空気浄化・改質シート
【課題】自動車分野における排気浄化技術、及び、燃費向上技術の改善・向上にも適用できる空気浄化・改質技術を提供する。
【解決手段】金属シートの片面又は両面に、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜を備えることを特徴とする空気浄化・改質シート。
【解決手段】金属シートの片面又は両面に、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜を備えることを特徴とする空気浄化・改質シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に、炭を素材とする炭質膜を備え、空気を浄化・改質する作用を有する空気浄化・改質シート、及び、空気浄化・改質シートを用いる空気浄化・改質方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の使用台数が急増の一途を辿り、その排気ガスによる環境汚染に伴った人体への毒性の影響、及び、炭酸ガス（CO2）による地球環境温暖化の促進が大きな社会問題となっている。
【０００３】
そのため、自動車分野においては、排ガス中の粒状物質（PM）、窒素酸化物（NOx）、炭化水素（HnCm）などの有害物質を削減する排気浄化技術、及び、燃焼効率を改善して、使用する燃料を減少し、CO2の排出を削減する燃費向上技術の改善・向上が必須の課題となっている。
【０００４】
上記課題の解決策の一つが、空気の浄化であるが、これまで、炭又は活性炭の粉末を内部に抱える空気浄化用のシート、ボード、又は、パネルが、数多く開示されている（例えば、特許文献１〜５、参照）。
【０００５】
特許文献１〜４に開示のシート、ボード、及び、パネルは、空気を通過させるか、空気の浸透を待って空気浄化を行うものであるので、空気の浄化・改質程度には限界がある。
【０００６】
特許文献５には、活性炭繊維シートで通気路を構成し、通気路の隙間を通過する空気を浄化する技術が提案されているが、除去物質は、揮発性有機化合物に限られてしまう。
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１１２８７６号公報
【特許文献２】特開平０９−１８４２７４号公報
【特許文献３】特開平１１−１６９６４１号公報
【特許文献４】特開平２００４−０５７５３８号公報
【特許文献５】特開平２００６−２８０６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、自動車分野における排気浄化技術、及び、燃費向上技術の改善・向上にも適用できる空気浄化・改質技術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】
【０００９】
本発明者は、炭を用いることを前提に、空気を浄化し、改質する手法について鋭意検討した。その結果、（ｉ）性状の異なる複数種の炭の粉末を混合すると、空気を浄化する他、空気を改質する特性が発現すること、及び、（ii）金属シートの表面に、上記混合粉末の膜を形成すると、さらに、空気の浄化・改質特性が向上することを見出した。
【００１０】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１１】
（１） 金属シートの片面又は両面に、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜を備えることを特徴とする空気浄化・改質シート。
【００１２】
（２） 前記金属シートが、銅又は銅合金シートであることを特徴とする前記（１）に記載の空気浄化・改質シート。
【００１３】
（３） 前記複数種の炭の一つが竹炭であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の空気浄化・改質シート。
【００１４】
（４） 前記炭質膜が、性状の異なる複数種の炭の粉末をバインダーと混合し、塗布、乾燥して形成したものであることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気浄化・改質シート。
【００１５】
（５） 前記炭質膜が、アルミナ粉を含むことを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気浄化・改質シート。
【００１６】
（６） 前記炭の粉末の平均粒径が、１μm以下であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の空気浄化・改質シート。
【００１７】
（７） 前記（１）〜（６）のいずれかに記載の空気浄化・改質シートを、通気路又は排気路に配置し、空気、排気、又は、汚染気体を浄化・改質することを特徴とする空気浄化・改質方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、排ガス中の粒子状物質（PM）、窒素酸化物（NOx）、炭化水素（HnCm）などの有害物質を削減できるとともに、燃焼用空気を浄化・改質して、CO2の排出を削減し燃費を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に、本発明の一態様を示す。図１に示すように、金属シート１の表面に、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜２が形成されている。本発明においては、炭質膜を、性状の異なる複数種の炭の粉末を混合して形成することが特徴である。
【００２０】
炭の銘柄又は種類は多くあるが、本発明においては、銘柄又は種類に拘らず、性状の異なる炭を粉末にし、２種以上の粉末を混合して用いることが重要なことである。
【００２１】
炭の粉末の粒径は、金属シートの表面に形成する炭質膜の厚さにより、適宜選択すればよいが、平均粒径が１μm以下であると、逆に、所望厚さの炭質膜を形成することができるので、平均粒径１μm以下が好ましい。平均粒径０．５〜１μmがより好ましい。
【００２２】
なお、炭の一つとして、竹炭を用いると、他の炭として、各種の木炭を使用することができるので、炭の一つとして、竹炭が好ましい。
【００２３】
本発明の炭質膜は、少量のアルミナ粉を含むものでもよい。本発明者は、少量のアルミナ粉を含むことにより、炭質膜の空気浄化・改質特性が向上することを、実験的に確認した。アルミナ粉の平均粒径は、炭の平均粒径と同じく、１μm以下が好ましく、０．５〜１μmがより好ましい。
【００２４】
竹炭、備長炭等、個々の銘柄又は種類の炭は、独自の電磁波を出し、空気を浄化・改質する特性を発現するが、性状の異なる炭を粉末にして混合すると、混合粉末は、個々の炭の空気浄化・改質特性を総合した以上の空気浄化・改質特性を発現する。
【００２５】
即ち、本発明者は、性状の異なる複数種の炭の粉末を混合すると、空気浄化・改質特性が相乗的に向上する現象を見出した。この点が、本発明の基礎をなす知見である。
【００２６】
本発明者は、上記現象は、個々の炭が発する電磁波の波長の微妙な差が、空気浄化・改質特性の相乗的な向上に寄与しているのではないかと考えている。
【００２７】
本発明において、複数種の炭粉末の混合割合は、空気浄化・改質特性の相乗的な向上が得られる限り、特定の混合割合に限定されないが、１種の炭粉末の割合が極端に小さいと、上記特性の向上程度も小さくなるので、所要の空気浄化・改質特性を得るため、１０質量％以上が好ましい。なお、アルミナ粉を混合する場合、１０質量％以下が好ましい。
【００２８】
また、本発明においては、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜を、金属シートの表面に形成することを特徴とする。
【００２９】
本発明者は、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜を、金属シートの表面に形成すると、炭質膜の空気浄化・改質特性が著しく向上することを見出した。
【００３０】
本発明者は、炭質膜と金属との共振・共鳴作用で、炭質膜の空気浄化・改質特性が著しく向上すると考えている。
【００３１】
金属シートの厚さは、特に限定されるものではない。使用態様に応じて、設定すればよい。また、炭質膜を形成した後、所要の形状に加工して使用してもよいし、また、所要の形状に加工した金属シートの表面に、炭質膜を形成してもよい。
【００３２】
金属シートを構成する金属は、上記共振・共鳴作用が得られる金属であればよく、特定の金属に限定されないが、銅又は銅合金が、上記共振・共鳴作用を効果的に得る点で好ましい。なお、銅は、９９．６％の純度のもので充分である。
【００３３】
炭質膜は、性状の異なる複数種の炭の粉末をバインダーと混合し、金属シートの表面（片面又は両面）に塗布し、乾燥して形成する。バインダーは、油性のものでも、水性のものでもよいが、水性バインダーは空気中の湿分を吸収し、その結果、炭が湿気を帯びることがあるので、油性バインダーが好ましい。
【００３４】
本発明の空気浄化・改質シートは、通気路又は排気路に配置して使用する。配置は、接着剤を用いて行ってもよいし、他の一般的な固定手段を用いて行ってもよい。通気路又は排気路は、空気、排気、その他、汚染気体が通過する通路であればよく、特定の通気路又は排気路に特定されない。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００３６】
（実施例１）
１μm以下の竹炭の粉末：３質量％と１μm以下の備長炭の粉末：３質量％アルミナ系粉末を有機混合粉末に混合し、この混合粉末に、さらに、油性バインダーもしくは水性バインダーを所要量混合して、長さ１４ｃｍ、幅４ｃｍ、厚さ０．３８ｍｍの銅板の片面に塗布し、乾燥し、厚さ０．５〜２０μmの炭質膜を形成した。
【００３７】
炭質膜を備える銅板を、燃焼室に通じる通気管および排気管の内側に接着剤で固定し、該銅板を通過する前後における空気中のCO2の濃度を測定した。その結果、アルミナを含む炭質膜を備える銅板の場合、排気ガス中の窒素酸化物等が著しく減少していた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、前述したように、排ガス中の粒子状物質（PM）、窒素酸化物（NOx）、炭化水素（HnCm）などの有害物質を削減できるとともに、燃焼用空気を浄化・改質して、CO2の排出を削減し燃費を高めることができる。したがって、本発明は、自動車製造産業において利用される可能性が大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 金属シート
２ 炭質膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に、炭を素材とする炭質膜を備え、空気を浄化・改質する作用を有する空気浄化・改質シート、及び、空気浄化・改質シートを用いる空気浄化・改質方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の使用台数が急増の一途を辿り、その排気ガスによる環境汚染に伴った人体への毒性の影響、及び、炭酸ガス（CO2）による地球環境温暖化の促進が大きな社会問題となっている。
【０００３】
そのため、自動車分野においては、排ガス中の粒状物質（PM）、窒素酸化物（NOx）、炭化水素（HnCm）などの有害物質を削減する排気浄化技術、及び、燃焼効率を改善して、使用する燃料を減少し、CO2の排出を削減する燃費向上技術の改善・向上が必須の課題となっている。
【０００４】
上記課題の解決策の一つが、空気の浄化であるが、これまで、炭又は活性炭の粉末を内部に抱える空気浄化用のシート、ボード、又は、パネルが、数多く開示されている（例えば、特許文献１〜５、参照）。
【０００５】
特許文献１〜４に開示のシート、ボード、及び、パネルは、空気を通過させるか、空気の浸透を待って空気浄化を行うものであるので、空気の浄化・改質程度には限界がある。
【０００６】
特許文献５には、活性炭繊維シートで通気路を構成し、通気路の隙間を通過する空気を浄化する技術が提案されているが、除去物質は、揮発性有機化合物に限られてしまう。
【０００７】
【特許文献１】特開平０８−１１２８７６号公報
【特許文献２】特開平０９−１８４２７４号公報
【特許文献３】特開平１１−１６９６４１号公報
【特許文献４】特開平２００４−０５７５３８号公報
【特許文献５】特開平２００６−２８０６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、自動車分野における排気浄化技術、及び、燃費向上技術の改善・向上にも適用できる空気浄化・改質技術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】
【０００９】
本発明者は、炭を用いることを前提に、空気を浄化し、改質する手法について鋭意検討した。その結果、（ｉ）性状の異なる複数種の炭の粉末を混合すると、空気を浄化する他、空気を改質する特性が発現すること、及び、（ii）金属シートの表面に、上記混合粉末の膜を形成すると、さらに、空気の浄化・改質特性が向上することを見出した。
【００１０】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨は以下のとおりである。
【００１１】
（１） 金属シートの片面又は両面に、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜を備えることを特徴とする空気浄化・改質シート。
【００１２】
（２） 前記金属シートが、銅又は銅合金シートであることを特徴とする前記（１）に記載の空気浄化・改質シート。
【００１３】
（３） 前記複数種の炭の一つが竹炭であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の空気浄化・改質シート。
【００１４】
（４） 前記炭質膜が、性状の異なる複数種の炭の粉末をバインダーと混合し、塗布、乾燥して形成したものであることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気浄化・改質シート。
【００１５】
（５） 前記炭質膜が、アルミナ粉を含むことを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気浄化・改質シート。
【００１６】
（６） 前記炭の粉末の平均粒径が、１μm以下であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の空気浄化・改質シート。
【００１７】
（７） 前記（１）〜（６）のいずれかに記載の空気浄化・改質シートを、通気路又は排気路に配置し、空気、排気、又は、汚染気体を浄化・改質することを特徴とする空気浄化・改質方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、排ガス中の粒子状物質（PM）、窒素酸化物（NOx）、炭化水素（HnCm）などの有害物質を削減できるとともに、燃焼用空気を浄化・改質して、CO2の排出を削減し燃費を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に、本発明の一態様を示す。図１に示すように、金属シート１の表面に、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜２が形成されている。本発明においては、炭質膜を、性状の異なる複数種の炭の粉末を混合して形成することが特徴である。
【００２０】
炭の銘柄又は種類は多くあるが、本発明においては、銘柄又は種類に拘らず、性状の異なる炭を粉末にし、２種以上の粉末を混合して用いることが重要なことである。
【００２１】
炭の粉末の粒径は、金属シートの表面に形成する炭質膜の厚さにより、適宜選択すればよいが、平均粒径が１μm以下であると、逆に、所望厚さの炭質膜を形成することができるので、平均粒径１μm以下が好ましい。平均粒径０．５〜１μmがより好ましい。
【００２２】
なお、炭の一つとして、竹炭を用いると、他の炭として、各種の木炭を使用することができるので、炭の一つとして、竹炭が好ましい。
【００２３】
本発明の炭質膜は、少量のアルミナ粉を含むものでもよい。本発明者は、少量のアルミナ粉を含むことにより、炭質膜の空気浄化・改質特性が向上することを、実験的に確認した。アルミナ粉の平均粒径は、炭の平均粒径と同じく、１μm以下が好ましく、０．５〜１μmがより好ましい。
【００２４】
竹炭、備長炭等、個々の銘柄又は種類の炭は、独自の電磁波を出し、空気を浄化・改質する特性を発現するが、性状の異なる炭を粉末にして混合すると、混合粉末は、個々の炭の空気浄化・改質特性を総合した以上の空気浄化・改質特性を発現する。
【００２５】
即ち、本発明者は、性状の異なる複数種の炭の粉末を混合すると、空気浄化・改質特性が相乗的に向上する現象を見出した。この点が、本発明の基礎をなす知見である。
【００２６】
本発明者は、上記現象は、個々の炭が発する電磁波の波長の微妙な差が、空気浄化・改質特性の相乗的な向上に寄与しているのではないかと考えている。
【００２７】
本発明において、複数種の炭粉末の混合割合は、空気浄化・改質特性の相乗的な向上が得られる限り、特定の混合割合に限定されないが、１種の炭粉末の割合が極端に小さいと、上記特性の向上程度も小さくなるので、所要の空気浄化・改質特性を得るため、１０質量％以上が好ましい。なお、アルミナ粉を混合する場合、１０質量％以下が好ましい。
【００２８】
また、本発明においては、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜を、金属シートの表面に形成することを特徴とする。
【００２９】
本発明者は、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜を、金属シートの表面に形成すると、炭質膜の空気浄化・改質特性が著しく向上することを見出した。
【００３０】
本発明者は、炭質膜と金属との共振・共鳴作用で、炭質膜の空気浄化・改質特性が著しく向上すると考えている。
【００３１】
金属シートの厚さは、特に限定されるものではない。使用態様に応じて、設定すればよい。また、炭質膜を形成した後、所要の形状に加工して使用してもよいし、また、所要の形状に加工した金属シートの表面に、炭質膜を形成してもよい。
【００３２】
金属シートを構成する金属は、上記共振・共鳴作用が得られる金属であればよく、特定の金属に限定されないが、銅又は銅合金が、上記共振・共鳴作用を効果的に得る点で好ましい。なお、銅は、９９．６％の純度のもので充分である。
【００３３】
炭質膜は、性状の異なる複数種の炭の粉末をバインダーと混合し、金属シートの表面（片面又は両面）に塗布し、乾燥して形成する。バインダーは、油性のものでも、水性のものでもよいが、水性バインダーは空気中の湿分を吸収し、その結果、炭が湿気を帯びることがあるので、油性バインダーが好ましい。
【００３４】
本発明の空気浄化・改質シートは、通気路又は排気路に配置して使用する。配置は、接着剤を用いて行ってもよいし、他の一般的な固定手段を用いて行ってもよい。通気路又は排気路は、空気、排気、その他、汚染気体が通過する通路であればよく、特定の通気路又は排気路に特定されない。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例の条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００３６】
（実施例１）
１μm以下の竹炭の粉末：３質量％と１μm以下の備長炭の粉末：３質量％アルミナ系粉末を有機混合粉末に混合し、この混合粉末に、さらに、油性バインダーもしくは水性バインダーを所要量混合して、長さ１４ｃｍ、幅４ｃｍ、厚さ０．３８ｍｍの銅板の片面に塗布し、乾燥し、厚さ０．５〜２０μmの炭質膜を形成した。
【００３７】
炭質膜を備える銅板を、燃焼室に通じる通気管および排気管の内側に接着剤で固定し、該銅板を通過する前後における空気中のCO2の濃度を測定した。その結果、アルミナを含む炭質膜を備える銅板の場合、排気ガス中の窒素酸化物等が著しく減少していた。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明によれば、前述したように、排ガス中の粒子状物質（PM）、窒素酸化物（NOx）、炭化水素（HnCm）などの有害物質を削減できるとともに、燃焼用空気を浄化・改質して、CO2の排出を削減し燃費を高めることができる。したがって、本発明は、自動車製造産業において利用される可能性が大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 金属シート
２ 炭質膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属シートの片面又は両面に、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜を備えることを特徴とする空気浄化・改質シート。
【請求項２】
前記金属シートが、銅又は銅合金シートであることを特徴とする請求項１に記載の空気浄化・改質シート。
【請求項３】
前記複数種の炭の一つが竹炭であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気浄化・改質シート。
【請求項４】
前記炭質膜が、性状の異なる複数種の炭の粉末をバインダーと混合し、塗布、乾燥して形成したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気浄化・改質シート。
【請求項５】
前記炭質膜が、アルミナ粉を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気浄化・改質シート。
【請求項６】
前記炭の粉末の平均粒径が、１μm以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気浄化・改質シート。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気浄化・改質シートを、通気路又は排気路に配置し、空気、排気、又は、汚染気体を浄化・改質することを特徴とする空気浄化・改質方法。
【請求項１】
金属シートの片面又は両面に、性状の異なる複数種の炭の混合粉末からなる炭質膜を備えることを特徴とする空気浄化・改質シート。
【請求項２】
前記金属シートが、銅又は銅合金シートであることを特徴とする請求項１に記載の空気浄化・改質シート。
【請求項３】
前記複数種の炭の一つが竹炭であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気浄化・改質シート。
【請求項４】
前記炭質膜が、性状の異なる複数種の炭の粉末をバインダーと混合し、塗布、乾燥して形成したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気浄化・改質シート。
【請求項５】
前記炭質膜が、アルミナ粉を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気浄化・改質シート。
【請求項６】
前記炭の粉末の平均粒径が、１μm以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気浄化・改質シート。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気浄化・改質シートを、通気路又は排気路に配置し、空気、排気、又は、汚染気体を浄化・改質することを特徴とする空気浄化・改質方法。
【図１】
【公開番号】特開２００９−９５３５６（Ｐ２００９−９５３５６Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６６５５２（Ｐ２００７−２６６５５２）
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（５０７３３９７３３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１２日（２００７．１０．１２）
【出願人】（５０７３３９７３３）
【Ｆターム（参考）】
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