(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気の吸引を行うために平面状の天井面に設けられたファンと、前記ファンの下流側に設けられた除塵フィルタとを備えてファンユニットを構成し、前記ファンの一部は、前記ファンユニットの前記天井面から上方に突出して構成されたファンユニットに取り付けて使用するための光触媒ユニットであって、
前記光触媒ユニットは、前記天井面から上方に突出している前記ファンの一部の収容空間となるダミーボックス、通気性シート状光触媒体を備えた第１の触媒ボックス、光源ボックス、通気性シート状光触媒体を備えた第２の触媒ボックス及び除塵フィルタを順に積層して構成したことを特徴とする光触媒ユニット。
【請求項２】
前記通気性シート状光触媒体は、ガラスクロスに光触媒を坦持して構成され、第１の触媒ボックス及び第２の触媒ボックス内において、前記通気性シート状光触媒体は、気流の通過方向に間隔をおいて積層して配置されることを特徴とする請求項１記載の光触媒ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケミカルフィルタの代替として用いることができる光触媒ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、除塵だけでなく各種ガス状汚染物質も除去する必要が有る場合、除塵フィルタが各種ガス状汚染物質に対する除去機能を有していないため、除塵フィルタにケミカルフィルタを組み合わせて用いるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ケミカルフィルタは確かに各種ガス状汚染物質の除去機能に優れているものの、寿命が短く、メンテナンスに手間がかかり、また、捕集したガス状汚染物質が離脱してせっかくの清浄環境を再び汚染してしまうということがあった。詳しく云えば、寿命の短いケミカルフィルタは定期交換が必要であることに加え、そのほとんどが再生ができないため、ランニングコストの大幅な増大を招くという不都合があった。また、ケミカルフィルタにはガス状汚染物質に対する分解機能がなく、また、上流ガスの種類や濃度の特異変動により、ケミカルフィルタに一旦吸着したガス状汚染物質（有機ガス）や反応副生成物（ＮＯ2-）の再放出等に起因する２次汚染が発生することがあった。また、薬剤添着ケミカルフィルタの場合、有機ガスに対する除去機能が低く、添着した薬剤の脱離（ＫＭｎＯ4からのＫ）等に起因する２次汚染が発生することがあった。
そこで、本発明は、このようなケミカルフィルタが有する不都合をなくした空気清浄装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記要望に応えるべく鋭意検討の結果、光触媒ユニットの上流側に一次側除塵フィルタを設けることにより、ケミカルフィルタに代替可能なガス状汚染物質捕捉機能が得られ、しかも、長寿命でメンテナンス性に優れ、一旦捕捉されたガス状汚染物質も不用意に離脱しないことを知見した。
本発明の空気清浄装置は、かかる知見に基づきなされたもので、請求項１記載の通り、空気の吸引を行うために平面状の天井面に設けられたファンと、前記ファンの下流側に設けられた除塵フィルタとを備えてファンユニットを構成し、前記ファンの一部は、前記ファンユニットの前記天井面から上方に突出して構成されたファンユニットに取り付けて使用するための光触媒ユニットであって、前記光触媒ユニットは、前記天井面から上方に突出している前記ファンの一部の収容空間となるダミーボックス、通気性シート状光触媒体を備えた第１の触媒ボックス、光源ボックス、通気性シート状光触媒体を備えた第２の触媒ボックス及び除塵フィルタを順に積層して構成したことを特徴とする。
また、請求項２記載の光触媒ユニットは、請求項１記載の光触媒ユニットにおいて、前記通気性シート状光触媒体は、ガラスクロスに光触媒を坦持して構成され、第１の触媒ボックス及び第２の触媒ボックス内において、前記通気性シート状光触媒体は、気流の通過方向に間隔をおいて積層して配置されることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本明細書の空気清浄装置は、例えば、ファンフィルタユニットなど、少なくとも除塵フィルタと光触媒ユニットとを含む空気清浄装置であれば、特にその種類や構成は限定されるものではない。また、既存のクリーンルームとその空調設備、ミニエンバイロメント等の局所制御空間、クリーンベンチ、エアシャワー装置、パスボックス、トンネルユニット、クリーンストッカ、クリーンブース、クリーンセル（清浄空気吹出装置）等の空気清浄設備や装置に前記光触媒ユニットを組み込んで構成する場合も本明細書の空気清浄装置として含まれるものである。
【０００６】
前記除塵フィルタとしては、ＵＬＰＡフィルタ、ＨＥＰＡフィルタ、中性能エアフィルタ、粗塵用エアフィルタ等、所望の清浄度に応じ、任意のフィルタが使用される。
【０００７】
前記光触媒ユニットに用いる光源としては、紫外線ランプ、低圧水銀灯、殺菌灯、ブラックライト蛍光灯等が用いられるが、その内、低波長２５４ｎｍの殺菌灯は、光触媒への有効照射光量を強くでき、光触媒作用が強くなることや、オゾンレスであることから好ましい。特に、医療、薬品、食品などバイオロジカル分野においては、殺菌灯と光触媒の併用は除菌効果が高いことから好ましい。更に、クリーンルームにおいて、菌や微生物の除去にも対応でき、殺菌灯の使用は好ましい。
【０００８】
前記光触媒としては、光照射により励起され、ガス状汚染物質を分解できるものであればいずれでもよい。酸化チタンや酸化亜鉛など、数多くのものが提案されているが、分解効率や、安全性、安定度の点からは酸化チタンが好ましい。この酸化チタンは、ルチル型、アナターゼ型あるいはこれらの共存形のいずれでも構わないが、低エネルギの光を反応させるには、ルチル型が適しており、また、反応の活性を高めるには、アナターゼ型が適している。また、前記光触媒に、Ｐｔ，Ａｇ，Ｐｄ，ＲｕＯ2，Ｃｏ3Ｏ4の添加が、ガス状汚染物質の分解作用が促進されるので好ましい。
【０００９】
前記光触媒体の形状は、クロス状、ハニカム状、ペーパ状等があり、いずれの形状でも構わないが、光触媒ユニットの増設による圧損上昇を低く抑えられ、且つ紫外線の漏洩がなく各種ガス状汚染物質の分解が安全に行われることから、１０〜５０％の開口率を有する網目状基材に光触媒を固定化させてなる通気性シートとすることが好ましい。前記開口率が１０％未満となると、光透過性が低下することに加え、通気性も悪くなり、光触媒ユニットの圧損が大きくなるおそれがあり、開口率が５０％を超えると、光触媒の効果が低減することに加え、紫外線が光触媒ユニットから外部へ漏洩し光触媒ユニットの安全性が問題となる。また、光触媒自体は加熱再生が容易であることから、耐熱性基材の使用が好ましい。更に、ガス状汚染物質の吸着機能の点からは、基材表面が酸処理等により多孔質化されたものの使用が好ましい。
いずれにしても、光触媒ユニットを構成する光触媒体は、通気性シートの形状に構成し、これらを複数枚、離間状態に積層して配置するのが好ましい。ここでいう離間状態とは、通気性シート状光触媒体の大部分が接することなく、好ましくは１〜１０ｍｍ程度の間隙を有するような積層状態をいうものである。
【００１０】
また、前記光触媒ユニットを長寿命化する観点から、前記光触媒ユニットの上流側に１次側除塵フィルタを設ける必要がある。
このような除塵フィルタとしては、粗塵用エアフィルタ、中性能エアフィルタ、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ等のフィルタが使用される。
【００１１】
次に、図面に基づき本発明の一実施の形態につき、説明する。
図１は、本発明の光触媒ユニット１０を備えたファンフィルタユニット３０を示すもので、シロッコファンからなるファン３２を備えた外形寸法が５７３ｍｍ×１１７３ｍｍ×２６０ｍｍのファンユニット３１の空気吹き出し口３３に５７０ｍｍ×１１７０ｍｍ×７５ｍｍのＵＬＰＡフィルタからなる除塵フィルタ３５を備え、ファンユニット３１のファン３２で吸引された空気が除塵フィルタ３５で清浄化され、清浄空気として下方に吹き出されるようになっている。
【００１２】
また、ファンユニット３１の天井部３４には、ケミカルフィルタに代え、光触媒ユニット１０が載置固定されている。
この光触媒ユニット１０の詳細を説明すれば、図２乃至図７に示すように、下方から順に、ダミーボックス１１と、触媒ボックス１２と、光源ボックス１３と、触媒ボックス１２とが、４段に積層され、互いにキャッチクリップ１４で連結自在となっている。尚、図中１５は取っ手を示す。
【００１３】
ダミーボックス１１はファンフィルタユニット３０のファン３２の収容空間を確保するために用いられるもので、このような空間を特に必要としない場合には、省略することもできる。
【００１４】
触媒ボックス１２，１２間に介装される光源ボックス１３内には、光源１３ａとして、波長２５４ｎｍの紫外線ランプが４本並行に等間隔に配列されている。尚、図略の安定器やグローランプなどの前記光源１３ａについての電気補助系統はファンフィルタユニット３０の天井部３４に設けた電気ボックス３６内に収容するようにした。
【００１５】
前記各触媒ボックス１２は、後記詳述する触媒ホルダー２０を１２個備えるもので、図面で上下方向に３個ずつ、左右方向４列の配置とされている。そして各列毎に、ガイドレール１２ａが左右両側に設けられており、触媒ホルダー２０はこのガイドレール１２ａに案内されて、シール剤を用いることなくメカニカルシールされた状態で触媒ボックス内１２内に収容されることとなる。尚、触媒ホルダー２０を触媒ボックス１２内に収容したり、取り出したりする際には、上側のガイドレール１２ａを固定しているビス１２ｂを弛めて、ガイドレール１２ａの一部を取り外すことで、簡単に行える。
【００１６】
前記触媒ホルダー２０は、図６及び図７に詳細を示したとおり、枠体２０ａの一部をビス２０ｂで取り外し自在とされ、また、枠体２０ａ内にはガイドレール２０ｃが設けられ、アナターゼ型の酸化チタンからなる光触媒を繊維径９μｍのＥガラス繊維からなる開口率２５％のガラスクロスに５質量％坦持させてなる１９５×１４５ｍｍ×０．６ｍｍの通気性シート状光触媒体２０ｄを４枚、ガイドレール２０ｃに案内されて、シール剤を用いることなくメカニカルシールされた状態で触媒ホルダー２０内に収容できるようになっている。
【００１７】
かくして、図３乃至図５に示すように、下方から順に、ダミーボックス１１と、触媒ボックス１２と、光源ボックス１３と、触媒ボックス１２とをキャッチクリップ１４で留めて、４段に積層し、通気性シート状光触媒体２０ｄを光源１３ａを挟んで上下方向に４層ずつ、それぞれ気流の通過方向に離間状態で積層配置した状態に構成する。このように構成された外形寸法５４３ｍｍ×８４３ｍｍ×２４０ｍｍの光触媒ユニット１０の気流の通過方向上流側に５４３ｍｍ×８４３ｍｍ×７５ｍｍの中性能フィルタからなる１次側除塵フィルタ３７を設ける。このように気流の通過方向上流側に１次側除塵フィルタ３７を設けることにより、光触媒の表面への塵埃付着が軽減され、光触媒の寿命が長寿命化する。
【００１８】
このようにして上流側に１次側除塵フィルタ３７が付設された光触媒ユニット１０は、ファンフィルタユニット３０の天井部３４に載置して固定するだけで、簡単に取り付けることができる。また、従来のケミカルフィルタを備えたファンフィルタユニットのケミカルフィルタと前記上流側に１次側除塵フィルタが付設された光触媒ユニットとを交換し、本発明の光触媒ユニットを備えた空気清浄装置に組み立てることもできる。
【００１９】
前記空気清浄装置の上流側に１次側除塵フィルタが付設された光触媒ユニットは、空調系に設置し、ファンが駆動されると、空気が上流側の１次側除塵フィルタで除塵されてから気流方向に積層された通気性シート状光触媒体を通過して流れることになる。この空気が通気性シート状光触媒体に接触し、空気中の有機ガス等の汚染物質が通気性シート状光触媒体に一旦捕捉され、更に坦持された光触媒によって分解されて無害化され、その後、空気は下流の除塵フィルタで更に清浄化されることになる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の具体的な実施例を比較例と共に説明する。
（実施例１）
前記図１に示す空気清浄装置の光触媒ユニットの通気性シート状光触媒体を、光源ボックスを挟んで配置される上下の触媒ボックス内に光源に近接させて１２枚ずつ１層だけ、即ち、上下に２層、合計で２４枚収容し、これを実施例１とした。
【００２１】
（実施例２）
前記図１に示す空気清浄装置の光触媒ユニットの通気性シート状光触媒体を、光源ボックスを挟んで配置される上下の触媒ボックス内に１２枚ずつ４層、即ち、上下に８層、合計で９６枚収容し、これを実施例２とした。
【００２２】
（比較例１）
実施例１の光触媒ユニットに代え、５００ｍｍ×８００ｍｍ×１２０ｍｍのケミカルフィルタを、５４３ｍｍ×８４３ｍｍ×１２０ｍｍのダミーボックス上に取り付けたものに交換し、これを比較例１とした。
【００２３】
（比較例２）
前記図１に示す空気清浄装置において、光触媒ユニットの上流側の１次側除塵フィルタを取り除いた上で、光触媒ユニットの通気性シート状光触媒体を、光源ボックスを挟んで配置される下方の触媒ボックス内のみに光源に近接させて、１層だけ、即ち、合計で１２枚収容し、これを比較例２とした。
【００２４】
（比較例３）
光触媒ユニットの上流側の１次側除塵フィルタを取り除いたこと以外は実施例１と同様にして空気清浄装置を構成し、これを比較例３とした。
【００２５】
次に、このようにして得られた実施例１及び２並びに比較例１乃至３の各空気清浄装置について、下記の特性につき試験・評価した。
（ウエハー表面ＤＢＰ吸着量測定）
上記各空気清浄装置を、６００ｍ3で空気循環率９５％の実験用クリーンルームの空調系に据え付け、ファン風量２０ｍ3／分で運転した。そして、直径１５ｃｍ、厚み６００μｍの円盤型シリコンウエハー（通称６インチウエハー）を不活性ガス２８０℃×３時間で加熱清浄化処理した後、前記クリーンルーム雰囲気内及び前記空気清浄装置の直下に２４時間放置し、ウエハー加熱脱着／ＧＣ−ＭＳ法により、ウエハー表面のＤＢＰ吸着量を測定し、その結果を表１に示した。尚、空気清浄装置運転前のウエハー表面のＤＢＰ吸着量は、１．３３ｎｇ／ｃｍ2であった。
(圧力損失)
前記運転中の圧力損失をＪＩＳ  Ｂ９９０８所定の測定方法によって測定した。
【００２６】
（寿命評価）
寿命Ａ
前記ＤＢＰ吸着量測定における空気清浄装置直下のウエハー表面のＤＢＰ吸着量を０．２ｎｇ／ｃｍ2未満に維持できる時間を寿命Ａとして評価した。
寿命Ｂ
前記ＤＢＰ吸着量測定におけるクリーンルーム雰囲気内でのウエハー表面のＤＢＰ吸着量を０．２ｎｇ／ｃｍ2未満に維持できる時間を寿命Ｂとして評価した。
尚、ウエハー表面のＤＢＰ吸着量が０．２ｎｇ／ｃｍ2未満であると、ゲート酸化膜の絶縁破壊などが起こらないレベル、即ち、ウエハーに不良が生じないレベルとされている。
【００２７】
（ワンパスによるＤＢＰ吸着量コントロール性）
次に、前記ＤＢＰの吸着量測定において、空気清浄装置をワンパスで運転した際のウエハー表面のＤＢＰ吸着量を測定し、空気清浄装置直下での吸着量を０．２ｎｇ／ｃｍ2未満に制御できる場合を○、制御できない場合を×として表１に示した。
【００２８】
（循環運転によるＤＢＰ吸着量コントロール性）
次に、前記ＤＢＰの吸着量測定において、クリーンルーム内に清浄な外気を導入しながら空気清浄装置を連続循環運転した際のウエハー表面のＤＢＰ吸着量を測定し、クリーンルーム雰囲気内での吸着量を０．２ｎｇ／ｃｍ2未満に制御できる場合を○、制御できない場合を×として表１に示した。
【００２９】
（メンテナンスフリー性）
光触媒を寿命がきたら交換と廃棄が必要な場合を×、不活性ガス中で１８０℃、1時間の加熱再生処理でメンテナンス可能な場合を△、そのような加熱再生処理を必要とせずメンテナンスフリーが可能な場合を○として評価し、表１に示した。
【００３０】
【表１】
0005153979.tif 000002
【００３１】
前記表１から明らかなように、本発明実施例の場合、従来のケミカルフィルタと同程度ないしは１０％ダウン程度のＤＢＰの吸着性を圧力損失を小さくして達成でき、ケミカルフィルタの代替として利用できることが明らかである。しかも、本発明実施例の場合、ケミカルフィルタに比べて、極めて寿命が長く、しかも、メンテナンス性にも非常に優れることが確認できた。
【００３２】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、従来のケミカルフィルタの代替として光触媒ユニットを用いることができ、長寿命で、メンテナンス性に優れ、しかも、吸着物質の離脱による飛散の恐れがない。また、本発明によれば、ファンフィルタユニット等に簡単に取り付けることができ、また、既設のケミカルフィルタと取り替え自在である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明空気清浄装置の正面図
【図２】  上流側に１次側除塵フィルタが付設されていない状態の本発明光触媒ユニットの平面図
【図３】  上流側に１次側除塵フィルタを付設した状態の同正面図
【図４】  図２のＩＶ−ＩＶ線断面図
【図５】  図４の要部拡大断面図
【図６】  本発明光触媒ユニットに装着される触媒ホルダーの斜視図
【図７】  同分解状態で示した斜視図
【符号の説明】
１０  光触媒ユニット
１１  ダミーボックス
１２  触媒ボックス
１２ａ  ガイドレール
１２ｂ  ビス
１３  光源ボックス
１３ａ  光源
１４  キャッチクリップ
１５  取っ手
２０  触媒ホルダー
２０ａ  枠体
２０ｂ  ビス
２０ｃ  ガイドレール
２０ｄ  通気性シート状光触媒体
３０  ファンフィルタユニット
３１  ファンユニット
３２  ファン
３３  空気吹き出し口
３４  天井部
３５  除塵フィルタ
３６  電気ボックス
３７  １次側除塵フィルタ
【図１】
0005153979.tif 000003
【図２】
0005153979.tif 000004
【図３】
0005153979.tif 000005
【図４】
0005153979.tif 000006
【図５】
0005153979.tif 000007
【図６】
0005153979.tif 000008
【図７】
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