JP2007289382A - 有害物質分解部屋 - Google Patents
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Abstract
【課題】特別な装置の設置の必要がなく、有害物質の分解作用に優れ、部屋自体が有害物質を分解する機能を有する、全く新しい有害物質分解部屋を提供すること。
【解決手段】内壁2によって囲繞されるとともに、天井3および床4によって区画形成され、床に設備機器5が設置され、設備機器から天井に至る高さ方向に空間6が形成された部屋において、少なくとも内壁面に光触媒を含有する光触媒膜が形成され、光触媒膜に水分を供給する水供給手段7および光触媒膜に光触媒反応に必要な励起波長域の光子を供給する光源10が配設され、水供給手段から水分8が、空間中の有害物質を捕捉しながら光触媒膜に供給され、光触媒膜に付着した有害物質を光源による光の照射下に分解する。
【選択図】図1
【解決手段】内壁2によって囲繞されるとともに、天井3および床4によって区画形成され、床に設備機器5が設置され、設備機器から天井に至る高さ方向に空間6が形成された部屋において、少なくとも内壁面に光触媒を含有する光触媒膜が形成され、光触媒膜に水分を供給する水供給手段7および光触媒膜に光触媒反応に必要な励起波長域の光子を供給する光源10が配設され、水供給手段から水分8が、空間中の有害物質を捕捉しながら光触媒膜に供給され、光触媒膜に付着した有害物質を光源による光の照射下に分解する。
【選択図】図1
Description
本願発明は、空間中の有害物質を分解する有害物質分解部屋に関する。
近年、シックハウス症候群を引き起こす一因と指摘されているホルムアルデヒドなどの揮発性有機化合物、不快な臭いを発するアンモニアなどの臭気物質、さらに、細菌やウィルスなどの有害微生物を分解して無害化する手段として、酸化チタンなどに代表される光触媒の利用が有望視されている。
たとえば、光触媒とオゾンを併用したガス処理装置が提案されている(特許文献1)。特許文献1に記載されたガス処理装置は、被処理ガスにオゾンガスを供給するためのオゾンガス供給手段と、オゾンガスを含んだ被処理ガスと接触させるための光触媒層と、光触媒層に光を照射するための光源とを備えた第一処理手段、第一処理手段から供給されるガスにH2Oミストを供給するためのH2Oミスト供給手段を備えた第二処理手段、第二処理手段から供給されるガスと接触させるための光触媒層と、光触媒層に一定波長の光を照射する光源とを備えた第3処理手段とからなっている。
また、光触媒を含む構造体と、通電により発熱する基材の表面に吸湿材層を形成した水分供給手段と、水分供給手段に電流を供給する電源ユニットと、水分供給手段を通過させ、構造体へ送風するための送風手段と、構造体へ紫外線を照射する照射手段とから構成された触媒体が提案されている(特許文献2)。
特開2002−224200号公報
特開2005−211278号公報
しかしながら、住宅の部屋内における有害物質の分解を考慮する場合、特許文献1に記載されたガス処理装置は大掛かりなものであるため、設置スペースの確保、設備投資などの点で問題がある。特許文献2に記載された触媒体はコンパクトなものであり、部屋に容易に組み込むことが可能である。だが、光触媒に供給する水分は大気から集めたものを利用しているため、光触媒による有害物質の分解作用が必ずしも十分であるとはいえない。光触媒による有害物質の分解作用は、光触媒の表面に有害物質が吸着されて初めて発生するからである。
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、特別な装置の設置の必要がなく、有害物質の分解作用に優れ、部屋自体が有害物質を分解する機能を有する、全く新しい有害物質分解部屋を提供することを課題としている。
本願発明は、上記の課題を解決するために、第1に、内壁によって囲繞されるとともに、天井および床によって区画形成され、床に設備機器が設置され、設備機器から天井に至る高さ方向に空間が形成された部屋において、少なくとも内壁面に光触媒を含有する光触媒膜が形成され、光触媒膜に水分を供給する水供給手段および光触媒膜に光触媒反応に必要な励起波長域の光子を供給する光源が配設され、水供給手段から水分が、空間中の有害物質を捕捉しながら光触媒膜に供給され、光触媒膜に付着した有害物質を光源による光の照射下に分解することを特徴としている。
本願発明は、第2に、部屋がトイレであることを特徴としている。
本願発明は、第3に、水供給手段から供給される水分が粒子径1μm以下の微粒子水であることを特徴としている。
本願発明は、第4に、光源は、波長300〜450nmの範囲における照射強度積分値が全照射強度積分値の90%以上である光を発光することを特徴としている。
本願発明は、第5に、人体感知センサーが部屋内に配設され、人体を非検知の場合のみ光源を発光させることを特徴としている。
本願の第1の発明によれば、部屋内において、水供給手段から供給される水分が、空間中の有害物質を捕捉しながら、少なくとも内壁面に形成された光触媒を含有する光触媒膜に供給され、光触媒反応に必要な励起波長域の光子が光源から光触媒膜に供給されて光触媒膜に付着した有害物質を分解することができる。有害物質の効率的な分解が可能であり、有害物質の分解を部屋そのものが行うことができる。装置の設置についての問題が解消される。
本願の第2の発明によれば、トイレは臭気物質の主な発生源であるため、有害物質の分解に有効である。また、24時間換気システムでは、各部屋からの排気をすべてトイレに導き、トイレに配設されたファンにより強制排気しているため、トイレは、他の部屋に比べ、空気中の有害物質の濃度が高い。したがって、有害物質分解部屋をトイレとすることは、有害物質の分解にきわめて有効となる。
本願の第3の発明によれば、水分が粒子径1μm以下の微粒子水であるため、移動度が大きく、より効率的に有害物質を光触媒膜に付着させることができる。また、内壁面などの表面に付着しても水滴を形成することがなく、水濡れが生じない。水濡れにともなう不快感や絶縁不良などの不具合が解消される。
本願の第4の発明によれば、光触媒反応に必要な励起波長域の光子が光触媒膜に潤沢に供給され、有害物質をより効率的に分解することができる。また、光源に用いられるエネルギーが最大限有効に利用される。
波長300〜450nmの範囲における照射強度積分値が全照射強度積分値の90%以上である光は、紫外線から近紫外線の領域にあたる。したがって、人が存在する間に上記光を照射することは人体安全上好ましくない。
本願の第5の発明によれば、人体検知センサーが部屋内に配設され、人体を非検知の場合のみ光源を発光させるため、人に対する安全性を確保しつつ、有害物質を分解することができる。
図1は、本願発明の有害物質分解部屋の一実施形態を示した斜視図である。
本実施形態では、有害物質分解部屋Aはトイレ1である。トイレ1は、内壁2によって囲繞されるとともに、天井3および床4によって区画形成されている。床4には、水洗便器5が設備機器として設置されている。トイレ1内には、水洗便器5から天井3に至る高さ方向に空間6が形成されている。
トイレ1の少なくとも内壁2の表面には、光触媒を含有する光触媒膜が形成されている。光触媒膜は、内壁2の表面の全面または一部に形成することができる。また、内壁2ばかりでなく、天井3などの表面にも形成することができる。光触媒の種類は、特に限定されないが、酸化チタンが特に好ましいものとして例示される。そして、部屋内での使用という観点から、酸素欠陥型酸化チタン、色素増感型酸化チタン、金属担持型酸化チタンなどの可視光型光触媒が中でも好ましいものとして例示される。光触媒膜は、たとえば、光触媒をレジンに添加分散させ、内壁2などの表面にスプレー塗装するなどによって形成することができる。この場合のレジンも特に限定されないが、光触媒作用により塗膜自体が分解されることを防止するためには、シリカ結合を主とした無機系レジンであることが好ましい。光触媒膜の形成は、特に塗装に限定されない。光触媒を含有する光触媒膜を形成可能な適宜な手法を採用することができる。
光触媒膜によって、光照射下において、内壁2などの表面にたとえばヒドロキシラジカル、スーパーオキサイドイオンなどの活性酸素種が発生する。これらの活性酸素種は強力な酸化作用を有するものであり、内壁2などの表面に付着する有害物質を酸化し、無害な物質に分解する。
トイレ1の下端四隅部に水供給手段7が配設されている。水供給手段7は、少なくとも内壁2の表面に形成された光触媒膜に水分8を供給するものである。水供給手段7は、図1に示したようなスポット状のものとすることができる他、長尺状のものであってもよい。配設部位は床4をはじめ、内壁2または天井3とすることができる。いずれの場合にも、水供給手段7は、人の足元、身の回り、頭などの邪魔にならない部位に配設することが好ましい。配設個数は任意である。
水供給手段7により、光触媒が光照射下に発生させる活性酸素種の発生源となる水分8を光触媒膜に潤沢に供給することができ、有害物質の分解作用が促進される。また、水分8は、空間6中のホルムアルデヒドやアンモニアなどの水に可溶な有害物質を溶かし込むことができ、空間6中の有害物質を捕捉して光触媒膜に供給されるので、有害物質を効率的に分解することができる。
このような水供給手段7から供給される水分8は、粒子径が1μm以下の微粒子水とするのが好ましい。粒子径1μm以下の微粒子水は、移動度が大きく、より効率的に有害物質を光触媒膜に移動させることができる。また、内壁2、天井3および床4の表面に付着した場合に水滴を形成しない。このため、内壁2、天井3および床4の表面に水濡れが生じることはなく、不快感や絶縁不良などの不具合を解消することができる。このような粒子径1μm以下の微粒子水を供給することのできる水供給手段7としては、たとえば静電霧化装置などが例示される。
トイレ1の上端の一隅部には、天井3に配設された一般照明用の照明器具9とは別に、光触媒膜に光触媒反応に必要な励起波長域の光子を供給する光源10が配設されている。光源10の配設部位も、光触媒膜に光触媒反応に必要な励起波長域の光子を供給することができる限り、特に限定されない。光源10としては、たとえば、ブラックライト、発光ダイオードなどが例示される。好ましくは、光源10は、波長300〜450nmの範囲における照射強度積分値が全照射強度積分値の90%以上の光を発光するものとする。このような光の照射によって、光触媒膜に光触媒反応に必要な励起波長域の光子が潤沢に供給され、有害物質を効率的に分解することができる。光源10に用いられるエネルギーが最大限に有効利用される。300nmに満たない波長の光は、低波長の紫外線であり、内壁2、天井3および床4の表面やその表面に形成された光触媒膜を劣化させるおそれがあり、好ましくない。また、光触媒は、450nmを超える波長の光を有効に利用しにくい。さらに、光源10は、照明用途ではなく、光触媒を光励起するためのものであるので、450nmを超える強度の強い光は、エネルギー利用効率という観点からは不利となる。
以上のトイレ1は、水供給手段7から水分8が、空間6中の有害物質を捕捉しながら、内壁2などの表面に形成された光触媒膜に供給され、光触媒膜に付着した有害物質を光源10による光照射下に効率的に分解することができる。有害物質を分解するための装置を設置する必要がなく、トイレ1という部屋そのものが有害物質を分解する機能を有している。トイレ1は、臭気物質の主な発生源であるため、有害物質の分解に有効である。また、24時間換気システムでは、各部屋からの排気をすべてトイレ1に導き、トイレ1の天井3に配設されたファン11により強制排気しているため、トイレ1は、他の部屋に比べ、空気中の有害物質の濃度が高い。したがって、有害物質分解部屋Aをトイレ1とすることは、有害物質の分解にきわめて有効である。
なお、有害物質を分解する際には、ファン11を作動させ、空間6内に気流を生じさせ、有害物質を空間6へと移動させ、水洗便器5の影による影響を極力低減させることが好ましい。
また、波長300〜450nmの範囲における照射強度積分値が全照射強度積分値の90%以上の光を発光するものを光源10として採用する場合、発光する光は紫外線から近紫外線領域にあたるため、人がトイレ1内にいるときに照射することは人体安全上好ましくない。そこで、トイレ1には、内部に人体検知センサー12を配設し、人体を非検知の場合のみ光源10を発光させるようにして安全性を確保する。人体検知センサー12は、トイレ1の内部であれば、配設部位は特定されない。たとえば、内壁2、天井3などの人体を確実に検知することのできる適所に設けることができる。
そして、以上の実施形態はトイレ1としたが、有害物質分解部屋Aとしては、トイレ1に限定されることはなく、キッチン、リビング・ダイニングルーム、浴室、洗面所などとすることもできる。その場合、設備機器としては、キッチンキャビネット、テーブル、ソファ、浴槽、洗面化粧台などが例示される。
次に、本願発明の有害物質分解部屋についての試験例を示す。
(試験例1)
テトラエトキシシラン(商品名:エチルシリケート28 コルコート株式会社製)34重量部にメタノール60重量部を加え、さらに水3重量部および0.01Nの塩酸3重量部を混合し、ディスパーを用いてよく混合し、60℃の恒温槽中で2時間加熱することにより、無機系塗膜のレジンとなる有機ケイ素アルコキシドの加水分解物および部分加水分解物を得た。このレジンに光触媒であるアナターゼ型酸化チタン(商品名:ST−01 石原産業株式会社製)20重量部を添加した後、全固形分が5重量%になるようにメタノールで希釈して光触媒含有無機系塗料を得た。この光触媒含有無機系塗料を脱脂洗浄した亜鉛鋼板にスプレーで20g/m2塗布し、150℃1分の条件で乾燥させ、表面に光触媒を含有する塗膜を有する亜鉛鋼板を得た。
(試験例1)
テトラエトキシシラン(商品名:エチルシリケート28 コルコート株式会社製)34重量部にメタノール60重量部を加え、さらに水3重量部および0.01Nの塩酸3重量部を混合し、ディスパーを用いてよく混合し、60℃の恒温槽中で2時間加熱することにより、無機系塗膜のレジンとなる有機ケイ素アルコキシドの加水分解物および部分加水分解物を得た。このレジンに光触媒であるアナターゼ型酸化チタン(商品名:ST−01 石原産業株式会社製)20重量部を添加した後、全固形分が5重量%になるようにメタノールで希釈して光触媒含有無機系塗料を得た。この光触媒含有無機系塗料を脱脂洗浄した亜鉛鋼板にスプレーで20g/m2塗布し、150℃1分の条件で乾燥させ、表面に光触媒を含有する塗膜を有する亜鉛鋼板を得た。
この亜鉛鋼板を用い、光触媒塗膜表面を内側に向けて、1m×1m×1mのチャンバを作製した。
チャンバの内部に、水供給手段として、粒径が10〜100nmの微粒子水を0.5g/h発生させる静電霧化装置を設置した。
また、チャンバの内部に、波長300〜450nmの範囲における照射強度積分値が全照射量積分値の99%以上であることをスペクトロラジオメータ(USR−40V ウシオ電機株式会社製)により確認したブラックライトを設置した。ブラックライトの点灯時にチャンバ内壁面の光触媒塗膜表面における紫外線強度を、TOPCON社製紫外線強度計UVR−2に同社製受光部UD−36を装着して測定したところ、平均0.5mW/cm2であった。
容量10mlのバイアル瓶に市販のホルマリン(37%ホルムアルデヒド水溶液)を5ml入れたものを蓋を開けた状態でチャンバ内部に静置して、有害物質の発生源とした。
静置から24時間経過後のチャンバ内の気中ホルムアルデヒド濃度を、ガステック社製のホルムアルデヒド検知管により測定した結果、0.1ppmであった。
(試験例2)
亜鉛鋼板の表面に光触媒含有無機系塗料を塗装しなかったこと以外は試験例1と同様にしてチャンバを作製し、試験例1と同様の評価を行った。気中ホルムアルデヒド濃度は10ppmだった。
(試験例3)
静電霧化装置を設置しなかったこと以外は試験例1と同様にした。試験例1と同様の評価を行った結果、気中ホルムアルデヒド濃度は3ppmだった。
(試験例2)
亜鉛鋼板の表面に光触媒含有無機系塗料を塗装しなかったこと以外は試験例1と同様にしてチャンバを作製し、試験例1と同様の評価を行った。気中ホルムアルデヒド濃度は10ppmだった。
(試験例3)
静電霧化装置を設置しなかったこと以外は試験例1と同様にした。試験例1と同様の評価を行った結果、気中ホルムアルデヒド濃度は3ppmだった。
試験例1で作製したチャンバは、有害物質であるホルムアルデヒドを効率的に分解していることが、試験例2、3との比較から確認される。
A 有害物質分解部屋
1 トイレ
2 内壁
3 天井
4 床
5 水洗便器
6 空間
7 水供給手段
8 水分
9 照明器具
10 光源
11 ファン
12 人体検知センサー
1 トイレ
2 内壁
3 天井
4 床
5 水洗便器
6 空間
7 水供給手段
8 水分
9 照明器具
10 光源
11 ファン
12 人体検知センサー
Claims (5)
- 内壁によって囲繞されるとともに、天井および床によって区画形成され、床に設備機器が設置され、設備機器から天井に至る高さ方向に空間が形成された部屋において、少なくとも内壁面に光触媒を含有する光触媒膜が形成され、光触媒膜に水分を供給する水供給手段および光触媒膜に光触媒反応に必要な励起波長域の光子を供給する光源が配設され、水供給手段から水分が、空間中の有害物質を捕捉しながら光触媒膜に供給され、光触媒膜に付着した有害物質を光源による光の照射下に分解することを特徴とする有害物質分解部屋。
- 部屋がトイレである請求項1記載の有害物質分解部屋。
- 水供給手段から供給される水分が粒子径1μm以下の微粒子水である請求項1または2記載の有害物質分解部屋。
- 光源は、波長300〜450nmの範囲における照射強度積分値が全照射強度積分値の90%以上である光を発光する請求項1ないし3いずれか1項に記載の有害物質分解部屋。
- 人体感知センサーが部屋内に配設され、人体を非検知の場合のみ光源を発光させる請求項4記載の有害物質分解部屋。
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JP2006120200A JP2007289382A (ja) | 2006-04-25 | 2006-04-25 | 有害物質分解部屋 |
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JP2006120200A JP2007289382A (ja) | 2006-04-25 | 2006-04-25 | 有害物質分解部屋 |
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Cited By (3)
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JP2013079579A (ja) * | 2013-02-06 | 2013-05-02 | Toto Ltd | 水洗大便器 |
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2006
- 2006-04-25 JP JP2006120200A patent/JP2007289382A/ja active Pending
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