(57)【要約】【課題】  活性クラスター水の吸着吸収力を利用して空気中から飛散汚染物質分子（ＡＭＣ）を効率的に除去する新たな方法及び装置を提供することを目的とする。さらに光触媒酸化分解反応を活性クラスター水とハイブリッド化することによりＡＭＣ除去速度の速い飛散汚染物質分子除去方法及びその装置並びに脱臭装置を提供することを目的とする。【解決手段】  活性クラスター水をエアロゾル化し、気体中の飛散汚染物質分子を核としてエアロゾル化した活性クラスター水を凝集又は凝縮させることにより気体中から飛散汚染物質分子を除去する。また、前記気体を、光触媒酸化分解反応を利用した汚染物質除去フィルタを通過させることにより、ＡＭＣ除去反応時間の向上を図る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性クラスター水をエアロゾル化し、気体中の飛散汚染物質分子を核として前記活性クラスター水を凝集又は凝縮させることにより前記気体中から前記飛散汚染物質分子を除去する飛散汚染物質分子除去方法。
【請求項２】
前記活性クラスター水は、水分子の２個から２０個が結合した集合水（以下、単にクラスター水という）であることを特徴とする請求項１に記載の飛散汚染物質分子除去方法。
【請求項３】
前記活性クラスター水は、水蒸気の急冷化により生成した、水分子の２個から７個が主に水素結合で結合した集合結晶水（以後、クラスターアイスという）であることを特徴とする請求項１に記載の飛散汚染物質分子除去方法。
【請求項４】
前記気体中の飛散汚染物質分子を核として前記活性クラスター水を凝集又は凝縮させる前に、または凝集又は凝縮させた後に、前記気体を、光触媒酸化分解反応を用いた汚染物質除去フィルタを通過させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の飛散汚染物質分子除去方法。
【請求項５】
密閉した空間に前記クラスター水又は前記クラスターアイスをエアロゾル化して噴霧するクラスター供給手段と、
前記空間内の気体中の飛散汚染物質分子を核として凝集又は凝縮した液滴を前記空間外へ廃棄する廃水処理手段と、
からなる飛散汚染物質分子除去装置。
【請求項６】
密閉した空間に前記クラスター水又は前記クラスターアイスをエアロゾル化して噴霧するクラスター供給手段と、
前記空間内の気体中の飛散汚染物質分子を核として凝集又は凝縮した液滴を前記空間外へ廃棄する廃水処理手段と、
光触媒物質に紫外線光を照射して酸化分解反応を生じさせる光触媒フィルタと、
を備えた飛散汚染物質分子除去装置であって、
前記空間内の気体を、前記光触媒フィルタを介して循環させることを特徴とする飛散汚染物質分子除去装置。
【請求項７】
前記飛散汚染物質分子が臭気物質分子であることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の脱臭装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、活性クラスター水（単分子化された水を示す）の吸着吸収力を利用することにより、あるいは、この活性クラスター水に光触媒反応をハイブリッド化することにより大気中の飛散汚染物質分子及び臭気物質分子（Airborne Molecular Contaminants  以下、ＡＭＣと略す。）を効果的に除去し、無臭で良質な空気を得る方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気中の汚染物質分子又は臭気物質分子を除去する方法として水スクラバー方法が公知である。この方法は汚染物質等を含む気体を洗浄水中に送り込んで、洗浄水の液滴や液膜中に捕集して分離する方法であり、水分子の有する性質特徴を有効に利用した方法である。水スクラバー方法は気体と液体の相変換による溶解が汚染物質除去のメカニズムであることから、除去できる汚染物質は親水性に限られる。そのため、ＡＭＣの除去率も自ら制限されることになる。
【０００３】
特許文献１には、この方法による大気中の窒素酸化物の除去処理装置とその使用方法が開示されており、汚染物質の分離を有効にするために種々の工夫がなされているが、いずれも除去効率において十分な結果が得られていない。
【特許文献１】特許第３４８３２０８
【０００４】
近年においては、クリーンルーム内の空気中のＡＭＣが半導体産業を始めとする先端産業において、微細加工を必要とする製品の歩留まりに悪影響を与えることが分かり、従来の微粒子の汚染制御に加えて、ＡＭＣの汚染制御の必要性が認識され始めた。即ち、最近におけるナノレベルでの製品加工においては、材料や製造装置からの分子レベルの汚染を無視することができなくなってきている。
【０００５】
現状におけるこのような問題の一般的解決方法は、それぞれ酸性ガスにはアニオン交換繊維、アルカリ性ガスにはカチオン交換繊維、有機物には活性炭、微粒子にはガラス繊維を用いたフィルタを多重化して構成したケミカルフィルタを使用することによりなされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記方法はＡＭＣと微粒子の同時除去を行う必要があるため圧力損失が高くなり、省エネルギーの観点からしても非効率である。またＡＭＣの除去フィルタとして使用する活性炭やイオン交換繊維などのケミカルフィルタは寿命の推定が難しく、使用後は産業廃棄物化するため、廃棄する際に色々と問題点が発生する。
【０００７】
この問題の他の解決方法として、光触媒酸化分解反応あるいは非熱平衡プラズマ酸化分解反応を利用してＡＭＣを分解除去する方法が知られている。これらの除去方法は前記方法のような圧力損失が高くなく、一括分解除去が可能という利点があるが、それぞれにまた以下のような問題点もある。
【０００８】
例えば、光触媒酸化分解反応を利用した装置においてはＡＭＣの分解反応が遅く、またＡＭＣ除去率が不十分となるだけでなく、分解に際して副生成物が発生する。一方、非熱平衡プラズマ酸化分解反応を使用した場合においては、大量に発生するＯ３の処理・処分が必要となると同時に酸化分解反応装置も大型となる。
【０００９】
本願発明は上記諸問題の基本的解決を図るため、前記各方法の改良方法ではなく、極めて高い除去率を有する全く新しい除去方法を考案し提供するものである。すなわち、水分子自身が有する性質（結合状態及び双極子活性度等）に再注目し、ＡＭＣと活性クラスター水の吸着吸収力を利用して気体中からＡＭＣを効率よく除去する新しい方法及び装置を提供することを目的とする。さらにこの新方法と従来の方法とをハイブリッド化することにより、より反応速度の速い飛散汚染物質分子除去方法及びその装置並びに脱臭装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる飛散汚染物質分子除去方法では、活性クラスター水をエアロゾル化し、気体中の飛散汚染物質分子を核としてエアロゾル化した活性クラスター水を凝集又は凝縮させることにより気体中から飛散汚染物質分子を除去する。請求項２に記載のように、この活性クラスター水は水分子の２個から２０個が結合した集合水（クラスター水）であることが効果的であり、特に請求項３に記載のように、水蒸気の急冷化により生成した、水分子の２個から７個が主に水素結合で結合した集合結晶水（クラスターアイス）になるとより高い除去効果を示す。
【００１１】
請求項４にかかる飛散汚染物質分子除去方法は、上記請求項１の方法と従来の光触媒酸化分解反応のハイブリッド方法であって、請求項１の方法にかかる飛散汚染物質分子除去方法において、気体中の飛散汚染物質分子を核としてエアロゾル化した活性クラスター水を凝集又は凝縮させる前に、または凝集又は凝縮させた後に、前記気体を、光触媒酸化分解反応を利用した汚染物質除去フィルタを通過させるようにしたものである。
【００１２】
請求項５に記載の飛散汚染物質分子除去装置は、密閉した空間にクラスター水又はクラスターアイスをエアロゾル化して噴霧するクラスター供給手段と、空間内の気体中の飛散汚染物質分子を核として凝集又は凝縮した水滴を空間外へ廃棄する廃水処理手段とから構成されている。
【００１３】
請求項６に記載の飛散汚染物質分子除去装置は、密閉した空間にクラスター水又はクラスターアイスをエアロゾル化して噴霧するクラスター供給手段と、空間内の気体中の飛散汚染物質分子を核として凝集又は凝縮した液滴を空間外へ廃棄する廃水処理手段と、光触媒物質に紫外線を照射して酸化分解反応を生じさせる光触媒フィルタとを備えて構成されている。そして、この空間内の気体を、光触媒フィルタを介して循環させることにより空間内から飛散汚染物質分子を除去するように構成されている。
【００１４】
請求項７に記載の脱臭装置は、飛散汚染物質分子が臭気物質である場合を考慮したものである。上記手段構成によれば、以下のような作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる飛散汚染物質分子除去方法は、エアロゾル化した活性クラスター水が汚染物質に触れて捕捉し、凝集又は凝縮して液滴に変えることにより除去するので、装置が大型化することはなく、また反応速度の極めて速い除去方法となる。さらに後述する実験結果が示すように、飛散汚染物質分子の性質（親水性又は疎水性）にかかわらず一律に除去できるので、飛散汚染物質分子の除去率を高くすることが可能となる。
【００１６】
特に活性クラスター水としてクラスターアイスを使用すると、主に水素結合で構成される五員環、六員環のクラスターアイスの空孔にＡＭＣが吸収・吸着してＡＭＣの性質に関係なく、ＡＭＣを効率よく捕捉することができるので、ナノメータークラスのガス状汚染物質も有効に除去でき、除去率を極めて高めることができる。また水分子が２個から２０個が結合したクラスター水を使用した場合であっても、水分子の鎖状構造の隙間に水素結合により吸着・吸収するので、クラスターアイスに準じて高い除去率を達成することができる。
【００１７】
本発明において、光触媒酸化分解反応とクラスターアイスをハイブリッド化すると、ＮＨ３を除く、おおよそ各種のＡＭＣについて除去率を高めることができるだけでなく、その反応速度を高めることができる。一方、光触媒酸化分解反応とクラスター水をハイブリッド化した場合も、光触媒の酸化分解反応力との関係から、ＮＨ３など一部のＡＭＣを除き、多種のＡＭＣについて除去率を高めることができる。
【００１８】
本発明にかかる飛散汚染物質分子除去装置によれば、エアロゾル化した活性クラスター水を空間に浮遊するＡＭＣに噴霧して液滴化した後、直ちに空間外に廃水処理できるので短時間で、無臭で質の良い気体（空気）を作ることができる。特にその空気を、光触媒フィルタを介して循環させることにより、さらに除去率の向上及び除去時間の減少を達成できる場合がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本願発明にかかる飛散汚染物質分子除去方法及びその装置の原理を説明するための概念図である。この方法又は装置では、ダクト１０の中を、ＡＭＣ（○印で表わす）の浮遊する気体を通過させる。一方、ダクト１０のクラスター水注入口１１からエアロゾル化した活性クラスター水を注入する。活性クラスター水の活性水分子（×印で表わす）はＡＭＣを吸収、吸着したのち、直ちに凝集又は凝縮して液滴１２となりダクト１０の壁に付着する。その後、廃水処理手段１３により、この液滴を直ちにダクト１０内から除去して処理することにより無臭でクリーンな空気を得る。
【００２０】
身近に存在し半導体製品の歩留まりに影響を及ぼすと考えられている物質やシックハウス症候群の原因物質として、濃度基準が定められている酸性ガスの二酸化硫黄（ＳＯ２）、塩基性ガスのアンモニア（ＮＨ３）、有機物としては、疎水性を有するトルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）やホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）等が考えられるが、本願発明におけるＡＭＣは、これらに限定されるものではなく、分子レベルの大きさであればよい。例えばダイオキシン等も除去の対象となる。
【００２１】
活性クラスター水の材料水としては、超純水が最も適しているが、ＮａＣｌ電解水のアノード水、カソード水を使用することができ、図２、図３に示す方法でエアロゾル化することができる。なお、上記エアロゾル化する方法は一例であって、この方法に限るものではなく、他にも種々の方法がある。最近ではカーボンナノチューブを利用した超純水の破砕方法も考案されている。
【００２２】
図２（ａ）はレナード効果理論を利用して本願発明に使用するクラスター水を生成する装置を示し、（ｂ）は生成されたクラスター水の分子構造を示す。この装置（ａ）では、超純水等の各種水を強力な超音波振動により単分子化し、発生したエアロゾル粒子が相対的な運動によって衝突し合い、付着してより大きな粒子を形成する凝集という特性を利用してクラスター水を生成するものである。生成された水分子は（ｂ）に示すような、およそ２個から２０個程度の水分子が籠状又は直線的鎖状に、主に水素結合で凝集したクラスター水を形成していると考えられる。これは、酸素原子の電気陰性度に起因して水分子中のマイナス電荷を持つ酸素原子と、隣接する水分子の水素原子のとの間にクーロン力が働くためである。
【００２３】
図３（ａ）は水分子が２個から７個のクラスターアイスを生成する装置であり、（ｂ）は生成されたクラスターアイスの分子構造を示す。この装置（ａ）は、超純水をボイラー等で加圧加熱し、その発生した水蒸気を液体窒素の表面に吹き付けることにより急速に冷却し、単分子化して１００％霧状のアイスとして生成するものである。この製法は加圧水蒸気が冷却されると凝縮してエアロゾルを生成するという特性を利用したものである。生成された水分子は、およそ２個から７個程度の環状に結合した霧状のクラスターアイス（環状クラスター）を形成していると考えられる。特にクラスターアイスを使用する方法又は装置は、（ｂ）に示すように五員環、六員環の構成をしたクラスターアイスの空孔にＡＭＣを吸着、吸収して、親水性、疎水性に関係なく捕捉することができるので、極めて高い除去効果を示す。
【００２４】
なお、クラスターアイス又はクラスター水に吸収、吸着されたＡＭＣのエアロゾルはすぐに凝集、凝縮を起こし液滴となってダクト壁へ沈着し廃水となる。その為、そのまま放置すると蒸発により再飛散して除去効果に影響を与えるので、直ちにダクト１０外へ排出処理する必要がある。
【００２５】
図４は本願第二の発明にかかる飛散汚染物質分子除去方法及びその装置３０の原理を説明するための概念図である。この装置３０又は方法は、図１に示す飛散汚染物質分子除去方法と従来の光触媒酸化分解反応による有害物質の除去方法をハイブリッド化したものである。なお、図１と同じ機能を有する部分には同じ符号を付して説明する。
【００２６】
飛散汚染物質分子除去装置３０は壁面１８に囲まれた空間１４と、壁面１８に設けられエアロゾル化したクラスター水を空間１４に注入するクラスター水注入口１１、凝集、凝縮した液滴１２を排出する廃水処理手段１３、空間内空気に循環流を生じさせるファン１５、空間１４に連通し空間内空気を通過させる光触媒フィルタ１６及び光触媒フィルタ１６通過後の空気を再び空間１４に戻す循環ダクト１７を備えて構成されている。
【００２７】
この飛散汚染物質分子除去装置３０では、ＡＭＣが浮遊する空間１４にエアロゾル化した活性クラスター水をクラスター水注入口１１から注入する。注入されたクラスター水の活性水分子又はクラスターアイスはＡＭＣを吸収・吸着したのち、直ちに凝集又は凝縮して液滴１２となり壁面１８に付着する。その後、廃水処理手段１３により、この液滴１２を空間１４から除去して排出処理する。空間１４内の空気はファン１５により循環流が生じて光触媒フィルタ１６に送り込まれる。空間１４内の空気は光触媒フィルタ１６によりＡＭＣ除去処理がされたのち、循環ダクト１７を介して再び空間１４に戻される。
【００２８】
図５は光触媒フィルタ１６の構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。図５に示すように、この光触媒フィルタ１６はフレーム１６３に張られた酸化チタンワイヤフィルタ１６１が気体の流れに対して縦列に配置され、縦列配置された酸化チタンワイヤフィルタ１６１の間隙にＵ．Ｖランプ１６２が複数個、横列配置されている。そして、Ｕ．Ｖランプ１６２による紫外線が酸化チタンワイヤフィルタ１６１に照射されるように構成されている。
【００２９】
この光触媒フィルタ１６の二酸化チタンによる酸化分解反応の様子を、図６を参照しながら簡単に説明する。図６は光触媒酸化分解反応の様子を示す説明図である。光触媒に使用される二酸化チタンはバンドギャップがおよそ３．２ｅＶであるから、波長が３８０ｎｍ以下の紫外線を吸収して価電子帯の電子が伝導帯に上がり、励起状態となる。従って、二酸化チタンに酸素中で紫外線を当てるとその表面で還元反応が起こり、原子状酸素（Ｏ−）、及びスーパーオキシドイオン（Ｏ２―）の活性酸素を生じる。一方、価電子帯にはホールが生成され、これが水又は水酸化物イオンを酸化してヒドロキシラジカルを生成する。これらが浮遊するＡＭＣを分解することによりフィルタとしての機能を発揮する。
【００３０】
光触媒フィルタ１６を通過してＡＭＣが除去された空気は循環ダクト１７を介して、再び空間１４内に戻されるため、効率的に無臭でクリーンな室内空間を作ることができる。なお、第二の実施の態様ではエアロゾル化した活性クラスター水のクラスター水注入口１１を光触媒フィルタ１６の上流側に設けているが、光触媒フィルタ１６通過後の気体に活性クラスター水を注入するように構成してもよい。即ち、光触媒反応による酸化分解反応を前処理として行っても、後処理として行っても同様の効果を得ることができる。
【００３１】
凝集又は凝縮して壁面１８に付着した液滴１２は、市販の水分離器を使用した廃水処理手段１３によって直ちにタンクに集められ、空間外へ排出される。この廃水処理手段１３は蒸発によるＡＭＣの再飛散を防止するため、クラスター水注入口１１が設けられた空間側に配置される。
【００３２】
また、臭気物質分子はほとんどが有機物であることが知られている。本願発明にかかる飛散汚染物質分子除去方法及びその装置３０は、後述するように親水性の無機物に限らず、疎水性の有機物質についても凝集、凝縮を起こすことが明らかであるので、ＡＭＣが臭気物質分子の場合には上記した第一及び第二の飛散汚染物質分子除去装置３０は脱臭装置として機能する。
【００３３】
本願発明における効果を実証するために、以下、各種ＡＭＣの除去効率に関する実験結果について説明する。図７はＪＩＳ  Ｂ９９０１とＪＩＳ  Ｂ  ９９２７に基づいて作成した評価用ダクト試験機のセットアップ図であり、光触媒フィルタ２５として二酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いたＴｉＯ２+ＵＶフィルタユニット（二酸化チタン触媒６枚、ＵＶランプ：波長２５４ｎｍ×１８本（１５．６ｍＷ／ｃｍ２）を使用するものである。
【００３４】
評価用ダクト試験機２０は、ダクト２１に本願発明に使用する活性クラスター水（クラスター水又はクラスターアイス）注入口２２とＡＭＣ注入口２３を有し、ダクト２１の上流側にファン２４を設けてエアを一定条件下で循環させる。ダクト２１の下流側には光触媒フィルタ２５を設け、光触媒フィルタ２５を通過後のダクト２１に測定装置として検知管２６を設け、検知管法によりエアを抽出し濃度を測定した。
【００３５】
光触媒フィルタ２５を通過後のエアは循環ダクト２７及びファン２４を介して再びダクト２１内に戻される。ファン２４は面風速０．５５ｍ／Ｓ、風量２．５ＣＭＭの条件でエアを循環運転するように設定した。なお、本実験はすべて、風量４０ＣＭＭ（ｍ３／ｍｉｎ）、外形寸法２７００×１８００×１９００ｍｍでＨＥＰＡ搭載のクラス１００のクリーンブース２８内で行った。
【００３６】
まず、ＴｉＯ２+ＵＶフィルタユニットのみを使用した場合のバックグラウンド（Ｂ．Ｇで表わす）を測定後、ダクト２１内に無機物としてＳＯ２、ＮＨ３、有機物としてＣ６Ｈ５ＣＨ３、ＨＣＨＯの合計４種類のＡＭＣをＡＭＣ注入口２３より注入し濃度を１００ｐｐｍにする。ＴｉＯ２+ＵＶフィルタユニットを用いた光触媒酸化分解反応をまず検証するため、下流側の濃度をＪＡＣＡ指針Ｎｏ３５−２０００に基づいて測定し除去率を求める。
【００３７】
次に、光触媒フィルタを除去し、活性クラスター水注入口２２よりエアロゾル化したクラスター水、クラスターアイスをそれぞれ別々に注入し、ダクト２１内のＡＭＣの濃度をそれぞれ測定して除去率を求めた。
【００３８】
最後に、光触媒とのハイブリッド化としてＴｉＯ２+ＵＶフィルタユニットの上流側に活性クラスター水注入口２２よりエアロゾル化したクラスター水及びクラスターアイスをそれぞれ別々に注入し、それぞれダクト２１内のＡＭＣの濃度をそれぞれ測定して除去率を求めた。その結果を図８から図１１のグラフに示す。なお参考として、水スクラバー方法における従来の除去率を同時に示している。
【実施例１】
【００３９】
ＡＭＣとして無機物であるＳＯ２を選択した場合の除去効果を図８に示す。図８から光触媒とクラスターアイスをハイブリッド化した場合に最も良い結果が得られたことが分かる。光触媒フィルタ２５のみを使用したバックグラウンドの場合（以下、Ｂ．Ｇ．で示すグラフ）には、２時間で２０％程度の除去効率であったのに比べ、光触媒フィルタ２５を使用しないでクラスターアイス又はクラスター水のみを使用した場合には、実験開始からおよそ４０分でほぼ８０％から９０％のＡＭＣを除去できた。
【００４０】
クラスターアイスと光触媒酸化分解反応をハイブリッド化した場合には、さらに反応速度を速めることができ、実験開始からおよそ３０分でほぼ１００％のＡＭＣの除去ができた。その考察として、クラスターアイスにおいては水分子が２から７個の環状クラスターを形成し、その空孔あたりでＳＯ２と水素結合しやすくなっており、さらに温度も低いため、ＳＯ２を素早く捕捉できたからだと思われる。また光触媒フィルタ２５とクラスター水をハイブリッド化した場合もほぼ同様に良い結果が得られた。なお、いずれの場合においても、従来の水スクラバー方法より極めて高い除去率を示していることも分かる。
【実施例２】
【００４１】
ＡＭＣとして無機物であるアンモニア（ＮＨ３）を選択した場合の除去効果を図９に示す。光触媒フィルタ２５のみを使用したＢ．Ｇの場合にはＳＯ２の場合と同じく１２０分で２０％の除去効率であったのに比べ、クラスターアイス単独の場合には実験開始からおよそ１２０分でほぼ９０％のＡＭＣの除去ができた。ＮＨ３の除去においてはＳＯ２よりも除去効率が悪いのは、ＮＨ３はＳＯ２に比較して蒸気圧が高く、エアロゾルの液相へ効率よく吸収されにくいことに起因していると思われる。また、ＮＨ３の除去においてはクラスターアイス単独で行った場合のほうがハイブリッド化した場合よりも除去効率が高かった。その理由は凝集・凝縮されてできたアンモニア水の還元力が光触媒の酸化分解反応を阻害したからと考えられる。いずれの場合においても、水スクラバー方法と比べてきわめて高い除去率を示している。
【実施例３】
【００４２】
ＡＭＣとして有機物であるホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）を選択した場合の除去効果を図１０に示す。この場合も光触媒とクラスターアイスをハイブリッド化したものが一番良い結果を示した。光触媒フィルタ２５のみを使用したＢ．Ｇの場合にはＳＯ２の場合と同じく１２０分で２０％の除去効率であったのに比べ、クラスターアイス単独の場合には実験開始からおよそ１２０分でほぼ８０％弱、光触媒をハイブリッド化した場合には実験開始からおよそ１２０分でほぼ８０％強のＡＭＣの除去ができた。
【００４３】
その理由としては、無機物ＳＯ２、ＮＨ３の場合と同じで、ダクト内に２個から７個の細かく温度の低い活性水分子が、素早くＨＣＨＯを捕捉し、クラスター間の隙間（空孔）に入り込んで除去されたものと考えられる。しかし、図１０に示すように、ＨＣＨＯの場合は最初の１０分間で急激にＡＭＣを捕捉し、その後の吸収・吸着は緩慢になる傾向があった。この理由は、ＨＣＨＯはイオン化しにくいためエアロゾルに保持される状態も不安定になったためと考えられる。なお、クラスター水の場合には光触媒とのハイブリッド方法に顕著な効果はなかった。
【実施例４】
【００４４】
ＡＭＣとして悪臭物質であるトルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）の除去効果を図１１に示す。この場合も他のＡＭＣと同様に光触媒とクラスターアイスをハイブリッド化したものが一番良い結果を示した。従来のスクラバー方法や光触媒フィルタ２５のみを使用したＢ．Ｇの場合にはＳＯ２の場合と同じく１２０分で２０％の除去効率であったのに比べ、クラスターアイス単独の場合は実験開始からおよそ１２０分でほぼ９５％、光触媒をハイブリッド化した場合には実験開始からおよそ１２０分でほぼ１００％のＡＭＣの除去ができた。クラスター水の場合もそれに準じる良好な結果が得られている。
【００４５】
このＡＭＣの除去効果の特徴は始めの２０分間で急激にクラスターアイスに吸着、吸収される点であり、ＨＣＨＯとは異なり無機物の場合と同様な効果を示した。理由としては、無機物ＳＯ２、ＮＨ３の場合と同じで、温度の低い環状クラスターの空孔にトルエン分子が素早く入り込んで水素結合により吸収吸着され、除去されたものと考えられる。
【００４６】
現在、トルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）についてはＧＣＭＳによる定性定量分析を行い、以下の結果が得られている。すなわち、光触媒酸化分解反応とクラスターアイスのハイブリッド化方法において、初期値としてＡＭＣを１０μｇ／ｍ３を注入し除去実験を行ったところ、１０分後０．２５４μｇ／ｍ３まで減少し（除去率９７．４６％）、６０分後０．０９６μｇ／ｍ３まで減少した（除去率９９．０４％）。
【００４７】
以上の結果から、同じ水のエアロゾルでもその発生原理、水分子の形態、大きさによってＡＭＣ除去率が変わることがわかる。活性水分子が７個から２０個の鎖状構造を示すクラスター水でも、鎖状構造の隙間にＡＭＣが吸着、吸収して、高い除去率をしめすが、クラスターアイスの場合には、環状構造となり、五員環、六員環のクラスターアイスの空孔に、効果的にＡＭＣを吸着、吸収して、親水性（アルデヒド基）、疎水性（メチル基）に関係なくＡＭＣを捕捉することができるため、すべての場合に除去率が良好であることが確認された。
【００４８】
なお、本願発明と水スクラバー方法との効果の相違を明確にするため、図８から図１１に、光触媒と水スクラバー方法とをハイブリッド化した場合の効果を示してある。いずれの場合も効果の相違が明確に確認できる。
【００４９】
本願発明の効果確認のための４種類のＡＭＣについて実験結果を示したが、本発明はグラフに示したＡＭＣの例示物質に限定するものではなく、その他のガス状飛散汚染物質分子、臭気物質分子にも極めて効果的である。特にダイオキシン等についても除去効果を示す。また活性クラスター水の製法も本実施態様において示したものに限定する趣旨ではない。その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本願発明は脱臭装置として室内空調設備に応用が可能である。飛散汚染物質分子除去装置の循環ダクトのエアを室内に放出することにより、室内を無臭でクリーンな空気に変換することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本願発明にかかる飛散汚染物質分子除去方法及びその装置の原理を説明するための概念図である。
【図２】（ａ）はレナード効果理論を利用して本願発明に使用するクラスター水を生成する装置を示す。（ｂ）は生成されたクラスター水の分子構造を示す。
【図３】（ａ）は水分子が２個から７個のクラスターアイスを生成する装置である。（ｂ）は生成されたクラスターアイスの分子構造を示す。
【図４】本願第二の発明にかかる飛散汚染物質分子除去方法及びその装置の原理を説明するための概念図である。
【図５】光触媒フィルタの構成例を示す斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図６】二酸化チタンによる酸化分解反応の様子を示す説明図である。
【図７】評価用ダクト試験機のセットアップ図である。
【図８】無機物である二酸化硫黄（ＳＯ２）の除去効果を示すグラフである。
【図９】無機物であるアンモニア（ＮＨ３）の除去効果を示すグラフである。
【図１０】有機物であるホルムアルデヒド（ＨＣＨＯ）の除去効果を示すグラフである。
【図１１】有機物であるトルエン（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３）の除去効果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５２】
１０，２１    ダクト
１１          クラスター水注入口
１２          液滴
１３          廃水処理手段
１５，２４    ファン
１６，２５    光触媒フィルタ
１７，２７    循環ダクト
２０          評価用ダクト試験機
２２          活性クラスター水注入口
２３          ＡＭＣ注入口
２６          検知管
２８          クリーンブース
３０          飛散汚染物質分子除去装置
１６１        酸化チタンワイヤフィルタ
１６２        Ｕ．Ｖランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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