(57)【要約】【課題】通気性およびガス状不純物成分の吸着容量が高く、長寿命のガス除去フィルタが必要とされている。【解決手段】本発明のガス除去フィルタは、吸着能を有する二次元網状構造物１を積層して形成されるガス除去フィルタにおいて、空気を取り込む際の空気の進行方向２に対して網目を揃えて二次元網状構造物１を連続的に配置することによって、網目の大きさを保持した貫通口３が形成されることを特徴とする構造となっている。網目が揃った状態で連続的に配置されるため、フィルタには網目の大きさに近い貫通口３が存在しており、空気はこの貫通口３によって設けられた通気路６を選択的に流れるため、長寿命で高い通気性を持ったガス除去フィルタを提供することができる。【選択図】図１
2008126138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着能を有する二次元網状構造物を積層して形成されるガス除去フィルタにおいて、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して網目を揃えて二次元網状構造物を連続的に配置することによって、網目の大きさを保持した貫通口が形成されることを特徴とするガス除去フィルタ。
【請求項２】
開口率の異なる二次元網状構造物を複数積層させた際に、開口率が最も小さい二次元網状構造物の開口率が、フィルタ自身の開口率と同一になるように積層することを特徴とする請求項１に記載のガス除去フィルタ。
【請求項３】
二次元網状構造物を積層する際に、上流側の二次元網状構造物と隣り合う下流側の二次元網状構造物の網目が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して平行になるように連続的に配置することにより、網目の積層によって形成された貫通口によって設けられた通気路の方向が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して平行であることを特徴とする請求項１あるいは２に記載のガス除去フィルタ。
【請求項４】
二次元網状構造物を積層する際に、上流側の二次元網状構造物と隣り合う下流側の二次元網状構造物の網目を空気を取り込む際の空気の進行方向から見て網の太さより小さい距離だけずらして連続的に配置し、網目の積層によって形成された貫通口によって設けられた通気路の方向が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項５】
二次元網状構造物を積層する際に、単位面積あたりの目数は同じで、上流側の二次元網状構造物の網の太さが隣り合う下流側の二次元網状構造物の網の太さよりも小さいものを使用することにより、網目の積層によって形成された貫通口が下流側になるにつれて徐々に小さくなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項６】
最上流側の二次元網状構造物の網目について、隣り合う網目が交互に塞がれ、かつ最下流側の二次元網状構造物の網目について、上流側の二次元網状構造物とは逆になるように隣り合う網目が交互に塞がれていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項７】
二次元網状構造物を積層する際に、複数の棒状部材を差し込むことにより、自動的に網目が揃うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項８】
棒状部材が屈曲していることにより、貫通口によって設けられる通気路が自動的に屈曲することを特徴とする請求項７に記載のガス除去フィルタ。
【請求項９】
ガス除去フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に、通気性を有する目の細かいシートが設けられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１０】
ガス除去フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に設けられたシートが吸着能を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１１】
ガス除去フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に設けられたシートが空気中の粉塵を捕集する機能を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１２】
二次元網目状構造物に吸着官能基が存在することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１３】
二次元網状構造物に吸着剤が担時してあることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１４】
プリーツ状に形成されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のガス除去フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス状不純物成分を除去する空気清浄用のガス除去フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気清浄の分野においては、一般的な生活環境以外にも、半導体製造工場や精密電子製造工場のクリーンルームにおける半導体の製造過程に使用されるケミカルフィルタに代表されるように、極微量のガス状不純物成分を除去して高清浄度の空気を保ち、かつ長寿命のフィルタが必要とされている。この種のガス除去フィルタとしては、特許文献１および特許文献２に記載されるような形態のガス除去フィルタが提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載のガス除去フィルタは、細孔を持たせて表面積を増大させた粒子状の吸着剤を収納ケースに充填したもので、空気の流入口と流出口に多孔板が設けられている。この多孔板は空気を通過させるための目が開いており、この目の大きさは吸着剤が収納ケースからこぼれ落ちないように吸着剤の粒子径よりも小さいものとなっている。
【０００４】
また、特許文献２に記載のガス除去フィルタは、接着剤を用いて三次元網状構造物に吸着剤を担持したものである。この三次元網状構造物としては、網状ポリウレタンフォーム等の大径連続空孔を有するものが用いられている。
【特許文献１】特開平０９−２２０４２５号公報
【特許文献２】特開平１１−２２６３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガス除去フィルタの寿命はガス状不純物成分を吸着できる量に依存する。そのため寿命を長くするためには吸着剤の充填量を多くする必要があるが、吸着剤の充填量を多くすると通気可能な部分の体積が少なくなり通気性が低下してしまうため、圧力損失が大きくなってしまう。圧力損失が大きくなると規定の風量を出すためには送風にかかる動力コストが増大してしまうため、圧力損失の低いガス除去フィルタが求められる。そのため、ガス除去フィルタの長寿命化においては、圧力損失を増大させないように、通気性を保ったまま吸着剤をいかに多くフィルタに担持させて寿命を延ばすかということが重要な課題となる。
【０００６】
特許文献１のガス除去フィルタは収納ケースの中に吸着剤を隙間なく充填しているために空気が通過する通路が小さく通気性が低いという課題がある。また、特許文献２のガス除去フィルタは通風路がランダムに形成されている三次元網状構造物を基材として用いているため、同一フィルタ内でも通気性にムラが生じ易く、空気の通り易いところが相対的に早く破過するためフィルタ全体としての寿命が短くなるという課題がある。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、通気性が高く寿命が長いガス除去フィルタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明のガス除去フィルタは、吸着能を有する二次元網状構造物を積層して形成されるガス除去フィルタにおいて、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して網目を揃えて二次元網状構造物を連続的に配置することによって、網目の大きさを保持した貫通口が形成されることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項１記載のガス除去フィルタにおいて、開口率の異なる二次元網状構造物を複数積層させた際に、開口率が最も小さい二次元網状構造物の開口率が、フィルタ自身の開口率と同一になるように積層することを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項１または２に記載のガス除去フィルタにおいて、二次元網状構造物を積層する際に、上流側の二次元網状構造物と隣り合う下流側の二次元網状構造物の網目が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して平行になるように連続的に配置することにより、網目の積層によって形成された貫通口によって設けられた通気路の方向が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して平行であることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項１乃至３いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、二次元網状構造物を積層する際に、上流側の二次元網状構造物と隣り合う下流側の二次元網状構造物の網目を空気を取り込む際の空気の進行方向から見て網の太さより小さい距離だけずらして連続的に配置し、網目の積層によって形成された貫通口によって設けられた通気路の方向が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して傾斜していることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項１乃至４いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、二次元網状構造物を積層する際に、単位面積あたりの目数は同じで、上流側の二次元網状構造物の網の太さが隣り合う下流側の二次元網状構造物の網の太さよりも小さいものを使用することにより、網目の積層によって形成された貫通口が下流側になるにつれて徐々に小さくなることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項１乃至５いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、最上流側の二次元網状構造物の網目について、隣り合う網目が交互に塞がれ、かつ最下流側の二次元網状構造物の網目について、上流側の二次元網状構造物とは逆になるように隣り合う網目が交互に塞がれていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項１乃至６いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、二次元網状構造物を積層する際に複数の棒状部材を差し込むことにより、自動的に網目が揃うことを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項７に記載のガス除去フィルタにおいて、棒状部材が屈曲していることにより、貫通口によって設けられる通気路が自動的に屈曲することを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項１乃至８いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、ガス除去フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に、通気性を有する目の細かいシートが設けられることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１乃至９いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、ガス除去フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に設けられたシートが吸着能を有することを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項１乃至１０いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に設けられたシートが空気中の粉塵を捕集する機能を有することを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項１乃至１１いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、二次元網目状構造物に吸着官能基が存在することを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項１乃至１２いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、二次元網状構造物に吸着剤が担時してあることを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項１乃至１３いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、プリーツ状に形成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のガス除去フィルタは、吸着能を有する二次元網状構造物を積層して形成されるガス除去フィルタにおいて、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して網目を揃えて二次元網状構造物を連続的に配置することによって、網目の大きさを保持した貫通口で、かつ貫通口を形成する壁の表面のみならず、二次元網状構造物同士の積層面も吸着能を有する貫通口が形成されるため、通気性が高く寿命の長いガス除去フィルタを得ることができる。
【００２３】
また、開口率の異なる二次元網状構造物を複数積層させた際に、開口率が最も小さい二次元網状構造物の開口率が、フィルタ自身の開口率と同一になるように積層するため、開口率を減らすことなく吸着サイトとガス状不純物成分との接触可能面積が増加するので、通気性が高く除去効率の高いガス除去フィルタを得ることができる。
【００２４】
また、二次元網状構造物を積層する際に、上流側の二次元網状構造物と隣り合う下流側の二次元網状構造物の網目が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して平行になるように連続的に配置することにより、網目の積層によって形成された貫通口によって設けられた通気路の方向が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して平行であるため、空気が受ける抵抗が最も少なく通気性が高いガス除去フィルタを得ることができる。
【００２５】
また、二次元網状構造物を積層する際に、上流側の二次元網状構造物と隣り合う下流側の二次元網状構造物の網目を空気を取り込む際の空気の進行方向から見て網の太さより小さい距離だけずらして連続的に配置し、網目の積層によって形成された貫通口によって設けられた通気路の方向が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して傾斜しているため、貫通口壁面に接することなくフィルタを通過する空気を減らし、かつ傾斜していない場合よりも貫通口壁面長さが長いためガス除去効率の高いガス除去フィルタを得ることができる。
【００２６】
また、二次元網状構造物を積層する際に、単位面積あたりの目数は同じで、上流側の二次元網状構造物の網の太さが隣り合う下流側の二次元網状構造物の網の太さよりも小さいものを使用することにより、網目の積層によって形成された貫通口が下流側になるにつれて徐々に小さくなるため、貫通口壁面に接触せずにフィルタを通過する空気を減らし、ガス除去効率の高いガス除去フィルタを得ることができる。
【００２７】
また、最上流側の二次元網状構造物の網目について、隣り合う網目が交互に塞がれ、かつ最下流側の二次元網状構造物の網目について、上流側の二次元網状構造物とは逆になるように隣り合う網目が交互に塞がれているため、二次元網状構造物の積層間を通じて空気が強制的に隣接する貫通口に移動するようになり、空気に接しにくい二次元網状構造物同士の接点付近に存在している吸着サイトが効率的に作用するようになるのでガス除去効率の高いガス除去フィルタを得ることができる。
【００２８】
また、二次元網状構造物を積層する際に複数の棒状部材を差し込むことにより、自動的に網目が揃うため、二次元網状構造物の積層が容易なガス除去フィルタを得ることができる。
【００２９】
また、棒状部材が屈曲していることにより、貫通口によって設けられる通気路が自動的に屈曲することで、通気路の長さを大きくすることができるため、ガス除去効率の高いガス除去フィルタを得ることができる。
【００３０】
また、フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に、通気性を有する目の細かいシートが設けられており、衝撃や振動などの外力を受けても吸着剤がフィルタから脱落したり、また、吸着剤が下流側に流出することのないガス除去フィルタを得ることができる。
【００３１】
また、フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に設けられたシートがシートが吸着能を有するため、より多量のガス状不純物成分を吸着できるガス除去フィルタを得ることができる。
【００３２】
また、フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に設けられたシートが空気中の粉塵を捕集する機能を有しており、ガス状不純物成分のみでなく空気中の粉塵も捕集することができるガス除去フィルタを得ることができる。
【００３３】
また、二次元網目状構造物に吸着官能基が存在するため、ガス状不純物成分を効率よく吸着し、かつガス状不純物成分の再放出を抑制することができるガス除去フィルタを得ることができる。
【００３４】
また、二次元網状構造物に吸着剤が担時してあるため、ガス状不純物成分を多量に吸着することができる。
【００３５】
また、プリーツ状に形成されているため、より高い通気性が得られ、かつガス状不純物成分および空気中の粉塵の捕集性能をより高めたガス除去フィルタを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
上記目的を達成するために本発明のガス除去フィルタは、吸着能を有する二次元網状構造物を積層して形成されるガス除去フィルタにおいて、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して網目を揃えて二次元網状構造物を連続的に配置することによって、網目の大きさを保持した貫通口が形成されることを特徴とするものである。空気を取り込む際の空気の進行方向に対して網目が揃った状態、具体的には下流側に存在する二次元網状構造物が上流側の二次元網状構造物の網目を大きく塞いでしまわないように、二次元網状構造物を連続的に配置しているため、フィルタには網目の大きさに近い内径を有し最上流側から最下流側まで貫通している貫通口が存在しており、空気はこの貫通口を選択的に流れることとなる。そのため、網目をランダムに積層した場合のように狭い空間が形成されて圧力損失が大きく上昇することがなく、高い通気性を持たせる作用を有する。さらに、網目の大きさを変化させることによって容易に貫通口の大きさを変化させることができるため、ガス除去フィルタ厚みが薄いときは目を細かくするなど接触効率を自由に変化させることが容易である。
【００３７】
また、開口率の異なる二次元網状構造物を複数積層させた際に、開口率が最も小さい二次元網状構造物の開口率が、フィルタ自身の開口率と同一になるように積層することを特徴とするものである。形状が同じ二次元網状構造物を重ね合わせると、二次元網状構造物同士が接して吸着サイトを塞いでしまう部分が多いためフィルタの吸着性能を全て活かしにくいが、開口率の異なる二次元網状構造物を重ねると二次元網状構造物同士の接触面積は少なくなり、吸着サイトを塞いでいる部分は少なくなるため、吸着サイトを効率的に利用できる作用を有する。また、最も開口率が小さい二次元網状構造物の網目が、開口率の大きな二次元網状構造物によって塞がれることの無いように積層することにより、ガス除去フィルタ自身の開口率を保つことができるので通気性を損なうことがないという作用を有する。
【００３８】
また、二次元網状構造物を積層する際に、上流側の二次元網状構造物と隣り合う下流側の二次元網状構造物の網目が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して平行になるように連続的に配置することにより、網目の積層によって形成された貫通口によって設けられた通気路の方向が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して平行であることを特徴とするものである。貫通口が空気を取り込む際の空気の進行方向から見て平行であることにより、流入した空気が貫通口壁面から受ける抵抗が小さくなり圧力損失が低くなるという作用を有する。
【００３９】
また、二次元網状構造物を積層する際に、上流側の二次元網状構造物と隣り合う下流側の二次元網状構造物の網目を空気を取り込む際の空気の進行方向から見て網の太さより小さい距離だけずらして連続的に配置し、網目の積層によって形成された貫通口によって設けられた通気路の方向が、空気を取り込む際の空気の進行方向に対して傾斜していることを特徴とするものである。ガス除去フィルタの厚みが薄い場合、吸着サイトとの接触時間が短いためガス状不純物成分を除去しきれない可能性があるが、貫通口によって設けられた通気路を空気を取り込む際の空気の進行方向に対して傾斜させることにより、空気が壁面に接触し易くなり吸着サイトに接することなくガス除去フィルタを通過する空気を減らすとともに、貫通口壁面の長さが増加して接触時間が長くなるためガス除去効率が高いという作用を有する。
【００４０】
また、二次元網状構造物を積層する際に、単位面積あたりの目数は同じで、上流側の二次元網状構造物の網の太さが隣り合う下流側の二次元網状構造物の網の太さよりも小さいものを使用することにより、網目の積層によって形成された貫通口が下流側になるにつれて徐々に小さくなることを特徴とするものである。こうすることによって、貫通口によって設けられた通気路がすり鉢状となり、空気が壁面に接触し易くなり吸着サイトに接することなくフィルタを通過する空気を減らすとともに、貫通口壁面の長さが増加して接触時間が長くなるためガス除去効率が高いという作用を有する。
【００４１】
また、最上流側の二次元網状構造物の網目について、隣り合う網目が交互に塞がれ、かつ最下流側の二次元網状構造物の網目について、上流側の二次元網状構造物とは逆になるように隣り合う網目が交互に塞がれていることを特徴とするものである。二次元網状構造物の積層間を空気が通過する、すなわち空気を取り込む際の空気の進行方向と直交する方向に空気を通過させることによって、濾過面積が増大して空気の通過速度が小さくなり、通気性およびガス状不純物成分や粉塵の捕集性能を高める作用を有する。
【００４２】
また、二次元網状構造物を積層する際に複数の棒状部材を差し込むことにより、自動的に網目が揃うことを特徴とするものである。棒状部材によって複数の貫通口を固定すると、固定部分以外の場所でも網目が揃うため、容易かつ自動的に同じ形状の貫通口を形成するという作用を有する。
【００４３】
また、棒状部材が屈曲していることにより、貫通口によって設けられる通気路が自動的に屈曲することを特徴とするものである。屈曲している棒状部材に沿って二次元網状構造物が積層されるため、貫通口によって設けられた通気路が自動的に屈曲するとともに、固定部分以外の場所でも通気路が屈曲するという作用を有する。また、棒状部材の形状を変化させることによって容易に貫通口によって設けられた通気路の形状を変化させることができるという作用を有する。
【００４４】
また、フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に、通気性を有する目の細かいシートが設けられることを特徴とするものである。たとえば、二次元網状構造物の表面に担持した吸着剤がフィルタから脱落することを防ぎ、また、吸着剤をフィルタの下流側に流出させないことは空気および使用環境の汚染を防ぐために重要である。通気性を有するが吸着剤の大きさよりも目の細かいシートをフィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に設けることにより、吸着剤がフィルタから脱落したり、また、吸着剤がフィルタの下流側に流出したりすることを防ぐことができるという作用を有する。
【００４５】
また、フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に設けられたシートが吸着能を有することを特徴とするものである。イオン交換不織布などの吸着能を有する繊維群をシートとして用いることにより、フィルタ全体の吸着容量を増加させて寿命を大きくするという作用を有する。
【００４６】
また、フィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に設けられたシートが空気中の粉塵を捕集する機能を有することを特徴とするものである。例えばポリプロピレンをメルトブロー法で繊維状に吹き付けてシート化し、帯電処理を行って作成した静電濾材などをフィルタの上流面もしくは下流面、もしくは両方の面に設けることにより、ガス状不純物成分のみでなく空気中の粉塵をも捕集することが可能なガス除去フィルタを得ることができるという作用を有する。
【００４７】
また、二次元網目状構造物に吸着官能基が存在することを特徴とするものである。吸着官能基は化学吸着等によりガス状不純物成分を除去する作用を有する。化学吸着等によるガス吸着では、一度吸着したガス状不純物成分を再放出しにくいため、再放出の少ないフィルタを提供することができる。また、二次元網状構造物が吸着能を有し基材としての役割と吸着剤としての役割を同時に果たすため、総吸着量が多く長寿命であるとともに、貫通口形状の整った圧力損失の低いフィルタを提供することができる。
【００４８】
また、二次元網状構造物に吸着剤が担時してあることを特徴とするものである。吸着剤は多量の細孔やガス吸着サイトを有するため、多量のガス状不純物成分を吸着する作用を有するので、二次元網状構造物に吸着剤を担持することで長寿命のフィルタを提供することができる。
【００４９】
また、プリーツ状に形成されることを特徴とするものである。吸着能を有する二次元網状構造物によって構成されるガス除去フィルタを濾材として用い、この濾材をプリーツ状、すなわち蛇腹状に形成して空気を濾材のプリーツ面から通過させることによって濾過面積が増大して空気の通過速度が小さくなり、通気性およびガス状不純物成分や粉塵の捕集性能を高める作用を有する。
【００５０】
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。
【００５１】
（実施の形態１）
吸着能を有する二次元網状構造物１を積層して形成されるガス除去フィルタにおいて、空気を取り込む際の空気の進行方向２に対して網目を揃えて、貫通口３によって設けられた通気路６が空気を取り込む際の空気の進行方向２に対して平行となるように、二次元網状構造物１を連続的に配置してあるガス除去フィルタの斜視図を図１に、貫通口３を含む位置における側面断面図を図２に示す。図１および図２に示すように、連続的に配置された二次元網状構造物１の網目により、網目とほぼ同じ大きさの径を持つ貫通口３が形成されている。
【００５２】
また、図１には示していないが、二次元網状構造物１には粒状吸着剤５が図２に示すように二次元網状構造物１の表面に担持してある。そのため、通気方向から流入したガスは空気の流れの一例４に示すように貫通口３の内部を選択的に通り抜け、空気中に含まれるガス状不純物成分は貫通口３の壁面に担持された粒状吸着剤５に接触・吸着されて除去される。
【００５３】
二次元網状構造物１の網目の形状としては多角形や円形など、規則的に配列しやすい形状が挙げられる。二次元網状構造物１の網目の大きさは、平均半径が０．５〜１０ｍｍ程度であると十分な通気性が得られ好ましい。また、二次元網状構造物１の網の太さは０．１〜３ｍｍ程度であると基材としての強度を保ちつつ吸着剤の担時量を増やすことができるため好ましい。二次元網状構造物１の厚みは、０．１〜３ｍｍ程度であることが好ましいが、できるだけ薄いほうが同じフィルタ厚みの場合に積層可能な枚数が増えるため、吸着剤の担持が可能な面積が増加し、また貫通口３によって形成される通気路６の形状に変化が付け易いという利点がある。
【００５４】
積層枚数は、用途や要求される性能によって変わるが、５〜５０枚程度であると形成される貫通口３の形状が安定し易いため好ましい。上記の二次元網状構造物１の形状が圧力損失や吸着効率などに大きく影響するため、要求される圧力損失やフィルタ厚み等を考慮して決定するのが好ましい。
【００５５】
二次元網状構造物１の材質としては、プラスチック製のネット、有機繊維や無機繊維を編みこんだネット、あるいは金属製の金網やパンチングメタル等が挙げられる。ガス状不純物成分や粒子状不純物成分を自身から発生せず、また、プリーツ加工を行ったり外部から衝撃を受けたりしても破損がないよう撓みやすく弾性が高いという理由で揮発性のない樹脂を用いることが望ましい。
【００５６】
担持する粒状吸着剤５は粒子状の形状をしており、様々な種類のものが挙げられるが主に活性炭やイオン交換樹脂、ゼオライトなどが挙げられ、粒子径は０．２〜１０ｍｍ程度が望ましい。アンモニアなどのアルカリ性ガスの吸着捕集には燐酸などの酸を添着した添着活性炭やカチオン系イオン交換樹脂が、また、塩酸ガスや硫酸ガス、硝酸ガスやボロンといった酸性ガスの吸着捕集には炭酸カリウムなどを添着した添着活性炭やアニオン系イオン交換樹脂が、また、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレートやトルエンといった有機ガスの吸着捕集には化学物質の添着を行わない無添着活性炭がよく用いられる。また、粒子径は均一でなくてもよく、貫通口３の壁面に凹凸をつける場合等は、二次元網状構造物１一枚ごとに粒状吸着剤５の粒子径を変化させる等の方法を用いても良い。
【００５７】
粒状吸着剤５を二次元網状構造物１に担持するために用いる接着剤としては、常温においても粘着性を有する粘着剤を使用すると粒状吸着剤５の担持が容易に行えるため好ましい。粘着剤としては、アクリル系、酢酸ビニル系、ウレタン系等の粘着系接着剤が挙げられるが、特にＳＩＳやＳＢＳの熱可塑性ポリマーに粘着性を付与したホットメルト粘着剤を用いると、接着剤自身からのガス状不純物成分の発生がほとんどないという利点を有するため好ましい。
【００５８】
粒状吸着剤５を二次元網状構造物１に担持する方法としては、粘着剤を水に分散させた水系スラリーに二次元網状構造物１を含浸した後乾燥させて、二次元網状構造物１表面に粘着剤を添着して粘着性を持たせた後に、粒状吸着剤５を二次元網状構造物１に振り掛けて担持する等の方法が挙げられる。
【００５９】
あるいは、ホットメルト粘着剤を溶融温度以上に保ち粘着剤の流動性を高めた状態で、二次元網状構造物１に噴霧することにより二次元網状構造物１表面に粘着剤を添着して粘着性を持たせた後、粒状吸着剤５を二次元網状構造物１に振り掛けて担持する等の方法が挙げられる。このような方法により、粒状吸着剤５は二次元網状構造物１の表面に均一に分散して担持されている。
【００６０】
本実施例では粒状吸着剤５を担時しているが、二次元網状構造物１に粉末状吸着剤を担時しておく、あるいは吸着官能基を導入しておくと吸着剤の担持により生じる網目形状の変形が極力抑えられるので好ましい。担持する粉末状吸着剤は粉末の形状をしており、様々な種類のものが挙げられるが主に上述した酸もしくはアルカリ成分を添着した添着活性炭や何も添着しない無添着炭やイオン交換樹脂、ゼオライトなどが挙げられ、平均粒径１０μｍ以上５００μｍ以下程度が望ましい。このような粉末状吸着剤を二次元網状構造物１に担持することにより吸着能を持たせることができる。
【００６１】
担持方法としては、コロイダルシリカ等のバインダに粉末状吸着剤を分散させたスラリーに、二次元網状構造物１を浸漬させた後乾燥させるか、ホットメルト樹脂接着剤と粉末状吸着剤を混合した粉末を塗して加熱冷却するか、予め二次元網状構造物１に粉末状吸着剤を添加しておくことが望ましい。なお、粉落ちの防止を重視する場合は、粉末状吸着剤を使用せずに、グラフト重合などによって、二次元網状構造物１に吸着官能基を導入しておく、あるいは二次元網状構造物１にイオン交換繊維や活性炭繊維等を予め混在させて吸着官能基を導入しておくと良い。
【００６２】
（実施の形態２）
開口率の異なる二次元網状構造物１を複数積層させた際に、開口率が最も小さい二次元網状構造物１の開口率が、フィルタ自身の開口率と同一になるように積層してあるガス除去フィルタの側面断面図を図３に示す。本来、二次元網状構造物１表面には粒状吸着剤５が存在しているが、フィルタ構造をわかり易くするために省略してある。本実施例に示すガス除去フィルタは、開口率の大きい二次元網状構造物１の目の寸法が開口率の小さい二次元網状構造物１の整数倍、例えば図３に示すガス除去フィルタにおいてはちょうど２倍となっており、さらに開口率の大きい二次元網状構造物１と開口率の小さい二次元網状構造物１それぞれの網の骨格が投影的に重なるように交互に積層されている。
【００６３】
そのため、開口率の大きい二次元網状構造物１の網の骨格がない部分において空間７が形成されている。したがって、開口率の小さい二次元網状構造物１の網の骨格が塞がれないことになり、この部分における吸着サイトを効率的に利用できる構造となると同時に開口率の小さい二次元網状構造物１の目を塞がないため、その結果、開口率の異なる二次元網状構造物１を複数積層させた際に、開口率が最も小さい二次元網状構造物１の開口率が、フィルタ自身の開口率と同一になるように積層されることとなり、圧力損失の無駄な上昇を防ぐことができる。
【００６４】
図３に示すように、隣り合う通気路６同士は開口率が大きな二次元網状構造物１の形成する空間７によって繋がっている部分が存在しており、空気の流れの一例４に示すように、通気路６間を空気が行き来することができるため圧力損失が低くなる。また、図２のように隣り合う通気路６同士が繋がっていない場合よりも二次元網状構造物１同士が密着している部分が少ないため、吸着サイトが露出している面積が増大して吸着容量を増大することができる。
【００６５】
（実施の形態３）
二次元網状構造物１を積層する際に、上流側の二次元網状構造物１と隣り合う下流側の二次元網状構造物１の網目を空気を取り込む際の空気の進行方向２から見て網の太さより小さい距離だけずらして連続的に配置し、網目の積層によって形成された貫通口３によって設けられる通気路６の方向が空気を取り込む際の空気の進行方向２に対して傾斜しているガス除去フィルタの側面断面図を図４に示す。本来、二次元網状構造物１表面には粒状吸着剤５が存在しているが、フィルタ構造をわかり易くするために省略してある。
【００６６】
図４に示すように、通気路６の長さが傾斜して長くなるように網目を少しずつずらして配置している。その結果、貫通口３によって設けられた通気路６は空気を取り込む際の空気の進行方向２に対して傾斜している。そのため、貫通口３によって設けられた通気路６の長さは傾斜していないものより長くなり、ガスの接触時間を長くすることができる。また、空気の流れの一例４に示すように、空気は貫通口３壁面に沿って進行するため貫通口３壁面に空気が接触し易くなり、吸着サイトに接することなくフィルタを通過する空気を減らすことができるため除去効率が上昇する。
【００６７】
傾斜する角度は、大きいほど貫通口３によって設けられた通気路６の長さが長くすることができるが、圧力損失が増大するため、要求される性能によって変えることが望ましい。
【００６８】
好ましくは、空気を取り込む際の空気の進行方向２から見て反対側が見える程度の傾斜であると通気性を大きく損なうことなく効果が得られ良い。
【００６９】
（実施の形態４）
二次元網状構造物１を積層する際に、単位面積あたりの目数は同じで、上流側の二次元網状構造物１の網の太さが隣り合う下流側の二次元網状構造物１の網の太さよりも小さいものを使用することにより、網目の積層によって形成された貫通口３が下流側になるにつれて徐々に小さくなるガス除去フィルタの側面断面図を図５に示す。本来、二次元網状構造物１表面には粒状吸着剤５が存在しているが、フィルタ構造をわかり易くするために省略してある。
【００７０】
図５に示すように、二次元網状構造物１の網の太さが下流側になるにつれて徐々に太くなるため、貫通口３の径は反対に下流側になるにつれて小さくなっており、網の太さが均一で貫通口３の径が均一な場合より壁面長さが長くなるため接触効率が上がる。また、貫通口３によって設けられた通気路６の形状がすり鉢状になっているため空気は貫通口３壁面に沿って進行するため貫通口３壁面に空気が接触し易くなり、吸着サイトに接することなくフィルタを通過する空気を減らすことができるため除去効率が上昇する。
【００７１】
また、最上流側の二次元網状構造物１の網の太さが、最下流側の二次元網状構造物１の網の太さの３０〜８０％程度になるように二次元網状構造物１を積層すると、粒状吸着剤５の担持量を損なうことなく貫通口３壁面の長さを大きくすることができてガス除去効率が上がるため好ましい。
【００７２】
（実施の形態５）
最上流側の二次元網状構造物１の網目について、隣り合う網目が交互に塞がれ、かつ最下流側の二次元網状構造物１の網目について、上流側の二次元網状構造物１とは逆になるように隣り合う網目が交互に塞がれているガス除去フィルタの側面断面図を図６に示す。本来、二次元網状構造物１表面には粒状吸着剤５が存在しているが、フィルタ構造をわかり易くするために省略してある。
【００７３】
図６に示すように、流入したガスは最下流側の網目が塞がれているため空気を取り込む際の空気の進行方向２に直進してフィルタを通過することはできない。そのため、空気は二次元網状構造物１の積層間に存在する隙間をぬうように、空気を取り込む際の空気の進行方向２と直交する方向に進行して隣り合う貫通口３に移動し、再び空気を取り込む際の空気の進行方向２に直進する。そのため、空気が直進してガス除去フィルタを通過する場合よりも濾過面積が増大して空気を通過させたときの流速が小さくなり、ガス状不純物成分の吸着捕集性能が向上するとともに圧力損失が低減して通気性が向上するという効果が得られる。
【００７４】
また二次元網状構造物１の全ての面に空気が通るため二次元網状構造物１に挟まれて埋もれていた吸着サイトも有効に利用できるので寿命が増大する。本実施例の場合、二次元網状構造物１同士が密着しすぎると空気が通る隙間が無くなってしまうので、粒状吸着剤５等を吸着剤として用いると吸着剤間の隙間が自動的に空気の通路となるので好ましい。
【００７５】
網目を塞ぐ方法は、二次元網状構造物１と同じ材質で予め網目が交互に塞がれているものを用いるか、吸着剤担持後に非通気性材料８で塞いでも良い。非通気性材料８は特に限定されないが、発ガス性の少ない前述のホットメルト接着剤等を用いると良い。
【００７６】
（実施の形態６）
棒状部材９が屈曲していることにより、貫通口３によって設けられる通気路６が自動的に屈曲するガス除去フィルタの側面断面図を図７に示す。本来、二次元網状構造物１表面には粒状吸着剤５が存在しているが、フィルタ構造をわかり易くするために省略してある。図７に示すように、棒状部材９に沿って二次元網状構造物１が連続的に積層されるため、棒状部材９と離れた位置にある貫通口３によって設けられる通気路６も自動的に棒状部材９の形状と同様のものとなる。
【００７７】
そのため、棒状部材９を空気をフィルタが取り込むエリアの外に設置する等すれば開口率を下げることなく貫通口３の形状を固定することができる。また、棒状部材９の形状を変化させるだけで貫通口３によって設けられる通気路６の形状を変化させることができるため、通常形成が困難な形状の通気路６も容易に形成することができる。
【００７８】
棒状部材９の形状としては、直線、波状、螺旋、ジグザグあるいはこれらの組み合わせ等が挙げられる。また、棒状部材９の本数は多いほどフィルタ形状が安定するが、棒状部材９が風路面内に存在すると圧力損失の増大を招くので、を空気をフィルタが取り込むエリアの外のフレーム部分等で固定することが好ましい。棒状部材９の太さは、網目と同程度であると固定が強固になるので好ましく、断面の形状も網目の形状と同様であるとさらに固定が強固になるので良い。
【００７９】
また、棒状部材９の材質は風路面内に設置する場合は発ガス性の低い樹脂製で良いが、通風路面外に設置する場合はステンレス等の金属製でより強固に固定できるので好ましい。
【００８０】
（実施の形態７）
実施の形態１に記載されたガス除去フィルタをガス除去フィルタ濾材１０として用い、フィルタの両方の面に、通気性を有する目の細かいシート１１が設けられ、そのシート１１が吸着能を粉塵を捕集する機能を有するガス除去フィルタの斜視図を図８に示す。通気性を有し、目の細かいシート１１としては、具体的には繊維どうしを熱や樹脂バインダーを用いて結合してシート化した不織布などが用いられる。
【００８１】
粒状吸着剤５を二次元網状構造物１に固定したとしても、粒状吸着剤５が二次元網状構造物１から脱落しないとは限らず、使用時に粒状吸着剤５が下流側に流出して空気を汚染したり、取り扱い時に粒状吸着剤５がフィルタから脱落して使用環境を汚染する可能性がある。シート１１をフィルタの上流面および下流面に設けることにより粒状吸着剤５のフィルタからの脱落を防止することができる。シート１１としては、スパンボンド法やサーマルボンド法により製造される繊維径１μｍ以上５０μｍ以下の不織布で、通気口径５μｍ以上１００μｍ以下のものを、使用する粒状吸着剤５等の粒径に合わせて適時用いると下流側の汚染を漏れなく防止でき好ましい。
【００８２】
また、シート１１として粉塵を捕集する機能を有する集塵濾材、例えばポリプロピレンをメルトブロー法で繊維状に吹き付けてシート化し、帯電処理を行って作成した静電濾材やガラス繊維をすきこみバインダーで結合したガラス繊維濾材などを用いることにより、ガス状不純物成分のみでなく空気中の粉塵をも効率よく捕集することができ、家庭や事務所などの室内環境における空気清浄フィルタとして用いることができる。また、シート１１作製時にイオン交換繊維や活性炭繊維等を添加して吸着能を持たせるとフィルタの総吸着量が増加し、寿命を延ばすことができる。
【００８３】
なお、本実施例のガス除去フィルタは上流面および下流面にシート１１を設けているが、吸着剤がフィルタから脱落しないように完全に二次元網状構造物１に固定されているのであればシート１１を上流面、下流面のどちらか一方に設けるか、もしくはシート１１を設けなくとも同様の効果を有するガス除去フィルタが得られる。
【００８４】
シート１１としては有機繊維や無機繊維、樹脂等様々なものが挙げられるが、また、シート１１にグラフト重合などにより吸着官能基が導入されている、あるいはイオン交換繊維や活性炭繊維等が予め混在していると、総吸着容量が増加しかつ吸着効率を上げられ好ましい。
【００８５】
（実施の形態８）
実施の形態１に記載されたガス除去フィルタをガス除去フィルタ濾材１０として用い、ガス除去フィルタ濾材１０をプリーツ状に形成したガス除去フィルタの斜視図を図９に示す。プリーツ状に形成するためにはガス除去フィルタ濾材１０が撓みやすく、折り曲げた部分で破損が生じない必要があるため、二次元網状構造物１の材質は樹脂であることが望ましい。
【００８６】
ガス除去フィルタ濾材１０をプリーツ状に形成すると、プリーツ状に形成していない平面状のものと比較して濾過面積が増大して空気を通過させたときの流速が小さくなり、ガス状不純物成分の吸着捕集性能が向上するとともに圧力損失が低減して通気性が向上するという効果が得られる。またガス除去フィルタ濾材１０をプリーツ状にする場合、プリーツ深さが２０ｍｍ以上でプリーツ間隔が２ｍｍ以上であるとプリーツの山と山の間に空気が通りやすくなり通気性と吸着捕集性能が向上するため好ましい。また、ガス除去フィルタ濾材１０の厚みが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるとプリーツ状に折りたたむのが容易になり好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明のガス除去フィルタは通気性および吸着容量が高く長寿命であり、ガス除去フィルタを搭載する空気清浄装置の送風にかかる動力コストを低減しつつガス状不純物成分の除去が長期間にわたって可能なフィルタなどとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態１に記載のガス除去フィルタの斜視図
【図２】同実施の形態１に記載のガス除去フィルタの側面断面図
【図３】同実施の形態２に記載のガス除去フィルタの側面断面図
【図４】同実施の形態３に記載のガス除去フィルタの側面断面図
【図５】同実施の形態４に記載のガス除去フィルタの側面断面図
【図６】同実施の形態５に記載のガス除去フィルタの側面断面図
【図７】同実施の形態６に記載のガス除去フィルタの側面断面図
【図８】同実施の形態７に記載のガス除去フィルタの側面断面図
【図９】同実施の形態８に記載のガス除去フィルタの側面断面図
【符号の説明】
【００８９】
１    二次元網状構造物
２    空気を取り込む際の空気の進行方向
３    貫通口
４    空気の流れの一例
５    粒状吸着剤
６    通気路
７    空間
８    非通気性材料
９    棒状部材
１０  ガス除去フィルタ濾材
１１  シート
【図１】
2008126138.tif 000003
【図２】
2008126138.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008126138.tif 000006
【図５】
2008126138.tif 000007
【図６】
2008126138.tif 000008
【図７】
2008126138.tif 000009
【図８】
2008126138.tif 000010
【図９】
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