JP6189876B2 - 酸化チタンの塗布方法及びフィルターの製造方法並びに同製造方法で製造されたフィルターを用いた空気清浄機 - Google Patents
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Description
本発明は、被塗布物の表面に酸化チタン層を形成する酸化チタンの塗布方法及びフィルターの製造方法並びに同製造方法で製造されたフィルターを用いた空気清浄機に関するものである。
酸化チタンは、光触媒作用により消臭・脱臭・抗菌・殺菌などの機能を有することが知られている。そのため、従来より、表面に酸化チタン層を形成したフィルターなどが広く利用されている。
そして、表面に酸化チタン層を形成する際には、酸化チタンを含有する塗料をフィルター等の被塗布物の表面に塗布した後に加熱乾燥させている（たとえば、特許文献１参照。）。
ところが、酸化チタンを含有する塗料を被塗布物の表面に塗布した後に加熱乾燥させることで被塗布物の表面に酸化チタン層を形成した場合には、酸化チタン層の厚みが薄く、光触媒作用による消臭等の効果が得られない。
特に、金属の表面に酸化チタンを含有する塗料を塗布し焼成等の加熱した場合には、表面の金属イオンと酸化チタンとが結合してしまい、酸化チタン層の内部において光触媒作用を発揮させることができない。
そこで、請求項１に係る本発明では、金属製の被塗布物の表面に酸化チタン層を形成する酸化チタンの塗布方法において、表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布する塗布膜形成工程と、塗布したアモルファス酸化チタンに紫外線を照射してアモルファス酸化チタンを活性化させる紫外線照射工程とを有し、加熱による焼成によって金属イオンと酸化チタンとの結合を生じさせることなく前記塗布膜形成工程と前記紫外線照射工程とを交互に複数回繰り返し行うことで、前記被塗布物の表面に全体を活性化させた酸化チタン層を形成することにした。
また、請求項２に係る本発明では、表面に酸化チタン層を形成し、紫外線ランプから表面に紫外線を照射することで酸化チタン層の作用で空気を浄化するフィルターの製造方法において、前記フィルターは、複数回屈曲させて蛇腹形状とした金属製の金網の表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布する塗布膜形成工程と、塗布したアモルファス酸化チタンに紫外線を照射してアモルファス酸化チタンを活性化させる紫外線照射工程とを有し、加熱による焼成によって金属イオンと酸化チタンとの結合を生じさせることなく前記塗布膜形成工程と前記紫外線照射工程とを交互に複数回繰り返し行うことで、表面に全体を活性化させた酸化チタン層を形成することにした。
また、請求項３に係る本発明では、空気清浄機において、紫外線ランプの上下両側に請求項２に係る製造方法で製造されたフィルターを配置することにした。
また、請求項３に係る本発明では、空気清浄機において、紫外線ランプの上下両側に請求項２に係る製造方法で製造されたフィルターを配置することにした。
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
すなわち、本発明では、表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布する塗布膜形成工程と、塗布したアモルファス酸化チタンに紫外線を照射して結晶化させる紫外線照射工程とを有し、前記塗布膜形成工程と前記紫外線照射工程とを交互に複数回繰り返し行うことで、被塗布物の表面に酸化チタン層を形成することにしているために、厚く形成した酸化チタン層の全域で酸化チタンを活性化させることができ、酸化チタンによる光触媒作用をより一層増大させることができる。
特に、本発明では、被塗布物としてのフィルターに金属を用いた場合には、焼成等の加熱工程がないので金属イオンと酸化チタンとの結合が生じず、酸化チタン層の内部においても光触媒作用を発揮させることができる。また、フィルターを蛇腹形状とすることで、紫外線ランプから照射された紫外線がフィルターの表面で反射して再びフィルターに照射されるため、紫外線の照射量が増大し、フィルター表面での酸化チタン層の光触媒作用を増大させることができる。特に、紫外線ランプの上下両側にフィルターを配置した場合には、一方のフィルターの表面で反射した紫外線が他方のフィルターに照射されることになり、紫外線ランプから照射された紫外線を有効に利用することができる。
以下に本発明の具体的な構成を図面を参照しながら説明する。以下の説明では、本発明に係る酸化チタンの塗布方法を用いて製造したフィルターを空気清浄機で用いた場合について説明するが、本発明に係る酸化チタンの塗布方法は、フィルター以外の金属や他の素材の物の表面に酸化チタン層を形成する場合にも適用することができる。
図１に示すように、空気清浄機１は、矩形箱型状のケーシング２の天井部に開口３を形成するとともに、開口３にフィルター４を着脱自在に取付けている。このフィルター４は、後述するように、表面に酸化チタン層が形成されている。
また、空気清浄機１は、ケーシング２の内部に紫外線ランプ５を交換可能に収容するとともに、ケーシング２の底部にファン６を収容している。なお、ここでは、３本（複数本）の紫外線ランプ５を左右に間隔をあけて配置しているが、１本の紫外線ランプ５を中央に配置してもよい。
さらに、空気清浄機１は、ケーシング２の内部であって紫外線ランプ５の下方にも表面に酸化チタン層を形成したフィルター４を着脱自在に配置している。
そして、空気清浄機１は、ファン６を駆動することで外部の空気をフィルター４を介して吸引し、フィルター４の酸化チタン層の作用で脱臭や殺菌などを行うことで空気を浄化し、浄化された空気をファン６によって外部に排出する。
フィルター４は、水平な平板形状としてもよいが、ここでは、上下に複数回屈曲させた蛇腹形状としている。フィルター４を水平な平板形状とした場合には、紫外線ランプ５から照射された紫外線がフィルター４に当たってフィルター４の表面の酸化チタン層で光触媒作用を誘起させることができるが、フィルター４の表面で反射した紫外線が再びフィルター４に照射されることは少ない。一方、フィルター４を蛇腹形状とした場合には、紫外線ランプ５から照射された紫外線がフィルター４の表面で反射して再びフィルター４に照射される。そのため、紫外線の照射量が増大し、フィルター４の表面での酸化チタン層の光触媒作用を増大させることができる。特に、紫外線ランプ５の上下両側にフィルター４をそれぞれ配置した場合には、一方（たとえば、上側）のフィルター４の表面で反射した紫外線が他方（たとえば、下側）のフィルター４に照射することになり、紫外線ランプ５から照射された紫外線を有効に利用することができる。
このフィルター４は、以下に説明するようにして金属製の金網の表面に酸化チタン層を形成している。
まず、金網の表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布して、表面にアモルファス酸化チタンの膜を形成する（塗布膜形成工程）。その際には、アモルファス酸化チタンを貯留した容器に金網ごと浸漬させ、容器から金網を引上げ、ブロワ―等で余分なアモルファス酸化チタンを吹飛ばすことで、表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布することができる。なお、金属の表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布できれば、刷毛塗り等でもよい。
次に、金網の表面に塗布されたアモルファス酸化チタンの膜の表面にさらにアモルファス酸化チタンを膜状に塗布して、表面にアモルファス酸化チタンの膜を形成する（塗布膜形成工程）。これを１〜複数回繰り返し行うことで、被塗布物である金網の表面に所望の厚みの酸化チタン層を形成する。
その後、塗布した（膜状の）アモルファス酸化チタンに紫外線を照射する（紫外線照射工程）。このように、アモルファス酸化チタンに紫外線を照射すると、膜状のアモルファス酸化チタンが結晶化し活性化する。なお、アモルファス酸化チタンとしては、紫外線の照射により結晶化するものであればよく、たとえば、ペルオキソ酸化チタンを用いることができる。
このように、塗布膜形成工程を複数回行うことで酸化チタン層の厚みを増大させることができ、酸化チタンによる光触媒作用を増大させることができる。そして、塗布膜形成工程を複数回行った後に紫外線照射工程を行うことで、酸化チタン層全体をまとめて結晶化させることができる。
また、フィルター４は、以下に説明するようにして金属製の金網の表面に酸化チタン層を形成してもよい。
まず、金網の表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布して、表面にアモルファス酸化チタンの膜を形成する（塗布膜形成工程）。その際には、アモルファス酸化チタンを貯留した容器に金網ごと浸漬させ、容器から金網を引上げ、ブロワ―等で余分なアモルファス酸化チタンを吹飛ばすことで、表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布することができる。なお、金属の表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布できれば、刷毛塗り等でもよい。
次に、塗布した（膜状の）アモルファス酸化チタンに紫外線を照射する（紫外線照射工程）。このように、アモルファス酸化チタンに紫外線を照射すると、膜状のアモルファス酸化チタンが結晶化し活性化する。なお、アモルファス酸化チタンとしては、紫外線の照射により結晶化（活性化）するものであればよく、たとえば、ペルオキソ酸化チタンを用いることができる。
次に、金網の表面に塗布されたアモルファス酸化チタンの膜の表面にさらにアモルファス酸化チタンを膜状に塗布して、表面にアモルファス酸化チタンの膜を形成し（塗布膜形成工程）た後に、塗布した（膜状の）アモルファス酸化チタンに紫外線を照射する（紫外線照射工程）。これを１〜複数回繰り返し行うことで、被塗布物である金網の表面に所望の厚みの酸化チタン層を形成する。
このように、塗布膜形成工程を複数回行うことで酸化チタン層の厚みを増大させることができ、酸化チタンによる光触媒作用を増大させることができる。そして、塗布膜形成工程を行う毎に紫外線照射工程を行うことで、酸化チタン層の内側から外側まで全体を良好に結晶化させることができる。
以上に説明したように、本発明では、表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布する塗布膜形成工程と、塗布したアモルファス酸化チタンに紫外線を照射して結晶化させる紫外線照射工程とを有し、前記塗布膜形成工程を複数回行った後に前記紫外線照射工程を行うことで、被塗布物の表面に酸化チタン層を形成することにしている。
そのため、本発明では、被塗布物の表面に酸化チタン層を厚く形成することができ、酸化チタンによる光触媒作用を増大させることができる。
また、本発明では、表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布する塗布膜形成工程と、塗布したアモルファス酸化チタンに紫外線を照射して結晶化させる紫外線照射工程とを有し、前記塗布膜形成工程と前記紫外線照射工程とを交互に複数回繰り返し行うことで、被塗布物の表面に酸化チタン層を形成することにしている。
そのため、本発明では、厚く形成した酸化チタン層の全域で酸化チタンを活性化させることができ、酸化チタンによる光触媒作用をより一層増大させることができる。
特に、本発明では、被塗布物として金属を用いた場合には、焼成等の加熱工程がないので金属イオンと酸化チタンとの結合が生じず、酸化チタン層の内部においても光触媒作用を発揮させることができる。
１ 空気清浄機
２ ケーシング
３ 開口
４ フィルター
５ 紫外線ランプ
６ ファン
２ ケーシング
３ 開口
４ フィルター
５ 紫外線ランプ
６ ファン
Claims (3)
- 金属製の被塗布物の表面に酸化チタン層を形成する酸化チタンの塗布方法において、
表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布する塗布膜形成工程と、
塗布したアモルファス酸化チタンに紫外線を照射してアモルファス酸化チタンを活性化させる紫外線照射工程と、
を有し、
加熱による焼成によって金属イオンと酸化チタンとの結合を生じさせることなく前記塗布膜形成工程と前記紫外線照射工程とを交互に複数回繰り返し行うことで、前記被塗布物の表面に全体を活性化させた酸化チタン層を形成することを特徴とする酸化チタンの塗布方法。 - 表面に酸化チタン層を形成し、紫外線ランプから表面に紫外線を照射することで酸化チタン層の作用で空気を浄化するフィルターの製造方法において、
前記フィルターは、
複数回屈曲させて蛇腹形状とした金属製の金網の表面にアモルファス酸化チタンを膜状に塗布する塗布膜形成工程と、
塗布したアモルファス酸化チタンに紫外線を照射してアモルファス酸化チタンを活性化させる紫外線照射工程と、
を有し、
加熱による焼成によって金属イオンと酸化チタンとの結合を生じさせることなく前記塗布膜形成工程と前記紫外線照射工程とを交互に複数回繰り返し行うことで、表面に全体を活性化させた酸化チタン層を形成したことを特徴とするフィルターの製造方法。 - 紫外線ランプの上下両側に請求項２に係る製造方法で製造されたフィルターを配置したことを特徴とする空気清浄機。
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