(57)【要約】【課題】液体によって臭気成分を捕捉する機能を有する空気清浄機において、一度捕捉した臭気成分の大気中への再放出を抑制することができる空気清浄機を提供する。【解決手段】親水成分と、該親水成分の上層に位置する親油成分とを含む少なくとも二層構成の液体成分を貯留した貯留槽と、清浄すべき空気を前記貯留槽内の親水成分の層内に導入する導入手段と、前記貯留槽内の空気を外部に排気する排気手段と、を備えることを特徴とする空気清浄機である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
親水成分と、該親水成分の上層に位置する親油成分とを含む少なくとも二層構成の液体成分を貯留した貯留槽と、
清浄すべき空気を前記貯留槽内の親水成分の層内に導入する導入手段と、
前記貯留槽内の空気を外部に排気する排気手段と、を備えることを特徴とする空気清浄機。
【請求項２】
前記液体成分が、酸を含有することを特徴とする請求項１に記載の空気清浄機。
【請求項３】
前記酸が、親油成分の層中に含有されることを特徴とする請求項２に記載の空気清浄機。
【請求項４】
前記酸が有機酸であることを特徴とする請求項２又は３に記載の空気清浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に浮遊する塵埃や臭気を除去する空気清浄機に関し、特に、臭気成分を液体成分によって捕捉して消臭・脱臭する機能を有する空気清浄機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気清浄機としては、ファン式、電機集塵式、イオン式等の各種方式が知られている。
ファン式の空気清浄機は、ファンによって強制的に空気を吸い込んで、フィルタでろ過し、清浄された空気を吹き出す方式である。ファン式の空気清浄機は、通常、ＨＥＰＡ（ヘパ）と呼ばれる目の細かい不織布のフィルタで微粒子を集塵・ろ過し、臭気については活性炭で吸着する方法をとる。中には、イオン式と同様の原理の電機集塵（多くはプラズマと呼ばれる）を併用しているものもある。また、放電部分で発生するプラズマ（低温プラズマ。実体は各種のラジカルである。）を消臭やバクテリア、アレルゲンの分解に用いている機種もある。あるいは、活性炭の代わりに、二酸化チタンなどの光触媒による消臭を採用している機種や、ＨＥＰＡよりも目が細かいフィルタであるＵＬＰＡ（ウルパ）を採用したものもある。このようなファン式の空気清浄機は、本体サイズ及び消費電力が大きく、騒音の点でも不利である一方、フィルタが汚れると交換しなくてはならないため、ランニングコストもかかるという問題がある。
【０００３】
業務用（特に工業用）の空気清浄機としては、「汚れたフィルタ」という産業廃棄物が発生しない電機集塵の空気清浄機（集塵機）が多く使用される。放電を利用するという点ではイオン式と同様であるが、多くは電極の正負が逆であり、集塵効率を高めるため電極の数も多く、粉塵を帯電させる部分と集塵する部分が分かれている多段式となっている。また、イオン式とは異なり、通常はファンを用いている。
【０００４】
イオン式の空気清浄機は、一定の距離をおいた一対の電極に高電圧を印加することによって空中にイオンの流れ（放電）を発生させ、電極間に進入した微粒子などを帯電させ、それを反対の電荷を帯びた電極に集塵する方法である。この方式は、原理からしても、消臭・脱臭性能は不十分であり、通常はファンを備えないことから、空気清浄機周辺にあるごく近くの微粒子しか捕捉できない。
【０００５】
一方、近年、液体によって塵埃や臭気成分を捕捉する空気清浄機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、超微細水噴射手段により超微細クラスター状水粒子を屋内に噴射して流動させることにより、大気中の汚染粒子を超微細クラスター状水粒子で捕捉するものである。そして、汚染粒子を捕捉した汚染水粒子は吸引回収手段により回収し、除湿装置により空気と水分に分離して回収する。
その他、空気中に含まれる汚染物質を、貯水層中の水中に取り込んで除去する空気清浄機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
このような、液体を用いて臭気成分を捕捉する空気清浄機は、上記ファン式などの各種方式と比較して、臭気成分が液体に溶解するため、強い脱臭・消臭効果が得られると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１８０８号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、臭気成分を含む空気を液体中に導入して空気を清浄する場合において、臭気成分が液体に溶解した状態であっても、その臭気成分が気化して再び大気中に放出することがあり、結局のところ、脱臭・消臭効果を発揮できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上の従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、液体によって臭気成分を捕捉する機能を有する空気清浄機において、一度捕捉した臭気成分の大気中への再放出を抑制することができる空気清浄機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決する手段は以下の通りである。
（１）親水成分と、該親水成分の上層に位置する親油成分とを含む少なくとも二層構成の液体成分を貯留した貯留槽と、
清浄すべき空気を前記貯留槽内の親水成分の層内に導入する導入手段と、
前記貯留槽内の空気を外部に排気する排気手段と、を備えることを特徴とする空気清浄機
【００１０】
（２）前記液体成分が、酸を含有することを特徴とする前記（１）に記載の空気清浄機。
【００１１】
（３）前記酸が、親油成分の層中に含有されることを特徴とする前記（２）に記載の空気清浄機。
【００１２】
（４）前記酸が有機酸であることを特徴とする前記（２）又は（３）に記載の空気清浄機。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、液体によって臭気成分を捕捉する機能を有する空気清浄機において、一度捕捉した臭気成分の大気中への再放出を抑制することができる空気清浄機を提供することができる。特に、アンモニア臭を代表とする塩基性物質による臭気を消臭する空気清浄機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用した空気清浄機の一実施形態を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の空気清浄機は、親水成分と、該親水成分の上層に位置する親油成分とを含む少なくとも二層構成の液体成分を貯留した貯留槽と、清浄すべき空気を前記貯留槽内の親水成分の層内に導入する導入手段と、前記貯留槽内の空気を外部に排気する排気手段と、を備えることを特徴としている。
【００１６】
図１は、本発明を適用した空気清浄機の筐体内の貯留槽周辺について示す概念図である。図１において、貯留槽１０には、上層（親油成分）１２と、下層（親水成分）１４とからなる二層構成の液体成分が貯留されている。当該親油成分及び親水成分の詳細については後述する。また、貯留槽１０には、外部からの汚れた空気を親水成分たる下層１４内に導入する導入手段として、外部からの空気を内部に送気するファン１６と、このファン１６から送気された空気を貯留槽１０内に導く送気管１８が設けられている。送気管１８の送気方向下流側の先端部は下層１４内に位置し、送気管１８を流れる空気は下層１４内に導かれる。さらに、貯留槽１０には、内部の空気を外部に排気する排気手段として排気管２０が設けられている。排気管２０により、上層１２上方の空間内の空気が外部に排気される。排気手段としては、図１に示すような排気管２０のみならず、貯留層に設けられた外部と連通する単なる穴であってもよい。
【００１７】
以上の図１の構成において、外部より空気清浄機内に取り込まれた、清浄すべき汚れた空気は、ファン１６により送気管１８に送気され、送気管１８の最下端部の開口部から親水成分の下層１４中に導入される。図１においては、送気管１８を介して下層１４内に導入された空気が気泡（小円で示す。）となった様子を示している。このとき、下層１４内に導入された空気中の成分であって、親水成分に可溶な成分は下層１４の親水成分に溶解する。つまり、親水成分に可溶な臭気成分（アンモニア等）は下層１４内に捕捉され、送気された空気中の臭気成分は除去され、消臭・脱臭が実現されることになる。下層１４内において、内部の臭気成分が除去された気泡は、さらに上昇して上層１２の親油成分を通過し、その上方の空間に達する。そして、排気管２０を介して外部に排気される。以上のようにして、外部からの汚れた空気より臭気成分が除去され、つまり消臭・脱臭された空気が外部に放出される。
【００１８】
以上の構成において、親水成分たる下層１４の上に親油成分たる上層１２が位置しているため、親水成分に溶解した臭気成分は上層１２に阻まれて外部への再放出が抑えられる。つまり、親水成分の下層１４は、親油成分の上層１２により密封された状態となっており、従来のように、液体成分に捕捉された臭気成分が気化して再放出されるのが抑えられる。また、上記液体成分は二層構成とした場合であるが、本発明に係る液体成分は二層構成に限定されず、三層以上の構成としてもよい。例えば、上層の親油成分よりも比重が小さい成分を添加することが考えられる。
なお、貯留槽１０内の液体成分（上層及び下層）には臭気成分のみならず、その他の成分（微粒子など）も捕捉されることは言うまでもない。
【００１９】
本発明において、貯留槽内に貯留される液体成分は、親水成分と、親油成分とを含む少なくとも二層構成であるが、以下に各成分について説明する。
親水成分としては、水、アルコール、エーテル系等の水溶性溶剤が挙げられ、中でも、主成分としては水が好ましい。
また、親水成分中には、必要に応じて、酸、塩基、酸化剤、還元剤等の消臭機能を有する添加剤、防腐剤、ｐＨ調整剤、緩衝剤、界面活性剤等、凍結防止剤消臭液の貯蔵安定性を高める添加剤を添加することができる。このうち、酸及び塩基についての詳細は後述する。
【００２０】
一方、親油成分としては、上記親水成分よりも比重が小さいものであればよく、鉱物油、脂肪酸エステル、脂肪酸、エーテル、高級アルコール等が挙げられ、中でも、溶剤自体が臭気のないナフテン系、パラフィン系の鉱物油、飽和高級脂肪酸エステル、高級アルコールが好ましい。
液体成分中の、親水成分と親油成分との体積比率（親水成分／親油成分）は、親水成分からの臭気成分の再放出を効果的に抑制するために、９９／１〜１／９９とすることが好ましく、９０／１０〜３０／７０とすることがより好ましい。
また、親油成分中には、必要に応じて、酸、塩基、酸化剤、還元剤等の消臭機能を有する添加剤、酸化防止剤、界面活性剤等の貯蔵安定性を高める添加剤を添加することができる。このうち、酸及び塩基についての詳細は後述する。
【００２１】
本発明において、前記液体成分には酸を添加することが好ましい。液体成分に酸を添加することで、アンモニア、トリメチルアミン、メチルアミン、エチルアミン等の塩基性の臭気成分を中和によって除去できるため、臭気成分の再放出をより効果的に抑制することができる。なお、以下のいずれの場合であっても、酸自体の臭気が外部に放出するのは本末転倒であるため、酸としては、無臭又は臭気が少ない酸を用いることが好ましい。
【００２２】
親水成分中に添加する酸としては、水溶性の酸であれば特に制限はないが、リン酸、炭素数３〜６の親水性有機酸が好ましく、親水性有機酸の例としては、クエン酸、アジピン酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸等が挙げられる。
一方、親油成分中に添加する酸としては、油溶性の酸であれば特に制限はないが、炭素数７〜２４の有機酸が挙げられ、具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸、飽和高級脂肪酸、安息香酸等が挙げられ、中でも、アルキルベンゼンスルホン酸、炭素数１２以上の高級脂肪酸が好ましい。特に、両親媒性を有する有機酸は、上層と下層との界面で中和反応が起こるだけでなく、界面活性剤として働き、液体成分が乳化してエマルションの形態になり得る。エマルションとなることで液体成分の粘度が上昇するため、下層に導入され、バブリングされた空気中の臭気成分と液体成分との接触時間が長くなり、より効率的に臭気成分を除去することが可能になると考えられる。
【００２３】
本発明において、前記液体成分には塩基を添加することもできる。液体成分に塩基を添加することで酢酸、硫化水素、メチルメルカプタン、インドール、スカトール、イソ吉草酸、ノルマル吉草酸、ノルマル酪酸、プロピオン酸等の酸性の臭気成分を中和によって除去できるため、臭気成分の再放出をより効果的に抑制することができる。なお、塩基の場合も、酸の場合と同様に、無臭又は臭気が少ないものを用いることが好ましい。
具体的には、親水成分中に添加する塩基としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、リン酸ナトリウム等が挙げられる。
一方、親油成分中に添加する塩基としては、炭素数１２以上の高級脂肪族アミンとその塩類(例えばアルキルアミン酢酸塩)、四級アンモニウム塩等が挙げられる。
【００２４】
酸又は塩基の添加量としては、一定期間に捕捉すると想定される塩基性又は酸性臭気成分を中和できる程度であれば特に制限はなく、０．０１〜１０質量％とすることができる。例えば、空気清浄機内の液体成分を取り替えるサイクルを考慮してその量を設定することができる。
【００２５】
以上は、液体成分を貯留する貯留槽周辺を中心に説明したが、本発明の空気清浄機は、それ以外に、公知の空気清浄機の諸機能を併せ持つ構成とすることができる。
【実施例】
【００２６】
以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２７】
［実施例１］
サンプル瓶に、親水成分（下層）として０．１６７質量％のアンモニア水溶液１２ｇと、親油成分（上層）として工業用揮発油（ＡＦ７）３ｇとを添加し、二層構成の液体成分とした。アンモニア水溶液は、臭気成分を捕捉した液体成分（つまり、臭気成分たるアンモニアを捕捉した水）を想定したものである。次いで、サンプル瓶の開口部近傍の臭気を、官能評価及びニオイセンサで確認した。結果を表１に示す。
なお、官能評価は、以下の評価基準に従って行った。
（評価基準）
☆：臭気を全く感じない場合
◎：臭気を殆ど感じない場合
○：わずかに臭いを感じる場合
×：臭気を感じる場合
また、ニオイセンサは、新コスモス電機株式会社製、ポータブル型ニオイセンサminiXP-329mを用いて臭気を測定した。数値が小さいほど臭気が少ないことを示す。
【００２８】
［比較例１］
親油成分（上層）を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして、液体成分（アンモニア水溶液のみ）が貯留されたサンプル瓶を得た。次いで、実施例１と同様にして、サンプル瓶の開口部近傍における臭気の官能評価及びニオイセンサでの測定を実行した。結果を表１に示す。
【００２９】
［参考例１］
アンモニア水溶液の代わりに水を用いたこと、及び親油成分を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして、液体成分（水のみ）が貯留されたサンプル瓶を得た。次いで、実施例１と同様にして、サンプル瓶の開口部近傍における臭気の官能評価及びニオイセンサでの測定を実行した。結果を表１に示す。本参考例においては、液体成分は無臭の水のみであるから当然ながら最も良好な結果が得られた。
【００３０】
［参考例２］
アンモニア水溶液を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして、液体成分（工業用揮発油（ＡＦ７）のみ）が貯留されたサンプル瓶を得た。次いで、実施例１と同様にして、サンプル瓶の開口部近傍における臭気の官能評価及びニオイセンサでの測定を実行した。結果を表１に示す。本参考例においては、液体成分は工業用揮発油（ＡＦ７）のみであり、当該揮発油からの臭気が生じる。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
表１より、実施例１においては臭気をほとんど感じないレベルであった。これに対して、上層（親油成分）がない点を除き実施例１と同じ構成の比較例１においては、外部への臭気の放出を抑えられなかった。このように、親水成分と親油成分の液体を含有し、親油成分液体は親水成分液体よりも比重が小さく、液体が二層構造とすることで臭気を低減することが可能である。これは、下層中のアンモニア（臭気成分）の外部への放出が上層（親油成分）により阻止されていると考えられる。なお、参考例１及び２はいずれもアンモニアを含まないが、実施例１は、水のみを用いた参考例１ほど臭気レベルではないが、親油成分のみを用いた参考例２と同等であった。
【００３３】
［実施例２〜４、比較例２］
サンプル瓶に、表２に示す成分をそれぞれ添加して攪拌・混合し、二層構成の液体成分とした。次いで、実施例１と同様にして臭気の官能評価で行った。
また、液体成分の乳化の有無を目視にて確認し、乳化したものを○、変化がなかったものを×とした。結果を表２に示す。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
表２より、酸を添加した実施例２及び３は、単層構成の比較例２はもとより、酸を添加していない二層構造の実施例４よりも向上したことが分かる。
一方、実施例２は親油成分に有機酸（アルキルベンゼンスルホン酸）を添加した例である。当該有機酸の界面活性作用により親油成分と親水成分とが混和し、エマルションの形態となって液体の粘度が上昇し、バブリング時において、空気と液体成分との接触時間が長くなるため、塩基性の臭気成分以外に対しても、気／液接触効率が向上して臭気低減を図ることが可能と考えられる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  貯留槽
１２  上層（親油成分）
１４  下層（親水成分）
１６  ファン
１８  送気管
２０  排気管
【図１】
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