JP2013533802A - 殺菌フィルタ、および該フィルタを組み込むろ過カートリッジ - Google Patents

Abstract

本発明は、空気処理のための殺菌フィルタ（１００）であって、それを通過することができる気流の流れの割り当てられた方向（Ａ）にフィルタ層およびＨＥＰＡフィルタを含む殺菌フィルタ（１００）に関連する。本発明によると、フィルタ層（１１０）は殺細菌および／または殺真菌剤を含み、ＨＥＰＡフィルタ（（１３０）はプリーツがあり、かつ、下流に配置される第二のプリーツ付きフィルタ層（１５０）に対してプリーツの相互接触を防ぐように取り付けられる第二。含浸層およびＨＥＰＡフィルタの働きの組み合わせは、接触によって細菌フィルタ中に侵入する全ての生物粒子を抑制または死滅させる。ＨＥＰＡフィルタは、ろ過性能が段階的にのみ劣化するように、そのプリーツ形状において安定した取り付けで第二フィルタ層に対して保持される。

Description

本発明は、空気を処理するための殺菌フィルタ、および該フィルタを組み込むろ過カートリッジに関する。

クリーンルームおよび病院用のフィルタは、文献ＵＳ−Ｂ−４ ３２３ ３７４を読むことによって知られている。フィルタは、好適な構成においては、フィルタ層が配置される場所の下流における静電的性質を有するポリプロピレン繊維によって製作されるジグザグ状に適合されたＨＥＰＡフィルタからなる。上流ＨＥＰＡ層は、０．３マイクロメートルより小さいサイズの微粒子および細菌を保持する。下流層は、０．１１１マイクロメートルより小さいサイズの微粒子を大量に保持する。プリーツ付き素子のプリーツの間には、その壁を分離するセパレータが配置される。提案される利点は、高効率および低汚損である。

しかし、ＨＥＰＡフィルタによって捕らわれた生物粒子は生存し続け、特にフィルタ交換作業中に空気を汚染する可能性があるため、この業務を行う人間は、健康上の危険に曝される。さらには、セパレータはプリーツ付き素子の崩壊を防ぐために、プリーツのくぼみ中に配置されなくてはならない。

そのため本発明の目的は、殺菌フィルタ、ならびに交換中およびやがて廃棄物として処理される際に無害であり、また長期間にわたり安定性を保ちコストの低い構造のフィルタを組み込むカートリッジを提案することにある。

そのため空気処理のために、殺菌フィルタを通過するおそれのある気流の流れの割り当てられた方向にフィルタ層およびＨＥＰＡフィルタを備える型の殺菌フィルタが提案され、本発明によるとフィルタ層は、殺細菌(bactericidal)および／または殺真菌(fungicidal)剤を含み、またＨＥＰＡフィルタはプリーツがあり、且つ下流に配置される第二のプリーツ付き第二フィルタ層に対してプリーツの相互接触を防ぐように取り付けられる。

含浸層（impregnated layer）およびＨＥＰＡフィルタの働きの組み合わせは、接触によって殺菌フィルタに入る全ての生物粒子を抑制または死滅させる。

ＨＥＰＡフィルタは、ろ過性能が段階的にのみ変化するように、そのプリーツ形状で安定した態様にて第二のフィルタ層に対して取り付けられ続ける。

本発明の付加的特徴によると、第一のフィルタ層はプリーツ状であり、ＨＥＰＡフィルタは、前記二つのフィルタ層の間にプリーツ形状で保持されている。

含浸フィルタは、ＨＥＰＡフィルタに対して並置されるため、ＨＥＰＡフィルタ上に保持される生物粒子を抑制または死滅させるために殺細菌および／あるいは殺真菌剤が含浸層とＨＥＰＡフィルタを分離するギャップにおいてＨＥＰＡフィルタまで拡散することもできるため、含浸層の働きの有効性が増加する。さらには、ＨＥＰＡフィルタは、使用中に変形することがないようにそしてフィルタに対して予測可能な性能の経時変化をもたらすように、二つのフィルタ層の間に少なくとも局所的に挿入される。

本発明の付加的特徴によると、第１のフィルタ層の高さ（ｈ）は、殺菌フィルタの高さ（Ｈ）の２０％から５０％の間である。

殺菌フィルタの耐用年数は、ＨＥＰＡフィルタの崩壊を防ぐことによって増加する。さらには、フィルタ汚損における変化も比較的低いままとなる。

本発明の付加的特徴によると、殺菌フィルタは下流に置かれた支持層を備え、支持層は抗ＶＯＣ（揮発性有機化合物）処理の効果を得ている。

フィルタは、ほとんどすべての揮発性化学分子をも捕獲する。

本発明の付加的特徴によると、第一層と第二層は、イオン／銀粒子が注入されたポリプロピレン繊維を組み込む。

ポリプロピレン繊維を３次元媒介物(three-dimensional medium)の形状とし、これによって優れたフィルタリング能力が有される。イオン／銀粒子は、生物粒子に対して破壊作用を有する。

本発明は、そのような殺菌フィルタを組み込むフィルタカートリッジをも含める。

本発明の付加的特徴によると、フィルタカートリッジは円筒型のものである。

本発明の付加的特徴によると、フィルタカートリッジは角柱型のものである。

上記発明の特徴、並びにその他の特徴は、下記例示的実施形態の記載を読みことによってより明確に浮かび上がり、該記載は、付随図面に関連して示される。
図１は、発明に従い円筒型のフィルタカートリッジの透視図を示す。 図２は、発明に従い角柱型のフィルタカートリッジの透視図を示す。 図３は、発明に従い角柱型のフィルタカートリッジ用の殺菌フィルタの断面図を示す。

図１および図２に表されるフィルタカートリッジＦは、空気中に浮遊する塵挨から空気を清浄するため、また同時に細菌、病原菌、微生物やウイルスなどのより小さいサイズの病原粒子を保持するために空気処理回路中に設置されることを目的としている。フィルタカートリッジＦは、揮発性薬品分子の保持および消滅にも有効である。

フィルタカートリッジＦの利用は、航空機の客室内、車両内および医用室内におけるろ過の分野、住居における調節機械換気の分野および概括的には、細菌または化学汚染されていない空気を必要とするすべての活動分野に及ぶ。

フィルタカートリッジＦは、現行の基準原理に従って接続することができるように、図１中および参照記号Ｆ１下においては円筒状のフレームを備え、図２中および参照記号Ｆ２下においては平行六面体状のフレームを備える。

第一接続構成においては、矢印Ａによって表される気流は、カートリッジの一側面を通過して浮上するように、第一接続構成の外周を通過する。第二構成においては、気流Ａは、第二構成をその厚みの方向に通過する。

カートリッジＦは、図３に表される特別な構造を有する殺菌フィルタを組み込む。この構造によって、下流に危険な粒子が放出されることがなくなるため、カートリッジＦの有効性が増す。細菌フィルタのフィルタ要素が塵挨に覆われるおよび／または目詰まりをしていても、細菌フィルタのフィルタ要素には一切の細菌、病原菌、微生物やその他のウイルスなどの生物粒子が残留することはない。カートリッジの交換によって、メンテナンス作業者はカートリッジが含む、例えば皮膚疾患を引き起こすおそれのある細菌およびその他のウイルスによる感染のリスクに曝されることがないため、カートリッジの交換は、先行技術の既知のカートリッジの交換よりも安全である。また、使用済みカートリッジの処理もより容易に実行することができる。

殺菌フィルタ１００は、矢印Ａによって示されるフィルタ方向の上流から下流までにおいて、第一フィルタカートリッジ１１０、ＨＥＰＡフィルタ１３０（High Efficiency Particulate Air（高性能微粒子フィルタ）の頭字語）、第二フィルタ層１５０、およびガス状態の化学分子を保持し消滅させるよう処理もされた支持層１７０からなる。

最も上流に位置する３つの要素１１０、１３０および１５０は、ＨＥＰＡフィルタ１３０が層１１０および１５０の二つの層の間に挿入されるようにプリーツ付与され、これによって一般的にはより柔軟性を有すＨＥＰＡ中間フィルタをカートリッジの耐用年数中において完全に所定の位置に保持するためのセパレータが形成される。

第一フィルタ層１１０は、ポリプロピレンから製造され３次元に編みこまれたフィルタ要素からなる。第一フィルタ層１１０は、１μｍより大きいサイズのより粗い粒子を保持することを目的としている。イオン／銀型の粒子が繊維の中に注入されており、それによって繊維はこの第一層に保持されたあるいは第一層を通過するおそれのある病原生物粒子に対して殺菌作用を有する。吸着された細菌は、鉄上に吸着された銀および酸素原子の複合的な働きによって破壊または抑制される。銀は、まずは微生物の繁殖を防止し、次にそこにおける分解的酸化を触媒するために作用する。また、銀は近接する環境において病原粒子を死滅させることができるTriclosan（登録商標）などの殺細菌および／または殺真菌剤を組み込んでいる。

ＨＥＰＡフィルタ１３０は、ガラス繊維を組み込む、紙から作られた横糸で製作される。横糸は、ポリプロピレンから製造される織り繊維からも作られることができる。

ＨＥＰＡフィルタ１３０のフィルタろ過特性は、特にＥＮ１８２２規格によって規定される。ＨＥＰＡフィルタ１３０は、９９％以上の有効性をもって０．１μｍ以上の大きさの粒子を保持するように設計されている。

第一フィルタ層１１０を生存したまま通過することができた病原粒子は、ＨＥＰＡフィルタによって保持され、これら二つの層の間に存在する閉ざされた空間において数分から数時間にわたる時間で殺細菌および殺真菌剤の拡散の影響下で消滅するため、第一フィルタ層１１０およびＨＥＰＡフィルタ１３０は、ほとんど全ての病原粒子を死滅させることができるシステムを形成している。

示されていない異なる製品においては、第一フィルタ層１１０はプリーツが付与されていないことに注意されたい。第一フィルタ層の汚損は、当然より速く起こるがフィルタ層において遮断された生物粒子を死滅させる第一フィルタ層の有効性は持続する。

第二フィルタ層１５０は、ＨＥＰＡフィルタをそのプリーツ構成において完全に保持し、プリーツがそれら自身の上にたるむということを防ぐという事実のほかに、二つの有利な機能を提供する。

第二フィルタ層１５０の構造は、第一層の構造と同一である。

第二フィルタ層１５０は、イオン／銀型の粒子の存在および第二フィルタ層が包含する殺細菌および殺真菌剤によって、ＨＥＰＡフィルタのバリアを生存したまま通過することができたであろう極めて小さいサイズの病原粒子を破壊する。そのため、この第二フィルタ層１５０が包含するおそれのある病原粒子は死滅せざるを得ない。また、第一フィルタ層１１０に保持される病原粒子も死滅するため、無害である。そのため、殺菌フィルタは危険を伴うことなく、つまりは干渉する人間が感染するリスクを有することなく、取り扱うことができる。また、その再生の実施もさほど困難ではない。

支持層１７０は、上流フィルタ層のカートリッジにおける台座としての機能を果たすためにプリーツを有さない構成を有している。また、支持層１７０は化学分子をガス状で保持するように設計されている。

支持層１７０は、平行六面体型のカートリッジにおいては平らな構造の形態にあり、円柱型のカートリッジにおいては円柱状の構造の形態にある。支持層１７０は、層１１０および１５０と同じ材料、つまりはポリプロピレンから製造され、殺細菌／殺真菌剤を組み込んだ織りフィルタ要素から製作される。しかし、支持層の方がより厚みがある。厚みは、ガス状分子を消滅させることを目的とした、例えばアニオンを放出する薬剤を使用した処理にも由来する数層の織りフィルタ要素を重ね合わせたことの結果である。図３においては、支持層は５層からなっている。支持層のより厚みのある構造は、支持層内における通過時間を延長するためガスを阻止することに対して有効である。そのため支持層は、ＶＯＣ（Volatile Organic Compound（揮発性有機化合物））ケミカルフィルタとも言われ、消臭フィルタとして作用する。

各層１１０、１５０および１７０は、有利な製造モードにおいては、ＮＯＶＥＫＯ社またはその他の企業によって販売されることのできる要素である。

各層１１０、１５０および１７０は、殺菌フィルタ１０の構造の一部が二つの材料によってのみ形成されるよう、最初から同じ材料から製造される。

殺菌フィルタ１００は、以下の通り製造される。第一フィルタ層は、例えば放射加熱手段によって加熱され、その後殺菌フィルタのプリーツ部の全高Ｈの２０％から５０％である高さｈ上にプリーツ付与される。この形状は、そのセパレーション効果によってフィルタの目詰まりの変化が比較的に遅い有利なフィルタ効果をもたらす。高さＨのおよそ３０％である高さｈは、有利な折衷案を表す。獲得されるエアローリック(aeraulic)性能は、既知のフィルタのエアローリック性能よりも大幅に大きい。

ＨＥＰＡフィルタ１３０は、加熱された後にプリーツ付与される。第二フィルタ層１５０は、加熱されプリーツ付与される。第二フィルタ１５０に付与されるプリーツの高さは、ＨＥＰＡフィルタに付与されるプリーツの高さよりも低い。

ＨＥＰＡフィルタ１３０のプリーツが上流側上では第一フィルタ層１１０のプリーツの間、そして下流側上では第二フィルタ層１５０のプリーツの間に挿入されたまま留まるプリーツ構造を形成するために、三つのフィルタ層は相互に差し込まれる。

第二フィルタ層１５０の存在は、気流がＨＥＰＡフィルタ１３０のプリーツに入は行った場合に、ＨＥＰＡフィルタ１３０のプリーツが互いに触れ合うのを防止する。ＨＥＰＡフィルタ１３０の収縮、およびフィルタの、通常使用される用語でより一般的な用語である「崩壊」を防止する。

結果的に、フィルタカートリッジが汚損されるにつれてゆっくりとそして予測可能にのみ低下する良好なエアローリック効果によって特徴づけられるフィルタ構造が獲得される。

このプリーツ構造は、適当なサイズの支持層１７０に対して建てれられ、その後そのアセンブリは、保持格子Ｇの上流にあるフィルタカートリッジのフレーム中において、角柱型のフィルタカートリッジの場合は平らな構成で、そして円柱型のフィルタカートリッジの場合は円柱状の構成で挿入される。

本発明のフィルタカートリッジは生物粒子の放出を防止する。メンテナンス作業の範囲におけるフィルタカートリッジの交換は、メンテナンス作業者のあらゆる感染リスクを取り除く。カートリッジの再生の実行はさほど困難ではない。カートリッジの構造の形状は、典型的にはプレートや接着剤のビーズによって形成されるセパレータまたは専用スペーサを使用することなく、時間が経過しても安定性を保つことができるため、予測可能な性能が保証される。フィルタカートリッジは、容易にそして比較的安価に製作することができる。

Claims (8)

1. 空気処理のための殺菌フィルタ（１００）であって、それを通過するおそれのある気流の流れの割り当てられた方向（Ａ）にフィルタ層およびＨＥＰＡフィルタを備える型の殺菌フィルタであり、前記フィルタ層（１１０）は殺細菌および／または殺真菌剤を含み、前記ＨＥＰＡフィルタ（１３０）はプリーツがあり、かつ、下流に配置される第二のプリーツ付きフィルタ層（１５０）に対してプリーツの相互接触を防ぐように取り付けられる、殺菌フィルタ（１００）。
2. 前記第一のフィルタ層（１１０）はプリーツ状であり、前記ＨＥＰＡフィルタ（１３０）は前記二つのフィルタ層（１１０、１５０）の間にそのプリーツ形状で保持される、請求項１に記載の殺菌フィルタ（１００）。
3. 前記第一のフィルタ層（１１０）の高さ（ｈ）は前記殺菌フィルタ（１００）の高さ（Ｈ）の２０％から５０％である、請求項２に記載の殺菌フィルタ（１００）。
4. 下流に配置されたサポート層（１７０）を備え、該サポート層は抗ＶＯＣ（揮発性有機化合物）処理からの効果を得る、請求項１、２または３に記載の殺菌フィルタ（１００）。
5. 前記層（１１０、１５０）は、イオン／銀粒子が注入されたポリプロピレン繊維を組み込む、請求項１から４のいずれか一項に記載の殺菌フィルタ（１００）。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の殺菌フィルタ（１００）を組み込む、フィルタカートリッジ（Ｆ）。
7. 円柱型である、請求項６に記載のフィルタカートリッジ（Ｆ１）。
8. 角柱型である、請求項６に記載のフィルタカートリッジ（Ｆ２）。

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