JP2003106583A

JP2003106583A - 空気清浄装置

Info

Publication number: JP2003106583A
Application number: JP2001338571A
Authority: JP
Inventors: Osamu Tsutsumi; 理包; Hitoshi Niinuma; 仁新沼; Ryuji Masuda; 竜司増田; Takayuki Nokura; 隆行野倉; Teruko Takayama; てる子高山
Original assignee: Nippon Muki Co Ltd
Current assignee: Nippon Muki Co Ltd
Priority date: 2001-09-29
Filing date: 2001-09-29
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた除菌効果を長期に亘って維持できる空
気清浄装置を提供する。【解決手段】光触媒フィルタ部と、酵素フィルタ部
と、光源からなることを特徴とする空気清浄装置であっ
て、前記光触媒フィルタ部は、光触媒機能を備えた光触
媒濾過材１００ａ、或いは、該濾過材１００ａを備えた
光触媒フィルタユニット１００として構成し、前記酵素
フィルタ部は、酵素坦持濾過材１２０ａ、或いは、該濾
過材１２０ａを備えた酵素フィルタユニット１２０とし
て構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒フィルタ部
と酵素フィルタ部と光源を備えた除菌機能を有する空気
清浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光触媒フィルタとともに、抗菌フ
ィルタのような抗菌手段、或いは、殺菌灯のような殺菌
手段を備えた除菌機能を有する空気清浄装置としては、
例えば、特開平１０−８５５５８号公報に開示されてい
るように、光触媒を坦持した光触媒ユニットと抗菌剤を
坦持した抗菌フィルタとを積層させ、光触媒ユニットを
太陽光側に向けるようにした濾過材を空気循環路に配設
したものや、特開平１１−１９２４０５号公報に開示さ
れるように、光触媒フィルタと中性能フィルタとの間に
紫外線ランプを配設した空調装置などが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記光触媒フィルタと
抗菌フィルタとを積層させた濾過材を空気循環路に配設
した空気清浄装置の場合は、その殺菌作用を大きくしよ
うとする場合、殺菌作用の大きさから、抗菌剤として銀
系の抗菌剤が用いられるが、塩素系物質が存在する環境
や、光照射下ではハロゲン化銀になってしまい、抗菌性
がなくなってしまい、寿命が短いという不都合を有する
とともに、また、人体や環境に対する安全性の問題も有
している。更に、抗菌剤が濾過材から脱離や剥離して二
次汚染を引き起こすという問題も指摘され、食品、製
薬、医療などの高度に安全性を要求される分野での使用
が制限されるという不都合を有している。また、光触媒
フィルタと中性能フィルタとの間に紫外線ランプを配設
した空調装置の場合は、紫外線ランプと光触媒の組合せ
による光触媒反応のみが、装置全体の除菌効果を左右し
ているため、除菌効果そのものが初期から低いという不
都合があった。そこで本発明は、優れた除菌効果を長期
に亘って維持できる空気清浄装置を提供することを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記要望に
応えるべく鋭意検討の結果、光触媒フィルタ部と、酵素
フィルタ部とを組み合わせて使用することにより長期に
亘り優れた除菌効果を維持でき、しかも、優れたガス除
去効果も得られることを知見した。更に、また、光源と
して波長２５４ｎｍの紫外線ランプを用いることによ
り、極めて、優れた除菌効果を得ることができることを
知見した。本発明の空気清浄装置はかかる知見に基づき
なされたもので、請求項１記載の通り、光触媒フィルタ
部と、酵素フィルタ部と、光源からなることを特徴とす
る。また、請求項２記載の空気清浄装置は、請求項１記
載の空気清浄装置において、前記光触媒フィルタ部は、
光触媒機能を備えた光触媒濾過材、或いは、該濾過材を
備えた光触媒フィルタユニットであることを特徴とす
る。また、請求項３記載の空気清浄装置は、請求項１ま
たは２記載の空気清浄装置において、前記酵素フィルタ
部は、酵素坦持濾過材、或いは、該濾過材を備えた酵素
フィルタユニットであることを特徴とする。また、請求
項４記載の空気清浄装置は、請求項１乃至３の何れかに
記載の空気清浄装置において、前記光触媒フィルタ部は
前記光触媒フィルタユニットとして、前記酵素フィルタ
部は酵素フィルタユニットとして、前記光源は光源ユニ
ットとして構成されていることを特徴とする。また、請
求項５記載の空気清浄装置は、請求項１乃至４の何れか
に記載の空気清浄装置において、前記光触媒フィルタ部
の上流側に前記酵素フィルタ部を配置したことを特徴と
する。また、請求項６記載の空気清浄装置は、請求項１
乃至５の何れかに記載の空気清浄装置において、前記光
源は波長２５４ｎｍの紫外線ランプであることを特徴と
する。また、請求項７記載の空気清浄装置は、請求項１
乃至６の何れかに記載の空気清浄装置において、前記酵
素フィルタ部は溶菌酵素が利用されることを特徴とす
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の空気清浄装置は、例え
ば、ファンフィルタユニットなど、少なくとも光触媒フ
ィルタ部と、酵素フィルタ部と、光源とを含む空気清浄
装置であれば、特にその種類や構成は限定されるもので
はない。例えば、一般室内環境とその空調設備、クリー
ンルームとその空調設備、ミニエンバイロメント等の局
所制御空間、クリーンベンチ、エアシャワー装置、パス
ボックス、トンネルユニット、クリーンストッカ、クリ
ーンブース、クリーンセル（清浄空気吹出装置）等の空
気清浄設備や装置において、光触媒フィルタ部と酵素フ
ィルタ部と、光源を組み込んで構成する場合も本発明の
空気清浄装置として含まれるものである。

【０００６】図１は、本発明空気清浄装置の一構成例を
示すもので、上流側より光触媒機能を備えた光触媒濾過
材１００ａをユニットケーシング１００ｂ内に組み込ん
だ光触媒フィルタユニット１００と、光源としての紫外
線ランプ１１０ａをユニットケーシング１１０ｂ内に組
み込んだ光源ユニット１１０と、前記光触媒フィルタユ
ニット１００と、酵素坦持濾過材１２０ａをユニットケ
ーシング１２０ｂ内に組み込んだ酵素フィルタユニット
１２０とを積層し、キャッチクリップ１３０で連結して
一体化して空気清浄装置として構成したものである。ま
た、図２は他構成例を示すもので、前記構成例における
酵素フィルタユニット１２０を最上流側に配置して、そ
の下流側に光触媒フィルタユニット１００、光源ユニッ
ト１１０、光触媒ユニット１００の順に積層し、キャッ
チクリップ１３０で連結して一体化して空気清浄装置と
して構成したものである。

【０００７】また、図３は更なる他構成例を示すもの
で、ケーシング１４０内に上流側から前記構成例の光触
媒濾過材１００ａ、紫外線ランプ１１０ａ、光触媒濾過
材１００ａ、酵素坦持濾過材１２０ａを配設し、空気清
浄装置として構成したものである。尚、本構成例では紫
外線ランプ１１０ａの下流側の光触媒濾過材１００ａと
酵素坦持濾過材１２０ａとは重ね合わせて用いるように
している。図４は更なる他構成例を示すもので、前記構
成例における酵素坦持濾過材１２０ａを最上流側に配置
して、その下流側に光触媒濾過材１００ａ、紫外線ラン
プ１１０ａ、光触媒濾過材１００ａの順に配置して空気
清浄装置として構成したものである。尚、本構成例でも
紫外線ランプ１１０ａの上流側の酵素坦持濾過材１２０
ａと光触媒濾過材１００ａとは重ね合わせて用いるよう
にしている。

【０００８】前記光触媒濾過材を構成する光触媒として
は、光照射により励起され、ガス状汚染物質を分解でき
るものであればいずれでもよい。酸化チタンや酸化亜鉛
など、数多くのものが提案されているが、分解効率や、
安全性、安定度の点からは酸化チタンが好ましい。この
酸化チタンは、ルチル型、アナターゼ型あるいはこれら
の共存形のいずれでも構わないが、低エネルギの光を反
応させるには、ルチル型が適しており、また、反応の活
性を高めるには、アナターゼ型が適している。また、前
記光触媒に、Ｐｔ，Ａｇ，Ｐｄ，ＲｕＯ_２，Ｃｏ_３Ｏ_４
の添加が、ガス状汚染物質の分解作用が促進されるので
好ましい。

【０００９】また、前記光触媒濾過材の形状は、クロス
状、ハニカム状、ペーパ状等があり、いずれの形状でも
構わないが、圧損上昇を低く抑えられ、且つ紫外線の漏
洩がなく各種ガス状汚染物質の分解が安全に行われるこ
とから、１０〜５０％の開口率を有する網目状基材に光
触媒を固定化させてなる通気性シートとすることが好ま
しい。前記開口率が１０％未満となると、光透過性が低
下することに加え、通気性も悪くなり、圧損が大きくな
るおそれがあり、開口率が５０％を超えると、光触媒の
効果が低減することに加え、紫外線が外部へ漏洩し安全
性が問題となる。また、光触媒自体は加熱再生が容易で
あることから、耐熱性基材の使用が好ましい。更に、ガ
ス状汚染物質の吸着機能の点からは、基材表面が酸処理
等により多孔質化されたものの使用が好ましい。

【００１０】また、前記光源としては低波長２５４ｎｍ
の紫外線ランプの使用が好ましい。このような紫外線ラ
ンプは光触媒への有効照射光量を強くでき、光触媒作用
が強くなることや、オゾンレスであることから好まし
い。特に、食品、薬品、医療などバイオロジカル分野に
おいては、紫外線ランプと光触媒の併用は除菌効果が高
いことから好ましい。更に、クリーンルームにおいて
は、菌や微生物の除去にも対応できる。

【００１１】また、前記酵素坦持濾過材としては、例え
ば、各種除塵濾過材に溶菌酵素等の除菌効果を備えた酵
素が坦持されたものが使用される。尚、特に溶菌酵素は
幅広い殺菌スペクトルや強力な殺菌力をもつばかりでな
く、濾過材全体に均一に化学的に固定化され、且つ、酵
素同士も分子レベルで化学結合しているため、濾過材か
らの脱離や剥離等がなく、二次汚染が生じにくくその使
用が好ましい。また、前記酵素を坦持させる除塵濾過材
としては、ＵＬＰＡ濾過材、ＨＥＰＡ濾過材、中性能濾
過材、粗塵用濾過材等、所望の清浄度に応じ、任意の除
塵濾過材が使用される。

【００１２】また、前記光触媒濾過材を長寿命化する観
点から、前記光触媒濾過材の上流側に前記除塵機能を持
つ酵素フィルタ部を設けることにより、光触媒濾過材表
面への塵埃付着を防ぎ、光触媒反応による除菌効果を長
期に亘って十分に引き出せるため、好ましい。

【００１３】また、前記ケーシングユニット、或いは、
ケーシングはガルバリウム鋼板、アルミ圧延材等、少な
くとも光触媒濾過材、酵素坦持濾過材、光源を固定でき
るものであれば、特にその材質や構成は限定されるもの
ではない。尚、ケーシングユニットとして構成した場
合、任意にその配置や組み合わせを選択でき、所望の空
気清浄装置として組み立てることができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の空気清浄装置の具体的な実施
例を比較例と共に説明する。（実施例１）図５乃至図１０は本実施例装置を示すもの
であって、下方から順に、酵素フィルタユニット１１
と、光触媒ユニット１２と、光源ユニット１３と、光触
媒ユニット１２とが、４段に積層され、互いにキャッチ
クリップ１４で連結自在に一体となっている。尚、図中
１５は取っ手を示す。前記酵素フィルタユニット１１
は、中性能濾過材に溶菌酵素（プロタミン及びリゾチー
ム）を共有結合により固定した酵素坦持濾過材１１ａを
ケーシング１１ｂに気密に収容したものを使用した。前
記光触媒ユニット１２，１２間に介装される光源ユニッ
ト１３内には、図５乃至図７に示すように、光源１３ａ
として、波長２５４ｎｍの紫外線ランプが４本並行に等
間隔に配列されている。前記各光触媒ユニット１２は、
後記詳述する触媒ホルダー２０を１２個備えるもので、
図５に示すように、図面で上下方向に３個ずつ、左右方
向４列の配置とされている。そして各列毎に、ガイドレ
ール１２ａが左右両側に設けられており、触媒ホルダー
２０はこのガイドレール１２ａに案内されて、シール剤
を用いることなくメカニカルシールされた状態で触媒ボ
ックス内１２内に収容されることとなる。尚、触媒ホル
ダー２０を触媒ボックス１２内に収容したり、取り出し
たりする際には、上側のガイドレール１２ａを固定して
いるビス１２ｂを弛めて、ガイドレール１２ａの一部を
取り外すことで、簡単に行える。

【００１５】前記触媒ホルダー２０は、図９及び図１０
に詳細を示したとおり、枠体２０ａの一部をビス２０ｂ
で取り外し自在とされ、また、枠体２０ａ内にはガイド
レール２０ｃが設けられ、アナターゼ型の酸化チタンか
らなる光触媒を繊維径９μｍのＥガラス繊維からなる開
口率２５％のガラスクロスに５質量％坦持させてなる１
９５×１４５ｍｍ×０．６ｍｍの通気性シート状光触媒
体２０ｄを４枚、ガイドレール２０ｃに案内されて、シ
ール剤を用いることなくメカニカルシールされた状態で
触媒ホルダー２０内に収容できるようになっている。

【００１６】かくして、図６及び図７に示すように、下
方から順に、酵素フィルタユニット１１と、光触媒ユニ
ット１２と、光源ユニット１３と、光触媒ユニット１２
とをキャッチクリップ１４で留めて、４段に積層した際
には、通気性シート状光触媒体２０ｄが紫外線ランプ１
３ａを挟んで上下方向に４層ずつ、それぞれ気流の通過
方向に離間状態で積層配置されることになる。

【００１７】（実施例２）実施例１の空気清浄装置の配
置を、図１１に示すように、下方から順に、光触媒ユニ
ット１２と、光源ユニット１３と、光触媒ユニット１２
と、酵素フィルタユニット１１とを、４段に積層したも
のを実施例２とした。

【００１８】（比較例１）図１の空気清浄装置の酵素フ
ィルユニットのみを用いたものを比較例１とした。

【００１９】（比較例２）図１の空気清浄装置の紫外線
ランプを備えた光源ユニットのみを用いたものを比較例
２とした。

【００２０】（比較例３）図１の空気清浄装置の紫外線
ランプを備えた光源ユニットを蛍光灯を備えた蛍光灯ユ
ニットに替え、酵素フィルタユニットを除いたものを比
較例３とした。

【００２１】（比較例４）図１の空気清浄装置の酵素フ
ィルタユニットを除いたものを比較例４とした。

【００２２】（比較例５）実施例１の紫外線ランプを備
えた光源ユニットを蛍光灯を備えた蛍光灯ユニットに換
えたものを比較例５とした。

【００２３】（比較例６）実施例２の紫外線ランプを備
えた光源ユニットを蛍光灯を備えた蛍光灯ユニットに換
えたものを比較例６とした。

【００２４】次に、このようにして得られた実施例１及
び２並びに比較例１乃至６の各空気清浄装置について、
下記の特性につき試験・評価した。（除菌効果）（１）上記各空気清浄装置を、６００ｍ^３の実験室内の
空調系に据え付けた後、運転を開始した。（２）携帯型空中浮遊菌サンプラＭＢＳ−１０００（ミ
ドリ安全（株））を用いて、前記各空気清浄装置の直下
において、１００リットル／分×１０分で１ｍ^３サンプ
リングした。（３）捕集培地には細菌用トリプトソイ生寒天培地（９
０ｍｍシャーレ）を使用し、培養条件は、３５℃、４８
時間で行った。（４）培養後培地あたりの発見コロニー数（個）とサン
プリング空気量（ｍ^３）から気中浮遊菌濃度（個／
ｍ^３）を求め、その結果を表１に示した。（５）なお、空気清浄装置運転前の室内雰囲気中の浮遊
菌濃度は、約５０ＣＦＵ／ｍ^３（ＣＦＵ：細菌の生存菌
数）であった。

【００２５】

【表１】

【００２６】このように、実施例１の空気清浄装置によ
れば、優れた除菌効果とガス除去効果が得られ、また、
実施例２ように酵素フィルタ部を光触媒フィルタ部の上
流側に配置した場合には、極めて優れた除菌効果が得ら
れるとともにそれが長期に亘って維持できることが確認
できた。

【００２７】

【発明の効果】このように、本発明の空気清浄装置によ
れば、光触媒フィルタ部と酵素フィルタ部との除菌作用
の相乗効果により、除塵機能やガス除去機能に加え、優
れた除菌効果を長期に亘って維持できる空気清浄装置が
得られる。特に、光源として波長２５４ｎｍの紫外線ラ
ンプを用いることにより、光触媒フィルタ部と酵素フィ
ルタ部との除菌作用と、波長２５４ｎｍの紫外線ランプ
の殺菌作用の相乗効果により、優れた除菌効果を長期に
亘って維持できる空気清浄装置が得られる。また、銀な
どの金属を坦持した無機系の抗菌剤を使用せず、除菌作
用のある酵素フィルタ部を用いるため、安全性に優れ、
食品、製薬、医療など、安全性を求められる分野におい
て利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明空気清浄装置の一構成例正面図

【図２】本発明空気清浄装置の他構成例の正面図

【図３】本発明空気清浄装置の更なる他構成例の正面
図

【図４】本発明空気清浄装置の更なる他構成例の正面
図

【図５】本発明空気清浄装置の一実施例の平面図

【図６】同正面図

【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図

【図８】図７の要部拡大断面図

【図９】光触媒ユニットに装着される触媒ホルダーの
斜視図

【図１０】同分解状態で示した斜視図

【図１１】本発明空気清浄装置の他実施例の正面図

【符号の説明】

１１酵素フィルタユニット１１ａ酵素坦持濾過材１１ｂケーシング１２光触媒ユニット１２触媒ボックス１２ａガイドレール１２ｂビス１３光源ユニット１３ａ紫外線ランプ１４キャッチクリップ１５取っ手２０触媒ホルダー２０ａ枠体２０ｂビス２０ｃガイドレール２０ｄ通気性シート状光触媒体１００ａ光触媒濾過材１００ｂユニットケーシング１００光触媒フィルタユニット１１０ａ紫外線ランプ１１０ｂユニットケーシング１１０光源ユニット１２０ａ酵素坦持濾過材１２０ｂユニットケーシング１２０酵素フィルタユニット１３０キャッチクリップ１４０ケーシング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 39/14 Ｂ０１Ｄ 39/14 Ｂ４Ｄ０５８Ｇ４Ｇ０６９ 46/00 46/00 Ｆ 53/86 Ｂ０１Ｊ 35/02 ＪＢ０１Ｊ 35/02 Ｃ１２Ｍ 1/40 ＺＣ１２Ｍ 1/40 Ｃ１２Ｎ 11/02 // Ｃ１２Ｎ 11/02 Ｂ０１Ｄ 53/36 Ｊ (72)発明者増田竜司岐阜県不破郡垂井町630 日本無機株式会社垂井事業所内 (72)発明者野倉隆行茨城県結城市作の谷415番地日本無機株式会社結城事業所内 (72)発明者高山てる子茨城県結城市作の谷415番地日本無機株式会社結城事業所内Ｆターム(参考） 4B029 AA27 BB16 CC10 4B033 NA26 NB45 NB63 NB69 NC03 ND07 ND20 NG09 4C080 AA07 AA10 BB05 HH05 JJ06 KK08 LL02 MM02 MM07 MM34 QQ11 4D019 AA01 BC06 BC07 CA02 4D048 AA21 AB03 BA07X BA41X BB08 CC32 CC36 CC40 CD05 EA01 4D058 JA12 JA14 KB11 TA06 TA08 UA25 4G069 AA03 AA11 BA04B BA48A CA10 CA11 EA09 EA10 EE07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光触媒フィルタ部と、酵素フィルタ部
と、光源からなることを特徴とする空気清浄装置。
【請求項２】前記光触媒フィルタ部は、光触媒機能を
備えた光触媒濾過材、或いは、該濾過材を備えた光触媒
フィルタユニットであることを特徴とする請求項１記載
の空気清浄装置。
【請求項３】前記酵素フィルタ部は、酵素坦持濾過
材、或いは、該濾過材を備えた酵素フィルタユニットで
あることを特徴とする請求項１または２記載の空気清浄
装置。
【請求項４】前記光触媒フィルタ部は前記光触媒フィ
ルタユニットとして、前記酵素フィルタ部は酵素フィル
タユニットとして、前記光源は光源ユニットとして構成
されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに
記載の空気清浄装置。
【請求項５】前記光触媒フィルタ部の上流側に前記酵
素フィルタ部を配置したことを特徴とする請求項１乃至
４のいずれかに記載の空気清浄装置。
【請求項６】前記光源は波長２５４ｎｍの紫外線ラン
プであることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記
載の空気清浄装置。
【請求項７】前記酵素フィルタ部は溶菌酵素が利用さ
れることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の
空気清浄装置。