JP2002272824A

JP2002272824A - 空気清浄機

Info

Publication number: JP2002272824A
Application number: JP2001078793A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Suzuki; 紳一鈴木; Takao Wada; 岳雄和田; Iwao Takamura; 岩男高村
Original assignee: PARAMAUNT TRADING CO Ltd; Hitachi Metals Ltd
Current assignee: PARAMAUNT TRADING CO Ltd; Proterial Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2002-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】メンテナンスが容易でかつ脱臭機能を有する
薄型の光触媒装置を提供する。【解決手段】被処理流体である空気の流路の上流から
下流へ向けて、順にフィルタ部２、オゾン発生部３、光
触媒装置４および活性炭部５を備え、光触媒装置４は、
空気の流路を形成するケース部材と、ケース部材の内部
に設けられた多数の空孔を有する基体に光触媒機能層を
担持させてなる光触媒フィルタ６と、光触媒フィルタを
照射する紫外線照射手段７とを有し、処理される空気の
全量が光触媒フィルタ６を透過して流れるように光触媒
フィルタを配置した空気清浄機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として光触媒機
能を利用して室内または屋外の環境浄化を行う空気清浄
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】大気中の汚染物質の除去または室内の空
気を清浄化するために、二酸化チタンに代表される光触
媒半導体粒子による酸化触媒作用を利用した装置が提案
され、実用化されつつある。例えば、米国特許４，８９
２，７１２号には、光触媒を担持したメッシュ状支持体
を丸めて円筒状にして円筒ジャケット内に配置し、中心
部の空間に紫外線ランプを設けた光触媒装置が開示され
ている。特開２０００−８６４９７号には、処理対象物
質とより多くの接触機会を作ることを目的として、流体
透過性を有する複数の板状光触媒フィルタが立体的に組
み合わされ、その板状光触媒フィルタが流体の透過方向
に対して傾斜して配置されている立体光触媒フィルタが
開示されている。特開２００１−２９７４７号には、円
筒状ハニカム基材の表面に活性炭と光触媒を塗布し円筒
状の中心部に低圧水銀灯を配置した光化学酸化分解反応
器、及び被処理流体は円筒状ハニカム基材の長手方向に
沿って流れ、その途中で同基材を複数回透過することが
開示されている。特開２００１−２９９４６号には、光
触媒を塗布したリング状基材を同軸状に並べその中心部
に低圧水銀灯を配置した光触媒反応管、及び被処理流体
はリング状基材に沿って蛇行しながら流れることが開示
されている。特開平９−２０９３１９号には、標識や標
示体の基材である樹脂板の表面に光触媒粒子の薄膜を設
けることが開示されている。特開平１１−１５９０３４
号には、喫煙空間を仕切るパーテイションの内部に集塵
フィルタと光触媒エレメント（脱臭フィルタ）を収容す
ることが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】光触媒を担持したメッ
シュ状支持体を丸めて円筒状にして円筒ジャケット内に
配置した光触媒装置では、被処理流体は必ずしもメッシ
ュ状支持体を透過する構造ではなくその表面に沿って流
れやすい。また、十分な光が当たるのは最内層のメッシ
ュ状支持体のみである。これらのことからメッシュ状支
持体の面積に比較して高い脱臭効率を得難い。板状光触
媒フィルタが流体の透過方向に対して傾斜して配置され
ている立体光触媒フィルタは、板状光触媒フィルタ表面
と光源との距離が一定ではないためフィルタ表面での光
のエネルギー密度（Ｗ／ｃｍ^２）の均一性が不十分であ
る。円筒状ハニカム基材は表面積は大きいものの、形状
が立体的であるため一方向からの光の照射では隅々まで
光が届き難く、届いたとしても基材表面での光のエネル
ギー密度の均一性が不十分である。リング状基材を同軸
状に並べた光触媒反応管は、低圧水銀灯を中心にして放
射状に被処理流体が光触媒を塗布した基材と接触しなが
ら流れるという点において円筒状ハニカム基材を用いた
ものと基本的には同様であり同じ課題を有する。上記の
標示体は、昼間は太陽光が照射され、一方夜間は蛍光灯
などでライトアップされるが、光触媒のバンドギャップ
エネルギー以上の波長をもつ紫外線が効率良く光触媒粒
子の薄膜に照射される構造となっていないので、充分な
光触媒機能が発揮され難い。集塵フィルタや脱臭フィル
タを内臓したパーテイションは、薄型でしかも室内の汚
れた空気を清浄化することは可能であるが、メンテナン
ス費用がかさみ、実用的ではない。

【０００４】したがって本発明の目的は、高い脱臭機能
を有しかつメンテナンスが容易な薄型の空気清浄機を提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本願発明は、被処理流体である空気の流路の上流から
下流へ向けて、順にフィルタ部と光触媒装置とを備え、
光触媒装置は、空気の流路を形成するケース部材と、ケ
ース部材の内部に設けられた多数の空孔を有する基体に
光触媒機能層を担持させてなる光触媒フィルタと、光触
媒フィルタを照射する紫外線照射手段とを有し、処理さ
れる空気の全量が光触媒フィルタを透過して流れるよう
に該光触媒フィルタを配置した空気清浄機である。

【０００６】本発明の空気清浄機によれば、被処理流体
の全量が必ず光触媒フィルタの小さな空孔を通過するた
め、その際に被処理流体と光触媒機能層との接触が十分
に行われる。また、本発明では光触媒フィルタ表面と光
源（紫外線照射手段）との距離を一定とすることが好ま
しい。そうすることにより一方向からの光の照射でもフ
ィルタ表面での光のエネルギー密度（Ｗ／ｃｍ^２）が均
一となり紫外線が照射される面の全てが有効に酸化分解
作用に寄与する。したがって、光触媒フィルタ表面での
光のエネルギー密度を適宜設定することにより光源ラン
プのエネルギー効率と光触媒の面積効率の高い且つ薄型
の光触媒装置を容易に得ることができる。

【０００７】本発明ではフィルタ部と光触媒装置の間に
オゾン発生部を、光触媒装置の下流側に活性炭部をそれ
ぞれ備えることが望ましい。この空気清浄機によれば光
触媒による酸化分解作用に加えてオゾンによる酸化分解
作用も働くため本清浄機で分解できる汚染物質の種類が
増えるとともに分解速度を高くすることができる。ま
た、残存オゾンは活性炭部に吸着されるため外部には排
出されない。

【０００８】本発明では前記のフィルタ部、オゾン発生
部、光触媒装置および活性炭部を表面板を有するハウジ
ングに収容することにより、薄型平板状の空気清浄機を
得ることが可能である。空気清浄機をこのような外観形
状とすることで表面板を掲示物やポスター等を貼る掲示
板として、或いは広告看板、間仕切り、額、テーブル平
板部等またはその一部として利用することが出来る。こ
の様な空気清浄機はその存在を意識させることがない点
が特徴である。

【０００９】前記の表面板の裏側に蛍光ランプ、平面蛍
光ランプ、ＬＥＤ等の発光体を設けてバックライトをあ
てることにより夜間での視認性を高めることができ、特
に掲示板や広告看板として好適である。表面板を一様に
照射できる点で平面蛍光ランプが特に好ましい。平面蛍
光ランプの前面板を空気清浄機の表面板として使用して
もよい。

【００１０】本発明において、光触媒機能とは、アナタ
ーゼ型酸化チタン（ＴｉＯ_２）をはじめとした光触媒半
導体金属を基板表面に造膜し、その造膜表面に光触媒半
導体金属のバンドギャップエネルギーより高い光エネル
ギーを有する励起波長が照射されることで活性ラジカル
種が発生し、有機化合物や無機ガスを酸化還元分解して
脱臭及び浄化機能を持つものである。アナターゼ型酸化
チタンの場合には、波長が４００ｎｍ以下の電磁波（紫
外線）が好ましい。これによって脱臭・防汚機能を有す
る装置が可能となる。また、紫外線照射手段として冷陰
極線管を用いると、光触媒装置の大幅な薄型化が可能と
なる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の詳細を図面により説
明する。図１は本発明の一実施例に係る空気清浄機１を
示し、（ａ）はその平面図である。ブロアで吸引された
空気は入口（流入口）から流入してフィルター部２でパ
ーティクルを除去される。次いで波長１８５ｎｍの紫外
線を照射するランプを備えるオゾン発生部３にてオゾン
による酸化分解作用を受ける。オゾンによる反応を十分
に行うためにオゾン発生部３に続いてオゾン反応部を設
けると良い。オゾン反応部を通過した空気には汚染物質
や残存オゾンが未だ含まれているので光触媒部（光触媒
装置）４にてそれらの分解を行う。光触媒部４でオゾン
は完全に分解されるがオゾンは人体に有害であるので更
に活性炭部５を通して万が一のオゾン流出を防ぐ。
（ｂ）は入口側から見た本発明の空気清浄機１の側面図
である。

【００１２】図２は図１の光触媒部４を詳細に示す断面
図である。ケース部材内に、多数の空孔を有する基体に
光触媒機能層を担持させてなる円筒状の光触媒フィルタ
６を配置する。この光触媒フィルタ６内に紫外線照射手
段である紫外線ランプ７を同芯状に配置する。ジャケッ
ト部材内表面と光触媒フィルタ外表面とで形成される空
間を長手方向に分けるように外仕切り板９を取り付け
る。このように作製した光触媒装置に入口から被処理流
体を流入させると被処理流体は、外仕切り板９の手前で
は光触媒フィルタ６の外側から内側へ向かって透過して
流れ（Ａ−Ａ断面図）、光触媒フィルタ６の内側を流れ
て外仕切り板９を通過し、次いで光触媒フィルタ６の内
側から外側へ向かって透過して流れて（Ｂ−Ｂ断面図）
出口から流出する。光触媒フィルタ６と紫外線ランプ７
とは同芯状に配置されるので紫外線照射を受ける光触媒
フィルタ６の内表面は紫外線強度が均一となる。光触媒
における分解効率は紫外線強度が強い程大きいことが知
られているが、一定以上の強度では増加率が減少するこ
とから、実用的に好ましい紫外線強度は１ｍＷ／ｃｍ ^２
程度である。

【００１３】図３は図１の別の光触媒部４を詳細に示す
断面図である。ケース部材内に、多数の空孔を有する基
体に光触媒機能層を担持させてなる光触媒フィルタ６を
配置する。この光触媒フィルタ６内に紫外線照射手段で
ある紫外線ランプ７を配置する。このように作製した光
触媒装置に入口から被処理流体を光触媒フィルタ６内に
流入させると被処理流体は、光触媒フィルタ６の内側か
ら外側へ向かって透過して流れ（Ｃ−Ｃ断面図）、光触
媒フィルタ６の外側を流れて出口から流出する。光触媒
フィルタ６と紫外線ランプ７とは同芯状ではないが両者
の間隔はほぼ一定である。

【００１４】図４は図１の更に別の光触媒部４を詳細に
示す断面図である。ケース部材内に、多数の空孔を有す
る基体に光触媒機能層を担持させてなる光触媒フィルタ
６を配置する。光触媒フィルタ６は矩形であり複数枚を
平行に配置する。この光触媒フィルタを貫いて紫外線照
射手段である紫外線ランプ７を配置する。光触媒フィル
タ６と紫外線ランプ７は光触媒フィルタ６に光があたり
易いように傾いた位置関係である。このように作製した
光触媒装置に入口から被処理流体を流入させると被処理
流体は光触媒フィルタ６を次々に透過して流れ（Ｄ−Ｄ
断面図）出口から流出する。

【００１５】図５は図４の光触媒部４の光触媒フィルタ
６の面積を拡大したものである。光触媒フィルタ端部の
紫外線強度が低下するのを防ぐため紫外線ランプ７を２
本配置した。このように作製した光触媒装置に入口から
被処理流体を流入させると被処理流体は光触媒フィルタ
６を次々に透過して流れ（Ｅ−Ｅ断面図）出口から流出
する。

【００１６】紫外線ランプ４としては、例えば３６０〜
３８０ｎｍ程度の波長の紫外線を放射するブラックライ
ト或いは２５４ｎｍの殺菌ランプを用いることができ
る。光触媒効率を高めるには、紫外線照射手段と光触媒
との距離が離れすぎると紫外線強度が低下する点および
近づきすぎると光触媒の面積が低減する点を考慮する必
要がある。ブラックライト或いは熱陰極管式の殺菌ラン
プを用いると光触媒効率を考えると厚さＴが６０〜１０
０ｍｍの装置を形成することができる。特にケース部材
の厚さＴを６０ｍｍ以下とする場合には、直径が１０ｍ
ｍ以下（例えば６〜８ｍｍ）の冷陰極管を用いることが
好ましい。冷陰極管は電極にフィラメントを用いないの
で、１５ｍｍ以上の直径を有する通常のブラックライト
や熱陰極管式殺菌ランプよりも小口径である。また通常
のブラックライトや熱陰極管式殺菌ランプの寿命は６千
時間程度であるが、電極にフィラメントを用いない冷陰
極管は２万時間以上の使用が可能で、メンテナンスの手
間を少なくできる。なお冷陰極管を使用すると、その周
囲の温度を、光触媒作用を効率よく発揮できる３０〜４
０℃の温度にすることができる。

【００１７】本発明で用いる光触媒フィルター３は、図
６に示すように、多数の空孔２１を有する基板２０に微
粒子２２からなる多孔質層２３を形成して、透過接触性
能を有しかつ多表面積の基体２４の表面に光触媒機能層
（図６では省略）が造膜された構造を有するものが好ま
しい。この微粒子はセラミック、ガラス、金属、プラス
チック等材質は問わないが、基板の材質と同一であるこ
とが好ましい。基板は、金網、エクスパンドメタル、パ
ンチングメタル等の網状体またはそれと類似のものが好
適である。また樹脂製の網状体も使用可能である。この
場合基板と微粒子との位置関係が重要であって、微粒子
は、処理対象物質を含有する気体や液体が透過する空孔
２１の周辺に効果的に接触し、且つ励起波長を受光する
位置に配されている必要がある。図６において、処理対
象物質を含有する気体Ｆ又は液体Ｆが多表面積多孔質積
層体｛平面投影面積（Ａ）｝を透過する時の単位時間当
りの透過量をａ、多表面積多孔質積層体の内光触媒半導
体金属が造膜された領域の平面投影面積（ｂ）と上記平
面投影面積（Ａ）との比率（表面積比）をｂ／Ａ、多表
面積多孔質積層体の側面の表面積（ｃ）と上記平面投影
面積（Ａ）との比率（側面表面積比）をＣ／Ａとする
と、励起波長が図面の上または下から発生しているとし
て、透過量（ａ）及び表面積比（ｂ／Ａ）ができるだけ
多く、かつ、側面表面積比（Ｃ／Ａ）ができるだけ小さ
いといった条件を満足させることが好ましい。したがっ
て本発明では、図６（ｂ）よりも図６（ａ）の構成が好
適である。

【００１８】本発明では、以下のようにして基体の表面
に微粒子から等なる多孔質層を形成することによって、
凹凸を与えることができ表面積を増大することができ、
光触媒機能層と悪臭との接触性を一層向上できる。平均
粒径１０〜４００μｍの金属粉末を水等の溶媒に混合し
たスラリー（固形分６０〜８０質量％）を基板の表面に
塗布し、乾燥焼結することによって得られる。基板もし
くは微粉末を形成する金属材料としては、ＳＵＳ３０
４，ＳＵＳ３１０、ＳＵＳ３１６等のオーステナイト系
ステンレス鋼、Ｔｉまたはその合金（Ｔｉ−Ｍｎ系、Ｔ
ｉ−Ｃｒ系等）、Ｃｕまたはその合金あるいは、Ａｌま
たはその合金（Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系）、Ｆｅまたはその
合金を用いうる。但し、Ｆｅ系材料の場合は表面の耐酸
化性皮膜（酸化鉄）を形成することが望ましい。金属粉
末はその粒径が小さすぎるとコストが高くなり、大きす
ぎると微細な空孔が得られなくなるため、平均粒径１０
〜４００μｍのものが好ましい。焼結温度は金属粉末の
材質に応じて定めればよいが、低すぎると十分な焼結密
度が得られず、強度の低下を招く。一方、金属の融点近
くなると各粒子が融着してしまい、粗大な空孔が形成さ
れる。このため、ＳＵＳ、Ｔｉ、Ｃｕの場合は８００〜
１０００℃の範囲が、また、Ａｌの場合は３００〜４０
０℃の範囲が好ましい。

【００１９】このようにして得られた基体は、５〜１０
００μｍの空孔径を有することが好ましい。空孔径が大
きすぎると、被処理流体と光触媒機能層との接触が不十
分となり汚染物質や悪臭成分の分解除去率が低下する。
また被処理流体が空孔を通過する際の線流速が低下する
ので境膜拡散抵抗が増大する。その結果、光子により光
触媒機能層表面に発生した活性酸素種と被処理流体との
接触が不十分となる。一方、空孔径が小さすぎると、圧
力損失が大きくなり消費電力の増大や処理能力の低下を
招く。また、多孔質層の厚さは、薄いと強度が低下し、
厚いと透過抵抗が大きくなるので、１０〜３００μｍの
範囲がよい。

【００２０】本発明において、光触媒機能層は、例えば
ペルオキソ基を有するアナターゼ型ＴｉＯ_２などの光触
媒半導体金属微粒子を混入しているゾル液を、基板の表
面にスプレーやディッピングで付着させ、乾燥させたの
ち、常温〜５００℃未満の温度で焼き付けて形成するこ
とができる。上記ゾル液の塗布量は、薄すぎると十分な
防汚効果が得られず、厚すぎると剥離し易くなるので、
０．３〜１．２ｇ／１００ｃｍ^２（ｗｅｔ状態）の範囲
が好ましい。常温で乾燥する場合は、光触媒機能層の硬
度（鉛筆硬度）は、２Ｈ程度であるが、２〜３カ月放置
すると９Ｈにもなる。また２００〜３００℃で加熱する
と、９Ｈの硬度が得られる。光触媒半導体金属微粒子
は、通常、２〜６０ｎｍの粒度分布を有するが、実用的
には１０〜２０ｎｍの粒度分布を有するものが好まし
い。なお、光触媒半導体の代りにアモルファス型過酸化
チタンまたはそれとアナターゼ型酸化チタンを使用して
も比較的低い温度で光触媒半導体の粒子を基板の表面に
強固に担持させることができる。

【００２１】また、基板の表面にアモルファス型過酸化
チタン水溶液などの保護材をスプレーして保護被膜を形
成する下地処理を施してから光触媒機能層を形成するこ
とができる。いずれの場合もアモルファス型過酸化チタ
ン水溶液で事前に被膜を形成しておくとＴｉＯ_２ゾル液
の付着、展延性が改善されて濡れ易く、基板の表面に光
触機能層を均一に、かつ、広く形成することができる。
この過酸化チタン水溶液は基体の材質によらず展延性に
優れＴｉＯ_２ゾル液を広く均一に塗布するのに有効であ
る。アモルファス型過酸化チタンはバインダーとしても
又金属表面を光触媒機能による酸化分解からのブロック
材としても機能するが、組成的にセラミック系統のもの
を含まず、金属との相性が良いので金属の表面に形成し
た光触媒機能層が、基板が撓んだり振動しても剥離する
ことが少ない。樹脂製の基板の表面に光触媒機能層を形
成する場合は、密着性の点からアモルファス型過酸化チ
タンを薄く（１μｍ以下）塗布しておくことが好まし
い。

【００２２】光触媒半導体としてはＴｉＯ_２の他にＺｎ
Ｏ、ＳｒＴｉＯ_３、ＣｄＳ、ＣｄＯ、ＣａＰ、ＩｎＰ、
Ｉｎ_２Ｏ_３、ＣａＡｓ、ＢａＴｉＯ_３、Ｋ_２ＮｂＯ_３、
Ｆｅ _２Ｏ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＳｎＯ_２、Ｂｉ_２Ｏ
_３、ＮｉＯ、Ｃｕ_２Ｏ、ＳｉＣ、ＳｉＯ_２、ＭｏＳ_２、
ＭｏＳ_３、ＩｎＰｂ、ＲｕＯ_２、ＣｅＯ_２などがある。
この中で酸化チタンＴｉＯ_２（アナターゼ型）が安価で
特性が安定しており、かつ、人体に無害であり、光触媒
として最も優れている。

【００２３】本発明において使用されるアモルファス型
過酸化チタンゾルは、例えば次のようにして調整するこ
とができる。四塩化チタンＴｉＣｌ_４の５０％溶液（住
友シチィックス株式会社）を蒸留水で７０倍に希釈した
ものと、水酸化アンモニウムＮＨ_４ＯＨの２５％溶液
（高杉製薬株式会社）蒸留水で１０倍に希釈したものと
を、容量比７：１に混合し、中和反応を行う。中和反応
後ｐＨを６．５〜６．８に調整し、しばらく放置後上澄
液を捨てる。残ったＴｉ（ＯＨ）_４のゲル量の約４倍の
蒸留水を加え十分に攪拌し放置する。硝酸銀でチェック
し上澄液中の塩素イオンが検出され無くなるまで水洗を
繰り返し、最後に上澄液を捨ててゲルのみを残す。場合
によっては遠心分離により脱水処理を行うことができ
る。この淡青味白色のＴｉ（ＯＨ）_４３，６００ｍｌ
に、３５％過酸化水素水２１０ｍｌを３０分毎２回に分
けて添加し、約５℃で一晩攪拌すると黄色透明のアモル
ファス型過酸化チタンゾル約２，５００ｍｌが得られ
る。なお、上記の工程において、発熱を抑えないとメタ
チタン酸等の水に不溶な物質物質が析出する可能性があ
るので、全ての工程は発熱を抑えて行うのが望ましい。

【００２４】本発明の空気清浄機に掲示板や広告看板と
しての機能を与えた一例を図７に示す。図７は図１の空
気清浄機のＦ−Ｆ断面矢視図である。空気清浄機１の一
面は平面発光ランプ８で構成されている。電極８ａの表
面を誘電体８ｂで覆った外部電極型の放電ランプであり
キセノン放電が放電空間８ｃで放出する真空紫外線で蛍
光体８ｄを発光させる。発光した光は透光性の前面板８
ｅの外表面に担持された掲示物や広告看板等を裏面から
均一に照射する。また、前面板８ｅ自体を掲示物や広告
看板等とすることもできる。

【００２５】

【実施例】以下本発明を実施例によって更に詳細に説明
するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。

【００２６】本発明の空気清浄機は、表面板を有するケ
ースに収容し、被処理流体である空気の流路の上流から
下流へ向けて順に、以下に説明するフィルター部、オゾ
ン発生部、光触媒部、ブロアおよび活性炭部を備えてい
る。オゾン反応部は被処理流体とオゾンとの反応時間を
確保するための空間である。活性炭部は有害な残存オゾ
ンを吸着し外部に放出しないようにする。

【００２７】［実験装置１］アクリル樹脂製ケース内
（高さＨ＝１０３０ｍｍ、幅Ｗ＝７２８ｍｍ、奥行Ｄ＝
６０ｍｍ）にフィルタ部、オゾン発生部、光触媒部、ブ
ロアおよび活性炭部を収納し、外気取り入れ口を２カ
所、排気口を１カ所設け、取り入れた外気は各部を順番
に通し、浄化を行った。フィルタ部フィルタは厚さ８ｍｍの平均捕集効率６３％のプレフィ
ルターと厚さ５ｍｍ比色法効率６０％の中性能フィルタ
により構成する。オゾン発生部紫外線ランプとして４Ｗの冷陰極管［紫外線放射強度３
０μＷ／ｃｍ^２（３１ｃｍ離れて）、オゾン発生量８ｍ
ｇ／ｈ、波長１８５ｎｍの紫外線と波長２５３．７ｎｍ
の紫外線を放射］１本を用いてオゾン発生部１２とし
た。光触媒部オーステナイト系ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製線材
で形成後圧延された平織金網（＃３０メッシュ、厚さ３
００μｍ）を基板とし、その表面に少量の水と混合した
ＳＵＳ３１６粉末（平均粒径５０μｍ）を塗布後燒結し
て多孔質層（空孔径５０μｍ、厚さ１００μｍ）を形成
した基体を準備した。この基体を直径２５ｍｍ、長さ４
２６ｍｍの円筒形に成形し、アモルファス型過酸化チタ
ン水溶液（０．８４質量％）とアナターゼ型酸化チタン
水溶液（０．８４質量％）とを３：７の比率で混合した
ゾルを基体の表面に０．７ｇ／２５ｃｍ^２（ｗｅｔ状
態）の吹付け後常温乾燥、加熱乾燥（３００℃×１ｈ
ｒ）して光触媒フィルタを作成した。この光触媒フィル
タ（表面積：３３４ｃｍ2）を内面に紫外線防護材を塗
布したＡＢＳ製ケース（幅＝４５ｍｍ、高さ＝４５ｍ
ｍ、長さ＝４５０ｍｍ）の内部に設置し、紫外線ランプ
として８Ｗの冷陰極管［紫外線強度８５μＷ／ｃｍ
^２（３０ｃｍ離れて）、波長２５６ｎｍの紫外線を放
射］１本を用いて図２の光触媒部４を組立てた。この光
触媒部４を２本直列に繋いだ。活性炭部残存オゾン除去用に中性ガス用の平均粒径４メッシュの
活性炭を２０ｇ使用する。

【００２８】（実施例１）実験装置１を密閉容器（容積
４ｍ^３）内にセットし、臭気源（ホルムアルデヒドまた
はアセトアルデヒドまたはアンモニアまたはトルエン）
を容器内に導入した後、装置を作動させ密閉容器内のガ
ス濃度（ｐｐｍ）を一定時間毎に検知管で測定した。そ
の結果を図８〜１１にそれぞれ示す。各図から臭気が導
入された上記密閉容器は、装置を稼働してから８時間後
にはホルムアルデヒドは９４％、アセトアルデヒドは８
８％、アンモニアは８５％、トルエンは１００％分解さ
れることが分かる。オゾン濃度を検知管で測定したが何
れにおいても検出されることはなかった。

【００２９】（比較例１）実験装置１の光触媒部と同様
に作られた基体を波形状に成形し、光触媒フィルタ（表
面積：１５８６ｃｍ^２）とし、アクリル樹脂製ケース内
（高さＨ＝６００ｍｍ、幅Ｗ＝７００ｍｍ、奥行Ｄ＝５
０ｍｍ）の内部に設置し、紫外線ランプとして８Ｗの冷
陰極管［紫外線照射強度８５μＷ／ｃｍ^２（３０ｃｍ離
れて）、波長２５３．７ｎｍの紫外線を放射］４本（内
１本は波長１８５ｎｍの紫外線も放射し、オゾンを１６
ｍｇ／ｈ発生する。）を用いて図１２に示す空気清浄機
を組立てた。（ａ）は本発明の一実施例に係る光触媒装
置の一部破断正面図、（ｂ）は（ａ）のＧ−Ｇ線矢視図
である。両図において、空気清浄機１は、上下が開放し
た直方体状のケース部材３０と、ケース部材３０の内部
に配置された一対の平板状の反射板３１ａ，３１ｂと、
反射板対の間に設置された複数の紫外線ランプ３２と、
各ランプに対向して配置され、かつ、表面に光触媒機能
層（不図示）が形成された波形状の光触媒フィルタ３３
を有する。反射板３１ａ、３１ｂは、例えばＡｌ又はそ
の合金又は、オーステナイト系ステンレス鋼で形成され
るとともに、紫外線の拡散を容易ならしめる（乱反射さ
せる）ために、紫外線ランプ３２と対向する側の表面に
規則的又はアトランダムに微小凹凸が形成されている。
この反射板は、鏡面仕上を施された通常の反射版の反射
率（数％）と比べ、極めて大なる（８０％程度）反射率
を有する。ケース部材３０は、一対のコ字型ケース片３
０ａ、３０ｂを結合部材３０ｃを介して開閉自在に組合
せたもので、例えば照明看板においてはアクリル系樹脂
のような透明又は半透明の材料で形成される。

【００３０】この実験装置２（空気清浄機）を実施例１
と同様に密閉容器（容積４ｍ^３）内にセットし、臭気源
（ホルムアルデヒドまたはまたはアンモニア）を容器内
に導入した後、装置を作動させて密閉容器内のガス濃度
（ｐｐｍ）を一定時間毎検知管で測定した。その結果を
図１３，１４にそれぞれ示す。各図から臭気が導入され
た上記密閉容器は、装置を稼働してから８時間後にはホ
ルムアルデヒドは４５％、アンモニアは５４％分解され
るが明らかに実験装置１より分解性能が劣ることが分か
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、反応効率の良い光触媒
体とそれを補足するオゾンと活性炭の効果により、薄型
でかつ脱臭・除菌性能が優れた空気清浄機を得ることが
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る空気清浄機の平面図
（ａ）と側面図（ｂ）である。

【図２】本発明の空気清浄機に用いる光触媒部のたて断
面図である。

【図３】本発明の空気清浄機に用いる別の光触媒部のた
て断面図である。

【図４】本発明の空気清浄機に用いる別の光触媒部のた
て断面図である。

【図５】本発明の空気清浄機に用いる別の光触媒部のた
て断面図である。

【図６】光触媒部に用いる光触媒フィルタの断面拡大図
である。

【図７】平面発光ランプを備えた本発明の空気清浄機の
断面図である。

【図８】本発明の空気清浄機によるホルムアルデヒドの
除去結果である。

【図９】本発明の空気清浄機によるアセトアルデヒドの
除去結果である。

【図１０】本発明の空気清浄機によるアンモニアの除去
結果である。

【図１１】本発明の空気清浄機によるトルエンの除去結
果である。

【図１２】比較例に係る空気清浄機の平面図（ａ）と側
面図（ｂ）である。

【図１３】比較例に係る空気清浄機によるホルムアルデ
ヒドの除去結果である。

【図１４】比較例に係る空気清浄機によるアンモニアの
除去結果である。

【符号の説明】

１空気清浄機２フィルタ部３オゾン発生部４光触媒部（光触媒装置）５活性炭部６光触媒フィルタ７紫外線ランプ８平面発光ランプ２０基板２１空孔２２微粒子２３多孔質層２４基体

───────────────────────────────────────────────────── 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 39/14 Ｂ０１Ｄ 39/14 Ｂ 53/86 Ｂ０１Ｊ 35/02 ＪＺＡＢ３１１ＡＢ０１Ｊ 35/02 Ｆ２４Ｆ 7/00 Ｂ３１１Ｂ０１Ｄ 53/36 ＨＦ２４Ｆ 7/00 ＥＧＦＣＺＡＢＪ (72)発明者高村岩男東京都中央区日本橋馬喰町２丁目７番12号株式会社パラマウントトレーディング内Ｆターム(参考） 4C080 AA05 AA07 AA10 BB01 CC01 HH05 JJ01 KK02 KK08 MM02 MM05 MM08 QQ17 4D019 AA01 BA03 BC05 BC07 CB04 4D048 AA08 AA12 AA17 AA19 AA22 AB01 AB03 BA07X BA41X BB07 CC40 CD01 CD05 CD08 CD10 EA01 4G069 AA03 AA08 BA04B BA48A CA01 CA07 CA10 CA16 CA17 DA06 EA12 EB17X EC22Y FA03 FB13 FB23 FB24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理流体である空気の流路の上流から
下流へ向けて、順にフィルタ部と光触媒装置とを備え、
光触媒装置は、空気の流路を形成するケース部材と、ケ
ース部材の内部に設けられた多数の空孔を有する基体に
光触媒機能層を担持させてなる光触媒フィルタと、光触
媒フィルタを照射する紫外線照射手段とを有し、処理さ
れる空気の全量が光触媒フィルタを透過して流れるよう
に該光触媒フィルタを配置したことを特徴とする空気清
浄機。
【請求項２】前記のフィルタ部と光触媒装置とを表面
板を有するハウジングに収容してなることを特徴とする
請求項１に記載の空気清浄機。
【請求項３】表面板を裏側から照射する発光体を備え
る請求項２に記載の空気清浄機。
【請求項４】フィルタ部と光触媒装置の間にオゾン発
生部を、光触媒装置の下流側に活性炭部をそれぞれ備え
た請求項１乃至３の何れかに記載の空気清浄機。
【請求項５】前記のフィルタ部、オゾン発生部、光触
媒装置および活性炭部を表面板を有するハウジングに収
容してなることを特徴とする請求項４に記載の空気清浄
機。
【請求項６】表面板を裏側から照射する発光体を備え
る請求項５に記載の空気清浄機。
【請求項７】前記基体は多数の空孔を有する基板に微
粒子からなる多孔質層を形成してなる請求項１乃至６の
何れかに記載の空気清浄機。
【請求項８】前記基板が網状体である請求項７に記載
の空気清浄機。
【請求項９】前記空孔の平均孔径は５〜１０００μｍ
である請求項１乃至８の何れかに記載の空気清浄機。