JP2017035684A - エアフィルタ濾材、フィルタパック、およびエアフィルタユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】エンボス加工可能な材質によって構成した場合であっても長寿命化させることが可能なエアフィルタ濾材、フィルタパック、およびエアフィルタユニットを提供する。【解決手段】引張伸度が１０％以上のエアフィルタ濾材１であって、主捕集層３０について、充填率が５％以上１５％以下で、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下で、繊維径分布において１．０μｍ未満と１．０μｍ以上にそれぞれピークを有し、１．０μｍ未満の小繊維径の平均繊維径が０．１μｍ以上０．８μｍ未満であり、１．０μｍ以上の大繊維径の平均繊維径が１．２μｍ以上３．０μｍ未満であり、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比が３０：７０〜８０：２０である。【選択図】図１

Description

本発明は、エアフィルタ濾材、フィルタパック、およびエアフィルタユニットに関する。
従来より、例えば、特許文献１（特開２００８−０４９３３３号公報）に記載のように、ガラス繊維から構成されたガラス濾材であって、いわゆる中性能のエアフィルタ濾材が提案されている。
エアフィルタ濾材は、広い濾材面積を確保するために、山折りと谷折りを交互に行うプリーツ加工によってジグザグ形状に形状加工され、枠体に保持されてエアフィルタユニットとして用いることができる。
ここで、エアフィルタユニットに組み込まれた濾材は、隣り合う山折り部分あるいは谷折り部分の間隔（プリーツ間隔）を使用時の風圧がかかった状態においても、空気の流路を確保する観点から、できるだけ保つことが好ましい。
これに対して、例えば、山折りまたは谷折りによって向かい合う２つの対向面のそれぞれにおいてエンボス加工によって凸部を形成し、当該凸部同士を当接させることで、プリーツ間隔を保つことが考えられる。
ところが、このようなエンボス加工による凸部は、例えば、表面に複数の凹凸が形成された金型の対で、濾材を両側から挟み込むようプレスすることによって形成される。したがって、例えば、従来のガラス繊維から構成されたガラス濾材のように硬くてもろい材質の濾材は、エンボス加工によって膜構造が破壊され、潰れやすいため、エンボス加工を行うことが困難である。
本発明の課題は、上述した点に鑑みてなされたものであり、エンボス加工可能な材質によって構成した場合であっても長寿命化させることが可能なエアフィルタ濾材、フィルタパック、およびエアフィルタユニットを提供することにある。
第１観点に係るエアフィルタ濾材は、主捕集層を有している。主捕集層は、充填率が５％以上１５％以下である。主捕集層は、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下である。主捕集層は、繊維径分布における１．０μｍ未満と１．０μｍ以上にそれぞれピークを有している。主捕集層の１．０μｍ未満の小繊維径の繊維は、平均繊維径が０．１μｍ以上０．８μｍ未満である。主捕集層の１．０μｍ以上の大繊維径の繊維は、平均繊維径が１．２μｍ以上３．０μｍ未満である。小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比（小繊維径の繊維：大繊維径の繊維）が、３０：７０〜８０：２０である（境界の値を含む）。エアフィルタ濾材は、引張伸度が１０％以上である。
ここで、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比については、主捕集層の気流の通過方向における上流側から下流側までの間の任意の位置で当該体積比の数値範囲内となるものとする。
このエアフィルタ濾材では、引張伸度が１０％以上であるため、凸部を形成させるエンボス加工を行った場合であっても、繊維の破壊が生じにくい。また、このエアフィルタ濾材の主捕集層は、充填率が５％以上１５％以下であり、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であるため、いわゆる中性能程度の捕集効率（７０％以上）を達成することが可能になっている。また、このエアフィルタ濾材の主捕集層は、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であり、十分に薄く構成されているため、山折り谷折りによるプリーツ加工を行いやすい（仮に、通気性支持材を用いた場合であっても、プリーツ加工を行いやすい）。
以上の前提において、このエアフィルタ濾材の主捕集層は、繊維径分布において１．０μｍ未満のピークと１．０μｍ以上のピークを有しており、小繊維径と大繊維径についてそれぞれ特定の幾何平均を有するだけでなく、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比の割合を特定のバランスとしたことで、濾材の目詰まりを生じにくくし、長寿命化させること（保塵量を増大化させること）が可能となっている。
第２観点に係るエアフィルタ濾材は、上流捕集層と、主捕集層と、を備えている。主捕集層は、上流捕集層に対して気流の下流側に配置されている。エアフィルタ濾材の引張伸度は、１０％以上である。上流捕集層の粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの粒子の捕集効率は、５％以上５０％以下である。上流捕集層の厚みは、０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下である。上流捕集層の繊維径分布のピークは、１つである。上流捕集層の平均繊維径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下である。主捕集層の充填率は、５％以上１５％以下である。主捕集層の厚みは、０．２６ｍｍ以上０．５６ｍｍ以下である。主捕集層は、繊維径分布における１．０μｍ未満と１．０μｍ以上にそれぞれピークを有している。主捕集層の１．０μｍ未満の小繊維径の繊維は、平均繊維径が０．１μｍ以上０．８μｍ未満である。主捕集層の１．０μｍ以上の大繊維径の繊維は、平均繊維径が１．２μｍ以上３．０μｍ以下である。小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比（小繊維径の繊維：大繊維径の繊維）が、３０：７０〜８０：２０である（境界の値を含む）。
ここで、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比については、主捕集層の気流の通過方向における上流側から下流側までの間の任意の位置で当該体積比の数値範囲内となるものとする。
このエアフィルタ濾材では、引張伸度が１０％以上であるため、凸部を形成させるエンボス加工を行った場合であっても、繊維の破壊が生じにくい。また、このエアフィルタ濾材では、捕集効率が５％以上５０％以下であり厚みが０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍであり平均繊維径が１．０μｍ以上２．０μｍ以下であるという特定の上流捕集層を、充填率が５％以上１５％以下であり厚みが０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下である主捕集層と組み合わせて用いることで、いわゆる中性能程度の捕集効率（７０％以上）を達成することが可能になっている。また、このエアフィルタ濾材は、上流捕集層の厚みが０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下であり、主捕集層の厚みが０．２６ｍｍ以上０．５６ｍｍ以下であり、十分に薄く構成されているため、山折り谷折りによるプリーツ加工を行いやすい（仮に、通気性支持材を用いた場合であっても、プリーツ加工を行いやすい）。
以上の前提において、このエアフィルタ濾材は、繊維径分布において１．０μｍ未満のピークと１．０μｍ以上のピークを有しており、小繊維径と大繊維径についてそれぞれ特定の幾何平均を有するだけでなく、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比の割合を特定のバランスとしたことで、濾材の目詰まりを生じにくくし、長寿命化させること（保塵量を増大化させること）が可能となっている。
第３観点に係るエアフィルタ濾材は、第１観点または第２観点に係るエアフィルタ濾材であって、小繊維径の繊維径の幾何標準偏差は、３．０以下であり、大繊維径の繊維径の幾何標準偏差は、３．０以下である。
このエアフィルタ濾材では、より長寿命化させることが可能となる。
第４観点に係るエアフィルタ濾材は、第１観点から第３観点のいずれかに係るエアフィルタ濾材であって、エアフィルタ用濾材は、空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失が３０Ｐａ以上５５Ｐａ以下である。また、エアフィルタ用濾材は、粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの粒子の捕集効率が７５％以上である。さらに、エアフィルタ用濾材は、個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレフィン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で連続通風し、圧力損失が２５０Ｐａ分だけ上昇したときのポリアルファオレフィン粒子の保塵量が５ｇ／ｍ2以上である。
このエアフィルタ濾材では、中性能のエアフィルタ濾材を長寿命化させることが可能となる。
第５観点に係るエアフィルタ濾材は、第１観点から第４観点のいずれかに係るエアフィルタ濾材であって、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、およびポリエチレンからなる群より選択される一種または二種以上により構成されている。
このエアフィルタ濾材では、汎用的な材料を用いて長寿命化を図ることが可能になる。
第６観点に係るエアフィルタ濾材は、第１観点から第５観点のいずれかに係るエアフィルタ濾材であって、主捕集層は、気流を通過させる方向における下流側半分が上流側半分よりも小繊維径の繊維が多く存在している。
ここで、気流を通過させる方向における下流側半分が上流側半分よりも小繊維径の繊維が多く存在するか否かは、主捕集層における上流側半分と下流側半分の任意の箇所を電子顕微鏡で見た場合に単位体積当たりに存在する小繊維径の繊維（１．０μｍ未満の繊維）の本数の大小により把握することができる。
このエアフィルタ濾材では、気流の上流側における目詰まりを生じにくくすることで、更なる長寿命化を図ることができる。
第７観点に係るフィルタパックは、第１観点から第６観点のいずれかに係るエアフィルタ濾材を備えている。エアフィルタ濾材は、厚み方向に突出した凸部が複数形成されている。フィルタパックは、エアフィルタ濾材が山折りおよび谷折りが交互に繰り返されたジグザグ形状に加工されて構成されている。
なお、「フィルタパック」は、特に限定されるものではないが、例えば、フラットなシート状のものではなく、山折りおよび谷折りを交互に行うことで折り畳まれたジグザグ形状であり、任意の枠体に収容可能となるように整形されているものであってよい。
このフィルタパックは、エアフィルタ濾材において厚み方向に突出した凸部が複数形成されているため、山折りおよび谷折りが交互に繰り返されたジグザグ形状に加工された状態で、隣接する面同士の間隔を確保しやすくなっている。これにより、使用時における風圧による変形を抑制させ、性能を十分に発揮させることが可能になっている。
第８観点に係るエアフィルタユニットは、第１観点から第６観点のいずれかに係るエアフィルタ濾材または第７観点に係るフィルタパックと、エアフィルタ濾材またはフィルタパックを保持する枠体と、を備えている。
本発明に係るエアフィルタ濾材、フィルタパック、またはエアフィルタユニットによれば、エンボス加工可能な材質によって構成した場合であっても長寿命化させることが可能になる。
本実施形態に係るエアフィルタ濾材の層構成を示す概略断面図である。 変形例に係るエアフィルタ濾材の層構成を示す概略断面図である。 本実施形態のフィルタパックの外観斜視図である。 本実施形態のエアフィルタユニットの外観斜視図である。
以下、一実施形態を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
以下、エアフィルタ濾材（以降、単に濾材ともいう）、フィルタパック、エアフィルタユニット、およびエアフィルタ濾材の製造方法について、実施形態を例に挙げて説明する。
（１）エアフィルタ濾材
図１に、本実施形態に係るエアフィルタ濾材１の概略断面図を示す。
エアフィルタ濾材１は、気体中の塵を捕集するエアフィルタ濾材であって、主捕集層３０を有している。
エアフィルタ濾材１は、主捕集層３０を自立可能に支えるために、通気性支持材１０を備えていてもよい。ここで、通気性支持材１０は、主捕集層３０に対して気流の上流側に設けられていてもよいし、下流側に設けられていてもよい。図１に示す例では、通気性支持材１０は、主捕集層３０に対して気流の上流側に設けられている。また、通気性支持材１０は、主捕集層３０に対して気流の上流側だけでなく、気流の下流側にも設けられていてもよい。
以下、各層および各層間の関係について具体的に説明する。
（２）主捕集層
主捕集層３０は、エアフィルタ濾材において捕集効率に最も貢献している層であり、充填率が５％以上１５％以下であって、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であって、繊維径分布における１．０μｍ未満と１．０μｍ以上にそれぞれピークを有する層である。ここで、主捕集層３０の繊維径分布において、１．０μｍ未満の繊維径を有する繊維を小繊維径の繊維とし、１．０μｍ以上の繊維径を有する繊維を大繊維径の繊維とする。主捕集層３０は、１．０μｍ未満の小繊維径の繊維について、平均繊維径が０．１μｍ以上０．８μｍ未満であり、０．３μｍ以上０．７μｍ未満であることがより好ましい。また、主捕集層３０は、１．０μｍ以上の大繊維径の繊維について、平均繊維径が１．２μｍ以上３．０μｍ未満であり、１．３μｍ以上２．９μｍ未満であることがより好ましい。さらに、主捕集層３０は、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比（小繊維径の繊維：大繊維径の繊維）が、３０：７０〜８０：２０である（境界の値を含む）。
主捕集層３０は、充填率が５％以上１５％以下であって、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であるため、いわゆる中性能程度の捕集効率（７０％以上）を達成することが可能になっている。なお、主捕集層３０の充填率は、５％以上１０％以下であることがより好ましい。
主捕集層３０は、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であり、十分に薄く構成されている。このため、通気性支持材１０を用いた場合であっても、エアフィルタ濾材１全体の厚みを十分に薄くすることが可能になり、山折り谷折りによるプリーツ加工を行いやすい。
主捕集層３０は、繊維径分布において１．０μｍ未満のピークと１．０μｍ以上のピークを有している。
主捕集層３０は、１．０μｍ未満の繊維径を有する小繊維径の繊維と、１．０μｍ以上の繊維径を有する大繊維径の繊維と、の両方を有しており、小繊維径の繊維の平均繊維径は０．１μｍ以上０．８μｍ未満であり十分に細いため粒子を捕捉しやすく、大繊維径の繊維の平均繊維径は１．２μｍ以上３．０μｍ未満であり十分に太いため小繊維径の繊維同士の間に介在して小繊維径の繊維の間隔を確保して粒子を捕捉しておくための空間を確保しやすいため、エアフィルタ濾材１としての目詰まりを抑制させ、保塵量を増大させることが可能になっている。
特に、主捕集層３０では、０．１μｍ以上０．８μｍ未満の平均繊維径を有する小繊維径の繊維について幾何標準偏差が３．０以下であることが好ましく、１．２μｍ以上３．０μｍ未満の平均繊維径を有する大繊維径の繊維について幾何標準偏差が３．０以下であることが好ましい。そして、このような小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比（小繊維径の繊維：大繊維径の繊維）が３０：７０〜８０：２０となっているため、小繊維径の繊維による粒子を捕捉する機能と、大繊維径の繊維による空間を確保する機能と、の両方を適度に得ることが可能となるため、中性能のエアフィルタの捕集効率を達成しつつも長寿命化（保塵量の増大化）が可能になっている。
なお、主捕集層３０は、気流の上流側から下流側に掛けて、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比が一様となるように構成されていてもよいが、さらに寿命を長くする観点からは、「小繊維径の繊維：大繊維径の繊維」の比が３０：７０〜８０：２０である範囲内において、気流の上流側について小繊維径の繊維が粗であり気流の下流側について小繊維径の繊維が密となるように構成されていてもよい。これにより、主捕集層３０の気流の上流側における目詰まりを生じにくくさせることができ（上流側での早期の目詰まりを抑制し）、大繊維径の繊維が確保した空間について気流の方向の全域にわたって十分に利用することが可能になるため、さらに寿命を長くすることが可能になる。特に限定されないが、例えば、主捕集層３０の気流方向における下流側半分が上流側半分よりも小繊維径の繊維が多く存在するように構成されていてもよい。ここで、小繊維径の繊維が多く存在するか否かは、上流側半分と下流側半分の任意の複数箇所を顕微鏡で見た場合に単位体積当たりに存在する小繊維径の本数によって把握するようにしてもよい。
主捕集層３０は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびポリエチレン（ＰＥ）からなる群から選択される１種もしくは２種以上によって９０質量％以上が構成されていてもよいし、１００質量％が構成されていてもよい。これらのポリマーから主として構成された場合には、引張伸度を十分に大きく確保することができるため、エアフィルタ濾材１をエンボス加工する場合であっても、濾材構造の破壊を抑制し、エンボス加工による凸部を形成させることが可能になる。
主捕集層３０について空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失は、２５Ｐａ以上５５Ｐａ以下であることが好ましく、下限については３０Ｐａ以上であってもよく、上限については４２Ｐａ以下であることがより好ましい。
また、主捕集層３０について粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの上記粒子の捕集効率が、７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましい。主捕集層３０の捕集効率の上限は特に限定されないが例えば８５％である。
さらに、主捕集層３０について個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレフィン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で連続通風し、圧力損失が２５０Ｐａ分だけ上昇したときの上記ポリアルファオレフィン粒子の保塵量が、５．０ｇ／ｍ2以上であることが好ましく、６．０ｇ／ｍ2以上であることがより好ましい。
上記の小繊維径の繊維と大繊維径の繊維を有する主捕集層３０の製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、公知のメルトブロー法によって製造することができる。
メルトブロー法による不織布の製造方法の原理は、例えば、U.S NAVAL RESEARCH LABORATORY (Report No. 5265, February, 11, 1959)にも報告されており、特開昭５０−４６９７２号公報や、報文Melt Blowing-A One-Step Web Process for New Nonwoven Products (Vol 56, No. 4 April 1973, Tappi Journal誌）にも詳述されている。これによれば、一定の孔径を有するノズルがダイス先端に一定のピッチをおいて多数設置され、そこから吐出された溶融ポリマーが高温のジェット気流中で紡糸され、比較的均一な直径をもつ極細繊維からなる不織布を形成することができる。その構成繊維径は、メルトブロー法の製造条件、たとえば支配的因子として、ポリマー吐出温度、吐出量、エアー量などの変更によって、任意に変更できる。そして、その繊維径は比較的均一であり、繊維径の分布を狭くすることが可能である。なお、熱カレンダーロールによって圧密して不織布の有効径を小さくすることもできる。そして、例えば、特許第３７５３５２２号に記載されるような、特定の範囲の異なる孔径をもつノズル孔を配置したノズルピースを用いることによって、メルトブロー時の紡糸繊維径分布を変えた場合には、直径の異なる繊維が適度に混合分散した不織布をメルトブロー時において同時一体的に形成することができる。上記主捕集層３０の製造においては、例えば、小繊維径の繊維を生じさせる小さな孔のノズルと、大繊維径の繊維を生じさせる大きな孔のノズルと、を用いて、ノズルからの単位時間当たりのポリマーの吐出量、ポリマーの吐出温度（ポリマーの溶融粘度と対応）、加熱された空気の吹き出し速度等を調節することにより、繊維径を調節し、特定の幾何平均、幾何標準偏差および体積比を有する不織布を得ることができる。なお、気流の上流側と下流側で粗密傾斜を設ける場合には、例えば、特許第５３６２５６１号公報に記載のように、独立した２系統のノズル（小繊維径用と大繊維径用）を用い、メルトブロー時において、小さな孔のノズルから吐出させる小繊維径の繊維の量と、大きな孔のノズルから吐出させる大繊維径の繊維の量と、の割合を変化させるようにしてもよい。
（３）通気性支持材
通気性支持材１０は、主捕集層３０と共に用いられ、主捕集層３０だけでは自立困難な場合であっても、エアフィルタ濾材１として自立させることが可能になる。
通気性支持材１０は、主捕集層３０に対して、例えば、気流の上流側に配置することができる。
通気性支持材１０の材質及び構造は、特に限定されないが、例えば、不織布、織布、金属メッシュ、樹脂ネットなどが挙げられる。なかでも、強度、捕集性、柔軟性、作業性の点からは熱融着性を有する不織布が好ましい。不織布は、構成繊維の一部または全てが芯／鞘構造を有する不織布、低融点材料からなる繊維の層と高融点材料からなる繊維の層の２層からなる２層不織布、表面に熱融着性樹脂が塗布された不織布が好ましい。このような不織布としては、例えば、スパンボンド不織布が挙げられる。また、芯／鞘構造の不織布は、芯成分が鞘成分よりも融点が高いものが好ましい。例えば、芯／鞘の各材料の組み合わせとしては、例えば、ＰＥＴ／ＰＥ、高融点ポリエステル／低融点ポリエステルが挙げられる。２層不織布の低融点材料／高融点材料の組み合わせとしては、例えば、ＰＥ／ＰＥＴ、ＰＰ／ＰＥＴ、ＰＢＴ／ＰＥＴ、低融点ＰＥＴ／高融点ＰＥＴが挙げられる。表面に熱融着性樹脂が塗布された不織布としては、例えばＰＥＴ不織布にＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）が塗布されたもの、ＰＥＴ不織布にオレフィン樹脂が塗布されたものが挙げられる。
不織布の材質は、特に限定されず、ポリオレフィン（ＰＥ、ＰＰ等）、ポリアミド、ポリエステル（ＰＥＴ等）、芳香族ポリアミド、またはこれらの複合材などを用いることができる。
通気性支持材１０は、加熱により通気性支持材１０の一部が溶融することで、或いはホットメルト樹脂の溶融により、アンカー効果を利用して、或いは反応性接着剤等の接着を利用して、主捕集層３０に接合することができる。
通気性支持材１０の目付は、例えば、５０ｇ／ｍ2以上１５０ｇ／ｍ2以下あることが好ましく、５０ｇ／ｍ2以上１００ｇ／ｍ2以下あることが好ましい。
通気性支持材１０の厚みは、例えば、０．６ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．２ｍｍ以上であってよい。
通気性支持材１０は、上述した主捕集層３０と比較すると、圧力損失、捕集効率および保塵量のいずれも極めて低く、実質的に０とみなすこともできるものであってもよい。
通気性支持材１０の空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失は、例えば、１０Ｐａ以下であることが好ましく、５Ｐａ以下であることがより好ましく、１Ｐａ以下であることがさらに好ましい。
通気性支持材１０の粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの粒子の捕集効率は、例えば、実質的に０あるいは略０とみなすことができるものであってもよい。
（４）濾材全体
エアフィルタ濾材１の全体の引張伸度は、１０％以上である。このエアフィルタ濾材１は、引張伸度が１％程度のガラス繊維と比較して引張伸度が大きいため、凸部を形成させるエンボス加工を行った場合であっても、繊維の破壊が生じにくい。
エアフィルタ濾材１の全体の厚みが、例えば、１．５ｍｍ以下であることが好ましく、１．２ｍｍ以下であることがより好ましく、１．１ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１．０ｍｍ以下であることがよりいっそう好ましく、０．３ｍｍ以上であってよい。エアフィルタ濾材１の全体としての厚みを薄く構成することにより、山折り谷折りによるプリーツ加工を行いやすい。
なお、通気性支持材１０と主捕集層３０とが積層されたエアフィルタ濾材１の全体について、圧力損失および捕集効率は、実質的に、主捕集層３０の圧力損失や捕集効率と等しい。これは、通気性支持材１０が、圧力損失や捕集効率に実質的に寄与しないためである。
エアフィルタ濾材１の全体について空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失は、３０Ｐａ以上５５Ｐａ以下であることが好ましく、下限については３５Ｐａ以上であってもよい。
また、エアフィルタ濾材１の全体について粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの上記粒子の捕集効率が、７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましい。エアフィルタ濾材１の全体の捕集効率の上限は特に限定されないが例えば８５％である。
エアフィルタ濾材１の全体のＰＦ値は、１２以上１８以下であることが好ましく、１４以上１８以下であることがより好ましい。
さらに、エアフィルタ濾材１の全体について個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレフィン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で連続通風し、圧力損失が２５０Ｐａ分だけ上昇したときの上記ポリアルファオレフィン粒子の保塵量は、一般的なガラス繊維から構成されたガラス濾材の保塵量と同程度またはそれ以上の保塵量を実現することができ、長寿命化させることができるという観点から、５．０ｇ／ｍ2以上であることが好ましく、６．０ｇ／ｍ2以上であることがより好ましい。特に、一般的なガラス濾材の保塵量ではなく、ガラス繊維の繊維径について幾何平均が０．５μｍ程度の小繊維径と幾何平均が１．１程度の大繊維径との２つの繊維径のピークを持たせたガラス濾材の保塵量と同程度の保塵量を確保できる観点から（ガラス濾材の比較例参照）、エアフィルタ濾材１の全体の保塵量が保塵量は６．６ｇ／ｍ2以上であることがさらに好ましい。エアフィルタ濾材１の全体の保塵量の上限は特に限定されないが、例えば１５．０ｇ／ｍ2である。
（５）変形例
図２を参照して、本実施形態のエアフィルタ濾材１の変形例について説明する。
上記エアフィルタ濾材１では、気流の上流側から順に、任意の通気性支持材１０と、主捕集層３０と、を備えた２層構造の濾材の例を主として説明した。
これに対して、例えば、図２に示すような３層構造のエアフィルタ濾材２としてもよい。
エアフィルタ濾材２は、エアフィルタ濾材１と類似の主捕集層３０と、主捕集層３０よりも気流の上流側に配置された上流捕集層２０と、を備えている。エアフィルタ濾材２は、上記エアフィルタ濾材１と同様に、さらに任意の通気性支持材１０を備えていてもよく、通気性支持材１０は、気流の最上流側、主捕集層３０と上流捕集層２０の間、気流の最下流側のいずれに配置されていてもよい。図２に示すエアフィルタ濾材２では、気流の最上流側に配置されている。
エアフィルタ濾材２の主捕集層３０は、厚みが０．２６ｍｍ以上０．５６ｍｍ以下である点で、上記エアフィルタ濾材１の主捕集層３０とは異なるが、他の物性については、同様である。エアフィルタ濾材２では、主捕集層３０の上流側の上流捕集層２０において粒子の一部を捕捉することができるため、中性能程度の捕集効率を達成するための主捕集層３０側において求められる負荷を小さくすることができ、厚みを小さくすることができている。また、エアフィルタ濾材２の主捕集層３０は、上流捕集層２０と積層された状態で、仮に、通気性支持材１０を用いた場合であっても、山折り谷折りによるプリーツ加工を行いやすい程度に薄く形成されている。
上流捕集層２０について粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの粒子の捕集効率は、５％以上５０％以下であり、１０％以上５０％以下であることがより好ましい。上流捕集層２０の捕集効率が低すぎると、主捕集層３０の捕集負荷が高くなってしまい塵による目詰まりが早期に生じてしまう。また、上流捕集層２０の捕集効率が高すぎると上流捕集層２０自体の目詰まりが無視できなくなり、やはり早期に目詰まりが生じてしまう。
上流捕集層２０の厚みは、０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍである。上流捕集層２０の厚さが０．４５ｍｍを超える場合、エアフィルタユニット６０の構造に起因した圧力損失（構造抵抗）が大きくなってしまう。
上流捕集層２０の平均繊維径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下である。平均繊維径が１．０μｍより小さい場合には、捕集効率は上昇するが、繊維が密な配置となるため、上流捕集層２０における圧力損失が大きく上昇してしまう。一方、平均繊維径が２．０μｍ以上の場合には、捕集効率を維持するために目付を大きくすると、上流捕集層２０の厚さが厚くなってしまい、上流捕集層２０における圧力損失が上昇してしまう。なお、この場合の上流捕集層２０の目付は、例えば５ｇ／ｍ2以上５０ｇ／ｍ2以下であることが好ましい。繊維径は、小さすぎれば繊維間隔が密になり上流捕集層２０の自体の目詰まりも無視できなくなり、また大きければ単位繊維あたりの捕集効率が低下するので、上流捕集層２０に必要な捕集効率を得るためには目付、厚みが大きくなってしまい構造抵抗が大きくなってしまうので好ましくない。
上流捕集層２０の繊維径の幾何標準偏差は、２．５以下であることが好ましく、２．０以下であることがより好ましい。幾何標準偏差が大きすぎると、単位繊維あたりの捕集効率が低い繊維の割合が増え、上流捕集層２０に必要な捕集効率を得るためには目付、厚みを大きくする必要が出てくるためである。
上流捕集層２０の空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失は、１０Ｐａ以上２０Ｐａ以下であることが好ましい。
上流捕集層２０は、特に限定されないが、メルトブローン法、エレクトロスピニング法、海島法およびこれらのハイブリット法の１つにより製造された繊維材料で構成された不織布あるいは繊維層構造体であることが好ましい。ハイブリット法には、例えば、メルトスピニング法あるいはエレクトレットブローン法が含まれる。海島法は、例えば、複数の吐出口から吐出させることで繊維を構成する場合において、吐出経路によって原料に違いを設け、一部の原料によって海部分を構成させ、他の異なる原料によって島部分を構成させ、断面が海島構造となるようにする方法である。ここで、海島の二成分または複数成分のポリマーを紡糸し、後加工にて海成分を溶かすことで、島部分を残して繊維とすることができる。なお、吐出経路による原料の組み合わせにより、かさ密度やストレッチ性等を調節することが可能である。
上流捕集層２０の繊維材料の材質は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフッ化ビリニデン（ＰＶｄＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、およびこれらの混合物等が挙げられる。
（６）用途の例
エアフィルタ濾材は、例えば次のような用途に用いられる。
円筒カートリッジフィルタ（産業用）、フィルタ（産業用）、掃除機用フィルタ（掃除機用）、ガスタービン用カートリッジフィルタ（ガスタービン向け互換品用）、クーリングフィルタ（電子機器筐体用）等の分野；
一般空調用（ビル・商業施設・学校用等）、空気清浄機用フィルタ等の分野
（７）フィルタパック
次に、図３を参照して、本実施形態のフィルタパックについて説明する。
図３は、本実施形態のフィルタパック４０の外観斜視図である。
フィルタパック４０は、上記説明したエアフィルタ濾材（例えば、エアフィルタ濾材１やエアフィルタ濾材２等）を備えている。フィルタパック４０のエアフィルタ濾材は、山折りおよび谷折りが交互に繰り返されたジグザグ形状に加工（プリーツ加工）された加工済み濾材である。プリーツ加工は、例えば、ロータリー式折り機によって行うことができる。濾材の折り幅は、特に限定されないが、例えば２５ｍｍ以上２８０ｍｍ以下である。フィルタパック４０は、プリーツ加工が施されていることで、エアフィルタユニットに用いられた場合の濾材の折り込み面積を増やすことができ、これにより、捕集効率の高いエアフィルタユニットを得ることができる。
なお、プリーツ加工される前のエアフィルタ濾材１やエアフィルタ濾材２には、プリーツ加工された際の山折りまたは谷折りによって向かい合う２つの隣接対向面のそれぞれに突起（凸部）を形成させるためのエンボス加工が施される。なお、エンボス加工時の突起の形成は、向かい合う２つの対向面のうちの一方だけであってもよい。これにより、プリーツ加工された状態で向かい合う２つの隣接対向面の間隔を、各突起同士が当接することで、もしくは、１つの突起が他方の対向面の面に当接することで、プリーツ間隔を保つことができる。なお、エンボス加工の手法は特に限定されないが、例えば、表面に複数の凹凸が形成された金型の対で、濾材を両側から挟み込むようプレスすることで行われる。
なお、フィルタパック４０は、濾材のほか、エアフィルタユニットに用いられた場合のプリーツ間隔を保持するためのスペーサ（不図示）をさらに備えていてもよい。スペーサの材質は特に限定されないが、ホットメルト樹脂を好ましく用いることができる。
（８）エアフィルタユニット
次に、図４を参照して、エアフィルタユニット６０について説明する。
図４は、本実施形態のエアフィルタユニット６０の外観斜視図である。
エアフィルタユニット６０は、上記説明したエアフィルタ濾材またはフィルタパックと、エアフィルタ濾材またはフィルタパックを保持する枠体５０と、を備えている。言い換えると、エアフィルタユニットは、濾材が枠体に保持されるように作製されてもよいし、フィルタパック４０が枠体５０に保持されるように作製されてもよい。図４に示すエアフィルタユニット６０は、フィルタパック４０と枠体５０を用いて作製したものである。
枠体５０は、例えば、板材を組み合わせてあるいは樹脂を成形して作られ、フィルタパック４０と枠体５０の間は好ましくはシール剤によりシールされる。シール剤は、フィルタパック４０と枠体５０の間のリークを防ぐためのものであり、例えば、エポキシ、アクリル、ウレタン系などの樹脂製のものが用いられる。
フィルタパック４０と枠体５０とを備えるエアフィルタユニット６０は、平板状に延在する１つのフィルタパック４０を枠体５０の内側に収納するように保持させたミニプリーツ型のエアフィルタユニットであってもよく、平板状に延在するフィルタパックを複数並べて枠体に保持させたＶバンク型エアフィルタユニットあるいはシングルヘッダー型エアフィルタユニットであってもよい。
一方、濾材と枠体とを備えるエアフィルタユニットは、濾材を交互に折り返した波型形状にするとともに、交互に折り返されて形成された濾材の谷部に、例えばコルゲート加工されたセパレータが配置されたセパレータ型のエアフィルタユニットであってもよい。
（９）エアフィルタ濾材の製造方法
次に、本実施形態のエアフィルタ濾材の製造方法について説明する。
図１に示す２層構造のエアフィルタ濾材１における各層の積層方法は、特に限定されない。例えば、加熱による主捕集層３０の一部溶融又はホットメルト樹脂の溶融によるアンカー効果を利用して、或いは反応性接着剤等を用いた接着を利用して、主捕集層３０と通気性支持材１０とを一体化させることができる。
図２に示す３層構造のエアフィルタ濾材２における各層の積層方法は、特に限定されない。例えば、加熱による主捕集層３０や上流捕集層２０の一部溶融又はホットメルト樹脂の溶融によるアンカー効果を利用して、或いは反応性接着剤等を用いた接着を利用して、主捕集層３０と上流捕集層２０と通気性支持材１０とを一体化させることができる。
（１０）各パラメータの定義および測定方法
以下に、各パラメータの定義および測定方法について説明する。
（目付）
目付は、４．０ｃｍ×１２．０ｃｍの長方形にカットした試料を精密天秤にて測定した質量（ｇ）を面積（０．００４８ｍ2）で除した値とした。
（繊維充填率）
次式に従って、濾材の繊維充填率を求めた。
繊維充填率（％）＝（濾材の目付）／（濾材の厚み）／（原料の比重）×１００
（平均繊維径、および、繊維径の幾何標準偏差）
走査型電子顕微鏡（商品名：ＳＵ８０２０、HITACHI社製）を用いて、５０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真において、任意の２５μｍ×２０μｍの領域を観察し、縦横直交する直線を引いて、各直線にクロスする繊維の直径すべてを定規で測定し、縮尺換算して繊維径（ｎｍ）を求める。次に、求めた繊維径の累積頻度分布を、対数確率紙において、横軸に繊維径、縦軸に累積頻度を採って対数正規プロットし、累積頻度が５０％となる値を平均繊維径（メディアン径）とした。繊維径の分布を表す幾何標準偏差は、上述の対数正規プロットの結果から、累積頻度５０％の繊維径と累積頻度８４％の繊維径を読み取り次の式より算出して得られる値とした。幾何標準偏差［−］＝累積頻度８４％繊維径／累積頻度５０％繊維径
（繊維間隙間）
エアフィルタの目詰まりのし易さを示すパラメータとして繊維間隙間を次式により算出した。
繊維間隙間（μｍ）＝ｄ50（√（π／４α）−１）
ｄ50＝平均繊維径（μｍ）
α＝充填率（−）
π＝円周率
（圧力損失）
濾材の測定サンプルを、直内径１１３ｍｍ（有効濾材面積１００ｃｍ2）のフィルタホルダにセットし、濾材透過風速を５．３ｃｍ／秒になるよう流量計で調整した。そして、この時のサンプル濾材の上下流で生じる圧力損失をマノメータで測定した。
（粒子径０．４μｍＮａＣｌ粒子の捕集効率）
ＪＩＳ Ｂ９９２８ 附属書５（規定）ＮａＣｌエアロゾルの発生方法（加圧噴霧法）記載の方法に準じて、アトマイザーで発生させたＮａＣｌ粒子を静電分級器（ＴＳＩ製３０７１Ａ）で０．４μｍの単分散粒子に分級した後、α線放射線源であるアメリシウム２４１上を通過させて粒子の帯電状態を大気塵と同じ平衡帯電状態とした。圧力損失の測定と同一のフィルタホルダに測定試料である濾材をセットした後、濾材の上流側に０．４μｍＮａＣｌ粒子を導入し、この粒子径０．４μｍＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの上下流の粒子数を凝縮粒子計数器（ＴＳＩ製３０２２Ａ）で測定した。捕集効率は次式で算出した。
捕集効率（％）＝（１−（ＣＯ／ＣＩ））×１００
ＣＯ＝下流側０．４μｍＮａＣｌ粒子の粒子数
ＣＩ＝上流側０．４μｍＮａＣｌ粒子の粒子数
（ＰＦ値）
濾材の圧力損失及び捕集効率（粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子の捕集効率）とから、次式に従いＰＦ値を求めた。ＰＦ値はエアフィルタ濾材の捕集性能の大小を示す指標として過去から使用されている値であり、性能が良いほどＰＦ値が大きくなる。
ＰＦ値＝｛−ｌｏｇ（（１００−捕集効率（％））／１００）｝／（圧力損失（Ｐａ）／１０００）
なお、１００−捕集効率（％）の値は、透過率（％）として知られる値である。
（保塵量）
ＪＩＳ Ｂ９９２８ 附属書５（規定）ＮａＣｌエアロゾルの発生方法（加圧噴霧法）記載の方法に準じて、アトマイザーで発生させたＮａＣｌ粒子をα線放射線源であるアメリシウム２４１上を通過させて粒子の帯電状態を大気塵と同じ平衡帯電状態とした。圧力損失の測定と同一のフィルタホルダに測定試料である濾材をセットした後、濾材の上流側にＮａＣｌ粒子を導入し、フィルタの圧力損失が初期値から＋２５０Ｐａ上昇するまでＮａＣｌ粒子の負荷を継続した。ＮａＣｌ粒子の負荷前後の濾材重量測定から次式によって保塵量を算出した。
保塵量（ｇ／ｍ2）＝（ＭＩ−ＭＯ）／Ａ
ＭＯ＝ＮａＣｌ粒子負荷前の試験濾材重量（ｇ）
ＭＩ＝ＮａＣｌ粒子負荷後の試験濾材重量（ｇ）
Ａ＝有効濾材面積（１００ｃｍ2＝０．０１ｍ2）
（厚み）
ＡＢＳデジマチックインジケータ（ミツトヨ社製、ＩＤ−Ｃ１１２ＣＸ）をゲージスタンドに固定し、測定対象に０．３Ｎの荷重をかけたときの厚さの値を読み取った。
なお、貼り合わせにより得られるエアフィルタ濾材の厚みは、通気性支持材１０、主捕集層３０、上流捕集層２０に対して圧力が加わるため、各厚みの単純な合計にはならず、各厚みの単純な合計の８５％以上１００％以下の範囲、より具体的には８７％以上９５％以下の範囲に収まることになる。
（引張伸度）
ＪＩＳ Ｌ １９１３（２０１０）に記載の伸び率（ＩＳＯ法）の試験方法に準拠して、引張伸度を求めた。ここで、この試験方法は、ＩＳＯ ９０７３―３を基にしている。また、装置は荷重およびつかみ間隔を自動記録できる装置の付いた定速伸長形引張試験機で、ＪＩＳ Ｂ ７７２１に規定する精度を有するものを使用した。初めに、試料から幅が５０±０．５ｍｍで、つかみ間隔を２００ｍｍにできる長さ（例えば３００ｍｍ）の試験片を試料の端から１００ｍｍ以上離れた位置で、かつ、均等に離れた位置から、たて方向およびよこ方向にそれぞれ５枚採取する。次に、試験片を初荷重で引張試験機につかみ間隔を２００±１ｍｍで取り付ける。ただし、初荷重は、試験片を手でたるみが生じない程度に引っ張った状態とする。この試験片に１００±１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で，試験片が切断するまで荷重を加える。試験片の最大荷重時の強さを０．１Ｎまで測定するとともに，最大荷重時の伸びを１ｍｍまで測定し、この伸びから伸び率を求める。当該伸び率の平均値を、たて方向およびよこ方向のそれぞれについて求め、その平均を０．５％単位に丸めた値を、引張伸度とした。
以下、実施例、比較例および参考例を示して、本発明を具体的に説明する。
なお、実施例、比較例および参考例で示す例は、いずれもエアフィルタ濾材１についての例およびその物性を示しており、山折り谷折りされて得られるフィルタパック４０やエアフィルタユニット６０ではなくその物性（圧力損失）でもない。
（実施例１、３、４、７−１０、比較例１、２、４−１２）
図１に示す２層構造のエアフィルタ濾材１について、表１に示す物性を備える通気性支持材１０と主捕集層３０とをラミネート装置を用いて熱融着により接合し、実施例１、３、４、７−１０の各エアフィルタ濾材を得た。
実施例３、４の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比が変更された例である。
実施例７の主捕集層は、実施例１からすれば、主として充填率が小さく変更された例である。
実施例８の主捕集層は、実施例１からすれば、主として充填率が大きく変更された例である。
実施例９の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の平均繊維径が大きく変更された例である。
実施例１０の主捕集層は、実施例１からすれば、主として大繊維径の繊維の平均繊維径が大きく変更された例である。
比較例１は、大繊維径の繊維を有しておらず小繊維径の繊維のみで構成された主捕集層を用いた例である。
比較例２は、繊維径のピークが１つだけである例であり、大繊維径と小繊維径の中間の平均繊維径を有する繊維で構成された主捕集層を用いた例である。
比較例３は、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維を有するガラス繊維から構成されたガラス濾材の例である。
比較例４、５の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の幾何平均が変更された例である。なお、比較例４、５では、エアフィルタ濾材の全体における捕集効率として中性能程度の捕集効率が確保されるように、主捕集層の厚みが調節されている。
比較例６の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の幾何平均が変更された例である。なお、比較例６では、小繊維径の繊維の幾何平均が比較例４と同様である主捕集層を用いつつ、中性能程度の捕集効率を確保するための主捕集層の厚みの調整は行わなかった（実施例１と同様とした）場合の例である。
比較例７の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の幾何平均および小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比が変更された例である。
比較例８の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の幾何平均および大繊維径の繊維の幾何平均がいずれも大きく変更された例である。
比較例９の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の幾何平均および大繊維径の繊維の幾何平均がいずれも小さく変更された例である。
比較例１０の主捕集層は、比較例９の例に対して圧力損失を低減させるために大繊維径の繊維の体積比を増大させた例である。
比較例１１の主捕集層は、比較例１０の例に対して圧力損失をさらに低減させるために充填率を下げつつ厚みも下げた例である。
比較例１２の主捕集層は、実施例１からすれば、主として充填率が小さく変更された例である。
（実施例２、５、６、１１、比較例１３）
図２に示す３層構造のエアフィルタ濾材２について、表１に示す物性を備える通気性支持材１０と主捕集層３０と上流捕集層２０とをラミネート装置を用いて熱融着により接合し、実施例２、５、６、１１、比較例１３の各エアフィルタ濾材を得た。
実施例５の主捕集層は、実施例２からすれば、主として上流捕集層の捕集効率が小さく変更された例である。
実施例６の主捕集層は、実施例２からすれば、主として上流捕集層の捕集効率が大きく変更された例である。
実施例１１の主捕集層は、実施例５よりもさらに上流捕集層の捕集効率を小さくした例である。
比較例１３の主捕集層は、実施例２からすれば、主として上流捕集層の捕集効率が大幅に大きく変更された例である。
なお、上述の実施例および比較例において「通気性支持材」が設けられているものについては、ポリエステル１００％で構成され、サーマルボンド法で得られた市販の不織布を通気性支持材として用いた。
また、実施例および比較例において「上流捕集層」が設けられているものについては、ポリプロピレン１００％で構成され、ＭＦＲ８００ｇ／１０分であるものを上流捕集層として用いた。
さらに、「主捕集層」については、ポリプロピレン１００％で構成されたものを用いた。主捕集層のうち小繊維径については、流動性が高いもの（ＭＦＲ１８００ｇ／１０分）を用いた。また、主捕集層のうち大繊維径については、流動性が低いもの（ＭＦＲ８００ｇ／１０分）を用いた。なお、繊維径の太さは、樹脂の吐出量、エアーの速度、エアーの温度を変えることにより調節可能である。
なお、ポリプロピレンのＭＦＲ（メルトフローレート）は、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に準拠して、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件下で測定して得られる値である。
各実施例、各比較例のエアフィルタ濾材（フィルタパックやエアフィルタユニットとする前の状態のもの）について、各エアフィルタ濾材の作製に用いられた各材の物性と合わせて、以下の表１〜表６に示す
Figure 2017035684
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表から分かるように、主捕集層が小繊維径の繊維のみで構成されている比較例１や繊維径のピークが１つだけである比較例１、２では目詰まりが早期に生じ、保塵量が少ないのに対して、主捕集層において小繊維径の繊維と大繊維径の繊維を適度なバランスで設けた実施例１−１１では、保塵量を大きくすることができていることが分かる。
特に、実施例１−１１では、エンボス加工が可能となるように構成した場合であっても（引張伸度が１０％以上となるように構成した場合であっても）、比較例３で示す小繊維径の繊維と大繊維径の繊維とを有するガラス繊維から構成されるガラス濾材の保塵量と同程度またはそれ以上の保塵量を確保することができていることが分かる。
実施例３、４によれば、実施例１等と比べて大繊維径と小繊維径の混合体積比率が小さい場合であっても大きい場合であっても、小繊維径の繊維：大繊維径の繊維が３０：７０〜８０：２０の範囲であれば、性能に問題が生じないことが分かる。
実施例７、８によれば、実施例１等と比べて、主捕集層の充填率が小さい場合であっても大きい場合であっても、主捕集層の充填率が５〜１５％の範囲であれば、性能に問題が生じないことが分かる。
なお、実施例９と比較例４と比較例６を比べると、小繊維径の繊維の幾何平均の大きさが適当である場合には問題無いが、小繊維径の繊維の幾何平均が大き過ぎると、中性能程度の捕集効率を確保するために主捕集層の厚みが大きくなりすぎるか（比較例４）、または、中性能程度の捕集効率を確保できないか（比較例６）、のいずれかとなってしまうことが分かる。
また、実施例１０によれば、実施例１等と比べて、大繊維径の繊維の幾何平均が大きい場合であっても、大繊維径の繊維の幾何平均が３．０μｍ以下であれば、性能に問題が生じないことが分かる。
さらに、比較例５によれば、小繊維径の繊維の幾何平均が小さ過ぎると、やはり、目詰まりが早期に生じ、保塵量が少なくなってしまうことが分かる。
また、比較例７によれば、小繊維径の繊維の幾何平均が大き過ぎる場合には、たとえ当該小繊維径の繊維の混合体積比率が大きかったとしても、中性能程度の捕集効率を確保することができないことが分かる。
また、比較例８によれば、小繊維径の繊維の幾何平均も大繊維径の繊維の幾何平均もいずれも大き過ぎる場合には、やはり、中性能程度の捕集効率を確保することができないことが分かる。
また、比較例９によれば、小繊維径の繊維の幾何平均も大繊維径の繊維の幾何平均もいずれも小さ過ぎる場合には、中性能程度の捕集効率を確保できるものの、圧力損失が大きくなり過ぎてしまい、早期に目詰まりしてしまうことで、十分な保塵量を確保することができないことが分かる。
なお、比較例１０では、比較例９と比べて小繊維径の繊維の混合体積割合が低いために比較例９と比べると圧力損失を小さくすることができているが、依然として圧力損失が大き過ぎ、早期に目詰まりし、十分な保塵量を確保できていないことが分かる。
さらに、比較例１１では、比較例１０と比べて主捕集層における充填率が低く、厚みも薄いために、比較例１０と比べるとさらに圧力損失を小さくすることができているが、依然として十分な保塵量を確保できていないことが分かる。
また、比較例１２は、主捕集層における充填率が最も小さい場合であるが、主捕集層の厚みが十分にあるにもかかわらず、捕集効率を十分に確保できていないことが分かる。
また、実施例２によれば、集塵負荷の一部を上流捕集層に担わせつつ、主捕集層の厚みを薄めに設計した場合であっても、十分に保塵量を高めることが可能になることが分かる。
また、実施例３、４、１１によれば、実施例２と比べて、上流捕集層の捕集効率が小さい場合であっても大きい場合であっても、上流捕集層の捕集効率が５〜５０％の範囲内であれば、性能に問題が生じないことが分かる。
なお、比較例１３によれば、実施例２と比べて、上流捕集層の捕集効率が大き過ぎる場合には、濾材全体としての圧力損失が大きくなりすぎてしまうことが分かる。
１ エアフィルタ濾材
２ エアフィルタ濾材
１０ 通気性支持材
２０ 上流捕集層
３０ 主捕集層
４０ フィルタパック
５０ 枠体
６０ エアフィルタユニット
特開２００８−０４９３３３号公報
本発明は、エアフィルタ濾材、フィルタパック、およびエアフィルタユニットに関する。
従来より、例えば、特許文献１（特開２００８−０４９３３３号公報）に記載のように、ガラス繊維から構成されたガラス濾材であって、いわゆる中性能のエアフィルタ濾材が提案されている。
エアフィルタ濾材は、広い濾材面積を確保するために、山折りと谷折りを交互に行うプリーツ加工によってジグザグ形状に形状加工され、枠体に保持されてエアフィルタユニットとして用いることができる。
ここで、エアフィルタユニットに組み込まれた濾材は、隣り合う山折り部分あるいは谷折り部分の間隔（プリーツ間隔）を使用時の風圧がかかった状態においても、空気の流路を確保する観点から、できるだけ保つことが好ましい。
これに対して、例えば、山折りまたは谷折りによって向かい合う２つの対向面のそれぞれにおいてエンボス加工によって凸部を形成し、当該凸部同士を当接させることで、プリーツ間隔を保つことが考えられる。
ところが、このようなエンボス加工による凸部は、例えば、表面に複数の凹凸が形成された金型の対で、濾材を両側から挟み込むようプレスすることによって形成される。したがって、例えば、従来のガラス繊維から構成されたガラス濾材のように硬くてもろい材質の濾材は、エンボス加工によって膜構造が破壊され、潰れやすいため、エンボス加工を行うことが困難である。
本発明の課題は、上述した点に鑑みてなされたものであり、エンボス加工可能な材質によって構成した場合であっても長寿命化させることが可能なエアフィルタ濾材、フィルタパック、およびエアフィルタユニットを提供することにある。
第１観点に係るエアフィルタ濾材は、主捕集層を有している。主捕集層は、充填率が５％以上１５％以下である。主捕集層は、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下である。主捕集層は、繊維径分布における１．０μｍ未満と１．０μｍ以上にそれぞれピークを有している。主捕集層の１．０μｍ未満の小繊維径の繊維は、平均繊維径が０．１μｍ以上０．８μｍ未満である。主捕集層の１．０μｍ以上の大繊維径の繊維は、平均繊維径が１．２μｍ以上３．０μｍ未満である。小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比（小繊維径の繊維：大繊維径の繊維）が、３０：７０〜８０：２０である（境界の値を含む）。エアフィルタ濾材は、引張伸度が１０％以上である。
ここで、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比については、主捕集層の気流の通過方向における上流側から下流側までの間の任意の位置で当該体積比の数値範囲内となるものとする。
このエアフィルタ濾材では、引張伸度が１０％以上であるため、凸部を形成させるエンボス加工を行った場合であっても、繊維の破壊が生じにくい。また、このエアフィルタ濾材の主捕集層は、充填率が５％以上１５％以下であり、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であるため、いわゆる中性能程度の捕集効率（７０％以上）を達成することが可能になっている。また、このエアフィルタ濾材の主捕集層は、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であり、十分に薄く構成されているため、山折り谷折りによるプリーツ加工を行いやすい（仮に、通気性支持材を用いた場合であっても、プリーツ加工を行いやすい）。
以上の前提において、このエアフィルタ濾材の主捕集層は、繊維径分布において１．０μｍ未満のピークと１．０μｍ以上のピークを有しており、小繊維径と大繊維径についてそれぞれ特定の幾何平均を有するだけでなく、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比の割合を特定のバランスとしたことで、濾材の目詰まりを生じにくくし、長寿命化させること（保塵量を増大化させること）が可能となっている。
付記のエアフィルタ濾材は、上流捕集層と、主捕集層と、を備えている。主捕集層は、上流捕集層に対して気流の下流側に配置されている。エアフィルタ濾材の引張伸度は、１０％以上である。上流捕集層の粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの粒子の捕集効率は、５％以上５０％以下である。上流捕集層の厚みは、０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下である。上流捕集層の繊維径分布のピークは、１つである。上流捕集層の平均繊維径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下である。主捕集層の充填率は、５％以上１５％以下である。主捕集層の厚みは、０．２６ｍｍ以上０．５６ｍｍ以下である。主捕集層は、繊維径分布における１．０μｍ未満と１．０μｍ以上にそれぞれピークを有している。主捕集層の１．０μｍ未満の小繊維径の繊維は、平均繊維径が０．１μｍ以上０．８μｍ未満である。主捕集層の１．０μｍ以上の大繊維径の繊維は、平均繊維径が１．２μｍ以上３．０μｍ以下である。小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比（小繊維径の繊維：大繊維径の繊維）が、３０：７０〜８０：２０である（境界の値を含む）。
ここで、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比については、主捕集層の気流の通過方向における上流側から下流側までの間の任意の位置で当該体積比の数値範囲内となるものとする。
このエアフィルタ濾材では、引張伸度が１０％以上であるため、凸部を形成させるエンボス加工を行った場合であっても、繊維の破壊が生じにくい。また、このエアフィルタ濾材では、捕集効率が５％以上５０％以下であり厚みが０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍであり平均繊維径が１．０μｍ以上２．０μｍ以下であるという特定の上流捕集層を、充填率が５％以上１５％以下であり厚みが０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下である主捕集層と組み合わせて用いることで、いわゆる中性能程度の捕集効率（７０％以上）を達成することが可能になっている。また、このエアフィルタ濾材は、上流捕集層の厚みが０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下であり、主捕集層の厚みが０．２６ｍｍ以上０．５６ｍｍ以下であり、十分に薄く構成されているため、山折り谷折りによるプリーツ加工を行いやすい（仮に、通気性支持材を用いた場合であっても、プリーツ加工を行いやすい）。
以上の前提において、このエアフィルタ濾材は、繊維径分布において１．０μｍ未満のピークと１．０μｍ以上のピークを有しており、小繊維径と大繊維径についてそれぞれ特定の幾何平均を有するだけでなく、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比の割合を特定のバランスとしたことで、濾材の目詰まりを生じにくくし、長寿命化させること（保塵量を増大化させること）が可能となっている。
第２観点に係るエアフィルタ濾材は、第１観点に係るエアフィルタ濾材であって、小繊維径の繊維径の幾何標準偏差は、３．０以下であり、大繊維径の繊維径の幾何標準偏差は、３．０以下である。
このエアフィルタ濾材では、より長寿命化させることが可能となる。
第３観点に係るエアフィルタ濾材は、第１観点または第２観点に係るエアフィルタ濾材であって、エアフィルタ用濾材は、空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失が３０Ｐａ以上５５Ｐａ以下である。また、エアフィルタ用濾材は、粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの粒子の捕集効率が７５％以上である。さらに、エアフィルタ用濾材は、個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレフィン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で連続通風し、圧力損失が２５０Ｐａ分だけ上昇したときのポリアルファオレフィン粒子の保塵量が５ｇ／ｍ２以上である。
このエアフィルタ濾材では、中性能のエアフィルタ濾材を長寿命化させることが可能となる。
第４観点に係るエアフィルタ濾材は、第１観点から第３観点のいずれかに係るエアフィルタ濾材であって、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、およびポリエチレンからなる群より選択される一種または二種以上により構成されている。
このエアフィルタ濾材では、汎用的な材料を用いて長寿命化を図ることが可能になる。
第５観点に係るエアフィルタ濾材は、第１観点から第４観点のいずれかに係るエアフィルタ濾材であって、主捕集層は、気流を通過させる方向における下流側半分が上流側半分よりも小繊維径の繊維が多く存在している。
ここで、気流を通過させる方向における下流側半分が上流側半分よりも小繊維径の繊維が多く存在するか否かは、主捕集層における上流側半分と下流側半分の任意の箇所を電子顕微鏡で見た場合に単位体積当たりに存在する小繊維径の繊維（１．０μｍ未満の繊維）の本数の大小により把握することができる。
このエアフィルタ濾材では、気流の上流側における目詰まりを生じにくくすることで、更なる長寿命化を図ることができる。
第６観点に係るフィルタパックは、第１観点から第５観点のいずれかに係るエアフィルタ濾材を備えている。エアフィルタ濾材は、厚み方向に突出した凸部が複数形成されている。フィルタパックは、エアフィルタ濾材が山折りおよび谷折りが交互に繰り返されたジグザグ形状に加工されて構成されている。
なお、「フィルタパック」は、特に限定されるものではないが、例えば、フラットなシート状のものではなく、山折りおよび谷折りを交互に行うことで折り畳まれたジグザグ形状であり、任意の枠体に収容可能となるように整形されているものであってよい。
このフィルタパックは、エアフィルタ濾材において厚み方向に突出した凸部が複数形成されているため、山折りおよび谷折りが交互に繰り返されたジグザグ形状に加工された状態で、隣接する面同士の間隔を確保しやすくなっている。これにより、使用時における風圧による変形を抑制させ、性能を十分に発揮させることが可能になっている。
第７観点に係るエアフィルタユニットは、第１観点から第５観点のいずれかに係るエアフィルタ濾材または第７観点に係るフィルタパックと、エアフィルタ濾材またはフィルタパックを保持する枠体と、を備えている。
本発明に係るエアフィルタ濾材、フィルタパック、またはエアフィルタユニットによれば、エンボス加工可能な材質によって構成した場合であっても長寿命化させることが可能になる。
本実施形態に係るエアフィルタ濾材の層構成を示す概略断面図である。 変形例に係るエアフィルタ濾材の層構成を示す概略断面図である。 本実施形態のフィルタパックの外観斜視図である。 本実施形態のエアフィルタユニットの外観斜視図である。
以下、一実施形態を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
以下、エアフィルタ濾材（以降、単に濾材ともいう）、フィルタパック、エアフィルタユニット、およびエアフィルタ濾材の製造方法について、実施形態を例に挙げて説明する。
（１）エアフィルタ濾材
図１に、本実施形態に係るエアフィルタ濾材１の概略断面図を示す。
エアフィルタ濾材１は、気体中の塵を捕集するエアフィルタ濾材であって、主捕集層３０を有している。
エアフィルタ濾材１は、主捕集層３０を自立可能に支えるために、通気性支持材１０を備えていてもよい。ここで、通気性支持材１０は、主捕集層３０に対して気流の上流側に設けられていてもよいし、下流側に設けられていてもよい。図１に示す例では、通気性支持材１０は、主捕集層３０に対して気流の上流側に設けられている。また、通気性支持材１０は、主捕集層３０に対して気流の上流側だけでなく、気流の下流側にも設けられていてもよい。
以下、各層および各層間の関係について具体的に説明する。
（２）主捕集層
主捕集層３０は、エアフィルタ濾材において捕集効率に最も貢献している層であり、充填率が５％以上１５％以下であって、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であって、繊維径分布における１．０μｍ未満と１．０μｍ以上にそれぞれピークを有する層である。ここで、主捕集層３０の繊維径分布において、１．０μｍ未満の繊維径を有する繊維を小繊維径の繊維とし、１．０μｍ以上の繊維径を有する繊維を大繊維径の繊維とする。主捕集層３０は、１．０μｍ未満の小繊維径の繊維について、平均繊維径が０．１μｍ以上０．８μｍ未満であり、０．３μｍ以上０．７μｍ未満であることがより好ましい。また、主捕集層３０は、１．０μｍ以上の大繊維径の繊維について、平均繊維径が１．２μｍ以上３．０μｍ未満であり、１．３μｍ以上２．９μｍ未満であることがより好ましい。さらに、主捕集層３０は、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比（小繊維径の繊維：大繊維径の繊維）が、３０：７０〜８０：２０である（境界の値を含む）。
主捕集層３０は、充填率が５％以上１５％以下であって、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であるため、いわゆる中性能程度の捕集効率（７０％以上）を達成することが可能になっている。なお、主捕集層３０の充填率は、５％以上１０％以下であることがより好ましい。
主捕集層３０は、厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であり、十分に薄く構成されている。このため、通気性支持材１０を用いた場合であっても、エアフィルタ濾材１全体の厚みを十分に薄くすることが可能になり、山折り谷折りによるプリーツ加工を行いやすい。
主捕集層３０は、繊維径分布において１．０μｍ未満のピークと１．０μｍ以上のピークを有している。
主捕集層３０は、１．０μｍ未満の繊維径を有する小繊維径の繊維と、１．０μｍ以上の繊維径を有する大繊維径の繊維と、の両方を有しており、小繊維径の繊維の平均繊維径は０．１μｍ以上０．８μｍ未満であり十分に細いため粒子を捕捉しやすく、大繊維径の繊維の平均繊維径は１．２μｍ以上３．０μｍ未満であり十分に太いため小繊維径の繊維同士の間に介在して小繊維径の繊維の間隔を確保して粒子を捕捉しておくための空間を確保しやすいため、エアフィルタ濾材１としての目詰まりを抑制させ、保塵量を増大させることが可能になっている。
特に、主捕集層３０では、０．１μｍ以上０．８μｍ未満の平均繊維径を有する小繊維径の繊維について幾何標準偏差が３．０以下であることが好ましく、１．２μｍ以上３．０μｍ未満の平均繊維径を有する大繊維径の繊維について幾何標準偏差が３．０以下であることが好ましい。そして、このような小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比（小繊維径の繊維：大繊維径の繊維）が３０：７０〜８０：２０となっているため、小繊維径の繊維による粒子を捕捉する機能と、大繊維径の繊維による空間を確保する機能と、の両方を適度に得ることが可能となるため、中性能のエアフィルタの捕集効率を達成しつつも長寿命化（保塵量の増大化）が可能になっている。
なお、主捕集層３０は、気流の上流側から下流側に掛けて、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比が一様となるように構成されていてもよいが、さらに寿命を長くする観点からは、「小繊維径の繊維：大繊維径の繊維」の比が３０：７０〜８０：２０である範囲内において、気流の上流側について小繊維径の繊維が粗であり気流の下流側について小繊維径の繊維が密となるように構成されていてもよい。これにより、主捕集層３０の気流の上流側における目詰まりを生じにくくさせることができ（上流側での早期の目詰まりを抑制し）、大繊維径の繊維が確保した空間について気流の方向の全域にわたって十分に利用することが可能になるため、さらに寿命を長くすることが可能になる。特に限定されないが、例えば、主捕集層３０の気流方向における下流側半分が上流側半分よりも小繊維径の繊維が多く存在するように構成されていてもよい。ここで、小繊維径の繊維が多く存在するか否かは、上流側半分と下流側半分の任意の複数箇所を顕微鏡で見た場合に単位体積当たりに存在する小繊維径の本数によって把握するようにしてもよい。
主捕集層３０は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびポリエチレン（ＰＥ）からなる群から選択される１種もしくは２種以上によって９０質量％以上が構成されていてもよいし、１００質量％が構成されていてもよい。これらのポリマーから主として構成された場合には、引張伸度を十分に大きく確保することができるため、エアフィルタ濾材１をエンボス加工する場合であっても、濾材構造の破壊を抑制し、エンボス加工による凸部を形成させることが可能になる。
主捕集層３０について空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失は、２５Ｐａ以上５５Ｐａ以下であることが好ましく、下限については３０Ｐａ以上であってもよく、上限については４２Ｐａ以下であることがより好ましい。
また、主捕集層３０について粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの上記粒子の捕集効率が、７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましい。主捕集層３０の捕集効率の上限は特に限定されないが例えば８５％である。
さらに、主捕集層３０について個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレフィン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で連続通風し、圧力損失が２５０Ｐａ分だけ上昇したときの上記ポリアルファオレフィン粒子の保塵量が、５．０ｇ／ｍ２以上であることが好ましく、６．０ｇ／ｍ２以上であることがより好ましい。
上記の小繊維径の繊維と大繊維径の繊維を有する主捕集層３０の製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、公知のメルトブロー法によって製造することができる。
メルトブロー法による不織布の製造方法の原理は、例えば、U.S NAVAL RESEARCH LABORATORY (Report No. 5265, February, 11, 1959)にも報告されており、特開昭５０−４６９７２号公報や、報文Melt Blowing-A One-Step Web Process for New Nonwoven Products (Vol 56, No. 4 April 1973, Tappi Journal誌）にも詳述されている。これによれば、一定の孔径を有するノズルがダイス先端に一定のピッチをおいて多数設置され、そこから吐出された溶融ポリマーが高温のジェット気流中で紡糸され、比較的均一な直径をもつ極細繊維からなる不織布を形成することができる。その構成繊維径は、メルトブロー法の製造条件、たとえば支配的因子として、ポリマー吐出温度、吐出量、エアー量などの変更によって、任意に変更できる。そして、その繊維径は比較的均一であり、繊維径の分布を狭くすることが可能である。なお、熱カレンダーロールによって圧密して不織布の有効径を小さくすることもできる。そして、例えば、特許第３７５３５２２号に記載されるような、特定の範囲の異なる孔径をもつノズル孔を配置したノズルピースを用いることによって、メルトブロー時の紡糸繊維径分布を変えた場合には、直径の異なる繊維が適度に混合分散した不織布をメルトブロー時において同時一体的に形成することができる。上記主捕集層３０の製造においては、例えば、小繊維径の繊維を生じさせる小さな孔のノズルと、大繊維径の繊維を生じさせる大きな孔のノズルと、を用いて、ノズルからの単位時間当たりのポリマーの吐出量、ポリマーの吐出温度（ポリマーの溶融粘度と対応）、加熱された空気の吹き出し速度等を調節することにより、繊維径を調節し、特定の幾何平均、幾何標準偏差および体積比を有する不織布を得ることができる。なお、気流の上流側と下流側で粗密傾斜を設ける場合には、例えば、特許第５３６２５６１号公報に記載のように、独立した２系統のノズル（小繊維径用と大繊維径用）を用い、メルトブロー時において、小さな孔のノズルから吐出させる小繊維径の繊維の量と、大きな孔のノズルから吐出させる大繊維径の繊維の量と、の割合を変化させるようにしてもよい。
（３）通気性支持材
通気性支持材１０は、主捕集層３０と共に用いられ、主捕集層３０だけでは自立困難な場合であっても、エアフィルタ濾材１として自立させることが可能になる。
通気性支持材１０は、主捕集層３０に対して、例えば、気流の上流側に配置することができる。
通気性支持材１０の材質及び構造は、特に限定されないが、例えば、不織布、織布、金属メッシュ、樹脂ネットなどが挙げられる。なかでも、強度、捕集性、柔軟性、作業性の点からは熱融着性を有する不織布が好ましい。不織布は、構成繊維の一部または全てが芯／鞘構造を有する不織布、低融点材料からなる繊維の層と高融点材料からなる繊維の層の２層からなる２層不織布、表面に熱融着性樹脂が塗布された不織布が好ましい。このような不織布としては、例えば、スパンボンド不織布が挙げられる。また、芯／鞘構造の不織布は、芯成分が鞘成分よりも融点が高いものが好ましい。例えば、芯／鞘の各材料の組み合わせとしては、例えば、ＰＥＴ／ＰＥ、高融点ポリエステル／低融点ポリエステルが挙げられる。２層不織布の低融点材料／高融点材料の組み合わせとしては、例えば、ＰＥ／ＰＥＴ、ＰＰ／ＰＥＴ、ＰＢＴ／ＰＥＴ、低融点ＰＥＴ／高融点ＰＥＴが挙げられる。表面に熱融着性樹脂が塗布された不織布としては、例えばＰＥＴ不織布にＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合樹脂）が塗布されたもの、ＰＥＴ不織布にオレフィン樹脂が塗布されたものが挙げられる。
不織布の材質は、特に限定されず、ポリオレフィン（ＰＥ、ＰＰ等）、ポリアミド、ポリエステル（ＰＥＴ等）、芳香族ポリアミド、またはこれらの複合材などを用いることができる。
通気性支持材１０は、加熱により通気性支持材１０の一部が溶融することで、或いはホットメルト樹脂の溶融により、アンカー効果を利用して、或いは反応性接着剤等の接着を利用して、主捕集層３０に接合することができる。
通気性支持材１０の目付は、例えば、５０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２以下あることが好ましく、５０ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下あることが好ましい。
通気性支持材１０の厚みは、例えば、０．６ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがより好ましく、０．２ｍｍ以上であってよい。
通気性支持材１０は、上述した主捕集層３０と比較すると、圧力損失、捕集効率および保塵量のいずれも極めて低く、実質的に０とみなすこともできるものであってもよい。
通気性支持材１０の空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失は、例えば、１０Ｐａ以下であることが好ましく、５Ｐａ以下であることがより好ましく、１Ｐａ以下であることがさらに好ましい。
通気性支持材１０の粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの粒子の捕集効率は、例えば、実質的に０あるいは略０とみなすことができるものであってもよい。
（４）濾材全体
エアフィルタ濾材１の全体の引張伸度は、１０％以上である。このエアフィルタ濾材１は、引張伸度が１％程度のガラス繊維と比較して引張伸度が大きいため、凸部を形成させるエンボス加工を行った場合であっても、繊維の破壊が生じにくい。
エアフィルタ濾材１の全体の厚みが、例えば、１．５ｍｍ以下であることが好ましく、１．２ｍｍ以下であることがより好ましく、１．１ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１．０ｍｍ以下であることがよりいっそう好ましく、０．３ｍｍ以上であってよい。エアフィルタ濾材１の全体としての厚みを薄く構成することにより、山折り谷折りによるプリーツ加工を行いやすい。
なお、通気性支持材１０と主捕集層３０とが積層されたエアフィルタ濾材１の全体について、圧力損失および捕集効率は、実質的に、主捕集層３０の圧力損失や捕集効率と等しい。これは、通気性支持材１０が、圧力損失や捕集効率に実質的に寄与しないためである。
エアフィルタ濾材１の全体について空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失は、３０Ｐａ以上５５Ｐａ以下であることが好ましく、下限については３５Ｐａ以上であってもよい。
また、エアフィルタ濾材１の全体について粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの上記粒子の捕集効率が、７０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましい。エアフィルタ濾材１の全体の捕集効率の上限は特に限定されないが例えば８５％である。
エアフィルタ濾材１の全体のＰＦ値は、１２以上１８以下であることが好ましく、１４以上１８以下であることがより好ましい。
さらに、エアフィルタ濾材１の全体について個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレフィン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で連続通風し、圧力損失が２５０Ｐａ分だけ上昇したときの上記ポリアルファオレフィン粒子の保塵量は、一般的なガラス繊維から構成されたガラス濾材の保塵量と同程度またはそれ以上の保塵量を実現することができ、長寿命化させることができるという観点から、５．０ｇ／ｍ２以上であることが好ましく、６．０ｇ／ｍ２以上であることがより好ましい。特に、一般的なガラス濾材の保塵量ではなく、ガラス繊維の繊維径について幾何平均が０．５μｍ程度の小繊維径と幾何平均が１．１程度の大繊維径との２つの繊維径のピークを持たせたガラス濾材の保塵量と同程度の保塵量を確保できる観点から（ガラス濾材の比較例参照）、エアフィルタ濾材１の全体の保塵量が保塵量は６．６ｇ／ｍ２以上であることがさらに好ましい。エアフィルタ濾材１の全体の保塵量の上限は特に限定されないが、例えば１５．０ｇ／ｍ２である。
（５）変形例
図２を参照して、本実施形態のエアフィルタ濾材１の変形例について説明する。
上記エアフィルタ濾材１では、気流の上流側から順に、任意の通気性支持材１０と、主捕集層３０と、を備えた２層構造の濾材の例を主として説明した。
これに対して、例えば、図２に示すような３層構造のエアフィルタ濾材２としてもよい。
エアフィルタ濾材２は、エアフィルタ濾材１と類似の主捕集層３０と、主捕集層３０よりも気流の上流側に配置された上流捕集層２０と、を備えている。エアフィルタ濾材２は、上記エアフィルタ濾材１と同様に、さらに任意の通気性支持材１０を備えていてもよく、通気性支持材１０は、気流の最上流側、主捕集層３０と上流捕集層２０の間、気流の最下流側のいずれに配置されていてもよい。図２に示すエアフィルタ濾材２では、気流の最上流側に配置されている。
エアフィルタ濾材２の主捕集層３０は、厚みが０．２６ｍｍ以上０．５６ｍｍ以下である点で、上記エアフィルタ濾材１の主捕集層３０とは異なるが、他の物性については、同様である。エアフィルタ濾材２では、主捕集層３０の上流側の上流捕集層２０において粒子の一部を捕捉することができるため、中性能程度の捕集効率を達成するための主捕集層３０側において求められる負荷を小さくすることができ、厚みを小さくすることができている。また、エアフィルタ濾材２の主捕集層３０は、上流捕集層２０と積層された状態で、仮に、通気性支持材１０を用いた場合であっても、山折り谷折りによるプリーツ加工を行いやすい程度に薄く形成されている。
上流捕集層２０について粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの粒子の捕集効率は、５％以上５０％以下であり、１０％以上５０％以下であることがより好ましい。上流捕集層２０の捕集効率が低すぎると、主捕集層３０の捕集負荷が高くなってしまい塵による目詰まりが早期に生じてしまう。また、上流捕集層２０の捕集効率が高すぎると上流捕集層２０自体の目詰まりが無視できなくなり、やはり早期に目詰まりが生じてしまう。
上流捕集層２０の厚みは、０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍである。上流捕集層２０の厚さが０．４５ｍｍを超える場合、エアフィルタユニット６０の構造に起因した圧力損失（構造抵抗）が大きくなってしまう。
上流捕集層２０の平均繊維径は、１．０μｍ以上２．０μｍ以下である。平均繊維径が１．０μｍより小さい場合には、捕集効率は上昇するが、繊維が密な配置となるため、上流捕集層２０における圧力損失が大きく上昇してしまう。一方、平均繊維径が２．０μｍ以上の場合には、捕集効率を維持するために目付を大きくすると、上流捕集層２０の厚さが厚くなってしまい、上流捕集層２０における圧力損失が上昇してしまう。なお、この場合の上流捕集層２０の目付は、例えば５ｇ／ｍ２以上５０ｇ／ｍ２以下であることが好ましい。繊維径は、小さすぎれば繊維間隔が密になり上流捕集層２０の自体の目詰まりも無視できなくなり、また大きければ単位繊維あたりの捕集効率が低下するので、上流捕集層２０に必要な捕集効率を得るためには目付、厚みが大きくなってしまい構造抵抗が大きくなってしまうので好ましくない。
上流捕集層２０の繊維径の幾何標準偏差は、２．５以下であることが好ましく、２．０以下であることがより好ましい。幾何標準偏差が大きすぎると、単位繊維あたりの捕集効率が低い繊維の割合が増え、上流捕集層２０に必要な捕集効率を得るためには目付、厚みを大きくする必要が出てくるためである。
上流捕集層２０の空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失は、１０Ｐａ以上２０Ｐａ以下であることが好ましい。
上流捕集層２０は、特に限定されないが、メルトブローン法、エレクトロスピニング法、海島法およびこれらのハイブリット法の１つにより製造された繊維材料で構成された不織布あるいは繊維層構造体であることが好ましい。ハイブリット法には、例えば、メルトスピニング法あるいはエレクトレットブローン法が含まれる。海島法は、例えば、複数の吐出口から吐出させることで繊維を構成する場合において、吐出経路によって原料に違いを設け、一部の原料によって海部分を構成させ、他の異なる原料によって島部分を構成させ、断面が海島構造となるようにする方法である。ここで、海島の二成分または複数成分のポリマーを紡糸し、後加工にて海成分を溶かすことで、島部分を残して繊維とすることができる。なお、吐出経路による原料の組み合わせにより、かさ密度やストレッチ性等を調節することが可能である。
上流捕集層２０の繊維材料の材質は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフッ化ビリニデン（ＰＶｄＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、およびこれらの混合物等が挙げられる。
（６）用途の例
エアフィルタ濾材は、例えば次のような用途に用いられる。
円筒カートリッジフィルタ（産業用）、フィルタ（産業用）、掃除機用フィルタ（掃除機用）、ガスタービン用カートリッジフィルタ（ガスタービン向け互換品用）、クーリングフィルタ（電子機器筐体用）等の分野；
一般空調用（ビル・商業施設・学校用等）、空気清浄機用フィルタ等の分野
（７）フィルタパック
次に、図３を参照して、本実施形態のフィルタパックについて説明する。
図３は、本実施形態のフィルタパック４０の外観斜視図である。
フィルタパック４０は、上記説明したエアフィルタ濾材（例えば、エアフィルタ濾材１やエアフィルタ濾材２等）を備えている。フィルタパック４０のエアフィルタ濾材は、山折りおよび谷折りが交互に繰り返されたジグザグ形状に加工（プリーツ加工）された加工済み濾材である。プリーツ加工は、例えば、ロータリー式折り機によって行うことができる。濾材の折り幅は、特に限定されないが、例えば２５ｍｍ以上２８０ｍｍ以下である。フィルタパック４０は、プリーツ加工が施されていることで、エアフィルタユニットに用いられた場合の濾材の折り込み面積を増やすことができ、これにより、捕集効率の高いエアフィルタユニットを得ることができる。
なお、プリーツ加工される前のエアフィルタ濾材１やエアフィルタ濾材２には、プリーツ加工された際の山折りまたは谷折りによって向かい合う２つの隣接対向面のそれぞれに突起（凸部）を形成させるためのエンボス加工が施される。なお、エンボス加工時の突起の形成は、向かい合う２つの対向面のうちの一方だけであってもよい。これにより、プリーツ加工された状態で向かい合う２つの隣接対向面の間隔を、各突起同士が当接することで、もしくは、１つの突起が他方の対向面の面に当接することで、プリーツ間隔を保つことができる。なお、エンボス加工の手法は特に限定されないが、例えば、表面に複数の凹凸が形成された金型の対で、濾材を両側から挟み込むようプレスすることで行われる。
なお、フィルタパック４０は、濾材のほか、エアフィルタユニットに用いられた場合のプリーツ間隔を保持するためのスペーサ（不図示）をさらに備えていてもよい。スペーサの材質は特に限定されないが、ホットメルト樹脂を好ましく用いることができる。
（８）エアフィルタユニット
次に、図４を参照して、エアフィルタユニット６０について説明する。
図４は、本実施形態のエアフィルタユニット６０の外観斜視図である。
エアフィルタユニット６０は、上記説明したエアフィルタ濾材またはフィルタパックと、エアフィルタ濾材またはフィルタパックを保持する枠体５０と、を備えている。言い換えると、エアフィルタユニットは、濾材が枠体に保持されるように作製されてもよいし、フィルタパック４０が枠体５０に保持されるように作製されてもよい。図４に示すエアフィルタユニット６０は、フィルタパック４０と枠体５０を用いて作製したものである。
枠体５０は、例えば、板材を組み合わせてあるいは樹脂を成形して作られ、フィルタパック４０と枠体５０の間は好ましくはシール剤によりシールされる。シール剤は、フィルタパック４０と枠体５０の間のリークを防ぐためのものであり、例えば、エポキシ、アクリル、ウレタン系などの樹脂製のものが用いられる。
フィルタパック４０と枠体５０とを備えるエアフィルタユニット６０は、平板状に延在する１つのフィルタパック４０を枠体５０の内側に収納するように保持させたミニプリーツ型のエアフィルタユニットであってもよく、平板状に延在するフィルタパックを複数並べて枠体に保持させたＶバンク型エアフィルタユニットあるいはシングルヘッダー型エアフィルタユニットであってもよい。
一方、濾材と枠体とを備えるエアフィルタユニットは、濾材を交互に折り返した波型形状にするとともに、交互に折り返されて形成された濾材の谷部に、例えばコルゲート加工されたセパレータが配置されたセパレータ型のエアフィルタユニットであってもよい。
（９）エアフィルタ濾材の製造方法
次に、本実施形態のエアフィルタ濾材の製造方法について説明する。
図１に示す２層構造のエアフィルタ濾材１における各層の積層方法は、特に限定されない。例えば、加熱による主捕集層３０の一部溶融又はホットメルト樹脂の溶融によるアンカー効果を利用して、或いは反応性接着剤等を用いた接着を利用して、主捕集層３０と通気性支持材１０とを一体化させることができる。
図２に示す３層構造のエアフィルタ濾材２における各層の積層方法は、特に限定されない。例えば、加熱による主捕集層３０や上流捕集層２０の一部溶融又はホットメルト樹脂の溶融によるアンカー効果を利用して、或いは反応性接着剤等を用いた接着を利用して、主捕集層３０と上流捕集層２０と通気性支持材１０とを一体化させることができる。
（１０）各パラメータの定義および測定方法
以下に、各パラメータの定義および測定方法について説明する。
（目付）
目付は、４．０ｃｍ×１２．０ｃｍの長方形にカットした試料を精密天秤にて測定した質量（ｇ）を面積（０．００４８ｍ２）で除した値とした。
（繊維充填率）
次式に従って、濾材の繊維充填率を求めた。
繊維充填率（％）＝（濾材の目付）／（濾材の厚み）／（原料の比重）×１００
（平均繊維径、および、繊維径の幾何標準偏差）
走査型電子顕微鏡（商品名：ＳＵ８０２０、HITACHI社製）を用いて、５０００倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真において、任意の２５μｍ×２０μｍの領域を観察し、縦横直交する直線を引いて、各直線にクロスする繊維の直径すべてを定規で測定し、縮尺換算して繊維径（ｎｍ）を求める。次に、求めた繊維径の累積頻度分布を、対数確率紙において、横軸に繊維径、縦軸に累積頻度を採って対数正規プロットし、累積頻度が５０％となる値を平均繊維径（メディアン径）とした。繊維径の分布を表す幾何標準偏差は、上述の対数正規プロットの結果から、累積頻度５０％の繊維径と累積頻度８４％の繊維径を読み取り次の式より算出して得られる値とした。幾何標準偏差［−］＝累積頻度８４％繊維径／累積頻度５０％繊維径
（繊維間隙間）
エアフィルタの目詰まりのし易さを示すパラメータとして繊維間隙間を次式により算出した。
繊維間隙間（μｍ）＝ｄ５０（√（π／４α）−１）
ｄ５０＝平均繊維径（μｍ）
α＝充填率（−）
π＝円周率
（圧力損失）
濾材の測定サンプルを、直内径１１３ｍｍ（有効濾材面積１００ｃｍ２）のフィルタホルダにセットし、濾材透過風速を５．３ｃｍ／秒になるよう流量計で調整した。そして、この時のサンプル濾材の上下流で生じる圧力損失をマノメータで測定した。
（粒子径０．４μｍＮａＣｌ粒子の捕集効率）
ＪＩＳ Ｂ９９２８ 附属書５（規定）ＮａＣｌエアロゾルの発生方法（加圧噴霧法）記載の方法に準じて、アトマイザーで発生させたＮａＣｌ粒子を静電分級器（ＴＳＩ製３０７１Ａ）で０．４μｍの単分散粒子に分級した後、α線放射線源であるアメリシウム２４１上を通過させて粒子の帯電状態を大気塵と同じ平衡帯電状態とした。圧力損失の測定と同一のフィルタホルダに測定試料である濾材をセットした後、濾材の上流側に０．４μｍＮａＣｌ粒子を導入し、この粒子径０．４μｍＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの上下流の粒子数を凝縮粒子計数器（ＴＳＩ製３０２２Ａ）で測定した。捕集効率は次式で算出した。
捕集効率（％）＝（１−（ＣＯ／ＣＩ））×１００
ＣＯ＝下流側０．４μｍＮａＣｌ粒子の粒子数
ＣＩ＝上流側０．４μｍＮａＣｌ粒子の粒子数
（ＰＦ値）
濾材の圧力損失及び捕集効率（粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子の捕集効率）とから、次式に従いＰＦ値を求めた。ＰＦ値はエアフィルタ濾材の捕集性能の大小を示す指標として過去から使用されている値であり、性能が良いほどＰＦ値が大きくなる。
ＰＦ値＝｛−ｌｏｇ（（１００−捕集効率（％））／１００）｝／（圧力損失（Ｐａ）／１０００）
なお、１００−捕集効率（％）の値は、透過率（％）として知られる値である。
（保塵量）
ＪＩＳ Ｂ９９２８ 附属書５（規定）ＮａＣｌエアロゾルの発生方法（加圧噴霧法）記載の方法に準じて、アトマイザーで発生させたＮａＣｌ粒子をα線放射線源であるアメリシウム２４１上を通過させて粒子の帯電状態を大気塵と同じ平衡帯電状態とした。圧力損失の測定と同一のフィルタホルダに測定試料である濾材をセットした後、濾材の上流側にＮａＣｌ粒子を導入し、フィルタの圧力損失が初期値から＋２５０Ｐａ上昇するまでＮａＣｌ粒子の負荷を継続した。ＮａＣｌ粒子の負荷前後の濾材重量測定から次式によって保塵量を算出した。
保塵量（ｇ／ｍ２）＝（ＭＩ−ＭＯ）／Ａ
ＭＯ＝ＮａＣｌ粒子負荷前の試験濾材重量（ｇ）
ＭＩ＝ＮａＣｌ粒子負荷後の試験濾材重量（ｇ）
Ａ＝有効濾材面積（１００ｃｍ２＝０．０１ｍ２）
（厚み）
ＡＢＳデジマチックインジケータ（ミツトヨ社製、ＩＤ−Ｃ１１２ＣＸ）をゲージスタンドに固定し、測定対象に０．３Ｎの荷重をかけたときの厚さの値を読み取った。
なお、貼り合わせにより得られるエアフィルタ濾材の厚みは、通気性支持材１０、主捕集層３０、上流捕集層２０に対して圧力が加わるため、各厚みの単純な合計にはならず、各厚みの単純な合計の８５％以上１００％以下の範囲、より具体的には８７％以上９５％以下の範囲に収まることになる。
（引張伸度）
ＪＩＳ Ｌ １９１３（２０１０）に記載の伸び率（ＩＳＯ法）の試験方法に準拠して、引張伸度を求めた。ここで、この試験方法は、ＩＳＯ ９０７３―３を基にしている。また、装置は荷重およびつかみ間隔を自動記録できる装置の付いた定速伸長形引張試験機で、ＪＩＳ Ｂ ７７２１に規定する精度を有するものを使用した。初めに、試料から幅が５０±０．５ｍｍで、つかみ間隔を２００ｍｍにできる長さ（例えば３００ｍｍ）の試験片を試料の端から１００ｍｍ以上離れた位置で、かつ、均等に離れた位置から、たて方向およびよこ方向にそれぞれ５枚採取する。次に、試験片を初荷重で引張試験機につかみ間隔を２００±１ｍｍで取り付ける。ただし、初荷重は、試験片を手でたるみが生じない程度に引っ張った状態とする。この試験片に１００±１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で，試験片が切断するまで荷重を加える。試験片の最大荷重時の強さを０．１Ｎまで測定するとともに，最大荷重時の伸びを１ｍｍまで測定し、この伸びから伸び率を求める。当該伸び率の平均値を、たて方向およびよこ方向のそれぞれについて求め、その平均を０．５％単位に丸めた値を、引張伸度とした。
以下、実施例、比較例および参考例を示して、本発明を具体的に説明する。
なお、実施例、比較例および参考例で示す例は、いずれもエアフィルタ濾材１についての例およびその物性を示しており、山折り谷折りされて得られるフィルタパック４０やエアフィルタユニット６０ではなくその物性（圧力損失）でもない。
（実施例１、３、４、７−１０、比較例１、２、４−１２）
図１に示す２層構造のエアフィルタ濾材１について、表１に示す物性を備える通気性支持材１０と主捕集層３０とをラミネート装置を用いて熱融着により接合し、実施例１、３、４、７−１０の各エアフィルタ濾材を得た。
実施例３、４の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比が変更された例である。
実施例７の主捕集層は、実施例１からすれば、主として充填率が小さく変更された例である。
実施例８の主捕集層は、実施例１からすれば、主として充填率が大きく変更された例である。
実施例９の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の平均繊維径が大きく変更された例である。
実施例１０の主捕集層は、実施例１からすれば、主として大繊維径の繊維の平均繊維径が大きく変更された例である。
比較例１は、大繊維径の繊維を有しておらず小繊維径の繊維のみで構成された主捕集層を用いた例である。
比較例２は、繊維径のピークが１つだけである例であり、大繊維径と小繊維径の中間の平均繊維径を有する繊維で構成された主捕集層を用いた例である。
比較例３は、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維を有するガラス繊維から構成されたガラス濾材の例である。
比較例４、５の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の幾何平均が変更された例である。なお、比較例４、５では、エアフィルタ濾材の全体における捕集効率として中性能程度の捕集効率が確保されるように、主捕集層の厚みが調節されている。
比較例６の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の幾何平均が変更された例である。なお、比較例６では、小繊維径の繊維の幾何平均が比較例４と同様である主捕集層を用いつつ、中性能程度の捕集効率を確保するための主捕集層の厚みの調整は行わなかった（実施例１と同様とした）場合の例である。
比較例７の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の幾何平均および小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比が変更された例である。
比較例８の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の幾何平均および大繊維径の繊維の幾何平均がいずれも大きく変更された例である。
比較例９の主捕集層は、実施例１からすれば、主として小繊維径の繊維の幾何平均および大繊維径の繊維の幾何平均がいずれも小さく変更された例である。
比較例１０の主捕集層は、比較例９の例に対して圧力損失を低減させるために大繊維径の繊維の体積比を増大させた例である。
比較例１１の主捕集層は、比較例１０の例に対して圧力損失をさらに低減させるために充填率を下げつつ厚みも下げた例である。
比較例１２の主捕集層は、実施例１からすれば、主として充填率が小さく変更された例である。
（参考例、実施例５、６、１１、比較例１３）
図２に示す３層構造のエアフィルタ濾材２について、表１に示す物性を備える通気性支持材１０と主捕集層３０と上流捕集層２０とをラミネート装置を用いて熱融着により接合し、参考例、実施例５、６、１１、比較例１３の各エアフィルタ濾材を得た。
実施例５の主捕集層は、参考例からすれば、主として上流捕集層の捕集効率が小さく変更された例である。
実施例６の主捕集層は、参考例からすれば、主として上流捕集層の捕集効率が大きく変更された例である。
実施例１１の主捕集層は、実施例５よりもさらに上流捕集層の捕集効率を小さくした例である。
比較例１３の主捕集層は、参考例からすれば、主として上流捕集層の捕集効率が大幅に大きく変更された例である。
なお、上述の実施例、参考例および比較例において「通気性支持材」が設けられているものについては、ポリエステル１００％で構成され、サーマルボンド法で得られた市販の不織布を通気性支持材として用いた。
また、実施例、参考例および比較例において「上流捕集層」が設けられているものについては、ポリプロピレン１００％で構成され、ＭＦＲ８００ｇ／１０分であるものを上流捕集層として用いた。
さらに、「主捕集層」については、ポリプロピレン１００％で構成されたものを用いた。主捕集層のうち小繊維径については、流動性が高いもの（ＭＦＲ１８００ｇ／１０分）を用いた。また、主捕集層のうち大繊維径については、流動性が低いもの（ＭＦＲ８００ｇ／１０分）を用いた。なお、繊維径の太さは、樹脂の吐出量、エアーの速度、エアーの温度を変えることにより調節可能である。
なお、ポリプロピレンのＭＦＲ（メルトフローレート）は、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に準拠して、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件下で測定して得られる値である。
各実施例、参考例、各比較例のエアフィルタ濾材（フィルタパックやエアフィルタユニットとする前の状態のもの）について、各エアフィルタ濾材の作製に用いられた各材の物性と合わせて、以下の表１〜表６に示す
Figure 2017035684
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表から分かるように、主捕集層が小繊維径の繊維のみで構成されている比較例１や繊維径のピークが１つだけである比較例１、２では目詰まりが早期に生じ、保塵量が少ないのに対して、主捕集層において小繊維径の繊維と大繊維径の繊維を適度なバランスで設けた実施例１−１１では、保塵量を大きくすることができていることが分かる。
特に、実施例１−１１、参考例では、エンボス加工が可能となるように構成した場合であっても（引張伸度が１０％以上となるように構成した場合であっても）、比較例３で示す小繊維径の繊維と大繊維径の繊維とを有するガラス繊維から構成されるガラス濾材の保塵量と同程度またはそれ以上の保塵量を確保することができていることが分かる。
実施例３、４によれば、実施例１等と比べて大繊維径と小繊維径の混合体積比率が小さい場合であっても大きい場合であっても、小繊維径の繊維：大繊維径の繊維が３０：７０〜８０：２０の範囲であれば、性能に問題が生じないことが分かる。
実施例７、８によれば、実施例１等と比べて、主捕集層の充填率が小さい場合であっても大きい場合であっても、主捕集層の充填率が５〜１５％の範囲であれば、性能に問題が生じないことが分かる。
なお、実施例９と比較例４と比較例６を比べると、小繊維径の繊維の幾何平均の大きさが適当である場合には問題無いが、小繊維径の繊維の幾何平均が大き過ぎると、中性能程度の捕集効率を確保するために主捕集層の厚みが大きくなりすぎるか（比較例４）、または、中性能程度の捕集効率を確保できないか（比較例６）、のいずれかとなってしまうことが分かる。
また、実施例１０によれば、実施例１等と比べて、大繊維径の繊維の幾何平均が大きい場合であっても、大繊維径の繊維の幾何平均が３．０μｍ以下であれば、性能に問題が生じないことが分かる。
さらに、比較例５によれば、小繊維径の繊維の幾何平均が小さ過ぎると、やはり、目詰まりが早期に生じ、保塵量が少なくなってしまうことが分かる。
また、比較例７によれば、小繊維径の繊維の幾何平均が大き過ぎる場合には、たとえ当該小繊維径の繊維の混合体積比率が大きかったとしても、中性能程度の捕集効率を確保することができないことが分かる。
また、比較例８によれば、小繊維径の繊維の幾何平均も大繊維径の繊維の幾何平均もいずれも大き過ぎる場合には、やはり、中性能程度の捕集効率を確保することができないことが分かる。
また、比較例９によれば、小繊維径の繊維の幾何平均も大繊維径の繊維の幾何平均もいずれも小さ過ぎる場合には、中性能程度の捕集効率を確保できるものの、圧力損失が大きくなり過ぎてしまい、早期に目詰まりしてしまうことで、十分な保塵量を確保することができないことが分かる。
なお、比較例１０では、比較例９と比べて小繊維径の繊維の混合体積割合が低いために比較例９と比べると圧力損失を小さくすることができているが、依然として圧力損失が大き過ぎ、早期に目詰まりし、十分な保塵量を確保できていないことが分かる。
さらに、比較例１１では、比較例１０と比べて主捕集層における充填率が低く、厚みも薄いために、比較例１０と比べるとさらに圧力損失を小さくすることができているが、依然として十分な保塵量を確保できていないことが分かる。
また、比較例１２は、主捕集層における充填率が最も小さい場合であるが、主捕集層の厚みが十分にあるにもかかわらず、捕集効率を十分に確保できていないことが分かる。
また、参考例によれば、集塵負荷の一部を上流捕集層に担わせつつ、主捕集層の厚みを薄めに設計した場合であっても、十分に保塵量を高めることが可能になることが分かる。
また、実施例３、４、１１によれば、参考例と比べて、上流捕集層の捕集効率が小さい場合であっても大きい場合であっても、上流捕集層の捕集効率が５〜５０％の範囲内であれば、性能に問題が生じないことが分かる。
なお、比較例１３によれば、参考例と比べて、上流捕集層の捕集効率が大き過ぎる場合には、濾材全体としての圧力損失が大きくなりすぎてしまうことが分かる。
１ エアフィルタ濾材
２ エアフィルタ濾材
１０ 通気性支持材
２０ 上流捕集層
３０ 主捕集層
４０ フィルタパック
５０ 枠体
６０ エアフィルタユニット
特開２００８−０４９３３３号公報

Claims (8)

  1. 充填率が５％以上１５％以下であって、
    厚みが０．３５ｍｍ以上０．７０ｍｍ以下であって、
    繊維径分布における１．０μｍ未満と１．０μｍ以上にそれぞれピークを有し、
    １．０μｍ未満の小繊維径の繊維は、平均繊維径が０．１μｍ以上０．８μｍ未満であり、
    １．０μｍ以上の大繊維径の繊維は、平均繊維径が１．２μｍ以上３．０μｍ未満であり、
    前記小繊維径の繊維と前記大繊維径の繊維の体積比（前記小繊維径の繊維：前記大繊維径の繊維）が、３０：７０〜８０：２０である、
    主捕集層
    を有しており、
    引張伸度が１０％以上である、
    エアフィルタ濾材。
  2. 上流捕集層と、前記上流捕集層に対して気流の下流側に配置される主捕集層と、を備えたエアフィルタ濾材であって、
    引張伸度が１０％以上であって、
    前記上流捕集層は、
    粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率が５％以上５０％以下
    厚みが０．１５ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下であって、
    繊維径分布のピークが１つであり、平均繊維径が１．０μｍ以上２．０μｍ以下であり、
    前記主捕集層は、
    充填率が５％以上１５％以下であって、
    厚みが０．２６ｍｍ以上０．５６ｍｍ以下であって、
    繊維径分布における１．０μｍ未満と１．０μｍ以上にそれぞれピークを有し、
    １．０μｍ未満の小繊維径の繊維は、平均繊維径が０．１μｍ以上０．８μｍ未満であり、
    １．０μｍ以上の大繊維径の繊維は、平均繊維径が１．２μｍ以上３．０μｍ以下であり、
    前記小繊維径の繊維と前記大繊維径の繊維の体積比（前記小繊維径の繊維：前記大繊維径の繊維）が、３０：７０〜８０：２０である、
    エアフィルタ濾材。
  3. 前記小繊維径の繊維径の幾何標準偏差は、３．０以下であり、
    前記大繊維径の繊維径の幾何標準偏差は、３．０以下である、
    請求項１または２に記載のエアフィルタ濾材。
  4. エアフィルタ用濾材は、
    空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの圧力損失が３０Ｐａ以上５５Ｐａ以下であり、
    粒子径０．４μｍのＮａＣｌ粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率が７５％以上であり、
    個数中位径０．２５μｍのポリアルファオレフィン粒子を含む空気を流速５．３ｃｍ／秒で連続通風し、圧力損失が２５０Ｐａ分だけ上昇したときの前記ポリアルファオレフィン粒子の保塵量が５．０ｇ／ｍ2以上である、
    請求項１から３のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材。
  5. 前記主捕集層が、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、およびポリエチレンからなる群より選択される一種または二種以上により構成されている、
    請求項１から４のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材。
  6. 前記主捕集層は、気流を通過させる方向における下流側半分が上流側半分よりも前記小繊維径の繊維が多く存在している、
    請求項１から５のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材。
  7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材を備え、
    前記エアフィルタ濾材は、厚み方向に突出した凸部が複数形成されており、
    前記エアフィルタ濾材が山折りおよび谷折りが交互に繰り返されたジグザグ形状に加工されて構成されているフィルタパック。
  8. 請求項１から６のいずれか１項に記載のエアフィルタ濾材または請求項７に記載のフィルタパックと、
    前記エアフィルタ濾材または前記フィルタパックを保持する枠体と、
    を備えたエアフィルタユニット。
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