(57)【要約】【課題】清浄化しようとする室内空気を、それ以外の室内空気から遮断し、遮断された室内空気を、効率的に光触媒体により清浄化する方法を提供することを目的とする。【解決手段】清浄化しようとする室内空気を、それ以外の室内空気からエアカーテンにより遮断すること、基板上に光触媒のコーティング膜を形成させた光触媒体を含む清浄化装置を、清浄化しようとする室内空気を含む室内空間に設けること、ならびに遮断された室内空気をこの光触媒体により清浄化することを特徴とする室内空気の清浄化方法。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
清浄化しようとする室内空気を、それ以外の室内空気からエアカーテンにより遮断すること、基板上に光触媒のコーティング膜を形成させた光触媒体を含む清浄化装置を、清浄化しようとする室内空気を含む室内空間に設けること、ならびに遮断された室内空気をこの光触媒体により清浄化することを特徴とする室内空気の清浄化方法。
【請求項２】
清浄化しようとする室内空気が、食品の調理により発生する室内空気である請求項１記載の清浄化方法。
【請求項３】
清浄化しようとする室内空気が、喫煙により発生する室内空気である請求項１記載の清浄化方法。
【請求項４】
清浄化装置において、光触媒体が紫外線ランプに近接して設けられ、室内空気をファンにより吸込口より導入し、光触媒体により清浄化し、ついで吹出口より光触媒体により清浄化された室内空気を排出するように構成された請求項１記載の清浄化方法。
【請求項５】
吸込みが、清浄化しようとする室内空気の発生量と連動して風量を調節しうるように構成された請求項４記載の清浄化方法。
【請求項６】
吹出口が、吹出し角度を調整しうるように構成された請求項４記載の清浄化方法。
【請求項７】
清浄化装置を、清浄化しようとする室内空気を含む室内空間の天井部に設ける請求項１記載の清浄化方法。
【請求項８】
清浄化しようとする室内空気が、食品の調理により発生する室内空気であり、天井部が調理台上方の排気フードの近傍である請求項７記載の清浄化方法。
【請求項９】
基板が金属である請求項1記載の清浄化方法。
【請求項１０】
金属がアルミニウム、チタン、マグネシウム、鋼もしくはステンレス鋼である請求項1記載の清浄化方法。
【請求項１１】
金属が陽極酸化、化成処理もしくはガラスコーティング処理から選ばれる絶縁被覆されてなる請求項１記載の清浄化方法。
【請求項１２】
光触媒が酸化ジルコニウムもしくは酸化チタンである請求項1記載の清浄化方法。
【請求項１３】
コーティング膜の厚さが３〜５００μｍである請求項１記載の清浄化方法。
【請求項１４】
コーティング膜がゾル−ゲル法により形成される請求項１記載の清浄化方法。
【請求項１５】
触媒体がハニカム、波板および／または平板より構成される請求項１記載の清浄化方法。
【請求項１６】
清浄化しようとする室内空気を、それ以外の室内空気から遮断するエアカーテンならびに清浄化しようとする室内空気の清浄化装置を備え、該清浄化装置は基板上に光触媒のコーティング膜を形成させた光触媒体であって、清浄化しようとする室内空気を含む室内空間に設けられた光触媒体、光触媒体に近接して設けられた紫外線ランプ、室内空気を吸込口より光触媒体に導入するファン、ならびに触媒体により清浄化された室内空気を排出する吹出口を備えてなることを特徴とする室内空気の清浄化システム。
【請求項１７】
清浄化装置が、清浄化しようとする室内空気を光触媒体に導入する前に該室内空気を除塵するためのプレフィルターをさらに備えてなる請求項１６記載の室内空気の清浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は室内空気の清浄化方法ならびにそのためのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば店舗内の一角でフライヤー、レンジ等により加熱調理した食品をその場で提供する場合、調理時に臭気、煙が発生するため、排気フードを設けファンで室内に新鮮な空気を送り込むのが通常である。しかしながら、調理時に発生する臭気、煙の一部が店舗全体に拡散してしまうことが多く、このための改良策が望まれている。
【０００３】
さらに、タバコの煙に伴う臭気は上方にたなびきながら室内に拡散するので、この状態で臭気を除去するには空気清浄機等の強い吸引力を要する。そこで、灰皿付近の周囲を囲む上昇気流からなるエアカーテンを形成し、主および副煙流を吸引して脱臭器で浄化することも行なわれている（たとえば、特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−９６１３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、清浄化しようとする室内空気を、それ以外の室内空気から遮断し、遮断された室内空気を、効率的に光触媒体により清浄化する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、清浄化しようとする室内空気を、それ以外の室内空気からエアカーテンにより遮断すること、基板上に光触媒のコーティング膜を形成させた光触媒体を含む清浄化装置を、清浄化しようとする室内空気を含む室内空間に設けること、ならびに遮断された室内空気をこの光触媒体により清浄化することを特徴とする室内空気の清浄化方法にある。さらに、本発明は、清浄化しようとする室内空気を、それ以外の室内空気から遮断するエアカーテンならびに清浄化しようとする室内空気の清浄化装置を備え、該清浄化装置は基板上に光触媒のコーティング膜を形成させた光触媒体であって、清浄化しようとする室内空気を含む室内空間に設けられた光触媒体、光触媒体に近接して設けられた紫外線ランプ、室内空気を吸込口より光触媒体に導入するファン、ならびに触媒体により清浄化された室内空気を排出する吹出口を備えてなることを特徴とする室内空気の清浄化システムを提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、まず清浄化しようとする室内空気が、それ以外の室内空気からエアカーテンにより遮断される。清浄化しようとする室内空気としては特に制限されないが、たとえばコンビニエンスストア、ファーストフード店等の店舗内の一角でフライヤー、レンジ等により加熱調理した食品をその場で提供する場合のその一角；レストラン、料理店、食堂等における調理場；喫煙コーナー等が挙げられる。これらの室内空気をそれ以外の室内空気から遮断するエアカーテンは風の噴流を形成させ、両室内空気の交流を実質的に遮断するものであれば制限されない。本発明におけるエアカーテンとしては、特に制限されず、市販品等の一般的なもので十分である。
【０００８】
そして、本発明方法においては、基板上に光触媒のコーティング膜を形成させた光触媒体含む清浄化装置が、清浄化しようとする室内空気を含む室内空間に設けられる。
【０００９】
本発明の光触媒体において、基板としては金属が好適である。そして金属としては好適にはアルミニウム、チタン、マグネシウム、鋼もしくはステンレス鋼から選択されるが、特に好適にはアルミニウムである。アルミニウム、チタンもしくはマグネシウムは合金であってもよい。たとえばアルミニウム合金としては、Al-Mg、Al-Mg-Si、Al-Cu−Mg-Mn、Al-Zn-Mg-Cu等、マグネシウム合金としては、Mg-Al、Mg-Al-Zn、Mg-Mn等が挙げられる。本発明においてはこれらの金属の基板上に、光触媒のコーティング膜が形成されるが、この形成前に、金属表面は絶縁被覆されるのが好ましい。この絶縁被覆により、光触媒上の電子が金属側に流れることなく、電子の授受を十分に行ないうるので、光分解活性を格段に高めることができる。
【００１０】
この絶縁被覆処理は、好適には陽極酸化、化成処理もしくはガラスコーティング処理から選ばれる。たとえば、アルミニウム、チタンの場合には、それらを電解質水溶液中に浸漬してアノード分極することにより、金属の表面に酸化物皮膜を形成する、いわゆる陽極酸化皮膜が一般的である。また、鋼板の場合には電気めっき、もしくは溶融めっき、さらにはリン酸、およびリン酸塩による化成処理が一般的である。さらにアルミニウムの場合には、陽極酸化に代えて化学薬品による化学的皮膜化成法（化成処理）を採用しうる。この化成処理としてはクロム酸またはクロム酸−リン酸を主体とするもの、すなわちクロメート処理皮膜が好適である。マグネシウムの場合にも、陽極酸化，化成処理が適用されうる。
【００１１】
またアルミニウム等の表面に珪酸ソーダ（水ガラス）を塗布して焼結させるガラスコーティング法を採用することもできる。
ステンレス鋼の場合、表面を酸化させ不働態化を目的とする酸(好適には重クロム酸ソーダ)処理（化成処理）も採用しうる。
【００１２】
絶縁被覆の膜厚は特に制限されないが、通常約０．１〜１μｍ程度から選択される。
【００１３】
本発明における光触媒としては、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化タングステン、酸化カドミウム、酸化マンガン、酸化銅等の金属酸化物；硫化カドミウム、硫化亜鉛、硫化インジウム、硫化鉛、硫化タングステン等の金属硫化物；ポリパラフェニレン、ポリアニリン、ポリチオフェン等の有機高分子；チタン酸ストロンチウムに各種の金属酸化物を添加した層間化合物、等が挙げられるが、酸化ジルコニウムおよび酸化チタンが好適である。そして最も好適には、酸化ジルコニウムを選択することにより、比較的短波長の紫外光を利用しうるので向上した光触媒活性が得られ易い。酸化チタンとしてはアナタ−ゼ、ルチルもしくはブロッカイト型のいずれでもよいが、触媒活性および入手し易さの点からアナタ−ゼ型が最適である。
【００１４】
これらの光触媒の金属基板へのコーティング膜の形成法自体は、常法によることができるが、液相から析出させる方法、気相から蒸着させる方法が好ましい。たとえば、液相法としてはゾル−ゲル法等、気相法としてはスパッタリング、真空蒸着等の物理蒸着法（PVD）または気相化学反応法（ＣＶＤ）等の化学的方法が挙げられるが、得られる被覆の均一性、コスト等の点からゾル−ゲル法が最適である。そしてゾル−ゲル法における出発物質としては、たとえば金属アルコキシド、金属アセチルアセトネート、金属カルボキシレート等の金属有機化合物、たとえばオキシ塩化物、塩化物、硝酸塩等の金属無機化合物が一般的に用いられる。これらの中で、金属アルコキシドが反応性等の点から好適であり、ブトキシド、エトキシド、プロポキシド等の金属（たとえばジルコニウムもしくはチタン）アルコキシドをブタノール、プロパノール等の溶媒を用いて溶液として、これを金属基板に塗布することにより目的とするコーティング膜が形成されうる。塗布は、はけ塗り、ロール塗り、浸漬法、スプレー、スピン等を適宜選択しうる。コーティング膜の厚さは通常３〜５００μｍ、好ましくは５〜２０μｍ程度から選ばれる。たとえば、ゾル−ゲル法を用いて金属アルコキシド溶液に基板を浸漬し、引き上げることによりによりーティング膜を得る。このコーティング膜は常法により、たとえば室温で乾燥され、ついで３００〜５５０℃程度に加熱され基板に固着される。上記のＣＶＤ法としてはプラズマＣＶＤ法が４００〜５００℃程度までの比較的低い温度範囲の気相化学反応で成膜しうるので、基材に制限がなく好適である。
【００１５】
得られたコーティング膜形成基板はついで立体構造体に加工される。この構造体はハニカム、波板および／平板より構成される。ハニカムは六角形のコアに限定されず、いかなる形状であってもよい。波板は、平板と組合わせて（波付け）、平行に配置して使用してもよいが、巻き上げてハニカムを形成することもできる。平板は、平行に配置して、いわゆるパラレルパッセージ形として使用するのが好適である。本発明の構造体は通気抵抗が極めて小さいので効率的な光触媒反応を可能にする。上記の立体構造体を形成するための加工は、接着、切削もしくは切断であり、常法によることができる。接着に際しては、有機接着剤は光触媒により劣化するおそれがあるので、無機接着剤が使用されるのが好ましい。そのような無機接着剤としては、低融点ガラス等のガラス系；Ｓｎ−Ｉｎ，Ｂｉ−Ｐｂ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｐｂ−Ｓｂ等の軟ろう等の金属系；ケイ酸アルカリ（特に水ガラス）、リン酸塩系等、のその他の無機系、等が挙げられるが、接着温度が１００〜５００℃、好ましくは１２０〜２００℃のものが特に好ましい。これらの無機接着剤のうち、最も好適なのは水ガラスである。
【００１６】
本発明における光触媒体は、その表面粗さが５０ｎｍＲａ（中心線粗さ）以下であるのが好適であり、このように鏡面を形成し、コーティング膜も透明であると、光の反射率が著しく高くなり、たとえばハニカム光触媒体の内部まで紫外線を乱反射して照射することができ、触媒活性を著しく向上しうる。
【００１７】
本発明に用いられる清浄化装置において、光触媒体は紫外線ランプに近接して設けられる。遮断された室内空気をファンにより吸込口より導入し、光触媒体により清浄化し、ついで吹出口より光触媒体により清浄化された室内空気を排出する。さらに、清浄化しようとする室内空気を光触媒体に導入する前に該室内空気を除塵するためのプレフィルターを設けることもできる。そして、従来の活性炭等の吸着剤層等を併置することもできる。吸込みは、清浄化しようとする室内空気の発生量と連動して風量を調節しうるように構成されるのが好適である。また、吹出口は、吹出し角度を調整しうるように構成されるのが好適である。光触媒体の設置場所は適宜選定しうるが、清浄化しようとする室内空気を含む室内空間の天井部に設けるのが好適である。たとえば、清浄化しようとする室内空気が、食品の調理により発生する室内空気であり、店舗内の一角でフライヤー、レンジ等により加熱調理した食品をその場で提供する場合のその一角である場合、天井部は調理台上方の排気フードの近傍であるのが好適である。また、清浄化しようとする室内空気が、喫煙により発生する室内空気である場合、喫煙者および灰皿の上方部天井であるのが好適である。
【００１８】
本発明によれば、上述のように、清浄化しようとする室内空気を、それ以外の室内空気から遮断するエアカーテンならびに清浄化しようとする室内空気の清浄化装置を備え、該清浄化装置は基板上に光触媒のコーティング膜を形成させた光触媒体であって、清浄化しようとする室内空気を含む室内空間に設けられた光触媒体、光触媒体に近接して設けられた紫外線ランプ、室内空気を吸込口より光触媒体に導入するファン、ならびに触媒体により清浄化された室内空気を排出する吹出口を備えてなる室内空気の清浄化システムが提供される。この清浄化装置は、清浄化しようとする室内空気を光触媒体に導入する前に該室内空気を除塵するためのプレフィルターをさらに備えることができる。
【００１９】
清浄化は臭気物質、煙等を拡散現象により光触媒表面に接触させて酸化分解することにより行なわれる。
【００２０】
照射に利用される紫外線としてはたとえば波長が１８５ｎｍ、２５４ｎｍ、３００〜４００ｎｍの紫外線が挙げられる。光触媒を光励起する波長は光触媒の種類により異なるが、たとえば二酸化チタンの場合、アナタ−ゼ型で３８０nm以下、ルチル型で４１５nm以下であり、さらに酸化ジルコニウムの場合、２５４nm以下である。このような光線を放射するランプとしては、ブラックライト、低圧、中圧もしくは高圧の水銀ランプ等の放電ランプが好適である。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説明する。
参考例１  Al板−陽極酸化/ZrO２/ゾル−ゲル/ハニカム（波板巻き上げ）
アルミニウム（Al）基板（平板および波板）を次の条件で陽極酸化した。
【００２２】
・  浴組成  硫酸  １３．７％
・  処理条件  約２２℃、０．５A/ｄｍ２、DC,５分間、陰極：カーボン
得られた陽極酸化アルミニウム基板（酸化皮膜厚さ：約０．５μｍ）をジルコニウムブトキシドのエタノール溶液（ジルコニウムブトキシド２０ｇ、エタノール４５ｇ、水２０ｇ、塩酸０．３ｇ）に浸漬し、引き上げ、乾燥（室温）を繰り返して、ついで焼成（約５００℃）し、厚さ約１０μｍのZrO２コーティング膜（５０nmRa以下）を作製した。ついで得られた陽極酸化膜/ZrO２コーティング膜/アルミニウム基板から水ガラス接着剤を用いて、平板および波板を組合わせて波付けし、これをハニカム状に巻き上げることによりハニカム光触媒体を得た。参考例２  Al板−陽極酸化/TiO２/ゾル−ゲル/ハニカム（波板巻き上げ）
参考例１において、ZrO２コーティング膜に代えてTiO２コーティング膜（厚さ約１０μｍ）を作製する以外は同様にしてハニカム光触媒体を得た。チタンイソプロポキシドのエタノール溶液（チタンイソプロポキシド２５ｇ、エタノール４０ｇ、水２５ｇ、塩酸０．３ｇ）を用いた。
実施例１
参考例１で得られた光触媒体を含む清浄化装置ならびにエアカーテンからなる清浄化システムを、コンビニエンスストア内の一角でフライヤー、レンジ等により加熱調理した食品をその場で提供する場合のその一角に適用する場合の１態様を図１（概略側面図）に示す。この調理場において、調理台１上に置かれたフライヤー２上方には排出口フード３が設置されている。そして、店舗内にはテーブルおよびカウンター（図示せず）が設けられている。この調理台付近の室内空気は、エアカーテン装置４により発生されるエアカーテン５により店舗内の空気と遮断される。そして、清浄化装置８が天井部に取付けられている。図２は清浄化装置６の１態様を示す概略図である。図２において、７は吸込口、８はプレフィルター、９は低圧紫外線ランプ（３０W）、１０は光触媒体、１１はクロスフローファン、そして１２は角度調整機能を有する吹出口を示す。フライヤーで発生した臭気等は、エアカーテンにより遮断され、店舗内に設けられたテーブルおよびカウンターの方へ移動することはなく、一方において遮断された調理台付近の室内空気は効率的に光触媒体により清浄化される。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、清浄化しようとする室内空気を、それ以外の室内空気から遮断し、遮断された室内空気を、効率的に光触媒体により清浄化し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法およびシステムの１態様を示す概略側面図。
【図２】本発明方法およびシステムに用いられる清浄化装置の１態様を示す概略図。
【符号の説明】
２…フライヤ−
５…エアカーテン
６…清浄化装置
７…吸込口
８…プレフィルター
９…低圧紫外線ランプ
１０…光触媒体
１１…クロスフローファン
１２…吹出口
【図１】
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【図２】
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