アクリル板使用がエアロゾル対策に効果が薄い事を科学的に実証 ～大声での会話の原因にもなっていることが明らかに～

アクリル板を置いてエアロゾルを出した時

卓上空気清浄機を置いてエアロゾルを出した時

アクリル板による音の減衰

音の減衰と距離の関係

マトリクス株式会社は、独立行政法人国立高等専門学校機構八戸工業高等専門学校・地方独立行政法人青森県産業技術センター八戸工業研究所との研究において、アクリル板使用がエアロゾル対策に効果が薄い事を科学的データにより明らかにいたしました。

研究の結果は以下のとおりです。
(1)感染源となる呼気のエアロゾルを防ぎきれないこと。
(2)男性の場合で約5倍、女性の場合で約3倍離れて会話しているのに相当する聞きづらい状態にしていること。
(3)床置き空気清浄機が使い方に気をつけないと空気を浄化しきれないこと。
(4)実験した機材のうち、卓上空気清浄機のみがテーブル環境で対面へのエアロゾルを防げたこと。

併せて、各種空気清浄機についても気流の可視化により感染対策に有効な使い方を検証しましたのでご報告いたします。


【概要】
アメリカCDC(アメリカ疾病予防管理センター)やWHO(世界保健機関)の公式データから、コロナウイルスの感染が空気感染(airborne transmission)であるとの指摘を受け、マトリクス株式会社では卓上型空気清浄機「シクローネ」が空気感染の原因となる呼気のエアロゾル拡散防止に対してどのような効果があるのかを科学的に計測したいと考え、青森県の「令和3年度 青森県医福工連携製品開発事業費補助金」を活用し、八戸工業高等専門学校、八戸工業研究所と計測を実施しました。

併せて、当社の自主事業として、今まで体感的に効果があると考えていたものの科学的に実証されたデータが無かったアクリル板の効果の検証や、卓上型空気清浄機と床置き型空気清浄機との比較も行い、オミクロン株などの空気感染が強く疑われる感染症について、どのように感染対策を進めて行けば良いのかを検証しました。

計測結果は以下のとおり。

(1)気流の可視化実験
●アクリル板は、気流に乗らない大きいサイズの飛沫の対面への到達防止に対しては高い効果を発揮するが、気流に乗る小さいサイズの飛沫やエアロゾルに対しては空気の滞留と側面から回り込む流れが生じる可能性が高く、気流を考慮した環境下でなければ感染リスクが高まる可能性がある。

●マトリクス株式会社の卓上型空気清浄機「シクローネ」は、鉛直上方に向けたエアーカーテンを形成する。噴出口からの流速は4m/s程で、顔の高さ相当位置では幅約1mをカバーし上向きの速度は1.5m/sに達している。可視化からも口腔より発せられた空気は対面側には到達せず十分上方へ運搬されることが確認された。さらに、卓上付近にはシクローネへ向かう平面的な流れが形成され卓上やアクリル板で懸念される接触感染リスクの軽減も図れる。以上より、シクローネにより空間を物理的に区切る必要なく高い感染防止効果が期待できる。

●床置き型空気清浄機による気流を観察すると、壁側の吸気口から周辺の空気を吸い込み、室内側上方へ排出している。環境によっては、排出した空気が再び吸い込まれる還流が発生し、室内反対側の空気の浄化が進まなくなる場合がある。また、横から吸い込むとしても、その高さの空気を吸うため畳の上に座って話をする場合は清浄効果は望めるが、椅子に座って話をする場合に空気清浄効果の即効性を期待するには適さない。

画像1: https://www.atpress.ne.jp/releases/293593/LL_img_293593_1.jpg
アクリル板を置いてエアロゾルを出した時
画像2: https://www.atpress.ne.jp/releases/293593/LL_img_293593_2.jpg
卓上空気清浄機を置いてエアロゾルを出した時

(2)男性、女性の声に相当する周波数の音の遮蔽
●アクリル板は、男性の声に相当する周波数の音(500Hz)で約14dB、女性の声に相当する周波数の音(1kHz)で約9dB低下させており、アクリル板がないときと比較して、男性の場合で約5倍、女性の場合で約3倍離れて会話しているのに相当する聞きづらい状態になっている。

●マトリクス株式会社のシクローネを用いた場合、アクリル板がない状態で会話をしているのとほぼ同じ状態で、音声の低下などの支障がほとんどない。

画像3: https://www.atpress.ne.jp/releases/293593/LL_img_293593_3.jpg
アクリル板による音の減衰
画像4: https://www.atpress.ne.jp/releases/293593/LL_img_293593_4.jpg
音の減衰と距離の関係

以上のように、アクリル板の使用は呼気のエアロゾルを防ぎきれておらず、会話を聞きづらくさせることで大声での会話の原因にもなっていることを明らかにしました。
また、空気清浄機による感染対策としては、床置き型の空気清浄機は和室のようなエアロゾルの発生源が低い位置の場合には有効であるが、洋室のようなテーブルと椅子の生活空間の場合には効果が低く、卓上型空気清浄機の方が有効であることを明らかにしました。


【卓上型空気清浄機の重要性について】
卓上型空気清浄機「シクローネ」は一般の床置きの空気清浄機と異なり、人間の口や鼻に近い位置で吸い込むことで、より効率的に呼気のエアロゾルを吸い込んで処理することが可能です。
また、排気をうまく活用し、エアーカーテンを作り出すことで、アクリル板のような遮蔽を作り出しています。
特にデルタ株やオミクロン株が蔓延している状況下において、エアロゾルに対処するには、アクリル板では難しいと様々な研究者からの声が上がっており、手詰まり感があると聞きます。
「空気感染」対策が急がれる中、卓上型空気清浄機によるエアロゾル対策は、感染防止対策で苦労されている飲食店や、耳や会話が不自由な老人、相手の口の動きが見えないために意思疎通に苦労されている難聴の方が利用される病院や公共施設の窓口等における感染防止に非常に有効であると考えております。


【会社概要】
商号 ： マトリクス株式会社
代表者 ： 代表取締役社長 高松 輝賢(たかまつ てるまさ)
所在地 ： 青森県弘前市早稲田2-8-9
設立 ： 2015年12月
事業内容： 医療系コンサルティング 感染対策製品の開発
医療系機器の試作開発
URL ： http://www.matrix55.jp/
http://matrix.theshop.jp/