JP5470850B2 - 濾材およびフィルターユニット - Google Patents

Description

本発明は、低圧損で多風量処理が可能な脱臭性を有する濾材およびそれを用いたフィルターユニットに関する。

空気清浄機に求められる性能には、低騒音、省電力、高集塵、高脱臭などの基本性能がある。また近年はフィルターユニットの洗浄再使用が要求されている。

従来から空気清浄機にセットされるフィルター部分は、集塵部と脱臭部に分けて配置されているものが多い。現在市場で主に使用されている集塵部の多くはＨＥＰＡ濾材であり、脱臭部は平板状のものが多い。このように別々の形状で配置する理由は、集塵部分が、通気抵抗の高いＨＥＰＡ（０．３μ粒子を９９．９７％以上捕集できる超高性能濾材）性能の濾材であるため、脱臭部とは別個に配置し、かつ、フィルターユニットとしての構造圧損を低減するとともに多風量処理して脱臭部での処理能力に合わせるために、４ミリピッチ以下でミニプリーツ加工して濾材使用面積を増やす必要があったからである。

しかしながら、近年要求されるようになったフィルター部分の洗浄再使用に対して、このような構造のフィルターは集塵部と脱臭部の２回に分けて洗う必要があり、簡便性のために集塵部と脱臭部の一体化が要求されていた。この一体化は、洗浄の簡便性だけに限らず、フィルター交換の容易性やコスト削減に有効であるが、単に集塵部分に脱臭機能を付加しただけでは、濾材の厚みが増し、ユニットに収納できる濾材量の減少と構造圧損上昇によるユニット圧損の上昇が起こり、処理風量の低下、騒音増大、消費電力増加、捕集効率の低下などの問題が発生することから、一体化は極めて難しいものであった。

一体化について、特許文献１には、織物、編物または不織布を、吸着剤を含むラテックス液に含浸して、吸着剤を付着後乾燥して吸着剤付きシートを得た後、これにエレクトレット不織布を接着した濾材をプリーツ加工した空気浄化フィルターエレメントが開示されている。しかし、この文献の実施例に具体的に説明されている態様は、吸着剤を付着させる基材が編物とウレタンフォームであり、厚みが１ｍｍ以上〜３ｍｍと極端に厚いものであり、この様に厚い濾材は、多風量処理するためミニプリーツ加工を施す濾材としては適さないものであった。

また、特許文献２には、通気性基材に脱臭剤を塗工や含浸によって担持させた脱臭フィルターに、エレクトレット不織布を積層した脱臭性エレクトレットフィルターが開示されている。通気性基材の不織布としては、乾式不織布や湿式抄造不織布などを例示しているものの、具体的な不織布としては、ポリアクリレート繊維およびポリ塩化ビニル繊維からなる乾式不織布に塩化ビニリデンを用いて繊維間固定したレジンボンド（ケミカルボンド）不織布を開示しているのみである。しかしながら、乾式不織布は目付変動率が高いため脱臭率が低くなり易く、また、捲縮繊維によるものの場合、捲縮によるルーズ性が必ず残留するため樹脂で固定しても伸びやすく、極めて柔らかくなり、プリーツ加工には適さない。

次に特許文献３には、濾材の構造として、不織布に特定粒子径範囲（例えば６０〜６００μｍ）の多孔質体を湿式接着固定した脱臭シートが開示されている。このような方法で製造される脱臭シートは不織布の繊維間に多孔質体の大きな粒子が挟みこまれることになるため、濾材厚みが厚くなり、フィルターユニットに収納できる濾材面積が減る。また、プリーツ加工した場合、濾材の折り返し部分での圧損が大きくなり易いため低圧損化が難しい。また、湿式接着固定しているため、仮に小さい粒子を用いた場合であっても、粒子の上に粒子が緻密に堆積し、通気に必要な空間が狭くなり圧損が高くなり易い。

このように集塵と脱臭を一体化する従来技術は、いずれも、ミニプリーツ加工に適した濾材作製に関する有効な技術といえるものではなかった。

一方、ミニプリーツ型フィルターで多風量を低圧損で処理するためには、濾材自身を低圧損化することも重要であるが、フィルターユニットの圧損構成は濾材自身の圧損と濾材をプリーツ加工して収納した場合に発生する構造圧損の和であるため構造圧損を小さくする事も重要である。このためには、薄く風圧で変形しない硬い濾材が必要となる。

特許文献４には、濾材を薄くするとともに硬くして構造圧損の発生を抑制する試みが示されており、濾材の骨材を構成する繊維としてレーヨン繊維の異形断面糸やガラス繊維を混用した抄紙法不織布の適用が開示されている。しかしながら、太いガラス繊維を混合した濾材は、ガラス繊維がプリーツ加工工程で割れて飛散するため保安衛生上の問題がある。また繊維密度の高い骨材はガス吸着性物質を塗布すると目詰まりが激しいため、濾材圧損が高くなる。

さらに、特許文献５および６には、ヤング率の高い繊維で濾材を構成し、寸法安定性や風圧に対する強度を高める旨が開示されている。

このうち特許文献５は、バグフィルター用濾材に関するもので、ヤング率２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のポリフェニレンサルファイドなどの耐熱性繊維が用いられている。しかし、この濾材は、捲縮のある繊維をニードルパンチで絡めて嵩高な形態にした不織布や織物から構成され、本繊維間を固定していないため、風圧により変形し構造圧損が発生しやすいものであった。

また、特許文献６には、ビニロン繊維とポリエステル繊維を用いて抄紙法で作製する難燃性濾材の製造方法が開示されており、抄紙法の特徴として繊維の太さや長さの異なる繊維を用いる事が可能、またヤング率の高いものも使用できると記載されている。しかしながら、この文献では、抄紙法を用いればヤング率の高い繊維を用いことが出来ると説明しているだけであって、繊維のヤング率について具体的な数値は一切説明されていない。そのため、ガス吸着性物質を付着すると、場合によっては目詰まりが起こり通気性が著しく低下する濾材となる可能性があった。

以上のような理由から、従来、集塵と脱臭の両機能を１つの濾材で行うことができ、かつ、多風量を低圧損で処理することが可能なフィルターユニットは存在しなかった。
特開平４−７４５０５号公報 特開２０００−２７９５０５号公報 特開２０００−１１７０２４号公報 特開２００２−１０２０号公報 国際公開第０４／８７２９３号パンフレット 特開２００６−１３６８０９号公報

本発明の目的は、上記のような問題点を解消するものであり、ミニプリーツ加工が可能な薄型の脱臭濾材を提供することで、該脱臭濾材と集塵濾材とを一体化した、洗浄再生可能な濾材、さらには、多風量処理が可能な低圧損性・集塵脱臭フィルターユニットを提供することにある。

上記課題を達成するための本発明は、下記いずれかの構成を有するものである。
（１）単繊維間が固定された有機繊維を主体とする不織布シートに粒子径４０μｍ以下のガス吸着性物質が付着されてなり、見掛け密度が０．３ｇ／ｃｍ^３以下、１％伸長時の比強度が１５０Ｎ・ｃｍ／ｇ以上であることを特徴とする濾材。
（２）前記不織布シートは、ヤング率が８０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の非捲縮の単繊維を繊維全質量の５０％以上の割合で含み、繊度が７ｄｔｅｘ以上の非捲縮の単繊維を繊維全質量の２０％以上の割合で含み、かつ見掛け密度が０．１７ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とする、前記（１）に記載の濾材。
（３）前記不織布シートが粗密構造を有することを特徴とする、前記（１）または（２）に記載の濾材。
（４）前記粗密構造を有する不織布シートは、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率が５〜５０％の範囲内であることを特徴とする、前記（３）に記載の濾材。
（５）目付変動率が２５％以下であることを特徴とする、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の濾材。
（６）複数のガス吸着性物質が濾材厚み方向に層状に塗布されていることを特徴とする、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の濾材。
（７）前記ガス吸着性物質が活性炭であり、これを付着させた濾材のｐＨが４．５〜７．５であることを特徴とする請求項１〜６記載の濾材。（８）前記ガス吸着性物質が、多孔質シリカとヒドラジド化合物とを含む混合物質、および／または、活性炭とヒドラジド化合物とを含む混合物質であることを特徴とする、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の濾材。
（９）前記ガス吸着性物質が、酸化亜鉛と炭酸水素ナトリウムとを含む混合物質であることを特徴とする、前記（１）〜（８）のいずれかに記載の濾材。
（１０）前記ガス吸着性物質が水溶性の樹脂で前記不織布シートに固着されてなることを特徴とする、前記（１）〜（９）のいずれかに記載の濾材。
（１１）前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の濾材にエレクトレット不織布が一体的に積層されていることを特徴とする高集塵濾材。
（１２）前記（１）〜（１０）のいずれかに記載の濾材または前記（１１）に記載の高集塵濾材を用いてなるフィルターユニット。

本発明によれば、ミニプリーツ加工が可能で、かつ、通気度が高く多風量処理が可能な、実用的な脱臭性を有する濾材およびフィルターユニットを提供することができる。すなわち、本発明の構成により、濾材としての見掛け密度を０．３ｇ／ｃｍ^３以下と低くしつつも、１％伸長時の比強度を１５０Ｎ・ｃｍ／ｇ以上とすることができ、低伸度高強度な脱臭性の濾材とすることができる。

このため従来の集塵フィルターと同様のミニプリーツのフィルターユニット組立条件を取っても構造圧損発生の小さい、低圧損な集塵脱臭性のフィルターユニットを得ることが可能となる。更にエレクトレット不織布と一体的にミニプリーツ化することができるために、洗浄再生性にも優れた濾材を得ることができる。

また、不織布シートを構成する繊維集積体を、目付変動率の低いものとすることにより、脱臭性とダスト保持機能をさらに高めることができる。

本発明の濾材は、ヤング率が８０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の非捲縮の単繊維を繊維全質量の５０％以上の割合で含み、また繊度が７ｄｔｅｘ以上の非捲縮の単繊維を繊維全質量の２０％以上の割合で含み、さらに、単繊維間を該繊維のガラス転移点温度の高い樹脂で固定して見掛け密度を０．１７ｇ／ｃｍ^３以下とした不織布シートに粒子径４０μｍ以下のガス吸着性物質を付着させものであり、濾材としての見掛け密度を０．３ｇ／ｃｍ^３以下、１％伸長時の比強度を１５０Ｎ・ｃｍ／ｇ以上としたことを特徴とする。

ここで、家庭用空気清浄機、ビル・工場空調用、車載等の空調設備用フィルターユニットに使用される濾材に必要な特性は、多風量を処理するための低圧損性と、構造圧損を発生させない、薄く風圧で変形しない低伸度高強度性である。更に、高ダスト捕集性と目詰まりしにくい空隙量を保持した濾材構造が必要とされる。なお、本発明でいう構造圧損とは、プリーツ加工された濾材が収納されたフィルターユニットに空気を流した時に発生する圧損（ユニット圧損）から、濾材を貫通する濾過風速に比例して発生する圧損を差し引いて残った数値を言う。

これまで、ユニット圧損を下げるため取られた手段は、濾材の素材に起因する圧損の低減化である。このため一般的には濾材の繊維量を減らし、また繊維径を太く、かさ高にして繊維密度を下げることが行われた。しかし、この方法では、濾材の素材自身の圧損は下がるものの濾材の繊維間固定力が弱くなるため、使用時の風圧で濾材に伸びが発生して構造圧損が逆に増すことになっていた。捕集性能を上げるために更に帯電加工シートを積層した濾材では、風圧が一層高くなるため構造圧損が増してユニットとしての低圧損化はより難しいものであった。

しかしながら、本発明によれば、濾材は、見掛け密度を０．３ｇ／ｃｍ^３以下が得られる低目付で極めて粗な構造のものであっても、ヤング率が８０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の非捲縮の単繊維を繊維全質量の５０％以上の割合で含み、また繊度が７ｄｔｅｘ以上の非捲縮の単繊維を繊維全質量の２０％以上の割合で含み、さらに、単繊維間をガラス転移点温度の高い樹脂で固定しているので、１％伸長時の比強度が１５０Ｎ・ｃｍ／ｇ以上という低伸度高強度性を有するものとなる。その結果、プリーツ間隔が狭いミニプリーツ加工を行っても構造圧損の発生が少なく、濾材を薄型化して多風量処理することを可能にする。

ここで、１％伸長時の比強度について説明する。従来から、濾材の硬さを表す指標としてはＪＩＳ−Ｌ１０８５（１９７７） Ｂ法で規定される剛軟度が広く使用されているが、該剛軟度は、濾材の厚み、目付、通気度とは全く関係のない指標であるため、濾材厚み、濾材目付、濾材通気度が異なった濾材構成のものであっても同じ剛軟度値を示す濾材が多数存在した。そのため、同じ剛軟度を示す濾材であっても厚みや通気度が異なれば、濾材を収納したフィルターユニットにおける圧損性能には違いがあった。すなわち、構造圧損の発生度合いがそれぞれ異なるため、違いが生じていた。このように濾材の硬さを表す指標として従来から使用されてきた剛軟度は、濾材構成条件が多変数によらない濾材間での相対比較はできても、ユニット圧損構成に影響する構造圧損の発生度合いを測る指標としては不適切であった。

そこで本発明者らは、構造圧損発生の度合いに関して検討し、その結果、見掛け密度を０．３ｇ／ｃｍ^３以下の高通気性不織布においては、該不織布の厚み、目付、製法などが異なっても、５ｃｍ幅の不織布を１％伸長させた時に発現する比強度（引っ張り強さ[Ｎ／ｃｍ^２]／該不織布の見掛け密度[ｇ／ｃｍ^３]）が、重要であることを見出した。

比強度は濾材単位質量に対する伸度と強度の関係を示し、比強度の高い濾材は伸びにくいため風圧が掛かってもプリーツ形状の変形が起こり難く、構造圧損の発生が少ない低圧損フィルターユニットを作製することができる。

次に、ガス吸着性物質を固着させて比強度を達成するための基材、すなわち不織布シートの構成要件について説明する。

本発明においては不織布シートにガス吸着性物質が付着されるが、不織布シート製造時に活性炭などの粒子状物質を合わせて抄紙したり、従来からあるような乾式ケミカルボンド不織布にガス吸着性物質を塗布したりすれば圧損が上昇しやすい。このため、従来の乾式ケミカルボンド不織布では、捕集効率がＨＥＰＡ濾材に相当するもので山高さ３５ｍｍ、プリーツ間隔４ｍｍ以下とするようなミニプリーツ型の低圧損な長寿命脱臭フィルターユニットを作製できなかった。

しかし本発明の濾材は、ヤング率が８０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の非捲縮の単繊維を繊維全質量の５０％以上の割合で含み、また繊度が７ｄｔｅｘ以上の非捲縮の単繊維を繊維全質量の２０％以上の割合で含み、さらに、単繊維間をガラス転移点温度の高い樹脂で固定した特殊な不織布シートを構成する単繊維にガス吸着性物質を樹脂などで固着したものであり、且つ薄く低圧損で有りながら風圧でも変形しない硬さを有している。このため圧損の高いエレクトレット化メルトブローＨＥＰＡ不織布を接着一体化した高捕集性能な濾材であっても、ミニプリーツ加工で発生する構造圧損が少なく多風量を低圧損で処理できるフィルターユニットを提供することが可能である。

ガス吸着性物質を付着させる不織布シートに求められる構造的特徴は、濾材が集塵と脱臭の両機能を果たすものであるため、ガス吸着性物質が固着されても圧損が大幅に上がらない空隙量と捕捉した空気中のダストやタバコの煙を保持できる空隙量とを有し、且つ低圧損で風圧に伸びたり変形したりしない特性が求められる。従って、見かけ密度の低い粗な不織布シートが本発明には向く。

しかし、従来の乾式不織布にガス吸着性物質を固着させても柔らかくミニプリーツ加工に適さない。また目付が低いものは目付むらが大きくなり易く、脱臭率を上げることが難しい。そこで、ガス吸着性物質の担持体としての不織布シートの繊維構成について、鋭意検討を行い、ヤング率が８０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の非捲縮の単繊維を繊維全質量の５０％以上の割合で含み、また繊度が７ｄｔｅｘ以上の非捲縮の単繊維を繊維全質量の２０％以上の割合で含み、更に単繊維間を樹脂で固定することで、不織布シートとしての見掛け密度０．１７ｇ／ｃｍ^３以下として高い空隙量を保ちつつも、風圧で伸びたり変形したりしない特性を有するものとなることを見出した。そして、そのような不織布シートに粒子径４０μｍ以下のガス吸着性物質を付着させれば、濾材としても、見掛け密度を０．３ｇ／ｃｍ^３以下に保ちつつ、１％伸長時の比強度を１５０Ｎ・ｃｍ／ｇ以上とすることができ、薄型でミニプリーツ加工も可能な圧力損失の少ない濾材となることを見出した。なお、不織布シートとしては、１％伸長時の比強度が３００Ｎ・ｃｍ／ｇ以上であることが好ましい。

次に、比強度を達成するために用いる単繊維の物性について説明する。

本発明において濾材の比強度を達成するために、不織布シートは、少なくとも、ヤング率が８０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である非捲縮の単繊維が繊維全質量の５０％以上の割合で含まれている必要がある。好ましい単繊維のヤング率は、１００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、更に好ましくは２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。

一方、単繊維のヤング率は３０００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。これは、ヤング率が３０００ｃＮ／ｄｔｅｘを超える単繊維を用いた場合、具体的にはアラミド繊維（４４００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上）、超高分子量ポリエチレン（８０００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上）、ガラス繊維（３２６０００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上）などを用いた場合、使用量や繊度にもよるが、不織布シートの引っ張り破断伸度が１．０％以下となり、引き裂き強力低下や、プリーツ加工した山部分での屈曲伸びに耐えられず不織布シート破断の発生、また皮膚に突き刺さるなどの悪影響が発生するので３０００ｃＮ／ｄｔｅｘを超える繊維を使用するのは余り好ましくない。

上記の理由から、使用する単繊維の好適ヤング率の範囲は、８０〜３０００ｃＮ／ｄｔｅｘ、より好ましくは１００〜２０００ｃＮ／ｄｔｅｘである。更に好ましくは１５０〜１３５０ｃＮ／ｄｔｅｘ、最適には２５０〜６００ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲であり、このようにするとプリーツ加工での濾材切断や引き裂き強力低下が少なく、風圧でも変形の少ない不織布シートとなる。

また、濾材の変形は風圧によって曲がって生じるため、曲げ抵抗性を上げることが極めて重要である。曲げ抵抗性は濾材の厚みを厚く目付を大きくすれば上げることが出来るが、通気抵抗を増し、空気の流入間隔を狭め圧損上昇の要因となり厚くすることは出来ない。そこで、薄い濾材で曲げ抵抗性を上げるには、７ｄｔｅｘ以上の太い単繊維を繊維全質量の２０％以上用いて不織布シートの骨格を作製するのが効果的である。

骨格はまた、粗大ダストを保持する空間を形成する目的があるため、曲がり難い太い繊維でヤング率の高い単繊維が適する。さらに単繊維は、ガス吸着性物質が固着する場を提供するものである。太い繊維で仕切られた広い空間を埋めることなく程よくガス吸着性物質が固着するので圧損が過大に上昇することがない。この目的から、骨格構成繊維の好ましい単繊維としては、単繊維繊度７ｄｔｅｘ以上のものが適する。一方、太過ぎると皮膚に刺さったりするため、好ましい繊度は１０〜４０ｄｔｅｘ範囲のものであり、さらに最適な単繊維繊度は１５〜２５ｄｔｅｘである。なお、このような繊度を有する単繊維はヤング率が上記した範囲内であることが好ましい。

ヤング率の高い骨格繊維が持つ剛直性は、見掛け密度の低い不織布シートの形成も可能とする。そして、かかるヤング率、繊度を共に満足する単繊維の配合率が２０％を下回る場合は、不織布シートの見かけ密度が０．１７ｇ／ｃｍ^３を超えやすく、ガス級吸着性物質を付着させると著しく目詰まりし易くなり通気抵抗が増し易い。このため不織布シートの見かけ密度が０．１７ｇ／ｃｍ^３以下になるように繊維の太さ、配合を考慮するのが良い。したがって、かかるヤング率、繊度の単繊維は、繊維全質量の２０％以上の割合で含まれている必要がある。一方、９５％を越えると目付斑が大きくなり、また後述する脱臭性を高めることが困難となる。このため、好ましい範囲は９０％以下である。より好ましくは４０〜９０％、さらに好ましくは５０〜８５％の範囲である。

さらに、本発明においては、不織布シートの伸び変形を小さくするために、ヤング率や繊度が異なる複数の単繊維で構成することも好ましい。具体的には、ヤング率の高い細い単繊維とヤング率の高い太い単繊維とを混合して用いることが好ましい。本発明の場合、単繊維間は固定されるが、繊維間接触点のみで固定されることになる。しかしながら、比強度を高めるために、剛直で短い繊維、例えば繊維長が５〜１２ｍｍ程度のもので、１０ｄｔｅｘを越える様な太い繊維を用いる場合は、繊維同士が接触している繊維間接触点が少なく、接合点数が細い繊維と比較して極端に少ない。また、剛直であるため繊維同士が絡みにくい。この結果として、曲げ剛性の高い太い繊維だけを使用して不織布シートを構成しても、接合点が外れ、繊維物性を生かし切れず伸び変形を小さくすることが難しい。この対策として、ヤング率が６０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、好ましくは９０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、さらに好ましくは１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、最適には２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の１〜６ｄｔｅｘの細い単繊維を混合して用いることが好ましい。こうすると、繊維本数が多くなるため、太い繊維との接合箇所を増やすことができるうえに、一部の繊維は太い繊維を収束するように絡む。接合点や絡んだ所には固定用樹脂が集中的に付着するため、固定用樹脂が有効に活用され繊維間の固定力が高められ比強度を上げることができる。また細い繊維はダスト捕集性を高める繊維としての機能も同時に果たすことが出来る。しかし、配合率が３０％を越える場合には、ダスト捕集性が上がり目詰まりし易く、結果として寿命低下の原因ともなり得る。また通気度低下の原因にもなる。このため３０％以下、より好ましくは２８％以下、さらに好ましくは２５％以下とするのが好ましい。一方、少なすぎると比強度の向上を期待できなくなるため５％以上、より好ましくは１０％以上とするとよい。

また、特に単繊維繊度が１０ｄｔｅｘを越える太い繊維を用いる場合には、該繊維の繊維長は８〜２５ｍｍが好ましく、さらには１０〜２０ｍｍにすることが好ましい。２５ｍｍを上回ると繊維が束に収束し目付むらが大きくなり易い。また、８ｍｍを下回る場合には繊維間の接触点が少なくなり、単繊維間を固定しても十分な引っ張り強さが得られず伸びを少なくすることが難しい。

そして、本発明において上記のような繊維は非捲縮単繊維である。非捲縮単繊維の場合は、不織布シートにおける繊維集積が平面的となるため、１本１本の単繊維の配向性が１次元的であり、ルーズ性のない状態となる。そのため、不織布シートに外力が加わった時、ルーズ性に伴う伸びが少ないため、すぐに単繊維物性に応じた引っ張り抵抗力が発生し易いという点で好適である。なお、濾材としての圧損を小さくするためには、比強度の許す範囲で捲縮糸を混合して、不織布シートの見掛け密度を低くしてもよい。

そして、骨格となるような太い繊維だけで不織布シートを構成すると、捕集効率が低くなりやすい。そのため、１〜６ｄｔｅｘの細い繊維も配合して微細粒子から粗大粒子までの捕集性能確保とダスト保持量のコントロールおよび脱臭率向上を図るのが良い。

不織布シートを構成する繊維としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリアラミド繊維、無機繊維、炭素繊維などの繊維が使用可能であるが、ガラスなどの無機繊維や炭素繊維は、ヤング率が高いが単繊維の破断伸度が４％以下と小さいため非常に折れやすくあまり骨格繊維としては好ましくない。またポリアラミド繊維は抄紙工程でフィブリル化し易いためヤング率が高くなりにくく通気抵抗にむらが発生しやすいためあまり好ましくない。超高分子量ポリエチレン繊維は、後述するガラス転移点の高い樹脂を繊維集合体に含浸して繊維固定を強固ならしめる場合に、乾燥熱処理工程での１５０度以上の高温加熱で、繊維の溶解、熱収縮が発生するため好ましくない。これらの繊維の中では特にビニロン繊維が最適である。

ビニロン繊維には、古くから行われている水系湿式防止法によって製造されるビニロン繊維と、新たに開発された溶剤湿式冷却ゲル紡糸法によって製造される高ヤング率のビニロン繊維があり、中でも、溶剤湿式冷却ゲル紡糸法によって製造されるビニロン繊維は、従来から使用されていた水系湿式防止法によって製造されるビニロン繊維よりもヤング率が高く、且つ破断伸度が４〜１５％と無機繊維より高いためプリーツ加工でも繊維切断が発生し難くいこと、また乾熱収縮率が１．２％以下と少ないため繊維集積体を繊維固定する際の乾燥熱処理での不織布シートの寸法変化が小さいこと、さらに水分吸収率が低いため、湿気の影響を受けにくいため濾材の寸法変化が小さく、後述する難燃性も得られやすい繊維であることなどから、不織布シートを構成する単繊維として最適の繊維である。

また剛性を期待して使用するものではないが、活性炭素繊維を繊維間を橋掛けする繊維として使用すると脱臭性能向上にも寄与出来るので好ましい。

さらに、ポリプロピレン繊維を用いた場合には、繊維表面の油分やイオン付着物を洗浄した後、コロナ放電法やハイドロチャージ法でエレクトレット加工を行うことができるため、高捕集性の濾材を得ることができる。

次に不織布シートにおける単繊維間の固定について説明する。単繊維間の固定方法としては、不織布を構成する繊維集積体に樹脂を含ませて乾燥固定する方法が好ましく実施できる。かかる樹脂自体が伸び変形するものでは濾材として剛性を出すことが困難となるため、伸びの少ない樹脂を用いることが好ましい。すなわちガラス転移点温度Ｔｇが３０℃以上、好ましくは３５℃以上、より好ましくは４０℃以上、更に好ましくは５０℃以上の樹脂を繊維集積体に含ませて乾燥・熱処理して繊維間固定を行う方法が好ましい。８０℃超になると、１１０℃前後の乾燥時に十分造膜しないために亀裂が入ったり、また−４０℃の雰囲気下に晒された状態で風圧を掛けた時に割れたりする障害が生じるため、Ｔｇの好ましい範囲は３０〜８０℃の範囲である。

また、Ｔｇが比較的高い樹脂を用いると、該樹脂は常温でも硬くなり、不織布シートとしての引っ張り伸度が低下して、用いた単繊維の引っ張り伸度に近づく。そのため、繊維間が固定された不織布シートを引っ張った時、樹脂と繊維の両方に同時に応力がかかり、用いた繊維のヤング率に適合した引っ張り強力が発生する。このため風圧でも変形しない伸びの少ない高い不織布シートが得られ易い。またフィルターユニットが温度の高い雰囲気で使用されても、樹脂の軟化が少ないため不織布シートの剛性低下が少なく圧損変化が起こりにくい効果が得られる。

この様な効果を奏することができる樹脂としては、例えばアクリル酸エステル樹脂、スチレン・アクリル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニリデンなどを好適に用いることができる。中でもスチレン・アクリル樹脂は剛性が高く、繊維との密着性も良いため繊維固定力が高くなるので適する。

また上記のような硬い樹脂にウレタン樹脂のように熱水強度の高い強靱な樹脂を併用すると、ガス吸着性物質を塗布して加熱乾燥する時の引っ張り強度が高くなるので、シート切れの発生を防ぐことができる。

このように単繊維間が固定された不織布シートは、見かけ密度が０．０５〜０．１７ｇ／ｃｍ^３の範囲内であることが好ましい。ガス吸着性物質を付着させた濾材の通気度、脱臭性およびダスト保持空間を保つために、濾材としての見掛け密度を０．３ｇ／ｃｍ^３以下とする必要がある。例えば０．３５ｇ／ｃｍ^３とした場合は、ガス吸着性物質間を流れる空気の流速が上がり脱臭効率が低下する。また流速が速いために目詰まりも速く、寿命低下は避けられない。そのためかかる不織布シートの見かけ密度は０．１７ｇ／ｃｍ^３以下である。一方、かかる不織布シートの見かけ密度が０．０５ｇ／ｃｍ^３を下回る場合は、骨格構造が弱くなり比強度１５０Ｎ・ｃｍ／ｇ以上を達成することが難しい。このため不織布シートは見掛け密度が０．０７〜０．１５ｇ／ｃｍ^３の範囲であることが好ましい。また、同様の理由から、濾材の見掛け密度としては、０．１〜０．３ｇ／ｃｍ^３とすると良い。好ましくは０．１〜０．２５ｇ／ｃｍ^３とすると良い。

以上のような不織布シートの製法としては、スパンボンド不織布、サーマルボンド不織布、湿式抄紙法、エアレード法を例示できる。中でも本発明に用いる不織布シートは、繊維長が数ｍｍ〜２５ｍｍと短い非捲縮単繊維を抄紙して得た繊維集積体にエマルジョン系の樹脂を含浸乾燥して得るか、またはサーマルボンドして得ることが最良である。以下、湿式抄紙法が本発明を達成する最適の製法である理由を詳細に説明する。

捲縮のある単繊維を用いることが必須の乾式ケミカルボンド製法やサーマルボンド製法の不織布は、カード機に通して繊維ウエッブとした後、樹脂加工や熱接着で繊維間を固定して得られる。不織布構造は、用いた単繊維に３次元の捲縮が元々備わっているため、樹脂などで繊維間固定しても不織布が厚くなりやすく３次元状態のルーズ性の残ったものとなり易い。この結果、外力が加わった時に、ルーズ性が残った部分から繊維絡合がほどけ、変形抵抗強度より伸びが先行して起こるため、構造圧損が発生し易すい。

スパンボンド不織布は捲縮のない長繊維であり高強度の不織布であるが、引っ張り強度付与のためには繊維密度を高くして繊維間を熱接着する必要があり、結果として空隙量が少なくなるため脱臭剤を付着させると内部より表面に付着する割合が高くなり表面閉塞を発生させる。また不織布内部に入った脱臭剤も同様に繊維間の空間を閉塞するため通気度の低い濾材しか得られないので好ましくない。

一方、繊維長が数ｍｍ〜２５ｍｍと短い単繊維で太い繊維と細い繊維を任意に混合することができる湿式抄紙法や乾式のエアレード法不織布シートは、繊維集積が平面的であるため、１本１本の単繊維の配向性が１次元的でありルーズ性のない状態である。この繊維集積体の単繊維間を固定した不織布シートは、外力が加わった時に、繊維単体変形に伴って発生するルーズ性が少ないため、すぐに単繊維物性に応じた引っ張り抵抗力が発生するので好ましい。ここで湿式抄紙法とは、水に分散した繊維を網で漉く方法であり、エアレード法は、空気に分散した繊維を網で漉く方法のことである。以上のような理由から、本発明においては、湿式抄紙法により不織布シートを製造することが好ましい。中でも湿式抄紙法には丸編み方式と傾斜ワイヤー方式とがあるが、傾斜ワイヤー方式は、繊維を分散した水を網で漉いて繊維を網面に集積させた後、バインダー液を含浸して乾燥することができるため、漉ける繊維長に幅があり繊維長が１０ｍｍを越える長い短繊維であっても抄紙できる。このため変形伸びの少ない剛性の高い不織布シートが容易に得られるので最適の製法である。

また、湿式抄紙法は、繊維特性が異なる複数の繊維群を任意に混合（ヤング率の異なる繊維、繊維径の異なる繊維、素材の異なる繊維、熱融着性繊維の使用など）、Ｔｇの異なる樹脂の使用など、広く選択して任意に配合することが可能であり、且つ目付の均一性も優れているため最適の製法である。また繊維長を長くする（たとえば１０ｍｍ以上にする）ことも可能であるため、目付の均一性が高くなる、すなわち目付変動率が小さくなる点で非常に適している。

目付が均一であることのメリットは、繊維間の距離が等間隔に仕切られるため繊維間を流れる空気の流速バラツキが少なくなることである。この結果、繊維表面に脱臭剤を付着させた場合には、脱臭率変動が少なくなり高い脱臭率を得ることができる。

例えば、乾式ケミカルボンド不織布を用いた模擬濾材（目付６４ｇ／ｍ^２；捲縮のあるポリエステル繊維で単繊維繊度が１０ｄｔｅｘと７ｄｔｅｘ、繊維配合比率５０：５０、目付３５ｇ／ｍ^２、結合剤付着率２５％、ガス吸着性物質付着量２９ｇ／ｍ^２（平均粒子径が２４μｍの粒状活性炭２０ｇ／ｍ^２、アジピン酸ジヒドラジド５ｇ／ｍ^２、結合剤４ｇ／ｍ^２）、厚み０．２５ｍｍ）の濾材の目付変動率は６３％と高く、アセトアルデヒドの吸着率は３４％であったが、一方、抄紙法で作製した厚み０．３５ｍｍの濾材（目付６４ｇ／ｍ^２；繊維長１０ｍｍのビニロン繊維で単繊維繊度が１０ｄｔｅｘと７ｄｔｅｘ、繊維配合比率５０：５０、目付３５ｇ／ｍ^２、結合剤付着率２５％、ガス吸着性物質付着量２９ｇ／ｍ^２（平均粒子径が２４μｍの粒状活性炭２０ｇ／ｍ^２、アジピン酸ジヒドラジド５ｇ／ｍ^２、結合剤４ｇ／ｍ^２）の濾材の目付変動率は２２％と小さく、アセトアルデヒドの吸着率は７０％と非常に高いものであった。このように目付変動率はガス吸着性能に影響するが、濾材の目付変動率は主に不織布シートの目付変動率に依存し、目付け変動率、すなわち繊維間距離が均一になると、ガスが流れる流速が均一化され、またガス成分が吸着体に吸着されるまでに移動する距離も短縮される。その結果、飛躍的に脱臭率が上がることになる。濾材の目付変動率は小さいほど良く２５％以下が好ましい。より好適には２０％以下、最適には１５％以下である。

なお、脱臭率を上げるためには細い繊維を併用して繊維間を細かく仕切ることも好ましい。しかしながら、繊維間を細かく仕切ると、ダストの目詰まりが激しくなり寿命が短くなり易い。そこで、目詰まり防止と脱臭率向上とを両立する対策として、エアー流れの上流側を粗構造に、下流側を密構造とすることが好ましい。こうすることで、ダスト目詰まり遅延化と脱臭率の向上の両立を達成することを可能とする。

下流側に密構造を形成するには、細い繊維を用いて空間を細かく仕切ることが好ましい。具体的には、例えば粗層となる上流側を１０ｄｔｅｘと７ｄｔｅｘの太い繊維で構成し、密層となる下流側を１０ｄｔｅｘと７ｄｔｅｘの太い繊維にさらに１〜４ｄｔｅｘの繊維を混合して構成する。このように形成することで、密層では、太い繊維が空隙を形成する骨材として機能し、細い繊維が空間を細かく狭く仕切る繊維として機能するため、ガス吸着性物質の脱臭率が飛躍的に上がり、また、上流側の粗層が大きなダストを捕集することで寿命延長と、構造圧損を過大に発生させない剛性付与をも達成することが可能となる。

このような粗密構造の不織布シートの製法としては、不織布を複数層積層する他に、抄紙する工程の中で連続的に多層抄紙する方法や、繊維の比重差を用いて抄紙する方法がある。

また、剛直な太い繊維と比較的柔らかい細い繊維とを混合して同時に抄紙することで粗密構造を形成する方法として、たとえばポリエステルとビニロンの繊維構成であって、繊度１０ｄｔｅｘ以上でヤング率が１８０ｃＮ／ｄｔｅｘ／ｄｔｅｘの太く剛直な繊維と繊度５ｄｔｅｘ以下でヤング率９０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の細く柔らかい繊維とを混合して抄紙することも例示できる。このようにすると、ヤング率が高く太い繊維は抄紙ネットに突き刺さった状態で立ち、ネットの織り目に沿った立ち形状の粗面が形成され、その上に段々と太い繊維と柔らかい繊維を堆積積層させることで中密から密の層を形成することもできる。

不織布シートの厚さとしては、０．８ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．７０ｍｍ以下、さらに好ましくは０．６ｍｍ以下、最も好ましくは０．５５ｍｍ以下である。０．８ｍｍ以下とすることで、構造圧損を低く抑えることができる。一方、不織布シートが薄くなりすぎるとダストを保持できる空間量が少なくなり寿命が短くなるので、０．３ｍｍ以上とすることが好ましい。

次に不織布シートに付着させるガス吸着性物質について説明する。

ここで使用するガス吸着性物質は、物理的に臭気成分を吸着することができる多孔質体や消脱臭性化合物などが単独または複数で不織布に付着される。

多孔質体としての限定は特になく活性炭、活性炭素繊維、天然および合成ゼオライト、活性アルミナ、活性白土、セピオライト、金属酸化物、触媒添着多孔質体、シリカ、シリカ−金属酸化物などが広く使用可能である。この内、活性炭、天然および合成ゼオライト、セピオライト、金属酸化物、多孔質シリカなどがタバコ臭、糞便臭、厨房臭脱臭の吸着に向くため好適に使用できる。

中でも活性炭が種々のガス成分を吸着できるため好ましい。空気清浄機向けフィルターでは捕集されたタバコ臭が脱離して臭気発生トラブルが発生したり、用いた活性炭自身の臭気が問題となることが多い。この対策としては活性炭自体に含まれる発臭成分（水溶性またはアルカリ成分の不純物と思われる）を除去し、ｐＨを調整することが有効であることを見出した。除去方法としては活性炭を水洗浄または塩酸や硫酸などの酸で洗浄することが有効ある。また活性炭は、ピッチ系ではなくヤシ殻活性炭が良く、塩化賦活化炭より蒸気で賦活化した活性炭が素材臭が少なく処理効果も高く最適である。不織布への付着は、水洗浄または塩酸や硫酸などの酸で洗浄してｐＨ調整した活性炭をバインダーを用いて繊維表面に固着させ、濾材のｐＨ（ペーハー）として３〜８、好ましくは４．５〜７．５、更に好ましくは５〜７に調整する。このようにｐＨ調整した濾材は、活性炭の素材臭強度を弱め、且つタバコに含まれるアセトアルデヒド脱臭率を向上させタバコ臭発臭トラブルも軽減することができる。

また、ジヒドラジド類薬品を混合して付着させれば更に閾値の低いアセトアルデヒドの脱臭率を高める一方、脱離しやすいトルエンやアンモニア等の脱臭率を下げ吸着量を減らすことが出来るため発臭トラブルを軽減することが可能である。

多孔質体には、特定のガス成分と反応性を有する薬品を添着することも好ましい。かかる薬品としては、たとえば、酸性ガス成分と反応性を示す炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、アルデヒド類に対してはジヒドラジド系薬品やエチレン尿素類などがある。

このような薬品を添着する多孔質体としては、アルデヒド類の除去に対するものとして、活性炭や多孔質シリカに、第１級から第３級アミン化合物の中のアジピン酸ジヒドラジド、ドデカン２酸ジヒドラジドなどのジヒドラジド化合物や、ｐ−アミノベンゼンスルホン酸、エチレン尿素系縮合体の薬品を添着したものを挙げることができる。この中でも特に、洗浄したヤシ殻活性炭に、アジピン酸ジヒドラジド、ドデカン２酸ジヒドラジドまたはｐ−アミノベンゼンスルホン酸のいずれかを添着させと、高いアルデヒド脱臭性が得られるので好適である。なお、かかる薬品は、予め薬品を多孔質体に付着させた後、結合剤を用いて不織布シートに付けるように設けても良いし、添着薬品と多孔質体および結合剤とを同浴に仕立て付着させても良い。好ましい方法は薬品を多量に付着できる同浴で行う方法である。

また多孔質体ではないが、金属酸化物、触媒機能を有する鉄アスコルビン酸、鉄、コバルトまたはマンガン等の金属フタロシアニン誘導体や酸化チタン等の光触媒、消臭作用を有するカテキン、フラボノイド等の植物性抽出成分、イオン交換型樹脂などの消脱臭性化合物もガス吸着性物質として使用できる。特に、酸化亜鉛と塩基性薬品の組み合わせの中で、酸化亜鉛と炭酸水素ナトリウムや炭酸カリウムとを組み合わせることで脂肪酸除去剤として高い除去性能を訴求できるので特に好ましい。

ただし、洗浄再生を行う濾材に用いる場合、ガス吸着性物質としては、多孔質体に非水溶性の薬品を添着したものか、薬品を添着していない多孔質体を基本に用いることが好ましい。例えばアセトアルデヒド吸着性物質として水に難溶性のドデカン２酸ジヒドラジドを添着した活性炭を用いた場合には、水溶性の高いアジピン酸ジヒドラジドを添着した活性炭を用いた場合より、洗浄後のアルデヒド除去率の保持率が高くなり洗浄後でも高い脱臭率を維持することが可能である。

ガス吸着性物質の付着量は、不織布シートの質量に対し２００％以下の割合で用いると不織布シートの過大な目詰まりを防止できる。

ガス吸着性物質は、１次粒子径の平均が４０μｍ以下の微粒子である。平均粒子径が４０μｍより大きい場合には不織布シートとの固着力が低下するためプリーツ加工工程の機械との擦過等で粒子脱落が起こり加工性が得られなくなる。また含浸加工やコーティング加工で塗布した場合に不織布シート内部まで均一に浸透付着しなくなるため好ましくない。このため好適な平均粒子径は３５μｍ以下、より好適には３０μｍ以下、最適には２５μｍ以下のものが適する。一方、平均粒子径が１μｍより小さい場合には、不織布内部まで均一に付着するので好ましいが、粒子が結合剤に埋もれやすくなり粒子間の隙間が無くなるため脱臭性が低下し易い。このため大きな粒子と混合して用いると粒子の重なり部に空気が流通する空間が確保され脱臭率を高めることができる。このため１μｍ以下のナノ粒子を用いる場合には、これより大きな粒子も混合して嵩高性を確保すると良い。

ガス吸着性物質を不織布シートに付着するために用いる結合剤としては、アクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、水溶性樹脂などから添着薬品との反応性の低いものを選んで使用することが好ましい。なかでも、洗浄再生をダイナミックに行う場合には水溶性樹脂が好ましい。すなわち、水溶性樹脂でガス吸着性物質を不織布シートに付着させておくと、ガスを吸着した使用後のフィルターを水に浸漬して吸着ガス成分を洗い流す方法で再生することも可能であるが、フィルターを水に浸漬して水溶性樹脂を溶解してガス吸着性物質を除去、改めて新品のガス吸着性物質を塗布、乾燥、固着させることで初期の高い脱臭性を持ったフィルターとして再生することが可能になるので好ましい。なお、回収したガス吸着性物質は、異物を除去することで再生使用することができる。この様な再生方法に向く樹脂は、水溶性のものであり、例えばメチルセルロース系樹脂、でんぷん、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ソーダ、アルギン酸ソーダなどが使用できる。特にこの内カルボキシメチルセルローズが多孔質体の孔を塞がないので好ましい。

結合剤は、ガス吸着性物質の５〜３０質量％の範囲で使用すると良い。

さらに、ガス吸着性物質としては、脱臭機能の異なる複数のガス吸着性物質を濾材の厚み方向に層状に設けることも好ましい。ここでは粗密構造の不織布シートに複数のガス吸着性物質を付与する態様を一例として説明する。たとえば、エアー流れの下流側に固着するガス吸着性物質として、多孔質体：シリカ粒子（粒子径１０μｍ）、添着薬品：アジピン酸ジヒドラジドを用意し、結合剤としてウレタン樹脂を用いて、コーティング方法で１５ｇ／ｍ^２塗工する。また上流側のガス吸着性物質として、多孔質体：ヤシ殻活性炭（粒子径２４μｍ）、添着薬品：炭酸カリウムを用意し、結合剤としてシリコン樹脂を用いて、既にガス吸着性物質を塗布している不織布シートの上にコーティング方法で１５ｇ／ｍ^２塗工する。この結果、下流側はアセトアルデヒド脱臭層として、また上流側は脂肪酸脱臭および多成分脱臭層として機能する、１つの不織布シートからなる濾材を得ることができる。

また、下層の緻密層の目詰まりを防止して脱臭性を向上させる方法として、たとえば、下流側の密層には平均粒子径５μｍ以下の微細径粒子を、また上流側の粗層には密層よりも大きな粒子を塗ることも好ましい。

さらに、粗密構造とした不織布シートの捕集効率を０．３〜０．５μｍ粒子に対し５〜５０％とし、粗部分だけにガス吸着性物質を塗布することも可能である。粗密構造の捕集効率を０．３〜０．５μｍ粒子に対し５〜５０％程度とした場合には、繊度がメルトブロー不織布などと比較して太く嵩高であるため目詰まりしにくく、タバコ等の汚れや臭気落ちが良く洗浄再生能力に優れたものとなる。しかしながら、捕集効率が２０〜５０％程度のものになると、繊維間の距離が小さくなるため、少量のガス吸着性物質を塗布しても目詰まりが激しく通気抵抗が許容値以上に上がってしまうことがある。したがって、これを避けて脱臭性と高い捕集性を実現するために、粗層だけにガス吸着性物質を塗布することが有効である。

また、異なるガスを吸着する特性を有する複数のガス吸着剤を塗布することも好ましい。たとえば、含浸法で１回目にヤシ殻活性炭を塗布し、２回目にアジピン酸ジヒドラジドを添着した多孔質シリカを重ね塗りすれば、活性炭で酢酸や蟻酸などの脂肪酸と有機ガスとを吸着し、アジピン酸ジヒドラジドを添着した多孔質シリカでアルデヒドを吸着することができる。

なお、ガス吸着剤は２層に限らず複数層設けることができる。また機能の異なる多孔質体を混合して塗布することも可能である。このようにする事で、不足する特定ガスの脱臭率向上や吸着特性の異なる酸性ガスと塩基性ガスを同時に脱臭させることも可能となる。また粗面だけに大量に塗布して、より緻密な密面に塗布しないで脱臭性と高捕集性向上を図る方法も可能である。いずれも本発明の薄くて硬い不織布シート層に対して固着させるためプリーツ加工が可能でミニプリーツ型のフィルターユニット形成が可能である。

本発明においては、不織布シートが難燃剤を含有してもよい。難燃剤としては例えば、臭素系難燃剤や塩素系難燃剤などのハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、グアニジン系難燃剤、メラミン系難燃剤、無機系難燃剤などを挙げることができる。なかでも、焼却時に有害物質を発生しない点で非ハロゲン系難燃剤およびＲoＨＳ規制に適合した臭素系難燃剤がこのましい。

さらに非ハロゲン系難燃剤のなかでも、スルファミン系難燃剤、リン酸エステルアミド、リン酸アンモニウム、リン酸グアニジン、リン酸メラミン等のリン系難燃剤、硫酸メラミンなどは、ビニロンやパルプなどのポリビニルアルコール成分やセルローズ成分が燃焼した時に炭化を促進する効果が高く、またポリエステル繊維などの燃焼時に溶融するタイプの繊維が混合されても炭化を促進して燃え広がるのを防止する効果が高く適している。

難燃剤は水溶性のものであってもよいが、常温で粒子状になるものが、配合しても比強度を低下させないため最適である。

また本発明において、不織布シートは、撥水剤、香料、抗菌剤、抗ウイルス剤、抗アレルゲン剤等が付与されて付加機能がつけられていてもよい。

本発明においては、上記のような濾材に公知の技術でエレクトレット不織布を積層して一体化した高集塵濾材とすることで高集塵化を実現することが可能である。一体化は低融点バウダーや繊維で接着したり、超音波などで接着すればよい。なお、ここでいう「一体化」とは、フィルターユニットを構成する部材としてみた場合に、破損しない限りは分離できない状態をいう。

エレクトレット不織布の製法および性能に特に限定はないが、薄く高捕集である点からメルトブロー不織布が好適材料である。特に捕集効率９５％以上のものは家庭用空気清浄機用として適する。

以上のような濾材や高集塵濾材は、所望する形状に成形され、フィルターユニットに成型されるが、濾材が吸着した臭気物質を洗い流すことで洗浄再生を行うことが可能である。これは、濾材が上記したように硬くて変形し難い不織布シートにガス吸着性物質を付着させてなるため、洗浄しても変形しにくいことによる。また濾材をプリーツ加工してユニット化する場合、洗浄液がユニット内部に入り易く、汚れ落ちが良く、空気も流入し易いため乾燥時間が短いという効果が得られる。さらに、エレクトレット不織布を積層一体化した高集塵濾材は、集塵濾材と脱臭濾材とが一体化されているため、従来集塵部と脱臭部を分けて洗浄していた手間が一度で済む利便性が得られる。

なお、エレクトレット不織布を積層した高集塵濾材は、洗浄によってエレクトレット不織布の捕集効率が低下し易い。電気工業界が定める空気清浄機の初期集塵効率は７０％以上であるが、エレクトレット不織布が積層された高集塵濾材は、洗浄によってエレクトレット不織布の電荷が消失するため集塵効率が低下して３０％程度になる場合もある。そこで、洗浄後でも空気清浄機の集塵効率を７０％以上に維持するために、高集塵濾材は、電荷を持たない状態での０．３〜０．５μｍ粒子に対する捕集効率が濾材貫通風速４．５ｍ／ｍｉｎで２０％以上であることが好ましい。

更に、高集塵濾材は、繊維表面を親水性にするか、撥水性にすることで付着ダストの脱離性を改善することができる。

以下、実施例を用いて本発明をより具体的に説明する。なお、本実施例における濾材の各特性の評価方法を下記する。

＜単繊維の繊度、繊維長および構成割合＞
単繊維間が樹脂で固定された不織布シートを、該樹脂が溶ける溶液に浸漬して樹脂分を除去し、繊維だけにした後、繊維長をノギスで測定し、長さ毎に分類する。また繊維長が異なる群毎に電子顕微鏡で繊維幅を測定する。この際、繊維本数は少なくとも６０本以上を測定し単繊維構成を群毎に分類する。次いで四塩化炭素と水を混合して作製した密度勾配液に、構成繊維を入れて、浮きも沈みしない液密度を求め、これを繊維密度とする。なお、繊維が密度勾配液に溶ける場合は、溶けない比重の重い適当な有機溶剤を選定する。

単繊維の繊度は、求めた単繊維の密度と繊維長さの関係から、１万ｍの長さで１ｇ質量あるものを１ｄｔｅｘとして求める。

次いで、単繊維の構成割合は、先に求めた単繊維の群毎の構成割合を繊度と繊維長の構成割合に変換して、全繊維質量に占める割合を算出する。

＜ヤング率＞
ＪＩＳ−Ｌ１０１３（１９９９）に準じて評価する。初期引張抵抗度から見かけヤング率を求め、この数値をヤング率とする。また繊維長が数ｍｍから数１０ｍｍと短いため、１分間の引っ張り速度は繊維長の６０％とする。また評価Ｎ数は２０本とし、それら２０本の値の算術平均値を本発明におけるヤング率とする。

＜濾材の目付変動率＞
１０ｃｍ角の試料から２ｃｍ角の試料を２５枚採取し１枚毎の重量を求める。２５枚の重量数値から平均値（Ａ）と標準偏差値（Ｂ）を求め下記式で目付変動率とする。目付変動率（％）＝Ｂ×１００／Ａ
なお評価試料が、エレクトレット不織布を積層した高集塵濾材である場合は、エレクトレット不織布を接合している接着剤を溶解して剥がして測定するものとする。

＜厚み＞
テクロック（株）製ＳＭ１１４を用いて、測定頻度６０ｃｍ^２当たり３箇所、合計２１箇所の厚みを求め、その算術平均値を厚みとした。

＜目付＞
２４℃６０％ＲＨの室温に８時間以上放置して、評価試料の質量を求め、その面積から１ｍ^２当たりの質量に直して、それぞれの評価試料の目付として求める。サンプリング最小面積は０．０１ｍ^２とし、評価する試料の枚数は２５枚とし、それらの算術平均値を目付とした。

＜濾材の見掛け密度＞
テクロック（株）製ＳＭ１１４を用いて試料面積１００ｃｍ^２当たり１箇所の測定密度で、合計２１箇所の厚みを求め、その算術平均値を算出する。上記の方法で求めた濾材の厚みと目付から、濾材の見掛け密度を下記式で求める。
濾材の見掛け密度（ｇ／ｃｍ^３）＝目付（ｇ／ｃｍ^２）／厚み（ｃｍ）×６０００
＜濾材の比強度＞
ＪＩＳ Ｌ１０８５（１９９８）に準拠して引っ張り強さを求め、該引っ張り強さから比強度を求める。具体的には、まず、幅５０ｍｍの濾材を、定速引っ張り試験機（オートグラフ ＳＨＩＭＡＤＺＵ（株）製型式ＡＧＳ−Ｊ）で、チャック間長さ２００ｍｍ、引っ張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎで評価したＳ−Ｓカーブから、１％伸張時の発生強力（Ｎ）を求め、該発生強力を試験片の断面積（濾材幅５０ｍｍ×濾材厚み）で割り、１％伸長時の引っ張り強さ（Ｎ／ｃｍ^２）を求める。続いて、該引っ張り強さ（Ｎ／ｃｍ^２）を、前述する方法で求められる濾材の見掛け密度（ｇ／ｃｍ^３）で割って、比強度を求める。なお、比強度は、濾材のプリーツ加工方向（ＭＤ方向）に２００ｍｍ長さを少なくとも５個以上サンプリングして評価した値の算術平均値とする。

＜単繊維間を固定している樹脂のガラス転移点温度＞
不織布から樹脂成分を採取し、ＤＳＣ法（高感度示差熱熱熱量計法）を用いて評価する。評価Ｎ数は２個とし、算術平均値をガラス転移点温度とする。

＜ガス吸着性物質の粒子径＞
ガス吸着性物質を結合している結合剤を溶解できる溶剤１リッターに、０．１ｇ質量の濾材を浸漬してガス吸着性物質だけを分離し、濾紙で分離液１０ＣＣを濾過し、乾燥後、濾紙面に付着したガス吸着性物質を電子顕微鏡で観察して、各粒子の一番長い部分を計測（Ｎ数１００個）してその算術平均値を求める。

＜ガス除去率の測定＞
ＪＩＳ Ｂ９９０８（２００１）形式１試験法に準じた試験機に評価試料をセットしてエアロゾルに変えてアセトアルデヒドまたは酢酸をガス濃度１０〜１５ｐｐｍに調整した空気を風速０．２ｍ／ｓで試料に流し、評価試料前後のガス濃度の測定をＴＨＥＲＭＯ ＳＣＩＥＴＩＦＩＣ社のガスメーター型式２０５Ｂ−ＸＬＩＡ３Ｎで測定し下記式から除去率（Ｄ）を求める。

風量は通過風速０．２ｍ／ｓで実施する。また測定開始は、空気を流し始めてから３分後の濃度を測定する。また本測定に供給する稀釈用空気は２３℃５０％ＲＨに調整されたもので予めガス成分が除去されたものを用いる。

評価Ｎ数は２枚とし、算術平均値をガス除去率とする。
Ｄ＝（Ｇ_Ｉ−Ｇ_Ｏ／Ｇ_Ｉ）×１００
Ｇ_Ｏ＝評価試料を通過した後のガス濃度（ｐｐｍ）
Ｇ_Ｉ＝評価試料に供給されたガス濃度（ｐｐｍ）
＜フィルターユニットのＪＥＭＡ脱臭率＞
ＪＥＭＡ１４６７規格に基づきアンモニア、酢酸、アセトアルデヒドの初期脱臭率を求めた。

＜濾材およびエレクトレット不織布の圧損と捕集性能測定＞
ＪＩＳ Ｂ９９０８（２００１）形式１試験法に準じた評価機器に評価試料をセットし、濾材貫通風速４．５ｍ／ｍｉｎで空気を流しフィルターユニット初期圧損（△Ｐ_２）を求める。次いで上流側から一般外気を供給し、評価フィルター前後の粒子数をパーティクルカウンターを用いて測定し、下記式から捕集効率を求める。
η＝（１−（Ｃ_Ｏ／Ｃ_Ｉ））×１００
Ｃ_Ｏ＝評価フィルター通過後の粒径０．３〜０．５μｍの粒子数
Ｃ_Ｉ＝評価フィルター通過前の粒径０．３〜０．５μｍの粒子数
なお、粒径０．３〜０．５μｍの粒子数とは、パーティクルカウンターの粒子径測定範囲で０．３〜０．５μｍ測定レンジ内に含まれる粒子数という意味で、粒子は一般外気に含まれる大気塵を用いる。
圧損は、評価試料前後の差圧をマノメーターから読みとる。

＜フィルターユニットの圧損と粒径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集性能測定＞
ＪＩＳ Ｂ９９０８（２００１）形式１試験法に準じた評価機器にフィルターユニットをセットし、濾材貫通風速３．５ｍ／ｍｉｎで空気を流しフィルターユニット初期圧損（△Ｐ_２）を求める。次いで上流側から一般外気を供給し、評価フィルター前後の粒子数（大気塵）をパーティクルカウンターを用いて測定し、下記式から捕集効率を求める。

η＝（１−（Ｃ_Ｏ／Ｃ_Ｉ））×１００
Ｃ_Ｏ＝評価フィルター通過後の粒径０．３〜０．５μｍの粒子数
Ｃ_Ｉ＝評価フィルター通過前の粒径０．３〜０．５μｍの粒子数
圧損は、評価試料前後の差圧をマノメーターから読みとる。

＜フィルターユニットのダスト保持容量の測定方法＞
ＪＩＳ Ｂ９９０８（２００１）形式３試験法に準じた評価機器にフィルターユニットをセットし、濾材貫通風速３．５ｍ／ｍｉｎで空気を流しフィルターユニット初期圧損（△Ｐ_２）を求める。次いで、最終圧損１５０Ｐａに達する時点まで、ＪＩＳ Ｚ８９０１（１９７４）に記載のダスト１５種を供給し、フィルターユニットが捕集したダスト量を試験前後のユニット重量変化から求める。

＜濾材のｐＨの測定方法＞
ＪＩＳ Ｌ１０９６法に準拠した方法で、脱臭層より抽出した液のｐＨを、横河電機（株）製ｐＨ測定器「ＰＨ８１」にて測定した。

＜ガス吸着性物質の液配合＞
共通して用いたガス吸着性物質の液配合（質量部）を次に纏めてしめす。
Ａ液；活性炭２０部（平均粒子径２４μｍ）、アジピン酸ジヒドラジド７部、アクリル酸樹脂１０部（濃度４０％）、増粘剤２部、水６１部
Ｂ液；多孔質シリカ２０部（平均粒子径５μｍ）、アジピン酸ジヒドラジド７部、アクリル酸樹脂１０部（濃度４０％）、増粘剤２部、水６１部
Ｃ液；活性炭２０部（平均粒子径２４μｍ）、ゼオライト７部、アクリル酸樹脂１０部（濃度４０％）、増粘剤２部、水６１部
Ｄ液；酸化亜鉛２５部（平均粒子径２μｍ）、炭酸水素ナトリウム７部、アクリル酸樹脂５部（濃度４０％）、増粘剤２部、水６１部
Ｅ液；活性炭２３部（平均粒子径２４μｍ）、ドデカン２酸ジヒドラジド４部、アクリル酸樹脂１０部（濃度４０％）、増粘剤２部、水６１部
Ｆ液；活性炭２０部（平均粒子径５５μｍ）、アジピン酸ジヒドラジド７部、アクリル酸樹脂１０部（濃度４０％）、増粘剤２部、水６１部
Ｇ液；精製水１００部に粒子径３００μｍの活性炭１０部を５時間浸漬後乾燥して平均粒子径２４μｍに破砕したヤシ殻活性炭ｐＨ５．２を２０部、アジピン酸ジヒドラジド７部、アクリル酸樹脂１０部（濃度４０％）、増粘剤２部、水６１部
（実施例１）
傾斜ワイヤー方式の湿式抄紙方法により、非捲縮のビニロン繊維（（ａ）ヤング率１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度７ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを３２質量％、（ｂ）ヤング率２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１７ｄｔｅｘ、繊維長１２ｍｍのものを２９質量％））、非捲縮のポリエステル繊維（（ａ）ヤング率６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度３ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを１５質量％、（ｂ）ヤング率６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１．３ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍのものを５質量％、）、パルプ（１９質量％）から構成された目付３６．４ｇ／ｍ^２の繊維集積体を作製した。その後、該繊維集積体を、スチレンアクリル重合体（ガラス転移点温度Ｔｇ３０℃、造膜温度４５℃）とウレタン重合体が重量比で３：１割合で混合された樹脂液固形分３０％液に含浸後、乾燥熱処理して単繊維間を固定し、目付５２ｇ／ｍ^２、厚み０．４６ｍｍ、見掛け密度０．１１ｇ／ｃｍ^３、圧損０．５Ｐａ、比強度１０２０Ｎ・ｃｍ／ｇの不織布シートを作製した。

この不織布シートにおいて、水に分散された繊維をネットで漉し取る際にネットに直接接して抄紙された面は、ネットに突き刺さるため繊維の立ちが目立つ粗な面（表面摩擦抵抗値が高い）となっており、一方、その反対面は、繊維の立ちが少なく密な面（表面摩擦抵抗値が低い）となっていた。すなわち、不織布シートは粗密構造になっていた。また単繊維間を固定する樹脂にウレタン樹脂を配合したため、後工程で行うガス吸着性物質の含浸乾燥工程における湿熱条件でのシート引っ張り強力に耐えられるようになっていた。

この不織布シートにガス吸着性物質としてＡ液のガス吸着性物質を固形分で３２ｇ／ｍ^２を含浸乾燥法で固着し、目付８４ｇ／ｍ^２、厚み０．４６ｍｍ、見掛け密度０．１８３ｇ／ｃｍ^３、比強度５４６Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損は０．８Ｐａ、目付変動率１０％、アセトアルデヒド脱臭率７０％、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率５％の濾材を作製した。なお、ガス吸着性物質を塗布しない不織布シートのアセトアルデヒド除去率は１％以下である。

この濾材に、エレクトレット不織布Ａ（目付２０ｇ／ｍ^２、平均繊維径２．４μｍ、圧損２８Ｐａ、０．３μ〜０．５μｍ粒子の捕集効率η＝９５％、厚み０．１２ｍｍのポリプロピレンメルトブロー不織布）を接着一体化して、微細塵も捕集可能な厚み０．５８ｍｍの高集塵濾材（圧損２８．９Ｐａ）を作製した。

この高集塵濾材を山高さ３５ｍｍにプリーツ加工して、フィルターサイズが幅２５０ｍｍ長さ４５０ｍｍ厚み３７ｍｍの枠体の中に収納し、濾材面積２．０ｍ^２の空気清浄機用フィルターユニットを得た。

このフィルターユニットについて、風量７ｍ^３／ｍｉｎでユニット圧損を測定した結果、４９Ｐａ（構造圧損２６．５Ｐａ）と構造圧損発生の少ない低圧損ユニットであった。また０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率は９８．２％であった。このフィルターユニットのＪＥＭＡ初期脱臭率は、アンモニア９３．８％、アセトアルデヒド７５．４％、酢酸９０．３％で高脱臭性を示し高捕集な集塵脱臭フィルターユニットであることが確認できた。

（実施例２）
傾斜ワイヤー方式の湿式抄紙方法により、非捲縮のビニロン繊維（ヤング率１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度７ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを８１質量％）、パルプ（１９質量％）から構成された目付３６．４ｇ／ｍ^２の繊維集積体を作製した。その後、該繊維集積体を、スチレンアクリル重合体（ガラス転移点温度Ｔｇ３０℃、造膜温度４５℃）とウレタン重合体が重量比で３：１割合で混合された樹脂液固形分３０％液に含浸後、乾燥熱処理して単繊維間を固定し、目付５２ｇ／ｍ^２、厚み０．４８ｍｍ、見掛け密度０．１１ｇ／ｃｍ^３、圧損０．３Ｐａ、比強度９０９Ｎ・ｃｍ／ｇの不織布シートを作製した。この不織布シートは非捲縮のビニロン繊維が１種類だけであったために粗密構造は認められなかった。

この不織布シートにガス吸着性物質としてＡ液のガス吸着性物質を固形分で３２ｇ／ｍ^２を含浸乾燥法で固着し、目付８４ｇ／ｍ^２、厚み０．４８ｍｍ、見掛け密度０．１７５ｇ／ｃｍ^３、比強度５４３Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損は０．５Ｐａ、目付変動率１１％、アセトアルデヒド脱臭率６１％、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率５％の濾材を作製した。粗密構造を持たない濾材であったが高いアセトアルデヒド脱臭率が確認できた。

（実施例３）
ガス吸着性物質を水に難溶性のドデカン２酸ジヒドラジドを含むＥ液に変更した以外は実施例１と同様にして濾材を作製し、水洗と乾燥を２回実施しアセトアルデヒド除去率を評価した。その結果アセトアルデヒド除去率は、初期値６５％、水洗１回後６２％、水洗２回後５８％と、低下はするものの、高い除去率が確認できた。ドデカン２酸ジヒドラジドは水に難溶性のため、水洗後でも高い除去率であることが確認できた。

（実施例４）
傾斜ワイヤー方式の湿式抄紙方法により、非捲縮のビニロン繊維（（ａ）ヤング率２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１７ｄｔｅｘ、繊維長１２ｍｍのものを５１．４質量％、（ｂ）ヤング率１８０ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度７ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを１９．２質量％）、非捲縮のポリエステル繊維（ヤング率９５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度３ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを１０質量％）、パルプ（１９．４質量％）から構成された目付２４．５ｇ／ｍ^２の繊維集積体を作製した。その後、該繊維集積体を、スチレンアクリル重合体（ガラス転移点温度Ｔｇ３０℃、造膜温度４５℃）とウレタン重合体とが重量比で３：１割合で混合された樹脂液固形分３０％液に含浸後、乾燥熱処理して単繊維間を固定し、目付３５ｇ／ｍ^２、厚み０．３７ｍｍ、見掛け密度０．０９ｇ／ｃｍ^３、比強度７６７Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損は０．４Ｐａの不織布シートを得た。この不織布シートにおいて、水に分散された繊維をネットで漉し取る際にネットに直接接して抄紙された面は、ネットに突き刺さるため繊維の立ちが目立つ粗な面（表面摩擦抵抗値が高い）となっており、一方、その反対面は、繊維の立ちが少なく密な面（表面摩擦抵抗値が低い）となっていた。すなわち、不織布シートは粗密構造になっていた。

この不織布シートにガス吸着性物質として多孔質シリカとアジピン酸ジヒドラジドを含むＢ液のガス吸着性物質を固形分で３２ｇ／ｍ^２を含浸乾燥法で固着し、目付６７ｇ／ｍ^２、厚み０．３７ｍｍ、見掛け密度０．１８１ｇ／ｃｍ^３、比強度３７０Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損０．６３Ｐａ、目付変動率８％、アセトアルデヒド脱臭率７９％の濾材を作製した。

この濾材の密な面に、エレクトレット不織布Ｂ（目付３０ｇ／ｍ^２、平均繊維径１．２μｍ、圧損５５Ｐａ、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率η＝９９．９９２、厚み０．１８ｍｍのポリプロピレンメルトブロー不織布）を接着一体化して、微細塵も捕集可能な厚み０．５５ｍｍの高集塵濾材（圧損５５．７Ｐａ）を作製した。

この高集塵濾材を山高さ３５ｍｍにプリーツ加工して、フィルターサイズが幅２５０ｍｍ長さ４５０ｍｍ厚み３７ｍｍの枠体の中に収納し、濾材面積２．０ｍ^２のフィルターユニットを得た。

このフィルターユニットについて、風量７ｍ^３／ｍｉｎでユニット圧損を測定した結果、６８．１Ｐａ（構造圧損２４．８Ｐａ）と構造圧損発生の少ない低圧損ユニットであり、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率も９９．９８７％とＨＥＰＡ性能が確認できた。

ＪＥＭＡ１４６７規格に基づきガス除去効率を求めた結果、アセトアルデヒド９６％、アンモニア７３％、酢酸８３％と、多孔質シリカにアジピン酸ジヒドラジドを組み合わせたことで閾値の高いアセトアルデヒドガス除去率に特に優れた低圧損な高集塵脱臭ＨＥＰＡフィルターであることが確認できた。

（実施例５）
実施例４で作製した不織布シートに、ガス吸着性物質として活性炭とゼオライトを含むＣ液のガス吸着性物質（薬品無添着）を固形分で３２ｇ／ｍ^２含浸乾燥法で固着し、目付６７ｇ／ｍ^２、厚み０．３７ｍｍ、見掛け密度０．１８１ｇ／ｃｍ^３、比強度３７０Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損０．７Ｐａ、目付変動率８％、アセトアルデヒド脱臭率４０％の濾材を作製した。

この濾材に、エレクトレット不織布Ａ（目付２０ｇ／ｍ^２、平均繊維径２．４μｍ、圧損２８Ｐａ、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率η＝９５％、厚み０．１２ｍｍのポリプロピレンメルトブロー不織布）を接着一体化して、微細塵も捕集可能な厚み０．４９ｍｍの高集塵濾材（圧損２８．６Ｐａ）を作製した。

この高集塵濾材を山高さ３５ｍｍにプリーツ加工して、フィルターサイズが幅２５０ｍｍ長さ２２５ｍｍ厚み３７ｍｍの枠体の中に収納し、濾材面積１．０ｍ^２のフィルターユニットを得た。なお、ユニット化に際し、濾材間には２インチ間隔のビード加工を濾材両面に施した。

このフィルターユニットについて、風量３．５ｍ^３／ｍｉｎでユニット圧損を測定した結果、５０．４Ｐａ（構造圧損２８Ｐａ）と構造圧損発生の少ない低圧損ユニットであり、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率も９６％の準ＨＥＰＡ性能が確認できた。

ＪＥＭＡ１４６７規格に基づきガス除去効率を求めた結果、アセトアルデヒド４６％、アンモニア８０％、酢酸７８％と、アセトアルデヒド除去率は低いもののガス除去率を持った低圧損な高集塵フィルターユニットであることが確認できた。

続いて、このユニットにタバコの煙を５００本負荷し臭気を強く発するようにした後、家庭用洗剤を使って洗浄を行い乾燥した。洗浄後のフィルターは着臭したタバコの臭気をかなり低減できていた。また、ＪＥＭＡ１４６７規格に基づきガス除去効率を求めた結果、アセトアルデヒド４２％、アンモニア７３％、酢酸７３％と、初期値に近い脱臭性能を発揮し再使用が可能であることが確認できた。

（実施例６）
２層構造の不織布シートを作製した。上流側は実施例４で用いた繊維集積体（目付２４．５ｇ／ｍ^２）とし、下流側は、非捲縮のビニロン繊維（ヤング率３２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度７ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを４５質量％）、非捲縮のポリエステル繊維（（ａ）ヤング率６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１．３ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍのものを１０質量％、（ｂ）ヤング率９５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度３ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを３５質量％、（Ｃ）ヤング率９５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１．３ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍのものを１０質量％））から構成された目付１３ｇ／ｍ^２の繊維集積体とし、抄紙法で２層構造の繊維集積体、目付３７．５ｇ／ｍ^２を作製した。その後、該繊維集積体を、スチレンアクリル重合体（ガラス転移点温度Ｔｇ３０℃、造膜温度４５℃）とウレタン重合体が重量比で３：１割合で混合された樹脂液固形分２５％液に含浸後、乾燥熱処理して単繊維間を固定し、目付４９．４ｇ／ｍ^２、厚み０．４５ｍｍ、見掛け密度０．１１ｇ／ｃｍ^３、比強度９２７Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損１．２Ｐａ、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率１５％の不織布シートを作製した。

この不織布シートの上流側にコーティング法で多孔質シリカとアジピン酸ジヒドラジドを含むガス吸着性物質Ｂ液を固形分で３２ｇ／ｍ^２固着した。次に下流側層に酢酸ガス除去を想定した酸化亜鉛と炭酸水素ナトリウムを含むガス吸着性物質Ｄ液を固形分で２０ｇ／ｍ^２をコーティング法で固着し、合計目付１０１．５ｇ／ｍ^２、厚み０．４４ｍｍ、見掛け密度０．２３０ｇ／ｃｍ^３、比強度４３４Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損２．３Ｐａ、目付変動率７％、アセトアルデヒド脱臭率８１％、酢酸ガス除去率９１％と、特に下流層の繊維間距離を小さく仕切った結果、酢酸ガス除去率が高い、複数のガス吸着性物質が層状に塗布された濾材を得た。

次に、この濾材を用いて、実施例１と同じユニットを作製し、ユニットのダスト負荷量を上流側からダストを供給した場合と下流側から供給した場合の２ケースで求めた結果、上流側供給が４６ｇ／個、下流側供給が３０ｇ／個で明らかに粗側から供給した方が保持容量が高いものであった。

また、この濾材の下流側にエレクトレット不織布Ａ（目付２０ｇ／ｍ^２、平均繊維径２．４μｍ、圧損２８Ｐａ、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率η＝９５％、厚み０．１２ｍｍのポリプロピレンメルトブロー不織布）を接着一体化して、微細塵も捕集可能な厚み０．５６ｍｍの高集塵濾材（圧損３０．４Ｐａ）を作製した。

この高集塵濾材を用いて、実施例１と同じユニットを作製し、ユニット性能を求めた結果、圧損は５３．６Ｐａ（構造圧損３０Ｐａ）、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率９６％、ＪＥＭＡ１４６７規格に基づくガス除去効率が、アセトアルデヒド９５％、アンモニア７２％、酢酸９８％と、特に閾値の高いアセトアルデヒドと酢酸ガスに対し高い除去率を有する、低圧損な高集塵脱臭ＨＥＰＡフィルターであることが確認できた。

（実施例７）
２層構造の不織布シートを作製した。上流側は実施例４で用いた繊維集積体（目付２４．５ｇ／ｍ^２）とし、下流側は、非捲縮のビニロン繊維（ヤング率２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１７ｄｔｅｘ、繊維長１２ｍｍのものを３５質量％）、非捲縮のポリエステル繊維（（ａ）ヤング率６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１．３ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍのものを３０質量％（ｂ）ヤング率９５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１．３ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍのものを３５質量％））から構成された目付３０ｇ／ｍ^２の繊維集積体とし、抄紙法で２層構造の繊維集積体（目付５４．５ｇ／ｍ^２）を作製した。その後、該繊維集積体を、スチレンアクリル重合体（ガラス転移点温度Ｔｇ３０℃、造膜温度４５℃）とウレタン重合体が重量比３：１割合で混合された樹脂液固形分２０％液に含浸後、乾燥熱処理して単繊維間を固定し、目付６６．５ｇ／ｍ^２、厚み０．５２ｍｍ、見掛け密度０．１３ｇ／ｃｍ^３、比強度１２６９Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損２．７Ｐａの不織布シートを得た。０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率は２１％であった。

この不織布シートの上流側のみに活性炭とゼオライトを含むガス吸着性物質Ｃ液を固形分で３２ｇ／ｍ^２コーティング法で固着し、目付９８．５ｇ／ｍ^２、厚み０．５３ｍｍ、圧損は１３．５Ｐａ、見掛け密度０．１８６ｇ／ｃｍ^３、比強度６７２Ｎ・ｃｍ／ｇ、目付変動率７％、アセトアルデヒド脱臭率７０％の濾材を作製した。

この濾材を用いて、実施例１と同じユニットを作製し、ＪＥＭＡ集塵効率を求めたところ８５％であった。またＪＥＭＡ１４６７規格に基づきガス除去効率を求めた結果、アセトアルデヒド４７％、アンモニア８２％、酢酸７８％であった。

このフィルターにタバコの煙を一般家庭１ヶ月分相当の２００本分負荷した後、水洗浄を行い乾燥後ＪＥＭＡ集塵効率を求めたところ８６％で、ほとんど変化が無かった。またガス除去効率もアセトアルデヒド４３％、アンモニア８０％、酢酸７４％と初期性能とほぼ同等の性能を発揮し、リサイクル可能な空気清浄機用フィルターユニットであることが確認できた。

極細繊維のエレクトレット不織布が含まれていないためフィルターユニットの水切れもよいため乾燥時間が短く実用性の高い空気清浄機用フィルターユニットであった。

（実施例８）
実施例１で用いた非捲縮のビニロン繊維と非捲縮のポリエステル繊維のそれぞれの繊維長を２８ｍｍに変更した不織布シートを作製し、実施例１で用いたＡ液のガス吸着性物質を同量付着させた濾材の特性を評価したところ、厚み０．４７ｍｍ、見掛け密度０．１７９ｇ／ｃｍ^３、比強度５０９Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損０．６Ｐａ、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率３％、目付変動率３１％、アセトアルデヒド脱臭率４５％であった。実施例１より目付変動率が大きいためアセトアルデヒド脱臭率が低く、目付変動率が脱臭性能向上に重要であることが確認できた。

（実施例９）
実施例１で用いた繊維構成の不織布シートを作製後、ヤシ殻活性炭を水洗浄してｐＨ調整した活性炭を含むＧ液のガス吸着性物質を付着させたｐＨ６．１の濾材を作製した。なお実施例１の濾材のｐＨは７．３であった。濾材のアセトアルデヒド脱臭率は８３％と実施例１より高く、ユニットでの脱臭率は実施例１よりアンモニアと酢酸の脱臭率が殆ど変化ないがアセトアルデヒドの脱臭率は８９％と向上していることが確認できた。またフィルターからの排気臭を官能評価すると実施例１は弱い活性炭素材臭が感じられたが、本実施例では素材臭は殆ど感じられなかった。また、成型したフィルターユニットを空気清浄機に搭載し喫煙室に設置、半年後（タバコ喫煙本数４００本）にフィルターからの排出臭を官能評価した結果、酸っぱい臭気が実施例１より弱くより優れていることが確認できた。

（比較例１）
不織布シートの繊維構成の影響を試験するため、実施例１で用いた不織布シートの繊維構成を次のように変更して濾材を作製した。捲縮のあるポリエステル繊維（（ａ）ヤング率６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１０ｄｔｅｘ、繊維長２８ｍｍのものを５０質量％、（ｂ）ヤング率６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度７ｄｔｅｘ、繊維長２８ｍｍのものを５０質量％）をカードに通して目付２４．５ｇ／ｍ^２のウエッブを作製し、さらにこの繊維集積体に実施例１と同じ条件で樹脂を付与し、単繊維間を一体化した不織布シート（目付３５ｇ／ｍ^２、厚み０．２０ｍｍ、見掛け密度０．１８）ｇ／ｃｍ^３、比強度１５６Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損０．５Ｐａ）を作製した。

この不織布シートにガス吸着性物質としてＡ液のガス吸着性物質を固形分で３２ｇ／ｍ^２含浸乾燥法で固着し、目付６７．０ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍ、見掛け密度０．３３５ｇ／ｃｍ^３、比強度８１Ｎ・ｃｍ／ｇの濾材を作製した。この濾材の目付変動率は６３％と大きく目付斑の非常に大きいものであった。更にアセトアルデヒドの吸着率を求めたところ１４％と低いものであった。圧損の上昇は活性炭塗布前０．５Ｐａ、塗布後０．７Ｐａで軽度であったが目付斑が大きいため甚だアセトアルデヒドの脱臭率が低いものであった。

この濾材に実施例４で用いたエレクトレット不織布Ｂ（目付３０ｇ／ｍ^２、平均繊維径１．２μｍ、圧損５５Ｐａ、０．３μ〜０．５μｍ粒子の捕集効率η＝９９．９９２、厚み０．１８ｍｍのポリプロピレンメルトブロー不織布）を接着一体化して、高集塵濾材を作製した。さらに、実施例４と同じフィルターユニットを作製して同じ条件で性能評価を行ったところ、ユニットの圧損は９４．４Ｐａ（構造圧損５１Ｐａ）で、濾材が柔らかいため風圧に伴う濾材変形により構造圧損発生が大きく、また捕集効率も９９．９６７％とＨＥＰＡ性能を具備するものではなかった。さらにＪＥＭＡ１４６７規格に基づきガス除去効率を求めた結果、ガス吸着性物質Ａ液を使用したにも関わらず目付変動率が大きいためにアセトアルデヒド１３％、アンモニア３１％、酢酸３３％といずれも低く、高圧損低脱臭性能のフィルターユニットであった。

（比較例２）
非捲縮のポリエステル繊維（（ａ）ヤング率６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１０ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを６０質量％、（ｂ）ヤング率９５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度３ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを２９質量％）、パルプ（１９質量％）から構成された目付３６．４ｇ／ｍ^２の繊維集積体を作製した。その後、該繊維集積体を、スチレンアクリル重合体（ガラス転移点温度Ｔｇ３０℃、造膜温度４５℃）とウレタン重合体が重量比３：１の割合で混合された樹脂液固形分３０％液に含浸後、乾燥熱処理して単繊維間を固定し、目付５２ｇ／ｍ^２、厚み０．４３ｍｍ、見掛け密度０．１２ｇ／ｃｍ^３、比強度３１７Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損１．４Ｐａの不織布シートを作製した。

この不織布シートにガス吸着性物質としてＡ液のガス吸着性物質を固形分で３２ｇ／ｍ^２含浸乾燥法で固着し、目付８４ｇ／ｍ^２、厚み０．４２ｍｍ、通気度２３０ｃｍ^３／ｃｍ^２・秒、見掛け密度０．２０ｇ／ｃｍ^３、比強度１３５Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損は２．５Ｐａ、目付変動率８％の濾材を作製した。

また、この濾材に実施例４で用いたエレクトレット不織布Ｂ（目付３０ｇ／ｍ^２、平均繊維径１．２μｍ、圧損５５Ｐａ、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率η＝９９．９９２、厚み０．１８ｍｍのポリプロピレンメルトブロー不織布）を接着一体化して、微細塵も捕集可能な厚み０．６２ｍｍの高集塵濾材（圧損５７．６Ｐａ）を作製した。

この高集塵濾材を山高さ３５ｍｍにプリーツ加工して、フィルターサイズが幅２５０ｍｍ長さ４５０ｍｍ厚み３７ｍｍの枠体の中に収納し、濾材面積２．０ｍ^２のフィルターユニットを作製した。このフィルターユニットを風量７ｍ^３／ｍｉｎでユニット圧損を測定した結果、８９．８Ｐａ（構造圧損４５Ｐａ）と構造圧損発生が大きく、実施例４のユニット圧損６８．１Ｐａより大幅に大きくなっていることが確認できた。これはヤング率の高い繊維の混合率が少ないため濾材変形が大きいためであった。

（比較例３）
実施例１で用いた不織布シートに粒子径５５μｍの活性炭粒子を含むＦ液を実施例１と全く同じ条件で塗布した。活性炭の粒子径が５５μｍと大きかったために不織布表面への付着が多く圧損も高いものであった。また、この不織布シートをプリーツ加工したところ、活性体粒子が濾材表面を粗面化するため摩擦抵抗が大きく機器内での走行性がスムーズでなく、かつ活性炭脱落も極めて多く実用性が得られなかった。

（比較例４）
傾斜ワイヤー方式の湿式抄紙方法により、非捲縮のビニロン繊維（ヤング率３２０ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度７ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを１８質量％）、非捲縮のポリエステル繊維（ヤング率６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１．３ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍのものを６３質量％、）、パルプ（１９質量％）から構成された目付３６．４ｇ／ｍ^２の繊維集積体を作製した。その後、該繊維集積体を、スチレンアクリル重合体（ガラス転移点温度Ｔｇ３０℃、造膜温度４５℃）とウレタン重合体が重量比で３：１割合で混合された樹脂液固形分３０％液に含浸後、乾燥熱処理して単繊維間を固定し、目付５２ｇ／ｍ^２、厚み０．２９ｍｍ、見掛け密度０．１８ｇ／ｃｍ^３、圧損４．８Ｐａ、比強度２５０Ｎ・ｃｍ／ｇの不織布シートを作製した。

この不織布シートにガス吸着性物質としてＡ液のガス吸着性物質を固形分で３２ｇ／ｍ^２を含浸乾燥法で固着し、目付８４ｇ／ｍ^２、厚み０．２５ｍｍ、見掛け密度０．３３６ｇ／ｃｍ^３、比強度１２８Ｎ・ｃｍ／ｇ、圧損２０Ｐａ、目付変動率１０％、アセトアルデヒド脱臭率４２％、０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率３０％の濾材を作製した。

繊維構成が、７ｄｔｅｘ以上の繊維配合率が１８％と骨格繊維の配合率が少なく、またヤング率が６５ｃＮ／ｄｔｅｘで１．３ｄｔｅｘの柔らかく細い繊維が６３％と多かったために、不織布シートとしては厚みが０．２９ｍｍと薄く見掛け密度が０．１８ｇ／ｃｍ^３と高いものとなった。このような不織布シートにガス吸着性物質を付着させた結果、濾材の見掛け密度が０．３３６ｇ／ｃｍ^３と高くなり、圧損も目詰まりした結果２０Ｐａと非常に高くなり、アセトアルデヒド脱臭率が４２％と低いものになった。アセトアルデヒド脱臭効率を高く保つためには不織布繊維シートの見掛け密度を低く保つ繊維構成が重要であることが確認できた。

（比較例５）
実施例１で用いた不織布シートのアセトアルデヒド除去率を評価したところ１％であった。繊維だけでは高い除去率が得られないことが確認できた。

（比較例６）
高ヤング率の繊維としてガラス繊維（ヤング率３２６０００ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度３ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍのものを５０質量％）と非捲縮のポリエステル繊維（ヤング率６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１．３ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍのものを３１質量％）、パルプ１９％を用いた不織布シートを作製し、脱臭剤を付着した濾材を得た。比強度も高く剛性の高い濾材であったが、表面にガラス繊維がケバ立ち安全上の問題があった。プリーツ加工性を評価するためロータリー方式でプリーツ加工を行ったところ筋付け部で破断し破断部から割れたガラス繊維が飛散、安全上も加工適性上も問題があり使用出来ない濾材であった。

（比較例７）
高ヤング率の繊維としてアラミド繊維（ヤング率４４００ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度３ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを５０質量％）と非捲縮のポリエステル繊維（ヤング率６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１．３ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍのものを３１質量％とパルプ１９質量％からなる繊維を叩解機に掛け繊維の分散を実施したところ、パルプ以外にアラミド繊維もフィブリル化して目詰まった繊維集積体が作製された。これに樹脂含浸を行い不織布シートを得たが圧損の高いものであった。これに脱臭剤を付着した濾材は、更に表面で目詰まりして圧損が大幅に上昇し、ユニット性能も脱臭率も低いものとなった。繊維間を閉塞し易いアラミド繊維は適さないことが分かった。

（比較例８）
高ヤング率の繊維として捲縮のあるビニロン繊維（ヤング率８０ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのものを５０質量％）と通常ヤング率の捲縮のあるポリエステル繊維（ヤング率６５ｃＮ／ｄｔｅｘ、繊度７ｄｔｅｘ、繊維長２８ｍｍのものを３１質量％）とパルプ１９質量％からなる不織布シートを作製した。捲縮があるため繊維密度の低い嵩高なシートが得られたが比強度は低いものであった。脱臭剤を付着した濾材の比強度も１００Ｎ・ｃｍ／ｇと低く伸び安い濾材であった。また捲縮があったため目付変動率が３２％と大きく繊維の分散性が悪かった事が伺えた。これに帯電加工不織布を積層した濾材を用いてユニットを作製し性能を評価したところ、圧損が高く、脱臭性能も低いものであった。これは比強度が低いため風圧で濾材が変形して空気が均一に流れないところが生じ大きな構造圧損が発生したこと。またこの結果捕集効率が低下し、目付変動率も大きいため流速の早いところが生じ脱臭効率が下がったことが分かった。

この結果から、高い脱臭性を得るためには、非捲縮糸を用いて高い比強度と目付均一性を実現することが必要であることが分かった。

なお、上記実施例、比較例の条件、評価結果を表１〜７にまとめて示す。表１及び２は繊維集積体の構成繊維を示し、表３〜表６は不織布シート、濾材及びフィルターユニットの構成及び特性を示し、表７は実施例、比較例で用いたエレクトレット不織布の構成を示す。

本発明の濾材およびフィルターユニットは、例えば家庭用空気清浄機フィルター（特に家電機器向けフィルターユニット）として好適に使用できるが、その他にも、ビル・工場向け空調用フィルター、住宅向け２４時間換気用フィルター、病院用フィルター、車載用フィルター等の機械や機器類に好適に使用できる。

Claims (11)

1. 単繊維間が固定された有機繊維を主体とする不織布シートに平均粒子径４０μｍ以下のガス吸着性物質が付着されてなり、見掛け密度が０．３ｇ／ｃｍ^３以下、１％伸長時の比強度が１５０Ｎ・ｃｍ／ｇ以上であり、前記不織布シートがポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維及びポリプロピレン繊維からなる群から選ばれた１以上の有機繊維を繊維全質量の５０％以上の割合で含み、前記ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維及びポリプロピレン繊維からなる群から選ばれた１以上の有機繊維が非捲縮かつヤング率が８０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする濾材。
2. 前記不織布シートは、繊度が７ｄｔｅｘ以上の非捲縮の単繊維を繊維全質量の２０％以上の割合で含み、かつ見掛け密度が０．１７ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とする請求項１記載の濾材。
3. 前記不織布シートが粗密構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載の濾材。
4. 目付変動率が２５％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の濾材。
5. 複数のガス吸着性物質が濾材厚み方向に層状に塗布されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の濾材。
6. 前記ガス吸着性物質が活性炭であり、これを付着させた濾材のｐＨが４．５〜７．５であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の濾材。
7. 前記ガス吸着性物質が、多孔質シリカとジヒドラジド化合物とを含む混合物質、および／または、活性炭とジヒドラジド化合物とを含む混合物質であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の濾材。
8. 前記ガス吸着性物質が、酸化亜鉛と炭酸水素ナトリウムとを含む混合物質であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の濾材。
9. 前記ガス吸着性物質が水溶性の樹脂で前記不織布シートに固着されてなることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の濾材。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の濾材にエレクトレット不織布が一体的に積層されていることを特徴とする高集塵濾材。
11. 請求項１〜９のいずれかに記載の濾材または請求項１０に記載の高集塵濾材を用いてなるフィルターユニット。