| 【発明の名称】 |
アルデヒド類ガス除去フィルター |
| 【発明者】 |
【氏名】増森 忠雄
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| 【要約】 |
【課題】一般生活における温湿度領域で長期にわたって満足すべき除去性能を発現することができ、かつ、環境汚染への影響が低いアルデヒド類ガス除去フィルターを提供すること。
【構成】アルデヒド類ガス除去フィルターが銀元素と鉄元素のモル比（Ａｇ／Ｆｅ）が０．００１〜１の範囲であり、かつ、ＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする銀−鉄系除去剤を含有すること。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀元素と鉄元素のモル比が０．００１〜１の範囲であり、かつ、ＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする銀−鉄系除去剤を含有するアルデヒド類ガス除去フィルター。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルデヒド類ガスの優れた除去フィルターに関し、更に詳しくは、常温で長期にわたって除去性能を維持できるアルデヒド類ガス除去フィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建物の室内や自動車の車内等におけるタバコ臭の除去を主目的とした脱臭フィルターが広く用いられている。これらは、タバコ臭の主成分であるアセトアルデヒド、あるいはシックハウスの原因物質であるホルムアルデヒド等の除去を目的とするものであり、これらのフィルターに含有される除去剤は多くの検討がなされている。
【０００３】
活性炭は各種有機物質を吸着除去する除去剤として古くから知られているが、低分子で高極性の有機物（例えば、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド等）は十分吸着除去することができず、上述の用途に用いる場合は、活性炭にアミン類やアスコルビン酸等を担持させて吸着除去能を高めたものが用いられている。
【０００４】
このように、アミン類を担持させたものとしては、例えば、アニリンを用いたものや（例えば特許文献１参照）、エタノール系アミン等を用いたものが開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、アミン類を担持させる技術は、担持アミン類の状態は不安定であることから、熱的および経時的な化学変化による失活が起こりやすく、長期にわたって満足すべき除去性能を発現することが困難であるという問題がある。また、アスコルビン酸においても、吸湿すると空気中で容易に酸化分解され、失活してしまい性能劣化が起こるという問題がある。
【０００６】
一方、アルデヒド類ガスの除去剤として、酸化鉄等の金属酸化物が近年注目を集めている。前記金属酸化物として、例えば、酸化鉄、銀担持アルミナがある（例えば非特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、かかる酸化鉄、もしくは銀担持アルミナは、十分な除去活性を得るためには、高温条件が必要であり、一般生活における温湿度領域では、除去活性が低く、十分な除去性能が得られないという問題がある。
【０００８】
また、銀酸化物粒子とマンガン酸化物粒子からなるマンガン酸化物含有物、および、酸化鉄によるホルムアルデヒドの分解除去が開示されている（例えば特許文献３参照）。しかしながら、かかるマンガン酸化物含有物は、ＰＲＴＲ第一種指定化学物質であるマンガン酸化物が含有されており、環境汚染の懸念があるという問題がある。また、開示されている酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）のみでは、一般生活における温湿度領域では活性が低く、十分な除去性能を得られないという問題がある。
【０００９】
また、吸着性多孔質担体に銀及び／又は銀化合物を担持して成ることを特徴とする悪臭物質除去用触媒が開示されている（例えば特許文献４参照）。しかしながら、かかる悪臭物質除去用触媒では一般生活における温湿度領域における活性が低く、十分な除去性能を得られないという問題がある。
【００１０】
上述のとおり、一般生活における温湿度領域で、環境汚染への影響が低く、かつ、長期にわたって除去性能を維持できるアルデヒド類ガス除去フィルターは見当たらないのが現状である。ここで言う、一般生活における温湿度領域とは、温度範囲でおおよそ−３０〜５０℃、湿度範囲でおおよそ２０〜９５ＲＨ％のことである。
【００１１】
【特許文献１】特開昭５６−５３７４４号公報
【特許文献２】特開昭６０−２０２７３５号公報
【特許文献３】特開２０００−７９１５７号公報
【特許文献４】特開平７−１５５６１１号公報
【非特許文献１】Applied Catalysis B: Environmental, Vol.8, pp.405-415(1996)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記従来技術の課題を背景になされたものであり、一般生活における温湿度領域で長期にわたって満足すべき除去性能を発現することができ、かつ、環境汚染への影響が低いアルデヒド類ガス除去フィルター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】
【００１３】
本発明者らは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）銀元素（Ａｇ）と鉄元素（Ｆｅ）をＡｇ／Ｆｅ（モル比）＝０．００１〜１の範囲で含有し、かつ、（２）ＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする銀−鉄系除去剤を含有するアルデヒド類ガス除去フィルターである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるアルデヒド類ガス除去フィルターは、銀元素（Ａｇ）と鉄元素（Ｆｅ）をＡｇ／Ｆｅ（モル比）＝０．００１〜１の範囲で含有し、かつ、ＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ以上である銀−鉄系除去剤を含有しているため、一般生活における温湿度領域で、長期にわたっての高性能な除去が可能であり、また、環境汚染への影響が少ないという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明におけるアルデヒド類ガス除去フィルターは銀−鉄系除去剤を含有することが好ましい。銀−鉄系除去剤のフィルター全体に対する含有比率、および、銀−鉄系除去剤を除くその他の成分については特に限定しない。その他の成分としては、活性炭等の一般的な吸着剤、触媒等の他に、不織布、織布、ペーパー等といったフィルター基材、および、それらをつなぎ合わせるバインダー、結着剤が含まれる。
【００１６】
前記銀−鉄系除去剤において、銀元素（Ａｇ）と鉄元素（Ｆｅ）をＡｇ／Ｆｅ（モル比）＝０．００１〜１の範囲で含有することが好ましい。より好ましくは、０．０１〜０．５である。さらに好ましくは、０．１〜０．５である。銀元素（Ａｇ）のみ、もしくは、鉄元素（Ｆｅ）のみを含有する有機化合物除去剤では一般生活における温湿度領域において十分な除去性能は実現できない。しかしながら、銀元素（Ａｇ）と鉄元素（Ｆｅ）をＡｇ／Ｆｅ（モル比）＝０．００１〜１の範囲で含有すると、その相乗効果により非常に高い除去性能を実現することができることを本発明者は見出した。相乗効果のメカニズムは明確ではないが、次の（１）〜（４）のように推測される。つまり、最初に、（１）アルデヒド類ガスが鉄元素上に捕捉される、さらに、（２）鉄元素上に捕捉されたアルデヒド類ガスが鉄の電子授受作用により活性化され分解されやすい状態になる、最後に、（３）そのごく近傍に位置する銀元素により、鉄元素上で活性化されたアルデヒド類ガスが分解される。その際、（４）近傍に位置する鉄元素からの電子授受作用を受け、銀元素においても、その分解力が向上していると考えられる。Ａｇ／Ｆｅ（モル比）が１より大きい場合と、鉄元素が銀元素により被覆され、前記相乗効果のメカニズムにおける（１）、および、（２）が阻害されてしまい、相乗効果が小さくなり、その結果、十分な除去性能が実現できなくなる。一方、Ａｇ／Ｆｅ（モル比）が０．００１より小さいと、銀化合物が少な過ぎるため、前記相乗効果のメカニズムにおける（３）の影響が小さくなり、結果として、十分な除去性能が実現できなくなる。
【００１７】
前記銀−鉄系除去剤におけるＢＥＴ比表面積は、５０ｍ２／ｇ以上であることが好ましい。ＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ以上であれば、低温での高い除去性能を実現することができることを本発明者は見出したからである。より好ましくは１００ｍ２／ｇ以上であり、更に好ましくは１５０ｍ２／ｇ以上である。ＢＥＴ比表面積の上限は特に限定するものではないが、１０００ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。この範囲を超えると、除去性能はほとんど変化しない一方で、製造が非常に困難になるという不都合が生じるからである。
【００１８】
本発明における銀−鉄系除去剤の製造方法は特に定めない。例えば、酸化銀と酸化鉄を乳鉢等で機械的に混合する方法、銀塩、鉄塩および有機酸を含有する溶液を乾燥、焼成して製造する方法、酸化鉄粒子の分散液中で酸化銀を沈殿させる方法、酸化鉄と酸化銀を同時に沈殿させる共沈法等が挙げられる。
【００１９】
本発明におけるアルデヒド類ガス除去フィルターの形状に関しては特に定めない。例えば、ハニカム形状、プリーツ形状等の一般的なフィルター形状が挙げられる。
【実施例】
【００２０】
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。下記実施例は本発明方法を限定するものではなく、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。
【００２１】
（ＢＥＴ比表面積の測定方法）
除去剤サンプルを約１００ｍｇ採取し、１２０℃で１２時間真空乾燥した後、秤量した。自動比表面積装置ジェミニ２３７５（マイクロメリティックス社製）を使用し、液体窒素の沸点（−１９５．８℃）における窒素ガスの吸着量を相対圧が０．０２〜０．９５の範囲で徐々に高めながら４０点測定し、上記サンプルの吸着等温線を作製した。相対圧０．０２〜０．１５での結果をＢＥＴプロットし、重量当りのＢＥＴ比表面積［ｍ２／ｇ］を求めた。
【００２２】
（アセトアルデヒド除去性能の測定方法）
５Ｌのテドラーバッグ中にアセトアルデヒド１００ｐｐｍを含む温度２５℃、湿度５０ＲＨ％の空気、および、１ｃｃの大きさのフィルターサンプルを封入した。中に入っているフィルターサンプルとアセトアルデヒドを含む空気が十分に接触、反応するように、テドラーバッグを適宜振った。なお、テドラーバッグ周囲の雰囲気温度は２５℃とした。３時間後のテドラーバッグ内のアセトアルデヒドガス濃度をＦＩＤ付きガスクロマトグラフにて測定し、反応前後のアセトアルデヒドの濃度変化からアセトアルデヒド除去量［ｍｇ］を求め、これをフィルターサンプルの大きさで割ることにより、除去容量［ｍｇ／ｃｃ］を算出した。
【００２３】
（Ａｇ／Ｆｅ比の測定方法）
エネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置（ＳＨＩＭＡＤＺＵ製ＥＤＸ−８００）を使用し、ＦＰ法（ファンダメンタルパラメータ法）で、除去剤サンプルの銀元素、および、鉄元素の含有率（重量分率）を測定した。さらに、得られた含有率をモル分率に変換した後、銀元素モル分率を鉄元素モル分率で割ることによりＡｇ／Ｆｅ比（モル比）を算出した。
【００２４】
（実施例１）
硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物（和光純薬社製）５ｇ、硝酸銀（ナカライテスク社製）２１ｍｇ、クエン酸（ナカライテスク社製）２．３８ｇを１０ｍｌのイオン交換水に溶解させ、６０分間撹拌した。その水溶液を真空乾燥した後、電気炉で温度３００℃条件下１時間焼成処理を施したところ除去剤が得られた。得られた除去剤について、ＢＥＴ比表面積、Ａｇ／Ｆｅ比を測定した。
さらに、得られた除去剤６０ｍｇ、リン酸二水素アルミニウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇ、アルギン酸ナトリウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇをイオン交換水１ｍｌ中に投入し、よく撹拌して、ペーストが得られた。前記ペースト中に４３０セル／ｉｎｃｈ２のセル数を有するアルミ製ハニカム２ｃｃを投入し、ペースト全量をハニカム上に添着した。さらに、１２０℃条件で乾燥して、フィルターサンプルが得られた。得られたフィルターサンプルについてアセトアルデヒド除去性能を測定した。
【００２５】
（実施例２）
塩化第２鉄六水和物（ナカライテスク社製）１３．５ｇを６０ｍｌのイオン交換水に溶解させ、３０％過酸化水素水（ナカライテスク社製）５．０ｇ添加した後、１５分間撹拌した。その後、炭酸アンモニウム（ナカライテスク社製）１２．０ｇを含有する水溶液１００ｍｌをゆっくりと添加した。添加後、１時間撹拌した。得られた溶液を濾別し、イオン交換水で濾液が中性になるまで水洗した後、８０℃、窒素気流下で一昼夜乾燥したところ、鉄化合物が得られた。
硝酸銀（ナカライテスク社製）６３８ｍｇを３００ｍｌのイオン交換水に溶解させ、上記で得られた鉄化合物３．０ｇを添加し、よく撹拌した。さらに、２％水酸化ナトリウム水溶液１５ｇをゆっくりと添加し、終夜撹拌した。得られた溶液を濾別し、イオン交換水で濾液が中性になるまで水洗した後、８０℃、窒素気流下で一昼夜乾燥したところ、除去剤が得られた。得られた除去剤について、ＢＥＴ比表面積、Ａｇ／Ｆｅ比を測定した。
さらに、得られた除去剤６０ｍｇ、リン酸二水素アルミニウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇ、アルギン酸ナトリウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇをイオン交換水１ｍｌ中に投入し、よく撹拌して、ペーストが得られた。前記ペースト中に４３０セル／ｉｎｃｈ２のセル数を有するアルミ製ハニカム２ｃｃを投入し、ペースト全量をハニカム上に添着した。さらに、１２０℃条件で乾燥して、フィルターサンプルが得られた。得られたフィルターサンプルについてアセトアルデヒド除去性能を測定した。
【００２６】
（実施例３）
塩化第２鉄六水和物（ナカライテスク社製）１３．５ｇを６０ｍｌのイオン交換水に溶解させ、３０％過酸化水素水（ナカライテスク社製）５．０ｇ添加した後、１５分間撹拌した。その後、炭酸アンモニウム（ナカライテスク社製）１２．０ｇを含有する水溶液１００ｍｌをゆっくりと添加した。添加後、１時間撹拌した。得られた溶液を濾別し、イオン交換水で濾液が中性になるまで水洗した後、８０℃、窒素気流下で一昼夜乾燥したところ、鉄化合物が得られた。
酸化銀（Ｉ）（和光純薬工業製）４３５ｍｇと上記で得られた鉄化合物３．０ｇをメノウ乳鉢で混合し、除去剤を得た。得られた除去剤について、ＢＥＴ比表面積、Ａｇ／Ｆｅ比を測定した。
さらに、得られた除去剤６０ｍｇ、リン酸二水素アルミニウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇ、アルギン酸ナトリウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇをイオン交換水１ｍｌ中に投入し、よく撹拌して、ペーストが得られた。前記ペースト中に４３０セル／ｉｎｃｈ２のセル数を有するアルミ製ハニカム２ｃｃを投入し、ペースト全量をハニカム上に添着した。さらに、１２０℃条件で乾燥して、フィルターサンプルが得られた。得られたフィルターサンプルについてアセトアルデヒド除去性能を測定した。
【００２７】
（実施例４）
硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物（和光純薬社製）５ｇ、硝酸銀（ナカライテスク社製）１．０５ｇ、クエン酸（ナカライテスク社製）２．３８ｇを１０ｍｌのイオン交換水に溶解させ、６０分間撹拌した。その水溶液を真空乾燥した後、電気炉で温度３００℃条件下１時間焼成処理を施したところ除去剤が得られた。得られた除去剤について、ＢＥＴ比表面積、Ａｇ／Ｆｅ比を測定した。
さらに、得られた除去剤６０ｍｇ、リン酸二水素アルミニウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇ、アルギン酸ナトリウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇをイオン交換水１ｍｌ中に投入し、よく撹拌して、ペーストが得られた。前記ペースト中に４３０セル／ｉｎｃｈ２のセル数を有するアルミ製ハニカム２ｃｃを投入し、ペースト全量をハニカム上に添着した。さらに、１２０℃条件で乾燥して、フィルターサンプルが得られた。得られたフィルターサンプルについてアセトアルデヒド除去性能を測定した。
【００２８】
（比較例１）
硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物（和光純薬社製）５ｇ、クエン酸（ナカライテスク社製）２．３８ｇを１０ｍｌのイオン交換水に溶解させ、６０分間撹拌した。その水溶液を真空乾燥した後、電気炉で温度３００℃条件下１時間焼成処理を施したところ除去剤サンプルが得られた。得られた除去剤サンプルについて、ＢＥＴ比表面積、Ａｇ／Ｆｅ比を測定した。
さらに、得られた除去剤６０ｍｇ、リン酸二水素アルミニウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇ、アルギン酸ナトリウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇをイオン交換水１ｍｌ中に投入し、よく撹拌して、ペーストが得られた。前記ペースト中に４３０セル／ｉｎｃｈ２のセル数を有するアルミ製ハニカム２ｃｃを投入し、ペースト全量をハニカム上に添着した。さらに、１２０℃条件で乾燥して、フィルターサンプルが得られた。得られたフィルターサンプルについてアセトアルデヒド除去性能を測定した。
【００２９】
（比較例２）
硝酸銀（ナカライテスク社製）１．０５ｇ、クエン酸（ナカライテスク社製）２．３８ｇを１０ｍｌのイオン交換水に溶解させ、６０分間撹拌した。その水溶液を真空乾燥した後、電気炉で温度３００℃条件下１時間焼成処理を施したところ除去剤サンプルが得られた。得られた除去剤サンプルについて、ＢＥＴ比表面積、Ａｇ／Ｆｅ比を測定した。
さらに、得られた除去剤６０ｍｇ、リン酸二水素アルミニウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇ、アルギン酸ナトリウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇをイオン交換水１ｍｌ中に投入し、よく撹拌して、ペーストが得られた。前記ペースト中に４３０セル／ｉｎｃｈ２のセル数を有するアルミ製ハニカム２ｃｃを投入し、ペースト全量をハニカム上に添着した。さらに、１２０℃条件で乾燥して、フィルターサンプルが得られた。得られたフィルターサンプルについてアセトアルデヒド除去性能を測定した。
【００３０】
（比較例３）
硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物（和光純薬社製）５ｇ、硝酸銀（ナカライテスク社製）３．１５ｇ、クエン酸（ナカライテスク社製）２．３８ｇを１０ｍｌのイオン交換水に溶解させ、６０分間撹拌した。その水溶液を真空乾燥した後、電気炉で温度３００℃条件下１時間焼成処理を施したところ除去剤サンプルが得られた。得られた除去剤サンプルについて、ＢＥＴ比表面積、Ａｇ／Ｆｅ比を測定した。
さらに、得られた除去剤６０ｍｇ、リン酸二水素アルミニウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇ、アルギン酸ナトリウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇをイオン交換水１ｍｌ中に投入し、よく撹拌して、ペーストが得られた。前記ペースト中に４３０セル／ｉｎｃｈ２のセル数を有するアルミ製ハニカム２ｃｃを投入し、ペースト全量をハニカム上に添着した。さらに、１２０℃条件で乾燥して、フィルターサンプルが得られた。得られたフィルターサンプルについてアセトアルデヒド除去性能を測定した。
【００３１】
（比較例４）
硝酸鉄（ＩＩＩ）九水和物（和光純薬社製）５ｇ、硝酸銀（ナカライテスク社製）１．０５ｇ、クエン酸（ナカライテスク社製）２．３８ｇを１０ｍｌのイオン交換水に溶解させ、６０分間撹拌した。その水溶液を真空乾燥した後、電気炉で温度６００℃条件下２時間焼成処理を施したところ除去剤サンプルが得られた。得られた除去剤サンプルについて、ＢＥＴ比表面積、Ａｇ／Ｆｅ比を測定した。
さらに、得られた除去剤６０ｍｇ、リン酸二水素アルミニウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇ、アルギン酸ナトリウム（ナカライテスク社製）２０ｍｇをイオン交換水１ｍｌ中に投入し、よく撹拌して、ペーストが得られた。前記ペースト中に４３０セル／ｉｎｃｈ２のセル数を有するアルミ製ハニカム２ｃｃを投入し、ペースト全量をハニカム上に添着した。さらに、１２０℃条件で乾燥して、フィルターサンプルが得られた。得られたフィルターサンプルについてアセトアルデヒド除去性能を測定した。
【００３２】
結果を表１に示す。表１より明らかなように、本発明である実施例１〜４は、鉄元素（Ｆｅ）のみの場合（比較例１）、銀元素（Ａｇ）のみの場合（比較例２）、Ａｇ／Ｆｅ（モル比）が１より大きい場合（比較例３）と比較して高除去性能であることが分かる。また、ＢＥＴ比表面積が小さい場合（比較例４）も、本発明である実施例４と比較して性能が低いことが分かる。
【００３３】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によるアルデヒド類ガス除去フィルターは、銀元素（Ａｇ）と鉄元素（Ｆｅ）をＡｇ／Ｆｅ（モル比）＝０．００１〜１の範囲で含有し、かつ、ＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ以上である銀−鉄系除去剤を含有しているため、一般生活における温湿度領域で、長期にわたっての高性能な除去が可能であり、また、環境汚染への影響が少ないという利点を有するフィルターを提供できるものである。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３１６０
【氏名又は名称】東洋紡績株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年７月３１日（２００６．７．３１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００８−２９６８９（Ｐ２００８−２９６８９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年２月１４日（２００８．２．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−２０７９８６（Ｐ２００６−２０７９８６） |
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