(57)【要約】【課題】圧力損失を抑えつつ、建物の給気口における良好な捕集効率を得ることを目的とする。【解決手段】一実施形態に係る帯電フィルタは、建物の外部から室内に空気を供給する給気口に取り付けられる、第１の層と第２の層とを含む帯電フィルタであって、第１の層がベースと、該ベースの表面から延び且つ第２の層に隣接する複数の中実の突起とを備え、突起が、根元側側面と先端側側面とを有する茎部を有し、第２の層がベースを備え、茎部の根元側側面と第１の層のベースとがなす第１の角度が９０°以上１８０°未満であり、茎部の先端側側面と第２の層のベースとがなす第２の角度が４５°以上１８０°未満であり、厚さが３〜１５ｍｍである。【選択図】図１０
2016068041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の外部から室内に空気を供給する給気口に取り付けられる、第１の層と第２の層とを含む帯電フィルタであって、
前記第１の層がベースと、該ベースの表面から延び且つ前記第２の層に隣接する複数の中実の突起とを備え、前記突起が、根元側側面と先端側側面とを有する茎部を有し、
前記第２の層がベースを備え、
前記茎部の根元側側面と前記第１の層のベースとがなす第１の角度が９０°以上１８０°未満であり、
前記茎部の先端側側面と前記第２の層のベースとがなす第２の角度が４５°以上１８０°未満であり、
厚さが３〜１５ｍｍである、
帯電フィルタ。
【請求項２】
前記厚さが５〜１０ｍｍである、
請求項１に記載の帯電フィルタ。
【請求項３】
粒子数中央径が約０．１０μｍの粒子の捕集効率が３０％以上である、
請求項１または２に記載の帯電フィルタ。
【請求項４】
圧力損失が３０Ｐａ以下である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の帯電フィルタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の帯電フィルタを備える給気口。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、建物の給気口に取り付けられる帯電フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建物の外部から室内に空気を供給する給気口であって、空気中の塵を捕集するためのフィルタを備えたものが知られている。例えば、特許文献１は、室内側から交換可能に充填された防塵フィルタと、その防塵フィルタの抜止めおよび水切りのためのストッパとを含む給気装置を記載する。また、特許文献２は、本体カバーの裏面に通風可能に配置されるフィルタを備える給気シャッタを記載する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３９３８５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４９３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般には、建物の給気口に取り付けられるフィルタは、１ｍｍ以上の異物（例えば枯葉や虫など）の侵入を防ぐメッシュ・フィルタであるが、このメッシュ・フィルタは、花粉や砂ほこり、排気ガス、煙などの微細な粒子を捕集することができない。そこで、給気口に貼付可能な不織布フィルタが提供されているが、捕集効率（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を高めるために不織布フィルタの目付量を多くすると圧力損失が大きくなり、屋外の空気を十分に室内に取り込むことができなくなってしまう。そのため、圧力損失を抑えつつ、建物の給気口における良好な捕集効率が得られるフィルタが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面に係る帯電フィルタは、建物の外部から室内に空気を供給する給気口に取り付けられる、第１の層と第２の層とを含む帯電フィルタであって、第１の層がベースと、該ベースの表面から延び且つ第２の層に隣接する複数の中実の突起とを備え、突起が、根元側側面と先端側側面とを有する茎部を有し、第２の層がベースを備え、茎部の根元側側面と第１の層のベースとがなす第１の角度が９０°以上１８０°未満であり、茎部の先端側側面と第２の層のベースとがなす第２の角度が４５°以上１８０°未満であり、厚さが３〜１５ｍｍである。
【０００６】
このような側面においては、茎部とベースとの角度（第１の角度）と、その茎部と第２の層のベースとの成す角度（第２の角度）とを広く確保することで、流路を形成する角の付近（茎部の根元側側面および先端側側面の付近）にも空気が流れ、当該角でも微細な粒子を捕集することができる。加えて、発明者は、フィルタの厚さ、すなわち流路長を３〜１５ｍｍに設定することで圧力損失と捕集効率とのバランスをとることができることを見出した。すなわち、このような側面においては、圧力損失を抑えつつ、建物の給気口における良好な捕集効率を得ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一側面によれば、圧力損失を抑えつつ、建物の給気口における良好な捕集効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る帯電フィルタに用いられるシート（層）の斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は共に、シート上の突起の側面図である。
【図３】仮想面への突起の投影を説明するための図である。
【図４】突起の投影像のいくつかの例を示す図である。
【図５】突起の投影像のいくつかの例を示す図である。
【図６】突起の投影像のいくつかの例を示す図である。
【図７】突起の投影像のいくつかの例を示す図である。
【図８】シートに形成されたスリットの例を示す図である。
【図９】シートに形成された開口の例を示す図である。
【図１０】実施形態に係る帯電フィルタの斜視図および部分拡大図である。
【図１１】実施形態に係る帯電フィルタが取り付けられる給気口の斜視図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。
【図１３】実施形態に係る給気口の分解斜視図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
【図１５】実施例および参考例における圧力損失の結果を示すグラフである。
【図１６】実施例および参考例における捕集効率の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
まず、図１〜８を用いて、実施形態に係る帯電フィルタの構造を説明する。本明細書における用語「フィルタ」は、気体中に混ざり込んだ微粒子（微小な固形物または異物）を取り除くための装置または部品である。本実施形態では、気体は空気であるとする。微粒子の例としては塵、埃、花粉が挙げられるが、帯電フィルタにより除去しようとする対象物はこれらに限定されず、帯電フィルタは気体中の任意の微粒子を取り除いてよい。本実施形態に係る帯電フィルタは、建物の外部から室内に空気を供給する給気口に取り付けられる。
【００１１】
帯電フィルタは複数の層を備える。複数の層の少なくとも一部は、図１に示すシート１０により形成される。シート１０は薄い板状の部材であり、ベース１１と、該ベース１１上に配置された複数の中実の突起２０とを備える。本明細書における用語「突起」は、ベース１１の一方の面から外方に向かって延びた構造物である。また、本明細書では、突起２０が存在する方の面を層、シート１０、またはベース１１の表面（おもてめん）と定義し、突起２０が存在しない方の面を層、シート１０、またはベース１１の裏面と定義する。
【００１２】
シート１０（層）の寸法は帯電フィルタの寸法に応じて設定される。帯電フィルタの寸法は様々である。本実施形態に係る帯電フィルタは、少なくとも１枚のシート１０を巻くことでロールを得て、そのロールを巻芯と直交する方向に切断することで作製され、ロール状を呈する（詳細は後述する）。シート１０の長さおよび幅は様々な値を取り得る。例えば、シート１０の長さおよび幅は数センチから数十メートルまでの様々な範囲の値を取り得る。一方、シート１０の厚さは、例えば除塵効果（集塵効果）と気体の流路の確保との双方を考慮して設定されるが、この厚さも何ら限定されない。ここで、シート１０の厚さとは、ベース１１の裏面から突起２０の最高地点までの距離である。一例として、シート１０の厚さの下限は０．１ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２５ｍｍ、または０．３ｍｍでもよく、その上限は３．０ｍｍ、２．５ｍｍ、２．０ｍｍ、１．５ｍｍ、または１．０ｍｍでもよい。
【００１３】
図２（ａ）に示すように、本実施形態の突起２０は、ベース１１の表面から延びる茎部２１を少なくとも備える。図２（ｂ）に示すように、突起２０はその茎部２１の先端に形成された傘部２２を備えてもよく、この場合には突起２０は全体として茸状を呈する。もっとも、突起２０の形状は図２の例に限定されず、後述するように様々な形状が考えられる。突起２０の上面（すなわち、茎部２１または傘部２２の上面）は平坦でもよいし波状（すなわちギザギザ）であってもよい。
【００１４】
ベース１１および突起２０の寸法は限定されない。例えば、ベース１１の厚さ、突起２０の高さ、茎部２１の高さ、茎部２１の底の最大幅、茎部２１の先端の幅、傘部２２の最大幅、および、茎部２１からの傘部２２の張出し量はすべて任意に設定してよい。例えば、ベース１１の厚さの下限は０．１ｍｍでもよく、その上限は０．３ｍｍでもよい。突起２０の高さの下限は０．２ｍｍでも０．３ｍｍでもよく、その上限は０．５ｍｍでも０．７ｍｍでもよい。また、ベース１１における突起２０の密度も何ら限定されない。例えば、突起２０の密度の下限は１３９本／ｃｍ２でもよく、その上限は７６０本／ｃｍ２でもよい。突起の間隔（突起の根元部の中心間の距離）の下限は０．３６ｍｍでもよく、その上限は０．８５ｍｍでも０．８０ｍｍでもよい。
【００１５】
シート１０の材料は熱可塑性樹脂であり、例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、エチル・メチル・メタクリレート樹脂（ＥＭＭＡ）、エチル・アクリレート樹脂（ＥＡ）、およびエチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）樹脂、またはこれら２種以上の混合物（例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とポリエチレン樹脂（ＰＥ）との混合物、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とエチル・メチル・メタクリレート樹脂（ＥＭＭＡ）との混合物、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とエチル・アクリレート樹脂（ＥＡ）との混合物、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とエチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）樹脂との混合物、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）とエチル・メチル・メタクリレート樹脂（ＥＭＭＡ）との混合物、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）とエチル・アクリレート樹脂（ＥＡ）との混合物、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）とエチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）樹脂との混合物）等が挙げられる。なお、ＰＥの例としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などが挙げられる。突起２０の形状に応じた硬さを有する樹脂、混合比等を選択することができる。また、必要に応じて、これらの樹脂には、添加剤等を添加することができる。
【００１６】
本実施形態では、シート１０の製造方法に関して二つの例を示す。
【００１７】
一つは、特表２００５−５１４９７６号公報に記載の手法である。この手法ではまず、電子放電機械加工により切断された開口を有する押出しダイ（ｄｉｅ）から熱可塑性樹脂を押し出すことで、突起の断面形状を有する複数のレール状のリブ（ｒｉｂ）がベースシート上に並んだストリップ（ｓｔｒｉｐ）を形成する。続いて、水などの冷却液体を充填した冷却タンク内でそのストリップをローラで引っ張る。続いて、リブの長手方向に沿って互いに離間した複数の位置で、各リブに幅方向の切り込みを入れることで、それぞれのリブについて、突起の厚さに対応する複数の部分を形成する。リブを切断した後、ストリップのベースシートを所定の伸張比で伸ばす。具体的には、互いに異なる表面速度で駆動されるニップローラの第１の対とニップローラの第２の対と間でリブの長手方向に沿ってベースシートを伸張する。この工程では、上流に位置する第１の対のニップローラの一つを加熱することでベースシートを加熱する一方で、下流に位置する第２の対のニップローラの一つを冷却してベースシートを安定化させてもよい。この伸張によって、リブの複数の部分間に空間が生じ、その部分が突起２０となる。
【００１８】
もう一つの例は、特表２００８−５３２６９９号公報に記載の手法である。この手法ではまず、多数の貫通孔を有する型板または押し出し機を用いた押出成形により、複数の突起の原形をなす複数の柱状体が表面に並んだ帯状基材を形成する。なお、各柱状体の先端部を加熱しながらカレンダーロールでその先端部を潰すことで、傘部を有する突起を形成できる。この工程により一つのシート１０が得られる。
【００１９】
シート１０にはエレクトレット処理が施され、これにより各層は帯電層として機能する。エレクトレット処理とは、コロナ放電、加熱および冷却、帯電粒子噴霧などによってシート１０を帯電させる処理である。シート１０を帯電させることにより、各層の除塵あるいは濾過の効果を高めることができる。
【００２０】
突起２０の様々な形状を以下に説明する。突起２０の形状の特徴は、突起２０を側面から見た際に見出すことができる。本実施形態では、図３に示すように、ベース１１と直交する仮想面Ｖに突起２０を投影して得られる投影像Ｐの外縁を用いて、突起２０の形状の特徴を示す。仮想面Ｖは気体が流れる方向と交差するように設定され、これは、仮想面Ｖが、気体の流れを遮るような態様で設定されることを意味する。図４〜７は、様々な突起２０の投影像であるが、これらの図では、説明を分かり易くするために、突起に付した符号と同じものを投影像に付すこととする。図４〜７に示す、投影像の第１の外縁２３および第２の外縁２４はいずれも、茎部２１の側面に対応する外縁である。本実施形態では、茎部２１の側面のうち、ベース１１との接続部分を含む一部を「根元側側面」と言い、茎部２１の先端を含む一部を「先端側側面」という。図４〜７での各パターンにおいて、下側のベース１１は第１の層のベースに相当し、茎部２１（突起２０）は第１の層の突起に相当し、上側のベース１１（隣接する層のベース１１）は第２の層のベースに相当する。
【００２１】
パターン１では、茎部２１は、先端に向かって窄むテーパ状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４はいずれも、屈曲も湾曲もしておらず、一直線である。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す第１の角度θは鈍角である。一方、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φは鋭角であるが、４５°以上に設定される。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。ここで、本明細書における突起２０の先端部（または根元部）の径は、ベース１１の延び方向に沿った当該先端部（または根元部）の長さの最大値である。
【００２２】
パターン２は、パターン１で示される茎部２１の先端に傘部２２が設けられた突起２０を示す。本明細書では、傘部２２が設けられるか否かに関わらず、流路の隅の形状を示す第２の角度φは、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す角度であり、したがって、このパターン２でも４５°以上の鋭角である。このように、傘部２２の存在は第２の角度φの決定に影響しない。一方、傘部２２を有する突起２０の先端部の径は、傘部２２の径（ベース１１の延び方向に沿った傘部２２の長さの最大値）である。傘部２２を有すると突起２０においても、突起２０の先端部の径Ｌｔは突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい、という関係が成り立つ。以下に示すパターンでは傘部２２を有しない突起２０の態様に基づいて説明するが、傘部２２を有する態様についてはパターン２と同様に考えることができる。
【００２３】
パターン３では、茎部２１は、先端に向かって窄むテーパ状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４は共に、その全体が、投影像の内部に向かって凸であるように湾曲している。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す第１の角度（ベース１１と補助線Ｍとが成す角度）θは鈍角である。一方、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φは９０°である。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
【００２４】
パターン４では、茎部２１は、その延び方向における中央部が窄むような形状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４はいずれも、その全体が投影像の内部に向かって凸であるように湾曲している。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す第１の角度（ベース１１と補助線Ｍとが成す角度）θは鈍角である。また、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度（補助線Ｎと隣りのベース１１とが成す角度）φも鈍角である。流路のすべての隅の角度が鈍角である場合には、流路のすべての隅の付近で気体が更に通りやすくなるので、帯電フィルタの圧力損失を更に抑制することができ、気体中の微小な粒子をより多く捕集することも可能になる。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
【００２５】
パターン５では、茎部２１は、延び方向における中央部が窄むような形状を呈する。第１の外縁２３の全体は、直線で形成されており、かつ投影像の内部に向かって凸であるように屈曲している。第２の外縁２４も第１の外縁２３と同様の形状である。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す第１の角度θは鈍角である。また、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φも鈍角である。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
【００２６】
パターン６では、茎部２１の根元側は直柱状であり、茎部２１の残りの部分は先端に向かって窄むテーパ状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４の根元側は直線である。これに対して、第１の外縁２３および第２の外縁２４の先端側は、投影像の外部に向かって凸であるように湾曲している。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す第１の角度θは９０°である。また、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度（補助線Ｍと隣りのベース１１との角度）φは４５°以上の鋭角である。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
【００２７】
パターン７，８は、茎部２１の投影像が線対称でない例である。パターン７では、茎部２１は、先端に向かって窄むテーパ状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４はいずれも、屈曲も湾曲もしておらず、一直線である。ベース１１と第１の外縁２３の根元側（茎部２１の根元側側面）とが成す第１の角度θａは鈍角である。ベース１１と第２の外縁２４の根元側（茎部２１の根元側側面）とが成す第１の角度θｂは９０°である。第１の外縁２３の先端側（茎部２１の先端側側面）と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φａは、４５°以上の鋭角である。第２の外縁２４の先端側（茎部２１の先端側側面）と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φｂは９０°である。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
【００２８】
パターン８では、茎部２１は、先端に向かって窄むテーパ状を呈する。第１の外縁２３は、その全体が投影像の内部に向かって凸であるように湾曲している。一方、第２の外縁２４は、その全体が投影像の外側に向かって凸であるように湾曲している。ベース１１と第１の外縁２３の根元側（茎部２１の根元側側面）とが成す第１の角度（ベース１１と補助線Ｍａとの角度）θａは鈍角である。ベース１１と第２の外縁２４の根元側（茎部２１の根元側側面）とが成す第１の角度（ベース１１と補助線Ｍｂとの角度）θｂは９０°である。第１の外縁２３の先端側（茎部２１の先端側側面）と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度φａも９０°である。第２の外縁２４の先端側（茎部２１の先端側側面）と、隣接する層のベース１１とが成す第２の角度（補助線Ｎと隣りのベース１１との角度）φｂは、４５°以上の鋭角である。突起２０の先端部の径Ｌｔは、突起２０の根元部の径Ｌｂよりも小さい。
【００２９】
パターン１〜８ではいずれも、第１の角度θが９０°以上１８０°未満に設定され、第２の角度φが４５°以上１８０°未満に設定され、突起２０の先端部の径が突起２０の根元部の径よりも小さい。第１の角度θ、第２の角度φ、および突起２０の径に関するこれらの条件が満たされるのであれば、突起２０および茎部２１の形状は限定されない。第１の角度の下限は１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、または１７０°でもよく、その上限は１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、または１７０°でもよい。また、第２の角度の下限は５０°、６０°、７０°、８０°、９０°、１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、または１７０°でもよく、その上限は５０°、６０°、７０°、８０°、９０°、１００°、１１０°、１２０°、１３０°、１４０°、１５０°、１６０°、または１７０°でもよい。
【００３０】
第１の角度θおよび第２の角度φは、気体の流路（空間）の形状に対応する角度、より具体的には気体の流路の隅の部分の角度であり、中実である茎部２１そのものに関する角度ではないことに留意されたい。ここで、本明細書における個々の「流路」は、隣接する二つの突起２０の間に形成される空間である。角度θ，φは突起２０の投影像において測定される。流路の隅の角度を鈍角に、直角に、または４５°以上の鋭角に設定することで、それぞれの隅の付近にも気体が通るので、気体が流路を流れやすくなり、ひいては帯電フィルタの圧力損失を抑制することができる。また、気体が流路の隅の付近も通るので、流路の隅またはその隅に近い部分でも気体中の微小な粒子を捕集することができる。このように、角度θ，φは、気体の流れやすさおよび圧力損失の値に影響を与える重要な要素であると共に、捕集効率（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）にも影響を及ぼし得る。
【００３１】
パターン１〜８ではいずれも、突起２０の先端部が突起２０の根元部よりも細くなるように設定されると共に、茎部２１の根元側側面が、ベース１１と直交するかまたは先端に向かって窄むように形成される。このように突起２０を形成することで、シート１０を巻いてロールを形成した際に、突起２０の先端部分が隣りの層からの圧力に応じて柔軟に変形するので、突起２０の高さのばらつきが緩和される。その結果、巻き締まりおよび巻きの緩みが生じづらくなり、ロール、あるいは、そのロールを切断して得られる帯電フィルタの全体において張力のばらつきが抑制されるので、帯電フィルタでの巻き崩れが起こりづらくなる。
【００３２】
ベース１１とほぼ並行する突起２０の上面（茎部２１の上面または傘部２２の上面）の形状は任意に定めてよい。例えば、その上面の形状は円であってもよいし、楕円であってもよいし、矩形であってもよいし、星形であってもよい。あるいは、その上面の形状は三角形や六角形などの任意の多角形であってもよいし、より複雑な形状であってもよい。
【００３３】
ベース１１上での複数の突起２０の具体的な配置態様は限定されない。例えば、突起２０は格子状に配置されてもよいし、千鳥状に配置されてもよいし、ランダムに配置されてもよい。突起２０はベース１１上に均等に配置されてもよいし、不均等に配置されてもよい。例えば、ベース１１において、突起２０が存在する突起領域と突起２０が存在しない平坦領域とが混在してもよい。あるいは、１枚のベース１１において、突起２０が密集した領域（密な領域）と突起２０がまばらな領域（疎な領域）とが混在してもよい。突起２０の配置態様はこれらに限定されず、気体の流路を形成できるのであればどのようなパターンでもよい。また、一つのベース１１上に異なる形状（パターン）の突起が設けられてもよい。
【００３４】
ベース１１にはスリットまたは開口が形成されてもよい。本明細書における用語「スリット」とは、スリット状の溝またはスリット状の貫通部を含む概念である。本明細書における用語「溝」は、ベース１１における一方の面に設けられた切込みが他方の面に貫通しない状態を示す。この溝は、ベース１１の表面に形成されてもよいし裏面に形成されてもよい。本明細書における用語「貫通部」は、ベース１１に設けられた孔または開口が一方の面から他方の面まで貫通した状態を示す。本明細書では、スリット状の溝およびスリット状の貫通部をまとめて、単に「スリット」ともいう。本実施形態では直線状のスリットを示すが、スリットの形は任意であり、例えば、波型、山形、凹凸型などのスリットをベース１１に形成してもよい。図８はベース１１に形成されたスリット１３の例を示し、図９はベース１１に形成された開口１４の例を示すが、スリットおよび開口の態様は以下に説明する通り様々である。
【００３５】
スリットは、従来から用いられている任意の手法（例えば、刃やレーザ切断など）により形成することができる。一方、開口は、例えば、スリット状の貫通部が形成されたベース１１をスリット列と直交する方向に広げることで形成することができる。ベース１１を広げる手段としては、幅出し機（ｔｅｎｔｅｒ）やローラなどの機械や、手作業などが挙げられる。あるいは、開口は、ベース１１を広げることなく、そのベース１１を所望の形にくり抜くことで形成してもよい。
【００３６】
スリットの配置は任意である。例えば、ベース１１の一辺付近からその対辺付近にかけて途切れることなく延びるスリットが所定の間隔で並んでもよい。あるいは、スリットは千鳥状に配置されてもよいし、格子状に配置されてもよい。また、ベース１１全体においてスリットの密集度が一定である必要はなく、一つのベース１１においてスリットがまばらな部分とスリットが密な部分とが存在してもよい。
【００３７】
個々のスリットの長さは限定されない。また、一つのベース１１おいて個々のスリットの長さが統一されてもよいし、異なる長さのスリットが混在してもよい。スリットの延び方向における、隣接する二つのスリットの間隔も限定されず、当該延び方向と直交する方向における、隣接する二つのスリットの間隔も限定されない。また、一つのベース１１においてこれらの間隔が統一されてもよいし統一されなくてもよい。
【００３８】
スリットは、ベース１１の一辺と平行になるように延びてもよいし、ベース１１の辺に対して任意の角度θ（０°＜θ＜９０°）で傾斜するように形成されてもよい。
【００３９】
開口の配置も任意である。例えば、ベース１１の一辺付近からその対辺付近にかけて途切れることなく延びる開口が所定の間隔で並んでもよい。開口は千鳥状に配置されてもよいし、格子状に配置されてもよい。一つのベース１１において開口がまばらな部分と開口が密集する部分とが混在してもよい。隣接する二つの開口の間隔も限定されないし、その間隔は統一されていても統一されていなくてもよい。また、開口はベース１１の辺に対して斜めに形成されてもよい。このように、開口の配置については、スリットの場合と同様に様々な変形が考えられる。
【００４０】
開口の形状は限定されず、例えば矩形、菱形、円形、楕円形、矩形、星形、波形、あるいは他の多角形であってもよい。また、一つのベース１１において複数の形状の開口が混在してもよい。
【００４１】
スリットと開口とが混在してもよい。当然ながら、個々のスリットおよび開口の配置は任意に定めてよい。
【００４２】
本実施形態に係る帯電フィルタ１００を図１０に示す。この帯電フィルタ１００は、円筒状のコア（すなわち、貫通孔が形成されたコア）１０１に少なくとも１枚の帯状のシート１０を何重にも巻き付けることで得られる。あるいは、この帯電フィルタ１００は、コア１０１に少なくとも１枚のシート１０を巻き付けて得られたロールを、コア１０１の延び方向と直交する方向に切断することで得られる。あるいは、少なくとも１枚のシート１０をらせん状に巻くことで得たロールを、複数の層を備える帯電フィルタ１００として用いてもよい。あるいは、特性（例えば、突起の形状または配列）の異なる複数のシートを巻き付けることで帯電フィルタ１００を得てもよい。帯電フィルタ１００は、気体が流れる多数の流路９０を有する（図１０中の拡大部分を参照）。シート１０が巻かれた部分（多数の流路９０が存在する部分）は、集塵機能を有するフィルタ層１０２である。
【００４３】
ベース１１にスリットまたは開口が形成されている場合には、シート１０自体の剛性が小さくなってシート１０がより柔軟に変形するようになるので、シート１０を小さく巻く作業が容易になり、隣接する二つの層がより確実に密着した帯電フィルタ１００を作製することができる。シート１０に形成するスリットまたは開口の寸法または形状を調整することで、帯電フィルタの属性（作製方法や適用場面など）に応じて、シート１０の柔軟性を適宜変更することができる。
【００４４】
帯電フィルタ１００の径は、給気口の流路の径に適合するように設定される。また、帯電フィルタ１００の厚さは給気口の捕集効率および圧力損失のバランスを考慮して設定される。なお、帯電フィルタ１００の厚さとは、コア１０１の延び方向に沿った帯電フィルタ１００の長さである。上記のシート１０を巻くことで得られる帯電フィルタ１００を建物の給気口に設ける際には、帯電フィルタの厚さを例えば３〜１５ｍｍとすることで、捕集効率および圧力損失の良好なバランスを取ることができる。例えば、帯電フィルタの厚さの下限は３ｍｍでも５ｍｍでもよく、その上限は１５ｍｍでも１０ｍｍでもよい。
【００４５】
ロールおよび帯電フィルタ１００を固定する方法は限定されない。例えば、粘着剤または接着剤を突起２０の上面に塗布した後にシート１０を巻いてもよい。あるいは、粘着剤および接着剤を用いることなく、収縮性を有するフィルム（収縮フィルム）のみを用いてもよい。具体的には、帯電フィルタ１００（またはロール）の外周面を収縮フィルムで覆うことで帯電フィルタ１００（またはロール）を固定する。例えば、収縮フィルムとして熱収縮チューブを採用した場合には、その熱収縮チューブを帯電フィルタ１００（またはロール）の外周面に配した後にそのチューブを加熱することで、当該チューブが縮んで帯電フィルタ１００（またはロール）を外側から押さえ込む。熱収縮チューブの材料の例として、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）および二軸延伸ポリスチレン（ＢＯＰＳ）が挙げられる。あるいは、収縮フィルムに張力をかけながら帯電フィルタ１００（またはロール）を当該収縮フィルムで巻くことで帯電フィルタ１００（またはロール）を外側から押さえ込んでもよい。収縮フィルムのみにより帯電フィルタ１００を固定することで、帯電フィルタ１００の各層の帯電状態を良好に保ち続けることができる。
【００４６】
帯電フィルタの流入口または排出口に向かって該帯電フィルタを見た時に、突起２０は積層方向に沿って整列してもよいし、千鳥状に配列されてもよいし、ランダムに配置されてもよい。
【００４７】
帯電フィルタは、互いに異なる複数種類の層を備えてもよい。例えば、帯電フィルタは、シート１０により形成される層（基本層）以外の層（付加機能層）を備えてもよい。例えば、付加機能層は、有機成分の除去または脱臭を行う活性炭でもよいし、ゼオライトあるいはアルミノケイ酸塩などの吸収剤でもよいし、銅−アスコルビン酸などの脱臭触媒でもよい。あるいは、付加機能層は、シリカゲル、ゼオライト、塩化カルシウムあるいは活性アルミナなどの乾燥剤でもよいし、ＵＶ殺菌系などの消毒剤でもよいし、グロキサル、メタクリル酸エステルあるいは香料などの芳香剤でもよい。あるいは、付加機能層は、Ｍｇ、Ａｇ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＰｄあるいはＲｎ、またはアルミナ、シリカアルミナ、ジルコニア、珪藻土、シリカジルコニウムあるいはチタニアなどの担体上に支持された酸化物などの金属を含むオゾン除去剤でもよい。一つの帯電フィルタが複数種類の付加機能層を備えてもよい。
【００４８】
次に、図１１〜１４を用いて、帯電フィルタ１００が取り付けられる給気口２００の構造を説明する。図１１は給気口２００の斜視図であり、図１２は図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図であり、図１３は給気口２００の分解斜視図であり、図１４は図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。
【００４９】
給気口２００は、建物の外部から室内に空気を供給するための物品であり、一般的には壁面あるいは天井に設置される。給気口２００は、壁内または天井内に取り付けられる円筒状の本体２１０と、この本体２１０内で帯電フィルタ１００を支持するための支持体２２０と、室内側において給気口２００の流路を開閉するための蓋として機能する板状のパネル２３０とを備える。帯電フィルタ１００も給気口２００の一構成要素になり得る。
【００５０】
本体２１０の円筒状の部分は、空気が流れる流路２１１を形成する。流路２１１の径、すなわち本体２１０の内壁２１２の径は通常１０〜２０ｃｍに設定されるが、流路の径はこの範囲に限定されない。本体２１０の一端（内側端部）には、本体２１０を壁面または天井面に固定するための矩形状のフランジ２１３が形成され、本体２１０は、このフランジ２１３が存在する端部が室内側に位置するように壁または天井に固定される。本体の外側端部の中心には、後述する支持体２２０の軸部２２１を受け入れる受け部２１４が設けられ、この受け部２１４は内壁２１２から中心に向かって延びる複数の上流支持棒２１５により支えられる。この上流支持棒２１５は、流入してくる空気を受ける帯電フィルタ１００の上流面（フィルタ主面）１０３を支持する役割も担う。受け部２１４の外側（室外側）にはテーパ状（弾丸状）のキャップ２１６が取り付けられる。
【００５１】
なお、本明細書では、給気口２００について説明する際に必要に応じて「内側」「外側」という用語を用いる。用語「内側」は、給気口２００が建物に取り付けられた場面での室内側を意味し、用語「外側」は、当該場面での屋外側を意味する。
【００５２】
支持体２２０は、流路２１１の中央付近を通るように取り付けられる軸部２２１と、この軸部２２１に該軸部２２１と直交するように設けられる円形の支持枠２２２と、軸部２２１に取り付けられた帯電フィルタ１００のコア１０１と接することになる複数の小さな突起部２２５とを備える。支持枠２２２は、内壁２１２の径よりも小さな径を有する円形の外枠２２３と、軸部２２１からその外枠２２３に向かって放射状に延びる複数の下流支持棒２２４とを備える。下流支持棒２２４は、フィルタ主面（上流面）１０３と反対側の面であるフィルタの下流面を支持する。この下流面は、帯電フィルタ１００内を通過してきた空気、すなわち、濾過された空気が流れ出る面である。
【００５３】
パネル２３０は、支持体２２０の内側端部に着脱可能に取り付けられる。パネル２３０が押される度に、本体２１０に対する支持体２２０の長さが流路２１１の延び方向に沿って変化し、流路２１１が開いたり閉まったりする。流路２１１の開状態は、「閉塞→半開→全開→閉塞→…」などのように段階的に変化してもよい。
【００５４】
使用者は支持体２２０を本体２１０から外す。この際に使用者はパネル２３０を支持体２２０から外してもよい。そして、使用者は支持体２２０の外側端部から帯電フィルタ１００のコア１０１を軸部２２１に通し、帯電フィルタ１００を支持枠２２２まで動かすことで、帯電フィルタ１００を支持体２２０に取り付ける。このとき、コア１０１の内側に突起部２２５が位置することになるので、帯電フィルタ１００が支持体２２０に対してきつく固定され、軸部２２１の延び方向における帯電フィルタ１００のずれが防止される。そして、使用者は支持体２２０を本体２１０に取り付け、パネル２３０を支持体２２０から外していた場合にはさらにパネル２３０を支持体２２０に取り付ける。このとき、帯電フィルタ１００のフィルタ主面１０３は上流支持棒２１５に接し、帯電フィルタ１００の下流面は下流支持棒２２４に接する。すなわち、帯電フィルタ１００は上流支持棒２１５と下流支持棒２２４とにより挟まれたかたちで固定される。帯電フィルタ１００の交換の際には、使用者は支持体２２０を本体２１０から外して帯電フィルタ１００を支持体２２０から抜いた後に、上記と同様の手順で新しい帯電フィルタ１００を給気口２００に取り付ければよい。
【００５５】
給気口２００に取り付けられる帯電フィルタ１００の捕集効率を、粒子数中央径が約０．１０μｍの粒子の捕集効率で示すとするならば、この捕集効率は６０％以上、５０％以上、４０％以上、または３０％以上でもよい。
【００５６】
給気口２００に取り付けられる帯電フィルタ１００の圧力損失は、５Ｐａ（約０．５ｍｍＡｑ）以下、１０Ｐａ（約１ｍｍＡｑ）以下、２０Ｐａ（約２ｍｍＡｑ）以下、または３０Ｐａ（約３ｍｍＡｑ）以下でもよい。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はそれらに何ら限定されるものではない。
【００５８】
ポリプロピレンを材料として用いて、帯電フィルタを形成するためのシートを形成した。個々の突起は茎部を備え傘部を備えない態様であり、したがって、図２（ａ）に示すような形状であった。仮想面に投影されて得られる茎部の投影像は、上記のパターン１または３に相当するものであった。ベースの厚みを０．１〜０．２ｍｍとし、各突起の高さを０．３〜０．５ｍｍとし、各突起の先端部の最大幅を０．１〜０．２ｍｍとした。個々の突起が０．８ｍｍ間隔で格子状に配置されるように、ベース上に当該突起を形成した。シートへのエレクトレット処理は、ウェッジ株式会社（Ｗｅｄｇｅ  Ｉｎｃ．）製の、機械幅（ｍａｃｈｉｎｅ  ｗｉｄｔｈ）が１２００ｍｍである装置を用いて行った。エレクトレット処理における加熱処理（１００℃）の時間は５秒であり、冷却処理の時間も５秒であり、印加電圧は１３．５ＫＶであった。エレクトレット処理を施したシートを３ｍｍ幅、５ｍｍ幅、１０ｍｍ幅、または１５ｍｍ幅に裁断したものをそれぞれ径３ｍｍのＡＢＳ製のシャフトに巻くことで、直径１５０ｍｍのロールを４個作製した。なお、巻き付けたシートの端部はテープで固定した。
【００５９】
この一連の処理により作製した実施例１〜７の帯電フィルタの構造（突起の高さおよびフィルタ厚）は以下の通りであった。
・実施例１：突起高さ＝０．５ｍｍ、フィルタ厚＝１５ｍｍ
・実施例２：突起高さ＝０．５ｍｍ、フィルタ厚＝１０ｍｍ
・実施例３：突起高さ＝０．５ｍｍ、フィルタ厚＝５ｍｍ
・実施例４：突起高さ＝０．３ｍｍ、フィルタ厚＝１５ｍｍ
・実施例５：突起高さ＝０．３ｍｍ、フィルタ厚＝１０ｍｍ
・実施例６：突起高さ＝０．３ｍｍ、フィルタ厚＝５ｍｍ
・実施例７：突起高さ＝０．３ｍｍ、フィルタ厚＝３ｍｍ
【００６０】
また、給気口に貼付可能な帯電不織布フィルタの参考例として下記の３パターンの市販品を用意した。
・参考例１：不織布（スリーエム社製  フィルタレット（登録商標）  空気清浄フィルタ  プレミアグレード）
・参考例２：不織布（スリーエム社製  フィルタレット（登録商標）  空気清浄フィルタ  ハイグレード）
・参考例３：不織布（スリーエム社製  フィルタレット（登録商標）  空気清浄フィルタ  スタンダードグレード）
【００６１】
これらのフィルタの性能を、ＴＳＩ  ＭＯＤＥＬ  ８１３０という検査装置を用いて評価した。検査用の粒子として、粒子数中央径（ｃｏｕｎｔ  ｍｅｄｉａｎ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）で示される寸法が約０．１０μｍである塩化ナトリウムを用い、気流中における粒子の密度を約５０ｍｇ／ｍ３（変動範囲は１５％）とした。流速は２０〜８０ｃｍ／秒とした。１００ｍｇの塩化ナトリウムを気流中に提供し終えるまでの時間を検査時間とした。
【００６２】
濾過効率Ｅ（％）は、フィルタ通過前の気流中の粒子濃度をＣａ（ｍｇ／ｍ３）とし、フィルタ通過後の気流中の粒子濃度（ｍｇ／ｍ３）をＣｂとすると、下記式で得られる。
Ｅ＝（Ｃａ−Ｃｂ）／Ｃａ×１００
【００６３】
流速を２０ｃｍ／秒としたときの圧力損失（ｍｍＡｑ）および捕集効率（％）を表１に示す。なお、１ｍｍＡｑ＝９．８０６６５Ｐａ（約１０Ｐａ）である。
【００６４】
圧力損失については、それが２．０ｍｍＡｑ（約２０Ｐａ）以下である場合には「優（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）」と評価し、それが２．０ｍｍＡｑ（約２０Ｐａ）を超えかつ３．０ｍｍＡｑ（約３０Ｐａ）以下である場合には「可（Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）」と評価し、それが３．０ｍｍＡｑ（約３０Ｐａ）を超える場合には「不良（Ｎｏ  ｇｏｏｄ）」と評価した。評価が「優」または「可」であれば、給気口のフィルタの圧力損失の要件を満たしているといえる。
【００６５】
捕集効率については、それが５０％以上である場合には「優（Ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ）」と評価し、それが３０％以上５０％未満である場合には「可（Ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）」と評価し、それが３０％未満である場合には「不良（Ｎｏ  ｇｏｏｄ）」と評価した。評価が「優」または「可」であれば、給気口のフィルタの捕集効率の要件を満たしているといえる。
【００６６】
【表１】
2016068041.tif 000003
【００６７】
流速を５０ｃｍ／秒としたときの圧力損失（ｍｍＡｑ）および捕集効率（％）を表２に示す。
【表２】
2016068041.tif 000004
【００６８】
流速を８０ｃｍ／秒としたときの圧力損失（ｍｍＡｑ）および捕集効率（％）を表３に示す。
【表３】
2016068041.tif 000005
【００６９】
なお、帯電フィルタを備える給気口での圧力損失は、当該給気口の形状および構造の影響を大きく受けるので、必ずしも上記の「優」、「可」、「不良」の指標だけで決まるものではない。
【００７０】
表１〜３をグラフに表したものを図１５，１６に示す。図１５は、実施例１〜７および参考例１〜３の圧力損失の結果を示すグラフである。図１６は、実施例１〜７および参考例１〜３の捕集効率の結果を示すグラフである。図１５における横軸は流速（ｃｍ／秒）であり、縦軸は圧力損失（ｍｍＡｑ）である。図１６における横軸は流速（ｃｍ／秒）であり、縦軸は捕集効率（％）である。
【００７１】
以上説明したように、本発明の一側面に係る帯電フィルタは、建物の外部から室内に空気を供給する給気口に取り付けられる、第１の層と第２の層とを含む帯電フィルタであって、第１の層がベースと、該ベースの表面から延び且つ第２の層に隣接する複数の中実の突起とを備え、突起が、根元側側面と先端側側面とを有する茎部を有し、第２の層がベースを備え、茎部の根元側側面と第１の層のベースとがなす第１の角度が９０°以上１８０°未満であり、茎部の先端側側面と第２の層のベースとがなす第２の角度が４５°以上１８０°未満であり、厚さが３〜１５ｍｍである。
【００７２】
また、本発明の一側面に係る給気口は、上記の帯電フィルタを備える。
【００７３】
このような側面においては、茎部とベースとの角度（第１の角度）と、その茎部と第２の層のベースとの成す角度（第２の角度）とを広く確保することで、流路を形成する角の付近（茎部の根元側側面および先端側側面の付近）にも空気が流れ、当該角でも微細な粒子を捕集することができる。加えて、発明者は、フィルタの厚さ、すなわち流路長を３〜１５ｍｍに設定することで圧力損失と捕集効率とのバランスをとることができることを見出した。すなわち、このような側面においては、圧力損失を抑えつつ、建物の給気口における良好な捕集効率を得ることができる。
【００７４】
他の側面に係る帯電フィルタでは、厚さが５〜１０ｍｍであってもよい。
【００７５】
帯電フィルタの厚さを５〜１０ｍｍに設定することで、圧力損失と捕集効率とのバランスをさらにとることができる。
【００７６】
他の側面に係る帯電フィルタでは、粒子数中央径が約０．１０μｍの粒子の捕集効率が３０％以上であってもよい。
【００７７】
このような捕集効率を満たす帯電フィルタを用いることで、建物の給気口の集塵効率が向上する。
【００７８】
他の側面に係る帯電フィルタでは、圧力損失が３０Ｐａ以下であってもよい。
【００７９】
圧力損失に関するこのような基準を満たす帯電フィルタを用いることで、空気を室内に円滑に送り込むことができる。
【００８０】
以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１０…シート、１１…ベース、２０…突起、２１…茎部、２２…傘部、２３…第１の外縁、２４…第２の外縁、１００…帯電フィルタ、１０１…コア、１０２…フィルタ層、２００…給気口、２１０…本体、２１１…流路、２１２…内壁、２１５…上流支持棒、２１６…キャップ、２２０…支持体、２２１…軸部、２２４…下流支持棒、２３０…パネル。
【図１】
2016068041.tif 000006
【図２】
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【図３】
2016068041.tif 000008
【図４】
2016068041.tif 000009
【図５】
2016068041.tif 000010
【図６】
2016068041.tif 000011
【図７】
2016068041.tif 000012
【図８】
2016068041.tif 000013
【図９】
2016068041.tif 000014
【図１０】
2016068041.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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