JP2001137629A - 光触媒空気清浄化フィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光反応性半導体作用による有害物質のより高効
率な分解除去能を有し、且つ除塵性能、脱臭性能を有す
る空気清浄化フィルター部材を提供することである。 【解決手段】光反応性半導体を含有する基材と高い捕集
効率を有する除塵フィルターの間に吸着剤を封入するこ
とにより、高い脱臭性能、光触媒反応効率及び長寿命の
光反応性半導体性能を有する光触媒空気清浄化フィルタ
ー、更にこのフィルターをプリーツ状に加工した光触媒
空気清浄化フィルターを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光反応性半導体を
利用した光触媒性フィルターと高い除塵性能を持つ除塵
フィルターを有し、２枚のフィルター基材の間に吸着剤
を封入してなる光触媒空気清浄化フィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、生活環境の変化や健康志向の高ま
りなどにより、家庭や職場において空気清浄化装置の普
及が進んでいる。空気清浄化装置の集塵方式は、電気集
塵方式とフィルター濾過方式に大別され、コンパクトな
家庭用空気清浄機においてはフィルター濾過方式が広く
普及している。特に、フィルター濾過方式に使用される
除塵フィルターの主流は従来の中性能フィルターから高
性能フィルターへと切り替わりつつあり、高性能化が進
んでいる。

【０００３】このような高性能フィルターは、ハウスダ
ストなどの塵埃以外にも、細菌、黴の胞子、ウイルスな
どを捕捉するため、これらの細菌などの有害物が除塵フ
ィルター上で高密度化し、種々のアレルギー性疾患や感
染症などの原因となる恐れが高いと言われている。そこ
で、除塵フィルターに抗菌加工を施したり、除塵フィル
ターと抗菌加工フィルターの複合化などが実用化されて
いる。しかしながら、従来の無機系抗菌剤はその表面が
細菌や汚れに覆われてしまうとその作用効果が発現しな
くなってしまい、また、有機系の抗菌剤や防黴剤などは
その薬剤自体が空気の汚染につながる恐れがあるなどの
問題があった。

【０００４】更に、最近の家庭用空気清浄機などでは、
集塵性能に加えて脱臭性能に対する要求が高く、多くの
機種に脱臭性能が付加されている。しかしながら、生活
環境を圧迫しないようにコンパクトサイズを要求される
家庭用空気清浄機においては、集塵部と脱臭部を独立し
て配置することは好ましくない。また、近年、光反応性
半導体による光触媒効果によって悪臭物質を分解するシ
ステムが注目されているが、これも長期の使用により光
触媒面に大気塵が付着し脱臭効果を著しく低下させてし
まうためフィルターの長寿命化が図れないという問題点
を抱えている。近年、脱臭フィルターの性能として最低
でも１日５本レベルのタバコ臭について１年間以上の寿
命が求められているが、上記の理由などから達成するこ
とは困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
の問題点を解決するため高性能の除塵性能、吸着剤によ
る脱臭性能及び光反応性半導体による光触媒分解性能を
一つのフィルターに集約することにより光触媒反応効率
及び脱臭効率の向上、更に光反応性半導体の効果及び寿
命を大幅にアップさせた光触媒空気清浄化フィルターを
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達し
たものである。

【０００７】(１) ２枚の基材の間に吸着剤を封入して
なる空気清浄化フィルターにおいて、一方の基材が光反
応性半導体を含有してなる光触媒フィルター、もう一方
の基材がＪＩＳ-Ｂ-９９０８に準じて面風速５．３ｃｍ
/秒で測定した０．３μｍ粒子の捕集効率が９９％以上
である除塵フィルターであることを特徴とする光触媒空
気清浄化フィルター。

【０００８】(２) ２枚の基材の間に吸着剤を封入して
なる空気清浄化フィルターにおいて、少なくとも一方の
基材は光反応性半導体を含有し、かつＪＩＳ-Ｂ-９９０
８に準じて面風速５．３ｃｍ/秒で測定した０．３μｍ
粒子の捕集効率が９９％以上である光触媒性除塵フィル
ターであることを特徴とする光触媒空気清浄化フィルタ
ー。

【０００９】(３) 請求項１または２記載の光触媒空気
清浄化フィルターをプリーツ状に加工してなることを特
徴とする光触媒空気清浄化フィルター。

【００１０】(４) 請求項１〜３記載の光触媒空気清浄
化フィルターにおいて光反応性半導体を含有する面が風
下に設置されていることを特徴とする光触媒空気清浄化
フィルター。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の光触媒空気清浄化フィル
ターに係わる構成要素を説明する。まず、初めに本発明
の第１の発明における光触媒空気清浄化フィルターの構
成について詳細に説明する。

【００１２】本発明に係わる基材としては、織布、不織
布、ネット、並びにスポンジ等の他、ポリエチレンフィ
ルム、ポロプロピレンフィルム、並びにポリエステルフ
ィルムの様な汎用の熱可塑性フィルムや薄板等が挙げら
れる。これらの内、フィルムや薄板等の通気性に乏しい
シートは、微細な穴をあけて通気性を向上させても良
い。その中でも、特に不織布等を用いれば、比較的均一
な通気性を確保することができるばかりか、封入加工も
容易であるため、優位に使用される。

【００１３】不織布は、ポリアミド系繊維、ポリエステ
ル系繊維、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系繊
維、ポリウレタン系繊維、ポリビニルアルコール系繊
維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊
維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリオレフィン系繊
維、フェノール系繊維などの合成繊維、ガラス繊維、金
属繊維、アルミナ繊維、活性炭素繊維などの無機繊維、
木材パルプ、麻パルプ、コットンリンターパルプなどの
天然繊維、再生繊維、あるいはこれらの繊維に親水性や
難燃性などの機能を付与した繊維などを使用し、各種方
法によって製造したものである。

【００１４】不織布の製造方法については特に制限はな
く、目的・用途に応じて、乾式法、湿式抄造法、メルト
ブロー法、スパンボンド法などで得られたウェブを水流
交絡法、ニードルパンチ法、ステッチボンド法などの物
理的方法、サーマルボンド法などの熱による接着方法、
レジンボンドなどの接着剤による接着方法で強度を発現
させる方法を適宜組み合わせて製造することができる。

【００１５】本発明に係わる光反応性半導体とは、０．
５〜５ｅＶ、好ましくは１〜４ｅＶの禁止帯幅を有す
る。光触媒反応をもたらす光反応性半導体であり、励起
光を照射することによって、抗菌、抗ウイルス、防黴、
脱臭、防汚などの機能を発現する素材である。特にその
抗菌性は優れたものであり、細菌の増殖を抑えるだけで
なく、細菌が死滅する際に発生する毒素を分解して無害
化し、また、細菌の死骸をも分解するため、その効果は
従来の無機系抗菌剤などのように短期間で低下すること
がなく永続すると言われている。

【００１６】光反応性半導体としては、酸化亜鉛、酸化
タングステン、酸化チタン、及び酸化セリウム等の金属
酸化物粒子が挙げられる。中でも、酸化チタンはその構
造安定性、光反応性有害物除去能、更には取扱い上の安
全性等から生活空間において使用するには最も適してお
り、また、酸化亜鉛は励起光が照射されない環境下でも
抗菌性を有しており、この両者は本発明の光触媒として
有利に用いられる。

【００１７】本発明の第１の発明においては、一方の基
材に、前述の光反応性半導体が含有されており、もう一
方の基材が除塵フィルターからなることを特徴としてい
る。また、本発明の第２の発明においては少なくとも一
方の基材に光反応性半導体と除塵機能の両方の機能を有
していることを特徴としており、請求項１と請求項２は
構成的に異なるものである。

【００１８】次に、本発明の第１の発明における光反応
性半導体の不織布基材への担持方法について説明する。

【００１９】不織布などの基材に光反応性半導体を内添
する場合には、例えば基材の製造時に基材の素材と共に
光反応性半導体を添加して製造することで本発明の光触
媒基材を製造することができる。この時、カチオン性ポ
リアクリルアマイド、ポリ塩化アルミニウムなどのカチ
オン性高分子凝集剤や、該凝集剤と複合体を形成し、凝
集を強化するようなアニオン性ポリアクリルアマイドな
どのアニオン性高分子凝集剤、コロイダルシリカ、ベン
トナイトなどのアニオン性無機微粒子を使用し、光反応
性半導体の凝集体を形成させておくことが好ましい。あ
るいは、凝集体に微細繊維を含有させることで、凝集体
の機械的強度を一層向上させることも可能である。

【００２０】一方、不織布などの基材に光反応性半導体
を塗工する場合には、光反応性半導体を基材に固定する
ための結着剤として、熱可塑性樹脂の水性エマルジョ
ン、皮膜形成性無機物、金属酸化物複合熱可塑性高分子
エマルジョンなどを各々単独で、あるいは必要に応じて
複数組み合わせて光反応性半導体と混合し、各種ブレー
ドコ−タ−、ロールコ−タ−、エアナイフコ−タ−、バ
ーコ−タ−、ロッドブレードコ−タ−、ショートドウェ
ルコ−タ−、ダイコーター、コンマコ−タ−、リバース
ロールコーター、キスコーター、ディップコ−タ−、カ
ーテンコ−タ−、エクストルージョンコ−タ−、マイク
ログラビアコ−タ−、サイズプレスなどの各種塗工装置
を用いて基材に塗工することで本発明の光触媒基材を製
造することができる。

【００２１】ここで熱可塑性樹脂の水性エマルジョンと
しては、水中で分散された熱可塑性高分子のことであ
り、高分子成分としては、アクリル樹脂、スチレン−ア
クリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合体、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、
ポリプロピレン、ポリエステル、フェノキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、ブチラール樹脂などが挙げられる。

【００２２】ここで金属酸化物複合熱可塑性高分子エマ
ルジョンとは、熱可塑性高分子エマルジョン表面を金属
酸化物が被覆している形状を有し、皮膜を形成した後も
高分子成分と金属酸化物成分が分離して海島構造を保つ
特性を有するものである。

【００２３】また、金属酸化物としては、コロイダルシ
リカやコロイダルアルミナなどが挙げられる。金属酸化
物複合熱可塑性高分子エマルジョン、例えばコロイダル
シリカ複合熱可塑性高分子エマルジョンは、特開昭５９
−７１３１６号公報や、特開昭６０−１２７３７１号公
報に開示されているように、共重合性単量体、分子内に
重合性不飽和二重結合およびアルコキシシラン基を有す
る単量体やビニルシラン、コロイダルシリカを混合し、
高分子成分を乳化重合して製造する過程において、シリ
カ成分をエマルジョン表面に固定する方法によって得ら
れる。その方法としては、例えばＩｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ
Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ Ｐｒｉｎｔｓ，１９９
１，１８１に記載されているように、オルソケイ酸エチ
ルなどの水に相溶しない加水分解性のアルコキシシラン
を用いて、あらかじめ形成されているエマルジョンの表
面にシリカ成分を析出、固定させる方法が挙げられる。

【００２４】なお、上記の基材への光反応性半導体の内
添または塗工による担持・固定の他に、本発明の吸着分
解シートに要求される可撓性を阻害しない範囲内におい
て、適当な基材に、メッキ法やゾルゲル法などの湿式
法、抵抗加熱式真空蒸着法、電子ビーム加熱式真空蒸着
法、イオンプレーティング法、スパッタ法などの真空成
膜法、陽極酸化法などの従来公知の方法を用いて光反応
性半導体を担持・固定しても何等構わない。さらには、
脱臭性能の一層の向上を図るべく、光触媒基材中に後述
する吸着剤を併用することもできる。

【００２５】次に、封入する吸着剤について、以下に具
体的に説明する。本発明の光触媒空気清浄化フィルター
を構成する吸着層は、本発明の第１の発明においては光
触媒フィルターと除塵フィルターの間に設けられる。ま
た、このフィルターは吸着層の風上に位置する層に通気
性の低い除塵フィルターが設置されているために近傍で
対流が起こるため吸着による脱臭効率を向上させること
を特徴とする。

【００２６】吸着剤としては、物理吸着作用を有するも
のとして、活性炭、活性白土、ゼオライト、セピオライ
ト、シリカゲル、セラミック、活性アルミナ、複合フィ
ロケイ酸塩など、化学吸着作用を有するものとして、イ
オン交換樹脂、酸化鉄などの鉄系化合物、有機酸など、
物理化学吸着作用を有するものとして、添着活性炭、天
然無機物などが挙げられる。これら従来汎用の吸着剤を
各々単独で、あるいは複数混合して用いることが可能で
ある。

【００２７】次に、本発明における除塵フィルターにつ
いて説明する。本発明における除塵フィルター基材と
は、ＪＩＳ−Ｂ−９９０８に準じて面風速５．３ｃｍ／
秒で測定した０．３μｍ粒子の捕集効率が９９％以上で
あることを特徴とする。本発明に係わる除塵フィルター
基材として、０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以
上の捕集効率を有するＨＥＰＡフィルターや０．１μｍ
の粒子に対して９９．９９９７％以上の捕集効率を有す
るＵＬＰＡフィルターなどが挙げられる。これらの超高
性能除塵フィルターは、従来、軍事用、放射性廃棄物
用、クリーンルーム用などの特殊用途で用いられたもの
であるが、近年では家庭用空気清浄機などの民生用にも
使用が拡大している。

【００２８】除塵フィルター基材は重量比で９５％以上
のガラス繊維と５％以下のバインダーから構成されてい
るのが通例であり、ガラス繊維は１〜３ｍｍ程度、平均
直径が０．７μｍで太さのバラツキが大きい極細ガラス
繊維と直径６〜１０μｍで太さが一様、長さが５ｍｍ以
上のチョップ繊維からなるものが多いが、特にこれらに
限定されるものではなく、セラミック繊維やセルロース
繊維、ポリプロピレン等のポリオレフィン繊維、ポリエ
ステル繊維またはアラミド繊維などの有機繊維からなる
ものであっても良い。

【００２９】吸着剤の封入手段は、２枚のうち一方の基
材上に吸着剤混合物と熱可塑性バインダーの混合物を散
布し、もう一方の基材で覆いドライヤー等で熱を加え固
定させる方法、混合物を散布した２枚の基材のうち一方
の基材にドライヤー等で熱を加え、バインダーを溶融後
にもう一方の基材を覆う方法など、考えられるあらゆる
方法で封入することが出来る。

【００３０】吸着剤の封入量は、ＪＥＭ １４６７−１
９９５などで定める脱臭性能の算出、耐久日数の算出で
決定するが、５０ｇ／m²〜４００ｇ／m²が好ましい。

【００３１】次に、本発明の第２の発明における光触媒
空気清浄化フィルターについて詳細に説明する。

【００３２】本発明の第２の発明における光触媒性除塵
フィルターには、本発明の第１の発明で説明した除塵フ
ィルター基材を用いることができる。

【００３３】除塵フィルター基材に光反応性半導体を担
持させる方法としては、光反応性半導体を各種繊維、例
えばポリエステルなどの合成繊維や木材パルプなどの天
然繊維、またはこれらの混合物等を分散したスラリー中
に添加し、湿式抄紙により抄造してもよいし、あらかじ
めシートに形成した後、塗工や含浸などの方法により、
担持させてもよい。

【００３４】除塵フィルター基材に光反応性半導体を担
持する際には活性炭やゼオライトなどの吸着剤を併用し
ても良く、光反応性半導体の脱臭性能を向上させること
ができる。また、本発明の効果を損なわなければ、無機
系の抗菌剤、有機系の抗菌剤や防黴剤およびフィトンチ
ットやカテキン等の天然抽出成分などの薬剤を併用して
も良い。

【００３５】ＨＥＰＡフィルターなどの除塵フィルター
基材に塗工や含浸などの方法によって光反応性半導体を
担持する場合には、通気性が低下することを防ぐために
光反応性半導体を凝集剤、特に酢酸菌などの微生物が産
する微生物セルロースなどの微細セルロースを用いて適
度な大きさの凝集体として担持することが好ましく、ま
た、接着剤は被膜性が比較的低いもの、例えば無機系バ
インダーなどを用いることが好ましい。無機系バインダ
ーとしては、サポナイト、ヘクトライト、モンモリロナ
イトなどのスメクタイト群、バーミキュライト群、カオ
リナイト、ハロイサイトなどのカオリナイト−蛇紋石
群、セピオライトなどの天然粘土鉱物の他、コロイダル
シリカ、コロイダルアルミナおよびこれらの変性物、合
成無機高分子化合物などが挙げられる。

【００３６】本発明の第２の発明における光触媒除塵フ
ィルターではない方の基材には、本発明の効果を損なわ
ない限りにおいて、脱臭、消臭、抗菌、防黴、抗ウイル
ス、害虫忌避、粗塵除去などの各種機能を有する素材を
併用しても良い。これらの各種機能を有するフィルター
には通気性を有する基材に加工されていることが好まし
いが、除塵フィルター基材または通気性基材に各々の処
理を行なった形式であっても良い。但し、上記の各種機
能を有するフィルターが光反応性半導体と併用される形
で使用される場合には、光反応性半導体の励起光である
紫外光を透過させる素材からなることが好ましい。

【００３７】吸着剤の封入手段については、本発明の第
１の発明で説明した封入方法に順ずる。

【００３８】本発明の第３の発明に係わるプリーツ加工
とは、山谷状の折り加工であり、一定の通気面積に対し
てフィルター基材の面積を増すことができる。プリーツ
の形状は特に限定されるものではなく、使用する基材の
面積や厚さなどに応じて適宜設定すればよいが、山の高
さ（Ｈ）と山と山の間隔であるピッチ（Ｐ）とが、Ｈ／
Ｐ＝２〜２０の関係を満たすことが好ましい。Ｈ／Ｐが
２より小さいと基材面積の増加が少なく、一方、Ｈ／Ｐ
が２０より大きいと隣り合う基材の面同士が接近し過ぎ
て通気性が阻害される場合がある。

【００３９】本発明の第３の発明における光触媒空気清
浄化フィルターは、光反応性半導体を担持した除塵フィ
ルター基材をプリーツ加工することにより、または、除
塵フィルター基材と光反応性半導体を担持した通気性基
材とを重ね合わせてプリーツ加工することにより、フィ
ルター基材の面積が増え、特定の風量に対して相対的に
面風速が低下するのに伴って圧力損失が低下して通気性
が改善され、更に、捕集効率および脱臭性能の向上が達
成される。

【００４０】本発明の光触媒空気清浄化フィルターは、
驚くべき事に、照射される光量が一定であるにもかかわ
らず脱臭性能が予想以上に著しく向上し、光反応性半導
体の反応効率の大幅な改善が認められた。光反応性半導
体の反応は、紫外線量が少ない場合には無駄に使われる
光子が少なく、高い量子収率で反応が進行し、紫外線光
量が約１／３０になってもメチルメルカプタンの分解反
応の一次反応定数は約１／３に減少するに止まる実験例
を藤嶋らが報告している（Ｏ plus Ｅ、２０（４）、４
１６〜４２４頁、１９９８年）。従って、照射される励
起光の光量が一定の場合には、光反応性半導体の受光面
積を増して単位面積当たりの光量を少なくすることによ
り、高い量子収率で有害物質の分解除去が進行すると推
定され、光反応性半導体をプリーツ形状とすることによ
って脱臭性能の大幅な向上が達成されたものと予想され
る。

【００４１】本発明の第４の発明は光触媒空気清浄化フ
ィルターの使用方法に関するものであり、塵埃によって
光反応性半導体が覆われて励起光の照射が阻害されない
ように、光反応性半導体の存在する面が主に風下になる
ように通気されていることを特徴とする。

【００４２】

【実施例】以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説
明するが、本発明はその主旨を超えない限りこれらに限
定されるものではない。

【００４３】予備操作１ ポリエステル繊維(繊度３ｄ、繊維長３８ｍｍ）５０重
量％、ポリエステル繊維(繊度６ｄ、繊維長５１ｍｍ）
３０重量％とビスコースレーヨン繊維（３ｄ、５１ｍ
ｍ）２０重量％とを混合し、乾式法によりウェッブを形
成し、次に、熱可塑性のバインダーであるアクリルのラ
テックス中に含浸し、乾燥させて、通気性の高い乾式不
織布の基材Ａを作製した。

【００４４】予備操作２ 芯鞘型熱融着性ポリエステル繊維（繊度２ｄ、繊維長５
ｍｍ）５０重量％、ポリエステル繊維（繊度０．５ｄ、
繊維長５ｍｍ）４５重量％、針葉樹晒クラフトパルプ
（カナダ標準濾水度４８０ミリリットル）５重量％を水
中に添加混合し、円網抄紙機を用いて坪量１００ｇ/ｍ²
の湿式不織布の基材Ｂを作製した。

【００４５】予備操作３ 極細ガラス繊維（繊度０．５ｄ、繊維長５ｍｍ）１５重
量％、ポリエステル繊維（繊度２ｄ、繊維長５ｍｍ）３
５重量％、芯鞘型熱融着性ポリエステル繊維（繊度２
ｄ、繊維長５ｍｍ）５０重量％を混合して水性スラリー
を調製し、これらのスラリーから円網抄紙機にて坪量４
０ｇ／ｍ²の除塵フィルター基材Ｃを作製した。基材Ｃ
は、ＪＩＳ-Ｂ-９９０８に準じて面風速５．３ｃｍ/秒
で測定した０．３μｍ粒子の捕集効率が９９．５％であ
った。

【００４６】予備操作４ 基材Ｄには市販の除塵フィルター（東燃タピルス製、Ｐ
１００ＵＷ−ＥＰ５）をそのまま用いた。基材Ｄは、Ｊ
ＩＳ-Ｂ-９９０８に準じて面風速５．３ｃｍ/秒で測定
した０．３μｍ粒子の捕集効率が９９．１％であった。

【００４７】予備操作５ 極細ガラス繊維（繊度０．５ｄ、繊維長５ｍｍ）１０重
量％、ポリエステル繊維（繊度２ｄ、繊維長は５ｍｍ）
４０重量％、芯鞘型熱融着性ポリエステル繊維（繊度２
ｄ、繊維長５ｍｍ）５０重量％を混合して水性スラリー
を調製し、これらのスラリーから円網抄紙機にて坪量４
０ｇ／ｍ²のフィルター基材Ｅを作製した。なお、この
基材ＥはＪＩＳ Ｂ ９９０８に準じた面風速５．３ｃｍ
／秒で測定した０．３μｍ粒子の捕集効率が９８．２％
であった。

【００４８】予備操作６ 極細ガラス繊維（繊度０．５ｄ、繊維長５ｍｍ）１０重
量％、ポリエステル繊維（繊度２ｄ、繊維長は５ｍｍ）
４０重量％、芯鞘型熱融着性ポリエステル繊維（繊度２
ｄ、繊維長５ｍｍ）５０重量％を混合して水性スラリー
を調製し、これらのスラリーから円網抄紙機にて坪量３
５ｇ／ｍ²のフィルター基材Ｆを作製した。なお、この
基材ＥはＪＩＳ Ｂ ９９０８に準じた面風速５．３ｃｍ
／秒で測定した０．３μｍ粒子の捕集効率が９７．１％
であった。

【００４９】作製例１ 光反応性半導体である酸化チタン８０重量％、酢酸ビニ
ル−エチレン−アクリル系エマルジョン（住友化学工業
製、スミカフレックス−９００）を２０重量％（有効成
分換算）の割合で添加して塗液を調製し、この塗液を１
２ｇ／ｍ²の乾燥塗工重量で予備操作１の基材Ａに含浸
塗工することにより光触媒フィルターＡを作製した。

【００５０】作製例２ 光反応性半導体である酸化チタン８０重量％、無機バイ
ンダー（クニミネ工業製、スメクトンＳＡ）を２０重量
％の割合で添加して塗液を調製し、この塗液を１２ｇ／
ｍ²の乾燥塗工重量で予備操作２の基材Ｂに含浸塗工す
ることにより光触媒フィルターＢを作製した。

【００５１】作製例３ 光反応性半導体である酸化チタン８０重量％、金属酸化
物複合熱可塑性高分子エマルジョンを２０重量％の割合
で添加して塗液を調製し、この塗液を１２ｇ／ｍ²の乾
燥塗工重量で予備操作３の基材Ｃに含浸塗工することに
より光触媒除塵フィルターＣを作製した。

【００５２】作製例４ 光反応性半導体である酸化チタン８０重量％、無機バイ
ンダー（クニミネ工業製、スメクトンＳＡ）を２０重量
％の割合で添加して塗液を調製し、この塗液を１２ｇ／
ｍ²の乾燥塗工重量で予備操作４の基材Ｄに含浸塗工す
ることにより光触媒除塵フィルターＤを作製した。

【００５３】作製例５ 光反応性半導体である酸化チタン８０重量％、酢酸ビニ
ル−エチレン−アクリル系エマルジョン（住友化学工業
製、スミカフレックス−９００）を２０重量％の割合で
添加して塗液を調製し、この塗液を１２ｇ／ｍ²の乾燥
塗工重量で予備操作５の基材Ｄに含浸塗工することによ
り光触媒フィルターＥを作製した。

【００５４】実施例１ 作製例１の光触媒フィルターＡと予備操作３の基材Ｃの
間に吸着剤（東ソー社製、ゼオラムＦ−９）を２００ｇ
／ｍ²封入して光触媒空気清浄化フィルターとした。

【００５５】実施例２ 作製例２の光触媒フィルターＢと予備操作４の基材Ｄの
間に吸着剤（クラレケミカル社製、クラレコール）を２
００ｇ／ｍ²封入して光触媒空気清浄化フィルターとし
た。

【００５６】実施例３ 作製例３の光触媒除塵フィルターとと予備操作１の基材
Ａの間に吸着剤としてゼオラムＦ−９（東ソー社製）を
１００ｇ／ｍ²、クラレコール（クラレケミカル社製）
を１００ｇ／ｍ²封入して光触媒空気清浄化フィルター
とした。

【００５７】実施例４ 作製例４の光触媒除塵フィルターＤと予備操作２の基材
Ｂの間に吸着剤としてゼオラムＦ−９（東ソー社製）１
００ｇ／ｍ²、クラレコール（クラレケミカル社製）２
００ｇ／ｍ²を封入して光触媒空気清浄化フィルターと
した。

【００５８】実施例５ 作製例３の光触媒除塵フィルターＣを２枚作製し、間に
吸着剤としてゼオラムＦ−９（東ソー社製）１００ｇ／
ｍ²、ミズカナイトＡＱ（水澤化学社製）１００ｇ／ｍ²
を封入して光触媒空気清浄化フィルターとした。

【００５９】実施例６ 上記の実施例１のフィルターをピッチ４ｍｍ、高さ３０
ｍｍのプリーツ加工を施して空気清浄化フィルターとし
た。

【００６０】実施例７ 上記の実施例３のフィルターにピッチ４ｍｍ、高さ３０
ｍｍのプリーツ加工を施して空気清浄化フィルターとし
た。

【００６１】比較例１ 予備操作１の基材Ａと予備操作２の基材Ｂの間に吸着剤
（東ソー社製、ゼオラムＦ−９）を２００ｇ／ｍ²封入
して空気清浄化フィルターとした。

【００６２】比較例２ 予備操作１の基材Ａと予備操作３の基材Ｃの間に吸着剤
（クラレケミカル社製、クラレコール）を２００ｇ／ｍ
²封入して空気清浄化フィルターとした。

【００６３】比較例３ 作製例１の光触媒フィルターＡと予備操作２の基材Ｂの
間に吸着剤（東ソー社製、ゼオラムＦ−９）を２００ｇ
／ｍ²封入して空気清浄化フィルターとした。

【００６４】比較例４ 作製例１の光触媒フィルターＡと予備操作５の基材Ｅの
間に吸着剤（クラレケミカル社製、クラレコール）を２
００ｇ／ｍ²封入して空気清浄化フィルターとした。

【００６５】比較例５ 作製例１の光触媒フィルターＡと予備操作６の基材Ｆの
間に吸着剤（クラレケミカル社製、クラレコール）を２
００ｇ／ｍ²封入して空気清浄化フィルターとした。

【００６６】比較例６ 比較例１のフィルターにピッチ４ｍｍ、高さ３０ｍｍの
プリーツ加工を施して空気清浄化フィルターとした。

【００６７】上記実施例１〜７、比較例１〜６で作製し
た光触媒空気清浄化フィルターについて下記性能試験に
従って評価し、その結果をまとめて表１〜３に示した。

【００６８】[捕集効率]ＪＩＳ−Ｂ−９９０８に準拠し
て、実施例および比較例の空気清浄化フィルターに用い
たフィルター基材の面風速５．３ｃｍ／秒における０．
３μｍ粒子の捕集効率を測定し表１に示した。

【００６９】[脱臭試験Ａ]実施例および比較例の空気清
浄化フィルターを市販の空気清浄機（ダイキン工業
（株）、光クリエールＡＣＥＦ-３ＣＳ）に光反応性半
導体が存在する面が風下側となるように搭載し、既設の
光反応性半導体部材を外した。この空気清浄機を１ｍ³
の密閉容器内に設置して、アセトアルデヒド２０ｐｐｍ
を注入した後に運転し、２０分後のアセトアルデヒド濃
度をガスクロマトグラフィーで定量し、この結果を脱臭
性能Ａとし表１に示した。

【００７０】[脱臭試験Ｂ]実施例および比較例の空気清
浄化フィルターを市販の空気清浄機（ダイキン工業
（株）、光クリエールＡＣＥＦ−３ＣＳ）に光反応性半
導体が存在する面が風上側となるように搭載し、既設の
光反応性半導体部材を外した。この空気清浄機を１ｍ³
の密閉容器内に設置して、アセトアルデヒド２０ｐｐｍ
を注入した後に運転し、２０分後のアセトアルデヒド濃
度をガスクロマトグラフィーで定量し、この結果を脱臭
性能Ｂとし、表１に示した。

【００７１】［光触媒性能］上記の脱臭試験において、
脱臭フィルターによる脱臭効果が無くなり、容器内部の
濃度が定常濃度となった後、紫外線ランプを照射して容
器内部のアセトアルデヒド濃度の変化をガスクロマトグ
ラフィーで定量し、それぞれ光触媒性能Ａ（％／時
間）、光触媒性能Ｂ（％／時間）とし表２に示した。

【００７２】［光触媒耐久試験］密閉型の１ｍ³のステ
ンレス製密閉容器内に上記の脱臭試験で使用した空気清
浄機を設置して、タバコ耐久試験を行なった。実験は、
容器中でタバコ（マイルドセブン）３本を攪拌下８分間
吸引燃焼させた後、紫外線ランプを照射しない状態で空
気清浄機を運転させる。濃度が定常になったところで紫
外線ランプを照射し、アセトアルデヒドの光触媒による
分解除去速度を求める。その測定を繰返し行ない、光触
媒分解速度が初回の５０％以下になるまでの燃焼本数を
求め、以下の判定基準に基づいてそれぞれ光触媒耐久性
能Ａ、光触媒耐久性能Ｂとし表３に示した。 ＜光触媒耐久性能の評価＞光触媒耐久性能は、下記のと
おりの評価基準により行なった。 評価Ａ：耐久本数２５００本以上。 評価Ｂ：耐久本数２０００本以上２５００本未満。 評価Ｃ：耐久本数１５００本以上２０００本未満。 評価Ｄ：耐久本数１０００本以上１５００本未満。 評価Ｅ：耐久本数１０００本未満。

【００７３】

【表１】

【００７４】

【表２】

【００７５】

【表３】

【００７６】表の結果から、本発明の実施例に示した光
触媒空気清浄化フィルターは、集塵性能が優れると共
に、封入された吸着剤による臭気分子の吸着、及び光反
応性半導体反応が高効率で進行することにより非常に脱
臭性能が高いことが分かる。更に表２、表３より光反応
性半導体を含有するフィルターを除塵フィルターよりも
風下に設置すると光反応性半導体が塵で覆われることが
無いため光反応性半導体が失活し難く脱臭耐久性に優れ
ることがわかる。また、これらのフィルターは通気方向
に対して下流部に光触媒除塵フィルターを設置すること
により除塵フィルターの近傍の部分で対流が起こるため
比較例に示したフィルターと比較して、光反応性半導体
の反応効率が向上した。

【００７７】

【発明の効果】本発明の光触媒空気清浄化フィルターは
高性能の除塵フィルターによる除塵性能、封入した吸着
剤による脱臭性能、光反応性半導体による分解脱臭性能
のすべてを備えた脱臭フィルターである。特に、高性能
の除塵フィルターを設置することにより近傍で対流が起
こり中間層の吸着剤による脱臭効率を大幅に向上させる
ことができた。また、光反応性半導体の存在する面を風
下に設置することによって、大気塵は除塵フィルターに
よって除かれ、光反応性半導体部分が汚染されないため
良好な分解効率を長期間維持させることができるフィル
ターが実現できた。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０１Ｊ 35/02 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｂ 35/06 Ｈ ＺＡＢＪ Ｆターム(参考） 4C080 AA07 BB02 CC01 HH05 JJ05 JJ06 KK08 LL10 MM02 MM03 MM04 MM05 MM06 NN24 NN25 NN26 NN27 QQ11 QQ17 4D019 AA01 BA04 BA05 BA13 BB03 BC05 BC07 BC10 CA02 4D048 AA19 AA22 AB03 BA07X BA13X BA16Y BA19Y BA27Y BA41X BB04 BB08 CC40 CC41 CD05 EA01 EA04 EA08 4G069 AA03 AA08 AA11 BA04A BA04B BA48A BB04A BC35A BC43A BC60A CA10 CA17 EA07 EA10 EA13 EB02 EB15Y ED10 EE02 FA01 FA03 FB15 FB23 FB68 FB75

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の基材の間に吸着剤を封入してなる
   空気清浄化フィルターにおいて、一方の基材が光反応性
   半導体を含有してなる光触媒フィルター、もう一方の基
   材がＪＩＳ-Ｂ-９９０８に準じて面風速５．３ｃｍ/秒
   で測定した０．３μｍ粒子の捕集効率が９９％以上であ
   る除塵フィルターであることを特徴とする光触媒空気清
   浄化フィルター。
2. 【請求項２】 ２枚の基材の間に吸着剤を封入してなる
   空気清浄化フィルターにおいて、少なくとも一方の基材
   は光反応性半導体を含有し、かつＪＩＳ-Ｂ-９９０８に
   準じて面風速５．３ｃｍ/秒で測定した０．３μｍ粒子
   の捕集効率が９９％以上である光触媒性除塵フィルター
   であることを特徴とする光触媒空気清浄化フィルター。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の光触媒空気清浄
   化フィルターをプリーツ状に加工してなることを特徴と
   する光触媒空気清浄化フィルター。
4. 【請求項４】 請求項１〜３記載の光触媒空気清浄化フ
   ィルターにおいて光反応性半導体を含有する面が風下に
   設置されていることを特徴とする光触媒空気清浄化フィ
   ルター。