JP2003135577A

JP2003135577A - フィルターエレメント

Info

Publication number: JP2003135577A
Application number: JP2001339878A
Authority: JP
Inventors: Moichi Murata; 茂一村田
Original assignee: Toray Coatex Co Ltd
Current assignee: Toray Coatex Co Ltd
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2003-05-13

Abstract

(57)【要約】【課題】薄葉で高セル密度にすることが可能であり、
脱臭・除湿効率、熱交換率等の優れたフィルターエレメ
ントを提供する。【解決手段】極性溶媒可溶性高分子材料１００重量部
に対して機能性無機材料が固形分比で２０〜５００重量
部混合されて得られる、連続気孔を有する多孔質膜又は
多孔質層からなり、前記連続気孔の平均孔径が３０μｍ
以下であるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脱臭・除湿・加湿
機器、熱交換器などの空調設備機器や溶剤回収装置、オ
ゾン除去装置、調湿材料などに使用されるフィルターエ
レメントに関し、より詳しくは、空気中の粉塵、悪臭原
因物質、各種有害物質、又は水分等の特定物質を、選択
的に吸着、放出、分解、又は透過させることが可能であ
り、かつプリーツやコルゲートなどへの加工性が優れた
フィルターエレメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、室内の空気の脱臭や除湿・加湿な
どを行う空調機器や、排気と給気との間で温度（熱）と
湿度（水分）の交換を行いつつ、室内の換気を行う全熱
交換機器などに使用されるフィルターエレメントとして
は、吸着剤や脱臭剤などを配合した紙、吸湿剤を含有さ
せた加工紙、又は多孔質性樹脂フィルムなどのシート状
材料が用いられている。

【０００３】これらのシート状材料は平板状で使用され
る以外に、以下に述べるようなハニカム状等の種々の形
状に成形されて使用される。

【０００４】すなわち、シート状材料はまずコルゲータ
ーにより図１に示された波形（フルート）等の形状に成
形され、次に、このシートと同一或いは異種の材料から
なる平板状のライナーと、接着剤により固着され、一体
化される。その後、単板状や円筒状に積層、裁断され、
図２に示されたようなハニカム状のフィルターエレメン
ト（以下、ハニカムエレメントとも言う）が形成され
る。

【０００５】このようなハニカムエレメントを、例えば
脱臭器に用いた場合、室内から排出された汚染空気は、
フルートとライナーとに囲まれたセル内を、図２中に矢
印で示された方向に流れ、空気中の悪臭原因物質等の汚
染物質がエレメント内で吸着及び／又は分解されて除去
された後、浄化空気となって室内へと循環する。

【０００６】また、全熱交換機器の場合は、図３に示さ
れたような、フルートの方向が交互に直交するようにセ
ルが積層された対向流型エレメントが主に用いられてい
る。このような対向流型エレメントにおいては、室外か
らの給気が白矢印の方向にセル内を通過し、室内からの
排気が黒矢印の方向に通過するようなされている。すな
わち、給気層と排気層とが交互に存在し、室内から排出
される空気の熱と水分だけがライナーを介して室外から
の給気に供給されて室内に戻される。

【０００７】従って、このようなフィルターエレメント
には、圧力損失の上昇を伴わずに、上記積層体内のセル
をできるだけ小さくし、セル密度を高めることにより、
単位体積当たりの処理流体との接触を最大限多くするこ
と、そして、それにより、脱臭、除湿、加湿等の効率や
熱交換効率を高くすることが要求されている。そのため
には、シート厚さが可能な限り薄いことが望ましい。

【０００８】また、脱臭、除湿等の空気調節器としての
性能を満足させるためには、悪臭原因物質や水分子等を
吸着したり、分解したりして除去する能力が必要であ
り、一方、対向流型熱交換器や加湿器の場合は、実質的
に非通気性かつ水蒸気透過性であることが必要となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した、従来の紙製
フィルターエレメントは、活性炭粉末やゼオライトなど
の機能性無機材料を繊維材料に混合した水系分散スラリ
ーを高分子凝集剤を用いて凝集させ、得られたフロック
を抄網上で脱水し、プレス、乾燥することにより製造さ
れる。そのため、繊維が太く長くなったり、フロックが
大きくなったりすると、堆積が不均一となり、粗密が顕
著になる。従って、紙内部の気孔が大きくなり、その分
布も広くなって、均一かつ薄葉のシートを得ることが難
しくなる。

【００１０】例えば、厚さが１００μｍ以下になると繊
維の細径化の限界も加わり、繊維の堆積、交絡が不十分
となり、更に５０μｍ以下になるとシート形成自体が困
難となる。すなわち、紙を薄葉化しようとするほど、細
径繊維の製造限界とフロックの大きさに起因して、気孔
が大きくなり、高い通気性を有するようになる。

【００１１】このように高い通気性を有する結果、例え
ば対向流型全熱交換機器に使用した場合、室外に排出す
べき煙草の煙等の粉塵が紙を通して室内に逆流し、空気
の浄化ができないという問題が生じる。また、薄葉化の
限界からセルが小さくならず、従って全熱を交換するラ
イナー密度やセル密度を十分大きくできないので、所望
の脱臭・除湿効率や熱交換率が得られないという問題も
存する。

【００１２】一方、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）やポリエチレン（ＰＥ）に代表される有孔フィル
ムは、多くの場合延伸法で製造され、小気孔が得られ易
いので、通気性を小さくすることや薄葉化の点では優れ
ている。しかし、機能性無機材料が多く配合されるとフ
ィルム強度が低下するので、機能性無機材料を高率で配
合できない。その結果、空気中の汚染物質や水分等の吸
着・除去能力が不足し、空気の浄化が十分にできないと
いう欠点を有する。

【００１３】以上のように従来の紙からなるフィルター
エレメントは、機能性無機材料の高率での混合が容易で
あり、汚染物質等の吸着、除去が可能であるが、薄葉化
に限界があり、セル密度を高くできないため、脱臭、除
湿等の効率の向上に限界がある。また、熱交換器に用い
た場合、高い通気性のために汚染物質の室内への逆流を
生じるという欠点を有する。一方、有孔フィルムからな
るものは、小気孔で実質的に非通気性であり、かつ薄葉
化が可能であるので、セル密度を高くすることによる処
理ガスの接触効率の向上の点では優れているが、機能性
無機材料を高率で配合できないので、汚染物質等の吸
着、分解等が不十分になり、特に、脱臭、除湿器等の場
合、目的が十分に達成されないという欠点を有する。こ
のように、処理ガスの接触効率が高く、かつ単位面積当
たりの処理能力も高いフィルターエレメントは得られて
いないのが現状である。

【００１４】本発明は、従来技術のかかる問題点に鑑み
てなされたものであり、脱臭器、除湿、加湿器等の各種
空気調節機器、調湿材料、及び熱交換器等に好適に用い
られる、薄葉でセル密度が高く、脱臭・除湿効率、熱交
換率等の優れたフィルターエレメントを提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のフィルターエレ
メントは、空気中の粉塵、悪臭原因物質、その他各種汚
染物質を除去し、及び／又は空気中の水分を選択的に透
過させるフィルターエレメントであって、上記の課題を
解決するために、極性溶媒可溶性高分子材料１００重量
部に対して機能性無機材料が固形分比で２０〜５００重
量部混合されて得られる、連続気孔を有する多孔質膜又
は多孔質層からなり、前記連続気孔の平均孔径が３０μ
ｍ以下であるものとする。

【００１６】上記フィルターエレメントにおいて、機能
性無機材料としては、細孔を有する多孔質材料、粘土化
合物、触媒活性を有する材料、ケイ酸カルシウム、セピ
オライト、及び疎水性シリカからなる群から選択された
１種又は２種以上を使用することができる。

【００１７】また、極性溶媒可溶性高分子材料として
は、ポリウレタン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホ
ン、ポリアミド、及びポリエステルからなる群から選択
された１種又は２種以上を使用することができる。

【００１８】上記フィルターエレメントは、実質的に非
通気性であることが好ましい。また、厚さは１００μｍ
以下であることが好ましい。

【００１９】本発明のフィルターエレメントは、上記多
孔質膜又は多孔質層が、紙、不織布、織物、及び編地か
らなる群から選択されたシート状多孔質基材の少なくと
も一部に付設又は埋設されたものとすることもできる。
あるいは、上記多孔質膜又は多孔質層の片面に親水性無
孔質高分子膜が付設されたものとすることもできる。

【００２０】上記した本発明のフィルターエレメント
は、プリーツ、コルゲート、ハニカム等の形状に成形す
るのに適している。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の発明者は、従来の紙や有
孔フィルムからなるフィルターエレメントにおける上述
の問題点に鑑み、これを解決すべく研究を行う中で、機
能性無機材料を極性溶媒可溶性高分子材料内に高率で混
合すると、機能性無機材料が本来有する吸着性能や分解
性能などの機能が顕著に発現するだけでなく、高分子材
料単独で得られる気孔より更に小さく且つ微細な気孔が
形成されたシートが得られることに着目した。

【００２２】この観点から小気孔化による低通気性化、
薄葉化、そして、空気中の汚染物質や悪臭原因物質等の
吸着及び／又は分解性能の発現、水蒸気の選択的透過、
さらにセル密度の高いハニカムエレメント化について鋭
意検討した結果、極性溶媒可溶性高分子材料１００重量
部に対して機能性無機材料が固形分比で２０〜５００重
量部混合し、平均孔径が３０μｍ以下の連続気孔を形成
させた多孔質膜からなるフィルターエレメントとするこ
とにより、上記課題が解決できることを究明した。

【００２３】すなわち、本発明のフィルターエレメント
は、極性溶媒可溶性高分子材料に機能性無機材料を添
加、混合して、微細な気孔を形成させた多孔質膜又は多
孔質層からなるものであり、薄葉で、極めて低通気性又
は実質的に非通気性であり、機能性無機材料に基づく吸
着、分解などの諸機能を顕著に発現させることを可能に
したことを特徴とするものである。

【００２４】本発明で用いる機能性無機材料とは、活性
炭、ゼオライト、結晶性アルミノリン酸塩型モレキュラ
ーシーブ、シリカゲル、珪藻土、パリゴスカイト、セピ
オライトなどの粒子内に微孔を有する多孔質無機粒子
や、モンモリロナイト、ベントナイト、スメクタイト、
バーミキュライト、カネマイトなどの粘土化合物、酸化
チタン、マンガン酸化物などの触媒活性を有する粒子、
ゾノトライト族などの珪酸カルシウム、粒子表面が疎水
化されたシリカ等の、無機粉体などの微細短繊維状のウ
ィスカーを含む粒子状形態を有するものである。機能性
無機材料の粒度は特に限定されないが、タイラーメッシ
ュで３００メッシュパスが好ましい。

【００２５】また、本発明で用いる極性溶媒可溶性高分
子材料は、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒ
ドロフラン、ジオキサン、Ｎ−メチルピロリドンなどの
極性を有する溶媒に溶解するものであれば特に限定され
るものではなく、例えば、ポリウレタン系、ポリアクリ
レート、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系樹脂、
ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリフッ化ビニルな
どのビニル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスルホン系、
ポリエーテルスルホン系、フェノール系樹脂、ポリスチ
レン系、ポリアミド系、ポリエステル系、スチレンーブ
タジエン共重合体、アクリロニトリルーブタジエン共重
合体、又はこれらのフッ素誘導体、シリコーン誘導体な
どが用いられる。

【００２６】本発明のフィルターエレメントには、必要
に応じて他の添加物を使用することもできる。その例と
しては、黒鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウ
ム、チタン酸カリウム、炭酸カルシウム、タルク、シリ
カ、アルミナ、金属酸化物、短繊維状の鉱滓繊維、セラ
ミック繊維、ガラス繊維、炭素繊維、活性炭素繊維など
の無機繊維、シリコーン系、フルオロカーボン系、長鎖
脂肪酸塩系、長鎖アミン塩系などの撥水及び／又は撥油
剤、界面活性剤、金属塩類、銀系などの抗菌剤、防かび
剤などが挙げられる。

【００２７】上記した極性溶媒可溶性高分子材料に対す
る機能性無機材料との配合割合は、固形分比で極性溶媒
可溶性高分子材料１００重量部に対し機能性無機材料が
２０〜５００重量部であることが必要である。機能性無
機材料が２０重量部未満であると機能性無機材料の含有
率が小さ過ぎて、汚染物質の吸着、除去率が低下し、室
内の浄化が十分にできなくなる。一方、５００重量部を
越えると極性溶媒可溶性高分子材料の含有率が小さ過ぎ
て機械的強度が低下し、プリーツやコルゲートなどの加
工が難しくなる。

【００２８】上記極性溶媒可溶性高分子材料と機能性無
機材料の混合物から得られる本発明のフィルターエレメ
ントの厚さは特に限定されるものではないが、プリー
ツ、コルゲートなどの種々の形状に加工して、セル密度
の増加により、汚染物質等の吸着率や、熱交換率を向上
させようとする点からは１００μｍ以下が好ましく、よ
り好ましくは５０μｍ以下とする。

【００２９】本発明のフィルターエレメントは、上述し
た極性溶媒可溶性高分子材料と機能性無機材料との混合
物からなる多孔質膜又は多孔質層（以下、「多孔質膜／
層」とも表記する。）が、後述するシート状多孔性基材
及び／又は親水性無孔質高分子膜と一体化された複合フ
ィルターエレメントとすることもできる。

【００３０】シート状多孔性基材と一体化された複合フ
ィルターエレメントとは、上記多孔質膜／層が多孔質基
材の少なくとも一部に付設又は埋設されたものであり、
付設又は埋設は、多孔質基材の全域に行ってもよく、一
部に行ってもよく、また、片側の表面に付設してもよ
く、内部に付設してもよい。

【００３１】シート状多孔質基材は、多孔性を有するシ
ート状物であれば特に限定されるものではなく、例え
ば、天然又は合成のパルプ、ナイロン、ポリエステル、
ポリオレフィン、アラミドなどの有機繊維、ガラス質、
炭素質、アルミナ質及び／又はシリカ質などの無機繊維
で構成された紙、不織布、織布、編地等が用いられる。
より具体的な例を挙げれば、これらパルプ或いは各種の
繊維や粉体が含有された紙、短繊維を水中で分散し、ウ
ェブを形成する湿式法や、カード式、エアーレイ式、ス
パンボンド式、メルトブローン式など種々の乾式法で製
造した不織布や織布等である。

【００３２】多孔質基材の厚さ、目付、繊維の種類、及
び形状等は、特に限定されるものではないが、極性溶媒
可溶性高分子材料と機能性無機材料との混合物からなる
多孔質膜／層の、高湿度から低湿度への繰り返しの変化
の際に生じる伸縮や変形に対して機械的強度や寸法安定
性を高める点で、点状融着されたスパンボンド式ポリエ
ステル不織布、ポリプロピレン不織布や湿式のガラス繊
維及び／又は炭素繊維不織布等が好ましい。

【００３３】次に、親水化無孔質高分子膜と一体化した
複合フィルターエレメントとは、上述した極性溶媒可溶
性高分子材料と機能性無機材料との混合物からなる多孔
質膜又は多孔質層の少なくとも片面に、ポリウレタン
系、ポリエステル系などの親水化無孔質高分子膜を付設
したものである。本構成を有する対向流型熱交換器のラ
イナーにおいては、上記多孔質膜／層を処理空気側に配
置させることにより、処理空気中のアンモニア、硫化水
素、揮発性有機物質などの悪臭原因物質や汚染物質と水
分とを分離し、水分のみをライナーを通過させて給気層
へ移行させることが可能となる。

【００３４】さらに、本発明のフィルターエレメント
は、必要に応じて、上記した多孔質基材と親水化無孔質
高分子膜の双方を上記多孔質膜／層に、付設又は埋設し
た複合フィルターエレメントとすることもできる。

【００３５】本発明のフィルターエレメント（複合フィ
ルターエレメントを含む。以下、同様。）は極めて低通
気性又は実質的に非通気性であり、この目的のため、上
記多孔質膜／層の連続気孔の平均孔径は３０μｍ以下で
なければならない。平均孔径が３０μｍを超えると、紙
や不織布に匹敵する大きな気孔となるので、通気性が大
きくなり過ぎ、例えば対向流型熱交換器においては汚染
空気が循環し、室内空気の浄化能力が低下する。なお、
上記平均孔径は、フィルターエレメントの縦断面のＳＥ
Ｍ画像を画像解析して、二値化処理し、円相当径として
算出した値の数平均値で表したものである。また、「実
質的に非通気性」とは、ＪＩＳＬ１０９６フラジー
ル法に準拠して測定した通気度が５（ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ
ｅｃ）以下であることを言うものとする。

【００３６】本発明のフィルターエレメントは種々の形
状に加工することができる。特に、厚さ１００μｍ以下
の薄葉状に形成することが可能であるので、例えばコル
ゲータなどを用いてハニカムエレメントを形成する場合
において、山高（図１におけるｈ）が１．２ｍｍ以下、
ピッチ（図１におけるｐ）が２．５ｍｍ以下という極め
て小さいセルが形成でき、よってセル密度の非常に高い
ハニカムエレメントを得ることができる。すなわち単位
体積当たりのエレメントの表面積を大きくすることがで
き、低圧力損失で、悪臭原因物質や各種汚染物質、又は
水分等の除去効率や熱交換効率の優れたフィルターエレ
メントを得ることができる。

【００３７】本発明のフィルターエレメントは、極性溶
媒に溶解された高分子材料と機能性無機材料とを混合
し、得られた混合スラリーをポリエステルフィルムなど
の無孔シート基材上にコーティングし、湿式凝固法によ
り多孔質膜を形成し、乾燥後、得られた膜の剥離を行う
ことにより製造することができる。

【００３８】また、複合フィルターエレメントは、上記
により得られた多孔質膜を不織布や織布等の多孔質基材
シート、及び／又は親水化無孔質高分子膜とラミネート
することにより得られる。または、上記により得られた
多孔質膜上に樹脂等を塗布して親水化無孔質高分子膜を
形成させることによって得られる。あるいは、基材シー
トとしての紙や不織布、織布等に上記スラリーを塗布
し、及び／又は含浸させ、湿式凝固法によりこのシート
状多孔質基材の表面や内部に多孔質層を形成させ、乾燥
することにより製造される。

【００３９】

【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。

【００４０】［実施例１］Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ドに溶解されたポリウレタン（東レコーテックス（株）
製、Ｕ６２６０）と３００メッシュパスの活性炭粒子
（武田薬品工業（株）製、Ｅ８０Ｓ）を、固形分比で前
者１００重量部に対して後者を１００重量部の割合で配
合して混合スラリーを調製した。この混合スラリーをポ
リエステルフィルム上にコーティングした後、湿式凝固
法に基づき多孔質膜を形成し、乾燥後、ポリエステルフ
ィルムから多孔質膜を剥離して、平均孔径１２μｍ、厚
さ５０μｍのフィルターエレメントを得た。

【００４１】得られたフィルターエレメントを、ピッチ
２ｍｍ、山高１ｍｍの形状のコルゲーターで波付けし、
同一組成のライナーにエポキシ系接着剤により接着して
一体化し、さらにこれを積層し、脱臭機器に使用される
ハニカムエレメントを得た。

【００４２】［実施例２］Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ドに溶解されたポリウレタン（東レコーテックス（株）
製、Ｕ７２０４Ｄ）と疎水性シリカ（日本アエロジル
（株）製、Ｒ９７４）とを、固形分比で前者１００重量
部に対して後者を３０重量部の割合で混合して混合スラ
リーを調整した。この混合スラリーを、湿式法で製造さ
れた目付２０ｇ／ｍ^２のガラス繊維不織布上に固形分で
５０ｇ／ｍ^２塗布し、湿式凝固法に基づき多孔質層を形
成した後、水洗、乾燥した。得られた多孔質層の平均孔
径は０．３μｍであった。さらに、この多孔質層面にポ
リウレタンを固形分で２０ｇ／ｍ^２塗布し、乾燥して、
親水性無孔質ポリウレタン膜を形成し、複合フィルター
エレメントを得た。

【００４３】得られた複合フィルターエレメントを、ピ
ッチ２．５ｍｍ、山高１．５ｍｍの形状のコルゲーター
で波付けし、同一組成のライナーにガラス繊維不織布面
が排気層に接するようにしてエポキシ系接着剤により接
着して一体化し、さらにこれを積層し、全熱交換機器に
使用されるハニカムエレメントを得た。

【００４４】［実施例３］Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ドに溶解されたポリエーテルスルホン（ＩＣＩ製、４８
００Ｐ）と３００メッシュパスの活性炭粒子（武田薬品
工業（株）製、Ｅ８０Ｓ）とゼオライト粒子（水澤化学
（株）製、４ＡＰ）の混合物（活性炭粒子７０重量部に
対しゼオライト粒子３０重量部）とを、固形分比で前者
１００重量部に対して後者を１００重量部の割合で配合
して混合スラリーを調製した。この混合スラリーをポリ
エステルフィルム上にコーティングして、湿式凝固法に
基づき多孔質膜を形成した後、水洗し、乾燥して、平均
孔径２μｍ、厚さ１００μｍのフィルターエレメントを
得た。

【００４５】得られたフィルターエレメントを、ピッチ
２．５ｍｍ、山高１．５ｍｍの形状のコルゲーターで波
付けし、同一組成のライナーにエポキシ系接着剤により
接着し、一体化して、これを積層し、除湿機器に使用さ
れるハニカムエレメントを得た。

【００４６】［比較例１］天然パルプ（ニードルブリー
チクラフトパルプ（ＮＢＫＰ））１００重量部に対し、
実施例１で使用した活性炭粒子（武田薬品工業（株）
製、Ｅ８０Ｓ）１００重量部を水中で混合、分散してス
ラリーを調製し、次にポリアクリルアミド系高分子凝集
剤を上記スラリー固形分１００重量部に対し０．２重量
部添加し、天然パルプと活性炭粒子のフロックを形成さ
せた。得られたフロックを角形抄紙機に投入し、脱水、
乾燥して、平均孔径５２μｍ、厚さ２５０μｍの、脱臭
機器に使用される活性炭紙製フィルターエレメントを得
た。

【００４７】得られたフィルターエレメントを、ピッチ
５ｍｍ、山高３ｍｍの形状のコルゲーターで波付けし、
同一組成のライナーにエポキシ系接着剤により接着し、
一体化して、これを積層し、ハニカムエレメントを得
た。

【００４８】なお、このフィルターエレメントにつき、
実施例１，２と同一形状のコルゲーターで波付けを試み
たが、波付けできなかった。

【００４９】［比較例２］実施例１と同一の材料、配合
比で調製された混合スラリーをポリエステルフィルム上
にコーティングした後、湿式凝固を行わず、乾式法に基
づき膜を形成し、乾燥後、ポリエステルフィルムからコ
ーティング層を剥離して、無孔で厚さ５０μｍの、脱臭
器に使用されるフィルターエレメントを得た。

【００５０】上記実施例１，２，３及び比較例１，２で
得られたフィルターエレメントの諸物性を以下の方法に
より測定した。その結果を、セル密度と共に表１に示
す。なお、表中無記入の欄はそのフィルターエレメント
の目的に対し必須の物性ではないため、測定しなかった
ことを示す。また、セル密度はセルの高さとピッチから
算出した。

【００５１】［通気度］ＪＩＳＬ１０９６フラジー
ル法に準拠して測定した；［透湿度］ＪＩＳＬ１０９９（Ａ−１法）に準拠して
測定した；［吸着率］トルエン濃度が２００ｐｐｍになるように調
整された１０００ｃｃの容器内に、１０ｃｍ角に裁断さ
れた実施例１，３と比較例１，２の試料を個々に封入し
た。次に、上記試料の封入前と封入１時間後の容器内の
トルエン濃度を検知管により測定し、下式により吸着率
を算出した；

【００５２】

【式１】［寸法変化率］ＪＩＳＬ１９０９に準拠し、試料を常
温の水中に２４時間浸漬し、浸漬前後の寸法を測定し、
変化率を求めた。

【００５３】

【表１】

【００５４】表１に示されたように、比較例１の活性炭
粒子が混合された紙は、厚さ、孔径、及び通気性がいず
れも大きいので、平板状で測定された吸着率は良好であ
ったが、ハニカムエレメントにおけるセル密度が低いた
め、単位体積当たりの吸着率は劣っている。また、水に
よる伸縮（寸法変化率）が大きく、寸法安定性に劣るこ
とが分かる。

【００５５】比較例２のものは実施例１と同一組成であ
るが、吸着率が非常に劣っていた。これは、多孔質構造
でないため、活性炭粒子の細孔がポリウレタンによって
塞がれていることによると考えられる。

【００５６】これに対し、実施例１〜３のものは、実質
的に非通気性であり、また、厚さが薄いことから小さな
波形の成形ができ、いずれもセル密度の高いハニカムエ
レメントの形成が可能となっている。従って、単位体積
当たりの吸着率や熱交換率が優れたものとなる。

【００５７】また、実施例１，３のものは高い吸着率を
示している。これらは多孔質構造であり、活性炭粒子な
どの細孔を塞ぐことが少ないためと考えられる。

【００５８】さらに、ガラス繊維不織布及び親水性無孔
質高分子膜が積層された実施例２の複合フィルターエレ
メントは、水に対する寸法安定性に優れ、従って乾湿の
繰り返しにおいてもエレメントの変形が小さく、かつ優
れた透湿性を有する。そのため、全熱交換機器に使用し
た場合に、排気に含まれる悪臭物質と水分はいったん多
孔質層に吸着され、水分のみが親水性無孔質ポリウレタ
ン層を透過し、よって熱と水分だけを給気層に供給でき
る。

【００５９】

【発明の効果】本発明のフィルターエレメントは、従来
の紙や有孔フィルムからなるものと異なり、極めて低通
気性又は実質的に非通気性であり、機能性無機材料を高
率で配合でき、しかも薄葉化が可能である。従って、空
気中の煙草の煙等の粉塵を透過させず、単位面積当たり
の悪臭原因物質や水分等の吸着や分解能に優れるのみな
らず、例えばハニカムエレメント等を形成した場合に、
セルを小さくすることによりセル密度をより大きくする
ことができる。従って、単位体積当たりの脱臭・除湿効
率、熱交換率等を、従来と比較して格段に向上させるこ
とができる。

【００６０】特に、請求項７のものは、実質的に非通気
性であり、水分のみを透過させることができるので、全
熱交換機器や加湿器のフィルターエレメントとして好適
に用いられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィルターエレメントの一形態（フルート）を
示す模式端面図である。

【図２】フィルターエレメントの他の形態（ハニカム）
を示す部分拡大斜視図である。

【図３】フィルターエレメントの他の形態（対向流型）
を示す部分拡大斜視図である。

【符号の説明】

１……フルート２……ライナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 39/16 Ｂ０１Ｄ 39/16 Ｃ４Ｇ０６６Ｄ 53/04 53/04 Ａ 53/26 １０１ 53/26 １０１Ａ 53/86 Ｂ０１Ｊ 20/12 ＣＢ０１Ｊ 20/12 Ｂ０１Ｄ 53/36 ＨＦターム(参考） 4C080 AA07 AA09 BB02 BB05 CC01 HH05 JJ06 KK08 LL10 MM05 MM06 NN22 NN28 QQ03 4D012 CA09 CA10 CB01 CB02 CG03 CH05 4D019 AA01 BA05 BA07 BA13 BB02 BB03 BB05 BC05 BC07 BD01 CA01 CA02 CB03 4D048 AA22 AB03 CC40 CC41 4D052 AA08 CA02 HA18 HA19 4G066 AA17B AA30B AA63B AC23C AC24C AC26C AC31C BA07 BA23 CA02 CA43 DA03 FA25 FA37

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気中の粉塵、悪臭原因物質、その他各種
汚染物質を除去し、及び／又は空気中の水分を選択的に
透過させるフィルターエレメントであって、極性溶媒可溶性高分子材料１００重量部に対して機能性
無機材料が固形分比で２０〜５００重量部混合されて得
られる、連続気孔を有する多孔質膜又は多孔質層からな
り、前記連続気孔の平均孔径が３０μｍ以下であることを特
徴とするフィルターエレメント。
【請求項２】前記機能性無機材料が、細孔を有する多孔
質材料、粘土化合物、触媒活性を有する材料、ケイ酸カ
ルシウム、セピオライト、及び疎水性シリカからなる群
から選択された１種又は２種以上であることを特徴とす
る、特許項１に記載のフィルターエレメント。
【請求項３】前記極性溶媒可溶性高分子材料が、ポリウ
レタン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリア
ミド、及びポリエステルからなる群から選択された１種
又は２種以上であることを特徴とする、請求項１又は２
に記載のフィルターエレメント。
【請求項４】実質的に非通気性であることを特徴とす
る、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルターエ
レメント。
【請求項５】厚さが１００μｍ以下であることを特徴と
する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルター
エレメント。
【請求項６】前記多孔質膜又は多孔質層が、紙、不織
布、織物、及び編地からなる群から選択されたシート状
多孔質基材の少なくとも一部に付設又は埋設されたこと
を特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフ
ィルターエレメント。
【請求項７】前記多孔質膜又は多孔質層の片面に親水性
無孔質高分子膜が付設されたことを特徴とする、請求項
１〜６のいずれか１項に記載のフィルターエレメント。
【請求項８】プリーツ、コルゲート又はハニカムのいず
れかの形状に成形されたことを特徴とする、請求項１〜
７のいずれか１項に記載のフィルターエレメント。