積層フィルタ
【課題】通気性と対象物の捕集率とを同時に高めることが可能なフィルタを提供すること。
【解決手段】捕集層１１と空間形成層１２とを有する積層フィルタ１０である。積層フィルタ１０は、空間形成層１２が、流体吸入の下流側に位置するように使用される。空間形成層１２は、０．３ｋＰａ荷重下において、空間形成層１２の見掛けの体積中に占める、空間形成層１２の構成材料の体積の割合（％）である充填率が１〜７％であり、かつ同荷重下における厚みが１〜１２ｍｍである。捕集層１１は、繊維径７〜３５μｍの不織布からなる。
【解決手段】捕集層１１と空間形成層１２とを有する積層フィルタ１０である。積層フィルタ１０は、空間形成層１２が、流体吸入の下流側に位置するように使用される。空間形成層１２は、０．３ｋＰａ荷重下において、空間形成層１２の見掛けの体積中に占める、空間形成層１２の構成材料の体積の割合（％）である充填率が１〜７％であり、かつ同荷重下における厚みが１〜１２ｍｍである。捕集層１１は、繊維径７〜３５μｍの不織布からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリスフィルタを始めとするフィルタ取り付け部材に取り付けられて用いられる積層フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
レンジフードの吸入口には、調理時に発生する油煙や埃等（以下、油煙等という。）によって排煙用のファン等が直接汚れないようにするために、これらを捕集するグリスフィルタと称される金属製のフィルタが取り付けられている。しかし、このグリスフィルタは、油煙等の捕集性が不十分でフード内部を汚してしまう上、掃除が面倒であるため、その手間を軽減するために、その外側に更に不織布等の素材からなる使い捨ての油捕集用フィルタが取り付けられて使用されている。このような油捕集用フィルタによる油煙等の捕集率を高めるための方法として、用いる繊維の繊維径を細くする、用いる繊維の量を増やすなどの方法でフィルタの目を細かくする方法が考えられる。しかし、そのようにしてフィルタの目を細かくして捕集率を高めると、フィルタ通過時の圧力損失が増大し通気性が低下する。このことは、フィルタの装着によって換気扇ファンの吸引を阻害し換気性能を低下させることにつながる。このように、風速と捕集率とはトレードオフの関係にある。したがって、フィルタの目を細かくしても風速を低下させない技術が必要とされている。
【０００３】
前記の技術とは別に、特許文献１には、平均繊維径が０．５〜６．０μｍ、嵩密度０．０５〜０．５０ｇ／ｃｍ3の極細不織布と、平均繊維径１０〜６０μｍ、嵩密度０．０５〜０．５０ｇ／ｃｍ3の繊維シートとを積層し、高さ３〜１００ｍｍの凹凸状に成形したフィルタが記載されている。このフィルタは空気清浄機、掃除機、自動車、マスク等に用いられ、微細な粒子の捕集を長期間にわたり持続させることを目的とするものである。しかし、フィルタの目を細かくしても風速を低下させない技術に関しての開示はない。
【０００４】
特許文献１と同様に、極細繊維不織布と、他の不織布とを積層し、全体を凹凸加工したフィルタが特許文献２にも記載されている。このフィルタにおいては、極細繊維不織布が濾過層として用いられ、他の不織布は支持体層として用いられる。この不織布としてはスパンボンド不織布が用いられている。しかし、この特許文献にも、フィルタの目を細かくしても風速を低下させない技術に関しての開示はない。
【０００５】
これらの文献のほか、２層以上の不織布を積層し、吸引側（外側）に配される不織布を密なものとし、かつファン側（内側）に配される不織布を粗なものとしたフィルタとして特許文献３及び４に記載のものも知られているが、やはりフィルタの目を細かくしても風速を低下させない技術に関しての開示はない。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１８０８０８号公報
【特許文献２】特開２０００−２７１４１６号公報
【特許文献３】特開平８−２４５３５号公報
【特許文献４】特開２０００−２１８１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得るフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、捕集層と空間形成層とを有する積層フィルタであって、
前記積層フィルタは、前記空間形成層が、流体吸入の下流側に位置するように使用されるものであり、
前記空間形成層は、０．３ｋＰａ荷重下において、該空間形成層の見掛けの体積中に占める、該空間形成層の構成材料の体積の割合（％）である充填率が１〜７％であり、かつ同荷重下における厚みが１〜１２ｍｍであり、
前記捕集層が、繊維径７〜３５μｍの不織布からなる積層フィルタを提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来はトレードオフの関係にあると考えられてきたフィルタの通気性と対象物の捕集率とを同時に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１には本発明の積層フィルタの一実施形態の分解斜視図が示されている。本実施形態の積層フィルタ１０は、捕集層１１と空間形成層１２とから構成されている。捕集層１１と空間形成層１２とは、接合一体化されているか、又は非接合状態で積層されている。捕集層１１と空間形成層１２とが接合一体化されている場合、両者の接合方法としては、これらの層の構成材料等に応じ、接着剤による接着や熱の作用による融着、及び超音波による融着等の公知の接合手段が採用される。
【００１１】
積層フィルタ１は、図２に示すように、遮蔽部２１を有するフィルタ取り付け部材２０に取り付け部材に取り付けられて使用されるものである。フィルタ取り付け部材２０としては、例えばレンジフードに設置されているグリスフィルタや、エアコンや排気ダクト等に備えられている格子状又はその他の形状の取り付け部材等が挙げられる。フィルタ取り付け部材２０における遮蔽部２１とは、フィルタ取り付け部材２０におけるフィルタを支持するための部位のことである。この部位は流体の通過を遮蔽するので、本発明において遮蔽部２１と呼んでいる。例えばフィルタ取り付け部材２０がグリスフィルタである場合、グリスフィルタはバッフル型とメッシュ型に大別されるところ、バッフル型グリスフィルタのバッフル板が上述の遮蔽部に該当する。メッシュ型の場合、パンチングメタルやエキスパンドメタルの金属部分が遮蔽部に該当する。エアコンや排気ダクト等に備えられている取り付け部材における遮蔽部とは、例えばフィルタを支持する格子状の部位を言う。
【００１２】
積層フィルタ１０における捕集層１１は、主として、吸引する流体中に含まれる物質を捕集する働きを有する層である。一方、空間形成層１２は、積層フィルタ１０がフィルタ取り付け部材２０に取り付けられて使用される状態において、主として捕集層１１とフィルタ取り付け部材２０との間に空間を形成する働きを有する層である。積層フィルタ１０は、空間形成層１３２が、流体吸入の下流側に位置するように配置されて使用される。
【００１３】
本実施形態の積層フィルタ１０は、嵩高で空間形成能の高い空間形成層１２に特徴の一つを有する。詳細には、図３（ａ）に示すように、従来のフィルタ１００においては、これを、遮蔽部２１を有する取り付け部材２０に取り付けると、フィルタ１００のうち、遮蔽部２１に対向していない部位においては、流体の流路が短いので取り付け部材２０を通過するときの抵抗は小さいが（図中、Ａで示す）、遮蔽部２１に対向している部位においては、遮蔽部２１によって流体の通過が妨げられ、遮蔽部２１が存在していない部位まで迂回しないと流体が通過できない（図中、Ｂで示す）。その結果、流体の流路が長くなり、それに起因して通過抵抗が大きくなる。この理由により、従来のフィルタ１００では、目的物を捕集するのに十分な流体の速度を確保することが容易ではなかった。これに対して、図３（ｂ）に示すように、本実施形態の積層フィルタ１０においては、これを、遮蔽部２１を有する取り付け部材２０に取り付けると、捕集層１１と取り付け部材２０の遮蔽部２１との間に、空間形成層１２に起因する空間Ｓが形成される。この空間Ｓの存在によって、積層フィルタ１０のうち、遮蔽部２１に対向している部位においても、流体は空間Ｓをショートカットして取り付け部材２０を容易に通過できる。その結果、流体の流路長を図３（ａ）に示す場合よりも短くできるので（図３（ｂ）中、Ｂ’で示す）、通過抵抗の増大を防止できる。この理由により、本実施形態の積層フィルタ１０によれば、捕集層１１の目を細かくしても、目的物を捕集するのに十分な流体の速度を確保することが可能となる。また、この理由から、空間形成層１３は捕集層１１と比較して充填率が低く通気度の高い疎な構造であることが好適である。つまり本実施形態の積層フィルタ１０は、流体吸入の上流側が密（つまり繊維密度が高い）で、下流側（フィルタ取り付け部側）が疎（つまり繊維密度が低い）な層構造を持つフィルタであることが好適である。
【００１４】
本実施形態における空間形成層１２の空間形成能は充填率で表される。充填率とは、空間形成層１２の見掛けの体積中に占める、該空間形成層１２の構成材料の体積の割合（％）である。充填率はその値が小さいほど、空間形成層１２の空間形成能が高いと判断される。
【００１５】
空間形成層１２は、その材質によっては、流体を濾過するときの吸引力によって厚み方向に圧縮され、その充填率が高くなることがある。このことは、十分な流体の速度を確保する観点からマイナスに作用する。したがって空間形成層１２には、それに吸引力が作用しても十分な空間を確保できることが必要とされる。この観点から、本実施形態においては空間形成層１２の充填率を０．３ｋＰａ荷重下で評価することとしている。この荷重下での充填率が１〜７％、好ましくは１〜３％であれば、積層フィルタ１０の実使用において、吸引力が作用した状態でも流体の速度低下を十分に防止することが可能となる。
【００１６】
上述した図３（ａ）及び（ｂ）に関する説明から明らかなように、空間形成層１２は、その充填率が低いことに加えて、空間Ｓ自体を十分に確保しないと、流体の速度低下を十分に防止することができない。本発明者らが検討した結果、０．３ｋＰａ荷重下での空間形成層１２の厚みを１〜１２ｍｍ、好ましくは１．３〜５ｍｍに設定することで、上述した流体の流路長を十分に短くすることができることが判明した。０．３ｋＰａ荷重下での空間形成層１２の厚みが１ｍｍ未満では、空間形成層１２の空隙率を前記の範囲内に設定したとしても、流体の流路長を十分に短くすることができない。空間形成層１２の厚みは、積層フィルタ１０が装着される取り付け部材の遮蔽部の形状によっても変化するが、およそ５ｍｍ程度で流体の速度は上限に達する。それ以上厚みを上げても流体の速度にマイナスに作用することはないが、必要以上の厚みを持たせることは実用的ではなく、積層フィルタ１０の厚みが無用に大きくなるので、その上限は１２ｍｍとした。
【００１７】
０．３ｋＰａ荷重下での空間形成層１２の充填率及び厚みは以下の方法で測定される
〔厚みの測定法〕
積層フィルタ１０に０．３ｋＰａの荷重を加えた状態で、顕微鏡を用いて積層フィルタ１０の側面を観測する。空間形成層１２の厚みを目視で１０点測定し、それらを平均した値を空間形成層１２の厚みとする。
〔充填率の測定法〕
以下の式を用いて算出する。
充填率（％）＝｛空間形成層の坪量（ｇ／ｍ2）｝×１００／｛構成繊維の密度（ｇ／ｍ3）×空間形成層の厚み（ｍ）｝
ここで坪量は、単位面積あたりの空間形成層１２のシート重量である。厚みは前述した〔厚みの測定法〕により測定する。
【００１８】
空間形成層１２は、上述のとおり捕集層１１とフィルタ取り付け部材２０との間に空間を形成するための働きを有するものであるところ、この働きに加え、捕集層１１の支持体としての働きも有することが、積層フィルタ１０の取り扱い性が良好になる点から好ましい。この観点から、空間形成層１２は、外力が加わったときに変形しづらい性質のものであることが好ましい。このような性質について本発明者らが検討した結果、空間形成層１２はその破断強度が高いことが有利であることが判明した。また、空間形成層１２はその伸度が低いことが有利であることが判明した。具体的には、空間形成層１２の破断強度に関しては、この値が１〜１５０Ｎ／２５ｍｍ、特に３〜１００Ｎ／２５ｍｍであることが好ましい。伸度に関しては、０．５Ｎ／２５ｍｍの引張応力を加えたときの伸度が１〜１５％、特に１〜８％であることが好ましい。破断伸強度及び伸度は、空間形成層１２の機械方向（ＭＤ）及び幅方向（ＣＤ）のいずれか一方において前記の範囲を満たしていることが好ましく、両方向において前記の範囲を満たしていることが更に好ましい。ＭＤとは、空間形成層１２の製造時における流れ方向である。ＣＤとは、ＭＤと直交する方向である。
【００１９】
空間形成層１２の破断強度及び伸度は次の方法で測定される。
〔破断強度の測定法〕
積層フィルタ１０から空間形成層１２を剥離して、ＭＤに１００ｍｍ、該ＭＤと直交する方向であるＣＤに２５ｍｍの寸法の長方形形状の測定片を切り出す。この切り出された長方形形状の測定片を測定サンプルとする。この測定サンプルを、そのＭＤが引張方向となるように、引張試験機のチャックに取り付ける。チャック間距離は５０ｍｍとする。測定サンプルを３００ｍｍ／分で引っ張り、サンプル破断までの最大荷重点をＭＤの破断強度とする。また、積層フィルタ１０から空間形成層１２を剥離して、ＣＤに１００ｍｍ、ＭＤに２５ｍｍの寸法の長方形形状の測定片を切り出し、これを測定サンプルとする。この測定サンプルを、そのＣＤ方向が引張方向となるように引張試験機のチャックに取り付ける。上述したＭＤの破断強度の測定方法と同様の手順によってＣＤの破断強度を求める。
〔伸度の測定法〕
ＭＤ及びＣＤに関し、上述した〔破断強度の測定法〕と同様の手順で測定サンプルを用意し、その測定サンプルを引張試験機のチャックに取り付けて引っ張る。このときの条件も、上述した〔破断強度の測定法〕と同様である。荷重値が０．５Ｎのときにおける伸長した測定サンプルの長さを測定し、下記式から０．５Ｎ／２５ｍｍ荷重時の伸度を求める。
伸度（％）＝｛（伸長時の長さ−５０）／５０｝×１００
【００２０】
空間形成層１２は、それ単独で測定された通気性の程度が、４００〜１０００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）、特に５００〜１０００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）であることが、流体の速度を十分に高め得る点から好ましい。空間形成層１２の通気度は、カトーテック（株）のＫＥＳ−Ｆ８−ＡＰ１（通気性試験機）にて測定される。空間形成層１２の通気度は、その坪量や厚み、あるいは空間形成層１２が繊維材料からなる場合にはその構成繊維の繊維径等を調整することでコントロールできる。具体的には、繊維径が太いほど、坪量が低いほど、厚みが高いほど通気度は向上する。
【００２１】
空間形成層１２は、嵩高な空間を形成し得る材料から構成されていることが好ましい。この観点から、空間形成層１２は、繊維シート、及び発泡体等の多孔質体から構成されていることが好ましい。空間形成層１２が繊維シートから構成されている場合、該繊維シートとしては不織布、織布、編み物地、ネット材料又はこれらの複合材料等を用いることができる。積層フィルタ１０は一般に使い切りされるものなので、経済性を考慮すると繊維シートとして不織布を用いることが好ましい。
【００２２】
不織布は、その製造方法に応じて目の粗いものや目の詰まったものが得られる。また、強度の高いものや低いものが得られる。空間形成層１２に要求される上述の種々の特性を考慮すると、繊維シートとして不織布を用いる場合には、目が粗くかつ強度の高い不織布であるスパンボンド不織布を用いることが好ましい。
【００２３】
繊維シートとして不織布を用いる場合、その坪量は１０〜５０ｇ／ｍ2、特に１０〜３０ｇ／ｍ2であることが、空間形成層１２の通気性を十分に高める点から好ましい。
【００２４】
また、繊維シートとして不織布を用いる場合、該不織布として、立体的な二次加工が施されたものを用いることも好ましい。これによって、上述の充填率を容易に達成することが可能となる。立体的な二次加工としては、互いに噛み合い形状となっている一対のエンボスロール間で加熱下に又は非加熱下に不織布を凹凸賦形する加工であるスチールマッチエンボス加工が一例として挙げられる。また、凹凸賦形部材上に載置された不織布に、高圧水流等の高圧流体を吹き付けて、該凹凸賦形部材に対応した形状の凹凸を賦形する立体賦形方法も用いることができる。更に、本出願人の先の出願に係る特開２００４−１７４２３４号公報の図２ないし図５に記載の装置を用いた立体賦形方法も用いることができる。
【００２５】
空間形成層１２として特に好ましく用いられる繊維シートは、スパンボンド不織布をスチールマッチエンボス加工によって立体賦形したものや、ネット材料にスチールマッチエンボス加工によって立体賦形したものである。これらのシートは、構成繊維の目が粗く、かつ充填率が低いという特徴を有している。また、このシートは破断強度が高く、かつ伸度が低いという特徴を有している。
【００２６】
空間形成層１２として発泡体等の多孔質体を用いる場合、該多孔質体としてはポリウレタン製の発泡体が挙げられる。かかる発泡体も、構成繊維の目が粗く、かつ充填率が低いという特徴を有している。また、破断強度が高く、かつ伸度が低いという特徴を有している。そのような発泡体の具体例としては、三次元構造の骨格組織を有するポリウレタン製の発泡体であるブリジストン製のエバーライト（登録商標）ＳＦ・ＨＲ−０８やＳＦ・ＨＲ−１３等が挙げられる。
【００２７】
以上のとおり、空間形成層１２は、主として捕集層１１とフィルタ取り付け部材２０との間に空間を形成する働きを有するところ、積層フィルタ１０を例えばレンジフードに取り付けて使用される油捕集用フィルタとして用いた場合には、フィルタ取り付け部材２０であるグリスフィルタの汚れ防止という働きも有する。この理由は、捕集層１１において捕集された油煙等が、積層フィルタ１０の厚み方向に移動する場合、嵩高で毛管力の弱い空間形成層１１に阻まれてグリスフィルタにまで到達しづらいからである。この観点から、本実施形態の積層フィルタ１０は、レンジフードの油捕集用フィルタとして特に好適である。
【００２８】
捕集層１１としては、流体の通過性を低下させずに、かつ目的物を十分に捕集できる程度の目の細かさを有しているものを用いることが好ましい。この観点から、捕集層１１を、構成繊維の繊維径が７〜３５μｍ、好ましくは１０〜２５μｍの繊維シートから構成する。かかる繊維シートとしては、不織布を用いることが好ましい。
【００２９】
捕集層１１として不織布を用いる場合、該不織布としては、積層フィルタの具体的な用途に応じ、スパンレース不織布、スパンボンド不織布、エアスルー不織布、エアレイド不織布、レジンボンド不織布、ニードルパンチ不織布等を用いることができる。
【００３０】
不織布からなる捕集層１１は、その坪量が２０〜１５０ｇ／ｍ2、特に２０〜１００ｇ／ｍ2であることが好ましい。またその厚み（０．３ｋＰａ荷重下）は０．５〜１０ｍｍ、特に１〜５ｍｍであることが好ましい。更に捕集層１１は、その単独での通気度が、２５〜４００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）、特に４０〜４００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）であることが、換気扇及びレンジフードの風速を十分に確保し、同時に捕集性、防汚性を確保するために好ましい。捕集層１１の通気度は、カトーテック（株）のＫＥＳ−Ｆ８−ＡＰ１（通気性試験機）にて測定される。捕集層１１の通気度は、その坪量や厚み、あるいは捕集層１１が繊維材料からなる場合にはその構成繊維の繊維径等を調整することでコントロールできる。具体的には、繊維径が太いほど、坪量が低いほど、厚みが高いほど通気度は向上する。しかし、これらは捕集性の観点からは逆に働く。つまり、繊維径が太いほど、坪量が低いほど、厚みが高いほど捕集率は低下する。このことから、通気度が高すぎると逆に捕集性が低下するため、ここでは通気度の上限を４００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）とした。
【００３１】
特に捕集層１１は、形態保持性に優れており、長期間の使用が可能なものであることが好ましい。この観点から、図４及び図５に示すように、捕集層１１は、支持体１１ａの両面に繊維集合体１１ｂ，１１ｃを有しており、該繊維集合体１１ｂ，１１ｃを構成する繊維が、該繊維間で絡合していると共に、該支持体１１ａを骨格とした一体的な絡合状態を形成していることが好ましい。これらの図に示す捕集層１１においては、支持体１１ａが、捕集層１１の厚み方向の内部に存在しており、支持体１１ａの上下面が、繊維集合体１１ｂ，１１ｃで覆われている。
【００３２】
支持体１１ａは、有孔フィルム等の網状素材（網目を有する素材）からなるネットである。本実施形態では、支持体１１ａは二軸の格子状である。しかし支持体１１ａとしては、これに限られず、三軸のものや、ネットではないもの、例えば不織布であっても良い。つまり、一定の孔を有し、繊維集合体を形成する繊維ウエブが絡合状態で一体化する担体であれば支持体の種類に特に限定はない。例えば、ガーゼ状の織布のように織り目空間の比較的大きな目の粗い織布、あるいは片面又は両面に繊維集合体１１ｂ，１１ｃを重ね合わせてそれらを絡合状態で一体化し得る繊維空隙を有する不織布等も支持体１１ａとして用いられる。
【００３３】
支持体１１ａの厚みは、繊維集合体１１ｂ，１１ｃを構成する繊維径の好ましくは５〜１０００倍、更に好ましくは１０〜３００倍、一層好ましくは１５〜５０倍である。この範囲の厚みにすることで、捕集層１１にたるみ等が生じない程度の強度が付与される。支持体１１ａの線径は２０〜1０００μｍが好ましく、更に好ましくは１００〜３００μｍである。支持体１１ａの線径は部分的に異なっていても良く、その場合は太い部分の線径が前記の値に相当する。この線径が支持体１１ａの厚みに相当する。支持体１１ａの線間距離は５〜２０ｍｍが好ましく、更に好ましくは８〜１５ｍｍである。支持体１１ａの坪量は、０．１〜１００ｇ／ｍ2、特に１〜３０ｇ／ｍ2であることが好ましい。
【００３４】
一方、繊維集合体１１ｂ，１１ｃの坪量はそれぞれ、２０〜１５０ｇ／ｍ2であることが、捕集層１１の捕集率及び形態保持性を確保する上で好ましい。この場合、各繊維集合体１１ｂ，１１ｃの坪量は同じでもよく、あるいは異なっていてもよい。
【００３５】
図４に示す捕集層１１は、支持体１１ａの各面に、繊維集合体１１ｂ，１１ｃの元となる繊維ウエブを積層させ、この状態で該繊維ウエブに向けて高圧水流を噴射して、支持体１１ａの片面側にある繊維ウエブの繊維と他面側にある繊維ウエブの繊維、及び繊維ウエブの繊維と支持体１１ａを絡合一体化させるのと同時に、各繊維ウエブを絡合により不織布状の繊維集合体として支持体１１ａに固定することで製造される。即ち、この捕集層１１は広義にはスパンレース不織布である。
【００３６】
図４に示す捕集層１１に代えて、捕集層１１としてエアスルー不織布を用いることも好ましい。エアスルー不織布は嵩高な構造体を形成できるので、圧力損失を低減できるからである。また、嵩高ではあるものの、一般にエアスルー不織布は破断強度が弱いという性質を有するが、捕集層１１とともに用いられる空間形成層１２が捕集層１１の支持体として働くので、捕集層１１が特別な支持体を含まなくても、積層フィルタ全体としては十分な強度を保つことができる。
【００３７】
空間形成層１２として凹凸加工を施したスパンボンド不織布を用いる場合、捕集層１１は、その各面が平面状であることが望ましい。つまり、捕集層１１の各面は凹凸を有していないことが望ましい。この理由は、捕集層１１の各面が平面状であることで、凹凸状のスパンボンド不織布によって形成される空間を十分に生かすことができるからである。また、捕集層１１の各面が平面状である方が、該捕集層１１の製造上の加工が行いやすく、また扱いが容易なので、空間形成層１２との複合も容易である。更に、捕集層１１の各面が平面状であると、該捕集層１１に後加工を施さなくて良いので、後加工に起因する厚みの低下による通気度の低下を招かず、またコストの面でも有利である。
【００３８】
積層フィルタ１０を、例えばレンジフードに取り付けて使用される油捕集用フィルタとして用いる場合には、捕集層１１として、外方を向く第１層と、空間形成層１２の側を向く第２層とを有し、第２層の構成繊維の表面が撥油性を有しているものを用いることが、油滴の裏抜けが効果的に防止されるので好ましい。また、空間形成層１２に撥油加工を施すか、その構成繊維に撥油性を有しているものを用いることが、油滴の裏抜けが効果的に防止されるので好ましい。この理由は次のとおりである。
【００３９】
図６には、上述の構成の捕集層１１の縦断面が模式的に示されている。この捕集層１１においては、その厚み方向における片側の略半面の領域に存する繊維Ｆ１の表面が撥油性を有しており、残りの略半面の領域に存する繊維Ｆ２の表面は撥油性を有していない。この捕集層１１を、繊維Ｆ２が存する側をレンジ側（外方を向く側）に位置させて使用した場合、同図に示すように、油成分Ａは先ずレンジ側に位置する繊維Ｆ２に付着する。繊維Ｆ２は撥油性を有していないので、繊維Ｆ２に付着した油成分Ａは、繊維Ｆ２の表面に濡れ広がり油膜Ｍを形成する。油膜Ｍを構成する油成分Ａは毛細管現象によって、ファン側に向かって捕集層１１の厚み方向に移行する。ファン側に向かって移行する油成分Ｍは繊維Ｆ１が存する領域まで到達すると、該繊維Ｆ１の有する撥油性によって油膜Ｍの形成が妨げられ、また毛細管現象による移行も妨げられる。その結果、繊維Ｆ１の表面において油滴の状態で存在するようになり、毛細管力が作用しづらくなる。その結果、油成分Ａは捕集層１１のファン側に移動しづらくなる。このような理由によって油成分Ａの裏抜けが防止される。捕集層１１に加え、空間形成層１２の構成繊維の表面を撥油性にすると、同様の機構により油成分Ａの裏抜けが一層効果的に防止される。また、捕集層１１の構成繊維の表面が撥油性でなくても、空間形成層１２の構成繊維の表面が撥油性であれば、同様の機構により油成分Ａの裏抜けを防止することができる。
【００４０】
繊維の表面が撥油性を有するようにするためには、（イ）撥油剤を有していない繊維を用いて不織布を作製し、その後に撥油剤又は撥油剤を添加した樹脂を塗工する等、繊維の表面を撥油性処理する方法、（ロ）撥油性の繊維を用いて捕集層１１を作製する方法がある。（イ）の場合、例えば繊維の表面にフッ素系撥油剤をコーティング処理して撥油性を付与すればよい。
【００４１】
繊維の表面をフッ素系撥油剤でコーティング処理するためには、例えば繊維の表面にフッ素樹脂のエマルジョンを付与し、これを乾燥させればよい。これによって繊維の表面にフッ素樹脂を膜状に付着させることができる。乾燥後に熱処理を施すことで、繊維の表面に付着したフッ素樹脂の密着性を高めることができる。フッ素樹脂のエマルジョンを繊維の表面に付与するには、例えば該エマルジョンをディッピング（含浸）させたり、該エマルジョンをスプレー噴霧したり、該エマルジョンを泡立て処理したりすればよい。その他の方法として、希釈フッ素ガス、低温プラズマによるもの、グロー放電によるスパッタリングによって、繊維の表面をフッ素化し撥油性を付与することができる。
【００４２】
フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン・パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂、ヘキサフルオロプロピレン・フッ化ビニリデン共重合体、及びポリイミド系変性フッ素樹脂、ＰＰＳ系変性フッ素樹脂、エポキシ系変性フッ素樹脂、ＰＥＳ系変性フッ素樹脂、フェノール系変性フッ素樹脂、パーフルオロアルキルエチレン基を有するアクリレート重合体やメタクリレート共重合体等が挙げられる。また、フッ素樹脂のエマルジョンを用いることもできる。そのようなエマルジョンとしては、例えば旭硝子製のフッ素樹脂であるアサヒガード（登録商標）ＡＧ−７０００を用いることができる。
【００４３】
フッ素樹脂を付着させる量は、フッ素樹脂を付着させる前の繊維の重量に対して０．１〜１０重量％、特に０．５〜２重量％とすることが好ましい。付着量を０．５重量％以上とすることで、繊維の表面に十分な撥油性を付与することができる。また付着量を１０重量％以下とすることで、過剰付着に起因するフィルタの通気性の低下が防止される。
【００４４】
繊維自体を、撥油性を有する材料から構成する場合、該材料としては、上述した各種のフッ素樹脂を用いることができる。
【００４５】
撥油性処理に使用する撥油剤として、フッ素系撥油剤以外に、一部の界面活性剤を用いることもできる。そのような界面活性剤は、これを不織布に塗工し乾燥させることによって、撥油性を発現させることができる。例えば、非イオン性界面活性剤であるアルキルグルコシド、両性界面活性剤であるラウラミドプロピルベタインを不織布に塗工し乾燥させることによって、繊維に撥油性を付与できる。また、フッ素を配合した油剤を表面に塗布した繊維のなかには、加熱することにより繊維表面が撥油性を示すものがあり、そのような繊維を本発明で使用することもできる。そのような繊維の例としては、宇部日東製の超撥油不織布用原綿、ＵＣファイバー ＨＲ−ＰＬＥが挙げられる。
【００４６】
撥油性の繊維を用いて不織布を作製する場合に用いられる該繊維としては、フッ素が練り込まれた繊維、フッ素樹脂からなる繊維が挙げられる。そのような繊維の例としては、東レ製のフッ素繊維であるトヨフロン（登録商標）や、デュポン製のテフロン（登録商標）等が挙げられる。
【００４７】
撥油処理した捕集層１１は、次の方法で製造できる。支持体１１ａの各面に、繊維集合体１１ｂ，１１ｃの元となる繊維ウエブを積層させ、この状態で該繊維ウエブに向けて高圧水流を噴射する。このとき、一方の繊維集合体として、撥油性のある繊維を用いる。また、構成繊維として熱融着性の繊維を用いた場合には、積層させたウエブに熱風を吹き付けることによって繊維どうしを融着させ、シート化することにより製造することもできる。このとき、一方の繊維集合体として、熱融着性かつ撥油性のある繊維を用いる。そのような繊維の例としては、宇部日東製の超撥油不織布用原綿、ＵＣファイバー ＨＲ−ＰＬＥが挙げられる。
【００４８】
一方、撥油処理した空間形成層１２は、例えば次の方法で製造できる。すなわち、上述した撥油性繊維からなるスパンボンド不織布、又はスパンボンド不織布に撥油加工を施したものに、スチールマッチエンボス加工を施し凹凸状にすることで、撥油処理した空間形成層１２を製造できる。
【００４９】
以上の構成を有する本実施形態の積層フィルタ１０は、上述したとおり、レンジフードの油捕集用フィルタとして特に有用であり、その他にエアコン用フィルタや排気用ダクトのフィルタ等の気体用フィルタとして有用である。また、浴室の排水溝用防汚フィルタ、浄水器用フィルタを始めとする各種の液体用のフィルタとしても用いることができる。本実施形態の積層フィルタ１０においては、空間形成層１２よりも捕集層１１の方が低通気性なので、積層フィルタ１０の通気性は捕集層１１の通気性によって支配される。したがって、積層フィルタ１０の通気度は、捕集層１１の通気度と実質的に同じになる。
【００５０】
本発明の積層フィルタを、換気扇やレンジフード用の油捕集用フィルタとして用いる場合、上述の各実施形態のいずれの場合であっても、安全性の観点から、その構成繊維は防炎性であることが好ましい。例えば、ガラス繊維、炭素繊維などの不燃性繊維、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリクラール、難燃ポリエステル、難燃アクリル、難燃レーヨン、難燃ポリプロピレン、難燃ポリエチレンなどの難燃性繊維を用いることが好ましい。あるいは、不燃物繊維及び／又は難燃性繊維を混綿することが好ましい。難燃性繊維とはＬＯＩ値が２６以上の繊維のことである。
【００５１】
積層フィルタの構成繊維が不燃性繊維や難燃性繊維でない場合、又は不燃性繊維や難燃性繊維であっても防炎性が不十分である場合には、後加工工程でハロゲン系又はリン系の難燃剤を繊維に施したり、ポリホウ酸の難燃剤を繊維に施したりしてもよい。あるいは難燃剤を含んだ樹脂をバインダとして繊維表面に施して、その被膜を形成してもよい。
【００５２】
フィルタの構成繊維が不燃性繊維や難燃性繊維でない場合には、該構成繊維として公知の繊維形成用合成樹脂からなる合成繊維、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン系材料、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等のポリエステル系材料、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系材料、ポリアクリルニトリル系材料、レーヨン、各種ゴム等からなる繊維を用いることができる。また、ポリ塩化ビニル等のビニル系材料や、ポリ塩化ビニリデン等のビニリデン系等からなる繊維を用いることもできる。更に、これらの材料の変成物、アロイ又は混合物等からなる繊維を用いることもできる。
【００５３】
また、本発明の積層フィルタを構成する全ての不織布層が、上述の難燃性不織布で構成される必要はなく、積層フィルタ中の一層、特に捕集層のみが難燃性不織布で構成されていても良い。フィルタ利用時に捕集層はコンロ側に位置しており、炎や熱にさらされる危険性が高いからである。
【００５４】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば図４に示す捕集層１１は、支持体１１ａの両面に繊維集合体１１ｂ，１１ｃを有していたが、これに代えて支持体１１ａの一方の面にのみ繊維集合体を積層してもよい。また、支持体を含まなくても、空間形成層が十分な強度を有している場合には、積層フィルタ全体として十分な強度を保つことができることから、支持体１１ａを必ずしも含む必要はない。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「％」は「重量％」を意味する。
【００５６】
〔実施例１〕
（１）捕集層の製造
坪量４６ｇ／ｍ2のエアスルー不織布を製造した。この不織布は、芯がポリエチレンテレフタレートで、鞘がポリエチレンからなる芯鞘型複合繊維（繊維径１７μｍ）から構成されていた。この不織布の通気度は１１２ｍ／（ｋＰａ・ｓ）、０．３ｋＰａ荷重下での厚みは４ｍｍであった。
【００５７】
（２）空間形成層の製造
坪量２３ｇ／ｍ2のスパンボンド不織布を製造した。この不織布は、ポリプロピレン繊維（繊維径６．６ｄｔｅｘ）から構成されていた。この不織布を、スチールマッチエンボス加工に付して立体賦形した。立体賦形後の不織布の充填率は、０．３ｋＰａ荷重下において１．３％、厚みは同荷重下において１．９ｍｍであった。また、通気度は６５０ｍ／（ｋＰａ・ｓ）であった。
【００５８】
（３）積層フィルタの製造
得られた捕集層と空間形成層とを重ねて、超音波エンボスによって溶解融着し一体化した。これによって目的とする積層フィルタを得た。
【００５９】
〔実施例２及び３並びに比較例１ないし５〕
捕集層及び空間形成層として表１に示すものを用いる以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６０】
〔実施例４〕
図４に示す捕集層を製造した。ポリプロピレン繊維（繊維径１７μｍ、繊維長５１ｍｍ）を原料とし、常法のカード法を用い坪量２５ｇ／ｍ2の繊維ウエブを得た。支持体としてポリプロピレン製の格子状ネット（繊維間距離８〜１０ｍｍ、線径２００〜３００μｍ、坪量５ｇ／ｍ2）を用い、その上下に該繊維ウエブを重合した後、水圧１〜５ＭＰａの条件で複数のノズルから噴出した高圧ジェット水流で絡合一体化させ、スパンレース不織布を得た。それ以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６１】
〔実施例５〕
空間形成層として、ブリジストン製のポリウレタン発泡体であるエバーライト（登録商標）ＳＦ・ＨＲ−０８を用いた。これ以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６２】
〔実施例６〕
空間形成層として、ブリジストン製のポリウレタン発泡体であるエバーライト（登録商標）ＳＦ・ＨＲ−１３を用いた。これ以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６３】
〔実施例７〕
日本スクリーン製のポリプロピレンネットであるボンディングクロスを、スチールマッチエンボス加工に付して立体賦形した。立体賦形されたネットを空間形成層として用いた。立体賦形前のネットは線径３５０μｍ、目開き６７０μｍであった。これ以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６４】
〔実施例８〕
図４に示す捕集層を製造した。ポリプロピレン繊維（繊維径１７μｍ、繊維長５１ｍｍ）を原料とし、常法のカード法を用い坪量２５ｇ／ｍ2の繊維ウエブを得た。支持体としてポリプロピレン製の格子状ネット（繊維間距離８〜１０ｍｍ、線径２００〜３００μｍ、坪量５ｇ／ｍ2）を用い、その上下に該繊維ウエブを重合した後、水圧１〜５ＭＰａの条件で複数のノズルから噴出した高圧ジェット水流で絡合一体化させ、スパンレース不織布を得た。ただし、一方の繊維ウエブにはフッ素樹脂加工を施した。フッ素樹脂加工は、次の方法で行った。旭硝子製のフッ素樹脂エマルジョンであるアサヒガード（登録商標）ＡＧ−７０００（固形分２０％）を水で１００倍に希釈し、固形分０．０５％の液とした。前記で得られた不織布の重量に対し、この液を約５００％塗布した。その後、電気乾燥機で乾燥させてフッ素処理を完了させた。このようにして、フッ素樹脂として０．２５％（対繊維重量）付着させた。得られた捕集層と空間形成層とを重ね合わせた。このとき、捕集層におけるフッ素処理した層を空間形成層と対向させた。この状態下に、超音波エンボスによって両者を溶解融着し一体化した。これら以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６５】
〔評価１〕
実施例及び比較例で得られた積層フィルタについて、これを日立レンジ用フードファングリスフィルター、ＶＰ−６０ＧＦＳに取り付けた。積層フィルタを直接レンジフードに装着して風速を測定すると、ダクト内外の気圧差やフードの隙間などが原因で、測定誤差が大きくなってしまうため、図７に示すように、レンジフードを模した装置を用いて風速測定を行った。ブロアーには昭和電気製、ＥＣ−１００Ｔ−Ｒ３１３を用いた。その前方に口径直径１４ｃｍ（面積１５４ｃｍ２）、長さ６０ｃｍの筒を取り付け、その筒の内部におけるブロアーから５７ｃｍ風上にグリスフィルタ及び積層フィルタを設置した。風速の測定には、日本カノマックス株式会社製の風速測定機モデル６５４１を用いた。測定は、フィルタの中心から３ｃｍ風上側（ブロアーから６０ｃｍ風上側）で行った。その結果を以下の表１及び表２に示す。参考例１として、積層フィルタを取り付けず、グリスフィルタのみの場合の風速も測定した。
【００６６】
〔評価２〕
実施例及び比較例で得られた積層フィルタについて、グリスフィルタの防汚性を以下の方法で評価した。その結果を以下の表１及び表２に示す。なお、参考例１として、積層フィルタを取り付けず、グリスフィルタのみの場合の防汚性も評価した。
財団法人ベターリビングが公表している優良住宅部品性能試験方法書における換気ユニット（台所ファン）フィルタの油捕集効率試験（ＢＬＴ ＶＵ−０８）を参考にして、試験順序を以下のように行った。図８にこの試験状態を示す。
１．コンロの上にのせたフライパンに食用油１２．５ｇ入れて１分間熱する。
２．上方より、水滴を２００ｇ／２５分で滴下し油煙を発生させる。
３．発生した油煙を換気扇で排気する。
４．排気する際にフィルタで油分を捕集する。
５．１回の試験時間は、３０分とし、３回行う。
６．フィルタを取り除きグリスフィルタの汚れ具合を目視して、下記の３段階で評価する。
○ グリスフィルタに油が付着していない。
△ グリスフィルタに油が若干付着している。
× グリスフィルタに油が多量に付着している。
【００６７】
〔評価３〕
積層フィルタは、グリスフィルタの防汚性と同時に、ある程度の風速を確保することが必要である。風速が低すぎると、排気能力が低下し、レンジフード本体が汚染される。換気扇やレンジフードがその機能を十分に発揮するためには０．４ｍ／ｓ以上、好ましくは０．６ｍ／ｓ以上の風速が必要である。防汚性及び確保できる風速のどちらか一方でも欠けていても、フィルタとしての能力は十分ではない。そこで、下記の３段階で積層フィルタの総合的な能力を評価した。その結果を以下の表１及び表２に示す。なお、参考例１として、積層フィルタを取り付けず、グリスフィルタのみの場合の総合的な能力も評価した。
◎：防汚性が高く、かつ０．６ｍ／ｓ以上の風速を確保できている。
○：防汚性が高く、かつ０．４ｍ／ｓ以上の風速が確保できている。
△：防汚性が高いが、風速が０．４ｍ／ｓ未満であるか、又は風速は０．４ｍ／ｓ以上であるが、防汚性が低い。
×：防汚性が低く、かつ風速が０．４ｍ／ｓ未満である。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
表１及び表２に示す結果から明らかなように、各実施例で得られた積層フィルタ（本発明品）は、比較例で得られたそれぞれ同様の捕集層を持つ単層又は積層フィルタよりも風速及び防汚性が高いことが判る。また、換気扇やレンジフードがその機能を十分に発揮するためには０．４ｍ／ｓ以上の風速が必要であるところ、捕集層の通気度が低すぎる場合には、比較例４及び５のように風速が大きく低下するため実用に適さない。上述の測定及び評価で用いたファンは、一般のレンジフードで用いられているものと同様の機構で風速を発生しており、実際のレンジフードでも同様の現象が起こる。実施例３のフィルタは、比較例１のフィルタとほぼ同様の風速を有している。これは、空間形成層が同実施例における厚み以上の厚みを有していないと効果がないことを示している。しかし実施例３はスパンボンド層を有しているのでフィルタ全体の伸度が低く、それに起因して使用時の垂れ下がりが起こりにくいので比較例１より有利である。また、捕集した油の裏抜けも起こりにくく、防汚性が高いので有利である。
【００７１】
また、各実施例で得られた積層フィルタ（本発明品）は、比較例で得られた積層フィルタよりも、グリスフィルタに汚れが発生することが防止されることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１は、本発明の積層フィルタの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す積層フィルタをフィルタ取り付け部材に取り付ける状態を示す説明図である。
【図３】図３（ａ）は、従来のフィルタにおける流体の流れを示す模式図であり、図３（ｂ）は、本発明の積層フィルタにおける流体の流れを示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の積層フィルタに用いられる捕集層の一実施形態を示す模式図である。
【図５】図５は、図４に示す積層フィルタに用いられる支持体を示す模式図である。
【図６】図６は、捕集層の一部に撥油性の繊維を用いた場合の油滴の捕集の様子を示す模式図である。
【図７】図７は、レンジフードの風速の測定方法を示す模式図である。
【図８】図８は、グリスフィルタの防汚性の評価方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 積層フィルタ
１１ 捕集層
１１ａ 支持体
１１ｂ，１１ｃ 繊維集合体
１２ 空間形成層
２０ フィルタ取り付け部材
２１ 遮蔽部
Ａ 油成分
Ｆ１ 撥油性を有する繊維
Ｆ２ 撥油性を有しない繊維
Ｍ 油膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリスフィルタを始めとするフィルタ取り付け部材に取り付けられて用いられる積層フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
レンジフードの吸入口には、調理時に発生する油煙や埃等（以下、油煙等という。）によって排煙用のファン等が直接汚れないようにするために、これらを捕集するグリスフィルタと称される金属製のフィルタが取り付けられている。しかし、このグリスフィルタは、油煙等の捕集性が不十分でフード内部を汚してしまう上、掃除が面倒であるため、その手間を軽減するために、その外側に更に不織布等の素材からなる使い捨ての油捕集用フィルタが取り付けられて使用されている。このような油捕集用フィルタによる油煙等の捕集率を高めるための方法として、用いる繊維の繊維径を細くする、用いる繊維の量を増やすなどの方法でフィルタの目を細かくする方法が考えられる。しかし、そのようにしてフィルタの目を細かくして捕集率を高めると、フィルタ通過時の圧力損失が増大し通気性が低下する。このことは、フィルタの装着によって換気扇ファンの吸引を阻害し換気性能を低下させることにつながる。このように、風速と捕集率とはトレードオフの関係にある。したがって、フィルタの目を細かくしても風速を低下させない技術が必要とされている。
【０００３】
前記の技術とは別に、特許文献１には、平均繊維径が０．５〜６．０μｍ、嵩密度０．０５〜０．５０ｇ／ｃｍ3の極細不織布と、平均繊維径１０〜６０μｍ、嵩密度０．０５〜０．５０ｇ／ｃｍ3の繊維シートとを積層し、高さ３〜１００ｍｍの凹凸状に成形したフィルタが記載されている。このフィルタは空気清浄機、掃除機、自動車、マスク等に用いられ、微細な粒子の捕集を長期間にわたり持続させることを目的とするものである。しかし、フィルタの目を細かくしても風速を低下させない技術に関しての開示はない。
【０００４】
特許文献１と同様に、極細繊維不織布と、他の不織布とを積層し、全体を凹凸加工したフィルタが特許文献２にも記載されている。このフィルタにおいては、極細繊維不織布が濾過層として用いられ、他の不織布は支持体層として用いられる。この不織布としてはスパンボンド不織布が用いられている。しかし、この特許文献にも、フィルタの目を細かくしても風速を低下させない技術に関しての開示はない。
【０００５】
これらの文献のほか、２層以上の不織布を積層し、吸引側（外側）に配される不織布を密なものとし、かつファン側（内側）に配される不織布を粗なものとしたフィルタとして特許文献３及び４に記載のものも知られているが、やはりフィルタの目を細かくしても風速を低下させない技術に関しての開示はない。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−１８０８０８号公報
【特許文献２】特開２０００−２７１４１６号公報
【特許文献３】特開平８−２４５３５号公報
【特許文献４】特開２０００−２１８１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得るフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、捕集層と空間形成層とを有する積層フィルタであって、
前記積層フィルタは、前記空間形成層が、流体吸入の下流側に位置するように使用されるものであり、
前記空間形成層は、０．３ｋＰａ荷重下において、該空間形成層の見掛けの体積中に占める、該空間形成層の構成材料の体積の割合（％）である充填率が１〜７％であり、かつ同荷重下における厚みが１〜１２ｍｍであり、
前記捕集層が、繊維径７〜３５μｍの不織布からなる積層フィルタを提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、従来はトレードオフの関係にあると考えられてきたフィルタの通気性と対象物の捕集率とを同時に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図１には本発明の積層フィルタの一実施形態の分解斜視図が示されている。本実施形態の積層フィルタ１０は、捕集層１１と空間形成層１２とから構成されている。捕集層１１と空間形成層１２とは、接合一体化されているか、又は非接合状態で積層されている。捕集層１１と空間形成層１２とが接合一体化されている場合、両者の接合方法としては、これらの層の構成材料等に応じ、接着剤による接着や熱の作用による融着、及び超音波による融着等の公知の接合手段が採用される。
【００１１】
積層フィルタ１は、図２に示すように、遮蔽部２１を有するフィルタ取り付け部材２０に取り付け部材に取り付けられて使用されるものである。フィルタ取り付け部材２０としては、例えばレンジフードに設置されているグリスフィルタや、エアコンや排気ダクト等に備えられている格子状又はその他の形状の取り付け部材等が挙げられる。フィルタ取り付け部材２０における遮蔽部２１とは、フィルタ取り付け部材２０におけるフィルタを支持するための部位のことである。この部位は流体の通過を遮蔽するので、本発明において遮蔽部２１と呼んでいる。例えばフィルタ取り付け部材２０がグリスフィルタである場合、グリスフィルタはバッフル型とメッシュ型に大別されるところ、バッフル型グリスフィルタのバッフル板が上述の遮蔽部に該当する。メッシュ型の場合、パンチングメタルやエキスパンドメタルの金属部分が遮蔽部に該当する。エアコンや排気ダクト等に備えられている取り付け部材における遮蔽部とは、例えばフィルタを支持する格子状の部位を言う。
【００１２】
積層フィルタ１０における捕集層１１は、主として、吸引する流体中に含まれる物質を捕集する働きを有する層である。一方、空間形成層１２は、積層フィルタ１０がフィルタ取り付け部材２０に取り付けられて使用される状態において、主として捕集層１１とフィルタ取り付け部材２０との間に空間を形成する働きを有する層である。積層フィルタ１０は、空間形成層１３２が、流体吸入の下流側に位置するように配置されて使用される。
【００１３】
本実施形態の積層フィルタ１０は、嵩高で空間形成能の高い空間形成層１２に特徴の一つを有する。詳細には、図３（ａ）に示すように、従来のフィルタ１００においては、これを、遮蔽部２１を有する取り付け部材２０に取り付けると、フィルタ１００のうち、遮蔽部２１に対向していない部位においては、流体の流路が短いので取り付け部材２０を通過するときの抵抗は小さいが（図中、Ａで示す）、遮蔽部２１に対向している部位においては、遮蔽部２１によって流体の通過が妨げられ、遮蔽部２１が存在していない部位まで迂回しないと流体が通過できない（図中、Ｂで示す）。その結果、流体の流路が長くなり、それに起因して通過抵抗が大きくなる。この理由により、従来のフィルタ１００では、目的物を捕集するのに十分な流体の速度を確保することが容易ではなかった。これに対して、図３（ｂ）に示すように、本実施形態の積層フィルタ１０においては、これを、遮蔽部２１を有する取り付け部材２０に取り付けると、捕集層１１と取り付け部材２０の遮蔽部２１との間に、空間形成層１２に起因する空間Ｓが形成される。この空間Ｓの存在によって、積層フィルタ１０のうち、遮蔽部２１に対向している部位においても、流体は空間Ｓをショートカットして取り付け部材２０を容易に通過できる。その結果、流体の流路長を図３（ａ）に示す場合よりも短くできるので（図３（ｂ）中、Ｂ’で示す）、通過抵抗の増大を防止できる。この理由により、本実施形態の積層フィルタ１０によれば、捕集層１１の目を細かくしても、目的物を捕集するのに十分な流体の速度を確保することが可能となる。また、この理由から、空間形成層１３は捕集層１１と比較して充填率が低く通気度の高い疎な構造であることが好適である。つまり本実施形態の積層フィルタ１０は、流体吸入の上流側が密（つまり繊維密度が高い）で、下流側（フィルタ取り付け部側）が疎（つまり繊維密度が低い）な層構造を持つフィルタであることが好適である。
【００１４】
本実施形態における空間形成層１２の空間形成能は充填率で表される。充填率とは、空間形成層１２の見掛けの体積中に占める、該空間形成層１２の構成材料の体積の割合（％）である。充填率はその値が小さいほど、空間形成層１２の空間形成能が高いと判断される。
【００１５】
空間形成層１２は、その材質によっては、流体を濾過するときの吸引力によって厚み方向に圧縮され、その充填率が高くなることがある。このことは、十分な流体の速度を確保する観点からマイナスに作用する。したがって空間形成層１２には、それに吸引力が作用しても十分な空間を確保できることが必要とされる。この観点から、本実施形態においては空間形成層１２の充填率を０．３ｋＰａ荷重下で評価することとしている。この荷重下での充填率が１〜７％、好ましくは１〜３％であれば、積層フィルタ１０の実使用において、吸引力が作用した状態でも流体の速度低下を十分に防止することが可能となる。
【００１６】
上述した図３（ａ）及び（ｂ）に関する説明から明らかなように、空間形成層１２は、その充填率が低いことに加えて、空間Ｓ自体を十分に確保しないと、流体の速度低下を十分に防止することができない。本発明者らが検討した結果、０．３ｋＰａ荷重下での空間形成層１２の厚みを１〜１２ｍｍ、好ましくは１．３〜５ｍｍに設定することで、上述した流体の流路長を十分に短くすることができることが判明した。０．３ｋＰａ荷重下での空間形成層１２の厚みが１ｍｍ未満では、空間形成層１２の空隙率を前記の範囲内に設定したとしても、流体の流路長を十分に短くすることができない。空間形成層１２の厚みは、積層フィルタ１０が装着される取り付け部材の遮蔽部の形状によっても変化するが、およそ５ｍｍ程度で流体の速度は上限に達する。それ以上厚みを上げても流体の速度にマイナスに作用することはないが、必要以上の厚みを持たせることは実用的ではなく、積層フィルタ１０の厚みが無用に大きくなるので、その上限は１２ｍｍとした。
【００１７】
０．３ｋＰａ荷重下での空間形成層１２の充填率及び厚みは以下の方法で測定される
〔厚みの測定法〕
積層フィルタ１０に０．３ｋＰａの荷重を加えた状態で、顕微鏡を用いて積層フィルタ１０の側面を観測する。空間形成層１２の厚みを目視で１０点測定し、それらを平均した値を空間形成層１２の厚みとする。
〔充填率の測定法〕
以下の式を用いて算出する。
充填率（％）＝｛空間形成層の坪量（ｇ／ｍ2）｝×１００／｛構成繊維の密度（ｇ／ｍ3）×空間形成層の厚み（ｍ）｝
ここで坪量は、単位面積あたりの空間形成層１２のシート重量である。厚みは前述した〔厚みの測定法〕により測定する。
【００１８】
空間形成層１２は、上述のとおり捕集層１１とフィルタ取り付け部材２０との間に空間を形成するための働きを有するものであるところ、この働きに加え、捕集層１１の支持体としての働きも有することが、積層フィルタ１０の取り扱い性が良好になる点から好ましい。この観点から、空間形成層１２は、外力が加わったときに変形しづらい性質のものであることが好ましい。このような性質について本発明者らが検討した結果、空間形成層１２はその破断強度が高いことが有利であることが判明した。また、空間形成層１２はその伸度が低いことが有利であることが判明した。具体的には、空間形成層１２の破断強度に関しては、この値が１〜１５０Ｎ／２５ｍｍ、特に３〜１００Ｎ／２５ｍｍであることが好ましい。伸度に関しては、０．５Ｎ／２５ｍｍの引張応力を加えたときの伸度が１〜１５％、特に１〜８％であることが好ましい。破断伸強度及び伸度は、空間形成層１２の機械方向（ＭＤ）及び幅方向（ＣＤ）のいずれか一方において前記の範囲を満たしていることが好ましく、両方向において前記の範囲を満たしていることが更に好ましい。ＭＤとは、空間形成層１２の製造時における流れ方向である。ＣＤとは、ＭＤと直交する方向である。
【００１９】
空間形成層１２の破断強度及び伸度は次の方法で測定される。
〔破断強度の測定法〕
積層フィルタ１０から空間形成層１２を剥離して、ＭＤに１００ｍｍ、該ＭＤと直交する方向であるＣＤに２５ｍｍの寸法の長方形形状の測定片を切り出す。この切り出された長方形形状の測定片を測定サンプルとする。この測定サンプルを、そのＭＤが引張方向となるように、引張試験機のチャックに取り付ける。チャック間距離は５０ｍｍとする。測定サンプルを３００ｍｍ／分で引っ張り、サンプル破断までの最大荷重点をＭＤの破断強度とする。また、積層フィルタ１０から空間形成層１２を剥離して、ＣＤに１００ｍｍ、ＭＤに２５ｍｍの寸法の長方形形状の測定片を切り出し、これを測定サンプルとする。この測定サンプルを、そのＣＤ方向が引張方向となるように引張試験機のチャックに取り付ける。上述したＭＤの破断強度の測定方法と同様の手順によってＣＤの破断強度を求める。
〔伸度の測定法〕
ＭＤ及びＣＤに関し、上述した〔破断強度の測定法〕と同様の手順で測定サンプルを用意し、その測定サンプルを引張試験機のチャックに取り付けて引っ張る。このときの条件も、上述した〔破断強度の測定法〕と同様である。荷重値が０．５Ｎのときにおける伸長した測定サンプルの長さを測定し、下記式から０．５Ｎ／２５ｍｍ荷重時の伸度を求める。
伸度（％）＝｛（伸長時の長さ−５０）／５０｝×１００
【００２０】
空間形成層１２は、それ単独で測定された通気性の程度が、４００〜１０００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）、特に５００〜１０００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）であることが、流体の速度を十分に高め得る点から好ましい。空間形成層１２の通気度は、カトーテック（株）のＫＥＳ−Ｆ８−ＡＰ１（通気性試験機）にて測定される。空間形成層１２の通気度は、その坪量や厚み、あるいは空間形成層１２が繊維材料からなる場合にはその構成繊維の繊維径等を調整することでコントロールできる。具体的には、繊維径が太いほど、坪量が低いほど、厚みが高いほど通気度は向上する。
【００２１】
空間形成層１２は、嵩高な空間を形成し得る材料から構成されていることが好ましい。この観点から、空間形成層１２は、繊維シート、及び発泡体等の多孔質体から構成されていることが好ましい。空間形成層１２が繊維シートから構成されている場合、該繊維シートとしては不織布、織布、編み物地、ネット材料又はこれらの複合材料等を用いることができる。積層フィルタ１０は一般に使い切りされるものなので、経済性を考慮すると繊維シートとして不織布を用いることが好ましい。
【００２２】
不織布は、その製造方法に応じて目の粗いものや目の詰まったものが得られる。また、強度の高いものや低いものが得られる。空間形成層１２に要求される上述の種々の特性を考慮すると、繊維シートとして不織布を用いる場合には、目が粗くかつ強度の高い不織布であるスパンボンド不織布を用いることが好ましい。
【００２３】
繊維シートとして不織布を用いる場合、その坪量は１０〜５０ｇ／ｍ2、特に１０〜３０ｇ／ｍ2であることが、空間形成層１２の通気性を十分に高める点から好ましい。
【００２４】
また、繊維シートとして不織布を用いる場合、該不織布として、立体的な二次加工が施されたものを用いることも好ましい。これによって、上述の充填率を容易に達成することが可能となる。立体的な二次加工としては、互いに噛み合い形状となっている一対のエンボスロール間で加熱下に又は非加熱下に不織布を凹凸賦形する加工であるスチールマッチエンボス加工が一例として挙げられる。また、凹凸賦形部材上に載置された不織布に、高圧水流等の高圧流体を吹き付けて、該凹凸賦形部材に対応した形状の凹凸を賦形する立体賦形方法も用いることができる。更に、本出願人の先の出願に係る特開２００４−１７４２３４号公報の図２ないし図５に記載の装置を用いた立体賦形方法も用いることができる。
【００２５】
空間形成層１２として特に好ましく用いられる繊維シートは、スパンボンド不織布をスチールマッチエンボス加工によって立体賦形したものや、ネット材料にスチールマッチエンボス加工によって立体賦形したものである。これらのシートは、構成繊維の目が粗く、かつ充填率が低いという特徴を有している。また、このシートは破断強度が高く、かつ伸度が低いという特徴を有している。
【００２６】
空間形成層１２として発泡体等の多孔質体を用いる場合、該多孔質体としてはポリウレタン製の発泡体が挙げられる。かかる発泡体も、構成繊維の目が粗く、かつ充填率が低いという特徴を有している。また、破断強度が高く、かつ伸度が低いという特徴を有している。そのような発泡体の具体例としては、三次元構造の骨格組織を有するポリウレタン製の発泡体であるブリジストン製のエバーライト（登録商標）ＳＦ・ＨＲ−０８やＳＦ・ＨＲ−１３等が挙げられる。
【００２７】
以上のとおり、空間形成層１２は、主として捕集層１１とフィルタ取り付け部材２０との間に空間を形成する働きを有するところ、積層フィルタ１０を例えばレンジフードに取り付けて使用される油捕集用フィルタとして用いた場合には、フィルタ取り付け部材２０であるグリスフィルタの汚れ防止という働きも有する。この理由は、捕集層１１において捕集された油煙等が、積層フィルタ１０の厚み方向に移動する場合、嵩高で毛管力の弱い空間形成層１１に阻まれてグリスフィルタにまで到達しづらいからである。この観点から、本実施形態の積層フィルタ１０は、レンジフードの油捕集用フィルタとして特に好適である。
【００２８】
捕集層１１としては、流体の通過性を低下させずに、かつ目的物を十分に捕集できる程度の目の細かさを有しているものを用いることが好ましい。この観点から、捕集層１１を、構成繊維の繊維径が７〜３５μｍ、好ましくは１０〜２５μｍの繊維シートから構成する。かかる繊維シートとしては、不織布を用いることが好ましい。
【００２９】
捕集層１１として不織布を用いる場合、該不織布としては、積層フィルタの具体的な用途に応じ、スパンレース不織布、スパンボンド不織布、エアスルー不織布、エアレイド不織布、レジンボンド不織布、ニードルパンチ不織布等を用いることができる。
【００３０】
不織布からなる捕集層１１は、その坪量が２０〜１５０ｇ／ｍ2、特に２０〜１００ｇ／ｍ2であることが好ましい。またその厚み（０．３ｋＰａ荷重下）は０．５〜１０ｍｍ、特に１〜５ｍｍであることが好ましい。更に捕集層１１は、その単独での通気度が、２５〜４００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）、特に４０〜４００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）であることが、換気扇及びレンジフードの風速を十分に確保し、同時に捕集性、防汚性を確保するために好ましい。捕集層１１の通気度は、カトーテック（株）のＫＥＳ−Ｆ８−ＡＰ１（通気性試験機）にて測定される。捕集層１１の通気度は、その坪量や厚み、あるいは捕集層１１が繊維材料からなる場合にはその構成繊維の繊維径等を調整することでコントロールできる。具体的には、繊維径が太いほど、坪量が低いほど、厚みが高いほど通気度は向上する。しかし、これらは捕集性の観点からは逆に働く。つまり、繊維径が太いほど、坪量が低いほど、厚みが高いほど捕集率は低下する。このことから、通気度が高すぎると逆に捕集性が低下するため、ここでは通気度の上限を４００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）とした。
【００３１】
特に捕集層１１は、形態保持性に優れており、長期間の使用が可能なものであることが好ましい。この観点から、図４及び図５に示すように、捕集層１１は、支持体１１ａの両面に繊維集合体１１ｂ，１１ｃを有しており、該繊維集合体１１ｂ，１１ｃを構成する繊維が、該繊維間で絡合していると共に、該支持体１１ａを骨格とした一体的な絡合状態を形成していることが好ましい。これらの図に示す捕集層１１においては、支持体１１ａが、捕集層１１の厚み方向の内部に存在しており、支持体１１ａの上下面が、繊維集合体１１ｂ，１１ｃで覆われている。
【００３２】
支持体１１ａは、有孔フィルム等の網状素材（網目を有する素材）からなるネットである。本実施形態では、支持体１１ａは二軸の格子状である。しかし支持体１１ａとしては、これに限られず、三軸のものや、ネットではないもの、例えば不織布であっても良い。つまり、一定の孔を有し、繊維集合体を形成する繊維ウエブが絡合状態で一体化する担体であれば支持体の種類に特に限定はない。例えば、ガーゼ状の織布のように織り目空間の比較的大きな目の粗い織布、あるいは片面又は両面に繊維集合体１１ｂ，１１ｃを重ね合わせてそれらを絡合状態で一体化し得る繊維空隙を有する不織布等も支持体１１ａとして用いられる。
【００３３】
支持体１１ａの厚みは、繊維集合体１１ｂ，１１ｃを構成する繊維径の好ましくは５〜１０００倍、更に好ましくは１０〜３００倍、一層好ましくは１５〜５０倍である。この範囲の厚みにすることで、捕集層１１にたるみ等が生じない程度の強度が付与される。支持体１１ａの線径は２０〜1０００μｍが好ましく、更に好ましくは１００〜３００μｍである。支持体１１ａの線径は部分的に異なっていても良く、その場合は太い部分の線径が前記の値に相当する。この線径が支持体１１ａの厚みに相当する。支持体１１ａの線間距離は５〜２０ｍｍが好ましく、更に好ましくは８〜１５ｍｍである。支持体１１ａの坪量は、０．１〜１００ｇ／ｍ2、特に１〜３０ｇ／ｍ2であることが好ましい。
【００３４】
一方、繊維集合体１１ｂ，１１ｃの坪量はそれぞれ、２０〜１５０ｇ／ｍ2であることが、捕集層１１の捕集率及び形態保持性を確保する上で好ましい。この場合、各繊維集合体１１ｂ，１１ｃの坪量は同じでもよく、あるいは異なっていてもよい。
【００３５】
図４に示す捕集層１１は、支持体１１ａの各面に、繊維集合体１１ｂ，１１ｃの元となる繊維ウエブを積層させ、この状態で該繊維ウエブに向けて高圧水流を噴射して、支持体１１ａの片面側にある繊維ウエブの繊維と他面側にある繊維ウエブの繊維、及び繊維ウエブの繊維と支持体１１ａを絡合一体化させるのと同時に、各繊維ウエブを絡合により不織布状の繊維集合体として支持体１１ａに固定することで製造される。即ち、この捕集層１１は広義にはスパンレース不織布である。
【００３６】
図４に示す捕集層１１に代えて、捕集層１１としてエアスルー不織布を用いることも好ましい。エアスルー不織布は嵩高な構造体を形成できるので、圧力損失を低減できるからである。また、嵩高ではあるものの、一般にエアスルー不織布は破断強度が弱いという性質を有するが、捕集層１１とともに用いられる空間形成層１２が捕集層１１の支持体として働くので、捕集層１１が特別な支持体を含まなくても、積層フィルタ全体としては十分な強度を保つことができる。
【００３７】
空間形成層１２として凹凸加工を施したスパンボンド不織布を用いる場合、捕集層１１は、その各面が平面状であることが望ましい。つまり、捕集層１１の各面は凹凸を有していないことが望ましい。この理由は、捕集層１１の各面が平面状であることで、凹凸状のスパンボンド不織布によって形成される空間を十分に生かすことができるからである。また、捕集層１１の各面が平面状である方が、該捕集層１１の製造上の加工が行いやすく、また扱いが容易なので、空間形成層１２との複合も容易である。更に、捕集層１１の各面が平面状であると、該捕集層１１に後加工を施さなくて良いので、後加工に起因する厚みの低下による通気度の低下を招かず、またコストの面でも有利である。
【００３８】
積層フィルタ１０を、例えばレンジフードに取り付けて使用される油捕集用フィルタとして用いる場合には、捕集層１１として、外方を向く第１層と、空間形成層１２の側を向く第２層とを有し、第２層の構成繊維の表面が撥油性を有しているものを用いることが、油滴の裏抜けが効果的に防止されるので好ましい。また、空間形成層１２に撥油加工を施すか、その構成繊維に撥油性を有しているものを用いることが、油滴の裏抜けが効果的に防止されるので好ましい。この理由は次のとおりである。
【００３９】
図６には、上述の構成の捕集層１１の縦断面が模式的に示されている。この捕集層１１においては、その厚み方向における片側の略半面の領域に存する繊維Ｆ１の表面が撥油性を有しており、残りの略半面の領域に存する繊維Ｆ２の表面は撥油性を有していない。この捕集層１１を、繊維Ｆ２が存する側をレンジ側（外方を向く側）に位置させて使用した場合、同図に示すように、油成分Ａは先ずレンジ側に位置する繊維Ｆ２に付着する。繊維Ｆ２は撥油性を有していないので、繊維Ｆ２に付着した油成分Ａは、繊維Ｆ２の表面に濡れ広がり油膜Ｍを形成する。油膜Ｍを構成する油成分Ａは毛細管現象によって、ファン側に向かって捕集層１１の厚み方向に移行する。ファン側に向かって移行する油成分Ｍは繊維Ｆ１が存する領域まで到達すると、該繊維Ｆ１の有する撥油性によって油膜Ｍの形成が妨げられ、また毛細管現象による移行も妨げられる。その結果、繊維Ｆ１の表面において油滴の状態で存在するようになり、毛細管力が作用しづらくなる。その結果、油成分Ａは捕集層１１のファン側に移動しづらくなる。このような理由によって油成分Ａの裏抜けが防止される。捕集層１１に加え、空間形成層１２の構成繊維の表面を撥油性にすると、同様の機構により油成分Ａの裏抜けが一層効果的に防止される。また、捕集層１１の構成繊維の表面が撥油性でなくても、空間形成層１２の構成繊維の表面が撥油性であれば、同様の機構により油成分Ａの裏抜けを防止することができる。
【００４０】
繊維の表面が撥油性を有するようにするためには、（イ）撥油剤を有していない繊維を用いて不織布を作製し、その後に撥油剤又は撥油剤を添加した樹脂を塗工する等、繊維の表面を撥油性処理する方法、（ロ）撥油性の繊維を用いて捕集層１１を作製する方法がある。（イ）の場合、例えば繊維の表面にフッ素系撥油剤をコーティング処理して撥油性を付与すればよい。
【００４１】
繊維の表面をフッ素系撥油剤でコーティング処理するためには、例えば繊維の表面にフッ素樹脂のエマルジョンを付与し、これを乾燥させればよい。これによって繊維の表面にフッ素樹脂を膜状に付着させることができる。乾燥後に熱処理を施すことで、繊維の表面に付着したフッ素樹脂の密着性を高めることができる。フッ素樹脂のエマルジョンを繊維の表面に付与するには、例えば該エマルジョンをディッピング（含浸）させたり、該エマルジョンをスプレー噴霧したり、該エマルジョンを泡立て処理したりすればよい。その他の方法として、希釈フッ素ガス、低温プラズマによるもの、グロー放電によるスパッタリングによって、繊維の表面をフッ素化し撥油性を付与することができる。
【００４２】
フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン・パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン樹脂、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂、ヘキサフルオロプロピレン・フッ化ビニリデン共重合体、及びポリイミド系変性フッ素樹脂、ＰＰＳ系変性フッ素樹脂、エポキシ系変性フッ素樹脂、ＰＥＳ系変性フッ素樹脂、フェノール系変性フッ素樹脂、パーフルオロアルキルエチレン基を有するアクリレート重合体やメタクリレート共重合体等が挙げられる。また、フッ素樹脂のエマルジョンを用いることもできる。そのようなエマルジョンとしては、例えば旭硝子製のフッ素樹脂であるアサヒガード（登録商標）ＡＧ−７０００を用いることができる。
【００４３】
フッ素樹脂を付着させる量は、フッ素樹脂を付着させる前の繊維の重量に対して０．１〜１０重量％、特に０．５〜２重量％とすることが好ましい。付着量を０．５重量％以上とすることで、繊維の表面に十分な撥油性を付与することができる。また付着量を１０重量％以下とすることで、過剰付着に起因するフィルタの通気性の低下が防止される。
【００４４】
繊維自体を、撥油性を有する材料から構成する場合、該材料としては、上述した各種のフッ素樹脂を用いることができる。
【００４５】
撥油性処理に使用する撥油剤として、フッ素系撥油剤以外に、一部の界面活性剤を用いることもできる。そのような界面活性剤は、これを不織布に塗工し乾燥させることによって、撥油性を発現させることができる。例えば、非イオン性界面活性剤であるアルキルグルコシド、両性界面活性剤であるラウラミドプロピルベタインを不織布に塗工し乾燥させることによって、繊維に撥油性を付与できる。また、フッ素を配合した油剤を表面に塗布した繊維のなかには、加熱することにより繊維表面が撥油性を示すものがあり、そのような繊維を本発明で使用することもできる。そのような繊維の例としては、宇部日東製の超撥油不織布用原綿、ＵＣファイバー ＨＲ−ＰＬＥが挙げられる。
【００４６】
撥油性の繊維を用いて不織布を作製する場合に用いられる該繊維としては、フッ素が練り込まれた繊維、フッ素樹脂からなる繊維が挙げられる。そのような繊維の例としては、東レ製のフッ素繊維であるトヨフロン（登録商標）や、デュポン製のテフロン（登録商標）等が挙げられる。
【００４７】
撥油処理した捕集層１１は、次の方法で製造できる。支持体１１ａの各面に、繊維集合体１１ｂ，１１ｃの元となる繊維ウエブを積層させ、この状態で該繊維ウエブに向けて高圧水流を噴射する。このとき、一方の繊維集合体として、撥油性のある繊維を用いる。また、構成繊維として熱融着性の繊維を用いた場合には、積層させたウエブに熱風を吹き付けることによって繊維どうしを融着させ、シート化することにより製造することもできる。このとき、一方の繊維集合体として、熱融着性かつ撥油性のある繊維を用いる。そのような繊維の例としては、宇部日東製の超撥油不織布用原綿、ＵＣファイバー ＨＲ−ＰＬＥが挙げられる。
【００４８】
一方、撥油処理した空間形成層１２は、例えば次の方法で製造できる。すなわち、上述した撥油性繊維からなるスパンボンド不織布、又はスパンボンド不織布に撥油加工を施したものに、スチールマッチエンボス加工を施し凹凸状にすることで、撥油処理した空間形成層１２を製造できる。
【００４９】
以上の構成を有する本実施形態の積層フィルタ１０は、上述したとおり、レンジフードの油捕集用フィルタとして特に有用であり、その他にエアコン用フィルタや排気用ダクトのフィルタ等の気体用フィルタとして有用である。また、浴室の排水溝用防汚フィルタ、浄水器用フィルタを始めとする各種の液体用のフィルタとしても用いることができる。本実施形態の積層フィルタ１０においては、空間形成層１２よりも捕集層１１の方が低通気性なので、積層フィルタ１０の通気性は捕集層１１の通気性によって支配される。したがって、積層フィルタ１０の通気度は、捕集層１１の通気度と実質的に同じになる。
【００５０】
本発明の積層フィルタを、換気扇やレンジフード用の油捕集用フィルタとして用いる場合、上述の各実施形態のいずれの場合であっても、安全性の観点から、その構成繊維は防炎性であることが好ましい。例えば、ガラス繊維、炭素繊維などの不燃性繊維、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリクラール、難燃ポリエステル、難燃アクリル、難燃レーヨン、難燃ポリプロピレン、難燃ポリエチレンなどの難燃性繊維を用いることが好ましい。あるいは、不燃物繊維及び／又は難燃性繊維を混綿することが好ましい。難燃性繊維とはＬＯＩ値が２６以上の繊維のことである。
【００５１】
積層フィルタの構成繊維が不燃性繊維や難燃性繊維でない場合、又は不燃性繊維や難燃性繊維であっても防炎性が不十分である場合には、後加工工程でハロゲン系又はリン系の難燃剤を繊維に施したり、ポリホウ酸の難燃剤を繊維に施したりしてもよい。あるいは難燃剤を含んだ樹脂をバインダとして繊維表面に施して、その被膜を形成してもよい。
【００５２】
フィルタの構成繊維が不燃性繊維や難燃性繊維でない場合には、該構成繊維として公知の繊維形成用合成樹脂からなる合成繊維、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のポリオレフィン系材料、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等のポリエステル系材料、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系材料、ポリアクリルニトリル系材料、レーヨン、各種ゴム等からなる繊維を用いることができる。また、ポリ塩化ビニル等のビニル系材料や、ポリ塩化ビニリデン等のビニリデン系等からなる繊維を用いることもできる。更に、これらの材料の変成物、アロイ又は混合物等からなる繊維を用いることもできる。
【００５３】
また、本発明の積層フィルタを構成する全ての不織布層が、上述の難燃性不織布で構成される必要はなく、積層フィルタ中の一層、特に捕集層のみが難燃性不織布で構成されていても良い。フィルタ利用時に捕集層はコンロ側に位置しており、炎や熱にさらされる危険性が高いからである。
【００５４】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば図４に示す捕集層１１は、支持体１１ａの両面に繊維集合体１１ｂ，１１ｃを有していたが、これに代えて支持体１１ａの一方の面にのみ繊維集合体を積層してもよい。また、支持体を含まなくても、空間形成層が十分な強度を有している場合には、積層フィルタ全体として十分な強度を保つことができることから、支持体１１ａを必ずしも含む必要はない。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「％」は「重量％」を意味する。
【００５６】
〔実施例１〕
（１）捕集層の製造
坪量４６ｇ／ｍ2のエアスルー不織布を製造した。この不織布は、芯がポリエチレンテレフタレートで、鞘がポリエチレンからなる芯鞘型複合繊維（繊維径１７μｍ）から構成されていた。この不織布の通気度は１１２ｍ／（ｋＰａ・ｓ）、０．３ｋＰａ荷重下での厚みは４ｍｍであった。
【００５７】
（２）空間形成層の製造
坪量２３ｇ／ｍ2のスパンボンド不織布を製造した。この不織布は、ポリプロピレン繊維（繊維径６．６ｄｔｅｘ）から構成されていた。この不織布を、スチールマッチエンボス加工に付して立体賦形した。立体賦形後の不織布の充填率は、０．３ｋＰａ荷重下において１．３％、厚みは同荷重下において１．９ｍｍであった。また、通気度は６５０ｍ／（ｋＰａ・ｓ）であった。
【００５８】
（３）積層フィルタの製造
得られた捕集層と空間形成層とを重ねて、超音波エンボスによって溶解融着し一体化した。これによって目的とする積層フィルタを得た。
【００５９】
〔実施例２及び３並びに比較例１ないし５〕
捕集層及び空間形成層として表１に示すものを用いる以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６０】
〔実施例４〕
図４に示す捕集層を製造した。ポリプロピレン繊維（繊維径１７μｍ、繊維長５１ｍｍ）を原料とし、常法のカード法を用い坪量２５ｇ／ｍ2の繊維ウエブを得た。支持体としてポリプロピレン製の格子状ネット（繊維間距離８〜１０ｍｍ、線径２００〜３００μｍ、坪量５ｇ／ｍ2）を用い、その上下に該繊維ウエブを重合した後、水圧１〜５ＭＰａの条件で複数のノズルから噴出した高圧ジェット水流で絡合一体化させ、スパンレース不織布を得た。それ以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６１】
〔実施例５〕
空間形成層として、ブリジストン製のポリウレタン発泡体であるエバーライト（登録商標）ＳＦ・ＨＲ−０８を用いた。これ以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６２】
〔実施例６〕
空間形成層として、ブリジストン製のポリウレタン発泡体であるエバーライト（登録商標）ＳＦ・ＨＲ−１３を用いた。これ以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６３】
〔実施例７〕
日本スクリーン製のポリプロピレンネットであるボンディングクロスを、スチールマッチエンボス加工に付して立体賦形した。立体賦形されたネットを空間形成層として用いた。立体賦形前のネットは線径３５０μｍ、目開き６７０μｍであった。これ以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６４】
〔実施例８〕
図４に示す捕集層を製造した。ポリプロピレン繊維（繊維径１７μｍ、繊維長５１ｍｍ）を原料とし、常法のカード法を用い坪量２５ｇ／ｍ2の繊維ウエブを得た。支持体としてポリプロピレン製の格子状ネット（繊維間距離８〜１０ｍｍ、線径２００〜３００μｍ、坪量５ｇ／ｍ2）を用い、その上下に該繊維ウエブを重合した後、水圧１〜５ＭＰａの条件で複数のノズルから噴出した高圧ジェット水流で絡合一体化させ、スパンレース不織布を得た。ただし、一方の繊維ウエブにはフッ素樹脂加工を施した。フッ素樹脂加工は、次の方法で行った。旭硝子製のフッ素樹脂エマルジョンであるアサヒガード（登録商標）ＡＧ−７０００（固形分２０％）を水で１００倍に希釈し、固形分０．０５％の液とした。前記で得られた不織布の重量に対し、この液を約５００％塗布した。その後、電気乾燥機で乾燥させてフッ素処理を完了させた。このようにして、フッ素樹脂として０．２５％（対繊維重量）付着させた。得られた捕集層と空間形成層とを重ね合わせた。このとき、捕集層におけるフッ素処理した層を空間形成層と対向させた。この状態下に、超音波エンボスによって両者を溶解融着し一体化した。これら以外は実施例１と同様にして積層フィルタを製造した。
【００６５】
〔評価１〕
実施例及び比較例で得られた積層フィルタについて、これを日立レンジ用フードファングリスフィルター、ＶＰ−６０ＧＦＳに取り付けた。積層フィルタを直接レンジフードに装着して風速を測定すると、ダクト内外の気圧差やフードの隙間などが原因で、測定誤差が大きくなってしまうため、図７に示すように、レンジフードを模した装置を用いて風速測定を行った。ブロアーには昭和電気製、ＥＣ−１００Ｔ−Ｒ３１３を用いた。その前方に口径直径１４ｃｍ（面積１５４ｃｍ２）、長さ６０ｃｍの筒を取り付け、その筒の内部におけるブロアーから５７ｃｍ風上にグリスフィルタ及び積層フィルタを設置した。風速の測定には、日本カノマックス株式会社製の風速測定機モデル６５４１を用いた。測定は、フィルタの中心から３ｃｍ風上側（ブロアーから６０ｃｍ風上側）で行った。その結果を以下の表１及び表２に示す。参考例１として、積層フィルタを取り付けず、グリスフィルタのみの場合の風速も測定した。
【００６６】
〔評価２〕
実施例及び比較例で得られた積層フィルタについて、グリスフィルタの防汚性を以下の方法で評価した。その結果を以下の表１及び表２に示す。なお、参考例１として、積層フィルタを取り付けず、グリスフィルタのみの場合の防汚性も評価した。
財団法人ベターリビングが公表している優良住宅部品性能試験方法書における換気ユニット（台所ファン）フィルタの油捕集効率試験（ＢＬＴ ＶＵ−０８）を参考にして、試験順序を以下のように行った。図８にこの試験状態を示す。
１．コンロの上にのせたフライパンに食用油１２．５ｇ入れて１分間熱する。
２．上方より、水滴を２００ｇ／２５分で滴下し油煙を発生させる。
３．発生した油煙を換気扇で排気する。
４．排気する際にフィルタで油分を捕集する。
５．１回の試験時間は、３０分とし、３回行う。
６．フィルタを取り除きグリスフィルタの汚れ具合を目視して、下記の３段階で評価する。
○ グリスフィルタに油が付着していない。
△ グリスフィルタに油が若干付着している。
× グリスフィルタに油が多量に付着している。
【００６７】
〔評価３〕
積層フィルタは、グリスフィルタの防汚性と同時に、ある程度の風速を確保することが必要である。風速が低すぎると、排気能力が低下し、レンジフード本体が汚染される。換気扇やレンジフードがその機能を十分に発揮するためには０．４ｍ／ｓ以上、好ましくは０．６ｍ／ｓ以上の風速が必要である。防汚性及び確保できる風速のどちらか一方でも欠けていても、フィルタとしての能力は十分ではない。そこで、下記の３段階で積層フィルタの総合的な能力を評価した。その結果を以下の表１及び表２に示す。なお、参考例１として、積層フィルタを取り付けず、グリスフィルタのみの場合の総合的な能力も評価した。
◎：防汚性が高く、かつ０．６ｍ／ｓ以上の風速を確保できている。
○：防汚性が高く、かつ０．４ｍ／ｓ以上の風速が確保できている。
△：防汚性が高いが、風速が０．４ｍ／ｓ未満であるか、又は風速は０．４ｍ／ｓ以上であるが、防汚性が低い。
×：防汚性が低く、かつ風速が０．４ｍ／ｓ未満である。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
表１及び表２に示す結果から明らかなように、各実施例で得られた積層フィルタ（本発明品）は、比較例で得られたそれぞれ同様の捕集層を持つ単層又は積層フィルタよりも風速及び防汚性が高いことが判る。また、換気扇やレンジフードがその機能を十分に発揮するためには０．４ｍ／ｓ以上の風速が必要であるところ、捕集層の通気度が低すぎる場合には、比較例４及び５のように風速が大きく低下するため実用に適さない。上述の測定及び評価で用いたファンは、一般のレンジフードで用いられているものと同様の機構で風速を発生しており、実際のレンジフードでも同様の現象が起こる。実施例３のフィルタは、比較例１のフィルタとほぼ同様の風速を有している。これは、空間形成層が同実施例における厚み以上の厚みを有していないと効果がないことを示している。しかし実施例３はスパンボンド層を有しているのでフィルタ全体の伸度が低く、それに起因して使用時の垂れ下がりが起こりにくいので比較例１より有利である。また、捕集した油の裏抜けも起こりにくく、防汚性が高いので有利である。
【００７１】
また、各実施例で得られた積層フィルタ（本発明品）は、比較例で得られた積層フィルタよりも、グリスフィルタに汚れが発生することが防止されることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】図１は、本発明の積層フィルタの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す積層フィルタをフィルタ取り付け部材に取り付ける状態を示す説明図である。
【図３】図３（ａ）は、従来のフィルタにおける流体の流れを示す模式図であり、図３（ｂ）は、本発明の積層フィルタにおける流体の流れを示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の積層フィルタに用いられる捕集層の一実施形態を示す模式図である。
【図５】図５は、図４に示す積層フィルタに用いられる支持体を示す模式図である。
【図６】図６は、捕集層の一部に撥油性の繊維を用いた場合の油滴の捕集の様子を示す模式図である。
【図７】図７は、レンジフードの風速の測定方法を示す模式図である。
【図８】図８は、グリスフィルタの防汚性の評価方法を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 積層フィルタ
１１ 捕集層
１１ａ 支持体
１１ｂ，１１ｃ 繊維集合体
１２ 空間形成層
２０ フィルタ取り付け部材
２１ 遮蔽部
Ａ 油成分
Ｆ１ 撥油性を有する繊維
Ｆ２ 撥油性を有しない繊維
Ｍ 油膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
捕集層と空間形成層とを有する積層フィルタであって、
前記積層フィルタは、前記空間形成層が、流体吸入の下流側に位置するように使用されるものであり、
前記空間形成層は、０．３ｋＰａ荷重下において、該空間形成層の見掛けの体積中に占める、該空間形成層の構成材料の体積の割合（％）である充填率が１〜７％であり、かつ同荷重下における厚みが１〜１２ｍｍであり、
前記捕集層が、繊維径７〜３５μｍの不織布からなる積層フィルタ。
【請求項２】
前記空間形成層が、遮蔽部を有する取り付け部材に対向するように、該取り付け部材に取り付けられて使用されるものである請求項１記載の積層フィルタ。
【請求項３】
前記空間形成層の通気度が４００〜１０００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）未満であり、
前記捕集層の通気度が２５〜４００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）未満である請求項１又は２記載の積層フィルタ。
【請求項４】
前記空間形成層は、その破断強度が１〜１５０Ｎ／２５ｍｍであるか、又は０．５Ｎ／２５ｍｍの引張応力を加えたときの伸度が１〜１５％である請求項３記載の積層フィルタ。
【請求項５】
前記空間形成層が、不織布に立体的な二次加工を施したものからなる請求項３又は４記載の積層フィルタ。
【請求項６】
前記空間形成層が、スパンボンド不織布にスチールマッチエンボス加工を施したものからなる請求項５記載の積層フィルタ。
【請求項７】
前記捕集層が、外方を向く第１層と、前記空間形成層の側を向く第２層とを有し、第２層の構成繊維の表面が撥油性を有しており、
油捕集用フィルタとして用いられる請求項１ないし６のいずれかに記載の積層フィルタ。
【請求項８】
前記空間形成層の構成繊維の表面が撥油性を有しており、油捕集用フィルタとして用いられる請求項１ないし７のいずれかに記載の積層フィルタ。
【請求項１】
捕集層と空間形成層とを有する積層フィルタであって、
前記積層フィルタは、前記空間形成層が、流体吸入の下流側に位置するように使用されるものであり、
前記空間形成層は、０．３ｋＰａ荷重下において、該空間形成層の見掛けの体積中に占める、該空間形成層の構成材料の体積の割合（％）である充填率が１〜７％であり、かつ同荷重下における厚みが１〜１２ｍｍであり、
前記捕集層が、繊維径７〜３５μｍの不織布からなる積層フィルタ。
【請求項２】
前記空間形成層が、遮蔽部を有する取り付け部材に対向するように、該取り付け部材に取り付けられて使用されるものである請求項１記載の積層フィルタ。
【請求項３】
前記空間形成層の通気度が４００〜１０００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）未満であり、
前記捕集層の通気度が２５〜４００ｍ／（ｋＰａ・ｓ）未満である請求項１又は２記載の積層フィルタ。
【請求項４】
前記空間形成層は、その破断強度が１〜１５０Ｎ／２５ｍｍであるか、又は０．５Ｎ／２５ｍｍの引張応力を加えたときの伸度が１〜１５％である請求項３記載の積層フィルタ。
【請求項５】
前記空間形成層が、不織布に立体的な二次加工を施したものからなる請求項３又は４記載の積層フィルタ。
【請求項６】
前記空間形成層が、スパンボンド不織布にスチールマッチエンボス加工を施したものからなる請求項５記載の積層フィルタ。
【請求項７】
前記捕集層が、外方を向く第１層と、前記空間形成層の側を向く第２層とを有し、第２層の構成繊維の表面が撥油性を有しており、
油捕集用フィルタとして用いられる請求項１ないし６のいずれかに記載の積層フィルタ。
【請求項８】
前記空間形成層の構成繊維の表面が撥油性を有しており、油捕集用フィルタとして用いられる請求項１ないし７のいずれかに記載の積層フィルタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２７９５５４（Ｐ２００９−２７９５５４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３６３５９（Ｐ２００８−１３６３５９）
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２６日（２００８．５．２６）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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