(57)【要約】【課題】入射された光を有効利用することができ、光触媒作用物質による有害成分及び悪臭成分の分解を効率よく行なうことができる空気浄化器具を提供する。【解決手段】表面及び内部に光触媒作用物質が担持されているスポンジ状シートの底部に光を反射する反射板を積層してなる空気浄化器具である。また、表面及び内部に光触媒作用物質が担持されているスポンジ状シートを、上面が開放している容器内に収容してなる空気浄化器具であって、少なくとも該容器の底部に反射板が収容されているか、或いは該容器の底部内壁面が反射板で構成された空気浄化装置である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面及び内部に光触媒作用物質が担持されているスポンジ状シートの底部に光を反射する反射板を積層してなることを特徴とする空気浄化器具。
【請求項２】
上面が開放している容器内に、請求項１記載の空気浄化器具が収容されていることを特徴とする空気浄化器具。
【請求項３】
表面及び内部に光触媒作用物質が担持されているスポンジ状シートを、上面が開放している容器内に収容してなる空気浄化器具であって、少なくとも該容器の底部に反射板が収容されているか、或いは該容器の底部内壁面が反射板で構成されていることを特徴とする空気浄化器具。
【請求項４】
前記スポンジ状シートが不織布である請求項１、２又は３記載の空気浄化器具。
【請求項５】
前記スポンジ状シートがエアフィルタ用不織布である請求項１、２、３又は４記載の空気浄化器具。
【請求項６】
前記反射板に空気を透過する穴が設けられている請求項１又は３記載の空気浄化器具。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の空気浄化器具を太陽光又は人工光が照射される場所に配置して空気を浄化する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光触媒作用物質による空気浄化作用を効率的に活用した空気浄化器具及び空気浄化方法に関し、特に、車内、室内などの閉鎖空間で使用することが最適な空気浄化器具及び空気浄化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２４５７８１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０１７５号公報
【特許文献３】
特開２００２−５８９２５号公報
【０００４】
近年、室内の内装材及び外装材から発するホルマリン等の可塑剤、防腐剤、難燃剤の揮発性有機物質がガスとして揮発することが人体の健康面に対して問題となっている。このような有害ガスはシックハウス病（別名：化学物質過敏症）の原因の一つであろうと考えられている。また、自動車の車内に存在する排気ガス、たばこの煙等の有毒ガス等を除去する必要がある。
【０００５】
このような有害ガスの対策に光触媒作用物質をコーティング組成物中に含有させて、塗膜中に固定して空気中の有害ガスと接触させて、光触媒作用により分解させる方法が数々提案されている。例えば、光触媒作用物質を、織物、編み物、不織布等に含浸、コーティングしてなる有害物質を分解除去するための光触媒含浸シートが知られている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の、光触媒含浸シートは二次元状の平面的な形状のものが使用され、このようなシートの表面に光触媒作用物質の塗膜が形成されたものが大半であり、光触媒作用物質の活用が、平面的的に制約されているため、有害成分を含む空気と光触媒作用物質の接触面積が少なく、効率的な光触媒作用を行わせることに問題があった（特許文献１、特許文献２）。
【０００７】
一方、特許文献３は不織布からなる通気性フィルターに光触媒作用物質を担持させてなる空気浄化フィルターを太陽光或いは人工光に照射させて空気中の有害物質を分解するものであるが、入射面から不織布の厚み方向に入射された光は反対側の面から出射され、光エネルギーの有効利用がなされていない。
【０００８】
そこで本発明は、入射された光のエネルギーを有効利用した、光触媒作用物質による、空気中の有害成分の分解反応を効率よく行わせることができる空気浄化器具を提供し、また該空気浄化器具を用いた空気浄化方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記した問題点を解決する本発明の空気浄化器具は、表面及び内部に光触媒作用物質が担持されているスポンジ状シートの底部に光を反射する反射板を積層してなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の空気浄化器具は、表面及び内部に光触媒作用物質が担持されているスポンジ状シートを、上面が開放している容器内に収容してなる空気浄化器具であって、少なくとも該容器の底部に反射板が収容されているか、或いは該容器の底部内壁面が反射板で構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の空気浄化器具によれば、入射された光は、底部の反射シートの部位で入射面方向に反射されるので、反射された光も光触媒作用物質に有効に利用されることになり、従来より飛躍的に光触媒効果が発揮される。
【００１２】
また、反射シートに空気を透過する穴が設けられている場合には、汚染物質を含むエアが、反射シートの透過穴から出入りすることができるため、スポンジ状シート内部を貫通して良好な通気が行われ、光触媒作用物質による空気中の有害物質の分解を効率よく行わせることができる。
【００１３】
本発明の空気浄化器具は、太陽光、或いは人工光の照射される車内、例えば、ダッシュボード上、後部座席周辺、ウィンドウ周辺、カップホルダー等に配置、或いは住宅、ビル等の室内に配置することにより、悪臭成分、有害成分等を含有する空気を浄化することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の空気浄化器具の１例を示す断面図である。１はスポンジ状シート、２は光を反射することができる反射板であり、該スポンジ状シート１に反射板２を接合して積層している。
【００１５】
スポンジ状シート１と反射板２の接合には接着剤等を用いてもよい。前記スポンジ状シート１と反射板２の接合されてなる積層体は、そのまま使用することができる。
【００１６】
前記スポンジ状シート１に反射板２を単に接触させて配置したものは、両者が脱離しないように、固定具を設けることが必要である。該固定具には、例えば、図３に示すような板状体で形成した箱４内に反射板２とスポンジ状シート１を配置した箱型や筒型のものや、空気及び光線の透過が可能なように、線状体で箱型、筒型の網状の骨格のみを形成したものを用い、底部と側壁周囲を拘束するものでもよい。光の入射面側のスポンジ状シート１の面には、光の入射を妨げないために、光を遮るものをできるだけ配置しないことが望ましい。
【００１７】
図２は、図１の層構成の空気浄化器具において、反射板２の一部に透過穴３を設けた場合の空気浄化器具の実施の態様を示す。透過穴３を設けることによって、空気の上下の移動が可能となり、空気の浄化が効率化される。
【００１８】
光触媒作用物質含有コーティング組成物
本発明に使用される光触媒作用を有する物質には、二酸化チタンが好ましく、アナターゼ型二酸化チタン結晶、ルチル型二酸化チタン結晶又はそれらの混合物、あるいはゾルゲル型チタン化合物が好ましい。ゾルゲル型チタン化合物は、アナターゼ型又はルチル型二酸化チタンをアルコール化合物と混合させ水で加水分解した超微粒子ゾル溶液、又はそれらの乾燥した粉末である。
【００１９】
コーティング組成物中に含まれるバインダには、アルキルシリケート樹脂、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、天然糊料（例えば、澱粉類、穀類、芋類、タンパク質類、多糖類粘質物、水溶性セルロース類、セルロース誘導体（例、カルボキシメチルセルロース）、マンナン、アルギン酸ナトリウム、アラビアゴム、ゴム類等）が挙げられる。さらにコーティング組成物には、有機溶剤、水が含まれていてもよい。特に、二酸化チタンのバインダーとしてはアルコキシシランとアルコキシシロキサンを混合したオルガノシラン混合物にリン酸又は酢酸でＰＨ３〜６に調整したものが望ましい。
【００２０】
二酸化チタンの粒径は特に限定されないが、バインダー溶液に分解しやすい程度の粒径であればよい。光触媒物質含有コーティング溶液中に含まれる光触媒物質の濃度は、０．  １重量％から８０重量％とすることが望ましい。光触媒濃度が０．  １重量％未満であると、光触媒による効果、即ち汚染物質の分解が弱くなり、好ましくない。
【００２１】
光触媒物質が超微粒子ゾル用溶液の形態である場合には、そのまま、光触媒物質含有コーティング溶液とすることができるが、さらにバインダーと混合することが望ましい。光触媒物質の超微粒子ゾル用溶液は、二酸化チタンを含む無機酸による酸性懸濁液であり、具体的には、エチルアルコール、イソプロピレンアルコール、ブチルアルコールなどのバインダーを３０〜６０％、硫酸・硝酸を１％以下含む水溶液に、アナターゼ又はルチル型チタンアルコキシド結晶を１〜５％になるように混合して調製することができる。
【００２２】
スポンジ状シート
本発明で使用するスポンジ状シートには、空気及び光線が透過可能な多孔質状のものが使用される。例えば、多孔質状のエアフィルター材は空気透過性、光線透過性が良好であるため好適に使用できる。このようなエアフィルター材は一般的に不織布で製造されているものが多く、該不織布の材質には、ポリエステル糸、ナイロン糸、アクリル糸、アセテート糸などの合繊樹脂繊維、或いは天然繊維の単独もしくはこれらを組み合わせて使用できる。スポンジ状不織布シートに光触媒作用物質を担持させるためには、光触媒作用物質を含むコーティング溶液を浸漬塗布法、或いは噴霧塗布法により、スポンジ状シートの表面及び内部に均一に光触媒物質を担持させることができる。
【００２３】
【実施例】
光触媒作用物質含有コーティング溶液
バインダーとして、アルコキシシランとアルコキシシロキサンを各々４７．  ５重量％、リン酸５％からなる混合物をバインダーとした。一方、酸化チタンにアルコールを結合してなる酸化チタン換算量３％を含むアナターゼ型チタンアルコキシドの硝酸酸性水懸濁液［サラサＧ１００Ａ：商品名：（株）イリオス製］を用意した。前記バインダーを７０重量％と、前記アナターゼ型チタンアルコキシドの硝酸酸性水懸濁液を３０重量％とを混合して光触媒作用物質含有コーティング溶液とした。
【００２４】
光触媒作用物質担持スポンジ状シートの作製
スポンジ状シートとして、モダアクリル・ポリエステルの混合樹脂製の繊維により製造した不織布［金井重要工業（株）製のプレフィルターＡＦ１１１Ａ（商品名）、厚み１１ｍｍ、濾過風速２．０Ｖｆ（ｍ／ｓ）、初期圧力損失１６．７Ｐａ、最終圧力損失３９．２Ｐａ）］を巾１５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍに切断した。このようにして切断されたスポンジ状シートの表と裏から、前記工程で調製した光触媒作用物質含有コーティング溶液を各２回づつ噴霧し、該シートの表面から内部に至るまで該コーティング溶液を含浸させ、次いで、自然乾燥させた。
【００２５】
光反射エネルギーの計測
巾１５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの白い厚紙と、黒い厚紙と、鏡と、銀紙（アルミホイル）の４種類の板状体を用意した。白い厚紙上、黒い厚紙上、鏡上及び銀紙（アルミホイル）上の各々に、前記工程で作製した巾１５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、厚み１１ｍｍの光触媒作用物質担持スポンジ状シートを各々載置して４種の積層体とした。
【００２６】
図４は、本発明の空気浄化器具の光の反射性を確認するための光反射量計測装置の配置図である。図４において、白色の厚紙からなる板状体２１と該板状体２１の上に載置された光触媒作用物質を担持したスポンジ状シート１からなる積層体の上部に、２８０ナノメートルから４２０ナノメートルの波長の紫外線を照射することができるブラックライト５（ＦＬ６ＬＢ：商品名、東芝（株）製  ６Ｗ）を配置し、さらに、該ブラックライト５の１００ｍｍ上方に、光エネルギー測定器６（ＵＶＶｃａｒｅｍａｔｅ：商品名、富士ゼロックス（株）製）を配置した。このような配置にてブラックライトを照射して、反射エネルギーを光エネルギー測定器６（ＵＶＶｃａｒｅｍａｔｅ：商品名、富士ゼロックス（株）製）にて計測した。
【００２７】
また、黒色の厚紙からなる板状体、鏡からなる板状体と、銀紙（アルミホイル）からなる板状体についても、前記白の厚紙からなる板状体と同様にして、各々反射エネルギーを測定した。
得られた反射エネルギーを表１に示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
表１によれば、光を反射しない黒色の板状体に比べて、白色、鏡、銀紙（アルミホイル）の各板状体は、反射エネルギーが高く、最も高い反射エネルギーは白色板状体であることが分かる。
【００３０】
本実施例の空気浄化器具及び比較の空気浄化器具の作製
幅１５５ｍｍ（内寸）、長さ２５５ｍｍ（内寸）、厚み１３ｍｍの紙ケースを２個用意した。一方の紙ケース内に、巾１５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの白い厚紙を敷いた。他方の紙ケース内に、巾１５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの黒い厚紙を敷いた。次いで、各々の紙ケース内の白い厚紙上、及び黒い厚紙上に、前記工程で作製した巾１５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ、厚み１１ｍｍの光触媒作用物質担持スポンジ状シートを載置するようにして各々の紙ケース内に収容した。
【００３１】
空気浄化の測定
縦、横、高さが各５００ｍｍ（内寸）のガラス製の密封状態とすることができる立方体の試験箱中に、前記工程で作製された本実施例の空気浄化器具を配置した。試験箱に試料注入口より、アンモニアを６ｐｐｍとなるように注入した後、直ちに注入口を塞いで密閉状態とし、試験箱上部より、ブラックライト（ＦＬ６ＬＢ：商品名、東芝（株）製  ６Ｗ）を照射し続けた。１０分おきに、注入口から採取した空気について、アンモニア濃度を計測した。得られた結果を縦軸にアンモニア濃度（ｐｐｍ）、横軸に経過時間（分）をとったグラフを図５に示す。
【００３２】
一方、前記工程で作製した比較の空気浄化器具についても、上記本実施例の空気浄化器具に行った浄化試験と同一条件で、アンモニア濃度を計測した。得られた結果を図５にグラフで示した。
【００３３】
図５に示すグラフによれば、反射板を有する本実施例の空気浄化器具は、光の反射をしない黒の板状体を有する比較の空気浄化器具に比べて、アンモニアの分解効率がよいことが分かる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の空気浄化器具は、光触媒作用物質を担持したスポンジ状シートの底部に光を反射する反射板を積層しているので、入射された光を有効利用することができ、光触媒作用物質による有害成分及び悪臭成分の分解を効率よく行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気浄化器具の１例を示す断面図である。
【図２】図１の層構成の空気浄化器具において、反射板の一部に透過穴を設けた場合の空気浄化器具の実施の態様を示す図である。
【図３】板状体で形成した箱内に反射板とスポンジ状シートを配置した本発明の空気浄化器具を示す図である。
【図４】本発明の空気浄化器具の光の反射性を確認するための光反射量計測装置の配置図である。
【図５】本実施例の空気浄化器具と比較の空気浄化器具についてのアンモニアの分解試験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１    スポンジ状シート
２    反射板
３    透過穴
４    箱
５    ブラックライト
６    光エネルギー測定器
２１  板状体
【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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