(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低密度層から高密度層へと密度勾配を有した、少なくとも２層以上の繊維層から成るエアフィルタ用ろ材であって、上記高密度層の主として最上部分に、粘着性を有する水系熱可塑性樹脂からなる多孔質膜状の粘着部が設けられたことを特徴とするエアフィルタ用ろ材。
【請求項２】
粘着部の厚みが、０．５〜２ｍｍである請求項１に記載のエアフィルタ用ろ材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のろ材を、高密度層が空気流出側になるように枠体に取付けたエアフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、少なくとも２層以上の密度勾配型乾式不織布から成るエアフィルタ用ろ材であって、特に微塵の飛散（捕集されずにフィルタを通過する現象）と再発塵（捕集され粉塵がフィルタから脱落、飛散する現象）を防止するのに好適なエアフィルタ用ろ材及びエアフィルタの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種密度勾配型乾式不織布から成るろ材は、空気流入側から空気流出側に対して、構成繊維の種類、繊維径、繊維接着剤量を変化させて、見掛け密度を変化させた少なくとも２層以上の繊維層を密度勾配を有するように積層したものである。そして、このろ材は、比較的粗大な粉塵を低密度層（２層構造では低密度層、３層以上の構造では低密度層及び中間層、以下単に低密度層という）で捕集し、比較的微細な粉塵を高密度層で捕集して、広い範囲の粒径分布を有する粉塵を効率的に捕集するようになしたものである。
【０００３】
ところが、この種密度勾配型ろ材を用いたエアフィルタでは、２μｍ以上の比較的粗大な粉塵に対しては、前記のように、低密度層がプレフィルタとしての機能を発揮して十分な捕集効率が得られるが、次の問題がある。
【０００４】
▲１▼  ２μｍ未満の粉塵（以下、微塵という）に対しては、低密度層がプレフィルタとしての機能を発揮しないため、微塵の捕集効率が低く、微塵の飛散が避け
られない。
▲２▼  粉塵保持容量の増大に伴って、特に高密度層で捕集された微塵の物理的保持が困難になるため、フィルタファンから伝導する機械的振動によって再発塵が
発生する。
【０００５】
これらの微塵の飛散や再発塵は、居住環境や作業環境を悪化し、特に塗装ブースにおいては塗装中の製品に付着して製品の品質低下の一因になっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、低密度層から高密度層へと密度勾配を有した、少なくとも２層以上の繊維層から成るエアフィルタ用ろ材において、微塵を確実に内部濾過して飛散や再発塵を防止すると共に、ろ材性能（粉塵捕集率・圧力損失・粉塵保持容量）を向上することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明であるろ材は、上記高密度層の主として最上部分に、粘着性を有する水系熱可塑性樹脂からなる多孔質膜状の粘着部を設けて成る。
【０００８】
また、第２の発明であるエアフィルタは、上記ろ材を、高密度層が空気流出側になるように、木、金属、合成樹脂、紙等で以て所定形状に成型した枠体に取付けて成る。
【０００９】
ここで、「高密度層の主として最上部分」とは、高密度層の最上部分だけでなく、この最上部分を含むこれと隣接する層（低密度層又は中間層）との境界部分を意味する。
【００１０】
また、「多孔質膜状の粘着部」とは、粘着性を有する水系熱可塑性樹脂が、上記最上部分の三次元交絡繊維中において比較的密に交絡した繊維間に表面張力によって水掻き状に付着した膜部分と、比較的粗に交絡した繊維の表面のみに付着した空隙部分とが無数に点在した状態を意味する。
【００１１】
この手段によれば、高密度層の主として最上部分に多孔質膜状の粘着部が形成されているから、この粘着部が微塵に対してプレフィルタとしての機能を発揮して、空気は初期圧損の急激な上昇を伴うことなく通過し、低密度層を通過した微塵は粘着部で以て確実に捕集され、粘着部を通過した微塵も高密度層で以て確実に捕集される。
【００１２】
ここで、「微塵に対してプレフィルタとして機能する」とは、高密度層の主として最上部分が低密度層を通過した微塵を捕集することを意味し、具体的には高密度層の主として最上部分に形成した多孔質膜状の粘着部によって達成することができる。
【００１３】
この発明において、上記粘着部の厚みは、０．５ｍｍ未満であると微塵の捕集には不十分であり、２ｍｍを越えると早く目が詰まって圧力損失の上昇が早期に生じて好ましくないから、その範囲としては、０．５〜２ｍｍが好適であり、より好ましくは１〜１．５ｍｍである。
【００１４】
ところで、従来技術において、微塵の捕集効率を上げるために、高密度層に用いる繊維接着剤の量を多くしたり、構成繊維の繊維径を細くしたりして、高密度層の見掛け密度を高くしたものもある。しかし、高密度層とこれと隣接する層（低密度層又は中間層）との見掛け密度の差を大きくすると、低密度層が前記のように微塵に対してプレフィルタとしての機能を発揮しないから、高密度層が早期に目詰まりして、圧力損失が急激に高まる。よって、エアフィルタとしての寿命を短くする一因になるから、上記見掛け密度の差を大きくして内部濾過体積を大きくするするにも限界があった。
【００１５】
これに対して、本発明によるときは、粘着部が微塵に対してプレフィルタとしての機能を発揮するから、上記見掛け密度の差を大きくして、内部濾過体積を大にして、粉塵保持容量を増大することができる。
【００１６】
ところで、本発明において、高密度層の見掛け密度を０．０１０〜０．０１３ｇ／ｃｍ3 、低密度層の見掛け密度を０．０１２〜０．０１４ｇ／ｃｍ3 の範囲にすると、内部濾過体積が大きくなり、粉塵保持容量の点から好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１において、Ｆは、高密度層１、粘着部２及び低密度層３から成るろ材である。上記粘着部２は、粘着性を有する水系熱可塑性樹脂４を高密度層１の主として最上部分の構成繊維５の表面及び構成繊維５間に付着して、無数の膜部分ａと空隙部分ｂとから成る多孔質膜状に形成したものである。
【００１９】
ところで、ろ材を構成する繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ビニロン繊維、レーヨン繊維等の化学繊維を単独で又はこれらの化学繊維から選択した２種以上を混合して用いることができる。
【００２０】
また、粘着部２を構成する水系熱可塑性樹脂としては、乾燥時においても粘着性を有するアクリル系、ビニルエーテル系又はゴム系のものが好ましく、より具体的には、アクリル系として、ブチルアクリレート、オクチルアクリレート等、ビニルエーテル系として、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等、ゴム系として、ＳＢＲ系、ＳＢＳ系、ＳＩＳ系の各ブロック共重合体を用いることができる。
【００２１】
上記多孔質膜状の粘着部は、次の方法によって形成することができる。まず、少なくとも２層以上の繊維層を密度勾配を有するように積層した乾式不織布を、粘着性を有する水系熱可塑性樹脂溶液に含浸する。その後乾燥して、この乾燥時の水の蒸発に伴って、高密度層側に沈降した水系熱可塑性樹脂の移行（マイグレーション）を発生させる。すなわち、水系熱可塑性樹脂は水分の蒸発に伴って高密度層の構成繊維に沿って高密度層の最上部分に移行し、高密度層と隣接する層との密度差によって停止する。よって、移行した水系熱可塑性樹脂は、繊維が比較的密に交絡した部分には、表面張力でもって水掻き状に付着して膜部分となり、繊維が比較的粗に交絡した部分には、繊維表面のみに付着して繊維間空隙のままで残存した空隙部分となって、多孔質膜状の粘着部を形成する。
【００２２】
上記ろ材は、木、金属、合成樹脂、紙等から成る枠体に、高密度層が空気流出側になるように装着して、所望のエアフィルタを形成することができる。
【００２３】
【実施例】
高密度層として、ポリエステル繊維１．５ｄ×５１ｍｍ６０％と、レーヨン繊維３ｄ×５１ｍｍ１０％と、熱融着性繊維４ｄ×５１ｍ３０％とを混綿して繊維目付６０ｇ／ｍ2 ，厚み５〜６ｍｍ，見掛け密度０．０１０ｇ／ｃｍ3 の高密度繊維ウェブを形成した。
【００２４】
また、低密度層として、ポリエステル繊維６ｄ×５１ｍｍ４０％と、ポリエステル繊維１３ｄ×５１ｍｍ１０％と、レーヨン繊維３ｄ×５１ｍｍ１０％と、熱融着性繊維４ｄ×５１ｍ４０％とを混綿して繊維目付１９０ｇ／ｍ2 ，厚み１５〜１６ｍｍ，見掛け密度０．０１３ｇ／ｃｍ3 の低密度繊維ウェブを形成した。
【００２５】
次に、上記高密度繊維ウェブと低密度繊維ウェブとを積層して、上下のエンドレス金網に挟んで１５０℃で２分間乾燥して、ウェブ中の熱融着性繊維で以て繊維交点を接着させた積層ウェブを形成した。
その後、上記積層ウェブに下記配合の難燃処理剤のスプレー加工を施して１５０℃×５分間乾燥して難燃樹脂加工積層ウェブを形成した。
【００２６】
0003968613.tif 000002
【００２７】
次に、上記難燃樹脂加工積層ウェブを、アクリル系粘着剤１００部と水とを全固形分濃度２０％に調整した液に含浸し、１４０〜１５０℃で５〜６分間乾燥して水の蒸発に伴い、アクリル系粘着剤が高密度層の主として最上部分に移行して厚み１．２ｍｍの多孔質膜状の粘着部を形成して、この粘着部で以て低密度層との境界部分を有する所望のエアフィルタ用ろ材を作製した。このろ材は、乾燥樹脂分１８％、製品目付３０５ｇ／ｍ2 であった。
【００２８】
この場合において、粘着部の厚みは、１．２ｍｍであるが、粘着剤の固形分濃度や乾燥条件を変化させることにより、０．５〜２ｍｍの範囲で調整することができる。
【００２９】
（比較例）
ポリエステル繊維１．５ｄ×５１ｍｍ６０％と、レーヨン繊維３ｄ×５１ｍｍ１０％と、熱融着性繊維４ｄ×５１ｍ３０％とを混綿して、ウェブ目付４０ｇ／ｍ2 ，厚み５〜６ｍｍ，見掛け密度０．０１０ｇ／ｃｍ3 の高密度繊維ウェブを形成した。またポリエステル繊維６ｄ×５１ｍｍ４０％と、ポリエステル繊維１３ｄ×５１ｍｍ１０％と、レーヨン繊維３ｄ×５１ｍｍ１０％と、熱融着性繊維４ｄ×５１ｍ４０％とを混綿して目付２１０ｇ／ｍ2 ，厚み１５〜１６ｍｍ，見掛け密度０．０１３ｇ／ｃｍ3 の低密度繊維ウェブとして形成した。
【００３０】
次に、上記高密度繊維ウェブと低密度繊維ウェブとを積層して、上下のエンドレス金網に挟んで１５０℃で２分間乾燥して、ウェブ中の熱融着性繊維で以て繊維交点を接着させた積層ウェブを形成した。
その後、上記積層ウェブに下記配合の難燃処理剤のスプレー加工を施して１５０℃×５分間乾燥して難燃樹脂加工積層不織布からなるろ材を作製した。このろ材は、乾燥樹脂分１４％、製品目付２９０ｇ／ｍ2 であった。
【００３１】
上記実施例及び比較例のろ材を用いて、金属製の枠体に取付けてエアフィルタを作製し、ＪＩＳ−Ｂ−９９０８形式３（重量法）に基づき性能測定を実施したところ表１の結果を得た。なお、定格圧損の上限値を４０ｍｍＡｑとし、測定機のファンスイッチを１０回ＯＮ−ＯＦＦを繰り返すことで、エアフィルタに機械的振動を与えて、エアフィルタから脱落した粉塵量を測定した。
【００３２】
【表１】
0003968613.tif 000003
【００３３】
表１から明らかなように、実施例品は、比較例品に比較して、再発塵量において激減し、また初期圧損が１６％低下し、さらに粉塵保持容量量が２０ｇ／ｍ2 向上した。また、粒径別の粉塵捕集率においては、粒径５μｍ以下のダストに対して向上し、２μｍ未満のダストに対しては４０％以上も向上し、微塵の飛散に対して効果があることが判明した。
【００３４】
ところで、上記実施例は二層構造のものであるが、高密度、中密度、低密度と順次密度勾配にした三層以上の構造にすることもある。
【００３５】
本発明において、高密度層とこれと隣接する低密度層との見掛け密度の差を調整することにより、内部濾過体積を大にして、粉塵保持容量をより一層増大することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、高密度層の主として最上部分の粘着部がプレフィルタの機能を発揮して、低密度層を通過した微塵を確実に捕集することができるから、微塵の飛散を防止することができ、かつ機械的振動に起因する微塵の再発塵を大幅に減少することができる。
【００３７】
また、粘着部が無数に点在した膜部分と空隙部分とから成る多孔質膜状に形成されているから、空気の通過には支障がなく、圧力損失の急激な上昇を生ずることなく、粉塵保集率や粉塵保持容量を向上することができ、エアフィルタとしての寿命を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のろ材の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明のろ材の一実施例を示す要部模式図である。
【符号の説明】
Ｆ・・・ろ材
ａ・・・膜部分
ｂ・・・空隙部分
１・・・高密度層
２・・・粘着部
３・・・低密度層
４・・・水系熱可塑性樹脂
５・・・高密度層の構成繊維
【図１】
0003968613.tif 000004
【図２】
0003968613.tif 000005