(57)【要約】【課題】電気的な力と化学吸着成分の極性を利用して、高い集塵効果だけでなく高い脱臭効果を発揮可能なエアフィルタユニットを提供する。【解決手段】上流側から荷電部１４と、フィルタ形状を支持する基材層１６と粒子を捕集する帯電繊維層１７からなるシート状濾材をプリーツ化したエアフィルタ１５と、エアフィルタ１５の下流側に配置されたエアフィルタ１５に貼り合わせた導電繊維層１８からなり、導電繊維層１８をアースに接続するエアフィルタユニットであり、基材層１６は化学吸着成分を含み、前記化学吸着成分は荷電部１４の極性と逆極性の官能基を含むアミン系化合物であることを特徴とするため、少量の担持量でも所望の脱臭効果を発揮可能である。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から荷電部と、シート状濾材をプリーツ化したエアフィルタと、前記エアフィルタの下流側に配置して前記エアフィルタに貼り合わせた導電繊維層からなり、前記導電繊維層をアースに接続するエアフィルタユニットであって、前記エアフィルタはフィルタ形状を支持する基材層と粒子を捕集する帯電繊維層からなるものであり、前記基材層は化学吸着成分を含み、前記化学吸着成分は前記荷電部の極性と逆極性の官能基を含むアミン系化合物であることを特徴とするエアフィルタユニット。
【請求項２】
前記化学吸着成分は、前記基材層を形成する繊維の表面に塗布されている、あるいは繊維内部に混合されていることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタユニット。
【請求項３】
前記帯電繊維層には極性帯電を促進する帯電強化剤が含まれることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタユニット。
【請求項４】
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３に記載のエアフィルタユニット。
【請求項５】
吸気口と送風手段と送風口を有した本体ケースと、前記本体ケースの前記吸気口に、前記エアフィルタユニットと、前記本体ケースの内部に前記吸気口と送風口を連通させる空気清浄経路とを備えた空気清浄装置であって、前記エアフィルタユニットは請求項１から４のいずれかに記載のエアフィルタユニットである空気清浄装置。
【請求項６】
請求項５に記載の空気清浄装置の空気清浄経路内に、加湿手段を備えた加湿機能付き空気清浄装置。
【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およびそれを組み込んだ空気清浄装置または加湿機能付き空気清浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空間を汚染する臭気物質は多岐にわたっている。住宅内の壁紙や家具等からは、特にホルムアルデヒドが放出される。ホルムアルデヒドは、低濃度であっても健康障害を起こすため、室内汚染物質として除去することが望まれている。
【０００３】
室内汚染物質として除去するために、従来から、図９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も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）。しかしながら、活性炭は物理的な吸着機構のため、一度吸着された臭気物質が温度や湿度といった環境要因を受けて、濃縮され、再放出して、悪臭問題へと発展する恐れがある。
【０００４】
一方、化学吸着剤を担持させた繊維状の脱臭フィルタでは、臭気物質を選択的に吸着させることができ、化学反応のため再放出の懸念がなく、研究開発が進んでいる（例えば、特許文献２と３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１９９７５６号
【特許文献２】国際公開第２００９／１２２９７５号
【特許文献３】国際公開第２０１０／０７４３１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような化学吸着剤を用いた例では、濾材を形成する繊維による３次元網目構造中、あるいは３次元網目繊維中に添着された化学吸着剤は、吸着剤の表層部に活性のある官能基等がある場合にのみ吸着反応を引き起こし、脱臭効果を発揮する。
【０００７】
しかしながら、表層部に活性部がない場合は、ガス分子との吸着反応が起こらず、臭気物質はエアフィルタを通過してしまうことが判明した。発明者らは、吸着能力がなくなったエアフィルタ濾材の分析を進める中で、化学吸着剤の活性部は大部分が未反応のまま存在しており、本来の吸着能力を発揮できていないことがわかった。すなわち、上流側から流入するガス分子は、化学吸着剤の表層に存在している活性のある官能基と反応し吸着するが、吸着剤の内部に内包されている活性部とは反応しにくく、本来の吸着容量に到達せずに、脱臭フィルタとしての寿命を迎えてしまう。
【０００８】
そのため、所望の脱臭能力を達成させるためには、目標の吸着容量から計算される吸着剤の量以上の担持量が必要となる。吸着剤の担持量を増やすことは、エアフィルタ濾材として圧力損失の増加に繋がってしまう。
【０００９】
そこで本発明は、従来の薬剤添着型の濾材と比較して、吸着効率を向上させた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または加湿機能付き空気清浄装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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およびそれを用いた空気清浄装置または加湿機能付き空気清浄装置は、上流側から荷電部と、シート状濾材をプリーツ化したエアフィルタと、前記エアフィルタの下流側に配置して前記エアフィルタに貼り合わせた導電繊維層からなり、前記導電繊維層をアースに接続するエアフィルタユニットであって、前記エアフィルタはフィルタ形状を支持する基材層と粒子を捕集する帯電繊維層からなるものであり、前記基材層は化学吸着成分を含み、前記化学吸着成分は前記荷電部の極性と逆極性の官能基を含むアミン系化合物であり、前記帯電繊維層には極性帯電を促進する帯電強化剤が含まれる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】
【００１１】
本発明によれば、上流側から荷電部と、シート状濾材をプリーツ化したエアフィルタと、前記エアフィルタの下流側に配置して前記エアフィルタに貼り合わせた導電繊維層からなり、前記導電繊維層をアースに接続するエアフィルタユニットであって、前記エアフィルタはフィルタ形状を支持する基材層と粒子を捕集する帯電繊維層からなるものであり、前記基材層は化学吸着成分を含み、前記化学吸着成分は前記荷電部の極性と逆極性の官能基を含むアミン系化合物であり、前記帯電繊維層には極性帯電を促進する帯電強化剤が含まれるという構成にしたことにより、電気的な極性を有する化学吸着成分を含む前記基材層が、前記荷電部と前記導電繊維層間で形成される電場環境下に配置されて、前記荷電部の電気的な極性と逆極性をもつ活性部（官能基）が上流側の表層部に配列することになるため、アルデヒド類を代表とするガス分子との活性部が吸着剤の上流側表層部に集中させることができる。
【００１２】
さらに、荷電部と導電繊維層間の電場と帯電強化剤の影響により、帯電繊維層内の誘電分極がより強固なものとなり、帯電繊維層と基材層との界面付近では、互いに異符号の電荷が強力に引き合い、基材層内の吸着成分の配向分極を促進することができる。これにより、上流側から流入してくるガス分子との接触確立が上がり、吸着剤の担持量に対して効率よく吸着反応を引き起こすことができ、高い脱臭効果が実現可能となる。これは、繊維構造に化学吸着剤を添着させる場合だけでなく、繊維自体に化学吸着剤が入っている場合でも同様の効果が得られる。
【００１３】
さらに、荷電部の設置により、塵や埃、ＰＭ２．５といった微粒子が帯電状態となり、前記帯電繊維層自体の誘電分極化（エレクトレット化）が促進されることにより、長期間に亘り、高い捕集効率を維持するという効果も併せて期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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模式図
【図４】本発明の実施の形態１のエアフィルタの概略図
【図５】本発明の実施の形態１の化学吸着成分の模式図
【図６】化学吸着成分の配向分極を説明する模式図（（ａ）化学吸着剤が繊維構造に添着されている状態の断面図、（ｂ）化学吸着剤が繊維自体に内包されている状態の断面図）
【図７】本発明の実施の形態１のエアフィルタユニットの構成パターン（（ａ）第一構成例を示す図、（ｂ）第二構成例を示す図）
【図８】本発明の実施の形態２の加湿機能付き空気清浄装置の断面図
【図９】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】
【００１５】
本発明の請求項１に係わるエアフィルタユニットは、上流側から荷電部と、シート状濾材をプリーツ化したエアフィルタと、前記エアフィルタの下流側に配置して前記エアフィルタに貼り合わせた導電繊維層からなり、前記導電繊維層をアースに接続するエアフィルタユニットであって、前記エアフィルタはフィルタ形状を支持する基材層と粒子を捕集する帯電繊維層からなるものであり、前記基材層は化学吸着成分を含み、前記化学吸着成分は前記荷電部の極性と逆極性の官能基を含むアミン系化合物であり、前記帯電繊維層には極性帯電を促進する帯電強化剤が含まれることを特徴とする。
【００１６】
これにより、荷電部と導電繊維層間には一様な電場を発生させると、電場環境下に曝されている基材層および帯電繊維層は電気的な影響を受ける。基材層に含まれる極性を有する化学吸着成分は、分子内で電荷の偏りがある双極子の状態として存在するため、外部から電場をかけたときに、電場の極性に応じて双極子の方向が変化する配向分極の状態となる。例えば、荷電部の極性が正であった場合は、化学吸着成分の分子内の負電荷を帯びている部分が荷電部（上流）側に向くこととなる。そのため、電場のない環境下では、吸着剤内で双極子の向きが無秩序状態になっているが、電場のある環境下では、電場の極性と活性のある官能基の極性を反対にすることによって、吸着剤の上流側表層部方向に双極子が配向され、吸着反応への寄与度を増加させることができる。すなわち、アルデヒド類に代表される室内のガス分子が官能基と接触する確率が上昇し、吸着性能の向上に繋がる。
【００１７】
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、前記化学吸着成分は、前記基材層を形成する繊維の表面に塗布されている、あるいは繊維内部に混合されていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、塗布された化学吸着成分が基材層を形成する繊維濾材の表面に広範囲にわたって露出された状態になるため、ガス分子との接触面積が向上して、臭気物質を取り除く効果をさらに向上できる。
【００１９】
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、前記帯電繊維層には極性帯電を促進する帯電強化剤が含まれることを特徴とする。
【００２０】
これにより、荷電部と導電繊維層間での電場下に、帯電強化剤によって極性帯電が強化された帯電繊維層が存在することにより、荷電部と帯電繊維層間、あるいは帯電部と導電繊維層間に誘導的な電場が形成され、基材層は荷電部と導電繊維層間の電場の影響だけでなく、副次的な電場の影響も受ける。そのため、極性帯電が強化された帯電繊維層があることで、基材層内の化学吸着成分の配向分極はより強固なものとなり、高い脱臭性能を実現可能である。さらに、荷電部と導電繊維層間での電場により、空気分子をイオン化させることができ、極性をもった空気イオンは大気塵に付着し、帯電した大気塵は、クーロン力によって帯電繊維層への捕集確立が向上する。また、帯電繊維層自体も電場の影響で誘電分極し、より帯電性能の高い繊維層となる。すなわち、エアフィルタユニットが稼働している時は、常に高い捕集効率を維持することが可能となる。
【００２１】
また、本発明の請求項４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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、本発明の請求項５に係わる空気清浄装置は、吸気口と送風手段と送風口を有した本体ケースと、前記本体ケースの前記吸気口に、エアフィルタユニットと、前記本体ケースの内部に前記吸気口と送風口を連通させる空気清浄経路とを備えた空気清浄装置であって、前記エアフィルタユニットは請求項１から４のいずれかに記載のエアフィルタユニットである。
【００２４】
これにより、本体ケーシングの吸気口から、大気粉塵や臭気物質を含む汚染された空気が吸い込まれてエアフィルタユニットを通過することにより浄化され、清浄な空気を室内に排気し、室内の空気質を清浄化することができる。
【００２５】
また、本発明の請求項６に係わる加湿機能付き空気清浄装置は、請求項５に記載の空気清浄装置の空気清浄経路内に、加湿手段を備えたものである。
【００２６】
これにより、本体ケーシングの吸気口から吸い込まれてエアフィルタユニットを通過した空気の一部または全部がこの加湿手段を通過して加湿され、送風手段によって本体ケーシングの外部へと排出される。このようにして、本発明の加湿機能付き空気清浄装置は、本体ケーシングに吸引した空気を空気清浄するとともに空気の加湿を行うことができる。
【００２７】
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。
【００２８】
（前提例）
本実施の形態においては、室内の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説明する。
【００２９】
本実施の形態における脱臭メカニズムとしては、アミン系化合物とホルムアルデヒドで以下のような不可逆反応を生じさせることを意図する。
【００３０】
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。
【００３１】
これらの反応は、アルデヒド基をもつガス成分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。
【００３２】
本実施の形態のエアフィルタユニットは、フィルタ濾材に担持したアミン系化合物による吸着効率を向上させるものである。以下、その構成について説明をする。
【００３３】
（実施の形態１）
通常、建屋内においてホルムアルデヒドは、図１に示すように、壁紙１あるいは家具２などから発生し、空気よりも比重が重いため、室内で床３付近に濃度が高い状態で存在している。
【００３４】
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に示す空気清浄装置４に備えられる。空気清浄装置４は、室内の床３の上に設置され、空気清浄運転を行うものである。
【００３５】
図２に示すように、空気清浄装置４は、本体ケーシング５内に、エアフィルタユニット６と送風手段７とを備えている。
【００３６】
本体ケーシング５は、例えば縦長の箱型形状をしており、本体ケーシング５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８を備え、本体ケーシング５の天面部には、四角形状の排気口９を備え、空気の流れを整流するルーバー１０を設けている。排気口９は送風手段７の上部において送風手段７の吐出口に連通している。
【００３７】
送風手段７は、吸気口８と排気口９との間の風路に設けられ、スクロール形状のケーシング１１と、このケーシング１１内に備えられた遠心送風ファンである羽根１２と、この羽根１２を回転させるモーター１３とから構成されている。
【００３８】
すなわち、空気清浄装置４は、モーター１３が回転することにより、遠心送風ファンの羽根１２が回転し、吸気口８から本体ケーシング５内に、室内の大気塵や臭気物質が吸引され、エアフィルタユニット６、本体ケーシング５内の風路、送風手段７を介して排気口９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。
【００３９】
図３に示すように、エアフィルタユニット６は、最上流側に荷電部１４、その下流側にエアフィルタ１５が配置されている。
【００４０】
エアフィルタ１５は、上流側から順番に基材層１６、帯電繊維層１７、導電繊維層１８が配置されている。これら３層は接着成分（図示せず）によって貼り合わせられている。なお、図３に図示した基材層１６と帯電繊維層１７の順番は例として示すものである。基材層１６と帯電繊維層１７の順番は問わない。
【００４１】
エアフィルタ１５は、空気清浄装置４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、シート状濾材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１５は、図４に示すように、山部１９と谷部２０を有するプリーツ形状をしており、その外周には、プリーツ形状を保持するための形状保持部２１が設けられている。プリーツ形状の固定のためには、プリーツの山部１９間のピッチ間隔が均一になるように、接着成分２２で形状固定している。
【００４２】
プリーツ化の方法に関しては、特に制限はなく、山部１９と谷部２０によるプリーツ形状が成形できればよい。
【００４３】
荷電部１４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、線電極、針状電極、トゲ状電極等が挙げられる。荷電部１４と導電繊維層１８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。
【００４４】
上記説明のように、荷電部１４を空気が通過すると、空気分子はイオン化され、大気塵に付着することで大気塵は帯電状態となる。そして、荷電部１４と導電繊維層１８間の電場の与えるクーロン力と帯電繊維層１７の帯電力に起因する誘起力によって、帯電状態の大気塵は、荷電部１４の下流側に位置するエアフィルタ１５で捕集されやすくなり、高い集塵性能を発揮可能である。
【００４５】
基材層１６には、アミノ系化合物を含む化学吸着成分２３が添着、あるいは繊維２４内に内包されている。
【００４６】
図５に示す構造は一例であるが、基材層１６に含まれる化学吸着成分２３は、分子内で電荷の偏りがある双極子として存在している。双極子は化学吸着成分内で無秩序な方向を向いている。
【００４７】
図６（ａ）に示すように、繊維２４上に添着された化学吸着成分２３を考えると、電場環境下において、双極子は電気的な力を受けて、方向が変わる。すなわち、荷電部１４の極性に対して、反対の極性をもつ原子団が、化学吸着成分２３の上流側表層部に配列する。アミン系化合物の原子構成のなかで反応に寄与するのは窒素原子を含むアミノ基（ＮＨ２）の原子団である。この官能基は一般的には負電荷への偏りを有しているため、荷電部１４の極性を正とすることで、化学吸着成分２３の中で、アルデヒド系のガス分子と反応する官能基を、上流側表層部側に回転移動させることが可能である。
【００４８】
これにより、化学吸着成分２３の吸着容量を有効に使用でき、吸着性能を向上させることが可能である。少量の添着量でも所望の脱臭効果が期待でき、エアフィルタ１５としての圧力損失を低減可能である。また、化学吸着成分２３の分子構造により活性部は異なるため、荷電部１４の極性を変えることで対応可能である。
【００４９】
また、図６（ｂ）に示すように、基材層１６を形成する繊維２４自体に、化学吸着成分２３が組み込まれている場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
上記構成において、基材層１６における配向分極のメカニズムについて説明をする。
【００５１】
本実施の形態のエアフィルタユニット６の構成に関しては、前述したように、基材層１６と帯電繊維層１７の配置は入れ替え可能であるため、全部で２種類の構成例がある。それぞれに分けて、以下に説明する。
【００５２】
第一の構成例は、上流から荷電部１４、基材層１６、帯電繊維層１７、導電繊維層１８の順番に配置された構造である（図７（ａ））。
【００５３】
第一構成例によると、荷電部１４と導電繊維層１８間に電界強度の大きな電場Ｅ１が形成される。電場Ｅ１の影響により、基材層１６内の化学吸着成分２３は配向分極し、帯電繊維層１７は誘電分極する。さらに帯電強化剤で帯電力の強化された帯電繊維層１７と基材層１６の界面付近では、互いに異符号の電荷が引き寄せられ、帯電繊維層１７の誘電分極と基材層１６の配向分極が強化される。また、帯電繊維層１７内で電荷の偏りが生じたことにより、荷電部１４と帯電繊維層１７間には誘導的に電場Ｅ２が発生する。基材層１６は電場Ｅ２の影響も受けることとなり、配向分極がより促進され、吸着性能の向上に繋がる。
【００５４】
第二の構成例は、上流から荷電部１４、帯電繊維層１７、基材層１６、導電繊維層１８の順番に配置された構造である（図７（ｂ））。
【００５５】
第二構成例によると、荷電部１４と導電繊維層１８間に電解強度の大きな電場Ｅ１が形成される。第一構成例と同様に、電場Ｅ１の影響により、基材層１６内の化学吸着成分２３は配向分極し、帯電繊維層１７は誘電分極する。さらに帯電強化剤で帯電力の強化された帯電繊維層１７と基材層１６の界面付近では、互いに異符号の電荷が引き寄せられ、帯電繊維層１７の誘電分極と基材層１６の配向分極が強化される。また、第二構成例では、帯電繊維層１７内で電荷の偏りが生じたことにより、帯電繊維層１７と導電繊維層１８の間には誘導的に電場Ｅ３が発生する。基材層１６は電場Ｅ３の影響も受けることとなり、配向分極がより促進され、吸着性能の向上に繋がる。
【００５６】
基材層１６については、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１６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。
【００５７】
基材層１６に含まれる化学吸着成分２３を含有させる手段は、基材層１６の繊維構造表層部に一様に分布していれば制限はない。例として、基材層１６を吸着剤の溶液中に含浸または塗布する方法や、基材層１６を形成する繊維の原料溶液に吸着剤を混合し、電界紡糸法で繊維化させる方法であれば、化学吸着成分２３が繊維表面全体に広範囲にわたって含有される状態となる。そのため、基材層１６を通過するホルムアルデヒド分子は、アミン系化合物との接触分布が均一となり、脱臭効果の向上が見込める。
【００５８】
帯電繊維層１７を形成する繊維の平均繊維径は、低圧力損失化が求められるため、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１７の空孔を形成する際に、高分子繊維の堆積が占める割合が大きくなり、空気抵抗の増加、すなわち圧力損失の増加に繋がる。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するため、圧力損失の増大を招いてしまうため、５０ｎｍ以上３０００以下の繊維径が好ましい。
【００５９】
また、帯電繊維層１７は、帯電性を確保するために、帯電繊維層１７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１７そのものの体積抵抗値が１０１６Ωｃｍ以上であればよい。
【００６０】
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。
【００６１】
帯電繊維層１７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。
【００６２】
帯電繊維層１７を形成する材料に関しては、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、ガラス繊維などが挙げられ、この中から一つ、あるいは複数を混合した材料でもよい。
【００６３】
また、帯電繊維層１７に添着される帯電強化剤は、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。
【００６４】
例えば、正帯電を促進する材料としては、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、これら２種類以上を混合して用いてもよい。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
帯電強化剤を、帯電繊維層１７に含ませる手段としては、帯電繊維層１７の繊維紡糸時や帯電繊維への樹脂等のコーティング時に、帯電強化剤を紡糸液やコーティング液に含有させておく方法や、帯電強化剤を溶液に溶解・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、この液体に帯電繊維層１７を浸漬させる方法、帯電強化剤が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が挙げられる。上記方法に中で好ましくは、帯電繊維層１７の繊維形成後に帯電強化剤を含浸または塗布させる手法を用いる手法であり、これにより、帯電強化剤は帯電繊維層１７の表層部に広範囲にわたって多量に含有される状態となり、集塵効率の増加や、基材層１６に含まれる化学吸着成分２３の配向分極を促進させ、脱臭効果の向上に繋がる。
【００６８】
導電繊維層１８は、導電性を有するカーボンブラックを一様に含んだ高分子材料を繊維化したものである。導電繊維層１８の高分子材料や製法は、帯電繊維層１７の説明に記載した内容と同様である。
【００６９】
上記構成によれば、化学吸着成分の少量の担持量でも所望の脱臭効果を示し、低圧力損失ながら高い集塵効率と高い脱臭性能を同時に発揮可能である。
【００７０】
（実施の形態２）
本発明における加湿機能が付属した空気清浄装置２５について記載する。実施の形態１と同様の作用や効果を有する構成については同一の符号を用いて、重複する部分に関しては省略して記載する。以下に記載する内容は本発明の一例に過ぎず、これに限定されるものではない。
【００７１】
図８は、実施の形態２における加湿機能付き空気清浄装置の本体構成を示す概略図である。
【００７２】
図８に示すように、例えば実施の形態１における空気清浄装置の風路に、送風手段７によって送風される空気を加湿する加湿手段２６が介在されている。すなわち、本体ケーシング５の下部に水を貯蔵する桶形状の加湿トレイ２７と加湿に使用される水を貯蔵するための図示しない加湿タンクが配置されており、加湿トレイ２７の内部空間には、加湿手段２６が設置され、この加湿手段２６はエアフィルタ１５と送風手段７との間に配置されている。
【００７３】
この時、本体ケーシング５の吸気口８から吸い込まれてエアフィルタ１５を通過した空気の一部または全部がこの加湿手段２６を通過して加湿され、送風手段７によって本体ケーシング５の外部へと排出される。このようにして、本発明の加湿機能付き空気清浄装置は、本体ケーシング５に吸引した空気を空気清浄するとともに空気の加湿を行うことができるものである。
【００７４】
ここで、加湿手段２６として、例えば、吸水性のある不織布を蛇腹状に折り曲げたものや、少なくとも一部に耐水性および吸水性のある合成繊維を使用して編んで作製した立体編物の一端を加湿トレイ２７に貯蔵した水に沈めて吸水させ、これに空気を通過させて水が気化する作用により加湿を行う方法や、耐水性のある合成繊維を編み込んで作製して保水性を持たせた立体編物を電動機等の駆動手段によって加湿トレイ２７に貯蔵した水への浸水と取出しを定期的に繰り返すようにし、この立体編物に空気を通過させて水が気化する作用により加湿を行う方法、または、円盤状の回転部材をその円盤面を水平になるように配置し、円盤中心を通り円盤面に垂直な方向を回転軸として回転させ、この回転部材の上面に加湿トレイ２７に貯蔵された水を供給し、回転による遠心力によって水を微細な水滴に分裂させ、この微細な水滴に対して空気を当てるように通過させ、水滴を気化させて加湿を行う方法、超音波領域の振動数で振動する超音波振動子を加湿トレイ２７に貯蔵した水に浸漬させるように配置し、この超音波振動子の振動によって水を微細な水滴に分裂させ、この微細な水滴に対して空気を当てるように通過させて水滴を気化させて加湿を行う方法、電熱線またはセラミックヒーターなどの発熱素子によって加湿トレイ２７に貯蔵した水を加熱し、蒸発した水蒸気と空気を混合させることによって加湿を行う方法などが挙げられる。
【００７５】
このように、空気清浄装置の風路内に加湿手段２６を備えた加湿機能付き空気清浄装置において本発明のエアフィルタ１５を用いることにより、加湿手段２６の下流側における風量が増加するため、加湿能力を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上のように、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て、集塵機能だけでなく、化学吸着成分の吸着容量を最大限使用することができるため、大気中の塵や埃、アルデヒド類に代表される室内の臭気物質を除去し浄化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】
【００７７】
１    壁紙
２    家具
３    床
４    空気清浄装置
５    本体ケーシング
６    エアフィルタユニット
７    送風手段
８    吸気口
９    排気口
１０    ルーバー
１１    ケーシング
１２    羽根
１３    モーター
１４    荷電部
１５    エアフィルタ
１６    基材層
１７    帯電繊維層
１８    導電繊維層
１９    山部
２０    谷部
２１    形状保持部
２２    接着成分
２３    化学吸着成分
２４    繊維
２５    空気清浄装置
２６    加湿手段
２７    加湿トレイ
【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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【図８】
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【図９】
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