(57)【要約】【課題】  構造がシンプルで安価、かつ高機能で、あらゆるサイズおよび種類の汚染物質を除去出来る空気浄化方法。【解決手段】  吸水性樹脂が吸水して膨潤後も他のゲルとブロッキングしない独立型ゲルを、密集させてゲル集合体にして詰め込んだ容器内に、汚染空気を通気して、ゲル集合体の空隙を経由さして排気する。独立型ゲルは相互に粗に接するので嵩だかで、ゲル集合体には連通した無数の空隙が存在する。汚染空気は長大な経路を通過中に、固形物は湿潤した独立型ゲルに接触して表面に捉えられ、水溶性の有害ガスや臭い性ガスは表面の水分に溶解する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸水性樹脂が吸水して膨潤後も他のゲルとブロッキングしない独立型ゲルを、密集させてゲル集合体にして詰め込んだ容器内に、汚染空気を通気して、汚染物質を独立型ゲルに付着もしくは溶解させて除去すること、を特徴とする空気浄化方法。
【請求項２】
ゲル集合体の空隙に、物理的もしくは化学的吸着性を有する粉末を分散させること、を特徴とする請求項１記載の空気浄化方法。
【請求項３】
吸水する水に、あらかじめ消毒剤もしくは中和剤を溶解させておくこと、を特徴とする請求項１、および２記載の空気浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は空気の浄化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  ビル、学校、集合施設、大型店舗、駅舎、地下街などの施設においては、大量の人間が活動しているため、内部空気は各種の粒子状物質、繊維片、有害ガス、臭い性ガス、ときには花粉などでも汚染される。また工場においては作業に随伴して、一層の粉塵や有害ガスや悪臭などが発生することは避けられない。汚染レベルは異なれマンションや列車内や自動車内でも同様である。これらの汚染空気を浄化するため常時、空気浄化装置が運転されている。【０００３】  空気浄化装置は大部分、装置内に通気し、内部に設けたフイルタに汚染物質を捕集させる乾式に依る。このフイルタは各種の方法により形成された微細な通気路の集合体で出来ている。一般的には微細に繊維を絡ませた板状の不織布が中心である。絡み合った繊維の空隙の大きさをコントロールして、非常に粗なものから微細なものまで各種のフイルタが提供されている。通気断面積を稼ぐために、フイルタをプリーツ状に折り込むことや円筒状に仕立てることも行なわれている。μ以下の微細な汚染物質やガスを吸収除去するため、フイルタに活性炭粉末を接着させたり繊維に練り込んだり、フイルタを２層にして中間に活性炭粉末を挟み込んだりすることも行なわれている。また抗菌・滅菌の機能を有する物質をフイルタに担持させることも行なわれている。一方、廃棄物や石炭・石油などを燃焼させる工程を有する大規模工場においては、静電気を付与して電気的にフイルタに捕集する方法や、排気風洞の途中で水シャワーをくぐらせたり、水プール中に気泡として排気する湿式も併用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来技術はそれぞれの用途の特性に応じて高度にカトマイズされており、必要かつ十分な機能を発揮しているといえる。しかし、コスト面、コンパクト性、メンテナンス性、廃棄物減容性、汚染物質の捕集範囲面などからみたとき、潜在的には新たなブレークスルー技術を必要としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明者は吸水性樹脂（Ｓｕｐｅｒ  Ａｂｓｏｒｂｅｎｔ  Ｐｏｌｙｍｅｒ以下、ＳＡＰ）の新たな用途を探索するなかで、吸水して膨潤状態となったゲルに、空気中の汚染物質を付着もしくは溶解させて除去出来る可能性があることに思い至った。ＳＡＰは大部分が吸水性とコスト面から、アクリル酸部分中和塩重合体が主流で、重合方法に従って重合後に粉砕分級された粉末と、球状に重合された粉末がある。吸水原理は樹脂内外の電解質濃度差に起因する。ＳＡＰ粒子は水と接触状態となったとき、急速に樹脂内部に数１０〜数１００倍のオーダーの水を取り込んで膨潤する。現在では主用途である紙オムツやナプキンの薄型化ニーズに対応して、尿や血液のＳＡＰ粒子への移送効率を高めるため、ＳＡＰ粒子に表面架橋を施して、ゲルブロッキング（膨潤したＳＡＰ粒子間での合着）を起こしにくい、膨潤ゲル弾力性の高いものが商品化されている。これは現在のところ吸水倍率が数１０倍程度以内で使用すれば、膨潤したゲルは相互に合着せず、それぞれが独立した挙動を示す。以下、この性状を呈するＳＡＰ粒子が膨潤したゲルを「独立型ゲル」と呼称する。【０００６】  本発明の空気浄化方法の実施態様は非常にシンプルである。即ち独立型ゲルを通気出来る構造の容器に詰め込んでゲル集合体とし、汚染空気を入気して、ゲル集合体の空隙を経由さして排気する仕組みである。独立型ゲルは自然状態で積み上がったとき、合着することがなく、相互に粗に接するので嵩だか構造になり、ゲル集合体には連通した空隙が出来る。しかもゲル集合体は板状フイルタと違って、任意の厚みを持たせることが可能な立体構造なので、空隙の連通した経路長は長大になり、汚染物質を捉えれるチャンスは大きくなる。本発明方法は従来方法のように、空気通過路の断面を微細化した平板フイルタに捕集するのと異なり、通過経路長を長大にして、その途中での独立型ゲルとの接触やそれへの溶解というプロセスにより、様々な汚染物質を除去することを特徴とする故、空隙が微細であるということは必須の要件ではない。【０００７】  その結果、例えゲル集合体の膨大な表面積に汚染物質が大量に担持されることになっても、圧力損失を生じさせことなく、長期間に亘り空気浄化機能を継続出来る。なお空隙はＳＡＰ粒子の粒径が小さいほど微細になるが、必要に応じゲル集合体を加圧して空隙を微細化してもよい。入気した汚染空気はジグザグ状の経路を通過中に、粒子状物質や繊維片などの固形物は、湿潤した独立型ゲルに接触して表面に捉えられ、最後に廃棄されるまで脱離することはない。また水溶性の有害ガスや臭い性ガスは表面の水分に溶け込むので、出口よりは浄化された空気が排気される。なお容器に詰め込まれたゲル集合体が厚く積層され過ぎると、重力で下層方向に密になる空隙勾配が出来るので、必要に応じ、例えば１０ｃｍ間隔単位に独立型ゲルが通過出来ないメッシュ層を配置してもよい。【０００８】  独立型ゲル自体は水を大量に抱え込んだ膨潤体でありながら、周りをゴム弾力性のある高分子の網目で把握されているので、その水分保持力は強く容易にはリリースしない。そのためゲル集合体内に長期間に亘り通風を続けても、水分が失われていくペースは遅いが、必要に応じ初期の膨潤水準に達するまで注水してもよい。【０００９】  またＳＡＰ粒子に吸水させる前に、活性炭粉末などの物理的吸着剤や、触媒となる金属などの化学的吸着剤の粉末を任意の比率で混ぜておくことにより、吸水膨潤したとき吸着剤はゲル集合体に均等に分散される。これらは個々の独立型ゲルの表面に安定的に担持されるので、例え銅や銀などの比重が大きい金属粉末であっても、経時的に凝集したり沈降したりすることがない。これによりゲル集合体だけでは除去出来ない非水溶性の有毒ガス、臭い性ガス、μ以下の微粒子も捕集することも可能となる。【００１０】  また吸水する水に、消毒剤を溶解させておくことも有効である。これにより長期間に亘りゲルが含水する水に雑菌が繁殖することを防止出来る。同様に中和剤を溶解させておくことにより、汚染空気中のＳｏｘ系やＮｏｘ系の有害ガスを中和して無害化することが可能となる。このように本発明は媒体として独立型ゲルを利用することにより、乾式と湿式の両方の浄化方法を併用出来るところに大きな特徴がある。しかして取り扱いは乾式と同じ簡便さで済む。加えて使用期限が切れたあとの廃棄容易性、環境への低負荷性にも大きな利点を有する。即ち容器よりゲル集合体を取り出し放置するだけである。これは自然乾燥して微小な樹脂片を残滓として残すだけである。【００１１】  本発明の空気浄化装置は基本的に、送風機構と対向する２個の開口を有する密閉容器だけで済み、どんなに高機能化してもコンパクトなので自動車用にも適用出来る。またビルや集合施設などの一般用途では勿論のこと、前記の大規模工場においても、乾式・湿式を併用する浄化性能や、装置を運転していく際の消耗品であるフイルタを、少量使用でありながら効率的であるＳＡＰに転換出来るので、その利用価値は極めて大きい。またゲル集合体を電気掃除機内のゴミ収納パックに充填することも効果的である。これにより微細なゴミがフイルタに達する前にゲル集合体に捕集されるので、本来のフイルタの負担が軽減されるとともに、一層浄化された空気が排気される。このときゲル集合体に消毒剤や抗菌剤・滅菌剤を含有させておけば、収納パック内で細菌が発生するのを防止出来る。
【発明の効果】
【００１２】  本発明により、簡単な構造で低コストでありながら、乾式・湿式を併用出来る浄化方法なので、汚染空気から微細な粒子状物質や繊維片とともに、有毒ガスや臭い性ガスも除去することが可能となる。また使用期限後の廃棄物もほとんど発生せず環境への負荷が小さい。加えて非常にコンパクトなタイプからビル、大規模工場向けに到るタイプまで、同一の仕組みで適用することが可能である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  本発明の基本的な原理を示す。これを高機能な空気浄化装置に仕立て上げることは、上記記述に則った技術を付加することにより容易である。
【実施例１】
【００１４】  上板が取り外し可能な、縦・横・高さが各１０ｃｍのＳＵＳ金属板で覆われた密閉容器を準備し、その横両側の中央に直径２ｃｍの孔を穿ち、その外側部に同径のＳＵＳパイプを溶接した。そして２個所の孔部分の内側面に１００メッシュのＳＵＳ金網を溶接し、内容積がほぼ１Ｌの空気浄化装置のハウジングとした。この中に前記ゲルブロッキング防止性に優れたＳＡＰ商品「アクアキープＢＡ４０Ｂ」（商標、住友精化製）を１６ｇ投入し、そのあと純水５２０ｃｃを少しずつ注水して上板をかぶせて密閉した。この結果、すぐにＢＡ４０Ｂは吸水膨潤しハウジング内をゲル集合体となって埋め尽くした。このハウジングの一方のパイプより上水道に繋げたアスピレータで吸引し、もう一方のパイプ周辺に粒径０．１〜５μの範囲に粉砕された黒色の金属酸化物顔料よりなる粉塵を舞い上がらせたところ、ハウジング内部を通過してきた吸引空気には黒色粒子は含まれていなかった。このあとハウジングの上板を外してゲル集合体を分解したところ、入気孔の周辺のゲルに密集して黒色粒子が付着していた。
【産業上の利用可能性】
【００１５】  本発明により、簡単な構造で低コストでありながら、本格的な空気浄化装置が製造可能となる。これは微細な粒子状物質や繊維片などとともに、有毒ガスや臭い性ガスも除去することが可能であり、消耗品コストも極めて安価なので、コンパクトな自動車用からマンション用、ビル用、集合施設用、大規模工場用に到るまで、あらゆる現場での空気浄化ニーズに対応することが可能である。