CN101801424B - 空气净化设备 - Google Patents

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Abstract

一种空气净化设备，包括：外壳主体，所述外壳主体包括：空气入口部分；以及空气排出部分；鼓风部分，所述鼓风部分将空气抽送到流动路径；光催化剂过滤器，所述光催化剂过滤器具有包括光催化剂的层；发光部分，所述发光部分用光线照射所述光催化剂过滤器；以及抗体过滤器，所述抗体过滤器包括由支承于载体上的抗体组成的有害物质去除材料，其中：第一遮光构件设置在所述发光部分与所述抗体过滤器之间，所述第一遮光构件允许空气流动且在从空气流动方向来看的状态下遮挡光线的传送；以及所述第一遮光构件包括：至少一个框体；和多个遮光板，所述多个遮光板形成在至少一个框体上且呈阵列配置成分别以相同的角度倾斜的状态。

Description

空气净化设备
技术领域
本发明涉及一种空气净化设备，所述空气净化设备使用光催化剂来分解有机材料且用抗体过滤器来选择性地灭活细菌和病毒等，以便去除异味、除臭和过滤灭菌等等。
常规地，例如在JP-A-2005-342142示出了关于为了灭活病毒的光催化剂过滤器和设置有光催化剂过滤器的空气净化设备。JP-A-2005-342142中的空气净化设备是这样的空气净化设备：该空气净化设备具有通过免疫抗体反应来灭活和消灭病毒的病毒去除能力，此外，该空气净化设备保持在用静电过滤器或光催化剂过滤器来灭活各种类型的病毒方面的效果。
背景技术
顺便提及，采用以光线(通常是UV光线)照射光催化剂过滤器的光源。但是，当UV光线被照射到抗体过滤器时，被包括在抗体过滤器中的抗体被破坏，从而降低捕获病毒和细菌的效果。
当例如从动物的血清制造抗体时，抗体的价格高达在血清中溶解状态下的每1kg七百万日元。依照目的进行进一步的净化或雾化，从而进一步增加了价格。因此，在抗体被破坏的情形中，就有必要支承对应于要被破坏的量的过多数量，这组成了成本严重增加的原因。
上述常规的空气净化设备具有这样的构造：抗体过滤器设置在空气流动路径的最上游侧或最下游侧上。当设置在最下游侧上时，期望抗体过滤器由来自于光源部分的UV光线照射，以降低抗体过滤器的过滤效果。在另一方面，如果遮挡板等提供在抗体过滤器与光源部分之间同时考虑到UV光线对抗体过滤器的效应，担心的是空气流动被阻碍从而降低空气体积。
本发明关于上述环境而施行，且本发明的目的是提供一种空气净化设备，该空气净化设备能够防止由UV光线照射到抗体过滤器而引起的过滤效果降低且能够防止降低空气体积。
发明内容
本发明的前述目的可通过下述构造来实现。
(1)一种用光催化剂来分解有机材料的空气净化设备，所述设备包括：
外壳主体，所述外壳主体包括：
空气入口部分，所述空气入口部分将空气吸入到所述外壳主体的内部；以及
空气排出部分，所述空气排出部分将空气抽送到所述外壳主体的外部；
鼓风部分，所述鼓风部分将空气抽送到形成于所述空气入口部分与所述空气排出部分之间的流动路径；
光催化剂过滤器，所述光催化剂过滤器具有包括光催化剂的层且设置在流动路径中；
发光部分，所述发光部分用光线照射所述光催化剂过滤器；以及
抗体过滤器，所述抗体过滤器包括由支承于载体上的抗体组成的有害物质去除材料且设置在流动路径中，其中；
第一遮光构件设置在所述发光部分与所述抗体过滤器之间，所述第一遮光构件允许空气流动且从空气流动方向来看的状态下遮挡光线传送；以及
所述第一遮光构件包括：
设置在流动路径中的至少一个框体；和
多个遮光板，所述多个遮光板形成在至少一个框体上且呈阵列配置成分别以相同的角度倾斜的状态。
(2)根据上述(1)所述的空气净化设备，其中，抗细菌剂和抗真菌剂的至少任一个支承在所述抗体过滤器上。
(3)根据上述(1)或(2)所述的空气净化设备，其中，所述抗细菌剂和抗真菌剂是有机酸银盐。
(4)根据上述(3)所述的空气净化设备，其中，所述有机酸银盐具有从14至24个碳原子且是线性的。
(5)根据上述(1)-(4)中任一项所述的空气净化设备，其中，所述第一遮光构件包括多个框体，所述多个框体中的每个均具有多个遮光板，所述多个框体设置成叠置的状态，且相邻两个框体设置成使得所述多个遮光板具有彼此相反的各自倾斜方向。
(6)根据上述(1)-(5)中任一项所述的空气净化设备，其中，所述多个遮光板中的每个相对于水平方向倾斜在从30度至50度的范围内。
(7)根据上述(1)-(6)中任一项所述的空气净化设备，还包括：第二遮光构件，所述第二遮光构件靠近所述空气入口部分的下游侧设置在流动路径中，所述第二遮光构件与所述第一遮光构件相同。
根据本发明的空气净化设备允许空气流动且同时通过设置用于遮光构件的多个遮光板来防止来自于发光部分的光线照射抗体过滤器。这防止由光线中的UV光线效应造成的抗体过滤器上的抗体的破坏，以使得能够防止降低抗体过滤器的过滤效果。此外，遮光构件允许空气流经遮光板之间的间隙而不阻碍流动路径中的空气流动，故因此可防止降低空气体积。
附图说明
图1是示出了根据本发明方面的空气净化设备的一个示例性实施例的构造的附图；
图2是示出了从空气入口侧看的图1中的空气净化设备的附图；
图3是示出了从空气排出侧看的图1中的空气净化设备的附图；
图4是通过沿着平行于空气流动路径的截面截取图1中的空气净化设备所得到的截面图；
图5是示出了根据示例性实施例的空气净化设备的控制***的框图；
图6是示出了遮光构件的构造的透视图；
图7是从图6中的线A-A方向看的截面图；以及
图8是示出了遮光构件的修正的示例性示例的局部截面图。
具体实施方式
在下文中，将根据附图来详细说明本发明的示例性实施例。
图1是示出了根据本发明方面的空气净化设备的一个示例性实施例的构造的附图。图2是示出了从空气入口侧看的图1中的空气净化设备的附图。图3是示出了从空气排出侧看的图1中的空气净化设备的附图。图4是通过沿着平行于空气流动路径的截面截取图1中的空气净化设备所得到的截面图。
空气净化设备10设置有外壳主体11，外壳主体11具有其规定空间且为大致矩形的形状。如图2所示，在外壳主体11的空气入口侧上的侧面部11a上形成有多个空气入口开口21，所述空气入口开口21用作将空气吸取到外壳主体11内部的空气入口部分。进一步如图3所示，在外壳主体11的空气排出侧上的侧面部11b上形成有多个空气排出开口23。所述空气排出开口23用作将空气抽走到外壳主体22外部的空气排出部分。
在外壳主体11的内部，形成有从空气入口开口21连通至空气排出开口23的流动路径。一旦驱动空气净化设备10，从空气入口开口21吸取的空气就在图1中的箭头F方向上流动，并从空气排出开口23被抽走。在下文中，在根据本发明方面的示例性实施例中，空气入口侧称为关于流动路径的上游侧，而空气排出侧称为下游侧。
在外壳主体11的流动路径中，设置光催化剂过滤器12。示例性实施例的光催化剂过滤器12具有近似矩形构形、包括具有大致等于流动路径的截面的面积且彼此平行的平面、且设置成使得平面垂直于流动路径中的空气流(箭头F)。同时在示例性实施例中，光催化剂过滤器12a设置在上游侧，而光催化剂过滤器12b设置在下游侧。
光催化剂过滤器12具有多孔纤维层，例如，无纺织物、灭活钛层、以及位于所述灭活钛层上的活性钛层。
对于光催化剂来说，钛氧化物(TiO2)主要地用作主体。此外，锌氧化物(ZnO)、铈氧化物(Ce2O3)、铽氧化物(Tb2O3)、镁氧化物(MgO)、铒氧化物(Er2O3)、钽酸钾(KTaO3)、硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、以及[Ru(bpy)3]2+同Co络合物都是能够适用的。同时，关于活性钛氧化物，期望的是使用锐钛矿晶体的精细颗粒。关于纤维层，优选的是使用基重在从100g/m2至300g/m2内且以2.5m/s的标准风速时初始压力损失在从20至90Pa的纤维层。
在光催化剂过滤器12的下游侧上设置抗体过滤器(antibodyfilter)15。抗体过滤器15可具有与光催化剂过滤器12相同的尺寸和形状。
抗体过滤器15包括含有支承于载体上抗体的有害物质去除材料。
载体例如可由湿度调节材料制成。湿度调节材料的示例包括纤维，所述纤维可能以纺织物或无纺织物的形式组成载体。当载体由织物组成时，为了使围绕抗体的大气具有使得抗体展现活性的湿度，纤维期望地包含大量的水分。
抗体是与特定有害物质(抗原)发生特定反应(抗原-抗体反应)的蛋白质，且抗体具有7-8nm的分子大小和Y字母的分子构形。在抗体的Y字母分子构形中，一对分支部称为Fab，而主骨部称为Fc，在分支部Fab和主骨部Fc之中，Fab部捕获有害物质。
抗体的类型对应于要被捕获的有害物质的类型。由抗体捕获的有害物质的示例包括细菌、真菌、病毒、变应原和支原体。更具体地举例来说，细菌包括革兰阳性细菌，例如葡萄球菌(金色葡萄球菌和表皮葡萄球菌)、微球菌、炭疽杆菌、蜡样芽胞杆菌、枯草杆菌、和丙酸杆菌痘；以及革兰阴性细菌，例如绿脓杆菌、粘质沙雷菌、洋葱伯克霍尔德氏菌、肺炎双球菌、军团杆菌(legionella bacteria)、和结核杆菌。真菌的示例可包括酵母菌、曲霉、青霉、和分子孢子菌。病毒的示例包括流感病毒、冠状病毒(SARS病毒)、腺病毒、和鼻病毒。变应原的示例可包括花粉变应原、尘螨变应原(分解的尘螨材料)、真菌孢子、和猫变应原(宠物的皮屑)。在这些之中，细菌和真菌虽然不被抗体灭活，但是所述细菌和真菌通过高吸收作用而细菌停殖。相比而言，病毒和变应原被杀菌或灭活。
关于制造抗体的方法，例如可以提议一种施用动物(例如，山羊、马、绵羊和兔)的抗原并且从其血液净化多克隆抗体的方法；一种施行动物的脾细胞的细胞融合并且从动物的体液(例如，腹水)净化多克隆抗体的方法，该动物具有抗体和培养的癌细胞，培养液或融合细胞已经植入该动物中；一种从转基因细菌、已经引入抗体生成基因的植入细胞或动物细胞的培养液来净化抗体的方法；以及一种施用鸡的抗原以允许鸡产下免疫卵并且从卵黄粉末净化卵抗体的方法，卵黄粉末通过将卵黄液杀菌和喷雾干燥而获得。在这些方法之中，从卵获得抗体的方法能够容易地得到大量的抗体，从而允许设计出成本降低的有害物质去除材料。
载体已经按期望经受抗细菌处理(例如，施用含有抗细菌剂的涂层)和/或抗真菌处理(例如，施用含有抗真菌剂的涂层)。抗体主要是蛋白质，更具体地，卵抗体是食品，且还能够伴有除抗体之外的蛋白质，所述蛋白质组成细菌和真菌生长的较好食品。然而，当载体已经经受抗细菌处理和/或抗真菌处理之后，这种细菌和真菌的生长受到抑制，以便可能进行更长时间的存储。抗细菌剂/抗真菌剂的示例可包括季铵盐基有机硅剂、季铵盐基有机剂、双胍基剂、多酚基剂、壳聚糖、负载银硅胶和负载沸石银基剂。对于处理方法来说，存在后处理方法，在该后处理方法中，抗细菌剂/抗真菌剂被浸泡到由纤维制成的载体中或涂覆到由纤维制成的载体上；待纺的面纱和待纺的棉花修正方法，在该方法中，在组成载体等的纤维的合成步骤中揉合抗细菌剂/抗真菌剂。
关于抗细菌剂和抗真菌剂，可采用有机酸银盐。优选地，有机酸银盐具有从14至24的碳原子且是线状的。用于组成银盐的有机酸优选的是线性脂肪酸。脂肪酸期望地具有从14至24的碳原子。当碳原子的数量小于14时，空间位阻效应比较小，且有机酸银盐攻击抗体的S-S键，以造成对抗体的破坏。从另一方面看，当碳原子的数量超过24时，由于银的溶度积常数，因此所释放的银离子数量减少，从而降低抗细菌效果。关于有机银盐，在Research Disclosure的卷17029和29963进行了描述。关于其中的生产方法，例如在JP-A-2000-187298(FUJIFILM公司)进行了描述。在根据本发明的抗体过滤器支承抗细菌剂和抗真菌剂中的至少任一个的构造中，可用光催化剂来分解臭味材料，且通过结合抗体过滤器来选择性地灭活细菌和病毒。更具体地，通过结合使用抗体和有机抗细菌剂，可能提供具有抗细菌效果的抗体过滤器，同时保持选择性地灭活抗体的效果。
关于用于将抗体固定在载体上的方法，可提及一种使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷等来硅烷化载体、并随后用戊二醛将醛基引入到载体表面以允许醛基与抗体形成共价键的方法；一种将未处理的载体浸泡入抗体水溶液中以将抗体通过离子键固定到载体的方法；一种将醛基引入到具有特定功能基的载体上以允许醛基与抗体形成共价键的方法；一种允许具有特定功能基的载体与抗体形成离子键的方法；以及一种将载体涂覆具有特定功能基的聚合物并随后将醛基引入以允许醛基与抗体形成共价键的方法。在此，关于特定功能基，可指代的是NHR基(R是甲基、乙基、丙基和丁基中的任何烷基，但不包括H基)、NH2基、C6H5NH2基、CHO基、COOH基以及OH基。
此外，还存在一种用BMPA(N-β-马来酰亚胺基丙酸)等将载体表面上的功能基转换为另一功能基并随后允许功能基与抗体形成共价键的方法(在BMPA的情形中，SH基被转换为COOH基)。
此外，还存在一种将选择性地结合到抗体的Fc部的分子(例如，Fc受体和蛋白质A/G)引入到载体表面的方法，抗体的Fc结合到该载体表面。由此，捕获有害物质的Fab相对于载体向外离开，从而导致有害物质有较大可能性接触Fab，故因而可能有效地捕获有害物质。
光催化剂过滤器12a、12b以及抗体过滤器15由过滤器盒固定，且通过将过滤器盒50加载至外壳主体11上而设置在规定位置。在示例性实施例中，光催化剂过滤器12a、12b以及抗体过滤器15具有长板的形状，且设置成使得其面部处于与流动路径F垂直的方向，以使得空气能够流动且同时使得在用肉眼观测时能够形成遮挡状态。
在外壳主体11内部的流动路径中，设置有用光线照射光催化剂过滤器12的发光部分14。在示例性实施例中，发光部分14设置在上游侧上的光催化剂过滤器12a与下游侧上的光催化剂过滤器12b之间。发光部分14包括产生大约从300nm至420nm的UV光线照射，UV光线的波长是光催化剂所响应的波长。在示例性实施例中，荧光灯被用作发光部分14的光源，但是光源并不局限于荧光灯，例如可以使用LED(发光二极管)和其它UV光线照射装置。在示例性实施例中，靠近发光部分14可设置用于点亮荧光灯的辉光灯。
如图1-4所示，鼓风部分16设置在外壳主体11的流动路径下游侧上的部分处且正好在空气排出开口23之前(靠近上游侧上的部分)。在示例性实施例中，轴向风扇被用作鼓风部分16。当鼓风部分16通过风扇的旋转而驱动时，该鼓风部分16将流动路径内部的空气抽离下游侧上的空气排出开口23，并因此在流动路径中，这种空气流动使得空气从上游侧上的空气入口开口21吸入以便使空气沿着流动路径输送并抽走离开下游侧上的空气排出开口23，如图1中的箭头F所示。关于鼓风部分16，可使用条形风扇等来置换轴向风扇。同时，虽然示例性实施例的构造为鼓风部分16设置在流动路径的下游侧上，但是将鼓风部分16设置在流动路径的上游侧上的构造，或者将鼓风部分16设置在流动路径的上游侧和下游侧两者上的构造都是可接受的。
关于空气净化设备10，在外壳主体11内部还设置有供电电路32，供电电路32用于向发光部分14和鼓风部分16、电机控制部分33和变压器34提供功率，变压器34能够变换发光部分14的电压。电源开关24设置在外壳主体11的空气排出侧上的侧面部11b上。此外，在外壳主体11的空气入口侧11a上设置有空气体积调节部分26，空气体积调节部分26允许用户调节从鼓风部分16抽走的空气的流动体积。
此外，如图4所示，在流动路径的上游侧上且在空气入口开口21的下游侧上的部分处，设置有后述的遮光构件42，用于防止发光部分14的光线从空气入口开口21泄漏到外壳主体11的外部。这可防止在驱动期间例如对人体有害的UV光线照射到外部并保证安全。
如图1和4所示，示例性实施例的空气净化设备10在发光部分14与抗体过滤器15之间设置有遮光构件44。此外，在流动路径中，靠近空气入口开口21的下游侧还设置有另一遮光构件42。同时，遮光构件42、44的构造将在下文描述。
接下来将描述示例性实施例的空气净化设备10的控制***。
图5是示出了示例性实施例的空气净化设备的控制***的框图。同时，在如下所述的示例性实施例中，对于具有与已经描述构件的构造/功能等同的构件，通过在附图中给出相同或对应的符号，其描述将被简化或省略。在驱动空气净化设备10时，通过启动电源电路32，规定电压将被供应给电机控制部分33、发光部分14和变压器34。通过设定变压器34至规定频率(例如，50Hz和60Hz的频率)，可切换与驱动发光部分14相关的电压。通过驱动电机控制部分33，鼓风部分16被驱动，且空气开始沿着外壳主体11的流动路径流动。通过在启动驱动鼓风部分16的同时启动驱动发光部分14，或者在启动驱动附近，光线的照射被启动以在光催化剂过滤器12上生成活性氧，且同时活性氧通过由鼓风部分16所吹动的空气扩散到空气净化设备10的环境大气中。
在此，空气净化设备10设置有用于检测大气中有机材料的量的传感器部分36以及驱动控制部分38，驱动控制部分38连接成使得信号能够输入和输出到发光部分14和鼓风部分16中的至少任一个的状态。当传感器部分36检测到有机材料时，传感器部分36将检测信号输出到驱动控制部分38。驱动控制部分38基于与有机材料相关的检测信号可控制发光部分14和鼓风部分16中的至少任一个。在控制发光部分14的情形中，驱动控制部分38可控制光线的照射量和光线的照射时间。此外，驱动控制部分38可具有设定发光部分14的照射被断续地驱动的这种功能，或用于终止照射的定时器。在控制鼓风部分16的情形中，可控制要抽送的空气的量和抽送空气的时间。此外，驱动控制部分38可具有设定鼓风部分16被断续地驱动的这种功能，或用于终止鼓风的定时器。
关于由传感器部分36所检测的臭味，例如，臭味有体臭、口臭和来自人体的乙醇材料和由宠物的大小便产生的有机材料等等。传感器部分还可检测例如除臭味之外的室内灰尘，例如虱子、灰尘和花粉。
图6是示出了遮光构件的构造的透视图。图7是从图6中的线A-A方向看的截面图。每个遮光构件42、44具有从空气流入方向(图6中的箭头F)看大致矩形的框体52、54以及多个遮光板52a、54a，遮光板52a、54a形成用于框体52、54且遮挡从发光部分14照射的光线的传输。在示例性实施例中，分别具有相同构造的多个框体52、54的每个被堆叠，以用作一个遮光构件42或一个遮光构件44。该多个遮光板52a、54a设置成以相同的间距彼此相互平行，其中每个遮光板52a、54a之间的空间从上游侧至下游侧彼此相互连通，以允许空气从框体52的上游侧上的面部流入并经过下游侧上的面部。所有的多个遮光板52a、54a具有相同的倾斜角I，倾斜角I优选地相对于外壳主体11的水平方向(图7从右至左的方向)在从30度至50度的范围内。
示例性实施例中的遮光构件42、44设置成使得多个框体52、54分别堆叠和布置的状态，其中相邻框体的遮光板的倾斜方向彼此相反。同时，遮光构件42、44可包括框体52、54中的任一个以及形成于其上的多个遮光板52a或54a。
图8示出了示例性实施例的遮光构件的修正示例的局部截面图。如图8所示，光催化剂层56a、56b可形成在遮光板52a的上面部和下面部。光催化剂层56a、56b可具有与光催化剂过滤器12a、12b相同的构造。例如，光催化剂层56a、56b可通过将光催化剂过滤器粘接到遮光板52a的上面部和下面部而构造成。光催化剂层56a、56b可形成在遮光板52a的上面部和下面部中的仅任一个上。这在遮光板52a的帮助下可防止光线照射到下游侧，因为光线从发光部分14照射到遮光板52a，且同时，在遮光板52a的光催化剂层56a、56b处可启动光催化剂反应。
实施例
(示例)
接下来，基于示例性实施例的空气净化设备，将进行测量示例和对比例中的样品的实验，如下文所述。同时，假定用于示例和对比例中的空气净化设备除非另外指出都具有与上述空气净化设备相同的构造，故对空气净化设备的描述将被省略或简化。
用于示例和对比例中的抗体过滤器根据下述工艺来制备。
(无纺织物N-1)
其中丙酮∶水(97∶3)的醋酸纤维素(由ALDRICH公司制造，总取代度：2.4，数均分子量：3000)溶液(按重量计，25％)被加热至60°，该溶液连同空气以500m/m的纺丝速率从具有0.1mm直径的喷嘴喷射，以形成无纺织物。因此，得到具有85μm厚度的无纺织物N-1。纺丝圆筒用加热器加热至100℃。用SEM测量平均纤维直径为8μm(在该说明书中，质量比等于重量比)。
(抗体的固定)
通过净化由已经施用抗原的鸡产下的免疫卵而制备的流感病毒抗体(IgY抗体)被溶解在磷酸盐缓冲盐水中，以便获得100ppm的抗体浓度。上述无纺织物N-1的样品在室温下浸泡在所制备的液体中16至24小时，以提供具有抗体的织物表面。所获得的样品停留在25℃和20％RH的环境下24小时，并然后停留在25℃和90％RH的环境下24小时。这些操作中的每一个交替地重复三次。
接着，示例和对比例中的用于测量的光催化剂过滤器通过下述工艺来制备。
光催化剂涂层剂(TKC-304，由TAYCA CORPORATION制造)支承在无纺织物上，无纺织物由具有20μm直径的聚酯/丙基酰基纤维制成且具有7mm的厚度，以便得到每1m2的7.5g，光催化剂涂层剂然后在100℃下干燥3分钟以制备光催化剂过滤器。
(设置空气净化设备的过滤器和评估)
制备用于光催化剂和抗体过滤器的框。于是，在设置有能够可拆卸地固定过滤器的过滤器固定部分的实施例结构中，上述制备的抗体纳米过滤器N-1被设置在空气流的最下游，一对光催化剂过滤器被设置在上游侧，且有效地发出接近UV光线的冷阴极管设置在其间。关于鼓风部分，三个轴向风扇被设置在最下游。
(示例1)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和包括两个框体的遮光构件的空气净化设备，每个框体具有包括30°倾斜的遮光板(由经过防UV处理的ABS树脂制成)，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。两个框体设置成使得遮光板的各自倾斜方向彼此相反(参考图7)。
(示例2)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和包括一个框体的遮光构件的空气净化设备，所述框体具有包括30°倾斜的遮光板(由经过防UV处理的ABS树脂制成)，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。
(示例3)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和包括两个框体的遮光构件的空气净化设备，每个框体具有包括45°倾斜的遮光板(由经过防UV处理的ABS树脂制成)，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。两个框体设置成使得遮光板的各自倾斜方向彼此相反(参考图7)。
(示例4)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和包括一个框体的遮光构件的空气净化设备，所述框体具有包括45°倾斜的遮光板(由经过防UV处理的ABS树脂制成)，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。
(示例5)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和包括两个框体的遮光构件的空气净化设备，每个框体具有包括50°倾斜的遮光板(由经过防UV处理的ABS树脂制成)，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。两个框体设置成使得遮光板的各自倾斜方向彼此相反(参考图7)。
(示例6)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和包括一个框体的遮光构件的空气净化设备，所述框体具有包括50°倾斜的遮光板(由经过防UV处理的ABS树脂制成)，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。
(对比例1)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和包括两个框体的遮光构件的空气净化设备，每个框体具有包括25°倾斜的遮光板(由经过防UV处理的ABS树脂制成)，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。两个框体设置成使得遮光板的各自倾斜方向彼此相反(参考图7)。
(对比例2)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和包括一个框体的遮光构件的空气净化设备，所述框体具有包括25°倾斜的遮光板(由经过防UV处理的ABS树脂制成)，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。
(对比例3)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和包括两个框体的遮光构件的空气净化设备，每个框体具有包括55°倾斜的遮光板(由经过防UV处理的ABS树脂制成)，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。两个框体设置成使得遮光板的各自倾斜方向彼此相反(参考图7)。
(对比例4)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和包括一个框体的遮光构件的空气净化设备，所述框体具有包括55°倾斜的遮光板(由经过防UV处理的ABS树脂制成)，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。
(对比例5)
采用设置有抗体过滤器N-1和一对光催化剂过滤器的空气净化设备。
(去除异味效果的评估)
空气净化设备的去除异味效果基于氨浓度进行评估。在调节封闭空间(0.2m3)中的初始氨浓度(此时实验执行至10ppm)之后，空气净化设备被驱动且在15分钟之后用检测管测量氨浓度。
(空气体积的评估)
空气体积通过以下方法获得。具有高度为26cm、宽度为7cm和长度为30cm的管被制备并附连到吹出开口。接着，在十个点处测量风速(m/s)，风速的值被平均以得到空气体积(m3/min)。
(抗体滤波器处的UV强度的评估)
用由Hamamatsu Photonics K.K制造的UV功率计(C9536-01/H9958)进行测量。
(灭活病毒效率的评估)
前述情形的空气净化设备在相同的环境下工作两周。接着，进行对各自抗体过滤器的灭活病毒的评估。
关于用于实验的病毒液，用PBS十倍稀释之后，使用净化的流感病毒。每个前述的样品被切成5cm2的形状，样品被附连到并固定到病毒喷射实验装置的中心。用于实验的病毒液在设置于上游侧上的雾化器中被带电(charged)，且用于收集病毒的装置附连在下游侧上。压缩空气从空气压缩机抽出以从雾化器的喷射开口雾化用于实验的病毒。在面罩的下游侧上，设置有凝胶过滤器，且当以10L/min的吸收流量体积来吸收实验装置中的空气用时5分钟时，经过的病毒雾被收集。
在实验之后，凝胶过滤器捕获收集到的病毒，且通过使用MDCK细胞的TCID50(半数组织培养感染剂量)方法，得到样品经过之后的病毒感染滴定率。通过存在样品或不存在样品的凝胶过滤器的病毒感染滴定率的比较，计算各自样品的一个通道中病毒的去除率。结果在表1中示出如下。
表1
  遮光构件(框体的数量；遮光板的倾斜角度)   UV强度(μW/cm2)   空气体积(m3/min)   15分钟后的NH3浓度(ppm)   一个通道中的病毒去除率
 示例1   2；倾斜30°   0   0.5   0.5   87
 示例2   1；倾斜30°   12   0.5   0.5   87
 示例3   2；倾斜45°   0   0.5   0.5   88
 示例4   1；倾斜45°   10   0.5   0.5   87
 示例5   2；倾斜50°   0   0.5   0.5   87
 示例6   1；倾斜50°   10   0.5   0.5   88
 对比例1   2；倾斜25°   60   0.5   0.5   55
 对比例2   1；倾斜25°   80   0.5   0.5   50
 对比例3   2；倾斜55°   0   0.25   2   60
 对比例4   1；倾斜55°   20   0.35   1   64
 对比例5   无   100   0.5   0.5   40
如示例1-5所示，应当理解的是，通过设定遮光板的倾斜角在从30度至50度的范围内，抗体滤波器处的UV强度可抑制至10μW/cm2或更少，且可保证0.5m3/min的空气体积，在一个通道中的病毒去除率高达87-88％。
关于对比例1和2，抗体过滤器处的UV强度通过设定遮光板的倾斜角至25°而高达60μW/cm2或更多，且随后抗体滤波器的过滤效果降低以在一个通道中得到较低的病毒去除率为50-55％。关于对比例3和4，虽然UV强度被抑制至20μW/cm2或更少，但是在遮光板处发生空气流干涉以得到0.25-0.35cm3/min的较低空气体积。此外，15分钟之后NH3浓度高达1ppm或更多，从而得到在一个通道中较低的病毒去除率值为60-64％。关于对比例5，由于不提供遮光构件，抗体过滤器很大程度地受UV光线影响，从而在一个通道中病毒的去除率降低至40％。
接下来，在与上述的测量实验相同的条件下，对示例和对比例的构造进行测量，如下所述。
(示例7)
按照与示例3相同的方式，采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和两个百叶窗(由经过防UV处理的ABS树脂制成)的空气净化设备，每个百叶窗具有包括45°倾斜的遮光板，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。两个百叶窗设置成使得遮光板的各自倾斜方向彼此相反(参考图7)。
(示例8)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和两个百叶窗(由经过防UV处理的ABS树脂制成)的空气净化设备，每个百叶窗具有包括45°倾斜的遮光板，遮光板***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间，涂覆在遮光板的上表面(UV光线所照射的)的TKC3041g/m2用作光催化剂层。两个百叶窗设置成使得遮光板的各自倾斜方向彼此相反(参考图7)。
(对比例6)
采用设置有抗体过滤器N-1和一对光催化剂过滤器的空气净化设备。该空气净化设备具有无遮光构件的构造。
(对比例7)
采用设置有抗体过滤器N-1、一对光催化剂过滤器和挡板的空气净化设备。该挡板具有垂直于流动路径的表面且***在下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间。测量结果在下面的表2中示出。
表2
  遮光构件   UV强度(μW/cm2)   空气体积(m3/min)  15分钟后的NH3浓度(ppm)   一个通道中的病毒去除率
 示例7   两个百叶窗，每个具有倾斜45°的遮光板   0   0.5   0.5   88
 示例8   两个百叶窗，每个具有倾斜45°的遮光板   0   0.5   0   88
 对比例6   无   100   0.5   0.5   40
 对比例7   挡板   0   0.2   2   50
关于示例7，应当理解的是，通过提供两个百叶窗，抗体过滤器处的UV强度可被抑制至0μW/cm2，且可保证0.5m3/min的空气体积以及在一个通道中的病毒去除率显示为88％的较大值。关于示例8，通过在两个百叶窗的遮光板的表面上形成光催化剂层，在15分钟之后未检测到NH3，得到大致为0ppm。关于对比例6，由于未提供遮光构件，抗体过滤器很大程度地受UV光线影响，从而在一个通道中病毒的去除率降低至40％。当如在对比例7那样提供挡板时，虽然在抗体过滤器处的UV强度可被抑制，但是空气体积降低且15分钟之后NH3浓度高达2ppm，且在一个通道中病毒的去除率降低至50％。
接着，关于具有包括有机酸银盐的抗体过滤器的空气净化设备，灭活病毒和抗细菌活性的效果使用示例和对比例来进行测量，如下所述。
(制备载体无纺织物)
其中丙酮∶水(97∶3)的醋酸纤维素(由ALDRICH公司制造，总取代度：2.4，数均分子量：3000)溶液(按重量计，25％)被加热至60°，该溶液连同空气以500m/m的纺丝速率从具有0.1mm直径的喷嘴喷射，以形成无纺织物。因此，得到具有4mm厚度的载体无纺织物N-1。纺丝圆筒用加热器加热至100℃。用SEM测量平均纤维直径为8μm。
(涂层液的制备)
现将描述涂层液1的制备。由已经被施用抗原的鸡产下的免疫卵的卵黄液被喷射干燥以得到干燥的卵黄粉末。随后，干燥的卵黄粉末用乙醇进行去脂处理，乙醇成分被去除。然后，得到的产品在降低的压力下干燥以得到作为抗体材料的去脂卵黄粉末。去脂卵黄粉末被净化，其中流感病毒抗体(IgY抗体)的纯度为按质量计3％。随后，去脂卵黄粉末悬置在净化水中，以得到100ppm的抗体浓度。该液体称为涂层液1。
现将描述涂层液2的制备。对于涂层液1，二十二烷酸银盐(碳原子：22)悬浊液被混合并调制以得到200ppm的二十二烷酸银盐浓度。得到的液体称为涂层液2。
现将描述涂层液3的制备。对于涂层液1，十二烷酸银盐(碳原子：12)悬浊液被混合并调制以得到118ppm的十二烷酸银盐浓度(以在分子数上与二十二烷酸银盐匹配)。得到的液体称为涂层液3。
现将描述涂层液4的制备。对于涂层液1，十四烷酸银盐(碳原子：14)悬浊液被混合并调制以得到134ppm的十四烷酸银盐浓度(以在分子数上与二十二烷酸银盐匹配)。得到的液体称为涂层液4。
现将描述涂层液5的制备。对于涂层液1，二十六烷酸银盐(碳原子：26)悬浊液被混合并调制以得到230ppm(以在分子数上与二十二烷酸银盐匹配)的二十六烷酸银盐浓度。得到的液体称为涂层液5。
现将描述涂层液6的制备。二十二烷酸银盐(碳原子：22)悬浊液被调制以得到200ppm的二十二烷酸银盐浓度，称为涂层液6。
(过滤器的制备)
在涂层液1中，前述的载体无纺织物N-1在室温下浸泡5分钟，以便提供具体抗体的载体表面。得到的样品用具有10MPa的面部压力的辊压制，且其中的水分含量测得为500％。此外，当样品在50℃和30％RH大气下干燥以得到1％或更少的水分含量时，3小时后水分含量达到1％。因此，得到的样品称为对比例8的抗体过滤器F1。
抗体过滤器F2-F6采用与抗体过滤器F1相同的方法来制备，除了分别用涂层液2-6来替换涂层液1之外。因此，制备在载体表面上设置有抗体和有机酸银盐的抗体过滤器F2-F5。于是，包括涂层液2的抗体过滤器F2称为示例9的样品，包括涂层液3的抗体过滤器F3称为对比例9的样品，包括涂层液4的抗体过滤器F4称为示例10的样品，以及包括涂层液5的抗体过滤器F5称为对比例10的样品。两类过滤器，即抗体过滤器F1和包括涂层液6的抗体过滤器F6，被叠置并布置成称为对比例11的样品。
(灭活病毒的效率的评估)
关于对比例和示例中的抗体过滤器F1-F5，在制备样品之后就进行灭活病毒的效率的评估。
关于用于实验的病毒液，使用采用PBS(病毒浓度：200000斑/mL)十倍稀释净化流感病毒而得到的液体。每个样品被切成5平方厘米的形状，样品被附连到并固定到病毒喷射实验装置的中心。用于实验的病毒液在设置于上游侧上的雾化器中被带电，且用于收集病毒的装置附连到下游侧上。压缩空气从空气压缩机抽送以将用于实验的病毒从雾化器的喷射开口进行喷射。在面罩的下游侧上，设置有凝胶过滤器，且当以10L/min的吸收流量体积吸收实验装置中的空气用时5分钟时，收集经过的病毒雾。
实验之后，收集已经捕获病毒的凝胶过滤器，且通过使用MDCK细胞的TCID50方法(半数组织培养感染剂量)，得到样品经过之后的病毒感染滴定率。通过存在样品或不存在样品的凝胶过滤器的病毒感染滴定率的比较，计算各自样品的一个通道中病毒的去除率。结果在表3中示出。
(抗细菌活性的评估)
关于对比例和示例中的抗体过滤器F1-F5，抗细菌活性实验在制备好样品之后就进行。采用根据JIZ2801：2000的方法。
关于要实验的细菌，采用使用标准固体培养基预培养的金色葡萄球菌NBRC 12732(金色葡萄球菌)。这种培养的细菌散布并用1/500营养液培养基稀释以制备实验细菌液。0.4mL的实验细菌液被注射到放置在35℃下培养24小时的杀菌有盖培养皿中的各自过滤器中。培养之后，细菌用10mL含有卵磷脂/聚山梨酯80的大豆肉汤(Soybean Caseindigest Broth)从各自实验织物洗掉，以用琼脂平板培养方法来测量各自实验织物中细菌的数量。此外，正好在注射之后也测量细菌的数量，得到1.8×105。结果在表3中示出。
表3
  抗体过滤器   有机酸银的碳数量  病毒灭活效果(在一个通道中的去除率)   过滤器的数量   抗细菌活性(实验后的病毒数量)
  对比例8   F1   -   93％   1   1.5×103
  示例9   F2   22   93％   1   未检测到
  对比例9   F3   12   25％   1   未检测到
  示例10   F4   14   75％   1   未检测到
  对比例10   F5   26   93％   1   1.5×103
  对比例11   F1和F6   22   93％   2   未检测到
如从表3中清楚地所示，按照本发明的制造方法获得的抗体过滤器正好在生成样品之后具有较高的病毒去除率，且在存储后能够维持病毒灭活能力。当碳数量为26时，抗细菌效果会消失。被认为的是，增大的溶度积常数导致银离子的较慢释放受抑制。当碳数量为12时，被认为的是，由银离子所致的抗体破坏会导致抗体降低灭活效率。此外，通常用两个过滤器(即抗细菌过滤器和抗体过滤器)来实现的效果可用一个过滤器来实现。
接下来，关于上述载体过滤器中的每个被设置到空气净化设备的情形，对去除异味效果进行评估。
(光催化剂过滤器的制备)
光催化剂涂层剂(TKC-304，由TAYCA CORPORATION制造)支承在无纺织物上，该无纺织物由具有20μm直径的涤纶基纤维制成，且具有8mm厚度和170g/m2的基重，以得到每1m2的20g，该无纺织物在120℃下干燥3分钟以制备光催化剂过滤器。
(活性碳过滤器的制备)
为了提供具有通过吸收来短时间去除异味效果的过滤器，当使用具有减少的基重和较低的压力损失的无纺织物时，制备活性碳无纺织物。在无纺织物上涂覆丙烯酸树脂，该无纺织物由具有30-50μm直径的涤纶/维纶基纤维制成且具有0.5mm厚度和50g/m2的基重，活性碳(KURARAYCOAL GG)40g/m2支承在该无纺织物上以制备活性碳过滤器。如上制备的抗体纳米过滤器F2被设置在实施例构造中空气流的最下游，其中框用于光催化剂和抗体过滤器，且设置能够可拆卸地固定过滤器的过滤器固定部分，一对光催化剂过滤器置于上游侧，且有效地发射接近UV光的冷阴极管设置在该对光催化剂过滤器之间。活性碳过滤器被堆叠且设置在与面向冷阴极管的光催化剂表面相反的表面上，以便允许UV光线有效地照射钛表面。关于鼓风部分，三个轴向风扇设置在最下游。
在对比例12的过滤器构造1中，抗体过滤器F2和一对过滤器设置到空气净化设备，该对过滤器的每个包括通过堆叠光催化剂过滤器和活性碳过滤器而形成的组。
在示例11的过滤器构造2中，抗体过滤器F2和一对过滤器设置到空气净化设备，该对过滤器的每个包括通过堆叠光催化剂过滤器和活性碳过滤器而形成的组，且两个百叶窗(由经过防UV处理的ABS树脂制成)***到下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间，百叶窗每个具有以45度倾斜的遮光板。
在示例12的过滤器构造3中，活性碳无纺织物被堆叠到设置到空气净化设备的抗体过滤器F2和一对过滤器，该对过滤器的每个包括通过堆叠光催化剂过滤器和活性碳过滤器而形成的组。活性碳无纺织物被堆叠并设置在与面向冷阴极管的光催化剂表面相反的表面上，以便允许UV光线有效地照射钛表面。
在示例13的过滤器构造4中，一个百叶窗(由经过防UV处理的ABS树脂制成)***到示例12的空气净化设备中的下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间，该百叶窗具有以45度倾斜的遮光板。
在示例14的过滤器构造5中，两个百叶窗(由经过防UV处理的ABS树脂制成)***到示例12的空气净化设备中的下游侧上的抗体过滤器和光催化剂过滤器之间，百叶窗每个具有以45度倾斜的遮光板。
(去除异味效果的评估)
基于氨(NH3)浓度来评估空气净化设备的去除异味效果。在调节封闭空间(1m3)中的初始氨(NH3)浓度(实验执行为10ppm)之后，空气净化设备被驱动且用检测管测量15分钟后的氨浓度。
(空气体积的评估)
按照下述步骤来得到空气体积。具有26cm高度、7cm宽度和30cm长度的管被制备并附连到鼓风开口。然后，在十个点处测量风速(m/s)，其值进行平均以得到空气体积(m3/min)。
(抗体过滤器处的UV强度评估)
用由Hamamatsu Photonics K.K制造的UV功率计(C9536-01/H9958)来进行测量。
(灭活病毒效率的评估)
在相同的环境下运行前述状况下的空气净化设备用时两周。然后，以与上述相同的方式执行各自抗体过滤器的灭活病毒评估。测量结果在表4中示出如下。
表4
  过滤器构造   UV强度(μW/cm2)   空气体积(m3/min)   15分钟后的NH3浓度(ppm)   一个通道中的病毒去除率
 对比例12  过滤器构造1   100   1   2   40
 示例11  过滤器构造2   0   1   2   90
 示例12(活性碳)  过滤器构造3   10   0.9   1   86
 示例13(活性碳+一个百叶窗)  过滤器构造4   0   0.9   1   90
 示例14(活性碳+两个百叶窗)  过滤器构造5   0   0.9   1   90
应当理解的是，将活性碳支承在较低压力损失无纺织物上的载体过滤器具有UV遮挡效果。此外，应当理解的是，设置有支承活性碳的载体过滤器的空气净化设备可增加去除异味性能。
工业应用
根据本发明，可能提供能够防止由UV光线照射到抗体过滤器上所引起的过滤效果降低的空气净化设备，且该空气净化设备能够防止降低空气体积。
在已经要求本发明的外国优先权的权益的每个和逐个外国专利申请的全部内容以引用的方式全部并入本文中。

Claims (6)

1.一种用光催化剂来分解有机材料的空气净化设备，所述设备包括：
外壳主体，所述外壳主体包括：
空气入口部分，所述空气入口部分将空气吸入到所述外壳主体的内部；以及
空气排出部分，所述空气排出部分将空气抽送到所述外壳主体的外部；
鼓风部分，所述鼓风部分将空气抽送到形成于所述空气入口部分与所述空气排出部分之间的流动路径；
光催化剂过滤器，所述光催化剂过滤器具有包括光催化剂的层且设置在流动路径中；
发光部分，所述发光部分用光线照射所述光催化剂过滤器；以及
抗体过滤器，所述抗体过滤器包括由支承于载体上的抗体组成的有害物质去除材料且设置在流动路径中，其中：
第一遮光构件设置在所述发光部分与所述抗体过滤器之间，所述第一遮光构件允许空气流动且在从空气流动方向来看的状态下遮挡光线的传送；以及
所述第一遮光构件包括：
设置在流动路径中的至少一个框体；和
多个遮光板，所述多个遮光板形成在至少一个框体上且呈阵列配置成分别以相同的角度倾斜的状态；
所述第一遮光构件包括多个框体，所述多个框体中的每个均具有多个遮光板，所述多个框体设置成叠置的状态，且相邻两个框体设置成使得所述多个遮光板具有彼此相反的各自倾斜方向。
2.根据权利要求1所述的空气净化设备，其特征在于，抗细菌剂和抗真菌剂的至少任一个支承在所述抗体过滤器上。
3.根据权利要求2所述的空气净化设备，其特征在于，所述抗细菌剂和所述抗真菌剂是有机酸银盐。
4.根据权利要求3所述的空气净化设备，其特征在于，所述有机酸银盐具有从14至24个碳原子且是线性的。
5.根据权利要求1所述的空气净化设备，其特征在于，所述多个遮光板中的每个相对于水平方向倾斜在从30度至50度的范围内。
6.根据权利要求1所述的空气净化设备，还包括：第二遮光构件，所述第二遮光构件靠近所述空气入口部分的下游侧设置在流动路径中，所述第二遮光构件与所述第一遮光构件相同。
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