CN101156997A - 滤芯、及其制造方法和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种滤芯、及其制造方法和使用方法。所述滤芯能确保初期压力损失减小且能量消耗降低、以及高风量，并且在保持高除气能力和高除尘效率的同时，延长除气寿命和过滤寿命。所述滤芯(10)是将包含由热塑性树脂构成的纤维的无纺布基材与除气基材积层而形成的复合基材(11)进行褶加工，并通过保形部件(12a)保持上述复合基材(11)的褶形状而形成的，其特征在于，上述无纺布基材的厚度可通过在60℃下的加热而增大5％以上。

Description

滤芯、及其制造方法和使用方法
技术领域
本发明涉及一种滤芯、其制造方法和使用方法，该滤芯不仅可以安装在汽车用或家庭用空气净化设备等生活环境中的空调设备中，而且可在设置于大厦、工厂、办公室等的空气净化装置中，作为封装式过滤器、风机盘管、中央空调用过滤装置等除气过滤器而使用，特别是涉及不仅在除气能力和除气寿命方面良好、而且在过滤寿命或容尘量方面良好、且初期压力损失(压力降)小的滤芯及其制造方法和使用方法。
背景技术
一直以来，在设置于家庭用空气净化器和汽车车内的空调内部来净化外部空气及内部空气的室内过滤器、或设置于车内天窗或后座背后的面板上等来净化内部空气的空气净化器中，使用的是将含有除气粒子，即气体分解粒子或气体吸附粒子的空气过滤器的基材折成褶形状的滤芯。
在使用此种滤芯的情况下，如果除气粒子被灰尘等覆盖，则存在除气能力会下降、除气寿命也会缩短的问题。因此，人们已经在研究：通过对去除粗尘用的滤材和含有除气粒子的基材进行积层(层叠)或一体化(形成整体)，而在利用去除粗尘用的滤材预先除尘后，高效率地发挥除气粒子的除臭功能或去除有害气体功能。作为此种滤芯，例如，已知的有专利文献1中的脱臭滤材装置。
但是，如果将去除粗尘用的滤材进行积层在含有除气粒子的基材上，则存在滤芯前后的压力损失变得过大、空气净化器等的能量消耗增高或不能充分发挥除气功能的问题。因此，对该去除粗尘用的滤材而言，不但要求尽可能地减少压力损失，确保高风量，而且还要求尽可能地具有高除尘效率以及尽可能地延长过滤寿命。
针对上述要求，如果使用厚度较小的去除粗尘用的滤材，则具有滤芯压力损失变小、并且可以确保高风量的优点。但是，另一方面，却出现了保持灰尘的空隙变少、滤芯的过滤寿命变短的问题。
而且，相反地，如果使用厚度较大的去除粗尘用的滤材，则具有保持灰尘的空隙增多、滤芯过滤寿命变长的优点。但是，另一方面，却出现了滤芯压力损失变高、能量消耗增加和不能确保高风量的问题。
专利文献1日本专利特开平11-254958号公报
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种滤芯、及其制造方法和使用方法，所述滤芯能够减少初期压力损失，缩减能量消耗和确保高风量，并且，在保持高除气能力和高除尘效率的同时，可延长除气寿命和过滤寿命。
为了解决上述问题，如图1所示，根据本发明第一至第六方面所涉及的发明旨在提供将包含由热塑性树脂构成的纤维的无纺布基材和除气基材积层而形成的复合基材11进行褶加工、并通过保形部件12a保持上述复合基材11的褶形状而形成的滤芯10，其特征在于，上述无纺布基材可通过在60℃下的加热而使其厚度增大5％以上。
根据本发明第七方面所涉及的发明旨在提供一种滤芯的制造方法，其特征在于，向包含由热塑性树脂构成的纤维的纤维网通过温度大于等于热塑性树脂的熔点的加热空气，上述纤维网的构成纤维相互结合后，以使上述纤维网处于压缩状态的方式，以大于上述加热空气的通过速度的速度，向上述纤维网通过小于热塑性树脂的熔点的温度下的加热空气，从而形成无纺布基材；然后，使除气基材与上述无纺布基材积层一体化，从而形成复合基材；然后，对上述复合基材进行褶加工，再通过保形部件保持上述复合基材的褶形状。
根据本发明第八方面所涉及发明旨在提供一种将包含由热塑性树脂构成的纤维的无纺布基材和除气基材积层形成的复合基材进行褶加工、通过保形部件保持所述复合基材的褶形状而形成的滤芯的使用方法，其特征在于，通过在50℃至80℃的温度范围中的任一温度环境中使用所述滤芯，使上述无纺布基材的厚度恢复5％以上后进行使用。
根据本发明，可提供一种初期压力损失较小、能够确保能量消耗的缩减和高风量、并且在保持高除气能力和高除尘效率的同时、除气寿命和过滤寿命延长的滤芯。
附图说明
图1是示出本发明的滤芯的一个实施例的立体图，而且，示出在箭头A方向上安装保形部件的状态图。
图2是本发明的滤芯的要部放大图。
图3是本发明的滤芯的模式截面图。
图4是示出本发明的滤芯的复合基材的要部放大截面图。
图5是示出本发明的滤芯复合基材的其它实施例的要部放大截面图。
图6是示出本发明的滤芯除气基材的其它实施例的要部放大截面图。
图7是示出将无纺布基材在图6中所示出的除气基材上积层一体化而成的复合基材的要部放大截面图。
具体实施方式
以下，对本发明涉及的滤芯、其制造方法及使用方法的优选实施例进行详细说明。另外，关于本发明的滤芯的制造方法及使用方法，将在滤芯的说明中进行说明。如图1至图7所示，本发明的滤芯10是将包含由热塑性树脂构成的纤维的无纺布基材20和除气基材30积层而形成的复合基材11进行褶加工，并通过保形部件12a保持复合基材11的褶形状而形成的。
根据本发明的滤芯，构成无纺布基材的纤维必须包含由热塑性树脂构成的纤维。作为由热塑性树脂构成的纤维可以列举在无纺布的制造中通常使用的合成纤维，可以列举的有，例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等的聚酯纤维；尼龙6、尼龙66等的聚酰胺纤维；聚丙烯、聚乙烯等的聚烯烃纤维；聚丙烯腈等的丙烯酸类纤维及聚乙烯醇类纤维等。在这些纤维中，为了提高滤芯的过滤性能，优选带电性良好的聚烯烃类纤维。
而且，由热塑性树脂构成的纤维也可能是热粘接性纤维。作为热粘接性纤维，例如有由熔点低于其它纤维且可以热粘接其它纤维的单一树脂成分构成的纤维，在纤维表面上具有熔点低于其它纤维且可粘接其它纤维的低熔点成分的复合纤维。在上述复合纤维中，不仅有在纤维表面上具有低熔点成分的芯鞘型和并列型等的复合纤维，而且有其材质是由例如共聚聚酯/聚酯、共聚聚丙烯/聚丙烯、聚丙烯/聚酰胺、聚乙烯/聚丙烯、聚丙烯/聚酯、聚乙烯/聚酯等纤维形成性聚合物的组合所构成的复合纤维。为了提高滤芯的过滤性能，在这些纤维中，优选由带电性良好的聚烯烃类纤维形成性聚合物构成的复合纤维。
而且，由热塑性树脂构成的纤维应优选具有纤维长度为15mm至100mm、每英寸具有5至30个卷缩数的短纤维(staple fiber)。因为短纤维利用卡片机等进行卷缩加工以使其开纤，所以形成膨松的无纺布基材，并且具有对厚度方向上的压缩有良好的反弹力、且也容易消除在无纺布基材上产生的纤维变形的效果。
另外，构成上述无纺布基材的纤维除了由热塑性树脂构成的纤维以外，为了增强滤芯的功能，还可以含有人造丝等半合成纤维、或者棉及纸浆纤维等天然纤维。但是，其它纤维的混合比率，应该保持在不丧失滤芯特性的范围内，对无纺布基材整体而言，优选小于等于30质量％，更优选小于等于15质量％。而且，上述热粘接性纤维占无纺布基材整体的比率优选为100重量％至5重量％，更优选为100重量％至50重量％，还更优选为100重量％至75重量％。如果热粘接性纤维的比率小于5重量％，则可能发生热粘接的结合力减弱、滤芯容易因风压而在厚度方向上发生破裂、过滤寿命变短的情况。而且，上述无纺布基材中的纤维的平均纤度优选为0.1分特至30分特，更优选为0.5分特至20分特，还更优选为1分特至10分特。
上述无纺布基材可使用如下无纺布，只要此无纺布通过在60℃下加热能使其厚度增大至少5％即可，并没有特别的限定，并且此无纺布是通过通常的无纺布的制法，即干式法、湿式法、网状结合法、熔喷法、静电纺丝法以及闪蒸纺丝法等而形成的。在这些制法中，优选通过通常称为干式法的制法得到的无纺布，所谓干式法是使用卡片机和空气排放设备等将短纤维形成纤维网后，使用粘接性纤维或者粘接剂，通过粘接结合构成纤维的方法。其原因在于，通过干式法得到的无纺布，因为在厚度方向上排列了很多纤维，所以厚度大，而且厚度不易破损，并且在厚度方向上对压缩有良好的反弹力，也容易消除由无纺布基材产生的纤维的变形。另外，使用网状结合法和熔喷法的情况，也可以是将由热塑性树脂构成的纤维通过喷管纺出、形成由长纤维构成的纤维棉网时、吹入由热塑性树脂构成的粘接性短纤维、形成长纤维和短纤维一体化的纤维棉网后、通过粘接结合构成纤维的方法。
作为更优选的无纺布基材，可列举通过使用卡片机和空气排放设备等、将包括由上述热塑性树脂构成的纤维的构成纤维形成为纤维网、然后向该纤维网通过温度大于等于所含有的由热塑性树脂构成的纤维中的热塑性树脂的熔点的加热空气、从而使上述纤维网的构成纤维相互结合的无纺布基材。
而且，在上述无纺布基材的制法中，可以结合使用通过在形成的纤维网上进行针刺(needle punch)以使纤维之间互相缠绕从而使纤维之间互相结合的方法。
本发明的滤芯具有上述无纺布基材通过在60℃下加热而厚度增大5％以上的特性。无纺布基材的厚度增大可以通过向滤芯或者无纺布基材以面风速25cm/s通过加热空气(60℃)100小时的方法来确定。由于本发明的滤芯具有通过在60℃下加热而厚度增大5％以上的特性，所以通过在大于等于60℃的加热环境中使用该滤芯，使无纺布的厚度增大5％以上，因此具有可延长滤芯寿命的优点。
在此，所谓加热并不只限于人为的加热，也指非人为的加热无纺布基材。例如包括通过在汽车车内的空调内部设置将空气过滤器装置安装于刚性框中的空气过滤器装置、将汽车放置在例如夏天的炎热天气中的非人为加热。这样，滤芯具有当通过在大于等于60℃的环境中使用而加热时不使用特别的加热装置和操作也可延长滤芯寿命的优点。
上述无纺布基材通过在60℃下加热而厚度可增大5％以上，只要厚度的增大比率大于等于5％，而且只要不损害作为滤芯的功能即可，并没有特别的限制，但为了可靠地得到延长滤芯寿命的效果，优选5％至65％的范围。在厚度的增大小于5％时，存在有与用于添加该功能的成本相比、延长滤芯寿命的效果较差的问题。而且，作为厚度增大的上限，因为通过厚度的增大，空气中不通过部分过多，反而可能使滤芯的寿命降低，所以厚度的增大优选小于等于100％，更优选小于等于65％，还更优选小于等于50％。
具有通过在60℃下的加热而使厚度增大5％以上的特性的无纺布基材可通过例如下述的方式得到：在压缩状态下，且在低于构成无纺布基材的纤维的熔点的温度下，对包括在上述无纺布基材的结构中已经说明的、通过无纺布的制法得到的、由热塑性树脂构成的纤维的无纺布基材进行加热处理。更优选的是，使该纤维网形成压缩状态地、以超过上述加热空气的通过速度的速度、将温度小于上述热塑性树脂的熔点的加热空气通过所述纤维网，该纤维网通过通入温度大于等于热塑性树脂的熔点的加热空气而使构成纤维相互结合。在这种情况下，优选以低于由上述热塑性树脂构成的纤维的熔点中的最低熔点5℃至100℃的温度进行加热，更优选以低5℃至60℃的温度进行加热，还更优选以低5℃至30℃的温度进行加热。
作为上述的使该纤维网形成压缩状态地、以超过上述加热空气的通过速度的速度、将温度低于上述热塑性树脂的熔点的加热空气通过所述纤维网的方法(该纤维网通过通入温度大于等于热塑性树脂的熔点的加热空气而使构成纤维之间彼此结合)，具体的说，例如，有如下方法：形成由在鞘成分中具有熔点为140℃的热塑性树脂的复合纤维构成的纤维网；使用通风型的干燥机、利用140℃的热风，在热风通过速度为6m/s的条件下，对该纤维网进行加热粘接处理，形成使构成纤维之间彼此结合的纤维粘接网；然后，使用另外的通风型的干燥机，利用130℃的热风，在热风的通过速度为10m/s的条件下，对该纤维粘接网进行加热压缩处理，从而得到无纺布基材。另外，在该方法中，不是必须要有两台通风型干燥机，例如，也可以在通风型干燥机的前段部分形成使构成纤维之间彼此结合的纤维粘接网，在相同的通风型干燥机的后段部分进行加热压缩处理，如果以如此方式进行，则由于仅用一台通风型干燥机就可以解决，所以这是更优选的方法。
通过进行如此处理，会在无纺布基材的构成纤维上留下变形。其结果是，可通过在其后的在60℃下的加热而消除变形，起到恢复该无纺布基材的体积(厚度)的效果。而且，根据上述方法，由于无纺布基材的下面部分受到风压的压缩效果更大，所以无纺布基材的上表面的纤维密度低，而往下表面的纤维密度升高从而可形成具有密度梯度的结构。如果形成如此的密度梯度，则可得到延长滤芯过滤寿命的效果。
上述无纺布基材的面密度优选15g/m2至350g/m2，更优选15g/m2至250g/m2，还更优选20g/m2至150g/m2。而且，上述无纺布基材的厚度，考虑到要进行褶加工，优选为0.2mm至5mm，更优选0.3mm至3mm，还更优选0.4mm至2mm。如果厚度小于0.2mm，则会有过滤寿命变短，而得不到目标过滤性能的情况。而且，如果超过5mm，则在进行褶加工时，对气体的过滤没有贡献或者贡献极少的部分(以下称为死区)增多，反而会有过滤寿命变短而得不到目标过滤性能的情况。
作为增强等的目的，本发明的滤芯中的无纺布基材也可以采用与例如无纺布、织物、编织物、或者网状物等其它材料层压的复合形式。
无纺布基材的过滤性能优选作为去除粗尘用的过滤器的功能，具体的说，在ASHRAE52.1-1992(美国冷暖空调工程协会规范)中所规定的试验方法中，使用SAE AC FINE粉尘，根据质量法评价，当试验条件为风速0.25m/s时，优选平均粒子捕获效率(averagegravimetric efficiency)为50％至99％，更优选平均粒子捕获效率为60％至99％，还更优选平均粒子捕获效率为70％至99％。当平均粒子捕获效率小于50％时，灰尘去除不充分；当平均粒子捕获效率超过99％时，由于无纺布基材的开孔径过细，可能会有无纺布基材前后压力损失很快达到极限从而缩短寿命，并且无法作为灰尘去除用过滤器使用的情况。另外，所谓SAE AC FINE粉尘，是指适合于ISO12103-1(1997)的A2(fine)中所规定的试验用粉尘的粉尘。
而且，当试验条件为风速0.1m/s时，无纺布基材的初期压力损失优选小于等于30Pa，更优选小于等于20Pa，还更优选小于等于10Pa。而且，当无纺布基材的过滤寿命在风速为0.25m/s时，最终压力损失为200Pa的情况下，容尘量优选大于等于5g/m2，更优选大于等于10g/m2，还更优选大于等于15g/m2。另外，当无纺布基材的平均粒子捕获效率的值变高时，则过滤寿命变短(容尘量变小)，当想要延长过滤寿命(增大容尘量)时，由于平均粒子捕获效率的值会降低，所以如果是上述优选范围的无纺布，通过进行褶加工，即可更好地用作去除粗尘用的过滤器。
为了进一步提高无纺布基材的过滤性能，并具有既可用比色法又可用计数法评价的过滤性能，已有对无纺布基材进行带电加工、使构成纤维驻极体化(electret)的方法。已知这种驻极体化的纤维通过比较高的温度加热后会丧失驻极体效果，因此优选通过加热处理而成为无纺布基材之后再进行带电加工处理。
另外，在将无纺布基材进行驻极体化之前，优选洗净去除附着的油剂，或者通过水流作用在构成纤维进行缠绕的同时去除油剂成分。但是，如果利用这种方法，则需要增加工序和新设备，存在有制造成本升高等问题。所以，优选如例如日本专利特开2002-339256号公报所公开的那样，由附着0.2重量％至0.6重量％油剂的聚烯烃系热粘接纤维构成，通过加热处理进行无纺布化时(通过大于等于热塑性树脂熔点的加热空气时)和/或通过无纺布化后的加热处理(通过低于热塑性树脂的熔点的加热空气时)，无纺布的油剂附着量减少到0.001重量％至0.2重量％，可使用油剂附着量的减少率大于等于60％的聚烯烃类热粘接纤维，形成无纺布基材，然后进行带电加工并对构成纤维进行驻极体化。另外，这种聚烯烃类热粘接纤维是附着作为油剂的例如分子量为400至800的聚乙二醇与碳原子数为10至20的脂肪酸形成的酯为主要成分的油剂后形成的纤维。
优选无纺布基材进行带电加工后的过滤性能作为去除灰尘用的过滤器而发挥作用，具体的说，在ASHRAE52.1-1992所规定的试验方法中，使用SAE AC FINE粉尘，根据质量法评价，当试验条件为风速0.25m/s时，优选平均粒子捕获效率为50％至99％，更优选平均粒子捕获效率为60％至99％，还更优选平均粒子捕获效率为70％至99％。当平均粒子捕获效率小于50％时，灰尘除去不充分；当平均粒子捕获效率超过99％时，由于无纺布基材的开孔径过细，很快达到无纺布基材前后压力损失的极限，从而可能发生缩短寿命而无法用作去除灰尘用过滤器的情况。而且，在JIS B9908形式1所规定的试验方法中，使用0.3μm的大气灰尘，通过计数法评价，当试验条件为风速0.1m/s时，优选平均粒子捕获效率为5％至50％，更优选平均粒子捕获效率为10％至50％，还更优选平均粒子捕获效率为20％至50％。
接着，对积层在上述无纺布基材中的除气基材进行说明。作为除气基材，可列举：在具有通气性的薄片状或着厚垫状的基材中含有分解气体的粒子和吸附气体的粒子等除气粒子的形态的基材、以及除气粒子通过树脂连接的形态的基材。
作为上述具有通气性的薄片状或着厚垫状的基材，可列举无纺布、织物、膜、滤纸、海绵等的多孔体等，其中，无纺布因为通气性高而被优选。
上述除气粒子是可用于去除生活环境中的令人不愉快的臭味物质等，或者用于去除半导体或液晶的生产设施或无尘室等中的空气或环境气体中所含有的气体状污染物质、吸附气体状物质、或者使气体状物质转变为容易吸附的物质、或者可分解气体状物质的固体粒子。作为上述固体粒子，例如有活性碳或沸石、各种化学吸附剂、离子交换树脂、光催化剂等的催化剂、等，可从这些中适当选择一种或者两种以上进行使用。上述除气粒子中，优选吸附多种气体状物质能力良好的活性碳。在使用活性碳时，优选其比表面积大于等于200m2/g的多孔性活性碳，更优选大于等于500m2/g的多孔性活性碳，还更优选大于等于800m2/g的多孔性活性碳。
而且，为了同时实现高效率和低压力损失，上述除气粒子的粒径优选平均粒径为0.147mm(100筛孔)到1.65mm(10筛孔)。而且，更优选平均粒径为0.212mm(70筛孔)到0.85mm(20筛孔)。如果使用平均粒径小于0.147mm(100筛孔)的细平均粒径的除气粒子，则在可以获得高的初期除气效率的同时，可能产生导致压力损失变大的问题。而且，如果使用平均粒径超过1.65mm(10筛孔)的粗平均粒径的除气粒子，则可能产生初期除气效率变得不充分的问题。
作为上述除气基材的优选形态，存在有在由具有通气性而且具有热熔树脂成分构成的垫状物的空隙中保持除气粒子、然后通过加热处理使垫状物熔融、保持除气粒子而获得的除气用滤材。作为这种具有通气性的垫状物，可以列举无纺布、织物、膜、滤纸、海绵等多孔体等，其中无纺布由于通气性好而被优选。采用无纺布时，可以使用含有例如熔点小于等于160℃的单一成分构成的粘接性纤维、或含小于等于160℃的低熔点成分的两种成分或多种成分构成的粘接性复合纤维等的无纺布。
图4示出在通过由热粘接性纤维构成的无纺布5的构成纤维空间保持除气粒子3而形成为厚垫状的除气粒子层4的两个表面上贴合具有通气性的覆盖材7、7而形成的除气基材2的形态。上述结构的除气粒子层4，例如，可通过如下方式而获得：在由具有通气性和热粘接性的纤维构成的无纺布5(垫状物)的构成纤维空间的空隙中保持除气粒子3，然后，利用加热处理，使构成无纺布3的热粘接性纤维热熔融后，将上述除气粒子粘接在纤维间或者纤维表面上。另外，图4示出上述除气基材2的覆盖材7在一方的表面上粘接无纺布基材1而形成的复合基材11的形态。
作为上述除气基材的其它优选形态，通过将由具有通气性且具有热熔性的树脂成分构成的垫状物进行可塑化熔融，形成用连结部与树脂凝集部构成的网，经由上述树脂凝集部而将除气粒子固定在上述网上，从而形成的垫状除气粒子层的两个表面上都具有将通气性覆盖材积层一体化的除气用滤材。作为具有这种通气性的垫状物，可列举：无纺布、织物、膜、滤纸、海绵等多孔体等，其中，无纺布由于通气性高而被优选。采用无纺布时，可以使用含有例如由具有小于等于160℃的熔点的单一成分构成的粘接性纤维、或者由含有小于等于160℃的低熔点成分的两种成分或多种成分构成的粘接性复合纤维的无纺布。
图5示出将通气性的覆盖材7在垫状除气粒子层4的一方的表面上积层一体化而形成的除气基材2的形态，该除气粒子层4包含除气粒子3、以及由将热熔无纺布可塑化熔融而形成的热熔树脂构成的连结部6a和树脂凝集部6b构成的网，并且经由上述树脂凝集部6b固定除气粒子3。上述结构的除气粒子层4，例如可通过如下方式而获得：在热熔无纺布的表面上配置除气粒子3后，利用加热处理使该热熔无纺布可塑化熔融，形成具有连结部6a的网，该连结部6a将固定上述除气粒子3的树脂凝集部6b与所述树脂凝集部6b之间连接。
作为上述除气基材的其它优选形态，例如有通过如下方式而形成的除气用滤材：如图6所示，通过将由具有通气性并且具有热熔性的树脂成分构成的垫状物可塑化熔融，形成由连结部和树脂凝集部构成的网，在上述网上经由上述树脂凝集部固定除气粒子而形成的垫状除气粒子层的、固定上述除气粒子的侧面上，配置经由连结部与树脂凝集部构成的网的上述树脂凝集部固定除气粒子而形成的垫状除气粒子层，并且将通气性覆盖材在上述一方的除气粒子层上积层一体化。
作为这种具有通气性的垫状物，可列举：无纺布、织物、膜、滤纸、海绵等多孔体等，其中，无纺布由于通气性高而被优选。采用无纺布时，可以使用例如含有由小于等于160℃的熔点的单一成分构成的粘接性纤维、或者由含有小于等于160℃的低熔点成分的两种成分或多种成分构成的粘接性复合纤维的无纺布。
图6示出包含除气粒子3、3’、以及与具有连结部6a、6a’和凝集部6b、6b’的网，通过上述凝集部6b、6b’固定除气粒子3、3’而形成垫状的除气粒子层4、4’，即将通气性的覆盖材7在除气粒子层4的表面上积层一体化而形成的除气基材2的形态。此例中，将通过凝集部6b固定除气粒子3而形成的垫状除气粒子层4、与通过凝集部6b’固定除气粒子3’而形成的垫状除气粒子层4’进行积层配置，然后通过连结部6a以及凝集部6b将通气性覆盖材7在该积层物上进行积层一体化。
更具体的说，由多个积层单元4、4’构成，积层单元4、4’经由树脂凝集部6b、6b’将除气粒子3、3’固定在由热熔树脂构成的连结部6a、6a’与树脂凝集部6b、6b’构成的网的一个表面上，而且，将通气性覆盖材7积层在用于形成具有由热熔树脂构成的连结部6a和树脂凝集部6b的网的热熔无纺布的单面上，通过在使该热熔无纺布可塑化熔融时形成的连结部6a和树脂凝集部6b将覆盖材7积层一体化。
作为获得上述结构的除气粒子层4、4’的方法，例如有如下方法，如图6所示出，在热熔无纺布的表面上配置除气粒子3后，利用加热处理使该热熔无纺布可塑化熔融，形成具有连结部6a和树脂凝集部6b的网，通过上述树脂凝集部6b固定除气粒子3，然后，与除气粒子3接触而使热熔无纺布积层，然后，在热熔无纺布的表面上配置除气粒子3’后，使该热熔无纺布可塑化熔融，形成具有连结部6a’和树脂凝集部6b’的网，通过上述树脂凝集部6b’固定除气粒子3’。
上述除气基材的面密度优选为50g/m2到700g/m2，更优选为100g/m2到500g/m2，还更优选150g/m2到450g/m2。而且，如果考虑到进行皱褶加工，则上述除气基材的厚度优选为0.2mm到3mm，更优选为0.3mm到2mm，还更优选为0.4mm到1mm。如果上述除气基材的厚度小于0.2mm，则可能不能获得目标除气能力和除气寿命。而且，如果上述除气基材的厚度超过3mm，则存在褶加工变得困难，或者在进行褶加工时，可能发生除气基材破损的情况。
如上所述，复合基材是将无纺布基材和除气基材积层而构成的。作为无纺布基材和除气基材的积层形态，只要可以使各基材不剥离地进行积层即可，并没有特别的限定。例如，当使用粘接剂将无纺布基材和除气基材这两种基材积层一体化时，有以下方法：将用于保持通气性的粉末状热塑性树脂和增粘材分散在水中制成膏状、然后将其以点状涂布在基材上、其后通过加热进行积层一体化的方法；或者将热熔树脂的粒子散布在基材上、然后通过加热进行积层一体化的方法等。而且，也有通过夹着热熔无纺布加热而进行积层一体化的方法等。而且，也有将无纺布基材与上述除气基材重叠，然后在表面平坦的滚筒与表面上有凹凸的加热滚筒之间通过，使无纺布中含有的由热塑性树脂构成的纤维部分地熔融、从而部分地进行积层一体化的方法。在此情况下，熔融部分应该保持小于等于整体面积的30％，优选小于等于20％。
如上所述，虽然在上述无纺布基材和上述除气基材的积层中需要进行加热加工，但是在本发明中存在有无纺布基材的厚度因加热而恢复的可能。而且，当对无纺布基材进行带电加工并使构成纤维驻极体化时，可能因为加热而失去驻极体化的效果。因此，本申请的发明中，作为上述无纺布基材和上述除气基材的积层形态，将在下面提出更优选的形态。即，该形态是通过如下方法获得的积层形态：在上述无纺布基材和上述除气基材的各自的贴合面上，利用热熔喷雾法两面同时涂布热熔树脂，然后，以涂布面相互成为内侧的方式将两片基材进行积层，然后，将所积层的两片基材在例如不加热的一对滚筒之间通过，从而进行加压，将两片基材粘接一体化。根据上述方法，因为涂布的热熔树脂具有的能量很小，即不能通过热熔树脂的热量来恢复无纺布基材的厚度，而且也不会失去驻极体化效果。而且，在获得相同的剥离强度时，与热熔无纺布的面密度相比较，可减少热熔树脂的量，例如可为3g/m2到15g/m2，更优选5g/m2到10g/m2，具有不仅可降低压力损失、而且也可降低材料成本的优点。
图5所表示的形态示出复合基材11的例子，该复合基材11是在除气基材2的除气粒子3的一侧的面上和无纺布基材1的一侧的面上，通过热熔喷雾法分别涂布热熔树脂8，接着以除气基材2与无纺布基材1的涂布面相互成为内侧的方式进行积层并加压，经由热熔树脂8将两基材1、2粘接一体化而形成。
另外，在图6和图7中示出复合基材11的例子，该复合基材11是在上述除气基材2的除气粒子3’的一侧的面上和无纺布基材1的一侧的面上，通过热熔喷雾法分别涂布热熔树脂8，接着以除气基材2与无纺布基材1的涂布面相互成为内侧的方式进行积层并加压，经由热熔树脂8将两基材1、2粘接一体化而形成。
作为将上述无纺布和上述除气基材积层而形成的复合基材的面密度，优选为65g/m2到1000g/m2，更优选150g/m2到800g/m2，还更优选170g/m2到600g/m2。而且，如果考虑到进行褶加工，上述复合基材的厚度优选为0.4mm到6mm，更优选为0.6mm到4mm，还更优选为0.7mm到3mm。如果上述复合基材的厚度小于0.4mm，则可能缩短过滤寿命而不能获得目标过滤性能。而且，如果上述复合基材的厚度超过5mm，则在进行褶加工时，对气体的过滤没有贡献或者贡献极少的部分(以下称为死区)会变多，并且除气寿命以及过滤寿命会缩短，从而可能不能获得目标除气能力和过滤性能。
如上所述的那样，将包含由可塑性树脂构成的纤维的无纺布基材和除气基材积层而形成的复合基材进行褶加工，并通过保形部件保持其褶形状，从而可获得本发明的滤芯。另外，在图1中，举例示出了褶加工后的复合基材11在将保形部件12b沿箭头A方向地安装在与褶的峰线方向交叉的端面上的状态。复合基材的褶加工，并不仅限于成锯齿形状的弯折，作为该弯折加工方法，可以是利用褶加工机的往复式和旋转式等方法、或使用成形为锯齿形状的压模进行冲压的方法。
而且，作为保形部件，只要能够保持褶状的形状即可，并没有特别的限制，例如，可以使用针织织物、无纺布、合成树脂片材、发泡片材、纸、金属材料或者它们的复合物等的片状物。其中，特别优选无纺布，因为其强度良好，而且在将滤芯安装到刚性框上时缓冲性良好，与刚性框之间的密封性良好。具体的说，通过使这些片状物热熔化，或者通过粘接剂或粘接性片材进行粘接，可以将保形部件安装在与褶的峰线方向交叉的端面上。另外，作为保形部件，不仅限于片状物，也可以附着发泡性树脂等并使其发泡而形成，等等。而且，除了与褶的峰线方向交叉的端面以外，还可以将保形部件安装在与峰线方向平行的端面上。
优选如图1或图2所示的那样，在褶加工前或在褶加工后，将附着有线状树脂的隔离件14沿与褶的峰线方向交叉的方向隔开间隔且平行地设置在无纺布基材11上，防止褶的山形斜面发生接触而形成死区。如这些图所示，线状树脂的附着也可优选设置于断续的褶的峰顶，而不能设置于褶的谷底部分，而且优选在复合基材的两面上都设置的方式。
而且，上述滤芯，如图1所例示，优选褶13形成为多个。具体地，如图3所示，褶13的高度H优选5mm至150mm，更优选8mm至100mm，还更优选15mm至50mm。而且，褶的牙间隔，即褶13的间距P，优选1mm至20mm，更优选2mm至15mm，还更优选3mm至10mm。而且，间隔P(mm)与高度H(mm)的比P/H优选0.05至0.7，更优选0.05至0.5，还更优选0.05至0.3。如果P/H小于0.05，则由于褶的角度太小，可能在风压的作用下褶的角度扩大，可能导致与邻接的褶接触而形成死区、并使容尘量降低的情况。而且，如果P/H大于0.5，则可能会出现褶的高度变小、滤材整体面积变小、并且容尘量降低的情况。而且，如果褶的高度小于5mm，则滤材整体面积减少，从而可能发生容尘量降低的情况。如果褶的高度超过150mm，则尽管滤材整体面积变大，但是由于褶的角度变得过小，从而与相邻的褶接触而产生死区，反而可能导致容尘量降低的情况。
而且，如图3所示，将褶的牙间隔，即褶的间距设定为P(mm)，将复合基材的厚度设定为T(mm)时，由公式：a＝(1-2T/P)×100算出的开口率a优选为10％至80％，更优选为15％至75％，还更优选为20％至70％。如图3明示，在褶的间距P(mm)与高度H(mm)的比P/H的值变小时，死区的宽度D(mm)大致等于相当于复合基材的厚度T(mm)的大约2倍长的宽度。
因此，如果滤芯的牙数变得越多，而且复合基材的厚度变得越厚，则死区变得越多，作为空气过滤器装置的处理风量降低，从而具有过滤寿命缩短的趋势。另一方面，如果滤芯的牙数变得越多，而且复合基材的厚度变得越厚，则复合基材的过滤面积增加，具有过滤寿命变长的趋势。因此，上述公式解决了这两种趋势的平衡，可以说是代表了使过滤寿命变长的最优选的状态的公式。因此如果上述开口率a小于10％，则空气过滤器装置的初期压力损失大幅上升，可能导致过滤寿命变短、容尘量降低的情况。另外，如果开口率a超过80％，则复合基材的过滤面积变小，可能导致空气过滤器装置的过滤寿命变短、容尘量降低的情况。
而且，当作为安装并使用于汽车用和家庭用空气净化器等生活环境中的空调设备中的滤芯时，滤芯整体的大小，优选其空气流入面的一个边长为80mm至500mm，更优选100mm至400mm，还更优选150mm至300mm。而且，深度优选5mm至100mm，更优选10mm至50mm，还更优选15mm至30mm。而且，在设置于大厦、工厂、办公室等中的空气净化装置中，封装式过滤器、风机盘管装置、中央空调用过滤器装置等中的作为去除粗尘用过滤器所使用的滤芯的情况中，空气流入面的一个边长优选为200mm至1500mm，更优选300mm至1000mm，还更优选400mm至700mm。而且，深度优选10mm至500mm，更优选200mm至400mm，还更优选30mm至300mm。
在将上述滤芯用于空调装置时，可将滤芯安装于刚性框中进行使用。该刚性框不仅限于具有刚性的材料，木材、金属、塑料等都可适用，在数次洗涤再生后烧毁、废弃的情况下优选木材。
上述滤芯的过滤性能，优选作为去除粗尘用的过滤器发挥作用，具体的说，在ASHRAE52.1-1992所规定的试验方法中，使用SAE AC FINE粉尘，根据质量法评价，当空气的流入面的至少有一个边长为80mm至500mm时，试验条件为风量550m3/hr时，优选平均粒子捕获效率为50％至99％，更优选平均粒子捕获效率为60％至99％，还更优选平均粒子捕获效率为70％至99％。当平均粒子捕获效率小于50％时，粗尘去除不充分；当平均粒子捕获效率超过99％时，由于无纺布基材的开孔径过细，很快达到复合基材前后的压力损失的极限，可能发生寿命缩短而无法作为粗尘去除用过滤器使用的情况。另外，当空气流入面的所有边长都超过500mm时，作为试验条件可以采用风量1100m3/hr。
而且，在空气流入面的至少一个边长为80mm至500mm的情况下，当试验条件为风量550m3/hr时，上述滤芯的初期压力损失优选小于等于150Pa，更优选小于等于120Pa，还更优选小于等于100Pa。而且，当最终压力损失为200Pa时，上述滤芯的过滤寿命优选容尘量大于等于10g，更优选大于等于15g，还更优选大于等于20g。另外，上述复合基材的各压力损失是将被积层的无纺布基材和除气基材的压力损失相加算出的。另外，空气流入面的所有边长超过500mm时，作为试验条件可以采用风量1100m3/hr。
如上所述，本发明的滤芯是将复合基材褶加工而形成的滤芯，通过在60℃下的加热，上述无纺布基材的厚度会增大5％以上。因此，当将该滤芯或者在刚性框中安装有该滤芯的空气过滤器装置暴露在60℃下的加热状态中时，滤芯的过滤性能将会变化。详细的说，平均粒子捕获效率几乎不变，因为在复合基材的褶的顶部上的死区增加，所以压力损失增加，但由于无纺布基材整体的容尘量的增加，作为总的结果是可以带来过滤寿命大幅增加的效果。该增加比率相对于原滤芯的过滤寿命，优选大于等于5％，更优选大于等于10％，还更优选大于等于15％。
然后，对本发明的滤芯的使用方法进行说明。根据本发明的滤芯的使用方法的特征在于：通过在50℃至80℃中任一温度环境中使用滤芯，使上述无纺布基材的厚度恢复5％以上后进行使用，所述滤芯是将包含由热塑性树脂构成的纤维的无纺布基材和除气基材积层而形成的复合基材进行褶加工、并通过保形部件保持该复合基材的褶形状的滤芯。
在本发明的滤芯的使用方法中，作为滤芯，优选使用本发明的滤芯，即通过将无纺布基材在60℃下加热而厚度增大5％以上的滤芯。以下，举例说明使用本发明的滤芯的情况。
如上所述，因为本发明的滤芯具有通过在60℃下加热而厚度增大5％以上的特性，所以通过在大于等于60℃的温度环境中使用该滤芯，可具有延长滤芯寿命的优点。但是，实际使用本发明的滤芯时，有时会在非人为的温度环境中且小于60℃的温度环境中使用，例如，在50℃的温度环境中使用一个月的情况，这样，即使在小于60℃的温度环境中，如果是长时间，厚度可增大5％以上。上述温度环境是指50℃至80℃中的任一温度。其原因是，如果该滤芯被暴露于小于50℃的温度环境中，会有不能使无纺布基材的厚度增大5％以上的情况；在温度大于等于80℃时，会有滤芯的构成装置发生变形或变质的可能。而且为了不产生上述不合格，并且确保厚度增大5％以上的效果，优选60℃至80℃中的任一温度。
而且，作为上述50℃至80℃中的任一温度，优选小于构成纤维的热塑性树脂的熔点的温度，该纤维包含于构成滤芯的无纺布基材中，详细的说，优选比由上述热塑性树脂构成的纤维的熔点中的最低熔点低10℃以下的温度，更优选低30℃以下的温度，还更优选低50℃以下的温度。
在此，所谓加热并不仅限于人为加热，也表示非人为地加热无纺布基材的意思。例如包括以下情况：将在刚性框中安装有滤芯而形成的空气过滤器装置设置于汽车室内的空调内部，将汽车放置在例如夏天的酷热天气中进行的非人为加热。即，其意思是在50至80℃中任一温度环境中使用。
另外，本发明的使用方法中，也可能人为加热并使用无纺布基材。例如，将在刚性框中安装了滤芯的空气过滤装置设置在家庭用空气净化器和办公室用空调装置中在一定程度上作为空气过滤器使用，附着尘埃后，通过将空气过滤装置取出或者在保持设置的状态下，将滤芯暴露于加热的环境中或者通入加热空气，可以使无纺布基材恢复厚度，从而可以进行使用。
如上所述，本发明的滤芯具有如下特性：通过在例如50℃至80℃中的任一温度环境中使用将包含由热塑性树脂构成的纤维的无纺布基材和除气基材积层而形成的复合基材进行褶加工、并通过保形部件保持该复合基材的褶形状而形成的滤芯，可使上述无纺布基材的厚度恢复5％以上而使用，至少在从开始使用到被加热的期间内，可以确保压力损失小且能量消耗低、以及高风量，经过一定的时间后，由于受到加热或者故意加热，最终保持高除尘效率的同时，延长过滤寿命。
以下，对于本发明的实施例进行说明，这仅是用于方便理解发明的优选实施例，本发明不仅限于这些实施例的内容。
实施例
(无纺布基材或者复合基材的厚度的试验方法)
从加热前或加热后的无纺布基材或者复合基材切取边长为10cm的方形试验片，在为复合基材的情况下，以无纺布基材在上面的方式将试验片放置在水平板上。然后，将质量为50g的边长10cm的方形平板放置于该试验片上，测量水平板与平板之间的距离。测量时，测量平板的四个角部和平板各边中央部共计八个位置，将所得到的值的平均值作为无纺布基材或复合基材的厚度。另外，当为复合基材的情况时，也可通过测定无纺布基材的下面与平板间的距离，来测定无纺布基材的厚度。当为加工成滤芯的复合基材时，从滤芯中取出复合基材，去除褶形状的峰部和谷部，当有隔离件时，也去除隔离件，可将若干小片组合配置成边长为10cm的方形作为试验片。
(无纺布基材的过滤性能试验方法-质量法)
ASHRAE52.1-1992所规定的试验方法中，在风速为0.25m/s下，供给SAE AC FINE粉尘，直到压力损失变为200Pa为止，然后，计算平均粒子捕获效率(％)及过滤寿命(容尘量)(g/m2)。而且，初期压力损失(Pa)采用在风速为0.1m/s时测定的值。
(无纺布基材的过滤性能试验方法-计数法)
JIS B9908形式1中所规定的试验方法中，在风速为0.1m/s下，供给0.3μm的大气尘，计算平均粒子捕获效率(％)。
(滤芯的过滤性能试验方法-质量法)
ASHRAE52.1-1992中所规定的试验方法中，以风量550m3/hr，供给SAE AC FINE粉尘，直到压力损失变为200Pa为止，然后，计算平均粒子捕获效率(％)及过滤寿命(容尘量)(g)。而且，初期压力损失(Pa)用在风量550m3/hr下测量的值。
(实施例1)
将芯成分是熔点160℃的聚丙烯树脂、鞘成分是熔点140℃的聚乙烯树脂构成的复合纤维(纤度6.6分特、纤维长度64mm)所形成的短纤维80质量％、与芯成分是熔点160℃的聚丙烯树脂、鞘成分是熔点140℃的聚乙烯树脂构成的复合纤维(纤度2.2分特、纤维长度51mm)所形成的短纤维20质量％混合，使用卡片机(cardmachine)形成纤维网。
然后，使用通气型干燥机，利用140℃的热风，在热风通过速度为6m/s的条件下，对该纤维网进行加热粘接处理，形成面密度为50g/m2、厚度为0.65mm的纤维粘接网。然后，使用其它通气型干燥机，利用130℃的热风，在热风通过速度为10m/s的条件下，对该纤维粘接网进行加热压缩处理，制成面密度为50g/m2且厚度为0.5mm的无纺布基材。
然后，如图6所示，在由面密度为20g/m2的聚酯纤维构成的网状结合无纺布上附着面密度为20g/m2的热熔无纺布后形成的面密度为40g/m2的覆盖材7的上述热熔无纺布的表面上，使面密度成为115g/m2地散布粒径分级为0.3mm到0.5mm(平均粒径为0.4mm)的市售活性碳粒子所构成的除气粒子3。接着，从覆盖材7这一侧(即热熔无纺布侧)开始进行约5kg/cm2的水蒸气处理约7秒钟，使热熔无纺布可塑化熔融，形成以由热熔树脂构成的连结部6a与树脂凝集部6b构成的网，经由上述树脂凝集部6b固定除气粒子3。接着，通过将除已固定的除气粒子3以外的其它除气粒子去除，使除气粒子3可对应各种粒径地进行固定，而且获得构成与覆盖材5粘接的除气粒子层4的第一层积层单元。再将面密度为20g/m2的热熔无纺布积层在该状态下的除气粒子层4(积层单元)上，以面密度达到115g/m2地散布除气粒子3’，并进行水蒸气处理，以及经过去除没有被固定的除气粒子而形成作为除气粒子层4’的第二层积层单元，制成面密度为290g/m2、且厚度为0.7mm的除气基材2。
然后，如图7所示，在该除气基材2与上述无纺布基材1的各个贴合面上，通过热熔喷雾法两面同时地涂布热熔树脂，以使面密度达到10g/m2，然后以涂布面相互成为内侧的方式将两片基材1、2积层，接着，将该积层的两片基材1、2在未加热的一对滚筒之间通过从而进行加压，经由热熔树脂8将两片基材1、2粘接一体化，制成面密度为350g/m2、厚度为1.2mm的复合基材11。将得到的复合基材的评价结果在表1中示出。
(实施例2)
使用芯成分为熔点160℃的聚丙烯树脂、鞘成分为熔点140℃的聚乙烯树脂构成的复合纤维(纤度6.6分特、纤维长度64mm)所形成的短纤维100质量％，使用卡片机(card machine)形成纤维网。然后，使用通气型干燥机，利用140℃的热风，在热风通过速度为10m/s的条件下，对该纤维网进行加热粘接处理，形成面密度为50g/m2、厚度为0.7mm的纤维粘接网。然后，使用其它的通气型干燥机，利用130℃的热风，在热风通过速度为10m/s的条件下，对该纤维粘接网进行加热粘接处理，制成面密度为50g/m2、厚度为0.55mm的无纺布基材。然后，与实施例1相同，将面密度为290g/m2、厚度为0.7mm的除气基材积层一体化，制成面密度为350g/m2、厚度为1.25mm的复合基材11。将得到的复合基材的评价结果在表1中示出。
(实施例3)
将芯成分是熔点160℃的聚丙烯树脂、鞘成分是熔点140℃的聚乙烯树脂构成的复合纤维(纤度6.6分特、纤维长度64mm)所形成的短纤维80质量％与芯成分是熔点160℃的聚丙烯树脂、鞘成分是熔点140℃的聚乙烯树脂构成的复合纤维(纤度2.2分特、纤维长度51mm)所形成的短纤维20质量％混合，使用卡片机形成纤维网。然后，使用通气型干燥机，利用140℃的热风，在热风通过速度为6m/s的条件下，对该纤维网进行加热粘接处理，形成面密度为50g/m2、厚度为0.65mm的纤维粘接网。然后，使用其它的通气型干燥机，利用130℃的热风，在热风通过速度为10m/s的条件下，对该纤维粘接网进行加热压缩处理，制成面密度为50g/m2、厚度为0.5mm的无纺布基材。然后，在该无纺布基材中进行电晕放电处理，制成构成纤维驻极体化的无纺布基材。另外，所使用的复合纤维是上述的“由附着有油剂0.2重量％至0.6重量％的聚烯烃类热粘接纤维构成、通过加热处理进行无纺布化时和/或无纺布化后的加热处理中、无纺布的油剂附着量减少到0.001重量％至0.2重量％、油剂附着量的减少率为大于等于60％时得到的聚烯烃类热粘接纤维”，然后，与实施例1相同地，使面密度为290g/m2、厚度为0.7mm的除气基材积层一体化，制成面密度为350g/m2、厚度为1.2mm的复合基材11。将得到的复合基材的评价结果在表1中示出。
(实施例4至7)
与实施例3相同地形成纤维网，然后，使用通气型干燥机，利用140℃的热风，在热风通过速度分别为9m/s、7.5m/s、4m/s、2m/s的条件下，对该纤维网进行加热粘接处理，形成面密度为50g/m2且厚度分别为0.55mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm的纤维粘接网，除此之外，与实施例3相同，从而制成实施例4、5、6、7的复合基材11。将得到的复合基材的评价结果在表1中示出。
(实施例8)
对通过实施例1得到的复合基材进行褶加工，使褶的高度为29mm，褶的间距(牙间隔)为6mm，然后，通过热熔薄片在与褶的峰线方向交叉的端面上粘贴由具有刚性的无纺布构成的保形部件，制成整体大小是保形部件侧225mm×与保形部件垂直的一侧235mm的滤芯。将得到的滤芯的过滤性能的评价结果在表3中示出。而且，将以风量550m3/hr向所得到的滤芯通过加热空气(60℃)100小时后的过滤性能的评价结果也在表3示出。另外，汽车用空调中，通常最大风量为550m3/hr，在该实施例中，相对于复合基材的面风速约等于25cm/s。而且，由于该面风速为极小的值，所以可以确认没有压缩无纺布基材厚度的效果，此外也没有妨碍无纺布基材恢复厚度的效果。
(实施例9至13)
在通过实施例3至7得到的复合基材中，除了进行褶加工以外，其它步骤与实施例8相同地制成滤芯。将得到的滤芯的过滤性能的评价结果在表3及表4中示出。而且，将以风量550m3/hr向得到的滤芯通过加热空气(60℃)100小时后的过滤性能的评价结果在表3及表4中示出。
(比较例1)
与实施例1相同地形成纤维网，然后，使用通气型干燥机，利用140℃的热风，在热风通过速度为6m/s的条件下，对该纤维网进行加热粘接处理，形成面密度为50g/m2、厚度为0.65mm的纤维粘接网后，不对该纤维粘接网进行加热压缩处理，将该纤维粘接网(面密度为50g/m2、厚度为0.65mm)作为无纺布基材。将得到的复合基材的评价结果在表2中示出。
(比较例2)
与实施例2相同地形成纤维网，然后，使用通气型干燥机，利用140℃的热风，在热风通过速度为10m/s的条件下，对该纤维网进行加热粘接处理，形成面密度为50g/m2、厚度为0.7mm的纤维粘接网后，不对该纤维粘接网进行加热压缩处理，将该纤维粘接网(面密度为50g/m2、厚度为0.7mm)作为无纺布基材。然后，与实施例2相同地将面密度为290g/m2、厚度为0.7mm的除气基材积层一体化，制成面密度为350g/m2、厚度为1.4mm的复合基材。将得到的复合基材的评价结果在表2中示出。
(比较例3)
与实施例3相同地形成纤维网，然后，使用通气型干燥机，利用140℃的热风，在热风通过速度为6m/s的条件下，对该纤维网进行加热粘接处理，形成面密度为50g/m2、厚度为0.65mm的纤维粘接网后，不对该纤维粘接网进行加热压缩处理，将该纤维粘接网(面密度为50g/m2、厚度为0.65mm)作为无纺布基材。然后，对该无纺布基材进行电晕放电处理，制成构成纤维驻极体化的无纺布基材。然后，与实施例3相同地将面密度为290g/m2、厚度为0.7mm的除气基材积层一体化，制成面密度为350g/m2、厚度为1.35mm的复合基材。将得到的复合基材的评价结果在表2中示出。
(比较例4至7)
与实施例3相同地形成纤维网，然后，使用通气型干燥机，利用140℃的热风，在热风通过速度分别为9m/s、7.5m/s、4m/s、2m/s的条件下，对该纤维网进行加热粘接处理，形成面密度分别为50g/m2且厚度分别为0.55mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm的纤维粘接网后，不对这些纤维粘接网进行加热压缩处理，将这些纤维粘接网作为无纺布基材。然后，对这些无纺布基材进行电晕放电处理，制成构成纤维驻极体化的无纺布基材。然后，与实施例3相同地将面密度为290g/m2、厚度为0.7mm的除气基材积层一体化，制成面密度为350g/m2、厚度为1.25mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm的复合基材。将得到的复合基材的评价结果在表2中示出。
(比较例8)
对比较例1所得到复合基材除了进行褶加工以外，其它与实施例8相同地制成滤芯。将得到的滤芯的过滤性能的评价结果在表2中示出。而且，将以风量550m3/hr向得到的滤芯通过加热空气(60℃)100小时后的过滤性能的评价结果在表5中示出。
(比较例9至13)
除对通过比较例3至7得到的复合基材进行褶加工以外，其它与实施例8相同地制成滤芯。将得到的滤芯的过滤性能的评价结果在表5及表6中示出。而且，也将以风量550m3/hr向得到的滤芯通过加热空气(60℃)100小时后的过滤性能的评价结果在表5及表6中示出。
表1
  实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6   实施例7
 面密度(g/m2)   350   350   350   350   350   350   350
 厚度(mm)   1.2   1.25   1.2   1.2   1.2   1.2   1.2
 无纺布基材厚度(mm)   0.5   0.55   0.5   0.5   0.5   0.5   0.5
 初期压力损失(Pa)   11   10.8   11   11   11   11   11
 计数法效率(％)   0   0   30   30   30   30   30
 质量法效率(％)   97   95   97   97   97   97   97
 过滤寿命(g/m2)   53   56   53   53   53   53   53
 热风通过速度(粘接处理)(m/s)   6   6   6   9   7.5   4   2
 热风通过速度(压缩处理)(m/s)   10   10   10   10   10   10   10
表2
  比较例1   比较例2   比较例3   比较例4   比较例5   比较例6   比较例7
 面密度(g/m2)   350   350   350   350   350   350   350
 厚度(mm)   1.35   1.4   1.35   1.25   1.3   1.4   1.5
 无纺布基材厚度(mm)   0.65   0.7   0.65   0.55   0.6   0.7   0.8
 初期压力损失(Pa)   11   10.8   11   11   11   10.8   10.5
 计数法效率(％)   0   0   30   30   30   30   30
 质量法效率(％)   97   95   97   97   97   97   97
 过滤寿命(g/m2)   65   67   65   55   60   71   77
 热风通过速度(粘接处理)(m/s)   6   6   6   9   7.5   4   2
 热风通过速度(压缩处理)(m/s)   -   -   -   -   -   -   -
表3
Figure A20071014366400331
表4
Figure A20071014366400332
表5
表6
Figure A20071014366400342
如表1至6所明示，可知实施例8至13的滤芯在加热到60℃前的状态中，初期压力损失降低，在加热到60℃后其过滤寿命变长。这样，本发明的滤芯具有如下特性：至少在从开始使用到被加热的期间，可以确保压力损失小且能量消耗降低和高风量，经过一定的期间后，通过非人为或者人为的加热，而最终保持高除尘效率和除气能力的同时，延长过滤寿命和除气寿命。
符号说明
10滤芯                11复合基材
12a、12b保形部件      13褶
14隔离件
1无纺布基材
2除气基材
4除气粒子层
3除气粒子
5纤维体
6a连结部
6b树脂凝集部
7覆盖材
8热熔树脂

Claims (8)

1.一种滤芯，是将包含由热塑性树脂构成的纤维的无纺布基材与除气基材积层而形成的复合基材进行褶加工，并通过保形部件保持所述复合基材的褶形状而形成的，其特征在于，所述无纺布基材的厚度可通过在60℃下的加热而增大5％以上。
2.根据权利要求1所述的滤芯，其特征在于，
所述无纺布基材的厚度可通过在60℃下的加热而增大5％到65％。
3.根据权利要求1或2所述的滤芯，其特征在于，
在ASHRAE 52.1-1992中所规定的试验方法中，使用SAEFINE粉尘，通过质量法对所述无纺布基材的过滤性能加以评价，当试验条件为风速0.25m/s时，平均粒子捕获效率为50％到99％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的滤芯，其特征在于，所述无纺布基材是经带电加工的。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的滤芯，其特征在于，根据下式所计算出的开口率a为20％至80％，
公式：(a＝(1-2T/P)×100)，
此外，式中P为褶的牙间隔(mm)，T为复合基材的厚度(mm)。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的滤芯，其特征在于，所述滤芯的容尘量通过在60℃下的加热，相对于加热前的容尘量可增加5％以上。
7.一种滤芯的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
将温度大于等于热塑性树脂的熔点的加热空气通过包含由热塑性树脂构成的纤维的纤维网，以使所述纤维网的构成纤维相互结合，然后，使所述纤维网形成压缩状态地、以大于所述加热空气的通过速度的速度、将温度低于热塑性树脂的熔点的加热空气通过所述纤维网，以形成无纺布基材；
然后，将除气基材在所述无纺布基材上积层一体化而形成复合基材，然后，对所述复合基材进行褶加工，然后使用保形部件保持所述复合基材的褶形状。
8.一种滤芯的使用方法，其特征在于，
通过在50℃至80℃的温度中的任一温度环境中使用滤芯，使所述无纺布基材的厚度恢复5％以上，所述滤芯是将包含由热塑性树脂构成的纤维的无纺布基材与除气基材积层而形成的复合基材进行褶加工，并通过保形部件保持所述复合基材的褶形状而形成的。
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