JP2001009242A - 脱臭抗菌機能を有する機能性素子 - Google Patents

脱臭抗菌機能を有する機能性素子

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JP2001009242A
JP2001009242A JP11182882A JP18288299A JP2001009242A JP 2001009242 A JP2001009242 A JP 2001009242A JP 11182882 A JP11182882 A JP 11182882A JP 18288299 A JP18288299 A JP 18288299A JP 2001009242 A JP2001009242 A JP 2001009242A
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Japan
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carrier
honeycomb structure
air
thin film
metal oxide
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JP11182882A
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English (en)
Inventor
Katsuya Wakita
克也 脇田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Refrigeration Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚染物質に対する接触面積を増やす事で、空
気中から有害物質の除去を効率良く行い、長期に渡って
脱臭及び抗菌機能を良好に保持する機能性素子を提供す
る。 【解決手段】 酸化チタンを含む金属酸化物組成物から
なる薄膜が担持されたハニカム構造を有する担体1,光
源2及び前記ハニカム構造体1後方に配置された空気の
流れ方向に対して垂直方向に対称な構造を有する構造体
3及びそれら構成要素を収納するケーシング4から構成
される機能性素子であり、汚染空気5に接触する表面積
を増やすことで汚染物質の吸着量を増やし、光触媒効果
と組み合わせることで効率良く有害物質の除去を行うこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気中に含まれる
有害物質の除去及び空気中に浮遊している細菌,ウイル
スの除去に用いられる空気清浄機能を有した機能性素子
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、悪臭成分の脱臭処理には活性
炭が広く使われている。しかし、活性炭単独ではアンモ
ニア等の窒素含有化合物や硫化水素等の硫黄含有化合物
に対する吸着容量が小さく、ハロゲン化合物や金属イオ
ン,酸,アルカリ等を担持させた吸着剤が提案されてい
る。
【0003】また、酸化チタン等の光触媒は紫外線など
の光線照射によって酸化チタン表面が活性化され、空気
中の酸素や水分子、あるいは表面の付着水から酸化・還
元反応特性に富む活性種を生成することで酸化チタン表
面に吸着した有害物質を完全分解することから、近年優
れた脱臭触媒として各種空気清浄機器,空気調和機器へ
の展開が提案されている。
【0004】例えば、特開平8−121827号公報に
は、空気浄化装置にポリエステル樹脂,グラスファイバ
ーを素材とした不織布に担持した光触媒を用いることが
提案されている。
【0005】また、光触媒による酸化分解は酸化チタン
表面に付着した有害物質であるならば、物質を特定する
ことなく分解するために、付着した細菌・ウイルス等の
各種菌類の除去も可能であるとして報告されている(防
菌防黴,Vol.26,No.11,661−620,
1998)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ハロゲン化合物、金属イオン、酸あるいはアルカリ等を
担持させた吸着剤においては脱臭の機構が化学的な中和
反応や金属錯体化反応であったり、キレート化合物への
取込み等、脱臭能力が担持量に依存し、経時的な能力低
下が発生するといった課題が存在した。
【0007】さらには、酸化チタン等の光触媒は紫外線
などの光線照射によって表面に吸着した臭気成分を酸化
分解するために、反応表面を十分に有し、光線照射を行
っている限り平衡吸着濃度というものは存在しないが、
光線照射が行われない場合には脱臭に対する効果を期待
することができないといった課題が存在した。
【0008】また、不織布に担持することにより表面積
を大きくすることができるが、臭気物質の分解・除去効
率を高くするために不織布のかさ密度を大きくすること
で、風路抵抗が増し圧力損失が増えたり、光線による照
射が不十分な部分も増加するといった課題が存在した。
【0009】本発明は、これら従来の課題を解決するも
ので、空気中に含まれる臭気物質や空中浮遊菌といった
有害物質に対する接触面積を増やす事で、空気中から有
害物質の除去を効率良く行い、光触媒による分解反応と
組み合わせることにより、長期にわたって脱臭及び抗菌
効果を良好に保持する機能性素子を提供することを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は以下のような構成とする。
【0011】本発明の請求項1に係わる脱臭抗菌機能を
有する機能性素子は、酸化チタンを含む金属酸化物組成
物からなる薄膜が形成されたハニカム構造を有する担体
と、前記ハニカム構造を有する担体に光を照射する光源
と、前記ハニカム構造を有する担体を通過する空気の流
れに対して担体後方に設けられた空気の流れ方向に対し
て垂直方向に対称な構造体より構成されることを特徴と
したものである。
【0012】これにより、酸化チタンを含む金属酸化物
組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造を有する
担体において、接触及び表面に吸着され得なかった臭気
物質あるいは空中浮遊菌といった有害物質が、担体後方
に設けられた空気の流れ方向に対して垂直方向に対称な
構造を有する構造体に衝突し、表面に一時的あるいは継
続的に付着することで、空気中からの除去あるいは近傍
に設けられた光源からの照射により付着した空中浮遊菌
が死滅することが可能となる。
【0013】また、本発明の請求項2に係わる脱臭抗菌
機能を有する機能性素子は、酸化チタンを含む金属酸化
物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造を有す
る担体と、前記ハニカム構造を有する担体に光を照射す
る光源と、前記ハニカム構造を有する担体を通過する空
気の流れに対して担体後方に設けられた空気の流れ方向
に対して垂直方向に対称な構造を有する、表面が鏡面処
理された構造体より構成されることを特徴としたもので
ある。
【0014】これにより、酸化チタンを含む金属酸化物
組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造を有する
担体において、接触及び表面に吸着され得なかった臭気
物質あるいは空中浮遊菌といった有害物質が、担体後方
に設けられた空気の流れ方向に対して垂直方向に対称な
構造を有する構造体に衝突し、表面に一時的あるいは継
続的に付着することとなり空気中からの除去あるいは近
傍に設けられた光源からの照射により付着した空中浮遊
菌が死滅することが可能となることに加え、光源から照
射される光線を反射散乱させ、酸化チタンを含む金属酸
化物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造を有
する担体に、より多くの照射が行われることとなり、光
触媒による有害物質に対する分解効率を高くすることが
可能となる。
【0015】また、本発明の請求項3に係わる脱臭抗菌
機能を有する機能性素子は、酸化チタンを含む金属酸化
物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造を有す
る担体と、前記ハニカム構造を有する担体に光を照射す
る光源と、前記ハニカム構造を有する担体を通過する空
気の流れに対して担体後方に設けられた空気の流れ方向
に対して垂直方向に対称な構造を有する、表面に酸化チ
タンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成された
構造体より構成されることを特徴としたものである。
【0016】これにより、空気中の有害物質と酸化チタ
ンを含む金属酸化物組成物との接触面積及び接触頻度を
増加させ、光源からの光照射によって引き起こされる光
触媒効果に基づく有機物の分解反応を促進し、脱臭及び
除菌効果を高めることが可能となる。
【0017】また、本発明の請求項4に係わる脱臭抗菌
機能を有する機能素子は、酸化チタンを含む金属酸化物
組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造を有する
担体と、前記ハニカム構造を有する担体に光を照射する
光源と、前記ハニカム構造を有する担体を通過する空気
の流れに対して担体後方に設けられた空気の流れ方向に
対して垂直方向に対称な構造を有する、表面に吸着剤層
が形成された構造体より構成されることを特徴としたも
のである。
【0018】これにより、空気中に存在する有害物質に
対する接触頻度及び捕捉確率を向上させ脱臭効果を向上
させることが可能となる。
【0019】また、本発明の請求項5に係わる脱臭抗菌
機能を有する機能素子は、蛇行した形状の孔を多数備
え、表面に酸化チタンを含む金属酸化物組成物から成る
薄膜を有する単一または複数の通気性を有する構造体
と、通気する空気の流れ方向から観て前記構造体の下流
側または間に配置された光源からなることを特徴とした
ものである。
【0020】これにより、表面に酸化チタンを含む金属
酸化物組成物からなる薄膜を有する構造体中を有害物質
を含んだ空気が通過する際に、流路が蛇行していること
で通過するまでの時間が長くなり、その結果として、接
触面積及び接触頻度を増大させて捕捉確率が増え、脱臭
能力及び除菌能力を向上させることが可能となる。
【0021】また、本発明の請求項6に係わる脱臭抗菌
機能を有する機能素子は、通過する空気の流れ方向から
観て上流側に吸着剤が担持され、下流側に酸化チタンを
含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成されたハニカ
ム構造を有する担体と、前記ハニカム構造を有する担体
に光を照射する光源と、前記ハニカム構造を有する担体
を通過する空気の流れに対して担体後方に設けられた空
気の流れ方向に対して垂直方向に対称な構造体より構成
されることを特徴とした請求項1から請求項5のいずれ
か一項に記載の脱臭抗菌機能を有する機能素子である。
【0022】これにより、有害物質を含んだ空気がハニ
カム構造体を通過する際に、通過する空気の流れ方向か
ら観て上流側に担持された吸着剤が有害物質を吸着し、
空気中の含有濃度を低減させるため、ハニカム構造体の
下流側に形成された酸化チタンを含む金属酸化物組成物
への負荷量が減り、前記金属酸化物組成物による脱臭抗
菌機能を効率良く発揮させることが可能となる。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、酸化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が
形成されたハニカム構造を有する担体と、前記ハニカム
構造を有する担体に光を照射する光源と、前記ハニカム
構造を有する担体を通過する空気の流れに対して担体後
方に設けられた空気の流れ方向に対して垂直方向に対称
な構造体より構成される脱臭抗菌機能を有した機能性素
子であり、酸化チタンを含む金属酸化物組成物からなる
薄膜が形成されたハニカム構造を有する担体表面に付着
した有害物質が、光照射による光触媒効果の発現により
酸化分解されるだけではなく、後方に設けられた空気の
流れ方向に対して垂直方向に対称な構造体に衝突するこ
とで、空気中からの除去、あるいはまた、空中浮遊菌の
場合には前記構造体に付着したものが光源からの光照射
によって死滅させられるといった効果が新たに発現さ
れ、除去除菌率を向上させる作用を有している。
【0024】本発明の請求項2に記載の発明は、酸化チ
タンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成された
ハニカム構造を有する担体と、前記ハニカム構造を有す
る担体に光を照射する光源と、前記ハニカム構造を有す
る担体を通過する空気の流れに対して担体後方に設けら
れた空気の流れ方向に対して垂直方向に対称な構造を有
する、表面が鏡面処理された構造体より構成される脱臭
抗菌機能を有した機能性素子であり、酸化チタンを含む
金属酸化物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構
造を有する担体表面に付着した有害物質が、光照射によ
る光触媒効果の発現により酸化分解されるだけではな
く、後方に設けられた空気の流れ方向に対して垂直方向
に対称な構造を有する表面が鏡面処理された構造体に、
前記ハニカム構造体に接触及び表面に吸着され得なかっ
た臭気物質あるいは空中浮遊菌といった有害物質が衝突
し、付着することによって臭気物質の除去がおこなわ
れ、空中浮遊菌の場合には光源からの光照射によって死
滅させる作用を有している。
【0025】さらには鏡面構造となっていることで光源
からの光を反射し、前記ハニカム構造体により多くの光
が照射されることによって酸化チタンを含む金属酸化物
組成物における酸化分解反応を促進させ、臭気物質及び
空中浮遊菌の除去除菌率を向上させる作用を有してい
る。
【0026】本発明の請求項3に記載の発明は、酸化チ
タンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成された
ハニカム構造を有する担体と、前記ハニカム構造を有す
る担体に光を照射する光源と、前記ハニカム構造を有す
る担体を通過する空気の流れに対して担体後方に設けら
れた空気の流れ方向に対して垂直方向に対称な構造を有
する、表面に酸化チタンを含む金属酸化物組成物からな
る薄膜が形成された構造体より構成される脱臭抗菌機能
を有した機能性素子であり、酸化チタンを含む金属酸化
物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造を有す
る担体表面に付着した有害物質が、光照射による光触媒
効果の発現により酸化分解されるだけではなく、前記ハ
ニカム構造体に吸着されずに通過してきた有害物質が前
記ハニカム構造体の後方に設けられた空気の流れ方向に
対して垂直方向に対称な構造を有する、表面に酸化チタ
ンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成された構
造体に衝突し、付着することによって光源からの光照射
により酸化分解され、臭気物質及び空中浮遊菌の除去除
菌率を向上させる作用を有している。
【0027】本発明の請求項4に記載の発明は、酸化チ
タンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成された
ハニカム構造を有する担体と、前記ハニカム構造を有す
る担体に光を照射する光源と、前記ハニカム構造を有す
る担体を通過する空気の流れに対して担体後方に設けら
れた空気の流れ方向に対して垂直方向に対称な構造を有
する、表面に吸着剤層が形成された構造体より構成され
る脱臭抗菌機能を有した機能性素子であり、前記ハニカ
ム構造体を通過してきた臭気物質あるいは空中浮遊菌等
の有害物質を、吸着体層によってファンデルワールス力
以外のイオン結合や細孔における物理的な取込みといっ
た強い吸着力によって捕捉しているため、長期間あるい
は空気の流れが激しい場合にも強く捕捉し続けることが
でき、臭気物質の除去率を向上させ、また光照射による
除菌過程において除菌率を向上させる作用を有してい
る。
【0028】本発明の請求項5に記載の発明は、蛇行し
た形状の孔を多数備え、表面に酸化チタンを含む金属酸
化物組成物から成る薄膜を有する単一または複数の通気
性を有する構造体と、通気する空気の流れ方向から観て
前記構造体の下流側または間に配置された光源からなる
脱臭抗菌機能を有した機能性素子であり、蛇行した形状
の孔とすることで酸化チタンを含む金属酸化物組成物か
らなる薄膜が形成された通気性を有する構造体中の流路
を前記構造体の厚み幅以上に長くすることができ、接触
時間が長くなることで前記薄膜に吸着する臭気物質や空
中浮遊菌の割合を増やし、脱臭抗菌機能を向上させる作
用を有している。
【0029】本発明の請求項6に記載の発明は請求項1
から請求項5のいずれか一項に記載の発明において、通
過する空気の流れ方向から観て上流側に吸着剤が担持さ
れ、下流側に酸化チタンを含む金属酸化物組成物からな
る薄膜が形成されたハニカム構造を有する担体と、前記
ハニカム構造を有する担体に光を照射する光源と、前記
ハニカム構造を有する担体を通過する空気の流れに対し
て担体後方に設けられた空気の流れ方向に対して垂直方
向に対称な構造体より構成される脱臭抗菌機能を有した
機能性素子であり、通過する空気の流れ方向から観て上
流側に吸着剤が担持され、下流側に酸化チタンを含む金
属酸化物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造
を有する担体としたことにより、臭気物質を前記吸着剤
によって吸着し低濃度とした後、吸着されることなく通
過した臭気物質及び吸着剤から再脱離した臭気物質を、
下流側の酸化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄
膜上で捕捉し、光源からの光照射によって酸化分解を行
なう活性点に接触する臭気物質や空中浮遊菌の濃度に依
存した条件下において、常に酸化分解が行われる環境と
することで脱臭抗菌機能を向上させる作用を有する。
【0030】さらには前記ハニカム構造を有する担体後
方に空気の流れ方向に対して垂直方向に対称な構造体を
設けることにより、さらに衝突確率を高め、臭気物質や
空中浮遊菌を空気中より除去する機能を向上させる作用
を有している。
【0031】ここで、本発明において用いる酸化チタン
を含む金属酸化物組成物からなる薄膜を照射する光源と
しては吸着物質の酸化分解効率を高めるために波長が4
00nm以下のものが好ましい。
【0032】さらに、本発明において用いる吸着剤とし
ては活性アルミナ,ゼオライト,シリカの中から選ばれ
る少なくとも1種類のものであることが好ましい。
【0033】以下本発明で適用される脱臭抗菌機能を有
する機能性素子について、図面を参照しながら具体的に
説明する。
【0034】(実施の形態1)図1は本発明の請求項1
に示される脱臭抗菌機能を有する機能性素子に関する実
施例の一例である。図中1は表面に酸化チタンを含む金
属酸化物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造
を有する担体(以下ハニカム構造体)である。ハニカム
構造体の材質は無機材料,金属材料あるいは有機材料で
あっても構わないが、酸化チタンを含む金属酸化物組成
物からなる薄膜を表面に形成する観点より、凹凸構造に
富み、耐熱性にも優れた多孔質構造を有するセラミック
ス材量が好ましい。
【0035】また、前記金属酸化物組成物からなる薄膜
の形成方法は特に限定するものでは無いが、酸化チタン
等の金属酸化物微粒子を溶媒に分散させた後に溶媒のみ
を蒸発させる方法や、酸化チタン等の金属酸化物微粒子
を結着材と共に溶媒中に分散させ、溶媒を蒸発させると
同時に結着材の効果によって構造体上に固定化する方
法、ゾルゲル法により構造体上で各種金属アルコキシド
から金属酸化物を作製する方法が挙げられる。さらに本
発明における薄膜の厚みとしては特に限定されるもので
は無いが、0.5μmから5μm程度が好ましい。
【0036】ここで本発明の金属酸化物とは酸化チタ
ン,酸化スズ,酸化亜鉛,酸化タングステン,酸化ジル
コニア,チタン酸ストロンチウム等であり複数種の金属
酸化物より構成されていても構わないが、少なくとも酸
化チタンを含むことが好ましい。
【0037】図中2は前記ハニカム構造体1を照射する
ための光源であり、蛍光灯あるいはある波長域に出力ピ
ークを有する光源である。この光源2としては、酸化チ
タン等の金属酸化物における、光照射による触媒効果を
発現させるために波長400nm以下に出力ピークを有
する紫外ランプが好ましい。
【0038】図中3は空気の流れより観て前記ハニカム
構造体1の後方に設けられ、ハニカム構造体1の中心部
より空気の流れ方向に対して垂直方向に対称な構造を有
する構造体であり、形状としては、円錐状,四角錐状で
も問題は無い。また材質は無機材料、金属材料あるいは
有機材料であっても問題は無く、特に限定されるもので
は無い。さらに構造体3は空気の流れ方向に対して一定
の傾斜を持つ事が好ましく、風路抵抗の観点より傾斜の
程度は風量に依存するものではあるが90゜より小さな
角度でなければならない。また、図中4はこれらの構成
要素を収納するケーシングである。
【0039】以上の様に構成された脱臭抗菌機能を有す
る機能性素子について、以下その動作を説明する。臭気
物質及び空中浮遊菌を含む汚染空気5は酸化チタンを含
む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム
構造体1を通過する際に、前記薄膜と接触し、一部が吸
着され空気中より除去される。
【0040】さらにハニカム構造体1後方に設けられた
ハニカム構造体1の中心部より空気の流れ方向に対して
垂直方向に対称な構造を有する構造体3に衝突し付着す
ることによりハニカム構造体1を通過してきた空気中よ
りさらに臭気物質及び空中浮遊菌が除去され、体感的に
は「悪臭」と感じられず、空中浮遊菌が除去された清浄
な空気6として室内空間に送風することを実現すること
ができる。
【0041】ここでさらに、光源2を点灯しハニカム構
造体1及び構造体3を照射することによりハニカム構造
体1上に吸着された臭気物質及び空中浮遊菌は、酸化チ
タンを含む金属酸化物組成物の光触媒効果による酸化分
解反応と光照射による熱及び殺菌効果によって分解ある
いは死滅させ、構造体3上に付着した空中浮遊菌も、光
照射による熱及び殺菌作用によって死滅させることで効
果的な臭気物質の除去と空中浮遊菌に対する抗菌効果を
実現することができる。
【0042】(実施の形態2)図2は本発明における別
の形態での脱臭抗菌機能を有する機能性素子を示したも
のである。図中7は鏡面処理された構造体であり、表面
に酸化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形
成されたハニカム構造体1,光源2及びそれら構成要素
を収納するケーシング4から構成されている。
【0043】臭気物質及び空中浮遊菌を含む空気5は酸
化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成さ
れたハニカム構造体1を通過する際に、前記薄膜と接触
し、一部が吸着され空気中より除去される。さらにハニ
カム構造体1後方に設けられたハニカム構造体1の中心
部より空気の流れ方向に対して垂直方向に対称な構造を
有する表面が鏡面処理された構造体7に衝突し付着する
ことによりハニカム構造体1を通過してきた空気中より
さらに臭気物質及び空中浮遊菌が除去され、体感的には
「悪臭」と感じらず、空中浮遊菌が除去された清浄な空
気6として室内空間に送風することを実現することがで
きる。
【0044】ここでさらに、光源2を点灯しハニカム構
造体1及び構造体7を照射することによりハニカム構造
体1上に吸着された臭気物質及び空中浮遊菌は、酸化チ
タンを含む金属酸化物組成物の光触媒効果による酸化分
解反応と光照射による熱及び殺菌効果によって分解ある
いは死滅させ、構造体7に付着した空中浮遊菌も、光照
射による熱及び殺菌作用によって死滅させることで効果
的な臭気物質の除去と空中浮遊菌に対する抗菌効果を実
現することができる。
【0045】また、構造体7が鏡面処理されていること
により表面の凹凸が少なく、付着した物質に対して均一
に光源からの光が到達し、効果的な光照射による熱及び
殺菌作用を実現することができ、さらに鏡面により反射
された光がハニカム構造体1に再照射されることによ
り、ハニカム構造体1上に形成された酸化チタンを含む
金属酸化物組成物の光触媒効果が促進され、効果的な臭
気物質の除去と空中浮遊菌に対する抗菌効果を実現する
ことができる。
【0046】(実施の形態3)図3は本発明における別
の形態での脱臭抗菌機能を有する機能性素子を示したも
のである。図中8は表面に酸化チタンを含む金属酸化物
組成物からなる薄膜が形成された構造体であり、酸化チ
タンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成された
ハニカム構造体1,光源2及びそれら構成要素を収納す
るケーシング4から構成されている。
【0047】臭気物質及び空中浮遊菌を含む空気5は酸
化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成さ
れたハニカム構造体1を通過する際に、前記薄膜と接触
し、一部が吸着され空気中より除去される。
【0048】さらにハニカム構造体1後方に設けられた
ハニカム構造体1の中心部より空気の流れ方向に対して
垂直方向に対称な構造を有する表面に酸化チタンを含む
金属酸化物組成物からなる薄膜が形成された構造体8に
衝突し付着することによりハニカム構造体1を通過して
きた空気中よりさらに臭気物質及び空中浮遊菌が除去さ
れ、体感的には「悪臭」と感じられず、空中浮遊菌が除
去された清浄な空気6として室内空間に送風することを
実現することができる。
【0049】ここでさらに、光源2を点灯することによ
り、ハニカム構造体1及び構造体8上に形成された酸化
チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜において光
触媒効果が発揮され、ハニカム構造体1及び構造体8上
に吸着していた臭気物質や空中浮遊菌が酸化分解される
ことで脱臭抗菌機能を実現することができる。
【0050】(実施の形態4)図4は本発明における別
の形態での脱臭抗菌機能を有する機能性素子を示したも
のである。図中9は表面に酸化チタンを含む金属酸化物
組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造体1の後
方に設けられ、前記ハニカム構造体1の中心部より空気
の流れ方向に対して垂直方向に対称な構造を有する表面
に吸着剤層が形成された構造体であり、さらにはハニカ
ム構造体1を照射する光源2及びそれら構成要素を収納
するケーシング4から構成されている。ここで、吸着剤
はシリカ,アルミナ,ゼオライト及び活性炭の中から選
ばれ、これらのうち少なくとも1種を用いるのが好まし
い。
【0051】臭気物質及び空中浮遊菌を含む空気5は酸
化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成さ
れたハニカム構造体1を通過する際に、前記薄膜と接触
し、一部が吸着され空気中より除去される。
【0052】さらにハニカム構造体1後方に設けられた
ハニカム構造体1の中心部より空気の流れ方向に対して
垂直方向に対称な構造を有する表面に吸着剤層が形成さ
れた構造体9に衝突し吸着されることによりハニカム構
造体1を通過してきた空気中よりさらに臭気物質及び空
中浮遊菌が除去され、体感的には「悪臭」と感じられ
ず、空中浮遊菌が除去された清浄な空気6として室内空
間に送風することを実現することができる。
【0053】ここでさらに、光源2を点灯することによ
り、ハニカム構造体1上に形成された酸化チタンを含む
金属酸化物組成物からなる薄膜において光触媒効果が発
揮され、ハニカム構造体1上に吸着していた臭気物質や
空中浮遊菌が酸化分解されることで脱臭抗菌機能を実現
することができる。また、表面に吸着剤層が形成された
構造体9上に吸着されていた空中浮遊菌も、光源2から
の光照射による熱及び殺菌作用によって死滅させること
で効果的な臭気物質の除去と空中浮遊菌に対する抗菌効
果を実現することができる。
【0054】(実施の形態5)図5は本発明における別
の形態での脱臭抗菌機能を有する機能性素子を示したも
のである。図中10は蛇行した形状の孔を多数備え、表
面に酸化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が
形成された通気性を有する構造体であり、一例として図
5に示した機能性素子では前記構造体10を光源2を挟
んで2つ用いている。ここで、前記構造体10における
孔の密度は、特に限定されるものでは無いが、通風抵抗
の観点より開孔率で50%以上が好ましい。
【0055】臭気物質及び空中浮遊菌を含む空気5は酸
化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成さ
れた蛇行した形状の孔を通過する際に孔の形状に沿って
進むことで、構造体10の空気の流れ方向に対する長さ
以上の距離を通過することとなり、通過時の構造体壁面
に対する衝突頻度が増大される。
【0056】構造体壁面には酸化チタンを含む金属酸化
物組成物からなる薄膜が形成されており、空気が接触す
る頻度が多くなるにつれて空気中に含まれている臭気物
質或いは浮遊菌が壁面に吸着される確率は高まってい
く。構造体壁面に臭気物質や空中浮遊菌が吸着されるに
つれて空気5は清浄化され、体感的には「悪臭」と感じ
られず、空中浮遊菌が除去された清浄な空気6として室
内空間に送風することを実現することができる。
【0057】ここで、光源2を点灯することにより蛇行
した形状の孔を多数備え、表面に酸化チタンを含む金属
酸化物組成物からなる薄膜が形成された通気性を有する
構造体に吸着されていた臭気物質や空中浮遊菌は酸化チ
タンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜において光触
媒効果が発揮されることで酸化分解され、脱臭抗菌機能
を実現することができる。
【0058】(実施の形態6)図6は本発明における別
の形態での脱臭抗菌機能を有する機能性素子を示したも
のである。図中11は表面に酸化チタンを含む金属酸化
物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造体1の
通過する空気の流れ方向から観て上流側に形成された吸
着剤層であり、光源2及び前記ハニカム構造体1の後方
に設けられた、前記ハニカム構造体1の中心部より空気
の流れ方向に対して垂直方向に対称な構造体3及びそれ
ら構成要素を収納するケーシング4から本発明の機能性
素子は構成されている。
【0059】臭気物質及び空中浮遊菌を含む空気5は吸
着剤層11及び酸化チタンを含む金属酸化物組成物から
なる薄膜が形成されたハニカム構造体1を通過する際
に、吸着剤層11と接触し、一部が吸着され空気中より
除去され、続いて後段の前記金属酸化物組成物からなる
薄膜と接触することによりさらに空気中より除去され
る。
【0060】そしてハニカム構造体1を通過してきた空
気は、ハニカム構造体1後方に設けられたハニカム構造
体1の中心部より空気の流れ方向に対して垂直方向に対
称な構造体3に衝突し付着することによって、さらに臭
気物質及び空中浮遊菌が除去されることとなり、体感的
には「悪臭」と感じられず、空中浮遊菌が除去された清
浄な空気6として室内空間に送風することを実現するこ
とができる。
【0061】ここでさらに、光源2を点灯しハニカム構
造体1及び構造体3を照射することによりハニカム構造
体1上に吸着された臭気物質及び空中浮遊菌は、酸化チ
タンを含む金属酸化物組成物の光触媒効果による酸化分
解反応と光照射による熱及び殺菌効果によって分解ある
いは死滅させ、構造体3上に付着した空中浮遊菌も、光
照射による熱及び殺菌作用によって死滅させることで効
果的な臭気物質の除去と空中浮遊菌に対する抗菌効果を
実現することができる。
【0062】また、前記ハニカム構造体1の前段に形成
された吸着層11に吸着されていた臭気物質や空中浮遊
菌が空気の流れと共に脱離した場合や、拡散によって下
流側に移動していく場合においても、後段に形成された
酸化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜上で捕
捉され、光源2からの照射に伴う光触媒効果による酸化
分解反応によって分解され、効果的な臭気物質の除去と
空中浮遊菌に対する抗菌効果を実現することができる。
【0063】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
請求項1に記載の発明は、酸化チタンを含む金属酸化物
組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造を有する
担体と、前記ハニカム構造を有する担体に光を照射する
光源と、前記ハニカム構造を有する担体を通過する空気
の流れに対して担体後方に設けられた空気の流れ方向に
対して垂直方向に対称な構造体より構成されることによ
り、酸化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が
形成されたハニカム構造を有する担体表面に付着した有
害物質が、光照射による光触媒効果の発現により酸化分
解されるだけではなく、後方に設けられた空気の流れ方
向に対して垂直方向に対称な構造体に衝突することで、
空気中からの除去、あるいはまた、空中浮遊菌の場合に
は前記構造体に付着したものが光源からの光照射によっ
て死滅させられるといった効果が新たに発現され、除去
除菌率を向上させることが可能となる。
【0064】また請求項2の発明は、酸化チタンを含む
金属酸化物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構
造を有する担体と、前記ハニカム構造を有する担体に光
を照射する光源と、前記ハニカム構造を有する担体を通
過する空気の流れに対して担体後方に設けられた空気の
流れ方向に対して垂直方向に対称な構造を有する表面が
鏡面処理された構造体より構成されることにより、酸化
チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成され
たハニカム構造を有する担体表面に付着した有害物質
が、光照射による光触媒効果の発現により酸化分解され
るだけではなく、後方に設けられた空気の流れ方向に対
して垂直方向に対称な構造を有する表面が鏡面処理され
た構造体に、前記ハニカム構造体に接触及び表面に吸着
され得なかった臭気物質あるいは空中浮遊菌といった有
害物質が衝突し、付着することによって臭気物質の除去
がおこなわれ、空中浮遊菌の場合には光源からの光照射
によって死滅させることができる。さらには鏡面構造と
なっていることで光源からの光を反射し、前記ハニカム
構造体により多くの光が照射されることによって酸化チ
タンを含む金属酸化物組成物における酸化分解反応を促
進させ、臭気物質及び空中浮遊菌の除去除菌率を向上さ
せることが可能となる。
【0065】また請求項3の発明は、酸化チタンを含む
金属酸化物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構
造を有する担体と、前記ハニカム構造を有する担体に光
を照射する光源と、前記ハニカム構造を有する担体を通
過する空気の流れに対して担体後方に設けられた空気の
流れ方向に対して垂直方向に対称な構造を有する表面に
酸化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成
された構造体より構成されることにより、酸化チタンを
含む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成されたハニカ
ム構造を有する担体表面に付着した有害物質が、光照射
による光触媒効果の発現により酸化分解されるだけでは
なく、前記ハニカム構造体に吸着されずに通過してきた
有害物質が前記ハニカム構造体の後方に設けられた空気
の流れ方向に対して垂直方向に対称な構造を有する、表
面に酸化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜が
形成された構造体に衝突し、付着することによって光源
からの光照射により酸化分解され、臭気物質及び空中浮
遊菌の除去除菌率を向上させることが可能となる。
【0066】また請求項4の発明は、酸化チタンを含む
金属酸化物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構
造を有する担体と、前記ハニカム構造を有する担体に光
を照射する光源と、前記ハニカム構造を有する担体を通
過する空気の流れに対して担体後方に設けられた空気の
流れ方向に対して垂直方向に対称な構造を有する表面に
吸着剤層が形成された構造体より構成されることによ
り、前記ハニカム構造体を通過してきた臭気物質あるい
は空中浮遊菌等の有害物質を、吸着体層によってファン
デルワールス力以外のイオン結合や細孔における物理的
な取込みといった強い吸着力によって捕捉しているた
め、長期間あるいは空気の流れが激しい場合にも強く捕
捉し続けることができ、臭気物質の除去率を向上させ、
また光照射による除菌過程において除菌率を向上させる
ことが可能となる。
【0067】また請求項5の発明は、蛇行した形状の孔
を多数備え、表面に酸化チタンを含む金属酸化物組成物
から成る薄膜を有する単一または複数の通気性を有する
構造体と、通気する空気の流れ方向から観て前記構造体
の下流側または間に配置された光源から構成されること
により、蛇行した形状の孔とすることで酸化チタンを含
む金属酸化物組成物からなる薄膜が形成された通気性を
有する構造体中の流路を前記構造体の厚み幅以上に長く
することができ、接触時間が長くなることで前記薄膜に
吸着する臭気物質や空中浮遊菌の割合を増やし、脱臭抗
菌機能を向上させることが可能となる。
【0068】さらに請求項6の発明は、請求項1から請
求項5のいずれか一項に記載の発明において、通過する
空気の流れ方向から観て上流側に吸着剤が担持され、下
流側に酸化チタンを含む金属酸化物組成物からなる薄膜
が形成されたハニカム構造を有する担体と、前記ハニカ
ム構造を有する担体に光を照射する光源と、前記ハニカ
ム構造を有する担体を通過する空気の流れに対して担体
後方に設けられた空気の流れ方向に対して垂直方向に対
称な構造体より構成されることにより、臭気物質を前記
吸着剤によって吸着し低濃度とした後、吸着されること
なく通過した臭気物質及び吸着剤から再脱離した臭気物
質を下流側の酸化チタンを含む金属酸化物組成物からな
る薄膜上で捕捉し、光源からの光照射によって酸化分解
を行う活性点に接触する、臭気物質や空中浮遊菌の濃度
に依存した条件下において常に酸化分解が行われる環境
とすることで脱臭抗菌機能を向上させることが可能とな
る。さらには前記ハニカム構造を有する担体後方に空気
の流れ方向に対して垂直方向に対称な構造体を設けるこ
とによりさらに衝突確率を高め、臭気物質や空中浮遊菌
を空気中より除去する機能を向上させることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による脱臭抗菌機能を有する機能性素子
における実施例1の装置の概略図
【図2】本発明による脱臭抗菌機能を有する機能性素子
における実施例2の装置の概略図
【図3】本発明による脱臭抗菌機能を有する機能性素子
における実施例3の装置の概略図
【図4】本発明による脱臭抗菌機能を有する機能性素子
における実施例4の装置の概略図
【図5】本発明による脱臭抗菌機能を有する機能性素子
における実施例5の装置の概略図
【図6】本発明による脱臭抗菌機能を有する機能性素子
における実施例6の装置の概略図
【符号の説明】
1 金属酸化物担持ハニカム構造体 2 光源 3 構造体 4 ケーシング 5 汚染空気 6 清浄空気 7 鏡面処理構造体 8 金属酸化物担持構造体 9 吸着剤担持構造体 10 蛇行形状孔を有する通気性構造体 11 吸着剤担持部
───────────────────────────────────────────────────── 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) A61L 9/20 A61L 9/20 B01D 53/04 B01D 53/04 A 53/86 B01J 21/06 A ZAB 35/02 J B01J 21/06 A 35/02 35/04 301A F24F 7/00 A 35/04 301 B01D 53/36 H F24F 7/00 G ZABJ Fターム(参考) 4C080 AA05 AA07 BB02 CC01 HH05 JJ06 KK02 LL10 MM02 MM03 MM04 MM06 NN02 QQ11 4D012 CA09 CA20 CB02 CD10 CE03 CF10 CG01 CH05 CK06 4D048 AA17 AA21 AA22 BA07X BA13X BA41X BB02 BB12 CA01 CA07 CC25 CC40 CC63 EA01 EA04 4G069 AA03 AA11 BA04A BA04B BA13B BA17 BA48A BB04A BB06A BC12A BC22A BC35A BC50A BC51A BC60A CA01 CA11 CA17 EA07 EA11 EA18 EA19 EB03 EB10 EB15Y EE08

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化チタンを含む金属酸化物組成物から
    なる薄膜が形成されたハニカム構造を有する担体と、前
    記ハニカム構造を有する担体に光を照射する光源と、前
    記ハニカム構造を有する担体を通過する空気の流れに対
    して担体後方に設けられた空気の流れ方向に対して垂直
    方向に対称な構造体より構成されることを特徴とする脱
    臭抗菌機能を有する機能性素子。
  2. 【請求項2】 酸化チタンを含む金属酸化物組成物から
    なる薄膜が形成されたハニカム構造を有する担体と、前
    記ハニカム構造を有する担体に光を照射する光源と、前
    記ハニカム構造を有する担体を通過する空気の流れに対
    して担体後方に設けられた空気の流れ方向に対して垂直
    方向に対称な構造を有する、表面が鏡面処理された構造
    体より構成されることを特徴とする脱臭抗菌機能を有す
    る機能性素子。
  3. 【請求項3】 酸化チタンを含む金属酸化物組成物から
    なる薄膜が形成されたハニカム構造を有する担体と、前
    記ハニカム構造を有する担体に光を照射する光源と、前
    記ハニカム構造を有する担体を通過する空気の流れに対
    して担体後方に設けられた空気の流れ方向に対して垂直
    方向に対称な構造を有する、表面に酸化チタンを含む金
    属酸化物組成物からなる薄膜が形成された構造体より構
    成されることを特徴とする脱臭抗菌機能を有する機能性
    素子。
  4. 【請求項4】 酸化チタンを含む金属酸化物組成物から
    なる薄膜が形成されたハニカム構造を有する担体と、前
    記ハニカム構造を有する担体に光を照射する光源と、前
    記ハニカム構造を有する担体を通過する空気の流れに対
    して担体後方に設けられた空気の流れ方向に対して垂直
    方向に対称な構造を有する、表面に吸着剤層が形成され
    た構造体より構成されることを特徴とする脱臭抗菌機能
    を有する機能性素子。
  5. 【請求項5】 蛇行した形状の孔を多数備え、表面に酸
    化チタンを含む金属酸化物組成物から成る薄膜を有する
    単一または複数の通気性を有する構造体と、通気する空
    気の流れ方向から観て前記構造体の下流側または間に配
    置された光源から構成されることを特徴とする脱臭抗菌
    機能を有する機能性素子。
  6. 【請求項6】 通過する空気の流れ方向から観て上流側
    に吸着剤が担持され、下流側に酸化チタンを含む金属酸
    化物組成物からなる薄膜が形成されたハニカム構造を有
    する担体と、前記ハニカム構造を有する担体に光を照射
    する光源と、前記ハニカム構造を有する担体を通過する
    空気の流れに対して担体後方に設けられた空気の流れ方
    向に対して垂直方向に対称な構造体より構成されること
    を特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記
    載の脱臭抗菌機能を有する機能性素子。
  7. 【請求項7】 前記光源における光の波長が400nm
    以下であることを特徴とする請求項1から請求項6のい
    ずれか一項に記載の脱臭抗菌機能を有する機能性素子。
  8. 【請求項8】 前記吸着剤が活性アルミナ,ゼオライ
    ト,シリカの中から選ばれる少なくとも1種類のもので
    あることを特徴とする請求項4または6に記載の脱臭抗
    菌機能を有する機能性素子。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002238982A (ja) * 2001-02-15 2002-08-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気浄化装置
JP6958754B1 (ja) * 2021-02-19 2021-11-02 富士電機株式会社 空気清浄機
WO2022168590A1 (ja) * 2021-02-03 2022-08-11 株式会社デンソー 空気浄化装置

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