(57)【要約】【課題】学校、病院等の公共施設や、ビル、マンション、家屋、商業施設等における建築物、或いは鉄道、バス等の車輌や航空機等の室内等、ある限られた室内の空気をより自然に清浄化し、不快な臭いや、ＶＯＣを除去し、快適で健康的な屋内空気を得るための空気清浄化システムを提供する【解決手段】床吹出し空調システムにおいて、空調機から送られた風が通気性のある床材を通過して室内に流れると同時に、通気性のある床材に担持された空気浄化材によって床全体で効率的に循環する空気を清浄化する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の床の上方に、通気口を有してなる第二の床が、ある一定距離を離間して配置され、第一の床と第二の床との間の空間に空調機から送られる風が送られ、前記第二の床の上面に通気性のある床材が敷設された床吹出し空調システムにおいて、床材に空気浄化材を付与し床全体で室内空気の清浄化をおこなうことを特徴とする空気清浄化システム。
【請求項２】
前記床材が立毛布帛からなり、前記空気浄化材がバインダー樹脂により立毛布帛に担持された請求項１に記載の空気清浄化システム。
【請求項３】
前記空気浄化材がヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体を含む消臭組成物である請求項１または２に記載の空気清浄化システム。
【請求項４】
前記空気浄化材がヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体と多孔質無機物質を含む消臭組成物である請求項１または２に記載の空気清浄化システム。
【請求項５】
前記立毛布帛がカーペットである請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気清浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、例えば学校、病院等の公共施設や、ビル、マンション、家屋、商業施設等における建築物、或いは鉄道、バス等の車輌や航空機等の室内等、ある限られた室内の空気をより自然に清浄化し、不快な臭いや、ＶＯＣを除去し快適で健康的な屋内空気を得るための空気清浄化システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に室内の空調をおこなう空調システムは、エアコンのように室内に設けた吸気口から空気を取り込み、空調機によって所定の温度、湿度の条件に調整された風を室内に吹き出して室内空気の空調をおこなう方法が多い。この方法では、常に一定の風が室内に１ヶ所から吹き出して空調をするため室内空気が均一にならないとして、人体に不快感を与えることから近年では、床下の全面から緩やかな風を吹き出して空調をおこなう床吹出し空調システムが開発されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１２９５０７
【特許文献２】特開平８−１３６００２
【特許文献３】特開平５−１９４３
【特許文献４】特開平６−７３６４３
従来から、床全面から室内に緩やかに温冷風を均一に送り込み、自然の空気の流れに乗せ、効率よく快適な空調をおこなう技術は上記特許文献によって公知である。
【０００４】
特開平４−１２９５０７においては、ＯＡ用２重床に用いられる床板を通風性を持たすために穿孔構造とし、さらにその上に積層するカーペットにも多数の穴をあけ、床上と床下とを貫通させ、床下空間より室内に緩やかに温冷風を均一に送り込み空調をおこなうものである。
【０００５】
特開平８−１３６００２においても、特開平４−１２９５０７と同様に床上と床下とを貫通させ、床下空間より室内に緩やかに温冷風を均一に送り込み空調をおこなうもので、２重床にカーペットを接着する方法を開示している。
【０００６】
特開平５−１９４３においても、床下空間より室内に緩やかに温冷風を均一に送り込み空調をおこなうもので、２重床にあけた穴とカーペットにあけた穴の位置とを一致させて貼り合わす方法を開示している。
【０００７】
特開平６−７３６４３においても同様な技術思想からなり、穴のあいた２重床と通気性のあるカーペットを組み合わせ、部屋の使用目的に合わせてカーペットの通気抵抗を変化させ空調空気の量を調整しようとするものである。
【０００８】
これら開示された技術はいずれも、床全面から室内に緩やかに温冷風を送り込み、自然の空気の流れに乗せ、人体に不快な感じを与えずに効率よく快適な空調をおこなう技術であり、より自然な空気の動き合わせた空調として優れた方法である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術には、空気の清浄化という概念が反映されておらず、空調機の前後に集塵フィルターを設ける程度の発想に止まっている。また、一般の空調においても同様に空調機の前後に集塵・消臭等のフィルターを設け、空気を通過させて空気の汚れをとるもので、人体に感じられる程度の風量は必ず必要であるのに対し、本発明は緩やかな空気の動きの中で、より自然な状態で室内全体の空気を床全体の面積を利用して清浄化しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、床下の全面から緩やかな風を吹き出して空調をおこなう床吹出し空調システムの技術に着目し、床材全体を消臭機能を持った通気性のある床材で構成することにより、ゆっくりとした空気の動きの中で、より自然な状態で室内全体の空気を床全体で清浄化させ得ることを見出し本発明に到達した。
【００１１】
すなわち本発明の第１の発明は、第一の床の上方に、通気口を有してなる第二の床が、ある一定距離を離間して配置され、第一の床と第二の床との間の空間に空調機から送られる風が送られ、前記第二の床の上面に通気性のある床材が敷設された床吹出し空調システムにおいて、床材に空気浄化材を付与し床全体で室内空気の清浄化をおこなうことを特徴とする空気清浄化システムである。
【００１２】
床吹出し空調システムにおいて、第一の床と第二の床との間の空間は通常５ｃｍ〜２０ｃｍの距離を離れた２重床構造になっており、この空間を空調機から送られる風の通路とするものである。第二の床には通気口が多数空いており、この通気口から室内全体に空調機から送られた風が緩やかに送られる。この時、空調機から送られた風は第二の床の上面に敷設された通気性のある床材を通過して室内に流れ、同時に床材に担持された空気浄化材によって清浄化される。
【００１３】
第２の発明は、前記床材が立毛布帛からなり、前記空気浄化材がバインダー樹脂により立毛布帛に担持された請求項１に記載の空気清浄化システムである。立毛布帛はそれだけで臭気を吸着する機能を有しているので、吸着構造物として好適である。立毛布帛を構成する繊維は、特に限定するものではない。また立毛布帛は、表面に繊維が立体的に構成される布帛で、裏面から表面側に通気性があればよい。空気浄化材がバインダー樹脂により立毛布帛に強固に担持されるので、消臭性能の持続耐久性が向上する。バインダー樹脂としてはアクリル系樹脂がよく使われるが特に限定されることはない。
【００１４】
第３の発明は、前記空気浄化材がヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体を含む消臭組成物である請求項１または２に記載の空気清浄化システムである。空気浄化材がヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体を含む消臭組成物であるので、アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、酢酸等の臭気や、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド等のＶＯＣの分解にも有効である。
【００１５】
第４の発明は、前記空気浄化材がヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体と多孔質無機物質を含む消臭組成物である請求項１または２に記載の空気清浄化システムである。多孔質無機物質は臭気成分を捕捉する作用に優れた性能を有し、この多孔質無機物質によって効率よく捕捉された臭気成分をヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体の分解作用によって十分に除去されるものである。
【００１６】
第５の発明は、前記立毛布帛がカーペットである請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気清浄化システムである。立毛布帛のなかで本発明に最も好適なのはカーペットである。カーペットは繊維製床材として、防音性、保温性、クッション性等優れた床材で、また臭気等を吸着するには空隙率が高く好適な素材であり、広い面積に敷設されより効率的に消臭効果を発揮する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、建築物における床吹出し空調システムの一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態の床吹出し空調システムは、第一の床２と第二の床３との間の空間は５ｃｍ〜２０ｃｍの距離を離れた２重床構造になっており、この空間を空調機４から送られる風の通路とするものである。第二の床には通気口５が多数空いており、この通気口５から室内全体に空調機４から送られた風が緩やかに送られる。この時、空調機４から送られた風は第二の床３の上面に敷設された通気性のある床材６を通過して室内に流れ、同時に床材６に担持された空気浄化材によって清浄化される構造となっている。（図１参照）
【００１８】
前記第一の床２は建物自身の床で、鉄筋コンクリート造りの床が多い。第二の床３は、合成樹脂性や金属製のパネル７を第一の床２の上に敷き詰めて作る。第一の床２と第二の床３との間の空間の距離はパネル７の高さによって決まるが、５ｃｍ〜２０ｃｍの距離をおいた２重床構造が多い。パネル７には通気口５が多数空いており、パネルの強度低下への影響がなく、パネル上に積層する通気性床材が踏み込まれた時、パネルの形状に床材が変形し凹凸にならない程度の通気口の大きさであれば、できるだけ大きく多数あった方がよい。
【００１９】
床吹出し空調システムは、第一の床２と第二の床３との間の空間を利用して空調機４から送られる風を室内に送りこむが、図１のように、建物の天井９に排気ダクト８を設置し、屋外にある空調機４に排気を引張り、再び設定された条件に空調して第一の床２と第二の床３との間の空間に送り出して循環させる構造が効率的である。外気との換気を考慮するならば、排気ダクト８と空調機４の間に排気口１０を設け、ダンパー１１の調整で排気する量を調整すればよい。
【００２０】
次ぎに、空調機４から送られた空気は、第二の床３の通気口５を通過し、第二の床３の上に敷かれた通気性のある立毛布帛６を緩やかに通過する。この時立毛布帛６には空気浄化材がバインダー樹脂により担持されており、空気浄化材によってアンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、トリメチルアミン等の臭気や、ニコチン、酢酸、アセトアルデヒド等のタバコ臭や、ホルムアルデヒド等のＶＯＣの分解をするものである。
【００２１】
床吹出し空調システムの緩やかな空気の動きは、図１で示した方向が一般的であるが、場合によっては図１とは逆方向に天井から床へ流れるようにしてもかまわない。
【００２２】
通気性のある立毛布帛はそれだけでも臭気を吸着する機能を有しており、締めきった室内で喫煙し、窓を空けて換気をしても煙草の臭いが残るのは、立毛布帛に吸着した臭気が室内に残るためである。立毛布帛の優れた臭気吸着能力を利用し、吸着された臭気を空気浄化材で分解するものである。立毛布帛は吸着構造物として良好であり、中でもカーペットは吸着構造物として好適である。立毛布帛を構成する繊維は、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンなどの合成繊維、綿、レーヨン、麻、絹、羊毛などの天然繊維、およびこれらの２種類以上からなる複合繊維が挙げられるが特に限定するものではない。立毛布帛は、織物、編物、不織布、タフティング等特に製造方法に限定されることはなく、表面に繊維が立体的に構成される布帛で、通気性があればよい。中でもカーペットは吸着構造物として好適である。
【００２３】
立毛布帛がカーペットである場合、カーペットのバッキング材が通気性のない樹脂加工製であることが多いが、その場合は、樹脂加工面に直径０．５〜１０ｍｍの孔をカーペットの強度等の物性の許す限り多く空ければよい。また、カットパイルのタイルカーペットは樹脂に孔をあけても、パイルが孔を塞ぐように倒れ、小さな孔であれば表面から見ても穴があいていないように見え好適である。
【００２４】
空気浄化材はバインダー樹脂により立毛布帛に強固に担持される。バインダー樹脂としては、特に限定されることなく、例えばアクリル樹脂、メタアクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、グリオキザール樹脂、酢酸ビニル樹脂塩化ビニリデン樹脂、ブタジエン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル−シリコーン共重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体樹脂、エチレン−スチレン−アクリレート−メタアクリレート共重合体樹脂、自己架橋型アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。これら樹脂を２種類以上混合してバインダー樹脂としてもよい。
【００２５】
空気浄化材はヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体を含む消臭組成物である。ヒドラジン誘導体としては、例えばヒドラジン系化合物と長鎖の脂肪族系化合物とを反応させたもの、或いはヒドラジン系化合物と芳香族系化合物とを反応させたもの等を挙げられる。中でも、ヒドラジンおよびセミカルバジドからなる群より選ばれる１種または２種の化合物と、炭素数８〜１６のモノカルボン酸、ジカルボン酸、芳香族モノカルボン酸および芳香族ジカルボン酸からなる群より選ばれる１種または２種の化合物と、炭素数８〜１６のモノグリシジル誘導体およびジグリシジル誘導体からなる群より選ばれる１種または２種の化合物と反応生成物が好適である。このようなヒドラジン誘導体を用いれば優れた消臭性能を得ることができる。前記反応生成物としては、具体的には、セバシン酸ジヒドラジド、ドテカンニ酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジドなどを挙げられるが、特にこれらの例示の化合物に限定されるものではない。
【００２６】
金属フタロシアニン錯体としては、例えば鉄フタロシアニン錯体、コバルトフタロシアニン錯体、ニッケルフタロシアニン錯体、銅フタロシアニン錯体等が挙げられる。これらの中でもコバルトフタロシアニン錯体を用いるのが好ましく、この場合には特に、メチルメルカプタン、酢酸に対する消臭性能を向上させることができる。
【００２７】
さらに、前記空気浄化材としてヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体に加えて多孔質無機物質を含む消臭組成物とすると、消臭効果の大きな空気浄化材となる。多孔質無機物質は臭気成分を捕捉する作用に優れた性能を有し、この多孔質無機物質によって効率よく捕捉された臭気成分をヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体の分解作用によって十分に除去され、このような連係作用によって消臭性能が向上するものである。多孔質無機物質は特に限定されるものではないが、例えば活性炭、ゼオライト、シリカゲル等が挙げられる。中でも、特に優れた吸着捕捉能力を有するゼオライトを用いるのが好ましく、これにより消臭性能を一層向上させることができると共に、消臭効果の速効性も向上する。
【００２８】
また、空気浄化材の担持量は担持体に対して０．１〜１０重量％の範囲とするのが好ましい。０．１重量％未満では消臭効果が十分に得られなくなり、特に速効性の点での低下が著しく、好ましくない。１０重量％を越えるとコストを増大し好ましくない。
【００２９】
空気浄化材を立毛布帛に担持させる方法は、特に限定されるものではないが、例えばスプレー法、泡加工法、浸漬法、コーティング法、パディング法等が挙げられる。
【００３０】
空気浄化材を立毛布帛に担持させた後、カーペットを乾燥させるが、乾燥手段は特に限定されず、風乾によりおこなっても良いし、あるいは加熱処理によっておこなっても良い。加熱処理の温度は、１００〜１８０℃とするのが好ましい。この温度での加熱処理によって、空気浄化材の立毛布帛への固着性をより高め、除去性能の持続耐久性を一段と向上させることができる。
【００３１】
【実施例】
次に、この発明の具体的実施例について説明する。
【００３２】
＜実施例１＞
図１のように通気性のあるパネル７（住江織物製ＳＥ−ライト）を四畳半のユニット住宅の床に敷設し屋外空調機４からの空気を２重床の空間に流れるように配管した。次ぎに天井に排気ダクト８を設け排気孔１２からの空気を空調機４の吸気側に接続し空気を循環する構造とした。また屋外に一部排気する場合はダンパー１１で調整し、屋内に外気を入れたい場合は吸気口１３のダンパー１１を調整する。次ぎに５０ｃｍ角のタイルカーペットに直径８ｍｍの孔を多軸ドリルを使って４００個の孔をあけて、通気性のあるタイルカーペットとした。
【００３３】
次ぎに、このタイルカーペットに担持さす空気浄化材を作成する。セバシン酸ジヒドラジド０．４５重量部とコバルトフタロシアニン錯体（コバルトフタロシアニンポリスルホン酸ナトリウム）０．０５重量部を７９．５重量部の水に加えた後、攪拌機によって攪拌し分散液を得た。この分散液に更に２０重量部のアクリル樹脂（固形分５０％）を加えよく攪拌して均一な分散液（空気浄化材）を得た。この分散液をスプレーによってカーペット表面に２００ｇ／ｍ２塗布し、乾燥機で１３０℃１０分間乾燥し、通気性があり、空気浄化材を担持したタイルカーペットを得た。こうして作られたタイルカーペットを前記ユニット住宅の通気性のあるパネルの上に、接着剤で敷設した。
【００３４】
＜実施例２＞
実施例１において、タイルカーペットに代わり、通気性のあるモケットを通気性のあるパネルの上に、接着剤で敷設した以外は実施例１と同様にしてユニット住宅を作成した。
【００３５】
＜実施例３＞
実施例１において、空気浄化材を作成するのに、セバシン酸ジヒドラジド０．４５重量部とコバルトフタロシアニン錯体（コバルトフタロシアニンポリスルホン酸ナトリウム）０．０５重量部とゼオライト１重量部を７８．５重量部の水に加えた後、攪拌機によって攪拌し分散液を得、更に２０重量部のアクリル樹脂（固形分５０％）を加えよく攪拌して均一な分散液（空気浄化材）を得た以外は実施例１と同様にしてユニット住宅を作成した。
【００３６】
＜比較例１＞
実施例１において空気浄化材を担持しない、通気性のあるタイルカーペットを、通気性のあるパネル（住江織物製ＳＥ−ライト）を敷設した四畳半のユニット住宅の床に敷いた以外は実施例１のようにし、屋外空調機からの空気を２重床の空間に流れるように配管した。
【００３７】
＜比較例２＞
実施例１において、通気性のあるパネル（住江織物製ＳＥ−ライト）を敷設し、その上には何も敷いていない四畳半のユニット住宅とした以外は実施例１のようにした。
【００３８】
＜比較例３＞
実施例１において、通気性のあるパネルを敷設しないで、直に床に実施例１のように作成したタイルカーペットを敷設し床吹出し空調システムの電源を切り、Ａ社製の空気清浄機をユニット住宅の中央で稼働させた。
【００３９】
上記のようにしてつくられたユニット住宅内に各種ガスを注入し比較した。なお、ユニット住宅の窓、ドアは目張りをし、測定ガスの抽入抽出口を１ヶ所設け、空調機の電源を入れ、人が空気流を感じないくらいの緩やかな対流とした。１時間、２時間、４時間、８時間、２４時間経過後の室内のガスの残存濃度を測定し、この測定値より吸着除去されたガスの除去率（％）を算出し表１にまとめた。２４時間経過後の除去率が６０％以上を合格とした。
【表１】
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【００４０】
＜ホルムアルデヒド除去性能試験＞
室内のホルムアルデヒドガスの濃度が３０ｐｐｍになるようにホルムアルデヒドガスを測定ガスの抽入抽出口から抽入し１時間、２時間、４時間、８時間、２４時間経過後の室内のホルムアルデヒドガスの残存濃度を測定し、この測定値より除去されたホルムアルデヒドガスの総量を算出し、これによりホルムアルデヒドガスの除去率（％）を算出した。
【００４１】
＜アンモニア除去性能試験＞
ホルムアルデヒドガスに代えてアンモニアガスを用い、室内のアンモニアガスの濃度が２００ｐｐｍになるように抽入した以外は上記試験と同様にしてアンモニアガスを除去した除去率（％）を算出した。
【００４２】
＜酢酸除去性能試験＞
ホルムアルデヒドガスに代えて酢酸ガスを用い、室内の酢酸ガスの濃度が５ｐｐｍになるように抽入した以外は上記試験と同様にして酢酸ガスを除去した除去率（％）を算出した。
【００４３】
＜メチルメルカプタン除去性能試験＞
ホルムアルデヒドガスに代えてメチルメルカプタンガスを用い、室内のメチルメルカプタンガスの濃度が４０ｐｐｍになるように抽入した以外は上記試験と同様にしてメチルメルカプタンガスを除去した除去率（％）を算出した。
【００４４】
＜硫化水素除去性能試験＞、
ホルムアルデヒドガスに代えて硫化水素ガスを用い、室内の硫化水素ガスの濃度が２０ｐｐｍになるように抽入した以外は上記試験と同様にして硫化水素ガスを除去した除去率（％）を算出した。
【００４５】
＜アセトアルデヒド除去性能試験＞、
ホルムアルデヒドガスに代えてアセトアルデヒドガスを用い、室内のアセトアルデヒドガスの濃度が３０ｐｐｍになるように抽入した以外は上記試験と同様にしてアセトアルデヒドガスを除去した除去率（％）を算出した。
【００４６】
上記表１から明らかなように、実施例１〜３の空気清浄化システムにおいては、ホルムアルデヒド、アンモニア、酢酸、メチルメルカプタン、硫化水素、アセトアルデヒドガスのガスに優れた消臭性能が発揮され自然対流に近いの環境の中で十分な消臭効果があることを確認できた。
【００４７】
【発明の効果】
この発明の空気清浄化システムは、第一の床と第二の床との間の空間に、空調機から送られる風が、室内に向かって床全体から床材を通過して緩やかに流れ、空気浄化材を付与した床材全体がフィルターのような効果を発揮し、広い面積で空気浄化をおこなうので、短時間で室内空気の清浄化をおこなうことができる。
【００４８】
本発明の床材が立毛布帛からなっているので、効率的に臭気ガスを捕捉できる。また、空気浄化材がバインダー樹脂により立毛布帛に担持されるので、消臭性能の持続耐久性が向上する。
【００４９】
また、空気浄化材がヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体を含む消臭組成物であるので、アンモニア、硫化水素、メチルメルカプタン、酢酸、等の臭気や、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のＶＯＣの分解にも有効である。
【００５０】
空気浄化材がヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体に加え多孔質無機物質を含む消臭組成物である場合、多孔質無機物質が臭気成分を捕捉する作用に優れた性能を有するため、さらに効率よく捕捉された臭気成分をヒドラジン誘導体および／または金属フタロシアニン錯体の分解作用によって十分に除去されることが確認できた。
【００５１】
更には、立毛布帛がカーペットである場合、カーペットは繊維製床材として、防音性、保温性、クッション性等優れた床材で、また臭気等を吸着するには空隙率が高く好適な素材であり、広い面積に敷設されるので、床全体がフィルターのような効果を発揮することになり、より効率的に消臭作用を奏することが確認できた。
【００５２】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係るユニット住宅内の概略断面図と床部分の部分拡大図である。
【符号の説明】
１・・・空気清浄化システム
２・・・第一の床
３・・・第二の床
４・・・空調機
５・・・通気口
６・・・通気性のある立毛布帛
７・・・パネル
８・・・排気ダクト
９・・・天井
１０・・・排気口
１１・・・ダンパー
１２・・・排気孔
１３・・・吸気口
１４・・・ファン
１５・・・窓
【図１】
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