JP2014061463A - エアフィルタ濾材とその製造方法、およびエアフィルタとそれを用いた空気清浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はエアフィルタ濾材とその製造方法、およびエアフィルタとそれを用いた空気清浄装置に関するもので、低圧力損失と高集塵効率を両立することを目的とするものである。
【解決手段】エアフィルタ３は、濾材部１０と、この濾材部１０をプリーツ形状に保持する形状保持部１１とを設け、濾材部１０は、基材層１４と、この基材層１４の表面上に設けた細繊維層１５と保護層１６とで構成され、基材層１４を構成する第１の繊維の第１の繊維径を、細繊維層１５を構成する第２の繊維１８の繊維径よりも太くし、基材層１４は、その表面側の密度よりも裏面側の密度を太くするとともに、保護層１６が熱溶融性の樹脂繊維を含み、基材層１４側から加熱して細繊維層１５と保護層１６の接触面を接着させたことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、エアフィルタ濾材とその製造方法、およびエアフィルタとそれを用いた空気清浄装置に関するものである。

従来の例えば空気清浄装置に用いられているエアフィルタ濾材は、基材層と、この基材層の表面上に設けた細繊維層とを備え、前記基材層は、第１の繊維径を有する第１の繊維を積層した構成とし、前記細繊維層は、第２の繊維径を有する第２の繊維を、前記基材層の表面上に積層した構成とし、前記基材層を構成する第１の繊維の第１の繊維径を、前記細繊維層を構成する第２の繊維の第２の繊維径よりも太くするとともに、前記基材層は、その裏面側の密度よりも表面側の密度を低くした構成となっていた（これに関係する先行文献としては下記特許文献１が存在する）。

特開２０１０−２７４１４４号公報

上記従来例によれば、基材層の表面上に細繊維層を設けているので、微細な埃なども捕集することができるようになる。

また、前記基材層は、その裏面側の密度よりも表面側の密度を低くしたもので、細繊維層で捕集できなかった微細な埃などを、この基材層の裏面側で捕集し、また圧力損失の上昇を抑制出来るとしている。

しかしながら、基材層を構成する第１の繊維は、前記細繊維層を構成する第２の繊維に比べて、その繊維径が極めて大きく、したがって、細繊維層で捕集できなかった微細な埃などを、この基材層の裏面側で捕集することは現実的には殆ど起こりえない。

むしろ、このように基材層の表面側の密度を低くすると、この基材層を構成する第１の繊維が積層されたことによって形成される目（平面視）が大きな目の状態となり、その結果、この第１の繊維に積層される前記細繊維層を形成する第２の繊維は、この大きな目の中で、弛んだ状態で積層されることが多くなり、その結果、第２の繊維によって形成される目（側面視）が大きくなるので、エアフィルタ濾材としての集塵効率が低下してしまう。また、エアフィルタ濾材に空気を通過させると、細繊維層には圧力がかかり、前記大きな目が形成された場所では、細繊維が圧力にまけて変形してしまう恐れがあった。

つまり、このような細繊維層を有するエアフィルタ濾材における集塵効率は、この細繊維層の形成状態およびその状態が保持されることがもっとも大きな影響を与えるもので、この細繊維層が大きな目となると、エアフィルタ濾材としての集塵効率が低下してしまうのである。

そこで、本発明は、低圧力損失と高集塵効率を両立することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、基材層と、この基材層の表面上に設けた細繊維層と、この細繊維層の表面上に設けた保護層とを備え、前記基材層は、第１の繊維径を有する第１の繊維を積層した構成とし、前記細繊維層は、第２の繊維径を有する第２の繊維を、前記基材層の表面上に積層した構成とし、前記基材層を構成する第１の繊維の第１の繊維径を、前記細繊維層を構成する第２の繊維の第２の繊維径よりも太くするとともに、前記保護層が熱溶融性の樹脂繊維を含み、前記基材層側から加熱して前記細繊維層と前記保護層の接触面を接着させるエアフィルタ濾材の製造方法であり、これにより初期の目的を達成するものである。

以上のように本発明は、基材層と、この基材層の表面上に設けた細繊維層と、この細繊維層の表面上に設けた保護層とを備え、前記基材層は、第１の繊維径を有する第１の繊維を積層した構成とし、前記細繊維層は、第２の繊維径を有する第２の繊維を、前記基材層の表面上に積層した構成とし、前記基材層を構成する第１の繊維の第１の繊維径を、前記細繊維層を構成する第２の繊維の第２の繊維径よりも太くするとともに、前記基材層側から加熱して前記細繊維層と前記保護層の接触面を接着させるエアフィルタ濾材の製造方法であり、前記細繊維層と前記保護層の接触面が接着されているため、低圧力損失と高集塵効率を両立することができる。

すなわち、本発明においては、基材層と、この基材層の表面上に設けた細繊維層と、この細繊維層の表面上に設けた保護層とを備え、前記基材層は、第１の繊維径を有する第１の繊維を積層した構成とし、前記細繊維層は、第２の繊維径を有する第２の繊維を、前記基材層の表面上に積層した構成とし、前記基材層を構成する第１の繊維の第１の繊維径を、前記細繊維層を構成する第２の繊維の第２の繊維径よりも太くするとともに、前記保護層が熱溶融性の樹脂繊維を含み、前記基材層側から加熱して前記細繊維層と前記保護層の接触面を接着させてエアフィルタ濾材を製造している。

つまり、細繊維層を形成する第２の繊維は、保護層を形成する第３の繊維１９と接する面が接着されていることにより、前記第２の繊維が保護層によって固定されている状態となり、その結果、細繊維に圧力がかかっても基材層の目の開いた空間に入り込むことがないため、細繊維層１５の目をエアフィルタ濾材の製造時の状態に保つことができることとなり、その結果、低圧力損失と高集塵効率を両立することができるのである。

また、細繊維層が、保護層の接触面と接着されているため、細繊維の位置が安定してずれにくくなるため、エアフィルタ濾材を加工するときに、引っ張りや圧縮の力がかかったとしても、第２の繊維が基材層の隙間に入り込むことがなく、保護層と一体で形状が維持されることとなり、高い集塵効率を保つことができる。

つまり、このような細繊維層を有するエアフィルタ濾材における集塵効率は、この細繊維層の形成状態とその形状安定性がもっとも大きな影響を与えるもので、この細繊維層が変形すると、エアフィルタ濾材としての集塵効率が低下してしまうのである。

本発明の実施の形態を示すエアフィルタを備えた空気清浄装置の断面図 同エアフィルタの斜視図 同濾材部の拡大斜視図 同濾材部の拡大断面図 同細繊維層の拡大断面図 （ａ）同基材層と細繊維層の境界部の斜視図、（ｂ）表面側の密度が低い基材層と細繊維層の境界部の斜視図 エアフィルタ濾材の製造方法を示す概略図 エアフィルタ濾材の製造方法を示す概略図

（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態１を、添付図面を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態のエアフィルタを備えた空気清浄装置は、本体ケース１内に送風手段２とエアフィルタ３とを備えている。

本体ケース１は、略縦長箱形状で、この本体ケース１の前面側側面部に、略四角形状の吸気口４を設け、本体ケース１の天面部に、略四角形状の排気口５を備えている。この排気口５には、風向ルーバー６を設けている。

送風手段２は、本体ケース１の吸気口４と、排気口５との間の風路に設けられ、スクロール形状のケーシング７と、このケーシング７内に設けられた遠心送風ファンである羽根８と、この羽根８を回転させる電動機９とから形成している。

エアフィルタ３は、本体ケース１の吸気口４に位置している。送風手段２によって、吸気口４から本体ケース１内に吸気された室内の空気は、エアフィルタ３を介して排気口５へと送風するものである。つまり、室内の空気をエアフィルタ３で清浄して、室内へ送風されるものである。

エアフィルタ３は、図２、図３に示すように、プリーツ形状の濾材部１０と、この濾材部１０をプリーツ形状に保持すべく濾材部１０の外周に設けた枠形状の形状保持部１１とから形成している。形状保持部１１は、ロの字形状の枠部１２と、この枠部１２と濾材部１０との間に設けた接着部材１３とから形成している。つまり、枠部１２は、プリーツ形状の濾材部１０周縁に位置し、接着部材１３によって、プリーツ形状の濾材部１０を枠部１２に固定している。濾材部１０がエアフィルタ濾材である。

プリーツ加工する前の濾材部１０は、図４、図５に示すように、基材層１４と、この基材層１４へ送風される空気流の上流側面に設けた細繊維層１５と、この細繊維層１５を保護する保護層１６とを備えている。

細繊維層１５を構成する第２の繊維の平均繊維径は１００〜１０００ｎｍである。繊維径がナノメートルオーダーになると空気分子と細繊維表面との界面での相互作用に基づくスリップフロー効果と称される効果（空気が流れても流速がほとんど遅くならない）により、圧力損失の増加を抑制でき、さらには繊維径が細いため、繊維同士の隙間が小さくなるので、集塵効率が向上する。ここで、繊維径が１００ｎｍ未満であると、自己支持性が乏しく、毛羽立ちが生じるため好ましくない。一方、繊維径が１０００ｎｍ以上であると繊維同士の隙間が大きくなり、集塵効率が低下するので、好ましくない。

また、基材層１４を構成する第１の繊維１７はガラス繊維、パルプ繊維、樹脂繊維、炭素繊維および無機繊維、またはそれらの少なくとも１つの繊維によって形成されており、基材層１４の製法としては、スパンボンド法、乾式または湿式抄紙法、メルトブローン法、スパンボンド法、エアレイド法、サーマルボンド法などが挙げられる。特には、湿式抄紙法が好ましく、この製法により、基材層１４は図５に示すように厚み方向で見た場合に、細繊維層１５側からみて密から粗へ漸減するように密度勾配を持たせることができる。

基材層１４の目付量は、１０〜１００ｇ／ｍ²であることが好ましい。目付量が１０ｇ／ｍ²未満であると、基材層１４の剛軟度が低下することにより、プリーツ加工の生産性の低下やフィルタ形状の維持が困難になり、１００ｇ／ｍ²以上であると、基材層１４の圧力損失が大きくなるため、エアフィルタ３の圧力損失が大きくなり、細繊維層１５の低圧力損失特性が薄れてしまうので、好ましくない。

基材層１４を構成する第１の繊維１７の平均繊維径は、１〜５０μｍであることが好ましい。平均繊維径が１μｍ未満であると、単繊維の強度が低く、補強材としての強度が不十分となり、５０μｍ以上であると、基材層１４の厚みが厚くなり、プリーツ加工による構造的な圧力損失が大きくなるので、好ましくない。

また、保護層１６は細繊維層１５を保護する部材である。保護層１６を構成する第３の繊維は、熱溶融性の樹脂繊維などを用いても良い。また、保護層１６を構成する成分に熱溶融性の接着剤を含浸させたり、熱溶融性の粒子を含ませたりしてもよい。熱溶融性の樹脂繊維を用いた場合には、加熱によって保護層１６が溶融し、細繊維層１５と保護層１６を接着して固定化することができる。また、加熱の程度によっては、基材層１４と細繊維層１５と保護層１６の３層を接着し、濾材部１０を一体化できるという効果を奏する。熱溶融性の樹脂を一部に含ませた場合にも同様のことが起こる。低融点樹脂材料を含む保護層１６の例としては、低融点樹脂材料を含むスパンボンド不織布やサーマルボンド不織布、あるいは低融点樹脂材料をバインダとして用いた紙類などを用いることができる。

本発明では、保護層１６が熱溶融性の樹脂繊維を含み、基材層１４側から加熱して細繊維層１５と保護層１６の接触面を接着する。そのため、保護層１６の少なくとも一部に含まれる熱溶融性の樹脂は、基材層１４と細繊維層１５を構成する各々の樹脂繊維の耐熱温度よりも低い溶融温度で熱溶融するものである。

基材層１４と細繊維層１５などに用いられる樹脂の溶融温度は、樹脂の種類によって違い、例えばポリエチレンでは９０〜１１０℃、ポリプロピレンでは１００〜１４０℃、ポリカーボネートでは１２０〜１３０℃、ポリウレタンでは９０〜１３０℃、ガラス繊維では４００℃以上である。保護層１６はこれらの基材と細繊維層１５などの溶融温度よりも低温で溶融するものを選択すればよい。

また、保護層１６を構成する第３の繊維の平均繊維径は、１〜１０μｍであることが好ましい。平均繊維径が１μｍ未満であると、自己支持性が乏しく、保護層１６を形成するためには目付量が多い必要があり、その結果、圧力損失が大きくなるので、好ましくない。

一方、１０μｍ以上であると、保護層１６の捕集効率が低下するので、好ましくない。好ましい繊維径は、２〜６μｍである。これにより、低圧力損失でありながら、大きな粉塵を上流で捕集できるため、長期使用時におけるエアフィルタ３の圧力損失の増加を抑制できる。

保護層１６は、圧力損失が１〜１０Ｐａ程度で、空気の流入を妨げないものが好ましい。圧力損失が１０Ｐａ以上であると、エアフィルタ３の圧力損失が大きくなり、細繊維層１５の低圧力損失特性が薄れてしまうので、好ましくない。

図５に示すように、基材層１４と、この基材層１４の表面上に設けた細繊維層１５と保護層１６で濾材部１０を構成し、基材層１４を構成する第１の繊維１７の繊維径を、細繊維層１５を構成する第２の繊維１８の繊維径よりも太くするとともに、基材層１４は、その表面側の密度よりも裏面側の密度を低くした構成としてもよい。

この構成では、基材層１４の表面側の密度を高くしたので、この基材層１４を構成する第１の繊維１７が積層されたことによって形成される目（平面視）が小さな目の状態となるので、この第１の繊維１７上に積層される細繊維層１５を形成する第２の繊維１８は、この小さな目の中で、細繊維層１５としても小さな目（側面視）となり、その結果として、エアフィルタ３としての集塵効率が高くなる。

つまり、このような細繊維層１５を有するエアフィルタ３における集塵効率は、この細繊維層１５の形成状態がもっとも大きな影響を与えるもので、この細繊維層１５が大きな目となると、エアフィルタ３としての集塵効率が低下してしまうのである。

また、細繊維層１５を形成する第２の繊維１８は、保護層１６を形成する第３の繊維１９と接する面が接着されていることにより、第２の繊維１８が保護層１６によって固定されている状態となり、その結果、第２の繊維１８（細繊維）に圧力がかかっても基材層１４の目の開いた空間に入り込むことがないため、細繊維層１５の目をエアフィルタ濾材の製造時の状態に保つことができることとなり、その結果、細繊維層１５の目を小さい状態に保つことができ、低圧力損失と高集塵効率を両立することができるのである。

図６（ａ）に示すように、小さな目の基材層１４の表面上に、細繊維層１５を形成すると、細繊維層１５を形成する第２の繊維１８は、小さな目の基材層１４表面上で、張った状態で積層されることとなり、その結果、第２の繊維１８（細繊維）が基材層１４の大きな目に入り込むことがないため、均一な細繊維層１５を得ることができるので、細繊維層１５の目を小さい状態に保つことができることとなり、その結果、集塵効率が高くなるのである。

一方、図６（ｂ）に示すように、大きな目の基材層１４に、小さな目の細繊維層１５を形成しようとすると、細繊維層１５を形成する第２の繊維１８が、基材層１４の大きな目に入り込むことが多くなり、その結果、細繊維層１５を構成する第２の繊維１８が弛んだ状態になるため、細繊維層１５が不均一になるので、第２の繊維１８によって形成される目（側面視）が大きくなり、これにより、集塵効率が低下する。

また、第２の繊維１８が弛んだ状態で基材層１４の表面に形成されると、第２の繊維１８と第３の繊維１９とが接することなく隙間となってしまう部分が増え、その結果接着される面積が減少する。細繊維層１５と保護層１６の接触面の接着面積が減少すると、細繊維層１５の位置が安定せずにずれやすくなるため、高い集塵効率を保つことが難しくなる。

細繊維層１５を構成する第２の繊維１８は、ナノオーダーの繊維径を有する方法であれば特に限定されないが、基材層１４表面に細繊維層１５を積層することから、静電紡糸法によって形成されることが好ましい。この方法は、溶液に高電圧を印加し、溶液を噴霧することで、細繊維層１５を形成させる方法であり、得られる細繊維層１５を構成する第２の繊維１８の繊維径は、印加電圧、溶液濃度などに依存し、これらの条件を調整することで任意の繊維径を得ることができる。

公知の静電紡糸法により作製される細繊維層１５を構成する第２の繊維１８の材質は、溶媒に溶解できるものであれば良い。例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリイミドベンザゾール、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、セルロース化合物、ポリペプチド、ナイロン６６などのナイロン系、タンパク質などの高分子ポリマーを溶液化したもの、及びアルミナや酸化チタンなどの無機材料をゾル化したものであってもよい。

また、高分子ポリマーを溶解させる溶媒としては、高分子ポリマーと相溶性があり、溶解させることが出来れば特に限定されない。これらの溶媒としては、水、アルコール類、有機溶剤等が挙げられ、具体的なアルコール類や有機溶剤としては、アセトン、クロロホルム、エタノール、イソプロパノール、メタノール、トルエン、テトラヒドロフラン、ベンゼン、ベンジルアルコール、１，４−ジオキサン、プロパノール、四塩化炭素、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、塩化メチレン、フェノール、ピリジン、トリクロロエタン、酢酸などの揮発性の高い溶媒や、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、１−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、アセトニトリル、Ｎ−メチルモルホリン−Ｎ−オキシド、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジエチルカーボネート、ジエチルエーテル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジオキソラン、エチルメチルカーボネート、メチルホルマート、３−メチルオキサゾリジン−２−オン、メチルプロピオネート、２−メチルテトラヒドロフラン、スルホランなどの揮発性が相対的に低い溶媒が挙げられる。

次に、本実施形態のエアフィルタ３の製造方法の一例について説明する。

図７に示すように、製造設備は、基材層１４を載せて水平方向へ搬送する搬送手段２０と、この搬送手段２０の上方に位置するノズル２１とから構成されている。

ノズル２１は、搬送手段２０によって搬送される平板状の基材層１４の上面である表面上に細繊維層１５を形成するために高分子ポリマー溶液を吹き付けるものである。

エアフィルタ３の製造は、平板形状の基材層１４を搬送手段２０によって搬送させながら、ノズル２１から細繊維層１５を形成するために高分子ポリマー溶液を基材層１４に向かって放出する。ここで、ノズル２１には、＋２０ＫＶ程度の電圧が印加され、搬送手段２０はアース処理をしており、この電位差によって、ノズル２１から放出した高分子ポリマー溶液が細繊維層１５を形成する第２の繊維１８へと繊維化されながら、基材層１４の表面に付着し、積層することで細繊維層１５を形成させていく。

次に、図８に示すように、細繊維層１５の表面上に保護層１６を積層し、加熱した圧着ロール２２を通して各層を接着し、一体化させる。接着方法は特に限定されないが、カレンダー加工や熱オーブンによる接着が好ましい。例えば、カレンダー加工による熱圧着の場合には、加熱温度、圧力などを適宜選択することで、濾材部１０の厚みを調整できる。

また、基材層１４と細繊維層１５、保護層１６との接着にはホットメルトやパウダーなどの樹脂接着剤などを用いてもよい。

図５に示すように、基材層１４と、この基材層１４の表面上に設けた細繊維層１５と保護層１６とで濾材部１０を構成し、基材層１４を構成する第１の繊維１７の繊維径を、細繊維層１５を構成する第２の繊維１８の繊維径よりも太くするとともに、基材層１４は、その表面側の密度よりも裏面側の密度を低くし、細繊維層１５と保護層１６の接触面が接着される構成としてもよい。

この場合、基材層１４の表面側の密度を高くしたので、この基材層１４を構成する第１の繊維１７が積層されたことによって形成される目（平面視）が小さな目の状態となるので、この第１の繊維１７上に積層される細繊維層１５を形成する第２の繊維１８は、この小さな目の中で、細繊維層１５としても小さな目（側面視）となる。

このように形成された第２の繊維１８は、小さな目の基材層表面上で、張った状態で積層されることとなり、その上に接触する保護層１６を構成する第３の繊維１９と接触する面積が大きくなる。この状態で圧着ロール２２に圧力をかけながら熱溶融性の樹脂を熱溶融することにより、細繊維層を形成する第２の繊維１８と、保護層１６を形成する第３の繊維１９とが密な状態で接着される。

こうして作成された濾材部１０は、前記第２の繊維が保護層によって固定されている状態となる。その結果、細繊維に圧力がかかっても基材層１４の大きな目に入り込むことがないため、細繊維層１５を製造時の状態に保つことができ、細繊維層１５の目を製造時の小さい状態に保つことができるため、高い集塵効率を保持することができるのである。

また、細繊維層１５と保護層１６の接触面が略均一に接着されているため、接着強度が高く、細繊維層１５の位置が安定せずにずれにくくなるため、エアフィルタ濾材を加工するときに変形することなく維持され、高い集塵効率のエアフィルタ濾材を得ることができる。

また、本実施形態における特徴は、樹脂を熱溶融させるときに、基材層１４側の温度を保護層１６の温度よりも高くすることにより、保護層１６と細繊維層１５との接触面を略均一に熱溶融させるものとしたことである。このように基材層１４から保護層１６に向かうに従って、温度が低下するように温度勾配をつけて樹脂を熱溶融させることにより、保護層１６を形成する第３の繊維１９が、表面側よりも細繊維層１５側のほうが熱溶融された部分が多いエアフィルタ濾材となる。樹脂の熱溶融が過剰に進むと、溶融した樹脂が保護層１６および細繊維層１５の空隙を埋めてしまい、エアフィルタ濾材の圧力損失が増加する。温度勾配をつけて樹脂を熱溶融させることにより、第３の繊維１９を、接着強度に寄与する必要最小限の量で熱溶融させることができ、熱溶融にともなうエアフィルタ濾材の圧力損失の増加を少なくすることができる。

基材層１４側の温度を保護層１６の温度よりも高くすることは、例えば、基材側からヒーターで加熱する方法、圧着ロール２２の基材側の面に接する部分を加熱する方法などで実施することができる。

また、基材層１４を構成する第１の繊維１７の繊維径を、細繊維層１５を構成する第２の繊維１８の繊維径よりも太くし、基材層１４は、その表面側の密度よりも裏面側の密度を低くした構成とすることにより、保護層１６と細繊維層１５の接触面を略均一に熱溶融させるものである。

熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））は空気が０．０２６であるのに対し、ガラスは１．０３であり、ポリエチレン樹脂は０．４１である。つまり、空気よりも、第１の繊維１７および第２の繊維１８のほうが、熱が伝わりやすい。

基材層１４から保護層１６に向かうに従って、温度が低下するように温度勾配をつけて樹脂を加熱すると、本実施の形態においては、図６（ａ）のように、樹脂が熱変形する。これは、熱伝導のよい第１の繊維１７を介して、第２の繊維１８が略均一に温度上昇して、第２の繊維１８と第３の繊維１９の接触面が略均一に熱溶融するためである。

一方、基材層１４の密度を逆にした場合には図６（ｂ）のように、樹脂が熱変形する。これは、熱伝導のよい第１の繊維１７と空気とを介して、第２の繊維１８が不均一に温度上昇して、特に第２の繊維１８に近い部分の温度が高くなるため、第２の繊維１８と第３の繊維１９の接触面が不均一に熱溶融するためである。

図６（ａ）と（ｂ）を比べた場合、（ａ）のほうが繊維同士の接着強度が強く、第２の繊維１８（細繊維）が基材層の目に入り込む確率が低くなり、圧力損失の上昇を低く抑えることができるため、（ａ）のほうがエアフィルタ濾材として好ましい。

次に、折り曲げ機（図示せず）によって、濾材部１０を、プリーツ形状に折り、最後に、接着部材１３によって、プリーツ形状の濾材部１０を枠部１２に固定するものである。接着部材１３には、例えば、ホットメルト樹脂や各種の接着剤によって、プリーツの頂点のみをつなぎとめるなどの方法を用いれば、エアフィルタ３の表面積を確保しつつ、形状を固定することができる。

このときにも、図６（ａ）の構造のほうが繊維同士の接着強度が強く、ずれにくいので、エアフィルタ３の破損やつぶれなどが発生しにくいという効果を得ることができる。

以上のように本発明のエアフィルタ濾材は、低圧力損失・高集塵効率であるため、家庭用または業務用の空気清浄装置において、ホコリや花粉などのアレルゲンを除去するエアフィルタとして利用することができる。

１ 本体ケース
２ 送風手段
３ エアフィルタ
４ 吸気口
５ 排気口
６ 風向ルーバー
７ ケーシング
８ 羽根
９ 電動機
１０ 濾材部
１１ 形状保持部
１２ 枠部
１３ 接着部材
１４ 基材層
１５ 細繊維層
１６ 保護層
１７ 第１の繊維
１８ 第２の繊維
１９ 第３の繊維
２０ 搬送手段
２１ ノズル
２２ 圧着ロール

Claims (11)

1. 基材層と、この基材層の表面上に設けた細繊維層と、この細繊維層の表面上に設けた保護層とを備え、前記基材層は、第１の繊維径を有する第１の繊維を積層した構成とし、前記細繊維層は、第２の繊維径を有する第２の繊維を、前記基材層の表面上に積層した構成とし、前記基材層を構成する第１の繊維の第１の繊維径を、前記細繊維層を構成する第２の繊維の第２の繊維径よりも太くするとともに、前記保護層が熱溶融性の樹脂繊維を含み、前記基材層側から加熱して前記細繊維層と前記保護層の接触面を接着させるエアフィルタ濾材の製造方法。
2. 保護層と細繊維層の接触面を略均一に熱溶融して接着した請求項１記載のエアフィルタ濾材の製造方法。
3. 保護層は、第３の繊維径を有する第３の繊維を積層した構成とし、前記第３の繊維が、表面側よりも細繊維側のほうが熱溶融された部分が多いように加熱した請求項１または２記載のエアフィルタ濾材の製造方法。
4. 下側が基材層になるように配置し、下側から加熱して基材層の温度が保護層の温度よりも高くなるように加熱する請求項１から３いずれかに記載のエアフィルタ濾材の製造方法。
5. 請求項１から４いずれかに記載の方法で製造されたエアフィルタ濾材。
6. 基材層は、その表面側の密度よりも裏面側の密度を低くし、表面上に細繊維層を設けた請５記載のエアフィルタ濾材。
7. 細繊維層が１００〜１０００ｎｍの平均繊維径から構成されたことを特徴とする請求項５または６記載のエアフィルタ濾材。
8. 基材層を構成する第１の繊維は、ガラス繊維、パルプ繊維、樹脂繊維、炭素繊維および無機繊維の少なくとも１つを含んでいる繊維によって形成した請求項５から７のいずれかに記載のエアフィルタ濾材。
9. 細繊維層が静電紡糸法によって形成されたものであることを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載のエアフィルタ濾材。
10. 請求項５から９のいずれか１つに記載のエアフィルタ濾材をプリーツ加工して形状を固定したエアフィルタ。
11. 請求項１０に記載のエアフィルタを送風路に配置した空気清浄装置。

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