(57)【要約】【課題】高い集塵効果と高い脱臭効果を発揮し、低圧力損失で浄化可能なエアフィルタユニットを提供する。【解決手段】上流側から電極部と、プリーツ化したエアフィルタ１７と、エアフィルタ１７に内蔵した対向電極層２９とエアフィルタ１７に配置した補助対向電極部３０とからなり、エアフィルタ１７は、気流の上流側から、粒子を捕集する帯電繊維層１８と、帯電繊維層１８と基材層２０を接着する接着層１９と、フィルタ形状を支持する基材層２０とを備え、基材層２０は化学吸着成分を含み、前記化学吸着成分はアミン系化合物であって、接着層１９とプリーツ保持部２５には導電性成分を含み、接着層１９が対向電極層２９を形成し、プリーツ保持部２５が補助対向電極部３０を形成し、前記電極部と補助対向電極部３０との電位差は、前記電極部と対向電極層２９との電位差に比べて大きい構成にした。【選択図】図６
2020138172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から電極部と、プリーツ化したエアフィルタと、前記エアフィルタに内蔵した対向電極層と前記エアフィルタに配置した補助対向電極部とからなり、前記エアフィルタは枠体とプリーツ保持部でシート状濾材をプリーツ形状に形成した箱型を有し、前記シート状濾材は気流の上流側から、粒子を捕集する帯電繊維層と、前記帯電繊維層と基材層を接着する接着層と、フィルタ形状を支持する前記基材層とを備え、前記基材層は化学吸着成分を含み、前記化学吸着成分はアミン系化合物であって、前記接着層と前記プリーツ保持部には導電性成分を含み、前記接着層が前記対向電極層を形成し、プリーツ保持部が前記補助対向電極部を形成し、前記電極部と前記補助対向電極部との電位差は、前記電極部と対向電極層との電位差に比べて大きい構成にしたエアフィルタユニット。
【請求項２】
前記接着層の表面抵抗値が１０８Ω／□以下であり、前記プリーツ保持部材の表面抵抗値は１０６Ω以下で、前記プリーツ保持部材の表面抵抗値は前記接着層の表面抵抗値よりも小さい値である請求項１記載のエアフィルタユニット。
【請求項３】
前記帯電繊維層を形成する高分子材料の体積抵抗率が１０１６Ωｃｍ以上、且つ誘電正接が０．００１以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のエアフィルタユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気浄化を目的としたエアフィルタユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
室内空気質の改善においては、室内汚染物質である粒子状物質および化学物質の除去が必要となる。粒子状物質とは、砂塵や花粉といった数十μｍ以上のものや、工場排ガスや石炭などの燃焼から発生するＰＭ２.５などがあり、体内に取り入れられるとアレルギー反応が生じ、また肺疾患などの健康被害リスクとなる。また、化学物質は化合物元素またはそれらの凝集体であり、不快なにおいが生じるもの、または発ガン性リスクとなるものがある。これらを効果的に除去すること（集塵、脱臭）は住環境改善のために望まれている。
【０００３】
従来、室内汚染物質を効果的に除去するために、例えば図７に示すフィルタ濾材１０１には大きな比表面積と細孔容積を合せ持つ活性炭が使用されている。この種のフィルタ濾材１０１の構成として、吸着剤１０２を担持層１０３である活性炭、またはシリカゲルなどに含有させ、基材１０４とカバー層１０５に挟み込むことで、フィルタに保持させプリーツ状に成形することが開示されていた（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
しかしながら、捕集性能を向上させるための帯電処理をして繊維を永久分極させたカバー層では、物理捕集に加えて、静電気力で粒子状物質を除去しなければならないため、カバー層に用いる繊維量を増加させていた。これにより、圧力損失の増加が生じていた。また脱臭に用いる活性炭は粒子径が大きく、フィルタに挟み込むことで通気度の低下が起こり、圧力損失の増加を生じさせていた。
【０００５】
一方、電極部を備え、カバー層の繊維を高誘電樹脂材料で構成し、電極部が作り出す電界中で、高誘電樹脂を分極させ、カバー層の繊維による集塵性能を高めるものもあった。（例えば、特許文献２を参照）。またカバー層と脱臭層（アース層を兼ねる）を一体化した層構成を用いることで電極部を併用しながら、集塵と脱臭を低圧力損失で行う技術が開示されている。（例えば、特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６１４４５号公報
【特許文献２】特開２００１−１９０９８３号公報
【特許文献３】特開平２−６３５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような電界による繊維分極効果を用いた集塵機能と脱臭機能を有する多層デバイスの構成例では、カバー層と脱臭層を貼り合せたことが原因で濾材単板を通過する際の圧力損失（濾材圧損）の増加が発生する。また、各層の機能を高性能化させると各層の厚さが増大し、フィルタの圧力損失が増加し空気清浄機の風量低減を引き起こすので、濾材圧損上昇の低減が必要である。
【０００８】
そこで本発明は、従来よりも低圧力損失でかつ集塵および脱臭効率を向上させたエアフィルタユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、この目的を達成するために、本発明に係るエアフィルタユニットは、上流側から電極部と、プリーツ化したエアフィルタと、前記エアフィルタに内蔵した対向電極層と前記エアフィルタに配置した補助対向電極部とからなり、前記エアフィルタは枠体とプリーツ保持部でシート状濾材をプリーツ形状に形成した箱型を有し、前記シート状濾材は気流の上流側から、粒子を捕集する帯電繊維層と、前記帯電繊維層と基材層を接着する接着層と、フィルタ形状を支持する前記基材層とを備え、前記基材層は化学吸着成分を含み、前記化学吸着成分はアミン系化合物であって、前記接着層と前記プリーツ保持部には導電性成分を含み、前記接着層が前記対向電極層を形成し、プリーツ保持部が前記補助対向電極部を形成し、前記電極部と前記補助対向電極部との電位差は、前記電極部と対向電極層との電位差に比べて大きい構成にしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、上流側から電極部と、プリーツ化したエアフィルタと、前記エアフィルタに内蔵した対向電極層と前記エアフィルタに配置した補助対向電極部とからなり、前記エアフィルタは枠体とプリーツ保持部でシート状濾材をプリーツ形状に形成した箱型を有し、前記シート状濾材は気流の上流側から、粒子を捕集する帯電繊維層と、前記帯電繊維層と基材層を接着する接着層と、フィルタ形状を支持する前記基材層とを備え、前記基材層は化学吸着成分を含み、前記化学吸着成分はアミン系化合物であって、前記接着層と前記プリーツ保持部には導電性成分を含み、前記接着層が前記対向電極層を形成し、プリーツ保持部が前記補助対向電極部を形成し、前記電極部と前記補助対向電極部との電位差は、前記電極部と対向電極層との電位差に比べて大きい構成にしたことで、前記接着層が対向電極層となり、対向電極層を繊維不織布で形成することをなくし、低圧力損失で前記電極部と前記帯電繊維層による高い集塵性能と前記基材層の化学吸着成分による高いホルムアルデヒド脱臭性能を有することができる。
【００１１】
さらに、電極部と接着層である対向電極層の間で形成される全面に広がった電界（Ｅ１）に加え、電極部と前記プリーツ保持部の間で形成されるプリーツの山部に沿った方向へ向う電界（Ｅ２）が発生する。この電界（Ｅ２）は前記エアフィルタに流入する室内汚染物質の進行方向をプリーツの山部に沿った方向に曲げることができ、慣性力を持ったまま前記帯電繊維層及び前記基材層に流入するので、前記帯電繊維層内及び前記基材層内での移動距離が増加し、層内で浄化される確率が向上する。したがって、低圧力損失でかつ高い集塵性能と高いホルムアルデヒド脱臭性能を有することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の空気清浄装置の設置状態を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１の空気清浄装置の断面図
【図３】本発明の実施の形態１のエアフィルタユニットの斜方図
【図４】本発明の実施の形態１のエアフィルタユニットの概略模式図
【図５】本発明の実施の形態１のエアフィルタの概略図
【図６】本発明の実施の形態１のエアフィルタの断面概略の拡大図
【図７】本発明の実施の形態１のエアフィルタユニットの電界の一部を示す拡大概略図
【図８】従来のエアフィルタを示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の請求項１に係わるエアフィルタユニットは、上流側から電極部と、プリーツ化したエアフィルタと、前記エアフィルタに内蔵した対向電極層と前記エアフィルタに配置した補助対向電極部とからなり、前記エアフィルタは枠体とプリーツ保持部でシート状濾材をプリーツ形状に形成した箱型を有し、前記シート状濾材は気流の上流側から、粒子を捕集する帯電繊維層と、前記帯電繊維層と基材層を接着する接着層と、フィルタ形状を支持する前記基材層とを備え、前記基材層は化学吸着成分を含み、前記化学吸着成分はアミン系化合物であって、前記接着層と前記プリーツ保持部には導電性成分を含み、前記接着層が前記対向電極層を形成し、プリーツ保持部が前記補助対向電極部を形成し、前記電極部と前記補助対向電極部との電位差は、前記電極部と対向電極層との電位差に比べて大きいことを特徴とする。
【００１４】
これにより、接着層が対向電極層となることで、繊維不織布の層をなくし、圧力損失を低減することができる。電極部と対向電極とする接着層である対向電極層の間の形成されるエアフィルタ全面に広がった電界（Ｅ１）に加え、さらに、プリーツ保持部が前記補助対向電極部となることで、電極部と前記プリーツ保持部の間で形成されるプリーツの山部に沿った方向へ広がる電界（Ｅ２）が発生する。この電界（Ｅ２）は前記エアフィルタに流入する室内汚染物質の進行方向をプリーツの山部に沿った方向に曲げることができ、帯電した物質は慣性力を持ったまま前記帯電繊維層及び前記基材層に流入するので、前記帯電繊維層内及び前記基材層内での移動距離が増加し、該層内で捕集される確率が向上する。したがって、低圧力損失でかつ高い集塵性能と高いホルムアルデヒド脱臭性能を有することができる。
【００１５】
また、本発明の請求項２に係わるエアフィルタユニットは、前記接着層の表面抵抗値が１０８Ω／□以下であり、前記プリーツ保持部材の表面抵抗値は１０６Ω以下で、前記プリーツ保持部材の表面抵抗値は前記接着層の表面抵抗値よりも小さい値であることを特徴とする。□はｃｍ２を示す。
【００１６】
これにより、電極部に対する対向電極として導電性が得られるので前記エアフィルタ上流面は全面に渡って電界（E１）を形成し、前記帯電繊維層の繊維分極の効果を増大させ、高い集塵性能を得ることができる。また、前記プリーツ保持部材の表面抵抗値が前記接着層よりも小さいことでプリーツの山に沿った方向への電界（E２）が形成され、前記エアフィルタに流入する室内汚染物質の進行方向をプリーツの山に沿った方向に曲げることができ、帯電した物質は慣性力を持ったまま前記帯電繊維層及び前記基材層に流入するので、前記帯電繊維層内及び前記基材層内での移動距離が増加し、層内で浄化される確率が向上する。
【００１７】
また、本発明の請求項３に係わるエアフィルタユニットは、前記帯電繊維層を形成する高分子材料の体積抵抗率が１０１６Ωｃｍ以上、且つ誘電正接が０．００１以下であることを特徴とする。
【００１８】
これにより、前記帯電繊維層は紡糸時あるいはエレクトレット処理時に付与された多くの電荷を安定保持することが可能で、高い電界強度を長期間にわたって保持することができるため、クーロン力による捕集効率も長期間維持することが可能である。大気中の粉塵や水蒸気といった負荷環境下に曝されても、太繊維内部で分極された双極子は影響を受けづらく、大気中への電荷放出を抑えることができ、長期に亘って帯電能力が維持され、高い捕集効率を発揮することが可能となる。
【００１９】
以下、図面を参照しながら本発明におけるエアフィルタユニットの実施の形態について説明する。なお、以下に説明する内容は実施の一例に過ぎず、これに限定されるものではない。
【００２０】
（前提例）
本実施の形態においては、室内汚染物質の代表格であるホルムアルデヒドを例に挙げて化学吸着による脱臭のメカニズムを説明する。
【００２１】
本実施の形態において備えたアミン系化合物はホルムアルデヒドと以下のような不可逆反応を生じる。
【００２２】
反応の一例を挙げると、
Ｒ−ＮＨ２＋ＨＣＨＯ
→Ｒ−Ｎ＝ＣＨ２＋Ｈ２Ｏ（ｓｈｉｆｆ塩基）
２Ｈ２ＮＣＯＮＨ２（尿素）＋ＨＣＨＯ
→ＮＮ２ＣＯＮＨＣＨ２ＮＨＣＯＮＨ２（ジメチロール尿素）
ＮＨ２−ＮＨ２（ヒドラジン）＋２ＨＣＨＯ
→ＣＨ２＝Ｎ−Ｎ＝ＣＨ２
などのように反応する。
【００２３】
これらの反応は、アルデヒド基をもつガス成分（粒子径が１０−９ｍから１０−１０ｍ）に対して有効な反応であるため、ホルムアルデヒド以外のアルデヒド類化合物との反応性にも適応できる。また、これらの反応は化学吸着によるものであり、活性炭などの物理的な吸着機構とは区別され、臭気物質の再放出がない。
【００２４】
（実施の形態１）
通常、図１に示す建屋内において粒子状物質は、窓１を通して外気から取り込まれるまたは人の生活により発生し、室内を浮遊している。またホルムアルデヒドは、壁紙２あるいは家具３などから発生し、空気よりも比重が重いため、室内で床４付近に濃度が高い状態で存在している。
【００２５】
本実施の形態１に示すエアフィルタユニット６は、例えば、図１に示すように室内の床４に配置される空気清浄装置５に備えられる。そして、空気清浄装置５は、空気清浄運転を行うものである。
【００２６】
図２に示すように、空気清浄装置５は、本体ケーシング７内に、エアフィルタユニット６と送風手段８とを備えている。
【００２７】
本体ケーシング７は、例えば縦長の箱型形状をしており、本体ケーシング７の前面側にエアフィルタユニット６と同サイズの吸気口９を備え、本体ケーシング７の天面部には四角形状の吹出口１０を備え、吹出口１０には空気の流れを整流するルーバー１１を設けている。吹出口１０は送風手段８の上部において送風手段８の吐出口に連通している。
【００２８】
送風手段８は、吸気口９と吹出口１０との間の風路１２に設けられ、スクロール形状のケーシング１３と、このケーシング１３内に備えられた遠心送風ファンである羽根１４と、この羽根１４を回転させるモーター１５から構成されている。
【００２９】
すなわち、空気清浄装置５は、モーター１５が回転することにより、遠心送風ファンの羽根１４が回転し、吸気口９から本体ケーシング７内に、室内汚染物質が吸引され、エアフィルタユニット６、風路１２、送風手段８を介して吹出口１０へと送風される機構になっており、室内の汚染空気をエアフィルタユニット６で浄化し、清浄な空気を室内へと送風するものである。
【００３０】
図３にエアフィルタユニット６の概略斜視図を示し、エアフィルタ１７の構成を図４に示す。エアフィルタユニット６は、最上流側に電極部１６、その下流側にエアフィルタ１７が配置されている。エアフィルタ１７には、電極部１６に対し、対向電極となる対向電極層２９を内蔵し、さらに補助対向電極部３０を備えている。
【００３１】
エアフィルタ１７は、上流側から順番に帯電繊維層１８、接着層１９、基材層２０が配置されている。接着層１９は帯電繊維層１８と基材層２０を貼り合せる為に存在している。
【００３２】
接着層１９は、対向電極層２９を形成するものである。
【００３３】
電極部１６は、空気分子をイオン化できればよく、形状は問わない。電極の例として、針状電極、トゲ状電極等が挙げられる。また、後述するプリーツ保持部２５と並行に線電極を配置しても良い。
【００３４】
電極部１６と接着層１９間の電流制御に関しては、コロナ放電を引き起こす数μＡ以下であればよく、ほとんど電流の流れない暗電流の領域付近でも空気分子のイオン化が可能であれば制限はない。電極は高電圧電源に接続され、例えば６ｋＶ以下の電圧を接着層１９との間に印加できる。
【００３５】
エアフィルタ１７は、空気清浄装置５の運転時に面風速を下げて集塵性能と脱臭性能を向上させるために、帯電繊維層１８と基材層２０は、それぞれシート状濾材２１をプリーツ形状に加工し、集塵あるいは脱臭に寄与する濾材面積を広くした方が有効である。そこで、エアフィルタ１７は、図５に示すように、山部２２と谷部２３を有するプリーツ形状をしており、その外周には、プリーツ形状を保ち、フィルタサイズを固定するための枠体２４が設けられている。本実施の形態のエアフィルタ１７は、枠体２４により箱型形状を維持している。またプリーツ形状を形成している山部２２と谷部２３のピッチ間隔が均一になるように、プリーツ保持部２５で固定をしている。プリーツ保持部２５は山部２２の稜線に対して直交する方向に隣り合う山部２２間、または隣り合う谷部２５間を接続するものである。
【００３６】
プリーツ保持部２５は、補助対向電極部３０を形成するものである。
【００３７】
図６において、シート状濾材２１を形成する各層について説明する。
【００３８】
帯電繊維層１８の材料は、例えば、ポリオレフィン系高分子、スチレン系高分子、ポリエーテル系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、ポリエステル系高分子、ポリイミド系高分子、ポリイミド系高分子、ポリアミドイミド系高分子、ウレタン系高分子、エポキシ系高分子、フッ素系高分子、セルロース系高分子、アクリル系高分子、塩化ビニル系高分子、フェノール系高分子、テフロン（登録商標）、シリコン、ガラス繊維などの材料が挙げられる。この中から一つ、あるいは複数を混合した材料を用いることがよい。
【００３９】
また、帯電繊維層１８に帯電強化剤を添加しても良い。帯電強化剤は正または負の帯電効果を増強するものである。以下に記載する内容は一例に過ぎず、これに限定されるものではない。
【００４０】
例えば、正帯電を促進する帯電強化剤としては、ベンゾグアナミン系化合物、メラミン系化合物、ポリメタクリル酸メチル粒子、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子、無機微粒子、イミド系化合物、光安定剤、アジン化合物、アジン化合物からなる直接染料、ニグロシン化合物、ニグロシン化合物からなる酸性染料、高級脂肪酸の金属塩類、４級アンモニウム塩、正帯電性トナーなどが挙げられる。これらの中から２種類以上を混合して用いてもよい。
【００４１】
また、負帯電を促進する材料として、フッ素系化合物、光安定剤、ポリメタクリル酸メチル粒子、架橋ポリメタクリル酸メチル粒子、無機微粒子、金属微粒子、負帯電性トナーなどが挙げられ、これら２種類以上を混合して用いてもよい。
【００４２】
なお、荷電制御剤や表面処理剤により、帯電の極性を変化させることが可能な材料も存在し、これらを用いてもよい。
【００４３】
帯電繊維層１８の製造方法としては、例えば、メルトブローン法、エレクトロスピニング法、スパンボンド法、サーマルボンド法、ケミカルボンド法、湿式法などであり、多くの場合、繊維形成後にエレクトレット加工をする必要がある。エレクトロスピニング法を用いた場合、製造工程の中で、高電圧を印加する製造方法であるため、エレクトレット化が不要である。
【００４４】
帯電繊維層１８を形成する繊維の平均繊維径は、５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の繊維で構成することが好ましい。繊維径が３０００ｎｍより太くなると、帯電繊維層１８の空孔を形成する際に、繊維体積が占める割合が大きくなり、空気抵抗の増加、つまり濾材圧損の増加に繋がる。また、繊維径が５０ｎｍよりも細くなると、空気分子が繊維の網目空間を歪ませて通過し、濾材圧損の増大を招いてしまうため、５０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下の繊維径が好ましい。
【００４５】
また、帯電繊維層１８は、帯電性を確保するために、帯電繊維層１８を形成する高分子繊維の体積抵抗率を、１０１６Ωｃｍ以上、且つ誘電正接が０．００１以下の条件を満たす高分子にすることが好ましい。規格ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１（工業標準化法に基づく規格）およびＡＳＴＭ  Ｄ２５７（米国試験材料協会策定の規格）に準拠して測定した帯電繊維層１８そのものの体積抵抗値が１０１６Ωｃｍ以上であればよい。
【００４６】
体積抵抗率が１０１６Ωｃｍより低いと、高電圧印加時の繊維への電荷付与が不十分となり、捕集効率が低下する。また、誘電正接が０．００１より大きいと、繊維に付与された電荷の保持が不安定になり、湿度の高い状況下、すなわち水蒸気に曝露されると電荷が大気中に放出されやすく、捕集効率が低下してしまう。つまり、体積抵抗率は１０１６Ωｃｍ以上、且つ誘電正接が０．００１以下の高分子が好ましい。
【００４７】
基材層２０は、ガラス繊維、パルプ繊維、樹脂繊維、炭素繊維および無機繊維の少なくとも１つを含む繊維によって形成されている。基材層２０の製法としては、スパンボンド法、乾式または湿式抄紙法、メルトブローン法、スパンボンド法、エアレイド法、サーマルボンド法などが挙げられ、特に制限はない。
【００４８】
基材層２０の目付量は、５０〜１００ｇ／ｍ２であることが好ましい。目付量が５０ｇ／ｍ２未満であると、基材層２０の剛軟度が低下することにより、プリーツ加工の生産性の低下やフィルタ形状の維持が困難になる。１００ｇ／ｍ２を越えると、基材層２０の圧損が大きくなることに加え、プリーツ化した際のエアフィルタ１７の構造圧損が大きくなり好ましくない。
【００４９】
基材層２０を構成する繊維の平均繊維径は、２０〜８０μｍであることが好ましい。平均繊維径が２０μｍ未満であると、繊維の強度が低く、補強材としての強度が不十分となる。また、繊維径が細くなると化学吸着成分の添着が繊維上よりも繊維間の空隙に多く存在するようになり、圧損が高くなる、吸着剤の添着量が少なくなる、吸着剤が脱離しやすくなるといった問題が生じる。一方で８０μｍを越えると、基材層２０の厚みが厚くなり、プリーツ化した際のエアフィルタ１７の構造圧損が大きくなるので、好ましくない。
【００５０】
化学吸着成分を基材層２０に含ませる方法は、基材層２０の形成前に行う方法と基材層２０の形成後に行う方法がある。
【００５１】
基材層２０の繊維形成前の方法としては、繊維紡糸時や基材繊維への樹脂等のコーティング時に、化学吸着成分を紡糸液やコーティング液に含有させておく方法がある。また、基材層２０の形成後の方法としては、化学吸着成分を溶液に溶解・分散させ、少量の界面活性剤およびバインダーを加えた後、この液体に基材層２０を浸漬させる方法、化学吸着成分を含有した液体をスプレーで噴き付ける方法、刷毛やローラーで塗布する方法等を挙げることができる。上記方法の中で好ましいのは、基材層２０の繊維形成後に化学吸着成分を含浸させる手法である。これにより基材層２０の表面部で広範囲にわたって、化学吸着成分が多量に含有される状態にすることができる。基材層２０の表面部の広範囲に化学吸着成分を存在させることができれば、ホルムアルデヒドとの接触確率が上がり、吸着性能を向上させることができる。
【００５２】
化学吸着成分の粒子径は１０μｍ以下であることが重要である。なぜなら、粒子径が１０μｍ以下にすることで表面積が大きくなりホルムアルデヒドとの接触確率を上げ反応性を向上させることができる、また粒子径が１０μｍを超えると基材層２０の繊維に付着しづらくなり粉落ちの原因となることで脱臭性能が低下してしまうことを防ぐ。さらに、粒子径が１０μｍを超えると基材層２０を形成する繊維径での平面状の空隙を埋め、さらにプリーツ化した際の剛性が上がってしまうため、エアフィルタ１７の圧力損失も招くからである。
【００５３】
基材層２０への化学吸着成分の添着量は、１０ｇ／ｍ２から３０ｇ／ｍ２である。なぜなら、添着量が１０ｇ／ｍ２よりも少ないと脱臭性能が低くなり、３０ｇ／ｍ２よりも多くなると粉落ちによる性能低下や基材層２０の空隙を埋めることによる圧力損失増大を招くためである。
【００５４】
接着層１９は、帯電繊維層１８と基材層２０を一体化してプリーツ化するためのシート状濾材２１の作製時に形成される。接着剤には、アクリル系バインダー、酢酸ビニル系バインダー、オレフィン系バインダー、ポリウレタン系バインダーなどを用いることができ、ホットメルトでの接着が容易である。接着層１９に導電性を持たせるため、接着剤には導電性添加剤を加えて導電性接着剤として用いる。導電性添加剤としては、カーボンブラック、酸化スズ系や酸化チタン系の金属酸化物微粒子、銀系の金属微粒子などを用いることができる。例えば、カーボンブラックを少量添加した酢酸ビニル系バインダーを高温（例１３０℃）で液状にし、帯電繊維層１８もしくは基材層２０の少なくともどちらか一方に塗布し、他方の繊維層と重ね合わせ、室温冷却させることで貼り合わせることができる。塗布量は、１〜５ｇ／ｍ２が好ましい。１ｇ／ｍ２より少ないと接着が剥がれる恐れがあり、５ｇ／ｍ２より多いと接着層１９が厚くなり、２層の繊維にある空隙を塞ぎ濾材圧損上昇が生じる。接着層１９の抵抗率は、１０８Ω／□以下とすることが良い。□はｃｍ２を示す。
【００５５】
これにより、対向電極としての導電性が十分に得られるので前記電極部から高い電界強度が得られ、前記帯電繊維層１８の繊維の分極を増大させ、高い集塵性能を得ることができる。
【００５６】
特に、電極部１６との安定した電位差を得るために接着層１９を外部アースと接続することもできる。すなわち、枠体２４もしくは枠体２４の一部に導電性を持たせた枠体導電部分２６を備え、枠体導電部分２６と接着層１９を導電性接着剤で接着する。枠体導電部分２６には導電性添加剤を含んだ塗料を塗布することで作製可能である。枠体導電部分２６は風路１２内に設けたアース接続部２７を通してアースが取れる。また、枠体２４を用いず、接着層１９の端部とアース接続部２７を直接つなげても良い。
【００５７】
この際に、エアフィルタ１７の構成は、上流から帯電繊維層１８、接着層１９、基材層２０の順番に配置されていることが重要であり、電界形成における集塵性能及び脱臭性能向上の効果を十分に得られる。
【００５８】
プリーツ化の方法に関しては、特に制限はなく、山部２２と谷部２３によるプリーツ形状が成形できればよく、シート状濾材２１をレシプロやロータリーなどの方式を用いた折り曲げ機（図示せず）によって、山折りと谷折りを交互に折っていくことでプリーツ形状を成形すれば良い。
【００５９】
プリーツ保持部２５は山部２２の間隔を一定に保つために用い、一方向に（例えば、紙面垂直方向）山部２２をつなぎ止める。プリーツ保持部２５の幅は、１〜３ｍｍが好ましく、１ｍｍより細い場合には山部２２をつなぎ止める力が弱く、通風時に剥がれる恐れがあり、３ｍｍより太くなると通風の妨げとなり、圧力損失が増大する。プリーツ保持部２５の間隔は１０〜５０ｍｍが好ましく、１０ｍｍより小さくなると通風の妨げとなり、圧力損失が増大し、５０ｍｍより大きいと山部２２つなぎ止める力が弱く、通風時に剥がれる恐れがある。上記方法により、谷部２３をつなぎ止めることも可能であり、プリーツ形状をより安定にすることができる。
【００６０】
プリーツ保持部２５に導電性成分を持たせるには、接着層１９作製時や接着層１９と枠体導電部分２６の接着時に用いた導電性接着剤をプリーツ保持部２５の材料に用いればよい。プリーツ保持部２５は、電極部１６にある放電点２８（トゲ電極であればトゲ先、針電極であれば針先となる）とは山部２２に沿った方向に距離があるが、プリーツ保持部２５の表面抵抗値を１０６Ω／□以下とし、プリーツ保持部２５の表面抵抗値を接着層１９の表面抵抗値よりも１０２Ω／□以上小さくすることで、放電点２８とプリーツ保持部２５との電界E２が形成できる。そしてプリーツ保持部２５と枠体導電部分２６を接することでプリーツ保持部２５に接着層１９と同様の効果を生じさせることができる。
【００６１】
図７は、エアフィルタ１７の水平断面の一部と放電点２８の１つにおける断面を上部から見た概略拡大図であり、電界E１及び電界E２の形成模式図である。放電点２８と接着層１９からなる電界E１はシート状濾材２１全面に広がるため通風方向から見て面上に電界が形成される。一方、放電点２８とプリーツ保持部２５からなる電界E２は、プリーツの山部２２の稜線に沿った所定の間隔位置に向けて生じる。すなわち、偏りを生じさせるものである。
【００６２】
上記構成により、空気清浄装置５を運転すると、室内汚染物質は空気清浄装置５の吸気口９から流入し、風路１２内を通り、エアフィルタユニット６に到達する。
【００６３】
電極部１６を空気が通過すると、放電点２８と対向電極層２９ないし、放電点２８と補助対向電極部３０で形成させる電界で、空気分子はイオン化され、同様に空気に含まれる室内汚染物質もイオン化されて帯電状態となる。
【００６４】
その後、電極部１６後段のエアフィルタ１７に到達する。エアフィルタ１７は、帯電繊維層１８と基材層２０の２層とを備え、対向電極層２９を接着層１９で構成したことで、対向電極層２９に繊維不織布の層を用いず、圧力損失増大を抑制しながら以下効果を有する。電界E１が内部にある帯電繊維層１８の繊維の分極を促し、静電気力の作用により、帯電した粒子状物質の捕集効率を向上させることができる。特に帯電繊維層１８と対向電極層２９が密着しているため、放電点２８と帯電繊維層１８までの電圧降下を低減することができ、帯電繊維層１８の繊維分極効果が十分に得られる。
【００６５】
さらに、放電点２８とプリーツ保持部２５からなる、山部２２の稜線に沿った電界Ｅ２が形成される。したがって、流入した粒子状物質は通風方向への移動に加えて、山部２２の稜線に沿った方向へも移動が生じる。これにより、帯電繊維層１８に流入した物質の水平方向への移動は、通風方向と山部２２の稜線に沿った方向の合成成分となり、通過距離が伸長され、除去される確率が向上し、集塵性能が高まる。これは後段の基材層２０でのホルムアルデヒド吸着においても同効果が期待できる。この効果は、電界Ｅ２における電極部１６の対向電極として作用するプリーツ保持部２５が帯電繊維層１８と近接しているために、粒子状物質やホルムアルデヒドを通風方向に対して直交する方向への移動させる力を加えることができる。プリーツ保持部２５が帯電繊維層１８から離れると、帯電した室内汚染物質が空気分子や他の室内汚染物質と衝突し慣性力が弱わることで、通風方向への移動のみとなり、効果が得られない。上記作用により、帯電した粒子状物質は帯電繊維層１８で捕集される。粒子状物質は、粒子径が１０−４ｍから１０−５ｍ程度であるので、ホルムアルデヒド及びホルムアルデヒド凝集体に比べて帯電繊維層１８で捕集される確率が高い。
【００６６】
また、ホルムアルデヒド及びホルムアルデヒド凝集体は電界により、分極をして電荷を帯びた状態であるが、粒子径（１０−９ｍから１０−１０ｍ）が小さいため、帯電繊維層１８を通り抜けて、接着層１９に流入する。これらはエアフィルタ１７内部の接着層１９を通過した後にホルムアルデヒド除去可能な基材層２０で化学吸着される。接着層１９では、接着層１９を構成する繊維との電位差により、流入方向に直交する方向に静電気力を受けて、偏向されたまま下流側の基材層２０に流入する。これにより、ホルムアルデヒドなどは基材層２０内部で通風方向の移動に加えて、通風方向に対して直交する方向への移動が加わり移動距離が増加することで、基材層２０にある化学吸着剤成分に吸着される確率が向上する。
【００６７】
エアフィルタ１７で浄化された空気は、風路１２を抜けて、送風手段８を通り吹出口１０からルーバー１１で風向きをもって排出されることで、浄化空気を室内に放出し、室内空気の浄化を行う。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明におけるエアフィルタユニットおよびそれを用いた空気清浄装置は、電気的な力を利用した集塵機能および脱臭機能を最大限利用して、大気中の粒子物質及びアルデヒド類に代表される室内の化学物質を低圧力損失で除去するエアフィルタユニットおよびそれを用いた空気清浄装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１    窓
２    壁紙
３    家具
４    床
５    空気清浄装置
６    エアフィルタユニット
７    本体ケーシング
８    送風手段
９    吸気口
１０    吹出口
１１    ルーバー
１２    風路
１３    ケーシング
１４    羽根
１５    モーター
１６    電極部
１７    エアフィルタ
１８    帯電繊維層
１９    接着層
２０    基材層
２１    シート状濾材
２２    山部
２３    谷部
２４    枠体
２５    プリーツ保持部
２６    枠体導電部分
２７    アース接続部
２８    放電点
２９    対向電極層
３０    補助対向電極部
１０１    フィルタ濾材
１０２    吸着剤
１０３    担持層
１０４    基材
１０５    カバー層
【図１】
2020138172.tif 000003
【図２】
2020138172.tif 000004
【図３】
2020138172.tif 000005
【図４】
2020138172.tif 000006
【図５】
2020138172.tif 000007
【図６】
2020138172.tif 000008
【図７】
2020138172.tif 000009
【図８】
2020138172.tif 000010