JP2006224027A - 消臭装置及び生ゴミ処理機 - Google Patents

Abstract

【課題】安全かつ安価に臭気ガスを消臭することができる消臭装置と、この消臭装置を備える生ゴミ処理機を提供する。
【解決手段】三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームよりなるフィルタ基材に、活性炭粒子と光触媒粒子とを担持してなる消臭フィルタと、該消臭フィルタに紫外線を照射する紫外線照射手段とを備えてなる消臭装置。この消臭装置を備える生ゴミ処理機。加熱燃焼を必要とすることなく、消臭性能に優れた消臭フィルタにより安全かつ安価に臭気ガスを消臭することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は消臭装置及び生ゴミ処理機に係り、特に、活性炭粒子と光触媒粒子とをフィルタ基材に担持してなり、活性炭の吸着性能と光触媒の酸化分解性能とを共に十分に発揮させることができ、消臭効果に優れ、しかも、圧力損失が低いために、臭気ガスを低動力で効率的に流通させて高い消臭処理効率を得ることができる消臭フィルタを用いた消臭装置と、この消臭装置を備える生ゴミ処理機に関する。

近年、ゴミ処分場不足の問題に対応したゴミの減量や有効利用の観点から、家庭用や業務用の生ゴミ処理機が開発されている。この生ゴミ処理機として、微生物を利用したものが知られている。即ち、生ゴミの収納容器の底部に微生物を利用した発酵床を設けておき、生ゴミを投入して発酵床と生ゴミとを撹拌して減量処理するものである。この生ゴミ処理機の処理物は堆肥等として有効利用することができる。

このような生ゴミ処理機では、微生物による発酵、生ゴミ成分の変性、分解により悪臭物質を含んだ臭気ガスが放出される。従来、この臭気ガスの消臭のために、白金触媒による低温燃焼法を採用した消臭装置が提案されている。

ところで、一般的な消臭フィルタとしては、活性炭の吸着機能と光触媒の酸化分解機能とを組み合わせたものが有効であることが知られている。即ち、活性炭と光触媒とを組み合わせたものであれば、活性炭の吸着作用及び光触媒の酸化分解作用により優れた消臭効果が得られると共に、光触媒が活性炭に吸着された臭気物質を分解することにより活性炭の吸着性能が再生され、長期消臭性能に優れた消臭フィルタが実現される。そこで、両機能を組み合わせるために、活性炭フィルタと光触媒フィルタを積層したものや、１つの基材に活性炭と光触媒とを担持させたフィルタが提案されている。このうち、後者の消臭フィルタの基材としては、通常、ハニカム形状のダンボールが用いられている。

なお、本出願人は、先に、セラミック多孔体よりなるフィルタ基材に光触媒を担持させてなるフィルタ（特開２００４−３５１３８１号公報）、ポリウレタンフォームよりなる三次元構造体に活性炭を担持させた燃料電池用気体の浄化器（特開２００３−２９７４１０号公報）を提案しているが、いずれも、活性炭と光触媒との両方を担持させたものではない。
特開２００４−３５１３８１号公報 特開２００３−２９７４１０号公報

従来の生ゴミ処理機に用いられる低温燃焼法は消臭効果は高いものの、約３５０℃の高温加熱が必要になることから稼働時のエネルギーコストが大きく、かつ高温運転に伴う危険性及び環境負荷が大きい。特に生ゴミの腐敗物からはメタン等の可燃性ガスが発生する可能性が高く、火事、爆発等の危険性がある。

一方、活性炭と光触媒とを担持した消臭フィルタには、活性炭の吸着性能と光触媒の酸化分解性能とを共に十分に発揮させることと、臭気ガスを低動力で効率的に流通させて高い消臭処理効率を得るべく、圧力損失が低いことが望まれるが、従来において、このような要求特性をすべて満たす消臭フィルタは提供されていない。

即ち、ハニカム形状のダンボールを基材として、これに活性炭と光触媒とを担持させた消臭フィルタでは、基材が十分な比表面積を有さないために、活性炭及び光触媒の担持表面と臭気ガスの接触効率が悪く、この接触効率を高めた上で圧力損失を下げることができない。また、この基材では、紫外線透過性も十分でないために、基材内部に担持された光触媒に紫外線が十分に照射されず、このために光触媒機能を十分に得ることができないという問題もある。

また、一般に、基材に対して活性炭と光触媒を担持させる場合、基材の素材そのものに活性炭と光触媒材料を混合した後、フィルタ形状に成形するのが一般的であるが、この場合、大部分の活性炭と光触媒は素材の内部に入り込んでしまい、有効に機能するのは表面部に露出した部分に限定されるため、配合量に対して配合性能を十分に発揮し得ないという問題もある。

本発明は上記従来の問題点を解決し、消臭性能に優れ、安全かつ安価に臭気ガスを消臭することができる消臭装置と、この消臭装置を備える生ゴミ処理機を提供することを目的とする。

本発明は、特に、活性炭と光触媒とを一つの基材に担持した消臭フィルタであって、活性炭の吸着性能と光触媒の酸化分解性能とを共に十分に発揮させることができ、消臭効果に優れ、しかも、圧力損失が低いために、臭気ガスを低動力で効率的に流通させて高い消臭処理効率を得ることができる消臭フィルタを用いた消臭装置と、この消臭装置を備える生ゴミ処理機を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）の消臭装置は、三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームよりなるフィルタ基材に、活性炭粒子と光触媒粒子とを担持してなる消臭フィルタと、該消臭フィルタに紫外線を照射する紫外線照射手段とを備えてなることを特徴とする。

請求項２の消臭装置は、請求項１において、前記消臭フィルタが臭気ガスの流通方向に複数段配置されてなることを特徴とする。

請求項３の消臭装置は、請求項２において、前記消臭フィルタと紫外線照射手段とが交互に配置されていることを特徴とする。

請求項４の消臭装置は、請求項１ないし３のいずれか１項において、前記消臭フィルタの臭気ガス流通方向の上流側に除塵フィルタを備えることを特徴とする。

請求項５の消臭装置は、請求項４において、前記除塵フィルタが三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームよりなることを特徴とする。

請求項６の消臭装置は、請求項１ないし５のいずれか１項において、前記光触媒粒子は、前記フィルタ基材に担持された活性炭粒子上に担持されていることを特徴とする。

請求項７の消臭装置は、請求項１ないし６のいずれか１項において、前記光触媒粒子は、アナターゼ型酸化チタン微粒子の懸濁液とペルオキソチタン酸水溶液との混合液を前記フィルタ基材に付着させることにより担持されたものであることを特徴とする。

請求項８の消臭装置は、請求項７において、前記光触媒粒子は、アナターゼ型酸化チタン微粒子の懸濁液とペルオキソチタン酸水溶液との混合液を、活性炭粒子を担持した前記フィルタ基材に付着させることにより担持されたものであることを特徴とする。

請求項９の消臭装置は、請求項１ないし８のいずれか１項において、前記活性炭粒子はバインダー層を介して前記フィルタ基材に担持されていることを特徴とする。

請求項１０の消臭装置は、請求項１ないし９のいずれか１項において、活性炭粒子の担持量が１００〜６０００ｇ／ｍ^２であり、光触媒粒子の担持量が０．１〜３００ｇ／ｍ^２であり、活性炭粒子の担持量に対する光触媒粒子の担持量が０．１〜５％であることを特徴とする。

本発明（請求項１１）の生ゴミ処理機は、請求項１ないし１０のいずれか１項の消臭装置を備えてなることを特徴とする。

本発明の消臭装置は、加熱燃焼を必要とすることなく、消臭性能に優れた消臭フィルタにより安全かつ安価に臭気ガスを消臭することができる。

しかも、本発明で用いる消臭フィルタは、次のような優れた特性を有する。

即ち、三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームは、比表面積が大きく、かつ圧力損失も低く、紫外線透過性にも優れるものであるため、このような三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームに活性炭粒子と光触媒粒子とを担持してなる本発明に係る消臭フィルタであれば、活性炭の吸着性能と光触媒の酸化分解性能とを共に十分に発揮させることができ、消臭効果に優れ、しかも、圧力損失が低いために、臭気ガスを低動力で効率的に流通させて高い消臭処理効率を得ることができる。

本発明において、消臭フィルタは臭気ガスの流通方向に複数段配置されていることが好ましく（請求項２）、特にこの場合において、消臭フィルタと紫外線照射手段とが交互に配置されていることが好ましい（請求項３）。

また、消臭フィルタの臭気ガス流通方向の上流側に除塵フィルタを備えることが好ましく（請求項４）、この除塵フィルタとしては、三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームが好ましい（請求項５）。

また、消臭フィルタのフィルタ基材に担持された光触媒粒子には、紫外線が十分に照射されることが光触媒機能を十分に発揮させる上で好ましい。従って、本発明に係る消臭フィルタにおいて、光触媒粒子は、フィルタ基材に担持された活性炭粒子の表面に担持されていることが、紫外線照射による光触媒効果を十分に発揮させると共に、活性炭の吸着性能をも十分に発揮させる上で有効である（請求項６）。

また、消臭フィルタのフィルタ基材への光触媒の担持方法としては、環境汚染の問題のない、アナターゼ型酸化チタン微粒子の懸濁液とペルオキソチタン酸水溶液との混合液を用い、この混合液をフィルタ基材に付着させることにより担持させる方法が、光触媒粒子とフィルタ基材及び活性炭粒子との密着性も良好となり好ましい（請求項７）。この場合、アナターゼ型酸化チタン微粒子の懸濁液とペルオキソチタン酸水溶液との混合液を、活性炭粒子を担持したフィルタ基材に付着させることにより、容易に光触媒粒子を活性炭粒子上に担持させることができる（請求項８）。

本発明において、消臭フィルタの活性炭粒子はバインダー層を介してフィルタ基材に担持されていることが好ましく（請求項９）、活性炭粒子の担持量は１００〜６０００ｇ／ｍ^２であり、光触媒粒子の担持量は０．１〜３００ｇ／ｍ^２であり、活性炭粒子の担持量に対する光触媒粒子の担持量が０．１〜５％であることが、活性炭の吸着性能と光触媒の酸化分解性能とを十分に発揮させて、両者の相乗効果で良好な消臭効率を得る上で好ましい（請求項１０）。

本発明の生ゴミ処理機は、このような本発明の消臭装置を備えるものであり、８０℃以下の低温運転が可能で消臭性能、省エネルギー性能、安全性に優れる。本発明の生ゴミ処理機は、特に業務用生ゴミ処理機として好適である。

以下に本発明の消臭装置及び生ゴミ処理機の実施の形態を詳細に説明する。

まず、本発明に係る消臭フィルタを、その製造手順に沿って詳細に説明するが、本発明に係る消臭フィルタの製造方法は何ら以下の方法に限定されるものではない。

本発明に係る消臭フィルタを製造するには、まず、フィルタ基材である三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームに活性炭粒子を担持する。

本発明において、フィルタ基材として用いるポリウレタンフォームは、発泡時の条件コントロールにより通気度を上げたり、骨格間距離を任意に設定したりすることができ、また発泡後爆発処理やアルカリ処理等の物理的、化学的処理により通気度を上げたりすることができる点において、三次元網状骨格構造体として好ましい。ポリウレタンフォームとしては、特に、軟質ポリウレタンフォーム、又は発泡膜を除去した網状ポリウレタンフォーム等が好ましい。また、金属化ポリウレタンフォームのような硬質の三次元網状骨格構造体を使用することもできる。

フィルタ基材として用いるポリウレタンフォームは、連続気泡ウレタン樹脂発泡体によって形成される三次元網状骨格構造、好ましくは正十二面体骨格構造により無数のセルが形成されたものであり、そのセル数は５〜５０ＰＰＩ、特に５〜２０ＰＰＩであることが好ましい。ポリウレタンフォームのセル数が５０ＰＰＩよりも大きいと圧力損失が大きくなり、また紫外線透過性も低くなる。５ＰＰＩよりも小さいと比表面積が低減して消臭効率が低下する。なお、ＰＰＩはｐｏｒｅｓ ｐｅｒ ｉｎｃｈである。

フィルタ基材に担持する活性炭粒子としては、ＢＥＴ比表面積が５００ｍ^２／ｇ以上とくに１０００〜２０００ｍ^２／ｇ程度のものが好ましい。吸着性能の面からは、活性炭粒子の比表面積は大きい程よいが、過度に比表面積が大きいと、硬度が下がって、発塵要因となる可能性がある。

活性炭粒子は、バインダー層を介してフィルタ基材に担持されることが好適であり、この場合、活性炭粒子の一部が該バインダー層に接触し、残部がバインダー層から露出するように担持されていることが好適である。このように活性炭粒子がバインダー層から露出していると、活性炭粒子と臭気ガスとが直接的に接触するようになり、消臭効果が高いものとなる。

この場合、活性炭粒子の平均粒径は、ポリウレタンフォームよりなる三次元網状骨格構造体の平均骨格間距離（孔径）の５０分の１以上、１．５分の１以下であることが好ましい。また、活性炭粒子の粒度分布は、その９５重量％以上が平均粒径の５分の１〜５倍、特に２分の１〜２倍のものが好適である。

この活性炭粒子の平均粒径がポリウレタンフォームよりなる三次元網状骨格構造体の平均孔径の５０分の１（２％）以上、１．５分の１（６７％）以下であると、三次元網状骨格構造体の内部にまで活性炭粒子が分散固着し、しかも従来品よりも吸着能力が高い消臭フィルタが得られる。なお、通気性の維持及び吸着絶対量の増加という点を考慮すれば、平均粒径を孔径の１０分の１（１０％）以上、２分の１（５０％）以下とするのが一層好ましい。

平均粒径が孔径の１．５分の１（６７％）以上の場合は、活性炭粒子を表面からスプレーしても三次元網状骨格構造体の骨格構造の内部にまで侵入させることが困難で、フィルタ基材の表面近くに付着するものが大部分であり、かつその付着力も弱いので、付着した活性炭粒子は脱落し易い。これは活性炭粒子の大きさに比し三次元網状骨格構造体との付着部分の面積が相対的に小さくなるためではないかと思われる。但しこの場合は後述する表層のバインダー塗布処理により活性炭粒子の固着性を改善することが可能である。

また平均粒径が孔径の５０分の１（２％）以下の場合には、三次元網状骨格構造体に付着する活性炭粒子量が著しく少なくなり、その結果、消臭フィルム全体としての吸着能力が小さいものとなる。これは細かい活性炭粒子が三次元網状骨格構造体に塗布されたバインダーをうすくカバーしてしまい、それ以上付着することがないので固着絶対量が減少するためと考えられる。

活性炭粒子を付着させるためのバインダーとしては、各種のものを適宜選択、使用することができるが、接着力が強く、かつ活性炭粒子の細孔の目詰まりを生じにくいものが好ましく、この観点からは固形分が多く揮発成分が少ないもの、即ち固形分が３０重量％以上、好ましくは５０重量％以上で、有機溶剤は５０重量％以下、好ましくは０％のものが好適である。また、吸着性能への影響を考えると非溶剤系バインダーの方が好適に使用することができる。

具体例を挙げれば、湿気硬化型反応性ウレタン系ホットメルト、アクリル又はウレタン系エマルジョンバインダーが使用できる。また、ＮＣＯ過剰のウレタン系プレポリマー、より好ましくはＭＤＩ（メチレンジイソシアネート）ベースのウレタン系プレポリマーを使用する。ＭＤＩベースのプレポリマーの方がＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）ベースのものより遊離イソシアネートが発生し難く、活性炭粒子への吸着が少なく、かつ製造工程における衛生面からも問題が少ない。

ＮＣＯ過剰のウレタン系プレポリマーをバインダーとする場合、そのままでは粘度が高すぎる時には、必要最小限の有機溶剤を加えて塗布し、乾燥温風によって大部分の有機溶剤をとばした後、活性炭粒子を付着させれば、加工性を容易にしつつ、溶剤吸着を防止できるため有利である。

バインダーの塗布法としては、含浸槽にフィルタ基材を含浸させた後余分のバインダーをロールで絞り取る方法、スプレーやコーターで表面に塗布した後ロールで絞り込み内部まで行きわたらせる方法等がある。このようにしてあらかじめバインダーを塗布したフィルタ基材に活性炭粒子を付着させる為には、活性炭粒子流動床浸漬、粉体スプレー、又は篩落下等の方法を用いることができる。

粉体スプレー、又は篩落下による方法を用いる場合は、三次元網状骨格構造体を反転せしめる等の方法により三次元網状骨格構造体の両面から活性炭粒子をスプレー又は落下させることにより均等な付着を行うことができる。

活性炭粒子付着時及び／又は付着後、三次元網状骨格構造体を振動させることにより、活性炭粒子の三次元網状骨格構造体内部への侵入及び三次元網状骨格構造体骨格への確実な付着を助けることができる。

さらに活性炭粒子付着後、一組又は複数組のロールの間を通し、軽く圧縮することにより三次元網状骨格構造体骨格への付着を助けることができる。この際ロール間隔を三次元網状骨格構造体の厚さの９０〜６０％とするのが適当である。

バインダーを固化する為には、それぞれのバインダーに適した方法を用いればよいが、ウレタン系プレポリマーを使用した場合は加熱水蒸気でキュアーすることができ、工程が単純でかつ大きな固着力が得られる。また活性炭粒子の一部がバインダーで被覆された場合も、ウレタンの硬化時の炭酸ガス発生により皮膜に微細気孔があくため、吸着性能の低下が少ない。

活性炭粒子が三次元網状骨格構造体から脱落することを防止するために、三次元網状骨格構造体に活性炭粒子を付着させた後、バインダーを固化させる前に、さらにその上からバインダーを塗布し、その後、これらのバインダーを固化させてもよい。これにより、活性炭粒子を極めて強固に三次元網状骨格構造体に担持させることができる。

この場合、三次元網状骨格構造体表層に固着している活性炭粒子はその表面が全部バインダーで被覆されることになり、三次元網状骨格構造体に対する固着力は増加するが、その部分の吸着体粒子の吸着能力は低下する。しかし三次元網状骨格構造体内層に固着された大部分の活性炭粒子は三次元網状骨格構造体表層に塗布されたバインダーの影響を受けることなく活性炭粒子全体としての吸着能力はそれ程低下しない。

塗布される表層の厚さは、塗布するバインダー量により任意にコントロールすることができるので、表層の活性炭粒子の固着力増加と活性炭粒子全体の吸着能力低下の状態を勘案して適宜定めればよい。三次元網状骨格構造体の厚さが厚ければ厚い程表層塗布による吸着能力低下の割合は小さくなる。表層に塗布するバインダーは当初三次元網状骨格構造体全体に塗布するバインダーと同じものでも良いが、例えば当初全体に塗布するバインダーには柔軟なものを用いて三次元網状骨格構造体の柔軟性を阻害せぬようにし、表層に塗付するバインダーには強固な固着力を有する剛性のものを使用して組合わせ効果を得ることができる。また皮膜に欠陥（ピンホール等）が生じ易いエマルジョンタイプのバインダーをあえて使用することも、通気性の点では有利である。

このようにして、三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームよりなるフィルタ基材に活性炭粒子を担持させた後は、次いで光触媒粒子を担持させる。

光触媒粒子としては特に制限はなく、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、硫化カドミウム、酸化第二鉄、チタン酸ストロンチウム等の金属酸化物が挙げられるが、本発明はこれらの金属酸化物光触媒のうち、光触媒効果が高く、汎用性に優れる点で酸化チタン、とりわけアナターゼ型酸化チタン微粒子が好適である。

アナターゼ型酸化チタン微粒子は、ペルオキソチタン酸水溶液（アモルファス過酸化チタンゾル）よりなる光触媒コーティング剤、又は、ペルオキソチタン酸とアナターゼ型酸化チタン微粒子を含む光触媒コーティング剤（ペルオキソチタン酸水溶液とアナターゼ型酸化チタン微粒子の縣濁液との混合液）、好ましくはペルオキソチタン酸水溶液とアナターゼ型酸化チタン微粒子の縣濁液との混合液を用い、この光触媒コーティング剤を活性炭粒子を担持したフィルタ基材に付着させ、その後８０〜１５０℃で１〜１０分程度乾燥することによりフィルタ基材に担持させることが好ましい。このような光触媒コーティング剤を用いることにより、アナターゼ型酸化チタン微粒子をフィルタ基材及びフィルタ基材に担持された活性炭粒子に密着性良く担持させることができ、光触媒粒子の脱落の問題を解消することができると共に、光触媒粒子を多量に担持させることも可能となる。

光触媒コーティング剤をフィルタ基材に付着させる方法としては、光触媒コーティング剤をフィルタ基材にスプレーする方法、或いは、フィルタ基材を光触媒コーティング剤に浸漬する方法等が挙げられる。光触媒コーティング剤のフィルタ基材への付着と乾燥とを複数回繰り返すことにより、光触媒の担持量を高めることもできる。

なお、この光触媒コーティング剤中のペルオキソチタン酸（固形分）に対する酸化チタン（固形分）の重量比率は１〜２０であることが好ましい。また、このようにしてフィルタ基材に担持されるアナターゼ型酸化チタン微粒子の平均粒径は１０〜２００ｎｍであることが好ましい。従って、光触媒コーティング剤の調製には、平均粒径１０〜２００ｎｍのアナターゼ型酸化チタン微粒子を用いることが好ましい。

光触媒コーティング剤中のペルオキソチタン酸（固形分）に対する酸化チタン（固形分）の重量比率が１未満の場合、充分な光触媒活性が得られず、２０を超えると、フィルタ基材に対する濡れ性が悪くなるため、担持率が低下する。また、フィルタ基材への酸化チタン粒子の密着性も低下する。

アナターゼ型酸化チタン微粒子の平均粒径が、２００ｎｍを超えると、表面積が小さくなるため、光触媒性能が低下する。また、１０ｎｍ未満では製造に高度な技術が必要となりコストが高くなる。

このようにして製造される本発明に係る消臭フィルタは、活性炭粒子の担持量が１００〜６０００ｇ／ｍ^２、特に５００〜１５００ｇ／ｍ^２であり、光触媒粒子の担持量が０．１〜３００ｇ／ｍ^２、特に３〜３０ｇ／ｍ^２であり、活性炭粒子の担持量に対する光触媒粒子の担持量が０．１〜５％、特に０．５〜３％であることが好ましい。なお、ここで、活性炭粒子及び光触媒粒子の担持量の単位「ｇ／ｍ^２」は、フィルタ基材の表面積（骨格を含む全表面積）に対する担持量を示すものである。

上記範囲より活性炭粒子及び光触媒粒子の担持量が少ないと、活性炭による吸着性能、光触媒による酸化分解性能を十分に得ることができない。また、上記範囲よりも多く活性炭粒子を担持することは、紫外線の透過性が著しく悪くなるため良好な光触媒活性機能を発揮させることができなくなる。

また、活性炭粒子の担持量に対する光触媒粒子の担持量が少な過ぎると、光触媒による活性炭の吸着性能の再生効果を十分に得ることができず、多いと活性炭の吸着孔を塞ぐことになり活性炭の物理吸着性能を損ねる結果になる。

このような本発明に係る消臭フィルタは一般的には厚さ（臭気ガスの流通方向の長さ）３〜３０ｍｍ程度の板状として成形され、臭気ガスをこの消臭フィルタに通過させることにより臭気ガスの消臭を行う。

次に、図面を参照してこのような消臭フィルタと、この消臭フィルタに紫外線を照射する紫外線照射手段とを備える本発明の消臭装置について説明する。

図１（ａ），（ｂ）は本発明の消臭装置の実施の形態を示す模式的断面図である。

図１（ａ）の消臭装置１０Ａは、臭気ガスが流通するダクト１と、このダクト１内の臭気ガス入口１Ａ側に設けられた除塵フィルタ２と、この除塵フィルタ２上に、臭気ガスの流通方向に間隔をあけて５段に設けられた消臭フィルタ４Ａ〜４Ｅと、これら消臭フィルタ４Ａ〜４Ｅの間の間隙に配置された紫外線（ＵＶ）光源３とを備える。

この消臭装置１０Ａでは、臭気ガスは図示しないブロワによりダクト１の入口１Ａから導入され、除塵フィルタ２で除塵された後、ＵＶ光源３からＵＶが照射される消臭フィルタ４Ａ〜４Ｅを順次通過し、その間に臭気物質が吸着ないし分解除去され、処理ガスが出口１Ｂから排出される。

図１（ｂ）に示す消臭装置１０Ｂは、消臭フィルタ及びＵＶ光源をそれぞれ３段に設けた点が図１（ａ）に示す消臭装置１０Ａと異なり、その他は同様の構成とされている。

この消臭装置１０Ｂであっても、臭気ガスは図示しないブロワによりダクト１の入口１Ａから導入され、除塵フィルタ２で除塵された後、ＵＶ光源３からＵＶが照射される消臭フィルタ４Ａ〜４Ｃを順次通過し、その間に臭気物質が吸着ないし分解除去され、処理ガスが出口１Ｂから排出される。

なお、除塵フィルタとしては特に制限はないが、前述の本発明に係る消臭フィルタのフィルタ基材である三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームを用いることが好ましい。

本発明の消臭装置においては、消臭フィルタとＵＶ光源とを１段ずつ有するものであっても良いが、図１に示す如く、これらを複数段交互に設けたもの、即ち、消臭フィルタとＵＶ光源との組み合せユニットを複数段設けたものが、臭気ガスを複数段階で効率的に消臭処理し、良好な処理ガスを得ることができる点において好ましい。この場合、消臭フィルタ及びＵＶ光源の設置段数には特に制限はないが、過度に多いと消臭装置が大型化し、また圧力損失が大きくなることにより、臭気ガスの流通のために大型のブロワを必要とするようになるため、消臭フィルタを２段以上で複数段設け、これらの間に更には、各消臭フィルタの下方又は上方に紫外線照射手段を設けることが好ましい。

なお、紫外線照射手段としてのＵＶ光源３としては、ブラックライト、冷陰極蛍光管等酸化チタン光触媒を機能させるため主波長が３８０ｎｍ以下の光源を用いることができる。また、その照射強度は、消臭フィルタ表面における強度で０．５〜５ｍＷ／ｃｍ^２程度であることが好ましい。

本発明の消臭装置は多くの分野に適用でき、特にその適用範囲を限定するものではないが、例えば、生ゴミ処理機、特に業務用生ゴミ処理機の消臭機構として採用することにより、触媒燃焼方式と比較して「運転時のエネルギーコスト」、「環境負荷」、「火事・爆発の危険性」のいずれについても、これらを大きく低減することができ、好ましい。

本発明の生ゴミ処理機はこのような本発明の消臭装置を備えるものである。生ゴミ処理機としては通常の市販の生ゴミ処理機を適用することができ、生ゴミ処理機からの排ガスを消臭装置に導入して消臭処理する構成とされる。

以下に、製造例、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。なお、以下において用いた消臭フィルタの臭気ガス流通断面積（フィルタ面積）は同一である。

製造例１
フィルタ基材としてセル数が１０ＰＰＩの三次元網状骨格構造を有する軟質ポリウレタンフォーム（連続気泡ウレタン樹脂発泡体）（厚さ５ｍｍ）を用い、このポリウレタンフォームに、バインダーとして固形分５０％のウレタン樹脂エマルジョンを２５〜３５ｇ／ｌ（ｄｒｙ）となるように浸漬含浸し、１００℃で５分間乾燥することにより塗布した後、活性炭粒子（ＢＥＴ比表面積が１０００〜１５００ｍ^２／ｇ、平均粒径８５０μｍで、フィルタ基材の孔径の約１／３０）を三次元網状骨格構造のポリウレタンフォームの骨格上にフィードすることにより付着させ、その後余剰の活性炭を振るい落とすことにより、固定した。得られた活性炭担持フィルタ基材の活性炭担持量を、小数点以下１桁が量れる電子天秤により求めたところ、７５０ｇ／ｍ^２であった。

この活性炭担持フィルタ基材に、ペルオキソチタン酸水溶液とアナターゼ型酸化チタン微粒子の懸濁液との混合液よりなる光触媒コーティング剤（光触媒コーティング剤中のペルオキソチタン酸（固形分）に対する酸化チタン（固形分）の重量比率は２．０％、アナターゼ型酸化チタン微粒子の平均粒径は３０ｎｍ）をスプレーガンで塗布した後、オーブンで１１０℃にて１０分乾燥させて酸化チタンを担持させた。光触媒粒子担持前後の重量測定から求めた酸化チタン担持量は７．５ｇ／ｍ^２であった。

また、走査型電子顕微鏡ＳＥＭ（ＥＤＸ）を使った表面観察により、この酸化チタン微粒子は、フィルタ基材に担持された活性炭粒子表面に付着していることが確認された。

このように製造された活性炭／光触媒担持フォームを４５０ｍｍ×２００ｍｍ×５ｍｍのサイズに切断し、これを２枚重ねて消臭フィルタとした。

実施例１
製造例１で用いた２枚重ね消臭フィルタを用い、図１（ａ）に示す消臭装置を組み立てた。なお、除塵フィルタとしては製造例１においてフィルタ基材として用いたものを所定の寸法に切断して用いた。また、ＵＶ光源としては管長４４０ｍｍ，管径３２．５ｍｍ，主波長３５２ｎｍのブラックライト（２０Ｗ）３本を１ユニットとして各消臭フィルタ間に配置した。このブラックライトからのＵＶ照射強度は、各消臭フィルタ表面において１．９〜２．３ｍＷ／ｃｍ^２とした。

ブリヂストンサイクル株式会社製の業務用生ゴミ処理機『商品名：エコチャンピオン』（生ゴミ５０ｋｇ処理タイプ。風量１ｍ^３／分）に生ゴミ（米飯、肉類、魚介類、野菜類の混合物）約５０ｋｇと所定量の好気性発酵菌及び菌の床材であるふすまを投入し、反応処理槽内温度約６５℃にて連続運転を開始した。

この生ゴミ処理機の排気ガスを図１（ａ）に示す消臭装置に導入して消臭処理し、生ゴミ処理機の運転開始から３時間経過したときの、生ゴミ処理機からの臭気ガスと、消臭装置の処理ガスを各々サンプルバックにサンプリングし、６段階臭気強度評価法による評価（数値が大きいほど臭気が強い。）を６人のパネラーにより行い、その平均値を求め、結果を表１に示した。

実施例２
消臭装置として図１（ｂ）に示す消臭装置を用いたこと以外は、実施例１と同様にして臭気強度評価を行い、結果を表１に示した。なお、消臭装置に用いた除塵フィルタ、消臭フィルタ及びＵＶ光源は実施例１におけるものと同仕様である。

実施例３
実施例１において、生ゴミ処理機に毎日一定時間に生ゴミ５０ｋｇを投入し、２４時間周期でコンポスト化を繰返しながら７日間の連続運転を行った。７日間の連続運転終了後に実施例１と同様にして６段階臭気強度評価を行い、結果を表１に示した。

また、各サンプリングガスの臭気濃度及び臭気指数を３点比較式臭袋法で測定し、結果を表１に示した。

比較例１
実施例１において、消臭装置として、図２（ａ）に示す消臭装置を用いたこと以外は同様にして臭気強度評価を行い、結果を表１に示した。なお、図２（ａ）において図１に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。

この消臭装置は、除塵フィルタ２と、２段に設けたヤシ殻活性炭吸着層（各々の活性炭量は２．５ｋｇ）１１Ａ，１１Ｂと、直径２ｍｍと直径８ｍｍの２種類の大きさの光触媒担持ステンレス（ＳＵＳ）球を混合配置した光触媒層１２と、ＵＶ光源３とを有する。用いた除塵フィルタ及びＵＶ光源は実施例１におけると同仕様であり、ＵＶ光源の照射強度も同条件である。

比較例２
実施例１において、消臭装置として、図２（ｂ）に示す消臭装置を用いたこと以外は同様にして臭気強度評価を行い、結果を表１に示した。なお、図２（ｂ）において図１に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。

この消臭装置は、除塵フィルタ２と、５段に設けた光触媒（アナターゼ型酸化チタン）担持ステンレス（ＳＵＳ）たわし状リボンよりなるフィルタ１３Ａ〜１３Ｅと、これらの間に配置したＵＶ光源３とを有する。

用いた除塵フィルタ及びＵＶ光源は実施例１におけると同仕様であり、ＵＶ光源の照射強度も同条件である。

比較例３
実施例１において、消臭装置として、図２（ｃ）に示す消臭装置を用いたこと以外は同様にして臭気強度評価を行い、結果を表１に示した。なお、図２（ｃ）において図１に示す部材と同一機能を奏する部材には同一符号を付してある。

この消臭装置は、６段に設けた光触媒（アナターゼ型酸化チタン）担持セラミック発泡体１４Ａ〜１４Ｆと、これらの間に配置したＵＶ光源３とを有する。

用いたＵＶ光源は実施例１におけると同仕様であるが、ＵＶ光源の照射強度はフィルタ表面において２．５〜４．０ｍＷ／ｃｍ^２とした。

比較例４
比較例３において、実施例３と同様に、生ゴミ処理機に毎日一定時間に生ゴミ５０ｋｇを投入し、２４時間周期でコンポスト化を繰返しながら７日間の連続運転を行った後に６段階臭気強度評価を行い、結果を表１に示した。また、各サンプリングガスの臭気濃度及び臭気指数を３点比較式臭袋法で測定し、結果を表１に示した。

表１より次のことが明らかである。

即ち、各例の６段階臭気強度評価結果より、フィルタ表面部のＵＶ照射強度と消臭フィルタ１段当たりのフィルタ断面積を同一とした場合、消臭効果が最も高かったのは、活性炭及び光触媒を三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームに担持したものを消臭フィルタとして用いた実施例１〜３であった。

また、同じ光触媒方式を用いた従来の消臭装置と比較しても、実施例１と比較例３との結果に示されるように、本発明の消臭装置はフィルタ段数、ＵＶ照射強度ともにより少ない（小さい）にもかかわらず初期性能、長期性能ともにより優れた消臭効果が得られたことから、本発明によれば、所要電力及びフィルタの交換頻度を低く抑えることができ、ランニングコストを低減することができることが分かる。

本発明の消臭装置の実施の形態を示す模式的断面図である。 （ａ）図は比較例１の消臭装置を示す模式的断面図、（ｂ）図は比較例２の消臭装置を示す模式的断面図、（ｃ）図は比較例３の消臭装置を示す模式的断面図である。

符号の説明

１ ダクト
２ 除塵フィルタ
３ ＵＶ光源
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ 消臭フィルタ
１０Ａ，１０Ｂ 消臭装置

Claims (11)

1. 三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームよりなるフィルタ基材に、活性炭粒子と光触媒粒子とを担持してなる消臭フィルタと、
   該消臭フィルタに紫外線を照射する紫外線照射手段とを備えてなることを特徴とする消臭装置。
2. 請求項１において、前記消臭フィルタが臭気ガスの流通方向に複数段配置されてなることを特徴とする消臭装置。
3. 請求項２において、前記消臭フィルタと紫外線照射手段とが交互に配置されていることを特徴とする消臭装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、前記消臭フィルタの臭気ガス流通方向の上流側に除塵フィルタを備えることを特徴とする消臭装置。
5. 請求項４において、前記除塵フィルタが三次元網状骨格構造を有するポリウレタンフォームよりなることを特徴とする消臭装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、前記光触媒粒子は、前記フィルタ基材に担持された活性炭粒子上に担持されていることを特徴とする消臭装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、前記光触媒粒子は、アナターゼ型酸化チタン微粒子の懸濁液とペルオキソチタン酸水溶液との混合液を前記フィルタ基材に付着させることにより担持されたものであることを特徴とする消臭装置。
8. 請求項７において、前記光触媒粒子は、アナターゼ型酸化チタン微粒子の懸濁液とペルオキソチタン酸水溶液との混合液を、活性炭粒子を担持した前記フィルタ基材に付着させることにより担持されたものであることを特徴とする消臭装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項において、前記活性炭粒子はバインダー層を介して前記フィルタ基材に担持されていることを特徴とする消臭装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項において、活性炭粒子の担持量が１００〜６０００ｇ／ｍ^２であり、光触媒粒子の担持量が０．１〜３００ｇ／ｍ^２であり、活性炭粒子の担持量に対する光触媒粒子の担持量が０．１〜５％であることを特徴とする消臭装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１項の消臭装置を備えてなることを特徴とする生ゴミ処理機。

Images