JP2000283520A5

JP2000283520A5 -

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Publication number: JP2000283520A5
Application number: JP1999086154A
Authority: JP
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2004-07-15

Description

【００１５】
母材への薄膜の付加は、本発明者らが既に提案したように、１種類又は２種類以上の材料を１層又は多層重ねて用いることができる。即ち、薄膜を適宜複数（複合）層で形成し、２重構造あるいはそれ以上の多重構造とすることができる（特開平４−１５２２９６号公報）。これらの最適な形状や、紫外線の照射により光電子を放出する材料の種類や付加法及び薄膜の厚さは、装置の種類、規模、形状、光電子放出材の種類、母材の種類、後述する電場の強さ、かけ方、効果、経済性等で適宜予備試験を行い決めることができる。
前記光電子放出材を母材に付加して使用する場合の母材は、前記した紫外線透過性物質の他にセラミック、粘土、周知の金属材がある。また、後述の光源の表面に上記光電子放出材を被覆（光源と光電子放出材を一体化）して行うこともできる（特開平４−２４３５４０号公報）。
また、光触媒（例えば、後述のＴｉＯ_２）との一体化を行うこともできる（特開平９−２９４９１９号公報）。この形態は、光触媒により光電子放出材の長期間安定化（光電子放出材への影響物質があっても除去できる）や、共存するガス状汚染物質の除去ができるので、利用形態（適用する装置の種類、要求性能）によっては好ましい。

【００１６】
光電子放出材への紫外線の照射による光電子の発生は、光電子放出材に対して、後述の電極間に電場（電界）を形成して行うと、光電子放出材からの光電子放出が効果的に起こる。また、気体の流し方の適正化、例えば光電子放出材を網状とし、光電子放出材に直交して流す方式により光電子放出材からの光電子放出が効果的に起こる。従って、電場設定で光電子放出を行う場合においては、前記光電子放出材を、ガラスやセラミックなど非金属性の母材に付加して用いる場合には、確実な電場の形成のために、母材上にＩＴＯなどの導電性物質の付加を予め行うようにしてもよい（特許第２５９８７３０号明細書）。電場の強さは、用途、装置種類、気体（空気）の流し方、形状、光電子放出材の種類、要求性能により、適宜予備試験を行い決めることができるが、一般に、０．１Ｖ／ｃｍ〜２ｋＶ／ｃｍである。

【００２３】
次に、適宜要求
（目的）に合わせて用いることができる脱臭フィルタ（有害ガス除去）部について説明する。ここで用いる脱臭フィルタ（有害ガス除去フィルタ）は周知の方式を適宜に用いることができる。例えば、イオン交換フィルタや活性炭がある。イオン交換フィルタ（繊維）は、天然繊維や合成繊維の糸状、織状あるいは紙状に抄いた基材（支持体）にグラフト重合を施し、それらにカルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール性水酸基などの陽イオン交換基を付加したカチオン交換繊維と、第一級〜第三級アミノ基、第四アンモニウム基、スルホニウム基、ホスホニウム基などの陰イオン交換繊維を付加したアニオン交換繊維、あるいは上記陽及び陰両者のイオン交換基を付加した両性のものなどを適宜に用いることができる。

【００２５】
放射線グラフト重合により製造されたイオン交換フィルタ（繊維）は、前記支持体への照射が奥部まで均一になされるため、イオン交換体（アニオン又は／及びカチオン交換体）が広い面積に高密度に、強固に付加されるので、交換容量が大きくなり、かつ低濃度粒子や低濃度汚染ガスなどの汚染物質が、早い速度で高効率に除去できる効果があり、実用的に特に有効である。また、放射線グラフト重合による製造は、製品に近い形状でできること、室温でできること、気相でできること、グラフト率大にできること、また薬品を使用しないで気相でグラフトを行うので、不純物を含まず純粋吸着フィルタができることなどから効果的である。このため、次のような特徴を有する。
▲１▼ 放射線照射によるグラフト重合で製造したイオン交換繊維には、イオン交換体（吸着機能の部分）が均一に付加密度が高く付加するので、吸着速度が早く、かつ吸着量が多い。
▲２▼ 特に、アンモニア、アミン、有機酸（脂肪酸）系の成分の捕集に優れている。これらの成分は人や家畜（ペット）から発生し、極低濃度でも臭気があるが、本フィルタはこれらのガスを臭気が感じなくなるまで捕集できるので実用上有効である。
▲３▼ 乾燥しても、微粒子等のそれ自身からの発生物質が少なく劣化しない。
▲４▼ 流動抵抗が少ない。

【００２７】
これらの粒子状物質２は、図２にその基本的構成が示される本発明の空気清浄器Ａにて捕集・除去され、負イオン富化空気４_−１が人の行動パターンに対応して清浄空間Ｂに供給される。本発明の空気清浄器Ａは、粗フィルタ７、ＨＥＰＡフィルタ８よりなる除塵部Ａ_−１と、光電子放出材９、紫外線（ＵＶ）ランプ１０、電極材１１よりなる負イオン発生部Ａ_−２と、汚染された室内空気４_−２の吸引と清浄空気４_−１の吐出を行うためのファン１２と、負イオン発生部Ａ_−２とファン１２を制御する後述の図３で示されるスケジュール制御機構により構成されている。
ここでは、汚染された室内空気４_−２中の粒子状物質２は、粗フィルタ７とＨＥＰＡフィルタ８よりなる除塵部Ａ_−１において９９．９％以上が除去され（入口の微粒子濃度約１億個／ｆｔ^３が１０万個／ｆｔ^３以下となり）、除塵された清浄空気４−_３が負イオン発生部Ａ_−２に導入される。負イオン発生部Ａ_−２における負イオン発生は、図３にその基本的構成が示されている本発明の特徴であるスケジュール制御により行われる。

【００２８】
図３は、本発明のスケジュール制御機構を備えた光電子放出材から光電子（負イオン）の発生を行う負イオン発生部の概念図である。即ち、負イオン２０の発生は、光電子放出材９、該光電子放出材９に紫外線照射を行う紫外線ランプ１０、光電子放出材９からの負イオン発生を電場下で行うための電場形成用電極１１、そして該負イオン２０の発生を予定したスケジュールに従って行うためのスケジュール装置１３、該スケジュール装置１３により、電源の制御を行う制御装置１４，１４_−１，１４_−２、および表示装置１５で構成される。
ここで、負イオン２０の発生は、スケジュール装置１３によるＵＶランプの点灯、電極１１への電圧印加の有無の制御により、例えば１０時（ＰＭ）から１時（深夜）の３時間、及び夕食後の７時から９時の２時間が行われる。
即ち、日中は寝室１は、人の居間も兼ねるので、人の出入りが激しいことから負イオンを放出しても効果が不明確であるので行わない。即ち、日中は、原則として除塵部による除塵のみが行われ、除塵された清浄空気４_−１が寝室１における清浄空間Ｂに放出される。一方、就寝時は負イオン富化の清浄空気４_−１が効果的であるため、就寝の前の午後１０時になるとスケジュール制御が作動し、ＵＶの制御装置１４_−１による点灯と、制御装置１４_−２による電場用電圧の印加が行われる。これにより、負イオン富化の清浄空気（例えば、負イオン濃度：１万個／ｍｌ）４_−１が清浄空間Ｂに放出される。そして、就寝後の午前１時になるとスケジュール制御が作動し、ＵＶの制御装置１４_−１による消灯と、制御装置１４_−２による電場用電圧の印加の解除が行われる。また、夕食後にリラックス気分になると、一日の爽快感が充実され、明日の活力源になる。そこで、夕食後の７時から９時の間（食後のリラックスの時間）前記と同様負イオン富化の清浄空気４_−１が清浄空間Ｂへ放出される。

【００２９】
表示装置１５は、除塵運転の点灯による表示、負イオン放出時の点灯による表示、ＵＶランプやフィルタ交換時の表示が行われる。尚、ＵＶランプは点灯積算時間により交換され、フィルタは圧損モニターにより所定の圧損の検出により交換される。尚、符号１６はファン１２作動のための信号である。
ここで、光電子放出材９は、光触媒ＴｉＯ_２上にＡｕを付加した材料であり、紫外線ランプ１０は殺菌灯であり、電極１１は網状ＳＵＳ材であり、電場は、１０Ｖ／ｃｍである。また、本空気清浄器Ａで得られた負イオン富化の清浄空気４_−１は、殺菌灯の照射を受けるので、殺菌（菌の増殖防止）されている安全な空気である。上述のごとく、必要なときに、スケジュール制御により負イオンを発生させることができ、効果的に負イオンの快適性を発揮させることができ、また、電力の有効利用となり、省エネルギータイプの負イオン発生の空気清浄器Ａとなる。

【００３２】
ここでの負イオンの発生は、スケジュール装置の管理により、２時間サイクルで間欠的に行われる。空気清浄器Ａは、粗フィルタ７、ＨＥＰＡフィルタ８、脱臭フィルタ１７よりなる除塵、脱臭部Ａ_−１、光電子放出材９_−１、９_−２、紫外線ランプ１０よりなる負イオン発生部Ａ_−２、汚染された室内空気４ _−２の吸引と清浄空気４_−１の吐出を行うためのファン１２、及び負イオン発生部Ａ_−２とファン１２を制御する図６で示されるスケジュール機構とにより構成される。ここでは、汚染された室内空気４_−２中の粒子状物質２及び有害ガス１８は、粗フィルタ７とＨＥＰＡフィルタ８・脱臭フィルタ１７よりなる除塵・脱臭（有害ガス除去）部Ａ_−１において、微粒子が９９．９％以上除去され、入口微粒子濃度１０００万個／ｆｔ^３が出口で１万個／ｆｔ^３以下となる。また有害ガスが９９．９％以上除去され、除塵と脱ガス処理された清浄空気４_−３が負イオン発生部Ａ_−２に導入される。負イオン発生部Ａ_−２における負イオン発生は、図６にその基本的構成が示されている本発明の特徴であるスケジュール制御により行われる。

【００３３】
図６は、本発明のスケジュール制御を備えた快適空気発生装置の構成例を示す。光電子放出材９_−１、９_−２から光電子（負イオン）２０の発生を行う負イオン発生部Ａ_−２の概念を示している。負イオン２０の発生は、光電子放出材９_−１、９_−２、該光電子放出材９_−１、９_−２に紫外線照射を行う紫外線ランプ１０、そして該負イオン２０の発生を予定したスケジュールに従って行うためのスケジュール装置１３、該スケジュール装置１３により、電源の制御を行う制御装置１４，１４_−１、および表示装置１５で構成される。
ここでの負イオン２０の発生は、スケジュール装置１３によるＵＶランプ１０の制御装置１４_−１の点灯制御により２時間間隔で行われる。これにより、２時間間隔で、１万個／ｍｌの負イオン富化の清浄空気４_−１が人３の近傍の清浄空間Ｂに放出され、人３は、爽快感が得られる。負イオン２０を間欠的に放出する理由は、連続的な負イオンの暴露に比較して間欠的な暴露の方が負イオンによる爽快感の効果が大きいためである。

【００３５】
実施例２のリフレッシュルーム２１における空気清浄器Ａの別の形態を図７に示す。図７は、図５の空気清浄器Ａにおける除塵部Ａ_−１を光電子を用いる方式（例、特公平６−７４９０８号、特公平８−２２３９３号、特許番号第２６２３２９０号、など本発明者らが提案した方式）で行うものである。
即ち、除塵部Ａ_−１は、光電子放出材９_−３、紫外線ランプ１０_−１、光電子放出材９_−３からの光電子の発生を電場下で行うための電極１１_−１、光電子により荷電された荷電粒子の捕集材２３等より構成される。光電子放出材９_−３への紫外線ランプ１０_−１からの紫外線照射により光電子（負イオン）が放出される。ここで、汚染された室内空気４_−２はファン１２の作動により粗フィルタ７で予め粗大粒子が除去された後、光電子による除塵部に導入され、微粒子は該負イオンにより荷電された荷電粒子となる。荷電粒子は、後方の荷電粒子捕集材２３により捕集され、除塵された清浄空気４_−３が、負イオン発生部に導入される。

【００３６】
実施例２のリフレッシュルーム２１における空気清浄器Ａの別の形態を図８に示す。図８は、図５の空気清浄器Ａの負イオン発生部Ａ_−２における負イオン発生を電場下で行うものであり、そのために光電子放出材９_−１の裏面（紫外線ランプの反対側）に電極１１を設置している。このような裏面に該光電子放出用の電極を設置する負イオン発生法は、本発明者らがすでに提案している（特願平１０−２８３６１３号）。本発明のスケジュール制御による電場下での負イオンの発生は実施例１の図３で説明した通りである。

【００３７】
（実施例３）
図９及び図１０は、本発明の第３実施例の快適空気の供給システムを示す。図９は、例えば、デパートにおける食品展示ケース３１の食品３２に対する清浄空気の供給を示している。食品３２への菌の付着防止、並びに菌の増殖防止による食品の鮮度保持と安全性の確保を示している。食品展示ケース３１は、食品（例えば、新鮮な魚や肉類）３２が展示、或いは販売用に収納される食品展示部Ｂと、該食品展示部Ｂの空気を清浄化し、更に食品に対して有害な菌類の捕集・除去（殺菌）と負イオンによる菌類の増殖防止を図る本発明の空気清浄部（空気清浄器）Ａを備えている。
空気清浄器Ａは、食品展示部Ｂの下部に位置しており、その周辺には食品展示部Ｂの空気を該空気清浄器Ａに通気するための循環ファン１２、温度を低温に保持するための熱交換器２４、冷凍機２２等が設置されている。

【００３８】
食品展示部Ｂには、デパートのお客に、商品である収納食品３２を美観よく見えるように整然と並べてあり、お客はガラス窓を介して見ることができるようになっている。ところで一般に食品展示部Ｂには、空気中の浮遊菌２や展示食品３２が持ち込んだ菌２が存在する。これらの菌類２は、食品３２上へ沈着降下し、付着すると、鮮度の低下をもたらす原因となる。尚、菌類及び菌類が付着した粒子状物質は、通常数μｍ乃至それ以上と大きいので、重力により自然に沈着してしまう傾向にある。本発明では、ファン１２により、食品展示部Ｂの菌類を含む汚染空気を図１０にその基本構成が示される空気清浄器に導入し、菌類の捕集材２３上への捕集・除去、捕集菌類の殺菌ランプ１０_−１からの殺菌線照射による殺菌、並びに負イオンの食品展示部Ｂへの間欠的な供給により、食品展示部における菌類の増殖防止（不活性化）が図られる。即ち、菌類（粒子状物質）２の除去は上流の粒子状物質除去部Ａ_−１で９０％以上が除去されるが、食品展示部における菌類は、食品３２上へ落下する可能性がある。例えば、空中浮遊菌は前記のごとく粒子状物質除去部Ａ_−１で効率良く捕集されるが、ガラス窓面や壁面へ付着した菌は、時おり飛散し、食品３２上へ落下する可能性がある。食品の安全性確保には、食品３２上へ菌類が付着しても、菌増殖の防止を図ることが効果的である。ここでは、菌の増殖防止のために、本発明の特徴である負イオンを食品展示部Ｂへ間欠的に導入して、食品に対して負イオンを間欠的に暴露するものである。

【００３９】
図１０に示す本発明の空気清浄器Ａは、上流の光電子放出材９_−３、紫外線ランプ１０_−１、電場用電極１１_−１、荷電粒子捕集材２３よりなる粒子状物質（菌類を含む粒子状物質）除去部Ａ_−１と、後方の光電子放出材９（９_−１）、紫外線ランプ１０、電極１１よりなる負イオン発生部Ａ_−２より構成され、負イオン発生部Ａ_−２からの負イオン発生は図３にその基本構成を示したスケジュール制御によって行われる。この実施例の粒子状物質除去部Ａ_−１における粒子状物質（菌類）の除去は、図７で説明した通りであり、負イオン発生部Ａ_−２における負イオン発生は、図３で説明したのと同様に行われる。ここでの負イオン発生は、図３で示したスケジュール制御により２時間間隔で、１万個／ｍｌが食品展示部Ｂに供給される。これにより、菌類２が食品３２上へ付着してもその増殖が防止され、食品の鮮度保持と安全性が確保される。また、紫外線ランプ（ＵＶ）の点灯と電極への電圧の印加は間欠的で良いので省エネ効果もある。

【符号の説明】
１快適空気の供給空間
２塵埃、タバコ煙等の粒子状物質
３人
４_−１清浄空気（負イオンを含む）
４_−２汚染された被処理空気
７，８フィルタ
９光電子放出材
１０紫外線（ＵＶ）ランプ
１１電極材
２０負イオン
１３スケジュール装置
１４，１４_−１，１４_−２制御装置