JP3570612B2 - 負イオンの発生方法と装置及び微粒子の荷電方法と捕集装置 - Google Patents
負イオンの発生方法と装置及び微粒子の荷電方法と捕集装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3570612B2 JP3570612B2 JP28361398A JP28361398A JP3570612B2 JP 3570612 B2 JP3570612 B2 JP 3570612B2 JP 28361398 A JP28361398 A JP 28361398A JP 28361398 A JP28361398 A JP 28361398A JP 3570612 B2 JP3570612 B2 JP 3570612B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- emitting material
- gas
- negative ions
- electrode
- photoelectron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負イオンの発生に係り、特に、光電子放出材に紫外線及び／又は放射線を照射する負イオンの発生方法と装置及びそれによる微粒子の荷電方法と捕集装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を負イオンを主に電気的に安定な空間を得る分野について説明する。従来、負（陰）イオンを発生せしめる方法としては、電極にマイナスの高電圧を印加する方法が知られているが、この方法はオゾンの発生や微粒子の発生の問題があった。また、高電圧の電気を用いるので安全性に問題があり、またコストが高いという問題があった。
一方、現在、作業雰囲気は、微粒子の存在しない、かつ電気的に安定した（電位が低い）超高度清浄度空間が要求されている。また、例えばバイオテクノロジーの分野では生体の代謝機能や生理機能を衰えさせない作業空間が要求されている。半導体分野や液晶分野では電気的に安定な（電位が低い）、静電気の発生の恐れのない作業空間が要求され、過剰な正（陽）イオンは中和されている。
【０００３】
現状の技術による作業空間においては、正負の両イオンが存在するが、作業内容や自然現象等により正イオンが過剰となる場合が多かった。この原因の１つとして、負イオンは正イオンに比べて移動度が大きい（移動速度が早い）ので、負イオンは早く移動するので消費されてしまう。その結果として、正イオンが過剰になってしまうと考えられる。即ち、
（１）密閉された室内や作業空間では負イオンが極端に減少する。
（２）気流により通常の浮遊微粒子は正に帯電する。
（３）半導体工場のクリーンルームでは、高圧電源による空間放電や作業場での分子摩擦等で、正に帯電した微粒子や空気分子が多い。
【０００４】
この様な雰囲気では、生体は新陳代謝を悪くし、生理機能の衰えの原因となる欠点があった。すなわち、生体内、例えば人体を例にとれば、負イオンが減少すれば体調に変化を生ずると言われる。人体は無数の細胞から形成されており、個々の細胞は細胞膜で包まれていて、細胞はその膜を通して栄養分を吸収したり、老廃物を排出したりして活動を行っている。この細胞は外側が正イオン、内側が負イオン性を帯び、負イオンが減少し正イオンが過剰となると、栄養分の吸収や老廃物の排出が困難となる現象が起き、新陳代謝を悪くし、生理機能の衰えの原因となる。
このような現状に対して、本発明者らは光電子放出材を用いた負（陰）イオン発生とその利用、光電子から負イオンを発生させ微粒子を荷電させ利用する方法及び装置を提案した。提案した発明を次に例示する。
【０００５】
（１）負イオン発生、特公平８−１０６１６号、特開平７−５７６４３号各公報（２）荷電；
▲１▼ 清浄気体、あるいは清浄化空間：特公平３−５８５７号、特公平６−７４９０９号、特公平６−７４９１０号、特公平７−１１０３４２号各公報
▲２▼ 分級：特開平３−４２０５７号公報、
▲３▼ 微粒子の測定：特公平６−２５７３１号、特開平２−４７５３６号公報
提案したこれらの方法及び装置は、利用先によっては効果的であるが、利用先によっては、更に改善を行い実用性を向上させる必要がある。
【０００６】
例えば、図４はクリーンルームにおける流通系気体の清浄化への利用であり、クリーンベンチ２内に微粒子の荷電・捕集部Ａを設けたクラス１０００のクリーンルーム１の構成図を示す。図４において、微粒子の荷電・捕集部Ａは、主に網状の光電子放出材３、紫外線ランプ４、該光電子放出材から、光電子放出のための電場設定用の電極５、荷電微粒子の捕集材６により成り、７は、クリーンルーム内の空気８−１を荷電・捕集部Ａに送るためのファン、９は粗フィルタである。クリーンルーム内の微粒子を含む空気８−１は、ファン７により粗フィルタ９を介して微粒子の荷電・捕集部Ａに送られ、該荷電・捕集部Ａにて先ず微粒子が光電子により生じた負イオンによって荷電される。荷電微粒子は後方の荷電微粒子捕集材６にて捕集され、清浄空気８−３となり作業台１０の近傍は清浄に保持される。
【０００７】
微粒子の荷電・捕集部Ａでは、電極５を用いた電場下で網状の光電子放出材３に紫外線ランプ４から紫外線が照射され、光電子放出材３の表面（紫外線照射される両側）に光電子が放出される。
該光電子は、網状の光電子放出材の裏面より導入される空気に接触し、該空気の流れ８−２により該光電子放出材の表面方向に負イオンが効果的に生成する。該負イオンは、荷電・捕集部Ａの入口から入った近傍の微粒子と付着し、微粒子は荷電される。帯電微粒子は、後流の荷電・微粒子捕集材（本例では静電フィルタ）６にて捕集される。
このような構成の場合、すなわち、光電子放出材３からの光電子放出のための電極５を、光電子放出材３の表面に設置すると、放出光電子（負イオン）は、該電極５に捕集されてしまうので、放出された光電子（負イオン）が有効利用されないという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を、効果的な電場の設定により解決し、放出された光電子（負イオン）が有効に空間中に発生できる負イオンの発生方法と装置、及びそれを用いた微粒子の荷電方法と捕集装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、気体通過性の光電子放出材の表面及び／又は裏面に、紫外線及び／又は放射線を照射しながら、該光電子放出材の裏面より気体を導入して、該光電子放出材の表面に負イオンを発生させる負イオンの発生方法において、該光電子放出材の裏側に設置した電極により電場を設定して行うこととしたものであり、また、気体通過性の光電子放出材と、該光電子放出材の表面及び／又は裏面に紫外線及び／又は放射線を照射する照射源と、前記光電子放出材の裏面から気体を導入する導入口とを有する負イオンの発生装置において、該光電子放出材の裏側に電場を設定するための電極材を設置することとしたものである。
また、本発明では、前記の負イオンの発生方法で負イオンを発生させ、該発生した負イオンで気体中の微粒子を荷電する微粒子の荷電方法としたものであり、さらに、本発明では、前記の負イオン発生装置と、該発生負イオンで荷電された微粒子を捕集する装置とを有する気体中の微粒子の捕集装置としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、次の２つの知見に基づいてなされたものである。
（１）電場下で、気体通過性の光電子放出材の表面及び／又は裏面に、紫外線及び／又は放射線を照射しながら、該光電子放出材の裏面より気体を導入すると、該光電子放出材から光電子が放出され、放出された光電子は負イオンに変化する（エアロゾル研究、第８巻、第３号、ｐ２３９〜２４８、１９９３）。
該負イオン（負イオン富化気体）は、オゾンレスであるので、各分野に好適に利用できる。
【００１１】
例えば、
▲１▼ 先端産業における過剰な正イオンの中和。
▲２▼ アメニティ、すなわち、負イオン富化の空間は、人体に対して、快適（そう快感）が得られる。
▲３▼ 食品類の鮮度維持、菌類の増殖防止。
▲４▼ 負イオンによる微粒子の荷電とその利用。
すなわち、従来の負イオン発生法はコロナ放電方式であるので、オゾン発生や微細な粒子の発生があり、利用分野が制限された。
（２）上記電場の設定においては、光電子放出材の裏面（光電子放出材に対して、気体が流入する方向）に、光電子放出用の電極を設置し、該光電子放出材と電極間に電場を形成すると、放出光電子（負イオン）は、電極上への捕集による減少がないので、利用すべき空間へ効率良く放出される。
【００１２】
次に、本発明の夫々の構成を詳細に説明する。
光電子放出材は、紫外線照射により光電子を放出するものであれば何れでも良く、光電的な仕事関数が小さなもの程好ましい。効果や経済性の面から、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｔｈ，Ｐｒ，Ｂｅ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｃ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｕ，Ｂ，Ｅｕ，Ｓｎ，Ｐ，Ｗのいずれか、又はこれらの化合物又は合金又は混合物が好ましく、これらは単独で又は２種以上を複合して用いられる。複合材としては、アマルガムの如く物理的な複合材も用い得る。
例えば、化合物としては酸化物、ほう化物、炭化物があり、酸化物にはＢａＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，Ｙ２ Ｏ５ ，Ｇｄ２ Ｏ３ ，Ｎｄ２ Ｏ３ ，ＴｈＯ２ ，ＺｒＯ２ ，Ｆｅ２ Ｏ３ ，ＺｎＯ，ＣｕＯ，Ａｇ２ Ｏ，Ｌａ２ Ｏ３ ，ＰｔＯ，ＰｂＯ，Ａｌ２ Ｏ３ ，ＭｇＯ，Ｉｎ２ Ｏ３ ，ＢｉＯ，ＮｂＯ，ＢｅＯなどがあり、またほう化物には、ＹＢ６ ，ＣｄＢ６ ，ＬａＢ５ ，ＮｄＢ６ ，ＣｅＢ６ ，ＥｕＢ６ ，ＰｒＢ６ ，ＺｒＢ２ などがあり、さらに炭化物としてはＵＣ，ＺｒＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＷＣなどがある。
【００１３】
また、合金としては黄銅、青銅、リン青銅、ＡｇとＭｇとの合金（Ｍｇが２〜２０ｗｔ％）、ＣｕとＢｅとの合金（Ｂｅが１〜１０ｗｔ％）及びＢａとＡｌとの合金を用いることができ、上記ＡｇとＭｇとの合金、ＣｕとＢｅとの合金及びＢａとＡｌとの合金が好ましい。酸化物は金属表面のみを空気中で加熱したり、或いは薬品で酸化することによっても得ることができる。
さらに他の方法としては、使用前に加熱し、表面に酸化層を形成して長期にわたって安定な差羽化層を得ることができる。この例としては、ＭｇとＡｇとの合金を水蒸気中で３００〜４００℃の温度の条件下で、その表面に酸化膜を形成させることができ、この酸化薄膜は長期間にわたって安定なものである。
【００１４】
また、本発明者が、すでに提案したように、光電子放出材を多重構造としたものも好適に使用できる（特開平３−１０８６９６号公報）。また、適宜の母材上に、薄膜状に光電子を放出し得る物質を付加し、使用することもできる（特開平４−１５２２９６号公報）。
この例として、紫外線透過性物質（母材）としての網状ガラス上に、光電子を放出し得る物質として、Ａｕを薄膜状に付加したものがある（特公平７−９３０７８号公報）。
光電子放出材は、上記のようにガラス材上への付加の他に、セラミック材、ＳＵＳ材、Ｃｕ−Ｚｎ材など安価で加工性に優れた材料に、適宜に付加して用いることができる。
【００１５】
次に、本発明の特徴である光電子放出材の形状について述べる。光電子放出材の使用形状は、気体通過性でかつ紫外線及び／又は放射線の照射面積が広いものであればいずれでも良い。使用形状は、通常金網状、ハニカム状、線状、格子状、繊維状のものが、圧損が少なく加工性が良いことから好ましい。
上記形状の母材への光電子放出材の付加の方法は、適宜の材料の表面に周知の方法でコーティング、あるいは付着させて作ることができる。例えば、イオンプレーティング法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、メッキによる方法、塗布による方法、スタンプ印刷による方法、スクリーン印刷による方法を適宜用いることができる。
薄膜の厚さは、紫外線又は放射線照射により光電子が放出される厚さであれば良く、母材の材質、形状、付加の方法により適宜に決めることができる。
【００１６】
光電子放出材は、光触媒と一体化して用いると光電子放出材がセルフクリーニング、即ち汚染物質が付着しても除去されるので適用先によっては好ましい（特開平９−２９４９１９号公報）。
このような材料として、Ｔｉ材を酸化し、ＴｉＯ２ を生成させ、その上にＡｕを付加したものである。
光電子放出材からの光電子放出のための照射源は、照射により光電子を放出するものであればいずれでも良い。本例で述べた紫外線の他に電磁波、レーザ、放射線が適宜に適用分野、装置規模、形状、効果等で選択し、使用できる。この内、効果、操作面の面で、紫外線及び／又は放射線が通常好ましい。
【００１７】
紫外線の種類は、その照射により光電子放出材が光電子を放出しうるものであれば何れでも良く、適用分野によっては、殺菌（滅菌）作用を併せてもつものが好ましい。紫外線の種類は、適用分野、作業内容、用途、経済性などにより適宜決めることができる。例えば、バイオロジカル分野においては、殺菌作用、効率の面から遠紫外線を併用するのが好ましい。該紫外線源としては、紫外線を発するものであれば何れも使用でき、適用分野、装置の形状、構造、効果、経済性等により適宜選択し用いることができる。
このような、紫外線源は、通常、水銀灯、水素放電管、キセノン放電管、ライマン放電管などを適宜使用出来る。光源の例としては、殺菌ランプ、ブラックライト、蛍光ケミカルランプ、ＵＶ−Ｂ紫外線ランプ、キセノンランプがある。
この内、殺菌ランプ（波長：２５４ｎｍ）は、微粒子（粒子状物質）に共存する浮遊菌類、微生物類などに殺菌（滅菌）作用があることから利用分野や装置の種類によっては好ましい。
【００１８】
次に、電極を説明する。
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（負極）と、後述の電極（正極）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の放出が効果的に起こる。
電極は、前記の光電子放出材から光電子の発生を効果的に起こすために、光電子放出材（負極）と対をなして設置し、電極（正極）との間に電場を形成するものであり、その設置位置が、本発明の特徴である。
即ち、該電極は、光電子放出材の裏側（光電子放出材に対して、気体が流入する方向）に設置される。
電極材は、周知の導電性材料が適宜に利用できる。例として、ＳＵＳ材、Ｃｕ−Ｚｎ材、Ｗ材がある。
また、その形状は、光電子放出材との間に電場の形状ができるものであれば、何れも良く、網状、ロッド状、板状、格子状、棒状、等適宜の形状が利用できる。
電場の電圧は、一般に０．１Ｖ／ｃｍ〜４ｋＶ／ｃｍである。
【００１９】
放射線の照射は、その照射により光電子放出材が光電子を放出しうるものであれば何れでもよく、従来周知の方法で照射出来る。例えば、放射線としてはα線、β線、γ線などが用いられ、照射手段としてコバルト６０、セシウム１３７、ストロンチウム９０などの放射性同位元素、又は原子炉内で作られる放射性廃棄物及びこれに適当な処理加工した放射性物質を線源として用いる方法、原子炉を直接線源として用いる方法、電子線加速器などの粒子加速器を用いる方法などを利用する。
加速器で電子線照射を行う場合は、低出力で行うことで、高密度な照射が出来、効果的となる。加速電圧は、５００ｋＶ以下、好ましくは、５０ｋＶ〜３００ｋＶである。利用分野によっては、殺菌作用を併せてもつものが好ましい。例えば、殺菌作用を持つ １３７Ｃｓ，６０Ｃｏ線源が好ましい。また、放射線は一般的にはしゃへい等取扱いに難があり、実用には障害となっているが、この様な場合には簡易なしゃへい、例えば紙によるしゃへいで効果がある軟Ｘ線（ソフトＸ線）が有効である。
【００２０】
照射源は、適用分野、作業内容、用途、経済性などにより適宜決めることができる。例えば、バイオロジカル分野において、殺菌作用も併用した照射を行うのが好ましい。また、人の近傍で行う場合は、上記のごとくしゃへいが簡便にできる照射源が好ましい。光電子放出材への該照射は、表面及び／又は裏面に適用分野、装置形状、規模、要求性能などにより、適宜に選択して行うことができる。光電子放出材、電極材の種類や形状の選択は、光電子放出部の形状、構造、適用分野、装置の種類、あるいは期待する効果（要求性能）等により、適宜選択し、あるいは必要により予備試験を行い、決めることができる。
【００２１】
次に、負イオンを微粒子の荷電に利用し、荷電微粒子を捕集・除去して清浄化気体あるいは清浄化空間を得る分野における荷電微粒子の捕集材（集じん材）について説明する。
荷電微粒子の捕集材（集じん材）は、荷電微粒子が捕集できるものであればいずれでも使用できる。通常の荷電装置における集じん板、集じん電極等各種電極材や静電フィルター方式が一般的であるが、スチールウール電極、タングステンウール電極のような捕集部自体が電極を構成するウール状構造のものも有効である。エレクトレット材も好適に使用できる。また、本発明者がすでに提案したイオン交換フィルター（又は繊維）を用いて捕集する方法も有効である（特公平５−９１２３号、特公平６−８７９９７号各公報）。
【００２２】
該イオン交換フィルターは、荷電微粒子の捕集に加えて、共存する酸性ガス、アルカリ性ガス、臭気性ガス等も同時に捕集できるので実用上好ましい。使用するアニオン交換フィルター及びカチオン交換フィルターの種類、使用量及びその比率は、気体中に荷電微粒子の荷電状態やその濃度或いは同伴する酸性ガス、アルカリ性ガス、臭気性ガスの種類、濃度等に応じて適宜決めることができる。
例えば、アニオン交換フィルターは負荷電微粒子や酸性ガスの捕集に、またカチオン交換フィルターは正電荷の微粒子やアルカリ性ガスの捕集に効果的である。フィルターの使用量やその比率は、上述の捕集すべき物質の濃度や濃度比率に対して、これらに見合う量を、装置の適用分野、形状、構造、効果、経済性等を考慮して適宜決めれば良い。捕集は、これらの捕集方法を単独で、又はこれらの方法を２種類以上組合せて適宜用いることが出来る。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
図１は、クリーンベンチ２内に微粒子の荷電・捕集部Ａを設けた半導体工場におけるクラス１，０００のクリーンルーム１の構成図を示す。
図１において、微粒子の荷電・捕集部Ａは、主に網状の光電子放出材３、紫外線ランプ４、該光電子放出材３から光電子を放出するための電場設定用の電極５、荷電微粒子の捕集材６により構成される。
ここで、該電場用電極５は、光電子放出材３の裏面（光電子放出材に対して気体が流入する方向）に設置される。
７は、クリーンルーム内の空気８−１を荷電・捕集部Ａに送るためのファン、９は粗フィルタである。クリーンルーム内の微粒子を含む空気８−１は、ファン７により粗フィルタ９を介して微粒子の荷電・捕集部Ａに送られ、該荷電・捕集部Ａにて先ず微粒子が光電子により生じた負イオンによって荷電される。荷電微粒子は後方の荷電微粒子捕集材６にて捕集され、清浄空気８−３となり作業台１０の近傍は高清浄に保持される。
【００２４】
微粒子の荷電・捕集部Ａでは、電極５を用いた電場下で網状の光電子放出材３に紫外線ランプ４から紫外線が照射され、光電子放出材３の表面に光電子が放出される。
該光電子は、電極５の作用を受け、電極５の方向に向かい、ここで、流入する空気８−２中の水分や、酸素の作用を受け、負イオンに変化する。
該負イオンは、流入空気８−２中の微粒子に付着し、微粒子は荷電される。
ここで、負イオンは、電極５に捕集される途中で、流入空気８−２中の微粒子に付着するので、生成負イオンは効果的に利用される。帯電微粒子は、後流の荷電微粒子捕集材にて捕集され、出口空気８−３はクラス１０よりも清浄な超清浄空気が得られる。
本例の紫外線ランプ４は、殺菌ランプ、光電子放出材３は、網状ＳＵＳにＡｕメッキしたもの、電場用電極５は、網状ＳＵＳ材である。
【００２５】
実施例２
図２は、負イオンの快適空間（アメニティ）への利用であり、負イオン発生器Ａを有するリフレッシュルーム１１の構成図を示す。図２において、負イオンは、主に光電子放出材３、紫外線ランプ４、該光電子放出材３から、光電子放出のための電場設定用電極５、送気ファン７、除塵フィルタ９より成る負イオン発生器Ａにて発声される。
ここで、該電場設定用電極５は、光電子放出材３の裏面に設置される。
リフレッシュルーム１１内の空気８−１は、送気ファン７により、先ず除塵フィルタ９により除塵され、微粒子が除去された清浄空気となる。
一方、網状の光電子放出材３は紫外線ランプ４より紫外線照射されており、該光電子放出材表面に光電子が放出される。
該光電子は、電極５の作用を受け、電極５の方向に向かい、ここで流入する空気８−２中の水分や酸素の作用を受け、負イオンに変化する
【００２６】
該負イオンは、流入する空気８−２の流れ作用を受け、負イオン富化空気が負イオン発生器Ａの出口８−３より放出される。１２は、人であり、負イオン富化空気により人は快適（そう快感）になり作業能率が向上する。
ここで、負イオン発生のための空気は、先ず本例のようなフィルタ及び／又は本発明者が提案した光電子を用いる荷電・捕集方式（例、特公平３−５８５７号、特公平６−７４９０９号、特公平６−７４９１０号、特公平７−１１０３４２号各公報）により除塵を行う。これは、除塵された清浄空気を用いることにより、光電子放出材２から放出された光電子が、効果的に空気負イオンとなるためである。本例における放出負イオン濃度は５×１０４ 個／ｍｌ〜６×１０４ 個／ｍｌである。
本例の紫外線ランプ４は、殺菌ランプ、光電子放出材３は、網状ＳＵＳにＡｕを蒸着法で付加したもの、電場用電極５は網状ＳＵＳ材である。
【００２７】
実施例３
図３は、クリーンルームの搬送空間へ負イオンの放出を行い（除電を行い）、電気的に安定な空間への利用であり、一体化された除電用負イオン発生器Ａを有するガラス基板の搬送装置１３の構成図を示す。図３において、負イオンは、主に光電子放出材３、紫外線ランプ４、該光電子放出材３から光電子を放出するための電場設定用電極５、送気ファン７、フィルタ９より成る負イオン発生器Ａにて発生される。クラス１，０００のクリーンルーム内の空気８−１は、送気ファン７により、先ずＨＥＰＡフィルタ９により除塵され、微粒子が除去された清浄空気（８−２）となる。
一方、網状の光電子放出材３は紫外線ランプ４より紫外線照射されており、該光電子放出材表面に光電子が放出される。
【００２８】
該光電子は、電極５の作用を受け、電極５の方向に向かい、ここで流入する空気８−２中の水分や酸素の作用を受け、負イオンに変化する。
該負イオンは、流入する空気８−２の流れの作用を受け、負イオン富化空気が負イオン発生器Ａの出口８−３より放出される。１４は、搬送装置１３で搬送中のガラス基板であり、除電前（Ｂの位置）では３，０００〜３，５００Ｖの電位を有するが、除電後（Ｃの位置）では１０Ｖ以下まで下がる。
本例の紫外線ランプは、殺菌ランプ、光電子放出材３は、網状Ｃｕ−ＺｎにＡｎをスパッタリング法で付加したもの、電場用電極５は網状ＳＵＳ材である。
【００２９】
実施例４
図２に示した構成の負イオン発生器に下記条件で、下記試料空気を導入して、光電子放出材に紫外線照射を行い、負イオン測定器を用い、負イオン発生器出口の負イオン濃度を調べた。
負イオン発生器の大きさ；３０×３０×６０ｃｍ、
光電子放出材；金網状ＳＵＳにＡｕをスパッタリング法により付加したもの、
紫外線ランプ；殺菌ランプ（２５４ｎｍ）、
電極；金網状ＳＵＳを図のごとく設置し、１０Ｖ／ｃｍ付加（光電子放出材（負）、電極材（正））、
負イオン濃度測定器；イオンテスター（０．４ｃｍ２ ／Ｖ・Ｓ以上の電気移動度を持つもの）、
【００３０】
結果
結果を表１に示す。表１には比較として、電極を光電子放出材の表側（図２において、ランプの上方）に設置した場合を示す。
【表１】
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）気体通過性の光電子放出材に、紫外線及び／又は放射線照射して、該光電子放出材から負イオンを得るに際し、光電子放出材の裏側に電極を設置し、該
光電子放出材と電極間に電場を形成することにより、
（ａ）有効利用できる負イオン量が増加した。これは、生成負イオンが気流の流れ方向に進むので、電極に捕集されにくくなるためと推定される。
（ｂ）微弱の電場の設定のみで、負イオンの放出が一層効果的となった。
（ｃ）上記により実用性が向上した。
【００３２】
（２）上記により、負イオンを利用する次の分野の実用性が向上した。
（ａ）電気的に安定な空間を作る分野。
（ｂ）生体の代謝機能や生理機能を衰えさせない生体に対する快適な作業空間を作る分野。
（ｃ）食品の鮮度維持や菌類の増殖防止の分野。
（ｄ）気体中あるいは空間中の微粒子を荷電して利用する分野、例えば清浄化気体あるいは清浄化空間を得る分野、微粒子の測定を行う分野、微粒子の分離、分級や表面改質、制御を行う分野。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微粒子の捕集装置を備えたクリーンルームの構成図。
【図２】本発明の負イオン発生装置を備えたリフレッシュルームの構成図。
【図３】本発明の負イオン発生装置を一体化したガラス基板搬送装置の構成図。
【図４】従来の微粒子の捕集装置を備えたクリーンルームの構成図。
【符号の説明】
１：クリーンルーム、２：クリーンベンチ、３：光電子放出材、４：紫外線ランプ、５：電場設定用電極、６：荷電微粒子捕集材、７：ファン、８：空気の流れ、９：粗フィルタ、１０：作業台、１１：リフレッシュルーム、１２：人、
１３：ガラス基板搬送装置、１４：ガラス基板、
Ａ：空気清浄化部（負イオン発生部）
【発明の属する技術分野】
本発明は、負イオンの発生に係り、特に、光電子放出材に紫外線及び／又は放射線を照射する負イオンの発生方法と装置及びそれによる微粒子の荷電方法と捕集装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を負イオンを主に電気的に安定な空間を得る分野について説明する。従来、負（陰）イオンを発生せしめる方法としては、電極にマイナスの高電圧を印加する方法が知られているが、この方法はオゾンの発生や微粒子の発生の問題があった。また、高電圧の電気を用いるので安全性に問題があり、またコストが高いという問題があった。
一方、現在、作業雰囲気は、微粒子の存在しない、かつ電気的に安定した（電位が低い）超高度清浄度空間が要求されている。また、例えばバイオテクノロジーの分野では生体の代謝機能や生理機能を衰えさせない作業空間が要求されている。半導体分野や液晶分野では電気的に安定な（電位が低い）、静電気の発生の恐れのない作業空間が要求され、過剰な正（陽）イオンは中和されている。
【０００３】
現状の技術による作業空間においては、正負の両イオンが存在するが、作業内容や自然現象等により正イオンが過剰となる場合が多かった。この原因の１つとして、負イオンは正イオンに比べて移動度が大きい（移動速度が早い）ので、負イオンは早く移動するので消費されてしまう。その結果として、正イオンが過剰になってしまうと考えられる。即ち、
（１）密閉された室内や作業空間では負イオンが極端に減少する。
（２）気流により通常の浮遊微粒子は正に帯電する。
（３）半導体工場のクリーンルームでは、高圧電源による空間放電や作業場での分子摩擦等で、正に帯電した微粒子や空気分子が多い。
【０００４】
この様な雰囲気では、生体は新陳代謝を悪くし、生理機能の衰えの原因となる欠点があった。すなわち、生体内、例えば人体を例にとれば、負イオンが減少すれば体調に変化を生ずると言われる。人体は無数の細胞から形成されており、個々の細胞は細胞膜で包まれていて、細胞はその膜を通して栄養分を吸収したり、老廃物を排出したりして活動を行っている。この細胞は外側が正イオン、内側が負イオン性を帯び、負イオンが減少し正イオンが過剰となると、栄養分の吸収や老廃物の排出が困難となる現象が起き、新陳代謝を悪くし、生理機能の衰えの原因となる。
このような現状に対して、本発明者らは光電子放出材を用いた負（陰）イオン発生とその利用、光電子から負イオンを発生させ微粒子を荷電させ利用する方法及び装置を提案した。提案した発明を次に例示する。
【０００５】
（１）負イオン発生、特公平８−１０６１６号、特開平７−５７６４３号各公報（２）荷電；
▲１▼ 清浄気体、あるいは清浄化空間：特公平３−５８５７号、特公平６−７４９０９号、特公平６−７４９１０号、特公平７−１１０３４２号各公報
▲２▼ 分級：特開平３−４２０５７号公報、
▲３▼ 微粒子の測定：特公平６−２５７３１号、特開平２−４７５３６号公報
提案したこれらの方法及び装置は、利用先によっては効果的であるが、利用先によっては、更に改善を行い実用性を向上させる必要がある。
【０００６】
例えば、図４はクリーンルームにおける流通系気体の清浄化への利用であり、クリーンベンチ２内に微粒子の荷電・捕集部Ａを設けたクラス１０００のクリーンルーム１の構成図を示す。図４において、微粒子の荷電・捕集部Ａは、主に網状の光電子放出材３、紫外線ランプ４、該光電子放出材から、光電子放出のための電場設定用の電極５、荷電微粒子の捕集材６により成り、７は、クリーンルーム内の空気８−１を荷電・捕集部Ａに送るためのファン、９は粗フィルタである。クリーンルーム内の微粒子を含む空気８−１は、ファン７により粗フィルタ９を介して微粒子の荷電・捕集部Ａに送られ、該荷電・捕集部Ａにて先ず微粒子が光電子により生じた負イオンによって荷電される。荷電微粒子は後方の荷電微粒子捕集材６にて捕集され、清浄空気８−３となり作業台１０の近傍は清浄に保持される。
【０００７】
微粒子の荷電・捕集部Ａでは、電極５を用いた電場下で網状の光電子放出材３に紫外線ランプ４から紫外線が照射され、光電子放出材３の表面（紫外線照射される両側）に光電子が放出される。
該光電子は、網状の光電子放出材の裏面より導入される空気に接触し、該空気の流れ８−２により該光電子放出材の表面方向に負イオンが効果的に生成する。該負イオンは、荷電・捕集部Ａの入口から入った近傍の微粒子と付着し、微粒子は荷電される。帯電微粒子は、後流の荷電・微粒子捕集材（本例では静電フィルタ）６にて捕集される。
このような構成の場合、すなわち、光電子放出材３からの光電子放出のための電極５を、光電子放出材３の表面に設置すると、放出光電子（負イオン）は、該電極５に捕集されてしまうので、放出された光電子（負イオン）が有効利用されないという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を、効果的な電場の設定により解決し、放出された光電子（負イオン）が有効に空間中に発生できる負イオンの発生方法と装置、及びそれを用いた微粒子の荷電方法と捕集装置を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、気体通過性の光電子放出材の表面及び／又は裏面に、紫外線及び／又は放射線を照射しながら、該光電子放出材の裏面より気体を導入して、該光電子放出材の表面に負イオンを発生させる負イオンの発生方法において、該光電子放出材の裏側に設置した電極により電場を設定して行うこととしたものであり、また、気体通過性の光電子放出材と、該光電子放出材の表面及び／又は裏面に紫外線及び／又は放射線を照射する照射源と、前記光電子放出材の裏面から気体を導入する導入口とを有する負イオンの発生装置において、該光電子放出材の裏側に電場を設定するための電極材を設置することとしたものである。
また、本発明では、前記の負イオンの発生方法で負イオンを発生させ、該発生した負イオンで気体中の微粒子を荷電する微粒子の荷電方法としたものであり、さらに、本発明では、前記の負イオン発生装置と、該発生負イオンで荷電された微粒子を捕集する装置とを有する気体中の微粒子の捕集装置としたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、次の２つの知見に基づいてなされたものである。
（１）電場下で、気体通過性の光電子放出材の表面及び／又は裏面に、紫外線及び／又は放射線を照射しながら、該光電子放出材の裏面より気体を導入すると、該光電子放出材から光電子が放出され、放出された光電子は負イオンに変化する（エアロゾル研究、第８巻、第３号、ｐ２３９〜２４８、１９９３）。
該負イオン（負イオン富化気体）は、オゾンレスであるので、各分野に好適に利用できる。
【００１１】
例えば、
▲１▼ 先端産業における過剰な正イオンの中和。
▲２▼ アメニティ、すなわち、負イオン富化の空間は、人体に対して、快適（そう快感）が得られる。
▲３▼ 食品類の鮮度維持、菌類の増殖防止。
▲４▼ 負イオンによる微粒子の荷電とその利用。
すなわち、従来の負イオン発生法はコロナ放電方式であるので、オゾン発生や微細な粒子の発生があり、利用分野が制限された。
（２）上記電場の設定においては、光電子放出材の裏面（光電子放出材に対して、気体が流入する方向）に、光電子放出用の電極を設置し、該光電子放出材と電極間に電場を形成すると、放出光電子（負イオン）は、電極上への捕集による減少がないので、利用すべき空間へ効率良く放出される。
【００１２】
次に、本発明の夫々の構成を詳細に説明する。
光電子放出材は、紫外線照射により光電子を放出するものであれば何れでも良く、光電的な仕事関数が小さなもの程好ましい。効果や経済性の面から、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｔｈ，Ｐｒ，Ｂｅ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｃ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｕ，Ｂ，Ｅｕ，Ｓｎ，Ｐ，Ｗのいずれか、又はこれらの化合物又は合金又は混合物が好ましく、これらは単独で又は２種以上を複合して用いられる。複合材としては、アマルガムの如く物理的な複合材も用い得る。
例えば、化合物としては酸化物、ほう化物、炭化物があり、酸化物にはＢａＯ，ＳｒＯ，ＣａＯ，Ｙ２ Ｏ５ ，Ｇｄ２ Ｏ３ ，Ｎｄ２ Ｏ３ ，ＴｈＯ２ ，ＺｒＯ２ ，Ｆｅ２ Ｏ３ ，ＺｎＯ，ＣｕＯ，Ａｇ２ Ｏ，Ｌａ２ Ｏ３ ，ＰｔＯ，ＰｂＯ，Ａｌ２ Ｏ３ ，ＭｇＯ，Ｉｎ２ Ｏ３ ，ＢｉＯ，ＮｂＯ，ＢｅＯなどがあり、またほう化物には、ＹＢ６ ，ＣｄＢ６ ，ＬａＢ５ ，ＮｄＢ６ ，ＣｅＢ６ ，ＥｕＢ６ ，ＰｒＢ６ ，ＺｒＢ２ などがあり、さらに炭化物としてはＵＣ，ＺｒＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＮｂＣ，ＷＣなどがある。
【００１３】
また、合金としては黄銅、青銅、リン青銅、ＡｇとＭｇとの合金（Ｍｇが２〜２０ｗｔ％）、ＣｕとＢｅとの合金（Ｂｅが１〜１０ｗｔ％）及びＢａとＡｌとの合金を用いることができ、上記ＡｇとＭｇとの合金、ＣｕとＢｅとの合金及びＢａとＡｌとの合金が好ましい。酸化物は金属表面のみを空気中で加熱したり、或いは薬品で酸化することによっても得ることができる。
さらに他の方法としては、使用前に加熱し、表面に酸化層を形成して長期にわたって安定な差羽化層を得ることができる。この例としては、ＭｇとＡｇとの合金を水蒸気中で３００〜４００℃の温度の条件下で、その表面に酸化膜を形成させることができ、この酸化薄膜は長期間にわたって安定なものである。
【００１４】
また、本発明者が、すでに提案したように、光電子放出材を多重構造としたものも好適に使用できる（特開平３−１０８６９６号公報）。また、適宜の母材上に、薄膜状に光電子を放出し得る物質を付加し、使用することもできる（特開平４−１５２２９６号公報）。
この例として、紫外線透過性物質（母材）としての網状ガラス上に、光電子を放出し得る物質として、Ａｕを薄膜状に付加したものがある（特公平７−９３０７８号公報）。
光電子放出材は、上記のようにガラス材上への付加の他に、セラミック材、ＳＵＳ材、Ｃｕ−Ｚｎ材など安価で加工性に優れた材料に、適宜に付加して用いることができる。
【００１５】
次に、本発明の特徴である光電子放出材の形状について述べる。光電子放出材の使用形状は、気体通過性でかつ紫外線及び／又は放射線の照射面積が広いものであればいずれでも良い。使用形状は、通常金網状、ハニカム状、線状、格子状、繊維状のものが、圧損が少なく加工性が良いことから好ましい。
上記形状の母材への光電子放出材の付加の方法は、適宜の材料の表面に周知の方法でコーティング、あるいは付着させて作ることができる。例えば、イオンプレーティング法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、メッキによる方法、塗布による方法、スタンプ印刷による方法、スクリーン印刷による方法を適宜用いることができる。
薄膜の厚さは、紫外線又は放射線照射により光電子が放出される厚さであれば良く、母材の材質、形状、付加の方法により適宜に決めることができる。
【００１６】
光電子放出材は、光触媒と一体化して用いると光電子放出材がセルフクリーニング、即ち汚染物質が付着しても除去されるので適用先によっては好ましい（特開平９−２９４９１９号公報）。
このような材料として、Ｔｉ材を酸化し、ＴｉＯ２ を生成させ、その上にＡｕを付加したものである。
光電子放出材からの光電子放出のための照射源は、照射により光電子を放出するものであればいずれでも良い。本例で述べた紫外線の他に電磁波、レーザ、放射線が適宜に適用分野、装置規模、形状、効果等で選択し、使用できる。この内、効果、操作面の面で、紫外線及び／又は放射線が通常好ましい。
【００１７】
紫外線の種類は、その照射により光電子放出材が光電子を放出しうるものであれば何れでも良く、適用分野によっては、殺菌（滅菌）作用を併せてもつものが好ましい。紫外線の種類は、適用分野、作業内容、用途、経済性などにより適宜決めることができる。例えば、バイオロジカル分野においては、殺菌作用、効率の面から遠紫外線を併用するのが好ましい。該紫外線源としては、紫外線を発するものであれば何れも使用でき、適用分野、装置の形状、構造、効果、経済性等により適宜選択し用いることができる。
このような、紫外線源は、通常、水銀灯、水素放電管、キセノン放電管、ライマン放電管などを適宜使用出来る。光源の例としては、殺菌ランプ、ブラックライト、蛍光ケミカルランプ、ＵＶ−Ｂ紫外線ランプ、キセノンランプがある。
この内、殺菌ランプ（波長：２５４ｎｍ）は、微粒子（粒子状物質）に共存する浮遊菌類、微生物類などに殺菌（滅菌）作用があることから利用分野や装置の種類によっては好ましい。
【００１８】
次に、電極を説明する。
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（負極）と、後述の電極（正極）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の放出が効果的に起こる。
電極は、前記の光電子放出材から光電子の発生を効果的に起こすために、光電子放出材（負極）と対をなして設置し、電極（正極）との間に電場を形成するものであり、その設置位置が、本発明の特徴である。
即ち、該電極は、光電子放出材の裏側（光電子放出材に対して、気体が流入する方向）に設置される。
電極材は、周知の導電性材料が適宜に利用できる。例として、ＳＵＳ材、Ｃｕ−Ｚｎ材、Ｗ材がある。
また、その形状は、光電子放出材との間に電場の形状ができるものであれば、何れも良く、網状、ロッド状、板状、格子状、棒状、等適宜の形状が利用できる。
電場の電圧は、一般に０．１Ｖ／ｃｍ〜４ｋＶ／ｃｍである。
【００１９】
放射線の照射は、その照射により光電子放出材が光電子を放出しうるものであれば何れでもよく、従来周知の方法で照射出来る。例えば、放射線としてはα線、β線、γ線などが用いられ、照射手段としてコバルト６０、セシウム１３７、ストロンチウム９０などの放射性同位元素、又は原子炉内で作られる放射性廃棄物及びこれに適当な処理加工した放射性物質を線源として用いる方法、原子炉を直接線源として用いる方法、電子線加速器などの粒子加速器を用いる方法などを利用する。
加速器で電子線照射を行う場合は、低出力で行うことで、高密度な照射が出来、効果的となる。加速電圧は、５００ｋＶ以下、好ましくは、５０ｋＶ〜３００ｋＶである。利用分野によっては、殺菌作用を併せてもつものが好ましい。例えば、殺菌作用を持つ １３７Ｃｓ，６０Ｃｏ線源が好ましい。また、放射線は一般的にはしゃへい等取扱いに難があり、実用には障害となっているが、この様な場合には簡易なしゃへい、例えば紙によるしゃへいで効果がある軟Ｘ線（ソフトＸ線）が有効である。
【００２０】
照射源は、適用分野、作業内容、用途、経済性などにより適宜決めることができる。例えば、バイオロジカル分野において、殺菌作用も併用した照射を行うのが好ましい。また、人の近傍で行う場合は、上記のごとくしゃへいが簡便にできる照射源が好ましい。光電子放出材への該照射は、表面及び／又は裏面に適用分野、装置形状、規模、要求性能などにより、適宜に選択して行うことができる。光電子放出材、電極材の種類や形状の選択は、光電子放出部の形状、構造、適用分野、装置の種類、あるいは期待する効果（要求性能）等により、適宜選択し、あるいは必要により予備試験を行い、決めることができる。
【００２１】
次に、負イオンを微粒子の荷電に利用し、荷電微粒子を捕集・除去して清浄化気体あるいは清浄化空間を得る分野における荷電微粒子の捕集材（集じん材）について説明する。
荷電微粒子の捕集材（集じん材）は、荷電微粒子が捕集できるものであればいずれでも使用できる。通常の荷電装置における集じん板、集じん電極等各種電極材や静電フィルター方式が一般的であるが、スチールウール電極、タングステンウール電極のような捕集部自体が電極を構成するウール状構造のものも有効である。エレクトレット材も好適に使用できる。また、本発明者がすでに提案したイオン交換フィルター（又は繊維）を用いて捕集する方法も有効である（特公平５−９１２３号、特公平６−８７９９７号各公報）。
【００２２】
該イオン交換フィルターは、荷電微粒子の捕集に加えて、共存する酸性ガス、アルカリ性ガス、臭気性ガス等も同時に捕集できるので実用上好ましい。使用するアニオン交換フィルター及びカチオン交換フィルターの種類、使用量及びその比率は、気体中に荷電微粒子の荷電状態やその濃度或いは同伴する酸性ガス、アルカリ性ガス、臭気性ガスの種類、濃度等に応じて適宜決めることができる。
例えば、アニオン交換フィルターは負荷電微粒子や酸性ガスの捕集に、またカチオン交換フィルターは正電荷の微粒子やアルカリ性ガスの捕集に効果的である。フィルターの使用量やその比率は、上述の捕集すべき物質の濃度や濃度比率に対して、これらに見合う量を、装置の適用分野、形状、構造、効果、経済性等を考慮して適宜決めれば良い。捕集は、これらの捕集方法を単独で、又はこれらの方法を２種類以上組合せて適宜用いることが出来る。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
図１は、クリーンベンチ２内に微粒子の荷電・捕集部Ａを設けた半導体工場におけるクラス１，０００のクリーンルーム１の構成図を示す。
図１において、微粒子の荷電・捕集部Ａは、主に網状の光電子放出材３、紫外線ランプ４、該光電子放出材３から光電子を放出するための電場設定用の電極５、荷電微粒子の捕集材６により構成される。
ここで、該電場用電極５は、光電子放出材３の裏面（光電子放出材に対して気体が流入する方向）に設置される。
７は、クリーンルーム内の空気８−１を荷電・捕集部Ａに送るためのファン、９は粗フィルタである。クリーンルーム内の微粒子を含む空気８−１は、ファン７により粗フィルタ９を介して微粒子の荷電・捕集部Ａに送られ、該荷電・捕集部Ａにて先ず微粒子が光電子により生じた負イオンによって荷電される。荷電微粒子は後方の荷電微粒子捕集材６にて捕集され、清浄空気８−３となり作業台１０の近傍は高清浄に保持される。
【００２４】
微粒子の荷電・捕集部Ａでは、電極５を用いた電場下で網状の光電子放出材３に紫外線ランプ４から紫外線が照射され、光電子放出材３の表面に光電子が放出される。
該光電子は、電極５の作用を受け、電極５の方向に向かい、ここで、流入する空気８−２中の水分や、酸素の作用を受け、負イオンに変化する。
該負イオンは、流入空気８−２中の微粒子に付着し、微粒子は荷電される。
ここで、負イオンは、電極５に捕集される途中で、流入空気８−２中の微粒子に付着するので、生成負イオンは効果的に利用される。帯電微粒子は、後流の荷電微粒子捕集材にて捕集され、出口空気８−３はクラス１０よりも清浄な超清浄空気が得られる。
本例の紫外線ランプ４は、殺菌ランプ、光電子放出材３は、網状ＳＵＳにＡｕメッキしたもの、電場用電極５は、網状ＳＵＳ材である。
【００２５】
実施例２
図２は、負イオンの快適空間（アメニティ）への利用であり、負イオン発生器Ａを有するリフレッシュルーム１１の構成図を示す。図２において、負イオンは、主に光電子放出材３、紫外線ランプ４、該光電子放出材３から、光電子放出のための電場設定用電極５、送気ファン７、除塵フィルタ９より成る負イオン発生器Ａにて発声される。
ここで、該電場設定用電極５は、光電子放出材３の裏面に設置される。
リフレッシュルーム１１内の空気８−１は、送気ファン７により、先ず除塵フィルタ９により除塵され、微粒子が除去された清浄空気となる。
一方、網状の光電子放出材３は紫外線ランプ４より紫外線照射されており、該光電子放出材表面に光電子が放出される。
該光電子は、電極５の作用を受け、電極５の方向に向かい、ここで流入する空気８−２中の水分や酸素の作用を受け、負イオンに変化する
【００２６】
該負イオンは、流入する空気８−２の流れ作用を受け、負イオン富化空気が負イオン発生器Ａの出口８−３より放出される。１２は、人であり、負イオン富化空気により人は快適（そう快感）になり作業能率が向上する。
ここで、負イオン発生のための空気は、先ず本例のようなフィルタ及び／又は本発明者が提案した光電子を用いる荷電・捕集方式（例、特公平３−５８５７号、特公平６−７４９０９号、特公平６−７４９１０号、特公平７−１１０３４２号各公報）により除塵を行う。これは、除塵された清浄空気を用いることにより、光電子放出材２から放出された光電子が、効果的に空気負イオンとなるためである。本例における放出負イオン濃度は５×１０４ 個／ｍｌ〜６×１０４ 個／ｍｌである。
本例の紫外線ランプ４は、殺菌ランプ、光電子放出材３は、網状ＳＵＳにＡｕを蒸着法で付加したもの、電場用電極５は網状ＳＵＳ材である。
【００２７】
実施例３
図３は、クリーンルームの搬送空間へ負イオンの放出を行い（除電を行い）、電気的に安定な空間への利用であり、一体化された除電用負イオン発生器Ａを有するガラス基板の搬送装置１３の構成図を示す。図３において、負イオンは、主に光電子放出材３、紫外線ランプ４、該光電子放出材３から光電子を放出するための電場設定用電極５、送気ファン７、フィルタ９より成る負イオン発生器Ａにて発生される。クラス１，０００のクリーンルーム内の空気８−１は、送気ファン７により、先ずＨＥＰＡフィルタ９により除塵され、微粒子が除去された清浄空気（８−２）となる。
一方、網状の光電子放出材３は紫外線ランプ４より紫外線照射されており、該光電子放出材表面に光電子が放出される。
【００２８】
該光電子は、電極５の作用を受け、電極５の方向に向かい、ここで流入する空気８−２中の水分や酸素の作用を受け、負イオンに変化する。
該負イオンは、流入する空気８−２の流れの作用を受け、負イオン富化空気が負イオン発生器Ａの出口８−３より放出される。１４は、搬送装置１３で搬送中のガラス基板であり、除電前（Ｂの位置）では３，０００〜３，５００Ｖの電位を有するが、除電後（Ｃの位置）では１０Ｖ以下まで下がる。
本例の紫外線ランプは、殺菌ランプ、光電子放出材３は、網状Ｃｕ−ＺｎにＡｎをスパッタリング法で付加したもの、電場用電極５は網状ＳＵＳ材である。
【００２９】
実施例４
図２に示した構成の負イオン発生器に下記条件で、下記試料空気を導入して、光電子放出材に紫外線照射を行い、負イオン測定器を用い、負イオン発生器出口の負イオン濃度を調べた。
負イオン発生器の大きさ；３０×３０×６０ｃｍ、
光電子放出材；金網状ＳＵＳにＡｕをスパッタリング法により付加したもの、
紫外線ランプ；殺菌ランプ（２５４ｎｍ）、
電極；金網状ＳＵＳを図のごとく設置し、１０Ｖ／ｃｍ付加（光電子放出材（負）、電極材（正））、
負イオン濃度測定器；イオンテスター（０．４ｃｍ２ ／Ｖ・Ｓ以上の電気移動度を持つもの）、
【００３０】
結果
結果を表１に示す。表１には比較として、電極を光電子放出材の表側（図２において、ランプの上方）に設置した場合を示す。
【表１】
【発明の効果】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）気体通過性の光電子放出材に、紫外線及び／又は放射線照射して、該光電子放出材から負イオンを得るに際し、光電子放出材の裏側に電極を設置し、該
光電子放出材と電極間に電場を形成することにより、
（ａ）有効利用できる負イオン量が増加した。これは、生成負イオンが気流の流れ方向に進むので、電極に捕集されにくくなるためと推定される。
（ｂ）微弱の電場の設定のみで、負イオンの放出が一層効果的となった。
（ｃ）上記により実用性が向上した。
【００３２】
（２）上記により、負イオンを利用する次の分野の実用性が向上した。
（ａ）電気的に安定な空間を作る分野。
（ｂ）生体の代謝機能や生理機能を衰えさせない生体に対する快適な作業空間を作る分野。
（ｃ）食品の鮮度維持や菌類の増殖防止の分野。
（ｄ）気体中あるいは空間中の微粒子を荷電して利用する分野、例えば清浄化気体あるいは清浄化空間を得る分野、微粒子の測定を行う分野、微粒子の分離、分級や表面改質、制御を行う分野。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の微粒子の捕集装置を備えたクリーンルームの構成図。
【図２】本発明の負イオン発生装置を備えたリフレッシュルームの構成図。
【図３】本発明の負イオン発生装置を一体化したガラス基板搬送装置の構成図。
【図４】従来の微粒子の捕集装置を備えたクリーンルームの構成図。
【符号の説明】
１：クリーンルーム、２：クリーンベンチ、３：光電子放出材、４：紫外線ランプ、５：電場設定用電極、６：荷電微粒子捕集材、７：ファン、８：空気の流れ、９：粗フィルタ、１０：作業台、１１：リフレッシュルーム、１２：人、
１３：ガラス基板搬送装置、１４：ガラス基板、
Ａ：空気清浄化部（負イオン発生部）
Claims (4)
- 気体通過性の光電子放出材の表面及び／又は裏面に、紫外線及び／又は放射線を照射しながら、該光電子放出材の裏面より気体を導入して、該光電子放出材の表面に負イオンを発生させる負イオンの発生方法において、該光電子放出材の裏側に設置した電極により電場を設定して行うことを特徴とする負イオンの発生方法。
- 気体通過性の光電子放出材と、該光電子放出材の表面及び／又は裏面に紫外線及び／又は放射線を照射する照射源と、前記光電子放出材の裏面から気体を導入する導入口とを有する負イオンの発生装置において、該光電子放出材の裏側に電場を設定するための電極材を設置したことを特徴とする負イオンの発生装置。
- 気体通過性の光電子放出材の表面及び／又は裏面に、紫外線及び／又は放射線を照射しながら、該光電子放出材の裏面より気体を導入して、該光電子放出材の表面に負イオンを発生させ、該発生した負イオンで気体中の微粒子を荷電する微粒子の荷電方法において、該光電子放出材の裏側に設置した電極により電場を設定して行うことを特徴とする微粒子の荷電方法。
- 気体通過性の光電子放出材と、該光電子放出材の表面及び／又は裏面に紫外線及び／又は放射線を照射する照射源と、前記光電子放出材の裏面から気体を導入する導入口とを有する負イオン発生装置と、該発生負イオンで荷電された微粒子を捕集する装置とを有する微粒子の捕集装置において、前記負イオン発生装置の光電子放出材の裏面に電場を設定するための電極材を設置したことを特徴とする気体中の微粒子の捕集装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28361398A JP3570612B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 負イオンの発生方法と装置及び微粒子の荷電方法と捕集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28361398A JP3570612B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 負イオンの発生方法と装置及び微粒子の荷電方法と捕集装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000093839A JP2000093839A (ja) | 2000-04-04 |
| JP3570612B2 true JP3570612B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=17667780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28361398A Expired - Fee Related JP3570612B2 (ja) | 1998-09-21 | 1998-09-21 | 負イオンの発生方法と装置及び微粒子の荷電方法と捕集装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3570612B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11908713B2 (en) | 2019-11-26 | 2024-02-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor substrate treatment system |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6992079B2 (ja) * | 2017-04-23 | 2022-01-13 | ヒューレット－パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | 粒子分離 |
| WO2020263234A1 (en) * | 2019-06-25 | 2020-12-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Molded structures with channels |
-
1998
- 1998-09-21 JP JP28361398A patent/JP3570612B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11908713B2 (en) | 2019-11-26 | 2024-02-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor substrate treatment system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000093839A (ja) | 2000-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH08211B2 (ja) | 密閉空間の清浄方法及び装置 | |
| JPH07293939A (ja) | 快適空気発生器とそれを用いた快適住居 | |
| JP3570612B2 (ja) | 負イオンの発生方法と装置及び微粒子の荷電方法と捕集装置 | |
| JP3888806B2 (ja) | 光電子放出材とそれを用いた負イオン発生装置 | |
| JP3139591B2 (ja) | 負イオンの発生方法と装置、微粒子の荷電方法、気体中の微粒子の捕集装置及びストッカ | |
| JP3543593B2 (ja) | 気体の清浄化方法及び装置 | |
| JP3797845B2 (ja) | 光電子放出材及び負イオン発生装置 | |
| JP2750694B2 (ja) | 気体の清浄方法及びその装置 | |
| JP3661835B2 (ja) | 負イオンの発生方法及びその装置 | |
| JP2004330193A (ja) | 生活空間における太陽光利用の負イオン発生方法と装置 | |
| JP2000312713A (ja) | 負イオン富化空気の供給方法及び装置 | |
| JP3672077B2 (ja) | 負イオンの発生方法とその装置 | |
| JP3696038B2 (ja) | 粒子状物質の捕集装置と捕集方法 | |
| JP2000153179A (ja) | 負イオンの発生方法及びその装置 | |
| JP3434651B2 (ja) | 微粒子の荷電方法及び装置 | |
| JP2670942B2 (ja) | 気体中の帯電微粒子の電気的中和方法及び装置 | |
| JPH07256141A (ja) | 室内の無菌化方法及び無菌室 | |
| JPH05107178A (ja) | 微粒子の荷電方法及び装置 | |
| JPH06154650A (ja) | 光電子による空間中の微粒子の荷電方法及び装置 | |
| JP2000167435A (ja) | 負イオンの発生方法及びその装置 | |
| JPH0674910B2 (ja) | 気体の清浄方法及びその装置 | |
| JPH02303557A (ja) | 光電子による気体中の微粒子の荷電方法 | |
| JPH028638A (ja) | 気体の清浄方法及びその装置 | |
| JP3184080B2 (ja) | 密閉空間の清浄方法 | |
| JP2000102743A (ja) | 粒子状物質の荷電方法とその使用方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040317 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040323 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040617 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040617 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |