(57)【要約】【課題】ガスによる変色を容易に判別できるガス除去センシング機能を備えた、空気浄化フィルタを提供することを目的とする。【解決手段】空気を浄化するためのろ材２と、ろ材２をプリーツ形状に保持するための枠３および形状保持部材４を備えた空気浄化フィルタ１において、前記ろ材２は集塵層６と、骨材７と、ガスを除去するための吸着剤９を備え、空気の流入側に位置する前記形状保持部材４の一部または全部に、前記吸着剤９で除去可能なガスのうち少なくとも一種類と反応して変色するガス指示薬８を備えた構成としたことで、空気中に含まれる粒子状物質による着色の影響を受けにくい形状保持部材４でガス指示薬８の変色が起こり、周囲のろ材２とは異なる色に変化していくことで、フィルタがガス除去していることを使用者が容易に判別できるガス除去センシング機能を備えた、空気浄化フィルタ１を提供することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を浄化するためのろ材と、ろ材をプリーツ形状に保持するための枠および形状保持部材を備えた空気浄化フィルタにおいて、前記ろ材は集塵層と、骨材と、ガスを除去するための吸着剤を備え、空気の流入側に位置する前記形状保持部材の一部または全部に、前記吸着剤で除去可能なガスのうち少なくとも一種類と反応して変色するガス指示薬を備えたことを特徴とする、空気浄化フィルタ。
【請求項２】
ガス指示薬を、空気の流入側に位置する形状保持部材の表面近傍に備えたことを特徴とする、請求項１に記載の空気浄化フィルタ。
【請求項３】
空気の流入側に位置する形状保持部材の断面を、空気の流れの上流側に対して略凸の形状としたことを特徴とする、請求項１または２に記載の空気浄化フィルタ。
【請求項４】
ろ材を、空気の流入側から骨材、集塵層の順番になるように積層したことを特徴とする、請求項１ないし３に記載の空気浄化フィルタ。
【請求項５】
吸着剤を、骨材に添着したことを特徴とする、請求項１ないし４に記載の空気浄化フィルタ。
【請求項６】
ガス指示薬の変色が完了するまでに通過するガスの総量は、吸着剤で除去可能なガスの総量に対して、９０〜１００％であることを特徴とする、請求項１ないし５に記載の空気浄化フィルタ。
【請求項７】
空気の流入側に位置する形状保持部材に備えたガス指示薬を、空気の流出側に位置する形状保持部材の一部または全部にも備えたことを特徴とする、請求項１ないし６に記載の空気浄化フィルタ。
【請求項８】
ガス指示薬を、空気の流出側に位置する形状保持部材の表面近傍に備えたことを特徴とする、請求項７に記載の空気浄化フィルタ。
【請求項９】
吸着剤は、ホルムアルデヒドを化学吸着で除去する材料を含み、ガス指示薬は、ホルムアルデヒドに反応して変色する材料を含むことを特徴とする、請求項１ないし８に記載の空気浄化フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中の塵埃やガス等を捕集して空気を浄化する空気浄化フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気浄化フィルタは、空気中の塵埃やガス等を捕集する目的で、例えば空気清浄機などの機器に搭載して使用される。機器の運転に伴い、空気浄化フィルタは塵埃やガス等を捕集していく。使用者は、塵埃による空気浄化フィルタの汚れを視認することで、塵埃の捕集効果を確認できる。しかし、ガスの捕集効果の確認は容易ではない。
【０００３】
使用者にガスの捕集効果を確認させる手段として、従来、特定のガスに反応して変色するガス指示薬が脱臭剤・光触媒などに含有されてなるガスセンサ型の空気浄化フィルタが知られている（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２００２−１１３０７８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は、フィルタに使用する不織布全体にガス指示薬を添着してプリーツ化しているため、ガスの除去に伴ってフィルタ全体が変色させることができる。しかし、塵埃等の粒子状物質の除去に伴う汚れなども同時に生じるため、ガスによる変色が判別しにくいという課題を有していた。
【０００６】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、ガスによる変色を容易に判別できるガス除去センシング機能を備えた、空気浄化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】
【０００７】
そして、この目的を達成するために、本発明に係る空気浄化フィルタは、空気を浄化するためのろ材と、ろ材をプリーツ形状に保持するための枠および形状保持部材を備えた空気浄化フィルタにおいて、前記ろ材は集塵層と、骨材と、ガスを除去するための吸着剤を備え、空気の流入側に位置する前記形状保持部材の一部または全部に、前記吸着剤で除去可能なガスのうち少なくとも一種類と反応して変色するガス指示薬を備えたことを特徴とするものであり、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】
【０００８】
本発明に係る空気浄化フィルタは、空気を浄化するためのろ材と、ろ材をプリーツ形状に保持するための枠および形状保持部材を備えた空気浄化フィルタにおいて、前記ろ材は集塵層と、骨材と、ガスを除去するための吸着剤を備え、空気の流入側に位置する前記形状保持部材の一部または全部に、前記吸着剤で除去可能なガスのうち少なくとも一種類と反応して変色するガス指示薬を備えた構成としたことにより、ガス指示薬と反応するガス成分の除去に伴って、ガス指示薬を備えた形状保持部材の変色が起こり、周囲のろ材とは異なる色に変化していくことで、フィルタがガス除去していることを使用者が容易に判別できるガス除去センシング機能を備えた、空気浄化フィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１の空気浄化フィルタを示す模式図
【図２】図１のＡ−Ａ’断面を示す模式図
【図３】図２のＢ−Ｂ’断面における空気の流入側のろ材付近を示す模式図
【図４】本発明の実施の形態１の空気浄化フィルタのろ材を拡大した断面を示す模式図
【図５】本発明の実施の形態２の空気浄化フィルタのろ材断面の一部を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の請求項１に係る空気浄化フィルタは、空気を浄化するためのろ材と、ろ材をプリーツ形状に保持するための枠および形状保持部材を備えた空気浄化フィルタにおいて、前記ろ材は集塵層と、骨材と、ガスを除去するための吸着剤を備え、空気の流入側に位置する前記形状保持部材の一部または全部に、前記吸着剤で除去可能なガスのうち少なくとも一種類と反応して変色するガス指示薬を備えたものである。
【００１１】
これにより、ガス指示薬と反応するガス成分の除去に伴って、ガス指示薬を備えた形状保持部材の変色が起こり、周囲のろ材とは異なる色に変化していくことで、フィルタがガス除去していることを使用者が容易に判別できるガス除去センシング機能を備えた、空気浄化フィルタを提供することができる。
【００１２】
また、請求項２に係る空気浄化フィルタは、ガス指示薬を、空気の流入側に位置する形状保持部材の表面近傍に備えたものである。
【００１３】
これにより、ガス指示薬と反応するガス成分と、ガス指示薬との反応が、形状保持部材の表面近傍で起こるため、ガス指示薬の変色を使用者が目視で確認しやすくすることができる。
【００１４】
また、請求項３に係る空気浄化フィルタは、空気の流入側に位置する形状保持部材の断面を、空気の流れの上流側に対して略凸の形状としたものである。
【００１５】
これにより、空気中に含まれる粒子状物質が形状保持部材に衝突しても付着しにくくなるため、粒子状物質による形状保持部材の着色を抑制することができ、ガス指示薬の変色を使用者が目視で確認しやすくすることができる。
【００１６】
また、請求項４に係る空気浄化フィルタは、ろ材を、空気の流入側から骨材、集塵層の順番になるように積層したものである。
【００１７】
これにより、空気の流入側に位置し、ガス指示薬を備えた形状保持部材と、集塵層との距離を離すことができる。したがって、ガス指示薬の変色を確認する際に、粒子状物質による集塵層の着色の影響を抑制することができ、ガス指示薬の変色を使用者が目視で確認しやすくすることができる。
【００１８】
また、請求項５に係る空気浄化フィルタは、吸着剤を、骨材に添着したものである。
【００１９】
これにより、吸着剤を骨材に添着することで、骨材によるガス成分の除去性能と、集塵層による粒子状物質の捕集性能とを両立したろ材とすることができ、浄化性能の高い空気浄化フィルタを提供することができる。
【００２０】
また、請求項６に係る空気浄化フィルタは、ガス指示薬の変色が完了するまでに通過するガスの総量は、吸着剤で除去可能なガスの総量に対して、９０〜１００％としたものである。
【００２１】
これにより、色の変化の度合いとガスの除去度合いを対応づけることができ、フィルタがガスを除去できなくなる破過が近い、または破過したことを、形状保持部材の変色の強度により判別可能となり、使用者にフィルタの交換を促すことができる。
【００２２】
また、請求項７に係る空気浄化フィルタは、空気の流入側に位置する形状保持部材に備えたガス指示薬を、空気の流出側に位置する形状保持部材の一部または全部にも備えたものである。
【００２３】
これにより、フィルタの前後で色の変化の度合いを見比べて、空気の流出側よりも流入側の方が、フィルタの変色が早いことを使用者に認識してもらうことが可能となり、フィルタがガス除去性能を発揮していることが明確にわかりやすい空気浄化フィルタを提供することができる。
【００２４】
また、請求項８に係る空気浄化フィルタは、ガス指示薬を、空気の流出側に位置する形状保持部材の表面近傍に備えたものである。
【００２５】
これにより、ガス指示薬と反応するガス成分と、ガス指示薬との反応が、形状保持部材の表面近傍で起こるため、ガス指示薬の変色を使用者が目視で確認しやすくすることができる。
【００２６】
また、請求項９に係る空気浄化フィルタは、吸着剤は、ホルムアルデヒドを化学吸着で除去する材料を含み、ガス指示薬は、ホルムアルデヒドに反応して変色する材料を含むものである。
【００２７】
これにより、ホルムアルデヒドの通過に伴い、ガス指示薬を備えた形状保持部材の変色が起こり、周囲のろ材とは異なる色に変化していくことで、フィルタがホルムアルデヒドを除去していることを使用者が容易に判別可能な、ホルムアルデヒド除去センシング機能を備えた空気浄化フィルタを提供することができる。
【００２８】
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。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の空気浄化フィルタ１を示す模式図である。
【００３０】
図１に示すように、空気浄化フィルタ１は、空気を浄化するためのろ材２と、ろ材２をプリーツ形状に保持するための枠３および形状保持部材４を備えている。プリーツ形状としたろ材２の周縁と枠３とは、接着部材（図示せず）によって固定されている。
【００３１】
形状保持部材４は、幅が数ミリ程度で、プリーツ形状としたろ材２の隙間を埋める樹脂体であり、プリーツ形状の山部分に対して略垂直に渡して複数の山同士を所定の間隔に固定するものである。また、ろ材２をプリーツ形状に保持するため、適切な間隔で複数の形状保持部材４を設けている。
【００３２】
本実施の形態では、形状保持部材４の幅を約２ミリ、間隔を約２５．４ミリとした。形状保持部材４の材質としては、例えばＥＶＡ等のホットメルト樹脂や各種の接着剤などを用いることができる。これにより、ろ材２のプリーツ形状を保持することができる。
【００３３】
プリーツ化の方法については、特に限定しない。例えば、ろ材２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ることができる。成形されたろ材２は、山部と谷部が交互に折りたたまれた、蛇腹形状となる。
【００３４】
図２は、図１のＡ−Ａ’断面を示す模式図である。
【００３５】
プリーツ形状のろ材２の周縁を枠３に固定するとともに、ろ材２を挟み込むように、空気の流入側および流出側に形状保持部材４を備えることで、空気浄化フィルタ１としての構造を保持している。
【００３６】
プリーツ形状のろ材２の山部と山部（もしくは谷部と谷部）のピッチ５の設定は、使用するろ材２の面積に大きく影響する。ピッチ５を狭くしてろ材２の面積を大きくすると、通過面風速を下げることができ、塵埃やガス等の除去性能の向上が期待できる。
【００３７】
図３は、図２のＢ−Ｂ’断面における、空気の流入側のろ材２付近を示す模式図であり、図４は、ろ材２を拡大した断面を示す模式図である。
【００３８】
ろ材２は、集塵層６と、骨材７とを備え、空気の流入側から骨材７、集塵層６の順番に積層されており、シート形状をしている。空気の流入側に位置する形状保持部材４の表面近傍には、ガス指示薬８を備えている。また、形状保持部材４の断面は、空気の流れの上流側に対して略凸の形状である。
【００３９】
集塵層６には、一般的な樹脂材料、天然繊維材料等を含む不織布などを用いることができる。材質としては、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（ＰＭＭＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、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。
【００４０】
集塵層６を構成する繊維の平均繊維径は、より細い繊維を用いることで、ろ材２の圧損損失を低くできる可能性がある。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。繊維径を３０００ｎｍより太くすると、粒子状物質を捕集する際に、集塵層６を構成する繊維間の空孔が大きくなるため、粒子状物質が集塵層６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、繊維径を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。
【００４１】
骨材７は、ガスを除去するための吸着剤９を備えている。吸着剤９は、一例としてホルムアルデヒドを除去するためのアミン系薬剤を含んでいる。骨材７と集塵層６とは、接着剤１０で貼り合わされている。
【００４２】
骨材７には、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などのうち、少なくとも１種類を含む繊維からなる不織布などを用いることができる。また、骨材７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製造方法を用いることができる。
【００４３】
骨材７を構成する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、繊維そのものの強度が低いため、ろ材２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、吸着剤９を添着した際の添着量が減少し、ガス成分の除去性能が低くなる可能性がある。さらに、繊維と吸着剤９との接触面積が小さくなるため、吸着剤９が繊維の表面から脱離しやすくなる等の問題が生じる可能性がある。一方、平均繊維径が５０μｍを越えると、骨材７の剛性が高くなり、また骨材７の厚みが大きくなるため、ろ材２をプリーツ形状とした際の構造的な圧力損失が大きくなるので、好ましくない。
【００４５】
骨材７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、骨材７の剛軟度が低下するため、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等の問題が生じる可能性がある。一方、目付量が１００ｇ／ｍ２を越えると、骨材７の圧力損失が大きくなるので、好ましくない。
【００４７】
吸着剤９に含まれるアミン系薬剤は、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。
【００４８】
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。
【００４９】
これらの反応は、ガス成分がアルデヒド基を含む場合に起こる。すなわち、吸着剤９に含まれるアミン系薬剤は、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は化学反応によって変質し固定化されるため、物理吸着のように再放出されることがなく、安定的にアルデヒド類の除去を行うことができる。
【００５０】
吸着剤９を骨材７に添着する手段としては、例えば骨材７の繊維紡糸時や繊維への樹脂等のコーティング時に、吸着剤９を紡糸液やコーティング液に含有させておく方法、吸着剤９、界面活性剤、バインダ等を溶媒に混合した溶液を作製し、この溶液に骨材７の繊維不織布を浸漬させて含浸する方法、吸着剤９を液体に分散させてスプレーコート、あるいは刷毛やローラーで塗布する方法などを用いることができる。好ましくは、骨材７に吸着剤９を含む溶液を含浸または塗布する手法を用いることで、骨材７の繊維表面全体に広範囲にわたり、多量に吸着剤９を添着することができるため、ガス成分の除去性能を向上させることができる。
【００５１】
骨材７への吸着剤９の添着量は、１０ｇ／ｍ２から１００ｇ／ｍ２が好ましい。添着量が１０ｇ／ｍ２よりも少ないと除去性能が低くなり、１００ｇ／ｍ２よりも多いと粉落ちによる品質低下や、骨材７を形成する繊維間の空隙を埋めることにより圧力損失が増大する可能性があるため、好ましくない。
【００５２】
ガス指示薬８としては、例えば、ホルムアルデヒドを除去する目的の空気浄化フィルタでは、ホルムアルデヒドと反応する物質を含むものを用いる。
例えば、４−アミノ−４−フェニルブタ−３−エン−２−オンを含むもの、あるいはアセチルアセトン、１−フェニル−１，３−ブタンジオン、１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオンの３種類のうちいずれが１種類と、酢酸アンモニウムおよび酢酸を含むもの、リン酸ヒドロキシルアミンと酸塩基指示薬および酸化還元色素を含むもの、４−アミノ−３−ヒドラジノ−５−メルカプト−１，２，４−トリアゾールと酸塩基指示薬および酸化剤を含むもの、などを用いることができる。
【００５３】
本実施の形態では、簡便のため４−アミノ−４−フェニルブタ−３−エン−２−オンを含むものを用いた。この場合、ホルムアルデヒドとの反応により黄色を呈する。
【００５４】
接着剤１０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などが挙げられる。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、骨材７に熱溶融した接着剤１０を塗布し、接着剤１０が冷えて固まる前に集塵層６と貼り合せて乾燥させることで、シート形状のろ材２を作製することができる。
【００５５】
好ましくは、溶融した接着剤１０での接着が良い。溶融した接着剤１０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ため、ろ材２の剥がれを防止することができる。さらに、局所的に接着剤１０の塊が生じることを抑制できるため、塊が存在することによる圧力損失の増大を防止することができる。
【００５６】
上記構成において、一例として、空気の流入側に位置する形状保持部材４に、吸着剤９で除去可能なホルムアルデヒドと反応して変色するガス指示薬８（４−アミノ−４−フェニルブタ−３−エン−２−オン）を備えた。
【００５７】
空気中には、微細なチリなどの塵埃や、臭いの元となる各種ガス成分が含まれる。また、タバコ等の煙には、汚れの元となるヤニなどが含まれる。これらが空気浄化フィルタ１に流入すると、流入側の形状保持部材４、および流入側のろ材２の表面に空気が衝突する。
【００５８】
空気浄化フィルタ１に流入した空気に、流入側の形状保持部材４に備えたガス指示薬８と反応するホルムアルデヒドが含まれていると、ガス指示薬８とホルムアルデヒドとの反応が生じる。ホルムアルデヒドが空気浄化フィルタ１を通過するにつれて、ガス指示薬８との反応が進行し、ガス指示薬８が徐々に変色していく（本実施の形態では黄色に変色）。空気浄化フィルタ１のろ材２は白色であるため、ガス指示薬８による変色は容易に見分けることができる。
【００５９】
一方で、空気浄化フィルタ１に流入する空気には、前述の通り様々な物質が含まれており、これら自身の色によって、空気浄化フィルタ１が着色する場合がある。例えば微細なチリなどの塵埃にカーボン系の物質が含まれると、これらの除去に伴って空気浄化フィルタ１は灰色から黒色に変色しうる。また、タバコ等の煙にはヤニなどが含まれるため、これらの除去に伴って空気浄化フィルタ１は茶褐色に変色しうる。これらの着色源は主として、粒子状物質である。
【００６０】
本実施の形態では、形状保持部材４の幅は約２ミリとした。したがって、それ自身による粒子状物質の除去効果は、衝突によるところが大きく、粒子状物質の捕集性能をほとんど有していない。つまり、空気浄化フィルタ１に流入した空気に含まれる粒子状物質が、流入側の形状保持部材４に一旦衝突しても、その大半は形状保持部材４の表面で捕集されることなく下流に移動し、ろ材２が有するさえぎり効果によって、ろ材２の表面あるいは内部にて捕集される。したがって、粒子状物質による空気浄化フィルタ１の変色は、ほとんどがろ材２の部分で生じることになる。
【００６１】
以上のように、本実施の形態では、空気の流入側に位置する形状保持部材４に、ガス指示薬８を備えた構成としている。そのため、空気浄化フィルタ１に流入する空気中に含まれる粒子状物質による着色の影響を受けにくい。したがって、空気浄化フィルタ１の流入側で、ガス指示薬８（４−アミノ−４−フェニルブタ−３−エン−２−オン）を備えた形状保持部材４の変色を起こしながら、空気浄化フィルタ１の骨材７において、吸着剤９に含まれるアミン系薬剤によってホルムアルデヒドが除去される。すなわち、骨材７において、ホルムアルデヒドが除去されるのと同時に形状保持部材４が変色することとなる。形状保持部材４が周囲のろ材２とは異なる色に変化していくことで、使用者は、形状保持部材４の変色と対応付けて、空気浄化フィルタ１がホルムアルデヒドを除去していることを容易に判別することができる。このようなガス除去センシング機能を備えた、空気浄化フィルタ１を提供することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態の説明では、一例として、ホルムアルデヒドを除去対象のガス成分として、吸着剤９は、ホルムアルデヒドを化学吸着で除去可能なアミン系薬剤を含み、ガス指示薬８は、ホルムアルデヒドに反応して変色する４−アミノ−４−フェニルブタ−３−エン−２−オンを含むものとした。しかしながら、これに限定されるものではなく、除去対象となるガス成分に合わせて、吸着剤９とガス指示薬８を選定すればよい。
【００６３】
例えば、除去対象のガス成分として、アンモニア等の塩基性ガス、酢酸やイソ吉草酸等の酸性ガス、硫化水素やメチルメルカプタン等の硫黄系ガス、トルエン等の芳香族炭化水素系ガスなどが挙げられる。
【００６４】
一例として、除去対象のガス成分をアンモニアとした場合、吸着剤９にアンモニアを吸着するための固体酸を有する薬剤を含むもの、ガス指示薬８に酸塩基指示薬（例えばメチルイエローやメチルオレンジなど）および酸性物質（例えばリン酸や硫酸など）などを含むものを用いてもよい。
【００６５】
また、除去対象のガス成分を酢酸とした場合、一例として、吸着剤９に酢酸を吸着するためのヒドロキシ基を有する薬剤を含むもの、ガス指示薬８に酸塩基指示薬（例えばフェノールスルホンフタレインやクレゾールレッドなど）およびアルカリ性物質（例えばケイ酸ナトリウムや水酸化ナトリウムなど）などを含むものを用いてもよい。
【００６６】
また、除去対象のガス成分をメチルメルカプタンとした場合、一例として、吸着剤９にメチルメルカプタンを吸着するための金属（例えば銀やパラジウムなど）の塩や化合物などを含むもの、ガス指示薬８にメチルメルカプタンと反応して変色する硫酸パラジウムなどを含むものを用いてもよい。
【００６７】
また、除去対象のガス成分をトルエンとした場合、一例として、吸着剤９にトルエンを吸着するための活性炭あるいは活性炭素繊維などを含むもの、ガス指示薬８にトルエンと反応して変色する五酸化ヨウ素および酸性物質（例えばリン酸や硫酸など）などを含むものを用いてもよい。
【００６８】
さらに、様々なガス成分を除去対象とするために、複数種類の吸着剤９およびガス指示薬８を備えてもよい。例えば、形状保持部材４の一つに対しては、一種類のガス成分を対象とするガス指示薬８を設け、異なるガス成分を対象とする形状保持部材４を複数備えることで、形状保持部材４ごとに異なる呈色反応を示すことができる。これにより、各ガス成分を除去していることを使用者が容易に判別できるガス除去センシング機能を備えた、空気浄化フィルタ１を提供することができる。
【００６９】
また、本実施の形態では、ガス指示薬８を、空気の流入側に位置する形状保持部材４の表面近傍に備えた。
【００７０】
これにより、ガス指示薬８と反応するガス成分と、ガス指示薬８との反応が、形状保持部材４の表面近傍で起こるため、ガス指示薬８の変色を使用者が目視で確認しやすくすることができる。
【００７１】
また、本実施の形態では、空気の流入側に位置する形状保持部材４の断面を、空気の流れの上流側に対して略凸の形状とした。
【００７２】
これにより、空気中に含まれる粒子状物質が形状保持部材４に衝突しても付着しにくくなるため、粒子状物質による形状保持部材４の着色を抑制することができ、ガス指示薬８の変色を使用者が目視で確認しやすくすることができる。
【００７３】
また、本実施の形態では、ろ材２を、空気の流入側から骨材７、集塵層６の順番になるように積層した。
【００７４】
空気中に含まれる粒子状物質の捕集性能は、大半が集塵層６に依存しており、骨材７はほとんど捕集性能を有していない。そのため、ろ材２の着色要因となる粒子状物質は、大半が集塵層６に捕集される。上記構成により、空気の流入側に位置し、ガス指示薬８を備えた形状保持部材４と、集塵層６との距離を離すことができる。したがって、ガス指示薬８の変色を確認する際に、粒子状物質による集塵層６の着色の影響を抑制することができ、ガス指示薬８の変色を使用者が目視で確認しやすくすることができる。
【００７５】
また、本実施の形態では、吸着剤９を、骨材７に添着した。
【００７６】
骨材７、集塵層６ともに、繊維からなる不織布で構成されているが、空気中に含まれる粒子状物質の捕集性能を高めるため、集塵層６は帯電している繊維で構成されることがある。ガス成分を除去するための吸着剤９は、例えばバインダ等を用いて繊維の表面に添着する必要があるが、帯電している繊維に対して添着処理を行うと、帯電が失われて粒子状物質の捕集性能が低下する可能性がある。吸着剤９を骨材７に添着することで、骨材７によるガス成分の除去性能と、集塵層６による粒子状物質の捕集性能とを両立したろ材２とすることができ、浄化性能の高い空気浄化フィルタ１を提供することができる。
【００７７】
また、本実施の形態では、ガス指示薬８の変色が完了するまでに通過するガスの総量は、吸着剤９で除去可能なガスの総量に対して、９０〜１００％とした。
【００７８】
これにより、色の変化の度合いとガスの除去度合いを対応づけることができ、空気浄化フィルタ１がガスを除去できなくなる破過が近いことを、空気の流入側の形状保持部材４の変色の強度により判別可能となり、使用者にフィルタの交換を促すことができる。一例として、除去対象ガスをホルムアルデヒドとし、ガス指示薬８として４−アミノ−４−フェニルブタ−３−エン−２−オンを用いた場合には、４−アミノ−４−フェニルブタ−３−エン−２−オンがホルムアルデヒドの反応とともに黄色を呈色し、濃い黄色となった段階で変色が完了する。
【００７９】
また、本実施の形態では、吸着剤９は、ホルムアルデヒドを化学吸着で除去可能なアミン系薬剤を含み、ガス指示薬８は、ホルムアルデヒドに反応して変色する４−アミノ−４−フェニルブタ−３−エン−２−オンを含むものとした。
【００８０】
これにより、ホルムアルデヒドを含む空気が空気浄化フィルタ１に流入すると、空気浄化フィルタ１の流入側に位置する形状保持部材４に備えたガス指示薬８とホルムアルデヒドとが反応し、形状保持部材４が徐々に変色するとともに、空気浄化フィルタ１に備えた吸着剤９により、ホルムアルデヒドが除去される。
【００８１】
ガスセンサとして一般的に用いられている半導体式、あるいは電気化学式のガスセンサでは、他のガス成分による干渉等の影響により、ホルムアルデヒドを正確に検知しにくい。一方で、ガス指示薬８は特定のガスのみと反応するため、ガス成分の選択性が高く、ホルムアルデヒドを正確に検知できる。
【００８２】
特にホルムアルデヒドを除去対象のガス成分とした場合には、ホルムアルデヒドの通過に伴い、ガス指示薬８を備えた形状保持部材４の変色が起こり、周囲のろ材２とは異なる色に変化していくことで、空気浄化フィルタ１がホルムアルデヒドを除去していることを使用者が容易に判別可能な、ホルムアルデヒド除去センシング機能を備えた空気浄化フィルタ１を提供することができる。
【００８３】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２の空気浄化フィルタ１のろ材断面の一部を示す模式図である。
【００８４】
図５において、図１および図３と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
空気浄化フィルタ１は、空気の流入側に位置する形状保持部材４に備えたガス指示薬８を、空気の流出側に位置する形状保持部材４の一部または全部にも備えたものである。
【００８６】
空気の流入側では、空気中に含まれる、ガス指示薬８と反応するガス成分（例えば、ホルムアルデヒドなど）の通過に伴って、形状保持部材４の変色が進行する。一方、空気の流出側では、吸着剤９によってガス成分が除去された清浄な空気が通過するため、形状保持部材４の変色は非常に遅いものとなる。また、汚れの元となり得る粒子状物質は、集塵層６で除去されるため、空気の流出側に備えた形状保持部材４は、汚れの影響を非常に受けにくい。
【００８７】
これにより、フィルタの前後で色の変化の度合いを見比べて、空気の流出側よりも流入側の方が、フィルタの変色が早いことを使用者に認識してもらうことが可能となり、フィルタがガス除去性能を発揮していることが明確にわかりやすい空気浄化フィルタを提供することができる。
【００８８】
一例として、ガス指示薬８の変色が完了するまでに通過するガスの総量を、吸着剤９で除去可能なガスの総量に対して９０〜１００％とした場合には、空気浄化フィルタ１がガスを除去できなくなる破過が近いことを、空気の流入側の形状保持部材４の変色の強度により判別可能となり、使用者にフィルタの交換を促すことができる。
【００８９】
この時点では、空気の流出側の形状保持部材４の変色は完了しておらず、変色は見られない、あるいは若干の変色を呈する程度の変化にとどまっているため、フィルタ前後の色の変化の度合いを見比べることで、使用者はフィルタのガス除去性能を明確に認識しつつ、フィルタの寿命を判別することができる。仮に、さらにフィルタの使用を続けた場合には、フィルタのガス除去性能は既に大きく低下しているため、空気の流出側の形状保持部材４の変色は早期に進行し、既に変色が完了した空気の流入側の形状保持部材４と同程度の色を示した段階で変色が完了する。
【００９０】
一例として、ホルムアルデヒドを除去対象のガス成分として、吸着剤９は、ホルムアルデヒドを化学吸着で除去可能なアミン系薬剤を含み、ガス指示薬８は、ホルムアルデヒドに反応して変色する４−アミノ−４−フェニルブタ−３−エン−２−オンを含むものとした場合には、ホルムアルデヒドの反応とともに黄色を呈色し、濃い黄色となった段階で変色が完了する。
【００９１】
また、本実施の形態では、ガス指示薬８を、空気の流出側に位置する形状保持部材４の表面近傍に備えた。
【００９２】
これにより、ガス指示薬８と反応するガス成分（例えば、ホルムアルデヒドなど）と、ガス指示薬８との反応が、形状保持部材４の表面近傍で起こるため、ガス指示薬８の変色を使用者が目視で確認しやすくすることができる。
【００９３】
なお、本実施の形態の説明では、ホルムアルデヒドを除去対象のガス成分として、吸着剤９は、ホルムアルデヒドを化学吸着で除去可能なアミン系薬剤を含み、ガス指示薬８は、ホルムアルデヒドに反応して変色する４−アミノ−４−フェニルブタ−３−エン−２−オンを含むものを一例として挙げた。しかしながら、これに限定されるものではなく、除去対象となるガス成分に合わせて、吸着剤９とガス指示薬８を選定すればよい。
【００９４】
例えば、除去対象のガス成分として、アンモニア等の塩基性ガス、酢酸やイソ吉草酸等の酸性ガス、硫化水素やメチルメルカプタン等の硫黄系ガス、トルエン等の芳香族炭化水素系ガスなどが挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明に係る空気浄化フィルタは、フィルタがガス除去していることを使用者が容易に判別できるガス除去センシング機能を備えたものであるので、室内の空気を浄化する空気清浄機や、屋外から室内に空気を供給する給気浄化装置等として有用である。
【符号の説明】
【００９６】
１    空気浄化フィルタ
２    ろ材
３    枠
４    形状保持部材
５    ピッチ
６    集塵層
７    骨材
８    ガス指示薬
９    吸着剤
１０    接着剤
【図１】
2020054773.tif 000003
【図２】
2020054773.tif 000004
【図３】
2020054773.tif 000005
【図４】
2020054773.tif 000006
【図５】
2020054773.tif 000007