JP6243146B2 - エアフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、空気調和設備等のろ過装置に取り付けるエアフィルタに関する。

「建築物における衛生的環境の確保に関する法律」（建築物衛生法、通称：ビル管理法）に規定される「建築物環境衛生管理基準」では、浮遊粉塵の量が０．１５ｍｇ／ｍ^３以下という基準が示されている。同法に規定する特定建築物の所有者等は、この基準にしたがって当該特定建築物を維持管理する義務がある。この基準を達成するために、捕集効率の異なるろ材を備える複数のエアフィルタを、空気調和設備のろ過装置に取り付けることが行われている。例えば、捕集効率の低い粗塵フィルタをプレフィルタとして用い、粗塵フィルタでより大きい粒子を除去した後、粗塵フィルタよりも捕集効率の高い中性能フィルタで粗塵フィルタを通過した空気に含まれる微粒子を捕集することが行われている。

粗塵フィルタや中性能フィルタ等に用いられるエアフィルタとして、プリーツ状に折り畳んだろ材を枠材の内部に装着したエアフィルタが知られている。また、ろ材を装着する枠として、紙材を用いるものがある（例えば、特許文献１参照）。

ところで、近年、大気中に浮遊する微小粒子状物質ＰＭ２．５の問題が深刻化している地域がある。
大気中に存在する汚染物質は、ガス状物質と粒子状物質（Particulate Matter）に分類される。ガス状物質の例には、石炭の燃焼で生じる亜硫酸ガス（二酸化硫黄、ＳＯ_２）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）等がある。粒子状物質には、煤塵（例えば、石炭の燃焼で生じる煤）、粉塵（例えば、タイヤの摩耗等の機械的作用により発生するタイヤ摩耗粉塵）、土壌粒子（例えば、黄砂）などの直接大気中に放出される一次生成粒子、および、一次生成粒子が大気中で太陽光により上記のガス状物質と光化学反応をすることで発生する二次生成粒子がある。二次生成粒子は光化学スモッグの発生原因となる。

粒子状物質は成因により組成や粒径が異なる。粒子状物質は粒径毎にＰＭ２．５やＰＭ１０として表される。ＰＭ２．５は、大気中に浮遊する粒子状物質であって、粒径が２．５μｍ以下の粒子をいう。

粒子状物質はその組成や粒径の異なるものが大気中に存在する。この粒子状物質が可視光を吸収・散乱することで煙霧等の視程障害や、地表面温度の低下が生じる。また、粒子状物質が肺の奥深くまで入ることで健康へ悪影響を与えるおそれがある。このため、各国において環境基準が定められている。日本では、１年平均値１５μｇ／ｍ^３以下、かつ１日平均値３５μｇ／ｍ^３以下の濃度の基準値を定めている。また、中国では、１年平均値３５μｇ／ｍ^３以下、かつ１日平均値７５μｇ／ｍ^３以下の濃度の基準値を定めている。

特開平８−２２９３２７号公報

上記の基準値を達成するために、空気調和設備に捕集効率の異なるろ材を備えるエアフィルタを複数段階に取り付けることが考えられる。この場合、ろ材が粒子状物質を捕集することで捕集性能が低下するため、複数のエアフィルタを定期的に交換する必要がある。しかし、ろ材の寿命は捕集効率によって異なるため、ろ材の種類が増えると交換時期の管理が煩雑となる。特にＰＭ２．５等の大気中に浮遊する粒子状物質が多い環境では、さらに頻繁にエアフィルタを交換する必要があり、問題となる。

捕集効率の異なる複数のろ材を一体にしたエアフィルタを形成し、すべてのろ材を同時に交換することも考えられる。しかし、複数のろ材を一体に形成すると、エアフィルタの全重量が大きくなり、交換作業の負担が大きくなる。

本発明は、捕集効率の異なる複数のろ材を同時にかつ容易に交換することができるエアフィルタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、通気路内に配置されるエアフィルタであって、
第１のろ材と、
前記第１のろ材よりも捕集効率が高く前記第１のろ材よりも通気路の下流側に前記第１のろ材と接して配置される第２のろ材と、
前記第１のろ材および前記第２のろ材の外周部を囲み、前記第１のろ材および前記第２のろ材を一体に形成する枠材とを備え、
前記第２のろ材は、プリーツ形状を有し、プリーツの折り目に垂直な方向にホットメルトリボンが設けられており、
前記第１のろ材と前記枠材とは、上下流方向と交差する方向に線状に設けられたシール材により接着され、当該シール材は、前記第１のろ材の上面及び下面の上流側端部に設けられ、
前記第２のろ材と前記枠材とは、上下流方向と交差する方向に線状に設けられたシール材により接着され、当該シール材は、前記第２のろ材の上面及び下面の下流側端部に設けられていることを特徴とする。

前記枠材は板紙または繊維板からなることが好ましい。枠材に板紙または繊維板を用いることで、枠材に金属等を用いた場合よりもエアフィルタ全体を軽量化することができる。

また、第１のろ材と第２のろ材とを合わせた、粒径０．３μｍ以上２．５μｍ以下の粒子の累計捕集効率が９０％以上であることが好ましい。このような特性を有するエアフィルタは、ＰＭ２．５等の大気中に浮遊する粒子状物質が多い環境に好適に使用することができる。

また、枠材の上流側端部には、第１のろ材の上流側面と当接する上流側フランジが設けられ、
枠材の下流側端部には、第２のろ材の下流側面と当接する下流側フランジが設けられていることが好ましい。
上流側フランジおよび下流側フランジにより、第１のろ材および第２のろ材の上下流方向の位置決めをすることができるとともに、第１のろ材および第２のろ材の外周面と枠材の内周面との間を空気が通過することを妨げることができる。

本発明によれば、エアフィルタ全体を取り替えることで、捕集効率の異なる複数のろ材を同時にかつ容易に交換することができる。また、シール材を線状に設けることで、枠材の内周面にシール材をべた塗りする場合と比較して、使用するシール材の量を低減することができ、エアフィルタ全体の重量を軽減することができ、交換作業を容易にすることができるとともに、エアフィルタ全体のコストを削減することができる。
さらに、枠材が板紙または繊維板のような木材由来材料であると、使用後のエアフィルタ全体を熱回収（サーマルリサイクル）に活用することができる。さらに、粒径０．３μｍ以上２．５μｍ以下の粒子の累計捕集効率が９０％以上であると、ＰＭ２．５等の大気中に浮遊する粒子状物質が多い環境に好適に使用することができる。

本実施形態のエアフィルタ１およびフィルタチャンバ１００を示す斜視図である。 エアフィルタ１の分解斜視図である。 エアフィルタ１の下流側から見た立面図である。 図３のIV−IV矢視断面図である。 図３のV部の拡大図である。 図３のVI−VI矢視断面図である。 枠材３０の展開図である。

以下、本発明の実施形態に係るエアフィルタ１の構成について説明する。図１は、本実施形態のエアフィルタ１およびエアフィルタ１が収納されるフィルタチャンバ１００を示す斜視図である。ここで、斜視図における左下方向を後方向、斜視図における右上方向を前方向、斜視図における左上方向を左方向、斜視図における右下方向を右方向、斜視図における上方向を上方向、斜視図における下方向を下方向、と定義する。なお、エアフィルタ１を通過する気体の上流側が前方向であり、下流側が後方向である。
フィルタチャンバ１００は、外気を建築物の内部へ取り入れる空調ダクトに取付けられ、通気路を構成する。フィルタチャンバ１００は、筐体１０１と、蓋１０２と、上流側ダクト継手１０３と、下流側ダクト継手１０４とを備える。

筐体１０１には、開口１０５が設けられており、図１に示すように、開口１０５から筐体１０１の内部にエアフィルタ１が挿入される。開口１０５は蓋１０２により塞がれる。筐体１０１内には、本実施形態に係るエアフィルタ１と併せて、他のエアフィルタを収納してもよい。
上流側ダクト継手１０３は筐体１０１の前側に設けられている。上流側ダクト継手１０３には、図示しない上流側空調ダクトが接続される。上流側空調ダクトは、図示しない室外機と接続されており、室外機から外気を筐体１０１内に供給する。
下流側ダクト継手１０４は、筐体１０１の後側に設けられている。下流側ダクト継手１０４には、図示しない下流側空調ダクトが接続される。下流側空調ダクトは、図示しない熱交換器を介して室内機と接続されており、筐体１０１内を通過した空気を室内に供給する。

図２はエアフィルタ１の分解斜視図であり、図３はろ過装置１の排気側から見た立面図、図４は図３のIV−IV矢視断面図、図５は図３のV部の拡大図であり、図６は図３のVI−VI矢視断面図である。エアフィルタ１は、プレフィルタ１０（第１のろ材）、フィルタパック２０（第２のろ材）、枠材３０、およびシール材４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３、４４を備える。
なお、図１と同様に、図２の斜視図における左下方向を後方向、斜視図における右上方向を前方向、斜視図における左上方向を左方向、斜視図における右下方向を右方向、斜視図における上方向を上方向、斜視図における下方向を下方向、と定義する。ここで、エアフィルタ１を通過する気体の上流側が前方向であり、下流側が後方向である。

プレフィルタ１０は、前側（上流側）に設けられており、粒径５μｍ以上、濃度０．４〜７ｍｇ／ｍ^３の粉塵の除去に用いられるフィルタである。プレフィルタ１０の捕集効率は、重量法で７０〜９０％、比色法で１５〜４０％、計数法で５〜１０％のいずれかであり、圧力損失は３０〜２９６Ｐａ、粉塵保持容量は５００〜２０００ｇ／ｍ^３である。捕集効率の測定において、重量法では、ＪＩＳ Ｚ８９０１に規定される１５種の粉体、又は、米国暖房冷凍空調学会（ＡＳＨＲＡＥ）に規定される粉塵が用いられる。比色法では、ＪＩＳ Ｚ８９０１に規定される１１種の粉体が用いられる。計数法では、粒径０．３ｍｍの、大気塵、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）、シリカのいずれかの粒子が用いられる。粉塵保持容量は、フィルタが所定の最終圧力損失に達するまでに捕集した粉塵量である。プレフィルタ１０には、具体的に、合成樹脂等の繊維からなる、不織布、マット、フェルト状の濾材が用いられる。不織布は、例えばＰＥＴ等の合成樹脂繊維を、例えばスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のバインダにより接着するケミカルボンド法により製造することができる。例えば、バインダ含有液中に繊維を含浸することで繊維同士を接着してもよいし、バインダを繊維に吹き付けることで繊維同士を接着してもよい。プレフィルタ１０は、後述のエレクトレット処理が施されてもよい。また、プレフィルタ１０のろ材をプリーツ形状に形成してもよい。

フィルタパック２０は、プレフィルタ１０よりも後側（下流側）に設けられており、粒径２．５μｍ以下、濃度が０．３ｍｇ／ｍ^３以下の粉塵の除去に用いられるフィルタである。フィルタパック２０のろ材としては、計数法による捕集効率が８０％以上、圧力損失が７９〜４９３Ｐａ、粉塵保持容量が２００〜８００ｇ／ｍ^３のものが用いられる。

フィルタパック２０は、捕集層２１と、補強層２２とを備える。捕集層２１は、合成樹脂等の繊維からなる不織布や織布等の繊維体からなる。
不織布として、例えば、メルトブロー不織布を用いることができる。メルトブロー不織布は、例えば、溶融樹脂組成物を押し出して微細な樹脂流とし、この樹脂流を高速度の加熱気体と接触させて微細な繊維径の不連続ファイバーとし、このファイバーを多孔性支持体上に集積させることで形成される。メルトブロー不織布の目付は、５〜１００ｇ／ｍ^２、好ましくは１０〜８０ｇ／ｍ^２である。ファイバーの径は、０．１〜１０μｍ、好ましくは１〜６μｍであり、平均繊維長は、５０〜２００ｍｍ、好ましくは８０〜１５０ｍｍである。

メルトブロー不織布の材質には、例えば、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブチレン共重合体、エチレン−オクテン共重合体等のエチレン系共重合体、ポリプロピレンあるいはプロピレン共重合体、ポリブチレン等のポリオレフィン、６−ナイロン、６６−ナイロン、６，６６共重合ナイロン、６１０−ナイロン、１１−ナイロン、１２−ナイロン等のポリアミドあるいは共重合ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、エチレンテレフタレート共重合体、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、脂肪族系ポリカーボネート、ポリウレタンエラストマー、ポリ塩化ビニルあるいは共重合体、全芳香族ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド等から選ばれた少なくとも１種の重合体である。中でも、メルトブロー成形性に優れ、低コストであり、かつ、メルトブロー不織布の製造中にショットと呼ばれる繊維状にならないポリマー玉の混入が生じる可能性が極めて低い理由から、ポリプロピレンが好ましい。

補強層２２は、捕集層２１よりも剛性が高く、かつ通気性を有するシートである。補強層２２は、変形しやすく、厚みが薄く、軽いものが好ましく用いられる。補強層２２には、紙、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン等の合成樹脂からなる織布又は不織布、ネット等を用いることができる。不織布には、例えば、スパンボンド不織布を用いることができる。捕集層２１がメルトブロー不織布である場合は、補強層２２の不織布はスパンボンド不織布であることが好ましい。スパンボンド不織布は、公知のものを特に制限されることなく用いることができ、例えば、紡糸され、延伸されたフィラメントを、多孔性支持体上にランダムに集積したものが用いられる。このようなスパンボンド不織布は、連続したフィラメントからなり、延伸により分子配向が付与されているため、強度的に優れている点で好ましい。スパンボンド不織布の材質は、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド等が挙げられる。本実施形態では、ポリエステルが用いられる。スパンボンド不織布は、さらに、ニードルパンチング、エアーサクション、ウォータージェット等の手段によって繊維相互の絡み合いが生じているものであってもよい。スパンボンド不織布の目付は、補強性と通気抵抗性の観点から、１０〜１００ｇ／ｍ^２、好ましくは１５〜５０ｇ／ｍ^２である。フィラメントの繊度は、１〜３デニールであることが好ましい。

上記の捕集層２１および補強層２２に対して、エレクトレット処理を行うことが好ましい。エレクトレット処理は、不織布に対して直流電圧を印加することにより行われる。印加される直流電圧の値は、電極の形状、電極間距離等に応じて、エレクトレット不織布に要求される帯電電荷量、エレクトレット処理の速度等も勘案して、適宜定められる。例えば、電極間距離が８ｍｍである場合、５ｋＶ以上の、好ましくは６〜２０ｋＶの直流電圧を不織布に印加することにより行われる。また、直流電圧の印加は、いずれの方法によって行われてもよく、特に制限されない。例えば、直流電圧を印加した電極間に不織布を通して行ってもよく、不織布の表面にコロナ放電やパルス状高電圧をかけることによって行なってもよい。また、不織布の表裏両面を他の誘電体で保持し、両面に直流高電圧を加える方法や、不織布に光照射しながら電圧を加える方法等が用いられてもよい。

補強層２２は、捕集層２１の片側又は両側に積層されてよい。捕集層２１と補強層２２の積層方法は、特に限定されず、例えば、接着剤を用いて２つの層を貼り合わせる方法や、メルトブロー法以外の製法で製造した補強層２２の上にメルトブロー法により捕集層２１を積層することが挙げられる。また、２種類の不織布を貼り合わせる方法としては、熱可塑性で低融点のホットメルト樹脂粉末を散布する方法や、湿気硬化型ウレタン樹脂をスプレー法で散布する方法や、熱可塑性樹脂、熱融着繊維を散布し熱路を通す方法等が挙げられる。特に、不織布同士の接着面積を減らして通気性を良くする理由で、熱可塑性で低融点のホットメルト樹脂粉末を散布する方法が好ましい。なお、ホットメルト樹脂としては、熱可塑性・低融点のポリエステル系、ポリアミド系、ウレタン系、ポリオレフィン系、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）系のものを使用できる。さらに、メルトブロー不織布とスパンボンド不織布とを貼り合わせる方法として、濾材２の柔軟性が高くなり、機械的強度および耐久性が顕著に向上する理由から、ヒートエンボス加工法が用いられてもよい。これにより、フィルタパックを一方向に長く形成した場合でも、硬質の補強材を用いることなく濾材を軽量化でき、濾材が薄くても、捻れ等に対する引張強度を十分に付与することができ、取り扱い時の破損を防止できる。

本実施形態においては、長尺の繊維体からなるろ材を一定の折り幅でジグザグに折り畳むことにより、ろ材がプリーツ形状に形成されており、フィルタパック２０は全体として略直方体形状に形成されている。本実施形態においては、ろ材の折り目方向が上下方向となり、かつ、折り目が交互に気体の流入口側及び流出口１７側を向くように配置される。

フィルタパック２０のろ材のプリーツ形状を保持する方法として、ろ材の折り目に垂直方向にホットメルトリボンを塗布する方法、ろ材の折り目に垂直方向に支柱や櫛歯状の条片を設ける方法、ろ材に波形状のセパレータを介挿する方法、がある。また、ろ材の折り畳んだ状態において対向する面に突起が形成されるように、ろ材にエンボス加工を施し、当該突起によりプリーツ同士の間隔を維持してもよい。

なお、上記プレフィルタ１０およびフィルタパック２０のろ材に抗菌剤、防カビ剤等を担持させてもよい。

ここで、プレフィルタ１０とフィルタパック２０を合わせたエアフィルタ１全体の、粒径０．３μｍ以上２．５μｍ以下の粉塵の累計捕集効率は、９０％以上であることが好ましい。
上記の累計捕集効率は、例えば以下のようにして計測することができる。具体的には、フィルタパック２０の上流側に供給する空気（上流側の空気）中の粒径０．３μｍ以上２．５μｍ以下の粉塵を分級し、粒径毎の密度（μｇ／ｍ^３）を求めるとともに、フィルタパック２０を通過した空気（下流側の空気）中の粉塵を分級し、粒径毎の粉塵の密度（μｇ／ｍ^３）を求める。例えば、粒径を、０．３μｍ以上０．５μｍ未満、０．５μｍ以上０．７μｍ未満、０．７μｍ以上１．０μｍ未満、１．０μｍ以上２．０μｍ未満、２．０μｍ以上２．５μｍ以下、の５段階に区分して、パーティクルカウンター（光散乱式気中粒子計数器、ＪＩＳ Ｂ ９９２１）により計数することで、粒径毎の粒子数を求めることができる。具体的には、半導体レーザ等の光源からの光をパルス状に空気中の粒子に照射し、粒子による散乱光をフォトダイオード等の検出装置で検出する。散乱された光量から粒子の大きさを、散乱光のパルスの数から粒子の個数を計数することができる。
次に、粒径毎の粒子の個数に、粒径毎の密度（μｇ／ｍ^３）を積算し、上流側空気中の粒径０．３μｍ以上２．５μｍ以下の粉塵全体の密度（Ａｇ／ｍ^３とする）および下流側空気中の粒径０．３μｍ以上２．５μｍ以下の粉塵全体の密度（Ｂｇ／ｍ^３とする）を求める。累計捕集効率は（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００（％）で表される。このような特性を有するエアフィルタであれば、ＰＭ２．５等の大気中に浮遊する粒子状物質が多い環境に好適に使用することができる。

枠材３０は、プレフィルタ１０およびフィルタパック２０を内部に保持することで、エアフィルタ１を一体的に形成するとともに、プレフィルタ１０およびフィルタパック２０の外周部を保護する。
図７は枠材３０の展開図である。枠材３０は板紙、繊維板（ファイバーボード）等の木材由来材料であって、容易に折り曲げ可能な材料により一体に形成されている。図７に示すように、枠材３０は、天板３１、底板３２、右側板３３、左側板３４を備える。左側板３４と天板３１とが接続され、天板３１と右側板３３とが接続され、右側板３３と底板３２とが接続されている。左側板３４と天板３１との接続部、天板３１と右側板３３との接続部、右側板３３と底板３２との接続部を折り曲げ、底板３２と左側板３４とが図示しない接合部材（例えば、接着テープ等）により接合することで、矩形の枠材３０が形成される。

天板３１、底板３２、右側板３３、左側板３４の前側（上流側）には、それぞれ上流側フランジ３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａが設けられている。また、天板３１、底板３２、右側板３３、左側板３４の後側（下流側）には、下流側フランジ３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂが設けられる。図６に示すように、上流側フランジ３１ａおよび下流側フランジ３１ｂが天板３１に対して略９０度下方向に折り曲げられ、下流側フランジ３２ａおよび下流側フランジ３２ｂが底板３２に対して略９０度上方向に折り曲げられている。

同様に、図４に示すように、上流側フランジ３３ａおよび下流側フランジ３３ｂが右側板３３に対して略９０度左方向に折り曲げられ、下流側フランジ３４ａおよび下流側フランジ３４ｂが左側板３４に対して略９０度右方向に折り曲げられている。これにより、枠材３０は、内周に凹部を有する断面コ字型（略Ｃ字型）に形成される。この凹部内にプレフィルタ１０およびフィルタパック２０が保持される。

上流側フランジ３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａがプレフィルタ１０の上流側面と当接するとともに、下流側フランジ３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂがフィルタパック２０の下流側面と当接し、プレフィルタ１０の下流側面とフィルタパック２０の上流側面とが当接することで、プレフィルタ１０およびフィルタパック２０の上下流方向の位置が拘束される。また、上流側フランジ３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａにより、エアフィルタ１を通過する空気がプレフィルタ１０の外周面と枠材３０の内周面との隙間に流れることを妨げることができる。同様に、下流側フランジ３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂにより、プレフィルタ１０を通過した空気がフィルタパック２０の外周面と枠材３０の内周面との隙間に流れることを妨げることができる。

板紙は木材パルプ、古紙などを原料として製造した厚い紙であり（ＪＩＳ Ｐ０００１）、単層抄きであってもよいし、多層抄き（積層紙）であってもよい。板紙の材料は木材パルプ、古紙に限らず、例えばポリエステル等の合成繊維や活性炭等を混合して抄いた混抄紙を用いてもよい。板紙の厚さは、枠材３０の強度を維持するために、０．８ｍｍ以上であることが好ましく、枠材３０の軽量化の観点から３．２ｍｍ以下であることが好ましい。なお、枠材３０のシール材４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３、４４との接着性を良好にするために、板紙の表面を樹脂によりコートしてもよい。

繊維板は主に木材などの植物繊維（古紙や木材パルプ等）を接着剤により成形したものであり、密度０．３５ｇ／ｃｍ^３未満のインシュレーションボード、密度０．３５ｇ／ｃｍ^３以上０．８０ｇ／ｃｍ^３未満のミディアムデンシティファイバーボード（ＭＤＦ）、密度０．８０ｇ／ｃｍ^３以上のハードファイバーボード（いずれもＪＩＳ Ａ５９０５）のいずれかを用いることができる。枠材３０の強度を維持するために、ハードファイバーボードを用いることが好ましい。繊維板の厚さは、枠材３０の強度を維持するために、０．８ｍｍ以上であることが好ましく、枠材３０の軽量化の観点から２．５ｍｍ以下であることが好ましい。
なお、複数の繊維板を積層し、圧縮成形することで枠材３０を形成してもよい。
また、枠材３０に繊維板を用いる場合、天板３１、底板３２、右側板３３、左側板３４に対して、上流側フランジ３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａおよび下流側フランジ３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂを、あらかじめ略９０度に折り曲げた状態に成形してもよい。

枠材３０に板紙または繊維板を用いることで、エアフィルタ１全体を軽量化することができる。例えば、２００ｍｍ×６００ｍｍ×１０ｍｍのプレフィルタ１０、２００ｍｍ×６００ｍｍ×６０ｍｍのフィルタパック２０に対して、充分な強度を有する枠材３０を板紙、繊維板、ステンレスのいずれかを用いて形成する場合、枠材３０の重量は板紙であれば５０ｇ、繊維板であれば１４０ｇ、ステンレスであれば６００ｇとなる。プレフィルタ１０が４０ｇ、とフィルタパック２０が３２０ｇ、シール材４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３、４４が合計で２０ｇであり、これらを合わせた重量が３８０ｇであるため、枠材３０の軽量化がエアフィルタ１全体の軽量化に大きく寄与し、枠材３０に板紙または繊維板を用いることで、エアフィルタ１全体で５００ｇ前後の重さとすることができる。

シール材４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３、４４は、例えばホットメルト等の接着剤である。シール材４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３、４４は、プレフィルタ１０およびフィルタパック２０を枠材３０に組み込むときに、枠材３０の内周面に塗布される。なお、図２の斜視図および図７の枠材３０の展開図においては、塗布した状態におけるシール材４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３、４４の位置が破線で記載されている。図７に示すように、シール材４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３、４４は、通気路の上下流方向と交差する方向（上下方向または左右方向）に設けられる。シール材４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３、４４の塗布幅（前後方向の幅）は、プレフィルタ１０およびフィルタパック２０の前後方向の長さよりも充分に狭い。接着力を充分に得るために、シール材４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３、４４の塗布幅（前後方向の幅）を、例えば、４〜８ｍｍとすることが好ましい。

シール材４１ａは天板３１の下面の前側端部に左右方向に設けられる。シール材４１ａは、図６に示すように、天板３１の下面の前側端部とプレフィルタ１０の上面の前側端部とを接着する。
シール材４１ｂは天板３１の下面の後側端部に左右方向に設けられる。シール材４１ｂは、図６に示すように、天板３１の下面の後側端部とフィルタパック２０の上面の後側端部とを接着する。
シール材４２ａは底板３２の上面の前側端部に左右方向に設けられる。シール材４２ａは、図６に示すように、底板３２の上面の前側端部とプレフィルタ１０の下面の前側端部とを接着する。
シール材４２ｂは底板３２の上面の後側端部に左右方向に設けられる。シール材４２ｂは、図６に示すように、底板３２の上面の後側端部とフィルタパック２０の下面の後側端部とを接着する。

ここで、図５および図６に示すように、シール材４２ｂは、フィルタパック２０のろ材の後側の折り目の下端部を底板３２の上面の後側端部に固定する。これにより、フィルタパック２０の下面の後側端部と底板３２の上面との隙間が封止される。同様に、シール材４１ｂは、フィルタパック２０のろ材の後側の折り目の上端部を天板３１の下面の後側端部に固定することにより、フィルタパック２０の上面の後側端部と天板３１の下面との隙間が封止される。

フィルタパック２０のろ材の上面と天板３１の下面との隙間、および、下面と底板３２の上面との隙間は、ろ材の折り目部分で最も大きくなるが、ろ材の折り目部分でシール材４１ｂ、４２ｂを用いることで、天板３１の下面および底板３２の上面とフィルタパック２０との隙間を充分に封止することができる。このため、天板３１の下面全体および底板３２の上面全体にシール材を塗布する場合と比較してシール材の使用量を減らし、エアフィルタ１の軽量化を図るとともにコストを削減することができる。

シール材４３は右側板３３の左側面の前後方向の中間部に上下方向に設けられる。シール材４３は、図４に示すように、右側板３３の左側面とフィルタパック２０のろ材の右端部とを接着する。
シール材４４は左側板３４の右側面の前後方向の中間部に上下方向に設けられる。シール材４４は、図４に示すように、左側板３４の右側面とフィルタパック２０のろ材の左端部とを接着する。
シール材４３、４４により、フィルタパック２０のろ材の左右端部と右側板３３および左側板３４との隙間が封止される。このため、右側板３３の左側面全体および左側板３４の右側面全体にシール材を塗布する場合と比較してシール材の使用量を減らし、エアフィルタ１の軽量化を図るとともにコストを削減することができる。

以上のように形成されるエアフィルタ１は、枠材３０にプレフィルタ１０およびフィルタパック２０を組み込むことで一体に形成されているため、エアフィルタ１全体を交換することでプレフィルタ１０とフィルタパック２０とを同時に交換することができる。このため、例えばＰＭ２．５等の大気中に浮遊する粒子状物質が多い環境など、捕集効率の異なる複数のろ材を定期的に交換する必要がある場合において特に有効である。
また、シール材４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３、４４を線状に設けているため、枠材３０の内周面にシール材をべた塗りする場合と比較して、使用するシール材の量を低減することができ、エアフィルタ１のコストを削減すると同時にエアフィルタ１の重量を軽減することができる。
さらに、枠材３０に板紙または繊維板を用いることで、エアフィルタ１全体を軽量化することができる。
さらに、プレフィルタ１０およびフィルタパック２０が合成樹脂等の繊維からなり、枠材３０が板紙または繊維板のような木材由来材料であるため、使用後のエアフィルタ１全体を熱回収（サーマルリサイクル）に活用することができる。

以上、本発明のエアフィルタ１について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

（プレフィルタ）
次の構成でケミカルボンド法でプレフィルタ用の不織布ろ材を作成した。
合成樹脂繊維として、ＰＥＴ繊維を５４重量％、バインダとしてスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を４６質量％用いた。
ＰＥＴ繊維の繊維構成は、繊維径が１２デニールのものを５０質量％、繊維径が１５デニールのものを５０質量％とした。上記の繊維構成により平均繊維径を１３．５デニール（３７．６μｍ）とした。
上記の合成樹脂繊維およびバインダを用いて、厚さ１０ｍｍ、繊維目付３００ｇ／ｍ^２、ろ材単位体積当たりの繊維表面積が１４９０ｍ^２／ｍ^３のケミカルボンド不織布からなるプレフィルタを得た。

（フィルタパック）
厚さ０．１ｍｍ、目付２３ｇ／ｍ^２のポリプロピレン製メルトブロー不織布に対し、エレクトレット処理を行った。エレクトレット処理は、電極間距離を８ｍｍとして、６〜２０ｋＶの直流電圧をメルトブロー不織布に印加することにより行った。次いで、エレクトレット処理を行ったメルトブロー不織布と、厚さ０．５３ｍｍ、目付１１０ｇ／ｍ^２のポリエステル製スパンボンド不織布との間に、ポリエステル系樹脂からなるホットメルトパウダーを散布し、１６０度で加熱することで積層し、厚さ０．６３ｍｍ、目付１３３ｇ／ｍ^２、長さ６０３ｍｍ×幅１１６ｍｍの濾材を得た。なお、得られた濾材は、ＴＡＰＰＩ（The Technical Association of the Pulp and Paper Industry）規格：Ｔ−４９４に準拠するＭＤ方向の引張強度は２００Ｎ／５０ｍｍであった。
得られた濾材に対し、ロータリー式折り機でプリーツ加工を施し、さらに、表面にポリオレフィンからなるホットメルトリボンを形成して、フィルタパックを得た。

（枠材）
木材パルプ繊維を用いた、厚さ１．６±０．１３ｍｍ、密度１．１０±０．１５ｇ／ｃｍ^２、繊維板（パスコＡ１、北越紀州製紙株式会社製、表面加工なし）を折り曲げて枠材を形成し、ホットメルト（ホットメルトスティック、ヘンケルジャパン株式会社製）により上記のプレフィルタおよびフィルタパックを枠材内に固定し、エアフィルタを形成した。

（累計捕集効率の測定）
上記のエアフィルタをフィルタチャンバに収納し、毎時１２００ｍ^３で、外気をフィルタチャンバに供給し、エアフィルタを通過させた。このとき、エアフィルタよりも上流側の空気および下流側の空気中の微粒子をパーティクルカウンター（光散乱式気中粒子計数器、ＪＩＳ Ｂ ９９２１）により計数し、粒径毎の粒子数を求めた。次に、粒径毎の１粒子当たりの平均質量を粒径毎に計数した粒子数に乗じることで、粒径毎の質量濃度を求めた。分級においては、粒径を、０．３μｍ以上０．５μｍ未満、０．５μｍ以上０．７μｍ未満、０．７μｍ以上１．０μｍ未満、１．０μｍ以上２．０μｍ未満、２．０μｍ以上２．５μｍ以下、の５段階に区分した。
５段階に区分した粒径毎に、上流側空気中の質量濃度（ａμｇ／ｍ^３とする）と下流側空気中の質量濃度（ｂμｇ／ｍ^３とする）から捕集効率を（ａ−ｂ）／ａ×１００（％）として計算した。また、上流側空気の各区分の質量濃度の積算値（Ａμｇ／ｍ^３とする）と下流側空気の各区分の質量濃度の積算値（Ｂμｇ／ｍ^３とする）から累計捕集効率を（Ａ−Ｂ）／Ａ×１００（％）として計算した。
結果を表１に示す。

上記実施形態のエアフィルタによれば、粒径０．３〜２．５μｍの粉塵、すなわち、大気中に浮遊する微小粒子状物質ＰＭ２．５を、累計捕集効率で９０％以上除去できることがわかる。

１ エアフィルタ
１０ プレフィルタ
２０ フィルタパック
２１ 捕集層
２２ 補強層
３０ 枠材
３１ 天板
３２ 底板
３３ 右側板
３４ 左側板
３１ａ、３２ａ、３３ａ、３４ａ 上流側フランジ
３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ、３４ｂ 下流側フランジ
４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３、４４ シール材
１００ フィルタチャンバ（通気路）
１０２ 蓋
１０３ 上流側ダクト継手
１０４ 下流側ダクト継手
１０５ 開口

Claims (4)

1. 通気路内に配置されるエアフィルタであって、
   第１のろ材と、
   前記第１のろ材よりも捕集効率が高く前記第１のろ材よりも通気路の下流側に前記第１のろ材と接して配置される第２のろ材と、
   前記第１のろ材および前記第２のろ材の外周部を囲み、前記第１のろ材および前記第２のろ材を一体に形成する枠材とを備え、
   前記第２のろ材は、プリーツ形状を有し、プリーツの折り目に垂直な方向にホットメルトリボンが設けられており、
   前記第１のろ材と前記枠材とは、上下流方向と交差する方向に線状に設けられたシール材により接着され、当該シール材は、前記第１のろ材の上面及び下面の上流側端部に設けられ、
   前記第２のろ材と前記枠材とは、上下流方向と交差する方向に線状に設けられたシール材により接着され、当該シール材は、前記第２のろ材の上面及び下面の下流側端部に設けられていることを特徴とする、エアフィルタ。
2. 前記枠材は板紙または繊維板からなることを特徴とする、請求項１に記載のエアフィルタ。
3. 前記第１のろ材と前記第２のろ材とを合わせた、粒径０．３μｍ以上２．５μｍ以下の粒子の累計捕集効率が９０％以上であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のエアフィルタ。
4. 前記枠材の上流側端部には、前記第１のろ材の上流側面と当接する上流側フランジが設けられ、
   前記枠材の下流側端部には、前記第２のろ材の下流側面と当接する下流側フランジが設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエアフィルタ。

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