(57)【要約】【課題】通気性およびガス状不純物成分の吸着捕集性能が高く、超寿命で使用環境を汚染しない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、基材１が端面５ａ、５ｂを備え、繊維２が端面５ａ、５ｂに接続され、一方向に向けて林立して立体的に設けられ、基材１は一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維群が一体化した構造となっている。一方向に林立して立体的に設けられた繊維群からなる基材１が吸着能を有するため、寿命が長く通気性の高いガス除去フィルタを提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維群からなる基材より構成され、その基材が吸着能を有することを特徴とするガス除去フィルタ。
【請求項２】
繊維に吸着官能基が存在することを特徴とする請求項１記載のガス除去フィルタ。
【請求項３】
粉末状吸着剤が繊維に担持されていることを特徴とする請求項１または２に記載のガス除去フィルタ。
【請求項４】
ポリエステルやポリアミドの繊維で基材が形成されることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項５】
基材の繊維と繊維の間に３次元的に粒状吸着剤が担持されていることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項６】
粒状吸着剤が基材表面に均一に分散して担持されることを特徴とする請求項５記載のガス除去フィルタ。
【請求項７】
粒状吸着剤を充填した基材に振動を加えることによって粒状吸着剤が基材中に均一に分散されることを特徴とする請求項５または６に記載のガス除去フィルタ。
【請求項８】
一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維間の間隔が粒状吸着剤の粒子径よりも小さいことを特徴とする請求項５乃至７いずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項９】
粒状吸着剤が通気方向からみて投影的に全面に担持されることを特徴とする請求項５乃至８いずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１０】
繊維が一方向に向けて林立して立体的に設けられる方向を基材の厚み方向とした場合、繊維の長さ寸法が基材の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項５乃至９いずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１１】
繊維が一方向に向けて林立して立体的に設けられる方向を基材の厚み方向とし、基材の厚み方向の断面から見て繊維どうしの一部もしくは全部が交差することを特徴とする請求項５乃至１０いずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１２】
粒状吸着剤がホットメルト樹脂接着剤で繊維に固定されていることを特徴とする請求項５乃至１１いずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１３】
粒状吸着剤とホットメルト樹脂接着剤を混合したものを基材の中に充填し、加熱冷却して粒状吸着剤を基材に固定することを特徴とする請求項１２記載のガス除去フィルタ。
【請求項１４】
ホットメルト樹脂接着剤が繊維の表面にあらかじめ固定された基材の中に粒状吸着剤を充填し、加熱冷却して粒状吸着剤を基材に固定することを特徴とする請求項１２記載のガス除去フィルタ。
【請求項１５】
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１４いずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１６】
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１５いずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１７】
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１６いずれかに記載のガス除去フィルタ。
【請求項１８】
基材を積層することを特徴とする請求項１乃至１６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。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。
【０００３】
また、特許文献２に記載のガス除去フィルタは、捲縮繊維を有する不織布に吸着剤を挟み込み、接着剤で固定したシートをプリーツ加工したものである。この不織布は通気性を有し、またプリーツ加工を行っても繊維が破れて吸着剤がこぼれ落ちることがないよう捲縮した繊維を用いている。
【特許文献１】特開平０９−２２０４２５号公報
【特許文献２】特開２００３−３４２８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガス除去性能は吸着剤とガス状不純物成分の接触効率に依存する。そのため除去効率を大きくするためには、ガス状不純物成分と吸着剤との接触面積を大きくする必要があるが、従来のような不織布などの基材では通気面積の全面を微細な繊維で覆うためガス状不純物成分との接触面積は大きい反面、逆に空気が通過する通路が小さいため厚みが増すと通気性が悪くなってしまうという問題がある。また、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、吸着剤の担持量を多くすると圧力損失が大きくなり通気性が低下してしまうため、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るかが重要な課題となる。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不織布の表面に吸着剤を２次元的に担持しており、不織布の単位面積あたりにおける吸着剤の担持量は小さい。また、担持量を大きくするために吸着剤を不織布の表面に隙間なく担持すると、吸着剤の層が壁のようになって空気が通過する通路が小さくなり、通気性が低下するという課題がある。
【０００５】
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】
【０００６】
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、一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維群からなる基材より構成され、その基材が吸着能を有することを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項１記載のガス除去フィルタにおいて、繊維に吸着官能基が存在することを特徴とするものである。
【０００８】
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、粉末状吸着剤が繊維に担持されてい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、ポリエステルやポリアミドの繊維で基材が形成されることを特徴とするものである。
【００１０】
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、基材の繊維と繊維の間に３次元的に粒状吸着剤が担持されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項５記載のガス除去フィルタにおいて、粒状吸着剤が基材中に均一に分散して担持されることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項５または６に記載のガス除去フィルタにおいて、粒状吸着剤を充填した基材に振動を加えることによって粒状吸着剤が基材中に均一に分散されることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項５乃至７いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維間の間隔が粒状吸着剤の粒子径よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項５乃至８いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、粒状吸着剤が通気方向からみて投影的に全面に担持されることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項５乃至９いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、繊維が一方向に向けて林立して立体的に設けられる方向を基材の厚み方向とした場合、繊維の長さ寸法が基材の厚みよりも大きいことを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項５乃至１０いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、繊維が一方向に向けて林立して立体的に設けられる方向を基材の厚み方向とし、基材の厚み方向の断面から見て繊維どうしの一部もしくは全部が交差することを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項５乃至１１いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、粒状吸着剤がホットメルト樹脂接着剤で繊維に固定されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項１２記載のガス除去フィルタにおいて、粒状吸着剤とホットメルト樹脂接着剤を混合したものを基材の中に充填し、加熱冷却して粒状吸着剤を基材に固定することを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項１２記載のガス除去フィルタにおいて、ホットメルト樹脂接着剤が繊維の表面にあらかじめ固定された基材の中に粒状吸着剤を充填し、加熱冷却して粒状吸着剤を基材に固定することを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項１乃至１４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、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。
【００２１】
また、請求項１乃至１５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。
【００２２】
また、請求項１乃至１６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。
【００２３】
また、請求項１乃至１７いずれかに記載のガス除去フィルタにおいて、基材を積層することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のガス除去フィルタは、一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維群からなる基材より構成され、その基材が吸着能を有するため、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。
【００２５】
また、繊維に吸着官能基が存在するため、基材と接触する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。
【００２６】
また、粉末状吸着剤が繊維に担持されているため、基材と接触するガス状不純物成分を多量に吸着することができる。
【００２７】
また、ポリエステルやポリアミドの繊維で基材が形成されるため、フィルタからガス状不純物成分の発生がなく、また塑性変形による破損のないガス除去フィルタを得ることができる。
【００２８】
また、基材の繊維と繊維の間に３次元的に粒状吸着剤が担持されているため、より寿命が長いガス除去フィルタを得ることができる。
【００２９】
また、粒状吸着剤を充填した基材に振動を加えることなどによって粒状吸着剤が基材中に均一に分散されているため、ガス状不純物成分の吸着捕集性能が高いガス除去フィルタを得ることができる。
【００３０】
また、一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維間の間隔が粒状吸着剤の粒子径よりも小さいため、フィルタの下流側に粒状吸着剤が移動して通気性および吸着捕集性能が低下したり、また、粒状吸着剤が下流側に流出して空気を汚染したり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、粒状吸着剤が通気方向からみて投影的に全面に担持されるため、ガス状不純物成分の吸着捕集性能が高いガス除去フィルタを得ることができる。
【００３２】
また、繊維が一方向に向けて林立して立体的に設けられる方向を基材の厚み方向とした場合、繊維の長さ寸法が基材の厚みよりも大きいため、より寿命の長いガス除去フィルタを得ることができる。
【００３３】
また、繊維が一方向に向けて林立して立体的に設けられる方向を基材の厚み方向とし、基材の厚み方向の断面から見て繊維どうしの一部もしくは全部が交差するため、粒状吸着剤がより脱落しにくいガス除去フィルタを得ることができる。
【００３４】
また、粒状吸着剤がホットメルト樹脂接着剤で繊維に固定されているため、粒状吸着剤がフィルタの中で移動したり、またフィルタから脱落することのないガス除去フィルタを得ることができる。
【００３５】
また、粒状吸着剤とホットメルト樹脂接着剤を混合したものを基材の中に充填し、加熱冷却して粒状吸着剤を基材に固定しており、ガス状不純物成分の吸着捕集性能が高く粒状吸着剤がフィルタの中で移動したり、またフィルタから脱落することのないガス除去フィルタを簡単に得ることができる。
【００３６】
また、ホットメルト樹脂接着剤が繊維の表面にあらかじめ固定された基材の中に粒状吸着剤を充填し、加熱冷却して粒状吸着剤を基材に固定しており、ガス状不純物成分の吸着捕集性能が高く粒状吸着剤がフィルタの中で移動したり、またフィルタから脱落することのないガス除去フィルタを簡単に得ることができる。
【００３７】
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繊維や吸着剤がフィルタから脱落したり、また、繊維や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。
【００３８】
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。
【００３９】
また、プリーツ状に形成されているため、より高い通気性と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。
【００４０】
また、基材を積層しているため、より高い寿命を有するガス除去フィルタを簡単に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
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、一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維群からなる基材より構成され、その基材が吸着能を有することを特徴とするものである。基材は任意の長さを有する繊維群で構成されており、完全に平行ではなくとも繊維一本一本が間隔を保ちつつ基材の厚み方向に向けて立体的に設けられている。そのため、各繊維間には通気可能な空間が存在し、高接触面積を保ちつつも通気性の高いフィルタを提供することができる。また、繊維一本一本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のフィルタを提供することができる。
【００４２】
また、繊維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。
【００４３】
また、粉末状吸着剤が繊維に担持されていることを特徴とするものである。吸着剤粒子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。また、粉末状であるため繊維の内部にまで浸透することができ、より多くの吸着剤を担持することができる。そのため、非常に多くのガス状不純物成分を吸着する長寿命のフィルタを提供することができる。
【００４４】
また、ポリエステルやポリアミドの繊維で基材が形成されることを特徴とするものである。ポリエステルやポリアミドは融点が高いため、吸着剤を固定するためにホットメルト樹脂接着剤などを用いて加熱しても基材が溶けて機械的寸法を損なうことがない。また揮発性のない樹脂のため基材からガス状不純物成分が発生せず、フィルタの吸着捕集性能を損なうことがない。またポリエステルやポリアミドの繊維は撓みやすく弾性が高いため、プリーツなどの折り曲げ加工を行ったり外部から衝撃を受けても破損することのないという作用を有する。
【００４５】
また、基材の繊維と繊維の間に３次元的に粒状吸着剤が担持されていることを特徴とするものである。粒状吸着剤は繊維と繊維の間に挟まれるように担持されており、繊維が並列する方向、すなわち基材の横方向のみならず基材が林立する方向、すなわち基材の厚み方向にも担持されているため基材中に３次元的に担持されている。そのため基材に担持できる粒状吸着剤の量を大きくすることができ、また粒状吸着剤の担持量を大きくしても粒状吸着剤と粒状吸着剤の隙間を確保することができるため、空気を通過させやすいと同時にガス状不純物成分の吸着量を高めることができるという作用を有する。
【００４６】
また、粒状吸着剤を充填した基材に振動を加えることなどによって粒状吸着剤が基材中に均一に分散して担持されることを特徴とするものである。基材中に存在する粒状吸着剤の分布に偏りができた場合、基材中の粒状吸着剤の少ない部分では吸着捕集性能が低下することと空気が通りやすくなることの２つの原因によってガス状不純物成分が下流側に流出しやすくなる。基材に粒状吸着剤を充填した後に振動を加えることなどによって基材中に存在する粒状吸着剤の分布の偏りをなくすことで、フィルタのあらゆる部分で均一な通気性と吸着捕集性能を得ることができ、ガス状不純物成分が下流側に流出しやすくなることを防ぐことができるという作用を有する。
【００４７】
また、一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維間の間隔が粒状吸着剤の粒子径よりも小さいことを特徴とするものである。粒状吸着剤は一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維と繊維の間に挟まれるように担持されており、空気はこの構造の中を通過する。そして粒状吸着剤は空気の力を受けるため、粒状吸着剤が下流側に移動してフィルタの通気性が損なわれたり、粒状吸着剤がフィルタの下流側に流出して空気を汚染するといったことが起こりうる。基材において一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維間の間隔を粒状吸着剤の粒子径よりも小さくすることで繊維が粒状吸着剤を挟む力が強くなり、粒状吸着剤の移動およびフィルタの下流側への流出を防ぐことができるという作用を有する。
【００４８】
また、粒状吸着剤が通気方向からみて投影的に全面に担持されることを特徴とする。フィルタの通気方向において粒状吸着剤が投影的に全面に担持されているため、特に層流条件においてガス状不純物成分が空気と接触しない部分がなくなり、フィルタの全ての部分で吸着捕集性能が得られるという作用を有する。
【００４９】
また、繊維が一方向に向けて林立して立体的に設けられる方向を基材の厚み方向とした場合、繊維の長さ寸法が基材の厚みよりも大きいことを特徴とするものである。その一例として基材の中で繊維が撓むように設けられる構造が挙げられ、基材の厚みを大きくすることなく粒状吸着剤の担持量を大きくすることができるという作用を有する。
【００５０】
また、繊維が一方向に向けて林立して立体的に設けられる方向を基材の厚み方向とし、基材の厚み方向の断面から見て繊維どうしの一部もしくは全部が交差することを特徴とするものである。繊維が交差する部分で粒状吸着剤が堰を止めるように担持される。そのため、粒状吸着剤が基材からより脱落しにくくなり、フィルタの下流側に流出したり、使用時に脱落して使用環境を汚染したりすることを防止できるという作用を有する。
【００５１】
また、粒状吸着剤がホットメルト樹脂接着剤で繊維に固定されていることを特徴とするものである。具体的には粒状吸着剤とホットメルト樹脂接着剤を混合したものを基材の中に充填し、加熱冷却して粒状吸着剤を基材に固定する方法や、また、ホットメルト樹脂接着剤が繊維の表面にあらかじめ固定された基材の中に粒状吸着剤を充填し、加熱冷却して粒状吸着剤を基材に固定する方法などがあげられる。ホットメルト樹脂接着剤は常温では接着性のない固体だが、溶融温度（約７０℃以上）になると溶けて接着性を有するようになる。そして溶けることで基材の繊維と粒状吸着剤とに粘着し、その後常温に戻すことによってホットメルト樹脂接着剤は固体に戻り、粒状吸着剤は固まったホットメルト樹脂接着剤によって基材の繊維に固定される。ホットメルト樹脂接着剤は加熱して溶けてもある程度の粘性を有し、物質に対する浸透性が小さい。そのため粒状吸着剤の表面を覆いこんだり、また、粒状吸着剤の有する細孔に入り込んで粒状吸着剤の吸着捕集性能を低下させることがない。また、特に常温の固体の状態ではガス状不純物成分を自ら放出することがないため、ガス除去フィルタの吸着捕集性能を損なうことがないという特徴を有する。ホットメルト樹脂接着剤を用いて粒状吸着剤を基材に固定することにより、フィルタの下流側に粒状吸着剤が流出することを防ぎ、また、フィルタから粒状吸着剤が脱落して空気や環境の汚染および取り扱い性の低下を引き起こしたりすることがなく、また、粒状吸着剤の持つ吸着捕集性能を最大限活用した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。
【００５２】
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。繊維や吸着剤がフィルタから脱落することを防ぎ、また、繊維や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。通気性を有するが繊維や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、繊維や吸着剤がフィルタから脱落したり、また、繊維や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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。一方向に立体的に設けられた繊維と繊維の間に挟まれるように吸着剤が担持された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。
【００５５】
また、基材を積層することを特徴とするものである。基材の繊維が立体的に設けられる方向を基材の厚み方向とした場合、基材の厚みが大きくなると繊維の長さが大きくなるため基材の機械的強度が小さくなるという理由から基材を厚みには上限がある。吸着剤が担持された基材を積層することにより、吸着材の担持量を簡単に増やすことができるという作用を有する。
【００５６】
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。
【００５７】
（実施の形態１）
一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維２からなる基材１より構成され、その基材１中に粉末状吸着剤３が担持され、通気方向Ａ６において上流側となる端面５ａおよび下流側となる端面５ｂに通気性を有し粉末状吸着剤３の粒子径よりも目の細かいシート４を設けたガス除去フィルタの側面からみた断面図を図１に、また通気方向Ａ６から見た場合を上面としたときの上面図を図２に示す。なお、図２においては基材１の構造をわかりやすくするためにシート４を省略している。図１および図２に示すように基材１は端面５ａ、５ｂを備え、繊維２の一本一本が端面５ａ、５ｂに接続され、繊維２の一本一本が一方向（図１では通気方向Ａ６）に向けて林立して立体的に設けられ、基材１は一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維２の一本一本の繊維群が一体化した構造となっている。また、通気方向Ａ６とした場合、図２に示すように基材１の端面５ａおよび５ｂは隙間を有した構造となっており、基材１の中の繊維２が林立する領域も隙間を有するため基材１は通気性を有するものとなっている。端面５ａ、５ｂは、通気性があればよく、繊維が絡み合ってメッシュを有する編物などがある。繊維２が端面５ａ、５ｂに接続される方法として、接着剤で固定する方法、あるいは、端面５ａ、５ｂを構成する繊維に繊維２を引っ掛けるように編み込む方法などが挙げられる。また、ここでは端面５ａ、５ｂを設けたが、繊維２そのものだけで通気性を有しながら繊維２どうしが接続される構造であれば、端面５ａ、５ｂをあらためて設ける必要は無い。また、通気方向は通気方向Ａ６のみではなく、繊維２の林立方向に直交する通気方向Ｂ７でもよく、接触しないガス状不純物成分を減らすため各繊維２が等間隔で均一に、すなわち上流側の繊維間の隙間を埋めるような位置に下流側の繊維が林立している。また、基材１には粉末状吸着剤３が担持されている。
【００５８】
基材１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、基材１そのものからガス状不純物成分や粒子状不純物成分を発生せず、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であることが望ましい。特にポリエステルやナイロンを繊維化したものを編みこんでシート状にしたものは揮発性がない、撓みやすく弾性が高い、過熱しても耐熱性が高くて機械的寸法が崩れにくいといった利点を有するため基材１として適している。また、基材１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、また粉末状吸着剤３の使用量が減らせるため粉落ちの心配が減り好ましい。基材１に担持する粉末状吸着剤３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活性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。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。このような粉末状吸着剤３を基材１中に担持することにより吸着能を有する基材となる。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３を分散させたスラリーに、基材１を浸漬させた後乾燥させるか、予め基材１中に粉末状吸着剤３を添加しておくことが望ましい。更にフィルタの上流面および下流面に通気性を有し、粉末状吸着剤３の粒子径よりも目の細かいシート４を設けている。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。粉末状吸着剤３を繊維２に固定したとしても、粉末状吸着剤３が繊維２から脱落しないとは限らず、使用時に粉末状吸着剤３が下流側に流出して空気を汚染したり、取り扱い時に粉末状吸着剤３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４をフィルタの上流面および下流面に設けることにより粉末状吸着剤３のフィルタからの脱落を防止することができる。シート４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、使用する粉末状吸着剤３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。また、シート４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。
【００５９】
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４を設けているが、粉末状吸着剤３がフィルタから脱落しないように完全に繊維２に固定されているのであればシート４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４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。
【００６０】
（実施の形態２）
一方向に向けて林立して立体的に設けられた繊維２からなる基材１より構成され、その基材１中に粉末状吸着剤３が担持されており、繊維２と繊維２の間に３次元的に粒状吸着剤８が均一に担持され、上流面および下流面に通気性を有し粉末状吸着剤３の粒子径よりも目の細かいシート４を設けたガス除去フィルタの側面からみた断面図を図３に、また通気方向Ａ６から見た場合を上面としたときの上面図を図４に示す。なお、図４においては基材１の構造をわかりやすくするために粉末状吸着剤３およびシート４を省略している。図３に示すように一方向（図３では通気方向Ａ６）に向けて林立して立体的に設けられた繊維２と繊維２の間に挟まれて粒状吸着剤８が担持されており、繊維２が並列に並ぶ方向、すなわち基材１の横方向と繊維２が立体的に設けられる方向、すなわち基材１の厚み方向といった２つの方向に３次元的に粒状吸着剤８が担持されている。粒状吸着剤８が充填された基材１に振動を加えることによって粒状吸着剤８は基材１の中に均一に分散されており、通気方向から見て投影的に全面に担持されているため、空気は満遍なく吸着剤と接触することとなり、フィルタのあらゆる部分で高い吸着捕集性能を有する。基材１に担持する粒状吸着剤８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実施の形態１で記述したような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。このような粒状吸着剤８を中に充填した基材を振動することによって、粒状吸着剤８は基材１の中で均一に分散して担持されている。このため基材１の中における粒状吸着剤８の分布に偏りがなく、フィルタのあらゆる部分、いずれの通気方向に対しても均一な通気性と吸着捕集性能を有している。粒状吸着剤８はホットメルト樹脂接着剤９で基材１の繊維２に固定されており、フィルタが振動や衝撃を受けても粒状吸着剤８が脱落しないようになっている。具体的には粒状吸着剤８とホットメルト樹脂接着剤９を混合したものを基材１の中に充填した後に振動を加えて基材１の中に均一に分散してから加熱冷却する方法や、また、ホットメルト樹脂接着剤９が繊維２の表面にあらかじめ固定された基材１の中に粒状吸着剤８を充填した後に振動を加えて基材１の中に均一に分散してから加熱冷却する方法などを用いて粒状吸着剤８をホットメルト樹脂接着剤９で基材１の繊維２に固定することができる。ホットメルト樹脂接着剤９の粒子径は好ましくは１０μｍ以上０．５ｍｍ以下であり、材質としては例えばポリオレフィン系樹脂、ポリビニル系樹脂あるいはポリアミド系樹脂等が挙げられる。特にポリオレフィン系樹脂であるポリエチレンのホットメルト樹脂接着剤９は溶融温度が低く、また加熱しても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。
【００６１】
また、使用するホットメルト樹脂接着剤９として、ポリオレフィン系やポリビニル系、ポリアミド系のものを代表として挙げたが、使用時の温度管理を厳密に行うことによってエチレン酢酸ビニル共重合樹脂系のものを用いても同様の効果を有するガス除去フィルタが得られる。
【００６２】
なお、本実施例では吸着容量を大きくするために粉末状吸着剤３を用いているが、粉落ちの防止を重視する場合は、粉末状吸着剤３を使用せず基材１に吸着官能基を導入しておくと基材１と粒状吸着剤８の接着性が向上するため好ましい。
【００６３】
（実施の形態３）
吸着官能基を有する繊維２が一方向に向けて林立して立体的に設けられる方向を基材１の厚み方向とし、基材１の厚み方向において撓むように設けられた繊維２と繊維２の間に粒状吸着剤８が担持されたガス除去フィルタの側面図を図５に示す。図３に示すように繊維２は基材１の厚み方向に向けて撓むように林立して立体的に設けられている。そのため基材１の厚みよりも繊維２の長さ寸法のほうが大きくなり、粒状吸着剤８を挟む領域が大きくなっており、基材の厚みを大きくすることなく粒状吸着剤８の担持量を増大することができ、フィルタの寿命をより長くすることができる。
【００６４】
（実施の形態４）
吸着官能基を有する繊維２が一方向に向けて林立して立体的に設けられる方向を基材１の厚み方向とし、基材１の厚み方向の断面から見て一部もしくは全部の繊維２どうしが交差することを特徴とするガス除去フィルタの側面図を図６に示す。図６に示すとおり繊維２が交差する部分で粒状吸着剤８が堰き止めるように留められて担持されている。そのため繊維２で挟まれるだけよりもさらに粒状吸着剤８が基材１から脱落しにくくなっている。繊維２が交差している部分からフィルタの上流面および下流面に向かう方向では粒状吸着剤８を堰き止める効果が得られないため、粒状吸着剤８の粒子径よりも目の細かいシート４をフィルタの上流側および下流側に設けることによって、作業時にフィルタをひっくり返しても粒状吸着剤８の脱落が全くないようにしている。
【００６５】
（実施の形態５）
実施の形態１乃至４のいずれか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７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、基材１の材質は樹脂であることが望ましい。また、図７には示していないが、ガス除去フィルタ濾材１０の通気方向１１において上流側となる上流面である端面５ａもしくは下流側となる下流面である端面５ｂ、もしくは両方の面に通気性を有し粒状吸着剤８の粒子径よりも目の細かいシート４を設けるとフィルタからの吸着剤の脱落がほぼないものにすることができる。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しるため好ましい。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。
【００６６】
（実施の形態６）
実施の形態１乃至４のいずれか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を積層し、上流面および下流面に通気性を有し粒状吸着剤８の粒子径よりも目の細かいシート４を設けたガス除去フィルタの斜視図を図８に示す。なお図８では構造をわかりやすくするためにシート４をガス除去フィルタ濾材１０の上流面および下流面から離しているが、実際には上流面および下流面に密接して設けられている。積層したものから離れているが基材１の厚みは繊維２の長さに依存するため繊維２が長すぎると粒状吸着剤８の担持強度や基材１そのものの強度が低下するためその大きさには上限があり、また、粒状吸着剤８の担持量は基材１の厚みに依存するため粒状吸着剤８の担持量には上限がある。基材１に粒状吸着剤８が担持されたガス除去フィルタ濾材１０を積層することでより多くの粒状吸着剤８を担持させることが可能となり、より寿命の長いガス除去フィルタを得ることができる。
【００６７】
なお、本実施例のガス除去フィルタは通気方向に対して垂直の方向にガス除去フィルタ濾材１０を積層しているが、通気方向に対して水平の方向にガス除去フィルタ濾材１０を積層しても同様の効果を有するガス除去フィルタが得られる。また、通気方向に対して水平の方向に積層する場合、通気方向から見て互いのガス除去フィルタ濾材１０の通気路が互い違いになるように、あるいは繊維の林立方向が任意の角度を保って交差するように積層してもガス状不純物成分とガス除去フィルタ濾材１０との接触効率の良いガス除去フィルタが得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明のガス除去フィルタは通気性および吸着捕集性能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】
【００６９】
【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側面断面図
【図２】本発明の実施の形態１に記載のガス除去フィルタの上面図
【図３】本発明の実施の形態２に記載のガス除去フィルタの側面断面図
【図４】本発明の実施の形態２に記載のガス除去フィルタの上面図
【図５】本発明の実施の形態３に記載のガス除去フィルタの側面図
【図６】本発明の実施の形態４に記載のガス除去フィルタの側面図
【図７】本発明の実施の形態５に記載のガス除去フィルタの斜視図
【図８】本発明の実施の形態６に記載のガス除去フィルタの斜視図
【符号の説明】
【００７０】
１    基材
２    繊維
３    粉末状吸着剤
４    シート
５ａ  端面
５ｂ  端面
６    通気方向Ａ
７    通気方向Ｂ
８    粒状吸着剤
９    ホットメルト樹脂接着剤
１０  ガス除去フィルタ濾材
１１  通気方向
【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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