JP2020199783A - Filter of air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、車両用空調装置に配置され、有効成分を空気中に放出する機能を有する集塵フィルタに関する。 The present disclosure relates to a dust collecting filter that is arranged in a vehicle air conditioner and has a function of discharging an active ingredient into the air.
車両用空調装置に設置される集塵フィルタの分野において、集塵機能に加え、ビタミン類等の有効成分を放出する機能を有するフィルタを利用する技術が開示されている。特許文献1には、フィルタの基材に、ビタミン等の有効成分を担持したセラミック体の微粒子を添着する構成の開示がある。ビタミン類の例としては、アスコルビン酸が例示されている。また、ビタミン類の他の有効成分として、例えばコラーゲンやコラーゲンペプチド等のコラーゲン類を使用して、複数の有効成分を1つのフィルタから放出可能とすることが開示されている。
In the field of dust collecting filters installed in vehicle air conditioners, a technique for using a filter having a function of releasing active ingredients such as vitamins in addition to a dust collecting function is disclosed.
ところで、アスコルビン酸などの比較的に分子量の小さい有効成分(分子量は約200グラム/モル)は、フィルタの使用初期には放出量が多い一方、使用を継続するのに応じて放出量が早期に減少し、有効成分の効果の減衰が早い問題があった。これは、担体であるセラミック体の表面あるいはセラミック体が有するミクロの細孔に担持されるアスコルビン酸が、分子量が小さいため、担持体の周囲の空気中に容易に揮発できるからである。 By the way, an active ingredient having a relatively small molecular weight (molecular weight is about 200 g / mol) such as ascorbic acid has a large release amount at the initial stage of use of the filter, but the release amount becomes early as the use is continued. There was a problem that it decreased and the effect of the active ingredient decayed quickly. This is because ascorbic acid supported on the surface of the ceramic body as a carrier or in the micropores of the ceramic body has a small molecular weight and can be easily volatilized in the air around the carrier.
一方、コラーゲン類等の比較的分子量の大きい有効成分(分子量は約3000〜5000グラム/モル)は、フィルタの使用初期の放出量が多く、使用を継続するのに応じて放出量が減少する傾向はみられるものの、放出量の減少速度は遅く、比較的安定した放出量が維持される。 On the other hand, active ingredients having a relatively large molecular weight such as collagen (molecular weight is about 3000 to 5000 g / mol) have a large release amount at the initial stage of use of the filter, and the release amount tends to decrease as the use is continued. Although it is observed, the rate of decrease in the amount of release is slow, and the amount of release is relatively stable.
しかしながら、アスコルビン酸等の小さな分子量の有効成分を担持した担持体とコラーゲン類等の大きな分子量の成分を担持した担持体とをそれぞれ準備し、単純に配合してフィルタの基材に添着したとしても、小さな分子量の成分の放出量について、減衰を長期化することはできない。すなわち、それぞれの有効成分ごとに放出量の減衰が異なる。このため、フィルタに複数の有効成分を担持させても、当初期待された複数の効果(各有効成分によって発揮される複数の効果)がバランスよく持続させることができない。 However, even if a carrier carrying a small molecular weight active ingredient such as ascorbic acid and a carrier carrying a large molecular weight component such as collagen are prepared, and simply mixed and adhered to the base material of the filter. It is not possible to prolong the decay of the release of small molecular weight components. That is, the attenuation of the amount of emission is different for each active ingredient. Therefore, even if a plurality of active ingredients are supported on the filter, the initially expected plurality of effects (plural effects exerted by each active ingredient) cannot be sustained in a well-balanced manner.
本発明は、車両用空調装置に設置されて複数の有効成分を放出する集塵フィルタに関し、分子量の小さな有効成分についても放出量の減衰を遅延させて、分子量の大きな有効成分とともに効果を長期間発揮できるフィルタを提供することを目的としている。 The present invention relates to a dust collecting filter that is installed in a vehicle air conditioner and emits a plurality of active ingredients. The present invention delays the attenuation of the emission amount of an active ingredient having a small molecular weight for a long period of time together with the active ingredient having a large molecular weight. The purpose is to provide a filter that can be exerted.
本発明に係る車両用空調装置のフィルタ(100)は、車両用空調装置の空気通路内に設置され、揮発成分が担持された粒子が添着され、粒子は、相対的に分子量の小さい第1有効成分(V)が担持された第1粒子(10)と、第1有効成分(V)と相対的に分子量の大きい第2有効成分(C)とが担持された第2粒子(20)とを有することを特徴とする(請求項1)。 The filter (100) of the vehicle air conditioner according to the present invention is installed in the air passage of the vehicle air conditioner, and is impregnated with particles carrying a volatile component, and the particles are first effective with a relatively small molecular weight. The first particle (10) on which the component (V) is carried and the second particle (20) on which the first active ingredient (V) and the second active ingredient (C) having a relatively large molecular weight are carried are provided. It is characterized by having (claim 1).
本発明に係る車両用空調装置のフィルタ(100)は、具体的には、第1有効成分(V)はビタミンC誘導体を含み、第2有効成分(C)はコラーゲン類を含む(請求項2)。 Specifically, in the filter (100) of the vehicle air conditioner according to the present invention, the first active ingredient (V) contains a vitamin C derivative, and the second active ingredient (C) contains collagens (claim 2). ).
本開示によれば、車両用空調装置に設置されて複数の有効成分を放出する集塵フィルタに関し、分子量の小さな有効成分についても放出量の減衰を遅延させて、分子量の大きな有効成分とともに効果を長期間発揮できるフィルタを提供することができる。 According to the present disclosure, with respect to a dust collecting filter installed in a vehicle air conditioner that emits a plurality of active ingredients, even an active ingredient having a small molecular weight can be delayed in attenuation of the emission amount, and can be effective together with an active ingredient having a large molecular weight. It is possible to provide a filter that can be exhibited for a long period of time.
以下、添付の図面を参照して本発明の一態様を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書および図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。本発明の効果を奏する限り、種々の形態変更をしてもよい。 Hereinafter, one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments. In the present specification and the drawings, the components having the same reference numerals shall indicate the same components. Various morphological changes may be made as long as the effects of the present invention are exhibited.
<従来例>
本発明を説明するために、まず、図6及び図7を用いて、従来の集塵フィルタ200について説明する。
<Conventional example>
In order to explain the present invention, first, the conventional
図6は、従来例に係る車両用空調装置の集塵フィルタ200を示す概略図であり、(a)はプリーツ状に形成されたフィルタの形状を説明するための斜視図、(b)は集塵フィルタ200の部分拡大図、(c)は集塵フィルタ200に添着された第1粒子10を説明するための断面概略図である。
6A and 6B are schematic views showing a
集塵フィルタ200は、図示しない車両用空調装置の空気通路内に設置され、そこを通過する空気に含まれる砂、花粉、繊維、虫などを捕捉し、空気を清浄する。その基材となるろ材101は、例えばろ紙又はポリエチレン繊維などの合成繊維で構成される不織布で構成される。繊維の隙間よりも大きな塵や埃は、繊維に引っかかることで捕捉される。繊維の隙間よりも小さな塵や埃、花粉などは一般に帯電しており、繊維との間に働く分子間力によって捕捉される。
The
集塵フィルタ200は、図6(a)に示されるように、プリーツ状態に形成される。このような形状とすることで、集塵フィルタ200の表面積を大きくし、ろ材101の単位面積を通過する空気の量を減らして、通気抵抗を低減することができる。
The
図6(b)に示されるように、ろ材101の表面には、第1有効成分Vが担持された第1粒子10が添着されている。ろ材101への第1粒子10の添着は、例えば周知の樹脂バインダーなどが利用される。
As shown in FIG. 6B, the surface of the
図6(c)に示されるように、第1粒子10は、担体となるセラミック粒子1に第1有効成分Vが吸着した粒子である。セラミック粒子1は、例えば酸化ケイ素などにより構成される微粒子で、平均粒子径は、例えば20μm以下であることが好ましい。平均粒子径の下限は、特に限定は無いが、1μmを下回るようなサブミクロンオーダーの粒子であってもよい。また、セラミック粒子1は、孔部2が多数形成され、大きな表面積を有している。これにより、図6(c)に示されるように、セラミック粒子1の表面だけでなく孔部2の内部にも第1有効成分Vを取り込んで、吸着することができる。また、孔部2の内部は、セラミック粒子1の外部と連通しており、孔部2の内部に取り込まれた第1有効成分Vは、セラミック粒子1の外部への散逸が可能となっている。
As shown in FIG. 6C, the
第1有効成分Vは、後述する第2有効成分よりも分子量が相対的に小さい成分である。第1有効成分Vは、例えばアスコルビン酸やL−アスコルビン酸−2−リン酸マグネシウムなどのビタミンC誘導体であり、分子量が200グラム/モル前後の比較的分子量の小さな分子である。常温で揮発し、人体に取り込まれることで、健康の増進や肌の保湿性を向上する成分である。 The first active ingredient V is a component having a relatively smaller molecular weight than the second active ingredient described later. The first active ingredient V is a vitamin C derivative such as ascorbic acid or L-ascorbic acid-2-magnesium phosphate, and is a molecule having a relatively small molecular weight of about 200 g / mol. It is a component that volatilizes at room temperature and is taken into the human body to improve health and moisturize the skin.
図7は、本実施形態に係る第1粒子10について、第1有効成分の放出状態を説明するもので、(a)は車両用空調装置に集塵フィルタを設置して使用を開始した直後の概略図、(b)は所定の期間が経過した後の概略図である。
FIG. 7 illustrates the release state of the first active ingredient of the
図7(a)に示されるように、第1有効成分Vがセラミック粒子1から離脱して、空気中に放出される。また、図7(b)に示されるように、所定の時間が経過した後も、第1有効成分Vがセラミック粒子1から離脱して、空気中に放出される。しかしながら、第1有効成分Vの放出量は、図7(a)では多く、図7(b)では少ない。これは、第1有効成分の分子量が比較的小さいこと、孔部2から第1有効成分が離脱する際に特に障害がないことから、集塵フィルタ200の使用開始直後や所定の時間の経過前に第1有効成分Vがセラミック粒子1から容易に離脱し、所定の時間が経過する前に実質的に離脱が完了するためである。
As shown in FIG. 7A, the first active ingredient V separates from the
次に、従来例における第1有効成分Vの放出量が、時間の経過とともに大きく変動することを、図3および図4のグラフを用いて説明する。 Next, it will be described with reference to the graphs of FIGS. 3 and 4 that the amount of the first active ingredient V released in the conventional example greatly fluctuates with the passage of time.
図3は、本実施形態および従来例に係る第1粒子および第2粒子にそれぞれに担持した有効成分の、放出量の変化を示すグラフである。また、図4は、本実施形態および従来例に係る第1粒子および第2粒子にそれぞれに担持した有効成分の放出量の変化を、フィルタの使用開始時の放出量を100とした場合の変化率として示したグラフである。 FIG. 3 is a graph showing changes in the amount of released active ingredients carried on the first particles and the second particles according to the present embodiment and the conventional example. Further, FIG. 4 shows a change in the release amount of the active ingredient carried on each of the first particle and the second particle according to the present embodiment and the conventional example, when the release amount at the start of use of the filter is 100. It is a graph shown as a rate.
第1有効成分Vの放出量の測定は、次のように行った。すなわち、第1有効成分Vを担持した第1粒子10をろ材101に添着し(集塵フィルタ200を用意し)、これを空気が通過するように構成した試験装置の上流側に設置した。試験片の面積は、0.3m2とした。集塵フィルタ200の下流側に配置した送風機を稼働し、集塵フィルタ200に空気を通過させ、試験装置から排出される第1有効成分Vを含む空気を、薬液にバブリングさせた。このとき、例えば送風時間100時間のデータを採取する場合には、まず送風機を100時間稼働させ(空気の温度は約25℃、風量は200m3/Hr)、その後の3時間のみについて薬液にバブリングさせた。バブリング時の空気の温度や風量は、100時間通風時と同様である。薬液は、DPPH(1,1−ジフェニル‐2−ピクリルヒドラジル)0.125ミリモル/リットル・エタノール溶液である。薬液は、第1有効成分Vを含む空気によるバブリングによって、紫色から黄色に変色する。このことを利用し、3時間バブリングを行った薬液の変色度合いを分光光度計で計測して、集塵フィルタ200からの第1有効成分Vの放出量を調査した。
The amount of release of the first active ingredient V was measured as follows. That is, the
図3および図4にてVsoloで示される値が従来例であり、第1有効成分Vの放出量および放出量の変化率である。使用開始直後は約0.20ppmであったが、500Hr使用後は約0.10ppmにまで減少していた。図4によれば、Vsoloは、500Hr使用後には使用開始直後に対して約50%にまで低下し、早期に放出量が減少している。 The values shown by Vsolo in FIGS. 3 and 4 are conventional examples, and are the amount of release of the first active ingredient V and the rate of change in the amount of release. Immediately after the start of use, it was about 0.20 ppm, but after using 500 Hr, it decreased to about 0.10 ppm. According to FIG. 4, after using 500 Hr, Vsolo decreased to about 50% immediately after the start of use, and the amount released at an early stage decreased.
<本実施形態>
次に、図1及び図2を用い、本発明の実施形態の集塵フィルタ100について説明する。
<This Embodiment>
Next, the
図1は、本実施形態に係る車両用空調装置の集塵フィルタ100を示す概略図であり、(a)はプリーツ状に形成されたフィルタの形状を説明するための斜視図、(b)は集塵フィルタ100の部分拡大図、(c)は集塵フィルタ100に添着された第1粒子10を説明するための断面概略図、(d)は集塵フィルタ100に添着された第2粒子20を説明するための断面概略図である。
1A and 1B are schematic views showing a
集塵フィルタ100は、図示しない車両用空調装置の空気通路内に設置され、第2有効成分Cを放出して車両の乗員に好ましい効果を与える点以外は、従来のフィルタ200と、集塵の目的やメカニズムは同じである。また、プリーツ状とする点も、従来例と同じである。
The
図1(b)に示されるように、ろ材101の表面には、第1有効成分Vが担持された第1粒子10のほか、第1有効成分Vと第2有効成分Cとが担持された第2粒子20とが添着されている。ろ材101への、第1粒子10および第2粒子の添着は、例えば周知の樹脂バインダーなどが利用される。
As shown in FIG. 1B, in addition to the
図1(c)に示される第1粒子10は、従来例で使用される第1粒子10と同じである。
The
図1(d)に示されるように、第2粒子20は、担体となるセラミック粒子1に第1有効成分Vと、第2有効成分Cとが吸着した粒子である。
As shown in FIG. 1D, the
第2有効成分Cは、第1有効成分よりも分子量が相対的に大きい成分である。第1有効成分Cは、例えばコラーゲン類(コラーゲンやコラーゲンペプチド)であり、分子量が3000〜5000グラム/モル前後の比較的分子量大きな分子である。常温で揮発し、人体に取り込まれることで、健康の増進や肌の保湿性を向上する成分である。 The second active ingredient C is a component having a relatively larger molecular weight than the first active ingredient. The first active ingredient C is, for example, collagens (collagen or collagen peptide), which is a molecule having a relatively large molecular weight of about 3000 to 5000 g / mol. It is a component that volatilizes at room temperature and is taken into the human body to improve health and moisturize the skin.
分子量の小さい第1有効成分Vは孔部2の奥側まで移動して吸着されやすく、分子量の大きい第2有効成分Cは孔部2の奥側まで移動しにくい。このため、図1(d)に示されるように、第1有効成分Vは孔部2の奥側まで侵入して吸着する一方、第2有効成分Cは孔部2の入口(セラミック粒子1の表面の近傍)やセラミック粒子1の表面に吸着する。
The first active ingredient V having a small molecular weight moves to the inner side of the
図2は、本実施形態に係る第2粒子20について、各有効成分の放出状態を説明するもので、(a)は車両用空調装置に集塵フィルタを設置して使用を開始した直後の概略図、(b)は所定の期間が経過した後の概略図である。
FIG. 2 illustrates the release state of each active ingredient of the
図2(a)に示されるように、第1有効成分Vと第2有効成分Cとが、セラミック粒子1から離脱して、空気中に放出される。また、図2(b)に示されるように、所定の時間が経過した後も、第1有効成分Vと第2有効成分Cとが、セラミック粒子1から離脱して、空気中に放出される。ここで、図2(a)での各成分の放出量と、図2(b)での各成分の放出量とに、大きな差はみられない。第2有効成分Cが孔部2の入口近傍に吸着し、孔部2の奥側から放出しようとする第1有効成分Vの放出を抑制することによるもので、これにより、フィルタ100の使用開始直後の第1有効成分Vの放出量は、従来例のフィルタ200に対して減少する。また、孔部2の奥側からの第1有効成分Vの放出が長時間抑制されるので、所定の時間が経過した後も孔部2の奥側には第1有効成分Vが残存しており、放出が継続される。第2有効成分Cは孔部2の奥側には吸着されていないが、そもそもの分子量が相対的に大きく揮発性が緩やかであるため、所定の時間が経過した後も放出が継続される。
As shown in FIG. 2A, the first active ingredient V and the second active ingredient C are separated from the
次に、本実施形態における第2粒子10由来の第1有効成分Vの放出量および第2有効成分Cの放出量が、時間が経過しても大きく変動しないことを、図3および図4のグラフを用いて説明する。
Next, it can be seen in FIGS. 3 and 4 that the release amount of the first active ingredient V and the release amount of the second active ingredient C derived from the
第1有効成分の放出量の測定は、従来例で示した方法を踏襲した。 The measurement of the release amount of the first active ingredient followed the method shown in the conventional example.
第2有効成分Cの放出量の測定は、次のように行った。すなわち、第1有効成分Vと第2有効成分とを担持した第2粒子20をろ材101に添着し(集塵フィルタ100を用意し)、これを空気が通過するように構成した試験装置の上流側に設置した。試験片の面積は、0.3m2とした。集塵フィルタ100の下流側に配置した送風機を稼働し、集塵フィルタ100に空気を通過させ、試験装置から排出される第2有効成分Vを含む空気を、薬液にバブリングさせた。このとき、例えば送風時間100時間のデータを採取する場合には、まず送風機を100時間稼働させ(空気の温度は約25℃、風量は200m3/Hr)、その後の3時間のみについて薬液にバブリングさせた。バブリング時の空気の温度や風量は、100時間通風時と同様である。薬液は、クーマシーブルーの色素を含む。薬液は、第2有効成分C(コラーゲン類)を含む空気によるバブリングによってクーマシーブルーとタンパク質とが結合し、最大吸収波長が変化(茶褐色から青色に変化)する。このことを利用し、3時間バブリングを行った薬液の変色度合いを分光光度計で計測して、集塵フィルタ100からの第2有効成分Cの放出量を調査した。
The amount of the second active ingredient C released was measured as follows. That is, the
図3および図4にてVmixで示される値が本実施形態の第1有効成分Vに関する放出量および放出量の変化率である。使用開始直後は0.077ppmであり、500Hr使用後は減少するものの0.053ppmにとどまっていた。図4によれば、Vmixは、500Hr使用後には使用開始直後に対して約70%の低下にとどまり、放出量の変化が抑制されている。 The values shown by Vmix in FIGS. 3 and 4 are the release amount and the rate of change of the release amount with respect to the first active ingredient V of the present embodiment. Immediately after the start of use, it was 0.077 ppm, and after using 500 hours, it decreased but remained at 0.053 ppm. According to FIG. 4, after using 500 Hr, the decrease of Vmix is only about 70% compared to immediately after the start of use, and the change in the amount released is suppressed.
図3および図4にてCmixで示される値が本実施形態の第2有効成分Cに関する放出量および放出量の変化率である。使用開始直後は0.133ppmであり、500Hr使用後は減少するものの0.085ppmにとどまっていた。図4によれば、Vmixは、500Hr使用後には使用開始直後に対して約65%の低下にとどまり、放出量の変化は緩やかである。 The values shown by Cmix in FIGS. 3 and 4 are the release amount and the rate of change of the release amount with respect to the second active ingredient C of the present embodiment. Immediately after the start of use, it was 0.133 ppm, and after using 500 Hr, it decreased but remained at 0.085 ppm. According to FIG. 4, after using 500 Hr, the amount of Vmix decreased by only about 65% compared to immediately after the start of use, and the change in the amount released was gradual.
ところで、図3で示されるように、使用時間全体を通じ、第1粒子10由来の第1有効成分Vsoloに対して第2粒子20由来の第1有効成分Vmixは放出量が少ない。このため、単純にろ材101に第2粒子20を添着すると、第1有効成分Vの放出量の変化率は抑制されるものの、十分な効果が得られない。このため、本実施形態は、図1(b)に示すように、ろ材101に第1粒子10と第2粒子20との両方を添着する構成を採用する。
By the way, as shown in FIG. 3, the amount of the first active ingredient Vmix derived from the
図5は、本実施形態の一例で、第1粒子10と同じ量(重量)の第2粒子20をろ材101に添着した集塵フィルタ100´に関する、放出量の測定結果である。VInvで示される二重線は第1粒子10と第2粒子20との両方から放出された第1有効成分Vの合計値、CInvで示される点線は第2粒子20から放出される第2有効成分Cの値である。第1有効成分VInvの放出量は、集塵フィルタ100´の使用開始直後は0.135ppmであり、500Hr経過後は0.073ppmである。このように第1有効成分VInvの放出量は、図3で示す第2粒子20のみに由来する第1成分Vmixの値(使用開始直後は0.077ppm、500Hr経過後は0.053ppm)よりも放出量が多く、500Hr経過後の放出率も約55%が維持されて、放出量の減衰も遅延
されている。
FIG. 5 is an example of the present embodiment, and is a measurement result of the emission amount of the dust collecting filter 100'in which the
このように、第1粒子10と第2粒子20とをそれぞれろ材101に添着させることで、第1有効成分の放出量の極端な低下を防止するとともに、集塵フィルタの使用開始直後から所定時間が経過するまでの放出量の変化率も縮小することができる。第1粒子10に対する第2粒子20の配合比率は、例えば同量とたが、適宜変更してもよい。この場合、第1粒子10:第2粒子20の比率は、2:8〜8:2の範囲にあることが好ましい。第1有効成分の放出量の極端な低下を防止する効果と、集塵フィルタの使用開始直後から所定時間が経過するまでの放出量の変化率を縮小する効果とを、バランスよく得ることができる。
By adhering the
本発明に係る車両用空調装置は、工業的に製造することができ、また商取引の対象とすることができるから、経済的価値を有して産業上利用することが出来る発明である。 The vehicle air conditioner according to the present invention is an invention that can be industrially manufactured and can be industrially used with economic value because it can be the subject of commercial transactions.
1 セラミック粒子
2 孔部
10 第1粒子
20 第2粒子
100、100´、200 集塵フィルタ
101 ろ材
V 第1有効成分(ビタミンC誘導体)
C 第2有効成分(コラーゲン類)
1
C 2nd active ingredient (collagen)
Claims (2)
前記粒子は、
相対的に分子量の小さい第1有効成分(V)が担持された第1粒子(10)と、
前記第1有効成分(V)と相対的に分子量の大きい第2有効成分(C)とが担持された第2粒子(20)と、
を有する車両用空調装置のフィルタ(100、100´)。 In a filter installed in the air passage of a vehicle air conditioner and impregnated with particles carrying volatile components.
The particles are
The first particle (10) carrying the first active ingredient (V) having a relatively small molecular weight, and
The second particle (20) on which the first active ingredient (V) and the second active ingredient (C) having a relatively large molecular weight are supported, and
Filters (100, 100') for vehicle air conditioners.
前記第2有効成分(C)はコラーゲン類を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置のフィルタ(100、100´)。 The first active ingredient (V) contains a vitamin C derivative and contains
The filter (100, 100') for a vehicle air conditioner according to claim 1, wherein the second active ingredient (C) contains collagens.
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