特許 7041983 空気清浄機及び空気清浄ユニット、空気清浄化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-16

(45)【発行日】2022-03-25

(54)【発明の名称】空気清浄機及び空気清浄ユニット、空気清浄化方法

(51)【国際特許分類】

   F24F 8/108 20210101AFI20220317BHJP

   F24F 8/80 20210101ALI20220317BHJP

   F24F 8/24 20210101ALI20220317BHJP

   F24F 13/32 20060101ALI20220317BHJP

   A61L 9/16 20060101ALI20220317BHJP

   B01D 46/12 20220101ALI20220317BHJP

【ＦＩ】

F24F8/108 310

F24F8/80 135

F24F8/80 200

F24F8/24

F24F13/32

A61L9/16 F

B01D46/12

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021045969

(22)【出願日】2021-03-19

【審査請求日】2021-03-22

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】505394862

【氏名又は名称】株式会社ファインテック

(74)【代理人】

【識別番号】100115440

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 光子

(72)【発明者】

【氏名】市川 幸充

【審査官】渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２９６０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８９９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／１０４８９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－２１０１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－００２７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１５７６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２８９２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３７２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０５６１５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１６１０２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１５２７９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ ８／１０８

Ｆ２４Ｆ ８／８０

Ｆ２４Ｆ ８／２４

Ｆ２４Ｆ １３／３２

Ａ６１Ｌ ９／１６

Ｂ０１Ｄ ４６／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対向する二つの開口部を有する箱状の躯体の一方の開口部を吸込口、もう一方の開口部を吹出口として用いて構成され、
前記吸込口の開口全面を覆うように設置された、シート状の防カビ抗菌抗ウィルスフィルターと、
前記防カビ抗菌抗ウィルスフィルターと一体として、当該防カビ抗菌抗ウィルスフィルターの下流側に設置されたプレフィルターと、
前記躯体の内部に設置されたファンと、
前記吹出口に設置された、高性能フィルターまたは超高性能フィルターからなる集塵フィルターと、
を備え、
処理風量が、１５～３５ｍ^３／ｍｉｎであり、
前記吸込口から取り入れた空気を、前記吹出口から吹き出すように構成されていることを特徴とする空気清浄機。

【請求項2】

下記式（Ｉ）で求められる前記開口部の開口面積比率が８０％以上である、請求項１に記載の空気清浄機。

【請求項3】

防カビ抗菌抗ウィルスフィルターが、ＪＩＳ Ｌ１９２２：２０１６で算出される抗ウィルス活性値が４．０以上である、請求項１または２に記載の空気清浄機。

【請求項4】

防カビ抗菌抗ウィルスフィルターが、目付けが１００～４００ｇ／ｍ^２であり、ＪＩＳ Ｌ１０９６（フラジール法）で測定した通気度が４００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上である、請求項１～３いずれかに記載の空気清浄機。

【請求項5】

防カビ抗菌抗ウィルスフィルターが、不織布に、（ａ）抗菌・防カビ剤、（ｂ）バインダー樹脂及び（ｃ）保水性ポリマーが添着されたものである、請求項１～４いずれかに記載の空気清浄機。

【請求項6】

請求項１～５いずれかに記載の空気清浄機を、キャスターを備える可動式架台の天板上に配置した空気清浄ユニット。

【請求項7】

請求項１～５いずれかに記載の空気清浄機または請求項６に記載の空気清浄ユニットを用いて、吸込口が空気の流れの上流側を向くように配置し、吹出口が空気の流れの下流側を向くように配置して、空気を清浄化することを特徴とする空気清浄化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、換気の補助設備として使用することができる空気清浄機及び空気清浄ユニット、当該空気清浄機及び空気清浄ユニットを用いた空気清浄化方法に関する。

【背景技術】

【0002】

新型コロナウィルス感染症の集団感染が世界規模で発生しており、大きな社会問題になっている。そのため、空気の換気について注目が集まっている。

【0003】

空気の換気方法は、大別すると、窓を開けての換気と、空気調和設備や機械換気設備等の機械による換気がある。我が国においても、厚生労働省から換気方法について指標が示されており、機械換気の場合には、一人当たり毎時３０ｍ^３の換気量を確保することが推奨されている。また、夏場や冬場など室内外の温度差が激しく窓を開けての換気が難しい場合、地下等の窓や換気設備が設けられていない場合、あるいは、換気設備の換気量が十分ではない場合には、補助として、ＨＥＰＡフィルターを搭載し、かつ、風量が毎分５ｍ^３以上の空気清浄機を併用することが推奨されている。そのため、捕集効率が高いフィルターを備え、換気速度が速い空気清浄機の需要は多く、とりわけ、塵埃やウィルス、細菌、カビ等をほぼ完全に捕集でき、捕集したウィルス等が空気清浄機外に再飛散する恐れがなく、さらに、ウィルス等がフィルター上で繁殖することがない空気清浄機が求められている。

【0004】

特許文献１には、ファンの下流側にＨＥＰＡフィルター、ＵＬＰＡフィルター等を配置することで捕集した花粉等が再飛散する恐れがない、家屋内、オフィス等で使用する小型空気清浄機が開示されている。しかしながら、ファンの上流側に設けたプレフィルターには抗菌剤や防カビ剤等が付与されていないため、該フィルターで捕集したカビや細菌、ウィルス等が繁殖して悪臭を発生させたり、移動した際の衝撃等で再飛散したりする等の問題が生じ得る。また、空気清浄機の風量については記載がないため、風量が十分でない恐れがある。

【0005】

特許文献２には、有機系抗菌剤、無機系抗菌剤、防カビ剤等を付与した不織布フィルターを軸流ファンの両側に配置した、風量が４ｍ^３／分以上の空気清浄機が開示されている。実施例には、風量４．５～７ｍ^３／分の空気清浄機を用いたことが記載されている。しかしながら、軸流ファンにＨＥＰＡフィルター等を使用すると圧力損失が高くなり、換気速度が顕著に低下することが問題視されている。そのため、当該不織布フィルターはＨＥＰＡフィルター等ではないものと推察され、捕集効率が十分でない恐れがある。

【0006】

特許文献３には、ＨＥＰＡフィルター等を備え、処理風量が１，０００ｍ^３／ｈの空気清浄機が開示されている。しかしながら、当該空気清浄機は、底面側から空気を吸い込み、サランネットフィルター、プレフィルター、ＨＥＰＡフィルター、シロッコファンを経て、前面側の吹出口から空気を吹き出す構成になっている。そのため、運転を停止した場合に捕集した微粒子が落下して再飛散する恐れがある。また、空気清浄機の内部表面に抗菌剤塗膜を設けること、紫外線殺菌ランプ、オゾンランプにより殺菌・除菌することが記載されているが、サランネットフィルター等に抗菌剤、防カビ剤等を付与することは記載されていないため、上記方法で生き残ったウィルス等がフィルター上で繁殖する恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００８－０９３６３９号公報

【文献】特開２０１３－２１０１６２号公報

【文献】特開２０００－１５７６２１号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、空気中の塵埃、ウィルス、細菌、カビ等が吹出口から吹き出ない、再飛散させない捕集性能と、捕集したウィルス等がフィルター上で繁殖するのを抑制し、菌数を減少させることができる防カビ抗菌抗ウィルス性能とを有する、換気の補助設備として使用可能な空気清浄機を提供することを課題とする。
また、前記空気清浄機を所定の場所に容易に移動可能な、可動式の空気清浄ユニットを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、対向する二つの開口部を有する箱状の躯体の一方の開口部を吸込口、もう一方の開口部を吹出口とし、当該吸込口側を上流、当該吹出口側を下流とした場合において、ファンの上流側に防カビ抗菌抗ウィルスフィルターを配し、ファンの下流側に集塵フィルターを配し、上流側（吸込口側）から下流側（吹出口側）に向かって空気を送風するように構成することで、本発明の課題を一挙に解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0010】

すなわち、本発明は、対向する二つの開口部を有する箱状の躯体の一方の開口部を吸込口、もう一方の開口部を吹出口として用いて構成され、
前記吸込口の開口全面を覆うように設置された、シート状の防カビ抗菌抗ウィルスフィルターと、
前記防カビ抗菌抗ウィルスフィルターと一体として、当該防カビ抗菌抗ウィルスフィルターの下流側に設置されたプレフィルターと、
前記躯体の内部に設置されたファンと、
前記吹出口に設置された、高性能フィルターまたは超高性能フィルターからなる集塵フィルターと、
を備え、
処理風量が、１５～３５ｍ^３／ｍｉｎであり、
前記吸込口から取り入れた空気を、前記吹出口から吹き出すように構成されていることを特徴とする空気清浄機を提供する。

【0011】

また、本発明は、上記の空気清浄機を、キャスターを備える可動式架台の天板上に配置した空気清浄ユニットを提供する。

【0012】

また、本発明は、上記の空気清浄機または空気清浄ユニットを用いて、吸込口が空気の流れの上流側を向くように配置し、吹出口が空気の流れの下流側を向くように配置して、空気を清浄化することを特徴とする空気清浄化方法を提供する。

【発明の効果】

【0013】

本発明の空気清浄機及び空気清浄ユニットによれば、躯体の開口に複数のフィルターを効果的に配置することで、空気中の塵埃、ウィルス、細菌、カビ等を含む微粒子をほぼ完全に除去できる装置を提供できる。すなわち、防カビ抗菌抗ウィルスフィルターを上流側に配置することで、最も汚れた空気に最初に触れさせることができ、捕集した塵埃に付着したウィルス等の増殖を抑制し、菌数を減少させることができるため、フィルター上で繁殖することがなく、衝撃で脱落した際のリスクを低減できる。また、（超）高性能フィルターをファンの下流側に配置することで、上流で捕集できなかった微粒子まで捕集することができ、捕集した微粒子が再飛散することがない。
本発明の空気清浄化方法によれば、空気清浄機または空気清浄ユニットを、空気の流れに沿って配置することで効率的に空気を清浄化できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の空気清浄機の一例を示す断面図である。

【図2】本発明の開口面積比率を示す説明図である。

【図3】本発明の空気清浄ユニットの一例を示す斜視図である。

【図4】本発明の空気清浄ユニットによる空気清浄化方法の一例を示す説明図である。

【図5】本発明の空気清浄ユニットによる空気清浄化方法の別の一例を示す説明図である。

【図6】本発明の空気清浄ユニットの配置の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の空気清浄機及び空気清浄ユニット、それを用いた空気清浄化方法について詳細に説明する。

【0016】

本発明の空気清浄機は、対向する二つの開口部を有する箱状の躯体の一方の開口部を吸込口、もう一方の開口部を吹出口として用いて構成され、
前記吸込口の開口全面を覆うように設置された、シート状の防カビ抗菌抗ウィルスフィルターと、前記躯体の内部に設置されたファンと、前記吹出口に設置された、高性能フィルターまたは超高性能フィルターからなる集塵フィルターと、備え、
前記吸込口から取り入れた空気を、前記吹出口から吹き出すように構成されていることを特徴とする。

【0017】

＜防カビ抗菌抗ウィルスフィルター＞
防カビ抗菌抗ウィルスフィルターは、目付けが１００～４００ｇ／ｍ^２で、ＪＩＳ Ｌ１０９６ フラジール法で測定した通気度が４００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上であることが好ましい。前記目付けは、より好ましくは１５０～４００ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは１８０～３００ｇ／ｍ^２である。前記通気度は、より好ましくは４５０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上、さらに好ましくは５００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上である。目付けが１００ｇ／ｍ^２以上であると、空気中の塵や粒子を捕集する能力が高くなるため、防カビ抗菌抗ウィルスフィルターの性能である、抗ウィルス活性値４．０以上を発現させることが容易である。また、目付けが４００ｇ／ｍ^２以下であり、通気度が４００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上であると、空気清浄機の流速を著しく低下させることがないため、高い換気速度を発揮できる。

【0018】

防カビ抗菌抗ウィルスフィルターは、不織布に、（ａ）抗菌・防カビ剤、（ｂ）バインダー樹脂及び（ｃ）保水性ポリマー、その他の添加剤を添着することにより得ることができる。不織布の目付けは、１００ｇ／ｍ^２以上であることが好ましく、より好ましくは１５０～４００ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは１８０～３００ｇ／ｍ^２である。不織布の厚みは、シート状フィルターが空気清浄機運転中に破れたり歪んだりしない厚みであれば良く、好ましくは１～１０ｍｍ、より好ましくは３～６ｍｍである。

【0019】

不織布の素材としては、ポリオレフィン系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、天然繊維、再生繊維、あるいは、これらのブレンド繊維、あるいは、これらの繊維に親水性や難燃性等の機能を付与した繊維等を用いることができる。中でも、ポリプロピレンのメルトブローン不織布が好適に用いられる。

【0020】

（ａ）抗菌・防カビ剤としては、例えば、銀系化合物、亜鉛系化合物、ジンクピリチオン（ＺＰＴ）等のピリチオン系、イミダゾール系、イソチアゾリン系、ピリジン系、トリアジン系等の化合物の中から選択した、水不溶性ないし難溶性の化合物を、１種単独で、または２種以上を組合せて用いることが好ましい。
なお、本発明において「防カビ」とは、カビの発生・育成・増殖を抑制することをいい、特に製品表面のカビの増殖を抑制することをいう。また、「抗菌」とは、微生物の発生・生育・増殖を抑制することをいい、特に製品表面の細菌の増殖を抑制することをいう。以上の「防カビ」及び「抗菌」の定義については、文献「抗菌・防カビ技術」（株式会社東レリサーチセンター調査研究部門、２００４年、ｐ２２）を参考とした。

【0021】

抗菌・防カビ剤の配合例としては、例えば、イミダゾール系化合物（２－（４－チアゾリル）ベンゾイミダゾール［ＴＢＺ］）と、イソチアゾリン系化合物１種または２種以上との組合せを挙げることができる。これらの抗菌剤は、有機系抗菌剤でチオール基を作用点とする薬剤である。ＴＢＺとイソチアゾリン系化合物とを併用することにより、種々のカビ及び細菌に対して、優れた抗菌・防カビ効果を発揮することが可能になる。あるいは、イミダゾール系化合物と、イソチアゾリン系化合物と、ピリジン系化合物との組合せでもよい。

【0022】

ＴＢＺは、ベンズイミダゾール系化合物の中でもカビに対し非常に高い活性と広いスペクトルを示し、水及び有機溶媒に難溶で、沸点が高い（約３００℃）ため、通風下でも揮発する恐れがなくバインダー樹脂中での担持性に優れている。
イソチアゾリン系化合物は、細菌・カビに高い活性と広いスペクトルを示し、殺菌性と防食性を有している。イソチアゾリン系化合物は２種以上併用することが好ましい。２種以上併用することにより、種々の細菌・カビに対して高い活性を示すようになる。イソチアゾリン系化合物の好ましい具体例としては、例えば、２－ｎ－オクチル－４－イソチアゾリン－３－オン［ＯＩＴ］、２－メチル－４－イソチアゾリン－３－オン［ＭＩＴ］、２－メチル－４，５－トリメチレン－４－イソチアゾリン－３－オン［ＭＴＩ］、１，２－ベンズイソチアゾリン－３－オン［ＢＩＴ］、Ｎ－ｎ－ブチル－１，２－ベンズイソチアゾリン－３－オン［Ｂｕ－ＢＩＴ］等が挙げられ、これらのイソチアゾリン系化合物は、抗微生物性があり揮発する恐れがなく扱い易い。
ＴＢＺとイソチアゾリン系化合物の好ましい配合比は、ＴＢＺ：イソチアゾリン系化合物（質量比）＝１：０．５～１の範囲であり、より好ましくは１：０．６～１、さらに好ましくは１：０．７～１である。

【0023】

（ｂ）バインダー樹脂としては、抗菌・防カビ剤を担持する機能を有する公知の樹脂やポリマー類を用いることができ、例えば、アクリル系樹脂、アクリルシリコーン系樹脂、酢酸ビニール系樹脂、ウレタン系樹脂、ゴム系エラストマー等が挙げられる。それらの中でも、アクリル系樹脂またはアクリルシリコーン系樹脂は、抗菌・防カビ剤を不織布に強固に付着させることができ、不織布への密着性、皮膜の伸縮性及び破断伸度に優れているため、送風による剥離・落剥が生じにくい。季節による気温の変動にも強い。前記の樹脂の微粒子の懸濁液を用いるのが良い。

【0024】

（ｃ）保水性ポリマーとしては、不織布及び／またはバインダー樹脂膜に付着し得る親水性ポリマーが好ましく、１種単独で、または２種以上を用いることができる。親水性ポリマーを添着させることにより、バインダー樹脂膜に担持された抗菌・防カビ剤を、乾燥状態から保護し、その機能を長期間に亘って発現させることができ、またカビや細菌が、抗菌剤への耐性を持った野生菌になり、抗菌・防カビ剤本来の機能を発現しなくなることを防止する効果もある。

【0025】

保水性ポリマーとしては、非イオン性またはカチオン性の親水性ポリマーが好ましく、例えば、多糖類、セルロース誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、第４級アンモニウム基を有するカチオン性ポリマー等が挙げられる。

【0026】

それらの中でも、ホスホリルコリン類似基を含有する単量体を含む単量体組成物を重合してなる重合体は、生体親和性材料であり、保水性と共にそれ自身細菌やカビに対する付着抑制能を有している。ホスホリルコリン類似基を含有する単量体としては、２－（メタクリロイルオキシ）エチル－２’－（トリメチルアンモニオ）エチルホスフェート（略称：ＭＰＣ）が好ましい。ホスホリルコリン類似基を含有する単量体と共重合する単量体としては、トリアルキルアミノ塩基を有する単量体が好ましく、共重合のし易さ及び入手性の点で、２－ヒドロキシ－３－メタクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド（略称：ＱＭＡ）が好ましい。
ＭＰＣとＱＭＡの比率（モル比）は、１０～９０：１０～９０が好ましく、より好ましくは５０～９０：１０～５０である。
ホスホリルコリン類似基を含有する重合体の分子量は、重量平均分子量で、好ましくは１００，０００～２，０００，０００、より好ましくは３００，０００～１，０００，０００である。重量平均分子量が１００，０００以上であると、フィルターを高温で使用した場合に抗菌・防カビ剤がブリードアウトして失われることを防止でき、一方、重量平均分子量が２，０００，０００以下であると、溶剤に溶解して抗菌・防カビ剤等と均一に混ぜ合わせることが容易である。

【0027】

防カビ抗菌抗ウィルスフィルターを作製する際は、（ａ）抗菌・防カビ剤、（ｂ）バインダー樹脂、（ｃ）保水性ポリマー、その他の添加剤（例えば、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、可塑剤、顔料、着色剤、防腐剤、消泡剤、界面活性剤、帯電防止剤、消臭剤、ｐＨ調整剤、香料等から選ばれる１種または２種以上）を、水に溶解あるいは分散させた配合液を調製する。得られた配合液を、不織布にスプレーあるいはディッピング等した後、自然乾燥または加熱乾燥させる。配合液における、各成分の好ましい比率（固形分重量比）は、保水性ポリマー：抗菌・防カビ剤は、１：１０～５００（より好ましくは、１：５０～４００）であり、抗菌・防カビ剤：バインダー樹脂は、１：０．５～１０（より好ましくは、１：０．５～４）である。これにより、保水性ポリマー及び抗菌・防カビ剤を、バインダー樹脂によって、不織布表面に強固に固定することができ、抗菌・防カビ剤が乾燥するのを防止することもできる。

【0028】

上記不織布に対する抗菌・防カビ剤の付着量は、１～１０重量％の範囲が好ましい。この範囲であれば、フィルターに抗菌・防カビ性を付与することができ、抗菌剤が異物となって現れる現象が生じにくい。バインダー樹脂（固形分換算）の付着量（対不織布）は、０．１～５重量％が好ましく、保水性ポリマー（固形分換算）の付着量（対不織布）は、０．０１～５重量％が好ましい。

【0029】

防カビ抗菌抗ウィルスフィルターは、ＪＩＳ Ｌ１９２２：２０１６ 繊維製品の抗ウィルス性試験方法によって求められる抗ウィルス活性値が、３．０以上であることが好ましく、３．０以上であれば抗菌性能として十分に効果を発揮できる。より好ましくは３．５以上、さらに好ましくは４．０以上である。

【0030】

本発明の空気清浄機で用いる防カビ抗菌抗ウィルスフィルターが、ＪＩＳ Ｌ１９２２：２０１６ 繊維製品の抗ウィルス性試験方法で算出される抗ウィルス活性値が高い値を示す理由は明らかでないが、以下のように推察する。
すなわち、本発明の空気清浄機は、多風量プリーツ型ＨＥＰＡフィルターが、空気中に浮遊する０．３μｍの粒子を約１００％、０．１μｍの粒子を約９９％集塵し、防カビ抗菌抗ウィルスフィルターの下流側に配置したプレフィルターは、１０μｍ程度の花粉粒子等を捕集することができる。
上流に配置した防カビ抗菌抗ウィルスフィルターは、該フィルターに添着されている、抗菌・防カビ剤、バインダー樹脂及び保水性ポリマーの相乗効果により、空気中の塵芥を効果的に捕集し、捕集粒子に付着している微生物やウィルスも同様に捕集することで、これらの微生物やウィルスを死滅あるいは不活化するとともに、カビや細菌が抗菌剤への耐性を持った野生菌になることを防止し、バインダー樹脂が抗菌・防カビ剤や保水性ポリマーを保持することによりそれらの効果が持続するのではないかと推察される。

【0031】

＜空気清浄機＞
本発明の空気清浄機１は、図１に示すように、対向する二つの開口部を有する箱状の躯体１０の上流側（吸込口１１）から下流側（吹出口１２）に向かって、防カビ抗菌抗ウィルスフィルター１３、ファン１５、高性能フィルターまたは超高性能フィルターからなる集塵フィルター１６を備え、当該吸込口１１から空気を吸い込み、吹出口１２から空気を吹き出すように構成されている（図中の矢印方向）。さらに、ファン１５の上流側、かつ、防カビ抗菌抗ウィルスフィルター１３の下流側に、プレフィルター１４を設けるのがよい。

【0032】

本発明の吸込口１１及び吹出口１２は、開口面積比率（％）が８０％以上であることが好ましい。開口面積比率を８０％以上とすることにより、躯体の大きさ当たりの換気速度を向上させることができる。より好ましくは８５％以上、さらに好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。吸込口及び吹出口は、吸い込んだ空気を効率的に吹き出すことができる点から、開口面積比率が同じであることが好ましい。さらに、同様の理由から、吸込口及び吹出口の形状が略同一であることが好ましい。開口部の形状は特に限定されないが、開口面積比率を大きく取れる点から、躯体と略同一形状であることが好ましい。
本発明の開口面積比率（％）は、図２に示すように、開口部の面積に対する開口部を設けた躯体の面の面積で求めることができ、下記式（Ｉ）により求めることができる。

【0033】

本発明の空気清浄機は、処理風量が１５～３５ｍ^３／ｍｉｎで空気を清浄化することが好ましい。処理風量が１５ｍ^３／ｍｉｎ以上であれば、空気を素早く換気することができる。処理風量が３５ｍ^３／ｍｉｎ以下であれば、長時間稼働によるコストの増加や稼動時の騒音が大きくなる恐れがない。より好ましくは２０～３５ｍ^３／ｍｉｎである。

【0034】

防カビ抗菌抗ウィルスフィルター１３の設置方法としては、公知の方法を採用することができる。着脱容易になるように、躯体に設けられた吸込口の縁に止着用部材のフック材に係止させて固定する方法が挙げられる。あるいは、後述するプレフィルターと一体としてもよい。止着用部材としては、両面テープ、メカニカルファスナー等を使用できる。メカニカルファスナーとは、表面にフック状の凸部を有し、当該凸部が防カビ抗菌抗ウィルスフィルターに引っ掛かることにより固定を行うことができるものであり、凸部の形状としては、例えば、表面に多数の突起を有する鉤状、きのこ状、錨状等が形成されたものがある。

【0035】

防カビ抗菌抗ウィルスフィルター１３の下流側には、１０μｍ程度の花粉等の粒子を捕集するシート状のプレフィルター１４を設けるのがよい。プレフィルター１４は、防カビ抗菌抗ウィルスフィルターと接着して用いてもよく（裏打ち材）、防カビ抗菌抗ウィルスフィルターに近接させて配置してもよい。

【0036】

プレフィルター１４は、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリアミド系繊維、モダアクリル繊維等を１種または２種以上用いた、短繊維不織布製のものが好適に用いられる。目付けは、１５０～６００ｇ／ｍ^２が好ましい。この範囲であれば、花粉等の比較的大きい粒子を効果的に捕集することができるため、下流側の集塵フィルターの目詰まりを防止でき、集塵フィルターを頻繁に交換する必要が無い。厚みは、１～２０ｍｍ程度のものを適宜選択することができる。好ましくは５～１８ｍｍ、さらに好ましくは７～１５ｍｍである。

【0037】

集塵フィルター１６としては、高性能フィルターまたは超高性能フィルターを用いることができ、中でも、圧力損失が低く抑えられ、定格風量が大きくとれる点から、多風量型あるいは超多風量型の高性能フィルターが好ましく用いられる。（超）高性能フィルターは、市販品を用いることができる。

【0038】

集塵フィルター１６には、躯体１０内に設置する際に、集塵フィルターの外周面と躯体の内周面が接触する部分に、空気漏れ（エアーリーク）を防止するためのシールを施すことが好ましい。エアーリークを無くすことで、集塵フィルターを通過しない汚染された空気を外部に排気することを完全に無くすことができるため、塵埃やウィルス等を吹出口から吹き出すことがない。従来の空気清浄機は、フィルターが詰まらないように、あえて集塵フィルターの密着度を確保していなかった。そのため、集塵フィルターを通過しない空気（エアーリーク）が存在していた。
シール方法については、公知の方法を使用でき、例えば、パッキン付きの集塵フィルターを、留め金具等で固定する方法等が挙げられる。

【0039】

＜ファン＞
ファン１５としては、吸込口１１から清浄化する空気を吸い込むとともに、吹出口１２から清浄化した空気を吹き出させるものであれば、その種類は特に限定されないが、換気速度を向上させることができる点から、有圧換気扇であることが好ましい。有圧換気扇の中でも、空気清浄機の躯体１０の対向する面からの吸い込み及び吹き出しを確保するためには、軸流ファンであるプロペラファンを使用することが望ましい。プロペラファンは、シロッコファンと異なり、その軸線方向への対流を発生させるため、水平方向への空気の流れを設定しやすい。

【0040】

＜空気清浄ユニット＞
本発明の空気清浄ユニット２は、図３に示すように、上記空気清浄機１を、キャスター３１を備える可動式架台３０の天板３２上に固定することで得られる。キャスター３１は、市販の物を使用できる。架台３０としては、特に限定されないが、空気清浄機１を載置しても歪んだり、曲がったり、折れたりしない強度を有する材料や構造であることが好ましい。また、架台３０と空気清浄機１との固定方法は特に限定されず、溶接、接着、固定具による固定等の方法が挙げられる。中でも、分離と固定を容易に行える点から固定具が好ましい。

【0041】

本発明の空気清浄ユニット２は、吹き出し方向を変えるため、吹出口側に風向板１７を備えていることが好ましい。さらに、風量の調節を可能にするため、インバーター３３を搭載していることが好ましい。なお、図３では配線を省略している。

【0042】

＜空気清浄化方法＞
本発明の空気清浄化方法は、室内等の空気の流れに対して、上流側に吸込口、下流側に吹出口が向くように配置するのがよい。これにより、空気の流れに逆らわずに清浄化ができるため、効率的に換気を行うことができる。なお、空気清浄化方法は上記の方法に限定されるものではない。後述する閉鎖空間を設置する場合など、空気の流れと反する方向に吸込口、吹出口を設置しても何ら問題ない。
本発明の空気清浄化方法の一例として、陰圧及び陽圧の閉鎖空間を設置する場合について、図４及び図５を参照して説明する。

【0043】

（実施形態１）
図４は、床、天井、壁を有する部屋に、陰圧（－）の閉鎖空間４０を設置する場合の使用状態を示す図である。部屋の一部を区切るようにして仕切り（塩ビシートやパーテーション等）などの壁４１により閉鎖空間を設け、壁４１の一部に空気清浄機の吸込口と同程度の大きさの開口を設け、該開口に空気清浄ユニット２の吸込口を空気が漏れ出ないようにして固定する。その後、空気清浄ユニット２を稼働させることで、内部の空気が外に吹き出され、陰圧の閉鎖空間を調製することができる。必要に応じて、人や物資を搬入する出入口を設けてもよい。

【0044】

陰圧の閉鎖空間４０によれば、閉鎖空間内への人等の出入りがあった場合に、閉鎖空間外から内部に空気が吹き込むため、閉鎖空間内の塵埃、ウィルス、細菌、カビ等が外部に漏れる恐れがない。また、空気清浄ユニットにより、閉鎖空間内の空気は清浄化されてから吹き出るため、閉鎖空間の外への汚染物質拡散を防止できる。
陰圧の閉鎖空間４０は、新型コロナウィルス、結核、ＳＡＲＳ（重症急性呼吸器症候群）等の感染力が高い疾病の治療室等に好適に使用できる。

【0045】

（実施形態２）
図５は、床、天井、壁を有する部屋に、陽圧（＋）の閉鎖空間５０を設置する場合の使用状態を示す図である。図４と同様に、壁５１により閉鎖空間を設け、空気清浄ユニット２の吹出口を、空気が漏れないようにして固定する。その後、空気清浄ユニット２を稼働させることで内部に空気が送り込まれ、陽圧の閉鎖空間５０を調製することができる。必要に応じて、人や物資を搬入する出入口を設けてもよい。

【0046】

陽圧の閉鎖空間５０によれば、閉鎖空間内への人等の出入りがあった場合に、閉鎖空間内から外部に空気が吹き出るため、また、外部の空気が清浄化されたのち閉鎖空間内に吹き出されるため、外部の空気とともに塵埃、ウィルス、細菌、カビ等が空間内に浸入する恐れがなく、空気が清浄化された空間を維持することができる。
陽圧の閉鎖空間５０は、食品や薬品、精密機器等の製造工場、病院、手術室、スタジアム、イベント会場等に好適に使用できる。

【0047】

上記の実施形態で説明した空気清浄機及び空気清浄ユニット、空気清浄化方法は、本発明の技術的思想を具体化するために例示したものであり、空気清浄機の形状や寸法、付属機器、設置方法等は、当該実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲内において種々の変更を加え得るものである。

【実施例】

【0048】

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。しかしながら、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。

【0049】

（製造例）
保水性ポリマー１．０重量部、３種類の抗菌・防カビ剤（イミダゾール系防カビ剤１３重量部、ピリジン系防カビ剤２６重量部、イソチアゾリン系防カビ剤１０．５重量部）、浸透剤１重量部、アクリルシリコーン系樹脂（固形分濃度４０％）５０重量部、を水に分散させた分散液（固形分濃度５重量％）を、目付け２００ｇ／ｍ^２のポリエステル製不織布に付着させることにより、防カビ抗菌抗ウィルスフィルターを作製した。付着量は約４ｇ／ｍ^２であった。
保水性ポリマーは、ＭＰＣ／ＱＭＡ＝９／１（モル比）共重合体を使用した。製造方法はＷＯ２０１３／１２２０３５号公報の合成例４に準拠した。
作製した防カビ抗菌抗ウィルスフィルターの通気度は、５３６ｃｃ／ｃｍ^２／ｓであった。

【0050】

（抗ウィルス活性値）
上記の防カビ抗菌抗ウィルスフィルターを２０ｍｍ×２０ｍｍのサイズにカットしたものを複数用意した（試料１）。比較対象として、上記製造例で用いたものと同じ、目付け２００ｇ／ｍ^２のポリエステル製不織布を２０ｍｍ×２０ｍｍのサイズにカットしたものを複数用意した（試料２）。

【0051】

ＪＩＳ Ｌ１９２２：２０１６ 繊維製品の抗ウィルス性試験方法に準じて、抗ウィルス活性値を求めた。試料１及び試料２にウィルス液を播種した。ウィルスは、Influenza A virus; A/Hong Kong/8/68（H3N2）（ATCC VR-1679）を使用した。ウィルス液を播種した試料１及び試料２を、それぞれ、２５℃に設定したインキュベーター内で２時間静置し、２時間静置後の試料に付着したウィルスを洗い出し、洗い出した液を段階希釈し、プラーク測定法にてウィルス感染価を測定した。測定結果から、抗ウィルス活性値を下記式より求めた。
抗ウィルス活性値（Ｍｖ）＝Ｖｂ－Ｖｃ
Ｖｂ：試料２の２時間作用後の感染価常用対数の平均値
Ｖｃ：試料１の２時間作用後の感染価常用対数の平均値

【0052】

試験の結果、防カビ抗菌抗ウィルスフィルター（試料１）の抗ウィルス活性値は、４．０（十分な効果がある）であった。

【0053】

（実施例１）
有圧換気扇を内部に配置した躯体（内径：５００ｍｍ×５００ｍｍ、奥行き：４２０ｍｍ）の吸込口側に、表面側に防カビ抗菌抗ウィルスフィルター、裏面側にプレフィルターを固定したアルミ製の枠を、防カビ抗菌抗ウィルスフィルターが外側になるように取付けた。防カビ抗菌抗ウィルスフィルターは、上記製造例で作製したものを用い、プレフィルターは、ポリエステル短繊維不織布製プレフィルター（倉敷繊維加工株式会社、ＷＦ３００、厚さ１０ｍｍ、標準風速２．５ｍ／ｓ、初期圧損４９Ｐａ、平均効率７２．０％）を用いた。また、吹出口側に、多風量型高性能フィルター（定格風量３０ｍ^３／ｍｉｎの汎用品）を密着固定し、図１に示す仕様の空気清浄機を作製した。
作製した空気清浄機を、床面から天板までの高さが７７ｃｍのキャスター付架台の上に載置し、風量調整用のインバーターを取り付け、空気清浄ユニットを作製した。

【0054】

上記の空気清浄ユニットを、広さが２７０ｍ^３の部屋に置き、吹出口にパーティクルカウンターを設置し、処理風量３０ｍ^３／ｍｉｎで稼働させ、吹出口から吹き出される空気中の粒子数を測定した。試験時の室温は２０℃、湿度４０％であった。部屋に設けられた吸気口、排気口は全て閉じ、外的要因を全て排除した状態で、空気清浄後の空気中の塵・埃を測定した。

【0055】

粒子数は、空気中の１ｍ^３あたりの０．３μｍ以上の粒子数を３回測定し、その平均値を求めた。パーティクルカウンターは、リオン（株）製パーティクルカウンター（ＫＣ－５２）を使用した。

【0056】

（比較例１）
多風量型高性能フィルターの替わりに、中性能フィルター（株式会社ファインテック製、商品名「ＦＴ・Ｄ防カビファインフィルター」、定格風量３６ｍ^３／ｍｉｎ、捕集率：９０％（比色法））を用いた以外は、実施例１と同じ条件で空気清浄機を稼働し、空気清浄後の空気中の粒子数を測定した。

【0057】

（比較例２）
市販のＨＥＰＡフィルター付き業務用空気清浄機（定格風量７ｍ^３／ｍｉｎ）を用い、実施例１と同じ条件で空気清浄機を稼働し、空気清浄後の空気中の粒子数を測定した。

【0058】

実施例１及び比較例１～２の空気清浄機による空気清浄前後の空気中の粒子数を、表１に示す。

【0059】

【表1】

【0060】

（実施例２）
実施例１で用いた空気清浄ユニットを、広さが２７０ｍ^３の部屋の略中央に配置し、処理風量３０ｍ^３／ｍｉｎで稼動させ、２時間空気を清浄化した後の空気中の１ｍ^３あたりの０．３μｍ以上の粒子数を測定した。粒子数は、実施例１で用いたパーティクルカウンターと同じものを用い、実施例１と同じ条件で測定した。空気清浄ユニット、パーティクルカウンターの配置を図６に示す。なお、図６に示す空気清浄ユニットから伸びる矢印は、空気清浄ユニットによる空気の流れ方向を示しており、矢印側に空気清浄ユニットの吹出口がある。

【0061】

（比較例３）
比較例１で用いた空気清浄機を、実施例２と同じ条件で稼働し、空気清浄後の空気中の粒子数を測定した。

【0062】

（比較例４）
比較例２で用いたＨＥＰＡフィルター付き業務用空気清浄機を使用し、実施例２と同じ条件で稼働し、空気清浄後の空気中の粒子数を測定した。

【0063】

実施例２及び比較例３～４の空気清浄機（ユニット）による空気清浄前後の空気中の粒子数を、表２に示す。

【0064】

【表2】

【0065】

表１の結果より、本発明の空気清浄機及び空気清浄ユニットを用いた空気清浄化方法によれば、防カビ抗菌抗ウィルスフィルターとＨＥＰＡフィルターを効果的に配置することで、吹出口から吹き出される０．３μｍ以上の微粒子をほぼ全て除去できた。また表２の結果より、本発明によれば、短時間で部屋内の空気を清浄化することができる。そのため、優れた換気の補助設備として使用できる。

【産業上の利用可能性】

【0066】

本発明の空気清浄機及び空気清浄ユニットは、捕集性能、防カビ抗菌抗ウィルス性能に優れているため、会議場、イベント会場等の一時的に多勢が入室する場所；換気できない地下室；競技会場の更衣室・選手控室等の換気設備が不十分な場所で特に効果的に使用することができる。換気の補助設備として有用であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0067】

１ 空気清浄機
２ 空気清浄ユニット
１０ 躯体
１１ 吸込口
１２ 吹出口
１３ 防カビ抗菌抗ウィルスフィルター
１４ プレフィルター
１５ ファン
１６ 集塵フィルター
１７ 風向板
３０ 架台
３１ キャスター
３２ 天板
３３ インバーター
４０ 陰圧の閉鎖空間
４１ 壁
５０ 陽圧の閉鎖空間
５１ 壁
Ｗ１ 躯体の横幅
Ｗ２ 開口部（吸込口、吹出口）の横幅
Ｈ１ 躯体の高さ
Ｈ２ 開口部（吸込口、吹出口）の高さ

【要約】

【課題】空気中の塵埃、ウィルス、細菌、カビ等が吹出口から吹き出ない、再飛散させない捕集性能と、捕集したウィルス等がフィルター上で繁殖するのを抑制し、菌数を減少させることができる防カビ抗菌抗ウィルス性能とを有する、換気の補助設備等として使用可能な空気清浄機、可動式の空気清浄ユニット、ならびに空気清浄化方法を提供する。
【解決手段】対向する二つの開口部を有する箱状の躯体の一方の開口部を吸込口、もう一方の開口部を吹出口として用い、前記吸込口の開口面を覆うように設置された、シート状の防カビ抗菌抗ウィルスフィルターと、前記躯体の内部に設置されたファンと、前記吹出口の開口に設置された集塵フィルターと、を備え、前記吸込口から取り入れた空気を、前記吹出口から吹き出すように構成されている空気清浄機、及び、当該空気清浄機を可動式架台に固定した空気清浄ユニット、これらを用いた空気清浄化方法。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】