(57)【要約】脱臭能力及びフィルター再生能力に優れ、好ましくは小型化が可能な脱臭デバイスを提供する。複数の単フィルター素体、紫外線を照射する複数の光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、前記単フィルター素体は、気孔性の基材と前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、前記複数の単フィルター素体と前記複数の光源とは、前記支持体で一体化されてモジュール構造を形成し、前記単フィルター素体は、前記光源の長手方向に対して該単フィルター素体の長手方向軸がほぼ直交しかつ仰角（θ）を保ってほぼ平行に配置されており、前記仰角（θ）は、０°を超え４５°未満である、脱臭デバイスを提供する。
2010109796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単フィルター素体、紫外線を照射する複数の光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、
前記単フィルター素体は、気孔性の基材と、前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、
前記複数の単フィルター素体と前記複数の光源とは、前記支持体で一体化されてモジュール構造を形成し、
前記単フィルター素体は、前記光源の長手方向に対して該単フィルター素体の長手方向軸がほぼ直交し、かつ、仰角（θ）を保ってほぼ平行に配置されており、
前記仰角（θ）は、０°を超え４５°未満である、脱臭デバイス。
【請求項２】
前記複数の光源は、前記複数の単フィルター素体の短手方向のほぼ中心を貫通するか、または、前記複数の単フィルター素体で挟まれるように配置されている、請求項１記載の脱臭デバイス。
【請求項３】
前記単フィルター素体は、前記仰角（θ）を保って逆Ｖ字に配置されている、請求項２記載の脱臭デバイス。
【請求項４】
前記単フィルター素体の間隔は、２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ））である、請求項２または３に記載の脱臭デバイス。
【請求項５】
前記光源は、前記単フィルター素体を挟み込むように配置されており、
前記光源と前記単フィルター素体との距離は、１５ｍｍ未満であリ、
前記光源の間隔は、１２０ｍｍ以下であり、
前記単フィルター素体の間隔は、２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ）、θ：単フィルター素体の仰角（°））である、請求項１記載の脱臭デバイス。
【請求項６】
前記単フィルター素体の間隔は、１／２ａｓｉｎθ以上２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ）、θ：単フィルター素体の仰角（°））である、請求項１から５のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項７】
前記仰角（θ）は、０°を超え１０°以下である、請求項１から６のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項８】
前記単フィルター素体の短辺の長さ（ａ）と長辺の長さ（ｂ）との比（両辺比＝ｂ／ａ）は、２以上である、請求項１から７のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項９】
前記基材は、ガラス繊維布帛である、請求項１から８のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項１０】
ハニカム構造体フィルター、紫外線を照射する光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、
前記ハニカム構造体フィルターは、ハニカム構造の基材と、前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、
前記脱臭デバイスは、前記単フィルター素体と前記光源とが前記支持体で一体化されたモジュール構造であり、
前記フィルターは、該フィルターのセルの長手方向軸と前記光源の長手方向に直交する軸とのなす角（θ’）が０°を超え４５°未満を保持して配置されている、脱臭デバイス。
【請求項１１】
前記光触媒がフッ素を含む酸化チタンであって、
前記酸化チタンにおいて、フッ素の含有量は、酸化チタン量に対して２．５重量％〜３．５重量％の範囲であり、かつ、ナトリウムの含有量をＡ重量％とし、フッ素の含有量をＢ重量％としたとき、その比Ａ／Ｂが０．０１以下である、請求項１から１０の脱臭デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱臭デバイスに関する。より具体的には、本発明は、ゼオライト吸着剤と光触媒と通気性を有する基材からなる空質浄化フィルター及びそのフィルターを用いた空質浄化装置にかかわる技術であり、特にアセトアルデヒド、酢酸、アンモニア、硫化水素などの悪臭成分の分解除去や、脱臭を行うフィルター等のデバイス、及び電力により作動する装置に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
大気中に含まれる悪臭や人体に有毒な気体成分を浄化する空質浄化方法として、大別すると２つの方法が検討されてきた。一つは、悪臭や有毒ガスの混ざった空気（気体）を、活性炭やゼオライトなどの吸着剤に送風機などで送り込み、悪臭や有毒ガスのみを吸着剤に濃縮、貯蔵して、空気を浄化する方法であり、もう一つは、悪臭や有毒ガスを触媒や、ヒーター、プラズマなどで分解し、無臭、無毒のガスに変えて空気に戻す方法である。【０００３】
従来、家庭で使われる空気清浄機や脱臭機等の空質浄化装置は、活性炭などの吸着剤が担持されたフィルターを用いて臭気を濃縮、貯蔵して脱臭する方法がとられていた（特許文献１、２及び３）。この方法の場合、空質を浄化する時間に伴い、吸着剤に臭気が溜まり、吸着剤の脱臭能が低下する。このため、脱臭能を復帰、維持させるには吸着剤フィルターを交換するか、再生する必要があった。また、この従来の吸着剤を用いた方式では、吸着脱離平衡が存在するため、臭気を低濃度にまで低減させることが困難であった。フィルターを再生する方法としては、吸着した臭気物を光触媒で分解する方法が提案されており、低濃度まで脱臭する方法としては、光触媒で分解脱臭する方法が提案されている。しかしながら、従来の光触媒では、分解能力が低く、一定時間内に完全にフィルターを再生させることや、吸着に優る分解脱臭を行うことができなかった。【０００４】
上記点から、フィルターを再生でき、低濃度まで分解脱臭できる高活性な光触媒材料が望まれていた。酸化チタン光触媒は、殺菌や防汚等の目的で、様々な場面で実用化されており、近年、その用途は、屋外用途に限らず、屋内の殺菌や脱臭等にも応用されつつある。そのため、高活性な酸化チタンが開発されつつあるが、フィルターを再生させることや、臭気を瞬時に分解する程度までは困難であった。【０００５】
一方、光触媒を用いた脱臭・浄化装置においては、脱臭剤（ゼオライト）を繰り返し再生使用できかつ高速に臭気を分解脱臭できる脱臭デバイス（モジュール）の開発が行われているが、光触媒の性能の低さから大面積、大体積のデバイスにならざるを得なかった。なぜなら、吸着剤（ゼオライト）と光触媒とを混合させたフィルター素体で高速に脱臭するための一定面積（量）以上の容量を収納する構造と、また、臭気物分解及びフィルター再生に十分な光源を配置する構造が必要であったためである。また、フィルターとして、圧損の小さいデバイス構造が必要であった。【０００６】
光触媒を用いた脱臭、空質浄化デバイスでは、デバイスモジュールの体積が大きくなり過ぎ設置が不便である為、デバイスの小型化が必須であるとされている。このような点から、例えば、反応板をブラインド形式に配列する触媒モジュール（特許文献４）や、通風方向に対して複数の板状脱臭体を平行に配置された脱臭装置（特許文献５）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−２１８６３５号公報
【特許文献２】特開２００２−１３６８１１号公報
【特許文献３】特開平１１−３１９５７０号公報
【特許文献４】特許第２７７７６２３号公報
【特許文献５】特開平１０−２８６４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の脱臭装置では分解能力及び再生能力のいずれも十分であるとはいえず、脱臭能力及びフィルター再生能力がさらに優れる小型のデバイス構造体の提案が望まれている。そこで、本発明は、上記の問題点に鑑み、脱臭能力及びフィルター再生能力に優れ、好ましくは小型化が可能な脱臭デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数の単フィルター素体、紫外線を照射する複数の光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、前記単フィルター素体は気孔性の基材と前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、前記複数の単フィルター素体と前記複数の光源とは前記支持体で一体化されてモジュール構造を形成し、前記単フィルター素体は前記光源の長手方向に対して該単フィルター素体の長手方向軸がほぼ直交しかつ仰角（θ）を保ってほぼ平行に配置されており、前記仰角（θ）は０°を超え４５°未満である、脱臭デバイスに関する。【００１０】
また、本発明は、その他の態様として、ハニカム構造体フィルター、紫外線を照射する光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、前記ハニカム構造体フィルターはハニカム構造の基材と前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、前記脱臭デバイスは前記単フィルター素体と前記光源とが前記支持体で一体化されたモジュール構造であり、前記フィルターは該フィルターのセルの長手方向軸と前記光源の長手方向に直交する軸とのなす角（θ’）が０°を超え４５°未満を保持して配置されている、脱臭デバイスに関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の脱臭デバイスによれば、脱臭能力及びフィルター再生能力を向上させることができる。また、本発明の脱臭デバイスによれば、好ましくは、向上された脱臭能力及びフィルター再生能力を維持しつつ、デバイスサイズを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、代表的な空質浄化装置の模式図である。
【図２】図２は、本発明の脱臭デバイスに用いる単フィルター素体の一例の模式図である。
【図３】図３Ａ及びＢは、本発明の脱臭デバイスの一例の模式図である。
【図４】図４Ａ及びＢは、本発明の脱臭デバイスのその他の例の模式図である。
【図５】図５Ａ及びＢは、本発明の脱臭デバイスのさらにその他の例の模式図である。
【図６】図６Ａ及びＢは、本発明の脱臭デバイスのさらにその他の例の模式図である。
【図７】図７Ａ及びＢは、本発明の脱臭デバイスのさらにその他の例の模式図である。
【図８】図８は、比較例Ａのプリーツ型フィルターモジュールの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［脱臭能力］
本明細書において「脱臭」とは、気相中の臭気成分や有機物等を吸着及び／または分解することをいう。好適には気相中の臭気成分や有機物の濃度を低減させることをいい、より好適には、吸着剤の吸着作用によって気相中の臭気成分や有機物等を吸着し、酸化チタン光触媒に紫外光を照射して臭気成分等を分解して、臭気成分や有機物の濃度を低減させることをいう。臭気成分としては、例えば、アセトアルデヒド、酢酸、アンモニア、硫黄化合物ガス（硫化水素、メチルメルカプタン等）等が挙げられ、中でも本発明の脱臭デバイスはアセトアルデヒドの脱臭に適している。本明細書において「脱臭能力」とは、単位時間あたりの上記臭気成分を吸着及び／または分解する能力のことをいい、例えば、アルデヒドの脱臭速度等により評価できる。脱臭速度は、例えば、実施例に記載の方法により算出できる。
【００１４】
［フィルター再生能力］
本明細書において「フィルター再生能力」とは、紫外線の照射によりフィルターの脱臭能力が回復する能力をいう。フィルター再生能力は、例えば、社団法人日本電機工業会規格（ＪＥＭ１４６７）や、実施例に記載の方法により評価することができる。実施例に基き、１．０ｍＷ／ｃｍ２の紫外線をフィルターに２時間照射し、その前後の脱臭速度の変化に基き算出した回復率が９４％以上であれば、十分なフィルター再生能力を有するということができる。また、回復率が９５％以上であれば優れたフィルター再生能力を有するということができ、９８％以上であれば極めて優れたフィルター再生能力を有するということができる。さらに、回復率が９５％以上のフィルターを備えた脱臭デバイスであれば、例えば、フィルターを１０年程度交換する必要がなく、メンテナンスフリーで経済的な脱臭デバイスを提供できるという効果を奏しうる。
【００１５】
本発明は、単フィルター素体を、光源の長手方向に対して単フィルター素体の長手方向軸がほぼ直交し、かつ、０°を超え４５°未満の仰角、好ましくは０°を超え１０°以下の仰角を保ってほぼ平行に配置すれば、脱臭能力及びフィルター再生能力に優れる脱臭デバイスを提供できるという知見に基づく。
【００１６】
近年、空気清浄機や脱臭機などの空質浄化装置において、フィルターの手入れが不要なメンテナンスフリーな空質浄化装置や、従来の活性炭を用いた吸着方式と比べて低濃度まで臭気成分を低減できる空質浄化装置が望まれている。より具体的には、フィルターの耐久年数が１０年程度である脱臭デバイス、すなわち、社団法人日本電機工業会規格（ＪＥＭ１４６７）に基き算出した場合、１０年程度使用してもフィルターの脱臭速度の劣化が十分に抑制され、一日２時間程度の光照射で吸着剤が再生できる自己フィルター再生可能であり、かつ、強力に脱臭可能な脱臭デバイスが望まれている。また、サイズがコンパクトなデバイス、例えば、脱臭デバイスの容量が１０Ｌ以下の持ち運び可能なデバイスが要望されている。
【００１７】
すなわち、本発明は、複数の単フィルター素体、紫外線を照射する複数の光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、前記単フィルター素体は気孔性の基材と前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、前記複数の単フィルター素体と前記複数の光源とは前記支持体で一体化されてモジュール構造を形成し、前記単フィルター素体は前記光源の長手方向に対して該単フィルター素体の長手方向軸がほぼ直交しかつ仰角（θ）を保ってほぼ平行に配置されており、前記仰角（θ）は０°を超え４５°未満である脱臭デバイスに関する。また、本発明の脱臭デバイスの好ましい態様において、前記複数の光源が、前記複数の単フィルター素体の短手方向のほぼ中心を貫通するか、または、前記複数の単フィルター素体で挟まれるように配置されていることが好ましい。
【００１８】
本発明の脱臭デバイスの好ましい態様として、前記複数の光源は、前記複数の単フィルター素体を挟み込むように配置されており、前記光源と前記単フィルター素体との距離は１５ｍｍ未満であリ、前記光源の間隔は１２０ｍｍ以下であり、前記単フィルター素体の間隔は２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ）、θ：単フィルター素体の仰角（°））である。
【００１９】
本発明は、その他の態様として、ハニカム構造体フィルター、紫外線を照射する光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、前記ハニカム構造体フィルターはハニカム構造の基材と前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、前記脱臭デバイスは前記単フィルター素体と前記光源とが前記支持体で一体化されたモジュール構造であり、前記フィルターは該フィルターのセルの長手方向軸と前記光源の長手方向に直交する軸とのなす角（θ’）が０°を超え４５°未満を保持して配置されている脱臭デバイスに関する。
【００２０】
本発明の脱臭デバイスによれば、脱臭能力及びフィルター再生能力を向上させることができる。特に、上記好ましい態様の脱臭デバイス及びその他の態様の脱臭デバイスによれば、例えば、デバイスサイズ（容量）が１０Ｌ以下、光源（ＵＶランプ）消費電力が４０Ｗ、アルデヒド濃度１ｐｐｍの場合の脱臭速度が８５％／ｈ以上、かつ、フィルター回復率が９４％以上、好ましくは９５％以上である脱臭デバイスを実現できる。この脱臭デバイスであれば、容易に持ち運びできる程度に小型であり、１０年程度フィルターを手入れ（交換）することなく脱臭速度の劣化が抑制されたメンテナンスフリーかつ強力脱臭が可能な空気清浄機や脱臭機などの空質浄化装置を提供できるという効果を奏しうる。また、従来の活性炭吸着方式の空質浄化装置と比較して臭気成分を低濃度にまで脱臭できる空質浄化装置を提供できるという効果を奏しうる。なお、本明細書において「デバイスサイズ」とは、光源、光触媒を備えるフィルター及びこれらを支持する支持体を含むデバイスの大きさであり、好ましくは光源、光触媒を備えるフィルター及びこれらを支持する支持体からなるデバイスの容量、すなわち、ファン等を含まないデバイスの容量のことをいう。
【００２１】
本明細書において「仰角（θ）」とは、単フィルター素体が光源の長手方向軸に直交する面に対して傾斜した角（°）であり、より具体的には、光源の長手方向軸に直交する面と、単フィルター素体の主面とのなす角（°）を意味する。本発明の脱臭デバイスにおいて、仰角は０°を超え４５°未満であり、脱臭能力の点からは、０°を超え３０°未満が好ましく、より好ましくは０°を超え１０°未満であり、フィルター再生能力の点からは、３°以上３０°未満が好ましく、より好ましくは３°以上１０°未満である。
【００２２】
本明細書において「仰角（θ）を保ってほぼ平行に配置」とは、各単フィルター素体の光源側の端面がほぼ同一面に位置する状態で各単フィルター素体が仰角を保って配置されていることをいう、好ましくは前記端面が光源の長手方向軸と平行する面上に位置する状態で各単フィルター素体が仰角を保って配置されていることであり、脱臭能力及びフィルター再生能力の点からは、隣接する単フィルター素体の主面同士が平行かつ仰角を保った状態で、前記端面が光源の長手方向軸と平行する面上に位置するように配置されていることがより好ましい。
【００２３】
本明細書において「単フィルター素体」とは、気孔性の基材と、基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含むフィルターであって、好ましくはフィルターシートから所定の大きさに切り出したものをいう。
【００２４】
本明細書において「複数の単フィルター素体と複数の光源とが支持体で一体化されてモジュール構造を形成」とは、複数の単フィルター素体と複数の光源とが支持体によって支持されて一つのモジュール構造を形成することをいう。支持体としては、例えば、複数の単フィルター素体及び複数の光源を少なくとも支持可能な筐体が好ましい。支持体（筐体）の材質としては、アルミ、ステンレスなどの金属材料や、樹脂等が挙げられる。また、樹脂の場合、ＵＶによる劣化を抑制するように、アルミ薄等で保護しても良い。
【００２５】
本明細書において「光触媒」とは、紫外線等の光を照射することによって、触媒活性を示す物質をいい、具体的には、光を照射することによって、種々の有機物質や無機物質の分解除去や殺菌等を行うことができ、例えば、アセトアルデヒドやメルカプタン類等の悪臭成分の分解除去、菌類や藻類の殺菌除去、窒素酸化物の酸化分解除去及びガラスの超親水性化による防汚ができる材料、または部材である。また、本発明での光触媒活性とは、気体状もしくは液体状の有機物と光触媒が共存する状態で、４００ｎｍ以下の紫外線を照射して、有機物が酸化された結果発生する二酸化炭素の生成速度をいう。
【００２６】
本発明では、アセトアルデヒドを酸化分解して発生する二酸化炭素の生成速度をもって、光触媒活性の優劣を述べる。そのときの反応式（１）は以下に示される。
【００２７】
反応式（１）
ＣＨ３ＣＨＯ＋０．５Ｏ２  →  ＣＨ３ＣＯＯＨ＋２Ｏ２  →  ２ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
【００２８】
光触媒材料としては、酸化チタン（アナタース型）が、物質の安定性、供給の容易性の観点から、優れた光触媒材料として一般に用いられる。酸化チタン自身を修飾したり、結晶性を上げたり、比表面積を上げることで活性度を向上させることができる。本発明では、例えば、特に活性の高い光触媒をデバイスに用いてデバイス設計を行うことが好ましく、光触媒性能として５μｍｏｌ／ｃｍ２・ｈ程度以上のアセトアルデヒド分解能力をもつものを用いることがより好ましい。
【００２９】
光触媒としては、例えば、酸化チタンが使用でき、光触媒活性及び脱臭能力の点から、フッ素を含む酸化チタンが好ましい。酸化チタンとしては、例えば、アナタース型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタンが挙げられる。この中で、高い光触媒活性を有することから、アナタース型酸化チタンが好ましい。本明細書において「アナタース型酸化チタン」とは、粉末Ｘ線回折スペクトル測定において（使用電極：銅電極）、回折角度２θ＝２５．５°付近に回折ピークが現れる酸化チタンのことをいう。また、フッ素を含む酸化チタンにおいて、フッ素の含有量は、酸化チタン量に対して２．５〜３．５重量％の範囲であることが好ましく、より好ましくは２．７〜３．３重量％である。また、フッ素を含む酸化チタンは、ナトリウムの含有量をＡ重量％とし、フッ素の含有量をＢ重量％としたとき、その比Ａ／Ｂが０．０１以下であることが好ましく、より好ましくは０．００５以下、さらに好ましくは０．００１以下である。フッ素を含む酸化チタンとしては、例えば、国際公開第２００８／１３２８２４号公報に記載された酸化チタン光触媒を使用できる。なお、フッ素の含有量、ナトリウムの含有量は、例えば、国際公開第２００８／１３２８２４号公報に記載された方法に基き測定できる。
【００３０】
ゼオライトは、基本的にシリカとアルミナが酸素を介して結合しているものであり、その代表的な結晶型はＡ型、Ｘ型、ベータ型、フェリライト型、モルデナイト型、Ｌ型、Ｙ型などがある。それぞれシリカアルミナ比や焼成温度を変えることにより、細孔径や形状の異なる多種多様のゼオライトを合成することが可能である。またメーカーによっては、混合物として供給している。ゼオライトの粒径は、通常、１〜２０μｍの範囲であり、細孔径は、通常、１〜１０Åの範囲である。
【００３１】
ゼオライトの一例を下記表１に示す。
【００３２】
【表１】
2010109796.tif 000003
【００３３】
ゼオライトの役割は、臭気成分を分解活性な酸化チタンにできるだけ近づけ、臭気を濃縮する役割がある。従って、吸着剤自身は、臭気を最も吸着できる材料が選択される。特に、臭気の中でも、従来の活性炭では吸着能力の乏しい、また、臭気中もっともいろいろな悪臭成分に含まれる成分でもあるアセトアルデヒドを良好に吸着できる吸着剤が選定される。ゼオライトは基本的にはアセトアルデヒドの吸着力が高いハイシリカアルミナで、細孔径が５Å程度の結晶構造をもつモルデナイト（商品名：ＺＳＭ５）系ゼオライトが好ましい。
【００３４】
より高い分解性能を示す点から、光触媒とゼオライトとを混合してフィルターに担持させることが好ましい。より好ましくは、酸化チタンにはフッ素で修飾された酸化チタンを、ゼオライトにはＺＳＭ５（商品名：ＨＳＺ−８９０ＨＯＡ）をそれぞれ用い、これらを約２対１（酸化チタン：ゼオライト（重量比））程度の割合で混合した光触媒部材を用いることである。これにより、高い分解性能と再生能を備えた吸着剤を形成することができる。これらの光触媒部材であれば、より高いアセトアルデヒドの光触媒分解力を示すことができる。また、酸化チタンとゼオライトを混合することにより臭気成分であるアセトアルデヒドを吸引、濃縮し、酸化チタンとの会合反応性を向上させることができる。本発明では、上記フッ素を含む酸化チタンとＺＳＭ５（商品名：ＨＳＺ−８９０ＨＯＡ）とを約２対１（酸化チタン：ゼオライト（重量比））の割合で混合した光触媒部材の場合、アセトアルデヒドの分解速度が、例えば、１０μｍｏｌ／ｃｍ２・ｈ程度であることを確認している。
【００３５】
次に、本発明の光触媒部材を用いた単フィルター素体の説明を示す。
【００３６】
酸化チタンとゼオライトを混合した光触媒部材を、例えば、ガラス繊維からなる織布に塗布接着することによって膜化し、単フィルター素体を作製することができる。素体の形成は、前記混合して得られた光触媒部材を水またはエチルアルコールなどで分散させガラス繊維からなる織布に形成させることによって行うことができる。光触媒部材をより堅固に固定化する点からは、無機バインダーを用いることが好ましい。無機バインダーとしては一般にテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）やコロイダルシリカ等がある。
【００３７】
成膜法としては、スラリー塗布、スピンコート、吹き付け塗布、キャスティング塗工など使うことができる。ゼオライト粒子径に相当する膜厚から数ｍｍの厚さまで作製することが可能である。素体としては特に膜厚を規定するものではないが、望ましくは光が到達する１００〜５００μｍ程度である。光触媒分解反応は表面反応である故、ほぼＵＶ光が到達する面積に比例する。
【００３８】
上記光触媒部材を水またはエチルアルコールで分散させ、ガラス基板上に堆積させた後、乾燥させ成膜し（膜厚約１００μｍ程度）、この膜に、波長３６５ｎｍのブラックライトを照射し、アセトアルデヒド分解の分解速度を調べたところ、単位面積、時間あたり従来の酸化チタン光触媒（商品名：ＳＳＰ−２５、堺化学工業製）の３倍から６倍の分解速度が得られることが確認できた。
【００３９】
本発明の脱臭デバイスに用いる単フィルター素体における基材としては、気孔性のフィルター基材や、ガス脱臭を目的にしたガス透過性のフィルター基材が使用できる。基材としては、例えば不織布、ガラス繊維、発泡金属、多孔質セラミックス、発泡樹脂等が挙げられる。基材の材質は、例えば、無機材料等が挙げられる。単フィルター素体は、例えば、無機バインダーを用い、前記光触媒混合体を基材に固定化させることにより作製することができる。部材の固定化の安定性、ＵＶ光に対する透過性及び入手容易性から、ガラス繊維からなる織布を用いることが好ましい。さらに分解脱臭を行うデバイスとして、３６５ｎｍのＵＶ光源をフィルターに均一に照射できるように配備し、脱臭フィルターとして使用することができる。ＵＶ強度としては、単フィルター素体の単位面積（ｃｍ２）あたりに照射される紫外線（平均紫外線強度）が１ｍＷ／ｃｍ２もあれば充分であり、より好ましくは１〜５ｍＷ／ｃｍ２である。また、単フィルター素体の単位面積（ｃｍ２）あたりの平均紫外線強度が０．１ｍＷ／ｃｍ２でも脱臭成分を十分分解できる。ＵＶ光源としてもブラックライト蛍光灯を用いても可能であるし、冷陰極管タイプを用いても問題ない。
【００４０】
以下に、本発明を具体的に説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１に係る脱臭デバイスを示す模式図であり、図４Ａは斜視図であり、図４Ｂは断面図である。
【００４２】
図４Ａ及びＢに示すように、脱臭デバイスは、複数の光源２２、複数の単フィルター素体２４、及び光源２２と単フィルター素体２４とを支持する支持体２１を備える。単フィルター素体２４はいずれも仰角θを保って支持体２１に配置されており、隣接する単フィルター素体２４の主面同士はほぼ平行である。光源２２は、いずれも、単フィルター素体２４の短手方向のほぼ中央を貫通するように配置されている。
【００４３】
隣接する単フィルター素体２４は、所定の間隔を空けて配置されていることが好ましい。単フィルター素体２４の間隔は、単フィルター素体２４の短辺の長さをａ（ｍｍ）とした場合、２ａｓｉｎθ以下であることが好ましく、１／２ａｓｉｎθ以上２ａｓｉｎθがより好ましく、脱臭能力の点から略ａｓｉｎθであることがさらにより好ましい。「単フィルター素体の間隔」とは、光源２２の長手方向における隣接する単フィルター素体２４同士の最短距離である。また、「単フィルター素体の間隔」は、好ましくは隣接する単フィルター素体２４における光源２２側の端面（長辺）同士の最短距離であり、例えば、図４ＢにおけるＭのことをいう。
【００４４】
単フィルター素体２４は、単フィルター素体２４の短辺の長さをａ（ｍｍ）、単フィルター素体２４の長辺の長さをｂ（ｍｍ）とした場合、それらの比（ｂ／ａ）が２以上であることが好ましい。なお、単フィルター素体の一例を図２に示す。図２の単フィルター素体４において、Ｘ軸側が長辺（ｂ）、Ｙ軸側が短辺（ａ）である。
【００４５】
光源２２の間隔は、使用する光源２２の光量等に応じて適宜決定できるが、例えば、１２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１００ｍｍ以下である。なお、「光源の間隔」とは、単フィルター素体２４の長手方向に隣接する光源２２の中心間の最短距離であり、例えば、図４ＡにおけるＮのことをいう。
【００４６】
なお、本実施形態では、光源２２が複数の単フィルター素体２４を貫通する形態を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光源の長手方向を中心に対照となるように配置された単フィルター素体によって光源が挟まれる形態であってもよい。
【００４７】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る脱臭デバイスを示す模式図であり、図５Ａは斜視図であり、図５Ｂは断面図である。
【００４８】
図５Ａ及びＢに示すように、脱臭デバイスは、複数の光源３２、複数の単フィルター素体３４、及び光源３２と単フィルター素体３４とを支持する支持体３１を備える。単フィルター素体３４はいずれも仰角θを保って光源３２の長手方向を中心として線対称に支持体に配置されており、隣接する単フィルター素体３４の主面同士はほぼ平行である。すなわち、図５Ｂに示すように、単フィルター素体３４の短手方向から見た場合、単フィルター素体３４は逆Ｖ字型となるように配置されている。光源３２は、いずれも、単フィルター素体３４の短手方向のほぼ中央を貫通するように配置されている。
【００４９】
実施の形態２において、単フィルター素体３４の間隔、単フィルター素体３４の長辺の長さと短辺の長さとの比（ｂ／ａ）、光源３２の間隔は、実施の形態１のとおりである。
【００５０】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３に係る脱臭デバイスを示す模式図であり、図３Ａは斜視図であり、図３Ｂは断面図である。
【００５１】
図３Ａ及びＢに示すように、脱臭デバイスは、複数の光源１２、複数の単フィルター素体１４、及び光源１２と単フィルター素体１４とを支持する支持体１１を備える。単フィルター素体１４はいずれも仰角θを保って支持体１１に配置されており、隣接する単フィルター素体１４の主面同士はほぼ平行である。光源１２は、単フィルター素体を挟み込むように、単フィルター素体１４の長手方向の端面側に配置されている。
【００５２】
単フィルター素体１４の間隔は、単フィルター素体１４の短辺の長さをａ（ｍｍ）とした場合、２ａｓｉｎθであることが好ましく、脱臭能力及びフィルター再生能力の点から、１／２ａｓｉｎａθ以上２ａｓｉｎθ以下がより好ましく、ほぼａｓｉｎθがさらにより好ましい。
【００５３】
光源１２と単フィルター素体１４との距離は、光源１２の光量等に応じて適宜決定できるが、脱臭能力及びフィルター再生能力の点から、１５ｍｍ未満であることが好ましく、より好ましくは１０ｍｍ未満であり、光源１２と単フィルター素体１４とがほぼ接するように配置されていることが好ましい。「光源と単フィルター素体との距離」とは、光源１２の端面と単フィルター素体１４の長手方向の端面との最短距離のことをいい、例えば、図３ＢにおけるＬのことをいう。
【００５４】
単フィルター素体の長手方向における光源１２の間隔は、使用する光源１２の光量等に応じて適宜決定できるが、例えば、１２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１００ｍｍ以下である。
【００５５】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４に係る脱臭デバイスを示す模式図であり、図６Ａは斜視図であり、図６Ｂは断面図である。
【００５６】
図６Ａ及びＢに示すように、脱臭デバイスは、複数の光源４２、ハニカム構造体フィルター５、及び光源４２とハニカム構造体フィルター５とを支持する支持体を備える。光源４２は、ハニカム構造体フィルター５の主面を挟むように、ハニカム構造体フィルター５の主面の両側に配置されている。ハニカム構造体フィルター５は、その主面と光源４２の長手方向とがほぼ平行となるように配置されている。また、ハニカム構造体フィルター５は、箱状の傾斜ハニカム構造のフィルターであり、その内部構造は、フィルターのセルの長手方向軸と光源４２の長手方向に直交する軸とのなす角（θ’）が０°を超え４５°未満を保持するような構造となっている。なす角（θ’）は、脱臭能力の点からは、０°を超え３０°未満が好ましく、より好ましくは０°を超え１０°未満であり、フィルター再生能力の点からは、３°以上３０°未満が好ましく、より好ましくは３°以上１０°未満である。
【００５７】
光源４２とハニカム構造体フィルター５との距離は、光源の光量等に応じて適宜決定できるが、脱臭能力及びフィルター再生能力の点から、１５ｍｍ未満であることが好ましく、より好ましくは１０ｍｍ未満であり、光源４２とハニカム構造体フィルター５とがほぼ接するように配置されていることが好ましい。「光源とハニカム構造体フィルターとの距離」とは、光源４２とハニカム構造体フィルター５の主面との最短距離のことをいい、例えば、図６ＢにおけるＬのことをいう。
【００５８】
単フィルター素体の長手方向における光源４２の間隔は、使用する光源の光量等に応じて適宜決定できるが、例えば、１２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１００ｍｍ以下である。
【００５９】
なお、本実施の形態では、ハニカム構造体フィルター５を挟むように光源４２が配置された形態を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、光源がハニカム構造体フィルターを貫通した形態であってもよい。
【００６０】
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５に係る脱臭デバイスを示す模式図であり、図７Ａは斜視図であり、図７Ｂは断面図である。
【００６１】
図６Ａ及びＢに示すように、脱臭デバイスは、複数の光源５２、ハニカム構造体フィルター６、及び光源５２とハニカム構造体フィルター６とを支持する支持体を備える。光源５２は、ハニカム構造体フィルター６の主面を挟むように、ハニカム構造体フィルター６の主面の両側に配置されている。ハニカム構造体フィルター６は、その主面と光源５２の長手方向とのなす角（θ’）が０°を超え４５°未満を保持して配置されている。なす角（θ’）は、脱臭能力の点からは、０°を超え３０°未満が好ましく、より好ましくは０°を超え１０°未満であり、フィルター再生能力の点からは、３°以上３０°未満が好ましく、より好ましくは３°以上１０°未満である。
【００６２】
実施の形態５において、光源５２の間隔及び光源５２とハニカム構造体フィルター６との間隔は、実施の形態４と同様である。
【００６３】
本発明の脱臭ユニットは、単フィルター素体と、ＵＶ光源と、これらを支持する筐体とからなり、脱臭フィルターとして機能させるためには、送風するファンを備えていてもよい。筐体（支持体）としては、アルミ、ステンレスなどの金属材料を用いても良いし、樹脂でも良い。樹脂はＵＶによる劣化を抑制するように、アルミ薄等で保護しても良い。また、送風するファンとしては、６畳部屋での脱臭を想定した場合、５ｍ３／ｍｉｎ程度の能力があれば良い。フィルターを通過する風速は１．５ｍ／ｓまであれば充分であり、本発明では、６畳部屋（２２ｍ３）で風速が１．０ｍ／ｓでの脱臭性能を評価している。また、本発明では、持ち運べる小型化のサイズとして、デバイスの体積、表面積の制約を２２０ｘ４７０（１０００ｃｍ２）ｘ１００（約１０Ｌ）としている。
【００６４】
（利用の形態）
本発明は、フッ素化した高活性酸化チタンとアセトアルデヒドなどの臭気物質を吸着するゼオライトの混合光触媒からできた単フィルター素体と、光触媒作用を発生せしめる４００ｎｍ以下の波長を含む直管型の光源と、それを保持する筐体と送風機を用いて、強力かつゼオライト吸着剤を再生する装置を提供する。この装置は、脱臭機や空気清浄機のように空質浄化できるものである。
【００６５】
本発明の脱臭デバイスを空質浄化装置に適用した一例を図１に示す。図１に示す空質浄化装置は、単フィルター素体が配置された光触媒フィルター１と光源２とを含む脱臭デバイス、及び送風機３を備える。まず、フッ素の含有量が、Ｆ換算で２．５〜３．５重量％の範囲である酸化チタンとハイシリカゼオライトと７対３の重量比で混合したものを、約３０ｗｔ％のコロイダルシリを含む結着剤溶液とともに約５０ｗｔ％の蒸留水に分散させ、ボールミル混合しスラリーを作製する。このスラリーをユニチカ製Ｖ３７５ガラスクロスに含浸、塗布し、乾燥塗布膜が１０μ以上になるように数回繰り返す。光触媒層は一定の厚みを持った層状または膜状の形状をもつ。膜厚としては光透過しない膜厚であれば問題なく、それ以上厚くても反応は表面のみで起こるので、膜厚依存性はほとんどない。このようにして作製したフィルター素体を、切断加工して、所望のサイズの単フィルター素体４を作製する（図２）。
【００６６】
本発明の脱臭デバイスの一例では、この単フィルター素体を複数枚、複数の管状紫外線光源に対して、直角かつ管状紫外線光源の長手方向に仰角θを保って平行に配置、または日本のカタカナ文字である「ハ」のような形（逆Ｖ字）に配置されることと、光源とフィルター素体を支持体で一体化したモジュール構造にする脱臭デバイスを提案するものである。その仰角θが０°より大きく、４５°より小さくし、望ましくは、１０°以下であり、フィルター素体の両辺比が２以上である。モジュール（脱臭デバイス）の代表図を図３に示す。管状紫外線光線を点灯させ、このモジュールに１．０ｍ／ｓの風速で臭気を含む気体を通過させることにより、気体状有機物を高速分解しする空質浄化装置を提供する。また、複数のフィルター素体に吸着し、残留した有機物を、時間をおいて紫外光光源を点灯させ、複数のフィルター素体を再生させることができる空質浄化装置を提供する。
【００６７】
本発明で使用する光源は、４００ｎｍ以下の波長を含む光源となる、３５０〜３７０ｎｍの波長を発する管状のブラックライトや冷陰極管であり、直径３ｍｍ以上、長さ４７０ｍｍの光源である。光強度としては単フィルター素体表面で１ｍＷ／ｃｍ２以上あれば問題なく、光強度を上げることにより、触媒活性度を上げることが可能である。しかしながら、光の均一性、消費電力、寿命の観点から、０．５〜５ｍＷ／ｃｍ２程度までが好ましい。
【００６８】
複数のフィルター素体の間隔はａｓｉｎθで配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。これは、特にフィルター（吸着剤）を再生する場合、光が照射されない部分が、光触媒作用により、吸着有機物を１００％分解できないことを確認しているためである。影がない場合は、ほぼ９５％以上吸着剤を再生できることを、別途実験で確認している。また、フィルター素体の両辺比が２以上であるのは、影をつくらず単フィルターを配置する場合、フィルター素体の両辺比が高ければ高いほど、高密度にフィルターを配することが可能であるが、反面、加工、組み立て工数が多くなり、コスト高となる。少なくとも、両辺比が２以上の単フィルター素体を用いれば、モジュールの小型化が可能である。
【実施例】
【００６９】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。【００７０】
（実施例１）
本実施例は、光触媒材料として、酸化チタンとゼオライトを混合した光触媒材料を用い、そのアセトアルデヒド分解活性度は１１μｍｏｌ／ｃｍ２・ｈであることをあらかじめ確認できている材料を用いた。また、フィルター素体は、固定化剤としてコロイダルシリカを用いて、光触媒材料がガラスクロスＶ３７５（ユニチカ製）に固定化されており、その膜厚は５０μｍ以上であることを確認している。【００７１】
本実施例では、このフィルター素体を幅４８ｍｍ（短辺ａ）ｘ長さ２２０ｍｍ（長辺ｂ）の短冊状に切断加工し、単フィルター素体を４７０ｍｍ／素体配列間隔ｍｍで、小数点以下を切った枚数を作製した。本単フィルター素体を、図３に示すように、管状紫外線光源の長手方向に対して直角（直交）かつ管状紫外線光源の長手方向に仰角θが７°を保って平行に、配列間隔が５．９ｍｍになるように配置した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。次に、発光中心波長３６０ｎｍの長さ４７０ｍｍｘ管径４ｍｍの冷陰極管（エレバム製）を鉛直かつ通風面に平行で、フィルターを挟み込むように片面６本を等間隔に配置し、冷陰極管とフィルター素体とは５ｍｍ以内のほぼ接触する距離のモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ５５であり、容量は５．７Ｌであった。単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離はそれぞれ１０ｍｍであった。また、単フィルター素体の両辺比（長辺ｂ／短辺ａ）は２以上を満たしている。【００７２】
（実施例２）
本実施例では、仰角を１０°とし、単フィルター素体の配列間隔を８．４ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ５５であり、容量は５．７Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００７３】
（実施例３）
本実施例では、仰角を３０°とし、単フィルター素体の配列間隔を２４ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ２０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ５０であり、容量は５．２Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００７４】
（実施例４）
本実施例では、フィルター素体を幅７２ｍｍ×長さ２２０ｍｍの短冊状に切断加工して単フィルター素体を作製し、単フィルター素体の配列間隔を９ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００７５】
（実施例５）
本実施例では、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ２０ｍｍとした以外は、実施例４と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００７６】
（実施例６）
本実施例では、ランプ（管状紫外線光源）を片面３本（計６本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ３０ｍｍとした以外は、実施例４と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００７７】
（実施例７）
本実施例では、仰角を１０°とし、単フィルター素体の配列間隔を１３ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ２０ｍｍとした以外は、実施例４と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００７８】
（実施例８）
本実施例では、仰角を３０°とし、単フィルター素体の配列間隔を３６ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ２０ｍｍとした以外は、実施例４と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ７０であり、容量は７．２Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００７９】
（実施例９）
本実施例では、フィルター素体を幅９０ｍｍ×長さ２２０ｍｍの短冊状に切断加工して単フィルター素体を作製し、単フィルター素体の配列間隔を１０．８ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ２０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ９７であり、容量は１０Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００８０】
（実施例１０）
本実施例では、仰角を１０°とし、単フィルター素体の配列間隔を１５．７ｍｍとした以外は、実施例９と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ９７であり、容量は１０Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００８１】
（実施例１１）
実施例１１では、仰角を３０°とし、単フィルター素体の配列間隔を４５ｍｍとした以外は、実施例９と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８５であり、容量は８．８Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００８２】
（実施例１２）
本実施例では、ランプ（管状紫外線光源）と単フィルター素体との距離（Ｌ）を１０ｍｍとした以外は、実施例５と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。但し、単フィルター素体はａｓｉｎθ以下の間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができていない配置となっている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ１００であり、容量は１０Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００８３】
（実施例１３）
本実施例では、図４に示すように、ランプ（管状紫外線光源）を単フィルター素体の中心を貫通させるように等間隔に６本を配置し、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ１０ｍｍとした以外は、実施例５と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ７５であり、容量は７．８Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。図４にそのモジュールを示す。【００８４】
（実施例１４）
本実施例では、図５に示すように、単フィルター素体を半分に折り曲げ、ランプ（管状紫外線光源）の長手方向に対して仰角が７°及び−７°を保つように逆Ｖ字型に、単フィルターの配列間隔を９ｍｍとして配置した以外は、実施例１３と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ７５であり、容量は７．８Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００８５】
（実施例１５）
本実施例では、光触媒材料として、酸化チタンとゼオライトを混合した光触媒材料を用い、そのアセトアルデヒド分解活性度は１１μｍｏｌ／ｃｍ２・ｈであることをあらかじめ確認できている材料を用いた。また、この光触媒材料を用いた脱臭素体は、固定化剤としてコロイダルシリカを用いて、段ボール紙（厚さ５ｍｍ）に固定化されており、その膜厚は、５０μｍ以上であることを確認している。【００８６】
本実施例では、この脱臭素体を１０ｍｍｘ７０ｍｍｘ奥行き７２ｍｍのハニカム状に加工し、全体として、幅２２０ｍｍｘ高さ４７０ｍｍｘ奥行き７０ｍｍ、４０段４列の箱状ハニカムフィルタを作製した。本箱状ハニカムフィルタの底板を、図６に示すように、管状紫外線光源に対して、直角かつ管状紫外線光源の長手方向に仰角θが７°を保って平行に、配列間隔が１０ｍｍになるように配置した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。次に、発光中心波長３６０ｎｍの長さ４７０ｍｍｘ管径４ｍｍの冷陰極管（エレバム製）を鉛直かつ通風面に平行で、フィルターを挟み込むように片面４本を等間隔に配置、冷陰極管とフィルター素体とは５ｍｍ以内のほぼ接触する距離のモジュールを作製した。単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離はそれぞれ２０ｍｍであった。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。【００８７】
（実施例１６）
本実施例では、図７に示すように、箱状のハニカムフィルタにおいて底板を仰角θが０°を保って（仰角を形成することなく）平行に配列間隔が１０ｍｍになるように配置し、そのハニカムフィルタをその主面とランプ（管状紫外線光源）の長手方向との仰角が７°となるように配置（水平軸から７°傾けて配置）した以外は、実施例１５と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ１００であり、容量は１０．３Ｌであった。【００８８】
（実施例１７）
本実施例は、単フィルター素体の配列間隔を４．５ｍｍとした以外は、実施例５と同様にして、本実施例によるモジュールを作製した。但し、単フィルター素体はａｓｉｎθ以下の間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができている配置となっている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００８９】
（比較例Ａ）
本比較例は、フィルター素体は実施例１に示したものと同様のものを用いている。従ってそのフィルター素体のアセトアルデヒド分解活性度は１１μｍｏｌ／ｃｍ２・ｈであることをあらかじめ確認できており、膜厚は、５０μｍ以上であることを確認している。【００９０】
本比較例では、このフィルター素体を短冊状の単フィルター素体に切断加工することなく、一枚状のフィルター素体をプリーツ状（４５°の角度をもった波形）に加工した。フィルター素体のサイズは縦長さ４７０ｍｍｘ横幅２２０ｍｍのフィルターであり、これを図８に示す、鉛直管状紫外線光源に対して、３０ｍｍ離して平行に、配置した。直管状紫外線光源は実施例と同じもので発光中心波長３６０ｎｍの長さ４７０ｍｍｘ管径４ｍｍの冷陰極管（エレバム製）である。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ７０であり、容量は７．２Ｌであった。【００９１】
（比較例Ｂ）
本比較例は、仰角を０°とし、単フィルター素体の配列間隔を５．９ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とした以外は、実施例１と同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ５５であり、容量は５．７Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００９２】
（比較例Ｃ）
本比較例は、仰角を４５°とし、単フィルター素体の配列間隔を３４ｍｍとした以外は、比較例Ｂと同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ４１であり、容量は４．２Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００９３】
（比較例Ｄ）
本比較例は、フィルター素体を幅７２ｍｍ×長さ２２０ｍｍの短冊状に切断加工して単フィルター素体を作製し、単フィルター素体の配列間隔を９ｍｍとした以外は、比較例Ｂと同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００９４】
（比較例Ｅ）
本比較例は、仰角を４５°とし、単フィルター素体の配列間隔を５１ｍｍとした以外は、比較例Ｄと同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ５８であり、容量は６Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００９５】
（比較例Ｆ）
本比較例は、仰角を６０°とし、単フィルター素体の配列間隔を６３ｍｍとした以外は、比較例Ｄと同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ４２であり、容量は４．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００９６】
（比較例Ｇ）
本比較例は、仰角を０°とし、単フィルター素体の配列間隔を１０．８ｍｍとした以外は、実施例９と同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。但し、単フィルター素体はａｓｉｎθ以上の間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影はできていない配置となっている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ９７であり、容量は１０Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００９７】
（比較例Ｈ）
本比較例は、仰角を４５°とし、単フィルター素体の配列間隔を６４ｍｍとした以外は、比較例Ｇと同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。但し、単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００９８】
（参考例Ｉ）
本参考例は、単フィルター素体の配列間隔を９ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面２本（計４本）とした以外は、実施例１と同様にして、本参考例によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【００９９】
（参考例Ｊ）
本参考例は、単フィルター素体の配列間隔を１８ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とした以外は、実施例１と同様にして、本参考例によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【０１００】
（参考例Ｋ）
本参考例は、ランプ（管状紫外線光源）と単フィルター素体との距離を１５ｍｍとした以外は、実施例５と同様にして、本参考例によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ１１０であり、容量は１１Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。【０１０１】
（空質浄化性能の評価）
実施例１〜１７、比較例Ａ〜Ｈ及び参考例Ｉ〜Ｋの脱臭デバイス（モジュール）の空質浄化性能を下記の手法で評価した。脱臭強度の評価は、２２．３ｍ３の６畳部屋相当室内のアセトアルデヒドを一時間でどれだけ脱臭できるか、また、二時間の紫外光光源照射で、どれほどフィルターが再生されるかを初期脱臭速度で計測した。また、圧損については、風速１ｍ／ｓで送風した時のモジュール全圧を計測した。【０１０２】
［脱臭試験］
臭気成分を導入する導入口と空気をサンプリング可能な排出口とを備えるアクリル製ボックス（内容積：１００Ｌ）を準備した。アクリル製ボックス内に、脱臭デバイス、送風機及び撹拌用ファンを配置した。撹拌用ファンを用いてアクリル製ボックス内の空気を乾燥空気に置換した。ついで、窒素で希釈した標準ガス（アセトアルデヒドを含む）をアクリル製ボックス内に導入し、アクリル製ボックス内のアセトアルデヒド濃度を１ｐｐｍとした。アセトアルデヒドの導入直後に、脱臭デバイスのランプ（管状紫外線光源）を点灯し、送風機を用いて脱臭デバイス内にガスを流入させて脱臭を開始した。ガスクロマトグラフを用いてアセトアルデヒド濃度を測定し、脱臭開始１時間後のアクリル製ボックス内のアルデヒド濃度と初期濃度（１ｐｐｍ）とを用いて下記式から脱臭率を算出した。なお、送風機の風速は０．５〜１．５ｍ／ｓとした。また、ガスクロマトグラフは自動サンプリングが可能なガスクロマトグラフ（商品名：ＧＣ−１４Ｂ、島津製作所製）を用い、カラムにはＧＡＳＣＨＲＯＰＡＣＫ５６（商品名、ＧＬサイエンス製）を使用した。
脱臭率（％）＝（脱臭開始１時間後のアルデヒド濃度）／（初期濃度）×１００【０１０３】
［再生試験］
上記脱臭試験（脱臭時間：１時間）を行い、再生試験前の脱臭率を得た。ついで、アクリル製ボックス内の空気を乾燥空気に置換し、脱臭デバイスのランプ（管状紫外線光源）を点灯した状態で２時間放置してフィルターの再生を行った。フィルター再生後、上記脱臭試験（脱臭時間：１時間）を行い、再生試験後の脱臭率を得た。得られた再生試験前の脱臭率と再生試験後の脱臭率とを用いて下記式より回復率を算出した。なお、フィルターの再生は撹拌用ファン及び送風機を停止した状態で行った。
回復率（％）＝（再生試験後の脱臭率）／（再生試験前の脱臭率）×１００【０１０４】
（評価結果）
実施例１〜１７、比較例Ａ〜Ｈ及び参考例Ｉ〜Ｋのモジュールの空質浄化性能を表２に示す。【０１０５】
【表２】
2010109796.tif 000004
【０１０６】
以上の結果より、複数枚の単フィルター素体が複数の管状紫外線光源の長手方向に対して直交かつ管状紫外線光源の長手方向に仰角θ(好ましくはθ≦１０°、特にθ＜１０°)を保って平行に配置、または「ハ」の字（逆Ｖ字）に配置された、光源と単フィルター素体を支持体で一体化した脱臭デバイス（モジュール）は、デバイスサイズ１０Ｌ以下、ＵＶランプ消費電力４０Ｗ、１２本以下で、１ｐｐｍアセトアルデヒドの脱臭を８５％／ｈ以上、かつ、フィルター回復率９５％以上を実現できることがわかった。この脱臭デバイスであれば、例えば、充分持ち運びできる大きさであり、フィルターの手入れを容易にし、かつ、従来の活性炭吸着方式より低濃度まで臭気成分を低減できる空質浄化装置を提供できることがわかった。【０１０７】
なお本実施例では、４００ｎｍ以下の波長を含む光源に、中心波長が３５２ｎｍのブラックライトを用いたが、３６５ｎｍ付近に中心波長をもつ紫外線冷陰極管を用いても、同様の効果が発揮されることを確認している。また、光源は光触媒に均質に照射されるように配備され、光強度としては、例えば、１ｍＷ／ｃｍ２以上５ｍＷ／ｃｍ２以下であれば、寿命的にも問題ない。本実施例では送風機の風速として０．５ｍ／ｓから１．５ｍ／ｓで特性を調べているが、脱臭したい部屋の大きさ、送風機の送風量により、風速を変えても問題ない。一方、本実施例では、光触媒材料として、酸化チタンとゼオライトを混合した光触媒材料を用いているが、例えば、酸化チタンの表面をフッ素修飾したものや、比表面積を大きくしたものでも良いし、ゼオライトも脱臭するガス種によって、モルデナイト型以外のものを用いても良い。本実施例では、フィルター素体の基体を、ガラスクロスＶ３７５（ユニチカ製）を用いたが、基体として、例えば、Ｖ３８５（ユニチカ製）や、Ｍ１００Ｋ１０４Ｈ（ユニチカ製）等のガラスクロスを使用しても良い。固定化された光触媒層の膜厚は、例えば、５０μｍ以上であればよく、１００μｍでも良いし、２００μｍでも良い。固定化剤としてコロイダルシリカを用いた実施例を示しているが、アルコキシド（ＴＥＯＳ）であっても良い。塗布成膜法も、スラリーコーティング法に限らず、吹き付け法、スピンコーティング法などでも良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、例えば脱臭、消臭、空気清浄等の目的で使用される空質浄化装置に有用である。
【符号の説明】
【０１０９】
１    光触媒フィルター
２    直管型ＵＶ光源
３    送風機
４    単フィルター素体
５    箱状傾斜ハニカム
６    箱状ハニカム
１１、２１、３１    支持体
１２、２２、３２、４２、５２    光源
１４、２４、３４    単フィルター素体
【図１】
2010109796.tif 000005
【図２】
2010109796.tif 000006
【図３】
2010109796.tif 000007
【図４】
2010109796.tif 000008
【図５】
2010109796.tif 000009
【図６】
2010109796.tif 000010
【図７】
2010109796.tif 000011
【図８】
2010109796.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月15日(2010.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単フィルター素体、紫外線を照射する複数の光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、
前記単フィルター素体は、気孔性の基材と、前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、
前記複数の単フィルター素体と前記複数の光源とは、前記支持体で一体化されてモジュール構造を形成し、
前記単フィルター素体は、前記光源の長手方向に対して該単フィルター素体の長手方向軸がほぼ直交し、かつ、仰角（θ）を保ってほぼ平行に配置されており、
前記仰角（θ）は、０°を超え４５°未満であり、
前記単フィルター素体の間隔は、２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ））である、脱臭デバイス。
【請求項２】
前記複数の光源は、前記複数の単フィルター素体の短手方向のほぼ中心を貫通するか、または、前記複数の単フィルター素体で挟まれるように配置されている、請求項１記載の脱臭デバイス。
【請求項３】
前記単フィルター素体は、前記仰角（θ）を保って逆Ｖ字に配置されている、請求項２記載の脱臭デバイス。
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
前記光源は、前記単フィルター素体を挟み込むように配置されており、
前記光源と前記単フィルター素体との距離は、１５ｍｍ未満であり、
前記光源の間隔は、１２０ｍｍ以下であり、
前記単フィルター素体の間隔は、２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ）、θ：単フィルター素体の仰角（°））である、請求項１記載の脱臭デバイス。
【請求項６】
前記単フィルター素体の間隔は、１／２ａｓｉｎθ以上２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ）、θ：単フィルター素体の仰角（°））である、請求項１から３及び５のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項７】
前記仰角（θ）は、０°を超え１０°以下である、請求項１から３、５及び６のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項８】
前記単フィルター素体の短辺の長さ（ａ）と長辺の長さ（ｂ）との比（両辺比＝ｂ／ａ）は、２以上である、請求項１から３及び５から７のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項９】
前記基材は、ガラス繊維布帛である、請求項１から３及び５から８のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項１０】
ハニカム構造体フィルター、紫外線を照射する光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、
前記ハニカム構造体フィルターは、ハニカム構造の基材と、前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、
前記脱臭デバイスは、前記単フィルター素体と前記光源とが前記支持体で一体化されたモジュール構造であり、
前記フィルターは、該フィルターのセルの長手方向軸と前記光源の長手方向に直交する軸とのなす角（θ’）が０°を超え４５°未満を保持して配置されている、脱臭デバイス。
【請求項１１】
前記光触媒がフッ素を含む酸化チタンであって、
前記酸化チタンにおいて、フッ素の含有量は、酸化チタン量に対して２．５重量％〜３．５重量％の範囲であり、かつ、ナトリウムの含有量をＡ重量％とし、フッ素の含有量をＢ重量％としたとき、その比Ａ／Ｂが０．０１以下である、請求項１から３及び５から１０のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項１２】
前記単フィルター素体の間隔は、略ａｓｉｎθ（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ）、θ：単フィルター素体の仰角（°））である、請求項１から３及び５から９のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月16日(2011.5.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単フィルター素体、紫外線を照射する複数の光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、
前記単フィルター素体は、気孔性の基材と、前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、
前記複数の単フィルター素体と前記複数の光源とは、前記支持体で一体化されてモジュール構造を形成し、
前記単フィルター素体は、前記光源の長手方向に対して該単フィルター素体の長手方向軸がほぼ直交し、かつ、仰角（θ）を保ってほぼ平行に配置されており、
前記仰角（θ）は、０°を超え４５°未満であり、
前記単フィルター素体の間隔は、２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ））である、脱臭デバイス。
【請求項２】
前記複数の光源は、前記複数の単フィルター素体の短手方向のほぼ中心を貫通するか、または、前記複数の単フィルター素体で挟まれるように配置されている、請求項１記載の脱臭デバイス。
【請求項３】
前記単フィルター素体は、前記仰角（θ）を保って逆Ｖ字に配置されている、請求項２記載の脱臭デバイス。
【請求項４】
前記光源は、前記単フィルター素体を挟み込むように配置されており、
前記光源と前記単フィルター素体との距離は、１５ｍｍ未満であリ、
前記光源の間隔は、１２０ｍｍ以下であり、
前記単フィルター素体の間隔は、２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ）、θ：単フィルター素体の仰角（°））である、請求項１記載の脱臭デバイス。
【請求項５】
前記単フィルター素体の間隔は、１／２ａｓｉｎθ以上２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ）、θ：単フィルター素体の仰角（°））である、請求項１から４のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項６】
前記仰角（θ）は、０°を超え１０°以下である、請求項１から５のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項７】
前記単フィルター素体の短辺の長さ（ａ）と長辺の長さ（ｂ）との比（両辺比＝ｂ／ａ）は、２以上である、請求項１から６のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項８】
前記基材は、ガラス繊維布帛である、請求項１から７のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項９】
ハニカム構造体フィルター、紫外線を照射する光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、
前記ハニカム構造体フィルターは、ハニカム構造の基材と、前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、
前記脱臭デバイスは、前記単フィルター素体と前記光源とが前記支持体で一体化されたモジュール構造であり、
前記フィルターは、該フィルターのセルの長手方向軸と前記光源の長手方向に直交する軸とのなす角（θ'）が０°を超え４５°未満を保持して配置されている、脱臭デバイス。
【請求項１０】
前記光触媒がフッ素を含む酸化チタンであって、
前記酸化チタンにおいて、フッ素の含有量は、酸化チタン量に対して２．５重量％〜３．５重量％の範囲であり、かつ、ナトリウムの含有量をＡ重量％とし、フッ素の含有量をＢ重量％としたとき、その比Ａ／Ｂが０．０１以下である、請求項１から９のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項１１】
前記単フィルター素体の間隔は、略ａｓｉｎθ（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ）、θ：単フィルター素体の仰角（°））である、請求項１から８のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱臭デバイスに関する。より具体的には、本発明は、ゼオライト吸着剤と光触媒と通気性を有する基材からなる空質浄化フィルター及びそのフィルターを用いた空質浄化装置にかかわる技術であり、特にアセトアルデヒド、酢酸、アンモニア、硫化水素などの悪臭成分の分解除去や、脱臭を行うフィルター等のデバイス、及び電力により作動する装置に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
大気中に含まれる悪臭や人体に有毒な気体成分を浄化する空質浄化方法として、大別すると２つの方法が検討されてきた。一つは、悪臭や有毒ガスの混ざった空気（気体）を、活性炭やゼオライトなどの吸着剤に送風機などで送り込み、悪臭や有毒ガスのみを吸着剤に濃縮、貯蔵して、空気を浄化する方法であり、もう一つは、悪臭や有毒ガスを触媒や、ヒーター、プラズマなどで分解し、無臭、無毒のガスに変えて空気に戻す方法である。
【０００３】
従来、家庭で使われる空気清浄機や脱臭機等の空質浄化装置は、活性炭などの吸着剤が担持されたフィルターを用いて臭気を濃縮、貯蔵して脱臭する方法がとられていた（特許文献１、２及び３）。この方法の場合、空質を浄化する時間に伴い、吸着剤に臭気が溜まり、吸着剤の脱臭能が低下する。このため、脱臭能を復帰、維持させるには吸着剤フィルターを交換するか、再生する必要があった。また、この従来の吸着剤を用いた方式では、吸着脱離平衡が存在するため、臭気を低濃度にまで低減させることが困難であった。フィルターを再生する方法としては、吸着した臭気物を光触媒で分解する方法が提案されており、低濃度まで脱臭する方法としては、光触媒で分解脱臭する方法が提案されている。しかしながら、従来の光触媒では、分解能力が低く、一定時間内に完全にフィルターを再生させることや、吸着に優る分解脱臭を行うことができなかった。
【０００４】
上記点から、フィルターを再生でき、低濃度まで分解脱臭できる高活性な光触媒材料が望まれていた。酸化チタン光触媒は、殺菌や防汚等の目的で、様々な場面で実用化されており、近年、その用途は、屋外用途に限らず、屋内の殺菌や脱臭等にも応用されつつある。そのため、高活性な酸化チタンが開発されつつあるが、フィルターを再生させることや、臭気を瞬時に分解する程度までは困難であった。
【０００５】
一方、光触媒を用いた脱臭・浄化装置においては、脱臭剤（ゼオライト）を繰り返し再生使用できかつ高速に臭気を分解脱臭できる脱臭デバイス（モジュール）の開発が行われているが、光触媒の性能の低さから大面積、大体積のデバイスにならざるを得なかった。なぜなら、吸着剤（ゼオライト）と光触媒とを混合させたフィルター素体で高速に脱臭するための一定面積（量）以上の容量を収納する構造と、また、臭気物分解及びフィルター再生に十分な光源を配置する構造が必要であったためである。また、フィルターとして、圧損の小さいデバイス構造が必要であった。
【０００６】
光触媒を用いた脱臭、空質浄化デバイスでは、デバイスモジュールの体積が大きくなり過ぎ設置が不便である為、デバイスの小型化が必須であるとされている。このような点から、例えば、反応板をブラインド形式に配列する触媒モジュール（特許文献４）や、通風方向に対して複数の板状脱臭体を平行に配置された脱臭装置（特許文献５）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−２１８６３５号公報
【特許文献２】特開２００２−１３６８１１号公報
【特許文献３】特開平１１−３１９５７０号公報
【特許文献４】特許第２７７７６２３号公報
【特許文献５】特開平１０−２８６４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の脱臭装置では分解能力及び再生能力のいずれも十分であるとはいえず、脱臭能力及びフィルター再生能力がさらに優れる小型のデバイス構造体の提案が望まれている。そこで、本発明は、上記の問題点に鑑み、脱臭能力及びフィルター再生能力に優れ、好ましくは小型化が可能な脱臭デバイスを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数の単フィルター素体、紫外線を照射する複数の光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、前記単フィルター素体は気孔性の基材と前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、前記複数の単フィルター素体と前記複数の光源とは前記支持体で一体化されてモジュール構造を形成し、前記単フィルター素体は前記光源の長手方向に対して該単フィルター素体の長手方向軸がほぼ直交しかつ仰角（θ）を保ってほぼ平行に配置されており、前記仰角（θ）は０°を超え４５°未満である、脱臭デバイスに関する。
【００１０】
また、本発明は、その他の態様として、ハニカム構造体フィルター、紫外線を照射する光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、前記ハニカム構造体フィルターはハニカム構造の基材と前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、前記脱臭デバイスは前記単フィルター素体と前記光源とが前記支持体で一体化されたモジュール構造であり、前記フィルターは該フィルターのセルの長手方向軸と前記光源の長手方向に直交する軸とのなす角（θ'）が０°を超え４５°未満を保持して配置されている、脱臭デバイスに関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の脱臭デバイスによれば、脱臭能力及びフィルター再生能力を向上させることができる。また、本発明の脱臭デバイスによれば、好ましくは、向上された脱臭能力及びフィルター再生能力を維持しつつ、デバイスサイズを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、代表的な空質浄化装置の模式図である。
【図２】図２は、本発明の脱臭デバイスに用いる単フィルター素体の一例の模式図である。
【図３】図３Ａ及びＢは、本発明の脱臭デバイスの一例の模式図である。
【図４】図４Ａ及びＢは、本発明の脱臭デバイスのその他の例の模式図である。
【図５】図５Ａ及びＢは、本発明の脱臭デバイスのさらにその他の例の模式図である。
【図６】図６Ａ及びＢは、本発明の脱臭デバイスのさらにその他の例の模式図である。
【図７】図７Ａ及びＢは、本発明の脱臭デバイスのさらにその他の例の模式図である。
【図８】図８は、比較例Ａのプリーツ型フィルターモジュールの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［脱臭能力］
本明細書において「脱臭」とは、気相中の臭気成分や有機物等を吸着及び／または分解することをいう。好適には気相中の臭気成分や有機物の濃度を低減させることをいい、より好適には、吸着剤の吸着作用によって気相中の臭気成分や有機物等を吸着し、酸化チタン光触媒に紫外光を照射して臭気成分等を分解して、臭気成分や有機物の濃度を低減させることをいう。臭気成分としては、例えば、アセトアルデヒド、酢酸、アンモニア、硫黄化合物ガス（硫化水素、メチルメルカプタン等）等が挙げられ、中でも本発明の脱臭デバイスはアセトアルデヒドの脱臭に適している。本明細書において「脱臭能力」とは、単位時間あたりの上記臭気成分を吸着及び／または分解する能力のことをいい、例えば、アルデヒドの脱臭速度等により評価できる。脱臭速度は、例えば、実施例に記載の方法により算出できる。
【００１４】
［フィルター再生能力］
本明細書において「フィルター再生能力」とは、紫外線の照射によりフィルターの脱臭能力が回復する能力をいう。フィルター再生能力は、例えば、社団法人日本電機工業会規格（ＪＥＭ１４６７）や、実施例に記載の方法により評価することができる。実施例に基き、１．０ｍＷ／ｃｍ2の紫外線をフィルターに２時間照射し、その前後の脱臭速度の変化に基き算出した回復率が９４％以上であれば、十分なフィルター再生能力を有するということができる。また、回復率が９５％以上であれば優れたフィルター再生能力を有するということができ、９８％以上であれば極めて優れたフィルター再生能力を有するということができる。さらに、回復率が９５％以上のフィルターを備えた脱臭デバイスであれば、例えば、フィルターを１０年程度交換する必要がなく、メンテナンスフリーで経済的な脱臭デバイスを提供できるという効果を奏しうる。
【００１５】
本発明は、単フィルター素体を、光源の長手方向に対して単フィルター素体の長手方向軸がほぼ直交し、かつ、０°を超え４５°未満の仰角、好ましくは０°を超え１０°以下の仰角を保ってほぼ平行に配置すれば、脱臭能力及びフィルター再生能力に優れる脱臭デバイスを提供できるという知見に基づく。
【００１６】
近年、空気清浄機や脱臭機などの空質浄化装置において、フィルターの手入れが不要なメンテナンスフリーな空質浄化装置や、従来の活性炭を用いた吸着方式と比べて低濃度まで臭気成分を低減できる空質浄化装置が望まれている。より具体的には、フィルターの耐久年数が１０年程度である脱臭デバイス、すなわち、社団法人日本電機工業会規格（ＪＥＭ１４６７）に基き算出した場合、１０年程度使用してもフィルターの脱臭速度の劣化が十分に抑制され、一日２時間程度の光照射で吸着剤が再生できる自己フィルター再生可能であり、かつ、強力に脱臭可能な脱臭デバイスが望まれている。また、サイズがコンパクトなデバイス、例えば、脱臭デバイスの容量が１０Ｌ以下の持ち運び可能なデバイスが要望されている。
【００１７】
すなわち、本発明は、複数の単フィルター素体、紫外線を照射する複数の光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、前記単フィルター素体は気孔性の基材と前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、前記複数の単フィルター素体と前記複数の光源とは前記支持体で一体化されてモジュール構造を形成し、前記単フィルター素体は前記光源の長手方向に対して該単フィルター素体の長手方向軸がほぼ直交しかつ仰角（θ）を保ってほぼ平行に配置されており、前記仰角（θ）は０°を超え４５°未満である脱臭デバイスに関する。また、本発明の脱臭デバイスの好ましい態様において、前記複数の光源が、前記複数の単フィルター素体の短手方向のほぼ中心を貫通するか、または、前記複数の単フィルター素体で挟まれるように配置されていることが好ましい。
【００１８】
本発明の脱臭デバイスの好ましい態様として、前記複数の光源は、前記複数の単フィルター素体を挟み込むように配置されており、前記光源と前記単フィルター素体との距離は１５ｍｍ未満であリ、前記光源の間隔は１２０ｍｍ以下であり、前記単フィルター素体の間隔は２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ）、θ：単フィルター素体の仰角（°））である。
【００１９】
本発明は、その他の態様として、ハニカム構造体フィルター、紫外線を照射する光源、及び支持体を備える脱臭デバイスであって、前記ハニカム構造体フィルターはハニカム構造の基材と前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、前記脱臭デバイスは前記単フィルター素体と前記光源とが前記支持体で一体化されたモジュール構造であり、前記フィルターは該フィルターのセルの長手方向軸と前記光源の長手方向に直交する軸とのなす角（θ'）が０°を超え４５°未満を保持して配置されている脱臭デバイスに関する。
【００２０】
本発明の脱臭デバイスによれば、脱臭能力及びフィルター再生能力を向上させることができる。特に、上記好ましい態様の脱臭デバイス及びその他の態様の脱臭デバイスによれば、例えば、デバイスサイズ（容量）が１０Ｌ以下、光源（ＵＶランプ）消費電力が４０Ｗ、アルデヒド濃度１ｐｐｍの場合の脱臭速度が８５％／ｈ以上、かつ、フィルター回復率が９４％以上、好ましくは９５％以上である脱臭デバイスを実現できる。この脱臭デバイスであれば、容易に持ち運びできる程度に小型であり、１０年程度フィルターを手入れ（交換）することなく脱臭速度の劣化が抑制されたメンテナンスフリーかつ強力脱臭が可能な空気清浄機や脱臭機などの空質浄化装置を提供できるという効果を奏しうる。また、従来の活性炭吸着方式の空質浄化装置と比較して臭気成分を低濃度にまで脱臭できる空質浄化装置を提供できるという効果を奏しうる。なお、本明細書において「デバイスサイズ」とは、光源、光触媒を備えるフィルター及びこれらを支持する支持体を含むデバイスの大きさであり、好ましくは光源、光触媒を備えるフィルター及びこれらを支持する支持体からなるデバイスの容量、すなわち、ファン等を含まないデバイスの容量のことをいう。
【００２１】
本明細書において「仰角（θ）」とは、単フィルター素体が光源の長手方向軸に直交する面に対して傾斜した角（°）であり、より具体的には、光源の長手方向軸に直交する面と、単フィルター素体の主面とのなす角（°）を意味する。本発明の脱臭デバイスにおいて、仰角は０°を超え４５°未満であり、脱臭能力の点からは、０°を超え３０°未満が好ましく、より好ましくは０°を超え１０°未満であり、フィルター再生能力の点からは、３°以上３０°未満が好ましく、より好ましくは３°以上１０°未満である。
【００２２】
本明細書において「仰角（θ）を保ってほぼ平行に配置」とは、各単フィルター素体の光源側の端面がほぼ同一面に位置する状態で各単フィルター素体が仰角を保って配置されていることをいう、好ましくは前記端面が光源の長手方向軸と平行する面上に位置する状態で各単フィルター素体が仰角を保って配置されていることであり、脱臭能力及びフィルター再生能力の点からは、隣接する単フィルター素体の主面同士が平行かつ仰角を保った状態で、前記端面が光源の長手方向軸と平行する面上に位置するように配置されていることがより好ましい。
【００２３】
本明細書において「単フィルター素体」とは、気孔性の基材と、基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含むフィルターであって、好ましくはフィルターシートから所定の大きさに切り出したものをいう。
【００２４】
本明細書において「複数の単フィルター素体と複数の光源とが支持体で一体化されてモジュール構造を形成」とは、複数の単フィルター素体と複数の光源とが支持体によって支持されて一つのモジュール構造を形成することをいう。支持体としては、例えば、複数の単フィルター素体及び複数の光源を少なくとも支持可能な筐体が好ましい。支持体（筐体）の材質としては、アルミ、ステンレスなどの金属材料や、樹脂等が挙げられる。また、樹脂の場合、ＵＶによる劣化を抑制するように、アルミ薄等で保護しても良い。
【００２５】
本明細書において「光触媒」とは、紫外線等の光を照射することによって、触媒活性を示す物質をいい、具体的には、光を照射することによって、種々の有機物質や無機物質の分解除去や殺菌等を行うことができ、例えば、アセトアルデヒドやメルカプタン類等の悪臭成分の分解除去、菌類や藻類の殺菌除去、窒素酸化物の酸化分解除去及びガラスの超親水性化による防汚ができる材料、または部材である。また、本発明での光触媒活性とは、気体状もしくは液体状の有機物と光触媒が共存する状態で、４００ｎｍ以下の紫外線を照射して、有機物が酸化された結果発生する二酸化炭素の生成速度をいう。
【００２６】
本発明では、アセトアルデヒドを酸化分解して発生する二酸化炭素の生成速度をもって、光触媒活性の優劣を述べる。そのときの反応式（１）は以下に示される。
【００２７】
反応式（１）
ＣＨ3ＣＨＯ＋０．５Ｏ2  →  ＣＨ3ＣＯＯＨ＋２Ｏ2  →  ２ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ
【００２８】
光触媒材料としては、酸化チタン（アナタース型）が、物質の安定性、供給の容易性の観点から、優れた光触媒材料として一般に用いられる。酸化チタン自身を修飾したり、結晶性を上げたり、比表面積を上げることで活性度を向上させることができる。本発明では、例えば、特に活性の高い光触媒をデバイスに用いてデバイス設計を行うことが好ましく、光触媒性能として５μｍｏｌ／ｃｍ2・ｈ程度以上のアセトアルデヒド分解能力をもつものを用いることがより好ましい。
【００２９】
光触媒としては、例えば、酸化チタンが使用でき、光触媒活性及び脱臭能力の点から、フッ素を含む酸化チタンが好ましい。酸化チタンとしては、例えば、アナタース型酸化チタン、ルチル型酸化チタン、ブルッカイト型酸化チタンが挙げられる。この中で、高い光触媒活性を有することから、アナタース型酸化チタンが好ましい。本明細書において「アナタース型酸化チタン」とは、粉末Ｘ線回折スペクトル測定において（使用電極：銅電極）、回折角度２θ＝２５．５°付近に回折ピークが現れる酸化チタンのことをいう。また、フッ素を含む酸化チタンにおいて、フッ素の含有量は、酸化チタン量に対して２．５〜３．５重量％の範囲であることが好ましく、より好ましくは２．７〜３．３重量％である。また、フッ素を含む酸化チタンは、ナトリウムの含有量をＡ重量％とし、フッ素の含有量をＢ重量％としたとき、その比Ａ／Ｂが０．０１以下であることが好ましく、より好ましくは０．００５以下、さらに好ましくは０．００１以下である。フッ素を含む酸化チタンとしては、例えば、国際公開第２００８／１３２８２４号公報に記載された酸化チタン光触媒を使用できる。なお、フッ素の含有量、ナトリウムの含有量は、例えば、国際公開第２００８／１３２８２４号公報に記載された方法に基き測定できる。
【００３０】
ゼオライトは、基本的にシリカとアルミナが酸素を介して結合しているものであり、その代表的な結晶型はＡ型、Ｘ型、ベータ型、フェリライト型、モルデナイト型、Ｌ型、Ｙ型などがある。それぞれシリカアルミナ比や焼成温度を変えることにより、細孔径や形状の異なる多種多様のゼオライトを合成することが可能である。またメーカーによっては、混合物として供給している。ゼオライトの粒径は、通常、１〜２０μｍの範囲であり、細孔径は、通常、１〜１０Åの範囲である。
【００３１】
ゼオライトの一例を下記表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
ゼオライトの役割は、臭気成分を分解活性な酸化チタンにできるだけ近づけ、臭気を濃縮する役割がある。従って、吸着剤自身は、臭気を最も吸着できる材料が選択される。特に、臭気の中でも、従来の活性炭では吸着能力の乏しい、また、臭気中もっともいろいろな悪臭成分に含まれる成分でもあるアセトアルデヒドを良好に吸着できる吸着剤が選定される。ゼオライトは基本的にはアセトアルデヒドの吸着力が高いハイシリカアルミナで、細孔径が５Å程度の結晶構造をもつモルデナイト（商品名：ＺＳＭ５）系ゼオライトが好ましい。
【００３４】
より高い分解性能を示す点から、光触媒とゼオライトとを混合してフィルターに担持させることが好ましい。より好ましくは、酸化チタンにはフッ素で修飾された酸化チタンを、ゼオライトにはＺＳＭ５（商品名：ＨＳＺ−８９０ＨＯＡ）をそれぞれ用い、これらを約２対１（酸化チタン：ゼオライト（重量比））程度の割合で混合した光触媒部材を用いることである。これにより、高い分解性能と再生能を備えた吸着剤を形成することができる。これらの光触媒部材であれば、より高いアセトアルデヒドの光触媒分解力を示すことができる。また、酸化チタンとゼオライトを混合することにより臭気成分であるアセトアルデヒドを吸引、濃縮し、酸化チタンとの会合反応性を向上させることができる。本発明では、上記フッ素を含む酸化チタンとＺＳＭ５（商品名：ＨＳＺ−８９０ＨＯＡ）とを約２対１（酸化チタン：ゼオライト（重量比））の割合で混合した光触媒部材の場合、アセトアルデヒドの分解速度が、例えば、１０μｍｏｌ／ｃｍ2・ｈ程度であることを確認している。
【００３５】
次に、本発明の光触媒部材を用いた単フィルター素体の説明を示す。
【００３６】
酸化チタンとゼオライトを混合した光触媒部材を、例えば、ガラス繊維からなる織布に塗布接着することによって膜化し、単フィルター素体を作製することができる。素体の形成は、前記混合して得られた光触媒部材を水またはエチルアルコールなどで分散させガラス繊維からなる織布に形成させることによって行うことができる。光触媒部材をより堅固に固定化する点からは、無機バインダーを用いることが好ましい。無機バインダーとしては一般にテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）やコロイダルシリカ等がある。
【００３７】
成膜法としては、スラリー塗布、スピンコート、吹き付け塗布、キャスティング塗工など使うことができる。ゼオライト粒子径に相当する膜厚から数ｍｍの厚さまで作製することが可能である。素体としては特に膜厚を規定するものではないが、望ましくは光が到達する１００〜５００μｍ程度である。光触媒分解反応は表面反応である故、ほぼＵＶ光が到達する面積に比例する。
【００３８】
上記光触媒部材を水またはエチルアルコールで分散させ、ガラス基板上に堆積させた後、乾燥させ成膜し（膜厚約１００μｍ程度）、この膜に、波長３６５ｎｍのブラックライトを照射し、アセトアルデヒド分解の分解速度を調べたところ、単位面積、時間あたり従来の酸化チタン光触媒（商品名：ＳＳＰ−２５、堺化学工業製）の３倍から６倍の分解速度が得られることが確認できた。
【００３９】
本発明の脱臭デバイスに用いる単フィルター素体における基材としては、気孔性のフィルター基材や、ガス脱臭を目的にしたガス透過性のフィルター基材が使用できる。基材としては、例えば不織布、ガラス繊維、発泡金属、多孔質セラミックス、発泡樹脂等が挙げられる。基材の材質は、例えば、無機材料等が挙げられる。単フィルター素体は、例えば、無機バインダーを用い、前記光触媒混合体を基材に固定化させることにより作製することができる。部材の固定化の安定性、ＵＶ光に対する透過性及び入手容易性から、ガラス繊維からなる織布を用いることが好ましい。さらに分解脱臭を行うデバイスとして、３６５ｎｍのＵＶ光源をフィルターに均一に照射できるように配備し、脱臭フィルターとして使用することができる。ＵＶ強度としては、単フィルター素体の単位面積（ｃｍ2）あたりに照射される紫外線（平均紫外線強度）が１ｍＷ／ｃｍ2もあれば充分であり、より好ましくは１〜５ｍＷ／ｃｍ2である。また、単フィルター素体の単位面積（ｃｍ2）あたりの平均紫外線強度が０．１ｍＷ／ｃｍ2でも脱臭成分を十分分解できる。ＵＶ光源としてもブラックライト蛍光灯を用いても可能であるし、冷陰極管タイプを用いても問題ない。
【００４０】
以下に、本発明を具体的に説明する。
【００４１】
（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１に係る脱臭デバイスを示す模式図であり、図４Ａは斜視図であり、図４Ｂは断面図である。
【００４２】
図４Ａ及びＢに示すように、脱臭デバイスは、複数の光源２２、複数の単フィルター素体２４、及び光源２２と単フィルター素体２４とを支持する支持体２１を備える。単フィルター素体２４はいずれも仰角θを保って支持体２１に配置されており、隣接する単フィルター素体２４の主面同士はほぼ平行である。光源２２は、いずれも、単フィルター素体２４の短手方向のほぼ中央を貫通するように配置されている。
【００４３】
隣接する単フィルター素体２４は、所定の間隔を空けて配置されていることが好ましい。単フィルター素体２４の間隔は、単フィルター素体２４の短辺の長さをａ（ｍｍ）とした場合、２ａｓｉｎθ以下であることが好ましく、１／２ａｓｉｎθ以上２ａｓｉｎθがより好ましく、脱臭能力の点から略ａｓｉｎθであることがさらにより好ましい。「単フィルター素体の間隔」とは、光源２２の長手方向における隣接する単フィルター素体２４同士の最短距離である。また、「単フィルター素体の間隔」は、好ましくは隣接する単フィルター素体２４における光源２２側の端面（長辺）同士の最短距離であり、例えば、図４ＢにおけるＭのことをいう。
【００４４】
単フィルター素体２４は、単フィルター素体２４の短辺の長さをａ（ｍｍ）、単フィルター素体２４の長辺の長さをｂ（ｍｍ）とした場合、それらの比（ｂ／ａ）が２以上であることが好ましい。なお、単フィルター素体の一例を図２に示す。図２の単フィルター素体４において、Ｘ軸側が長辺（ｂ）、Ｙ軸側が短辺（ａ）である。
【００４５】
光源２２の間隔は、使用する光源２２の光量等に応じて適宜決定できるが、例えば、１２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１００ｍｍ以下である。なお、「光源の間隔」とは、単フィルター素体２４の長手方向に隣接する光源２２の中心間の最短距離であり、例えば、図４ＡにおけるＮのことをいう。
【００４６】
なお、本実施形態では、光源２２が複数の単フィルター素体２４を貫通する形態を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、光源の長手方向を中心に対照となるように配置された単フィルター素体によって光源が挟まれる形態であってもよい。
【００４７】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る脱臭デバイスを示す模式図であり、図５Ａは斜視図であり、図５Ｂは断面図である。
【００４８】
図５Ａ及びＢに示すように、脱臭デバイスは、複数の光源３２、複数の単フィルター素体３４、及び光源３２と単フィルター素体３４とを支持する支持体３１を備える。単フィルター素体３４はいずれも仰角θを保って光源３２の長手方向を中心として線対称に支持体に配置されており、隣接する単フィルター素体３４の主面同士はほぼ平行である。すなわち、図５Ｂに示すように、単フィルター素体３４の短手方向から見た場合、単フィルター素体３４は逆Ｖ字型となるように配置されている。光源３２は、いずれも、単フィルター素体３４の短手方向のほぼ中央を貫通するように配置されている。
【００４９】
実施の形態２において、単フィルター素体３４の間隔、単フィルター素体３４の長辺の長さと短辺の長さとの比（ｂ／ａ）、光源３２の間隔は、実施の形態１のとおりである。
【００５０】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３に係る脱臭デバイスを示す模式図であり、図３Ａは斜視図であり、図３Ｂは断面図である。
【００５１】
図３Ａ及びＢに示すように、脱臭デバイスは、複数の光源１２、複数の単フィルター素体１４、及び光源１２と単フィルター素体１４とを支持する支持体１１を備える。単フィルター素体１４はいずれも仰角θを保って支持体１１に配置されており、隣接する単フィルター素体１４の主面同士はほぼ平行である。光源１２は、単フィルター素体を挟み込むように、単フィルター素体１４の長手方向の端面側に配置されている。
【００５２】
単フィルター素体１４の間隔は、単フィルター素体１４の短辺の長さをａ（ｍｍ）とした場合、２ａｓｉｎθであることが好ましく、脱臭能力及びフィルター再生能力の点から、１／２ａｓｉｎａθ以上２ａｓｉｎθ以下がより好ましく、ほぼａｓｉｎθがさらにより好ましい。
【００５３】
光源１２と単フィルター素体１４との距離は、光源１２の光量等に応じて適宜決定できるが、脱臭能力及びフィルター再生能力の点から、１５ｍｍ未満であることが好ましく、より好ましくは１０ｍｍ未満であり、光源１２と単フィルター素体１４とがほぼ接するように配置されていることが好ましい。「光源と単フィルター素体との距離」とは、光源１２の端面と単フィルター素体１４の長手方向の端面との最短距離のことをいい、例えば、図３ＢにおけるＬのことをいう。
【００５４】
単フィルター素体の長手方向における光源１２の間隔は、使用する光源１２の光量等に応じて適宜決定できるが、例えば、１２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１００ｍｍ以下である。
【００５５】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４に係る脱臭デバイスを示す模式図であり、図６Ａは斜視図であり、図６Ｂは断面図である。
【００５６】
図６Ａ及びＢに示すように、脱臭デバイスは、複数の光源４２、ハニカム構造体フィルター５、及び光源４２とハニカム構造体フィルター５とを支持する支持体を備える。光源４２は、ハニカム構造体フィルター５の主面を挟むように、ハニカム構造体フィルター５の主面の両側に配置されている。ハニカム構造体フィルター５は、その主面と光源４２の長手方向とがほぼ平行となるように配置されている。また、ハニカム構造体フィルター５は、箱状の傾斜ハニカム構造のフィルターであり、その内部構造は、フィルターのセルの長手方向軸と光源４２の長手方向に直交する軸とのなす角（θ'）が０°を超え４５°未満を保持するような構造となっている。なす角（θ'）は、脱臭能力の点からは、０°を超え３０°未満が好ましく、より好ましくは０°を超え１０°未満であり、フィルター再生能力の点からは、３°以上３０°未満が好ましく、より好ましくは３°以上１０°未満である。
【００５７】
光源４２とハニカム構造体フィルター５との距離は、光源の光量等に応じて適宜決定できるが、脱臭能力及びフィルター再生能力の点から、１５ｍｍ未満であることが好ましく、より好ましくは１０ｍｍ未満であり、光源４２とハニカム構造体フィルター５とがほぼ接するように配置されていることが好ましい。「光源とハニカム構造体フィルターとの距離」とは、光源４２とハニカム構造体フィルター５の主面との最短距離のことをいい、例えば、図６ＢにおけるＬのことをいう。
【００５８】
単フィルター素体の長手方向における光源４２の間隔は、使用する光源の光量等に応じて適宜決定できるが、例えば、１２０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１００ｍｍ以下である。
【００５９】
なお、本実施の形態では、ハニカム構造体フィルター５を挟むように光源４２が配置された形態を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、光源がハニカム構造体フィルターを貫通した形態であってもよい。
【００６０】
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５に係る脱臭デバイスを示す模式図であり、図７Ａは斜視図であり、図７Ｂは断面図である。
【００６１】
図６Ａ及びＢに示すように、脱臭デバイスは、複数の光源５２、ハニカム構造体フィルター６、及び光源５２とハニカム構造体フィルター６とを支持する支持体を備える。光源５２は、ハニカム構造体フィルター６の主面を挟むように、ハニカム構造体フィルター６の主面の両側に配置されている。ハニカム構造体フィルター６は、その主面と光源５２の長手方向とのなす角（θ'）が０°を超え４５°未満を保持して配置されている。なす角（θ'）は、脱臭能力の点からは、０°を超え３０°未満が好ましく、より好ましくは０°を超え１０°未満であり、フィルター再生能力の点からは、３°以上３０°未満が好ましく、より好ましくは３°以上１０°未満である。
【００６２】
実施の形態５において、光源５２の間隔及び光源５２とハニカム構造体フィルター６との間隔は、実施の形態４と同様である。
【００６３】
本発明の脱臭ユニットは、単フィルター素体と、ＵＶ光源と、これらを支持する筐体とからなり、脱臭フィルターとして機能させるためには、送風するファンを備えていてもよい。筐体（支持体）としては、アルミ、ステンレスなどの金属材料を用いても良いし、樹脂でも良い。樹脂はＵＶによる劣化を抑制するように、アルミ薄等で保護しても良い。また、送風するファンとしては、６畳部屋での脱臭を想定した場合、５ｍ3／ｍｉｎ程度の能力があれば良い。フィルターを通過する風速は１．５ｍ／ｓまであれば充分であり、本発明では、６畳部屋（２２ｍ3）で風速が１．０ｍ／ｓでの脱臭性能を評価している。また、本発明では、持ち運べる小型化のサイズとして、デバイスの体積、表面積の制約を２２０ｘ４７０（１０００ｃｍ2）ｘ１００（約１０Ｌ）としている。
【００６４】
（利用の形態）
本発明は、フッ素化した高活性酸化チタンとアセトアルデヒドなどの臭気物質を吸着するゼオライトの混合光触媒からできた単フィルター素体と、光触媒作用を発生せしめる４００ｎｍ以下の波長を含む直管型の光源と、それを保持する筐体と送風機を用いて、強力かつゼオライト吸着剤を再生する装置を提供する。この装置は、脱臭機や空気清浄機のように空質浄化できるものである。
【００６５】
本発明の脱臭デバイスを空質浄化装置に適用した一例を図１に示す。図１に示す空質浄化装置は、単フィルター素体が配置された光触媒フィルター１と光源２とを含む脱臭デバイス、及び送風機３を備える。まず、フッ素の含有量が、Ｆ換算で２．５〜３．５重量％の範囲である酸化チタンとハイシリカゼオライトと７対３の重量比で混合したものを、約３０ｗｔ％のコロイダルシリを含む結着剤溶液とともに約５０ｗｔ％の蒸留水に分散させ、ボールミル混合しスラリーを作製する。このスラリーをユニチカ製Ｖ３７５ガラスクロスに含浸、塗布し、乾燥塗布膜が１０μ以上になるように数回繰り返す。光触媒層は一定の厚みを持った層状または膜状の形状をもつ。膜厚としては光透過しない膜厚であれば問題なく、それ以上厚くても反応は表面のみで起こるので、膜厚依存性はほとんどない。このようにして作製したフィルター素体を、切断加工して、所望のサイズの単フィルター素体４を作製する（図２）。
【００６６】
本発明の脱臭デバイスの一例では、この単フィルター素体を複数枚、複数の管状紫外線光源に対して、直角かつ管状紫外線光源の長手方向に仰角θを保って平行に配置、または日本のカタカナ文字である「ハ」のような形（逆Ｖ字）に配置されることと、光源とフィルター素体を支持体で一体化したモジュール構造にする脱臭デバイスを提案するものである。その仰角θが０°より大きく、４５°より小さくし、望ましくは、１０°以下であり、フィルター素体の両辺比が２以上である。モジュール（脱臭デバイス）の代表図を図３に示す。管状紫外線光線を点灯させ、このモジュールに１．０ｍ／ｓの風速で臭気を含む気体を通過させることにより、気体状有機物を高速分解しする空質浄化装置を提供する。また、複数のフィルター素体に吸着し、残留した有機物を、時間をおいて紫外光光源を点灯させ、複数のフィルター素体を再生させることができる空質浄化装置を提供する。
【００６７】
本発明で使用する光源は、４００ｎｍ以下の波長を含む光源となる、３５０〜３７０ｎｍの波長を発する管状のブラックライトや冷陰極管であり、直径３ｍｍ以上、長さ４７０ｍｍの光源である。光強度としては単フィルター素体表面で１ｍＷ／ｃｍ2以上あれば問題なく、光強度を上げることにより、触媒活性度を上げることが可能である。しかしながら、光の均一性、消費電力、寿命の観点から、０．５〜５ｍＷ／ｃｍ2程度までが好ましい。
【００６８】
複数のフィルター素体の間隔はａｓｉｎθで配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。これは、特にフィルター（吸着剤）を再生する場合、光が照射されない部分が、光触媒作用により、吸着有機物を１００％分解できないことを確認しているためである。影がない場合は、ほぼ９５％以上吸着剤を再生できることを、別途実験で確認している。また、フィルター素体の両辺比が２以上であるのは、影をつくらず単フィルターを配置する場合、フィルター素体の両辺比が高ければ高いほど、高密度にフィルターを配することが可能であるが、反面、加工、組み立て工数が多くなり、コスト高となる。少なくとも、両辺比が２以上の単フィルター素体を用いれば、モジュールの小型化が可能である。
【実施例】
【００６９】
以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。
【００７０】
（実施例１）
本実施例は、光触媒材料として、酸化チタンとゼオライトを混合した光触媒材料を用い、そのアセトアルデヒド分解活性度は１１μｍｏｌ／ｃｍ2・ｈであることをあらかじめ確認できている材料を用いた。また、フィルター素体は、固定化剤としてコロイダルシリカを用いて、光触媒材料がガラスクロスＶ３７５（ユニチカ製）に固定化されており、その膜厚は５０μｍ以上であることを確認している。
【００７１】
本実施例では、このフィルター素体を幅４８ｍｍ（短辺ａ）ｘ長さ２２０ｍｍ（長辺ｂ）の短冊状に切断加工し、単フィルター素体を４７０ｍｍ／素体配列間隔ｍｍで、小数点以下を切った枚数を作製した。本単フィルター素体を、図３に示すように、管状紫外線光源の長手方向に対して直角（直交）かつ管状紫外線光源の長手方向に仰角θが７°を保って平行に、配列間隔が５．９ｍｍになるように配置した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。次に、発光中心波長３６０ｎｍの長さ４７０ｍｍｘ管径４ｍｍの冷陰極管（エレバム製）を鉛直かつ通風面に平行で、フィルターを挟み込むように片面６本を等間隔に配置し、冷陰極管とフィルター素体とは５ｍｍ以内のほぼ接触する距離のモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ５５であり、容量は５．７Ｌであった。単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離はそれぞれ１０ｍｍであった。また、単フィルター素体の両辺比（長辺ｂ／短辺ａ）は２以上を満たしている。
【００７２】
（実施例２）
本実施例では、仰角を１０°とし、単フィルター素体の配列間隔を８．４ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ５５であり、容量は５．７Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００７３】
（実施例３）
本実施例では、仰角を３０°とし、単フィルター素体の配列間隔を２４ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ２０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ５０であり、容量は５．２Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００７４】
（実施例４）
本実施例では、フィルター素体を幅７２ｍｍ×長さ２２０ｍｍの短冊状に切断加工して単フィルター素体を作製し、単フィルター素体の配列間隔を９ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００７５】
（実施例５）
本実施例では、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ２０ｍｍとした以外は、実施例４と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００７６】
（実施例６）
本実施例では、ランプ（管状紫外線光源）を片面３本（計６本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ３０ｍｍとした以外は、実施例４と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００７７】
（実施例７）
本実施例では、仰角を１０°とし、単フィルター素体の配列間隔を１３ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ２０ｍｍとした以外は、実施例４と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００７８】
（実施例８）
本実施例では、仰角を３０°とし、単フィルター素体の配列間隔を３６ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ２０ｍｍとした以外は、実施例４と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ７０であり、容量は７．２Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００７９】
（実施例９）
本実施例では、フィルター素体を幅９０ｍｍ×長さ２２０ｍｍの短冊状に切断加工して単フィルター素体を作製し、単フィルター素体の配列間隔を１０．８ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とし、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ２０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ９７であり、容量は１０Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００８０】
（実施例１０）
本実施例では、仰角を１０°とし、単フィルター素体の配列間隔を１５．７ｍｍとした以外は、実施例９と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ９７であり、容量は１０Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００８１】
（実施例１１）
実施例１１では、仰角を３０°とし、単フィルター素体の配列間隔を４５ｍｍとした以外は、実施例９と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８５であり、容量は８．８Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００８２】
（実施例１２）
本実施例では、ランプ（管状紫外線光源）と単フィルター素体との距離（Ｌ）を１０ｍｍとした以外は、実施例５と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。但し、単フィルター素体はａｓｉｎθ以下の間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができていない配置となっている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ１００であり、容量は１０Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００８３】
（実施例１３）
本実施例では、図４に示すように、ランプ（管状紫外線光源）を単フィルター素体の中心を貫通させるように等間隔に６本を配置し、単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離をそれぞれ１０ｍｍとした以外は、実施例５と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ７５であり、容量は７．８Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。図４にそのモジュールを示す。
【００８４】
（実施例１４）
本実施例では、図５に示すように、単フィルター素体を半分に折り曲げ、ランプ（管状紫外線光源）の長手方向に対して仰角が７°及び−７°を保つように逆Ｖ字型に、単フィルターの配列間隔を９ｍｍとして配置した以外は、実施例１３と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ７５であり、容量は７．８Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００８５】
（実施例１５）
本実施例では、光触媒材料として、酸化チタンとゼオライトを混合した光触媒材料を用い、そのアセトアルデヒド分解活性度は１１μｍｏｌ／ｃｍ2・ｈであることをあらかじめ確認できている材料を用いた。また、この光触媒材料を用いた脱臭素体は、固定化剤としてコロイダルシリカを用いて、段ボール紙（厚さ５ｍｍ）に固定化されており、その膜厚は、５０μｍ以上であることを確認している。
【００８６】
本実施例では、この脱臭素体を１０ｍｍｘ７０ｍｍｘ奥行き７２ｍｍのハニカム状に加工し、全体として、幅２２０ｍｍｘ高さ４７０ｍｍｘ奥行き７０ｍｍ、４０段４列の箱状ハニカムフィルタを作製した。本箱状ハニカムフィルタの底板を、図６に示すように、管状紫外線光源に対して、直角かつ管状紫外線光源の長手方向に仰角θが７°を保って平行に、配列間隔が１０ｍｍになるように配置した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。次に、発光中心波長３６０ｎｍの長さ４７０ｍｍｘ管径４ｍｍの冷陰極管（エレバム製）を鉛直かつ通風面に平行で、フィルターを挟み込むように片面４本を等間隔に配置、冷陰極管とフィルター素体とは５ｍｍ以内のほぼ接触する距離のモジュールを作製した。単フィルター素体の長手方向の端部と該端部に近接するランプとの距離はそれぞれ２０ｍｍであった。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。
【００８７】
（実施例１６）
本実施例では、図７に示すように、箱状のハニカムフィルタにおいて底板を仰角θが０°を保って（仰角を形成することなく）平行に配列間隔が１０ｍｍになるように配置し、そのハニカムフィルタをその主面とランプ（管状紫外線光源）の長手方向との仰角が７°となるように配置（水平軸から７°傾けて配置）した以外は、実施例１５と同様にして、本発明によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ１００であり、容量は１０．３Ｌであった。
【００８８】
（実施例１７）
本実施例は、単フィルター素体の配列間隔を４．５ｍｍとした以外は、実施例５と同様にして、本実施例によるモジュールを作製した。但し、単フィルター素体はａｓｉｎθ以下の間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができている配置となっている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００８９】
（比較例Ａ）
本比較例は、フィルター素体は実施例１に示したものと同様のものを用いている。従ってそのフィルター素体のアセトアルデヒド分解活性度は１１μｍｏｌ／ｃｍ2・ｈであることをあらかじめ確認できており、膜厚は、５０μｍ以上であることを確認している。
【００９０】
本比較例では、このフィルター素体を短冊状の単フィルター素体に切断加工することなく、一枚状のフィルター素体をプリーツ状（４５°の角度をもった波形）に加工した。フィルター素体のサイズは縦長さ４７０ｍｍｘ横幅２２０ｍｍのフィルターであり、これを図８に示す、鉛直管状紫外線光源に対して、３０ｍｍ離して平行に、配置した。直管状紫外線光源は実施例と同じもので発光中心波長３６０ｎｍの長さ４７０ｍｍｘ管径４ｍｍの冷陰極管（エレバム製）である。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ７０であり、容量は７．２Ｌであった。
【００９１】
（比較例Ｂ）
本比較例は、仰角を０°とし、単フィルター素体の配列間隔を５．９ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とした以外は、実施例１と同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ５５であり、容量は５．７Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００９２】
（比較例Ｃ）
本比較例は、仰角を４５°とし、単フィルター素体の配列間隔を３４ｍｍとした以外は、比較例Ｂと同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ４１であり、容量は４．２Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００９３】
（比較例Ｄ）
本比較例は、フィルター素体を幅７２ｍｍ×長さ２２０ｍｍの短冊状に切断加工して単フィルター素体を作製し、単フィルター素体の配列間隔を９ｍｍとした以外は、比較例Ｂと同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００９４】
（比較例Ｅ）
本比較例は、仰角を４５°とし、単フィルター素体の配列間隔を５１ｍｍとした以外は、比較例Ｄと同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ５８であり、容量は６Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００９５】
（比較例Ｆ）
本比較例は、仰角を６０°とし、単フィルター素体の配列間隔を６３ｍｍとした以外は、比較例Ｄと同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ４２であり、容量は４．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００９６】
（比較例Ｇ）
本比較例は、仰角を０°とし、単フィルター素体の配列間隔を１０．８ｍｍとした以外は、実施例９と同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。但し、単フィルター素体はａｓｉｎθ以上の間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影はできていない配置となっている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ９７であり、容量は１０Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００９７】
（比較例Ｈ）
本比較例は、仰角を４５°とし、単フィルター素体の配列間隔を６４ｍｍとした以外は、比較例Ｇと同様にして、本比較例によるモジュールを作製した。但し、単フィルター素体はａｓｉｎθの間隔で配列され、光源から単フィルター素体がフィルター間で影ができない配置としている。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００９８】
（参考例Ｉ）
本参考例は、単フィルター素体の配列間隔を９ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面２本（計４本）とした以外は、実施例１と同様にして、本参考例によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【００９９】
（参考例Ｊ）
本参考例は、単フィルター素体の配列間隔を１８ｍｍとし、ランプ（管状紫外線光源）を片面４本（計８本）とした以外は、実施例１と同様にして、本参考例によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ８０であり、容量は８．３Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【０１００】
（参考例Ｋ）
本参考例は、ランプ（管状紫外線光源）と単フィルター素体との距離を１５ｍｍとした以外は、実施例５と同様にして、本参考例によるモジュールを作製した。モジュール自体のサイズは２２０ｘ４７０ｘ１１０であり、容量は１１Ｌであった。また、単フィルター素体の両辺比は２以上を満たしている。
【０１０１】
（空質浄化性能の評価）
実施例１〜１７、比較例Ａ〜Ｈ及び参考例Ｉ〜Ｋの脱臭デバイス（モジュール）の空質浄化性能を下記の手法で評価した。脱臭強度の評価は、２２．３ｍ3の６畳部屋相当室内のアセトアルデヒドを一時間でどれだけ脱臭できるか、また、二時間の紫外光光源照射で、どれほどフィルターが再生されるかを初期脱臭速度で計測した。また、圧損については、風速１ｍ／ｓで送風した時のモジュール全圧を計測した。
【０１０２】
［脱臭試験］
臭気成分を導入する導入口と空気をサンプリング可能な排出口とを備えるアクリル製ボックス（内容積：１００Ｌ）を準備した。アクリル製ボックス内に、脱臭デバイス、送風機及び撹拌用ファンを配置した。撹拌用ファンを用いてアクリル製ボックス内の空気を乾燥空気に置換した。ついで、窒素で希釈した標準ガス（アセトアルデヒドを含む）をアクリル製ボックス内に導入し、アクリル製ボックス内のアセトアルデヒド濃度を１ｐｐｍとした。アセトアルデヒドの導入直後に、脱臭デバイスのランプ（管状紫外線光源）を点灯し、送風機を用いて脱臭デバイス内にガスを流入させて脱臭を開始した。ガスクロマトグラフを用いてアセトアルデヒド濃度を測定し、脱臭開始１時間後のアクリル製ボックス内のアルデヒド濃度と初期濃度（１ｐｐｍ）とを用いて下記式から脱臭率を算出した。なお、送風機の風速は０．５〜１．５ｍ／ｓとした。また、ガスクロマトグラフは自動サンプリングが可能なガスクロマトグラフ（商品名：ＧＣ−１４Ｂ、島津製作所製）を用い、カラムにはＧＡＳＣＨＲＯＰＡＣＫ５６（商品名、ＧＬサイエンス製）を使用した。
脱臭率（％）＝（脱臭開始１時間後のアルデヒド濃度）／（初期濃度）×１００
【０１０３】
［再生試験］
上記脱臭試験（脱臭時間：１時間）を行い、再生試験前の脱臭率を得た。ついで、アクリル製ボックス内の空気を乾燥空気に置換し、脱臭デバイスのランプ（管状紫外線光源）を点灯した状態で２時間放置してフィルターの再生を行った。フィルター再生後、上記脱臭試験（脱臭時間：１時間）を行い、再生試験後の脱臭率を得た。得られた再生試験前の脱臭率と再生試験後の脱臭率とを用いて下記式より回復率を算出した。なお、フィルターの再生は撹拌用ファン及び送風機を停止した状態で行った。
回復率（％）＝（再生試験後の脱臭率）／（再生試験前の脱臭率）×１００
【０１０４】
（評価結果）
実施例１〜１７、比較例Ａ〜Ｈ及び参考例Ｉ〜Ｋのモジュールの空質浄化性能を表２に示す。
【０１０５】
【表２】
2010109796.tif 000014
【０１０６】
以上の結果より、複数枚の単フィルター素体が複数の管状紫外線光源の長手方向に対して直交かつ管状紫外線光源の長手方向に仰角θ(好ましくはθ≦１０°、特にθ＜１０°)を保って平行に配置、または「ハ」の字（逆Ｖ字）に配置された、光源と単フィルター素体を支持体で一体化した脱臭デバイス（モジュール）は、デバイスサイズ１０Ｌ以下、ＵＶランプ消費電力４０Ｗ、１２本以下で、１ｐｐｍアセトアルデヒドの脱臭を８５％／ｈ以上、かつ、フィルター回復率９５％以上を実現できることがわかった。この脱臭デバイスであれば、例えば、充分持ち運びできる大きさであり、フィルターの手入れを容易にし、かつ、従来の活性炭吸着方式より低濃度まで臭気成分を低減できる空質浄化装置を提供できることがわかった。
【０１０７】
なお本実施例では、４００ｎｍ以下の波長を含む光源に、中心波長が３５２ｎｍのブラックライトを用いたが、３６５ｎｍ付近に中心波長をもつ紫外線冷陰極管を用いても、同様の効果が発揮されることを確認している。また、光源は光触媒に均質に照射されるように配備され、光強度としては、例えば、１ｍＷ／ｃｍ2以上５ｍＷ／ｃｍ2以下であれば、寿命的にも問題ない。本実施例では送風機の風速として０．５ｍ／ｓから１．５ｍ／ｓで特性を調べているが、脱臭したい部屋の大きさ、送風機の送風量により、風速を変えても問題ない。一方、本実施例では、光触媒材料として、酸化チタンとゼオライトを混合した光触媒材料を用いているが、例えば、酸化チタンの表面をフッ素修飾したものや、比表面積を大きくしたものでも良いし、ゼオライトも脱臭するガス種によって、モルデナイト型以外のものを用いても良い。本実施例では、フィルター素体の基体を、ガラスクロスＶ３７５（ユニチカ製）を用いたが、基体として、例えば、Ｖ３８５（ユニチカ製）や、Ｍ１００Ｋ１０４Ｈ（ユニチカ製）等のガラスクロスを使用しても良い。固定化された光触媒層の膜厚は、例えば、５０μｍ以上であればよく、１００μｍでも良いし、２００μｍでも良い。固定化剤としてコロイダルシリカを用いた実施例を示しているが、アルコキシド（ＴＥＯＳ）であっても良い。塗布成膜法も、スラリーコーティング法に限らず、吹き付け法、スピンコーティング法などでも良い。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明は、例えば脱臭、消臭、空気清浄等の目的で使用される空質浄化装置に有用である。
【符号の説明】
【０１０９】
１    光触媒フィルター
２    直管型ＵＶ光源
３    送風機
４    単フィルター素体
５    箱状傾斜ハニカム
６    箱状ハニカム
１１、２１、３１    支持体
１２、２２、３２、４２、５２    光源
１４、２４、３４    単フィルター素体
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010109796.tif 000015
【図２】
2010109796.tif 000016
【図３】
2010109796.tif 000017
【図４】
2010109796.tif 000018
【図５】
2010109796.tif 000019
【図６】
2010109796.tif 000020
【図７】
2010109796.tif 000021
【図８】
2010109796.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月2日(2011.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単フィルター素体と、
紫外線を照射する複数の光源と、
空気を送風するためのファンと、
支持体と、を備える脱臭デバイスであって、
前記単フィルター素体は、気孔性の基材と、前記基材に担持された光触媒及びゼオライトとを含み、
前記複数の単フィルター素体と前記複数の光源とは、前記支持体で一体化されてモジュール構造を形成し、
前記単フィルター素体は、前記光源の長手方向に対して該単フィルター素体の長手方向軸がほぼ直交し、かつ、仰角（θ）を保ってほぼ平行に配置されており、前記光源と前記単フィルター素体との距離は１５ｍｍ未満であり、前記光源の間隔は１２０ｍｍ以下であり、前記仰角（θ）は０°を超え４５°未満であり、かつ、前記単フィルター素体の間隔は１／２ａｓｉｎθ以上２ａｓｉｎθ以下（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ））であり、
前記空気を送風するためのファンは、前記光源の長手方向に略直交、かつ、前記複数の単フィルター素体の長手方向に略直交する向きに、空気を送風するように配置されている、
脱臭デバイス。
【請求項２】
前記複数の単フィルター素体に吸着し、残留した有機物を、時間をおいて前記複数の光源を点灯させることによって、前記有機物を分解して、前記複数の単フィルター素体を再生させる、請求項１記載の脱臭デバイス。
【請求項３】
前記複数の光源は、前記複数の単フィルター素体の短手方向のほぼ中心を貫通するか、または、前記複数の単フィルター素体で挟まれるように配置されている、請求項１又は２に記載の脱臭デバイス。
【請求項４】
前記単フィルター素体は、前記仰角（θ）を保って逆Ｖ字に配置されている、請求項３記載の脱臭デバイス。
【請求項５】
前記光源は、前記単フィルター素体を挟み込むように配置されている、請求項１又は２に記載の脱臭デバイス。
【請求項６】
前記仰角（θ）は、０°を超え１０°以下である、請求項１から５のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項７】
前記単フィルター素体の短辺の長さ（ａ）と長辺の長さ（ｂ）との比（両辺比＝ｂ／ａ）は、２以上である、請求項１から６のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項８】
前記基材は、ガラス繊維布帛である、請求項１から７のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【請求項９】
前記光触媒がフッ素を含む酸化チタンであって、
前記酸化チタンにおいて、フッ素の含有量は、酸化チタン量に対して２．５重量％〜３．５重量％の範囲であり、かつ、ナトリウムの含有量をＡ重量％とし、フッ素の含有量をＢ重量％としたとき、その比Ａ／Ｂが０．０１以下である、請求項１から８の脱臭デバイス。
【請求項１０】
前記単フィルター素体の間隔は、略ａｓｉｎθ（ａ：単フィルター素体の短辺の長さ（ｍｍ）、θ：単フィルター素体の仰角（°））である、請求項１から９のいずれかに記載の脱臭デバイス。
【国際調査報告】
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2010109796.tif 000025
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