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JP7079929B2 - Air filter - Google Patents
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Description

本発明は、エアフィルタに関する。 The present invention relates to an air filter.

水分や臭気など気体を吸着するエアフィルタとして、通気性を有する基材に吸着剤などが担持したフィルタ部材が知られている。水分用吸着剤としては、例えば、シリカゲルやゼオライトなど用いられている。 As an air filter that adsorbs a gas such as moisture or odor, a filter member in which an adsorbent or the like is supported on a breathable base material is known. As the water adsorbent, for example, silica gel or zeolite is used.

特許文献1には、温度変化によって気体を吸脱着させるフィルタ部材として、三次元立体編物にバインダを用いて吸着剤を担持させた特定のフィルタ部材が開示されている。特許文献1では、吸着剤として、ゼオライト、シリカゲル、ハイシリカゼオライトなどが挙げられている。特許文献1によれば、ハイシリカゼオライトを200℃で加熱することにより、吸着した水分が脱着されるとされている。 Patent Document 1 discloses a specific filter member in which an adsorbent is supported on a three-dimensional three-dimensional knitted fabric by using a binder as a filter member that absorbs and desorbs a gas by a temperature change. In Patent Document 1, zeolite, silica gel, high silica zeolite and the like are mentioned as adsorbents. According to Patent Document 1, the adsorbed water is desorbed by heating the high silica zeolite at 200 ° C.

特開2010-069427号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-069427

シリカゲルやゼオライト等の吸着剤から水分子を脱着するためには、一般に100℃を超える温度に加熱する必要であり、省エネルギー性の観点から、より低温で再生可能な吸着剤が求められている。 In order to desorb water molecules from an adsorbent such as silica gel or zeolite, it is generally necessary to heat the adsorbent to a temperature exceeding 100 ° C., and from the viewpoint of energy saving, an adsorbent that can be regenerated at a lower temperature is required.

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、低温で吸着機能が再生可能なエアフィルタを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an air filter having a reproducible adsorption function at a low temperature.

本発明に係る第1実施形態のエアフィルタは、隔壁によって仕切られた複数の貫通孔を有する構造体と、前記貫通孔に充填されたセルロースナノファイバとを有し、
前記セルロースナノファイバが、綿状、塊状、または、微細繊維状のセルロースナノファイバである。
The air filter of the first embodiment according to the present invention has a structure having a plurality of through holes partitioned by partition walls, and cellulose nanofibers filled in the through holes.
The cellulose nanofibers are cotton-like, lump-like, or fine-fiber-like cellulose nanofibers.

本発明に係る第2実施形態のエアフィルタは、平面状又はプリーツ状に成形された通気性を有する支持体と、前記支持体上、または、前記支持体と混合して配置されたセルロースナノファイバとを有し、
前記セルロースナノファイバが、綿状、塊状、または、微細繊維状のセルロースナノファイバである。
The air filter of the second embodiment according to the present invention is a cellulose nanofibers arranged on or mixed with a support having a breathability formed in a planar shape or a pleated shape. And have
The cellulose nanofibers are cotton-like, lump-like, or fine-fiber-like cellulose nanofibers.

前記第2実施形態のエアフィルタの一実施形態は、前記セルロースナノファイバが、前記支持体表面にバインダを介して付着している。 In one embodiment of the air filter of the second embodiment, the cellulose nanofibers are attached to the surface of the support via a binder.

前記第1実施形態及び第2実施形態のエアフィルタの一実施形態は、前記セルロースナノファイバに、気体を通気することにより、前記気体中のガス状物質を吸脱着する。 One embodiment of the air filter of the first embodiment and the second embodiment sucks and desorbs a gaseous substance in the gas by aerating a gas through the cellulose nanofibers.

前記第1実施形態及び第2実施形態のエアフィルタの一実施形態は、前記セルロースナノファイバの単位質量あたりの比表面積が、40~250m/gである。 In one embodiment of the air filter of the first embodiment and the second embodiment, the specific surface area of the cellulose nanofibers per unit mass is 40 to 250 m 2 / g.

前記第1実施形態及び第2実施形態のエアフィルタの一実施形態は、前記セルロースナノファイバが、湿潤状態のパルプ繊維を解繊して得られたセルロースナノファイバ分散液を凍結乾燥することにより製造されたものである。 One embodiment of the air filter of the first embodiment and the second embodiment is produced by freeze-drying a cellulose nanofiber dispersion obtained by defibrating a wet pulp fiber by the cellulose nanofiber. It was done.

本発明によれば、低温で吸着機能が再生可能なエアフィルタを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an air filter whose adsorption function can be regenerated at a low temperature.

図1は、第1実施形態のエアフィルタの一例を示す写真である。FIG. 1 is a photograph showing an example of an air filter according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態のエアフィルタに用いられる構造体の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a structure used for the air filter of the first embodiment. 図3は、第1実施形態のエアフィルタに用いられる構造体の別の一例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing another example of the structure used for the air filter of the first embodiment. 図4は、第2実施形態のエアフィルタの一例を示す模式的な断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of the air filter of the second embodiment. 図5は、第2実施形態のエアフィルタの支持体の一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing an example of the support of the air filter of the second embodiment. 図6は、実施例で用いたエアフィルタを示す写真である。FIG. 6 is a photograph showing the air filter used in the examples. 図7は、実施例及び比較例のエアフィルタの吸湿特性を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the hygroscopic characteristics of the air filters of Examples and Comparative Examples. 図8は、実施例で用いたセルロースナノファイバ、及び比較例で用いたゼオライトとの水蒸気吸着等温線を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the isotherms of water vapor adsorption with the cellulose nanofibers used in the examples and the zeolite used in the comparative examples.

以下、本発明に係るエアフィルタについて説明する。なお、説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。 Hereinafter, the air filter according to the present invention will be described. In addition, in order to clarify the explanation, the following description and drawings are omitted or simplified as appropriate. In each drawing, the same elements are designated by the same reference numerals, and duplicate explanations are omitted as necessary.

図1は第1実施形態のエアフィルタの一例を示す写真である。本発明に係る第1実施形態のエアフィルタ10は、隔壁11によって仕切られた複数の貫通孔12を有する構造体と、前記貫通孔12に充填されたセルロースナノファイバ13とを有し、
前記セルロースナノファイバが、綿状、塊状、または、微細繊維状のセルロースナノファイバであることを特徴とする。
FIG. 1 is a photograph showing an example of the air filter of the first embodiment. The air filter 10 of the first embodiment according to the present invention has a structure having a plurality of through holes 12 partitioned by a partition wall 11 and cellulose nanofibers 13 filled in the through holes 12.
The cellulose nanofibers are cotton-like, lump-like, or fine-fiber-like cellulose nanofibers.

第1実施形態のエアフィルタ10は、貫通孔12の孔の方向に気体を通すことにより、セルロースナノファイバ中を当該気体が通気し、当該気体中に含まれる水分等のガス状物質がセルロースナノファイバに吸着される。本発明においては、セルロースナノファイバが、綿状、塊状、または、微細繊維状のセルロースナノファイバであることにより、セルロースナノファイバの単位質量あたりの比表面積が大きく、吸着効率に優れている。また、セルロースナノファイバに吸着したガス状物質は、例えば100℃以下で加熱することにより脱着するため、本発明のエアフィルタは容易に再生可能となる。 In the air filter 10 of the first embodiment, the gas is passed through the cellulose nanofibers by passing the gas in the direction of the through hole 12, and the gaseous substance such as water contained in the gas is the cellulose nano. Adsorbed to the fiber. In the present invention, since the cellulose nanofibers are cotton-like, lump-like, or fine-fiber cellulose nanofibers, the specific surface area per unit mass of the cellulose nanofibers is large, and the adsorption efficiency is excellent. Further, since the gaseous substance adsorbed on the cellulose nanofibers is desorbed by heating at, for example, 100 ° C. or lower, the air filter of the present invention can be easily regenerated.

図2及び図3を参照して第1実施形態のエアフィルタ10に用いられる構造体14を説明する。図2及び図3の例に共通して構造体14は、隔壁11によって複数の貫通孔12が形成された構造体14であり、通常、貫通孔の向きに通気15する。構造体14は、充填されるセルロースナノファイバを支持し、フィルタの形状が維持されるものであればよい。そのため貫通孔の開口部の形状は特に限定されず、多角形であっても円形又は楕円形であってもよい。具体的には、例えば図2の例に示されるような六角形のハニカム構造であってもよく、図3の例に示されるようなこるゲートハニカム形状であってもよく、図示しない格子状などであってもよく、また、2種以上の多角形が組み合わされた形状であってもよい。また、図1の例に示されるように、貫通孔の形状は正多角形でなくてもよく、セルロースナノファイバの充填量などに応じて変形するものであってもよい。
構造体14の厚みは、特に限定されず、エアフィルタの用途や、セルロースナノファイバの充填量などを考慮して適宜調整すればよい。構造体14の厚みは、一例として1mm以上10cm以下などの範囲で適宜設定できる。
The structure 14 used for the air filter 10 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3. Common to the examples of FIGS. 2 and 3, the structure 14 is a structure 14 in which a plurality of through holes 12 are formed by the partition wall 11, and is usually ventilated in the direction of the through holes 15. The structure 14 may support the cellulose nanofibers to be filled and maintain the shape of the filter. Therefore, the shape of the opening of the through hole is not particularly limited, and may be polygonal, circular, or elliptical. Specifically, for example, it may have a hexagonal honeycomb structure as shown in the example of FIG. 2, a rigid gate honeycomb structure as shown in the example of FIG. 3, a grid shape (not shown), or the like. It may be a shape in which two or more kinds of polygons are combined. Further, as shown in the example of FIG. 1, the shape of the through hole does not have to be a regular polygon, and may be deformed according to the filling amount of the cellulose nanofibers and the like.
The thickness of the structure 14 is not particularly limited, and may be appropriately adjusted in consideration of the use of the air filter, the filling amount of the cellulose nanofibers, and the like. The thickness of the structure 14 can be appropriately set in the range of 1 mm or more and 10 cm or less as an example.

隔壁11の材質は特に限定されず、公知のエアフィルタに用いられているものの中から適宜選択すればよい。例えば、アルミ、ステンレス、鉄などの金属、アルミナ、シリカ等のセラミックのほか、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の樹脂のほか、ガラス繊維、セルロース紙などを用いることができる。隔壁11は、通気性を有する材質であってもよく、通気性を有しない材質であってもよい。 The material of the partition wall 11 is not particularly limited, and may be appropriately selected from those used in known air filters. For example, in addition to metals such as aluminum, stainless steel and iron, ceramics such as alumina and silica, resins such as polyester, nylon and acrylic, glass fiber, cellulose paper and the like can be used. The partition wall 11 may be made of a material having breathability or may be made of a material having no breathability.

図4及び図5を参照して第2実施形態のエアフィルタ10を説明する。本発明に係る第2実施形態のエアフィルタ10は、平面状又はプリーツ状(図5参照)に成形された通気性を有する支持体16と、前記支持体上、または、前記支持体と混合して配置されたセルロースナノファイバ13とを有し、
前記セルロースナノファイバが、綿状、塊状、または、微細繊維状のセルロースナノファイバであることを特徴とする。
The air filter 10 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The air filter 10 of the second embodiment according to the present invention is a mixture of a breathable support 16 formed into a planar or pleated shape (see FIG. 5) on the support or with the support. With the cellulose nanofibers 13 arranged in
The cellulose nanofibers are cotton-like, lump-like, or fine-fiber-like cellulose nanofibers.

第2実施形態のエアフィルタ10において、セルロースナノファイバ13は、図4の例に示されるように、支持体16上に積層していてもよく、また、微細繊維化されたセルロースナノファイバが、支持体16の通気孔内に入り込んで当該通気口内の表面に付着していてもよい。セルロースナノファイバが支持体16の表面に付着する場合には、支持体16表面にバインダを介して付着していてもよい。 In the air filter 10 of the second embodiment, the cellulose nanofibers 13 may be laminated on the support 16 as shown in the example of FIG. 4, and the fine fiberized cellulose nanofibers may be laminated. It may enter the ventilation hole of the support 16 and adhere to the surface in the ventilation port. When the cellulose nanofibers adhere to the surface of the support 16, they may adhere to the surface of the support 16 via a binder.

第2実施形態のエアフィルタ10に用いられる支持体は、通気性を有する材質のものの中から適宜選択される。例えば、アルミ、ステンレス、鉄などの金属繊維、アルミナ、シリカ等のセラミック繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル等の樹脂繊維、ガラス繊維、セルロース紙などの繊維状のもの挙げられる。
また、上記各材質に、セルロースナノファイバを混合することで、セルロースナノファイバを含有する支持体を用いてもよい。
The support used for the air filter 10 of the second embodiment is appropriately selected from those made of a breathable material. Examples thereof include metal fibers such as aluminum, stainless steel and iron, ceramic fibers such as alumina and silica, resin fibers such as polyester, nylon and acrylic, glass fibers and fibrous materials such as cellulose paper.
Further, a support containing cellulose nanofibers may be used by mixing cellulose nanofibers with each of the above materials.

次に第1実施形態のエアフィルタ及び第2実施形態のエアフィルタに共通するセルロースナノファイバについて説明する。
本発明においてセルロースナノファイバは、綿状、塊状、または、微細繊維状のセルロースナノファイバである。当該特定のセルロースナノフィルタは比表面積が大きいため、ガス状物質の吸着性能に優れている。本発明に用いられるセルロースナノフィルタは、単位質量あたりの比表面積が40m/g以上250m/g以下、繊維径50~700nmであることが好ましい。
Next, the cellulose nanofibers common to the air filter of the first embodiment and the air filter of the second embodiment will be described.
In the present invention, the cellulose nanofibers are cotton-like, lump-like, or fine-fiber-like cellulose nanofibers. Since the specific cellulose nanofilter has a large specific surface area, it has excellent adsorption performance for gaseous substances. The cellulose nanofilter used in the present invention preferably has a specific surface area of 40 m 2 / g or more and 250 m 2 / g or less and a fiber diameter of 50 to 700 nm per unit mass.

本発明においてセルロースナノファイバは、セルロースのほか一部が改質されたセルロースも包含する。例えば、セルロース分子中の水酸基の一部がアルデヒド基、カルボキシル基などに酸化されたもの、硝酸エステル、酢酸エステル、リン酸エステルなどのようにエステル化されたもの、メチルエーテル、ヒドロキシプロピルエーテル、カルボキシメチルエーテルなどのようにエーテル化されたものなど、他の置換基に置換されたものを含む。また、本発明においてセルロースナノファイバは、セルロース分子鎖が2本以上の束を形成している。セルロース分子鎖が2本以上の束を形成しているとは、2本以上のセルロース分子鎖が集合してミクロフィブリルと呼ばれる集合体を形成している状態をいう。 In the present invention, the cellulose nanofibers include not only cellulose but also partially modified cellulose. For example, some of the hydroxyl groups in the cellulose molecule are oxidized to aldehyde group, carboxyl group, etc., esterified such as nitrate ester, acetate ester, phosphoric acid ester, etc., methyl ether, hydroxypropyl ether, carboxy. Includes those substituted with other substituents, such as those etherified, such as methyl ether. Further, in the present invention, the cellulose nanofibers form a bundle of two or more cellulose molecular chains. When two or more bundles of cellulose molecular chains are formed, it means that two or more cellulose molecular chains are aggregated to form an aggregate called a microfibril.

セルロースナノファイバの製造方法について説明する。本発明において用いられるセルロースナノファイバは、湿潤状態のパルプ繊維を解繊して得られたセルロースナノファイバ分散液を凍結乾燥することにより製造されたものであることが好ましい。当該製造方法によれば、比表面積が大きい綿状又は塊状のセルロースナノファイバを製造することができる。 A method for manufacturing cellulose nanofibers will be described. The cellulose nanofibers used in the present invention are preferably produced by freeze-drying a cellulose nanofiber dispersion obtained by defibrating wet pulp fibers. According to the production method, cotton-like or lumpy cellulose nanofibers having a large specific surface area can be produced.

本発明において原料となるパルプ繊維は、特に限定されず、広葉樹、針葉樹等の木材パルプ;藁、バガス、ケナフ、竹、葦、楮、亜麻などの非木材パルプ;サルファイトパルプ、脱墨パルプなどの古紙パルプ;グランドパルプ、加圧式砕木パルプ、リファイナー砕木パルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ、ケミメカニカルパルプ、ケミグランドパルプ(CGP)などの機械パルプから適宜選択して用いることができる。パルプ繊維は、これらのパルプをホモジナイザー、ミルなどによって粉砕した粉末状のセルロースである。 The pulp fiber used as a raw material in the present invention is not particularly limited, and wood pulp such as broadleaf tree and coniferous tree; non-wood pulp such as straw, bagus, kenaf, bamboo, reed, 楮, flax; sulfite pulp, deinked pulp and the like. Waste paper pulp; can be appropriately selected from mechanical pulps such as ground pulp, pressurized crushed wood pulp, refiner crushed wood pulp, thermomechanical pulp, chemothermomechanical pulp, chemimechanical pulp, and chemigrand pulp (CGP). Pulp fiber is powdered cellulose obtained by crushing these pulps with a homogenizer, a mill, or the like.

前記粉末状のセルロースは、必要に応じて、水に分散させた後、酸化触媒と、共酸化剤とを添加して、酸化反応を行ってもよい。酸化触媒としては、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル(TEMPO)などのN‐オキシル化合物等があげられる。また、共酸化剤は、例えば、アルカリ金属次亜ハロゲン酸塩などが挙げられる。本発明においては、酸化反応を行わなくても、比表面積の大きいセルロースナノファイバを製造することができる。 If necessary, the powdered cellulose may be dispersed in water and then an oxidation catalyst and an oxidizing agent may be added to carry out an oxidation reaction. Examples of the oxidation catalyst include N-oxyl compounds such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl (TEMPO). In addition, examples of the copolymerizer include alkali metal hypohalites and the like. In the present invention, cellulose nanofibers having a large specific surface area can be produced without performing an oxidation reaction.

次いで粉末状のセルロースに水を添加し、湿潤状態で解繊を行う。本発明においてセルロースナノファイバの解繊は、機械的に行うことが好ましい。解繊方法としては、例えば、ボールミル、ジェットミルなどを用いることができ、中でもジェットミルで解繊することが好ましい。 Next, water is added to the powdered cellulose, and the fiber is defibrated in a wet state. In the present invention, it is preferable that the cellulose nanofibers are defibrated mechanically. As a defibration method, for example, a ball mill, a jet mill, or the like can be used, and it is particularly preferable to defibrate with a jet mill.

次いで解繊後のセルロースナノファイバを凍結乾燥することにより、綿状ないし塊状で、多孔質のセルロースナノファイバを得ることができる。更に当該セルロースナノファイバを分散し、微細化することにより微細繊維状のセルロースナノファイバを得ることができる。 Then, by freeze-drying the defibrated cellulose nanofibers, cotton-like or lumpy, porous cellulose nanofibers can be obtained. Further, by dispersing and refining the cellulose nanofibers, fine fibrous cellulose nanofibers can be obtained.

本発明のエアフィルタは、このようにして得られた比表面積の大きいセルロースナノファイバを用いることにより、吸湿性に優れたフィルタとすることができる。また、セルロースナノファイバに吸着したガス状物質は、100℃以下、更に70℃以下で加熱することにより脱着するため、本発明のエアフィルタは低温で吸着機能の再生が可能である。 The air filter of the present invention can be made into a filter having excellent hygroscopicity by using the cellulose nanofibers having a large specific surface area thus obtained. Further, since the gaseous substance adsorbed on the cellulose nanofibers is desorbed by heating at 100 ° C. or lower, and further at 70 ° C. or lower, the air filter of the present invention can regenerate the adsorption function at a low temperature.

本発明のエアフィルタは、公知の除湿調湿装置用のエアフィルタとして好適に用いることができる。また、既存の空調設備の吸気口などに設置することにより除湿調湿用のプレフィルタとして用いることができる。 The air filter of the present invention can be suitably used as an air filter for a known dehumidifying / humidity controlling device. Further, it can be used as a pre-filter for dehumidification and humidity control by installing it at an intake port of an existing air conditioner.

以下、実施例、比較例を挙げて本実施を詳細に説明するが、本実施は以下の実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present implementation will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present implementation is not limited to the following Examples.

[製造例1~2:セルロースナノファイバの製造]
スギパルプ材に機械的破砕処理を行うことによって解繊を行い、セルロースナノファイバを得た。
製造例1ではパルプ懸濁液を高圧条件下でノズル噴射し、音速以上の高速条件で懸濁液同士を衝突させルことにより解繊を行なった(CNF1)。
また、製造例2ではパルプ懸濁液を高圧条件下でノズル噴射し、セラミックボールに高速衝突させることにより解繊を行なった(CNF2)。
上記機械的破砕処理を行なった懸濁液を、それぞれ凍結乾燥することによって、セルロースナノファイバ(CNF1及びCNF2)を得た。
CNF1及びCNF2はいずれも綿状のセルロースナノファイバであった。
[Production Examples 1-2: Production of Cellulose Nanofibers]
Cellulose nanofibers were obtained by defibrating the sugi pulp material by mechanically crushing it.
In Production Example 1, the pulp suspension was jetted with a nozzle under high pressure conditions, and the suspensions collided with each other under high speed conditions higher than the speed of sound to perform defibration (CNF1).
Further, in Production Example 2, the pulp suspension was ejected by a nozzle under high pressure conditions and collided with a ceramic ball at high speed to perform defibration (CNF2).
Cellulose nanofibers (CNF1 and CNF2) were obtained by freeze-drying each of the suspensions subjected to the above mechanical crushing treatment.
Both CNF1 and CNF2 were cotton-like cellulose nanofibers.

[セルロースナノファイバの比表面積の測定]
上記製造例1及び2で得られたセルロースナノファイバ(CNF1及びCNF2)及び後述する比較例で用いたゼオライトについて、それぞれ、Micromeritics社製の高機能比表面積/細孔径分布測定装置ASAP2020を用いて測定温度20℃の条件で水蒸気吸着実験を行った。吸着等温線から求めた比表面積はCNF1で108m2/g、CNF2で107m2/g、ゼオライトで448m2/gであった。
[Measurement of specific surface area of cellulose nanofibers]
The cellulose nanofibers (CNF1 and CNF2) obtained in Production Examples 1 and 2 and the zeolite used in the comparative example described later were measured using a high-performance specific surface area / pore size distribution measuring device ASAP2020 manufactured by Micromeritics, respectively. A water vapor adsorption experiment was conducted under the condition of a temperature of 20 ° C. The specific surface area determined from the adsorption isotherm was 108 m 2 / g for CNF1, 107 m 2 / g for CNF 2, and 448 m 2 / g for zeolite.

[実施例1:エアフィルタの製造]
セルロース製のハニカム構造を有し直径54mmの円形の構造体に、前記CNF1を1g充填して、実施例1のエアフィルタ1を得た。図6(a)に当該エアフィルタ1の写真を示す。
[Example 1: Manufacture of an air filter]
The air filter 1 of Example 1 was obtained by filling 1 g of the CNF1 into a circular structure having a honeycomb structure made of cellulose and having a diameter of 54 mm. FIG. 6A shows a photograph of the air filter 1.

[実施例2:エアフィルタの製造]
実施例1において、CNF1の代わりに、CNF2を1g充填した以外は実施例1と同様にして、実施例2のエアフィルタ2を得た。図6(b)に当該エアフィルタ2の写真を示す。
[Example 2: Manufacture of air filter]
In Example 1, the air filter 2 of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1 g of CNF2 was filled instead of CNF1. FIG. 6B shows a photograph of the air filter 2.

[比較例1]
前記実施例1において、CNF1の代わりに4A型のゼオライト1gを用いた以外は実施例1と同様にして、比較例1のエアフィルタを得た。
[Comparative Example 1]
An air filter of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1 g of 4A type zeolite was used instead of CNF1 in Example 1.

<エアフィルタの吸湿特性>
実施例及び比較例のエアフィルタに70℃の空気を0.22m/secの速度で15分間通気し再生し、エアフィルタの準備を行った。次いで、相対湿度55%の空気を供給して、エアフィルタ通気後の空気の相対湿度を測定した。結果を図7に示す。
<Hygroscopic characteristics of air filter>
The air filters of Examples and Comparative Examples were regenerated by aerating 70 ° C. air at a speed of 0.22 m / sec for 15 minutes to prepare the air filters. Next, air having a relative humidity of 55% was supplied, and the relative humidity of the air after the air filter was ventilated was measured. The results are shown in FIG.

図7に示されるように、ゼオライトを用いた比較例1のエアフィルタと比較して、セルロースナノファイバを用いた実施例1及び実施例2のエアフィルタは吸湿性に優れていることがわかる。 As shown in FIG. 7, it can be seen that the air filters of Examples 1 and 2 using cellulose nanofibers are superior in hygroscopicity as compared with the air filter of Comparative Example 1 using zeolite.

<エアフィルタ再生評価>
上記吸湿特性評価後の各エアフィルタに、70℃の空気を0.22m/secの速度で15分間通気し再生した。通気後のエアフィルタに、再度、相対湿度55%の空気を供給して、エアフィルタ通気後の空気の相対湿度を測定した。セルロースナノファイバを用いた実施例1及び実施例2のエアフィルタは、上記吸湿特性評価と同様の吸湿特性を示し、吸湿機能が再生されることが明らかとなった。一方、ゼオライトを用いた比較例1のエアフィルタは、70℃の空気では吸湿機能の再生は少なかった。
このように本発明のエアフィルタは、70℃の空気を通風するという穏やかな条件で吸着機能が再生されることが明らかとなった。
<Air filter regeneration evaluation>
After evaluating the moisture absorption characteristics, air at 70 ° C. was aerated at a speed of 0.22 m / sec for 15 minutes to regenerate each air filter. Air having a relative humidity of 55% was again supplied to the air filter after ventilation, and the relative humidity of the air after ventilation of the air filter was measured. It was clarified that the air filters of Examples 1 and 2 using the cellulose nanofibers exhibited the same hygroscopic characteristics as the above hygroscopic property evaluation, and the hygroscopic function was regenerated. On the other hand, in the air filter of Comparative Example 1 using zeolite, the regeneration of the hygroscopic function was small in the air at 70 ° C.
As described above, it has been clarified that the air filter of the present invention regenerates the adsorption function under the gentle condition of allowing air at 70 ° C. to pass through.

<水蒸気吸着等温線>
図8に、実施例1で用いたセルロースナノファイバ(CNF1及びCNF2)、並びに、比較例1で用いたゼオライトの水蒸気吸着等温線を示す。図8のグラフにおいて、横軸は相対圧力=(測定時(平衡時)の水蒸気圧P/測定温度における飽和水蒸気圧P)を表し、縦軸は、セルロースナノファイバ又はゼオライト1gあたりの吸着量を示す。
<Water vapor adsorption isotherm>
FIG. 8 shows the cellulose nanofibers (CNF1 and CNF2) used in Example 1 and the water vapor adsorption isotherm of the zeolite used in Comparative Example 1. In the graph of FIG. 8, the horizontal axis represents relative pressure = (water vapor pressure P at the time of measurement (at equilibrium) / saturated water vapor pressure P 0 at the measurement temperature), and the vertical axis represents the amount of adsorption per 1 g of cellulose nanofibers or zeolite. Is shown.

図8に示されるように、CNFよりもゼオライトのほうが、平衡吸着量が大きかった。しかしながら、ゼオライトは再生のため100℃以上に加熱する必要があり、エアフィルタの繰り返し使用を考慮すると、本発明のエアフィルタのほうが省エネルギー性に優れた除湿システムを構築可能なことが明らかとなった。 As shown in FIG. 8, the equilibrium adsorption amount of zeolite was larger than that of CNF. However, zeolite needs to be heated to 100 ° C or higher for regeneration, and considering the repeated use of the air filter, it has become clear that the air filter of the present invention can construct a dehumidifying system with excellent energy saving. ..

10 エアフィルタ
11 隔壁
12 貫通孔
13 セルロースナノファイバ
14 構造体
15 通気
16 支持体
10 Air filter 11 Partition wall 12 Through hole 13 Cellulose nanofiber 14 Structure 15 Ventilation 16 Support

Claims (5)

隔壁によって仕切られた複数の貫通孔を有する構造体と、前記貫通孔に充填されたセルロースナノファイバとを有し、
前記セルロースナノファイバが、綿状、塊状、または、微細繊維状のセルロースナノファイバであり、
前記隔壁が通気性を有しない材質である、エアフィルタ。
It has a structure having a plurality of through holes partitioned by a partition wall, and cellulose nanofibers filled in the through holes.
The cellulose nanofibers are cotton-like, lump-like, or fine-fiber-like cellulose nanofibers .
An air filter in which the partition wall is made of a non-breathable material .
平面状又はプリーツ状に成形された通気性を有する支持体と、前記支持体と混合して配置されたセルロースナノファイバとを有し、
前記セルロースナノファイバが、綿状、塊状、または、微細繊維状のセルロースナノファイバである、エアフィルタ。
It has a breathable support molded into a flat shape or a pleated shape, and cellulose nanofibers arranged mixed with the support.
An air filter in which the cellulose nanofibers are cotton-like, lump-like, or fine-fiber-like cellulose nanofibers.
前記セルロースナノファイバに、気体を通気することにより、前記気体中のガス状物質を吸脱着する、請求項1または2に記載のエアフィルタ。 The air filter according to claim 1 or 2 , wherein a gas is aerated through the cellulose nanofibers to absorb and desorb a gaseous substance in the gas. 前記セルロースナノファイバの単位質量あたりの比表面積が、40~250m/gである、請求項1乃至のいずれか一項に記載のエアフィルタ。 The air filter according to any one of claims 1 to 3 , wherein the specific surface area of the cellulose nanofibers per unit mass is 40 to 250 m 2 / g. 前記セルロースナノファイバが、
湿潤状態のパルプ繊維を解繊して得られたセルロースナノファイバ分散液を凍結乾燥することにより製造されたものである、請求項1乃至のいずれか一項に記載のエアフィルタ。
The cellulose nanofibers
The air filter according to any one of claims 1 to 4 , which is produced by freeze-drying a cellulose nanofiber dispersion obtained by defibrating wet pulp fibers.
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