JP4992458B2 - 気化フィルタおよび加湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、気化フィルタおよびそれを利用する加湿装置に関する。

従来の加湿装置の一例を図５に示す。すなわち、波状やＵ字状に変形したシート状の気化フィルタ１０１の端面を水槽１０２に浸漬し、水を吸い上げたシート状の気化フィルタ１０１の間隔にファン１０３で乾燥空気を通過させることにより、加湿空気を得るものである（例えば、特許文献１参照）。

また、この種の気化フィルタには、安定した吸水性と抗菌性を持たせるために、親水性多孔質微粉末と抗菌剤とを配合した合成樹脂エマルジョンを基材に含浸することにより、前記親水性多孔質微粉末と抗菌剤とを合成樹脂を介して基材に付着させたものもある。すなわち、図６に一例を示すように、水槽２０２に漬けた状態の気化フィルタ２０１は、それ自身に親水性多孔質微粉末と抗菌剤とを担持しており、水を吸い上げた気化フィルタ２０１に、乾燥空気を接触させることによって、安定した加湿空気を得るものである（例えば、特許文献２参照）。
特許第２５１４１４５号公報 特許第３１２８５８１号公報

しかしながら、水を吸い上げた気化フィルタに乾燥空気を通過させる方式では、供給される水が含有する珪素やカルシウム、マグネシウムなどの元素を含む微量の化合物や、細菌やカビなども気化フィルタの内部に入り込んでしまい、洗浄しても容易に汚れが落ちず、清潔に保つことができないという課題があった。

また、合成樹脂エマルジョンを基材に含浸して気化フィルタを作成する方法は、親水性多孔質微粉末を親水性の基材に担持する場合に限られたものであった。すなわち、親水性でない、あるいは吸水性のない基材には、水が基材内部に入り込むことがなく、基材表面は汚れるが、基材内部が汚れたり菌が繁殖したりすることがないため、容易に洗浄することができ、清潔に保つことができるという利点があるが、合成樹脂エマルジョンがうまくなじまないため、親水性多孔質微粉末と抗菌剤とを基材表面に均一に担持することが困難であった。また、疎水性の無機材料は、水系の合成樹脂エマルジョン中では分散が阻害されるため、疎水性の無機材料を基材に塗布することは困難であった。そのため、気化フィルタとして加工できる基材の材質や無機材料が限られるという課題、および、気化フィルタの形状が限られるという課題があった。

本発明は、このような課題を解決するものであり、親水性でない、あるいは吸水性のない基材にもなじみがよいために、無機材料と合成樹脂エマルジョンを含む処理液を基材表面に均一に塗布および担持した気化フィルタを提供するものである。親水性でない、あるいは吸水性のない基材も用いることができ、水が基材内部に入り込むことがなく、基材表面は汚れるが、基材内部が汚れたり菌が繁殖したりすることがないため、容易に洗浄することができ、清潔に保つことができる。また、疎水性の無機材料の分散性を向上させ、基材に塗布することを可能にすることで、無機材料の親疎水性を選ぶことなく担持した気化フィルタを提供するものである。さらに、無機材料の性質を選ぶことで、イオン交換能、親水性、疎水性、水中の不純物吸着などの効果を付加した気化フィルタを提供するものである。また、本発明の気化フィルタを搭載した加湿装置を提供するものである。

本発明は、無機材料と合成樹脂エマルジョンと水と水以外の極性溶媒からなる処理液を、空気が通過できる空隙を有する基材に塗布し、合成樹脂エマルジョンがアクリルとコロイダルシリカを含み、前記空隙および前記基材表面に無機材料を、コロイダルシリカ含有アクリル樹脂層を介して固定化したことを特徴とする気化フィルタである。

また、水以外の極性溶媒がアルコールであることを特徴とする。

また、水と水以外の極性溶媒の体積混合比が、水１に対し水以外の極性溶媒の割合が０より大きく７以下であることを特徴とする。

また、合成樹脂エマルジョンの固形成分が無機材料に対し重量比８％以上含むことを特徴とする。

また、無機材料が多孔質であることを特徴とする。

また、無機材料がゼオライト、タルク、珪藻土、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、フッ化カルシウム、カオリン、アロフェン、シリカのいずれかを含むことを特徴とする。

また、無機材料に疎水化処理を施したことを特徴とする。

また、無機材料が金属を含むことを特徴とする。

また、無機材料がイオン交換能を有することを特徴とする。

また、無機材料が二種類以上の金属を含むことを特徴とする。

また、基材が三次元網目構造であることを特徴とする。

また、気化フィルタに抗菌材料を付加したことを特徴とする。

また、請求項１乃至１２のいずれかに記載の気化フィルタと、前記気化フィルタに水を供給する水供給手段と、前記気化フィルタに空気を送風する送風手段を備えた加湿装置である。

また、請求項１乃至１２のいずれかに記載の気化フィルタと、前記気化フィルタに水を供給する水供給手段と、前記気化フィルタに空気を送風する送風手段と、前記送風手段により前記気化フィルタに送風される空気を加熱する空気加熱手段を備えた加湿装置である。

本発明によれば、親水性でない、あるいは吸水性のない基材にもなじみがよく、無機材料と合成樹脂エマルジョンを含む処理液を基材表面に均一に塗布および担持した気化フィルタを提供できる。また、疎水性の無機材料の分散性を向上させ、基材に塗布することを可能にすることで、親水性でない、あるいは吸水性のない基材の、水が基材内部に入り込むことがなく、基材表面は汚れるが、基材内部が汚れたり菌が繁殖したりすることがないため、容易に洗浄することができ、清潔に保つことができるという利点を活用することができ、なおかつ、無機材料の親疎水性を選ぶことなく用いることができる気化フィルタを提供できる。さらに、無機材料の性質を選ぶことで、イオン交換能、親水性、疎水性、水中の不純物吸着などの効果を付加した気化フィルタを提供できる。また、上記効果を有する気化フィルタを搭載した加湿装置を提供するものである。

本発明の請求項１記載の発明は、水を気化させて加湿を行う気化フィルタにおいて、無機材料と合成樹脂エマルジョンと水と水以外の極性溶媒からなる処理液を、空気が通過できる空隙を有する基材に塗布し、合成樹脂エマルジョンがアクリルとコロイダルシリカを含み、前記空隙および前記基材表面に無機材料を、コロイダルシリカ含有アクリル樹脂層を介して固定化したことを特徴とするものである。合成樹脂エマルジョンを用いることで、基材と無機材料の接着強度を強めることができ、粉落ちを防止することができる。また、処理液に水以外の極性溶媒を混ぜることで、親水性でない、あるいは吸水性のない基材にもなじみがよく、むらなく均一な塗布を可能とし、親水性でない、あるいは吸水性のない基材を用いることができる。親水性でない、あるいは吸水性のない基材は、水が基材内部に入り込むことがなく、基材表面は汚れるが、基材内部が汚れたり菌が繁殖したりすることがないため、容易に洗浄することができ、清潔に保つことができるという効果を有する。また、疎水性の無機材料の分散性を向上させ、基材に塗布することを可能とするため、様々な材質の基材や無機材料を用いることができ、様々な形状の気化フィルタを作成できるという効果を有する。また、無機材料の性質を選ぶことで、イオン交換能、親水性、疎水性、水中の不純物の吸着など様々な効果を気化フィルタに持たせることができる。また、無機材料は耐熱性、耐湿性に優れるために、湿潤と乾燥を繰り返す雰囲気において、無機材料自体の劣化が少ないため、気化フィルタに耐久性を与えるという効果を有する。また、無機材料が微粒子であれば、基材に担持された際に、基材上に微小な凹凸形状を構成し、表面積が増えるために、乾燥空気と水の接触面積が増大し、加湿効率の向上が得られるという効果を有する。また、合成樹脂エマルジョンがアクリルを含むことで、アクリルは耐水性に優れるため、長時間水にさらされる気化フィルタの耐水性を向上させ、寿命を延ばす効果を有する。また、アクリルは重合しているために、基材と無機材料とを複数の官能基で結びつき、高い接着強度が得られ、担持した無機材料の剥離を防ぐ効果を有する。また、アクリルは化学的に安定な物質であるため、長時間放置してもゲル化などの変性を生じにくく、作業性に優れる。また、合成樹脂エマルジョンがコロイダルシリカを含むことで、無機材料とコロイダルシリカ間がシラノール基を介して結合するため、より高い接着強度が得られ、無機材料の基材からの剥離を防ぐことができるという効果を有する。またコロイダルシリカを含む合成樹脂エマルジョンでは、乾燥時に合成樹脂粒子表面のコロイダルシリカによって部分的に融着が阻害され、コロイダルシリカで包囲された空孔が生じるため、気化フィルタ表面に凹凸のある形状を形成することができる。このため、気化フィルタの表面積を大きくすることができ、乾燥空気と水の接触面積が増大し、コロイダルシリカを含まない合成樹脂エマルジョンを使用した場合に比べて、より高い加湿性能を得ることができるという効果を有する。

また、水以外の極性溶媒がアルコールであることを特徴とするものであり、アルコールを加えることにより、表面張力が低下し、水のみを使って分散させた液を使用する場合に比べ、基材表面へのなじみが向上し、処理液を基材表面に広く薄く塗布することができるため、気化フィルタの表面積を大きくすることができ、加湿効率を向上させることができる。また、アルコールを加えることにより処理液の揮発性が高まるために、処理液の基材への固定化に要する乾燥時間を短くすることができる。また、処理液の泡立ちを抑える効果を有する。また、製造時に基材に付着している細菌類の殺菌が行え、清潔にすることができる。また、基材の加工時に付着した油脂類を溶解させ、取り除くことができる。

また、水と水以外の極性溶媒の体積混合比が、水１に対し水以外の極性溶媒の割合が０より大きく７以下であることを特徴とするものであり、水１に対し水以外の極性溶媒の割合が０より大きく７以下とすることで、合成樹脂エマルジョンを処理液中で安定に存在させることを可能とし、ゲル化を防ぐ効果を有する。

また、合成樹脂エマルジョンの固形成分が無機材料に対し重量比８％以上含むことを特徴とするものであり、合成樹脂エマルジョンの固形成分を無機材料に対し重量比８％以上含むことで、基材に対する無機材料の接着強度を十分なものとし、無機材料の基材からの剥離を防ぐことができるという効果を有する。

また、無機材料が多孔質であることを特徴とするもので、無機材料が多孔質であることにより、例えば細菌やその死骸、過剰なイオン、ミネラル成分、界面活性剤など、純水（比電気抵抗が１〜１０ＭΩ・ｃｍの範囲のもの）に含まれない水中の不純物を孔内に吸着し、除去するため、水槽が汚れにくいという効果を有する。

また、無機材料がゼオライト、タルク、珪藻土、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、フッ化カルシウム、カオリン、アロフェン、シリカのいずれかを含むことを特徴とするものである。無機材料がゼオライトであれば、その種類に応じてアンモニアなどのにおいの原因物質、界面活性剤、ミネラルなどを孔内吸着により除去することができる。また、ゼオライトは陽イオン交換能を有し、水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去することができ、スケールが気化フィルタ上に析出して加湿効率が低下するのを防ぐことができるため、気化フィルタの寿命を延ばすことができるという効果を有する。また、タルクであれば、界面活性剤を吸着する性質があるため、界面活性剤の除去ができると考えられ、また疎水性のため気化フィルタ上の水をはじく性質があり、気化フィルタに水膜が張ることによる通風阻害を防ぐことができる。また、珪藻土であれば、細孔をもつ構造のため、細菌やその死骸、界面活性剤、ミネラルなどを孔内吸着により除去することができる。また保水性がよく、多くの水を保持できるため、効率のよい加湿が行えるという効果を有する。また、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、フッ化カルシウムであれば、強い親水性のため、水との相互作用が強くなり、気化フィルタに水膜が張ることによる通風阻害を防ぐことができる。また保水性がよく多くの水を保持できるため、効率のよい加湿が行えるという効果を有する。また、カオリンであれば、陰イオン交換能を有するため、水中の塩化物イオンなどの陰イオンを除去することができる。また、アロフェンであれば、陽イオン交換能と陰イオン交換能を有するため、水中の塩化物イオンとカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの陽イオンを除去することができ、スケールが気化フィルタ上に析出することによる加湿効率の低下も防ぐことができ、気化フィルタの寿命を延ばすことができるという効果を有する。また、シリカであれば、保水性がよく水を多く保持することができるため、効率のよい加湿が行えるという効果を有する。

また、無機材料に疎水化処理を施したことを特徴とするもので、無機材料に疎水化処理を施すことで、水が基材上から離れやすくなり、基材の空隙間に水膜が形成することを防ぐため、水膜による通風阻害を防ぐことができ、水と乾燥空気との接触面積が大きく、加湿効率のよい気化フィルタを提供できる。また、疎水性相互作用により疎水部の分子量が大きな界面活性剤を吸着する効果も有する。

また、無機材料が金属を含むことを特徴とするもので、無機材料が金属を含むことで、加熱手段のある加湿装置において、加熱手段から発せられる熱を効率よく取り込み、水に伝えることができ、水が気化しやすくなるため加湿効率を高めることができる。また、金属無機材料が銅や銀、亜鉛などの抗菌効果のある金属であれば、水中や気化フィルタ上の細菌やカビの繁殖を防ぐことができる。

また、無機材料がイオン交換能を有することを特徴とするものである。無機材料が陽イオン交換能を有することで、水道水中に含まれるのカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの陽イオンを除去することができ、スケールが気化フィルタ上に析出して加湿効率が低下するのを防ぐことができるために、気化フィルタの寿命を延ばすことができるという効果を有する。また、無機材料が陰イオン交換能を有すれば、水中の塩化物イオンなどの陰イオンを除去することができる。

また、無機材料が少なくとも二種類以上の酸化還元電位の異なる金属が担持されていれば、水中に電場が形成され、細菌が金属表面に引き付けられ吸着し、繁殖を防ぐ効果を有する。

また、基材が三次元網目構造であることを特徴とするもので、基材が三次元網目構造であれば、基材の表面積が大きく、乾燥空気と気化フィルタ上の水との接触面積が増大するために、加湿効率を向上させることができる。また、開口部が大きいために、気化フィルタ上にスケールが析出した場合でも目詰まりを起こしにくく、通風路を阻害しにくいという効果が得られる。また、網状構造は一度にたくさんの水を保持できるため、より多くの水分を通過空気に与えることができるという効果を有する。

また、気化フィルタに抗菌材料を付加したことを特徴とするもので、抗菌材料を付加することで、気化フィルタに菌が繁殖することを防ぐことができ、気化フィルタを清潔に保つことができる。また、菌の繁殖によるにおいや汚れも防止することができ、清潔な加湿ができる。また、気化フィルタに接触している水槽中の菌の繁殖も防ぐことができる。

また、 請求項１乃至１３のいずれかに記載の気化フィルタと、前記気化フィルタに水を供給する水供給手段と、前記気化フィルタに空気を送風する送風手段を備えた加湿装置であり、水供給手段から水を供給された気化フィルタに、送風手段により空気を通過させることで加湿を行うものである。また、気化フィルタに供給する水や送風空気量を制御することで、加湿量を容易に制御することができる。また、本発明の気化フィルタを用いることで、水中の陽イオンや陰イオン、細菌やその死骸、ミネラル成分、アンモニアなどにおいの原因物質、界面活性剤などの除去、抗菌、防カビ、スケール防止、フィルタ寿命の長寿命化、低圧損化などの効果が得られる。

また、請求項１乃至１３のいずれかに記載の気化フィルタと、前記気化フィルタに水を供給する水供給手段と、前記気化フィルタに空気を送風する送風手段と、前記送風手段により前記気化フィルタに送風される空気を加熱する空気加熱手段を備えた加湿装置では、加湿装置内に導入される空気、すなわち、気化フィルタに送風される空気が加熱されるために、気化フィルタを通過する空気の飽和水蒸気量が上昇し、より高い加湿能力を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（参考の形態１）
本発明の参考の形態１を図１を用いて説明する。図１に、気化フィルタの断面の一例を示す。図１に示すように、気化フィルタ１１は、無機材料１２としての多孔質ゼオライト粒子と合成樹脂エマルジョン１３としてのアクリルと水１４と水以外の極性溶媒１５としてのエタノールを混合してなる処理液を、空気が通過できる空隙１６を有する三次元網目構造のフィルタ基材１７としての発泡ウレタンの空隙１６や、基材表面１８に塗布したものである。

これを乾燥することで、水１４と水以外の極性溶媒１５としてのエタノールは揮発し、合成樹脂エマルジョン１３としてのアクリルを介して無機材料１２としての多孔質ゼオライト粒子が固定化される。

上記構成において、フィルタ基材の材質はとくに限定しないが、たとえば、樹脂や金属、セラミックスなどが使用できる。樹脂であれば、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリカーボネート、アクリル、セルロース、およびこれらの共重合体や誘導体から構成されているものなどがあり、成形性に優れている。また、金属であれば、耐久性に優れ、かつ、銀や銅、ニッケル、亜鉛などの抗菌性を持つものを使用した場合、気化フィルタに抗菌性を付加することができ、長期間にわたって衛生的な使用を継続できる。

また、フィルタ基材が金属のような吸水性でないものであれば、水は表層部にのみ保持され、基材の内部までは入り込まない。通過する空気は、気化フィルタの基材の深部まで瞬時には入り込みにくいために、水が表層部のみに保持されていたほうが、乾燥空気が通過したときに水が離れやすく、高い加湿能力が得られる。また、セラミックスであれば耐熱性、耐湿性に優れるために、乾燥と湿潤を繰り返す雰囲気下での使用における耐久性が得られる。また、空隙の内部が親水性であれば、供給された水が瞬時に空隙内部に広がり、空気が通過したときに水との接触面積が大きくなるために加湿能力がより向上する。

また、フィルタの形状は空隙を有する形状であれば特に規定しないが、例えば基材が三次元網目構造であることで、基材の表面積が大きくなり、乾燥空気と気化フィルタ上の水との接触面積が大きくなり、加湿効率を向上させることができる。また、開口面積が大きく、気化フィルタ上にスケールが析出しても目詰まりを起こしにくく、通風路を阻害しにくいという効果が得られる。また、網状構造は一度にたくさんの水を保持できるという効果を得られる。三次元網状構造としては繊維を絡ませた形状や発泡形状があり、例えば繊維を絡ませた形状であればスチールウールや、表面部、連結部、裏面部からなる三次元立体編物などが挙げられ、発泡形状であれば発泡金属や発泡樹脂、セラミックフォームなどが挙げられる。

また、フィルタ基材に担持する無機材料としては、ゼオライトなどの多孔体、タルク、珪藻土、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、フッ化カルシウム、カオリン、アロフェン、シリカ、これらの材料に疎水化処理した材料、金属、イオン交換能を有する材料などがある。これらの無機材料は、耐熱性、耐湿性に優れ、無機材料自体の劣化が少ないため気化フィルタに耐久性を与えるという効果が得られる。

無機材料が多孔質であることで、例えば細菌やその死骸、過剰なイオン、ミネラル成分、界面活性剤など、純水（比電気抵抗が１〜１０ＭΩ・ｃｍの範囲のもの）に含まれない水中の不純物を孔内に吸着し、除去することができるため、水槽が汚れにくいという効果が得られる。

また、無機材料がゼオライトであれば、その種類に応じてアンモニアなどのにおいの原因物質、界面活性剤、ミネラルなどを孔内吸着により除去することができる。また、陽イオン交換能を有するため、水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去することができ、スケールが気化フィルタ上に析出して加湿効率が低下するのを防ぐことができるため、気化フィルタの寿命を延ばすことができるという効果が得られる。また、合成樹脂としては、その種類を特に限定しないが、例えば、塩化ビニル系、酢酸ビニル系、アクリル系、これらにコロイダルシリカを重合させたものなどが挙げられる。これらの合成樹脂をバインダとして用いることで無機材料とフィルタ基材との接着強度が得られ、気化フィルタから無機材料が剥離することを防ぐことができる。また、合成樹脂エマルジョンがアクリルを含むことにより、アクリルは耐水性に優れるため、長時間水にさらされる気化フィルタの耐水性を向上させ、寿命を延ばす効果を有する。また、アクリルは重合しているために、基材と無機材料とを複数の官能基で結びつき、高い接着強度が得られ、担持した無機材料の剥離を防ぐ効果を有する。

また、アクリルは化学的に安定な物質であるため、長時間放置してもゲル化などの変性を生じにくく、作業性に優れる。また、合成樹脂エマルジョンを用いて無機材料を担持する方法は、合成樹脂エマルジョンと、無機材料と、水と、水以外の極性溶媒を任意の割合であらかじめ混合し、処理液にしたものを基材表面に塗布する方法や、基材表面に合成樹脂層を形成し、その後に無機材料を担持する方法などがある。合成樹脂エマルジョンと無機材料と水と水以外の極性溶媒をあらかじめ混合、処理液にしたものを基材表面に塗布する方法では、フィルタ基材を該処理液に浸漬することによって、基材表面に無機材料とバインダの混合皮膜を形成することができる。このとき、基材表面に膜ができるので、無機材料が均一に担持されやすい。

また、無機材料と合成樹脂エマルジョンと水と水以外の極性溶媒を混合した処理液を、スプレーなどを用いて基材に対して噴霧することもできる。このとき、基材表面に無機材料を積もるように担持できるため、望む量の無機材料を容易に担持することができる。基材表面にバインダと水と水以外の極性溶媒を塗布して、合成樹脂層を形成した後に無機材料を担持する方法では、粒子が合成樹脂エマルジョンに埋まってしまうことがなく、均一に無機材料を担持することができるというメリットがある。どちらの場合でも、合成樹脂エマルジョンと水と水以外の極性溶媒を任意に調整することで、処理液と基材との親和性を高めることができ、基材に均一に処理液を塗布することができるため、気化フィルタの表面積を大きくすることができ、加湿効率を向上させることができる。

水以外の極性溶媒の種類に関しては、合成樹脂エマルジョンが安定に存在できるものなら何でも良いが、例えばアルコール類のエタノールやイソプロピルアルコールなどを用いれば、安価で、低温で容易に揮発するため、気化フィルタ作成時の乾燥時間が短くてすむというような利点がある。

また、水と水以外の極性溶媒の体積混合比が、水１に対し水以外の極性溶媒の割合が０より大きく７以下とすることで、合成樹脂エマルジョンを処理液中で安定に存在させることを可能とし、処理液のゲル化など変性を防ぐことができる。

また、合成樹脂エマルジョンの固形成分を無機材料に対し重量比８％以上含むことで、基材に対する無機材料の接着強度を十分なものとし、無機材料の基材からの剥離が防げるという効果が得られる。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態２を図２を用いて説明する。なお、参考の形態１と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。

図２に断面の一例を示すように、気化フィルタ２１は、イオン交換能を持たせた疎水化処理した無機材料２２としてのゼオライトとコロイダルシリカ含有アクリル樹脂層２３と水とイソプロピルアルコールを混合してなる処理液を、空気が通過できる空隙２４を有するフィルタ基材２５に塗布、乾燥させることにより、空隙２４や基材表面２６にイオン交換能を有する疎水化処理した無機材料２２を、コロイダルシリカ含有アクリル樹脂層２３を介して固定化したものである。

上記構成において、無機材料に疎水化処理を施すことで、無機材料と水との反発が強くなるために水が基材上からはじかれ、基材の空隙間に水膜ができるのを防ぐことができ、水と乾燥空気との接触面積が大きく、かつ低圧損の気化フィルタを提供することができる。なお、無機材料の疎水性は、疎水度が高いほうがこの効果は大きい。また、疎水部の分子量の大きな界面活性剤を吸着する効果を有する。

また、無機材料がイオン交換能を有することで、無機材料が陽イオン交換能を有すれば、水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去することができ、スケールが気化フィルタ上に析出して加湿効率が低下するのを防ぐことができるために、気化フィルタの寿命を延ばすことができるという効果が得られる。また、無機材料が陰イオン交換能を有すれば、水中の塩化物イオンなどの陰イオンを除去することができる。

また、合成樹脂エマルジョンがコロイダルシリカを含むことで、無機材料とコロイダルシリカ間がシラノール基を介して結合するため、より高い接着強度が得られ、無機材料の基材からの剥離を防ぐことができるという効果を有する。またコロイダルシリカを含んだ合成樹脂エマルジョンでは、乾燥時に合成樹脂粒子表面のコロイダルシリカによって部分的に融着が阻害され、コロイダルシリカで包囲された空孔が生じるため、気化フィルタ表面に凹凸のある形状を形成することができる。このため、気化フィルタの表面積を大きくすることができ、乾燥空気と水の接触面積が増大し、コロイダルシリカを含まない合成樹脂エマルジョンと比較して３〜１４％加湿性能が高くなるという効果が得られる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図３を用いて説明する。なお、参考の形態１、実施の形態１と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。

図３に断面の一例を示すように、気化フィルタ３１は、銅３２と亜鉛３３という二種類の金属無機材料と抗菌材料３４とコロイダルシリカ含有アクリル樹脂層３５と水とエタノールを混合してなる処理液を、空気が通過できる空隙３６を有する基材としての発泡ウレタン３７に塗布、乾燥させることにより、空隙３６やウレタン表面３８に銅３２と亜鉛３３と抗菌材料３４を、コロイダルシリカ含有アクリル樹脂層３５を介して固定化したものである。

上記構成において、無機材料が金属を含むことで、金属無機材料が銅や銀、亜鉛などの抗菌効果のある金属であれば、水中や気化フィルタ上の細菌やカビの繁殖を防ぐことができる。

また、例えば少なくとも二種類以上の酸化還元電位の異なる金属が担持されていれば、水中に電場が形成され、細菌が金属表面に引き付けられ、活動を抑制するとともに繁殖を防ぐ効果をも得ることができる。

また、抗菌材料を含むことで、気化フィルタに細菌やカビが繁殖するのを防止することができ、気化フィルタを清潔に保つことができる。抗菌材料としては特に限定しないが、例えば抗菌剤として、銀・銅・亜鉛などの金属イオンを溶出する無機化合物、銀・銅・亜鉛の金属微粒子、銀ゼオライト、銀含有リン酸ジルコニウム、ヨウ素化合物類、フェノール類、第４級アンモニウム塩類、イミダゾール化合物類、安息香酸類、過酸化水素、クレゾール、クロルヘキシジン、イルガサン、アルデヒド類、ソルビン酸等の薬剤やリゾチーム・セルラーゼ・プロテアーゼなどの酵素製剤、カテキン類、竹抽出物、ヒノキ抽出物、わさび抽出物、からし抽出物などの天然成分抽出物などが挙げられる。また防カビ剤としては、有機窒素化合物、硫黄系化合物、有機酸エステル類、有機ヨウ素系イミダゾール化合物、ベンザゾール化合物などが挙げられる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３を図４を用いて説明する。なお、参考の形態１、実施の形態１、２と同一部分は同一符号を附し詳細な説明は省略する。

図４にその概略断面図を示す加湿装置４１は、気化フィルタ４２と送風手段としてのファン４３と水供給手段４４としての水槽を備えてなり、気化フィルタ４２とファン４３の間に空気加熱手段４５としてのヒータを配している。ファン４３によって加湿装置４１内へ取り入れられた乾燥空気４６は、空気加熱手段４５としてのヒータで温められた後、気化フィルタ４２に接触し抜けていく。このとき、気化フィルタ４２は、水供給手段４４としての水槽から水４７を受けて湿った状態にあるので水が気化し、下流側には加湿された高湿度な空気４８が供給される。

上記構成において、ヒータを使用しない場合低電力で加湿を行うことができる。また、ファンの回転数を制御することで、容易に加湿量を制御することができる。

また、空気加熱手段を使用すれば、飽和蒸気圧が高くなるため、より高い加湿能力を得ることができる。上記空気加熱手段は、ヒータである必要は必ずしもなく、ハロゲンランプなど空気を加熱できるものなら何でもよい。

（実施例１）気化フィルタ
アクリルエマルジョン、およびコロイダルシリカ含有のアクリルエマルジョンを、水：イソプロピルアルコールを体積比１：１の割合で混合した溶液で１０倍に希釈し、これにゼオライトと抗菌材料を加え攪拌して処理液とした。作成した処理液を、三次元網状構造を有するポリウレタンフォームの表裏両面にスプレー噴霧した。その後、約１００℃で２０分間乾燥させて気化フィルタを作成した。

表１に基材のみ、アクリルエマルジョンとコロイダルシリカ含有アクリルエマルジョンそれぞれを用いて作成した気化フィルタの加湿性能を、基材のみのときを１００として示した。アクリルエマルジョンとコロイダルシリカ含有アクリルエマルジョンどちらを用いても、加湿性能の向上が見られるが、コロイダルシリカ含有アクリルエマルジョンを用いた場合が最も加湿性能が高いことが確認された。

（実施例２）アクリルエマルジョン安定性
アクリルエマルジョンと水と水以外の極性溶媒を任意の割合で混合し、水以外の極性溶媒を加えたときのアクリルエマルジョンの分散安定性を評価した。なお、評価にはアクリルエマルジョンとして、コロイダルシリカ含有のものを、水以外の極性溶媒としてエタノールを使用した。表２にそれぞれの配合比に対する目視評価による分散安定性を示す。エタノールと水の体積比は、アクリルエマルジョン中に含まれる水の量を考慮して示した。エタノールと水の体積比が５．７でわずかにアクリルエマルジョンの分散状態が悪くなり、７を超えると完全に処理液がゲル化してしまうことが確認された。

（実施例３）アクリルエマルジョンと無機材料の接着強度
アクリルエマルジョンを、水：エタノールを体積比１：４．５の割合で混合した溶液で１０倍に希釈し、これに無機材料を表３に示す割合で加え処理液とし、実施例１の方法で気化フィルタを作成した。なお、無機材料としてゼオライトを、アクリルエマルジョンとしてコロイダルシリカ含有のアクリルエマルジョンを使用した。アクリルエマルジョンと無機材料の接着強度は、作成した気化フィルタを指で軽くこすったときの、無機材料の剥離の様子を目視で確認し、判断した。表３にアクリルエマルジョン固形成分の無機材料に対する比率と無機材料の接着状態を示す。表３中の樹脂固形成分とは、アクリルエマルジョンの固形成分のことを示す。アクリルエマルジョン固形成分が無機材料の重量の８％より少ないと、アクリルエマルジョンの接着力が十分でなくなるため、無機材料の剥離が起こることが確認された。

本発明の気化フィルタを用いることにより、無機材料の性質を選ぶことで、イオン交換能、親水性、疎水性、水中の不純物吸着などの効果を付加した気化フィルタを提供することができ、家庭用加湿装置、業務用加湿装置、産業用加湿装置などの用途にも適用できる。

本発明の参考の形態１の気化フィルタの概略断面図 本発明の実施の形態１の気化フィルタの概略断面図 本発明の実施の形態２の気化フィルタの概略断面図 本発明の実施の形態３の加湿装置の概略断面図 従来例の加湿装置の概略斜視図 従来例の気化フィルタを水槽につけた断面図

符号の説明

１１ 気化フィルタ
１２ 無機材料
１３ 合成樹脂エマルジョン
１４ 水
１５ 水以外の極性溶媒
１６ 空隙
１７ フィルタ基材
１８ 基材表面
２１ 気化フィルタ
２２ 疎水化処理した無機材料
２３ コロイダルシリカ含有アクリル樹脂層
２４ 空隙
２５ フィルタ基材
２６ 基材表面
３１ 気化フィルタ
３２ 銅
３３ 亜鉛
３４ 抗菌材料
３５ コロイダルシリカ含有アクリル樹脂層
３６ 空隙
３７ 発泡ウレタン
３８ ウレタン表面
４１ 加湿装置
４２ 気化フィルタ
４３ ファン
４４ 水供給手段
４５ 空気加熱手段
４６ 乾燥空気
４７ 水
４８ 高湿度な空気
１０１ 気化フィルタ
１０２ 水槽
１０３ ファン
２０１ 気化フィルタ
２０２ 水槽

Claims (14)

1. 無機材料と合成樹脂エマルジョンと水と水以外の極性溶媒からなる処理液を、空気が通過できる空隙を有する基材に塗布し、
   合成樹脂エマルジョンがアクリルとコロイダルシリカを含み、
   前記空隙および前記基材表面に無機材料を、コロイダルシリカ含有アクリル樹脂層を介して固定化したことを特徴とする気化フィルタ。
2. 水以外の極性溶媒がアルコールであることを特徴とする請求項１に記載の気化フィルタ。
3. 水と水以外の極性溶媒の体積混合比が、水１に対し水以外の極性溶媒の割合が０より大きく７以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の気化フィルタ。
4. 合成樹脂エマルジョンの固形成分が無機材料に対し重量比８％以上含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の気化フィルタ。
5. 無機材料が多孔質であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の気化フィルタ。
6. 無機材料がゼオライト、タルク、珪藻土、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、フッ化カルシウム、カオリン、アロフェン、シリカのいずれかを含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の気化フィルタ。
7. 無機材料に疎水化処理を施したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の気化フィルタ。
8. 無機材料が金属を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の気化フィルタ。
9. 無機材料がイオン交換能を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の気化フィルタ。
10. 無機材料が二種類以上の金属を含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の気化フィルタ。
11. 基材が三次元網目構造であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の気化フィルタ。
12. 抗菌材料を付加したことを特徴とする請求項１乃至１１いずれかに記載の気化フィルタ。
13. 請求項１乃至１２のいずれかに記載の気化フィルタと、前記気化フィルタに水を供給する水供給手段と、前記気化フィルタに空気を送風する送風手段を備えた加湿装置。
14. 請求項１乃至１２のいずれかに記載の気化フィルタと、前記気化フィルタに水を供給する水供給手段と、前記気化フィルタに空気を送風する送風手段と、前記送風手段により前記気化フィルタに送風される空気を加熱する空気加熱手段を備えた加湿装置。

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