JPH07303819A - 空気清浄化扇風機及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 芳香剤や化学消臭剤を使用することなく、室
内の悪臭や空気中の有害物質を分解して空気を浄化す
る、安全で経済的で耐久性に優れた空気清浄化扇風機及
びその製造方法を提供する。 【構成】 ポリエチレングリコールまたはポリエチレン
オキサイドを添加したチタニアゾルを扇風機の羽根１１
の表面あるいはそれと羽根のカバー１３の表面にコーテ
ィングした後、加熱焼成することにより、その表面を酸
化チタン膜で被覆したことを特徴とする。本発明の空気
清浄化扇風機を悪臭や有害化学物質で空気が汚染されて
いる室内に置き、スイッチを入れると、羽根が回転し、
羽根あるいは羽根のカバーの表面を被覆している酸化チ
タン膜に有害化学物質が接触し、部屋の外からの光や室
内の蛍光灯や白熱灯などからの光を受けて酸化チタン膜
に生成した電子と正孔の酸化還元作用によって分解さ
れ、無毒・無臭化される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気を清浄化する扇風機
に関するものである。詳しく言えば、本発明は室内の悪
臭や空気中の有害物質を分解して空気を浄化する、安全
で経済的で耐久性に優れた空気清浄化扇風機及びその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、快適性の観点から室内や車内など
の居住空間や、オフィスや工場などの作業空間での悪臭
の問題が大きく取り上げられるようになってきている。
また、自動車の排気ガスや、ＮＯｘ、ＳＯｘ、さらには
トリクロロエチレンやテトラクロロエチレンなどの有害
化学物質による汚染が深刻な問題となっている。これま
で、トイレや室内、車内での消臭脱臭などを行うための
空気清浄装置としては、香水などの芳香剤や化学消臭剤
を組み込んだものや、オゾン脱臭機などが使用されてき
た。しかし、芳香剤使用の場合は悪臭よりも強い臭いを
使うだけで悪臭を分解して除去するものではないため、
根本的な解決にならず、芳香剤の臭いが食べ物など、他
の物に移ってしまうなどの欠点もあった。また、化学消
臭剤やオゾンの場合にはそれ自身が有毒物質であり、安
全性に問題があった。さらに、冷蔵庫内などの狭い場所
では活性炭などの吸着剤を用いた脱臭機が使用されてい
るが、その場合には広い場所に適用し難く、吸着が飽和
に達すれば、それ以上の使用ができなくなるという欠点
があった（例えば、西田耕之助、平凡社「大百科事典」
1巻、p136 (1984) ）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
み、芳香剤や化学消臭剤を使用することなく、悪臭や空
気中の有害物質除去を簡単に、しかもメンテナンスフリ
ーで長期間、連続的に効率良く行うことができ、経済
性、安全性、耐久性などの面からも優れた特性を有する
空気清浄化扇風機及びその製造方法の提供を目的とする
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第一の発明は、扇風機の
羽根の表面あるいはそれと羽根のカバーの表面を酸化チ
タン膜で被覆したことを特徴とする空気清浄化扇風機に
係る。

【０００５】第二の発明は、ポリエチレングリコールま
たはポリエチレンオキサイドを添加したチタニアゾルを
扇風機の羽根の表面あるいはそれと羽根のカバーの表面
にコーティングした後、加熱焼成することを特徴とする
空気清浄化扇風機の製造方法に係る。

【０００６】本発明に用いられる扇風機の羽根あるいは
羽根のカバーは、プラスチックス製などでも良いが、耐
熱性や耐薬品性などの点からセラミックス製や金属製の
ものが望ましく、プラスチックス製の場合には金属コー
ティングしたプラスチックスが望ましい。また、ガラス
製の場合には、石英ガラスやケイ酸ガラス、アルミナケ
イ酸ガラス、ホウケイ酸ガラスなどの耐熱性ガラス製の
ものが特に好ましい。

【０００７】本発明に用いられるチタニアゾルは、超微
粒子の酸化チタンを水に懸濁させたり、アルコールと四
塩化チタンや金属チタンとの反応などによって得られる
チタンのアルコキシドを加水分解したりすることによっ
て調製される。その際、ジエタノールアミンやトリエタ
ノールアミンなどのアルコールアミン類を添加すると均
一で透明なチタニアゾルが得られ、それを用いることに
よって悪臭や空気中の有害物質の除去効果に優れた酸化
チタン膜を作製することができる。

【０００８】本発明に用いられる酸化チタン膜は、こう
して得られたチタニアゾルにポリエチレングリコールま
たはポリエチレンオキサイドを添加し、ディップコーテ
ィング法やスピンコーティング法、塗布法、スプレー法
などによって扇風機の羽根の表面あるいは羽根のカバー
の表面にコーティングした後、加熱焼成することによっ
て得られる。この際、室温から徐々に加熱昇温して焼成
することが望ましい。また、この時の昇温の最終温度、
つまり焼成温度は６００℃から７００℃が好ましい。こ
の操作によって、扇風機の羽根の表面あるいは羽根のカ
バーの表面にコーティングされたチタニアゾルは、悪臭
や空気中の有害物質の除去効果に優れた、結晶形がアナ
ターゼである酸化チタン膜に変わる。この時、直接、６
００℃から７００℃の温度で焼成したり、焼成温度が６
００℃より低かったり、７００℃より高かったりした場
合には、悪臭や空気中の有害物質の除去効果の低いルチ
ルや非晶質の混じった酸化チタン膜しか得られない。ま
た、丈夫で高性能の酸化チタン膜を得るためには、チタ
ニアゾルを薄く均一に塗布あるいはスプレーあるいはス
ピンコートしたり、ディップコーティングで引き上げ速
度を遅くして引き上げたりすることによって、酸化チタ
ン膜の薄膜を作り、それを加熱焼成し、この作業を繰り
返すことによって多層膜を作製することが望ましい。そ
れにより、厚くて丈夫で悪臭や空気中の有害物質の除去
効果に優れた透明で多孔質の酸化チタン膜を得ることが
できる。

【０００９】本発明に用いられるチタニアゾルに添加す
るポリエチレングリコールまたはポリエチレンオキサイ
ドは、分子量が６００以上のものが好ましい。分子量が
６００未満のものを用いた場合には、出来上がった酸化
チタン膜が扇風機の羽根の表面あるいは羽根のカバーの
表面から剥離しやすくなり、きれいで丈夫な膜ができな
い。

【００１０】本発明に用いられるチタニアゾルに添加す
るポリエチレングリコールまたはポリエチレンオキサイ
ドの量は、その溶解度以下であることが好ましい。溶解
度以上に添加した場合には、孔径の揃った細孔になら
ず、また、きれいな膜ができない。

【００１１】本発明の空気清浄化扇風機の羽根あるいは
羽根のカバーの表面を被覆している酸化チタン膜の表面
の細孔径の大きさは、ポリエチレングリコールまたはポ
リエチレンオキサイドの添加量を変えることによって制
御することができる。添加量を少なくした場合には小さ
な細孔が揃った酸化チタン膜が、また添加量を多くした
場合には大きな細孔が揃った酸化チタン膜が得られる。

【００１２】本発明の空気清浄化扇風機の性能をさらに
上げるため、羽根あるいは羽根のカバーを被覆している
酸化チタン膜の表面に白金やロジウム、ルテニウム、パ
ラジウム、ニッケル、マンガン、銀、銅、亜鉛などの金
属皮膜を被覆しても良い。これらの金属皮膜を表面に被
覆する方法としては、光電着法やＣＶＤ法、スパッタリ
ングや真空蒸着などのＰＶＤ法などが挙げられる。この
場合、金属皮膜の厚さを厚くし過ぎるとコストもかか
り、酸化チタン薄膜に光が到達し難くなるので、金属皮
膜の厚さはできるだけ薄い方が好ましい。

【００１３】こうして得られた本発明の空気清浄化扇風
機を悪臭や有害化学物質で空気が汚染されている室内に
置き、羽根を回転させると、羽根あるいは羽根のカバー
の表面を被覆している酸化チタン膜に有害化学物質が接
触し、部屋の外からの光や室内の蛍光灯や白熱灯などか
らの光を受けて酸化チタン膜に生成した電子と正孔の酸
化還元作用によって分解され、無毒・無臭化される。

【００１４】また本発明の空気清浄化扇風機は、羽根が
高速で回転して室内の空気を流し、空気と効率良く接触
するため、室内の空気を迅速に清浄化でき、しかも、低
コスト・省エネルギー的でかつメンテナンスフリーで使
用できる。さらに、羽根あるいは羽根のカバーの表面を
被覆している酸化チタン膜が多孔質であるため、悪臭や
空気中の有害化学物質を吸着して効率良く分解する。そ
して、その酸化チタン膜の上に白金あるいはロジウム、
ルテニウム、パラジウム、ニッケル、マンガン、銀、
銅、亜鉛の金属皮膜を被覆した場合には、その触媒作用
により有機化合物の分解除去効果が一層増大する。この
場合、酸化チタン膜が多孔質であるため、金属がうまく
分散するので、金属の触媒作用を特に効果的に引き出す
ことができる。

【００１５】さらに、本発明の空気清浄化扇風機は、光
を受けて酸化チタン膜に生成した電子と正孔の酸化還元
作用により、空気中のＮＯｘや悪臭物質などの環境汚染
物質の分解除去だけでなく菌やカビの繁殖防止を効果的
に行うことができる。そして酸化チタン膜の上に白金や
ロジウム、ルテニウム、パラジウム、ニッケル、マンガ
ン、銀、銅、亜鉛などの金属皮膜を被覆した場合には、
金属皮膜が抗菌抗カビ作用を持っているため、膜上の雑
菌及びカビの繁殖をさらに効果的に防止することができ
る。この場合も酸化チタン膜が多孔質であるため、金属
がうまく分散するので、金属の触媒作用を特に効果的に
引き出すことができる。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例の内で特に代表的なものを以
下に示す。

【００１７】実施例１ チタンテトライソプロポキシドをイソプロパノールで希
釈し、攪拌しながら、ジイソプロパノールアミンと水を
添加し、さらに分子量１万のポリエチレングリコールを
添加してて透明なゾル液を調製し、ディップコーティン
グ法により耐熱ガラス製の羽根及び鉄製の羽根のカバー
の表面に酸化チタン膜をコーティングした。すなわち、
このゾル液に羽根あるいは羽根のカバーを浸漬して引き
上げ、乾燥した後、室温から徐々に６５０℃にまで加熱
昇温して焼成した。これを１０回繰り返して羽根あるい
は羽根のカバーの表面に０．４μｍの酸化チタン膜を作
った。得られた酸化チタン膜の結晶構造をＸ線回折によ
って調べた結果、アナターゼ１００％であった。また、
その表面を電子顕微鏡で観察したところ、約１２０ｎｍ
の大きさの細孔で覆われていた。この酸化チタン膜で被
覆された羽根及び羽根のカバーを用いて図１に示す空気
清浄化扇風機を組み立ててトイレ内に置き、トイレの電
灯を点灯して空気清浄化扇風機を回した結果、トイレの
悪臭がなくなった。

【００１８】なお、図示の空気清浄化扇風機は、通常の
扇風機と同様の駆動構造からなり、羽根１１は羽根１１
後部の電動モータ１４によって回転するようになってい
る。図中の符号１３は羽根のカバー、１５は電動モータ
のスイッチ、１７は本体ボディである。もちろん、この
発明の空気清浄化扇風機は、図示の形状に限られるもの
ではない。たとえば、羽根をロータリー式にし、羽根の
カバーを籠形状にしてもよい。

【００１９】実施例２ チタンテトラエトキシドをエタノールで希釈し、攪拌し
ながら、ジエタノールアミンと水を添加し、さらに分子
量３０００のポリエチレングリコールを添加して透明な
ゾル液を調製し、ディップコーティング法によりアルミ
ニウム製の羽根及び羽根のカバーの表面に酸化チタン膜
をコーティングした。すなわち、このゾル液に羽根ある
いは羽根のカバーを浸漬して引き上げ、乾燥した後、室
温から徐々に６００℃にまで加熱昇温して焼成した。こ
れを１２回繰り返して羽根あるいは羽根のカバーの表面
に０．５μｍの酸化チタン膜を作った。得られた酸化チ
タン膜の結晶構造をＸ線回折によって調べた結果、アナ
ターゼ１００％であった。また、その表面を電子顕微鏡
で観察したところ、約６０ｎｍの大きさの細孔に覆われ
ていた。この酸化チタン膜で被覆された羽根及び羽根の
カバーを用いて空気清浄化扇風機を組み立てて魚の貯蔵
室内に置き、室内の電灯を点灯して空気清浄化扇風機を
回した結果、魚の悪臭が大幅に軽減された。

【００２０】実施例３ チタンテトラブトキシドをｔ−ブタノールで希釈し、攪
拌しながら、トリエタノールアミンを添加し、さらに分
子量１０万のポリエチレンオキシドを添加して透明なゾ
ル液を調製し、ディップコーティング法により鉄製の羽
根及び羽根のカバーの表面に酸化チタン膜をコーティン
グした。すなわち、このゾル液に羽根あるいは羽根のカ
バーを浸漬して引き上げ、乾燥した後、室温から徐々に
７００℃にまで加熱昇温して焼成した。これを８回繰り
返して羽根あるいは羽根のカバーの表面に０．３μｍの
酸化チタン膜を作った。得られた酸化チタン膜の結晶構
造をＸ線回折によって調べた結果、アナターゼ１００％
であった。また、その表面を電子顕微鏡で観察したとこ
ろ、約６００ｎｍの大きさの細孔に覆われていた。この
酸化チタン膜で被覆された羽根及び羽根のカバーを用い
て空気清浄化扇風機を組み立てて煙草の煙が充満した麻
雀荘の室内に置き、室内の電灯を点灯して空気清浄化扇
風機を回した結果、煙草の煙の嫌な臭いが大幅に軽減さ
れた。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による空気
清浄化扇風機は、酸化チタン膜の光触媒作用、すなわ
ち、電灯あるいは太陽などの光源からの光を受けて羽根
あるいは羽根のカバーの表面の酸化チタン膜に生成した
電子と正孔の酸化還元作用により、悪臭やＮＯｘ、ＳＯ
ｘ、有機溶剤などの空気を汚染している有害化学物質を
分解して無毒・無臭化することができる。また、本発明
に用いられる酸化チタンは塗料や化粧品、歯磨き粉など
にも使われており、安価で耐候性や耐久性に優れ、無毒
かつ安全など、数多くの利点を持っている。しかも、酸
化チタン膜で被覆された羽根あるいは羽根のカバーは、
使用により汚れてきた場合には簡単に水洗いでき、長期
間使用できるため、きわめて扱い易い。

【００２２】さらに本発明による空気清浄化扇風機は、
従来のオゾン処理などの方法に比べ、オゾンのような有
毒な物質を使用せず、低コスト・省エネルギー的、かつ
安全に、メンテナンスフリーで使用できる利点もある。
また、本発明による空気清浄化扇風機は、自動車の車内
や居間や台所、トイレなどの脱臭・有害化学物質の分解
だけでなく、菌やカビの繁殖防止を効果的に行うことが
できるなど、幅広い用途に適用でき、きわめて有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気清浄化扇風機の一例の正面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 羽根 １３ 羽根のカバー １４ 電動モータ １５ 電動モータのスイッチ １７ 本体ボディ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 垰田 博史 愛知県名古屋市名東区平和が丘１丁目70番 地 猪子石住宅４棟301号 (72)発明者 加藤 一実 愛知県愛知郡東郷町和合ヶ丘２丁目15番地 の３ (72)発明者 渡辺 栄次 愛知県海部郡佐屋町大字善太新田字古株41 番地 (72)発明者 加藤 薫一 愛知県名古屋市昭和区桜山町１丁目10番地 (72)発明者 横井 浩明 愛知県一宮市大和町北高井1498番地

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扇風機の羽根の表面あるいはそれと羽根
   のカバーの表面を酸化チタン膜で被覆したことを特徴と
   する空気清浄化扇風機。
2. 【請求項２】 酸化チタン膜が表面に孔径の揃った細孔
   を有することを特徴とする請求項１記載の空気清浄化扇
   風機。
3. 【請求項３】 細孔の孔径が１ｎｍ〜１μｍであること
   を特徴とする請求項２記載の空気清浄化扇風機。
4. 【請求項４】 酸化チタン膜の結晶形がアナターゼであ
   ることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載
   の空気清浄化扇風機。
5. 【請求項５】 ポリエチレングリコールまたはポリエチ
   レンオキサイドを添加したチタニアゾルを扇風機の羽根
   の表面あるいはそれと羽根のカバーの表面にコーティン
   グした後、加熱焼成することを特徴とする空気清浄化扇
   風機の製造方法。
6. 【請求項６】 分子量が６００以上のポリエチレングリ
   コールまたはポリエチレンオキサイドを用いることを特
   徴とする請求項５記載の空気清浄化扇風機の製造方法。
7. 【請求項７】 チタニアゾルに添加するポリエチレング
   リコールまたはポリエチレンオキサイドの量がその溶解
   度以下であることを特徴とする請求項５または６記載の
   空気清浄化扇風機の製造方法。
8. 【請求項８】 室温から徐々に６００℃から７００℃の
   最終温度にまで加熱昇温して焼成することを特徴とする
   請求項５ないし７のいずれかに記載の空気清浄化扇風機
   の製造方法。
9. 【請求項９】 チタニアゾルがチタンのアルコキシドと
   アルコールアミン類から調製されたものであることを特
   徴とする請求項５ないし８のいずれかに記載の空気清浄
   化扇風機の製造方法。