WO2007083370A1 - 有害物質を除去し得るエアコンディショナー用フィルタ - Google Patents

有害物質を除去し得るエアコンディショナー用フィルタ Download PDF

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Masaji Matsunaga
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Nissei Bio Co., Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/04—Additives and treatments of the filtering material
    • B01D2239/0407—Additives and treatments of the filtering material comprising particulate additives, e.g. adsorbents

Definitions

  • Air conditioner filter that can remove harmful substances
  • the present invention relates to an air conditioner (hereinafter referred to as an air conditioner) having a mechanism for circulating air inside the apparatus.
  • an air conditioner hereinafter referred to as an air conditioner
  • the present invention relates to a filter for an air conditioner that can effectively remove harmful substances such as pyrene in the air in a room or a vehicle interior.
  • a filter capable of effectively removing harmful substances contained in the air is also attached to the air conditioner.
  • a filter that can remove such harmful substances the present applicant has proposed a harmful substance removal filter in which, for example, double helix DNA is held in a filter fiber body (Patent Document 1).
  • the harmful substance removal filter is a filter in which double helix DNA is held in a filter substrate in a free state or by ultraviolet irradiation, and the removal effect of the harmful substance is supported in the examples. Yes.
  • Patent Document 1 International Publication No. 2004/091753 Pamphlet
  • the present applicant has considered various modes of efficient contact between DNA and the double helix DNA that achieves more effective removal of harmful substances.
  • a filter that retained the DNA material made by immersing the filter substrate in a double helix DNA solution and then drying it.
  • the air permeability as a filter is good when the fiber diameter of the filter and the basis weight of the filter base material show numerical values within a specific range.
  • concentration of the DNA solution there is a limit to increasing the concentration of the DNA solution. Further improvements were needed to achieve the ability to achieve an effective removal effect even under low conditions.
  • the applicant has retained the DNA microparticles formed by adhering the double helix DNA to the carrier on the filter substrate, so that the proportion of harmful substances present in the filter of the air conditioner equipped with a circulation mechanism.
  • the present inventors have found that an excellent effect of removing harmful substances can be exhibited even under extremely low conditions.
  • the first invention of the present invention is
  • a filter base material comprising a single layer sheet made of a non-woven fabric or a laminate including a non-woven fabric sheet, and DNA fine particles held on the filter base material and capable of capturing intercalation of harmful substances such as benzo [a] pyrene.
  • the microparticle DNA has a microparticle force with an average particle size of 50 to 2000 / im, in which the double helix DNA is attached to the surface of the carrier via a binder if necessary, and is based on the mass of the filter substrate. Or 20% by mass
  • the present invention relates to a filter for an air conditioner.
  • the preferred embodiment is the diameter of the nonwoven fabric fiber holding the DNA fine particles: X ( ⁇ m), the basis weight per 10 mm thickness of the filter substrate: Y (g / m 2 ) and force 15000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 25000 (where X is 55 to 2050).
  • the filter for an air conditioner according to the first aspect of the invention is characterized by satisfying the condition represented by ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 25000.
  • a second invention of the present invention is a filter attached to an air passage of an air conditioner having a mechanism for taking outside air into the apparatus and circulating the air inside the apparatus.
  • a filter substrate of a single-layer sheet or a laminate comprising a nonwoven fabric A filter substrate of a single-layer sheet or a laminate comprising a nonwoven fabric
  • a DNA material held on the filter substrate and capable of intercalating and capturing toxic substances such as benzo [a] pyrene,
  • the DNA material is attached to the filter substrate by bringing the filter substrate into contact with a solution of double helix DNA containing a binder as necessary, followed by drying, and the mass of the filter substrate is increased.
  • the present invention relates to a filter for an air conditioner characterized by containing 0.05 to 20% by mass based on this.
  • the preferred embodiment is the diameter of the nonwoven fabric fiber holding the DNA material: X ( ⁇ m), the basis weight per 10 mm of the thickness of the filter substrate: Y (g / m 2 ) and force 500 ⁇ ⁇ ⁇ 1500 (where X is 5 to 50).
  • the present invention relates to an air conditioner filter according to the second aspect of the invention.
  • the present invention also relates to the above-described filter that is attached to an indoor air conditioner or a car air conditioner, among others.
  • the presence of harmful substances in the presence of harmful substances such as benzo [a] pyrene contained in the outside air and indoor air can be efficiently removed by intercalation of double helix DNA. Efficient under conditions of low concentration of SlOOppm or less The effect that the removal can be achieved is obtained. It also has the effect that the dust collection effect that is the original function of the filter is not substantially impaired. Furthermore, in the invention in which double helix DNA is retained on the filter substrate as DNA microparticles, the harmful substance removal effect is further enhanced even when the presence of harmful substances is 1 Oppm or less. It is
  • FIG. 1 is a schematic view showing an apparatus having a filter of the present invention for collecting benzo [a] pyrene in the atmosphere.
  • the DNA microparticles used in the present invention are formed by adhering double helix DNA to the surface of the carrier. By micronization, the specific surface area of the site to which the double helix DNA adheres (unit of filter) By increasing the volume), more effective removal of harmful substances is achieved.
  • the DNA microparticles are selected in terms of the air permeability of the filter so that the average particle size is within a range of about 50 ⁇ m to about 2000 ⁇ m. If the particle size is less than 50 ⁇ m, the filter is likely to be clogged. If the particle size force exceeds 000 ⁇ m, the air permeability of the filter may be reduced.
  • a more preferable size of the DNA fine particle is one having an average particle diameter of 300 ⁇ m and within a range of 800 ⁇ m.
  • the carrier suitably used in the present invention is not particularly limited in material and shape as long as the double helix DNA can be attached to the surface thereof alone or through a binder.
  • a binder for example, polystyrene, Synthetic polymers and natural polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyethylene, cellulose, starch, natural rubber, gelatin, chitin, chitosan and acetate, or inorganic substances such as silica, alumina, activated carbon and diatomaceous earth, corn
  • the cob can be a fine powder of cob and a mixture thereof, and a particularly preferably used carrier is cellulose beads or a finely pulverized product of corn cob. Then, the DNA microparticles are held on the filter substrate using, for example, a gentler heat treatment method so that the double helix structure of the double helix DNA is not destroyed as much as possible.
  • the carrier used for the DNA fine particles is usually, for example, in order to make the usable period of the filter longer, if necessary, for example, polyethylene dallicol or polypropylene Polydaricols such as chol, trihydric alcohols such as glycerin, poly (meth) acrylic compounds such as sodium polyacrylate or sodium polymethacrylate or salts thereof, methylcellulose or carboxymethylcellulose Double helix DNA can be attached to the surface by passing other water soluble polymers such as cell mouths and salts thereof as a binder.
  • polyethylene dallicol or polypropylene Polydaricols such as chol
  • trihydric alcohols such as glycerin
  • poly (meth) acrylic compounds such as sodium polyacrylate or sodium polymethacrylate or salts thereof
  • methylcellulose or carboxymethylcellulose Double helix DNA can be attached to the surface by passing other water soluble polymers such as cell mouths and salts thereof as a binder.
  • the filter in which the DNA material is held is simple in the manufacturing process because the filter base is held on the fiber surface of the filter by simply contacting the filter substrate with the double helix DNA solution, followed by drying.
  • the DNA material is kept generally homogeneous with respect to the filter base material, but it may be kept at a particularly high concentration in a site that becomes a flow path for air containing harmful substances. Les.
  • the filter substrate is brought into contact with the double helix DNA solution by, for example, dipping, coating or spraying, and subsequent drying is performed at relatively mild temperature conditions.
  • the double helix DNA solution may further contain a binder for the same reason as in the case of the DNA fine particles. Examples of the binder used in the present invention include, for example, the above-mentioned binders, and particularly water-soluble ones that can adhere to both the DNA and the filter substrate.
  • a filter contains a predetermined amount of double helix DNA in both cases of holding as a DNA fine particle or a DNA material. If the amount of double helix DNA contained is too small, the effect of removing harmful substances will be insufficient, and conversely if too much, it is not economically preferable. From this point, the amount of double-stranded DNA contained is determined in the range of about 0.05 to 20% by weight, based on the weight of the filter substrate used. A more preferred content of the double helix DNA is, to approximately 0.5 with no based on the filter substrate is in the range of 15 mass 0/0.
  • the filter base material can be manufactured by using a method for manufacturing a nonwoven fabric, regardless of whether the DNA fine particles or the DNA material is held. At this time, it is also possible to adopt a method of mixing and holding DNA fine particles during the manufacturing process of the filter base material.
  • the filter of the present invention desirably has air permeability as well as dust collection effect in terms of its function, the filter base material when the DNA fine particles or DNA material is held is between the fibers.
  • the size of the air gap in the dust chamber ensures the dust collection effect and air permeability. It is more preferable that the adjustment is made within a range that can simultaneously satisfy the maintenance. If the air gap is too large, the air permeability is increased, but it is difficult to obtain a predetermined dust collecting effect.
  • the diameter of the non-woven fiber when the DNA fine particles were retained was defined as ⁇ ( ⁇ m). If the basis weight per 10 mm thickness of the filter substrate used is Y (g / m 2 ), it is roughly 15000 ⁇ ⁇ ⁇ 2500 0 (however, in practice, X is in the range of 55 to 2050 zm. If the DNA material is retained, 500 ⁇ ⁇ ⁇ 1500 (however, in practice, X is 5 or 50 ⁇ m. It was found that it was preferable to satisfy the following condition.
  • the filter of the present invention can efficiently remove harmful substances in the air at a low concentration of lOOppm or less.
  • the filter in which the DNA fine particles are retained can remove the harmful substance even more efficiently even if the harmful substance has a lower concentration of 1 Oppm or less.
  • the filter of the present invention does not substantially impair the dust collection effect, it can be suitably used for an air conditioner equipped with a circulation mechanism.
  • the fiber diameter of the filter at this time was about 210 / im.
  • 100 g of finely ground corn cobs are impregnated uniformly with 20 g of polyethylene glycol 400, then 5 g of finely powdered double helix DNAO. Is added and stirred, followed by 3 at approximately 40 ° C. After drying for a while, the double helix DNA was attached to the surface of the finely pulverized product to obtain DNA fine particles.
  • the average particle size of the DNA microparticles was approximately 60 ⁇ m.
  • 0.5 g of DNA fine particles are homogeneously mixed and held on a non-woven fabric sheet made of polyamide (fiber diameter: approximately 5 xm, basis weight per 10 mm thickness: approximately 300 g / m 2 ).
  • the fiber diameter of the filter at this time was approximately 65 xm.
  • finely powdered double helix DNAlg was added and stirred well, and double helix DNA was attached between a large number of wrinkles formed on the cellulose acetate bead surface to obtain DNA microparticles.
  • the average particle size of the DNA microparticles was approximately 1800 ⁇ m.
  • a non-woven polyester sheet (fiber diameter: approx. 50 / im, basis weight per 10 mm thickness: approx. 13 g / m 2 ) is added to a poly (sodium methacrylate) solution (poly (sodium methacrylate) molecular weight: approx. 20000, solid content of the solution. : About 10% by mass) and then immediately pulled up and 1.5 g of DNA fine particles were immediately sprayed onto the nonwoven fabric sheet so as to be homogeneous. Subsequently, it was dried at about 40 ° C. for 3 hours to hold the DNA fine particles on the nonwoven fabric sheet, thereby obtaining the filter of the present invention. According to the electron microscope, the fiber diameter of the filter at this time was approximately 1850 ⁇ .
  • Powdered double helix DNA was dissolved in deionized water to prepare a 10 wt% double helix DNA solution.
  • the solution was impregnated with a polyester non-woven sheet (weight per 10 mm thickness: approximately 50 g / m 2 ), then pulled up from the solution, and then dried at 40 ° C. for approximately 3 hours.
  • the double helix DNA was held on the sheet (retained double helix DNA: approximately 5% based on the mass of the sheet) to obtain the filter of the present invention. According to the electron microscope, the fiber diameter of the filter at this time was approximately 10 ⁇ m.
  • Dislike A filter used for an indoor air conditioner (fiber diameter: approximately 10 ⁇ m; basis weight per 10 mm thickness: approximately 200 g / m 2 ) was used as Comparative Example 1 as it was.
  • Test example 1 Measurement of removal effect of benzo & pyrene in air
  • test equipment I consisting of filter 1, glass fiber filter 2, resin column 3, and constant flow mini pump 4 of Example 1 is assembled in order from the air inlet (arrow in the figure). It was.
  • Glass fiber filter 2 is for collecting benzo [a] pyrene that has passed through filter 1
  • resin column 3 is for collecting benzo [a] pyrene that has further passed through glass fiber filter 2. Is to do.
  • test equipment I was installed at each intersection in Tokyo's S ward, and the constant flow mini-bump 0 was operated to suck the air at a flow rate of 1.0 L / min for 27.5 hours.
  • test The filter of Example 1 and the glass fiber filter 2 were removed from the apparatus I, wrapped in aluminum foil, sealed with a polyethylene bag, and stored at ⁇ 80 ° C. until immediately before analysis.
  • Example 1 was taken out and methanol was used in place of dichloromethane as an extraction solvent, the same operation as the above glass fiber filter was performed to obtain a sample solution, which was separated and analyzed by HPLC under the following conditions. It was used for. Benzo [a] pyrene was not detected from the resin column of test apparatus I. The HPLC analysis of the sample was repeated three times, and the average value of the results was obtained.
  • the filters of Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were tested in the same manner as in the case of the filter of Example 1, except that the filter 1 of the test apparatus I was replaced with each filter.
  • the result It is shown in Table 2.
  • the BaP removal rate (%) is the amount of benzo [a] pyrene incorporated in the test apparatus I, that is, filter 1 (each filter of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4).
  • Dust collection efficiency The filters of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 are set in the wind tunnel, the wind speed is given by a fan, and the dust concentration of the above atmospheric dust upstream and downstream of the filter at a wind speed of 3 mZ seconds is measured by the particle counter. Measure each with
  • Example 1 0. 68 0. 74 47. 9 77 6. 0
  • Example 2 0. 49 0. 93 34. 5 80 6.
  • Example 3 0. 89 0. 53 62. 7 75 5.
  • Example 4 0. 63 0. 79 44. 4 73 5.
  • 7 Comparative Example 1 0. 24 1. 18 16. 9 75 8.
  • 7 Comparative Example 2 0. 40 1. 02 28. 2 74 1 1.6 Comparative Example 3 0. 39 1. 03 27. 5 72 12.5 Comparative Example 4 0. 25 1. 17 17. 6 73 6. 2 From the results of Table 2, the filter of Comparative Example 1 containing no double helix DNA is BaP It can be seen that it is difficult to use as a filter for air conditioners equipped with a circulation mechanism with a very low removal rate of 16.9%.
  • Comparative Example 2 and Comparative Example 3 in the filter of Example 2, the size of the DNA microparticles with an average particle size of 200 ⁇ m was adjusted without changing the double helix DNA content and the amount of DNA microparticles used. From the results of the high pressure loss of 11.6 mm Aq and 12.5 mmAq, which are the modes changed to im and 10 ⁇ respectively, it is considered that the filters of Comparative Examples 2 and 3 caused clogging and impaired air permeability. .
  • Comparative Example 4 is an embodiment in which the double helix DNA content was reduced to 0.01% in the filter of Example 1.
  • the BaP removal rate power double helix DNA which is almost the same as that of Comparative Example 1 that does not contain DNA, decreases significantly to 17.6%.
  • BaP removal effect can hardly be expected. I know that there is.
  • the filters of Examples 1 to 4 resulted in a high BaP removal rate and sufficient dust collection efficiency and air permeability.
  • the filter of Example 4 when calculated from the BaP concentration in the atmosphere, the amount of BaP trapped by each filter, and the removal rate, the filter of Example 4 has a higher BaP concentration than that of Comparative Examples 1 to 4 even when the BaP concentration is about lOOppm or less. It was found to have an excellent removal effect. In Examples:! To 3, it was found that even if the BaP concentration was lower than about 1 ppm, even more excellent removal effect was exhibited.

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Abstract

【課題】外気及び室内空気に含まれるベンゾ［ａ］ピレン等の有害物質を有効に除去し得る上に、集塵効果が実質上損なわれる事がないという効果をも併せ持つフィルタの提供。 【解決手段】外気を装置内部に取り入れると共に装置内部の空気を循環させる機構を備えたエアコンディショナーの空気通路に取り付けられるフィルタであって、 　不織布からなる単層シート又は不織布シートを含む積層体のフィルタ基材と、該フィルタ基材に保持された、ベンゾ［ａ］ピレン等の有害物質をインターカレーション捕捉し得るＤＮＡ微粒子とからなり、該微粒子ＤＮＡは、二重らせんＤＮＡが必要によりバインダを介して担体の表面に付着された平均粒径５０ないし２０００μｍの微粒子からなり、且つ、前記フィルタ基材の質量に基づいて０．０５ないし２０質量％含有されていることを特徴とする、エアコンディショナー用フィルタ。                                                                                 

Description

明 細 書
有害物質を除去し得るエアコンディショナー用フィルタ
技術分野
[0001] 本発明は、装置内部の空気を循環させる機構を備えたエアコンディショナー（以下
、単にエアコンとも言う。）に取付けられるフィルタに関する。詳細には、室内又は車 室内等の空気中のピレン等の有害物質を効果的に除去し得るエアコン用フィルタに 関する。
背景技術
[0002] 近年、節電の面から、装置内部の空気を循環させる機構をも備えたエアコンが主流 となっており、また、同様の循環機構を備えたカーエアコンが乗用車に備えられてい る。そしてこれらエアコンには、その空気通路において、空気中の粉塵を除去するた めのフィルタが取付けられているのが普通である。
ところで最近、空気中に含まれるベンゾ [a]ピレン (BaP)等の有害物質の人体に対 する影響が注目されるようになっている。そこで、エアコンにおいても、空気中に含ま れる有害物質を効果的に除去し得るフィルタが取り付けられることが望まれる。かよう な有害物質を除去し得るフィルタとして、本出願人は、例えば二重らせん DNAをフィ ルタ繊維体に保持させてなる有害物質除去フィルタを提案した (特許文献 1)。該有 害物質除去フィルタは、二重らせん DNAが、例えば遊離の状態で、又は紫外線照 射により、フィルタ基材に保持されたものであり、その有害物質の除去効果は実施例 において支持されている。
特許文献 1：国際公開第 2004/091753号パンフレット
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] 循環機構を備えたエアコンにおいては、外気の取り入れと同時に装置内部の空気 が繰り返し循環するため、主に外気に含まれる有害物質は相対的に希釈され、フィ ルタを通過する空気の総量当りの有害物質の濃度は低いものとなる。従って、力、よう な低濃度においても、フィルタの有害物質の除去性能が十分に発揮されるようにする ことが求められる。さらに、フィルタには本来の機能である集塵効果が十分に確保さ れていることが必要である。これに対し、上記特許文献 1に記載の有害物質除去フィ ルタは、主にタバコ用フィルタを念頭に置いて開発されたものであり、循環機構を備 えたエアコンに適用し得るものを目指して開発されたものではない。従って、低濃度 での有害物質の優れた除去効果及び高レ、集塵効果の両方を達成する、循環機構を 備えたエアコン用フィルタを得るには更なる工夫と研究が必要とされた。
課題を解決するための手段
そこで本出願人は、有害物質のより効果的な除去を達成すベぐ二重らせん DNA と空気との効率的な接触の態様を色々と考えた。その過程でまず、フィルタ基材をニ 重らせん DNA溶液に浸漬しその後乾燥させることにより作られた DNA材料が保持さ れたフィルタを考案した。このフィルタをエアコンに取り付けて用いたところ、有害物質 の除去効果及び集塵効果に関して、 DNA溶液が高濃度であるとき、所期の水準を 一応満たすことが示された。またこのとき、フィルタの繊維径及びフィルタ基材の目付 が特定の範囲内の数値を示すとき、フィルタとしての通気性が良好であることがまた 見出された。し力 ながら、 DNA溶液の高濃度化には限界があり、つまり、上述の態 様では有害物質の除去効果の向上に関して上限があり、その上限を超える性能、即 ち有害物質の存在割合が大変低い条件下でも効果的な除去効果を達成する性能を 得るベぐ更なる改良が必要とされた。そこで、出願人は鋭意研究を重ねた結果、二 重らせん DNAを担体に付着してなる DNA微粒子をフィルタ基材に保持させることに より、循環機構を備えたエアコンのフィルタにおいて有害物質の存在割合が大変低 い条件下でも優れた有害物質の除去効果が発揮されることを見出し、本発明を完成 したのである。
すなわち、本発明の第一の発明は、
外気を装置内部に取り入れると共に装置内部の空気を循環させる機構を備えたェ ァコンディショナーの空気通路に取り付けられるフィルタであって、
不織布からなる単層シート又は不織布シートを含む積層体のフィルタ基材と、 該フィルタ基材に保持された、ベンゾ [a]ピレン等の有害物質をインターカレーショ ン捕捉し得る DNA微粒子とからなり、 該微粒子 DNAは、二重らせん DNAが必要によりバインダを介して担体の表面に 付着された平均粒径 50ないし 2000 /i mの微粒子力 なり、且つ、前記フィルタ基材 の質量に基づいて 0. 05ないし 20質量％含有されている
ことを特徴とする、エアコンディショナー用フィルタに関する。
このうち好ましレヽ態様は、前記 DNA微粒子が保持された不織布繊維の径： X ( μ m )と、前記フィルタ基材の厚さ 10mm当りの目付： Y (g/m2)と力 15000≤Χ·Υ≤2 5000 (但し、 Xは 55ないし 2050である。）で表される条件を満たすことを特徴とする 、第一の発明のエアコンディショナー用フィルタに関する。
本発明の第二の発明は、外気を装置内部に取り入れると共に装置内部の空気を循 環させる機構を備えたエアコンディショナーの空気通路に取り付けられるフィルタであ つて、
不織布からなる単層シート又は積層体のフィルタ基材と、
該フィルタ基材に保持された、ベンゾ [a]ピレン等の有害物質をインターカレーショ ン捕捉し得る DNA材料とからなり、
該 DNA材料は、前記フィルタ基材を必要によりバインダを含む二重らせん DNAの 溶液に接触させ続いて乾燥させることにより、該フィルタ基材に付着されており、且つ 、前記フィルタ基材の質量に基づいて 0. 05ないし 20質量％含有されていることを特 徴とする、エアコンディショナー用フィルタに関する。
このうち好ましレ、態様は、前記 DNA材料が保持された不織布繊維の径： X ( μ m)と 、前記フィルタ基材の厚さ 10mm当りの目付： Y (g/m2)と力 500≤Χ·Υ≤ 1500 ( 但し、 Xは 5ないし 50である。）で表される条件を満たすことを特徴とする、第二の発 明のエアコンディショナー用フィルタに関する。
また本発明は、とりわけ、室内エアコンディショナー又はカーエアコンディショナーに 取り付けられる上記のフィルタに関する。
発明の効果
本発明によると、二重らせん DNAのインターカレーシヨンにより、外気及び室内空 気に含まれるベンゾ [a]ピレン等の有害物質を効率的に除去し得るという効果に関し て、有害物質の存在割合力 SlOOppm以下の低濃度である条件下において、効率的 な除去を達成し得るという効果が得られる。それだけでなぐフィルタ本来の機能であ る集塵効果が実質上損なわれる事がないという効果をも併せ持つ。さらに、二重らせ ん DNAを DNA微粒子としてフィルタ基材に保持させてなる発明にあっては、有害物 質の存在割合が 1 Oppm以下であるときも、有害物質の除去効果がなお一層高めら れる。
図面の簡単な説明
[0006] [図 1]大気中のベンゾ [a]ピレンを捕集するための、本発明のフィルタを有する装置を 示す模式図である。
発明を実施するための最良の形態
[0007] 本発明において用いられる DNA微粒子は、二重らせん DNAを担体の表面に付着 させて形成されるものであり、微粒子化により、二重らせん DNAが付着する部位の比 表面積 (フィルタの単位体積当り）の増加により、有害物質のより効果的な除去を達 成するものである。 DNA微粒子は、フィルタの通気性の面から、その平均粒径がお よそ 50 μ mないしおよそ 2000 μ mの範囲内のもの力、ら選択される。粒径が 50 μ m 未満であると、フィルタが目詰まりを起こし易くなり、粒径力 000 x mを超えると、フィ ルタの通気性が低下するおそれがある。より好ましい DNA微粒子の大きさは、平均 粒径 300 μ mなレ、し 800 μ mの範囲内のものである。
本発明において好適に用いられる担体としては、二重らせん DNAが単独で又はバ インダを介してその表面に付着し得る構造のものであれば、その材質及び形状は特 に問われず、例えばポリスチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリエチレ ン、セルロース、澱粉、天然ゴム、ゼラチン、キチン、キトサン、アセテート等の合成高 分子及び天然高分子、或いはシリカ、アルミナ、活性炭、珪藻土等の無機類等、トウ モロコシ穂軸の微粉碎物及びこれらの混合体であり得、特に好ましく用いられる担体 は、セルロースビーズ、又は、トウモロコシ穂軸の微粉砕物である。そして DNA微粒 子は、その二重らせん DNAの二重らせん構造がなるべく破壊されないように、例え ば熱処理がなるべく穏やかな方法を用いてフィルタ基材に保持される。
[0008] DNA微粒子に用いられる担体には通常、必要に応じ、例えばフィルタの使用可能 期間をより長期なものとするため、例えばポリエチレンダリコール又はポリプロピレダリ コールなどのポリダリコール類、グリセリンなどの三価アルコール類、ポリアクリル酸ナ トリウム又はポリメタクリル酸ナトリウム等のポリ（メタ）アクリル系化合物又はその塩、メ チルセル口ース又はカルボキシメチルセル口ース等のセル口ース類及びその塩類な どの他の水溶性高分子をバインダとして介することによって、二重らせん DNAがその 表面に付着され得る。
[0009] DNA材料が保持されてなるフィルタは、フィルタ基材を二重らせん DNA溶液に単 に接触させ、続いて乾燥させることによりフィルタの繊維表面に保持されるため、製造 工程が簡便であるという利点を有する。 DNA材料は、フィルタ基材に対して全体的 に均質に保持されることが好ましレ、が、有害物質を含む空気の流通路になる部位に おいて特に高濃度で保持されていても良レ、。フィルタ基材を二重らせん DNA溶液に 接触させるのは、例えば、浸漬の他、塗布又は噴霧などすることにより行われ、そして その後の乾燥は比較的穏やかな温度条件で行われる。二重らせん DNA溶液にはま た、 DNA微粒子の場合と同様の理由によりバインダがさらに添加されていてもよい。 本発明において用いられるバインダとしては、例えば上記バインダであって、特に D NAとフィルタ基材の両方に付着し得る水溶性のものが挙げられる。
[0010] 本発明においては、 DNA微粒子又は DNA材料としての保持のいずれの場合に おいても、二重らせん DNAがフィルタに所定量含有されていることが必要とされる。 含有される二重らせん DNA量が少な過ぎると、有害物質の除去効果が不十分であり 、逆に多過ぎると、経済的に好ましいとは言えなレ、。この点から、含有される二重らせ ん DNA量は、用いられるフィルタ基材の質量に基づき、およそ 0. 05ないし 20質量 %の範囲内に定められる。より好ましい二重らせん DNAの含有量は、フィルタ基材 に基づきおよそ 0. 5ないし 15質量0 /0の範囲内である。
[0011] フィルタ基材は通常、 DNA微粒子及び DNA材料のどちらを保持させる場合にお レ、ても、不織布を製造する方法を用いて製造され得る。このとき、フィルタ基材の製造 工程の間において、 DNA微粒子を混入しそして保持するという方法も採用すること が出来る。本発明のフィルタはその機能上、集塵効果はもちろんのこと、同時に通気 性が確保されていることがより望ましいため、 DNA微粒子又は DNA材料が保持され たときのフィルタ基材は、その繊維間の空隙の大きさが、集塵効果及び通気性の確 保を同時に満足し得るような範囲内に調節されていることがより好ましい。空隙が大き 過ぎると、通気性は高まるが所定の集塵効果が得られにくぐ逆に、空隙が小さ過ぎ ると、集塵効果は高まるが所定の通気性が得られにくい。出願人は、より適する不織 布繊維の径及び目付を検討したところ、 DNA微粒子が保持された場合には、該 DN A微粒子が保持されたときの不織布繊維の径を Χ ( μ m)とし、用いられたフィルタ基 材の厚さ 10mmあたりの目付を Y (g/m2)とすると、おおむね 15000≤Χ· Υ≤ 2500 0 (但し、実用上、 Xは 55ないし 2050 z mの範囲内に設定される。）となる条件を満た し、また、 DNA材料が保持された場合には、 500≤Χ ·Υ≤1500 (但し、実用上、 X は 5なレ、し 50 μ mの範囲内に設定される。 )となる条件を満たすことが好ましレ、ことを 見出した。
このように本発明のフィルタは、空気中の有害物質が l OOppm以下の低濃度にお いて、該有害物質を効率的に除去し得る。また DNA微粒子が保持されたフィルタは 、有害物質が l Oppm以下のさらに低濃度であっても、該有害物質がなお一層効率 的に除去され得る。さらにその上、本発明のフィルタは集塵効果を実質的に損なうこ とがないために、循環機構を備えたエアコンに対して好適に用いられ得る。
実施例
[0012] 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、これによつて本発明が限 定されるものではない。
[0013] 実施例 1
トウモロコシ穂軸の微粉砕物 l OOgに対し、ポリエチレングリコール（PEG) 400 20 gを均一となるように含浸した後、微粉末状の二重らせん DNAlgをカ卩えて撹拌し、続 いておよそ 40°Cにて 3時間乾燥して前記二重らせん DNAを前記微粉砕物の表面に 付着させ DNA微粒子を得た。該 DNA微粒子の平均粒径はおよそ 200 μ mであつ た。次に、ポリエステル製の不織布シート（繊維径：およそ 10 z m、厚さ 10mm当りの 目付：およそ 100g/m2)を PEG400に浸漬した後に引き上げ、直ちに該不織布シ ートに DNA微粒子 6gを全体的に均質となるように散布した。続いておよそ 40°Cにて 3時間乾燥させて DNA微粒子を不織布シートに保持させ、本発明のフィルタを得た 。電子顕微鏡によると、このときのフィルタの繊維径はおよそ 210 /i mであった。 トウモロコシ穂軸の微粉砕物 100gに対し、ポリエチレングリコール 400 20gを均一 となるように含浸した後、微粉末状の二重らせん DNAO. 5gを加えて撹拌し、続いて およそ 40°Cにて 3時間乾燥して前記二重らせん DNAを前記微粉砕物の表面に付 着させ DNA微粒子を得た。該 DNA微粒子の平均粒径はおよそ 60 μ mであった。 次に、ポリアミド製の不織布シート (繊維径：およそ 5 x m、厚さ 10mm当りの目付：お よそ 300g/m2)に対し、 0. 5gの DNA微粒子を均質に混入して保持させ、本発明の フィルタを得た。電子顕微鏡によると、このときのフィルタの繊維径はおよそ 65 x mで あった。 酢酸セルロースビーズ 100gに対し、微粉末状の二重らせん DNAlgを加えてよく 撹拌し、酢酸セルロースビーズ表面に形成された多数の襞の間に二重らせん DNA を付着させ DNA微粒子を得た。該 DNA微粒子の平均粒径はおよそ 1800 μ mであ つた。次に、ポリエステル製の不織布シート（繊維径：およそ 50 /i m、厚さ 10mm当り の目付：およそ 13g/m2)をポリメタクリル酸ナトリウム溶液（ポリメタクリル酸ナトリウム 分子量：およそ 20000、溶液の固形分：およそ 10質量％)に浸漬した後に引き上げ、 直ちに該不織布シートに対して DNA微粒子 1. 5gを全体的に均質となるように散布 した。続いておよそ 40°Cにて 3時間乾燥させて DNA微粒子を不織布シートに保持さ せ、本発明のフィルタを得た。電子顕微鏡によると、このときのフィルタの繊維径はお よそ 1850 μ ΐηであった。 粉末状の二重らせん DNAを脱イオン水に溶解し、 10質量％濃度の二重らせん D NA溶液を調製した。該溶液中にポリエステル製の不織布シート（厚さ 10mm当りの 目付：およそ 50g/m2)を含浸した後、該液から引上げ、さらにその後該シートを 40 °Cにておよそ 3時間乾燥させて二重らせん DNAをシートに保持させ (保持された二 重らせん DNA:シートの質量に基づきおよそ 5%)、本発明のフィルタを得た。電子 顕微鏡によると、このときのフィルタの繊維径はおよそ 10 μ mであった。
嫌 屋内用エアコンに用いられるフィルタ（繊維径：およそ 10 μ m ;厚さ 10mmあたりの 目付：およそ 200g/m2)をそのまま比較例 1として用いた。
比較例 2〜4
フィルタの各構成を下記表 1に示した数値に変更した他は、実施例 1と同様の方法 により、比較例 2〜4のフィルタをそれぞれ製造した。
[表 1] 表 1 実施例 1〜4、 比較例 1〜5のそれぞれのフィルタの構成
Figure imgf000009_0001
試験例 1：大気中のベンゾ「&Ίピレンの除去効果の測定
本試験は、上記実施例 1ないし 4の本発明のフィルタと、比較例 1ないし 4のフィルタ との間で、大気中の有害物質の除去効果について対比試験を行ったものである。 (試験方法）
図 1に示すような、空気の導入口（図中の矢印）から順に、実施例 1のフィルタ 1、ガ ラス繊維フィルタ 2、樹脂カラム 3、及び定流量ミニポンプ 4からなる試験装置 Iを組立 てた。なお、ガラス繊維フィルタ 2は、フィルタ 1を通過したベンゾ [a]ピレンを捕集する ためのものであり、樹脂カラム 3は、ガラス繊維フィルタ 2をさらに通過したベンゾ [a]ピ レンを捕集するためのものである。
上記の試験装置 Iを、東京都 S区のある交差点にそれぞれ設置し、定流量ミニボン プ 0を作動して 1. 0L/分の流量で 27. 5時間大気を吸引させた。試験終了後、試験 装置 Iから、実施例 1のフィルタ、並びにガラス繊維フィルタ 2を取り外してアルミホイル で包み、さらにポリエチレン製の袋で密封し、分析直前まで— 80°Cで保存した。 (ベンゾ [a]ピレンの分析方法）
試験装置 Iのガラス繊維フィルタ 2を取出し、そしてハサミで細断し、スクリューキヤッ プ試験管に入れた後、ホールピペットを用レ、、抽出溶媒として 5. OOmLのジクロロメ タンを加え、密栓した。この試験管を超音波で 10分間処理した後、気泡を取り除き、 さらに 10分間超音波処理してベンゾ [a]ピレンを抽出した。この抽出液を、 4°C、 300 Orpmで 10分間遠心分離し、その上澄液 4mLを別の試験管に移し、 PAH揮散防止 剤として DMSOを 70 μ Lカロえ、ドライサーモユニット中で窒素ガスを吹付けることによ りジクロロメタンを除去した。このようにして得られた抽出物に 930 μ Lのァセトニトリル を加えて試料液とし、 HPLCによる分離分析に供した。その条件は下記のとおりであ る。
カラム： 4. 6 φ X 100mm
Chromolith Periormance RP— 18e
予備カラム： 4· 6 φ X lOmm Eclipse XDB— C18
カラム温度： 40°C
検出器:分光蛍光計
流速： 1. OmL/分
移動相：水 25%及びァセトニトリル 75%
励起波長（nm) : 290
発光波長（nm) : 430
次に、実施例 1のフィルタを取出し、抽出溶媒としてジクロロメタンの代わりにメタノ ールを用いた他は、上記ガラス繊維フィルタと同様の操作を行って試料溶液とし、下 記条件における HPLCによる分離分析に供した。なお、試験装置 Iの樹脂カラムから は、ベンゾ [a]ピレンは検出されなかった。試料の HPLC分析は 3回ずつ行レ、、それ らの平均値を結果とした。
また、実施例 2〜4、比較例 1〜4のフィルタについても、試験装置 Iのフィルタ 1をそ れぞれのフィルタに替えて、実施例 1のフィルタと場合と同様に試験を行った。結果を 表 2に示す。なお、表 2中の BaP除去率（％)とは、試験装置 Iに取込まれたベンゾ [a] ピレン量、すなわちフィルタ 1 (実施例 1〜4、比較例 1〜4のそれぞれのフィルタ）とガ ラス繊維フィルタに捕集されたべンゾ [a]ピレンの合計量に対する、フィルタ 1に捕集 されたベンゾ [a]ピレン量の割合を示す。
[0015] 試 列 2 : び ffi力キ員 の洵
本試験は、上記実施例:!〜 4の本発明のフィルタと、比較例:!〜 4のフィルタとの間 で、集塵効率について対比試験を行レ、、フィルタの粉塵の除去効率を測定したもの である。
(試験方法）
集塵効率：実施例 1〜4、比較例 1〜4のフィルタを風洞にセットし、ファンにより風速 を与え、風速 3mZ秒におけるフィルタの上流、下流の 以上の大気塵の粉塵濃 度をパーティクルカウンタ一にてそれぞれ測定し、次式
(上流の粉塵濃度 下流の粉塵濃度) /上流の粉塵濃度 X 100 (%)
を用いて算出し、集塵効率とした。上記集塵効率試験は、それぞれ 3回ずつ行い、そ の平均値を結果とした。
圧力損失：実施例:!〜 4、比較例：!〜 4のフィルタをそれぞれ風洞にセットし、ファン により風速を与え、風速 3m/秒におけるそれぞれのフィルタの上流と下流の圧力差 を圧力損失計にて測定した。上記集塵効率及び圧力損失試験は、それぞれ 3回ず つ行い、その平均値を結果をした。その結果を表 2に示す。
[0016] (結果と考察）
[表 2]
表 2 各フィルタの B a P 旨集量及び集塵効率の結果
B a P捕集量
(n g) B a P除去率 集塵効率 圧力損失
(%) (%) (mmA q ) フィノレタ 1 ガラス繊維
フィルタ 2
実施例 1 0. 68 0. 74 47. 9 77 6. 0 実施例 2 0. 49 0. 93 34. 5 80 6. 7 実施例 3 0. 89 0. 53 62. 7 75 5. 8 実施例 4 0. 63 0. 79 44. 4 73 5. 7 比較例 1 0. 24 1. 18 16. 9 75 8. 7 比較例 2 0. 40 1. 02 28. 2 74 1 1. 6 比較例 3 0. 39 1. 03 27. 5 72 12. 5 比較例 4 0. 25 1. 17 17. 6 73 6. 2 表 2の結果より、二重らせん DNAを含有しない比較例 1のフィルタは、 BaP除去率 が 16.9%と非常に低ぐ循環機構を備えたエアコン用のフィルタとして用いることは 難しいことが判る。
比較例 2及び比較例 3は、実施例 2のフィルタにおいて、二重らせん DNA含量及 び DNA微粒子の使用量を変えずに、 DNA微粒子の大きさを平均粒径 200 μ mの もの力 3000 /im及び 10 μΐηのものにそれぞれ変更した態様である力 11.6mm Aq及び 12.5mmAqという高い圧力損失結果から、比較例 2及び比較例 3のフィル タは目詰まりを引き起こして通気性を損なったと考えられる。
比較例 4は、実施例 1のフィルタにおいて、その二重らせん DNA含量を 0.01%に まで減量した態様である。その結果、 BaP除去率力 二重らせん DNAを含まない比 較例 1とほとんど変わらない 17.6%まで著しく低下し、この二重らせん DNA含量で は、 BaP除去効果が殆ど期待出来なレ、ものであると判る。
一方、上記比較例 1ないし 4のフィルタに対して、実施例 1ないし 4のフィルタは、 Ba P除去率が高ぐ及び集塵効率並びに通気性が十分に確保された結果となった。さ らに、大気中の BaP濃度と各フィルタの BaP捕集量及び除去率から計算すると、実 施例 4のフィルタは、 BaP濃度がおよそ lOOppm以下であっても、比較例 1〜4よりも 優れた除去効果を有することが判った。また実施例：!〜 3においては、 BaP濃度がお よそ lOppm以下というより低濃度であっても、さらに一層優れた除去効果を発揮した ことが判った。
符号の説明
1 本発明のフィルタ 2 ガラス繊維フィルタ 3 樹脂カラム 4 定流量ミニボン プ

Claims

請求の範囲
[1] 外気を装置内部に取り入れると共に装置内部の空気を循環させる機構を備えたエア コンディショナーの空気通路に取り付けられるフィルタであって、
不織布からなる単層シート又は不織布シートを含む積層体のフィルタ基材と、 該フィルタ基材に保持された、ベンゾ [a]ピレン等の有害物質をインターカレーショ ン捕捉し得る DNA微粒子とからなり、
該微粒子 DNAは、二重らせん DNAが必要によりバインダを介して担体の表面に 付着された平均粒径 50ないし 2000 /i mの微粒子力 なり、且つ、前記フィルタ基材 の質量に基づいて 0. 05ないし 20質量％含有されている
ことを特徴とする、エアコンディショナー用フィルタ。
[2] 前記 DNA微粒子が保持された不織布繊維の径: X ( / m)と、前記フィルタ基材の厚 さ 10mm当りの目付： Y (g/m2)と力、 15000≤Χ·Υ≤ 25000 (fH L, Xは 55なレヽし 2050である。）で表される条件を満たすことを特徴とする、請求項 1に記載のェアコ ンデイショナー用フィルタ。
[3] 外気を装置内部に取り入れると共に装置内部の空気を循環させる機構を備えたエア コンディショナーの空気通路に取り付けられるフィルタであって、
不織布からなる単層シート又は積層体のフィルタ基材と、
該フィルタ基材に保持された、ベンゾ [a]ピレン等の有害物質をインターカレーショ ン捕捉し得る DNA材料とからなり、
該 DNA材料は、前記フィルタ基材を必要によりバインダを含む二重らせん DNAの 溶液に接触させ続いて乾燥させることにより、該フィルタ基材に付着されており、且つ 、前記フィルタ基材の質量に基づいて 0. 05ないし 20質量％含有されていることを特 徴とする、エアコンディショナー用フィルタ。
[4] 前記 DNA材料が保持された不織布繊維の径: Χ ( μ m)と、前記フィルタ基材の厚さ 10mm当りの目付： Y (g/m2)と力 500≤Χ·Υ≤ 1500 (fH U Xは 5ないし 50であ る。）で表される条件を満たすことを特徴とする、請求項 3に記載のエアコンディショナ 一用フィルタ。
[5] 室内エアコンディショナーに取り付けられる請求項 1ないし 4のうちいずれか 1項に記 カーエアコンディショナーに取り付けられる請求項 1ないし 4のうちいずれか 1項に記
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