(57)【要約】【課題】光触媒層が剥がれ難い光触媒担持金属フィルタ及びこの光触媒担持金属フィルタを備えた脱臭器を提供する。【解決手段】光触媒担持金属フィルタ１０は、開口部１１ａ〜１３ａ及び開口部１１ａ〜１３ａ以外の部分である残存部１１ｂ〜１３ｂを有するエキスパンドメタル１１〜１３を備えている。開口部１１ａ〜１３ａの開口率は３０％以上９０％以下であり、残存部１１ｂ〜１３ｂの表面には梨地処理等の粗し加工により形成された０．１μｍ以上１００μｍ以下の凹凸が形成されている。残存部１１ｂ〜１３ｂ上には膜厚が０．５μｍ以上１００μｍ以下の下地層１４が形成されており、下地層１４上には膜厚が０．１５μｍ以上５０μｍ以下の光触媒層１５が形成されている。【選択図】図３
2005254167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属表面に複数の開口部を有し、この開口部の開口率が金属表面に対して３０％以上９０％以下となるように形成されており、かつ金属表面における開口部以外の残存部に粗し加工が施された金属製フィルタ基体と；
金属製フィルタ基体上に形成された光触媒層と；
を具備していることを特徴とする光触媒担持金属フィルタ。
【請求項２】
金属製フィルタ基体は、エキスパンドメタルからなり、この厚さは、開口部の短目方向の寸法よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の光触媒担持金属フィルタ。
【請求項３】
金属製フィルタ基体は、互いに対向するように配置された平板状の第１及び第２の金属製フィルタ基体と、第１の金属製フィルタ基体と第２の金属製フィルタ基体との間に配置され、少なくとも一部が波状の第３の金属製フィルタ基体とを具備していることを特徴とする請求項１又は２記載のフィルタ。
【請求項４】
筐体と；
筐体内に設けられる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光触媒担持金属フィルタと；
筐体内に設けられ、光触媒担持金属フィルタの光触媒層を励起させるランプと；
筐体内に強制的に外気を流通させる通気手段と；
を具備していることを特徴とする脱臭器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒層が形成された光触媒担持金属フィルタ及びこの光触媒担持金属フィルタを備えた脱臭器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、脱臭器には外気を濾過するためのフィルタが内蔵されている。このようなフィルタとしては、現在、繊維、セラミックス、ハニカム状の金属体等の基体上に光触媒物質を担持させたものが知られている（特許文献１〜特許文献３参照。）。
【特許文献１】特開２００２−６６２２３号公報
【特許文献２】特開平１１−３１４０２２号公報
【特許文献３】特開２００２−３６１０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、基体として有機物である繊維を使用した場合には、光触媒分解活性により接合面が紫外線により分解されてしまい、光触媒物質が剥がれ易いという問題がある。また、基体としてセラミックスを使用した場合には、セラミックスの機械的強度が低いため、輸送中の振動等によりセラミックスが破壊され易い問題がある。さらに、基体としてハニカム状の金属体を使用した場合には、基体として繊維を使用した場合のように紫外線により接合面が分解されてしまうことが無いが、ハニカム状であるので、厚さ方向に対して通風路が形成されている構造上、圧力損失が生じるとともに、金属体の通気路内面に光触媒層を塗布する工程が煩雑であるという課題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。即ち、光触媒層が剥がれ難い光触媒担持金属フィルタ及びこの光触媒担持金属フィルタを備えた脱臭器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】
【０００５】
請求項１記載の発明は、金属表面に複数の開口部を有し、この開口部の開口率が金属表面に対して３０％以上９０％以下となるように形成されており、かつ金属表面における開口部以外の残存部に粗し加工が施された金属製フィルタ基体と；金属製フィルタ基体上に形成された光触媒層と；を具備していることを特徴とする光触媒担持金属フィルタである。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、光触媒層が剥がれ難い光触媒担持金属フィルタを提供することができる。即ち、金属製フィルタ基体の残存部に粗し加工を施すと、残存部に凹凸が形成される。この凹凸の凹部により金属製フィルタ基体の変形による光触媒層自体が変形する際の応力を吸収することができるので、光触媒層の機械的強度を高めることができ、光触媒層が剥がれ難くなる。それ故、光触媒層が剥がれ難い光触媒担持金属フィルタを提供することができる。
【０００７】
また、複数の開口部の金属表面に対する開口率が３０％以上９０％以下であるので、通気の際の圧力損失を小さくすることができるとともに、凹凸上の金属製フィルタ基体を形成するだけであるので、加工を容易とすることができる光触媒担持金属フィルタを提供することができる。さらに、基体が金属であるので、輸送等においても破損することがなく、取扱性に優れているとともに汎用性が高まる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、金属製フィルタ基体が、エキスパンドメタルからなり、この厚さが、開口部の短目方向の寸法よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の光触媒担持金属フィルタである。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、金属製フィルタ基体の厚さが短目方向の寸法よりも小さいので、軽量、かつ圧力損失を抑制つつ光触媒励起用の光源からの光が均等に照射され易い。これにより、脱臭効率、圧力損失及び取扱性にバランスの取れた優れた光触媒担持金属フィルタを提供することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、金属製フィルタ基体が、互いに対向するように配置された平板状の第１及び第２の金属製フィルタ基体と、第１の金属製フィルタ基体と第２の金属製フィルタ基体との間に配置され、少なくとも一部が波状の第３の金属製フィルタ基体とを具備していることを特徴とする請求項１又は２記載の光触媒担持金属フィルタである。
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、少なくとも一部が波状の第３の金属製フィルタ基体を備えているので、光触媒担持金属フィルタの比表面積を大きくすることができる。また、第１の金属製フィルタ基体と第２の金属製フィルタ基体との間に第３の金属製フィルタ基体を配置することにより、第１の金属製フィルタ基体或いは第２の金属製フィルタ基体から流入した外気の流れを第３の金属製フィルタ基体で変えることができ、外気が光触媒層に接触し易くなる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、筐体と；筐体内に設けられる請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光触媒担持金属フィルタと；筐体内に設けられ、フィルタの光触媒層を励起させるランプと；筐体内に強制的に外気を流通させる通気手段と；を具備していることを特徴とする脱臭器である。請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明の作用が得られる脱臭器を提供することができる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、光触媒層が剥がれ難い光触媒担持金属フィルタを提供することができる。請求項２記載の発明によれば、軽量、かつ圧力損失を抑制つつ光触媒励起用の光源からの光が均等に照射され易い光触媒担持金属フィルタを提供することができる。請求項３記載の発明によれば、光触媒担持金属フィルタの比表面積を大きくすることができる。また、第１の金属製フィルタ基体或いは第２の金属製フィルタ基体から流入した外気の流れを第３の金属製フィルタ基体で変えることができ、外気が光触媒層に接触し易くなる。請求項４記載の発明によれば、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明の作用が得られる脱臭器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態に係るフィルタユニットの模式的な分解斜視図であり、図２は実施の形態に係るフィルタユニットの模式的な分解上面図であり、図３は本実施の形態に係る光触媒担持金属フィルタの一部を拡大した模式的な拡大図である。図１〜図３に示されるように、フィルタユニット１は、光触媒担持金属フィルタ１０と、光触媒担持金属フィルタ１０を保持するフィルタ保持枠２０とから構成されている。
【００１５】
光触媒担持金属フィルタ１０は、例えばアルミニウム等の金属から構成された複数枚のエキスパンドメタル（金属製フィルタ基体）を備えている。本実施の形態では、エキスパンドメタルは、３枚のエキスパンドメタル１１〜１３から構成されている。具体的には、エキスパンドメタル１１（第１の金属製フィルタ基体）及びエキスパンドメタル１２（第２の金属製フィルタ基体）は、互いに対向するように配置された平板状のものであり、エキスパンドメタル１３（第３の金属製フィルタ基体）は、エキスパンドメタル１１とエキスパンドメタル１２との間に配置された波状のものである。なお、本実施の形態ではエキスパンドメタル１３の全体が波状に形成されているが、エキスパンドメタル１３の少なくとも一部が波状であればよい。
【００１６】
エキスパンドメタル１１〜１３は、表面に複数の開口部１１ａ〜１３ａを有しており、開口部１１ａ〜１３ａの開口率が表面に対して３０％以上９０％以下、好ましくは４０％以上８０％以下となるように形成されている。開口部１１ａ〜１３ａの開口率を３０％以上９０％以下としたのは、開口率が３０％を下回ると圧力損失が大きくなり、効率が低下するからであり、開口率が９０％を上回ると充分なエキスパンドメタル１１〜１３自体の機械的強度が得られないからである。
【００１７】
開口部１１ａ〜１３ａの寸法は、開口部１１ａ〜１３ａの短目方向の長さ（ＳＷＯ）が２ｍｍ以上４ｍｍ以下であり、開口部１１ａ〜１３ａの長目方向の長さ（ＬＷＯ）が４ｍｍ以上８ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲であると、通気部として圧力損失が生じることを極力抑制することができるとともに、流通する気体と光触媒体との接触する割合を高めることができるからであり、このような構成のエキスパンドメタル１１〜１３をファン等の通気手段を有する脱臭器に用いることは大変有効である。また、エキスパンドメタル１１〜１３の厚さは、開口部１１ａ〜１３ａの短目方向の寸法よりも小さくなるように形成されている。本実施の形態では、エキスパンドメタル１１〜１３の厚さは約１．５ｍｍとなっている。
【００１８】
開口部１１ａ〜１３ａ以外の残存部１１ｂ〜１３ｂの表面には、粗し加工が施されている。粗し加工としては、例えば梨地処理等が挙げられる。残存部１１ｂ〜１３ｂの表面には、粗し加工により形成された底部から頂部までの高さが１μｍ以上１００μｍ以下の凹凸が存在している。
【００１９】
残存部１１ｂ〜１３ｂの表面には、膜厚が０．５μｍ以上１００μｍ以下の下地層１４が形成されている。ここで、下地層１４の下部は、エキスパンドメタル１１〜１３の表面に形成された凹凸に入り込んでいる。下地層１４の構成材料としては、例えばＳｉＯ２等が挙げられる。
【００２０】
下地層１４の表面には、膜厚が０．１５μｍ以上５０μｍ以下の光触媒層１５が形成されている。光触媒層１５の膜厚が０．１５μｍ以上５０μｍ以下としたのは、膜厚が０．１５μｍを下回ると光触媒効果が充分に得られないからであり、膜厚が５０μｍを上回ると所定量の光が光触媒層１５の表面まで到達し難くなるからである。
【００２１】
光触媒層１５は、例えば酸化チタンのような光触媒、及び光触媒同士を結びつけるバインダ等から構成されている。バインダとしては、例えばフッ素樹脂、シリコーン、ＳｉＯ２、或いはＺｒＯ２等の柔軟性のある無機バインダを使用することが好ましく、また３次元的な架橋構造を有するポリシラザンやシリコーン等がより好ましい。バインダは、光触媒に対して５重量％以上５０重量％以下の割合で含まれていることが好ましい。
【００２２】
このような光触媒担持金属フィルタ１０は、以下のようにして形成することができる。ここで、本実施の形態では、粗し加工として梨地処理を例に挙げて説明する。まず、梨地処理用の液剤にエキスパンドメタル１１〜１３を浸漬させる。これにより、エキスパンドメタル１１〜１３と液剤が化学反応し、残存部１１ｂ〜１３ｂの表面に微細な凹凸が形成される。その後、液剤から取り出して乾燥する。乾燥後、梨地処理が施された残存部１１ｂ〜１３ｂ上に下地層１４を塗布し、焼き付ける。下地層１４を焼き付け後、下地層１４上に光触媒層１５を塗布し、焼き付ける。これにより、光触媒担持金属フィルタ１０が形成される。なお、このような工程で光触媒担持金属フィルタ１０を形成することができるので、加工が容易となる。
【００２３】
フィルタ保持枠２０は、一対のフィルタ保持枠２０ａ，２０ｂとから構成されており、フィルタ保持枠２０ａとフィルタ保持枠２０ｂとは互いに嵌合可能になっている。フィルタ保持枠２０ａ，２０ｂで光触媒担持金属フィルタ１０を挟み込んで、フィルタ保持枠２０ａ，２０ｂを互いに嵌合させることにより、光触媒担持金属フィルタ１０が保持される。
【００２４】
このようなフィルタユニット１は、例えば脱臭器に取付けられて使用される。図４は本実施の形態に係る脱臭器の模式的な垂直断面図である。図４に示されるように、脱臭器３０は、ケース３１（筐体）を備えている。ケース３１は、上面が開口し、かつ底面が閉口したケース本体３１ａと、ケース本体３１ａの上面の開口を塞ぐための開閉自在な蓋体３１ｂから構成されている。
【００２５】
ケース本体３１ａの底面外側の各コーナ部には、脱臭器３０を床や基台上に載置するための複数の足ゴム３２がそれぞれ固着されている。蓋体３１ｂには開口が形成されており、この開口には吸気管３３が挿通されている。ケース本体３１ａ外側の吸気管３３の端部には吸気ホース（図示せず）の一端部が接続されており、吸気ホースの他端部には汚染外気を排気する汚染外気源（図示せず）が接続されている。
【００２６】
ケース本体３１ａの側面には排気口が形成されており、排気口の縁部にはケース３１内に強制的に外気を流通させる排気ファン３４（通気手段）がケース本体３１ａの外側から取付けられている。ケース本体３１ａ内には、吸気管３３側から排気ファン３４側に向けて除水・エアフィルタユニット３５、フィルタユニット１、ランプユニット３６、フィルタユニット１、活性炭ユニット３７がこの順序で所定の位置に配置されている。
【００２７】
除水・エアフィルタユニット３５は排気管３３のほぼ真下に配置されおり、水分や塵埃等を濾過するものである。ランプユニット３６は光触媒担持金属フィルタ１０の光触媒物質を励起させるためのものであり、紫外線ランプ３６ａ（ランプ）等から構成されている。紫外線ランプ３６ａはＵ字状のものであり、複数本配置されている。
【００２８】
ケース本体３１ａの底面内側にはソケット３８が設置されており、紫外線ランプ３６ａは、立設するようにソケット３８に装着されている。ソケット３８は点灯装置（図示せず）のインバータに電気的に接続されている。
【００２９】
ケース本体３１ａの側面内側には、除水・エアフィルタユニット３５、フィルタユニット１、活性炭ユニット３７を所定の位置に配置するための断面形状がコ字状の左右一対のガイドレール３９が配置されている。また、ガイドレール３９と、除水・エアフィルタ３５、フィルタユニット１、活性炭ユニット３７との間には、弾性的に各ユニットを保持する波状のばね板４０がそれぞれ介在している。
【００３０】
本実施の形態では、残存部１１ｂ〜１３ｂの表面に粗し加工を施しているので、光触媒層１５が剥がれ難い光触媒担持金属フィルタ１０を提供することができる。即ち、残存部１１ｂ〜１３ｂの表面に粗し加工を施して、残存部１１ｂ〜１３ｂに凹凸を形成しているので、エキスパンドメタル１１〜１３の変形に対しても光触媒層１５自体が変形する際の応力を凹部に吸収することができる。これにより、光触媒層１５の機械的強度が高まり、光触媒層１５が剥がれ難い光触媒担持金属フィルタ１０を提供することができる。
【００３１】
また、光触媒層１５が剥がれ難い光触媒担持金属フィルタ１０を提供することができるので、メンテナンス性が向上する。即ち、光触媒効果を維持するために光触媒担持金属フィルタ１０のメンテナンスを行うことがあるが、本実施の形態であれば、基体が金属の光触媒担持金属フィルタ１０であってもメンテナンスを行うことができるので、取扱性に優れ、長時間光触媒効果を維持することが可能である。
【００３２】
本実施の形態では、エキスパンドメタル１１〜１３の厚さが短目方向の寸法よりも小さいので、軽量、かつ圧力損失を抑制つつ光触媒励起用の紫外線ランプ３６ａからの光が均等に照射され易い。これにより、脱臭効率、圧力損失及び取扱性にバランスの取れた優れた光触媒担持金属フィルタ１０を提供することができる。
【００３３】
本実施の形態では、基体としてエキスパンドメタル１１〜１３を使用しているので、寸法サイズが変更された場合等であっても容易にそのサイズのエキスパンドメタルを得ることができる。即ち、基体としてハニカム状の金属体を使用する場合には、寸法サイズの金属体を金型等で成形する必要がある。従って、寸法サイズが変更された場合には、この寸法サイズに合わせた金型等を新たに用意する必要がある。これに対して、エキスパンドメタルは切取ることができるので、寸法サイズが変更された場合であっても、切取り大きさを変えるだけでそのサイズのエキスパンドメタル１１〜１３を得ることができる。
【００３４】
本実施の形態では、基体としてエキスパンドメタル１１〜１３を使用しているので、紫外線ランプ３６ａからの光が効率良く照射される。即ち、基体としてハニカム状の金属体を使用した場合には、紫外線ランプに近い位置にある光触媒物質には光が届くが、紫外線ランプから離れた位置にある光触媒物質には光が届かないことがある。従って、基体としてハニカム状の金属体を使用した場合には、圧力損失が生じ、かつ光触媒効果が低くなることがある。これに対し、エキスパンドメタル１１〜１３は、ハニカム状の金属体よりも厚さが薄い。このため、光触媒層１５に紫外線ランプ３６ａからの光が効率良く照射されるとともに、このようなエキスパンドメタル１１〜１３を複数枚離間して配置することで、圧力損失が小さく、かつ効率の良い光触媒担持金属フィルタ１０とすることができる。
【００３５】
また、光触媒担持金属フィルタ１０は、圧力損失が小さく、かつ光触媒効果が得られるので、脱臭機構に使用する光触媒担持フィルタとして最適なものである。即ち、脱臭機構として、光触媒担持フィルタの他、活性炭等の吸着部材を併用する構造のものを使用する場合、活性炭等での圧力損失は必然的に生じるので、光触媒担持フィルタとしては圧力損失が少なく、かつ光触媒効果が得られるものが適している。ここで、本実施の形態の光触媒担持金属フィルタ１０は、圧力損失が小さく、かつ光触媒効果が得られる。それ故、光触媒担持金属フィルタ１０は、脱臭機構に使用する光触媒担持フィルタとして最適なものである。
【００３６】
本実施の形態では、エキスパンドメタルとして平板状のエキスパンドメタル１１，１２の他に波状に屈曲形成されたエキスパンドメタル１３を使用しているので、光触媒担持金属フィルタ１０の比表面積を大きくすることができる。また、エキスパンドメタル１１とエキスパンドメタル１２との間にエキスパンドメタル１３を配置しているので、エキスパンドメタル１１或いはエキスパンドメタル１２から流入した外気の流れをエキスパンドメタル１３で変えることができ、外気が光触媒層１５に接触し易くなる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記実施の形態では、金属製フィルタ基体としてエキスパンドメタル１１〜１３を使用しているが、例えば金網やパンチングメタル等を使用してもよい。
【００３８】
上記実施の形態では、エキスパンドメタル１１〜１３と光触媒層１５との間に下地層１４を形成しているが、下地層１４を形成せずにエキスパンドメタル１１〜１３に直接光触媒層１５を形成してもよい。また、上記実施の形態では、エキスパンドメタルを複数枚使用しているが、１枚であってもよい。
【００３９】
また、光触媒層１５を波長３８０ｎｍ以上の可視光でも励起する可視光反応型光触媒物質から構成してもよい。さらにまた、光触媒励起用の光源として、紫外線ランプ３６ａの他、紫外線及び可視光の両方を照射可能な光源等、光触媒物質を励起させることが可能であれば、種々の光源を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】実施の形態に係るフィルタユニットの模式的な分解斜視図である。
【図２】実施の形態に係るフィルタユニットの模式的な分解上面図である。
【図３】実施の形態に係るフィルタの一部を拡大した模式的な拡大図である。
【図４】実施の形態に係る脱臭器の模式的な垂直断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…フィルタユニット、１０…光触媒担持金属フィルタ、１１〜１３…エキスパンドメタル、１１ａ〜１３ａ…開口部、１１ｂ〜１３ｂ…残存部、１４…下地層、１５…光触媒層、３６ａ…紫外線ランプ。
【図１】
2005254167.tif 000003
【図２】
2005254167.tif 000004
【図３】
2005254167.tif 000005
【図４】
2005254167.tif 000006