JP2019155247A - フィルター補強材及びこれを含む脱臭フィルター用濾材 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、プリーツ加工時に剥離や襞接着がなく、プリーツ加工性に優れた高剛性のフィルター補強材を提供する。【解決手段】本発明に係るフィルター補強材は、熱接着性短繊維を含むサーマルボンド不織布から構成される接着層と、前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維よりも融点が３０℃以上高い高融点繊維を含む不織布から構成される補強層を有することを特徴とする。また、前記接着層は、５ｄｔｅｘ以上の繊度差を有する２種以上の熱接着性短繊維を含むことが好ましい。【選択図】なし

Description

本発明は、フィルター補強材及びこれを含む脱臭フィルター用濾材に関する。

従来より、高性能エアフィルター材として、ポリプロピレン極細繊維等の各種極細繊維が集積されてなるメルトブロー不織布が用いられている。メルトブロー不織布は極細繊維から構成されているため、濾過性能は高いものの、強度や剛性が低い。そこで、こうした強度や剛性が低いエアフィルター材を補強するために、高強度及び高剛性の補強材をエアフィルター材に貼り合わせることが広く実施されている。例えば、特許文献１には、基材層間に吸着剤と接着剤からなる吸着層を１０〜４５０ｇ／ｍ²挟み込んだ積層構造体からなる濾材であって、基材層の少なくとも一層が目付５〜４０ｇ／ｍ²である熱融着系長繊維からなる不織布とメルトブロー不織布を積層した積層シートであり、吸着層と前記積層シートの熱融着系長繊維からなる不織布が隣接するように積層され、熱融着されている脱臭フィルター用濾材が開示されている。

特開２０１５−４４１８３号公報

近年では、自動車用や家庭用の各種エアフィルターとして用いられるフィルター用濾材には、更なる高機能化、多様化、小型化、高処理能力化が要求されている。また前記フィルター用濾材は濾材面積を稼ぐために一般的にプリーツ加工が施されるが、プリーツ加工の加工性向上も急務となっている。特に、フィルター用濾材では、吸着剤の特性を最大限活かすために、吸着剤を被覆する接着剤の被覆面積を最小限にしても、プリーツ加工時に剥離がなく、また処理風速を大きくしてもフィルター用濾材の形状を維持できるこれまで以上に高剛性のフィルター補強材が求められている。

一方、フィルター用濾材のプリーツ加工では、癖付部分の形を固定するために、一般的にヒートセット工程が実施されるが、ヒートセット時の熱処理により、形成したプリーツの襞が接着すると、プリーツ加工性が悪くなってしまう。

そこで本発明は、プリーツ加工時に剥離や襞接着がなく、プリーツ加工性に優れた高剛性のフィルター補強材を提供することを課題として掲げた。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、熱接着性短繊維を含むサーマルボンド不織布から構成される接着層と、前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維よりも融点が３０℃以上高い高融点繊維を含む不織布から構成される補強層を有するフィルター補強材であれば、前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明に係るフィルター補強材は、以下の点に要旨を有する。
［１］ 熱接着性短繊維を含むサーマルボンド不織布から構成される接着層と、
前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維よりも融点が３０℃以上高い高融点繊維を含む不織布から構成される補強層を有することを特徴とするフィルター補強材。
［２］ 前記接着層は、５ｄｔｅｘ以上の繊度差を有する２種以上の熱接着性短繊維を含む［１］に記載のフィルター補強材。
［３］ 前記補強層は前記高融点繊維を、前記補強層を構成する繊維１００重量％中、６０重量％以上含む［１］または［２］に記載のフィルター補強材。
［４］ 前記熱接着性短繊維の融点が８０〜１５０℃であり、
前記融点が８０〜１５０℃の熱接着性短繊維の含有率が、前記接着層を構成する繊維１００重量％中、６０〜１００重量％である［１］〜［３］のいずれか１項に記載のフィルター補強材。
［５］ 前記補強層を構成する繊維の平均繊度が、前記接着層を構成する繊維の平均繊度よりも大きい［１］〜［４］のいずれか１項に記載のフィルター補強材。
［６］ 前記接着層と前記補強層は熱融着により一体化されている［１］〜［５］のいずれか１項に記載のフィルター補強材。
［７］ 前記熱接着性短繊維が芯鞘構造、偏心構造、あるいはサイドバイサイド構造を有する複合繊維である［１］〜［６］のいずれか１項に記載のフィルター補強材。

更に本発明に係る脱臭フィルター用濾材は、以下の点に要旨を有する。
［８］ ［１］〜［７］のいずれか１項に記載のフィルター補強材と、
前記フィルター補強材の接着層側に積層される吸着剤を含む吸着層と、
前記フィルター補強材と共に、前記吸着層を挟むように積層される基材を有することを特徴とする脱臭フィルター用濾材。

本発明によれば、プリーツ加工時に剥離や襞接着がなく、プリーツ加工性に優れた高剛性のフィルター補強材が提供される。

本発明に係るフィルター補強材は、熱接着性短繊維を含むサーマルボンド不織布から構成される接着層と、前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維よりも融点が３０℃以上高い高融点繊維を含む不織布から構成される補強層を有することを特徴とする。
本発明では、接着層に使用される熱接着性短繊維と補強層に使用される高融点繊維との融点差が重要である。融点差を３０℃以上に保つことにより、接着層側では吸着層との接着強度向上が、補強層側ではプリーツ加工性向上（例えば、ヒートセット時の襞接着抑制）がそれぞれ可能となる。

また本発明に係るフィルター補強材では、接着層における前記熱接着性短繊維が短繊維であることにより、熱接着性短繊維が長繊維の場合と比べ、繊維同士の絡み合いが複雑になって繊維間の隙間が狭くなり、吸着剤の脱落を防止しながら、剥離強度の向上が図られ、プリーツ加工時の剥離が抑制される。また繊維同士の絡み合いが複雑になったことで、フィルター補強材自体に剛性が加わり、腰強力が向上し、使用時の変形防止に寄与する。更にフィルター補強材自体の剛性向上と襞接着抑制効果により、脱臭フィルター用濾材においては、圧力損失が低減する。

更に、接着層として熱接着性短繊維を含むサーマルボンド不織布を用いたことにより、従来の接着剤（例えば、パウダー、スプレー、シート等）と比べて以下の点で有利である。
（１）剛性の向上に寄与する；従来の接着剤は基本的に点接着であるため、フィルター補強材や脱臭フィルター用濾材の剛性向上には寄与しなかった。しかしながら、本発明ではサーマルボンド不織布を採用したことにより、サーマルボンド不織布自体の剛性が加わり、フィルター補強材や脱臭フィルター用濾材の剛性向上に貢献する。
（２）吸着剤の特性をより活かせる；前述の通り、従来の接着剤は点接着であるため、フィルター性能は発揮せず、脱臭フィルター用濾材のダスト捕集性能には寄与しなかった。しかしながら、サーマルボンド不織布を採用したことにより、接着層においてもフィルター性能が発揮されることとなった。本構成により、吸着層中の吸着剤に対するダスト付着量を低減でき、吸着剤の性能をより活かすことができる。
（３）プリーツ形成時の割れ抑制に有効である；従来の接着剤は点接着であるが故、接着剤が吸着剤に触れると吸着剤付近に凝集する傾向があり、プリーツ形成時の襞折りの衝撃で接着点が割れ、吸着剤が脱臭フィルター用濾材から脱落することがあった。しかしながら、サーマルボンド不織布を採用することで、従来の接着剤とくらべて繊維間が密になり、吸着剤をしっかりと絡めて接着することが可能となった。本構成により、襞折りの衝撃で接着点が割れ難くなり、吸着剤の脱落も抑制できるようになった。

更に本発明は、前記フィルター補強材を含む脱臭フィルター用濾材も包含する。より具体的には、本発明に係る脱臭フィルター用濾材は、前記フィルター補強材と、前記フィルター補強材の接着層側に積層される吸着剤を含む吸着層と、前記フィルター補強材と共に、前記吸着層を挟むように積層される基材を有することを特徴とする。前記脱臭フィルター用濾材は、例えば、プリーツ加工され、自動車、空調機器、空気清浄器等のプリーツエアフィルターとして好ましく用いられる。脱臭フィルター用濾材において、吸着剤はある程度フィルター補強材を構成する繊維間にめり込んでもよい。また、基材とフィルター補強材の接着層が部分的に接着していてもよい。更に脱臭フィルター用濾材は、意匠層、第二の吸着層、第二のフィルター補強材などを適宜有していてもよい。

以下、本発明について詳述する。

＜フィルター補強材＞
＜＜接着層＞＞
本発明に係るフィルター補強材は、熱接着性短繊維を含むサーマルボンド不織布から構成される接着層を有する。該接着層は、吸着剤を含む吸着層とフィルター補強材を接合する際の接着機能を担う。前記接着層は、同一種の熱接着性短繊維を含んでいてもよく、異種の熱接着性短繊維を２種以上含んでいてもよい。

熱接着性短繊維の繊維長は、好ましくは３０〜１００ｍｍ、より好ましくは４０〜８０ｍｍ、更に好ましくは４５〜７０ｍｍである。

本明細書において、熱接着性短繊維とは、具体的には融点が８０〜２００℃、より好ましくは９５〜１９０℃、更に好ましくは１００〜１８０℃の繊維をいう。熱接着性短繊維の融点は、後述する補強層、吸着剤及び基材の耐熱性と接着性のバランスにより適宜定められ、一般的に融点が低くなる程、接着層における剥離強さ、脱臭フィルター用濾材作成時の一体加工性、及び脱臭フィルター用濾材の剛性が向上し、融点が高くなる程、脱臭フィルター用濾材の耐熱性や形状保持性が向上する。

前記接着層は、好ましくは融点が８０〜１５０℃の熱接着性短繊維を、前記接着層を構成する繊維１００重量％中、好ましくは６０〜１００重量％、より好ましくは７５重量％以上、更に好ましくは９０重量％以上、より更に好ましくは９５重量％以上含むことが好ましい。本構成により、接着層における剥離強さ、脱臭フィルター用濾材作成時の一体加工性、及び脱臭フィルター用濾材の剛性が向上する。

また接着強度向上のために、前記接着層は融点が８０〜１５０℃の熱接着性短繊維を、好ましくは１５ｇ／ｍ²以上、より好ましくは２０ｇ／ｍ²以上、好ましくは５０ｇ／ｍ²以下、より好ましくは４０ｇ／ｍ²以下含むことが好ましい。

一方、熱処理により融点が８０〜１５０℃の熱接着性短繊維が溶融しても、融点が１５０℃超２００℃以下の熱接着性短繊維は溶融の程度が穏やかで、融点が８０〜１５０℃の熱接着性短繊維に比べて、その形態を留めておくことが容易であり、フィルター補強材や脱臭フィルター用濾材の剛性向上、接着層の形態保持、及び目開き防止に寄与する。この理由から、前記接着層は融点が１５０℃超２００℃以下の熱接着性短繊維を含んでいてもよい。融点が１５０℃超２００℃以下の熱接着性短繊維を含む場合、前記接着層を構成する繊維１００重量％中、融点が１５０℃超２００℃以下の熱接着性短繊維は、好ましくは１０〜４０重量％である。しかしながら、融点が１５０℃超２００℃以下の熱接着性短繊維の含有率が増えすぎると、接着強度の低下に繋がる虞があることから、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下であり、１重量％以下であってもよい。

熱接着性短繊維の繊度は、脱臭フィルター用濾材の使用環境における処理風量や要求されるダスト捕集性能に応じて適宜選定すればよく、好ましくは１．０〜４０ｄｔｅｘ、より好ましくは１．５〜３０ｄｔｅｘである。なお前記熱接着性短繊維の繊度は、熱処理前の繊度を指す。例えば、熱処理後の熱接着性短繊維の繊度は熱処理前の繊度に対して、通常０．３〜１倍である。

前記接着層は、好ましくは５ｄｔｅｘ以上、より好ましくは８ｄｔｅｘ以上、更に好ましくは１０ｄｔｅｘ以上、好ましくは３０ｄｔｅｘ以下の繊度差を有する２種以上の熱接着性短繊維を含むことが望ましい。細い熱接着性短繊維は接着層における接着点の増大に寄与するため、細い熱接着性短繊維の存在により、接着強度の向上が図られる。一方、太い熱接着性短繊維は接着層における繊維間空隙の形成やフィルター補強材の高強度化に寄与し、フィルター補強材における通気性の向上や脱臭フィルター用濾材の曲げ剛性向上が図られる。

上記と同様の理由から、５ｄｔｅｘ以上（より好ましくは８ｄｔｅｘ以上、更に好ましくは１０ｄｔｅｘ以上）の繊度差を有する２種の熱接着性短繊維のうち、細い方の熱接着性短繊維（以降、「細繊度の熱接着性短繊維」と称する場合がある）の繊度は、好ましくは１．０〜１０ｄｔｅｘ、より好ましくは１．５〜７．０ｄｔｅｘ、更に好ましくは１．８〜５．０ｄｔｅｘである。一方、太い方の熱接着性短繊維の繊度（以降、「太繊度の熱接着性短繊維」と称する場合がある）は、好ましくは１０ｄｔｅｘ超４０ｄｔｅｘ以下、より好ましくは１２〜３０ｄｔｅｘ、更に好ましくは１５〜２５ｄｔｅｘである。

また、前記細繊度の熱接着性短繊維と前記太繊度の熱接着性短繊維の含有比率は、重量比（細繊度の熱接着性短繊維：太繊度の熱接着性短繊維）で、好ましくは１：９９〜９９：１、より好ましくは１５：８５〜６０：４０、更に好ましくは２０：８０〜４５：５５である。前記範囲内に調整することにより、接着強度と剛性のバランスが取れたフィルター補強材となる。

熱接着性短繊維としては、融点の異なる複数の樹脂を組み合わせた芯鞘構造、偏心構造、あるいはサイドバイサイド構造を有する複合繊維；変性ポリエステル繊維；変性ポリアミド繊維；変性ポリプロピレン繊維等の変性ポリオレフィン繊維等が使用できる。前記複合繊維に使用される樹脂の組み合わせには、ポリエチレン−ポリプロピレン、ポリプロピレン−変性ポリプロピレン等のポリオレフィン系の組み合わせ、ポリエチレン−ポリエステル、ポリエステル−変性ポリエステル、ナイロン−変性ナイロン等が挙げられる。また融点によっては、単一の樹脂からなる熱接着性短繊維も使用できる。

中でも、熱接着性短繊維は芯鞘構造、偏心構造、あるいはサイドバイサイド構造を有する複合繊維が好ましい。これらの複合繊維は、融点の異なる複数の樹脂を組み合わせて構成されている。そのため、熱接着性短繊維が熱溶融した後、熱接着性短繊維の低融点成分で接着層中の繊維間が接着固化され、高融点成分を繊維の形態で残す。繊維の形態で残った高融点成分は、フィルター補強材の高剛性化や、接着層におけるフィルター性能向上に寄与する。

複合繊維における高融点成分は、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等のポリエステル系樹脂；ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系樹脂；等が挙げられるが、中でも融点や繊度の種類が豊富で、剛性（高Ｔｇ）や耐熱性に優れることから、ポリエステル系樹脂が好ましく、特にポリエチレンテレフタレートが好ましい。
複合繊維における低融点成分は、変性ポリエステルまたは共重合ポリエステルが好ましい。前記ポリエチレンテレフタレートの共重合成分としては、例えば、イソフタル酸、アジピン酸、ジエチレングリコール、ヘキサンジオール等が例示できる。該低融点成分の融点は、好ましくは８０℃以上、より好ましくは８５℃以上、更に好ましくは９０℃以上であり、好ましくは１７０℃以下、より好ましくは１６０℃以下、更に好ましくは１５０℃以下である。
通常、低融点成分と高融点成分の重量比は好ましくは３０：７０〜７０：３０であり、より好ましくは４０：６０〜６０：４０、更に好ましくは４５：５５〜５５：４５である。

なお後述するように、本発明では熱処理を行うため、接着層には熱接着性短繊維の一部又は全部が溶融固化した状態で存在することとなる。熱溶融後の熱接着性短繊維は、例えば、接着層中の繊維の交絡点を固定した状態で固化していることもある。また熱接着性短繊維は、熱接着性短繊維全体が溶融固化した状態で存在していてもよいし、複合繊維を用いる場合には、高融点成分が繊維の形態を留め、低融点成分で接着層中の繊維が交絡点で接着された状態で存在していてもよい。

接着層は更に、前述した熱接着性短繊維を除く任意の繊維を含んでいてもよい。接着層に含まれる任意の繊維（但し、前述した熱接着性短繊維を除く）としては、非接着性繊維が好ましい。前記非接着性繊維としては、例えば、綿、麻、毛、絹等の天然繊維；レーヨン、ポリノジック、キュプラ、レヨセル等の再生繊維；アセテート繊維、トリアセテート繊維等の半合成繊維；ナイロン６、ナイロン６６、アラミド繊維（パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維等）等のポリアミド繊維；ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリ乳酸繊維、ポリアリレート繊維等のポリエステル繊維；ポリアクリロニトリル繊維、ポリアクリロニトリル−塩化ビニル共重合体繊維等のアクリル繊維；ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維；ビニロン繊維、ポリビニルアルコール繊維等のポリビニルアルコール系繊維；ポリ塩化ビニル繊維、ビニリデン繊維、ポリクラール繊維等のポリ塩化ビニル系繊維；ポリウレタン繊維等の合成繊維；ポリエチレンオキサイド繊維、ポリプロピレンオキサイド繊維等のポリエーテル系繊維等が例示できる。接着層は、同一種の非接着性繊維を含んでいてもよく、異種の非接着性繊維を２種以上含んでいてもよい。

非接着性繊維の断面形状は特に限定されるものではなく、丸断面；三角形、星形、五角形等の異型断面；のいずれも使用することができる。また非接着性繊維は、中実繊維、中空繊維のいずれの繊維も用いることができる。更に非接着性繊維は捲縮繊維であっても非捲縮繊維であってもよい。

非接着性繊維としては短繊維が好ましく、その繊維長は、好ましくは１０〜３００ｍｍ、より好ましくは２０〜１００ｍｍである。非接着性繊維の繊維長を前記範囲内に調整することにより繊維を交絡させやすくなる。

非接着性繊維の融点は特に限定されないが、好ましくは２００℃超、より好ましくは２２０℃以上、更に好ましくは２４０℃以上、より更に好ましくは２５０℃以上であり、好ましくは４００℃以下、より好ましくは３５０℃以下、更に好ましくは３３０℃以下である。なお非接着性繊維が明瞭な融点を示さない繊維については、分解温度を融点とする。

非接着性繊維の繊度は特に限定されないが、１．０〜４０ｄｔｅｘ、より好ましくは１．５〜３０ｄｔｅｘである。

接着層の目付は、好ましくは１０〜１００ｇ／ｍ²、より好ましくは１５〜７０ｇ／ｍ²である。

＜＜補強層＞＞
本発明に係るフィルター補強材は、前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維よりも融点が３０℃以上高い高融点繊維を含む不織布から構成される補強層を有する。前記補強層は、脱臭フィルター用濾材における最流入層または最流出層となる。

前記高融点繊維とは、前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維よりも融点が３０℃以上高い繊維をいう。例えば、前記接着層における熱接着性短繊維のうち、最も融点の低いものが１１０℃であった場合、補強層における高融点繊維は融点が１４０℃以上の繊維をいう。

高融点繊維は、前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維よりも融点が３０℃以上高い繊維であれば特に限定されず、前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維よりも融点が３０℃以上高い熱接着性短繊維；前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維よりも融点が３０℃以上高い非接着性繊維；等が好ましく用いられる。補強層で好ましく用いられる熱接着性短繊維及び非接着性繊維としては、接着層の欄で詳述した各熱接着性短繊維や非接着性繊維が例示される。

高融点繊維としては、前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維よりも融点が３０℃以上高く、且つ、融点が１５０℃以上２００℃以下の熱接着性短繊維；または融点が２００℃超４００℃以下の非接着性繊維が好ましい。前記熱接着性短繊維としては、芯鞘構造、偏心構造、あるいはサイドバイサイド構造を有する複合繊維が好ましい。また前記非接着性繊維としては、ポリエステル繊維が好ましい。

前記補強層は、前記高融点繊維を、前記補強層を構成する繊維１００重量％中、好ましくは６０〜１００重量％、より好ましくは７５重量％以上、更に好ましくは９０重量％以上、より更に好ましくは９５重量％以上含むことが好ましい。高融点繊維の含有率が高まる程、フィルター補強材の高剛性化、脱臭フィルター用濾材作成時の一体加工性の向上及びプリーツ加工時の襞接着抑制に寄与する。

補強層を構成する不織布は、高融点繊維を含む限り特に限定されず、サーマルボンド不織布、レジンボンド不織布、ニードルパンチ不織布等の乾式不織布；スパンボンド不織布；メルトブロー不織布；湿式不織布；等が用途に応じて適宜好ましく用いられ、中でも、接着層との接着強度が高まるため、サーマルボンド不織布が好ましい。

補強層には、前記高融点繊維を除く任意の繊維が含まれていてもよく、補強層に含まれる繊維（但し、前記高融点繊維を除く）としては、例えば、前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維の融点をＴ_Lとしたときに、融点がＴ_L−１０（℃）以上Ｔ_L＋３０（℃）未満を満たす低融点繊維が挙げられる。前記低融点繊維が含まれることで、接着層と補強層の接着強度が向上するため好ましい。前記低融点繊維としては、接着層の欄で詳述した各熱接着性短繊維が例示され、中でも接着性と剛性に優れることから、芯鞘構造、偏心構造、あるいはサイドバイサイド構造を有する複合繊維が好ましい。また接着層との接着強度を高めるため、前記低融点繊維の繊度は、好ましくは１．０〜４０ｄｔｅｘ、より好ましくは１０〜２５ｄｔｅｘである。

補強層の目付は、好ましくは１０〜１００ｇ／ｍ²、より好ましくは１５〜７０ｇ／ｍ²である。

＜＜フィルター補強材としての特性＞＞
前述の通り、本発明では接着層としてサーマルボンド不織布を採用したことにより、接着層においてもフィルター性能が発揮されることとなった。また、前記補強層は、脱臭フィルター用濾材における最流入層または最流出層（好ましくは最流入層）となるため、接着層と補強層では平均繊度を変え、接着層と補強層間に繊維密度の勾配が設けられていることが好ましい。例えば、前記補強層を構成する繊維の平均繊度は、前記接着層を構成する繊維の平均繊度よりも大きいことが望ましい態様である。脱臭フィルター用濾材においては、接着層側に吸着層が設けられるため、補強層側が最流入層となることが多い。その場合、粒径の大きなダストは、補強層、接着層の順に補足され、吸着剤に直接付着することが抑制できる。
なお本発明において、各層に含まれる繊維の平均繊度は、各層に含まれる全繊維の重量平均で求めることとする。

また接着層と補強層の目付比率（接着層：補強層）は、１０：９０〜９０：１０の範囲で任意に設定できる。接着層の目付比率が高過ぎると、熱接着性短繊維の熱融着成分が熱処理により溶融し、補強層側表面から染み出し、ヒートセット時に襞接着を引き起こす虞があるので、その場合は、熱融着性分が染み出さないように補強層の平均繊度や密度等を調整するとよい。一方、補強層の目付比率が高過ぎると、接着層の目付を十分に確保できず、吸着層との接着強度が下がるおそれがあるため、補強層にも熱接着性短繊維を混綿しておくとよい。

フィルター補強材の目付は、好ましくは２０〜２００ｇ／ｍ²、より好ましくは３０〜１５０ｇ／ｍ²、更に好ましくは４０〜１２０ｇ／ｍ²である。
またフィルター補強材の厚さは、好ましくは０．１〜３．５ｍｍ、より好ましくは０．２〜３．０ｍｍ、更に好ましくは０．３〜２．５ｍｍである。
フィルター補強材の目付及び厚さが前記範囲内であれば、適度な剛性を有し、またフィルター補強材での通気量低下を抑制できるため、脱臭フィルター用濾材における圧力損失を小さくできる。特にフィルター補強材は薄いほど、プリーツの山数を多くでき、更に襞接触による構造圧損を抑制できるため好ましい。

本発明に係るフィルター補強材は、高剛性且つプリーツ加工性に優れているため、フィルター用濾材における基材としても好ましく用いられる。本発明に係るフィルター補強材を基材として用いれば、吸着剤を固定するための接着剤が不要になるため、吸着剤の特性をより活かすことができる。

＜＜フィルター補強材の製造方法＞＞
フィルター補強材の製造方法は、接着層用の繊維ウェブ及び補強層用の繊維ウェブを積層する工程、及び積層された繊維ウェブに熱処理を施すサーマルボンド工程、を有する。

接着層用及び補強層用の繊維ウェブの積層に際しては、各層を構成する繊維を混綿後、カード機から紡出した繊維ウェブをそのまま単層または複数層パラレル積層したり、繊維ウェブをクロス積層するなど、一般的な不織布の製造方法が採用される。

サーマルボンド工程における熱処理温度は、好ましくは接着層及び補強層に含まれる全ての熱接着性短繊維の融点超が望ましい。サーマルボンド工程後は、フィルター補強材の厚さ調整のため、カレンダー加工を実施してもよい。本サーマルボンド工程により、前記接着層と前記補強層は熱融着により一体化される。

またフィルター補強材の製造に際しては、ニードルパンチ加工やウォーターパンチ加工等の機械的絡合工程の有無は問わない。仮に接着層と補強層を積層した後に機械的絡合工程を実施する場合は、接着層中の熱接着性短繊維が補強層側表面に突出しすぎないように留意する。

製造されたフィルター補強材には、フィルター補強材に機能を付加するため、脱臭剤、消臭剤、抗菌剤、難燃剤、抗ウィルス剤、芳香剤、顔料等の各種機能剤をバインダー樹脂に分散した液を用いてバインダー樹脂加工を施してもよい。バインダー樹脂としては、不織布の製造に用いられる一般的な樹脂を用いればよい。バインダー樹脂加工は、塗布、含浸などにより実施できるが、吸着剤との接着強度低下を抑制するため、機能剤を含むバインダー樹脂は、補強層側に塗布されることが望ましい。

＜脱臭フィルター用濾材＞
＜＜基材＞＞
脱臭フィルター用濾材に用いられる基材としては、通気性を有する織布または不織布が好ましく、特に繊維間が密であることから不織布が好ましい。前記不織布としては、サーマルボンド不織布、ニードルパンチ不織布、スパンレース不織布等の乾式不織布；スパンボンド不織布；メルトブロー不織布；湿式不織布；等が用途に応じて適宜好ましく用いられる。前記基材は樹脂加工されていてもよい。また前記基材はエレクトレット加工されていてもよい。

脱臭フィルター用濾材に用いられる基材として好ましくは、強度の観点から、エレクトレット加工が施されたスパンボンド不織布である。前記スパンボンド不織布を構成する繊維は特に限定されないが、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維；ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリ乳酸繊維、ポリアリレート繊維等のポリエステル繊維；等である。

また脱臭フィルター用濾材に用いられる基材として、樹脂加工されたサーマルボンド不織布も好ましい。サーマルボンド不織布には、通常は熱収縮を考慮し低融点成分を有しない繊維が一定比率で混合される。そのため、部分的に交点接着が弱く、不織布全体としての腰強度や引張り強度が不足することが多い。そこで、サーマルボンド不織布に樹脂加工することにより、全繊維の交点間を接着させ腰強度とともに引張り強度を増大させることが可能となる。

樹脂加工に用いる樹脂は特に限定されないが、加工後に固い樹脂が好ましく、アクリル酸エステル系樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂などのアクリル系樹脂；ポリエステル樹脂；ウレタン樹脂；などが使用できる。中でも、固さや耐熱性の観点から、アクリル系樹脂またはポリエステル樹脂が好ましい。樹脂加工に用いる樹脂量は１〜１０ｇ／ｍ²が好ましく、より好ましくは２〜５ｇ／ｍ²である。樹脂量が少ないと十分な剛性が得られず、多いと通気性を阻害するので好ましくない。また樹脂加工時には、難燃剤、抗菌防カビ剤、顔料などの付加機能剤を適宜使用することができる。特に、顔料を混合するとダスト負荷時の視認性が向上し、交換時期の目安が分かりすいため好ましい。

＜＜吸着層＞＞
吸着層に含まれる吸着剤としては、粉末状、粒状、破砕状、造粒状、ビーズ状の各種吸着剤が挙げられるが、幅広く種々のガスを吸着できる活性炭；シリカゲル；ゼオライト；等が好ましく、ヤシガラ系、木質系、石炭系、ピッチ系等の活性炭が好適である。表面観察によって見られる内部への導入孔いわゆるマクロ孔数は多い方がよい。その理由は、活性炭と後述する接着剤（例えば、熱可塑性粉末樹脂）から混合粉粒体をつくった際に、熱可塑性粉末樹脂が活性炭表面を被覆しても、熱プレス加工時に細孔内部からのガス脱着により、吸着可能な細孔を開放することができるためである。また、活性炭表面はある程度粗い方が溶融した樹脂の流動性も悪くなり、吸着性能低下を抑えることができる。

吸着剤の粒径範囲は、通気性、吸着剤の脱落、シート加工性等を考慮して、ＪＩＳ標準ふるい（ＪＩＳ Ｚ８８０１）による値で１０〜１０００μｍが好ましく、１００〜９００μｍがより好ましい。粒径範囲が１０μｍ未満では、一定の高吸着容量を得るのに圧力損失が大きくなりすぎ、また濾材における充填密度が高くなるために粉塵負荷時の圧力損失の上昇が早くなり、粉塵保持量が低下する。粒径範囲が１０００μｍを超える場合には、濾材からの脱落が生じ易くなり、またワンパスでの初期吸着性能が極端に低くなり、さらにはプリーツ形状および波状等の空気浄化用フィルターユニットとしたときの折り曲げ、および波状加工時の加工性が悪くなる。なお、上記の粒状粉粒状吸着剤は、通常の分級機を使用して所定の粒度調整をすることにより、得ることが可能である。

脱臭フィルター用濾材における吸着剤の重量は、１０〜４５０ｇ／ｍ²が好ましく、５０〜３５０ｇ／ｍ²がより好ましい。かかる範囲であれば、圧力損失の大幅な上昇を抑えつつ、十分な脱臭性能を得ることができる。

吸着剤は、極性物質やアルデヒド類の吸着性能を向上することを目的として、薬品処理を施して用いてもよい。ガス薬品処理に用いられる薬品としては、アルデヒド系ガスやＮＯｘ等の窒素化合物、ＳＯｘ等の硫黄化合物、酢酸等の酸性の極性物質に対しては、例えばエタノールアミン、ポリエチレンイミン、アニリン、Ｐ−アニシジン、スルファニル酸等のアミン系薬剤や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸グアニジン、リン酸グアニジン、アミノグアニジン硫酸塩、５，５−ジメチルヒダントイン、ベンゾグアナミン、２，２−イミノジエタノール、２，２，２−ニトロトリエタノール、エタノールアミン塩酸塩、２−アミノエタノール、２，２−イミノジエタノール塩酸塩、Ｐ−アミノ安息香酸、スルファニル酸ナトリウム、Ｌ−アルギニン、メチルアミン塩酸塩、セミカルバジド塩酸塩、ヒドラジン、ヒドロキノン、硫酸ヒドロキシルアミン、過マンガン酸塩、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等が好適に用いられ、アンモニア、メチルアミン、トリメチルアミン、ピリジン等の塩基性の極性物質に対しては、例えば、リン酸、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、酒石酸等が好適に用いられる。なお、薬品処理は、例えば、吸着剤に薬品を担持させたり、添着することにより行う。また、吸着剤に直接薬品を処理する以外に、濾材表面付近に通常のコーティング法等で添着加工する方法や濾材全体に含浸添着することも可能である。この際、アルギン酸ソーダやポリエチレンオキサイド等の増粘剤を混入した薬品水溶液をつくり、これを担持、添着を実施する方法も可能である。この方法では水への溶解度が低い薬品を担持、添着し、さらに薬品の脱落を抑制するのにも有効である。

吸着層は、更に接着剤を含んでいてもよい。前記接着剤は、例えば、熱可塑性粉末樹脂、ホットメルトシート（例えば、蜘蛛の巣状ホットメルトシート；呉羽テック社製「ダイナック（登録商標）」）等が挙げられ、中でも熱可塑性粉末樹脂が好ましい。粉末樹脂であれば吸着剤に均一に分散することができる。熱可塑性粉末樹脂の種類としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレン−アクリル共重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂等が挙げられる。

接着剤に使用する熱可塑性粉末樹脂の大きさは、平均粒子径で好ましくは１０〜５００μｍ、より好ましくは２０〜４００μｍであり、平均粒子径が１０〜５００μｍの範囲に９５重量％以上含まれていることが望ましい。かかる範囲の平均粒子径であれば、熱可塑性樹脂が、粉粒状吸着剤の表面細孔を塞ぐことを低減できる一方、吸着剤との混合時にファンデルワールス力や静電気力による粉粒状吸着剤への予備接着が有効になされ、均一に分散することができ、吸着剤層と基材の部分的剥離を効果的に防止することが可能となる。

接着剤に使用する熱可塑性粉末樹脂の形状は特に規定はないが、球状、破砕状等があげられる。当然ながら、２種以上の熱可塑性粉末樹脂を併用もできる。さらには、薬品担持した粉粒状吸着剤または薬品担持した基材を使用した場合でもこの処方であれば、粉粒状吸着剤表面に熱可塑性粉末樹脂がドライ状態の混合時から仮接着した状態になるため仮に該薬品が相異なる性質のものであっても後のシート化工程でも互いに干渉することを避けることができるので充分な効果が発揮される。

前記熱可塑性粉末樹脂は、吸着剤に対して１〜４０重量％使用するのが好ましく、３〜３０重量％使用するのがより好ましい。かかる範囲内であれば、基材層との接着力、圧力損失、脱臭性能に優れる脱臭フィルター用濾材が得られる。

＜＜脱臭フィルター用濾材の特性＞＞
脱臭フィルター用濾材は、抗菌剤、抗かび剤、抗ウィルス剤、難燃剤等の付随的機能を有する成分等を含めて構成してもよい。これらの成分は繊維類や不織布中に練り込んでも、後加工で添着、および担持して付与してもよい。例えば、難燃剤を含めて構成することにより、ＦＭＶＳＳ．３０２で規定されている遅燃性の基準やＵＬ難燃規格に合致した脱臭フィルター用濾材を製造することが可能である。

脱臭フィルター用濾材を最終的に熱プレスしシート状にする方法としては、当該分野で一般的に使用されるロール間熱プレス法、あるいは上下ともフラットな熱ベルトコンベヤー間に挟み込むフラットベッドラミネート法等が挙げられる。より均一な厚み、接着状態を作り出すため、フラットベッドラミネート法の方がより好ましい。

脱臭フィルター用濾材の製造方法について詳述する。まず吸着剤と接着剤を所定の重量秤量し、攪拌機に入れ、約１０分間回転速度３０ｒｐｍで攪拌する。次にこの混合粉末を前記フィルター補強材の接着層側に散布し、さらにその上から基材を重ね合わせ、熱プレス処理を行なう、或いは、前記混合粉末を基材上に散布し、さらにその上から前記混合粉末が散布された基材側に前記フィルター補強材の接着層側が向くようにして重ね合わせ、熱プレス処理を行う。熱プレスの際の表面温度は熱可塑性樹脂の融点の３〜３０℃、好ましくは５〜２０℃高いことが好ましい。

脱臭フィルター用濾材の厚みは０．１〜３．０ｍｍが好ましく、０．５〜２．０ｍｍがより好ましい。厚みが０．１ｍｍ未満では粉塵捕集空間が小さいため、粉塵負荷時の圧力損失の上昇が早く、目詰まりが発生する。また３．０ｍｍを超えると濾材全体が厚すぎるため、プリーツ状ユニットとした場合に構造抵抗が大きくなり、結果としてユニット全体での圧力損失が高くなり過ぎるという実用上の問題がある。

脱臭フィルター用濾材の目付は、３０〜５００ｇ／ｍ²であることが好ましい。目付が３０ｇ／ｍ²未満では濾材の剛性が弱いため、通風負荷時にユニットが変形し、圧力損失が増大する。５００ｇ／ｍ²を超えると濾材が厚くなるためプリーツ状ユニットとした場合の構造抵抗が大きくなるという実用上の問題がある。

脱臭フィルター用濾材を使用したプリーツ状フィルターユニットの厚みは、５〜４００ｍｍが好ましい。収納スペースを考慮すると、カーエアコンに内蔵装着をはじめとする車載用途や家庭用空気清浄機であれば１０〜６０ｍｍ程度、ビル空調用途に設置される大型のフィルターユニットであれば４０〜４００ｍｍ程度が好ましい。

脱臭フィルター用濾材をプリーツ加工する際、レシプロ式やロータリー式などの一般的なプリーツ加工機が使用可能である。また、プリーツの高さとピッチを固定して枠材を取り付けやすくするため、更には脱臭フィルター用濾材の使用中の形態安定のために、ヒートセット工程を実施してもよい。ヒートセット時の熱処理温度は、好ましくは接着層に含まれる熱接着性短繊維の溶融開始温度（融点−１０〜２０℃程度）以上、接着層に含まれる熱接着性短繊維の融点＋３０（℃）以下に設定すれば、プリーツ同士が襞接着することなくプリーツ形態を保持でき、脱臭フィルター用濾材自体の性能も維持できる。

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。なお、以下においては、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「％」は「重量％」を意味する。

実施例及び比較例で採用した評価は以下の通りである。
１．目付：ＪＩＳ Ｌ１９１３ ６．２に準ず。
２．厚さ：ＪＩＳ Ｌ１９１３ ６．１．１Ａ法に準じ、試験片にかける圧力を２ｇ／ｃｍ²とする。

３．剥離強度：脱臭フィルター用濾材を用いてＪＩＳ Ｌ１０８６ ７．１０に準じて測定する。試験片の寸法は、巾５０ｍｍ、長さ２００ｍｍとし、剥離速度は１００ｍｍ／分とする。

４．腰強力：試料として、タテ８０ｍｍ×ヨコ６５ｍｍにカットした脱臭フィルター用濾材を用いる。試料の採取に際しては、試料のタテ及びヨコが、それぞれ繊維シートの機械方向（ＭＤ）及び幅方向（ＣＤ）方向と一致するようにする。試料がタテ４０ｍｍ×ヨコ６５ｍｍのサイズとなるようにタテ方向の両端より半分の位置で該試料を山折りに折り曲げる。折り曲げた試料の山部を上にした状態で、タテ４０ｍｍ×ヨコ６５ｍｍの矩形の枠に、前記試料のタテ方向とヨコ方向が、それぞれ枠のタテ方向とヨコ方向に一致するようにセットする。一方、引張試験機の上部つかみ部には、先端がφ１０ｍｍの圧縮治具を取り付ける。前記圧縮治具を該試料の山部のヨコ方向の中心に押し当て、５０ｍｍ／分の速度で下方へ移動させた。そのときの荷重を測定し、測定された最大値を腰強力とする。

５．プリーツ加工時の剥離：脱臭フィルター用濾材を、巾２５０ｍｍにスリットし、山高さ２８ｍｍとなるように癖付けしてからプリーツを形成した。そのときの剥離状態を下記に基づき評価する。
◎：剥離が全く発生せず、プリーツの山部・谷部の鋭角性がかなりあり、プリーツがかなり整然と揃っている。
○：剥離が発生せず、プリーツの山部・谷部の鋭角性があり、プリーツが整然と揃っている。
△：剥離がやや発生する、または剥離ぎみ部分が少しあり、プリーツの山部・谷部の鋭角性がない部分やプリーツが整然と揃っていない部分が少しある。（基準）
×：剥離が多く発生し加工できない、プリーツの山部・谷部の鋭角性がない部分やプリーツが整然と揃っていない部分が多くある。

６．ヒートセット時の襞接着：「５．プリーツ加工時の剥離」の評価後、表に記載された温度でヒートセット加工を行い、ヒートセット時の襞接着を下記に基づき評価する。
○：襞接着が発生しない。プリーツ形状・加工性が良好である。
×：襞接着が発生した。プリーツ形状・加工性が悪かった。

７．ヒートセット後の形状：「５．プリーツ加工時の剥離」の評価後、表に記載された温度でヒートセット加工を行い、ヒートセット後の形状を下記に基づき評価する。
◎：プリーツが等間隔に整然と整っており、プリーツ形状・加工性がかなり良好である。
○：プリーツが等間隔に殆ど整然と整っており、プリーツ形状・加工性が良好である。
△：プリーツが等間隔に整っていない部分が少しあるが、プリーツ形状・加工性は実使用できるレベルである。（基準）
×：プリーツが等間隔に整っていない部分が多くあり、プリーツ形状・加工性が悪かった。

８．ユニット圧力損失：ヒートセット後の形状を評価した後、４辺に汎用の枠材を取り付けてプリーツエアフィルターユニットを作製し、各実施例・比較例における圧力損失（Ｐｓ）を基準となる参考例の圧力損失（Ｐｓ’）との差により下記の通り評価する。
◎：圧力損失低減率が５％超えであり、基準よりかなり良い。
○：圧力損失低減率が０％超え５％以下であり、基準と同等以上である。
△：基準。
×：圧力損失が基準よりも大きい。
なお圧力損失低減率（％）＝（Ｐｓ’−Ｐｓ）／（Ｐｓ’）×１００である。

９．総評価：プリーツエアフィルターとして適しているかどうか、下記に基づき総合的に評価した。
◎：プリーツエアフィルターとしてかなり好適である。
○：プリーツエアフィルターとして好適である。
△：プリーツエアフィルターとして少し課題がある。（基準）
×：プリーツエアフィルターとして適していない。

本願実施例及び比較例で使用される繊維を以下にまとめる。なお熱接着性短繊維（ａ）〜（ｅ）は、構成比が５０（芯）／５０（鞘）である芯鞘構造のポリエステル繊維であり、芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘部が下記表に示す融点を有する変性ポリエステルからなる繊維である。

実施例１
接着層及び補強層として、それぞれ表に示す繊維及び重量比率で計量・混綿し、クロス繊維ウェブを形成し、積層した。積層後、２００℃の熱処理温度で３０秒間熱処理してフィルター補強材を製造した。

製造されたフィルター補強材の接着層側に、ヤシ殻活性炭（平均粒径４００μｍ）とポリエステル系熱可塑性樹脂パウダー（粒径分布１００〜１５０μｍ）を重量比１：０．０５となるように混合した機能材を２８０ｇ／ｍ²散布した。その上に、ＥＶＡ系熱可塑性樹脂パウダーを散布した後、エレクトレット加工が施されたポリプロピレン（ＰＰ）製のスパンボンド不織布からなる基材を積層し、表に示す１３０℃で熱処理して一体化加工し、脱臭フィルター用濾材を製造した。

実施例２〜８、比較例１〜２
表に示す条件に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてフィルター補強材及び脱臭フィルター用濾材を製造した。

参考例
補強層として、表に示す繊維及び重量比率で計量・混綿し、クロス繊維ウェブを形成して、２００℃の熱処理温度で３０秒間熱処理した。その上に、接着層としてポリエステル系熱接着性長繊維不織布（ダイナック：融点１２０℃）を積層し、１４０℃で熱処理してフィルター補強材を製造した。

Claims (8)

1. 熱接着性短繊維を含むサーマルボンド不織布から構成される接着層と、
   前記接着層の中で最も融点が低い熱接着性短繊維よりも融点が３０℃以上高い高融点繊維を含む不織布から構成される補強層を有することを特徴とするフィルター補強材。
2. 前記接着層は、５ｄｔｅｘ以上の繊度差を有する２種以上の熱接着性短繊維を含む請求項１に記載のフィルター補強材。
3. 前記補強層は前記高融点繊維を、前記補強層を構成する繊維１００重量％中、６０重量％以上含む請求項１または２に記載のフィルター補強材。
4. 前記熱接着性短繊維の融点が８０〜１５０℃であり、
   前記融点が８０〜１５０℃の熱接着性短繊維の含有率が、前記接着層を構成する繊維１００重量％中、６０〜１００重量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルター補強材。
5. 前記補強層を構成する繊維の平均繊度が、前記接着層を構成する繊維の平均繊度よりも大きい請求項１〜４のいずれか１項に記載のフィルター補強材。
6. 前記接着層と前記補強層は熱融着により一体化されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のフィルター補強材。
7. 前記熱接着性短繊維が芯鞘構造、偏心構造、あるいはサイドバイサイド構造を有する複合繊維である請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルター補強材。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルター補強材と、
   前記フィルター補強材の接着層側に積層される吸着剤を含む吸着層と、
   前記フィルター補強材と共に、前記吸着層を挟むように積層される基材を有することを特徴とする脱臭フィルター用濾材。