空気イオン化装置

空気イオン化装置（またはマイナスイオン発生装置、チジェフスキーのシャンデリア）は、高電圧を使用して空気分子をイオン化（帯電）する装置です。マイナスイオン（アニオン）は、1 つ以上の余分な電子を持つ粒子で、粒子に正味の負電荷を与えます。陽イオンは、1 つ以上の電子が欠けている正イオンで、正味の正電荷になります。市販の空気清浄機の中には、マイナスイオンを生成するように設計されているものもあります。別のタイプの空気イオン化装置は、静電気を中和するために使用される静電放電（ESD）イオン化装置（バランスイオン発生装置）です。

1918年、アレクサンダー・チジェフスキーはイオン療法用の最初の空気イオン化装置を発明しました。 ^[1]これはもともと農業における動物の健康のために使用されていました。^[2] この発見は、空気イオン化現象に対するセシル・アルフレッド・「コッピー」・ローズの興味をかき立てました。ローズは家庭用空気イオン化装置の発明者として知られています。 ^[1]

空気イオン化装置は、空気清浄機で空気中の粒子を除去するために使用されます。 ^{[3]浮遊粒子は、}静電気吸引力によってイオン化装置から帯電イオンを引き寄せるため帯電します。粒子は次に、近くの接地された導体、つまり空気清浄機内の意図的なプレート、または単に最も近い壁や天井に引き寄せられます。英国の病院での院内感染の頻度が高かったため、国民保健サービス（NHS）は空気浄化における陰イオンの有効性を研究し、病棟での繰り返し発生する空気中のアシネトバクター感染が、陰イオン空気イオン化装置を設置した後に排除されたことを発見しました。これは有望な結果ですが、これらの結果が再現できるかどうかを判断するには、より多くの証拠が必要です。^{[4]空調システムによって生成される正イオンと負イオンは、}インフルエンザなどのウイルスを不活性化することも製造業者によって発見されています。^{[4] [5]}

2018年のレビューでは、マイナスイオンは空気中の粒子状物質を除去するのに非常に効果的であることが判明しました。 ^[6]

SARSの流行により、日本を含む東アジアで個人用イオン発生器への需要が高まった（日本では歯ブラシ、冷蔵庫、エアコン、空気清浄機、洗濯機など、マイナスイオン発生器を内蔵した製品が数多く販売されている）。これらの機器には特定の基準はない。

イオン式空気清浄機には、ファンレスとファンベースイオン化装置の 2 種類があります。ファンベースイオン化装置はファンを使用して部屋の空気を急速に循環させますが、騒音が大きく、より多くのエネルギーを消費します。一方、ファンレスタイプは空気をゆっくりと循環させるため、空気の浄化に時間がかかりますが、騒音がなく、エネルギー効率に優れています。

イオン発生器はオゾン発生器とは異なりますが、どちらの装置も同じように動作します。イオン発生器は、静電気を帯びたプレートを使用して、粒子状物質が付着する正または負に帯電した空気イオン（たとえば、N ₂ ⁺または O ₂ ^{− 。これらの「一次」イオンは、その後すぐに H} ₂ O などの他の空気分子とクラスターを形成します）を生成します。 ^[7]イオン発生器は、健康に良い効果があるとされているため、マイナスイオンを生成する傾向があります。最高のイオン発生器でも、少量のオゾン（三原子酸素、O _{3 ）を生成しますが、これは望ましくありません。オゾン発生器は、}コロナ放電管または紫外線を使用して、 O ₂分子に余分な酸素イオンを引き付けるように最適化されています。^[8]

公衆衛生基準を超えない濃度では、オゾンは室内空気汚染物質を除去する可能性がほとんどないことがわかっています。^[9]高濃度のオゾンは空気中の細菌に有毒であり、これらの感染性微生物を破壊または殺す可能性があります。ただし、必要な濃度は人間と動物に対して十分に有毒であるため、米国FDAはオゾンを医療に使用することはできないと宣言し、 ^{[10]消費者にオゾン発生器または}オゾン療法を提供する企業に対して措置を講じました。^[11]オゾンは非常に有毒で、非常に反応性の高いガスです。^{[12] 1日平均が0.1 ppm（100 ppb、0.2 mg/m 3} ）を超えることは推奨されておらず、肺と嗅球細胞に直接損傷を与える可能性があります。^[13]

2013年に行われた、空気イオンと呼​​吸機能の結果に関する80年間の研究の包括的なレビューでは、呼吸機能に有益な役割を果たすという明確な裏付けはなく、重大な有害な影響の証拠もなかったことが判明しました。結論として、「マイナスまたはプラスの空気イオンへの曝露は、呼吸機能に大きな役割を果たしていないようです。」^[14]

マイナスイオン化が、特に最高レベルの曝露で、うつ病スコアの低下と関連しているという弱い証拠がある。不安、気分、リラックス、睡眠、個人の快適性に対するプラスイオン化またはマイナスイオン化の一貫した影響は観察されなかった。^[15]

マイナスイオン発生器に関する研究が行われてきました。ある研究では、発生したオゾンが換気されていない狭い場所ではガイドラインを超える可能性があることが示されています。^{[16]別の研究では、オゾンが他の成分、つまり洗浄剤と反応して}ホルムアルデヒドなどの汚染物質を増加させる可能性があることが示されています。この研究の目的は、空気イオン化装置による健康への悪影響ではなく、屋内での洗浄製品や芳香剤の使用に関連する健康リスクをテストすることでした。^[17]

米国を拠点とする非営利の製品テスト雑誌Consumer Reports は、2003 年 10 月に、空気イオン化装置は従来のHEPAフィルターに比べて十分な基準を満たしていないと報告しました。例外は、ファンを使用して空気を動かしながらイオン化する複合ユニットでした。この報告に対して、空気イオン化装置 (およびその他の製品) の製造元である Sharper Image は、Consumer's Union ( Consumer Reportsの発行元) を製品の名誉毀損で訴えました。Consumer Reports は、Ionic Breeze およびその他の人気ユニットの清浄空気供給率(CADR)が低いため、「不合格」としました。CADR は、短時間に循環するろ過空気の量を測定するもので、もともとはメディアベースの空気清浄機を評価するために設計されたものです。Sharper Image は、このテストは 24 時間連続洗浄、メンテナンスのしやすさ、静かな動作など、他の機能を考慮していないため、Ionic Breeze を評価する方法として適切ではないと主張しました。

北カリフォルニア地区連邦地方裁判所は、シャーパーイメージ社がコンシューマー・レポートの記述が虚偽であると証明できなかったとして、この訴訟を棄却した。2005年5月の最終判決では、シャーパーイメージ社に対し、コンシューマー・ユニオンの訴訟費用として52万5000ドルの支払いを命じた。^[18]

空気イオン化装置は、静電気に敏感な電子部品を扱う作業が行われる場所（マイクロエレクトロニクスのクリーンルームなど）で、非導体上の静電気の蓄積を除去するためによく使用されます。これらの要素は電気に非常に敏感であるため、放電によって破壊されるため、接地することはできません。通常、作業は、非常にゆっくりとした放電を可能にする特殊な散逸テーブルマットの上で、イオン化装置の空気噴出の下で行われます。イオン化は距離とともに（ダクト内でも）急激に低下するため、空気イオン化がこの目的で使用されることはほとんどなく、実際のイオン化装置のすぐ近くにあるアイテムにのみ使用されます。

カリフォルニア大気資源局には、室内オゾン濃度の上限である0.050ppmを満たす空気清浄機（イオン発生装置付きのものが多い）の一覧ページがある。^[19]

• 除湿機
• 電気集塵機
• 加湿器
• ネブライザー
• マイナスイオン療法

• Fletcher, LA; Noakes, CJ ; Sleigh, PA ; Beggs, CB; Shepherd, SJ (2008 年 4 月 1 日)。「換気された室内の空気イオン挙動」( PDF)。屋内および建築環境。17 (2): 173–182。doi : 10.1177 /1420326X08089622。S2CID  108905562。

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• イオン空気清浄機とスモッグ
• マイナスイオン神話（アーカイブ）
• 「コロナ放電」装置は喘息を緩和しますか？
• NIOSH 生命または健康への即時の危険（オゾン）に関する文書