JP2010149037A

JP2010149037A - エアフィルタ用濾材

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Publication number: JP2010149037A
Application number: JP2008329407A
Authority: JP
Inventors: Chika Miyasaka; 知佳宮坂; Hisaya Okamura; 寿也岡村; Yasuhiro Matsui; 康裕松井
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2010-07-08

Abstract

【課題】メルトブロー法によって形成された極細繊維と、熱融着性繊維とを混合した繊維ウェブが、熱融着性繊維により結合されている濾材において、エアフィルタ用エレメントやエアフィルタユニットを形成した場合、シャープな折り目を形成することが可能なエアフィルタ用濾材を提供する。また、流入する空気の圧力によって濾材が変形して、折り目付近で濾材同士が接触して流路が閉塞することを防止する。
【解決手段】メルトブロー法によって形成された極細繊維と、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エアフィルタ用濾材であって、前記熱融着性繊維は低融点成分を鞘とし高融点成分を芯とする芯鞘型複合繊維であり、低融点成分と高融点成分の質量比率が５５：４５〜７５：２５であることを特徴とするエアフィルタ用濾材。
【選択図】図２

Description

本発明は一般ビルの空調設備、工場空調設備、電算室や病院の空調設備などに使用される中・高性能フィルタなどの用途に好適な極細繊維が用いられたエアフィルタ用濾材に関する。

従来から、一般ビルの空調設備、工場空調設備、電算室や病院の空調設備などに使用される中・高性能フィルタなどに使用されるエアフィルタ用濾材として、メルトブロー法によって形成された極細繊維からなる濾材が知られており、例えば特許文献１に、メルトブロー法によって形成された平均繊維径１μｍ未満の極細有機繊維と、平均繊維径５〜１００μｍの熱融着性繊維とを混合した繊維ウェブが、熱融着性繊維により結合されている濾材が提案されている。この濾材にあっては、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という利点を有している。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であるという利点を有している。

しかし、当該濾材にプリーツ加工を施して、エアフィルタ用エレメントやエアフィルタユニットを形成した場合、濾材自体の曲げ強度が低いために、シャープな折り目が得られないという問題があった。また、当該濾材を実際に使用した場合、流入する空気の圧力によって濾材が変形して、特に折り目付近で濾材同士が接触して流路が閉塞し易くなるという問題があった。

特開平１１−１０４４１７号公報

本発明は、上記の問題を解決して、メルトブロー法によって形成された極細繊維と、熱融着性繊維とを混合した繊維ウェブが、熱融着性繊維により結合されている濾材において、エアフィルタ用エレメントやエアフィルタユニットを形成した場合、シャープな折り目を形成することが可能なエアフィルタ用濾材を提供することを課題とする。また、実際に使用した場合、流入する空気の圧力によって濾材が変形して、折り目付近で濾材同士が接触して流路が閉塞するという問題に対して、このような閉塞を確実に防止することが可能なエアフィルタ用濾材を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段は、請求項１に係る発明では、メルトブロー法によって形成された極細繊維と、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エアフィルタ用濾材であって、前記熱融着性繊維は低融点成分を鞘とし高融点成分を芯とする芯鞘型複合繊維であり、低融点成分と高融点成分の質量比率が５５：４５〜７５：２５であることを特徴とするエアフィルタ用濾材である。このエアフィルタ用濾材によって、エアフィルタ用エレメントやエアフィルタユニットを形成した場合、シャープな折り目を形成することが可能になるという利点がある。また、実際に使用した場合、流入する空気の圧力によって濾材が変形して、折り目付近で濾材同士が接触して流路が閉塞するという問題に対して、このような閉塞を確実に防止するという利点がある。

請求項２に係る発明では、前記極細繊維と前記熱融着性繊維の配合割合（質量比）が、３５：６５〜２：９８であることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ用濾材であり、特にシャープな折り目を形成することが可能であり、濾材の折り目付近で濾材同士が接触して流路が閉塞するという問題をより確実に防止することが可能である。

請求項３に係る発明では、前記熱融着性繊維の平均繊維径が１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のエアフィルタ用濾材であり、特にシャープな折り目を形成することが可能であり、濾材の折り目付近で濾材同士が接触して流路が閉塞するという問題をより確実に防止することが可能である。

請求項４に係る発明では、前記低融点成分がポリエチレン系樹脂であり、前記高融点成分がポリプロピレン系樹脂であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のエアフィルタ用濾材であり、低融点成分と高融点成分とがポリオレフィン系樹脂であるため、エレクトレット化し易く、高い塵埃捕集効率を得ることができるという利点を有している。

請求項５に係る発明では、請求項１〜４の何れかに記載のエアフィルタ用濾材にプリーツ加工を施し、更に取付け枠を取付けてなることを特徴とするエアフィルタユニットである。

本発明によって、メルトブロー法によって形成された極細繊維と、熱融着性繊維とを混合した繊維ウェブが、熱融着性繊維により結合されている濾材において、エアフィルタ用エレメントやエアフィルタユニットを形成した場合、シャープな折り目を形成することが可能となった。また、実際に使用した場合、流入する空気の圧力によって濾材が変形して、折り目付近で濾材同士が接触して流路が閉塞するという問題に対して、このような閉塞を確実に防止することが可能なエアフィルタ用濾材を提供することが可能となった。

以下、本発明に係る不織布の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

本発明のエアフィルタ用濾材は、メルトブロー法によって形成された極細繊維と、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。これに対して、構成繊維が極細繊維のみからなる場合は、繊維間の空隙が緻密となって、圧力損失が極めて高くなり、その結果、濾過寿命が極めて少なくなってしまうという現象が生じる。しかし、本願発明では極細繊維と短繊維とが混合されているので、極細繊維と短繊維との間に大きな空隙が生じ、その結果、極細繊維による高い塵埃捕集効率を有しながら、低い圧力損失が可能となり、粉じん保持容量が大きくなるという効果が得られる。このように、本発明では、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という利点を有している。あるいは、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であるという利点を有している。

メルトブロー法により極細繊維を形成する条件は特に限定するものではないが、次のような条件で形成することができる。例えば、ノズル孔径０．１〜０．５ｍｍで、ピッチ０．３〜１．２ｍｍで配置されたノズルダイを温度１８０〜３７０℃に加熱し、１つのノズル孔あたり０．０２〜１．５ｇ／分の割合で繊維を吐出する。この吐出した繊維に対して、温度１８０〜４００℃、かつ質量比で繊維吐出量の５〜２，０００倍量の空気を作用させて、極細繊維を形成することができる。極細繊維の繊維径はノズル孔径、繊維の吐出する量、及び繊維に作用する空気の量などに大きく依存するので、これらの条件を調整して目的とする繊維の径を得ることができる。

このメルトブロー法により形成される極細繊維を構成する樹脂成分としては、例えば、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂など１種類以上からなることができる。これらの中でも、極細繊維を形成しやすく、しかもエレクトレット化しやすいポリオレフィン系樹脂を極細繊維表面に含んでいるのが好ましく、ポリプロピレン系樹脂を極細繊維表面に含んでいるのがより好ましい。

また、前記極細繊維を構成する樹脂成分は、ＭＦＲ１００（ｇ／１０分）以上であることが好ましく、ＭＦＲ５００（ｇ／１０分）以上であることがより好ましく、ＭＦＲ１０００（ｇ／１０分）以上であることが更に好ましい。ＭＦＲ１００（ｇ／１０分）以上であることにより、紡糸時に樹脂の流動性を高めることができるので、紡糸時の極細繊維の劣化を防ぎ、糸切れによるショットの発生を少なくすることができる。つまり、より安定した極細繊維を紡糸することが可能であり、ショットのより少ないエアフィルタ用濾材が得られるという利点がある。

また、前記極細繊維を構成する樹脂成分が、熱安定剤を含むことが好ましく、このような熱安定剤としては、特に限定されるものではないが、ヒンダードアミン系、含窒素ヒンダードフェノール系、金属塩ヒンダードフェノール系、フェノール系、硫黄系、燐系のなどの化合物があり、これらの内から選択される１種または２種以上の熱安定剤を用いることが好ましい。

本発明では、前記極細繊維の平均繊維径は、０．１〜１０μｍであることが好ましく、０．２〜６μｍであることがより好ましく、０．３〜４μｍであることが更に好ましい。極細繊維の平均繊維径が上述の範囲であることにより、計数法で評価しうる大気塵に対して高い塵埃捕集効率が得られると共により安定した極細繊維を紡糸することが可能であり、ショットのより少ないエアフィルタ用濾材が得られるという利点がある。これに対して、極細繊維の平均繊維径が上述の範囲を超えて小さい場合は、紡糸時にノズルが詰まったり、ショットを生じたりする場合がある。また、圧力損失が高くなり、濾過寿命が短くなる場合がある。他方、平均繊維径がこれらの範囲を超えて大きい場合は、計数法で評価しうる大気塵に対して高い塵埃捕集効率が得られなくなる場合がある。また、濾過寿命が長くなる効果が減少する場合がある。

なお、本発明における平均繊維径とは、繊維（例えば、極細繊維または熱融着性繊維）２００点における繊維径の平均値をいう。この繊維径は、例えば、エアフィルタ用濾材の電子顕微鏡写真から容易に計測することができる。

次いで、熱融着性繊維について説明する。この熱融着性繊維は、低融点成分を鞘とし高融点成分を芯とする芯鞘型複合繊維であり、低融点成分と高融点成分の質量比率が５５：４５〜７５：２５である限り、特に限定されることはなく、同心円型または偏芯型の芯鞘型複合繊維であることが可能である。

前記熱融着性繊維の芯成分又は鞘成分の材質は、特に限定されず、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などのポリエステル系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系樹脂およびポリビニルアルコール樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂などを挙げることができる。また、芯成分又は鞘成分として、これらの樹脂の中から同じ種類の樹脂成分を選んで構成することも可能であり、異なる樹脂成分を選んで構成することも可能である。なお、芯成分又は鞘成分の好ましい材質としては、エレクトレット化しやすいポリオレフィン系樹脂を挙げることができ、具体的には、例えば鞘成分である低融点成分がポリエチレン系樹脂であり、芯成分である高融点成分がポリプロピレン系樹脂であることが好ましい。

本発明では、鞘成分である低融点成分と芯成分である高融点成分の質量比率が５５：４５〜７５：２５であることが必要であり、６０：４０〜７０：３０であることが好ましい。低融点成分と高融点成分の質量比率が上述の範囲であることにより、エアフィルタ用濾材の強度や曲げ強度も高くなるという利点がある。これに対して、低融点成分が５５％未満である場合には、エアフィルタ用濾材の曲げ強度が低下して、本願発明の目的とする効果が得られないという問題があり、高融点成分が２５％未満であると、エアフィルタ用濾材の強度や曲げ強度が低下するという問題がある。

また、前記熱融着性繊維の平均繊維径が１０〜１００μｍであることが好ましく、１５〜５０μｍであることがより好ましく、２０〜４０μｍであることが更に好ましい。平均繊維径が上述の範囲であることにより、大きな粉じん保持容量が得られ、長い濾過寿命が得られと共に高い塵埃捕集効率が得られるという利点がある。これに対して、平均繊維径が上述の範囲を超えて小さい場合は、空隙が小さくなるため、粉じん保持容量が小さくなり、濾過寿命が短くなる場合がある。他方、平均繊維径がこれらの範囲を超えて大きい場合は、高い塵埃捕集効率が得られなくなる場合がある。また、前記熱融着性繊維の平均繊維径が１０μｍ以上であることにより、繊維強度が高くなり、エアフィルタ用濾材の強度や曲げ強度も高くなるという利点がある。

前記熱融着性繊維は、その繊維の製造時に延伸倍率を高く設定して得られた繊維であることが好ましく、例えば延伸倍率が２．０〜１０．０倍であることが好ましく、２．５〜７．０倍であることがより好ましい。延伸倍率が上述の範囲であることにより、繊維強度及び繊維の剛性が高くなるという利点があり、このような繊維を用いることで、エアフィルタ用濾材の強度や曲げ強度も高くなるという利点がある。

本発明では、前記熱融着性繊維を繊維ウェブに含むことによって、当該熱融着性繊維の融点以上の温度で加熱処理することで、熱融着性繊維の低融点成分により他の繊維と接着する際に、極細繊維が溶融したり、フィルム化が生じないため、極細繊維による微細な空隙を有する構造となる。なお、前記熱融着性繊維は極細繊維などの他の繊維の融点よりも５℃以上低いことが好ましく、１０℃以上低いことがより好ましく、１５℃以上低いことが更に好ましい。５℃未満であると、加熱温度にばらつきがあると、構成繊維全体が溶融してしまい、極細繊維による微細な空隙を有することができなくなる場合がある。

本発明では、前記極細繊維と前記熱融着性繊維の配合割合（質量比）は、３５：６５〜２：９８であることが好ましく、２５：７５〜３：９７であることがより好ましく、１５：７５〜５：９５であることが更に好ましい。配合割合が上述の範囲であることにより、高い塵埃捕集効率と共に低い圧力損失が得られ、さらにエアフィルタ用濾材の強度や曲げ強度も高くなるという利点がある。これに対して、極細繊維が２質量％未満である場合には、塵埃捕集効率が低くなることがあり、一方、熱融着性繊維が６５質量％未満である場合には、圧力損失が上昇したり、得られる濾材の表面耐性や強度が不足することがある。

前記極細繊維と前記熱融着性繊維とを混合して繊維ウェブを形成する方法としては、例えば、メルトブロー法により形成された加熱気体流中の紡糸された繊維流に、開繊された熱融着性繊維を供給して両者を混合し、捕集体上に捕集して繊維ウェブを形成することにより形成することが好ましい。さらに、形成された繊維ウェブは、熱融着性繊維の低融点成分の融点以上の温度で圧密処理されることが好ましい。圧密処理の際の温度は低融点成分の融点より５〜１０℃高い温度であることが、より好ましい。

なお、前述の加熱による圧密処理とは、実質的に加圧せずに加熱処理する処理であり、加熱カレンダーロールや熱プレス機などのように加圧状態で加熱処理するものではなく、例えば、雰囲気温度を上記の温度に調節したドライヤー内を通す方法や、上記の温度の気体を繊維ウェブ内に通過させる方法などによる加熱処理をいう。具体的には、例えば、低融点成分がポリエチレン樹脂、極細繊維がポリプロピレン樹脂からなる場合には、エアスルー型の熱風ドライヤーなどを用いて１４０〜１５０℃の熱風の風圧を利用して処理することが好ましい。このようにすると、加熱ロールなどにより接着する場合のように、接着が繊維ウェブの表層付近に偏って生じるという問題や、ロールの接触圧などにより低融点成分がフィルム化するという問題が生じることがなく、しかも繊維ウェブの全体にわたって熱融着性繊維の低融点成分が他の繊維との接触点で接着するため、均質で強固な結合が得られる。

また、本発明では、繊維ウェブが密度勾配を有していることが好ましい。ここでいう密度勾配とは、エアフィルタ用濾材の厚さ方向において、繊維によって囲まれる空隙の大きさが徐々に小さくなっている状態を意味する。具体的には、エアフィルタ用濾材を厚さ方向に裁断した裁断面における電子顕微鏡写真において、繊維の中心間距離が空気の流出側方向に徐々に短くなっている状態によって確認することができる。密度勾配を有することによって、高い塵埃捕集効率を有しながら、従来と比較して特に長い濾過寿命が可能であるという利点を有している。このような密度勾配を形成するには、例えばメルトブロー法により形成された加熱気体流中の紡糸された繊維流に、開繊された熱融着性繊維を繊維流の片側に偏在するようにして供給して両者を混合し、捕集体上に捕集して繊維ウェブを形成することにより形成する方法を採用することができる。

また、本発明のエアフィルタ用濾材はエレクトレット加工されていることも可能である。エレクトレット加工した後に、このエアフィルタ用濾材を中・高性能フィルタとして用いると粉じんの除去効率が非常に優れるという利点がある。エレクトレット加工の方法としては、例えばコロナ放電によってエレクトレット加工する方法や、水などの極性液体を噴霧してエレクトレット加工する方法や、水などの極性液体を介して超音波振動を作用させることによってエレクトレット化させる方法がある。コロナ放電によるエレクトレット加工の場合はエアフィルタ用濾材の表面に表面電荷を有するものとなり、上述の極性液体を用いたエレクトレット加工の場合はエアフィルタ用濾材の表面には表面電荷が生じないという相違がある。

本発明のエアフィルタ用濾材の面密度は３０〜３００ｇ／ｍ^２であるのが好ましく、５０〜２００ｇ／ｍ^２であるのがより好ましく、７０〜１５０ｇ／ｍ^２であるのが更に好ましい。面密度が３０ｇ／ｍ^２未満であると、繊維の密度が低くなり過ぎてエアフィルタ用濾材の形態を維持することが困難になる恐れや、プリーツ形成に必要とする曲げ強度を得ることが困難になる恐れがあり、他方、３００ｇ／ｍ^２を超えると、繊維の密度が高くなり過ぎて、例えば粗大な塵埃により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。

また、本発明のエアフィルタ用濾材の厚さは０．３〜３ｍｍであるのが好ましく、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１ｃｍ^２あたり２０ｇ荷重時の値をいう。厚さが０．３ｍｍ未満であるとエアフィルタ用濾材の形態を維持することが困難になる恐れや、プリーツ形成に必要とする曲げ強度を得ることが困難になる恐れがある。他方、３ｍｍを超えると、このエアフィルタ用濾材にプリーツ加工を施してエレメントを形成する際に、エアフィルタ用濾材の折り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エアフィルタ用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。

また、本発明のエアフィルタ用濾材の曲げ強度は、０．４０Ｎ／２．５ｃｍ以上であることが好ましく、０．４５Ｎ／２．５ｃｍ以上であることがより好ましい。曲げ強度が０．４０Ｎ／２．５ｃｍ以上であることにより、特にシャープな折り目を形成することが可能であり、濾材の折り目付近で濾材同士が接触して流路が閉塞するという問題をより確実に防止することが可能である。曲げ強度が０．４０Ｎ／２．５ｃｍ未満の場合、シャープな折り目を形成することが困難になる場合があり、また濾材の折り目付近で濾材同士が接触して流路が閉塞するという問題が生じる場合がある。

なお、この曲げ強度の測定は、図４に示す装置により、所謂、三点曲げの手法により行なうことができる。図４は、当該測定方法を説明するため、要部のみを示す説明図であるが、図示を省略した市販の定速伸張型引張試験機である『テンシロン』（オリエンテック社製，商品名）の一対のチャックに、各々、上治具３１と下治具３３とを装着する。これら治具は、一方のチャックに装着された上治具３１のみが図中矢印Ａ方向に定速移動して荷重測定するように設計されている。上治具３１に形成された略『コ』の字型の載置部３５上に載置された試験片３７は、その中央部分で、他方のチャックに固定装着されている下治具３３によって曲げられ、この際に、上治具３１と下治具３３との間で検出される最大荷重を曲げ強度として測定記録する。また、この際、上治具３１は２００ｍｍ／分の定速で引き上げ、試験片としてはヨコ２．５ｃｍ、タテ１５ｃｍに裁断したものを用いる。なお、タテ方向はエアフィルタ用濾材の生産方向とする。

本発明のエアフィルタ用濾材は補強などを目的として、例えば不織布、織物、編物またはネットなどの他の素材と積層された複合基材であることも可能である。また、脱臭粒子やガス除去粒子を保持した層を有するガス除去フィルタと積層された複合基材であることも可能である。

本発明のエアフィルタ用濾材の濾過性能は、具体的には、ＪＩＳＢ９９０８形式１に規定される試験方法において、試験風速１０ｃｍ／ｓｅｃにて、計数法により評価すると、０．３〜０．５μｍの粒子に対する粒子捕集効率を１０〜９０％とすることが可能であり、中性能用としては１０〜６０％とすることが可能である。また、本発明の不織布にエレクトレット加工が施されている場合は、４０〜９８％とすることが可能である。

前記プリーツ加工の例を挙げると、例えば、本発明のエアフィルタ用濾材にプリーツ加工を施して、図１に例示するようなフィルタエレメントを形成することができる。図１では、前記エアフィルタ用濾材（１１）がプリーツ加工されており、保形部材（１２ａ）によってプリーツ形状が保持されることによりフィルタエレメント（１０）が形成されている。なお、図１では、プリーツ加工された不織布基材（１１）の、プリーツの峰線方向と交叉する端面に、保形部材（１２ｂ）が矢印Ａの方向に装着する態様も例示している。前記不織布基材のプリーツ加工は、ジグザグ形状に折られている限り限定されず、この折り加工方法としてはレシプロ式やロータリー式などのプリーツ加工機による方法や、ジグザグ形状に成形された押型でプレスする方法などがある。

また、前記ダブルプリーツ加工の例を挙げると、例えば、本発明のエアフィルタ用濾材にダブルプリーツ加工を施して、図２及び図３に例示するようなエアフィルタユニットを形成することができる。図２では、多数のひだ（２１）と、当該ひだのうち一定数ごとのひだ（２２）の折り角度を１８０度とすることによって形成されたＶ字型が複数連結した形状のダブルプリーツ型の濾材に、剛性のある取付け枠（２３）を取付けることによりエアフィルタユニット（２０）が形成されている。図２のフィルタユニットでは、例えば、前記ひだのピッチＰを３〜１３ｍｍ、ひだの高さｈを１５〜６０ｍｍとすることが可能である。

なお、本発明のエアフィルタ用濾材の厚さは、低融点成分の質量比率が５５％未満である芯鞘型複合繊維を熱融着繊維として含む従来のエアフィルタ用濾材の厚さよりも薄くなる傾向があるが、厚さが薄くなった分だけ、ひだのピッチＰを少なくすることができるという利点がある。そのため、一つのフィルタエレメント（１０）又はエアフィルタユニット（２０）に使用するエアフィルタ用濾材の面積を多くすることができ、圧力損失を低下させることが可能となり、粉じん保持容量を増大することができるという利点がある。

また、前記取付け枠の外形寸法は、縦Ｈ６１０ｍｍ×横Ｗ６１０ｍｍ×奥行Ｄ２９０ｍｍを標準として、縦Ｈ×横Ｗを、例えば５００×５００等やこれらの半サイズである２５０×２５０等のように縦Ｈ、横Ｗを設置場所などに応じて適宜調整することができる。また、奥行Ｄも設置場所などに応じて適宜調整することができる。

前記エアフィルタユニットの濾過性能は、具体的には、ＪＩＳＢ９９０８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５６ｍ^３／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６０〜９５％とすることが可能である。また、本発明の不織布にエレクトレット加工が施されている場合は、８０〜９９％とすることが可能である。

本発明のエアフィルタ用濾材、このエアフィルタ用濾材を用いたフィルタエレメント及びこのエアフィルタ用濾材を用いたエアフィルタユニットは、一般ビルの空調設備、工場空調設備、電算室や病院の空調設備などに使用される中・高性能フィルタとして、好適に使用される。

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。

（エアフィルタ用濾材の濾過性能試験方法−計数法）
ＪＩＳＢ９９０８形式１に規定される試験方法において、風速１０ｃｍ／ｓｅｃにて、圧力損失（Ｐａ）を求めた後、０．３〜０．５μｍの大気塵を対象として、粒子捕集効率（％）を求める。

（熱融着性繊維Ａの準備）
低融点成分であるポリエチレン樹脂を鞘とし、高融点成分であるポリプロピレン樹脂を芯とする芯鞘型複合繊維において、低融点成分と高融点成分の質量比率が６０：４０であり、繊維製造時の延伸倍率が３．０倍であり、繊維径が５．０デシテックス（２６μｍ）の熱融着性繊維Ａを準備した。

（熱融着性繊維Ｂの準備）
低融点成分であるポリエチレン樹脂を鞘とし、高融点成分であるポリプロピレン樹脂を芯とする芯鞘型複合繊維において、低融点成分と高融点成分の質量比率が６０：４０であり、繊維製造時の延伸倍率が４．６倍であり、繊維径が３．３デシテックス（２１μｍ）であり、繊維長が５１ｍｍの熱融着性繊維Ｂを準備した。

（熱融着性繊維Ｃの準備）
低融点成分であるポリエチレン樹脂を鞘とし、高融点成分であるポリプロピレン樹脂を芯とする芯鞘型複合繊維において、低融点成分と高融点成分の質量比率が６０：４０であり、繊維製造時の延伸倍率が５．０倍であり、繊維径が３デシテックス（２０μｍ）であり、繊維長が５１ｍｍの熱融着性繊維Ｃを準備した。

（熱融着性繊維Ｄの準備）
低融点成分であるポリエチレン樹脂を鞘とし、高融点成分であるポリプロピレン樹脂を芯とする芯鞘型複合繊維において、低融点成分と高融点成分の質量比率が７０：３０であり、繊維製造時の延伸倍率が４．６倍であり、繊維径が３．３デシテックス（２１μｍ）であり、繊維長が５１ｍｍの熱融着性繊維Ｄを準備した。

（熱融着性繊維Ｅの準備）
低融点成分であるポリエチレン樹脂を鞘とし、高融点成分であるポリプロピレン樹脂を芯とする芯鞘型複合繊維において、低融点成分と高融点成分の質量比率が５０：５０であり、繊維製造時の延伸倍率が４．２倍であり、繊維径が２．２デシテックス（１７μｍ）であり、繊維長が３８ｍｍの熱融着性繊維Ｅを準備した。

（実施例１）
ノズル孔径０．２ｍｍ、ピッチ０．８ｍｍで配置された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（ＭＦＲ：５００ｇ／１０分）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Ａを開繊機により開繊して、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／ｍ^２の繊維ウェブ（極細繊維の面密度１０ｇ／ｍ^２）を形成した。
なお、金網コンベアの捕集面とは反対側から空気を吸引除去し、繊維ウェブの乱れを防いだ。なお、この工程中、ノズルの詰まりや、糸切れの発生などのトラブルはなく、またショットも極めて少なく、安定した極細繊維を形成することができた。
次いで、この繊維ウェブを一対のベルトの間に挟みながら１４０℃の加熱ゾーンに移動し、熱融着性繊維によって構成繊維を結合して、面密度が１０５ｇ／ｍ^２で、厚さが０．７５ｍｍで、曲げ強度が０．５１Ｎ／２．５ｃｍで、粒子捕集効率が５０％のエアフィルタ用濾材を得た。このエアフィルタ用濾材の物性の評価結果を表１に示す。

（実施例２）
実施例１において、熱融着性繊維Ａの替わりに熱融着性繊維Ｂを用いたこと以外は実施例１と同様にして、面密度が１０５ｇ／ｍ^２で、厚さが０．７５ｍｍで、曲げ強度が０．６０Ｎ／２．５ｃｍで、粒子捕集効率が５０％のエアフィルタ用濾材を得た。このエアフィルタ用濾材の物性の評価結果を表１に示す。

（実施例３）
実施例１において、熱融着性繊維Ａの替わりに熱融着性繊維Ｃを用いたこと以外は実施例１と同様にして、面密度が１０５ｇ／ｍ^２で、厚さが０．７６ｍｍで、曲げ強度が０．５１Ｎ／２．５ｃｍで、粒子捕集効率が５２％のエアフィルタ用濾材を得た。このエアフィルタ用濾材の物性の評価結果を表１に示す。

（実施例４）
実施例１において、熱融着性繊維Ａの替わりに熱融着性繊維Ｄを用いたこと以外は実施例１と同様にして、面密度が１０５ｇ／ｍ^２で、厚さが０．８１ｍｍで、曲げ強度が０．４０Ｎ／２．５ｃｍで、粒子捕集効率が５０％のエアフィルタ用濾材を得た。このエアフィルタ用濾材の物性の評価結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１において、熱融着性繊維Ａの替わりに熱融着性繊維Ｅを用いたこと以外は実施例１と同様にして、面密度が１０５ｇ／ｍ^２で、厚さが１．００ｍｍで、曲げ強度が０．３５Ｎ／２．５ｃｍで、粒子捕集効率が５３％のエアフィルタ用濾材を得た。このエアフィルタ用濾材の物性の評価結果を表２に示す。

（比較例２）
熱融着性繊維Ｂを開繊機により開繊して、集積ロール上に捕集して、面密度が１０５ｇ／ｍ^２の繊維ウェブ（極細繊維の面密度０ｇ／ｍ^２）を形成した。
次いで、この繊維ウェブを一対のベルトの間に挟みながら１４０℃の加熱ゾーンに移動し、熱融着性繊維によって構成繊維を結合して、面密度が１０５ｇ／ｍ^２で、厚さが０．５８ｍｍで、曲げ強度が０．２４Ｎ／２．５ｃｍで、粒子捕集効率が１０％未満のエアフィルタ用濾材を得た。このエアフィルタ用濾材の物性の評価結果を表２に示す。

（比較例３）
比較例２において、熱融着性繊維Ｂの替わりに熱融着性繊維Ｅを用いたこと以外は比較例２と同様にして、面密度が１０５ｇ／ｍ^２で、厚さが０．９４ｍｍで、曲げ強度が０．１８Ｎ／２．５ｃｍで、粒子捕集効率が１０％未満のエアフィルタ用濾材を得た。このエアフィルタ用濾材の物性の評価結果を表２に示す。

（比較例４）
比較例２において、熱融着性繊維Ｂの替わりに熱融着性繊維Ｄを用いたこと以外は比較例２と同様にして、面密度が１０５ｇ／ｍ^２で、厚さが０．７６ｍｍで、曲げ強度が０．６０Ｎ／２．５ｃｍで、粒子捕集効率が１０％未満のエアフィルタ用濾材を得た。このエアフィルタ用濾材の物性の評価結果を表２に示す。

（表１）

（表２）

実施例１〜４のエアフィルタ用濾材は、比較例１のエアフィルタ用濾材と比較して、粒子捕集効率は同等であるにもかかわらず、曲げ強度の値が大きくなっており、比較例１よりもシャープな折り目を形成することが可能である。また、流入する空気の圧力によって濾材が変形して、折り目付近で濾材同士が接触して流路が閉塞するという問題を防止することが可能である。また、実施例１〜４のエアフィルタ用濾材は、極細繊維を有せず熱融着性繊維のみからなる比較例２及び３のエアフィルタ用濾材と比較して、曲げ強度の値が大きくなっている。このことから、熱融着性繊維の低融点成分の質量比率を、従来の熱融着性繊維の低融点成分の質量比率より大きくすることに加えて極細繊維を有することで、曲げ強度の値が一層大きくなるという相乗効果があることが分かる。また、極細繊維を含まず、且つ低融点成分と高融点成分の質量比率が７０：３０である比較例４では、質量比率が６０：４０である比較例２のエアフィルタ用濾材よりも曲げ強度の値が高くなっており、低融点成分の質量比率が大きくなると曲げ強度の値が高くなることが分かる。これに対して、極細繊維を含み、且つ熱融着性繊維の低融点成分と高融点成分の質量比率が７０：３０である実施例４のエアフィルタ用濾材は、質量比率が６０：４０である実施例２のエアフィルタ用濾材よりも曲げ強度の値が低くなっており、低融点成分の質量比率が大き過ぎても曲げ強度の値が低下することが分かる。このように、本願発明のエアフィルタ用濾材は、熱融着性繊維の低融点成分と高融点成分の質量比率に関して、適正な範囲を有するため、優れた曲げ強度の値を呈することが分かる。

本発明のエアフィルタ用濾材を用いて形成したフィルタエレメントの一例を示す斜視図である。また、保形部材を矢印Ａの方向に装着する態様を例示する図である。本発明のエアフィルタ用濾材を用いて形成したエアフィルタユニット一例を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。エアフィルタ用濾材の要部拡大図である。曲げ強度の測定方法を説明するため、要部を示す説明図である。

符号の説明

１０フィルタエレメント
１１不織布基材
１２ａ保形部材
１２ｂ保形部材
１３ひだ
１４セパレータ
２０エアフィルタユニット
２１ひだ
２２濾材の表面（折り角度１８０度の面）
２３取付け枠
３１上治具
３３下治具
３５（上治具の）載置部
３７試験片
Ａ上治具の移動方向。

Claims

メルトブロー法によって形成された極細繊維と、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エアフィルタ用濾材であって、前記熱融着性繊維は低融点成分を鞘とし高融点成分を芯とする芯鞘型複合繊維であり、低融点成分と高融点成分の質量比率が５５：４５〜７５：２５であることを特徴とするエアフィルタ用濾材。
前記極細繊維と前記熱融着性繊維の配合割合（質量比）が、３５：６５〜２：９８であることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ用濾材。
前記熱融着性繊維の平均繊維径が１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のエアフィルタ用濾材。
前記低融点成分がポリエチレン系樹脂であり、前記高融点成分がポリプロピレン系樹脂であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のエアフィルタ用濾材。
請求項１〜４の何れかに記載のエアフィルタ用濾材にプリーツ加工を施し、更に取付け枠を取付けてなることを特徴とするエアフィルタユニット。