特開 2025-156870 脱臭フィルタ及びその再生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025156870

(43)【公開日】2025-10-15

(54)【発明の名称】脱臭フィルタ及びその再生方法

(51)【国際特許分類】

   A61L 9/014 20060101AFI20251007BHJP

   B01J 20/10 20060101ALI20251007BHJP

   B01J 20/34 20060101ALI20251007BHJP

   F24F 8/108 20210101ALI20251007BHJP

【ＦＩ】

A61L9/014

B01J20/10 C

B01J20/34 G

F24F8/108 210

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024059602

(22)【出願日】2024-04-02

(71)【出願人】

【識別番号】000003768

【氏名又は名称】東洋製罐グループホールディングス株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】506100990

【氏名又は名称】日本トーカンパッケージ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002354

【氏名又は名称】弁理士法人平和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池田 航歩

(72)【発明者】

【氏名】木村（三溝） 真梨子

(72)【発明者】

【氏名】谷神 絃太

(72)【発明者】

【氏名】大橋 和彰

(72)【発明者】

【氏名】生田目 大輔

(72)【発明者】

【氏名】三輪 誠

(72)【発明者】

【氏名】洲脇 忠司

(72)【発明者】

【氏名】木下 浩輝

【テーマコード（参考）】

4C180

4G066

【Ｆターム（参考）】

4C180AA02

4C180BB03

4C180BB04

4C180BB06

4C180BB07

4C180CC04

4C180CC13

4C180EA14X

4C180EA26X

4C180EA27X

4C180EA28X

4C180JJ02

4G066AA02B

4G066AA13D

4G066AA22A

4G066AA22B

4G066AA32A

4G066AA37A

4G066AB09D

4G066AB21D

4G066BA07

4G066CA02

4G066CA29

4G066DA03

4G066GA11

(57)【要約】

【課題】水洗い再生可能な吸着材を含むフィルタを再生するに際し、水洗い後のフィルタから効率よく水分を除去できるようにする。
【解決手段】設置対象に交換可能又は交換不要に設置され、水洗い再生可能な吸着材を含む厚さ方向に沿って通風可能なフィルタ部材１と、設置対象に設置した状態で、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が、水平面に対して角度をなすようにフィルタ部材１を保持可能な保持具とを備える脱臭フィルタ。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

設置対象に交換可能又は交換不要に設置される脱臭フィルタであって、
水洗い再生可能な吸着材を含む厚さ方向に沿って通風可能なフィルタ部材と、
前記設置対象に設置した状態で、前記フィルタ部材の厚さ方向に直交する面が、水平面に対して角度をなすように前記フィルタ部材を保持可能な保持具と
を備えることを特徴とする脱臭フィルタ。

【請求項2】

前記フィルタ部材は、３０セル／ｉｎｃｈ^２以上、６００セル／ｉｎｃｈ^２以下のセル数で、厚さ方向に沿って貫通する複数の貫通孔を有する請求項１に記載の脱臭フィルタ。

【請求項3】

前記フィルタ部材は、前記フィルタ部材の厚さ方向に直交する面が、水平面に対して５°以上の角度をなすように保持される請求項１に記載の脱臭フィルタ。

【請求項4】

前記フィルタ部材は、前記フィルタ部材の厚さ方向に直交する面が水平面に対して垂直となるように前記フィルタ部材を保持したとして、その場合に前記フィルタ部材の最も上位に位置する部位から水平面に垂直に下した垂線の長さをｈ_０とし、前記フィルタ部材の厚さ方向に直交する面が水平面に対して角度をなすように前記フィルタ部材を保持したときに、前記フィルタ部材の最も上位に位置する部位から水平面に垂直に下した垂線の長さをｈとすると、ｈ＜ｈ_０なる関係が成り立つように保持される請求項１に記載の脱臭フィルタ。

【請求項5】

前記フィルタ部材は、外観が直方体状、又は立方体状の立体形状を呈するように形成される請求項１に記載の脱臭フィルタ。

【請求項6】

前記フィルタ部材は、縦方向を軸方向としたときに、前記フィルタ部材の厚さ方向に直交する面が水平面に対してなす角度θと、前記フィルタ部材の厚さＴと、前記フィルタ部材の横方向の長さＷとの間に、
Ａｒｃｓｉｎ（（Ｗ^２－Ｔ^２）／（Ｗ^２＋Ｔ^２））＞θ≧Ａｒｃｔａｎ（Ｔ／Ｗ）
なる関係が成り立つように保持される請求項５に記載の脱臭フィルタ。

【請求項7】

前記水洗い再生可能な吸着材は、金属原子がドープされたメソポーラスシリカである請求項１～６のいずれか一項に記載の脱臭フィルタ。

【請求項8】

水洗い再生可能な吸着材を含むフィルタ部材を備える脱臭フィルタの再生方法であって、
前記フィルタ部材が厚さ方向に沿って通風可能であり、
前記フィルタ部材の厚さ方向に直交する面が、水平面に対して角度をなすように前記フィルタ部材を保持した状態で水洗い後に乾燥することを特徴とする脱臭フィルタの再生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脱臭フィルタ及びその再生方法に関する。

【背景技術】

【0002】

悪臭などを除去する目的で使用される様々な脱臭フィルタが開発されている。
特許文献１には、活性炭混抄紙に金属フタロシアニン錯体と、弱アルカリ性の金属塩と、水溶性の銅化合物とを担持させたことに特徴のあるトイレ用消臭フィルターが開示されている。
空間内の空気環境を清浄に保つ空気清浄機にて使用する脱臭フィルターとして、特許文献２には、水熱合成で熟成したシリカゲル粉末を混抄した混抄紙を積層接着したコルゲーション基材からなり、水洗することによって、脱臭能力回復を狙った脱臭フィルターが開示されている。
また、特許文献３には、ハニカムのセル内に粒状脱臭剤を充填し、該ハニカムの両側の開孔面を通気性基材で封鎖してなる脱臭フィルターであって、該粒状脱臭剤が水洗再生に対応する脱臭剤であることを特徴とする脱臭フィルターが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－０２５１１８号公報

【特許文献2】特開２００８－０３６１９１号公報

【特許文献3】特開２００４－０４１２７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示されているトイレ用消臭フィルターは、複数種類の担持体により悪臭成分を分解または化学吸着するものであるが、高湿度環境下での使用や水洗いによって担持体が脱落し、脱臭性能が低下するという課題があった。
また、特許文献２および特許文献３に開示されている脱臭フィルターは、脱臭性能を回復させるために水洗いすると、フィルタの孔が水の毛管現象によって閉塞され、乾燥するまでの一定期間は脱臭性能が発現できなかった。濡れたままの状態が長時間続くと、使用環境によっては悪臭成分の濃化や細菌の繁殖、吸着材の脱離や分解などが起こり、脱臭性能がかえって低下してしまうといった不具合が生じる虞がある。

【0005】

脱臭性能を高くするには、空気の通り道の合計表面積を大きくし、消臭剤を高配合することが好ましい。フィルタサイズに制限があると仮定すると、フィルタの目開きは小さい方がよく、孔に内接する円の半径が小さい方が消臭には有利になる。また、フィルタの厚みは厚い方がよい。一方、水はけをよくするには、フィルタの目開きは大きい方がよく、フィルタの厚みは薄い方がよい。すなわち、消臭性能と乾燥性能とフィルタサイズの小型化は両立することが難しく、いずれかを妥協することが必要だった。

【0006】

このような背景技術に鑑みて、本発明者らは、水洗い再生可能な吸着材を含むフィルタを再生するに際し、水洗い後のフィルタから効率よく水分を除去できるようにするべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る脱臭フィルタは、設置対象に交換可能又は交換不要に設置される脱臭フィルタであって、水洗い再生可能な吸着材を含む厚さ方向に沿って通風可能なフィルタ部材と、前記設置対象に設置した状態で、前記フィルタ部材の厚さ方向に直交する面が、水平面に対して角度をなすように前記フィルタ部材を保持可能な保持具とを備える構成としてある。

【0008】

また、本発明に係る脱臭フィルタの再生方法は、水洗い再生可能な吸着材を含むフィルタ部材を備える脱臭フィルタの再生方法であって、前記フィルタ部材が厚さ方向に沿って通風可能であり、前記フィルタ部材の厚さ方向に直交する面が、水平面に対して角度をなすように前記フィルタ部材を保持した状態で水洗い後に乾燥する方法としてある。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、水洗い後の脱臭フィルタから効率よく水分を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係る脱臭フィルタが備えるフィルタ部材の一例を示す説明図である。

【図2】本発明の実施形態に係る脱臭フィルタが備えるフィルタ部材の他の一例を示す説明図である。

【図3】フィルタ部材の厚さ方向に直交する面が水平面に対してなす角度を定める際の基準を示す説明図である。

【図4】式（２）の導き方を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。

【0012】

本実施形態に係る脱臭フィルタは、例えば、空気清浄機、冷蔵庫、衛生設備などを含む各種機器の脱臭装置を設置対象とし、悪臭の原因となる臭気成分を吸着して悪臭を除去するために利用することができる。脱臭フィルタを設置対象に設置するに際しては、設置対象の耐用年数に応じて交換可能又は交換不要に設置される。

【0013】

脱臭フィルタは、水洗い再生可能な吸着材を含み、厚さ方向に沿って通風可能なフィルタ部材１と、設置対象に設置した状態で、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面に対して角度をなすように、フィルタ部材１を保持可能な保持具とを備える。フィルタ部材１が、その厚さ方向に直交する面が水平面に対して角度をなして保持されるようにすることで、水洗い後の脱臭フィルタから効率よく水分を除去することができるが、このような本発明に特有の効果を奏する脱臭フィルタの構成について、より具体的に説明する。

【0014】

厚さ方向に沿って通風可能とされたフィルタ部材１は、水洗い後にフィルタ部材１の厚さ方向に沿った方向に下面側又は上面側から通風して乾燥させることができる。通風乾燥の方法は脱臭フィルタの設置環境によるため特に限定されず、例えば、加熱ヒーターを用いて２０～７０℃の熱風を通風して乾燥する方法が挙げられる。また、本発明によれば、水洗い後の脱臭フィルタから効率よく水分を除去することができるため、乾燥方法は加熱ヒーターを用いない通風乾燥や、加熱ヒーター及び送風機を用いない屋内自然乾燥でもよい。これにより、熱風や直射日光によって吸着材、フィルタ部材１及び保持具の劣化を抑制できる。また、加熱ヒーターや送風機を備えていない設置対象にも脱臭フィルタを適用できる。

【0015】

ここで、水洗い再生可能とは、消臭性能が低下した吸着材を任意の方法で水洗いして乾燥させることにより、消臭性能を回復させることができることを意味する。吸着材が水洗い再生可能であるか否かは、水洗い乾燥後と初期の吸着材の脱臭性能（吸着材が破過するまでに要する時間又は脱臭容量）を比較することで判断できる。例えば、硫化水素やメチルメルカプタンなどの硫黄含有化合物や、アンモニアやトリメチルアミンなどの窒素含有化合物に対して、吸着材の水洗い乾燥後の消臭性能が、初期消臭性能の５０％以上となれば水洗い再生可能であるといえる。
なお、設置対象は、フィルタ部材１を通風乾燥するための機構を備えているのが好ましく、フィルタ部材１を通風乾燥するための機構とフィルタ部材１を水洗いするための機構との両方を備えているのがより好ましい。設置対象がフィルタ部材１を水洗いするための機構を備えていない場合、フィルタ部材１を取り出して水洗いした後に、設置対象に戻した状態で乾燥できるように設置対象が構成されているのが好ましい。

【0016】

本実施形態において、水洗い再生可能な吸着材としては、例えば、ゼオライト、アルミナ、活性炭、ポーラスシリカなどの多孔質材料が挙げられる。吸着材は、悪臭成分との接触効率が高いものを使用することが好ましい。吸着材の形状は、球状であってもよく、板状、薄片状、塊状などの非球状であってもよい。吸着材の粒子径は、Ｄ９９が０．１～５００μｍであるのが好ましい。比表面積は、１００～１５００ｍ^２／ｇであるのが好ましい。吸着材として用いる多孔質材料の孔径は、２～５０ｎｍのメソ孔であることが好ましい。吸着材は金属化合物や消臭剤、悪臭成分分解剤などを担持したものであってもよいし、金属原子をドープしたものであってもよい。また、２種以上の吸着材を使用してもよい。

【0017】

本実施形態にあっては、上記吸着材の中でも特に、メソ孔を有するメソポーラスシリカを用いるのが好ましく、シリカ骨格を形成するシロキサン結合（－Ｓｉ－Ｏ－）中のＳｉ原子の一部を金属原子Ｍに置き換えることによって、シリカ細孔壁のシロキサン結合中に金属原子Ｍがドープされたメソポーラスシリカを用いるのがより好ましい。シリカ細孔壁のシロキサン結合中にドープする金属原子Ｍとしては、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ及びＺｎからなる群から選択される少なくとも一種であるのが好ましく、特にＣｕが好ましい。これらの金属原子Ｍをシリカ細孔壁のシロキサン結合中にドープすることで、硫黄含有化合物や窒素含有化合物など複数種類の臭気成分を大量に吸着できる。また、金属原子Ｍがドープされたメソポーラスシリカを用いれば、高湿度環境下での使用中や水洗い後の含水状態であっても、臭気成分に対する優れた吸着性能を発揮できる。

【0018】

メソポーラスシリカの比表面積は、５００～１２００ｍ^２／ｇであるのが好ましい。当該メソポーラスシリカの比表面積が５００ｍ^２／ｇ以上であれば、シリカ細孔壁のシロキサン結合中にドープされた金属原子Ｍと臭気物質との接触面積が十分に確保され、高い吸着率を得ることができる。一方、比表面積が１２００ｍ^２／ｇ以下であれば、細孔構造を維持するための強度も確保できる。

【0019】

このようなメソポーラスシリカにおいて、脱臭性能を向上させるためにシリカ細孔壁のシロキサン結合中にドープされる金属原子Ｍの含有率は、０．０１～１５質量％であるのが好ましく、より好ましくは０．１～１３質量％であり、特に好ましくは２～１０質量％である。金属原子Ｍの含有量が０．０１質量％以上であれば、十分な吸着性能を発揮することができる。一方、１５質量％以下であれば、シリカ細孔壁のシロキサン結合中に金属原子Ｍがドープされたメソポーラスシリカを容易に合成することができる。

【0020】

また、シリカ細孔壁のシロキサン結合中に、金属原子Ｍの他にＡｌ原子又はＦｅ原子をドープするのが好ましい。すなわち、シリカ骨格を形成するシロキサン結合中のＳｉ原子の一部を金属原子Ｍに置き換えるとともに、他の一部のＳｉ原子をＡｌ原子又はＦｅ原子に置き換えるのが好ましい。このようにすることで、シロキサン結合からなるシリカ骨格の加水分解が抑制され、細孔構造が崩壊し難くなる。その結果、メソポーラスシリカの水熱耐久性が高められ、水洗いや熱風乾燥による劣化を抑制できる。また、Ａｌ原子やＦｅ原子をドープすることで、吸着した臭気成分を水洗により脱離させ、脱臭性能を回復させる能力も向上する。

【0021】

シリカ細孔壁のシロキサン結合中にＡｌ原子又はＦｅ原子をドープする場合、Ａｌ原子又はＦｅ原子の含有率は、０．０１～１５質量％であるのが好ましく、より好ましくは０．１～５質量％である。Ａｌ原子又はＦｅ原子の含有量が０．０１質量％以上であれば、シリカ骨格の加水分解が抑制され、保管に際し、経時的な比表面積の低下を抑制することができる。一方、１５質量％以下であれば、比表面積５００ｍ^２／ｇ以上の高い比表面積を実現できる。

【0022】

このようなメソポーラスシリカなどの吸着材は、例えば、フィルタ部材１に吸着材を添着するための添着液を調製し、かかる添着液を用いてフィルタ部材１の全体又は一部に添着することができる。添着液を調製するに際しては、吸着材をフィルタ部材１に固定するために、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂系バインダーや、水ガラス、シリカ微粒子、ポリシラザン、シリコーンなどのシリカバインダーを用いてもよい。吸着材がポーラスシリカである場合、バインダー成分としてシリカ系バインダーを用いることで、水洗い及び乾燥によって吸着材がバインダーから脱落することを抑制できる。また、バインダー成分がアクリル樹脂などの有機微粒子やシリカ微粒子であれば、これらによる凹凸形状をフィルタ部材１の表面に付与できる。その結果、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面に対してなす角度が小さくても、良好な排水性を発現する。添着液中における吸着材とバインダー成分との質量比は特に限定されないが、吸着材をフィルタ部材１に添着した際に吸着材がバインダー成分に埋没されないように調整することが好ましく、通常、１：９９～９９：１であり、２０：８０～８０：２０であることが好ましく、より好ましくは２０：８０～５０：５０である。添着量は特に限定されないが、１～１００ｇ／ｍ^２であることが好ましい。また、ｐＨ調整剤、界面活性剤、粘度調整剤などが必要に応じて含まれるように添着液を調製することができる。添着液に用いる溶媒は、水であってもよく、ケトン系溶媒やエーテル系溶媒などの水混和性有機溶媒と水との混合溶媒であってもよく、水と混和しない有機溶媒であってもよい。

【0023】

また、フィルタ部材１に吸着材を添着させるには、例えば、フィルタ部材１を添着液に沈めてから引き上げた後に、又はフィルタ部材１に添着液をスプレーにより噴霧した後に、自然乾燥又は加熱乾燥させることによって添着させることができる。

【0024】

フィルタ部材１は、厚さ方向に沿って配設された隔壁部に囲まれて、厚さ方向に沿って貫通する複数の貫通孔を有しているのが好ましい。貫通孔は、フィルタ部材１の厚さ方向に沿って貫通していてもよいが、例えば、フィルタ部材１の厚さ方向に対して４５°以下の角度を有していてもよい。フィルタ部材１を、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面ＨＰに対して角度をなすように保持した際に、貫通孔の貫通方向と水平面ＨＰとのなす角度が、好ましくは７０°以上、より好ましくは８０°以上、特に好ましくは９０°（鉛直）となるようにフィルタ部材１が貫通孔を有していれば、水洗い後のフィルタからより効率よく水分を除去することができる。このような貫通孔内を通る空気中に含まれる臭気成分が、貫通孔の内面に露出する吸着材（例えば、貫通孔の内面に添着されたメソポーラスシリカ）に吸着されるように構成されていれば、より多くの臭気成分の吸着が可能になるため好ましいが、フィルタ部材１の具体的な構成は、特に限定されない。

【0025】

例えば、六角形セル、四角形セル、三角形セル、円形セルなどから成るハニカム構造が、フィルタ部材１の厚さ方向に沿って又は角度を有して貫通している構成が挙げられる。フィルタ部材１の一部又は全体が、１種又は２種以上の前記セル構造から構成されていてもよい。なお、多角形セルの各辺は、長さが同じでなくてもよく、直線でも曲がっていてもよい。また、多角形セルの各頂点は、内角が均等でなくてもよく、角が丸くてもよい。フィルタ部材１は、単位体積当たりの表面積（比表面積）が大きく、圧力損失が低い構造となるように構成することが好ましい。そのなかでも特に、平板状の隔壁部（ベースシート）１１と波板状の隔壁部（波型シート）１２とが交互に配設されて、これらの間に厚さ方向に沿って貫通する複数の貫通孔がセル状に形成されたコルゲートハニカム構造とするのが好ましい（図１、図２参照）。フィルタ部材１がコルゲートハニカム構造であれば、高い脱臭性能を発現し、特に水洗い後の乾燥初期段階において水分の除去効率が向上する。

【0026】

フィルタ部材１をコルゲートハニカム構造とする場合、ベースシート１１は、例えば、図１に示すように長手方向（横方向）と平行に配設されていてもよく、図２に示すように短手方向（縦方向）と平行に配設されていてもよい。ベースシート１１を配設する向きは、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面に対して角度をなすようにフィルタ部材１を保持したときの傾斜方向、すなわち、設置対象に設置した状態でフィルタ部材１の上位に位置する部位側から下位に位置する部位側に向かう方向を考慮して適宜設計するのが好ましい。例えば、図１に示す例を挙げて説明するに、短手方向（縦方向）を軸方向として図中手前側の部位が下位に位置するように、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面に対して角度をなすようにフィルタ部材１を保持したときに、その傾斜方向と平行となるようにベースシート１１を配設するのが好ましい。すなわち、フィルタ部材１を設置対象に設置した状態で傾斜方向（排水方向）と平行にベースシートが配設されていれば、水分が波型シート１２の凹部やベースシート１１で堰き止められる回数が少なくなり、排水されやすい。さらに、脱臭フィルタを高湿度環境下で使用する際には、セルや吸着材の表面が凝結水で覆われにくくなるため脱臭性能が向上する。

【0027】

このような構造を以てフィルタ部材１を構成する場合、フィルタ部材１のセル数は、吸着材への臭気成分の吸着性、水洗い再生時の通水性、通風乾燥時の通風性などを考慮すると、３０セル／ｉｎｃｈ^２以上、６００セル／ｉｎｃｈ^２以下であるのが好ましく、より好ましくは８０セル／ｉｎｃｈ^２以上、４００セル／ｉｎｃｈ^２以下であり、特に好ましくは１２０セル／ｉｎｃｈ^２以上、４００セル／ｉｎｃｈ^２以下である。また、水洗い再生時の通水性を考慮すると、構成する基材の通気度は、１０～３０００ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｓ）であるのが好ましく、１０～３００ｃｍ^３／（ｃｍ^２・ｓ）であるのがより好ましい。フィルタ部材１の素材の厚さは、０．０１～５ｍｍであるのが好ましい。

【0028】

また、フィルタ部材１の素材としては透水性を有するものであれば特に限定されないが、不織布、発泡樹脂、ガラス繊維やセラミックス繊維などの無機紙、水洗い再生可能な吸着材として機能する多孔質セラミックスなどの素材、アルミなどの金属素材、これらの複合素材などが挙げられる。これらの中でも、水洗いや加熱乾燥を繰り返しても素材が劣化しにくい耐水性の紙素材や多孔質セラミックスを用いることが好ましく、種々の形状、寸法に形成することが容易な耐水性の紙素材を用いることがより好ましい。また、透水性の高い無機紙は、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面に対してなす角度が低角度でも、より効率よく水分を除去できるため最適である。成形品は押出成形品などであってもよく、この場合、吸着材のみ又は吸着材と樹脂成分などとの混合物から成形されたものであってもよい。フィルタ部材１の形状も限定されず、水洗いのし易さや通風乾燥のし易さなどを考慮して、その外観が直方体状、立方体状、円柱状などの任意の立体形状を呈するように形成することができる。

【0029】

また、フィルタ部材１の厚さは、通風乾燥時の乾燥性を考慮すると、貫通孔の長さ（すなわち、臭気成分を含む空気が通る吸着経路）が十分に確保できずに吸着性能に支障が生じてしまわない範囲で可及的に短くするのが好ましい。例えば、直方体状の外観を呈するようにフィルタ部材１を形成する場合、フィルタ部材１の厚さは、厚さ方向に直交する面における短辺の長さ以下であるのが好ましい。フィルタ部材１の素材が紙素材である場合、フィルタ部材１を成形後の紙の厚みは１ｍｍ以下であることが好ましい。

【0030】

このようなフィルタ部材１を備える脱臭フィルタが、設置対象に設置した状態で、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が、水平面（すなわち、鉛直方向に直交する面）ＨＰに対して角度をなすようにフィルタ部材１を保持可能な保持具をさらに備えるのは前述した通りである。このようにしてフィルタ部材１を保持する保持具は、設置対象の一部として構成されるようにしてもよく、設置対象に設置したときに、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面ＨＰに対して角度をなすように、フィルタ部材１が保持されていればよい。

【0031】

フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面ＨＰに対してなす角度θは、５°以上であるのが好ましく、より好ましくは１０°以上である。より具体的には、例えば、直方体状の外観を呈するようにフィルタ部材１を形成した場合、次のように定めることができる。すなわち、縦方向（図示する例では、短手方向）を軸方向としたときに、横方向（図示する例では、長手方向）に対向する側面のうち下位に位置する側面の上端と、上位に位置する側面の下端とを含む面が水平となる角度を基準に（図３参照）、所望の効果が得られる範囲で定めることができ、当該角度以上とするのが好ましい。換言すれば、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面ＨＰに対してなす角度θと、フィルタ部材１の厚さＴと、フィルタ部材１の横方向の長さＷとの間に、次の関係が成り立つのが好ましい。
θ≧Ａｒｃｔａｎ（Ｔ／Ｗ） ・・・・・（１）

【0032】

また、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面ＨＰに対してなす角度θの上限は、フィルタ部材１に厚さがあることを考慮して、設置対象に設置する際のスペースが大きくなり過ぎないように適宜定めることができる。例えば、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面ＨＰに対して垂直となるようにフィルタ部材１を保持したとして、その場合にフィルタ部材１の最も上位に位置する部位から水平面ＨＰに垂直に下した垂線の長さをｈ_０とし、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面ＨＰに対して角度θをなすようにフィルタ部材１を保持したときに、フィルタ部材１の最も上位に位置する部位から水平面ＨＰに垂直に下した垂線の長さをｈとすると、ｈ＜ｈ_０なる関係が成り立つようにフィルタ部材１が保持されるようにするのが好ましい。より具体的には、直方体状、又は立方体状の外観を呈するようにフィルタ部材１を形成した場合、水平面ＨＰに対するフィルタ部材１の最も上位に位置する部位の高さ、すなわち、フィルタ部材１の最も上位に位置する部位から水平面ＨＰに垂直に下した垂線の長さ（以下、「設置高さ」という）Ｈが、フィルタ部材１の横方向の長さＷよりも短くなる角度とするのが好ましい。換言すれば、フィルタ部材１の厚さ方向に直交する面が水平面ＨＰに対してなす角度θと、フィルタ部材１の厚さＴと、フィルタ部材１の横方向の長さＷとの間に、次の関係が成り立つのが好ましい。
θ＜Ａｒｃｓｉｎ（（Ｗ^２－Ｔ^２）／（Ｗ^２＋Ｔ^２）） ・・・・・（２）

【0033】

フィルタ部材１を垂直に立てたときの設置高さＨは、フィルタ部材１の横方向の長さＷと等しくなる。このため、上記式（２）で規定される上限を超える角度θでフィルタ部材１を保持すると、フィルタ部材１に厚さがあることから、その設置高さＨはフィルタ部材１を垂直に立てたときよりも大きくなり、その分高さ方向にスペースを取ってしまう。したがって、上記式（２）で角度θの上限を規定することによって、そのような不具合を有効に回避することができる。

【0034】

ここで、上記式（２）は次のようにして導かれる。すなわち、図４に示すように、フィルタ部材１の横方向に沿った側面の対角線の長さをＦ、当該対角線と横方向沿った長辺とのなす角度をθ_０とすると、これらと設置高さＨとの間には、
Ｈ＝Ｆ・ｓｉｎ（θ+θ_０） ・・・・・（３）
なる関係が成り立つ。よって、設置高さＨが、フィルタ部材１の横方向の長さＷよりも短くなるとき次式が成り立つ。
ｓｉｎ（θ+θ_０）＜Ｗ／Ｆ ・・・・・（４）
上記式（４）を
θ+θ_０＜Ａｒｃｓｉｎ（Ｗ／Ｆ） ・・・・・（５）
と置き換えて、これをθについて順次解いていくと、
θ＜Ａｒｃｓｉｎ（Ｗ／Ｆ）－θ_０ ・・・・・（６）
θ＜Ａｒｃｓｉｎ（Ｗ／Ｆ）－Ａｒｃｓｉｎ（Ｔ／Ｆ） ・・・・・（７）
θ＜Ａｒｃｓｉｎ（（Ｗ／Ｆ）（１－（Ｔ／Ｆ）^２）^１／２－（Ｔ／Ｆ）（１－（Ｗ／Ｆ）^２）^１／２） ・・・・・（８）
θ＜Ａｒｃｓｉｎ（（Ｗ／Ｆ）（（Ｆ^２－Ｔ^２）／Ｆ^２）^１／２－（Ｔ／Ｆ）（（Ｆ^２－Ｗ^２）／Ｆ^２）^１／２） ・・・・・（９）
となる。
そして、
Ｆ^２＝Ｗ^２+Ｔ^２ ・・・・・（１０）
なる関係が成り立つことから、上記式（９）を整理すると上記式（２）が導かれる。

【0035】

本実施形態において、保持具は、フィルタ部材１を上記のように保持できるように構成されていれば、その具体的な構成は限定されない。例えば、脱臭フィルタを設置対象に交換可能に設置する場合には、設置対象の設置部位の構造などに応じて、脱臭フィルタをカートリッジ式に着脱できるように構成することができる。通風乾燥時にフィルタ部材１を軸周りに回動させて、フィルタ部材１を上記のように保持した状態とする可動機構を備えるようにしてもよい。

【0036】

また、保持具は、フィルタ部材１の底面と接する場合、底面は閉塞しておらず、貫通穴を有するように形成するなどして、フィルタ部材１から除去された水の排水性が損なわれないようすることができる。格子状、網状、空洞などの構造で、フィルタ部材１から除去された水が、保持具の下方に垂れ落ちるようにすることができ、このとき格子の間隔や形状を工夫することで水はけをよりよくすることができる。このような保持具の表面は、平滑で水の滑りがよいことが望ましい。

【実施例0037】

以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。

【0038】

まず、吸着材としてのメソポーラスシリカをフィルタ部材に添着するための添着液を次のように調製した。

【0039】

（添着液１）
５０質量部のメソポーラスシリカ（株式会社シグマアルドリッチ製；ＭＣＭ－４１ ｔｙｐｅ（ｈｅｘａｇｏｎａｌ）；製品番号６４３６４５）のスラリー（濃度２０％）と、５０質量部のシリカバインダーとを混合して、メソポーラスシリカとシリカ系バインダー成分との質量比が５０：５０の添着液１を調製した。

【0040】

（添着液２）
溶媒としての水に、界面活性剤としてヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、銅塩として塩化銅二水和物、アルミニウム塩として塩化アルミニウム六水和物を加え、１００℃で１時間攪拌した。室温まで溶液を冷却した後、ミセルが形成された溶液に、シリカ源としてテトラエトキシシランを加え、攪拌した。次に、縮合触媒として水酸化ナトリウムを加え、攪拌した。各化合物の添加量は、テトラエトキシシラン１モルに対して、それぞれ以下の量とした。
・界面活性剤（ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド）：０．２２５モル
・塩化銅二水和物：０．０２０４モル
・塩化アルミニウム六水和物：０．０４８２モル
・水：１２５モル
・水酸化ナトリウム：０．３２５モル
次いで、溶液中のミセルを前駆体として回収し、十分に乾燥した後、前駆体を焼成して有機成分を除去することによって、Ｃｕを２ｗｔ％、Ａｌを２ｗｔ％含有するメソポーラスシリカ（Ｃｕ２Ａｌ２）を作製した。
このようにして作製したメソポーラスシリカを用いた以外は添着液１と同様にして、添着液２を調製した。

【0041】

（添着液３）
溶媒としての水に、界面活性剤としてヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、銅塩として塩化銅二水和物、鉄塩として塩化鉄六水和物を加え、室温で３０分間攪拌した。その後、ミセルが形成された溶液に、シリカ源としてテトラエトキシシランを加え、攪拌した。次に、縮合触媒として水酸化ナトリウムを加え、攪拌した。各化合物の添加量は、テトラエトキシシラン１モルに対して、それぞれ以下の量とした。
・界面活性剤（ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド）：０．２２５モル
・塩化銅二水和物：０．１２０２モル
・塩化鉄六水和物：０．０６８３モル
・水：１２５モル
・水酸化ナトリウム：０．８モル
次いで、生成した沈殿物を濾過して回収し、５０℃で２４時間乾燥した後、５００℃で２０時間焼成することで、Ｃｕを１０ｗｔ％、Ｆｅを５ｗｔ％含有するメソポーラスシリカ（Ｃｕ１０Ｆｅ５）を作製した。
このようにして作製したメソポーラスシリカを用いた以外は添着液１と同様にして、添着液３を調製した。

【0042】

次いで、無機紙をベースにコルゲートハニカム構造に形成されたフィルタ部材又はＡＢＳ樹脂をベースに四角形セルを配列したフィルタ部材を以下のように作製した。これらを添着液に沈め、引き上げてから自然乾燥させることによって、メソポーラスシリカを添着させたサンプルとした。メソポーラスシリカとシリカ系バインダーの添着量は、合計で１ｇであった。なお、ＡＢＳ樹脂から作製したフィルタ部材は、過硫酸水溶液を用いて表面を親水化させた後に添着液で処理した。

【0043】

・フィルタ＃１２０ｖ
セル数が１２０セル／ｉｎｃｈ^２であって、各貫通孔の貫通する方向（目方向）が厚さ方向に対して１０°傾斜するように作製した。ベースシートの配設は図１の通りである。
・フィルタ＃１２０ｓ
セル数が１２０セル／ｉｎｃｈ^２であって、各貫通孔の貫通する方向（目方向）が厚さ方向に直交する面に対して垂直となるように作製した。ベースシートの配設は図２の通りである。
・フィルタ＃２００ｖ
セル数が２００セル／ｉｎｃｈ^２であって、各貫通孔の貫通する方向（目方向）が厚さ方向に対して１０°傾斜するように作製した。ベースシートの配設は図１の通りである。
・フィルタ＃２００ｓ
セル数が２００セル／ｉｎｃｈ^２であって、各貫通孔の貫通する方向（目方向）が厚さ方向に直交する面に対して垂直となるように作製した。ベースシートの配設は図２の通りである。
・フィルタＡＢＳ
比較として３ＤプリンタでＡＢＳ樹脂を基材とするフィルタを作製した。フィルタの壁の厚みは約１ｍｍで、縦に２６個、横に１０個の均一な大きさの四角形のセルが配列している。

【0044】

なお、いずれのフィルタ部材も直方体状の外観を呈するように作製し、縦Ｌ×横Ｗ×厚さＴが２７ｍｍ×６６ｍｍ×１１ｍｍの直方体状とした。

【0045】

次に、以下の実験を行った。いずれの実験においても、乾燥工程は室温２０℃、５０％ＲＨの雰囲気下で、無風で行った。

【0046】

［実験１］
フィルタ＃１２０ｖに添着液１を用いてメソポーラスシリカを添着させたサンプルを所定数用意し、１００℃で１時間乾燥させた後、２０℃、５０％ＲＨの条件で１時間吸湿させ重量を測定した。これを初期重量とした。次に、２００ｍＬの純水（約２５℃）を入れた容量３００ｍＬの容器に４０秒、貫通孔が開口する面が水面に平行となるように浸漬させた。貫通孔が開口する面を水面に平行にしたままサンプルを取り出した後、その厚さ方向に直交する面が、水平面に対して０°（比較例１）となるように保持したもの、縦方向を軸方向として水平面に対して１０°（実施例１）、２０°（実施例２）の角度をなすように保持したものの各々に対して、時間の経過によるサンプルの重量変化を測定した。サンプルは所望の角度でＶ字に張った２本の釣り糸の上に載せることで保持した。測定結果に基づいて、サンプル取り出し直後の含水量に対する３分間乾燥後の含水量の割合を算出した。その結果を表１に示す。比較例２－１，比較例２－２，比較例３として、フィルタＡＢＳ、市販のセラミックスフィルタ（縦Ｌ×横Ｗ×厚さＴ：２７ｍｍ×６６ｍｍ×１１ｍｍ、セル数１１０セル／ｉｎｃｈ^２）についても同様の実験を行った。

【0047】

【表1】

【0048】

これらの結果から、透水性のあるフィルタを水平面に対して角度をなすように保持することで、セル内に詰まった水分を効率よく除去できることが確認できた。また、角度０°ではフィルタ部材の素材によらず水はけが悪いことが確認できた。

【0049】

［実験２］
フィルタ＃１２０ｓに添着液１を用いてメソポーラスシリカを添着させたサンプルを所定数用意し、１００℃で１時間乾燥させた後、２０℃、５０％ＲＨの条件で１時間吸湿させ重量を測定した。これを初期重量とした。次に、２００ｍＬの純水（約２５℃）を入れた容量３００ｍＬの容器に４０秒、貫通孔が開口する面が水面に平行となるようにサンプルを浸漬させた。貫通孔が開口する面を水面に平行にしたままサンプルを取り出した後、その厚さ方向に直交する面が、水平面に対して０°（比較例４）、１０°（実施例３）となるように保持したもの、縦方向を軸方向として水平面に対して２０°（実施例４）の角度をなすように保持したものの各々に対して、時間の経過によるサンプルの重量変化を測定した。サンプルは所望の角度でＶ字に張った２本の釣り糸の上に載せることで保持した。測定結果に基づいて、サンプル取り出し直後の含水量に対する３分間乾燥後の含水量の割合を算出した。その結果を表２に示す。比較例５，実施例５，比較例６、実施例６として、フィルタ＃２００ｖ、フィルタ＃２００ｓについても同様の実験を行った。

【0050】

【表2】

【0051】

実験１と実験２との対比から、フィルタの目の向きは傾斜方向と平行にベースシートが配設されている方が、フィルタから効率よく水分を除去する効果が顕著であることが確認できた。また、その効果はセルの大きさによらず発揮された。

【0052】

［実験３］
フィルタ＃１２０ｓに添着液１を用いてメソポーラスシリカを添着させたサンプルを所定数用意し、１００℃で１時間乾燥させた後、２０℃、５０％ＲＨの条件で１時間吸湿させ重量を測定した。これを初期重量とした。次に、２００ｍＬの純水（約２５℃）を入れた容量３００ｍＬの容器に４０秒、貫通孔が開口する面が水面に平行となるように浸漬させた。貫通孔が開口する面を水面に平行にしたままサンプルを取り出した後、その厚さ方向に直交する面が、水平面に対して４０°（実施例７）、６０°（実施例８）となるように保持し、時間の経過によるサンプルの重量変化を測定した。サンプルは釣り糸を格子状（マス目：５ｍｍ×５ｍｍ）に張った保持具により保持した。測定結果に基づいて、サンプル取り出し直後の含水量に対する３分間乾燥後の含水量の割合を算出した。その結果を表３に示す。実施例９、実施例１０として、市販のセラミックスフィルタ（縦Ｌ×横Ｗ×厚さＴ：２７ｍｍ×６６ｍｍ×１１ｍｍ、セル数１１０セル／ｉｎｃｈ^２）についても同様の試験を行った。

【0053】

【表3】

【0054】

実験３の結果から、透水性があるフィルタを使用すれば、フィルタを高角度に傾斜させて、貫通孔が水平面に対する鉛直方向から傾いた場合でも水はけがよいことがわかった。

【0055】

［実験４］
フィルタ＃１２０ｖに添着液１を用いてメソポーラスシリカを添着させたサンプルを所定数用意し、１００℃で１時間乾燥させた後、２０℃、５０％ＲＨの条件で１時間吸湿させ重量を測定した。これを初期重量とした。次に、２００ｍＬの純水（約２５℃）を入れた容量３００ｍＬの容器に４０秒、貫通孔が開口する面が水面に平行となるように浸漬させた。貫通孔が開口する面を水面に平行にしたままサンプルを取り出した後、その厚さ方向に直交する面が、水平面に対して０°（比較例７）、６０°（実施例１１）となるように保持した。サンプルは、外周部をアクリル板で固定して保持した。時間の経過ごとに、水で閉塞していないセルの個数を数え、全セル数との比から開口率を算出した。その結果を表４に示す。比較例８、実施例１２として、同様の実験を＃１２０ｓについても実施した。

【0056】

【表4】

【0057】

実験４の結果から、本発明におけるフィルタは、傾斜方向と平行にベースシートが配設されるように設置対象に設置することで、フィルタの目からより短時間に効率よく水分を除去できる効果が確認できた。また、ベースシートの配設方向によらず、角度０°ではフィルタの目から水分を除去しにくいことが確認できた。

【0058】

［吸着材の脱臭性］
＜臭気試験＞
フィルタ＃１２０ｖに添着液１～３のそれぞれを用いてメソポーラスシリカを添着させた３種類のサンプルを２つずつ用意し、１００℃で１時間乾燥させた。各サンプルに、アンモニアを５ｐｐｍ含む気体と、硫化水素を１ｐｐｍ含む気体とをそれぞれ通過させ、検知管で臭気濃度を測定して、初濃度と同等になるまでの時間を計測した。その結果を初期の時間として表５に示す。
なお、臭気を含む気体の通過風速は１．０ｍ／秒とした。
＜水洗い再生試験＞
臭気試験後のサンプルを取り出して水洗いし、フィルタの厚さ方向に直交する面が、水平面に対して６０°となるように室温下で１分間保持した。このときの含水率は水洗い直後に対して２８％であり、目の貫通率は９３％だった。その後、前記臭気試験を行った。その結果を水洗い後の時間として表５に示す。参考例１として、初期の未使用のフィルタを水洗いし、フィルタの厚さ方向に直交する面が、水平面に対して６０°となるように室温下で１分間保持し、その後、前記消臭試験を行った。

【0059】

【表5】

【0060】

初期と参考例１の比較より、当該シリカは含水状態であっても硫化水素、アンモニアに対して同等の消臭性能を発現することが確認できた。臭気試験及び水洗い再生試験の結果から、本発明におけるフィルタ部材はＣｕを１０ｗｔ％、Ｆｅを５ｗｔ％含有するメソポーラスシリカを添着したフィルタであることが最も好ましいことが確認できた。また、当該フィルタは、水洗い直後の含水状態であってもほとんどの目が貫通しているため通風が可能であり、優れた脱臭性を発揮することが確認できた。

【0061】

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0062】

１ フィルタ部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】