JPH10137329A

JPH10137329A - 空気浄化膜及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10137329A
Application number: JP8304274A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Nishikawa; 和男西川; Yasuaki Sakane; 安昭坂根
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の空気浄化塗膜では、吸着剤の表面に光
触媒のみの層が形成されていると、光触媒の臭気成分に
対する吸着性能が光触媒の種類により異なり、酸化チタ
ンでは臭い成分を分解する際に中間生成物として発生す
るアルデヒド類で吸着性能が特に低いため、アルデヒド
類が光触媒の表面から脱離を起こし空気中に放出される
問題があった。【解決手段】本発明の空気浄化塗膜は、基材１の表面
に、光触媒５と吸着剤４とを含む下地膜２と、下地膜２
の表面を覆うと共に下地膜２より吸着剤４に対して光触
媒５を大く含むオーバーコート膜３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中に含まれる
臭気を浄化する膜に関し、特に臭気成分として、ＮＯｘ
及び有機化合物等を含む空気を浄化するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光触媒を用いた脱臭装置として
は、特開平５―２９３１６５号公報に開示されるよう
に、活性炭と光触媒とを複合化したものが提案されてお
り、これを図１２に示す。

【０００３】図１２において、光源からの光を遮光する
フィルタ１０２と、光触媒を励起させる紫外線ランプ１
０３と、光触媒付吸着活性炭１０４と、送風手段１０５
とがこの順に直列に配設される。送風機１０５を所定時
間稼働させた後、送風機１０５を止め、光源を所定時間
点灯させて、光触媒付吸着活性炭１０４の再活性化を行
い、その後自動的に電源の供給を遮断する。

【０００４】上記構成により、紫外線ランプ１０３を用
いて光触媒付吸着活性炭１０４の表面の光触媒を励起さ
せ、光触媒により光触媒付吸着活性炭１０４が吸着した
臭いの成分を分解させるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の空気浄化塗膜では、光触媒付吸着活性炭１０４
等の吸着剤の表面に光触媒のみの膜が形成されている
と、光触媒の臭い成分に対する吸着性能は、光触媒の種
類により異なり、特に酸化チタンでは臭い成分を分解す
る際に中間生成物としてアルデヒド類が生成されると、
アルデヒド類が酸化チタンの表面から脱離を起こし空気
中に放出される問題があった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、光触媒による塗膜表面に吸着された臭い成分の分解
活性を向上させ、同時に、光触媒では吸着性能の低いア
ルデヒド類の脱離を抑える空気浄化膜を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、吸着剤、もしくは、光触媒と吸着剤を複合
した下地膜（下膜）の表面に、下膜より光触媒の配合比
が大きいオーバーコート膜（上膜）を形成した多膜の空
気浄化膜である。まず、下地膜の塗液を、基材となる各
種材料のシートまたはハニカム等の通気性担体に塗布
し、乾燥・焼付けを行い下地膜を作成する。さらに、下
地膜上に吸着剤として銅イオン交換処理をしたハイシリ
カ合成ゼオライトＨ型ＺＳＭ５を用いたオーバーコート
膜の塗液を塗布、乾燥、焼付けの処理を行い、多層の空
気浄化塗膜を形成させる。この膜に接触する空気の汚れ
成分は吸着され、膜に紫外線を照射することにより光触
媒を励起させ、吸着された成分を分解する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の空気浄化膜に係る
実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本
発明の空気浄化膜の実施の形態は、下地膜（下膜）の表
面にオーバーコート膜（上膜）を形成したものである。

【０００９】本発明の空気浄化膜のオーバーコート膜に
おける適切な光触媒と吸着剤との配合比を求めるべく、
光触媒と吸着剤との配合比を種々変更して一層の膜を形
成した。光触媒としては、石原産業株式会社製の酸化チ
タンＳＴ―０１を用い、吸着剤としては、銅イオン交換
処理を施したハイシリカ合成ゼオライトＨ型ＺＳＭ５を
用い、バインダーとしてテルニック工業株式会社製のコ
ロイダルシリカ系バインダー、ベタックＮｏ９７０ＧＤ
改（商品名）を用いた。

【００１０】また、バインダーの固形分比（重量比）を
５０％とし、光触媒と吸着剤との和の固形分比を５０％
とし、光触媒と吸着剤との比を５０％の範囲内で、表１
に示すように種々変更して、２００×９０×ｔ２０（ｍ
ｍ）のアルミコルゲートハニカム（２００セル／ｉｎｃ
ｈ² ）の表面に、２００（ｇ／ｌ）になるように塗布
し、３８０℃で１時間焼付けを行ってサンプルＡ〜Ｄを
作成した。

【００１１】

【表１】

【００１２】これらのサンプルを１（ｍ³ ）のボックス
内に設置し、乾燥した清浄空気をパージして臭気等を除
いた後、ボックス内でマイルドセブン５本を同時に燃焼
させ、風量０．９４（ｍ³ ／ｍｉｎ）をとして、空気浄
化を行いながらサンプルに紫外線３．４（ｍＷ／ｃｍ
² ）を照射し、ガス検知管によリアセトアルデヒド（図
１に示す）およびＮＯｘ（図２に示す）の脱臭性能を測
定した。

【００１３】図１に示すように、アセトアルデヒドの残
存率は、サンプルＢがもっとも早く低下し、次にサンプ
ルＡ，サンプルＣがアセトアルデヒドの残存率を低く保
てたが、サンプルＤは、吸着剤を含まないため、臭気の
分解により光触媒から発生したアセトアルデヒドが、触
媒膜から離脱した。これによって吸着剤含まないサンプ
ルＤは不適切であることがわかった。また、図２に示す
ように、吸着剤に対する光触媒の比が大きいほど、一酸
化窒素の残存率は早く低下した。しかし、サンプルＡ
は、１００分経過した時点でも、１０％程度の一酸化窒
素が残存するため、サンプルＡは不適切であることがわ
かった。図１及び図２に示す結果より、オーバーコート
膜に適切な光触媒と吸着剤との比は、１：９〜１：４９
であることがわかった。

【００１４】以上の結果をまとめると、光触媒のみで
は、アセトアルデヒドの脱臭性能が低いため、臭気成分
の分解時に中間生成物としてアセトアルデヒドが生成す
ると、光触媒からのアセトアルデヒドの離脱が起こる。
しかし、図１に示すように、光触媒に吸着剤を加えるこ
と（サンプルＡ〜Ｃ）により、アセトアルデヒドの空気
中への離脱を抑えることができ、また、吸着剤と光触媒
との比が１：１（サンプルＡ）では一酸化窒素（ＮＯ
ｘ）の脱臭性能が低いため、光触媒と吸着剤の配合比を
１：９〜１：４９に調整することにより、ＮＯｘの脱臭
性能をあげかつ、アセトアルデヒドの残存率を低下させ
ることができた。

【００１５】以下、上記した光触媒と吸着剤との比のデ
ータに基いて、下地膜（下膜）の表面にオーバーコート
膜（上膜）を形成した本発明の空気浄化膜の実施の形態
を説明する。

【００１６】光触媒、吸着剤、バインダーは、上記した
ものと同一のものを用いる。先ず、光触媒の固形分比
（重量比）を２５％、吸着剤の固形分比を２５％、バイ
ンダーの固形分比を５０％とした下地膜用塗液を作成
し、この塗液を基材となるアルミコルゲートハニカムの
表面に、２００（ｇ／ｌ）になるように塗布し、３８０
℃で１時間焼付けを行って下地膜を形成した。

【００１７】さらに、光触媒の固形分比４９％、吸着剤
の固形分比１％、バインダーの固形分比５０％（即ち、
サンプルＣ）のオーバーコート膜用塗液を作成して、こ
の塗液を下地膜表面にオーバーコートして、３８０℃で
１時間焼付けを行って、オーバーコート膜と下地膜とか
ら構成される空気浄化膜のサンプルＥ〜Ｇを作成した。
なお、サンプルＥ〜Ｇは下地膜に対するオーバーコート
膜の重量比を、表２に示すように種々変更したものであ
る。

【００１８】

【表２】

【００１９】下地膜の表面にオーバーコート膜を形成し
た空気浄化膜の膜構造を、図３に示す。図３において、
空気浄化膜の構造は、基材１の表面に下地膜２を形成
し、さらに該下地膜２の表面にオーバーコート膜３を形
成する。また、オーバーコート膜３，下地膜２には、そ
れぞれ吸着剤４，光触媒５，バインダー６が含まれてお
り、オーバーコート膜３に含まれる光触媒５は、下地膜
２に含まれる光触媒５よりも多く含まれている。

【００２０】上記したサンプルＥ〜Ｇを１（ｍ³ ）のボ
ックス内に設置し、乾燥した清浄空気をパージした後、
マイルドセブン５本を同時に燃焼させ、風量０．９４
（ｍ³／ｍｉｎ）で空気浄化を行いながら各サンプルに
紫外線３．４（ｍＷ／ｃｍ² ）を照射し、ガス検知管に
より、アセトアルデヒド（図４）、ＮＯｘ（図５）、一
酸化炭素（図６）、スチレン（図７）、酢酸（図８）、
アンモニア（図９）及びピリジン（図１０）の脱臭性能
（分解性能）を測定した。

【００２１】図４に示すように、アセトアルデヒドの残
存率は、サンプルＥ，Ｆが時間とともに低下したが、サ
ンプルＧは、アセトアルデヒドの残存率が時間の経過に
より一定の値になってしまった。図５に示すように、Ｎ
Ｏｘとして代表的な一酸化窒素の残存率は、サンプル
Ｅ，Ｆがよい値を示したが、サンプルＧでは１００分の
時点でも一酸化窒素が３０％以上残っていた。

【００２２】図６に示すように、一酸化炭素の残存率
は、サンプルＥ，Ｆ，Ｇの何れも大差がなかった。図７
に示すように、スチレンの残存率は、サンプルＥ，Ｆは
時間とともに低下したが、サンプルＧは、スチレンの残
存率が時間の経過により一定の値になってしまった。図
８、図９、図１０に示すように、酢酸、アンモニア、ピ
リジンの残存率は、それぞれサンプルＥ，Ｆ，Ｇの何れ
も大差がなかった。

【００２３】上記の結果により、サンプルＥ，Ｆ、即
ち、オーバーコート膜と下地膜との担持量比（重量比）
を、１：２〜１：４とした場合に、種々臭気を吸着分解
可能となった。

【００２４】なお、図１１に示すように、吸着剤の選択
は光触媒による分解効率の低いアセトアルデヒドに対し
て吸着性能の高いものとして、ハイシリカ合成ゼオライ
トＨ型ＺＳＭ５を銅イオン交換処理を施したＣｕ−ＺＳ
Ｍ５を用いた。

【００２５】

【発明の効果】本発明の空気浄化膜は上記のような構成
であるため、請求項１によれば、上膜表面及び上膜と下
膜との界面での光触媒による分解性能を高め、吸着した
成分の分解及び吸着剤の再生能力が上がり、吸着性能を
長時間維持できる。また、下膜に吸着された臭気成分
は、吸着剤から脱離しても必ず上膜を通過するため、紫
外線により効率良く臭気を分解できる。

【００２６】請求項２によれば、上膜の光触媒と吸着剤
との比を操作することにより、光触媒単独では吸着性能
が低いアルデヒド類の成分の吸着性能を下膜で高めるこ
とができ、アルデヒド類の空気浄化膜からの脱離を抑え
る。また、上膜に含まれる光触媒により吸着剤単独では
脱臭が困難であったＮＯｘの脱臭が可能となる。

【００２７】請求項３によれば、上膜と下膜との重量比
を操作することにより、下膜における吸着量が増加す
る。

【００２８】請求項４によれば、光触媒のみでは吸着性
能が低いアルデヒド類に対する吸着性能が向上するた
め、吸着剤に対する光触媒の配合比を大きくすることが
でき、分解効率を向上することができる。

【００２９】請求項５によれば、種々の臭気を吸着分解
できる空気浄化膜を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のために光触媒と吸着剤との比を変更し
た一層の膜によるアセトアルデヒド浄化性能を示す説明
図である。

【図２】図１の一層の膜による―酸化窒素浄化性能を示
す説明図である。

【図３】本発明の空気浄化膜の実施形態の膜構造を示す
断面図である。

【図４】本発明の空気浄化膜の実施形態によるアセトア
ルデヒド浄化性能を示す説明図である。

【図５】本発明の空気浄化膜の実施形態による一酸化窒
素浄化性能を示す説明図である。

【図６】本発明の空気浄化膜の実施形態による一酸化炭
素浄化性能を示す説明図である。

【図７】本発明の空気浄化膜の実施形態によるスチレン
浄化性能を示す説明図である。

【図８】本発明の空気浄化膜の実施形態による酢酸浄化
性能を示す説明図である。

【図９】本発明の空気浄化膜の実施形態によるアンモニ
ア浄化性能を示す説明図である。

【図１０】本発明の空気浄化膜の実施形態によるピリジ
ン浄化性能を示す説明図である。

【図１１】本発明の空気浄化膜の乾燥状態におけるアセ
トアルデヒド吸着性能比較を示す説明図である。

【図１２】従来の光触媒を用いた脱臭装置を示す構成図
である。

【符号の説明】

１基材２下地膜３オーバーコート膜４吸着剤５光触媒６バインダー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸着剤、もしくは、光触媒と吸着剤とを
含む下膜と、該下膜の表面を覆うと共に、該下膜より吸
着剤に対して光触媒を大く含む上膜とを備えることを特
徴とする空気浄化膜。
【請求項２】上記上膜は、吸着剤と光触媒との重量比
が、１：９乃至１：４９であることを特徴とする請求項
１に記載の空気浄化膜。
【請求項３】上記下膜と上記上膜との重量比は、１：
２乃至１：４であることを特徴とする請求項１に記載の
空気浄化膜。
【請求項４】上記吸着剤として、ゼオライトを銅イオ
ン交換処理を施したものを用いることを特徴とする請求
項１に記載の空気浄化膜。
【請求項５】吸着剤、もしくは、光触媒と吸着剤とを
含む塗液を基材に塗布し、加熱を行って下膜を形成し、上記下膜表面に、該下膜より吸着剤に対して光触媒を大
く含む塗液を塗布した後、加熱を行って上膜を形成する
ことを特徴とする空気浄化膜の製造方法。