JP2000354621A

JP2000354621A - 脱臭抗菌ユニット及びそれを用いた空調機器

Info

Publication number: JP2000354621A
Application number: JP11167189A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Minami; 敏明南; Hisami Satake; 寿巳佐竹
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】汚染された室内空気を効率よく除塵・脱臭・
殺菌する空気調和機に関する発明である。【解決手段】空調機器の室内機内の汚染空気の流路
に、紫外線を受光して空気中の汚染物質を分解するヒド
ロキシラジカルを発生する光反応性半導体を担持したシ
ートからなる円筒状光反応性半導体担持ハニカム構造体
を装着した円柱状直管型紫外線光源を設けた。【効果】円筒状ハニカム構造体を採用することによ
り、紫外線受光面積を大きくするとともに、汚染空気と
の接触効率を高めた。円筒状ハニカム構造体の外周面
は、複雑な凹凸面なので、汚染空気が接触すると、無数
の渦からなる乱流が発生し、汚染空気が効率よくハニカ
ム構造体の光反応性半導体内部に深く浸透し、汚染空気
中の粒子状物質、臭気物質、細菌などを最も効率よく浄
化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中のダニの死
がい、花粉、ウイルス、カビの胞子、チリ・ホコリなど
の粒子状物質、臭気物質や細菌を効率良く除塵・光分解
除去する換気機能付き脱臭抗菌空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境衛生に関する意識の向上に伴
って、室内の臭気や複写機等の事務用機器から発生する
臭気を脱臭し、殺菌を行うために、脱臭、殺菌機能を有
した空調装置、空調機器、空気清浄器等が広く利用され
て来ている。特に、老朽化した鉄筋コンクリート建物や
保健衛生の設計に問題のある建物においては、建物内の
空気汚染の問題が顕在化し、脱臭機能と共に殺菌機能を
有する空気調和機、冷暖房機、加湿器等の空調機器が求
められている。

【０００３】従来、一般に脱臭は活性炭等の臭気吸着物
質により、殺菌は紫外光線の照射やオゾンにより行って
いる。活性炭等の臭気吸着物質は、比較的短期間に飽和
状態となる為、交換が必要であり、紫外光線の照射やオ
ゾンの使用は人体に対して有害となるおそれがある為、
防護手段の設置や使用上の制約があった。

【０００４】最近、酸化チタン等の光反応性半導体を活
性炭等の吸着物質を組み合わせた脱臭剤が開発され実用
化されつつある。この脱臭剤は、光反応性半導体に紫外
線が照射されるとき大気中の水蒸気や酸素を分解して生
成する活性酸素で、吸着物質が吸着した臭気物質や細菌
を分解、殺菌する機能を有しており、飽和化した吸着物
質を再生することが出来ると共に、殺菌効果を発揮する
ため、前述した脱臭機能と殺菌機能とを有する脱臭・殺
菌に好適である。

【０００５】この脱臭剤は、光反応性半導体単独による
光分解速度に比べて、吸着物質の吸着作用による脱臭が
はるかに早い速度で起こることが知られている。このた
め、脱臭負荷が光分解速度より高い高負荷状態で連続す
るような環境での使用には適していないが、短時間の高
脱臭負荷と長時間の低脱臭負荷の組み合わせからなる負
荷パターンに適した脱臭剤であり、昼間の一時的な高脱
臭負荷と夜間の長時間の低脱臭負荷の負荷パターンを有
する家庭やオフィスのような場所で使用される脱臭・殺
菌装置に用いるのに好適な脱臭剤である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−２５１２４
１号公報では、紫外線照射ランプの周囲に金属酸化物触
媒からなる円筒状ハニカム構造体を設置した光触媒装置
について記載されている。また、この方法を空気清浄機
に応用することができる旨の記載があるが、これにより
汚染空気の汚染物質をすべて分解できるわけではなく、
表面に分解できない汚染物質が付着すると、分解性能が
低下するから、定期的にこの円筒状ハニカム構造体を交
換しなければならない。

【０００７】ところが、上記円筒状ハニカム構造体は、
金属酸化物触媒又は、金属酸化物触媒とセラミックバイ
ンダーとからなる高価なものなので、経済的負担が大き
い。また、光触媒を利用した空気清浄機に関しては、下
記に示す特許が既に公開されている。特開平８−２６６
６０５号には、脱臭・殺菌スペース内に紫外線光源と、
吸着物質と酸化チタン等の光反応性半導体を担持した通
気性シートとを設置し、汚染空気に含まれる臭気物質や
細菌を光分解し除去する脱臭・殺菌装置の記載がある。

【０００８】しかしながら、特開平８−２６６６０５号
に記載された方法では、紫外線光源に対して吸着物質と
光反応性半導体を担持した蛇腹状通気性シートを使用
し、汚染空気が通気性シート内を通過する構造としてい
るため、装置の構造が複雑である。本発明の目的は、安
価で簡単な構造で、空気中の粒子状物質、臭気物質や細
菌を効率良く除塵・光分解除去する換気機能付き空調機
器その空調機器に用いる脱臭抗菌ユニットを提供するこ
とである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究を
重ねた結果、空調機器の室内機内の汚染空気流路に配置
した光反応性半導体担持体に紫外線を受光させ、それに
より発生する活性種であるヒドロキシラジカルを汚染空
気に接触させることにより、汚染空気に含まれる臭気物
質や細菌を効率よく光分解除去し、汚染空気を浄化でき
ることが判明した。

【００１０】そして、そのためには、第一に光反応性半
導体担持体を紫外線光源に対して至近距離に配置するこ
とにより紫外線受光強度を高めること、第二に光反応性
半導体担持体が受ける紫外線受光面積をできるだけ大き
くすること、第三に光反応性半導体担持体を汚染空気と
効率よく接触させることが重要であることが実験により
確認された。

【００１１】上記条件をすべて満足させるため、本発明
では、紫外線光源として、円柱状直管型紫外線光源（以
下、単に紫外線光源ともいう）を採用し、光反応性半導
体担持体として、表面に光反応性半導体を含む液剤を塗
布してシート表面に担持させ又は前記光反応性半導体を
含む液剤をシート表面及び内部まで含浸させたシート、
或いはシートに光反応性半導体を内添した光反応性半導
体担持シートからなる円筒状直管型ハニカム構造体を採
用した。

【００１２】そして、紫外線光源の外周を、上記円筒状
光反応性半導体担持シートハニカム構造体（以下、円筒
状ハニカム構造体又は単にハニカム構造体ともいう）で
被覆し、汚染空気を円筒状光反応性半導体担持シートハ
ニカム構造体の円筒外周面に沿って流れるようにした。
さらに、このハニカム構造体の円筒内周面と紫外線光源
の円柱外周面との間の要所にリング状のスペーサーを挿
入し、ハニカム構造体と紫外線光源との間の間隔にも汚
染空気が流れるようにした。

【００１３】光反応性半導体担持体をシートハニカム構
造とすることにより、光反応性半導体担持体の紫外線受
光面積を増加させるとともに、汚染空気と光反応性半導
体担持体との接触面積を増加させることができる。

【００１４】尚、本発明の円筒状ハニカム構造体及び円
柱状紫外線光源は、その断面形状が必ずしも完全な円形
である必要はなく、ハニカム構造体が紫外線光源の外周
に直接接することができるような、円、楕円、半円、半
楕円、湾曲形などの中空の筒状又は中実の立体形状のも
のも含む。

【００１５】本発明で用いられる光反応性半導体とは、
０．５〜５ｅＶ、好ましくは１〜３ｅＶの禁止帯幅を有
する光触媒反応を生ずる半導体であって、光反応性半導
体で生成したＯＨラジカルにより有害物質が分解され
る。光反応性半導体の形状としては、粒子状のものが好
ましく、比表面積が１０〜５００ｍ^２/ｇの粒子を適宜
選択して用いる。

【００１６】このような光反応性半導体としては、特開
平２−２７３５１４号公報に開示されているものを挙げ
ることが可能であり、酸化亜鉛、過酸化チタン、三酸化
タングステン、酸化チタン、酸化セリウムなどの金属酸
化物が好ましく、これらの中でも、酸化チタンは、構造
安定性、光反応性半導体としての能力、取扱い上の安全
性などを考慮した場合、特に好ましい材料である。ま
た、酸化チタンの表面に白金、金、パラジウム、ロジウ
ム、ルテニウムなどの金属、酸化ルテニウム、酸化ニッ
ケルなどの金属酸化物を被覆したものであっても構わな
い。

【００１７】本発明による空気調和機の一例を図１に示
す。室内機１は、中空密閉構造で、室内の汚染空気の吸
込口５と、浄化された空気の排出口４、送風ファン６、
熱交換器７、排気ファン８、吸気ファン９を有し、室内
機内に導入された室内の汚染空気は円柱状直管型紫外線
光源に装着された円筒状ハニカム構造体により光分解・
浄化され、送風ファンにより排出口から室内に吹き出さ
れる。また、室内機１は屋外に通じる排気・吸気ダクト
と連結されており、室内の汚染空気を強制的に屋外に排
気し、室外のきれいな空気を室内に供給する換気機能を
有する。この換気は室内温度が変動しない程度に連続的
に行なわれてもよいし、室内で煙草が喫われた時や調理
時に煙が発生するとセンサーが空気の汚れを感知して自
動的に換気運転を開始させることも可能である。

【００１８】室内機内部には、円筒状ハニカム構造体を
装着した円柱状直管型紫外線光源が少なくとも一つ配置
されており、必要に応じて除塵フィルター（又は吸着剤
フィルター）１０のいずれか一方或いは両方が配置され
ている。除塵フィルター（又は吸着剤フィルター）１０
は、汚染空気の空気流路中、ハニカム構造体の上流に配
置し、粒径の比較的大きな粒子状汚染物質を除去した空
気をハニカム構造体に送り込むようにすることが望まし
い。

【００１９】図２は、本発明の第２の実施例である。室
内機１は、中空密閉構造で、室内の汚染空気の吸込口５
と、浄化された空気の排出口４、熱交換器７、送風ファ
ン６を有し、室内機内に導入しされた汚染空気は円柱状
直管型紫外線光源２に装着された円筒状ハニカム構造体
３で光分解・浄化され、熱交換後、送風ファン６により
排出口から室内に吹き出される。除塵フィルター１０及
び吸着剤フィルター１１は必要に応じて、選択的に取り
付けられるが、粒径の比較的大きな粒子状汚染物質を除
去した空気をハニカム構造体に送り込むようにした方
が、当然汚染空気の浄化効率が向上するので、除塵フィ
ルター１０及び吸着剤フィルター１１を併用することが
望ましい。取り付け位置は、図１と同様に、汚染空気の
空気流路中、ハニカム構造体の上流に配置することが望
ましい。

【００２０】また、室内機を屋外に通じる排気ダクトと
連結することによって、室内の汚染空気を強制的に屋外
に排気する換気機能を持たせることもできる。この換気
は室内温度が変動しない程度に連続的に行ってもよい
し、室内で煙草が喫われた時や調理時に煙が発生する
と、センサーが空気の汚れを感知して自動的に換気運転
を開始させることも可能である。

【００２１】図１及び図２のいずれの場合も、ハニカム
構造体の構造は、例えば図３に示すように、シートによ
り円筒外周面から、円筒内に連通する多数の蜂の巣状の
空間を形成したものである。光反応性半導体をシートの
表面に担持させる方法は、例えば、天然セルロース繊
維、合成繊維等からなる織布又は不織布、或はこれらの
混合物からなるシート、或いはプラスチックシート等の
基材表面に酸化チタン等の光反応性半導体含有組成物を
コーティングしたり、基材表面から含浸する方法が挙げ
られる。また、上記シート原材料中に混入することによ
り、光反応性半導体が内添されたシートとしてもよい。

【００２２】ハニカム構造体は、紫外線光源とできるだ
け至近距離で装着されていることが望ましいので、ハニ
カム構造体を紫外線光源に直接接触させてもよいが、光
反応性半導体担持シートを汚染空気と効率よく接触させ
るために、紫外線光源とハニカム構造体との間にリング
状のスペーサーを入れて、紫外線光源の外周面とハニカ
ム構造体の内周面との間に空間を設け、導入された汚染
空気が、ハニカム構造体の円筒外周部に沿って流れると
ともに、一部は光反応性半導体担持体シートで囲われる
ハニカム空間に入り込み又は更にそのハニカム空間を通
り抜けるようにしてもよい。

【００２３】また、図４のように、６角柱状のハニカム
空間の軸方向が、円筒状ハニカム構造体の半径方向に平
行でなく、一定の角度でハニカム構造体の長手方向に傾
斜する構造とすることもできる。また、図５のように、
６角柱のハニカム空間の軸方向が、円筒状ハニカム構造
体の長手方向と直交するが、ハニカム構造体の半径方向
と一定の角度で傾斜する構造としてもよい。上記傾斜角
度は、規定しないが、概ね２０度〜６０度の範囲から適
宜選択すればよい。

【００２４】本発明で用いるハニカム構造体の一例を示
せば、光反応性半導体微粉末とシリカゾルまたはアルミ
ナゾルの何れか一方又は両方を含む無機結着剤と、有機
高分子結着剤とを含有する光反応性半導体含有層を備
え、光反応性半導体微粉末と上記無機結着剤の配合比率
が重量比で５：１〜１：５であり、かつ上記有機高分子
結着剤の配合比率が光反応性半導体含有層の全固形分に
対して３〜２５重量％である光反応性半導体担持シ−ト
から形成された円筒状ハニカム構造体である。

【００２５】本発明で用いるハニカム構造体の他の例を
示せば、光反応性半導体微粉末と該光反応性半導体微粉
末に対して５：１〜１：５の混合比率のシリカゾルまた
はアルミナゾルからなる光反応性半導体複合粒子を乾式
または湿式粉砕機にて平均粒子径３〜１５ミクロンに粉
砕した光反応性半導体複合粒子をシートに内添してなる
光反応性半導体担持シートから形成された円筒状ハニカ
ム構造体である。

【００２６】本発明に用いる除塵フィルターは、汚染空
気中のダニの死がい、花粉、ウイルス、カビの胞子、チ
リ・ホコリなどの微粒子（粒子状物質）を低濃度まで効
率良く捕集するフィルターであれば何れでも使用でき
る。通常、中性能除塵フィルター、ＨＥＰＡフィルタ
ー、ＵＬＰＡフィルター、静電フィルター、電気集塵フ
ィルターが簡易でかつ効果的であることから好ましい。
また、抗菌処理を施した除塵フィルターは、フィルター
に補集された雑菌の増殖が抑制されるので特に望まし
い。図１及び図２は、本発明の空調機器の一例である
が、図１又は図２の空調機器に限らず、空気の吸入口と
空気の排出口を備えた空調機器であれば、他の形態の空
調機器内の空気の流路、例えば排気ダクト内の空気の流
路に、本発明の消臭脱臭ユニットを配し、吸入した室内
空気に含まれる異臭物質を除去するとともに、殺菌し
て、排出することができる。

【００２７】次に、吸着剤フィルターとしては、汚染空
気中のＮＯｘ、ＳＯｘのような酸性ガス、アンモニア、
アミンのようなアルカリ性ガスを、低濃度まで効率良く
捕集する材料であれば良い。このような吸着剤として、
シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、活性炭、イオン交
換繊維があり、この内、活性炭、イオン交換繊維が効果
的であることから好ましい。活性炭としては、捕集成分
（対象ガスの種類）あるいはイオン交換繊維を組合せる
方法などにより、適宜、酸やアルカリの添着炭を用いる
ことができる。上記吸着剤フィルターの形状は、適宜の
形状で用いることができるが、一般に繊維状、網状、顆
粒状、ペレット状、ハニカム状、コルゲート状が圧力損
失が少なく好ましい。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明における光反応性半導体と
しては、酸化亜鉛、三酸化タングステン、二酸化チタ
ン、酸化セリウム、過酸化チタン等の金属酸化物粒子が
良く、特に二酸化チタンが好ましい。以下、二酸化チタ
ンを光反応性半導体として使用した例について述べる。
通常酸化チタンと称されるものは、特に断り書きがない
限り、二酸化チタンを意味するので、以下、単に「酸化
チタン」と記載した物質は二酸化チタンを意味するもの
とする。

【００２９】本発明において、紫外線光源は、円筒状酸
化チタン担持シートハニカム構造体が装着し易い円柱状
直管型紫外線光源である。また、先に述べたように、ハ
ニカム構造体が円柱状直管型紫外線光源を包み込むよう
に、相互に直接接触した状態で装着されている場合が最
も受光効率がよい。しかし、ハニカム空間の中を汚染空
気が通過させた方が、汚染空気がハニカム構造体と効率
よく接触する。従って、ハニカム構造体の紫外線受光強
度がさほど低下しない範囲であれば、直接接触させず、
ハニカム構造体の円筒内周面と紫外線光源の外周面との
間に一定間隔を保持して取り囲む状態で装着させてもよ
い。ただし、この場合、ハニカム構造体の内周面と紫外
線光源の外周面との距離が１ｃｍ以下であることが望ま
しい。

【００３０】上記間隔を保持するためには、ハニカム構
造体の円筒内周面と紫外線光源の外周面との間の要所
に、その間隔寸法に応じたリング状スペーサーを少なく
とも１個挿入する必要がある。そのスペーサーの形状
は、汚染空気の流れる方向とハニカム構造体の設置方向
によって異なる。例えば、図１のように、汚染空気の流
れと直交するようにハニカム構造体を設置するときは、
スペーサーの形状は円形リング状とし、紫外線光源の要
所に適宜間隔で挿入すればよい。

【００３１】また、汚染空気をハニカム構造体の長手方
向の円筒外周面又はその円筒外周面と円筒内周面の両方
に沿って流す場合は、スペーサーの形状は、紫外線光源
の外周面に沿ったスパイラル形状とし、それを１個又は
複数個を互いに平行になるように、紫外線光源の外周面
に沿って要所に挿入すればよい。該スパイラル形状のス
ペーサーは、汚染空気が円柱状紫外線光源の外周面に沿
って流れるためのガイドとなり、汚染空気の流れが中途
で閉塞することなく、ハニカム構造体の円筒内周面に沿
って紫外線光源の長手方向に螺旋状の軌跡を描きながら
流れる。

【００３２】ハニカム構造体の見かけ上の肉厚、即ち外
半径と内半径との差は、紫外線光源から放射される紫外
線の受光効率及び臭気物質や細菌との接触効率を考慮す
ると、０．５〜３ｃｍが望ましい。また、本発明の場
合、紫外線光源の形状は、円柱状直管型であるから、最
も強い紫外線が放射される方向は、円柱状紫外線光源の
半径方向である。従って、この方向から放射される紫外
線に対して、一定範囲の入射角となるように、ハニカム
空間の壁を構成するシートを対峙させることが望まし
い。

【００３３】最も多く用いられるハニカムは、ドア、床
等の内装壁を軽量にするための芯材であるが、そのよう
な用途に用いられるハニカムは平板状で、各ハニカム空
間の壁を構成するシートは平板の表面に直交している。
そのような構造のハニカムから本発明の円筒状ハニカム
構造体を作ると、断面形状が、図６の下図のようにな
り、各ハニカム空間の壁を構成するシートが、紫外線光
源の半径方向と平行になるため、紫外線の多くの部分が
ハニカム空間を通り抜け、外部に漏出してしまうので、
受光効率がよくない。

【００３４】従って、紫外線光源から放射される紫外線
が、ハニカム構造体の外に漏れる量をできるだけ少なく
するために、６角形のハニカム空間を囲う６枚の壁のシ
ートの大半部分が図４又は図５に示すハニカム構造のよ
うに、紫外線光源の半径方向に対して、ある程度以上の
傾斜角度を以て紫外線光源と対峙する構造とすることが
望ましい。ハニカム空間を囲う壁を構成する壁のシート
を傾斜させることは、先に述べたように、汚染空気との
接触効率を高める効果もある。

【００３５】さらに、円柱状直管型紫外線光源に酸化チ
タン担持シートハニカム構造体を装着する場合は、ハニ
カム構造体を側面から見た場合に同心円状になるように
多重装着することにより、光分解機能を大幅に高めるこ
とも可能である。特に二重または三重に重ねて装着した
場合が最も良い。

【００３６】また、汚染空気と酸化チタン担持シートを
効率よく接触させるためには、図６の上図のように、ハ
ニカム空間の壁を囲うシートの大半が、汚染空気の流れ
方向に対して逆目勾配となる方向にハニカム構造体を配
置することが望ましい。このようにすれば、ハニカム構
造体に衝突した汚染空気を、ハニカム空間内部により多
く誘導できるとともに、紫外線光源から放射される紫外
線がハニカム構造体の外に漏れるのを防止することがで
きる。

【００３７】汚染空気をハニカム空間内部に誘導する
と、汚染空気がハニカム空間の壁に接触する際に、無数
の渦からなる乱流を発生させ、汚染空気を効率よく、シ
ートの酸化チタン担持層内部に深く浸透し、臭気物質、
細菌などを含む汚染空気を最も効率よく光分解・除去で
きる。このように、汚染された空気が円筒状酸化チタン
担持シートハニカム構造体に効率よく接触しながら流れ
るので、汚染空気に含まれる臭気物質や細菌が分解又は
殺菌され、排出口からは浄化された空気が吹き出される
のである。

【００３８】酸化チタン担持シートハニカム構造体の形
状を円筒状とし、円柱状直管型紫外線光源を円筒内部に
収納するようにすると、円柱状直管型紫外線光源から発
する紫外線を最も効率よく吸収できるので、円筒状酸化
チタン担持シートハニカム構造体の円筒内に円柱状直管
型紫外線光源が収納された状態のものを脱臭抗菌ユニッ
トとしてユニット化しておくと便利である。ユニット化
することにより、空調機内部に必要に応じた適宜ユニッ
ト数を配置することができ、また、複数配置された脱臭
抗菌ユニットのうちの適宜個数に、必要に応じて通電
し、作動させることができる。

【００３９】本発明に用いる円筒状酸化チタン担持シー
トハニカム構造体は、例えば、酸化チタン微粉末とシリ
カゾル又はアルミナゾルの何れか一方又は両方を含む無
機結着剤と、有機高分子結着剤とを含有する酸化チタン
含有層とをシート表面に備え、該酸化チタン含有層にお
ける酸化チタン微粉末と上記無機結着剤の配合比率が重
量比で５：１〜１：５であり、かつ該有機高分子結着剤
の配合比率が酸化チタン含有層の全固形分に対して３〜
２５重量％である酸化チタンコ−トシ−トから製造され
た平板状ハニカム構造体を円筒状に形成したものであ
る。

【００４０】また、円筒状酸化チタン担持シートハニカ
ム構造体の他の例としては、酸化チタン微粉末と該酸化
チタン微粉末に対して重量比で５：１〜１：５の混合比
率のシリカゾル又はアルミナゾルからなる酸化チタン複
合粒子を乾式又は湿式粉砕機にて平均粒径３ないし５ミ
クロンに粉砕した酸化チタン複合粒子をシートに内添し
た酸化チタン担持シートから製造された平板状ハニカム
構造体を円筒状に成形したものである。

【００４１】ハニカム構造体を構成する光反応性半導体
をシート表面に担持したシートは、例えば次の方法で製
造できる。まず、光反応性半導体である酸化チタン微粉
末を分散剤とともに水に分散し、次にシリカまたはアル
ミナのコロイダル溶液を一定の割合で添加し数時間撹拌
する。その後、有機高分子結着剤を添加・撹拌し酸化チ
タン塗料分散液を調製し、上記のシートの両面に塗布乾
燥し目的の酸化チタンコートシ−トが得られる。この塗
布後の乾燥工程中に、先ず酸化チタン微粒子とミリミク
ロンオ−ダ−の粒子径を有する超微粒子からなるシリカ
またはアルミナとの複合化が優先的に起こり酸化チタン
複合粒子が形成される。続いて有機高分子結着剤による
酸化チタン複合粒子間の結着及びシートへの固定化が起
こると考えられる。

【００４２】こうして、酸化チタン微粒子はシリカまた
はアルミナ微粒子と酸化チタン複合粒子を形成してお
り、酸化チタン複合粒子には、気体分子が通過できる無
数の細孔が形成されており、有害物質の気体分子は容易
に酸化チタン微粒子表面に到達できる。このため酸化チ
タン微粒子は結着剤及びシートと直接的に接触せず、高
い光触媒活性を維持しながら、しかも結着剤及びシート
を分解しないものと考えられる。こうして得られた酸化
チタンコートシ−トをハニカム状に加工し、さらに円筒
状に成形することで円筒状酸化チタンコートシートハニ
カム構造体が得られる。

【００４３】さらに、酸化チタンコ−トシ−トのシート
として難燃紙を使用することにより防炎性を付与させる
ことも可能である。難燃剤としては、例えば、スルファ
ミン酸グアニジン、リン酸グアニジン、テトラホウ酸グ
アニジン、スルファミン酸アンモニウム、リン酸アンモ
ニウム、リン酸メラミン、テトラブロモビスフェノール
Ａ、三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウムなどが挙げられる。難燃剤の含浸法として
は、抄紙工程でのサイズプレスで含浸させてもよいし、
あらかじめ紙料調成の段階で添加し抄紙してもよい。

【００４４】本発明において使用される光触媒酸化チタ
ンとしては、比表面積が１０〜５００ｍ^２／ｇのものが
用いられる。紫外線光源は、発光する光の波長が主に紫
外線領域を含む紫外線ランプが好ましく、熱陰極型蛍光
ランプおよび冷陰極型蛍光ランプのどちらも使用可能で
ある。

【００４５】

【実施例】先ず、本発明の脱臭抗菌ユニットに用いる酸
化チタンコートシートの製造法について述べる。酸化チ
タン微粉末（ＫＥＭＩＲＡ製 FINNTI Ｓ−１５０Ｘ
線粒径２ｎｍ）１００重量部とポリカルボン酸ソ−ダ
（東亜合成アロンＴ−４０）２重量部を水に混合し、
ラボミキサ−で１時間高速撹拌し、上記酸化チタン微粉
末を分散した。次に、シリカゾル（日産化学製スノー
テックスＳＴ−４０）１６０重量部をこの分散液に添
加し１時間高速撹拌し固形分量２０重量％の酸化チタン
・シリカゾル分散液を調製した。

【００４６】さらに、この酸化チタン・シリカゾル分散
液に、水溶性有機高分子化合物としてポリビニルアルコ
ール１５．３重量部、熱可塑性高分子エマルジョンとし
てスチレン−ブタジエン共重合体３０．６重量部を添加
し、泡を立てないようにゆっくりと３０分撹拌し酸化チ
タン塗料組成物を調製した。この時の酸化チタン・シリ
カゾル含有層に対する有機高分子結着剤の配合比率は１
５重量％であった。坪量６０ｇ／ｍ^２の上質紙上に上記
の酸化チタン塗料組成物塗液をメイヤ−バ−を使用し
て、乾燥後の塗布量がフェルト面４ｇ／ｍ^２、ワイヤー
面４ｇ／ｍ^２になるように両面塗布又は含浸した後、乾
燥し、酸化チタンコートシ−トを作製した。

【００４７】次ぎに、酸化チタンを内添したシートの製
造方法について述べる。酸化チタン微粉末（ＫＥＭＩＲ
Ａ製 FINNTI Ｓ−１５０Ｘ線粒径２ｎｍ）１００重
量部とポリカルボン酸ソ−ダ（東亜合成アロンＴ−４
０）２重量部を水に混合し、ラボミキサ−で１時間高速
撹拌し、酸化チタン微粉末を分散した。前記の酸化チタ
ン・シリカゾル複合粒子１００重量部とポリカルボン酸
ソ−ダ（東亜合成アロンＴ−４０）２重量部を水に混
合し、横型湿式粉砕機を使用して２時間湿式粉砕を行
い、平均粒径１０ミクロンの２０重量％酸化チタン・シ
リカゾル複合粒子分散液を得た。

【００４８】この分散液５００重量部と、水４０００重
量部中に木材パルプ繊維（ＮＢＫＰ）９重量部とを混合
した分散液とを混合し、さらに１重量％アニオン変性ポ
リアクリルアミドを加えて、円網型抄紙機にて坪量１０
０ｇ／ｍ^２の酸化チタン・シリカゾル複合粒子を内添す
るシ−トを抄造し、１２０℃で乾燥し、酸化チタン・シ
リカゾル複合粒子担持シ−トを得た。前記酸化チタンコ
ートシ−ト又は酸化チタン複合粒子担持シ−トをＡ４サ
イズ８０枚を、糊付けしながら８０枚重ね合わせ、７ｍ
ｍ幅で断裁し縦１２ｃｍ、横３０ｃｍ、厚さ０．７ｃｍ
の平板状ハニカムを得た。さらに、この平板状ハニカム
の横方向二つの両端を糊付けすることにより円筒状酸化
チタン担持シートハニカム構造体が得られる。

【００４９】[実施例１]図１は、上記に述べた酸化チタ
ンコートシートにより作製した円筒状酸化チタン担持シ
ートハニカム構造体を用いた空気調和機である。空気調
和機の室内機１は、中空密閉構造で上部に空気排出口
４、下部に空気吸入口５、送風ファン６、熱交換器７、
排気ファン８、吸気ファン９、除塵フィルター１０を有
し、室内機１内に導入された室内の汚染空気は円柱状直
管型紫外線光源２に装着された円筒状ハニカム構造体３
で光分解・浄化され、送風ファン６により排出口から室
内に吹き出される。また、室内機１は屋外に通じる排気
・吸気ダクトと連結されており、排気ファン８により室
内の汚染空気を強制的に屋外に排気し、吸気ファン９に
より室外のきれいな空気を室内に供給する換気機能を有
する。

【００５０】酸化チタンコートシートにより作製した円
筒状ハニカム構造体３は長さ３０ｃｍで、図１の円柱状
直管型紫外線ランプ（ブラックライト１０ワット）に直
接巻き付けて装着されており、汚染空気の流れ方向に対
して垂直方向に３本設置されている。そして、この室内
機を４５ｍ^３の容積を有する密閉された室内に設置し
た。室内の温度は２０℃、湿度は４０％ＲＨに設定し
た。室内のホルムアルデヒド初期濃度が２０ｐｐｍにな
るようにホルムアルデヒドガスを室内に注入した。そし
て、この空気調和機を作動させ、室内のホルムアルデヒ
ド濃度をＦＩＤ付きガスクロマトグラフで測定した。そ
の結果、２時間で完全にホルムアルデヒドが光分解され
たことが確認された。

【００５１】さらに、抗菌効果の確認試験について述べ
る。図１に示す室内機１を容積４５ｍ^３の室内に設置
し、２４時間連続運転を行った。その後、エアーサンプ
ラー（島津製作所製エアーサンプラーＭＡＳ−１０
０）に細菌用培地の入ったシャーレを置き、室内の空気
を１０００リットル吸引し、培地に空気中の浮遊細菌を
捕集し、２８℃で４８時間培養した。その結果、培地に
は２０個のコロニーの発生が認められた。

【００５２】一方、比較対照のために、図１に示す室内
機内の円柱状直管型紫外線ランプ（ブラックライト１０
ワット）に上質紙のみで作製された長さ３０ｃｍのハニ
カム構造体を巻き付けた。この装置を使用して上記と同
様の試験を行った。その結果、培地には１００個のコロ
ニーの発生が認められた。以上より本発明の空気調和機
を使用すれば、空気中の浮遊細菌が８０％の高効率で殺
菌されることが確認された。

【００５３】[実施例２]図１は、先に述べた酸化チタン
・シリカゾル複合粒子担持シ−トを用いて作製した円筒
状酸化チタン担持シートハニカム構造体を用いた空気調
和機である。本発明の空気調和機の室内機１は、実施例
１のものと同一の構造である。

【００５４】酸化チタン・シリカゾル複合粒子担持シ−
トを用いて作製した円筒状ハニカム構造体３は、長さは
３０ｃｍで、円柱状直管型紫外線ランプ（ブラックライ
ト１０ワット）に直接巻き付けて装着されている。これ
を図１に示す空気調和機の室内機１内に汚染空気の流れ
方向に対して垂直方向に３本設置した。そして、この室
内機１を４５ｍ^３の容積を有する密閉された室内に設置
した。室内の温度は２０℃、湿度は４０％ＲＨに設定し
た。室内のホルムアルデヒド初期濃度が２０ｐｐｍにな
るようにホルムアルデヒドガスを室内に注入した。そし
て、この空気調和機を作動させ、室内のホルムアルデヒ
ド濃度をＦＩＤ付きガスクロマトグラフで測定した。そ
の結果、２時間で完全にホルムアルデヒドが光分解され
たことが確認された。

【００５５】[実施例３]図２は、上記に述べた酸化チタ
ンコートシートにより作製した円筒状酸化チタン担持シ
ートハニカム構造体を用いた空気調和機である。本発明
の空気調和機の室内機１は、中空密閉構造で、上部及び
側面部に空気吸入口５、下部に空気排出口４が設けら
れ、本体内部には、除塵フィルター１０，吸着剤フィル
ター１１、熱交換器７、浄化された空気を排出口から室
内に吹き出す送風ファン６と、円柱状直管型紫外線ラン
プ（ブラックライト１０ワット）２に装着された円筒状
ハニカム構造体３が汚染空気の流れと直交するように設
置されている。

【００５６】円筒状ハニカム構造体３は、長さは３０ｃ
ｍで、円柱状直管型紫外線ランプ（ブラックライト１０
ワット）に直接巻き付けて装着されている。これを図２
に示す空気調和機の室内機内に汚染空気の流れ方向に対
して垂直方向に１本設置した。そして、この室内機１を
４５ｍ^３の容積を有する密閉された室内に設置した。室
内の温度は２０℃、湿度は４０％ＲＨに設定した。室内
のアセトアルデヒド初期濃度が２０ｐｐｍになるように
アセトアルデヒドガスを室内に注入した。そして、この
空気調和機を作動させ、室内のアセトアルデヒド濃度を
ＦＩＤ付きガスクロマトグラフで測定した。その結果、
１時間で完全にアセトアルデヒドが光分解されたことが
確認された。

【００５７】さらに、抗菌効果の確認試験について述べ
る。図２に示す室内機を容積４５ｍ ^３の更衣室に設置
し、２４時間連続運転を行った。その後、エアーサンプ
ラー（島津製作所製エアーサンプラーＭＡＳ−１０
０）に細菌用培地の入ったシャーレを置き、室内の空気
を１０００リットル吸引し、培地に空気中の浮遊細菌を
捕集し、２８℃で４８時間培養した。その結果、培地に
は２０個のコロニーの発生が認められた。

【００５８】一方、比較対照のために、図２に示す室内
機内の円柱状直管型紫外線ランプ（ブラックライト１０
ワット）に上質紙のみで作製された長さ３０ｃｍの円筒
状ハニカム構造体を巻き付けた。この装置を使用して上
記と同様の試験を行った。その結果、培地には１００個
のコロニーの発生が認められた。以上より本発明の空気
調和機を使用すれば、空気中の浮遊細菌が８０％の高効
率で殺菌されることが確認された。

【００５９】[実施例４]実施例３では、ハニカム構造体
の作製に酸化チタンコートシートを用いたが、実施例４
では、先に述べた酸化チタン・シリカゾル複合粒子担持
シ−トを用いる。その他、空調機の構造、空調機内への
取り付け位置等は実施例３と同一の条件で、この空調機
を作動させた。その結果、室内のアセトアルデヒド濃度
をＦＩＤ付きガスクロマトグラフで測定したとろ、１５
分で完全にアセトアルデヒドが光分解されたことが確認
されたこ。

【００６０】

【発明の効果】本発明では、空気調和機内の空気の流路
に、紫外線を受光して空気中の汚染物質を分解するヒド
ロキシラジカルを発生する光反応性半導体を担持したシ
ートからなる円筒状光反応性半導体担持シートハニカム
構造体を装着した円柱状直管型紫外線光源を設けること
により、室内空気中の汚染物質を効率よく分解する脱臭
抗菌機能を持った空気調和機器とそれに用いる脱臭抗菌
ユニットに関する発明である。円柱状直管型紫外線光源
に汚染空気を効率よく光反応性半導体シートハニカム構
造体を紫外線光源に対して至近距離に配置し、紫外線受
光強度を高めるとともに、均等に紫外線を受光させ且つ
円筒状光反応性半導体担持シートハニカム構造体により
紫外線受光面積を大きくした。

【００６１】また、ハニカム構造体を採用することによ
り、汚染空気との接触効率を高め、汚染空気が円筒状ハ
ニカム構造体の外周面に沿って流れるとともに、ハニカ
ム空間内部に入り込み又は通過するようにした。円筒状
ハニカム構造体の外周面は、複雑な凹凸面なので、汚染
空気が接触すると、無数の渦からなる乱流が発生し、汚
染空気が効率よくハニカム構造体の光反応性半導体内部
に深く浸透し、汚染空気中の粒子状物質、臭気物質、細
菌などを効率よく浄化できる。

【００６２】請求項２の発明は、脱臭抗菌ユニットを構
成する円筒状光反応性半導体担持シートハニカム構造体
のハニカム空間を通り抜けることにより、汚染空気が効
率よくハニカム構造体接触するよう、空気の流路を形成
した発明である。請求項３及び４、５の発明は、特に効
率よく汚染空気を浄化できる脱臭抗菌ユニットの発明で
ある。請求項７の発明は、比較的粒径の大きな粒子状汚
染物質を予め除去し、汚染空気の浄化効率を向上させた
発明である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的な実施例を示す透視説明図

【図２】本発明の具体的な実施例を示す透視説明図

【図３】ハニカム構造の模式図

【図４】本発明の具体的なハニカム構造体の模式図

【図５】本発明の具体的なハニカム構造体の模式図

【図６】本発明のハニカム構造体の断面図

【符号の説明】

１室内機２紫外線光源３円筒状ハニカム構造体４空気排出口５空気吸入口６送風ファン７熱交換器８排気ファン９吸気ファン１０除塵フィルター１１吸着剤フィルター１２ハニカム空間の軸方向１３ハニカム構造体の長手方向

フロントページの続きＦターム(参考） 3L051 BC05 4C080 AA05 AA07 AA10 BB02 BB05 BB08 CC02 CC03 CC08 CC09 HH05 JJ03 JJ06 KK08 LL10 MM02 MM04 MM05 MM06 QQ11 QQ17 QQ20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光反応性半導体をシート表面又はシート
内部に担持した光反応性半導体担持シートからなる円筒
状ハニカム構造体の円筒内に、円柱状直管型紫外線光源
が収納されていることを特徴とする脱臭抗菌ユニット。
【請求項２】円柱状直管型紫外線光源が、円形リング
状又はスパイラルリング状のスペーサーを介して、円筒
状ハニカム構造体の円筒内に収納されていることを特徴
とする請求項１に記載の脱臭抗菌ユニット。
【請求項３】光反応性半導体担持シートが、表面に光
反応性半導体微粉末とシリカゾル又はアルミナゾルの何
れか一方或いは両方を含む無機結着剤と、有機高分子結
着剤とを含有する光反応性半導体含有層を備え、該光反
応性半導体含有層における光反応性半導体微粉末と上記
無機結着剤との配合比率が５：１〜１：５であり、かつ
該有機高分子結着剤の配合比率が光反応性半導体含有層
の全固形分に対して３〜２５重量％であることを特徴と
する請求項１〜２の何れかに記載の脱臭抗菌ユニット。
【請求項４】光反応性半導体担持シートが光反応性半
導体微粉末と該光反応性半導体微粉末に対して５：１〜
１：５の混合比率のシリカゾルまたはアルミナゾルから
なる光反応性半導体複合粒子を乾式または湿式粉砕機に
て平均粒子径３〜１５ミクロンに粉砕した光反応性半導
体複合粒子をシートに内添してなることを特徴とする請
求項１〜２の何れかに記載の脱臭抗菌ユニット。
【請求項５】光反応性半導体が二酸化チタンであるこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の脱臭抗
菌ユニット。
【請求項６】室内の空気の温度又は湿度或いは温度と
湿度の両方を調整する空気調和機、冷暖房機、加湿器等
の空調機器であって、機内の空気の流路に請求項１〜５
に記載の脱臭抗菌ユニットが配されていることを特徴と
する空調機器。
【請求項７】機内における空気の流れ方向からみて、
除塵フィルター又は吸着剤フィルターの下流部に脱臭抗
菌ユニットが配されていることを特徴とする請求項６に
記載の空調機器。