有害物質低減システムを備えた居室
【課題】 特別な装置を用いることなく居室内空気中のの有害物質を効率よく分解し、有害物質濃度を低減することができる居室を提供する。
【解決手段】 可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材１と、この天井材１表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置２と、天井材１表面を直接照射する照明設備３とを備え、空気流発生装置２で発生させた空気流中の有害物質を前記照明設備３により照射された天井材１表面に吸着させ、有害物質を可視光型光触媒で分解して居室内空気中の有害物質濃度を低減する。
【解決手段】 可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材１と、この天井材１表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置２と、天井材１表面を直接照射する照明設備３とを備え、空気流発生装置２で発生させた空気流中の有害物質を前記照明設備３により照射された天井材１表面に吸着させ、有害物質を可視光型光触媒で分解して居室内空気中の有害物質濃度を低減する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、有害物質低減システムを備えた居室に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅用部材から放散されるホルムアルデヒド等の有機化合物が住宅の室内空気を汚染し、いわゆるシックハウス症候群等を引き起こす一因となると指摘されている。また、ペット等に由来するアンモニア等の臭気物質で室内空気が汚染されると、居住者に不快感を与える。
【０００３】
これらの問題を解決するため、シックハウス症候群等の原因物質とされる室内空気中のホルムアルデヒド等の有機化合物やアンモニア等の臭気物質といった有害物質を酸化チタンなどの光触媒により吸着・分解して、居室内空気の有害物質濃度を低減する部材が知られている（たとえば、特許文献１参照）。さらに、表面に凹凸を設けることで消臭性、抗菌性を向上させた内装材（たとえば、特許文献２参照）や導電性板状基材表面の一方の表面に光触媒層を形成し、他方の表面に光触媒層の光励起により生じた電子の還元反応を促進する触媒層を形成して室内照明でもって浄化機能を発揮する光触媒部材（たとえば、特許文献３参照）も提案されている。また、浴室の内壁にコーティングした酸化チタンに紫外線を照射する紫外線照射手段と、室内空気を還流させる還流手段とを設けた浴室構造も提案されている（たとえば、特許文献４参照）。
【０００４】
しかしながら、上記部材や浴室構造は有害物質の優れた分解能を有するものであるが、上記特許文献１〜３の部材によれば有害物質を分解作用部位に能動的に集める機能を有していないため、効率の点で空気清浄器と比べると未だ低く、その向上が望まれているのが実情である。また、上記浴室構造によれば酸化チタンのコーティング面に紫外線照射するなど特別な装置を用いる必要があった。
【特許文献１】特開平９−１４０４７９号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４４５３号公報
【特許文献３】特開２００２−３５５９９号公報
【特許文献４】特開２００１―２０５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本願発明は、以上の通りの背景からなされたものであり、特別な装置を用いることなく居室内空気中の有害物質を効率よく分解し、有害物質濃度を低減することができる居室を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、前記の課題を解決するものとして、第１には、可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備え、空気流発生装置で発生させた空気流中の有害物質を前記照明設備により照射された天井材表面に吸着させ、有害物質を可視光型光触媒で分解して居室内空気中の有害物質濃度を低減するようにしていることを特徴とする。
【０００７】
そして、第２には、上記の有害物質低減システムを備えた居室において、天井材が折り上げ天井の直天井面に配設され、照明設備が折り上げ天井の側面部に設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記第１の発明では、可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備えていることにより、シックハウス症候群などの原因物質とされる居室内空気中のホルムアルデヒドなどの有機化合物やアンモニアなどの臭気物質といった有害物質が空気流により天井材表面に導かれてその表面に吸着され、可視光型光触媒で分解される。このとき、蛍光灯に代表される室内光で天井材表面を直接照射するため、有害物質を効率よく分解することができる。このため、居室内空気中の有害物質濃度を効率よく低減することができる。
【０００９】
また、天井表面への照射光は、居室全体に対する間接照明として機能し、高いデザイン性と居室利用者への快適感を与えることができる。
【００１０】
上記第２の発明では、天井材が折り上げ天井の直天井面に配設され、照明設備が折り上げ天井の側面部に設置されていることにより、機能性と高いデザイン性を兼ね備えた折り上げ天井構造の居室とすることができる。すなわち、照明設備を折り上げ天井の側面部に設置することで室内空間に露出されなくなるため、有害物質分解能とともに居室の高いデザイン性を両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本願発明は前記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１２】
本願発明は、可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備えている。
【００１３】
天井材の最表面に備えられる可視光型光触媒は、可視光領域の照射光で光触媒作用を発現するものであれば特に限定されるものではなく、たとえば酸素欠陥型酸化チタン、色素増感型酸化チタン、金属担持型酸化チタンなどを用いることができる。可視光型光触媒を天井材表面に備える方法としては、特に限定されるものではないが、たとえば可視光型光触媒を含んだ塗料を刷毛塗りやローラ塗りで塗布したり、スプレーで噴霧するなどの方法を例示することができる。
【００１４】
このように天井材の最表面に有害物質分解能を有する可視光型光触媒が備えられていることにより、天井材表面では、たとえば、蛍光灯などの室内照明や窓の開口部から入射する太陽光などの微弱な紫外線および近傍の可視光領域によってヒドロキシラジカルやスーパーオキサイドイオンなどの活性酸素種が発生する。これら活性酸素種は強力な酸化作用を発現し、天井材表面に吸着したホルムアルデヒドなどの有機化合物やアンモニアなどの臭気物質といった有害物質を酸化して無害な物質に分解される。たとえば、ホルムアルデヒドの場合は、二酸化炭素と水に分解される。
【００１５】
本願発明における天井材は、住宅などの居室の天井に用いられる内装建材あるいはその材料を含むものであり、天井表面として居室内の空気に接触している形態であれば、特に限定されるものではない。たとえば、壁紙、無機質系天井材、木質系天井材などが挙げられる。
【００１６】
空気流発生装置は、天井材表面に沿って空気流を発生させ、上述した居室内空気中の有害物質を天井材表面に導くものである。このような空気流発生装置は、たとえば、攪拌装置や換気装置などが挙げられる。攪拌装置としてはシーリングファンなどの吸引型ファンを例示することができ、この吸引型ファンを用いた場合には、居室内の空気を吸引し内装建材表面に吹き出し流として排出するようにする。換気装置としては給排気同時型換気扇であってもよいし、一部循環型換気扇であってもよい。給排気同時型換気扇を用いた場合には、外部からの給気による吹き出し流を内装建材表面に向けて発生させるようにする。
【００１７】
いずれにしてもこれらの空気流発生装置によって天井材表面に向けて発生させた吹き出し流は、その周囲の空気が誘引されて形成した誘引流を伴った空気流として天井材表面に導かれることになる。導かれた空気流は天井材表面に沿って流れ、天井材表面における物質移動が促進される。可視光型光触媒を備えた天井材による有害物質の分解は、天井材表面への有害物質の吸着から開始されるため、空気流の物質移動により天井材表面への有害物質の吸着が促進されると有害物質の分解も促進される。
【００１８】
内装建材表面の空気流の風速としては、可視光型光触媒の性能を十分に発揮させるという観点から、通常の住宅における居室の内装建材表面の空気流の風速（一般に０．１〜０．３m／s程度）を超える速度、すなわち０．３m／sを超えて、２ｍ／ｓ程度までの範囲とすることが考慮される。居室内滞在者に不快感を感じさせないようにするためには１ｍ／ｓ程度以下とすることが望ましい。
【００１９】
したがって、空気流発生装置は、内装建材表面の空気流の風速が０．３m／sを超えて２ｍ／s程度までの範囲になるように設定されることが望ましい。
【００２０】
空気流発生装置の設置場所としては、空気流を天井材表面に沿って発生させることができるような場所であれば特に限定されることはない。たとえば、空気流発生装置を壁面に設けてもよいし、天井材に設けてもよい。
【００２１】
なお、空気流についての詳細な説明は後述する。
【００２２】
本願発明における照明設備は、たとえば、可視光を照射する蛍光灯や白熱灯などを用いることができる。このとき、可視光型光触媒の性能を十分に発揮させるという観点から、この照明設備で直接照射された天井材の照度が、１００ｌｘ以上になるようにすることが好ましい。１００ｌｘ未満の場合には有害物質を効率よく分解できない場合がある。
【００２３】
この照明設備の設置場所としては、天井材近傍の壁面に設置することが考慮されるが、天井材表面を直接照射することができる場所であれば特に限定されることはない。また、照明設備は複数あってもよい。このような照明設備は、間接照明として居室照明の一部としての機能も有し、高いデザイン性と居室利用者への快適感を与えることができる。
【００２４】
本願発明は、以上のような照明設備で天井材表面を直接照射することによって、天井材表面に吸着された有害物質をより効果的に分解している。この結果、居室内空気中の有害物質濃度を効率よく低減することができるのである。
【００２５】
図１は、本願発明の有害物質低減システムを備えた居室の一実施形態を模式的に例示した断面図である。この実施形態は、可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材１を配設し、空気流発生装置２としての給排気同時型換気扇２１と照明設備３を壁面４に設置している。
【００２６】
壁面４に設置した給排気同時型換気扇２１は、外気を居室内に給気して（矢印Ａ）天井材１に向けて吹き出し（矢印Ｂ）、居室内の空気を吸引して（矢印Ｃ）室外に排気している（矢印Ｄ）。この実施形態では、矢印Ｂで示される吹き出し流に伴って居室内の空気が誘引されて空気中の有害物質が天井材１表面に導かれることになる。
【００２７】
照明設備３は天井材１近傍の壁面４に設置され、天井材１表面を直接照射するようにしている。これによって、天井材１表面に導かれた有害物質は効果的に分解されることになる。
【００２８】
したがって、以上の実施形態では、誘引された空気中の有害物質が天井材１表面で分解されるとともに居室の給排気が同時に行われるので、居室内空気中の有害物質濃度を効率よく低減することができる。
【００２９】
図２は、本願発明の有害物質低減システムを備えた居室の別の実施形態を模式的に例示した断面図である。この実施形態は、可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材１を配設し、空気流発生装置２としての吸引型ファン２２を天井材１に、照明設備３を壁面４に設置している。
【００３０】
天井材１に設置した吸引型ファン２２は、居室内の空気を吸引して（矢印Ａ）天井材１表面に沿って吹き出している（矢印Ｂ）。この実施形態では、居室内空気中の有害物質が、矢印Ｂで示される吹き出し流とこの吹きだし流に伴う誘引流とにより天井材１表面に導かれることになる。
【００３１】
照明設備３は天井材１近傍の壁面４に設置され、天井材１表面を直接照射するようにしている。これによって、天井材１表面に導かれた有害物質は効果的に分解されることになる。
【００３２】
したがって、以上の実施形態では、空気中の有害物質が効率よく天井材１表面に導かれるとともに有害物質が効果的に分解されるので、居室内空気中の有害物質濃度を効率よく低減することができる。
【００３３】
本願発明は、天井材を折り上げ天井の直天井面に配設し、照明設備を折り上げ天井の側面部に設置するようにしてもよい。これによって、機能性と高いデザイン性を兼ね備えた折り上げ天井構造の居室とすることができる。
【００３４】
図３は、上記折り上げ天井構造の居室の実施形態を模式的に例示した断面図である。この実施形態は、可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材１を折り上げ天井の直天井面に配設し、空気流発生装置２としての吸引型ファン２２を天井材１に、照明設備３を折り上げ天井の側面部５に設置している。
【００３５】
上記の実施形態と同様に、天井材１に設置した吸引型ファン２２は、居室内の空気を吸引して（矢印Ａ）天井材１表面に沿って吹き出している（矢印Ｂ）。この実施形態では、居室内空気中の有害物質が、矢印Ｂで示される吹き出し流とこの吹きだし流に伴う誘引流とにより天井材１表面に導かれることになる。
【００３６】
照明設備３は上記のとおり天井材１近傍の側面部５に設置され、天井材１表面を直接照射するようにしている。これによって、天井材１表面に導かれた有害物質は効果的に分解されることになる。また、照明設備３の室内空間の露出が少なくなるため、高いデザイン性を与えることができる。
【００３７】
したがって、以上の実施形態では、空気中の有害物質が効率よく天井材１表面に導かれるとともに有害物質が効果的に分解されるので、居室内空気中の有害物質濃度を効率よく低減することができる。さらに、このような有害物質分解能とともに居室の高いデザイン性を両立させることができる。
【００３８】
本願発明の空気流は、空気流発生装置からの吹き出し流とこの吹き出し流によって形成された誘引流を伴った空気流としている。
【００３９】
図４は、上記の空気流を説明するための模式図である。図４によれば、攪拌装置や換気扇などの空気流発生装置の吹き出し口６から図中のＡ方向に向けて吹き出し流が発生している。図中のＢは吹き出し流の風速分布を、破線Ｃは吹き出し流の展開範囲を示しており、吹き出し口６から離れるにつれて展開範囲が拡がり風速が弱まっていることを示している。誘引流７は、吹き出し流近傍の空気が吹き出し流に伴って形成される空気流のことを意味しており、吹き出し口６に近い展開範囲では吹き出し流の風速が強いため誘引流７が形成されやすくなっている。
【００４０】
以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって本願発明が限定されることはない。
【実施例】
【００４１】
＜実施例1＞
市販の壁紙に１０重量％の尿素水溶液をスプレーで２０g／ｍ２塗布し、常温で２４時間放置して乾燥させ、尿素を含有する壁紙を得た。
【００４２】
硝酸クロム（III）９水和物（Ｃｒ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）０．４部を９４．６部の水にて溶解した後、紫外光型の光触媒であるアナターゼ型酸化チタン（商品名：ＳＴ−０１石原産業株式会社製）５部を加えてよく攪拌し、常温にて２４時間放置した。エバポレーターを用いて１００℃−２４時間の条件で水を蒸発させた後、固形分を５００℃−２４時間の条件で焼成することによって、酸化チタン表面にクロムを担持した金属担持型可視光型光触媒を得た。
【００４３】
テトラエトキシシラン（商品名：エチルシリケート２８ コルコート株式会社製）３４部にメタノール６０部を加え、さらに水３部および０．０１Ｎの塩酸３部を混合し、ディスパーを用いてよく混合し、６０℃恒温槽中にて２時間加熱することにより、無機系塗膜のレジンとなる有機ケイ素アルコキシドの加水分解物および部分加水分解物を得た。ここに金属担持型可視光型光触媒２０部を添加した後に全固形分が５％になるようメタノールで希釈することによって、可視光型光触媒含有無機系塗料を得た。
【００４４】
市販の壁紙に可視光型光触媒含有無機系塗料をスプレーで２０ｇ／ｍ２塗布し、１５０℃１分の条件で乾燥させることにより、最表面に可視光型光触媒を含有する塗膜を有し、基材中に尿素を含有する、有害物質を分解・無害化する能力を有した壁紙を得た。
【００４５】
床材としてホルムアルデヒド発散等級がＦ☆☆である普通合板を用い、壁および天井を市販の石膏ボードとした試験用居室を作製した。この試験用居室の床面積は１０ｍ２、天井高さは２．４ｍとした。この試験用居室の天井全面に、上記壁紙を酢酸ビニル系接着剤を用いて貼り付けた。壁面には、特別な処理を施していない市販の壁紙を同様に酢酸ビニル系接着剤を用いて貼り付けた。さらに、試験用居室の壁面の一ヶ所に給排気同時型換気扇を設置した。給排気同時型換気扇の有効換気量は１０ｍ３／ｈとした。これにより、試験用居室の換気回数は０．４２回／ｈとなった。
【００４６】
給排気同時型換気扇の吹き出し流によって、上記の最表面に可視光型光触媒を含有する壁紙を張った天井面に沿う空気流が発生するように、吹き出し流の風速と吹き出し口形状を設定した。
【００４７】
天井面近傍（天井面から５ｃｍの位置）における風速を熱式風速計（商品名：クリモマスター風速計 日本力ノマックス株式会社製）にて測定した。測定点は、吹き出し口から１ｍ以上離れ、なおかつ吹き出し口からの噴流が直接あたらない任意の４点とし、さらに、天井面中央も含めた計５点にて測定を行った。計５点の風速測定値を平均すると、０．５ｍ／sであった。
【００４８】
また、天井近傍の壁面にスポットライト型の白色蛍光灯を天井面に直接照射するように複数設置し、天井面中央と、天井面の４隅近傍（隅から１０ｃｍの位置）の計５点にて照度をデジタル照度計（商品名：ＬＸ−１３３５ 株式会社カスタム製）にて測定した。照度測定値の平均が、５０００ｌｘとなるように調整した。なお、天井面全体における照度は、１０００ｌｘから６０００ｌｘの範囲となった。
【００４９】
以上により、可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備え、有害物質の低減が可能な居室を得た。
＜性能の評価＞
（ホルムアルデヒド濃度低減性能）
試験用居室内のホルムアルデヒド気中濃度を、給排気同時型換気扇の排出空気を捕集し、分析・定量することで測定した。空気捕集法およびホルムアルデヒド気中濃度の分析・定量方法は、厚生労働省の定める「室内空気中化学物質の採取方法と測定方法」に準拠した。具体的には、給排気同時型換気扇を運転してから１６時間以上放置し、試験用居室内の空気が定常状態になってから、給排気同時型換気扇の排出空気をＤＮＰＨ捕集管（製品名：ＸｐｏＳｕｒｅサンプラー 日本ウォーターズ株式会社製）にポンプを用いて１０Ｌ採取し、排出空気中のホルムアルデヒドを固着化した。次に、ＤＮＰＨ捕集管に固着したホルムアルデヒド誘導体をアセトニトリルで抽出した後、高速液体クロマトグラフ装置にて分析・定量した。
【００５０】
ホルムアルデヒド濃度低減性能としては、後述する比較例１のホルムアルデヒド気中濃度に対する低減率で表した。
【００５１】
この結果を表１に示した。
【００５２】
【表１】
以下の比較例１〜３で得た試験用居室についても同様にホルムアルデヒド気中濃度とホルムアルデヒド濃度低減性能を測定した。
＜比較例1＞
天井面に、特別な処理を施していない市販の壁紙を同様に酢酸ビニル系接着剤を用いて貼り付けたこと以外は実施例１と同様にして試験用居室を得た。
＜比較例２＞
天井面に住宅用シーリングライト（白色蛍光灯）を設置して天井面に直接照射せず居室内に光を照射する一方、天井近傍の壁面に設置したスポットライト型白色蛍光灯を稼動させなかったこと以外は実施例１と同様にして試験用居室を得た。天井面全体における照度は、５０から２５０ｌｘの範囲であった。
＜比較例３＞
実施例１で得た試験用居室において、給排気同時型換気扇の吹き出し口形状を調整して、天井面に沿う空気流が発生しないようした。吹き出しロから１ｍ離れた溝内の天井面近傍（天井面から５ｃｍの位置）における風速を熱式風速計にて測定したところ、０．２ｍ／sであった。
【００５３】
表１より、実施例１の試験用居室は、可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備えていることより、大きなホルムアルデヒド濃度低減性能を示した。一方、比較例１〜３では、実施例に比べてホルムアルデヒド濃度低減性能が小さいことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材を配設し、給排気同時型換気扇と照明設備を壁面に設置した居室を模式的に例示した断面図である。
【図２】可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材を配設し、吸引型ファンをこの天井材に、照明設備を壁面に設置した居室を模式的に例示した断面図である。
【図３】可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材を折り上げ天井の直天井面に配設し、吸引型ファンを天井材に、照明設備を折り上げ天井の側面部に設置した居室を模式的に例示した断面図である。
【図４】空気流を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 天井材
２ 空気流発生装置
２１ 給排気同時型換気扇
２２ 吸引型ファン
３ 照明設備
４ 壁面
５ 側面部
６ 吹き出し口
７ 誘引流
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、有害物質低減システムを備えた居室に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、住宅用部材から放散されるホルムアルデヒド等の有機化合物が住宅の室内空気を汚染し、いわゆるシックハウス症候群等を引き起こす一因となると指摘されている。また、ペット等に由来するアンモニア等の臭気物質で室内空気が汚染されると、居住者に不快感を与える。
【０００３】
これらの問題を解決するため、シックハウス症候群等の原因物質とされる室内空気中のホルムアルデヒド等の有機化合物やアンモニア等の臭気物質といった有害物質を酸化チタンなどの光触媒により吸着・分解して、居室内空気の有害物質濃度を低減する部材が知られている（たとえば、特許文献１参照）。さらに、表面に凹凸を設けることで消臭性、抗菌性を向上させた内装材（たとえば、特許文献２参照）や導電性板状基材表面の一方の表面に光触媒層を形成し、他方の表面に光触媒層の光励起により生じた電子の還元反応を促進する触媒層を形成して室内照明でもって浄化機能を発揮する光触媒部材（たとえば、特許文献３参照）も提案されている。また、浴室の内壁にコーティングした酸化チタンに紫外線を照射する紫外線照射手段と、室内空気を還流させる還流手段とを設けた浴室構造も提案されている（たとえば、特許文献４参照）。
【０００４】
しかしながら、上記部材や浴室構造は有害物質の優れた分解能を有するものであるが、上記特許文献１〜３の部材によれば有害物質を分解作用部位に能動的に集める機能を有していないため、効率の点で空気清浄器と比べると未だ低く、その向上が望まれているのが実情である。また、上記浴室構造によれば酸化チタンのコーティング面に紫外線照射するなど特別な装置を用いる必要があった。
【特許文献１】特開平９−１４０４７９号公報
【特許文献２】特開２００３−３３４４５３号公報
【特許文献３】特開２００２−３５５９９号公報
【特許文献４】特開２００１―２０５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本願発明は、以上の通りの背景からなされたものであり、特別な装置を用いることなく居室内空気中の有害物質を効率よく分解し、有害物質濃度を低減することができる居室を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は、前記の課題を解決するものとして、第１には、可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備え、空気流発生装置で発生させた空気流中の有害物質を前記照明設備により照射された天井材表面に吸着させ、有害物質を可視光型光触媒で分解して居室内空気中の有害物質濃度を低減するようにしていることを特徴とする。
【０００７】
そして、第２には、上記の有害物質低減システムを備えた居室において、天井材が折り上げ天井の直天井面に配設され、照明設備が折り上げ天井の側面部に設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記第１の発明では、可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備えていることにより、シックハウス症候群などの原因物質とされる居室内空気中のホルムアルデヒドなどの有機化合物やアンモニアなどの臭気物質といった有害物質が空気流により天井材表面に導かれてその表面に吸着され、可視光型光触媒で分解される。このとき、蛍光灯に代表される室内光で天井材表面を直接照射するため、有害物質を効率よく分解することができる。このため、居室内空気中の有害物質濃度を効率よく低減することができる。
【０００９】
また、天井表面への照射光は、居室全体に対する間接照明として機能し、高いデザイン性と居室利用者への快適感を与えることができる。
【００１０】
上記第２の発明では、天井材が折り上げ天井の直天井面に配設され、照明設備が折り上げ天井の側面部に設置されていることにより、機能性と高いデザイン性を兼ね備えた折り上げ天井構造の居室とすることができる。すなわち、照明設備を折り上げ天井の側面部に設置することで室内空間に露出されなくなるため、有害物質分解能とともに居室の高いデザイン性を両立させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本願発明は前記のとおりの特徴をもつものであるが、以下に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１２】
本願発明は、可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備えている。
【００１３】
天井材の最表面に備えられる可視光型光触媒は、可視光領域の照射光で光触媒作用を発現するものであれば特に限定されるものではなく、たとえば酸素欠陥型酸化チタン、色素増感型酸化チタン、金属担持型酸化チタンなどを用いることができる。可視光型光触媒を天井材表面に備える方法としては、特に限定されるものではないが、たとえば可視光型光触媒を含んだ塗料を刷毛塗りやローラ塗りで塗布したり、スプレーで噴霧するなどの方法を例示することができる。
【００１４】
このように天井材の最表面に有害物質分解能を有する可視光型光触媒が備えられていることにより、天井材表面では、たとえば、蛍光灯などの室内照明や窓の開口部から入射する太陽光などの微弱な紫外線および近傍の可視光領域によってヒドロキシラジカルやスーパーオキサイドイオンなどの活性酸素種が発生する。これら活性酸素種は強力な酸化作用を発現し、天井材表面に吸着したホルムアルデヒドなどの有機化合物やアンモニアなどの臭気物質といった有害物質を酸化して無害な物質に分解される。たとえば、ホルムアルデヒドの場合は、二酸化炭素と水に分解される。
【００１５】
本願発明における天井材は、住宅などの居室の天井に用いられる内装建材あるいはその材料を含むものであり、天井表面として居室内の空気に接触している形態であれば、特に限定されるものではない。たとえば、壁紙、無機質系天井材、木質系天井材などが挙げられる。
【００１６】
空気流発生装置は、天井材表面に沿って空気流を発生させ、上述した居室内空気中の有害物質を天井材表面に導くものである。このような空気流発生装置は、たとえば、攪拌装置や換気装置などが挙げられる。攪拌装置としてはシーリングファンなどの吸引型ファンを例示することができ、この吸引型ファンを用いた場合には、居室内の空気を吸引し内装建材表面に吹き出し流として排出するようにする。換気装置としては給排気同時型換気扇であってもよいし、一部循環型換気扇であってもよい。給排気同時型換気扇を用いた場合には、外部からの給気による吹き出し流を内装建材表面に向けて発生させるようにする。
【００１７】
いずれにしてもこれらの空気流発生装置によって天井材表面に向けて発生させた吹き出し流は、その周囲の空気が誘引されて形成した誘引流を伴った空気流として天井材表面に導かれることになる。導かれた空気流は天井材表面に沿って流れ、天井材表面における物質移動が促進される。可視光型光触媒を備えた天井材による有害物質の分解は、天井材表面への有害物質の吸着から開始されるため、空気流の物質移動により天井材表面への有害物質の吸着が促進されると有害物質の分解も促進される。
【００１８】
内装建材表面の空気流の風速としては、可視光型光触媒の性能を十分に発揮させるという観点から、通常の住宅における居室の内装建材表面の空気流の風速（一般に０．１〜０．３m／s程度）を超える速度、すなわち０．３m／sを超えて、２ｍ／ｓ程度までの範囲とすることが考慮される。居室内滞在者に不快感を感じさせないようにするためには１ｍ／ｓ程度以下とすることが望ましい。
【００１９】
したがって、空気流発生装置は、内装建材表面の空気流の風速が０．３m／sを超えて２ｍ／s程度までの範囲になるように設定されることが望ましい。
【００２０】
空気流発生装置の設置場所としては、空気流を天井材表面に沿って発生させることができるような場所であれば特に限定されることはない。たとえば、空気流発生装置を壁面に設けてもよいし、天井材に設けてもよい。
【００２１】
なお、空気流についての詳細な説明は後述する。
【００２２】
本願発明における照明設備は、たとえば、可視光を照射する蛍光灯や白熱灯などを用いることができる。このとき、可視光型光触媒の性能を十分に発揮させるという観点から、この照明設備で直接照射された天井材の照度が、１００ｌｘ以上になるようにすることが好ましい。１００ｌｘ未満の場合には有害物質を効率よく分解できない場合がある。
【００２３】
この照明設備の設置場所としては、天井材近傍の壁面に設置することが考慮されるが、天井材表面を直接照射することができる場所であれば特に限定されることはない。また、照明設備は複数あってもよい。このような照明設備は、間接照明として居室照明の一部としての機能も有し、高いデザイン性と居室利用者への快適感を与えることができる。
【００２４】
本願発明は、以上のような照明設備で天井材表面を直接照射することによって、天井材表面に吸着された有害物質をより効果的に分解している。この結果、居室内空気中の有害物質濃度を効率よく低減することができるのである。
【００２５】
図１は、本願発明の有害物質低減システムを備えた居室の一実施形態を模式的に例示した断面図である。この実施形態は、可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材１を配設し、空気流発生装置２としての給排気同時型換気扇２１と照明設備３を壁面４に設置している。
【００２６】
壁面４に設置した給排気同時型換気扇２１は、外気を居室内に給気して（矢印Ａ）天井材１に向けて吹き出し（矢印Ｂ）、居室内の空気を吸引して（矢印Ｃ）室外に排気している（矢印Ｄ）。この実施形態では、矢印Ｂで示される吹き出し流に伴って居室内の空気が誘引されて空気中の有害物質が天井材１表面に導かれることになる。
【００２７】
照明設備３は天井材１近傍の壁面４に設置され、天井材１表面を直接照射するようにしている。これによって、天井材１表面に導かれた有害物質は効果的に分解されることになる。
【００２８】
したがって、以上の実施形態では、誘引された空気中の有害物質が天井材１表面で分解されるとともに居室の給排気が同時に行われるので、居室内空気中の有害物質濃度を効率よく低減することができる。
【００２９】
図２は、本願発明の有害物質低減システムを備えた居室の別の実施形態を模式的に例示した断面図である。この実施形態は、可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材１を配設し、空気流発生装置２としての吸引型ファン２２を天井材１に、照明設備３を壁面４に設置している。
【００３０】
天井材１に設置した吸引型ファン２２は、居室内の空気を吸引して（矢印Ａ）天井材１表面に沿って吹き出している（矢印Ｂ）。この実施形態では、居室内空気中の有害物質が、矢印Ｂで示される吹き出し流とこの吹きだし流に伴う誘引流とにより天井材１表面に導かれることになる。
【００３１】
照明設備３は天井材１近傍の壁面４に設置され、天井材１表面を直接照射するようにしている。これによって、天井材１表面に導かれた有害物質は効果的に分解されることになる。
【００３２】
したがって、以上の実施形態では、空気中の有害物質が効率よく天井材１表面に導かれるとともに有害物質が効果的に分解されるので、居室内空気中の有害物質濃度を効率よく低減することができる。
【００３３】
本願発明は、天井材を折り上げ天井の直天井面に配設し、照明設備を折り上げ天井の側面部に設置するようにしてもよい。これによって、機能性と高いデザイン性を兼ね備えた折り上げ天井構造の居室とすることができる。
【００３４】
図３は、上記折り上げ天井構造の居室の実施形態を模式的に例示した断面図である。この実施形態は、可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材１を折り上げ天井の直天井面に配設し、空気流発生装置２としての吸引型ファン２２を天井材１に、照明設備３を折り上げ天井の側面部５に設置している。
【００３５】
上記の実施形態と同様に、天井材１に設置した吸引型ファン２２は、居室内の空気を吸引して（矢印Ａ）天井材１表面に沿って吹き出している（矢印Ｂ）。この実施形態では、居室内空気中の有害物質が、矢印Ｂで示される吹き出し流とこの吹きだし流に伴う誘引流とにより天井材１表面に導かれることになる。
【００３６】
照明設備３は上記のとおり天井材１近傍の側面部５に設置され、天井材１表面を直接照射するようにしている。これによって、天井材１表面に導かれた有害物質は効果的に分解されることになる。また、照明設備３の室内空間の露出が少なくなるため、高いデザイン性を与えることができる。
【００３７】
したがって、以上の実施形態では、空気中の有害物質が効率よく天井材１表面に導かれるとともに有害物質が効果的に分解されるので、居室内空気中の有害物質濃度を効率よく低減することができる。さらに、このような有害物質分解能とともに居室の高いデザイン性を両立させることができる。
【００３８】
本願発明の空気流は、空気流発生装置からの吹き出し流とこの吹き出し流によって形成された誘引流を伴った空気流としている。
【００３９】
図４は、上記の空気流を説明するための模式図である。図４によれば、攪拌装置や換気扇などの空気流発生装置の吹き出し口６から図中のＡ方向に向けて吹き出し流が発生している。図中のＢは吹き出し流の風速分布を、破線Ｃは吹き出し流の展開範囲を示しており、吹き出し口６から離れるにつれて展開範囲が拡がり風速が弱まっていることを示している。誘引流７は、吹き出し流近傍の空気が吹き出し流に伴って形成される空気流のことを意味しており、吹き出し口６に近い展開範囲では吹き出し流の風速が強いため誘引流７が形成されやすくなっている。
【００４０】
以下に実施例を示し、さらに詳しく説明する。もちろん以下の例によって本願発明が限定されることはない。
【実施例】
【００４１】
＜実施例1＞
市販の壁紙に１０重量％の尿素水溶液をスプレーで２０g／ｍ２塗布し、常温で２４時間放置して乾燥させ、尿素を含有する壁紙を得た。
【００４２】
硝酸クロム（III）９水和物（Ｃｒ（ＮＯ３）３・９Ｈ２Ｏ）０．４部を９４．６部の水にて溶解した後、紫外光型の光触媒であるアナターゼ型酸化チタン（商品名：ＳＴ−０１石原産業株式会社製）５部を加えてよく攪拌し、常温にて２４時間放置した。エバポレーターを用いて１００℃−２４時間の条件で水を蒸発させた後、固形分を５００℃−２４時間の条件で焼成することによって、酸化チタン表面にクロムを担持した金属担持型可視光型光触媒を得た。
【００４３】
テトラエトキシシラン（商品名：エチルシリケート２８ コルコート株式会社製）３４部にメタノール６０部を加え、さらに水３部および０．０１Ｎの塩酸３部を混合し、ディスパーを用いてよく混合し、６０℃恒温槽中にて２時間加熱することにより、無機系塗膜のレジンとなる有機ケイ素アルコキシドの加水分解物および部分加水分解物を得た。ここに金属担持型可視光型光触媒２０部を添加した後に全固形分が５％になるようメタノールで希釈することによって、可視光型光触媒含有無機系塗料を得た。
【００４４】
市販の壁紙に可視光型光触媒含有無機系塗料をスプレーで２０ｇ／ｍ２塗布し、１５０℃１分の条件で乾燥させることにより、最表面に可視光型光触媒を含有する塗膜を有し、基材中に尿素を含有する、有害物質を分解・無害化する能力を有した壁紙を得た。
【００４５】
床材としてホルムアルデヒド発散等級がＦ☆☆である普通合板を用い、壁および天井を市販の石膏ボードとした試験用居室を作製した。この試験用居室の床面積は１０ｍ２、天井高さは２．４ｍとした。この試験用居室の天井全面に、上記壁紙を酢酸ビニル系接着剤を用いて貼り付けた。壁面には、特別な処理を施していない市販の壁紙を同様に酢酸ビニル系接着剤を用いて貼り付けた。さらに、試験用居室の壁面の一ヶ所に給排気同時型換気扇を設置した。給排気同時型換気扇の有効換気量は１０ｍ３／ｈとした。これにより、試験用居室の換気回数は０．４２回／ｈとなった。
【００４６】
給排気同時型換気扇の吹き出し流によって、上記の最表面に可視光型光触媒を含有する壁紙を張った天井面に沿う空気流が発生するように、吹き出し流の風速と吹き出し口形状を設定した。
【００４７】
天井面近傍（天井面から５ｃｍの位置）における風速を熱式風速計（商品名：クリモマスター風速計 日本力ノマックス株式会社製）にて測定した。測定点は、吹き出し口から１ｍ以上離れ、なおかつ吹き出し口からの噴流が直接あたらない任意の４点とし、さらに、天井面中央も含めた計５点にて測定を行った。計５点の風速測定値を平均すると、０．５ｍ／sであった。
【００４８】
また、天井近傍の壁面にスポットライト型の白色蛍光灯を天井面に直接照射するように複数設置し、天井面中央と、天井面の４隅近傍（隅から１０ｃｍの位置）の計５点にて照度をデジタル照度計（商品名：ＬＸ−１３３５ 株式会社カスタム製）にて測定した。照度測定値の平均が、５０００ｌｘとなるように調整した。なお、天井面全体における照度は、１０００ｌｘから６０００ｌｘの範囲となった。
【００４９】
以上により、可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備え、有害物質の低減が可能な居室を得た。
＜性能の評価＞
（ホルムアルデヒド濃度低減性能）
試験用居室内のホルムアルデヒド気中濃度を、給排気同時型換気扇の排出空気を捕集し、分析・定量することで測定した。空気捕集法およびホルムアルデヒド気中濃度の分析・定量方法は、厚生労働省の定める「室内空気中化学物質の採取方法と測定方法」に準拠した。具体的には、給排気同時型換気扇を運転してから１６時間以上放置し、試験用居室内の空気が定常状態になってから、給排気同時型換気扇の排出空気をＤＮＰＨ捕集管（製品名：ＸｐｏＳｕｒｅサンプラー 日本ウォーターズ株式会社製）にポンプを用いて１０Ｌ採取し、排出空気中のホルムアルデヒドを固着化した。次に、ＤＮＰＨ捕集管に固着したホルムアルデヒド誘導体をアセトニトリルで抽出した後、高速液体クロマトグラフ装置にて分析・定量した。
【００５０】
ホルムアルデヒド濃度低減性能としては、後述する比較例１のホルムアルデヒド気中濃度に対する低減率で表した。
【００５１】
この結果を表１に示した。
【００５２】
【表１】
以下の比較例１〜３で得た試験用居室についても同様にホルムアルデヒド気中濃度とホルムアルデヒド濃度低減性能を測定した。
＜比較例1＞
天井面に、特別な処理を施していない市販の壁紙を同様に酢酸ビニル系接着剤を用いて貼り付けたこと以外は実施例１と同様にして試験用居室を得た。
＜比較例２＞
天井面に住宅用シーリングライト（白色蛍光灯）を設置して天井面に直接照射せず居室内に光を照射する一方、天井近傍の壁面に設置したスポットライト型白色蛍光灯を稼動させなかったこと以外は実施例１と同様にして試験用居室を得た。天井面全体における照度は、５０から２５０ｌｘの範囲であった。
＜比較例３＞
実施例１で得た試験用居室において、給排気同時型換気扇の吹き出し口形状を調整して、天井面に沿う空気流が発生しないようした。吹き出しロから１ｍ離れた溝内の天井面近傍（天井面から５ｃｍの位置）における風速を熱式風速計にて測定したところ、０．２ｍ／sであった。
【００５３】
表１より、実施例１の試験用居室は、可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備えていることより、大きなホルムアルデヒド濃度低減性能を示した。一方、比較例１〜３では、実施例に比べてホルムアルデヒド濃度低減性能が小さいことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材を配設し、給排気同時型換気扇と照明設備を壁面に設置した居室を模式的に例示した断面図である。
【図２】可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材を配設し、吸引型ファンをこの天井材に、照明設備を壁面に設置した居室を模式的に例示した断面図である。
【図３】可視光型光触媒をその最表面に備えた天井材を折り上げ天井の直天井面に配設し、吸引型ファンを天井材に、照明設備を折り上げ天井の側面部に設置した居室を模式的に例示した断面図である。
【図４】空気流を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 天井材
２ 空気流発生装置
２１ 給排気同時型換気扇
２２ 吸引型ファン
３ 照明設備
４ 壁面
５ 側面部
６ 吹き出し口
７ 誘引流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備え、空気流発生装置で発生させた空気流中の有害物質を前記照明設備により照射された天井材表面に吸着させ、有害物質を可視光型光触媒で分解して居室内空気中の有害物質濃度を低減するようにしていることを特徴とする有害物質低減システムを備えた居室。
【請求項２】
天井材が折り上げ天井の直天井面に配設され、照明設備が折り上げ天井の側面部に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の有害物質低減システムを備えた居室。
【請求項１】
可視光型光触媒をその最表面に備えた有害物質分解能を有する天井材と、この天井材表面に沿って空気流を発生させる空気流発生装置と、天井材表面を直接照射する照明設備とを備え、空気流発生装置で発生させた空気流中の有害物質を前記照明設備により照射された天井材表面に吸着させ、有害物質を可視光型光触媒で分解して居室内空気中の有害物質濃度を低減するようにしていることを特徴とする有害物質低減システムを備えた居室。
【請求項２】
天井材が折り上げ天井の直天井面に配設され、照明設備が折り上げ天井の側面部に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の有害物質低減システムを備えた居室。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２６５９６９（Ｐ２００６−２６５９６９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−８７２５８（Ｐ２００５−８７２５８）
【出願日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２４日（２００５．３．２４）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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