JP2006263442A

JP2006263442A - 脱臭装置

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Publication number: JP2006263442A
Application number: JP2005253702A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Yoda; 誠一郎依田; Kazuhisa Umezawa; 一久梅沢
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2005-02-25
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2025-09-01
Also published as: JP4673169B2

Abstract

【課題】低コストの脱臭装置を提供する。
【解決手段】混合塗料１１に含まれる木炭は、脱臭素子１に送り込まれる臭気成分を吸着する。続いて、脱臭素子１を流れる電子は、木炭に吸着された臭気成分に分解エネルギーを供給する。このため、臭気成分の分解が促進される。
【選択図】図１

Description

本発明は、脱臭装置に関し、特には、木炭を用いた脱臭装置に関する。

従来、種々の脱臭装置が知られている。

特許文献１（特開平７−６０１１６号公報）には、導電セラミックを主成分とするハニカム構造の脱臭素子が記載されている。この脱臭素子の内表面は、吸着材と加熱時に臭気成分を酸化分解する酸化触媒とによって被覆され、その外表面には、金属皮膜からなる一対の電極が設けられている。一対の電極に電圧が印加されると、酸化触媒は、脱臭素子のジュール熱によって過熱され、臭気成分を酸化分解する。

特許文献２（特開平９−１５４９２５号公報）には、酸化チタンのメッシュシートと、このメッシュシートに紫外線を照射する紫外線ランプと、を備える脱臭装置が記載されている。酸化チタンは、紫外線を受けると、酸化作用を発揮して臭気成分を酸化分解する。

特許文献３（特開２００１−３３４１２３号公報）には、排ガスを高電圧でイオン化し、そのイオン化されたガスを電極間に印加された電界により電極に吸着させて脱臭を行う脱臭処理装置が記載されている。

また、高電圧のプラズマ放電で臭気成分を分解して脱臭する脱臭技術も広く用いられている。
特開平７−６０１１６号公報特開平９−１５４９２５号公報特開２００１−３３４１２３号公報

脱臭素子が導電セラミックまたは酸化チタンで形成される場合、脱臭素子の材料が高価となり、また、その製法が複雑になってしまう。

また、紫外線ランプまたはイオン化手段が用いられると、コスト高になり、また、脱臭装置が大型化してしまう。

また、高電圧のプラズマ放電で臭気成分を分解して脱臭する場合、プラズマ放電用の高電圧発生装置が必要となり、また、高エネルギーが必要となる。このため、コスト高および装置の複雑化が生じる。

本発明の目的は、低コストで簡単な構成の脱臭装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の脱臭装置は、基体を木炭と樹脂の混合塗料で被覆してなる脱臭素子と、前記脱臭素子に電圧を印加する電圧印加部とを含む。

上記の発明によれば、脱臭素子は木炭と樹脂の混合塗料で被覆されている。このため、混合塗料の木炭は臭気成分を吸着する。脱臭素子に電圧が印加されて脱臭素子に電流が流れると、脱臭素子を流れる電子は、木炭に吸着された臭気成分に分解エネルギーを供給する。このため、臭気成分の分解が促進される。

したがって、導電セラミックまたは酸化チタンのような高価な材料を必要とせず、また、紫外線ランプ、イオン化手段、または、プラズマ放電用の高電圧発生装置を必要としない、低コストで簡単な構成の脱臭装置を提供することが可能となる。

また、前記電圧印加部は、前記脱臭素子の単位断面積あたりの電流値が所定の範囲内の収まるように、前記脱臭素子に電圧を印加することが望ましい。

また、前記所定の範囲は、０．２〜１．１μA/cm²であることが望ましい。

上記の発明によれば、脱臭素子に印加する電圧を低くすることが可能になる。このため、エネルギー消費量を少なくすることが可能となる。

また、脱臭素子に送風する送風機をさらに含むことが望ましい。この場合、脱臭効率を上げること可能になる。

また、前記樹脂は、ポリアミドであることが望ましい。

また、前記ポリアミドは、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２と、ナイロン６１０とからなる高融点型ナイロン樹脂、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２とからなる低融点型ナイロン樹脂、または、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２とからなる高融点型ナイロン樹脂であることが望ましい。

上記の発明によれば、水でこすられても色落ちしない耐水性を有する脱臭素子を実現できる。また、木炭のもつ導電性が維持され、半導体特性を有する脱臭装置を実現できる。また、混合塗料の吸湿性が高くなり、混合塗料の吸水量が多くなる。このため、塗料表面の結露が起こりにくくなる。また、混合塗料の吸着性能が高くなる。このため、再加熱による再放散量が少なくなる。また、混合塗料の全表面が樹脂にて被覆されない。このため、木炭の性能を十分に引き出すことが可能になる。

また、前記木炭は、黒炭粉末、または、黒炭粉末と白炭粉末との混合粉末であることが望ましい。

上記の発明によれば、木炭粉末が混合樹脂中で均等に分散されやすくなる。このため、基体に対して均等に木炭を被覆することが可能となる。このため、脱臭素子の脱臭特性を均一にすることが可能になる。また、木炭は、樹種および処理温度で特性が異なるため、木炭をブレンドすることで、木炭の性能を補い合うことが可能になる。

本発明によれば、脱臭素子は木炭と樹脂の混合塗料で被覆されている。このため、混合塗料の木炭は臭気成分を吸着する。この状態で、脱臭素子に電圧が印加されて脱臭素子に電流が流れると、脱臭素子を流れる電子は、木炭に吸着された臭気成分に分解エネルギーを供給する。このため、臭気成分の分解が促進される。

したがって、低コストで簡単な構成の脱臭装置を提供することが可能となる。

次に、本発明の一実施例の脱臭装置を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施例の脱臭装置を示した概略構成図である。

図１において、脱臭装置は、脱臭素子１と、電圧印加部２と、通風路３と、端子４と、リード線５と、スイッチ６と、ファン（送風機）７とを含む。

脱臭素子１は、臭気成分（例えば、アンモニア）を除去する。本実施例では、脱臭素子１として、ハニカム構造部を有する脱臭素子を用いる。脱臭素子１は、木炭と樹脂の混合塗料１１で被覆されている。

図２は、脱臭素子１の外観図である。図２において、図１に示したものと同一のものには同一符号を付してある。

図２において、脱臭素子１は、ハニカム構造部１ａを有する。なお、ハニカム構造部１ａも、混合塗料１１で被覆されている。

図３は、図２に示した脱臭素子１の一部拡大図である。図３において、図２に示したものと同一のものには同一符号を付してある。

図３において、脱臭素子１は、基体１ｂと混合塗料１１とを含む。

基体１ｂは、例えば紙で形成される。基体１ｂは、セル（貫通口）１ｃと、リブ１ｄとを有する。ハニカム構造は、セル１ｃとリブ１ｄとで形成される。混合塗料１１は、基体１ｂを被覆している。

脱臭素子１は、例えば、以下のようにして製造される。

基体１ｂに、混合塗料１１が塗布される。

例えば、混合塗料１１は、ポリアミド（樹脂）と、複数の木炭の微粉末と、数種類のアルコール（エタノール、メタノールおよびｎプロパノール）で構成される。混合塗料１１の成分比率は、ポリアミド２０％（重量％）、エタノール１７％（重量％）、メタノール２２％（重量％）、ｎプロパノール７％（重量％）、微粉末混合木炭３４％（重量％）である。なお、微粉末混合木炭は、他の成分の合計量に対して１０〜３０重量％を占めてもよい。

ポリアミド（樹脂）は、木炭を基体１ｂに付着させるために用いられる。

ポリアミドは、例えば、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２と、ナイロン６１０とからなる高融点型ナイロン樹脂である。なお、ポリアミドは、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２とからなる低融点型ナイロン樹脂、または、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２とからなる高融点型ナイロン樹脂でもよい。

木炭は、臭気成分を吸着するために用いられる。

木炭は、高温処理木炭であり、通電性を有する。

木炭は、例えば、１６００ｍｅｓｈの黒炭粉末と１６００ｍｅｓｈの白炭粉末との混合粉末である。白炭と木炭の配合比は、任意に設定することができる。白炭は、空気の浄化作用および電磁波除去作用において特に優れており、一方、黒炭は、調湿作用、抗菌作用、防虫作用に特に優れている。このため、これらを考慮に入れて白炭と黒炭の配合比を設定することが望ましい。

なお、木炭は、１６００ｍｅｓｈの黒炭粉末でもよい。いずれの場合も、木炭の表面積を拡大することができ、また、表面の活性化が図れる。

アルコールは、混合塗料１１の溶液（溶剤）として用いられる。

なお、溶剤であるアルコールは、例えば、エタノール、プロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、ラウリルアルコール、ダイアセトン、シクロヘキサノールおよびトリエタノールアミンから選択された少なくとも１種類のものであればよい。

ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２と、ナイロン６１０とからなる高融点型ナイロン樹脂、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２とからなる低融点型ナイロン樹脂、または、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２とからなる高融点型ナイロン樹脂と、これらのナイロン樹脂の溶剤（アルコール）と、木炭粉末とを含有している混合塗料では、木炭粉末が均一に分散している。

また、塗装により形成された被膜には、色ムラが生じない。

さらに、木炭粉末を適当な比率で含有しているナイロン樹脂塗料組成物（混合塗料）は、ナイロン樹脂の特性と木炭の特性とを併せ有している。

なお、樹脂はポリアミドに限らず適宜変更可能であり、また、アルコールも上記に限らず適宜変更可能である。

混合塗料１１が基体１ｂに塗布されると、混合塗料１１中の多くのアルコールは揮発する。このため、基体１ｂは、木炭と樹脂の混合塗料１１で被覆される。

図１に戻って、電圧印加部２は、脱臭素子１に電圧を印加する。例えば、電圧印加部２は、脱臭素子１の単位断面積あたりの電流値が所定の範囲内に収まるように、脱臭素子１に電圧を印加する。

脱臭素子１は、通風路３の内部に設置され、通風用の端子４で通風路３に固定されている。端子４は、リード線５を介して電圧印加部２およびスイッチ６と接続されている。ファン（送風機）７は、通風路３内部に設置されている。

次に、動作を説明する。

スイッチ６がオンすると、電圧印加部２は、脱臭素子１の単位断面積あたりの電流値が所定の範囲内の収まるように、脱臭素子１に電圧を印加する。また、ファン７が駆動すると、脱臭素子１に臭気成分を含む空気が送り込まれる。本実施例では、電圧の印加方向と垂直な方向に、臭気成分を含む空気が送り込まれる。なお、電圧の印加方向と臭気成分を含む空気が送り込まれる方向とは、垂直でなくてもよい。

混合塗料１１に含まれる木炭は、脱臭素子１に送り込まれる臭気成分を吸着する。続いて、脱臭素子１を流れる電子は、木炭に吸着された臭気成分に分解エネルギーを供給する。このため、臭気成分の分解が促進される。

したがって、臭気成分を含む空気が脱臭素子１を通過することによって、その空気に含まれる臭気成分は少なくなる。

図４は、図１に示す脱臭装置の脱臭効果を示すグラフである。図４において、横軸は、脱臭素子１への印加電圧を示し、縦軸は、脱臭素子１を通過した空気の臭気濃度を示す。

図４に示すグラフは、脱臭素子１として、図５に示した大きさ（縦１０ｃｍ、横１０ｃｍ、厚さ２ｃｍ）のハニカム構造を有する紙の基体に木炭とナイロン樹脂（具体的には、ポリアミド）の混合塗料を塗布した脱臭素子を用いた場合の脱臭効果の試験結果を示す。この場合、印加電圧が３６Ｖ付近で、脱臭素子１を通過した空気の臭気濃度が一番低くなった。

図６も、図１に示す脱臭装置の脱臭効果を示すグラフである。図６において、横軸は、脱臭素子１への印加電圧を示し、縦軸は、脱臭素子１を通過した空気の臭気濃度を示す。

なお、図６に示すグラフは、脱臭素子１として、図７に示した大きさ（縦３３ｃｍ、横３３ｃｍ、厚さ３ｃｍ）のハニカム構造を有する紙の基体に木炭とナイロン樹脂（具体的には、ポリアミド）の混合塗料を塗布した脱臭素子を用いた場合の脱臭効果の試験結果を示す。この場合、印加電圧が２４Ｖ付近で、脱臭素子１を通過した空気の臭気濃度が一番低くなった。

上記試験で用いた脱臭素子の体積抵抗率は１[MΩ/cm³]前後である。

図８は、図４および図６に示したデータの横軸を、脱臭素子の見かけ上の単位断面積あたりの電流量[A/cm²]に換算したグラフである。

図８に示すとおり、脱臭素子１の形状によらず、０．７[μA/cm²]付近で、脱臭効率が一番良くなっている。さらに言えば、０．２[μA/cm²]ですぐに効果が現れ始め、１．１[μA/cm²]を超えると電圧をかけない場合に等しくなる。

このため、電圧印加部２は、脱臭素子１の単位断面積あたりの電流値[μA/cm²]が０．２〜１．１の範囲（所定の範囲）に収まるように、脱臭素子１に電圧を印加することが好ましい。

この場合、電圧印加部２として、市販の安価なバッテリーを用いることが可能となり、エネルギー消費量も少なくて済む。

本実施例によれば、導電セラミックまたは酸化チタンのような高価な材料を必要とせず、また、紫外線ランプ、イオン化手段、または、プラズマ放電用の高電圧発生装置を必要としない、低コストで簡単な構成の脱臭装置を提供することが可能となる。

また、ファン７が脱臭素子１に送風するため、脱臭素子１の脱臭効率を上げること可能になる。

また、比較的安価なポリアミドが樹脂として用いられれば、低コストの脱臭装置を提供することが可能となる。

また、ポリアミドは、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２と、ナイロン６１０とからなる高融点型ナイロン樹脂、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２とからなる低融点型ナイロン樹脂、または、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２とからなる高融点型ナイロン樹脂であることが望ましい。

この場合、水でこすられても色落ちしない耐水性を有する脱臭素子を実現できる。また、木炭のもつ導電性が維持され、半導体特性を有する脱臭装置を実現できる。また、混合塗料の吸湿性が高くなり、混合塗料の吸水量が多くなる。このため、塗料表面の結露が起こりにくくなる。また、混合塗料の吸着性能が高くなる。このため、再加熱による再放散量が少なくなる。また、混合塗料の全表面が樹脂にて被覆されない。このため、木炭の性能を十分に引き出すことが可能になる。

また、木炭は、黒炭粉末、または、黒炭粉末と白炭粉末との混合粉末であることが望ましい。

この場合、木炭粉末が混合樹脂中で均等に分散されやすくなる。このため、基体に対して均等に木炭を被覆することが可能となる。このため、脱臭素子の脱臭特性を均一にすることが可能になる。また、木炭は、樹種および処理温度で特性が異なるため、木炭をブレンドすることで、木炭の性能を補い合うことが可能になる。

以上説明した実施例において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

例えば、本実施例では、基体１ｂとして、ハニカム構造を有する基体を用いたが、基体１ｂの形状はハニカム構造に限らず適宜変更可能である。例えば、基体１ｂとして、メッシュシートを用いてもよい。

なお、基体１ｂがハニカム構造を有する基体またはメッシュシートであると、脱臭素子と臭気成分との接触面積を広くすることが可能となり、脱臭素子１の脱臭効果を向上させることが可能になる。

また、基体１ｂの材料は、紙に限らず適宜変更可能である。なお、基体１ｂが紙であると、脱臭素子の軽量化を図ることが可能になる。

また、電圧印加部２が印加する電圧は、直流電圧、交流電圧またはパルス電圧でもよい。

また、複数の脱臭素子１を重ねて使用してもよい。

本発明の一実施例の脱臭装置を示した概略構成図である。脱臭素子の一例を示した外観斜視図である。脱臭素子の一部拡大図である。本脱臭装置の脱臭効果を示した説明図である。図４で用いられた脱臭素子の一例を示した外観斜視図である。本脱臭装置の脱臭効果を示した説明図である。図６で用いられた脱臭素子の一例を示した外観斜視図である。本脱臭装置の脱臭効果を示した説明図である。

符号の説明

１脱臭素子
１ａハニカム構造部
１ｂ基体
１ｃセル（貫通口）
１ｄリブ
１１混合塗料
２電圧印加部
３通風路
４端子
５リード線
６スイッチ
７ファン

Claims

基体を木炭と樹脂の混合塗料で被覆してなる脱臭素子と、
前記脱臭素子に電圧を印加する電圧印加部と、を含む脱臭装置。
請求項１に記載の脱臭装置において、
前記電圧印加部は、前記脱臭素子の単位断面積あたりの電流値が所定の範囲内に収まるように、前記脱臭素子に電圧を印加する、脱臭装置。
請求項２に記載の脱臭装置において、
前記所定の範囲は、０．２〜１．１μA/cm²である、脱臭装置。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の脱臭装置において、
前記脱臭素子に送風する送風機をさらに含む脱臭装置。
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の脱臭装置において、
前記樹脂は、ポリアミドである、脱臭装置。
請求項５に記載の脱臭装置において、
前記ポリアミドは、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２と、ナイロン６１０とからなる高融点型ナイロン樹脂、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２とからなる低融点型ナイロン樹脂、または、ナイロン６と、ナイロン６６と、ナイロン１２とからなる高融点型ナイロン樹脂である、脱臭装置。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の脱臭装置において、
前記木炭は、黒炭粉末、または、黒炭粉末と白炭粉末との混合粉末である、脱臭装置。