JP5276840B2

JP5276840B2 - 空気清浄装置

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Publication number: JP5276840B2
Application number: JP2007337205A
Authority: JP
Inventors: 拓治小杉; 伸洋西田
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Filing date: 2007-12-27
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Description

本発明は、消臭、脱臭、除菌等を目的とし、光触媒を用いて有機物質を分解し、抗体フィルタによって細菌、ウイルスなどを選択的に不活性する空気清浄装置に関する。

従来、ウイルスの不活性化を目的とする光触媒フィルタや、このような光触媒フィルタを備えた空気清浄装置としては、例えば、下記特許文献に示すものがある。特許文献１の空気清浄装置は、免疫抗体反応によりウイルスを不活性化して死滅させるウイルス除去能力に加えて、型の異なるウイルスを静電フィルタ又は光触媒フィルタにより不活性化効果を維持する空気清浄装置である。

特開２００５−３４２１４２号公報

ところで、光触媒フィルタに光を照射する光源として、一般的に紫外線が用いられるが、抗体フィルタに紫外線が照射されると、抗体フィルタに含まれる抗体が破壊され、ウイルスや細菌を捕捉する効果が低下してしまう。
抗体は、例えば動物の血清から製造する場合、血清中に溶解した状態で抗体１ｋｇあたり７００万円と高価格である。目的に応じて更に精製、粉末化などが行われ、さらに高価格となる。そのため、抗体が破壊されると、破壊される分を余分に担持する必要が生じ、大幅なコストアップ要因となる。
上記従来の空気清浄装置は、空気の流路において最上流側又は最下流側に抗体フィルタを配置する構成であるが、最下流側に配置した場合、抗体フィルタに光源部からの紫外線が照射されることで、抗体フィルタのフィルタ効果が低減することが予想される。一方、抗体フィルタに対する紫外線の影響を考慮して、抗体フィルタと光源部との間に遮蔽板などを設けると、空気の流れが妨げられることで、風量が低下してしまうことが懸念される。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、抗体フィルタに紫外線が照射することによるフィルタ効果の低減を防止でき、風量の低下を防止できる空気清浄装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
（１）光触媒を用いて有機物質を分解する空気清浄装置であって、
内部に空気を取り込む吸気部と、外部に空気を送り出すための排気部とを有するケース本体と、
前記吸気部から前記排気部の間に形成された流路に空気を送風する送風部と、
光触媒を含む層を有し、前記流路に配置された光触媒フィルタと、
前記光触媒フィルタに光を照射する光照射部と、
担体に抗体を担持してなる有害物質除去材を含み、前記流路に配置された抗体フィルタと、を備え、
前記光照射部と前記抗体フィルタとの間に、前記空気の流れを許容し、且つ、前記空気の流れる方向に見た状態で前記光の通過を遮蔽する遮光部材が設けられ、前記遮光部材が、前記流路に配置される枠体と、前記枠体に形成され、それぞれ同一角度で傾斜させた状態で配列させた複数の遮光板とを有し、
前記遮光部材が、複数重ね合わさせて並べられ、隣り合う前記遮光部材の前記遮光板の傾斜の向きが反対となる状態で配置されていることを特徴とする空気清浄装置。
（２）前記抗体フィルタに、抗菌剤と抗カビ剤とのうち少なくとも一方が担持されていることを特徴とする上記（１）に記載の空気清浄装置。
（３）前記抗菌剤及び前記抗カビ剤が、有機酸銀塩であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の空気清浄装置。
（４）前記有機酸銀塩の炭素数が１４から２４であり、直鎖であることを特徴とする上記（３）に記載の空気清浄装置。
（５）前記複数の遮光板がそれぞれ、水平方向に対して３０°から５０°の範囲で傾斜していることを特徴とする上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の空気清浄装置。
（６）前記流路において前記吸気部の下流側近傍に、更に前記遮光部材を配置することを特徴とする上記（１）から（５）のいずれか１つに記載の空気清浄装置。

本発明にかかる空気清浄装置は、遮光部材に設けられた複数の遮光板によって空気の流れを許容しつつ、光照射部から照射された光が抗体フィルタに当たることを防止している。こうすれば、抗体フィルタの抗体が光の紫外線の影響によって破壊されることを防止することで、抗体フィルタのフィルタ効果が低下してしまうことを防止できる。また、遮光部材は遮光版同士の間から空気の流れを許容することで、流路における空気の流れが妨げられることがなく、風量の低下を防止することができる。

本発明によれば、抗体フィルタに紫外線が照射することをによるフィルタ効果の低減を防止でき、風量の低下を防止できる空気清浄装置を提供できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる空気清浄装置の一実施形態の構成を示す図である。図２は、図１の空気清浄装置を吸気側からみた図である。図３は、図１の空気清浄装置を排気側からみた図である。図４は、図１の空気清浄装置の空気の流路と平行な断面で切断した断面図である。

空気清浄装置１０は、内部に所定の空間を有する略長方体形状を有するケース本体１１を備えている。図２に示すように、ケース本体１１の吸気側の側面１１ａには、複数の吸気口２１が形成されており、これら吸気口２１がケース本体１１の内部に空気を取り入れるための吸気部として機能する。また、図３に示すように、ケース本体１１の排気側の側面１１ｂには、複数の排気口２３が形成されており、これら排気口２３がケース本体１１の外部に空気を送り出すための排気部として機能する。

ケース本体１１の内部には、吸気口２１から排気口２３に連通する流路が形成されている。空気清浄装置１０の駆動時には、吸気口２１から取り込まれた空気が図１中の矢印Ｆの方向に流れ、排気口２３から送り出される。以下、本発明にかかる実施形態において、流路に対して吸気側を上流側とし、排気側を下流側とする。

ケース本体１１の流路には、光触媒フィルタ１２が配置されている。本実施形態の光触媒フィルタ１２は、略長方対形状を有し、流路の断面積と略等しい面積で且つ互い平行な平面を有し、該平面を流路を流れる空気の流れ（矢印Ｆ）に対して垂直になるように配置されている。なお、本実施形態では、上流側に光触媒フィルタ１２ａを配置し、下流側に光触媒フィルタ１２ｂを配置した。

光触媒フィルタ１２は、不織布等のように多孔質の繊維層と、不活性チタン層と、不活性チタン層上に活性チタン層を有する。
光触媒としては、主に、酸化チタン（ＴｉＯ_２）を主体として使用するが、木の他に酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化セリウム（Ｃｅ_２Ｏ_３）、酸化テルビウム（Ｔｂ_２Ｏ_３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化エルピウム（Ｅｒ_２Ｏ_３）、タンタル酸カリウム（ＫＴａＯ_３）、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錯体等が適用可能である。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のが望ましい。
繊維層としては、目付けが100ｇ／ｍ^２〜300ｇ／ｍ^２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。

また、光触媒フィルタ１２の下流側には、抗体フィルタ１５が設けられている。抗体フィルタ１５は、上記光触媒フィルタ１２と同一寸法及び形状とすることができる。

抗体フィルタ１５は、担体に抗体を担持してなる有害物質除去材を含む。
担体は、例えば、調湿性素材で形成することができる。かかる調湿性素材としては、例えば繊維を挙げることができ、織布、不織布などの形態で担体を構成することができる。繊維で担体を構成する場合、抗体の周辺雰囲気を抗体が活性を示す湿度にするためには、繊維に含有される水分量が多いことが望まれる。

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字状の分子形態の一対の枝部分を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。

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）、ミクロコッカス属、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、結核菌を挙げることができる。カビとしては、例えば、酵母、アスペルギルス、ペニシリウス、クラドスポリウム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（ダニ分解物）、カビ胞子、ネコアレルゲン（ペットのふけ）を挙げることができる。これらのうち細菌及びカビについては、抗体により不活化されないものの、高い吸着効果により静菌するのに対し、ウイルス及びアレルゲンについては、殺菌・不活化される。

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、その培養液又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生ませ、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、容易に且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。

担体には、抗菌剤を含有するコーティングを行うなどの抗菌加工及び／又は抗カビ剤を含有するコーティングを行うなどの抗カビ加工が施されていることが望ましい。抗体は、基本的にはタンパク質であり、特に鶏卵抗体は食物であり、また、抗体以外のタンパク質を伴う場合もあり、それらは細菌やカビが増殖するための恰好の餌となるが、担体に抗菌加工及び／又は抗カビ加工が施されていれば、かかる細菌やカビの増殖が抑制され、長期間の保管も行うことができる。抗菌／抗カビ剤としては、有機シリコン第４級アンモニウム塩系、有機第４級アンモニウム塩系、ビグアナイド系、ポリフェノール系、キトサン、銀担持コロイダルシリカ、ゼオライト担持銀系などを挙げることができる。そして、その加工法としては、繊維からなる担体に抗菌／抗カビ剤を含浸させる又は塗布する後加工法や、担体を構成する繊維の合成段階で抗菌／抗カビ剤を練り混む原糸原綿改質法などがある。

抗菌剤及び抗カビ剤としては、有機酸銀塩を用いることができる。有機酸銀塩としては、炭素数が１４から２４であり、直鎖であることが好ましい。銀塩を形成する有機酸は、直鎖の脂肪酸が好ましい。脂肪酸の炭素原子数は１４ないし２４の間にあることが望ましい。炭素数が１４より少ないと、立体障害の影響が少なく、抗体のＳ−Ｓ結合を有機酸銀塩が攻撃し、抗体の破壊が発生する。また炭素数が２４より大きいと銀との溶解度積の関係で銀イオン放出量が減少し、抗菌効果が目減りする。有機銀塩については、リサーチ・ディスクロージャー誌１７０２９号、２９９６３号に記載がある。製造方法については、たとえば、特開２０００−１８７２９８（富士フイルム株式会社）などに記載がある。本発明にかかる抗体フィルタに、抗菌剤と抗カビ剤とのうち少なくとも一方が担持されている構成とすれば、光触媒による、臭気物質を分解しつつ、抗体フィルタを組み合わせることにより細菌、ウイルスを選択的に不活性化でき、特に、抗体と有機銀抗菌剤を併用することにより、抗体の選択的不活性化効果を保ちつつ、抗菌効果を有した抗体フィルタを供給することができる。

担体に抗体を固定する方法としては、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のち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挙げることができる。ここで、上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、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）。

さらに、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となり、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。

光触媒フィルタ１２ａ，１２ｂ及び抗体フィルタ１５は、フィルタカセット５０に保持され、該フィルタカセット５０をケース本体１１に装着することで、所定の位置に配置されている。本実施形態では、光触媒フィルタ１２ａ，１２ｂ及び抗体フィルタ１５は、長尺板形状を有し、流路Ｆに対して垂直方向に延在し、空気の流れを許容しつつ、肉眼視した状態で遮蔽するように配置されている。

ケース本体１１の内部の流路には、光触媒フィルタ１２に光を照射する光照射部１４を備えている。本実施形態では、光照射部１４を上流側の光触媒フィルタ１２ａと下流側の光触媒フィルタ１２ｂとの間に配置している。光照射部１４は、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る。本実施形態では、光照射部１４の光源として蛍光灯を利用したが、これに限定されず、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やその他の紫外線照射装置を用いてもよい。本実施形態の光照射部１４の近傍には蛍光灯を点灯させるためのグローランプが設けられていてもよい。

図１及び図４に示すように、ケース本体１１の流路の下流で、排気口２３の直前（上流側近傍）には、送風部１６が設けられている。本実施形態では、送風部１６として軸流ファンを用いている。駆動時には、ファンの回転によって送風部１６が流路内部の空気を下流側の排気口２３から送り出すことで、流路において、空気を上流側の吸気口２１から取り込み、流路に沿って空気を送って下流側の排気口２３から送り出すといった図１で矢印Ｆで示す空気の流れが発生する。送風部１６としては、軸流ファンに限らず、シロッコファンなどを用いてもよい。なお、本実施形態では、流路の下流側に送風部１６を設ける構成としたが、流路の上流側に送風部１６を設ける構成としてもよく、または、流路の上流側及び下流側の両方に送風部１６を設ける構成としてもよい。

また、空気清浄装置１０には、ケース本体１１の内部には、光照射部１４や送風部１６に電気を供給する電源回路３２と、モータ制御部３３と、光照射部１４の電圧を変換可能な変圧器３４とが設けられている。ケース本体１１の排気側の側面１１ｂには、電源スイッチ２４が設けられている。また、ケース本体１１の吸気側１１ａには、送風部１６から送風される空気の流量を使用者が調整可能な、風量調節部２６とが設けられている。

また、図４に示すように、流路の上流側で、かつ、吸気口２１の下流側には、光照射部１４からの光が吸気口２１からケース本体１１の外部に漏れ出ることを防止するため、後述する遮光部材４２が設けられている。こうすれば、駆動時に紫外線などの人体に有害な光が外部に照射されてしまうことを防止でき、安全性を確保することができる。

図１及び図４に示すように、本実施形態の空気清浄装置１０には、光照射部１４と抗体フィルタ１５との間に遮光部材４４が設けられている。また、流路において吸気口２１の下流側近傍に、更に別の遮光部材４２が設けられている。なお、遮光部材４２，４４の構成については後述する。

次に、本実施形態の空気清浄装置１０の制御系を説明する。
図５は、本実施形態の空気清浄装置の制御系を示すブロック図である。なお、以下に説明する実施形態において、すでに説明した部材などと同等な構成・作用を有する部材等については、図中に同一符号又は相当符号を付すことにより、説明を簡略化或いは省略する。空気清浄装置１０の駆動時には、電源回路３２を起動することで、所定の電圧がモーター制御部３３、光照射部１４と、変圧器３４に供給される。変圧器３４を所定の周波数（例えば、周波数５０Ｈｚと６０ヘルツ）に設定することで光照射部１４の駆動にかかる電圧を切り替えることができる。モーター制御部３３を駆動することで、送風部１６が駆動し、ケース本体１１の流路に沿って、空気が流動し始める。送風部１６の駆動開始と同時、または、その駆動開始の前後で光照射部１４を駆動して、光の照射を開始し、光触媒フィルタ１２で活性酸素を発生させるとともに、送風部１６によって流動する空気によって活性酸素を空気清浄装置１０の周囲雰囲気に拡散させる。

ここで、空気清浄装置１０には、雰囲気中の有機物質の量を検出するセンサ部３６と、光照射部１４と送風部１６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３８とが設けられている。センサ部３６は、有機物質を検出した場合に、検出信号を駆動制御部３８に出力する。駆動制御部３８は、有機物質の検出信号に基づいて光照射部１４と送風部１６との少なくとも一方を制御することができる。光照射部１４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、光照射部１４の点灯を間欠運転に設定することや、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１６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、送風部１６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。

センサ部３６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ある。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。

図６は、遮光部材の構成を示す斜視図である。図７は、図６のＡ−Ａ線方向視した断面図である。遮光部材４２，４４はそれぞれ、空気が流入する方向（図６中の矢印Ｆ）にみて、略矩形の枠体５２，５４と、該枠体５２，５４に形成され、光照射部１４から照射される光の通過を遮蔽する複数の遮光板５２ａ，５４ａとを有している。本実施形態では、同じ構成の枠体５２，５４同士を重ね合わせた状態で一つの遮光部材４２，４４として用いている。複数の遮光板５２ａ，５４ａは、互いに平行に略等間隔で配置されており、遮光板５２ａ，５４ａ同士の間は上流側から下流側にかけて連通しており、枠体５２の上流側の面から流入した空気が下流側の面から抜け出て通過することが許容される。複数の遮光板５２ａ，５４ａの傾斜の角度Ｉはそれぞれ全て等しく、ケース本体１１の水平方向（図７において左右方向）に対して３０°から５０°の範囲とすることが好ましい。

本実施形態の遮光部材４２，４４は、枠体５２，５４を複数重ね合わさせて並べられ、隣り合う枠体の遮光板の傾斜の向きが反対となる状態で配置されている。なお、遮光部材４２，４４は、枠体５２，５４のうちいずれか１つと、それに形成された複数の遮光板５２ａ，５４ａとから構成されていてもよい。このとき、遮光部材４２は隣り合う遮光部材の傾斜の向きが反対となる状態で配置されている。

図８は、本実施形態の遮光部材の変形例を示す部分断面図である。図８に示すように、遮光板５２ａの上面及び下面に、光触媒層５６ａ，５６ｂを形成してもよい。光触媒層５６ａ，５６ｂは、上記光触媒フィルタ１２ａ，１２ｂと同様の構成とすることができ、例えば、光触媒フィルタを遮光板５２ａの上面及び下面に貼り付けることで構成してもよい。光触媒層５６ａ，５６ｂは、遮光板５２ａの上面及び下面のいずれか一方にのみ形成していてもよい。こうすれば、遮光板５２ａに光照射部１４からの光が照射することで、遮光板５２ａによって下流側へ光が照射されることを防止するとともに、遮光板５２ａの光触媒層５６ａ，５６ｂにおいて光触媒反応を起こすことができる。

（実施例）
次に、本実施形態の空気清浄装置に基づいて、下記のように実施例と比較例とを測定する試験を行った。なお、実施例及び比較例で用いる空気清浄装置は、特段説明しない限り、上記で説明した空気清浄装置と同じ構成であるとして、説明を省略或いは簡易化する。

実施例及び比較例で用いる抗体フィルタを下記手順によって作成した。

（不織布Ｎ−１）
セルロースアセテート（アルドリッチ製、全置換度２．４、数平均分子量３万）のアセトン：水（９７：３）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。ＳＥＭで平均繊維径を測定したところ、８μｍであった。

（抗体の固定化）
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。調製した液に上記不織布Ｎ−１のサンプルを室温で１６〜２４時間浸漬させ、繊維表面に抗体を付与させた。得られた試料を２５℃，２０％ＲＨの環境下で２４時間静置し、次に２５℃，９０％ＲＨの環境下で２４時間静置した。この操作を交互に３回ずつ、合計６条件の間で繰返した。

次に、本測定で用いる実施例及び比較例の光触媒フィルタを下記手順によって作成した。
ポリエステル／アクリル系からなる線径２０μ、膜厚７ｍｍの不織布に光触媒コーティング剤（ＴＫＣ−３０４：テイカ製）を１ｍ^２あたり７．５ｇとなるよう担持させ、１００℃で３分乾燥させ光触媒フィルタを作成した。

（空気清浄装置へのフィルタ配置および評価）
光触媒および抗体フィルタに枠を作成し、着脱可能に保持するフィルタ保持部が設けられた、実施形態の構成で上記作成の抗体ナノフィルタＮ−１を空気の流れの最下流に配置し、上流側に光触媒を一対、その間に近紫外線を効率よく放射する冷陰極管を配置した。送風部として最下流に軸流ファンを３機配置した。

（実施例１）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度３０°の遮光板（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）２枚を挿入した空気清浄装置を使用した。遮光板の配置は、それぞれの傾斜の向きが反対向きとなるよに配置した（図７参照）。

（参考例１）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度３０°の遮光板（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）１枚を挿入した空気清浄装置を使用した。

（実施例２）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度４５°の遮光板（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）２枚を挿入した空気清浄装置を使用した。遮光板の配置は、それぞれの傾斜の向きが反対向きとなるよに配置した（図７参照）。

（参考例２）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度４５°の遮光板（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）１枚を挿入した空気清浄装置を使用した。

（実施例３）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度５０°の遮光板（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）２枚を挿入した空気清浄装置を使用した。遮光板の配置は、それぞれの傾斜の向きが反対向きとなるよに配置した（図７参照）。

（参考例３）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度５０°の遮光板（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）１枚を挿入した空気清浄装置を使用した。

（比較例１）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度２５°の遮光板（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）２枚を挿入した空気清浄装置を使用した。遮光板の配置は、それぞれの傾斜の向きが反対向きとなるよに配置した（図７参照）。

（比較例２）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度２５°の遮光板（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）１枚を挿入した空気清浄装置を使用した。

（比較例３）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度５５°の遮光板（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）２枚を挿入した空気清浄装置を使用した。遮光板の配置は、それぞれの傾斜の向きが反対向きとなるよに配置した（図７参照）。

（比較例４）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度５５°の遮光板（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）１枚を挿入した空気清浄装置を使用した。

（比較例５）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ1対を配置した空気清浄装置を使用した。

（消臭効果評価）
空気清浄装置の、消臭効果をアンモニア濃度で評価した。試験を行う閉ざされた空間（０．２ｍ^３）初期アンモニア（ＮＨ_３）濃度を１０ｐｐｍに調節した後、空気清浄装置を駆動し、１５分後のアンモニア濃度を検知管にて測定した。

（風量評価）
風量は、縦２６ｃｍ，横７ｃｍ，長さ３０ｃｍの筒を作成し、吹き出し口につけ、１０点の風速（ｍ／ｓ）を測定し、平均値から風量（ｍ^３／ｍｉｎ）を求めた。

（抗体フィルタでのＵＶ強度評価）
浜松フォトニクス社製のＵＶ−パワーメーター（Ｃ９５３６−０１／Ｈ９９５８）により測定した。

（ウイルス不活性化効率評価）
同一環境下で、前記条件の空気清浄装置を２週間運転した後、それぞれの抗体フィルタのウイルス不活性化評価を実施した。
供試ウイルス液は精製インフルエンザウイルスをＰＢＳで１０倍希釈したものを使用した。前記各サンプルを５ｃｍ角に切り、ウイルス噴霧試験装置の中央に取り付け固定した。上流側に設置したネブライザーに供試ウイルス液を入れ、下流側にウイルス回収用装置を取り付けた。エアーコンプレッサーから圧縮空気を送り、ネブライザーの噴霧口から供試ウイルスを噴霧した。マスク下流側には、ゼラチンフィルターを設置し、１０Ｌ／分の吸引流量で５分間試験装置内空気を吸引し、通過ウイルスミストを捕集した。
試験後、ウイルスを捕集したゼラチンフィルターを回収し、ＭＤＣＫ細胞を用いたＴＣＩＤ５０法（５０%細胞感染量測定法）により、サンプル通過後のウイルス感染価を求めた。サンプル有り無しでのゼラチンフィルターのウイルス感染価の比較から、各サンプルのウイルスの一過性除去率を算出した。結果を下記表１に示す。

実施例１から３、及び参考例１から３に示すように、遮光板の傾斜の角度を３０°から５０°の範囲とすることで、抗体フィルタでのＵＶ強度を１０μＷ／ｃｍ^２以下に抑えることができ、０．５ｍ^３／ｍｉｎの風量を確保することができ、ウイルスの一過性除去率は８７〜８８％と高い値をとることがわかった。

比較例１及び２は、遮光板の傾斜の角度を２５°とすることで、抗体フィルタでのＵＶ強度が６０μＷ／ｃｍ^２以上と高くなってしまうため、抗体フィルタのフィルタ効果が低下し、ウイルスの一過性除去率が５０〜５５％と低くなった。また、比較例３及び４は、ＵＶ強度を２０μＷ／ｃｍ^２以下に抑えられたものの、遮光板に空気の流れが干渉し、風量が０．２５〜０．３５ｍ^３／ｍｉｎと低くなった。また、１５分後のNH₃濃度が１ｐｐｍ以上と高く、ウイルスの一過性除去率も６０〜６４％と低い値となった。比較例５は遮光板を設けなかったことにより、抗体フィルタが紫外線の影響を大きく受け、ウイルスの一過性除去率が４０％と低減した。

次に、上記測定試験と同様の条件において、下記実施例及び比較例の構成で測定を行った。

（実施例４）
上記実施例２と同様に、抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度４５°のルーバー（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）２枚を挿入した空気清浄装置を用いた。遮光板の配置は、それぞれの傾斜の向きが反対向きとなるよに配置した（図７参照）。

（実施例５）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ1対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度４５°のルーバー（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）２枚を挿入、遮光板の上面（ＵＶ光が当たる部分）に光触媒層として、ＴＫＣ３０４を１ｇ／ｍ^２塗布した空気清浄装置を用いた。遮光板の配置は、それぞれの傾斜の向きが反対向きとなるよに配置した（図７参照）。

（比較例６）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置した空気清浄装置を用いた。遮光板を配置したに構成とした。

（比較例７）
抗体フィルタＮ−１及び光触媒フィルタ１対を配置、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、流路に対して垂直な面を有する邪魔板を挿入した空気清浄装置を用いた。測定の結果を下記表２に示す。

実施例４は、遮光板を２枚設けるによって、抗体フィルタでのＵＶ強度を０μＷ／ｃｍ^２に抑えることができ、０．５ｍ^３／ｍｉｎの風量を確保することができ、ウイルスの一過性除去率は８８％と高い値をとることがわかった。また、実施例５は、２枚の遮光板の表面に光触媒層を形成したことにより、１５分後のNH3の濃度が検出されず、実質的に０ppmとなった。比較例６は遮光板を設けなかったことにより、抗体フィルタが紫外線の影響を大きく受け、ウイルスの一過性除去率が４０％と低減した。また、比較例７のように邪魔板を設けた場合には、抗体フィルタにおけるＵＶ強度を抑えることができるものの、風量が低下し、１５分後のNH₃の濃度が２ppmと高く、また、ウイルスの一過性除去率が５０％と低減した。

次に、上記空気清浄装置の抗体フィルタに有機酸銀塩が含まれる場合において、下記で説明する実施例及び比較例を用いてウイルスの不活性化効果と抗菌力を測定した。

（担体不織布の作成）
セルロースアセテート（アルドリッチ製、全置換度２．４、数平均分子量３万）のアセトン：水（９７：３）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４ｍｍの担体不織布Ｎ−１を得た。紡糸筒はヒーターで１００℃に加温した。ＳＥＭで平均繊維径を測定したところ、８μｍであった。

（塗布液調製）
塗布液１の調整を説明する。抗原を投与したニワトリが産んだ免疫卵の卵黄液を、噴霧乾燥して乾燥卵黄粉末を得た。次いで、この乾燥卵黄粉末をエタノールで脱脂して脱脂成分を除去した後、減圧下で乾燥し、抗体物質としての脱脂卵黄粉末を得た。この脱脂卵黄粉末を精製してインフルエンザウイルス抗体（IｇＹ抗体）の純度を測定したところ、３質量％であった。次いで、脱脂卵黄粉末を精製水に懸濁させ、抗体濃度１００ｐｐｍになるように調製した液を塗布液１とした。

塗布液２の調整を説明する。塗布液１にベヘン酸（炭素数：２２）銀懸濁液を混合し、ベヘン酸銀濃度２００ｐｐｍになるように調整した液を塗布液２とした。

塗布液３の調整を説明する。塗布液１にラウリン酸（炭素数：１２）銀懸濁液を混合し、ベヘン酸銀濃度１１８ｐｐｍ（ベヘン酸銀にモル数あわせ）になるように調整した液を塗布液３とした。

塗布液４の調整を説明する。塗布液１にミリスチン酸（炭素数：１４）銀懸濁液を混合し、ベヘン酸銀濃度１３４ｐｐｍ（ベヘン酸銀にモル数あわせ）になるように調整した液を塗布液４とした。

塗布液５の調整を説明する。塗布液１にセロチン酸（炭素数：２６）銀懸濁液を混合し、ベヘン酸銀濃度２３０ｐｐｍ（ベヘン酸銀にモル数あわせ）になるように調整した液を塗布液５とした。
塗布液６の調製を説明する。ベヘン酸（炭素数：２２）銀懸濁液をベヘン酸銀濃度２００ｐｐｍになるように調整した液を塗布液６とした。

（フィルタ作成）
塗布液１に上記担体不織布Ｎ−１を室温で５分浸漬させ、担体表面に抗体を付与した。得られた試料を面圧10MPaのローラーで圧縮し、含水率を測定したところ、500％であった。さらに50℃，30％RHの雰囲気下において含水率1％以下になるまで乾燥させたところ、3時間後に含水率1％に到達した。こうして得られた抗体フィルタＦ１を比較例８とする。

抗体フィルタＦ２からＦ６についても同様に、塗布液１を塗布液２から塗布液６に変更する以外は、抗体フィルタＦ１と同様の方法で、担体表面に抗体および有機酸銀塩を付与させた抗体フィルタＦ２〜Ｆ５を作製した。そして、塗布液２を含む抗体フィルタＦ２を実施例６とし、塗布液３を含む抗体フィルタＦ３を比較例９とし、塗布液４を含む抗体フィルタＦ４を実施例７とし、塗布液５を含む抗体フィルタＦ５を比較例１０とした。抗体フィルタＦ１と、塗布液６を含む抗体フィルタＦ６の二組のフィルタを重ねて設置し比較例１１とした。

（ウイルス不活性化効率評価）
比較例及び実施例の抗体フィルタＦ１からＦ５について、サンプル作製直後に、ウイルス不活性化効率評価を行った。
供試ウイルス液は精製インフルエンザウイルスをＰＢＳで１０倍希釈したもの（ウイルス濃度20万プラーク/mL）を使用した。前記各サンプルを５ｃｍ角に切り、ウイルス噴霧試験装置の中央に取り付け固定した。上流側に設置したネブライザーに供試ウイルス液を入れ、下流側にウイルス回収用装置を取り付けた。エアーコンプレッサーから圧縮空気を送り、ネブライザーの噴霧口から供試ウイルスを噴霧した。マスク下流側には、ゼラチンフィルターを設置し、１０Ｌ／分の吸引流量で５分間試験装置内空気を吸引し、通過ウイルスミストを捕集した。
試験後、ウイルスを捕集したゼラチンフィルターを回収し、ＭＤＣＫ細胞を用いたＴＣＩＤ５０法（50%細胞感染量測定法）により、サンプル通過後のウイルス感染価を求めた。サンプル有り無しでのゼラチンフィルターのウイルス感染価の比較から、各サンプルのウイルスの一過性除去率を算出した。その結果を表３に示す。

（抗菌力評価）
比較例及び実施例の抗体フィルタＦ１からＦ５について、サンプル作製直後に、抗菌力試験を行った。試験方法は、ＪＩＺ２８０１：２０００に準じた。
試験菌は、標準寒天培地で前培養したStaphylococcus aureus subsp. aureus NBRC 12732（黄色ぶどう球菌）を使用した。かかる培養菌を１／５００ニュートリエントブロスにて分散希釈し、試験菌液を調整した。この試験菌液0.４mLを滅菌シャーレに入れた各フィルタに接種して、３５℃で２４時間培養した。培養後、各試験布から菌をレシチン・ポリソルベート８０含有ソイビーン・カゼイン・ダイジェスト・ブロス１０mLで洗い流し、各試験布中の菌数を寒天平板培養法により測定した。また、接種直後の菌数も測定したところ、１．８×１０^５個であった。結果を表３に示す。

表３から明らかなように、本発明の製造方法により得られた抗体フィルタは、サンプル作製直後のウイルス除去率が高く、保存後も、ウイルス不活性能力を保持できる。また、炭素数２６では、抗菌効果が失われた。溶解度積の上昇にともない銀イオンの徐放が抑制されていると考えた。炭素数１２では、銀イオンによる抗体の破壊が発生し抗体による不活化効率がさがっていると考えた。また、抗菌フィルタと抗体フィルタの本来２枚で発現している効果をフィルタ２枚で実現することができた。

次に、上記各担体フィルタを空気清浄装置に配置した場合に、消臭効果を評価した。

（光触媒フィルタの作成）
ポリエステル系からなる線径２０μ、膜厚８ｍｍ、目付量170g/m²の不織布に光触媒コーティング剤（ＴＫＣ−３０４：テイカ製）を１ｍ^２あたり２０ｇとなるよう担持させ、１２０℃で３分乾燥させ光触媒フィルタを作成した。

（活性炭フィルタの作成）
吸着による短時間での消臭効果を付与するため、目付を減らした低圧損の不織布を使用し、活性炭不織布フィルターを作成した。ポリエステル/ビニロン系からなる線形３０〜５０μ、膜厚０．５ｍｍ、目付量５０ｇ／ｍ^２の不織布にアクリル樹脂を塗布し活性炭（クラレコールＧＧ）４０ｇ／ｍ^２を担持した活性炭フィルタを作成した。光触媒および抗体フィルタに枠を作成し、着脱可能に保持するフィルタ保持部が設けられた、実施形態の構成で上記で作成の抗体ナノフィルタＦ２を空気の流れの最下流に配置し、上流側に光触媒を一対、その間に近紫外線を効率よく放射する冷陰極管を配置した。活性炭フィルターの設置は、ＵＶ光を有効にチタン面に放射すべく冷陰極管に面する光触媒面とは逆の面に重ね合わせて設置した。送風部として最下流に軸流ファンを３機配置した。

比較例１１のフィルタ構成１は、上記抗体フィルタＦ２と光触媒フィルタ一対とが空気清浄装置に配置されている構成である。

実施例８のフィルタ構成２では、空気清浄装置に抗体フィルタＦ２と光触媒フィルタ一対とを配置し、抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度４５°のルーバー（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）２枚を挿入した。

参考例４のフィルタ構成３では、抗体フィルタＦ２と光触媒フィルタ一対とに活性炭不織布を重ね、空気清浄装置に配置している。活性炭不織布は、ＵＶ光を有効にチタン面に放射すべく冷陰極管に面する光触媒面とは逆の面に重ね合わせて設置した。

参考例５のフィルタ構成４では、空気清浄装置において抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度４５°のルーバー（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）１枚を挿入した。

実施例９のフィルタ構成５では、空気清浄装置において抗体フィルタと下流側光触媒フィルタとの間に、角度４５°のルーバー（耐ＵＶ処理したＡＢＳ製）２枚を挿入した。

（消臭効果評価）
空気清浄機の、消臭効果を酢酸濃度で評価した。試験を行う閉ざされた空間（１ｍ^３）初期ＮＨ_３濃度を１０ｐｐｍに調節した後、空気清浄機を駆動し、１５分後のアンモニア濃度を検知管によって測定した。

（ＵＶのウイルス不活性化効率評価）
同一環境下で、前記条件の空気清浄機を2週間運転した後、それぞれの抗体フィルタのウイルス不活性化評価を上記同様に実施した。本測定の結果を下記表４に示す。

低圧損不織布への活性炭を担持した担体フィルタはＵＶ遮蔽効果があることが分かった。また、活性炭を担持した担体フィルタを備えた空気清浄装置によれば、消臭性能が上昇することがわかった。

本発明にかかる空気清浄装置の一実施形態の構成を示す図である。図１の空気清浄装置を吸気側からみた図である。図１の空気清浄装置を排気側からみた図である。図１の空気清浄装置の空気の流路と平行な断面で切断した断面図である。本実施形態の空気清浄装置の制御系を示すブロック図である。遮光部材の構成を示す斜視図である。図６のＡ−Ａ線方向視した断面図である。遮光部材の変形例を示す部分断面図である。

符号の説明

１０空気清浄装置
１１ケース本体
１２（１２ａ，１２ｂ）光触媒フィルタ
１４光照射部
１５抗体フィルタ
１６送風部
４２，４４遮光部材
５２ａ，５４ａ遮光板

Claims

光触媒を用いて有機物質を分解する空気清浄装置であって、
内部に空気を取り込む吸気部と、外部に空気を送り出すための排気部とを有するケース本体と、
前記吸気部から前記排気部の間に形成された流路に空気を送風する送風部と、
光触媒を含む層を有し、前記流路に配置された光触媒フィルタと、
前記光触媒フィルタに光を照射する光照射部と、
担体に抗体を担持してなる有害物質除去材を含み、前記流路に配置された抗体フィルタと、を備え、
前記光照射部と前記抗体フィルタとの間に、前記空気の流れを許容し、且つ、前記空気の流れる方向に見た状態で前記光の通過を遮蔽する遮光部材が設けられ、前記遮光部材が、前記流路に配置される枠体と、前記枠体に形成され、それぞれ同一角度で傾斜させた状態で配列させた複数の遮光板とを有し、
前記遮光部材が、複数重ね合わさせて並べられ、隣り合う前記遮光部材の前記遮光板の傾斜の向きが反対となる状態で配置されていることを特徴とする空気清浄装置。
前記抗体フィルタに、抗菌剤と抗カビ剤とのうち少なくとも一方が担持されていることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄装置。
前記抗菌剤及び前記抗カビ剤が、有機酸銀塩であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気清浄装置。
前記有機酸銀塩の炭素数が１４から２４であり、直鎖であることを特徴とする請求項３に記載の空気清浄装置。
前記複数の遮光板がそれぞれ、水平方向に対して３０°から５０°の範囲で傾斜していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の空気清浄装置。
前記流路において前記吸気部の下流側近傍に、更に前記遮光部材を配置することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の空気清浄装置。