り付け、ダクトに温度２３℃、湿度５０％ＲＨの空気を０．１ｍ／ｓｅｃの速度で送風した。さらに上流側から、標準ガスボンベによりアセトアルデヒドを上流濃度１２ｐｐｍとなるように添加し、繊維シートの上流側と下流側とにおいてエアをサンプリングし、赤外吸光式連続モニターにてそれぞれのアセトアルデヒド濃度を測定し、次式にて除去効率を算出した。
除去効率（％）＝［（Ｃ０−Ｃ）／Ｃ０］×１００
ここに、Ｃ０：上流側のアセトアルデヒド濃度（＝１２ｐｐｍ）
Ｃ：下流側のアセトアルデヒド濃度（ｐｐｍ）
アセトアルデヒドの添加開始から３分後以降を経時的に測定し、これを、下記水の付着処理の前後において行った。 
【００３６】
[水の付着処理]
平板状の１０ｃｍ×１０ｃｍの繊維シートを地面に対して水平になるようにダクトに保持した状態で、繊維シートの質量に対して１５倍の水道水を風速０．１ｍ／ｓｅｃのエアを通気させながら、スプレーで繊維シートに均一に噴霧した。
【００３７】
［実施例１〜６、比較例１〜３］
（無機多孔質体）
平均粒径３．９μｍ、比表面積５００ｍ２／ｇ、細孔径７．０ｎｍの多孔質シリカ（富士シリシア社製サイリシア（登録商標）５５０）を用いた。
【００３８】
（水溶性のアミン系化合物）
２５℃の水に対する溶解度が８０ｇ／Ｌ以上であるアジピン酸ジヒドラジド（日本ファインケム社製）を用いた。
【００３９】
（非水溶性のアミン系化合物）
２５℃の水に対する溶解度が２ｇ／Ｌ以下であるドデカン二酸ジヒドラジド（日本ファインケム社製）を用いた。
【００４０】
（基材繊維シート）
パルプ１１．９質量％、単繊維繊度３．０ｄｔｅｘのポリエステル短繊維６．３質量％、単繊維繊度１．３ｄｔｅｘのポリエステル短繊維７．７質量％、単繊維繊度６．７ｄｔｅｘのビニロン短繊維１１．９質量％、単繊維繊度１７．０ｄｔｅｘのビニロン短繊維３２．２質量％及びリン系難燃剤含有アクリル樹脂バインダー３０質量％とからなる目付け４６ｇ／ｍ２の湿式抄紙不織布を、基材繊維シートとした。
【００４１】
（消臭シート）
上記無機多孔質体、上記水溶性アミン系化合物及び上記非水溶性アミン系化合物を表１に記載の仕込量で均一分散させた水溶液中に前記基材繊維シートを含浸させ、前記水溶液を前記基材繊維シートに対し３２０ｇ／ｍ２付着させた後、１１０℃で５分間乾燥させて、消臭シートを得た。
【００４２】
【表１】
2009201548.tif 000002
【００４３】
実施例１と比較例１及び比較例２の水付着前後のアセトアルデヒド除去効率の経時推移を図１に示す。実施例１、比較例２の水付着前は、３分後の除去効率がそれぞれ７５％、７８％と高く、経時的な除去効率の低下も緩やかであった。水付着後では３分後の除去効率はそれぞれ５９％、２８％で実施例１は比較例２よりも低下の度合いが抑えられており、吸着容量の低下の度合いも抑えられている。また、比較例１では水付着前の初期効率は５２％であるが、経時的な除去効率の低下が急で、吸着容量が低くなってしまっている。
【００４４】
水付着後に比較例２で性能が低下する理由としては、水溶性のアミン系化合物が水を付着することで溶出して希釈してしまうため、多孔質シリカの薬品担時濃度が低下していることが主として考えられる。
【００４５】
また比較例１では無機多孔質体を用いていないため、処理するエアとの接触効率が低下し、初期除去効率、吸着容量が低くなっていると考えられる。
【００４６】
［実施例７］
（無機多孔質体）
実施例１で用いたのと同様のものを用いた。
【００４７】
（水溶性のアミン系化合物）
実施例１で用いたのと同様のものを用いた。
【００４８】
（非水溶性のアミン系化合物）
水に対する溶解度が３ｇ／Ｌ以下である硫酸メラミン（三和ケミカル社製）を用いた。
【００４９】
（基材繊維シート）
実施例１で用いたのと同様のものを用いた。
【００５０】
（消臭シート）
上記非水溶性のアミン系化合物を用いた以外は実施例１と同様にして、消臭シートを得た。
【００５１】
【表２】
2009201548.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明による消臭シートは自動車や鉄道車両等の車室内の空気を清浄化するためのエアフィルター、健康住宅、ペット対応マンション、高齢者入所施設、病院、オフィス等で使用される空気清浄機用フィルター、エアコン用フィルター、ＯＡ機器の吸気・排気フィルター、ビル空調用フィルター、産業用クリーンルーム用フィルター等のエアフィルター濾材として好ましく使用される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の消臭シートおよび比較例におけるアセトアルデヒド除去効率の経時変化を示したグラフである。
【図１】
2009201548.tif 000004