JP2017501033A - 濾過剤、濾過処理部材および濾過処理装置 - Google Patents

Abstract

自動車の車内における空気を濾過処理するための濾過剤（１’）であって、粒子状物質を濾過残留物として濾し取るために第１の濾過層（２）と、抗微生物性の素材および抗アレルゲン性の素材を含む第２の濾過層（３）とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、濾過剤、濾過処理部材および濾過処理装置と関係し、より具体的には、自動車の乗員室や客室に入って来る空気を浄化するために自動車の乗員室や客室に用いられる空調用フィルターおよび空調用濾過処理装置と関係する。

濾過剤により形成される濾過処理用部材は、特に、自動車の乗員室や客室に供給される空気流の空調フィルタリングなどのようなガス状の被濾過媒質の濾過処理のために役立てられる。本発明は、任意のタイプの濾過処理用部材に適用可能ではあるが、本発明および本明細書記載の課題解決手段は、自動車の乗員室や客室の空気を濾過処理するための濾過剤や濾過処理用部材に関して以下のように後述される。以下の記述においては、そのような濾過処理用部材を意味する簡潔な表現として、「車内空調フィルター」という用語を用いる。

特に大都市圏においてますます悪化する大気汚染に起因して、空調装置の利用との関連において、適切な濾過処理部材の働きによって外部から自動車の乗員室や客室の中に供給され、空調処理がされる空気を濾過処理することが望ましく、さらにはそのような濾過処理が必要となる場合もある。この目的のために、例えば、粒子フィルターや臭気フィルター、さらには代替的にこれらを組み合わせたフィルターを用いることが考えられ、これらのフィルターは、空気中に含まれる粒子と共に外気中にもともと含まれていた臭気を濾過処理によって取り除いたり、外気中に含まれている物質を可能な限り吸収したりするように構成される。自動車の乗員室や客室にける空気の濾過処理のために用いられるそのような濾過処理部材は複数の実施形態や変形実施例において一般に公知な部材であり、そのような濾過処理部材の具体的構成と機能は、以下の記述において簡潔にのみ述べられる。

本発明の実施のために採用される濾過剤は、上記物質に加えて、空気中の汚染物質を除去するようにも意図されており、そのような汚染物質には、埃や炭素含有粒子状物質に加え、花粉、微生物や真菌胞子、細菌やカビなどが含まれる。微生物によって生成される一部の代謝産物は、人体あるいはその免疫系によってアレルギー原因物質となることが知られている。特にそれらは、例えば、呼吸器系、眼あるいは鼻などの粘膜の領域においてアレルギー反応を引き起こし得る。そこで、本発明によって得ようとする望ましい構成としては、粒子状物質や人体にとって有害となり得る物質を含む可能な限り広範な物質を濾過剤によって濾し取る構成である。

以下の特許文献１は、例えば、殺菌作用を有する濾過剤について開示しており、特に、自動車の乗員室や客室における空気を濾過処理するために用いられ、不純物を濾過して取り除く少なくとも一つの第１フィルター層と、第１フィルター層の下流側に位置し、殺菌作用を有する第２フィルター層から構成され、当該第２フィルター層は、当該少なくとも一つの第１フィルター層の汚れていない面の側に配置され、当該第２フィルター層は、離間層によって当該少なくとも一つの第１フィルター層から離間させられている。

以下の特許文献２は、抗菌作用を有する濾過剤について開示しており、特に、自動車の乗員室や客室における空気を濾過処理するために用いられ、不純物を濾過して取り除く少なくとも一つの第１フィルター層と、当該第１フィルター層に隣接して設けられる第２フィルター層によって構成される。当該第２フィルター層は、当該第１フィルター層の空気流入側に取り付けられ、抗菌作用を有する素材を含んでいる。

上述した背景技術における問題点に鑑み、本発明は、機能が改善された濾過剤、濾過処理部材および機能が改善された濾過処理装置を提供することを目的とする。

欧州特許出願公開第１ ８８２ ５１１号明細書 国際公開第２０１２／１６８１８５号

従って、抗菌素材および抗アレルゲン性の素材に加え、粒子状物質を濾過残留物として濾し取るために第１の濾過層を含む濾過剤が提案される。好適には、濾過剤を構成する第２の濾過層は抗菌素材および抗アレルゲン性の素材を含む。

技術的に優れている点として、第２の濾過層が抗菌素材および抗アレルゲン性の素材を含むので、抗菌素材は、抗アレルゲン性の素材が特に菌類によって代謝されたり分解されたりするのを防ぐことができる。このような構成は、ポリフェノールの形態を有する抗アレルゲン性の素材には特に有効である。

第２の濾過層は支持材（特に繊維材）を含むことができ、そのような繊維材としては、例えば、織らずに撚り合わされた布、織られた布、フェルト状の布、スパンボンド式不織布あるいは溶融射出成型素材などが含まれ、このような繊維材は、抗菌素材および抗アレルゲン性の素材を構成し、または、このような繊維材に対して、（例えば、スプレーによって表面上に吹き付けられることによって）抗菌素材および抗アレルゲン性の素材が塗布されまたは混入される。特に、第２の濾過層は、そのような繊維材により形成される単一の連続層とすることができる。

本発明に係る濾過剤は、特に、自動車の乗員室や客室における空気の濾過のために形成される。しかしながら本発明に係る濾過剤を利用可能なさらなる適用分野としては、ビル用の空調装置の中での利用を考えることができる。

抗微生物的性質を有する（中でも特に、抗菌性または殺菌性の）素材は、濾過剤またはその一部または当該濾過剤を構成する層を保護することで、（特に、日常生活の空間に存在し得るカビ、カビの胞子、バクテリアあるいは藻類などが再生したり増殖したりすることで）菌類または真菌胞子のような微生物が繁殖しないようにする（例えば、そのような微生物が繁殖しながら拡散していったり、成長しながら濾過剤の内部に浸潤してゆくことがないようにする）。

例えば、非常に細かい花粉の粒子およびその他のアレルゲン性の粒子状物質反は、必ずしも濾過剤によって完全に濾し取ることができるとは限らないが、上述したアレルゲン性の素材は、これらのアレルゲン性物質を人体または免疫系にとって（少なくとも部分的には）無害なものにすることができる。これにより、車内の快適性を向上させる結果となる。

抗菌素材として、特に、亜鉛ピリチオンを使用することも可能である。代替的に、または追加的に、抗菌素材として、オクチル・イソ・チアゾリノンは抗菌材料として使用することも可能である。第２の濾過層は、銀の微細繊維に基づいて形成された抗菌材料をさらに含んでいてもよい。第２の濾過層は、抗菌性の金属および抗菌性の金属化合物を含むことができ、これらの金属は特に、銀、銅およびアルミニウム化合物および／または２臭素−２−ニトロプロパン−１および３ジオールを含み、さらには、イソ・チアゾリノン化合物、安息香酸およびその誘導体、ベンズアルコニウム・ハロゲン化物、水溶性のコエンザイム、油溶性のコエンザイム、植物抽出エキス、抗生物質、殺菌性の金属、脂肪族および／または芳香族の脂肪酸および／または抗微生物性の素材としての第４界面活性剤を含む。

抗アレルゲン性の素材としては、特に、カテキン、タンニンあるいはフラボノイドのようなポリフェノール素材などが考えられる。抗アレルゲン性の素材としては、特に、コーヒー酸、没食子酸、エラグ酸、タンニン酸、シアニジン、プロシアニジン、プロアントシアニジン、ルチン、ケルセチン、レスベラトロールなどを使用することができる。抗アレルゲン性の素材としては、さらにポリフェノール（例えばタンニン、タンニン酸）なども使用できるが、特に、樹木（例えば木樹皮）から抽出された物質、林檎からの抽出物あるいは柑橘系の果実からの抽出物が考えられる。好ましいことに、ポリフェノールは、アレルギー効果を弱めることができるように、アレルゲン性の物質を補足する性質を持つ。例えば、アレルギー原因物質が本来有していた性質は、ポリフェノールによって奪われる。
抗アレルゲン性の素材はさらに抗アレルゲン性の酵素を含むようにしてもよい。好ましいことに、抗アレルゲン性の酵素は、アレルゲン性タンパク質の鎖状構造を開裂し、よりも小さい無害な構成成分へと分解することができる。一般的には、濾過剤中のポリフェノールの分量は３〜１５ｇ／ｍ^２とすることが可能であり、（特に、第２の濾過層内において）好適には、５〜１０ｇ／ｍ^２とすべきである。

特に、濾過剤は、（好適には、第２の濾過層内において）以下の表１および表２に列挙された素材のうちの１つあるいは幾つかのものを含んでいてもよく、さらには、これらの素材の任意の組み合わせを含んでいてもよい。

表１および表２は、第２の濾過層へ導入された素材の分量の定義の仕方において異なり、すなわち、（各々のケースにおいて第２の濾過層を基準として）一方は表面積当たりの重量によって分量を定義しているが、他方では重量パーセントによって分量を定義している。

本発明に係る濾過剤はそれ自身が多層構造となりえる。例えば、活性炭を含む粒子フィルタリング用の濾過層や活性炭を含む臭気フィルタリング用の濾過層および／または抗アレルゲン性を有する濾過層は、空気の流れが濾過剤内部を通過する順序に従って見た場合、抗微生物性を有する濾過層の下流に配置されるようにしてもよい。代替的に、抗微生物性を有する濾過層の下流において、臭気フィルタリング用の濾過層がまず配置され、続いて、粒子フィルタリング用の濾過層が配置されるようにしてもよい。この文脈では、上記のような複数の濾過層の配置順序として、任意の種類の配置順序を考えることができる。例えば、複数の濾過層の配置順序として、以下のような配置順序を提供することも可能である。すなわち、まず抗微生物性を有する濾過層、続いて、抗アレルゲン性を有する濾過層、臭気フィルタリング用の濾過層および粒子フィルタリング用の層、の順番である。

本発明の実施に使用可能な活性炭は、例えば、木材または石炭から得ることができ、ポリマー材に基づいて生成されるか、タールに基づいて生成されるか、またはココナッツ・シェルに基づいて生成されることが可能である。一実施形態では、活性炭用の基本素材として、ポリマー材から作られるイオン交換球体が使用され、このようなポリマー材は例えば合成樹脂であってもよく、中でも特に、ジビニル・ベンゼンで交差結合されたポリスチレンであってもよい。

特に、他の活性炭と比較して吸水性能が最小となる活性炭は、疎水性を有すると理解される。好適には、大気の相対的な湿度が５０％である場合において、特に、等温線の吸着分岐点から見て、質量パーセントで１０％より小さい吸水性能を持っている活性炭が使用される。特に、この吸水性能は質量パーセントで５％よりも小さくなることが好ましい。

一の実施形態では、活性炭のＢＥＴ表面積は６００ｍ^２／ｇよりも大きくてもよく、好適には、８００ｍ^２／ｇよりも大きくてもよい（この場合、ＢＥＴ表面積は、２００３年５月発行の標準規格ＤＩＮ ＩＳＯ ９２７７に従って測定するのが好ましい）。このように、小さい空間内でも所望の吸着性能を保証することができる。

一の実施形態では、（例えば、粒状、球状または他の形態を持つ）粒子状物質の形態を有する活性炭は、流し込まれるか又は注入される形で供給される。上述した活性炭の粒子は、０．１ｍｍ〜１ｍｍの活性炭粒子サイズ（平均粒径）を備えていることが好ましく、さらに好適には０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの粒子サイズを備えていることが好ましく、例えば、粒状の活性炭または球状の活性炭の形態で存在することができる。

例えば、表面に無数の細孔が開いた発泡体に活性炭粒子を注入した濾過層は吸着フィルター層として使用することができる。例えば、網目状構造に形成された発泡体（例えば、ポリウレタン、ポリウレタン・エーテルあるいはポリウレタン・エステルのような塑性材料を素材とする）が使用される。好適には、上述した発泡体の細孔密度は、２０〜５０ｐｐｉ（１インチあたりの細孔の個数）あるいは０．５〜２ｐｐｍ（１ミリメートルあたりの細孔の個数）となる。上述した細孔密度の測定は相対的な光学的手法によって行なわれ、顕微鏡で観察した際に、完全な形で形成された細孔は「標準的な細孔」として定義され、発泡体の区域を横切る形で既に存在する細孔は上記の細孔と比較され計数される。標準的な細孔と比較され完全な形では形成されていない細孔は、相対比率に従ってのみ計数される。

好適には、活性炭の粒子はこの発泡体へと注入され、当該発泡体の内部に固着されるのが好ましい。この文脈において、活性炭の粒子は、接着剤（例えば、２種類の含有成分を含み、ポリウレタンを基剤とする接着剤）によって発泡体の内部に固着されるのが好ましい。これは、例えば、以下のようにして達成することができる。まず最初に、接着剤が発泡体の中に染み込ませられ、続いて、接着剤が乾くか固化する前に、発泡体を振動させる操作を加えることで活性炭の粒子を内部へと注入させてゆく。この文脈において、２種類の成分を含有する接着剤、溶融接着剤あるいは水性の接着剤を使用することができる。

一の実施形態では、活性炭の粒子を固着しながら充填することで形成された層は吸着フィルター層として使用される。この活性炭粒子の充填層は、単一層構造または多層構造を有する構成として実現することができる。上記のように活性炭の粒子を固着し充填して成る層は、支持層が設けられ、当該支持層の上に活性炭の粒子を固化させて成る層が固着される構造として理解される。例えば、プラスチック製のメッシュ材あるいは（例えば、粒子フィルタリング用濾過剤のような）平坦な素材の層を支持層として使用することができる。好適な一実施形態では、支持層はスパンボンド式のポリエステル繊維あるいは溶融吹き出し成型されたポリエステル繊維から成る不織布であり、繊維として、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）繊維あるいはＰＢＴ（ポリブチレン・テレフタレート）繊維を使用してもよい。不織布の単位表面積当たりの重量は、２５〜１２０ｇ／ｍ^２とすることが可能であり、好適には５０〜１００ｇ／ｍ^２とするのが好ましく、特に好適には、６０〜９０ｇ／ｍ^２とするのがさらに好ましく、２００パスカルの圧力差の下では、通気性の度合いは３０００ｌ／ｍ^２ｓよりも大きくしてもよく、好適には４０００ｌ／ｍ^２ｓより大きくするのが好ましい。特に、通気性の度合いは、国際標準規格ＩＳＯ ９３４７に従って測定されてもよい。活性炭の粒子を固化させて成る層（以下、固化層と呼ぶ）は支持層上に適用され、支持層上に設けた薄い粘着性層によって支持層の上に固着される。これは例えば支持層上に適用された接着剤の複数のドットの形で実現され、または糸状に引き伸ばされた接着剤の網目を支持層と固化層との間に適用することによって実現され、または活性炭粒子の注入および／または固化層の表面上への適用の間に接着剤を固化層内部に適用することで実現される。

支持層上において、固化層は１００〜１２００ｇ／ｍ^２に等しい量の活性炭粒子を含み、さらに好適には、使用される活性炭粒子の量は２００〜６００ｇ／ｍ^２に等しい。支持層を備え、活性炭粒子が固着され充填された層および固化層における通気性の度合いは、８００〜１３００ｌ／ｍ^２ｓの数値範囲内であることが好ましく、その中でも特に９００〜１２００ｌ／ｍ^２ｓの数値範囲内の値であることがさらに好ましく、また、単位表面積当たりの重量は、３５０〜９５０ｇ／ｍ^２の数値範囲内であることが好ましく、その中でも特に４５０〜７５０ｇ／ｍ^２の数値範囲内であることがさらに好ましく、層の厚みは１ｍｍ〜６ｍｍの数値範囲内であることが好ましい。

このようにして、固着され充填された活性炭粒子から成る安定的で濾過処理効率の良い層は、容易に加工処理することができ、自動加工処理により多層構造の準完成品へと組み付けるために供給可能となる。

一の実施形態では、吸着フィルター層あるいは吸着体構造は、固着され充填された活性炭粒子から成る幾つかの層によって成る階層状の構造を含む。例えば、固着され充填された活性炭粒子から成る第１の層は、活性炭が配置される面（活性炭配置面）の上に配置することが可能であり、固着され充填された活性炭粒子から成る第２の層の活性炭配置面上に接着剤で接合することができる。このように、２つの支持層すなわち２つの被覆層を備え、その間に挟み込むように固化層を設けた準完成品を形成することができる。さらに、濾過処理性能を向上させるために、複数のそのような準完成品を相互に積み重ねた積層構造を作ることができ、例えば、２個〜１０個の準完成品を積層させてもよく、さらに好適には３個〜７個の準完成品を積層させてもよい。代替的に、または上述した実施形態と組み合わせる形で、さらに、支持層のうち活性炭粒子が固着され充填された第１の層が、活性炭粒子が固着され充填された第２の層の上に配置される構成もまた考えられる。続いて、このような構成は、活性炭粒子が固着され充填された層を上下反転した層すなわち被覆層により完成する。例えば、活性炭粒子が固着され充填された層を上下に４層分〜２０層分だけ積み重ねることができる。

さらに別の実施形態では、本発明に係る濾過剤は、抗微生物性の素材を含む第２の濾過層と抗アレルゲン性の素材を含む第３の濾過層を備えている。

さらに別の実施形態では、第１の濾過層は、第２の濾過層と第３の濾過層の間に挟み込まれるように配置される。

さらに別の実施形態では、第２の濾過層および／または第３の濾過層は、第１の濾過層と直に隣接している。

さらに別の実施形態では、第１の濾過層は、抗微生物性の素材および抗アレルゲン性の素材を備え、または第１の濾過層は、抗微生物性の素材を備え、第２の濾過層は、抗アレルゲン性の素材を備え、または第１の濾過層は、抗アレルゲン性の素材を備え、第２の濾過層は、抗微生物性の素材を備えるようにしてもよい。

さらに別の実施形態では、第１の濾過層、第２の濾過層、第３の濾過層および／またはさらに別の追加的な濾過層は、きめの細かい濾過層として具現化されてもよく、特に、粒径が１０μｍ以上の粒子、好適には、粒径が２．５μｍ以上の粒子を濾し取るためのきめの細かさを有する濾過層として具現化される。

そのような濾過剤は、自動車の乗員室や客室の空調フィルターとして使用するのに適している。この文脈において、濾過剤は、表面積を増加させるために、折り畳まれ、または平面形状から波形状へと変形される。幾つかの変形実施例に係る構成では、折り畳まれ又は断面が波形状となるように変形された濾過剤は、一方の側端部において不織布でできた縁取り用の厚帯が取り付けられ、またはプラスチック製の枠体に嵌め込まれる。このように、折り畳まれ又は断面が波形状となるように変形された濾過剤は、一方の側端部（濾過剤表面の少なくとも片方の外縁部）において特に不織布でできた縁取り用の厚帯が取り付けられるが、上述した濾過剤表面の少なくとも片方の外縁部とは、折り畳まれ又は波形状に変形された濾過剤におけるジグザグ形状または波形の断面形状を示す側端部である。

自動車の乗員室や客室の空調用に上述した濾過剤を備えるフィルターは、濾過処理モジュール内に取り付けられる交換可能な濾過処理部品として使用可能であり、特に、上述した濾過処理モジュールは、自動車用の車内空調装置を構成するフィルター・モジュール等であり、当該フィルター・モジュールは、濾過剤を収容する収容空間を成すフィルター筐体部分を備えている。

本明細書中に具体的に明示されてはいないが、本発明を実施するためのさらに別の実施形態は、本発明の幾つかの実施形態に関連して上記記述または以下の記述において開示される複数の技術的特徴または方法ステップを組み合わせて成る構成をさらに備えていてもよい。この文脈において、当該技術分野における当業者は、本発明に係る濾過剤、濾過処理部品または濾過処理装置の該当する基本的構成形態に対する改良もしくは補足として個々の技術的側面を追加することも可能である。
本発明のさらに追加の構成は、従属請求項または本発明に関して後述する幾つかの実施形態に対応する発明特定事項である。以下の記述においては、本明細書に添付した図面を参照しながら本明細書記載の幾つかの実施形態の助けを借りて本発明のより詳細な技術内容が説明される。

以下において概略を説明する複数の添付図面において、そうではないと明示されない限りにおいては、同一の機能または同一の構成要素に対しては、同一の参照符号が付されるものとする。

本発明の一実施形態に係る濾過剤の構成を図式的に示す図である。 本発明の幾つかの実施形態に従い、吸着体となる素材を加えられた濾過剤の構成を図式的に示す図である。 本発明の幾つかの実施形態に従い、吸着体となる素材を加えられた濾過剤の構成を図式的に示す図である。 本発明の幾つかの実施形態に従い、吸着体となる素材を加えられた濾過剤の構成を図式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る濾過処理部品の構成を図式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る濾過処理装置の構成を図式的に示す図である。

図１は、濾過剤１の構成として実現可能な例示的な構成を示し、図１に示す濾過剤１は、粒子状物質の濾過処理のための第１の濾過層２と、抗微生物性を有する第２の濾過層３と、抗アレルゲン性を有する第３の濾過層４とを備えている。上述した濾過層２、３および４は、原則として、任意の配列順序に従って配置することが可能であり、そのような配置は、図１に直接的に示される実施形態の変形例として実施可能である。空気の流れは、濾過剤１の面方向に対して垂直な方向に濾過剤１を通過する。この文脈において、濾過すべき空気が流れる方向は所望の方向となるように選択される。上述した濾過層２、３および４の中の一つの濾過層は、他の濾過層を支持するための支持層として機能することが可能である。

濾過層２、３および４の各々は、例えば、繊維製の素材を備え、そのような繊維製の素材には、織らずに撚り合わされた布、織布、フェルト状の布、スパンボンド式の不織布（例えば、単位表面積当たりの重量が４０〜７０ｇ／ｍ^２のもの）で作られた素材または溶融吹き出し成型処理により作られた素材などが含まれる。濾過層２、３および４から成る三層構造は、繊維素材でできた単一の連続層として形成されることが可能である。この場合、上述した三枚の濾過層の配列順序は、以下の事実から結果としてそのような積層順序になっているというだけである。すなわち、単一の連続層を構成する第１の領域２が粒子状物質の濾過用に供され、第２の領域３が抗微生物性の素材を含んでおり、第３の領域４が抗アレルゲン性の素材を含んでいる。空気が流れる方向に沿って見た場合、上述した三つの領域２、３および４は、互いに前後に並ぶように配列されることが可能である。代替的に、複数の濾過層は、それぞれが繊維素材でできた複数の別々の層として形成されることが可能であり、特にそれらの層は、接着剤によって相互に接合される。さらに、第１の濾過層２は、粒子状物質を濾し取る機能を有し、第２の濾過層３は、抗微生物性の素材を含み、第３の濾過層４は、抗アレルゲン性の素材を含んでいる。本発明に係る濾過剤を構成する複数の領域と複数の層に関する上述した説明は、本明細書に添付された図面に直接示される全ての実施形態に対しても同様に当てはまる。

さらに別の実施形態では、濾過層４は設けられず、２つの濾過層２および３が独立した濾過剤１’を形成することが可能であり、濾過剤１’は、粒子状物質を濾し取るための濾過層２と、抗アレルゲン性の素材および抗微生物性の素材を含む濾過層３を備えている。例えば、第１の濾過層２と第２の濾過層３との間には、活性炭を含む吸着フィルターの層５が設けられていてもよい。空気の流れる方向に沿って見た場合、第２の濾過層３は、第１の濾過層２から見て空気が流入する側に配置されるようにしてもよく、空気が流出する側に配置されるようにしてもよい。

代替的には、濾過層２は、粒子状物質を濾し取る機能を有するのに加えて抗アレルゲン性の素材を含んでいてもよく、さらに、濾過層３は、抗微生物性の素材を含んでいてもよい。さらに別の変形実施例では、濾過層２は、粒子状物質を濾し取る機能を有するのに加えて抗微生物性の素材を含んでいてもよく、さらに、濾過層３は、抗アレルゲン性の素材を含んでいてもよい。

さらに別の実施形態では、濾過剤１”は、濾過層２のみを備え、濾過層２は、抗アレルゲン性の素材および抗微生物性の素材を含むのに加えて、粒子状物質を濾し取る機能をさらに備えている。例えば、濾過層２の表と裏の両面は活性物質を含有する表層面として構成されるようにしてもよい。特に、この実施形態では、図１に示す第２の濾過層３に相当するものは、濾過層２の上端面を覆い、抗微生物性を有する素材でできた層部分であってもよく、図１に示す第３の濾過層４に相当するものは、濾過層２の下端面を覆い、抗アレルゲン性を有する素材でできた層部分であってもよい。

粒子状物質を濾し取るための上述した機能は、具体的に例えるなら、いわゆるＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）と呼ばれる２．５μｍ以下の直径を有する粒子の濾過処理を実現することが可能である（上記記述は、米国環境保護庁（ＥＰＡ）から１９９７年に発行されたいわゆるＰＭ２．５標準規格に準拠している）。特に、この実施形態によれば、以下の試験条件の下で、０．３〜２．５μｍに等しい粒径を持つ粒子を使用した場合に、９０％を上回る濾過処理効率が達成可能である。すなわち、上述した濾過処理効率の試験は、空気流の体積流量を毎時３００立方メートルに設定し、国際標準規格ＩＳＯ １２１０３−１に従う試験用の粉塵Ａ４を用いて行われた。なお、上述した粒径（０．３〜２．５μｍ）は、標準規格ＤＩＮ ７１４６０−１に従って空気力学的な観点から決定された粒径のサイズ分画である。このようにして計測された濾過処理効率は、９２％を上回るのが好ましく、一部の特定の応用用途では、９７％を上回ることが好ましい。そのようなきめの細かい濾過剤は、例えば、上述した実施形態において（図示していないが）追加的な濾過層としてさらに設けられてもよい。

濾過層２は吸着体として活性炭を含有する層であることが好ましく、多層構造となるように構成されることもまた可能である。

本発明に関して上述した濾過剤１、１’および１”は、（特に真菌類や真菌胞子のような）微生物を殺菌する作用を実現可能であり、同時に、バクテリア、真菌類およびその他の微生物が濾過剤の上で繁殖するのを防止することができ、特に、これらの微生物が繁殖しながら濾過剤内部に浸潤してゆくことを効果的に防止することができる。微生物が繁殖しながら濾過剤内部に浸潤してゆくプロセスは、菌糸体を形成可能な微生物が（例えば殺菌作用を有する層のような）障壁層を透過して拡散してゆく繁殖プロセスとして理解できる。このような繁殖プロセスは、バクテリア（細菌）が上記のような障壁層を透過して拡散してゆくような生起事象に相当する場合もあろう。従って、本発明に関して上述した実施形態によれば、菌糸体を形成可能な微生物が繁殖しながら濾過剤内部に浸潤してゆくこともまた効果的に防止することができる。カビの胞子は、（例えば、胞子の大きさが２〜１００μｍ（典型的なものでは２〜１０μｍ）であることにより）抗微生物性を有する濾過層３により濾過残留物として部分的に濾し取られ、または濾過層の表面上に設けられた抗微生物性の活性物質の効果により殺菌され、このようにして、カビの胞子は不活性化され、またはカビの胞子の成長が阻害されることとなる。

支持用部材、特に繊維素材で作られる支持用部材は、例えば、銀、銅、アルミニウム化合物などのような異なる抗微生物性素材による所望の殺菌効果を有する濾過層を形成するために設けられることが可能である。抗微生物性素材として採用可能な素材の一例は、亜鉛ピリチオンである。何故なら、この素材は、真菌類の繁殖を阻害する効果が著しく、水溶性が非常に低いからである。抗微生物性素材として採用可能な素材のさらに別の例は、オクチル・イソ・チアゾリノンである。加えて、ナノ繊維状の銀や化学的活性物質に基づく仕上げ処理を行うことが可能であり、このような化学的活性物質の例としては、２臭素−２ニトロプロパン−１，３ジオール、イソ・チアゾリノン化合物、安息香酸および安息香酸誘導体、ハロゲン化ベンザルコニウム、水溶性および油溶性のコエンザイム（補酵素）、植物エキス、上記以外の殺菌性金属、脂肪族および／または芳香族の脂肪酸に加えて、第４界面活性剤などが含まれ、上記のような化学的活性物質は、任意付加的な追加の抗微生物性素材であると共に、亜鉛ピリチオンと組み合わせて使用してもよい。

（花粉との関係だけでなく他のアレルゲンに対しても）抗アレルゲン性を有する素材の例として、特に、カテキンやタンニンのようなポリフェノールあるいはアントシアニジンやフラバノンやフラボノールやフラバオールやイソフラボンのようなフラボノイド、スチルベン、リグナン、エラグ・タンニンまたはフェノール酸などが考えられる。これらの素材は、アレルギー感作の程度において抑制効果を示すことが可能であると共に、新たにアレルギー原因物質に曝された際においても抗アレルギー効果を示す。すなわち、ポリフェノールは、アレルギー誘発性のタンパク質と共に不溶性の錯体を形成するので、上述したアレルギー誘発性タンパク質が示すアレルギー誘発性が減殺されることとなる。さらに、ポリフェノールは、Ｔ−細胞の増殖とサイトカインの生成を抑制し、Ｂ−細胞を介した抗体産生に影響を与える。このようなポリフェノールの例として、特に、コーヒー酸、没食子酸、エラグ酸、タンニン酸、シアニジン、プロシアニジン、プロアントシアニジン、ルチン、ケルセチン、レスベラトロール、オリーブ葉抽出物、イチョウの葉エキスなどに加え、樹皮抽出物などを用いることができる。さらに、ポリフェノールの例として、特に樹木（例えば、樹皮）から抽出されたタンニンおよび／またはタンニン酸、リンゴからの抽出物、柑橘系の果実からの抽出物なども考えられる。さらに、人工合成的に生成されたポリフェノールを抗アレルゲン性の素材として使用することもまた可能である。上述した複数の異なるポリフェノールを組み合わせて用いることもまた可能である。

抗微生物性または抗アレルゲン性を有する一つ以上の濾過層を設けることは、例えば、液状物質をスプレーとして吹き付ける処理、粘液状物質を塗布する処理、熱溶解処理などの異なる処理方法を用いて、またはフーラード織機を用いて実現することができる。技術的に優れた構成として、上記のような機能性を持った層部分は、空気の流れが流入する側または流出する側に設けることができる。本発明に係る濾過剤が上述した多層のサンドイッチ構造を有することに起因して、実際に粒子状物質の濾過処理を行う濾過層２を保護することが可能となり、このようにして高い濾過処理効率を保証することが可能となる。さらに、上述した多層のサンドイッチ構造は、上記のようにして実現される技術的に優れた点として、抗微生物性を有する濾過層および／または抗アレルゲン性を有する濾過層と共に、車内空調フィルターにおいて用いられる異なる種類の濾過剤を、既存の濾過剤に追加可能な任意付加的な濾過層として設けることが可能である（例えば、車内空調フィルターの場合、地域毎に特有の要求仕様や自動車メーカー毎に特有の要求仕様に合わせてカスタマイズされた複数の異なる濾過剤を採用することが可能となる）。加えて、抗微生物性および／または抗アレルゲン性を有する追加的な濾過層をさらに設けることにより、複数の異なる応用用途分野にそれぞれ合わせて特化した課題解決手段を達成することが可能となる。例えば、気象状況が異なれば、濾過剤表面上で繁殖することにより濾過剤に悪影響を与える微生物の種類も変わって来るので、気象状況に合わせて第２の濾過層に適用される抗微生物性素材の種類を適宜取捨選択したり、さらには、濾過剤表面に適用する抗微生物性素材の単位表面積当たりの重量を変化させたりすることも可能である。さらには、花粉などのように予め想定可能なアレルギー原因物質の種類を事前に考慮に入れておくことにより、ポリフェノールのような抗アレルゲン性素材が実現すべき抗アレルギー機能を決定することが可能となる。

追加的に又は代替的に、濾過処理効率を決定づける（溶融吹き出し処理により成型された）濾過層は、抗微生物性素材および／または抗アレルゲン性素材の比較的大きな塊（マスターバッチ）から形成され、またはそのようなマスターバッチから生成された繊維状の抗微生物性素材および／または繊維状の抗アレルゲン性素材を濾過層の表面に追加的に加えてゆくことで濾過処理効率の向上を示す濾過剤を得ることができる。

後続の処理工程において該当する活性物質を適用する処理は、上述したマスターバッチから繊維状に生成された機能性素材を追加的に加えてゆく製造工程の実行中において当該繊維状に生成された機能性素材を直接的に追加適用してゆく処理と比較して以下のような技術的優位性を有する。すなわち、マスターバッチから生成された繊維状の機能性素材により形成された層部分の外側に上述した活性物質が配置されることにより、当該活性物質が微生物と直に接触可能となるので、必要となる活性物質の濃度を充分に低くすることが可能となる。上記のようにマスターバッチを生成したり、マスターバッチから得られた繊維状の機能性素材を濾過層に追加適用してゆく処理過程によって生じる技術的優位性は、抗微生物性素材が繊維質でできた表層内部に殊更に強く絡め取られるという事実に基づいている。

第１の濾過層２は、特に、吸着フィルターの層として設計することも可能である。そのような吸着フィルター層自身は、複数の層部分を互いに積層させて多層構造に構成し、支持層の上に活性炭の粒子を固着させて充填することにより構成され、または表面に無数の細孔が開いた発泡体に活性炭の粒子を注入することにより形成することが可能である。また、上記のように活性炭を固着させて充填した層を支持層の上に形成して成る２層構造を複数積層させた積層構造を設けることが可能であり、そのような積層構造は、例えば、スパンバンド式の不織布として形成された支持層を備え、当該スパンボンド式の不織布は、２００パスカルの気圧の下での通気性の度合いが例えば５５００ｌ／ｍ^２ｓで単位表面積当たりの重量が例えば８５ｇ／ｍ^２となるように溶融吹き出し成型処理により生成されたＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）を素材とするものであってもよい。この上に、ポリウレタンを基剤とする接着剤を使用して薄い繊維層に適用する手法により、単位表面積当たりの重量が例えば４００ｇ／ｍ^２となるように球体状の活性炭粒子を充填した層が適用される。この活性炭充填層は、空気に対する湿度が５０％であり、体積率で評価した吸水率が例えば９％であり、ＢＥＴ表面積が例えば９００ｍ^２／ｇとなるように形成されるのが好ましい。この場合、活性炭の粒子は、一般的な粒径である０．２〜０．７ミリメートルの範囲内の粒径を有していてもよい。

一変形実施例では、吸着フィルター層は、活性炭により形成されてもよく、具体的には、細孔密度が平均で４０ｐｐｉ（ｐｏｒｅｓ／ｉｎｃｈ）または１．６ｐｐｍ（ｐｏｒｅｓ／ｍｍ）となるように表面に無数の細孔が開いた（網状組織となるように形成された）ポリウレタン製の発泡体を備え、当該発泡体に、活性炭の粒子を注入し、ポリウレタンを基剤として２種類の含有成分を含む接着剤により活性炭粒子を固着させることで形成されてもよい。吸着フィルター層の上記２つの変形例は、空気の流れが通過する方向に沿って３０ミリメートルの寸法を有していてもよい。

図２Ａは、さらに別の実施形態に係る濾過剤１を示している。第１の濾過層２を間に挟み込むようにして、吸着体となる素材を含む２つの濾過層５および５’が設けられている。この２つの濾過層５および５’はさらに、第２の濾過層３と第３の濾過層４との間に挟み込まれるように配置される。第２の濾過層３に対しては、抗微生物性を示す機能性を与えることが可能であり、好適には、抗アレルゲン性を示す機能性をさらに与えることが好ましい。さらに、第２の濾過層３は、空気の流れが流出する側に配置することが可能である。第３の濾過層４に対しては、抗アレルゲン性を示す機能性を与えることが可能であり、好適には、抗微生物性を示す機能性をさらに与えることが好ましい。さらに、第３の濾過層４は、空気の流れが流入する側に配置することが可能である。

第１の濾過層２は、例えば、きめの細かい濾過層として設計されてもよい。このようなきめの細かい第１の濾過層２は、例えば、折り畳まれずに平坦な形状の濾過剤またはジグザク状に折り畳まれた形状の濾過剤であってもよく、例えば、合成繊維により形成されていてもよい。この文脈においては、例えば、繊維素材でできた不織布を使用することも可能である。このような濾過剤は、片面または両面が裏地によって補強されたスパンボンド式の不織布から成る被覆層を備えることが好ましい。このようにして、特に、通常は傷みやすいきめ細かな濾過層を力学的に保護する機能が実現される。このような構成は、きめの細かい濾過層２を含む濾過剤１が折り畳まれなくてはならない場合に特に技術的優位性を示す。何故なら、上述したように、特に濾過層の折り畳みにより濾過層に加わるダメージから濾過剤を保護することが可能となるからである。さらに、上記のような被覆層は、きめの細かい濾過層２の力学的な強度を向上させることにも寄与している。

被覆層を形成するスパンバンド式の不織布は、この文脈においては特に、ポリエステル、ポリプロピレンまたはポリアミド等を成分とする素材によって形成される。例えば、被覆層を形成するスパンバンド式の不織布は、単位表面積当たりの重量が１０〜２５０ｇ／ｍ^２の数値範囲内となるように形成されてもよく、より好適には、単位表面積当たりの重量が１５〜６０ｇ／ｍ^２となるように形成されるのが好ましく、さらに好適には、単位表面積当たりの重量が１５〜４０ｇ／ｍ^２となるように形成されるのが特に好ましい。また、被覆層における層の厚みは、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの数値範囲内となるようにするのが好ましい。

被覆層を形成するスパンバンド式の不織布は、高温の空気やガレットを用いて引き延ばされ、輸送用ベルトの上にランダムに載置された環状繊維材によって形成することができる。続いて、任意付加的な処理として、繊維複合体を生成するため、および／または不織布表面に影響を与えるために、艶出し研磨工程を実行することが可能である。それぞれの被覆層は、特に、上述した艶出し研磨工程によりガラス繊維ペーパーと接合される。

図２Ｂは、支持層として機能する濾過層４を有する濾過剤１を図示している。濾過層４は、例えば、不織布でできたフィルターとして構成されてもよく、抗アレルゲン性素材を加えられていてもよい。さらに、濾過剤１は、粒子状物質を濾し取って分離するために不織布でできたフィルターとして構成され、特に殺菌作用を付与する仕上げ処理によって抗微生物性の性質を与えられた濾過層２を備えている。濾過層２と濾過層４との間には、多層に構成された吸着体の構造部分５が設けられる。多層に構成された吸着体の構造部分５は、３つの接合層６（これらの接合層はさらに、被覆層の強度を補強することが可能である）を備えており、同時に、３つの接合層６の間にそれぞれ挟み込まれるようにして活性炭なら成る２つの層７が設けられている。活性炭の層が持つ性質については上述した議論がそのまま当てはまる。

図２Ｃに示す濾過剤１は、図２Ｂに示す濾過剤１とは以下の点で異なっている。すなわち、濾過層２は、抗微生物性の素材を含有し、粒子状物質を濾し取るための不織布として形成されており、粒径が２．５μｍ以下である粒子状物質を空気中から濾し取るように設計された濾過層であるという点である。このような不織布は、いわゆる「ＰＭ２．５不織布」と呼ばれ、９０％を超える濾過処理効率を有し、好適には、９２％を超える濾過処理効率を有する。ここで、上述した濾過処理効率は、空気流の体積流量を毎時３００立方メートルに設定し、国際標準規格ＩＳＯ １２１０３−１に従う試験用の粉塵Ａ４を用いて測定され、その場合における粒子状物質の粒径は、標準規格ＤＩＮ ７１４６０−１に従って空気力学的な観点から決定された粒径のサイズ分画である０．３〜２．５μｍの数値範囲内に設定した。また、濾過層２と吸着体の多層構造部分５との間には、ガーゼ１０を配置することが可能である。

図３は、一実施形態に従い、平坦な濾過剤１を備えた濾過処理部品８の構成を示す。濾過剤１は、３層構成であり、粒子状物質を濾過残留物として濾し取る濾過層２を備え、濾過層２は、抗微生物性を有する濾過層３と抗アレルゲン性を有する濾過層４の間に挟み込まれるように配置されている。粒子状物質を濾過残留物として濾し取る濾過層２は、他の２つの濾過層３および４を支持する支持層としての役割を果たす。濾過剤１は、断面がジグザグ形状となるように折り畳むことで、濾過面の表面積を増加させるようにしてもよい。これは折り畳みパックと呼ばれてもよい。これと並行に、折り畳みパックの側端部の上に取り付けられ、折り畳みパックの形状を安定化させるために任意付加的に設けられる縁取り用の厚帯１１が図示されている。場合によっては、例えば、濾過層２、３および４の間において（吸着体の粒子などのように）固化層を構成している素材は、これらの層の間の隙間から漏れ出ることを防止するために、（例えば、折り畳みパックに糊付けされた）縁取り用の厚帯１１によってしっかりと保持されている。

本来の利用態様では、浄化処理すべき空調処理前の空気の流れが折り畳みパック又は濾過処理部品８の内部を通過する。そのような浄化処理により、特に、埃の粒子や液状の粒子が濾過残留物として濾し取られる。濾過剤１の内部において抗菌性もしくは抗微生物性を有する素材は特別な衛生処理を可能にする。さらに、アレルギー疾患を患っている人間はアレルギー原因物質から保護される。濾過処理部品８から浄化処理された清浄な空気が送出され、当該清浄な空気は、例えば、自動車の乗員室や客室の中に導かれ、またはさらなる後続の空調処理プロセスへと導かれるようにすることが可能である。

図４は、一実施形態に従い、自動車の空調装置を構成する空調フィルター・モジュールとして設計された濾過処理装置１２の構成を図示する。濾過処理部品８の収容空間を成すフィルター筐体１３は、例えば、上述した幾つかの実施形態において示したように、濾過処理部品８を内部に収容する。空調処理前の空気の流れが流入口１５を通ってフィルター筐体１３の中に流入し、浄化処理により清浄な空気となって流出口１６から流出する。濾過処理部品８は、空調処理前の空気が充満する区域１７と清浄な空気が充満する区域とを区切るように構成され、フィルター筐体１３に対して並行となるように気密性を保って取り付けられている。

本明細書において開示された濾過剤は、自動車の乗員室や客室における空調用のみならず、他の用途にも使用可能である。本発明に係る濾過剤を使用可能なさらに別の応用用途分野としては、吸引式掃除機のフィルター、ビル内の空調システムや個別に取り付けられた空調装置（エアコン装置）のための濾過処理部品、空気清浄機用の濾過処理部品、呼吸フィルターなどが考えられる。さらに、新たな追加的な濾過層を設けることも可能であり、それにより、特別な目的のために特殊な異物を濾し取る機能を示すようにすることもできる。

Claims (15)

1. 自動車の乗員室や客室に入って来る空気を濾過処理するための濾過剤（１’）であって、
   粒子状物質を濾過残留物として濾し取るために第１の濾過層（２）と、
   抗微生物性の素材および抗アレルゲン性の素材を含む第２の濾過層（３）と、
   を備えることを特徴とする濾過剤。
2. 前記抗アレルゲン性の素材は、ポリフェノールを備える、
   ことを特徴とする請求項１記載の濾過剤。
3. 前記ポリフェノールは、タンニン、タンニン酸、リンゴからの抽出エキス、柑橘系の果物からの抽出エキスのいずれか一つ以上を含む、
   ことを特徴とする請求項２記載の濾過剤。
4. 前記タンニンまたは前記タンニン酸は、樹木のうち樹皮の部分から取得される、
   ことを特徴とする請求項３記載の濾過剤。
5. 前記抗アレルゲン性の素材は、酵素を備える、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された濾過剤。
6. 前記抗微生物性の素材は、抗菌性の金属および抗菌性の金属化合物を含む物質群の中から選択された素材であり、
   前記抗菌性の金属および前記抗菌性の金属化合物は、
   銀、銅およびアルミニウム化合物、ナノ繊維状の銀および／または２臭素−２−ニトロプロパン−１および３ジオール、イソ・チアゾリノン化合物、安息香酸およびその誘導体、ベンズアルコニウム・ハロゲン化物、水溶性のコエンザイム、油溶性のコエンザイム、植物抽出エキス、抗生物質、殺菌性の金属、脂肪族および／または芳香族の脂肪酸および／または抗微生物性の素材としての第４界面活性剤を含む、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載された濾過剤。
7. 前記抗微生物性の素材および／または前記抗アレルゲン性の素材は、液状の素材をスプレーして吹き付けることにより、粘液状の素材を塗布することにより、またはフーラード織機を用いて前記濾過剤に適用される、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載された濾過剤。
8. 活性炭粒子として疎水性の活性炭を含有する吸着体の層（５）をさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載された濾過剤。
9. 前記吸着体の層（５）は、前記第１の濾過層（２）と前記第２の濾過層（３）との間に挟み込まれるように設けられる、
   ことを特徴とする請求項８記載の濾過剤。
10. 前記吸着体の層（５）は、表面に無数の細孔が開いた発泡体に活性炭粒子を注入して成る層または活性炭粒子を固着しながら充填することにより形成された層を備える、
    ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載された濾過剤。
11. 前記吸着体の層（５）は、複数の接着層（６）および前記接着層の間に注入された活性炭粒子の層（７）を備える、
    ことを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか一項に記載された濾過剤。
12. 前記第１および／または前記第２の濾過層（２）は、粒子状物質を濾過残留物として濾し取るために、９０％を超える濾過処理効率を有する程度にきめの細かいフィルターとして構成され、
    前記濾過処理効率の測定は、空気流の体積流量を毎時３００立方メートルに設定し、国際標準規格ＩＳＯ １２１０３−１に従う試験用の粉塵Ａ４を用いて行われ、前記濾過処理効率の測定の際の粒子状物質の粒径は、標準規格ＤＩＮ ７１４６０−１に従って空気力学的な観点から決定された粒径のサイズ分画である０．３〜２．５μｍの数値範囲内に設定されている、
    ことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載された濾過剤。
13. 前記第２の濾過層（３）は、前記第１の濾過層（２）から相対的に見て、空気の流れが流出する側または空気の流れが流入する側に設けられる、
    ことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載された濾過剤。
14. 請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の濾過剤（１’）を備え、自動車の乗員室または客室内の空調に用いられる車内空調フィルター（８）。
15. 自動車用の空調装置を構成する濾過処理装置であって、
    フィルターの収容部分（１３）と、
    自動車の乗員室または客室内の空調に用いられる請求項１４記載の車内空調フィルター（８）と、
    を備えることを特徴とする濾過処理装置（１２）。