(57)【要約】【課題】本発明の目的は、通風時やダスト負荷時に潰れにくく、ダスト保持性にも優れ、かつ塗料等の水浸入時耐性にも優れるエアフィルタを提供することにある。【解決手段】本発明に係るエアフィルタは、プリーツ構造体と平面状補強材との積層体であり、前記プリーツ構造体の谷部と前記補強材が接着一体化されていることを特徴とする。前記プリーツ構造体は、融点が８０℃以上２００℃以下である第１繊維と、融点が前記第１繊維よりも３０℃以上高い中空構造を有し且つ捲縮した第２繊維とが交絡し、前記第１繊維の一部または全部からなる溶融凝固部によって第２繊維が融着されたニードルパンチ不織布、或いは、融点が８０℃以上２００℃以下である第１繊維と、融点が前記第１繊維よりも３０℃以上高い中空構造を有し且つ捲縮した第２繊維とが交絡し、前記第１繊維の一部または全部からなる溶融凝固部によって第２繊維が融着され、厚さ方向への繊維配向度が２０°以上５０°以下である不織布から構成される。【選択図】図１
2018023913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点が８０℃以上２００℃以下である第１繊維と、融点が前記第１繊維よりも３０℃以上高い中空構造を有し且つ捲縮した第２繊維とが交絡し、前記第１繊維の一部または全部からなる溶融凝固部によって第２繊維が融着されたニードルパンチ不織布のプリーツ構造体と、
平面状補強材との積層体であり、
前記プリーツ構造体の谷部と前記補強材が接着一体化されていることを特徴とするエアフィルタ。
【請求項２】
前記ニードルパンチによる交絡が、繊維ウェブの片側のみからニードルを侵入させることによって行われる請求項１に記載のエアフィルタ。
【請求項３】
前記不織布における厚さ方向への繊維配向度が２０°以上５０°以下である請求項１または２に記載のエアフィルタ。
【請求項４】
融点が８０℃以上２００℃以下である第１繊維と、融点が前記第１繊維よりも３０℃以上高い中空構造を有し且つ捲縮した第２繊維とが交絡し、前記第１繊維の一部または全部からなる溶融凝固部によって第２繊維が融着され、厚さ方向への繊維配向度が２０°以上５０°以下である不織布のプリーツ構造体と、
平面状補強材との積層体であり、
前記プリーツ構造体の谷部と前記補強材が接着一体化されていることを特徴とするエアフィルタ。
【請求項５】
前記補強材が、織物、編物、不織布及びシート状物より選択される１種以上である請求項１〜４のいずれかに記載のエアフィルタ。
【請求項６】
前記補強材が寒冷紗である請求項５に記載のエアフィルタ。
【請求項７】
前記補強材は、前記プリーツ構造体の山部とは接着一体化されておらず、前記プリーツ構造体の谷部の８０％以上と接着一体化されている請求項１〜６のいずれかに記載のエアフィルタ。
【請求項８】
前記プリーツ構造体における空気流出側の密度が、空気流入側の密度の１．０５倍以上である請求項１〜７のいずれかに記載のエアフィルタ。
【請求項９】
前記第２繊維の繊度が４ｄｔｅｘ以上４０ｄｔｅｘ以下であり、前記第１繊維の繊度が１ｄｔｅｘ以上４０ｄｔｅｘ以下であり、
第１繊維及び第２繊維の合計に対して、第１繊維を２０質量％以上９０質量％以下含む請求項１〜８のいずれかに記載のエアフィルタ。
【請求項１０】
前記第２繊維として、１２ｄｔｅｘ以下の中空捲縮繊維を、第２繊維全体に対して１０質量％以上の割合で含む請求項９に記載のエアフィルタ。
【請求項１１】
前記第１繊維が、繊度１ｄｔｅｘ以上１０ｄｔｅｘ以下の細繊維と、繊度１０ｄｔｅｘ超４０ｄｔｅｘ以下の太繊維の混合繊維であり、細繊維の割合が、細繊維と太繊維の合計に対して、１０質量％以上である請求項１〜１０のいずれかに記載のエアフィルタ。
【請求項１２】
前記第１繊維が、ガラス転移温度が１０℃以上の硬質繊維と、ガラス転移温度が１０℃未満の軟質繊維とから構成される請求項１〜１１のいずれかに記載のエアフィルタ。
【請求項１３】
前記細繊維はガラス転移温度が１０℃以上の硬質繊維であり、
前記太繊維はガラス転移温度が１０℃以上の硬質繊維と、ガラス転移温度が１０℃未満の軟質繊維とから構成される請求項１１に記載のエアフィルタ。
【請求項１４】
前記第１繊維及び第２繊維が、共通の樹脂から構成されている請求項１〜１３のいずれかに記載のエアフィルタ。
【請求項１５】
前記プリーツ構造体において、不織布全体の平均繊度が７ｄｔｅｘ以上２０ｄｔｅｘ以下であり、不織布全体の目付量が５０ｇ／ｍ2以上２５０ｇ／ｍ2以下である請求項１〜１４のいずれかに記載のエアフィルタ。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載のエアフィルタがフィルタ枠内に配置されている濾材交換型エアフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にビルや工場などの空調に用いられるエアフィルタに関し、特に設置場所が狭くエアフィルタを取り換えることが困難な場所において、ロングライフに使用可能な不織布製エアフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビルや工場等で使用される空調には、空気取り入れ口にエアフィルタが設置されており、エアフィルタによって外気から侵入するダストを除去することが一般的に行われてきた。
【０００３】
また塗装工場等では、塗装工場の塗装ブースの天井にエアフィルタを敷設して、エアフィルタに空気清浄と整流板の両方の役割を与え、塗装ブース室内からの排気に含まれる塗料をエアフィルタにより捕集する場合がある。特に塗料を含んだ排気は、湿分が多い故、フィルタを急激に目詰まりさせる要因となる。そのため塗装工場では、繊度の大きな繊維ウェブに、バインダーを含浸、噴霧、泡塗布した厚さ１０〜２５ｍｍ程度の汎用のエアフィルタを使用して、エアフィルタが目詰まりを起こす度に頻繁に交換することで対応しているのが実情である。しかし使用後のエアフィルタを新品へ取り換える作業は、高所や閉所で行う場合が多く、危険で作業に手間を要する上、嵩高いエアフィルタのために廃棄物が多量に排出されてしまう。また、ロングライフな濾材としては、１００〜１０００デシテックスの繊維を積層してラテックスで接着させた構造体（ロックフィルタ）が使用されているが、該構造体（ロックフィルタ）は、空隙率が大きいため圧力損失は低いものの、低捕集効率であるためエアフィルタとしての要求を満たしていない。
【０００４】
上記以外にロングライフなエアフィルタとして、濾紙、発泡体、不織布などから構成される濾材をプリーツ加工した各種エアフィルタが知られている。プリーツ形状を維持するために、濾材にバインダー樹脂を多く付着させて剛性を付与したり、プリーツ後にビート加工や櫛を挿入して形状を維持したり、柔軟な濾材の片面に金属ワイヤを接着剤で固定する等して、プリーツ形状を長期に亘って維持する工夫がなされている。
【０００５】
更には、特許文献１のように除塵用不織布とプラスチックネットなどの保形体を接着剤や超音波により一体化したもの、特許文献２のようにプリーツ加工した濾材の片面に巻き取り可能な抗張体を張設したものなども開発されている。
【０００６】
濾材単体としては、バインダー接着剤を使用しないでフィルタの難燃性、洗浄再生性、リサイクル性を維持するものとして特許文献３〜５等で種々のフィルタが提供されているが、いずれもニードルパンチをせず熱処理後の見掛け厚さを確保しようとするものであるため、繊維交絡の状態については記載がなく使用時の厚さ方向に対する剛性は不足しているものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９９９１９号公報
【特許文献２】特開平１−３１７５１９号公報
【特許文献３】特開２００４−２９０９２９号公報
【特許文献４】特開２００４−２６７８２８号公報
【特許文献５】特開２０１１−１７７６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、エアフィルタのロングライフ化のために濾材にプリーツ加工を施しても、濾材自体が通風時やダスト負荷時に厚さ方向に潰れて薄くなってしまうのでは、表面濾過となり、濾材がすぐに目詰りしてしまう。更に塗装工場等においては、エアフィルタは、乾燥したダストだけではなく、塗装ブースから排出される湿分の多い塗料を捕集することもあり、濾材が厚さ方向に潰れて表面濾過となってしまう状況下においては目詰りの問題が顕著であった。プリーツ形状を維持するために、濾材にバインダー樹脂を多く付着させたところで、バインダー樹脂の付着量が多くなると、圧力損失の増大や乾燥ダスト保持量の低下等の新たな問題が生じてしまう。
【０００９】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、通風時やダスト負荷時に潰れにくく、ダスト保持性にも優れ、かつ塗料等の水浸入時耐性にも優れるエアフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、濾材にレジンボンド加工せずとも、中空構造を有する捲縮した中空捲縮繊維を、低融点繊維とニードルパンチで交絡した後で熱融着することにより、（ｉ）低融点繊維が厚さ方向に配向する際に、中空捲縮繊維も協力して厚さ方向の配向度が高まること、（ｉｉ）中空捲縮繊維を用いているために平面方向の絡み合いの複雑さは維持されてダスト清浄化効率が維持されること、（ｉｉｉ）厚さ方向に配向した冷却固化後の低融点繊維が柱の役割を果たし不織布の剛性が高められること、（ｉｖ）熱処理により一部または全部の低融点繊維が溶融する際に、低融点繊維が細径化して繊維間の空間を拡大しながら、繊維同士の交絡点では繊維同士が接合しやすくなるため、空間強度が維持され、意外なことに、水を不織布内に保持することが可能となり、この構成により水浸入時耐性が良好なものとなること、（ｖ）及びレジンボンドと同重量で比較しても、剛性は維持され、ダスト保持性や水保持特性は大きく改善され、フィルタ性能が大きく向上すること、並びに（ｖｉ）この濾材のプリーツ構造体の谷部と平面状補強材とを接着一体化することにより、ダストや水分を含む塗料等が濾材に多量に付着した場合であっても、低圧力損失で、プリーツ形状の変形が抑制され、ダスト保持量が飛躍的に高まること、等を見出し、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明に係るエアフィルタは、以下の点に要旨を有する。
［１］  融点が８０℃以上２００℃以下である第１繊維と、融点が前記第１繊維よりも３０℃以上高い中空構造を有し且つ捲縮した第２繊維とが交絡し、前記第１繊維の一部または全部からなる溶融凝固部によって第２繊維が融着されたニードルパンチ不織布のプリーツ構造体と、
平面状補強材との積層体であり、
前記プリーツ構造体の谷部と前記補強材が接着一体化されていることを特徴とするエアフィルタ。
［２］  前記ニードルパンチによる交絡が、繊維ウェブの片側のみからニードルを侵入させることによって行われる［１］に記載のエアフィルタ。
［３］  前記不織布における厚さ方向への繊維配向度が２０°以上５０°以下である［１］または［２］に記載のエアフィルタ。
［４］  融点が８０℃以上２００℃以下である第１繊維と、融点が前記第１繊維よりも３０℃以上高い中空構造を有し且つ捲縮した第２繊維とが交絡し、前記第１繊維の一部または全部からなる溶融凝固部によって第２繊維が融着され、厚さ方向への繊維配向度が２０°以上５０°以下である不織布のプリーツ構造体と、
平面状補強材との積層体であり、
前記プリーツ構造体の谷部と前記補強材が接着一体化されていることを特徴とするエアフィルタ。
［５］  前記補強材が、織物、編物、不織布及びシート状物より選択される１種以上である［１］〜［４］のいずれかに記載のエアフィルタ。
［６］  前記補強材が寒冷紗である［５］に記載のエアフィルタ。
［７］  前記補強材は、前記プリーツ構造体の山部とは接着一体化されておらず、前記プリーツ構造体の谷部の８０％以上と接着一体化されている［１］〜［６］のいずれかに記載のエアフィルタ。
［８］  前記プリーツ構造体における空気流出側の密度が、空気流入側の密度の１．０５倍以上である［１］〜［７］のいずれかに記載のエアフィルタ。
［９］  前記第２繊維の繊度が４ｄｔｅｘ以上４０ｄｔｅｘ以下であり、前記第１繊維の繊度が１ｄｔｅｘ以上４０ｄｔｅｘ以下であり、
第１繊維及び第２繊維の合計に対して、第１繊維を２０質量％以上９０質量％以下含む［１］〜［８］のいずれかに記載のエアフィルタ。
［１０］  前記第２繊維として、１２ｄｔｅｘ以下の中空捲縮繊維を、第２繊維全体に対して１０質量％以上の割合で含む［９］に記載のエアフィルタ。
［１１］  前記第１繊維が、繊度１ｄｔｅｘ以上１０ｄｔｅｘ以下の細繊維と、繊度１０ｄｔｅｘ超４０ｄｔｅｘ以下の太繊維の混合繊維であり、細繊維の割合が、細繊維と太繊維の合計に対して、１０質量％以上である［１］〜［１０］のいずれかに記載のエアフィルタ。
［１２］  前記第１繊維が、ガラス転移温度が１０℃以上の硬質繊維と、ガラス転移温度が１０℃未満の軟質繊維とから構成される［１］〜［１１］のいずれかに記載のエアフィルタ。
［１３］  前記細繊維はガラス転移温度が１０℃以上の硬質繊維であり、
前記太繊維はガラス転移温度が１０℃以上の硬質繊維と、ガラス転移温度が１０℃未満の軟質繊維とから構成される［１１］に記載のエアフィルタ。
［１４］  前記第１繊維及び第２繊維が、共通の樹脂から構成されている［１］〜［１３］のいずれかに記載のエアフィルタ。
［１５］  前記プリーツ構造体において、不織布全体の平均繊度が７ｄｔｅｘ以上２０ｄｔｅｘ以下であり、不織布全体の目付量が５０ｇ／ｍ2以上２５０ｇ／ｍ2以下である［１］〜［１４］のいずれかに記載のエアフィルタ。
［１６］  ［１］〜［１５］のいずれかに記載のエアフィルタがフィルタ枠内に配置されている濾材交換型エアフィルタ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中空構造を有する捲縮した中空捲縮繊維を、低融点繊維とニードルパンチで交絡した後で熱融着した不織布を濾材として使用しているため、低融点繊維が中空捲縮繊維と協力して厚さ方向の配向度を高めて繊維全体の剛性を高めることができる。また中空捲縮繊維を用いているために面方向の目の複雑さは維持されてダスト保持性も高める事ができる。さらには低融点繊維が細径化して繊維間の空間を拡大しながら、繊維同士の交絡点では一部または全部が溶融固化した低融点繊維により中空捲縮繊維等のエアフィルタを構成する繊維同士が接合されやすくなるため、水を不織布内に保持することが可能となり、良好な水浸入時耐性が発揮される。更には、この濾材のプリーツ構造体の谷部と平面状補強材とを接着一体化することにより、ダスト保持量を飛躍的に高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明のエアフィルタの一例を示す概略斜視図である。
【図２】図２は図１に示したエアフィルタ端部のＡ−Ａ部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るエアフィルタに関して、実施例を示す図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００１５】
図１は本発明のエアフィルタの一例を示す概略斜視図である。本発明のエアフィルタ１は、特定の濾材を規則的に折り返して山部と谷部が連続するプリーツ構造体２とし、前記プリーツ構造体２と平面状補強材３とを積層した後、前記プリーツ構造体２の谷部４と前記補強材３を接着一体化した構成を有する。以下、各構成について順に説明する。
【００１６】
＜濾材＞
本発明のエアフィルタでは、融点が８０℃以上２００℃以下である第１繊維（以下、低融点繊維という）と、融点が前記低融点繊維よりも３０℃以上高い中空構造を有し且つ捲縮した第２繊維（以下、中空捲縮繊維という）とから構成される繊維ウェブをニードルパンチで交絡しており、厚さ方向への繊維配向度が高められている不織布を濾材として使用する。該不織布に含まれる繊維に熱をかけてサーマルボンドによって接合（融着）することで、低融点繊維が細径化して、低融点繊維の一部または全部からなる溶融凝固部によって第２繊維が融着され、繊維間の空間を拡大しながら、繊維同士の交絡点では繊維同士が接合しやすくなるため、空間形状を強固に保つことができる様になる。こうした厚さ方向への配向性が高く、かつ空間形状にも優れた不織布製濾材をエアフィルタに用いると、剛性、低圧力損失性、高ダスト保持性、及び水浸入時耐性を良好にすることができる。
【００１７】
１．第２繊維（中空捲縮繊維）
前記中空捲縮繊維は、濾材を軽量且つ嵩高に仕上げ、不織布の平面方向の目の複雑さを維持して、ダスト捕集量向上に寄与する。また中空捲縮繊維は曲げ剛性を有するため、これを配合した不織布は、風等の圧力を受けても変形し難く、長期間の使用が可能となる。この中空捲縮繊維を第１繊維（低融点繊維）と組み合わせ、ニードルパンチをした上で熱融着することで、剛性、低圧力損失性、高ダスト保持性、及び水浸入時耐性を良好にできる。中空捲縮繊維が示す高い反発弾性は、濾材の水保持性の向上に寄与する。
【００１８】
前記中空捲縮繊維の捲縮率は、例えば、１０％以上が好ましく、より好ましくは１２％以上、更に好ましくは１４％以上であり、例えば、３０％以下が好ましく、より好ましくは２８％以下であり、更に好ましくは２５％以下である。適度な捲縮率の繊維を使用することで、不織布を軽量化しつつ厚さ形状を維持することが可能となる。
【００１９】
また前記中空捲縮繊維の捲縮数は、例えば、３個／インチ以上が好ましく、より好ましくは５個／インチ以上であり、更に好ましくは７個／インチ以上であり、例えば、２５個／インチ以下が好ましく、より好ましくは２０個／インチ以下であり、更に好ましくは１５個／インチ以下である。捲縮数が２５個／インチを超える様な微細捲縮では、不織布の厚さを保持するのが難しくなってくる。なお本発明において、「インチ」は２５．４ｍｍである。
【００２０】
また本発明では、第２繊維（中空捲縮繊維）は中空である必要がある。中空構造にすることで、嵩高さを維持しつつ軽量化が可能になる。中空捲縮繊維の中空率は、例えば、５％以上が好ましく、より好ましくは７％以上であり、更に好ましくは９％以上であり、例えば、６０％以下が好ましく、より好ましくは４５％以下であり、更に好ましくは３５％以下である。適度な中空率にすることで、反発弾性を維持でき、また風圧によるへたりを抑制でき、さらには水浸入時耐性をさらに向上するのにも有効である。
【００２１】
前記中空捲縮繊維としては、熱収縮率の異なる樹脂を同時に押し出した偏心構造、又はサイドバイドサイド構造を有する複合繊維（コンジュゲート繊維）；熱収縮率の異なる繊維を組み合わせたバイコン繊維；繊維の表側と裏側とで熱処理等の処理の程度を異ならせて立体捲縮を発現させた中空捲縮繊維等の各種繊維が例示できる。立体捲縮繊維では、コイル形状、スパイラル形状等の三次元的捲縮を形成することが可能である。また本発明の中空捲縮繊維は、汎用の化学繊維に機械的な捲縮加工を施した機械的捲縮繊維であってもよい。これらの繊維のうちより好ましくは、複合繊維（コンジュゲート繊維）またはバイコン繊維である。また本発明では、サーマルボンド時において加熱処理に供する前に既に捲縮している中空捲縮繊維の使用が好ましい。
【００２２】
中空捲縮繊維の融点は、低融点繊維の融点よりも３０℃以上、好ましくは５０℃以上、より好ましくは８０℃以上高い。低融点繊維よりも十分に高い融点を示すことで、低融点繊維の溶融温度以上で中空捲縮繊維及び低融点繊維からなる繊維ウェブをサーマルボンドすることが可能となる。なお融点の上限は特に限定されず、融点を示さなくても（すなわち溶融前に分解が開始しても）よい。中空捲縮繊維の融点は、中空捲縮繊維を構成する素材の種類にも依るが、通常、１５０℃以上３５０℃以下であり、より好ましくは２００℃以上３００℃以下である。
【００２３】
中空捲縮繊維としては、通常、化学繊維が使用され、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリアリレート等のポリエステル樹脂；ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド樹脂；ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリル−塩化ビニル共重合体等のアクリル樹脂；ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂；ビニロン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等のポリビニルアルコール系樹脂；ポリ塩化ビニル樹脂、ビニリデン樹脂、ポリクラール樹脂等のポリ塩化ビニル系樹脂；ポリウレタン樹脂等の合成樹脂；ポリエチレンオキサイド樹脂、ポリプロピレンオキサイド樹脂等のポリエーテル系樹脂；等を原料とする合成繊維；レーヨン、ポリノジック等の再生繊維；アセテート繊維、トリアセテート繊維等の半合成繊維等を好ましく使用できる。本発明では、中空捲縮繊維が熱や湿気等で劣化しにくく、適度な剛性を有し、入手が容易であることからポリエステル樹脂を原料に含む繊維が好ましい。
【００２４】
前記中空捲縮繊維の繊度は、例えば、４ｄｔｅｘ以上が好ましく、より好ましくは５ｄｔｅｘ以上であり、更に好ましくは６ｄｔｅｘ以上であり、４０ｄｔｅｘ以下が好ましく、より好ましくは２０ｄｔｅｘ以下であり、更に好ましくは１５ｄｔｅｘ以下である。なお繊度の異なる複数の中空捲縮繊維を含む時には、各繊度の中空捲縮繊維の割合（質量基準）を考慮した加重平均によって、中空捲縮繊維の繊度を求める。
【００２５】
前記中空捲縮繊維は、全体として前記平均の繊度を満足する限り、その一部又は全部に繊度が１２ｄｔｅｘ以下、好ましくは５ｄｔｅｘ以上１０ｄｔｅｘ以下、より好ましくは６ｄｔｅｘ以上１０ｄｅｘ以下、特に好ましくは７ｄｔｅｘ以上８．５ｄｔｅｘ以下の中空捲縮繊維（以下、細中空捲縮繊維という）を含むのが好ましい。細中空捲縮繊維を含むことで、ダスト保持量をより向上できる。細中空捲縮繊維の割合は、中空捲縮繊維全体に対して、例えば、１０質量％以上、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、特に好ましくは１００質量％である。
なお前記中空捲縮繊維は、前記平均の繊度を満足することが可能な限り、繊度１２ｄｔｅｘ超の太中空捲縮繊維を含んでいてもよい。
【００２６】
なお中空捲縮繊維（細捲縮繊維、太捲縮繊維を含む）の繊度は、これらを構成する樹脂の素材にもよるが、一般的には、サーマルボンド前でも、サーマルボンド後でも（すなわちエアフィルタ中でも）同じである。
【００２７】
中空捲縮繊維の繊維長は、短繊維であれば特に限定されず、例えば、３００ｍｍ以下、好ましくは１００ｍｍ以下であり、また１０ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上の範囲から適宜選択できる。なお中空捲縮繊維の繊維長は、繊維を伸長せずまっすぐに伸ばした状態で測定されることとする。
【００２８】
中空捲縮繊維の割合は、低融点繊維と中空捲縮繊維の合計に対して、例えば、１０質量％以上が好ましく、より好ましくは１２質量％以上であり、更に好ましくは１５質量％以上であり、例えば、８０質量％以下が好ましく、より好ましくは７０質量％以下であり、更に好ましくは６０質量％以下である。
【００２９】
２．第１繊維（低融点繊維）
低融点繊維は、従来のレジンボンド法によるバインダー樹脂に代わって、不織布を強固に接合する為に使用される。低融点繊維を使用することで濾材に必要な繊維間接着や剛性を得られるため、従来技術のようにバインダー樹脂を含浸・スプレーなどにより塗布した後、不要な水分を乾燥させるという工程を減らすことができる。さらに低融点繊維による接合によれば、繊維間接着強度が高いため、必要なサイズに打抜き・カットする際にカット端面での糸残りが少なくなるというメリットもある。また低融点繊維は、バインダー樹脂として一般的なポリアクリル酸エステル系樹脂、ポリエステル系樹脂、合成ゴム系樹脂、ウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂などと比較して安価なため好ましい。こうした低融点繊維を中空捲縮繊維と組み合わせ、ニードルパンチしてサーマルボンドで接合することによって厚さ方向の配向度が高まり、不織布の剛性、ダスト保持性、低圧力損失、及び水浸入時耐性を実現できる。
【００３０】
低融点繊維の融点は、８０℃以上、好ましくは９０℃以上であり、より好ましくは１００℃以上である。融点の上限は、サーマルボンドの処理可能温度や中空捲縮繊維の耐熱性などに応じて適宜設定でき、例えば、２００℃以下、好ましくは１８０℃以下であり、より好ましくは１６０℃以下である。なお融点の異なる複数の樹脂を組み合わせて低融点繊維が形成されている場合（例えば、芯鞘構造、偏心構造、またはサイドバイサイド構造などの場合）、融点の低い側の樹脂の融点が、低融点繊維の融点であるとみなす。
【００３１】
低融点繊維としては、融点の異なる複数の樹脂を組み合わせた芯鞘構造、偏心構造、あるいはサイドバイサイド構造を有する複合繊維；変性ポリエステル繊維；変性ポリアミド繊維；変性ポリプロピレン繊維等の変性ポリオレフィン繊維等が使用できる。前記複合繊維に使用される樹脂の組み合わせには、ポリエチレン−ポリプロピレン、ポリプロピレン−変性ポリプロピレン等のポリオレフィン系の組み合わせの他、ポリエチレン−ポリエステル、ポリエステル−変性ポリエステル、ナイロン−変性ナイロン等が挙げられる。また融点によっては、単一の樹脂からなる低融点繊維も使用できる。中でも、生産性がよく入手が容易であることから、芯鞘構造を有する複合繊維が好ましく、融点の選択範囲が広いことから、ポリエステル−変性ポリエステル樹脂からなる芯鞘構造を有する複合繊維が特に好ましい。一方、ダスト保持量を高めるには、厚さ方向の配向度が高くなる傾向にあるポリエチレン−ポリプロピレン、ポリプロピレン−変性ポリプロピレン等のポリオレフィン系低融点繊維の使用が推奨される。
【００３２】
低融点繊維の繊度は、１ｄｔｅｘ以上が好ましく、より好ましくは１．５ｄｔｅｘ以上であり、更に好ましくは２ｄｔｅｘ以上であり、４０ｄｔｅｘ以下が好ましく、より好ましくは３０ｄｔｅｘ以下であり、更に好ましくは２０ｄｔｅｘ以下である。なお繊度の異なる複数の低融点繊維を含む時には、各繊度の低融点繊維の割合（質量基準）を考慮した加重平均によって、低融点繊維の繊度を求める。
【００３３】
前記低融点繊維は、繊度が１ｄｔｅｘ以上（好ましくは１．５ｄｔｅｘ以上、より好ましくは２ｄｔｅｘ以上）、１０ｄｔｅｘ以下（好ましくは８ｄｔｅｘ以下、より好ましくは５ｄｔｅｘ以下）である細低融点繊維と、繊度が１０ｄｔｅｘ超（好ましくは１２ｄｔｅｘ以上、より好ましくは１４ｄｔｅｘ以上）、４０ｄｔｅｘ以下（好ましくは３０ｄｔｅｘ以下、より好ましくは２０ｄｔｅｘ以下）の太低融点繊維の混合繊維として使用することが好ましい。太低融点繊維は、ニードルパンチによって厚さ方向の繊維配向度を高めるのに有効であり、特に細低融点繊維と中空捲縮繊維とを組み合わせてニードルパンチした後でサーマルボンドすることで、厚さ方向に強い柱構造を導入できる。また太低融点繊維は、サーマルボンド時の熱処理により細径化されることで、水保持の為の空間を形成するのに効果的である。
細低融点繊維の割合は、細低融点繊維と太低融点繊維の合計に対して、例えば、１０質量％以上が好ましく、より好ましくは２０質量％以上であり、更に好ましくは３０質量％以上であり、１００質量％以下が好ましく、より好ましくは７０質量％以下であり、更に好ましくは５０質量％以下であり、特に好ましくは４５質量％以下である。
【００３４】
これら低融点繊維の繊度は、サーマルボンド前の繊度を指す。例えば、芯鞘構造を有する低融点繊維の場合には、通常、芯と鞘の重量比は３０：７０〜７０：３０（より好ましくは４０：６０〜６０：４０、更に好ましくはほぼ５０：５０）であり、サーマルボンド後の低融点繊維の繊度はサーマルボンド前の繊度に対して、通常０．３〜１倍である。サーマルボンド後の低融点繊維の繊度は、例えば、０．４ｄｔｅｘ以上が好ましく、より好ましくは０．６ｄｔｅｘ以上であり、更に好ましくは０．８ｄｔｅｘ以上であり、３６ｄｔｅｘ以下が好ましく、より好ましくは２７ｄｔｅｘ以下であり、更に好ましくは１８ｄｔｅｘ以下である。
【００３５】
低融点繊維としては、ガラス転移温度が１０℃以上の硬質繊維であるのが好ましい。硬質繊維を用いる事で、濾材の剛性を確保できる。硬質繊維のガラス転移温度は、好ましくは２０℃以上であり、より好ましくは３０℃以上であり、例えば、９０℃以下が好ましく、より好ましくは７０℃以下である。
【００３６】
また低融点繊維として複数の繊維を組み合わせて用いる場合、前記硬質繊維に、ガラス転移温度が１０℃未満の軟質繊維とを組み合わせるのが好ましい。軟質繊維を用いることで、濾材の剛性を保ちつつ、折れにくいしなやかな柱構造を導入できる。軟質繊維のガラス転移温度は、８℃以下が好ましく、より好ましくは５℃以下であり、更に好ましくは２℃以下である。なお軟質繊維のガラス転移温度の下限は特に限定されないが、例えば、−１０℃以上であってもよく、−５℃以上であってもよい。
軟質繊維を用いる場合、その割合は、低融点繊維全体に対して、例えば、１０質量％以上が好ましく、より好ましくは１５質量％以上であり、更に好ましくは２０質量％以上であり、例えば、８０質量％以下が好ましく、より好ましくは６０質量％以下であり、更に好ましくは５０質量％以下である。
【００３７】
低融点繊維が細低融点繊維と太低融点繊維の両方から構成される場合、細低融点繊維としてガラス転移温度が１０℃以上の硬質繊維が使用され、太低融点繊維としてガラス転移温度が１０℃以上の硬質繊維と、ガラス転移温度が１０℃未満の軟質繊維とが組み合わせて使用されることが好ましい。太低融点繊維としての硬質繊維と軟質繊維の割合（質量比）は、例えば、１０／９０〜９０／１０が好ましく、より好ましくは３０／７０〜７０／３０であり、更に好ましくは４０／６０〜６０／４０である。
【００３８】
低融点繊維の割合は、中空捲縮繊維と低融点繊維の合計に対して、例えば、２０質量％以上、好ましくは３０質量％以上、より好ましくは４０質量％以上であり、例えば、９０質量％以下、好ましくは８５質量％以下、より好ましくは８０質量％以下である。
【００３９】
低融点繊維の繊維長は、短繊維であれば特に限定されず、例えば、３００ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１００ｍｍ以下であり、また１０ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは２０ｍｍ以上である。
【００４０】
３．他の繊維
濾材には、前記中空捲縮繊維及び低融点繊維以外の繊維を使用してもよい。他の繊維としては、例えば、中空捲縮繊維と同等の範囲の融点を有する非中空捲縮繊維、天然繊維などが挙げられる。具体的には、例えば、綿、麻、毛、絹等の天然繊維；レーヨン、ポリノジック、キュプラ、レヨセル等の再生繊維；アセテート繊維、トリアセテート繊維等の半合成繊維；ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド繊維；ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリ乳酸繊維、ポリアリレート繊維等のポリエステル繊維；ポリアクリロニトリル繊維、ポリアクリロニトリル−塩化ビニル共重合体繊維等のアクリル繊維；ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維；ビニロン繊維、ポリビニルアルコール繊維等のポリビニルアルコール系繊維；ポリ塩化ビニル繊維、ビニリデン繊維、ポリクラール繊維等のポリ塩化ビニル系繊維；ポリウレタン繊維等の合成繊維；ポリエチレンオキサイド繊維、ポリプロピレンオキサイド繊維等のポリエーテル系繊維等が例示できる。
他の繊維の繊度及び繊維長は、中空捲縮繊維と同等の範囲から選択できる。
【００４１】
中空捲縮繊維、低融点繊維、及び必要に応じて使用される他の繊維は、共通の樹脂から構成される繊維（特に化学繊維）であるのが好ましい。本明細書において「共通の樹脂」とは、一の樹脂とその変性樹脂とを含み、例えば、一の樹脂がポリエステル樹脂である場合、その共通の樹脂の範囲には、ポリエステル樹脂と変性ポリエステル樹脂とが含まれる。共通の樹脂を使用することで、濾材のリサイクル性が高まる。
【００４２】
本発明の濾材では、第１繊維と第２繊維の割合は、全繊維中、例えば、７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上であり、１００質量％であってもよい。残りは他の繊維である。
【００４３】
前記中空捲縮繊維、低融点繊維、及び必要に応じて使用される他の繊維は、混綿し、カーディングし、クロスラッピングすることで繊維ウェブにされる。繊維ウェブを形成した時の全繊維の加重平均繊度は、例えば、７ｄｔｅｘ以上が好ましく、より好ましくは８ｄｔｅｘ以上であり、更に好ましくは９ｄｔｅｘ以上であり、例えば、２０ｄｔｅｘ以下が好ましく、より好ましくは１７ｄｔｅｘ以下であり、更に好ましくは１５ｄｔｅｘ以下である。
【００４４】
また繊維ウェブを形成した時の繊維目付量（繊維質量だけに基づく目付量）及び総目付量（全ての使用樹脂成分に基づく目付量）は、例えば、５０ｇ／ｍ2以上が好ましく、より好ましくは８０ｇ／ｍ2以上であり、更に好ましくは１００ｇ／ｍ2以上であり、２５０ｇ／ｍ2以下が好ましく、より好ましくは２００ｇ／ｍ2以下であり、更に好ましくは１８０ｇ／ｍ2以下である。なお、繊維ウェブでの繊維目付量及び総目付量は、濾材での繊維目付量及び総目付量と同等である。本発明によれば、これら繊維目付量及び総目付量を小さくしても優れた剛性を達成でき、濾材を軽量化できる。
【００４５】
なお本発明では、前記総目付量を満足する範囲の少量のバインダー樹脂を噴霧し、レジンボンドを組み合わせてもよいが、バインダー樹脂を噴霧、含浸しない方が好ましい。
【００４６】
４．ニードルパンチ
中空捲縮繊維と低融点繊維とを含む前記繊維ウェブは、平面方向に繊維が配向しており、こうした繊維ウェブをニードルパンチすることで、厚さ方向の繊維の配向度を高めることができる。非中空捲縮繊維を用いると、たとえ低融点繊維を用いても、厚さ方向の配向度を高めることは困難であり、中空捲縮繊維と低融点繊維とを組み合わせることで初めて厚さ方向の配向度が高くなる。そしてさらにサーマルボンドを組み合わせることで、濾材の剛性、ダスト保持性、低圧力損失、水浸入時耐性を実現できる。より詳細に説明すると、繊維が厚さ方向に配向する不織布は、ダスト負荷時の厚さの維持性、及び剛性に非常に優れているが、濾材では繊維密度が低いために繊維ウェブ間の層間剥離やダスト抜けが発生しやすい。一方、繊維が平面方向に配向する不織布は、ダストの捕集性能に優れているが、厚さ方向の剛性に劣るため、ダスト負荷により厚さがへたり、ダスト保持量が少なくなる傾向がある。そこで、平面方向に配列された繊維ウェブに中空捲縮繊維を混綿することで、繊維ウェブが平面方向に形成されていても繊維ウェブに含まれる中空捲縮繊維が厚さ方向へも配向するとともに、ニードルパンチ加工をすることで繊維ウェブの一部を厚さ方向に配向させると、厚さ方向に対する剛性が大きくなりフィルタとしての捕集性能が向上する。なお厚さ方向への繊維の配向度は、得られる濾材での配向度によって評価できる。
【００４７】
前記ニードルパンチによる交絡は、不織布の片側のみからニードルを侵入させることによって行うのが好ましい。繊維ウェブの片面側からニードルパンチ加工することで、単層でありながら厚さ方向に連続した密度勾配構造を形成できる。この密度勾配は、複数層からなる繊維ウェブの積層による密度勾配よりも簡便に形成でき、かつ緩やかである。なお密度勾配の大きさは、得られる濾材で評価できる。
【００４８】
ニードルパンチの針太さは、例えば、０．７８ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．７５ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．７０ｍｍ以下であり、０．３５ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは０．４０ｍｍ以上であり、更に好ましくは０．４５ｍｍ以上である。太さの異なる２種類の針、例えば０．６０ｍｍ以上（好ましくは０．７８ｍｍ以下）の太い針と、０．６０ｍｍ未満（より好ましくは０．３５ｍｍ以上）の細い針とを組み合わせてもよい。太い針でパンチすることで大きい繊維束を形成して厚さ方向に配向する一方で、細い針も使用することで厚さ方向への繊維配向度を緩和しかつパンチ穴の開きすぎを防止してパンチ面を高密度化することができる。
なお針太さと針番手の関係は、一般的に、２８番手（０．７８ｍｍ）、３０番手（０．７５ｍｍ）、３２番手（０．７０ｍｍ）、４２番手（０．４５ｍｍ）、４４番手（０．４０ｍｍ）、４６番手（０．３５ｍｍ）として知られているが、これに限定されるものではない。
【００４９】
ニードルの単位面積当たりの打ち込み本数（ペネ数）は、例えば、１５〜２５本／ｃｍ2が好ましく、より好ましくは１７〜２３本／ｃｍ2であり、更に好ましくは１８〜２２本／ｃｍ2である。
【００５０】
ニードルパンチを行うにあたり、表面から入れた針が裏面に出ないように（すなわち針深さ０ｍｍ）調整するとよい。不織布全体に亘って繊維を交絡させるのではなく、不織布の厚さのある一定の深さまでの繊維を交絡させることで、厚さ方向に繊維の配向勾配を形成しやすくなる。
【００５１】
５．サーマルボンド
以上の様にしてニードルパンチされた繊維ウェブは、低融点繊維の融点以上であり、かつ中空捲縮繊維の融点未満の温度に加熱する事で、溶融繊維によって繊維間同士が接着・接合され、不織布の形状を固定し、強度を確保できる。本発明ではこのサーマルボンドの際に低融点繊維が細径化し、前記第１繊維の一部または全部からなる溶融凝固部によって第２繊維が融着されることで、水保持の為の空間を形成できる。そして繊維の交絡点は低融点繊維によって確実に接着・接合できるため、空間強度を強くでき、水を保持しても空間の形状を維持でき、水が膜化するのを防止でき、水保持時の圧力損失の増大も抑制できる。
【００５２】
サーマルボンド時の加熱温度は、例えば、１００℃以上が好ましく、より好ましくは１２０℃以上であり、更に好ましくは１４０℃以上であり、例えば、２００℃以下が好ましく、より好ましくは１９０℃以下であり、更に好ましくは１８０℃以下である。
【００５３】
加熱時間は、例えば、１０秒以上が好ましく、より好ましくは２０秒以上であり、更に好ましくは３０秒以上であり、例えば、５分以下が好ましく、より好ましくは３分以下であり、更に好ましくは２分以下である。
【００５４】
６．性能
濾材は、中空捲縮繊維が低融点繊維で固定されており、かつ厚さ方向への繊維配向度が適切な値になっており、また単層でありながら優れた密度勾配を有している。そのため剛性とダスト保持量に優れており、かつ低圧力損失特性も有し、加えて水浸入時耐性にも優れている。そのため、エアフィルタのダスト捕集効率も向上できる。
【００５５】
密度勾配の大きさは、濾材の空気流出側の密度と、空気流入側の密度の比によって評価でき、その大きさは求められるフィルタ性能により適宜設定できる。空気流出側の密度は、空気流入側の密度に対して、例えば、１．０５倍以上が好ましく、より好ましくは１．１０倍以上であり、更に好ましくは１．３倍以上にすることができ、例えば、３．０倍以下が好ましく、より好ましくは２．６倍以下であり、更に好ましくは２．０倍以下にすることができる。こうした範囲であれば、ダスト保持量をより大きくでき、フィルタライフをさらに長くできる。
【００５６】
濾材の空気流出側の密度は、例えば、０．０１２ｇ／ｃｍ3以上が好ましく、より好ましくは０．０１８ｇ／ｃｍ3以上であり、更に好ましくは０．０２２ｇ／ｃｍ3以上であり、例えば、０．０４０ｇ／ｃｍ3以下が好ましく、より好ましくは０．０３５ｇ／ｃｍ3以下であり、更に好ましくは０．０３０ｇ／ｃｍ3以下である。
濾材の空気流入側の密度は、例えば、０．００５ｇ／ｃｍ3以上が好ましく、より好ましくは０．００８ｇ／ｃｍ3以上であり、更に好ましくは０．０１０ｇ／ｃｍ3以上であり、例えば、０．０２５ｇ／ｃｍ3以下が好ましく、より好ましくは０．０２０ｇ／ｃｍ3以下であり、更に好ましくは０．０１８ｇ／ｃｍ3以下である。
濾材全体の密度は、例えば、０．０１０ｇ／ｃｍ3以上が好ましく、より好ましくは０．０１２ｇ／ｃｍ3以上であり、更に好ましくは０．０１４ｇ／ｃｍ3以上であり、例えば、０．０３０ｇ／ｃｍ3以下が好ましく、より好ましくは０．０２６ｇ／ｃｍ3以下であり、更に好ましくは０．０２３ｇ／ｃｍ3以下である。
【００５７】
濾材の厚さ方向への繊維配向度は、例えば、２０°以上が好ましく、より好ましくは２５°以上であり、更に好ましくは３０°以上であり、例えば、５０°以下が好ましく、より好ましくは４５°以下であり、更に好ましくは４０°以下である。繊維配向度は実施例に記載の方法で測定することができる。
【００５８】
濾材の厚さは、例えば、３ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは５ｍｍ以上であり、更に好ましくは６ｍｍ以上であり、例えば、１２ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１０ｍｍ以下であり、更に好ましくは８ｍｍ以下である。
【００５９】
濾材を後述する実施例のダスト負荷時厚さ減少試験に供した時の厚さ減少率は、例えば、８８％以上であり、好ましくは９０％以上であり、より好ましくは９２％以上である。また厚さ減少率の上限は特に限定されないが、例えば、１００％以下であり、特に９７％以下であっても良好な濾材であると言える。
【００６０】
濾材を後述する実施例の水抜け試験に供した時、試験後における流出側の濾材表面では、水抜けがほとんど観察されず、濾材内部に水が浸入して保持されている。そのため水抜け試験における濾材の水保持量は、５．５〜１２ｇと極めて高い（より好ましくは６．０〜１１ｇ）。
【００６１】
以上のようにしてサーマルボンドされた濾材は、適当な形態にカット加工するとよい。また必要に応じて、カット加工前又はカット加工後に、ニードルパンチ加工面を加熱ロールや加熱板間を通して平滑処理してもよい。平滑処理をすることで、ニードルパンチ穴を小さくでき、さらにはニードルパンチ面の毛羽立ちを防止して高密度面の密度アップによる捕集効率を向上できる。加えて不織布の剛性が増すためハンドリング性やカット加工性も向上し、また濾材の裏表の判別も容易になる。
【００６２】
＜補強材＞
本発明では、濾材のプリーツ形状を維持するために、前記濾材のプリーツ構造体の谷部と平面状補強材が接着一体化されていることが重要である。プリーツ構造体に補強材が接着一体化されていることにより、ダストや水分を含む塗料等が濾材に多量に付着した場合であっても、プリーツ形状の変形が抑制され、より長期に亘ってダストや塗料を捕集することが可能となる。これにより、本発明のエアフィルタは、ダスト保持量を飛躍的に高めることを可能とする。更に補強材は、濾材に付着したダストや乾燥・固化後の塗料の断片が振動等によって濾材から剥がれ落ちた場合であっても、これらを捕集し、エアフィルタを設置している装置やダクト内に、剥がれ落ちたダストや塗料の断片が侵入することを防ぐ機能も有している。
【００６３】
補強材は、平面状で、適度な強度と、エアフィルタの通気性を阻害しない程度の通気性を有し、濾材を固定化できる部材であれば特に限定されず、例えば、織物、編物、不織布及びシート状物より選択される１種以上が好ましい。補強材を選定する際には、エアフィルタの製造の容易化、エアフィルタのリサイクル製などを考慮するとよい。
【００６４】
前記織物としては、経糸及び緯糸が２０〜８０綿番手（より好ましくは３０〜４０綿番手）で、織密度が５〜３０本／インチ（より好ましくは１０〜２０本／インチ）の織物が好ましい。また、織組織は特に限定されず、平織、からみ織、綾織等が例示される。前記織物には樹脂による後加工が施され、硬く仕上げられていてもよい。このような織物としては、高通気度且つ高強度であり、適度な網目構造を有する寒冷紗が好ましい。後述する図２には、補強材が寒冷紗であるエアフィルタの一例を示すが、補強材が寒冷紗であるときは、特に寒冷紗を構成する繊維の一方向と、プリーツ構造体の谷部形成方向とが、平行であることが好ましい。本構成により、プリーツ構造体と寒冷紗の接着点が増えプリーツ構造体と寒冷紗をより強固に固定することが可能となる上、プリーツの折り畳み方向に対する強度が向上する。
【００６５】
前記編物としては、０．５〜５．０ｍｍ目（より好ましくは１．０〜３．０ｍｍ目）のラッセル編等による各種ネットが好ましい。
【００６６】
前記不織布の種類は特に限定されず、サーマルボンド不織布、ニードルパンチ不織布、スパンレース不織布、ケミカルボンド不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、スプリットファイバー不織布から適宜選択するとよく、より好ましくはサーマルボンド不織布である。前記不織布を構成する繊維の平均繊度は、通常６〜３０ｄｔｅｘ（より好ましくは１０〜２５ｄｔｅｘ、さらに好ましくは１２〜２０ｄｔｅｘ）程度であるが、スプリットファイバー不織布は一般的に太繊維から構成されるため、スプリットファイバー不織布を構成する繊維の平均繊度は５００〜３０００ｄｔｅｘが好ましい。前記不織布には、汎用のキャビンフィルター等も好ましく使用できる。
【００６７】
前記織物、前記編物及び前記不織布を構成する繊維としては、例えば、綿、麻、毛、絹等の天然繊維；レーヨン、ポリノジック、キュプラ、レヨセル等の再生繊維；アセテート繊維、トリアセテート繊維等の半合成繊維；ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド繊維；ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリ乳酸繊維、ポリアリレート繊維等のポリエステル繊維；ポリアクリロニトリル繊維、ポリアクリロニトリル−塩化ビニル共重合体繊維等のアクリル繊維；ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維；ビニロン繊維、ポリビニルアルコール繊維等のポリビニルアルコール系繊維；ポリ塩化ビニル繊維、ビニリデン繊維、ポリクラール繊維等のポリ塩化ビニル系繊維；ポリウレタン繊維等の合成繊維；ポリエチレンオキサイド繊維、ポリプロピレンオキサイド繊維等のポリエーテル系繊維等が例示できる。中でも、ポリエステル繊維が好ましい。
【００６８】
前記シート状物としては、具体的には、熱可塑性樹脂から形成される有孔フィルムまたは熱可塑性樹脂から形成される網状成形体が挙げられる。前記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン（低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン）、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂；ＰＥＴ等のポリエステル樹脂；ポリアミド樹脂；ポリ塩化ビニル樹脂；酢酸ビニル樹脂；ＥＶＡ樹脂；などが挙げられる。前記有孔フィルムにおける孔の形状は、円形、楕円形、四角形等の多角形のいずれであってもよく、より好ましくは四角形である。また前記有孔フィルムは、未延伸、一軸延伸または二軸延伸のいずれであってもよい。また前記網状成形体としては、熱可塑性樹脂成分が縦横に直行し、０．５〜５．０ｍｍ目（より好ましくは１．０〜３．０ｍｍ目）を有する熱可塑性樹脂の押出成形体が好ましい。
【００６９】
特に、濾材を構成する繊維と補強材とは、共通の樹脂から構成されることが好ましい。共通の樹脂を使用することで、エアフィルタのリサイクル性が高まり、濾材と補強材の接着力が向上する上、エアフィルタの形成も容易となる。
【００７０】
補強材（例えば、前記織物、前記編物及び前記不織布を構成する繊維やシート状物を構成する熱可塑性樹脂）の融点は、濾材に使用される第１繊維（低融点繊維）の融点以下であることが好ましい。補強材の融点が第１繊維（低融点繊維）の融点以下であれば、補強材と濾材を熱接着したときに接着がより強固となり、高風速下でエアフィルタを使用しても濾材と補強材が剥がれにくくなる。またダストや塗料が大量に回収された状態でもエアフィルタの形状が崩れにくくなる。
補強材（例えば、前記織物、前記編物及び前記不織布を構成する繊維やシート状物を構成する熱可塑性樹脂）の融点は、好ましくは１８０℃以下、より好ましくは１６０℃以下、更に好ましくは１４０℃以下であり、好ましくは５０℃以上、より好ましくは７０℃以上、更に好ましくは９０℃以上である。
また補強材（例えば、前記織物、前記編物及び前記不織布を構成する繊維やシート状物を構成する熱可塑性樹脂）のガラス転移温度は、好ましくは１０〜９０℃、より好ましくは２０〜８０℃、更に好ましくは３０〜７０℃である。
【００７１】
不織布やシート状物では、通気度を高めるためには低密度化が必要となるため、寸法強度は劣る傾向にある。そのため補強材としては、通気度が高く、寸法安定性に優れた織物又は編物が好ましく、より好ましくは織物であり、更に好ましくは寒冷紗である。特に、補強材としては、融点が第１繊維（低融点繊維）の融点以下である繊維の含有率が５０重量％以上、より好ましくは６０重量％以上、更に好ましくは８０重量％以上、特に好ましくは９５重量％以上である織物（好ましくは寒冷紗）又は編物が好ましい。
【００７２】
補強材の重量は、好ましくは１０ｇ／ｍ2以上、より好ましくは１５ｇ／ｍ2以上、更に好ましくは２０ｇ／ｍ2以上であり、好ましくは２００ｇ／ｍ2以下、より好ましくは１００ｇ／ｍ2以下、更に好ましくは５０ｇ／ｍ2以下である。補強材の重量を前記範囲内に調整することにより、軽量で高通気性の補強材となる。
【００７３】
＜エアフィルタ＞
プリーツのピッチは、好ましくは１５〜５０ｍｍ、より好ましくは１８〜４０ｍｍ、更に好ましくは２０〜３０ｍｍである。またプリーツの山高さは、好ましくは１０〜５０ｍｍ、より好ましくは１２〜４０ｍｍ、更に好ましくは１５〜３０ｍｍである。濾材のプリーツをこのような形状にしておくことで、十分な濾過面積を有しつつ、圧力損失の小さなエアフィルタとなる。
【００７４】
プリーツ構造体の谷部と補強材は、谷部と補強材が接触している部分及びその近傍を溶融固着することにより接着一体化されていることが好ましい。溶着方法としては、例えば、谷部と補強材の接触部分に加熱した熱板を直接押し当てる熱圧着；谷部と補強材の接触部分に熱風を吹き付ける熱風溶着；谷部と補強材の接触部分に超音波振動を与える超音波溶着；等が挙げられ、プリーツの形状が安定し接着部分がより強固になることから熱圧着が好ましい。プリーツ構造体の谷部と補強材を接着一体化する際、プリーツ構造体の谷部と補強材の間に、呉羽テック社製「ダイナック（登録商標）」に代表される熱融着性不織布を挟み、その後、前述した各種方法により溶着すると、谷部と補強材間の接着力が更に向上するため好ましい。
【００７５】
プリーツ構造体の谷部と補強材は、谷部と補強材が接触している部分及びその近傍を溶融固着することにより接着一体化されることが好ましいため、通常、濾材と補強材との接着部分は線状に形成される。この線状に形成される接着部分１本あたりの幅は、例えば、１．０〜５．０ｍｍが好ましく、より好ましくは１．２〜３．０ｍｍであり、更に好ましくは１．２〜２．０ｍｍである。接着部分の幅を前記範囲内に調整することにより、濾材と補強材の接着力を十分なものとし、更には、接着部分に起因する圧力損失の上昇を抑制してエアフィルタを長寿命化できるため好ましい。
【００７６】
濾材の形態を安定させる目的であれば、濾材の片面または両面の全面に補強材を接着一体化した後に、補強材が貼り合わされた濾材をプリーツ加工することも考えられる。しかしこの方法では濾材が薄くなる上、補強材を濾材の全面に接着一体化する際の熱や圧力により、流入面における濾材の表面粗さを維持することが難しくなるため、濾材と補強材の接着面積はできるだけ小さい程好ましい。図２には図１に示したエアフィルタ端部のＡ−Ａ部分拡大図を示すが、図２に示すように、前記補強材３は、前記プリーツ構造体２の山部５とは接着一体化されていないことが好ましい。一方、補強材３とプリーツ構造体２の接着強度を高める観点から、前記補強材３は、前記プリーツ構造体２の谷部４の８０％以上（より好ましくは９０％以上、更に好ましくは１００％）と接着一体化されていることが望ましい。このように補強材がプリーツ構造体の開口部全面に存在していれば、プリーツ構造体の谷部と補強材を接着一体化したエアフィルタを必要なサイズにカットするだけで、プリーツ形状が固定された高性能のエアフィルタが得られるため好ましい。またプリーツ構造体の谷部と補強材との接着部分が大きくなるほど、長期の使用であってもプリーツ形状が維持されるため、ダスト保持量上昇に寄与する。
【００７７】
本発明のエアフィルタを後述する実施例の圧力損失試験に供した時の圧力損失は、例えば７０Ｐａ以下であり、好ましくは６０Ｐａ以下であり、より好ましくは５５Ｐａ以下である。圧力損失の下限は特に限定されないが、例えば、１５Ｐａ程度であり、特に２０Ｐａ程度であっても良好なエアフィルタであると言える。
【００７８】
エアフィルタを後述する実施例のダスト保持試験に供した時のダスト保持量は、エアフィルタ１ユニットあたり、例えば４０ｇ以上であり、好ましくは５０ｇ以上、より好ましくは６０ｇ以上である。ダスト保持量の上限は特に限定されないが、例えば、３００ｇ以下であり、特に２００ｇ以下であっても良好なエアフィルタであると言える。
【００７９】
本発明のエアフィルタは、ビルや工場（特に、塗装工場）等で使用される空調用のエアフィルタとして好ましく利用される。本発明のエアフィルタは、例えば、前記エアフィルタをフィルタ枠内に配置して、濾材（エアフィルタ）のみを交換する濾材交換型エアフィルタとして使用してもよく、前記エアフィルタとフィルタ枠を、接着剤、熱接着、超音波融着、縫製等の接合手段によって一体化したフィルタユニットとして使用してもよく、プリーツ構造体が補強材と接着一体化されているため、前記エアフィルタを必要なサイズにカットするだけでも使用できる。前記フィルタ枠は特に限定されないが、リサイクル性の観点から、紙枠、不織布枠またはアルミ枠が好ましい。
【００８０】
また、本発明のエアフィルタは、周囲をヒートカッターや超音波カッターにより切断すると、カット面からの繊維くずの発生を抑制できる上、捕集したダストの漏出や濾材と補強材の剥離防止に繋がる。更に、この方法によれば、本発明のエアフィルタをあらゆる方向に対しても高剛性にできるため、より取扱性に優れたエアフィルタとなる。また、本発明のエアフィルタの一辺以上を熱溶着することにより、斜め方向の形状が安定し、パネルに使用することも可能となる。
【実施例】
【００８１】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００８２】
本願明細書で採用した不織布の評価方法は以下の通りである。
（１）平均繊度；用いた繊維の繊度を、使用質量比に応じて加重平均した。
（２）捲縮率；ＪＩＳ  Ｌ１０１５の８．１２．２法に準ず。
（３）中空率；繊維の断面写真から次式により算出した。
中空率（％）＝（中空部の断面積／繊維の断面積）×１００
（４）捲縮数；ＪＩＳ  Ｌ１０１５の７．１２法に準ず。
（５）繊維長；ＪＩＳ  Ｌ１０１５  ８．４．１  Ｃ）直接法（Ｃ法）に基づき、繊維を伸長せずまっすぐに伸ばし、置尺上で測定する。
【００８３】
（６）目付；ＪＩＳ  Ｌ１９１３の６．２法に準ず。
（７）厚さ；ＪＩＳ１級鋼尺を用いて厚さを測定した。
（８）全体密度；不織布製濾材全体の目付を、不織布製濾材全体の厚さで除して求めた。
（９）流入側密度、流出側密度、密度比
半分の厚さになるように断面を鋭利なカッターでカットし、流入側と流出側に分離する。それぞれの目付と厚さを測定し、次式により算出する。
流入側密度（ｇ／ｃｍ3）＝流入側の目付／流入側の厚さ
流出側密度（ｇ／ｃｍ3）＝流出側の目付／流出側の厚さ
密度比＝流出側密度／流入側密度
【００８４】
（１０）厚さ方向繊維配向度
不織布製濾材の断面を日立ハイテクノロジーズ社製の走査電子顕微鏡ＴＭ３０００型ＭＩＮＩＳＣＯＰＥを使用して倍率４０倍で画像を撮影する。なお撮影時にはゼロ点あわせとして、撮影後の写真のヨコ方向及びタテ方向が、不織布の機械方向（ＭＤ）及び幅方向（ＣＤ）方向と一致するようにした。
その後撮影した画像をＡ４サイズに印刷し、流出側の任意の１ｍｍ2中にある繊維を長さ０．１ｍｍごとに画像に含まれる全ての繊維について分度器で角度を測定する。測定された角度の平均値を繊維配向度とする。但し、角度は０〜９０°までで評価し、９０°を超える場合には、（１８０°−測定値）で求められる角度を繊維配向度の評価に用いることとする。
【００８５】
（１１）水抜け試験
ＪＩＳ  Ｌ１０９２  ７．２法に準ずる撥水度試験装置を用いて評価をする。
試験片ホルダに予め重量を測定した２００ｍｍ×２００ｍｍの試験片を設置し、水２５０ｍｌを漏斗に入れて試験片上に散布する。
水の散布開始から２分後に試験片を取り出し、表面に付着している水の状態を目視観察し、下記の基準で圧力損失特性を評価する。
○：表面に水の付着が少なく、不織布の内部に水が浸入している
×：表面に水が多く付着している（すなわち、圧力損失が高い）
表面に付着している余分な水を除去した後、試験片の重量を測定し、次式により算出する。
水保持量（ｇ）＝試験後の試験片重量（ｇ）−試験前の試験片重量（ｇ）
また水抜け性は、水抜けの有無を、試験後における流出側の試験片表面を目視及び触感により評価する。
【００８６】
（１２）ダスト負荷時厚さ減少率
２００ｍｍ×２００ｍｍ寸法の試験片の厚さ（ｔ0）を測定した後、試験片に１５ｋｇ／ｍ2の荷重を負荷した状態での厚さ（ｔ1）を測定し、次式により算出する。
ダスト負荷時厚さ減少率（％）＝（ｔ1／ｔ0）×１００
【００８７】
（１３）圧力損失
ＪＩＳ  Ｂ９９０８（形式３）に準じ、以下の条件で試験することにより測定する。
有効濾過面積：０．１ｍ2、試験風速：２．５ｍ／ｓ
【００８８】
（１４）ダスト保持量
ＪＩＳ  Ｂ９９０８（形式３）に準じ、ＪＩＳ  Ｚ８９０１−１５種粉体を試験風速２．５ｍ／ｓｅｃで投入し、圧力損失が１９６Ｐａ時に試験を終了し、その段階でのダスト保持量を測定する。
【００８９】
（１５）圧力損失上昇率及び塗料・ダスト保持性能
エアフィルタに枠体を取り付けたフィルタユニットを、塗装ブースの排気部分に設置して、２週間後の圧力損失及び塗料・ダストの保持量を測定する。
比較例４で測定された２週間後の圧力損失（Ｐｓ）及び塗料・ダストの保持量（Ｗｓ）を基準とし、各実施例・比較例で測定された２週間後の圧力損失（Ｐ）及び塗料・ダストの保持量（Ｗ）を、下記式に基づき比較例４との相対比較として評価した。すなわち、圧力損失上昇率は、値が大きい程比較例４のエアフィルタと比べて圧力損失の上昇率が低いことを意味し、塗料・ダスト保持性能は、値が大きい程比較例４のエアフィルタと比べてダストの保持量が高いことを意味する。なお塗装ブース内の環境は、各実施例・比較例間で差がないものとする。
圧力損失上昇率（％）＝（Ｐｓ／Ｐ）×１００
塗料・ダスト保持性能（％）＝（Ｗ／Ｗｓ）×１００
【００９０】
実施例１
高融点繊維としての中空顕在捲縮ポリエステル繊維（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、融点２６０℃、繊度６．６ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、捲縮率２０％、捲縮数９個／インチ、中空率２７％）２０重量％と、第１の低融点ポリエステル繊維（芯がＰＥＴ・鞘が変性ポリエステル（Ｌ−ＰＥＴ）、融点１１０℃、ガラス転移温度６０℃、繊度４．４ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）１５重量％と、第２の低融点ポリエステル繊維（芯がＰＥＴ・鞘が変性ポリエステル（Ｌ−ＰＥＴ）、融点１１０℃、ガラス転移温度６０℃、繊度１７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）６５重量％をそれぞれ計量、混綿後、カーディングし、次いでクロスラッピングして繊維ウェブを得た。この繊維ウェブを、その片面側から、針番手４０番のニードル（オルガン針社製：ＦＰＤ１−４０、ブレード寸法０．５０ｍｍ）で針本数２０本／ｃｍ2、針深さ０ｍｍでニードルパンチ加工した。次いで熱風の温度を１６０℃に保ったコンベア式連続熱処理機の中で１分間熱処理を行い、目付１５０ｇ／ｍ2、厚さ７．２ｍｍの不織布製濾材を得た。
得られた濾材を、山高さ２０ｍｍ、ピッチ２５ｍｍになるようにプリーツ加工を施して、不織布のプリーツ構造体を得た。
補強材としては、３０綿番手の融点１１０℃の低融点ポリエステル含有糸（低融点ポリエステル混率：１００％）を、織密度１４本／インチで平織に製織した寒冷紗を使用した。
得られた不織布のプリーツ構造体と寒冷紗を重ね、前記プリーツ構造体の谷部と前記補強材を、熱圧着によって、プリーツ構造体の谷部を含む１．５ｍｍの接着幅で線状に接着一体化させてエアフィルタを得た。
【００９１】
実施例２〜７、比較例１〜２
高融点繊維及び低融点繊維の種類と量、ニードルパンチ条件、及び寒冷紗を表１〜２に示す様に変更した以外は、実施例１と同様にしてエアフィルタを得た。
なお本製造例において使用した繊維は以下の通りである。
「中空顕在捲縮繊維（コンジュゲート）」とは、サイドバイサイド構造を有する中空の捲縮繊維であって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなり、融点２６０℃、繊度７．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、捲縮率１６％、捲縮数８個／インチ、中空率１０％である。
「非中空繊維」とは、中実の捲縮繊維であって、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなり、融点２６０℃、表に示す捲縮率、捲縮数、繊度、繊維長を有する繊維である。
「Ｌ−ＰＰ」とは、融点１３０℃、ガラス転移温度−２０℃、繊度２０ｄｔｅｘ、繊維長６４ｍｍのポリエチレン樹脂及びポリプロピレン樹脂からなる低融点繊維である。
【００９２】
比較例３
ニードルパンチにより繊維を交絡させないこと以外は、実施例１と同様の方法により不織布製濾材を作成し、エアフィルタを得た。
【００９３】
比較例４
非中空繊維（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、融点２６０℃、繊度６．６ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）の１００重量％を計量、カーディングし、次いでクロスラッピングして繊維ウェブを得た。この繊維ウェブを、その片面側から表２に示す条件でニードルパンチ加工した後、アクリル系エマルジョンをスプレー塗布して含浸させた。熱風の温度を１５０℃に保ったコンベア式連続熱処理機の中で５分間熱処理兼乾燥し、不織布製濾材を得た。得られた不織布濾材を用いて、実施例１と同様にしてエアフィルタを得た。
【００９４】
比較例５
実施例１と同様の方法で不織布製濾材を得た。次いで、得られた不織布製濾材の片面に寒冷紗を重ね、熱圧着によって平面状の不織布製濾材と平面状の寒冷紗を接着一体化させ、得られた積層構造体を表に示す条件でプリーツ加工してエアフィルタを得た。
【００９５】
比較例６
濾材として、繊維を積層してラテックスで接着させたロックフィルタを使用した。ロックフィルタは、空隙率が大きいため圧力損失が低い。そのため、ダスト保持量の測定では、６０分間ダストを投入した後に計測を行った。
【００９６】
比較例７
表に示す繊維を使用し、ニードルパンチにより繊維を交絡させずに濾材を得た。得られた濾材の片面に寒冷紗を重ね、熱圧着によって平面状の不織布製濾材と平面状の寒冷紗を接着一体化させ、プリーツ加工を施すことなくエアフィルタとした。
【００９７】
比較例８
非中空繊維（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、融点２６０℃、繊度６．６ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）の１００重量％を計量、カーディングし、次いでクロスラッピングして繊維ウェブを得た。この繊維ウェブを、その片面側から表２に示す条件でニードルパンチ加工した後、アクリル系エマルジョンをスプレー塗布して含浸させた。熱風の温度を１５０℃に保ったコンベア式連続熱処理機の中で５分間熱処理兼乾燥し、不織布製濾材を得た。得られた不織布濾材を用いて、実施例１と同様にしてエアフィルタを得た。得られた濾材には補強材を積層せず、プリーツ加工も施すことなくエアフィルタとした。
【００９８】
実施例及び比較例で得られた不織布製濾材及びエアフィルタの各特性を評価した。結果を表１〜２に示す。なお表中、「プリーツ」とは、濾材にプリーツ加工を施したことを意味し、「単板」とは、濾材にプリーツ加工を施していないことを意味する。
【００９９】
【表１】
2018023913.tif 000003
【０１００】
【表２】
2018023913.tif 000004
【符号の説明】
【０１０１】
１：エアフィルタ、２：プリーツ構造体、３：平面状補強材、４：谷部、５：山部
【図１】
2018023913.tif 000005
【図２】
2018023913.tif 000006