JP5229784B2 - タバコ消臭フィルター - Google Patents

Description

本発明は、家庭用または業務用のエアコン、空気清浄機、タバコ分煙機等のフィルターや、あるいは車などにおける車室内のいやな臭いを取り除くフィルター等として使用し、特にタバコ臭(アセトアルデヒド、酢酸、アンモニア)を効率的に吸着浄化するフィルターに関する技術である。

消臭フィルターは、様々な用途に利用されており、その消臭方法は大きく分類して活性炭やゼオライト等の吸着材を利用した吸着タイプと、オゾンや光触媒、金属フタロシアニン錯体等により悪臭物質を分解除去する触媒タイプ、あるいはこの吸着タイプと触媒タイプを併用した併用タイプに分けられる。このうち例えば、活性炭の優れた吸着作用を利用した技術がよく知られているが、これらは悪臭成分を吸着し、周辺の臭気濃度を短期的に低下させる働きには優れているが、悪臭成分の量が減少するわけではなく、有効期間に限りのある消臭方法といわれ、最近では悪臭物質を分解除去する触媒タイプあるいは併用タイプのものが多くなっている。

出願人は特許文献１を出願しており、高いｐＨ環境にした第１消臭フィルターと、低いｐＨ環境にした第２消臭フィルターとを備え、前記第１消臭フィルターは、活性炭混抄紙に金属フタロシアニン錯体とヒドラジン誘導体を担持させたものからなる消臭フィルターで、前記第２消臭フィルターは、活性炭混抄紙に金属フタロシアニン錯体を担持させたものからなる消臭フィルターであって、塩基性臭と酸性臭を同時に効率よく吸着分解し、なかでもたばこ臭に大きな消臭性能を有するものとして開示している。
特開２００７−２２９０９２

上記技術は、吸着体と触媒を組み合わせたもので、吸着体に吸着された悪臭を、触媒により分解し脱臭する方法で、効率的に消臭する方法として有用な方法である。しかしながら、ヒドラジン誘導体と活性炭を担持させた上記技術は、初期の消臭性能は満足のいくものであるが、使用しないで在庫保管している間に消臭能力が急速に低下し、消臭性能を維持する期間が短いフィルターであることが判明した。このことから、さらに消臭耐久性のよい消臭フィルターが求められていた。

本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、低コストでありながらタバコ臭に大きな消臭効果があって、しかも耐久性能の優れた消臭フィルターを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］多孔質無機物質混抄紙からなるフィルター材に、ヒドラジン化合物を担持させたことを特徴とする消臭フィルター。

［２］前記消臭フィルターにおいて、ヒドラジン化合物が炭素数４〜８の酸ジヒドラジド化合物を担持させたものからなることを特徴とする前項１に記載の消臭フィルター。

［３］前記消臭フィルターを緩衝溶液にて処理することにより、ｐＨ環境が５〜７であることを特徴とする前項１または２に記載の消臭フィルター。

［４］前記ヒドラジン化合物の担持量が多孔質無機物質混抄紙１ｇ当り５〜５０ｍｇの範囲であることを特徴とする前項１〜３のいずれか１項に記載の消臭フィルター。

［５］前記多孔質無機物質混抄紙において、多孔質無機物質の含有率が４０〜８０質量％であることを特徴とする前項１〜４のいずれか１項に記載の消臭フィルター。

［６］前記多孔質無機物質混抄紙において、多孔質無機物質がシリカゲルまたはゼオライトであることを特徴とする前項１〜５のいずれか１項に記載の消臭フィルター。

タバコ臭の代表的ガスであるアセトアルデヒドは、ヒドラジン化合物に化学吸着しやすい性質がある。
［１］の発明では、多孔質無機物質混抄紙からなるフィルター材にヒドラジン化合物を担持させているので、アセトアルデヒドは、ヒドラジン化合物によって強力に吸着され再放出することなく消臭される。また、多孔質無機物質はアセトアルデヒドには有効ではないが、その他の多くのガスの吸着には有効で、タバコ臭に多くあるとされるアンモニアや酢酸等は、多孔質無機物質によって吸着され消臭されるのでタバコ臭に有効な消臭フィルターとすることができる。また、多孔質無機物質は、ヒドラジン化合物の消臭性能に影響することがないので、消臭フィルターの消臭性能を維持することができる。

［２］の発明では、前記消臭フィルターにおいて、ヒドラジン誘導体として炭素数４〜８の酸ジヒドラジド化合物を担持させるので、バインダーを必要とせず、多孔質無機物質の吸着性能を損ねることなく多孔質無機物質混抄紙に直接担持することができる。

［３］の発明では、 前記消臭フィルターを緩衝溶液にて処理するので、ｐＨ環境が５〜７で維持されるようになり、酢酸のような酸性臭や、アンモニアのような塩基性臭を吸着しやすい環境下に保つことができる。

［４］の発明では、前記ヒドラジン化合物の担持量が多孔質無機物質混抄紙１ｇ当り５〜５０ｍｇの範囲に設定されているからタバコ臭の消臭性能をいっそう向上させることができる。

［５］の発明では、前記多孔質無機物質混抄紙において、多孔質無機物質の含有率が４０〜８０質量％であるから十分な吸着効果の得られるものとなり、また多孔質無機物質の脱落もなく、紙としてのある程度の強度も確保することができる。

［６］の発明では、前記多孔質無機物質混抄紙において、多孔質無機物質がシリカゲルまたはゼオライトであるので、ヒドラジン化合物の消臭性能に影響することがなく、活性炭混抄紙と遜色ないコストで消臭フィルターを製造することができる。

本発明の消臭フィルターは、特にタバコ臭を効率的に吸着浄化する消臭フィルターである。タバコの煙にはアンモニア等１００種類以上の混合物が含まれるものとされているが、本発明の消臭フィルターは、その内の多くを占めているとされるアセトアルデヒド、酢酸、アンモニアに特に有効で、しかも耐久性能の優れた消臭フィルターである。

多孔質無機物質混抄紙は通常の湿式抄紙法により製造できる。例えばシリカゲルと天然パルプを水に添加し、水スラリーを作成する。そのスラリーを攪拌しながら所定の固形分濃度に調整し、その後カチオン系ポリマー又はアニオン系ポリマーを添加し、得られた凝集体水分散液を抄紙機を使い湿式抄紙法によりシート化し、乾燥処理を行なうことによってシリカゲル混抄紙を得る。次に、このシリカゲル混抄紙をコルゲート加工機を用いて、例えばハニカム形状に加工しフィルターの形状にする。前記シリカゲル混抄紙によるハニカムフィルターはシリカゲルの強い吸着力によって悪臭ガスの吸着体の役割をなすものである。

この発明に使用する多孔質無機物質としては、ゼオライト、シリカゲル等を例示できる。ゼオライトやシリカゲルは、多孔質構造をもち表面積が広く、優れた吸着体として広く使われている。

多孔質無機物質混抄紙において、多孔質無機物質の含有率は４０〜８０質量％であることが好ましい。４０質量％を下回ると十分な消臭性能を得ることができず、８０質量％を上回ると必然的にセルロース系繊維の割合が減少する結果、多孔質無機物質混抄紙としての強度を確保することができない。中でも、多孔質無機物質混抄紙は、多孔質無機物質含有率が好ましくは５０〜７０質量％である。中でも、多孔質無機物質含有率が５５〜６５質量％であるのがより好ましい。

また、前記多孔質無機物質混抄紙に使用する繊維としては、天然パルプ、ポリオレフィン及びアクリル繊維などのフィブリル化繊維を用いればよいが、ヒドラジン化合物や緩衝溶液を担持し易いことから天然パルプが特に好ましい。

次にこのシリカゲル混抄紙のハニカム形状のものを、ヒドラジン化合物とクエン酸緩衝溶液の混合溶液に含浸させ、乾燥することによって、消臭フィルターを得ることができる。また、シリカゲル混抄紙の状態で、ヒドラジン化合物とクエン酸緩衝溶液の混合溶液に浸し、乾燥したあとハニカム形状に加工し、フィルターの形状にして製造してもよい。

また、ヒドラジン化合物は、水に溶解するヒドラジン化合物であれば特に限定されるものではないが、炭素数４〜８の酸ジヒドラジド化合物が好適である。さらに好ましくは炭素数４〜６の酸ジヒドラジド化合物が好適である。例えば炭素数６のアジピン酸ジヒドラジド、炭素数５のグルタル酸ジヒドラジド、炭素数４のマレイン酸ジヒドラジド等が挙げられる。

多孔質無機物質混抄紙１ｇあたり、ヒドラジン化合物の担持量は、５〜５０ｍｇの範囲に設定するのが好ましい。ヒドラジン化合物の担持量が５ｍｇを下回るものでは、タバコ臭の十分な消臭性能を得られない。また、５０ｍｇを上回っても格段の消臭性能の向上が得られるわけではない。

緩衝溶液は、Ｈ^＋の増減を抑えて溶液のｐＨを一定に保つものである。緩衝溶液は、電離平衡をうまく利用したものであり、一般的には、弱酸とその塩、弱塩基とその塩からなる水溶液が緩衝溶液となる。例えば、リン酸緩衝溶液、クエン酸緩衝溶液、酢酸緩衝溶液等が挙げられる。

本発明において、ｐＨ環境は、緩衝溶液によってｐＨ５〜７の範囲に維持されることが好ましい。ｐＨ環境が５未満では酸性臭の吸着スピードが急速に低下し、ｐＨ環境が７を超えると塩基性臭の吸着スピードが急速に低下するので好ましくない。

また、本発明の消臭フィルターにおいては、前記多孔質無機物質混抄紙に発明を妨げない範囲で、さらに他の消臭剤や臭気吸着剤や添加剤等を担持せしめた構成を採用しても良い。

次ぎに実施例により、本発明を具体的に説明する。なお実施例における各種消臭性能の測定は次のように行った。

（初期性能試験）
消臭フィルターから切り出した試験片（４００×３００ｍｍ 厚さ２０ｍｍ １４５セル／ｉｎｃｈ^２）を毎分８００リットルの通気を行なうファンをセットした空気清浄機のフィルターホルダーに固定し、内容量１ｍ^３のアクリルボックス内に入れた後、ボックス内において濃度が１００ｐｐｍとなるようにアンモニアとアセトアルデヒドと酢酸を１：２：１の割合で混合したガスを注入し、五分経過後にこの混合ガスの残存濃度を測定し、混合ガスの除去率（％）を算出し初期性能とした。除去率９５％以上を合格とした。

（繰り返し耐久性能試験）
上記性能試験を２０回繰り返し行ったあと、そのまま空気清浄機を動かし３０分間経過してこの混合ガスの残存濃度を測定し、混合ガスの除去率（％）を算出し耐久性能とした。除去率８０％以上を合格とした。

（長期耐久性能試験）
消臭フィルターをポリエチレンフィルムで梱包し、六ヶ月間放置し、前記初期性能試験を行い、除去率９５％以上を合格とした。

＜実施例１＞
ゼオライト７０質量部と天然パルプ３０質量部を水２００質量部に添加し、水スラリーを作成する。得られた凝集体水分散液を抄紙機を使い湿式抄紙法によりシート化し、乾燥処理を行ないゼオライト混抄紙を得た。得られたゼオライト混抄紙の一部をコルゲート加工機を用いて波型形状紙に加工した。この波型形状紙と平面形状紙を、エチレンー酢酸ビニル共重合体からなる接着剤で接着して積層し、セル密度が２３０セル／ｉｎｃｈ^２のフィルター材を得た。次に、炭素数６のアジピン酸ジヒドラジド１．０質量％とクエン酸緩衝溶液５．０質量％を水に溶解して処理液を作成し、この処理液に、前記フィルター材を含浸した後、水洗して乾燥することによってｐＨ６．４の消臭フィルターを得た。アジピン酸ジヒドラジドのゼオライト混抄紙への担持量は、ゼオライト混抄紙１ｇ当り２０ｍｇであった。また、ゼオライト混抄紙におけるゼオライトの含有率は７０質量％であった。上記の各種ガスの消臭試験をおこない表１に記載した。

＜実施例２＞
次に、実施例１において、１．０質量％の炭素数４のマレイン酸ジヒドラジドを溶解した以外は実施例と同様にして、消臭フィルターを得た。なお、消臭フィルターのｐＨは６．４であった。また、マレイン酸ジヒドラジドのゼオライト混抄紙への担持量は、ゼオライト混抄紙１ｇ当り２０ｍｇであった。なお、この消臭フィルターにおける消臭試験結果を表１に記載した。

＜実施例３＞
次に、実施例１において、炭素数６のアジピン酸ジヒドラジド１．０質量％に替えて炭素数６のアジピン酸ジヒドラジド２．５質量％とした以外は実施例１と同様にして、消臭フィルターを得た。なお、得られた消臭フィルターにおいて、アジピン酸ジヒドラジドのゼオライト混抄紙への担持量は、ゼオライト混抄紙１ｇ当り５０ｍｇであった。なお、この消臭フィルターにおける消臭試験結果を表１に記載した。

＜実施例４＞
次に、実施例１において、炭素数６のアジピン酸ジヒドラジド０．４質量％とした以外は実施例１と同様にして、消臭フィルターを得た。なお、アジピン酸ジヒドラジドのゼオライト混抄紙への担持量は、ゼオライト混抄紙１ｇ当り８ｍｇであった。この消臭フィルターにおける消臭試験結果を表１に記載した。

＜実施例５＞
次に、実施例１において、シリカゲル３０質量部と天然パルプ３０質量部を水２００質量部に添加し、水スラリーを作成するものとした以外は実施例１と同様にして、消臭フィルターを得た。なお、シリカゲル混抄紙におけるシリカゲルの含有量は５０質量％であった。この消臭フィルターにおける消臭試験結果を表１に記載した。

＜比較例１＞
実施例１において、ゼオライト７０質量部に替えて、椰子柄活性炭７０質量部とした以外は、実施例１と同様にして、消臭フィルターを得た。なお、この消臭フィルターにおける消臭試験結果を表２に記載した。

＜比較例２＞
実施例１において、クエン酸緩衝溶液５．０質量％を混入しなかった以外は実施例１と同様にして、ｐＨ７．３の消臭フィルターを得た。この消臭フィルターにおける消臭試験結果を表２に記載した。

＜比較例３＞
実施例１において、炭素数６のアジピン酸ジヒドラジドを混入しなかった以外は実施例１と同様にして、消臭フィルターを得た。この消臭フィルターにおける消臭試験結果を表２に記載した。

＜比較例４＞
実施例１において、ゼオライト７０質量部を混入しなかった以外は実施例１と同様にして、消臭フィルターを得た。この消臭フィルターにおける各構成要件と消臭試験結果を表２に記載した。

＜比較例５＞
実施例１において、炭素数６のアジピン酸ジヒドラジド１．０質量％に替えて、炭素数１０のセバシン酸ジヒドラジド１．０質量％とした以外は実施例１と同様にして、消臭フィルターを得た。この消臭フィルターにおける消臭試験結果を表２に記載した。

＜比較例６＞
実施例１において、シリカゲル３０質量部と天然パルプ７０質量部を水２００質量部に添加し、水スラリーを作成するものとした以外は実施例１と同様にして、消臭フィルターを得た。この消臭フィルターにおける消臭試験結果を表２に記載した。

＜比較例７＞
実施例１において、シリカゲル８５質量部と天然パルプ１５質量部を水２００質量部に添加し、水スラリーを作成するものとした以外は実施例１と同様にして、消臭フィルターを得たが、フィルターとしての強度が不足し使えるものではなかった。

本発明の技術は、家庭用または業務用のエアコン、空気清浄機等のフィルター材、あるいは車などにおける車内空気のいやな臭を取り除くフィルター材、特にタバコ臭を効率よく取り除くフィルター材として広く利用される。

Claims (2)

1. シリカゲルまたはゼオライトである多孔質無機物質を４０〜８０質量％含有する多孔質無機物質混抄紙からなるフィルター材に、炭素数４〜８の酸ジヒドラジド化合物を担持させ、かつｐＨが５〜７である緩衝溶液に浸漬して製造したことを特徴とする消臭フィルター。
   
   
2. 前記炭素数４〜８の酸ジヒドラジド化合物の担持量が多孔質無機物質混抄紙１ｇ当り５〜５０ｍｇの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の消臭フィルター。