(57)【要約】【課題】空気に含まれる汚染物質を除去するにあたり、強制的に空気を通流させるための送風機等の設備を設けることなく、空気を通流させて、その空気に含まれる汚染物質としての窒素酸化物（ＮＯｘ）、特に一酸化窒素（ＮＯ）を効率的に除去することができる空気浄化ユニット及び空気浄化方法を実現する。【解決手段】空気浄化ユニット１は、空気に含まれる汚染物質を除去可能な触媒繊維がシート状に成型された、複数の触媒繊維シート材１１が、所定の間隔で離間して隣り合う触媒繊維シート材１１どうしの対向面間に通風空間１２が形成されるように積層配置されて構成された汚染物質除去層１０と、空気に含まれる汚染物質を酸化させることができる光触媒２１を有する光触媒層２０とを備え、光触媒層２０は、汚染物質除去層１０に隣り合うように配置されるとともに、通風空間１２に対して空気を通風可能に構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を通過する空気から、汚染物質を除去可能な空気浄化ユニットであって、
前記空気に含まれる汚染物質を除去可能な触媒繊維がシート状に成型された、複数の触媒繊維シート材が、所定の間隔で離間して隣り合う前記触媒繊維シート材どうしの対向面間に通風空間が形成されるように積層配置されて構成された汚染物質除去層と、
前記空気に含まれる汚染物質を酸化させることができる光触媒を有する光触媒層とを備え、
前記光触媒層は、前記汚染物質除去層に隣り合うように配置されるとともに、前記通風空間に対して空気を通風可能に構成されている空気浄化ユニット。
【請求項２】
前記光触媒層は、前記通風空間に対して空気を通風可能な複数の通風孔を有する請求項１に記載の空気浄化ユニット。
【請求項３】
前記通風孔は、通風断面形状が、正六角形、矩形、又は円形の少なくともいずれかから構成されている請求項２に記載の空気浄化ユニット。
【請求項４】
前記光触媒層は、アルミニウムからなる基材の表面に光触媒が担持されて構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の空気浄化ユニット。
【請求項５】
前記汚染物質除去層及び前記光触媒層を外囲する本体ケーシングを備え、
前記本体ケーシングは、前記通風空間に対する空気の通風口を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の空気浄化ユニット。
【請求項６】
前記触媒繊維は、活性炭素繊維である請求項１から５のいずれか一項に記載の空気浄化ユニット。
【請求項７】
空気に含まれる汚染物質を酸化させることができる光触媒を有する光触媒層に太陽光又は紫外光を照射しながら、空気を通過させることによって、空気に含まれる汚染物質を酸化させる酸化工程と、
前記酸化工程によって汚染物質が酸化された空気を、触媒繊維がシート状に成型された触媒繊維シート材を有する汚染物質除去層を通過させることによって、空気に含まれる汚染物質を除去する汚染物質除去工程とを有する空気浄化方法。
【請求項８】
前記空気が自動車の排ガスを含む空気であり、前記酸化工程において酸化されるべき前記汚染物質は前記排ガスに含まれる一酸化窒素（ＮＯ）である請求項７に記載の空気浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を通過する空気から、汚染物質を除去可能な空気浄化ユニット及び空気浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の交通量が非常に多く、車両が通過する道路や発電所や工場などが密集する工業地帯などのように大気汚染が著しい浄化対象区域において、その浄化対象区域に出入りする空気から、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）などの汚染物質を除去するための技術開発が進められている。
【０００３】
例えば、道路等の浄化対象区域に対して出入りする空気から汚染物質を除去する技術としては、浄化対象区域を囲むように、表面に光触媒を担持してなる網目状の吸着フェンスを設置し、その吸着フェンスの網目に浄化対象区域に対して出入りする空気を通過させ、その空気に含まれるＮＯｘ等の汚染物質を、吸着フェンスの表面に吸着させて当該表面に担持されている光触媒により酸化除去するものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
一方、上記のようなＮＯｘ等の汚染物質を酸化除去可能な触媒としては、活性炭素繊維が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００５】
そして、通風空間に、当該空気に含まれる汚染物質を除去可能な上記活性炭素繊維等の触媒繊維をシート状に形成してなる触媒繊維シート材を配置した空気浄化ユニットとして、上記通風空間において、プリーツ状又はＷ字状に空気の流れに沿って前後に折り返した触媒繊維シート材が配置されているものが知られている（例えば、特許文献３及び４を参照。）。即ち、この空気浄化ユニットでは、通風空間に空気を通流させることで、その全ての空気が触媒繊維シート材を表面側から裏面側に貫通するように流れて、その空気に含まれる汚染物質が触媒繊維シート材により濾過され、その濾過された汚染物質が触媒繊維により酸化除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−４６８３６号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ９７／０１３８８
【特許文献３】特開２００６−１３０３６８号公報
【特許文献４】特開平６−３３９６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載されているように、浄化対象区域を囲むように表面に光触媒を担持してなる網目状の吸着フェンスを設置しただけでは、充分に高い空気浄化性能を発揮することは困難である。即ち、吸着フェンスの網目は比較的粗いものであり、その網目に浄化対象区域に対して出入りする空気を通過させたとしても、その空気に含まれる汚染物質が吸着フェンスの表面に付着して酸化除去される割合は非常に少ないものとなる。逆に、空気との接触面積を拡大するべく上記吸着フェンスの網目を非常に細かいものとした場合には、浄化対象区域に対して出入りする空気がその細かい網目を通過するための圧力損失が増大し、結果、網目を通過する空気の量が減少するので、空気浄化性能の向上を図ることができない。
【０００８】
一方、上記特許文献３及び４に記載されている空気浄化ユニットでは、通風空間を通流する全ての空気が触媒繊維シート材を表面側から裏面側に貫通するので、比較的大きな圧力損失が発生し、特に、触媒繊維シート材として直径が１０から２０μｍ程度と微細な活性炭素繊維をシート状に形成してなる活性炭素繊維シート材を用いた場合には、上記圧力損失が非常に大きくなる。よって、かかる空気浄化ユニットにおいて、このような触媒繊維シート材が横断配置された通風空間に空気を通流させるためには、別途送風機による強制的な送風が必要であり、例えば自然風や自動車が走行することで発生する風だけで通風空間に空気を通流させることはできなかった。
【０００９】
また、上述したように吸着フェンスの細かい網目や触媒繊維シート材に空気を貫通させる場合には、空気に含まれる粉塵や微粒子などが吸着フェンスや触媒繊維シート材に捕捉されやすく、その粉塵や微粒子による目詰まりにより上記圧力損失が一層大きくなって、結果、空気が通流しなくなり空気浄化性能を発揮しなくなることが懸念される。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気に含まれる汚染物質を除去するにあたり、強制的に空気を通流させるための送風機等の設備を設けることなく、空気を通流させて、その空気に含まれる汚染物質としての窒素酸化物（ＮＯｘ）、特に一酸化窒素（ＮＯ）を効率的に除去することができる空気浄化ユニット及び空気浄化方法を実現する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための、本発明に係る空気浄化ユニットの特徴構成は、内部を通過する空気から、汚染物質を除去可能な空気浄化ユニットであって、前記空気に含まれる汚染物質を除去可能な触媒繊維がシート状に成型された、複数の触媒繊維シート材が、所定の間隔で離間して隣り合う前記触媒繊維シート材どうしの対向面間に通風空間が形成されるように積層配置されて構成された汚染物質除去層と、前記空気に含まれる汚染物質を酸化させることができる光触媒を有する光触媒層とを備え、前記光触媒層は、前記汚染物質除去層に隣り合うように配置されるとともに、前記通風空間に対して空気を通風可能に構成されている点にある。
【００１２】
上述の構成によると、空気は、所定の間隔で離間して隣り合う触媒繊維シート材どうしの対向面間に形成された通風空間を当該対向面に沿って通過するため、従来のような、空気が触媒繊維シート材を貫通するように通流する構成に比べて圧力損失は非常に小さいものとなる。通風空間に空気を通流させる際に発生する圧力損失が小さいため、強制的に空気を通流させるための送風機等の設備を設けなくても、通風空間に空気を通流させることができる。
【００１３】
また、空気は、触媒繊維シート材の表面に沿って通風空間を通過する間に、若干の空気が触媒繊維シート材の繊維間に入り込むので、その空気に含まれる汚染物質は触媒繊維に接触し効率的に酸化除去されることになる。したがって、その空気に含まれる汚染物質を効果的に除去することができる。
【００１４】
ところで、自動車や工場から排出される一次排ガス成分は、５０〜９０％と大半が一酸化窒素（ＮＯ）である。一酸化窒素（ＮＯ）は、太陽光との光化学反応により二酸化窒素（ＮＯ２）へと酸化させられる。
【００１５】
汚染物質除去層に用いられる触媒繊維は、窒素酸化物（ＮＯｘ）として、一酸化炭素（ＮＯ）であるよりも、二酸化窒素（ＮＯ２）や硝酸イオン（ＮＯ３−）であるほうが除去しやすい特徴がある。空気の通風方向の上流側の光触媒層において一酸化窒素（ＮＯ）から二酸化窒素（ＮＯ２）や硝酸イオン（ＮＯ３−）への反応が促され、下流側の汚染物質除去層において効果的に除去される。
【００１６】
光触媒は、太陽光等に含まれる紫外光を吸収すると、電子を発生し、その電子が空気中の酸素と反応して活性酸素（Ｏ２−）を発生させ、強い酸化作用を発現する。したがって、一酸化窒素（ＮＯ）は酸化されて、二酸化窒素（ＮＯ２）や硝酸イオン（ＮＯ３−）となり、汚染物質除去層において吸着除去される。光触媒として、酸化チタン、酸化タングステンが好ましく例示できる。
【００１７】
本発明においては、前記光触媒層は、前記通風空間に対して空気を通風可能な複数の通風孔を有すると好適である。
【００１８】
空気が光触媒層に設けられた複数の通風孔を通風するときに、空気中に含まれる汚染物質は光触媒に接触することによって酸化が促され、その後、通風空間に通流されることができる。
【００１９】
本発明においては、前記通風孔は、通風断面形状が、正六角形、矩形、又は円形の少なくともいずれかから構成されていると好適である。
【００２０】
通風孔は、正六角形、矩形、又は円形といった通風断面形状は、繰り返しのパターンとして並べやすく、製造が容易である。
【００２１】
本発明においては、前記光触媒層は、アルミニウムからなる基材の表面に光触媒が担持されて構成されていると好適である。
【００２２】
光触媒層を構成するアルミニウムからなる基材は成形性や耐食性が良く、また、ステンレス鋼のような金属に比べて軽量であるため取り扱いが容易である。アルミニウムからなる基材の表面への光触媒の担持は、塗布、浸漬等によってすることができる。
【００２３】
本発明においては、前記汚染物質除去層及び前記光触媒層を外囲する本体ケーシングを備え、前記本体ケーシングは、前記通風空間に対する空気の通風口を有すると好適である。
【００２４】
本体ケーシングによって汚染物質除去層及び光触媒層を外囲することによって、汚染物質除去層及び光触媒層は保護される。その際、本体ケーシングに設けられている通風口を介して通風空間に対して空気の通流が行われる。
【００２５】
本発明においては、前記触媒繊維は、活性炭素繊維であると好適である。
【００２６】
触媒繊維が活性炭素繊維であることから、空気中の汚染物質として、特にＮＯｘを良好に酸化除去し得る。
【００２７】
上記目的を達成するための、本発明に係る空気浄化方法の特徴構成は、空気に含まれる汚染物質を酸化させることができる光触媒を有する光触媒層に太陽光又は紫外光を照射しながら、空気を通過させることによって、空気に含まれる汚染物質を酸化させる酸化工程と、前記酸化工程によって汚染物質が酸化された空気を、触媒繊維がシート状に成型された触媒繊維シート材を有する汚染物質除去層を通過させることによって、空気に含まれる汚染物質を除去する汚染物質除去工程とを有する点にあり、前記空気が自動車の排ガスを含む空気であり、前記酸化工程において酸化されるべき前記汚染物質は前記排ガスに含まれる一酸化窒素（ＮＯ）であると好適である。
【００２８】
自動車や工場から排出される一次排ガス成分は、５０〜９０％と大半が一酸化窒素（ＮＯ）である。他方、汚染物質除去層に用いられる触媒繊維は、窒素酸化物（ＮＯｘ）として、一酸化炭素（ＮＯ）であるよりも、二酸化窒素（ＮＯ２）や硝酸イオン（ＮＯ３−）であるほうが除去しやすい特徴がある。
【００２９】
空気中に含まれる汚染物質としての一酸化窒素（ＮＯ）は、空気の通風方向の上流側の光触媒層において太陽光との光化学反応により二酸化窒素（ＮＯ２）や硝酸イオン（ＮＯ３−）へと酸化させることが促され、下流側の汚染物質除去層において効果的に除去される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】空気浄化ユニットの斜視図
【図２】空気浄化ユニットの立断面図
【図３】空気浄化ユニットの平断面図
【図４】一酸化窒素の除去率の測定試験の結果を示すグラフ
【図５】二酸化窒素の除去率の測定試験の結果を示すグラフ
【図６】圧力損失の測定試験の結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明に係る空気浄化ユニット及び空気浄化方法の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００３２】
〔空気浄化ユニット〕
図１から図３に示すように、空気浄化ユニット１は、汚染物質除去層１０及び光触媒層２０と、これらを外囲する本体ケーシング３０とを備えて構成されている。
【００３３】
汚染物質除去層１０は、空気に含まれる汚染物質を除去可能な触媒繊維がシート状に成型された、複数の触媒繊維シート材１１が、所定の間隔で離間して隣り合う触媒繊維シート材１１どうしの対向面間に通風空間１２が形成されるように積層配置されて構成されている。
【００３４】
本実施形態においては、各触媒繊維シート材１１は、隣り合う触媒繊維シート材１１との間に通気性のスペーサ１３を挟み込みながら積層配置されている。汚染物質除去層１０は、複数の触媒繊維シート材１１と複数のスペーサ１３とが交互に積層されて構成され、隣り合う触媒繊維シート材１１どうしの対向面間に形成された通風空間１２が、スペーサ１３により保形されることになる。
【００３５】
スペーサ１３は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等からなる金網を波状に加工することによって容易かつ安価に得られる。ただし、スペーサ１３は、金網以外のものを用いてもよく、メッシュ状、格子状、パンチングメタル状等の板材を波状に形成してもよい。また、スペーサ１３の材質は、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料に限らず、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の高分子材料が用いられてもよい。この場合は、網状、メッシュ状等の板材を波状に形成したものに加え、高分子材料を発泡させてスポンジ状に形成したもの、高分子材料製の繊維を低密度の不織布として形成したもの等をスペーサ１３として用いることができる。
【００３６】
触媒繊維シート材１１を構成する触媒繊維としては、空気中の汚染物質、特に窒素酸化物（ＮＯｘ）を良好に酸化除去し得る活性炭素繊維が用いられている。
【００３７】
触媒繊維シート材１１を構成する活性炭素繊維としては、窒素吸着法による比表面積が４００〜５００ｍ2／ｇの範囲内、かつ、ＭＰ法で解析した通風孔分布において直径が２ｎｍ以下のミクロポアのうち、直径１ｎｍ以下のものが全ミクロポア容積の８０％以上を占めるものを用いることが好ましい。このような活性炭素繊維の吸着機能と触媒機能により、大気汚染の原因となる窒素酸化物（ＮＯｘ）を常温で長期間除去することができる。
【００３８】
なお、触媒繊維シート材１１を構成する活性炭素繊維としては、ピッチ系活性炭素繊維やポリアクリロニトリル系活性炭素繊維を用いることがより好ましい。
【００３９】
触媒繊維シート材１１としては、活性炭素繊維をシート状の不織布に加工されたものが用いられており、さらに、その触媒繊維シート材１１の厚さ方向の中心部には、保形するための網状の芯材１４が埋め込まれている。
【００４０】
光触媒層２０は、空気に含まれる汚染物質を酸化させることができる光触媒２１を有する層である。光触媒層２０は、汚染物質除去層１０を挟むように配置されている。したがって、空気浄化ユニット１のどちらの通風口３１から空気が流入しても、汚染物質を効率的に除去することができる。
【００４１】
光触媒層２０は、アルミニウムからなる基材２２の表面に光触媒２１が担持されて構成されている。アルミニウムからなる基材２２は、成形性や耐食性が良く、また、ステンレス鋼のような金属に比べて軽量であるため、取り扱いが容易である。
【００４２】
基材２２には、汚染物質除去層１０が備える通風空間１２に対して空気を通風可能な複数の通風孔２３が設けられている。
【００４３】
通風孔２３は、通風断面形状が正六角形から構成されている。ただし、通風孔２３は、正六角形に限らず、その他の形状であってもよく、基材２２において繰り返しのパターンとして並べやすく加工が容易な形状であることが好ましい。例えば、矩形や、円形が例示できる。さらに、複数の通風孔は全てが同じ形状である必要はなく、通風断面における位置によって形状、大きさ、数が異ならされていてもよい。
【００４４】
空気が光触媒層２０に設けられた複数の通風孔２３を通風されるときに、空気中に含まれる汚染物質は光触媒２１に接触することによって酸化が促される。本実施形態において、光触媒２１は酸化チタンが採用されている。アルミニウムからなる基材２２の表面への光触媒２１の担持は、塗布、浸漬等によってすることができる。
【００４５】
ただし、光触媒２１は酸化チタンに限らず、酸化タングステンであってもよい。また、光触媒２１は、光触媒層２０における複数の通風孔２３の全てに同じものが採用される必要はなく、光触媒層２０における位置によって、異なる光触媒２１が担持される構成であってもよい。
【００４６】
本体ケーシング３０は、矩形筒状に形成されている。本体ケーシング３０には、対向する一対の面のそれぞれに通風口３１が設けられ、外気に開放されている。通風口３１には、外部からの異物の侵入を阻止する金網３２が設けられている。
【００４７】
本体ケーシング３０の内部に、汚染物質除去層１０及び光触媒層２０が、一方の通風口３１から汚染物質除去層１０が覗き、他方の通風口３１から光触媒層が覗く状態で、隣り合って配置される。その際、汚染物質除去層１０は、これを構成する複数の触媒繊維シート材１１の積層方向が、一方の通風口３１から他方の通風口３１に至る方向と直交するように配置される。これにより、複数の隣り合う触媒繊維シート材１１どうしの対向面間に形成された複数の通風空間１２、光触媒層２０に設けられた複数の通風孔２３、及び、本体ケーシング３０に設けられた一対の通風口３１が連通して通風路２が構成される。
【００４８】
したがって、空気浄化ユニット１に向かう自然風等の空気の流れ（図１及び図３において符号Ａを付した矢印で示される。）だけで、上流側に開口する一方の通風口３１から通風路２に空気が導入され、一方の光触媒層２０に設けられた複数の通風孔２３、複数の触媒繊維シート材１１の対向面間に形成された複数の通風空間１２の順で通過し、下流側に向かって開口する通風口３１から排出される。その際、空気中に含まれる汚染物質としての一酸化窒素（ＮＯ）は、光触媒層２０において一酸化窒素（ＮＯ）から二酸化窒素（ＮＯ２）や硝酸イオン（ＮＯ３−）への反応が促され、下流側の汚染物質除去層１０において効果的に除去される。
【００４９】
なお、本体ケーシング３０は、アルミニウムやステンレス鋼等の金属や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等の高分子材料から構成される形材を組み合わせて簡単に製造することができ、その内面において汚染物質除去層を構成する触媒繊維シート材１１の積層体や、光触媒層２０を構成する基材２２の端面が当接保持される。
【００５０】
なお、本体ケーシング３０の天面には、内部に保持されている汚染物質除去層１０及び光触媒層２０への降水の浸入を許容する降水浸入口３３が形成されている。降水浸入口３３には、外部からの異物の侵入を阻止する金網３４が設けられている。なお、本体ケーシング３０の底面には、降水を排出するドレンが設けられている。
【００５１】
降雨や人為的な散水等の降水は降水浸入口３３から本体ケーシング３０の内部に浸入し、該降水により汚染物質除去層１０や光触媒層２０に付着する粉塵や微粒子及び硝酸化合物などが洗い流されることになり、汚染物質除去層１０や光触媒層２０の性能低下が抑制されることになる。
【００５２】
上述した実施形態においては、光触媒層２０は、汚染物質除去層１０を挟むように配置されている場合について説明したが、これに限らない。光触媒層２０は、空気浄化ユニット１による浄化対象の空気の流れに対して、少なくとも汚染物質除去層１０の上流側の片側に配置されていればよい。 
【００５３】
上述した実施形態においては、汚染物質除去層を構成する触媒繊維シート材１１が、平らである場合について説明したが、これに限らない。触媒繊維シート材１１は、プリーツ状又は蛇腹状に構成されていてもよい。
【００５４】
以上のように構成された、空気浄化ユニット１は、汚染物質発生区域を囲うように設けることによって、該汚染物質発生区域において発生する空気に含まれる汚染物質を除去して、該区域外に排出することができる空気浄化フェンス構造体とすることができる。
【００５５】
具体的には、空気浄化フェンス構造体は、汚染物質発生区域である道路と、該区域に隣接する歩道との境界部に沿って、空気浄化ユニット１を複数列且つ複数段積層して構成される。
【００５６】
道路において車両が通過する際に道路側から歩道側に空気の流れが発生する。よって、その流れを利用して、その道路側から歩道側に流出する空気は、空気浄化フェンス構造体を構成する各空気浄化ユニット１を通過する際に、その空気に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ等）の汚染物質が除去される。
【００５７】
汚染物質発生区域は、道路に限らない。例えば、発電所や工場などが密集する工業地帯や大勢の人が集まる施設等を汚染物質発生区域としてもよい。
【００５８】
〔空気浄化方法〕
本発明に係る空気浄化方法は、上述した空気浄化ユニット１によって実現できる。すなわち、空気に含まれる汚染物質を酸化させることができる光触媒２１を有する光触媒層２０に太陽光又は紫外光を照射しながら、空気を通過させることによって、空気に含まれる汚染物質を酸化させる酸化工程と、酸化工程によって汚染物質が酸化された空気を、触媒繊維がシート状に成型された触媒繊維シート材１１を有する汚染物質除去層１０を通過させることによって、空気に含まれる汚染物質を除去する汚染物質除去工程とを有する。その際、空気が自動車の排ガスを含む空気であり、酸化工程において酸化されるべき汚染物質は前記排ガスに含まれる一酸化窒素（ＮＯ）であると好適である。
【００５９】
自動車や工場から排出される一次排ガス成分は、５０〜９０％と大半が一酸化窒素（ＮＯ）である。他方、汚染物質除去層１０に用いられる触媒繊維は、窒素酸化物（ＮＯｘ）として、一酸化炭素（ＮＯ）であるよりも、二酸化窒素（ＮＯ２）や硝酸イオン（ＮＯ３−）であるほうが除去しやすい特徴がある。
【００６０】
空気中に含まれる汚染物質としての一酸化窒素（ＮＯ）は、光触媒層２０において太陽光との光化学反応により二酸化窒素（ＮＯ２）や硝酸イオン（ＮＯ３−）へと酸化させることが促され、下流側の汚染物質除去層１０において効果的に除去される。
【実施例】
【００６１】
光触媒層を有する空気浄化ユニットと、光触媒層を有しない空気浄化ユニットについて、夫々の一酸化窒素（ＮＯ）の除去率、二酸化窒素（ＮＯ２）の除去率、圧力損失を計測する試験を行った。
【００６２】
なお、光触媒層を有する空気浄化ユニットとして、光触媒層を構成するアルミニウムからなる基材の通風孔の寸法が異なる二つの空気浄化ユニット（実験例１）と、空気浄化ユニット（実験例２）とを用意した。光触媒層を有しない空気浄化ユニットとして、実験例１ないし実験例２に係る空気浄化ユニットから、光触媒層を取り除いたものと同じ構成の空気浄化ユニット（比較例）を用意した。
【００６３】
実験例１、実験例２及び比較例に係る空気浄化ユニットに備えられる汚染物質除去層は、それぞれ、縦５００ｍｍ、横５００ｍｍ、奥行き２００ｍｍの内部空間を有する本体ケーシング内に、幅２００ｍｍ、長さ５００ｍｍにカットした複数の触媒繊維シート材を、通風方向を横断する横方向に、隣り合う触媒繊維シート材どうしの対向面間に幅８ｍｍの通風空間を形成しながら互いに平行になるように積層配置することによって製造した。
【００６４】
実験例１、実験例２及び比較例に係る空気浄化ユニットに備えられる汚染物質除去層は、いずれも、前述の比表面積５００ｍ2／ｇ、繊維直径１５μｍのピッチ系活性炭素繊維を厚さ６ｍｍのシート状の不織布に乾式加工された触媒繊維シート材が用いられる。
【００６５】
実験例１及び実験例２に係る空気浄化ユニットにおいては、汚染物質除去層の、通風方向の上流側にそれぞれの光触媒層が配置される。
【００６６】
実験例１に係る空気浄化ユニットに備えられる光触媒層は、新日本フエザーコア株式会社製のアルミハニカムコア（製品記号ＡＦ−４６、セルサイズ６．３ｍｍ）をアルミニウムからなる基材として用いた。
【００６７】
実験例２に係る空気浄化ユニットに備えられる光触媒層は、新日本フエザーコア株式会社製のアルミハニカムコア（製品記号Ｆ−６０、セルサイズ８．０ｍｍ）をアルミニウムからなる基材として用いた。なお、いずれの基材も厚みは１０ｍｍとした。
【００６８】
いずれの光触媒層も、アルミニウムからなる基材を、光触媒用の酸化チタンとしてのテイカ株式会社製のアナタース型光触媒粉末（銘柄ＴＫＰ−１０１、結晶子径６ｎｍ）を２０％水スラリーとし、アクリル系バインダー１％を添加した添着液に浸すことによって、光触媒をコートし、これを１００℃で１時間乾燥し水分を飛ばすことによって製造した。
【００６９】
実験例１、実験例２及び比較例に係る各空気浄化ユニットに対して、小型風洞式空気浄化性能試験装置により、一酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ２）の浄化性能を測定した。
【００７０】
なお、一酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ２）は、それぞれボンベからの１％標準ガスを空気で希釈して、各空気浄化ユニットの上流側において１ｐｐｍとなるように設定した。
【００７１】
送風機は、各空気浄化ユニットの通風断面における通過風速が、０．０３５〜０．２５ｍ／ｓとなるように設定した。
【００７２】
また、実験例１及び実験例２に係る空気浄化ユニットに対しては、光触媒層における光触媒の作用が十分発揮できるように、ＵＶランプにより紫外線を照射した。
【００７３】
一酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ２）の除去率は、各空気浄化ユニットの上流側及び下流側における一酸化窒素（ＮＯ）及び二酸化窒素（ＮＯ２）の濃度を、株式会社アナテック・ヤナコ製の窒素酸化物自動計測器（ＥＣＬ−８８０ＵＳ）によって測定し、下記の数式１により求めた。なお、当該数式１において、除去率とは、一酸化窒素（ＮＯ）ないし二酸化窒素（ＮＯ２）の除去率であり、上流側濃度とは、一酸化窒素（ＮＯ）ないし二酸化窒素（ＮＯ２）の、空気浄化ユニットを通過する前の濃度であり、下流側濃度とは、一酸化窒素（ＮＯ）ないし二酸化窒素（ＮＯ２）の、空気浄化ユニットを通過した後の濃度である。
除去率＝（上流側濃度−上流側濃度）／上流側濃度×１００（％）・・・（数式１）
【００７４】
図４に示すように、実験例１及び実験例２に係る空気浄化ユニットは、それぞれ一酸化窒素（ＮＯ）の除去率が、４０〜２０％であった。他方、比較例に係る空気浄化ユニットは、一酸化窒素（ＮＯ）の除去率が、２０〜１３％であった。該結果から、実験例１及び実験例２に係る空気浄化ユニットにおいては、比較例に係る空気浄化ユニットに比べて、一酸化窒素（ＮＯ）が良好に除去されていることが確認できた。
【００７５】
図５に示すように、実験例１及び実験例２に係る空気浄化ユニットは、それぞれ二酸化窒素（ＮＯ２）の除去率が、１００〜８０％であった。他方、比較例に係る空気浄化ユニットは、二酸化窒素（ＮＯ２）の除去率が、９０〜７３％であった。該結果から、実験例１及び実験例２に係る空気浄化ユニットにおいては、比較例に係る空気浄化ユニットに比べて、二酸化窒素（ＮＯ２）が良好に除去されていることが確認できた。
【００７６】
なお、実験例１、実験例２及び比較例に係る各空気浄化ユニットに対して、風速を０．０〜０．２５ｍ／ｓｅｃまで変化させて空気を通流させた際の圧力損失を計測した。
【００７７】
図６に示すように、実験例１、実験例２に係る各空気浄化ユニットの圧力損失と、比較例に係る空気浄化ユニットの圧力損失とに、大きな差は確認できなかった。すなわち、実験例１、実験例２に係る各空気浄化ユニットのように、光触媒層を備えても、通風性は阻害されていないことが確認できた。
【００７８】
上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更設計可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１              ：空気浄化ユニット
２              ：通風路
１０            ：汚染物質除去層
１１            ：触媒繊維シート材
１２            ：通風空間
２０            ：光触媒層
２１            ：光触媒
２２            ：基材
２３            ：通風孔
３０            ：本体ケーシング
３１            ：通風口
【図１】
2019170725.tif 000003
【図２】
2019170725.tif 000004
【図３】
2019170725.tif 000005
【図４】
2019170725.tif 000006
【図５】
2019170725.tif 000007
【図６】
2019170725.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月18日(2019.6.18)
【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】
内部を通過する空気から、汚染物質を除去可能な空気浄化ユニットであって、
前記空気に含まれる汚染物質を除去可能な触媒繊維がシート状に成型された、複数の触媒繊維シート材が、所定の間隔で離間して隣り合う前記触媒繊維シート材どうしの対向面間に通風空間が形成されるように積層配置されて構成された汚染物質除去層と、
前記空気に含まれる汚染物質を酸化させることができる光触媒を有する光触媒層とを備え、
前記光触媒層は、前記複数の触媒繊維シート材の積層方向と直交するように前記汚染物質除去層に隣り合って配置されかつ当該汚染物除去層を挟むように配置されるとともに、前記通風空間に対して空気を前記触媒繊維シート材どうしの対向面に沿って通風可能に構成されている空気浄化ユニット。
【請求項２】
前記光触媒層は、前記通風空間に対して空気を通風可能な複数の通風孔を有する請求項１に記載の空気浄化ユニット。
【請求項３】
前記通風孔は、通風断面形状が、正六角形、矩形、又は円形の少なくともいずれかから構成されている請求項２に記載の空気浄化ユニット。
【請求項４】
前記光触媒層は、アルミニウムからなる基材の表面に光触媒が担持されて構成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の空気浄化ユニット。
【請求項５】
前記汚染物質除去層及び前記光触媒層を外囲する本体ケーシングを備え、
前記本体ケーシングは、前記通風空間に対する空気の通風口を有する請求項１から４のいずれか一項に記載の空気浄化ユニット。
【請求項６】
前記触媒繊維は、活性炭素繊維である請求項１から５のいずれか一項に記載の空気浄化ユニット。 
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、内部を通過する空気から、汚染物質を除去可能な空気浄化ユニットに関する。 
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記目的を達成するための、本発明に係る空気浄化ユニットの特徴構成は、内部を通過する空気から、汚染物質を除去可能な空気浄化ユニットであって、前記空気に含まれる汚染物質を除去可能な触媒繊維がシート状に成型された、複数の触媒繊維シート材が、所定の間隔で離間して隣り合う前記触媒繊維シート材どうしの対向面間に通風空間が形成されるように積層配置されて構成された汚染物質除去層と、前記空気に含まれる汚染物質を酸化させることができる光触媒を有する光触媒層とを備え、前記光触媒層は、前記複数の触媒繊維シート材の積層方向と直交するように前記汚染物質除去層に隣り合って配置されかつ当該汚染物除去層を挟むように配置されるとともに、前記通風空間に対して空気を前記触媒繊維シート材どうしの対向面に沿って通風可能に構成されている点にある。 
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】