JP2000102598A - 空気浄化膜及びそれを備えた物品 - Google Patents

空気浄化膜及びそれを備えた物品

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JP2000102598A
JP2000102598A JP10276955A JP27695598A JP2000102598A JP 2000102598 A JP2000102598 A JP 2000102598A JP 10276955 A JP10276955 A JP 10276955A JP 27695598 A JP27695598 A JP 27695598A JP 2000102598 A JP2000102598 A JP 2000102598A
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air
film
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air purification
tio
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JP10276955A
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English (en)
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由香 ▲廣▼田
Yuka Hirota
Takao Ishikawa
敬郎 石川
Takao Kawaguchi
卓男 川口
Noriko Shimazaki
典子 嶋崎
Katsunori Terayama
勝則 寺山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ｎｏｘ，ホルムアルデヒド等の有害物質除去や
脱臭，防汚，抗菌作用を有する光触媒を形成した物品を
提供することにある。 【解決手段】空気流に対して上流側にＴｉＯ2 を含む光
触媒膜が備え、下流側にＴｉＯ2 およびＺｎＯを含む光
触媒膜が備え、下流側にあるＴｉＯ2 ，ＺｎＯを含む光
触媒膜におけるＴｉＯ2 ：ＺｎＯの組成比が９０：１０
〜５０：５０にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気浄化膜、及び
それを備えた物品に関り、特にイオン化もしくは電動送
風機を駆動させ発生する空気流に対して上流側にＴｉＯ
2 を含む光触媒膜が備わっており、下流側にＴｉＯ2 お
よびＺｎＯを含む光触媒膜を備えて有害物質の除去，脱
臭，抗菌，防汚効果を有し、各種フィルター，空調機，
掃除機，空気洗浄機，換気扇，冷暖房機器に適用するこ
とが可能な空気浄化膜、及びそれを備えた物品に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】家庭やオフィス内の空気中には、ほこり
や油粒子や煙草の煙，花粉や各種微生物類，窒素化合物
類・アルデヒド類・硫黄化合物類など各種悪臭物質，有
害物質が浮遊している。なかでも、近年、車の排気ガス
や燃焼機器などから発生する窒素酸化物（以後、ＮＯｘ
と称する），建築材から発生するホルムアルデヒドは、
喘息やアレルギーの原因物質の一つであり、これらの除
去に対して関心が集まっている。
【０００３】これら有害物質，悪臭物質や微生物類など
有機物を光エネルギーによりを分解し、半永久的に使用
できる光触媒がクリーンな材料として注目を集めてお
り、光触媒を用いた空気浄化を行う各種製品も報告され
ている。
【０００４】光触媒材としては、ＴｉＯ2 が光活性エネ
ルギーが大きく、分解力の大きい安定した材料として知
られているが、ＴｉＯ2 を含んだ有害物質除去材として
は、特開平8-117556号公報に述べられている。また、特
開平6−31133号公報には、ＮＯｘやアセトアルデヒドの
脱臭性能を上げるため、光触媒と吸着材を複合させた空
気浄化膜が報告されている。さらに、特開平9−173862
号では、ＴｉＯ2と共に、酸性ガスを吸着しやすい光触
媒材であるＺｎＯを複合させた光触媒膜が報告されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で用いられ
ていたＴｉＯ2 を主成分とする光触媒では、アルデヒド
類や煙草の煙などの分解には優れるが、ＴｉＯ2 の表面
が酸性であるため、酸性ガスである二酸化窒素(ＮＯ2 )
を吸着しにくい。また、吸着材との併用は、吸着材が再
生不可能なため、光触媒膜の寿命を短くする。さらに、
ガス成分は光未照射時に吸着して後から光を照射して分
解することもできるが、微生物類は光照射をしていない
と有機物汚れを栄養源とし繁殖し、再び光をあてても容
易に分解しにくくなる。その点、酸性ガスを吸着する光
触媒材であり抗菌作用もあるＺｎＯとの併用は望ましい
が、ＺｎＯは悪臭や、汚れ成分に対する分解力が弱く、
TiO2と複合させると全体の分解力を低下させ、一酸化窒
素（ＮＯ），アルデヒド類などを酸化分解するのが困難
になる。
【０００６】本発明の目的は、光触媒を利用して、ＮＯ
ｘ，アルデヒドなど有害物質や、悪臭成分，汚れ成分，
微生物類を除去する新規な空気浄化膜を提供することで
ある。また、その触媒を有する物品を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、イオン化もしくは電動送風機を駆動させ
発生する空気流によって、室内あるいは屋外の空気と接
触させる空気浄化膜において、空気流に対して上流側に
ＴｉＯ2を含む光触媒膜が備え、下流側にＴｉＯ２およ
びＺｎＯを含む光触媒膜が備えた新規な空気浄化膜を提
供した。
【０００８】本発明の第１の構成は、下流側にあるＴｉ
Ｏ２ ，ＺｎＯを含む光触媒膜におけるＴｉＯ2 ：Ｚｎ
Ｏの組成比が９０：１０〜５０：５０としたもので、下
流側にある光触媒膜が、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ，有機樹脂を
含んでおり、さらに上流側にある光触媒膜が、ＴｉＯ2
と有機樹脂を含んでいる空気浄化膜である。
【０００９】ＴｉＯ2 は光触媒としての機能を有してお
り、有機物の分解及び抗菌防臭作用を持つ。その機能は
半導体であるＴｉＯ2 が光特に紫外線を照射すると生じ
る電子とホールに起因する。半導体であるＴｉＯ2 はバ
ンドギャップ以上のエネルギーを持つ光を照射すると、
電子とホールを生成する。生成した電子とホールはＴｉ
Ｏ2 表面に吸着した水を分解してＨラジカルとＯＨラジ
カルを生成する。このＯＨラジカルが有機物と反応する
ことにより、有機物を分解することができる。
【００１０】ＴｉＯ2 微粒子の表面はＯＨ基が結合し、
水素イオンが生成するため酸性になっている点が多く塩
基点が少ない。Ｎｏｘ、特にＮＯガスがＴｉＯ2 表面に
接触した場合、ＮＯはＴｉＯ2 に酸化されてＮＯ2 にな
る。ＮＯ2 はさらに酸化されてＮＯ3 イオンとなるが、
ＮＯ3 イオンは不安定なため、大部分ＮＯ2 に戻る。Ｎ
Ｏ3イオンは酸性のため、塩基点には吸着するが、ほと
んどは吸着できずＮＯ2として空気中に残ることにな
る。
【００１１】一方、ＺｎＯはＴｉＯ2 に比べてバンドギ
ャップが短く、分解力が弱い。そのためＮＯをＮＯ2 に
したり、ＮＯ3 イオンにする力は弱いが、表面に塩基点
が多く、酸性ガスのＮＯ3 イオンを吸着しやすい。この
場合、ＴｉＯ2 とＺｎＯを別々に含んだ膜に接触させて
も、ＮＯ3 イオンがＺｎＯに到達する前にＮＯ2 に容易
に戻ってしまうため、ＴｉＯ2 とＺｎＯは同じ膜中に存
在する必要がある。また、ＺｎＯが多量にあるとＮＯ2
をＮＯ3 に酸化する機能も低下するため、最適なＺｎＯ
添加条件として、固形物の組成比がＴｉＯ2 ：ＺｎＯが
９９：１〜５０：５０配合比を見い出した。さらに、Ｚ
ｎＯには抗菌機能が備わっているため、ＴｉＯ2 とＺｎ
Ｏを備えた膜は光照射，未照射に関係なく抗菌作用を有
することができる。
【００１２】しかし、光触媒の性能としてはＴｉＯ2 の
方がＺｎＯより優れるので、ＺｎＯを混合すれば光触媒
としての性能低下は明らかで、ＮＯを酸化する機能や、
その他の悪臭成分を分解する機能，防汚機能が低下して
しまう。そこで、本発明では、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯを備え
た光触媒膜の前段に、酸化分解力の強いＴｉＯ2 を含む
光触媒膜を備えることとした。ＴｉＯ2 光触媒膜によ
り、アルデヒドなど有害物質や、悪臭成分，汚れ成分の
分解，光照射時の抗菌効果が備わり、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ
光触媒膜により、ＮＯ2 除去と光未照射時での抗菌効果
が備わった空気浄化膜が提供できる。
【００１３】本発明の空気浄化膜は、各種フィルター，
空調機，掃除機，空気清浄機，換気扇，冷暖房機器など
の物品の空気浄化膜を室内照明光または室外からの太陽
光に触れる基材表面に形成し、各物品の高機能化，高性
能化することができる。
【００１４】また、本物品は空気浄化膜を基材表面に備
え、かつ該空気浄化膜に光が照射されるよう光源を搭載
しており、前記光源が紫外線ランプ，蛍光ランプ，ＬＥ
Ｄランプ，白熱電球のいずれかである。
【００１５】さらに、本物品の前記濾過用部材が複数の
層から形成されており、少なくとも１つの層に前記空気
浄化膜が形成されている。この空気浄化膜を形成してい
る部材を備えると共に、集塵機能をもつ部材、または吸
着機能を持つ部材のいずれか１つあるいは複数を備えて
おり、前記集塵機能を持つ部材がエレクトレット処理し
てある部材である。また、前記空気浄化膜を備えた濾過
用部材の素材中に無機系着色顔料が分散配合されてお
り、該無機系着色顔料が波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの
領域内に最大吸光ピークを有する。
【００１６】本発明で提供する物品は、電動送風機を駆
動させて発生する空気流によって、吸気口により室内の
空気を取り入れて、通風路中に設けた濾過用部材を通過
させて空気中に浮遊するほこりや油粒子や煙，花粉や各
種微生物類、あるいは悪臭物質や有害ガス等を捕集して
清浄化した後に排気口より排出する空気清浄機で、室内
照明光または室外からの太陽光に触れる濾過用部材の表
面に空気浄化膜を形成した空気清浄機である。
【００１７】本空気清浄機は光源を具備しており、前記
濾過用部材の中で、該光源からの光に触れる濾過用部材
の表面に、空気浄化膜が形成されている空気清浄機で、
前記光源が、紫外線ランプ，蛍光ランプ，ＬＥＤラン
プ，白熱電球のいずれかである。
【００１８】さらに、本空気清浄機の前記濾過用部材が
複数の層から形成されており、少なくとも１つの層に前
記空気浄化膜が形成されている。この空気浄化膜を形成
している部材を備えると共に、集塵機能をもつ部材、ま
たは吸着機能を持つ部材をいずれか１つあるいは複数を
備え、前記集塵機能を持つ部材がエレクトレット処理し
てある部材である。
【００１９】本空気清浄機は、前記吸気口より排気口に
向かって、集塵機能を持つ部材，空気浄化膜を形成した
部材，光源の順に配置されている。
【００２０】さらに、前記空気浄化膜を備えた濾過用部
材の素材中に無機系着色顔料が分散配合されており、該
無機系着色顔料が波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの領域内
に最大吸光ピークを有する。
【００２１】また、本空気清浄機は、前記空気浄化膜を
形成した濾過用部材が空気清浄機本体に対して着脱可能
である。
【００２２】
【発明の実施の形態】（実施例１）ＴｉＯ2 微粒子より
成る光触媒（以後、光触媒Ａとする）と、ＴｉＯ2 微粒
子とＺｎＯ微粒子より成る光触媒膜（以後、光触媒Ｂと
する）をアクリル繊維からなるフィルターにそれぞれ塗
布し、空気浄化フィルターを作製した。その手順を以下
に示す。
【００２３】コーティング液の作製 光触媒Ａ：ＴｉＯ2 微粒子水分散液（シーアイ化成）に
アクリル樹脂（日立化成：AE8200）をバインダーとして
所定量添加したコーテイング液を作製した。
【００２４】光触媒Ｂ：ＴｉＯ2 微粒子水分散液（住友
大阪セメント）とＺｎＯ微粒子水分散液（住友大阪セメ
ント）を所定量混合したのち、光触媒Ａと同じアクリル
樹脂をバインダーとして所定量添加したコーテイング液
を作製した。
【００２５】フィルターの作製 コーティング液中にアクリル繊維からなるフィルターを
浸漬し乾燥後、１２０℃で１５分間処理してフィルター
を作製した。
【００２６】作製したフィルターを用いてＮＯｘ除去試
験，ホルムアルデヒド除去試験，タバコ脱臭試験，タバ
コ汚れ分解試験，抗菌試験を行い、フィルターの性能評
価を行った。
【００２７】各種試験方法は以下のように行った。
【００２８】ＮＯｘ除去試験 送風量が１.５ｍ3／分の換気扇の吸い込み側である前面
に、対象面積が１０cm×１０cmのアクリル繊維不織布フ
ィルターを、吸い込み側に光触媒Ｂを塗布したフィルタ
ー、その上に光触媒Ａを塗布したフィルターの順で配置
して固定した。さらに光触媒Ａフィルターの約５mm手前
に冷陰極蛍光ランプ（東芝ライテック製ＥＣ３Ｖ３６／
３００Ｔ４ 照射強度１ｍｗ／cm2 ）を搭載した。この
フィルターとランプの付いた換気扇を、容量が４５,０
００cm3の透明ＡＢＳ容器の中に設置して密封した。
【００２９】ＮＯガスとＮＯ2 ガスをそれぞれ１０ppm
になるように注入して、ランプを点灯しながら換気扇を
作動させた。一定時間作動させた後、ガス検知管によ
り、ＮＯとＮＯ2の濃度をそれぞれ測定した。測定した
（ＮＯ＋ＮＯ2）濃度と（ＮＯ＋ＮＯ2 ）初期濃度の差
を初期濃度で割ってＮＯｘ除去率とした。
【００３０】ホルムアルデヒド除去試験 ＮＯｘ除去試験と同様の装置を用い、ホルムアルデヒド
ガスを１０ppm になるように注入し、ランプを点灯しな
がら換気扇を作動させた。一定時間作動させた後、ガス
検知管により、ホルムアルデヒドガスの濃度を測定し
た。測定した濃度と初期濃度の差を初期濃度で割って除
去率とした。
【００３１】タバコ脱臭試験 ＮＯｘ試験と同様の装置を用い、この容器の中には煙草
の煙発生装置を併置した。この煙草の煙の発生装置は、
着火した煙草のフィルター側にチューブを取り付けてあ
り、このチューブはダイヤフラムポンプに連結してあ
る。このダイヤフラムポンプを１,８００cm3／分の風量
で駆動させて、煙草側のチューブ端を減圧すると煙草の
フィルターを通過した煙がポンプの吐出側から排気され
る。３本のタバコを連続して燃焼させた後、ランプを点
灯し、換気扇を作動させた。一定時間毎にアンモニア，
アセトアルデヒド，酢酸の濃度を各々の検知管で測定し
た。それぞれ測定した濃度と初期濃度の差を初期濃度で
割って除去率とした。
【００３２】汚れ分解試験 タバコ脱臭試験と同様の装置を用い、ランプは点灯しな
い。３本の煙草を連続して燃焼させ、換気扇を５分間駆
動させた後に容器を開放して不織布フィルターを取外し
て汚れ付着試料とした。
【００３３】次に、この汚れ付着光触媒フィルターに蛍
光灯の光を照射し、汚れ付着フィルター上の汚れの色を
色差計（日本電色工業（株）製のZ1001DP）で経時的に
測定して分解率を評価した。分解率の求め方は以下の通
り。 分解率（％）＝（汚れ付着試料光照射前色差−光照射後
色差）／（光照射前色差）×１００ 抗菌試験 試験菌を寒天平板倍地で３５℃，１８〜２４時間培養
し、発生集落を１／500濃度の普通ブイヨン倍地（栄
研）に懸濁して約１０５〜６ＣＦＵ／mlになるように調
整する。試験品である作製したフィルター（５cm×５c
m）に試験菌懸濁液０.５mlを均一に接触させる。その上
にポリエチレンフィルム(４.５×４.５cm）を載せ、湿
度９５％・温度３５℃で、２４時間作用させる。光照射
あり，なしで行い、光照射は蛍光灯（1000Lux ）で行っ
た。
【００３４】所定の時間作用後に、試験品にＳＣＤＬＰ
ブイヨン１０mlを加えて振り出す。この振出液を原液と
して稀釈列を作製し、標準寒天倍地（栄研）との混釈平
板として、３５℃で４８時間培養後の発生集落数を測定
した。滅菌シャーレを用いて同様に操作し、試料対照と
した。
【００３５】抗菌率＝（無処理試験片菌数−光触媒処理
試験片菌数）／無処理試験片菌数抗菌率９９％以上で、
抗菌力ありと判断できる。
【００３６】試験は、光触媒ＡはＴｉＯ2 ：バインダー
量が９０：１０で形成したフィルターと、光触媒Ｂはバ
インダー量一定でＴｉＯ2 ：ＺｎＯの比率を変化させて
形成したフィルターを組み合わせた空気浄化フィルター
により実施した。表１にNOx試験結果を、表２にホルム
アルデヒド除去試験，タバコ脱臭試験結果を示した。表
３には抗菌試験結果，タバコ汚れ分解試験を示した。な
お、抗菌試験は光触媒Ｂを単独で実施した。煙草汚れ試
験は、光触媒Ａ，Ｂ２枚をセットして汚れ付着させた後
取出し、汚れがはじめに付着する光触媒Ａと、光触媒Ｂ
のＮo.３，Ｎo.５〜Ｎo.７のみ単独で実施した。
【００３７】ＮＯｘ除去試験結果 ＮＯに関しては、光触媒ＢのＺｎＯ添加量が増えると若
干除去量が減るが、どのサンプルでもそれ程大差がみら
れず、光触媒ＡがＮＯ除去に寄与していることが分か
る。
【００３８】一方、ＮＯ2 に関しては、光触媒ＢでＴｉ
Ｏ2 やＺｎＯのみ添加のＮo.１やＮo.７，ＺｎＯ添加量
の多いＮo.６で除去量が少なく、ＴｉＯ2 にＺｎＯを５
０％以下添加した場合でＮＯ2 除去量が増えることが分
かった。また、添加量としてはＺｎＯを１５％程度添加
している場合が、最も効果が優れていることが分かっ
た。
【００３９】トータルのＮＯｘ除去率としては、ＺｎＯ
を１０％〜５０％添加しているサンプルＮo.２〜Ｎo.５
で、除去率７０％以上という高い値が得られた。
【００４０】ホルムアルデヒド除去試験・たばこ脱臭試
験結果 ホルムアルデヒド除去試験，たばこ脱臭試験に関して
は、同じような傾向が見られた。光触媒ＢのＺｎＯ添加
量が増えると、徐々に除去率は下がる傾向ではあるが、
ＺｎＯの添加量が１０％〜５０％のＮo.２〜Ｎo.５の除
去率はＮo.１より若干下がり、ＺｎＯ添加量がさらに多
くなるＮo.６，Ｎo.７で減少率が下がった。また、アン
モニアはどのサンプルでもほとんど同じ除去率である。
これより、アンモニアはほぼ光触媒Ａで脱臭しているこ
とが分かる。アルデヒド，酢酸は、光触媒Ａでおおよそ
除去・脱臭するが、取りきれなかった臭気が光触媒Ｂま
で達し、光触媒ＢのＴｉＯ2 が主に寄与して除去・脱臭
を行っていることが分かった。
【００４１】抗菌試験結果 ＴｉＯ2 が１００％でＺｎＯ無添加であるＮo.１は光照
射時で滅菌率が大腸菌，黄色ブドウ球菌とも９９.９９
％ 以上であるが、光なしでは５０％前後という結果に
なった。ＴｉＯ2 は光触媒であり光が照射されて効果が
著しく生じるが、光のない場合はその効果が小さい。
【００４２】これに対してＺｎＯを添加したＮo.２〜Ｎ
o.７は光照射，未照射とも滅菌率は９９.９９％ 以上で
あった。ＺｎＯが抗菌剤として作用し、光が照射されな
くとも効果があることが分かった。
【００４３】たばこ汚れ分解試験 分解前の初期汚れは、ＴｉＯ2 が１００％でＺｎＯ無添
加であるＮo.１（光触媒Ａ）でΔＥ＝１０程度であっ
た。Ｎo.３，Ｎo.５〜７（光触媒Ｂ）は光触媒Ａを通過
した汚れが付着するので、若干汚れ付着が少なく、初期
汚れはΔＥ＝６程度であった。初期汚れが多い方が分解
も困難となるが、Ｎo.１は太陽光でもＵＶランプでも、
ＺｎＯ添加のＮo.３，Ｎo.５〜７と同等かそれ以上の分
解率が得られ、ＴｉＯ2 の方がタバコの分解性能が優れ
ていることがわかる。また、ＺｎＯが多くなると分解率
が下がる。目視評価では、ＵＶランプで５０％ＺｎＯ添
加が限界であった。
【００４４】
【表１】
【００４５】
【表２】
【００４６】
【表３】
【００４７】なお、本実施例では、樹脂の添加量をＴｉ
Ｏ2 あるいは（ＴｉＯ2 ＋ＺｎＯ）：樹脂＝９０：１０
としたが、もっと樹脂量を多くすることもできる。樹脂
の含有量を増やすと基材との密着性は良くなるが、性能
が悪くなる。表２における光触媒Ａの樹脂添加量を変化
させてタバコ汚れ分解試験で評価した結果、太陽光では
樹脂添加量は５０％以下であれば有効で、ＵＶランプ使
用時は３０％以下で有効であることが分かった。
【００４８】また、バインダーとしてシリカなど無機材
料を使うことも可能である。基材にアクリルを含む場合
は、シリカバインダーでは、密着性が若干落ちるが、水
洗いをすることがなければ衝撃や空気流で剥離すること
はなく、フィルターとして実用上問題が無い。また、こ
のようなシリカバインダーを用いると光触媒によりバイ
ンダー自体が劣化すること無く、光触媒膜の寿命が長く
なる。
【００４９】ＴｉＯ2 ，ＺｎＯを含むコーティング液に
ついては、水に限らず他の有機溶媒を使用しても構わな
い。エタノール，プロパノールを用いた場合、あるいは
それらを混合して用いた場合、いずれの場合においても
コーティング液を作製することができる。
【００５０】（実施例２）実施例１では、光触媒Ａ，Ｂ
を図１−（１）に示すようにそれぞれ別々に２枚のフィ
ルターに塗布したが、図１−（２）〜（４）に示すよう
に１枚のフィルター上に形成してもよい。図１−（２）
では、アクリル不織布フィルター１０１に、実施例１に
おけるＮo.３−光触媒Ｂを形成した膜１０３の上に積層
して、Ｎo.３−光触媒Ａを形成した膜１０２を備えてい
る。また、図１−（３）では、スプレーで片面ずつに実
施例１におけるＮo.３−Ａ，Ｂを塗布した。図１−
（４）では、半面ずつＮo.３−Ａ，Ｂを塗布し、表面積
を増やすため蛇腹に折ったものである。いずれも、空気
流の上流側に光触媒Ａを形成した膜１０２，下流側に光
触媒Ｂを形成した膜１０３を配し、実施例１におけるＮ
Ｏｘ除去試験，ホルムアルデヒド除去試験を行ったとこ
ろ、実施例１と同様の性能が得られた。
【００５１】なお、空気浄化膜を形成する基材はアクリ
ル不織布に限定されず、材質はポリエステル，ポリプロ
ピレン，ウレタンなどの有機高分子や、セラミック，ガ
ラス，紙などでも有効である。また、繊維状，発泡体
状，多孔質状など、気体が通過できる構造となっていれ
ばよい。
【００５２】また、外観デザイン状観点から、基材を着
色することも好ましい。空気浄化膜を形成する基材を図
１−（１）に示したように光触媒Ａ，Ｂ１枚ずつ別にす
る場合、それぞれ別の色に着色した基材に光触媒を塗布
すれば光触媒Ａ，Ｂの区別がつきやすいという利点もあ
る。
【００５３】さらに、白色または無色透明なフィルター
の場合、光を反射または透過してしまい、光エネルギー
を有効に活用できないが、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波
長域に光の吸収ピークを有する着色料で着色を行った場
合、光エネルギーをより有効に活用できる。着色する場
合は、有機系の顔料や染料を使用すると光触媒により分
解されて色が消えてしまうので、無機系の顔料を使用す
る必要がある。
【００５４】本実施例の図１−（１）における形態で、
空気流に対して上流側のアクリル不織布フィルターに、
無機系灰色顔料のパントン４２２Ｕをアクリル不織布の
１ｗｔ％分散させて練り込み着色した後、実施例１にお
けるサンプルＮo.３の光触媒Ａを形成した。また、下流
側のアクリル不織布フィルターに、無機系青色顔料のパ
ントン２９８５Ｕをアクリル不織布の１ｗｔ％分散させ
て練り込み着色した後、サンプルＮo.３の光触媒Ｂを形
成した。
【００５５】本実施例の着色した空気浄化膜フィルター
を、実施例１におけるＮＯｘ試験，ホルムアルデヒド試
験を行って性能を調べ、着色していない実施例１のＮo.
３と比べた。表４に結果を示す。この結果、分解率は顔
料添加の場合の方がよりよくなることが分かった。
【００５６】従って着色したフィルターでは、無色フィ
ルターより、有害物質や有機物汚れ，悪臭，微生物類を
より短時間で分解できる。また、顔料は無機物のため、
微生物類の栄養源がさらに増えることはなく、微生物類
の分解効果は実施例１で示すものと変わらず、明所，暗
所にかかわらず、微生物類の繁殖を抑えることができ
る。
【００５７】
【表４】
【００５８】（実施例３）図２は、本発明の形態に係わ
る空気清浄機の外観斜視図である。同図において２０１
は本体フレーム、２０２は本体フレーム２０１の後ケー
ス、２０３は本体パネルである。
【００５９】本体フレーム２０１には、リモコンスイッ
チ２０４に設けられた赤外線発光部２０５から発せられ
る赤外線信号によって後述モータ２１１をオン・オフす
る受光センサ２０７や、連続運転・タイマー運転等を選
択するセレクトスイッチ208，指タッチ方式による運転
オン・オフ操作に必要なメンブレムスイッチ２０９，さ
らには各種表示ランプ等を備えた操作パネル２０６が取
り付けられている。
【００６０】図３は濾過型の空気清浄機の分解図であ
る。同図において、２１０は本体フレーム２０１の空気
吸込口であり、モータ２１１は本体フレーム２０１の背
部に取り付けられている。なお、モータ２１１のオン・
オフ動作は、リモコンスイッチ２０４に代えて、指タッ
チ方式によるメンブレムスイッチ２０９やその他のスイ
ッチ類とリモコンスイッチ２０４とを併用するようにし
てもよい。
【００６１】後ケース２０２には、シロッコファン２１
２がファン取付金具２１４と共に取り付けられており、
シロッコファン２１２はモータ２１１によって回転駆動
され、空気流を作り出す。この空気流によって、塵埃や
煙，油粒子や微生物や、花粉類や悪臭などを含む室内の
汚れた空気をパネル２０３より吸い込む。この吸込まれ
た空気は、フィルター２１５で濾過されて清浄な空気と
なり、シロッコファン２１２により後ケース２０２の空
気吐出口２１３から室内に放出されるというサイクルを
繰り返し行う。発生させる風量は約０.５〜４（ｍ3／
分）の間で、４段階に調整することができる。
【００６２】フィルター２１５は本体フレーム２０１と
パネル２０３との間にセットされたフィルターで、各種
汚れや臭いを除去するための機能を持たせるために複合
構造となっている。フィルター２１５と本体フレーム２
０１の間に，光源２１６（東芝ライテック製 冷陰極蛍
光ランプ EC3V36／３００Ｔ４ 照射強度１mw／cm2)が
搭載されている。
【００６３】図４にフィルター２１５の構造を示す。フ
ィルター２１５は、本体パネル203の側から順に、エレ
クトレット処理されたポリプロピレン製不織布よりなる
集塵フィルター４０１と活性炭を混紡したポリプロピレ
ン製不織布フィルター４０２と、集塵フィルター４０
１，活性炭フィルター４０２を一体化しているポリエス
テル製不織布フィルターカバー４０３よりなり、さらに
アクリル不織布からなり実施例１におけるＮo.３の光触
媒Ａを形成した光触媒Ａフィルター４０４と光触媒Ｂを
形成した光触媒Ｂフィルター４０５より構成されてい
る。また、光触媒Ａフィルター４０４は灰色無機顔料で
着色されており、光触媒Ｂフィルター４０５は青色無機
顔料で着色されている。光源２１６からの光は光触媒Ｂ
フィルター４０５を照射し、さらに光触媒Ａフィルター
４０４まで達する。
【００６４】パネル２０３の空気吸込口より取り入れた
汚れた空気に含まれる塵埃や、煙，油微粒子や、微生物
や微生物の死骸類，花粉類やＮＯｘ，ホルムアルデヒド
など有害物質，アンモニア，アセトアルデヒドなど悪臭
成分等々は、フィルターカバー４０３，集塵フィルター
４０１，活性炭フィルター４０２で、まず捕集される。
前記フィルター４０１，４０２，４０３を通過した微粒
子状汚れ成分，微生物類，有害物質，悪臭成分は光触媒
フィルタ４０４，４０５にて捕集し、清浄な空気が排出
される。
【００６５】フィルター４０１，４０２，４０３は一度
付着した汚れや悪臭成分は除去できないので，取り外し
できる構造となっており、一定期間で交換する。初期性
能では、０.００５μｍ の粒子を９９％以上捕獲し、悪
臭成分もほぼ脱臭できるが、光触媒フィルタ４０４，４
０５によりさらに性能向上する。また、フィルターカバ
ーに抗菌材，抗かび材，抗ウイルス材，脱臭材など添加
してもよい。なお、光触媒フィルターと組み合わせる集
塵システムは、フィルターだけでなく電気集塵装置など
でも可能である。
【００６６】光触媒フィルター４０４，４０５は、光触
媒での分解が困難な無機物汚れが前段にあるフィルター
４０１，４０２，４０３で除去され、急激に汚れが付着
することがないので、搭載した光源からの光で充分汚れ
が分解され、交換不要である。
【００６７】フィルター４０１，４０２，４０３は徐々
に性能劣化してくる。そのような場合も光触媒フィルタ
ー４０４，４０５により脱臭，汚れ分解，抗菌ができる
ため、装置全体の性能低下は少ない。さらに、Ｔｉ
Ｏ2 ，ＴｉＯ2 ＋ＺｎＯの相乗的な働きで、ＮＯｘ除去
ができる。
【００６８】また、光源を光触媒フィルター４０４，４
０５の後に配置していることにより、光源が汚れて光の
照射強度が低下することも防止できる。なお、若干の汚
れ付着はあるが、光源を光触媒フィルター４０４，４０
５の間に配置し、光が２枚の光触媒フィルターに均一に
照射されるようにすると、光エネルギーを効率良く利用
できる。
【００６９】光源を搭載しなくても、本体パネル２０３
を透明プラスチック部品（例えばテクノポリマー社製：
タフレックス４５０ＥＢ−ＰＴ）として、外部からの光
が透過するようにして光触媒フィルター４０４，４０５
に光照射できるようにすることも可能である。
【００７０】さらに、光触媒フィルター４０４，４０５
が取り外せる構造になっていれば、前段に集塵フィルタ
ー４０１などが配置されていなくても、急激に汚れが付
着した場合、取り外して太陽光で汚れ分解することがで
きる。また、本実施例のフィルターに形成した光触媒は
アクリル樹脂を使用しているため、同じアクリル系樹脂
を使用したフィルターとの密着性に優れ、水洗いが可能
である。水洗いをした場合は、光触媒で分解が困難な無
機物や大きなサイズの塵埃類を除去できる。さらに、水
分があると光分解反応に必要なＯＨラジカルの発生量が
増し、有機物の分解がより促進される。
【００７１】本実施例で述べたことは、空気流を発生さ
せて空気を浄化する部材を備えた物品，空調機や掃除
機，イオン式空気清浄機，換気扇，冷暖房機器などに応
用可能である。
【００７２】
【発明の効果】ＴｉＯ2 を含む光触媒とＴｉＯ2 ，Ｚｎ
Ｏを含む光触媒の２種の光触媒よりなる空気浄化膜を形
成し、お互いの相乗効果により、有害物質除去，脱臭，
抗菌，防汚効果の優れた物品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気浄化膜の形態を示す図である。
【図２】空気清浄機外観斜視図である。
【図３】空気清浄機分解図である。
【図４】空気清浄機フィルター分解図である。
【符号の説明】
１０１…アクリル不織布、１０２…サンプルＮo.３−光
触媒Ａ（ＴｉＯ2 を含む光触媒）、１０３…サンプルＮ
o.３−光触媒Ｂ（ＴｉＯ2 ，ＺｎＯを含む光触媒）、２
０１…本体フレーム、２０２…本体フレームの後ケー
ス、２０３…本体パネル、２０４…リモコンスイッチ、
２０５…赤外線発光部、２０６…操作パネル、２０７…
受光センサ、２０８…セレクトスイッチ、２０９…メン
ブレムスイッチ、２１０…空気吸込口、２１１…モー
タ、２１２…シロッコファン、２１４…ファン取付金
具、２１５…フィルター、２１６…冷陰極蛍光ランプ、
２１３…空気吐出口、４０１…集塵フィルター、４０２
…活性炭を混紡したポリプロピレン不織布フィルター、
４０３…ポリエステル製不織布フィルターカバー、４０
４…光触媒Ａフィルター、４０５…光触媒Ｂフィルタ
ー。
フロントページの続き (72)発明者 川口 卓男 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 嶋崎 典子 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 寺山 勝則 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 日 立多賀テクノロジー株式会社内 Ｆターム(参考） 4C080 AA05 AA07 AA10 BB02 BB05 CC02 CC08 HH05 JJ03 JJ05 JJ06 JJ09 KK08 LL03 MM02 NN22 NN26 QQ11 QQ17 QQ20 4D012 CA09 CA10 CB03 CB09 CD10 CE03 CF10 CG10 CH05 CK06 CK10 4D058 JA12 JA14 JB22 RA19 SA01 SA13 TA02 TA06 TA07 TA08

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】イオン化もしくは電動送風機を駆動させ発
    生する空気流によって、室内あるいは屋外の空気と接触
    させる空気浄化膜において、空気流に対して上流側にＴ
    iＯ2を含む光触媒膜を有し、下流側にＴｉＯ2 およびＺ
    ｎＯを含む光触媒膜を有することを特徴とする空気浄化
    膜。
  2. 【請求項２】請求項１において、 前記下流側にあるＴｉＯ2 ，ＺｎＯを含む光触媒膜にお
    けるＴｉＯ2 ：ＺｎＯの組成比が９０：１０〜５０：５
    ０であることを特徴とする空気浄化膜。
  3. 【請求項３】請求項１または２において、 前記下流側にある光触媒膜が、ＴｉＯ2 ，ＺｎＯ、有機
    樹脂を含んでいることを特徴とする空気浄化膜。
  4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項において、 前記上流側にある光触媒膜が、ＴｉＯ2 と有機樹脂を含
    んでいることを特徴とする空気浄化膜。
  5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の空気浄化
    膜を室内照明光または室外からの太陽光に触れる基材表
    面に備えたことを特徴とする物品。
  6. 【請求項６】請求項１〜４のいずれかに記載の空気浄化
    膜を基材表面に備え、かつ該空気浄化膜に光が照射され
    るよう光源を搭載していることを特徴とする物品。
  7. 【請求項７】請求項６において、 前記光源が紫外線ランプ，蛍光ランプ，ＬＥＤランプ，
    白熱電球のいずれかであることを特徴とする物品。
  8. 【請求項８】請求項５〜７のいずれかにおいて、 前記濾過用部材が複数の層から形成されており、少なく
    とも１つの層に前記空気浄化膜が形成されていることを
    特徴とする物品。
  9. 【請求項９】請求項８において、 前記空気浄化膜を形成している部材を備えると共に、集
    塵機能をもつ部材、または吸着機能を持つ部材のいずれ
    か１つあるいは複数を備えたことを特徴とする物品。
  10. 【請求項１０】請求項９において、 前記集塵機能を持つ部材がエレクトレット処理してある
    部材であることを特徴とする物品。
  11. 【請求項１１】請求項５〜１０のいずれかにおいて、 前記空気浄化膜を備えた濾過用部材の素材中に無機系着
    色顔料が分散配合されており、該無機系着色顔料が波長
    ４００ｎｍ〜７００ｎｍの領域内に最大吸光ピークを有
    することを特徴とする物品。
  12. 【請求項１２】電動送風機を駆動させて発生する空気流
    によって、吸気口により室内の空気を取り入れて、通風
    路中に設けた濾過用部材を通過させて空気中に浮遊する
    ほこりや油粒子や煙，花粉や各種微生物類、あるいは悪
    臭物質や有害ガス等を捕集して清浄化した後に排気口よ
    り排出する空気清浄機において、 前記濾過用部材の中で、室内照明光または室外からの太
    陽光に触れる濾過用部材の表面に、請求項１〜４のいず
    れかに記載の空気浄化膜を形成されていることを特徴と
    する空気清浄機。
  13. 【請求項１３】電動送風機を駆動させて発生する空気流
    によって、吸気口により室内の空気を取り入れて、通風
    路中に設けた濾過用部材を通過させて空気中に浮遊する
    ほこりや油粒子や煙，花粉や各種微生物類、あるいは悪
    臭物質や有害ガス等を捕集して清浄化した後に排気口よ
    り排出する空気清浄機において、 前記空気清浄機に光源を具備しており、前記濾過用部材
    の中で、該光源からの光に触れる濾過用部材の表面に、
    請求項１〜４のいずれかに記載の空気浄化膜が形成され
    ていることを特徴とする空気清浄機。
  14. 【請求項１４】請求項１３において、 前記光源が、紫外線ランプ，蛍光ランプ，ＬＥＤラン
    プ，白熱電球のいずれかであることを特徴とする空気清
    浄機。
  15. 【請求項１５】請求項１２〜１４のいずれかにおいて、 前記濾過用部材が複数の層から形成されており、少なく
    とも１つの層に前記空気浄化膜が形成されていることを
    特徴とする空気清浄機。
  16. 【請求項１６】請求項１５において、 前記空気浄化膜を形成している部材を備えると共に、集
    塵機能をもつ部材、または吸着機能を持つ部材をいずれ
    か１つあるいは複数を備えたことを特徴とする空気清浄
    機。
  17. 【請求項１７】請求項１６において、 前記集塵機能を持つ部材がエレクトレット処理してある
    部材であることを特徴とする空気清浄機。
  18. 【請求項１８】請求項１６または１７において、 前記吸気口より排気口に向かって、集塵機能を持つ部
    材，空気浄化膜を形成した部材，光源の順に配置されて
    いることを特徴とする空気清浄機。
  19. 【請求項１９】請求項１２〜１８のいずれかにおいて、 前記空気浄化膜を備えた濾過用部材の素材中に無機系着
    色顔料が分散配合されており、該無機系着色顔料が波長
    ４００ｎｍ〜７００ｎｍの領域内に最大吸光ピークを有
    することを特徴とする空気清浄機。
  20. 【請求項２０】請求項１２〜１９のいずれかにおいて、 前記空気浄化膜を形成した濾過用部材が空気清浄機本体
    に対して着脱可能なことを特徴とする空気清浄機。
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