(57)【要約】      （修正有）【課題】人体に有害なオゾンガスを無害な気体にする性能が高く、長期にわたり高い性能を維持することができるオゾンガスの処理方法を提供する。【解決手段】フィルム基材に１層目にアルミナ、シリカより選ばれた１種類以上の酸化物を片面もしくは両面にスパッタリング法より形成し、２層目にマンガン、ニッケル、銅の成分より選ばれた１種類以上の元素を片面もしくは両面にスパッタリング法により形成したオゾン分解フィルムと炭化ケイ素、炭化チタンの成分より選ばれた１種類以上の炭化物を片面もしくは両面にスパッタ法により形成したオゾン吸着フィルムとを交互に配置し、その前段に、湿気除去フィルターを設置して、オゾンガスを含有するガスを通過させる高効率のオゾンガス処理方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム基材に、１層目にアルミナ、シリカより選ばれた１種類以上の酸化物を片面もしくは両面にスパッタリング法より形成し、２層目にマンガン、ニッケル、銅より選ばれた１種類以上の元素を片面もしくは両面にスパッタリング法により形成したオゾン分解フィルムと、フィルム基材に炭化ケイ素、炭化チタニウムの成分より選らばれた１種類以上の炭化物を片面もしくは両面にスパッタ法により形成したオゾン吸着フィルムとを、交互に配置し、その前段に湿気除去フィルターを設置して、オゾンガスを含有するガスを通過させることを特徴とするオゾンガス処理方法。
【請求項２】
前記フィルム基材は、フィルムの片面又は両面に金属膜を形成するフィルム表面をマット処理していることを特徴とする請求項1に記載のオゾンガス処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体に有害なオゾンガスを無害な気体とするためのオゾンガスの処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コロナ放電による帯電方式を採用した電気集塵式空気清浄機や電子写真複写機などの事務用機器では、コロナ放電が機内の空気中で行われるため多量のオゾンが機内に発生する。このオゾンは非常に臭いの強い、酸化性の強い気体であり、空気中に０．１ｐｐｍの濃度が存在するだけで、息切れやめまい、吐き気、頭痛などの生理作用を生じさせるものであるため、事務用機器としてはこのようなオゾンを機外へ漏洩させることは大きな欠陥とされていた。
この問題を克服するため、当該事務用機器の排気ダクトにオゾン除去フィルターを取り付けることが従来から行われており、排気を効率的に行うという観点から当該フィルターは通気抵抗の小さいハニカム構造体が採用されていた。また、フィルターにおいてオゾンを除去する物質として活性炭が使用されていた。しかし、活性炭を使用した場合、オゾンの除去は吸着の他、活性炭によるオゾン還元分解によっても進行するため、オゾンの除去とともに活性炭の劣化が進行し、寿命が短くなるという問題があった。そこで、オゾン除去性能の寿命を延ばすため、活性炭の使用量を上げることが必要となるが、シート状の厚みが上がり、圧力損失が増大するという問題があり、活性炭フィルターではオゾン除去性能を向上させることは勿論、その効果を長く維持することは実用上困難であった。
これらの問題を解決するために、触媒によるオゾン分解性能の向上を目的として、例えば、特許文献１には活性炭前駆体に予め触媒金属を含有させる方法が提案されているが、オゾンガスの除去性能は満足のいくもではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２８２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決し、人体に有害なオゾンガスを無害な気体にする性能が高く、長期にわたり高い性能を維持することができるオゾンガスの処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のオゾンガスの処理方法は、オゾン分解フィルムとオゾン吸着フィルムを交互に配置し、前段に湿気除去フィルターを設置してオゾンを含有するガスを通過させるオゾンガスの処理方法である。ここで、前記オゾン分解フィルムは、１層目にアルミナ、シリカより選ばれた１種類以上の酸化物を片面もしくは両面にスパッタリング法より形成し、２層目にマンガン、ニッケル、銅より選ばれた１種類以上の元素を片面もしくは両面にスパッタリング法により形成したフィルムであり、また前記オゾン吸着フィルムは炭化ケイ素、炭化チタンより選ばれた１種類以上の炭化物を片面もしくは両面にスパッタ法により形成したオゾン吸着フィルムであり、これらを交互に配置し、その前段に湿気除去フィルターを設置することにより、オゾンガス除去性能が高性能で長期間オゾンガスを処理することのできるオゾンガスの処理方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のオゾンガス処理方法によれば、高効率でオゾンを除去し、かつ寿命が長く処理できるため、低コストで処理することが可能である。
【０００７】
したがって、本発明のオゾン処理方法は電子複写機などの事務用品に好適に使用することができ、生活用品から発生するような低濃度のオゾンガスを含有する場合でも、安価に処理が可能であり、実用的にも極めて有効である。
【０００８】
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について説明する。
本発明のオゾンガス処理に使用するオゾンガス分解フィルムおよびオゾンガス吸着フィルムは、基材として用いるフィルムに限定はなく用途に合わせて選択することができる。フィルム基材の表面は表面処理して凹凸を有することが好ましく、フィルム表面がフラットであると表面上に形成した金属膜の密着性が得られず、高性能を維持することができない。ここで、表面処理とは、例えば、ショット材に砂を使用したマット処理加工を行って得ることができるが、このような処理法に限定されない。マット処理後のフィルムは、洗浄してショット材を除去した後、乾燥する。フィルムの片面または両面に金属膜を形成する場合は、金属膜を形成するフィルム表面をマット処理するのが好ましい。
【００１０】
次に、オゾンガス分解フィルムについて説明する。前述のマット処理したフィルム基材をスパッタリング装置に供給し、不活性ガス雰囲気に酸素ガスを導入しながらスパッタリングして、アルミナ、シリカより選ばれた１種類以上の酸化物を表面上に形成した後に同様の操作で２層目にマンガン、ニッケル、銅より選ばれた１種類以上の元素をスパッタリングして表面上に形成することにより得られる。
スパッタリング時のガス圧を０．１Ｐａ以上にするとフィルム基材上に形成した膜表面は凹凸が形成され、ガスと接触する面積が増えるため、分解性能が向上するため好ましい。スパッタリングガス中の酸素ガスの含有量は特に制限されないが、例えば、不活性ガスに対して１〜１０％、好ましくは２〜６％混合することができる。フィルム表面に形成された物質は、例えば１層目にアルミナ、２層目にマンガンを選択してスパッタリングにより形成された１層目のアルミナ膜と２層目のマンガン膜との境界面はアルミナとマンガンが混在した金属膜となっている。
【００１１】
次に、オゾンガス吸着フィルムについて説明する。前述した炭化ケイ素、炭化チタンを形成したフィルムは、基材として用いるフィルムに限定はなく用途に合わせて選択することができる。オゾンガス分解フィルムと同様に、フィルムの片面または両面に炭化物膜を形成する場合は、フィルム表面をマット処理するのが好ましい。
次に、マット処理したフィルム基材をスパッタリング装置に供給し、不活性ガス雰囲気でスパッタリングし、炭化ケイ素、炭化チタンを表面上に形成する。スパッタリング時のガス圧を０．１Ｐａ以上にするとフィルム基材上に形成した膜表面は凹凸が形成され、ガスと接触する面積が増えるため、吸着性能が向上するため好ましい。
【００１２】
次に、本発明のオゾンガスの処理方法について説明する。オゾンガスが発生する排気ダクトに本発明のオゾンガス分解フィルムとオゾンガス吸着フィルムを交互に配置する。配置する間隔は発生するガス量に合わせて適宜設定することで問題なく処理することができる。但し、ガス量に対して、間隔が狭まるとガス圧が高くなり通気性が低下したり、また、間隔が開きすぎると処理効率が悪くなることを考慮して間隔を設定する。
【００１３】
本発明のオゾンガスの処理方法はオゾン分解フィルムとオゾン吸着フィルムを交互に設置することにより、高い除去性能を示す。その要因は、発生したオゾンガスがオゾンガス吸着フィルム表面に形成された炭素化合物上で吸脱着が繰り返しおこなわれ、脱離したオゾンガスは隣接するオゾン分解フィルムに接触し、分解され除去される。このように、オゾン吸着とオゾン分解をおこなうフィルム表面を隣接させ、オゾン分解フィルムとオゾン吸着フィルムを交互に配置させることで効率よくオゾンガスを分解除去することができる。即ち、例えば、カーボン化合物フィルムのみ設置してもオゾン除去することはできるが、その性能は低下する。また、オゾン除去フィルムのみでも、オゾンを除去することはできるが、オゾン除去性能は低下する。双方を交互に配置して、併用することで相乗効果が得られる。
【００１４】
本発明のオゾンガスの処理方法は、オゾン分解フィルムとオゾン吸着フィルムを交互に設置する前段に、湿気除去用のフィルターを設置する。これは、オゾン分解フィルムとオゾン吸着フィルムがオゾン除去処理中に水分を吸着するとオゾン除去性能が低下し、寿命も短くなるためである。湿気除去用フィルターには特に制限はなく、空気中の水分を除去できるシリカゲル、ゼオライトなどの水分除去フィルターであれば問題なく、オゾンを処理することができる。
【実施例】
【００１５】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
まずオゾン分解フィルム基材としてマット処理したＰＥＴフィルム（１０ｃｍ×１０ｃｍ）を使用し、スパッタリグ装置を用いてアルミナ膜を形成した。成膜時のガス圧は０．１Ｐａとし、酸素ガスをアルゴンガス中に１％混合し、まずフィルム表面上に１層目のアルミナ膜を形成した。
次に、2層目の膜を形成するため、マンガン膜もスパッタリング装置を用いて成膜をおこなった。この時のガス圧は０．１Ｐａとし、アルゴンガス中で成膜を行ないアルミナ膜上にマンガン膜を形成した。同じ操作をもう一方のフィルム片面にも施し、フィルム両面に１層目にアルミナ膜と2層目にマンガン膜を形成し、前記の処理を行ったオゾン分解フィルムを１０枚作製した。
次に、オゾン吸着フィルム基材としてマット処理したＰＥＴフィルム（１０ｃｍ×１０ｃｍ）を使用し、スパッタリング装置を用いて炭化ケイ素膜を形成した。成膜時のガス圧は０．１Ｐａとし、アルゴンガス中で成膜をおこなった。同じ操作をもう一方のフィルム片面にも施し、両面に炭化ケイ素膜を形成し、オゾン吸着フィルムを１０枚作製した。
次に、前段に用いる湿気除去用フィルターは２００セルのコージェライトハニカムにシリカを湿式法でコートし、乾燥（１００℃×２４時間）、焼成（４００℃×２時間）し、湿気除去用フィルターを作製した。
次に、作製したオゾン除去フィルムとオゾン吸着フィルムを１０枚づつ交互に直径２０ｃｍの塩化ビニル管内に設置し、その前段に湿気除去用フィルターを設置し、オゾンガス１０ｐｐｍを風速０．５ｍ／ｓｅｃで通し、１０時間、５０時間、１００時間後のオゾン濃度を測定し、オゾン除去率を求めた。１０時間後、５０時間後、１００時間後ともに９８％であった。
【実施例２】
【００１７】
実施例１に示す同じ方法でＰＥＴフィルムにアルミナを成膜し、２層目にニッケル膜を成膜した以外は実施例１のとおりに、オゾン分解フィルム、オゾン吸着フィルム、湿気除去用フィルターを実施例１と同様に作製し、オゾン除去処理を行った。１０時間後、５０時間後、１００時間後ともに９５％であった。
【実施例３】
【００１８】
実施例１に示す同じ方法でＰＥＴフィルムにアルミナを成膜し、２層目に銅膜を成膜した以外は実施例１のとおりに、オゾン分解フィルム、オゾン吸着フィルム、湿気除去用フィルターを実施例１と同様に作製し、オゾン除去処理を行った。１０時間後、５０時間後、１００時間後ともに９２％であった。
【実施例４】
【００１９】
実施例１に示す同じ方法でＰＥＴフィルムにシリカを成膜し、２層目にマンガン膜を成膜した以外は実施例１のとおりに、オゾン分解フィルム、オゾン吸着フィルム、湿気除去用フィルターを実施例１と同様に作製し、オゾン除去処理を行った。１０時間後、５０時間後、１００時間後ともに９８％であった。
【実施例５】
【００２０】
実施例１に示す同じ方法で、オゾン吸着フィルムはＰＥＴフィルムに炭化チタン膜を成膜した以外は実施例１のとおりに、オゾン分解フィルム、オゾン吸着フィルム、湿気除去用フィルターを実施例１と同様に作製し、オゾン除去処理を行った。１０時間後、５０時間後、１００時間後ともに９０％であった。
【比較例１】
【００２１】
比較例１では、実施例１と同じオゾン吸着フィルムを作製し、オゾン分解フィルム無しで、オゾン除去処理を行った。オゾン分解フィルムの前段には、実施例１に示す方法で作製した湿気除去用フィルターを設置した。１０時間後は５３％、５０時間後は４０％、１００時間後は３５％であった。
【比較例２】
【００２２】
比較例２では、実施例１と同じオゾン分解フィルムを作製し、オゾン吸着フィルム無しで、オゾン除去処理を行った。オゾン吸着フィルムの前段には、実施例１に示す方法で作製した湿気除去用フィルターを設置した。１０時間後は４０％、５０時間後は３５％、１００時間後は３０％であった。
【比較例３】
【００２３】
比較例３では、オゾン分解フィルムとオゾン吸着フィルムの前段に設置する湿気除去フィルター無しで、実施例１に示す測定方法により、オゾン濃度を測定し、オゾン除去率を求めた。１０時間後は９８％、５０時間後は７５％、１００時間後は５５％であった。
【００２４】
以上の結果から、実施例１~５では１００時間後までオゾン除去率９０％以上を維持し、オゾン処理に有効な方法であることを確認した。また、測定後のフィルムの状態を観察すると膜に損傷などはなく、密着性も良好であった。また、比較例１~３では、オゾン分解フィルム、オゾン吸着フィルム、湿気除去フィルターの中の1つでもかけると、オゾン除去性能は低く、長時間オゾンを処理することができなかった。