二酸化チタン担持ガラス発泡体及び光触媒浄化フィルター並びに空気脱臭器
【課題】 紫外線の光源と光触媒浄化フィルターを備える空気脱臭器において、紫外線による劣化や、洗浄に於いて破損しない光触媒担持体と、長期にわたって使用でき交換の必要のない構造の光触媒浄化フィルター及び、光触媒浄化フィルターを組み込んだ空気脱臭器を提供することを目的とする
【解決手段】 光触媒担持浄化フィルターに使用する二酸化チタン担持体を、廃ガラス瓶等のガラス材料から作られたガラス発泡体とし、ガラス発泡体の表面や気泡に二酸化チタンを担持させることで長期にわたって使用のできる光触媒担持体を特徴とする。
【解決手段】 光触媒担持浄化フィルターに使用する二酸化チタン担持体を、廃ガラス瓶等のガラス材料から作られたガラス発泡体とし、ガラス発泡体の表面や気泡に二酸化チタンを担持させることで長期にわたって使用のできる光触媒担持体を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化チタンを長期の使用に耐えられるガラス発泡体に担持させた光触媒担持体と、それを取込んで所望の形態にした光触媒浄化フィルターと、光触媒浄化フィルターと紫外線蛍光灯を組合せ、空気中の有害な物質や臭いを分解、処理するための空気脱臭器に関するものである。
【背景技術】
【０００１】
一般家庭や会社、自動車等、居住環境の意識向上により空調設備に加え臭気や細菌を除去するための機器、特に臭気は専用の脱臭器あるいは空調機器等に脱臭機能を持たせ空気清浄機等の機器が普及しつつある。従来、この種の脱臭方法は空気中の有害な物質や臭いを、多孔質のゼオライトや活性炭など吸着能力の高い媒体を利用するのが一般的であるが、吸着飽和など能力の限界から車内や冷蔵庫等の狭い空間での利用が多く、媒体も定期的に交換する必要がある。その他、比較的広い空間の脱臭方法として紫外線蛍光等でオゾンガスを発生させ、空気中の有害な物質や臭いを分解する効果に優れた方法もあるが、アンモニアを分解する効果の低いことや、オゾンガスの微臭が欠点とされている。
【０００２】
前記、多孔質の媒体やオゾンガスを利用した脱臭方法の欠点を解決することや、脱臭性能の向上を改善する方法として、紫外線によって光触媒である酸化チタンに生じる酸化反応を利用することで優れた脱臭、殺菌などに効果があることから、二酸化チタンを担持させた光触媒浄化フィルターに紫外線を照射することで、空気中の有害な物質や臭いを分解する脱臭機器が下記文献の発明で開示されている。
【特許文献１】特開２００１−７９３４９号公報 「脱臭器」
【特許文献２】特開２００１−２３８９３９号公報 「空気清浄機」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記、開示されている「脱臭器」及び「空気清浄機」の脱臭機能である酸化チタンを担持させたフィルターは、それぞれ構造や機能から柔軟性のある紙や樹脂の不織布及びメッシュ状のものを特殊な形状に加工して構成されたものであり、光触媒担持体として紫外線の照射を受け、また、表面は空気循環による塵、ほこりの付着を避けられない。しかしながら、前記、開示されている提案のフィルターは、紙や樹脂材料で構成されているため紫外線による劣化破損、および塵やホコリを除去するための洗浄により、破れや損傷する場合があり、都度フィルターを交換する必要がある。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、光触媒において紫外線による劣化や、洗浄に於いて破損しない光触媒担持体と、長期にわたって使用できる構造の容器に、本発明の光触媒担持体を取り入れた光触媒浄化フィルター及び、本発明の光触媒浄化フィルターを組み込んだ空気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】
上記、課題を解決するために請求項１に記載の本発明による二酸化チタン担持ガラス発泡体は、ガラス発泡体の表面、若しくは表面と気泡内表面が二酸化チタンのコーテイング膜で覆われていることを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２に記載の本発明による光触媒浄化フィルターは、請求項１に記載の光触媒担持ガラス発泡体、若しくは二酸化チタン担持ガラス発泡体の集合体からなることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に記載の本発明による光触媒浄化フィルターは、底部に通風孔を設けた筒型器の中心部分に、透明または網目状に孔を配した空洞で筒型の内壁を設け、筒型容器と内壁との空間に二酸化チタン担持ガラス発泡体を取込んだことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４に記載の本発明による光触媒浄化フィルターは、前記、筒型容器の少なくとも内側面を反射体としたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５に記載の本発明による光触媒浄化フィルターは、中央部の孔と、周囲に空気の通過孔を設け、さらに外周辺を４５度の角度で立上げた反射体から成る仕切板を、前記、筒型容器の内部に配置したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項６に記載の本発明による空気脱臭器は、中心部に配した紫外線蛍光灯の周囲に、請求項２乃至請求項５に記載の光触媒浄化フィルターを配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以下に記載されるような効果を得られる。請求項１に記載の発明によれば、ガラス発泡体の表面、若しくは表面と気泡内表面が二酸化チタンのコーテイング膜で覆われていることを特徴とする二酸化チタン担持ガラス発泡体であり、基体となるガラス発泡体の製造方法は例えば下記文献の発明で開示されている。
【特許文献３】特開２００３−２２１２８５「無機系発泡体組成物及び無機系発泡体並びに無機系発泡体の製造方法」
【００１２】
この発明は、ガラス廃材やガラス瓶などを粉砕して得られるガラス粉体に、貝殻を粉砕した貝殻粉体を含有したものを溶融後、冷却固化してガラス発泡体を製造するもので、溶融時に貝殻粉体に含有する炭酸カルシュウムが分解して炭酸ガスを発生し、溶融したガラス粉体を発泡させて気泡を形成するとともに、貝殻粉体が焼失することによる微細孔を形成し、表面積の大きなガラス発泡体を安定して得る方法である。本発明の、光触媒担持ガラス発泡体は、一例として、この方法で出来上がったガラス発泡体の表面や微細孔及び気泡面に二酸化チタンの皮膜を覆ったものである。基体のガラス発泡体は一般的なガラスと同様に紫外線に強くて硬い性質を持ち、且つ、発泡により軽量化されたもので、紫外線蛍光灯等など紫外線を照射する光触媒においては、紫外線による物性低下や劣化が殆ど無く、又、光触媒浄化フィルターとして性能低下の原因となる汚れや塵の付着を落とすための洗浄を繰返しても簡単には破損しない。更に前記文献で開示されている発明の「無機系発泡体の製造方法」では広い板状のガラス発泡体を連続的に作るため、本発明の基体となるガラス発泡体は所望の大きさに粉砕等の方法で得ることができる。得られたガラス発泡体は軽量で表面積が大きいことから、性能が良く、軽量で操作性の良い大型の光触媒浄化フィルターにも適している。このように本発明の、ガラス発泡体の表面、若しくは表面と気泡内表面が二酸化チタンのコーテイング膜で覆われた二酸化チタン担持ガラス発泡体は、ガラス瓶などのガラス廃材をリサイクル利用した物を使用でき、コストが安く物性低下や劣化、あるいは破損が少なく長期にわたって使用できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の二酸化チタン担持ガラス発泡体、若しくは二酸化チタン担持ガラス発泡体の集合体からなることを特徴とする光触媒浄化フィルターであって、従来、この種の光触媒浄化フィルターは、前記文献「特許文献１」や「特許文献２」の発明の開示で示されたように、二酸化チタンを担持する基材が紙や樹脂材料で構成されているため紫外線による劣化破損、および塵やホコリを除去する洗浄により、破れや損傷する場合があり、都度フィルターを交換する必要がある。また二酸化チタンを担持する基材を特殊な形状に加工する必要がある等、交換部品として高価となり無駄である。本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体は、前記したようにコストが安く紫外線による物性の低下や劣化、あるいは破損が少なく長期にわたって使用ができるので交換する必要もない。このため、光触媒浄化フィルターを構成する部品も長期に使用するため目的や用途にあわせた複雑な形状や材料で高価となっても無駄とならない。また、光触媒を利用した大型の光触媒浄化フィルターでも二酸化チタン担持体の基体であるガラス発泡体を所望の大きさに粉砕などの方法で得ることができ、強度や大きさ等の設計面で二酸化チタン担持体に制約されることが少ない。このように、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体、若しくは二酸化チタン担持ガラス発泡体の集合体からなる光触媒浄化フィルターは交換する無駄がなく且つ、形状や構造の設計が二酸化チタン担持体に制約されることが無く、また二酸化チタン担持体が軽量のため大型の光触媒浄化フィルターにも適するものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、底部に通風孔を設けた筒型容器の中心部分に、透明または網目状に孔を配した空洞で筒型の内壁を設け、筒型容器と内壁との空間に二酸化チタン担持ガラス発泡体を取込んだことを特徴とする光触媒浄化フィルターであり、筒型容器の中心部に配した紫外線蛍光灯で筒型容器に取込んだ二酸化タン担持ガラス発泡体に紫外線を照射する構成である。本発明の光触媒浄化フィルターは紫外線蛍光灯の周囲に光触媒浄化フィルターを配することで紫外線蛍光灯の全周から紫外線照射を受け、また、紫外線蛍光灯の長さに合わせて光触媒浄化フィルターを配置することで紫外線照射に無駄がなく浄化効果が高まる。また、一例として実施例で述べる形態は、小型の同形状の光触媒浄化フィルターを積みねる方法で、長さの短い光触媒浄化フィルターから長い光触媒浄化フィルターまでを構成することができ、同一種類で多様化でき製造面から効果がある。このよう、本発明の底部に通風孔を設けた筒型容器の中心部分に、透明または網目状に孔を配した空洞で筒型の内壁を設け、筒型容器と内壁との空間に二酸化チタン担持ガラス発泡体を取込んだ光触媒浄化フィルターは、紫外線蛍光灯からの紫外線照射を無駄なく受け浄化効果を高め、又、同一形状を積み重ねる方法により同一種類で多様化できる製造効果を得られる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、前記、筒型容器の少なくとも内側面を反射体としたことを特徴とする光触媒浄化フィルターであり、光触媒浄化フィルターの、前記、筒型容器の内面に金属めっき加工、あるいは金属箔などの反射体を配することで、中心部の紫外線蛍光灯から照射される紫外線を筒型容器内の反射体で受け、さらに再反射させて取込んだ二酸化チタン担持ガラス発泡体の照射側と再反射による反対側に紫外線を照射させ光触媒よる浄化効果を高めるものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、中央部の孔と、周囲に空気の通過孔を設け、さらに外周辺を４５度の角度で立上げた反射体から成る仕切板を、前記、筒型容器の内部に配置したことを特徴とする光触媒浄化フィルターであり、前記、筒型容器の内面に反射体を配することに加え筒型容器の底部や、上部の開口側に本発明の、前記、仕切板を配することで、外周部の４５度に立上げた反射体で紫外線蛍光灯からの紫外線照射を受け、直角方向に再反射させて、光触媒による浄化効果を更に高めるものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、中心部に配した紫外線蛍光灯の周囲に、請求項２乃至請求項５に記載の光触媒浄化フィルターを配置したことを特徴とする空気脱臭器であり、実施例に示した本発明の空気脱臭器は、本発明の光触媒浄化フィルターを積み重ねて紫外線蛍光灯の長さに合わせた構成で、上方に送風ファンを配し、光触媒浄化フィルターの下方から空気を吸込む構造である。尚、下方に送風ファンを配置し上方から空気を吸入して下方に排出する構成でも良い。本考案の光触媒浄化フィルターの形状が単純なため紫外線蛍光灯および送風ファンの配置構成も単純で簡単となり、用途や目的にあった容量の紫外線蛍光灯の長さが違っても、同一の構成であるため同一部品が使え、また、光触媒浄化フィルターの交換が不要で使い易く、部品の共用など製造効果の高い空気脱臭器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための好ましい最良の形態について説明する。二酸化チタン担持ガラス発泡体にかかる請求項１の発明を実施するための最良の形態は、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体の基体であるガラス発泡体の製造方法は、前記、一例として下記文献の発明が開示されている。
【特許文献３】特開２００３−２２１２８５「無機系発泡体組成物及び無機系発泡体並びに無機系発泡体の製造方法」
開示されている製造方法で作られたガラス発泡体を、所望の大きさに粉砕などの方法で得た軽量で表面積の大きいガラス発泡体の表面や表面と連通した気泡面に、アナターゼあるいはルチルの結晶形態を持つ二酸化チタンの微粉末を水溶液などの溶液にしたコーテイング材料を、ディップコートやスプレーコートなどの塗布方法で皮膜を形成する。皮膜の形成後、通常は常温で硬化させるが皮膜の密着強度を高めるため塗布前に界面活性剤で下処理を施すことや、塗布後に高温で焼き付けることもある。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明に係わる実施するための形態について、図面を参照して具体的に説明する。本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体に係わる請求項１の発明を実施するため形態は、前記、製造方法で作られた表面に無数の微細孔３と表面に連通した気泡４を形成した所定の大きさのガラス発泡体２に、二酸化チタンのディップコートの親水性を良好にする目的で界面活性剤の溶液に浸した後、容器に入れた結晶子径が約６ｎｍのアナターゼ結晶形の二酸化チタン粉を水と混合した水溶液にディッピィングして皮膜５を形成する。皮膜５はガラス発泡体２の表面６や微細孔３及び気泡４の内面にも形成されるが微細孔３や気泡４の大きさによっては、水溶液が滲入せず皮膜が形成されない場合もある。ディッピィング後に常温で乾燥して硬化させると、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を得ることができる。１００グラムの本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を紫外線出力０．８ワットの紫外線蛍光と送風ファンを配置した容積が０．０３立方メートルの密封された箱型の装置に入れ、充填した１０００ｐｐｍのアンモニアと２４時間接触させた。このようにして、二酸化チタン担持ガラス発泡体１の表面６や微細孔３及び気泡４の内面へのアンモニアの物理的吸着平衡に達した二酸化チタン担持ガラス発泡体１を、アンモニア濃度を５００ｐｐｍに設定した装置内で、１２０時間の紫外線照射なしの状態で装置内のアンモニア濃度の測定を行い、その結果、濃度の変化が無いことを確認した後、装置内で紫外線を照射し、送風ファンで空気を循環させた状態での濃度変化の測定をおこなった。図３は本実験によるアンモニア濃度の変化を示した図である。紫外線照射なしのアンモニア濃度は５２０〜５４０ｐｐｍで１２０時間経過しても殆ど変化がみられず、紫外線照射中は当初の濃度５３０ｐｐｍが１２０時間経過後の濃度１１０ｐｐｍに時間の経過と共に減少しており、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１が光触媒の媒体として効果を示している。
【００２０】
本発明の光触媒浄化フィルターに係わる請求項２の発明を実施するための形態は、一例として、前記、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を、所定の大きさと量で、図５に示す筒型容器９に取込んだ光触媒浄化フィルター７である。このように、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１は軽量で、大きさも自由に選択できるため、他の例として、金属や樹脂製の網目状の袋に本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を集合体として取込み、紫外線蛍光灯の周囲に配置することや、太陽光が照射する場所に設置して空気中の脱臭を目的とする等、また、水槽や河川の水質の浄化を行う浄水処理フィルター等、比較的自由な光触媒浄化フィルターが可能となる。尚、集合体として取込まず、所定の形状のものを単体として取込むことも同様である。
【００２１】
本発明の光触媒浄化フィルターに係わる請求項３の発明を実施するための形態は、筒型容器９の底部１４に通風孔１２を設け、中心部分に透明材料または不透明の材料に網目状の孔を設けた筒型の内壁１６を底部１４と連なる保持部１７に筒型容器９と平行に固着する。内壁１６の内径は紫外線蛍光灯１９の外周が余裕を持って収まる寸法とし、筒型容器９の下方部の外周は筒型容器９の上方の開口した内側面１０に嵌合するため筒型容器９の外周より小さい寸法にされている。筒型容器９と内壁１６との空間に、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を取込み、上方の開口はカバー８が筒型容器９の外周に嵌合されて本発明の光触媒浄化フィルターが構成される。
【００２２】
本発明の光触媒浄化フィルターに係わる請求項４の発明を実施するための形態は、前記、筒型容器９の内側面１０を紫外線の反射体として金属メッキあるいは、金属箔を貼付ける等で構成される本発明の光触媒浄化フィルター７である。
【００２３】
本発明の光触媒浄化フィルターに係わる請求項５の発明を実施するための形態は、前記、筒型容器９に直立に固着された内壁１６の外周に挿入するための中央部の孔２０と、周囲に空気の通過孔１８を設け、更に、外周辺を４５度の角度で立上げた周辺部２２から成り、周辺部２２の外周は筒型容器９の内側面１０に嵌合され、また、周辺部２２は金属メッキあるいは、金属箔を貼付ける等の反射体を備えた材料から成る仕切板１３を、前記、筒型容器９に配置した本発明の光触媒浄化フィルター７である。
【００２４】
本発明の空気脱臭器に係わる請求項６の発明を実施するための形態は、前記、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を取込んだ光触媒浄化フィルター７と紫外線蛍光灯１９及び送風ファン２３を備えた空気脱臭器で、本体２４の中心部に配した紫外線蛍光灯１９の周囲に、本発明の光触媒浄化フィルター７を配置して、本実施例の場合では、光触媒浄化フィルター７を３段に重ねたものである。紫外線蛍光灯１９の下部は本体２４に固定されたソケット２５に挿着されている。本体２４の上部は紫外線蛍光灯１９の上部ソケット２５が固着されている本体カバー２６が本体２４の嵌合部２７に装着されると、紫外線蛍光灯１９の上部もソケット２５に挿着される。又、送風ファン２３は本体カバー２６の上部に取付けられ、本体２４の下部には通風孔２８からの通風を妨げない脚２９を設けてある。このように構成された本発明の空気脱臭器３０は、中心部の紫外線蛍光灯１９から紫外線を光触媒浄化フィルター７の筒型の内壁１６が透明材料または不透明の材料に設けた網目状の孔を通して二酸化チタン担持ガラス発泡体１に照射し、光触媒である表面にコーテイングされた二酸化チタンの皮膜に生じる酸化反応で、吸着している有害な物質や臭いを分解することの繰返しで空気中の悪臭を薄めていく脱臭器である。また、空気中の有害な物質や臭いの、吸着と分解の繰返しを促進させる目的で、本体２４の上部に取付けられた送風ファン２３で本体２４の下部に設けた通風孔２８から空気を吸い込み、光触媒浄化フィルター７を構成する筒型容器９の通風孔１２経由して二酸化チタン担持ガラス発泡体１に空気を接触させることで臭いを吸着させ、更に、本体カバー２６に設けた通風孔３１を経由して空気を循環させる。図７に空気の経路を矢印Ａ及びＢで示す。本考案の光触媒浄化フィルター７の形状は単純であるため紫外線蛍光灯および送風ファンの配置構成も簡単で用途や目的に合わせた容量の紫外線蛍光灯の長さが違っても、同一の構成であるため同一部品が使え、また、光触媒浄化フィルターの交換が不要のため使い易く、また、部品の共用など製造効果の高い空気脱臭器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体の基体であるガラス発泡体を拡大した概略図である。
【図２】本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体の模式図である。
【図３】本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体で実施した消臭試験の測定結果を示す図である。
【図４】本発明の光触媒浄化フィルターのカバー断面図である。
【図５】本発明の光触媒浄化フィルターの断面図である。
【図６】本発明の光触媒浄化フィルターの仕切り板断面図である。
【図７】本発明の光触媒浄化フィルターを装着した本発明の空気脱臭器の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 二酸化チタン担持ガラス発泡体
２ ガラス発泡体
３ 微細孔
４ 気泡
５ 皮膜
６ 表面
７ 光触媒浄化フィルター
８ カバー
９ 筒型容器
１０ 内側面
１１ 反射体
１２ 通風孔
１３ 仕切板
１４ 底部
１５ 嵌合部
１６ 内壁
１７ 保持部
１８ 空気通過孔
１９ 紫外線蛍光灯
２０ 孔
２１ 立上げ部
２２ 周辺部
２３ 送風ファン
２４ 本体
２５ ソケット
２６ 本体カバー
２７ 嵌合部
２８ 通風孔
２９ 脚
３０ 空気脱臭器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化チタンを長期の使用に耐えられるガラス発泡体に担持させた光触媒担持体と、それを取込んで所望の形態にした光触媒浄化フィルターと、光触媒浄化フィルターと紫外線蛍光灯を組合せ、空気中の有害な物質や臭いを分解、処理するための空気脱臭器に関するものである。
【背景技術】
【０００１】
一般家庭や会社、自動車等、居住環境の意識向上により空調設備に加え臭気や細菌を除去するための機器、特に臭気は専用の脱臭器あるいは空調機器等に脱臭機能を持たせ空気清浄機等の機器が普及しつつある。従来、この種の脱臭方法は空気中の有害な物質や臭いを、多孔質のゼオライトや活性炭など吸着能力の高い媒体を利用するのが一般的であるが、吸着飽和など能力の限界から車内や冷蔵庫等の狭い空間での利用が多く、媒体も定期的に交換する必要がある。その他、比較的広い空間の脱臭方法として紫外線蛍光等でオゾンガスを発生させ、空気中の有害な物質や臭いを分解する効果に優れた方法もあるが、アンモニアを分解する効果の低いことや、オゾンガスの微臭が欠点とされている。
【０００２】
前記、多孔質の媒体やオゾンガスを利用した脱臭方法の欠点を解決することや、脱臭性能の向上を改善する方法として、紫外線によって光触媒である酸化チタンに生じる酸化反応を利用することで優れた脱臭、殺菌などに効果があることから、二酸化チタンを担持させた光触媒浄化フィルターに紫外線を照射することで、空気中の有害な物質や臭いを分解する脱臭機器が下記文献の発明で開示されている。
【特許文献１】特開２００１−７９３４９号公報 「脱臭器」
【特許文献２】特開２００１−２３８９３９号公報 「空気清浄機」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記、開示されている「脱臭器」及び「空気清浄機」の脱臭機能である酸化チタンを担持させたフィルターは、それぞれ構造や機能から柔軟性のある紙や樹脂の不織布及びメッシュ状のものを特殊な形状に加工して構成されたものであり、光触媒担持体として紫外線の照射を受け、また、表面は空気循環による塵、ほこりの付着を避けられない。しかしながら、前記、開示されている提案のフィルターは、紙や樹脂材料で構成されているため紫外線による劣化破損、および塵やホコリを除去するための洗浄により、破れや損傷する場合があり、都度フィルターを交換する必要がある。
【０００４】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、光触媒において紫外線による劣化や、洗浄に於いて破損しない光触媒担持体と、長期にわたって使用できる構造の容器に、本発明の光触媒担持体を取り入れた光触媒浄化フィルター及び、本発明の光触媒浄化フィルターを組み込んだ空気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】
上記、課題を解決するために請求項１に記載の本発明による二酸化チタン担持ガラス発泡体は、ガラス発泡体の表面、若しくは表面と気泡内表面が二酸化チタンのコーテイング膜で覆われていることを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２に記載の本発明による光触媒浄化フィルターは、請求項１に記載の光触媒担持ガラス発泡体、若しくは二酸化チタン担持ガラス発泡体の集合体からなることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に記載の本発明による光触媒浄化フィルターは、底部に通風孔を設けた筒型器の中心部分に、透明または網目状に孔を配した空洞で筒型の内壁を設け、筒型容器と内壁との空間に二酸化チタン担持ガラス発泡体を取込んだことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４に記載の本発明による光触媒浄化フィルターは、前記、筒型容器の少なくとも内側面を反射体としたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５に記載の本発明による光触媒浄化フィルターは、中央部の孔と、周囲に空気の通過孔を設け、さらに外周辺を４５度の角度で立上げた反射体から成る仕切板を、前記、筒型容器の内部に配置したことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項６に記載の本発明による空気脱臭器は、中心部に配した紫外線蛍光灯の周囲に、請求項２乃至請求項５に記載の光触媒浄化フィルターを配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以下に記載されるような効果を得られる。請求項１に記載の発明によれば、ガラス発泡体の表面、若しくは表面と気泡内表面が二酸化チタンのコーテイング膜で覆われていることを特徴とする二酸化チタン担持ガラス発泡体であり、基体となるガラス発泡体の製造方法は例えば下記文献の発明で開示されている。
【特許文献３】特開２００３−２２１２８５「無機系発泡体組成物及び無機系発泡体並びに無機系発泡体の製造方法」
【００１２】
この発明は、ガラス廃材やガラス瓶などを粉砕して得られるガラス粉体に、貝殻を粉砕した貝殻粉体を含有したものを溶融後、冷却固化してガラス発泡体を製造するもので、溶融時に貝殻粉体に含有する炭酸カルシュウムが分解して炭酸ガスを発生し、溶融したガラス粉体を発泡させて気泡を形成するとともに、貝殻粉体が焼失することによる微細孔を形成し、表面積の大きなガラス発泡体を安定して得る方法である。本発明の、光触媒担持ガラス発泡体は、一例として、この方法で出来上がったガラス発泡体の表面や微細孔及び気泡面に二酸化チタンの皮膜を覆ったものである。基体のガラス発泡体は一般的なガラスと同様に紫外線に強くて硬い性質を持ち、且つ、発泡により軽量化されたもので、紫外線蛍光灯等など紫外線を照射する光触媒においては、紫外線による物性低下や劣化が殆ど無く、又、光触媒浄化フィルターとして性能低下の原因となる汚れや塵の付着を落とすための洗浄を繰返しても簡単には破損しない。更に前記文献で開示されている発明の「無機系発泡体の製造方法」では広い板状のガラス発泡体を連続的に作るため、本発明の基体となるガラス発泡体は所望の大きさに粉砕等の方法で得ることができる。得られたガラス発泡体は軽量で表面積が大きいことから、性能が良く、軽量で操作性の良い大型の光触媒浄化フィルターにも適している。このように本発明の、ガラス発泡体の表面、若しくは表面と気泡内表面が二酸化チタンのコーテイング膜で覆われた二酸化チタン担持ガラス発泡体は、ガラス瓶などのガラス廃材をリサイクル利用した物を使用でき、コストが安く物性低下や劣化、あるいは破損が少なく長期にわたって使用できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の二酸化チタン担持ガラス発泡体、若しくは二酸化チタン担持ガラス発泡体の集合体からなることを特徴とする光触媒浄化フィルターであって、従来、この種の光触媒浄化フィルターは、前記文献「特許文献１」や「特許文献２」の発明の開示で示されたように、二酸化チタンを担持する基材が紙や樹脂材料で構成されているため紫外線による劣化破損、および塵やホコリを除去する洗浄により、破れや損傷する場合があり、都度フィルターを交換する必要がある。また二酸化チタンを担持する基材を特殊な形状に加工する必要がある等、交換部品として高価となり無駄である。本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体は、前記したようにコストが安く紫外線による物性の低下や劣化、あるいは破損が少なく長期にわたって使用ができるので交換する必要もない。このため、光触媒浄化フィルターを構成する部品も長期に使用するため目的や用途にあわせた複雑な形状や材料で高価となっても無駄とならない。また、光触媒を利用した大型の光触媒浄化フィルターでも二酸化チタン担持体の基体であるガラス発泡体を所望の大きさに粉砕などの方法で得ることができ、強度や大きさ等の設計面で二酸化チタン担持体に制約されることが少ない。このように、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体、若しくは二酸化チタン担持ガラス発泡体の集合体からなる光触媒浄化フィルターは交換する無駄がなく且つ、形状や構造の設計が二酸化チタン担持体に制約されることが無く、また二酸化チタン担持体が軽量のため大型の光触媒浄化フィルターにも適するものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、底部に通風孔を設けた筒型容器の中心部分に、透明または網目状に孔を配した空洞で筒型の内壁を設け、筒型容器と内壁との空間に二酸化チタン担持ガラス発泡体を取込んだことを特徴とする光触媒浄化フィルターであり、筒型容器の中心部に配した紫外線蛍光灯で筒型容器に取込んだ二酸化タン担持ガラス発泡体に紫外線を照射する構成である。本発明の光触媒浄化フィルターは紫外線蛍光灯の周囲に光触媒浄化フィルターを配することで紫外線蛍光灯の全周から紫外線照射を受け、また、紫外線蛍光灯の長さに合わせて光触媒浄化フィルターを配置することで紫外線照射に無駄がなく浄化効果が高まる。また、一例として実施例で述べる形態は、小型の同形状の光触媒浄化フィルターを積みねる方法で、長さの短い光触媒浄化フィルターから長い光触媒浄化フィルターまでを構成することができ、同一種類で多様化でき製造面から効果がある。このよう、本発明の底部に通風孔を設けた筒型容器の中心部分に、透明または網目状に孔を配した空洞で筒型の内壁を設け、筒型容器と内壁との空間に二酸化チタン担持ガラス発泡体を取込んだ光触媒浄化フィルターは、紫外線蛍光灯からの紫外線照射を無駄なく受け浄化効果を高め、又、同一形状を積み重ねる方法により同一種類で多様化できる製造効果を得られる。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、前記、筒型容器の少なくとも内側面を反射体としたことを特徴とする光触媒浄化フィルターであり、光触媒浄化フィルターの、前記、筒型容器の内面に金属めっき加工、あるいは金属箔などの反射体を配することで、中心部の紫外線蛍光灯から照射される紫外線を筒型容器内の反射体で受け、さらに再反射させて取込んだ二酸化チタン担持ガラス発泡体の照射側と再反射による反対側に紫外線を照射させ光触媒よる浄化効果を高めるものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、中央部の孔と、周囲に空気の通過孔を設け、さらに外周辺を４５度の角度で立上げた反射体から成る仕切板を、前記、筒型容器の内部に配置したことを特徴とする光触媒浄化フィルターであり、前記、筒型容器の内面に反射体を配することに加え筒型容器の底部や、上部の開口側に本発明の、前記、仕切板を配することで、外周部の４５度に立上げた反射体で紫外線蛍光灯からの紫外線照射を受け、直角方向に再反射させて、光触媒による浄化効果を更に高めるものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、中心部に配した紫外線蛍光灯の周囲に、請求項２乃至請求項５に記載の光触媒浄化フィルターを配置したことを特徴とする空気脱臭器であり、実施例に示した本発明の空気脱臭器は、本発明の光触媒浄化フィルターを積み重ねて紫外線蛍光灯の長さに合わせた構成で、上方に送風ファンを配し、光触媒浄化フィルターの下方から空気を吸込む構造である。尚、下方に送風ファンを配置し上方から空気を吸入して下方に排出する構成でも良い。本考案の光触媒浄化フィルターの形状が単純なため紫外線蛍光灯および送風ファンの配置構成も単純で簡単となり、用途や目的にあった容量の紫外線蛍光灯の長さが違っても、同一の構成であるため同一部品が使え、また、光触媒浄化フィルターの交換が不要で使い易く、部品の共用など製造効果の高い空気脱臭器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための好ましい最良の形態について説明する。二酸化チタン担持ガラス発泡体にかかる請求項１の発明を実施するための最良の形態は、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体の基体であるガラス発泡体の製造方法は、前記、一例として下記文献の発明が開示されている。
【特許文献３】特開２００３−２２１２８５「無機系発泡体組成物及び無機系発泡体並びに無機系発泡体の製造方法」
開示されている製造方法で作られたガラス発泡体を、所望の大きさに粉砕などの方法で得た軽量で表面積の大きいガラス発泡体の表面や表面と連通した気泡面に、アナターゼあるいはルチルの結晶形態を持つ二酸化チタンの微粉末を水溶液などの溶液にしたコーテイング材料を、ディップコートやスプレーコートなどの塗布方法で皮膜を形成する。皮膜の形成後、通常は常温で硬化させるが皮膜の密着強度を高めるため塗布前に界面活性剤で下処理を施すことや、塗布後に高温で焼き付けることもある。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明に係わる実施するための形態について、図面を参照して具体的に説明する。本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体に係わる請求項１の発明を実施するため形態は、前記、製造方法で作られた表面に無数の微細孔３と表面に連通した気泡４を形成した所定の大きさのガラス発泡体２に、二酸化チタンのディップコートの親水性を良好にする目的で界面活性剤の溶液に浸した後、容器に入れた結晶子径が約６ｎｍのアナターゼ結晶形の二酸化チタン粉を水と混合した水溶液にディッピィングして皮膜５を形成する。皮膜５はガラス発泡体２の表面６や微細孔３及び気泡４の内面にも形成されるが微細孔３や気泡４の大きさによっては、水溶液が滲入せず皮膜が形成されない場合もある。ディッピィング後に常温で乾燥して硬化させると、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を得ることができる。１００グラムの本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を紫外線出力０．８ワットの紫外線蛍光と送風ファンを配置した容積が０．０３立方メートルの密封された箱型の装置に入れ、充填した１０００ｐｐｍのアンモニアと２４時間接触させた。このようにして、二酸化チタン担持ガラス発泡体１の表面６や微細孔３及び気泡４の内面へのアンモニアの物理的吸着平衡に達した二酸化チタン担持ガラス発泡体１を、アンモニア濃度を５００ｐｐｍに設定した装置内で、１２０時間の紫外線照射なしの状態で装置内のアンモニア濃度の測定を行い、その結果、濃度の変化が無いことを確認した後、装置内で紫外線を照射し、送風ファンで空気を循環させた状態での濃度変化の測定をおこなった。図３は本実験によるアンモニア濃度の変化を示した図である。紫外線照射なしのアンモニア濃度は５２０〜５４０ｐｐｍで１２０時間経過しても殆ど変化がみられず、紫外線照射中は当初の濃度５３０ｐｐｍが１２０時間経過後の濃度１１０ｐｐｍに時間の経過と共に減少しており、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１が光触媒の媒体として効果を示している。
【００２０】
本発明の光触媒浄化フィルターに係わる請求項２の発明を実施するための形態は、一例として、前記、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を、所定の大きさと量で、図５に示す筒型容器９に取込んだ光触媒浄化フィルター７である。このように、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１は軽量で、大きさも自由に選択できるため、他の例として、金属や樹脂製の網目状の袋に本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を集合体として取込み、紫外線蛍光灯の周囲に配置することや、太陽光が照射する場所に設置して空気中の脱臭を目的とする等、また、水槽や河川の水質の浄化を行う浄水処理フィルター等、比較的自由な光触媒浄化フィルターが可能となる。尚、集合体として取込まず、所定の形状のものを単体として取込むことも同様である。
【００２１】
本発明の光触媒浄化フィルターに係わる請求項３の発明を実施するための形態は、筒型容器９の底部１４に通風孔１２を設け、中心部分に透明材料または不透明の材料に網目状の孔を設けた筒型の内壁１６を底部１４と連なる保持部１７に筒型容器９と平行に固着する。内壁１６の内径は紫外線蛍光灯１９の外周が余裕を持って収まる寸法とし、筒型容器９の下方部の外周は筒型容器９の上方の開口した内側面１０に嵌合するため筒型容器９の外周より小さい寸法にされている。筒型容器９と内壁１６との空間に、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を取込み、上方の開口はカバー８が筒型容器９の外周に嵌合されて本発明の光触媒浄化フィルターが構成される。
【００２２】
本発明の光触媒浄化フィルターに係わる請求項４の発明を実施するための形態は、前記、筒型容器９の内側面１０を紫外線の反射体として金属メッキあるいは、金属箔を貼付ける等で構成される本発明の光触媒浄化フィルター７である。
【００２３】
本発明の光触媒浄化フィルターに係わる請求項５の発明を実施するための形態は、前記、筒型容器９に直立に固着された内壁１６の外周に挿入するための中央部の孔２０と、周囲に空気の通過孔１８を設け、更に、外周辺を４５度の角度で立上げた周辺部２２から成り、周辺部２２の外周は筒型容器９の内側面１０に嵌合され、また、周辺部２２は金属メッキあるいは、金属箔を貼付ける等の反射体を備えた材料から成る仕切板１３を、前記、筒型容器９に配置した本発明の光触媒浄化フィルター７である。
【００２４】
本発明の空気脱臭器に係わる請求項６の発明を実施するための形態は、前記、本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体１を取込んだ光触媒浄化フィルター７と紫外線蛍光灯１９及び送風ファン２３を備えた空気脱臭器で、本体２４の中心部に配した紫外線蛍光灯１９の周囲に、本発明の光触媒浄化フィルター７を配置して、本実施例の場合では、光触媒浄化フィルター７を３段に重ねたものである。紫外線蛍光灯１９の下部は本体２４に固定されたソケット２５に挿着されている。本体２４の上部は紫外線蛍光灯１９の上部ソケット２５が固着されている本体カバー２６が本体２４の嵌合部２７に装着されると、紫外線蛍光灯１９の上部もソケット２５に挿着される。又、送風ファン２３は本体カバー２６の上部に取付けられ、本体２４の下部には通風孔２８からの通風を妨げない脚２９を設けてある。このように構成された本発明の空気脱臭器３０は、中心部の紫外線蛍光灯１９から紫外線を光触媒浄化フィルター７の筒型の内壁１６が透明材料または不透明の材料に設けた網目状の孔を通して二酸化チタン担持ガラス発泡体１に照射し、光触媒である表面にコーテイングされた二酸化チタンの皮膜に生じる酸化反応で、吸着している有害な物質や臭いを分解することの繰返しで空気中の悪臭を薄めていく脱臭器である。また、空気中の有害な物質や臭いの、吸着と分解の繰返しを促進させる目的で、本体２４の上部に取付けられた送風ファン２３で本体２４の下部に設けた通風孔２８から空気を吸い込み、光触媒浄化フィルター７を構成する筒型容器９の通風孔１２経由して二酸化チタン担持ガラス発泡体１に空気を接触させることで臭いを吸着させ、更に、本体カバー２６に設けた通風孔３１を経由して空気を循環させる。図７に空気の経路を矢印Ａ及びＢで示す。本考案の光触媒浄化フィルター７の形状は単純であるため紫外線蛍光灯および送風ファンの配置構成も簡単で用途や目的に合わせた容量の紫外線蛍光灯の長さが違っても、同一の構成であるため同一部品が使え、また、光触媒浄化フィルターの交換が不要のため使い易く、また、部品の共用など製造効果の高い空気脱臭器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体の基体であるガラス発泡体を拡大した概略図である。
【図２】本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体の模式図である。
【図３】本発明の二酸化チタン担持ガラス発泡体で実施した消臭試験の測定結果を示す図である。
【図４】本発明の光触媒浄化フィルターのカバー断面図である。
【図５】本発明の光触媒浄化フィルターの断面図である。
【図６】本発明の光触媒浄化フィルターの仕切り板断面図である。
【図７】本発明の光触媒浄化フィルターを装着した本発明の空気脱臭器の断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ 二酸化チタン担持ガラス発泡体
２ ガラス発泡体
３ 微細孔
４ 気泡
５ 皮膜
６ 表面
７ 光触媒浄化フィルター
８ カバー
９ 筒型容器
１０ 内側面
１１ 反射体
１２ 通風孔
１３ 仕切板
１４ 底部
１５ 嵌合部
１６ 内壁
１７ 保持部
１８ 空気通過孔
１９ 紫外線蛍光灯
２０ 孔
２１ 立上げ部
２２ 周辺部
２３ 送風ファン
２４ 本体
２５ ソケット
２６ 本体カバー
２７ 嵌合部
２８ 通風孔
２９ 脚
３０ 空気脱臭器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス発泡体の表面、若しくは表面と気泡内表面が二酸化チタンのコーテイング膜で覆われていることを特徴とする二酸化チタン担持ガラス発泡体。
【請求項２】
担持体に二酸化チタンを担持させた光触媒浄化フィルターであって、請求項１に記載の二酸化チタン担持ガラス発泡体、若しくは二酸化チタン担持ガラス発泡体の集合体から成ることを特徴とする光触媒浄化フィルター。
【請求項３】
二酸化チタンを担持させた光触媒浄化フィルターであって、底部に通風孔を設けた筒型容器の中心部分に、透明または網目状に孔を配した空洞で筒型の内壁を設け、筒型容器と内壁との空間に二酸化チタン担持ガラス発泡体を取込んだことを特徴とする請求項２に記載の光触媒浄化フィルター。
【請求項４】
前記、筒型容器の少なくとも内側面を反射体としたことを特徴とする請求項３に記載の光触媒浄化フィルター。
【請求項５】
中央部の孔と、周囲に空気の通過孔を設け、さらに外周辺を４５度の角度で立上げた反射体から成る仕切板を、前記、筒型容器の内部に配置したことを特徴とする請求項３乃至請求項４に記載の光触媒浄化フィルター。
【請求項６】
二酸化チタンを担持させた光触媒浄化フィルターと紫外線蛍光灯及び送風ファンを備えた空気脱臭器において、中心部に配した紫外線蛍光灯の周囲に、請求項２乃至請求項５に記載の光触媒浄化フィルターを配置したことを特徴とする空気脱臭器。
【請求項１】
ガラス発泡体の表面、若しくは表面と気泡内表面が二酸化チタンのコーテイング膜で覆われていることを特徴とする二酸化チタン担持ガラス発泡体。
【請求項２】
担持体に二酸化チタンを担持させた光触媒浄化フィルターであって、請求項１に記載の二酸化チタン担持ガラス発泡体、若しくは二酸化チタン担持ガラス発泡体の集合体から成ることを特徴とする光触媒浄化フィルター。
【請求項３】
二酸化チタンを担持させた光触媒浄化フィルターであって、底部に通風孔を設けた筒型容器の中心部分に、透明または網目状に孔を配した空洞で筒型の内壁を設け、筒型容器と内壁との空間に二酸化チタン担持ガラス発泡体を取込んだことを特徴とする請求項２に記載の光触媒浄化フィルター。
【請求項４】
前記、筒型容器の少なくとも内側面を反射体としたことを特徴とする請求項３に記載の光触媒浄化フィルター。
【請求項５】
中央部の孔と、周囲に空気の通過孔を設け、さらに外周辺を４５度の角度で立上げた反射体から成る仕切板を、前記、筒型容器の内部に配置したことを特徴とする請求項３乃至請求項４に記載の光触媒浄化フィルター。
【請求項６】
二酸化チタンを担持させた光触媒浄化フィルターと紫外線蛍光灯及び送風ファンを備えた空気脱臭器において、中心部に配した紫外線蛍光灯の周囲に、請求項２乃至請求項５に記載の光触媒浄化フィルターを配置したことを特徴とする空気脱臭器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１４４３８１（Ｐ２００７−１４４３８１Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７０８０２（Ｐ２００５−３７０８０２）
【出願日】平成１７年１１月２５日（２００５．１１．２５）
【出願人】（５０５４７３２２６）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２５日（２００５．１１．２５）
【出願人】（５０５４７３２２６）
【Ｆターム（参考）】
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