JPH11276906A - 通気性光触媒シ−ト及びその使用方法 - Google Patents

通気性光触媒シ−ト及びその使用方法

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JPH11276906A
JPH11276906A JP10103916A JP10391698A JPH11276906A JP H11276906 A JPH11276906 A JP H11276906A JP 10103916 A JP10103916 A JP 10103916A JP 10391698 A JP10391698 A JP 10391698A JP H11276906 A JPH11276906 A JP H11276906A
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JP10103916A
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Tadanori Domoto
忠憲 道本
Takayuki Hiyori
隆之 日和
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Nitto Denko Corp
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Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】空気浄化効率に優れ、空気流通抵抗も充分に低
くできるフィルタ−の提供を可能とする。 【解決手段】太さが1mm以下の糸の網状体で、かつ網
目の縦横寸法が共に1mm以上とされた網目基体1の糸
に少なくとも光触媒粒子を含むポリテトラフルオロエチ
レン樹脂の焼成層2が被着されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、悪臭や有毒ガスの
濃度低減や抗菌等の空気浄化に用いる通気性光触媒シ−
ト及びその使用方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】周知の通り、酸化チタン等の金属酸化物
半導体においては紫外線の照射により価電子帯の電子が
伝導帯に飛び上がって正孔を発生し、この励起状態のも
とで表面に接触する酸素や水分から活性種(ラジカル)
が生じ、その活性種が表面に付着する有機物や微生物等
を酸化分解し、また窒素酸化物や硫黄酸化物においても
最終酸化物にまで酸化されていく。そこで、酸化チタン
等の金属酸化物半導体、すなわち光触媒粒子の酸化分解
作用を利用して、悪臭や有毒ガスの濃度低減や抗菌等の
空気浄化を行うことが知られている。また、活性炭等の
吸着剤と光触媒粒子とを併用することにより、光非照射
時には吸着剤で空気浄化を行って有機物や微生物等を吸
着剤で吸着し、光照射時に前記吸着した有機物等を酸化
分解すること、あるいは分解速度の速い成分は即時に光
触媒粒子で分解し、分解速度の遅い成分は吸着剤で吸着
しこの吸着成分を経時的に分解していくこと等も公知で
ある(特開平1−189322号公報)。
【0003】上記の光触媒粒子の酸化分解により空気浄
化を行うフィルタ−として、網目基体に光触媒粒子を樹
脂バインダ−で担持させたものが公知である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
網目基体に光触媒粒子を樹脂バインダ−で担持させたフ
ィルタ−においては、(1)光触媒粒子の表面の大部分
が樹脂バインダ−で覆われ、光触媒粒子と空気との接触
面積が小さく浄化効率に問題がある、(2)前記(1)
の点を補完するには、網目をある程度小さくしてフィル
タ−単位体積当たりの空気との接触面積を大きくするこ
とが有効であるが、余り網目を小さくすると、光触媒層
形成時に網目がバインダ−樹脂で目詰まりしてフィルタ
−として使用し難くなる、等の不具合がある。
【0005】本発明の目的は、空気浄化効率に優れ、空
気流通抵抗も充分に低くできるフィルタ−の提供を可能
とすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る通気性光触
媒シ−トは、太さが1mm以下の糸の網状体で、かつ網
目の縦横寸法が共に1mm以上とされた網目基体の糸に
少なくとも光触媒粒子を含むポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂の焼成層が被着されていることを特徴とする構成
であり、焼成層に光触媒粒子以外に、活性炭、ゼオライ
ト、シリカゲルの少なくとも一つの粒体を含ませること
ができる。本発明に係る通気性光触媒シ−トは、複数枚
を重畳してフィルタ−として使用できる。
【0007】
【発明の実施の形態】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1は本発明により製造
される光触媒体を示している。図1において、1は太さ
が1mm以下の糸の網状体で、かつ網目の縦横寸法(網
目内郭の縦横寸法)が共に1mm以上とされた網目基体
である。2は網目基体1の糸に被着した光触媒層であ
り、ポリテトラフルオロエチレン粉末と光触媒粒子とを
含有したディスパ−ジョンを網目基体に塗布し、加熱に
より塗布層中の溶媒を蒸発除去し、更に加熱焼成により
ポリテトラフルオロエチレン粒子間を焼結し、ついで冷
却することにより設けてある。この冷却時、ポリテトラ
フルオロエチレン樹脂の光触媒粒子よりも大なる熱収縮
及びポリテトラフルオロエチレン樹脂の光触媒粒子に対
する非融着性のために、光触媒粒子とポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂との間に空気層が生成される。従って、
上記光触媒層においては、焼結されたポリテトラフルオ
ロエチレン粉末の焼成層内に光触媒粒子が分散され、樹
脂と光触媒粒子との間に微小空隙が形成され、これらが
繋がって連鎖構造となっている。上記ポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂と光触媒粒子との間の空隙の厚みは、数
ナノメ−タ〜数ミクロンの微細間隙であり、連鎖構造の
ために空気が充分に出入りし得る。
【0008】本発明に係る通気性光触媒シ−トにおいて
は、光触媒粒子とバインダ−としてのポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂との界面に連鎖空隙があるから、空気と
光触媒粒子との接触面積を充分に広くできる。また、ポ
リテトラフルオロエチレン樹脂は強靱な分子鎖構造を有
するから、光触媒粒子の酸化分解作用に対してよく耐え
光触媒粒子の安定な担持を保障できる。また、網目は深
さを1mm以下、縦横寸法を共に1mm以上としてある
から、上記ディスパ−ジョンにより網目が目詰りするの
を防止し得、空気の低抵抗流通を保障できる。
【0009】更に、図2に示すように、通気性光触媒シ
−トA,Aを網目をずらせて重畳することにより網目の
大きさを実質的に小さくできるから、通過空気の光触媒
層との接触面積を充分に広くでき、この場合でも、空気
流通抵抗を充分に低く保持できる。また、網目基体の糸
の太さを1mm以下としてあるから、可撓性があり取扱
い易く、重畳物を厚みの充分に薄いコンパクト形態にで
きる。
【0010】本発明に係る通気性光触媒シ−トは、ファ
ン等で空気を強制的に流通させる空気流路に複数枚を重
畳して使用できる。この場合、空気が接触する光触媒層
の面積が通気性光触媒シ−トの重畳のために広く、更
に、光触媒層単位面積当たりの光触媒粒子と空気との接
触面積が光触媒粒子とポリテトラフルオロエチレン樹脂
バインダ−との界面の連鎖空隙のために大きいために、
空気中に含まれる有機物や微生物の光触媒粒子との接触
による酸化分解を効率よく行い得、かつ通気性光触媒シ
−トの網目のために空気を低い流通抵抗で流通させ得
る。従って、空気の浄化を円滑な空気流通のもとで効率
良く行うことができる。上記通気性光触媒シ−トの重畳
枚数は、酸化分解しようとする有機物や微生物の種類や
濃度により設定され、一枚で使用することも可能であ
る。なお、網目が粗くなり過ぎると重畳枚数を多くする
必要があるので、網目の縦横寸法は10mm以下とする
ことが好ましい。また、網目の空孔面積率は10%〜7
0%、好ましくは25%〜50%である。
【0011】上記光触媒粒子としては、酸化チタン、チ
タン酸ストロンチウム、酸化タングステン、酸化亜鉛、
酸化すず、硫化カドミウム等を挙げることができるが、
最も優れた光触媒活性を呈するアナタ−ゼ型酸化チタン
微粒子を使用することが好ましい。また、光触媒粒子の
活性を高めるために、アルカリ金属イオンを担持させる
ことができる。
【0012】上記ポリテトラフルオロエチレン粉末の粒
径は、0.2〜0.3μm、光触媒粒子の粒径は、0.
007〜0.5μmであり、連鎖空隙構造の光触媒層の
気孔率は通常5〜30%である。
【0013】上記ディスパ−ジョンの光触媒粒子配合量
が多すぎると、ポリテトラフルオロエチレンによる光触
媒粒子間の結着強度が不充分となるので、ポリテトラフ
ルオロエチレン粉末/光触媒粒子の混合比は、3/7〜
8/2とすることが好ましい。
【0014】上記網目基体には、焼成時の加熱によって
も変形等を生じない耐熱性を有するものが使用され、例
えば、アルミニウム、ステンレス等の金属線やガラス繊
維糸やポリアミド繊維糸の平織物、綾織物、繻織物、綟
織物等を使用できる。その外、厚み1mm以下の耐熱性
プラスチックシ−ト(ポリイミド、ポリテトラフルオロ
エチレン等)に縦横寸法が共に1mm以上の孔を網目状
に空孔面積率10%〜50%で設けた孔開きシ−トを使
用することもできる。
【0015】上記網目基体へのディスパ−ジョンの塗布
には通常浸漬法を使用するが、ロ−ルコ−タで塗布する
方法、ディスパ−ジョンをスプレ−する方法、ディスパ
−ジョンを刷毛塗する方法、ディスパ−ジョンを流延す
る方法等も使用できる。このディスパ−ジョンの濃度
は、塗布方法に応じて設定されるが、通常40%〜60
%とされる。
【0016】本発明に係る通気性光触媒シ−トにおいて
は、上記網目基体に光触媒粒子と活性炭粒子、ゼオライ
ト粒子、シリカゲル粒子の少なくとも一つを含むポリテ
トラフルオロエチレン樹脂の焼成層を被着する構成とす
ることもできる。この通気性光触媒シ−トにおいては、
光触媒粒子とポリテトラフルオロエチレン樹脂バインダ
−との界面及活性炭粒子とポリテトラフルオロエチレン
樹脂バインダ−との界面に連鎖空隙が形成される。この
通気性光触媒シ−トによれば、上記と同様に重畳使用に
より空気の浄化を円滑な空気流通のもとで効率良く行う
ことができる外、光非照射時には吸着剤で空気浄化を行
って有機物や微生物等を吸着剤に吸着させ、光照射時に
前記吸着した有機物等を活性化光触媒粒子で酸化分解し
て吸着剤の吸着性能を回復させること、または分解速度
の速い成分は即時に光触媒粒子で分解し、分解速度の遅
い成分は吸着剤で吸着しこの吸着成分を経時的に光触媒
粒子で酸化分解していくことができる。
【0017】本発明に係る通気性光触媒シ−トは、具体
的には空気浄化装置や冷蔵庫内に配設し、室の内装材か
ら発生する溶剤ガスの分解除去や果物や農作物の熟成を
速めるエチレンの分解除去等に使用できる。
【0018】
【実施例】〔実施例1〕網目基体には、糸太さ0.5m
m、網目寸法2.5mm×2.5mmの平織ガラスクロ
ス(空孔率は約30%)を使用した。ディスパ−ジョン
には、ポリテトラフルオロエチレン粉末(粒子径ほぼ
0.25μm)とアナタ−ゼ型酸化チタン微粒子(粒子
径0.007μm)を重量比6:4で含有する固形分濃
度40%の水性ディスパ−ジョンを使用した。このディ
スパ−ジョンに前記網目基体を浸漬し、引き上げて10
0℃×60秒加熱で水を除去し、次いで370℃×90
秒で焼成した。更に、この操作をもう一回繰返し、目的
とする通気性光触媒シ−トを得た。通気性光触媒シ−ト
の厚みは0.55mm、酸化チタン微粒子の付着量は1
00g/m2であった。
【0019】〔比較例1〕実施例1に対し、光触媒層形
成用の水性ディスパ−ジョン中のポリテトラフルオロエ
チレンを、パ−フルオロアルキルビニルエ−テル−テト
ラフルオロエチレン共重合体に置換した以外、実施例と
同じとした。これらの実施例品及び比較例品のそれぞれ
について、内容積2m3の密閉容器内に10Wのブラッ
クライトと試料面積200mm×300mmに切り取っ
て円弧状に形成した通気性光触媒シ−トとを10cmの
距離を隔ててセットし、容器内にアセトアルデヒドを濃
度が10ppmとなるように注入し、ブラックライト点
灯後でのアルデヒド濃度をガスクロマトグラフで測定す
る試験を行ったところ(シ−ト上での紫外線強度は1m
W/cm2)、180分後でのアルデヒド濃度は、実施
例品の場合3ppmであったが、比較例品の場合は実施
例の場合の約3倍の高濃度であった。
【0020】実施例品及び比較例品のそれぞれにつき、
光触媒層の断面を電子顕微鏡で25000倍率で観測し
たところ、実施例品では光触媒粒子とバインダ−との界
面に連鎖空隙が形成されていたが、比較例では連鎖空隙
の形成が殆ど観られず、上記分解成果の相違はその連鎖
空隙の有無に依存していると推定された。
【0021】〔実施例2〕ディスパ−ジョンに、ポリテ
トラフルオロエチレン粉末(粒子径ほぼ0.25μm)
とアナタ−ゼ型酸化チタン微粒子(粒子径0.007μ
m)と粉末活性炭(比表面積1000m3/g)を重量
比6:3:1で含有する固形分濃度40%の水性ディス
パ−ジョンを使用した以外は、実施例1と同じとした
(同じ網目基体を使用し、同じ焼成条件とした)。実施
例1と同様にブラックライト点灯180分経過後でのア
ルデヒド濃度を測定したところ、実施例1との差は実質
上認められなかったが、ブラックライト不点灯180分
経過後でもアルデヒド濃度は7ppmと低く(実施例1
では9.6ppmであった)、活性炭併用の効果を確認
できた。
【0022】〔実施例3〕実施例1の通気性光触媒シ−
トを二枚、縦横ともに網目の1/2ピッチずらせて重畳
して実施例1と同様にブラックライト点灯180分経過
後でのアルデヒド濃度を測定したところ、1ppmであ
り、重畳使用の効果を確認できた。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る通気性光触媒シ−トにおい
ては、光触媒粒子とバインダ−樹脂との間に微細な連鎖
空隙が存在し、外部の空気が光触媒粒子のほぼ全面に接
触して流通するから、光触媒粒子の酸化分解効率を向上
できる。また、太さが1mm以下の糸の網状体で、かつ
網目の縦横寸法が共に1mm以上とされた網目基体に光
触媒層を被着してあるから、網目の目詰まりなく光触媒
層を設けることができ、低い空気流通抵抗を保障でき
る。さらに、網の目が大きくても、重畳使用により空気
の光触媒層との接触面積を充分に広くできる。従って、
本発明に係る通気性光触媒シ−トによれば、空気流通抵
抗が低く、悪臭に対する酸化分解効率が高いフィルタ−
を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る通気性光触媒シ−トを示す図面で
ある。
【図2】本発明に係る通気性光触媒シ−トの使用形態を
示す図面である。
【符号の説明】
1 網目基体 2 光触媒層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B01J 32/00 B01J 35/06 F 35/06 D03D 9/00 D03D 9/00 B01D 53/36 J

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】太さが1mm以下の糸の網状体で、かつ網
    目の縦横寸法が共に1mm以上とされた網目基体の糸に
    少なくとも光触媒粒子を含むポリテトラフルオロエチレ
    ン樹脂の焼成層が被着されていることを特徴とする通気
    性光触媒シ−ト。
  2. 【請求項2】太さが1mm以下の糸の網状体で、かつ網
    目の縦横寸法が共に1mm以上とされた網目基体の糸に
    光触媒粒子と活性炭、ゼオライト、シリカゲルの少なく
    とも一つを含むポリテトラフルオロエチレン樹脂の焼成
    層が被着されていることを特徴とする通気性光触媒シ−
    ト。
  3. 【請求項3】厚み1mm以下のシ−トに縦横寸法が共に
    1mm以上の孔を網目状に設けた孔開きシ−トが網目基
    体に代えて用いられている請求項1または2記載の通気
    性光触媒シ−ト。
  4. 【請求項4】請求項1記載の通気性光触媒シ−トを複数
    枚重畳してフィルタ−として使用することを特徴とする
    通気性光触媒シ−トの使用方法。
  5. 【請求項5】請求項2記載の通気性光触媒シ−トを複数
    枚重畳してフィルタ−として使用することを特徴とする
    通気性光触媒シ−トの使用方法。
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