JP3817009B2

JP3817009B2 - 光触媒式鮮度保持装置

Info

Publication number: JP3817009B2
Application number: JP2965197A
Authority: JP
Inventors: 康一柳井
Original assignee: ゼオン化成株式会社
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2017-01-29
Also published as: JPH10212201A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば野菜、果物、花卉などの植物の鮮度を保持するための装置に係り、さらに詳しくは、光触媒を利用して植物の鮮度を保持するための鮮度保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば野菜、果物、花卉などの植物を、保管、陳列あるいは輸送する際には、その鮮度保持が重要な問題となる。このような植物からは、植物成長ホルモンであるエチレンガスなどが発生し、このようなガスが植物の鮮度を低下させることが知られている。
【０００３】
そこで、たとえば特公平４−３０８２０号公報に示すように、光触媒を用いてエチレンガスを分解し、植物の鮮度を保持する方法が提案されている。この方法によれば、植物から生成されるエチレンガスが、光触媒の介在によって分解され、植物の鮮度を保持することが期待される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報には、光触媒を用いて植物の鮮度を保持するための方法については開示してあるものの、光触媒による効率的な鮮度保持構造、あるいは光触媒の取付や交換の容易性、光触媒に紫外線を照射するランプの取付や交換の容易性などを考慮した技術が開示されているわけではない。実際に、光触媒式鮮度保持装置を製造する場合には、これらの点を考慮して製造することが重要である。
【０００５】
たとえば光触媒による鮮度保持効果の効率を上げるには、光触媒に光を照射するランプと光触媒との位置関係が重要な要素となる。また、光触媒成形体は、一般に破損しやすいことから、その取り替えが容易であることが重要である。また、破損しなくても、長時間使用した光触媒成形体は、交換することが、鮮度保持効果の効率を上げるためには好ましい。さらに、光触媒とランプとの間の隙間には、空気が流通しやすい構成とすることが重要である。空気に含まれるエチレンガスなどを分解させるためである。さらに、長時間の使用に際しては、ランプも交換する必要が生じるので、ランプの交換が容易であることも重要である。
【０００６】
ところが、従来の光触媒式鮮度保持装置としては、これらの要求の全てを満足するものはなく、このような装置の開発が望まれていた。
【０００７】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、光触媒およびランプの取付および交換が容易でありながら、鮮度保持効果に優れた光触媒式鮮度保持装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る光触媒式鮮度保持装置は、略平行に配置された複数本の紫外線照射ランプと、これら紫外線照射ランプを保持する背面パネルと、前記背面パネル以外の各紫外線照射ランプの周囲を囲むように成形され、前記背面パネルに対して着脱自在に装着される光触媒ホルダーと、前記各紫外線照射ランプの周囲を囲むように、前記光触媒ホルダーに着脱自在に装着される光触媒ブロックと、前記紫外線照射ランプと前記光触媒ブロックとの間の隙間を通して、ランプの軸方向に沿って、装置の外部から取り入れた空気を流し、前記隙間を流通し終えた空気を装置外部へ吹き出す強制送風手段とを有する。
【０００９】
本発明において、前記光触媒ブロックが、光触媒ホルダーに紫外線照射ランプ毎に形成してある三方壁の内面に、それぞれスライド移動自在に装着してあることが好ましい。また、光触媒ブロックを保持する光触媒ホルダーには、それらの接触部分に、弾力性のある緩衝部材が装着してあることが好ましい。さらに、光触媒ホルダーに形成された三方壁の各角部には、光触媒ブロックの両側をスライド自在に保持する爪部が形成してあることが好ましい。さらにまた、光触媒ホルダーと背面パネルとが接触する部分には、弾力性のあるシール部材が装着してあることが好ましく、このシール部材との接触により、光触媒ホルダーと背面パネルとの間には、各ランプ毎の空気流通路が形成されることが好ましい。
【００１０】
本発明において、前記光触媒ブロックが、光触媒層と、この光触媒層が積層された触媒保持基板とを有する長手方向に細長いパネルで構成してあることが好ましい。
【００１１】
光触媒としては、その禁止帯幅が０．５〜５ｅＶの半導体、好ましくは１〜３ｅＶの半導体が好ましく用いられる。この半導体は、禁止帯幅以上のエネルギを持つ光を照射することにより、価電子帯から伝導帯へ電子励起が生じて、価電子帯に正孔が、伝導帯に電子が生成し、この正孔および電子が半導体表面に拡散などにより現れ、気層または液層において光触媒として反応を促進する。この半導体の具体例としては、二酸化スズ、酸化亜鉛、三酸化タングステン、酸化セリウム、二酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化第二鉄などの金属酸化物；硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化鉛、セレン化亜鉛、セレン化カドミウムなどの金属カルコゲナイド；シリコン、ゲルマニウムなどの第ＩＶ属元素；ガリウムリン、ガリウム砒素、インジウムリンなどの第ＩＩＩ属元素と第Ｖ属元素との化合物；ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリビニルカルバゾールなどの有機半導体が例示される。本発明において、特に酸化亜鉛、三酸化タングステン、二酸化チタン、酸化セリウムなどの金属酸化物が好適に用いられる。このような半導体は、本発明では、たとえば次に示す手法により光触媒ブロックに成形される。
【００１２】
第１の方法としては、酸化チタン粉末などの半導体粉末を圧縮成形機などでタブレット状に成形し、そのまま光触媒ブロックとして用いる。または、この圧縮成形された光触媒層を板状物に接着剤などで貼り付けて光触媒ブロックとして用いる。板状物としては、金属、樹脂、セラミックなどが用いられる。
【００１３】
第２の方法としては、酸化チタン粉末などの半導体粉末を、担持体としての不織布に、帯電またはバインダを利用して付着させて光触媒ブロックとする。
【００１４】
第３の方法としては、たとえば特開平６−３２７９６５号公報に示すように、酸化チタン粉末などの半導体粉末を、粘土または石膏に分散させてから硬化用水を入れ、スラリー状とし、これを型に入れて硬化させて、その触媒成形物をそのまま光触媒ブロックとして用いる。あるいは、そのようにして得られた触媒成形物から成る触媒層を板状物に貼り付けて光触媒ブロックとしても良い。触媒成形物には、補強剤として粒子や繊維などが含まれていても良い。また、その触媒成形物を成形する際には、水に予め半導体粉末を分散させておき、後で粘土または石膏を投入しても良い。
【００１５】
第４の方法としては、酸化チタン粉末などの半導体粉末とラテックスとを混合した後、担持体に塗布し、その後常温または高温で乾燥して触媒成形物を得て、それをそのまま光触媒ブロックとして用いる。またはこの触媒生成物を基板などに担持させる。
【００１６】
第５の方法としては、たとえば特開平４−２１５８４１号公報に示すように、チタンテトライソプロポキシドなどの金属アルコキシドを、金属、樹脂、セラミック、あるいは紙などの担持体に塗布し、乾燥させて得られる触媒成形物を光触媒ブロックとして用いる。
【００１７】
本発明において、紫外線照射ランプとしては、特に限定されないが、直管形状のものが好ましい。入手が容易でメンテナンスも容易であるからである。ランプから照射される紫外線は、特に波長４００ｎｍ〜２００ｎｍの波長のものが、鮮度保持効率向上の観点からは好ましい。なお、ランプから照射される光には、紫外線以外の可視光線および赤外線を含んでいても良い。
【００１８】
本発明において、強制送風手段は、特に限定されず、遠心ファン、軸流ファン、シロッコファンなどが用いられる。
【００１９】
本発明に係る鮮度保持装置には、吸気口と、排気口とが形成してあり、強制送風手段により、吸気口から吸引された空気は、紫外線照射ランプと光触媒ブロックとの間の隙間を通して、ランプの軸方向に沿って流れ、前記隙間を流通し終えた空気は、排気口を通して、装置外部へ吹き出す。吸気口から取り入れて排気口から排出する空気の量は、装置内に配置されるランプの本数などに応じて適宜決定される。この強制送風手段により送風される空気の量は、可変にしても良い。
【００２０】
【作用】
本発明に係る光触媒式鮮度保持装置では、紫外線照射ランプが取り付けられた背面パネルから、光触媒ホルダーを容易に取り外すことができる。光触媒ホルダーを取り外すことで、紫外線照射ランプの取付および交換を容易に行うことができる。また、光触媒ホルダーを取り外すことで、この光触媒ホルダーから光触媒ブロックを容易に取り外しおよび交換することができる。
【００２１】
しかも、本発明では、光触媒ホルダーが、背面パネル以外の各紫外線照射ランプの周囲を囲むように成形してあり、その部分に光触媒ブロックが装着してあることから、ランプからの光は、光触媒ブロックの光触媒層に直接照射され、光触媒としての機能が十分に発揮される。また、これらの隙間に空気が軸方向に沿って強制的に流通することから、空気と触媒層との間の接触面積が増大し、鮮度保持に有害となるエチレンなどのガスを効率的に分解することが可能となる。
【００２２】
本発明に係る光触媒式鮮度保持装置は、倉庫、冷蔵庫、ショーケース、その他の略密閉された空間（必ずしも密閉されていなくても良いが）内に、単に置くだけで、その周囲に保管あるいは載置された植物の鮮度を長期にわたり保持することが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２４】
図１は本発明の１実施形態に係る光触媒式鮮度保持装置の分解斜視図、図２は図１に示す紫外線照射ランプが取り付けられた背面パネルの正面図、図３は図１に示す光触媒ホルダーの正面図、図４は光触媒ホルダーを構成するホルダーユニットの要部断面図、図５はホルダーユニットに対する光触媒ブロックの取付構造を示す要部断面図、図６はホルダーユニットの正面図、図７は光触媒ホルダーの下部を背面パネルに取り付けるための器具の斜視図である。
【００２５】
図１，２に示すように、本実施形態に係る光触媒式鮮度保持装置２は、複数本の紫外線照射ランプ４が上下方向に沿って略平行に配置された背面パネル６を有する。背面パネル６は、装置のケーシング８の内側背面に取り外し自在に装着される。
【００２６】
図１に示すように、ケーシング８の下端正面側には、吸気口１０が形成してある吸気パネル１１が装着してあり、上端正面側には、排気口１２が形成してある排気パネル１３が装着してある。排気パネル１３の背面側に位置するケーシング８の上部には、強制送風手段としての送風ファン１４が装着してあり、吸気口１０から取り入れた空気をランプ４の軸方向に沿って流し、排気口１２から排気させるようになっている。
【００２７】
各ランプ４の軸方向に沿った流路を確保すると共に、各ランプ４の三方に光触媒ブロックを配置するために、図１に示すように、光触媒ホルダー１６が背面パネル６に対して取り外し自在に固定される。光触媒ホルダー１６が取り付けられたケーシング８の前面には、前面パネル１８が装着される。
【００２８】
本実施形態では、図２に示すように、背面パネル６には、合計８本の直管形状の紫外線照射ランプ４が上下方向に沿って略平行に装着してある。各ランプ４から照射される紫外線は、特に波長４００ｎｍ〜２００ｎｍの波長のものが、鮮度保持効率向上の観点からは好ましい。なお、ランプ４から照射される光には、紫外線以外の可視光線および赤外線を含んでいても良い。これらランプ４の長さやワット数は、市販の規格品のものの中から選択される。
【００２９】
各ランプ４の両端は、背面パネル６に固定されたソケット２０で保持してあり、ここからランプ４に電力を供給するようになっている。各ランプ４は、ソケット２０から容易に取り外しおよび交換が可能である。
【００３０】
図２に示すように、上側のソケット２０の上部に位置する背面パネル６の部分には、各ランプ４毎にグローソケット２２および安定器２４などの駆動装置が装着してあり、各ランプ４を各本毎または複数本毎に制御可能になっている。
【００３１】
上側のソケット２０と駆動装置との間に位置する背面パネル６の部分には、図１に示す二つの光触媒ホルダー１６の上端部が取り付けられるストッパ板２６が装着してある。ストッパ板２６には、図３に示す光触媒ホルダーの上部角部に形成されたボルト孔２８を通したボルトが取り付けられ、光触媒ホルダーの上部がストッパ板２６に対して取り外し自在に装着可能になっている。
【００３２】
図２に示すランプ４の下端部ソケット２０の下方に位置する背面パネルの表面には、ボールキャッチ止め３０が、４本のランプについて二つ毎に固定してある。このボールキャッチ止め３０は、図７に示すように、嵌合凹部３１を有し、ここに凸金具３２の凸部３３が取り外し自在にワンタッチ式に嵌合するようになっている。凹部３１の両側には、ボール３４が弾性保持してあり、凹部３１内に凸部３３が入り込むことで、ボール３４は、凸部３３の両側に形成してあるボール受け溝３６内に嵌合するようになっている。凸金具３２は、図２に示すボールキャッチ止め３０に対応する位置で、図３に示す光触媒ホルダー１６の下端部背面に固定してある。すなわち、光触媒ホルダー１６の下端部は、図７に示す凸金具３２とボールキャッチ止め３０により、図１，２に示す背面パネル６に対して着脱自在に固定される。
【００３３】
図３〜６に示すように、本実施形態の光触媒ホルダー１６は、４つのホルダーユニット４０を溶接などで組み合わせて構成してある。なお、図３中の符号４２は、光触媒ホルダー１６を背面パネル６に対して取り付けおよび取り外し操作するための把手を示す。
【００３４】
各ユニット４０は、図４に示すように、背面パネル６以外のランプ４の三方を囲むように断面コ字形状の三方壁を有しており、三方壁の各角部には、爪部４４および４６が形成してある。両端角に位置する爪部４４は、ホルダーユニット４０を鋼板で折り曲げ成形する際に一体成形されることができ、中間角部の爪部４６は、板材を溶接することなどで成形される。なお、各ユニット４０または光触媒ホルダー１６の全体を、合成樹脂の押出成形などで成形する際には、これら爪部４４および４６はユニット４０または光触媒ホルダー１６と一体に成形することができる。
【００３５】
これら爪部４４および４６を形成することで、各ユニット４０の三方壁の内側には、それぞれ触媒ブロック４８がスライド移動自在に装着される。触媒ブロック４８は、本実施形態では、断面形状が台形に近い形状を有し、その両端側部のテーパ面が爪部４４，４６に係合するようになっている。なお、爪部４４，４６の内側には、弾力性を有するシート状の緩衝部材５４が装着してあり、爪部４４，４６が直接には触媒ブロック４８に接触しないようになっており、触媒ブロック４８の破損などを防止している。
【００３６】
触媒ブロック４８は、図５に示すように、本実施形態では、光触媒の担持体としての素焼き製基板５０と、その表面凹部に担持された光触媒層５２とを有する。本実施形態では、光触媒層５２は、その禁止帯幅が０．５〜５ｅＶの半導体、好ましくは１〜３ｅＶの半導体の粉末と、水硬化性化合物とを水で練り合わせた後、凝集させたものである。水硬化性化合物とは、水と反応して水和物を生成し、凝集する性質を有する無機化合物であり、土木建設分野などにおいて無機質接着剤として一般に用いられているものである。具体的には、硫酸カルシウム、珪酸カルシウム、アルミン酸カルシウム、鉄酸カルシウム、セリット、シーラント、ゲーレナイト、灰長石、ドロマイトなどが例示される。また、水硬化性化合物としては、前記の化合物を原料として得られる、焼石膏、ポルトランドセメント、ドロマイトプラスター、石灰火山灰セメント、アルミナセメント、マグネシアセメントなどが含まれる。本実施形態では、特に硫酸カルシウム、およびこれを主原料として得られる焼石膏が好適である。水硬化性化合物は通常粉末で使用する。粉末とすることで、半導体粉末を均一に分散することができる。
【００３７】
半導体粉末と水硬化性化合物粉末とを水で練り合わせる方法としては、特に限定されず、これら粉末を混合し撹拌して混合物を得た後、水を添加して練り合わせても良いし、半導体の粉末に水を添加して混練した後、水硬化性化合物を添加して練り合わせても良い。
【００３８】
半導体と水硬化性化合物との重量比率は、１０：１〜１：１０、好ましくは６：１〜１：６である。また、水の量は、半導体と水硬化性化合物との合計量を１００重量部に対して、通常、２５〜２００重量部である。
【００３９】
半導体と水硬化性化合物とを水で練り合わせた後、その混練物を、図５に示す基板５０の凹部に直接流し込み、凝縮させても良いし、別の型内で凝縮させて所定形状に凝縮させた後、図５に示す基板５０の凹部に貼り付けても良い。
【００４０】
この光触媒層５２の厚みは、特に限定されないが、３０mm以下が好ましく、１〜１０mmが特に好ましい。厚みが厚すぎると、光触媒としての機能が低下する傾向にある。
【００４１】
この光触媒層５２の表面には、凹凸を設けて、空気との接触面積を増大させても良い。このように構成することで、触媒として機能する部分の面積が増大すると共に、そこを通過する空気の流れを乱すので、鮮度保持に有害となるガスの除去効率が向上する。
【００４２】
この触媒層５２とランプ４との間の距離Ｌ（図４参照）は、好ましくは１〜５００mm、さらに好ましくは、５〜１００mmである。１mm未満では、その隙間を通過する空気の流通が困難になる傾向にあり、隙間が大きすぎる場合には、鮮度保持に有害となるガスの除去効率が低下する傾向にある。
【００４３】
本実施形態では、図２および４に示すように、ランプ４の両側に位置する背面パネル６の表面には、光触媒ホルダー１６と背面パネル６とが接触する部分で、弾力性のあるシール部材６０が装着してある。このシール部材６０と光触媒ホルダー１６との接触により、光触媒ホルダー１６と背面パネル６との間には、各ランプ４毎の軸方向に沿った空気流通路が形成される。各ランプ４に沿った空気流通路を、図１に示す吸気口１０から取り入れた空気が流通し、最終的には、排気口１２から排気されるようになっている。
【００４４】
本実施形態では、図１，３，６に示すように、光触媒ホルダー１６を構成する各ユニット４０には、覗き孔６２が形成してある。この覗き孔６２は、図５に示す光触媒ブロック４８にも同様な位置に形成してある。また、図１に示すケーシング８の前面パネル１８には、覗き孔６２に対応する位置に覗き窓ガラス６４が形成してある。したがって、装置の外部から、各ランプ４の点灯をそれぞれに観察可能になっている。
【００４５】
本実施形態に係る光触媒式鮮度保持装置２では、図１に示すファン１４を駆動することにより、吸気口１０から取り入れた空気は、図４に示す各ランプ４と光触媒ブロック４８との隙間に形成された流通路を上方向に流通し、その後、図１に示す排気口１２から吐出される。各ランプ４と光触媒ブロック４８との間の隙間を流通する間に、空気は、ランプ４からの紫外線が照射された図５に示す光触媒層５２の表面と接触し、触媒作用により、空気に含まれる鮮度保持にとっての有害ガス（たとえばエチレン）が分解されて除去される。そして、有害物質が除去された清浄な空気が排気口から吐出される。
【００４６】
したがって、本実施形態に係る光触媒式鮮度保持装置２は、たとえば野菜、果物、花卉などの植物が保管された倉庫、冷蔵庫、ショーケース、その他の略密閉された空間（必ずしも密閉されていなくても良いが）内に、単に置くだけで、その周囲に保管あるいは載置された植物の鮮度を長期にわたり保持することが可能になる。
【００４７】
また、本実施形態では、図１に示すように、紫外線照射ランプ４が取り付けられた背面パネル６から、光触媒ホルダー１６を容易に取り外すことができる。光触媒ホルダー１６を取り外すことで、紫外線照射ランプ４の取付および交換を容易に行うことができる。また、光触媒ホルダー１６を取り外すことで、この光触媒ホルダー１６から光触媒ブロック４８を容易に取り外しおよび交換することができる。
【００４８】
しかも、本実施形態では、光触媒ホルダー１６が、図４に示すように、背面パネル６以外の各紫外線照射ランプ４の周囲を囲むように成形してあり、その部分に光触媒ブロック４８が装着してあることから、ランプ４からの光は、光触媒ブロック４８の光触媒層５２に直接照射され、光触媒としての機能が十分に発揮される。また、これらの隙間に空気が軸方向に沿って強制的に流通することから、空気と触媒層５２との間の接触面積が増大し、鮮度保持に有害となるエチレンなどのガスを効率的に分解することが可能となる。
【００４９】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００５０】
たとえば、光触媒ブロック４８の製造方法は、上述した実施形態には特に限定されない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、光触媒およびランプの取付および交換が容易でありながら、鮮度保持効果に優れた光触媒式鮮度保持装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の１実施形態に係る光触媒式鮮度保持装置の分解斜視図である。
【図２】図２は図１に示す紫外線照射ランプが取り付けられた背面パネルの正面図である。
【図３】図３は図１に示す光触媒ホルダーの正面図である。
【図４】図４は光触媒ホルダーを構成するホルダーユニットの要部断面図である。
【図５】図５はホルダーユニットに対する光触媒ブロックの取付構造を示す要部断面図である。
【図６】図６はホルダーユニットの正面図である。
【図７】図７は光触媒ホルダーの下部を背面パネルに取り付けるための器具の斜視図である。
【符号の説明】
２… 光触媒式鮮度保持装置
４… 紫外線照射ランプ
６… 背面パネル
８… ケーシング
１０… 吸気口
１２… 排気口
１４… ファン
１６… 光触媒ホルダー
１８… 前面パネル
４０… ホルダーユニット
４４，４６… 爪部
４８… 光触媒ブロック
５０… 基板
５２… 光触媒層
５４… 緩衝部材
６０… シール材

Claims

略平行に配置された複数本の紫外線照射ランプと、
これら紫外線照射ランプを保持する背面パネルと、
前記各紫外線照射ランプの周囲の前記背面パネル以外の三方を囲むように三方壁が各々成形され、前記背面パネルに対して着脱自在に装着される光触媒ホルダーと、
前記各紫外線照射ランプの周囲の前記背面パネル以外の三方を囲むように、前記光触媒ホルダーの前記三方壁に各々着脱自在に装着される光触媒ブロックと、
前記紫外線照射ランプと前記光触媒ブロックとの間の隙間を通して、ランプの軸方向に沿って、装置の外部から取り入れた空気を流し、前記隙間を流通し終えた空気を装置外部へ吹き出す強制送風手段とを有し、
前記光触媒ホルダーの前記三方壁の各角部に、前記光触媒ブロックの両側をスライド自在に保持する爪部が形成され、前記爪部の前記光触媒ブロックを保持する面に弾性力を有するシート状の緩衝部材が装着されていることを特徴とする光触媒式鮮度保持装置。
前記光触媒ブロックが、光触媒層と、この光触媒層が積層された触媒保持基板とを有する長手方向に細長いパネルで構成してある請求項１に記載の光触媒式鮮度保持装置。