(57)【要約】【課題】化学反応性が低いＶＯＣの除去性能を長期間にわたり高めることができるプリーツフィルタを提供することを目的とする。【解決手段】アミン系薬剤を有した層１９と金属化合物触媒を有した層２１と集塵層２０の三層を一体化させたプリーツフィルタにおいて、気流の上流側からアミン系薬剤を有した層１９、集塵層２０、金属化合物触媒を有した層２１の順番になるように積層したことで、気流の上流側でアルカリ性物質と粒子状物質を除去できるので、金属化合物触媒を有した層２１には、ベンゼンやトルエンなど、化学反応性の低いＶＯＣのみを流入させることができ、金属化合物触媒２５への処理量負荷を低減させ、長期間性能を高めることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミン系薬剤を有した層と金属化合物触媒を有した層と集塵層の三層を一体化させたプリーツフィルタにおいて、気流の上流側から前記アミン系薬剤を有した層、集塵層、金属化合物触媒を有した層の順番になるように積層したプリーツフィルタ。
【請求項２】
集塵層の繊維が、疎水性高分子で構成されている請求項１に記載のプリーツフィルタ。
【請求項３】
集塵層の繊維が、ポリプロピレンで構成されている請求項２記載のプリーツフィルタ。
【請求項４】
集塵層の繊維が帯電している請求項１から３のいずれか一つに記載のプリーツフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄装置に内装して、空気の浄化を行う空気浄化フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｄｓ）は、大気中の光化学反応より、光化学スモッグを引き起こす原因物質の一つとされている。低濃度であっても健康障害を起こすため、住宅内において、壁紙や家具等から放出したＶＯＣは、室内汚染物質として除去されることが望まれている。
【０００３】
従来、空気浄化フィルタ１０１では、活性炭層１０２と薬剤層１０３を積層し、吸着性能を高めることが知られている。また、プリーツ化することで処理面風速を低くすることができるので、少量の薬剤量において、吸着性能を確保していた（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３８０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の空気浄化フィルタでは、吸着性能を高める構造において、活性炭顆粒物をシートで挟み込んでいた。したがってフィルタの圧力損失を低くするために、活性炭顆粒物を多量に備えることはできないものであった。
【０００６】
すなわち、活性炭の量が足らないために吸着性能を高性能で維持することができず、また限られた活性炭量の中で不特定多数の物質を吸着してしまうので、性能が著しく低下するという問題が発生していた。活性炭顆粒物では、ＶＯＣの除去性能が低いため、実用的でないという課題を有していた。
【０００７】
ＶＯＣの除去性能を高めようとすると、ろ材厚みが厚くなるため、プリーツフィルタとした場合に、プリーツピッチ間隔が広くなってしまい、通風路内において、ろ材面積が減少してしまう。そのため、面風速が高くなり、除去性能が低くなってしまう。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、長期間に渡りＶＯＣの除去性能を維持することができるプリーツフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
まず、触媒を用いてＶＯＣを除去することを検討したところ、ＶＯＣを除去する触媒は、ＶＯＣ以外の物質も吸着してしまったり、ＶＯＣ以外の物質にも反応してしまったりすることがあることが解った。すなわち、ＶＯＣと呼ばれる物質のなかで、化学反応性が低いベンゼンやトルエンを代表とする物質の除去性能や耐久性を向上することが困難であることが判明した。なぜなら、化学反応性が低いＶＯＣ以外にも発がん性の高い物質として疑いのもたれているホルムアルデヒドは、化学反応性が高く、化学反応性が低いＶＯＣと触媒との反応に競合してしまうからである。
【００１０】
そして、上記目的を達成するために、本発明に係るプリーツフィルタは、アミン系薬剤を有した層と、金属化合物触媒を有した層と、集塵層の三層を一体化させた空気浄化フィルタにおいて、気流の上流側から前記アミン系薬剤を有した層、集塵層、金属化合物触媒を有した層の順番になるように積層したものであり、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】
【００１１】
本発明によれば、プリーツフィルタは、アミン系薬剤を有した層と、金属化合物触媒を有した層と、集塵層の三層を一体化させた空気浄化フィルタにおいて、気流の上流側から前記アミン系薬剤を有した層、集塵層、金属化合物触媒を有した層の順番になるように積層することにより、一般的に化学反応性が乏しいベンゼンやトルエンなどの対象物質のみを金属化合物触媒を有した層へ導き、面風速を低く設定することで、金属化合物触媒を有した層での除去性能を長期間高く持続できるフィルタろ材とそれを用いた空気清浄装置を提供することができる。
【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】同空気清浄装置の断面図
【図３】同エアフィルタの斜視図
【図４】同エアフィルタに使用するプリーツ状ろ材を示す図
【図５】同フィルタろ材の積層構造を示す図
【図６】同フィルタろ材を拡大した概略断面図
【図７】従来のエアフィルタの概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の請求項１に係るプリーツフィルタは、アミン系薬剤を有した層と、金属化合物触媒を有した層と、集塵層の三層を一体化させたプリーツフィルタにおいて、気流の上流側から前記アミン系薬剤を有した層、集塵層、金属化合物触媒を有した層の順番になるように積層したものである。
【００１４】
これにより、金属化合物触媒を有した層に対して、アミン系薬剤を含有した層が上流側に存在するため、アミン基と反応するホルムアルデヒドや体臭の原因となるノネナールなど、アルデヒド臭気のアルカリ性物質は、アミン系薬剤のクーロン力で除去される。また、集塵層が金属化合物触媒を有した層よりも上流側に存在するため、粒子状物質が除去される。
【００１５】
つまり、上流側でアルカリ性物質と粒子状物質を除去できるので、金属化合物触媒を有した層には、ベンゼンやトルエンなど、化学反応性の低いＶＯＣのみを流入させることができ、金属化合物触媒への処理量負荷を低減させ、長期間性能を高めることができる。さらに、アミン系薬剤と金属化合物触媒が集塵層により隔離されているので、アミン系薬剤と金属化合物触媒が反応し、双方の活性を失うことを防ぐことが出来る。
【００１６】
また、請求項２に係るプリーツフィルタは、集塵層の繊維が、疎水性高分子で構成されているものである。
【００１７】
これにより、物理吸着しやすい疎水性粒子物質の一部が集塵層の繊維に吸着するため、金属化合物触媒の表面に物理吸着する量を減らすことで長期化性能維持が可能である。
【００１８】
つまり、疎水性高分子で構成することで集塵層を疎水性とすることで、極めて高濃度の化学反応性が低いＶＯＣが流入したときには、集塵層が一部を物理吸着し、下流側の金属化合物触媒に対する負荷を減らすことができる。
【００１９】
また、請求項３に係るプリーツフィルタは、集塵層の繊維が、ポリプロピレンで構成されているものである。
【００２０】
これにより、集塵層の繊維をポリプロピレンで構成することで、集塵層を疎水性とすることができ、極めて高濃度の化学反応性が低いＶＯＣが流入したときには、集塵層が一部を物理吸着し、下流側の金属化合物触媒への負荷を減らすことができる。
【００２１】
また、請求項４に係るプリーツフィルタは、集塵層の繊維が帯電しているものである。
【００２２】
これにより、集塵層において帯電している繊維が粒子の物理吸着に寄与することとなるので、下流側の金属化合物触媒の表面に物理吸着する粒子物質の量を減らすことで性能維持が可能である。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
ＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｄｓ）と呼ばれる物質には、たくさんの種類の物質がある。
【００２５】
そのなかで、ベンゼンやトルエンは、通常建屋内において壁紙４などの内装材や接着剤あるいは家具５、タバコの煙などから発生することがある。空気よりも比重が重いため、室内２で床３付近に濃度が高い状態で存在している。また、ベンゼンやトルエンのようなＶＯＣは、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒドのようなカルボニル基を持った物質に比べて、化学反応性が低い物質である。
【００２６】
本実施の形態１に示す空気清浄装置１は、ベンゼンやトルエンのような化学反応性が低いＶＯＣも除去できるものである。図１に示すように、室内２の床３の上に設置され、空気清浄運転を行うものである。
【００２７】
図２に示すように、空気清浄装置１は、本体ケース６内に送風手段７とエアフィルタ８とを備えている。本体ケース６は、略縦長箱形状である。この本体ケース６の前面には、中央部のパネルを縁部において包囲する略四角形状の吸気口９を設けている。また、本体ケース６の天面部には、略四角形状の排気口１０を備えている。
【００２８】
送風手段７は、本体ケース６の吸気口９と、排気口１０との間の風路に設けられている。また、送風手段７は、スクロール形状のケーシング１１と、このケーシング１１内に設けられた遠心送風ファンである羽根１２と、この羽根１２を回転させる電動機１３とから形成している。
【００２９】
エアフィルタ８は、本体ケース６の吸気口９の内側に位置している。送風手段７によって、吸気口９から本体ケース６内に室内の空気が吸気されると、室内の空気は、エアフィルタ８を通過して、排気口１０へと送風されるものである。つまり、室内のＶＯＣを含む空気をエアフィルタ８で清浄して、その後室内へ送風するものである。
【００３０】
通風時の面風速を下げて除去性能を向上させるためと、各種繊維量および薬剤の含有量を確保し耐久性を向上させるために、図５に示すシート状ろ材１８は、エアフィルタ８において、空気の通過面積を広くした方が良い。そこで、図３に示すエアフィルタ８は、シート状ろ材１８をプリーツ化したプリーツ状ろ材１４を備えている。すなわち、プリーツ状ろ材１４と、プリーツ状ろ材１４の外周に設けた枠形状の形状保持部１５とから形成している。形状保持部１５は、プリーツ状ろ材１４をプリーツ形状に保持するためのものである。形状保持部１５は、ロの字形状の枠部１６と、この枠部１６とプリーツ状ろ材１４との間に設けた接着部材１７とから構成している。つまり、枠部１６は、プリーツ状ろ材１４の周縁で、接着部材１７によって、プリーツ状ろ材１４を枠部１６に固定している。
【００３１】
プリーツ化の方法については、特に限定はしない。一例をあげると、シート状ろ材１８を折り曲げ機（図示せず）を用いて、山折りと谷折りを交互に折っていくことで、プリーツ形状に成形すれば良い。シート状ろ材１８の断面形状において、凸になる部分を山部２８とし、凹になる部分を谷部２９とすると、山部２８と谷部２９が交互に折りたたまれている。折りたたまれた形状は蛇腹形状である。プリーツ形状に成形したプリーツ状ろ材１４は、接着部材１７を用いて、枠部１６に固定されている。
【００３２】
接着部材１７を用いた固定では、例えば、ホットメルト樹脂や各種の接着剤を用いて、プリーツの頂点のみをつなぎとめるなどの方法を用いることができる。プリーツ状ろ材１４の表面積を確保しつつ、形状を固定することができる。
【００３３】
プリーツ化におけるピッチ２３の設定は、使用するシート状ろ材１８の面積に大きく影響する。ピッチ２３を狭くしてシート状ろ材１８面積を大きくすることで通過面風速を下げて、除去性能の向上ができる。また、ピッチ２３を狭くすることによって、アミン系薬剤２４や金属化合物触媒２５の存在量も増すことができるので、長期間高性能を維持することができる。
【００３４】
プリーツ加工する前のシート状ろ材１８は、図５、図６に示すように、通風方向上流側からアミン系薬剤を有した層１９と、粒子状物質を捕集する集塵層２０と、金属化合物触媒を有した層２１を備えている。アミン系薬剤を有した層１９と、集塵層２０と、金属化合物触媒を有した層２１は、それぞれ界面において、接着剤２２などで貼り合わされている。
【００３５】
接着の方法には、特別な制限は無い。例えば、アミン系薬剤を有した層１９と、粒子状物質を捕集する集塵層２０とを貼り合わせた後に、集塵層２０に金属化合物触媒を有した層２１を貼り合わせることが可能である。また、接着剤２２を塗布したアミン系薬剤を有した層１９と金属化合物触媒を有した層２１を同時に、集塵層２０の両側から圧着して、張り合わせても良い。
【００３６】
接着剤２２の種類については、特に限定はしない。例えば、ホットメルトやパウダーなどの樹脂接着剤や熱溶融性の樹脂繊維が挙げられる。ホットメルトやパウダーなどの樹脂接着剤などを用いた場合には、アミン系薬剤を有した層１９や金属化合物触媒を有した層２１に、熱溶融した接着剤２２を塗布し、固まる前に集塵層２０に貼り付けて乾燥させることでシート状ろ材１８を作製することができる。
【００３７】
好ましくは、溶融した接着剤２２での接着が良い。溶融した接着剤２２は、パウダー状の樹脂接着剤に比べて塗布濃度を薄く均一にできるので、シート状ろ材１８の剥がれを防止することができる。さらに、局所的な接着剤２２の塊による通気量の低下（圧力損失の増大）を防ぐことができるからである。
【００３８】
また、シート状ろ材１８の厚みを０．７４ｍｍ以下にすることで、プリーツ加工の際の構造圧損を下げることが出来る。一例として、エアフィルタ８の幅４５４ｍｍ、高さ２７３ｍｍ、厚みが４３．５ｍｍのシート状ろ材１８をピッチ３．５ｍｍでプリーツ加工をした際、所定の風量における圧力損失を比較した。圧力損失は、シート状ろ材１８の厚み０．７４ｍｍでは、７２Ｐａになるのに対して、同シート状ろ材１８の厚み０．９４ｍｍでは、１５９Ｐａ、同シート状ろ材１８の厚み１．００ｍｍでは、１６０Ｐａまで増大した。
【００３９】
当然ながら、集塵層２０では、厚みを薄くしていくと、繊維量が減少し集塵効率が低下する。一方、アミン系薬剤を有した層１９や金属化合物触媒を有した層２１では、厚みを薄くしていくと、薬剤量が低下するので除去性能が低下する。つまり、シート状ろ材１８は、除去性能を考慮するならば、できるだけ厚くすることが好ましい。この場合、圧力損失が急激に増大する厚みよりも薄く構成すると良い。前記例示では、シート状ろ材１８の厚み０．７４ｍｍ近傍（０．９４ｍｍ未満）がよい。
【００４０】
集塵層２０には、一般的な樹脂材料、天然繊維材料を用いることができる。例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリフェニルエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン（ＦＶＤＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリイミドベンザゾール、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、セルロース化合物、ポリペプチド、ナイロンなど、あるいはこれらの混合物といったものが挙げられる。
【００４１】
原理的に見て、集塵層２０を構成する繊維の平均繊維径は、より細い繊維を用いた方が低圧損化を見込める。一般的に、１００ｎｍ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より太くすると、粒子物質を捕集する際に集塵層繊維の空孔が大きくなり粒子物質が集塵層２０を抜けやすくなり、捕集性能が低下するため、好ましくない。一方、繊維径が１００ｎｍより細くすると、繊維破損や毛羽立ちが起こりやすくなるため、好ましくない。
【００４２】
図６に示すアミン系薬剤を有した層１９を形成するアミン系薬剤担持繊維２６や金属化合物触媒を有した層２１を形成する金属化合物触媒担持繊維２７については、特別な制限は無い。例えば、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。また、アミン系薬剤担持繊維２６と金属化合物触媒担持繊維２７の製造方法は、特に限定されない。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の手法が挙げられる。
【００４３】
薬剤担持繊維の平均繊維径は、１０〜５０μｍであることが好ましい。
【００４４】
平均繊維径が１０μｍ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、平均繊維径が小さくなると、アミン系薬剤２４や金属化合物触媒２５の添着量が低下し除去性能が低下する。加えて、繊維の表面よりも繊維間の空隙に、アミン系薬剤２４や金属化合物触媒２５が多く存在するようになるので、吸着剤が脱離しやすくなることなどの問題が生じる。一方、５０μｍを越えると、アミン系薬剤を有した層１９や金属化合物触媒を有した層２１の剛性が高くなること、層の厚みが大きくなることから、プリーツ加工による構造的な圧力損失が大きくなるので、好ましくない。
【００４５】
アミン系薬剤を有した層１９や金属化合物触媒を有した層２１の目付量は、５０〜１００ｇ／ｍ２であることが好ましい。
【００４６】
目付量が５０ｇ／ｍ２未満であると、アミン系薬剤を有した層１９や金属化合物触媒を有した層２１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、アミン系薬剤を有した層１９や金属化合物触媒を有した層２１の圧力損失が大きくなるので、エアフィルタ８の圧力損失が大きくなるという点で好ましくない。
【００４７】
また、アミン系薬剤担持繊維２６と金属化合物触媒担持繊維２７は、同一の繊維を用いても良い。より好ましくは、アミン系薬剤担持繊維２６の繊維径を金属化合物触媒担持繊維２７の繊維径に比べて大きくした方が良い。これにより、実使用時に粗大粒子がエアフィルタ８に流入した際に、アミン系薬剤を有した層でも一部の物理捕集効果が表れる。この際のアミン系薬剤を有した層１９では、経時的に生じる急激な圧力損失の増大を抑制することが出来る。
【００４８】
アミン系薬剤を有した層１９に含有させたアミン系薬剤２４は、少なくとも成分の一部にアミン系化合物を含んだものである。例えば、アミン化合物とホルムアルデヒドは、次のような不可逆な化学反応を生じることが知られている。
【００４９】
例えば、
Ｒ−ΝＨ２＋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）＋２ＨＣΗＯ
→ＣΗ２＝Ｎ−Ｎ＝ＣΗ２
などのように反応する。
【００５０】
これらの反応は、ガス成分にアルデヒド基を含む場合に起こる。すなわち、アミン系薬剤２４は、ホルムアルデヒド以外に、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ノネナールなどのアルデヒド類化合物とも反応性を持つ。一般的に、アルデヒド類は不快な臭気物質であり、上記反応によりアルデヒド類を対象とした脱臭の用途に適用可能である。また、上記の反応は化学反応を伴うため化学吸着と呼ばれ、活性炭などの物理吸着とは区別される。化学吸着の場合、吸着したアルデヒド類が再放出されることがないため、安定的にアルデヒド類の除去を行える利点がある。
【００５１】
金属化合物触媒を有した層２１に含有させた金属化合物触媒２５は、トルエンやベンゼンなどの化学反応性が低いＶＯＣを化学吸着する薬剤、もしくは、化学反応性が低いＶＯＣを酸化分解する金属化合物触媒を含んだものである。金属化合物触媒による酸化分解は、完全酸化することで次のような不可逆的な化学反応が生じることが知られている。
【００５２】
例えば、
Ｃ７Ｈ８+８Ｏ２  →  ７ＣＯ２+４Ｈ２Ｏ
Ｃ６Ｈ６+１５／２Ｏ２  →  ６ＣＯ２+３Ｈ２Ｏ
例えば、金属化合物触媒に用いる金属化合物は、白金、酸化チタン、パラジウム、イリジウム、酸化マンガン、酸酸化セリウム、ルテニウムおよび金などが用いられる。上記金属化合物触媒は、そのまま金属化合物触媒担持繊維２７に固定化させても良い。また、比表面積の大きな担持体上に接着バインダーで固定化して用いると、反応性を高めて、除去性能を向上させることができる。担持体には、活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、シリカなどを用いることができる。接着バインダーは、特に制限が無い。一例として、接着バインダーには、アクリル系の樹脂接着剤、エステル系の樹脂接着剤、オレフィン系の樹脂接着剤などを用いることができる。バインダーと金属化合物触媒を含有している液体に粒状の担持体を浸漬させることで、担持体上への金属化合物触媒を固定することが可能である。
【００５３】
トルエンやベンゼン等の化学反応性が低いＶＯＣは、ＶＯＣの中でも化学吸着での脱臭効果が低く、物理吸着では一度は吸着するが再放出して、再度下流側に漏洩させるリスクが存在する。金属化合物を用いた酸化分解反応では、金属化合物自体の性質が変化することが無いので、化学反応性が低いＶＯＣを安定的に分解除去できるという利点がある。
【００５４】
アミン系薬剤２４をアミン系薬剤担持繊維２６や金属化合物触媒２５を金属化合物触媒担持繊維２７に保持させる手段としては、繊維紡糸時や繊維への樹脂等のコーティング時に、アミン系薬剤２４や金属化合物触媒２５を紡糸液やコーティング液に含有させておく方法や、アミン系薬剤２４や金属化合物触媒２５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、この液体に繊維不織布を浸漬させて含浸する方法、薬液にしてスプレーする方法、溶体を刷毛やローラーで塗布する方法等が挙げられる。好ましくは、繊維不織布にアミン系薬剤２４や金属化合物触媒２５を含浸または塗布させる手法を用いることで、繊維表面全体に広範囲にわたって、多量に含有される状態とすることができるため、除去性能向上できる。
【００５５】
薬剤担持繊維不織布へのアミン系薬剤や金属化合物触媒２５の添着量は、１０ｇ／ｍ２から５０ｇ／ｍ２である。なぜなら、添着量が１０ｇ／ｍ２よりも少ないと除去性能が低くなり、５０ｇ／ｍ２よりも多くなると粉落ちによる性能低下や薬剤担持繊維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。
【００５６】
アミン系薬剤を有した層１９や金属化合物触媒を有した層２１と集塵層２０は、シート状ろ材１８として張り合わせる前の状態において、圧力損失を以下のようにしている。すなわち、流速５．３ｃｍ／Ｓｅｃにおいて、集塵層２０の圧力損失は、アミン系薬剤を有した層１９や金属化合物触媒を有した層２１の圧力損失に対して２倍以上としている。一例を挙げると、流速５．３ｃｍ/ｓで空気を流したときに、集塵層２０の圧力損失は２０Ｐａ、アミン系薬剤を有した層１９や金属化合物触媒を有した層２１の圧力損失は１０Ｐａ程度とすることが良い。
【００５７】
上記構成によれば、空気清浄装置１を動作させると、送風手段７により吸気口９から排気口１０に通風される。この時、室内２の粒子状物質やアンモニアなどのニオイ成分、ＶＯＣなどの有害物質は、送風手段７手前にあるエアフィルタ８を通過する。室内２の空気には、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒドのような化学反応性が高い（反応性の高い官能基（カルボニル基）を持った）物質とベンゼンやトルエンのような化学反応性が低い物質が含まれている。本実施の形態のエアフィルタ８では、これらに対して、除去性能を向上させることができる。
【００５８】
つまり、エアフィルタ８は、粒子状物質を主に捕集する集塵層２０と、ニオイ成分や化学反応性の高いホルムアルデヒドやアセトアルデヒドなどの臭気物質を除去するアミン系薬剤を有した層１９と、ベンゼンやトルエンなど化学反応性の低いＶＯＣである疎水性の有害物質を除去する金属化合物触媒を有した層２１とがプリーツ化された構成を有している。プリーツ化によって、通風時の面風速が下がることで粒子状物質、ホルムアルデヒドなどの臭気物質または化学反応性が高い物質、化学反応性が低いＶＯＣである疎水性有害物質の除去性能をそれぞれ向上させることができる。
【００５９】
本実施の形態のエアフィルタ８は、アミン系薬剤を有した層１９と金属化合物触媒を有した層２１と集塵層２０の三層を備えている。気流の上流側からアミン系薬剤を有した層１９、集塵層２０、金属化合物触媒を有した層２１の順番になるように積層して、さらに、プリーツ化してエアフィルタ８を作製したことで以下効果を有する。
【００６０】
エアフィルタ８に流入した空気は、まず、上流側のアミン系薬剤を有した層１９を通過する。アミン系薬剤を有した層１９では、ホルムアルデヒドを始めとしたアルデヒド類の臭気物質や酸性の臭気物質、またアンモニア系の臭気物質を化学吸着で除去することができる。
【００６１】
アミン系薬剤を有した層１９を通過した空気は、集塵層２０で粒子状物質やタバコ煙や調理煙に含まれる油分を吸着する。この際に、集塵層２０を形成している繊維が疎水性高分子（極性基を有していない構造式、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ））で構成されていると、疎水性物質の物理吸着を促進することができ、捕集性能が向上する。
【００６２】
また、繊維形成時に極性を有する添加剤を含ませることで、局所的な極性部分を形成することができるので、極性物質の物理吸着を促進させることもできる。また、集塵層２０の繊維が帯電していると、粒子状物質などの除去性能を向上させることができるので、高い集塵効果を実現できる。
【００６３】
上記２層、すなわちアミン系薬剤を有した層１９と集塵層２０の作用により、触媒の被毒を引き起こす物質をおおよそ取り除くことが出来る。集塵層２０を通過した空気は金属化合物触媒を有した層２１を通過する。この段階では汚染物質は、硫黄系の臭気物質もしくは化学反応性が低いＶＯＣなどの疎水性の炭化水素物質となる。したがって、下流側の金属化合物触媒２５では、対象物質が限定的になるので、金属化合物触媒２５による吸着の活性を長期間、高い性能で持続させることが出来る。つまり、下流側の金属化合物触媒２５では、対象以外の物質を物理吸着して活性を失うことを防ぐことが出来る。
【００６４】
また、アミン系薬剤を有した層１９を集塵層２０よりも上流に配置することで、粗大な粒子状物質は物理衝突でアミン系薬剤を有した層１９の繊維に留まらせることができるので、集塵層２０への負担を減らすことができ、長期間に渡り低圧力損失を維持させることもできる。
【００６５】
また、アミン系薬剤を有した層１９と金属化合物触媒を有した層２１が集塵層２０を挟んで隔てられているため、アミン系薬剤２４の高い活性作用が、金属化合物触媒２５との反応を起こし、金属化合物触媒２５が活性を失うことを防ぐ効果も有する。
【００６６】
また、単位体積あたりの集塵層２０を構成する繊維占有体積が、金属化合物触媒を有した層２１を構成する繊維占有体積の１０倍以上であると、集塵層２０を通過した際に繊維間の細孔を小さくできる。したがって、集塵層２０と金属化合物触媒を有した層２１で通過速度が異なり（集塵層２０内部での風速が金属化合物触媒を有した層２１内の風速に比べて速い）、特に界面において速度差が生じて乱流が発生する。金属化合物触媒を有した層２１内部での乱流は、金属化合物触媒２５と化学反応性が低いＶＯＣとの衝突確率を上げることができる。また、流入する化学反応性が低いＶＯＣの濃度に偏りが発生した場合でも、集塵層２０は繊維量が多く、集塵層内部で化学反応性が低いＶＯＣが拡散し濃度を均一することができる。その結果、化学反応性が低いＶＯＣが金属化合物触媒を有した層２１に均一に流入するので、金属化合物触媒２５が局所的に劣化することを防ぎ、長期間高い性能を維持させることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明にかかるエアフィルタは、アミン系薬剤を有した層と金属化合物触媒を有した層と集塵層の三層を一体化させたプリーツフィルタにおいて、気流の上流側からアミン系薬剤を有した層、集塵層、金属化合物触媒を有した層の順番になるように積層したプリーツフィルタであり、化学反応性が低いＶＯＣなどの疎水性炭素物質の吸着を長期間、高い性能を持続させることができるものであり、当該エアフィルタを搭載した空気清浄機や同様の機能が必要な換気装置等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１    空気清浄装置
２    室内
３    床
４    壁紙
５    家具
６    本体ケース
７    送風手段
８    エアフィルタ
９    吸気口
１０    排気口
１１    ケーシング
１２    羽根
１３    電動機
１４    プリーツ状ろ材
１５    形状保持部
１６    枠部
１７    接着部材
１８    シート状ろ材
１９    アミン系薬剤を有した層
２０    集塵層
２１    金属化合物触媒を有した層
２２    接着剤
２３    ピッチ
２４    アミン系薬剤
２５    金属化合物触媒
２６    アミン系薬剤担持繊維
２７    金属化合物触媒担持繊維
２８    山部
２９    谷部
１０１    空気浄化フィルタ
１０２    活性炭層
１０３    薬剤層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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