JP5852523B2 - 空調フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、多機能空調フィルタに関するものである。

従来、脱臭機能を備えた層と、集塵機能を備えた層と、抗菌機能を備えた層等の複数の層を積層した空気清浄機用多機能フィルタ（以下、空調フィルタと呼ぶ）が開示されている。

特開平１０−８５５５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された空調フィルタに、さらに抗ウイルス機能を有する抗体を添着して、更なる高機能化を図ることを考えると、抗体を添着する層は、抗体の活性度が低下するような機能材を含んだ層と隣り合わせないようにする必要がある。これは、抗体を、抗菌層等の抗体の活性度が低下するような機能材と同一層、もしくは隣り合った層に添着すると、抗体が不活性化（被毒化）するため、抗ウイルス機能が失われるためである。

また、微細塵集塵層（集塵フィルタ）には、一般に不織布を帯電させた帯電フィルタが用いられているため、集塵フィルタに抗体を含浸（ディッピング）によって添着した際に、帯電が解除されてしまい、これによって微細塵集塵機能が失われてしまう。

したがって、フィルタの層数を増やすことなしに抗体を添着することができないという問題があった。

また、特許文献１に開示された発明は家庭用空気清浄機に適用された発明であって、これを車両用空調装置に適用する際には、保安基準によって、難燃性の素材を使用する必要がある。

そのため、一般にはフィルタの素材に難燃剤を付加することが行われているが、難燃剤を抗体と同一層に付加すると、抗体が難燃剤に覆われて機能しなくなるため、難燃剤と抗体は別の層に付加しなければならない。すなわち、フィルタの層数を増やすことなく、なおかつ、車両に適用できる抗ウイルス機能を有する空調フィルタを実現することは困難であった。

一方、フィルタの層数が増えると通気抵抗が増大して、空調フィルタの通気量が低減することによって空調装置の性能が低下するため、フィルタの層数の増加は抑えなければならない。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、空調フィルタの層数を増やすことなく抗ウイルス機能を付加することができ、さらに、車両用空調装置に適用することが可能な、高機能の空調フィルタを提供することを目的とする。

本発明に係る空調フィルタは、従来の空調フィルタに抗ウイルス機能を有する抗体を添着することによって、抗ウイルス機能を付加したものである。

すなわち、本発明の請求項１に記載の空調フィルタは、空気の流路に沿って上流側から順に、いずれも通気性を有する、粗塵集塵機能を有するとともに、抗菌剤を含んで、さらに難燃剤が添着された第１層と、脱臭効果を有する活性炭層である第２層と、前記第２層を保持する第３層と、帯電されて微細塵の集塵を行う第４層と、の多層からなる空調フィルタにおいて、前記第３層に抗ウイルス機能を有する抗体が添着されていることを特徴とする。

このように構成された空調フィルタによれば、空調フィルタの第１層に流入した空気に含まれる粗塵が、第１層において集塵されるとともに、第１層に添着された抗菌剤によって菌の増殖が抑制されて、さらに、第１層から流出して第２層に流入した空気が、第２層に含まれる活性炭の吸着作用によって脱臭されて、第２層から流出して第３層に流入した空気に含まれるウイルスが、第３層に添着された抗体の抗ウイルス機能によって無毒化され、さらに、第４層において微細塵が集塵されて、第４層を通過した空気が、空調装置によって車室内に放出されるため、従来の空調フィルタに対してフィルタの層数を増やすことなく抗ウイルス機能を有する抗体を添着することができ、これによって、フィルタの通気抵抗を増大させることなく、空調フィルタに抗ウイルス機能を付加することができる。

そして、さらに、このように構成された空調フィルタによれば、抗体を第３層の活性炭保持層に添着したため、抗体が、第１層に添着された抗菌剤等のような、抗体の活性度が低下する成分を含む機能材と接することによって被毒化することがない。

また、このように構成された空調フィルタによれば、難燃剤を第１層に添着して、抗体を、第１層とは異なる第３層の活性炭保持層に添着したため、難燃剤、および抗体に、ともに本来の機能を発揮させることができる。

したがって、従来の空調フィルタの機能を損なうことなく、抗ウイルス機能を付加することができるとともに、車両用空調装置の空調フィルタとして利用することができる。

また、本発明の請求項２に記載の空調フィルタは、前記第１層に、抗アレルゲン剤を含んでいることを特徴とし、本発明の請求項３に記載の空調フィルタは、前記第１層に、防カビ剤を含んでいることを特徴とする。

このように構成された空調フィルタによれば、第１層において、抗アレルゲン剤によってアレルゲンが不活性化し、また、第１層において、防カビ剤によって菌の増殖が抑制される。

さらに、本発明の請求項４に記載の空調フィルタは、前記第１層に、さらに銀イオンが添着されていることを特徴とする。

このように構成された空調フィルタによれば、第３層に添着された抗体の活性度が、気温の上昇等の熱の影響によって低下した場合であっても、第１層に添着された銀イオンの働きによって、抗ウイルス効果を維持することができる。

また、本発明の請求項５に記載の空調フィルタは、前記抗体がダチョウ抗体であることを特徴とする。

このように構成された空調フィルタによれば、抗体としてダチョウ抗体を用いたため、抗体の大量生産が可能であり、また、１つの生体から大量の抗体が採取できるため、抗体の品質のばらつきが少なく、高い信頼性が得られる。

本発明に係る空調フィルタによれば、フィルタの層数を増加させずに、抗ウイルス機能を付加することができるという効果が得られる。

車両用空調装置の概略構成を説明する図である。 本発明の空調フィルタの第１実施例の断面構造を説明する図である。 本発明の空調フィルタの第２実施例の断面構造を説明する図である。

以下、本発明に係る空調フィルタを車両用空調装置に適用した例について、図１から図３を用いて説明する。

図１は、車両用空調装置の概略構成を示す構成図である。

本車両用空調装置１は、車両（図示省略）に設置されて、エンジン１００によって駆動されて冷媒を加圧する圧縮機１０２と、車室内に設置されて、送風温度、送風量、送風場所を制御することによって車室内の空調状態の制御を行う空調ユニット５と、空調ユニット５に対して制御指示を行う空調制御部１０５と、空調制御部１０５が空調ユニット５に与える制御指示の内容を決定するために、必要な情報を計測するセンサ類である外気温度センサ１３０、車室温度センサ１３１、吹出温度センサ１３２、日射量センサ１３３、水温センサ１３４、エバポレータ温度センサ１３５と、車両の乗員が設定温度等の指示を行う空調操作部１１０と、空調ユニット５の動作状態を視覚的に表示する空調表示部１２０とを備えている。

前記空調ユニット５は、車両の外部の空気である外気を導入する外気導入口２４と、車室内の空気である内気を導入する内気導入口２６と、内気導入と外気導入の切り替え、および内気と外気の混合率を決める回動可能なインテークドア２０と、インテークドア２０の回動を行うインテークドア駆動部２２と、インテークドア２０から導入した外気、内気、もしくはそれらの混合気を、空調ユニット５の内部に設けた風路３５に送風するブロアファン３０と、ブロアファン３０の回転速度（ファン速）を制御して、風路３５に送風する風量を制御するブロアモータ３２と、ブロアファン３０から送風された気流の方向に対して略直交する向きに設置された空調フィルタ１０と、冷媒が循環するエバポレータ（空気冷却用の熱交換器）４０と、図示しない冷却水路を通してエンジン１００から排出された冷却水が循環するヒーターコア（空気加熱用の熱交換器）５０と、エバポレータ４０とヒーターコア５０の間に設置された、回動可能なエアミックスドア６０と、エアミックスドア６０の回動を行うエアミックスドア駆動部６２と、を有している。

前記空調フィルタ１０は、空気を通過させることによって、通過した空気に含まれる塵を集塵して、空気の脱臭を行い、さらに、抗アレルゲン機能によってアレルゲンの働きを抑制し、抗菌作用によって細菌の増殖を抑制して、防カビ機能によってカビ菌の増殖を抑制する。詳しい作用は後述する。

前記エバポレータ４０は、内部に冷媒を循環させて、エバポレータ４０を通過した空気と冷媒との間で熱交換を行って、空気を冷却し、冷風を送出する。

前記ヒーターコア５０は、内部にエンジン１００の冷却水（温水）を循環させて、ヒーターコア５０を通過した空気とヒーターコア５０の内部を流れる温水との間で熱交換を行って、暖められた空気を温風として送出する。

前記エアミックスドア６０は、その開度を変更することによって、エバポレータ４０のみを通過した冷風と、エバポレータ４０を通過した後でヒーターコア５０を通過した温風との混合比率を制御する。

前記ヒーターコア５０の下流には、エバポレータ４０を通過した冷風と、ヒーターコア５０を通過した温風とが混合される混合室７０が形成され、この混合室７０には、車室内のデフロストグリル、ベントグリル及びフットグリル（いずれも図示省略）へそれぞれ連通する複数の吹出口８０が設けられており、各々の吹出口８０付近には、回動可能で、各々の吹出口８０から送出される風量を制御するドア９０が配置されている。

そして、前記センサ類は、それぞれ以下の物理量を計測する。すなわち、前記外気温度センサ１３０は外気温の計測を行い、前記車室温度センサ１３１は車室内の温度の計測を行い、前記吹出温度センサ１３２は吹出口８０の温度を計測し、前記日射量センサ１３３は車両に当たる日射量を計測し、前記水温センサ１３４はエンジン１００の冷却水の温度を計測して、前記エバポレータ温度センサ１３５はエバポレータ４０通過後の空気の温度を計測する。

次に、前記センサ類によって計測された各物理量に基づいて、空調制御部１０５は、空調ユニット５の制御内容を決定して、こうして決定された制御内容に沿って車両用空調装置１の制御を行う。

[空調フィルタの構造説明]
次に、本発明の空調フィルタ１０の構造について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の空調フィルタの断面構造を説明する図である。

本発明の空調フィルタ１０は、空気の流路の上流側から順に、第１層１０ａ，第２層１０ｂ，第３層１０ｃ，第４層１０ｄからなる４層構造をなしている。

前記第１層１０ａは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂製の不織布よりなる濾布で形成された濾材１２ａの内部に、例えばポリフェノール化合物を含む抗アレルゲン剤１３と、銅や亜鉛等の無機成分、あるいはワサビに含まれる有機成分を含む抗菌剤１４と、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、担持銀ゼオライト等を含む防カビ剤１５を含んでおり、さらに臭素化合物、リン化合物、塩素化合物等からなる有機系難燃剤やアンチモン化合物、金属水酸化物等からなる無機系難燃剤等の難燃剤１８が添着されている。

第２層１０ｂは、活性炭１６の粒子を含有した層である。そして、第２層１０ｂの上面（上流側）は、第１層１０ａを構成する濾材１２ａと接着剤によって接着され、第２層１０ｂの下面（下流側）は、第３層１０ｃを構成する濾材１２ｃと接着剤によって接着されている。そして、このように、活性炭１６の粒子を含有した層を濾材１２ａと濾材１２ｃで挟み込んで固定することによって、活性炭１６の離散や脱落を防止できる。

第３層１０ｃは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂製の不織布よりなる濾布で形成された濾材１２ｃからなり、第２層１０ｂの中の活性炭１６が崩れて離散しないように、第２層１０ｂを保持する役割を果たす層である。そして、この第３層１０ｃを構成する濾材１２ｃの中には、抗ウイルス機能を有する抗体１７が添着されている。

抗体１７としては、例えばダチョウの卵から生成したダチョウ抗体が用いられる。ダチョウはニワトリに比べて１羽から採取できる抗体の量が多いため、抗体の大量生産に好適である。そして、１つの生体から大量の抗体が採取できるため、抗体の品質のばらつきが少なく、信頼性が高い。

また、第４層１０ｄは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂製の不織布よりなる濾布で形成された濾材１２ｄからなり、濾材１２ｄには帯電処理が施されており、第４層１０ｄに流入した空気の中に含まれる花粉やたばこ粒子等の微細塵が集塵される。

なお、第１層１０ａ，第２層１０ｂ，第３層１０ｃ，第４層１０ｄの周縁部には、例えば合成樹脂で成形された外枠１９が設けられている。そして、空調フィルタ１０の各層の周縁部と外枠１９とは、例えば接着によって固定されている。

この空調フィルタ１０は、長い期間に亘って使用すると、空調フィルタ１０の表面に汚れが付着して通気抵抗が大きくなる。

したがって、定期的に、新しい空調フィルタ１０と交換するのが望ましい。

空調フィルタ１０の交換を行う際には、外枠１９を把持することによって、空調フィルタ１０を空調ユニット５から容易に着脱して交換することができる。

[空調フィルタの製造方法説明]
次に、本発明の空調フィルタ１０の製造方法について説明する。

第１層１０ａは、濾材１２ａに、抗アレルゲン剤１３と、抗菌剤１４と、防カビ剤１５と、難燃剤１８をそれぞれ添着することによって製造される。なお、薬剤の添着方法には、噴霧、含浸（ディッピング）等、様々な手段があるが、そのいずれによって行ってもよい。

第２層１０ｂは、活性炭１６の粒子を、接着剤を塗布した濾材１２ａの下流側の面、もしくは接着剤を塗布した濾材１２ｃの上流側の面に敷き詰めて、濾材１２ａの下流側の面と濾材１２ｃの上流側の面とで挟み込むことによって製造される。

第３層１０ｃは、濾材１２ｃに、抗体１７を添着することによって製造される。添着方法には、噴霧、含浸（ディッピング）等、様々な手段があるが、そのいずれによって行ってもよい。

第４層１０ｄは、濾材１２ｄを帯電加工することによって製造される。

[空調フィルタの作用説明]
次に、空調フィルタ１０の作用について説明する。

車両用空調装置１の空気の流路に沿って流れる気流は、図２の矢印Ｄ₁の方向に流れて、まず空調フィルタ１０の第１層１０ａに流入する。

このとき、第１層１０ａの濾材１２ａに添着されたポリフェノール化合物等の抗アレルゲン剤１３の作用によって、抗アレルゲン作用が発揮されてアレルゲンの働きが抑制（不活性化）される。また、第１層１０ａの濾材１２ａに添着された銅・亜鉛等の無機成分を含む、あるいはワサビに含まれる有機成分を含む抗菌剤１４の作用によって、抗菌作用が発揮されて細菌の増殖が抑制される。さらに、第１層１０ａの濾材１２ａに添着された有機シリコン第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、担持銀ゼオライト等の防カビ剤１５の作用によって、防カビ作用が発揮されてカビ菌の増殖が抑制される。

さらに、第１層１０ａは、流入した空気に含まれるダニ等の粗塵を集塵する機能を有するとともに、難燃剤１８の働きによって難燃性を有しており、空調フィルタ１０の流路の上流側で火災等が発生した場合であっても、難燃剤１８の作用によってその延焼を防止することができる。

空調フィルタ１０の第１層１０ａから流出した空気は、次に、空調フィルタ１０の第２層１０ｂに流入する。

空調フィルタ１０の第２層１０ｂには活性炭１６が含有されているため、この活性炭１６の有する脱臭作用によって、第２層１０ｂに流入した空気の臭い（排気ガス臭やアンモニア臭）が吸着される。

空調フィルタ１０の第２層１０ｂを通過した空気は、次に、空調フィルタ１０の第３層１０ｃに流入する。

空調フィルタ１０の第３層１０ｃは、第２層１０ｂに含まれる粒状の活性炭１６が離散しないように保持するための層である。

なお、第３層１０ｃの濾材１２ｃには、さらに、抗ウイルス機能を有する抗体１７が添着されている。そして、第３層１０ｃに流入した空気に含まれるインフルエンザウイルス等のウイルスが、第３層１０ｃに添着された抗体１７の作用によって無毒化される。

空調フィルタ１０の第３層１０ｃから流出した空気は、次に、空調フィルタ１０の第４層１０ｄに流入する。

空調フィルタ１０の第４層１０ｄには帯電処理が施されており、第４層１０ｄに流入した空気に含まれる花粉等の微細塵が集塵される。

そして、第４層１０ｄから流出した空気は、図２の矢印Ｄ₂の方向に流れて、その後、図１に示すエバポレータ４０に流入して、以後、先に説明した順に沿って、車両用空調装置１が動作する。そして、空調フィルタ１０によって清浄化された空気が、吹出口８０を経て、車室内に放出される。

以上、説明したように、実施例１に係る空調フィルタ１０によれば、第１層１０ａに流入した空気に含まれる粗塵が、第１層１０ａにおいて集塵されるとともに、第１層１０ａに添着された抗アレルゲン剤１３によってアレルゲンが不活性化されて、また、抗菌剤１４、防カビ剤１５によって菌の増殖が抑制されて、さらに、第１層１０ａから流出して第２層１０ｂに流入した空気が、第２層１０ｂに含まれる活性炭１６の吸着機能によって脱臭されて、第２層１０ｂから流出して第３層１０ｃに流入した空気に含まれるウイルスが、第３層１０ｃに添着された抗体１７の抗ウイルス機能によって無毒化されて、さらに、第４層１０ｄにおいて微細塵が集塵され、第４層１０ｄを通過した空気が、空調装置によって車室内に放出されるため、従来の空調フィルタに対してフィルタの層数を増やさずに抗ウイルス機能を有する抗体１７を添着することができ、これによって、通気抵抗を増大させることなく、空調フィルタに抗ウイルス機能を付加することができる。

そして、このように構成された空調フィルタによれば、抗体１７を第３層１０ｃの活性炭保持層に添着したため、抗体１７が、第１層１０ａに添着された抗菌剤１４のような、抗体１７の活性度が低下する成分を含む機能材と接することによって被毒化することがない。

また、このように構成された空調フィルタによれば、難燃剤１８を第１層１０ａに添着して、抗体１７を第３層１０ｃの活性炭保持層に添着したため、難燃剤１８と抗体１７とに、ともに本来の機能を発揮させることができる。

さらに、このように構成された空調フィルタによれば、抗体１７としてダチョウ抗体を用いたため、抗体の大量生産が可能であり、また、１つの生体から大量の抗体が採取できるため、抗体の品質のばらつきが少なく、高い信頼性が得られる。

次に本発明に係る空調フィルタを車両用空調装置に適用した別の実施例について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の空調フィルタの別の実施例の断面構造を説明する図である。

図３において、空調フィルタ１１は、空気の流路の上流側から順に、第１層１１ａ，第２層１０ｂ，第３層１０ｃ，第４層１０ｄからなる４層構造をなしている。

前記第１層１１ａは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂製の不織布よりなる濾布で形成された濾材１２ａの内部に、実施例１で説明した抗アレルゲン剤１３と、抗菌剤１４と、防カビ剤１５と、難燃剤１８に加えて、さらに、抗ウイルス機能を有する銀イオン２８が添着されている。

なお、図３における第２層１０ｂ，第３層１０ｃ，第４層１０ｄの構成は、実施例１で説明した空調フィルタ１０の第２層１０ｂ，第３層１０ｃ，第４層１０ｄの構成と同一である。

そして、第１層１１ａ，第２層１０ｂ，第３層１０ｃ，第４層１０ｄの周縁部には、例えば合成樹脂で成形された外枠１９が設けられている。

[空調フィルタの作用説明]
次に、空調フィルタ１１の作用について説明する。

車両用空調装置１の空気の流路に沿って流れる気流は、図３の矢印Ｄ₁の方向に流れて、まず空調フィルタ１１の第１層１１ａに流入する。

このとき、第１層１１ａの濾材１２ａに添着された抗アレルゲン剤１３の作用によって、抗アレルゲン作用が発揮されてアレルゲンの働きが抑制（不活性化）される。また、第１層１１ａの濾材１２ａに添着された抗菌剤１４の作用によって、抗菌作用が発揮されて細菌の増殖が抑制される。さらに、第１層１１ａの濾材１２ａに添着された防カビ剤１５の作用によって、防カビ作用が発揮されてカビ菌の増殖が抑制される。この部分の作用は、第１実施例と同じである。

さらに、第１層１１ａの濾材１２ａに添着された銀イオン２８の有する抗ウイルス作用によって、第１層１１ａに流入した空気中に含まれるウイルスが不活性化される。

以降、第２層１０ｂ，第３層１０ｃ，第４層１０ｄにおいて、第１実施例と同じ作用が行われて、脱臭、抗ウイルス、微細塵の集塵がそれぞれ行われる。

そして、第４層１０ｄから流出した空気は、図３の矢印Ｄ₂の方向に流れて、その後、図１に示すエバポレータ４０に流入して、以後、先に説明した順に沿って、車両用空調装置１が動作する。そして、空調フィルタ１１によって清浄化された空気が、吹出口８０を経て、車室内に放出される。

ここで、第１層１１ａに添着した銀イオン２８と、第３層１０ｃに添着した抗体１７とは、同じように抗ウイルス機能を有しており、いずれもインフルエンザウイルス等のウイルスを不活性化するが、抗体１７の方が、より即効性が高い。また、銀イオン２８の方が熱に強い（抗体１７は熱の影響で抗ウイルス機能が損なわれる可能性がある）。したがって、抗体１７と銀イオン２８を併用することによって、より高い抗ウイルス機能を実現することができる。

以上、説明したように、実施例２に係る空調フィルタ１１によれば、第３層１０ｃに添着された抗体１７の活性度が低下した場合であっても、第１層１１ａに添着された銀イオン２８の作用によって、抗ウイルス効果を維持することができる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述したが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組み合わせが含まれることは勿論である。さらに、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組み合わせのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。さらに、「等」の用語がある場合には、同等のものを含むという意味で用いられている。また、「ほぼ」「約」「程度」などの用語がある場合には、常識的に認められる範囲や精度のものを含むという意味で用いられている。

１０ 空調フィルタ
１０ａ 第１層
１０ｂ 第２層
１０ｃ 第３層
１０ｄ 第４層
１２ａ，１２ｃ，１２ｄ 濾材
１３ 抗アレルゲン剤
１４ 抗菌剤
１５ 防カビ剤
１６ 活性炭
１７ 抗体
１８ 難燃剤
１９ 外枠

Claims (5)

1. 空気の流路に沿って上流側から順に、いずれも通気性を有する、
   粗塵集塵機能を有するとともに、抗菌剤を含んで、さらに難燃剤が添着された第１層と、
   脱臭効果を有する活性炭層である第２層と、
   前記第２層を保持する第３層と、
   帯電されて微細塵の集塵を行う第４層と、の多層からなる空調フィルタにおいて、前記第３層に抗ウイルス機能を有する抗体が添着されていることを特徴とする空調フィルタ。
2. 前記第１層に、抗アレルゲン剤を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の空調フィルタ。
3. 前記第１層に、防カビ剤を含んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空調フィルタ。
4. 前記第１層に、さらに銀イオンが添着されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の空調フィルタ。
5. 前記抗体がダチョウ抗体であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の空調フィルタ。