JPWO2006018949A1 - 空気浄化装置、空気浄化方法、光触媒担持成形体及び光触媒担持成形体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
内部空間３を囲む壁部６，７，８に複数の空気流通穴１２，１７を設けた筒状本体２と、上記内部空間に配置され、上記壁部の内面に向けて光を照射する光照射装置４とを備え、光が照射される上記壁部の内側を多孔質成形体で形成するとともに、上記多孔質成形体の内面表層部に、上記光によって光触媒反応を生じる粉体状光触媒を担持させたことを特徴とするものである。本願発明に係る空気性状装置では、非常に簡単な構成で、担持した光触媒の触媒作用を最大限に発揮させることができる。
Description
本願発明は、空気浄化装置、空気浄化方法、これに用いる光触媒担持成形体及び光触媒担持成形体の製造方法に関する。特に、簡単な構成で、光触媒の効果を充分に発揮させることのできる空気浄化装置等に関する。
二酸化チタンに光を照射すると、光触媒作用により細菌等を殺菌したり、有機物を分解して悪臭成分を分解できること等が知られている。
光触媒は、紫外線が照射されなければ充分な触媒作用を発現することができない。屋外では、太陽光を利用でき、また日陰であっても触媒反応に必要な紫外線量が得られる。このためある程度の効果を期待することができる。一方、室内では、窓から入る太陽光を利用することを除けば、蛍光灯等の照明器具から発せられる光を利用しなければならない。ところが、蛍光灯からの光のみでは充分な光触媒作用を発揮させることができない。
二酸化チタン等の光触媒は、粉体の形態で提供されている。この粉体を樹脂や紙材に混練して担持させることにより、フイルター等として利用している。
たとえば、特開２００４−４４８８２（先行文献１）に記載されているように、光触媒を内面に担持させた反応器に空気を通して上記光触媒で処理するように構成された空気清浄器が開示されている。上記空気清浄器は筒状に形成されており、一方の開口部から他方の開口部へ空気を流動させるファンと、内側の光触媒担持面に光を照射する光源とが設けられている。
また、特開２０００−１１９９９５号公報（先行文献２）には、紙材の表層部に、酸化チタンの粉末を均一に分散させて固着して構成された抗菌紙が開示されている。上記紙材は、紙漉き水槽中にチタンを分散させて成形型の表面に紙材と二酸化チタン粉末粒子とを均一に吸着させて形成されるものである。
上記先行文献１に記載されている空気清浄器では、筒状反応容器内において、空気は上記筒状容器の軸方向にしか流動しない。このため、光触媒を担持させた内面近傍を通過する空気は、筒状反応容器内を流動する空気の一部にすぎない。しかも、上記光触媒は、円筒内面に担持されているだけであるため、空気に作用させる光触媒の量も限られている。したがって、充分な空気清浄効果を期待することはできない。
また、ファンによって空気を流動させるように構成しているが、光触媒担持面の面積が少ないため、流速が速いと光触媒の近傍に滞在する時間も少なくなり、空気清浄効果を充分に発揮させることは困難である。また、ファンを設けると、騒音等が生じる恐れもある。
上記先行文献２に記載されているような抗菌紙においては、バインダを用いることなく、二酸化チタン粒子を確実に担持させることができる。ところが、紙漉き工程において紙漉き水槽中に二酸化チタン粒子を投入して、繊維材料とともに二酸化チタンを成形体内に担持させる手法をとっているため、多量の二酸化チタンを必要とする。
一方、光触媒作用を発揮するのは、光がとどく範囲に限られる。また、表面に最も多くの光が照射される。ところが、先行文献２に記載されている発明では、二酸化チタンを深さ方向に均一に担持させているため、光触媒作用を発揮するのは、担持させた二酸化チタンのうち表面部分に担持されたものに限られ、担持させたほとんどのチタン粒子は、光触媒反応を発揮することはできない。したがって、担持させた光触媒の量に比べて効率は悪くなる。
本願発明は、非常に簡単な構成で、担持した光触媒の触媒作用を最大限に発揮させることができる空気浄化装置及び光触媒担持成形体を提供するものである。
本願の請求の範囲１に記載した発明に係る空気浄化装置は、内部空間を囲む壁部に複数の空気流通穴を設けた筒状本体と、上記内部空間に配置され、上記壁部の内面に向けて光を照射する光照射装置とを備え、光が照射される上記壁部の内側を多孔質成形体で形成するとともに、上記多孔質成形体の内面表層部に、上記光によって光触媒反応を生じる粉体状光触媒を担持させたことを特徴とするものである。
本願発明においては、浄化対象である空気は、筒状本体の壁部に設けた複数の空気流通穴から内部空間に出入りする。上記空気流通穴を設ける部位は、内部空間を囲む壁部であればよく、周壁部、上壁部及び下壁部のいずれの部位にも設けることができる。なお、上記空気流通穴は、少なくとも周壁部ないし上壁部に設けるのが好ましい。上記空気流通穴を壁部に設けることにより、外部空気が容易に出入りすることができる。上記空気の出入りは、室内の空気流動を利用してもよい。また、ファン等を用いて強制的に出入りさせることもできる。
また、上記空気流通穴は、上記筒状本体の壁部に形成されているため、流通する空気の大部分は、光触媒を担持させた上記多孔質成形体の内面表層部の近傍を通過することになる。一方、上記空気浄化装置においては、上記内面表層部に光が照射されるように構成されている。したがって、空気を上記表層部近傍を流動させて光触媒を効率的に作用させることができる。
上記筒状本体の形態は特に限定されることはなく、円筒状や多角形筒状の形態を採用できる。特に、筒状の形態を採用し、その中心軸に沿って棒状の光照射装置を設けることにより、近接した距離から上記筒状本体の内面全体に強い光を照射することができる。また、一つの光源から広い面積に光を照射できるため、空気浄化効率を高めることができるとともに、装置の小型化を図ることができる。上記空気流通穴の形態や数も特に限定されることはない。上記筒状本体の形態や大きさ等に応じて、光触媒の作用を最大限に発揮させることのできる空気の流れが生じる空気流通穴の形態を採用すればよい。
上記光触媒を担持させた多孔質成形体は、光を照射する部分にのみ設けれは足りる。したがって、外側を金属等の強度の高い材料で形成するとともに、内面に上記多孔質成形体を配置して構成することもできるし、多孔質成形体のみで上記筒状本体の全体を構成することもできる。
請求の範囲２に記載した発明のように、上記多孔質成形体を、セルロース繊維を主成分とする材料をパルプモールドによって成形することができる。セルロース繊維からなる成形体は、空隙率が高く粉体状の光触媒を各繊維間の空隙に保持させることができる。また、パルプ等の自然材料から製造されるセルロース繊維の表面には微細な空隙があり、この空隙に粉体状光触媒を保持させることができる。したがって、バインダ等の担持成分を用いないか、非常に少ない量で粉体状光触媒を担持させることができる。このため、各光触媒の表面がバインダ等で被覆されることがなくなり、高い光触媒作用を発揮させることができる。
また、セルロース繊維は、紫外線透過率が高いため、表面のみならず表面からある程度の深さの表層部まで光が到達する。このため、光がとどく範囲内で成形体の内部に担持させた光触媒の作用も引き出すことが可能となり、従来にない効果を発揮させることが可能となる。
本願の請求の範囲３に記載した発明は、上記粉体状光触媒が、内面表層部の所定深さの範囲に密度勾配をもって担持されているものである。
セルロース繊維を主成分とするパルプモールド成形体の表面に、水等の液体キャリヤに粉体状の光触媒を分散させたものを浸透させると、毛細管現象によって粉体状光触媒が表層部のある程度の深さの部位まで運ばれる。また、粉体状光触媒は、表面側ほど多く担持されることになり、粉体状の光触媒を密度勾配をもって担持させることができる。
上記製造方法によって、多くの光が照射される表面近傍により多くの光触媒を担持させることができるとともに、内部に担持させた光触媒にも光を照射することが可能となり、照射される光を効率よく利用することができる。
本願の請求の範囲４に記載した発明は、上記多孔質成形体の内側に、上記光照射装置からの光を受光できる複数の凹凸を形成するとともに、上記空気流通穴を上記各凹凸の外方部に設けたものである。
光が照射される内面に上記凹凸を設けることにより光を照射できる面積を増加させることができるとともに、より多くの光触媒を担持させることができる。また、空気流通穴を上記凹凸の外方部、すなわち、内面側凹部の底部に設けることにより、空気を上記凹部の表層部近傍を流動して出入りさせることができる。このため、多くの空気に効率よく光触媒を作用させることができる。
上記凹凸の形態は特に限定されることはなく、光の照射面積を増加させるものであれば種々の形態を採用できる。たとえば、請求の範囲５に記載した発明のように、上記凹凸を、上記多孔質体の内面に半径方向外方に向けて窪む複数の凹部を配列して形成するとともに、上記空気流通穴を上記各凹部の底部に設けることができる。また、上記凹部の形態も限定されることはない。たとえば、請求の範囲６に記載した発明のように、上記凹部を、上記筒状本体の内面から外方へ窪む椀状ないしカップ状に形成することができる。
本願の請求の範囲７に記載した発明は、上記筒状本体の周壁部を、上記凹凸を連続的に配列形成した板状材料を筒状に成形して構成したものである。すなわち、板状の材料にあらかじめ空気流通穴及び上記凹凸を形成しておき、この板状材料を折り曲げ、あるいは湾曲させて筒状に成形したものである。これにより、筒状本体を極めて容易に形成することができる。
本願発明に係る空気浄化装置においては、空気を流動させる手段として種々のものを採用できる。たとえば、扇風機等で外部空間に空気の流動を生じさせ、この空気の流動を利用することができる。また、空気流通穴近傍に排出あるいは吸入ファンを設けて、空気を強制的に出入りさせることができる。
また、本願の請求の範囲８に記載した発明のように、上記光照射装置の発熱により、あるいは加熱装置によって、上記内部空間内の空気を上方へ流動させて上部の空気流通穴から排出するとともに、外部空気を上記周壁部ないし下部に設けた空気流通穴から上記筒状本体の内部空間へ取り入れるように構成することができる。
上記光照射装置として種々の光源を採用することができるが、光触媒の触媒作用を高めるために、波長が３００ｎｍから４００ｎｍの紫外線を発生する光源を採用するのが望ましい。特に、可視光線をカットしたブラックライトを採用するのが好ましい。
上記光照射装置の発熱を利用することにより、騒音が発生することもなく、本体内に空気を取り入れて光触媒を作用させることができる。しかも、本願発明においは、空気が周壁部等に設けた複数の空気流通穴から筒状空間に流入して上方に流動させられるため、ファンを利用しなくとも、大量の空気を処理することが可能となる。
本願の請求の範囲９に記載した発明は、筒状本体に設けた複数の空気流通穴から周囲の空気を出入りさせ、内部に流入した上記空気を光触媒を担持させた内面表層部近傍を流動させるとともに、上記筒状本体の内部空間に配置した光照射装置から上記内面表層部に向けて上記光触媒を活性化させる光を照射して空気の浄化を行う空気浄化方法に関するものである。
本願の請求の範囲１０に記載した発明は、上記筒状本体内の空気を上記光照射装置から発生する熱によって上方に流動させて上部の流通孔から排出するとともに、周壁部ないし下部に設けた空気流通穴から外部の空気を内部空間に流入させる空気浄化方法に関するものである。
本願の請求の範囲１１に記載した発明は、繊維材料を主成分とする筒状多孔質成形体であって、内部空間を囲む壁部に複数の空気流通穴が形成されているとともに、上記壁部の内面表層部に粉体状光触媒を担持させた光触媒担持成形体に関するものである。
本願発明に係る光触媒担持成形体においては、上記空気流通穴を介して内部空間に出入りする空気を、光触媒を担持させた表層部近傍で流動させ、光触媒を作用させることができる。
上記粉体状光触媒は、上記表層部の表面から所定深さの部位まで、密度勾配をもって担持させるのが好ましい。これにより、光を照射した場合、表面に存在する光触媒のみならず、内部に存在する光触媒まで光触媒作用を発揮させることが可能となる。
上記繊維材料は特に限定されることはないが、親水性の表面特性を持つ繊維素材を利用するのが好ましい。光触媒は、水分の存在下で触媒作用を発揮するからである。たとえば、セルロース繊維、アクリル繊維等を採用できる。
本願の請求の範囲１２に記載した発明は、上記壁部の内面に凹凸を形成するとともに、凹凸の外方部に上記空気流通穴を設けたものである。
凹凸を設けることにより、光触媒を担持させる面積及び光を照射できる面積を増加させることができる。したがって、多量の光触媒にその触媒作用を発揮させることが可能となり、高い空気浄化効果を期待できる。
凹凸を設けることにより、光触媒を担持させる面積及び光を照射できる面積を増加させることができる。したがって、多量の光触媒にその触媒作用を発揮させることが可能となり、高い空気浄化効果を期待できる。
本願の請求の範囲１３に記載した発明は、上記凹凸を、底部に上記空気流通穴を有する複数の凹部を配列することにより形成するとともに、これら凹部の内面表層部に粉体状光触媒を担持させたものである。
本願の請求の範囲１４に記載した発明は、上記多孔質成形体がセルロース繊維を主成分とするパルプモールド成形体であり、上記粉体状光触媒が上記成形体の表層部において、上記繊維材料の間隙ないし上記繊維表面の微細孔に担持されているものである。
繊維材料の間隙に挟まれるようにして光触媒を担持することにより、バインダ等を使用必要がなくなるか、その量を非常に少なくすることが可能となる。このため、バインダ成分が光触媒の表面を覆うことがなくなり、触媒作用を充分に発揮させることができる。また、セルロース繊維表面には、多数の微細孔が存在し、粉体状光触媒を確実に担持させることができる。
また、繊維材料としてセルロース繊維採用すると、空気中の水分を引き付けて光触媒の触媒作用を充分に発揮させることができる。また、パルプモールド法により成形することにより、空孔率が大きく、しかも、強度の高い筒状成形体を形成することができる。
光触媒として種々のものを採用できるが、本願の請求の範囲１５に記載した発明のように、二酸化チタンを主成分とする粉体状光触媒を採用できる。特に、アナターゼ型二酸化チタンを採用するのが好ましい。また、粉体の粒度は小さいほど表面積が大きくなって、高い光触媒反応を期待することができる。たとえば、粉体状光触媒の平均粒度が０．１μｍから０．０１μｍのものを採用するのが好ましい。
本願の請求の範囲１６に記載した発明は、粉体状光触媒を多孔質成形体の表層部に担持させた光触媒担持成形体の製造方法であって、上記多孔質成形体を成形する成形工程と、粉体状光触媒を所定濃度で分散させた液体キャリヤを、上記成形体の表面から毛細管現象を利用して浸透させることにより、上記粉体状光触媒を上記多孔質成形体の表層部に担持させる光触媒担持工程と、上記液体キャリヤを気化させて、上記成形体の内部に上記粉体状光触媒を固定する乾燥工程とを含むものである。
上記多孔質成形体を成形する手法は特に限定されることはない。たとえば、熱可塑性樹脂繊維で形成した織物や不織布を熱セットして成形体を形成することができる。また、紙漉きの手法で種々の繊維を所定の成形型内に集積させて成形体を形成することができる。たとえば、パルプモールド法を採用することができる。
上記液体キャリヤとして種々の液体を採用できるが、上記多孔質体を構成する繊維材料等の表面特性に応じて、毛細管現象で浸透できる特性を有するものを採用するのが好ましい。また、粉末状光触媒を多孔質体に担持させた後に、気化させて除去できるものが好ましい。たとえば、セルロース繊維等の親水性繊維から形成された多孔質体を採用した場合には、液体キャリヤとして水を採用することができる。また、上記液体キャリヤを多孔質成形体の表面に適用する手法として、吹き付け、ディッピング等を採用できる。
本願発明に係る空気浄化装置においては、筒状本体の内面に設けた多孔質成形体の内側表層部に光触媒を担持させ、内部空間を囲む壁部に設けた空気流通穴を介して空気を内部空間に出入りさせるとともに、上記内側表層部に紫外線を照射することにより、非常に簡単な構成で効率の高い空気浄化装置を製作することができる。
また、装置構成が極めて簡単であり、装置の製造を容易に行うことができるとともに、製造コストを低く抑えることができる。
図１に、本願発明に係る空気浄化装置の全体斜視図を、図２に正面図を示す。これらの図に示すように、本願発明に係る空気浄化装置１は、筒状本体２と、上記筒状本体２の内部空間３に設置された紫外線照射用の光照射装置４とを備えて構成されている。
図２及び図３に示すように、上記筒状本体２は、半径方向外方に膨出する膨出部５が配列形成された周壁部６と、上記周壁部６の下縁部に連結されたベース部材７と、上記周壁部６の上縁部に連結された環状の上部材８とを備えて構成されている。
図５に示すように、上記膨出部５の内側には略四角錐台形状の内面１０をもつ凹部９が形成されている。これら内面１０に上記光照射装置４からの光を照射できるように、上記膨出部５ないし凹部９の形状等が設定されている。上記凹部９を設けることによって、上記光照射装置４から照射される光の受光面の面積が大幅に増加する。なお、本実施の形態では、上記膨出部５を同一の厚さで成形することにより、これに対応した形態の上記凹部９が形成されているが、上記膨出部５の外形と上記凹部９の内面形状が異なるように形成することもできる。上記各凹部９の底部１１には、円形の空気流通穴１２が形成されている。
本実施の形態に係る上記周壁部６は、図４に示す板状部材１３を、図６に示すように、略八角筒状に折り曲げ成形することにより形成されている。上記板状部材１３は、セルロースを主成分とする繊維材料をパルプモールド法によって、厚さ約２ｍｍに一体成形することにより形成されている。上記板状部材１３には、上記空気流通穴１２を有する上記膨出部５ないし凹部９が列状に形成されおり、長手方向の縁部に位置する膨出部５ないし凹部９を互いに重ね合わせることにより、上記八角筒状の周壁部６が形成されている。
上記ベース部材７は、略円盤状に形成されており、周縁部が上記周壁部６の下縁部に嵌め込まれて組み付られている。上記ベース部材７の内面中央部には、ソケット１４が保持されており、このソケット１４に紫外線ランプ１５が接続されて、上記光照射装置４が構成されている。なお、本実施の形態では、上記ベース部材７にも、図示しない小さな空気流通穴を形成し、空気が流通できるように構成している。上記紫外線ランプ１５は、上記筒状本体２の中心軸に沿うように立設されている。上記ベース部材７の下部には、上記筒状本体を立設するための複数の足部１６が形成されている。上記ベース部材７も上記周壁部６と同一のパルプモールド成形品から一体成形されている。
上記光照射装置４の形態も上記の構成に限定されることはなく、上記筒状本体２の少なくとも内面に紫外線を照射できる形態のものを採用すればよい。また、二酸化チタンの触媒作用を発揮させるために、波長が３００ｎｍから４００ｎｍの紫外線を発生するとともに、可視光線をカットした、いわゆるブラックライトを採用するのが好ましい。
上記上部材８は略環状に形成されており、図１及び図２に示すように、外周縁部が上記周壁部６の上縁部に嵌め込まれて連結されている。中央部には、上記周壁部６に形成した空気流通穴１２より大きい上部空気流通穴１７が設けられている。
上記セルロース繊維材料として種々の原料を採用することができる。バージンパルプ材料を用いて成形することもできるし、古紙等を利用して成形することもできる。
本実施の形態では、上記上部材８、周壁部６及びベース部材７の内面に、粉体状の二酸化チタンが担持されている。本実施の形態では、平均粒度が０．０１〜０．０５μｍの二酸化チタンを採用している。好ましくは、アナターゼ型結晶構造を有する二酸化チタン成分の多いものを採用するのが好ましい。また、上記二酸化チタンの比表面積も特に限定されないが、５０〜３００平方メートル／ｇのものを採用するのが好ましい。なお、上記粉体状二酸化チタンを繊維に固定するために、少量のバインダを利用することもできるが、バインダを用いることなく多孔質体に担持させるのが好ましい。バインダとして、樹脂系のものや、粘土成分を含むもの等を採用できる。
上記構成の空気浄化装置１おいて、上記光照射装置４を点灯させると、紫外線が上記上部材８、上記周壁部６及びベース部材７の内面に照射され、光触媒効果を発揮して内面表層部近傍を流動する空気を浄化することができる。特に、本実施の形態では、筒状本体２の壁部の全体に多数の空気流通穴を設けているため、扇風機や換気扇等によって室内空気を流動させるだけで、外部の空気を上記筒状本体の内部に流入させて浄化することがきる。
また、上記筒状本体２の内部空間３の中央部に軸方向に延びる光照射装置４を設けているため、この光照射装置４が筒状本体内の空気を温める。一方、上記上部材８には、大きな空気流通穴１７が形成されているため、外部が無風状態でも上記内部空間３内で上昇気流が生じる。この上昇気流によって内部空間３の空気を上記上部材８の空気流通穴１７を介して排出すると同時に、周壁部６やベース部材７に設けた空気流通穴から、外部の空気を内部空間３に流入させることができる。したがって、無風の状態でも浄化作用を発揮させることができる。
本実施の形態では、粉体状酸化チタンは、上記筒状本体２を構成する各部材の表層部の繊維の間隙に、バインダ等を用いることなく保持されている。このため、粉体状二酸化チタンの表面がバインダ等によって覆われることがなく、表層部近傍を通過する空気に対して光触媒を効率よく作用させることができる。
次に、本実施の形態に係る周壁部６を構成する板状材料１３に粉体状二酸化チタンを担持させる工程を説明する。
次に、本実施の形態に係る周壁部６を構成する板状材料１３に粉体状二酸化チタンを担持させる工程を説明する。
パルプモールドによって形成された上記板状材料１３、ベース部材７及び上部材８の内面側に、液状のキャリヤに分散した粉体状二酸化チタンを吹き付ける光触媒担持工程が行われる。本実施の形態では、水を液体キャリヤとして採用しており、粉末状二酸化チタンを約３〜８容積％を分散させた水を、上記板状部材１３の表面に吹き付けて、１００平方センチメートルあたり約０．７グラムの二酸化チタンを担持させる。その後、上記板状材料１３を屋外であるいは乾燥装置によって乾燥させ、上記液体キャリヤを除去する。その後、周壁部６と、ベース部材７と、上部材８とを組み立てて、筒状本体２を形成する。
本願発明では、上記粉体状二酸化チタンをバインダを用いて、繊維に担持させるのではなく、キャリヤ液体としての上記水が表層部の繊維間あるいはセルロース繊維内の微細孔に染み込む毛細管現象を利用して、上記粉末状二酸化チタンを各繊維間あるいは繊維の微細孔に運んで担持させる。これにより、バインダ等を全く用いることなくあるいは極めて少ない量で、粉体状の酸化チタンを周壁部６の表層部に確実に担持させることができる。
図７に、本実施の形態に係る板状材料１３の表層部１８に二酸化チタン１９を担持させた構造及び作用を模式的に示す。この図に示すように、粉体状の二酸化チタン１９は、板状材料１３の表面からある深さまで、すなわち、表層部１８に担持されている。一方、セルロース繊維は紫外線透過率が高く、また、上記板状部材１３の空隙率は大きい。上記空隙の大きさは、上記二酸化チタンの粒度に比べてはるかに大きい。したがって、光照射装置４から照射される光は、上記板状部材の表面２０のみならず、ある深さまで到達する。上記表層部１８は、上記光照射装置４からの光がとどく範囲を意味し、多孔質体の空隙率等によって変化する。
また、本実施の形態では、光が多く照射される表面２０側により多くの二酸化チタンが担持されるように構成している。このため、表層部１８の近傍を流動する空気を効率よく処理することができる。また、表層部を流れる空気は、繊維の空隙に出入りすることができる。したがって、光がとどく範囲に担持された二酸化チタンの光触媒作用も引き出すことができる。この結果、内部空間を流動する空気を効率よく浄化処理できる。
さらに、本願発明では、筒状本体２を構成する各部材６，７，８の内面に二酸化チタンを担持させているため、使用者の手指が触れることもない。また、周壁部６に形成した凹部９の表層部に、最も多くの二酸化チタンが担持されている。したがって、通常の使用では粉体状二酸化チタンが上記表層部から脱落することもない。
次に、上記製造方法によって製造した光触媒担持多孔質成形体の消臭・ガス吸着効果の試験結果を示す。
性能試験１
性能試験はすべて２０℃−６５％ＲＨの恒温恒湿室内において行った。
性能試験はすべて２０℃−６５％ＲＨの恒温恒湿室内において行った。
（１）試料の調整
試験片の大きさは５０ｍｍ×５０ｍｍとし、恒温恒湿室内に２４時間以上静置した。
（２）アセトアルデヒドガスの調整
５Ｌのテドラーバッグに清浄空気４Ｌ及びアセトアルデヒド水溶液５００μＬを注入後、密封し、２４時間静置した。
（３）予備試験
５Ｌのテドラーバッグに空気４Ｌ及び（２）で調整したアセトアルデヒドガスを注入し、デドラーバッグ内の濃度が２時間後に１００ｐｐｍとなるアセトアルデヒドガス量を求めた。
（４）消臭試験１（紫外線照射なし）
５Ｌのデドラーバッグに清浄空気４Ｌ及び試験片を入れ、予備試験で求めたアセトアルデヒドガス量を注入後、密封した。密封後、暗箱に入れて光を遮断し、２４時間後のデドラーバッグ内のアセトアルデヒドガス濃度をガス検知管（ガステック社製）を用いて測定した。
（５）消臭試験２（紫外線照射あり）
５Ｌのデドラーバッグに清浄空気４Ｌ及び試験片を入れ、予備試験で求めたアセトアルデヒドガス量を注入後、密封した。密封後、紫外線を照射し、２４時間後のデドラーバッグ内のアセトアルデヒドガス濃度をガス検知管（ガステック社製）を用いて測定した。
（６）試験は、２回行い、平均値を表１とした。
試験片の大きさは５０ｍｍ×５０ｍｍとし、恒温恒湿室内に２４時間以上静置した。
（２）アセトアルデヒドガスの調整
５Ｌのテドラーバッグに清浄空気４Ｌ及びアセトアルデヒド水溶液５００μＬを注入後、密封し、２４時間静置した。
（３）予備試験
５Ｌのテドラーバッグに空気４Ｌ及び（２）で調整したアセトアルデヒドガスを注入し、デドラーバッグ内の濃度が２時間後に１００ｐｐｍとなるアセトアルデヒドガス量を求めた。
（４）消臭試験１（紫外線照射なし）
５Ｌのデドラーバッグに清浄空気４Ｌ及び試験片を入れ、予備試験で求めたアセトアルデヒドガス量を注入後、密封した。密封後、暗箱に入れて光を遮断し、２４時間後のデドラーバッグ内のアセトアルデヒドガス濃度をガス検知管（ガステック社製）を用いて測定した。
（５）消臭試験２（紫外線照射あり）
５Ｌのデドラーバッグに清浄空気４Ｌ及び試験片を入れ、予備試験で求めたアセトアルデヒドガス量を注入後、密封した。密封後、紫外線を照射し、２４時間後のデドラーバッグ内のアセトアルデヒドガス濃度をガス検知管（ガステック社製）を用いて測定した。
（６）試験は、２回行い、平均値を表１とした。
上記試験結果より、本実施の形態に係る多孔質成形体に紫外線を照射することにより、高い消臭効果を発揮することが明らかになった。
【０００４】
細な空隙があり、この空隙に粉体状光触媒を保持させることができる。したがって、バインダ等の担持成分を用いないか、非常に少ない量で粉体状光触媒を担持させることができる。このため、各光触媒の表面がバインダ等で被覆されることがなくなり、高い光触媒作用を発揮させることができる。
［００１８］ また、セルロース繊維は、紫外線透過率が高いため、表面のみならず表面からある程度の深さの表層部まで光が到達する。このため、光がとどく範囲内で成形体の内部に担持させた光触媒の作用も引き出すことが可能となり、従来にない効果を発揮させることが可能となる。
［００１９］ 本願の請求の範囲３に記載した発明は、上記光触媒が、内面表層部の所定深さの範囲に密度勾配をもって担持されているものである。
［００２０］ セルロース繊維を主成分とするパルプモールド成形体の表面に、水等の液体キャリヤに粉体状の光触媒を分散させたものを浸透させると、毛細管現象によって粉体状光触媒が表層部のある程度の深さの部位まで運ばれる。また、粉体状光触媒は、表面側ほど多く担持されることになり、粉体状の光触媒を密度勾配をもって担持させることができる。
［００２１］ 上記製造方法によって、多くの光が照射される表面近傍により多くの光触媒を担持させることができるとともに、内部に担持させた光触媒にも光を照射することが可能となり、照射される光を効率よく利用することができる。
［００２２］ 本願の請求の範囲４に記載した発明は、上記空気流通穴を上記各凹凸の外方部に設けたものである。
［００２３］ 空気流通穴を上記凹凸の外方部、すなわち、内面側凹部の底部に設けることにより、空気を上記凹部の表層部近傍を流動して出入りさせることができる。このため、多くの空気に効率よく光触媒を作用させることができる。
［００２４］ 上記凹凸の形態は特に限定されることはなく、光の照射面積を増加させるものであれば種々の形態を採用できる。たとえば、請求の範囲５に記載した発明のように、上
細な空隙があり、この空隙に粉体状光触媒を保持させることができる。したがって、バインダ等の担持成分を用いないか、非常に少ない量で粉体状光触媒を担持させることができる。このため、各光触媒の表面がバインダ等で被覆されることがなくなり、高い光触媒作用を発揮させることができる。
［００１８］ また、セルロース繊維は、紫外線透過率が高いため、表面のみならず表面からある程度の深さの表層部まで光が到達する。このため、光がとどく範囲内で成形体の内部に担持させた光触媒の作用も引き出すことが可能となり、従来にない効果を発揮させることが可能となる。
［００１９］ 本願の請求の範囲３に記載した発明は、上記光触媒が、内面表層部の所定深さの範囲に密度勾配をもって担持されているものである。
［００２０］ セルロース繊維を主成分とするパルプモールド成形体の表面に、水等の液体キャリヤに粉体状の光触媒を分散させたものを浸透させると、毛細管現象によって粉体状光触媒が表層部のある程度の深さの部位まで運ばれる。また、粉体状光触媒は、表面側ほど多く担持されることになり、粉体状の光触媒を密度勾配をもって担持させることができる。
［００２１］ 上記製造方法によって、多くの光が照射される表面近傍により多くの光触媒を担持させることができるとともに、内部に担持させた光触媒にも光を照射することが可能となり、照射される光を効率よく利用することができる。
［００２２］ 本願の請求の範囲４に記載した発明は、上記空気流通穴を上記各凹凸の外方部に設けたものである。
［００２３］ 空気流通穴を上記凹凸の外方部、すなわち、内面側凹部の底部に設けることにより、空気を上記凹部の表層部近傍を流動して出入りさせることができる。このため、多くの空気に効率よく光触媒を作用させることができる。
［００２４］ 上記凹凸の形態は特に限定されることはなく、光の照射面積を増加させるものであれば種々の形態を採用できる。たとえば、請求の範囲５に記載した発明のように、上
【０００５】
記凹凸を、上記多孔質体の内面に半径方向外方に向けて窪む複数の凹部を配列して形成するとともに、上記空気流通穴を上記各凹部の底部に設けることができる。また、上記凹部の形態も限定されることはない。たとえば、請求の範囲６に記載した発明のように、上記凹部を、上記筒状本体の内面から外方へ窪む椀状ないしカップ状に形成することができる。
［００２５］ 本願の請求の範囲７に記載した発明は、上記筒状本体の周壁部を、上記凹凸を連続的に配列形成した板状材料を筒状に成形して構成したものである。すなわち、板状の材料にあらかじめ空気流通穴及び上記凹凸を形成しておき、この板状材料を折り曲げ、あるいは湾曲させて筒状に成形したものである。これにより、筒状本体を極めて容易に形成することができる。
［００２６］ 本願発明に係る空気浄化装置においては、空気を流動させる手段として種々のものを採用できる。たとえば、扇風機等で外部空間に空気の流動を生じさせ、この空気の流動を利用することができる。また、空気流通穴近傍に排出あるいは吸入ファンを設けて、空気を強制的に出入りさせることができる。
［００２７］ また、本願の請求の範囲８に記載した発明のように、上記光照射装置の発熱により、あるいは加熱装置によって、上記内部空間内の空気を上方へ流動させて上部の空気流通穴から排出するとともに、外部空気を上記周壁部ないし下部に設けた空気流通穴から上記筒状本体の内部空間へ取り入れるように構成することができる。
［００２８］ 上記光照射装置として種々の光源を採用することができるが、光触媒の触媒作用を高めるために、波長が３００ｎｍから４００ｎｍの紫外線を発生する光源を採用するのが望ましい。特に、可視光線をカットしたブラックライトを採用するのが好ましい。
［００２９］ 上記光照射装置の発熱を利用することにより、騒音が発生することもなく、本体内に空気を取り入れて光触媒を作用させることができる。しかも、本願発明においは、空気が周壁部等に設けた複数の空気流通穴から筒状空間に流入して上方に流動させられるため、ファンを利用しなくとも、大量の空気を処理することが可能となる。
［００３０］ 本願の請求の範囲９に記載した発明は、内側に凹凸を備える筒状本体に設けた複数の空気流通穴から周囲の空気を出入りさせ、内部に流入した上記空気を光触媒を担持させた上記凹凸の表層部近傍を流動させるとともに、上記筒状本体の内部空間に配置した光照射装置から
記凹凸を、上記多孔質体の内面に半径方向外方に向けて窪む複数の凹部を配列して形成するとともに、上記空気流通穴を上記各凹部の底部に設けることができる。また、上記凹部の形態も限定されることはない。たとえば、請求の範囲６に記載した発明のように、上記凹部を、上記筒状本体の内面から外方へ窪む椀状ないしカップ状に形成することができる。
［００２５］ 本願の請求の範囲７に記載した発明は、上記筒状本体の周壁部を、上記凹凸を連続的に配列形成した板状材料を筒状に成形して構成したものである。すなわち、板状の材料にあらかじめ空気流通穴及び上記凹凸を形成しておき、この板状材料を折り曲げ、あるいは湾曲させて筒状に成形したものである。これにより、筒状本体を極めて容易に形成することができる。
［００２６］ 本願発明に係る空気浄化装置においては、空気を流動させる手段として種々のものを採用できる。たとえば、扇風機等で外部空間に空気の流動を生じさせ、この空気の流動を利用することができる。また、空気流通穴近傍に排出あるいは吸入ファンを設けて、空気を強制的に出入りさせることができる。
［００２７］ また、本願の請求の範囲８に記載した発明のように、上記光照射装置の発熱により、あるいは加熱装置によって、上記内部空間内の空気を上方へ流動させて上部の空気流通穴から排出するとともに、外部空気を上記周壁部ないし下部に設けた空気流通穴から上記筒状本体の内部空間へ取り入れるように構成することができる。
［００２８］ 上記光照射装置として種々の光源を採用することができるが、光触媒の触媒作用を高めるために、波長が３００ｎｍから４００ｎｍの紫外線を発生する光源を採用するのが望ましい。特に、可視光線をカットしたブラックライトを採用するのが好ましい。
［００２９］ 上記光照射装置の発熱を利用することにより、騒音が発生することもなく、本体内に空気を取り入れて光触媒を作用させることができる。しかも、本願発明においは、空気が周壁部等に設けた複数の空気流通穴から筒状空間に流入して上方に流動させられるため、ファンを利用しなくとも、大量の空気を処理することが可能となる。
［００３０］ 本願の請求の範囲９に記載した発明は、内側に凹凸を備える筒状本体に設けた複数の空気流通穴から周囲の空気を出入りさせ、内部に流入した上記空気を光触媒を担持させた上記凹凸の表層部近傍を流動させるとともに、上記筒状本体の内部空間に配置した光照射装置から
【０００６】
上記凹凸の表層部に向けて上記光触媒を活性化させる光を照射して空気の浄化を行う空気浄化方法に関するものである。
［００３１］ 本願の請求の範囲１０に記載した発明は、上記筒状本体内の空気を上記光照射装置から発生する熱によって上方に流動させて上部の流通孔から排出するとともに、周壁部ないし下部に設けた空気流通穴から外部の空気を内部空間に流入させる空気浄化方法に関するものである。
［００３２］ 本願の請求の範囲１１に記載した発明は、繊維材料を主成分とする筒状多孔質成形体であって、内部空間を囲む壁部に複数の空気流通穴と複数の凹凸が形成されているとともに、上記壁部の内面表層部に粉体状光触媒を担持させた光触媒担持成形体に関するものである。
［００３３］ 本願発明に係る光触媒担持成形体においては、上記空気流通穴を介して内部空間に出入りする空気を、光触媒を担持させた表層部近傍で流動させ、光触媒を作用させることができる。
［００３４］ 上記凹凸を形成することにより、光が照射される面積を増大させることができる。また、光触媒を担持させる量も増加する。上記粉体状光触媒は、上記表層部の表面から所定深さの部位まで、密度勾配をもって担持させるのが好ましい。これにより、光を照射した場合、表面に存在する光触媒のみならず、内部に存在する光触媒まで光触媒作用を発揮させることが可能となる。
［００３５］ 上記繊維材料は特に限定されることはないが、親水性の表面特性を持つ繊維素材を利用するのが好ましい。光触媒は、水分の存在下で触媒作用を発揮するからである。たとえば、セルロース繊維、アクリル繊維等を採用できる。
［００３６］ 本願の請求項１２に記載した発明は、上記凹凸の外方部に上記空気流通穴を設けたものである。凹凸を設けることにより、光触媒を担持させる面積及び光を照射できる面積を増加させることができる。したがって、多量の光触媒にその触媒作用を発揮させることが可能となり、高い空気浄化効果を期待できる。
［００３７］ 本願の請求の範囲１３に記載した発明は、上記凹凸を、底部に上記空気流通穴を有する複数の凹部を配列することにより形成するとともに、これら凹部の内面表層部に粉体状光触媒を担持させたものである。
上記凹凸の表層部に向けて上記光触媒を活性化させる光を照射して空気の浄化を行う空気浄化方法に関するものである。
［００３１］ 本願の請求の範囲１０に記載した発明は、上記筒状本体内の空気を上記光照射装置から発生する熱によって上方に流動させて上部の流通孔から排出するとともに、周壁部ないし下部に設けた空気流通穴から外部の空気を内部空間に流入させる空気浄化方法に関するものである。
［００３２］ 本願の請求の範囲１１に記載した発明は、繊維材料を主成分とする筒状多孔質成形体であって、内部空間を囲む壁部に複数の空気流通穴と複数の凹凸が形成されているとともに、上記壁部の内面表層部に粉体状光触媒を担持させた光触媒担持成形体に関するものである。
［００３３］ 本願発明に係る光触媒担持成形体においては、上記空気流通穴を介して内部空間に出入りする空気を、光触媒を担持させた表層部近傍で流動させ、光触媒を作用させることができる。
［００３４］ 上記凹凸を形成することにより、光が照射される面積を増大させることができる。また、光触媒を担持させる量も増加する。上記粉体状光触媒は、上記表層部の表面から所定深さの部位まで、密度勾配をもって担持させるのが好ましい。これにより、光を照射した場合、表面に存在する光触媒のみならず、内部に存在する光触媒まで光触媒作用を発揮させることが可能となる。
［００３５］ 上記繊維材料は特に限定されることはないが、親水性の表面特性を持つ繊維素材を利用するのが好ましい。光触媒は、水分の存在下で触媒作用を発揮するからである。たとえば、セルロース繊維、アクリル繊維等を採用できる。
［００３６］ 本願の請求項１２に記載した発明は、上記凹凸の外方部に上記空気流通穴を設けたものである。凹凸を設けることにより、光触媒を担持させる面積及び光を照射できる面積を増加させることができる。したがって、多量の光触媒にその触媒作用を発揮させることが可能となり、高い空気浄化効果を期待できる。
［００３７］ 本願の請求の範囲１３に記載した発明は、上記凹凸を、底部に上記空気流通穴を有する複数の凹部を配列することにより形成するとともに、これら凹部の内面表層部に粉体状光触媒を担持させたものである。
【０００７】
［００３８］ 本願の請求の範囲１４に記載した発明は、上記多孔質成形体がセルロース繊維を主成分とするパルプモールド成形体であり、上記粉体状光触媒が上記成形体の表層部において、上記繊維材料の間隙ないし上記繊維表面の微細孔に担持されているものである。
［００３９］ 繊維材料の間隙に挟まれるようにして光触媒を担持することにより、バインダ等を使用必要がなくなるか、その量を非常に少なくすることが可能となる。このため、バインダ成分が光触媒の表面を覆うことがなくなり、触媒作用を充分に発揮させることができる。また、セルロース繊維表面には、多数の微細孔が存在し、粉体状光触媒を確実に担持させることができる。
［００４０］ また、繊維材料としてセルロース繊維採用すると、空気中の水分を引き付けて光触媒の触媒作用を充分に発揮させることができる。また、パルプモールド法により成形することにより、空孔率が大きく、しかも、強度の高い筒状成形体を形成することができる。
［００４１］ 光触媒として種々のものを採用できるが、本願の請求の範囲１５に記載した発明のように、二酸化チタンを主成分とする粉体状光触媒を採用できる。特に、アナターゼ型二酸化チタンを採用するのが好ましい。また、粉体の粒度は小さいほど表面積が大きくなって、高い光触媒反応を期待することができる。たとえば、粉体状光触媒の平均粒度が０．１μｍから０．０１μｍのものを採用するのが好ましい。
［００４２］ 本願の請求の範囲１６に記載した発明は、粉体状光触媒を多孔質成形体の表層部に担持させた光触媒担持成形体の製造方法であって、上記表層部に複数の凹凸を設けた多孔質成形体を成形する成形工程と、粉体状光触媒を所定濃度で分散させた液体キャリヤを、上記成形体の表面から毛細管現象を利用して浸透させることにより、上記粉体状光触媒を上記多孔質成形体の上記凹凸の表層部に担持させる光触媒担持工程と、上記液体キャリヤを気化させて、上記成形体の内部に上記粉体状光触媒を固定する乾燥工程とを含むものである。
［００４３］ 上記多孔質成形体を成形する手法は特に限定されることはない。たとえば、熱可塑性樹脂繊維で形成した織物や不織布を熱セットして成形体を形成することができる。また、紙漉きの手法で種々の繊維を所定の成形型内に集積させて成形体を形成す
［００３８］ 本願の請求の範囲１４に記載した発明は、上記多孔質成形体がセルロース繊維を主成分とするパルプモールド成形体であり、上記粉体状光触媒が上記成形体の表層部において、上記繊維材料の間隙ないし上記繊維表面の微細孔に担持されているものである。
［００３９］ 繊維材料の間隙に挟まれるようにして光触媒を担持することにより、バインダ等を使用必要がなくなるか、その量を非常に少なくすることが可能となる。このため、バインダ成分が光触媒の表面を覆うことがなくなり、触媒作用を充分に発揮させることができる。また、セルロース繊維表面には、多数の微細孔が存在し、粉体状光触媒を確実に担持させることができる。
［００４０］ また、繊維材料としてセルロース繊維採用すると、空気中の水分を引き付けて光触媒の触媒作用を充分に発揮させることができる。また、パルプモールド法により成形することにより、空孔率が大きく、しかも、強度の高い筒状成形体を形成することができる。
［００４１］ 光触媒として種々のものを採用できるが、本願の請求の範囲１５に記載した発明のように、二酸化チタンを主成分とする粉体状光触媒を採用できる。特に、アナターゼ型二酸化チタンを採用するのが好ましい。また、粉体の粒度は小さいほど表面積が大きくなって、高い光触媒反応を期待することができる。たとえば、粉体状光触媒の平均粒度が０．１μｍから０．０１μｍのものを採用するのが好ましい。
［００４２］ 本願の請求の範囲１６に記載した発明は、粉体状光触媒を多孔質成形体の表層部に担持させた光触媒担持成形体の製造方法であって、上記表層部に複数の凹凸を設けた多孔質成形体を成形する成形工程と、粉体状光触媒を所定濃度で分散させた液体キャリヤを、上記成形体の表面から毛細管現象を利用して浸透させることにより、上記粉体状光触媒を上記多孔質成形体の上記凹凸の表層部に担持させる光触媒担持工程と、上記液体キャリヤを気化させて、上記成形体の内部に上記粉体状光触媒を固定する乾燥工程とを含むものである。
［００４３］ 上記多孔質成形体を成形する手法は特に限定されることはない。たとえば、熱可塑性樹脂繊維で形成した織物や不織布を熱セットして成形体を形成することができる。また、紙漉きの手法で種々の繊維を所定の成形型内に集積させて成形体を形成す
【０００２】
［０００７］ 上記先行文献１に記載されている空気清浄器では、筒状反応容器内において、空気は上記筒状容器の軸方向にしか流動しない。このため、光触媒を担持させた内面近傍を通過する空気は、筒状反応容器内を流動する空気の一部にすぎない。しかも、上記光触媒は、円筒内面に担持されているだけであるため、空気に作用させる光触媒の量も限られている。したがって、充分な空気清浄効果を期待することはできない。
［０００８］ また、ファンによって空気を流動させるように構成しているが、光触媒担持面の面積が少ないため、流速が速いと光触媒の近傍に滞在する時間も少なくなり、空気清浄効果を充分に発揮させることは困難である。また、ファンを設けると、騒音等が生じる恐れもある。
［０００９］ 上記先行文献２に記載されているような抗菌紙においては、バインダを用いることなく、二酸化チタン粒子を確実に担持させることができる。ところが、紙漉き工程において紙漉き水槽中に二酸化チタン粒子を投入して、繊維材料とともに二酸化チタンを成形体内に担持させる手法をとっているため、多量の二酸化チタンを必要とする。
［００１０］ 一方、光触媒作用を発揮するのは、光がとどく範囲に限られる。また、表面に最も多くの光が照射される。ところが、先行文献２に記載されている発明では、二酸化チタンを深さ方向に均一に担持させているため、光触媒作用を発揮するのは、担持させた二酸化チタンのうち表面部分に担持されたものに限られ、担持させたほとんどのチタン粒子は、光触媒反応を発揮することはできない。したがって、担持させた光触媒の量に比べて効率は悪くなる。
【発明の開示】
［００１１］ 本願発明は、非常に簡単な構成で、担持した光触媒の触媒作用を最大限に発揮させることができる空気浄化装置及び光触媒担持成形体を提供するものである。
［００１２］ 本願の請求の範囲１に記載した発明に係る空気浄化装置は、内部空間を囲む壁部に複数の空気流通穴を設けた筒状本体と、上記内部空間に配置され、上記壁部の内面に向けて光を照射する光照射装置とを備え、光が照射される上記壁部の内側を多孔質成形体で形成するとともに、この多孔質成形体の内面に上記光照射装置からの光を受光できる複数の凹凸を形成し、上記多孔質成形体の内面表層部に上記光によって光触媒反応を生じる粉体状光触媒を担持させ、上記空気流通穴を介して流通する空気が光触媒を担持させた上記凹凸近傍を通過するように構成したことを特徴とするものである。
［０００７］ 上記先行文献１に記載されている空気清浄器では、筒状反応容器内において、空気は上記筒状容器の軸方向にしか流動しない。このため、光触媒を担持させた内面近傍を通過する空気は、筒状反応容器内を流動する空気の一部にすぎない。しかも、上記光触媒は、円筒内面に担持されているだけであるため、空気に作用させる光触媒の量も限られている。したがって、充分な空気清浄効果を期待することはできない。
［０００８］ また、ファンによって空気を流動させるように構成しているが、光触媒担持面の面積が少ないため、流速が速いと光触媒の近傍に滞在する時間も少なくなり、空気清浄効果を充分に発揮させることは困難である。また、ファンを設けると、騒音等が生じる恐れもある。
［０００９］ 上記先行文献２に記載されているような抗菌紙においては、バインダを用いることなく、二酸化チタン粒子を確実に担持させることができる。ところが、紙漉き工程において紙漉き水槽中に二酸化チタン粒子を投入して、繊維材料とともに二酸化チタンを成形体内に担持させる手法をとっているため、多量の二酸化チタンを必要とする。
［００１０］ 一方、光触媒作用を発揮するのは、光がとどく範囲に限られる。また、表面に最も多くの光が照射される。ところが、先行文献２に記載されている発明では、二酸化チタンを深さ方向に均一に担持させているため、光触媒作用を発揮するのは、担持させた二酸化チタンのうち表面部分に担持されたものに限られ、担持させたほとんどのチタン粒子は、光触媒反応を発揮することはできない。したがって、担持させた光触媒の量に比べて効率は悪くなる。
【発明の開示】
［００１１］ 本願発明は、非常に簡単な構成で、担持した光触媒の触媒作用を最大限に発揮させることができる空気浄化装置及び光触媒担持成形体を提供するものである。
［００１２］ 本願の請求の範囲１に記載した発明に係る空気浄化装置は、内部空間を囲む壁部に複数の空気流通穴を設けた筒状本体と、上記内部空間に配置され、上記壁部の内面に向けて光を照射する光照射装置とを備え、光が照射される上記壁部の内側を多孔質成形体で形成するとともに、この多孔質成形体の内面に上記光照射装置からの光を受光できる複数の凹凸を形成し、上記多孔質成形体の内面表層部に上記光によって光触媒反応を生じる粉体状光触媒を担持させ、上記空気流通穴を介して流通する空気が光触媒を担持させた上記凹凸近傍を通過するように構成したことを特徴とするものである。
【０００３】
［００１３］ 本願発明においては、浄化対象である空気は、筒状本体の壁部に設けた複数の空気流通穴から内部空間に出入りする。上記空気流通穴を設ける部位は、内部空間を囲む壁部であればよく、周壁部、上壁部及び下壁部のいずれの部位にも設けることができる。なお、上記空気流通穴は、少なくとも周壁部ないし上壁部に設けるのが好ましい。上記空気流通穴を壁部に設けることにより、外部空気が容易に出入りすることができる。上記空気の出入りは、室内の空気流動を利用してもよい。また、ファン等を用いて強制的に出入りさせることもできる。
［００１４］ また、上記空気流通穴は、上記筒状本体の壁部に形成されているため、流通する空気の大部分は、光触媒を担持させた上記多孔質成形体の内面表層部の近傍を通過することになる。一方、上記空気浄化装置においては、上記内面表層部に光が照射されるように構成されている。したがって、空気を上記表層部近傍を流動させて光触媒を効率的に作用させることができる。
［００１５］ 上記筒状本体の形態は特に限定されることはなく、円筒状や多角形筒状の形態を採用できる。特に、筒状の形態を採用し、その中心軸に沿って棒状の光照射装置を設けることにより、近接した距離から上記筒状本体の内面全体に強い光を照射することができる。また、一つの光源から広い面積に光を照射できるため、空気浄化効率を高めることができるとともに、装置の小型化を図ることができる。上記空気流通穴の形態や数も特に限定されることはない。上記筒状本体の形態や大きさ等に応じて、光触媒の作用を最大限に発揮させることのできる空気の流れが生じる空気流通穴の形態を採用すればよい。
［００１６］ 上記光触媒を担持させた多孔質成形体は、光を照射する部分にのみ設ければ足りる。したがって、外側を金属等の強度の高い材料で形成するとともに、内面に上記多孔質成形体を配置して構成することもできるし、多孔質成形体のみで上記筒状本体の全体を構成することもできる。また、光が照射される内面に上記凹凸を設けることにより光を照射できる面積を増加させることができるとともに、より多くの光触媒を担持させることができる。しかも、上記空気流通穴を介して流通する空気が、光触媒を担持させた凹凸近傍を通過するため、効率よく光触媒を作用させることができる。
［００１７］ 請求の範囲２に記載した発明のように、上記多孔質成形体を、セルロース繊維を主成分とする材料をパルプモールドによって成形することができる。セルロース繊維からなる成形体は、空隙率が高く粉体状の光触媒を各繊維間の空隙に保持させることができる。また、パルプ等の自然材料から製造されるセルロース繊維の表面には微
［００１３］ 本願発明においては、浄化対象である空気は、筒状本体の壁部に設けた複数の空気流通穴から内部空間に出入りする。上記空気流通穴を設ける部位は、内部空間を囲む壁部であればよく、周壁部、上壁部及び下壁部のいずれの部位にも設けることができる。なお、上記空気流通穴は、少なくとも周壁部ないし上壁部に設けるのが好ましい。上記空気流通穴を壁部に設けることにより、外部空気が容易に出入りすることができる。上記空気の出入りは、室内の空気流動を利用してもよい。また、ファン等を用いて強制的に出入りさせることもできる。
［００１４］ また、上記空気流通穴は、上記筒状本体の壁部に形成されているため、流通する空気の大部分は、光触媒を担持させた上記多孔質成形体の内面表層部の近傍を通過することになる。一方、上記空気浄化装置においては、上記内面表層部に光が照射されるように構成されている。したがって、空気を上記表層部近傍を流動させて光触媒を効率的に作用させることができる。
［００１５］ 上記筒状本体の形態は特に限定されることはなく、円筒状や多角形筒状の形態を採用できる。特に、筒状の形態を採用し、その中心軸に沿って棒状の光照射装置を設けることにより、近接した距離から上記筒状本体の内面全体に強い光を照射することができる。また、一つの光源から広い面積に光を照射できるため、空気浄化効率を高めることができるとともに、装置の小型化を図ることができる。上記空気流通穴の形態や数も特に限定されることはない。上記筒状本体の形態や大きさ等に応じて、光触媒の作用を最大限に発揮させることのできる空気の流れが生じる空気流通穴の形態を採用すればよい。
［００１６］ 上記光触媒を担持させた多孔質成形体は、光を照射する部分にのみ設ければ足りる。したがって、外側を金属等の強度の高い材料で形成するとともに、内面に上記多孔質成形体を配置して構成することもできるし、多孔質成形体のみで上記筒状本体の全体を構成することもできる。また、光が照射される内面に上記凹凸を設けることにより光を照射できる面積を増加させることができるとともに、より多くの光触媒を担持させることができる。しかも、上記空気流通穴を介して流通する空気が、光触媒を担持させた凹凸近傍を通過するため、効率よく光触媒を作用させることができる。
［００１７］ 請求の範囲２に記載した発明のように、上記多孔質成形体を、セルロース繊維を主成分とする材料をパルプモールドによって成形することができる。セルロース繊維からなる成形体は、空隙率が高く粉体状の光触媒を各繊維間の空隙に保持させることができる。また、パルプ等の自然材料から製造されるセルロース繊維の表面には微
Claims (17)
- 内部空間を囲む壁部に複数の空気流通穴を設けた筒状本体と、
上記内部空間に配置され、上記壁部の内面に向けて光を照射する光照射装置とを備え、
光が照射される上記壁部の内側を多孔質成形体で形成するとともに、上記多孔質成形体の内面表層部に、上記光によって光触媒反応を生じる粉体状光触媒を担持させたことを特徴とする、空気浄化装置。 - 上記多孔質成形体は、セルロース繊維を主成分とする材料をパルプモールドによって成形して構成されている、請求の範囲１に記載の空気浄化装置。
- 上記粉体状光触媒が、内面表層部の所定深さの範囲に密度勾配をもって担持されている請求の範囲１に記載の空気浄化装置。
- 上記多孔質成形体の内側に、上記光照射装置からの光を受光できる複数の凹凸を形成するとともに、上記空気流通穴を上記各凹凸の外方部に設けた、請求の範囲１に記載の空気浄化装置。
- 上記凹凸は、上記多孔質体の内面に外方に向けて窪む複数の凹部を配列して形成されているとともに、上記空気流通穴を上記各凹部の底部に設けた、請求の範囲４に記載の空気浄化装置。
- 上記凹部は、上記筒状本体の内面から外方へ窪む椀状ないしカップ状に形成されている、請求の範囲５に記載の空気浄化装置。
- 上記筒状本体の周壁部を、上記凹凸を連続的に配列形成した板状材料を筒状に成形して構成した、請求の範囲４に記載の空気浄化装置。
- 上記光照射装置の発熱により、あるいは加熱装置によって、上記内部空間内の空気を上方へ流動させて上部の空気流通穴から排出するとともに、外部空気を上記周壁部ないし下部に設けた空気流通穴から上記筒状本体の内部空間へ取り入れるように構成した、請求の範囲１に記載の空気浄化装置。
- 筒状本体に設けた複数の空気流通穴から周囲の空気を出入りさせ、
内部に流入した上記空気を光触媒を担持させた内面表層部近傍を流動させるとともに、上記筒状本体の内部空間に配置した光照射装置から上記内面表層部に向けて上記光触媒を活性化させる光を照射して空気の浄化を行う、空気浄化方法。 - 上記筒状本体内の空気を上記光照射装置から発生する熱によって上方に流動させて上部に設けた空気流通穴から排出するとともに、周壁部ないし下部に設けた空気流通穴から外部の空気を内部空間に流入させる、請求の範囲９に記載の空気浄化方法。
- 繊維材料を主成分とする筒状多孔質成形体であって、
内部空間を囲む壁部に複数の空気流通穴が形成されているとともに、上記壁部の内面表層部に粉体状光触媒を担持させた、光触媒担持成形体。 - 上記壁部の内面に凹凸を形成するとともに、凹凸の外方部に上記空気流通穴を設けた、請求の範囲１１に記載の光触媒担持成形体。
- 上記凹凸は、底部に上記空気流通穴を有する複数の凹部を配列して形成されているとともに、これら凹部の内面表層部に粉体状光触媒を担持させた、請求の範囲１２のいずれかに記載の光触媒担持成形体。
- 上記多孔質成形体がセルロース繊維を主成分とするパルプモールド成形体であり、上記粉体状光触媒が上記成形体の表層部において、上記繊維材料の間隙ないし上記繊維表面の微細孔に担持されている、請求の範囲１１に記載の光触媒担持成形体。
- 上記粉体状光触媒が酸化チタンを主成分とする、請求の範囲１４に記載の光触媒担持成形体。
- 粉体状光触媒を多孔質成形体の表層部に担持させた光触媒担持成形体の製造方法であって、
上記多孔質成形体を成形する成形工程と、
粉体状光触媒を所定濃度で分散させた液体キャリヤを、上記成形体の表面から毛細管現象を利用して浸透させることにより、上記粉体状光触媒を上記多孔質成形体の表層部に担持させる光触媒担持工程と、
上記液体キャリヤを気化させて、上記成形体の内部に上記粉体状光触媒を固定する乾燥工程とを含む、光触媒担持成形体の製造方法。 - 上記粉体状光触媒を分散させた液体キャリヤを、上記多孔質成形体の表面に噴霧することにより、上記粉体状光触媒を上記多孔質成形体の表層部に担持させる、請求の範囲１６に記載の光触媒担持成形体の製造方法。
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