(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ枠に交換可能に収納して用いるフィルタエレメントであって、多数のプリーツが形成された濾材と、当該プリーツのジグザグ形状の端部を固定する板状部材とからなり、前記プリーツの両側端部にわたる中間部のみが前記板状部材に固定され、かつ、該プリーツの両側端部が圧縮によるフィルタ枠の側板に対するシール機能を有してなることを特徴とする交換型フィルタエレメント。
【請求項２】
前記プリーツの両側端部にわたる中間部のみが前記板状部材の両側端部にわたる中間部のみに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の交換型フィルタエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビル空調、工場空調、病院空調などにおける空調機器に装着して使用される、プリーツが形成された交換型フィルタエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビル空調、工場空調、病院空調などにおける空調機器には、塵埃を除去するため、シート状濾材を折り曲げてその表面積を大きくしたフィルタエレメントが使用されているが、塵埃によって目詰まりが生じたときに新品のフィルタエレメントと容易に交換できる形式のフィルタエレメントとして、フィルタ枠に交換可能に収納して用いる交換型フィルタエレメントが知られている。
【０００３】
このようなフィルタエレメントとしては、例えば特許文献１に、濾材の両面に複数本の樹脂ビードを一定の厚さに塗布して樹脂層を形成した後、この濾材をジグザグ状に折り畳んで樹脂層を固化してなるエアフィルタにおいて、濾材の上端及び下端にそれぞれ所定幅の端部を残して樹脂ビードを施し、前記それぞれの端部にシール機能を持たせ、フィルタ枠に簡単に取り替え自在になした空調用フィルタ濾材が開示されている。このフィルタエレメントによれば、樹脂ビードが施されていない端部が折れ曲がり、その反発力（弾性）を生じるため、当該端部はフィルタ枠に対してエアシール用パッキン材としての機能を担うことが示されている。しかし、このフィルタエレメントにあっては、両側端部のシール機能が不十分であり、塵埃のリークが生じるという問題があった。
【０００４】
また、特許文献２には、フィルタエレメントの正面側又は背面側において、隣り合う各ひだ山の頂部の間を連結しつつ多数のひだ山に跨って複数の線状ビード（間隔保持部材）が両側端部を除いて設けられており、両側端部の弾性力によって、両側端部の端面とフィルタ枠の内面とのシール性が確保されるフィルタエレメントが開示されている。また、このフィルタエレメントを収納するフィルタ枠は、特許文献２の図５に示される形態となっており、当該フィルタ枠の両側枠部の上部を外側に広げるように揺動した状態で、フィルタエレメントを挿入し、その後両側枠部の上部を内側に狭めるようにして揺動し、次いで、天枠部を両側枠部の上部に取り付けることにより、フィルタエレメントの取り付けが完了することが示されている。このように、特許文献２フィルタエレメントにあっては濾材の中間部が剛性のある樹脂ビードで固定されるので、濾材をフィルタ枠に挿入する際に濾材が剛直なためその形態のまま挿入し難いという問題があり、フィルタ枠の上部を一時的に広げる特殊な構造のフィルタ枠が必要とされていた。このように特許文献２のフィルタエレメントは特定のフィルタ枠以外には収納できないという問題があり、汎用性に乏しいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４３６６９号公報
【特許文献２】特開２００９−１９５８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題を解決して、シート状濾材をプリーツ形成することによって濾過面積が著しく大きくなっており、フィルタ枠に交換可能に収納して用いる交換型フィルタエレメントにおいて、フィルタ枠に収納する際に、両側端部のプリーツが圧縮されてフィルタ枠に対してシール機能を有すると共に特定のフィルタ枠を用いる必要のない汎用性に優れた新規な交換型フィルタエレメントを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明では、フィルタ枠に交換可能に収納して用いるフィルタエレメントであって、多数のプリーツが形成された濾材と、当該プリーツのジグザグ形状の端部を固定する板状部材とからなり、前記プリーツの両側端部にわたる中間部のみが前記板状部材に固定され、かつ、該プリーツの両側端部が圧縮によるシール機能を有してなることを特徴とする交換型フィルタエレメントをその解決手段とした。
【０００８】
請求項２に係る発明では、前記プリーツの中間部のみが前記板状部材の中間部のみに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の交換型フィルタエレメントであり、前記プリーツの両側端部にわたる中間部のみが前記板状部材の両側端部にわたる中間部のみに固定されているため、前記フィルタエレメントをフィルタ枠に収納する際に、前記両側端部のプリーツが圧縮されて前記板状部材の両端部の下部または上部に入り込み、プリーツのジグザグ形状の端部とフィルタ枠との間のシールがより確実になるという利点がある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によって、シート状濾材をプリーツ形成することによって濾過面積が著しく大きくなっており、フィルタ枠に交換可能に収納して用いる交換型フィルタエレメントにおいて、フィルタ枠に収納する際に、両側端部のプリーツが圧縮されてフィルタ枠に対してシール機能を有すると共に特定のフィルタ枠を用いる必要のない汎用性に優れた新規な交換型フィルタエレメントを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の交換型フィルタエレメントの一例を示す図である。
【図２】本発明の交換型フィルタエレメントの一例の製作工程を示す図である。
【図３】本発明の交換型フィルタエレメントの一例を説明する図である。
【図４】本発明の交換型フィルタエレメントを収納するフィルタ枠の一例を示す図である。
【図５】本発明の交換型フィルタエレメントをフィルタ枠に収納した状態を示す図である。
【図６】本発明の交換型フィルタエレメントの別の例の製作工程を示す図である。
【図７】本発明の交換型フィルタエレメントの別の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る交換型フィルタエレメントの実施の形態について詳細に説明する。
【００１２】
本発明の交換型フィルタエレメント１０は、図１〜図５に例示するように、フィルタ枠５０に交換可能に収納して用いるフィルタエレメント１０であって、多数のプリーツが形成された濾材２０と、当該プリーツのジグザグ形状の端部（図１では上端部又は下端部）を固定する板状部材３０とからなり、前記プリーツの中間部２５ａのみが前記板状部材３０に固定されていることを特徴とする。
【００１３】
前記濾材２０は図１に例示するように、通気性のシート状基材に多数のプリーツが形成されており、これらのプリーツは中間部２５ａと側端部２５ｂとからなっている。また、当該プリーツのジグザグ形状の端部は板状部材３０によって固定されており、しかも板状部材３０はプリーツの中間部２５ａのみに固定されている。そのためフィルタエレメント１０をフィルタ枠５０に収納する際に、前記両側端部のプリーツ２５ｂが圧縮されてフィルタ枠５０の側板５０ｓに対してシール機能を有する。また、板状部材３０によってプリーツのジグザグ形状の端部が固定されているので、フィルタエレメント全体の保形性を有しており、しかもフィルタエレメントを一時的に変形させることが可能であるので、フィルタエレメントの収納時において、一時的に変形可能なフィルタ枠のような特定のフィルタ枠を用いる必要がなく、本発明の交換型フィルタエレメントは汎用性に優れている。
【００１４】
図１の例では、板状部材３０の形状は、プリーツの中間部２５ａのジグザグ形状の端部全体を囲む平面２５ａＡの形状と同じになっている。すなわち、板状部材３０の幅方向の長さと中間部２５ａのジグザグ形状の端部の平面２５ａＡの幅方向の長さが同じ長さになっており、板状部材３０の奥行き方向の長さとジグザグ形状の端部の平面２５ａＡの奥行き方向の長さＤの長さが同じになっている。なお図１では、プリーツの中間部２５ａのジグザグ形状の端部の平面２５ａＡの幅方向の長さは、交換型フィルタエレメントの中間部２５ａの幅方向の長さと等しく、以下の説明において単に「中間部２５ａの幅方向長さ」と呼ぶことがある。同様に、プリーツの側端部２５ｂ（又は２５ｃ）のジグザグ形状の端部の平面２５ｂＡ（又は２５ｃＡ）の幅方向の長さは、交換型フィルタエレメントの側端部２５ｂ（又は２５ｃ）の幅方向の長さと等しく、以下の説明において単に「側端部２５ｂ（又は２５ｃ）の幅方向長さ」と呼ぶことがある。
【００１５】
図２は、図１の交換型フィルタエレメントの製作工程の一例を示す図であり、多数のプリーツが形成された濾材２０に対して、板状部材３０が前記プリーツの中間部２５ａのみに固定される前の状態を示している。板状部材３０にはホットメルト樹脂３５が板状部材３０の全面に塗布されており、板状部材３０をプリーツの中間部２５ａの上に、塗布面を中間部２５ａ側に向けて配置した後、板状部材３０のホットメルト樹脂が塗布されていない面側に加熱板や熱風をあてることによって、板状部材３０をプリーツの中間部２５ａに固定することができる。
【００１６】
図３は、図１の交換型フィルタエレメントを図４に例示するフィルタ枠５０に収納する前の状態を示している。あるいは図１の交換型フィルタエレメントを図４に例示するフィルタ枠５０に収納して図５に示すフィルタユニット６０とした際のフィルタ枠の中の交換型フィルタエレメントの状態を示している。プリーツの中間部２５ａのジグザグ形状の端部は板状部材３０によって固定されているが、プリーツの側端部２５ｂのジグザグ形状の端部は板状部材３０によって固定されていないため、プリーツの側端部２５ｂが圧縮されて２５ｃの状態となっている。このように交換型フィルタエレメントがフィルタ枠５０に圧縮状態で収納されるので、両側端部のプリーツ２５ｂは圧縮に対する反発力が生じ、その反発力によって、フィルタ枠５０の側板５０ｓに対してシール機能を有することになる。このようなシール機能を高めるには、プリーツの側端部２５ｂにおいてプリーツの山数が１〜７であることが好ましく、２〜５であることがより好ましく、２〜３であることが更に好ましい。プリーツの山数が１未満の場合はシール機能が十分に得られず、７を超える場合はフィルタエレメント全体として濾過作用に寄与する面積が少なくなり濾過寿命が低下する場合がある。また圧縮度（２５ｃの幅方向長さ÷２５ｂの幅方向長さ）は０．２〜０．８であることが好ましく、０．３〜０．６であることがより好ましい。圧縮度が０．２未満であると塑性変形して反発力が低下する場合があり、圧縮度が０．８を超えると反発力が劣る場合がある。なお、濾材のプリーツを折って行く方向の最先端は半山（山数０．５）と数えるものとする。
【００１７】
図１の交換型フィルタエレメントは、フィルタ枠５０に収納された後では図３に示すようにプリーツの側端部２５ｂのジグザグ形状の端部が圧縮されて２５ｃの状態となっており、この部分には板状部材３０が固定されていない。そのため板状部材３０の厚さが大きくなるに伴い、この２５ｃの部分においてフィルタ枠５０の天板５０ｕ又は底板５０ｄとの間のシールが不完全になる場合がある。そこで、その改良を目的として、この２５ｃの部分においてもシール機能を高めた交換型フィルタエレメントを図６及び図７に例示する。
【００１８】
図６はこの改良タイプの交換型フィルタエレメントの製作工程を示す図であり、図７は改良タイプの交換型フィルタエレメントを図４に例示するフィルタ枠５０に収納する前の状態を示している。あるいは改良タイプの交換型フィルタエレメントを図４に例示するフィルタ枠５０に収納して図５に示すフィルタユニット６０とした際のフィルタ枠の中の交換型フィルタエレメントの状態を示している。
【００１９】
図６（ａ）は側端部のプリーツ２５ｂが圧縮されていない状態の交換型フィルタエレメントを示しており、図６（ｂ）は側端部のプリーツ２５ｂが圧縮された２５ｃの状態の交換型フィルタエレメントを示している。プリーツの中間部２５ａのみが板状部材３０に固定されている点では、図６の交換型フィルタエレメントと図１の交換型フィルタエレメントとは同じであるが、図６ではプリーツの中間部２５ａのみが板状部材の中間部３０ａのみに固定されており、プリーツの中間部２５ａは板状部材の端部３０ｂに固着していない。そのため、図６（ｂ）のように側端部のプリーツ２５ｂが圧縮されて２５ｃの状態になった際に、プリーツの２５ｃの部分が図６（ａ）のように板状部材３０の端部３０ｂの下部に入り込み、またはプリーツの２５ｃの部分が図６（ｂ）のように板状部材３０の端部３０ｂの上部に入り込む。このように、プリーツの２５ｃの部分が図６（ａ）に示す端部３０ｂと図６（ｂ）に示す端部３０ｂの間に挟まれるようにして入り込むことによって、プリーツのジグザグ形状の端部とフィルタ枠の天板５０ｕ又は底板５０ｄとの間のシールがより確実になるという効果を奏する。なお図６の例では、板状部材の中間部３０ａのみにプリーツの中間部２５ａを固定する方法として、板状部材の端部３０ｂにはホットメルト樹脂３５を塗布せずに、中間部３０ａのみにホットメルト樹脂３５を塗布する方法を採用している。
【００２０】
なお、圧縮状態の側端部のプリーツ２５ｃにおけるジグザグ状の端部の平面２５ｃＡの大きさと、板状部材３０の端部３０ｂの大きさとは必ずしも同じである必要はないが、シール機能をより確実にするには、図６に示すように、同じであることが望ましい。また板状部材３０の端部３０ｂの大きさを圧縮状態の平面２５ｃＡの大きさよりも大きく製作しておき、交換型フィルタエレメントに収納する際に、現場のフィルタ枠５０の大きさに合うように、板状部材３０の端部３０ｂの先端部分をカットして使用することも可能である。
【００２１】
以下に、本発明の交換型フィルタエレメントを構成する各部材につき、詳細を説明する。
【００２２】
前記濾材２０は、シート状基材に多数のプリーツが形成されているが、シート状基材としては、例えば織物、編物、ネット、不織布または紙（又は濾紙）などの繊維基材を適用することができる。この中でも、不織布であれば、繊維表面の総面積を広く効率良く利用でき、且つ繊維同士によって形成される小さな空隙を多数有しており、またプリーツの側端部２５ｂにおいて圧縮に対する反発力すなわち弾力性に優れるので好ましい。
【００２３】
前記繊維基材としての不織布（以下、不織布基材と称する）も特に限定されず、不織布基材の構造としては、例えば繊維長１５〜１００ｍｍの、捲縮数５〜３０個／インチを有する通常ステープル繊維と呼ばれる繊維をカード機やエアレイ装置などを使用して、繊維ウエブに形成した後、接着性繊維または接着剤を用いて構成繊維を接着によって結合する方法による、一般的に乾式法と呼ばれる製法によって得られる不織布がある。なお、複合繊維等の接着性繊維を用いて構成繊維を結合することにより得られる不織布は、環境にも優しいクリーンな素材であり、また熱成形性にも優れるため好適な形態である。また、乾式法以外にも、スパンボンド法、メルトブロー法、湿式法などと呼ばれる製法によって得られる不織布がある。また、これらの製法で得られる繊維ウエブに、ニードルや水流などを作用させて、構成繊維を絡合した不織布も適用可能である。
【００２４】
また、中高性能用のフィルタエレメントとするためには、低い圧力損失を維持した状態で高い塵埃捕集効率を得ることができることが望ましい。すなわち、高い塵埃捕集効率を有しながら濾過寿命を長くすることが可能な不織布を用いることが好ましい。このような不織布としては、例えばメルトブロー法によって形成された平均繊維径０．１〜１０μｍの極細繊維と、平均繊維径１０〜５０μｍの短繊維からなる熱融着性繊維とが混合されており、且つ前記熱融着性繊維によって構成繊維が結合している不織布を挙げることができる。このような不織布であれば、極細繊維による高い塵埃捕集効率を有すると共に短繊維からなる熱融着性繊維によって嵩高な構造を有することが可能であり、その結果、低い圧力損失を維持した状態で高い塵埃捕集効率を得ることが可能である。またプリーツの側端部２５ｂにおいて弾力性に優れるので、特に好ましい。なお、フィルタエレメントの濾過性能は、ＪＩＳ  Ｂ  ９９０８形式２に規定される試験方法において、比色法により評価すると、空気の流入面の寸法を６１０ｍｍ角の場合、試験条件が風量５６ｍ３／ｍｉｎの時に、平均粒子捕集率を８０〜９８％とすることが可能であり、中性能用としては６５〜９８％とすることが可能である。また、前記不織布にエレクトレット加工が施されている場合は、８０％以上とすることが可能である。
【００２５】
前記不織布や紙を構成する繊維としては、例えば、熱可塑性を有する繊維であるポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、モダアクリル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリウレタン繊維などの合成繊維を使用することができる。また、これらの繊維以外にも、ポリクラール繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリビニルアルコール繊維などの合成繊維や、レーヨン、ビスコースなどの再生繊維や、アセテートなどの半合成繊維や、炭素繊維、ガラス繊維などの無機繊維などを単独に、または熱可塑性を有する繊維と混合して使用することができる。
【００２６】
また、構成繊維が複合繊維であることも好ましく、複合繊維を構成する樹脂成分の組み合わせとして、例えば、ポリプロピレン／ポリエチレン、ポリエステル／低融点ポリエステル、ポリプロピレン／低融点ポリプロピレン、ナイロン６６／ナイロン６、ナイロン６／低融点ナイロン、ポリエステル／ナイロン６、ナイロン６／ポリエチレン、ポリエステル／ポリプロピレンなどがある。
【００２７】
なお、前記複合繊維の低融点樹脂成分が熱接着性を有する場合には、エンボス加工時にこの樹脂成分によりウエブ構成繊維を熱接着できる。このように、複合繊維の低融点樹脂成分が熱接着性を有すると、高融点樹脂成分により繊維形態を維持できるため、強度的に優れるという利点がある。また、そのためプリーツの側端部２５ｂにおいて弾力性に優れるという利点がある。
【００２８】
前記濾材の面密度は３０〜３００ｇ／ｍ2であるのが好ましい。面密度が３０ｇ／ｍ2未満であると、繊維の密度が低くなり過ぎて、プリーツの側端部２５ｂにおいて弾力性に劣る恐れがあり、他方、３００ｇ／ｍ2を超えると、繊維の密度が高くなり過ぎて、すぐに目詰まりを生じ、長期間使用できなくなる恐れがある。濾材の面密度は、５０〜２００ｇ／ｍ2であることがより好ましく、７０〜１５０ｇ／ｍ2であることが更に好ましい。
【００２９】
また、前記濾材の厚さは０．３〜３ｍｍであるのが好ましい。厚さが０．３ｍｍ未満であるとプリーツの側端部２５ｂにおいて弾力性に劣る恐れがある。他方、３ｍｍを超えると、プリーツの山部分の面積が大きくなり、その結果フィルタエレメントの間口面積が少なくなるという問題や、プリーツ加工により濾材同士が接触する面積が大きくなりデッドスペースが生じるという問題が生じ、結果として圧力損失が大きくなり、長期間使用できなくなる恐れがある。濾材の厚さは、０．５〜２ｍｍであるのがより好ましく、０．７〜１．５ｍｍであるのが更に好ましい。なお、この厚さは単位面積１ｃｍ2あたり２０ｇ荷重時の値をいう。
【００３０】
前記プリーツの形成は、ジグザグ形状の端部を有する限り特に限定されることはないが、プリーツの山同士の間隔としては４〜１５ｍｍであることが好ましく、５〜１２ｍｍであることがより好ましく、６〜１０ｍｍであることが更に好ましい。４ｍｍ未満であると濾過に寄与しないデッドスペースが多く生じて濾過性能が低下する場合があり、１５ｍｍを超えるとプリーツの側端部２５ｂにおいて弾力性に劣り、シール機能が低下する場合がある。また、プリーツが形成された濾材の空気の入口から出口までの距離である濾材の奥行き長さＤは、プリーツの山の頂点から谷の底までの距離として示されるプリーツの山高さにほぼ等しい値となるが、この濾材の奥行き長さＤとしては、３０〜２５０ｍｍであることが好ましく、５０〜２００ｍｍであることがより好ましく、９０〜１５０ｍｍであることが更に好ましい。３０ｍｍ未満であると濾過面積が少なくなり、濾過寿命が短くなる場合があり、２５０ｍｍを超えるとプリーツの側端部２５ｂにおいて弾力性に劣り、シール機能が低下する場合がある。
【００３１】
前記濾材にはプリーツ間隔を一定に保つためのセパレータ２１を設けることも可能である。セパレータを設ける形態としては、例えば図１に示すように線状の樹脂固形物２１を使用して線状の樹脂固形物同士が接触する形態や、シート状基材表面に凹凸を設けて凸部同士が接触する形態がある。線状の樹脂固形物としては、例えば発泡または無発泡のホットメルト樹脂やウレタン樹脂などを使用することができる。この樹脂固形物からなるセパレータは、濾材全体を補強する効果も備えており、図１に示すように樹脂を基材シートのプリーツの峰線方向と交叉する方向に、間隔をおいて平行に連続的にまたは不連続的に塗布することで、空気の流入側または流出側の少なくとも一方に設けることができる。
【００３２】
ホットメルト樹脂からなるセパレータを基材シートに付着させる場合、使用するホットメルト樹脂としては、軟化点が１００〜２００℃のものが好ましく、１２０〜１６０℃のものがより好ましい。またホットメルト樹脂を窒素ガスで発泡させるなどして得られる発泡タイプのセパレータを用いることもできる。この場合、プリーツの弾力性のほかに、セパレータの持つ弾力性を利用することができる。
【００３３】
線状の樹脂固形物の間隔としては、シート状基材の剛軟性の程度にもよるが空気の流入側で、１０〜１５０ｍｍであることが好ましく、１５〜１００ｍｍであることがより好ましく、２０〜７５ｍｍであることが更に好ましい。また空気の流出側では、８〜１００ｍｍであることが好ましく、１０〜８０ｍｍであることがより好ましく、１５〜４０ｍｍであることが更に好ましい。
【００３４】
本発明では、プリーツの側端部２５ｂにおいては、セパレータを設けずに濾材の圧縮可能な幅を大きくすることで弾力性を向上させることが可能であるが、プリーツによる弾力性を疎外しない限りセパレータを設けることも可能である。例えば基材シートの表裏の同位置に線状の樹脂固形物を設けることを避けることが望ましい。具体的には、線状の樹脂固形物は不連続的であることが好ましく、プリーツの山高さの１倍未満の長さであることが望ましい。またプリーツの中間部２５ａにおいては線状の樹脂固形物の長さをプリーツの山高さの１倍以上の長さとしてプリーツ間隔を確実に保持し、その一方プリーツの側端部２５ｂにおいては線状の樹脂固形物の長さをプリーツの山高さの１倍未満の長さとしてシート状基材のプリーツによる弾力性のみならず線状の樹脂固形物の弾力性をも利用する形態も好ましい。
【００３５】
前記板状部材３０としては、プリーツのジグザグ形状の端部を固定できる限り材質は特に限定されることはなく、例えば不織布、織編物、フィルム、発泡樹脂板、樹脂薄板、金属薄板、板紙などのシート材料を平面状に成形した材料を適用することが可能である。これらの材料のなかでもフィルタ枠５０の天板５０ｕ又は底板５０ｄとプリーツのジグザグ形状の端部の間のエアリークを防止するのに好適な材料としては、不織布や発泡樹脂板などを挙げることができる。このようなシート材料を用いて板状部材３０を作製した場合、この板状部材３０は、ある程度の強度を保ちながら、しかも厚さも嵩高でクッション性を有しているので、プリーツのジグザグ形状の端部とフィルタ枠５０との気密性に優れるものとなる。さらに、プリーツのジグザグ形状の端部に固定する際も、弾力性があるため、接着がし易いというメリットがある。
【００３６】
特に強固なプリーツが形成された濾材を得る必要がある場合、硬質の不織布を板状部材３０として用いることが好ましい。硬質の不織布（好ましくは面密度１５０〜３５０ｇ／ｍ２、厚さ１．５〜４．０ｍｍ）は、例えば熱接着性合成繊維（低融点ポリエステル繊維の鞘部と高融点ポリエステル繊維の芯部を有する芯鞘型複合繊維など）と高融点合成繊維（ポリエチレンテレフタレート繊維など）とを混合し、カード機などにより繊維ウェブ（好ましくは１００〜３００ｇ／ｍ２）を形成し、次いで、この繊維ウェブに絡合（好ましくはニードルパンチによる絡合）を施し、次いで、この絡合ウェブを加熱加圧した一対のロール（好ましくは凹凸を有するロールと平滑なロール）の間に通して、前記熱接着性合成繊維が部分的に接着または融着した絡合繊維シートを形成しておき、次いで、この絡合繊維シートにエマルジョン化されたアクリル系バインダーを含浸させ、乾燥、架橋させる、といった方法により形成することができる。
【００３７】
前記板状部材３０をプリーツのジグザグ形状の端部に固定する方法としては、特に限定されず、板状部材の固定面に例えばエチレン酢酸ビニル系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系ブロックポリマーなどの熱可塑性ゴムからなるホットメルト樹脂をホットメルトガンで点状に塗布しておき、プリーツのジグザグ形状の端部に仮接着し、その後、加熱加圧することで前記板状部材をプリーツのジグザグ形状の端部に固定することができる。
【００３８】
また、板状部材の固定面に接着剤または接着性のシートを付着した複合材を用いることもできる。接着性のシートとしては、例えばエチレン酢酸ビニル系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系ブロックポリマーなどの熱可塑性ゴムからなるホットメルト樹脂を用いたホットメルト樹脂シートを積層して、板状部材に加熱接着した複合材を用いることができる。また、図２または図６に例示するように、板状部材の固定面に、例えばエチレン酢酸ビニル系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系ブロックポリマーなどの熱可塑性ゴムからなるホットメルト樹脂３５を塗布した複合材を用いることもできる。
【００３９】
ホットメルト樹脂の塗布量については、例えば硬質の不織布（好ましくは面密度１５０〜３５０ｇ／ｍ２、厚さ１．５〜４．０ｍｍ）に対して、３００〜１２００ｇ／ｍ２が好ましく、１５０〜９００ｇ／ｍ２がより好ましい。不織布等の基材シートに対して２〜３倍の面密度を有する大きい塗布量とすることで、板状部材３０の固定をより確実にすると共にフィルタエレメント全体の保形性を確実にするという利点がある。
【００４０】
本発明の交換型フィルタエレメントの大きさは、既存のフィルタ枠または一般的に用いられている規格のフィルタ枠に収納可能なように、図２に示す符号を用いると、幅Ｗの寸法（１５０〜８００ｍｍ）、縦Ｈの寸法（１５０〜８００ｍｍ）、奥行きＤの寸法（４５〜２８０ｍｍ）を組み合わせた大きさの交換型フィルタエレメントであることが好ましい。汎用的には、例えば幅Ｗの寸法３００、６０５ｍｍ、縦Ｈの寸法３００、６０５ｍｍ、奥行きＤの寸法６０、１２５ｍｍを組み合わせて適用することができる。
【００４１】
本発明の交換型フィルタエレメントを収納するフィルタ枠は、図４に例示するようにそれぞれ断面コ字状の天板５０ｕ、底板５０ｄ、および２個の側板５０ｓに囲まれた矩形のフィルタ枠５０を用いることができる。図４では天板５０ｕ、底板５０ｄ、および側板５０ｓの各端部が折り曲げられた形状をしており、それぞれ濾材止着部５０ｕｔ、５０ｄｔ、５０ｓｔが形成されている。図４のフィルタ枠５０に交換型フィルタエレメント１０を収納するには、交換型フィルタエレメント１０の両側面をやや押しつぶすようにして、フィルタ枠５０の上流側からやや傾けて挿入する。なお、よりシンプルなフィルタ枠として図４において上流側の濾材止着部５０ｕｔ、５０ｄｔ、５０ｓｔが形成されていない断面Ｌ字状の天板５０ｕ、底板５０ｄ、および２個の側板５０ｓに囲まれた矩形のフィルタ枠を用いることも可能である。このように、本発明の交換型フィルタエレメントをフィルタ枠に収納する場合、一時的に変形可能なフィルタ枠のような特定のフィルタ枠を用いる必要がなく、図４に例示するようにシンプルな構造のフィルタ枠５０の使用が可能であり、本発明の交換型フィルタエレメントは汎用性に優れているといえる。
【００４２】
以下、本発明の実施例につき説明するが、これは発明の理解を容易とするための好適例に過ぎず、本発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
メルトブロー用のノズルダイを温度３５０℃に加熱し、ポリプロピレン樹脂を溶融させた状態で、ポリプロピレン繊維を吐出した。この吐出したポリプロピレン繊維に対して、温度３６０℃の加熱気流を作用させて、重力の働く方向と同じ方向に繊維径０．３〜５μｍ（平均繊維径１．０μｍ）の極細繊維の流れを形成した。次いで熱融着性繊維として芯鞘型の複合繊維（繊度：１７μｍ、繊維長：３８ｍｍ、芯の樹脂成分はポリプロピレン樹脂、鞘の樹脂成分はポリエチレン繊維）を開繊機により開繊して、当該極細繊維の流れに供給して両者を混合し、移動する金網コンベア上に捕集して、面密度が１０５ｇ／ｍ２の繊維ウェブ（極細繊維の面密度７ｇ／ｍ２）を形成した。
次いで、この繊維ウェブを１３６℃のドライヤーに中に移動し、熱融着性繊維によって構成繊維を結合して、面密度が１０５ｇ／ｍ２で、厚さが１．１ｍｍの不織布基材を得た。
次いで、図１に示すように、この不織布基材の表面（空気流入側）と裏面（空気流出側）にポリオレフィン系樹脂からなるホットメルト樹脂（軟化点１４５℃）を線状に間隔をおいて平行に塗布してセパレータ２１とした。なお空気流入側は５０ｍｍ間隔で塗布し、空気流出側は２５ｍｍ間隔で塗布した。また塗布長さは２１０ｍｍとし、プリーツの側端部２５ｂの空気流入側４山と空気流出側５山に相当する部分では塗布は行わず、その部分を飛ばしてプリーツの中間部２５ａに相当する部分に塗布を行った。（但し、図１とはプリーツの側端部２５ｂの空気流入側と空気流出側にセパレータ２１が設けられていない点で異なる。）
次いで、この不織布基材にプリーツ加工を施し、プリーツの山高さＤを１２５ｍｍ、山間隔を８ｍｍとし、プリーツの側端部２５ｂの空気流入側４山と空気流出側５山に相当する部分の中央で不織布基材をカットして、プリーツの山数７９とした。
【００４４】
次いで、熱接着性合成繊維（低融点ポリエステル繊維の鞘部と高融点ポリエステル繊維の芯部を有する芯鞘型複合繊維）と、高融点合成繊維（ポリエチレンテレフタレート繊維）と、レーヨン繊維とを混合し、カード機により繊維ウェブを形成し、次いで、この繊維ウェブにニードルパンチによる絡合を施し、次いで、この絡合ウェブを加熱加圧した一対のロールの間に通して、前記熱接着性合成繊維が部分的に接着または融着した絡合繊維シート（面密度１５５ｇ／ｍ２）を形成しておき、次いで、この絡合繊維シートにエマルジョン化されたアクリル系バインダーを含浸させ、乾燥、架橋させることにより、硬質の不織布基材（面密度２００ｇ／ｍ２）を得た。次いで、この硬質の不織布基材の片面全体にエチレン酢酸ビニル共重合樹脂からなるホットメルト樹脂（面密度６００ｇ／ｍ２）を塗布して板状部材３０（面密度８００ｇ／ｍ２、押圧２０ｇ／ｃｍ２下での厚さ１．９ｍｍ）を得た。次いで、この板状部材３０をプリーツの中間部２５ａの上に、塗布面を中間部２５ａ側に向けて配置した後、板状部材３０のホットメルト樹脂が塗布されていない面側に熱風をあてることによって、板状部材３０をプリーツの中間部２５ａに固定した。
このようにして、プリーツ加工を施した不織布基材のプリーツの中間部２５ａの両端部を当該板状部材３０に固定して交換型フィルタエレメントを得た。この板状部材３０は奥行き方向の長さがプリーツの山高さＤと同じ１２５ｍｍであり、幅方向の長さがプリーツの中間部２５ａの幅方向長さと同じ長さ５９２ｍｍになっており、プリーツの側端部２５ｂの幅方向長さは両側端部ともに１６ｍｍであり、その結果交換型フィルタエレメントの幅方向Ｗの寸法は６２４ｍｍであり、縦Ｈの寸法は６０５ｍｍであった。
【００４５】
次いで、図４において上流側の濾材止着部５０ｕｔ、５０ｄｔ、５０ｓｔが形成されていない断面Ｌ字状の天板５０ｕ、底板５０ｄ、および２個の側板５０ｓに囲まれた矩形のフィルタ枠を準備した。そして、得られた交換型フィルタエレメント１０をこのフィルタ枠に収納し、図５に示すフィルタユニット６０を得た。なお、フィルタ枠５０の内寸法は、幅が６０５ｍｍ、高さが６０５ｍｍ、奥行きが１５０ｍｍであった。またこの収納に際しては、交換型フィルタエレメント１０の両側面をやや押しつぶすようにして、フィルタ枠の上流側からやや傾けて挿入した。
得られたフィルタユニット６０においては、両側端部のプリーツ２５ｂ（幅方向長さ１６ｍｍ）が圧縮されて２５ｃ（幅方向長さ６．５ｍｍ）の状態（圧縮度０．４１）になっており、フィルタ枠の側板５０ｓに対してシール機能を有すると共に、板状部材３０はフィルタ枠の天板５０ｕ及び底板５０ｄに対してもシール機能を有していた。その結果、フィルタユニット６０をＪＩＳ  Ｂ  ９９０８形式２に規定される試験方法において、比色法により評価すると、試験条件が風量５６ｍ３／ｍｉｎの時に、平均粒子捕集率が９２％であり、中性能用として好適な交換型フィルタエレメントであることが証明された。またこの試験において、シール漏れが生じないことが確かめられた。
【００４６】
（実施例２）
（１）セパレータ２１の取り付けに関して、プリーツの側端部２５ｂの空気流入側４山に相当する部分ではホットメルト樹脂の塗布は行わず、その部分を飛ばしてプリーツの中間部２５ａに相当する部分に塗布を行ったこと、
及び（２）図６に示すように硬質の不織布基材の幅方向の長さを６０５ｍｍとし、中間部の３０ａの幅方向の長さをプリーツの中間部２５ａの幅方向長さと同じ５９２ｍｍとして、中間部の３０ａにエチレン酢酸ビニル共重合樹脂からなるホットメルト樹脂（面密度６００ｇ／ｍ２）を塗布して板状部材３０（中間部３０ａの面密度８００ｇ／ｍ２、押圧２０ｇ／ｃｍ２下での厚さ１．９ｍｍ）を得た後、板状部材３０をプリーツの中間部２５ａに固定したこと以外は、実施例１と同様にして図６及び図７に示す交換型フィルタエレメントを得た。（但し、図６及び図７とはプリーツの側端部２５ｂの空気流入側に相当する部分にセパレータ２１が設けられていない点で異なる。）
得られた交換型フィルタエレメント１０を、実施例１と同様のフィルタ枠に、実施例１と同様にして収納し、図５に示すフィルタユニット６０を得た。
得られたフィルタユニット６０においては、両側端部のプリーツ２５ｂ（幅方向長さ１６ｍｍ）が圧縮されて２５ｃ（幅方向長さ６．５ｍｍ）の状態（圧縮度０．４１）になっており、フィルタ枠の側板５０ｓに対してシール機能を有すると共に、板状部材３０はフィルタ枠の天板５０ｕ及び底板５０ｄに対してもシール機能を有していた。また、図６（ｂ）のように側端部のプリーツ２５ｂが圧縮されて２５ｃの状態になっており、プリーツの２５ｃの部分が、図６（ａ）に示す端部３０ｂと図６（ｂ）に示す端部３０ｂの間に挟まれるように入り込んでおり、このためプリーツのジグザグ形状の端部とフィルタ枠の天板５０ｕ又は底板５０ｄとの間のシールが実施例１と比較してより確実になっていた。また、プリーツの側端部２５ｂの空気流入側に相当する部分ではホットメルト樹脂の線状塗布が行われておらず、プリーツの側端部２５ｂの空気流出側に相当する部分では線状塗布が行われているので、プリーツの側端部２５ｂの圧縮による反発力に優れ、実施例１と比較してフィルタ枠の側板５０ｓに対するシール機能がより優れていた。
【００４７】
（実施例３）
（１）セパレータ２１の取り付けに関して、図６に示すように、プリーツの側端部２５ｂの空気流入側４山と空気流出側５山に相当する部分では、ホットメルト樹脂の塗布長さを１００ｍｍとして、セパレータとしての機能を低下させたこと、
及び（２）図６に示すように硬質の不織布基材の幅方向の長さを６０５ｍｍとし、中間部の３０ａの幅方向の長さをプリーツの中間部２５ａの幅方向長さと同じ５９２ｍｍとして、中間部の３０ａにエチレン酢酸ビニル共重合樹脂からなるホットメルト樹脂（面密度６００ｇ／ｍ２）を塗布して板状部材３０（中間部３０ａの面密度８００ｇ／ｍ２、押圧２０ｇ／ｃｍ２下での厚さ１．９ｍｍ）を得た後、板状部材３０をプリーツの中間部２５ａに固定したこと以外は、実施例１と同様にして図６及び図７に示す交換型フィルタエレメントを得た。
得られた交換型フィルタエレメント１０を実施例１と同様のフィルタ枠に、実施例１と同様にして収納し、図５に示すフィルタユニット６０を得た。
得られたフィルタユニット６０においては、両側端部のプリーツ２５ｂ（幅方向長さ１６ｍｍ）が圧縮されて２５ｃ（幅方向長さ６．５ｍｍ）の状態（圧縮度０．４１）になっており、フィルタ枠の側板５０ｓに対してシール機能を有すると共に、板状部材３０はフィルタ枠の天板５０ｕ及び底板５０ｄに対してもシール機能を有していた。また、図６（ｂ）のように側端部のプリーツ２５ｂが圧縮されて２５ｃの状態になっており、プリーツの２５ｃの部分が、図６（ａ）に示す端部３０ｂと図６（ｂ）に示す端部３０ｂの間に挟まれるように入り込んでおり、このためプリーツのジグザグ形状の端部とフィルタ枠の天板５０ｕ又は底板５０ｄとの間のシールが実施例１と比較してより確実になっていた。また、プリーツの側端部２５ｂの空気流入側に相当する部分、及び空気流出側に相当する部分ではホットメルト樹脂の線状塗布が、セパレータの機能を低下した状態で行われているので、プリーツの側端部２５ｂの圧縮による反発力に優れ、実施例１と比較してフィルタ枠の側板５０ｓに対するシール機能がより優れていた。
【符号の説明】
【００４８】
１０  交換型フィルタエレメント
２０  濾材
２１  セパレータ、線状の樹脂固形物
２５ａ  プリーツの中間部
２５ｂ  プリーツの側端部
２５ｃ  圧縮された状態のプリーツの側端部
３０  板状部材
３０ａ  板状部材の中間部
３０ｂ  板状部材の端部
３５  ホットメルト樹脂
５０  フィルタ枠
５０ｓ  フィルタ枠の側板
５０ｓｔ  濾材止着部
５０ｕ  フィルタ枠の天板
５０ｕｔ  濾材止着部
５０ｄ  フィルタ枠の底板
５０ｄｔ  濾材止着部
６０  フィルタユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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