JP2001280879A

JP2001280879A - 光触媒熱交換器およびその製造方法

Info

Publication number: JP2001280879A
Application number: JP2000396670A
Authority: JP
Inventors: Akiyuki Fujii; 映志藤井; Atsushi Tomosawa; 淳友澤; Hideo Torii; 秀雄鳥井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた親水性、抗菌性、脱臭性を有する光触
媒熱交換器とその製造方法を提供する。【解決手段】冷媒の通路である金属製パイプ４９に、
アルミニウムから成るフィンが取り付けられる構造の光
触媒熱交換器において、上記フィン表面が、酸化チタン
薄膜２２のみで被覆されていることを特徴とする光触媒
熱交換器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエアコン室内機等の
重要部品である熱交換器および熱交換器の製造方法に関
するものであり、冷房運転時の熱交換器フィン上に結露
した水の効率よい排水と熱交換器フィン上での細菌繁殖
防止、および脱臭作用を同時に実現する光触媒熱交換器
およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エアコン室内機は、冷房運転時において
熱交換器のフィンに結露した水滴が、そのフィンの表面
を流れ落ちてその下部に配置したトレイに集まり、さら
にドレインから流れだして室外に排出される構造になっ
ている。しかしながら、従来、フィンが作られる材料で
あるアルミニウム材等の金属材表面はやや撥水性を示す
ため、結露した水滴のすべてがトレイに集まらず、一部
の水滴がそのまま冷風にのって、冷房風の吹き出し口か
ら吹き出すという不具合が起こることが多かった。

【０００３】そこで、室内環境の快適化から、このよう
な不具合を除く目的で、例えばアルミニウムフィンの表
面全面を陽極酸化して親水性化したり、あるいは陽極酸
化の後、さらに親水剤の塗布により親水性処理をするな
どで、アルミニウムフィンの親水性化を実現していた
（例えば、恩田智彦著，電気学会論文誌Ａ，１１６巻１
２号，１０４１−１０４６ページ，１９９７年発行）。

【０００４】しかし、上述の如く、アルミニウムフィン
に親水性処理をした場合においても、例えば新築家屋で
の冷房運転使用の際に、壁紙や接着合板などの室内建材
や種々の家具類に含まれる有機物系の撥水性ガスが、熱
交換器のアルミニウムフィン表面に吸着し、親水性であ
ったアルミニウムフィン表面がしだいに撥水性を示すよ
うになる。ついには熱交換器のフィンが撥水性に変化し
てしまい、結露した水滴が、従来のように熱交換器の表
面からドレインに流れて室外に排出されずに、アルミニ
ウムフィン表面で水滴化して、そのまま風にのって冷房
風の吹き出し口より室内に吹き出し床を濡らすという問
題があった。また、上述の如く、親水性処理したアルミ
ニウムフィンでは、その表面が有機物を吸着しやすいと
いうことから、細菌が繁殖するといった問題もある。

【０００５】これらの問題点を解決する方法として、熱
交換器のアルミニウムフィン表面に酸化チタン微粒子を
含有した被膜をバインダーとともに形成した構成の熱交
換器が提案されている（例えば、特開平１０−２２０９
７８号公報参照）。具体的には、図９に示すように、ア
ルミニウムフィンの本体部５１の表面に、耐食性被膜５
２と、酸化チタン微粒子５３及びバインダー５４から成
る被膜５５とが順に形成され、酸化チタン微粒子５３に
紫外光を照射した際に、酸化チタン微粒子５３の表面で
発生する光触媒作用の超親水性および、酸化チタンの表
面で有機物を分解するという抗菌性を利用して、上記課
題を解決せんとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記熱交換器
が超親水性や抗菌性を示すのは、水分や有機物が紫外線
照射の下で酸化チタンと接触した場合に限定される。し
かしながら、上記熱交換器においては、被膜５５は酸化
チタン微粒子５３のみならずバインダー５４をも含んで
いるため、被膜５５の表面に存在する酸化チタンの表面
積が小さくなる。この結果、上記構成の熱交換器では、
酸化チタンが有する光触媒特性を十分利用することがで
きないという課題がある。

【０００７】また、酸化チタンは、光触媒作用として臭
気ガスを分解すると言った脱臭性も有しているが、高濃
度の臭気ガスを分解するためには、臭気ガスと酸化チタ
ンとの接触面積を大きくしなくてはならない。ところ
が、上記の如く、被膜５５の表面に存在する酸化チタン
の表面積が小さいため、上記構成では十分な脱臭性能が
得られないのが現状である。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点を解消
するもので、エアコンの冷房運転時の冷房風吹き出し口
からの水滴吹き出し現象および熱交換器のフィン上での
細菌繁殖を防ぎ、かつ優れた脱臭機能も併せ持つエアコ
ン等の光触媒熱交換器およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の光触媒熱交換器は、冷媒の通路である金属
製パイプに、伝導性金属材料から成るフィンが取り付け
られる構造の光触媒熱交換器において、上記フィン表面
が、酸化チタン薄膜のみで被覆されていることを特徴と
する。上記の如く、熱交換器のフィン表面が、バインダ
ーを全く含まず酸化チタン薄膜のみで被覆する構成とす
れば、表面には酸化チタンのみが存在することになり、
水分、有機物、及び臭気ガスと酸化チタンとの接触面積
が格段に大きくなる。したがって、酸化チタンが有する
光触媒特性を十分利用することができるので、親水性、
抗菌性及び脱臭性が飛躍的に向上する。

【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
発明において、上記酸化チタン薄膜の表面凹凸が、０．
０５μｍ以上であることを特徴とする。このように、酸
化チタン薄膜の表面凹凸を規制するのは、酸化チタン薄
膜の表面凹凸が０．０５μｍ以上であれば、凹凸が大き
くなることによって、酸化チタンの表面積が大きくなっ
て、親水性、抗菌性及び脱臭性を更に向上させることが
できるからである。

【００１１】また、請求項３の発明は、請求項１又は２
記載の発明において、上記酸化チタン薄膜がアナターゼ
型結晶相を主成分とすることを特徴とする。このよう
に、酸化チタン薄膜がアナターゼ型結晶相を主成分とす
ることが望ましいのは、アナターゼ型結晶相以外の結晶
相（ルチル型結晶相、ブルーカイト型結晶相）である
と、酸化、還元反応が円滑に進行しない場合があって、
光触媒特性を十分利用することができないことがあるの
に対して、アナターゼ型結晶相であれば、酸化、還元反
応が円滑に進行し、光触媒特性を十分利用することがで
きるという理由による。

【００１２】また、請求項４の発明は、請求項１、２又
は３記載の発明において、上記熱伝導性金属材料から成
るフィンがアルミニウムから成ることを特徴とする。こ
のように、熱伝導性金属材料から成るフィンがアルミニ
ウムから構成されていれば、熱伝導性に優れ、軽量で、
しかも安価であるという利点がある。

【００１３】また、請求項５の発明は、請求項１、２、
３又は４記載の発明において、上記酸化チタン薄膜の膜
厚が０．２〜２μｍであることを特徴とする。このよう
に酸化チタン薄膜の膜厚を規制するのは、酸化チタン薄
膜の膜厚が０．２μｍ未満では、酸化チタン薄膜の膜厚
が小さくて、酸化チタンの光触媒特性が低下する一方、
酸化チタン薄膜の膜厚が２μｍを超えると、光触媒熱交
換器の熱交換効率が低下したり、酸化チタン薄膜に応力
が溜まって酸化チタン薄膜が剥離し易くなったり、酸化
チタン薄膜の形成に長時間を要するのでコストアップを
招来する等の課題が生じることがあるからである。但
し、フィンの全ての部分で酸化チタン薄膜の膜厚が上記
範囲に入っている必要はなく、紫外線の届く範囲（フィ
ンの高さの約半分程度）で酸化チタン薄膜の膜厚が上記
範囲に入っていれば良い。

【００１４】また、請求項６の発明は、請求項１、２、
３、４又は５記載の発明において、上記酸化チタン薄膜
が、柱状構造を有することを特徴とする。また、上記の
目的を達成するために本発明の光触媒熱交換器の製造方
法は、冷媒の通路である金属製パイプに伝導性金属材料
から成るフィンが取り付けられた熱交換器をプラズマ中
に導入する第１ステップと、上記プラズマ中でチタンを
含む化合物の蒸気と酸素とを分解・反応させることによ
り、上記フィン表面上を酸化チタン薄膜のみで被覆する
第２ステップとを有することを特徴とする。このよう
に、プラズマＣＶＤ法で酸化チタン薄膜を形成すると、
低温で酸化チタン薄膜を形成することができるので、フ
ィンに対するヒートショックを小さくしつつ、アナター
ゼ型の酸化チタン薄膜を形成することが可能となる。

【００１５】さらに、上記の目的を達成するために本発
明の光触媒熱交換器の製造方法は、冷媒の通路である金
属製パイプに伝導性金属材料から成るフィンが取り付け
られた熱交換器に、大気中で、原料ガスであるチタンを
含む化合物の蒸気を、熱交換器のフィン表面に対して平
行に流れるように供給することにより、上記フィン表面
上を酸化チタン薄膜のみで被覆することを特徴とする。
このように、常圧ＣＶＤ法で酸化チタン薄膜を形成する
と、高速で酸化チタン薄膜を形成することができるの
で、フィンに対するヒートショックを小さくしつつ、ア
ナターゼ型の酸化チタン薄膜を形成することが可能とな
る。また、減圧する必要がないため、非常に簡便な装置
で良いと言ったコスト的なメリットもある。

【００１６】また、請求項９の発明は、請求項８記載の
発明において、原料ガスを供給する際に用いる原料ガス
供給手段と、排気の際に用いる排気手段が、熱交換器を
挟んで互いに対峙する側に配置されたことを特徴とす
る。このような構成とすることにより、原料ガスをアル
ミフィン表面に対して平行方向に流しながら酸化チタン
薄膜を形成することができる。従来の常圧ＣＶＤ法によ
れば、原料ガスは基材表面に対して垂直方向を中心とし
て様々な角度の流れを有していたため、アナターゼ型酸
化チタン薄膜を形成するには、基材を４００℃以上に加
熱する必要があった。（例えば、特開平１０−１５２３
９６、および、ジャーナル・オブ・マテリアル・サイエ
ンス・レターズ、１９９０年９巻３１６〜３１９ページ
［K. Kamata et al.: Journal of Material Science L
etters9 (1990) 316-319 ］参照）。しかしながら、本
発明のように原料ガスを平行方向に流す構成とすること
により、４００℃以下の低温でのアナターゼ型酸化チタ
ン薄膜の形成が可能となる。

【００１７】また、請求項１０の発明は、請求項７、
８、又は９記載の発明において、上記チタンを含む化合
物が、金属アルコキシド又はβ−ジケトン金属錯体であ
ることを特徴とする。また、請求項１１の発明は、請求
項７、８、９又は１０記載の発明において、上記熱伝導
性金属材料から成るフィンがアルミニウムから成ること
を特徴とする。このように、フィンがアルミニウムから
構成されていれば、請求項４で記載した内容と同様の利
点がある。

【００１８】また、請求項１２の発明は、請求項７又は
８記載の発明において、上記酸化チタン薄膜を形成する
際の、アルミニウムフィンの加熱温度が３００℃以下で
あることを特徴とする。このような温度に規制するの
は、アルミニウムフィンの加熱温度が３００℃を超える
と、アルミニウムフィンが変形する等の問題を生じるか
らである。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の形態を、図１〜図７に基
づいて、以下に説明する。図１は本発明の光触媒熱交換
器を用いたエアコンの室内ユニット内部の側面概略図、
図２は本発明の光触媒熱交換器の斜視図、図３は本発明
の光触媒熱交換器のアルミニウムフィンの断面図、図４
は本発明の光触媒熱交換器の製造に用いるプラズマＣＶ
Ｄ装置、図５は本発明の製造方法であるプラズマＣＶＤ
装置で酸化チタン薄膜を形成する際の熱交換器周りの斜
視図、図６は本発明の光触媒熱交換器の製造に用いる常
圧ＣＶＤ装置、図７は本発明の製造方法である常圧ＣＶ
Ｄ装置で酸化チタン薄膜を形成する際の熱交換器周りの
斜視図である。

【００２０】図１に示すように、室内ユニット１１内に
は、光触媒熱交換器１２と、紫外線ランプ（１５Ｗ；ピ
ーク波長３６５ｎｍ）１３と、送風機１４とが設けられ
ている。上記光触媒熱交換器１２は、図２に示すよう
に、冷媒の通路である金属製パイプ４９にアルミニウム
フィン２１が一定間隔を置いて平行に多数取り付けられ
た構造である。また、図３に示すように、上記アルミニ
ウムフィン２１は、アルミニウムから成る本体部２３の
表面が酸化チタン薄膜２２で被覆されている構造であ
る。

【００２１】ここで、上記室内ユニット１１において、
室内の空気は矢印に示したように、室内ユニット１１の
上部から光触媒熱交換器１２を通り、さらに送風機１４
を通った後、室内ユニット１１の下部から室内に吐出さ
れる。また、紫外線ランプ１３を点灯させておくことに
より、光触媒熱交換器１２のアルミニウムフィン２１表
面に形成した酸化チタン薄膜２２に接触した室内の空気
に含まれる臭気ガスが、光触媒作用により分解され脱臭
が行われる。更に、酸化チタン薄膜２２は、超親水性や
抗菌性も有するため、アルミニウムフィン２１表面に水
滴が生成し、そのまま風にのって吹き出し口より室内に
吹き出し床を濡らすという問題や、アルミニウムフィン
２１表面に吸着した有機物などにより細菌が繁殖すると
いった問題が発生するのを阻止できる。

【００２２】次に、熱交換器３５のアルミニウムフィン
２１における本体部２３表面へ、酸化チタン薄膜２２を
形成するためのプラズマＣＶＤ装置の構成及びこの装置
によって光触媒熱交換器１２を製造する方法について説
明する。先ず、図４のプラズマＣＶＤ装置は、反応室３
１と予備加熱室３２および排気系３３から構成されてい
る。反応室３１内には、高周波（13.56MHz）電源３８が
接続された電極３７と原料ガス供給ノズル３９が設けら
れ、予備加熱室３２には熱交換器３５を加熱するための
赤外線加熱ランプ３４・３４が設けられている。上記原
料ガス供給ノズル３９には、出発原料４６であるチタニ
ウムテトライソプロポキシド［Ti(O-i-C₃H₇)₄］が溜め
られた気化器４０と酸素ボンベ４５とが接続され、上記
気化器４０には窒素ボンベ４４が接続される構造となっ
ている。

【００２３】上記プラズマＣＶＤ装置を用いて光触媒熱
交換器１２を製造するには、搬送機構を有するホルダー
３６に固定された熱交換器３５を、先ず、予備加熱室３
２で赤外線加熱ランプ３４・３４により２５０（℃）に
加熱した後、反応室３１に搬送する。この際、原料ガス
供給バルブ４１を開けて、気化器４０内で所定の温度に
加熱された出発原料４６であるチタニウムテトライソプ
ロポキシド［Ti(O-i-C ₃H₇)₄］の蒸気を、あらかじめ減
圧にしておいた反応室３１内に導入する。この出発原料
４６の導入は、上記原料ガス供給バルブ４１と共にキャ
リアガス供給バルブ４２を開け、窒素キャリアを窒素ボ
ンベ４４から気化器４０内に導入することにより行われ
る。これと並行して、酸素供給バルブ４３も開け、酸素
ボンベ４５から酸素も反応室３１内に導入する。そして
高周波電源３８により、電極３７上にプラズマを発生さ
せ、図５に示すように、熱交換器３５を搬送させながら
アルミニウムフィン２１における本体部２３の表面上に
酸化チタン薄膜２２を形成し、これにより光触媒熱交換
器１２を作製した。尚、上記プラズマＣＶＤ法による酸
化チタン薄膜２２形成時の条件は、以下の通りである。

【００２４】出発原料の気化温度：１００（℃）キャリアガス流量：３０００（ＳＣＣＭ）酸素流量：１０００（ＳＣＣＭ）ｒｆパワー：５００Ｗ真空度：０．１（Ｔｏｒｒ）搬送速度：１０ｍｍ／分

【００２５】次に、熱交換器３５のアルミニウムフィン
２１における本体部２３表面へ、酸化チタン薄膜２２を
形成するための常圧ＣＶＤ装置の構成及びこの装置によ
って光触媒熱交換器１２を製造する方法について説明す
る。図６の常圧ＣＶＤ装置は、反応室６１と予備加熱室
６２および排気系６３から構成されている。反応室６１
内には原料ガスノズル６６が設けられ、予備加熱室６２
には熱交換器３５を加熱するための赤外線加熱ランプ６
４・６４が設けられている。上記原料ガス供給ノズル６
６には、出発原料６７であるチタンテロライソプロポキ
シドが入れられた気化器６８が接続され、上記気化器６
８には窒素ボンベ７１が接続された構造となっている。

【００２６】上記常圧ＣＶＤ装置を用いて光触媒熱交換
器１２を製造するには、搬送構造を有するホルダー６５
に固定された熱交換器３５を、まず予備加熱室６２で赤
外線ランプ６４・６４により、２５０℃に加熱した後、
反応室６１に搬送する。この際、原料ガス供給バルブ６
９を開けて、気化器６８で所定温度に加熱された出発原
料６７であるチタンテトライソプロポキシドの蒸気を、
反応室６１に導入する。この出発原料６７の導入は、上
記原料ガス供給バルブ６９と共にキャリアガス供給バル
ブ７０を開け、窒素キャリアを窒素ボンベ７１から気化
器６８内に導入することにより行われる。そして、排気
系６３より原料ガスを排気することにより、熱交換器の
アルミニウムフィン表面に対して平行方向にガスを流
す。そして、熱交換器３５を搬送させながらアルミニウ
ムフィン２１における本体部２３の表面上に酸化チタン
薄膜２２を形成し、これにより光触媒熱交換器１２を作
製した。なお、上記常圧ＣＶＤ法による酸化チタン薄膜
２２形成時の条件は、以下の通りである。出発原料の気化温度：１１０（℃）キャリアガス流量：１０（ＬＳＭ）真空度：７６０（Ｔｏｒｒ）搬送速度：５０ｍｍ／分

【００２７】

【実施例】（実施例１）実施例１としては、上記発明の
実施の形態に示すプラズマＣＶＤ報により作製した光触
媒熱交換器と同様のものを用いた。このようにして作製
した光触媒熱交換器を、以下、本発明熱交換器Ａ１と称
する。

【００２８】（実施例２）実施例２としては、上記発明
の実施の形態に示す常圧ＣＶＤ報により作製した光触媒
熱交換器と同様のものを用いた。このようにして作製し
た光触媒熱交換器を、以下、本発明熱交換器Ａ２と称す
る。

【００２９】（比較例１）比較例１としては、図９に示
した構成の従来の光触媒熱交換器を用いた。具体的な製
造方法としては、アルミニウムフィンの本体部５１の表
面上に耐食性被膜５２を塗布して形成し、さらにアナタ
ーゼ型結晶構造を有する酸化チタン微粒子５３を含有し
たバインダー５４を塗布した後（厚み：２μm ）、１５
０℃で乾燥させる。そして、このようにして作製したア
ルミニウムフィンを金属製パイプに一定間隔を置いて平
行に多数取り付けることにより従来の光触媒熱交換器を
作製した。このようにして作製した光触媒熱交換器を、
以下、比較熱交換器Ｂ１と称する。

【００３０】（比較例２）比較例２としては、アルミニ
ウムフィンの表面に酸化チタン薄膜を形成しない他は、
上記実施例と同様にして熱交換器を作製した。このよう
にして作製した熱交換器を、以下、比較熱交換器Ｂ２と
称する。

【００３１】（実験１）上記本発明熱交換器Ａ１および
Ａ２のアルミニウムフィンの一部分を切り出して、膜厚
測定、Ｘ線解析、ＳＥＭ分析を行った。その結果アルミ
ニウムフィン上に形成された酸化チタン薄膜の膜厚は本
発明熱交換器Ａ１が０．９μｍ、本発明熱交換器Ａ２が
０．５μｍでいずれもアナターゼ型結晶構造単相膜であ
った。また酸化チタン薄膜は柱状構造を有しており、表
面凹凸は本発明熱交換器Ａ１が０．１〜０．３μｍ、本
発明熱交換器Ａ２が０．０８〜０．２μｍであることが
認められた。

【００３２】（実験２）上記本発明熱交換器Ａ１、Ａ
２、及び上記比較熱交換器Ｂ１のフィンの一部分を切り
出して〔サイズ（２０ｍｍ×４０ｍｍ）〕、各試料を作
製した後、これら試料の水滴の接触角を測定することに
より、親水性の評価を行った。なお、親水性の評価は、
紫外線領域の蛍光灯光源（１５Ｗ；ピーク波長３６５ｎ
ｍ）を用いて、照射距離２５ｃｍで各試料を１０分間照
射した後、一定時間経過ごとに、各試料の平滑な表面の
上部にマイクロシリンダを用いて超純水１マイクロリッ
トル（μｌ）を滴下し、超純水の接触角を接触角計を用
いて測定するというものである。

【００３３】その結果、本発明熱交換器Ａ１におけるフ
ィンの接触角は、経過時間測定開始の直後が０゜であ
り、１２時間後が４゜、３６時間後でも８゜であり、強
い親水性を示した。また、本発明熱交換器Ａ２における
フィンの接触角は、経過時間測定開始の直後が０゜であ
り、１２時間後が５゜、３６時間後でも９゜であり、強
い親水性を示した。これらの結果に対し、比較熱交換器
Ｂ１におけるフィンの接触角は経過時間測定開始の直後
が２゜であり、１２時間後が７゜、３６時間後には１２
゜であり、親水性に劣ることが認められた。

【００３４】（実験３）上記本発明熱交換器Ａ１、Ａ２
及び上記比較熱交換器Ｂ１、Ｂ２のフィンの一部分を切
り出して〔サイズ（１０ｍｍ×１０ｍｍ）〕、各試料を
作製した後、これら試料における抗菌性の評価を行っ
た。具体的な評価方法は、滅菌したガラスシャーレを３
個準備し、それぞれのシャーレにアルコールで十分に洗
浄した各試料を入れて、湿度９０％で温度２５℃に保持
した恒温糟に入れ、大腸菌を同量（約１０万個）ずつ、
上記各試料上に滴下して３時間保持した後、各試料上の
大腸菌の量を測定することによって行った。なお、上記
恒温糟中には、５Ｗの蛍光灯が設置してあり、シャーレ
中の試料に光が照射されるようになっている。その結
果、比較熱交換器Ｂ２では大腸菌数が約８万個まで、比
較熱交換器Ｂ１では約１０００個までしか減少していな
いのに対して、本発明熱交換器Ａ１の場合は約１００個
まで減少し、Ａ２の場合は約２００個まで減少している
ことが認められた。

【００３５】（実験４）上記本発明熱交換器Ａを用いた
エアコンの室内機及び上記比較熱交換器Ｂ１を用いたエ
アコンの室内機（共に、図１に示す構造のもの）による
脱臭性能の評価を行った。具体的な評価方法は、両熱交
換器Ａ、Ｂ１を用いたエアコンの室内機、それぞれ、高
さ２ｍ、幅４ｍ、奥行４ｍの大きさで室温２８℃の気密
実験室（１００ｐｐｍの濃度のアセトアルデヒドを充
填）内に設置して、温度を２０℃に設定し、湿度を４０
％に保持しつつ冷房運転を行い、アセトアルデヒドの光
分解性能を測定することにより行った。なお、通常室外
の出す除湿の結露水のドレインは、実験室の気密を確実
にするために、気密実験室内にもうけたポリタンク内に
ドレインのホースを導いた。

【００３６】その結果、比較熱交換器Ｂ１を用いたエア
コンの室内機では、約３０分後のアセトアルデヒドの濃
度は７０ｐｐｍ、１時間後に３０ｐｐｍであり、２時間
後になって初めてアセトアルデヒドの濃度はゼロとなっ
て検出されなくなった。これに対して、本発明熱交換器
Ａ１では約３０分後のアセトアルデヒドの濃度は４０ｐ
ｐｍであり、１時間後にはアセトアルデヒドの濃度はゼ
ロとなり検出されなくなり、また、本発明熱交換器Ａ２
では約３０分後のアセトアルデヒドの濃度は５０ｐｐｍ
であり、１時間後にはアセトアルデヒドの濃度はゼロと
なり検出されなくなった。以上の実験２〜４の結果か
ら、本発明の光触媒熱交換器が優れた親水性、抗菌性お
よび脱臭性を有することがわかった。

【００３７】（実験５）プラズマＣＶＤ装置を用いて光
触媒熱交換器を製造する際に、ホルダーに固定された熱
交換器の搬送速度を、１０〜１１０ｍｍ／分と変化させ
る他は、前記発明の実施の形態と同様の条件で酸化チタ
ン薄膜を作製することにより、膜厚の異なる酸化チタン
薄膜を備えた光触媒熱交換器を作り、上記実験４に示す
方法と同様の方法で脱臭性能の評価を行った。また、常
圧ＣＶＤ装置を用いた場合においても、同様に、ホルダ
ーに固定された熱交換器の搬送速度を、３０〜２５０ｍ
ｍ／分と変化させる他は、前記発明の実施の形態と同様
の条件で酸化チタン薄膜を作製することにより、膜厚の
異なる酸化チタン薄膜を備えた光触媒熱交換器を作り、
上記実験４に示す方法と同様の方法で脱臭性能の評価を
行った。結果を図８に示す。

【００３８】図８から明らかなように、プラズマＣＶＤ
法、および常圧ＣＶＤ法のいずれの方法で作製した場合
においても、酸化チタン薄膜の膜厚が０．２μｍ以上で
あれば、優れた脱臭性能を有する光触媒熱交換器を得ら
れることが分かる。

【００３９】（その他の事項）（１）上記実施例においては、酸化チタン薄膜の結晶構
造はアナターゼ型単相であったが、これに限られるもの
ではなく、例えばルチル型の結晶構造を含んでいるもの
であっても同様に優れた効果が得られた。（２）上記実施例においては、酸化チタン薄膜を形成す
る際のフィンの加熱温度を２５０℃としたが、これに限
るものではなく、３００℃以下であれば同様に優れた結
果が得られた。また、このように３００℃以下で酸化チ
タン薄膜を形成すれば、柱状構造を有する酸化チタン薄
膜が得られ易く、５００℃では柱状構造を有する酸化チ
タン薄膜が得られないということを実験により確認し
た。

【００４０】（３）上記実施例においては、酸化チタン
薄膜の表面凹凸が０．１〜０．３μｍであったが、これ
に限られるものではなく０．０５μｍ以上であれば同様
の優れた結果が得られた。（４）上記実施例においては、チタンを含む化合物にチ
タニウムテトライソプロポキシドを用いたが、これに限
るものではなく、例えば他の金属アルコキシドであるチ
タニウムテトラノルマルブトキシド [Ti(O-n-C₂H₉)₄]、
テトラエチルオルトチタナート [Ti(OC₂H₅)₄] 、テトラ
エチルオルトチタナート [Ti(OC₂H₅)₄] 、テトラノルマ
ルプロピルオルトチタナート [Ti(O-n-C₂H₅)₄]など、ま
たβ−ジケトン金属錯体であるチタニウムジビパロイル
メタン [TiO(C₁₁H₁₉O₂)₂又はTi( O-ｉ-C₃H₇)(C₁₁H₁₉O₂)
₄] 、チタニウムアセチルアセトナート [TiO(C₅H
₇O₂)₂] であれば同様に優れた結果が得られた。

【００４１】（５）上記実施例においては、光触媒熱交
換器の熱伝導性金属材料としてアルミニウムを用いた
が、これに限るものではなく、ステンレス、チタン、ク
ロム、ニッケル、銅等を用いても同様に優れた結果が得
られた。（６）本発明の光触媒熱交換器は、エアコンに限らず、
冷蔵庫、除湿器、自動車など熱交換器を有するすべての
機器に応用できるものである。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光触媒熱交換器は、熱交換器のフィン表面を酸化チタ
ン薄膜のみで被覆した構成であるため、従来の酸化チタ
ン微粒子をバインダーを用いて被覆した場合と比較し
て、優れた親水性、抗菌性さらには脱臭特性を有すると
いった効果を奏する

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光触媒熱交換器を用いたエアコンの室
内ユニット内部の側面概略図。

【図２】本発明の光触媒熱交換器の斜視図

【図３】本発明の光触媒熱交換器のアルミニウムフィン
の断面図。

【図４】本発明の光触媒熱交換器の製造に用いるプラズ
マＣＶＤ装置。

【図５】本発明の製造方法であるプラズマＣＶＤ装置で
酸化チタン薄膜を形成する際の熱交換器周りの斜視図。

【図６】本発明の光触媒熱交換器の製造に用いる常圧Ｃ
ＶＤ装置。

【図７】本発明の製造方法である常圧ＣＶＤ装置で酸化
チタン薄膜を形成する際の熱交換器周りの斜視図。

【図８】アセトアルデヒド濃度と酸化チタン薄膜の膜厚
との関係を示すグラフ。

【図９】従来の光触媒熱交換器のフィンの断面図。

【符号の説明】

１１：エアコンの室内ユニット１２：光触媒熱交換器１３：紫外線ランプ１４：送風機２１：アルミニウムフィン２２：酸化チタン薄膜２３：本体部３１：反応室３２：予備加熱室３３：排気系３４：赤外線加熱ランプ３５：熱交換器３６：搬送機構を有するホルダー３７：電極３８：高周波電源３９：原料ガス供給ノズル４０：気化器４１：原料ガス供給バルブ４２：キャリアガス供給バルブ４３：酸素供給バルブ４４：窒素ボンベ４５：酸素ボンベ４６：出発原料４７：マスフローコントローラー４８：マスフローコントローラー４９：金属製パイプ６１：反応室６２：予備加熱室６３：排気系６４：赤外線加熱ランプ６５：搬送機構を有するホルダー６６：原料ガス供給ノズル６７：出発原料６８：気化器６９：原料ガス供給バルブ７０：キャリアガス供給バルブ７１：窒素ボンベ７２：マスフローコントローラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鳥井秀雄大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4G069 AA08 AA11 BA04A BA04B BA48A CA17 EA07 EC22X EC22Y EE04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒の通路である金属製パイプに、伝導性
金属材料から成るフィンが取り付けられる構造の光触媒
熱交換器において、上記フィン表面が、酸化チタン薄膜
のみで被覆されていることを特徴とする光触媒熱交換
器。
【請求項２】上記酸化チタン薄膜の表面凹凸が、０．０
５μｍ以上である、請求項１記載の光触媒熱交換器。
【請求項３】上記酸化チタン薄膜がアナターゼ型結晶相
を主成分とする、請求項１又は２記載の光触媒熱交換
器。
【請求項４】上記熱伝導性金属材料から成るフィンがア
ルミニウムから成る、請求項１、２又は３記載の光触媒
熱交換器。
【請求項５】上記酸化チタン薄膜の膜厚が０．２〜２μ
ｍである、請求項１、２、３又は４記載の光触媒熱交換
器。
【請求項６】上記酸化チタン薄膜が、柱状構造を有す
る、請求項１、２、３、４又は５記載の光触媒熱交換
器。
【請求項７】冷媒の通路である金属製パイプに伝導性金
属材料から成るフィンが取り付けられた熱交換器をプラ
ズマ中に導入する第１ステップと、上記プラズマ中でチタンを含む化合物の蒸気と酸素とを
分解・反応させることにより、上記フィン表面上を酸化
チタン薄膜のみで被覆する第２ステップと、を有することを特徴とする光触媒熱交換器の製造方法。
【請求項８】冷媒の通路である金属製パイプに伝導性金
属材料から成るフィンが取り付けられた熱交換器に、原
料ガスであるチタンを含む化合物の蒸気を、大気中で、
熱交換器のフィン表面に対して平行に流れるように供給
することにより、上記フィン表面上を酸化チタン薄膜の
みで被覆することを特徴とする光触媒熱交換器の製造方
法。
【請求項９】原料ガスを供給する際に用いる原料ガス供
給手段と、排気の際に用いる排気手段とが、熱交換器を
挟んで互いに対峙する側に配置される、請求項８記載の
光触媒熱交換器の製造方法。
【請求項１０】上記チタンを含む化合物が、金属アルコ
キシド又はβ−ジケトン金属錯体である、請求項７、
８、又は９記載の光触媒熱交換器の製造方法。
【請求項１１】上記熱伝導性金属材料から成るフィンが
アルミニウムから成る、請求項７、８、９又は１０記載
の光触媒熱交換器の製造方法。
【請求項１２】上記酸化チタン薄膜を形成する際の、ア
ルミニウムフィンの加熱温度が３００℃以下である、請
求項７、８、９、１０又は１１記載の光触媒熱交換器の
製造方法。