(57)【要約】流体清浄フィルターは、三次元網状化骨格構造を有するポリウレタンフォーム２ａを有し、プリーツ状に成形加工されたプリーツ成形体２と、活性炭含有層３とを備えた複合体から成る。該複合体が略円筒状に成形されている。ポリウレタンフォーム２ａの活性炭含有層３に対峙する面に、繊維よりなる濾材層２ｂが設けられている。濾材層２ｂの繊維は帯電処理されてもよい。流体清浄フィルターは、高風速下であっても、高集塵性能及び高脱臭性能を有する。
2003066193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリーツ状に成形加工されてなるプリーツ成形体と、吸着剤含有層とを備えた複合体から成り、
該プリーツ成形体は少なくともその一部が三次元網状化骨格構造を有するポリウレタンフォームにより構成されており、
該複合体が略円筒状に成形されていることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項２】
請求項１において、該吸着剤が活性炭であることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記吸着剤含有層は、吸着剤が吸着した物質を分解するための触媒を含有することを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項４】
請求項３において、前記触媒は光触媒であることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、前記吸着剤含有層は、流体を通過させる特性を有した素材と、この素材に担持された吸着剤とを有するものであることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項６】
請求項５において、前記素材は、一対の二次元網状骨格体を互いに所定間隔離間して平行に配置し、この一対の二次元網状骨格体間を無数の連結糸で連結した三次元繊維骨格体よりなることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項７】
請求項６において、前記三次元繊維骨格体が、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維又はこれらの複合繊維により形成されていることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、前記プリーツ成形体は、前記ポリウレタンフォームと、該ポリウレタンフォームの表面に形成された繊維製濾材層とを有することを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項９】
請求項８において、繊維が合成繊維又はガラス繊維であることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項１０】
請求項８又は９において、該繊維が帯電処理されたものであることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれか１項において、前記繊維製濾材層は、前記素材に対面する側のポリウレタンフォーム表面に設けられていることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項１２】
請求項８ないし１１のいずれか１項において、前記繊維製濾材層が繊維の不織布層を有することを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項１３】
請求項１２において、前記繊維製濾材層は、繊維製のネットと、該ネットに絡ませた前記不織布層とを有することを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１項において、前記プリーツ成形体はプリーツのピッチ方向が円筒の周方向となる略円筒形に形成されており、
前記吸着剤含有層は、この略円筒形プリーツ成形体と同軸状の略円筒形に形成されていることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項１５】
請求項１４において、略円筒形の吸着剤含有層が略円筒形のプリーツ成形体の内周に配置されていることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれか１項において、前記ポリウレタンフォームのセル数が６〜８０ＰＰＩであることを特徴とする流体清浄フィルター。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の流体清浄フィルターを有するフィルター装置。
【請求項１８】
請求項１７において、請求項４に記載の流体清浄フィルターを有することを特徴とするフィルター装置。
【請求項１９】
請求項１８において、吸着剤含有層に光を照射する光照射手段を備えたことを特徴とするフィルター装置。
【請求項２０】
請求項１９において、光は紫外線を含むことを特徴とするフィルター装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０において、流体清浄フィルターは請求項１５に記載のものであり、前記光照射手段は前記吸着剤含有層の内側に配置されていることを特徴とするフィルター装置。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、空気等の流体を濾過して浄化するための流体清浄フィルターに係り、詳しくは、空気清浄機、ルームエアコン特に車載用エアーコンディショナー（カーエアコン）等の高風速での使用条件下で用いるのに好適な流体清浄フィルターに関する。また、本発明は、この流体清浄フィルターを備えたフィルター装置に関する。
発明の背景
圧力損失を抑え、高集塵捕集性能及び高脱臭性能を得る手段として、集塵機能又は／及び脱臭機能を備えたペーパー状のフィルターをプリーツ状に成形加工し、フィルターの表面積を大きくする技術が知られている。特開平１０−４３５３０号公報には、片側又は両側にセルの細かい三次元網状化骨格構造を有するポリウレタンフォームを用いた空気清浄フィルターが記載されている。
同号公報には、このポリウレタンフォームに活性炭等の吸着体粒子を担持させることも開示されている。しかし、ポリウレタンフォームに担持された吸着体粒子が少ないので、脱臭特性が不足するおそれがある。
発明の開示
本発明の流体清浄フィルターは、プリーツ状に成形加工されてなるプリーツ成形体と、吸着剤含有層とを備えた複合体から成り、該プリーツ成形体は少なくともその一部が三次元網状化骨格構造を有するポリウレタンフォームにより構成されており、該複合体が略円筒状に成形されている。
本発明のフィルター装置は、かかる本発明の流体清浄フィルターを有する。
発明の好ましい形態
本発明の流体清浄フィルターは、ポリウレタンフォームのプリーツ成形体と、吸着剤含有層とを備えている。この吸着剤含有層に十分な量の吸着剤を含有させることができ、きわめて優れた集塵性能及び脱臭機能を有する。ポリウレタンフォームに吸着剤を担持させることが不要となるので、カーエアコンのような高風速下であっても、圧力損失が小さい。
本発明は空気等の気体の濾過に好適であるが、液体の濾過に用いることも可能である。
この吸着剤含有層は、吸着剤が吸着した物質を分解するための触媒（例えば光触媒）を担持してもよい。この触媒は、活性炭等の吸着剤が当該物質で飽和することを防止し、流体清浄フィルターの吸着性能を向上させる。
吸着剤含有層は、通気性などの流体通過特性を有した素材（基体）と、この素材に担持された吸着剤とを有してもよい。
この素材は、一対の二次元網状骨格体を互いに所定間隔離間して平行に配置し、この一対の二次元網状骨格体間を無数の連結糸で連結した三次元繊維骨格体であってもよい。この二次元網状骨格体を有する三次元繊維骨格体は、これを巻いて円筒形に成形するときに柔軟に変形する。即ち、この成形時に折れ曲がったり潰れたりすることがなく、円筒形に成形し易い。この骨格体は、極めて十分な量の吸着剤を保持し得る。
本発明では、ポリウレタンフォームからなるプリーツ成形体の表面に、繊維製の濾材層が積層されていてもよい。この濾材層を設けることにより、ポリウレタンフォームで捕束できない微細粒子を除去することができる。この繊維製濾材層は、ポリウレタンフォームの下流側の面に設けられてもよい。例えば、プリーツ成形体の内側に略円筒状の吸着剤含有層を同軸的に配置し、流体清浄フィルターの外側から内側に流体を透過させる場合には、プリーツ成形体の内側の面（吸着剤含有層に対峙する面）に繊維製濾材層が配置される。
この繊維は、合成繊維又はガラス繊維等であってもよい。この繊維が帯電処理を施されていると、微細な粒子をきわめて効率良く捕集することが可能となる。
この繊維製濾材層は、繊維の不織布層を有してもよい。この濾材層は、繊維製のネットと、該ネットに絡ませた不織布層とを有してもよい。
プリーツ成形体は、プリーツのピッチ方向が円筒の周方向となる略円筒形に形成されており、吸着剤含有層は、この略円筒形プリーツ成形体と同軸状の略円筒形に形成されていてもよい。略円筒形の吸着剤含有層が略円筒形のプリーツ成形体の内周に配置されていてもよい。空気等の流体は、略円筒形のプリーツ成形体の外周側からプリーツ成形体を透過して塵埃が濾過され、さらに吸着剤含有層を通ることにより脱臭等の高度処理が行われる。
略円筒形の吸着剤含有層がプリーツ成形体の内側に配置されて両者が一体化されてもよく、これにより、吸着剤含有層がプリーツ成形体を補強するようになる。
ポリウレタンフォームの１インチ当りのセル数は、６〜８０ＰＰＩであってもよく、ここにおいて、ＰＰＩはｐｏｒｅｓ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈである。
本発明のフィルター装置は、本発明のフィルターを有する。フィルターの吸着剤含有層が光触媒を有する場合には、フィルター装置は、吸着剤含有層に光（例えば紫外線）を照射する手段を備えてもよい。
流体清浄フィルターが略円筒形の吸着剤含有層が略円筒形のプリーツ成形体の内周に配置されているものである場合、光照射手段を吸着剤含有層の内側に配置されてもよい。
吸着剤含有層を構成する素材が一対の二次元網状骨格体を互いに所定間隔離間して平行に配置し、この一対の二次元網状骨格体間を無数の連結糸で連結した三次元繊維骨格体よりなるものである場合、光が吸着剤含有層内に十分に侵入し、光触媒の活性を高めることができる。
以下に図面を参照して流体清浄フィルター及びフィルター装置の一例が説明されるが、本発明は図面の構成に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。
図１ａ及び図１ｂは流体清浄フィルターのプリーツ成形体及び吸着剤含有層（活性炭含有層）の斜視図、図１ｃはこの流体清浄フィルターの軸心方向に沿う縦断面図、図２ａ及び図２ｂは流体清浄フィルターの製造方法の説明図、図３は流体清浄フィルターの要部拡大断面図、図４は三次元繊維骨格体の拡大斜視図である。図５は実施の形態に係るフィルター装置の断面図である。
この流体清浄フィルター１は、円筒状のプリーツ成形体２と、この円筒状プリーツ成形体２の内側に同軸的に配設された円筒状の吸着剤含有層としての活性炭含有層３とを有する。
図１ａ〜図１ｃでは、プリーツ成形体２と活性炭含有層３とが別体に図示されているが、この実施の形態では、図２ａ及び図２ｂのように、波板状のプリーツ成形体２’に対し平板状の活性炭含有層３’とが重ね合わされて平板状フィルター１’とされた後、図３のように、プリーツのピッチ方向が周方向となるように円筒形に成形されている。
このプリーツ成形体２を構成する三次元網状化骨格構造のポリウレタンフォームとは、ポリウレタン樹脂によって形成される三次元網状化骨格構造、好ましくは正十二面体骨格構造により無数のセルが形成されたものであり、そのセル数は６〜８０ＰＰＩ、特に９〜５０ＰＰＩであることが好ましい。ポリウレタンフォームのセル数が６ＰＰＩよりも小さいと圧力損失が大きくなり、８０ＰＰＩよりも大きいと塵埃捕集効率が低下する。
プリーツ状に成形加工するポリウレタンフォームのシートの厚さは、１〜１０ｍｍ特に２〜５ｍｍであることが好ましい。ポリウレタンフォームシートの厚さが１ｍｍ未満では塵埃捕集効率が十分ではなく、強度が不足する場合もあり、１０ｍｍを超えると圧力損失が大きくなる上に、プリーツ成形体が嵩高くなり、好ましくない。
ポリウレタンフォームシートは、アコーデオンプリーツマシーン等を用いて、常法に従ってプリーツ状に成形加工することができる。
ポリウレタンフォームシートをプリーツ状に成形加工して得られる波板形のプリーツ成形体２’の山高さｈ及びピッチｐは、流体清浄フィルターの目的、用途や許容される圧力損失を考慮して選定される。通常の場合、山高さｈは３〜１５０ｍｍで、ピッチｐは５〜５０ｍｍであることが好ましい。プリーツ成形体２’の山高さｈが上記範囲よりも大きいと、得られるプリーツ成形体２が嵩高くなり取り扱い性が悪く、小さいとプリーツ状としたことによる塵埃捕集性能の向上効果を十分に得ることができない。ピッチｐが上記範囲よりも小さいと成形加工が容易ではなくなる上に、圧力損失が大きくなり、大きいとプリーツ状としたことによる塵埃捕集性能の向上効果を十分に得ることができない。
このプリーツ成形体２は、略円筒形状に成形されるが、真円形の円筒形状に限定されるものではなく、円筒形状に近似した楕円筒状、角筒状（特に多角筒状）であってもよい。プリーツ成形体２は、必要に応じてポリウレタン系ホットメルト接着剤等により、ピッチの固定を行っても良い。
ポリウレタンフォームを構成する素材としては、ポリエーテル系ウレタンフォームやポリエステル系ウレタンフォーム等が例示されるが、これらに限定されるものではない。
ポリウレタンフォームの通気度は、特に限定されないが、図７に示すようなＪＩＳ  Ｌ  １００４−１９７２（綿織物試験方法）に基づくフラジール（ＦＲＡＧＩＬＥ）型試験機による通過空気量（ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ）が１０ｍｍ厚さの測定で１５０以上であることが好ましく、さらに好ましくは２５０以上である。図７のフラジール形試験機では、円筒１７の上端に試験フィルター１０が取付けられ、円筒１７の下端に吹き込みファン１８が設けられている、円筒１７の中間には空気孔１９を設けた仕切壁２０が取付けられている。このフラジール形試験機では、傾斜形気圧計２１が水柱１．２７ｃｍの圧力を示すように調整しておき、そのときの垂直形気圧計２２の示す圧力と使用した空気孔１９の種類とから試験フィルター１０を通過する空気量を求めるようになっている。
ポリウレタンフォーム層は、単層のみならず、抗菌機能を付加したもの、あるいはセル数の異なるポリウレタンフォームを積層したものをプリーツ状に成形加工したものであってもよい。
ポリウレタンフォームに繊維製濾材層が積層されてもよい。この繊維としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル等の合成繊維の他、ガラス繊維などが好適である。この濾材層は、不織布にて構成されたもの、又はネットを芯材とし、これに不織布を絡ませたものが好適である。後者のものとしては、例えば、ポリプロピレン製樹脂ネットの芯材にポリプロピレン系不織布をからませた集塵フィルター（三井石油化学（株）製品番ＥＢ−０４ＨＺ５、目付量２０ｇ／ｍ２）が例示される。
繊維製濾材層を不織布で構成するには、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエーテル、アクリル繊維、ガラス繊維等をスパンボンド法やメルトブロー法により不織布状に成形すればよい。この場合、これら繊維状材料は、特に制限されるものではないが、平均目付量１５〜１５０ｇ／ｍ２、特に３０〜６０ｇ／ｍ２であることが好ましく、更にこれらの素材をベースにニードルパンチ法にて通気性を向上させたものも好ましく用いられる。
繊維状材料は、熱エレクトレット法などにより帯電処理されてもよく、この処理においては、素材が軟化点付近まで加熱され、これに直流の高電圧を印加しながら冷却されることにより帯電処理される。この帯電処理は、微細粒子の捕集効率を著しく向上させる。帯電処理の方法は、上記熱エレクトレット法以外にもコロナ放電により高電圧を印加する方法や、１０〜４０ｅＶの電子線を照射する方法、静磁場を作用させる方法などがあり、適宜な方法を採用することができる。
吸着剤含有層としては、例えば、通気性などの流体通過性を有した素材（基体）と、この素材に担持された活性炭等の吸着剤とを有するものが好ましい。吸着剤としては活性炭が好適であるが、ゼオライトやその他の各種の吸着剤を用いることもできる。活性炭としては、椰子殻活性炭、木質系活性炭、石油ピッチ系活性炭などのいずれでもよい。
通気性の素材（基体）としては、合成繊維及び／又はガラス繊維にて構成されたものが好適である。合成繊維としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル等が例示される。
通気性の素材（基体）に活性炭等の吸着剤を担持させるには、該素材に、バインダーをスプレーや含浸等により付着させた後、吸着剤の粉粒体（粉体、粒体又はこれらの混合物）を接触させて接着、固定するのが好ましいが、吸着剤のスラリーを該素材に含浸させて乾燥してもよく、素材を成形するときに活性炭等の吸着剤を混合して成形してもよい。バインダーとしては、ホットメルト系接着剤、シリカゾルなどのコロイダルシリカ系無機バインダーや、水ガラス（ケイ酸ナトリウムの濃水溶液）、アクリル系、ウレタン系、ＳＢＲ系、ＮＢＲ系、クロロプレン系等の粘着及び接着性を有するバインダーを用いることもできる。
吸着剤含有層は、図２ａ，２ｂの通り平板状の吸着剤含有層３’として成形されるのが好ましい。この平板状吸着剤含有層３’は、バインダーを介して波板状のプリーツ成形体２’に重ね合わされて平板状フィルター１’とされ、その後、円筒状に成形されるのが好ましい。吸着剤含有層３’とプリーツ成形体２’とは該バインダーを硬化させてから円筒状に成形されてもよく、バインダーが未硬化のうちに円筒状に成形され、次いでバインダーが硬化されてもよい。
活性炭等の吸着剤に吸着された物質を分解するための触媒を吸着剤と共に該通気性素材（基体）に担持させてもよい。吸着剤にこのような触媒を担持させてもよい。活性炭に触媒を担持させておくことにより、吸着物質を効率良く分解することができる。
触媒としては、貴金属又は卑金属からなる酸化触媒又は還元触媒のほか、酸化チタン等の光触媒が好適である。
この触媒が粉粒体である場合には、バインダーによって素材（基体）に担持させるのが好適である。触媒が気相蒸着や液相からの析出によって形成される場合には、通気性素材自体に直接的に付着させることもできるし、活性炭に付着させることもできる。光触媒を担持させる方法としては、アナターゼ型結晶構造を有する酸化チタンの他、ゼオライトやＳｉＯ２等の天然又は合成化学吸着剤を混合したディスパージョンを用いる方法も採用できる。
通気性素材及び吸着剤含有層の一例について図４を参照して説明する。
図４の通り、この通気性素材は、六角網状形状を有する一対の二次元網状骨格体３ａ，３ａを互いに所定間隔離間して平行に配置し、この一対の二次元網状骨格体３ａ，３ａ間を無数の連結糸３ｂで連結した三次元繊維骨格体３”よりなる。
三次元繊維骨格体３”を形成する繊維の材質は、特に制限されず、フィルターの用途等に応じて適宜選定され、具体的にはポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アクリル繊維等の合成繊維が例示され、これらの１種又は二種以上を用いることができる。三次元繊維骨格体３”を形成する繊維の材質は、三次元繊維骨格構造を形成する際の加工性や脱臭フィルター加工性及びフィルターの耐久性等の観点からポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリプロピレン繊維、又はこれらの２種以上を用いた複合繊維が好適である。
三次元繊維骨格体３”を形成する二次元網状骨格体３ａは、１本の単繊維からなるものであってもよいが、特に複数本の繊維を撚りあわせて所定太さの繊維としたものであってもよい。複数本の繊維を撚りあわせて所定太さの繊維としたものであれば、二次元網状骨格体３ａに後述する吸着剤スラリーを染み込ませて吸着剤付着量を増大させることができる。
二次元網状骨格体３ａの骨格を構成する繊維の繊維径は、特に制限されるものではないが、通常０．００１〜０．５ｍｍ、特に０．０１〜０．１ｍｍ程度とすることが好ましい。複数本の繊維を撚り合わせた繊維によりこの骨格体３ａを形成する場合には、５〜１０００デニール、特に１００〜５００デニールの繊維を１０〜１００本程度撚り合わせて、上記繊維径の骨格体３ａを形成することができる。
二次元網状骨格体３ａは、図４のように網状に形成されたものであるが、この二次元網状骨格体３ａの格子形状は、三角形、四角形、五角形、六角形、その以上の多角形など、いずれの形状であってもよい。二次元網状骨格体３ａを六角格子状の網状構造とすることによりハニカム様形状のフィルターを構成することが、加工時の形状安定性及びフィルターとして用いる際の圧力損失を効果的に抑える等の観点から好ましい。
二次元網状骨格体３ａの格子径は、フィルターの用途等に応じて適宜設定され、特に制限されるものではないが、通常１〜１５ｍｍ、特に４〜７ｍｍ程度とすることが好ましい。格子径が１ｍｍ未満であると、用途によっては圧力損失が高くなる場合があり、また１５ｍｍを超えるとガス成分と吸着剤との接触効率が低下してガス除去性能が低下する場合がある。
一対の二次元網状骨格体３ａ，３ａはそれぞれ三次元繊維骨格体３”の表裏面部分を形成するもので、通常は両二次元網状骨格体３ａ，３ａの繊維径、格子形状、格子径などが実質的に同一のもの、即ち実質的に同一形状であることが好ましいが、場合によっては両二次元網状骨格体３ａ，３ａが互いに異なる形状のものであってもよい。
二次元網状骨格体３ａ，３ａは、互いに所定間隔離間して平行に配置され、連結糸３ｂにより連結される。二次元網状骨格体３ａ，３ａの間隔が吸着剤含有層の厚みとなる。両二次元網状骨格体３ａ，３ａの間隔は、用途等に応じて適宜選定され、特に制限されるものではないが、通常は２〜３０ｍｍ、特に５〜２０ｍｍとされる。
二次元網状骨格体３ａ，３ａ間を連結する連結糸３ｂは、二次元網状骨格体３ａを構成する繊維と異なる材質の繊維であってもよいが、通常は同一の材質からなる繊維であることが好ましい。連結糸３ｂは両二次元網状骨格体３ａ，３ａ間に無数に設けられるものであるが、これらはそれぞれ独立した繊維であっても、１本又は複数本の繊維を折り返して両二次元網状骨格体３ａ，３ａ間を架橋したものであってもよい。
この連結糸３ｂの繊維径は、その材質等に応じて適宜選定され、特に制限されるものではないが、通常は５〜１０００デニール、特に１００〜５００デニールとすることが好ましく、連結糸３ｂの繊維径が５デニール未満であると、両二次元網状骨格体３ａ，３ａ間の連結強度が不足し、所謂厚み方向の「へたり」を引き起こす原因となる場合があり、１０００デニールを超えると両二次元網状骨格体３ａ，３ａ間を確実に連結することが困難になって三次元繊維骨格体３”を構成することが難しくなる場合がある。
三次元繊維骨格体３”に吸着剤を付着させることにより、吸着剤含有層３’が構成される。
吸着剤を三次元繊維骨格体３”に付着させる方法に特に制限はなく、各種の方法を採用することができる。例えば吸着剤をバインダー成分と混練してスラリー状に調製し、これに三次元繊維骨格体３”を浸漬して含浸処理する方法であっても良い。バインダー成分のみを三次元繊維骨格体３”に浸漬含浸処理して予めバインダー層を成形しておき、これに吸着剤を付着させる方法であっても良い。バインダー成分と吸着剤とを混練したスラリーを三次元繊維骨格体３”に含浸させ、乾燥前にこのスラリーに更に同一又は他の脱臭剤を付着させて乾燥させる方法であっても良い。
吸着剤を三次元繊維骨格体３”に固着させるためのバインダーとしては、シリカゾルなどのコロイダルシリカ系無機バインダーや水ガラス（ケイ酸ナトリウムの濃水溶液）などが挙げられる。フィルターの使用温度が比較的低温である場合には、アクリル系、ウレタン系、ＳＢＲ系、ＮＢＲ系、クロロプレン系の粘着及び接着性を有するバインダーを用いることもできる。
本発明の流体清浄フィルターは、空気清浄機、ルームエアコン特に車載用キャビンフィルター、エアーコンディショナー（カーエアコン）等として幅広く用いることができ、その優れた塵埃捕集性能と低い圧力損失により、空気等の流体を効率よく高度に浄化することができる。
図５は、流体清浄フィルターを用いた空気フィルター装置の一例を示す模式的な断面図である。
図５のフィルター装置は、空気の流入口５ａ及び吸引排出口５ｂを有したケーシング５と、ケーシング５内に配置された流体清浄フィルター１とを有する。この流体清浄フィルター１の内部に光照射手段としての紫外線ランプ６が設置されている。流体清浄フィルター１の吸着剤含有層３には触媒として光触媒が担持されている。ランプ６から紫外線を照射することにより、活性炭等の吸着剤に吸着された物質が光触媒の分解作用によって分解するので、吸着剤が飽和吸着状態になることが防止され、長期にわたり優れた脱臭効果が得られる。
以下に実施例を挙げて本発明がより具体的に説明されるが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
［プリーツ成形体］
厚み５ｍｍ、セル数５０ＰＰＩの三次元網状化骨格構造を有するポリウレタンフォーム（（株）ブリヂストン製「ＨＲ−５０」）を２５０ｍｍ×１５００ｍｍに裁断し、アコーデオンプリーツマシーンを用いて山高さｈ＝３０ｍｍ、ピッチｐ＝１０ｍｍ、プリーツ方向の長さ２５０ｍｍの波板状のプリーツ成形体に成形加工して波板状のプリーツ成形体２’とした。
［活性炭含有層］
粒径６００〜１０００μｍの石油ピッチ系球状活性炭に、粒径５〜５０ｎｍのアナターゼ結晶構造を有する酸化チタンの水分散ゾルを浸漬させ、１１０℃で３０分乾燥し担持させた。この光触媒の担持量は、活性炭重量対比で１．０〜１．５重量％であった。
２５０デニールのポリエステル繊維を４８本撚り合わせて平均肉厚１ｍｍにした繊維を網状に編んで、長径方向の平均内寸５．５ｍｍ、短径方向の平均内寸３．２ｍｍの六角格子を多数形成し、一対の二次元網状骨格体３ａ，３ａを形成した。この一対の二次元網状骨格体を７ｍｍ離間して平行に配置し、両二次元網状骨格体間を１５０デニールのポリエステルモノフィラメントで連結し、図４の構造を有する三次元繊維骨格体からなる通気性素材を得た。
この三次元繊維骨格体にポリエステル系湿気硬化型反応性ウレタンホットメルトをロールコーターを用いて、表裏及び内部に均一に含浸させ、３０〜５０ｇ／ｌのバインダー付着量を有する三次元繊維骨格体３”を得た。
次に光触媒担持活性炭をフィードし、三次元繊維骨格体の表裏及び内部に均一に付着させ、約１８００ｇ／ｍ２の光触媒担持活性炭含有層３’を得た。
［流体清浄フィルター］
活性炭含有層３’をプリーツ成形体２’にホットメルト系接着剤を介して重ね合わせ、円筒形に１重に巻き、次いで加熱して円筒形プリーツ成形体２と円筒形活性炭含有層３とが接着一体化された流体清浄フィルター１とした。
得られた流体清浄フィルターの圧力損失及び塵埃捕集性能等を次のようにして測定した。
［初期圧力損失］
図６に示すように試験フィルター１０を風洞１１にセットし、ファン１２により風速を与え、風速３ｍ／ｓｅｃにおけるフィルター１０の上流、下流の圧力差を圧力損失計１３で測定した。図６中符号１４は風速計測計であり、符号１５は制御板を示し、符号１６はパーティクルカウンターを示す。集塵捕集効率の測定は、試験フィルター１０を風洞１１にセットし、ファン１２により風速を与え、風速３ｍ／ｓｅｃにおけるフィルター１０の上流、下流の１μｍ以上の大気塵の粉塵濃度（ヶ／０．０１ｆｔ３）をパーティクルカウンター１６にて計数した。測定用粉塵は室内の大気塵を用いた。試験フィルター１０の個所の風洞１１の開口部寸法は２５０ｍｍ×２５０ｍｍとした。
［塵埃捕集性能］
図６に示す試験装置において、送風ファン１２により面風速１ｍ／ｓｅｃの風速を与えると共に、ＪＩＳ−１５種の塵埃を風洞１１内に０．７ｇ／ｍｉｎの供給量で供給してフィルター１０に捕集させ、初期圧力損失よりも圧力損失が１５ｍｍＡｇ（１４７Ｐａ）上昇した時点で試験を中止し、フィルター１０に捕集された塵埃の重量を小数点以下１桁が測れる電子天秤により測定した。
その結果、このフィルターは圧力損失が低く、塵埃捕集性能に優れることが認められた。長期にわたり脱臭効果が持続することが認められた。
この実施例のフィルターは円筒形に成形したものであるが、円筒形に成形せず図２ｂに示す平板形状のままとしたこと以外は同一のフィルターを対比用のフィルターとして試作した。
実施例の円筒形のフィルターと、対比用の平板状フィルターとについて風速を変えて圧損を計測したところ、円筒形フィルターの方が圧損が低いことが認められた。
これらのフィルターについて粉塵の捕集特性を測定したところ、低い圧損にて十分な捕集特性を有することが認められた。
実施例の円筒形フィルターを図５のようにケーシングに組み込み、トルエン、アセトアルデヒド、ＮＯ２又はＳＯ２を含む４種類の空気Ａ〜Ｄを濾過して吸着除去性能を試験した。主な試験条件は次の通りである。
＜空気中の成分濃度＞
空気Ａ：トルエン          １００ｐｐｍ
空気Ｂ：アセトアルデヒド    ５０ｐｐｍ
空気Ｃ：ＮＯ２              ２０ｐｐｍ
空気Ｄ：ＳＯ２              １５ｐｐｍ
＜紫外線ランプ＞
３５２ｎｍピーク・ブラックライト（東芝ライテック（株）製ＥＴＤ１５ＢＬＢ），ＵＶ出力１．８ｗ，４．４ｍｗ／ｃｍ２
＜通気及び照射手段＞
まず、１５０分間にわたり１Ｌ／ｍｉｎにて供試空気を通気する（第１回通気）。
次に、通気を停止し、１２０分間ＵＶ照射する。
その後、１５０分間にわたり１Ｌ／ｍｉｎにて供試空気を通気する（第２回通気）。
空気中の各成分の除去率の経時変化を表１〜４に示す。表１〜４には、ＵＶ照射による再生効率即ち［（第２回通気時の除去率）／（第１回通気時の除去率）の百分比］を併せて示す。
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産業上の利用可能性
以上の結果からも明らかなように、本発明によれば、塵埃捕集性能及び脱臭性能に優れ、しかも圧力損失の小さい流体清浄フィルターが提供される。
【図面の簡単な説明】
図１ａ〜図１ｃは、実施の形態に係る流体清浄フィルターを示す図であって、図１ａはプリーツ成形体の斜視図、図１ｂは活性体含有層の斜視図、図１ｃは流体清浄フィルターの縦断面図である。
図２ａ及び図２ｂは、実施の形態に係る流体清浄フィルターのプリーツ成形体を示す図であって、図２ａは波板状プリーツ成形体２’と平板状吸着剤含有層３’の斜視図、図２ｂは円筒形に成形する前の平板状フィルター１’の側面図である。
図３は、流体清浄フィルターの一部を拡大した断面図である。
図４は、三次元繊維骨格体の斜視図である。
図５は、実施の形態に係るフィルター装置の模式的な断面図である。
図６は、実施例１において、初期圧力損失及び塵埃捕集性能の測定に用いた試験装置を示す模式的な側面図である。
図７は、通気試験機の断面図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【国際調査報告】
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