JPS6377514A - 空気清浄器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、家庭、事業所或いは病院等における空気清浄
器、又は電子工業、薬品工業、食品工業、農林水産工業
、医療、精密機械工業等におけるクリーンユニット、特
にバイオロジカルクリーンユニット、安全キャビネット
、無菌室、バスボックス、無菌エアカーテン、クリーン
チューブ、クリーンブース等における簡易な空気清浄器
に関するものである。

〔従来の技技術及びその問題点〕

従来、この種の装置においては粒子状物質（固体状物質
）と酸性ガス、アルカリ性ガス、臭気性ガス等のガス状
汚染物質の除去（捕集）は別々に行われていた。

例えば、粒子状物質の除去手段としてはフィμターｒ過
による機械的な方法、又は放電等によって粒子状物質を
帯電させた後電気的に捕集する方法があった。

フィルター−過性は、送風量が多く、圧損も大きく、又
騒音が大きいという欠点があった。

電気的方法は高電圧が必要なため°、工源部が大型化し
、消費電力が多いという欠点があった。

ガス状汚染物質の除去手段として、吸着剤（例えば活性
炭）の充填部に被ガスを通過させ除去を行っていたがコ
ストが高いこと並びに長時間の使用には限界があるとい
う問題点があった。

一方、空気中の微生物、細菌類に対する対策も必要とな
ってきておシ、簡易で経済的な（省エネルギ型の）装置
が要望されてきている。

〔発明の目的〕

本発明は、これらの欠点に対し、粒子状物質及びガス状
汚染物質例えばＨ２Ｓ、Ｎ）（１、ＳＯ，、ＮＯｘ、Ｏ
い各種溶媒、溶剤類、及び／又は悪臭物質（メルカプタ
ン、すｙファイド類、チオフェン類〕の除去を１つの装
置で行いうる装置を提供物 するもので、殺菌灯により空気中微振特に細菌類の殺菌
を行い、かつ太陽電池によシ殺菌等のため放射されるエ
ネルギを回収し送風機等の動力源とする多機能で省エネ
ルギ型の簡易な空気清浄器を提供することを目的とする
ものである。

〔発明の構成〕

本発明は、少くとも送風機、殺菌ランプ、太陽電池及び
イオン交換フイμりを備えていることを特徴とする空気
清浄器である。

つぎに第１′図に基いて本発明の詳細な説明する。

第１図は病院で使用される本発明の空気清浄器を示す概
略図である。室内の汚染空気１はファン２により粗い粒
子が粗フイμター５により除去された後、空気清浄器へ
送気される。

空気中の微生物又は細菌類は、殺菌ランプ４のエネルギ
ー等にて死滅する。殺菌ランプ４は微生物及び細菌類の
殺菌作用があればどのようなものでも良く、通常紫外線
殺菌灯が用いられる。ここでの殺菌作用は、殺菌ランプ
のエネルギーの他、オゾン等を発生させて行うことも出
来る。例えば、殺菌ランプを紫外線照射にオゾンを生成
する機能（例、１８５　ｎｍの波長を発するランプ）と
発生したオゾンを分解する機能（例、２５４　ｎｍの波
長を発するランプ）とを持たせ、活性な発生機の酸素を
発生させて殺菌を行うことで殺菌は更に効果的に行える
。又、臭気性ガス例えばＮＨ，、Ｈ，Ｓ　は、上記オゾ
ン等で酸化分解が行われ脱臭される。殺菌ランプの種類
の選択は、空気清浄の目的、例えば殺菌が主であれば殺
菌エネルギーの強いランプを、又脱臭が主目的であれば
オゾン等の発生の多いランプを適宜選択し又は組合せて
使用することができる。空気中微粒子及び臭気性ガス（
オゾン△ で分解された場合は未分解の臭気性ガス、及びリークオ
ゾン）はイオン交換樹脂フィルター６で除去乃至は捕集
される。

微生物、細菌類を含んだ微粒子は、イオン交換フィルタ
ー６に捕集される。この場合、殺菌ランプ４の照射をイ
オン交換フィルター６にも行うようにすれば殺菌がより
完全となる。

５は、太陽電池であシ、殺菌ランプ４からの光を吸収し
て電力に変換し、この電力をファン２へ送りファン２の
動力源としている。太陽電池５は第１図では気流方向に
対向しているが、壁面へ取り付け、抵抗を減少させても
よい。又両者を併用することも出来る。又、太陽電池５
の取付位置としてランプ４の上流側及び／又は下流側に
適宜設置出来ることは言う迄もない。

次に、本発明で用いるイオン交換フィルターについて詳
しく説明する。

イオン交換フィルターは、ガス流から荷電粒子状物質及
び酸性ガス、アルカリ性ガス並びに臭気性ガスを捕集し
うるものでちればどのようなものでも用いうる。

イオン交換フィルターとしてはネット状、織物状或いは
繊維状の空隙性高分子支持体上にイオン交換体をグラフ
ト重合によυ支持させたものが用いられ、これらは周知
の方法によシ適宜製造することができる。

イオン交換体としては、アニオン交換体或いはカチオン
交換体が使用できるが通常はこの両者を適当な割合で混
合して用いられる。

支持体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブチレン、ポリブテン等の脂肪族系不飽和炭化水素の重
合体、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレン等の芳香
族系炭化水素の重合体、ポリビニルシクロヘキサン等の
脂環式系炭化水素の重合体、あるいはこれらの炭化水素
の共重合体、あるいは、ポリ四フッ化エチレン、ポリフ
ッ化ビニリデン、エチレン−四フッ化エチレン共重合体
、四フッ化エチレンー六フッ化プロピレン共重合体、フ
ッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体等のフッ
素含有不飽和次化水素の重合体又はその共重合体などが
用いられる。

また、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリエステ
〜、セルロース、羊毛、絹あるいはこれらの混合物を用
いることもできる。

これら支持体は、空隙性支持体として用いられ、その形
状はガス流との接触面積が広く、かつ、抵抗の少ない形
状でちればよく、例えば適宜の薄膜状の布、好ましくは
ネット状などの織物状あるいは繊維状等、適宜の形状の
ものが用いられる。

空隙性支持体の空隙率は１０〜９５％好ましくは５０〜
８５チである。空隙性支持体の形状、厚さ、空隙率は装
置の形状、使用する材質、構造、期待する効果等によシ
適宜決めることが出来る。

本発明で使用しうるイオン交換体としては、特に限定さ
れることはなく、種々の陽イオン交換体あるいは陰イオ
ン交換体が使用される。

例えば、力μボキシμ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含有交換体、第
１級〜第３級アミノ基、第４級アンモニウム基、スルホ
ニウム基、ホスホニウム基などの陰イオン交換基含有交
換体、あるいは前記陽及び陰画イオン交換基を含有する
重合型または縮合型の均質型または不均質型のイオン交
換体が挙げられる。

代表例としては、アクリル酸、メタクリル酸、またはエ
チレン、ハロメチルスチレン、アシルオキＶスチＶン、
ヒドロキシスチレン、アミノスチレン、ビニルベンゼン
スルホン酸等のスチレン化合物、ビニルピリジン、２−
メチ／ｌ／−５−ビニルピリジン、２−メチ／Ｉ／−５
ビニルイミダゾール、アクリルニトリｐ１あるいは硫酸
、クロルスルホン酸、スルホン酸などの陽または陰イオ
ン交換基、またけこれに転換し得る基を有するモノマー
の重合体またはこれらの七ノマートジビニルベンゼン、
トリビニルベンゼン、ブタジェン、エチレングリコ−μ
ジビニμエーテル、エチレングリコールジメタクリレー
ト、などの二個以上の二重結合を有する化ツマ−との共
重合体、またはポリエチレン、ポリビニルフμオロカー
ボンエーテμもしくはポリテトラフルオロエチレンにス
チレンをグラフト重合層たポリマー等に夫々必要に応じ
て陽および／または陰のイオン交換基を導入するか、ま
たはイオン交換基に転換してなるイオン交換体、テトフ
フμオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンなどの
ビニルモノマーとイオン交換基またはイオン交換基に変
換しうる基を有するバーフμオロビニ〜モノマーとのコ
ポリマーからなるイオン交換体がある。

支持体にイオン交換体を担持させる方法は、特に限定さ
れることはなく、周知の方法で実施しうる。

例えば支持体に、紫外線またはα線、β線、電子線、γ
線などの電離性放射線の照射、あるいは酸素、オゾン、
クロルスルホン酸、過酸化水素、過酸化ペンシイ〃、過
酢酸などの酸化剤による処理、またはこれらの２種以上
の処理を行なった後モノマーをグフフトし、イオン交換
体を担持させる方法、あるいは、支持体（例えばポリエ
チレン）に電離性放射線を照射した後、アクリル酸およ
び／またはメタクリル酸の水溶液を反応させてグラフト
重合体を得、これを水酸化ナトリウム水溶液で処理する
方法等が挙げられる。

別の方法として、支持体にイオン交換体との親和性の大
きい重合層（接着層）を介して、イオン交換体を支持さ
せる方法がある。この方法は、先ず支持体に、イオン交
換体との接着層を形成するため化ツマ−をグフフト重合
させる。

接着層を形成するための化ツマ−は、その重合体がイオ
ン交換体に対して、大きい親和力乃至は接着性を有する
ものが使用される。このようなモノマーとしては例えば
プロピレンなどのオレフィンモノマー、塩化ビニＩＶナ
トのハロゲン化ビニμモノマー、スチレン誘導体、アク
リロニトリルなどのニトリル基を有する化ツマ−、ブタ
ジェンのようなジエンモノマー、酢酸ビニル、アクリル
酸エチルのような酸エステル基を有するモノマーがある
。

これらの化ツマ−を支持体に前述の電離性放射線照射及
び／又は酸化剤処理などの手段にてグラフト重合させる
。即ち、支持体を予めこれら手段にて前処理した後、上
記グラフトさせるべきモノマー溶液を含浸させて重合さ
せるか、或いは紫外線、放射線の場合は支持体に七ツマ
ー溶液を含浸させた状態で照射しても良い。次に、支持
体に前記イオン交換体を支持させる。

この方法は、イオン交換体の種類やその製造法などによ
シ異なるが、例えば次の様に行う。前記イオン交換体の
原料モノマー混合物を重（縮）合する前に支持体に含浸
させ、含浸後に該モノマー混合物を重（縮）合させるか
、或いは予め部分的に重（′縮）合させた初期重（縮）
合体をそのまま、又は必要に応じて適宜の溶媒に溶解さ
せて支持体に含浸させ、含浸後に重（縮）合を完結させ
る。

この方法の特長は、支持体にはイオン交換体形成モノマ
ーと親和性の大きいグラフト重合物が存在するので、モ
ノマー混合物又はその初期重（縮）金物によって、支持
体の接着層は、膨潤又は溶解し、含浸が充分に行なわれ
る。この結果続いて行われる化ツマー混合物又はその初
期重（縮）金物の重合によシ、その重合物がグフフト重
合層を介して支持体と緊密に一体化した構造が得られる
。

支持体に含浸し重合させた重合物が、十分にイオン交換
基を有しない場合は、続いて周知の手段によシ陽又は陰
イオン交換基が導入され、イオン交換フィルタが得られ
る。

この様にして、イオン交換フィルターが製造され、繊維
状又は織物状のアニオン交換フィルター及びカチオン交
換フィルターが得られる。

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
ルグーの種類、充填量、及びその比率は、ガス流中荷電
微粒子の荷電状態や濃度、或いはガス流中の汚染物質並
びに悪臭物質の種類や濃度等により適宜法めることが出
来る。

例ｔ　ハ、アニオン交換フィルターは負荷電の微粒子や
酸性ガス例えばＨ，Ｓの捕集に、又カチオン交換フィル
ターは正荷電の微粒子やアルカリ性ガス例えばＮＨ，の
捕集に効果的である。又、充填量やその比率は、前記捕
集物質の濃度や濃度比率に対応して見合う量を、装置の
形状、構造、圧損等を考慮し、適宜法めれば良い。標準
的ニハ、アニオン交換フィルター６０　（Ｖ／Ｖｔ５）
、に対しカチオン交換フィルグー４０（■／Ｖ％）の割
合で充填されたものを用うればよい。

図面に関する説明では、後流のフィルター６のみにイオ
ン交換樹脂フイμターを使用する方式を説明したが、粗
フイルタ−２３にも同様にイオン交換フィルターを使用
出来ることは言うまでもない。

この場合、臭気性ガスは粗フィルターで捕集されるから
、殺菌ランプ４は主に殺菌を目的とするランプを用うれ
ば良い。この場合リークオゾンは無いから（無視しうる
程少ないから）後流のイオン交換フィルター６の充填量
は少なくて良い。

図面に関する説明では、殺菌ランプのエネルギーを送風
機の動力源に利用する場合を示したが、回収エネルギー
の利用法は限定されることなく、別の用途例えば殺菌ラ
ンプのエネルギー等に利用することが出来る。

〔発明の効果〕

１、　送風機、殺菌ランプ、太陽電池、イオン交換フィ
ルターを組みあわせた構成としたことによシ、 （１）粒子状物質（微粒子）及びガス状汚染物質例えば
臭気性ガスの除去・捕集及び微生物、細菌類の殺菌を行
いうるなど多機能でかつ省エネルギー型の簡易で実用的
に有利な装置を提供できた。

（２）粒子状物質、ガス状汚染物質の除去・捕集並びに
微生物、細菌類の殺菌を一台の簡易な装置で行うことが
できる。

（３）　　殺菌ランプの二ネμギーを殺菌用に用いる外
、必要に応じオゾンの発生に用い、このオゾンによシ臭
気性ガスの酸化分解に用いると共に、殺菌ランデの光を
１に力として回収し空気清浄器の動力源として使用する
ことにより有効利用することが可能となり、省エネルギ
ー型装置を提供できる。

２　イオン交換フィルターの形状を織物状或いは繊維状
としたことによシ （１）圧損が少なく実用的な粒子状物質或いはガス状汚
染物質の捕集部を提供することができた。

五　粒子状物質の捕集をイオン交換フィルターで行ない
、且つ殺菌ランデの照射を行うようにすることによシ、 （１）微生物、細菌類のうち、気流中で殺菌・死滅せし
めることのできなかったものも全て殺菌・死滅せしめる
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気清浄器を示す概略図である。 １・・・汚染空気、２・・・ファン、３・・・粗フィル
タ、４・・・殺菌ランプ、５・・・太陽電池、６・・・
イオン交換フィルター 特許出願人　　株式会社荏原総合研究所同　　　　株式
会社荏原製作所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、空気清浄器において、少くとも送風機、殺菌ランプ
   、太陽電池及びイオン交換フィルターを備えていること
   を特徴とする空気清浄器。 ２、イオン交換フィルターが空隙性支持体にイオン交換
   体をグラフト重合により担持させたものである特許請求
   の範囲第１項記載の空気清浄器。 ３、イオン交換フィルターの形状が織物状又は繊維状で
   ある特許請求の範囲第１項又は第２項記載の空気清浄器
   。