專利名稱：光催化劑除臭裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過利用光催化劑將空氣中的臭氣成分或有機(jī)氣體分子分解來進(jìn)行除臭的光催化劑除臭裝置。
背景技術(shù)：
近年來，對居住空間或車內(nèi)等所謂的準(zhǔn)封閉空間內(nèi)的空氣潔凈化改善的要求有所提高，特別期待將由食物產(chǎn)生的或者作為香煙側(cè)流煙產(chǎn)生的氨、由建筑材料等產(chǎn)生的VOC(揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)。例如乙醛)等除去的除臭裝置。目前，這種除臭裝置采用下述的光催化劑除臭裝置將在多孔質(zhì)陶瓷表面層或無機(jī)基板中混煉或擔(dān)載有吸附臭氣成分的吸附材料和將該臭氣成分分解的光催化劑材料的 物品形成為蜂窩狀，一邊向該蜂窩孔中通風(fēng)一邊由光源照射激發(fā)光，從而進(jìn)行空氣的凈化(日本專利第2574840號公報-專利文獻(xiàn)I)。而且作為光源，很多情況下使用熒光管燈。但是，在現(xiàn)有的光催化劑除臭裝置中，由于將在作為吸附劑的活性炭上擔(dān)載有光催化劑粒子的光催化單元制成蜂窩結(jié)構(gòu)，因而具有光催化劑的催化性能(除臭性能)無法充分地發(fā)揮的技術(shù)課題。即，由于成為蜂窩結(jié)構(gòu)，因而由配置于光催化單元正面的光催化劑激發(fā)源的燈照射的光被蜂窩結(jié)構(gòu)的壁遮擋，對蜂窩孔內(nèi)部的光照射強(qiáng)度低，因此不可避免地產(chǎn)生光催化劑活性低的區(qū)域，具有無法充分地提高除臭性能的問題。另外，由于活性炭其本身不傳播光，因而在照射了激發(fā)光時，與活性炭接觸的光催化劑粒子的部分變成光催化劑粒子本身的影子，對于想要增加光催化劑粒子的表面積以提高光催化性能，其效果也減半，實(shí)際上具有除臭能力受到制約的問題。而且，作為第2課題，還具有壓力損失逐年增加的另一技術(shù)課題。為了解決以上的技術(shù)課題，通過配置多個激發(fā)光源，可以減少被蜂窩結(jié)構(gòu)的壁遮擋而產(chǎn)生的影子的區(qū)域。但是，在這種情況下，多個光源成為阻礙空氣流動的流路阻力，導(dǎo)致壓力損失增大的結(jié)果。為了避免這種壓力損失的增加，而且為了減少在蜂窩結(jié)構(gòu)的壁上形成的影子的區(qū)域，可以考慮減小蜂窩壁的厚度。但是，由于這種情況下會導(dǎo)致形狀穩(wěn)定性降低、同時光催化劑擔(dān)載量降低、除臭性能降低的其他問題，因而減小蜂窩壁的厚度并非有效的解決方法?，F(xiàn)有技術(shù)的第3課題是激發(fā)光源的壽命短、環(huán)境負(fù)荷大。作為光源多使用熒光管燈，但燈壽命短。例如被用于耐久消耗品等中時，通常需要5年 10年的壽命，但這樣長壽命的熒光管燈的成本非常高，并不實(shí)用。另外，在制造階段熒光管內(nèi)不得已要使用汞，在目前嚴(yán)峻的環(huán)境事實(shí)的背景下，難以應(yīng)對針對制品廢棄階段下的環(huán)境負(fù)荷的課題。為了解決這種現(xiàn)有技術(shù)的課題，提出了下述除臭裝置其不使用熒光管，而是例如利用通過高電壓放電產(chǎn)生臭氧或紫外線、在被該紫外線活化的光催化劑組件中進(jìn)行空氣中含有的臭氣成分或有害物質(zhì)等的分解，并且利用臭氧分解手段將由高電壓放電手段產(chǎn)生的臭氧分解(日本專利公開2003-339839號公報-專利文獻(xiàn)2)。但是，為了將乙醛等臭氣氣體分解，需要氧化電位更深(因此，價電子帶的上限電位更大)的催化反應(yīng)，通過利用臭氧進(jìn)行的分解，分解至水和二氧化碳的最終的完全分解是困難的，容易生成醋酸等中間氧化物。該生成的醋酸具有成為覆蓋光催化劑材料而顯著降低分解速度的原因的問題。另外，由于臭氧其本身的有害性，在殘留臭氣氣體分解后，為了除去臭氧也要設(shè)置二氧化錳層等臭氧分解催化劑層，成為成本高的原因之一?，F(xiàn)有技術(shù)的第4課題是由作為除臭裝置對象的基質(zhì)氣體的性質(zhì)所導(dǎo)致的課題。成為分解對象的基質(zhì)氣體有如氨那樣容易溶入空氣中的水分中而顯示弱堿性的氣體、如乙烯氣體那樣難溶于水中且即便溶解也顯示中性的氣體。為了提高利用光催化劑的基質(zhì)氣體的分解反應(yīng)，氧化電位深的光催化劑材料、例如氧化鎢(WO3)是有前途的，但當(dāng)在堿性環(huán)境中長年使用氧化鎢時，有引起化學(xué)反應(yīng)、催化活性降低的擔(dān)憂?！ち硗?，在玻璃纖維織物上擔(dān)載有氧化鈦(TiO2)時，氨在氧化鈦上的吸附增大，氨的分解反應(yīng)速度降低。本來，應(yīng)有的光催化劑除臭裝置的形態(tài)是期望不受基質(zhì)氣體的環(huán)境pH的左右而具有一定的分解能力，上述這種狀況暗示了光催化劑除臭裝置的使用上的限制，對于廣泛利用成為阻礙要因。現(xiàn)有技術(shù)的第5課題是與LED的長期穩(wěn)定性有關(guān)的課題。在光催化劑中使用的LED的波長λ從氧化鈦(TiO2)或氧化鎢(WO3)的帶隙考慮，λ為370nm 380nm以下，即便是摻雜有氮或硫的氧化鈦或氧化鎢，從避免量子收率降低的意義上來說，也優(yōu)選在λ為450nm以下情況下的使用。在假設(shè)為上述的短波長(近紫外區(qū)域或UV光)且對氨進(jìn)行分解的情況下，不僅氨向密封樹脂(例如環(huán)氧樹脂或硅樹脂)中的滲透性極高，而且還有由短波長導(dǎo)致的密封樹脂的劣化、或者滲透密封樹脂而將LED芯片(LED die)或LED芯片與金的基底電極直接腐蝕，具有導(dǎo)致LED的照度降低、無法商品化的問題?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利第2574840號公報專利文獻(xiàn)2 :日本專利公開2003-339839號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的課題而完成，其目的在于提供一種光催化劑除臭裝置，其通過在光催化劑的激發(fā)光源中采用LED、在光催化單元中采用玻璃纖維的光催化片材，使得來自激發(fā)光源的光可在不會在整個光催化單元上形成影子的情況下進(jìn)行照射、可在光催化片材的整個面上有效地激發(fā)光催化劑、長時間地維持除臭性能，同時減小所通過的空氣的壓力損失、也不會妨礙空氣的通過，進(jìn)而謀求長壽命化。另外，本發(fā)明的目的在于提供一種不會被基質(zhì)氣體的環(huán)境pH所左右、具有一定分解能力的光催化劑除臭裝置。本發(fā)明為一種光催化劑除臭裝置，其特征在于，平行地配置設(shè)有通風(fēng)孔的基板，在上述2張基板中的至少I張基板上安裝LED，在上述2張基板間配置由擔(dān)載有光催化劑粒子的玻璃纖維織物及支撐該織物的框架構(gòu)成的光催化片材，將上述光催化片材和上述2張基板固定在筐體上，將用于激發(fā)上述光催化劑的LED光源的發(fā)光面和上述光催化片材平行地配置，使得由上述通風(fēng)孔送入的空氣通過上述光催化片材，其中，上述光催化片材是將捆扎玻璃纖維而構(gòu)成的原絲按照具有低風(fēng)速下的通氣成為可能的規(guī)定開口率的方式縱橫地編織而構(gòu)成的，上述光催化劑粒子機(jī)械地接觸保持在上述光催化片材的玻璃纖維間。根據(jù)本發(fā)明的光催化劑除臭裝置，通過在光催化劑的激發(fā)光源中采用LED、在光催化單元中采用玻璃纖維的光催化片材，使得來自激發(fā)光源的光可在不會在整個光催化單元上形成影子的情況下進(jìn)行照射，可在光催化片材的整個面上有效地激發(fā)光催化劑，長時間地維持除臭性能，同時減小所通過的空氣的壓力損失，也不會妨礙在箱內(nèi)循環(huán)的冷氣的通過，進(jìn)而謀求長壽命化。上述的本發(fā)明的光催化劑除臭裝置中，可以使上述光催化片材的開口率為30% 60%。根據(jù)如此使玻璃纖維織物的開口率為30%以上且60%以下的光催化劑除臭裝置，可以防止在低于30%時雖然光催化劑粒子的擔(dān)載量增加、除臭性能增加但壓力損失急劇地增大的情況，并可以防止在超過60%時光催化劑擔(dān)載量變得過少而無法充分地發(fā)揮除臭機(jī)能的情況。 另外，上述的本發(fā)明的光催化劑除臭裝置中，可以用使SiO2為50%以上的成分比的原材料形成上述光催化片材的玻璃纖維。這樣，根據(jù)使光除臭片材的玻璃纖維的組成是SiO2S 50%以上的成分的光催化劑除臭裝置，光的透過性高、光可以在玻璃纖維中充分地傳播，其結(jié)果是，在微細(xì)的玻璃纖維間擔(dān)載的光催化劑的粒子在受到來自LED放射光的直接照射的同時在玻璃纖維中傳播、或者被玻璃纖維表面反射/散射的光可到達(dá)至光催化劑粒子的里側(cè)，可以充分地有效利用LED激發(fā)光。進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明的光催化劑除臭裝置，通過使玻璃纖維的組成是SiO2為50%以上的成分，由于硅與氧的雙鍵非常強(qiáng)、化學(xué)上穩(wěn)定，因而可以使例如帶隙為3. 2eV的銳鈦礦型TiO2光催化劑粒子在吸收激發(fā)光時所產(chǎn)生的具有強(qiáng)氧化還原電位的還原電子或氧化空穴對擔(dān)載材料劣化的影響達(dá)到實(shí)際上使用時沒有問題的水平。另外，上述的本發(fā)明的光催化劑除臭裝置中，可以使上述光催化片材的玻璃纖維的直徑為10 μ m以下。根據(jù)如此使光催化片材的玻璃纖維的直徑為10 μ m以下的光催化劑除臭裝置，可防止在超過10 μ m時擔(dān)載光催化劑粒子的能力降低、例如在風(fēng)速為數(shù)m/秒的低風(fēng)速下光催化劑粒子就從玻璃纖維間的空隙中脫落的情況，可長時間地維持除臭效果。進(jìn)而，就上述的本發(fā)明的光催化劑除臭裝置而言，可在風(fēng)速為O. 2m 3m/秒的低風(fēng)速下使用。另外，本發(fā)明為一種光催化劑除臭裝置，其特征在于，平行地配置設(shè)有通風(fēng)孔的基板，在上述2張基板中的至少I張基板上安裝LED，在上述2張基板間配置由擔(dān)載有光催化劑粒子的玻璃纖維織物及支撐該織物的框架構(gòu)成的光催化片材，將上述光催化片材和上述2張基板固定在筐體上，將用于激發(fā)上述光催化劑的LED光源的發(fā)光面和上述光催化片材平行地配置，使得由上述通風(fēng)孔送入的空氣通過上述光催化片材，其中，上述光催化片材為由整齊地捆扎玻璃纖維而成的橫絲群和雜亂地捆扎玻璃纖維而成的縱絲群構(gòu)成的織物，上述光催化劑粒子附著保持在上述光催化片材的玻璃纖維間及玻璃纖維上。根據(jù)如此將整齊地捆扎玻璃纖維而成的橫絲群和雜亂地捆扎玻璃纖維而成的縱絲群編織成織物狀而成的物品作為光催化片材的光催化劑除臭裝置，可以增強(qiáng)光催化劑粒子對光催化片材的玻璃纖維的密合力，對于例如風(fēng)速高達(dá)5m/秒的大型空調(diào)機(jī)的除臭裝置也可適用。在上述的本發(fā)明的光催化劑除臭裝置中，構(gòu)成上述光催化片材的玻璃纖維還可以制成具有直徑為I μ m以下的孔的多孔質(zhì)玻璃纖維。本發(fā)明的光催化劑除臭裝置中，通過在LED安裝基板上設(shè)有通風(fēng)孔，從結(jié)構(gòu)上來說，在支撐作為激發(fā)光源的LED的同時減少了空氣的流路阻力。另外，通過平行地配置由擔(dān)載有光催化劑的玻璃纖維織物及支撐該織物的框架構(gòu)成的光催化片材和LED安裝基板，可以使來自LED光源的激發(fā)光最大限度地被光催化劑吸收。進(jìn)而，通過采用光催化片材的玻璃纖維織物，可以防止來自LED光源的激發(fā)光因玻璃纖維形成影子而無法到達(dá)至厚度方向的深處，對于整個光催化片材充分地確保了光量，有效地將光催化劑激發(fā)。 進(jìn)而，本發(fā)明的光催化劑除臭裝置中，通過使將整齊地捆扎玻璃纖維而成的橫絲群和雜亂地捆扎玻璃纖維而成的縱絲群編織成織物狀而成的物品作為光催化片材，對光催化劑粒子的玻璃密合力強(qiáng)。另外，一般來說已知光催化劑材料的催化活性隨著催化劑粒子的粒度減少而增高，但通過使玻璃纖維為具有直徑為I μ m以下的孔的多孔質(zhì)玻璃，將催化活性高的IymW下的光催化劑粒子捕獲至存在于玻璃纖維的直徑為Iym以下的孔中，可增強(qiáng)光催化劑粒子的玻璃密合力。進(jìn)而，本發(fā)明為一種光催化劑除臭裝置，其特征在于，平行地配置設(shè)有通風(fēng)孔的基板，在上述2張基板中的至少I張基板上安裝LED，在上述2張基板間配置由擔(dān)載有光催化劑粒子的玻璃纖維織物及支撐該織物的框架構(gòu)成的光催化片材，將上述光催化片材和上述2張基板固定在筐體上，平行地配置用于激發(fā)上述光催化劑粒子的LED光源的發(fā)光面和上述光催化片材，使得由上述通風(fēng)孔送入的空氣通過上述光催化片材，其中，將在玻璃纖維織物中擔(dān)載有以銳鈦礦為主相的氧化鈦光催化劑微粒的上述光催化片材配置在該光催化劑除臭裝置的空氣導(dǎo)入側(cè)，將在玻璃纖維織物上擔(dān)載有以氧化鎢為主成分的光催化劑微粒的上述光催化片材配置在該光催化劑除臭裝置的空氣排出側(cè)。在對基質(zhì)氣體由氨等弱堿性氣體、乙醛等中性氣體以及NOX等酸性氣體構(gòu)成的混合氣體進(jìn)行分解時，通過將玻璃纖維織物中擔(dān)載有氧化鈦(以銳鈦礦為主相)光催化劑微粒的光催化片材配置在該光催化劑除臭裝置的空氣導(dǎo)入側(cè)，首先成為弱堿成分的氨被氧化鈦吸附分解。在氨濃度足夠降低的狀況下，通過將成為第2層的擔(dān)載有氧化鎢的光催化片材設(shè)置在光催化劑除臭裝置的排出側(cè)，這回將殘留中性氣體除去。為酸性氣體時，其可以在不損害任一方光催化劑微粒的催化活性的情況下被兩者除去。本發(fā)明中，通過使光催化片材為上述的配置，可以解決雖然氧化電位深、因而氧化分解能力高、但在弱堿環(huán)境下使用時催化活性降低的氧化鎢光催化劑的課題。另外，當(dāng)考慮到氣體滲透至LED密封材料中時，大概可以認(rèn)為是由于在密封材料的分子間骨架間所形成的自由體積的存在、從而氣體在密封材料中滲透，但通過使該密封材料為玻璃等硅氧化物，幾乎完全地防止了基質(zhì)氣體中的水分或氨的浸入。這樣，根據(jù)本發(fā)明，可以提供不受基質(zhì)氣體的環(huán)境pH的左右、具有一定的分解能力、而且即便在腐蝕環(huán)境中也可長時間使用的以LED為光源的光催化劑除臭裝置。


圖I為搭載了本發(fā)明的第I 第5實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置的冰箱的部分?jǐn)嗔呀孛鎴D。圖2為本發(fā)明的第I 第3實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置的部分?jǐn)嗔训牧Ⅲw圖。圖3為本發(fā)明的第I 第3實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置的部分省略的截面圖。圖4(a)為本發(fā)明的第I 第3實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置中使用的光催化片材的正視圖、圖4 (b)為其俯視圖。圖5為本發(fā)明的第I、第2實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置中使用的光催化片材內(nèi)的玻璃纖維織物的放大圖。
圖6為本發(fā)明的第I、第2實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置中使用的光催化片材內(nèi)的利用玻璃纖維擔(dān)載光催化劑粒子的狀態(tài)的顯微鏡照片。圖7為表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置的光催化片材的開口率與壓力損失和光催化劑擔(dān)載量的關(guān)系的曲線圖。圖8為表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置的光催化片材的玻璃纖維直徑與光催化劑脫落率的關(guān)系的曲線圖。圖9為將本發(fā)明的實(shí)施例I的光催化劑除臭裝置的乙醛分解性能與現(xiàn)有例進(jìn)行對比顯示的曲線圖。圖10為將本發(fā)明的實(shí)施例2的光催化劑除臭裝置的氨分解性能與現(xiàn)有例進(jìn)行對比顯示的曲線圖。圖11為本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置中使用的光催化片材內(nèi)的玻璃纖維織物的放大圖。圖12為表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置中使用的光催化片材內(nèi)的利用玻璃纖維擔(dān)載光催化劑粒子的狀態(tài)的說明圖。圖13為表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置的光催化片材的風(fēng)速與光催化劑脫落率的關(guān)系的曲線圖。圖14為本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置的部分?jǐn)嗔训牧Ⅲw圖。圖15為本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置的部分省略的截面圖。圖16Ca)為本發(fā)明第4實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置中使用的光催化片材的正視圖、圖16 (b)為其俯視圖。圖17為本發(fā)明第4實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置中使用的光催化片材內(nèi)的玻璃纖維織物的放大圖。圖18為表示本發(fā)明第4實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置中使用的光催化片材內(nèi)的利用玻璃纖維擔(dān)載光催化劑粒子的狀態(tài)的顯微鏡照片。圖19為將本發(fā)明的實(shí)施例3的光催化劑除臭裝置的乙醛分解性能與比較例I進(jìn)行對比顯示的曲線圖。圖20為將本發(fā)明的實(shí)施例3的光催化劑除臭裝置的氨分解性能與比較例I進(jìn)行對比顯示的曲線圖。圖21為將本發(fā)明的實(shí)施例3的光催化劑除臭裝置的照度維持時間特性與比較例1、2進(jìn)行對比顯示的曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。[第I實(shí)施方式]本發(fā)明一個實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I是如圖I所示在冰箱100的箱內(nèi)為了除臭而設(shè)置的裝置。在冰箱100的箱內(nèi)，使用冷卻風(fēng)扇101使冷氣102以低風(fēng)速、例如O. 2m/秒 3m/秒的風(fēng)速在箱內(nèi)循環(huán)。本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I按照在這種低風(fēng)速下不會阻礙空氣的流動、為了利用光催化劑對箱內(nèi)空氣進(jìn)行除臭而設(shè)置在冷氣通路103上進(jìn)行使用。如圖2 圖4所示，本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I由用于激發(fā)所擔(dān)載的光催 化劑的粒子的LED3 ;設(shè)有多個通風(fēng)孔4且安裝有LED3的LED安裝基板5 ;與其大致平行地配置的多個光催化片材6 ;與LED安裝基板5相向且大致平行地配置的設(shè)有通風(fēng)孔4的對向基板7 ;以及用保持這些板材的位置并保持加固形狀的框體形成的筐體8構(gòu)成。本實(shí)施方式中，光催化片材6安裝有3張?？痼w8的材料從對紫外線的高耐候性和對臭氣氣體的變色少的觀點(diǎn)出發(fā)，可以是丙烯酸樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯樹脂)，進(jìn)而可以是為丙烯酸樹脂且特別可以抑制發(fā)臭、將聚合度提高至10000 15000左右的材料。另外，還可以是成本比較低、成型性良好的ABS樹脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合成樹脂)，為了提高強(qiáng)度，還可以是在ABS樹脂中混煉玻璃纖維制成復(fù)合物的強(qiáng)化ABS樹脂。上述材料使用模具進(jìn)行成型以形成規(guī)定的形狀。LED安裝基板5是按照對應(yīng)設(shè)置場所的環(huán)境以適當(dāng)?shù)姆植济芏冗M(jìn)行分布的方式在設(shè)有適當(dāng)個數(shù)的通風(fēng)孔4的環(huán)氧樹脂玻璃基板上印刷電極圖案而成的，且安裝有紫外線波長λ = 375nm、光量Po = 5. 8mW、正向電流為30mA的LED芯片3。該LED安裝基板5如下制作。按照對應(yīng)設(shè)置場所的環(huán)境以適當(dāng)?shù)姆植济芏冗M(jìn)行分布的方式在設(shè)有適當(dāng)個數(shù)的通風(fēng)孔4的環(huán)氧樹脂玻璃基板上印刷電極圖案，準(zhǔn)備LED芯片3，用安裝器配置在基板的規(guī)定面上后，利用低熔點(diǎn)回流爐在240°C、10秒鐘條件下使其熔融粘接在基板上。該熔融粘接后的基板上的LED芯片3對基板電極的接線使用接線機(jī)將陽極側(cè)和陰極側(cè)的2根用30 μ m的金線進(jìn)行。進(jìn)而，接線后的基板為了進(jìn)行LED芯片的P-N連接保護(hù)，用硅樹脂對LED芯片3進(jìn)行澆灌，制成LED安裝基板5。LED安裝基板5上的LED芯片3的搭載個數(shù)由每I個LED的光量Po、擔(dān)載有光催化劑材料的玻璃纖維制的光催化片材6的面積、光催化片材6與LED發(fā)光面間的距離算出，按照多個光催化片材6均是該光催化片材6上的光照射強(qiáng)度達(dá)到lmW/cm2以上的方式進(jìn)行設(shè)計，為10個 20個。擔(dān)載于光催化片材6的玻璃纖維織物6A的玻璃纖維間的光催化劑6B以下述材料為起始原料該材料由80體積％的銳鈦礦型結(jié)構(gòu)氧化鈦和20體積％的金紅石型結(jié)構(gòu)的氧化鈦組成的氧化鈦TiO2構(gòu)成，具有約50m2/g的表面積，且微晶直徑為20nm (粉體凝聚前的
粒子直徑)。這里，銳鈦礦型和金紅石型的構(gòu)成相的相分率和微晶直徑分別如下求得使用利用了 Cu的K α線的X射線衍射法，將銳鈦礦型結(jié)構(gòu)氧化鈦和金紅石型結(jié)構(gòu)氧化鈦的反射X射線的強(qiáng)度比及反射X射線的強(qiáng)度帶入到德拜-謝樂公式中。表面積由基于BET法的氮的單分子吸附特性求出。將上述光催化劑起始原料投入到裝滿純水的超聲波洗滌機(jī)中，在確認(rèn)了光催化劑粒子在純水中充分地分散后，浸潰玻璃纖維織物6A，使其擔(dān)載在該玻璃纖維織物6A的玻璃纖維間。此外，本實(shí)施方式中說明了使用純水的情況，但為了對光催化劑材料的粒子的分散性進(jìn)行改良，也可將分散材料(表面活性劑)以O(shè). 1%到數(shù)％ (相對于光催化劑材料的重量比)混合在水中，為了對臭氣氣體吸附特性進(jìn)行改良，還可混合吸附劑。光催化劑材料在玻璃纖維織物6A上的單位面積重量從光催化劑粒子從玻璃纖維織物6A中的脫落性和除臭性能的確保的觀點(diǎn)出發(fā)，按照達(dá)到200 500g/m2的方式進(jìn)行。圖5表示玻璃纖維織物6A的顯微鏡照片、圖6表示作為光催化劑的氧化鈦粒子擔(dān)載于玻璃纖維6A的狀態(tài)的顯微鏡照片。玻璃纖維織物6A中使用的玻璃纖維優(yōu)選直徑為約2 10 μ m、且SiO2成分為50%以上(更優(yōu)選為60%以上)者，玻璃纖維的密度是縱向?yàn)?0根的原絲、橫向的密度為18本的原絲，使用它們縱橫地編織而制成玻璃纖維織物。 對于該玻璃纖維織物6A，對開口率從20%開始每約10%地進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果如圖7的曲線圖所示，開口率越小，則光催化劑的單位擔(dān)載量g/m2越大，但開口率為30%以下時，壓力損失增大、僅機(jī)械地?fù)?dān)載的光催化劑粒子發(fā)生脫落、除臭性能急劇降低，因此優(yōu)選開口率為30%以上。另外，當(dāng)開口率超過60%時，光催化劑的絕對存在量驟減、無法獲得有效的除臭效果。通過上述工藝獲得的擔(dān)載有光催化劑粒子的玻璃纖維織物6A在該狀態(tài)下缺乏形狀的穩(wěn)定性，因而如圖4所示，利用由耐光性高的樹脂形成的框架6C對周圍進(jìn)行緊固、保形，制成光催化片材6。上述構(gòu)成的光催化劑除臭裝置I如圖I所示，例如設(shè)置在冰箱100內(nèi)的空氣通路103進(jìn)行使用，點(diǎn)亮LED3使其發(fā)光，使用該光激發(fā)擔(dān)載于玻璃纖維織物6A的光催化劑粒子6B，將空氣中含有的臭氣物質(zhì)分解來除臭。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置1，使光催化劑粒子6B擔(dān)載于光催化片材6中采用的透光性的玻璃纖維織物6A的玻璃纖維間，照射LED3使光催化劑6B激發(fā)而將臭氣物質(zhì)分解，因此由于玻璃纖維的透光性的緣故，可以使LED3的光到達(dá)光催化片材6的整個面、表里兩面，可以照射至光催化劑而激發(fā)光催化劑，從而有效地除臭。另外，由于光源是LED，因而還具有不需進(jìn)行更換、可長時間連續(xù)使用的優(yōu)點(diǎn)。另外，通過使光催化片材6的開口率為30% 60%，可以抑制壓力損失。另外，通過用使SiO2為50%以上的成分比的原材料形成光催化片材6的玻璃纖維，透光性良好，如上所述可以使其到達(dá)光催化片材6的整個面、表里兩面，可以照射至光催化劑而使其激發(fā)，從而可以有效地除臭。另外，如圖8的曲線圖所示，當(dāng)使光催化片材6的玻璃纖維的直徑為10 μ m以上時，則光催化劑從玻璃纖維中的脫落變得明顯、利用光催化劑的分解性能降低，但通過為IOym以下，可以使光催化劑的粒子高密度且有效、穩(wěn)定地?fù)?dān)載在玻璃纖維間，可以獲得巨大的光催化作用。進(jìn)而，本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I在風(fēng)速為O. 2m 3m/秒的低風(fēng)速下使用，在這種低風(fēng)速下，即便是在僅使光催化劑的粒子機(jī)械地?fù)?dān)載于玻璃纖維間的狀態(tài)下，也可在不會由于空氣的流動使粒子脫落的情況下進(jìn)行使用，從這方面來說，也可長時間連續(xù)使用。此外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于僅使光催化劑的粒子機(jī)械地?fù)?dān)載于玻璃纖維間，可以在不使用用于進(jìn)行粘合或粘接的試劑的情況下使光催化劑粒子擔(dān)載于光催化片材的玻璃纖維，因而具有還可謀求制造成本的降低的優(yōu)點(diǎn)。[第2實(shí)施方式]接著，對本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I也如圖I所示，是為了除臭而設(shè)置在冰箱100的箱內(nèi)的裝置。另外，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施方式相同，如圖2 圖4所示，由用于激發(fā)所擔(dān)載的光催化劑的粒子的LED3 ;設(shè)有多個通風(fēng)孔4且安裝有LED3的LED安裝基板5 ;與其大致平行地配置的多個光催化片材6 ;與LED安裝基板5相向且大致平行配置的設(shè)有通風(fēng)孔4的對向基板7 ； 以及用保持這些板材的位置且保持加固形狀的框體形成的筐體8構(gòu)成。本實(shí)施方式的情況下，安裝在LED安裝基板5上的LED3的波長與第I實(shí)施方式不同，安裝的是近紫外線的可見光的波長λ = 405nm、光量Po = 6. 2mW、正向電流為30mA的LED芯片。該安裝基板5的制作方法與第I實(shí)施方式相同。本實(shí)施方式的情況下，LED安裝基板5中的LED芯片3的搭載個數(shù)也是由每I個LED的光量Po、擔(dān)載有光催化劑材料的玻璃纖維制光催化片材6的面積、光催化片材6與LED發(fā)光面間距離求得，按照多個光催化片材6均是該光催化片材6上的光照射強(qiáng)度達(dá)到lmff/cm2以上的方式進(jìn)行設(shè)計，為10個 20個。擔(dān)載于光催化片材6的玻璃纖維織物6A的玻璃纖維間的光催化劑6B以摻雜市售的氮、在可見光區(qū)域(紫色、λ = 400 450nm)下已知催化活性的市售的可見光型光催化劑材料(平均粒度為約2 μ m。利用費(fèi)氏微粒測量儀測定)為起始原料。使該光催化劑粒子擔(dān)載于玻璃纖維織物6A的玻璃纖維間的方法與第I實(shí)施方式相同。玻璃纖維織物6A中使用的玻璃纖維與第I實(shí)施方式相同，優(yōu)選直徑為約2 10 μ m且SiO2成分為50%以上(更優(yōu)選為60%以上)者，玻璃纖維的密度是縱向?yàn)?0根的原絲、橫向的密度為18本的原絲，使用它們縱橫地編織而制成玻璃纖維織物。該玻璃纖維織物6A的開口率也與第I實(shí)施方式相同，優(yōu)選為30%以上、且不超過60%的范圍。通過上述工藝獲得的擔(dān)載有可見光型光催化劑的粒子的玻璃纖維織物6A在該狀態(tài)下缺乏形狀的穩(wěn)定性，因而與第I實(shí)施方式相同，如圖4所示，利用由耐光性高的樹脂形成的框架6C對周圍進(jìn)行緊固、保形，制成光催化片材6。上述構(gòu)成的光催化劑除臭裝置I如圖I所示，例如設(shè)置在空氣通路103中進(jìn)行使用，點(diǎn)亮LED3使其發(fā)光，使用該光激發(fā)擔(dān)載于玻璃纖維織物6A上的光催化劑粒子6B，將空氣中含有的臭氣物質(zhì)分解而進(jìn)行除臭。通過本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置1，也可獲得與第I實(shí)施方式相同的作用、效果。根據(jù)本實(shí)施方式，特別是如實(shí)施例2中說明所示，可有效地對氨成分進(jìn)行除臭。[實(shí)施例I]使用第I實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置1，使用光催化片材的面積為50cm2、在光催化劑上擔(dān)載氧化鈦(銳鈦礦型80%、金紅石型20%)lg、利用紫外線發(fā)光的LED3產(chǎn)生的光的照射強(qiáng)度為2mW/cm2的光催化劑除臭裝置1，在存在有初始濃度為5ppm的乙醛的冰箱內(nèi)進(jìn)行除臭性能試驗(yàn)。如圖9的曲線圖所示，與利用現(xiàn)有例的光催化劑除臭裝置的除臭性能進(jìn)行比較時，確認(rèn)了本實(shí)施例I的光催化劑除臭裝置的乙醛分解性能高約10%左右。[實(shí)施例2]使用第2實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置1，使用光催化片材的面積為50cm2、在光催化劑上擔(dān)載可見光光催化劑I. 5g、利用紫外線發(fā)光的LED3產(chǎn)生的光的照射強(qiáng)度為
2.5mff/cm2的光催化劑除臭裝置1，在存在有初始濃度為20ppm的氨的冰箱內(nèi)進(jìn)行除臭性能試驗(yàn)。如圖10的曲線圖所示，與利用現(xiàn)有例的光催化劑除臭裝置的除臭性能進(jìn)行比較時，確認(rèn)了 開始初始時的氨分解性能比現(xiàn)有例高約35%左右，而經(jīng)過一段時間后，氨分解性能也高約9%左右。[第3實(shí)施方式]接著，對本發(fā)明的第3實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I的結(jié)構(gòu)與第I實(shí)施方式相同，如圖2 圖4所示，由用于激發(fā)所擔(dān)載的光催化劑的粒子的LED3 ;設(shè)有多個通風(fēng)孔4且安裝有LED3的LED安裝基板5 ;與其大致平行地配置的多個光催化片材6 ;與LED安裝基板5相向且大致平行配置的設(shè)有通風(fēng)孔4的對向基板7 ;以及用保持這些板材的位置且保持加固形狀的框體形成的筐體8構(gòu)成。此外，本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I不僅可適用于冰箱的箱內(nèi)的除臭，也可適用于例如風(fēng)速超過5m/秒的大型空調(diào)機(jī)的除臭裝置，用途并無特別限定。本實(shí)施方式的情況下，安裝在LED安裝基板5上的LED3的波長與第I實(shí)施方式相同。其也可以采用第2實(shí)施方式。本實(shí)施方式的情況下，LED安裝基板5上的LED芯片的搭載個數(shù)也與第I實(shí)施方式同樣地設(shè)計。光催化片材6的玻璃纖維織物6A1的玻璃纖維間及玻璃纖維上擔(dān)載的光催化劑6B也與第I實(shí)施方式相同。本實(shí)施方式的特征在于圖11的照片所示的玻璃纖維織物6A，還在于使用直徑I μ m以下的孔的多孔質(zhì)玻璃纖維且由整齊地捆扎該多孔質(zhì)玻璃纖維而成的橫絲群6A1和雜亂地捆扎多孔質(zhì)玻璃纖維而成的縱絲群6A2來構(gòu)成織物。玻璃纖維使用市售的多孔質(zhì)玻璃纖維。將該玻璃纖維捆扎成縱絲為15 20根、橫絲為10 20根，加工成織物狀而制成玻璃纖維織物6A。玻璃纖維織物6A的開口率與第I實(shí)施方式相同，優(yōu)選為30%以上、且不超過60%的范圍。如圖12所示，通過將該玻璃纖維織物6A在乳膠溶液中在施加了超聲波的狀態(tài)下浸潰10分鐘，從而使光催化劑粒子6B擔(dān)載于玻璃纖維間及玻璃纖維上。該光催化劑粒子6B的擔(dān)載例如如下進(jìn)行向在純水中添加磷酸而將PH (氫離子濃度)調(diào)節(jié)至2 7的水溶液中添加上述光催化劑粒子，制成乳膠溶液，在該乳膠溶液中將玻璃纖維織物6A浸潰10分鐘。通過上述工藝獲得的擔(dān)載有可見光型光催化劑的粒子的玻璃纖維織物6A在該狀態(tài)下缺乏形狀的穩(wěn)定性，因而與第I實(shí)施方式相同，如圖4所示，利用由耐光性高的樹脂形成的框架6C對周圍進(jìn)行緊固、保形，制成光催化片材6。上述構(gòu)成的第3實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I如圖I所示，設(shè)置在空氣通路103中進(jìn)行使用，點(diǎn)亮LED3使其發(fā)光，使用該光使擔(dān)載于玻璃纖維織物6A的光催化劑粒子6B激發(fā)，將空氣中所含有的臭氣物質(zhì)分解而進(jìn)行除臭。本實(shí)施方式特別可有效地對氨成分進(jìn)行除臭。根據(jù)本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置1，通過使將整齊地捆扎玻璃纖維而成的橫絲群6A1和雜亂地捆扎玻璃纖維而成的縱絲群6A2編織成織物狀的玻璃纖維織物6A作為光催化片材6，光催化劑微粒6B對玻璃纖維的密合力顯著地提高。這可以認(rèn)為是，通過雜亂地捆扎玻璃纖維而成的縱絲群6A2的存在，要使混亂的玻璃纖維返回至原來的直線狀形狀的力量起作用，該復(fù)原力對抑制光催化劑粒子發(fā)生作用。另外，一般來說已知光催化劑材料的催化活性隨著光催化劑粒子的粒度減少而增高，但通過使玻璃纖維為具有直徑為I μ m以下的孔的多孔質(zhì)玻璃，如圖12所示，可以將催化活性高的Iym以下的光催化劑粒子6B捕獲至存在于玻璃纖維6A的直徑為I μ m以下的孔6A3中，可以長時間不發(fā)生脫落地進(jìn)行擔(dān)載，可以長時間地維持光催化能力。因此，本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置不僅可適用于圖I所示的冰箱、還可適用于例如風(fēng)速高達(dá)5m/秒的大型空調(diào)機(jī)。
·
圖13是表示本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I的光催化片材6的風(fēng)速與光催化劑脫落率的關(guān)系的曲線圖，確認(rèn)了 直到風(fēng)速達(dá)到5m/秒也基本未見光催化劑粒子的脫落率。[第I 第3實(shí)施方式的變形例]第I 第3實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I中為使用3張光催化片材6、從單側(cè)的LED安裝基板5照射光的構(gòu)成，但并非限定于此。例如可以為LED安裝基板5使用2張、從光催化片材6的表里兩側(cè)照射光的構(gòu)成。另外，在這些情況下，還可以僅使用I張或2張的光催化片材6，還可使用4張以上。[第4實(shí)施方式]接著，對本發(fā)明的第4實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I進(jìn)行說明。本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I也如圖I所示，是為了除臭設(shè)置在冰箱100的箱內(nèi)的裝置。但當(dāng)然也可用于其他場所的消臭、除臭用途。如圖14 圖16所示，本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I由設(shè)有多個通風(fēng)孔4且安裝有用于激發(fā)擔(dān)載于玻璃纖維的光催化劑的微粒的LED3的LED安裝基板5 ;與其大致平行地配置的多種、多張的光催化片材61、62 ;與LED安裝基板5相向且大致平行配置的同樣設(shè)有多個通風(fēng)孔4的對向基板7 ;用保持這些板材的位置且保持加固形狀的框體形成的筐體8;以及頂板9構(gòu)成。本實(shí)施方式中，安裝3張光催化片材61、62。光催化片材61為2張、光催化片材62為I張。此外，上述的對向基板7為了提高除臭性能還可以與安裝有LED3的LED安裝基板5相同。S卩，第4實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I與圖2 圖4所示的第I實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I的基本構(gòu)成相同。本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I與第I實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I的不同點(diǎn)在于第I實(shí)施方式的3張光催化片材6全部為相同的片材，而本實(shí)施方式的3張光催化片材由2種光催化片材61、62構(gòu)成。因此,對圖14 圖16中與圖2 圖4共同的構(gòu)件使用相同的符號。本實(shí)施方式的筐體8的材料與第I實(shí)施方式相同,從對紫外線的高耐候性和對基質(zhì)氣體的變色少的觀點(diǎn)出發(fā)，可以是丙烯酸樹脂(聚甲基丙烯酸甲酯樹脂)，進(jìn)而可以是為丙烯酸樹脂且可以抑制發(fā)臭、將聚合度提高至10000 15000左右的材料。另外，還可以是成本比較低、成型性良好的ABS樹脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合成樹脂)，為了提高強(qiáng)度，還可以使用在ABS樹脂中混煉玻璃纖維制成復(fù)合物的強(qiáng)化ABS樹脂。上述材料使用模具進(jìn)行成型以形成規(guī)定的形狀。本實(shí)施方式的LED安裝基板5是按照對應(yīng)設(shè)置場所的環(huán)境以適當(dāng)?shù)姆植济芏冗M(jìn)行分布的方式在設(shè)有適當(dāng)個數(shù)的通風(fēng)孔4的環(huán)氧樹脂玻璃基板上印刷電極圖案而成的，且安裝有波長λ = 405nm、光量Po = 6. 2mW(正向電流為30mA)的LED芯片3。該LED芯片3如下安裝用安裝器將LED芯片配置在環(huán)氧樹脂玻璃基板上后，利用低熔點(diǎn)回流爐在240°C、10秒鐘的條件下使其熔融粘接在該基板上。并且，熔融粘接后的環(huán)氧樹脂玻璃基板上的LED芯片3對基板電極的接線通過接線機(jī)將陽極側(cè)和陰極側(cè)的2根用25 μ m的金線進(jìn)行。對于該接線后的基板，為了改善LED的耐環(huán)境性，涂布液體玻璃并在40°C下干燥16小時而固化后，再進(jìn)行4天的常溫放置的處理，從而獲得最終的LED安裝基板5?！?br> 本實(shí)施方式的LED安裝基板5上的LED芯片3的搭載個數(shù)與第I實(shí)施方式相同，由每I個LED的光量Po、光催化片材6的面積、光催化片材6與LED發(fā)光面間距離求得,按照多個光催化片材6上的光照射強(qiáng)度達(dá)到lmW/cm2以上的方式進(jìn)行設(shè)計，為10個 20個。擔(dān)載于光催化片材61的玻璃纖維織物6A間的光催化劑粒子61B是摻雜氮、在可見光區(qū)域(紫色、λ = 400 450nm)下已知催化活性的市售的可見光型光催化劑材料(平均粒度為約40 μ m)。另外，擔(dān)載于光催化片材62的玻璃纖維6A間的光催化劑粒子62B是氧化鎢可見光型光催化劑材料(平均粒度為約130 μ m)。通過玻璃纖維6A分別擔(dān)載2種光催化劑粒子61B、62B如下進(jìn)行向在純水中添加磷酸而將PH (氫離子濃度)調(diào)節(jié)至2 7的醇系水溶液中添加了上述光催化劑材料的分散溶液中將玻璃纖維6A浸潰10分鐘，之后在100°C下干燥2小時，從而進(jìn)行。如此獲得2種光催化劑粒子61B、62B擔(dān)載于玻璃纖維間的2種玻璃纖維織物61A、62A。為了對通過上述工藝獲得的分別擔(dān)載有光催化劑粒子61B、62B的玻璃纖維織物61A、62A的各自端部賦予形狀穩(wěn)定性，利用由耐光性高的樹脂形成的框架6C對周圍進(jìn)行緊固，分別制成光催化片材61、62。然后，如圖14所示，將2張擔(dān)載有氧化鈦(TiO2)光催化劑粒子61B的光催化片材61嵌入筐體8的空氣導(dǎo)入側(cè)In、將I張擔(dān)載有氧化鎢(WO3)光催化劑粒子62B的光催化片材62嵌入筐體8的空氣導(dǎo)入側(cè)Out，然后在其兩側(cè)將預(yù)先制作好的LED安裝基板5、對向基板7嵌入筐體8中，封上頂板，制成光催化劑除臭裝置I。此外，本實(shí)施方式中對使用了純水的情況進(jìn)行了說明，但為了改善光催化劑材料的微粒的分散性，還可將分散材料(表面活性劑)以O(shè). lwt%到數(shù)wt% (相對于光催化劑材料的重量比)混合在水中，為了改良臭氣氣體吸附特性，還可混合吸附劑。另外，基質(zhì)氣體的分解由于在受光激發(fā)的光催化劑微粒上進(jìn)行，因此即便有送風(fēng)手段，本發(fā)明的本質(zhì)也絲毫不會受損。玻璃纖維織物61A、62A的光催化劑粒子61B、62B的單位面積重量從光催化劑粒子從玻璃纖維6A上的脫落性和除臭性能的確保的觀點(diǎn)出發(fā)，按照達(dá)到200 500g/m2的方式進(jìn)行。圖17表示玻璃纖維6A的顯微鏡照片、圖18表示作為光催化劑的氧化鈦粒子61B擔(dān)載于玻璃纖維織物61A的玻璃纖維6A的狀態(tài)的顯微鏡照片。對于玻璃纖維織物62A，氧化鎢光催化劑粒子62B在該玻璃纖維6A上的擔(dān)載狀態(tài)也相同。另外，如圖17的顯微鏡照片所示，對于玻璃纖維織物61A、62A，縱絲的玻璃纖維6A被整齊地捆扎，而橫絲的玻璃纖維6A拆開、不整齊地排列。由此，容易擔(dān)載光催化劑粒子61B、62B。另外，縱絲和橫絲也可相反。玻璃纖維織物61A、62A中使用的玻璃纖維6A優(yōu)選直徑為約2 10 μ m、且SiO2成分為50%以上(更優(yōu)選為60%以上)者，作為玻璃纖維織物，玻璃纖維6A的密度是例如縱向?yàn)?0根的原絲、橫向的密度為18根的原絲，使用它們縱橫地編織而制成玻璃纖維織物。。對該玻璃纖維織物61A、62A而言，當(dāng)開口率達(dá)到30%以下時，壓力損失增大、僅機(jī)械擔(dān)載的光催化劑粒子發(fā)生脫落、除臭性能急劇降低，因此優(yōu)選開口率為30%以上。另外，當(dāng)開口率超過60%時，光催化劑的絕對存在量驟減、無法獲得有效的除臭效果。上述構(gòu)成的光催化劑除臭裝置I如圖I所示，例如設(shè)置在冰箱100內(nèi)的空氣通 路103中進(jìn)行使用，點(diǎn)亮LED3使其發(fā)光，使用該光使擔(dān)載于玻璃纖維織物61A、62A的光催化劑粒子61B、62B激發(fā)，將空氣中所含有的臭氣物質(zhì)分解而進(jìn)行除臭。根據(jù)本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置1，使光催化劑粒子61B、62B擔(dān)載于光催化片材61、62中采用的透光性的玻璃纖維織物61A、62A的玻璃纖維6A間，照射LED3將光催化劑粒子61B、62B激發(fā)，將臭氣物質(zhì)分解，因而由于玻璃纖維織物61A、62A的透光性的緣故，可以使LED3的光到達(dá)光催化片材61、62的整個面、表里兩面，可以照射至光催化劑而使其激發(fā)，可以有效地除臭。另外，由于光源是LED3，因而還具有不需進(jìn)行更換、可長時間連續(xù)使用的優(yōu)點(diǎn)。另外，通過使光催化片材61、62的開口率為30% 60%，可以抑制壓力損失。另外，通過用使SiO2為50%以上的成分比的原材料形成光催化片材61、62的玻璃纖維6A，透光性良好，如上所述可以使其到達(dá)光催化片材61、62的整個面、表里兩面，可以照射至光催化劑而使其激發(fā)，可以有效地除臭。另外，當(dāng)使光催化片材61、62的玻璃纖維6A的直徑為10 μ m以上時，光催化劑從玻璃纖維上的脫落變得明顯、利用光催化劑的分解性能降低，但通過為10 μ m以下，可以使光催化劑的粒子高密度且有效、穩(wěn)定地?fù)?dān)載在玻璃纖維6A間，可以獲得巨大的光催化作用。本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I在風(fēng)速為O. 2m 3m/秒的低風(fēng)速下使用，在這種低風(fēng)速下，即便是在僅使光催化劑粒子61B、62B機(jī)械地?fù)?dān)載于玻璃纖維6A間的狀態(tài)下，也可在不會由于空氣的流動使粒子脫落的情況下進(jìn)行使用，從這方面出發(fā)，也可長時間連續(xù)使用。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，由于僅使光催化劑粒子61B、62B機(jī)械地?fù)?dān)載于玻璃纖維6A間，可以在不使用用于進(jìn)行粘合或粘接的試劑的情況下使光催化劑粒子61B、62B擔(dān)載于光催化片材61、62的玻璃纖維6A，因而還可謀求制造成本的降低。進(jìn)而，本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I中，在對基質(zhì)氣體由氨等弱堿性氣體、乙醛等中性氣體以及NOX等酸性氣體構(gòu)成的混合氣體進(jìn)行分解時，通過將玻璃纖維織物61A中擔(dān)載有氧化鈦(以銳鈦礦為主相)光催化劑微粒61B的光催化片材61配置在該光催化劑除臭裝置的空氣導(dǎo)入側(cè)In，首先成為弱堿成分的氨被氧化鈦(TiO2)吸附分解。在氨濃度足夠降低的狀況下，通過將成為第2層的在玻璃纖維織物62A上擔(dān)載有以氧化鎢(WO3)為主成分的光催化劑微粒62B的光催化片材62設(shè)置在光催化劑除臭裝置I的排出側(cè)Out，將殘留中性氣體除去。在為酸性氣體時，可以在不損害任一方光催化劑微粒61B、62B的催化活性的情況下將其除去。由此，根據(jù)本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置1，可以解決雖然氧化電位深、因此氧化分解能力高、但在弱堿環(huán)境下使用時催化活性降低的氧化鎢光催化劑的課題，可以對其氧化分解能力進(jìn)行利用。另外，當(dāng)考慮到氣體滲透至LED3的密封材料中時，大概可以認(rèn)為是由于在密封材料的分子間骨架間所形成的自由體積的存在，氣體在密封材料中滲透，但通過將該密封材料制成硅氧化物(玻璃-SiO2),幾乎可以完全地防止基質(zhì)氣體中的水分或氨的浸入。[實(shí)施例3]作為實(shí)施例3，使用面積為50cm2的光催化片材61、在光催化劑上擔(dān)載有氧化鈦粒子(銳鈦礦型80%、金紅石型20%) lg、面積為50cm2的光催化片材62、在光催化劑上擔(dān)載有 氧化鎢粒子lg、將這2張光催化片材61、62分別配置在空氣入口側(cè)In和出口側(cè)Out、利用紫外線發(fā)光的LED3產(chǎn)生的光的照射強(qiáng)度為2mW/cm2的光催化劑除臭裝置I。進(jìn)而，實(shí)施例3中LED3的密封材料使用硅氧化物(玻璃_Si02)。作為比較例1，與實(shí)施例3相反，使用將氧化鎢光催化片材62配置在入口 In側(cè)、將氧化鈦光催化片材61配置在出口側(cè)Out的光催化劑除臭裝置。進(jìn)而，在存在有初始濃度為30ppm的醛和初始濃度為20ppm的氨的冰箱內(nèi)進(jìn)行除臭性能試驗(yàn)。如圖19、圖20的曲線圖所示，與利用比較例I的光催化劑除臭裝置的除臭性能進(jìn)行比較時，確認(rèn)了本實(shí)施例的光催化劑除臭裝置的氨分解性能高約20點(diǎn)左右。另外，作為比較例2，作為LED安裝基板5使用在LED3上涂布雙酚型環(huán)氧樹脂作為密封材料并進(jìn)行了干燥者，作為比較例3，在LED3上涂布苯基系硅樹脂作為密封材料并進(jìn)行了干燥，將它們與實(shí)施例3的LED安裝基板就照射時間-照度維持特性進(jìn)行比較。結(jié)果如圖21的曲線圖所示，確認(rèn)了 比較例2、3的LED安裝基板在到1000小時、2000小時時相對照度幾乎降低至0，但實(shí)施例3中使用的LED安裝基板5直到3000小時時相對照度也幾乎沒有降低。[第5實(shí)施方式]第4實(shí)施方式的玻璃纖維織物61A、62A例如可以采用使用直徑為Ιμπι以下的孔的多孔質(zhì)玻璃纖維、且如圖17所示由整齊地捆扎該多孔質(zhì)玻璃纖維而成的縱絲群和雜亂地捆扎多孔質(zhì)玻璃纖維而成的橫絲群構(gòu)成的織物。另外，縱絲和橫絲也可相反。這種情況下，對光催化劑微粒61Β、62Β的玻璃密合力進(jìn)一步提高。可以認(rèn)為是，通過雜亂地捆扎玻璃纖維而成的縱絲群的存在，混亂的玻璃纖維要返回至原來的直線狀形狀的力量起作用，該復(fù)原力對抑制光催化劑粒子發(fā)生作用。另外，一般來說已知光催化劑材料的催化活性隨著光催化劑粒子的粒度減少而增高，但通過使玻璃纖維為具有直徑為I μ m以下的孔的多孔質(zhì)玻璃，可以將催化活性高的Iym以下的光催化劑粒子61B (62B)捕獲至存在于玻璃纖維6A的直徑為I μ m以下的孔中，可以長時間不發(fā)生脫落地進(jìn)行擔(dān)載，可以長時間地維持光催化能力。因此，本實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置不僅可適用于圖I所示的冰箱、還可適用于例如風(fēng)速高達(dá)5m/秒的大型空調(diào)機(jī)。[第4、5實(shí)施方式的變形例]第4、5實(shí)施方式的光催化劑除臭裝置I為使用2張光催化片材61、1張光催化片材62、從單側(cè)的LED安裝基板5照射光的構(gòu)成，但并非限定于此。通過在對向基板7中也使用LED安裝基板，可以為從表里兩側(cè)對光催化片材61、62照射 光的構(gòu)成。另外，光催化片材61、62的使用張數(shù)只要分別使用至少I張即可，也可使用各為2張的光催化片材61、62 ;還可以使用3張光催化片材61、2張以上的光催化片材62。
權(quán)利要求
1.一種光催化劑除臭裝置，其特征在于， 平行地配置設(shè)有通風(fēng)孔的基板，在所述2張基板中的至少I張基板上安裝LED，在所述2張基板間配置由擔(dān)載有光催化劑粒子的玻璃纖維織物及支撐該織物的框架構(gòu)成的光催化片材，將所述光催化片材和所述2張基板固定在筐體上，將用于激發(fā)所述光催化劑的LED光源的發(fā)光面和所述光催化片材平行地配置，使得由所述通風(fēng)孔送入的空氣通過所述光催化片材， 其中，所述光催化片材是將捆扎玻璃纖維而構(gòu)成的原絲按照具有低風(fēng)速下的通氣成為可能的規(guī)定開口率的方式縱橫地編織而構(gòu)成的， 所述光催化劑粒子機(jī)械地接觸保持在所述光催化片材的玻璃纖維間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光催化劑除臭裝置，其特征在于，所述光催化片材的開口率為 30% 60%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光催化劑除臭裝置，其特征在于，所述光催化片材的玻璃纖維用使SiO2為50%以上的成分比的原材料形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光催化劑除臭裝置，其特征在于，所述光催化片材的玻璃纖維的直徑為10 μ m以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光催化劑除臭裝置，其特征在于，所述光催化片材的玻璃纖維的直徑為IOym以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的光催化劑除臭裝置，其特征在于，在風(fēng)速為O.2m 3m/秒的低風(fēng)速下使用。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光催化劑除臭裝置，其特征在于，在風(fēng)速為O.2m 3m/秒的低風(fēng)速下使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光催化劑除臭裝置，其特征在于，在風(fēng)速為O.2m 3m/秒的低風(fēng)速下使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光催化劑除臭裝置，其特征在于，在風(fēng)速為O.2m 3m/秒的低風(fēng)速下使用。
10.一種光催化劑除臭裝置，其特征在于， 平行地配置設(shè)有通風(fēng)孔的基板，在所述2張基板中的至少I張基板上安裝LED，在所述2張基板間配置由擔(dān)載有光催化劑粒子的玻璃纖維織物及支撐該織物的框架構(gòu)成的光催化片材，將所述光催化片材和所述2張基板固定在筐體上，將用于激發(fā)所述光催化劑的LED光源的發(fā)光面和所述光催化片材平行地配置，使得由所述通風(fēng)孔送入的空氣通過所述光催化片材， 其中，所述光催化片材是由整齊地捆扎玻璃纖維而成的橫絲群和雜亂地捆扎玻璃纖維而成的縱絲群構(gòu)成的織物， 所述光催化劑粒子附著并保持在所述光催化片材的玻璃纖維間及玻璃纖維上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光催化劑除臭裝置，其特征在于，構(gòu)成所述光催化片材的玻璃纖維是具有直徑為I μ m以下的孔的多孔質(zhì)玻璃纖維。
12.一種光催化劑除臭裝置，其特征在于， 平行地配置設(shè)有通風(fēng)孔的基板，在所述2張基板中的至少I張基板上安裝LED，在所述2張基板間配置由擔(dān)載有光催化劑粒子的玻璃纖維織物及支撐該織物的框架構(gòu)成的光催化片材，將所述光催化片材和所述2張基板固定在筐體上，將用于激發(fā)所述光催化劑的LED光源的發(fā)光面和所述光催化片材平行地配置，使得由所述通風(fēng)孔送入的空氣通過所述光催化片材， 其中，將在玻璃纖維織物上擔(dān)載有氧化鈦光催化劑粒子的所述光催化片材配置在該光催化劑除臭裝置的空氣導(dǎo)入側(cè)，將在玻璃纖維織物上擔(dān)載有以氧化鎢為主成分的光催化劑粒子的所述光催化片材配置在該光催化劑除臭裝置的空氣排出側(cè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光催化劑除臭裝置，其特征在于，使用硅氧化物作為材料，將所述LED封固在所述基板上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在光催化片材的整個面上有效地使光催化劑激發(fā)、可長時間維持除臭性能的長壽命的光催化劑除臭裝置(1)，其特征在于，平行地配置設(shè)有通風(fēng)孔(4)的基板(5、7)，在2張基板中的至少1張基板(5)上安裝LED(4)，在2張基板間配置由擔(dān)載有光催化劑粒子(6B)的玻璃纖維織物(6A)及支撐該織物的框架(6C)構(gòu)成的光催化片材(6)，將光催化片材和2張基板固定在筐體(8)上，平行地配置用于激發(fā)光催化劑的LED光源的發(fā)光面和光催化片材，使得由通風(fēng)孔送入的空氣通過光催化片材，光催化片材是捆扎玻璃纖維、按照具有低風(fēng)速下的通氣成為可能的規(guī)定開口率的方式縱橫地進(jìn)行編織而構(gòu)成的，光催化劑粒子機(jī)械地接觸保持在光催化片材的玻璃纖維間。
文檔編號A61L9/20GK102985116SQ201180030739
公開日2013年3月20日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者新井田將, 須加崎和, 豬越良夫 申請人:珀?duì)枱艄庵晔綍?br>