(57)【要約】【課題】  湿度を制御して処理空間内に存在するＶＯＣ含浸物からのＶＯＣ及び臭気の除去を内装部材、設置物類を痛めることなく安全かつ低価格に実行すること。【解決手段】  ＶＯＣを除去すべき処理空間内を飽和しない範囲で高湿度に加湿して、ＶＯＣ含浸物に吸着又は含浸されたＶＯＣを、発生した気相状態の水分子との水和複合物形成さる加湿工程と、この加湿工程によりＶＯＣ内部に形成されたＶＯＣ水和複合物を、湿度を低下させることによりＶＯＣ含浸物から処理空間へ放散させる第２工程とからなる。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＯＣ含浸物が存在する処理空間を気相状態の高湿度に加湿することにより、ＶＯＣ含浸物に気相状態の水分子を浸透させて内部に吸着・含浸されたＶＯＣとのＶＯＣ水和複合物を形成させる第１工程と、処理空間の湿度を低下させることにより、前記第１工程においてＶＯＣ含浸物内に形成したＶＯＣ水和複合物の処理空間への放散を促進することを特徴とするＶＯＣ含浸物からのＶＯＣ除去方法。
【請求項２】
処理空間に放散させたＶＯＣ水和複合物を、処理空間を除湿して湿度を低下させることにより水とＶＯＣとに解離させ、解離したＶＯＣをデシカントに捕集することを特徴とする請求項１記載のＶＯＣ含浸物からのＶＯＣ除去方法。
【請求項３】
液体デシカントにより処理空間を除湿して湿度を低下させるとともに、ＶＯＣを捕集することを特徴とする請求項２記載のＶＯＣ含浸物からのＶＯＣ除去方法。
【請求項４】
固体デシカントにより処理空間を除湿して湿度を低下させるとともに、ＶＯＣを捕集することを特徴とする請求項２記載のＶＯＣ含浸物からのＶＯＣ除去方法。
【請求項５】
第１工程での加湿は、室内相対湿度（ＲＨ）を外気の湿度以上のＲＨ６０〜９５％に設定し、第２工程での除湿は、ＲＨ４０％以下に設定したことを特徴とする請求項３または４記載のＶＯＣ含浸物からのＶＯＣ除去方法。
【請求項６】
第１工程での加湿と第２工程での除湿は、前記処理空間温度を、この処理空間温度＋３０℃の温度範囲内に加温して行なうようにしたことを特徴とする請求項３または４記載のＶＯＣ含浸物からのＶＯＣ除去方法。
【請求項７】
第１工程と第２工程を１サイクルとして複数サイクルを繰り返し行なうようにしたことを特徴とする請求項３また４記載のＶＯＣ含浸物からのＶＯＣ除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建材などに含浸された揮発性有機化合物（以下、ＶＯＣという）を除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、室内空気中のＶＯＣ汚染により、住宅やビルの新築・改築直後に、のどや眼などの刺激、めまい、頭痛などの体調不良を訴える居住者が数多く報告されている。症状が多様で、症状発生の仕組みを始め、未解明な部分が多く、また様々な複合要因が考えられることから、シックハウス（室内空気汚染）症候群と呼ばれている。
揮発性が高く毒性も強いホルムアルデヒドが真っ先（平成９年）に規制され、その後、平成１２年に、トルエン、キシレン、パラジクロルベンゼン、エチルベンゼン、スチレン、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、クロルピリホスの８種類に増え、また、同時に化学物質を「総量規制」するため、ＴＶＯＣ（トータルＶＯＣ）を４００μｇ／ｍ３以下にするように暫定目標値が設定された。平成１３年には、テトラデカン、フタル酸−２−ジエチルヘキシル、ダイアジノンが追加され、さらに、平成１４年には、アセトアルデヒド、フェノブカルブが追加された。そして、これらの物質の室内濃度指針値が厚生労働省により策定された。【０００３】
室内空気中の基本的な化学物質濃度低減化対策としては、従来より、換気法、吸収薬剤利用法（特許文献１）、消臭器の使用法、加熱法（ベークアウト法）、オゾン散布法、発生防止薬剤塗布法等がある。
これらの従来の方法は、大別して、ＶＯＣ及び臭気を含む内装部材からの放散を促進又は防止する方法と、内部処理空間中のＶＯＣ及び臭気を除去する方法とに大別され、前者の代表的なものが加熱法（６０℃以上）であり、後者の代表的なものが換気法である（非特許文献１）。【０００４】
前記ベークアウト法として、室温を上げてＶＯＣの室内への放散を強制する室内温度加温工程と、室内のＶＯＣを空気清浄器および／または脱臭剤で除去する除去工程とを有するＶＯＣの室外排気方法および除去方法が既に提案されている（特許文献２）。
この特許文献２に基づきより具体的に説明すると、室温を上げてＶＯＣの室内への発生を強制する室内温度加温工程は、通常の室内用暖房器具で３０〜４０℃以上に設定し、０．１〜５時間以上加温する。室内温度を上げて行く状態では、加湿器などで室内湿度を上げると、空気中の水滴に可溶なＶＯＣが捕捉され、建材などからのＶＯＣの発生量を上昇させる。強制的に放散させたＶＯＣを、窓などを開放して室外に強制的に排気し、排気後に屋外等からの水蒸気を除去するために除湿器で除湿する。
換気法は説明するまでもなく、室内の空気を外気と入れ替える方法である。【０００５】
また、シリカゲルやゼオライト、活性炭を用いたロータ(フィルタ)にＶＯＣなど含む処理空気を通じることによってＶＯＣを吸着・濃縮する溶剤濃縮ロータと呼ばれる装置があった。【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２１８７０２号公報
【特許文献２】特開２００１−１９３９７４号公報
【非特許文献１】西野  敦  他著  「ＶＯＣ対策」エヌ・ティー・エス出版  １９９８年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記加熱法では、内装部材、設置物等を劣化させる恐れがあり、特に、設置物等が設置された状態では加熱処理を行うことは好ましくない。
特許文献２の方法によれば、次のような試験結果になったと記載している。
（１）ベークアウト１（加温＋室内空気を循環＋強制排気）を１０サイクル処置したとき、ＴＶＯＣは減少したが、ホルムアルデヒドは増加した。
（２）ベークアウト１を５サイクル処置したとき、ＴＶＯＣとホルムアルデヒドはともに増加した。
（３）ベークアウト２（加温・加湿＋室内空気を循環＋強制排気）を１０サイクル処置したとき、ＴＶＯＣは増加し、ホルムアルデヒドは減少した。【０００８】
この試験結果について、特許文献２記載によれば、前記（２）の詳細な機構は不明であるが、増大している理由は、中途半端なサイクルでは、放出されたＶＯＣが室内に留まるためと推測される。また、前記（３）については、加温により発生したホルムアルデヒドが加湿により室内に発生させられた水滴に溶け込み捕集されて除去されるためと推察されるとしている。しかし、ＴＶＯＣが増加している現象については何ら触れられていない。【０００９】
以上のような特許文献２記載の方法による問題点は、次の通りである。
まず第１に、加湿器による加湿は、室内に水の粒子、即ち、液相の状態で散布しているにすぎないため、ＶＯＣは、建材等の表面に付着した水滴に溶け込み捕集されることがあっても、それはわずかに減少するだけであって、根本的な除去効果にはならない。また、水滴に溶け込み捕集されるＶＯＣは、親水性の物質に限られ、疎水性の物質には効果がない。上記の試験終了後にも拘わらず効果が現われないのは、１つにはこの理由によるものと考えられる。
第２に、上記方法でいう除湿は、除湿器で行なうものであるから、室内温度の変化にともない飽和湿度が変化することを利用するにすぎず、建材等の内部のＶＯＣまで除去することは不可能である。
第３に、強制的に排気するといっても、建材等の表面のＶＯＣだけを排気するに止まり、内部のＶＯＣまで除去することにはならない。【００１０】
前記換気法は、最も手軽な方法であり、内部処理空間内の気中に放出されたＶＯＣを除去するには効果があるが、内装部材からのＶＯＣの放散を促進しないため、自然放散に対しては長期間の換気処理を継続する必要がある上、大量の換気は冷暖房空調に大きな負担となることである。
また薬剤使用法は、いずれの処理の場合も薬剤代が高価になる場合が多く、継続的にＶＯＣ及び臭気が発生する場合の対処が困難であった。連続的にＶＯＣ及び臭気が発生する場所においては、大量換気において熱失効が大きく冷暖房空調の導入が困難であった。【００１１】
前記溶剤濃縮ロータにおいては、シリカゲルやゼオライトを用いたロータの場合には、使用済みのロータを高温(１５０℃以上)で処理して吸着したＶＯＣを再揮発あるいは熱分解して除去することにより再生して利用することが可能であるが、再生時の高温のために劣化が激しく、価格に比して寿命が短いという問題点があった。比較的安価な活性炭を用いたロータは、シリカゲルやゼオライトのように高温で処理することができないので、完全な再生利用をすることが難しいという問題点があった。【００１２】
本発明の目的は、短期間に内装部材、設置物類を痛めることなく安全、かつ、低価格にＶＯＣ及び臭気の除去処理を実行することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ＶＯＣを少しずつ放散して臭気を発するＶＯＣ含浸物が存在する雰囲気中を気相状態の高湿度に加湿することにより、ＶＯＣ含浸物の内部に気相状態の水分子を浸透させて内部のＶＯＣと水分子とでＶＯＣ水和複合物を形成させ、この雰囲気の湿度を低下させることによって、前記ＶＯＣ水和複合物をＶＯＣ含浸物から雰囲気中に放散させ、さらに雰囲気を除湿することによって、雰囲気中に放散されたＶＯＣ水和複合物をＶＯＣと水とに解離させ、さらに雰囲気を除湿することによってＶＯＣをデシカントに捕集するＶＯＣ含浸物からのＶＯＣ除去方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、雰囲気を気相状態の高湿度に加湿することにより、気相状態の水分子がＶＯＣ含浸物内部にまで浸透してＶＯＣ水和複合物を形成し、除湿によりＶＯＣ含浸物から放散されるので、ＶＯＣ含浸物の内部のＶＯＣをも除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるＶＯＣの除去方法及びその装置の実施例１を示す説明図である。
【図２】本発明のＶＯＣの除去方法及びその装置によるホルムアルデヒドの測定結果を示す特性図である。
【図３】本発明のＶＯＣの除去方法及びその装置によるホルムアルデヒドの他の測定結果を示す図である。
【図４】本発明のＶＯＣの除去方法及びその装置によるトルエンの測定結果を示す図である。
【図５】乾式ロータ型除湿機の説明図である。
【符号の説明】
【００１６】
１０…処理空間、１１…ＶＯＣ含浸物、１２…ＶＯＣ測定器、１３…温湿度測定器、１４…加湿装置、１５…除湿装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、ＶＯＣが存在する雰囲気中を気相状態の高湿度に加湿することにより、ＶＯＣ含浸物内部にまで気相状態の水分子を浸透させ、浸透した水分子と含浸物内部のＶＯＣとでＶＯＣ水和複合物を形成させ、雰囲気中の湿度を低下させることにより、水和複合物を形成したＶＯＣを含浸物から放散させる。
また、さらに雰囲気中の湿度を低下させて、放散されたＶＯＣ水和複合物を水とＶＯＣに解離させて、ＶＯＣをデシカントに捕集する。【００１８】
ここで、本発明の実施例を説明する前に、気相状態の高湿度に加湿したときの水分子とＶＯＣとの水和複合物の形成について簡単に説明する。
（１）疎水性ＶＯＣの場合
ベンゼン、トルエン、キシレンのような疎水性ＶＯＣは水との親和性が薄いため、水分子と疎水性ＶＯＣとは直接、水素結合および分子間力による結合はしない。水分子は結合力の強い隣の水分子と結合して、ＶＯＣ分子を囲むように水の水素結合が作られ、ＶＯＣは周囲の水分子をまとった１つの大きな分子のような振舞いをする。本明細書では、このような状態を疎水性ＶＯＣ水和複合物と呼ぶ。周囲を囲む水分子の数は、ＶＯＣの物性により固有の決まった数になっていると推測され、分子レベルの振舞いからすると共沸と似た現象だと推測される。【００１９】
（２）親水性ＶＯＣの場合；
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アンモニアなど親水性ＶＯＣは水との親和性が高い親水基を持つため、水分子とその親水基とは直接、水素結合する。また結合力の強い水分子同士も周囲で水素結合する。すると（１）同様のＶＯＣ分子を囲む水分子同士の水素結合が作られるが、親水基周辺部分だけは構造が異なっている。本明細書では、これを親水性ＶＯＣ水和複合物と呼ぶ。【００２０】
本明細書では、上記（１）、（２）のようなＶＯＣおよび、その周囲の水分子が水素結合で連係した状態の分子を総称して、「ＶＯＣ水和複合物」と呼ぶ。これらＶＯＣ水和複合物は、水蒸気圧の高い状態、すなわち絶対湿度が高い状態で多く生成されると推定される。従って、ＶＯＣ除去にはまずこのＶＯＣ水和複合物を作るための加湿が必要になる。加湿は絶対湿度を上げることが目的であるので、相対湿度のみならず、気温もある程度高く維持したほうが、飽和点が高くなって絶対湿度を高くすることができ、より高いＶＯＣ除去効果を得られる。【００２１】
次に、加湿プロセスで起こるＶＯＣ含浸物での現象を表面化学の観点から説明する。
まず、建材などのＶＯＣ含浸物内のＶＯＣは、分子間力によって固定されているが、分子間力による結合は水素結合やイオン結合に比べると取るに足らないほど弱いため、ＶＯＣ含浸物の置かれた通常の雰囲気中では、ＶＯＣ自身が持つ揮発性よって徐々に放散する。この徐々に放散することが、建材や家具のＶＯＣ臭気がなかなか消えない原因である。【００２２】
高湿度下の気相状態の水分子は、処理空間に浮遊しているＶＯＣと前述のように水和複合物を形成するとともに、ＶＯＣ含浸物に浸透して内部のＶＯＣとも水和複合物を形成する。水和複合物を形成したＶＯＣの行動は、水分子の行動に支配される。ＶＯＣ含浸物の内部に浸透しようとする水分子の数は、雰囲気の水蒸気圧に比例するため、雰囲気の絶対湿度(水蒸気圧)が高いほど多くなり、ＶＯＣ含浸物内でＶＯＣ水和複合物を形成しやすくなる。【００２３】
雰囲気中とＶＯＣ含浸物内部との水蒸気圧とが平衡した状態では、ＶＯＣ含浸物内部の水分子およびＶＯＣ水和複合物は、同時に放散と吸着を繰り返しつつ平衡を保っている。しかし、加湿の序盤には、または加湿装置の性能によっては平衡初期には、雰囲気中よりＶＯＣ含浸物内部のほうがＶＯＣ水和複合物の濃度が高いために、ＶＯＣ含浸物からＶＯＣ水和複合物が放散される数の方が多いので、ＶＯＣ含浸物から放散される傾向となる。【００２４】
また、雰囲気中の湿度が上昇しても、即座に水蒸気圧が平衡するだけの水分子がＶＯＣ含浸物に浸透するわけではないので、加湿プロセスには、充分な時間を設定しなければならない。例えば、予定の湿度まで達するのに長時間、例えば２４時間かけるような場合にはさほど必要ないが、高性能の加湿装置で一気に湿度を上昇させるような場合には、除湿プロセスに入る前に充分なエージングが必要になる。
【実施例１】
【００２５】
以下、本発明の実施例１を図面に基づき説明する。
図１は本発明の実施例１を示すもので、１０は、ＶＯＣを含浸した建材などのＶＯＣ含浸物１１が存在する処理空間であり、加湿装置１４および除湿装置１５が設置されている。この加湿装置１４および除湿装置１５は、処理空間１０の内部に設置したが、ダクトなどを用いて接続することにより処理空間１０の外に設置してもよい。【００２６】
前記加湿装置１４は、基本的にはどのような方式の装置でもよいが、超音波振動子などを利用した加湿装置や噴霧式の加湿装置などでは、本発明の効果が極めて低くなる。何故なら、これらの方式の加湿装置は、空気中に液相状態の水滴を噴き飛ばしているだけに過ぎず、液相状態の水は蒸気圧が低くＶＯＣと水和複合物を形成せず、さらに、分子レベルの水と比べ巨大な液滴であるため、建材などの表面に付着して浅い領域まで染みることはあっても、活性が低いことと相まって内部まで浸透してＶＯＣとの水和複合物を形成し建材から離脱するという作用が少ないからである。
したがって、加湿装置１４は、ヒータ２８などの加温装置を包含するか又はスチーム加湿を利用することが好ましい。加温することにより水を気相状態で放散して水蒸気圧を高め、この水蒸気圧が高い気相状態にある水分子がＶＯＣ含浸物１１の内部にまで浸透してＶＯＣ水和複合物を形成する。【００２７】
前記除湿装置１５は、高濃度の塩化ナトリウム溶液やトリエチレングリコールなどの液体デシカントが有する吸湿性を利用した湿式除湿装置が用いられる。この湿式除湿装置自体は、特に新しいものではないので、詳しい説明は省略する。【００２８】
つぎに、上記の装置を用いてＶＯＣを捕集する方法およびＶＯＣ含浸物１１からＶＯＣを除去する方法について説明する。
まず、第１工程として、処理空間１０内を飽和に達しない範囲内で気相状態の高湿度に加湿する。高湿度とは、具体的には、通常、室内ＲＨは、２０〜７０％であるから、好ましくは８０〜９５％に加湿する。この加湿工程では、上述のように充分な時間を設定する。
この第１工程により、処理空間１０内の雰囲気中に浮遊しているＶＯＣは水和複合物を形成し、かつ、気相状態の水分子がＶＯＣ含浸物１１に浸透して内部に吸着されているＶＯＣとも水和複合物を形成する。【００２９】
処理空間１０の雰囲気とＶＯＣ含浸物１１の水蒸気圧が平衡するのに充分な時間を経過したら、第２工程として、除湿装置１５で処理空間１０内の雰囲気を除湿する。この第２工程の序盤は、第１段階として、主に処理空間１０の雰囲気中を浮遊している水分が除湿装置１５のデシカントに捕集されて除湿される。この第1段階では、処理空間１０の雰囲気に浮遊しているＶＯＣは、水和複合物を形成しており、まだ捕集されにくい。そして、気中の湿度が低下するにしたがって、処理空間１０の雰囲気とＶＯＣ含浸物１１内部との水蒸気圧の平衡が崩れてＶＯＣ含浸物１１内部の蒸気圧の方が高くなり、第２段階として、ＶＯＣ含浸物１１から水分子およびＶＯＣ水和複合物が放散する。この第２段階でも、まだＶＯＣは捕集されにくい。さらに湿度が低下してくると、第３段階として、処理空間１０の雰囲気中を浮遊しているＶＯＣ水和複合物が水とＶＯＣに解離し始め、解離した水分は除湿装置１５に捕集される。さらに湿度が低下すると、第４段階として、ＶＯＣが除湿装置に捕集されて除去される。【００３０】
この第２工程の説明は、便宜上第１段階〜第４段階に分けて説明し、第４段階でＶＯＣが除湿装置１５に捕集されるとしたが、水分やＶＯＣの捕集は、熱統計力学的な確率の問題であって、ＶＯＣの捕集は少量ながら第１段階から徐々に始まっていると考えられる。特に、親水性のＶＯＣについては、水和複合物のままデシカントに捕集される可能性が高く、後述の実験例(ホルムアルデヒド)の結果がそれを表している。【００３１】
この第２工程おいて、処理空間１０内の雰囲気の湿度が低下しても、ＶＯＣ含浸物１１から即座に水蒸気圧が平衡するだけの水やＶＯＣ水和複合物が放散されるわけではないので、除湿プロセスは、処理空間１０内の雰囲気の湿度が下がりきったからといって除湿を止めてはならず、湿度が下がりきった状態に達してから充分な時間に設定しなければならない。この湿度の下限漸近状態を加湿時間の１〜２倍取らなければならない。
以上のように、加湿プロセスと除湿プロセスを１サイクルとして処理し、さらに濃度の低減が必要なときには、このサイクルを繰り返す。【００３２】
上記実施例１の効果を検証するため、２．７ｍ×２．７ｍ×２．４ｍの処理空間１０内部にＶＯＣ含浸物１１を収納して実験を行った。処理空間１０内には、加湿装置１４および除湿装置１５の他、ＶＯＣ測定器１２、温湿度測定器１３が収容されている。
前記ＶＯＣ含浸物１１は、サンプルとしてベニヤ板にホルムアルデヒドを塗布し、２日間外気乾燥したものである。この２日間の外気乾燥は、雨天以外のときは、昼は天日干し、夜は実験室に保管し、また、雨天時には実験室で保管した。【００３３】
この実験では、つぎの５つの工程により測定を行った。
[1]処理前測定：処理空間１０を８時間密閉した後、ＶＯＣ濃度を測定する。
[2]加湿工程：前述の第１工程として、処理空間１０内をＲＨ９５％の気相状態に加湿し、この状態を加湿開始から２４時間維持する。
[3]除湿工程：前述の第２工程として、処理空間１０内を除湿装置１５で２４時間除湿する。
[4]測定前換気：処理空間１０内の空気が、外気と完全に入れ替わるように充分に換気する。
[5]処理後測定：温度、密閉時間などが[1]処理前測定と同一になるように留意してＶＯＣ濃度を測定する。温度などに差があるときは、必要に応じて温度補正などを行う。【００３４】
図２に示すように、[1]処理前測定の段階では、
ホルムアルデヒドの濃度（特性曲線ａ）：０．１４ｐｐｍ（厚生労働省が設定した濃度指針値＝０．０８ｐｐｍ）
処理空間の相対湿度ＲＨ（特性曲線ｅ）：約３７％
外気の相対湿度ＲＨ（特性曲線ｇ）：約３７％
処理空間の温度（特性曲線ｄ）：約１２℃
外気の温度（特性曲線ｆ）：約１２℃
であった。【００３５】
[2]加湿工程では、処理空間１０内のＲＨは、特性曲線ｅに示すように、当初約３８％であったものが、２４時間後約９５％まで上昇した。外気のＲＨは、特性曲線ｇに示すように、約３８％でほとんど変化がない。また、処理空間１０内の温度は、特性曲線ｄに示すように、当初約１２℃であったものが、２４時間後約１５℃に上昇した。外気温度は、特性曲線ｆに示すように、約１２℃でほとんど変化がない。
ホルムアルデヒドの濃度は、特性曲線ａに示すように加湿開始から１６時間頃までは、僅かながらも増加する傾向にある。これは、気相状態の水分子がＶＯＣ含浸物１１の表面や内部に存在するＶＯＣが水和複合物を形成して処理空間１０に放散されていることを表わしている。また、１６時間を越えたあたりから増加しなくなっている。これは、ＶＯＣ水和複合物のＶＯＣ含浸物１１から雰囲気中に放散する数と雰囲気中からＶＯＣ含浸物１１に吸着する数が平衡したものと考えられる。したがって、このあたりで第１工程を終了しても、本発明の効果はさほど下がらないものと考えられる。【００３６】
[3]除湿工程では、処理空間１０内のＲＨは、特性曲線ｅに示すように、第１工程の加湿時に約９５％であったものが、除湿開始から２４時間で約１５％に低下し、ホルムアルデヒドの濃度は、特性曲線ａに示すように、０．１４３ｐｐｍから０．００５ｐｐｍ以下に著しく低下した。このときの特徴として、処理空間１０内のＲＨとホルムアルデヒドの濃度が、略相似した曲線を描いて低下しているが、これは、雰囲気中のホルムアルデヒドのほとんどがＶＯＣ水和複合物を形成しており、デシカント剤に吸着余力がある場合にＶＯＣ水和複合物のままデシカントに捕集されているからであると考えられる。
なお、外気ＲＨは、特性曲線ｇに示すように、約３８％でほとんど変化がない。また、処理空間１０内の温度は、特性曲線ｄに示すように、当初約１５℃であったものが、５０時間後約２３℃に上昇した。外気温度は、特性曲線ｆに示すように、約１２℃でほとんど変化がない。処理空間１０内の温度特性曲線ｄに示すように、除湿したことにより上昇している。【００３７】
なお、本発明による方法によらずに、処理空間１０を通常の換気のみを行なった場合、図２の特性曲線ｃに示すように、５０時間後のホルムアルデヒドのは、０．０８ｐｐｍに減少するに過ぎなかった。【００３８】
図３は、図２の例よりも高濃度のホルムアルデヒドを除去した試験結果を表わすもので、図２の場合と同様の除去効果が見られる。
この図３に示すように、処理空間１０内のＲＨの変化率の大きい１３５〜１４５分間、１６５〜１９０分間では、ホルムアルデヒドの除去効果に優れている。即ち、除湿しなければそのままかやや上昇する傾向を見せるが、処理空間１０内のＲＨを急激に下降すると、ホルムアルデヒドの除去効果が顕著に現われることを示している。【００３９】
図４は、トルエンの除去効果を表わすもので、処理空間１０内のＲＨの減少時における変化率の大きい６５〜１００分間では、極めて優れたトルエンの除去効果がある。ただし、処理空間１０内のＲＨの変化率の小さい３０〜５０分間、５５〜６５分間だけでなく、増加時の変化率の大きい５０〜５５分間でも、トルエンの除去効果がほとんどないことを表わしている。言い換えれば、トルエンについても、処理空間１０内のＲＨを急激に減少させると、除去効果に優れていることを表わしている。
【実施例２】
【００４０】
つぎに、実施例２として、固体デシカントを用いた乾式ロータ型除湿装置を用いた例を説明する。
乾式ロータ型除湿装置(全熱交換器)は、図５の説明図に示すように、シリカゲルやゼオライトなどの固体デシカントからなるロータ２６が装置内の除湿側３２と加湿・再生側３３を交互に巡回するように配置され、除湿側３２では、ロータ２６が導入された空気から水分を吸着し、加湿・再生側３３では、水分が吸着したロータ２６から水を放散・乾燥させ、これらの除湿および加湿・再生を同時進行で行う装置である。この水分の吸着、放散・乾燥に伴って、水の顕熱や潜熱の収受を伴うので全熱交換器と呼ばれる場合がある。【００４１】
この乾式ロータ型除湿装置を利用することにより、加湿装置１４と除湿装置１５を１台の装置で機能させることができる。除湿側３２および加湿・再生側３３の吸気と排気をダクトで処理空間１０の内外と接続し、工程に応じて切換えバルブにより接続を切り替えて、前記実施例１と同様に第１工程の加湿プロセスと第２工程の除湿プロセスを行えるように構成する。【００４２】
すなわち、第１工程の加湿プロセスでは、外気から供給された空気中の水、又はタンクからの水を除湿側３２でロータ２６に吸着させ、加湿・再生側３３に導入した処理空間１０からの空気を湿ったロータ２６を通過させて加湿し、再び処理空間１０に放散させる。この加湿プロセス時に気相状態での加湿を補助するために、除湿側３２の前段に加温装置を設けてもよい。【００４３】
また、第２工程の除湿プロセスでは、除湿側３２に処理空間１０の空気を導入してロータ２６に水分を吸着させて除湿を行い、再び処理空間１０に放散させる。この除湿プロセス時、高湿度状態における固体デシカントの表面には水分子が優先的に吸着され、ＶＯＣは固体デシカントに捕獲されにくい。その結果、除湿プロセス初期の高湿度状態では、固体デシカントによるＶＯＣ除去の効果は薄い。除湿が進んで、雰囲気中のＶＯＣ水和複合物が水とＶＯＣに解離し、さらに湿度が低下するに従ってＶＯＣの固体デシカントへの吸着量が増えてくる。すなわち固体デシカントでＶＯＣを除去するには、再生工程で、固体デシカントの表面を高い乾燥状態にして強力に除湿する必要がある。【００４４】
また、除湿によって処理空間内の湿度(水蒸気圧)が低下するに従って、ＶＯＣ含浸物内部との平衡が崩れるため、これを平衡させるようにＶＯＣ含浸物内部から水およびＶＯＣ水和複合物が放散される量が多くなる。すなわち、除湿プロセス初期では、ＶＯＣ含浸物からのＶＯＣ水和複合物の放散が少なく、ＶＣＯ含浸物からのＶＯＣ除去の効果は薄い。【００４５】
これらの２つの理由により、固体デシカントを用いた除湿プロセス初期にはＶＯＣ除去効果が薄く、ある程度以上処理空間の除湿が進んだ時点で顕著な効果が現れ始める。すなわち、処理空間の空気全体を乾燥状態に維持することで、ＶＯＣ含浸物からのＶＯＣ放散が促進され、さらに、放散されたＶＯＣ水和複合物が水とＶＯＣに解離して効果的に含浸物内部のＶＯＣ水和複合物を捕集・除去することができる。【００４６】
ロータ２６に吸着された水分およびＶＯＣ水和複合物は、デシカントの再生プロセスでの加熱により、水分は蒸発すると同時に、ＶＯＣ水和複合物も分解・脱水されて再生排気口から処理空間外へ排出される。【００４７】
以上の実施例２は、１台の乾式ロータ型除湿機を用いた例であるが、前述したように固体デシカントは、処理空気の湿度が高い場合にＶＯＣが捕集されにくいため、強力な除湿装置が望まれる。したがって、乾式ロータ型除湿装置２台を直列に連結し、前段の除湿装置で水分子の捕集を行うことによって処理空気を乾燥状態とし、後段の除湿装置でＶＯＣの捕集・除去を行うようにしてもよい。【００４８】
以上の実施例２では、ロータに吸着したＶＯＣは、通常の温度や通常より多少高い程度の温度の空気を通して乾燥させても、水分のみが放散されてＶＯＣが固体デシカント内に残留してしまう。通常は、一定時間または一定流量ごとに高温(例えば１５０℃以上)の空気を通して放散させる必要があり、この高温によるデシカントの劣化が激しく、ロータが高価な割に寿命が短い。そのため、次のような構成とすることが考えられる。【００４９】
すなわち、固体デシカントの水の吸着性とＶＯＣ水和複合物の吸着性の差を利用して、(１)気相状態の水を大量に吸着させてＶＯＣ水和複合物を形成することにより水と置換して放散させてＶＯＣを除去し、その後に(２)通常より多少高い程度の温度の空気を通して乾燥する。これにより、従来ほどの高温をかけずにＶＯＣを除去させることができ、デシカントの劣化を抑えることができる。
具体的には、従来どおり、除湿側と再生側に区分された除湿装置を用い、再生側で(１)のＶＯＣ除去と(２)の乾燥とを交互運転するようにしてもよいし、再生側をさらに(１)のためのＶＯＣ除去側と(２)のための乾燥側の２つに区分して連続運転するようにしてもよい。【００５０】
以上の実施例２では、加湿と除湿の両方の工程を、乾式ロータ型除湿装置により行うようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、第１工程の加湿は、別に専用の加湿装置を設けても良い。【００５１】
以上の実施例では、処理空間１０内を飽和に達しない範囲内で気相状態の高湿度に加湿する、と説明したが、本発明は、飽和させてもつぎの２点以外は問題となることはない。１つは、飽和して液相状態となった水をも除湿しなければならないので、除湿装置の除湿容量を大きくするか、除湿工程の時間を長くする必要がある。もう１つは、処理空間１０内部への結露である。いずれも、本発明の作用・効果を減少させるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
高温による処理がないので、内装部材や設置物等を劣化させる恐れがなく、ＶＯＣ含浸物に気相状態の水分子を浸透させて強制的にＶＯＣを雰囲気中に放散させることができので、ＶＯＣ含浸物の内部に存在するＶＯＣまで除去することができる。
【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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【国際調査報告】
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