JP2989031B2

JP2989031B2 - 炭化水素の除去方法及び装置

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Publication number: JP2989031B2
Application number: JP10509291A
Authority: JP
Inventors: 敏昭藤井; 宣光北嶋; 英友鈴木; 和彦坂本
Original assignee: Ebara Research Co Ltd
Current assignee: Ebara Research Co Ltd
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1991-04-11
Publication date: 1999-12-13
Anticipated expiration: 2014-12-13
Also published as: JPH0596125A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気体中あるいは空間中
の清浄方法及び装置に係り、特に、気体中あるいは空間
中に存在する炭化水素（Ｈ．Ｃ．）の捕集・除去方法及
び装置に関する。本発明の除去方法及び装置は、家庭、
事務所、病院、あるいは各種産業特に半導体分野におけ
る空気等各種気体中の炭化水素や密閉空間（静止空間）
における炭化水素の除去に用いることができる。次に、
その例を示す。（１）家庭、事務所、病院において発生した炭化水素又
は導入空気（気体）中に含まれる炭化水素の除去。（２）各種燃焼設備からの排ガス処理。（３）自動車の排ガス処理。（４）半導体工業、薬品工業、食品工業、農林産業、医
療、精密機械工業におけるクリーンルーム及びその周辺
において発生した炭化水素又は導入空気（気体）中の炭
化水素の除去。クリーンルームにおける保管ボックス、
キャリヤボックス、搬送空間中の炭化水素の除去。ま
た、溶剤、溶媒等を扱う作業で発生した炭化水素の除
去。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術に関して、半導体工業におけ
るクリーンルームの空気清浄を例に説明する。従来のク
リーンルームの空気清浄方法あるいはその装置を大別す
ると、（１）機械的ろ過方法（例えばＨＥＰＡフィルター）（２）静電的に微粒子の捕集を行う高電圧による荷電及
び導電性フィルターによるろ過方式（例えばＨＥＳＡフ
ィルター）があるが、これらの方式は、いずれも微粒子（粒子状物
質）除去を目的としており、炭化水素のようなガス状の
汚染物の除去には効果がない欠点があった。また、これ
らの夫々は微粒子除去においても次のような欠点があっ
た。

【０００３】即ち、機械的ろ過方式においては、空気の
清浄度（クラス）をあげるためには目の細かいフィルタ
ーを使用する必要かあるが、この場合圧損が高く、また
目づまりによる圧損の増加も著しく、フィルターの寿命
も短く、フィルターの維持、管理あるいは交換が面倒で
あるばかりでなく、フィルターの交換を行う場合、その
間作業をストップする必要があり、復帰までには長時間
を要しており、生産能率が悪いという欠点があった。ま
た、空気の清浄度を上げる為に換気回数（ファンによる
空気循環回数）を増加することも行われているが、この
場合動力費が高くつくという欠点があった。

【０００４】また、静電的に微粒子の捕集を行う方式に
おいては、予備荷電部に例えば１５〜７０ｋｖという高
電圧を必要とするため、装置が大型となり、また安全
性、維持管理の面で問題があった。Ｈ．Ｃ．の除去法と
しては、燃焼分解法、触媒分解法、吸着除去法、Ｏ₃分
解法などが知られている。しかし、これらの方法はクリ
ーンルームへの導入空気に含有する低濃度Ｈ．Ｃ．除去
には効果がない。クリーンルームにおいては、自動車排
ガスに起因するような導入空気中の低濃度のＨ．Ｃ．も
汚染質として問題となる。また、クリーンルームにおけ
る作業で生じた各種の溶剤（例えば、アルコール、ケト
ン類等）も汚染質として問題となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】クリーンルームにおけ
るＨ．Ｃ．は、半導体製品の生産性（歩止まり）を低下
させる原因（例、製品表面への沈着による製品回路の破
損）となるため、通常の微粒子（粒子状物質）とともに
その除去が必要となってきている。通常の微粒子の除去
については、本発明者が後述のごとく光電子放出材を用
いた紫外線照射法又は放射線照射法として提案してい
る。そこで、本発明は、上記の問題点を解決し、低濃度
の炭化水素を簡単な装置で効率的に除去できる方法とそ
の装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、空間中に存在する炭化水素の除去にあ
たり、紫外線及び／又は放射線を照射して炭化水素を微
粒子化し、該微粒子をフィルタにより除去するか、又は
光電子により荷電させた後、荷電微粒子を捕集すること
を特徴とする炭化水素の除去方法としたものである。ま
た、上記他の目的を達成するために、本発明では、紫外
線及び／又は放射線の照射源を有する炭化水素の微粒子
化部と、該微粒子を捕集するフィルタを有する捕集する
捕集部、又は該微粒子を光電子により荷電させる荷電部
と該荷電微粒子を捕集する捕集部とを、少なくとも備え
ることを特徴とする炭化水素の除去装置としたものであ
る。

【０００７】上記除去装置において、さらに炭化水素の
微粒子化部と該微粒子の荷電部とを一体化することがで
き、さらに炭化水素の微粒子化部と該微粒子の荷電部と
荷電微粒子の捕集部とを一体化することもできる。上記
炭化水素の除去においては、炭化水素の存在する空間中
に紫外線及び／又は放射線を照射することにより、炭化
水素のガス体を凝縮性物質に変換し、微粒子状にするか
あるいは微粒子と活性な物質（反応性の高い物質）に変
化して、該変化した微粒子状物質をフィルタによって除
去するか、又は光電子により荷電することによって、捕
集し、除去するものである。そして、上記方法におい
て、微粒子の荷電は、光電子放出材に紫外線及び／又は
放射線を照射することにより、光電子を放出せしめ、該
光電子により行うものである。また、上記微粒子の荷電
は、電場において行うのがよい。

【０００８】次に、本発明の各種構成部材を詳細に説明
する。微粒子化部は、空間中の炭化水素（Ｈ．Ｃ．）を
微粒子（凝縮性物質又は微粒子と活性な物質）に変換す
る部分であり、主にＨ．Ｃ．への照射線源より成ってお
り、その照射線源は、Ｈ．Ｃ．が微粒子又は微粒子と活
性な物質に変換できるものであればいずれでも良い。紫
外線照射の他に電磁波、レーザ、放射線が適用分野、対
象処理Ｈ．Ｃ．の成分、濃度、装置規模、形状、経済性
等で適宜予備試験を行い選択し使用できる。該照射によ
り空間中のＨ．Ｃ．は、Ｈ．Ｃ．の種類や共存物質によ
り微粒子状物質（凝縮性物質）又は微粒子状物質と活性
な物質に変換される。例えば、Ｈ．Ｃ．としてトルエ
ン、アルカン（ｉ−ペンタン）、オレフィン（プロピレ
ン）を含むガス混合物に紫外線照射すると、カルボン酸
やカルボニル化合物（凝縮性物質あるいは活性な物質）
が生成する。微粒子への変換（微粒子化）においては、
２６０ｎｍ以下、好ましくは２４５ｎｍ以下の波長を有
する照射源が効果的であり、紫外線及び／又は放射線照
射が効果、操作性の点で通常好適に用いられる。

【０００９】紫外線源は、その照射によりＨ．Ｃ．が微
粒子化（微粒子状物質又は凝縮性物質へ変換あるいは微
粒子と活性な物質へ変換）できるものであれば何れでも
良く、Ｈ．Ｃ．の種類や共存物質により適宜予備試験を
行い決めることができる。この内、利用分野によって
は、活性酸素やＯＨラジカル等の酸素活性種（活性ラジ
カル）が生成するものが好ましい。通常、紫外線の光源
としては、水銀灯、水素放電管（重水素ランプ）を用い
ることができる。紫外線の光源は、Ｈ．Ｃ．の種類や共
存物質によっては異なる作用をもたらす複数の波長を有
するものが好ましい。例えば、水銀灯は、オゾンの生
成（酸素活性種生成のスタート物質の一つ）波長と、
該オゾンを分解し酸素活性種の生成を助長する波長を併
せて持たせることができ、また、更には後述の微粒子荷
電のための波長も併用できるので好ましい。

【００１０】また、放射線としてはα線、β線、γ線な
どが用いられ、照射手段としてコバルト６０、セシウム
１３７、ストロンチウム９０などの放射性同位元素、又
は原子炉内で作られる放射性廃棄物及びこれに適当な処
理加工した放射性物質を線源として用いる方法、原子炉
を直接線源として用いる方法、電子線加速器などの粒子
加速器を用いる方法などを利用する。加速器で電子線照
射を行う場合は、低出力で行うことで、高密度な照射が
出来、効果的となる。加速電圧は、５００ｋＶ以下、好
ましくは、５０ｋＶ〜３００ｋＶである。微粒子化部で
は、Ｈ．Ｃ．の種類や共存物質によって上記照射により
微粒子状物質（凝縮性物質）に、あるいは微粒子状物質
と活性な物質（反応性の高い物質）に変換され、取扱い
（処理）が容易な形態に変換される。

【００１１】次に、微粒子の荷電部は、微粒子化された
有害ガスの荷電を与える部分であり、その構成を図２に
示しており、本発明の大きな特徴である。ここでの光電
子による微粒子の荷電と、後述の荷電微粒子の除去につ
いては、本発明者の種々の提案があり、適宜用いること
ができる。次に、主な提案を示す。１．特開昭６１−１
７８０５０号（ＰＳ Patent ４，７５０，９１７号）、
２．特開昭６２−２４４４５９号、３．特開昭６３−７
７５５７号、４．特開昭６３−１００９５５号、５．特
開平２−８６３８号、６．特開平２−１００３４号、
７．特願平１−１２０５６４号、８．特願平１−１５５
８５７号、９．特願平２−２７８１２３号、１０．特願
平２−２９５４２３号。

【００１２】夫々の構成について説明する。光電子放出
材は、紫外線照射により光電子を放出するものであれば
何れでも良く、光電的な仕事関数の小さいもの程好まし
い。効果や経済性の面から、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｙ，Ｇ
ｄ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｔｈ，Ｐｒ，Ｂｅ，Ｚｒ，Ｆ
ｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｐｂ，Ａ
ｌ，Ｃ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｂｉ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｔａ，
Ｔｉ，Ｕ，Ｂ，Ｅｕ，Ｓｎ，Ｐ，Ｗのいずれか又はこれ
らの化合物又は合金又は混合物が好ましく、これらの単
独で又は二種以上を複合して用いられる。複合材として
は、アマルガムの如く物理的な複合材を用いうる。

【００１３】例えば、化合物としては酸化物、ほう化
物、炭化物があり、酸化物にはＢａＯ，ＳｒＯ，Ｃａ
Ｏ，Ｙ₂Ｏ₅，Ｇｄ₂Ｏ₃，Ｎｄ₂Ｏ₃，ＴｈＯ₂，Ｚ
ｒＯ₂，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＣｕＯ，Ａｇ₂Ｏ，Ｌａ
₂Ｏ₃，ＰｔＯ，ＰｂＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，Ｉｎ₂
Ｏ₃，ＢｉＯ，ＮｂＯ，ＢｅＯなどがあり、またほう化
物にはＹＢ₆，ＧｄＢ₆，ＬａＢ₅，ＮｄＢ₆，ＣｅＢ
₆，ＢｕＢ₆，ＰｒＢ₆，ＺｒＢ₂などがあり、さらに
炭化物としては、ＵＣ，Ｚｒｃ，ＴａＣ，ＴｉＣ，Ｎｂ
Ｃ，ＷＣなどがある。また、合金としては黄銅、青銅、
りん青銅、ＡｇとＭｇとの合金（Ｍｇが２〜２０ｗｔ
％）、ＣｕとＢｅとの合金（Ｂｅが１〜１０ｗｔ％）及
びＢａとＡｌとの合金を用いることができ、上記Ａｇと
Ｍｇとの合金、ＣｕとＢｅとの合金及びＢａとＡｌとの
合金が好ましい。酸化物は金属表面のみを空気中で加熱
したり、或いは薬品で酸化することによっても得ること
ができる。

【００１４】さらに他の方法としては使用前に加熱し、
表面に酸化層を形成して長期にわたって安定な酸化層を
得ることもできる。この例としてはＭｇとＡｇとの合金
を水蒸気中で３００〜４００℃で温度の条件下でその表
面に酸化膜を形成させることができ、この酸化膜は長期
間にわたって安定なものである。また、本発明者が、す
でに提案したように光電子放出材を多重構造としたもの
も好適に使用できる（特願平１−１５５８５７号）。
又、適宜の母材上に、薄膜状に光電子を放出し得る物質
を付加し、使用することもできる。本例はガラス母材上
にＡｕを薄膜状に付加して用いる例である。これらの材
料の使用形状は、板状、プリーツ状、曲面状、網状等何
れの形状でもよいが、紫外線の照射面積及び空気との接
触面積の大きな形状のものが好ましい。

【００１５】光電子放出材からの光電子の放出は、本発
明者がすでに提案したように、反射面、曲面状の反射面
等を適宜用いることで効果的に実施することができる
（特開昭６３−１００９５５号公報）。光電子放出材や
反射面の形状は、装置の形状、構造あるいは希望する効
率等により異なり、適宜決めることができる。

【００１６】紫外線の種類は、その照射により光電子放
出材が光電子を放出しうるものであれば何れでも良く、
通常、水銀灯、水素放電管、キセノン放電管、ライマン
放電管などが適宜利用できる。適用分野によっては、殺
菌（滅菌）作用を併せてもつものが好ましい。紫外線の
種類は、適用分野、作業内容、用途、経済性などにより
適宜決めることができる。例えば、バイオロジカル分野
においては、殺菌作用、効率の面から遠紫外線を併用す
るのが好ましい。例えば、殺菌ランプ（２５４ｎｍが主
な波長）を用いると本発明の荷電に、殺菌（滅菌）作用
が加わり好ましい。該紫外線源としては、紫外線を発す
るものであれば何れも使用でき、適用分野、装置の形
状、構造、効果、経済性等により適宜選択し用いること
ができる。

【００１７】光電子による微粒子の荷電は、電場におい
て光電子放出材に紫外線照射することにより効率良く実
施される。電場における荷電については、本発明者がす
でに提案している（例、特開昭６１−１７８０５０号、
特開昭６２−２４４４５９号各公報、特願平１−１２０
５６３号）。本発明の電場は、０．１Ｖ／ｃｍ〜５ｋＶ
／ｃｍであり、好適な電場の強さは、利用分野、条件、
装置形状、規模、効果、経済性等で適宜予備試験や検討
を行い決めることが出来る。例えば、保管ボックスのよ
うな密閉空間の浄化の場合は弱い電場で良いが、処理ガ
ス量が多い各種産業における場合は比較的強くして用い
る。

【００１８】また、紫外線を照射する代わりに放射線の
照射によっても、同様に微粒子に荷電せしめ、同様の効
果を得ることができる。放射線の照射については、本発
明者がすでに提案しており（特開昭６２−２４４５９号
公報）同様に実施できる。光電子による荷電は、微細な
超微粒子（例、＜０．１μｍ）でも高効率で荷電される
ので、該微粒子の捕集、除去が効率良く実施できる。微
粒子の該荷電は、荷電にあたり微粒子の粒径を大きく成
長させて行うこともできる。微粒子の粒径を大きくし、
荷電する方法については、本発明者がすでに提案してお
り（特願平１−１２０５６４号）、適用分野により適宜
微細な微粒子の荷電に利用できる。次に、荷電微粒子捕
集部は、荷電微粒子の捕集・除去を行う部分であり、適
宜周知の方法及び装置が適用できる。

【００１９】すなわち、荷電微粒子の捕集材は、荷電微
粒子が捕集できるものであればいずれも使用できる。通
常の荷電装置における集じん板（集じん電極）や静電フ
ィルター方式が一般的であるが、スチールウールあるい
は、タングステンウールのようなウール状物質を電極
（ウール状電極材）としたような捕集部自体が電極を構
成する構造のものも有効である。エレクトレット材も好
適に使用できる。又、本発明者がすでに提案したイオン
交換フィルタ（繊維）も適用分野によっては有効であ
る。イオン交換フィルタは、本荷電法で捕集困難な共存
する活性な物質、有害ガス、臭気性ガス等も捕集できる
ので、適用分野によっては好ましい。イオン交換フィル
タは、空間中のＨＣへの紫外線照射によって生成した活
性な物質や凝縮性Ｈ．Ｃ．の捕集に効果的であり適用分
野によっては好ましい。その例として、トルエンへの紫
外線照射により生成したカルボン酸、または、不活性な
Ｈ．Ｃ．への紫外線照射により生成したアルデヒドの捕
集がある。

【００２０】イオン交換フィルターは、荷電微粒子の捕
集に加えて、酸性ガス、アルカリ性ガス、臭気性ガス等
も同時に捕集できるので実用上好ましい。使用するアニ
オン交換フィルター及びカチオン交換フィルターの種
類、使用量及びその比率は、気体中の荷電微粒子の荷電
状態やその濃度或いは同伴する酸性ガス、アルカリ性ガ
ス、臭気性ガスの種類、濃度等に応じて適宜決めること
ができる。例えば、アニオン交換フィルターは負荷電微
粒子や酸性ガスの捕集に、またカチオン交換フィルター
は正荷電の微粒子やアルカリ性ガスの捕集に効果的であ
る。フィルターの使用量やその比率は、上述の捕集すべ
き物質の濃度や濃度比率に対応して、これらに見合う量
を、装置の適用分野、形状、構造、効果、経済性等を考
慮して適宜決めれば良い。これらの捕集材は、適用分
野、装置規模、形状、経済性等により、適宜１種類又は
２種類以上組合せて用いることができる。このうち、
Ｈ．Ｃ．の種類により、Ｈ．Ｃ．から活性な物質が生じ
る場合は、イオン交換フィルタ（繊維）を用いると効果
的であるので好ましい。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する
が、本発明はこれらに限定されない。実施例１図１に基づいて紫外線照射法を用いたクリーンルームに
おけるクリーンベンチ併用方式、即ち、作業領域の１部
のみを高清浄度に保つ方式の空気清浄法について説明す
る。クリーンルーム１内には、配管２から導入される外
気の粗粒子をプレフィルター３でろ過した後、クリーン
ルーム１の空気取り出し口４から取り出された空気と共
にファン５を介して空気調和装置６にて温度及び湿度を
調節しかつＨＥＰＡフィルター７により微粒子を除去し
た空気が循環供給されており、清浄度（クラス）１０，
０００程度に保持されている。

【００２２】クリーンルーム１内には、クリーンベンチ
１１が設置され、クリーンルーム１内の微量炭化水素
（Ｈ．Ｃ．）や微粒子（粒子状物質）の捕集、除去が行
われている。クリーンルーム１内のＨ．Ｃ．の原因は、
配管２から導入される外気中Ｈ．Ｃ．（主に自動車によ
るものと推定）と、クリーンルームにおける作業で生じ
たＨ．Ｃ．からと推定される。クリーンベンチ１１は主
に微粒子化部８、微粒子荷電部９、荷電微粒子捕集部１
０より成り、作業台１３上にはＨ．Ｃ．が除去され、ま
た共存する微粒子も除去された高清浄（クラス１０）の
空気が供給され、作業台１３上で作業が実施されてい
る。

【００２３】即ち、クリーンベンチ１１においては、ク
リーンルーム１内の微量のＨ．Ｃ．を含む清浄度（クラ
ス）１０，０００程度の空気がファン（図示せず）によ
り吸引され、微粒子化部８で短波長紫外線を導入空気に
照射することにより空気中Ｈ．Ｃ．が微粒子化される。
次いで、微粒子荷電部９で該微粒子が後述光電子放出材
から発生する光電子により効率よく荷電され、荷電微粒
子となり、該荷電微粒子を後方の荷電微粒子捕集部１０
にて捕集・除去することにより、作業台１３上はＨ．
Ｃ．フリーの高清浄な空気に保持される。クリーンベン
チ１１内の作業台１３への器具、製品等の出し入れは、
クリーンベンチ１１に設けた可動シャッター１２により
行う。

【００２４】本発明の特徴であるクリーンベンチ１１に
おける空気中Ｈ．Ｃ．除去のための微粒子化部８、微粒
子荷電部９、荷電微粒子捕集部１０は図２にその概要が
示されており、次に述べる。即ち、ファン（図示せず）
により吸引された微量Ｈ．Ｃ．を含む空気１４は、プレ
フィルター（図示せず）によりろ過された後、主に紫外
線ランプ１５より成るＨ．Ｃ．の微粒子化部８にて低波
長の紫外線が照射される。ここでは、空気中Ｈ．Ｃ．が
紫外線照射により微粒子化１６される。Ｈ．Ｃ．から変
換された微粒子１６は導入空気１４にすでに存在してい
る通常の微粒子１７とともに微粒子荷電部９にて、荷電
され荷電微粒子１８となる。微粒子荷電部９は、主に紫
外線ランプ１９、光電子放出材（ここでは、ガラス材表
面にＡｕが薄膜状に付加された材料）２０、電場設定の
ための電極材２１より成り、電場下で光電子放出材２０
に紫外線ランプ１９より紫外線を照射することにより光
電子２２が発生し、該光電子により微粒子１６，１７は
効果的に荷電され、荷電微粒子１８となり、後方の荷電
微粒子捕集材で構成される荷電微粒子捕集部１０で捕集
される。２３は、紫外線透過材である。２４は、Ｈ．
Ｃ．が除去された無塵の高清浄空気である。

【００２５】図１、図２の例では、微粒子化部８、微粒
子の荷電部９、荷電微粒子の捕集部１０を、個別に夫々
設置したが、これらの部分は適用分野、装置規模、形
状、効果、経済性等により適宜機能を一体化し、又は適
宜の位置に設置し実施できる。例えば、（１）微粒子化
部８と微粒子の荷電部９が一体化、（２）微粒子の荷電
部９と捕集部１０が一体化、更には（３）微粒子化部
８、荷電部９、捕集部１０が全て一体化できる。上述、
微粒子化部８と荷電部９の照射源の選定や荷電微粒子の
捕集材、また上述微粒子化部８、荷電部９、捕集部１０
の一体化の有無や一体化の種類（どの機能を一体化する
か）あるいは、これら部分の設置法は、適用分野、装置
の形状、構造、効果、経済性等により、適宜検討し、予
備試験を行い決めることができる。

【００２６】一般的な形態の例を述べると、大規模な
処理の場合は、照射源として放射線あるいは紫外線を用
い、微粒子化部２、荷電部３、捕集部４を図１のように
個別に設置して行う。すなわち、大規模な処理では、処
理量が多いため装置のランニングコストを低く押えるこ
とが、実用上重要である。そのためには各構成部分を最
適条件で運転するのが好ましい。また、捕集部１０を独
立させ、捕集微粒子を適宜排出できるようにし、長時間
の連続運転が可能となるようにする。このうよな場合の
荷電微粒子の捕集は、集じん板（集塵電極）が好適に用
いられる。

【００２７】次に、小規模の形態として、半導体分野
でのウエハや液晶の保管ボックス（庫）がある。この場
合は照射源として紫外線を用い微粒子化部、微粒子の荷
電部及び荷電微粒子の捕集部を全て、１つの部分で行う
よう構成すると好ましい。すなわち、処理量が少ない分
野では、装置がコンパクト化（小型化）していることが
実用上好ましい。そのため、全ての機能を１つのボック
ス内で行うようにしている。この場合は、通常微粒子化
を行う波長で微粒子の荷電（光電子放出）も行い、荷電
微粒子の捕集・除去を電場設定のための電極材あるいは
その周辺に荷電微粒子捕集材を設置して実施する。

【００２８】本実施例１では、微粒子（炭化水素が微粒
子状物質あるいは凝縮性物質へ変換したもの）の捕集・
除去を光電子により荷電を付与して行う例であるが、別
の手段として該微粒子をフィルタあるいは吸着材を用い
て捕集・除去することができる。該微粒子は一般に超微
粒子である。通常の炭化水素から生成する微粒子の粒径
は０．０１〜０．０５μｍ程度であり、また上述のごと
く該微粒子は通常の微粒子（例、無機物）に比べて活性
が高いか、あるいは活性な物質と共存していることに特
長がある。用いるフィルタは、上述微粒子が捕集できる
ものであれば何れでも良く、一般にろ過方式のフィル
タ、例えばＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、静電
フィルタ、エレクトレット材を用いたフィルタ、イオン
交換フィルタ（繊維）を用いることができ、通常この内
ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、イオン交換フィ
ルタが簡易で、効果が高いことから好ましい。

【００２９】特に、イオン交換フィルタは上述のごとく
活性な物質の捕集・除去に効果が高いので好ましい。ま
た、利用分野によっては、活性炭のような吸着材も適宜
利用できる。活性炭のような吸着材はイオン交換フィル
タと同様に本荷電法で捕集困難な共存する活性物質、有
害ガスも捕集できるので適用分野によっては好ましい。
微粒子の捕集・除去を光電子により荷電を付与し行う
か、あるいは吸着材フィルタで行うかは適用分野、装置
規模、形状、効果、経済性等により適宜選択し、あるい
はこれらを組合せて行うことができる。この内光電子に
よる荷電捕集・除去及び／又はフィルタによる捕集・除
去が効果が高いことから好ましい。また、本例では、ク
リーンルーム１内のクリーンベンチ１１に適用した例で
あるが、クリーンルーム１への外気導入空気（又は導入
気体例えば図１において空気調和装置６やＨＥＰＡフィ
ルタ７の部分）の部分や、クリーンルーム内の各種保管
ボックス、キャリヤーボックス、搬送空間のＨ．Ｃ．除
去においても同様に適用できる。ここではＨ．Ｃ．とし
て気体状のものについて記載したが、ミスト状のＨ．
Ｃ．（例、凝縮性Ｈ．Ｃ．、油状ヒューム、油滴状Ｈ．
Ｃ．）場合は荷電部９で同様に荷電されるので同様に捕
集される。微粒子化されたＨ．Ｃ．やミスト状Ｈ．Ｃ．
は、共存する微粒子（超微粒子）や活性な物質（反応性
の高い物質）と相互作用し凝縮し、荷電されやすい形態
となると考えられる。また、Ｈ．Ｃ．の微粒子化は、共
存物質によりその効果が大きくなるので、適宜共存物質
を添加し、実施することができる。

【００３０】実施例２図３に示した装置（下記仕様）内に、次のガス混合物を
封入し、紫外線照射を行い炭化水素濃度を測定した。ガス成分；トルエン：１ｐｐｍ、ｉ−ペンタ
ン：１ｐｐｍ、ＮＯｘ：０．１ｐｐｍ、ＳＯｘ：
０．０５ｐｐｍ、水分：５５％（ＲＨ）紫外線ランプ３１；水銀灯光電子放出材３４；Ｃｕ−ＺｎにＡｕを薄膜状に付加し
たもの。電場；５０Ｖ／ｃｍ炭化水素の測定；ガスクロマトグラフまた、図３で、３２は紫外線の反射面、３３は電場用電
極材及び捕集材、３５は紫外線透過性ガラス材である。結果初期濃度に対する濃度から残留率を算出し図４に示す。
又、１時間後に装置内ガスを質量分析にて分析を行った
ところ、炭化水素は０．１ｐｐｍ以下であった。尚、紫
外線照射なしで、同様に操作を行い装置内の炭化水素濃
度を調べたところ、その９０％以上が測定された（検出
した）。

【００３１】実施例３実施例２と同様なガス混合物を用いて、同様に紫外線照
射し、４５分後のガス混合物を下記フィルタに通し、炭
化水素濃度を測定した。その結果を下記表１に示す。フィルタ；ＵＬＰＡフィルタイオン交換フィルタ（アニオン型）測定；ガスクロマトグラフによるトルエンとｉ−ペン
タン濃度質量分析による炭化水素の測定結果

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏するこ
とができる。１．炭化水素の除去にあたり、炭化水素に紫外線及び／
又は放射線照射することにより、炭化水素が微粒子化
（凝縮性物質へ変換）され、取扱いやすい（処理容易
な）形態となった。又１部はアルデヒド類のような活性
な物質（反応性の高い物質）に変換されるので、取扱い
やすい形態となった。２．炭化水素の除去にあたり、上記１に次いで光電子に
よる荷電を行うことで、微細な超微粒子（例えば＜
０．１μｍ）でも容易に荷電微粒子となり、捕集・除去
が容易な形態となった。光電子による荷電は高効率で
均一な荷電となるので、荷電微粒子の取扱いが容易にな
った。荷電量がほぼ均一な微粒子となるので、荷電微
粒子の捕集・除去やハンドリングが容易となった。
〜より適宜の荷電微粒子捕集材を用いることで、荷電
微粒子は容易に捕集・除去できた。３．紫外線照射及び／又は放射線照射を用いることによ
り、該照射に、炭化水素の微粒子化作用と活性物質へ
の変換作用及び該微粒子の荷電作用の複数の作用を持た
せることができるので（炭化水素の微粒子化と活性物質
への変換及び生成した微粒子の荷電及び予め共存した微
粒子（粒子）の荷電が１つのボックス内で出来るの
で）、適用分野によっては、コンパクトで安価な装置と
なった。

【００３３】４．炭化水素の除去にあたり、上記１の照
射後の微粒子を含む混合物をフィルタに通すことによ
り、生成物が捕集・除去され、高清浄な気体あるいは空
間ができた。５．炭化水素の除去にあたり、炭化水素に紫外線／又は
放射線照射することにより、同時に共存する他の有害ガ
スや臭気性物質（例、ＮＯｘ、ＳＯｘ、タバコ臭成分）
も同時に捕集・除去できるので、微粒子も捕集・除去す
ることにより、炭化水素、有害ガス、臭気性物質、微粒
子が除去された超高清浄な気体あるいは空間ができた。６．特に、半導体工業のような先端産業では（自動車排
ガスに起因するような低濃度炭化水素の存在が問題であ
ったが）炭化水素と共存する微粒子や有害ガス、臭気性
物質が同時に除去できたので、生産性が向上し実用上有
効となった。７．適用分野、装置規模、形状、効果、経済性等により
適宜好適な照射源や生成物の捕集・除去法が選択できる
ので、幅広く種々の分野に適用することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したクリーンルームの概略図であ
る。

【図２】図１の微粒子化部、荷電部、捕集部の説明図で
ある。

【図３】実施例２に用いた装置の概略図である。

【図４】炭化水素の照射による除去率を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１：クリーンルーム、２：外気、３：プレフィルター、
４：空気取出口、５：ファン、６：空気調和装置、７：
ＨＥＰＡフィルタ、８：微粒子化部、９：微粒子荷電
部、１０：荷電微粒子捕集部、１１：クリーンベンチ、
１３：作業台、１４：空気、１５、１９：紫外線ラン
プ、１６、１７：微粒子、１８：荷電微粒子、２０：光
電子放出材、２１：電極材、２２：光電子、２３：紫外
線透過材、２４：高清浄空気

フロントページの続き (56)参考文献特開昭47−10108（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−54958（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 53/32 B01D 51/02 B01D 53/72 B03C 3/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】空間中に存在する炭化水素の除去にあた
り、紫外線及び／又は放射線を照射して炭化水素を微粒
子化し、該微粒子をフィルタにより除去するか、又は光
電子により荷電させた後、荷電微粒子を捕集することを
特徴とする炭化水素の除去方法。
【請求項２】紫外線及び／又は放射線の照射による微
粒子化の波長は、２６０ｎｍ以下である請求項１記載の
炭化水素の除去方法。
【請求項３】光電子による微粒子の荷電は、光電子放
出材に紫外線及び／又は放射線を照射することにより行
う請求項１記載の炭化水素の除去方法。
【請求項４】紫外線及び／又は放射線の照射源を有す
る炭化水素の微粒子化部、該微粒子を光電子により荷電
させる荷電部と該荷電微粒子を捕集する捕集部とを、少
なくとも備えることを特徴とする炭化水素の除去装置。
【請求項５】前記微粒子を荷電させる荷電部には電場
設置部が設けられている請求項４記載の炭化水素の除去
装置。
【請求項６】前記炭化水素の微粒子化部と該微粒子の
荷電部とが一体化して設けられていることを特徴とする
請求項４又は５記載の炭化水素の除去装置。
【請求項７】前記炭化水素の微粒子部と該微粒子の荷
電部と荷電微粒子の捕集部とが一体化して設けられてい
ることを特徴とする請求項４又は５記載の炭化水素の除
去装置。
【請求項８】紫外線及び／又は放射線の照射源を有
する炭化水素の微粒子化部、該微粒子を捕集するフィル
タを有する捕集部を少なくとも備えることを特徴とする
炭化水素の除去装置。