(57)【要約】【課題】  上流側濾材層と下流側濾材層とのダスト捕捉機能を十分に活用できるようにして、フィルタ用濾材のトータル的なダスト捕捉量を向上させる。【解決手段】  本発明に係るフィルタ用濾材は、空気中のダストを捕捉するフィルタに使用されており、目が比較的粗い上流側濾材層１２と目が比較的細かい下流側濾材層１４とが積層されることにより構成されているフィルタ用濾材１０であって、上流側濾材層１２には、その上流側濾材層１２を厚み方向に貫通する複数の貫通孔１２ｈが形成されている。このため、上流側濾材層１２がダストで目詰まりした場合でも、貫通孔１２ｈによって導かれた外気が下流側濾材層１４で濾過されるようになる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中のダストを捕捉するフィルタに使用されており、目が比較的粗い上流側濾材層と目が比較的細かい下流側濾材層とが積層されることにより構成されているフィルタ用濾材であって、
前記上流側濾材層には、その上流側濾材層を厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成されていることを特徴とするフィルタ用濾材。
【請求項２】
請求項１に記載されたフィルタ用濾材であって、
上流側濾材層の貫通孔は、直径が１mm〜5mmに設定されており、
下流側濾材層の有効濾過面積に対する前記貫通孔の開口面積の総和比が5％〜20％となるように設定されていることを特徴とするフィルタ用濾材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載されたフィルタ用濾材であって、
上流側濾材層は、不織布により構成されており、単位面積あたりの重量である目付け量が3 g/m2〜20g/m2、繊維径が5μm〜10μmに設定されていることを特徴とするフィルタ用濾材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中のダストを捕捉するフィルタに使用されており、目が比較的粗い上流側濾材層と目が比較的細かい下流側濾材層とが積層されることにより構成されているフィルタ用濾材に関する。
【背景技術】
【０００２】
これに関連する従来のフィルタ用濾材が特許文献１に記載されている。
前記フィルタ用濾材９０は、図７に示すように、上流側の不織布層９２と下流側の濾紙層９４とから構成されている。フィルタ用濾材９０の濾過精度は流れ方向において増大するように設定されている。このため、上流側の不織布層９２の方が下流側の濾紙層９４よりも目が粗く形成されている。したがって、比較的大きなダストを上流側の不織布層９２で捕捉し、比較的小さなダストを下流側の濾紙層９４で捕捉することができる。なお、上流側の不織布層９２の目付け量（単位面積当たりの重量）は15g/m2〜150 g/m2に設定されており、下流側の濾紙層９４の目付け量は50 g/m2〜200 g/m2に設定されている。
【０００３】
【特許文献１】特表２００１−５２３５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したフィルタ用濾材９０では、上流側の不織布層９２のダスト捕捉量を向上させるために、その上流側の不織布層９２の目を若干細かくすると、下流側の濾紙層９４より先に上流側の不織布層９２が目詰まりすることがある。上流側の不織布層９２で目詰まりを起こすと、下流側濾材層が十分に使用可能な状態であってもフィルタ用濾材が使用できなくなり、そのフィルタ用濾材のトータル的なダスト捕捉量は低下する。
また、上流側の不織布層９２が目詰まりしないように、その上流側の不織布層９２の目を粗くすると、上流側の不織布層９２のダスト捕捉量が低下して、やはりフィルタ用濾材のトータル的なダスト捕捉量は低下する。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、上流側濾材層の構造を変更することで、上流側濾材層と下流側濾材層とのダスト捕捉機能を十分に活用できるようにして、トータル的なフィルタ用濾材のダスト捕捉量を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、空気中のダストを捕捉するフィルタに使用されており、目が比較的粗い上流側濾材層と目が比較的細かい下流側濾材層とが積層されることにより構成されているフィルタ用濾材であって、前記上流側濾材層には、その上流側濾材層を厚み方向に貫通する複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、下流側濾材層には、上流側濾材層で濾過された空気（濾過空気）のみならず、貫通孔を介して外部の空気（外気）が直接的に導かれるようになる。このため、上流側濾材層がダストで目詰まりした場合でも、貫通孔によって導かれた外気が下流側濾材層で濾過されるようになる。したがって、従来のように、下流側濾材層が十分に使用可能な状態であるにも係わらずフィルタ用濾材が使用できなくなるような不具合がない。
さらに、上流側濾材層が目詰まりしないように、その上流側濾材層を必要以上に粗い目で形成する必要がなくなるため、上流側濾材層のダスト捕捉性能も向上させることができる。
即ち、上流側濾材層と下流側濾材層とのダスト捕捉機能を十分に活用できるようになり、フィルタ用濾材のトータル的なダスト捕捉量が向上する。
【０００８】
請求項２の発明によると、上流側濾材層の貫通孔は、直径が１mm〜5mmに設定されており、下流側濾材層の有効濾過面積に対する前記貫通孔の開口面積の総和比が5％〜20％となるように設定されていることを特徴とする。
本発明によると、有効濾過面積に対する貫通孔の開口面積の総和比が20％よりも小さいため、上流側濾材層のダスト捕捉量がさほど低下することがない。また、有効濾過面積に対する貫通孔の開口面積の総和比が5％よりも大きいため、上流側濾材層で目詰まりを起こした場合でも、外気をスムーズに下流側濾材層まで導けるようになる。
請求項３の発明によると、上流側濾材層は、不織布により構成されており、単位面積あたりの重量である目付け量が3 g/m2〜20g/m2、繊維径が5μm〜10μmに設定されていることを特徴とする。
このため、上流側濾材層の目のサイズが適正になり、上流側濾材層のダスト捕捉性能を確保することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、上流側濾材層と下流側濾材層とのダスト捕捉機能を十分に活用できるようになるため、フィルタ用濾材のトータル的なダスト捕捉量が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図１〜図６に基づいて、本発明の実施形態１に係るフィルタ用濾材について説明する。本実施形態に係るフィルタ用濾材は、エアフィルタに使用される濾材であり、図１、図２にフィルタ用濾材の部分縦断面図、部分平面図が示されている。図３は前記フィルタ用濾材の働きを表す縦断面図であり、図４、図５は上流側濾材層の開口率とフィルタ濾材のダスト捕捉量との関係を表すグラフである。また、図６はフィルタ用濾材における上流側濾材層の製造装置を表す模式側面図である。
【００１１】
本実施形態に係るフィルタ用濾材１０は、図１に示すように、上流側濾材層１２と下流側濾材層１４とから構成されている。上流側濾材層１２は、空気中の比較的大きなダストを捕捉する不織布層であり、下流側濾材層１４よりも目が粗く形成されている。さらに、上流側濾材層１２には、図２に示すように、ほぼ等間隔で複数の貫通孔１２ｈが形成されている。貫通孔１２ｈの径寸法は、1mm〜5mmに設定されており、下流側濾材層１４の有効濾過面積に対する貫通孔１２ｈの開口面積の総和比（以下、開口率という）が5％〜20％に設定されている。
不織布からなる上流側濾材層１２は、メルトブローン法（後記する）により紡糸された熱可塑性樹脂の繊維から構成されている。
【００１２】
図６は、上流側濾材層１２を構成する不織布の製造装置２０の模式側面図を表している。
不織布の製造装置２０は、Ｙ方向に延びるコンベヤ２４を備えており、そのコンベヤ２４にベルト状の基布２４ｍが水平に装着されている。基布２４ｍは紡糸ノズル２６から紡糸された半溶融状態の繊維Ｆを受ける通気性のあるメッシュであり、コンベヤ２４が駆動されることにより積層された繊維ＦをＹ方向に搬送する。
コンベヤ２４の基布２４ｍの上方にはその基布２４ｍから一定の高さ位置に紡糸ノズル２６が下向きに設置されている。紡糸ノズル２６は、メルトブローン法を利用した紡糸ノズルであり、中央の樹脂噴射口２６ｂから噴射された溶融樹脂に対して熱風噴出口２６ａから熱風を吹付けて繊維Ｆを紡糸する。紡糸ノズル２６から紡糸された繊維Ｆは熱風により吹き飛ばされ、半溶融状態で基布２４ｍに積層される。そして、繊維Ｆが互いに接触することにより接触点で融着し、それらの繊維Ｆの層が不織布となる。
【００１３】
上流側濾材層１２を構成する繊維Ｆの繊維径（以下、上流側濾材層１２の繊維径という）は、紡糸ノズル２６の樹脂噴射口２６ｂから吐出される樹脂の吐出量と、熱風噴出口２６ａから吹き出される熱風の流量とを調節することにより、所定の繊維径に設定される。本実施形態に係るフィルタ用濾材１０では、上流側濾材層１２の繊維径は、5μm〜10μmの間で設定されている。
また、上流側濾材層１２の単位面積当たりの重量である目付け量は、コンベヤ２４の移送速度を調整することにより所定値に設定される。即ち、コンベヤ２４の移送速度を低下させることにより、基布２４ｍに積層される繊維Ｆの量が多くなり、目付け量は大きくなる。逆に、コンベヤ２４の移送速度を増加させることにより、基布２４ｍに積層される繊維Ｆの量が少なくなり、目付け量は小さくなる。本実施形態に係るフィルタ用濾材１０では、上流側濾材層１２の目付け量は、3ｇ/m2〜20ｇ/m2の間で設定されている。
また、上流側濾材層１２の貫通孔１２ｈは、上記したように不織布層を製造した後、前記不織布層に対して加熱された針、あるいは常温の円形刃等を直角に通すことにより空けられる。
【００１４】
下流側濾材層１４は、上流側濾材層１２を通過した比較的小さなダストと、その上流側濾材層１２の貫通孔１２を通過したダストを捕捉する濾紙層であり、上流側濾材層１２よりも目が細かく形成されている。
下流側濾材層１４を構成する濾紙は、平均濾孔径が25μm〜45μmの間に設定されている。
上流側濾材層１２を構成する不織布と下流側濾材層１４を構成する濾紙とは、エンボス加工あるいはラミネート加工により接合されている。ここで、エンボス加工とは、重ねられた上流側濾材層１２と下流側濾材層１４とを加熱された小さな複数の突起で上下から挟み、上流側濾材層１２の不織布を部分的に溶融させて下流側濾材層１４の濾紙に接着する加工法である。また、ラミネート加工とは、上流側濾材層１２と下流側濾材層１４との間に通気性の高いホットメルトシートを挟み、熱を加えて加圧することで両者１２，１４を接合する加工法である。
【００１５】
図３は、本実施形態に係るフィルタ用濾材１０の働きを表す模式図である。
外部の空気（外気という）は、上流側濾材層１２を通過し、さらに下流側濾材層１４を通過した後、所定位置まで導かれる。このとき、外気中のダスト（粒径数百μm以下）のうちで比較的大きな粒径のダストが上流側濾材層１２で捕捉され、比較的小さな粒径のダストが下流側濾材層１４で捕捉される。
また、外気の一部は、上流側濾材層１２の貫通孔１２ｈを通って直接的に下流側濾材層１４に導かれ、下流側濾材層１４を通過した後、所定位置まで導かれる。
フィルタ用濾材１０の使用により経時的に上流側濾材層１２で目詰まりが発生すると、下流側濾材層１４が使用可能な状態であれば、外気は上流側濾材層１２の貫通孔１２ｈから下流側濾材層１４に導かれ、下流側濾材層１４で濾過される。このとき、上流側濾材層１２の貫通孔１２ｈによって下流側濾材層１４まで導かれた外気は、貫通孔１２ｈの延長線上部位で濾過されるだけではなく、上流側濾材層１２の裏側に回り込んで、その延長線上部位の周囲でも濾過されるようになる（細ハッチング部参照）。
【００１６】
図４は、上記したフィルタ用濾材１０の開口率Ｈ、即ち、下流側濾材層１４の有効濾過面積に対する貫通孔１２ｈの開口面積の総和比と、フィルタ用濾材１０のダスト捕捉量との関係を表すグラフである。図４に示すように、開口率Ｈが5％より小さくなると、ダスト捕捉量が規定値Ｓよりも小さくなる。この原因は、上流側濾材層１２で目詰まりが生じた場合に、前記貫通孔１２ｈによって外気を下流側濾材層１４まで有効に導けなくなり、下流側濾材層１４のダスト捕捉機能を十分に活用できなくなるためと考えられる。
また、開口率Ｈが20％を超えた場合もダスト捕捉量が規定値Ｓよりも小さくなる。この原因は、貫通孔１２ｈによって上流側濾材層１２におけるダスト捕捉機能が低下するためと考えられる。
したがって、本実施形態に係るフィルタ用濾材１０では、開口率Ｈ、即ち、下流側濾材層１４の有効濾過面積に対する貫通孔１２ｈの開口面積の総和比が、5％＜Ｈ＜20％となるように設定されている。
【００１７】
図５は、前記開口率Ｈ及び貫通孔１２ｈの径寸法と、フィルタ用濾材１０のダスト捕捉量との関係を表すグラフである（図５（Ｂ）参照）。
即ち、図５（Ａ）のNo.1に示すように、開口率Ｈ＝0％の場合（貫通孔１２ｈが形成されていない場合）、ダスト捕捉量は、図５（Ｂ）のNo.1■に示すように、Ｔ１（Ｔ1＜規定値Ｓ）となる。
図５（Ａ）のNo.2に示すように、開口率Ｈ＝7％で、貫通孔１２ｈの径寸法が1.5mmの場合、ダスト捕捉量は、図５（Ｂ）のNo.2■に示すように、Ｔ２（Ｔ２＞規定値Ｓ）となる。
図５（Ａ）のNo.3に示すように、開口率Ｈ＝11％で、貫通孔１２ｈの径寸法が1.8mmの場合、ダスト捕捉量は、図５（Ｂ）のNo.3■に示すように、Ｔ３（Ｔ３＞Ｔ２＞規定値Ｓ）となる。
図５（Ａ）のNo.4に示すように、開口率Ｈ＝18％で、貫通孔１２ｈの径寸法が2.0mmの場合、ダスト捕捉量は、図５（Ｂ）のNo.4■に示すように、Ｔ４（Ｔ２＞Ｔ４＞規定値Ｓ）となる。
図５（Ａ）のNo.5に示すように、開口率Ｈ＝28％で、貫通孔１２ｈの径寸法が2.5mmの場合、ダスト捕捉量は、図５（Ｂ）のNo.5■に示すように、Ｔ５（規定値Ｓ＞Ｔ５）となる。
図５（Ａ）のNo.6に示すように、開口率Ｈ＝40％で、貫通孔１２ｈの径寸法が2.5mmの場合、ダスト捕捉量は、図５（Ｂ）のNo.6■に示すように、Ｔ６（規定値Ｓ＞Ｔ５＞Ｔ６）となる。
このように、開口率Ｈを5％よりも大きく、20％よりも小さく設定することにより、貫通孔１２ｈの径寸法が１mm〜5mm（好ましくは1.5mm〜2.0mm）のいずれであってもフィルタ用濾材１０のダスト捕捉量を規定値Ｓよりも大きくできる。
【００１８】
このように、本実施形態に係るフィルタ用濾材１０によると、下流側濾材層１４には、上流側濾材層１２で濾過された空気（濾過空気）のみならず、貫通孔１２ｈを介して外部の空気（外気）が直接的に導かれるようになる。このため、上流側濾材層１２がダストで目詰まりした場合でも、下流側濾材層１２で外気を濾過できるようになる。したがって、従来のように、下流側濾材層１４が十分に使用可能な状態であるにも係わらずフィルタ用濾材１０が使用できなくなるような不具合がない。
さらに、上流側濾材層１２が目詰まりしないように、その上流側濾材層１２を必要以上に粗い目で形成する必要がなくなるため、上流側濾材層１２のダスト捕捉性能も向上させることができる。
即ち、上流側濾材層１２と下流側濾材層１４とのダスト捕捉機能を十分に活用できるようになり、フィルタ用濾材１０のトータル的なダスト捕捉量が向上する。
【００１９】
また、上流側濾材層１２の貫通孔１２ｈは、直径が１mm〜5mmに設定されており、開口率Ｈ（下流側濾材層１４の有効濾過面積に対する貫通孔１２ｈの開口面積の総和）が5％〜20％となるように設定されている。即ち、開口率Ｈが20％よりも小さいため、上流側濾材層１２のダスト捕捉量がさほど低下することがない。また、開口率Ｈが5％よりも大きいため、上流側濾材層１２で目詰まりを起こしても、外気をスムーズに下流側濾材層１４まで導けるようになる。
また、上流側濾材層１２は、不織布により構成されており、単位面積あたりの重量である目付け量が3 g/m2〜20g/m2、繊維径が5μm〜10μmに設定されているため、上流側濾材層１２の目のサイズが適正になり、上流側濾材層１２のダスト捕捉性能を確保することができる。
さらに、上流側濾材層１２が複数の貫通孔を備えているため、フィルタ用濾材１０の通気性が向上する。
【００２０】
ここで、本実施形態に係るフィルタ用濾材１０では、上流側濾材層１２と下流側濾材層１４とをエンボス加工あるいはラミネート加工により接合する例を示したが、下流側濾材層１４の上に紡糸ノズル２６によって繊維Ｆを直接的に紡糸することによって上流側濾材層１２と下流側濾材層１４とを接合することも可能である。
また、本実施形態では、下流側濾材層１４を濾紙で形成する例を示したが、濾紙の代わりに目の細かい不織布層（平均濾孔径が20μm〜90μm）を設けることも可能である。
【００２１】
なお、特許請求の範囲には記載されていないが、発明を実施するための最良の形態には記載されている発明を以下に列記する。
（１）請求項１に記載のフィルタ用濾材であって、
上流側濾材層は不織布により構成されており、下流側濾材層は濾紙により構成されていることを特徴とするフィルタ用濾材。
（２）（１）に記載のフィルタ用濾材であって、
上流側濾材層の貫通孔は均等な間隔で形成されていることを特徴とするフィルタ用濾材。
（３）請求項２又は請求項３のいずれかに記載のフィルタ用濾材であって、
下流側濾材層は濾紙により構成されており、その平均濾孔径が25μm〜45μmの間で設定されていることを特徴とするフィルタ用濾材。
（４）（１）に記載のフィルタ用濾材であって、
下流側濾材層を構成する濾紙上に上流側濾材層を構成する樹脂繊維を直接的に紡糸することにより、下流側濾材層と上流側濾材層とを接合させる構成であることを特徴とするフィルタ用濾材。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態１に係るフィルタ用濾材の部分縦断面図である。
【図２】前記フィルタ用濾材の部分平面図である。
【図３】前記フィルタ用濾材の働きを表す縦断面図である。
【図４】上流側濾材層の開口率とダスト捕捉量との関係を表すグラフである。
【図５】上流側濾材層の開口率と貫通孔径とを示す表（Ａ図）、及び上流側濾材層の開口率、貫通孔径とダスト捕捉量との関係を表すグラフ（Ｂ図）である。
【図６】フィルタ用濾材における上流側濾材層の製造装置を表す模式側面図である。
【図７】従来のフィルタ用濾材の部分縦断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１２      上流側濾材層
１２ｈ    貫通孔
１４      下流側濾材層
Ｆ        繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006159156.tif 000006
【図５】
2006159156.tif 000007
【図６】
2006159156.tif 000008
【図７】
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