(57)【要約】【課題】圧力損失の抑制および捕集効率の向上の双方を実現し得る多機能のマスク用フィルタユニットを提供すること。【解決手段】一実施形態に係るフィルタユニットは、１以上のシート層から成る基本層と付加機能層とを有する帯電フィルタを備える。各シート層は、ベースと、該ベースの表面から延びる複数の中実の突起とを備え、突起は、根元側側面と先端側側面とを有する茎部を有する。第１の角度（シート層のベースと該シート層の茎部の根元側側面とが成す角度）と第２の角度（シート層の茎部の先端側側面と該茎部に隣接する別のシート層のベースとが成す角度、および／またはシート層の茎部の先端側側面と、該茎部に隣接する付加機能層のベースとが成す角度）とのうちの一方の角度が９０°以上１８０°未満であり、他方の角度が４５°以上１８０°未満である。【選択図】図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の顔の少なくとも一部を覆うマスクのためのフィルタユニットであって、
空気が流入する流入面と、前記空気が流出する流出面と、該流入面から該流出面へと延びる側面とを有する帯電フィルタを備え、
前記帯電フィルタが、単一のシート層により形成されるかまたは複数のシート層が連続して重なることで形成される基本層と、該基本層とは異なり且つ該基本層に隣接する付加機能層とを備え、
各シート層が、ベースと、該ベースの表面から延び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、
前記付加機能層がベースを備え、
前記シート層のベースと、該シート層の茎部の根元側側面とが成す第１の角度が存在し、
前記シート層の茎部の先端側側面と該茎部に隣接する別の前記シート層のベースとが成す角度、および／または前記シート層の茎部の先端側側面と該茎部に隣接する前記付加機能層のベースとが成す角度である第２の角度が存在し、
前記第１の角度および前記第２の角度のうちの一方の角度が９０°以上１８０°未満であり、他方の角度が４５°以上１８０°未満である、
フィルタユニット。
【請求項２】
前記付加機能層が、接着層を介して前記基本層に固定された、
請求項１に記載のフィルタユニット。
【請求項３】
前記シート層のベースの厚さに対する前記接着層の厚さの比が０．３以下である、
請求項２に記載のフィルタユニット。
【請求項４】
前記流入面の側に設けられた流入側フィルタをさらに備える、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
【請求項５】
前記流出面の側に設けられた流出側フィルタをさらに備える、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルタユニットを備えるマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一側面は、マスクのためのフィルタユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、マスクのためのフィルタが知られている。このフィルタは、除塵や濾過などの機能を有する気体用のフィルタの一種である。このようなフィルタの中には、複数種類の吸着機能を有するものがある。例えば、除塵と特定の有毒ガスまたは臭気ガスの除去とを実現するマスクが存在する。
【０００３】
このような多機能のフィルタに関し、下記特許文献１は防じんマスク用フィルタを記載する。特許文献１には、「防じんマスクに使用するフィルタであって、該フィルタは機能の異なるろ過材をもって多層化されていることを特徴とする防じんマスク用フィルタ。」との記載がある。
【０００４】
さらに、下記特許文献２はフィルタ部材を記載する。特許文献２には、「フィルタ部材が、面体に取り付けるときに面体側に位置させる後端部と、該後端部の反対側に位置させる先端部とを有し、先端部にはフィルタ部材とは別個のフィルタ部材を分離可能に連結する第１連結手段が形成され、後端部には面体に対して分離可能に連結する第２連結手段が形成されており、第１連結手段と第２連結手段との形状が互いに分離可能に連結する関係にあることを特徴とする、フィルタ部材」との記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２６１１０号公報
【特許文献２】特開２００６−３４６１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載のフィルタでは、多層化された１枚のシートを複数回折り畳むことでフィルタの表面積を稼ぐことはできる。しかし、このフィルタでは、マスクの圧力損失が高くなってしまい、呼吸のし易さが損なわれる可能性がある。また、プリーツの形成がフィルタの製造コストの上昇につながる可能性がある。特許文献２に記載のフィルタ部材は、共に円筒状の吸収缶および防塵用フィルタ部材を連結することで得られるが、吸収缶および防塵用フィルタ部材に捕集剤および濾材がそれぞれ充填されるので、やはり、マスクの圧力損失が増大してしまう。そこで、圧力損失の抑制および捕集効率の向上の双方を実現し得る多機能のマスク用フィルタユニットを提供することが望まれている。ここで、「多機能」とは、フィルタユニットが複数種類の吸着機能を有することを意味する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面に係るフィルタユニットは、人の顔の少なくとも一部を覆うマスクのためのフィルタユニットであって、空気が流入する流入面と、空気が流出する流出面と、該流入面から該流出面へと延びる側面とを有する帯電フィルタを備え、帯電フィルタが、単一のシート層により形成されるかまたは複数のシート層が連続して重なることで形成される基本層と、該基本層とは異なり且つ該基本層に隣接する付加機能層とを備え、各シート層が、ベースと、該ベースの表面から延び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、付加機能層がベースを備え、シート層のベースと、該シート層の茎部の根元側側面とが成す第１の角度が存在し、シート層の茎部の先端側側面と該茎部に隣接する別のシート層のベースとが成す角度、および／またはシート層の茎部の先端側側面と該茎部に隣接する付加機能層のベースとが成す角度である第２の角度が存在し、第１の角度および第２の角度のうちの一方の角度が９０°以上１８０°未満であり、他方の角度が４５°以上１８０°未満である。
【０００８】
このような側面においては、突起の茎部の根元側および先端側のそれぞれにおいて気体の流路の隅が広く確保されるので、隣接する二つの突起で形成される流路において、その中心付近だけでなく隅の付近にも気体が通るようになり、気体がフィルタ内を流れやすくなる。突起は中実なので、フィルタの層構造を安定させて層間の流路を保ち続けることができる。したがって、圧力損失の抑制および捕集効率の向上を実現することができる。基本層だけでなく付加機能層も帯電フィルタの流入面から流出面にかけて延びるから、付加機能層における捕集効率も向上する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一側面によれば、圧力損失の抑制および捕集効率の向上の双方を実現し得る多機能のマスク用フィルタユニットを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るフィルタユニットを備えるマスクの例を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係るフィルタユニットに用いられるシート（層）の斜視図である。
【図３】シート上の突起の例を示す側面図である。
【図４】仮想面への突起の投影を説明するための図である。
【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】突起の形状と、捕集効率および圧力損失との関係を説明するための図である。
【図８】突起の投影像のいくつかの例を示す図である。
【図９】突起の投影像のいくつかの例を示す図である。
【図１０】突起の投影像のいくつかの例を示す図である。
【図１１】突起の投影像のいくつかの例を示す図である。
【図１２】突起の投影像のいくつかの例を示す図である。
【図１３】シートの例を示す図である。
【図１４】シートの例を示す図である。
【図１５】積層の例を示す図である。
【図１６】積層の例を示す図である。
【図１７】積層の例を示す図である。
【図１８】積層の例を示す図である。
【図１９】実施形態に係るフィルタユニットの斜視図および部分拡大図である。
【図２０】実施形態に係るフィルタユニットの斜視図および部分拡大図である。
【図２１】実施形態に係るフィルタユニットの斜視図である。
【図２２】実施形態に係るフィルタユニットの別の例を示す斜視図である。
【図２３】実施形態に係るフィルタユニットを備えるマスクの別の例を示す斜視図である。
【図２４】図２３に示すフィルタ収容部の拡大図である。
【図２５】実施例および比較例の結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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また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。
【００１２】
実施形態に係るフィルタユニットの構造を説明する。本明細書における「フィルタユニット」とは、気体（例えば空気）中に混ざり込んだ微粒子（微小な固形物または異物）を取り除く機能を少なくとも有する物品である。微粒子の例としては塵、埃、花粉が挙げられるが、フィルタユニットにより除去しようとする対象物はこれらに限定されず、フィルタユニットは気体中の任意の微粒子を取り除いてよい。本実施形態におけるフィルタユニットは、微粒子とは異なる異物（例えば、何らかの有害なガスや不快な臭いなど）を取り除く機能をさらに有する。フィルタユニットはマスクのために用いられる。本明細書における「マスク」とは、人の顔の少なくとも一部（特に、人の鼻および口）を覆う物品または装置であり、より具体的には、人の顔の少なくとも一部を覆う部分を備える物品または装置である。フィルタユニットを備えるマスクの一例を図１に示す。マスク２００については後で詳しく説明するが、このマスク２００はフィルタユニット１００Ｃを備える。使用者の呼吸のためにマスク２００に取り込まれた空気は、フィルタユニット１００Ｃを通過した後、該使用者により吸い込まれる。
【００１３】
「マスクのためのフィルタユニット」および「フィルタユニットがマスクのために用いられる」という表現は、フィルタユニットが何らかの態様でマスクの使用に関係することを意味する。より具体的には、マスクの機能の少なくとも一部として、あるいはマスクの機能を補助するために、フィルタユニットが用いられることを意味する。「フィルタユニットを備えるマスク」とは、人（マスクの装着者）が吸い込もうとする空気がフィルタユニットを通過する構造を有するマスクのことである。したがって、人の顔の少なくとも一部（鼻および口）を覆う部分にフィルタユニットが設けられたマスクだけでなく、人の顔の少なくとも一部（鼻および口）を覆う構成要素とは異なる構成要素にフィルタユニットが設けられたマスク（例えば、電動ファン付き呼吸用保護具）も、本明細書における「マスク」に相当する。
【００１４】
フィルタユニットは、少なくとも帯電フィルタを備える。まず、この帯電フィルタについて詳細に説明する。
【００１５】
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２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「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。
【００１６】
シート１０（層）の寸法は限定されず、帯電フィルタの製造工程、フィルタユニットの寸法、帯電フィルタの寸法などの任意の基準に基づいて設定されてよい。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６０μｍ、１００μｍ、または１４０μｍでもよく、その上限は２０００μｍ、９００μｍ、または６００μｍでもよい。なお、ベース１１の厚さおよび突起２０の高さは、シート１０の厚さの範囲内で適宜設定することができる。ある態様において、突起２０の高さをベース１１の厚さより大きくすることができる。
【００１７】
図３の例（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３の例（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３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。
【００１８】
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。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、その密度は、１平方センチメートル当たり約６０〜約１５５０個でもよいし、１平方センチメートル当たり約１２５〜６９０個、または１平方センチメートル当たり約２００〜約５００個としてもよい。
【００１９】
シート１０の材料は熱可塑性樹脂であり、押出成形に適した熱可塑性樹脂を使用できる。熱可塑性樹脂には、ポリ（エチレンテレフタレート）等のポリエステル、ナイロン等のポリアミド、ポリ（スチレン−アクリロニトリル）、ポリ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）、ポリプロピレン等のポリオレフィンおよび可塑化ポリ塩化ビニル、並びにこれらのコポリマーおよびブレンドが含まれる。例えば、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、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、およびエチレン−酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）樹脂が具体例として挙げられる。ＰＰとＰＥの混合物を用いる場合には、ＰＰとＰＥとを約９５：５〜３０：７０の重量比で混合してもよい。一般に、ＰＰの量が多くなると、突起２０が硬くなる傾向がある。反対に、ＰＰの量が少なくなると、突起２０が柔らかくなる。ＰＰは単独重合体または共重合体のいずれであってもよい。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。シート１０におけるベース１１および突起２０の材料は、同一の材料であっても異なる材料であってもよい。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
シート１０にはエレクトレット処理が施される。エレクトレット処理が施された層は帯電層として機能し、帯電フィルタが得られる。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。
【００２４】
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４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５〜図１２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５，６，８〜１２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」といい、茎部２１の先端を含む一部を「先端側側面」という。また、いくつかのパターンでは、茎部２１の延び方向を示す基準線Ｌを示す。この基準線Ｌは、第１の外縁２３と第２の外縁２４との中間点を結ぶ線である。図５〜図１２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、便宜的に示す上側のベース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。なお、各パターンにおいて、後述する付加機能層が上側のベース１１に代わって位置し得る。
【００２５】
パターン１では、突起２０は傘部２２を備えず茎部２１のみから成る。茎部２１は直柱状を呈する。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。これらの第１の外縁２３および第２の外縁２４は基準線Ｌに沿って延びているともいうことができる。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度θは９０°であり、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φも９０°である。ここで、本明細書における角度θ，φは、気体の流路（空間）の形状に対応する角度であり、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。角度θは後述する第１の角度に相当し、角度φは後述する第２の角度に相当する。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。角度θ，φを直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。
【００２６】
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９０°である。このように、傘部２２の存在は角度φの決定に影響しない。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。
【００２７】
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とが成す角度φは鋭角であるが、４５°以上に設定される。角度θを鈍角に設定することで、その角度θに対応する隅の付近では気体が更に通りやすくなる。また、角度φが鋭角であってもその角度が４５°以上であれば、角度φに対応する隅の付近でも一定量以上の気体が通る。したがって、パターン１，２と同様に、全体としては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。
【００２８】
パターン４では、茎部２１は、底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角度θは鋭角であるが、４５°以上に設定される。一方、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す角度φは鈍角である。角度φを鈍角に設定することで、その角度φに対応する隅の付近では気体が更に通りやすくなる。また、角度θが鋭角であってもその角度が４５°以上であれば、角度θに対応する隅の付近でも一定量以上の気体が通る。流路の形状に着目するとパターン４はパターン３と実質的に同じであるから、パターン３と同様に、圧力損失の抑制および捕集効率の向上が実現可能である。
【００２９】
パターン５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とが成す角度φは９０°である。角度θを鈍角に設定することで、その角度θに対応する隅の付近では気体が更に通りやすくなる。また、角度φを直角に設定することで、その角度φに対応する隅の付近でも気体が通りやすくなる。このように、流路の隅の角度を９０°以上に設定し、かつ、そのうちの一部の角度を鈍角に設定することで、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。
【００３０】
パターン６では、茎部２１は、底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角度θは９０°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とが成す角度（隣りのベース１１と補助線Ｍとが成す角度）φは鈍角である。角度φを鈍角に設定することで、その角度φに対応する隅の付近では気体が更に通りやすくなる。また、角度θを直角にすることで、角度θに対応する隅の付近でも気体が通りやすくなる。流路の形状に着目するとパターン６はパターン５と実質的に同じであるから、パターン５と同様に、圧力損失の抑制および捕集効率の向上が実現可能である。
【００３１】
パターン７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。このように、流路のすべての隅の角度を鈍角に設定することで、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。
【００３２】
パターン８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ので、パターン７と同様に、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。
【００３３】
パターン１〜８ではいずれも、ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度と、茎部２１の先端側側面と隣接する層のベース１１とが成す角度とのうちの一方の角度が９０°以上１８０°未満に設定され、他方の角度が４５°以上１８０°未満に設定される。このように、気体の流路の隅の角度を広くすることで、流路の隅の付近でも気体が通りやすくなり、帯電フィルタの圧力損失が抑制される。これに伴い、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が捕集されるので、捕集効率も向上する。
【００３４】
気体の流れは、流路の隅の角度が鋭角である場合よりも直角である方が円滑であり、その角度が直角である場合よりも鈍角である方が更に円滑である。流路の隅の角度がすべて直角である場合には（パターン１，２を参照）、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る。流路の隅の一部が４５°以上の鋭角であり、残りの隅の角度が鈍角である場合には（パターン３，４を参照）、流路全体を見ると気体が良好に流れるので、流路の隅の角度がすべて直角である場合と同等に、あるいはそれ以上に圧力損失を抑制することが可能である。流路の隅の一部が直角であり、残りの隅の角度が鈍角である場合には（パターン５，６を参照）、流路の隅の角度がすべて直角である場合よりも更に圧力損失を抑制することが可能である。流路の隅のすべてを鈍角に設定した場合には（パターン７，８を参照）、流路のすべての部分で気体が良好に流れるので、圧力損失を更に抑制することができる。
【００３５】
図７を参照しながらパターン１，３，７について更に比較する。図７は、これら３パターンについて、隣接する二つの突起２０で形成される気体の流路９０の断面形状を示す図である。これら３パターンにおいて流路９０の断面形状の面積が同じであるとする。このとき、当該断面形状を画する線分（枠）Ｆの長さは、パターン１よりもパターン３の方が長く、パターン３よりもパターン７の方が長い。この線分Ｆの長さは、フィルタの奥行きの観点も加味すると表面積を表すといえるから、線分Ｆが長いほど圧力損失が小さいといえる。パターン３は、流路９０の一部の隅の角度が鋭角であるもののパターン１よりも線分Ｆが長いので、フィルタ表面積に起因する圧力損失はパターン１よりも低いといえる。このように、パターン１とパターン３との間の圧力損失の高低は、流路９０の隅の角度と線分Ｆの長さ（表面積）とのバランスに依る。パターン７は、流路９０の隅の角度がすべて鈍角であり、パターン１，３よりも線分Ｆが長いので、パターン１、３よりも圧力損失が低いといえる。
【００３６】
ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度と、茎部２１の先端側側面と隣接する層のベース１１とが成す角度とのうちの一方の角度が９０°以上１８０°未満に設定され、他方の角度が４５°以上１８０°未満に設定されるのであれば、茎部２１の形状は何ら限定されない。以下に、茎部２１の様々な形状を示す。
【００３７】
パターン９では、茎部２１は、延び方向における中央部が複数の箇所で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、２箇所において、投影像の内部に向かって凸であるように湾曲している。その２箇所を凹部というとすると、その凹部に挟まれた領域は投影像の外部に向かって凸である。したがって、この例では、第１の外縁２３の一部のみ、および第２の外縁２４の一部のみが、投影像の内側に向かって凸である。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度（ベース１１と補助線Ｍとが成す角度）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とが成す角度（補助線Ｎと隣りのベース１１との角度）φも９０°である。
【００３８】
パターン１０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り、基準線Ｌに沿って延びているともいうことができる。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。
【００３９】
パターン１１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、その中央部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角度（ベース１１と補助線Ｍとが成す角度）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とが成す角度（補助線Ｎと隣りのベース１１との角度）φも９０°である。
【００４０】
パターン１２では、茎部２１は、延び方向における中央部が複数の箇所で窄むような形状を呈している。第１の外縁２３および第２の外縁２４はいずれも直線で形成されており、２箇所において、投影像の内部に向かって凸であるように屈曲している。その２箇所を凹部と定義すると、その凹部に挟まれた領域は投影像の外部に向かって凸である。したがって、この例では、第１の外縁２３の一部のみ、および第２の外縁２４の一部のみが、投影像の内側に向かって凸である。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度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とが成す角度φも鈍角である。
【００４１】
パターン１３〜１５は、茎部２１の投影像が線対称でない例である。パターン１３では、茎部２１は、底に向かって窄むテーパ状を呈する。第１の外縁２３は、屈曲も湾曲もしておらず、一直線である。一方、第２の外縁２４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。ベース１１と第１の外縁２３の根元側（茎部２１の根元側側面）とが成す角度θａは９０°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）とが成す角度θｂも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とが成す角度（補助線Ｍと隣りのベース１１との角度）φｂは鈍角である。
【００４２】
パターン１４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とが成す角度φｂは９０°である。
【００４３】
パターン１５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。
【００４４】
パターン１６に示すように、茎部２１はその途中に枝２５を含んでもよい。例示では第１の縁部２３および第２の縁部２４の双方に枝２５が形成されているが、枝２５の位置および本数はこの例に限定されない。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度θは９０°であり、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φも９０°である。
【００４５】
パターン１７〜２０は、投影像で見ると茎部２１が二股になっており、その結果として隙間２６が存在する態様である。茎部２１は根元側が二股になっていてもよいし、先端側が二股になっていてもよいし、あるいは双方の側で二股になっていてもよい。隙間２６にも気体が流れ得るが、本明細書で上記の通り定義される「流路」は、隙間２６を含まない概念である。
【００４６】
パターン１７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、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角度（ベース１１と補助線Ｍとが成す角度）θは鈍角である。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φは９０°である。
【００４７】
パターン１８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り、基準線Ｌに沿って延びているともいうことができる。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。
【００４８】
パターン１９では、茎部２１は直柱状を呈する。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。あるいは、第１の外縁２３および第２の外縁２４は基準線Ｌに沿って延びているともいうことができる。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度θは９０°であり、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φも９０°である。
【００４９】
パターン２０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。隙間２６は根元側および先端側の双方に存在する。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。
【００５０】
パターン２１からパターン２３は、茎部２１の延び方向と直交する方向に貫通する１以上の孔（以下ではこのような孔を単に「貫通孔」という）２７が形成された態様である。個々の貫通孔２７の位置および寸法は何ら限定されない。貫通孔２７にも気体が流れ得るが、本明細書で上記の通り定義される「流路」は、貫通孔２７を含まない概念である。
【００５１】
パターン２１では、茎部２１は、底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角度θは鋭角であるが、４５°以上に設定される。一方、茎部２１の先端側側面と、隣接する層のベース１１とが成す角度φは鈍角である。
【００５２】
パターン２２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、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角度（ベース１１と補助線Ｍとが成す角度）θは鈍角である。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φは９０°である。
【００５３】
パターン２３では、茎部２１は、先端に向かって窄むテーパ状を呈し、線対称ではない。第１の外縁２３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。一方、第２の外縁２４は、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）とが成す角度（ベース１１と補助線Ｍとの角度）θａは９０°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）とが成す角度θｂも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とが成す角度（補助線Ｎと隣のベース１１との角度）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とが成す角度φｂは９０°である。
【００５４】
パターン２４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。この例では茎部２１には多数の微小な孔２８が形成され、したがって、茎部２１は多孔質である。孔２８にも気体が流れ得るが、本明細書で上記の通り定義される「流路」は、孔２８を含まない概念である。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度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とが成す角度φは鋭角であるが、４５°以上に設定される。
【００５５】
突起２０の形状の更なる例をパターン２５〜２８として示す。パターン２５では、茎部２１は斜柱状を呈している。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。あるいは、パターン１と同様に、第１の外縁２３および第２の外縁２４は基準線Ｌに沿って延びているともいうことができる。ベース１１と第１の外縁２３の根元側（茎部２１の根元側側面）とが成す角度θａは鈍角である。ベース１１と第２の外縁２４の根元側とが成す角度θｂは４５°以上の鋭角である。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とが成す角度φｂは鈍角である。
【００５６】
パターン２６では、茎部２１は、弧状に湾曲した柱状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４は基準線Ｌに沿って延びている。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度（ベース１１と補助線Ｍとの角度）θ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とが成す角度（補助線Ｎと隣のベース１１との角度）φａは鋭角であるが、４５°以上に設定される。茎部２１の上面に対応する外縁と、隣接する層のベース１１とが成す角度φｂは、４５°以上の鋭角である。
【００５７】
パターン２７では、茎部２１は、Ｊ字状に湾曲した柱状を呈する。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度θは９０°である。隣接する層のベース１１と接する茎部２１の部分において、茎部２１の側面と隣接する層のベース１１とが成す角度（補助線Ｍと隣のベース１１との角度）φは鋭角であるが、４５°以上に設定される。
【００５８】
パターン２８では、茎部２１は、中央付近が湾曲した柱状を呈する。第１の外縁２３および第２の外縁２４は基準線Ｌに沿って延びている。ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度θは９０°であり、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φも９０°である。
【００５９】
このように、ベース１１と茎部２１の根元側側面とが成す角度と、茎部２１の先端側側面と隣接する層のベース１１とが成す角度とのうちの一方の角度Ａｐが９０°以上１８０°未満に設定され、他方の角度Ａｑが４５°以上１８０°未満に設定されるのであれば、突起２０および茎部２１の形状は限定されない。角度Ａｐ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、角度Ａｑ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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。突起領域および平坦領域の形状は限定されず、任意に定めてよい（例えば、矩形、円、楕円、星形、任意の多角形、ストライプ状、格子状、波形、または、これらのような複数種類の形状の組合せ）。シート１０とは異なる薄い板状の部材を基材として用い、その基材上の一部にシート１０を貼り付けることで、シート１０が貼られた突起領域とシート１０が貼られない平坦領域とを形成してもよい。平坦領域では気体が滑らかに流れるので、帯電フィルタの圧力損失を全体として更に抑制することができる。
【００６３】
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。密な領域および疎な領域の形状は限定されず、任意に定めてよい（例えば、矩形、円、楕円、星形、任意の多角形、ストライプ状、格子状、波形、または、これらのような複数種類の形状の組合せ）。シート１０とは異なる薄い板状の部材を基材として用い、その基材上の一部に、突起２０が密集したシート１０を接着や溶着などで貼り付け、残りの部分に、突起２０がまばらなシート１０を同様の手法で貼り付けることで、密な領域および疎な領域を形成してもよい。疎な領域では密な領域に比べて気体が滑らかに流れるので、帯電フィルタの圧力損失を全体として更に抑制することができる。
【００６４】
一つのベース１１上に複数種類の突起が設けられてもよい。例えば、一つのベース上に、異なる寸法の突起が設けられてもよいし、異なる形状（パターン）の突起が設けられてもよいし、寸法および形状の双方が異なる突起が設けられてもよい。また、ベース表面の一方の面あるいは双方の面に、流路方向に対し一定の角度を有する（例えば、流路方向に対して平行に又は垂直）溝（凹部）を設けてもよい。
【００６５】
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１３はベース１１に形成されたスリット１３の例を示し、図１４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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
本明細書では、厚さがシート１０の１枚分であり且つ該シート１０により形成される層をシート層と定義し、単一のシート層により形成されるかまたは複数のシート層が連続して重なることで形成される層を基本層という。ここで、複数のシート層を連続して重ねることは、例えば、１枚のシート１０をつづら折りにすることによっても実現できる。本実施形態に係る帯電フィルタは、その基本層と、該基本層とは異なる吸着機能を有する付加機能層を備える。本明細書における「（層の）吸着機能」とは、帯電フィルタ内を流れる気体中に含まれる何らかの異物をその気体から取り除く機能である。異物を取り除く態様としては限定されず、例えば吸着、吸収、中和、触媒が挙げられるが、本明細書では、その態様にかかわらず「吸着機能」と表現する。基本層または付加機能層により取り除かれる異物の種類は何ら限定されず、その異物は気体中において固体、液体、および気体のいずれの状態でもよい。本実施形態では、基本層は、主に微粒子を取り除く機能を有する。付加機能層の主な機能は、この層の材料に依る。
【００７４】
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を含んでもよいし、ゼオライトあるいはアルミノケイ酸塩などの吸収剤を含んでもよいし、銅−アスコルビン酸などの脱臭触媒を含んでもよい。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を含んでもよいし、ＵＶ殺菌系などの消毒剤を含んでもよい。あるいは、付加機能層はアルミナ、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を含んでもよい。あるいは、それぞれが吸着機能を発揮する複数の種類の材料の混合を付加機能層の材料として用いてもよい。
【００７５】
付加機能層はベースを備える。付加機能層のベースを構成する材料は粒子の態様で提供されてもよい。本明細書では、付加機能層の材料となる粒子を「吸着剤粒子」という。吸着剤粒子を用いる場合には、基本層の表面（おもてめん）および裏面の少なくとも一方の面に吸着剤粒子を接着させることで付加機能層を形成してもよい。この場合には、接着させる吸着剤粒子の量、または吸着剤粒子を接着させる領域を調整して、付加機能層の機能（例えば、捕集効率、圧力損失、およびサービスライフ）を所望の水準に設定することができる。接着方法は限定されず、例えば、接着剤を用いてもよいし感圧接着剤を用いてもよい。任意の接着方法を採用することで、帯電フィルタには接着層が存在することになる。接着剤としては、例えば、一液型、二液型、および感熱型が存在するが、いずれを用いてもよい。感圧接着剤に関しては、例えば直接塗布する方法と、両面テープ（基材の有無は問わない）として用いる方法とが存在するが、これらのうちのいずれを採用してもよい。揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の含有量が少ない接着剤または感圧接着剤を用いてもよい。シート層のベースの厚さに対する接着層の厚さの比は、一般に２以下であり、好ましくは１以下、より好ましくは０．３以下であってもよい。
【００７６】
吸着剤粒子の寸法が小さすぎると、その粒子が帯電フィルタの流路（後述する流路９０）を介してマスクの使用者の口に入ってしまう可能性がある。一方、その寸法が大きすぎると、付加機能層の吸着機能が落ちたり、付加機能層のベース内に必要以上の隙間が生じたりする可能性がある。したがって、これらの点を考慮して吸着剤粒子の寸法を調整してもよい。吸着剤粒子の一例として、アメリカ材料試験協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）の規格であるＡＳＴＭ  Ｅ１１−０１のふるい分類表にて３５〜６０メッシュの間に収まる活性炭の粒子を用いてもよい。
【００７７】
基本層に吸着剤粒子を接着させる以外の手法で付加機能層を形成してもよい。例えば、予め準備された付加機能層を、基本層の表面および裏面の少なくとも一方の面に溶着により取り付けてもよい。
【００７８】
本実施形態に係る帯電フィルタは複数の層を備え、より具体的には、少なくとも一つの基本層と少なくとも一つの付加機能層とを備える。複数の層を備えること、すなわち積層された構造は、基本層および付加機能層を任意の態様で重ねることにより形成され得る。
【００７９】
１枚のシート１０の表面（おもてめん）および裏面の少なくとも一方（すなわち、シート層の表面および裏面の少なくとも一方）に吸着性粒子を接着することで付加機能層を形成した場合には、そのシート１０を折り曲げたり、巻いたりすることで積層構造を形成してもよい。あるいは、シート１０の表面および裏面の少なくとも一方に付加機能層が形成されたシート１０（以下では、このようなシートを便宜的に「多機能シート」という）を複数枚積み重ねることで積層構造を形成してもよい。異なる種類の多機能シートを繋いだ後に巻くことで複数の層を形成してもよい。シート１０の少なくとも一方の面に粘着層または接着層が設けられてもよく、これにより、積層時のずれを防止することができる。
【００８０】
多機能シートを重ね合わせる例を図１５および図１６に示す。図１５に示すように、ある多機能シートの基本層の突起２０の上面に、隣接する多機能シートの付加機能層３０が接するように、多機能シートが重ねられてもよい。この例では、この基本層は一つのシート層から成る。この場合には、積層方向に沿ってみると、基本層と付加機能層３０とが交互に現れることになる。シート層１０のベースと、該シート層１０の茎部の根元側側面とが成す角度（第１の角度）は例えば９０°以上１８０°未満である。シート層１０の茎部の先端側側面と、該茎部に隣接する付加機能層３０のベースとが成す角度（第２の角度）は例えば４５°以上１８０°未満である。なお、第１の角度が例えば４５°以上１８０°未満であり、第２の角度が例えば９０°以上１８０°未満であってもよい。
【００８１】
あるいは、図１６に示すように、シート層１０の突起２０とそのシート層１０に隣接する別のシート層１０の突起２０とが向かい合い、且つ付加機能層３０と別の付加機能層３０とが向かい合うように、多機能シートを重ねてもよい。この帯電フィルタは、例えば、１枚の多機能シートをつづら折りにすることで得られる。シート層１０のベースと、該シート層１０の茎部の根元側側面とが成す角度（第１の角度）は例えば９０°以上１８０°未満である。また、一つのシート層１０の茎部の先端側側面と、該茎部に隣接する別のシート層１０のベースとが成す角度（第２の角度）は４５°以上１８０°未満である。より具体的には、図１６における第２の角度は、当該一つのシート層１０の茎部の先端側側面の仮想的な延長線と当該別のシート層１０のベースとが成す角度である。なお、第１の角度が例えば４５°以上１８０°未満であり、第２の角度が例えば９０°以上１８０°未満であってもよい。
【００８２】
なお、付加機能層を基本層（シート１０）の裏面に接着させることは必須ではない。例えば、シート１０とは独立した付加機能層のシートをさらに用意して、２種類のシートを任意の態様で重ね合わせてもよい。基本層と付加機能層とを別々に用意する場合にも、図１５および図１６に示す積層を実現できる。
【００８３】
あるいは、図１７に示すように、二つのシート層１０の裏面同士を合わせることで一つの基本層を形成し、その基本層の間に付加機能層３０を挿入してもよい。この例では、シート層１０のベースと、該シート層１０の茎部の根元側側面とが成す角度（第１の角度）は例えば９０°以上１８０°未満である。また、シート層１０の茎部の先端側側面と、該茎部に隣接する付加機能層３０のベースとが成す角度（第２の角度）は例えば４５°以上１８０°未満である。なお、第１の角度が例えば４５°以上１８０°未満であり、第２の角度が例えば９０°以上１８０°未満であってもよい。
【００８４】
あるいは、図１８に示すように、ある一つのシート層１０の突起２０の上面と別のシート層１０の裏面とを合わせることで一つの基本層を形成し、その基本層の間に付加機能層３０を挿入してもよい。この例では、シート層１０のベースと、該シート層１０の茎部の根元側側面とが成す角度（第１の角度）は例えば９０°以上１８０°未満である。また、シート層１０の茎部の先端側側面と、該茎部に隣接する別のシート層１０のベースとが成す角度（第２の角度）は例えば４５°以上１８０°未満である。また、シート層１０の茎部の先端側側面と、該茎部に隣接する付加機能層３０のベースとが成す角度（第２の角度）は例えば４５°以上１８０°未満である。なお、第１の角度が例えば４５°以上１８０°未満であり、第２の角度が例えば９０°以上１８０°未満であってもよい。
【００８５】
基本層と付加機能層とを別々に用意する場合において、積層される基本層の厚さと付加機能層の厚さとの割合は任意に定めてよい。例えば、その割合は１：１、２：１、３：１、または１：２でもよいし、これら以外でもよい。いずれにしても、上記第１の角度および第２の角度が存在する。第２の角度に相当する角度が複数種類存在する場合には、これらの角度は同じでもよいし互いに異なってもよい。
【００８６】
図面では具体的に表現していないが、本実施形態に係るフィルタユニットにおいて、付加機能層３０の表面は完全に平坦ではなく凹凸となる場合を含み得る。例えば、吸着剤粒子を用いて付加機能層３０を作製した場合には、付加機能層３０の表面に微細な凹凸が生じ得る。また、この場合、付加機能層３０の表面のうち、凸部分の少なくとも一部が、シート層１０の空隙（隣接する二つの突起２０の間）に入り込む可能性がある。もちろん、表面が完全に平坦な付加機能層３０を用いてもよい。
【００８７】
本実施形態に係るフィルタユニットは、帯電フィルタのみから成ってもよい。図１９〜図２１に、帯電フィルタ、および該帯電フィルタのみから成るフィルタユニットの例を示す。これらの例では、多機能シートが用いられるものとする。
【００８８】
図１９は、円柱状の帯電フィルタ１１０から成るフィルタユニット１００を示す。帯電フィルタ１１０は、１枚の多機能シートを何重にも巻くことで得られる。多数の流路９０が存在する二つの円形の面の一方は、空気が流入する流入面であり、他方はその空気が流出する流出面である。図１９では、描画された面を流入面１１１とし、その反対の面を流出面１１２とする。さらに、帯電フィルタ１１０は、流入面１１１から流出面１１２へと延びる側面１１３を有する。
【００８９】
帯電フィルタの「側面」とは、帯電フィルタの流入面および流出面の双方と交差する面であって、少なくとも一部が多機能シートの表面（おもてめん）または裏面に基づいて形成される面である。帯電フィルタの流入面から流出面にかけて延びる任意の仮想線上には複数の突起２０が並ぶ。したがって、帯電フィルタの側面は一定以上の長さを有し、これは、帯電フィルタが、人がそれを立体構造として視認できる程度の厚さを有することを意味する。ここで、帯電フィルタの厚さとは、流入面から流出面への方向に沿った、その側面の長さである。帯電フィルタの側面は、多機能シートの表面または裏面そのものにより形成されてもよい。あるいは、帯電フィルタの側面は、多機能シートの表面または裏面の少なくとも一部が別の部材により覆われた態様で形成されてもよい。図１９は、帯電フィルタの側面１１３の全体が多機能シートの裏面（付加機能層の側）そのもので形成された例を示す。
【００９０】
帯電フィルタ１１０を作製する場合には、帯電フィルタの軸となる円柱部材に多機能シートを何重にも巻き付けてもよいし、その円柱部材を用いることなく多機能シートを巻いてもよい。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、多機能シート自体の剛性が小さくなって多機能シートがより柔軟に変形するようになるので、多機能シート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１１０を作製することができる。多機能シート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、多機能シートの柔軟性を適宜変更することができる。開口が形成された多機能シートを用いた場合には、その開口が存在する領域では突起が存在しないことで気体が滑らかに流れるので、帯電フィルタの圧力損失を全体として更に抑制することができる。これは、フィルタにおける流路のコントロールの多様性が増し、用途に応じた製品設計が可能になることにつながる。
【００９１】
帯電フィルタ１１０を固定するために、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１１０の外周面を収縮フィルムで覆うことで帯電フィルタ１１０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１１０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１１０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１１０を当該収縮フィルムで巻くことで帯電フィルタ１１０を外側から押さえ込んでもよい。
【００９２】
図２０は、帯電フィルタ１１０Ａから成るフィルタユニット１００Ａを示す。帯電フィルタ１１０Ａは、１枚の多機能シートをつづら折りにしたり、複数の同形の多機能シートを重ねたりすることで得ることができる。あるいは、複数の多機能シートを重ねた後に帯電フィルタの側面を切り揃えることで帯電フィルタ１１０Ａを得てもよい。流路９０が存在する一つの面は、空気が流入する流入面であり、その面の反対側は、その空気が流出する流出面である。図２０では、描画された面を流入面１１１Ａとし、その反対の面を流出面１１２Ａとする。さらに、帯電フィルタ１１０Ａは、流入面１１１Ａから流出面１１２Ａへと延びる側面１１３Ａを有する。図２０は、帯電フィルタの側面１１３Ａの一部が多機能シートの表面そのものまたは裏面そのもので形成され、残りの側面１１３Ａが多機能シートの積層により形成された例を示す。図２０に示す帯電フィルタ１１０Ａは直方体であるが、帯電フィルタ１１０Ａの形状はこれに限定されず、円柱、楕円柱、任意の多角柱、あるいはより複雑な形状であってもよい。
【００９３】
図２１は、円錐部分を含む帯電フィルタ１１０Ｂから成るフィルタユニット１００Ｂを示す。帯電フィルタ１１０Ｂは、１枚の帯状の多機能シートを何重にも巻いた後に中心（巻芯に相当する部分）を引っ張ることで得られる。流路が存在する一つの面は、空気が流入する流入面であり、その面の反対側は、その空気が流出する流出面である。図２１では、描画された面を流入面１１１Ｂとし、その反対の面を流出面１１２Ｂとする。さらに、帯電フィルタ１１０Ｂは、流入面１１１Ｂから流出面１１２Ｂへと延びる側面１１３Ｂを有する。図２１は、帯電フィルタの側面１１３Ｂの全体が多機能シートの裏面そのもので形成された例を示す。
【００９４】
このように一つまたは複数の多機能シートから様々な形状の帯電フィルタを作製することができる。もちろん、上述したように、シート１０とは独立した付加機能層のシートを用意して、２種類のシートを任意の態様で幾重にも重ねることでも、図１９〜図２１に示すような帯電フィルタ１１０，１１０Ａ，１１０Ｂを作製できる。いずれにしても、本実施形態に係る帯電フィルタは、気体が流れる多数の流路を有する（図１９および図２０中の拡大部分に示される流路９０を参照）。帯電フィルタ全体の厚さ（フィルタの流路長）および径は、マスクの種類に応じて設定することができる。例えば、防じんマスクのための帯電フィルタ全体の厚さの下限は３ｍｍでも５ｍｍよく、その上限は１５０ｍｍまたは１００ｍｍでもよい。また、防塵マスクのための帯電フィルタの径の下限は１０ｍｍでも５０ｍｍでもよく、その上限は２００ｍｍまたは１２０ｍｍでもよい。別の例で、電動ファン付き呼吸用保護具のための帯電フィルタ全体の厚さの下限は３ｍｍでも５ｍｍよく、その上限は１０００ｍｍでも６００ｍｍでもよい。また、電動ファン付き呼吸用保護具のための帯電フィルタの径の下限は１０ｍｍでも５０ｍｍでもよく、その上限は５００ｍｍでも３００ｍｍでもよい。
【００９５】
帯電フィルタの流入面または流出面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。
【００９６】
帯電フィルタは、中実の突起の形状、寸法、または密度が互いに異なる複数種類の基本層を備えてもよい。また、帯電フィルタは複数種類の付加機能層を備えてもよい。
【００９７】
フィルタユニットは、帯電フィルタとは別のフィルタをさらに備えてもよい。例えば、フィルタユニットは、帯電フィルタの流入面の側に設けられた流入側フィルタをさらに備えてもよい。あるいは、フィルタユニットは、帯電フィルタの流出面の側に設けられた流出側フィルタをさらに備えてもよい。あるいは、フィルタユニットは帯電フィルタ、流入側フィルタ、および流出側フィルタを備えてもよい。図２２に示すフィルタユニット１００Ｃは、図１９に示す帯電フィルタ１１０と、流入側フィルタ１２０と、流出側フィルタ１３０とを備える。以下では、流入側フィルタおよび流出側フィルタをまとめて「追加フィルタ」ということもある。
【００９８】
追加フィルタは帯電フィルタの流入面または流出面と接してもよいし、追加フィルタとその流入面または流出面との間に隙間が形成されてもよい。流入面または流出面の側において複数の追加フィルタが設けられてもよい。
【００９９】
追加フィルタの構造、材料、および機能は限定されない。例えば、追加フィルタはエレクトレット処理された不織布フィルタ（すなわち、帯電された追加フィルタ）であってもよいし、エレクトレット処理が施されていない不織布フィルタであってもよい。追加フィルタは、有機成分の除去または脱臭を行う活性炭を含んでもよいし、ゼオライトあるいはアルミノケイ酸塩などの吸収剤を含んでもよいし、銅−アスコルビン酸などの脱臭触媒を含んでもよい。あるいは、追加フィルタは、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を含んでもよいし、ＵＶ殺菌系などの消毒剤を含んでもよいし、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を含んでもよい。あるいは、追加フィルタはアルミナ、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を含んでもよい。
【０１００】
追加フィルタの構造、材料、または機能は、流入側フィルタ１２０および流出側フィルタ１３０の間で同じでもよいし互いに異なってもよい。例えば、流入側フィルタ１２０よりも流出側フィルタ１３０の方が圧力損失が低くなるように双方のフィルタを選択してもよい。あるいは、流入側フィルタ１２０よりも流出側フィルタ１３０の方が捕集効率（例えば、日本の国家検定規格である「防じんマスクの規格（告示第８８号）に準じた試験」、ＥＮ１４３（ＥＦＲ）２０００、ＥＮ１４９（ＦＦＲ）２００１、またはＮＩＯＳＨ（４２ＣＦＲ８４）が高くなるように双方のフィルタを選択してもよい。
【０１０１】
帯電フィルタは、人がそれを立体構造として視認できる程度の厚さを有する。これに対して、追加フィルタは、人がそれを平面構造として視認できる構造（例えば、シート状）であってもよいし、帯電フィルタと同様に立体構造であってもよい。帯電フィルタは、少なくとも一つの追加フィルタより厚くてもよいし、すべての追加フィルタより厚くてもよい。あるいは、帯電フィルタは少なくとも一つの追加フィルタより薄くてもよいし、すべての追加フィルタより薄くてもよい。あるいは、帯電フィルタと追加フィルタとで厚さが同じでもよい。いずれにしても、帯電フィルタは一定の厚さを有する密な積層構造であるので、自身でその形状を維持し続けることができる。したがって、マスクへの適用時に、その帯電フィルタの形状を維持するために別の部材を用いる必要がない。これは、上記特許文献１に記載されたプリーツ状のフィルタと比べて有利な点である。
【０１０２】
次に、フィルタユニットを備えるマスクのいくつかの例を説明する。上述した図１のマスク２００は、人の顔の少なくとも一部を覆う部分にフィルタユニットを設けたマスクの例である。図２３は、人の顔の少なくとも一部を覆う構成要素とは異なる構成要素にフィルタユニットを設けたマスクの例を示す。図２４は、図２３の部分拡大図である。これらの図に示すマスク２００，３００はあくまでも例示に過ぎず、本発明に係るフィルタユニットは様々なマスクに適用することができることに留意されたい。
【０１０３】
図１に示すマスク２００は、使用者の顔（より具体的には鼻および口）を覆うマスク本体２１０と、マスク本体２１０をその顔に密着させるためのストラップ２２０とを備える。ストラップ２２０は、マスク本体２１０の外側の両側面に形成された一対のスロット２１１（図１では一つのスロットのみ示されている）に通されることで、マスク本体２１０に取り付けられる。ストラップ２２０は、マスク本体２１０を使用者の顔に密着させることができるように、弾性を有する材料で作製されてもよい。
【０１０４】
マスク本体２１０は略半球状を呈し、これにより、呼吸に必要な空間を使用者の鼻および口の周辺に確保することができる。マスク本体２１０の内側（使用者の顔に面する側）において、呼吸に必要な空間を確保できるのであれば、マスク本体２１０の外形は限定されず、錐体や柱体などの任意の形状であってもよい。使用者の鼻および口の前方に位置することになる、その半球形状の頂部の付近には、フィルタユニットを収容するためのフィルタ収容部２３０が設けられる。図１では一例としてフィルタユニット１００Ｃを示しているが、その代わりにフィルタユニット１００または１００Ｂが用いられてもよい。
【０１０５】
使用時に顔に接するマスク本体２１０の縁部２１２は柔軟性を有してもよく、この場合には、顔に対するマスク本体２１０の密着性を高めることができる。一方、スロット２１１およびフィルタ収容部２３０が設けられるマスク本体２１０の頂部側は硬質であってもよい。例えば、マスク本体の縁部２１２をゴムで作製し他の部分を合成樹脂で作製することで、呼吸に必要な空間をマスク本体２１０の内側で確保しつつ、マスク本体２１０の密着性を高めることができる。
【０１０６】
フィルタ収容部２３０は、フィルタユニット１００Ｃを受け入れるハウジング２３１と、ハウジング２３１からのフィルタユニット１００Ｃの飛び出しを防ぐための環状の止め部２３２とを備える。止め部２３２を外してフィルタユニット１００Ｃをハウジング２３１に入れ、その後に止め部２３２をハウジング２３１に嵌めることで、マスク２００にフィルタユニット１００Ｃがセットされる。
【０１０７】
図１ではフィルタ収容部２３０が円筒状を呈するが、フィルタ収容部２３０の形状はフィルタユニットに合わせて任意に設定してよい。例えば、フィルタ収容部はフィルタユニット１００Ａに合わせて、断面が四角形の筒状であってもよく、この場合には止め部の形状は略四角形である。あるいは、フィルタ収容部は断面が三角形の筒状であってもよく、この場合には止め部の形状は略三角形である。
【０１０８】
図２３に示すマスク３００は、使用者の頭部全体を覆う接顔体３１０と、その接顔体３１０から延びるホース３２０と、ホース３２０の一端と接続しかつ電動ファンを備えるフィルタ収容部３３０とを備える。電動ファンでフィルタ収容部３３０に取り込まれた空気はホース３２０を通って接顔体３１０内に流れ、使用者はその流れてきた空気を吸う。
【０１０９】
図２３および図２４の例では、フィルタ収容部３３０は筒状を呈する。ホース３２０が接続する接続口３３１と、その接続口３３１の反対側に形成された空気の取入口３３２とは、略円筒状の内壁で形成された流路３３３でつながる。この流路３３３内にフィルタユニットが配される。なお、図示しない電動ファンは、取入口３３２の内側に配される。図２４では一例としてフィルタユニット１００を示しているが、その代わりにフィルタユニット１００Ｂまたは１００Ｃが用いられてもよい。フィルタユニット１００（帯電フィルタ１１０）の側面１１３は流路３３３の内壁と接する。電動ファンにより取入口３３２から入った空気は、フィルタ収容部３３０内に設けられたフィルタユニット１００内（より具体的には流路９０）を通り、その後ホース３２０内を流れる。
【０１１０】
図２３および図２４では流路３３３が円筒状を呈するが、フィルタ収容部内の流路の形状はフィルタユニットに合わせて任意に設定してよい。例えば、空気の流れる方向に沿って見た場合の流路の断面形状が、フィルタユニット１００Ａに合わせて矩形であってもよい。
【０１１１】
マスク３００は電動ファン付きの呼吸用保護具の一種である。ホースが無く電動ファンおよびフィルタ収容部が接顔体に内蔵された直結式のマスクも存在するが、当然ながら、本発明に係るフィルタユニットをその直結式マスクに内蔵させてもよい。
【０１１２】
マスクに対してフィルタユニットを設ける態様は上記の例に限定されず、取り込まれた空気がすべてフィルタユニットを通過するのであれば、フィルタユニットを取り付ける仕組みは何ら限定されない。
【実施例１】
【０１１３】
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。
【０１１４】
ポリエチレン（ＰＥ）を含むポリプロピレン（ＰＰ）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。個々の突起は茎部および傘部を備え、したがって、図２の例（ｂ）に相当する形状であった。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３または５に相当するものであった。ベースの厚さを約０．１ｍｍとし、各突起の高さを約０．３ｍｍまたは約０．４５ｍｍとし、各突起の茎部の先端部の最大幅を約０．１２〜０．１８ｍｍとした。個々の突起が約０．３６〜０．８５ｍｍ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。形成されたシートは帯電フィルタの基本層として機能する。このシートに対してエレクトレット処理を行った。このエレクトレット処理では、加熱処理（１００℃）の時間を５秒とし、冷却処理の時間も５秒とし、印加電圧を１３．５ＫＶとした。エレクトレット処理を施したシートの裏面に、ＡＳＴＭ  Ｅ１１−０１のふるい分類表にて３５〜６０メッシュの間に収まる活性炭の粒子（中心粒子は４５メッシュ）を接着テープまたは感圧接着剤により接着することで、基本層および付加機能層を備える多機能シートを得た。
【０１１５】
エレクトレット処理を施した多機能シートをロール状（有効径：約７６ｍｍまたは約８４ｍｍ）に巻き取り、そのロールを２０ｍｍまたは２５ｍｍの厚さに裁断することで、円柱状の帯電フィルタを得た。
【０１１６】
上記の円柱状帯電フィルタに加えて、２種類の帯電された円形の追加フィルタＡ，Ｂを用意した。追加フィルタＡ，Ｂはいずれもシート状であり、径は約７６ｍｍまたは約８４ｍｍとした。
・追加フィルタＡ：スリーエム社製の空気清浄用帯電フィルタ。
・追加フィルタＢ：スリーエム社製のＢＭＦ（Ｂｌｏｗｎ  Ｍｉｃｒｏ  Ｆｉｂｅｒ）フィルタ。
【０１１７】
これらのフィルタの組合せにより５個の実施例を用意した。また、３種類の防じんマスクのフィルタを比較例１〜３として用意した。図２５に示す実施例１〜５および比較例１〜３の詳細を以下に示す。
・実施例１〜５：帯電フィルタの流入面に追加フィルタＡを配し、帯電フィルタの流出面に追加フィルタＢを配した、３層構造のフィルタユニット。フィルタユニットの径と、帯電フィルタの突起の高さおよび厚さとの組合せは図２５に示す通りである。
・比較例１：カーボン層を二つの不織布層で挟んで得られるシートの流入面側に上記の空気清浄用帯電フィルタを配することで得られるフィルタ。
・比較例２：平面状のフィルタと、そのフィルタに重ねるための平面状のカーボンフィルタ。
・比較例３：活性炭繊維を混ぜたグラスウールの不織布をプリーツ形状にすることで得られるフィルタ。
【０１１８】
これらの実施例および比較例について、フィルタユニット単体での圧力損失、捕集効率、およびサービスライフ（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｌｉｆｅ）を評価した。
【０１１９】
圧力損失の評価には、柴田科学株式会社製の測定装置（ＡＰ−６３２Ｆ）を用いた。圧力損失は、流量４０ＬＰＭ（リットル毎分）で空気を流した際の、フィルタの流入面側と流出面側との間の圧力差であり、単位はパスカル（Ｐａ）である。具体的には、図２５に示す圧力損失および圧力損失の上昇値を求めた。「圧力損失」とは、濾過前のフィルタに対して流量４０ＬＰＭ（リットル毎分）で空気を流す試験を行って得られる値である。「圧力損失の上昇値」とは、１００ｍｇの塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を負荷して目詰まりさせた後のフィルタに対して流量４０ＬＰＭ（リットル毎分）で空気を流す試験を行って得られる値である。
【０１２０】
捕集効率の評価には、ＴＳＩ社製の測定装置（モデル８１３０）を用いた。捕集効率の試験には塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を用いた。粒子数中央径（ｃｏｕｎｔ  ｍｅｄｉａｎ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）で示されるＮａＣｌの寸法は約０．０６〜０．１０μｍであり、その寸法の幾何標準偏差は１．８未満であった。気流中におけるＮａＣｌの濃度は約５０ｍｇ／ｍ３（変動範囲は１５％）以下とした。流量は８５ＬＰＭとし、１００ｍｇのＮａＣｌを気流中に提供し終えるまでの時間を検査時間とした。
【０１２１】
捕集効率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最大粒子濃度（ｍｇ／ｍ３）をＣｂとして、下記式で得た。
Ｅ＝（Ｃａ−Ｃｂ）／Ｃａ×１００
【０１２２】
サービスライフ（分）とは、フィルタユニットがその機能を発揮し続けることができる時間、すなわち、フィルタユニットの寿命である。サービスライフについては２種類の評価手法を用いた。第１の手法では、シクロヘキサンの濃度が５０ｐｐｍである空気を流量３０ＬＰＭで流し、流出面側の空気でのシクロヘキサンの濃度が５ｐｐｍ以下を維持できる時間を測定した。試験環境の温度および相対湿度はそれぞれ、２０±２℃および７０±５％とした。この第１の手法は、実施例１〜５および比較例１〜３のすべてに対して行った。一方、第２の手法は、「平成一三・九・一八  厚生労働省告示第二九九号」に規定された吸収缶国家検定である。シクロヘキサンの濃度が３００ｐｐｍである空気を流量３０ＬＰＭで流し、流出面側の空気でのシクロヘキサンの濃度が５ｐｐｍ以下である状態を維持できる時間を測定した。この時間が５０分以上であれば国家検定の要件を満たす。この第２の手法は実施例４に対してのみ行った。
【０１２３】
図２５は、上記の実施例および比較例についての試験結果を示す表である。表内の「Ａ」「Ｂ」はそれぞれ追加フィルタＡおよび追加フィルタＢを意味する。なお、この表では、フィルタユニットを含む意図で「フィルタ」と表記している。比較例３で用いられるフィルタは、同心円形のプリーツを含むフィルタであるので、表中で見かけのフィルタ外径および厚さを示している。図２５では、フィルタユニットの有効面積および見かけの面積も載せている。有効面積とは、流れてくる空気を直接的に受けると想定されるフィルタユニット面の全表面積である。見かけの面積とは、フィルタの流入面と正対した状態で該フィルタを見たときの、該流入面の面積であり、フィルタ面積を測定することにより（比較例１，２）、または、見かけのフィルタ外径から算出することにより（比較例３および実施例１〜５）、求められる。比較例３のフィルタはプリーツ状のフィルタなので、有効面積は見かけの面積よりも大きい。一方、比較例１，２および実施例１〜５においては、有効面積と見かけの面積とは同じ値である。「接着」の欄において、「テープ」は両面テープを用いたことを意味し、「塗布」は感圧接着剤を直接塗布する手法を採用したことを意味する。「視界の確保」という欄は、フィルタまたはフィルタユニットを人が実際に装着した際に視界を遮る傾向があるか否かを示す。「邪魔」はその傾向があることを、「良好」は視界が遮られないことを、それぞれ意味し、これら二つの値は使用者の主観に基づく。「活性炭」の欄は、付加機能層をどのように実現したかを示す。「一体化」は、活性炭がフィルタに含有されたかまたは活性炭の層がフィルタと一体化されたことを意味する。「独立」は、活性炭の層が独立した物品として提供されたことを意味する。
【０１２４】
以上説明したように、本発明の一側面に係るフィルタユニットは、人の顔の少なくとも一部を覆うマスクのためのフィルタユニットであって、空気が流入する流入面と、空気が流出する流出面と、該流入面から該流出面へと延びる側面とを有する帯電フィルタを備え、帯電フィルタが、単一のシート層により形成されるかまたは複数のシート層が連続して重なることで形成される基本層と、該基本層とは異なり且つ該基本層に隣接する付加機能層とを備え、各シート層が、ベースと、該ベースの表面から延び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、付加機能層がベースを備え、シート層のベースと、該シート層の茎部の根元側側面とが成す第１の角度が存在し、シート層の茎部の先端側側面と該茎部に隣接する別のシート層のベースとが成す角度、および／またはシート層の茎部の先端側側面と該茎部に隣接する付加機能層のベースとが成す角度である第２の角度が存在し、第１の角度および第２の角度のうちの一方の角度が９０°以上１８０°未満であり、他方の角度が４５°以上１８０°未満である。
【０１２５】
また、本発明の一側面に係るマスクは、上記のフィルタユニットを備える。
【０１２６】
このような側面においては、突起の茎部の根元側および先端側のそれぞれにおいて気体の流路の隅が広く確保されるので、隣接する二つの突起で形成される流路において、その中心付近だけでなく隅の付近にも気体が通るようになり、気体がフィルタ内を流れやすくなる。突起は中実なので、フィルタの層構造を安定させて層間の流路を保ち続けることができる。したがって、圧力損失の抑制および捕集効率の向上を実現することができる。基本層だけでなく付加機能層も帯電フィルタの流入面から流出面にかけて延びるから、付加機能層における捕集効率も向上する。
【０１２７】
加えて、帯電フィルタは層を重ねるという簡単な方法で作製できるので、フィルタユニットの製造コストを抑えることができる。また、上記の側面に係るフィルタユニットは、フィルタの幅（厚さまたは流路長）を長くすることが可能であり、フィルタの幅（厚さまたは流路長）を長くしても詰まりにくい構造なので、不織布を用いたフィルタユニットとは異なる構造および性能を有する（例えば、製品寿命が長い）フィルタユニットを得ることができる。
【０１２８】
上記側面においては、フィルタユニットの見かけの面積を抑えながら圧力損失の抑制および高い捕集効率の維持を実現することができる。フィルタユニットの見かけの面積を小さくできるということは、フィルタユニットが使用者の顔の前に設けられた場合でもその人の視野を妨げないことを意味する。したがって、上記の側面においては、使用者の視野を妨げることなく、圧力損失の良好な抑制と高い捕集効率とを実現できるといえる。さらに、フィルタユニットをプリーツ状にする等の、有効面積を大きくする加工も不要であり、シートを巻いたり重ねたりするだけで帯電フィルタを作製できるので、製造コストの抑制も期待できる。さらに、サービスライフを非常に長くすることができ、吸収缶国家検定に準じたサービスライフの点においても合格できる水準を得ること（実施例４を参照）も可能である。
【０１２９】
別の側面に係るフィルタユニットでは、付加機能層が、接着層を介して基本層に固定されてもよい。この場合には、付加機能層を効率良く形成することができる。
【０１３０】
別の側面に係るフィルタユニットでは、シート層のベースの厚さに対する接着層の厚さの比が０．３以下であってもよい。
【０１３１】
別の側面に係るフィルタユニットでは、流入面の側に設けられた流入側フィルタをさらに備えてもよい。
【０１３２】
別の側面に係るフィルタユニットでは、流出面の側に設けられた流出側フィルタをさらに備えてもよい。
【０１３３】
流入側フィルタおよび流出側フィルタの少なくとも一方をさらに用いることで、フィルタユニットの捕集効率をさらに高めることができる。
【０１３４】
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。
【０１３５】
本発明に係るフィルタユニットは任意の形状のマスクのために用いられてよい。したがって、上記実施形態におけるマスク２００，３００以外の任意のマスクに、本発明に係るフィルタユニットを適用してもよい。
【符号の説明】
【０１３６】
１０…シート、１１…ベース、１３…スリット、１４…開口、２０…突起、２１…茎部、２２…傘部、２３…第１の外縁、２４…第２の外縁、３０…付加機能層、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…フィルタユニット、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ…帯電フィルタ、１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ…流入面、１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ…流出面、１１３，１１３Ａ，１１３Ｂ…側面、１２０…流入側フィルタ、１３０…流出側フィルタ、２００…マスク、２１０…マスク本体、２３０…フィルタ収容部、３００…マスク、３１０…接顔体、３３０…フィルタ収容部。
【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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【図９】
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【図１０】
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【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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