JP2014176797A

JP2014176797A - フィルタエレメント及びその製造方法

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Publication number: JP2014176797A
Application number: JP2013051986A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nishitani; 崇西谷
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2014-09-25
Anticipated expiration: 2033-03-14
Also published as: JP6143503B2

Abstract

【課題】本発明は、濾過寿命或いは粉塵保持能力に優れ、且つ圧力損失が少なく、軽量化及び低コスト化が可能な新規な構造を有する粗塵除去用のフィルタエレメントを提供することを課題とする。
【解決手段】上記課題を解決するため、プリーツ折りされた濾材と前記濾材のプリーツの峰線に交差する端面に接着された端板とを有するフィルタエレメントであって、前記濾材は第１の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第１の不織布からなり、前記端板は第２の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第２の不織布からなり、前記濾材と前記端板とは第１の熱接着性繊維又は／及び第２の接着性繊維によって接着しているフィルタエレメントをその解決手段とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の空調機器や家庭用空気清浄機などの生活環境における空調機器に装着して使用される粗塵除去用のフィルタエレメントのみならず、ビル、工場、事務所などに設置される空気清浄装置に、パッケージフィルタ、ファンコイルユニット、中央空調用フィルタユニット等として使用される粗塵除去用のフィルタエレメントに関し、特に濾過寿命或いは粉塵保持能力に優れ、且つ圧力損失の少ないフィルタエレメントに関する。

従来から、家庭用空気清浄機や、自動車の外気及び内気を清浄化するキャビンフィルタや、車両室内の天井などに配置され内気を清浄化する空気清浄機に、エアフィルタ基材をプリーツ折りして保形部材によってそのプリーツ形状を保持したフィルタエレメントが使用されている。このようなフィルタエレメントとして特許文献１のフィルタエレメントが知られている。当該文献の実施例によれば、図４に示すように、熱接着性繊維によって構成繊維が結合した比較的大きい平均繊度を有する厚さが約１ｍｍの不織布基材１１１に、襞の高さ２９ｍｍで襞のピッチ５ｍｍにプリーツ加工１１３を施し、かつプリーツの峰線方向と交叉する端面に剛性のある不織布からなる保形部材１１２ａ、１１２ｂを、ホットメルトシートを介して貼り付けることによって粗塵除去用のフィルタエレメント１１０が形成されることが示されている。ここで剛性のある不織布としては、例えばスポット状に熱圧着されたスパンボンド不織布に樹脂含浸を施して得られるプラスチック状の薄板が適用されている。

このフィルタエレメントの濾材は、熱接着性繊維によって構成繊維が結合した比較的大きい平均繊度を有する不織布基材１１１からなっているので、極細繊維を用いた微塵除去用の濾材と比較して低コストのフィルタエレメントの製造が可能である。しかし性能は維持したままで更なるコスト低減が求められていた。また保形部材には剛性を保つため多量の樹脂が用いられており、また保形部材全体にホットメルトシートを貼り付ける必要があるため、保形部材の重量が大きくなり、フィルタエレメント全体の重量が大きくなってしまうという問題があり、軽量化も求められていた。そこで、このフィルタエレメント１１０においては、本来のフィルタ機能を有する不織布基材１１１と比べて、補助的機能を有するに過ぎない保形部材１１２ａ、１１２ｂの材料費や加工費がフィルタエレメント１１０全体の費用に対して比較的大きな割合を占めていることに注目して、軽量化及びコスト低減可能な新規な保形部材の材質と取り付け構造について鋭意検討を重ねた結果、本発明に至った。

特開２００７−３８２１１号公報特開２００４−８９７５８号公報

本発明は、濾過寿命或いは粉塵保持能力に優れ、且つ圧力損失が少なく、軽量化及び低コスト化が可能な新規な構造を有する粗塵除去用のフィルタエレメントを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明では、プリーツ折りされた濾材と、前記濾材のプリーツの峰線に交差する端面に接着された端板とを有するフィルタエレメントであって、前記濾材は第１の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第１の不織布からなり、前記端板は第２の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第２の不織布からなり、前記濾材と前記端板とは第１の熱接着性繊維又は／及び第２の熱接着性繊維によって接着していることを特徴とするフィルタエレメントをその解決手段とした。

請求項２に係る発明では、プリーツ折りされた濾材に対して、端板を前記濾材のプリーツの峰線に交差する端面に接着するフィルタエレメントの製造方法であって、前記濾材は第１の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第１の不織布からなり、前記端板は第２の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第２の不織布からなり、前記濾材と前記端板とを第１の熱接着性繊維又は／及び第２の熱接着性繊維によって接着することを特徴とするフィルタエレメントの製造方法である。

本発明によって、濾過寿命或いは粉塵保持能力に優れ、且つ圧力損失が少なく、軽量化及び低コスト化が可能な新規な構造を有する粗塵除去用のフィルタエレメントを提供することが可能となった。

本発明のフィルタエレメントの一例を示す斜視図である。また、端板を矢印Ａの方向に装着する態様を例示する図である。本発明のフィルタエレメントの模式断面図である。本発明のフィルタエレメントの使用例である。従来のフィルタエレメントを示す斜視図である。また、保形部材を矢印Ａの方向に装着する態様を示す図である。従来のフィルタエレメントを製造する方法を示す図である。従来のフィルタエレメントを製造する方法を示す図であり、加熱板１０５をテープ１０３に押し当ててテープ１０３を濾材１０２の端面１０２ａに加熱圧着する態様を示す図である。

以下、本発明に係るフィルタエレメント及びその製造方法の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

本発明のフィルタエレメントは、図１に例示するように、プリーツ折りされた濾材１１と、濾材１１のプリーツの峰線１３に交差する端面に接着された端板１２ａ、１２ｂとを有するフィルタエレメント１０であって、濾材１１は第１の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第１の不織布からなり、端板１２ａ、１２ｂは第２の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第２の不織布からなり、濾材１１と端板１２ａ、１２ｂとは第１の熱接着性繊維又は／及び第２の熱接着性繊維によって接着していることを特徴とする。

また本発明のフィルタエレメントの製造方法は、図１に例示するように、プリーツ折りされた濾材１１に対して、端板１２ａ、１２ｂを前記濾材１１のプリーツの峰線１３に交差する端面に接着するフィルタエレメント１０の製造方法であり、前記濾材１１は第１の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第１の不織布からなり、前記端板１２ａ、１２ｂは第２の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第２の不織布からなり、前記濾材１１と前記端板１２ａ、１２ｂとを第１の熱接着性繊維又は／及び第２の熱接着性繊維によって接着することを特徴とする。

前記濾材は第１の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第１の不織布から構成されている。第１の不織布の構造としては、熱接着性繊維によって接着した、平均繊維径が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍの不織布である限り特に限定されず、例えば繊維長１５〜１００ｍｍの、捲縮数５〜３０個／インチを有する通常ステープル繊維と呼ばれる熱接着性繊維を含有する繊維をカード機やエアレイ装置などを使用して、繊維ウエブに形成した後、熱接着性繊維を用いて構成繊維を接着によって結合する方法による、一般的に乾式法と呼ばれる製法によって得られる不織布を適用することができる。熱接着性繊維によって構成繊維を接着する方法としては、熱接着性繊維を含有する繊維ウエブに対して、熱風吹き付け型の乾燥機またはエアスルー型の乾燥機などを用いて、熱接着性繊維の低融点成分の融点以上の加熱気流をあてて加熱処理する方法を用いることができる。

このようにして得られる乾式法による不織布は、厚さ方向に多数の繊維が配向しているので、厚さが大きく、且つ厚さがつぶれ難いため第１の不織布として好ましい。また、ステープル繊維には、カード機などで開繊可能なように捲縮加工が施されているので、嵩高な不織布となり、且つ圧縮に対しても厚さ方向の反発力に優れるため、この点でもステープル繊維を用いた不織布であることが好ましい。

また、乾式法に限らずに任意の不織布の製法により、例えばスパンボンド法などによって形成される不織布を適用することができる。スパンボンド法による場合は、例えば、互いに融点が異なる２種類の樹脂成分からなる芯鞘型の熱接着性の長繊維をノズルより紡出させた後、低融点の鞘成分を接着成分として、前述のように加熱処理により、構成繊維を接着によって結合する方法がある。また、熱可塑性樹脂からなる繊維をノズルより紡出させて長繊維からなる繊維フリースとする際に、熱接着性のステープル繊維を吹き込み長繊維と熱接着性の短繊維とが一体化した繊維フリースとした後、前述のように加熱処理により、構成繊維を熱接着性繊維によって結合する方法がある。ステープル繊維を用いた不織布であれば、厚さ方向に多数の繊維が配向しているので、厚さが大きく、且つ厚さがつぶれ難いため第１の不織布として好ましい。また、圧縮に対しても厚さ方向の反発力に優れるため好ましい。

また、これらの不織布製法において、形成される繊維ウェブ、繊維シート、または繊維フリースにニードルや水流の作用によって繊維同士を絡合させて繊維同士を結合する方法を併用することも可能である。繊維同士が絡合することによって、繊維が厚さ方向にも配向して構造が強固になり面方向に伸び難くなると共に厚さがつぶれ難くなるという利点がある。また、不織布の厚さが１〜５ｍｍである限り、加熱ロールを用いて、全面的にまたは部分的に繊維同士を熱融着により結合する方法を併用することも可能である。また、加熱ロールを用いる場合は、一旦厚さが低下した後に、加熱により不織布の厚さを増加させて所定の厚さとすることも可能である。

第１の不織布を構成する繊維は第１の熱接着性繊維を含むことが必要であるが、第１の熱接着性繊維としては、例えば他の繊維よりも融点が低く他の繊維を熱接着することのできる単一樹脂成分からなる繊維がある。また他の繊維よりも融点が低く他の繊維を熱接着することのできる低融点成分を繊維表面に有する複合繊維があり、このような複合繊維として具体的には、低融点樹脂成分と前記低融点樹脂成分の融点よりも１０℃以上、より好ましくは５０℃以上、更に好ましくは１００℃以上、高い融点を有する高融点樹脂成分とからなる複合繊維を挙げることができる。

またこのような複合繊維の形態としては、その横断面形状が例えば、低融点成分を繊維表面に有する芯鞘型やサイドバイサイド型等の複合繊維があり、またその材質は例えば、共重合ポリエステル／ポリエステル、共重合ポリプロピレン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリアミド、ポリエチレン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリエステル、ポリエチレン／ポリエステルなどの繊維形成性重合体の組み合わせからなる複合繊維がある。これらの繊維の中でも、高融点成分の融点が比較的高く熱的に安定であり、且つフィルタエレメント全体の剛性と保形性に優れた効果をもたらすポリエステル系繊維が好ましい。また低融点成分がポリエステルの複合繊維であれば、高融点成分と低融点成分の融点差を大きくとることが可能であり、濾材と端板とを接着することが容易になるという利点がある。またフィルタエレメントの濾過性能を向上させる上では、帯電性に優れるポリオレフィン系の繊維形成性重合体からなる複合繊維であることも好ましい。

第１の不織布を構成する繊維としては第１の熱接着性繊維以外にも、フィルタエレメントとしての機能向上のために、合成繊維やレーヨンなどの半合成繊維、あるいは綿およびパルプ繊維などの天然繊維を含むことも可能である。合成繊維としては、例えば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などのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系繊維およびポリビニルアルコール系繊維などを挙げることができる。これらの繊維の中でも、融点が比較的高く熱的に安定であり、且つフィルタエレメント全体の剛性と保形性に優れた効果をもたらすポリエステル系繊維が好ましい。またフィルタエレメントの濾過性能を向上させる上では、帯電性に優れるポリオレフィン系繊維が好ましい。

しかし、第１の熱接着性繊維以外の繊維の混入比率は、濾材と端板とが熱接着することを妨げない範囲、あるいはフィルタエレメントとしての特性を失わない範囲に留めるべきであり、不織布全体に対して３０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましい。また、第１の熱接着性繊維の不織布全体に占める割合は好ましくは１００〜７０質量％であり、より好ましくは１００〜８０質量％であり、更に好ましくは１００〜９０質量％である。第１の熱接着性繊維の割合が７０質量％未満であると濾材自身の熱接着による結合力が弱く、フィルタエレメントが、風圧で容易に厚みがつぶれてしまい、濾過寿命が短くなってしまう場合がある。また濾材と端板とが充分に接着しない場合がある。

第１の不織布における構成繊維の平均繊度は５〜３０デシテックスであり、８〜２０デシテックスであることがより好ましい。５デシテックス未満では、不織布の目合いが密になるため濾過効率は上昇するものの圧力損失が高くなり、粉塵保持容量が低下するという問題が生じる。また３０デシテックスを超えると、不織布の目合いが粗くなり過ぎて、濾過効率が低下するという問題や粉塵保持容量が低下するという問題が生じる。

なお、構成繊維の平均繊度の計算方法としては、構成繊維に含まれる各繊維の繊度をａデシテックス、ｂデシテックス、ｃデシテックス・・・として、各繊維の含有割合をそれぞれａ’質量％、ｂ’質量％、ｃ’質量％・・・とすると、（ａ’／ａ）＋（ｂ’／ｂ）＋（ｃ’／ｃ）・・・＝（１００／ｘ）の関係式が成り立ち、この関係式から平均繊度ｘを求めることができる。

第１の不織布における厚さは１〜５ｍｍであり、１．５〜４．５ｍｍであることがより好ましく、２〜４ｍｍであることが更に好ましい。厚さが１〜５ｍｍであることにより、圧力損失が低く粉塵保持容量が大きいという利点がある。１ｍｍ未満では粉塵保持容量が低下するという問題が生じる。また端板との接触面積が少ないため濾材が端板に充分に接着しないという問題がある。また５ｍｍを超えると第１の不織布をプリーツ折りして濾材とした際に、プリーツの峰付部分または谷部分で濾材の壁面同士が接触して、気体の濾過に寄与しないか又は寄与が極めて少ない部分（以下、デッドスペースと称する）が多くなり、その結果、圧力損失が高くなり、粉塵保持容量が低下するという問題が生じる。なお、厚さは１ｃｍ^２当たり２ｇの荷重をかけた時に示す厚さとする。

本発明では、特許文献１に示されるような粗塵除去用のフィルタエレメントよりも厚さを厚くすることで単位面積当たりの粉塵保持容量を増加させ、その分だけプリーツ間隔を広げて濾材の面積を少なくすることで全体の粉塵保持容量を同等とすることが可能であり、また場合によっては、図４に示されるような線状の樹脂からなるセパレータ１１４を省略することも可能であり、その結果、濾材の製造コストを低下させることができる。

第１の不織布の面密度は５０〜４００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、７５〜３００ｇ／ｍ^２であることがより好ましく、９０〜２００ｇ／ｍ^２であることが更に好ましい。面密度が５０〜４００ｇ／ｍ^２であることにより、圧力損失が比較的低く粉塵保持容量が大きいという利点がある。これに対して５０ｇ／ｍ^２未満では粉塵保持容量が低下する場合がある。また剛性が低くなりプリーツ折りされた濾材の保形性が低下する場合がある。また端板との接触面積が少なくなり濾材が端板に充分に接着しない場合がある。また４００ｇ／ｍ^２を超えると第１の不織布をプリーツ折りして濾材とした際に、プリーツの峰付部分または谷部分で濾材の壁面同士が接触してデッドスペースが多くなり、その結果、圧力損失が高くなり、粉塵保持容量が低下する場合がある。

また第１の不織布は、端板との接着を妨げない範囲で、また濾材としての性能を妨げない範囲で、補強などを目的として、例えば不織布、織物、編物またはネットなどの他の素材と積層された複合不織布であることも可能である。

第１の不織布の濾過性能は、粗塵除去用のフィルタとして機能することが好ましく、具体的には、ＡＳＨＲＡＥ５２．１−１９９２に規定される試験方法において、ＳＡＥＦＩＮＥダストを用いて、質量法により評価すると、試験条件が風速０．５ｍ／ｓｅｃの時に、粒子捕集平均効率が５０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が６０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が７０〜９９％であることが更に好ましい。粒子捕集平均効率が５０％未満である場合は粗塵除去が不十分であり、粒子捕集平均効率が９９％を超える場合は、不織布基材の開孔径が細かくなり過ぎるため、すぐに不織布基材前後の圧力損失が限界に達して寿命が短くなり粗塵除去用のフィルタとして使用できない場合がある。なお、ＳＡＥＦＩＮＥダストとは、ＩＳＯ１２１０３−１（１９９７）のＡ２（ｆｉｎｅ）に規定される試験用ダストに適合するダストである。

第１の不織布の初期の圧力損失は、試験条件が風速０．１ｍ／ｓｅｃの時に、２０Ｐａ以下が好ましく、１０Ｐａ以下がより好ましく、５Ｐａ以下が更に好ましい。また、第１の不織布の濾過寿命は風速０．５ｍ／ｓｅｃの時に、最終の圧力損失２００Ｐａとした場合、粉塵捕集量１００ｇ／ｍ^２以上が好ましく、２００ｇ／ｍ^２以上がより好ましく、３００ｇ／ｍ^２以上が更に好ましい。なお、第１の不織布の粒子捕集平均効率の値を高くしようとすると濾過寿命が短くなり（粉塵捕集量が少なくなり）、濾過寿命を長くしようとすると（粉塵捕集量を多くしようとすると）粒子捕集平均効率の値が低下することとなるので、上記好ましい範囲の不織布であれば、プリーツ加工を施すことにより、粗塵除去用フィルタエレメントとしてより好適に用いることができる。

第１の不織布の濾過性能をより向上させ、比色法のみならず計数法でも評価できる濾過性能を有するものとするには、第１の不織布に帯電加工を施し構成繊維をエレクトレット化する方法がある。このようなエレクトレット化した繊維は、比較的高温の加熱によってエレクトレットの効果が失われることが知られており、このため加熱処理によって第１の不織布とした後に帯電加工処理が行うことが好ましい。

第１の不織布の帯電加工が施された後の濾過性能は、微塵除去用のフィルタとして機能することが好ましく、具体的には、ＡＳＨＲＡＥ５２．１−１９９２に規定される試験方法において、ＳＡＥＦＩＮＥダストを用いて、質量法により評価すると、試験条件が風速０．５ｍ／ｓｅｃの時に、粒子捕集平均効率が５０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が６０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が７０〜９９％であることが更に好ましい。粒子捕集平均効率が５０％未満である場合は粗塵除去が不十分であり、粒子捕集平均効率が９９％を超える場合は、不織布基材の開孔径が細かくなり過ぎるため、すぐに不織布基材前後の圧力損失が限界に達して寿命が短くなり粗塵除去用のフィルタとして使用できない場合がある。また、ＪＩＳＢ９９０８形式１に規定される試験方法において、０．３μｍの大気塵を用いて、計数法により評価すると、試験条件が風速０．１ｍ／ｓｅｃの時に、粒子捕集平均効率が５〜５０％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が１０〜５０％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が２０〜５０％であることが更に好ましい。

本発明のフィルタエレメントは、図１に例示するように、第１の不織布１１がプリーツ折りされており、濾材１１のプリーツの峰線１３に交差する端面に端板１２ａが接着されている。なお、図１では、プリーツ折りされた第１の不織布１１のプリーツの峰線に交差する端面に、端板１２ｂが矢印Ａの方向に接着する態様も例示している。当該第１の不織布のプリーツ折りの形態は、ジグザグ形状に折られている限り特に限定されず、このプリーツ折りの方法としてはレシプロ式やロータリー式などのプリーツ加工機による方法や、ジグザグ形状に成形された押型でプレスする方法などがある。

また、前記濾材１０は図１及び図２に例示するようにプリーツが多数形成されており、具体的には、プリーツの高さＨは１０〜１００ｍｍが好ましく、１５〜７５ｍｍがより好ましく、２０〜５０ｍｍが更に好ましい。またプリーツのピッチＰは８〜５０ｍｍが好ましく、１０〜４０ｍｍがより好ましく、１２〜３０ｍｍが更に好ましい。また、ピッチＰ（ｍｍ）と高さＨ（ｍｍ）との比Ｐ／Ｈが０．２〜２であることが好ましく、０．３〜１．５であることが好ましく、０．４〜１であることが更に好ましい。Ｐ／Ｈが０．２未満であると、プリーツの角度が小さくなり過ぎるので、風圧でプリーツの角度が広がり隣接するプリーツと付着してしまいデッドスペースとなり、粉塵保持容量が低下してしまう場合がある。また、Ｐ／Ｈが２を超えると、プリーツの数が少なくなり濾材全体の面積が少なくなり、粉塵保持容量が低下してしまう場合がある。また、プリーツの高さが１０ｍｍ未満であると濾材全体の面積が少なくなり、粉塵保持容量が低下してしまう場合がある。プリーツの高さが1００ｍｍを超えると濾材全体の面積が大きくなるものの、プリーツの角度が小さくなり過ぎるのでデッドスペースとなり、かえって粉塵保持容量が低下してしまう場合がある。

また、図２に示すように、プリーツのピッチをＰ（ｍｍ）、第１の不織布の厚さをＴ（ｍｍ）とすると、
式：ａ＝（１−２Ｔ／Ｐ）×１００
から算出した開口率ａが５０〜９０％であることが好ましく、５５〜８５％であることがより好ましく、６０〜８０％であることが更に好ましい。図２から明らかなように、プリーツのピッチＰ（ｍｍ）と高さＨ（ｍｍ）との比Ｐ／Ｈの値が少ない場合、第１の不織布の厚さＴ（ｍｍ）の約２倍に相当する長さの幅がデッドスペースの巾Ｄ（ｍｍ）とほぼ等しくなる。そのため、フィルタエレメントのプリーツ数が多くなるほど、また第１の不織布の厚さが厚くなるほどデッドスペースが多くなり、フィルタエレメントとしての処理風量が低下して、濾過寿命が少なくなる傾向がある。その一方、フィルタエレメントの山数が多くなるほど、また第１の不織布の厚さが厚くなるほど第１の不織布の濾過面積が増加して濾過寿命が長くなる傾向がある。したがって、上記の式は、これら両傾向のバランスがとれ、濾過寿命が長くなる最も好ましい状態を表す式といえる。それゆえ前記開口率ａが５０％未満であると、フィルタエレメントの初期の圧力損失が大きく上昇してしまい、濾過寿命が短くなり、粉塵保持容量が低下してしまう場合がある。また、開口率ａが９０％を超えると第１の不織布の濾過面積が少なくなり、エアフィルタユニットの濾過寿命が短くなり、粉塵保持容量が低下してしまう場合がある。なお、第１の不織布が、不織布、織物、編物またはネットなどの他の素材と積層された複合不織布である場合には、開口率ａを求める前記式において、第１の不織布の厚さＴ（ｍｍ）として、複合不織布の厚さを用いることができる。

前記端板は第２の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第２の不織布から構成されている。第２の不織布の構造としては、熱接着性繊維によって接着した、平均繊維径が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍの不織布である限り特に限定されず、例えば繊維長１５〜１００ｍｍの、捲縮数５〜３０個／インチを有する通常ステープル繊維と呼ばれる熱接着性繊維を含有する繊維をカード機やエアレイ装置などを使用して、繊維ウエブに形成した後、熱接着性繊維を用いて構成繊維を接着によって結合する方法による、一般的に乾式法と呼ばれる製法によって得られる不織布を適用することができる。熱接着性繊維によって構成繊維を接着する方法としては、熱接着性繊維を含有する繊維ウエブに対して、熱風吹き付け型の乾燥機またはエアスルー型の乾燥機などを用いて、熱接着性繊維の低融点成分の融点以上の加熱気流をあてて加熱処理する方法を用いることができる。

このようにして得られる乾式法による不織布は、厚さ方向に多数の繊維が配向しているので、厚さが大きくフィルタエレメントを収納するフィルタ枠との密着性に優れ、且つ厚さがつぶれ難いため第２の不織布として好ましい。また、ステープル繊維には、カード機などで開繊可能なように捲縮加工が施されているので、嵩高な不織布となり、且つ圧縮に対しても厚さ方向の反発力に優れるため、この点でもステープル繊維を用いた不織布であることが好ましい。

また、乾式法に限らずに任意の不織布の製法により、例えばスパンボンド法などによって形成される不織布を適用することができる。スパンボンド法による場合は、例えば、互いに融点が異なる２種類の樹脂成分からなる芯鞘型の熱接着性の長繊維をノズルより紡出させた後、低融点の鞘成分を接着成分として、前述のように加熱処理により、構成繊維を接着によって結合する方法がある。また、熱可塑性樹脂からなる繊維をノズルより紡出させて長繊維からなる繊維フリースとする際に、熱接着性のステープル繊維を吹き込み長繊維と熱接着性の短繊維とが一体化した繊維フリースとした後、前述のように加熱処理により、構成繊維を熱接着性繊維によって結合する方法がある。ステープル繊維を用いた不織布であれば、厚さ方向に多数の繊維が配向しているので、厚さが大きく、且つ厚さがつぶれ難いため第２の不織布として好ましい。また、圧縮に対しても厚さ方向の反発力に優れるため好ましい。

第２の不織布を構成する繊維は第２の熱接着性繊維を含むことが必要であるが、第２の熱接着性繊維としては、例えば他の繊維よりも融点が低く他の繊維を熱接着することのできる単一樹脂成分からなる繊維がある。また他の繊維よりも融点が低く他の繊維を熱接着することのできる低融点成分を繊維表面に有する複合繊維があり、このような複合繊維として具体的には、低融点樹脂成分と前記低融点樹脂成分の融点よりも１０℃以上、より好ましくは５０℃以上、更に好ましくは１００℃以上、高い融点を有する高融点樹脂成分とからなる複合繊維を挙げることができる。

またこのような複合繊維の形態としては、その横断面形状が例えば、低融点成分を繊維表面に有する芯鞘型やサイドバイサイド型等の複合繊維があり、またその材質は例えば、共重合ポリエステル／ポリエステル、共重合ポリプロピレン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリアミド、ポリエチレン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリエステル、ポリエチレン／ポリエステルなどの繊維形成性重合体の組み合わせからなる複合繊維がある。これらの繊維の中でも、高融点成分の融点が比較的高く熱的に安定であり、且つフィルタエレメント全体の剛性と保形性に優れた効果をもたらすポリエステル系繊維が好ましい。また低融点成分がポリエステルの複合繊維であれば、高融点成分と低融点成分の融点差を大きくとることが可能であり、濾材と端板とを接着することが容易になるという利点がある。

第２の不織布を構成する繊維としては第２の熱接着性繊維以外にも、フィルタエレメントとしての機能向上のために、合成繊維やレーヨンなどの半合成繊維、あるいは綿およびパルプ繊維などの天然繊維を含むことも可能である。合成繊維としては、例えば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などのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系繊維およびポリビニルアルコール系繊維などを挙げることができる。これらの繊維の中でも、融点が比較的高く熱的に安定であり、且つフィルタエレメント全体の剛性と保形性に優れた効果をもたらすポリエステル系繊維が好ましい。

しかし、第２の熱接着性繊維以外の繊維の混入比率は、濾材と端板とが熱接着することを妨げない範囲、あるいはフィルタエレメントとしての特性を失わない範囲に留めるべきであり、不織布全体に対して３０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましい。また、第２の熱接着性繊維の不織布全体に占める割合は好ましくは１００〜７０質量％であり、より好ましくは１００〜８０質量％であり、更に好ましくは１００〜９０質量％である。第２の熱接着性繊維の割合が７０質量％未満であると端板自身の熱接着による結合力が弱く、フィルタエレメントのプリーツ形状を強固に保つことが出来なくなる場合がある。また濾材と端板とが充分に接着しない場合がある。

第２の不織布における構成繊維の平均繊度は５〜３０デシテックスであり、８〜２０デシテックスであることがより好ましい。５デシテックス未満では、不織布の目合いが密になるため目合いの粗い前記濾材と充分に接着しない場合がある。また繊度が小さいために端板が柔軟になり過ぎて、フィルタエレメントのプリーツ形状を強固に保つことが出来なくなる場合がある。また３０デシテックスを超えると、不織布の目合いが粗くなり過ぎるため、かえって端板が柔軟になり過ぎて、フィルタエレメントのプリーツ形状を強固に保つことが出来なくなる場合がある。

第２の不織布における厚さは１〜５ｍｍであり、１．５〜４．５ｍｍであることがより好ましく、２〜４ｍｍであることが更に好ましい。厚さが１〜５ｍｍであることにより、フィルタエレメントをフィルタ枠に装着する際にクッション性に優れ、フィルタ枠との間のシール性に優れるので好ましい。これに対して１ｍｍ未満では端板が柔軟になり過ぎて、フィルタエレメントのプリーツ形状を強固に保つことが出来なくなる場合がある。またフィルタエレメントを収納するフィルタ枠とのシール性に劣る場合がある。また５ｍｍを超えるとフィルタエレメントとしての濾過面積が少なくなり、その結果、圧力損失が高くなり、粉塵保持容量が低下する場合がある。

第２の不織布の面密度は５０〜４００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、７５〜３００ｇ／ｍ^２であることがより好ましく、９０〜２００ｇ／ｍ^２であることが更に好ましい。面密度が５０〜４００ｇ／ｍ^２であることにより、プリーツ形状を強固に保つとともにフィルタエレメントを収納するフィルタ枠とのシール性に優れる。これに対して、５０ｇ／ｍ^２未満では端板が柔軟になり過ぎて、フィルタエレメントのプリーツ形状を強固に保つことが出来なくなる場合がある。またフィルタエレメントを収納するフィルタ枠とのシール性に劣る場合がある。また濾材が端板に充分に接着しない場合がある。また４００ｇ／ｍ^２を超えるとフィルタエレメントとしての濾過面積が少なくなり、その結果、圧力損失が高くなり、粉塵保持容量が低下する場合がある。

また第２の不織布は、濾材との接着を妨げない範囲で、補強などを目的とした、例えば不織布、織物、編物またはネットなどの他の素材と積層された複合不織布であることも可能である。この場合第２の不織布側に濾材を接着し、他の素材側をフィルタ枠側になるように配置される。なお他の素材を通気性のある素材とし、接着方法もホットメルト不織布を用いたり含浸加工、スプレー加工、表面コーティング加工、ドット加工などのように通気性を保つ加工方法を採用することで、端板に通気性を持たせて、後述するように端板を第２の不織布として利用することも可能である。

第２の不織布または端板の柔軟性の指標となる剛軟度（ガーレ法）の値は好ましくは１ｍＮ以上であることが好ましく、より好ましくは２ｍＮ以上であり、さらに好ましくは４ｍＮ以上である。なお剛軟度はＪＩＳＬ１０９６：２０１０に記載される、曲げ反発性Ａ法剛軟度（ガーレ法）に準じて測定した値を用い、タテ方向とヨコ方向の平均値を用いるものとする。

また、前記端板の大きさは、図１及び図２に例示するように、プリーツの高さＨ（ｍｍ）およびプリーツの巾Ｗ（ｍｍ）とそれぞれ同寸法または同寸法よりもやや大きめに設定することが好ましい。

第２の不織布の濾過性能は、粗塵除去用の第２の濾材として機能することが可能であり、この場合、ＡＳＨＲＡＥ５２．１−１９９２に規定される試験方法において、ＳＡＥＦＩＮＥダストを用いて、質量法により評価すると、試験条件が風速０．５ｍ／ｓｅｃの時に、粒子捕集平均効率が５０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が６０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が７０〜９９％であることが更に好ましい。粒子捕集平均効率が５０％未満である場合は粗塵除去が不十分であり、粒子捕集平均効率が９９％を超える場合は、不織布基材の開孔径が細かくなり過ぎるため、すぐに不織布基材前後の圧力損失が限界に達して寿命が短くなり粗塵除去用の濾材として使用できない場合がある。

また粗塵除去用の第２の濾材として機能するには、第２の不織布の初期の圧力損失は、試験条件が風速０．１ｍ／ｓｅｃの時に、２０Ｐａ以下が好ましく、１０Ｐａ以下がより好ましく、５Ｐａ以下が更に好ましい。また、第２の不織布の濾過寿命は風速０．５ｍ／ｓｅｃの時に、最終の圧力損失２００Ｐａとした場合、粉塵捕集量１００ｇ／ｍ^２以上が好ましく、２００ｇ／ｍ^２以上がより好ましく、３００ｇ／ｍ^２以上が更に好ましい。なお、第２の不織布の粒子捕集平均効率の値を高くしようとすると濾過寿命が短くなり（粉塵捕集量が少なくなり）、濾過寿命を長くしようとすると（粉塵捕集量を多くしようとすると）粒子捕集平均効率の値が低下することとなるので、上記好ましい範囲の不織布であれば、粗塵除去用フィルタエレメントとしてより好適に用いることができる。

本発明では第２の不織布の構成は第１の不織布と異なる構成であることも同じ構成であることも可能である。前記濾材としての最適な構成を選択し前記端板としての最適な構成を選択した結果、第２の不織布の構成が第１の不織布と異なる構成となる場合が多いが、同じ構成であることによって、１種類の不織布で濾材と端板の両素材を製造することが可能であり、コスト低減効果がある。また後述するように濾材の端面に端板を接着し易いという効果もある。したがって、端板としての性能が重視される場合は第２の不織布の構成を第１の不織布と異なる構成とすることが可能であり、性能がそれほど重視されない場合は第２の不織布の構成を第１の不織布と同じ構成とすることが好ましい。また後述するように端板を第２の濾材として使用する場合は、端板の構成を濾材として好適な構成を有する第１の不織布の構成と同じかまたは近似させることが好ましい。

本発明では、プリーツ折りされた濾材と当該濾材の峰線に交差する端面に端板が接着されている。ここで交差するとは峰線と端面とが任意の角度で交わることを意味しており、必ずしも直角に交わることのみを意味していないが、特殊な形状の場合を除き通常は直角又は直角に近い角度で交わるフィルタエレメントが要求される。

また前記濾材と前記端板とは第１の熱接着性繊維又は／及び第２の熱接着性繊維によって接着している。詳細には、濾材と端板とを接触状態で固定しておき、濾材に含有される第１の熱接着性繊維の低融点樹脂成分の融点Ｐ１と端板に含有される第２の熱接着性繊維の低融点樹脂成分の融点Ｐ２とを比較して、より低い融点を有する低融点樹脂成分（Ｐ１又はＰ２）の融点の温度以上で且つより高い融点を有する低融点樹脂成分（Ｐ２又はＰ１）の融点の温度未満に、前記濾材又は端板とを加熱処理することで、濾材又は端板に含まれる熱接着性繊維（第１の熱接着性繊維又は第２の熱接着性繊維）が、相手側（端板又は濾材）の構成繊維に融着することで接着が行われる。なお、融点Ｐ１と融点Ｐ２のいずれか高い方の融点以上に加熱処理が行われた場合には、両方の熱接着性繊維（第１の熱接着性繊維及び第２の熱接着性繊維）が相手側（端板及び濾材）の構成繊維に融着することで接着が行われる。

好ましい接着の形態としては、例えば第１の熱接着性繊維と第２の熱接着性繊維とが同じ材質の繊維であると、熱接着性繊維同士の相溶性が良いので濾材と端板とが接着し易いという利点がある。また第１の熱接着性繊維の融点Ｐ１と第２の熱接着性繊維の融点Ｐ２とが同じである場合も、接着温度を一定とすることができるので濾材と端板とが接着し易いという利点がある。したがって第１の熱接着性繊維と第２の熱接着性繊維とが同一の繊維であれば熱接着性繊維同士の相溶性が良く更に接着温度を一定とすることができるので濾材と端板とが更に接着し易いという利点がある。また第１の不織布と第２の不織布が同一の繊維構成であれば、加熱による第１の熱接着性繊維と第２の熱接着性繊維の他の繊維に対する接着挙動が同じになるので、濾材と端板とが更に接着し易いという利点がある。

本発明では、濾材と端板とをそれぞれに含まれる熱接着性繊維によって接着しているので、特許文献１に示される粗塵除去用のフィルタエレメントのような接着剤を用いる方法よりも軽量化が可能であり、且つコスト低減が可能である。また端板の構成を濾材の構成に合わせるか又は近似させることによって、濾材と端板とが接着し易くなっている。また端板の厚さも厚くなっているのでプリーツ形状の濾材の保形性も優れている。

濾材と端板とを接着させる方法としては、例えば特許文献２に記載される方法を適用することができる。当該文献の図５及び図６には、矩形状箱型をなす断面コの字形状の型枠１０６内に、プリーツ折り加工された濾材１０２をプリーツの峰線に直交する端面１０２ａが固着側となるように収納し、次いで、濾材１０２の端面１０２ａに接着層を有するテープ１０３を重ね合わせ、この状態で加熱板１０５をテープ１０３に押し当ててテープ１０３を濾材１０２の端面１０２ａに加熱圧着する方法が記載されている。本願発明では、接着層を有するテープ１０３の代わりに端板１２ａ、１２ｂを用いることで濾材と端板とを接着させることができる。

図６に示す方法を採用した場合、本発明では加熱板１０５を端板１２ａ、１２ｂに直接押し当てることになるので、端板を濾材に接着させる工程を繰り返し長時間行うと加熱板１０５に端板を構成する第２の熱接着性繊維の低融点樹脂成分の一部が溶融付着する場合がある。そのため前記端板を、第２の不織布と、不織布、織物、編物またはネットなどの、低融点樹脂成分よりも高い融点を有する他の素材とを積層した複合不織布としておき、第２の不織布側に濾材を配置し、他の素材側に加熱板を配置すれば、加熱板１０５に低融点樹脂成分が付着することを防止することができる。

本発明では、前記濾材と前記端板とを第１の熱接着性繊維又は／及び第２の接着性繊維によって接着してフィルタエレメントを一旦形成し、このフィルタエレメントをフィルタエレメント中間体として、当該フィルタエレメント中間体全体を第１の熱接着性繊維または第２の接着性繊維の融点よりも高い温度、例えば１０℃以上高い温度で加熱処理することも好ましい。フィルタエレメント中間体全体を加熱処理することによって、フィルタエレメント全体を更に剛性のある構造に変化させることができる。その理由として、プリーツ折り加工の際に圧縮されていた第１の不織布の厚さが元の厚さに回復し、その状態で第１の熱接着性繊維による再融着が行われ回復した厚さがそのまま固定されると共に、その回復した状態においてプリーツの峰部分又は谷部分でも再融着が行われＶ字形又はＵ字形の形状がそのまま固定されるためと考えられる。

本発明では、プリーツ折りされた濾材のプリーツの峰線に交差する端面に端板が接着されていることを必須とするが、濾材のプリーツの峰線と平行な端面にも第２の端板が接着されていることが可能である。この第２の端板の材質は特に限定されることはなく、また濾材に接着する方法も特に限定されることはなく、前記端板１２ａ、１２ｂと同一の端板であることも可能である。

また、フィルタエレメントの全体の大きさは、自動車用や家庭用空気清浄機などの生活環境における空調機器に装着して使用されるフィルタエレメントの場合、空気の流入面の一辺の寸法が８０〜５００ｍｍが好ましく、１００〜４００ｍｍがより好ましく、１５０〜３００ｍｍが更に好ましい。また、奥行は１０〜１００ｍｍが好ましく、１５〜７５ｍｍがより好ましく、２０〜５０ｍｍが更に好ましい。また、ビル、工場、事務所などに設置される空気清浄装置に、パッケージフィルター、ファンコイルユニット、中央空調用フィルタユニット等の粗塵除去用フィルタとして使用されるフィルタエレメントの場合、空気の流入面の一辺の寸法が２００〜１５００ｍｍが好ましく、３００〜１０００ｍｍがより好ましく、４００〜７００ｍｍが更に好ましい。また、奥行は１０〜５００ｍｍが好ましく、１５〜４００ｍｍがより好ましく、２０〜３００ｍｍが更に好ましい。

前記フィルタエレメントを空調装置に適用する場合はフィルタエレメントをフィルタ枠に装着して用いることができる。このフィルタ枠は剛性のある材質である限り特に限定されず、木材、金属、プラスチック等が適用され、数回の洗浄再生の後に焼却、廃棄される場合は木材が好ましい。

本発明のフィルタエレメントにあっては、端板を構成する第２の不織布を、濾材を構成する第１の不織布と同じ材料、又は近似した材料とすることが可能であるので、当該濾材を第１の濾材とすると、当該端板を第２の濾材として使用することが可能である。端板を第２の濾材として使用する好ましい一例として、図３の自動車の空調装置２０を例示することができる。

この空調装置２０においては、本願発明のフィルタエレメント１０がフィルタ枠３０に収納されている。フィルタ枠３０は、内気が流入する流入口３１および外気が流入する流入口３２と、濾過後の気流が流出する流出口３４と、前記流入口３１、３２と前記流出口３４との間に設けられた側壁３３とを備えており、前記側壁３３の一部に開口３３ａが設けられている。さらに側壁の開口３３ａの少なくとも一部が前記端板１２ａ又は１２ｂによって塞がれるように前記フィルタエレメント１０が収納されており、前記端板１２ａ又は１２ｂによって濾過が可能となっている。また開口３３ａには内気用のダクト４１が接続されており、流出口３４には流出用のダクト４２が接続されている。またフィルタ枠３３には流入口３１、３２の境に内外気の切り換えを行う内外気切換ドア３５が設けられており、フィルタエレメント１０の収納部の下方にブロワ４０が設けられており、このブロワ４０を駆動するモータ５０がフィルタ枠３３の外側に配置されている。

このフィルタ装置２０によって、フィルタエレメント１０が目詰まりした場合でも、バイパスとして内気用のダクト４１から開口３３ａ及び端板１２ａ、１２ｂを通してフィルタエレメント１０に内気が流入すると共に端板によって内気の濾過を行うことができる。また、端板１２ａ、１２ｂを通過する空気は粉塵濃度が極めて低い内気のみであるため、端板１２ａ、１２ｂの圧力損失が上昇し難い構造となっている。その結果、急激にブロワ４０に負担がかかったり、送風量が極端に低下したりするというリスクを回避することが可能であり、またフィルタエレメントの交換までの時間の確保が可能である。

本発明のフィルタエレメントの濾過性能は、粗塵除去用のフィルタとして機能することが好ましく、第１の不織布のみを濾材として使用した場合、ＡＳＨＲＡＥ５２．１−１９９２に規定される試験方法において、ＳＡＥＦＩＮＥダストを用いて、質量法により評価すると、空気の流入面の少なくとも一辺の寸法が８０〜５００ｍｍの場合、試験条件が間口風速２．７ｍ／ｓｅｃの時に、粒子捕集平均効率が５０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が６０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が７０〜９９％であることが更に好ましい。粒子捕集平均効率が５０％未満である場合は粗塵除去が不十分であり、粒子捕集平均効率が９９％を超える場合は、不織布基材の開孔径が細かくなり過ぎるため、すぐに不織布基材前後の圧力損失が限界に達して寿命が短くなり粗塵除去用のフィルタとして使用できない場合がある。

また、前記フィルタエレメントの初期の圧力損失は、空気の流入面の少なくとも一辺の寸法が８０〜５００ｍｍの場合、試験条件が間口風速２．７ｍ／ｓｅｃの時に、１５０Ｐａ以下が好ましく、１００Ｐａ以下がより好ましく、８０Ｐａ以下が更に好ましい。また、前記フィルタエレメントの濾過寿命は、最終の圧力損失２００Ｐａとした場合、間口面積当たりの粉塵捕集量５００ｇ／ｍ^２以上が好ましく、７５０ｇ／ｍ^２以上がより好ましく、１０００ｇ／ｍ^２以上が更に好ましい。なお、前記不織布基材が、不織布、織物、編物またはネットなどの他の素材と積層された複合基材である場合には、前述の各圧力損失は、積層された他の素材やフィルタの圧力損失を加算した圧力損失とすることができる。

以上説明したように、本発明のフィルタエレメントは、特許文献１に示されるような粗塵除去用のフィルタエレメントよりも、濾材の厚さを厚くすることで単位面積当たりの粉塵保持容量を増加させ、その分だけプリーツ間隔を広げて濾材の面積を少なくすることで全体の粉塵保持容量を同等とすることが可能であり、その結果、フィルタエレメントの製造コストを低下させることができる。また、濾材と端板とをそれぞれに含まれる熱接着性繊維によって接着しているので、特許文献１に示される粗塵除去用のフィルタエレメントのような接着剤を用いる方法よりも軽量化が可能であり、且つコスト低減が可能である。また端板の構成を濾材の構成に合わせるか又は近似させることによって、濾材と端板とが接着し易くなっている。また端板の厚さも厚くなっているのでプリーツ形状の濾材の保形性も優れている。また端板に空気が通過する構造を採用して、端板を第２の濾材として用いる場合は、より低い圧力損失と更なる長寿命化が可能となる。このように、本発明の粗塵除去用のフィルタエレメントは、濾過寿命或いは粉塵保持能力に優れ、且つ圧力損失が少なく、軽量化及び低コスト化が可能な新規な構造を有している。

以下、本発明の実施例につき説明するが、これは発明の理解を容易とするための好適例に過ぎず、本発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。

（第１の不織布又は第２の不織布の濾過性能試験方法−質量法）
ＡＳＨＲＡＥ５２．１−１９９２に規定される試験方法において、風速０．５ｍ／ｓｅｃにて、圧力損失が２００ＰａになるまでＳＡＥＦＩＮＥダストを供給した後、粒子捕集平均効率（％）及び濾過寿命（粉塵捕集量）（ｇ／ｍ^２）を求める。また、初期の圧力損失（Ｐａ）は風速０．１ｍ／ｓｅｃにて測定した値を用いる。

（フィルタエレメントの濾過性能試験方法−質量法）
ＡＳＨＲＡＥ５２．１−１９９２に規定される試験方法において、間口風速２．７ｍ／ｓｅｃにて、圧力損失が２００ＰａになるまでＳＡＥＦＩＮＥダストを供給した後、間口当たりの粒子捕集平均効率（％）及び濾過寿命（粉塵捕集量）（ｇ／ｍ^２）を求める。また、初期の圧力損失（Ｐａ）は間口風速２．７ｍ／ｓｅｃにて測定した値を用いる。
なお、フィルタエレメントの濾過性能は第１の不織布のみを濾材として使用した場合の評価を示す。

（実施例１）
芯成分が融点２４８℃のポリエステル樹脂であり、鞘成分が融点７２℃のポリエステル樹脂からなる複合繊維（繊度２２デシテックス、繊維長６４ｍｍ）からなるステープル繊維６５質量％と、芯成分が融点２４８℃のポリエステル樹脂であり、鞘成分が融点７２℃のポリエステル樹脂からなる複合繊維（繊度６．６デシテックス、繊維長５１ｍｍ）からなるステープル繊維３５質量％とを混合して、カード機を使用して繊維ウエブ（平均繊度１２．１デシテックス）を形成した。次いで、この繊維ウエブをエアスルー型の乾燥機を用いて、１５０℃の熱風により加熱接着処理を行い、面密度９５ｇ／ｍ^２で、厚さ１．５ｍｍの第１の不織布を形成した。得られた第１の不織布の濾過性能を評価した結果を表１に示す。
次いで、得られた第１の不織布に、プリーツの高さが２９ｍｍ、プリーツのピッチ（峰間隔）が２０ｍｍ、プリーツの数１０峰となるようにプリーツ加工を施し濾材とした。次いで、プリーツの峰線と交差する濾材端面に、第１の不織布を巾２９ｍｍ×長さ２０６ｍｍにカットして作製した端板（剛軟度４．９ｍＮ）を加熱により接着して、全体の大きさが端板側２０６ｍｍ×端板と垂直な側２１２ｍｍのフィルタエレメントを作製した。得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表１に示す。
なお端板の接着については、図５及び図６に示すように、矩形状箱型をなす断面コの字形状の型枠１０６内に、プリーツ折り加工した濾材をプリーツの峰線に直交する端面が固着側となるように収納し、次いで、濾材の端面に端板を重ね合わせ、この状態で１００℃の加熱板１０５を端板に押し当てて端板を濾材の端面に加熱圧着した。

（実施例２）
実施例１において、面密度１２５ｇ／ｍ^２で、厚さ２．２ｍｍの第１の不織布を形成したこと以外は実施例１と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られた第１の不織布の濾過性能と、得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表１に示す。

（実施例３）
実施例１において、面密度１４０ｇ／ｍ^２で、厚さ２．８ｍｍの第１の不織布を形成したこと以外は実施例１と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られた第１の不織布の濾過性能と、得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表１に示す。

（実施例４）
実施例１において、面密度１５０ｇ／ｍ^２で、厚さ３．５ｍｍの第１の不織布を形成したこと以外は実施例１と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られた第１の不織布の濾過性能と、得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表１に示す。

（実施例５）
実施例１において、面密度１９０ｇ／ｍ^２で、厚さ４．５ｍｍの第１の不織布を形成したこと以外は実施例１と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られた第１の不織布の濾過性能と、得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表２に示す。

（実施例６）
実施例１において、面密度１４０ｇ／ｍ^２で、厚さ２．８ｍｍの第１の不織布を形成したこと、及び第１の不織布と同様にして面密度１２５ｇ／ｍ^２で、厚さ２．２ｍｍの第２の不織布を形成したこと以外は実施例１と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られた第１の不織布及び第２の不織布の濾過性能と、得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表２に示す。

（実施例７）
実施例１において、面密度１５０ｇ／ｍ^２で、厚さ３．５ｍｍの第１の不織布を形成したこと、第１の不織布と同様にして面密度１４０ｇ／ｍ^２で、厚さ２．８ｍｍの第２の不織布を形成したこと、及び第１の不織布に、プリーツの高さが２９ｍｍ、プリーツのピッチ（峰間隔）が２７ｍｍ、プリーツの数８峰となるようにプリーツ加工を施し濾材としたこと以外は実施例１と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られた第１の不織布及び第２の不織布の濾過性能と、得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表２に示す。

（実施例８）
実施例１において、面密度１５０ｇ／ｍ^２で、厚さ３．５ｍｍの第１の不織布を形成したこと、第１の不織布と同様にして面密度１４０ｇ／ｍ^２で、厚さ２．８ｍｍの第２の不織布を形成したこと、及び第１の不織布に、プリーツの高さが２９ｍｍ、プリーツのピッチ（峰間隔）が１４ｍｍ、プリーツの数１５峰となるようにプリーツ加工を施し濾材としたこと以外は実施例１と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られた第１の不織布及び第２の不織布の濾過性能と、得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表２に示す。

（比較例１）
芯成分が融点１６０℃のポリプロピレン樹脂であり、鞘成分が融点１４０℃のポリエチレン樹脂からなる複合繊維（繊度６．６デシテックス、繊維長６４ｍｍ）からなるステープル繊維７５質量％と、芯成分が融点１６０℃のポリプロピレン樹脂であり、鞘成分が融点１４０℃のポリエチレン樹脂からなる複合繊維（繊度２．２デシテックス、繊維長５１ｍｍ）からなるステープル繊維２５質量％とを混合して、カード機を使用して繊維ウエブ（平均繊度４．４デシテックス）を形成した。次いで、この繊維ウエブをエアスルー型の乾燥機を用いて、１４０℃の熱風により加熱接着処理を行い、面密度８５ｇ／ｍ^２で、厚さ０．９ｍｍの第１の不織布を形成した。得られた第１の不織布の濾過性能を評価した結果を表３に示す。
次いで、得られた第１の不織布に、プリーツの高さが２９ｍｍ、プリーツのピッチ（峰間隔）が５ｍｍ、プリーツの数４０峰となるようにプリーツ加工を施し濾材とした。次いで、スポット状に熱圧着された面密度２２０ｇ／ｍ^２のスパンボンド不織布に面密度３８０ｇ／ｍ^２のホットメルト樹脂をコーティングした後に巾２９ｍｍ×長さ２０６ｍｍにカットして作製した端板（剛軟度：高すぎて測定不能、濾過性能：通気性が無いため測定不能）を準備して、この端板をプリーツの峰線と交差する濾材端面に、実施例１と同様にして加熱により接着して、全体の大きさが端板側２０６ｍｍ×端板と垂直な側２１２ｍｍのフィルタエレメントを作製した。得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表３に示す。この比較例１では、端板にホットメルト樹脂をコーティングしているため、また濾材の面積が大きいので、製作コストが高くなるという問題があった。また平均繊度が５デシテックス未満であるため、実施例１〜７と比較して質量法効率は高いものの濾過寿命が短いものであった。

（比較例２）
実施例１において、面密度５０ｇ／ｍ^２で、厚さ０．７ｍｍの第１の不織布を形成したこと以外は実施例１と同様にしてフィルタエレメントを製作しようとしたが、第１不織布の厚さが薄く、また端板に用いた第１不織布の厚さも薄かったので、濾材と端板との接着が困難であり、フィルタエレメントを製作することができなかった。得られた第１の不織布の濾過性能を評価した結果を表３に示す。

（比較例３）
実施例１において、面密度８０ｇ／ｍ^２で、厚さ０．８ｍｍの第１の不織布を形成したこと以外は実施例１と同様にしてフィルタエレメントを製作しようとしたが、第１不織布の厚さが薄く、また端板に用いた第１不織布の厚さも薄かったので、濾材と端板との接着が困難であり、フィルタエレメントを製作することができなかった。得られた第１の不織布の濾過性能を評価した結果を表３に示す。

（比較例４）
実施例１において、面密度２８０ｇ／ｍ^２で、厚さ６．０ｍｍの第１の不織布を形成したこと以外は実施例１と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られた第１の不織布の濾過性能と、得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表３に示す。この比較例４では、第１の不織布の厚さが厚いため、プリーツの峰付部分または谷部分で濾材の壁面同士が接触してデッドスペースが多くなり、その結果、得られたフィルタエレメントは濾過寿命に劣るものであった。

（比較例５）
実施例１において、面密度４５０ｇ／ｍ^２で、厚さ１０．０ｍｍの第１の不織布を形成したこと、第１の不織布と同様にして面密度１４０ｇ／ｍ^２で、厚さ２．８ｍｍの第２の不織布を形成したこと、及び第１の不織布に、プリーツの高さが２９ｍｍ、プリーツのピッチ（峰間隔）が４０ｍｍ、プリーツの数５峰となるようにプリーツ加工を施し濾材としたこと以外は実施例１と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られた第１の不織布及び第２の不織布の濾過性能と、得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表３に示す。この比較例５では、第１の不織布の厚さが厚いため、またプリーツの峰付部分または谷部分で濾材の壁面同士が接触してデッドスペースが多くなり、その結果、得られたフィルタエレメントは初期の圧力損失が高く、濾過性能を評価するに値しないものであった。

表１

表２

表３

表１〜３から明らかなように、実施例１〜８のフィルタエレメントは、濾過寿命に優れ、且つ圧力損失が少なく、且つ軽量化及び低コスト化が可能な構造を有しており、粗塵除去用のフィルタエレメントとして好適であった。また端板を第２の濾材として使用可能であった。これに対して、比較例１では端板にホットメルト樹脂をコーティングしているため、また濾材の面積が大きいので、製作コストが高くなるという問題があった。また平均繊度が５デシテックス未満であるため、質量法効率は高いものの濾過寿命が短いものであった。また比較例２〜３ではフィルタエレメントを形成するのが困難であり、また比較例４〜５のフィルタエレメントは、圧力損失が高く、濾過寿命が劣り、粗塵除去用のフィルタエレメントとして不適であった。

１０フィルタエレメント
１１濾材
１２ａ端板
１２ｂ端板
１３プリーツの峰
２０空調装置
３０フィルタ枠
３１内気流入口
３２外気流入口
３３側壁
３３ａ開口
３４流出口
３５内外気切換ドア
４０ブロワ
４１内気用のダクト
４２流出用のダクト
５０モータ
１０２濾材
１０２ａ端面
１０３テープ
１０５加熱板
１０６断面コの字形状の型枠
１１０フィルタエレメント
１１１不織布基材
１１２ａ、１１２ｂ保形部材
１１３プリーツ加工
１１４セパレータ

Claims

プリーツ折りされた濾材と、前記濾材のプリーツの峰線に交差する端面に接着された端板とを有するフィルタエレメントであって、
前記濾材は第１の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第１の不織布からなり、前記端板は第２の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第２の不織布からなり、前記濾材と前記端板とは第１の熱接着性繊維又は／及び第２の接着性繊維によって接着していることを特徴とするフィルタエレメント。
プリーツ折りされた濾材に対して、端板を前記濾材のプリーツの峰線に交差する端面に接着するフィルタエレメントの製造方法であって、
前記濾材は第１の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第１の不織布からなり、前記端板は第２の熱接着性繊維によって接着した、平均繊度が５〜３０デシテックスで厚さが１〜５ｍｍである第２の不織布からなり、前記濾材と前記端板とを第１の熱接着性繊維又は／及び第２の熱接着性繊維によって接着することを特徴とするフィルタエレメントの製造方法。