JP3733679B2 - filter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋内や屋外に設置される空気清浄用機器などに組み込んで使用されるフィルタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エアコンデショナー、ファンヒータ、空気消爽器、消臭器などの空気清浄用機器などに組み込んで使用される空気清浄用のフィルタとして、アルカリ添着活性炭等の活性炭を用いたものが従来から使用されている。すなわち、活性炭の粒子を不織布の間にサンドイッチしたり、あるいは不織布の繊維に活性炭の粒子を保持させたりしてフィルタを作製することができるものであり、このフィルタに空気を通過させる際に、空気中の不純ガスを活性炭に吸着させて除去することによって、空気を清浄化するようにしているのである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、家庭内のトイレや台所、ペットのいる居間の空気中には硫化水素やメルカプタン類、硫化メチル類等の硫黄系ガス成分が発生し、生活を送る上で不快感を与える原因となっているが、従来の物理吸着活性炭では、ガスの再放出の問題があるため、この様な硫黄系ガス成分を吸着除去する効果が不十分であるという問題があった。
【0004】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、硫黄系のガス成分を除去して空気を清浄化することができるフィルタを提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は空気清浄用に用いられるフィルタに関するものであり、請求項1に係るフィルタは、不織布で形成されるスペーサの両面に不織布シートを接着し、この不織布シートの間に硫黄系物質除去用の薬剤を担持させた担体をサンドイッチすることによって作製して成ることを特徴とするものである。
また請求項2の発明は、上記の硫黄系物質除去用の薬剤として、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどのアルデヒド基を有する化合物、ピロカテコール、ピロガロール、ガリック酸などのベンゼン環に水酸基を有する化合物、塩化亜鉛、塩化銅、塩化鉄などの金属化合物から選ばれるものを用いることを特徴とするものである。
【0006】
また請求項3の発明は、上記の担体として、活性炭、ケイ酸カルシウム、ゼオライト、セルロース、シリカゲル、イオン交換樹脂から選ばれるものを用いることを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明において、担体は硫化水素やメルカプタン類、硫化メチル類等の硫黄系物質を除去する薬剤を保持するために使用されるものであり、担体の種類は特に限定されないが、担体自体も硫黄系物質を吸着する性能を有するものが好ましく、例えば活性炭、ケイ酸カルシウム、ゼオライト、セルロース、シリカゲル、イオン交換樹脂などの無機、有機系のものから選ばれるものを用いることができる。
【0008】
また担体の形態は、粒状(粉状)、繊維状、ハニカム状、シート状などに形
成することができる。粒状の場合は空気が通過できる容器内に充填したり、不織布の繊維、布の間にはさみこんだり、不織布の繊維に添着したりして使用することができる。繊維状やハニカム状の場合には空気を通過させることが容易であることから、そのままで使用できる。また、シート状の担体として不織布等を用いる場合は空気を通過させることができるが、空気を通過させないシート状の場合は空気がその表面に接することで空気浄化が可能となる。
【0009】
上記の担体に硫黄系物質除去用の薬剤を担持させることによって、本発明に係るフィルタあるいはその構成材料を形成することができる。本発明は硫黄系化合物除去用の薬剤の選定にも特徴を有するものであり、この薬剤として、グリオキザールやグルタルアデヒドなどのアルデヒド基を有する化合物、ピロカテコール、ピロガロール、ガリック酸などのベンゼン環に水酸基を有する化合物、塩化亜鉛、塩化銅、塩化鉄などの金属化合物を用いるのが好ましい。これらは一種単独で用いる他に、二種以上を混合して用いることもできる。
【0010】
担体に硫黄系物質除去用の薬剤を担持させるにあたっては、例えば薬剤を溶解する溶媒(水など)に薬剤を溶解し、この薬剤の溶液を担体に含浸させて乾燥することによって、担体に薬剤を付着させて行なうことができる。担体への硫黄系物質除去用薬剤の担持量(付着量)は、使用する薬剤の種類等によって異なり、特に制限されるものではないが、担体100重量部に対して0.1〜99重量部程度の範囲が一般的である。
【0011】
上記のように硫黄系物質除去用の薬剤を担持させた担体で形成されるフィルタによる硫黄系物質の除去の機構は、以下のように推察される。例えば活性炭で形成される担体の表面にグリオキザール(OHC−CHO)などのアルデヒド基
(R’−CHO)を有する薬剤を担持させた場合、硫黄系物質としてメルカプタン類を作用させると、先ず活性炭の物理的吸着能力による除去作用を受けると共に、次の反応式に示すようにメルカプタン類(R−SH)は薬剤と反応して分解される。
【0012】
2R−SH + R’−CHO → R’−CH(S−R)2 +H2 O
この反応で生成するR’−CH(S−R)2 は担体内に保持され、フィルタの下流の空気中には放出されない。このようにして薬剤を担持する担体でメルカプタン類(R−SH)を除去することができるものである。
【0013】
【実施例】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。尚、以下、特に断わらない限り、%、部はそれぞれ重量%、重量部である。
(実施例1)
平均粒径2mmの造粒活性炭(クラレケミカル社製「2GS」)にグリオキザール32%水溶液を含浸させて乾燥することによって、造粒活性炭に対して16重量%の付着量でグリオキザールを担持させた。そしてこの薬剤を担持した造粒活性炭によってフィルタを作製した。すなわち、厚み15mmの不織布で形成されるスペーサ3の両面に厚み1.5mmの不織布シート2,2を接着し、この不織布シート2,2の間に上記の薬剤を担持した造粒活性炭からなる担体1をサンドイッチすることによって、8cm×8cmの大きさの図1のようなフィルタを作製した。
【0014】
(実施例2〜8)
グルタルアデヒド水溶液(25%濃度)、ピロカテコール水溶液(28%濃度)、ピロガロール水溶液(15%濃度)、ガリック酸水溶液(24%濃度)、塩化亜鉛水溶液(15%濃度)、塩化銅水溶液(16%濃度)、塩化鉄水溶液(12%濃度)を用い、これらの水溶液を各々、実施例1と同じ造粒活性炭に含浸させて乾燥することによって、表1の付着量で各薬剤を造粒活性炭に添着担持させた。そしてこれらの薬剤を担持した造粒活性炭を用い、実施例1と同様にして図1のようなフィルタを作製した。
【0015】
(実施例9)
グリオキザールを26%濃度、ピロカテコールを15%濃度で混合した混合水溶液を実施例1と同じ造粒活性炭に含浸させて乾燥することによって、表1の付着量(2種の薬剤の合計量)で薬剤を造粒活性炭に添着担持させた。そしてこの薬剤を担持した造粒活性炭を用い、実施例1と同様にして図1のようなフィルタを作製した。
【0016】
(実施例10)
グリオキザールを24%濃度、塩化亜鉛を17%濃度で混合した混合水溶液を実施例1と同じ造粒活性炭に含浸させて乾燥することによって、表1の付着量(2種の薬剤の合計量)で薬剤を造粒活性炭に添着担持させた。そしてこの薬剤を担持した造粒活性炭を用い、実施例1と同様にして図1のようなフィルタを作製した。
【0017】
(実施例11)
グリオキザールを26%濃度、ピロカテコールを15%濃度、塩化亜鉛を17%濃度で混合した混合水溶液を実施例1と同じ造粒活性炭に含浸させて乾燥することによって、表1の付着量(3種の薬剤の合計量)で薬剤を造粒活性炭に添着担持させた。そしてこの薬剤を担持した造粒活性炭を用い、実施例1と同様にして図1のようなフィルタを作製した。
【0018】
(実施例12)
担体として平均粒径2mmの粒状ケイ酸カルシウムを用い、これにピロカテコール水溶液(28%濃度)を含浸させて乾燥することによって、表1の付着量で薬剤を粒状ケイ酸カルシウムに添着担持させた。そしてこの薬剤を担持した粒状ケイ酸カルシウムを用い、実施例1と同様にして図1のようなフィルタを作製した。
【0019】
(実施例13)
担体として平均粒径3mmの粒状ゼオライトを用い、これにピロカテコール水溶液(28%濃度)を含浸させて乾燥することによって、表1の付着量で薬剤を粒状ゼオライトに添着担持させた。そしてこの薬剤を担持した粒状ゼオライトを用い、実施例1と同様にして図1のようなフィルタを作製した。
【0020】
(実施例14)
担体として平均粒径5mmの粒状セルロースを用い、これにピロカテコール水溶液(28%濃度)を含浸させて乾燥することによって、表1の付着量で薬剤を粒状セルロースに添着担持させた。そしてこの薬剤を担持した粒状セルロースを用い、実施例1と同様にして図1のようなフィルタを作製した。
【0021】
(比較例1〜4)
上記の各実施例で用いた造粒活性炭(比較例1)、粒状ケイ酸カルシウム(比較例2)、粒状ゼオライト(比較例3)、粒状セルロース(比較例4)を、薬剤を添着させずにそのまま用い、実施例1と同様にして図1のようなフィルタを作製した。
【0022】
上記の実施例1〜14及び比較例1〜4で作製したフィルタについて、家庭内の硫黄系ガスの代表であるメチルメルカプタンの1パス除去性能を測定評価した。性能試験は図2に示すような通風管6の流入口4を両端に設けて形成した1パス評価装置Aを用いて行った。すなわち、フィルタFを通風管6にセットし、メチルメルカプタン(CH3 SH)の濃度が10ppmの空気を流入口4から通風管6に空間速度SV=85000(h−1)(風量/フィルタ容量)で供給するとともに、この空気をフィルタFを通過させた後に流出口5から排出する操作を行い、10分経過後の時点で流入口4、流出口5のメチルメルカプタン濃度を測定し、次式からメチルメルカプタンの除去率を算出した。
【0023】
メチルメルカプタンの除去率=(供給口でのCH3 SH濃度−流出口でのCH3 SH濃度)×100/(供給口でのCH3 SH濃度)
測定結果を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】
表1にみられるように、造粒活性炭、粒状ケイ酸カルシウム、粒状ゼオライト、粒状セルロースをそのまま用いを用いた比較例1〜4に比べて、硫黄系物質除去用薬剤を添着した実施例1〜14のものはメチルメルカプタン除去率が高くなっており、硫黄系物質除去薬剤を担持、添着したことによる効果が確認された。
【0026】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項1に係るフィルタは、不織布で形成されるスペーサの両面に不織布シートを接着し、この不織布シートの間に硫黄系物質除去用の薬剤を担持させた担体をサンドイッチすることによって作製するようにしたので、空気中の硫黄系物質が担体に接触すると、担体に担持されている硫黄系物質除去用の薬剤と反応して硫黄系物質を担体にトラップさせることができ、空気を清浄化することができるものである。
【0027】
また請求項2の発明は、硫黄系物質除去用の薬剤として、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどのアルデヒド基を有する化合物、ピロカテコール、ピロガロール、ガリック酸などのベンゼン環に水酸基を有する化合物、塩化亜鉛、塩化銅、塩化鉄などの金属化合物から選ばれるものを用いるようにしたので、これらは硫黄系物質と容易に反応して硫黄系物質を分解することができ、高い性能で硫黄系物質を除去することができるものである。
【0028】
また請求項3の発明は、担体として、活性炭、ケイ酸カルシウム、ゼオライト、セルロース、シリカゲル、イオン交換樹脂から選ばれるものを用いるようにしたので、担体自体が硫黄系物質を吸着する性能を有しており、硫黄系物質の除去の効率を高めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】フィルタの一例を示す一部切欠斜視図である。
【図2】硫黄系物質の除去性能の計測に用いる1パス評価装置の概略図である。
【符号の説明】
1 担体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a filter used by being incorporated in an air cleaning device installed indoors or outdoors.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, filters using activated carbon such as alkali-impregnated activated carbon have been used as filters for air purification that are incorporated into air-cleaning equipment such as air conditioners, fan heaters, air quenchers, and deodorizers. Yes. That is, a filter can be prepared by sandwiching activated carbon particles between nonwoven fabrics or holding activated carbon particles in nonwoven fabric fibers. When passing air through the filter, The impure gas inside is adsorbed on the activated carbon and removed to purify the air.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, sulfur gas components such as hydrogen sulfide, mercaptans, and methyl sulfide are generated in the air in the living room with toilets, kitchens, and pets in the home, causing discomfort in living. However, the conventional physically-adsorbed activated carbon has a problem of re-releasing gas, so that there is a problem that the effect of adsorbing and removing such a sulfur-based gas component is insufficient.
[0004]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a filter capable of purifying air by removing sulfur-based gas components.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a filter used for air cleaning, and the filter according to claim 1 adheres a nonwoven fabric sheet to both surfaces of a spacer formed of a nonwoven fabric, and removes sulfur-based substances between the nonwoven fabric sheets . It is produced by sandwiching a carrier carrying a drug.
Further, the invention of
[0006]
The invention of
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
In the present invention, the carrier is used for holding a drug for removing sulfur-based substances such as hydrogen sulfide, mercaptans, and methyl sulfide, and the type of the carrier is not particularly limited, but the carrier itself is also sulfur-based. What has the capability to adsorb | suck a substance is preferable, For example, what is chosen from inorganic and organic things, such as activated carbon, calcium silicate, a zeolite, a cellulose, a silica gel, an ion exchange resin, can be used.
[0008]
Moreover, the form of the carrier can be formed into granular (powder), fiber, honeycomb or sheet. In the case of a granular form, it can be used by filling in a container through which air can pass, sandwiching between non-woven fibers and cloth, or attaching to non-woven fibers. In the case of a fiber or honeycomb, it is easy to let air pass through, so that it can be used as it is. In addition, when a nonwoven fabric or the like is used as the sheet-like carrier, air can be allowed to pass therethrough. However, in the case of a sheet shape that does not allow air to pass through, the air can be purified by contacting the surface thereof.
[0009]
The filter according to the present invention or a constituent material thereof can be formed by supporting a chemical for removing sulfur-based substances on the carrier. The present invention is also characterized by the selection of a drug for removing sulfur compounds. As this drug, a compound having an aldehyde group such as glyoxal or glutaraldehyde, a hydroxyl group on a benzene ring such as pyrocatechol, pyrogallol or gallic acid is used. It is preferable to use a metal compound such as a compound having zinc chloride, copper chloride, or iron chloride. These may be used alone or in combination of two or more.
[0010]
In order to carry a drug for removing sulfur-based substances on a carrier, for example, the drug is dissolved in a solvent (such as water) that dissolves the drug, and the carrier is impregnated with a solution of the drug and dried. It can be done by attaching. The amount (deposition amount) of the sulfur-based substance removing agent on the carrier varies depending on the type of the agent used and is not particularly limited, but is 0.1 to 99 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the carrier. A range of degrees is common.
[0011]
The mechanism of removing the sulfur-based material by the filter formed of the carrier carrying the sulfur-based material removing agent as described above is presumed as follows. For example, when a drug having an aldehyde group (R'-CHO) such as glyoxal (OHC-CHO) is supported on the surface of a carrier formed of activated carbon, when a mercaptan is allowed to act as a sulfur-based substance, As well as being subjected to a removal action due to the ability to absorb sterically, mercaptans (R-SH) are decomposed by reacting with a drug as shown in the following reaction formula.
[0012]
2R—SH + R′—CHO → R′—CH (S—R) 2 + H 2 O
R′—CH (S—R) 2 produced by this reaction is retained in the carrier and is not released into the air downstream of the filter. In this way, mercaptans (R-SH) can be removed with a carrier carrying a drug.
[0013]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described with reference to examples. Hereinafter, unless otherwise specified,% and parts are% by weight and parts by weight, respectively.
Example 1
Glyoxal was supported in an amount of 16% by weight on the granulated activated carbon by impregnating granulated activated carbon having an average particle size of 2 mm (“2GS” manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd.) with a 32% aqueous solution of glyoxal and drying. And the filter was produced with the granulated activated carbon which carry | supported this chemical | medical agent. That is, a carrier made of granulated activated carbon in which the
[0014]
(Examples 2 to 8)
Glutaraldehyde aqueous solution (25% concentration), pyrocatechol aqueous solution (28% concentration), pyrogallol aqueous solution (15% concentration), gallic acid aqueous solution (24% concentration), zinc chloride aqueous solution (15% concentration), copper chloride aqueous solution (16% concentration) ), Using iron chloride aqueous solution (12% concentration), and impregnating each of these aqueous solutions with the same granulated activated carbon as in Example 1 and drying, thereby attaching each agent to the granulated activated carbon in the amount of adhesion shown in Table 1. Supported. A filter as shown in FIG. 1 was prepared in the same manner as in Example 1 using granulated activated carbon carrying these chemicals.
[0015]
Example 9
By impregnating the same granulated activated carbon as in Example 1 and drying a mixed aqueous solution in which Glyoxal is mixed at a concentration of 26% and pyrocatechol at a concentration of 15%, the adhesion amount shown in Table 1 (total amount of two kinds of drugs) is obtained. The drug was loaded onto granulated activated carbon. A filter as shown in FIG. 1 was prepared in the same manner as in Example 1 using granulated activated carbon carrying this drug.
[0016]
(Example 10)
By impregnating the same granulated activated carbon as in Example 1 with a mixed aqueous solution in which Glyoxal was mixed at a concentration of 24% and zinc chloride at a concentration of 17% and drying, the adhesion amount shown in Table 1 (total amount of two kinds of drugs) was obtained. The drug was loaded onto granulated activated carbon. A filter as shown in FIG. 1 was prepared in the same manner as in Example 1 using granulated activated carbon carrying this drug.
[0017]
(Example 11)
The mixed granulated activated carbon same as Example 1 was impregnated with a mixed aqueous solution in which Glyoxal was mixed at a concentration of 26%, pyrocatechol at a concentration of 15%, and zinc chloride at a concentration of 17%. The total amount of the chemicals) was loaded onto the granulated activated carbon. A filter as shown in FIG. 1 was prepared in the same manner as in Example 1 using granulated activated carbon carrying this drug.
[0018]
(Example 12)
The granular calcium silicate having an average particle diameter of 2 mm was used as a carrier, and this was impregnated with a pyrocatechol aqueous solution (28% concentration) and dried, whereby the drug was adsorbed and supported on the granular calcium silicate with the adhesion amount shown in Table 1. . Then, a filter as shown in FIG. 1 was produced in the same manner as in Example 1 using the granular calcium silicate carrying the chemical.
[0019]
(Example 13)
A granular zeolite having an average particle diameter of 3 mm was used as a carrier, and this was impregnated with a pyrocatechol aqueous solution (28% concentration) and dried, whereby the drug was adsorbed and supported on the granular zeolite with the adhesion amount shown in Table 1. A filter as shown in FIG. 1 was prepared in the same manner as in Example 1 by using the granular zeolite carrying the drug.
[0020]
(Example 14)
The granular cellulose having an average particle diameter of 5 mm was used as a carrier, and this was impregnated with a pyrocatechol aqueous solution (28% concentration) and dried. A filter as shown in FIG. 1 was prepared in the same manner as in Example 1 by using the granular cellulose carrying this drug.
[0021]
(Comparative Examples 1-4)
The granulated activated carbon (Comparative Example 1), granular calcium silicate (Comparative Example 2), granular zeolite (Comparative Example 3), and granular cellulose (Comparative Example 4) used in each of the above examples were not attached with chemicals. The filter as shown in FIG. 1 was produced in the same manner as in Example 1 using it as it was.
[0022]
About the filter produced in said Examples 1-14 and Comparative Examples 1-4, the 1-pass removal performance of the methyl mercaptan which is representative of the sulfur type gas in a household was measured and evaluated. The performance test was performed using a one-pass evaluation device A formed by providing the inlet 4 of the ventilation pipe 6 at both ends as shown in FIG. That is, the filter F is set in the ventilation pipe 6, and air having a methyl mercaptan (CH 3 SH) concentration of 10 ppm from the inlet 4 to the ventilation pipe 6 has a space velocity SV = 85000 (h−1) (air volume / filter capacity). And after passing through the filter F, the air is discharged from the
[0023]
Removal rate of methyl mercaptan = - (CH 3 SH concentration in the supply port) × 100 / (CH 3 SH concentration in the supply port CH 3 SH concentration at outlet)
The measurement results are shown in Table 1.
[0024]
[Table 1]
[0025]
As seen in Table 1, compared with Comparative Examples 1 to 4 using granulated activated carbon, granular calcium silicate, granular zeolite, and granular cellulose as they are, Examples 1 to 1 with a sulfur-based substance removing agent attached thereto No. 14 had a high methyl mercaptan removal rate, and the effect of loading and attaching a sulfur-based substance removing agent was confirmed.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, in the filter according to
[0027]
Further, the invention of
[0028]
In the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an example of a filter.
FIG. 2 is a schematic diagram of a one-pass evaluation apparatus used for measuring the removal performance of sulfur-based substances.
[Explanation of symbols]
1 carrier
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