マクロ分子イオンを用いたナノ粒子フィルタ捕集性能試験法の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360339
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化工物性・移動操作・単位操作
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 大谷 吉生 金沢大学, 自然システム学系, 教授 (10152175)
• 研究分担者: 瀬戸 章文 金沢大学, 自然システム学系, 教授 (40344155)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: エアフィルタ / ナノ粒子 / マクロ分子イオン / 試験粒子 / 帯電状態 / 静電噴霧 / 粒子の跳ね返り / 静電分級

研究概要

ガス分子に近い大きさを持つナノ粒子をエアフィルタで捕集できるかどうかは、ナノ粒子製造工程における有害なナノ粒子への曝露に関連し、労働衛生の分野で大きな関心事である。本研究では、マクロ分子を単分散ナノ粒子代替粒子として使用し、エアフィルタのナノ粒子捕集効率を測定する試験法を提案し、その評価を行った。その結果、エレクトロスプレーと微分型静電分級器（DMA）を用いてポリエチレングリコール（PEG）分子を発生させ、荷電中和後、DMAで分級すれば、PEG分子量を変えることにより、粒子径2.6μｍ以上で、マクロ分子イオンをフィルタ試験用ナノ粒子として使用できることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Solution Concentration on Breakup of Electro-Sprayed Droplets and Emission of Solute Ions (2014)
  • 著者名/発表者名: Maekawa, T.; Tokumi, T.; Higashi, H.; Otani, Y.; Seto, T.
  • 雑誌名: KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU 巻: 40(1) ページ: 5-11
  • DOI: 10.1252/kakoronbunshu.40.5
• [雑誌論文] High-Efficiency Unipolar Charger for Sub-10 nm Aerosol Particles Using Surface-Discharge Microplasma with a Voltage of Sinc Function (2013)
  • 著者名/発表者名: Manirakiza, E.; Seto, T.; Osone, S., Otani, Y. et al.
  • 雑誌名: AEROSOL SCIENCE AND TECHNOLOGY 巻: 47(1) ページ: 60-68
  • DOI: 10.1080/02786826.2012.725492
• [雑誌論文] Formation of highly charged nanodroplets by condensation-electrospray device (2013)
  • 著者名/発表者名: Seto, T., Maekawa, T., Osone, S., Kawamura, K., Yamauchi, T., Otani, Y.
  • 雑誌名: Chem. Eng. Sci. 巻: 85 ページ: 46-49
  • DOI: 10.1016/j.ces.2012.01.062
• [雑誌論文] Facile method to prepare magnetic multi-walled carbon nanotubes by in situ co-precipitation route (2012)
  • 著者名/発表者名: Sowichai, K., Supothina, S., Nimittrakoolchai, O.-u., Seto, T., Otani, Y., Charinpanitkul, T.
  • 雑誌名: Journal of Industrial and Engineering Chemistry 巻: 18 ページ: 1568-1571
  • DOI: 10.1016/j.jiec.2012.04.016
• [雑誌論文] Onion-like carbon nanoparticles generated by multiple laser irradiations on laser-ablated particles (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue A., Seto T., Otani Y.
  • 雑誌名: Carbon 巻: 50 (3) ページ: 1116-1122
  • DOI: 10.1016/j.carbon.2011.10.024
• [雑誌論文] Potential of surface-discharge microplasma device as ion source for high-efficiency electrical charging of nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: Osone, S., Manirakiza, M., Seto, T., Otani, Y., Fujimoto, T.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Engineering of Japan 巻: 45 (1) ページ: 21-27
  • DOI: 10.1252/jcej.11we135
• [雑誌論文] Effect of surrounding gas temperature on the morphological evolution of TiO2 nanoparticles generated by laser ablation in tubular furnace (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, M., Seto, T., Otani, Y.
  • 雑誌名: Journal of Nanoparticle Research 巻: 14 (1) ページ: art. no. 674
  • DOI: 10.1007/s11051-011-0674-7
• [雑誌論文] Removal of Nanoparticles from Gas Streams by Fibrous Filters : A Review (2012)
  • 著者名/発表者名: Wang, C.-S.; Otani, Y.
  • 雑誌名: Industrial & Engineering Chemistry Research 巻: 52(1) ページ: 5-17
  • DOI: 10.1021/ie300574m
• [雑誌論文] Generation of uniform tetrapod-shaped zinc oxide nanoparticles by gas phase reaction, Advanced Powder Technology (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto H., Seto T., Otani Y.
  • 雑誌名: Advanced Powder Technology 巻: 23 (1) ページ: 71-79
  • DOI: 10.1016/j.apt.2010.12.011
• [雑誌論文] Nucleation of Ethylene Glycol Vapor and Growth of Sub-10-nm Particles in Nanoparticle Size Magnifier (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito E., Seto T., Otani, Y., Sakurai H.
  • 雑誌名: Aerosol Science and Technology 巻: Vol.45, No.10 ページ: 1250-1259
  • DOI: 10.1080/02786826.2011.589481
• [雑誌論文] Effects of filter packing density and particle deposit on classification performance of inertial filter for sampling of PM0.1 (2011)
  • 著者名/発表者名: Eryu, K., Seto, T., Furuuchi, M., Otani, Y., Tajima, N., Kato, T.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Engineering of Japan 巻: Vol.44, No.9 ページ: 609-615
  • DOI: 10.1252/jcej.11we101
• [雑誌論文] Performance of a combined cyclone-filter aerosol collector (2011)
  • 著者名/発表者名: Sangkhamanee, M., Tekasakul, S., Tekasakul, P., Otani,Y.
  • 雑誌名: Particulate Science and Technology 巻: Vol.29, No.4 ページ: 345-355
  • DOI: 10.1080/02726351.2010.503261
• [雑誌論文] Influence of filter inhomogeneity on air filtration of nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada, S., Seto T., Otani Y.
  • 雑誌名: Aerosol and Air Quality Research 巻: Vol.11, No.2 ページ: 155-160
  • DOI: 10.4209/aaqr.2010.12.0112
• [雑誌論文] Generation and size classification of single-walled carbon nanotube aerosol using atmospheric pressure pulsed laser ablation (AP-PLA) (2011)
  • 著者名/発表者名: Klanwan, J., Seto, T., Furukawa, T., Otani, Y., Charinpanitkul T., Kohno M., Hirasawa M.
  • 雑誌名: Journal of Nanoparticle Research 巻: Vol.12, No.8 ページ: 2747-2755
  • DOI: 10.1007/s11051-010-9847-z
• [雑誌論文] Filtration of multi-walled carbon nanotube aerosol by fibrous filters (2011)
  • 著者名/発表者名: Seto, T., Furukawa, T., Otani, Y., Uchida, K., Endo, S.
  • 雑誌名: Aerosol Science and Technology 巻: Vol.44, No.9 ページ: 734-740
  • DOI: 10.1080/02786826.2010.487881
• [学会発表] Evaluation of air filter performance for prevention of exposure to PM2.5 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大谷吉生
  • 学会等名: Evaluation of air filter performance for prevention of exposure to PM2.5
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2014-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] Collection and Measurement of Welding Fumes Generated in Construction Machinery Manufacturing Process (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato, R, Seto, T, Otani, Y, Xue, M, Nakano, S.
  • 学会等名: Asian Aerosol Conference
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 20131202-05
• [学会発表] Laser Direct Deposition of Nano-Graphene on Quartz Substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: Osone, S, Swada, K, Higashi, H, Hara, K, Matsuki, A, Seto, T, Otani, Y, Hirasawa, M.
  • 学会等名: Asian Aerosol Conference
  • 発表場所: Sydney, Australia
  • 年月日: 20131202-05
• [学会発表] Visualization of Restructuring of Oil Droplets Collected in Filiter Media (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuhashi, H, Hirota, S, Kumita, M, Seto, T and Otani,Y.
  • 学会等名: American Association for Aerosol Research
  • 発表場所: Portland,USA
  • 年月日: 20130929-1004
• [図書] 粉体工学ハンドブック 2.1 粒子の運動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大谷吉生, 他
  • 総ページ数: 98-101
  • 出版者: 朝倉書店