(57)【要約】【課題】空気中の被処理対象成分を捕獲して再脱離させることなく、高い脱臭性能を保つことのできる空気浄化装置を提供する。【解決手段】気体浄化装置１００は、ラジカル重合を生じる液体状樹脂材料１４０と、液体状樹脂材料１４０をラジカル重合させるためのラジカルを生成させる放電素子１５０とを備え、気体中に含まれる被処理対象成分を液体状樹脂材料１４０に接触させ、放電素子１５０によって生成されたラジカルを用いて液体状樹脂材料１４０をラジカル重合させることによって被処理対象成分を捕獲する。【選択図】図１
2008125572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジカル重合を生じる液体状樹脂材料と、
前記液体状樹脂材料をラジカル重合させるためのラジカルを生成させるラジカル生成手段とを備え、
気体中に含まれる被処理対象成分を前記液体状樹脂材料に接触させ、前記ラジカル生成手段によって生成されたラジカルを用いて前記液体状樹脂材料をラジカル重合させることによって前記被処理対象成分を捕獲する、気体浄化装置。
【請求項２】
前記被処理対象成分は、有機化合物である、請求項１に記載の気体浄化装置。
【請求項３】
前記ラジカル生成手段は、紫外線照射器である、請求項１または請求項２に記載の気体浄化装置。
【請求項４】
前記ラジカル生成手段は、放電素子である、請求項１または請求項２に記載の気体浄化装置。
【請求項５】
網状のフィルターを備え、
前記液体状樹脂材料は、流動性を有するように粘性を調整されて前記フィルターに塗布されている、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の気体浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には気体浄化装置に関し、特定的には、空気中の悪臭物質や有害物質、さらに細菌やアレルゲン等の除去を行う気体浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気中の悪臭成分を除去する方法としては、活性炭やゼオライトに代表される吸着材料が用いられてきた。しかし、単なる吸着材料を脱臭に用いる場合使用時間に応じて性能の低下が生じるという問題がある。
【０００３】
このような問題を回避するため、様々な化学物質を用いて脱臭性能を向上させる方法が提案されている。
【０００４】
例えば、特開平５−３８４１４号公報（特許文献１）に記載の脱臭フィルターにおいては、レゾール型フェノール樹脂１００重量部、親油性で１００℃以上の沸点を有する常温で液状の化合物を１ないし１００重量部、親水性で１００℃以上の沸点を有する液状の化合物を１ないし１００重量部とからなる組成物の硬化物を炭化、賦活して得た活性炭素多孔体構造物が用いられている。このように、液体の状態で気体と反応させ、流動性が優れた組成物を実現し、長期の脱臭性能を向上させている。
【０００５】
また、例えば特開２０００−５５４４号公報（特許文献２）では、活性炭、ゼオライト又はシリカゲル等の吸着媒体と、アルカリ金属塩又はアンモニウム塩形酸性イオン交換樹脂等のイオン交換樹脂とを含む脱臭剤を用いた脱臭フィルターを用いることにより、高い脱臭性能を実現している。
【特許文献１】特開平５−３８４１４号公報
【特許文献２】特開２０００−５５４４号公報
【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、特開平５−３８４１４号公報（特許文献１）に記載の脱臭フィルターにおいては、吸着された悪臭成分が再脱離することによって性能が低下するという問題がある。
【０００７】
また、２０００−５５４４号公報（特許文献２）のフィルターは、イオン交換を利用しているため、酸性ガスやアルカリ性ガスには高い性能を示すものの、疎水性の有機化合物への効果は期待することができない。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、空気中の被処理対象成分を捕獲して再脱離させることなく、高い脱臭性能を保つことのできる気体浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従った気体浄化装置は、ラジカル重合を生じる液体状樹脂材料と、液体状樹脂材料をラジカル重合させるためのラジカルを生成させるラジカル生成手段とを備え、気体中に含まれる被処理対象成分を液体状樹脂材料に接触させ、ラジカル生成手段によって生成されたラジカルを用いて液体状樹脂材料をラジカル重合させることによって被処理対象成分を捕獲する。
【００１０】
ラジカル生成手段によって生成されたラジカルは、液体状樹脂材料の二重結合部分を破壊し、液体状樹脂材料と他の物質との結合を促進する。このような状況下において、液体状樹脂材料は互いに重合して、固形化を始める。この作用により、気体中から液体状樹脂材料中に取り込まれた被処理対象成分は、液体状樹脂材料とともに固形化する。
【００１１】
このようにすることにより、空気中の被処理対象成分を捕獲して再脱離させることなく、高い脱臭性能を長期間保つことのできる気体浄化装置を提供することができる。
【００１２】
この発明に従った気体浄化装置においては、被処理対象成分は、有機化合物であることが好ましい。
【００１３】
有機化合物は、ラジカル生成手段によって生成されたラジカルにより酸化し、その結合手が遊離する。また同時に、ラジカルは、液体状樹脂材料の二重結合部分を破壊し、液体状樹脂材料と他の物質との結合を促進する。このような状況下において、液体状樹脂材料は互いに重合するとともに、被処理対照成分である有機化合物とも結合して、固形化を始める。この作用により、気体中から取り込まれた有機化合物は、液体状樹脂材料とともに固形化する。
【００１４】
このようにすることにより、液体状樹脂材料に捕獲された有機化合物が液体状樹脂材料から再脱離をしないため、長期間に渡り安定した気体浄化性能を得ることができる。
【００１５】
この発明に従った気体浄化装置においては、ラジカル生成手段は、紫外線照射器であることが好ましい。
【００１６】
このようにすることにより、液体状樹脂材料内にラジカルを発生させることができる。
【００１７】
この発明に従った気体浄化装置においては、ラジカル生成手段は、放電素子であることが好ましい。
【００１８】
このようにすることにより、ラジカルを容易に発生させることができる。
【００１９】
この発明に従った気体浄化装置は、網状のフィルターを備え、液体状樹脂材料は、流動性を有するように粘性を調整されてフィルターに塗布されていることが好ましい。
【００２０】
このようにすることにより、液体状樹脂材料が重合すると、ラジカル重合して固形化した部分が沈降して、ラジカル重合していない新たな液体状樹脂材料が表面に出現するため、高い脱臭性能を維持することができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、この発明によれば、空気中の被処理対象成分を捕獲して再脱離させることなく、高い脱臭性能を保つことのできる気体浄化装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第一実施形態）
図１は、この発明の第一実施形態として、気体浄化装置の全体を概略的に示す図である。
【００２３】
図１に示すように、気体浄化装置１００は、被処理対象成分を含む気体が流通するための風洞１１０と、風洞１１０の内部に配置された送風ファン１２０と、ラジカル生成手段として放電素子１５０と、フィルター１３０とを備える。フィルター１３０上には、流動性を有するように粘性を調整された液体状樹脂材料１４０が塗布されている。また、たとえば、風洞１１０内の風速は１ｍ／秒、風洞１１０の口径は１０ｃｍ、風洞１１０の気流の流れる方向の長さは３０ｃｍとする。
【００２４】
放電素子１５０においては、タングステン電極を印刷した沿面放電電極が、セラミックによって形成されている０．２ｍｍの誘電体の両面に対向するように配置される。放電素子１５０の沿面放電電極の電極間にピーク電圧５ｋＶ、周波数１０ｋＨｚの交流電圧が印加されると、オゾンやＯＨラジカルなどのラジカルを含む空気が放出される。
【００２５】
このように、気体浄化装置１００においては、ラジカル生成手段は、放電素子１５０であることによって、ラジカルを容易に発生させることができる。
【００２６】
フィルター１３０は、網状としてハニカム状に形成したアルミニウム板であり、液体状樹脂材料１４０は、ウレタンアクリレートを主体とした液体である。ウレタンアクリレートはラジカルによって重合し、固形化することが知られている。液体状樹脂材料１４０は、アルミニウム板に付着しやすいように、シリカゲルを粉末化した粒子が混ぜられて粘性が高められている。この実施形態においては、たとえば、フィルター１３０の厚さは３ｃｍ、フィルター１３０のハニカムの孔の平均径は３ｍｍ、フィルター１３０上には、液体状樹脂材料１４０が０．５ｍｍの厚さに塗布されている。
【００２７】
このように、気体浄化装置１００は、フィルター１３０を備え、液体状樹脂材料１４０は、流動性を有するように粘性を調整されてフィルター１３０に塗布されている。
【００２８】
このようにすることにより、液体状樹脂材料のうち、ラジカル重合して固形化した部分が沈降して、ラジカル重合していない新たな液体状樹脂材料が表面に出現するため、高い脱臭性能を維持することができる。
【００２９】
図２は、この発明の液体状樹脂材料の主成分であるウレタンアクリレートの構造を模式的に示す図である。
【００３０】
図２に示すように、液体状樹脂材料１４０中のウレタンアクリレートは、アクリレート１４１と、ウレタン１４２と、ポリオール１４３と、ウレタン１４４と、アクリレート１４５とから構成されている。ウレタンアクリレートは、アクリレート１４１とアクリレート１４５の端部に二重結合部分を有するので、ラジカルの反応により他の分子と結合、あるいは重合する。液体状樹脂材料１４０中のウレタンアクリレートは、ラジカル重合に寄与する二重結合部分を複数有する。なお、ウレタンアクリレートの物性は、ポリオールの構造、ウレタンを合成するためのイソシアネートの種類、アクリル基の数などによって決まるため、ポリオールの構造、イソシアネートの種類、アクリル基の数などの組み合わせを変えて異なる物性のウレタンアクリレートを設計することができる。
【００３１】
図１の気体浄化装置１００において、送風ファン１２０が駆動されると、気体浄化装置１００の外部から風洞１１０内に被処理対象成分を含む気体が流入する。図中の矢印は、気体の流れる方向を示す。
【００３２】
放電素子１５０を駆動することによって、ラジカルが発生し、発生したラジカルは、気体中の被処理対象成分とともに混合されて、フィルター１３０上の液体状樹脂材料１４０に接触して、液体状樹脂材料１４０に溶け込む。図中の破線の矢印はラジカルの移動方向を示す。なお、この実施の形態においては、放電素子１５０をフィルター１３０よりも風上側に配置しているが、このようにすることによって、より効果的にラジカルを液体状樹脂材料１４０に接触させることができる。
【００３３】
液体状樹脂材料１４０に溶け込んだラジカルは、液体状樹脂材料１４０をラジカル重合させ、液体状樹脂材料１４０は固形化する。液体状樹脂材料１４０中に取り込まれていた被処理対象成分は、液体状樹脂材料１４０とともに固形化する。このとき、気体中に被処理対象成分として有機化合物が含まれていれば、ウレタンアクリレートが有機化合物とも結合する。このような有機化合物としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレンなどの物質が一般に知られている。このようにして、気体中の被処理対象成分が固形化した液体状樹脂材料１４０中に捕獲される。液体状樹脂材料１４０が一旦固形化すれば、捕獲された被処理対象成分は再び脱離した状態に戻ることができない。
【００３４】
このように、気体浄化装置１００は、ラジカル重合を生じる液体状樹脂材料１４０と、液体状樹脂材料１４０をラジカル重合させるためのラジカルを生成させる放電素子１５０とを備え、気体中に含まれる被処理対象成分を液体状樹脂材料１４０に接触させ、放電素子１５０によって生成されたラジカルを用いて液体状樹脂材料１４０をラジカル重合させることによって被処理対象成分を捕獲する。
【００３５】
放電素子１５０によって生成されたラジカルは、液体状樹脂材料１４０の二重結合部分を破壊し、液体状樹脂材料１４０と他の物質との結合を促進する。このような状況下において、液体状樹脂材料１４０は互いに重合して、固形化を始める。この作用により、気体中から液体状樹脂材料１４０中に取り込まれた被処理対象成分は、液体状樹脂材料１４０とともに固形化する。
【００３６】
このようにすることにより、空気中の被処理対象成分を捕獲して再脱離させることなく、高い脱臭性能を長期間保つことのできる気体浄化装置１００を提供することができる。
【００３７】
また、気体浄化装置１００においては、被処理対象成分は、有機化合物であることが好ましい。
【００３８】
有機化合物は、放電素子１５０によって生成されたラジカルにより酸化し、その結合手が遊離する。また同時に、ラジカルは、液体状樹脂材料１４０の二重結合部分を破壊し、液体状樹脂材料１４０と他の物質との結合を促進する。このような状況下において、液体状樹脂材料１４０は互いに重合するとともに、被処理対照成分である有機化合物とも結合して、固形化を始める。この作用により、気体中から取り込まれた有機化合物は、液体状樹脂材料１４０とともに固形化する。
【００３９】
このようにすることにより、液体状樹脂材料１４０に捕獲された有機化合物が液体状樹脂材料１４０から再脱離をしないため、長期間に渡り安定した気体浄化性能を得ることができる。
【００４０】
なお、本発明によれば、空気中の塵埃も液体状樹脂材料１４０とともに固形化させることによって空気中から除去することが可能である。また同様にして、空気中の細菌やアレルゲン等の除去を行うことも可能である。
【００４１】
（第二実施形態）
図３は、この発明の第二実施形態として、気体浄化装置の全体を概略的に示す図である。
【００４２】
図３に示すように、気体浄化装置１０１は気体浄化装置１００と異なる点として、ラジカル生成手段として、放電素子１５０に代えて紫外線照射器として紫外線ランプ１６０を備える。気体浄化装置１０１のその他の点は、気体浄化装置１００と同様である。
【００４３】
紫外線ランプ１６０からは約２５４ｎｍの波長の光が放出され、フィルター１３０上の液体状樹脂材料１４０内にラジカルを発生させて液体状樹脂材料１４０のラジカル重合を開始させる。
【００４４】
液体状樹脂材料１４０内でラジカルに変換される物質としては、気体中から液体状樹脂材料１４０に取り込まれた被処理対象成分としての有機化合物（ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレンなど）や、液体状樹脂材料１４０に含まれる溶剤がある。また、液体状樹脂材料１４０の中に、紫外線によりラジカルを発生させるその他の物質をあらかじめ含ませておいてもよい。以上の作用により発生したラジカルは、液体状樹脂材料１４０中のウレタンアクリレートと反応して、ウレタンアクリレートの二重結合を解離する化学反応を引き起こし、また、気体中に被処理対象成分として有機化合物が含まれている場合には、液体状樹脂材料１４０中に取り込んだ有機化合物中の結合を遊離させる。このような状況下において、液体状樹脂材料１４０中のウレタンアクリレートと有機化合物が結合して、全体として固化する。
【００４５】
このように、気体浄化装置１０１においては、ラジカル生成手段として紫外線ランプ１６０を用いることにより、液体状樹脂材料１４０内にラジカルを発生させることができる。
【００４６】
気体浄化装置１０１において、送風ファン１２０が駆動されると、気体浄化装置１０１の外部から風洞１１０内に被処理対象成分を含む気体が流入する。図中の矢印は、気体の流れる方向を示す。
【００４７】
紫外線ランプ１６０を駆動することによって、液体状樹脂材料１４０中にラジカルが発生し、発生したラジカルは、気体中の被処理対象成分とともに混合されて、液体状樹脂材料１４０に溶け込む。図中の破線の矢印は紫外線の照射方向を示す。
【００４８】
液体状樹脂材料１４０中に発生したラジカルは、液体状樹脂材料１４０をラジカル重合させ、液体状樹脂材料１４０は固形化する。液体状樹脂材料１４０中に取り込まれていた被処理対象成分は、液体状樹脂材料１４０とともに固形化する。このとき、気体中に被処理対象成分として有機化合物が含まれていれば、ウレタンアクリレートが有機化合物とも結合する。このような有機化合物としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、トルエン、キシレンなどの物質が一般に知られている。このようにして、気体中の被処理対象成分が固形化した液体状樹脂材料１４０中に捕獲される。液体状樹脂材料１４０が一旦固形化すれば、捕獲された被処理対象成分は再び脱離した状態に戻ることができない。
【００４９】
このように、気体浄化装置１０１は、ラジカル重合を生じる液体状樹脂材料１４０と、液体状樹脂材料１４０をラジカル重合させるためのラジカルを生成させる紫外線ランプ１６０とを備え、気体中に含まれる被処理対象成分を液体状樹脂材料１４０に接触させ、紫外線ランプ１６０によって生成されたラジカルを用いて液体状樹脂材料１４０をラジカル重合させることによって被処理対象成分を捕獲する。
【００５０】
紫外線ランプ１６０によって生成されたラジカルは、液体状樹脂材料１４０の二重結合部分を破壊し、液体状樹脂材料１４０と他の物質との結合を促進する。このような状況下において、液体状樹脂材料１４０は互いに重合して、固形化を始める。この作用により、気体中から液体状樹脂材料１４０中に取り込まれた被処理対象成分は、液体状樹脂材料１４０とともに固形化する。
【００５１】
このようにすることにより、空気中の被処理対象成分を捕獲して再脱離させることなく、高い脱臭性能を長期間保つことのできる気体浄化装置１０１を提供することができる。
【００５２】
また、気体浄化装置１０１においては、被処理対象成分は、有機化合物であることが好ましい。
【００５３】
有機化合物は、紫外線ランプ１６０によって生成されたラジカルにより酸化し、その結合手が遊離する。また同時に、ラジカルは、液体状樹脂材料１４０の二重結合部分を破壊し、液体状樹脂材料１４０と他の物質との結合を促進する。このような状況下において、液体状樹脂材料１４０は互いに重合するとともに、被処理対照成分である有機化合物とも結合して、固形化を始める。この作用により、気体中から取り込まれた有機化合物は、液体状樹脂材料１４０とともに固形化する。
【００５４】
このようにすることにより、液体状樹脂材料１４０に捕獲された有機化合物が液体状樹脂材料１４０から再脱離をしないため、長期間に渡り安定した気体浄化性能を得ることができる。
【００５５】
なお、以上の実施の形態においては、ラジカル重合を生じる液体状樹脂材料としてウレタンアクリレートを用いたが、ラジカル重合を生じる液体状樹脂材料はウレタンアクリレートに限られるものではなく、エポキシアクリレート系材料、不飽和ポリエステル系樹脂、ポリアクリルアクリレートなどを用いることも可能であり、ラジカルにより重合や反応を促進する材料であればよい。
【００５６】
なお、ラジカル重合を生じる液体状樹脂材料は、水などの液体中に存在させる配置としてもよい。その場合、水などの液体を循環させ、空気中の被処理対象成分を水などの液体に一旦取り込ませた後、ラジカル重合を生じる液体状樹脂材料に被処理対象成分を接触させる構成としてもよい。
【００５７】
また、この発明の第二実施形態においては、紫外線によりラジカルが発生する例を示しているが、紫外線を吸収してラジカルを発生する別の材料を補助材料として混合または配置し、これにより発生したラジカルを用いる構成としてもよい。
【００５８】
また、ラジカルにより有機化合物の結合手が遊離し、ラジカル重合を生じる液体状樹脂材料と結合する例を上述したが、必ずしも有機化合物の結合手が遊離する必要はなく、遊離しない場合でも、液体状樹脂材料が固形化するときに同時に固形化することによる気体浄化も、本発明に含まれる。
【００５９】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明の第一実施形態として、気体浄化装置の全体を概略的に示す図である。
【図２】液体状樹脂材料として用いるウレタンアクリレートの構造を示す図である。
【図３】この発明の第二実施形態として、気体浄化装置の全体を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００，１０１：気体浄化装置、１３０：フィルター、１４０：液体状樹脂材料、１５０：放電素子、１６０：紫外線ランプ。
【図１】
2008125572.tif 000003
【図２】
2008125572.tif 000004
【図３】
2008125572.tif 000005