(57)【要約】【課題】空気浄化機能が持続し、且つ所望の場所に設置が可能な空気浄化体を提供する。【解決手段】空気中の有機物を除去する空気浄化体１は、通気性を備える容器３と、この容器３内に収容された吸放湿材１０とを備え、容器３の外表面に光触媒材料が付与されている。空気浄化体１は、容器３に形成されているため、種々の大きさ、形状が選択できるとともに、所望の場所への設置が可能である。また、この空気浄化体１が有する光触媒材料および、吸湿と放湿とを繰り返す吸放湿材１０は、長期にわたって使用可能な材料である。したがって、空気浄化機能の持続性が良好である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中の有機物を除去する空気浄化体であって、
通気性を備える容器と、
この容器内に収容された吸放湿材と
を備え、
前記容器の外表面に光触媒材料が付与されている、空気浄化体。
【請求項２】
さらに、容器の外表面に粉状炭が付与されている請求項１に記載の空気浄化体。
【請求項３】
容器は粘土焼成体である、請求項１または２に記載の空気浄化体。
【請求項４】
光触媒材料はアパタイトによって被覆された酸化チタンを含む、請求項１から３のいずれかに記載の空気浄化体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気を殺菌、消臭などする空気浄化体に関し、特に、室内で使用される空気浄化体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、住環境におけるカビ、菌、微生物や、ホルムアルデヒドなどの揮発性有機物が健康に有害で、特にアレルギー症状を引き起こすことが問題となっている。空気からこれらの物質を除去する空気浄化方法には、空気中のこれらの成分を吸着する吸着剤を設置する方法がある。具体的には、備長炭など各種多孔質の炭や多孔質セラミックなどがある。また、いわゆる殺菌灯などを用いた紫外線照射によってこれらの物質を化学的に分解する方法もある。
なお、これらの技術は、本発明者らが特に文献等によらず市場において知見したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これらの空気浄化機能は、持続性が重要であるが、吸着剤は、必ず飽和するため、交換しなければならない。また、紫外線照射ではＵＶランプなどの設備が必要であり、また、所定量以上浴びると人間に対しても有害であるため、一般的な家庭やオフィスなど日常的に人間が作業する空間での使用は、困難である。
そこで、本発明では、空気浄化機能が持続し、且つ所望の場所に設置が可能な空気浄化体を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、空気中の有機物を除去する空気浄化体であって、通気性を備える容器と、この容器内に収容された吸放湿材とを備え、前記容器の外表面に光触媒材料が付与されている、空気浄化体を提供する。この空気浄化体は、容器に形成されているため、種々の大きさ、形状が選択できるとともに、所望の場所への設置が可能である。また、この空気浄化体が有する光触媒材料および、吸湿と放湿とを繰り返す吸放湿材は、長期にわたって使用可能な材料である。したがって、空気浄化機能の持続性が良好な空気浄化体となっている。
より詳細に説明すると、光触媒材料は、容器の表面に付与されてより多くの空気に接触できるとともに受光しやすくなっており、効率よく有機物を分解できる。また、通気性を有する容器内に吸放湿材が収容されているため、容器内外での湿度変化によって気流が生成しやすくなっており、より多くの空気に接触しやすい。さらに、吸放湿材によって適度な水分が常に供給されるため、光触媒材料による分解反応が良好に促進される。一方、吸放湿材は、空気が常に適度な湿度となるように吸湿と放湿とを繰り返すことにより、空気の湿度を調整して、より快適な空間を提供したり、あるいは菌、微生物などの繁殖が抑制される条件を提供したりすることが可能である。
この空気浄化体において、さらに容器の外表面に粉状炭が付与されていると、光の有無に係らず粉状炭によって有機物を吸着して空気を浄化することができる。また、粉状炭の近傍に光触媒材料を存在させることにより、粉状炭に吸着されている有機物を分解できる。このようにすると、光触媒材料によって粉状炭に吸着された有機物が分解されることで、粉状炭の吸着能を持続させることができ、空気浄化能力を維持できることが期待できる。
また、空気浄化体の容器を粘土焼成体とすると、容器の壁面全体が微小な孔を多数備えて通気性を備える構成とすることができ、また、表面が粗面で比表面積が大きいため、より多くの光触媒材料を空気に接触しやすい状態に設けることができる。また、粘土焼成体は、光触媒材料によって触媒される反応に対して不活性であるため、光触媒材料による容器の劣化が防止される。
また、光触媒材料はアパタイトによって被覆された酸化チタンを含むと、アパタイトによって有機物を吸着し、酸化チタンの近傍により大量の有機物を位置させることができるため、効率よく有機物を分解することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１，２に本発明に係る空気浄化体の一実施形態を示す。空気浄化体１は置物で、たまご形の容器３と、その内部に収容された吸放湿材１０とを備えている。
容器３は、その容器の壁部が容器内と容器外との間に通気性を備える部材である。本実施形態では、たまご形に形成されており、底部に、容器３内に吸放湿材１０を投入するための開口３ａを備えている。開口３ａはシート状のシール部材５によって密閉されている。なお、シール部材５は、好ましくは、通気性を有する紙や織布とされるが、開口３ａを密閉可能な種々の形状、材質のものを使用でき、気密性のシートや、プラスチック製の台座などであっても良い。
【０００６】
容器３の通気性は、容器３が気密性材料で形成されて、所望の部位に貫通孔が形成されることによって達成されていても良いが、好ましくは、容器壁自体を通気性材料で構成する。通気性材料で構成される部分は、容器３の全体であることが好ましいが、部分であっても良いことはもちろんである。
【０００７】
容器３を構成し得る通気性材料としては、例えば、発泡プラスチックや粘土焼成体、発泡粘土焼成体、多孔質セラミックなど、公知の多孔質材料である。例えば、無釉の陶器、いわゆるガラス質の釉薬が施されていない素地を備える粘土焼成体は、良好な通気性を備えるとともに、比表面積が大きいため、好適である。また、粘土など無機系材料であると、光触媒材料で触媒される反応に対する活性が小さいため、容器３の劣化を抑制でき、好ましい。
【０００８】
吸放湿材１０は、吸湿と放湿の両方の機能を備える公知の材料を選択することができる。例えば、珪藻土、炭、ゼオライト、羊毛、木材などを用いることができる。吸放湿材１０の形状、大きさは特に限定されないが、典型的には粒子状、粉状など微小体の集合である。吸放湿材１０は、容器３内に開口３ａから入れた後、シール部材５で開口３ａを塞ぐことによって、容器３内に収容される。
吸放湿材１０の容器３への収容量は、特に限定されないが、容器３の容積に対して３割〜７割、好ましくは３〜６割の充填率であると、容器３の内部及び内外での空気の流通が起こりやすく、空気との接触効率が高いため、好ましい。充填率３割未満では、吸放湿材１０の量が少なく、吸放湿の効果を得にくい。充填率が７割を超えると、容器３内外及び内部での空気の流通が起こりにくくなり、空気との接触効率が低下する。
【０００９】
図２に、容器３の断面を示す。図２では、焼成粘土体の素地より成る容器３の外表面に、光触媒材料２１と粉状炭２３とが付与されている。
光触媒材料２１は、光エネルギーによる反応を触媒する公知の材料であり、加水分解反応を主とする有機物を分解する反応を触媒する材料である。光触媒材料には、有機金属錯体や酸化鉛、酸化スズ、酸化タングステンなどの金属酸化物などがあるが、酸化チタンは、活性化度が高いため、好ましい。光触媒材料２１は、それ自体が粒子状に成形されているものや、粒子状の核の表面に光触媒材料の被膜が形成されているものを用いることができる。粒子状の核は、表面積が大きいものが好ましく、例えば、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライト、粘土焼成体、ガラス、泡金属、フォームプラスチック、フォームセラミックなどを用いることができる。酸化チタンの被膜は、例えば、酸化チタンの微粒子を水に懸濁したチタニアゾルや、チタンアルコキシドを加水分解して得られるチタニアゾルを、核となる材料に膜状に付与後、加熱焼成することで得られる。
【００１０】
光触媒材料２１は、好ましくは、分解しようとする有機物を保持できる吸着体を表面に備える光触媒材料とされる。例えば、アパタイト（リン灰石）の結晶を備える二酸化チタン粒子（アパタイト被覆二酸化チタンとも呼ばれる。）を用いることができる。これは、二酸化チタン表面を有する粒子状物を核としてアパタイトの結晶を成長させることによって得られる粒子であり、二酸化チタンは、部分的にアパタイトに被覆されていない表面を有しており、光を受けられるようになっている。ここで、アパタイトは、純粋なリン酸カルシウムに限定されず、種々の副資材などを含んでいても良い。例えば、Ａｘ（ＢＯｙ）ｚＸで表される化合物又はＡｘ（ＢＯｙ）ｚＸで表される化合物であって、ＡはＣａ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｌａ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｍｇより成る群から１以上の原子が選択され、ＢはＰ及びＳより成る群から１以上の原子が選択され、ＸはＯＨ，ＣＯ３，ハロゲン原子より成る群から１以上の基が選択される化合物とすることができる。
【００１１】
粉状炭２３は、容器３の外表面に付着させられる公知の炭であり、好ましくは、吸着性に優れる多孔質の炭である。例えば、備長炭や竹炭、８００℃などの高温で焼成した炭などを用いることができる。粉状炭２３は、大量に付与すると、光触媒材料２１の受光や通気を妨げるおそれがあるため、部分的に、あるいは低濃度で付与することが好ましい。また、粉状炭２３を用いて、容器３の外表面に所望の模様や文字、図形などの意匠を付与しても良い。これにより、空気浄化体１にメッセージ性や意匠性を付加することができるため、好ましい。
【００１２】
容器３の外表面に光触媒材料２１や粉状炭２３を付与する方法は、特に限定されず、容器３の外表面に安定に固定できる種々の方法である。例えば、容器３が粘土焼成体の場合、素焼きに水性塗料などで光触媒材料２１や粉状炭を付与して焼成処理することにより、焼成によって融解する粘土素地のガラス成分を用いて固定させることも可能である。典型的には、光触媒材料２１や粉状炭２３を分散液に調製して、スプレー、刷毛、ローラなど公知の方法で塗布する。好ましくは、スプレーであると、全体に均一に、且つ容器３の通気性を確保して光触媒材料２１や粉状炭２３を付与できるため、好ましい。なお、光触媒材料２１と粉状炭２３とは、混合されて１つの塗布液に調製しても良いが、好ましくは、別々に調製し、それぞれを所望の部分に付与する。
【００１３】
光触媒材料２１や粉状炭２３の分散液は、種々の無機系又は有機系のバインダや水系または溶剤系のエマルションを用いて調製することができる。吸着体によって被覆されている光触媒材料２１では、これらの媒体が光触媒に接触して分解されることが良好に抑制されるため、塗料と同様の構成材料を好適に用いることができる。例えば、アクリル系共重合体の水系エマルションを用いることができる。分散液は、８０％以上が水性分散媒や揮発性分散媒である塗料組成物とすると、光触媒材料２１や粉状炭２３が表面に露出しやすいため、好ましい。作業環境の面からは水分散液が好ましい。
【００１４】
また、粉状炭２３は、容器３の外表面に部分的に設けることが好ましいため、種々のインク材料と同様のビヒクルに混合して、公知の印刷によって付与することができる。ビヒクルは、印刷方法に合わせて適当なものを利用することができ、特に限定されない。
【００１５】
この空気浄化体１は、外表面に光触媒材料２１と粉状炭２３とを備えているため、粉状炭２３による有機物の吸着と、光触媒材料２１による有機物の分解の両方が行われる。また、容器３が通気性を有し、その内部に吸放湿材が収容されているため、容器３の内外では湿度が変化する。これらの容器３の周辺及び容器３の内外での空気中の成分の変化により、容器３の内外および空気浄化体１回りでは、空気の対流が良好に発生し、より多くの空気が空気浄化体１に接触して、効率よく有機物の除去及び分解が行われる。また、吸放湿材１０によって湿度も調整されるため、快適な湿度の空間を提供できるとともに、光触媒材料２１による有機物の分解に必要な水分が乾燥時にも良好に供給して分解の遅滞が抑制できる。
【００１６】
この空気浄化体１は、小型で、光以外のエネルギーを必要としないため、手軽に種々の場所で使用することができる。また、容器３は、たまご形であり、表面積を有効に利用できるとともに意匠性を備えている。また、吸放湿材１０、光触媒材料２１は、半永久的に作用できる物質であるため、長期に渡って安定した効果が期待できる。
【００１７】
また、図３に本発明に係る空気浄化体の別の実施形態を示す。図３の空気浄化体３１は、全体の形状が植木鉢とこの植木鉢に植えられた植物の形状に形成されている。植木鉢は、本発明に係る容器３３であり、通常の植木鉢と同様に、無釉の粘土焼成体で形成することができる。容器３３の外表面には、図示しないが、図１の実施形態と同様、光触媒材料と粉状炭とが付与されている。
容器３３の内部、すなわち植木鉢では土が入れられる部分に吸放湿材４０が充填されている。吸放湿材４０の表面は、適宜、気密性、あるいは通気性のシートで被覆しても良く、この場合、容器３３を通しての吸放湿を促進して、光触媒材料による有機物の分解反応を確実にできることが期待される。
【００１８】
図３で示す空気浄化体３１の植物は、プラスチック、布などで形成された造花であり、鑑賞部３６である。このように空気浄化体３１は、適宜、公知の観賞用物品と組み合わせることが可能である。この場合、適宜、鑑賞部３６にも有機物の吸着材や吸放湿材、光触媒材料などを付与しておくと、より効果的である。
【００１９】
本発明は、上記実施形態に限定されない。
空気浄化体は、吸放湿材が収容される部分と、この吸放湿材から水分を供給可能、且つ受光可能で光触媒材料が付与される部分とを備える種々の部材とすることができる。したがって、置物や壁掛けなどの鑑賞品などに限定されず、電気スタンドや家具などの装飾部として利用することもできる。あるいは、植木鉢の外周にさらに筒状の空間を形成して吸放湿材を収容し、この筒状空間の外表面に光触媒材料などを付与するなど、種々の機能を有する物品に付加的に取り付けたり一体的に設けたりすることが可能である。また、容器に収容される吸放湿材は、交換をせずに長期にわたって使用することができるため、容器を完全に密閉状態としても良く、容器に強度を付与することが容易である。このため、負荷がかかる構造材としての利用も可能であり、例えば、家具の上表面や側表面とすることも可能である。例えば、靴箱の側壁や天板を箱状の通気性容器で構成し、この容器内に吸放湿材を収容しておくとともに、靴箱の外表面に光触媒材料と粉状炭とを付与することができる。この場合、靴箱内の空気の浄化、特に吸湿と消臭を効果的に行えることが期待される。
【００２０】
【発明の効果】
本発明では、空気浄化機能が持続し、且つ所望の場所に設置が可能な空気浄化体を提供することにより、種々の場所の空気を手軽により快適な状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気浄化体の一実施形態を示す一部を破断した平面図である。
【図２】図１の空気浄化体の容器の断面図である。
【図３】本発明に係る空気浄化体の別の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１，３１  空気浄化体
３  容器
３ａ  開口
５  シール部材
１０，４０  吸放湿材
２１  光触媒材料
２３  粉状炭
３６  鑑賞部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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