フィルター及びフィルター装置
【課題】圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルター及びフィルター装置を提供する。
【解決手段】導電性を有する基材１と、基材１の少なくとも片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる導電繊維糸２とを有している。
【解決手段】導電性を有する基材１と、基材１の少なくとも片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる導電繊維糸２とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気清浄器等に使用されるフィルター及びフィルター装置に関するものであり、特に、導電性のフィルター及びフィルター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内の空気中に含まれる粉塵を除去する空気清浄器に、例えば、導電繊維を混合させた集塵フィルターを用いたものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された空気清浄器は、図６に示すように、放電極１０１と対向電極１０２との間での放電により活性酸素を発生させて粉塵に電荷を付与する放電極ブロック１１０と、放電極ブロック１１０よりも下流側に配置されて上記活性酸素で励起された臭気物質の酸化分解を促進させる酸化触媒１１１と、粉塵を捕捉する集塵フィルター１１２と、脱臭フィルター１１３とを備えている。上記集塵フィルター１１２は、帯電処理が施された活性炭繊維からなる導電繊維を混合した濾材を備えてなっている。
【０００４】
これにより、上記空気清浄器では、集塵フィルター１１２にて、放電極ブロック１１１で電荷が付与された粉塵をクローン力で電気的に捕捉できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４８６号公報（２０００年１月７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の特許文献１に開示された集塵フィルターは、濾材として繊維を布又は不織布にした濾布等を用いたフィルターであるので、その繊維に導電繊維を混合したとしても、所詮、シート状の２次元的なフィルターであることには変わりがない。
【０００７】
この結果、空気は平面のフィルターを通過するだけであるので、そのフィルターは、メッシュよりも大きい粉塵等を通過させないことにより有害物質等を除去するという性質が強い。したがって、空隙率が低く、空気の流通抵抗が大きく、目詰まりも早いという問題点を有している。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルター及びフィルター装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のフィルターは、上記課題を解決するために、導電性を有する基材と、該基材の少なくとも片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる糸とを有していることを特徴としている。
【００１０】
上記の発明によれば、フィルターは、基材に植毛されたブラシ形状の高分子繊維からなる糸を有している。したがって、ブラシ毛である糸の間を、有害物質等を含む空気が通過するという３次元のフィルターとなっている。この結果、濾紙や繊維を布にした濾布を用いた従来の２次元のフィルターに比べて、空隙率が高く、かつ空気の接触する糸の表面積が大きいものとなる。
【００１１】
そして、高分子繊維には導電性が付与されているので、例えば、高分子繊維に電圧を印加することにより、帯電した有害物質を静電的に吸着除去することができる。
【００１２】
この結果、帯電した有害物質を含む空気を通過させた場合に、いつまでも目詰まりすることなく、効率よく帯電した有害物質を吸着除去することができる。
【００１３】
したがって、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルターを提供することができる。
【００１４】
また、本発明のフィルターでは、前記基材は、高分子繊維からなる縦糸と横糸とを織り込んでなる基布からなっていると共に、前記基材の少なくとも片面に植毛された糸は、上記基布の少なくとも片面に織り込んでなっているパイル糸であることが好ましい。
【００１５】
これにより、フィルターを例えばタオル地、又はコール天やビロードのような織物として製造することができる。逆に、パイル織地をフィルターとして使用できることになる。尚、パイル糸の長さと密度については、フィルター用に適宜調整すればよい。
【００１６】
したがって、パイル織地の繊維を導電性のものを使用することによって、容易に、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルターを製造することができる。
【００１７】
また、本発明のフィルターでは、前記基材は、２組の前記基布が互いに対向して設けられたものからなっていると共に、前記パイル糸は、上記２組の基布の間で各基布に織り込んでなっているとすることができる。
【００１８】
この技術は、パイル織の技術として確立されている。したがって、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルターをパイル織の技術を用いて容易に製造することができる。
【００１９】
また、本発明のフィルターでは、前記導電性を付与した高分子繊維からなる糸の、前記基材とは反対側の対向位置には、対向電極が該糸に接触又は非接触に設けられていることが好ましい。
【００２０】
これにより、フィルターに電圧を印加する場合に、一方の導電性の基材と他方の対向電極との間に電圧を容易に印加することができる。
【００２１】
本発明のフィルター装置は、上記課題を解決するために、前記記載のフィルターに電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴としている。
【００２２】
上記の発明によれば、電圧印加手段にて前記記載のフィルターに電圧を印加することができる。
【００２３】
この結果、電圧が印加されたフィルターに、帯電された例えば有害物質を通すことによって、帯電された例えば有害物質を静電的に吸着して容易に除去することができる。
【００２４】
本発明のフィルター装置は、上記課題を解決するために、前記記載のフィルターが複数組設けられると共に、各組のフィルターにそれぞれ異なる電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴としている。
【００２５】
上記の発明によれば、前記記載のフィルターを複数個組み合わせたものに対して電圧印加手段にてそれぞれ異なる電圧を印加することができる。
【００２６】
これにより、フィルター毎に高低差のある電圧の印加や極性の異なる電圧を印加することが可能となる。
【００２７】
したがって、有害物質の帯電量が異なっている場合や、有害物質の帯電の極性が異なっている場合においても、これらの有害物質を容易に静電吸着して除去することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のフィルターは、以上のように、導電性を有する基材と、該基材の少なくとも片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる糸とを有しているものである。
【００２９】
また、本発明のフィルター装置は、以上のように、前記記載のフィルターに電圧を印加する電圧印加手段を備えているものである。
【００３０】
それゆえ、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルター及びフィルター装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明におけるフィルターの実施の一形態を示すものであり、フィルターの構成を示す正面図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記フィルターを用いたフィルター装置の構成を示す模式図である。
【図３】上記フィルター装置の機能を説明するためのフィルターの構成を示す正面図である。
【図４】上記フィルター装置の他の機能を説明するためのフィルターの構成を示す水平断面図である。
【図５】上記フィルター装置のさらに他の機能を説明するためのフィルターの構成を示す正面図である。
【図６】従来の空気清浄基器の構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明のフィルター及びフィルター装置に関する実施の一形態について図１〜図５に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００３３】
本実施の形態のフィルター１０は、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、例えば、３種類のフィルター１０ａ・１０ｂ・１０ｃとすることができ、いずれも、導電性を有する基材１と、この基材１の片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる導電繊維糸２とを有している。ただし、本発明では、基材１の両面に導電繊維糸２が設けられていてもよい。
【００３４】
本実施の形態のフィルター１０ａ・１０ｂ・１０ｃでは、基材１は、例えば、高分子繊維からなる縦糸と横糸とによって織り込んでなる基布１ａからなっている。ただし、必ずしもこれに限らず、基材１は、導電性を有していれば、金属板、導電性膜を貼り付けた高分子樹脂シート若しくは高分子樹脂フィルム、又は導電性を有する高分子樹脂シートや高分子樹脂フィルムでもよい。
【００３５】
また、導電繊維糸２は、基布１の少なくとも片面に織り込んでなっているパイル（毛羽）糸からなっている。尚、パイル（毛羽）糸からなる導電繊維糸２は、このパイル糸を規則的に輪形に浮かせて「輪奈」が作られたループト・パイルであってよく、又は、パイル糸でできた輪奈を適当に切って布面に「毛羽」を起して織り出したカット・パイルであってもよい。ただし、導電繊維糸２は、必ずしも織り込んでいなくても、例えば、カット糸をブラシ形状に植毛したものであってよく、又は静電植毛したものでもよい。
【００３６】
ここで、本実施の形態では、フィルター１０ａは、図１（ａ）に示すように、２組の導電性を有する基布１ａ・１ｂが互いに対向して設けられたものからなっていると共に、パイル（毛羽）糸からなる導電繊維糸２が、上記２組の基布１ａ・１ｂの間で該基布１に織り込んでなっているとすることができる。ただし、基布１ｂは、必ずしもこれに限らず、導電性を有していなくてもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、フィルター１０ｂ・１０ｃは、図１（ｂ）（ｃ）に示すように、導電繊維糸２における、基布１ａとは反対側の対向位置には、対向物３が接触又は非接触に設けられているとすることが可能である。尚、この対向物３は、金属又は導電性を有する樹脂からなる対向電極であってもよい。また、対向物３は、導電性又は非導電性を問わない。
【００３８】
上記導電性を有する基布１ａ・１ｂ及び導電繊維糸２は、本実施の形態では、例えばナイロン等の高分子樹脂からなる高分子繊維にカーボン、金属等の導電体を分散して導電性を付与している。基布１ａ・１ｂ及び導電繊維糸２の導電性は、例えば、１×１０４ 〜１×１０１３Ωである。
【００３９】
上記導電繊維糸２は割繊糸を含み、導電繊維糸２の繊度は例えば２デシテックス（Ｔ）以下の低繊度が好ましい。ここで、デシテックス（Ｔ）とは、「長さ１０，０００ｍの繊維（糸）の重さがＮグラムであるとき、その繊維（糸）はＮデシテックス（Ｔ）である」と定義される。
【００４０】
これにより、基布１ａ・１ｂに同じ密度で植毛等した場合に比べて、表面積を増加させることができる。特に、極細繊維とすることによって、表面積を飛躍的に増加させることができる。また、表面積を増加させる観点からすると、導電繊維糸２を多孔質中空形状にするのがさらに好ましい。すなわち、導電繊維糸２を中空にし、かつ側面壁に多孔を形成することによって、有害物質が導電繊維糸２の中空内部に侵入することができるので、表面積がさらに増加する。
【００４１】
また、導電繊維糸２の密度は、１インチ当たりの繊維本数×繊度＝１００，０００〜８００，０００である。この密度としたのは、圧力損失と吸着性能とのバランスがよいからである。
【００４２】
さらに、フィルター１０の通気幅は５０ｍｍ以上が好ましい。これにより、吸着率がよいものとなる。尚、フィルター１０の通気幅とは、フィルター１０に空気が通過する場合に、最も入り口側の導電繊維糸２から最も出口側の導電繊維糸２までの距離をいう。
【００４３】
尚、本実施の形態では、フィルター１０には、さらに、導電繊維糸２に機能粒子又はイオン交換基をコーティングしたり含有させたりすることが可能である。これにより、吸着能力や分解能力等の機能性を付与することが可能となる。
【００４４】
次に、上記フィルター１０を用いたフィルター装置２０について説明する。
【００４５】
本実施の形態のフィルター装置２０は、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、フィルター１０に電圧を印加する電圧印加手段としての電圧印加装置２１を備えている。ここで、フィルター装置２０は、図２（ａ）に示すように、図１（ａ）に示すフィルター１０ａを用いた場合、電圧印加装置２１ａは基布１ａにのみ接続されて電圧が印加されるようになっており、基布１ｂには接続されていないとすることができる。すなわち、この構成は、フィルター１０に電圧が印加されているが、閉回路にはなっていない。これにより、静電的に有害物質を吸着することができる。
【００４６】
また、フィルター装置２０は、図２（ｂ）に示すように、図１（ａ）に示すフィルター１０ａ又は図１（ｂ）に示すフィルター１０ｂを用いたものであり、電圧印加装置２１ｂは、基布１ａと基布１ｂ又は対向物３（対向電極を含む）に接続されて電圧が印加されるとすることができる。すなわち、この構成は、フィルター１０ａ・１０ｂにおける導電繊維糸２に接触する基布１ａ・１ｂ又は対向物３の両方に電圧印加装置２１からの電圧が印加され、閉回路になっている。これにより、後述するように、導電繊維糸２・２間の電界、導電繊維糸２のコンデンサー成分により有害物質を分極・吸着することができる。
【００４７】
さらに、フィルター装置２０は、図２（ｃ）に示すように、図１（ｃ）に示すフィルター１０ｃを用いたものであり、電圧印加装置２１ｃは、基布１ａに接続されて電圧が印加されると共に、導電繊維糸２とは離れた位置にある対向電極からなる対向物３にも接続されて電圧が印加されるとすることが可能である。すなわち、この構成は、導電繊維糸２と非接触の対向電極からなる対向物３を有し、閉回路になっていると共に、電位差を持つ。これにより、導電繊維糸２・２間の電界、導電繊維糸２・２のコンデンサー成分により有害物質を分極・吸着することとが可能となる。
【００４８】
ここで、本実施の形態のフィルター装置２０における吸着機能について、図３〜図５に基づいて説明する。図３はフィルター装置２０のフィルター１０を示す正面図であり、図４はフィルター装置２０におけるフィルター１０を示す水平断面図であり、図５はフィルター装置２０のフィルター１０ａ又はフィルター１０ｂを示す正面図である。
【００４９】
図３に示すように、フィルター１０に例えばマイナスの電圧を印加すると、導電繊維糸２にはマイナスの電荷が帯電される。これにより、プラスの電荷を持った荷電有害物質３０がこのフィルター１０の各導電繊維糸２…の間を通過すると、プラスの電荷を持った荷電有害物質３０は、導電繊維糸２に静電的に吸着され、フィルター装置２０によって除去される。尚、この吸着機能は、フィルター装置２０として一般的なものである。
【００５０】
次に、本実施の形態のフィルター装置２０は、このような一般的な吸着機能以外に、図４及び図５に示す吸着機能を有している。
【００５１】
すなわち、図４に示すように、導電繊維糸２として、絶縁性繊維２ａにカーボン又は金属等の導電粒子２ｂを分散させておくことにより、導電繊維糸２に導電性を持たせる。これによって、電圧印加時に導電粒子２ｂ・２ｂ間でコンデンサー成分が生まれる。この結果、より強く荷電有害物質３０を静電的に吸着できる。
【００５２】
一方、本実施の形態のフィルター装置２０では、図５に示すように、導電繊維糸２の各部位に導電粒子２ｂの分布に応じた濃淡を発生させることが可能である。これにより、導電繊維糸２の抵抗値にムラを発生させることができる。この結果、隣り合った導電繊維糸２・２間に電位差が生まれ、導電繊維糸２・２間に電界が形成されることにより、例えば、プラスの電荷を持った荷電有害物質３０とマイナスの電荷を持った荷電有害物質３０との両方が存在する場合においても、導電繊維糸２を分極させることにより双方を吸着することができる。
【００５３】
このように、本実施の形態のフィルター１０及びフィルター装置２０では、導電繊維糸２として、高分子繊維を用いることによって、強度、加工性が良好になる。また、電圧印加装置２１にて、高電圧又はパルス電圧を印加することによって、イオン又はオゾンを発生させることができ、除菌等の効果を生じさせることができる。さらに、電源をＯＦＦしておけば、フィルター装置２０及びフィルター１０の清掃も容易に行うことができる。
【００５４】
また、本実施の形態のフィルター１０及びフィルター装置２０では、ブラシ形状の導電繊維糸２を有しているため、導電繊維糸２同士が隣り合うと共に、全ての導電繊維糸２が電気的影響を受ける。したがって、繊維の表面積を非常に大きく活用できるので、荷電有害物質３０の吸着能力を飛躍的に増大させることができる。また、圧力損失が少ないので、比較的小さい送風能力のフィルター装置２０で足りる。
【００５５】
すなわち、従来では、対向電極との電界による吸着が主であったが、本実施の形態では高分子樹脂からなる導電繊維糸２の静電的吸着力と、導電繊維糸２・２間の電界形成により吸着力を持たせることができる。その効果により非常に良好な吸着性を持つフィルターとなる。尚、本実施の形態では、従来の対向電極による電界方式の効果を組み合わせても良い。この方法が、図２（ｃ）に示す方法である。
【００５６】
また、本実施の形態のフィルター装置２０では、電圧を印加して吸着性能を向上させる機構を有しているため、フィルター１０としての密度を下げることができる。これにより、空気抵抗の小さいフィルタリングが可能となる。
【００５７】
さらに、本実施の形態のフィルター装置２０では、導電繊維糸２の抵抗値と電圧印加装置２１での印加電圧との組み合わせにより、種々の効果を発生させることができる。具体的には、低抵抗値と中〜高電圧との組み合わせでは、有害物質に電荷を付与し、分解することが可能となると共に、有害物質に電荷を付与し、電荷の極性を一定にすることが可能となる。
【００５８】
また、高抵抗値と中電圧との組み合わせでは、有害物質を効率的に吸着することができる。さらに、高抵抗値と高周波数の交流との組み合わせでは、オゾンを発生させ、除菌等の効果を発揮することが可能である。
【００５９】
尚、本実施の形態のフィルター１０及びフィルター装置２０では、上述した構成だけではなく、付加機能を付与することが可能である。
【００６０】
例えば、本実施の形態では、導電繊維糸２にコーティング・含有等により機能粒子又はイオン交換基等を添加することが可能である。これにより、機能粒子又はイオン交換基等に応じた荷電有害物質３０を選択的に吸着する等の吸着能の向上、又は吸着だけではなく分解性能等の各種機能を付与させることができる。例えば、多孔質材料やゼオライト等の分解機能を有する粒子を添加することにより、機能性を向上させることができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、異電圧を印加した２種以上のフィルター１０…を設置することができる。この場合、設置する位置関係は各種が可能である。これにより、電荷制御と吸着、及び両極性物質の吸着等を行うことが可能となる。
【００６２】
また、本実施の形態では、抵抗値の違う導電繊維糸２を混織させることができる。これにより、導電繊維糸２の抵抗値ムラの相違が大きくなり、導電繊維糸２内の電界が強くなる。
【００６３】
以上のように、本実施の形態のフィルター１０は、導電性を有する基材１と、該基材１の少なくとも片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる導電繊維糸２とを有している。
【００６４】
すなわち、フィルター１０は、基材１に植毛されたブラシ形状の高分子繊維からなる導電繊維糸２を有している。したがって、ブラシ毛である糸の間を、有害物質等を含む空気が通過するという３次元のフィルターとなっている。この結果、濾紙や繊維を布にした濾布を用いた従来の２次元のフィルターに比べて、空隙率が高く、かつ空気の接触する糸の表面積が大きいものとなる。
【００６５】
そして、高分子繊維には導電性が付与されているので、例えば、高分子繊維に電圧を印加することにより、帯電した有害物質を静電的に吸着除去することができる。
【００６６】
この結果、帯電した有害物質を含む空気を通過させた場合に、いつまでも目詰まりすることなく、効率よく帯電した有害物質を吸着除去することができる。
【００６７】
したがって、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルターを提供することができる。
【００６８】
また、本実施の形態のフィルター１０では、基材１は、高分子繊維からなる縦糸と横糸とを織り込んでなる基布１ａからなっていると共に、基材１の少なくとも片面に植毛された糸は、基布１ａの少なくとも片面に織り込んでなっているパイル糸である。
【００６９】
これにより、フィルター１０を例えばタオル地、又はコール天やビロードのような織物として製造することができる。逆に、パイル織地をフィルター１０として使用できることになる。尚、パイル糸の長さと密度については、フィルター用に適宜調整すればよい。また、複数のフィルター１０を積層して用いることも可能である。
【００７０】
したがって、パイル織地の繊維を導電性のものを使用することによって、容易に、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルター１０を製造することができる。
【００７１】
また、本実施の形態のフィルター１０では、基材１は、２組の基布１ａ・１ｂが互いに対向して設けられたものからなっていると共に、パイル糸は、２組の基布１ａ・１ｂの間で各基布１ａ・１ｂに織り込んでなっている。
【００７２】
この技術は、パイル織の技術として確立されている。したがって、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルター１０をパイル織の技術を用いて容易に製造することができる。
【００７３】
また、本実施の形態のフィルター１０では、導電性を付与した高分子繊維からなる導電繊維糸２の、基材１とは反対側の対向位置には、対向電極からなる対向物３が導電繊維糸２に接触又は非接触に設けられている。
【００７４】
これにより、フィルター１０に電圧を印加する場合に、一方の導電性の基材１と他方の対向電極からなる対向物３との間に電圧を容易に印加することができる。
【００７５】
本実施の形態のフィルター装置２０は、上記のフィルター１０に電圧を印加する電圧印加装置２１ａを備えている。
【００７６】
上記の発明によれば、電圧印加装置２１にて前記記載のフィルター１０に電圧を印加することができる。
【００７７】
この結果、電圧が印加されたフィルター１０に、帯電された例えば有害物質を通すことによって、帯電された荷電有害物質３０を静電的に吸着して容易に除去することができる。
【００７８】
本実施の形態のフィルター装置２０は、前記記載のフィルター１０が複数組設けられると共に、各組のフィルター１０にそれぞれ異なる電圧を印加する電圧印加装置２１を備えている。
【００７９】
このため、前記記載のフィルター１０を複数個組み合わせたものに対して電圧印加装置２１にてそれぞれ異なる電圧を印加することができる。
【００８０】
これにより、フィルター毎に高低差のある電圧の印加や極性の異なる電圧を印加することが可能となる。
【００８１】
したがって、有害物質の帯電量が異なっている場合や、有害物質の帯電の極性が異なっている場合においても、これらの有害物質を容易に静電吸着して除去することができる。さらに、有害物質を容易に除去できるように、フィルター１０毎に適切な電圧印加制御を行うことができる。
【００８２】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
【実施例】
【００８３】
フィルター１０及びフィルター装置２０についての効果を確認するために、各種のフィルター１０及びフィルター装置２０を用いて、荷電有害物質３０の吸着除去性能試験を行った。
【００８４】
最初に、図２（ａ）に示すフィルター１０ａと電圧印加装置２１ａとによるフィルター装置２０を用いた吸着除去性能試験を行った。具体的には、電圧印加装置２１ａにて基布１ａに１００Ｖの電圧を印加すると共に、このフィルター１０ａに０．１ｐｐｍのホルムアルデヒドを１ｃｃ／ｍｉｎの流量にて供給し、排気側において気体を１０分間捕集管に捕集した。
【００８５】
そして、上記により捕集した気体を、液体クロマトグラフィーを用いた公知の方法によりホルムアルデヒド濃度を測定した。
【００８６】
この試験にて用いたフィルター１０ａの試験体は、表１に示すとおりである。
【００８７】
【表１】
【００８８】
すなわち、表１に示すように、実施例１は、フィルター１０ａの導電繊維糸２の材質として、カーボンを分散させたナイロンとした。また、導電繊維糸２の繊度を２デシテックス（Ｔ）とし、抵抗値を１×１０１０ Ωとし、導電繊維糸２の長さを５ｍｍとし、密度を１平方インチ（ｉｎｃｈ）当たり２００ｋＦ（Ｆ：フィラメント）とした。
【００８９】
一方、比較例１として、実施例１の導電繊維糸２とは材質及び抵抗値の異なる導電性物質を含まない絶縁性のナイロンを用いて同様の試験を行った。したがって、繊維糸のその他の繊度、パイル長、密度は実施例１と同じである。
【００９０】
さらに、比較例２として実施例１の導電繊維糸２とは材質のみ異なる、導電性材料をコーティングしたナイロンを用いて同様の試験を行った。
【００９１】
その結果を表２に示す。
【００９２】
【表２】
【００９３】
表２から分かるように、実施例１では、排気側で測定したホルムアルデヒドの濃度は、０．０４〜０．０５ｐｐｍであり、ホルムアルデヒドの濃度は約半減した。
【００９４】
これに対して、比較例１及び比較例２においては、排気側で測定したホルムアルデヒドの濃度は、０．０８〜０．０９ｐｐｍであり、あまり除去能力がないことが確認できた。
【００９５】
次に、図２（ｂ）に示すフィルター１０ａと電圧印加装置２１ｂとによるフィルター装置２０を用いた吸着除去性能試験を行った。具体的には、電圧印加装置２１ｂにて基布１ａ・基布１ｂ間に１００Ｖの電圧を印加すると共に、このフィルター１０ａに０．１ｐｐｍのホルムアルデヒドを１ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給し、排気側において気体を１０分間捕集管に捕集した。この試験を実施例２と表示する。
【００９６】
また、図２（ｃ）に示すフィルター１０ｃと電圧印加装置２１ｃとによるフィルター装置２０を用いた吸着除去性能試験を行った。具体的には、電圧印加装置２１ｃにて基布１ａと、導電繊維糸２から離れた位置にある対向電極からなる対向物３との間に１００Ｖの電圧を印加すると共に、このフィルター１０ｃに０．１ｐｐｍのホルムアルデヒドを１ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給し、排気側において気体を１０分間捕集管に捕集した。この試験を、実施例３と表示する。
【００９７】
一方、実施例３と同じフィルター装置２０及び試験方法を用いて、導電繊維糸２の材質を変えたものを比較例２，３として行った。
【００９８】
すなわち、比較例３，４は、図２（ｃ）に示すフィルター１０ｃと電圧印加装置２１ｃとによるフィルター装置２０を用いて、電圧印加装置２１ｃにて基布１ａと、離れた対向電極からなる対向物３との間に１００Ｖの電圧を印加すると共に、このフィルター１０ｃに０．１ｐｐｍのホルムアルデヒドを１ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給し、排気側において気体を１０分間捕集管に捕集したものとなっている。
【００９９】
この試験にて用いたフィルター１０ｂ・１０ｃの試験体は、表３に示すとおりである。
【０１００】
【表３】
【０１０１】
すなわち、表３に示すように、実施例２では、フィルター１０ａの導電繊維糸２の材質として、カーボンを分散させたナイロンとした。また、導電繊維糸２の繊度を２デシテックス（Ｔ）とし、抵抗値を１×１０１０ Ωとし、導電繊維糸２の長さを５ｍｍとし、密度を１平方インチ（ｉｎｃｈ）当たり２００ｋＦ（Ｆ：フィラメント）とした。尚、フィルター１０ａでは、対向電極との距離は０ｍｍである。
【０１０２】
次に、実施例３では、フィルター１０ｃの導電繊維糸２の材質として、カーボンを分散させたナイロンとした。また、導電繊維糸２の繊度を２デシテックス（Ｔ）とし、抵抗値を１×１０１０ Ωとした。ただし、導電繊維糸２の長さは４ｍｍとし、密度を１平方インチ（ｉｎｃｈ）当たり２００ｋＦ（Ｆ：フィラメント）とした。また、導電繊維糸２と対向電極からなる対向物３との距離は１ｍｍとした。
【０１０３】
一方、比較例３の試験体は、実施例３とは材質及び抵抗値の異なる、導電性物質を含まない絶縁性のナイロンを用いたものを使用した。
【０１０４】
また、比較例４の試験体は、実施例３とは材質のみ異なる、導電性材料をコーティングしたナイロンを用いたものを使用した。
【０１０５】
その結果を表４に示す。
【０１０６】
【表４】
【０１０７】
表４から分かるように、実施例２及び実施例３では、排気側で測定したホルムアルデヒドの濃度は、０．０１〜０．０２ｐｐｍであり、ホルムアルデヒドの濃度は大きく低下した。
【０１０８】
これに対して、比較例３及び比較例４においては、排気側で測定したホルムアルデヒドの濃度は、０．０８〜０．０９ｐｐｍであり、あまり除去能力がないことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、例えば、空気清浄器等に使用されるフィルター及びフィルター装置に利用することができる。特に、本発明のフィルターは、ブラシ形状の導電性繊維にて構成されているので、フィルターの吸着面積を格段に増加させ吸着効率の高いフィルター及びフィルター装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 基材
１ａ 基布（基材）
１ｂ 基布
２ 導電繊維糸
２ａ 絶縁性繊維
２ｂ 導電粒子
３ 対向物
１０ フィルター
１０ａ フィルター
１０ｂ フィルター
１０ｃ フィルター
２０ フィルター装置
２１ 電圧印加装置（電圧印加手段）
２１ａ 電圧印加装置（電圧印加手段）
２１ｂ 電圧印加装置（電圧印加手段）
２１ｃ 電圧印加装置（電圧印加手段）
３０ 荷電有害物質
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気清浄器等に使用されるフィルター及びフィルター装置に関するものであり、特に、導電性のフィルター及びフィルター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内の空気中に含まれる粉塵を除去する空気清浄器に、例えば、導電繊維を混合させた集塵フィルターを用いたものがある。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された空気清浄器は、図６に示すように、放電極１０１と対向電極１０２との間での放電により活性酸素を発生させて粉塵に電荷を付与する放電極ブロック１１０と、放電極ブロック１１０よりも下流側に配置されて上記活性酸素で励起された臭気物質の酸化分解を促進させる酸化触媒１１１と、粉塵を捕捉する集塵フィルター１１２と、脱臭フィルター１１３とを備えている。上記集塵フィルター１１２は、帯電処理が施された活性炭繊維からなる導電繊維を混合した濾材を備えてなっている。
【０００４】
これにより、上記空気清浄器では、集塵フィルター１１２にて、放電極ブロック１１１で電荷が付与された粉塵をクローン力で電気的に捕捉できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４８６号公報（２０００年１月７日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の特許文献１に開示された集塵フィルターは、濾材として繊維を布又は不織布にした濾布等を用いたフィルターであるので、その繊維に導電繊維を混合したとしても、所詮、シート状の２次元的なフィルターであることには変わりがない。
【０００７】
この結果、空気は平面のフィルターを通過するだけであるので、そのフィルターは、メッシュよりも大きい粉塵等を通過させないことにより有害物質等を除去するという性質が強い。したがって、空隙率が低く、空気の流通抵抗が大きく、目詰まりも早いという問題点を有している。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルター及びフィルター装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のフィルターは、上記課題を解決するために、導電性を有する基材と、該基材の少なくとも片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる糸とを有していることを特徴としている。
【００１０】
上記の発明によれば、フィルターは、基材に植毛されたブラシ形状の高分子繊維からなる糸を有している。したがって、ブラシ毛である糸の間を、有害物質等を含む空気が通過するという３次元のフィルターとなっている。この結果、濾紙や繊維を布にした濾布を用いた従来の２次元のフィルターに比べて、空隙率が高く、かつ空気の接触する糸の表面積が大きいものとなる。
【００１１】
そして、高分子繊維には導電性が付与されているので、例えば、高分子繊維に電圧を印加することにより、帯電した有害物質を静電的に吸着除去することができる。
【００１２】
この結果、帯電した有害物質を含む空気を通過させた場合に、いつまでも目詰まりすることなく、効率よく帯電した有害物質を吸着除去することができる。
【００１３】
したがって、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルターを提供することができる。
【００１４】
また、本発明のフィルターでは、前記基材は、高分子繊維からなる縦糸と横糸とを織り込んでなる基布からなっていると共に、前記基材の少なくとも片面に植毛された糸は、上記基布の少なくとも片面に織り込んでなっているパイル糸であることが好ましい。
【００１５】
これにより、フィルターを例えばタオル地、又はコール天やビロードのような織物として製造することができる。逆に、パイル織地をフィルターとして使用できることになる。尚、パイル糸の長さと密度については、フィルター用に適宜調整すればよい。
【００１６】
したがって、パイル織地の繊維を導電性のものを使用することによって、容易に、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルターを製造することができる。
【００１７】
また、本発明のフィルターでは、前記基材は、２組の前記基布が互いに対向して設けられたものからなっていると共に、前記パイル糸は、上記２組の基布の間で各基布に織り込んでなっているとすることができる。
【００１８】
この技術は、パイル織の技術として確立されている。したがって、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルターをパイル織の技術を用いて容易に製造することができる。
【００１９】
また、本発明のフィルターでは、前記導電性を付与した高分子繊維からなる糸の、前記基材とは反対側の対向位置には、対向電極が該糸に接触又は非接触に設けられていることが好ましい。
【００２０】
これにより、フィルターに電圧を印加する場合に、一方の導電性の基材と他方の対向電極との間に電圧を容易に印加することができる。
【００２１】
本発明のフィルター装置は、上記課題を解決するために、前記記載のフィルターに電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴としている。
【００２２】
上記の発明によれば、電圧印加手段にて前記記載のフィルターに電圧を印加することができる。
【００２３】
この結果、電圧が印加されたフィルターに、帯電された例えば有害物質を通すことによって、帯電された例えば有害物質を静電的に吸着して容易に除去することができる。
【００２４】
本発明のフィルター装置は、上記課題を解決するために、前記記載のフィルターが複数組設けられると共に、各組のフィルターにそれぞれ異なる電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴としている。
【００２５】
上記の発明によれば、前記記載のフィルターを複数個組み合わせたものに対して電圧印加手段にてそれぞれ異なる電圧を印加することができる。
【００２６】
これにより、フィルター毎に高低差のある電圧の印加や極性の異なる電圧を印加することが可能となる。
【００２７】
したがって、有害物質の帯電量が異なっている場合や、有害物質の帯電の極性が異なっている場合においても、これらの有害物質を容易に静電吸着して除去することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のフィルターは、以上のように、導電性を有する基材と、該基材の少なくとも片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる糸とを有しているものである。
【００２９】
また、本発明のフィルター装置は、以上のように、前記記載のフィルターに電圧を印加する電圧印加手段を備えているものである。
【００３０】
それゆえ、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルター及びフィルター装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明におけるフィルターの実施の一形態を示すものであり、フィルターの構成を示す正面図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記フィルターを用いたフィルター装置の構成を示す模式図である。
【図３】上記フィルター装置の機能を説明するためのフィルターの構成を示す正面図である。
【図４】上記フィルター装置の他の機能を説明するためのフィルターの構成を示す水平断面図である。
【図５】上記フィルター装置のさらに他の機能を説明するためのフィルターの構成を示す正面図である。
【図６】従来の空気清浄基器の構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明のフィルター及びフィルター装置に関する実施の一形態について図１〜図５に基づいて説明すれば以下のとおりである。
【００３３】
本実施の形態のフィルター１０は、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、例えば、３種類のフィルター１０ａ・１０ｂ・１０ｃとすることができ、いずれも、導電性を有する基材１と、この基材１の片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる導電繊維糸２とを有している。ただし、本発明では、基材１の両面に導電繊維糸２が設けられていてもよい。
【００３４】
本実施の形態のフィルター１０ａ・１０ｂ・１０ｃでは、基材１は、例えば、高分子繊維からなる縦糸と横糸とによって織り込んでなる基布１ａからなっている。ただし、必ずしもこれに限らず、基材１は、導電性を有していれば、金属板、導電性膜を貼り付けた高分子樹脂シート若しくは高分子樹脂フィルム、又は導電性を有する高分子樹脂シートや高分子樹脂フィルムでもよい。
【００３５】
また、導電繊維糸２は、基布１の少なくとも片面に織り込んでなっているパイル（毛羽）糸からなっている。尚、パイル（毛羽）糸からなる導電繊維糸２は、このパイル糸を規則的に輪形に浮かせて「輪奈」が作られたループト・パイルであってよく、又は、パイル糸でできた輪奈を適当に切って布面に「毛羽」を起して織り出したカット・パイルであってもよい。ただし、導電繊維糸２は、必ずしも織り込んでいなくても、例えば、カット糸をブラシ形状に植毛したものであってよく、又は静電植毛したものでもよい。
【００３６】
ここで、本実施の形態では、フィルター１０ａは、図１（ａ）に示すように、２組の導電性を有する基布１ａ・１ｂが互いに対向して設けられたものからなっていると共に、パイル（毛羽）糸からなる導電繊維糸２が、上記２組の基布１ａ・１ｂの間で該基布１に織り込んでなっているとすることができる。ただし、基布１ｂは、必ずしもこれに限らず、導電性を有していなくてもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、フィルター１０ｂ・１０ｃは、図１（ｂ）（ｃ）に示すように、導電繊維糸２における、基布１ａとは反対側の対向位置には、対向物３が接触又は非接触に設けられているとすることが可能である。尚、この対向物３は、金属又は導電性を有する樹脂からなる対向電極であってもよい。また、対向物３は、導電性又は非導電性を問わない。
【００３８】
上記導電性を有する基布１ａ・１ｂ及び導電繊維糸２は、本実施の形態では、例えばナイロン等の高分子樹脂からなる高分子繊維にカーボン、金属等の導電体を分散して導電性を付与している。基布１ａ・１ｂ及び導電繊維糸２の導電性は、例えば、１×１０４ 〜１×１０１３Ωである。
【００３９】
上記導電繊維糸２は割繊糸を含み、導電繊維糸２の繊度は例えば２デシテックス（Ｔ）以下の低繊度が好ましい。ここで、デシテックス（Ｔ）とは、「長さ１０，０００ｍの繊維（糸）の重さがＮグラムであるとき、その繊維（糸）はＮデシテックス（Ｔ）である」と定義される。
【００４０】
これにより、基布１ａ・１ｂに同じ密度で植毛等した場合に比べて、表面積を増加させることができる。特に、極細繊維とすることによって、表面積を飛躍的に増加させることができる。また、表面積を増加させる観点からすると、導電繊維糸２を多孔質中空形状にするのがさらに好ましい。すなわち、導電繊維糸２を中空にし、かつ側面壁に多孔を形成することによって、有害物質が導電繊維糸２の中空内部に侵入することができるので、表面積がさらに増加する。
【００４１】
また、導電繊維糸２の密度は、１インチ当たりの繊維本数×繊度＝１００，０００〜８００，０００である。この密度としたのは、圧力損失と吸着性能とのバランスがよいからである。
【００４２】
さらに、フィルター１０の通気幅は５０ｍｍ以上が好ましい。これにより、吸着率がよいものとなる。尚、フィルター１０の通気幅とは、フィルター１０に空気が通過する場合に、最も入り口側の導電繊維糸２から最も出口側の導電繊維糸２までの距離をいう。
【００４３】
尚、本実施の形態では、フィルター１０には、さらに、導電繊維糸２に機能粒子又はイオン交換基をコーティングしたり含有させたりすることが可能である。これにより、吸着能力や分解能力等の機能性を付与することが可能となる。
【００４４】
次に、上記フィルター１０を用いたフィルター装置２０について説明する。
【００４５】
本実施の形態のフィルター装置２０は、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、フィルター１０に電圧を印加する電圧印加手段としての電圧印加装置２１を備えている。ここで、フィルター装置２０は、図２（ａ）に示すように、図１（ａ）に示すフィルター１０ａを用いた場合、電圧印加装置２１ａは基布１ａにのみ接続されて電圧が印加されるようになっており、基布１ｂには接続されていないとすることができる。すなわち、この構成は、フィルター１０に電圧が印加されているが、閉回路にはなっていない。これにより、静電的に有害物質を吸着することができる。
【００４６】
また、フィルター装置２０は、図２（ｂ）に示すように、図１（ａ）に示すフィルター１０ａ又は図１（ｂ）に示すフィルター１０ｂを用いたものであり、電圧印加装置２１ｂは、基布１ａと基布１ｂ又は対向物３（対向電極を含む）に接続されて電圧が印加されるとすることができる。すなわち、この構成は、フィルター１０ａ・１０ｂにおける導電繊維糸２に接触する基布１ａ・１ｂ又は対向物３の両方に電圧印加装置２１からの電圧が印加され、閉回路になっている。これにより、後述するように、導電繊維糸２・２間の電界、導電繊維糸２のコンデンサー成分により有害物質を分極・吸着することができる。
【００４７】
さらに、フィルター装置２０は、図２（ｃ）に示すように、図１（ｃ）に示すフィルター１０ｃを用いたものであり、電圧印加装置２１ｃは、基布１ａに接続されて電圧が印加されると共に、導電繊維糸２とは離れた位置にある対向電極からなる対向物３にも接続されて電圧が印加されるとすることが可能である。すなわち、この構成は、導電繊維糸２と非接触の対向電極からなる対向物３を有し、閉回路になっていると共に、電位差を持つ。これにより、導電繊維糸２・２間の電界、導電繊維糸２・２のコンデンサー成分により有害物質を分極・吸着することとが可能となる。
【００４８】
ここで、本実施の形態のフィルター装置２０における吸着機能について、図３〜図５に基づいて説明する。図３はフィルター装置２０のフィルター１０を示す正面図であり、図４はフィルター装置２０におけるフィルター１０を示す水平断面図であり、図５はフィルター装置２０のフィルター１０ａ又はフィルター１０ｂを示す正面図である。
【００４９】
図３に示すように、フィルター１０に例えばマイナスの電圧を印加すると、導電繊維糸２にはマイナスの電荷が帯電される。これにより、プラスの電荷を持った荷電有害物質３０がこのフィルター１０の各導電繊維糸２…の間を通過すると、プラスの電荷を持った荷電有害物質３０は、導電繊維糸２に静電的に吸着され、フィルター装置２０によって除去される。尚、この吸着機能は、フィルター装置２０として一般的なものである。
【００５０】
次に、本実施の形態のフィルター装置２０は、このような一般的な吸着機能以外に、図４及び図５に示す吸着機能を有している。
【００５１】
すなわち、図４に示すように、導電繊維糸２として、絶縁性繊維２ａにカーボン又は金属等の導電粒子２ｂを分散させておくことにより、導電繊維糸２に導電性を持たせる。これによって、電圧印加時に導電粒子２ｂ・２ｂ間でコンデンサー成分が生まれる。この結果、より強く荷電有害物質３０を静電的に吸着できる。
【００５２】
一方、本実施の形態のフィルター装置２０では、図５に示すように、導電繊維糸２の各部位に導電粒子２ｂの分布に応じた濃淡を発生させることが可能である。これにより、導電繊維糸２の抵抗値にムラを発生させることができる。この結果、隣り合った導電繊維糸２・２間に電位差が生まれ、導電繊維糸２・２間に電界が形成されることにより、例えば、プラスの電荷を持った荷電有害物質３０とマイナスの電荷を持った荷電有害物質３０との両方が存在する場合においても、導電繊維糸２を分極させることにより双方を吸着することができる。
【００５３】
このように、本実施の形態のフィルター１０及びフィルター装置２０では、導電繊維糸２として、高分子繊維を用いることによって、強度、加工性が良好になる。また、電圧印加装置２１にて、高電圧又はパルス電圧を印加することによって、イオン又はオゾンを発生させることができ、除菌等の効果を生じさせることができる。さらに、電源をＯＦＦしておけば、フィルター装置２０及びフィルター１０の清掃も容易に行うことができる。
【００５４】
また、本実施の形態のフィルター１０及びフィルター装置２０では、ブラシ形状の導電繊維糸２を有しているため、導電繊維糸２同士が隣り合うと共に、全ての導電繊維糸２が電気的影響を受ける。したがって、繊維の表面積を非常に大きく活用できるので、荷電有害物質３０の吸着能力を飛躍的に増大させることができる。また、圧力損失が少ないので、比較的小さい送風能力のフィルター装置２０で足りる。
【００５５】
すなわち、従来では、対向電極との電界による吸着が主であったが、本実施の形態では高分子樹脂からなる導電繊維糸２の静電的吸着力と、導電繊維糸２・２間の電界形成により吸着力を持たせることができる。その効果により非常に良好な吸着性を持つフィルターとなる。尚、本実施の形態では、従来の対向電極による電界方式の効果を組み合わせても良い。この方法が、図２（ｃ）に示す方法である。
【００５６】
また、本実施の形態のフィルター装置２０では、電圧を印加して吸着性能を向上させる機構を有しているため、フィルター１０としての密度を下げることができる。これにより、空気抵抗の小さいフィルタリングが可能となる。
【００５７】
さらに、本実施の形態のフィルター装置２０では、導電繊維糸２の抵抗値と電圧印加装置２１での印加電圧との組み合わせにより、種々の効果を発生させることができる。具体的には、低抵抗値と中〜高電圧との組み合わせでは、有害物質に電荷を付与し、分解することが可能となると共に、有害物質に電荷を付与し、電荷の極性を一定にすることが可能となる。
【００５８】
また、高抵抗値と中電圧との組み合わせでは、有害物質を効率的に吸着することができる。さらに、高抵抗値と高周波数の交流との組み合わせでは、オゾンを発生させ、除菌等の効果を発揮することが可能である。
【００５９】
尚、本実施の形態のフィルター１０及びフィルター装置２０では、上述した構成だけではなく、付加機能を付与することが可能である。
【００６０】
例えば、本実施の形態では、導電繊維糸２にコーティング・含有等により機能粒子又はイオン交換基等を添加することが可能である。これにより、機能粒子又はイオン交換基等に応じた荷電有害物質３０を選択的に吸着する等の吸着能の向上、又は吸着だけではなく分解性能等の各種機能を付与させることができる。例えば、多孔質材料やゼオライト等の分解機能を有する粒子を添加することにより、機能性を向上させることができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、異電圧を印加した２種以上のフィルター１０…を設置することができる。この場合、設置する位置関係は各種が可能である。これにより、電荷制御と吸着、及び両極性物質の吸着等を行うことが可能となる。
【００６２】
また、本実施の形態では、抵抗値の違う導電繊維糸２を混織させることができる。これにより、導電繊維糸２の抵抗値ムラの相違が大きくなり、導電繊維糸２内の電界が強くなる。
【００６３】
以上のように、本実施の形態のフィルター１０は、導電性を有する基材１と、該基材１の少なくとも片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる導電繊維糸２とを有している。
【００６４】
すなわち、フィルター１０は、基材１に植毛されたブラシ形状の高分子繊維からなる導電繊維糸２を有している。したがって、ブラシ毛である糸の間を、有害物質等を含む空気が通過するという３次元のフィルターとなっている。この結果、濾紙や繊維を布にした濾布を用いた従来の２次元のフィルターに比べて、空隙率が高く、かつ空気の接触する糸の表面積が大きいものとなる。
【００６５】
そして、高分子繊維には導電性が付与されているので、例えば、高分子繊維に電圧を印加することにより、帯電した有害物質を静電的に吸着除去することができる。
【００６６】
この結果、帯電した有害物質を含む空気を通過させた場合に、いつまでも目詰まりすることなく、効率よく帯電した有害物質を吸着除去することができる。
【００６７】
したがって、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルターを提供することができる。
【００６８】
また、本実施の形態のフィルター１０では、基材１は、高分子繊維からなる縦糸と横糸とを織り込んでなる基布１ａからなっていると共に、基材１の少なくとも片面に植毛された糸は、基布１ａの少なくとも片面に織り込んでなっているパイル糸である。
【００６９】
これにより、フィルター１０を例えばタオル地、又はコール天やビロードのような織物として製造することができる。逆に、パイル織地をフィルター１０として使用できることになる。尚、パイル糸の長さと密度については、フィルター用に適宜調整すればよい。また、複数のフィルター１０を積層して用いることも可能である。
【００７０】
したがって、パイル織地の繊維を導電性のものを使用することによって、容易に、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルター１０を製造することができる。
【００７１】
また、本実施の形態のフィルター１０では、基材１は、２組の基布１ａ・１ｂが互いに対向して設けられたものからなっていると共に、パイル糸は、２組の基布１ａ・１ｂの間で各基布１ａ・１ｂに織り込んでなっている。
【００７２】
この技術は、パイル織の技術として確立されている。したがって、圧力損失が小さく、吸着効率の高いフィルター１０をパイル織の技術を用いて容易に製造することができる。
【００７３】
また、本実施の形態のフィルター１０では、導電性を付与した高分子繊維からなる導電繊維糸２の、基材１とは反対側の対向位置には、対向電極からなる対向物３が導電繊維糸２に接触又は非接触に設けられている。
【００７４】
これにより、フィルター１０に電圧を印加する場合に、一方の導電性の基材１と他方の対向電極からなる対向物３との間に電圧を容易に印加することができる。
【００７５】
本実施の形態のフィルター装置２０は、上記のフィルター１０に電圧を印加する電圧印加装置２１ａを備えている。
【００７６】
上記の発明によれば、電圧印加装置２１にて前記記載のフィルター１０に電圧を印加することができる。
【００７７】
この結果、電圧が印加されたフィルター１０に、帯電された例えば有害物質を通すことによって、帯電された荷電有害物質３０を静電的に吸着して容易に除去することができる。
【００７８】
本実施の形態のフィルター装置２０は、前記記載のフィルター１０が複数組設けられると共に、各組のフィルター１０にそれぞれ異なる電圧を印加する電圧印加装置２１を備えている。
【００７９】
このため、前記記載のフィルター１０を複数個組み合わせたものに対して電圧印加装置２１にてそれぞれ異なる電圧を印加することができる。
【００８０】
これにより、フィルター毎に高低差のある電圧の印加や極性の異なる電圧を印加することが可能となる。
【００８１】
したがって、有害物質の帯電量が異なっている場合や、有害物質の帯電の極性が異なっている場合においても、これらの有害物質を容易に静電吸着して除去することができる。さらに、有害物質を容易に除去できるように、フィルター１０毎に適切な電圧印加制御を行うことができる。
【００８２】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。
【実施例】
【００８３】
フィルター１０及びフィルター装置２０についての効果を確認するために、各種のフィルター１０及びフィルター装置２０を用いて、荷電有害物質３０の吸着除去性能試験を行った。
【００８４】
最初に、図２（ａ）に示すフィルター１０ａと電圧印加装置２１ａとによるフィルター装置２０を用いた吸着除去性能試験を行った。具体的には、電圧印加装置２１ａにて基布１ａに１００Ｖの電圧を印加すると共に、このフィルター１０ａに０．１ｐｐｍのホルムアルデヒドを１ｃｃ／ｍｉｎの流量にて供給し、排気側において気体を１０分間捕集管に捕集した。
【００８５】
そして、上記により捕集した気体を、液体クロマトグラフィーを用いた公知の方法によりホルムアルデヒド濃度を測定した。
【００８６】
この試験にて用いたフィルター１０ａの試験体は、表１に示すとおりである。
【００８７】
【表１】
【００８８】
すなわち、表１に示すように、実施例１は、フィルター１０ａの導電繊維糸２の材質として、カーボンを分散させたナイロンとした。また、導電繊維糸２の繊度を２デシテックス（Ｔ）とし、抵抗値を１×１０１０ Ωとし、導電繊維糸２の長さを５ｍｍとし、密度を１平方インチ（ｉｎｃｈ）当たり２００ｋＦ（Ｆ：フィラメント）とした。
【００８９】
一方、比較例１として、実施例１の導電繊維糸２とは材質及び抵抗値の異なる導電性物質を含まない絶縁性のナイロンを用いて同様の試験を行った。したがって、繊維糸のその他の繊度、パイル長、密度は実施例１と同じである。
【００９０】
さらに、比較例２として実施例１の導電繊維糸２とは材質のみ異なる、導電性材料をコーティングしたナイロンを用いて同様の試験を行った。
【００９１】
その結果を表２に示す。
【００９２】
【表２】
【００９３】
表２から分かるように、実施例１では、排気側で測定したホルムアルデヒドの濃度は、０．０４〜０．０５ｐｐｍであり、ホルムアルデヒドの濃度は約半減した。
【００９４】
これに対して、比較例１及び比較例２においては、排気側で測定したホルムアルデヒドの濃度は、０．０８〜０．０９ｐｐｍであり、あまり除去能力がないことが確認できた。
【００９５】
次に、図２（ｂ）に示すフィルター１０ａと電圧印加装置２１ｂとによるフィルター装置２０を用いた吸着除去性能試験を行った。具体的には、電圧印加装置２１ｂにて基布１ａ・基布１ｂ間に１００Ｖの電圧を印加すると共に、このフィルター１０ａに０．１ｐｐｍのホルムアルデヒドを１ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給し、排気側において気体を１０分間捕集管に捕集した。この試験を実施例２と表示する。
【００９６】
また、図２（ｃ）に示すフィルター１０ｃと電圧印加装置２１ｃとによるフィルター装置２０を用いた吸着除去性能試験を行った。具体的には、電圧印加装置２１ｃにて基布１ａと、導電繊維糸２から離れた位置にある対向電極からなる対向物３との間に１００Ｖの電圧を印加すると共に、このフィルター１０ｃに０．１ｐｐｍのホルムアルデヒドを１ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給し、排気側において気体を１０分間捕集管に捕集した。この試験を、実施例３と表示する。
【００９７】
一方、実施例３と同じフィルター装置２０及び試験方法を用いて、導電繊維糸２の材質を変えたものを比較例２，３として行った。
【００９８】
すなわち、比較例３，４は、図２（ｃ）に示すフィルター１０ｃと電圧印加装置２１ｃとによるフィルター装置２０を用いて、電圧印加装置２１ｃにて基布１ａと、離れた対向電極からなる対向物３との間に１００Ｖの電圧を印加すると共に、このフィルター１０ｃに０．１ｐｐｍのホルムアルデヒドを１ｃｃ／ｍｉｎの流量で供給し、排気側において気体を１０分間捕集管に捕集したものとなっている。
【００９９】
この試験にて用いたフィルター１０ｂ・１０ｃの試験体は、表３に示すとおりである。
【０１００】
【表３】
【０１０１】
すなわち、表３に示すように、実施例２では、フィルター１０ａの導電繊維糸２の材質として、カーボンを分散させたナイロンとした。また、導電繊維糸２の繊度を２デシテックス（Ｔ）とし、抵抗値を１×１０１０ Ωとし、導電繊維糸２の長さを５ｍｍとし、密度を１平方インチ（ｉｎｃｈ）当たり２００ｋＦ（Ｆ：フィラメント）とした。尚、フィルター１０ａでは、対向電極との距離は０ｍｍである。
【０１０２】
次に、実施例３では、フィルター１０ｃの導電繊維糸２の材質として、カーボンを分散させたナイロンとした。また、導電繊維糸２の繊度を２デシテックス（Ｔ）とし、抵抗値を１×１０１０ Ωとした。ただし、導電繊維糸２の長さは４ｍｍとし、密度を１平方インチ（ｉｎｃｈ）当たり２００ｋＦ（Ｆ：フィラメント）とした。また、導電繊維糸２と対向電極からなる対向物３との距離は１ｍｍとした。
【０１０３】
一方、比較例３の試験体は、実施例３とは材質及び抵抗値の異なる、導電性物質を含まない絶縁性のナイロンを用いたものを使用した。
【０１０４】
また、比較例４の試験体は、実施例３とは材質のみ異なる、導電性材料をコーティングしたナイロンを用いたものを使用した。
【０１０５】
その結果を表４に示す。
【０１０６】
【表４】
【０１０７】
表４から分かるように、実施例２及び実施例３では、排気側で測定したホルムアルデヒドの濃度は、０．０１〜０．０２ｐｐｍであり、ホルムアルデヒドの濃度は大きく低下した。
【０１０８】
これに対して、比較例３及び比較例４においては、排気側で測定したホルムアルデヒドの濃度は、０．０８〜０．０９ｐｐｍであり、あまり除去能力がないことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、例えば、空気清浄器等に使用されるフィルター及びフィルター装置に利用することができる。特に、本発明のフィルターは、ブラシ形状の導電性繊維にて構成されているので、フィルターの吸着面積を格段に増加させ吸着効率の高いフィルター及びフィルター装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 基材
１ａ 基布（基材）
１ｂ 基布
２ 導電繊維糸
２ａ 絶縁性繊維
２ｂ 導電粒子
３ 対向物
１０ フィルター
１０ａ フィルター
１０ｂ フィルター
１０ｃ フィルター
２０ フィルター装置
２１ 電圧印加装置（電圧印加手段）
２１ａ 電圧印加装置（電圧印加手段）
２１ｂ 電圧印加装置（電圧印加手段）
２１ｃ 電圧印加装置（電圧印加手段）
３０ 荷電有害物質
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する基材と、該基材の少なくとも片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる糸とを有していることを特徴とするフィルター。
【請求項２】
前記基材は、高分子繊維からなる縦糸と横糸とを織り込んでなる基布からなっていると共に、
前記基材の少なくとも片面に植毛された糸は、上記基布の少なくとも片面に織り込んでなっているパイル糸であることを特徴とする請求項１記載のフィルター。
【請求項３】
前記基材は、２組の前記基布が互いに対向して設けられたものからなっていると共に、
前記パイル糸は、上記２組の基布の間で各基布に織り込んでなっていることを特徴とする請求項２記載のフィルター。
【請求項４】
前記導電性を付与した高分子繊維からなる糸の、前記基材とは反対側の対向位置には、対向電極が該糸に接触又は非接触に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のフィルター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルターに電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴とするフィルター装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルターが複数組設けられると共に、
各組のフィルターにそれぞれ異なる電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴とするフィルター装置。
【請求項１】
導電性を有する基材と、該基材の少なくとも片面に植毛された導電性を付与した高分子繊維からなる糸とを有していることを特徴とするフィルター。
【請求項２】
前記基材は、高分子繊維からなる縦糸と横糸とを織り込んでなる基布からなっていると共に、
前記基材の少なくとも片面に植毛された糸は、上記基布の少なくとも片面に織り込んでなっているパイル糸であることを特徴とする請求項１記載のフィルター。
【請求項３】
前記基材は、２組の前記基布が互いに対向して設けられたものからなっていると共に、
前記パイル糸は、上記２組の基布の間で各基布に織り込んでなっていることを特徴とする請求項２記載のフィルター。
【請求項４】
前記導電性を付与した高分子繊維からなる糸の、前記基材とは反対側の対向位置には、対向電極が該糸に接触又は非接触に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のフィルター。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルターに電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴とするフィルター装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルターが複数組設けられると共に、
各組のフィルターにそれぞれ異なる電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴とするフィルター装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２５１９９（Ｐ２０１１−２５１９９Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７５６１３（Ｐ２００９−１７５６１３）
【出願日】平成２１年７月２８日（２００９．７．２８）
【出願人】（３９００２６１４７）東英産業株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２８日（２００９．７．２８）
【出願人】（３９００２６１４７）東英産業株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
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