KR101507191B1 - 공기 청정 장치 - Google Patents

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Abstract

공기 청정 장치는, 흡기부와 배기부를 갖는 케이스 본체; 송풍부; 광 촉매를 포함하는 층을 갖는 광 촉매 필터; 상기 광 촉매 필터에 광을 조사하는 광 조사부; 및 담체에 항체를 담지시킴으로써 이루어지는 유해 물질 제거재를 포함하는 항체 필터를 포함하며,
상기 광 조사부와 상기 항체 필터와의 사이에, 상기 공기의 흐름을 허용하며, 상기 공기 흐름 방향으로부터 본 상태에서 상기 광의 통과를 차단하는 제 1 차광 부재가 형성되고; 그리고 상기 제 1 차광 부재는, 적어도 하나의 프레임체, 및 상기 적어도 하나의 프레임체에 형성되어 각각 동일한 각도로 경사진 상태와 같이 배열되는 복수의 차광판을 갖는다.

Description

공기 청정 장치{AIR CLEANING APPARATUS}
본 발명은, 냄새 제거, 탈취, 제균 등을 위해, 광 촉매를 이용해 유기 물질을 분해하고, 항체 필터에 의해 세균, 바이러스 등을 선택적으로 불활성화하는 공기 청정 장치에 관한 것이다.
종래, 바이러스의 불활성화를 위해 광 촉매 필터 및 이와 같은 광 촉매 필터를 구비한 공기 청정 장치로서는, 예를 들어, 일본국 특허출원 2005-342142 호에 나타낸 것이 있다. 일본국 특허출원 2005-342142 호의 공기 청정 장치는, 면역 항체 반응을 통해 바이러스를 불활성화해 사멸시키는 바이러스 제거 능력이 제공되며, 추가로 다양한 형태의 바이러스를 정전 필터 또는 광 촉매 필터에 의해 불활성화 효과를 유지하는 공기 청정 장치이다
그런데, 광 촉매 필터에 광을 조사하는 광원으로서, 일반적으로 자외선이 사용된다. 그러나, 항체 필터에 자외선이 조사되면, 항체 필터에 포함된 항체가 파괴되어 바이러스 및 세균을 포착하는 효과가 저하해 버린다.
항체가, 예를 들어 동물의 혈청으로부터 제작되는 경우, 항체의 가격은 혈청중에 용해된 상태에서 항체 1 kg 당 700만엔과 같이 고가이다. 목적에 따라, 추가의 정제 또는 분말화가 실행되어 가격이 한층 더 상승한다. 그 때문에, 항체가 파괴되는 경우, 파괴되는 양에 대응하는 초과분을 담지할 필요가 생겨 대폭적인 비용 상승의 요인이 된다.
상기 종래의 공기 청정 장치는, 공기의 유로에 있어서 최상류측 또는 최하류측에 항체 필터를 배치하는 구성을 갖는다. 항체 필터가 최하류측에 배치되는 경우, 항체 필터에 광원부로부터의 자외선이 조사되어, 항체 필터의 필터 효과가 저감되는 것이 예상된다. 다른 한편으로, 항체 필터 상의 자외선의 영향을 고려하면서, 항체 필터와 광원부와의 사이에 차폐판 등이 제공된다면, 공기의 흐름이 차단되어, 풍량 (air volume) 이 저하되는 것이 염려된다.
본 발명은, 상기 사항을 감안하여 달성된 것으로, 그 목적은, 항체 필터에 자외선을 조사함으로써 필터 효과의 저감을 방지할 수 있고 풍량의 저하를 방지할 수 있는 공기 청정 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 상기 목적은 하기 구성에 의해 달성된다.
1) 광 촉매를 이용해 유기 물질을 분해하는 공기 청정 장치로서, 이 장치는,
내부에 공기를 받아들이는 흡기부와 외부로 공기를 송풍하는 배기부를 갖는 케이스 본체;
상기 흡기부와 상기 배기부 사이에 형성된 유로에 공기를 송풍하는 송풍부;
광 촉매를 포함하는 층을 가지며, 상기 유로에 배치된 광 촉매 필터;
상기 광 촉매 필터에 광을 조사하는 광 조사부; 및
담체에 항체를 담지시킴으로써 이루어지는 유해 물질 제거재를 포함하고, 상기 유로에 배치된 항체 필터를 포함하며,
상기 광 조사부와 상기 항체 필터와의 사이에, 상기 공기의 흐름을 허용하며, 상기 공기 흐름 방향으로부터 본 상태에서 상기 광의 통과를 차단하는 제 1 차광 부재가 형성되고; 그리고
상기 제 1 차광 부재는, 상기 유로에 배치되는 적어도 하나의 프레임체, 및 상기 적어도 하나의 프레임체에 형성되어 각각 동일한 각도로 경사진 상태와 같이 배열되는 복수의 차광판을 갖는 공기 청정 장치.
2) 상기 1)에 있어서, 항균제와 항진균제 중의 적어도 어느 하나가 상기 항체 필터에 담지되는 공기 청정 장치.
3) 상기 1) 또는 2)에 있어서, 상기 항균제와 상기 항진균제는, 유기산 은염 (organic acid silver salt) 인 공기 청정 장치.
4) 상기 3)에 있어서, 상기 유기산 은염은 14 내지 24 의 탄소 원자수를 가지며, 직쇄인 공기 청정 장치.
5) 상기 1) 내지 4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 차광 부재는, 복수 개의 차광판을 각각 가지며 포개진 상태로 배치되는 복수 개의 프레임체를 포함하며, 인접한 2 개의 프레임체는 상기 복수 개의 차광판의 각각의 경사 방향이 서로 반대가 되도록 배치되는 공기 청정 장치.
6) 상기 1) 내지 5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 복수 개의 차광판 각각은, 수평 방향에 대해 30˚ 내지 50˚의 범위로 경사져 있는 공기 청정 장치.
7) 상기 1) 내지 6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 유로에 있어서 상기 흡기부의 하류측 근방에 배치되고, 상기 제 1 차광 부재와 동일한 제 2 차광 부재를 더 포함하는 공기 청정 장치.
본 발명에 따른 공기 청정 장치는, 차광 부재에 형성된 복수의 차광판에 의해 공기의 흐름을 허용하면서, 동시에 광 조사부로부터 조사된 광에 의한 항체 필터의 조사를 방지한다. 이렇게 하면, 항체 필터의 항체가 광의 자외선의 영향에 의해 파괴되는 것을 방지하는 것으로, 항체 필터의 필터 효과가 저하해 버리는 것을 방지할 수 있다. 또, 차광 부재는 차광판 사이의 사이공간 (interspace) 을 통해 공기의 흐름을 허용하여, 유로에 있어서의 공기의 흐름을 방해하지는 않으며, 풍량의 저하를 방지할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 양태에 따른 공기 청정 장치의 예시적 일 실시형태의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 공기 청정 장치를 흡기측에서 본 도면이다.
도 3 은 도 1 의 공기 청정 장치를 배기측에서 본 도면이다.
도 4 는 도 1 의 공기 청정 장치를 공기의 유로에 평행한 단면을 따라 절단하여 얻은 단면도이다.
도 5 는 예시적 실시형태에 따른 공기 청정 장치의 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 6 은 차광 부재의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7 은 도 6 의 A-A 선 방향으로부터 본 단면도이다.
도 8 은 차광 부재의 예시적 변형예를 나타낸 부분 단면도이다.
이하, 본 발명의 예시적 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 양태에 따른 공기 청정 장치의 예시적 일 실시형태의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2 는, 도 1 의 공기 청정 장치를 흡기측에서 본 도면이다. 도 3 은, 도 1 의 공기 청정 장치를 배기측에서 본 도면이다. 도 4 는, 도 1 의 공기 청정 장치를 공기의 유로와 평행한 단면을 따라 절단하여 얻은 단면도이다.
공기 청정 장치 (10) 는 내부에 소정의 공간을 가지며 대략 직사각형 형상을 갖는 케이스 본체 (11) 를 구비하고 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 케이스 본체 (11) 의 흡기측의 측면 (11a) 에는, 복수의 흡기구 (21) 가 형성되어 있다. 이들 흡기구 (21) 는 케이스 본체 (11) 의 내부에 공기를 받아들이기 위한 흡기부로서 기능한다. 또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 케이스 본체 (11) 의 배기측의 측면 (11b) 에는, 복수의 배기구 (23) 가 형성되어 있다. 이들 배기구 (23) 는 케이스 본체 (11) 의 외부로 공기를 내보내기 위한 배기부로서 기능한다.
케이스 본체 (11) 의 내부에는, 흡기구 (21) 로부터 배기구 (23) 까지 연통하는 유로가 형성되어 있다. 공기 청정 장치 (10) 의 구동시에는, 흡기구 (21) 로부터 받아들여진 공기가 도 1 중의 화살표 (F) 의 방향으로 흘러 배기구 (23) 로부터 내보내진다. 이하, 본 발명의 양태에 따른 예시적 실시형태에 있어서, 유로에 대해 흡기측을 상류측이라 하고, 배기측을 하류측이라 한다.
케이스 본체 (11) 의 유로에는, 광 촉매 필터 (12) 가 배치되고 있다. 예시적 실시형태의 광 촉매 필터 (12) 는, 대략 직사각형 형상을 가지며, 유로의 단면적과 대략 동등한 면적을 가지고 또한 서로 평행한 평면을 가지며, 이 평면이 유로에서의 공기의 흐름 (화살표 (F)) 에 대해 수직이 되도록 배치되고 있다. 한편, 예시적 실시형태에서는, 광 촉매 필터 (12a) 가 상류측에 배치되고, 광 촉매 필터 (12b) 가 하류측에 배치된다.
광 촉매 필터 (12) 는, 부직포 (nonwoven fabric) 와 같은 다공질의 섬유층과, 불활성 티타늄 층과, 불활성 티타늄 층 상의 활성 티타늄 층을 갖는다.
광 촉매로서는, 주로, 산화 티타늄 (TiO2) 이 주체로서 사용된다. 게다가, 산화 아연 (ZnO), 산화 세륨 (Ce2O3), 산화 테르븀 (Tb2O3), 산화 마그네슘 (MgO), 산화 에르븀 (Er2O3), 탄탈산 칼륨 (KTaO3), 황화 카드뮴(CdS), 셀렌화 카드뮴 (CdSe), 및 [Ru(bpy)3]2+ 및 Co 착물이 적용 가능하다. 한편, 활성 산화 티타늄으로서는, 아나타제 (anatase) 결정의 미립자를 사용하는 것이 바람직하다. 섬유층으로서는, 1OO g/㎡ 내지 3OO g/㎡ 의 평량 (basis weight) 인 것, 및 압력 손실을 위해서, 표준 풍속 2.5 m/s에서의 초기압 손실이 20 내지 90 Pa 인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또, 광 촉매 필터 (12) 의 하류측에는, 항체 필터 (15) 가 형성되어 있다. 항체 필터 (15) 는, 광 촉매 필터 (12) 의 것과 동일한 치수 및 형상을 가질 수도 있다.
항체 필터 (15) 는, 담체에 담지된 항체로 이루어지는 유해 물질 제거재를 포함한다.
담체는, 예를 들어, 조습성 재료 (humidity conditioning material) 로 형성될 수도 있다. 이러한 조습성 재료로서는, 섬유를 들 수가 있고, 직포 또는 부직포의 형상으로 담체를 구성할 수도 있다. 담체가 섬유로 구성되는 경우, 항체의 주변 분위기를 항체가 활성을 나타내는 습도로 하기 위해서는, 섬유에 다량의 수분이 함유되는 것이 바람직하다.
항체는, 특정의 유해 물질 (항원) 에 대해 특이적으로 반응(항원 항체 반응)하는 단백질이며, 분자 사이즈가 7 내지 8 nm 이며, Y 자 모양의 분자 형태를 갖는다. 항체의 Y 자 모양의 분자 형태에서, 한 쌍의 가지 부분 (branch part) 을 Fab 라 하고, 줄기 부분 (backbone part) 을 Fc 라 하며, 이들 중, Fab 부분은 유해 물질을 포착한다.
항체의 종류는, 포착되는 유해 물질의 종류에 대응한다. 항체에 의해 포착되는 유해 물질의 예는, 세균, 곰팡이, 바이러스, 알레르겐 및 미코플라스마 (mycoplasma) 를 포함한다. 구체적으로는, 세균은, 예컨대 그램 양성균 (gram-positive bacteria) 인 포도상구균속 (Staphylococcus)(황색 포도상구균 및 표피 포도상구균), 미크로 코카스속 (genus Micrococcus), 탄항균 (anthrax bacillus), 세레우스균 (Bacillus cereus), 합 초균 (hay bacillus) 및 아크네균 (Propionibacterium acnes) 등이나, 그램 음성균인 녹농균 (Pseudomonas aeruginosa), 세라치아 (Serratia marcescens), 세파시아균 (Burkholderia cepacia), 폐재구균 (pneumococcus), 레지오넬라균 (legionella bacteria) 및 결핵균 (tubercle bacillus) 을 포함한다. 곰팡이의 예는, 효소, 아스퍼질러스 (Aspergillus), 페니시리우스 (Penicillius) 및 클라도스포리움 (Cladosporium) 을 포함할 수 있다. 바이러스의 예는, 인플루엔자 바이러스, 코로나 바이러스 (SARS 바이러스), 아데노바이러스 및 라이노바이러스를 포함할 수 있다. 알레르겐의 예는, 화분, 진드기 알레르겐 (진드기 분해물), 곰팡이 포자 및 고양이 알레르겐 (애완동물의 비듬) 을 포함할 수 있다. 이들 중, 세균 및 곰팡이는, 항체에 의해 비활성화되지는 않지만, 높은 흡착 효과에 의해 정균 (bacteriostasis) 된다. 이에 반해, 바이러스 및 알레르겐은 살균 또는 비활성화된다.
항체의 제작 방법에 관해서는, 예를 들어, 염소, 말, 양 및 토끼 등의 동물에 항원을 투여해, 그 혈액으로부터 폴리클로날 (polyclonal) 항체를 정제하는 방법; 항원을 투여한 동물의 비장 세포 (spleen cell) 와 배양 암 세포를 세포 융합해, 그 배양액 또는 융합 세포를 이식한 동물의 체액 (복수 등) 으로부터 모노클로날 항체를 정제하는 방법; 항체 생성 유전자를 도입한 유전자 조작 세균, 식물 세포 또는 동물 세포의 배양액으로부터 항체를 정제하는 방법; 및 암닭에 항원을 투여해 면역 계란 (immune egg) 을 낳게 해 노른자액을 살균 및 분무 건조해 얻은 노른자 분말부터 계란 항체를 정제하는 방법을 들 수 있다. 이들 중, 계란으로부터 항체를 얻는 방법은, 용이하게 또한 대량으로 항체를 얻을 수 있어 유해 물질 제거재의 저비용화를 도모할 수 있다.
담체에는, 항균제를 함유하는 코팅을 실시하는 등의 항균 가공 및/또는 항진균제를 함유하는 코팅을 실시하는 등의 항진균 가공이 시행되는 것이 바람직하다. 항체는, 기본적으로는 단백질이며, 특히 계란 항체는 음식이고, 게다가, 항체 이외의 단백질을 동반할 수도 있으며, 그것들은 세균 및 곰팡이의 증식을 위한 놀라운 먹이가 된다. 그러나, 담체에 항균 가공 및/또는 항진균 가공이 실시되면, 이러한 세균 및 곰팡이의 증식이 억제되어 장기간 보관도 가능해진다. 항균/항진균제의 예는, 유기 실리콘 제 4 급 암모늄 염 계, 유기 제 4 급 암모늄 염 계, 비구아니드 (biguanide) 계, 폴리 페놀계, 키토산, 은담지 콜로이달 실리카 및 제올라이트 담지 은계 등을 포함할 수 있다. 가공 방법으로서는, 섬유로 이루어지는 담체에 항균/항진균제를 함침시키고 또는 도포하는 후 가공 (post-processing) 법, 담체를 구성하는 섬유의 합성 단계에서 항균/항진균제가 반죽되는 (kneaded) 원사 및 원면 개질법 (raw yarn and raw cotton-modifying method) 등이 있다.
항균제 및 항진균제로서는, 유기산 은염이 사용될 수 있다. 유기산 은염은, 탄소 원자수가 14 내지 24 이며, 직쇄 (linear) 인 것이 바람직하다. 은염을 형성하는 유기산 은, 직쇄의 지방산이 바람직하다. 지방산의 탄소 원자수는 14 내지 24 인 것이 바람직하다. 탄소 원자수가 14 미만이면, 입체 장해 (steric hindrance) 의 영향이 적고, 항체의 S-S 결합을 유기산 은염이 공격해, 항체의 파괴가 발생한다. 다른 한편으로, 또 탄소 원자수가 24 를 초과하면, 은의 용해도 곱상수 (solubility product constant) 로 인해 은이온 방출량이 감소해, 항균 효과가 감소된다. 유기 은염에 대해서는, 리서치 디스클로저 (Research Disclosure), 17029호 및 29963호에 기재되어 있다. 그의 제작 방법에 대해서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2000-187298 (후지 필름 주식회사) 에 기재되어 있다. 본 발명에 따른 항체 필터가, 항균제와 항진균제의 적어도 어느 하나를 담지하고 있는 구성은, 광 촉매에 의한 악취 물질을 분해하면서, 항체 필터를 조합하는 것에 따라 세균 및 바이러스를 선택적으로 불활성화 할 수 있다. 특히, 항체와 유기 항균제를 병용함으로써, 항체의 선택적 불활성화 효과를 유지하면서, 항균 효과를 가진 항체 필터를 공급할 수 있다.
담체에 항체를 고정시키는 방법에 관해서는, 담체를 γ-아미노 프로필 트리에톡시 실란 (aminopropyltriethoxysilane) 등을 이용해 실란화한 후, 글루타르 알데히드로 담체 표면에 알데히드 기를 도입해, 알데히드 기와 항체를 공유결합시키는 방법; 미처리 담체를 항체의 수용액 안에 침지해 이온 결합에 의해 항체를 담체에 고정시키는 방법; 특정의 관능기를 갖는 담체에 알데히드 기를 도입해, 알데히드 기와 항체를 공유결합시키는 방법; 특정의 관능기를 갖는 담체에 항체를 이온 결합시키는 방법; 및 특정의 관능기를 갖는 폴리머로 담체를 코팅 한 후에 알데히드 기를 도입해, 알데히드 기와 항체를 공유결합시키는 방법을 들 수 있다. 여기서, 상기의 특정의 관능기로서는, NHR기(R는 H 이외의 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 중 임의의 알킬 기임), NH2 기, C6H5NH2 기, CHO 기, COOH 기 및 OH 기를 들 수 있다.
게다가, 담체 표면의 관능기를, BMPA(N-β-Maleimidopropionic acid) 등을 이용해 다른 관능기로 변환한 후, 그 관능기와 항체를 공유결합시키는 방법도 있다 (BMPA 의 경우에는, SH 기가 COOH 기로 변환됨).
게다가, 항체의 Fc 부분에 선택적으로 결합하는 분자 (Fc 수용체 (receptor), 및 단백질 A/G 등) 를 담체 표면에 도입해, 거기에 항체의 Fc 를 결합시키는 방법도 있다. 이 경우, 유해 물질을 포착하는 Fab 가 담체에 대해 외부에 존재하고 있어, Fab 에 대한 유해 물질의 접촉 확률이 높아지게 되므로, 효율적으로 유해 물질을 포착할 수 있다.
광 촉매 필터 (12a, 12b) 및 항체 필터 (15) 는, 필터 카세트 (50) 에 유지 되어 그 필터 카세트 (50) 를 케이스 본체 (11) 에 장착하는 것으로, 소정의 위치에 배치되고 있다. 예시적 실시형태에서는, 광 촉매 필터 (12a, 12b) 및 항체 필터 (15) 는, 긴 판의 형상을 가지며, 그의 일면은 유로 (F) 에 대해 수직 방향에 있어, 공기의 흐름을 허용하면서, 동시에 육안으로 보았을 때 차폐 상태를 이루도록 배치된다.
케이스 본체 (11) 의 내부의 유로에는, 광 촉매 필터 (12) 에 광을 조사하는 광 조사부 (14) 가 제공된다. 예시적 실시형태에서, 광 조사부 (14) 는 상류측의 광 촉매 필터 (12a) 와 하류측의 광 촉매 필터 (12b) 와의 사이에 배치된다. 광 조사부 (14) 는, 광 촉매가 반응하는 파장인 300 nm ~ 420 nm 정도의 자외선을 발광하는 광원을 포함한다. 예시적 실시형태에서는, 광 조사부 (14) 의 광원으로서 형광등을 이용했지만, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들어, LED (Light Emitting Diode) 및 그 밖의 자외선 조사 장치가 사용될 수도 있다. 예시적 실시형태의 광 조사부 (14) 의 근방에는 형광등을 점등시키기 위한 글로우 램프가 형성될 수도 있다.
도 1 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 케이스 본체 (11) 의 유로의 하류에서, 배기구 (23) 의 직상 (상류측 근방) 에는, 송풍부 (16) 가 형성되어 있다. 예시적 실시형태에서는, 송풍부 (16) 로서 축류 팬 (axial fan) 이 사용되고 있다. 구동시에는, 팬의 회전에 의해, 송풍부 (16) 가 유로 내부의 공기를 하류측의 배기구 (23) 로부터 보내고 이에 의해, 공기를 상류측의 흡기구 (21) 로부터 받아들여져, 유로를 따라 공기를 보내고 하류측의 배기구 (23) 로부터 공기를 보내 도 1 에 화살표 (F) 로 나타낸 공기의 흐름이 발생한다. 송풍부 (16) 로서는, 축류 팬 대신에, 시록코 팬 (sirocco fan) 등이 사용될 수도 있다. 한편, 예시적 실시형태가 유로의 하류측에 송풍부 (16) 를 형성하는 구성으로 했지만, 유로의 상류측에 송풍부 (16) 를 형성하는 구성, 또는, 유로의 상류측 및 하류측의 양방에 송풍부 (16) 를 형성하는 구성도 가능할 수도 있다.
공기 청정 장치 (10) 에는, 추가로, 케이스 본체 (11) 의 내부에는, 광조사부 (14) 및 송풍부 (16) 에 전기를 공급하는 전원 회로 (32) 와 모터 제어부 (33) 와 광 조사부 (14) 의 전압을 변환할 수 있는 변압기 (34) 가 형성되어 있다. 케이스 본체 (11) 의 배기측의 측면 (11b) 에는, 전원 스위치 (24) 가 형성되어 있다. 또, 케이스 본체 (11) 의 흡기측 (11a) 에는, 송풍부 (16) 로부터 송풍되는 공기의 유량을 사용자가 조정할 수 있는, 풍량 조절부 (26) 가 형성되어 있다.
또, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 유로의 상류측, 또한, 흡기구 (21) 의 하류측의 일부에는, 광 조사부 (14) 로부터의 광이 흡기구 (21) 로부터 케이스 본체 (11) 의 외부로 새어나가는 것을 방지하기 위해, 후술하는 차광 부재 (42) 가 형성되어 있다. 이렇게 하면, 구동시에 자외선 등의 인체에 유해한 광이 외부에 조사되는 것을 방지할 수 있어 안전성을 확보할 수 있다.
도 1 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 예시적 실시형태의 공기 청정 장치 (10) 에는, 광 조사부 (14) 와 항체 필터 (15) 사이에 차광 부재 (44) 가 형성되어 있다. 또한, 유로에 있어서, 흡기구 (21) 의 하류측 근방에, 추가의 다른 차광 부재 (42) 가 형성되어 있다. 한편, 차광 부재 (42, 44) 의 구성에 대해서는 후술할 것이다.
다음으로, 예시적 실시형태의 공기 청정 장치 (10) 의 제어계를 설명한다.
도 5 는, 예시적 실시형태의 공기 청정 장치의 제어계를 나타낸 블록도이다. 한편, 하기 설명하는 실시형태에 있어서, 이미 설명한 부재 등과 동등한 구성/작용을 갖는 부재에 대해서는, 도면에서 동일 부호 또는 상응 부호를 첨부함에 따라, 설명을 간략화 또는 생략한다. 공기 청정 장치 (10) 의 구동시에는, 전원 회로 (32) 를 기동함으로써, 소정의 전압이 모터 제어부 (33), 광 조사부 (14) 와 변압기 (34) 에 공급된다. 변압기 (34) 를 소정의 주파수 (예를 들어, 주파수 50 Hz와 60 Hz) 로 설정함으로써, 광 조사부 (14) 의 구동에 관련된 전압이 전환될 수 있다. 모터 제어부 (33) 를 구동함으로써, 송풍부 (16) 가 구동되고, 케이스 본체 (11) 의 유로를 따라, 공기가 유동하기 시작한다. 송풍부 (16) 의 구동 개시와 동시, 또는, 그 구동 개시의 전후로, 광 조사부 (14) 의 구동을 개시하여, 광의 조사를 개시해, 광 촉매 필터 (12) 로 활성 산소를 발생시키는 것과 동시에, 송풍부 (16) 에 의해 유동되는 공기에 의해 활성 산소가 공기 청정 장치 (10) 의 주위 분위기에 확산된다.
여기서, 공기 청정 장치 (10) 에는, 분위기중의 유기 물질의 양을 검출하는 센서부 (36) 와, 광 조사부 (14) 및 송풍부 (16) 의 적어도 하나에 신호의 입출력이 가능한 상태로 접속된 구동 제어부 (38) 가 형성되어 있다. 센서부 (36) 가 유기 물질을 검출할 경우에, 검출 신호를 구동 제어부 (38) 에 출력한다. 구동 제어부 (38) 는, 유기 물질에 관한 검출 신호에 기초하여 광 조사부 (14) 및 송풍부 (16) 의 적어도 하나를 제어할 수 있다. 광 조사부 (14) 를 제어하는 경우에는, 조사하는 광량 및 광의 조사 시간을 제어할 수 있다. 또, 광 조사부 (14) 의 점등을 간헐적인 구동으로 설정하는 것 또는, 조사를 종료하는 타이머와 같은 기능이 제공될 수도 있다. 송풍부 (16) 를 제어하는 경우에는, 송풍되는 공기의 양 및 송풍 시간이 제어될 수 있다. 또, 송풍부 (16) 를 간헐적인 구동으로 설정하는 것 또는 송풍을 종료하는 타이머와 같은 기능이 제공될 수도 있다.
센서부 (36) 에 의해 검출되는 악취로서는, 예를 들어, 인체로부터의 체취, 구취 및 알코올 물질, 애완동물의 분뇨로부터 생긴 유기 물질 등이 있다. 또, 센서부는, 악취로 한정되지 않고, 예를 들어, 진드기 등의 집먼지, 진애 및 화분을 검출할 수도 있다.
도 6 은, 차광 부재의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 7 은, 도 6 의 A-A선의 방향으로부터 본 단면도이다. 차광 부재 (42, 44) 는 각각, 공기의 유입 방향 (도 6 중의 화살표 (F)) 으로부터 볼 때, 대략 직사각형 형상의 프레임체 (52, 54) 및 그 프레임체 (52, 54) 에 형성되어 광 조사부 (14) 로부터 조사되는 광의 통과를 차폐시키는 복수의 차광판 (52a, 54a) 을 갖는다. 예시적 실시형태에서는, 동일한 구성을 갖는 복수의 프레임체 (52, 54) 각각을, 개별적으로 중첩시켜 하나의 차광 부재 (42, 44) 로서 이용하고 있다. 복수의 차광판 (52a, 54a) 은, 서로 평행하게 대략 등간격으로 배치되어 있고, 차광판 (52a, 54a) 의 각각 사이의 공간은 상류측으로부터 하류측에 걸쳐 서로 연통하여, 프레임체 (52) 의 상류측의 면으로부터 유입한 공기가 하류측의 면을 통해 통과하는 것이 허용된다. 복수의 차광판 (52a, 54a) 의 경사 각도 (I) 는 각각 모두 동일하고, 케이스 본체 (11) 의 수평 방향 (도 7 에 있어서 좌우 방향) 에 대해 30˚ 내지 50˚의 범위로 하는 것이 바람직하다.
예시적 실시형태의 차광 부재 (42, 44) 는, 복수의 프레임체 (52, 54) 를 개별적으로 중첩시켜 배치하고, 인접한 프레임체의 차광판의 경사 방향은 서로 반대가 된다. 한편, 차광 부재 (42, 44) 는, 프레임체 (52, 54) 중 어느 하나와 거기에 형성된 복수의 차광판 (52a, 54a) 중 어느 하나로 구성될 수도 있다.
도 8 은, 예시적 실시형태의 차광 부재의 변형예를 나타내는 부분 단면도이다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 광 촉매층 (56a, 56b) 이 차광판 (52a) 의 상면 및 하면에 형성될 수도 있다. 광 촉매층 (56a, 56b) 은, 광 촉매 필터 (12a, 12b) 와 동일한 구성을 가질 수도 있다. 예를 들어, 광 촉매 필터를 차광판 (52a) 의 상면 및 하면에 붙이는 것으로 구성할 수도 있다. 광 촉매층 (56a, 56b) 은, 차광판 (52a) 의 상면 및 하면중 어느 하나의 일방을 위해서만 형성될 수도 있다. 이렇게 하면, 광 조사부 (14) 로부터의 차광판 (52a) 으로의 광 조사에 기인하여, 차광판 (52a) 에 의해 하류측에 광이 조사되는 것을 방지함과 동시에, 차광판 (52a) 의 광 촉매층 (56a, 56b) 에 있어서 광 촉매 반응을 일으킬 수가 있다.
실시예
다음으로, 예시적 실시형태의 공기 청정 장치에 기초하여, 하기와 같이 실시예와 비교예를 측정하는 시험이 실시되었다. 한편, 실시예 및 비교예로 사용하는 공기 청정 장치는, 특별히 설명하지 않는 한, 상기에서 설명한 공기 청정 장치와 같은 구성을 가지며, 설명은 생략 또는 단순화할 것이다.
실시예 및 비교예로 사용하는 항체 필터는 하기 순서에 의해 제작되었다.
(부직포 N-1)
셀룰로오스 아세테이트(ALDRICH Corp. 사 제조, 전체 치환도: 2.4, 수평균 분자량: 30,000) 의 아세톤: 물(97:3) 용액 (25 질량 %) 을 60 ℃ 로 가열하고, 직경 0.1 mm 의 노즐로부터, 방속 (spinning rate) 500 m/m 의 속도로 공기와 함께 분출하여 부직포를 형성하였다. 이에 의해 85 ㎛ 의 두께를 갖는 부직포 N-1 가 얻어졌다. 방사 실린더는 가열기에 의해 100 ℃ 로 가열되었다. SEM 에 의해 평균 섬유 길이를 측정했는데, 8 ㎛ 였다 (본 명세서에서는, 질량비는 중량비와 동일하다).
(항체의 고정화)
항원을 투여한 암닭이 낳은 면역 계란을 정제해 제작된 인플루엔자 바이러스 항체 (IgY 항체) 가 인산 완충 생리 식염수 (phosphate buffered saline) 에 용해시켜, 항체 농도 100 ppm 가 되도록 조제했다. 조제한 액에, 전술한 부직포 N-1의 시료가 실온에서 16 내지 24 시간 동안 침지되어, 섬유 표면에 항체를 제공하였다. 얻어진 시료는 25 ℃ 및 20 % RH 의 환경하에서 24 시간 동안 정치되고, 이후 25 ℃ 및 90 % RH 의 환경하에서 24 시간 동안 정치되었다. 이러한 동작을 각각 교대로 3 회 반복하였다.
다음으로, 본 측정에서 사용하기 위한 실시예 및 비교예의 광 촉매 필터가 하기 순서에 의해 제작되었다.
폴리에스테르/아크릴계 섬유로 이루어지는 직경 20 ㎛, 및 두께 7 mm 의 부직포에 광 촉매 코팅제 (TKC-304, TAYCA CORPORATION 사 제조) 를 1 ㎡ 당 7.5 g 이 되도록 담지시켜, 100 ℃ 에서 3 분 동안 건조시켜 광 촉매 필터를 제작하였다.
(공기 청정 장치에 대한 필터 배치 및 평가)
광 촉매 및 항체 필터를 위해 프레임이 제작되었다. 이후, 필터를 착탈 가능하게 유지하는 필터 유지부가 형성된, 실시형태의 구성에서, 전술한 바와 같이 제작된 항체 나노 필터 N-1 가 공기 흐름의 최하류에 배치되고, 광촉매 필터의 한 쌍이 상류측에 배치되며, 그 사이에 근자외선을 효율적으로 방사하는 냉음극관이 배치되었다. 송풍부로서, 최하류에 3 개의 축류 팬이 배치되었다.
(실시예 1)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치되고, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된, 각도 30˚의 차광판 (내UV (anti-UV) 처리된 ABS 수지제) 을 각각 갖는 2 개의 프레임체로 이루어진 차광 부재가 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다. 2 개의 프레임체는, 차광판의 각각의 경사 방향이 서로 반대가 되도록 배치되었다 (도 7 참조).
(실시예 2)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치되고, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된, 각도 30˚의 차광판 (내UV 처리된 ABS 수지제) 을 갖는 1 개의 프레임체로 이루어진 차광 부재가 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다.
(실시예 3)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치되고, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된, 각도 45˚의 차광판 (내UV 처리된 ABS 수지제) 을 각각 갖는 2 개의 프레임체로 이루어진 차광 부재가 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다. 2 개의 프레임체는, 차광판의 각각의 경사 방향이 서로 반대가 되도록 배치되었다 (도 7 참조).
(실시예 4)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치되고, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된, 각도 45˚의 차광판 (내UV 처리된 ABS 수지제) 을 갖는 1 개의 프레임체로 이루어진 차광 부재가 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다.
(실시예 5)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치되고, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된, 각도 50˚의 차광판 (내UV 처리된 ABS 수지제) 을 각각 갖는 2 개의 프레임체로 이루어진 차광 부재가 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다. 2 개의 프레임체는, 차광판의 각각의 경사 방향이 서로 반대가 되도록 배치되었다 (도 7 참조).
(실시예 6)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치되고, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된, 각도 50˚의 차광판 (내UV 처리된 ABS 수지제) 을 갖는 1 개의 프레임체로 이루어진 차광 부재가 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다.
(비교예 1)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치되고, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된, 각도 25˚의 차광판 (내UV 처리된 ABS 수지제) 을 각각 갖는 2 개의 프레임체로 이루어진 차광 부재가 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다. 2 개의 프레임체는, 차광판의 각각의 경사 방향이 서로 반대가 되도록 배치되었다 (도 7 참조).
(비교예 2)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치되고, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된, 각도 25˚의 차광판 (내UV 처리된 ABS 수지제) 을 갖는 1 개의 프레임체로 이루어진 차광 부재가 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다.
(비교예 3)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치되고, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된, 각도 55˚의 차광판 (내UV 처리된 ABS 수지제) 을 각각 갖는 2 개의 프레임체로 이루어진 차광 부재가 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다. 2 개의 프레임체는, 차광판의 각각의 경사 방향이 서로 반대가 되도록 배치되었다 (도 7 참조).
(비교예 4)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치되고, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된, 각도 55˚의 차광판 (내UV 처리된 ABS 수지제) 을 갖는 1 개의 프레임체로 이루어진 차광 부재가 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다.
(비교예 5)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다.
(냄새 제거 효과 평가)
공기 청정 장치의 냄새 제거 효과는 암모니아 농도에 기초하여 평가되었다. 시험을 실시하는 닫힌 공간 (0.2 ㎥) 에서의 초기 암모니아 (NH3) 농도를 10 ppm 으로 조절한 후, 공기 청정 장치가 구동되고, 15 분 후에, 암모니아 농도가 검지기 튜브에서 측정되었다.
(풍량 평가)
풍량은 다음과 같이 얻어졌다. 높이 26 cm, 폭 7 cm 및 길이 30 cm 의 크기를 갖는 튜브가 준비되어 송풍구에 부착되었다. 이후, 10 개의 지점에서 풍속 (m/s) 이 측정되고, 그 값을 평균하여 풍량 (㎥/분) 이 부여되었다.
(항체 필터에서의 UV 강도 평가)
Hamamatsu Photonics K.K. 사제의 UV - 파워 미터 (C9536-01/H9958) 에 의해 측정되었다.
(바이러스 불활성화 효율 평가)
동일 환경하에서, 상기 조건의 공기 청정 장치가 2 주 동안 작동되었다. 이후, 각각의 항체 필터를 위해 바이러스 불활성화 평가가 실시되었다.
시험을 위한 바이러스액으로서는, 정제 인플루엔자 바이러스가 PBS 로 10배 희석한 후에 사용되었다. 상기 각 시료를 정사각형 형상으로 5 cm 로 잘라, 바이러스 분무 시험 장치의 중앙에 장착 고정했다. 시험을 위한 바이러스액이 상류측에 설치한 네뷸라이저 (nebulizer) 에 넣어졌고, 바이러스 회수용 장치가 하류측에 장착되었다. 압축 공기가 에어 컴프레서로부터 보내져, 네뷸라이저의 분무구로부터 시험을 위한 바이러스를 분무했다. 마스크 하류측에는, 젤라틴 필터가 설치되었으며, 10 L/분의 흡입 유량으로 5 분 동안 시험 장치 내에서 공기를 흡수하면서, 통과 바이러스 미스트 (virus mist) 를 포집했다.
시험 후, 바이러스를 포집한 젤라틴 필터를 회수해, MDCK 세포를 사용한 TC ID50 법 (50% 세포 감염량 측정법: median tissue culture infectious dose method) 에 의해, 시료 통과 후의 바이러스 감염값 (viral infectivity titer) 이 얻어졌다. 시료 유무에서의 젤라틴 필터의 바이러스 감염값의 비교로부터, 각 시료의 바이러스의 일과성 (one passage) 제거율이 산출되었다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
Figure 112010017599624-pct00001
실시예 1 내지 5 에 나타내는 바와 같이, 차광판의 경사 각도를 30˚내지 50˚의 범위로 설정함으로써, 항체 필터에서의 UV 강도는 10 ㎼/㎠ 이하로 억제될 수 있으며, 0.5 ㎥/분의 풍량이 확보될 수 있고, 바이러스의 일과성 제거율이 87 - 88% 와 같이 높은 값을 가짐을 알 수 있다.
비교예 1 및 2 에 대해서는, 차광판의 경사 각도를 25˚로 설정함으로써 야기된 항체 필터에서의 UV 강도가 60 ㎼/㎠ 이상과 같은 높은 값이기 때문에, 항체 필터의 필터 효과가 저하되어, 바이러스의 일과성 제거율이 50 ~ 55% 로 낮아졌다. 또, 비교예 3 및 4 에 대해서는, UV 강도가 20 ㎼/㎠ 이하로 억제되었지만, 공기 흐름의 간섭이 차광판에서 발생되어, 풍량이 0.25 ~ 0.35 ㎥/분과 같이 낮아졌다. 또, 15 분후의 NH3 농도가 1 ppm 이상과 같이 높고, 또한 바이러스의 일과성 제거율도 60 ~ 64% 와 같은 낮은 값이 되었다. 비교예 5 에 대해서는, 차광판이 제공되지 않음에 따라, 항체 필터가 자외선의 영향을 크게 받아 바이러스의 일과성 제거율이 40% 로 저감되었다.
다음으로, 상기 측정 시험과 동일한 조건 하에서, 하기 실시예 및 비교예의 구성을 위해 측정이 실시되었다.
(실시예 7)
실시예 3 과 같은 방식으로, 항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된 각도 45˚의 경사를 갖는 차광판을 각각 포함하는 루버 (louver)(내UV 처리된 ABS 수지제) 2 개가 배치된, 공기 청정 장치가 사용되었다. 2 개의 루버는 차광판의 각각의 경사 방향에 서로 반대가 되도록 배치되었다 (도 7 참조).
(실시예 8)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된 각도 45˚의 경사를 갖는 차광판을 각각 포함하는 루버(내UV 처리된 ABS 수지제) 2 개가 배치되고, 차광판의 상면 (UV 광이 조사되는 부분) 에 광 촉매층으로서 TKC304 를 1 g/㎡ 도포한 공기 청정 장치가 사용되었다. 2 개의 루버는 차광판의 각각의 경사 방향에 서로 반대가 되도록 배치되었다 (도 7 참조).
(비교예 6)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍이 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다. 차광판을 배치하지 않은 것과 같은 구성을 갖는다.
(비교예 7)
항체 필터 N-1 및 광 촉매 필터 한 쌍, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입된 유로에 수직한 면을 갖는 배플 판이 배치된 공기 청정 장치가 사용되었다. 측정의 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
Figure 112010017599624-pct00002
실시예 7 에 대해서는, 2 개의 루버를 제공함으로써, 항체 필터에서의 UV 강도가 0 ㎼/㎠ 로 억제될 수 있고, 0.5 ㎥/분의 풍량이 확보될 수 있으며, 바이러스의 일과성 제거율은 88 % 와 같이 높은 값을 보이는 것을 알 수 있었다. 실시예 8 에 대해서는, 2 개의 루버의 차광판의 표면에 광 촉매층을 형성함으로써, 15 분후의 NH3의 농도가 검출되지 않고, 실질적으로 O ppm 이 되었다. 비교예 6 에 대해서는, 차광 부재를 제공하지 않은 결과, 항체 필터가 자외선의 영향을 크게 받아 바이러스의 일과성 제거율이 40% 로 저감되었다. 비교예 7 과 같이 배플 판이 제공되는 경우, 항체 필터에 있어서의 UV 강도가 억제될 수 있지만, 풍량이 저하해, 15 분후의 NH3 의 농도가 2 ppm 과 같이 높고, 또, 바이러스의 일과성 제거율이 50 % 로 감소되었다.
다음으로, 유기산 은염을 포함하는 항체 필터를 갖는 공기 청정 장치를 위해서는, 하기에 설명하는 실시예 및 비교예를 이용해 바이러스의 불활성화 효과와 항균력이 측정되었다.
(담체 부직포의 제조)
셀룰로오스 아세테이트(ALDRICH Corp. 사 제작, 전체 치환도: 2.4, 수평균 분자량: 30,000) 의 아세톤: 물(97:3) 용액 (25 질량 %) 을 60 ℃ 로 가열하고, 직경 0.1 mm 의 노즐로부터, 방속 (spinning rate) 500 m/m 의 속도로 공기와 함께 분출하여 부직포를 형성하였다. 이에 의해 4 mm 의 두께를 갖는 부직포 N-1 가 얻어졌다. 방사 실린더는 가열기에 의해 100 ℃ 로 가열되었다. SEM 에 의해 평균 섬유 길이를 측정했는데, 8 ㎛ 였다.
(도포액 제조)
도포액 1 의 제조를 설명한다. 항원을 투여한 암닭이 낳은 면역 계란의 노른자액을, 분무 건조해 건조 계란 노른자 분말을 얻었다. 그 다음에, 이 건조 계란 노른자 분말을 에탄올로 탈지해 탈지 성분을 제거되었다. 이후, 감압하에서 건조해, 항체 물질로서의 탈지 계란 노른자 분말을 얻었다. 이 탈지 계란 노른자 분말을 정제해 인플루엔자 바이러스 항체 (IgY 항체) 의 순도를 측정했는데, 3 질량 % 였다. 그 다음에, 항체 농도가 1OO ppm 이 되도록 탈지 계란 노른자 분말이 정제수에 현탁되었다. 이 액체는 도포액 1 이라 했다.
도포액 2 의 제조를 설명한다. 도포액 1 에, 베헨산 은 (silver behenate)(탄소 원자수: 22) 현탁 액이 혼합되고, 베헨산 은 농도가 200 ppm 이 되도록 조정되었다. 이렇게 얻어진 액체는 도포액 2 라 했다.
도포액 3 의 제조를 설명한다. 도포액 1 에, 라우르산 은 (silver laurate)(탄소 원자수: 12) 현탁 액이 혼합되고, 라우르산 은 농도가 118 ppm (베헨산 은에 몰수를 일치시킴) 이 되도록 조정되었다. 이렇게 얻어진 액체는 도포액 3 이라 했다.
도포액 4 의 제조를 설명한다. 도포액 1 에 미리스트산 은 (silver myristate)(탄소 원자수: 14) 현탁 액이 혼합되고, 미리스트산 은 농도가 134 ppm (베헨산 은에 몰수를 일치시킴) 이 되도록 조정되었다. 이렇게 얻어진 액체는 도포액 4 라 했다.
도포액 5 의 제조를 설명한다. 도포액 1 에 세로틴산 은 (silver cerotate)(탄소 원자수: 26) 현탁 액이 혼합되고, 세로틴산 은 농도가 230 ppm (베헨산 은에 몰수를 일치시킴) 이 되도록 조정되었다. 이렇게 얻어진 액체는 도포액 5 라 했다.
도포액 6 의 제조를 설명한다. 베헨산 은 농도가 200 ppm 이 되도록 조정된 베헨산 은 (탄소 원자수: 22) 현탁 액은 도포액 6 이라 했다.
(필터 제조)
도포액 1 에서, 상기 담체 부직포 N-1 이 실온에서 5 분 동안 침지되어, 담체 표면에 항체를 부여했다. 얻어진 시료는 면압 10 MPa 을 갖는 롤러에 의해 압축되고, 그의 함수율 (moisture content) 을 측정했는데, 500% 였다. 게다가 50 ℃ 및 30 % RH 의 분위기 하에서 함수율 1 % 이하가 되도록 건조시켰는데, 3 시간 후에 함수율 1 % 에 도달했다. 이렇게 얻어진 시료는 비교예 8 의 항체 필터 F1 이라 했다.
항체 필터 F2 내지 F6 에 대해서도, 도포액 1 을 도포액 2 내지 도포액 6 으로 각각 변경하는 것 이외에는, 항체 필터 F1 과 동일한 방법으로 제조되었다. 이에 의해, 담체 표면에 항체 및 유기산 은염이 제공된 항체 필터 F2 내지 F5 가 제조되었다. 이후, 도포액 2 를 포함하는 항체 필터 F2 를 실시예 9 의 시료라 부르고, 도포액 3 을 포함하는 항체 필터 F3 을 비교예 9 의 시료라 부르며, 도포액 4 를 포함하는 항체 필터 F4 를 실시예 10 의 시료라 부르고, 도포액 5 를 포함하는 항체 필터 F5 를 비교예 10 의 시료라 불렀다. 항체 필터 F1 과 도포액 6 을 포함하는 항체 필터 F6 의 2 가지 형태의 필터가 적층 배치되고 비교예 11 의 시료라 불렀다.
(바이러스 불활성화 효율 평가)
비교예 및 실시예의 항체 필터 F1 내지 F5 를 위해, 시료의 제작 직후에, 바이러스 불활성화 효율 평가가 실시되었다.
시험용 바이러스액을 위해, 정제 인플루엔자 바이러스를 PBS로 10배 희석한 것(바이러스 농도: 200,000 플라크 (plaque)/mL) 가 사용되었다. 각각의 시료는 5 cm 의 정사각형 형상으로 잘라졌고, 바이러스 분무 시험 장치의 중앙에 장착 고정되었다. 상류측에 설치한 네뷸라이저에 시험용 바이러스액이 넣어졌고, 바이러스 회수용 장치가 하류측에 장착되었다. 압축 공기가 에어 컴프레서로부터 보내져, 네뷸라이저의 분무구로부터 시험용 바이러스를 분무했다. 마스크 하류측에는, 젤라틴 필터를 설치해, 10 L/분의 흡인 유량으로 5 분 동안 시험 장치내 공기를 흡수하면서, 통과 바이러스 미스트를 포집했다.
시험 후, 바이러스를 포집한 젤라틴 필터를 회수해, MDCK 세포를 사용한 TC ID50법 (50% 세포 감염량 측정법(median tissue culture infectious dose method)) 에 의해, 시료 통과 후의 바이러스 감염값이 얻어졌다. 시료의 유무에서의 젤라틴 필터의 바이러스 감염값의 비교로부터, 각 시료의 바이러스의 일과성 제거율이 산출되었다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
(항균력 평가)
비교예 및 실시예의 항체 필터 F1 내지 F5 를 위해, 시료 제작 직후에, 항균력 시험이 실시되었다. 시험 방법은, JIZ2801:2000 이 적용되었다.
시험균을 위해, 표준 한천 배지 (standard agar medium) 에서 예비 (pre) 배양된 Staphy1ococcus aureus subsp. aureus NBRC 12732 (황색 포도 구균) 가 사용되었다. 이러한 배양균은 1/5OO 영양액 (nutrient broth) 에서 분산 희석해, 시험균액을 조제했다. 이 시험균액 O.4 mL 가 멸균 페트리 접시 (petri dish) 에 넣은 각 필터에 접종되었으며, 35˚C 로 24 시간 동안 배양되었다. 배양 후, 각각의 시험 천으로부터 균을 레시틴/폴리소르베이트 (lecithin/polysorbate) 80 을 함유하는 소이빈 카제인 액체 배지 (soybean- casein digest broth) 10 mL 로 씻어, 각 시험 천 안에 있는 균수를 한천 평판 배양법에 의해 측정했다. 게다가, 접종 직후의 균수도 측정했는데, 1.8 × 105 개였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112010017599624-pct00003
표 3 으로부터 분명한 것과 같이, 본 발명의 제조 방법에 따라 얻어진 항체 필터는, 시료 제작 직후의 바이러스 제거율이 높고, 보존 후도, 바이러스 불활성 능력을 유지할 수 있다. 탄소 원자수가 26 인 경우에는, 항균 효과가 없어졌다. 용해도 곱 상수의 상승에 따라 은이온의 느린 방출이 억제되는 것으로 고려되었다. 탄소 원자수가 12 인 경우에는, 은이온에 의한 항체의 파괴가 발생해 항체에 의한 비활성화 효율이 내려가는 것으로 고려되었다. 2 개의 필터, 즉, 항균 필터와 항체 필터로 통상 표현되는 효과가 하나의 필터로 실현될 수 있다.
다음으로, 상기 각 담체 필터를 공기 청정 장치에 배치했을 경우에, 냄새 제거 효과가 평가되었다.
(광 촉매 필터의 제조)
폴리에스테르계 섬유로 이루어지는 직경 2O ㎛, 두께 8 mm 및 평량 170 g/㎡ 의 부직포에 광 촉매 코팅제 (TKC-304: TAYCA CORPORATION 사제) 를 1 ㎡ 당 20 g 이 되도록 담지시켜, 120 ℃ 에서 3 분 동안 건조시켜 광 촉매 필터를 제조하였다.
(활성탄 필터의 제조)
감소된 평량과 저압 손실을 갖는 부직포를 사용하면서, 흡착에 의해 단시간에 필터에 냄새 제거 효과를 부여하기 위해, 활성탄 부직포 필터가 제조되었다. 폴리에스테르/비닐론계 섬유로 이루어지는 직경 30 내지 50 ㎛ 및 두께 0.5 mm 및 평량 50 g/㎡ 의 부직포에 아크릴 수지가 도포되어 활성탄 (KURARAYCOAL GG) 40 g/㎡ 이 담지되고 활성탄 필터가 제조되었다. 프레임이 광 촉매 및 항체 필터를 위해 제조되고 필터를 착탈 가능하게 유지하는 필터 유지부가 형성된 실시형태의 구성에서, 상기와 같이 준비된 항체 나노 필터 F2 는 공기의 흐름의 최하류에 배치되고, 상류측에 광 촉매 1 쌍, 그 사이에 근자외선을 효율적으로 조사하는 냉음극관이 배치되었다. 활성탄 필터는, UV 광을 유효하게 티타늄 표면에 조사하기 위하여 냉음극관에 접하는 광 촉매 표면과는 반대인 표면에 적층하여 설치되었다. 송풍부로서, 최하류에 3 개의 축류 팬이 배치되었다.
비교예 12 의 필터 구성 1 에서는, 항체 필터 F2 와, 광 촉매 필터와 활성탄 필터를 적층시킴으로써 형성된 세트로 각각 이루어진 필터 쌍이 공기 청정 장치에 배치되었다.
실시예 11 의 필터 구성 2 에서는, 항체 필터 F2 와, 광 촉매 필터와 활성탄 필터를 적층시킴으로서 형성된 세트로 각각 이루어진 필터 쌍이 공기 청정 장치에 배치되고, 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에, 경사 각도 45˚의 차광판을 각각 갖는 루버 (내 UV 처리한 ABS 수지제) 2 개가 삽입되었다.
실시예 12 의 필터 구성 3 에서는, 활성탄 부직포가 항체 필터 F2 와 광 촉매 필터와 활성탄 필터를 적층시킴으로서 형성된 세트로 각각 이루어진 필터 쌍에 적층되어 공기 청정 장치에 배치된다. 활성탄 부직포는, UV 광을 유효하게 티타늄 표면에 조사하기 위하여 냉음극관에 접하는 광 촉매 표면과는 반대인 표면에 적층하여 설치되었다.
실시예 13 의 필터 구성 4 에서는, 경사 각도 45˚의 차광판을 갖는 루버 (내 UV 처리한 ABS제) 1 개가 실시예 12 의 공기 청정 장치에 있어서 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입되었다.
실시예 14 의 필터 구성 5 에서는, 경사 각도 45˚의 차광판을 각각 갖는 루버 (내 UV 처리한 ABS제) 2 개가 실시예 12 의 공기 청정 장치에 있어서 항체 필터와 하류측 광 촉매 필터와의 사이에 삽입되었다.
(냄새 제거 효과 평가)
공기 청정기의 냄새 제거 효과는 암모니아 (NH3) 농도로 평가되었다. 시험이 실시된 폐쇄된 공간 (1 ㎥) 에서 초기 암모니아 (NH3) 농도를 10 ppm 으로 조절한 후, 공기 청정기가 구동되고, 15 분후의 암모니아 농도가 검지 튜브에 의해 측정되었다.
(풍량 평가)
풍량은 다음과 같이 얻어졌다. 높이 26 cm, 폭 7 cm 및 길이 30 cm 크기를 갖는 튜브가 제조되어, 송풍구에 부착되었다. 이후, 10 개의 지점에서 풍속 (m/s) 이 측정되고, 그 값을 평균하여 풍량 (㎥/분) 이 얻어졌다.
(항체 필터에서의 UV강도 평가)
Hamamatsu Photonics K.K. 에 의해 제조된 UV-파워 미터 (C9536-01/H9958)에 의해 측정되었다.
(바이러스 불활성화 효율 평가)
동일 환경하에서, 상기 조건의 공기 청정 장치가 2 주 동안 작동되었다. 이후, 각각의 항체 필터의 바이러스 불활성화 평가가 전술한 방법과 동일하게 실시되었다. 본 측정의 결과를 하기 표 4 에 나타낸다.
Figure 112010017599624-pct00004
저압 손실 부직포에 활성탄을 담지한 담체 필터는 UV 차단 효과가 있음을 알았다. 게다가, 활성탄을 담지한 담체 필터가 제공된 공기 청정 장치는 냄새 제거 성능을 상승시킬 수 있는 것을 알았다.
본 발명에 의하면, 항체 필터에 자외선이 조사되는 것에 의한 필터 효과의 저감을 방지할 수 있고 풍량의 저하를 방지할 수 있는 공기 청정 장치를 제공할 수 있다.
외국 우선권의 이점이 본 출원에서 청구되고 있는 각각 및 모든 외국 특허출원의 전체 명세서가 참고로 본원에 내재되고, 완전히 설명된 것으로 생각된다.
10 : 공기 청정 장치
11 : 케이스 본체
12 (12a, 12b) : 광 촉매 필터
14 : 광 조사부
15 : 항체 필터
16 : 송풍부
42, 44 : 차광 부재
52a, 54a : 차광판

Claims (7)

  1. 광 촉매를 이용해 유기 물질을 분해하는 공기 청정 장치로서, 이 장치는,
    내부에 공기를 받아들이는 흡기부와 외부로 공기를 송풍하는 배기부를 갖는 케이스 본체;
    상기 흡기부와 상기 배기부 사이에 형성된 유로에 공기를 송풍하는 송풍부;
    광 촉매를 포함하는 층을 가지며, 상기 유로에 배치된 광 촉매 필터;
    상기 광 촉매 필터에 광을 조사하는 광 조사부; 및
    담체에 항체를 담지시킴으로써 이루어지는 유해 물질 제거재를 포함하고, 상기 유로에 배치된 항체 필터를 포함하며,
    상기 광 조사부와 상기 항체 필터와의 사이에, 상기 공기의 흐름을 허용하며, 상기 공기 흐름 방향으로부터 본 상태에서 상기 광의 통과를 차단하는 제 1 차광 부재가 형성되고; 그리고
    상기 제 1 차광 부재는, 상기 유로에 배치되는 적어도 하나의 프레임체, 및 상기 적어도 하나의 프레임체에 형성되어 각각 동일한 각도로 경사진 상태와 같이 배열되는 복수의 차광판을 갖고,
    상기 제 1 차광 부재는, 복수 개의 차광판을 각각 가지며 포개진 상태로 배치되는 복수 개의 프레임체를 포함하며,
    인접한 2 개의 프레임체는 상기 복수 개의 차광판의 각각의 경사 방향이 서로 반대가 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    항균제와 항진균제 중의 적어도 어느 하나가 상기 항체 필터에 담지되는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 항균제와 상기 항진균제는, 유기산 은염인 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 유기산 은염은 14 내지 24 의 탄소 원자수를 가지며, 직쇄인 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 차광판 각각은, 수평 방향에 대해 30˚ 내지 50˚의 범위로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유로에 있어서 상기 흡기부의 하류측에 배치되고, 상기 제 1 차광 부재와 동일한 제 2 차광 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 청정 장치.
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