JP4702828B2 - 抗菌性エアダクト - Google Patents

Description

本発明は、抗菌性エアダクトに関する。

建物や乗物等の換気・空調システムに使用される空気流路、例えばエアダクトの内部には細菌や黴が発生し易いため、衛生面で問題を生じ易い。

そこで抗菌性物質を含有する抗菌層を内面に形成した抗菌性エアダクトや抗菌性継手が提案されている（特許文献１及び特許文献２）。更にエアダクトの上流側に抗菌活性分子を徐放する徐放エレメントを、又、下流側に抗菌活性分子を補集・除去する補集フィルターをそれぞれ取り付けてなる抗菌処理システムを提案されている（特許文献３）。
特開平10−197040号 実登3018584号 特開2002−130789号 特許第３３１７６６０号 特開2004−250839号 特開2002−248309号 特開2003−299919号 国澤直子「新素材ファイバー『セルガイア』（商標）及び『セルガイア（商標）不織布』」、繊維工学、繊維機械学会 第55巻 2002年No.10 第399〜402頁 花粉などの侵入を窓際で防ぐ網戸用ハイメッシュネット [online] 2003年11月５日 帝人ネステックス株式会社 [平成17年１月13日検索]1105678305581_0.html

特許文献１乃至特許文献２の抗菌性エアダクト乃至継手は、空気が抗菌層と接触することで除菌作用を発揮するものであるが、最近の空調システムでは省エネルギーのために夜間などに送風を停止することが多く、この場合には上記エアダクト等の除菌作用を有効に発揮できない。

又、上記特許文献３の抗菌処理システムでも、通風が停止されると徐放エレメントから徐放された抗菌活性分子が供気エアダクトの下流側へ効率良く放散されず、十分な除菌作用が得られない。又、既存の空調設備に徐放エレメント及び抗菌活性分子補集フィルターを設けなければならず、かつこれらフィルターなどのメンテナンスも必要となる。

本発明は、空気流路内の対流作用などを利用して簡易な構成で効率良くかつ手間をかけずに抗菌効果を得るため、抗菌性エアダクトにおいて、その空気流路の少なくとも一部を構成する通気性の基材、或いはこの基材内面を覆う通気性の内装材のうち何れか一方に抗菌性物質を包含させたものを提供させることを目的とする。

第１の手段は、
空気流路11を囲成するダクト周壁を構成する基材２と、この基材より薄い通気性のシート材料で形成されかつ基材の内面を覆う内装材３と、基材２外面を覆う非通気性の外装材４とで形成される抗菌性エアダクトであって、
上記内装材３及び外装材４を、それぞれ内外２重筒状の柔軟なシートとして形成するとともに、その両筒状部シートの間に、上記基材２として通気性及び保温性を有する繊維材料を充填するとともにその筒状シートの両端部分を密閉してなり、
上記基材の通気度を、100cm ³ /cm ² ・sec〜4000 cm ³ /cm ² ・secとしており、
この基材２の内部に抗菌性物質を散在させるとともに、抗菌性物質を配置した基材部分と空気流路11との間を基材内面を覆う内装材部分を介して空気の流通が可能とした。

尚、基材２で構成するエアダクトとは、空気流路を囲成する複数壁材を基材とするものを含むものとする。

「基材」は、グラスウールやロックウールなどの不定形の素材で形成することができ、この基材を内装材及び外装材で包装してエアダクトとして成形することができる。内装材及び外装材は基材に比べて薄いシート状に形成すると良い。尚、上記グラスウールなどに対する抗菌剤の含有率は、少なくとも1重量％程度であることが望ましい。

第２の手段は、上記第１の手段を有し、かつ上記内装材３の通気度を、100cm³/cm²・sec〜2000 cm³/cm²・secとしている。

通気度は、JIS L-1096A法（フラジール形法）に準拠している。

第３の手段は、上記第１の手段又は第２の手段の何れかを有し、かつ上記基材２を、積層された複合層2a,2b…で形成し、かつ隣接する各層内に異なる種類の抗菌性物質を散在させている。

第４の手段は、上記第１の手段乃至第２の手段を有し、かつ上記基材２を空気流路長手方向に連続して並存する複数の壁部分2c,2d…で形成し、かつ隣接する各壁部分内に異なる種類の抗菌性物質を散在させている。

第５の手段は、第１の手段を有し、かつ基材２内面に対応して内装材３の全体に抗菌性物質を含有させている。

本手段での内装材は、基材の内面を覆う抗菌フィルターの如く機能するものである。即ち、通気性の基材の内面に通気性で抗菌性物質を含有する内装材を設けることで、対流による内装材内への空気の出入り量を大とし、抗菌作用を向上させたものである。内装材は、コットンやパルプなどの中空構造を持つセルロース系繊維で形成することが望ましく、該構成によれば後述の如く多量の抗菌性物質を包含させることができる。内装材に対する抗菌性物質の含有量は、少なくとも1重量％程度であることが望ましい。又、内装材の厚みは0.05mm〜20mm程度とすれば良い。尚、本手段において、既述第２の手段又は第３の手段の如く基材２にも抗菌性物質を内在させても良いことはいうまでもない。

「内装材の全体に」とは、内装材がカバーする基材内面の全域に対応してという意味である。もっとも後述の如く抗菌性物質は内装材の厚み方向全体に散在させることが望ましい。

第６の手段は、上記第５の手段を有し、かつ上記内装材３に含有する抗菌性物質を、抗菌金属を無機粉体に担持させてなる無機系抗菌剤として、内装材の厚み方向全体に散在させている。

内装材は、省資源の観点から薄くシート状に形成することが要請されるが、例えば1.0ｍｍ程度の厚さでも細菌のサイズに比べれば十分に大きいので、その厚み方向に抗菌性物質を散在させれば、この抗菌性物質と細菌とが接触する機会が増加する。無菌系抗菌剤は物理的・化学的に安定しているので、コットンなどの繊維類へ含有させることが容易であり、内装材内へ分散させるのに適している。既に知られている如く抗菌金属としては銀・銅などが適しており、又、無機担体としてはゼオライトが用いられている。

第７の手段は、上記６の手段を有し、かつ上記内装材３の通気度を基材２の通気度よりも小としている。

内装材の通気度を基材のそれよりも小さくしたのは、空気が基材内部に比べて内装材内部でゆっくり流れるようにして上述のフィルタとしての機能を確実とするためである。

第８の手段は、上記第５手段乃至第７の手段の何れかを有し、かつ上記内装材３の通気度を、20cm³/cm²・sec〜500 cm³/cm²・secとしている。

通気度をこの数値範囲に限定した理由は、第１に、既述の如く抗菌性物質を高密度で包含させることが可能なコットン・パルプなどの中空構造を持つセルロース系繊維で形成することができるという条件を満たすため、第２に、抗菌フィルタとしてのフィルタ性能を確保するために通気度を低めに設定するという条件を満たすためである。

第１の条件に関しては、出願人による試験では、例えば内装材の素材としてコットンを利用すると、素材の測定箇所によってばらつきがあるが、約40cm³/cm²・sec程度（例えば40±10cm³/cm²・sec程度）の通気度を得ることができる。又、従来技術としては、フィルター用素材として、セルロース繊維を30重量％以上含有する吸放湿性材料であって通気度が50cm³/cm²・sec〜700 cm³/cm²・secのものが提案されている（特許文献５）。従って本手段の通気度の範囲（20cm³/cm²・sec〜500 cm³/cm²・sec）は、セルロース系繊維によって十分実現可能である。

第２の条件に関しては、従来、通気度が20cm³/cm²・sec〜300 cm³/cm²・secの空気清浄用フィルター（特許文献６）、通気度が100cm³/cm²・sec〜880 cm³/cm²・secのエアフィルタ材料（特許文献７）、通気度が360cm³/cm²・sec程度の網戸用ネット（非特許文献２）などが知られている。本手段の通気度の範囲は、これら従来技術の通気度の範囲に基づくものである。

もっとも抗菌性を十分に確保するためには、内装材の通気度は、より好ましくは20cm³/cm²・sec〜300 cm³/cm²・sec、更により好ましくは30cm³/cm²・sec〜100 cm³/cm²・secとすると良い。

本発明は上記構成のものであり、第１の手段に係る発明では次の効果を奏する。
○通気性を有しかつ抗菌性物質を含む基材内部と空気流路内空間との間で通気性及び保温性の内装材を経て空気の流通が可能としたから、空気流路内の送風を停止した状態でも、気体分子の分子運動作用や空気流路基材の内外の温度差による対流作用により、空気流路空間中の空気が基材内部へ流入して、除菌されて空気流路空間内へ帰還するので、抗菌機能を維持することができる。
○上記抗菌性物質は上記基材２内に散在させたから、空気流路の内面に抗菌層を形成した場合と比べて空気との接触面積が大となり、抗菌効果が大となる。
○抗菌性物質を含む基材２に保温機能を兼備させたから、冷暖房の運転後において、より長時間に亘って空気流路内外の温度差が維持され、対流作用による除菌効果が持続する。

第２の手段に係る発明では、内装材３の通気度を所定の範囲としたから、十分な通気量が得られ、かつ内装材を繊維などで形成したときにその繊維屑などの飛散を生ずることがない。

第３の手段乃至第４の手段に係る発明では、空気流路を形成する基材２を複数の層乃至複数の壁部分で形成し、隣接する各層又は各壁部分に異種の抗菌性物質を散在させたから、一種類の抗菌性物質に対して抵抗力を有する菌の増殖も効果的に抑制することができる。

更に第４の手段に係る発明では、流通空気が各種抗菌性物質に接触する機会を均等とすることができるので、各抗菌性物質の抗菌効果を十分に担保することができる。

第５の手段に係る発明では、エアダクトは基材２と内装材３とを有しており、この内装材が空気流路と基材との間を対流する空気に対して抗菌フィルターとして機能するので、既述特許文献１のものの如く非通気性の通気路の内壁に抗菌層を形成した場合に比べて抗菌性物質に空気中の雑菌が接触し易く、空気流路全体としての除菌機能も高まる。

第６の手段によれば、抗菌性物質を内装材の厚み方向全体に散在させたから、この抗菌性物質と雑菌とが接触する機会が増大して抗菌作用が高まる。

第７の手段によれば、上記内装材３の通気度を基材２の通気度よりも小としたから、上記対流空気が空気流路11と基材２との間を流通する際に内装材３内部をゆっくり流れることとなり、その内装材内部で抗菌性物質と雑菌とが接触し易くなるので、更に抗菌作用が高まる。

第８の手段によれば、内装材３の通気度を、20cm³/cm²・sec〜500 cm³/cm²・secとしたから、適正な除菌効果が得られる。

図１から図３は、本発明の第１の実施形態に係る抗菌性エアダクトを示している。

このエアダクト1Ａは、基材２と内装材３と外装材４とで構成されている。

基材２は、エアダクト1Ａの周壁を構成する肉厚筒状の部材であって、通気性の材料で形成されており、かつ抗菌性物質を含有している。該抗菌性物質は、基材２の内部全体に好ましくは均等に分散しており、基材２内部全体で抗菌性物質と空気とが接触するようにしている。

上記基材２の材料は、グラスウールやロックウールなど保温性及び吸音性を兼備しており、かつ不定形な素材（各種繊維など）で形成すると良く、該素材を後述の内装材及び外装材の間に挟持させることで屈曲自在なエアダクトを形成することが出来る。尚、上記基材２を、保形性を有する素材で形成することもできるが、これについては後述する。又、上記基材２には芳香効果を有する成分を包含させても良い。

上記基材２の厚さは、抗菌性物質と空気との接触面積を得るためには10〜50mm程度とすることができるが、更に経済性を配慮して20〜30mmとすることが望ましい。

更に上記抗菌性物質としては、例えば銀イオン、銅イオンなどを担持させた金属イオン担持体（銀ゼオライトなど）が好適である。特に銀イオンは抗菌作用が強くかつ多種の菌に抗する広い抗菌スペクトルを有するが、中には銀イオンに対して抵抗力を持つ菌も存在するため、複数の抗菌性物質を組み合わせて使用しても良い。この点に関しては第２、第３実施形態において後述する。又、金属イオンに代えて、ヒノキチオールなどの天然素材を用いた抗菌剤を使用してもよい。

内装材３及び外装材４は、それぞれ内外２重筒状の柔軟なシートとして形成され、その両筒状シートの間に、上記基材２としてグラスウールなどを充填するとともにその筒状シートの両端部分を密閉することで、エアダクト1Ａを構成している。尚、図示例では図１の如く該エアダクトの両端部分を小外径部としているが、必ずしもこのような構造とする必要はない。又、内装材３外面は上記基材２の内面に、また外装材４の外面は基材２外面にそれぞれ接着剤などで接着させることができる。

内装材３は、図２の如く内装材３内方の空気流路11と上記基材２内部との空気の流通が可能となるような通気性材料（例えば有孔フィルム、布、不織布、パンチングプレートなど）で形成している。又、 図示例では、内装材３に沿って保形用線状材（例えば鋼線乃至鋼帯板）５を螺旋状に取り付けることで、本実施形態に係るエアダクトを、任意の形に変形しかつその形を保持することが可能なフレキシブルエアダクトとしている。

尚、内装材３の通気度は、100cm³/cm²・sec〜250 cm³/cm²・sec程度とすることが特に望ましいが、一般的には100cm³/cm²・sec〜2000 cm³/cm²・secの範囲であれば良い。尚、通気度が100cm³/cm²・sec以下であると基材２内への空気が流入し難く、又、2000 cm³/cm²・sec以上であると繊維屑などが飛散し易い。この範囲の通気度を実現するためには、従来周知の如く例えば有孔フィルムにおいては開孔率の割合を増減し、又不織布などにおいてはその厚さなどを調整すれば良い。もっとも後述の第５実施形態の如く抗菌性物質を内装材自体に含有させた場合には、内装材の通気度が100cm³/cm²・sec以下でも空気中の雑菌との接触の機会を十分に確保することができる。尚、上記基材２の通気度は、内装材の通気度に応じて100cm³/cm²・sec〜4000 cm³/cm²・secの範囲とすると良い。

外装材４は、空気流路11から外部への空気の流出を遮断するための非通気性材料で形成している。

尚、上記図示例では、基材２を不定形な素材で形成したが、例えば連続気泡を有する発泡材料やスポンジなど、通気性を有する定形素材で形成しても良く、この場合には、エアダクトの形状を保持する手段として内装材３を設ける必要は必ずしもない。

上記構成においては、空気流路11内の空気分子が拡散作用により内装材３を通過して基材２内部へ流入し、該基材の抗菌性物質と接触して空気流路11内へ戻ることが可能であり、従って送風運転時はもちろん非送風時でも除菌効果が得られる。特に夏期の冷風運転の終了後は、エアダクト1Ａ内外の温度差が13℃程度になることが多く、その結果基材内部へ流入した空気が昇温により膨張しかつ比重が軽くなり、図３に矢示する如く基材２内部乃至その内面に沿って上昇するため、対流作用を生じ、よって抗菌効果が向上する。又、冬期の温風運転終了後においては、基材２へ流入した空気が冷却されることで図２とは逆向きに対流が生ずる。尚、このとき、基材２は保温機能を有し、上記対流作用によるエアダクト1Ａ内部からの熱（冷熱乃至温熱）の流出を制限するため、対流作用による抗菌作用を長時間維持させる。

以下、本発明の他の実施形態を説明するが、その説明において、第１実施形態の構成と同じ事項は同一の符号を付することで解説を省略するものとする。

図４
は、本発明の第２の実施形態に係るエアダクト１Ａを示しており、該エアダクトは、既述基材２を、半径方向に重ねた複合層2a,2bで形成し、各層に異なる種類の抗菌性物質例えば銀イオンと銅イオンを分散させたものである。抗菌性物質の組合せは自由であるが、異なる抗菌スペクトルを有し、相互の弱点を補い合うものを選択すると良い。又、各層間の境界は空気が自由に通過できるものとする。更に図示の複合層は２層のみであるが、３層以上としても良い。この構成では、空気流路11から内装材３を介して基材２へ流入した空気の一部が内層2aを通って外層2bへ流入するため、これら両層の抗菌性物質により除菌されるので、より広い範囲の菌や黴に対して除菌作用を発揮する。

図５は、本発明の第３の実施形態に係るエアダクト１Ａを示しており、該エアダクトは、既述基材２を、一の種類の抗菌性物質(例えば銀イオン)を含む第１の筒壁部分2c…と、他の種類の抗菌性物質(例えば銅イオン)を含む第２の筒壁部分2dとを、長手方向に連続して交互に配列させている。尚、隣接する各筒壁部分の間では空気の流通が可能に設ける。該構成によれば、空気流路11から内装材3を介して各種の抗菌性物質を含む筒壁部分2c、2dへ流入した空気が除菌され、空気流路11へ戻されるので、図４の場合と同様に複合的な除菌作用が得られるとともに、流通空気が各種抗菌性物質に接触する機会を均等とすることができるので、各抗菌性物質の抗菌効果を十分に担保することができる。

図６は、本発明の参考例に係る内張り材1Bを、エアチェンバー21の外壁22内面に張着させた構成を示している。図示例では、箱型の外壁22のうち通気口23、24を除く壁部分内面に、該壁部分に対応した形状に付形した４枚の平板状の内張り材1Bをそれぞれ張着しているが、これら板状内張り材に代えて、４角筒形に形成した内張り材1Bを一体的に成形しても良い。図示例の内張り材1Bは、平板状の基材２と該基材の内面へ接着剤などで張着した内装材３とで構成すると良く、上記基材２の外面をエアチャンバーの外壁22で気密に閉塞させることで、既述外装材４を省略することができる。尚、エアチャンバーの外壁の一部を省略するとともに、その省略箇所に対応する内張り材1Bの基材２外面に、アルミシートなどの外装材を張着させても良い。又、上記エアチャンバーに代えて既存の角エアダクト内面に本願に係る内張り材を内装させても良い。

尚、上記図４乃至図６は、保形用線状材を省略して描いている。

又、上記各実施形態では、空気流路の内側全体を本願の空気流路形成部材で形成しているが、必ずしもそうする必要はなく、例えば空気流路の周壁を構成する複数の壁材の一部を、上記内装材３と外装材４との間に基材２を挟持させた板状の本願流路形成部材で形成し、他の壁材を、例えば内面に抗菌層を形成した通常の抗菌性壁材としても良い。

図７は、本発明の参考例に係るエアダクトの構造を、軸方向から見た縦断面として拡大して示している。この実施形態は、抗菌性物質７を基材２に代えて内装材３に内在させたものである。エアダクト全体としての構成は、図１乃至図３と同じに表れるので省略する。図７中、６は内装材を構成するコットンの繊維であり、７は、その繊維に含有された抗菌性物質（銀又は銅ゼオライト）である。

尚、内装材３が多量の銀ゼオライトなどを含有させる手法として、パルプやコットンなどのセルロース系繊維の内部でゼオライトを結晶化する方法が従来知られている（非特許文献１及び特許文献４）。この方法では、繊維の重量に対するゼオライトの含有率を30〜50％とすることができる。

本発明の第１実施形態に係るエアダクトの部分断面図である。 図１のエアダクトの部分拡大断面図である。 図１のエアダクトの縦断面である。 本発明の第２実施形態に係るエアダクトの断面図である。 本発明の第３実施形態に係るエアダクトの断面図である。 本発明の参考例に係る内張り材をチャンバーの内面に張着させた構成の横断面図である。 本発明の参考例に係るエアダクトの軸方向から見た拡大断面図である。

符号の説明

１Ａ…エアダクト １B…内張り材 ２…基材 2a…内層 2b…外層
2c,2d…壁部分 ３…内装材 ４…外装材 ５…保形用線状材 ６…繊維
７…抗菌性物質 11…空気流路
21…エアチャンバー 22…外壁 23、24…通気口

Claims (8)

1. 空気流路(11)を囲成するダクト周壁を構成する基材(２)と、この基材より薄い通気性のシート材料で形成されかつ基材の内面を覆う内装材(３)と、基材(２)外面を覆う非通気性の外装材(４)とで形成される抗菌性エアダクトであって、
   上記内装材(３)及び外装材(４)を、それぞれ内外２重筒状の柔軟なシートとして形成するとともに、その両筒状部シートの間に、上記基材(２)として通気性及び保温性を有する繊維材料を充填するとともにその筒状シートの両端部分を密閉してなり、
   上記基材の通気度を、100cm ³ /cm ² ・sec〜4000 cm ³ /cm ² ・secとしており、
   この基材（２）の内部に抗菌性物質を散在させるとともに、抗菌性物質を配置した基材部分と空気流路（11）との間を基材内面を覆う内装材部分を介して空気の流通が可能とした、ことを特徴とする抗菌性エアダクト。
2. 上記内装材(３)の通気度を、100cm³/cm²・sec〜2000 cm³/cm²・secとしたことを特徴とする、請求項１記載の抗菌性エアダクト。
3. 上記基材(２)を、積層された複合層(2a,2b…)で形成し、かつ隣接する各層内に異なる種類の抗菌性物質を散在させたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の抗菌性エアダクト。
4. 上記基材(２)を空気流路長手方向に連続して並存する複数の壁部分(2c,2d…)で形成し、かつ隣接する各壁部分に異なる種類の抗菌性物質を散在させたことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の抗菌性エアダクト。
5. 上記基材(２)内面に対応して内装材(３)の全体に抗菌性物質を含有させたことを特徴とする、請求項１記載の抗菌性エアダクト。
6. 上記内装材(３)に含有する抗菌性物質を、抗菌金属を無機粉体に担持させてなる無機系抗菌剤として、内装材の厚み方向全体に散在させたことを特徴とする、請求項５記載の抗菌性エアダクト。
7. 上記内装材(３)の通気度を、基材(２)の通気度よりも小としたことを特徴とする、請求項６記載の抗菌性エアダクト。
8. 上記内装材(３)の通気度を、20cm³/cm²・sec〜500 cm³/cm²・secとしたことを特徴とする、請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の抗菌性エアダクト。