JP2000316961A - 脱臭装置 - Google Patents

脱臭装置

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JP2000316961A
JP2000316961A JP11134160A JP13416099A JP2000316961A JP 2000316961 A JP2000316961 A JP 2000316961A JP 11134160 A JP11134160 A JP 11134160A JP 13416099 A JP13416099 A JP 13416099A JP 2000316961 A JP2000316961 A JP 2000316961A
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deodorizing
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deodorizing layer
photocatalytic
photocatalyst
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JP11134160A
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English (en)
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Chihiro Kobayashi
小林千尋
Katsushi Akamatsu
赤松克志
Tomonori Tokumoto
徳本智憲
Tomoaki Watase
綿瀬智晃
Shoichiro Himuro
氷室正一郎
Hiroki Tanaka
田中裕希
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】長期間にわたって脱臭能力を維持するために
は、脱臭剤に悪臭成分が蓄積して脱臭能力が劣化するこ
とを防ぎ、光触媒等の触媒反応により酸化分解する方法
が有効である。しかし、この反応の第一段階が空気中に
存在する悪臭成分を固体触媒表面に物理吸着させること
にあるため、難吸着性の悪臭成分を触媒反応により脱臭
することは困難であり、生活環境において想定される全
ての代表的悪臭成分に対し除去性能を有し、かつその性
能を持続することができなかった。 【解決手段】送風機と、紫外線を発生する光源と、吸着
剤と酸化チタンを混合してなる光触媒脱臭層とを有する
脱臭装置において、光触媒脱臭層に用いる吸着剤はアセ
トアルデヒドをはじめとする難吸着性の悪臭成分を物理
的に吸着する能力を有する物質とし、前記光触媒脱臭層
において吸着・脱臭困難な成分を主に吸着・脱臭可能な
第2の脱臭層を別体に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【従来の技術】酸化チタンをはじめとする光触媒は、そ
の強力な酸化分解作用を利用して脱臭剤の構成材料とし
て用いられている。光触媒反応は固体表面反応であり、
触媒表面近傍において進行する。従って光触媒反応によ
り悪臭成分を分解するためには、悪臭成分を触媒表面に
吸着させた状態とする必要があるが、酸化チタン自体は
比表面積が300m2/g程度であってさほど大きくな
いため、吸着能力が不十分である。そこで、特開平1−
189322に開示される脱臭装置のように、吸着剤と
光触媒を併用し、吸着剤表面に光触媒を付加した、ある
いは吸着剤に光触媒を練りこんだ部材として用いること
が提案されている。上記構成において、空気中の悪臭成
分を吸着剤表面に物理吸着作用により捕捉し、光触媒の
活性部まで表面拡散させ、光触媒の酸化作用により分解
するという一連の反応を生じさせる。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】生活空間で発生する悪
臭成分は多種多様であるが、アンモニア、トリメチルア
ミン、インドール、スカトール等の窒素化合物、硫化水
素やメチルメルカプタン等のイオウ化合物、アルデヒド
類や脂肪酸類等の有機化合物に大別される。
【0003】これら悪臭成分には、固体表面への吸着が
困難な物質も含まれる。たとえば、アルデヒド類の一種
であるアセトアルデヒドは、蒸気圧が高く極性が小さい
ため難吸着性である。一方、アセトアルデヒドは煙草
臭、体臭に含まれ、悪臭が問題となる生活空間において
比較的多くの場合検出される、代表的悪臭成分のひとつ
であるため、脱臭装置としてはこの成分に対する脱臭性
能を有し、かつその能力を持続できることが望ましい。
【0004】脱臭性能の持続には、空気中から除去した
悪臭成分を脱臭剤に蓄積させず、触媒作用等により分解
し無臭物質として放出させる、触媒脱臭反応が有効であ
る。しかし、難吸着性の悪臭成分は、触媒脱臭反応の第
一段階である物理吸着が生じにくい。最も広範囲の悪臭
成分に対し物理吸着作用を示す材料は活性炭であるが、
通常の活性炭は、特にアセトアルデヒドに対しては十分
な吸着作用を示さない。
【0005】アセトアルデヒド吸着に好適な材料として
は、活性炭にアニリン等の薬剤を含浸してなる添着活性
炭が従来から知られている。しかし添着活性炭による吸
着は、吸着剤からの吸着物の脱離ができない、不可逆吸
着である。このため、たとえば特開平1−189322
に開示される脱臭装置における吸着剤として添着活性炭
を用い、これに光触媒を付加あるいは練り混んだ場合、
吸着した後の表面拡散を生じさせられないため、捕捉さ
れた悪臭成分は光触媒の活性部まで到達できない。従っ
て光触媒本来の分解能力を発揮させることができず、長
期間にわたり脱臭性能を維持することが不可能である。
【0006】そこで本発明は、光触媒と併用して用いる
吸着剤及び脱臭装置全体の構成を検討することにより、
難吸着性であるアセトアルデヒドを含む、生活空間にお
いて想定される全ての悪臭成分に対し、有効な脱臭効果
を得ることが出来、かつ再生可能で長期間の使用に耐え
る脱臭装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項1記載の発明は、送風機と、紫外線を
発生する光源と、吸着剤と酸化チタンからなる光触媒脱
臭層とを有する脱臭装置において、光触媒脱臭層に用い
る吸着剤は脱臭される悪臭成分のうち、主にアセトアル
デヒドガスからなる悪臭成分を物理的に吸着する能力を
有する材料とし、かつ、前記光触媒脱臭層において吸着
・脱臭困難な悪臭成分を主に吸着・脱臭する第2の脱臭
層を別体に設けたことを特徴とする。
【0008】本発明においては、アセトアルデヒドをは
じめとする難吸着性のガスからなる悪臭成分の吸着を主
たる目的として、光触媒と組み合わせる吸着剤を選定
し、その上で上記吸着剤では逆に吸着しにくくなる成分
については、別途第2の脱臭層を設けることにより、脱
臭装置全体として、アセトアルデヒドを含む全ての悪臭
成分に対し脱臭効果を有するよう構成するものである。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の脱
臭装置において、前記光触媒脱臭層に用いる吸着剤がハ
イシリカゼオライトであることを特徴とする。
【0010】本発明においては、ハイシリカゼオライト
がアセトアルデヒドを物理的に吸着する、すなわち吸着
及び脱離の可逆反応が可能であることを利用して、これ
を酸化チタンと混合して光触媒脱臭層を形成することに
より、気相中に存在するアセトアルデヒドを光触媒の近
傍にいったん捕捉し、光触媒反応活性点に拡散させ、酸
化分解する一連の反応を生じせしめる。
【0011】請求項3記載の発明は、請求項1から2に
記載の脱臭装置において、前記光触媒と別体に設ける第
2の脱臭層がイオウ系臭気脱臭層であることを特徴とす
る。
【0012】本発明は、ハイシリカゼオライトと酸化チ
タンからなる光触媒脱臭剤が、アセトアルデヒド及びそ
の他の有機化合物、及び窒素化合物の吸着ならびに分解
に好適であるが、硫化水素やメチルメルカプタンといっ
たイオウ系臭気の吸着には不適であって、上記構成の光
触媒脱臭層では脱臭しにくいという問題を解決するため
に、別途設ける第2の脱臭層をイオウ系臭気に好適な脱
臭触媒で構成することにより対応するものである。
【0013】請求項4記載の発明は、請求項3記載の脱
臭装置において、前記光触媒と別体に設ける第2の脱臭
層が酸化マンガンを含有する常温酸化触媒からなること
を特徴とする。
【0014】ハイシリカゼオライトに吸着しにくいため
前記構成の光触媒層では脱臭し難かったイオウ系臭気
を、酸化マンガンを含有する常温酸化触媒の作用によ
り、揮発しにくい成分に変質させて化学吸着して気相中
より除去する。一般生活空間において悪臭として問題と
なるイオウ系成分の濃度は微小であるのに対し、酸化マ
ンガンを含有する常温酸化触媒の化学反応を伴う吸着容
量はきわめて大きいため、常温酸化触媒からなる第2の
脱臭層の経時的劣化は殆ど見られない。
【0015】請求項5記載の発明は、請求項1から4記
載の脱臭装置において、前記光触媒と別体に設ける第2
の脱臭層が、光触媒脱臭層に対し通風方向下流側に設置
されることを特徴とする。
【0016】本発明においては、想定される悪臭成分の
うち、特にアンモニア等の、比較的高濃度含有される可
能性の高い成分を、上流側に設置する光触媒により除去
・分解する構成とすることにより、下流側のイオウ系臭
気脱臭層への負荷を軽減する。常温酸化触媒は、比較的
低濃度のイオウ系成分に対しては、化学反応を伴う吸着
作用により除去する効果が持続するが、高濃度の負荷に
対しては経時劣化のおそれがあり、生活空間においても
たとえばアンモニアはppmオーダーに近い濃度で存在
する場合があるためである。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の態様を添
付図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の第1実施
形態の脱臭機の概略構成図である。
【0018】図1において、送風ファン13は脱臭対象
空間から汚染空気を吸引し、脱臭層通過により浄化した
空気を室内に供給するためのものである。流路内に配設
した紫外線灯11に隣接して、紫外線の照射により励起
して強力な酸化力を発揮する材料(例えば酸化チタン)
と、吸着材料としてハイシリカゼオライトを混合し、ハ
ニカム等の形状に成形した光触媒層12を配設する。光
触媒層12の下流側に、イオウ系臭気の吸着及び分解能
力に優れた酸化マンガンを含有する常温酸化触媒からな
る第2の脱臭層を配設する。プレフィルター14は吸引
した汚染空気中の埃などを除去するために配設されてい
る。
【0019】汚染空気中に含有される悪臭成分のうち、
アセトアルデヒドをはじめとする有機化合物及びアンモ
ニアをはじめとする窒素化合物は、第1の脱臭層である
光触媒層12に吸着し、酸化分解される。イオウ系悪臭
成分は、光触媒層12に吸着せず通過し、第2の脱臭層
にて吸着及び分解される。以上2種類の脱臭層の作用に
より、生活空間において想定される全ての悪臭成分に対
して除去効果を得ることができる。
【0020】図2は、1m3の密閉容器中に図1の構成
からなる脱臭機を設置し、各種悪臭成分を所定濃度にな
るよう注入した上で、脱臭機を運転し、濃度の時間変化
を評価した結果である。イオウ系として硫化水素及びメ
チルメルカプタン、窒素系としてアンモニア及びトリメ
チルアミン、有機系としてアセトアルデヒド及び酢酸
の、計6種の代表的な悪臭成分について評価した。いず
れについても、短時間で減衰し、優れた脱臭効果がある
ことが示された。
【0021】
【発明の効果】送風機と、紫外線を発生する光源と、吸
着剤と酸化チタンを混合してなる光触媒脱臭層とを有す
る脱臭装置において、光触媒脱臭層に用いる吸着剤はア
セトアルデヒドを物理的に吸着する能力を有する物質と
し、前記光触媒脱臭層において吸着・脱臭困難な成分を
主に吸着・脱臭可能な第2の脱臭層を別体に設けたこと
により、アセトアルデヒドを含む生活空間において想定
される全ての悪臭成分に対し、有効な脱臭効果を得るこ
とが出来、かつ再生可能で長期間の使用に耐える脱臭装
置を構成することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の脱臭機の概略構成図
【図2】脱臭性能評価結果
【符号の説明】
11:紫外線灯 12:光触媒層 13:送風ファン 14:プレフィルター 15:イオウ系臭気脱臭層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01D 53/36 H (72)発明者 綿瀬智晃 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 氷室正一郎 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 田中裕希 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 Fターム(参考) 4C080 AA05 AA07 AA10 BB02 CC02 CC03 CC04 CC05 CC08 HH05 JJ03 KK08 LL10 MM02 MM04 MM06 QQ11 QQ17 4D048 AA08 AA19 AA22 AB01 AB03 BA07X BA11X BA13X BA28X BA41X BB02 CC32 CC38 CC40 CC46 CD05 CD08 EA01 EA04 4G069 AA02 BA04A BA04B BA07A BA07B BA48A BB04A BB04B BC62A BC62B CA07 CA10 CA17 EA19 EE09

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】送風機と、紫外線を発生する光源と、吸着
    剤と酸化チタンからなる光触媒脱臭層とを有する脱臭装
    置において、光触媒脱臭層に用いる吸着剤は脱臭される
    悪臭成分のうち、主にアセトアルデヒドガスからなる悪
    臭成分を物理的に吸着する能力を有する材料とし、か
    つ、前記光触媒脱臭層において吸着・脱臭困難な悪臭成
    分を主に吸着・脱臭する第2の脱臭層を別体に設けたこ
    とを特徴とする脱臭装置。
  2. 【請求項2】前記光触媒脱臭層に用いる吸着剤がハイシ
    リカゼオライトであることを特徴とする請求項1記載の
    脱臭装置。
  3. 【請求項3】前記光触媒と別体に設ける第2の脱臭層が
    イオウ系臭気脱臭層であることを特徴とする請求項1か
    ら2記載の脱臭装置。
  4. 【請求項4】前記光触媒と別体に設ける第2の脱臭層が
    酸化マンガンを含有する常温酸化触媒からなることを特
    徴とする請求項3記載の脱臭装置。
  5. 【請求項5】前記光触媒と別体に設ける第2の脱臭層
    が、光触媒脱臭層に対し通風方向下流側に設置されるこ
    とを特徴とする請求項1から4記載の脱臭装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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