以下、本発明の加湿用気化フィルターを� ��体的に説明する。なお、以下、「加湿用気� ��フィルター」を略して単に「気化フィルタ� ��」または「フィルター」とも呼ぶ。

 図1は、本発明の気化フィルターにおける 断面の一例を示す電子顕微鏡写真である。本 発明の気化フィルターは、フィルター基材の 上にアンカー層を有し、さらに、アンカー層 の上に親水層を有する。フィルター基材とし ては、樹脂製の板、ステンレスやアルミニウ ムなどの金属製の板を使用することができる 。アンカー層及び親水層を設けた後に水膜が 形成でき、さらに、スケールの付着も抑制で きるように、非発泡形状の樹脂製の板が好ま しく用いられる。

 フィルター基材に用いる樹脂に特に限定� ��無く、例えば、ポリスチレン樹脂、ポリエ� ��レンテレフタレート樹脂などの芳香族系樹� ��、アクリロニトリル・スチレン樹脂(AS樹脂) 、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン 樹脂(ABS樹脂)などのスチレン系樹脂、アクリ� ��ニトリル・ブタジエン樹脂(AB樹脂)などのブ タジエン系樹脂、ポリメチル(メタ)アクリレ� ��ト樹脂(PM(M)A樹脂)などの(メタ)アクリル系樹 脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂 などのポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネ ート系樹脂などを挙げることができる。

 なお、フィルター基材の厚みは0.5mm以上10 mm以下が好ましく、より好ましくは1mm以上3mm� ��下である。フィルター基材の厚みが好まし� ��範囲を下回ると、フィルター基材の変形や� ��損が起きる恐れがある。一方、フィルター� ��材の厚みが好ましい範囲を超えると、加湿� ��置内において単位容積に収容できるフィル� ��ー枚数が減少するため、十分な加湿性能を� ��られない恐れがある。

 アンカー層は、フィルター基材と親水層� ��間に介在し、フィルター基材と親水層の接� ��性を高めるものである。さらに、アンカー� ��を有することによって、親水層自体の強度� ��向上するため、長期間にわたり高い加湿性� ��を維持することができる。また、フィルタ� ��表面にスケールが付着した場合に、水洗等� ��よってスケールを取り除いても加湿性能が� ��とんど変わらず、その後再利用することが� ��きる。

 アンカー層には造膜性高分子を含有させ� ��。造膜性高分子のアンカー層における含有� ��率は、アンカー層の総固形分質量に対し、8 5質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好� ��しい。好ましい含有比率の上限は特に無く� ��100質量%、すなわち、アンカー層が造膜性高 分子のみからなっていてもよい。好ましい含 有比率に満たない場合、アンカー層とフィル ター基材との接着性が劣る恐れがある。

 造膜性高分子の具体例としては、例えば� ��ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン� ��脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂� ��ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビ� ��ル樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸樹脂、(メタ) アクリル酸エステル樹脂、(メタ)アクリル酸� ��スチレン共重合体樹脂、エチレン・酢酸ビ� ��ル共重合体樹脂、酢酸ビニル・(メタ)アク� �ル共重合体樹脂、エチレン・酢酸ビニル・(� ��タ)アクリル3元共重合体樹脂などが挙げら� �る。本発明の気化フィルターが長時間水に� �漬されて使用されることから、加水分解ま� �は膨潤しにくいアクリロニトリル・ブタジ� �ン樹脂(AB樹脂)、スチレン・ブタジエン樹脂( SB樹脂)、アクリロニトリル・ブタジエン・ス チレン樹脂(ABS樹脂)、アクリル酸エステル・� ��チレン共重合体樹脂、メタクリル酸エステ� ��・スチレン共重合体樹脂などのブタジエン� ��樹脂、スチレン系樹脂がより好ましい。こ� ��らの造膜性高分子は、各々単独で、または� ��複数混合して使用することができる。

 また、アンカー層には、その効果を阻害� ��ない範囲で、抗菌剤、防黴剤、脱臭剤、触� ��、着色剤などの機能剤を含有させてもよい� ��

 アンカー層の厚みは0.01μm以上20μm以下が� ��ましい。0.01μmに満たない場合には、アンカ ー層と親水層との接着性が得られない恐れが ある。一方、20μmを超える場合には、平坦な� ��面のアンカー層を得るのが困難になり、そ� ��結果、アンカー層の上に設ける親水層も平� ��な表面が得られなくなることにより、水膜� ��形成できにくくなって加湿性能が低下する� ��れがある。

 アンカー層を製造するためには、まず、� ��膜性高分子を含有するアンカー層用塗装液� ��作製するとよい。造膜性高分子は、多くの� ��合、水を媒体とするエマルジョンまたは分� ��液として、アンカー層用塗装液に用いられ� ��。また、アンカー層に必要に応じて機能剤� ��含有させる場合には、アンカー層用塗装液� ��に該機能剤を溶液又は分散液として含有さ� ��てもよい。アンカー層は、例えば、フィル� ��ー基材を、アンカー層用塗装液に浸漬し、� ��り出し乾燥して得る方法で製造される。こ� ��方法によればフィルター基材の両面に同時� ��アンカー層を設けることもできる。浸漬、� ��り出し、乾燥の一連の工程を複数回繰り返� ��てもよく、繰り返す場合は塗装液の組成が� ��なってもよい。また、浸漬法以外に、ロー� ��ーコート法、刷毛塗り法、スプレーコート� ��等によって、アンカー層を設けることもで� ��る。

 アンカー層のフィルター基材への塗装適� ��を向上させるために、界面活性剤を併用し� ��もよい。界面活性剤としては、例えば、カ� ��ボン酸系、スルホン酸系、硫酸エステル系� ��高級アルコール系、グリセリン脂肪酸エス� ��ル系、ポリオキシエチレンアルキルエーテ� ��系、脂肪酸ポリエチレングリコール系、ア� ��チレンジオール系などの界面活性剤を使用� ��ることができる。界面活性剤の種類は適宜� ��択することができ、造膜性高分子の組成な� ��を考慮し、各々単独または複数組み合わせ� ��使用することができる。

 親水層は、親水性に優れ、加湿装置運転� ��、気化フィルターの表層に水膜を形成させ� ��目的で設けられるものである。親水層は、� ��えば、界面活性剤処理、放電処理、グラフ� ��処理等で、アンカー層の表面を親水化させ� ��方法で設けることもできるが、親水性材料� ��含有してなる親水層を設ける方法によれば� ��長期耐久性を有する親水層を設けることが� ��きる。親水性材料としては、親水性微粒子� ��親水性造膜性高分子などを挙げることがで� ��る。これら親水性材料が、水酸基、カルボ� ��シル基、スルホン酸基、アミノ基、アミド� ��、カルボニル基、エステル結合等の極性を� ��する官能基を有している場合には、これら� ��能基に化学的に引き寄せられた水を親水層� ��面で保持することが可能になる。

 親水層は、微粒子を含有することが好ま� ��い。微粒子は、有機微粒子でも無機微粒子� ��も良い。微粒子内部の空孔については、内� ��に空孔を持たない微粒子、中空微粒子、開� ��を持つ中空微粒子、多孔質微粒子などいず� ��のタイプでもよい。微粒子が空孔を有する� ��合、その孔内に効果的に水を保持すること� ��可能になり、加湿性能を向上させることが� ��きる。また、微粒子が空孔を持たない場合� ��も、微粒子同士の凝集によって、後述の極� ��小の孔が形成されやすくなり、効果的に水� ��保持することが可能になり、加湿性能を向� ��させることができる。

 有機微粒子の具体例としては、ポリスチ� ��ン系微粒子、スチレン・アクリル系微粒子� ��スチレン・ブタジエン系微粒子、アクリル� ��エステル系微粒子、ナイロン系微粒子など� ��挙げられる。微粒子の表面部分と芯とで組� ��が異なる、いわゆるコアシェル型微粒子で� ��よい。無機微粒子の具体例としては、カオ� ��ン、タルク、硫酸カルシウム、硫酸バリウ� ��、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭� ��亜鉛、サチンホワイト、珪酸アルミニウム� ��ケイソウ土、焼成ケイソウ土、珪酸カルシ� ��ム、珪酸マグネシウム、リトポン、ゼオラ� ��ト、加水ハロイサイト、炭酸マグネシウム� ��水酸化マグネシウム、シリカゲル、コロイ� ��ルシリカ、気相法シリカ、湿式シリカ、ア� ��ミナ、コロイダルアルミナ、水酸化アルミ� ��ウムなどが挙げられる。2種以上の微粒子を 併用してもよい。親水性を向上させるために は親水性微粒子を好ましく用いることができ 、その具体例としては、シリカゲル、コロイ ダルシリカ、気相法シリカ、湿式シリカ、ア ルミナ、コロイダルアルミナ、水酸化アルミ ニウムを用いることが好ましい。

 微粒子の体積平均粒径(一次粒子径)は、4n m以上500nm以下が好ましく、4nm以上100nm以下が� ��り好ましい。体積平均粒径が4nmに満たない� ��粒子は製造困難である。体積平均粒径が500n mを超えると、微粒子同士の結合力が低下し� �耐水耐擦性が低下して、フィルター基材を� �洗した場合やフィルター基材を長期間使用� �た場合に、微粒子が剥落する恐れがある。

 親水層には、微粒子とともにバインダー� ��含有させることが好ましく、微粒子の剥落� ��止やアンカー層との接着性向上が可能とな� ��。バインダーとしては、シリカゾル、アル� ��ナゾル、チタニアゾル、ケイ酸ナトリウム� ��シリケート化合物の加水分解物の無機バイ� ��ダー、造膜性高分子等を挙げることができ� ��。このうち、造膜性高分子を用いると、微� ��子の剥落防止や接着性向上のさらなる効果� ��得られるため、好ましい。

 親水層のバインダーとして用いることが� ��きる造膜性高分子としては、ポリビニルア� ��コール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチ� ��ン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン� ��脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリ( メタ)アクリル酸樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸 エステル樹脂、(メタ)アクリル酸・スチレン� ��重合体樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合� ��樹脂、酢酸ビニル・(メタ)アクリル共重合� �樹脂、エチレン・酢酸ビニル・(メタ)アクリ ル3元共重合体樹脂などを用いることができ� �。このうち、親水性で、加水分解あるいは� �潤しにくいアクリロニトリル・ブタジエン� �脂(AB樹脂)、スチレン・ブタジエン樹脂(SB樹� ��)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレ ン樹脂(ABS樹脂)、アクリル酸エステル・スチ� ��ン共重合体樹脂、メタクリル酸エステル・� ��チレン共重合体樹脂などのブタジエン系樹� ��、スチレン系樹脂がより好ましい。また、2 種以上のバインダーを併用してもよい。

 親水層において、微粒子の含有比率は、� ��水層の総固形分質量に対し、20質量%以上95� �量%以下が好ましく、30質量%以上90質量%以下� ��より好ましく、35質量%以上85質量%以下にす� ��のがさらに好ましい。また、親水層におい� ��、バインダーの含有比率は、5質量%以上80質 量%以下が好ましく、10質量%以上70質量%以下� �好ましく、15質量%以上65質量%以下が好まし� �。フィルターの加湿性能が低下する現象が� �粒子の含有比率が30質量%未満になると確認� �れることがあり、20質量%を下回るとより顕� �に確認されることがある。また、親水層と� �ンカー層との接着性が低下したり、親水層� �の微粒子が剥落したりする現象が、微粒子� �含有比率が90質量%を上回ると確認されるこ� �があり、95質量%を超えるとより顕著に確認� �れることがある。

 また、親水層の効果を阻害しない範囲で� ��抗菌剤、防黴剤、脱臭剤、触媒、着色剤の� ��うな機能剤を含有させてもよい。

 また、親水層の強度を向上させる目的で� ��親水層は架橋されていることが好ましく、� ��水層に架橋剤を含有させることが好ましい� ��親水層に含まれる微粒子及び/またはバイン ダーと架橋剤とによって、架橋構造が形成さ れる。架橋剤としては、ホウ酸、アルデヒド 系化合物、ケトン系化合物、トリアジン系化 合物、カルボジイミド系化合物、エポキシ系 化合物、イソシアネート系化合物、メラミン 系化合物等を使用できる。特に、親水層に無 機微粒子を用いた場合には、シランカップリ ング剤等の有機珪素化合物を好ましく用いる ことができる。

 シランカップリング剤の具体例としては� ��例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニ� ��トリエトキシシラン、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、アリ� �トリメトキシシラン、アリルトリエトキシ� �ラン、ジエトキシメチルビニルシラン、3-グ リシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-� ��リシドキシプロピルメチルジエトキシシラ� ��、3-グリシジルオキシプロピル(ジメトキシ) メチルシラン、ジエトキシ(3-グリシジルオキ シプロピル)メチルシラン、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� ��トキシシラン、3-メタクリロキシプロピル� �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� ��プロピルメチルジエトキシシラン、3-メタ� �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、N-2 -(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメ トキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプ ロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチ� ��)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-� ��ミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミ� �プロピルジメトキシメチルシラン、3-アミノ プロピルジエトキシメチルシラン、3-トリエ� ��キシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロ ピルアミン、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピ ルトリエトキシシラン、3-ウレイドプロピル� ��リエトキシシラン、3-クロロプロピルトリ� �トキシシラン、3-メルカプトプロピルメチル ジメトキシシラン、3-メルカプトプロピルト� ��メトキシシラン、ビス(トリエトキシシリル プロピル)テトラスルフィド、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。

 該架橋剤の含有量は、親水層の総固形分質� ��に対し、0.05質量%以上5.0質量%以下が好まし� ��、0.1質量%以上3.0質量%以下がより好ましい� �架橋剤の含有量が0.05質量%を下回ると、架橋 剤を添加しない親水層と強度が変わらない場 合がある。
架橋剤の含有量が5.0質量%を上回ると、後述� �る親水層用塗装液が凝固しやすくなり、親� �層の製造が難しくなる恐れがある。

 親水層の厚みは0.3μm以上9.0μm以下が好ま� ��く、0.5μm以上8.0μm以下がより好ましく、1.0� �m以上7.5μm以下がさらに好ましい。親水層の� ��みが0.3μmを下回ると、親水層表面の親水性� ��低下して、加湿性能が低下する恐れがある� ��一方、9.0μmを超える親水層を設けても、さ� ��なる加湿性能向上が期待できないばかりで� ��く、親水層に経時で付着するスケールが多� ��なり、親水性が阻害される恐れがある。

 本発明では、親水層表面に水膜が形成され� ��ことによって、効率的に加湿することがで� ��るものである。水膜は、親水層表面の水が� ��給された部分に形成される。親水層表面に� ��体的に連続した水膜が形成されることが好� ��しいが、加湿性能を阻害しない範囲で、親� ��性表面に部分的に水膜が形成されていない� ��所が存在しても良い。親水層表面に水膜を� ��成するためには、親水層表面に全く孔がな� ��状態であるか、孔が存在した場合には、極� ��小の孔であることが重要である。図2は、親 水層表面に極微小の孔を有する本発明の気化 フィルターの電子顕微鏡写真である。極微小 の孔は、効果的に水を保持し、より加湿性能 を向上させることができる。極微小の孔の平 均面積は、0.1μm ² 以下であることが好ましく、0.01μm ² 以下であることがより好ましい。該孔の面積 が0.1μm ² を超えると、水が孔の中に入り込み、乾燥空 気が通過する時に水膜から水が蒸発、乾燥し ていく効率が低下し、加湿性能が低下する恐 れがある。また、孔内にスケールがたまりや すくなったり、孔の縁から親水層が劣化しや すくなったりして、加湿性能面から見た長期 耐久性に問題が生じる恐れがある。上述した ように、本発明では、親水層表面に全く孔の ない状態であっても良いので、極微小の孔の 平均面積の下限は特に無い。尚、特開2007-1986 85号公報に記載されている粒子によって気化� ��ィルターの表面に形成された1~3μm ² と大きい孔の中に保持された水や、特開2007-1 98685号公報、特開2005-315554号公報に記載され� �いる発泡形状の基材を用いた場合において� �その空隙内に保持された水は、親水層表面� �はなく、親水層の内部に保持された水であ� �、本発明の「水膜」には該当しない。

 親水性材料を含有してなる親水層を製造� ��るためには、各種親水性材料、架橋剤を含� ��してなる親水層用塗装液を作製するとよい� ��必要に応じて親水層に含有させる機能剤を� ��親水層用塗装液中に溶液又は分散液として� ��有させてもよい。親水層は、例えば、アン� ��ー層を設けたフィルター基材を、親水層用� ��装液に浸漬し、取り出し乾燥して得る方法� ��製造される。この方法によれば両面にアン� ��ー層を設けたフィルター基材の両面に同時� ��親水層を得ることもできる。浸漬、取り出� ��、乾燥の一連の工程を複数回繰り返しても� ��く、繰り返す場合に塗装液の組成が異なっ� ��もよい。また、浸漬法以外に、ローラーコ� ��ト法、刷毛塗り法、スプレーコート法等に� ��って、親水層を設けることもできる。

 親水層用塗装液には、アンカー層への塗� ��適性を向上させるために、界面活性剤を用� ��ても良い。界面活性剤としては、例えば、� ��ルボン酸系、スルホン酸系、硫酸エステル� ��、高級アルコール系、グリセリン脂肪酸エ� ��テル系、ポリオキシエチレンアルキルエー� ��ル系、脂肪酸ポリエチレングリコール系、� ��セチレンジオール系の界面活性剤を含有で� ��る。界面活性剤の種類は、親水性材料の種� ��やイオン性などを考慮しながら適宜選択す� ��ことができる。

 次に、本発明の加湿用気化フィルターに� ��る加湿方法を説明する。気化フィルター(以 下、気化フィルターが1枚の場合、「フィル� �ー単板」とも呼ぶ)に水が供給されると、フ� ��ルター単板の表層に水膜が形成され、その� ��が気化して乾燥空気が加湿される。加湿性� ��を上げるためには、単位容積当たりに多く� ��フィルター単板を充填するのが好ましい。� ��ィルター単板を、間隔を開けて複数枚積層� ��て本発明の加湿用フィルター積層体を構成� ��、フィルター単板同士の隙間に乾燥空気を� ��過させ加湿させる方法が好ましく用いられ� ��。例えば、図3に示したように、円形のフィ ルター単板33を一定の間隔で多数積層し、円� ��形のフィルター積層体31を構成する方法が� �る。図3において、フィルター単板33は中心� �に開口部32を有していて、この開口部32に芯� ��を差し込み、フィルター積層体31を回転さ� �ることができる。フィルター単板の積層枚� �は、目標とする加湿性能に合わせて適宜決� �することができる。また、フィルター単板� �積層する間隔について特に制限はなく、当� �間隔はすべて一定であっても良いし、異な� �ていても良い。

 フィルター積層体において隣接するフィ� ��ター単板に間隔を設ける手段としては、1枚 のフィルター基材の片側又は両側にある高さ を有する段差を設ける方法が挙げられる。図 4及び図5は、中心部に開口部42を有し、その� �囲に段差41を設けたフィルター基材43の概略� ��である。この段差41の高さが、フィルター� �層体におけるフィルター単板間の間隔とな� �。この高さを一定にすれば、フィルター単� �の積層間隔は一定となる。

 図6は、フィルター積層体31へ水を供給す� ��方法の一例である。フィルター積層体31の� �部が水面52下に沈むように、フィルター積層 体31を水槽51に浸漬する。図6では、横倒しに� ��た円筒形のフィルター積層体31の底部が水� �52下に沈んでいる。加湿装置運転時にフィル ター積層体31の中心を回転軸として回転させ� ��ことで、フィルター積層体31表面全体に水� �連続的に供給され、親水層の表面に水膜が� �成される。回転軸は通常、フィルターの最� �広い面に対して垂直である。水面52上のフィ ルター積層体31に乾燥空気が接触することで� ��乾燥空気は加湿される。