CN112805078A - 空气过滤器滤材、过滤包、空气过滤器单元以及制造方法 - Google Patents

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Abstract

目的是提供一种空气过滤器滤材、过滤包、空气过滤器单元以及制造方法，即使不使用间隔件，也能够在弯折的状态下保持空气过滤器滤材的部分彼此的间隔。包括玻璃纤维的空气过滤器滤材包括隆起部，隆起部在100℃的环境温度下放置一个小时时的隆起高度的变化在70％以内。

Description

空气过滤器滤材、过滤包、空气过滤器单元以及制造方法
技术领域
本公开涉及一种空气过滤器滤材、过滤包、空气过滤器单元以及这些的制造方法。
背景技术
目前，作为用于捕捉在空气中漂浮的粉尘的空气过滤器滤材，采用由玻璃纤维构成的玻璃滤材。
例如，在专利文献1(国际公开第2016/185511号)中提出了一种由玻璃纤维形成的空气过滤器滤材，通过在弯折成凹凸状的空气过滤器滤材的间隙插入间隔件，保持空气过滤器滤材的相对部分彼此的间隔。
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述这样弯折成凹凸状的空气过滤器滤材中，虽然能够确保空气过滤器滤材的相对部分彼此的间隔，但需要在各间隙设置间隔件。
与之相对地，例如，通过在空气过滤器滤材自身局部地设置隆起部，只要能够确保相对部分彼此的间隔，就能够降低间隔件的必要性。
然而，根据使用空气过滤器滤材的环境，隆起部的隆起高度会变化，因此，有时难以确保空气过滤器滤材的相对部分彼此的间隔。
考虑到上述情况，本公开的内容的目的是提供一种空气过滤器滤材、过滤包、空气过滤器单元以及这些的制造方法，即使不使用间隔件，也能以弯折的状态保持空气过滤器滤材的部分彼此的间隔。
解决技术问题所采用的技术方案
本申请的发明人们发现，通过使用隆起部处的应变较小的空气过滤器滤材，能够将由于空气过滤器滤材的使用环境而引起的隆起部的隆起高度的变化抑制得较小，容易确保空气过滤器滤材的相对部分彼此的间隔，并且，本申请的发明人们进一步进行了研究而完成了本公开的内容。
第一个观点的空气过滤器滤材包括玻璃滤材层。玻璃滤材层包括玻璃纤维。玻璃滤材层具有隆起部。隆起部在100℃的环境温度下放置一个小时时的隆起高度的变化在70％以内。
空气过滤器滤材中的玻璃纤维的含有比例没有特别限定，例如可以是30重量％以上，也可以是50重量％以上，还可以是80％以上。另外，在空气过滤器滤材为多层的层叠体的情况下，至少其中的一层的玻璃纤维的比例为50重量％以上，优选为80重量％以上。另外，空气过滤器滤材中的玻璃纤维的含有比例的上限没有特别限定，例如，可以是99重量％，也可以是95重量％。
隆起部的形状没有特别限定，从隆起侧观察到的形状可以是圆形、椭圆形、正方形、长方形等多边形、直线形状、曲线形状等。
隆起部的隆起高度是隆起部的隆起方向上的、隆起部隆起侧的面之中最低的部分的高度位置与隆起部的前端的高度位置之间的长度。
空气过滤器滤材只要包括在100℃的环境温度下放置一个小时时的隆起高度的变化在70％以内的隆起部即可，也可还包括该变化为70％以上的隆起部分。在具有多个隆起部的情况下，优选，在100℃的环境温度下放置一个小时时的隆起高度的变化在70％以内的隆起部的比例为50％以上。
另外，隆起高度的变化在70％以内例如包括最初为100的隆起高度变成30的情况(70％的变化)、变成50的情况(50％的变化)以及变成80的情况(20％的变化)中的任意一种情况，但不包括成为25的情况(75％的变化)。
对于该空气过滤器滤材而言，即使在折叠的状态下在高温环境下使用的情况下，也能够将空气过滤器滤材的隆起部的隆起高度的变化抑制得较小，因此能够确保空气过滤器滤材的相对部分彼此的间隔。
在第一观点所述的空气过滤器滤材的基础上，在第二观点的空气过滤器滤材中，玻璃滤材层的玻璃纤维的含量为90重量％以上。
该空气过滤器滤材能够包含较多的有助于捕捉粉尘的玻璃纤维。
在第一观点或第二观点所述的空气过滤器滤材的基础上，在第三观点的空气过滤器滤材中，玻璃滤材层的粘合剂的含量为10重量％以下。
另外，空气过滤器滤材的玻璃滤材层的粘合剂的含量也可以是5重量％以下，还可以是1重量％以下，亦可以是0重量％(亦可不含有)。
对于该空气过滤器滤材，即使空气过滤器滤材在高温环境下使用，也能够将隆起部的高度的变化抑制得较小。
在第一观点至第三观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上，在第四观点的空气过滤器滤材中，空气过滤器滤材在100℃以上的环境下使用。
作为100℃以上的环境，可以是100℃以上的状态持续的环境，也可以是暂时变为100℃的环境。
对于该空气过滤器滤材，即使在100℃以上的高温环境下使用，也能够确保空气过滤器滤材的相对部分彼此的间隔。
在第一观点至第四观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上，在第五观点的空气过滤器滤材中，玻璃滤材层在相对100重量份的玻璃滤材层含有300重量份的水的状态下的拉伸率为3.0％以上。
对于该空气过滤器滤材，隆起部的形成变得容易。
在第一观点至第五观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上，在第六观点的空气过滤器滤材中，隆起部的隆起高度是玻璃滤材层的隆起部以外的部分即非隆起部分的厚度以上。
对于该空气过滤器滤材，即使在隆起部具有充分的隆起高度的情况下，也能够抑制该隆起部的隆起高度降低。
在第一观点至第六观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上，在第七观点的空气过滤器滤材中，将隆起部的隆起高度减少一半所需要的按压负载大于0.3N。
对于该空气过滤器滤材，能够充分地抑制隆起部的隆起高度的降低。
在第一观点至第七观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上，在第八观点的空气过滤器滤材中，玻璃滤材层的包括隆起部的部分的捕集效率与玻璃滤材层的不包括隆起部的非隆起部的捕集效率之比，即包括隆起部的部分的捕集效率/非隆起部的捕集效率为99.0％以上。
对于该空气过滤器滤材，即使在形成有隆起部的情况下，也能够抑制该隆起部产生泄漏。
第九观点的空气过滤包包括第一观点至第八观点中任一观点所述的空气过滤器滤材，空气过滤器滤材被加工并构成为外折和内折交替反复的锯齿形状。此外，“过滤包”没有特别的限定，例如，可以不是平坦的片状，而是通过交替进行外折和内折而折叠出的锯齿形状，调整形状而能够收容于任意的框体。
第十观点的空气过滤器单元包括第九观点所述的过滤包以及对过滤包进行保持的框体。
在第十观点所述的空气过滤器单元的基础上，在第十一观点的空气过滤器单元中，空气过滤单元不具有间隔保持构件，空气过滤器滤材中的彼此相对的部分的间隔仅通过隆起部保持。此处所说的间隔保持构件是用于保持空气过滤器滤材中的彼此相对的部分的间隔的构件，是独立于空气过滤器滤材的构件。
对于该空气过滤器单元，能够在不使用用于保持空气过滤器滤材的相对部分彼此的间隔的间隔件这样的间隔保持构件的情况下保持上述间隔，因此，能够避免因间隔保持构件的存在而引起的压力损失增大。
第十二观点的空气过滤器滤材的制造方法包括：准备片材的工序，所述片材包括玻璃纤维，并且具有处于含有液体状态的隆起部；以及使具有隆起部的片材的液体含量降低的工序。
空气过滤器滤材的玻璃纤维的含有比例没有特别限定，例如，可以是30重量％以上，也可以是50重量％以上，还可以是80重量％以上。另外，空气过滤器滤材中的玻璃纤维的含有比例的上限没有特别限定，例如，可以是99重量％，也可以是95重量％。
准备包括玻璃纤维且具有处于含有液体状态的隆起部的片材的方法没有特别限定，例如，可以对在水等液体中漂浮的玻璃纤维进行抄取(抄纸)而获得片材，通过在被水等液体湿润的状态下沿厚度方向局部地按压片材的一部分，从而形成隆起部，也可使用液体穿透性板状构件对玻璃纤维进行抄取(抄纸)，该液体穿透性板状构件对漂浮在水等液体中的玻璃纤维进行抄取(以进行抄纸)且自身具有与隆起部对应的形状，还可将没有凹凸的平坦且液体含量低于规定量的玻璃滤材设置成被水等液体湿润的状态，从而形成隆起部。
此外，作为降低液体含量的工序，没有特别限定，只要使隆起部的液体含量比含有液体状态时低即可，可以是使用了热风干燥机等的强制性干燥处理，也可以是未伴随这些强制性干燥处理的自然干燥(单纯放置)。
通过该空气过滤器滤材的制造方法得到的空气过滤器滤材能够将隆起部处的应变抑制得较小。因此，即使在弯折的状态下且在高温环境下使用的情况下，也能将空气过滤器滤材的隆起部的隆起高度的变化抑制得较小，因此，能够确保空气过滤器滤材的相对部分彼此的间隔。
在第十二观点的空气过滤器滤材的制造方法的基础上，在第十三观点的空气过滤器滤材的制造方法中，具有处于含有液体状态的隆起部的片材包含20重量％以上的液体。
作为具有处于含有液体状态的隆起部的片材所包含的液体，没有特别限制，例如，可以列举水、主要包含沸点为85℃以下的极性分子的液体等以及这些的混合物。另外，具有处于含有液体状态的隆起部的片材优选包含20重量％以上的水。此外，优选，使片材含有处于含有液体前的状态的片材的重量的25重量％以上的水，更优选，使片材含有处于含有液体前的状态的片材的重量的30重量％以上的水，也可使片材含有与处于含有液体前的状态的片材的重量相同重量(100重量％)以上的水。另外，片材含有的水量上限没有特别限定，例如，从抑制片材变脆并提高处理性能的观点来看，优选，设置成含有液体前的状态的片材的重量的1000重量％以下，也可设置成500重量％以下。
在该空气过滤器滤材的制造方法中，在使液体含量降低的工序之前，具有处于含有液体状态的隆起部的片材包含20重量％以上的液体。由此，能够将使得到的空气过滤器滤材的液体含量降低的工序后的隆起部处的应变抑制得较小。
在第十二观点或第十三观点所述的空气过滤器滤材的制造方法的基础上，在第十四观点的空气过滤器滤材的制造方法中，通过使处于含有液体状态的片材产生隆起部，从而准备片材，其中，所述隆起部具有处于含有液体状态的片材的厚度以上的隆起高度。
对于该空气过滤器滤材的制造方法，即使在形成有具有充分的隆起高度的隆起部的情况下，也能够抑制该隆起部的隆起高度降低。
在第十四观点所述的空气过滤器滤材的制造方法的基础上，在第十五观点的空气过滤器滤材的制造方法中，使处于粘合剂的固体成分的含量为15重量％以下的含有液体状态的片材产生隆起部，然后，将粘合剂涂覆至隆起部。
对于该空气过滤器滤材的制造方法，能够对由于玻璃纤维在形成隆起部时被过度限制而导致在隆起部残留有应力这一情况进行抑制，能够对滤材在形成隆起部时受到损伤这一情况进行抑制，并且，能够提高得到的空气过滤器滤材的隆起部的强度。
在第十二观点至第十四观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的制造方法的基础上，在第十六观点的空气过滤器滤材的制造方法中，使处于含有粘合剂的含有液体状态的片材产生所述隆起部。
对于该空气过滤器滤材的制造方法，能够抑制形成隆起部时在隆起部及其周围产生断裂。
在第十五观点或第十六观点所述的空气过滤器滤材的制造方法的基础上，在第十七观点的空气过滤器滤材的制造方法中，包括使粘合剂挥发的工序。
对于该空气过滤器滤材的制造方法，由于能够减少得到的空气过滤器滤材中的粘合剂，因此，即使在高温环境下使用空气过滤器滤材，也能够抑制由于粘合剂的变性或分解等变化而引起的不良状况。
第十八观点的过滤包的制造方法包括下述工序：通过使外折和内折交替反复，将通过第十二观点至第十七观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的制造方法获得的空气过滤器滤材加工成锯齿形状，以使隆起部保持空气过滤器滤材中的彼此相对的部分的间隔。
第十九观点的空气过滤器单元的制造方法包括下述工序：使通过第十二观点至第十七观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的制造方法获得的空气过滤器滤材或通过第十八观点所述的过滤包的制造方法获得的过滤包保持于框体。
附图说明
图1是表示仅由玻璃滤材层构成的空气过滤器滤材的概略剖视图。
图2是表示由包括玻璃滤材层的多层构成的空气过滤器滤材的层结构的概略剖视图。
图3是表示设置于空气过滤器滤材的隆起部的概略立体图。
图4是过滤包的外观立体图。
图5是空气过滤器单元的外观立体图。
具体实施方式
下面，关于空气过滤器滤材(以下简称为滤材)、过滤包、空气过滤器单元以及这些的制造方法，以实施方式为例进行说明。
(1)空气过滤器滤材
作为空气过滤器滤材，没有特别限定，例如，可以如图1所示的空气过滤器滤材30那样，仅由主要具有玻璃纤维的玻璃滤材层31a构成，也可如图2所示的空气过滤器滤材30那样，通过包括玻璃滤材层31a的多层相互层叠的方式构成。作为与玻璃滤材层31a一起层叠并使用的层，可以列举多孔膜31b以及通气性支承层31c等。多孔膜31b以及通气性支承层31c没有特别限定，可以相对于玻璃滤材层31a配置于气流的上游侧或下游侧。作为上述多孔膜31b，可以使用公知的氟树脂多孔膜。此外，作为通气性支承层31c，可以列举由聚烯烃(PE、PP等)、聚酰胺、聚酯(PET等)、芳香族聚酰胺等构成的纺粘无纺布等无纺布、织布、金属网、树脂网等。
空气过滤器滤材被加工成外折和内折交替反复的锯齿形状，优选，在保持空气过滤器滤材中的彼此相对的部分的间隔的状态下，使用空气过滤器滤材具有的隆起部。此处，为了保持空气过滤器滤材中的彼此相对的部分的间隔，可设置成隆起部彼此抵接的状态，也可设置成隆起部与相对的隆起部以外的平面部分抵接的状态。尽管没有特别限定，不过，可如图3所示的空气过滤器滤材30那样，在位于气流的上游侧的外折部35处外折且在位于气流的下游侧的内折部36处内折的状态下使用的情况下，包括多个一次侧隆起部32和多个二次侧隆起部33，其中，多个一次侧隆起部32隆起以对设置成空气过滤包或空气过滤器单元的情况下的上游侧部分且空气过滤器滤材中的气流的一次侧处彼此相对的部分彼此的间隔进行保持，多个二次侧隆起部33隆起以对设置成空气过滤包或空气过滤器单元的情况下的下游侧部分且空气过滤器滤材中的气流的二次侧处彼此相对的部分彼此的间隔进行保持。
空气过滤器滤材可以在环境温度为100℃以上的环境下使用，也可在200℃以上的环境下使用，还可在300℃以上的环境下使用，亦可在350℃以上的环境下使用。另外，尽管没有特别限定，不过，优选在500℃以下的环境下使用。
玻璃滤材层包含玻璃纤维，并包括隆起部，该隆起部在100℃的环境温度下放置一个小时时的隆起高度的变化在70％以内。
玻璃滤材层中的玻璃纤维的含量可以是50重量％以上，也可以是80重量％以上，还可以是90重量％以上，亦可以是95重量％以上。由此，能够较多地包含有助于捕捉粉尘的玻璃纤维。另外，玻璃滤材层中的玻璃纤维的含量可以是99重量％以下，也可以是97重量％以下，还可以是95重量％以下。另外，作为玻璃纤维以外的纤维，在玻璃滤材层中也可含有天然纤维以及有机合成纤维，并且优选其重量比例不超过玻璃纤维的重量比例。
关于上述玻璃纤维，没有特别限定，不过，例如，上述玻璃纤维的平均纤维直径优选为0.1μm以上10.0μm以下，也可以是0.3μm以上7.0μm以下。作为上述玻璃纤维，例如，可以列举佳斯迈威公司(日文：ジョンマンビル)制造的E玻璃(日文：Eガラス)以及短切玻璃(日文：チョップドガラス)。另外，作为玻璃滤材层，可以构成为仅包含一个种类的平均纤维直径的玻璃纤维，也可构成为包含多个种类的平均纤维直径的玻璃纤维。
另外，平均纤维直径通过下述方式确定。首先，利用扫描型电子显微镜(SEM)以1000～5000倍的方式对实验样本的表面进行拍摄，在拍摄到的一个图像上画出正交的两根线，将与上述两根线相交的纤维的图像的粗细获取为纤维直径。此处，待测定的纤维数设为200根以上。针对这样得到的纤维直径，采用纤维直径作为横轴并且采用累积频率作为纵轴而绘制对数正态图，并且将累积频率为50％的值设为平均纤维直径。
隆起部的形状没有特别限定，可以是压花加工形成的形状，也可以是波纹加工形成的形状，从隆起部隆起侧观察时的形状是圆形、椭圆形、正方形、长方形等多边形、直线形状、曲线形状等。另外，作为隆起部的形状，优选，隆起部的截面形状构成为锥形形状。
隆起部的隆起高度是隆起部的隆起方向上的、隆起部隆起侧的面之中最低的部分的高度位置与隆起部的前端的高度位置之间的长度。
另外，设置有多个隆起部时的隆起部的平均高度没有特别限定，不过，例如优选为1.0mm以上，更优选为2.5mm以上，进一步优选为3.0mm以上。另外，在将未设置隆起部的部位的厚度设为100％的情况下，隆起部的平均高度优选为100％以上，更优选为250％以上，进一步优选为300％以上。如此一来，对于隆起部的高度较高的玻璃滤材层，通过采用上述结构，即使在高温环境下的使用条件下，也能够将隆起部的隆起高度降低的程度抑制得较小。另外，设置有多个隆起部时的隆起部的平均高度没有特别限定，例如，可以是10.0mm以下。另外，在将未设置隆起部的部位的厚度设为100％的情况下，隆起部的平均高度可以是1000％以下。
玻璃滤材层只要包括在100℃的环境温度下放置一个小时时的隆起高度的变化在70％以内的隆起部即可，也可还包括上述变化为70％以上的隆起部分。在存在多个隆起部的情况下，优选，在100℃的环境温度下放置一个小时时的隆起高度的变化在70％以内的隆起部的比例为50％以上，更优选为80％以上。另外，更为优选的是，玻璃滤材层具有在200℃的环境温度下放置一个小时时的隆起高度的变化在70％以内的隆起部，进一步优选的是，玻璃滤材层具有在300℃的环境温度下放置一个小时时的隆起高度的变化在70％以内的隆起部。
玻璃滤材层可不含有粘合剂，不过，也可含有粘合剂以抑制玻璃纤维的飞溅。在玻璃滤材层含有粘合剂的情况下，优选玻璃滤材层中的粘合剂的含量为10重量％以下，更优选为5重量％以下，也可以是1重量％以下。
在粘合剂由热塑性树脂构成的情况下，即使在空气过滤器滤材在高温环境下使用的情况下，通过将粘合剂的含量抑制得较少，也容易抑制空气过滤器滤材具有的隆起部的隆起高度降低这一情况，容易抑制由于粘合剂的变质而产生的冒烟或着色等不良情况，也易于确保阻燃性的性质。作为上述这样的粘合剂，例如，可以列举环氧类树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、聚乙烯醇等粘合剂。
另外，作为粘合剂，除了上述种类以外，还能够采用磷酸盐(例如，磷酸铝)等无机粘合剂。上述无机粘合剂能够提高玻璃滤材层的耐热性，就这一点而言，是理想的。
作为玻璃滤材层的厚度，没有特别限定，例如，可以是300μm以上3000μm以下，在设置成压褶形状使用的情况下，从易于维持压褶形状的观点来看，优选为500μm以上1500μm以下。
关于空气过滤器滤材，作为由包含玻璃滤材层的多层的层叠体构成的情况下的空气过滤器滤材的厚度，没有特别限定，不过，例如，可以是300μm以上3000μm以下，从将在折叠成压褶形状的状态下使用时的压力损失抑制得较小的观点来看，优选为500μm以上1500μm以下。
仅由玻璃滤材层构成的空气过滤器滤材以及通过包括玻璃滤材层的多层相互层叠的方式构成的空气过滤器滤材例如可通过下述方式制造。
首先，经过准备包括玻璃纤维且具有处于非干燥状态的隆起部的片材的工序、使具有隆起部的片材干燥的工序，能够得到玻璃滤材层。
对于准备包括玻璃纤维且具有处于非干燥状态的隆起部的片材的工序，没有特别限定。例如，可以对漂浮在水等液体中的包括玻璃纤维的纤维等进行抄取(抄纸)而获得片材，并且，在被水等液体湿润的状态下，沿厚度方向局部地按压片材的一部分，从而形成隆起部。此外，也可以是，例如，用于对漂浮在水等液体中的包括玻璃纤维的纤维等进行抄取(用于抄纸)的液体穿透性板状构件自身具有与隆起部对应的形状，通过利用该液体穿透性板状构件对玻璃纤维等进行抄取(抄纸)，从而形成隆起部。此外，还可以是，例如，将没有凹凸的平坦且干燥的玻璃滤材设置成被水等液体湿润的状态，通过沿厚度方向局部地按压片材的一部分，从而形成隆起部。
另外，从抑制隆起部及其周围的破损的观点来看，形成隆起部时的片材中的水等液体的含有率优选为20重量％以上，更优选为30重量％以上。另外，从易于形成隆起部的观点来看，形成隆起部时的片材中的水等液体的重量比例优选为相对干燥状态的滤材的重量的三倍以下。
此外，从抑制隆起部及其周围的破损的观点来看，作为形成隆起部时的片材，优选使用满足下述条件的拉伸率的片材。具体而言，对于片材而言，优选使用相对干燥状态的100重量份的片材含有300重量份的水的情况下的片材的拉伸率为3.0％以上的片材，更优选使用拉伸率为5.0％以上的片材。另外，片材的拉伸率具有随着水分含量变多而变高的倾向，具有所采用的玻璃纤维的长度变长而变高的倾向，也可通过对是否涂敷粘合剂、涂敷量以及要涂敷的粘合剂的粘度进行改变而调节上述拉伸率。
此外，从抑制隆起部及其周围的破损的观点来看，优选，在形成隆起部时的片材中还有粘合剂。另外，例如，在将不包含粘合剂的干燥状态的玻璃滤材设置成被水等液体湿润的状态而形成隆起部的情况下，优选，通过喷洒的方式喷出粘合剂等形成在玻璃滤材处保持有粘合剂的状态，并且通过水等液体湿润。此外，欲形成隆起部时的片材中的粘合剂的固体成分的含量例如优选为1重量％以上15重量％以下，更优选为2重量％以上7重量％以下。由此，能够对由于玻璃纤维在压花加工时被过度限制而导致在隆起部残留有应力这一情况进行抑制，能够对滤材在压花加工时受到损伤这一情况进行抑制，并且，对于最终获得的玻璃滤材层而言，能够提高压花隆起部的强度。另外，作为粘合剂，在使用粘度根据含水量变化的粘合剂的情况下，优选，使用粘合剂的固体成分的浓度为0.1重量％以上3.0重量％以下的涂敷液对玻璃滤材进行涂敷，更优选，使用粘合剂的固体成分的浓度为0.3重量％以上1.0重量％以下的涂敷液对玻璃滤材进行涂敷。
此外，作为干燥工序，没有特别限定，只要比形成隆起部时的非干燥状态干燥即可，可以是使用了热风干燥机等的强制性干燥处理，也可以是不伴随着这些强制性干燥处理的自然干燥(单纯放置)。
通过上述制造方法获得的玻璃滤材层能够将隆起部的应变抑制得较小，因此，即使在以弯折的状态在高温环境下使用的情况下，也能够将隆起部的隆起高度的变化抑制得较小。因此，在将仅由玻璃滤材层构成的空气过滤器滤材或构成为包括玻璃滤材层以外的层的空气过滤器滤材加工成压褶状并进行使用的情况下，即使在高温环境下，也能够确保相对部分彼此的间隔。
另外，在上述干燥工序之后，也可对玻璃滤材层进行热处理(热洗处理)，从而使残留于玻璃滤材层的粘合剂挥发。另外，热处理没有特别限定，例如，也可以下述方式进行：将空气过滤器滤材设置成后述的过滤包，在使框体收纳该过滤包而获得了空气过滤器单元的状态下，将该空气过滤器单元自身放置在高温炉中。
此外，也可对于通过压花加工形成了隆起部后的片材，至少在隆起部涂敷并设置粘合剂。在该情况下，欲通过压花加工形成隆起部的片材中的粘合剂的含量相对于经过了干燥工序等的最终滤材的状态下的滤材的重量的重量比例可以为5重量％以下，也可以是1.5重量％以下，还可以是0.7重量％以下，亦可以是0.5重量％以下，只要是0.1重量％以上即可，更优选为0.2重量％以上。由此，能够提高最终获得的玻璃滤材层中的压花隆起部的强度。作为如上所述那样对于通过压花加工形成的隆起部进行涂敷的粘合剂，例如能够采用磷酸盐(例如，磷酸铝)等无机粘合剂。该无机粘合剂的固体成分浓度例如是1重量％以上20重量％以下，更优选的是，作为具有5重量％以上15重量％以下的含水状态的水溶液进行涂敷，在涂敷后通过加热(例如，在400℃以上或500℃以上的环境下加热一个小时等)的方式将水分去除，接着，将水合物去除并进行使用，从提高压花隆起部的强度以及提高涂敷性的观点来看，这是理想的。
另外，将粘合剂涂敷至形成了压花突起部后形成的压花突起部，在欲形成压花突起部的阶段不使用粘合剂或减少粘合剂的用量，由此，能够使具有用于形成压花突起部的凸部的模具等的脱模性良好。
另外，尽管没有特别限定，不过，热处理后的玻璃滤材层中的粘合剂的含量可以是10重量％以下，也可以是5重量％以下。如此一来，通过减少粘合剂的含量，即使在高温环境下使用空气过滤器滤材，也能够抑制由于粘合剂的变性或分解等变化而引起的不良情况。
另外，对于空气过滤器滤材而言，在构成为包括玻璃滤材层的多层相互层叠的情况下，例如，通过对于如上所述那样获得的玻璃滤材层层叠更多的层，能够获得该空气过滤器滤材。
对于如上所述那样获得的空气过滤器滤材而言，使通过压花加工形成的隆起部的高度减半为止所需的按压负载N优选为大于0.3N，更优选为大于0.5N，进一步优选为大于1.1N。由此，在加工成压褶形状等并使用的情况下，即使受到风压而在使隆起高度下降的方向上受力的情况下，也能够适当地维持压褶间隔。
此外，关于空气过滤器滤材，包含压花隆起部的部分的捕集效率与不包含压花隆起部的非隆起部的捕集效率的比值(包含压花隆起部的部分的捕集效率/非隆起部的捕集效率)优选为99.0％以上，更优选为99.9％以上。由此，能够将滤材伴随着压花加工受到的损伤所产生的泄漏抑制得足够小。
(2)过滤包
接着，参照图4对本实施方式的过滤包进行说明。
图4是本实施方式的过滤包20的外观立体图。
过滤包20是将上文说明的空气过滤器滤材加工(压褶加工)成外折和内折交替反复的锯齿形状的加工完毕的滤材。例如，能够通过公知的旋转式折叠机进行压褶加工。在从外折内折的折痕方向观察的情况下，通过压褶加工得到的过滤包是V字排列的形状。滤材的折叠宽度没有特别的限定，例如可以是25mm以上280mm以下。由于对过滤包20进行了压褶加工，因而能够使将过滤包40用于空气过滤器单元的情况下的滤材的折入面积增大，由此，能够获得捕集效率较高的空气过滤器单元。如此一来，在折入加工后的过滤包中，通过上述空气过滤器滤材的隆起部确保彼此相向的部分彼此的间隔。
另外，在上述这样的过滤包中，优选，在空气过滤器滤材的表面不设置用于保持空气过滤器滤材的相对部分彼此的间隔的热熔树脂等，相向部分彼此仅通过上述隆起部确保。
(3)空气过滤器单元
接着，参照图5对空气过滤器单元1进行说明。
图5是本实施方式的空气过滤器单元1的外观立体图。
空气过滤器单元1包括上文说明的过滤包20、收纳过滤包20的框体25。
另外，关于空气过滤器单元，为了对伴随着温度变化的膨胀程度差异而产生摩擦、产生粉尘的情况进行抑制，并且为了使单元轻量化，优选，不使用间隔保持构件。此外，能够通过不使用间隔保持构件来抑制空气过滤器滤材受到损伤。另外，作为此处所说的间隔保持构件，例如，可以列举间隔件，该间隔件构成为用于保持空气过滤器滤材的相对部分彼此的间隔且与空气过滤器滤材不同的构件。
框体25例如通过将树脂和金属等板材组合的方式制作，过滤包20与框体25之间优选通过密封剂密封。密封剂用于防止过滤包20和框体25之间的泄漏，能够采用例如环氧、丙烯酸、聚氨酯类等树脂制的材料。
包括过滤包20和框体25的空气过滤器单元1可以是使呈平板状延伸的一个过滤包20以收纳于框体25的内侧的方式保持的迷你压褶型的空气过滤器单元，也可以是使呈平板状延伸的多个过滤包并排地保持于框体的V-bank型(日文：Vバンク型)空气过滤器单元或单集管型空气过滤器单元。
实施例
下面，示出实施例以及比较例，并且对本公开的内容进行具体说明。
(实施例一)
在干燥状态下，制作出包含97重量％的玻璃纤维和3重量％的粘合剂的片材，其中，97重量％的玻璃纤维的组分为45重量％的平均纤维直径是0.65μm的极细玻璃纤维、50重量％的平均纤维直径是3.0μm的极细玻璃纤维、5重量％的平均纤维直径是6.0μm的短切玻璃纤维，3重量％的粘合剂的组分是玻璃化转变温度为30℃的丙烯酸类乳液。
接着，将上述片材浸入水中后，使之干燥，直到水的含量达到30重量％(干燥状态下含有片材的重量的30重量％的水的状态)为止。
然后，针对干燥状态下含有片材的重量的30重量％的水的状态的片材，通过设置有多个凹部和凸部的上下辊子夹住的方式施加压花加工，以使凹凸高度(从平坦面到隆起部的顶部的高度)达到3mm。接着，将施加了上述压花加工后的片材在高温恒温槽内的100℃的温度环境下放置一个小时并再次使之干燥，从而得到了上述玻璃纤维为97重量％以及上述粘合剂附着量为3重量％的、经过了压花加工后的空气过滤器滤材。
(比较例一)
作为比较例一，对于与实施例一相同的片材(包含97重量％的玻璃纤维和3重量％的粘合剂的片材，其中，97重量％的玻璃纤维的组分为45重量％的平均纤维直径是0.65μm的极细玻璃纤维、50重量％的平均纤维直径是3.0μm的极细玻璃纤维、5重量％的平均纤维直径是6.0μm的短切玻璃纤维，3重量％的粘合剂的组分是玻璃化转变温度为30℃的丙烯酸类乳液)，使之干燥直到水的含量达到0重量％为止，通过设置有多个凹部和凸部的上下辊子夹着该干燥的片材的方式施加了压花加工，以使凹凸高度达到3mm。接着，将施加了上述压花加工后的片材在高温恒温槽内的100℃的温度环境下放置一个小时并再次使之干燥，从而得到了上述玻璃纤维为97重量％以及上述粘合剂附着量为3重量％的、经过了压花加工后的空气过滤器滤材。
(实施例二)
在干燥状态下，制作出包含100重量％的玻璃纤维的片材，其中，100重量％的玻璃纤维的组分为45重量％的平均纤维直径是0.65μm的极细玻璃纤维以及55重量％的平均纤维直径是3.0μm的极细玻璃纤维。
接着，在将上述片材浸入水中后，使之干燥，直到水的含量达到与干燥状态的片材的重量相同的重量(100重量％)为止。
然后，针对含有干燥状态的片材的重量的100重量％的水的状态的片材，通过设置有多个凹部和凸部的上下辊子夹住的方式施加压花加工，以使凹凸高度(从平坦面到隆起部的顶部的高度)达到3.5mm。接着，将施加了上述压花加工后的片材在高温恒温槽内的100℃的温度环境下放置一个小时并再次使之干燥。
然后，对于干燥后获得的片材，将固体成分的浓度为34重量％的磷酸铝组分的粘合剂(多木化学制)的溶液用水稀释至浓度为10重量％，将其涂敷并使之渗入压花隆起部的顶部，并且在高温干燥机内的500℃的温度环境下放置一个小时以使水合物脱水，从而获得了实施例二的经过了压花加工后的空气过滤器滤材。另外，关于最终干燥后的粘合剂含量，将干燥状态的片材的重量设为99重量份的情况下的粘合剂的重量设为1重量份。
(比较例二)
作为比较例二，在干燥状态下，制作出包含100重量％的玻璃纤维的片材，其中，100重量％的玻璃纤维的组分是45重量％的平均纤维直径是0.65μm的极细玻璃纤维以及55重量％的平均纤维直径是3.0μm的极细玻璃纤维。
接着，在将上述片材浸入水中后，使之干燥，直到水的含量达到与干燥状态的片材的重量相同的重量(100重量％)为止。
然后，针对含有干燥状态的片材的重量的100重量％的水的状态的片材，通过设置有多个凹部和凸部的上下辊子夹住的方式施加压花加工，以使凹凸高度(从平坦面到隆起部的顶部的高度)达到3.5mm。接着，将施加了上述压花加工后的片材在高温恒温槽内的100℃的温度环境下放置一个小时并再次使之干燥，从而获得了比较例二的经过了压花加工后的空气过滤器滤材。
(无重物情况下的隆起高度变化确认试验)
关于上述实施例一以及比较例一的各空气过滤器滤材，以使15层重叠的方式折叠成锯齿状，求出折叠后的滤材的15层的高度(使用前高度)。此处，在没有通过重物等进行按压的情况下，在四个部位处测定折叠后的滤材的厚度方向上的长度(从第1层的下部到第15层的上部的长度)，求出它们的平均值，将该平均值设为折叠后的滤材的15层的使用前高度。另外，在测定时，各隆起部的顶部处于与相邻层的从隆起相反侧的面隆起的隆起部的顶部接触的状态，即，形成于相对的面的隆起部相互在彼此的顶部处接触的状态。
此处，用30(15个凹部和15个凸部的总计个数)除以从使用前的15层的高度减去空气过滤器滤材的厚度×15的值得到的值，由此，求出使用前的隆起高度的平均值。
接着，对于上述以15层重叠的方式折叠的滤材，在不使用重物沿重叠方向施加负载的情况下，在高温恒温槽内放置一个小时，在四个部位处测定放置后的折叠的滤材的15层的高度并求出平均值，并且将该平均值设为15层的在使用情况下的高度。另外，关于在高温恒温槽内放置一个小时，将高温恒温槽的环境温度设为100℃、200℃以及350℃，并分别进行了评价。
然后，通过用30(15个凹部和15个凸部的总计个数)除以从使用情况下的15层的高度减去空气过滤器滤材的厚度×15的值得到的值，由此，求出使用情况下的隆起高度的平均值。
基于通过上述方式获得的各值，对“(使用前的隆起高度的平均值-使用情况下的隆起高度的平均值)/使用前的隆起高度的平均值”的％值进行了评价。
在实施例一中，在高温恒温槽的环境温度设为100℃的情况下为0％，在高温恒温槽的环境温度设为200℃的情况下为0％，在高温恒温槽的环境温度设为350℃的情况下为0％。与之相对地，在比较例一中，在高温恒温槽的环境温度设为100℃的情况下为85％，在高温恒温槽的环境温度设为200℃的情况下为85％，在高温恒温槽的环境温度设为350℃的情况下为85％。
(有重物情况下的隆起高度变化确认试验)
针对上述实施例一、比较例一、实施例二以及比较例二的各空气过滤器滤材，使用重物并对隆起高度的变化进行了评价，其中，除了是否使用重物这点以外，该试验与上述无重物情况下的隆起高度变化确认试验是相同的。
具体而言，针对上述实施例一、比较例一、实施例二以及比较例二的各空气过滤器滤材，以使15层重叠的方式折叠成锯齿状，并求出折叠后的滤材的15层的负载时高度(使用前高度)。此处，在将15层的层叠方向作为负载方向并通过2.5kg的重物按压的状态下，在四个部位处测定折叠后的滤材的厚度方向上的长度(从第1层的下部到第15层的上部的长度)，求出它们的平均值，将该平均值设为折叠后的滤材的15层的使用前的负载时高度。另外，在测定时，各隆起部的顶部处于与相邻层的从隆起相反侧的面隆起的隆起部的顶部接触的状态，即，形成于相对的面的隆起部相互在彼此的顶部处接触的状态。
此处，用30(15个凹部和15个凸部的总计个数)除以从使用前的15层的负载时高度减去空气过滤器滤材的负载时的厚度×15的值得到的值，由此，求出使用前的负载时的隆起高度的平均值。此处，关于空气过滤器滤材的负载时厚度，将15块未施加压花加工的相同空气过滤器层叠，并且在以15层的层叠方向作为负载方向并通过2.5kg的重物按压的状态下(2.5kg的重物的负载作用至15cm×40cm的面积的状态下)，求出15层的厚度总和，用15除该厚度总和，求出1层的负载时厚度。
然后，对于以使上述15层重叠的方式折叠后的滤材，同样在以15层的层叠方向作为负载方向并通过2.5kg的重物按压的状态下，在高温恒温槽内放置一个小时，在四个部位处测定放置后的折叠的滤材的15层的高度并求出平均值，并且将该平均值设为15层的使用情况下的负载时高度。另外，关于在高温恒温槽内放置一个小时，将高温恒温槽的环境温度设为100℃、200℃以及350℃，并分别进行了评价。
接着，通过用30(15个凹部和15个凸部的总计个数)除以从使用情况下的15层的负载时高度减去空气过滤器滤材的负载时厚度×15的值得到的值，由此，求出使用情况下的负载时的隆起高度的平均值。
基于通过上述方式获得的各值，对“(使用前的负载时的隆起高度的平均值-使用情况下的负载时的隆起高度的平均值)/使用前的负载时的隆起高度的平均值”的％值进行了评价。
在实施例一中，在高温恒温槽的环境温度设为100℃的情况下为0％，在高温恒温槽的环境温度设为200℃的情况下为0％，在高温恒温槽的环境温度设为350℃的情况下为12％。与之相对地，在比较例一中，在高温恒温槽的环境温度设为100℃的情况下为100％，在高温恒温槽的环境温度设为200℃的情况下为100％，在高温恒温槽的环境温度设为350℃的情况下为100％，隆起部实际上已经消失了。
根据上述可知，在高温环境下使用的情况下，与比较例一的空气过滤器滤材相比，实施例一的空气过滤器滤材能够维持隆起高度，并且，在设置成压褶形状使用的情况下，容易维持压褶间隔。
此外，在实施例二中，在高温恒温槽的环境温度设为100℃的情况下为0％，在高温恒温槽的环境温度设为200℃的情况下为0％，在高温恒温槽的环境温度设为350℃的情况下为5％。与之相对地，在比较例二中，在高温恒温槽的环境温度设为100℃的情况下为0％，在高温恒温槽的环境温度设为200℃的情况下为0％，在高温恒温槽的环境温度设为350℃的情况下为5％。
(拉伸率)
使用上述实施例一、比较例一、实施例二以及比较例二的各空气过滤器滤材的制造中途的、处于即将施加压花加工之前的状态的片材，并且分别准备处于使不含水的100重量份的片材浸渍于300重量份的水的状态的片材，并测定了拉伸率。作为拉伸率的测定条件，试验环境为25℃，使用岛津制作所制作的电子万能试验机AGS-5KNH(日文：オートグラフAGS－5KNH)，并以JIS P8113(2006)为基准。根据样本尺寸的情况，将有效试验片尺寸设为2.5cm宽×10cm长，并且将n设为n＝3。将试验速度设为11mm/min，以将初始的应变率设为JIS基准的0.11/min。使用丸八工业株式会社(日文：マルハチ産業株式会社)制作的自动喷雾器#2(日文：オートマチックスプレー#2)进行水分调节，添加规定的水量，并且在水中浸透30分钟以上后，进行了测定。
实施例一的片材的拉伸率为3.5％，比较例一的片材的拉伸率为1.5％，实施例二的片材的拉伸率为5.5％，比较例二的片材的拉伸率为5.5％。根据这些结果可知，通过在压花加工时设置成使片材含有液体的状态，能够提高拉伸率。
(压花隆起部的隆起高度减半负载N)
针对上述实施例一、比较例一、实施例二以及比较例二的各空气过滤器滤材，对向压花隆起部施加了负载的情况下隆起高度减半时的负载的值进行了测定。具体而言，将依梦达株式会社(日文：イマダ)制作的机械测力仪FB10N固定至该公司制作的手动试验台SVL-1000N，对行程进行调节以使测力头(尺寸Φ：13.3mm(138.9mm2))进行按压直到突出部彼此对接的状态下的高度减半为止，针对五个突出部测定此时的最大负载/2(一个突出部)，并计算出它们的平均值N。
实施例一的空气过滤器滤材的隆起高度减半负载N为1.2N，比较例一的空气过滤器滤材的隆起高度减半负载N为1.0N，实施例二的空气过滤器滤材的隆起高度减半负载N为2.0N，比较例二的空气过滤器滤材的隆起高度减半负载N为0.3N。可知，与隆起部残留有应变的比较例一相比，实施例一中的隆起部的高度不容易降低。此外，可知，与比较例二相比，由于实施例二中的隆起部含有粘合剂，因此，隆起部的高度不容易降低。由此可知，即使在使用时受到风压而在隆起高度降低的方向上受力的情况下，也容易更适当地维持压褶间隔。
(压花隆起部/非隆起部的捕集效率比)
针对上述实施例一、比较例一、实施例二以及比较例二的各空气过滤器滤材，对包括压花隆起部的部分的规定面积(8cm×8cm，包括三个部位的压花隆起部)的捕集效率与不包含压花隆起部的非隆起部的规定面积(8cm×8cm)的捕集效率的比值(包括压花隆起部的部分的捕集效率/非隆起部的捕集效率)进行了测定。具体而言，使用TSI社制作的自动过滤器测试仪3160，并对有效测定面积为65.01cm2且测定条件为5.3cm/s的穿透风速时的最大穿透粒径(MPPS)下的捕集效率进行了测定。
实施例一的空气过滤器滤材的捕集效率比为99.95％，比较例一的空气过滤器滤材的捕集效率比为98％，实施例二的空气过滤器滤材的捕集效率比为99.99％，比较例二的捕集效率比为99.99％。可知，在压花加工时未含有液体的比较例一中，当在压花加工时形成隆起部时，在隆起部处，滤材会受到损伤，容易产生泄漏。
以上，对本公开的实施方式进行了说明，但应当理解的是，能够在不脱离权利要求书记载的本公开的主旨和范围的情况下进行形态和细节的各种变更。
符号说明
1 空气过滤器单元
20 过滤包
25 框体
30 空气过滤器滤材
31a 玻璃滤材层
31b 多孔膜
31c 通气性支承层
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/185511号公报

Claims (19)

1.一种空气过滤器滤材，其特征在于，
包括玻璃滤材层，所述玻璃滤材层包括玻璃纤维，并且具有隆起部，所述隆起部在100℃的环境温度下放置一个小时时的隆起高度的变化在70％以内。
2.如权利要求1所述的空气过滤器滤材，其特征在于，
所述玻璃滤材层的玻璃纤维的含量为90重量％以上。
3.如权利要求1或2所述的空气过滤器滤材，其特征在于，
所述玻璃滤材层的粘合剂的含量为10重量％以下。
4.如权利要求1至3中任一项所述的空气过滤器滤材，其特征在于，
所述空气过滤器滤材在100℃以上的环境下使用。
5.如权利要求1至4中任一项所述的空气过滤器滤材，其特征在于，
所述玻璃滤材层在相对100重量份的玻璃滤材层含有300重量份的水的状态下的拉伸率为3.0％以上。
6.如权利要求1至5中任一项所述的空气过滤器滤材，其特征在于，
所述隆起部的隆起高度是所述玻璃滤材层的所述隆起部以外的部分即非隆起部分的厚度以上。
7.如权利要求1至6中任一项所述的空气过滤器滤材，其特征在于，
将所述隆起部的隆起高度减少一半所需要的按压负载大于0.3N。
8.如权利要求1至7中任一项所述的空气过滤器滤材，其特征在于，
所述玻璃滤材层的包括所述隆起部的部分的捕集效率与所述玻璃滤材层的不包括所述隆起部的非隆起部的捕集效率之比，即包括隆起部的部分的捕集效率/非隆起部的捕集效率为99.0％以上。
9.一种过滤包，其特征在于，
所述过滤包包括权利要求1至8中任一项所述的空气过滤器滤材，
所述空气过滤器滤材被加工成外折和内折交替反复的锯齿形状，所述隆起部保持所述空气过滤器滤材中的彼此相对的部分的间隔。
10.一种空气过滤器单元，其特征在于，包括：
权利要求9所述的过滤包；以及
对所述过滤包进行保持的框体。
11.如权利要求10所述的空气过滤器单元，其特征在于，
所述空气过滤单元不具有间隔保持构件，所述间隔保持构件是用于保持所述空气过滤器滤材中的彼此相对的部分的间隔的构件，是独立于所述空气过滤器滤材的构件，
所述空气过滤器滤材中的彼此相对的部分的间隔仅通过所述隆起部保持。
12.一种空气过滤器滤材的制造方法，其特征在于，包括下述工序：
准备片材的工序，所述片材包括玻璃纤维，并且具有处于含有液体状态的隆起部；以及
使具有所述隆起部的片材的液体含量降低的工序。
13.如权利要求12所述的空气过滤器滤材的制造方法，其特征在于，
具有处于所述含有液体状态的隆起部的片材包含20重量％以上的液体。
14.如权利要求12或13所述的空气过滤器滤材的制造方法，其特征在于，
通过使处于所述含有液体状态的片材产生所述隆起部，从而准备所述片材，其中，所述隆起部具有处于所述含有液体状态的片材的厚度以上的隆起高度。
15.如权利要求14所述的空气过滤器滤材的制造方法，其特征在于，
使处于粘合剂的固体成分的含量为10重量％以下的所述含有液体状态的片材产生所述隆起部，然后，将粘合剂涂覆至所述隆起部。
16.如权利要求12至14中任一项所述的空气过滤器滤材的制造方法，其特征在于，
使处于含有粘合剂的所述含有液体状态的片材产生所述隆起部。
17.如权利要求15或16所述的空气过滤器滤材的制造方法，其特征在于，
包括使所述粘合剂挥发的工序。
18.一种过滤包的制造方法，其特征在于，包括下述工序：
通过使外折和内折交替反复，将通过权利要求12至17中任一项所述的空气过滤器滤材的制造方法获得的空气过滤器滤材加工成锯齿形状，以使所述隆起部保持所述空气过滤器滤材中的彼此相对的部分的间隔。
19.一种空气过滤器单元的制造方法，其特征在于，包括下述工序：
使通过权利要求12至17中任一项所述的空气过滤器滤材的制造方法获得的空气过滤器滤材或通过权利要求18所述的过滤包的制造方法获得的过滤包保持于框体。
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