JP2009089922A

JP2009089922A - 空気清浄機

Info

Publication number: JP2009089922A
Application number: JP2007263930A
Authority: JP
Inventors: Takuji Kosugi; 拓治小杉
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2009-04-30

Abstract

【課題】空気の浄化に用いられるフィルター部位の交換を容易に行うことが可能であるとともに、使用済みのフィルター部位を容易に殺菌できる空気清浄機の提供。
【解決手段】吸気部及び排気部を備え、前記吸気部から前記排気部の間に形成される流路の側面にフィルター送り出し部及びフィルター巻取り部が配置され、該フィルター送り出し部と該フィルター巻取り部との間にある前記流路の側面に殺菌液槽が配置され、前記フィルター送り出し部と前記フィルター巻取り部とに保持されているフィルターは、前記流路を密閉する部位及び前記殺菌液槽中の部位を該フィルター送り出し部側からこの順に含む空気清浄機。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気清浄機に関する。より詳しくは、本発明は、フィルターを通過させることにより空気を浄化する空気清浄機において、空気の浄化に用いられるフィルター交換頻度を下げることが可能であるとともに、使用済みのフィルター部位を容易に殺菌できる空気清浄機に関する。

フィルターを通過させることにより空気を浄化する機構を有する空気清浄機においては、性能の維持のためフィルターの交換又は掃除、及び殺菌が重要である。特に、フィルターの掃除や交換の際に、フィルターに捕集されて増殖した雑菌がフィルターから周囲へ飛散し、不衛生な状態になり易く。特に、浮遊菌の中の芽胞菌と呼ばれる抵抗力の強い菌や、ウイルスまでも捕捉しうるフィルターを用いる場合においては掃除や交換の前に使用済みフィルターを効率よく殺菌できる手段が望まれる。また、フィルターとして有害物質の捕捉効率が高いフィルターを用いる場合などにおいては、捕集された塵埃に雑菌が付着して増殖しやすいため、頻度の高いフィルター交換が望まれる。

特許文献１においては、フィルターの殺菌のために紫外線を用いた空気清浄機として、紫外線を集塵フィルターへ効果的に照射でき、集塵フィルターの着脱が容易である空気清浄機が開示されている。この空気清浄機は、紫外線ランプの風下側に集塵フィルターを配設すると共に、この集塵フィルターを、紫外線ランプを本体ケースから取り外すことなく、集塵フィルターを通気方向と交差する方向へスライドさせて着脱可能な構成となっている。そのため、集塵フィルターに付着した雑菌を効率良く殺菌できると共に、紫外線ランプを取り外さずに集塵フィルターの着脱が可能でありフィルターの掃除や交換が容易である。

しかし特許文献１に記載の装置においては、集塵フィルターの殺菌用に常時照射されることになるため紫外線で劣化し易いフィルターを用いることができない。また、フィルターに捕捉されうる芽胞菌については紫外線のみでは、急速に殺菌することが困難である。
特許文献２においては、フィルターをロールツーロール方式にして、フィルターの交換回数を削減することが可能な空気清浄機が開示されている。しかし、フィルターを殺菌する方法については記載されていない。
特開2004-61078号公報特開2004-57932号公報

本発明の目的は、空気の浄化に用いられるフィルター部位の交換を容易に行うことが可能であるとともに、使用済みのフィルター部位を容易に殺菌できる空気清浄機を提供することである。

本発明者らは上記課題の解決のために鋭意研究を行い、ロールツーロール方式で送り出され巻き取られるフィルターの動きに着目して殺菌手段を設けることを着想し、この着想を基に本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は下記［１］〜［５］を提供するものである。

［１］吸気部及び排気部を備え、
前記吸気部から前記排気部の間に形成される流路の側面にフィルター送り出し部及びフィルター巻取り部が配置され、
該フィルター送り出し部と該フィルター巻取り部との間にある前記流路の側面に殺菌液槽が配置され、かつ、
前記フィルター送り出し部と前記フィルター巻取り部とに保持されているフィルターは、前記流路を密閉する部位及び前記殺菌液槽中の部位を該フィルター送り出し部側からこの順に含む
空気清浄機。
［２］前記フィルターが、前記殺菌液槽中の部位と前記フィルター巻取り部の間に前記流路を密閉する部位を含まない［１］に記載の空気清浄機。
［３］前記フィルターが、前記殺菌液槽中の部位と前記流路を密閉する部位との間に前記流路の側面に沿って配置される部位を含む［１］又は［２］に記載の空気清浄機。
［４］前記フィルターが抗体を担持した担体からなる抗体フィルターである［１］〜［３］のいずれか一項に記載の空気清浄機。
［５］前記担体が、公定水分率１％以上である［４］に記載の空気清浄機。

本発明により、空気の浄化に用いられるフィルター部位の交換を容易に行うことが可能であるとともに、使用済みのフィルター部位を容易に殺菌できる空気清浄機が提供される。本発明の空気清浄機は、フィルターとして、雑菌が付着して増殖しやすい抗体フィルター等が用いられる場合であっても、フィルターの安定性を維持しつつ容易にメンテナンスを行うことができる

本発明の空気清浄機の形状は特に限定されず、略長方体形状、略立方体形状、略円柱形状などが挙げられる。フィルター送り出し部とフィルター巻取り部とに保持されているフィルターを有効利用するために、略長方体形状又は略立方体形状であることが好ましい。空気清浄機は、内部に所定の空間を有し、該空間に後述の吸気部から排気部へと通過する空気の流路が形成される。

本発明の空気清浄機は吸気部及び排気部を備える。吸気部は空気清浄機内部に空気を取り込む部分であり、形状及び個数は特に限定されない。また、排気部は、空気清浄機外部に空気を送り出す部分であり、形状及び個数は特に限定されない。例えば、略長方体形状または略立方体形状の空気清浄機である場合、相対する２つの側面にそれぞれ吸気部および排気部を設ければよい。同様に、略円柱形状の場合は、円形状の相対する側面にそれぞれ吸気部および排気部を設ければよい。さらに、同一の側面の上部（又は右端部など）と下部（又は左端部など）に、吸気部および排気部を別々に設けることもできる。
なお、本明細書において、流路に対して吸気部側を上流側、排気部側を下流側という場合がある。

空気清浄機が、吸気部において空気清浄機内部に空気を取り込み、および排気部において空気清浄機外部に空気を送り出すようにする機構は特に限定されない。例えば、一定の空気の流れがある場所に空気清浄機を設置したり、気圧が異なる２つの部屋の境界に空気清浄機を設置したりしてもよい。また、例えば、吸気部から排気部の間に空気の流路を形成する手段として、空気清浄機が送風部を備えていてもよい。送風部としては、給気機能を有する送風部を用いてもよく、排気機能を有する送風部を用いてもよく、両方を用いてもよい。給気機能を有する送風部は上流側、排気機能を有する送風部は下流側に設ければよい。例えば排気機能を有する送風部を用いる場合、空気清浄機駆動時には、送風部が流路内部の空気を下流側の排気部から送り出すことで、上流側の吸気部から取り込んだ空気を下流側の排気部から送り出すといった空気の流路が形成される。排気機能を有する送風部の例としては、軸流ファンやプロペラファン、シロッコファンなどが挙げられる。シロッコファンは、円筒状の回転体の円周面に複数の小型の翼が設けられた構成を有し、小型化、軽量化に適し、また、駆動時に発生する音が小さいという利点がある。

本発明の空気清浄機においては前記吸気部から前記排気部の間に形成される流路の側面にフィルター送り出し部及びフィルター巻取り部が配置される。フィルター送り出し部及びフィルター巻取り部は、該フィルター送り出し部とフィルター巻取り部とに保持されているフィルターが、前記流路を密閉する部位及び前記殺菌液槽中の部位を該フィルター送り出し部側からこの順に含むことができるように配置されている限り、流路に対して、同一側の側面に配置されていても互いに反対側の側面に配置されていてもよいが、互いに反対側の側面に配置されていることが好ましい。なお、本明細書において「流路の側面に配置される」とは空気清浄機の外部（空気清浄機本体の外側）側面に配置されていることおよび、空気清浄機の内部（空気清浄機本体の内側、流路内）に配置されていることを含むが、空気清浄機の外部に配置されていることが好ましい。また、フィルター送り出し部及びフィルター巻取り部の流路方向における順序は特に限定されず、吸気部、フィルター送り出し部、フィルター巻取り部、排気部の順となっていてもよく、吸気部、フィルター巻取り部、フィルター送り出し部、排気部の順となっていてもよい。

本発明の好ましい態様の一例の概略図を図１に示す。図１においてはフィルター送り出し部及びフィルター巻取り部が互いに反対側の側面（空気清浄機の外部）に配置されている。
フィルター送り出し部とフィルター巻取り部とに保持されているフィルターは、通常、フィルター送り出し部においてロール状のフィルターとして取り付けられ、端部を引き出して、前記流路を密閉したのち、前記殺菌液槽中の部位を通って、フィルター巻取り部で巻き取られるように空気清浄機本体に設置される。前記フィルターは図１に示されるように前記流路を密閉する部位と前記流路の側面に沿って配置される部位と殺菌液槽中の部位とをこの順に有することも好ましい。

フィルター送り出し部とフィルター巻取り部とに保持されているフィルターが、前記流路を密閉する部位、前記流路の側面に沿って配置される部位、及び前記殺菌液槽中の部位を該フィルター送り出し部側からこの順に含むことができるように、フィルターが流路を密閉する部位の流路側面や、殺菌液槽の両端（フィルターの入り口及び出口）には、フィルターのガイドが配置されていてもよい。ガイドとしてはゴムーローラー、スポンジローラー、樹脂ローラーなどを用いることができる。
フィルター送り出し部とフィルター巻取り部とに保持されているフィルターにおいて、流路を密閉する部位は１つであっても２つ以上であってもよい。前記殺菌液槽中の部位と前記フィルター巻取り部の間に流路を密閉する部位を含まないことが好ましい。

なお本明細書において密閉とは、吸気部から取り込まれた空気の全てが通過して排気部へと向かう状態を意味し、具体的にはフィルターと空気清浄機本体が密着して両者の間に視覚的に確認できるよう隙間を生じせしめないことを意味する。すなわち、本明細書において密閉とは、所謂、気密を意味するものではなく、フィルターには気体が通過しうるものとする。

フィルター送り出し部は、ガイドを経由してフィルター巻取り部に巻き取られればよい。送り出し部と巻取り部の間、または、巻取り部に駆動手段を設け、フィルターを引っ張る力により駆動させてもよい。フィルターの形状は平面状でもよく、プリーツ状としてもよい。プリーツ状の場合は、送り出し部は折りたためられた形状であるが、巻取り張力の調節により、ロール状に巻き取られてもよい。

殺菌液槽としては、消毒液が入った専用ボトルを出し入れする構造となっており、薬液に触れずに交換できるカセットボトル方式の槽を用いることができる。殺菌液槽は空気清浄機のいずれの位置に配置されていてもよいが、上部、または、下部であることが好ましい。殺菌液槽における殺菌液として、高水準消毒液に分類される消毒液を用いることによって、フィルターに芽胞菌が捕捉された場合であっても、効率のよいフィルター殺菌が可能である。高水準消毒液とは、芽胞が多数存在する場合を除き、すべての微生物を死滅させることが可能な消毒液として分類される消毒液であり、例としては、グルタラール、フタラール、過酢酸等があげられる。
本発明の空気清浄機において、フィルターの殺菌処理はフィルターを巻き取る行為によって任意のタイミングで行うことができる。フィルター送り出し部及びフィルター巻取り部に保持されているフィルターは、使用後は、巻き取られた形態で廃却すればよい。本発明の空気清浄機においては、雑菌を殺菌した後巻き取るため、使用済みフィルターが巻き取られた状態で保存されても菌の増殖がなく衛生的である。

フィルター送り出し部とフィルター巻取り部とに保持されているフィルターとしては、特に限定されないが、有害物質の捕捉率が高いフィルターを用いることができる。このようなフィルターにおいて高頻度のフィルター交換や効率のよい殺菌が望まれるからである。このようなフィルターとしては特に限定されないが、抗体を担持した担体からなる抗体フィルターなどが挙げられる。特に公定水分率１％以上である担体を用いた抗体フィルターにおける抗体の機能の最適化には適しているが雑菌が繁殖しやすいため、上記フィルターとして適している。

抗体フィルターにおける担体としては、特に限定されないが、繊維が好ましい。繊維としては、セルロースエステル、ビニロン、アクリル系、ポリウレタンのうち少なくとも１種類を主成分とする繊維が好ましい。また、ポリアミドを主成分とする繊維も好ましい。主成分とは、全繊維中の質量分率にして２５％以上を構成する成分であることを示す

セルロースエステルとは、セルロースの水酸基を有機酸でエステル化されているセルロース誘導体を指す。エステル化に用いる有機酸は、例えば酢酸・プロピオン酸・酪酸などの脂肪カルボン酸、安息香酸・サリチル酸などの芳香族カルボン酸などがある。単独もしくは併用したものであってもよい。セルロースの水酸基のエステル基置換率について特に制限はないが、６０％以上であることが好ましい。

抗体フィルターにおいて担体として用いられる繊維の群のなかでは、セルロースアシレート繊維が望ましい。セルロースアシレートは、セルロースの水酸基を構成する水素原子の一部または全部がアシル基で置換されているセルロースエステルを指す。アシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、およびブチリル基など挙げられる。これらの基は1種のみが置換されて構成されていてもよいし、２種以上のアシル基が混合置換されていてもよい。アシル基置換度の総和は、好ましくは２．２〜３．０であり、より好ましくは２．２〜２．８であり、特に好ましくは２．２〜２．７である。なかでも、この置換度を満たすセルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、又はセルロースアセテートブチレートのいずれかであることが好ましく、セルロースアセテートであることが最も好ましい。一般にセルロースアシレートは、エステル化度によって溶剤が異なることが知られているが、あらかじめエステル化率の高いセルロースアシレートで担体を作製したのちに、アルカリ加水分解処理等を行って表面を親水化してもよい。

セルロースアシレート繊維のみでも十分に実用的な有害物質除去材料を形成することが可能であるが、強度や寸度安定性をさらに向上させる等の目的で、ポリエステル系繊維・ポリオレフィン系繊維・ポリアミド系繊維・アクリル系繊維等との混紡繊維により担体を形成してもよい。混紡繊維を用いる場合には、セルロースアシレート繊維の質量分率は５０％以上であることが望ましく、７０％以上であることがさらに望ましい。

抗体フィルターにおいて担体として用いられる繊維の群のなかでは、ポリアミド繊維であることも望ましい。

本明細書においてポリアミドとは、化学構造単位が主としてアミド結合で結合されている線状高分子からなる繊維を指す。
ポリアミドの中でも、エチレンジアミン、１−メチルエチレンジアミン、１，３−プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミンと、マロン酸、コハク酸、アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸との結合体である直鎖型脂肪族ポリアミドが好ましい。特に、ナイロン６６が好ましい。

前記のジアミンおよびジカルボン酸以外にも、ε−カプロラクタムやラウロラクタム等のラクタム類、アミノカプロン酸、アミノウンデカン酸等のアミノカルボン酸類、パラ−アミノメチル安息香酸等を単独または共重合成分として用いた脂肪族ポリアミドを用いることもできる。特に、ε−カプロラクタムの単独使用で製造されるナイロン６が好ましい。

これらの他に、原料の脂肪族ジアミンとして一部または全部をシクロヘキサンジアミン、１，３−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、１、４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサンなどの脂環族ジアミンを用いた脂肪族ポリアミド、および／または、ジカルボン酸として一部または全部を１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカルボン酸を用いた脂肪族ポリアミドであってもよい。

更に、脂肪族パラキシリレンジアミン（ＰＸＤＡ）やメタキシリレンジアミン（ＭＸＤＡ）などの芳香族ジアミン、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸を部分的な原料として用いて、吸水性の低減や弾性率向上を実現したポリアミドも含まれる。また、ポリアクリル酸アミド、ポリ（Ｎ−メチルアクリル酸アミド）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリル酸アミド）などのような側鎖にアミド結合を有するポリマーであってもよい。

ポリアミドの中で最も望ましいのは、ナイロン６６またはナイロン６である。アミド結合に由来する適度な吸湿性、適度な長さの長鎖脂肪酸からなる分子鎖を繊維軸配向させやすく比較的延伸性が高いこと、融解熱が高く熱容量が大きいことから動力学的にも速度論的にも溶融しにくい（耐溶融性）、長鎖脂肪鎖からなる分子鎖の可とう性や、アミド結合間の水素結合形成のためにフィブリル化やキンクバンドが生じにくい性質、すなわち繰返し屈伸性など、担体として好ましい性能を活用することができるためである。

同様に強度や寸度安定性を向上させる目的で、担体を金属・高分子材料・セラミックス等の他の適切な構造材料により補強してもよい。これらの補強材は、有害物質除去材料を供給する側面の実質的な最表面以外の部分（例えば、該側面の反対面や芯材に用いる等）に用いることが望ましい。

本明細書において、ビニロンとは、ビニルアルコール単位を６５質量％以上含む線状高分子からなり、温度２０℃湿度６５％の環境に１週間以上放置した後の水分率が７％以下である繊維を指す。ビニルアルコールの水酸基をホルマール化したものであってもよいが、水酸基をホウ酸架橋したポリマーや、公知のアルカリ紡糸法や冷却ゲル紡糸法などの方法により耐水化処理が施された非ホルマール化繊維であってもよい。ビニルアルコール単位以外の成分としてはエチレン鎖、酢酸ビニル鎖などが含まれていてもよいが、ビニルアルコール担体から形成される繊維であることが好ましい。さらに、均質で高配向度・高結晶化度であるために、優れた機械的特性と信頼性が得られるという点で、冷却ゲル紡糸による非ホルマール化繊維であることが最も望ましい。

ビニロンは一般に、他の繊維に対して、高強度、高弾性率、適度な親水性、耐候性、耐薬品性、接着性などに優れており、担体としてこれらの好ましい性能を活用することができる。

本明細書において、アクリル系とは、アクリロニトリル基の繰返し単位が質量比で４０％以上含む繊維を指し、例えば、アクリロニトリルのホモポリマーや、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、酢酸ビニルなどの非イオン性モノマーとアクリルニトリルのコポリマー、ビニルベンゼンするスルホン酸、アリルスルホン酸などのアニオン性モノマーとアクリロニトリルのコポリマー、あるいは、ビニルピリジン、メチルビニルピリジンなどのカチオン性モノマーとアクリロニトリルのコポリマーなどの例がある。アクリロニトリルとミルクカゼインのから形成されるいわゆるプロミックス繊維も本カテゴリーに包含される。

アクリル系の繊維は一般に、有機系湿式紡糸法で製造することが多い。この方法では、紡糸原液が凝固浴中で凝固糸を形成するときに、凝固剤である水がノズルより紡出される紡糸原液中に浸入する一方で、紡糸溶剤が紡出した原液から外部に拡散し、このとき、水と有機溶剤（ＤＭＦ、ＤＭＡｃなど）が相互拡散することで重合体が析出して無数の空洞が網目状につながった構造をもつ凝固糸条が形成される。また、凝固過程で溶剤が凝固浴中に拡散することによる体積収縮により形成される繊維断面の変形や表面のマクロフィブリル構造形成による凹凸形成が特徴である。これらの微細構造は本発明で使用する担体の構造としては、非表面積向上や抗体担持のし易さの点で好ましい。

本発明で用いるアクリル系繊維は、原料ポリマーの組成や紡糸法、製造工程内の後処理条件などにより変動するが、一般に、適度な親水性、耐候性が高い、かさ高い繊維が得られやすいという利点がある。

本発明で用いるポリウレタンは、単量体相互の結合部分または基本となる基材重合体相互の結合部分が主としてウレタン結合による線状合成高分子からなる繊維を指す。ポリウレタンセグメントを質量比で８５％以上含むことが望ましい。低融点で柔らかい分子量数千までのソフトセグメントと、剛直性で凝集力の高い高融点のハードセグメントからなるセグメント化ポリウレタンのブロック共重合であることが望ましい。ソフトセグメントとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリエーテル、ハードセグメントとしては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、m-キシレンジイソシアネートなどで形成されるウレタン基を用いることができる。ポリウレタンは一般に高い弾性を示すのが特徴で、両セグメントの化学構造や分布など高分子鎖の一時構造の違いや、製糸条件の違いなどからくる二次構造の違いによって異なるが、よく伸びる、伸縮回復力が高い、ゴム材料に比べて老化しにくい・細い繊維が得られるなどの特徴があり、担体として用いた場合にもこれらの性質を活用することができる。

また、本発明で用いる担体を構成する繊維の２０℃の水に対する体積膨潤度は１．１％以上１０％未満であり、好ましくは１．１％以上８％未満であり、特に好ましくは１．１％以上６％未満であり、最も好ましくは１．１％以上５％未満である。なお、本発明における２０℃の水に対する繊維の体積膨潤度とは、乾燥繊維を２０℃の純水に１時間浸漬する前後の繊維の密度を密度勾配管法（ＪＩＳ−Ｋ７１１２）にて求めた体積膨潤度をさす。

担体を構成する繊維の機械的物性ならびに寸法安定性については、乾燥時伸度が２５％以上であることが望ましい。ここで乾燥時伸度とは、十分に長い時間かけて乾燥した繊維の２０℃における引張試験における破断伸度をさす。一般に乾燥時伸度が１０％以上で製布等の加工に適することが、フィルター加工及び実用時の破壊（ろ過効率の低下につながる）を防止するには２５％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、３５％以上であることが最も好ましい。

担体を構成する繊維の公定水分率は、１．０％以上７．０％未満であることが好ましく、３．０％以上６．５％未満であることがより好ましく、５．０％以上６．５％未満であることが最も好ましい。本領域の公定水分率において、担持した抗体の活性の発現と、担体の機械的強度、剛性、環境（特に湿度）に対する寸法安定性が得られ、ひいてはフィルターとしての高い性能と信頼性を示すことができる。

なお、ここで言う水分率とは公定水分率のことであり、公定水分率とは繊維を２０℃、相対湿度６５％の環境下に長時間放置したときに繊維に含まれる水分率のことを指す。また、他の繊維との混紡繊維の場合にはその混紡繊維全体の公定水分率を指すものとする。

担体を構成する繊維の表面は、数十ナノメートルから数マイクロメートルスケールの微細な凹凸構造を有することが好ましい。凹凸の形状は、繊維方向と平行方向に形成された溝状あるいは筋状の立体形状であってもよいし、繊維方向と垂直すなわち軸に対して同心円状に形成された溝状あるいは筋状の立体形状であってもよく、これらの立体形状は繊維方向と平行方向から垂直方向迄の任意の角度で形成されたものが任意の比率、密度で存在してもよい。公知のセルロースアセテート繊維の紡糸法で得られる試料には、表層のスキン層形成と溶剤乾燥に伴うスキン層の陥没により、繊維断面が不定形の菊型を形成することが知られているが、この凹凸は本発明においても好ましい形態である。

ナノメートルからマイクロメートルスケールの微細な凹凸構造は、空孔状および／または突起状であってもよい。平均径にして５０ｎｍから１μｍの空孔または突起であることが望ましい。これらの空孔や突起は、例えば溶液のキャビテーションや微細分散質を分散させた溶液（例えば硫酸バリウム粒子を分散させたスラリーとの混合）を利用するなどの方法により紡糸工程で形成させたり、アシル基の加水分解や表面酸化処理など方法（例えばアルカリ水溶液により繊維表面をセルロース化したのち、酵素処理により繊維表面にミクロクレーターを発現させたりするなど）により後工程によって形成させたりすることができる。

抗体フィルターにおいて担体として用いられる繊維の平均繊維径は、５０μｍ以下であることが望ましく、１０μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以下であることが特に好ましく、１００ｎｍ以下であることが最も好ましい。なお、本明細書において平均繊維径は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の観察画像から任意の３００箇所における繊維中の直径を測定し、それを算術平均することによって求めた数値である。

抗体フィルターにおいて担体として用いられる繊維の作製法としては、溶融紡糸、湿式紡糸、乾式紡糸、湿乾式紡糸など一般的な製造法や、物理的処理（例えば超高圧ホモジナイザーによる強力な機械的せん断処理）によって繊維を微細化する方法などが挙げられるが、安定な品質を確保するためには、乾式紡糸もしくは湿乾式紡糸法を用いることが好ましい。平均繊維径が１００ｎｍ以下で均一な繊維を作製するためには、さらに加工技術、2005年、40巻、No.2、101頁、および167頁；Polymer International誌、1995年、36巻、195〜201頁；Polymer Preprints誌、2000年、41(2)号、1193頁；Journal of Macromolecular Science : Physics誌、1997年、B36、169頁などに開示されている電界紡糸法を採用することが好ましい。

紡糸に用いる溶媒としては、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタンなどの塩素系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド系溶媒、アセトン、エチルメチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、ＴＨＦ、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール系溶媒、水など、合成樹脂繊維に用いられる樹脂を溶解するものであれば何でも用いることができる。これらの溶媒は単独で用いてもよいし、複数種混合して用いてもよい。

電界紡糸法を採用する場合には樹脂溶液に、さらに塩化リチウム、臭化リチウム、塩化カリウム、塩化ナトリウムなどの塩を添加してもよい。

抗体フィルターの担体を構成する繊維同士は部分的に接着することにより三次元ネットワークを形成している構造をもつことが望ましい。かような構造をとることにより、加工ならびに実用上の機械的耐性の向上、ひいては有害物質除去材の信頼性をあげることができる。また抗体の保持特性を上げることができる。繊維同士の接着は
ＳＥＭ等の方法で観察することができる。繊維同士の接着点の密度は、該有害物質除去材の投影表面積に対して１ｍｍ角辺り１０箇所以上存在することが好ましく、１００箇所以上であることがより好ましい。

接着点を形成する方法としては、乾式紡糸法で形成される癒着や溶融紡糸法で形成される融着点で形成してもよいし、紡糸後に加熱や、接着剤・可塑化溶剤等の添加による接着点形成処理を行ってもよい。製造コストの観点では適切な溶液処方により乾式紡糸法で癒着点を形成させることが好ましい。

抗体フィルターに用いられる抗体は、特定の有害物質（抗原）に対して特異的に反応（抗原抗体反応）するタンパク質であり、分子サイズが７〜８ｎｍであって、Ｙ字状の分子形態を有する。抗体のＹ字状分子構造のうち、一対の枝部分をＦａｂ、幹部分をＦｃといい、これらのうち、Ｆａｂの部分で有害物質を捕捉する。

前記抗体の種類は、捕捉しうる有害物質の種類に対応する。抗体により捕捉される有害物質としては、例えば、細菌、カビ、ウイルス、アレルゲン及びマイコプラズマを挙げることができる。具体的には、細菌としては、例えば、グラム陽性菌であるブドウ球菌属（黄色ブドウ球菌や表皮ブドウ球菌）、ミクロコッカス菌、炭疽菌、セレウス菌、枯草菌、アクネ菌などや、グラム陰性菌である緑膿菌、セラチア菌、セパシア菌、肺炎球菌、レジオネラ菌、結核菌などを挙げることができる。カビとしては、例えば、アスペルギルス、ペニシリウス、クラドスポリウムなどを挙げることができる。ウイルスとしては、インフルエンザウイルス、コロナウイルス（ＳＡＲＳウイルス）、アデノウイルス、ライノウイルスなどを挙げることができる。アレルゲンとしては、花粉、ダニアレルゲン、ネコアレルゲンなどを挙げることができる。

前記抗体の製造方法としては、例えば、ヤギ、ウマ、ヒツジ、ウサギ等の動物に抗原を投与し、その血液からポリクローナル抗体を精製する方法、抗原を投与した動物の脾臓細胞と培養癌細胞とを細胞融合し、その培養液または融合細胞を植え込んだ動物の体液（腹水等）からモノクローナル抗体を精製する方法、抗体産生遺伝子を導入した遺伝子組み換え細菌、植物細胞、動物細胞の培養液から抗体を精製する方法、ニワトリに抗原を投与して免疫卵を産ませ、卵黄液を殺菌及び噴霧乾燥して得た卵黄粉末から鶏卵抗体を精製する方法を挙げることができる。これらのうちでも、鶏卵から抗体を得る方法は、容易にかつ大量に抗体が得られ、有害物質除去材の低コスト化を図ることができる。

抗体フィルターに用いられる抗体は鶏卵抗体であることが好ましい。

前記担体に抗体を担持する（固定化する）方法としては、担体をγ−アミノプロピルトリエトキシシランなどを用いてシラン化した後、グルタールアルデヒドなどで担体表面にアルデヒド基を導入し、アルデヒド基と抗体とを共有結合させる方法、未処理の担体を抗体の水溶液中に浸漬してイオン結合により抗体を担体に固定化する方法、特定の官能基を有する担体にアルデヒド基を導入し、アルデヒド基と抗体とを共有結合させる方法、特定の官能基を有する担体に抗体をイオン結合させる方法、特定の官能基を有するポリマーで担体をコーティングした後にアルデヒド基を導入し、アルデヒド基と抗体とを共有結合させる方法をあげることができる。

ここで、前記の特定の官能基としては、ＮＨＲ基（ＲはＨ以外のメチル、エチル、プロピル、ブチルのうちいずれかのアルキル基）、ＮＨ₂基、Ｃ₆Ｈ₅ＮＨ₂基、ＣＨＯ基、ＣＯＯＨ基、ＯＨ基を挙げることができる。

また、前記担体表面の官能基を、ＢＭＰＡ（N-β-Maleimidopropionic acid）などを用いて他の官能基に変換した後、その官能基と抗体とを共有結合させる方法もある（ＢＭＰＡではＳＨ基がＣＯＯＨ基に変換される）。

更に、前記抗体のＦｃの部分に選択的に結合する分子（Ｆｃレセプター、プロテインＡ／Ｇなど）を担体表面に導入し、それに抗体のＦｃを結合させる方法もある。この場合、有害物質を捕捉するＦａｂが担体に対して外向きになり、Ｆａｂへの有害物質の接触確率が高くなるので、効率よく有害物質を捕捉することができる。

前記抗体は、リンカーを介して担体に担持されていてもよい。この場合、担体上での抗体の自由度が高くなり、有害物質への接近が容易となるので、高い除去性能を得ることができる。リンカーとしては、二価以上のクロスリンク試薬を挙げることができ、具体的にはマレイミド、ＮＨＳ（N-Hydroxysuccinimidyl）エステル、イミドエステル、ＥＤＣ（1-Ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimido）、ＰＭＰＩ（N-[p-Maleimidophenyl]isocyanate）があり、標的官能基（ＳＨ基、ＮＨ₂基、ＣＯＯＨ基、ＯＨ基）に選択的なものと非選択的なものとがある。また、クロスリンク間の距離（スペースアーム）もクロスリンク試薬ごとに異なっており、目的の抗体に応じて０．１ｎｍ〜３．５ｎｍ程度の範囲で選択することができる。有害物質を効率的に捕捉するという観点からは、リンカーとして抗体のＦｃに結合するものが好ましい。
リンカーを導入する方法としては、抗体にリンカーを結合させておき、それを更に抗体に結合する方法、担体にリンカーを結合させておき、担体上のリンカーに抗体を結合させる方法のいずれも可能である。

本発明の空気清浄機はフィルター送り出し部とフィルター巻取り部とに保持されているフィルター以外に、さらに１又は２以上の別のフィルターを有していてもよい。例えば、吸気部と、該フィルター送り出し部とフィルター巻取り部とに保持されているフィルターとの間に、別のフィルターが配置されていてもよい。別のフィルターは取りはずし可能であることが好ましい。

上記部位に配置される別のフィルターとしては比較的大きなごみ及び塵を除去するプレフィルター機能を有するフィルターが好ましい。このフィルターは例えば、不織布などであればよい。この別のフィルターとしては不織布などに光触媒が担持された光触媒フィルターを用いることも好ましい。

光触媒フィルターは、例えば不織布等のような多孔質の繊維層と、不活性チタン層と、不活性チタン層上に活性チタン層とを有するものであればよい。
光触媒としては、主に、酸化チタン（ＴｉＯ₂）を主体として使用すればよい。この他光触媒としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化セリウム（Ｃｅ₂Ｏ₃）、酸化テルビウム（Ｔｂ₂Ｏ₃）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化エルピウム（Ｅｒ₂Ｏ₃）、タンタル酸カリウム（ＫＴａＯ₃）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、および［Ｒｕ（ｂｐｙ）３］２＋やＣｏ錯体等を使用することもできる。なお、活性酸化チタンとしては、アナターゼ結晶の微粒子を用いることが望ましい。
光触媒フィルターの繊維層としては、目付けが100ｇ／ｍ²〜300ｇ／ｍ²のものであって、圧力損失が標準風速２．５ｍ／ｓでの初期圧力損失が、２０〜９０Ｐａのものを用いることが好ましい。
別のフィルターは流路を密閉するために流路の断面積と略等しい面積を有することが好ましい。また、フィルター面が流路を流れる空気の流れに対して垂直になるように配置されることが好ましい。

本発明の空気清浄機において、光触媒フィルターが用いられる場合などには、紫外線光源を設けてもよい。紫外線光源によって、フィルター殺菌とともに、光触媒フィルターが用いられる場合において光触媒フィルターの活性化が可能である。従って、紫外線光源は、光触媒フィルターの近傍に設けられることが好ましい。紫外線光源は、例えば光触媒が反応する波長である３００ｎｍ〜４２０ｎｍ程度の紫外線を発光するものであればよい。殺菌の観点からは、２５４ｎｍ程度の紫外線を発光するものも好ましい。紫外線光源としては、蛍光灯、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、またはその他の紫外線照射装置を用いることができる。

また、本発明の空気清浄機には、紫外線光源や送風部に電気を供給する電源回路、モータ制御部、紫外線光源の電圧を変換可能な変圧器などが設けられていてもよい。また、ケース側面に、電源スイッチ、送風部から送風される空気の流量を調整する風量調節部などが設けられていてもよい。

また、本発明の空気清浄機は、雰囲気中の有機物質の量を検出するセンサ部を有していてもよい。該センサ部で検出する臭気としては、例えば、人体からの体臭や口臭、アルコール物質や、愛玩動物の糞尿から生じた有機物質などが上げられる。また、センサ部は、臭気に限定されず、例えば、ダニなどのハウスダスト、塵埃、花粉を検出することもできる。さらに紫外線光源と送風部との少なくとも一方に信号の入出力が可能な状態で接続された駆動制御部とを設け、センサ部での検出信号を駆動制御部に出力する。駆動制御部は、有機物質の検出信号に基づいて紫外線光源と送風部との少なくとも一方を制御することができる。紫外線光源を制御する場合には、照射する光の量や、光を照射する時間を制御することができる。また、紫外線光源の点灯を間欠運転に設定することや、紫外線光源からの照射を終了するタイマー機能を有していてもよい。送風部を制御する場合には、送風する空気の量や、送風する時間を制御することができる。また、本発明の空気清浄機は、送風部の駆動を間欠運転に設定することや、送風を終了するタイマー機能を有していてもよい。

本発明にかかる空気清浄機は、病院、学校、幼稚園、公共施設、待合室、飛行機、電車などの室内に設置することができる。例えば、病院の床頭台に設置することができる。また、空調システムに取り付けて使用することも可能である。
また、本発明にかかる空気清浄機は、有機物質の消臭などの機能とともに、マイナスイオンや除菌イオン、オゾンを発生、供給する機能を兼ね備えていてもよい。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例は本発明の趣旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の具体例に制限されるものではない。

＜空気清浄装置例＞
図１に示す概略図で表される空気清浄装置を使用した。フィルター送り出し部には、抗体フィルターを設置した。殺菌液槽３は本体の下部に設置し、巻き取り部側の出口にスクイズローラーを設置して、消毒液をスクイズ後、巻き取り部に巻き取られる機構とした。消毒時間は５分となるように設定した。

＜抗体フィルター作製＞
厚さ０．５ｍｍのナイロンメッシュ状に下記の通り不織布を作製した。
セルロースアセテートプロピオネート（アルドリッチ製、プロピオネート置換度２．１、アセテート置換度、０．２、数平均分子量２．５万）溶液（２５質量％）を６０℃に加温し、直径０．１ｍｍのノズルから、紡速５００ｍ／ｍの速度で空気とともに噴出させ不織布を形成し膜厚８５μｍの不織布Ｎ−１を得た。紡糸筒はヒーターで１００℃に加温した。不織布を得た。ＳＥＭで平均繊維径を測定したところ、１２μｍであった。

＜抗体の固定＞
抗原を投与したニワトリが産んだ免疫卵を精製して作製したインフルエンザウイルス抗体（IｇＹ抗体）をリン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）に溶解させ、抗体濃度１００ｐｐｍになるように調製した。調製した液に前記サンプルを室温で１６〜２４時間浸漬させ、繊維表面に抗体を付与させた。

＜雑菌増殖度合いの評価＞
上記で抗体を付与させたフィルターサンプルを５ｃｍ角に切り、供試菌（大腸菌）噴霧試験装置の中央に取り付け固定した。供試菌(大腸菌)を噴霧した後、フィルターに捕集された菌を培養し、菌液を洗い出し生菌数を測定した。
同様の実験を実施したのち、過酢酸溶液０．３％（アセサイド実溶液）に5分つけたのち、生菌数を測定した。
過酢酸処理を施さなかったフィルターの菌数は、1.7x10⁴個に対して、本発明空気清浄機と同等な時間、過酢酸処理を施したサンプルの菌数は、＜10個であった。

本発明の空気清浄機の一例の概略を示す図である。

符号の説明

１．フィルター送り出し部
２．フィルター巻取り部
３．殺菌液槽
４．送風部（排気ファン）
５．ガイド
６．空気の流れ

Claims

吸気部及び排気部を備え、
前記吸気部から前記排気部の間に形成される流路の側面にフィルター送り出し部及びフィルター巻取り部が配置され、
該フィルター送り出し部と該フィルター巻取り部との間にある前記流路の側面に殺菌液槽が配置され、かつ、
前記フィルター送り出し部と前記フィルター巻取り部とに保持されているフィルターは、前記流路を密閉する部位及び前記殺菌液槽中の部位を該フィルター送り出し部側からこの順に含む
空気清浄機。
前記フィルターが、前記殺菌液槽中の部位と前記フィルター巻取り部の間に前記流路を密閉する部位を含まない請求項１に記載の空気清浄機。
前記フィルターが、前記殺菌液槽中の部位と前記流路を密閉する部位との間に前記流路の側面に沿って配置される部位を含む請求項１又は２に記載の空気清浄機。
前記フィルターが抗体を担持した担体からなる抗体フィルターである請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気清浄機。
前記担体が、公定水分率１％以上である請求項４に記載の空気清浄機。