防塵マスク用プレフィルタ及び防塵マスク
【課題】粉塵の捕集性と通気性、塵離れ性が良好で、且つメンテナンス性に優れた防塵マスク用プレフィルタを提供することを目的とする。
【解決手段】防塵マスク用プレフィルタは、防塵マスク本体に装着されるメインフィルタに対して、吸気の流れの方向における上流側に配置されるプレフィルタであって、前記プレフィルタは、繊維構造体である基体と、前記基体に固定される無機微粒子と、を備えることを特徴とする。また、防塵マスク用プレフィルタは、基体が畳織り構造の繊維構造体であることを特徴とする。
【解決手段】防塵マスク用プレフィルタは、防塵マスク本体に装着されるメインフィルタに対して、吸気の流れの方向における上流側に配置されるプレフィルタであって、前記プレフィルタは、繊維構造体である基体と、前記基体に固定される無機微粒子と、を備えることを特徴とする。また、防塵マスク用プレフィルタは、基体が畳織り構造の繊維構造体であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防塵マスクに用いるプレフィルタであって、濾材とその支持体とからなり、特に粉塵の捕集性と通気性が良く、付着した塵や埃が簡単に除去できる塵離れ性が良好なプレフィルタ濾材と、前記プレフィルタ濾材を備えてなるメンテナンス性に優れたプレフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
塵埃が浮遊する作業空間において作業を行う場合、作業者は通常防塵マスク、電動ファン付き呼吸用保護具等を使用している。防塵マスクは、その効果として労働衛生面だけを強調すれば、塵埃が飛散する環境からマスク着用者を防護することを優先させればよいが、防塵マスクを装着することによる息苦しさから、作業能率が低下することは好ましくない。
【０００３】
通常、フィルタの通気（吸気）抵抗が約１００Ｐａより大きくなると人間は息苦しさを感じるといわれている。
【０００４】
そこで、塵埃の捕集効率を低下させることなく、通気抵抗の上昇を抑えた防塵マスク用フィルタが開発されている（特許文献１）。
【０００５】
また、防塵マスク本体のフィルタの塵埃堆積量を軽減するため、防塵マスクの上流部に配置するプレフィルタも開発されており、プレフィルタの濾材として、厚みの大きい不織布を用いたものがある。不織布をプレフィルタに用いることで、濾過面積を大きくし、プレフィルタと防塵マスク用フィルタ本体の圧力損失が加わることによる通気性の低下を防ぎ、高い通気性を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４１８９０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、防塵マスクのみでは、塵埃が堆積すると息苦しくなり、防塵マスクの交換作業が必要となり、コスト高となる。また、アスベストの除去作業現場のような危険な場所では、通常、作業者は体全体を覆う防護服を着用する。そのため、防塵マスクを交換するには、作業者がアスベストを吸い込まないようにするために、まず防護服に付着したアスベストが飛散しないように注意して防護服を脱衣する。それから防塵マスクに付着したアスベストを集塵機で除去してから廃棄し、新しい防塵マスクをつける。このように防塵マスクの交換には時間を要するため、防塵マスクの交換回数が増えるとその分、除去作業時間が短くなってしまうといった問題がある。
【０００８】
また、前記の防塵マスク用プレフィルタでは通気性に優れる分、プレフィルタとしての粉塵の捕集性が悪いため、本来の目的である防塵マスク本体のフィルタへ到達する粉塵量を低減することが殆どできない。さらに、付着した粉塵は剥離しにくいため、１度目詰まりしたプレフィルタはすぐに廃棄しなければならない。またプレフィルタの脱着も簡便ではなく、本体フィルタとの密閉性も悪いことからメンテナンス性に劣っていた。
【０００９】
そこで本発明は、粉塵の捕集性と通気性、塵離れ性が良好で、且つメンテナンス性に優れた防塵マスク用プレフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、第１の発明は、防塵マスク本体に装着されるメインフィルタに対して、吸気の流れの方向における上流側に配置されるプレフィルタであって、前記プレフィルタは、繊維構造体である基体と、前記基体に固定される無機微粒子と、を備えることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１１】
また、第２の発明は、上記第１の発明において、前記無機微粒子はバインダー成分によって前記基体に対して固定されることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１２】
さらに、第３の発明は、上記第２の発明において、前記バインダー成分は、撥水性を有する物質を含むことを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１３】
第４の発明は、上記第１から第３の発明のいずれか１つにおいて、通気度が４０ｃｃ／（ｃｍ２・ｓ）以上６００ｃｃ／（ｃｍ２・ｓ）以下であることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタ。
【００１４】
第５の発明は、上記第１から第４の発明のいずれか１つにおいて、前記基体は、一定間隔で通る緯糸に経糸が交絡する畳織り構造の繊維構造体であることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１５】
第６の発明は、上記第５の発明において、前記経糸の密度が１００本／ｉｎｃｈ以上であり、前記緯糸の密度が１００本／ｉｎｃｈ以下であることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１６】
第７の発明は、上記第１から第６の発明のいずれか１つにおいて、前記無機微粒子は、不飽和結合を有するシランモノマー及び／又はシランモノマーの重合体で被覆され、無機微粒子が前記シランモノマー及び／又はシランモノマーの重合体の化学結合を介して前記基体に固定されていることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタ。
【００１７】
第８の発明は、上記第１から第７の発明のいずれか１つにおいて、前記基体に対して、吸気の流れの方向における下流側に配置される補助フィルタ部をさらに備えることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１８】
第９の発明は、上記第１から第８の発明のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタを備えることを特徴とする防塵マスクである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る防塵マスク用プレフィルタによれば、通気性及び塵埃の捕集性に優れ、さらに良好な塵離れ性により、付着した粉塵が容易に剥離するという効果が得られる。従って、例えば、軽い衝撃を加えるだけの除塵処理により付着した塵埃をプレフィルタから容易に除去することができる。これにより、例えば、プレフィルタに塵埃が堆積して通気性が低下しても、除塵処理によって良好な通気性を再び確保することができ、繰返して利用可能なプレフィルタを提供できる。また、良好な塵埃の捕集性によって、防塵マスク本体側のフィルタ本体（メインフィルタ）に塵埃が堆積することが防止され、防塵マスクのフィルタ本体の寿命をより長くすることができる。
【００２０】
よって結果として、アスベストの除去作業のような防塵マスクの交換に時間がかかる作業などでは、上述のような簡単なプレフィルタの除塵処理あるいはプレフィルタ自体の交換のみを行えば、メインフィルタは継続して利用できるため、防塵マスク自体を交換する回数を減らすことができる。従って、本発明に係る防塵マスク用プレフィルタによれば、従来のように防塵マスクの交換作業によってアスベスト除去などの実作業時間が減少してしまうことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態の防塵マスク用プレフィルタの構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態のプレフィルタ用濾材表面の模式図である。
【図３】第２の実施形態のプレフィルタ用濾材表面の模式図である。
【図４】第３の実施形態のプレフィルタ用濾材表面の模式図である。
【図５】第４の実施形態のプレフィルタ用濾材表面の模式図である。
【図６】第５の実施形態のプレフィルタ用濾材の平畳み織り構造を示す模式図である。
【図７】第５の実施形態のプレフィルタ用濾材の平畳み織り構造を示すSEM写真である。
【図８】第６の実施形態の防塵マスク用プレフィルタ構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の防塵マスク用プレフィルタについて図を用いて詳述する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は防塵マスク用プレフィルタ１０の構成を示す模式図である。図１（ａ）は防塵マスク用プレフィルタ１０の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるａ−ａ矢印位置における、防塵マスク用プレフィルタ１０の断面図である。防塵マスク用プレフィルタ１０（以下、防塵用マスク用プレフィルタ１０を単に「プレフィルタ１０」とも呼ぶ。）は、プレフィルタ用濾材１００と、プレフィルタ用濾材１００を支持するとともにプレフィルタ１０を防塵マスク本体に装着するための濾材支持部材１０ａとを備える。
【００２４】
濾材支持部材１０ａの内面には、防塵マスクに対して隙間無くプレフィルタ１０を装着するためのリブ１０ｂが形成される。リブ１０ｂにより防塵マスクに固定することで、空気の漏れが少なく、且つ取外しが容易であり、作業現場などでプレフィルタの交換が短時間で行える。
【００２５】
濾材支持体１０ａは、様々な樹脂で形成することができる。樹脂の例としては、ポリエチレン樹脂や、ポリプロピレン樹脂や、ポリスチレン樹脂や、ＡＢＳ樹脂や、ＡＳ樹脂や、ＥＶＡ樹脂や、ポリメチルペンテン樹脂や、ポリ塩化ビニル樹脂や、ポリ塩化ビニリデン樹脂や、ポリアクリル酸メチル樹脂や、ポリ酢酸ビニル樹脂や、ポリアミド樹脂や、ポリイミド樹脂や、ポリカーボネート樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂や、ポリブチレンテレフタレート樹脂や、ポリアセタール樹脂や、ポリアリレート樹脂や、ポリスルホン樹脂や、ポリフッ化ビニリデン樹脂や、ＰＴＦＥなどの熱可塑性樹脂や、ポリスチレンエラストマーや、ポリエチレンエラストマーや、ポリプロピレンエラストマーや、ポリウレタンエラストマーなどのエラストマーなどが挙げられる。これらの樹脂のうち、弾力性に優れたエラストマーが特に好ましく用いられる。
【００２６】
なお、図１に示すプレフィルタ１０は、防塵マスク用プレフィルタの一例であり、図１に示す形状や構造に限定されない。プレフィルタ１０の構成は、防塵マスクの形状や構造に応じて適宜変更することができ、防塵マスク本体のメインフィルタよりも、吸気の流れ方向における上流側にあるフィルタであれば本実施形態のプレフィルタ１０を適用することができる。例えば、図１には、円形のプレフィルタ１０を示したが、円形の形状に限られない。また、濾材支持部材１０ａの形状も図１の形状に限られず、プレフィルタ用濾材１００を保持し、プレフィルタ１０を防塵マスクに隙間無く密着させて装着することができる形状、構造であればよい。
【００２７】
次に、プレフィルタ１０のプレフィルタ用濾材１００の構成について説明する。図２は、本実施形態に係るプレフィルタ１０に用いるプレフィルタ用濾材１００の断面の一部を模式的に表した図である。本実施形態のプレフィルタ用濾材１００は、基体１と、無機微粒子２とを含む。
【００２８】
基体１は、繊維構造体であればよく、例えば、不織布、織物、編物などが挙げられる。その中で、織物がより好ましい。
【００２９】
この基体１を構成する繊維は、無機微粒子２を固定できればよく、各種樹脂を原料として生成される繊維や、合成繊維や、綿、麻、絹等の天然繊維や炭素繊維などを用いることができる。
【００３０】
基体１を形成する原料の具体例としては、ポリエチレン樹脂や、ポリプロピレン樹脂や、ポリスチレン樹脂や、ＡＢＳ樹脂や、ＡＳ樹脂や、ＥＶＡ樹脂や、ポリメチルペンテン樹脂や、ポリ塩化ビニル樹脂や、ポリ塩化ビニリデン樹脂や、ポリアクリル酸メチル樹脂や、ポリ酢酸ビニル樹脂や、ポリアミド樹脂や、ポリイミド樹脂や、ポリカーボネート樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂や、ポリブチレンテレフタレート樹脂や、ポリアセタール樹脂や、ポリアリレート樹脂や、ポリスルホン樹脂や、ポリフッ化ビニリデン樹脂や、ＥＴＦＥ（ethylene tetra fluoroethylene）や、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）などの熱可塑性樹脂や、ポリ乳酸樹脂や、ポリヒドロキシブチレート樹脂や、修飾でんぷん樹脂や、ポリカプロラクト樹脂や、ポリブチレンサクシネート樹脂や、ポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂や、ポリブチレンサクシネートテレフタレート樹脂や、ポリエチレンサクシネート樹脂などの生分解性樹脂や、フェノール樹脂や、ユリア樹脂や、メラミン樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂や、ジアリルフタレート樹脂や、エポキシ樹脂や、エポキシアクリレート樹脂や、ケイ素樹脂や、アクリルウレタン樹脂や、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂や、シリコーン樹脂や、ポリスチレンエラストマーや、ポリエチレンエラストマーや、ポリプロピレンエラストマーや、ポリウレタンエラストマーなどのエラストマーや、漆などの天然樹脂などから生成される繊維を用いることができる。
【００３１】
基体１の表面の繊維に固定される無機微粒子２によって、基体１の表面の繊維にナノオーダーの微細な凹凸を形成する。このような基体表面の繊維の微細な凹凸形状により、プレフィルタ濾材１００の繊維と塵との接触面積が小さくなり、塵離れ性が向上する。塵離れ性が向上することで、プレフィルタ１０に塵が付着しても、プレフィルタ１０に対して、はたくなどの衝撃を加える除塵処理をすることで、付着した塵が簡単に取れ、プレフィルタの繰り返しの使用が可能となる。
【００３２】
基体１の表面の無機微粒子２としては、非金属酸化物、金属酸化物、金属複合酸化物などの無機酸化物を用いることができる。無機微粒子２は、非晶性あるいは結晶性のどちらでも良い。非金属酸化物としては、酸化珪素が挙げられる。また、金属酸化物としては酸化マグネシウム、酸化バリウム、過酸化バリウム、ギブサイト、ベーマイト、ダイスポア、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、過酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、水酸化鉄、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化コバルト、酸化ニオブ、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化プラセオジムなどが挙げられる。また、金属複合酸化物としては、酸化チタンバリウム、酸化コバルトアルミニウム、酸化ジルコニウム鉛、酸化ニオブ鉛、ＴｉＯ２−ＷＯ３、ＡｌＯ３−ＳｉＯ２、ＷＯ３−ＺｒＯ２、ＷＯ３−ＳｎＯ２、ＣｅＯ２−ＺｒＯ２、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｓｂ−Ｓｎ、Ｓｂ−Ｚｎ、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎなどが挙げられる。これらの無機微粒子は単体で用いても２種以上混合して用いても良い。
【００３３】
本実施形態において、含有される無機微粒子２の粒子径としては、平均の粒子径が５００ｎｍ以下とすることが好ましい。５００ｎｍより大きい場合では、基体１に対する無機微粒子２の密着性が低下して、５００ｎｍ以下である場合よりも無機微粒子２が繊維表面から剥がれやすくなるため、メンテナンスの手間やコストが多くかかってしまう。また、その使用環境や使用経時などにより、無機微粒子２の剥離が発生する場合があることから、無機微粒子２同士の密着強度を考慮すると、無機微粒子２の平均粒子径は１０ｎｍから３００ｎｍ以下であることが特に好ましい。当該範囲であれば、無機微粒子２同士や基体１との密着強度が十分得られる。なお、本明細書において、平均粒子径とは、体積平均粒子径をいう。
【００３４】
無機微粒子２は基体１に対して、たとえば、物理吸着や電気的吸着などの既知の固定方法によって固定することができる。
【００３５】
以上の構成を備えるプレフィルタ１０は、捕集性がより高い方が好ましいが、プレフィルタ１０は防塵マスク本体側のメインフィルタの補助的なフィルタとして設けられるものであるため、必ずしも全ての塵埃を捕集する必要はない。むしろ、プレフィルタにおいて全ての塵埃を捕集しようとすれば、プレフィルタの多数の隙間を小さくしなければならず、プレフィルタの通気性が著しく低下して息苦しくなるため好ましくない。
【００３６】
以上のようなプレフィルタに要求される特性から、本実施形態のプレフィルタ濾材１００は、JIS L 1098（フラジール形法）により測定される通気度が、40cc/cm2・s以上600cc/cm2・s以下であることが好ましい。通気度が40cc/cm2・sより小さい場合には、通気性が低く装着者が息苦しく感じるため好ましくない。通気度が600cc/cm2・sより大きい場合には、プレフィルタの隙間の開口面積が大きくなってしまい、塵埃の捕集性が低下し、プレフィルタとして要求される捕集性を維持することが難しいため好ましくない。
【００３７】
次に、本実施形態のプレフィルタ用濾材１００の製造方法を説明する。まず、無機微粒子２をメタノールやエタノール、ＭＥＫ（methyl ethyl ketone）、アセトン、キシレン、トルエンなどの分散媒に混合し、分散させる。ここで、分散を促進させる為に、必要に応じて界面活性剤や、塩酸、硫酸などの鉱酸や、酢酸、クエン酸などのカルボン酸などを加えるようにしてもよい。続いて、ビーズミルやボールミル、サンドミル、ロールミル、振動ミル、ホモジナイザーなどの装置を用いて無機微粒子２を分散媒中で解砕・分散させ、無機微粒子２を含むスラリーを作製する。
【００３８】
続いて、無機微粒子２が分散したスラリーを固定する基体１の表面に塗布する。無機微粒子２が分散したスラリーの塗布方法の具体例としては、一般に行われているスピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法、キャストコート法、バーコート法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法を用いればよく、目的に合った塗布ができれば特に限定されない。
【００３９】
次に、必要に応じて、加熱乾燥などで分散媒を除去した後、物理吸着や電気的吸着などの既知の固定方法により無機微粒子２を基体１に固定する。
【００４０】
以上の方法によって、無機微粒子２が基体１に固定されたプレフィルタ用濾材１００を形成することができる。
【００４１】
以上説明した、本実施形態のプレフィルタ濾材１００を用いたプレフィルタ１０によれば、基体１の表面に付着させた無機微粒子２によって、プレフィルタ濾材１００の表面に微細な凹凸が形成され、塵のプレフィルタ濾材１００に対する塵離れ性を向上させることができる。また、本実施形態のプレフィルタ１０によれば、塵離れ性を向上しつつ、塵の捕集性及び通気性を向上することができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について説明する。図３は、本実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００の拡大断面図である。本実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００は、基体１と、無機微粒子２と、撥水性を有するバインダー５とを含んで構成される。粉塵の飛散を防止するために水が散布されている加湿環境下など、湿度の高い環境下でも、撥水性を有するバインダー５により、プレフィルタの塵離れ性を確保することが可能である。また、バインダー５によって、基体１の表面に無機微粒子２を強固に固定することも可能となる。
【００４３】
撥水性を有するバインダー５としては、例えば、ステアリン酸アクリレートや、反応性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、反応性シリコーンオリゴマー、例えば、松下電器産業株式会社製フレッセラＤが用いられる。
【００４４】
さらに、撥水性を有する化合物としては、フッ素系化合物を用いることができる。撥水性を有するフッ素系化合物としては、パーフルオロアルキル基を有するアクリル単量体、例えば、２−（パーフルオロプロピル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロブチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロペンチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロヘキシル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロヘプチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロノリル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロデシル）エチルアクリレートや、３−パーフルオロヘキシル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートや、パーフルオロオクチルエチルメタクリレートや、３−パーフルオロオクチル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートや、３−パーフルオロデシル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートなどが用いられる。
【００４５】
さらに、撥水性を有する化合物としては、フッ素系化合物として、その他のフッ素化合物、例えば、２−パーフルオロオクチルエタノールや、２−パーフルオロデシルエタノールや、２−パフルオロアルキルエタノールや、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)や、パーフルオロアルキルアイオダイドや、パーフルオロオクチルエチレンや、２−パーフルオロオクチルエチルホスホニックアシッドなどが用いられる。
【００４６】
さらに、撥水性を有する化合物としては、フッ素系化合物として、パーフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤、例えば、ＣＦ３（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）11（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）15（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＦ３（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）２（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣ２Ｈ５）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＨ３（ＣＦ２）９（ＣＨ２）８Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＯＮＨ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＯＮＨ（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、パーフルオロアルキル基とシラノール基を有するオリゴマー、例えば、ＫＰ−８０１Ｍ（信越化学工業株式会社製）や、Ｘ−２４−７８９０（信越化学工業株式会社製）や、パーフルオロブテルビニルエーテルおよびその重合体などが用いられる。
【００４７】
次に、本実施形態のプレフィルタ濾材１００の製造方法を説明する。本実施形態に係るプレフィルタ濾材１００を製造する場合には、第１の実施形態において説明した製造方法において、無機微粒子２をメタノールやエタノール、ＭＥＫ（methyl ethyl ketone）、アセトン、キシレン、トルエンなどの分散媒に混合する際に、撥水性を有するバインダー５を加えて分散すればよい。その他の製造方法は、第１の実施形態と同様である。
【００４８】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態のプレフィルタ濾材１００は、無機微粒子２がシランモノマー３（あるいは、シランモノマーの重合体）によって、基体１に固定される点を特徴とするものである。図４は、第３の実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００の拡大断面図である。無機微粒子２の表面にはシランモノマー３が不飽和結合部または反応性官能基を外側に向けて配向して結合している。各無機微粒子２は、互いのシランモノマー３が脱水縮合反応した化学結合４（共有結合）により、互いに結合している。また、基体１と無機微粒子２とは、無機微粒子２表面のシランモノマー３が、基体１表面との間で化学結合４を形成することで、結合し固定されている。
【００４９】
本実施形態のプレフィルタ用濾材１００の基体１を構成する繊維としては、シランモノマー３による化学結合４が可能な材料であれば特に限定されるものではなく、実施形態１と同様に、各種樹脂や、合成繊維や、綿、麻、絹等の天然繊維や炭素繊維などが挙げられる。基体１に用いることができる樹脂の具体例としては、第１の実施形態において挙げた樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
【００５０】
本実施形態で用いられるシランモノマー３の例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【００５１】
本実施形態のプレフィルタ用濾材１００によれば、プレフィルタ濾材１００の表面に微細な凹凸を形成するための無機微粒子２が、シランモノマー３による化学結合によって強固に固定されることができる。従って、無機微粒子２のプレフィルタ用濾材１００からの脱離を長期間確実に防止することができるため、塵離れ性効果を長期間維持できる。
【００５２】
次に、本実施形態のプレフィルタ用濾材１００の製造方法を説明する。まず、シランモノマー３が表面に化学結合している無機微粒子２をメタノールやエタノール、ＭＥＫ（methyl ethyl ketone）、アセトン、キシレン、トルエンなどの分散媒に混合し、分散させる。ここで、分散を促進させる為に、必要に応じて界面活性剤や、塩酸、硫酸などの鉱酸や、酢酸、クエン酸などのカルボン酸などを加えるようにしてもよい。続いて、ビーズミルやボールミル、サンドミル、ロールミル、振動ミル、ホモジナイザーなどの装置を用いて無機微粒子２を分散媒中で解砕・分散させ、無機微粒子２を含むスラリーを作製する。
【００５３】
なお、無機微粒子２と不飽和結合部または反応性官能基を有するシランモノマー３との共有結合は通常の方法により形成させることができ、例えば、分散液にシランモノマー３を加え、その後、還流下で加熱させながら、無機微粒子２の表面にシランモノマー３を脱水縮合反応により共有結合させてシランモノマー３からなる薄膜を形成する方法や、粉砕により微粒子化して得られた分散液にシランモノマー３を加えた後、或いは、シランモノマー３を加えて粉砕により微粒子化した後、固液分離して１００℃から１８０℃で加熱してシランモノマー３を無機微粒子２の表面に脱水縮合反応により共有結合させ、次いで、粉砕・解砕して再分散する方法が挙げられる。
【００５４】
ここで、還流下、または、粉砕により微粒子化して得られた分散液にシランモノマー３を加えた後、或いは、シランモノマー３を加えて粉砕により微粒子化した後、固液分離して１００℃から１８０℃で加熱してシランモノマー３を無機微粒子２の表面に脱水縮合反応による共有結合させる場合、シランモノマー３の量は、無機微粒子２の平均粒子径にもよるが、無機微粒子２の質量に対して０．０１質量％から４０．０質量％であれば無機微粒子２同士、および無機微粒子２の群と基体１との結合強度は実用上問題ない。また、結合に預からない余剰のシランモノマー３があっても良い。
【００５５】
続いて、以上のようにして得られた無機微粒子２が分散したスラリーを、無機微粒子２を固定する基体１の表面に塗布する。具体的な無機微粒子２が分散したスラリーの塗布方法としては、一般に行われているスピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法、キャストコート法、バーコート法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法を用いればよく、目的に合った塗布ができれば特に限定されない。
【００５６】
次に、必要に応じて、加熱乾燥などで分散媒を除去した後、基体１と、無機微粒子２とを化学結合する。具体的には、無機微粒子２の表面のシランモノマー３間で化学結合４を形成させることにより無機微粒子２同士を結合させるとともに、結合した無機微粒子２を、シランモノマー３と基体１表面との間の化学結合４を形成させることにより、基体１上に固定させる。
【００５７】
本実施形態においては、基体１とシランモノマー３とを化学結合させる方法として、グラフト重合による結合方法を用いることが好ましい。
【００５８】
本実施形態のプレフィルタ用濾材１００におけるグラフト重合としては、例えばパーオキサイド触媒を用いるグラフト重合、熱や光エネルギーを用いるグラフト重合、放射線によるグラフト重合（放射線グラフト重合）などが挙げられ、形状や形態に応じて適宜選択して用いられる。なお、パーオキサイド触媒による処理、熱や光エネルギーによる処理、および放射線による処理によって、無機微粒子２表面とシランモノマー３間の化学結合を形成させることができる。
【００５９】
なお、シランモノマー３のグラフト重合を効率良く、かつ、均一に行わせるために、予め、基体１の表面を、コロナ放電処理やプラズマ放電処理や、火炎処理や、クロム酸や過塩素酸などの酸化性酸水溶液や水酸化ナトリウムなどを含むアルカリ性水溶液による化学的な処理などの親水化処理をしてもよい。
【００６０】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００を説明する。図５は本実施形態のプレフィルタ用濾材１００の拡大断面図である。本実施形態のプレフィルタ用濾材１００は、湿度の高い環境下などでの使用に対応するために、第３の実施形態のプレフィルタ用濾材１００を構成する、基体１と、無機微粒子２と、無機微粒子２を基体１に固定するシランモノマー３とに加え、さらに実施形態２において説明した撥水性を有するバインダー５を含むものである。撥水性を有するバインダー５を添加することで、湿度の高い環境下でも塵離れ性を確保できるとともに、シランモノマー３による結合とバインダー５による結合の２種類の結合によって、無機微粒子２を基体１の表面により強固に固定することが可能となる。
【００６１】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。本実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００は、基体１が畳織り構造の繊維構造体である点を特徴とする。図６は、本実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００の織り構造である畳織り構造を模式的に表した図で、６は経糸、７は緯糸を示している。図７は、本実施形態の平畳織り構造のプレフィルタ用濾材のSEM写真であり、（ａ）は平面視での写真、（ｂ）は図７（ａ）におけるＡ−Ａ位置での断面の写真である。
【００６２】
ここで畳織り構造は、一定の間隔を有して通る緯糸７に対して、隣り合う経糸同士が密接して緯糸に交絡して編みこまれる構造である。そして、畳織り構造では、フィルタ正面から投影した際に、経糸が密着しているため見た目には開口がないが、断面方向から観察した場合には、経糸と緯糸の交点部において、立体的に交錯する部分に隙間（図７参照）が存在し、この隙間を介して通気が可能となっている。畳織りの具体的な織り方としては、平畳織り、綾畳織り、逆綾畳織りなどが挙げられ、それぞれ緯糸に対する経糸の交わり方が異なるが、いずれの織り方の場合も経糸と緯糸の交点において形成される隙間を介して通気される点は共通である。
【００６３】
基体１をこのような畳織り構造にすることで、塵埃と空気の混合系がプレフィルタ用濾材１００に衝突したとき、その混合系は前記隙間に流入しようとする。しかし、混合系流体の慣性により塵埃は経糸（あるいは緯糸）に衝突して付着し、プレフィルタ用濾材１００の前面で捕集されるため捕集効率を高く維持できる。一方で、その際に空気は前記隙間に流入してプレフィルタ濾材１００を通過するため、良好な通気性は確保される。
【００６４】
本実施形態の畳織りのプレフィルタ濾材１００は、経糸密度が１００本／inch以上、且つ緯糸密度が１００本／inch以下であることが好ましい。さらに、緯糸密度においては４０本／inch以下のものがより好ましい。前記の経糸密度を確保するためには、経糸の径は２５０μｍ以下のものが好ましい。
【００６５】
また、緯糸の径は４００μm以下のものが好ましいが、緯糸の径は緯糸密度によって限定される。つまり、緯糸の径を４００μm以下とした場合に前記好ましい緯糸密度を確保できない場合には、前記好ましい緯糸密度を優先し、前記好ましい緯糸密度を確保できるような緯糸径とすることが好ましい。
【００６６】
また、隙間の数は経糸と緯糸の本数によって決まるため、経糸密度が１００本／inch未満になると、前記隙間の数が極端に減少し、ダストが経時的にプレフィルタ濾材１００に堆積した場合の通気抵抗の上昇が起こりやすくなる。また、緯糸密度が１００本／inchより大きいと細孔（隙間の）数は増加するが、経糸と緯糸の交差によって立体的に形成される隙間の面積が小さくなるため、結果として織物としての単位面積当りに存在する隙間面積の割合は小さくなり、極端に通気性が低下する。
【００６７】
本実施形態に係るプレフィルタ濾材１００によれば、プレフィルタとして要求される適切な分量の塵埃を確実に捕集することができるとともに、装着者が息苦しくならない程度の良好な通気性を維持することができるという、２つの特性を両立することができるという効果が得られる。
【００６８】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。本実施形態のプレフィルタ１０は、プレフィルタ濾材１００の内側（装着者側）にプレフィルタ用濾材１００を通過した塵埃をさらに捕集する補助フィルタ１１を備えることを特徴とする。図８は本実施形態のプレフィルタ１０を模式的に表した図である。本実施形態に係る補助フィルタは、繊維構造体やパンチング加工されたシートや樹脂板などで形成される部材であり、プレフィルタ濾材１００に対して吸気の流れ方向における下流側に配置される。
【００６９】
プレフィルタ１０を使用する環境に応じて、補助フィルタ１１に対して、永久帯電処理されたものや、帯電しやすいフッ素系の薄膜を形成したものとしてもよい。補助フィルタ１１が永久帯電処理されたり、摩擦帯電しやすくなることで、プレフィルタ濾材１００を通過した塵埃が補助フィルタ１１に付着しやすくなる。そうすると、プレフィルタ１０全体での捕集効率を高め、防塵マスク本体のメインフィルタへの粉塵堆積量を減らすことができる。これによって、防塵マスク本体をより長寿命化できる。
【００７０】
本実施形態で用いられる補助フィルタ１１に用いられる材料としては、特に限定されるものではなく、ポリエチレンや、ポリプロピレンや、ポリエチレンや、ポリ塩化ビニル樹脂や、ポリ塩化ビニリデン樹脂や、ＰＴＦＥや、ＰＶＤＦや、ＰＶＦや、ＦＥＰなどの帯電しやすい樹脂からなるシート、プレート、不織布、織物、編物、メッシュなどであり、シートやプレートにはパンチング加工により貫通孔が形成されてある。また、使用する樹脂が帯電しにくい場合では、その表面に摩擦帯電しやすい非結晶質のフッ素系樹脂、例えば、サイトップ（登録商標、旭硝子株式会社製）や、テフロン（登録商標）ＡＦ（デュポン株式会社製）や、テトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー（ＴＦＥ／ＰＤＤ）（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製）などにより、薄膜を形成すればよい。
【００７１】
本実施形態の補助フィルタ１１を備えるプレフィルタ１０によれば、プレフィルタ濾材１００を通過した塵埃を、吸気の流れの方向における下流側に配置される補助フィルタ１１によって捕集することが可能になり、確実に塵埃を補修することができる。また、使用環境に合わせて帯電処理などを施した補助フィルタ１１を用いれば、より捕集効率の高いプレフィルタ１０を提供することができる。
【実施例】
【００７２】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００７３】
プレフィルタ濾材としては、（１）平畳織物１（株式会社ＮＢＣメッシュテック製、NBP29231）、（２）不織布１（旭化成せんい株式会社製、エルタス）、（３）平織物（株式会社ＮＢＣメッシュテック製、T-No.305T）、（４）朱子織物（株式会社ＮＢＣメッシュテック製、NBS16045-6）、（５）不織布２（旭化成せんい株式会社製、エルタス目付15g）、（６）平畳織物２（株式会社ＮＢＣメッシュテック製試作品、NBP90120）、（７）平畳織物３（株式会社ＮＢＣメッシュテック製試作品、NBP120120）（８）平畳織物４（株式会社ＮＢＣメッシュテック製試作品、NBP9080）を用いた。
【００７４】
実施例１から４の無機微粒子が固定されたプレフィルタ濾材の製造にあたっては、エレクトロカーテン型電子線照射装置（岩崎電気株式会社製、CB250／15／180L）を用い、電子線グラフト重合により実施した。
【００７５】
（実施例１）
市販の酸化ジルコニウム微粒子（日本電工株式会社製、PCS）をメタノールに対して10.0質量％、シランモノマーとして３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製、KBM−503）を酸化ジルコニウム微粒子に対して5.0質量％加えてｐＨを5.0に塩酸で調整した後、ビーズミルにより平均粒子径18nmに粉砕分散した。その後、凍結乾燥機により固液分離して120℃で加熱してシランモノマーを酸化ジルコニウム微粒子の表面に脱水縮合反応により化学結合させて薄膜を形成した。得られたシランモノマー被覆酸化ジルコニウム微粒子をメタノールに10.0質量％分散してビーズミルにより平均粒子径18nmに再度粉砕分散した後、メタノールを加えて固形分を1.0質量％に調整した。
【００７６】
また、ポリエステル繊維からなるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１をコロナ放電処理した後、上記シランモノマーが結合した酸化ジルコニウム微粒子分散メタノール溶液に１分間浸漬した。次に、余剰の酸化ジルコニウム微粒子分散メタノール溶液をプレフィルタ濾材からエアーブローして除去し、120℃、１分間乾燥した後、酸化ジルコニウム微粒子分散メタノール溶液を塗布した（１）のプレフィルタ濾材に電子線を200kVの加速電圧で5Mrad照射することで、前記濾材表面に、シランモノマーで被覆された酸化ジルコニウム微粒子からなる薄膜を結合させて形成した。
【００７７】
（実施例２）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（２）不織布１を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００７８】
（実施例３）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（３）平織物を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００７９】
（実施例４）
実施例１における酸化ジルコニウム微粒子分散メタノール溶液の固形分中に、撥水性を有するバインダーとしてフッ素系化合物であるDynasylan（登録商標）F 8263(エボニック デグサ ジャパン株式会社製)を25質量%含むように溶液を調製した以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８０】
（実施例５）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（４）の朱子織物を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８１】
（実施例６）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（５）の不織布２を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８２】
（実施例７）
プレフィルタを、実施例４のプレフィルタ濾材と、濾材の吸気の流れ方向における下流側に配置した補助フィルタで構成した。補助フィルタは多孔質のPETフィルム（東レ株式会社製ルミラーT60）を用い、孔径を直径2mm、開口率を３２％とした。この補助フィルタをコロナ放電処理した後、サイトップ（登録商標）（旭硝子株式会社製CTL-102AE）に１分間浸漬した。次に、余剰の液をエアーブローして除去し、120℃、１分間乾燥したものを実施例７の補助フィルタとして用いた。
【００８３】
（比較例１）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（６）の平畳織物２を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８４】
（比較例２）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（７）の平畳織物３を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８５】
（比較例３）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（８）の平畳織物４を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８６】
（比較例４）
興研株式会社製プレフィルタ（目付け140g/m2、線径50μm、厚さ5mmの不織布）を用いた。
【００８７】
（比較例５）
防塵マスク本体として呼吸追随型ブロワーマスク（興研株式会社製、BL-700H）を用い、プレフィルタは取り付けていない。
【００８８】
以上の実施例及び比較例について、以下の評価試験を行った。
【００８９】
（塵付着性（塵離れ性）の評価）
10×10cmの大きさの実施例１〜６と比較例１〜４のプレフィルタ濾材に、JISZ8901に準拠した塵混合ダスト（コットンリンタ、関東ローム、ケイ砂を含む）を、温度50℃で相対湿度80%の恒温恒湿槽内で万遍なくふりかけた後、余剰の塵を軽い衝撃を加えて取り除き（除塵処理）、塵の付着前と除塵処理後の重量を測定することで、塵付着性（塵離れ性）を評価した。結果を表１に示す。
【００９０】
（通気度）
JIS L 1098（フラジール形法）により各実施例、比較例のプレフィルタ濾材の通気度を測定した。結果を表２に示す。
【００９１】
（捕集性評価）
直径8cmの大きさの実施例１〜６と比較例１〜４のプレフィルタ濾材をサンプルとし、流量20L/minで粉塵濃度500mg/m3のJIS1-10種フライアッシュ（体積平均径4μm）を、鉛直方向に10分間衝突させた。その際のサンプルのプレフィルタ濾材による粉塵の捕集効率を捕集効率測定装置（柴田科学株式会社製、AP-632F型）にて測定した。捕集効率は試験体の上流側粉塵濃度と下流側粉塵濃度から下記のように定義される。
【００９２】
捕集効率＝（上流側粉塵濃度−下流側粉塵濃度）／上流側粉塵濃度
結果を表２に示す。
【００９３】
（圧力損失（通気抵抗）測定評価）
前記捕集効率測定装置（柴田科学株式会社製、AP-632F型）にて前記捕集性評価を行った際に当該装置によりサンプルの圧力損失（通気抵抗）の測定も同時に行った。具体的には、前記捕集性試験の終了時におけるフライアッシュ（粉塵）が付着した状態での各実施例・比較例のサンプルの通気抵抗（圧力損失）と、それらのサンプルに付着したフライアッシュを軽い衝撃を加えて取り除いた（除塵処理）後のサンプルについての通気抵抗（圧力損失）を測定した。測定結果を表２に示す。
【００９４】
（フィールド試験）
アスベスト除去作業は、アスベストの飛散防止のため、液体の飛散防止剤を噴霧して作業を行っており、防塵マスクは加湿された環境下で使用されている。このような実際の防塵マスクの使用環境において、サンプルをプレフィルタとして用いた防塵マスクを装着し、プレフィルタの粉塵の捕集量及び装着者の呼吸のし易さを評価するフィールド試験を行った。
【００９５】
フィールド試験では、直径8cmの大きさの、シランモノマーで被覆された酸化ジルコニウム微粒子の薄膜が形成された実施例１、４のプレフィルタ濾材およびプレフィルタ濾材と補助フィルタの組み合わせの実施例７を試験体とした。プレフィルタ濾材および補助フィルタを支持する濾材支持部材としては、材料にポリエステル系熱可塑性エラストマーを用い、実施例１と４では図７の形状の支持体を、実施例７では図８の形状の支持体を用い、プレフィルタを作成した。
【００９６】
前記プレフィルタを、防塵マスク本体としての呼吸追随型ブロワーマスク（興研株式会社製、BL-700H）に取り付けた（実施例１、４および７）ものと、防塵マスク本体のみ（比較例５）を用いて７０分間のアスベスト除去作業を行った。70分間の作業後の防塵マスク本体側の本体フィルタ（メインフィルタ）の捕集量とプレフィルタ濾材のアスベストを含む粉塵の捕集量を測定した。また、マスクにアスベストを含む粉塵が堆積した時（70分の作業終了直前）の呼吸のし易さを評価した。結果を表３に示す。
【００９７】
【表１】
【００９８】
【表２】
【００９９】
【表３】
【０１００】
表１に示す結果から、無機微粒子がない比較例４よりもシランモノマーで被覆された酸化ジルコニウム微粒子の薄膜が形成された実施例１から６は除塵処理後の粉塵の付着量が小さく、塵離れ性に優れていることがわかる。よって本発明に係る実施例であれば、プレフィルタの再利用が可能である。
【０１０１】
表２に示す結果から、比較例４よりも、シランモノマーで被覆された酸化ジルコニウム微粒子の薄膜が形成された実施例１から６の方が捕集効率は高く、塵埃の捕集性に優れている。
【０１０２】
また、実施例１から６は、比較例１から３よりも捕集効率が高く、かつ、塵の堆積時の圧力損失が低く、プレフィルタに粉塵が堆積した後も通気性が確保されていることがわかる。
【０１０３】
さらに、畳織り構造の実施例１と４は、粉塵の堆積後の圧力損失がより低く、粉塵堆積後の通気性がより優れる。また実施例１と４は実施例３よりも粉塵の捕集効率が高い。よって畳織り構造の実施例１及び４は、良好な捕集性と通気性を両立できる。
【０１０４】
表３に示す結果から、プレフィルタの無い比較例５では、本体フィルタに粉塵が堆積するが、プレフィルタを設けた実施例１、４、７ではプレフィルタで粉塵を捕集する。さらに、作業者の除去作業や歩くといった行為による振動が除塵処理と同等の効果を示し、プレフィルタで捕集した粉塵は振動によって容易に剥離して堆積しにくい。このため、プレフィルタでの捕集（堆積）量は小さく、長時間使用しても作業者は呼吸もしやすい。なお、表３において、実施例１、４及び７のマスク本体側の本体フィルタとプレフィルタの粉塵の堆積量の合計が比較例５の堆積量よりも少ないのは、上述のように、除去作業中の作業者の動作による振動によって、プレフィルタに堆積した粉塵が剥離したためである。
【０１０５】
また、加湿された環境下では、フッ素系撥水剤により撥水性が付与された実施例４、７の方が、実施例１よりもプレフィルタ濾材捕集（堆積）量が少ないことから、塵離れ性が優れていることがわかる。
【０１０６】
また、エレクトレット処理した補助フィルタを追加した実施例７の方が、実施例４よりも本体フィルタ捕集量が少ないことを確認できた。また、実施例４と実施例７は、プレフィルタを設置しない比較例５と比較すると本体フィルタへの粉塵到達量をそれぞれ７７％と７９％カットでき、粉塵にアスベストを多く含む場合は、本体フィルタの寿命が4倍に延びることを確認できた。
【０１０７】
以上の結果が示すように、本発明により、捕集性と通気性、塵離れ性に優れたプレフィルタを得られることがわかる。
【０１０８】
つまり、プレフィルタの設置によって、防塵マスクのフィルタ本体の長寿命化が可能となる。また、プレフィルタに粉塵が堆積した場合も、プレフィルタに軽い衝撃を与えるだけの除塵作業を行うか、プレフィルタを交換することにより、継続して防塵マスク本体の使用が可能である。従って、従来時間と手間がかかっていた防塵マスクの交換回数を減らすことが可能であり、作業時間を増やすことができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１００：プレフィルタ用濾材
１：基体
２：無機微粒子
３：シランモノマー
４：化学結合
５：バインダー
６：経糸
７：緯糸
８：濾材支持体
９：濾材
１０：プレフィルタ
１１：補助フィルタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防塵マスクに用いるプレフィルタであって、濾材とその支持体とからなり、特に粉塵の捕集性と通気性が良く、付着した塵や埃が簡単に除去できる塵離れ性が良好なプレフィルタ濾材と、前記プレフィルタ濾材を備えてなるメンテナンス性に優れたプレフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
塵埃が浮遊する作業空間において作業を行う場合、作業者は通常防塵マスク、電動ファン付き呼吸用保護具等を使用している。防塵マスクは、その効果として労働衛生面だけを強調すれば、塵埃が飛散する環境からマスク着用者を防護することを優先させればよいが、防塵マスクを装着することによる息苦しさから、作業能率が低下することは好ましくない。
【０００３】
通常、フィルタの通気（吸気）抵抗が約１００Ｐａより大きくなると人間は息苦しさを感じるといわれている。
【０００４】
そこで、塵埃の捕集効率を低下させることなく、通気抵抗の上昇を抑えた防塵マスク用フィルタが開発されている（特許文献１）。
【０００５】
また、防塵マスク本体のフィルタの塵埃堆積量を軽減するため、防塵マスクの上流部に配置するプレフィルタも開発されており、プレフィルタの濾材として、厚みの大きい不織布を用いたものがある。不織布をプレフィルタに用いることで、濾過面積を大きくし、プレフィルタと防塵マスク用フィルタ本体の圧力損失が加わることによる通気性の低下を防ぎ、高い通気性を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４１８９０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、防塵マスクのみでは、塵埃が堆積すると息苦しくなり、防塵マスクの交換作業が必要となり、コスト高となる。また、アスベストの除去作業現場のような危険な場所では、通常、作業者は体全体を覆う防護服を着用する。そのため、防塵マスクを交換するには、作業者がアスベストを吸い込まないようにするために、まず防護服に付着したアスベストが飛散しないように注意して防護服を脱衣する。それから防塵マスクに付着したアスベストを集塵機で除去してから廃棄し、新しい防塵マスクをつける。このように防塵マスクの交換には時間を要するため、防塵マスクの交換回数が増えるとその分、除去作業時間が短くなってしまうといった問題がある。
【０００８】
また、前記の防塵マスク用プレフィルタでは通気性に優れる分、プレフィルタとしての粉塵の捕集性が悪いため、本来の目的である防塵マスク本体のフィルタへ到達する粉塵量を低減することが殆どできない。さらに、付着した粉塵は剥離しにくいため、１度目詰まりしたプレフィルタはすぐに廃棄しなければならない。またプレフィルタの脱着も簡便ではなく、本体フィルタとの密閉性も悪いことからメンテナンス性に劣っていた。
【０００９】
そこで本発明は、粉塵の捕集性と通気性、塵離れ性が良好で、且つメンテナンス性に優れた防塵マスク用プレフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、第１の発明は、防塵マスク本体に装着されるメインフィルタに対して、吸気の流れの方向における上流側に配置されるプレフィルタであって、前記プレフィルタは、繊維構造体である基体と、前記基体に固定される無機微粒子と、を備えることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１１】
また、第２の発明は、上記第１の発明において、前記無機微粒子はバインダー成分によって前記基体に対して固定されることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１２】
さらに、第３の発明は、上記第２の発明において、前記バインダー成分は、撥水性を有する物質を含むことを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１３】
第４の発明は、上記第１から第３の発明のいずれか１つにおいて、通気度が４０ｃｃ／（ｃｍ２・ｓ）以上６００ｃｃ／（ｃｍ２・ｓ）以下であることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタ。
【００１４】
第５の発明は、上記第１から第４の発明のいずれか１つにおいて、前記基体は、一定間隔で通る緯糸に経糸が交絡する畳織り構造の繊維構造体であることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１５】
第６の発明は、上記第５の発明において、前記経糸の密度が１００本／ｉｎｃｈ以上であり、前記緯糸の密度が１００本／ｉｎｃｈ以下であることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１６】
第７の発明は、上記第１から第６の発明のいずれか１つにおいて、前記無機微粒子は、不飽和結合を有するシランモノマー及び／又はシランモノマーの重合体で被覆され、無機微粒子が前記シランモノマー及び／又はシランモノマーの重合体の化学結合を介して前記基体に固定されていることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタ。
【００１７】
第８の発明は、上記第１から第７の発明のいずれか１つにおいて、前記基体に対して、吸気の流れの方向における下流側に配置される補助フィルタ部をさらに備えることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタである。
【００１８】
第９の発明は、上記第１から第８の発明のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタを備えることを特徴とする防塵マスクである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る防塵マスク用プレフィルタによれば、通気性及び塵埃の捕集性に優れ、さらに良好な塵離れ性により、付着した粉塵が容易に剥離するという効果が得られる。従って、例えば、軽い衝撃を加えるだけの除塵処理により付着した塵埃をプレフィルタから容易に除去することができる。これにより、例えば、プレフィルタに塵埃が堆積して通気性が低下しても、除塵処理によって良好な通気性を再び確保することができ、繰返して利用可能なプレフィルタを提供できる。また、良好な塵埃の捕集性によって、防塵マスク本体側のフィルタ本体（メインフィルタ）に塵埃が堆積することが防止され、防塵マスクのフィルタ本体の寿命をより長くすることができる。
【００２０】
よって結果として、アスベストの除去作業のような防塵マスクの交換に時間がかかる作業などでは、上述のような簡単なプレフィルタの除塵処理あるいはプレフィルタ自体の交換のみを行えば、メインフィルタは継続して利用できるため、防塵マスク自体を交換する回数を減らすことができる。従って、本発明に係る防塵マスク用プレフィルタによれば、従来のように防塵マスクの交換作業によってアスベスト除去などの実作業時間が減少してしまうことを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態の防塵マスク用プレフィルタの構成を示す模式図である。
【図２】第１の実施形態のプレフィルタ用濾材表面の模式図である。
【図３】第２の実施形態のプレフィルタ用濾材表面の模式図である。
【図４】第３の実施形態のプレフィルタ用濾材表面の模式図である。
【図５】第４の実施形態のプレフィルタ用濾材表面の模式図である。
【図６】第５の実施形態のプレフィルタ用濾材の平畳み織り構造を示す模式図である。
【図７】第５の実施形態のプレフィルタ用濾材の平畳み織り構造を示すSEM写真である。
【図８】第６の実施形態の防塵マスク用プレフィルタ構造の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の防塵マスク用プレフィルタについて図を用いて詳述する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は防塵マスク用プレフィルタ１０の構成を示す模式図である。図１（ａ）は防塵マスク用プレフィルタ１０の平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるａ−ａ矢印位置における、防塵マスク用プレフィルタ１０の断面図である。防塵マスク用プレフィルタ１０（以下、防塵用マスク用プレフィルタ１０を単に「プレフィルタ１０」とも呼ぶ。）は、プレフィルタ用濾材１００と、プレフィルタ用濾材１００を支持するとともにプレフィルタ１０を防塵マスク本体に装着するための濾材支持部材１０ａとを備える。
【００２４】
濾材支持部材１０ａの内面には、防塵マスクに対して隙間無くプレフィルタ１０を装着するためのリブ１０ｂが形成される。リブ１０ｂにより防塵マスクに固定することで、空気の漏れが少なく、且つ取外しが容易であり、作業現場などでプレフィルタの交換が短時間で行える。
【００２５】
濾材支持体１０ａは、様々な樹脂で形成することができる。樹脂の例としては、ポリエチレン樹脂や、ポリプロピレン樹脂や、ポリスチレン樹脂や、ＡＢＳ樹脂や、ＡＳ樹脂や、ＥＶＡ樹脂や、ポリメチルペンテン樹脂や、ポリ塩化ビニル樹脂や、ポリ塩化ビニリデン樹脂や、ポリアクリル酸メチル樹脂や、ポリ酢酸ビニル樹脂や、ポリアミド樹脂や、ポリイミド樹脂や、ポリカーボネート樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂や、ポリブチレンテレフタレート樹脂や、ポリアセタール樹脂や、ポリアリレート樹脂や、ポリスルホン樹脂や、ポリフッ化ビニリデン樹脂や、ＰＴＦＥなどの熱可塑性樹脂や、ポリスチレンエラストマーや、ポリエチレンエラストマーや、ポリプロピレンエラストマーや、ポリウレタンエラストマーなどのエラストマーなどが挙げられる。これらの樹脂のうち、弾力性に優れたエラストマーが特に好ましく用いられる。
【００２６】
なお、図１に示すプレフィルタ１０は、防塵マスク用プレフィルタの一例であり、図１に示す形状や構造に限定されない。プレフィルタ１０の構成は、防塵マスクの形状や構造に応じて適宜変更することができ、防塵マスク本体のメインフィルタよりも、吸気の流れ方向における上流側にあるフィルタであれば本実施形態のプレフィルタ１０を適用することができる。例えば、図１には、円形のプレフィルタ１０を示したが、円形の形状に限られない。また、濾材支持部材１０ａの形状も図１の形状に限られず、プレフィルタ用濾材１００を保持し、プレフィルタ１０を防塵マスクに隙間無く密着させて装着することができる形状、構造であればよい。
【００２７】
次に、プレフィルタ１０のプレフィルタ用濾材１００の構成について説明する。図２は、本実施形態に係るプレフィルタ１０に用いるプレフィルタ用濾材１００の断面の一部を模式的に表した図である。本実施形態のプレフィルタ用濾材１００は、基体１と、無機微粒子２とを含む。
【００２８】
基体１は、繊維構造体であればよく、例えば、不織布、織物、編物などが挙げられる。その中で、織物がより好ましい。
【００２９】
この基体１を構成する繊維は、無機微粒子２を固定できればよく、各種樹脂を原料として生成される繊維や、合成繊維や、綿、麻、絹等の天然繊維や炭素繊維などを用いることができる。
【００３０】
基体１を形成する原料の具体例としては、ポリエチレン樹脂や、ポリプロピレン樹脂や、ポリスチレン樹脂や、ＡＢＳ樹脂や、ＡＳ樹脂や、ＥＶＡ樹脂や、ポリメチルペンテン樹脂や、ポリ塩化ビニル樹脂や、ポリ塩化ビニリデン樹脂や、ポリアクリル酸メチル樹脂や、ポリ酢酸ビニル樹脂や、ポリアミド樹脂や、ポリイミド樹脂や、ポリカーボネート樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂や、ポリブチレンテレフタレート樹脂や、ポリアセタール樹脂や、ポリアリレート樹脂や、ポリスルホン樹脂や、ポリフッ化ビニリデン樹脂や、ＥＴＦＥ（ethylene tetra fluoroethylene）や、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）などの熱可塑性樹脂や、ポリ乳酸樹脂や、ポリヒドロキシブチレート樹脂や、修飾でんぷん樹脂や、ポリカプロラクト樹脂や、ポリブチレンサクシネート樹脂や、ポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂や、ポリブチレンサクシネートテレフタレート樹脂や、ポリエチレンサクシネート樹脂などの生分解性樹脂や、フェノール樹脂や、ユリア樹脂や、メラミン樹脂や、不飽和ポリエステル樹脂や、ジアリルフタレート樹脂や、エポキシ樹脂や、エポキシアクリレート樹脂や、ケイ素樹脂や、アクリルウレタン樹脂や、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂や、シリコーン樹脂や、ポリスチレンエラストマーや、ポリエチレンエラストマーや、ポリプロピレンエラストマーや、ポリウレタンエラストマーなどのエラストマーや、漆などの天然樹脂などから生成される繊維を用いることができる。
【００３１】
基体１の表面の繊維に固定される無機微粒子２によって、基体１の表面の繊維にナノオーダーの微細な凹凸を形成する。このような基体表面の繊維の微細な凹凸形状により、プレフィルタ濾材１００の繊維と塵との接触面積が小さくなり、塵離れ性が向上する。塵離れ性が向上することで、プレフィルタ１０に塵が付着しても、プレフィルタ１０に対して、はたくなどの衝撃を加える除塵処理をすることで、付着した塵が簡単に取れ、プレフィルタの繰り返しの使用が可能となる。
【００３２】
基体１の表面の無機微粒子２としては、非金属酸化物、金属酸化物、金属複合酸化物などの無機酸化物を用いることができる。無機微粒子２は、非晶性あるいは結晶性のどちらでも良い。非金属酸化物としては、酸化珪素が挙げられる。また、金属酸化物としては酸化マグネシウム、酸化バリウム、過酸化バリウム、ギブサイト、ベーマイト、ダイスポア、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、過酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、水酸化鉄、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化コバルト、酸化ニオブ、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化プラセオジムなどが挙げられる。また、金属複合酸化物としては、酸化チタンバリウム、酸化コバルトアルミニウム、酸化ジルコニウム鉛、酸化ニオブ鉛、ＴｉＯ２−ＷＯ３、ＡｌＯ３−ＳｉＯ２、ＷＯ３−ＺｒＯ２、ＷＯ３−ＳｎＯ２、ＣｅＯ２−ＺｒＯ２、Ｉｎ−Ｓｎ、Ｓｂ−Ｓｎ、Ｓｂ−Ｚｎ、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎなどが挙げられる。これらの無機微粒子は単体で用いても２種以上混合して用いても良い。
【００３３】
本実施形態において、含有される無機微粒子２の粒子径としては、平均の粒子径が５００ｎｍ以下とすることが好ましい。５００ｎｍより大きい場合では、基体１に対する無機微粒子２の密着性が低下して、５００ｎｍ以下である場合よりも無機微粒子２が繊維表面から剥がれやすくなるため、メンテナンスの手間やコストが多くかかってしまう。また、その使用環境や使用経時などにより、無機微粒子２の剥離が発生する場合があることから、無機微粒子２同士の密着強度を考慮すると、無機微粒子２の平均粒子径は１０ｎｍから３００ｎｍ以下であることが特に好ましい。当該範囲であれば、無機微粒子２同士や基体１との密着強度が十分得られる。なお、本明細書において、平均粒子径とは、体積平均粒子径をいう。
【００３４】
無機微粒子２は基体１に対して、たとえば、物理吸着や電気的吸着などの既知の固定方法によって固定することができる。
【００３５】
以上の構成を備えるプレフィルタ１０は、捕集性がより高い方が好ましいが、プレフィルタ１０は防塵マスク本体側のメインフィルタの補助的なフィルタとして設けられるものであるため、必ずしも全ての塵埃を捕集する必要はない。むしろ、プレフィルタにおいて全ての塵埃を捕集しようとすれば、プレフィルタの多数の隙間を小さくしなければならず、プレフィルタの通気性が著しく低下して息苦しくなるため好ましくない。
【００３６】
以上のようなプレフィルタに要求される特性から、本実施形態のプレフィルタ濾材１００は、JIS L 1098（フラジール形法）により測定される通気度が、40cc/cm2・s以上600cc/cm2・s以下であることが好ましい。通気度が40cc/cm2・sより小さい場合には、通気性が低く装着者が息苦しく感じるため好ましくない。通気度が600cc/cm2・sより大きい場合には、プレフィルタの隙間の開口面積が大きくなってしまい、塵埃の捕集性が低下し、プレフィルタとして要求される捕集性を維持することが難しいため好ましくない。
【００３７】
次に、本実施形態のプレフィルタ用濾材１００の製造方法を説明する。まず、無機微粒子２をメタノールやエタノール、ＭＥＫ（methyl ethyl ketone）、アセトン、キシレン、トルエンなどの分散媒に混合し、分散させる。ここで、分散を促進させる為に、必要に応じて界面活性剤や、塩酸、硫酸などの鉱酸や、酢酸、クエン酸などのカルボン酸などを加えるようにしてもよい。続いて、ビーズミルやボールミル、サンドミル、ロールミル、振動ミル、ホモジナイザーなどの装置を用いて無機微粒子２を分散媒中で解砕・分散させ、無機微粒子２を含むスラリーを作製する。
【００３８】
続いて、無機微粒子２が分散したスラリーを固定する基体１の表面に塗布する。無機微粒子２が分散したスラリーの塗布方法の具体例としては、一般に行われているスピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法、キャストコート法、バーコート法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法を用いればよく、目的に合った塗布ができれば特に限定されない。
【００３９】
次に、必要に応じて、加熱乾燥などで分散媒を除去した後、物理吸着や電気的吸着などの既知の固定方法により無機微粒子２を基体１に固定する。
【００４０】
以上の方法によって、無機微粒子２が基体１に固定されたプレフィルタ用濾材１００を形成することができる。
【００４１】
以上説明した、本実施形態のプレフィルタ濾材１００を用いたプレフィルタ１０によれば、基体１の表面に付着させた無機微粒子２によって、プレフィルタ濾材１００の表面に微細な凹凸が形成され、塵のプレフィルタ濾材１００に対する塵離れ性を向上させることができる。また、本実施形態のプレフィルタ１０によれば、塵離れ性を向上しつつ、塵の捕集性及び通気性を向上することができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態について説明する。図３は、本実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００の拡大断面図である。本実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００は、基体１と、無機微粒子２と、撥水性を有するバインダー５とを含んで構成される。粉塵の飛散を防止するために水が散布されている加湿環境下など、湿度の高い環境下でも、撥水性を有するバインダー５により、プレフィルタの塵離れ性を確保することが可能である。また、バインダー５によって、基体１の表面に無機微粒子２を強固に固定することも可能となる。
【００４３】
撥水性を有するバインダー５としては、例えば、ステアリン酸アクリレートや、反応性シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、反応性シリコーンオリゴマー、例えば、松下電器産業株式会社製フレッセラＤが用いられる。
【００４４】
さらに、撥水性を有する化合物としては、フッ素系化合物を用いることができる。撥水性を有するフッ素系化合物としては、パーフルオロアルキル基を有するアクリル単量体、例えば、２−（パーフルオロプロピル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロブチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロペンチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロヘキシル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロヘプチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロオクチル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロノリル）エチルアクリレートや、２−（パーフルオロデシル）エチルアクリレートや、３−パーフルオロヘキシル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートや、パーフルオロオクチルエチルメタクリレートや、３−パーフルオロオクチル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートや、３−パーフルオロデシル−２−ヒドロキシプロピルアクリレートなどが用いられる。
【００４５】
さらに、撥水性を有する化合物としては、フッ素系化合物として、その他のフッ素化合物、例えば、２−パーフルオロオクチルエタノールや、２−パーフルオロデシルエタノールや、２−パフルオロアルキルエタノールや、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)や、パーフルオロアルキルアイオダイドや、パーフルオロオクチルエチレンや、２−パーフルオロオクチルエチルホスホニックアシッドなどが用いられる。
【００４６】
さらに、撥水性を有する化合物としては、フッ素系化合物として、パーフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤、例えば、ＣＦ３（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）11（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）15（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＦ３（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）２（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２、ＣＦ３（ＣＦ２）５（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣ２Ｈ５）２や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＨ３（ＣＦ２）９（ＣＨ２）８Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＯＮＨ（ＣＨ２）３Ｓｉ（ＯＣＨ３）３や、ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＯＮＨ（ＣＨ２）２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２や、パーフルオロアルキル基とシラノール基を有するオリゴマー、例えば、ＫＰ−８０１Ｍ（信越化学工業株式会社製）や、Ｘ−２４−７８９０（信越化学工業株式会社製）や、パーフルオロブテルビニルエーテルおよびその重合体などが用いられる。
【００４７】
次に、本実施形態のプレフィルタ濾材１００の製造方法を説明する。本実施形態に係るプレフィルタ濾材１００を製造する場合には、第１の実施形態において説明した製造方法において、無機微粒子２をメタノールやエタノール、ＭＥＫ（methyl ethyl ketone）、アセトン、キシレン、トルエンなどの分散媒に混合する際に、撥水性を有するバインダー５を加えて分散すればよい。その他の製造方法は、第１の実施形態と同様である。
【００４８】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態のプレフィルタ濾材１００は、無機微粒子２がシランモノマー３（あるいは、シランモノマーの重合体）によって、基体１に固定される点を特徴とするものである。図４は、第３の実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００の拡大断面図である。無機微粒子２の表面にはシランモノマー３が不飽和結合部または反応性官能基を外側に向けて配向して結合している。各無機微粒子２は、互いのシランモノマー３が脱水縮合反応した化学結合４（共有結合）により、互いに結合している。また、基体１と無機微粒子２とは、無機微粒子２表面のシランモノマー３が、基体１表面との間で化学結合４を形成することで、結合し固定されている。
【００４９】
本実施形態のプレフィルタ用濾材１００の基体１を構成する繊維としては、シランモノマー３による化学結合４が可能な材料であれば特に限定されるものではなく、実施形態１と同様に、各種樹脂や、合成繊維や、綿、麻、絹等の天然繊維や炭素繊維などが挙げられる。基体１に用いることができる樹脂の具体例としては、第１の実施形態において挙げた樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
【００５０】
本実施形態で用いられるシランモノマー３の例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシランの塩酸塩、２−（３、４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【００５１】
本実施形態のプレフィルタ用濾材１００によれば、プレフィルタ濾材１００の表面に微細な凹凸を形成するための無機微粒子２が、シランモノマー３による化学結合によって強固に固定されることができる。従って、無機微粒子２のプレフィルタ用濾材１００からの脱離を長期間確実に防止することができるため、塵離れ性効果を長期間維持できる。
【００５２】
次に、本実施形態のプレフィルタ用濾材１００の製造方法を説明する。まず、シランモノマー３が表面に化学結合している無機微粒子２をメタノールやエタノール、ＭＥＫ（methyl ethyl ketone）、アセトン、キシレン、トルエンなどの分散媒に混合し、分散させる。ここで、分散を促進させる為に、必要に応じて界面活性剤や、塩酸、硫酸などの鉱酸や、酢酸、クエン酸などのカルボン酸などを加えるようにしてもよい。続いて、ビーズミルやボールミル、サンドミル、ロールミル、振動ミル、ホモジナイザーなどの装置を用いて無機微粒子２を分散媒中で解砕・分散させ、無機微粒子２を含むスラリーを作製する。
【００５３】
なお、無機微粒子２と不飽和結合部または反応性官能基を有するシランモノマー３との共有結合は通常の方法により形成させることができ、例えば、分散液にシランモノマー３を加え、その後、還流下で加熱させながら、無機微粒子２の表面にシランモノマー３を脱水縮合反応により共有結合させてシランモノマー３からなる薄膜を形成する方法や、粉砕により微粒子化して得られた分散液にシランモノマー３を加えた後、或いは、シランモノマー３を加えて粉砕により微粒子化した後、固液分離して１００℃から１８０℃で加熱してシランモノマー３を無機微粒子２の表面に脱水縮合反応により共有結合させ、次いで、粉砕・解砕して再分散する方法が挙げられる。
【００５４】
ここで、還流下、または、粉砕により微粒子化して得られた分散液にシランモノマー３を加えた後、或いは、シランモノマー３を加えて粉砕により微粒子化した後、固液分離して１００℃から１８０℃で加熱してシランモノマー３を無機微粒子２の表面に脱水縮合反応による共有結合させる場合、シランモノマー３の量は、無機微粒子２の平均粒子径にもよるが、無機微粒子２の質量に対して０．０１質量％から４０．０質量％であれば無機微粒子２同士、および無機微粒子２の群と基体１との結合強度は実用上問題ない。また、結合に預からない余剰のシランモノマー３があっても良い。
【００５５】
続いて、以上のようにして得られた無機微粒子２が分散したスラリーを、無機微粒子２を固定する基体１の表面に塗布する。具体的な無機微粒子２が分散したスラリーの塗布方法としては、一般に行われているスピンコート法、ディップコート法、スプレーコート法、キャストコート法、バーコート法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法を用いればよく、目的に合った塗布ができれば特に限定されない。
【００５６】
次に、必要に応じて、加熱乾燥などで分散媒を除去した後、基体１と、無機微粒子２とを化学結合する。具体的には、無機微粒子２の表面のシランモノマー３間で化学結合４を形成させることにより無機微粒子２同士を結合させるとともに、結合した無機微粒子２を、シランモノマー３と基体１表面との間の化学結合４を形成させることにより、基体１上に固定させる。
【００５７】
本実施形態においては、基体１とシランモノマー３とを化学結合させる方法として、グラフト重合による結合方法を用いることが好ましい。
【００５８】
本実施形態のプレフィルタ用濾材１００におけるグラフト重合としては、例えばパーオキサイド触媒を用いるグラフト重合、熱や光エネルギーを用いるグラフト重合、放射線によるグラフト重合（放射線グラフト重合）などが挙げられ、形状や形態に応じて適宜選択して用いられる。なお、パーオキサイド触媒による処理、熱や光エネルギーによる処理、および放射線による処理によって、無機微粒子２表面とシランモノマー３間の化学結合を形成させることができる。
【００５９】
なお、シランモノマー３のグラフト重合を効率良く、かつ、均一に行わせるために、予め、基体１の表面を、コロナ放電処理やプラズマ放電処理や、火炎処理や、クロム酸や過塩素酸などの酸化性酸水溶液や水酸化ナトリウムなどを含むアルカリ性水溶液による化学的な処理などの親水化処理をしてもよい。
【００６０】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００を説明する。図５は本実施形態のプレフィルタ用濾材１００の拡大断面図である。本実施形態のプレフィルタ用濾材１００は、湿度の高い環境下などでの使用に対応するために、第３の実施形態のプレフィルタ用濾材１００を構成する、基体１と、無機微粒子２と、無機微粒子２を基体１に固定するシランモノマー３とに加え、さらに実施形態２において説明した撥水性を有するバインダー５を含むものである。撥水性を有するバインダー５を添加することで、湿度の高い環境下でも塵離れ性を確保できるとともに、シランモノマー３による結合とバインダー５による結合の２種類の結合によって、無機微粒子２を基体１の表面により強固に固定することが可能となる。
【００６１】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。本実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００は、基体１が畳織り構造の繊維構造体である点を特徴とする。図６は、本実施形態に係るプレフィルタ用濾材１００の織り構造である畳織り構造を模式的に表した図で、６は経糸、７は緯糸を示している。図７は、本実施形態の平畳織り構造のプレフィルタ用濾材のSEM写真であり、（ａ）は平面視での写真、（ｂ）は図７（ａ）におけるＡ−Ａ位置での断面の写真である。
【００６２】
ここで畳織り構造は、一定の間隔を有して通る緯糸７に対して、隣り合う経糸同士が密接して緯糸に交絡して編みこまれる構造である。そして、畳織り構造では、フィルタ正面から投影した際に、経糸が密着しているため見た目には開口がないが、断面方向から観察した場合には、経糸と緯糸の交点部において、立体的に交錯する部分に隙間（図７参照）が存在し、この隙間を介して通気が可能となっている。畳織りの具体的な織り方としては、平畳織り、綾畳織り、逆綾畳織りなどが挙げられ、それぞれ緯糸に対する経糸の交わり方が異なるが、いずれの織り方の場合も経糸と緯糸の交点において形成される隙間を介して通気される点は共通である。
【００６３】
基体１をこのような畳織り構造にすることで、塵埃と空気の混合系がプレフィルタ用濾材１００に衝突したとき、その混合系は前記隙間に流入しようとする。しかし、混合系流体の慣性により塵埃は経糸（あるいは緯糸）に衝突して付着し、プレフィルタ用濾材１００の前面で捕集されるため捕集効率を高く維持できる。一方で、その際に空気は前記隙間に流入してプレフィルタ濾材１００を通過するため、良好な通気性は確保される。
【００６４】
本実施形態の畳織りのプレフィルタ濾材１００は、経糸密度が１００本／inch以上、且つ緯糸密度が１００本／inch以下であることが好ましい。さらに、緯糸密度においては４０本／inch以下のものがより好ましい。前記の経糸密度を確保するためには、経糸の径は２５０μｍ以下のものが好ましい。
【００６５】
また、緯糸の径は４００μm以下のものが好ましいが、緯糸の径は緯糸密度によって限定される。つまり、緯糸の径を４００μm以下とした場合に前記好ましい緯糸密度を確保できない場合には、前記好ましい緯糸密度を優先し、前記好ましい緯糸密度を確保できるような緯糸径とすることが好ましい。
【００６６】
また、隙間の数は経糸と緯糸の本数によって決まるため、経糸密度が１００本／inch未満になると、前記隙間の数が極端に減少し、ダストが経時的にプレフィルタ濾材１００に堆積した場合の通気抵抗の上昇が起こりやすくなる。また、緯糸密度が１００本／inchより大きいと細孔（隙間の）数は増加するが、経糸と緯糸の交差によって立体的に形成される隙間の面積が小さくなるため、結果として織物としての単位面積当りに存在する隙間面積の割合は小さくなり、極端に通気性が低下する。
【００６７】
本実施形態に係るプレフィルタ濾材１００によれば、プレフィルタとして要求される適切な分量の塵埃を確実に捕集することができるとともに、装着者が息苦しくならない程度の良好な通気性を維持することができるという、２つの特性を両立することができるという効果が得られる。
【００６８】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。本実施形態のプレフィルタ１０は、プレフィルタ濾材１００の内側（装着者側）にプレフィルタ用濾材１００を通過した塵埃をさらに捕集する補助フィルタ１１を備えることを特徴とする。図８は本実施形態のプレフィルタ１０を模式的に表した図である。本実施形態に係る補助フィルタは、繊維構造体やパンチング加工されたシートや樹脂板などで形成される部材であり、プレフィルタ濾材１００に対して吸気の流れ方向における下流側に配置される。
【００６９】
プレフィルタ１０を使用する環境に応じて、補助フィルタ１１に対して、永久帯電処理されたものや、帯電しやすいフッ素系の薄膜を形成したものとしてもよい。補助フィルタ１１が永久帯電処理されたり、摩擦帯電しやすくなることで、プレフィルタ濾材１００を通過した塵埃が補助フィルタ１１に付着しやすくなる。そうすると、プレフィルタ１０全体での捕集効率を高め、防塵マスク本体のメインフィルタへの粉塵堆積量を減らすことができる。これによって、防塵マスク本体をより長寿命化できる。
【００７０】
本実施形態で用いられる補助フィルタ１１に用いられる材料としては、特に限定されるものではなく、ポリエチレンや、ポリプロピレンや、ポリエチレンや、ポリ塩化ビニル樹脂や、ポリ塩化ビニリデン樹脂や、ＰＴＦＥや、ＰＶＤＦや、ＰＶＦや、ＦＥＰなどの帯電しやすい樹脂からなるシート、プレート、不織布、織物、編物、メッシュなどであり、シートやプレートにはパンチング加工により貫通孔が形成されてある。また、使用する樹脂が帯電しにくい場合では、その表面に摩擦帯電しやすい非結晶質のフッ素系樹脂、例えば、サイトップ（登録商標、旭硝子株式会社製）や、テフロン（登録商標）ＡＦ（デュポン株式会社製）や、テトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー（ＴＦＥ／ＰＤＤ）（三井・デュポンフロロケミカル株式会社製）などにより、薄膜を形成すればよい。
【００７１】
本実施形態の補助フィルタ１１を備えるプレフィルタ１０によれば、プレフィルタ濾材１００を通過した塵埃を、吸気の流れの方向における下流側に配置される補助フィルタ１１によって捕集することが可能になり、確実に塵埃を補修することができる。また、使用環境に合わせて帯電処理などを施した補助フィルタ１１を用いれば、より捕集効率の高いプレフィルタ１０を提供することができる。
【実施例】
【００７２】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００７３】
プレフィルタ濾材としては、（１）平畳織物１（株式会社ＮＢＣメッシュテック製、NBP29231）、（２）不織布１（旭化成せんい株式会社製、エルタス）、（３）平織物（株式会社ＮＢＣメッシュテック製、T-No.305T）、（４）朱子織物（株式会社ＮＢＣメッシュテック製、NBS16045-6）、（５）不織布２（旭化成せんい株式会社製、エルタス目付15g）、（６）平畳織物２（株式会社ＮＢＣメッシュテック製試作品、NBP90120）、（７）平畳織物３（株式会社ＮＢＣメッシュテック製試作品、NBP120120）（８）平畳織物４（株式会社ＮＢＣメッシュテック製試作品、NBP9080）を用いた。
【００７４】
実施例１から４の無機微粒子が固定されたプレフィルタ濾材の製造にあたっては、エレクトロカーテン型電子線照射装置（岩崎電気株式会社製、CB250／15／180L）を用い、電子線グラフト重合により実施した。
【００７５】
（実施例１）
市販の酸化ジルコニウム微粒子（日本電工株式会社製、PCS）をメタノールに対して10.0質量％、シランモノマーとして３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業株式会社製、KBM−503）を酸化ジルコニウム微粒子に対して5.0質量％加えてｐＨを5.0に塩酸で調整した後、ビーズミルにより平均粒子径18nmに粉砕分散した。その後、凍結乾燥機により固液分離して120℃で加熱してシランモノマーを酸化ジルコニウム微粒子の表面に脱水縮合反応により化学結合させて薄膜を形成した。得られたシランモノマー被覆酸化ジルコニウム微粒子をメタノールに10.0質量％分散してビーズミルにより平均粒子径18nmに再度粉砕分散した後、メタノールを加えて固形分を1.0質量％に調整した。
【００７６】
また、ポリエステル繊維からなるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１をコロナ放電処理した後、上記シランモノマーが結合した酸化ジルコニウム微粒子分散メタノール溶液に１分間浸漬した。次に、余剰の酸化ジルコニウム微粒子分散メタノール溶液をプレフィルタ濾材からエアーブローして除去し、120℃、１分間乾燥した後、酸化ジルコニウム微粒子分散メタノール溶液を塗布した（１）のプレフィルタ濾材に電子線を200kVの加速電圧で5Mrad照射することで、前記濾材表面に、シランモノマーで被覆された酸化ジルコニウム微粒子からなる薄膜を結合させて形成した。
【００７７】
（実施例２）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（２）不織布１を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００７８】
（実施例３）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（３）平織物を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００７９】
（実施例４）
実施例１における酸化ジルコニウム微粒子分散メタノール溶液の固形分中に、撥水性を有するバインダーとしてフッ素系化合物であるDynasylan（登録商標）F 8263(エボニック デグサ ジャパン株式会社製)を25質量%含むように溶液を調製した以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８０】
（実施例５）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（４）の朱子織物を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８１】
（実施例６）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（５）の不織布２を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８２】
（実施例７）
プレフィルタを、実施例４のプレフィルタ濾材と、濾材の吸気の流れ方向における下流側に配置した補助フィルタで構成した。補助フィルタは多孔質のPETフィルム（東レ株式会社製ルミラーT60）を用い、孔径を直径2mm、開口率を３２％とした。この補助フィルタをコロナ放電処理した後、サイトップ（登録商標）（旭硝子株式会社製CTL-102AE）に１分間浸漬した。次に、余剰の液をエアーブローして除去し、120℃、１分間乾燥したものを実施例７の補助フィルタとして用いた。
【００８３】
（比較例１）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（６）の平畳織物２を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８４】
（比較例２）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（７）の平畳織物３を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８５】
（比較例３）
実施例１におけるプレフィルタ濾材（１）の平畳織物１の代わりに、プレフィルタ濾材（８）の平畳織物４を用いた以外は実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。
【００８６】
（比較例４）
興研株式会社製プレフィルタ（目付け140g/m2、線径50μm、厚さ5mmの不織布）を用いた。
【００８７】
（比較例５）
防塵マスク本体として呼吸追随型ブロワーマスク（興研株式会社製、BL-700H）を用い、プレフィルタは取り付けていない。
【００８８】
以上の実施例及び比較例について、以下の評価試験を行った。
【００８９】
（塵付着性（塵離れ性）の評価）
10×10cmの大きさの実施例１〜６と比較例１〜４のプレフィルタ濾材に、JISZ8901に準拠した塵混合ダスト（コットンリンタ、関東ローム、ケイ砂を含む）を、温度50℃で相対湿度80%の恒温恒湿槽内で万遍なくふりかけた後、余剰の塵を軽い衝撃を加えて取り除き（除塵処理）、塵の付着前と除塵処理後の重量を測定することで、塵付着性（塵離れ性）を評価した。結果を表１に示す。
【００９０】
（通気度）
JIS L 1098（フラジール形法）により各実施例、比較例のプレフィルタ濾材の通気度を測定した。結果を表２に示す。
【００９１】
（捕集性評価）
直径8cmの大きさの実施例１〜６と比較例１〜４のプレフィルタ濾材をサンプルとし、流量20L/minで粉塵濃度500mg/m3のJIS1-10種フライアッシュ（体積平均径4μm）を、鉛直方向に10分間衝突させた。その際のサンプルのプレフィルタ濾材による粉塵の捕集効率を捕集効率測定装置（柴田科学株式会社製、AP-632F型）にて測定した。捕集効率は試験体の上流側粉塵濃度と下流側粉塵濃度から下記のように定義される。
【００９２】
捕集効率＝（上流側粉塵濃度−下流側粉塵濃度）／上流側粉塵濃度
結果を表２に示す。
【００９３】
（圧力損失（通気抵抗）測定評価）
前記捕集効率測定装置（柴田科学株式会社製、AP-632F型）にて前記捕集性評価を行った際に当該装置によりサンプルの圧力損失（通気抵抗）の測定も同時に行った。具体的には、前記捕集性試験の終了時におけるフライアッシュ（粉塵）が付着した状態での各実施例・比較例のサンプルの通気抵抗（圧力損失）と、それらのサンプルに付着したフライアッシュを軽い衝撃を加えて取り除いた（除塵処理）後のサンプルについての通気抵抗（圧力損失）を測定した。測定結果を表２に示す。
【００９４】
（フィールド試験）
アスベスト除去作業は、アスベストの飛散防止のため、液体の飛散防止剤を噴霧して作業を行っており、防塵マスクは加湿された環境下で使用されている。このような実際の防塵マスクの使用環境において、サンプルをプレフィルタとして用いた防塵マスクを装着し、プレフィルタの粉塵の捕集量及び装着者の呼吸のし易さを評価するフィールド試験を行った。
【００９５】
フィールド試験では、直径8cmの大きさの、シランモノマーで被覆された酸化ジルコニウム微粒子の薄膜が形成された実施例１、４のプレフィルタ濾材およびプレフィルタ濾材と補助フィルタの組み合わせの実施例７を試験体とした。プレフィルタ濾材および補助フィルタを支持する濾材支持部材としては、材料にポリエステル系熱可塑性エラストマーを用い、実施例１と４では図７の形状の支持体を、実施例７では図８の形状の支持体を用い、プレフィルタを作成した。
【００９６】
前記プレフィルタを、防塵マスク本体としての呼吸追随型ブロワーマスク（興研株式会社製、BL-700H）に取り付けた（実施例１、４および７）ものと、防塵マスク本体のみ（比較例５）を用いて７０分間のアスベスト除去作業を行った。70分間の作業後の防塵マスク本体側の本体フィルタ（メインフィルタ）の捕集量とプレフィルタ濾材のアスベストを含む粉塵の捕集量を測定した。また、マスクにアスベストを含む粉塵が堆積した時（70分の作業終了直前）の呼吸のし易さを評価した。結果を表３に示す。
【００９７】
【表１】
【００９８】
【表２】
【００９９】
【表３】
【０１００】
表１に示す結果から、無機微粒子がない比較例４よりもシランモノマーで被覆された酸化ジルコニウム微粒子の薄膜が形成された実施例１から６は除塵処理後の粉塵の付着量が小さく、塵離れ性に優れていることがわかる。よって本発明に係る実施例であれば、プレフィルタの再利用が可能である。
【０１０１】
表２に示す結果から、比較例４よりも、シランモノマーで被覆された酸化ジルコニウム微粒子の薄膜が形成された実施例１から６の方が捕集効率は高く、塵埃の捕集性に優れている。
【０１０２】
また、実施例１から６は、比較例１から３よりも捕集効率が高く、かつ、塵の堆積時の圧力損失が低く、プレフィルタに粉塵が堆積した後も通気性が確保されていることがわかる。
【０１０３】
さらに、畳織り構造の実施例１と４は、粉塵の堆積後の圧力損失がより低く、粉塵堆積後の通気性がより優れる。また実施例１と４は実施例３よりも粉塵の捕集効率が高い。よって畳織り構造の実施例１及び４は、良好な捕集性と通気性を両立できる。
【０１０４】
表３に示す結果から、プレフィルタの無い比較例５では、本体フィルタに粉塵が堆積するが、プレフィルタを設けた実施例１、４、７ではプレフィルタで粉塵を捕集する。さらに、作業者の除去作業や歩くといった行為による振動が除塵処理と同等の効果を示し、プレフィルタで捕集した粉塵は振動によって容易に剥離して堆積しにくい。このため、プレフィルタでの捕集（堆積）量は小さく、長時間使用しても作業者は呼吸もしやすい。なお、表３において、実施例１、４及び７のマスク本体側の本体フィルタとプレフィルタの粉塵の堆積量の合計が比較例５の堆積量よりも少ないのは、上述のように、除去作業中の作業者の動作による振動によって、プレフィルタに堆積した粉塵が剥離したためである。
【０１０５】
また、加湿された環境下では、フッ素系撥水剤により撥水性が付与された実施例４、７の方が、実施例１よりもプレフィルタ濾材捕集（堆積）量が少ないことから、塵離れ性が優れていることがわかる。
【０１０６】
また、エレクトレット処理した補助フィルタを追加した実施例７の方が、実施例４よりも本体フィルタ捕集量が少ないことを確認できた。また、実施例４と実施例７は、プレフィルタを設置しない比較例５と比較すると本体フィルタへの粉塵到達量をそれぞれ７７％と７９％カットでき、粉塵にアスベストを多く含む場合は、本体フィルタの寿命が4倍に延びることを確認できた。
【０１０７】
以上の結果が示すように、本発明により、捕集性と通気性、塵離れ性に優れたプレフィルタを得られることがわかる。
【０１０８】
つまり、プレフィルタの設置によって、防塵マスクのフィルタ本体の長寿命化が可能となる。また、プレフィルタに粉塵が堆積した場合も、プレフィルタに軽い衝撃を与えるだけの除塵作業を行うか、プレフィルタを交換することにより、継続して防塵マスク本体の使用が可能である。従って、従来時間と手間がかかっていた防塵マスクの交換回数を減らすことが可能であり、作業時間を増やすことができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１００：プレフィルタ用濾材
１：基体
２：無機微粒子
３：シランモノマー
４：化学結合
５：バインダー
６：経糸
７：緯糸
８：濾材支持体
９：濾材
１０：プレフィルタ
１１：補助フィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防塵マスク本体に装着されるメインフィルタに対して、吸気の流れの方向における上流側に配置されるプレフィルタであって、
前記プレフィルタは、繊維構造体である基体と、前記基体に固定される無機微粒子と、を備えることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項２】
前記無機微粒子はバインダー成分によって前記基体に対して固定されることを特徴とする請求項１に記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項３】
前記バインダー成分は、撥水性を有する物質を含むことを特徴とする請求項２に記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項４】
通気度が４０ｃｃ／（ｃｍ２・ｓ）以上６００ｃｃ／（ｃｍ２・ｓ）以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項５】
前記基体は、一定間隔で通る緯糸に経糸が交絡する畳織り構造の繊維構造体であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項６】
前記経糸の密度が１００本／ｉｎｃｈ以上であり、前記緯糸の密度が１００本／ｉｎｃｈ以下であることを特徴とする請求項５に記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項７】
前記無機微粒子は、不飽和結合を有するシランモノマー及び／又はシランモノマーの重合体で被覆され、前記無機微粒子が前記シランモノマー及び／又はシランモノマーの重合体の化学結合を介して前記基体に固定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項８】
前記基体に対して、吸気の流れの方向における下流側に配置される補助フィルタ部をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタを備えることを特徴とする防塵マスク。
【請求項１】
防塵マスク本体に装着されるメインフィルタに対して、吸気の流れの方向における上流側に配置されるプレフィルタであって、
前記プレフィルタは、繊維構造体である基体と、前記基体に固定される無機微粒子と、を備えることを特徴とする防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項２】
前記無機微粒子はバインダー成分によって前記基体に対して固定されることを特徴とする請求項１に記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項３】
前記バインダー成分は、撥水性を有する物質を含むことを特徴とする請求項２に記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項４】
通気度が４０ｃｃ／（ｃｍ２・ｓ）以上６００ｃｃ／（ｃｍ２・ｓ）以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項５】
前記基体は、一定間隔で通る緯糸に経糸が交絡する畳織り構造の繊維構造体であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項６】
前記経糸の密度が１００本／ｉｎｃｈ以上であり、前記緯糸の密度が１００本／ｉｎｃｈ以下であることを特徴とする請求項５に記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項７】
前記無機微粒子は、不飽和結合を有するシランモノマー及び／又はシランモノマーの重合体で被覆され、前記無機微粒子が前記シランモノマー及び／又はシランモノマーの重合体の化学結合を介して前記基体に固定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項８】
前記基体に対して、吸気の流れの方向における下流側に配置される補助フィルタ部をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載の防塵マスク用プレフィルタを備えることを特徴とする防塵マスク。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７５８０２（Ｐ２０１２−７５８０２Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２６０５６（Ｐ２０１０−２２６０５６）
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（３９１０１８３４１）株式会社ＮＢＣメッシュテック (59)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月５日（２０１０．１０．５）
【出願人】（３９１０１８３４１）株式会社ＮＢＣメッシュテック (59)
【Ｆターム（参考）】
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