JP2010082596A - エアフィルター用濾材、その製造方法、およびそれを用いたエアフィルター - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低圧損でありかつ広範囲にわたるダストの捕集において高い捕集効率と寿命を有するエアフィルター濾材およびエアフィルターを提供せんとするものである。
【解決手段】少なくとも２層以上の積層構造からなる濾材であって、風向きに対して上流側に配置されるエレクトレット不織布について、ＱＦ値（Ａ）が、下流側に配置されるエレクトレット不織布のＱＦ値（Ｂ）よりも高いことを特徴とするエアフィルター用濾材。
【選択図】なし

Description

本発明は、例えば自動車キャビン空間用集塵フィルターに用いるエアフィルター濾材およびエアフィルターに関する。

従来、外気に含まれる様々なダストを濾過して清浄された空気を供給するためのエアフィルター用濾材としては、木材パルプ、木綿、麻、レーヨン、合成繊維などを原料とし、乾式法や湿式抄紙法で不織布化したものが用いられており、中でもその不織布に他の不織布もしくはネットや多孔性フィルムを積層して剛性を付与し、さらにその積層不織布にエレクトレット処理をすることにより高い捕集機能を与えるものが提案されている。（例えば、特許文献１）
しかしながらこの濾材においては、粒径がサブミクロンオーダーの微細塵の捕集性能についてエレクトレット性能に依存されている部分が大きく、実使用においてエレクトレットの効果が低下した時の捕集機能の低下が著しく大きいため、長寿命化が困難である。

また、１層の不織布において厚み方向に疎密構造を作り、上流側で粒径の大きいダストを捕集し、下流側で粒径の細かいダストを捕集することにより、長寿命な濾材を得る方法が提案されている。（特許文献２）
しかしながらこの濾材においては、粒径の細かいダストは上流側の層で殆ど捕集されず下流側の層で捕集されるため、目詰まりが起こり易く、結果的に寿命が短くなってしまうため好ましくない。

また、空気の流れに対して上流側に、厚み当たりの捕集効率の低い層を配置し、下流側に厚み当たりの捕集効率が高い層を配置することにより、目詰まりを防止するエアフィルタ濾材を得る方法が提案されている。（特許文献３）
しかしながらこの方法においても、上流側において微細塵の捕集性能が十分でないため、濾材下流での目詰まりが起こりやすいため、圧力損失の上昇が起こり寿命が短くなるため好ましくない。
特開２００７−１４６３５７号公報 特開平０５−６８８２３号公報 特開２００５−２０５３０５号公報

本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し、花粉等に代表される粒径が大きいダストから、海塩粒子のような広い粒径分布を持ちその中のサブミクロンオーダーの細かいダスト双方に対し高い捕集効率を有し、かつ長期間において目詰まりを起こすことなく長寿命であるエアフィルター濾材およびエアフィルターならびにその製造方法を提供せんとするものである。

本発明は、かかる課題を解決するために、次の（１）〜（６）のいずれかの手段を採用する。

（１）少なくとも２層以上のエレクトレット不織布の積層構造からなる濾材であって、風向きに対して上流側に配置されるエレクトレット不織布の下記式より算出されるＱＦ値（Ａ）が、風向きに対して下流側に配置されるエレクトレット不織布の下記式１より算出されるＱＦ値（Ｂ）よりも高いことを特徴とするエアフィルター用濾材。

（２）ＱＦ値（Ａ）およびＱＦ値（Ｂ）の間に以下の関係が成立することを特徴とする前記（１）に記載のエアフィルター用濾材。
２．５≦ＱＦ値（Ａ）／ＱＦ値（Ｂ）≦７０
（３）風向きに対して上流側に配置されるエレクトレット不織布がエレクトレット短繊維不織布であり、ＱＦ値（Ａ）が１．０〜４．０であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載のエアフィルター用濾材。

（４）風向きに対して下流側に配置されるエレクトレット不織布のＱＦ値（Ｂ）が０．０７〜０．５であり、かつ通過風速７．５ｃｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率が５０％以上であることを特徴とする前記（３）に記載のエアフィルター用濾材。

（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載のエアフィルター濾材を使用してなることを特徴とするエアフィルター。

（６）少なくとも２層のエレクトレット不織布の層間に接着性樹脂を付与し、該接着性樹脂を介して不織布を重ね合わせて接着することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載のエアフィルター用濾材の製造方法。

本発明のエアフィルター濾材によれば、風向きに対して上流側に配置されるＱＦ値の高いエレクトレット不織布が粒径の大きなダストを保持しつつ、使用初期において細かいダストに対しても高い捕集効率を有するため、下流側への負荷が少なくなり目詰まりを防止できる。更に、上流の層を通過したダストにおいては下流側のエレクトレット不織布で捕集するため、細かいダストにおいても高い捕集効率を維持し続けることができる。またかかる濾材は、プリーツ加工して枠体などに収納することによりエアフィルターとして使用することが可能となり、濾材と同様の効果を奏する。

本発明は、前記課題、すなわち粒径の大きいダストと細かいダストの両方に対し高捕集効率および長寿命性能を有するエアフィルター用濾材について鋭意検討した結果、圧損当たりの捕集効率が異なるエレクトレット不織布を２層以上積層し、風向きに対して上流の層ほど圧損あたりの捕集効率が高いエレクトレット不織布を配置することにより、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。

まず、本発明におけるエアフィルター用濾材は、少なくとも２層以上のエレクトレット不織布の積層構造から構成されるものである。ここでいう積層構造とは、単純に不織布同士が重ねられているだけのものや、熱融着樹脂や湿気硬化型樹脂などの接着剤を介して不織布同士が結合されているものや、不織布を重ねた状態で例えばニードルパンチ法などの機械的作用を与えることによって各層の不織布を構成する繊維同士を絡ませて結合されている構造を示す。中でも接着剤によって不織布同士を結合する方法は、積層前の各々のエレクトレット不織布の性能を損なうことなく、かつプリーツ加工時の不織布の剥れ防止などフィルター加工性にも優れるため好ましい。

本発明におけるエアフィルター用濾材とは、空気やガスといった気体と接触することにより、気体に含有される粒子を捕集し除去する目的で用いられる部材を示す。

本発明のエアフィルター用濾材において重要なポイントは、エレクトレット不織布の積層構造において、風向きに対して上流側になるほど、圧損当たりの捕集効率が高い、すなわち下記式１によって求められるＱＦ値が高いエレクトレット不織布を配置することにある。

本発明におけるＱＦ値の測定方法は、濾材を通風可能な有効間口面積０．１ｍ^２ホルダーにセットし、風速１０．８ｃｍ／ｓで空気を通過させた時の圧力損失を測定し、さらに濾材上下流の空気中の粒径０．３〜０．５μｍ粒子数より算出した捕集効率より算出するものである。

ＱＦ値の高いエレクトレット不織布を上流側に配置することにより、初期の圧損が低いため粒径の大きいダストを捕集することにより圧力損失が上昇しても、濾材の寿命となる圧損上限値までは余裕があり、寿命までにより多くのダストを捕集することが可能である。更にエレクトレット作用による細かいダストの捕集効率が高いため、特に使用初期において下流側のエレクトレット不織布へのダストの通過を抑えることができ、全体の目詰まりを防止することができる。よって本発明においてＱＦ値の高いエレクトレット不織布を風向きに対し上流側に配置することは必須である。

また、本発明においてはＱＦ値の高いエレクトレット不織布の下流に、これよりもＱＦ値の低いエレクトレット不織布を配置することが重要である。すなわち、風向きに対して上流側に配置されるエレクトレット不織布のＱＦ値（Ａ）は、風向きに対して下流側に配置されるエレクトレット不織布のＱＦ値（Ｂ）よりも高い。このような配置をとることにより、濾材全体の圧力損失を抑えることができ、さらに上流側のＱＦ値の高いエレクトレット不織布を通過したダストを下流側のエレクトレット不織布で捕集できるため、本発明の目的である粒径の大きいダストおよび細かいダスト双方に対し長期間において高い捕集効率を有しかつダスト捕集量に優れたエアフィルター用濾材を得ることができる。逆に風向きに対して下流側にＱＦ値の高いエレクトレット不織布を配置した場合、上流側のＱＦ値が低いエレクトレット不織布は単体では細かいダストの捕集効率が十分でなく、下流のエレクトレット不織布ヘの負荷が大きくなるため、使用初期においては問題がないが、使用するにつれ下流の目詰まりが起こり急速に圧損が上昇し、寿命となってしまうため好ましくない。

本発明のエアフィルター用濾材において、上流側のエレクトレット不織布のＱＦ値を（Ａ）、下流側のエレクトレット不織布のＱＦ値を（Ｂ）としたとき、両者のＱＦ値の比率は２．０≦ＱＦ値（Ａ）／ＱＦ値（Ｂ）≦７０が好ましく、より好ましくは２．５≦ＱＦ値（Ａ）／ＱＦ値（Ｂ）≦４０である。ＱＦ値の比率が前記の範囲となるようにエレクトレット不織布を配置することにより、濾材全体の圧力損失が低く、粒径の細かいダストに対する上流側のエレクトレット濾材による捕集効率および捕集量が上昇し、かつ下流側のエレクトレット濾材の捕集性能と合わせて、極めて高い捕集性能を得ることができる。逆にＱＦ値の比率が２．０≦ＱＦ値（Ａ）／ＱＦ値（Ｂ）≦７０を外れた場合、圧力損失が著しく高くなり、かつ下流のエレクトレット不織布が粒径の細かいダストを殆ど捕集できなくなるため好ましくない。

本発明におけるエレクトレット不織布とは、不織布を構成する繊維状物質各々の表面に電荷を付与したものをいい、電荷を付与する方法としては不織布シートにコロナ放電法、純水サクション法、摩擦帯電法といった公知の帯電方法から任意に選択することができる。

本発明における不織布とは、カード法、エアレイド法、エアスルー法、抄紙法といった、主に不連続の天然繊維や任意の長さにカットや件縮を付与されたカットファイバーといった短繊維を加工して得られるものや、スパンボンド法やメルトブロー法といった繊維が連続した状態で存在するシートを得るようなもの、更にはエレクトレット加工されたフィルムを切断し繊維状としたものを集合化して得るものなど、公知の方法から任意に選択した方法で得られるものをいう。

本発明のエレクトレット不織布に用いる素材は、特に指定されるものではなく、具体的には綿、麻、ケナフなどの天然繊維、パルプ、レーヨンといった半合成繊維、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）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）といったポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリレフィン、ナイロンなどのポリアミド、ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイド、ポリ乳酸などの合成繊維、無機繊維、炭素繊維などを例示することができる。中でもポリオレフィンは現時点において最もエレクトレット加工による帯電効果が大きいとされているためより好ましい。

本発明におけるエレクトレット不織布に用いる繊維としては、単一成分からなるものを使用してもよいし、芯鞘構造、サイドバイサイド構造など公知の複合繊維を用いてもよい。複合繊維を用いる場合、融点の異なる成分同士を複合させると、不織布加工時に加熱して融点の低い成分のみを溶融させ繊維間を結合することができるためより好ましい。

また、本発明におけるエレクトレット不織布に用いる繊維は、エレクトレット加工による帯電効果を向上させるための添加剤を含む物であってもよい。このような添加剤は公知のものを使用することができるが、なかでもヒンダードアミン系もしくはトリアジン系添加剤は、水などに対する静電気力の耐久性が向上するためより好ましい。含有量としては、１００〜３００００ｐｐｍの範囲が好ましく、より好ましくは７０００〜１５０００ｐｐｍの範囲である。含有量が１００ｐｐｍ未満であると十分な耐久性を付与することができないため好ましくなく、逆に含有量が３００００ｐｐｍを超えても均一性が著しく悪化するため好ましくない。

ヒンダードアミン系もしくはトリアジン系添加剤としては、具体的には、ポリ〔（（６−（１，１，３，３，−テトラメチルブチル）イミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル）（（２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）〕（チバガイギー製、キマソーブ（登録商標）９４４ＬＤ）、ハコク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物（チバガイギー製、チヌビン（登録商標）６２２ＬＤ）、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）（チバガイギー製、チヌビン（登録商標）１４４）、ジブチルアミン・１，３，５−トリアジン・Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６ーテトラメチルー４−ピペリジル−１，６−ヘキサメチレンジアミン・Ｎ−（２，２，６，６ーテトラメチルー４−ピペリジル）ブチルアミンの重縮合物（チバガイギー製、キマソーブ（登録商標）２０２０ ＦＤＬ）、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−（（ヘキシル）オキシ）−フェノール（チバガイギー製、チヌビン（登録商標）１５７７ＦＦ）などが挙げられる。

本発明のエアフィルター用濾材において、風向きに対して上流側に配置されるエレクトレット不織布を、綿やケナフのような天然繊維や任意の長さにカットされたパルプ、レーヨン、合成繊維などの短繊維によって構成し、ＱＦ値（Ａ）が１．０〜４．０の範囲であれば、短繊維不織布の形態上の特徴である低圧損と粒径の大きいダストの高捕集量に加え、エレクトレットの効果が大きく、粒径の細かいダストに対しても十分な捕集効率を得ることができるためより好ましい。

短繊維不織布の製造方法としては、前記したカード法、エアレイド法、エアスルー法、抄紙法といった任意の方法より選択することができるが、特にエアレイド法、エアスルー法は繊維径など形態の異なる繊維同士の複合が容易であり、細かい要求に沿った不織布の設計が可能であるためより好ましい。

短繊維不織布に用いる繊維としては、繊度が１〜３０ｄｔｅｘのものを用いることがより好ましい。特に繊度が１〜４ｄｔｅｘのものは、微細塵のエレクトレットに依存しない機械的捕集効率を向上させ、１０〜２０ｄｔｅｘのものは不織布の剛性を向上し形状保持性に優れた濾材となるため好ましく、必要に応じてこれらの繊維を混合してもよい。

本発明において短繊維エレクトレット不織布であるＱＦ値（Ａ）が１．０〜４．０の層の下流に配置するエレクトレット不織布として、ＱＦ値（Ｂ）が０．０７〜０．５の範囲にあり、かつ通過風速が７．５ｃｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率が５０％以上であるものを用いると、粒径の細かいダストに対し捕集効率が高いものになるが、その性能はエレクトレット性能にのみ依存するのではなく、不織布を構成する繊維による捕集性能が大きいため、上流のエレクトレット不織布を通過した粒子の捕集性能に優れ、かつ寿命としても優れたエアフィルター濾材を得ることができるためより好ましい。

下流に配置されるエレクトレット不織布の形態としては、メルトブロー不織布を用いることが微細塵の捕集効率に優れかつ全体の厚みが厚くなり過ぎない濾材を得やすいためより好ましい。このとき、メルトブロー不織布を構成する繊維の繊維径としては、平均１．３〜７．５μｍであり、目付としては１０〜４５ｇ／ｍ^２であることが、前記した性能に優れた濾材を得ることができるため最も好ましい。また、素材としては前記したような添加剤を含むポリオレフィンを用いることがより好ましい。

また、本発明のエアフィルター用濾材を構成するエレクトレット不織布は、目的に応じて難燃性、抗菌性、防カビ性、抗ウイルス性、抗アレルゲン性、脱臭性などの機能を付与してもよい。その方法としては、不織布シートの製造段階において所望の機能を有する薬剤（例えばマイクロカプセルリン系難燃剤、粉末活性炭）をバインダー樹脂に混合して付与する方法や、既にシート化された不織布に薬剤（例えばピリチオン系抗菌剤分散液、活性炭分散液）を含浸させる、スプレーで塗布する方法など任意に選択してよい。但しエレクトレット加工された不織布に薬剤を加工すると、電荷の状態が変化してエレクトレットの効果が薄れる恐れがあるため、エレクトレット加工前に付与することが好ましい。

本発明におけるエアフィルターは、本発明のエアフィルター用濾材であるエレクトレット不織布の積層体をそのまま使用してもよいが、プリーツ加工して一定の空間あたりの濾過面積を多く取ることにより、見かけ上の濾過風速を下げてダストの捕集性能を向上させ、かつ長寿命になるためより好ましい。

本発明におけるエアフィルター用濾材は少なくとも２層のエレクトレット不織布の積層によって構成されるものであるが、その製造方法としては、積層するエレクトレット不織布の層間を接着性を有する樹脂によって接着する方法であれば、各層の性能を低下させることなく、かつプリーツ加工時の相関の剥離を防止することができるため好ましい。接着剤としては、湿気効果型のウレタン樹脂であれば加熱の必要がなく熱に弱い濾材の積層に適しており、また熱融着性の樹脂としては低融点ポリエチレン系、低融点ポリアミド系、エチレン−酢酸ビニル共重合系樹脂を用いることが、操業性の面でより好ましい。また、これらの樹脂を不織布に付与する方法としては、スプレー等の機械によって樹脂を散布する方法や、不織布の上から樹脂を落下させて不織布上に落とす方法がある。また、樹脂を散布した後は熱融着性のものであれば樹脂が溶融する温度に加熱し樹脂を溶融させ、湿気効果型など熱融着性ではない樹脂であればそのままもう一方の不織布を重ね、加圧式のローラー間を通過させるなどして圧力をかけて接着させる。

以下、実施例によって本発明の作用効果をより具体的に示すが、本発明は下記実施例のみに限定されるものではない。

［測定方法］
（１）圧力損失（ΔＰ）［Ｐａ］
測定対象物であるエレクトレット不織布もしくは濾材を有効間口面積０．１ｃｍ^２のホルダーにセットし、面風速７．５ｃｍ／ｓで空気を通過させて、測定対象物上下流の差圧をデジタルマノメータＭＡ２−０４Ｐ（ＭＯＤＵＳ社製）にて測定した。

（２）初期捕集効率（η）［％］
前記（１）圧力損失と同様の測定装置および面風速において、上流および下流の粒径０．３〜０．５μｍの粒子数をパーティクルカウンター（ＲＩＯＮ社製、型式：ＫＣ−０１Ｄ）で測定し、次式より算出した。
捕集効率（η）＝１−（下流粒子数／上流粒子数）×１００
（３）ＱＦ値
前記（１）より求めた圧力損失（ΔＰ）および（２）より求めた初期捕集効率（η）を用い、下記式１より算出した。

（４）ＮａＣｌ粒子捕集効率［％］
濾材を有効間口面積０．１ｃｍ^２のホルダーにセットし、ＮａＣｌ粒子（粒径０．０３〜０．１μｍ）を７０ｍｇ／ｍ^３の濃度で供給し、面風速１０．８ｃｍ／ｓで空気を通過させて、前記圧力損失測定方法と同様の方法で測定した圧力損失が、初期圧損より５０Ｐａ上昇するまで粒子を負荷させた時点における上流および下流の０．０１〜０．３μｍの粒子数をパーティクルカウンター（ＬＡＳ−ＡＩＲ）で測定し、次式より算出した。

ＮａＣｌ粒子捕集効率＝１−（下流粒子数／上流粒子数）×１００
（５）ダスト総供給量［ｇ／ｍ^２］
濾材を有効間口面積０．１ｃｍ^２のホルダーにセットし、ＪＩＳ１５種ダストを０．１５ｇ／ｃｍ^２の濃度で供給し、面風速１０．８ｃｍ／ｓで空気を通過させて、前記圧力損失測定方法と同様の方法で測定した圧力損失が初期圧力損失より１５０Ｐａ上昇するまでダストを負荷する。ダスト負荷後の濾材重量とダスト負荷前の濾材重量および濾材を通過したダストの重量より供給したダストの総量を算出する。

［実施例１］
（上流側エレクトレット不織布）
原料としてポリプロピレンを使用し、メルトブロー法により平均繊維径６．５μｍ、目付３０ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電方式において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．０９であった。

（下流側エレクトレット不織布）
原料としてポリプロピレンを使用し、メルトブロー法により平均繊維径４．５μｍ、目付３０ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法方式において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は７６．３％、ＱＦ値（Ｂ）は０．０５であった。

（エアフィルター濾材）
前記各エレクトレット不織布を湿気硬化型ウレタン樹脂にて接着し、目付が６３ｇ／ｍ^２厚みが０．７３ｍｍのエアフィルター用濾材を得た。この濾材の圧損は４９．８Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は６６．５％、ダスト総供給量は２８．５ｇ／ｍ^２であった。

［実施例２］
（上流側エレクトレット不織布）
原料として、ポリプロピレンにトリアジン系化合物であるキマソーブ２０２０（チバカイギー（株）製）を１重量％添加したものを使用し、メルトブロー法により平均繊維径４．５μｍ、目付２０ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートにニードルパンチ加工にて加工した後、純水サクション法において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．７２であった。

（下流側エレクトレット不織布）
原料としてポリエステルを使用し、スパンボンド法により平均繊維径１００μｍ、目付２５ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。更に得られた不織布シートをコロナ放電法において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は３６．１％、ＱＦ値（Ｂ）は０．０１であった。

（エアフィルター濾材）
前記各エレクトレット不織布を湿気硬化型ウレタン樹脂にて接着し、目付４８ｇ／ｍ^２、厚みが０．４１ｍｍのエアフィルター用濾材を得た。この濾材の圧損は２０．１Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は５０．７％、ダスト総供給量は３５．１ｇ／ｍ^２であった。

［実施例３］
（上流側エレクトレット不織布）
実施例１の上流側エレクトレット不織布と同様のエレクトレット不織布を使用した。

（下流側エレクトレット不織布１）
実施例１の下流側エレクトレット不織布と同様のエレクトレット不織布を使用した。

（下流側エレクトレット不織布２）
原料としてポリプロピレンを使用し、メルトブロー法において平均繊維径１．８μｍ、目付２０ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。得られた不織布シートをコロナ放電法において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は８６．５％、ＱＦ値（Ｃ）は０．０３であった。

（エアフィルター濾材）
前記上流側エレクトレットと下流側エレクトレット不織布１を湿気効果型ウレタン樹脂にて接着した後、さらにこの積層不織布の下流側と下流側エレクトレット不織布２を同様の湿気硬化型ウレタン樹脂にて接着し、目付９１ｇ／ｍ^２、厚みが１．０１ｍｍのエアフィルター用濾材を得た。この濾材の圧損は９８．１Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は８３．５％、ダスト総供給量は２７．５ｇ／ｍ^２であった。

［実施例４］
（上流側エレクトレット不織布）
原料として、ポリプロピレンにトリアジン系化合物であるキマソーブ９４４（チバカイギー（株）製）を１重量％添加したものを使用し、メルトブロー法により平均繊維径６．５μｍ、目付２２ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートを純水サクション方式において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．１３であった。

（下流側エレクトレット不織布）
実施例１と同様のエレクトレット不織布を使用した。
（エアフィルター濾材）
前記上下流のエレクトレット不織布を湿気硬化型ウレタン樹脂にて接着し、目付５５ｇ／ｍ^２、厚みが０．５８ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の圧損は３６．５Ｐａ、ＮａＣｌ粒子捕集効率は７３．７％、ダスト総供給量は３３．５ｇ／ｍ^２であった。

［実施例５］
（上流側エレクトレット不織布）
実施例１と同様のポリプロピレンを原料とした繊度６ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの短繊維をカード法によって目付３０ｇ／ｍ^２の不織布状に加工し、１０ｇ／ｍ^２のスチレンアクリル樹脂を含浸加工して乾燥させ目付４０ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．８１であった。

（下流側エレクトレット不織布）
ポリエステルを使用し、メルトブロー法により平均繊維径１．４μｍ、目付１５ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電方式において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は４３．１％、ＱＦ値（Ｂ）は０．０１２であった。

（エアフィルター濾材）
前記上下流のエレクトレット不織布を、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂にて接着し、目付が６０ｇ／ｍ^２厚みが０．６０ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は６０．１Ｐａ、ＮａＣｌ粒子捕集効率は５９．２％、ダスト総供給量は３６．２ｇ／ｍ^２であった。

［実施例６］
（上流側エレクトレット不織布）
重量比率が５０／５０の芯鞘構造であり芯成分がポリプロピレン、鞘成分がポリエチレンからなる、繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの複合短繊維をエアスルー法によって目付４０ｇ／ｍ^２の不織シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法によって帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は１．１であった。

（下流側エレクトレット不織布）
実施例１と同様のエレクトレット不織布を使用した。

（エアフィルター濾材）
前記上下流のエレクトレット不織布を、実施例５と同様の方法で接着し、目付が７３ｇ／ｍ^２、厚みが０．６２ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は３３．５Ｐａ、ＮａＣｌ粒子捕集効率は８３．３％、ダスト総供給量は３６．７ｇ／ｍ^２であった。

［実施例７］
（上流側エレクトレット不織布）
重量比率が５０／５０のサイドバイサイド構造であり、一方がポリプロピレン、他方が無水マレイン酸変性ポリプロピレンからなる繊度１６ｄｔｅｘ、繊維長３５ｍｍのサイドバイサイド短繊維を２０重量％、実施例４と同様の芯鞘短繊維を８０重量％含む繊維群をエアスルー法よって加工し目付６０ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法によって帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は３．７であった。

（下流側エレクトレット不織布）
原料としてポリプロピレンを使用し、メルトブロー法において平均繊維径４．５μｍ、目付３７ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法により帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は８０．４％、ＱＦ値（Ｂ）は０．１０であった。

（エアフィルター濾材）
上下流のエレクトレット不織布を、実施例５と同様の方法で接着し、目付が１０２ｇ／ｍ^２、厚みが０．７５ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は４０．１Ｐａ、ＮａＣｌ粒子捕集効率は８５．６％、ダスト総供給量は４３．８ｇ／ｍ^２であった。

［実施例８］
（上流側エレクトレット不織布）
実施例７と同様の複合短繊維からなるエレクトレット不織布を使用した。

（下流側エレクトレット不織布）
原料として、ポリプロピレンにトリアジン系化合物であるキマソーブ２０２０（チバカイギー製）を１重量％添加したものを使用し、メルトブロー法により平均繊維径６．５μｍ、目付２２ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートに純水サクション法によって帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は６２．１％、ＱＦ値（Ｂ）は０．１７であった。

（エアフィルター濾材）
上下流のエレクトレット不織布を、実施例５と同様の方法で接着し、目付が８６ｇ／ｍ^２、厚みが０．６５ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は１８．８Ｐａ、ＮａＣｌ粒子捕集効率は７７．８Ｐａ、ダスト供給総量は４５．８ｇ／ｍ^２であった。

［比較例１］
（上流側エレクトレット不織布）
実施例７と同様の複合短繊維からなるエレクトレット不織布を使用した。

（下流側エレクトレット不織布）
使用しなかった。

（エアフィルター濾材）
上流側エレクトレット不織布を単体で使用した。この濾材の初期圧損は１７．３Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は２９．８％、ダスト供給総量は４６．８ｇ／ｍ^２であった。

［比較例２］
（上流側エレクトレット不織布）
原料として、ポリプロピレンにトリアジン系化合物であるキマソーブ２０２０（チバカイギー製）を１重量％添加したものを使用し、メルトブロー法により平均繊維径６．５μｍ、目付２２ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートに純水サクション法によって帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．１７であった。

（下流側エレクトレット不織布）
重量比率が５０／５０の芯鞘構造であり芯成分がポリプロピレン、鞘成分がポリエチレンからなる、繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの複合短繊維をエアスルー法によって目付４０ｇ／ｍ^２の不織シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法によって帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は５５．６％、ＱＦ値（Ｂ）は１．１であった。

（エアフィルター濾材）
上下流のエレクトレット不織布を、実施例５と同様の方法で接着し、目付が６５ｇ／ｍ^２、厚みが０．５７ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は２０．５Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は４４．５％、ダスト総供給量は２０．１ｇ／ｍ^２であった。

［比較例３］
（上流側エレクトレット不織布）
原料として実施例１と同様のポリプロピレンを原料とした繊度１０ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの短繊維をカード法によって目付２０ｇ／ｍ^２の不織布状に加工し、１０ｇ／ｍ^２のスチレンアクリル樹脂を含浸加工して乾燥させ目付４０ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．４２であった。

（下流側エレクトレット不織布）
前記上流側エレクトレット不織布と同様の短繊維エレクトレット不織布を使用した。この不織布の初期捕集効率は５２．３％、ＱＦ値（Ｂ）は上流と同じ０．４２であった。

（エアフィルター濾材）
上下流のエレクトレット不織布を、実施例５と同様の方法で接着し、目付が４３ｇ／ｍ^２、厚み０．６０ｍｍのエアフィルター用濾材を得た。この濾材の初期圧損は４０．２Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は３０．６％、ダスト総供給量は６０．２ｇ／ｍ^２であった。

［比較例４］
（上流側エレクトレット不織布）
実施例７と同様の繊維構成・製法からなる不織布シートをエレクトレット加工せずに使用した。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．０６であった。

（下流側エレクトレット不織布）
原料としてポリエステルを使用し、スパンボンド法において平均繊維径が３０μｍ、目付が３００ｇ／ｍ^２の不織布シートを得た。この不織布シートをエレクトレット加工せずに使用した。この不織布の初期捕集効率は６１．２％、ＱＦ値（Ｂ）は０．０３であった。

（エアフィルター濾材）
上下流不織布を請求項３と同様の方法で接着し、目付が３５０ｇ／ｍ^２、厚みが１．００ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は１４５Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は６３．４％、ダスト総供給量は１１．８ｇ／ｍ^２であった。

なお、実施例１〜８の結果を表１に、そして比較例１〜４の結果を表２にまとめて示す。

上記から明らかなように、実施例１〜８は、風向きに対して上流側にあるエレクトレット加工された不織布の方がＱＦ値が高くなるよう積層された状態であるため、初期圧損が低く、かつＮａＣｌ粒子のような粒径の細かいダストに対し長期間に渡り高捕集効率であり、さらにダストを捕集しても目詰まりが起こりにくいため、その間より多くのダストを捕集することができる。またこれらの特性を有するためには、上・下流側のエレクトレット不織間のＱＦ値の関係が特定の範囲となるよう設計すること（実施例４〜８）、上流側にＱＦ値の高い短繊維エレクトレット不織布を使用すること（実施例５〜８）、さらには下流側に高風速下における捕集効率の高いエレクトレット不織布を用いること（実施例８）が好ましいことがわかる。

各実施例に対して比較例１は、ＱＦ値の高いがエレクトレット不織布を単層で使用しているため、使用初期においては高い捕集性能とダスト保持性を有しているが、ダスト付着によるエレクトレット効果低下後の性能低下が著しく、特に粒径の細かいダストの捕集効率を維持できないため好ましくない。

比較例２は、風向きに対し上流側にＱＦ値の低い濾材、下流側にＱＦ値の高い濾材を配置しているため、ダスト捕集による上流側濾材の目詰まりが早く、下流の濾材の特性が十分に発揮される前に寿命を迎えてしまうため好ましくない。

比較例３は、ＱＦ値の高い同一のエレクトレット不織布を積層して使用しているため、使用初期においては非常に良好な捕集性能を有するが、ダスト付着による上流側不織布のエレクトレット効果が低下した後の粒径の細かいダストの捕集効率において十分とは言えず好ましくない。

比較例４は、エレクトレット加工をしていないため、捕集効率を上げるためには機械的捕集効率の高い、すなわち圧損が極めて高い不織布を使用せざるを得ず、初期圧損が高く、かつダスト捕集による目詰まりが早いため寿命としても十分でないため好ましくない。

本発明によるエアフィルター用濾材は、主に自動車や鉄道車両などの社室内の空気を正常化するためのエアフィルターに使用される。さらにはエアコン用エアフィルター、ＯＡ機器の吸気・廃棄フィルター、ビル空調、個別空調用エアフィルター、産業用クリーンルーム用エアフィルター等のエアフィルター、家庭用空気清浄機エアフィルター濾材として好ましく利用される。

Claims (6)

1. 少なくとも２層以上のエレクトレット不織布の積層構造からなる濾材であって、風向きに対して上流側に配置されるエレクトレット不織布の下記式より算出されるＱＦ値（Ａ）が、風向きに対して下流側に配置されるエレクトレット不織布の下記式１より算出されるＱＦ値（Ｂ）よりも高いことを特徴とするエアフィルター用濾材。
   

   
2. ＱＦ値（Ａ）およびＱＦ値（Ｂ）の間に以下の関係が成立することを特徴とする請求項１に記載のエアフィルター用濾材。
   ２．５≦ＱＦ値（Ａ）／ＱＦ値（Ｂ）≦７０
3. 風向きに対して上流側に配置されるエレクトレット不織布がエレクトレット短繊維不織布であり、ＱＦ値（Ａ）が１．０〜４．０であることを特徴とする請求項１または２に記載のエアフィルター用濾材。
4. 風向きに対して下流側に配置されるエレクトレット不織布のＱＦ値（Ｂ）が０．０７〜０．５であり、かつ通過風速７．５ｃｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率が５０％以上であることを特徴とする請求項３に記載のエアフィルター用濾材。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のエアフィルター濾材を使用してなることを特徴とするエアフィルター。
6. 少なくとも２層のエレクトレット不織布の層間に接着性樹脂を付与し、該接着性樹脂を介して不織布を重ね合わせて接着することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のエアフィルター用濾材の製造方法。