(57)【要約】      （修正有）【課題】アンモニア等の有害な影響から実験室の職員、化学者などを保護するための有効な方法と装置を提供する。【解決手段】空気から不必要な物質を除去するための空気フィルターであって、フィルターはろ過媒体と少なくとも１種の反応物質を含み、この反応物質はクエン酸を含む。またクエン酸はクエン酸の結晶を含む。あるいは反応物質はシュウ酸、酒石酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、および無水リン酸からなる群のうちの少なくとも１種を含む。【選択図】図７
2018171457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気から不必要な物質を除去するための空気フィルターであって：
ろ過媒体；および
ろ過媒体に付加した少なくとも１種の反応物質；
を含む空気フィルター。
【請求項２】
ろ過媒体は通気性の構造を含む、請求項１に記載の空気フィルター。
【請求項３】
通気性の構造は連続気泡フォームを含む、請求項２に記載の空気フィルター。
【請求項４】
連続気泡フォームは連続気泡ポリウレタンフォームを含む、請求項３に記載の空気フィルター。
【請求項５】
連続気泡ポリウレタンフォームは２０ＰＰＩの細孔の特徴を有する、請求項４に記載の空気フィルター。
【請求項６】
通気性の構造はポリウレタン、ポリエチレン、シリコーン、ゴム、ポリ塩化ビニル、およびフィルターを通過する物質の影響に対して耐性のあるその他の材料からなる群のうちの少なくとも１種で形成された連続気泡フォームを含む、請求項３に記載の空気フィルター。
【請求項７】
通気性の構造はガラス繊維を含む、請求項２に記載の空気フィルター。
【請求項８】
通気性の構造はポリウレタン繊維を含む、請求項２に記載の空気フィルター。
【請求項９】
少なくとも１種の反応物質はクエン酸を含む、請求項１に記載の空気フィルター。
【請求項１０】
クエン酸はクエン酸の結晶を含む、請求項８に記載の空気フィルター。
【請求項１１】
クエン酸の結晶は大部分が２５のＡＳＴＭメッシュと５０のＡＳＴＭメッシュの間の平均粒径を有する、請求項１０に記載の空気フィルター。
【請求項１２】
少なくとも１種の反応物質はシュウ酸、酒石酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、および無水リン酸からなる群のうちの少なくとも１種を含む、請求項１に記載の空気フィルター。
【請求項１３】
少なくとも１種の反応物質は接着剤を用いてろ過媒体に付加されている、請求項１に記載の空気フィルター。
【請求項１４】
接着剤はポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル共重合体およびその他の乳濁液からなる群から選択される、請求項１３に記載の空気フィルター。
【請求項１５】
ろ過媒体に付加された複数の反応物質を含む、請求項１に記載の空気フィルター。
【請求項１６】
酸の除去段階をさらに含む、請求項１に記載の空気フィルター。
【請求項１７】
溶媒の除去段階をさらに含む、請求項１に記載の空気フィルター。
【請求項１８】
酸の除去段階と溶媒の除去段階をさらに含む、請求項１に記載の空気フィルター。
【請求項１９】
空気から不必要な物質を除去するための方法であって：
ろ過媒体、およびろ過媒体に付加した少なくとも１種の反応物質を含む空気フィルターを用意する工程；および
ろ過すべき空気を空気フィルターに通し、それにより空気から不必要な物質を除去する工程；
を含む方法。
【請求項２０】
ろ過媒体は通気性の構造を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
通気性の構造は連続気泡フォームを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
連続気泡フォームは連続気泡ポリウレタンフォームを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
連続気泡ポリウレタンフォームは２０ＰＰＩの細孔の特徴を有する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
通気性の構造はポリウレタン、ポリエチレン、シリコーン、ゴム、ポリ塩化ビニル、およびフィルターを通過する物質の影響に対して耐性のあるその他の材料からなる群のうちの少なくとも１種で形成された連続気泡フォームを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
通気性の構造はガラス繊維を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
通気性の構造はポリウレタン繊維を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
少なくとも１種の反応物質はクエン酸を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２８】
クエン酸はクエン酸の結晶を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
クエン酸の結晶は大部分が２５のＡＳＴＭメッシュと５０のＡＳＴＭメッシュの間の平均粒径を有する、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
少なくとも１種の反応物質はシュウ酸、酒石酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、および無水リン酸からなる群のうちの少なくとも１種を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３１】
少なくとも１種の反応物質は接着剤を用いてろ過媒体に付加されている、請求項１９に記載の方法。
【請求項３２】
接着剤はポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル共重合体およびその他の乳濁液からなる群から選択される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
ろ過媒体に付加された複数の反応物質を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３４】
酸の除去段階をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３５】
溶媒の除去段階をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項３６】
酸の除去段階と溶媒の除去段階をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
係属中の先行する特許出願についての関連
本特許出願は：
（ｉ）係属中の先行する米国特許出願１２／９９８１３４号（Francois Hauvilleによっ
て２０１１年３月２１日に提出された「空気から不必要な物質を除去するための方法と装置」（代理人整理番号FIPAK-0809 PCT US））の一部係属出願であり、その米国特許出願
は国際特許出願（ＰＣＴ出願）ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０５７６６６号（Francois Hauvilleによって２００９年９月２１日に提出された「空気から不必要な物質を除去するため
の方法と装置」（代理人整理番号FIPAK-0809 PCT））の利益を権利請求するものであり、さらにその国際特許出願は（ａ）先行する米国仮特許出願６１／０９８４４０号（Francois Hauvilleによって２００８年９月１９日に提出された「空気から不必要な物質を除去
および／または空気中の不必要な物質を中和するための方法と装置」（代理人整理番号FIPAK-8 PROV））、（ｂ）先行する米国仮特許出願６１／２４４２１８号（Francois Hauvilleによって２００９年９月２１日に提出された「空気から不必要な物質を除去するため
の方法と装置」（代理人整理番号FIPAK-9 PROV））、および（ｃ）先行する米国非仮特許出願１２／４６５４３４号（Francois Hauvilleによって２００９年５月１３日に提出さ
れた「空気から不必要な物質を除去するための方法と装置」（代理人整理番号FIPAK-8）
）の利益を権利請求するものであり、
また本特許出願は：
（ii）係属中の先行する米国仮特許出願６１／６０８８７１号（Francois Hauvilleによ
って２０１２年３月９日に提出された「空気からアンモニアおよび／またはその他の標的化学物質を除去するための方法と装置」（代理人整理番号FIPAK-12 PROV））の利益を権
利請求する。
【０００２】
上記の６件の特許出願は参考文献として本明細書に取り込まれる。
本発明は概して空気（浄化）フィルター（空気ろ過器）に関し、特に、空気から不必要な物質を除去する種類の空気フィルター、すなわち、空気から不必要な物質を除去する空気フィルターおよび／または空気中の不必要な物質を中和する空気フィルターに関する。
【背景技術】
【０００３】
空気から不必要な物質を除去するために空気フィルターが用いられる。例として、（これに限定するのではないが）空気フィルターは一般に実験室において、空気が換気フードから例えば大気中または実験室の周囲空気へ排出される前に、換気フードの中の空気から不必要な物質を除去するために用いられる。
【０００４】
上記の実験室への適用において、空気フィルターでは典型的に、空気から不必要な物質を除去するために活性炭の細粒を用いる。活性炭は一般に空気フィルターにおいて用いるのに好ましい。というのは、活性炭は空気から溶媒を除去するのに極めて有効だからである。さらに、活性炭の細粒の使用は一般にかなり有利であり、というのは、活性炭の細粒は容易に扱うことができて、またそれらは閉鎖容器の中に自然に収まるとともに細粒どうしの間に空間ができて、これが優れた空気の流れとの高い表面積の接触と結びつくからである。典型的に、活性炭の細粒は単純なフィルター枠の中に配置され、二つの向かい合ったスクリーン（例えば、網、格子など）の間に保持され、そこを空気が通過するが、しかし活性炭の細粒はその間に保持される。
【０００５】
活性炭の細粒は空気から溶媒を除去するのに極めて有効であるが、それらは空気から酸を除去するのにはほとんど効果がない。その結果、換気フードの中で酸が用いられる場合
、空気から酸を除去するために、特別な添加剤（例えば、希土類金属、有機金属触媒など）を活性炭の細粒に添加しなければならない。しかし、これらの添加剤は活性炭の細粒の有効表面積を減少させる傾向があり、それによりフィルターの能力を低下させる。さらに、これらの酸除去用添加剤は一般に、空気から酸を除去するのにあまり大きくない有効性しか示さず、また多くの場合、比較的毒性の物質を含み、それらの物質がフィルターを通る空気の流れによって大気中に放出されるかもしれない。
【０００６】
従って、酸除去用添加剤を活性炭の細粒に混和させることは、溶媒を除去するには低い効率の空気フィルターをもたらし、またそのフィルターは酸を除去するのにあまり大きくない有効性しか持たない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した理由のため、溶媒と酸の両方に対して高い有効性があり、そして有毒な添加剤を用いることなく高い効率で機能する新規で改善された空気フィルターに対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記の目的およびその他の目的は、酸の除去段階と溶媒の除去段階の少なくとも二つの段階を含む新規な空気フィルターを提供し、それを用いることによって対処される。酸の除去段階は、概して言えば、酸中和性の物質を取り付けた通気性の骨組みを含む。溶媒の除去段階は、概して言えば、二つの向かい合ったスクリーン（例えば、網、格子など）の間に充填した溶媒除去用の細粒を含む。
【０００９】
本発明の一つの好ましい態様において、空気から不必要な物質を除去するための空気フィルターが提供され、この空気フィルターは下記の各段階を含む：
酸の除去段階；および
溶媒の除去段階。
【００１０】
本発明の別の態様において、空気から不必要な物質を除去するための空気フィルターが提供され、この空気フィルターは下記の各段階を含む：
酸の除去段階であって、この酸の除去段階は酸中和性の物質を取り付けた通気性の骨組みを含み、この通気性の骨組みはガラス繊維を含み、そして酸中和性の物質は重炭酸ナトリウムを含み、そしてさらに、重炭酸ナトリウムは接着剤を用いてガラス繊維に固定されている；および
溶媒の除去段階であって、この溶媒の除去段階は二つの通気性のスクリーンの間に保持された溶媒除去用の細粒を含み、そしてさらに、溶媒除去用の細粒は活性炭の細粒を含む。
【００１１】
本発明の別の態様において、空気から不必要な物質を除去するための空気フィルターが提供され、この空気フィルターは下記の各段階を含む：
酸の除去段階であって、この酸の除去段階は酸中和性の物質を取り付けた通気性の骨組みを含み、この通気性の骨組みは連続気泡ポリウレタンフォームを含み、そして酸中和性の物質は重炭酸ナトリウムを含み、そしてさらに、重炭酸ナトリウムは接着剤を用いて連続気泡ポリウレタンフォームに固定されている；および
溶媒の除去段階であって、この溶媒の除去段階は二つの通気性のスクリーンの間に保持された溶媒除去用の細粒を含み、そしてさらに、溶媒除去用の細粒は活性炭の細粒を含む。
【００１２】
本発明の別の態様において、空気から不必要な物質を除去するための方法が提供され、
この方法は下記の各工程を含む：
空気から不必要な物質を除去するための空気フィルターを用意する工程であって、この空気フィルターは酸の除去段階および溶媒の除去段階を含む前記工程;および
ろ過すべき空気を空気フィルターに通し、それにより空気から不必要な物質を除去する工程。
【００１３】
また、本発明の別の態様において、空気から不必要な物質を除去するための方法が提供され、この方法は下記の各工程を含む：
空気から不必要な物質を除去するための空気フィルターを用意する工程であって、この空気フィルターは下記の各段階を含む前記工程：
酸の除去段階であって、この酸の除去段階は酸中和性の物質を取り付けた通気性の骨組みを含み、この通気性の骨組みはガラス繊維を含み、そして酸中和性の物質は重炭酸ナトリウムを含み、そしてさらに、重炭酸ナトリウムは接着剤を用いてガラス繊維に固定されている前記段階；および
溶媒の除去段階であって、この溶媒の除去段階は二つの通気性のスクリーンの間に保持された溶媒除去用の細粒を含み、そしてさらに、溶媒除去用の細粒は活性炭の細粒を含む前記段階；および
ろ過すべき空気を空気フィルターに通し、それにより空気から不必要な物質を除去する工程。
【００１４】
また、本発明の別の態様において、空気から不必要な物質を除去するための方法が提供され、この方法は下記の各工程を含む：
空気から不必要な物質を除去するための空気フィルターを用意する工程であって、この空気フィルターは下記の各段階を含む前記工程：
酸の除去段階であって、この酸の除去段階は酸中和性の物質を取り付けた通気性の骨組みを含み、この通気性の骨組みは連続気泡ポリウレタンフォームを含み、そして酸中和性の物質は重炭酸ナトリウムを含み、そしてさらに、重炭酸ナトリウムは接着剤を用いて連続気泡ポリウレタンフォームに固定されている前記段階；および
溶媒の除去段階であって、この溶媒の除去段階は二つの通気性のスクリーンの間に保持された溶媒除去用の細粒を含み、そしてさらに、溶媒除去用の細粒は活性炭の細粒を含む前記段階；および
ろ過すべき空気を空気フィルターに通し、それにより空気から不必要な物質を除去する工程。
【００１５】
本発明の別の態様において、空気から不必要な物質を除去するための空気フィルターが提供され、この空気フィルターはろ過媒体、およびろ過媒体に付加した少なくとも１種の反応物質を含む。
【００１６】
本発明の別の態様において、空気から不必要な物質を除去するための方法が提供され、この方法は下記の各工程を含む：
ろ過媒体、およびろ過媒体に付加した少なくとも１種の反応物質を含む空気フィルターを用意する工程；および
ろ過すべき空気を空気フィルターに通し、それにより空気から不必要な物質を除去する工程。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の上記の目的およびその他の目的と特徴点は、本発明の好ましい態様についての以下の詳細な説明によってさらに十分に開示され、あるいは明らかにされるであろう。それは添付する図面とともに考察されるが、そこでは同じ番号は同じ部分を指している。
【図１】図１は本発明に従って形成された新規な空気フィルターを示す概略図である。
【図１Ａ】図１Ａは本発明に従って形成された別の新規な空気フィルターを示す概略図である。
【図２】図２は新規な空気フィルターの酸の除去段階をどのようにして製作することができるかを示す概略図である。
【図３】図３は新規な空気フィルターの酸の除去段階をどのようにして製作することができるかを示す概略図である。
【図４】図４は新規な空気フィルターの酸の除去段階をどのようにして製作することができるかを示す概略図である。
【図５】図５は新規な空気フィルターの溶媒の除去段階のさらなる詳細を示す概略図である。
【図６】図６はクエン酸の結晶を含浸する前の一片の連続気泡ポリウレタン（ＰＵ）フォームを示す写真である。
【図７】図７は連続気泡ポリウレタン（ＰＵ）フォームに粒状のクエン酸の結晶を含浸させた後の一片の連続気泡ポリウレタン（ＰＵ）フォームの写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
概要
本発明は高い効率で空気から溶媒と酸の両方を除去するのに有効な新規で改善された空気フィルターを提供する。それを目的として、ここで図１と図１Ａを参照すると、本発明に従って形成された新規な空気フィルター５が示されている。空気フィルター５は概して、酸の除去段階１０とそれに続く溶媒の除去段階１５の二つの段階を含む。
【００１９】
酸の除去段階１０は概して、酸中和性の物質２５を取り付けた通気性の骨組み２０を含む。本発明の一つの好ましい態様において、図１を参照すると、酸の除去段階１０は重炭酸ナトリウムを付着させた繊維（例えば、ガラス繊維）を含む。本発明の別の好ましい態様において、図１Ａを参照すると、酸の除去段階１０は重炭酸ナトリウムを付着させた連続気泡フォーム（例えば、連続気泡ポリウレタンフォーム）を含む。
【００２０】
溶媒の除去段階１５は概して、二つの向かい合った通気性のスクリーン（例えば、網、格子など）３５の間に充填された溶媒除去用の細粒３０を含む。本発明の一つの好ましい態様において、溶媒除去用の細粒は活性炭の細粒を含む。
【００２１】
この構成の結果、空気が空気フィルター５を通過するとき、空気は最初に酸の除去段階１０を通過し、そこで酸中和性の物質２５（例えば、重炭酸ナトリウム）が空気中に存在するであろう全ての酸を効果的に中和する。その後、空気は溶媒の除去段階１５を通過し、そこで溶媒除去用の細粒３０（例えば、活性炭の細粒）が空気中に存在するであろう全ての溶媒を除去する。
【００２２】
酸の除去段階１０
次に図１、１Ａおよび２〜４を参照すると、酸の除去段階１０は概して、酸中和性の物質２５を取り付けた通気性の骨組み２０を含む。
【００２３】
本発明の一つの好ましい態様において、図１を参照すると、酸の除去段階１０は重炭酸ナトリウムを付着させたガラス繊維を含む。重炭酸ナトリウムは酸を中和するのに極めて有効であり、また比較的安価であるが、しかしその粉末状の稠度（コンシステンシー：consistency）は、高い表面積での接触を必要とする空気フィルターにおいて用いることを
困難にする。本発明は、酸の除去段階において重炭酸ナトリウムを支持するための新規で改善された方法を提供することによってこの問題を解決し、そして空気フィルターにおいて重炭酸ナトリウムを用いることを実用的にする。
【００２４】
より詳しくは、図２を参照すると、酸の除去段階１０は好ましくはガラス繊維からなる通気性の塊りを含み、これらガラス繊維は結合して通気性の骨組み２０を形成する。これらのガラス繊維は酸と塩基に対して耐性が高く、わずかな圧力損失で空気を容易に通過させる。次に図３を参照すると、ガラス繊維は接着剤４０で被覆されている。このとき、図４を参照すると、重炭酸ナトリウムの粉末がガラス繊維の上に堆積され、そして接着剤４０は重炭酸ナトリウムの粉末をガラス繊維に結合させている。
【００２５】
従って、重炭酸ナトリウムは通気性の骨組み２０の全体に散在していて、それに接着していることがわかるであろう。それにより、そこを通る空気は重炭酸ナトリウムと優れた表面積の接触を行い、そのときに重炭酸ナトリウムは空気中の酸を中和することができる。
【００２６】
所望により、酸の除去段階１０は、ガラス繊維とは異なるか、あるいはガラス繊維に追加する構造および／または材料（例えば、ポリウレタン繊維、連続気泡フォームなど）を用いて作られた通気性の骨組み２０を含んでいてもよく、そして／または、酸の除去段階１０は、重炭酸ナトリウムとは異なるか、あるいは重炭酸ナトリウムに追加する酸中和性の物質２５（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、重炭酸カルシウム、水酸化カルシウムなど）を含んでいてもよい。
【００２７】
従って、本発明の別の好ましい態様において、図１Ａを参照すると、酸の除去段階１０は酸中和性の物質を付着させた連続気泡フォームを含む。例として、（これに限定はされないが）酸の除去段階１０は好ましくは、重炭酸ナトリウムを付着させた連続気泡ポリウレタンフォーム（好ましくは２０ＰＰＩ（すなわち、１インチ当り２０個の細孔）で特徴づけられる細孔を有するもの）を含む。この連続気泡ポリウレタンフォームは酸と塩基に対して耐性が高く、わずかな圧力損失で空気を容易に通過させる。
【００２８】
溶媒の除去段階１５
ここで図５を参照すると、溶媒の除去段階１５は、概して、二つの向かい合ったスクリーン（例えば、網、格子など）３５の間に充填した溶媒除去用の細粒３０を含む。本発明の一つの好ましい態様において、溶媒除去用の細粒は二つの向かい合ったスクリーン（例えば、網、格子など）の間に保持された活性炭の細粒を含み、そこを空気が通過するが、しかし活性炭の細粒はその間に保持される。
【００２９】
二段階の構成
ここで図１に戻ると、新規な空気フィルター５は中に二つのフィルター段階を取り付けたフィルター枠４５を含み、その二つのフィルター段階は酸の除去段階１０と後続の溶媒の除去段階１５からなることがわかるであろう。酸の除去段階１０は、酸中和性の物質２５（好ましくは、重炭酸ナトリウム）を取り付けた通気性の骨組み２０（好ましくは、ガラス繊維または連続気泡ポリウレタンフォーム）を含む。溶媒の除去段階１５は、溶媒除去用の細粒３０（好ましくは、活性炭の細粒）を含む。この構成の結果、空気が空気フィルター５を通過するとき、空気は最初に酸の除去段階１０を通過し、そこで酸中和性の物質２５（例えば、重炭酸ナトリウム）が空気中に存在するであろう酸を中和する。その後、空気は溶媒の除去段階１５を通過し、そこで溶媒除去用の細粒３０（例えば、活性炭の細粒）が空気中に存在するであろう溶媒を除去する。従って、本発明のこの新規な空気フィルターは、フィルターを通過する空気から酸と溶媒の両方を除去することができる。
【００３０】
重要なこととして、上述した構成は先行技術を上回るかなりの利点を与えるのであり、というのは、この構成によって溶媒の除去操作から酸の除去操作が分離され、単一のフィルター枠の個別の段階において各々の操作が具現化され、それにより各々の操作は、他方
の操作の効果を減じることなく、それ自体の特定の目的について最適化されうるからである。
【００３１】
特に、酸を中和するために、好ましくは通気性の骨組みの構造（例えば、ガラス繊維、連続気泡ポリウレタンフォームなど）の上に支持された高度に有効で比較的安価な重炭酸ナトリウムを用いることによって、本発明の酸の除去段階は最適化される。この点で、重炭酸ナトリウムは、空気から酸を除去するために空気フィルターにおいて慣例的に用いられる希土類金属や有機金属の触媒よりも、空気からの酸を中和するのにかなり有効であることを認識すべきである。重要なこととして、空気フィルターにおいて重炭酸ナトリウムを使用すると、先行技術の希土類金属や有機金属の触媒を用いる場合に生じることのある有毒性の問題も解消される。
【００３２】
さらに、溶媒の除去能力を減じることのある上述の酸の除去用の希土類金属や有機金属の触媒を添加することなく、空気から溶媒を除去するために、好ましくは高度に有効な活性炭の細粒を用いることによって、本発明の溶媒の除去段階は最適化される。
【００３３】
段階の順序を逆にすること
前述の検討において、酸の除去段階１０は空気の流れにおいて溶媒の除去段階１５よりも先にある。すなわち、空気フィルターを移動する空気は、溶媒の除去段階１５を移動する前に酸の除去段階１０を移動する。しかし、所望により、酸の中和段階を溶媒の除去段階の後に設けてもよいこと、すなわち、空気フィルターを移動する空気は、酸の除去段階を移動する前に溶媒の除去段階を移動してもよいことが認識されるであろう。
【００３４】
本発明のさらなる態様
従って、本発明は多くの点で独特なものであることがわかるであろう。そのような点としては、（ｉ）酸の除去段階と溶媒の除去段階を組み合わせた、空気フィルターの二段階の複合した構成、（ii）空気フィルターにおける重炭酸ナトリウムの使用、および（iii
）空気フィルターの中に重炭酸ナトリウムを支持するやり方（例えば、ガラス繊維や連続気泡ポリウレタンフォームなどの通気性の骨組みの上への支持）、がある。
【００３５】
さらに、本発明は有毒な添加剤を使用することを要せずに空気から酸を除去する。
また、本発明は空気から溶媒を除去するための空気フィルターの能力を減じることなく、空気から不必要な酸を除去する。
【００３６】
また、本発明は空気から酸を除去するために安価な酸中和性の物質を利用する。
さらに、本発明は繊維および／または連続気泡フォームへの粉末の結合を提供し、それは安価なやり方で工業化することができる。
【００３７】
また、本発明は換気フードの中の空気をろ過するのに特に有利な新規な空気フィルターを提供する。
当業者であれば、本発明を考慮すると、本発明のさらなる他の利点は明白なことであろう。
【００３８】
空気からのアンモニアおよび／またはその他の標的化学物質の除去
アンモニアは実験室の中に存在する最も厄介な化学物質のうちの一つである。中でも、アンモニアは高度に揮発性で、極めて低い嗅覚限界を有し、そして人間の健康にかなり有害である。同時に、アンモニアは実験室の中で見いだされる１２の最も一般的な化学物質のうちの一つでもある。この理由から、アンモニアの有害な影響から実験室の職員（例えば、化学者など）を保護するための有効な方法と装置があることが重要である。
【００３９】
上述したように、アンモニアの有害な性質の故に、実験室の職員をアンモニアを吸い込むことから保護することが重要である。その目的で、実験室の職員によって自身をアンモニアから守るためにろ過換気フードが一般的に用いられている。ろ過換気フード（再循環式換気フードおよび／またはろ過式換気フードとしても知られている）においては、アンモニアの蒸気を捕捉するために（この特定の用途のために設計された）含浸活性炭フィルターが一般的に用いられる。特に、これらの活性炭フィルターには、アンモニアと反応させるために特別に選択された化学物質が含浸される（例えば、硫酸、ＺｎＣｌ２など）。「基本的な」（すなわち、非含浸の）活性炭フィルターは空気からアンモニアを効果的に除去しないので、活性炭フィルターに反応物質を含浸する必要がある。従って、活性炭フィルターに反応物質を含浸し、それによりアンモニアの蒸気を引きつけて中和する必要がある。
【００４０】
この先行技術の含浸活性炭フィルターの一つの特徴は、活性炭とこの活性炭に含浸させた化学反応物質の合同した特性によって、一定量の含浸活性炭について、小さな濃度のアンモニアの中和を高い効率で（すなわち、フィルターが正しく設計された場合、９９％を超える効率で）可能にすることである。しかし、この先行技術の含浸活性炭フィルターの一つの限界は、含浸のために用いられる化学物質（すなわち、反応物質）が活性炭の多孔質網状構造の中に詰め込まれて、含浸活性炭フィルターに他の中和性物質および／または浄化物質を添加することが実行不可能になることである。その結果、アンモニアを中和するために反応物質が選択される場合、この含浸活性炭フィルターはアンモニア（および関連性の高い化学物質）を中和することに対して効果が限定されてしまう。
【００４１】
空気からアンモニア以外の化学物質を除去するために他の反応物質を用いる含浸活性炭フィルターについても、これと同じ問題が生じる傾向がある。
従って、含浸活性炭フィルターを用いると、各々のフィルターは選抜された候補の化学物質を処理することについて効果が限定されてしまうことが理解されるであろう。その結果、ろ過換気フードの使用者は、彼らが換気フードにおいて処理するであろう化学物質に応じて、自身の用いる換気フードに対して特定の含浸活性炭フィルターを選択しなければならず、例えば、アンモニアを処理するときには硫酸を含浸した活性炭フィルターを用い、無機酸を処理するときには炭酸カルシウムを含浸した活性炭フィルターを用いる、といったことになる。このことは問題となることがあって、何故ならば、換気フードの中で異なる物質を処理すべきときにはフィルターを交換する必要があるかもしれないからである。
【００４２】
さらに、ある場合においては、使用者が特定の時間において換気フードにおいて処理するであろう全ての化学物質の配列を中和するための適切なフィルターは存在しない。例として、（これに限定はされないが）酸、塩基および溶媒を処理する必要のある化学者は、これらの化学物質に対して同時に防護することのできる単一の換気フードフィルターを現在は容易に見つけることはできない。
【００４３】
従って、実験室の職員によって安全に処理される必要のある広範囲の化学物質を効果的に処理することのできる、新規で改善されたフィルターが必要とされている。
本発明は化学的な中和のための（および好ましくは、アンモニア蒸気の中和のための）新規なろ過媒体の提供と使用を含み、この新規なろ過媒体は、連続気泡フォーム、この連続気泡フォームの表面上に配置された反応物質（例えば、アンモニアを中和するためのクエン酸）、および連続気泡フォームの表面上の反応物質（例えば、クエン酸）を保持するための接着剤を含む。
【００４４】
連続気泡フォームは好ましくは、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリエチレン（ＰＥ）、シリコーン、ゴム、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）または除去すべき標的化学物質（例えば、アン
モニア）の影響に対して耐性のあるその他の材料で形成される。連続気泡フォームは、（ａ）連続気泡フォームが大きな表面積を呈することを可能とし、そして（ｂ）フィルターを通る空気の流れに著しい圧力低下をもたらすことなく空気が容易に通過することのできる細孔サイズを有し、例えば、連続気泡フォームは１インチ当り２０個の細孔（ＰＰＩ）がある細孔サイズを有していてもよい。
【００４５】
反応物質は連続気泡フォームの表面上に含浸され、そのため反応物質は連続気泡フォームを通過する空気に晒され、それにより反応物質は空気中の標的化学物質と効果的に反応することが可能となり、標的化学物質との反応物質の化学反応によって標的化学物質が中和される。
【００４６】
本発明の一つの好ましい態様において、標的化学物質はアンモニアであり、そして反応物質はクエン酸である。
本発明の一つの特に好ましい態様において、クエン酸は細粒状になっていて、そしてクエン酸の結晶（小さな粒子）は連続気泡フォームの表面上に直接散布され、このとき連続気泡フォームの上に配置するためにクエン酸を溶液中に配合することを必要としない（クエン酸の結晶を直接散布すれば（乾燥させる必要がないので）エネルギーをあまり消費せず、また連続気泡フォームの上により多くの量のクエン酸を堆積させることができる）。本発明の一つの好ましい態様において、クエン酸の結晶は大部分が２５のＡＳＴＭメッシュと５０のＡＳＴＭメッシュの間で構成される平均粒径を有する。
【００４７】
連続気泡フォームの表面上に反応物質（例えば、クエン酸の結晶）を保持するために接着剤が用いられる。接着剤は、接着剤が連続気泡フォームと、および／または反応物質（例えば、クエン酸）と、および／または空気からろ過されるべき標的化学物質（例えば、アンモニア）と互いに影響し合わないように選択される。本発明の一つの好ましい態様において、接着剤にはポリ酢酸ビニルまたはエチレン酢酸ビニル共重合体またはアクリル共重合体またはその他の乳濁液が含まれる。
【００４８】
製造する際に、最初に連続気泡フォームに接着剤が（例えば、はけ塗り、噴霧などによって）塗布され、次いで、その接着剤を保持した連続気泡フォームの表面上に反応物質（例えば、クエン酸の結晶）が（例えば、散布、吹込み（ブローイング）などによって）付与される。
【００４９】
図６を参照されたい。これはクエン酸の結晶を含浸する前の一片の連続気泡ポリウレタン（ＰＵ）フォーム５０を示す写真である。また、図７は粒状のクエン酸５５を表面上に堆積させた後の一片の連続気泡ポリウレタン（ＰＵ）フォーム５０の写真である。
【００５０】
使用する際には、標的化学物質（例えば、アンモニア）は、連続気泡フォームによって担持された反応物質（例えば、クエン酸）と反応した後、連続気泡フォームの表面上で中和される。アンモニア蒸気とクエン酸の場合、それはクエン酸アンモニウム塩の生成をもたらす基本的な酸−塩基反応である。このクエン酸アンモニウム塩は固体であり、クエン酸の結晶を連続気泡フォームの表面に結合する接着剤によって連続気泡フォームの表面上に保持される。
【００５１】
空気からアンモニア蒸気および／またはその他の標的化学物質を除去するために、クエン酸以外の反応物質を用いて新規なフィルターを形成することもできる。例として、（これらに限定はされないが）上述したクエン酸の代わりに下記の代替の酸を用いることができる：シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、無水リン酸、その他。この点で、反応物質（すなわち、クエン酸または代替の酸）は強酸でも、あるいは弱酸であってもよい、ということを認識すべきである。さらに、その酸性の性質に加えて、連
続気泡フォームによって担持された反応物質は標準の温度と圧力において固体である、ということも認識すべきである。
【００５２】
重要なこととして、そして活性炭を用いる先行技術のフィルターとは異なって、本発明の連続気泡フォームは空気から複数の標的化学物質を除去するために複数の反応物質を担持することができる。従って、本発明を用いると、フィルターは、一つの標的化学物質だけに対して用いるものとして限定する必要はない。
【００５３】
新規なアンモニアまたはその他の標的化学物質を除去するフィルターを他のフィルター段階とともに用いること
本発明の新規なアンモニアまたはその他の標的化学物質を除去するフィルターは（例えば、アンモニアおよび／またはその他の標的化学物質を除去するために）単独で用いることができて、あるいはこのフィルターを、空気から除去することのできる標的化学物質の範囲をさらに広くするために他のろ過媒体と組み合わせて用いることができる、ということを認識すべきである。
【００５４】
例として（これに限定されるのではないが）、本発明の新規なアンモニアまたはその他の標的化学物質を除去するフィルターは多段階フィルターのうちの一つの段階として用いることができ、このとき多段階フィルターの別の段階は活性炭フィルターを含んでいてもよい（この活性炭フィルターには反応物質が含浸されていてもよく、あるいは含浸されていなくてもよい）。
【００５５】
さらなる例として（これに限定されるのではないが）、本発明の新規なアンモニアまたはその他の標的化学物質を除去するフィルターは三段階のフィルターのうちの一つの段階を形成していてもよく、すなわち、その三段階のフィルターは、酸の除去段階（例えば、重炭酸ナトリウムを担持している連続気泡フォームを含むもの）、活性炭の細粒を含む溶媒の除去段階、およびクエン酸（または代替の反応物質）を担持している連続気泡フォームを含むアンモニアの除去段階を有していてもよい。本発明のこの態様において、アンモニアの除去段階は好ましくは溶媒の除去段階の前に配置され、また所望により、酸の除去段階の前に配置されてもよい。
【００５６】
変更
本発明は本明細書で開示された特定の構成および／または図面に示された特定の構成には決して限定されず、本発明には本発明の範囲内のいかなる変更物または同等物も含まれる、ということを理解すべきである。
【符号の説明】
【００５７】
５  空気フィルター、  １０  酸の除去段階、  １５  溶媒の除去段階、  ２０  通気性の骨組み、  ２５  酸中和性の物質、  ３０  溶媒除去用の細粒、  ３５  通気性のスクリーン、  ４０  接着剤、  ４５  フィルター枠、  ５０  連続気泡ポリウレタンフォーム、  ５５  クエン酸。
【図１】
2018171457.tif 000003
【図１Ａ】
2018171457.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018171457.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月22日(2018.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気から不必要な物質を除去するための空気フィルターの製造方法であって、前記空気フィルターは：連続気泡フォームを含むろ過媒体；および前記ろ過媒体に付加した結晶状態の少なくとも１種の反応物質；を含み、前記方法は：
前記連続気泡フォームの表面上に前記少なくとも１種の反応物質を直接散布し、前記空気フィルターを形成する工程；を含み、
前記少なくとも１種の反応物質は、クエン酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、および無水リン酸からなる群のうちの少なくとも１種を含む、
前記方法。
【請求項２】
前記連続気泡フォームは連続気泡ポリウレタンフォームを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記連続気泡ポリウレタンフォームは２０ＰＰＩの細孔の特徴を有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記連続気泡フォームは、ポリウレタン、ポリエチレン、シリコーン、ゴム、ポリ塩化ビニル、および前記フィルターを通過する物質の影響に対して耐性のあるその他の材料からなる群のうちの少なくとも１種で形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１種の反応物質はクエン酸を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記クエン酸はクエン酸の結晶を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記クエン酸の結晶は、大部分が２５のＡＳＴＭメッシュと５０のＡＳＴＭメッシュの間の平均粒径を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１種の反応物質は接着剤を用いて前記ろ過媒体に付加されている、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記接着剤はポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル共重合体およびその他の乳濁液からなる群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記空気フィルターは前記ろ過媒体に付加された複数の反応物質を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記空気フィルターは酸除去のろ過媒体をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記空気フィルターは溶媒除去のろ過媒体をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記空気フィルターは酸除去のろ過媒体と溶媒除去のろ過媒体をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
空気から不必要な物質を除去するための方法であって：
連続気泡フォームの表面上に結晶状態の少なくとも１種の反応物質を直接散布し、前記連続気泡フォームを含むろ過媒体、および前記ろ過媒体に付加した前記少なくとも１種の反応物質を含む空気フィルターを形成する工程であって、前記少なくとも１種の反応物質は、クエン酸、シュウ酸、酒石酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、および無水リン酸からなる群のうちの少なくとも１種を含む、前記工程；
前記空気フィルターを用意する工程；および
ろ過すべき空気を前記空気フィルターに通し、それにより前記空気から不必要な物質を除去する工程；
を含む、前記方法。
【請求項１５】
前記連続気泡フォームは連続気泡ポリウレタンフォームを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記連続気泡ポリウレタンフォームは２０ＰＰＩの細孔の特徴を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記連続気泡フォームは、ポリウレタン、ポリエチレン、シリコーン、ゴム、ポリ塩化ビニル、および前記フィルターを通過する物質の影響に対して耐性のあるその他の材料からなる群のうちの少なくとも１種で形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１種の反応物質はクエン酸を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記クエン酸はクエン酸の結晶を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記クエン酸の結晶は、大部分が２５のＡＳＴＭメッシュと５０のＡＳＴＭメッシュの間の平均粒径を有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１種の反応物質は接着剤を用いて前記ろ過媒体に付加されている、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記接着剤はポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル共重合体およびその他の乳濁液からなる群から選択される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記空気フィルターは前記ろ過媒体に付加された複数の反応物質を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
酸の除去段階をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
溶媒の除去段階をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２６】
酸の除去段階と溶媒の除去段階をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
変更
本発明は本明細書で開示された特定の構成および／または図面に示された特定の構成には決して限定されず、本発明には本発明の範囲内のいかなる変更物または同等物も含まれる、ということを理解すべきである。
本発明の具体的態様は以下のとおりである。
[１]
空気から不必要な物質を除去するための空気フィルターであって：
ろ過媒体；および
ろ過媒体に付加した少なくとも１種の反応物質；
を含む空気フィルター。
[２]
ろ過媒体は通気性の構造を含む、[１]に記載の空気フィルター。
[３]
通気性の構造は連続気泡フォームを含む、[２]に記載の空気フィルター。
[４]
連続気泡フォームは連続気泡ポリウレタンフォームを含む、[３]に記載の空気フィルター。
[５]
連続気泡ポリウレタンフォームは２０ＰＰＩの細孔の特徴を有する、[４]に記載の空気フィルター。
[６]
通気性の構造はポリウレタン、ポリエチレン、シリコーン、ゴム、ポリ塩化ビニル、およびフィルターを通過する物質の影響に対して耐性のあるその他の材料からなる群のうちの少なくとも１種で形成された連続気泡フォームを含む、[３]に記載の空気フィルター。
[７]
通気性の構造はガラス繊維を含む、[２]に記載の空気フィルター。
[８]
通気性の構造はポリウレタン繊維を含む、[２]に記載の空気フィルター。
[９]
少なくとも１種の反応物質はクエン酸を含む、[１]に記載の空気フィルター。
[１０]
クエン酸はクエン酸の結晶を含む、[９]に記載の空気フィルター。
[１１]
クエン酸の結晶は大部分が２５のＡＳＴＭメッシュと５０のＡＳＴＭメッシュの間の平均粒径を有する、[１０]に記載の空気フィルター。
[１２]
少なくとも１種の反応物質はシュウ酸、酒石酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、および無水リン酸からなる群のうちの少なくとも１種を含む、[１]に記載の空気フィルター。
[１３]
少なくとも１種の反応物質は接着剤を用いてろ過媒体に付加されている、[１]に記載の空気フィルター。
[１４]
接着剤はポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル共重合体およびその他の乳濁液からなる群から選択される、[１３]に記載の空気フィルター。
[１５]
ろ過媒体に付加された複数の反応物質を含む、[１]に記載の空気フィルター。
[１６]
酸の除去段階をさらに含む、[１]に記載の空気フィルター。
[１７]
溶媒の除去段階をさらに含む、[１]に記載の空気フィルター。
[１８]
酸の除去段階と溶媒の除去段階をさらに含む、[１]に記載の空気フィルター。
[１９]
空気から不必要な物質を除去するための方法であって：
ろ過媒体、およびろ過媒体に付加した少なくとも１種の反応物質を含む空気フィルターを用意する工程；および
ろ過すべき空気を空気フィルターに通し、それにより空気から不必要な物質を除去する工程；
を含む方法。
[２０]
ろ過媒体は通気性の構造を含む、[１９]に記載の方法。
[２１]
通気性の構造は連続気泡フォームを含む、[２０]に記載の方法。
[２２]
連続気泡フォームは連続気泡ポリウレタンフォームを含む、[２１]に記載の方法。
[２３]
連続気泡ポリウレタンフォームは２０ＰＰＩの細孔の特徴を有する、[２２]に記載の方法。
[２４]
通気性の構造はポリウレタン、ポリエチレン、シリコーン、ゴム、ポリ塩化ビニル、およびフィルターを通過する物質の影響に対して耐性のあるその他の材料からなる群のうちの少なくとも１種で形成された連続気泡フォームを含む、[２１]に記載の方法。
[２５]
通気性の構造はガラス繊維を含む、[２０]に記載の方法。
[２６]
通気性の構造はポリウレタン繊維を含む、[２０]に記載の方法。
[２７]
少なくとも１種の反応物質はクエン酸を含む、[１９]に記載の方法。
[２８]
クエン酸はクエン酸の結晶を含む、[２７]に記載の方法。
[２９]
クエン酸の結晶は大部分が２５のＡＳＴＭメッシュと５０のＡＳＴＭメッシュの間の平均粒径を有する、[２８]に記載の方法。
[３０]
少なくとも１種の反応物質はシュウ酸、酒石酸、マレイン酸、アスコルビン酸、コハク酸、および無水リン酸からなる群のうちの少なくとも１種を含む、[１９]に記載の方法。
[３１]
少なくとも１種の反応物質は接着剤を用いてろ過媒体に付加されている、[１９]に記載の方法。
[３２]
接着剤はポリ酢酸ビニル、エチレン酢酸ビニル共重合体、アクリル共重合体およびその他の乳濁液からなる群から選択される、[３１]に記載の方法。
[３３]
ろ過媒体に付加された複数の反応物質を含む、[１９]に記載の方法。
[３４]
酸の除去段階をさらに含む、[１９]に記載の方法。
[３５]
溶媒の除去段階をさらに含む、[１９]に記載の方法。
[３６]
酸の除去段階と溶媒の除去段階をさらに含む、[１９]に記載の方法。