KR102303629B1

KR102303629B1 - 공기 처리 방법

Info

Publication number: KR102303629B1
Application number: KR1020197023928A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 나이토; 겐지 다니노
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2021-09-17
Anticipated expiration: 2038-02-20
Also published as: JP6905206B2; CN110198745A; KR20190123728A; JP2018149060A; WO2018168350A1

Abstract

공기 처리 방법은, 광을 방사함으로써 오존을 생성하는 것과, 생성한 오존에 의해, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논 중 적어도 1개를 생성하는 것을 포함한다.

Description

공기 처리 방법

본 발명은, 공기 중의 물질을 처리하는 공기 처리 방법에 관한 것이다.

종래, 공기 처리 방법으로서, 광을 방사함으로써 오존을 생성하고, 생성한 오존으로 공기 중의 물질을 처리하는 공기 처치 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1). 이러한 공기 처리 방법에 의하면, 공기에 대해 탈취나 제균을 행할 수 있다.

일본국 실용 공개 평 7-3650호 공보

여기서, 과제는, 공기에 대해 향기를 부가할 수 있는 공기 처리 방법을 제공하는 것이다.

또, 공기 처리 방법은, 공기 중의 안식향산의 농도가 60ppb 이상이 되도록, 안식향산을 생성한다고 하는 방법이어도 된다.

또, 공기 처리 방법은, 공기 중의 벤즈알데히드의 농도가 200ppb 이상이 되도록, 벤즈알데히드를 생성한다고 하는 방법이어도 된다.

또, 공기 처리 방법은, 공기 중의 아세토페논의 농도가 40ppb 이상이 되도록, 아세토페논을 생성한다고 하는 방법이어도 된다.

이상과 같이, 공기 처리 방법은, 공기에 대해 향기를 부가할 수 있다는 뛰어난 효과를 발휘한다.

도 1은 일 실시형태에 따른 공기 처리 장치의 전체 개요도이다.
도 2는 동 실시형태에 따른 공기 처리 장치의 제어 블럭도이다.
도 3은 공기 중의 안식향산의 농도를 평가한 표이다.
도 4는 공기 중의 벤즈알데히드의 농도를 평가한 표이다.
도 5는 공기 중의 아세토페논의 농도를 평가한 표이다.

이하, 공기 처리 방법에 있어서의 일 실시형태에 대해서, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 도면의 치수비와 실제의 치수비는, 반드시 일치하고 있지 않고, 또, 각 도면 사이에서의 치수비도, 반드시 일치하고 있지 않다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 공기 처리 장치(1)는, 공기 중의 산소로부터 오존을 생성하기 위해서, 광을 방사하는 광원(2)과, 광원(2)을 수용하는 하우징(3)과, 공기가 하우징(3)의 내부를 유통하기 위한 팬(4)을 구비하고 있다. 즉, 공기 처리 장치(1)는, 광 방사식의 오존 생성 장치이다.

또한, 광원(2)으로부터 방사되는 광의 에너지는, 산소 분자 해리 에너지(5.1eV)보다 크고, 질소 분자 해리 에너지(9.7eV)보다 작다. 예를 들면, 광원(2)은, 피크 파장이 170nm~230nm인 자외광을 방사하고 있다. 본 실시형태에 있어서는, 광원(2)은, 램프(구체적으로는, 엑시머 램프)이며, 피크 파장이 172nm인 자외광을 방사하고 있고, 이러한 172nm의 자외광의 광 에너지는, 7.2eV이다.

또, 공기 처리 장치(1)는, 사용자로부터 정보가 입력되는 입력부(5)와, 광원(2) 및 팬(4)을 제어하는 제어부(6)를 구비하고 있다. 그리고, 입력부(5)에는, 오존 생성량에 관한 정보(예를 들면, 오존 생성량의 정도를 나타내는 값)가 입력되고, 제어부(6)는, 입력부(5)에 입력된 정보에 의거해, 광원(2)의 광의 방사량(구체적으로는, 광원(2)에 공급되는 전력량)이나, 팬(4)에 의한 송풍량(구체적으로는, 팬(4)의 회전 속도)을 제어한다.

본 실시형태에 따른 공기 처리 장치(1)의 구성에 대해서는 이상과 같으며, 다음에, 본 실시형태에 따른 공기 처리 방법에 대해서 설명한다. 또한, 본 실시형태에 따른 공기 처리 방법은, 광 방사식의 공기 처리 장치(오존 생성 장치)만을 이용해, 공기 중을 방전함(광원의 외부에서 방전함)으로써 오존을 생성하는 방전식의 공기 처리 장치(오존 생성 장치)를 이용하지 않는다.

본 실시형태에 따른 공기 처리 장치(1)는, 예를 들면, 회의실, 흡연실 등의 흡연 가능한 방(10) 내에 설치되어 있다. 또한, 공기 처리 장치(1)가 설치되는 방(10)은, 이러한 방에 한정되지 않고, 사람이 들어갈 수 있는 방이면 된다. 예를 들면, 방(10)의 공간은, 2m³ 이상이거나, 5m³ 이상이거나 해도 된다. 또, 예를 들면, 방(10)의 공간은, 100m³ 이하이거나, 50m³ 이하이거나 해도 된다.

방(10) 내의 공기 중에는, 수분이 포함되어 있다. 또, 방(10) 내의 공기 중에는, 유기물, 예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠 등의 벤젠환을 갖는 방향족계 탄화수소가 포함되어 있다. 예를 들면, 벤젠환을 갖는 방향족계 탄화수소의 공기 중 농도는, 40ppb 이상이다.

우선, 광원(2)이 광을 방사함으로써, 오존이 생성된다. 그리고, 이러한 오존은, 산소 원자와 산소 분자가 되고, 산소 원자는, 공기 중의 수분과 반응하여, 히드록시(OH) 라디칼이 된다. 또, 공기 중의 수분에 광원(2)으로부터의 광이 조사되는 것에 의해서도 OH 라디칼이 생성된다. 따라서, 공기 중에, 오존(산소 원자) 및 OH 라디칼이 생성되게 된다. 또한, 광원(2)이 방사하는 광의 에너지가, 질소 분자 해리 에너지보다 작기 때문에, 질소 분자가 해리 되는 일은 없고, NOx는 생성되지 않는다.

그리고, 오존 및 OH 라디칼이 공기 중의 물질(유기물)과 반응함으로써, 공기에 대해 탈취나 제균을 행한다. 또한, 공기 중의 방향족계 화합물 등이, OH 라디칼과 반응함으로써, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논이 생성된다. 따라서, 공기에 대해 향기가 부가된다.

이 때, 공기 중의 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논의 농도가 소정의 농도가 되도록, 공기 처리 장치(1)가 방(10)의 내부의 공기를 처리하고 있다. 그리고, 방(10)의 크기, 방(10) 내의 공기의 함유물이나 그 농도에 대응하여, 공기 처리 장치(1)의 오존 발생량(구체적으로는, 광원(2)의 광의 방사량, 팬(4)에 의한 송풍량 등)이 적절히 설정되어 있다.

이에 의해, 예를 들면, 공기 중의 안식향산의 농도는, 60ppb 이상이다. 또, 예를 들면, 공기 중의 벤즈알데히드의 농도는, 200ppb 이상이다. 또, 예를 들면, 공기 중의 아세토페논의 농도가 40ppb 이상이다. 또한, 벤젠환을 갖는 방향족계 탄화수소의 처리 전 공기 중 농도는, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논의 처리 후 공기 중 농도보다 높다.

안식향산 및 벤즈알데히드는, 예를 들면, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 스티렌, 파라디클로로벤젠이 OH 라디칼과 반응함으로써, 생성된다. 아세토페논은, 예를 들면, 벤젠과 OH 라디칼로 생성한 페놀이, 아세트알데히드와 반응함으로써, 생성된다. 또, 아세토페논은, 예를 들면, 폴리스티렌에 자외선을 조사함으로써, 생성된다.

또한, 벤젠환을 갖는 방향족계 탄화수소가 OH 라디칼을 반응함으로써, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논 이외의 물질도 생성된다. 예를 들면, 물, 페놀, 살리실알데히드, p-크레졸 등도 생성된다.

또, 공기 중에는, 벤젠환을 갖는 방향족계 탄화수소 이외의 유기물도 존재하고 있다. 예를 들면, 공기 중의, 황화수소, 메틸메르캅탄, 황화메틸과 같은 유기물은, 오존이나 OH 라디칼과 반응하고, 또, 예를 들면, 공기 중의, 아세트알데히드, 포름알데히드, 이소길초산과 같은 유기물은, OH 라디칼과 반응한다.

이상으로부터, 본 실시형태에 따른 공기 처리 방법은, 광을 방사함으로써 오존을 생성하는 것과, 생성한 오존에 의해, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논중 적어도 1개를 생성하는 것을 포함한다.

이러한 방법에 의하면, 광을 방사함으로써, 오존이 생성되고, 오존으로부터 발생한 산소 원자가 공기 중의 물과 반응함으로써, OH 라디칼이 생성된다. 그리고, OH 라디칼이, 공기 중의 방향족계 화합물 등과 반응함으로써, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논이 생성된다. 따라서, 공기에 대해, 탈취나 제균을 행할 뿐만 아니라, 향기를 부가할 수 있다.

실시예

공기 처리 방법의 효과를 구체적으로 나타내기 위해, 공기 처리 방법의 실시예와 그 비교예에 대해서 설명한다. 구체적으로는, 공기 처리 방법에 사용하는 공기 처리 장치, 효과의 평가 방법, 및 효과의 평가 결과의 순으로 설명한다.

<비교예>

공기 처리 장치(OHNIT 주식회사 제조:GWD-1000FR)

·방식: 공기 중을 방전함으로써 오존을 생성하는 방전식의 오존 생성 장치

·오존 발생량: 1000mg/Hr

·풍량: 1.37m³/min

<실시예>

공기 처리 장치

·방식: 광을 공기 중에 방사함으로써 오존을 생성하는 광 방사식의 오존 생성 장치

·광의 피크 파장: 172nm의 자외광

·오존 발생량: 1000mg/Hr

·풍량: 1.37m³/min

<평가 방법>

흡연이 이루어졌던 방(약 30m³)의 공기를, 실시예 및 비교예의 공기 처리 장치로, 30분간 오존을 생성함으로써 처리하고, 그 후, 30분간 오존을 생성하지 않고, 송풍만 행했다. 그리고, 공기 처리 장치로 처리하기 전과 후의 공기를, 자동 가스 채취 장치(주식회사 GASTEC 제조: GSP-400FT)를 이용하여, 흡착관(GL Sciences 주식회사 제조: Tenax TA60/80 150mg)에 포집했다.

그 후, 흡착관의 내부에 포집된 공기를, 이하의 가열 탈착 장치에 의해, 흡착관으로부터 이탈시키고, 이탈시킨 공기를, 이하의 가스 크로마토그래프 및 질량 분석계에 의해, 가스 크로마토그래피 질량 분석(GC/MS 분석)을 했다.

·가열 탈착 장치: PerkinElmer사 제조 ATD650

퍼지 시간: 1min

1차 탈착: 300℃, 10min

2차 탈착: 300℃, 10min

트랩 온도: 5℃

출구 스플리트: 12mL/min

·가스 크로마토그래피: Agilent·Technologies 주식회사 제조 7890B

컬럼: DB-624 60m, 0.25mm, 1.4um

·질량 분석계: 일본전자 주식회사 제조 JMS-Q1500GC

측정 조건: 35℃(3min)-6℃／min-250℃(12min)

<평가 결과>

실시예 및 비교예의 공기 처리 장치로 처리되기 전의 공기에서는, 벤젠환을 갖는 방향족계 탄화수소가 검출되었다.

그리고, 비교예의 공기 처리 장치로 처리된 후의 공기에서는, 피리딘이 가장 높은 농도로 검출되었다. 이것은, 방전식의 오존 생성 장치에 있어서는, 방전자의 에너지가 0.01eV~30eV이므로, 질소 분자도 해리되어, 질소 원자가 벤젠과 반응함으로써, 피리딘이 생성되었기 때문이다. 그리고, 비교예의 공기 처리 장치로 처리된 후의 공기는, 피리딘에 기인한 악취를 갖고 있었다. 따라서, 비교예에 따른 공기 처리 방법에 의하면, 공기에 대해, 탈취나 제균을 행할 수는 있었으나, 향기를 부가할 수 없어, 반대로, 악취를 부가하고 있다.

한편, 실시예의 공기 처리 장치로 처리된 후의 공기에서는, 안식향산, 벤즈알데히드, 아세토페논의 순으로, 고농도로 검출되었다. 그리고, 실시예의 공기 처리 장치로 처리된 후의 공기는, 안식향산, 벤즈알데히드, 아세토페논에 기인하여, 플로럴계의 산뜻한 냄새를 갖고 있었다. 또한, 실시예의 공기 처리 장치로 처리된 후의 공기에서는, 피리딘은 검출되어 있지 않다. 따라서, 실시예에 따른 공기 처리 방법에 의하면, 공기에 대해, 탈취나 제균을 행할 뿐만 아니라, 바람직한 향기를 부가할 수 있었다.

또한, 공기 처리 방법은, 상기한 실시형태의 구성으로 한정되는 것은 아니며, 또, 상기한 작용 효과로 한정되는 것은 아니다. 또, 공기 처리 방법은, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 하기 각종의 변경예에 따른 구성이나 방법 등을 임의로 1개 또는 복수 선택하여, 상기한 실시형태에 따른 구성이나 방법 등에 채용해도 됨은 물론이다.

공기 처리 방법에 있어서는, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논 중 적어도 1개의 농도가, 수동 조절되어도 되고, 또, 자동 조절되어도 된다. 예를 들면, 수동 조절에 있어서는, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논 중 적어도 1개의 농도의 측정치나, 관능의 평가에 의거해, 입력부(5)에 정보를 입력함(예를 들면, 출력 전환 스위치를 전환함)으로써, 제어부(6)가 광원(2)이나 팬(4)를 제어해, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논 중 적어도 1개의 농도를 조절할 수 있다.

또, 예를 들면, 자동 조절에 있어서는, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논 중 적어도 1개의 농도를 측정 가능한 측정기가 방(10) 내에 설치되고, 측정기가 측정한 농도 및 농도의 설정치에 의거해, 제어부(6)가 광원(2)이나 팬(4)을 제어함으로써, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논 중 적어도 1개의 농도를 조절할 수 있다. 이 때, 입력부(5)는, 예를 들면, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논 중 적어도 1개의 농도의 설정치가 입력되도록, 구성되어 있어도 된다.

또한, 공기 중의 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논의 바람직한 농도를 도 3~도 5를 참조해 설명한다. 평가 방법으로서, 5인의 패널에게, 공기 중에 소정의 농도의 안식향산, 벤즈알데히드, 아세토페논을 포함하는 샘플의 냄새를 맡게 하고, 플로럴계의 산뜻한 냄새를 감지한 인원수를 카운팅했다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 안식향산에 있어서는, 공기 중의 농도가 60ppb로, 1인이 감지하고, 공기 중의 농도가 70ppb로, 2인이 감지하고, 공기 중의 농도가 90ppb로, 5인 전원이 감지했다. 이에 의해, 공기 처리 방법에 있어서는, 공기 중의 안식향산의 농도가 60ppb 이상이 되도록, 안식향산을 생성하는 것이 바람직하고, 또, 공기 중의 안식향산의 농도가 70ppb 이상이 되도록, 안식향산을 생성하는 것이 보다 바람직하고, 또한, 공기 중의 안식향산의 농도가 90ppb 이상이 되도록, 안식향산을 생성하는 것이 매우 바람직하다.

또, 도 4에 나타낸 바와 같이, 벤즈알데히드에 있어서는, 공기 중의 농도가 200ppb로, 1인이 감지하고, 공기 중의 농도가 250ppb로, 2인이 감지하고, 공기 중의 농도가 400ppb로, 5인 전원이 감지했다. 이에 의해, 공기 처리 방법에 있어서는, 공기 중의 벤즈알데히드의 농도가 200ppb 이상이 되도록, 벤즈알데히드를 생성하는 것이 바람직하고, 또, 공기 중의 벤즈알데히드의 농도가 250ppb 이상이 되도록, 벤즈알데히드를 생성하는 것이 보다 바람직하고, 또한, 공기 중의 벤즈알데히드의 농도가 400ppb 이상이 되도록, 벤즈알데히드를 생성하는 것이 매우 바람직하다.

또, 도 5에 나타낸 바와 같이, 아세토페논에 있어서는, 공기 중의 농도가 40ppb로, 1인이 감지하고, 공기 중의 농도가 45ppb로, 2인이 감지하고, 공기 중의 농도가 55ppb로, 5인 전원이 감지했다. 이에 의해, 공기 처리 방법에 있어서는, 공기 중의 아세토페논의 농도가 40ppb 이상이 되도록, 아세토페논을 생성하는 것이 바람직하고, 또, 공기 중의 아세토페논의 농도가 45ppb 이상이 되도록, 아세토페논을 생성하는 것이 보다 바람직하고, 또한, 공기 중의 아세토페논의 농도가 55ppb 이상이 되도록, 아세토페논을 생성하는 것이 매우 바람직하다.

1: 공기 처리 장치 2: 광원
3: 하우징 4: 팬
5: 입력부 6: 제어부
10: 방

Claims

방 내의 공기를 들여와, 상기 공기에 피크 파장이 170nm~230nm의 범위 내인 자외광을 방사함으로써 오존을 생성하는 것과,
생성한 오존에 의해, 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논 중 적어도 1개를 생성하는 것과,
생성된 안식향산, 벤즈알데히드, 및 아세토페논 중 적어도 1개를 상기 방 내로 방출하는 것을 포함하는, 공기에 향기를 부가하는 공기 처리 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 방 내의 벤젠환을 갖는 방향족계 탄화수소를 포함하는 상기 공기를 들여오는 것을 특징으로 하는, 공기에 향기를 부가하는 공기 처리 방법.
청구항 2에 있어서,
벤젠환을 갖는 방향족계 탄화수소의 처리 전 공기 중 농도가 60ppb 보다 높은 상기 방 내에 있어서,
상기 공기 중의 안식향산의 농도가 60ppb 이상이 되도록 안식향산을 생성하는, 공기에 향기를 부가하는 공기 처리 방법.
청구항 2에 있어서,
벤젠환을 갖는 방향족계 탄화수소의 처리 전 공기 중 농도가 200ppb 보다 높은 상기 방 내에 있어서,
상기 공기 중의 벤즈알데히드의 농도가 200ppb 이상이 되도록 벤즈알데히드를 생성하는, 공기에 향기를 부가하는 공기 처리 방법.
청구항 2에 있어서,
벤젠환을 갖는 방향족계 탄화수소의 처리 전 공기 중 농도가 40ppb 보다 높은 상기 방 내에 있어서,
상기 공기 중의 아세토페논의 농도가 40ppb 이상이 되도록 아세토페논을 생성하는, 공기에 향기를 부가하는 공기 처리 방법.