吸着剤成型体とその製造方法
【課題】空気清浄機に使用される脱臭フィルターにおいて、低圧損で、高い脱臭性能を確保する脱臭フィルターを提供することを目的とする。
【解決手段】多価陽イオンを内包したマイクロカプセル５と、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを任意の形状に成型し、成型後にマイクロカプセル５を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で吸着剤成型体１を構成したものであり、脱臭性能が高く、低い圧力損失と意匠にあった脱臭フィルターを提供できるという作用を有する。
【解決手段】多価陽イオンを内包したマイクロカプセル５と、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを任意の形状に成型し、成型後にマイクロカプセル５を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で吸着剤成型体１を構成したものであり、脱臭性能が高く、低い圧力損失と意匠にあった脱臭フィルターを提供できるという作用を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、または風路を成型する成型体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の吸着剤成型体は、空気中の悪臭物質等を除去するためのフィルターとして、活性炭等の吸着剤をバインダーによってハニカム状等に成型したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その吸着剤成型体について図１０を用いて説明する。
【０００４】
図に示すように吸着剤成型体１０１は、活性炭と熱可塑性樹脂からなるバインダーを圧縮成型し、基板と突起部分からなる成型体１０２を成型し、この成型体を積層することにより、ハニカム状の吸着剤成型体１０１を成型している。
【０００５】
また、図１１に示すように、活性炭と熱可塑性樹脂からなるバインダーを押し出し成型してハニカム１０３を成型している。
【特許文献１】特開２００３−１０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の吸着剤成型体は、バインダーとして熱可塑性樹脂が使用されており、吸着剤成型体内の吸着剤周囲をバインダーが塞ぎ、悪臭物質の吸着を阻害するととも、吸着剤成型体内の悪臭物質の拡散を阻害するという課題があり、バインダーによるこれら弊害を低減し、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することが要求されている。
【０００７】
また、悪臭物質等を除去するために、悪臭物質等を除去する吸着剤の割合を多くする必要があり、悪臭物質等と吸着剤の接触効率を上げるために、吸着剤成型体の壁面厚みを薄くして悪臭物質等が壁面全体に拡散し易くする必要があるが、これらはいずれも、吸着剤成型体の強度低下を招くという課題があり、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することが要求されている。
【０００８】
そして、各臭気ガスに特異吸着を示す添着剤を添着する際に、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が必要であるという課題があり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が要求されている。
【０００９】
また、アンモニア等の塩基性ガスを吸着除去するために、燐酸等の酸を添着するときは、酸が、アルギン酸ナトリウムを架橋することを阻害するという課題があり、酸の吸着剤成型体への浸漬添着に時間差を設けて、アルギン酸ナトリウムの架橋を阻害しないことが要求されている。
【００１０】
また、吸着剤成型体の強度をより強くするということが要求されている。
【００１１】
また、成型前の吸着剤とバインダー混合物の粘度が高いため、圧縮成型や押し出し成型時の圧力を高くする必要があり、射出成型や真空鋳型成型により吸着剤成型体を任意形状に成型することが困難であるという課題があり、成型装置の簡易化や耐久性向上のため、より低い圧力で吸着剤成型体を成型することや、射出成型や真空鋳型成型によって、悪臭物質を含んだ流体を通過させる時の圧力損失を低くくし、悪臭物質と吸着剤成型体の接触効率を高くし、意匠目的からも任意形状に吸着剤成型体を成型することが要求されている。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、バインダーで吸着性能が低下することなく悪臭物質等を除去する性能を確保でき、圧縮成型や押し出し成型のみならず、射出成型や真空鋳型成型によって任意形状に吸着剤成型体を成型することのできる吸着剤成型体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の吸着剤成型体は、上記目的を達成するために、多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを水で分散したものを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成したものである。
【００１４】
この手段により、アルギン酸ナトリウムを架橋させ、吸着剤粒子とアルギン酸ナトリウムの架橋構造で吸着剤成型体を成型することができ、この架橋構造は網目状であり、バインダーによってガスの拡散を阻害されることが少ないので、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができる吸着剤成型体が得られる。
【００１５】
また、他の手段は、マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって構成するものである。
【００１６】
この手段により、成型時または成型後にアルギン酸ナトリウムを架橋させ、吸着剤粒子とアルギン酸ナトリウムの架橋構造で吸着剤成型体を成型することができ、バインダーによってガスの拡散を阻害されることが少ないので、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができる吸着剤成型体が得られる。
【００１７】
また、他の手段は、マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いたものである。
【００１８】
この手段により、成型時または成型後に加熱溶融したホットメルトが吸着剤粒子間を接着し吸着剤成型体の強度をより強くする吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体が得られる。
【００１９】
また、他の手段は、多価陽イオンを内包した第１のマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムと、各臭気ガスに特異吸着を示す添着剤を芯材として内包する第２のマイクロカプセルを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成するものである。
【００２０】
この手段により、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が図れる吸着剤成型体が得られる。
【００２１】
また、他の手段は、第１、第２のマイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって成型体を構成するものである。
【００２２】
また、他の手段は、第１、第２のマイクロカプセルの壁面は、加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いるものであり、加熱溶融したホットメルトが成型体の強度を上げることができる。
【００２３】
また、他の手段は、第２のマイクロカプセルは、芯材として燐酸を内包し、第２のマイクロカプセルの壁面と第１のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面が、第１のマイクロカプセルの壁面の後に破壊するようマイクロカプセルの壁面の材料を組み合わせたものである。
【００２４】
この手段により、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が図れる吸着剤成型体が得られる。
【００２５】
また、他の手段は、第１のマイクロカプセル、第２のマイクロカプセルともに加熱によって破壊される壁面で構成され、第１のマイクロカプセルの壁面と第２のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面の融点を高くすることによって、成型体を構成後に第２のマイクロカプセルを破壊するものである。
【００２６】
この手段により、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が図れる吸着剤成型体が得られる。
【００２７】
また、他の手段は、成型体の補強材として、繊維状材料を用いたものである。
【００２８】
この手段により、吸着剤成型体の強度をより強くする吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体が得られる。
【００２９】
また、他の手段は、スラリーを射出成型によって任意形状に成型したものである。
【００３０】
この手段により、成型装置の簡易化や耐久性向上のため、より低い圧力で吸着剤成型体を成型することや、射出成型によって、悪臭物質を含んだ流体を通過させる時の圧力損失を低くくし、悪臭物質と吸着剤成型体の接触効率を高くし、意匠目的からも任意形状に吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体が得られる。
【００３１】
また、他の手段は、スラリーを型枠に流し込んだ後、型枠を加熱することによって、スラリーの温度を上げてマイクロカプセルの壁面を破壊して成型を行う吸着剤成型体の製造方法である。
【００３２】
また、他の手段は、第１のマイクロカプセルを破壊してアルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を成型した後、水洗してナトリウムイオンを除去し、その後、第２のマイクロカプセルを破壊する吸着剤成型体の製造方法である。
【００３３】
この手段により、吸着剤成型体を成型した後、吸着剤成型体に残存する金属イオン等の不純物を水洗除去することができる。
【００３４】
また、他の手段は、第１のマイクロカプセルは、破壊方法αで破壊される材料で壁面を形成し、第２のマイクロカプセルは、破壊方法βで破壊される材料で壁面を形成し、これらを混合したスラリーを成型し、破壊方法αで第１のマイクロカプセルの壁面を破壊した後、破壊方法βで第２のマイクロカプセルの壁面を破壊する吸着剤成型体の製造方法である。
【００３５】
また、他の手段は、多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムと、抗菌剤と、防カビ剤を水で分散したものを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成したものである。
【００３６】
この手段により、吸着剤成型体に抗菌、防カビ効果を持たせることができるとともに、植物由来であるアルギン酸ナトリウムによる架橋構造の耐久性を向上することができる吸着剤成型体が得られる。
【００３７】
また、他の手段は、抗菌剤、防カビ剤をマイクロカプセルに内包することにより、アルギン酸の架橋構造の形成を阻害する有機溶剤や多価陽イオンを利用することができ、抗菌剤、防カビ剤の使用範囲を広げることができる。
【００３８】
また、他の手段は、 吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後に多価陽イオン溶液に浸漬し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成することができ、容易に吸着剤成型体を成型することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、アルギン酸ナトリウムを架橋させ、吸着剤粒子とアルギン酸ナトリウムの架橋構造で吸着剤成型体を成型することができ、バインダーによってガスの拡散を阻害されることが少ないので、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができる吸着剤成型体を提供できる。
【００４０】
また、アルギン酸ナトリウムを架橋させ、吸着剤粒子とアルギン酸ナトリウムの架橋構造で吸着剤成型体を成型することができ、バインダーによってガスの拡散を阻害されることが少ないので、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができる吸着剤成型体を提供できる。
【００４１】
また、悪臭物質を含んだ流体を通過させる時の圧力損失を低くくし、悪臭物質と吸着剤成型体の接触効率を高くし、意匠目的からも任意形状に吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体を提供できる。
【００４２】
また、成型装置の簡易化や耐久性向上のため、より低い圧力で吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体を提供できる。
【００４３】
また、吸着剤成型体に各臭気ガスに特異吸着を示す添着剤を添着する際、成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができるとともに、工程の簡易化が図れる吸着剤成型体を提供できる。
【００４４】
また、強度の大きな吸着剤成型体を提供できる。
【００４５】
また、吸着剤成型体に各臭気ガスに特異吸着を示す複数の添着剤を添着する際、成型後に前記複数の添着剤の添着順序を調整可能となり工程の簡易化が図れる吸着剤成型体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
本発明の請求項１記載の吸着剤成型体は、多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを水で分散したものを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成したものであり、アルギン酸ナトリウムを架橋させ、吸着剤粒子とアルギン酸ナトリウムと多価陽イオンの架橋構造で吸着剤成型体を成型することができ、この架橋構造は網目状であり、バインダーによってガスの拡散を阻害されることが少ないので、吸着剤成型体の強度を確保し、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができる。
【００４７】
また、本発明の請求項２記載の吸着剤成型体は、マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって構成するものであり、多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを成型し、その後のマイクロカプセルの加熱溶融による破壊によって、多価陽イオンが成型体内に拡散し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンの架橋反応により吸着剤成型体を成型するという作用を有する。
【００４８】
また、本発明の請求項３記載の吸着剤成型体は、マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いたものであり、成型時または成型後に加熱溶融したホットメルトが吸着剤粒子間を接着し吸着剤成型体の強度をより強くする吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体が得られる。
【００４９】
また、本発明の請求項４記載の吸着剤成型体は、多価陽イオンを内包した第１のマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムと、各臭気ガスに特異吸着を示す添着剤を芯材として内包する第２のマイクロカプセルを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成するものであり、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が図れる吸着剤成型体が得られる。
【００５０】
また、本発明の請求項５記載の吸着剤成型体は、第１、第２のマイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって成型体を構成するものである。
【００５１】
また、本発明の請求項６記載の吸着剤成型体は、第１、第２のマイクロカプセルの壁面は、加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いるものであり、加熱溶融したホットメルトが成型体の強度を上げることができる。
【００５２】
また、本発明の請求項７記載の吸着剤成型体は、第２のマイクロカプセルは、芯材として燐酸を内包し、第２のマイクロカプセルの壁面と第１のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面が、第１のマイクロカプセルの壁面の後に破壊するようマイクロカプセルの壁面の材料を組み合わせたものであり、最初に多価陽イオンを内包した第１のマイクロカプセルを破壊して、多価陽イオンを成型体内に拡散し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンの架橋反応により吸着剤成型体を成型し、次に燐酸を内包する第２のマイクロカプセルを破壊して燐酸を成型体内に拡散し、塩基性ガスに対し、特異吸着を付加した吸着性能を示す吸着剤成型体を成型するという作用を有する。
【００５３】
また、本発明の請求項８記載の吸着剤成型体は、第１のマイクロカプセル、第２のマイクロカプセルともに加熱によって破壊される壁面で構成され、第１のマイクロカプセルの壁面と第２のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面の融点を高くすることによって、成型体を構成後に第２のマイクロカプセルを破壊するものであり、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が図れる吸着剤成型体が得られる。
【００５４】
また、本発明の請求項９記載の吸着剤成型体は、成型体の補強材として、繊維状材料を用いたものであり、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンとの架橋構造架橋構造に繊維状材料が絡まり、強度を増強するという作用を有する。
【００５５】
また、本発明の請求項１０記載の吸着剤成型体は、スラリーを射出成型によって任意形状に成型したものであり、吸着剤成型体の成型後に、架橋構造が形成されるため、低い粘度により低い圧力で吸着剤成型体を成型できるという作用を有する。
【００５６】
また、本発明の請求項１１記載の発明は、スラリーを型枠に流し込んだ後、型枠を加熱することによって、スラリーの温度を上げてマイクロカプセルの壁面を破壊して成型を行う吸着剤成型体の製造方法である。
【００５７】
また、本発明の請求項１２記載の発明は、第１のマイクロカプセルを破壊してアルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を成型した後、水洗してナトリウムイオンを除去し、その後、第２のマイクロカプセルを破壊する吸着剤成型体の製造方法であり、吸着剤成型体を成型した後、吸着剤成型体に残存する金属イオン等の不純物を水洗除去することができる。
【００５８】
また、本発明の請求項１３記載の発明は、第１のマイクロカプセルは、破壊方法αで破壊される材料で壁面を形成し、第２のマイクロカプセルは、破壊方法βで破壊される材料で壁面を形成し、これらを混合したスラリーを成型し、破壊方法αで第１のマイクロカプセルの壁面を破壊した後、破壊方法βで第２のマイクロカプセルの壁面を破壊する吸着剤成型体の製造方法である。
【００５９】
また、本発明の請求項１４記載の発明は、多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムと、抗菌剤と、防カビ剤を水で分散したものを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成したものであり、吸着剤成型体に抗菌、防カビ効果を持たせることができるとともに、植物由来であるアルギン酸ナトリウムによる架橋構造の耐久性を向上することができる吸着剤成型体が得られる。
【００６０】
また、本発明の請求項１５記載の発明は、抗菌剤、防カビ剤をマイクロカプセルに内包することにより、アルギン酸の架橋構造の形成を阻害する有機溶剤や多価陽イオンを利用することができ、抗菌剤、防カビ剤の使用範囲を広げることができる。
【００６１】
また、本発明の請求項１６記載の発明は、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後に多価陽イオン溶液に浸漬し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成したものであり、一の架橋反応を実施可能な方法として、多価陽イオン溶液に浸漬することで容易に吸着剤成型体を成型することができる。吸着剤とアルギン酸ナトリウムを混合したスラリーは、まず、射出成型などの成型方法により形を整える。この成型体を多価陽イオン溶液を満たした槽に浸漬することによって、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンが架橋反応により化学変化し、強固な成型体を形作ることになる。
【００６２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００６３】
（実施の形態１）
図１〜図４に示すように、吸着剤２として活性炭粉末２ａと、架橋反応後にバインダーとなる架橋構造を形成するアルギン酸ナトリウム水溶液３と、アルギン酸ナトリウムのナトリウムと置換することにより初めて架橋反応させるための多価陽イオンとしての塩化カルシウム水溶液４を内包したマイクロカプセル５をニーダーで分散してスラリー６を作成し、スラリー６を吸着剤成型体を任意形状に形成するための型枠７に流し込み、その後、スラリー６の入った型枠７を加熱することで、マイクロカプセル５の壁８を破壊し、カルシウムイオンがスラリー６内に分散浸透される。
【００６４】
上記構成において、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンの架橋反応による架橋構造内に活性炭粉末２ａを包含する吸着剤成型体１が構成され、このアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンとの架橋構造が網目構造のバインダーを形成するため、例えば樹脂接着剤のようにガス体の流通の殆どないバインダーを使用するようなガスの拡散を阻害されることが少なく、吸着剤成型体１の強度を確保することとなる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、アルギン酸ナトリウムを説明したが、アルギン酸プロピレングリコールエステルを用いても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００６６】
また、吸着剤として活性炭粉末を説明したが、吸着剤として、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナ等の一般的な吸着剤を用いても良い。
【００６７】
また、多価陽イオンとして塩化カルシウムを用いて説明したが、水酸化カルシウムでも、また、アルギン酸ナトリウムと架橋構造を形成する他の多価陽イオンであるアルミニウムイオン、鉄イオンを用いても良い。
【００６８】
また、マイクロカプセルを破壊する手段として熱を用いているが、マイクロカプセルの壁面を、超音波によって破壊する材料、酸、アルカリ、または有機溶剤によって破壊する材料、加圧によって破壊する材料を用いても良い。
【００６９】
また、マイクロカプセルはＷ／Ｏ／Ｗエマルジョンを利用し、有機溶剤を蒸発させて熱可塑性樹脂の壁面を形成するマイクロカプセルでも、スプレイドライヤーでカルシウム塩を含んだ溶融熱可塑性樹脂を噴霧し、カルシウム塩に熱可塑性樹脂がコートされたマイクロカプセルでも良く、マイクロカプセルの製法には拘らない。
【００７０】
また、スラリーの加熱は、スラリーを型枠に流し込んでから加熱することで、説明したが、スラリーに分散後に加熱しはじめ、スラリーが任意の形状になった時点で、マイクロカプセルが破壊しても良い。
【００７１】
（実施の形態２）
図５に示すように多価陽イオンとして塩化カルシウム水溶液４を内包し、壁９をホットメルトで形成されたマイクロカプセル１０を用いて、吸着剤２として活性炭粉末２ａと、アルギン酸ナトリウム水溶液３と前記マイクロカプセル１０をニーダーで分散してスラリー６を作成し、スラリー６を型枠７に流し込み、その後、スラリー６の入った型枠７を加熱することで、マイクロカプセル１０の壁９を破壊し、カルシウムイオンがスラリー６内に分散浸透される。
【００７２】
上記構成において、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンの架橋反応による架橋構造内に活性炭粉末２ａを包含する吸着剤成型体１が構成され、溶融したホットメルトがホットメルト間およびホットメルトと活性炭粉末２ａ間に粘着接続し、吸着剤成型体１の強度を確保することとなる。
【００７３】
（実施の形態３）
図６、図７に示すように、活性炭粉末２ａとアルギン酸ナトリウム水溶液３と塩化カルシウム水溶液４を内包したマイクロカプセル５と、尿素水溶液１１を内包したマイクロカプセル１２をニーダーで分散してスラリー６を作成し、スラリー６を型枠７に流し込み、その後、スラリー６の入った型枠７を加熱することで、マイクロカプセル５、１２の壁を破壊し、カルシウムイオン、尿素がスラリー６内に分散浸透される。
【００７４】
上記構成において、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンによる架橋構造内に活性炭粉末２ａを包含し、活性炭粉末２ａ内に尿素を添着する吸着剤成型体１が構成され、このアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンとの架橋反応による架橋構造が網目構造であり、尿素のシッフ反応によるアルデヒドの特異吸着により、アルデヒドの脱臭能力を増強したこととなる。
【００７５】
なお、特異吸着を示す添着剤として尿素を用いて説明したが、アニリン、エチレン尿素を用いても良く、グラフト重合剤を用いても良く、他の臭気成分に特異吸着を示す添着剤をマイクロカプセルに内包して、脱臭効果の増強を図ることとなる。
【００７６】
（実施の形態４）
図８に示すように、活性炭粉末２ａとアルギン酸ナトリウム水溶液３と塩化カルシウム水溶液４を内包し、熱可塑性樹脂Ａを壁面に持つ第１のマイクロカプセル１３と、燐酸を内包し、熱可塑性樹脂Ａより融点の高い熱可塑性樹脂Ｂを壁面に持つ第２のマイクロカプセル１４をニーダーで分散してスラリー６を作成し、スラリー６を型枠７に流し込み、その後、スラリー６の入った型枠７を熱可塑性樹脂Ａの融点以上で熱可塑性樹脂Ｂの融点以下で加熱することで第１のマイクロカプセル１３の壁を破壊しカルシウムイオンをスラリー６内に分散浸透し、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンによる架橋構造が形成されてから、型枠７を熱可塑性樹脂Ｂの融点以上で加熱して、第２のマイクロカプセル１４の壁を破壊し燐酸が吸着剤成型体１内に含浸し、吸着剤成型体１に添着される。
【００７７】
上記構成において、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンによる架橋反応が起こる以前に、燐酸とアルギン酸ナトリウムが反応すると凝集し、水に不溶な架橋構造を形成することを阻害する。そのため、最初に水に不溶なアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンによる架橋構造を形成した後に、燐酸を吸着剤成型体に浸漬し、アンモニアに特異吸着を示す、燐酸を吸着剤成型体に添着し、脱臭効果の増強を図ることとなる。
【００７８】
なお、溶融温度の違う２種類の熱可塑性樹脂を用い、マイクロカプセルの破壊を温度の高低で順番付けることで説明したが、マイクロカプセルの破壊を、圧力、超音波照射、マイクロ波照射、酸、アルカリ、有機溶剤を付与して破壊し、それらのマイクロカプセルの壁材を破壊する工程を順序付け実施しても良い。
【００７９】
また、第１、第２のマイクロカプセルの壁面を、異なる方法によって壁面が破壊される材料を組み合わせて用いても良い。例えば、第１のマイクロカプセルを超音波によって破壊される材料とし、第２のマイクロカプセルの壁面を酸によって破壊される材料とする。この場合には、スラリー６を型枠７に流し込んだ後、超音波にかけて、まず第１のマイクロカプセルを破壊する。その後、酸洗して第２のマイクロカプセルを破壊する方法によって吸着剤成型体が得られる。
【００８０】
また、マイクロカプセルの種類は２種類に限定するものでなく、３種類以上を組み合わせても良い。
【００８１】
また、カルシウムイオンの内包したマイクロカプセルの破壊後、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンによる架橋反応が起こるが、その際、ナトリウムイオンがアルギン酸ナトリウムから分離するが、このナトリウムイオンや他の塩素等不要物が吸着剤の細孔内に留まり、吸着阻害物として作用する場合は、吸着剤成型体を成型後、この吸着剤成型体を水洗しナトリウムイオンを除去し、その後、他のマイクロカプセルを破壊して、特異吸着を示す他の成分を添着することができる。
【００８２】
（実施の形態５）
図９に示すように、吸着剤２として活性炭粉末２ａとアルギン酸ナトリウム水溶液３と、マイクロカプセル５と、繊維状材料１５をニーダーで分散してスラリー６を作成し、スラリー６を型枠７に流し込み、その後、スラリー６の入った型枠７を加熱することで、マイクロカプセル５の壁８を破壊し、カルシウムイオンがスラリー６内に分散浸透される。
【００８３】
上記構成において、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンの架橋反応による架橋構造内に活性炭粉末２ａを包含する吸着剤成型体１が構成され、このアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンとの架橋構造が網目構造に繊維状材料が入り込んで絡み合い、この架橋構造を繊維状材料が補強し、吸着剤成型体１の強度を確保することとなる。
【００８４】
（実施の形態６）
吸着剤とアルギン酸ナトリウム水溶液と、マイクロカプセルとニーダーで分散してスラリーを作成し、スラリーを射出成型し、任意の形状に成型し、その後、射出成型体を加熱することで、任意形状の吸着剤成型体を得られる。
【００８５】
この手段により、マイクロカプセルの破壊後、初めて架橋構造を形成するため、それ以前はスラリー粘度を低く保つこととなり、射出成型によって、悪臭物質を含んだ流体を通過させる時の圧力損失を低く、吸着剤成型体の接触効率を高くすることが可能な例えば、ハニカムやスリット状に成型可能であり、意匠目的からも任意形状に吸着剤成型体を成型することができる。
【００８６】
なお、射出成型によって吸着剤成型体を成型することを説明したが、より低い圧力で吸着剤成型体を成型することができるため、真空鋳型成型、圧縮成型、押し出し成型を用いて吸着剤成型体を任意形状に成型しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
任意の形状の吸着剤成型体が成型できるので、圧力損失が少なく、脱臭効果の高い脱臭フィルターや、通風路が構成でき、送風装置を内装した空調機器の全般に使用が可能であり、また、水等の液体浄化分野において使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の吸着剤成型体の斜視図
【図２】同型枠に流し込んだスラリーの断面図
【図３】同マイクロカプセルの断面図
【図４】同スラリーの内部状態を示す図
【図５】本発明の第２の実施の形態のマイクロカプセルの断面図
【図６】本発明の第３の実施の形態のマイクロカプセルの断面図
【図７】同スラリーの内部状態を示す図
【図８】本発明の第４の実施の形態のスラリーの内部状態を示す図
【図９】本発明の第５の実施の形態のスラリーの内部状態を示す図
【図１０】従来の圧縮成型による吸着剤成型体断面図
【図１１】同押し出し成型によるハニカムの斜視図
【符号の説明】
【００８９】
１ 吸着剤成型体
２ 吸着剤
３ アルギン酸ナトリウム水溶液
４ 塩化カルシウム水溶液
５、１０ マイクロカプセル
６ スラリー
７ 型枠
８、９ 壁
１１ 尿素水溶液
１２ マイクロカプセル
１３ 第１のマイクロカプセル
１４ 第２のマイクロカプセル
１５ 繊維状材料
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、または風路を成型する成型体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の吸着剤成型体は、空気中の悪臭物質等を除去するためのフィルターとして、活性炭等の吸着剤をバインダーによってハニカム状等に成型したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その吸着剤成型体について図１０を用いて説明する。
【０００４】
図に示すように吸着剤成型体１０１は、活性炭と熱可塑性樹脂からなるバインダーを圧縮成型し、基板と突起部分からなる成型体１０２を成型し、この成型体を積層することにより、ハニカム状の吸着剤成型体１０１を成型している。
【０００５】
また、図１１に示すように、活性炭と熱可塑性樹脂からなるバインダーを押し出し成型してハニカム１０３を成型している。
【特許文献１】特開２００３−１０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の吸着剤成型体は、バインダーとして熱可塑性樹脂が使用されており、吸着剤成型体内の吸着剤周囲をバインダーが塞ぎ、悪臭物質の吸着を阻害するととも、吸着剤成型体内の悪臭物質の拡散を阻害するという課題があり、バインダーによるこれら弊害を低減し、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することが要求されている。
【０００７】
また、悪臭物質等を除去するために、悪臭物質等を除去する吸着剤の割合を多くする必要があり、悪臭物質等と吸着剤の接触効率を上げるために、吸着剤成型体の壁面厚みを薄くして悪臭物質等が壁面全体に拡散し易くする必要があるが、これらはいずれも、吸着剤成型体の強度低下を招くという課題があり、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することが要求されている。
【０００８】
そして、各臭気ガスに特異吸着を示す添着剤を添着する際に、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が必要であるという課題があり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が要求されている。
【０００９】
また、アンモニア等の塩基性ガスを吸着除去するために、燐酸等の酸を添着するときは、酸が、アルギン酸ナトリウムを架橋することを阻害するという課題があり、酸の吸着剤成型体への浸漬添着に時間差を設けて、アルギン酸ナトリウムの架橋を阻害しないことが要求されている。
【００１０】
また、吸着剤成型体の強度をより強くするということが要求されている。
【００１１】
また、成型前の吸着剤とバインダー混合物の粘度が高いため、圧縮成型や押し出し成型時の圧力を高くする必要があり、射出成型や真空鋳型成型により吸着剤成型体を任意形状に成型することが困難であるという課題があり、成型装置の簡易化や耐久性向上のため、より低い圧力で吸着剤成型体を成型することや、射出成型や真空鋳型成型によって、悪臭物質を含んだ流体を通過させる時の圧力損失を低くくし、悪臭物質と吸着剤成型体の接触効率を高くし、意匠目的からも任意形状に吸着剤成型体を成型することが要求されている。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、バインダーで吸着性能が低下することなく悪臭物質等を除去する性能を確保でき、圧縮成型や押し出し成型のみならず、射出成型や真空鋳型成型によって任意形状に吸着剤成型体を成型することのできる吸着剤成型体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の吸着剤成型体は、上記目的を達成するために、多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを水で分散したものを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成したものである。
【００１４】
この手段により、アルギン酸ナトリウムを架橋させ、吸着剤粒子とアルギン酸ナトリウムの架橋構造で吸着剤成型体を成型することができ、この架橋構造は網目状であり、バインダーによってガスの拡散を阻害されることが少ないので、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができる吸着剤成型体が得られる。
【００１５】
また、他の手段は、マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって構成するものである。
【００１６】
この手段により、成型時または成型後にアルギン酸ナトリウムを架橋させ、吸着剤粒子とアルギン酸ナトリウムの架橋構造で吸着剤成型体を成型することができ、バインダーによってガスの拡散を阻害されることが少ないので、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができる吸着剤成型体が得られる。
【００１７】
また、他の手段は、マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いたものである。
【００１８】
この手段により、成型時または成型後に加熱溶融したホットメルトが吸着剤粒子間を接着し吸着剤成型体の強度をより強くする吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体が得られる。
【００１９】
また、他の手段は、多価陽イオンを内包した第１のマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムと、各臭気ガスに特異吸着を示す添着剤を芯材として内包する第２のマイクロカプセルを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成するものである。
【００２０】
この手段により、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が図れる吸着剤成型体が得られる。
【００２１】
また、他の手段は、第１、第２のマイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって成型体を構成するものである。
【００２２】
また、他の手段は、第１、第２のマイクロカプセルの壁面は、加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いるものであり、加熱溶融したホットメルトが成型体の強度を上げることができる。
【００２３】
また、他の手段は、第２のマイクロカプセルは、芯材として燐酸を内包し、第２のマイクロカプセルの壁面と第１のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面が、第１のマイクロカプセルの壁面の後に破壊するようマイクロカプセルの壁面の材料を組み合わせたものである。
【００２４】
この手段により、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が図れる吸着剤成型体が得られる。
【００２５】
また、他の手段は、第１のマイクロカプセル、第２のマイクロカプセルともに加熱によって破壊される壁面で構成され、第１のマイクロカプセルの壁面と第２のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面の融点を高くすることによって、成型体を構成後に第２のマイクロカプセルを破壊するものである。
【００２６】
この手段により、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が図れる吸着剤成型体が得られる。
【００２７】
また、他の手段は、成型体の補強材として、繊維状材料を用いたものである。
【００２８】
この手段により、吸着剤成型体の強度をより強くする吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体が得られる。
【００２９】
また、他の手段は、スラリーを射出成型によって任意形状に成型したものである。
【００３０】
この手段により、成型装置の簡易化や耐久性向上のため、より低い圧力で吸着剤成型体を成型することや、射出成型によって、悪臭物質を含んだ流体を通過させる時の圧力損失を低くくし、悪臭物質と吸着剤成型体の接触効率を高くし、意匠目的からも任意形状に吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体が得られる。
【００３１】
また、他の手段は、スラリーを型枠に流し込んだ後、型枠を加熱することによって、スラリーの温度を上げてマイクロカプセルの壁面を破壊して成型を行う吸着剤成型体の製造方法である。
【００３２】
また、他の手段は、第１のマイクロカプセルを破壊してアルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を成型した後、水洗してナトリウムイオンを除去し、その後、第２のマイクロカプセルを破壊する吸着剤成型体の製造方法である。
【００３３】
この手段により、吸着剤成型体を成型した後、吸着剤成型体に残存する金属イオン等の不純物を水洗除去することができる。
【００３４】
また、他の手段は、第１のマイクロカプセルは、破壊方法αで破壊される材料で壁面を形成し、第２のマイクロカプセルは、破壊方法βで破壊される材料で壁面を形成し、これらを混合したスラリーを成型し、破壊方法αで第１のマイクロカプセルの壁面を破壊した後、破壊方法βで第２のマイクロカプセルの壁面を破壊する吸着剤成型体の製造方法である。
【００３５】
また、他の手段は、多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムと、抗菌剤と、防カビ剤を水で分散したものを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成したものである。
【００３６】
この手段により、吸着剤成型体に抗菌、防カビ効果を持たせることができるとともに、植物由来であるアルギン酸ナトリウムによる架橋構造の耐久性を向上することができる吸着剤成型体が得られる。
【００３７】
また、他の手段は、抗菌剤、防カビ剤をマイクロカプセルに内包することにより、アルギン酸の架橋構造の形成を阻害する有機溶剤や多価陽イオンを利用することができ、抗菌剤、防カビ剤の使用範囲を広げることができる。
【００３８】
また、他の手段は、 吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後に多価陽イオン溶液に浸漬し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成することができ、容易に吸着剤成型体を成型することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、アルギン酸ナトリウムを架橋させ、吸着剤粒子とアルギン酸ナトリウムの架橋構造で吸着剤成型体を成型することができ、バインダーによってガスの拡散を阻害されることが少ないので、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができる吸着剤成型体を提供できる。
【００４０】
また、アルギン酸ナトリウムを架橋させ、吸着剤粒子とアルギン酸ナトリウムの架橋構造で吸着剤成型体を成型することができ、バインダーによってガスの拡散を阻害されることが少ないので、吸着剤成型体の強度低下を招くことなく、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができる吸着剤成型体を提供できる。
【００４１】
また、悪臭物質を含んだ流体を通過させる時の圧力損失を低くくし、悪臭物質と吸着剤成型体の接触効率を高くし、意匠目的からも任意形状に吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体を提供できる。
【００４２】
また、成型装置の簡易化や耐久性向上のため、より低い圧力で吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体を提供できる。
【００４３】
また、吸着剤成型体に各臭気ガスに特異吸着を示す添着剤を添着する際、成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができるとともに、工程の簡易化が図れる吸着剤成型体を提供できる。
【００４４】
また、強度の大きな吸着剤成型体を提供できる。
【００４５】
また、吸着剤成型体に各臭気ガスに特異吸着を示す複数の添着剤を添着する際、成型後に前記複数の添着剤の添着順序を調整可能となり工程の簡易化が図れる吸着剤成型体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
本発明の請求項１記載の吸着剤成型体は、多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを水で分散したものを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成したものであり、アルギン酸ナトリウムを架橋させ、吸着剤粒子とアルギン酸ナトリウムと多価陽イオンの架橋構造で吸着剤成型体を成型することができ、この架橋構造は網目状であり、バインダーによってガスの拡散を阻害されることが少ないので、吸着剤成型体の強度を確保し、悪臭物質等を除去する高い性能を確保することができる。
【００４７】
また、本発明の請求項２記載の吸着剤成型体は、マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって構成するものであり、多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを成型し、その後のマイクロカプセルの加熱溶融による破壊によって、多価陽イオンが成型体内に拡散し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンの架橋反応により吸着剤成型体を成型するという作用を有する。
【００４８】
また、本発明の請求項３記載の吸着剤成型体は、マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いたものであり、成型時または成型後に加熱溶融したホットメルトが吸着剤粒子間を接着し吸着剤成型体の強度をより強くする吸着剤成型体を成型することができる吸着剤成型体が得られる。
【００４９】
また、本発明の請求項４記載の吸着剤成型体は、多価陽イオンを内包した第１のマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムと、各臭気ガスに特異吸着を示す添着剤を芯材として内包する第２のマイクロカプセルを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成するものであり、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が図れる吸着剤成型体が得られる。
【００５０】
また、本発明の請求項５記載の吸着剤成型体は、第１、第２のマイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって成型体を構成するものである。
【００５１】
また、本発明の請求項６記載の吸着剤成型体は、第１、第２のマイクロカプセルの壁面は、加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いるものであり、加熱溶融したホットメルトが成型体の強度を上げることができる。
【００５２】
また、本発明の請求項７記載の吸着剤成型体は、第２のマイクロカプセルは、芯材として燐酸を内包し、第２のマイクロカプセルの壁面と第１のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面が、第１のマイクロカプセルの壁面の後に破壊するようマイクロカプセルの壁面の材料を組み合わせたものであり、最初に多価陽イオンを内包した第１のマイクロカプセルを破壊して、多価陽イオンを成型体内に拡散し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンの架橋反応により吸着剤成型体を成型し、次に燐酸を内包する第２のマイクロカプセルを破壊して燐酸を成型体内に拡散し、塩基性ガスに対し、特異吸着を付加した吸着性能を示す吸着剤成型体を成型するという作用を有する。
【００５３】
また、本発明の請求項８記載の吸着剤成型体は、第１のマイクロカプセル、第２のマイクロカプセルともに加熱によって破壊される壁面で構成され、第１のマイクロカプセルの壁面と第２のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面の融点を高くすることによって、成型体を構成後に第２のマイクロカプセルを破壊するものであり、吸着剤成型体を成型後に前記添着剤を浸漬等で添着するという追加工程が不要となり、成型時に既に添着することで工程の簡易化が図れる吸着剤成型体が得られる。
【００５４】
また、本発明の請求項９記載の吸着剤成型体は、成型体の補強材として、繊維状材料を用いたものであり、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンとの架橋構造架橋構造に繊維状材料が絡まり、強度を増強するという作用を有する。
【００５５】
また、本発明の請求項１０記載の吸着剤成型体は、スラリーを射出成型によって任意形状に成型したものであり、吸着剤成型体の成型後に、架橋構造が形成されるため、低い粘度により低い圧力で吸着剤成型体を成型できるという作用を有する。
【００５６】
また、本発明の請求項１１記載の発明は、スラリーを型枠に流し込んだ後、型枠を加熱することによって、スラリーの温度を上げてマイクロカプセルの壁面を破壊して成型を行う吸着剤成型体の製造方法である。
【００５７】
また、本発明の請求項１２記載の発明は、第１のマイクロカプセルを破壊してアルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を成型した後、水洗してナトリウムイオンを除去し、その後、第２のマイクロカプセルを破壊する吸着剤成型体の製造方法であり、吸着剤成型体を成型した後、吸着剤成型体に残存する金属イオン等の不純物を水洗除去することができる。
【００５８】
また、本発明の請求項１３記載の発明は、第１のマイクロカプセルは、破壊方法αで破壊される材料で壁面を形成し、第２のマイクロカプセルは、破壊方法βで破壊される材料で壁面を形成し、これらを混合したスラリーを成型し、破壊方法αで第１のマイクロカプセルの壁面を破壊した後、破壊方法βで第２のマイクロカプセルの壁面を破壊する吸着剤成型体の製造方法である。
【００５９】
また、本発明の請求項１４記載の発明は、多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムと、抗菌剤と、防カビ剤を水で分散したものを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成したものであり、吸着剤成型体に抗菌、防カビ効果を持たせることができるとともに、植物由来であるアルギン酸ナトリウムによる架橋構造の耐久性を向上することができる吸着剤成型体が得られる。
【００６０】
また、本発明の請求項１５記載の発明は、抗菌剤、防カビ剤をマイクロカプセルに内包することにより、アルギン酸の架橋構造の形成を阻害する有機溶剤や多価陽イオンを利用することができ、抗菌剤、防カビ剤の使用範囲を広げることができる。
【００６１】
また、本発明の請求項１６記載の発明は、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後に多価陽イオン溶液に浸漬し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成したものであり、一の架橋反応を実施可能な方法として、多価陽イオン溶液に浸漬することで容易に吸着剤成型体を成型することができる。吸着剤とアルギン酸ナトリウムを混合したスラリーは、まず、射出成型などの成型方法により形を整える。この成型体を多価陽イオン溶液を満たした槽に浸漬することによって、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンが架橋反応により化学変化し、強固な成型体を形作ることになる。
【００６２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００６３】
（実施の形態１）
図１〜図４に示すように、吸着剤２として活性炭粉末２ａと、架橋反応後にバインダーとなる架橋構造を形成するアルギン酸ナトリウム水溶液３と、アルギン酸ナトリウムのナトリウムと置換することにより初めて架橋反応させるための多価陽イオンとしての塩化カルシウム水溶液４を内包したマイクロカプセル５をニーダーで分散してスラリー６を作成し、スラリー６を吸着剤成型体を任意形状に形成するための型枠７に流し込み、その後、スラリー６の入った型枠７を加熱することで、マイクロカプセル５の壁８を破壊し、カルシウムイオンがスラリー６内に分散浸透される。
【００６４】
上記構成において、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンの架橋反応による架橋構造内に活性炭粉末２ａを包含する吸着剤成型体１が構成され、このアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンとの架橋構造が網目構造のバインダーを形成するため、例えば樹脂接着剤のようにガス体の流通の殆どないバインダーを使用するようなガスの拡散を阻害されることが少なく、吸着剤成型体１の強度を確保することとなる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、アルギン酸ナトリウムを説明したが、アルギン酸プロピレングリコールエステルを用いても良く、その作用効果に差異を生じない。
【００６６】
また、吸着剤として活性炭粉末を説明したが、吸着剤として、ゼオライト、シリカゲル、活性アルミナ等の一般的な吸着剤を用いても良い。
【００６７】
また、多価陽イオンとして塩化カルシウムを用いて説明したが、水酸化カルシウムでも、また、アルギン酸ナトリウムと架橋構造を形成する他の多価陽イオンであるアルミニウムイオン、鉄イオンを用いても良い。
【００６８】
また、マイクロカプセルを破壊する手段として熱を用いているが、マイクロカプセルの壁面を、超音波によって破壊する材料、酸、アルカリ、または有機溶剤によって破壊する材料、加圧によって破壊する材料を用いても良い。
【００６９】
また、マイクロカプセルはＷ／Ｏ／Ｗエマルジョンを利用し、有機溶剤を蒸発させて熱可塑性樹脂の壁面を形成するマイクロカプセルでも、スプレイドライヤーでカルシウム塩を含んだ溶融熱可塑性樹脂を噴霧し、カルシウム塩に熱可塑性樹脂がコートされたマイクロカプセルでも良く、マイクロカプセルの製法には拘らない。
【００７０】
また、スラリーの加熱は、スラリーを型枠に流し込んでから加熱することで、説明したが、スラリーに分散後に加熱しはじめ、スラリーが任意の形状になった時点で、マイクロカプセルが破壊しても良い。
【００７１】
（実施の形態２）
図５に示すように多価陽イオンとして塩化カルシウム水溶液４を内包し、壁９をホットメルトで形成されたマイクロカプセル１０を用いて、吸着剤２として活性炭粉末２ａと、アルギン酸ナトリウム水溶液３と前記マイクロカプセル１０をニーダーで分散してスラリー６を作成し、スラリー６を型枠７に流し込み、その後、スラリー６の入った型枠７を加熱することで、マイクロカプセル１０の壁９を破壊し、カルシウムイオンがスラリー６内に分散浸透される。
【００７２】
上記構成において、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンの架橋反応による架橋構造内に活性炭粉末２ａを包含する吸着剤成型体１が構成され、溶融したホットメルトがホットメルト間およびホットメルトと活性炭粉末２ａ間に粘着接続し、吸着剤成型体１の強度を確保することとなる。
【００７３】
（実施の形態３）
図６、図７に示すように、活性炭粉末２ａとアルギン酸ナトリウム水溶液３と塩化カルシウム水溶液４を内包したマイクロカプセル５と、尿素水溶液１１を内包したマイクロカプセル１２をニーダーで分散してスラリー６を作成し、スラリー６を型枠７に流し込み、その後、スラリー６の入った型枠７を加熱することで、マイクロカプセル５、１２の壁を破壊し、カルシウムイオン、尿素がスラリー６内に分散浸透される。
【００７４】
上記構成において、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンによる架橋構造内に活性炭粉末２ａを包含し、活性炭粉末２ａ内に尿素を添着する吸着剤成型体１が構成され、このアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンとの架橋反応による架橋構造が網目構造であり、尿素のシッフ反応によるアルデヒドの特異吸着により、アルデヒドの脱臭能力を増強したこととなる。
【００７５】
なお、特異吸着を示す添着剤として尿素を用いて説明したが、アニリン、エチレン尿素を用いても良く、グラフト重合剤を用いても良く、他の臭気成分に特異吸着を示す添着剤をマイクロカプセルに内包して、脱臭効果の増強を図ることとなる。
【００７６】
（実施の形態４）
図８に示すように、活性炭粉末２ａとアルギン酸ナトリウム水溶液３と塩化カルシウム水溶液４を内包し、熱可塑性樹脂Ａを壁面に持つ第１のマイクロカプセル１３と、燐酸を内包し、熱可塑性樹脂Ａより融点の高い熱可塑性樹脂Ｂを壁面に持つ第２のマイクロカプセル１４をニーダーで分散してスラリー６を作成し、スラリー６を型枠７に流し込み、その後、スラリー６の入った型枠７を熱可塑性樹脂Ａの融点以上で熱可塑性樹脂Ｂの融点以下で加熱することで第１のマイクロカプセル１３の壁を破壊しカルシウムイオンをスラリー６内に分散浸透し、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンによる架橋構造が形成されてから、型枠７を熱可塑性樹脂Ｂの融点以上で加熱して、第２のマイクロカプセル１４の壁を破壊し燐酸が吸着剤成型体１内に含浸し、吸着剤成型体１に添着される。
【００７７】
上記構成において、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンによる架橋反応が起こる以前に、燐酸とアルギン酸ナトリウムが反応すると凝集し、水に不溶な架橋構造を形成することを阻害する。そのため、最初に水に不溶なアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンによる架橋構造を形成した後に、燐酸を吸着剤成型体に浸漬し、アンモニアに特異吸着を示す、燐酸を吸着剤成型体に添着し、脱臭効果の増強を図ることとなる。
【００７８】
なお、溶融温度の違う２種類の熱可塑性樹脂を用い、マイクロカプセルの破壊を温度の高低で順番付けることで説明したが、マイクロカプセルの破壊を、圧力、超音波照射、マイクロ波照射、酸、アルカリ、有機溶剤を付与して破壊し、それらのマイクロカプセルの壁材を破壊する工程を順序付け実施しても良い。
【００７９】
また、第１、第２のマイクロカプセルの壁面を、異なる方法によって壁面が破壊される材料を組み合わせて用いても良い。例えば、第１のマイクロカプセルを超音波によって破壊される材料とし、第２のマイクロカプセルの壁面を酸によって破壊される材料とする。この場合には、スラリー６を型枠７に流し込んだ後、超音波にかけて、まず第１のマイクロカプセルを破壊する。その後、酸洗して第２のマイクロカプセルを破壊する方法によって吸着剤成型体が得られる。
【００８０】
また、マイクロカプセルの種類は２種類に限定するものでなく、３種類以上を組み合わせても良い。
【００８１】
また、カルシウムイオンの内包したマイクロカプセルの破壊後、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンによる架橋反応が起こるが、その際、ナトリウムイオンがアルギン酸ナトリウムから分離するが、このナトリウムイオンや他の塩素等不要物が吸着剤の細孔内に留まり、吸着阻害物として作用する場合は、吸着剤成型体を成型後、この吸着剤成型体を水洗しナトリウムイオンを除去し、その後、他のマイクロカプセルを破壊して、特異吸着を示す他の成分を添着することができる。
【００８２】
（実施の形態５）
図９に示すように、吸着剤２として活性炭粉末２ａとアルギン酸ナトリウム水溶液３と、マイクロカプセル５と、繊維状材料１５をニーダーで分散してスラリー６を作成し、スラリー６を型枠７に流し込み、その後、スラリー６の入った型枠７を加熱することで、マイクロカプセル５の壁８を破壊し、カルシウムイオンがスラリー６内に分散浸透される。
【００８３】
上記構成において、アルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンの架橋反応による架橋構造内に活性炭粉末２ａを包含する吸着剤成型体１が構成され、このアルギン酸ナトリウムとカルシウムイオンとの架橋構造が網目構造に繊維状材料が入り込んで絡み合い、この架橋構造を繊維状材料が補強し、吸着剤成型体１の強度を確保することとなる。
【００８４】
（実施の形態６）
吸着剤とアルギン酸ナトリウム水溶液と、マイクロカプセルとニーダーで分散してスラリーを作成し、スラリーを射出成型し、任意の形状に成型し、その後、射出成型体を加熱することで、任意形状の吸着剤成型体を得られる。
【００８５】
この手段により、マイクロカプセルの破壊後、初めて架橋構造を形成するため、それ以前はスラリー粘度を低く保つこととなり、射出成型によって、悪臭物質を含んだ流体を通過させる時の圧力損失を低く、吸着剤成型体の接触効率を高くすることが可能な例えば、ハニカムやスリット状に成型可能であり、意匠目的からも任意形状に吸着剤成型体を成型することができる。
【００８６】
なお、射出成型によって吸着剤成型体を成型することを説明したが、より低い圧力で吸着剤成型体を成型することができるため、真空鋳型成型、圧縮成型、押し出し成型を用いて吸着剤成型体を任意形状に成型しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
任意の形状の吸着剤成型体が成型できるので、圧力損失が少なく、脱臭効果の高い脱臭フィルターや、通風路が構成でき、送風装置を内装した空調機器の全般に使用が可能であり、また、水等の液体浄化分野において使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の吸着剤成型体の斜視図
【図２】同型枠に流し込んだスラリーの断面図
【図３】同マイクロカプセルの断面図
【図４】同スラリーの内部状態を示す図
【図５】本発明の第２の実施の形態のマイクロカプセルの断面図
【図６】本発明の第３の実施の形態のマイクロカプセルの断面図
【図７】同スラリーの内部状態を示す図
【図８】本発明の第４の実施の形態のスラリーの内部状態を示す図
【図９】本発明の第５の実施の形態のスラリーの内部状態を示す図
【図１０】従来の圧縮成型による吸着剤成型体断面図
【図１１】同押し出し成型によるハニカムの斜視図
【符号の説明】
【００８９】
１ 吸着剤成型体
２ 吸着剤
３ アルギン酸ナトリウム水溶液
４ 塩化カルシウム水溶液
５、１０ マイクロカプセル
６ スラリー
７ 型枠
８、９ 壁
１１ 尿素水溶液
１２ マイクロカプセル
１３ 第１のマイクロカプセル
１４ 第２のマイクロカプセル
１５ 繊維状材料
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成することができる吸着剤成型体。
【請求項２】
マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって成型体を構成することができる請求項１記載の吸着剤成型体。
【請求項３】
マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いることにより、加熱溶融したホットメルトが成型体の強度を上げることができる請求項２記載の吸着剤成型体。
【請求項４】
多価陽イオンを内包した第１のマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムと、各臭気ガスに特異吸着を示す添着剤を芯材として内包する第２のマイクロカプセルを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成することができる吸着剤成型体。
【請求項５】
第１、第２のマイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって成型体を構成することができる請求項４記載の吸着剤成型体。
【請求項６】
第１、第２のマイクロカプセルの壁面は、加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いることにより、加熱溶融したホットメルトが成型体の強度を上げることができる請求項５記載の吸着剤成型体。
【請求項７】
第２のマイクロカプセルは、芯材として燐酸を内包し、第２のマイクロカプセルの壁面と第１のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面が、第１のマイクロカプセルの壁面の後に破壊するようマイクロカプセルの壁面の材料を組み合わせた請求項４〜６いずれかに記載の吸着剤成型体。
【請求項８】
第１のマイクロカプセル、第２のマイクロカプセルともに加熱によって破壊される壁面で構成され、第１のマイクロカプセルの壁面と第２のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面の融点を高くすることによって、成型体を構成後に第２のマイクロカプセルを破壊することを特徴とする請求項７記載の吸着剤成型体。
【請求項９】
吸着剤成型体の補強材として、繊維状材料を用いて、強度を増強することができる請求項１〜８いずれかに記載の吸着剤成型体。
【請求項１０】
スラリーを射出成型によって任意形状に成型し成型体を構成することができる請求項１〜９いずれかに記載の吸着剤成型体。
【請求項１１】
請求項２、３または９いずれかに記載の吸着剤成型体は、スラリーを型枠に流し込んだ後、型枠を加熱することによって、スラリーの温度を上げてマイクロカプセルの壁面を破壊して成型を行う吸着剤成型体の製造方法。
【請求項１２】
請求項４〜８いずれかに記載の吸着剤成型体は、第１のマイクロカプセルを破壊してアルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を成型した後、水洗してナトリウムイオンを除去し、その後、第２のマイクロカプセルを破壊する吸着剤成型体の製造方法。
【請求項１３】
請求項７記載の吸着剤成型体は、第１のマイクロカプセルは、破壊方法αで破壊される材料で壁面を形成し、第２のマイクロカプセルは、破壊方法βで破壊される材料で壁面を形成し、これらを混合したスラリーを成型し、破壊方法αで第１のマイクロカプセルの壁面を破壊した後、破壊方法βで第２のマイクロカプセルの壁面を破壊する吸着剤成型体の製造方法。
【請求項１４】
混合スラリーに、抗菌剤、防カビ剤を混合してなる請求項１〜３いずれかに記載の吸着剤成型体。
【請求項１５】
第２のマイクロカプセルは、芯材として抗菌剤、防カビ剤を内包し、第２のマイクロカプセルの壁面と第１のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面が、第１のマイクロカプセルの壁面の後に破壊するようマイクロカプセルの壁面の材料を組み合わせた請求項４〜８いずれかに記載の吸着剤成型体。
【請求項１６】
吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後に多価陽イオン溶液に浸漬し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成することができる吸着剤成型体。
【請求項１】
多価陽イオンを内包したマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成することができる吸着剤成型体。
【請求項２】
マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって成型体を構成することができる請求項１記載の吸着剤成型体。
【請求項３】
マイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いることにより、加熱溶融したホットメルトが成型体の強度を上げることができる請求項２記載の吸着剤成型体。
【請求項４】
多価陽イオンを内包した第１のマイクロカプセルと、吸着剤と、アルギン酸ナトリウムと、各臭気ガスに特異吸着を示す添着剤を芯材として内包する第２のマイクロカプセルを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後にマイクロカプセルの壁面を破壊し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成することができる吸着剤成型体。
【請求項５】
第１、第２のマイクロカプセルの壁面を加熱によって破壊する材料によって成型体を構成することができる請求項４記載の吸着剤成型体。
【請求項６】
第１、第２のマイクロカプセルの壁面は、加熱によって破壊する材料として、ホットメルトを用いることにより、加熱溶融したホットメルトが成型体の強度を上げることができる請求項５記載の吸着剤成型体。
【請求項７】
第２のマイクロカプセルは、芯材として燐酸を内包し、第２のマイクロカプセルの壁面と第１のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面が、第１のマイクロカプセルの壁面の後に破壊するようマイクロカプセルの壁面の材料を組み合わせた請求項４〜６いずれかに記載の吸着剤成型体。
【請求項８】
第１のマイクロカプセル、第２のマイクロカプセルともに加熱によって破壊される壁面で構成され、第１のマイクロカプセルの壁面と第２のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面の融点を高くすることによって、成型体を構成後に第２のマイクロカプセルを破壊することを特徴とする請求項７記載の吸着剤成型体。
【請求項９】
吸着剤成型体の補強材として、繊維状材料を用いて、強度を増強することができる請求項１〜８いずれかに記載の吸着剤成型体。
【請求項１０】
スラリーを射出成型によって任意形状に成型し成型体を構成することができる請求項１〜９いずれかに記載の吸着剤成型体。
【請求項１１】
請求項２、３または９いずれかに記載の吸着剤成型体は、スラリーを型枠に流し込んだ後、型枠を加熱することによって、スラリーの温度を上げてマイクロカプセルの壁面を破壊して成型を行う吸着剤成型体の製造方法。
【請求項１２】
請求項４〜８いずれかに記載の吸着剤成型体は、第１のマイクロカプセルを破壊してアルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を成型した後、水洗してナトリウムイオンを除去し、その後、第２のマイクロカプセルを破壊する吸着剤成型体の製造方法。
【請求項１３】
請求項７記載の吸着剤成型体は、第１のマイクロカプセルは、破壊方法αで破壊される材料で壁面を形成し、第２のマイクロカプセルは、破壊方法βで破壊される材料で壁面を形成し、これらを混合したスラリーを成型し、破壊方法αで第１のマイクロカプセルの壁面を破壊した後、破壊方法βで第２のマイクロカプセルの壁面を破壊する吸着剤成型体の製造方法。
【請求項１４】
混合スラリーに、抗菌剤、防カビ剤を混合してなる請求項１〜３いずれかに記載の吸着剤成型体。
【請求項１５】
第２のマイクロカプセルは、芯材として抗菌剤、防カビ剤を内包し、第２のマイクロカプセルの壁面と第１のマイクロカプセルの壁面を比較して、第２のマイクロカプセルの壁面が、第１のマイクロカプセルの壁面の後に破壊するようマイクロカプセルの壁面の材料を組み合わせた請求項４〜８いずれかに記載の吸着剤成型体。
【請求項１６】
吸着剤と、アルギン酸ナトリウムを混合したスラリーを成型し、成型時もしくは、成型後に多価陽イオン溶液に浸漬し、アルギン酸ナトリウムと多価陽イオンによる架橋反応で成型体を構成することができる吸着剤成型体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２１２４６４（Ｐ２００８−２１２４６４Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５５６０３（Ｐ２００７−５５６０３）
【出願日】平成１９年３月６日（２００７．３．６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月６日（２００７．３．６）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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