JP2012125756A

JP2012125756A - 光触媒脱臭装置

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Publication number: JP2012125756A
Application number: JP2011042232A
Authority: JP
Inventors: Osamu Araida; 将新井田; Kazu Sukazaki; 和須加崎; Yoshio Inokoshi; 良夫猪越
Original assignee: Pearl Lighting Co Ltd
Current assignee: Pearl Lighting Co Ltd
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-07-05
Also published as: TW201213011A; TWI478770B; WO2011162059A1; CN102985116A; CN102985116B

Abstract

【課題】基質ガスの環境ｐＨに左右されない、一定の分解能力の光触媒脱臭装置を得る。
【解決手段】通風孔を設けた基板を平行に配置し、２枚の基板の内、少なくとも１枚の基板にＬＥＤを実装し、２枚の基板間に、光触媒粒子が担持されたガラス繊維織物及び当該織物を支持するフレームから構成される光触媒シートを配置し、光触媒シート６１，６２と２枚の基板５，７を筺体８に固定し、ＬＥＤ光源３の発光面と光触媒シート６１，６２とを平行に配置して、通風孔４から送入された空気が光触媒シート６１，６２を通過するようにした光触媒脱臭装置１であって、酸化チタン光触媒微粒子６１Ｂをガラス繊維織物６１Ａに担持した光触媒シート６１を当該光触媒脱臭装置のガス導入側Ｉｎに、また酸化タングステンを主成分とする光触媒微粒子６２Ｂをガラス繊維織物６２Ａに担持した光触媒シート６２を当該光触媒脱臭装置１のガス排出側Ｏｕｔに配置したもの。
【選択図】図２

Description

本発明は、光触媒を利用して空気中の臭気成分や有機ガス分子を分解することにより、脱臭を行う光触媒脱臭装置に関する。

近年、居住空間や車内などの所謂、準閉鎖空間における空気の清浄化改善の要望が高まっており、食物から発生し、あるいはタバコ副流煙として発生するアンモニアや、建材などから発生するＶＯＣ（揮発性有機物質。例えば、アセトアルデヒド）などを除去する脱臭装置が特に望まれている。

従来、この種の脱臭装置には、臭気成分を吸着する吸着材料と当該臭気成分を分解する光触媒材料とを多孔質セラミックス表面層や無機基板に練り込み、若しくは担持したものをハニカム状に形成し、当該ハニカム孔に通風しながら光源から励起光を照射することにより空気の浄化を行う光触媒脱臭装置を採用していた。

このような従来の光触媒脱臭装置として、特許第２５７４８４０号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。従来例の光触媒脱臭装置は、臭気ガスを吸着するための活性炭上に光触媒の粒子を形成したものをハニカム状に加工した光触媒ユニットを採用し、これに光触媒励起源としてランプからの放射光を照射して光触媒の粒子を活性化させ、それに臭気を含む空気を通風させることによって臭気ガスの分解を行うものである。そして光源としては、蛍光管ランプを使用する場合が多かった。

しかしながら、従来の光触媒脱臭装置では、吸着剤としての活性炭上に光触媒の粒子が担持されている光触媒ユニットをハニカム構造としていたために、光触媒の触媒性能（脱臭性能）が十分に発揮できないという技術的課題があった。すなわち、ハニカム構造となっているが故に、光触媒ユニットの正面に配置された光触媒励起源のランプから照射された光がハニカム構造の壁に遮られてしまい、ハニカム孔の内部に光照射強度が低い、したがって光触媒活性の低い領域が発生することが不可避となり、脱臭性能を十分高くできない問題点があった。また、活性炭はそれ自体が光を伝播しないので、励起光を照射した場合に活性炭と接触している光触媒の粒子の部分は光触媒の粒子自体の影となってしまい、光触媒粒子の表面積を増加させ、光触媒能を向上させようにもその効果が半減されてしまい、事実上、脱臭能力が制約されてしまう問題点があった。

そして、第２の課題として圧力損失が経年的に増加するという別の技術的課題もあった。上の技術的課題を解決するために、励起光源を複数配置することにより、ハニカム構造の壁に遮られて発生する影の領域を減らすことは可能である。しかし、そのようにした場合には、複数の光源が空気の流れるときの流路抵抗となってしまい、圧力損失が増大する結果になる。

この圧力損失の増加を避け、また、ハニカム構造の壁にできる影の領域を減らすために、ハニカムの壁の厚みを小さくすることが考えられる。しかしながら、その場合には形状安定性が低下し、同時に、光触媒担持量が低下して脱臭性能が低下する別の問題を招いてしまう。この理由で、ハニカムの壁の厚みを小さくすることは有効な解決策とはならない。

従来技術の別の課題は、励起光源が短寿命であり、環境負荷が大きいことである。光源として蛍光管ランプを使用する場合が多いが、ランプ寿命が短く、例えば耐久消費財などに利用される場合、通常５年から１０年の寿命が必要とされるが、かかる長寿命の蛍光管ランプはコストが非常に高くつき、非実用的である。また、製造段階で蛍光管内に水銀の使用が余儀なくされており、製品廃棄の段階での環境負荷に対する課題への対応が困難となっている。

このような従来技術の課題を解決するため、蛍光管を使用せず、例えば、高電圧放電によってオゾンや紫外線を発生させ、この紫外線により活性化された光触媒モジュールで空気中に含まれる臭気成分や有害物質などの分解を行い、併せて高電圧放電手段により発生させたオゾンをオゾン分解手段で分解するようにした脱臭装置が提案されている（特許公開２００３−３３９８３９号公報―参考文献２）。

しかしながら、アセトアルデヒドのような臭気ガスを分解するためには、酸化電位のより深い（したがって、価電子帯の上限電位のより大きな）触媒反応が必要であるが、オゾンによる分解ではアセトアルデヒドを水と炭酸ガスまでに分解する最終的な完全分解は困難であって、酢酸などの中間酸化物が生成され易い。この生成された酢酸は光触媒材料を覆ってしまって分解速度を著しく低下させる原因となる問題点がある。また、オゾンそのものの有害性から、残留臭気ガス分解後も、オゾン除去のために二酸化マンガン層などのオゾン分解触媒層を設置する必要があり、コスト高となる問題点がある。

従来技術のさらに別の課題は、脱臭装置が対象とする基質ガスの性質に起因する課題である。分解の対象となる基質ガスはアンモニアのように空気中の水分に容易に溶け込んで弱アルカリ性を示すものや、エチレンガスのように水に難溶性であって、溶けても中性を示すものがある。

光触媒による気質ガスの分解反応を高めるためには、酸化電位の深い光触媒材料、例えば酸化タングステン（ＷＯ_３）が有望であるが、酸化タングステンをアルカリ雰囲気中で長年使用すると、化学反応を起こし触媒活性が低下する恐れがある。

また、ガラス繊維織物に酸化チタン（ＴｉＯ_２）を担持した場合、アンモニアの酸化チタンへの吸着が大きくなり、アンモニアの分解反応速度が低下する。

本来、あるべき光触媒脱臭装置の姿は、基質ガスの環境ｐＨに左右されず、一定の分解能力を有することが望ましく、かかる上記の状況は光触媒脱臭装置の使用の制限を示唆するものであり、広く利用されることに対する阻害要因となっている。

従来のさらに別の技術的課題は、ＬＥＤの長期安定性に関する課題である。光触媒で使用するＬＥＤの波長λは、酸化チタン（ＴｉＯ_２）や酸化タングステン（ＷＯ_３）のバンドギャップから考えて、λが３７０ｎｍ〜３８０ｎｍ以下、窒素や硫黄をドープした酸化チタンや酸化タングステンでもλが４５０ｎｍ以下での使用が、量子収率の低下を回避する意味でも好ましい。

上記のような短波長（近紫外域もしくはＵＶ光）でかつ、アンモニアを分解することを想定した場合、アンモニアの封止樹脂（例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂）への浸透性が極めて高い上に、短波長による封止樹脂への劣化が重なり、若しくは封止樹脂を浸透してＬＥＤダイやＬＥＤダイと金の下地電極を直接に腐食してしまい、ＬＥＤの照度低下を招き、商品化できないという問題点がある。

特許第２５７４８０号公報特開２００３−３３９８３９号公報

本発明は、上記従来の技術的な課題に鑑みてなされたもので、基質ガスの環境ｐＨに左右されず、一定の分解能力を有する光触媒脱臭装置を提供することを目的とする。

本発明は、通風孔を設けた基板を平行に配置し、前記２枚の基板の内、少なくとも１枚の基板にＬＥＤを実装し、前記２枚の基板間に、光触媒粒子が担持されたガラス繊維織物及び当該織物を支持するフレームから構成される光触媒シートを配置し、前記光触媒シートと前記２枚の基板を筺体に固定し、前記光触媒粒子を励起するためのＬＥＤ光源の発光面と前記光触媒シートとを平行に配置して、前記通風孔から送入された空気が前記光触媒シートを通過するようにした光触媒脱臭装置であって、アナタースを主相とする酸化チタン光触媒微粒子をガラス繊維織物に担持した前記光触媒シートを当該光触媒脱臭装置のガス導入側に、また酸化タングステンを主成分とする光触媒微粒子をガラス繊維織物に担持した前記光触媒シートを当該光触媒脱臭装置のガス排出側に、それぞれ配置したことを特徴とする。

基質ガスがアンモニアのような弱アルカリ性ガスとアセトアルデヒドのような中性ガス並びにＮＯＸのような酸性ガスから構成される混合ガスを分解する場合、酸化チタン（アナタースを主相）光触媒微粒子をガラス繊維織物に担持した光触媒シートを当該光触媒脱臭装置のガス導入側にすることによって、まず弱アルカリ成分となるアンモニアが酸化チタンによって吸着・分解する。十分にアンモニア濃度が低下した状況下で、第２層となる酸化タングステンを担持した光触媒シートを光触媒脱臭装置の排出側に設置することによって、今度は残留中性ガスを除去する。酸性ガスの場合は、どちらの光触媒微粒子の触媒活性を損なうものではなく、両者によって除去される。

本発明では、光触媒シートを上記の配置にすることによって、酸化電位が深く、したがって酸化分解能力の高いが、弱アルカリ環境下で使用すると触媒活性が低下する酸化タングステン光触媒の課題を解決する。

また、ＬＥＤの封止材料の中をガスが浸透する場合を考えると、概して封止材料の分子間骨格間で形成される自由体積の存在により、ガスが封止材料中を浸透することが考えられるが、この封止材料をガラスのようなシリコン酸化物とすることにより、基質ガス中の水分やアンモニアの浸入をほぼ完全に防ぐ。

本発明によれば、基質ガスの環境ｐＨに左右されず、一定の分解能力を有する光触媒脱臭装置が提供できる。また、腐食環境中でも長時間使用可能なＬＥＤを光源とする光触媒脱臭装置が提供できる。

本発明の第１の実施の形態の光触媒脱臭装置を搭載した冷蔵庫の一部破断断面図。本発明の第１の実施の形態の光触媒脱臭装置の一部破断した斜視図。本発明の第１の実施の形態の光触媒脱臭装置の一部省略した断面図。本発明の第１の実施の形態の光触媒脱臭装置に用いる光触媒シートの正面図及び平面図。本発明の第１の実施の形態の光触媒脱臭装置に用いる光触媒シート内のガラス繊維織物の拡大図。本発明の第１の実施の形態の光触媒脱臭装置に用いる光触媒シート内のガラス繊維による光触媒粒子の担持状態の顕微鏡写真。本発明の実施例１の光触媒脱臭装置のアセトアルデヒド分解性能を比較例１と対比して示すグラフ。本発明の実施例１の光触媒脱臭装置のアンモニア分解性能を比較例１と対比して示すグラフ。本発明の実施例１の光触媒脱臭装置の照度維持時間特性をと比較例１，２と対比して示すグラフ。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。

［第１の実施の形態］
本発明の１つの実施の形態の光触媒脱臭装置１は、図１に示すように冷蔵庫１００の庫内に脱臭のために設置する装置である。冷蔵庫１００の庫内では、冷却ファン１０１にて冷気１０２は低風速、例えば０．２ｍ／秒〜３ｍ／秒の風速にて庫内を循環する。本実施の形態の光触媒脱臭装置１は、このような低風速下で空気の流れを阻害せず、光触媒により庫内空気を脱臭するために冷気通路１０３に設置して用いられる。

図２〜図４に示すように、本実施の形態の光触媒脱臭装置１は、複数の通風孔４を設け、かつガラス繊維に担持された光触媒の微粒子を励起するためのＬＥＤ３を実装したＬＥＤ実装基板５と、それと略平行に配置された複数種、複数枚の光触媒シート６１，６２、及びＬＥＤ実装基板５と対向し略平行に配置された、同じく複数の通風孔４を設けた対向基板７、そして、これらの板材の位置を保持し、形状を保持し補強する枠体で成る筐体８、そして天板９から構成されている。本実施の形態にあって、光触媒シート６１，６２は３枚、装着されている。光触媒シート６１が２枚、光触媒シート６２が１枚である。前述の対向基板７は、脱臭性能向上のため、ＬＥＤ３を実装したＬＥＤ実装基板５と同じものであってもよい。

筺体８の材料は、紫外線に対する高い耐候性と基質ガスに対する変色が少ない観点から、アクリル樹脂（ポリメタクリル酸メチル樹脂）でもよいし、さらにはアクリル樹脂であっても発臭を抑えた、重合度を１０，０００〜１５，０００程度に高めた材料でもよい。また比較的コストが安価で成型性の良好なＡＢＳ樹脂（アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂）でもよいし、強度向上のためＡＢＳ樹脂にガラス繊維を混錬させコンパウンドとした強化ＡＢＳ樹脂を使用してもよい。上記材料は、金型を用い所定の形状になるよう成型される。

ＬＥＤ実装基板５は、設置場所の環境に合わせ適切な分布密度で分布するように、通風孔４を適数個設けたガラスエポキシ基板上に電極パターンをプリントしたものであり、波長λ＝４０５ｎｍ、光量Ｐｏ＝６．２ｍＷ（順方向電流３０ｍＡ）のＬＥＤダイ３を実装している。このＬＥＤダイ３は、ガラスエポキシ基板上にＬＥＤダイをマウンターで配置後、低融点リフロー炉で２４０℃、１０秒で同基板に融着させることにより実装する。そして、融着後のガラスエポキシ基板上のＬＥＤダイ３の基板電極への結線は、ワイヤーボンダー機にてアノード側とカソード側の２本を２５μｍの金線で行う。この結線後の基板には、ＬＥＤの耐環境性の改善のため、液体ガラスを塗布し４０℃で１６時間乾燥して固化した後、さらに４日間常温放置する処理をし、最終的なＬＥＤ実装基板５を得る。

ＬＥＤ実装基板５上のＬＥＤダイ３の搭載個数は、ＬＥＤ１個あたりの光量Ｐｏと、光触媒シート６の面積と、光触媒シート６とＬＥＤ発光面間距離とから割り出して、複数の光触媒シート６上での光照射強度が１ｍＷ／ｃｍ^２以上となるよう設計し、１０個〜２０個とする。

光触媒シート６１のガラス繊維６Ａ間に担持させる光触媒粒子６１Ｂは、窒素をドーピングし可視光域（紫色、λ＝４００〜４５０ｎｍ）で触媒活性が知られている市販の可視光型光触媒材料（平均粒度は約４０μｍ）である。また、光触媒シート６２のガラス繊維６Ａ間に担持させる光触媒粒子６２Ｂは、酸化タングステン可視光型光触媒材料（平均粒度は約１３０μｍ）である。

ガラス繊維６Ａによる担持は、２種類それぞれの光触媒粒子６１Ｂ，６２Ｂについて、純水に燐酸を加えｐＨ（水素イオン濃度）を２〜７に調整したアルコール系水溶液に上記光触媒材料を加えた分散溶液にガラス繊維６Ａを１０分間浸漬し、その後１００℃で２時間乾燥することにより行う。こうして、２種類それぞれの光触媒粒子６１Ｂ，６２Ｂがガラス繊維間に担持された２種類のガラス繊維織物６１Ａ，６２Ａを得ている。

上記プロセスで得られた光触媒粒子６１Ｂ，６２Ｂを担持したガラス繊維織物６１Ａ，６２Ａそれぞれの端部を、形状の安定性を付与する目的で、耐光性の高い樹脂からなるフレーム６Ｃで押さえ、光触媒シート６１，６２それぞれとしている。

そして、図２に示すように、酸化チタン（ＴｉＯ_２）光触媒粒子６１Ｂを担持した光触媒シート６１の２枚を筺体８のガス導入側Ｉｎに、酸化タングステン（ＷＯ_３）光触媒粒子６２Ｂを担持した光触媒シート６２の１枚を筺体８のガス導入側Ｏｕｔに嵌め込み、さらにそれらの両側において、予め作製しておいたＬＥＤ実装基板５、対向基板７を筺体８に嵌め込み、天板９を閉じて光脱臭装置１としている。

尚、本実施例では純水を使用した場合を説明したが、光触媒材料の微粒子の分散性を改良するため、分散材（界面活性剤）を０．１ｗｔ％から数ｗｔ％（光触媒材料に対する重量比）を水に混ぜてもよいし、臭気ガス吸着特性を改良するため吸着剤を混ぜてもよい。また、基質ガスの分解は、光により励起された光触媒微粒子上で行われることから、送風手段があっても本発明の本質はいささかも損なわれない。

ガラス繊維織物６１Ａ，６２Ａの光触媒粒子６１Ｂ，６２Ｂの目付け量は、ガラス繊維６Ａから光触媒粒子の脱落性と脱臭性能の確保の観点から、２００〜５００ｇ／ｍ^２となるよう行う。図５にガラス繊維６Ａの顕微鏡写真、図６にガラス繊維織物６１Ａにおけるガラス繊維６Ａに対する光触媒である酸化チタン粒子６１Ｂが担持されている状態の顕微鏡写真を示す。ガラス繊維織物６１Ｂについても、そのガラス繊維６Ａに対する酸化タングステン光触媒粒子６２Ｂの担持状態は同様である。尚、ガラス繊維織物６１Ａ，６２Ａについては、図５の顕微鏡写真に示すように、縦糸のガラス繊維６Ａは整然と束ねてあるが、横糸のガラス繊維６Ａはほぐして不揃いな並びにしている。これにより、光触媒粒子６１Ｂ，６２Ｂを担持しやすくしている。また、縦糸と横糸は逆にしてもよい。

ガラス繊維織物６１Ａ，６２Ａに用いるガラス繊維６Ａは、直径が約２〜１０μｍでＳｉＯ_２成分が５０％以上（より好ましくは６０％以上）のものが好適で、ガラス繊維織物としては、ガラス繊維６Ａの密度が、例えば、縦が２０本のもと糸、横の密度が１８本のもと糸を使用して縦横に織ってガラス繊維織物としている。

このガラス繊維織物６１Ａ，６２Ａについては、開口率が３０％以下になると圧力損失が増大し、機械的に担持させているだけの光触媒粒子が脱落して急激に脱臭性能が低下するので、開口率は３０％以上が好ましい。また、開口率が６０％を超えるようになると、光触媒の絶対的な存在量が激減して効果的な脱臭効果が得られなくなる。

上記構成の光触媒脱臭装置１は、図１に示したように例えば、冷蔵庫１００内の空気通路１０３に設置して使用し、ＬＥＤ３を点灯させて発光させ、その光にてガラス繊維織物６１Ａ，６２Ａに担持されている光触媒粒子６１Ｂ，６２Ｂを励起させ、空気中に含有される臭気物質を分解して脱臭する。

本実施の形態の光触媒脱臭装置１によれば、光触媒シート６１，６２に採用した光透過性のガラス繊維織物６１Ａ，６２Ａにそのガラス繊維６Ａ間に光触媒粒子６１Ｂ，６２Ｂを担持させ、ＬＥＤ３を照射して光触媒粒子６１Ｂ，６２Ｂを励起させて臭気物質を分解させるものであるので、ガラス繊維織物６１Ａ，６２Ａの光透過性の故にＬＥＤ３の光を光触媒シート６１，６２の全面、表裏両面に到達させて光触媒に照射して励起させることができ、効果的に脱臭できる。また、光源がＬＥＤ３であるために交換することなく長期間連続使用できる利点もある。

また、光触媒シート６１，６２の開口率を３０％〜６０％とすることで、圧力損失を抑えることができる。また、光触媒シート６１，６２のガラス繊維６Ａを、ＳｉＯ_２を５０％以上の成分比とする素材で成るものとしたことにより、光透過性が良好であり、上記のように光触媒シート６１，６２の全面、表裏両面に到達させて光触媒に照射して励起させることができ、効果的に脱臭できる。

また、光触媒シート６１，６２のガラス繊維６Ａの直径を１０μｍ以上とすれば光触媒のガラス繊維からの脱落が顕著となり光触媒による分解性能が低下するが、１０μｍ以下とすることでガラス繊維６Ａ間に光触媒の粒子を密度高く効果的に安定して担持させることができて、大きな光触媒作用が得られる。

本実施の形態の光触媒脱臭装置は、風速０．２ｍ〜３ｍ／秒の低風速下で使用するものであるが、このような低風速下では、ガラス繊維６Ａ間に光触媒粒子６１Ｂ，６２Ｂを単に機械的に担持させた状態でも粒子を空気の流れによって脱落させることなく使用でき、この面からも長期間連続使用が可能となる。

また、本実施の形態によれば、ガラス繊維６Ａ間に光触媒粒子６１Ｂ，６２Ｂを機械的に担持させるだけであり、粘着あるいは接着させるための薬剤を用いることなく光触媒シート６１，６２のガラス繊維６Ａに光触媒粒子６１Ｂ，６２Ｂを担持させることができ、製造コストの低下も図れる。

さらに、本実施の形態の光触媒脱臭装置１では、基質ガスがアンモニアのような弱アルカリ性ガスとアセトアルデヒドのような中性ガス並びにＮＯＸのような酸性ガスから構成される混合ガスを分解する場合、酸化チタン（アナタースを主相）光触媒微粒子６１Ｂをガラス繊維織物６１Ａに担持した光触媒シート６１を当該光触媒脱臭装置１のガス導入側Ｉｎにすることによって、まず弱アルカリ成分となるアンモニアが酸化チタン（ＴｉＯ_２）によって吸着・分解する。十分にアンモニア濃度が低下した状況下で、第２層となる酸化タングステン（ＷＯ_３）を主成分とした光触媒微粒子６２Ｂをガラス繊維織物６２Ａに担持した光触媒シート６２を光触媒脱臭装置１の排出側Ｏｕｔに設置することによって、残留中性ガスを除去する。酸性ガスの場合は、どちらの光触媒微粒子６１Ｂ，６２Ｂの触媒活性を損なうものではなく除去される。

これにより、本実施の形態の光触媒脱臭装置１では、酸化電位が深く、したがって酸化分解能力が高いけれども、弱アルカリ環境下で使用すると触媒活性が低下する酸化タングステン光触媒の課題が解決でき、その酸化分解能力を活用できる。

また、ＬＥＤ３の封止材料の中をガスが浸透する場合を考えると、概して封止材料の分子間骨格間で形成される自由体積の存在により、ガスが封止材料中を浸透することが考えられているが、この封止材料をシリコン酸化物（ガラス―ＳｉＯ_２）とすることにより、基質ガス中の水分やアンモニアの浸入をほぼ完全に防ぐことができる。

実施例として、光触媒シート６１の面積５０ｃｍ^２、光触媒には酸化チタン粒子（アナタース型８０％、ルチル型２０％）を１ｇ担持させ、光触媒シート６２の面積５０ｃｍ^２、光触媒には酸化タングステン粒子を１ｇ担持させ、これら２枚の光触媒シート６１，６２を空気入口側Ｉｎ、出口側Ｏｕｔに配置し、紫外線発光のＬＥＤ３による光の照射強度２ｍＷ／ｃｍ^２とした光触媒脱臭装置１を用いた。さらに、実施例では、ＬＥＤ３の封止材には、シリコン酸化物（ガラス―ＳｉＯ_２）を用いた。

比較例１として、実施例とは逆に、酸化タングステン光触媒シート６２を入り口Ｉｎ側に、酸化チタン光触媒シート６１を出口側Ｏｕｔに配置した光触媒脱臭装置を用いた。

そして、初期濃度３０ｐｐｍのアルデヒドと初期濃度２０ｐｐｍのアンモニアが存在する雰囲気下で脱臭性能試験を行った。図７、図８のグラフに示すように、比較例の光触媒脱臭装置による脱臭性能と比べると、本実施例の光触媒脱臭装置の方が約２０ポイント程度アンモニアの分解性能が高いことが確認できた。

また、比較例２として、ＬＥＤ実装基板５として、ＬＥＤ３に封止材としてビスフェノール型エポキシ樹脂を塗布、乾燥させたもの、比較例３として、ＬＥＤ３に封止材としてフェニール系シリコン樹脂を塗布、乾燥させたものについて、実施例のＬＥＤ実装基板と照射時間−照度維持特性について比較した。結果は図９のグラフの通りであり、比較例２，３のＬＥＤ実装基板は１０００時間、２０００時間までに相対照度がほとんど０に低下したのに対して、実施例に用いたＬＥＤ実装基板５では３０００時間までほとんど相対照度が低下しないことが確認できた。

また、本実施例の光触媒脱臭装置の脱臭性能試験を冷蔵庫内で行ったところ、雰囲気温度５℃、湿度８０．８％の環境下で１０６．９μＬ／ｈｏｕｒのエチレン分解能力があることを確認できた。

［第２の実施の形態］
ガラス繊維織物６１Ａ，６２Ａに、例えば、直径１μｍ以下の孔の多孔質ガラス繊維を用い、かつ、この多孔質ガラス繊維を図５のように整然と束ねた縦糸群と、多孔質ガラス繊維を乱雑に束ねた横糸群とから成る織物を採用することができる。尚、縦糸と横糸とは逆にしてもよい。

この場合、光触媒微粒子６１Ｂ，６２Ｂへのガラス密着力がさらに向上する。これはガラス繊維を乱雑に束ねた縦糸群の存在により、乱れたガラス繊維が元の直線状の形状に戻ろうとする力が働き、この復元力が光触媒粒子を抑えることに作用すると思われる。また、一般的に光触媒材料の触媒活性が光触媒粒子の粒度の減少と共に高まることが知られているが、ガラス繊維を直径１μｍ以下の孔を持つ多孔質ガラスとすることにより、触媒活性の高い１μｍ以下の光触媒粒子６１Ｂ（６２Ｂ）をガラス繊維６Ａに存在する直径１μｍ以下の孔にトラップすることができて、長期間脱落することになく担持でき、光触媒能力を長期間にわたり維持できる。このため、この実施の形態の光触媒脱臭装置は、図１に示したような冷蔵庫に使用できるだけでなく、例えば風速の高い５ｍ／秒の大型空調機にも適用が可能である。

［その他の実施の形態］
第１，２の実施の形態の光触媒脱臭装置１では、光触媒シート６１を２枚、光触媒シート６２を１枚用い、片側のＬＥＤ実装基板５から光を照射する構成にしたが、これに限られるものでない。対向基板７にもＬＥＤ実装基板を用いることにより、光触媒シート６１，６２に対してそれらの表裏両側から光を照射する構成にすることができる。また、光触媒シート６１，６２の使用枚数は、それぞれを少なくとも１枚ずつ用いればよいのであって、光触媒シート６１，６２を２枚ずつ用いたり、光触媒シート６１を３枚、光触媒シート６２を２枚以上用いたりすることも可能である。

１光触媒脱臭装置
３ＬＥＤ
４通風孔
５ＬＥＤ実装基板
６Ａガラス繊維
６１，６２光触媒シート
６１Ａ，６２Ａガラス繊維織物
６１Ｂ酸化チタン（ＴｉＯ_２）を主成分とする光触媒粒子
６２Ｂ酸化タングステン（ＷＯ_３）を主成分とする光触媒粒子
６Ｃフレーム
７対向基板
８筐体
９天板

Claims

通風孔を設けた基板を平行に配置し、前記２枚の基板の内、少なくとも１枚の基板にＬＥＤを実装し、前記２枚の基板間に、光触媒粒子が担持されたガラス繊維織物及び当該織物を支持するフレームから構成される光触媒シートを配置し、前記光触媒シートと前記２枚の基板を筺体に固定し、前記光触媒を励起するためのＬＥＤ光源の発光面と前記光触媒シートとを平行に配置して、前記通風孔から送入された空気が前記光触媒シートを通過するようにした光触媒脱臭装置であって、
酸化チタン光触媒微粒子をガラス繊維織物に担持した前記光触媒シートを当該光触媒脱臭装置のガス導入側に、酸化タングステンを主成分とする光触媒微粒子をガラス繊維織物に担持した前記光触媒シートを当該光触媒脱臭装置のガス排出側に、それぞれ配置したことを特徴とする光触媒脱臭装置。
材料としてシリコン酸化物を用い、前記ＬＥＤを前記基板上に封止したことを特徴とする請求項１に記載の光触媒脱臭装置。