(57)【要約】【課題】  光触媒材料を有する吸着材を用いて汚染物質を吸着する空気浄化装置に関し、装置を大きくしないで吸着材の面積を確保し、大面積の吸着材の再生に煩わしさの無い吸着材再生方法を提供する。【解決手段】  汚染物質を吸着した円筒状吸着材12を空気浄化装置１から取り出し、取り出した円筒状吸着材12を再生工場30に運び、再生工場30で円筒状吸着材12をシート状に展開し、シート状の吸着材に紫外線光源21または太陽光を照射して光触媒を活性化して吸着した汚染物質を分解して吸着材を再生し、再生されたシート状の吸着材を再び丸めて円筒状吸着材12とする。【選択図】図５
2008132200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光触媒材料を有するシート状の吸着材に汚染物質を吸着させ、汚染空気を浄化する空気浄化装置において、長尺なシート状の可撓性を有する吸着材を連続的に複数回丸めて円筒状吸着材とし、空気浄化装置内の円筒状吸着材の層間に汚染空気を流通させて汚染物質を吸着し、空気浄化装置外で円筒状吸着材をシート状に展開可能とし、その展開してシート状の吸着材に紫外線光源または太陽光を照射して光触媒を活性化し、吸着した汚染物質を分解して吸着材を再生する空気浄化装置の汚染物質吸着材。
【請求項２】
光触媒材料を有するシート状の吸着材に汚染物質を吸着させ、汚染空気を浄化する空気浄化装置において、長尺なシート状の吸着材を丸めて円筒状吸着材とし、汚染物質の発生先で空気浄化装置の円筒状吸着材の層間に汚染空気を流通させて汚染物質を吸着し、汚染物質を吸着した円筒状吸着材を空気浄化装置から取り出し、取り出した円筒状吸着材を再生工場に運び、再生工場で円筒状吸着材をシート状に展開し、シート状の吸着材に紫外線光源または太陽光を照射して光触媒を活性化して吸着した汚染物質を分解して吸着材を再生し、再生されたシート状の吸着材を再び丸めて円筒状吸着材とし、その円筒状吸着材を汚染物質の発生先の空気浄化装置に運び装填して汚染物質を吸着させる空気浄化装置の汚染物質吸着材再生方法。
【請求項３】
光触媒材料を有する吸着材が光透過性と気体通過性のシート間に封入された長尺なシート状であり、その長尺なシート状の吸着材が円筒状に丸められる可撓性を有する請求項２記載の空気浄化装置の汚染物質吸着材再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒材料を有する吸着材を用いて有害化学物質や悪臭などの汚染物質を吸着する空気浄化装置に関し、特に長期間の使用に耐える空気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸化チタンなどの光触媒に紫外線光源（ブラックライト、水銀灯など）を当てて励起させ、その活性化した光触媒に浄化すべき空気を通過させて汚染物質を分解し、無害化や脱臭あるいは殺菌をする空気浄化装置は知られている。
【０００３】
光触媒による汚染物質の分解には時間を要し、比較的低い濃度の汚染物質に対し時間をかけて浄化するのには適している。しかし、光触媒のみを用いた空気浄化装置では、分解反応が主でありワンパスカット率は１００％ではないため、汚染物質を直ちに浄化することはできない。また難分解性の化学物質などは特にワンパスカット率が低いものも有る。また場合によっては時に分解臭が出ることもある。
【０００４】
光触媒空気浄化装置（例えば酸化チタンフィルターとブラックライトによるもの）の機能は有害物質の分解を行なうものである。空気浄化は有害物質の分解の他に粉塵の捕捉、分解しきれないものの吸着の３項目がそろって、ほぼ満足な状態を作り出せる。
【０００５】
活性炭による脱臭器も従来から知られており、活性炭のような吸着材は、物理的吸着であり吸収容量が飽和すると吸着できなくなるため、定期的な交換が必要となり、その吸着が飽和した活性炭の性能を再生させる工程は容易ではない。
【０００６】
そのため、活性炭のような吸着材に光触媒を担持させ、いったん化学物質などの汚染物質を吸着材に吸着させ、その汚染物質を徐々に光触媒により分解するものも知られている。
【０００７】
しかし、空気浄化装置の光触媒フィルターとして吸着材による汚染物質の吸着と光触媒によるその分解を同時に行なおうとすると、光触媒を活性化する紫外線光源に照射される面積には自ずと限界があり、結果的に吸着材の吸着できる面積も小さく汚染物質の吸着量も少なくなってしまう。そのため、汚染物質が充分吸着しきれないため、ワンパスカット率は低くなってしまう。つまり、一般に使用されている光触媒空気浄化装置とほぼ同程度の性能である。
【０００８】
そこで、吸着材による汚染物質の吸着と、光触媒による汚染物質の分解を分けて行う方法も知られている。
【０００９】
吸着材に光触媒を担持したものとして、特開２００４−２６７７５２号公報に示されるように、細孔を有した繊維状の吸着体に光触媒を担持固定させシート状に形成された吸着シートと、吸着シートを収納する容器とからなり、該容器には被吸着分子の拡散を行わせ吸着シートに吸着させる開口部を有する脱臭器の再生方法であって、紫外線量が微少かもしくは再生のための光源を有さない空間において物理吸着を行ない、吸着後の前記吸着材または前記脱臭器を日光およびまたは所定の紫外線下に移動させた後に紫外線を照射し、前記光触媒で前記吸着材に吸着された被吸着物質を分解することにより、前記吸着材の吸着能力を再生させることは知られている。
【００１０】
また、吸着材と光触媒を混合したものとして、再公表ＷＯ２００３／０６１８６２号公報に示されるように、光触媒材料を有する吸収材に汚染物質を吸収及び／又は吸着させる工程、及び前記汚染物質を吸収及び／又は吸着した汚染物質吸収材を太陽光に曝し光触媒作用により前記汚染物質を分解する工程を有することは知られている。
【００１１】
この公報には、活性炭（二村化学製太閤活性粉末炭）１０重量部と酸化チタン（デグッサ社製（日本エアロジル販売）Ｐ２５）９０重量部とを混合して混合粉体を調製することが示されている。また、該混合粉体を用いて、光透過性無機材料層としてのポリプロピレン製の透明フラットシート上に、略シリンドリカル状の気体透過性を有する不織布製の粉体保持部を複数個形成した可撓性を有するコルケミシートが示されている。
【特許文献１】特開２００４−２６７７５２号公報
【特許文献２】再公表ＷＯ２００３／０６１８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のような光触媒材料を有するシート状の吸着材は物理的吸着であり、その性能持続期間はシートの面積に比例して長くなる。既存市販の光触媒吸着シート（１６cm×２６cm）数枚で冷蔵庫の脱臭性能は半月から１ヶ月程度である。室内用の空気浄化装置として使用するためには、冷蔵庫の空間容積との比較や性能持続期間を考慮すると、その１５０〜２００倍が必要と考えられる。そうすると、最低でも２０平方メートル程度のシート状の吸着材が必要となる。しかし、単に大面積の平面状シートを用いることは装置としては現実的でない。
【００１３】
平面状のシートを多数積層して必要面積を確保することも考えられるが、有害物質を吸着させた後に取り出し再生させるために平面状に展開することが困難となる。
【００１４】
そのため、大面積の（例として２０平方メートル）のシート状の吸着材を用い、装置を大きくしないでどのように組み込み有害物質を吸着させるか、有害物質を吸着させた後に取り出し紫外線光源や太陽光を照射して再生させるためにどのような形状にしておくのが最適であるかが考慮されなければならない。
【００１５】
また、大面積の（例として２０平方メートル）のシート状の吸着材を家庭や事業所で太陽光に曝して再生するのは、場所の確保も含めて極めて煩わしい。そのため、再生の方法として考えられるのが再生工場に吸着済の吸着材を集めて再生し、ユーザー先に送り返して再使用する考え方が適当と考えられ、シート状の吸着材の形状は運搬にも適した形状が求められる。
【００１６】
そこで本発明は、有害物質の吸着を主目的とした空気浄化装置で、装置を大きくしないで吸着材の面積を確保し、運搬に適した形状であり、大面積の吸着材の再生に煩わしさの無い空気浄化装置の汚染物質吸着材再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１の発明による空気浄化装置の汚染物質吸着材は、光触媒材料を有するシート状の吸着材に汚染物質を吸着させ、汚染空気を浄化する空気浄化装置において、長尺なシート状の可撓性を有する吸着材を連続的に複数回丸めて円筒状吸着材12とし、空気浄化装置１内の円筒状吸着材12の層12a間に汚染空気を流通させて汚染物質を吸着し、空気浄化装置１外で円筒状吸着材12をシート状に展開可能とし、その展開してシート状の吸着材に紫外線光源21または太陽光を照射して光触媒を活性化し、吸着した汚染物質を分解して吸着材を再生するものである。
【００１８】
請求項２の発明による空気浄化装置の汚染物質吸着材再生方法は、光触媒材料を有するシート状の吸着材に汚染物質を吸着させ、汚染空気を浄化する空気浄化装置１において、長尺なシート状の吸着材を丸めて円筒状吸着材12とし、汚染物質の発生先で空気浄化装置１の円筒状吸着材12の層12a間に汚染空気を流通させて汚染物質を吸着し、汚染物質を吸着した円筒状吸着材12を空気浄化装置１から取り出し、取り出した円筒状吸着材12を再生工場30に運び、再生工場30で円筒状吸着材12をシート状に展開し、シート状の吸着材に紫外線光源21または太陽光を照射して光触媒を活性化して吸着した汚染物質を分解して吸着材を再生し、再生されたシート状の吸着材を再び丸めて円筒状吸着材12とし、その円筒状吸着材12を汚染物質の発生先の空気浄化装置１に運び装填して汚染物質を吸着させるものである。
【００１９】
請求項３の発明による空気浄化装置の汚染物質吸着材再生方法は、光触媒材料を有する吸着材が光透過性と気体通過性のシート間に封入された長尺なシート状であり、その長尺なシート状の吸着材が円筒状に丸められる可撓性を有するものである。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１の発明によれば、長尺なシート状の可撓性を有する吸着材を連続的に複数回丸めて円筒状吸着材12とし、空気浄化装置１内の円筒状吸着材12の層12a間に汚染空気を流通させて汚染物質を吸着するから、空気浄化装置１を大きくしないで吸着材の面積を確保できる。また、円筒状吸着材12は運搬に適した形状となる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、長尺なシート状の吸着材を丸めて円筒状吸着材12とし、汚染物質の発生先で空気浄化装置１の円筒状吸着材12の層間に汚染空気を流通させて汚染物質を吸着するから、空気浄化装置１を大きくしないで吸着材の面積を確保できる。また、円筒状吸着材12は運搬に適した形状となる。
【００２２】
また、汚染物質を吸着した円筒状吸着材12を空気浄化装置１から取り出し、取り出した円筒状吸着材12を再生工場30に運び、再生工場30で円筒状吸着材12をシート状に展開し、シート状の吸着材に紫外線光源21または太陽光を照射して光触媒を活性化して吸着した汚染物質を分解して吸着材を再生し、再生されたシート状の吸着材を再び丸めて円筒状吸着材12とし、その円筒状吸着材12を汚染物質の発生先の空気浄化装置１に運び装填して汚染物質を吸着させるから、家庭や事業所で再生する必要が無く、大面積の吸着材の再生に煩わしさが無い。
【００２３】
請求項３の発明によれば、光触媒材料を有する吸着材が光透過性と気体通過性のシート間に封入された長尺なシート状であるから、空気浄化装置１で汚染物質を円筒状吸着材12に吸着することができ、再生工場30で紫外線光源21または太陽光を吸着材の光触媒材料に照射して活性化できる。
【００２４】
また、長尺なシート状の吸着材が円筒状に丸められる可撓性を有するから、再生工場30で円筒状吸着材12をシート状に展開し、再び丸めて円筒状吸着材12とできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の一実施例に係る空気浄化装置１の断面図であって、家庭の室内程度の汚染物質を含む空気を浄化しかつ長期間の使用に耐えるものである。
【００２６】
空気浄化装置１は略円柱状であり、その上から順にプレフィルター部２、吸着部３、送風部４を設け、下端部に装置を床面に設置する台座５を設ける。
【００２７】
プレフィルター部２の上面には空気取入口６を、送風部４の円周方向側面には空気排出口７を設ける。
【００２８】
プレフィルター部２内の下端部には中央部に多数の空気流通孔を有する隔壁８を設け、隔壁８の上に複数枚のＨＥＰＡフィルター11を設ける。空気取入口６から流入した汚染空気の空気流Ｆは、ＨＥＰＡフィルター11を通り隔壁８の空気流通孔から吸着部３に至る。ＨＥＰＡフィルター11は粉塵などの細かい固形物を捕捉するもので、気体状の有害化学物質は通過する。
【００２９】
本実施例のようにシート状の吸着材に汚染物質を吸着させる装置では、ファンによる強制通気となるが、光触媒による分解と異なりＨＥＰＡフィルター11による圧損で吸着材フィルターの空気通過流速が変化しても性能的には問題無い。むしろ、吸着材を再生するにはその妨げとなる粉塵をできるだけ付着させたくないから、粉塵がシート状の吸着材に付着するのを防ぎ、なおかつ粉塵に付着している菌，ウィルス等を除去し抗菌機能も兼ね備えるため、前段に粉塵を捕捉するプレフィルターとしてＨＥＰＡフィルター11を装備する。このＨＥＰＡフィルター11は比較的長期間（例えば一ヶ月以上）の使用後に交換（メンテナンス）が必要となる。
【００３０】
吸着部３内の下端部には多数の空気流通孔を有する隔壁９を設け、隔壁９の上に円筒状吸着材12を設ける
【００３１】
円筒状吸着材12は、長尺なシート状の吸着材を芯金に連続的に複数回巻いて丸めて円筒状としたものである。実施例では、長尺シートは巾約５０cm、長さが約４０ｍであり、巻いた状態で直径が３２５mm程度のものとした。
【００３２】
光触媒材料を有する吸着材は、物理吸着能を有する活性炭のようなものと光活性による酸化・還元反応で汚染物質を分解する酸化チタンのようなものの混合物を、透明体のような光透過性と不織布のような気体通過性のシート間に封入された長尺なシート状のものである。その長尺なシート状の吸着材は、薄いプラスチックシートのように円筒状に丸められる可撓性を有し、吸着素材を部分的に封入することにより片面に凹凸を有するものである。
【００３３】
この円筒状吸着材12は、その吸着材の凹凸により層12a間は密着しておらず、汚染物質の発生先で空気浄化装置１の円筒状吸着材12の層12a間に汚染空気を流通させて汚染物質を活性炭に吸着する。
【００３４】
送風部４内の上部には多数の同心円状に空気流通孔を有する隔壁10を設け、隔壁10の下方にシロッコファン13を設ける。シロッコファン13は電源線14により供給される電源により回転する送風機であり、円筒状吸着材12を通過し清浄化された空気流Ｆは、シロッコファン13により空気排出口７から排出される。
【００３５】
図３は、本発明の別な実施例に係る空気浄化装置の概念図であって、円筒状吸着材12を空調のラインに並列に入れた例を示しており、電気の無いビルディングの空調ラインのような所でも汚染物質を含む空気を浄化できる。
【００３６】
図４は、本発明の一実施例に係る吸着材再生装置20の正面図であって、吸着材再生装置20は円筒状吸着材12を上下対象に配し、円筒状吸着材12を巻き戻してシート状に展開し、シート状の吸着材における光透過性の側から紫外線光源としてのブラックライト21から紫外線を照射して光触媒（酸化チタン）を活性化し、活性炭に吸着した汚染物質を分解して吸着材を再生し、再生されたシート状の吸着材を再び丸めて円筒状吸着材12とする。
【００３７】
図５は、吸着材再生方法の概念図であって、メンテナンス作業者41は所定期間稼動した空気浄化装置１から粉塵を捕捉したＨＥＰＡフィルター11と汚染物質を吸着した円筒状吸着材12を取り出し、ＨＥＰＡフィルター11は新しいものに取り替え、円筒状吸着材12は吸着材を再生したものと交換する。
【００３８】
取り出した円筒状吸着材12は輸送手段40により再生工場30に運び、再生工場30では吸着材再生装置20により再生する。再生された円筒状吸着材12は、適宜な時期に輸送手段40により汚染物質の発生先に運び、空気浄化装置１に装填して汚染物質を吸着させる。
【００３９】
以上の実施例では、円筒状吸着材12のシート状の吸着材として活性炭と酸化チタンの混合物によるものを示したが、活性炭のような吸着材に酸化チタンのような光触媒を担持させたものでも良い。
【００４０】
また、紫外線光源としてのブラックライト21により吸着材を再生させる例を示したが、太陽光により再生させるようにしても良い。
【００４１】
また、円筒状吸着材12の前段がＨＥＰＡフィルター11によるプレフィルターとした例を示したが、円筒状吸着材12の前段を酸化チタンと紫外線光源による光触媒空気浄化装置としても良い。その場合、汚染物質の濃度を事前に低減させ、より長時間の性能を維持させることができる。
【００４２】
また、円筒状吸着材12が一個の例を示したが、より広い空間の空気を浄化するには複数の円筒状吸着材12を並列に用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】空気浄化装置の一実施例を示す正面断面図である。
【図２】円筒状吸着材の斜視図である。
【図３】空気浄化装置の別な実施例を示す概念図である。
【図４】吸着材再生装置の正面図である。
【図５】吸着材再生方法の概念図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  空気浄化装置
12  円筒状吸着材
12a  層
21  紫外線光源としてのブラックライト
30  再生工場
【図１】
2008132200.tif 000003
【図２】
2008132200.tif 000004
【図３】
2008132200.tif 000005
【図４】
2008132200.tif 000006
【図５】
2008132200.tif 000007