(57)【要約】【課題】光触媒への紫外線照射の際に発生する特有の臭いを低減することのできる、光触媒を用いた空気清浄化装置を提供すること。【解決手段】被処理空気Ａが導入される空気導入部１と、導入された被処理空気Ａが浄化処理され排出される筒状の反応器２と、該反応器２の内壁に設けられた光触媒部４と、該反応器２内部に設けられた光触媒励起用光源３とから構成される空気清浄化装置１０の被処理空気流路上に、金属製フィルタのような金属または金属化合物を含む金属性部材５を、一または複数個設ける構成とする。【選択図】  図１
2004154336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理空気が導入される空気導入部と、導入された被処理空気が浄化処理され排出される筒状の反応器と、該反応器の内壁に設けられた光触媒部と、該反応器内部に設けられた光触媒励起用光源と、を有する空気清浄化装置であって、該空気清浄化装置において形成される被処理空気流路上に、金属または金属化合物を含む金属性部材が一または複数個設けられていることを特徴とする、空気清浄化装置。
【請求項２】
前記金属性部材は、臭い物質と反応して該物質による臭いを低減するのに充分な量の表面積を備えた構造を有するものであることを特徴とする、請求項１に記載の空気清浄化装置。
【請求項３】
前記金属性部材は、金属製または金属化合物製の網状体からなる部材であることを特徴とする、請求項１または２に記載の空気清浄化装置。
【請求項４】
前記金属性部材は、開口部の一辺が０．４ｍｍ以下である金属製網状体であることを特徴とする、請求項１または２に記載の空気清浄化装置。
【請求項５】
前記金属性部材は、金属製または金属化合物製の繊維状体の集合体からなる部材であることを特徴とする、請求項１または２に記載の空気清浄化装置。
【請求項６】
前記金属性部材が、前記光触媒部と前記光触媒励起用光源との間に設けられることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の空気清浄化装置。
【請求項７】
前記金属性部材が、前記光触媒励起用光源の下流側に、前記反応器内における被処理空気流路を上流側と下流側に仕切るように設けられることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の空気清浄化装置。
【請求項８】
前記金属性部材が、本装置で処理された空気を装置外に排出するための空気排出部に設けられることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の空気清浄化装置。
【請求項９】
被処理空気が導入される空気導入部と、導入された被処理空気が浄化処理され排出される筒状の反応器と、該反応器の内壁に設けられた光触媒部と、該反応器内部に設けられた光触媒励起用光源と、を有する空気清浄化装置であって、該光触媒部を形成する光触媒には金属または金属化合物の少なくともいずれか一方が担持されていることを特徴とする、空気清浄化装置。
【請求項１０】
前記光触媒部を形成する光触媒は、柱状の結晶構造である柱状結晶構造を備えたものであることを特徴とする、請求項９に記載の空気清浄化装置。
【請求項１１】
被処理空気が導入される空気導入部と、導入された被処理空気が浄化処理され排出される筒状の反応器と、該反応器の内壁に設けられた光触媒部と、該反応器内部に設けられた光触媒励起用光源と、を有する空気清浄化装置であって、該空気清浄化装置において形成される被処理空気流路上には、金属または金属化合物を含む金属性部材が一または複数個設けられており、該光触媒部を形成する光触媒には金属または金属化合物の少なくともいずれか一方が担持されていることを特徴とする、空気清浄化装置。
【請求項１２】
前記金属性部材がＣｕ等の卑金属元素を含む網状体からなるか、またはＦｅ等の卑金属元素を含む繊維状体からなり、前記光触媒に担持されている金属がＣｕ等の卑金属元素からなることを特徴とする、請求項１１に記載の空気清浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気清浄化装置に関し、特に、高活性の光触媒機能を発揮することができ、かつ紫外線照射の際に発生する特有の臭いを低減することのできる空気清浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
悪臭や有害ガスの成分には、アンモニア・アミン類・インドール・スカトール等の窒素化合物、硫化水素・メチルメルカプタン・硫化メチル・二硫化メチル・二硫化ジメチル等の硫黄化合物、ホルムアルデヒド・アセトアルデヒド等のアルデヒド類等がある。かつてはこのような悪臭や有害ガスを除去する方法としては、活性炭やゼオライト等の吸着剤によりこれらを吸着する方法が主流であったが、近年、光触媒を用いてこれら有害ガス等を無害物質である水と二酸化炭素へ分解する方法が提供されている（特開平０９−０８５０５０号公報、特開２００１−９２４０号公報等）。
【０００３】
しかしながらそれらの提供する分解性能は低く、建材や塗装剤の防腐に用いられる代表的な有害物質であるホルムアルデヒドを厚生労働省の指針値０．０８ｐｐｍ以下まで短時間にて分解できる性能を持った空気清浄化ユニットおよび空気清浄機が存在しなかった。そこで本願発明者らがより高性能の光触媒の開発を目指して鋭意研究した結果、極めて高活性の光触媒である柱状結晶構造を有する酸化チタン光触媒材料の開発に成功した。
【０００４】
すなわち本願発明者らは、結晶形状の制御による酸化物光触媒の高活性化に主眼を置き、化学的蒸着法（以下、「ＣＶＤ法」ともいう。）、物理的蒸着法（以下、「ＰＶＤ法」ともいう。）等の各種製法、および、有機金属化合物または無機金属化合物を用いたゾル−ゲル法による酸化物光触媒の作製について鋭意検討した結果、ＣＶＤ法等により作製した結晶核を有機金属化合物等から成るゾル溶液中に入れる等の処理をし、固化、熱処理して、酸化チタン結晶を該結晶核より成長させる方法を見出した。該結晶核より成長させた酸化チタン結晶は柱状結晶を成し、かつその結晶内部は中空構造を成して柱状中空構造の結晶（以下、「柱状中空結晶」ともいう。）となり、これにより高活性の光触媒機能が得られることを突き止めた。そしてこの発見に基づいて新規なる光触媒材料を発明し、開示した（特許文献１および２参照。）。
【０００５】
この柱状中空構造を有する酸化チタン結晶による光触媒材料は、光触媒材料担持体の表面に固定されるための基部（結晶核等）と、該基部から伸長する、中空の柱状構造（柱状中空構造）をとる光触媒結晶体とから主として構成され、ガラス、網目状構造を有する繊維等の各種基板などの光触媒材料担持体上に担持され、基部から柱状中空構造の酸化チタン結晶が成長しているという、特徴的な構造を有する（特許文献１および２参照。）。
【０００６】
得られた光触媒材料は、担持体である基材に固着しているため、紛末状光触媒のような飛散の問題を解決することができた。また、濃度２０ｐｐｍのアセトアルデヒドガスを１ｐｐｍ以下にまで減少させるのに要する時間は、粉末状光触媒と比較して約５０％となり、アセトアルデヒドガス分解速度が約２倍になるなど、光触媒として極めて高活性であり、大気浄化システムなどその実用化にも非常に有効なものが得られた。この新たな光触媒材料の優れた特性を利用し、本願発明者らはこれを組み込んだ空気清浄化ユニットを提案した（未公開の特許文献。出願番号  特願２００１−３８２４００。）。
【０００７】
また、柱状構造の光触媒表面にエッチング等の処理を施すことにより、一層分解性能の向上を実現できることを見出した（未公開の特許文献。出願番号  特願２００１−３９２８０４。）。以上のような取組みを通し、従来の粉末状光触媒と比較して、４〜５倍もの分解性能を示す極めて高活性の光触媒を新たに作り出すことに成功した。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２５３９７５号公報（文献全体。）
【特許文献２】
特開２００２−２５３９６４号公報（文献全体。）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来に例を見ない極めて高活性を示す、高度な実用性を備えた光触媒材料が得られるようになって初めて、新たな課題が顕在化した。それは、酸化チタン表面からある特有の臭いが発生することである。この臭いは、従来の粉末状酸化チタンでも同様に発生することが実験により確認されたため、酸化チタン表面に吸着された何らかの物質が光触媒作用により酸化または還元されて発生しているものであり、光触媒特有のものとも考えられる。また、この臭いは酸化チタン光触媒に紫外線を照射している時は常に発生しており、特に紫外線を照射した直後ではかなり強い臭いを発することも明らかとなった。
【００１０】
係る問題点に対して本願発明者らは先に、光触媒表面に卑金属等の微粒子を担持させることによって、上記特有の臭いを低減させる、あるいは発生を防止できることを見出した（未公開の特許文献。  出願番号  特願２００２−２７６４１３。）。これによれば、光触媒体製造面から特有の臭いの発生を低減ないしは防止する対策をとることが可能である。
【００１１】
しかし該発明では、光触媒に対する紫外線照射の際の恒常的な臭い発生は低減ないし発生防止できるものの、紫外線照射直後における強い臭いの発生低減については、これが比較的短時間のものであるとはいえ、依然改善の余地が残されている。さらに臭い発生の低減を、光触媒製造面からのみではなく空気清浄化装置の装置構造面からも実現し、多面的な解決を可能とすることは、品質保証上からも望ましいことである。すなわち本発明の課題はこのような従来技術の問題点を解決し、紫外線照射の際に発生する特有の臭いを低減することのできる、光触媒を用いた空気清浄化装置を提供することである。
【００１２】
また本発明の課題は、特に、光触媒に対する紫外線照射直後における強い臭いの発生をも低減することのできる、空気清浄化装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは上記課題について鋭意検討した結果、空気清浄化装置に金属または金属化合物を含む金属性部材を設けることにより解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
【００１４】
（１）被処理空気が導入される空気導入部と、導入された被処理空気が浄化処理され排出される筒状の反応器と、該反応器の内壁に設けられた光触媒部と、該反応器内部に設けられた光触媒励起用光源と、を有する空気清浄化装置であって、該空気清浄化装置において形成される被処理空気流路上に、金属または金属化合物を含む金属性部材が一または複数個設けられていることを特徴とする、空気清浄化装置。
【００１５】
（２）前記金属性部材は、臭い物質と反応して該物質による臭いを低減するのに充分な量の表面積を備えた構造を有するものであることを特徴とする、（１）の空気清浄化装置。
【００１６】
（３）前記金属性部材は、金属製または金属化合物製の網状体からなる部材であることを特徴とする、（１）または（２）の空気清浄化装置。
【００１７】
（４）前記金属性部材は、開口部の一辺が０．４ｍｍ以下である金属製網状体であることを特徴とする、（１）または（２）の空気清浄化装置。
【００１８】
（５）前記金属性部材は、金属製または金属化合物製の繊維状体の集合体からなる部材であることを特徴とする、（１）または（２）の空気清浄化装置。
【００１９】
（６）前記金属性部材が、前記光触媒部と前記光触媒励起用光源との間に設けられることを特徴とする、（１）ないし（５）のいずれかの空気清浄化装置。
【００２０】
（７）前記金属性部材が、前記光触媒励起用光源の下流側に、前記反応器内における被処理空気流路を上流側と下流側に仕切るように設けられることを特徴とする、（１）ないし（５）のいずれかの空気清浄化装置。
【００２１】
（８）前記金属性部材が、本装置で処理された空気を装置外に排出するための空気排出部に設けられることを特徴とする、（１）ないし（５）のいずれかの空気清浄化装置。
【００２２】
（９）被処理空気が導入される空気導入部と、導入された被処理空気が浄化処理され排出される筒状の反応器と、該反応器の内壁に設けられた光触媒部と、該反応器内部に設けられた光触媒励起用光源と、を有する空気清浄化装置であって、該光触媒部を形成する光触媒には金属または金属化合物の少なくともいずれか一方が担持されていることを特徴とする、空気清浄化装置。
【００２３】
（１０）前記光触媒部を形成する光触媒は、柱状の結晶構造である柱状結晶構造を備えたものであることを特徴とする、（９）の空気清浄化装置。
【００２４】
（１１）被処理空気が導入される空気導入部と、導入された被処理空気が浄化処理され排出される筒状の反応器と、該反応器の内壁に設けられた光触媒部と、該反応器内部に設けられた光触媒励起用光源と、を有する空気清浄化装置であって、該空気清浄化装置において形成される被処理空気流路上には、金属または金属化合物を含む金属性部材が一または複数個設けられており、該光触媒部を形成する光触媒には金属または金属化合物の少なくともいずれか一方が担持されていることを特徴とする、空気清浄化装置。
【００２５】
（１２）前記金属性部材がＣｕ等の卑金属元素を含む網状体からなるか、またはＦｅ等の卑金属元素を含む繊維状体からなり、前記光触媒に担持されている金属がＣｕ等の卑金属元素からなることを特徴とする、（１１）の空気清浄化装置。
【００２６】
つまり本発明は、紫外線照射の際に発生する特有の臭いを低減することのできる、光触媒を用いた空気清浄化装置を提供するという課題に対し、装置の被処理空気流路上に金属または金属化合物（以下、「金属等」ともいう。）を含む金属性部材を一または複数個設けるという解決手段を与えるものである。あるいはまた、表面に金属微粒子を担持した光触媒を用いることにより、もしくはその両方を併せ用いることにより、解決手段とするものである。金属性部材としては、網状体や、繊維状体の集合体からなるものを用いることができる。特に、金属性部材を用いることにより、光触媒に対する紫外線照射直後における強い臭いの発生をも低減することができる。
【００２７】
本発明において金属性部材とは、金属または金属化合物を含む部材である。また網状体とは、金属または金属化合物を用いて網状に構成したもの、繊維状体とは、繊維状に構成したものをいう。前者の例としてはＣｕ製の網など、後者の例としてはスチールウールなどが挙げられる。また本発明の金属性部材において、金属または金属化合物を「含む」とは、全体が金属、金属化合物もしくはそれらの混合物から構成されるか、または少なくとも該金属性部材の一部が金属または金属化合物からなることをいう。
【００２８】
本発明における柱状結晶構造の光触媒材料は、結晶核から成長させた柱状構造、または柱状中空構造を有する光触媒材料であり、柱状中空の酸化チタン結晶がその典型である。すなわち、結晶核上に一つ以上の柱状結晶を成長させ、結晶核とその上に成長させる柱状結晶が同一方位に成長し、典型的なものでは柱状結晶の内部は中空構造を有していることを特徴とする。柱状結晶構造を有する光触媒は、従来の他の結晶形状を有するものに比べて分解対象物との接触効率が良く、分解性能が飛躍的に向上する。
【００２９】
光触媒結晶の形状が柱状とは、角柱状、円柱状、棒状、その他柱状の立体構造をとるものをすべて含み、また該柱状結晶は鉛直方向に真っ直ぐに伸びるもの、傾斜状に伸びるもの、湾曲しながら伸びるもの、枝状に分岐して伸びるもの、柱状結晶が複数本成長し途中で融合したもの等を含む。また、結晶核はスパッタリング法、ＰＶＤ法、またはＣＶＤ法で作製した結晶核のみならず、その種類は単結晶、多結晶体、その他を広く用いることができる。また結晶核としては、通常の化学反応に見られる様に明らかに核と認められないようなもの、たとえば基板上の傷等を核の代替物とすることも可能である。
【００３０】
柱状結晶等の光触媒材料表面への金属または金属化合物の担持は、光触媒材料に、光析出法、湿式法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、噴霧熱分解法（以下、「ＳＰＤ法」ともいう。）等の方法を施すことにより行う。担持する金属は、Ｐｔ用の貴金属、Ｃｕ、Ｍｎ等の卑金属など、さらにはこれらの化合物をも含め、特に限定せずに用いることができる。また、担持する種類は単一か複数かも、特に限定されない。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面によりさらに詳細に説明する。
【構成】
図１は本発明の空気清浄化装置の構成を示す説明図である。図において本装置１０は、被処理空気Ａが導入される空気導入部１と、導入された被処理空気Ａが浄化処理され排出される筒状の反応器２と、該反応器２の内壁に設けられた光触媒部４と、該反応器２内部に設けられた光触媒励起用光源３と、を有するものであって、該空気清浄化装置１０において形成される被処理空気流路上には、金属または金属化合物を含む金属性部材５が一または複数個設けられていることを、主たる構成とする（請求項１）。装置１０において被処理空気流路の末端部には空気排出部６が設けられる。該空気導入部２は、ファン１２を備えて構成される。ファン１２は適宜のものを用いることができる。また該光触媒励起用光源３としては、適宜の紫外線ランプ等を用いることができる。装置１０において被処理空気流路は、該空気導入部１から該反応器２内を通り該空気排出部６に至って形成される。
【００３２】
【作用】
図において本装置１０は上述のように構成されるため、被処理空気Ａは空気導入部１から装置１０内部（反応器２）に導入され、導入された被処理空気Ａは反応器２において浄化処理され排出される。つまり、該反応器２においては、光触媒励起用光源３により光触媒部４の光触媒が光励起されて光触媒機能が発現した状態となっており、該被処理空気Ａ中に含まれる分解対象物質は該光触媒部４の光触媒と接触し、酸化分解されて無害物質化し、これにより被処理空気Ａは浄化空気Ｐとなり、該浄化空気Ｐは空気排出部６を通して装置１０外部へと排出される。該光触媒部４の光触媒に対する該光源３からの紫外線の照射により発生する特有の臭いは、被処理空気流路上に設けられた、前記一または複数個の金属性部材５の作用により、発生した臭いの低減がなされ、該空気排出部６における臭いの感知が低減される。
【００３３】
図において本装置１０は、前記金属製部材５として、前記特有の臭いの原因である臭い物質と反応し、該物質による臭いを低減するのに充分な量の表面積を備えた構造を有する金属性部材を用いる構成とすることができる（請求項２）。網状体や繊維状体の集合体など、所定構造の金属性部材を設けることによって特有の臭い低減の効果が奏される要因の一つとして、臭い物質と金属等との接触あるいは反応、その他の相互作用の起こる表面積が充分であることが重要であると考えられる。したがって、充分な量の表面積を備えた構造を有する金属性部材を用いることにより、発生する特有な臭いを低減することができる。本発明において「充分な量」の表面積の例としては、たとえば後述するような開き目等の条件を備えた銅メッシュによる金属製フィルタや、スチールウールを用いた金属製フィルタなどが該当するが、これら臭い低減効果を奏する部材と同程度以上の表面積を有する金属性部材の場合は、すべて本発明（請求項２）の範囲に含まれる。
【００３４】
図において本装置１０に用いる金属性部材５は、金属製または金属化合物製の網状体からなる部材とすることができる（請求項３）。適度な開口部あるいは空隙を有する網状体の部材を用いることにより、これを被処理空気流路上に設けても、被処理空気や清浄化空気の流通は特に妨げられず、円滑に流通することができる。また、適度な開口部あるいは空隙により、これを光触媒部４と光触媒励起用光源３との間に設ける場合であっても光は該光触媒部４上に到達し、光励起を生じさせることができる。また、表面積の大きい構造により、臭い物質と金属等との接触、反応あるいはその他の相互作用が充分になされ、臭い発生低減の作用が起きる。このような網状体の金属性部材としては、たとえば、開口部の一辺が０．４ｍｍ以下である金属製の網を用いることができる（請求項４）。
【００３５】
図において本装置１０に用いる金属性部材５は、前記金属性部材は、金属製または金属化合物製の繊維状体の集合体からなる部材とすることができる（請求項５）。適度な開口部あるいは空隙を有する繊維状体の集合体からなる部材を用いることにより、これを被処理空気流路上に設けても、被処理空気や清浄化空気の流通は特に妨げられず、円滑に流通することができる。また、適度な開口部あるいは空隙により、これを光触媒部４と光触媒励起用光源３との間に設ける場合であっても光は該光触媒部４上に到達し、光励起を生じさせることができる。また、表面積の大きい構造により、臭い物質と金属等との接触、反応あるいはその他の相互作用が充分になされ、臭い発生低減の作用が起きる。
【００３６】
図２は、本発明の空気清浄化装置の金属性部材配設例を示す説明図である。図において本装置２０は、金属性部材１５が、前記光触媒部４と前記光触媒励起用光源３との間に設けられる（請求項６）他は、図１を用いて上述した空気清浄化装置１０と同様の構成をとる。該金属性部材１５は、該光触媒部４と該光源３との間に一または複数設けることができるが、該光触媒部４の表面から起きる紫外線照射による特有の臭い発生を効果的に低減させるために、該光触媒部４の表面のできる限り全体を被覆するように設けることが望ましい。
【００３７】
係る構成により本装置２０では、被処理空気Ａは空気導入部１から装置２０内部（反応器２）に導入され、導入された被処理空気Ａは反応器２において浄化処理され排出される。つまり、該反応器２においては、該光触媒励起用光源３からの光は、該金属性部材５を通して該光触媒部４に照射され、その上に設けられた光触媒が光により光励起されて光触媒機能が発現した状態となっており、該被処理空気Ａ中に含まれる分解対象物質は、該金属性部材５を通って該光触媒部４の光触媒と接触し、酸化分解されて無害物質化し、これにより被処理空気Ａは浄化空気Ｐとなり、該浄化空気Ｐは該金属性部材５を通り、空気排出部６を通して装置１０外部へと排出される。該光触媒部４の光触媒に対する該光源３からの紫外線の照射により発生する特有の臭いは、前記光触媒部４と前記光触媒励起用光源３との間に設けられた前記金属性部材５の作用により、発生した臭いの低減がなされ、該空気排出部６における臭いの感知が低減される。
【００３８】
図３は、本発明の空気清浄化装置について別の金属性部材配設例を示す説明図である。図において本装置３０は、金属性部材２５が、前記光触媒励起用光源３の下流側に、前記反応器２内における被処理空気流路を上流側と下流側に仕切るように設けられる（請求項７）他は、図１を用いて上述した空気清浄化装置１０と同様の構成をとる。該金属性部材２５は、該光源３の下流側に一または複数設けることができるが、図のように光源３が複数設けられる場合は、各光源ごとにその下流側に金属性部材２５を設けることにより、臭い発生低減の効果を高めることができる。
【００３９】
係る構成により本装置３０では、被処理空気Ａは空気導入部１から装置３０内部（反応器２）に導入され、導入された被処理空気Ａは反応器２において浄化処理され排出される。つまり、該反応器２においては、該光触媒励起用光源３からの光は該光触媒部４に照射され、その上に設けられた光触媒が光により光励起されて光触媒機能が発現した状態となっており、該被処理空気Ａ中に含まれる分解対象物質は該光触媒部４の光触媒と接触し、酸化分解されて無害物質化し、これにより被処理空気Ａは浄化空気Ｐとなるが、該浄化空気Ｐは該光源３の下流側に被処理空気流路を仕切るように設けられた該金属性部材５を通って、ついで空気排出部６を通り装置１０外部へと排出される。該光触媒部４の光触媒に対する該光源３からの紫外線の照射により発生する特有の臭いは、該光源３の下流側に設けられた該金属性部材５の作用により、その発生した臭いの低減がなされ、該空気排出部６における臭いの感知が低減される。
【００４０】
図４は、本発明の空気清浄化装置について、また別の金属性部材配設例を示す説明図である。図において本装置４０は、金属性部材３５が、本装置で処理された空気を装置外に排出するための空気排出部６に設けられる（請求項８）他は、図１を用いて上述した空気清浄化装置１０と同様の構成をとる。該金属性部材３５は、該空気排出部６に一または複数設けることができるが、またその層の厚さを適宜のものとすることによっても、空気排出部６における臭い発生低減の効果を高めることができる。
【００４１】
係る構成により本装置４０では、被処理空気Ａは空気導入部１から装置４０内部（反応器２）に導入され、導入された被処理空気Ａは反応器２において浄化処理され排出される。つまり、該反応器２においては、該光触媒励起用光源３からの光は該光触媒部４に照射され、その上に設けられた光触媒が光により光励起されて光触媒機能が発現した状態となっており、該被処理空気Ａ中に含まれる分解対象物質は該光触媒部４の光触媒と接触し、酸化分解されて無害物質化し、これにより被処理空気Ａは浄化空気Ｐとなり、空気排出部６に達する。該光触媒部４の光触媒に対する該光源３からの紫外線の照射により発生する特有の臭いは、被処理空気流路を浄化空気Ｐとともに下り、該空気排出部６に達する。そしてここに設けられた該金属性部材５の作用により、発生した臭いの低減がなされ、該空気排出部６における臭いの感知が低減される。
【００４２】
図５は、金属または金属化合物の少なくともいずれか一方が担持されている光触媒により形成される光触媒部を備えた本発明の空気清浄化装置（請求項９）について、係る光触媒材料の構成例として、柱状の結晶構造である柱状結晶構造を備えた光触媒材料（請求項１０）の構成を示す概念図である。図において光触媒材料５０は、光触媒材料担持体５１の表面に固定されるための、または光触媒材料担持体５１の表面に固定されている基部５２と、該基部５２から伸長する柱状の光触媒結晶体５３とからなり、ガラス、金属、セラミックスまたは網目状構造を有する繊維等の各種の基板などの光触媒材料担持体５１に担持して光触媒体５００を構成するものであって、該光触媒材料５０には卑金属等の金属、または卑金属化合物等の金属化合物のうち少なくともいずれか一方の微粒子５５が担持されていることを主たる構成とする。
【００４３】
図は概念図であり、特に光触媒材料５０に対する金属またはその化合物の微粒子５５の大きさは強調され、またその分布状態も概念的に表されている。したがって微粒子５５としては、Ｃｕのみを担持することも、その酸化物であるＣｕＯのみを担持することも、あるいはその双方を混在させて担持することもできる。
【００４４】
図６は、図５に示したような金属等を担持した光触媒材料を組み込んだ空気清浄化装置の構成を示す説明図である。図においてこのような光触媒材料を組み込んだ空気清浄化装置６０は、被処理空気Ａが導入される空気導入部１と、導入された被処理空気Ａが浄化処理され排出される筒状の反応器２と、該反応器２の内壁に設けられた光触媒部６４と、該反応器２内部に設けられた光触媒励起用光源３とを有し、該光触媒部６４を形成する光触媒には金属または金属化合物の少なくともいずれか一方が担持されている構成をとる（請求項９）。該光触媒部６４に用いられる光触媒材料としては、図５に示した柱状結晶構造を備えたものを用いることができる（請求項１０）。
【００４５】
金属等を担持した光触媒材料を用いた光触媒部とすることにより、効果的に特有の臭いを低減することができ、光触媒部への紫外線照射直後の臭い発生を除けば、臭い発生を実質的に防止することも可能である。また柱状結晶構造を有する光触媒材料を用いることにより、係る臭い発生防止効果に加え、さらに分解性能を相当高めることができる。
【００４６】
卑金属等を担持する方法には、以下の各方法（（ａ）〜（ｇ））がある。
（ａ）卑金属またはその化合物が担持されていない光触媒材料（以下、卑金属等の担持方法の説明において、「原光触媒材料」という。）を得る原光触媒材料作製工程と、得られた原光触媒材料の表面に卑金属またはその化合物微粒子を担持するための卑金属担持工程とからなる光触媒材料製造方法であって、該卑金属担持工程は、原光触媒材料に卑金属化合物溶液を用いた浸漬または塗布等の処理を施す溶液処理工程と、該溶液処理工程で処理された光触媒材料に紫外光を照射することにより卑金属またはその化合物を原光触媒材料の表面に還元析出させて担持する紫外線処理工程と、を備えてなることを特徴とする、光触媒材料製造方法。
【００４７】
（ｂ）卑金属またはその化合物が担持されていない光触媒材料を得る原光触媒材料作製工程と、得られた原光触媒材料の表面に卑金属またはその化合物微粒子を担持するための卑金属担持工程とからなる光触媒材料製造方法であって、該卑金属担持工程は、原光触媒材料に卑金属化合物溶液を用いた浸漬または塗布等の処理を施す溶液処理工程と、該溶液処理工程で処理された光触媒材料を乾燥する乾燥工程と、該乾燥工程で処理された光触媒材料を熱処理する熱処理工程と、を備えてなることを特徴とする、光触媒材料製造方法。
【００４８】
（ｃ）前記熱処理工程の後に、前記光触媒材料表面に担持された酸化状態の卑金属微粒子を還元するための還元工程を設けることを特徴とする（ｂ）の光触媒材料製造方法。
【００４９】
（ｄ）卑金属またはその化合物が担持されていない光触媒材料を得る原光触媒材料作製工程と、得られた原光触媒材料の表面に卑金属またはその化合物微粒子を担持するための卑金属担持工程とからなる光触媒材料製造方法であって、該卑金属担持工程は、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法またはその他の化学的蒸着法により原光触媒材料の表面に卑金属またはその化合物微粒子を担持させる化学的蒸着工程であることを特徴とする、光触媒材料製造方法。
【００５０】
（ｅ）卑金属またはその化合物が担持されていない光触媒材料を得る原光触媒材料作製工程と、得られた原光触媒材料の表面に卑金属またはその化合物微粒子を担持するための卑金属担持工程とからなる光触媒材料製造方法であって、該卑金属担持工程は、卑金属化合物溶液を熱した原光触媒材料表面に噴霧することによって熱分解し、これにより卑金属またはその化合物を原光触媒材料の表面に担持する噴霧熱分解工程であることを特徴とする、光触媒材料製造方法。
【００５１】
（ｆ）卑金属またはその化合物が担持されていない光触媒材料を得る原光触媒材料作製工程と、得られた原光触媒材料の表面に卑金属またはその化合物微粒子を担持するための卑金属担持工程とからなる光触媒材料製造方法であって、該卑金属担持工程は、原光触媒材料に卑金属化合物溶液を用いた浸漬または塗布等の処理を施す溶液処理工程と、該溶液処理工程で処理された光触媒材料に還元剤を加えることにより卑金属またはその化合物を原光触媒材料の表面に析出させる還元剤添加工程を備えてなることを特徴とする、光触媒材料製造方法。
【００５２】
（ｇ）卑金属またはその化合物が担持されていない光触媒材料を得る原光触媒材料作製工程と、得られた原光触媒材料の表面に卑金属またはその化合物微粒子を担持するための卑金属担持工程とからなる光触媒材料製造方法であって、該卑金属担持工程は、スパッタリング法、真空蒸着法、またはその他の物理的蒸着法により原光触媒材料の表面に卑金属またはその化合物微粒子を原光触媒材料の表面に担持させる物理的蒸着工程であることを特徴とする、光触媒材料製造方法。
【００５３】
担持する金属等として卑金属等を用いる場合、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｔａまたはこれらの化合物のうちの少なくとも１種を用いることができる。したがってたとえば、Ｃｕ、およびその酸化物であるＣｕＯの双方が混在して担持される構成をとることができる。またたとえば、ＮｉおよびＶ２Ｏ５のように、異なる元素の単体および化合物を任意に組み合わせて担持させることも可能である。
【００５４】
また本発明の空気清浄化装置は、図１ないし４で示したような構成で金属性部材を設けるとともに、図５で示した金属等担持の光触媒材料を組み込んで構成することもできる。すなわち、これらの図において共通して用いる符号を用いれば、被処理空気Ａが導入される空気導入部１と、導入された被処理空気Ａが浄化処理され排出される筒状の反応器２と、該反応器２の内壁に設けられた光触媒部４と、該反応器２内部に設けられた光触媒励起用光源３と、を有する空気清浄化装置であって、該空気清浄化装置において形成される被処理空気流路上には、金属または金属化合物を含む金属性部材５等が一または複数個設けられており、該光触媒部４を形成する光触媒には金属または金属化合物の少なくともいずれか一方が担持されているものを用いる構成とすることができる（請求項１１）。
【００５５】
係る空気清浄化装置としては、たとえば、前記金属性部材がＣｕ等の卑金属元素を含む網状体からなるか、またはＦｅ等の卑金属元素を含む繊維状体からなり、前記光触媒に担持されている金属がＣｕ等の卑金属元素からなる構成とすることができる（請求項１２）。
【００５６】
上述したように、金属等を担持した光触媒材料を用いた空気清浄化装置は、金属性部材を用いなくても特有の臭いの発生を実質的に防止することが可能であるが、光触媒部への紫外線照射直後の臭い発生については、これを効果的に低減することには限界がある。しかし上述した金属性部材を用いることにより、紫外線照射直後の臭い発生を相当低減することができる。したがって、金属等担持光触媒材料と金属性部材の双方を用いた空気清浄化装置とすることにより、紫外線照射直後の臭い発生を低減するとともに、その後の臭い発生については実質的に防止することができる。
【００５７】
【実施例】
以下、実施例と比較例による試験結果について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。以下の実施例および比較例において、「既開発光触媒」とは、本願発明者らによる柱状構造を有する酸化チタン光触媒材料をいう。既開発光触媒の作製方法は後述する。
【００５８】
＜比較例１：既開発光触媒使用空気清浄化装置＞１
既開発光触媒を担持したフィルタ（以下、光触媒を担持したフィルタを「光触媒フィルタ」、または「酸化チタンフィルタ」ともいう。）０．４６ｍ２と光触媒励起用ランプ６本と送風用ファンを搭載した空気清浄化装置を作製した。
【００５９】
＜実施例１：銅担持触媒使用空気清浄化装置＞
Ｃｕ担持の既開発光触媒フィルタ０．４６ｍ２と光触媒励起用ランプ６本と送風用ファンを搭載した空気清浄化装置を作製した。ランプにはピーク波長３７０ｎｍのブラックライトを用いた。以下も同様である。
【００６０】
＜比較例２：既開発光触媒＋銅メッシュ（タイプＡ）使用空気清浄化装置＞
既開発光触媒フィルタ０．４６ｍ２と光触媒励起用ランプ６本と送風用ファンとを搭載し、開き目０．９ｍｍの銅メッシュ（以下、「タイプＡ」ともいう。）からなる金属製フィルタを装置出口（空気排出部）に設けた空気清浄化装置を作製した。
【００６１】
＜比較例３：既開発光触媒＋銅メッシュ（タイプＡ）使用空気清浄化装置＞
既開発光触媒フィルタ０．４６ｍ２と光触媒励起用ランプ６本と送風用ファンとを搭載し、開き目０．９ｍｍの銅メッシュからなる金属製フィルタを光触媒表面を被覆するように設けた空気清浄化装置を作製した。
【００６２】
＜比較例４：既開発光触媒＋銅メッシュ（タイプＡ）使用空気清浄化装置＞
既開発光触媒フィルタ０．４６ｍ２と光触媒励起用ランプ６本と送風用ファンとを搭載し、開き目０．９ｍｍの銅メッシュからなる金属製フィルタを、被処理空気流路を上流側と下流側に仕切るようにランプ下流側に設けた空気清浄化装置を作製した。
【００６３】
＜実施例２：既開発光触媒＋銅メッシュ（タイプＢ）使用空気清浄化装置＞
既開発光触媒フィルタ０．４６ｍ２と光触媒励起用ランプ６本と送風用ファンとを搭載し、開き目０．３３ｍｍの銅メッシュからなる金属製フィルタを装置出口に設けた空気清浄化装置を作製した。
【００６４】
＜実施例３：既開発光触媒＋銅メッシュ（タイプＢ）使用空気清浄化装置＞
既開発光触媒フィルタ０．４６ｍ２と光触媒励起用ランプ６本と送風用ファンとを搭載し、開き目０．３３ｍｍの銅メッシュからなる金属製フィルタを光触媒表面を被覆するように設けた空気清浄化装置を作製した。
【００６５】
＜実施例４：既開発光触媒＋銅メッシュ（タイプＢ）使用空気清浄化装置＞
既開発光触媒フィルタ０．４６ｍ２と光触媒励起用ランプ６本と送風用ファンとを搭載し、開き目０．３３ｍｍの銅メッシュからなる金属製フィルタを、被処理空気流路を上流側と下流側に仕切るようにランプ下流側に設けた空気清浄化装置を作製した。
【００６６】
＜実施例５：既開発光触媒＋繊維状鉄使用空気清浄化装置＞
既開発光触媒フィルタ０．４６ｍ２と光触媒励起用ランプ６本と送風用ファンとを搭載し、繊維状の鉄からなる金属製フィルタを装置出口に設けた空気清浄化装置を作製した。
【００６７】
＜実施例６：既開発光触媒＋繊維状鉄使用空気清浄化装置＞
既開発光触媒フィルタ０．４６ｍ２と光触媒励起用ランプ６本と送風用ファンとを搭載し、繊維状の鉄からなる金属製フィルタを光触媒表面を被覆するように設けた空気清浄化装置を作製した。
【００６８】
＜実施例７：既開発光触媒＋繊維状鉄使用空気清浄化装置＞
既開発光触媒フィルタ０．４６ｍ２と光触媒励起用ランプ６本と送風用ファンとを搭載し、繊維状の鉄からなる金属製フィルタを、被処理空気流路を上流側と下流側に仕切るようにランプ下流側に設けた空気清浄化装置を作製した。
【００６９】
＜光触媒作製方法：既開発光触媒の作製＞
中性洗剤、イソプロピルアルコール、純水で洗浄処理を施したシリカ繊維フィルタ（アドバンテック製  ＱＲ−１００）を基板として用い、その基板表面において、有機金属化合物から成るゾル溶液中に結晶核を入れ、または結晶核にゾル溶液を塗布し、固化、熱処理を施すことにより、結晶核上に柱状中空構造を有する酸化チタン結晶を形成し、酸化チタンフィルタとした。触媒担持密度は、７５ｍｍ×７５ｍｍの基板面積当たりの原料酸化チタン担持量を約０．１ｇとした。なお以下においても、同様の触媒担持密度とした。
【００７０】
有機金属化合物からなるゾル溶液の調整方法例としては、ブタンジオール：３５ｇ、Ｈ２Ｏ：０．４ｇ、硝酸：０．５ｇを混合して溶液とし、この溶液にチタニウムテトライソプロポキシド（以下、「ＴＴＩＰ」と記す。）５ｇを攪拌しながら滴下し、その後４時間常温にて攪拌しゾル溶液を得た。
【００７１】
このようにして得られたゾル溶液中に、各種作製法により作製した結晶核を浸漬し、または各種作製法により酸化チタンフィルタ上に作製した結晶核に前記のようにして得られるゾル溶液を塗布し、乾燥固化、熱処理を施すことにより、結晶核上に酸化チタン結晶を形成した。固化は乾燥機中で到達温度１５０℃〜２００℃、保持時間２時間の条件で行った。熱処理は電気炉中で昇温速度１０℃／ｍｉｎ、到達温度５００℃〜６００℃、保持時間２時間の条件で行った。
【００７２】
各種作製法による結晶核の作製のうち、噴霧熱分解法（ＳＰＤ法）による酸化チタン結晶膜の作製方法は、本願発明者らによる非公知の特許出願（特願２００１−１８１９６９等）に示されている方法に従い、次のように調製した。すなわち、原料液は、ＴＴＩＰにアセチルアセトン（以下、「Ｈａｃａｃ」と記す。）をｍｏｌ比（Ｈａｃａｃ／ＴＴＩＰ）１．０で添加し、これをイソプロピルアルコールで希釈し、攪拌することによって調製した。噴霧熱分解（ＳＰＤ）装置（（株）メイク製  ＹＫＩＩ）による成膜条件は、噴霧圧力０．３ＭＰａ、噴霧量１．０ｍｌ／ｓｅｃ、噴霧時間０．５ｍｌ／回、基板温度４５０℃、噴霧回数２００回、で行った。ＳＰＤ法により作製した酸化チタン結晶膜は、走査型電子顕微鏡（以下、「ＳＥＭ」と記す。）による表面観察により、大きさ３０ｎｍ〜１００ｎｍの結晶から構成される酸化チタン結晶膜を得ることができた。
【００７３】
このようにして得られた既開発光触媒は、柱状中空構造の酸化チタン結晶光触媒材料であって、ＳＥＭ観察によれば高さ３０００〜５０００ｎｍ、巾３００〜５００ｎｍの柱状中空結晶である光触媒結晶体からなる集合体を形成していた。
【００７４】
＜光触媒作製方法：金属担持方法＞
＜ｉ＞  卑金属の担持＜その１＞担持する卑金属の原料溶液
Ｃｕ化合物として硝酸銅三水和物を用いる場合、これを水で希釈し、濃度を２×１０−５ｍｏｌ／Ｌ（リットル）に調製し硝酸銅水溶液とした。さらにこれに還元剤としてエタノールを１０ｗｔ％添加し、Ｃｕ原料溶液とした。硝酸銅水溶液濃度は２×１０−６ｍｏｌ／Ｌ程度以上のものを用いた。なお、溶液濃度が低いほど、光触媒材料の表面に担持させる金属の粒子径を微粒子化することができ、光触媒性能の向上が期待できる。
【００７５】
＜ｉｉ＞  卑金属の担持＜その２＞光析出工程
Ｃｕ原料溶液中に酸化チタンフィルタを浸漬し、その上から紫外線を照射した。この操作でＣｕ原料溶液中のＣｕイオンは光触媒の還元作用により還元されてＣｕとなり、酸化チタン表面に析出する。浸漬処理ではなく、スプレー法などで酸化チタン表面にＣｕ原料溶液を塗布した後、紫外線を照射しＣｕを担持させてもよい。
【００７６】
＜ｉｉｉ＞  卑金属の担持＜その３＞乾燥工程
酸化チタンフィルタにＣｕを担持した後、純水で洗浄し、光触媒材料を１５０℃で１時間乾燥した。以上の工程によりＣｕ微粒子が既開発光触媒に担持され、Ｃｕ担持柱状酸化チタン光触媒が作製された。
【００７７】
＜金属製フィルタ作製方法＞
比較例２〜４、および実施例２〜７で空気清浄化装置に搭載した金属製フィルタは、表１に示す仕様により作製した。
【００７８】
【表１】
金属製フィルタ作製方法
2004154336.tif 000003
【００７９】
金属製フィルタは、比較例２〜４では、関西金網株式会社製の線番＃２７（線径Φ０．３７ｍｍ、メッシュ２０Ｍ／Ｓ、開き目０．９００）の銅メッシュ、および実施例２〜４では、同社製の線番＃３６（線径Φ０．１８ｍｍ、メッシュ６０Ｍ／Ｓ、開き目０．２９０）の銅メッシュを、表１に示した所定の大きさに合わせてカットし、重ね合わせる等して作製した。また実施例５〜７では、市販のロール状のスチールウール（株式会社Ｈｏｗｄｙ製  ステンレス鋼製）をほどいて板状とし、フィルタの形状に作製した。
【００８０】
＜特性評価方法（１）分解性能評価＞
光触媒機能の評価として、有害物質であるアセトアルデヒドの分解試験を実施した。試験方法は、まず、作製した空気清浄化装置を容積１ｍ３の塩化ビニル製容器に入れ、容器内を人工空気で置換したのち、アセトアルデヒドガスを１０ｐｐｍとなるように容器内に注入した。ついで空気清浄化装置を運転し、容器内のアセトアルデヒド濃度が１ｐｐｍ以下になるまでに要する時間をガスモニターにて測定した。用いた人工空気（日本酸素（株）製）のガス組成は、窒素７８％、酸素２１％、アルゴン０．９％、炭酸ガス（ＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４）０．０３％、残りは水分である。
【００８１】
＜臭いの評価：予備的評価＞
作製した空気清浄化装置を所定環境下の試験室の中で運転し、運転開始後一定時間経過後に、浄化空気の排出される装置出口における臭いを鼻で嗅ぎ、光触媒に紫外線を照射した際に発生する特有の臭いの有無、程度を予備的に評価した。予備的評価は６名のパネラーにより行った。評価は、
臭い有り：×、
臭い無し：○、
臭いが低減：△、
とした。試験室の環境は、密閉、温度２０℃、湿度６５％、他の臭い発生源は遮断、パネラー以外の者は立ち入り禁止、各パネラーにはそれぞれの通常の健康状態にある者を選んだ。評価の時点は、運転開始後５分後とした。
【００８２】
＜臭いの評価：６段階での評価＞
作製した空気清浄化装置を試験室の中で運転し、浄化空気の排出される装置出口における臭いを鼻で嗅ぎ、光触媒に紫外線を照射した際に発生する特有の臭いの有無、程度を評価した。評価は、予備的評価の際に用いた６名のパネラー（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、およびＦ）により行った。評価は、臭気強度０〜５の６段階にて評価を行った。各段階は次のようにした。
０：無臭
１：やっと感知できるにおい
２：何の臭いであるかがわかる弱いにおい
３：らくに感知できる
４：強いにおい
５：強烈なにおい
試験室の環境、パネラーの状態、評価の時点は、予備的評価と同様にした。
【００８３】
＜臭いの評価：ランプ点灯直後の評価＞
また、ランプ点灯直後の臭い発生の強度を評価するため、評価の時点を運転開始時として、上記と同様の試験を行った。つまり、パネラーは装置運転開始前から鼻を装置出口に近づけた状態で待機し、運転開始、ランプ点灯直後に感知される臭いについて、上記評点を用いて評価した。
【００８４】
＜結果＞
＜分解性能評価結果＞
比較例１と実施例１の分解性能を測定したところ、Ｃｕ担持の既開発光触媒は既開発光触媒の約２倍の性能を示した。既開発光触媒自体が従来の粉末状光触媒と比較して約２倍以上の性能を示すため、Ｃｕ担持の既開発光触媒は、従来のものと比較して約４倍以上もの性能を示すことになる。
表２に測定結果を示す。
【００８５】
【表２】
分解性能結果
2004154336.tif 000004
【００８６】
＜臭いの評価試験結果：予備的評価＞
各実施例および比較例について臭い評価を予備的に実施した結果、比較例１〜４では、６名のパネラー全員により臭いは有り、と評価され、特有の臭いが感知された。つまり、既開発光触媒フィルタを搭載した空気清浄化装置では、上述のとおり分解性能は大きく向上するものの、光触媒に紫外線が照射されて発生する特有の臭いが発生することが確認された。また、金属性部材として銅メッシュによる金属製フィルタを用いた場合であっても、その開き目が０．９ｍｍのものでは、金属製フィルタの設置位置に関わらず臭いが感知され、臭い低減の効果は認められなかった。
【００８７】
これに対し、Ｃｕ微粒子を既開発光触媒に担持したフィルタを搭載した実施例１では、６名のパネラー全員により臭いは無し、と評価され、特有の臭いの発生が防止されたことが示された。つまり、既開発光触媒にＣｕ等の金属微粒子を担持することにより、係る光触媒フィルタを搭載した空気清浄化装置は、特有の臭いの発生が低減され、実質的にその発生が防止できることが示された。本例では比較例１と比較して分解性能が向上したことは、上述のとおりである。
【００８８】
一方実施例２〜７ではいずれも、特有の臭いは感知されるが通常（比較例１）と比較すると低減されている、という評価が６名のパネラー全員によりなされた。つまり、開き目０．３３ｍｍの銅メッシュを用いた金属製フィルタ、または繊維状鉄（スチールウール）を用いた金属製フィルタを搭載した空気清浄化装置では、それら金属製フィルタの設置位置に関わらず、特有の臭いの発生を低減する効果を得られることが示された。なお実施例２〜７は既開発光触媒フィルタを搭載したものであるため、その分解性能が比較例１よりも劣らないものであることは言うまでもない。
表３に、特有の臭い発生の予備的評価の試験結果について示す。
【００８９】
【表３】
臭い評価結果（予備的）
2004154336.tif 000005
【００９０】
＜臭いの評価試験結果：６段階評価＞
各実施例および比較例について６段階の臭い評価を６名のパネラーを用いて実施した結果、比較例１の平均評点は３．２であり、比較例１の空気清浄化装置では特有の臭いが「楽に感知できる」程度に発生、感知されることが確認された。また、比較例２〜４の平均評点はいずれも３．０であり、比較例１と比較するとわずかに評点は低かったものの、比較例２〜４の空気清浄化装置では特有の臭いが「楽に感知できる」程度に発生、感知されることが示され、上述の予備的試験の結果と矛盾しない結果が得られた。つまり、既開発光触媒フィルタを搭載した空気清浄化装置では、上述のとおり分解性能は大きく向上するものの、光触媒に紫外線が照射されて発生する特有の臭いが発生することが確認された。また、金属性部材として銅メッシュによる金属製フィルタを用いた場合であっても、その開き目が０．９ｍｍのものでは、金属製フィルタの設置位置に関わらず臭いが感知され、臭い低減の効果は認められなかった。
【００９１】
これに対し、Ｃｕ微粒子を既開発光触媒に担持したフィルタを搭載した実施例１では平均評点は０．０であり、６名のパネラー全員により無臭と評価され、特有の臭いの発生が防止されたことが示されて、上述の予備的試験の結果と矛盾しない結果が得られた。つまり、既開発光触媒にＣｕ等の金属微粒子を担持することにより、係る光触媒フィルタを搭載した空気清浄化装置は、特有の臭いの発生が低減され、実質的にその発生が防止できることが示された。
【００９２】
一方実施例２〜７では平均評点はそれぞれ、２．０、１．８、２．２、１．３、０．８、１．５であり、実施例２〜４は概ね「２：何の臭いであるかがわかる弱い臭い」であり、実施例５〜７は概ね「１：やっと感知できる臭い」と評価され、特有の臭いは感知されるが通常（比較例１）と比較すると低減されている、という評価が６名のパネラー全員によりなされ、上述の予備的試験の結果と矛盾しない結果が得られた。つまり、開き目０．３３ｍｍの銅メッシュを用いた金属製フィルタ、または繊維状鉄（スチールウール）を用いた金属製フィルタを搭載した空気清浄化装置では、特有の臭いの発生を低減する効果を得られることが示された。
【００９３】
また本試験では、繊維状鉄を用いた金属製フィルタを搭載した方が、銅メッシュの場合よりも臭い低減効果が高い傾向が示唆された。また、銅メッシュを用いた実施例２〜４の中では実施例３が、繊維状鉄を用いた実施例５〜７の中では実施例６が、それぞれの群の中では最も評点が良く、金属製フィルタの設置方法としては光触媒部表面を被覆するように設けることにより、より高い臭い低減効果が得られる可能性が示唆された。
表４に、６段階評価の臭い評価試験の結果を示す。
【００９４】
【表４】
臭い評価結果（６段階）
2004154336.tif 000006
【００９５】
＜臭いの評価試験結果：ランプ点灯直後の評価＞
各実施例および比較例について６段階の臭い評価を６名のパネラーを用いて実施した結果、比較例１の平均評点は４．０であり、比較例１の空気清浄化装置では装置運転開始（ランプ点灯）直後特有の臭いが「強い臭い」である程度に発生、感知されることが確認された。また、実施例１の平均評点は３．５であり、特有の臭いが「楽に感知できる」程度に発生、感知されることが確認された。つまり、Ｃｕ担持既開発光触媒フィルタを搭載した空気清浄化装置では、上述のとおり分解性能は大きく向上し、また少なくとも装置運転開始後５分以後については特有の臭いが感知されず、実質的に臭い発生を防止できるものの、運転開始（ランプ点灯）直後に発生する臭いについてまで、その発生を有効に防止あるいは低減することはできないことが、示された。
【００９６】
また、金属性部材として開き目０．９ｍｍの銅メッシュを用いた金属製フィルタを装置に搭載した比較例２〜４では、平均評点はそれぞれ、３．５、３．５、３．７であり、特有の臭いが「楽に感知できる」程度に発生、感知されることが確認された。つまり、金属性部材として開き目０．９ｍｍの銅メッシュを用いた金属製フィルタを搭載した空気清浄化装置では、運転開始（ランプ点灯）直後に発生する臭いの発生を有効に低減することはできないことが、示された。
【００９７】
これに対し、金属性部材として開き目０．３３ｍｍの銅メッシュを用いた金属製フィルタ、または繊維状鉄を用いた金属製フィルタを装置に搭載した実施例２〜７では、平均評点はそれぞれ、２．３、２．２、２．３、１．５、１．０、１．７で、前者は「２：何の臭いであるかがわかる弱い臭い」、後者は「１：やっと感知できる臭い」の評価であり、装置運転開始（ランプ点灯）直後の特有の臭いはいずれも低減される、という評価が得られた。つまり、開き目サイズの小さい銅メッシュを用いた金属製フィルタ、または繊維状鉄（スチールウール）を用いた金属製フィルタを搭載した空気清浄化装置では、装置運転開始（ランプ点灯）直後における特有の臭いの発生を低減する効果を得られることが示された。特に繊維状鉄を用いた金属製フィルタの利用が、より高い臭い発生低減の効果を得られる結果であった。
表５に、ランプ点灯直後の臭い評価試験の結果を示す。
【００９８】
【表５】
臭い評価結果（点灯直後の臭い）
2004154336.tif 000007
【００９９】
上述した実施例ではＣｕを既開発光触媒への担持金属としたが、その他、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｚｒ、Ｍｎを光触媒の表面に担持することによっても、特有の臭い発生を低減することができる。このことは実験により確認済みである。
【０１００】
また、実施例では光析出法を用いてＣｕを担持したが、これら以外にも、湿式法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、噴霧熱分解法、化学析出法などを用いてＣｕを担持させても、同様の効果が得られる。このことは実験により確認済みである。
【０１０１】
以上より、金属等を担持した既開発光触媒を用いることによって、光触媒に紫外線を照射した際に発生する特有の臭いの発生を、装置運転開始（ランプ点灯）直後以外においては、実質的に防止できるという結果が得られた。また、適宜仕様の銅メッシュや繊維状鉄を用いた金属製フィルタを用いることにより、特有の臭いを、装置運転開始（ランプ点灯）直後から低減することができるという結果が得られた。そこで、開き目０．３３ｍｍの銅メッシュまたはスチールウールを用いて作製した金属製フィルタと、Ｃｕ担持既開発光触媒フィルタとを搭載して空気清浄化装置を構成したところ、該装置においては、運転開始（ランプ点灯）直後から特有の臭い発生が低減し、その後は臭いが感知されず、実質的に臭い発生が防止される結果が得られた。すなわち、金属性部材と金属等担持光触媒をともに用いることにより、より良い臭い発生低減（防止）効果が得られることが示された。
【０１０２】
なお、実施例では本願発明者らの開発による柱状結晶構造を有する酸化チタン光触媒を用いたが、従来の光触媒を用いた空気清浄化装置であっても、本発明の金属性部材の設置や、光触媒への金属等担持によって、上記特有の臭いの発生を低減できることは言うまでもない。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明に係る空気清浄化装置によれば、以上のように構成されているため、光触媒に対する紫外線照射の際に発生する特有の臭いを低減、または実質的に防止することができる。
【０１０４】
また本発明の装置によれば、光触媒に対する紫外線照射直後における強い臭いの発生をも低減し、その後は係る臭いの発生を実質的に防止することができる。
【０１０５】
特に本発明に係る、柱状構造を有する光触媒材料を用いた空気清浄化装置によれば、分解性能が極めて高く、かつ装置運転時の特有の臭い発生を実質的に防止することのできる、高性能の装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気清浄化装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の空気清浄化装置の金属性部材配設例を示す説明図である。
【図３】本発明の空気清浄化装置について別の金属性部材配設例を示す説明図である。
【図４】本発明の空気清浄化装置について、また別の金属性部材配設例を示す説明図である。
【図５】金属または金属化合物の少なくともいずれか一方が担持されている光触媒により形成される光触媒部を備えた本発明の空気清浄化装置について、係る光触媒材料の構成例として、柱状の結晶構造である柱状結晶構造を備えた光触媒材料の構成を示す概念図である。
【図６】図５に示したような金属等を担持した光触媒材料を組み込んだ空気清浄化装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１…空気導入部、  ２…反応器、  ３…光触媒励起用光源、  ４、６４…光触媒部、  ５、１５、２５、３５…金属性部材、  ６…空気排出部、  １０、２０、３０、４０、６０…空気清浄化装置、  １２…ファン、  ５０…光触媒材料、
５１…光触媒材料担持体、  ５２…基部、  ５３…光触媒結晶体、  ５５…卑金属等の微粒子、  ５００…光触媒体、  Ａ…被処理空気、  Ｐ…浄化空気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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