次に、図面を参照して本発明のフィルタ� ��及びフィルター組立体について説明する。� ��1は、本発明のフィルター及びフィルター組 立体が組込まれた空調用ダクトの概略斜視図 である。

 空調対象空間10には、外部の空調ファン(� ��示せず)に接続されたダクト4が設けられて� �る。空調対象空間10には、例えば半導体製造 設備、食品加工設備等、塵埃を嫌う設備(図� �せず)が設置されている。空調ファンから送� ��される空気はダクト4内を通り、ダクト4に� �って一定の間隔で下向きに設置された吹出� �5から空調対象空間10に送出される。空調対� �空間10に滞留した空気はその後排気口(図示� �ず)から空調対象空間10の外部へ排出され、� �のまま屋外に排気されるか、または再循環� �イン(図示せず)を通って空調ファンから再度 空調対象空間10に送り込まれる。

 図2は、ダクトの吹出口付近の断面図であ る。吹出口5付近には、第1の空気浄化用フィ� ��ター(以下、第1のフィルター1とする。)と、 その下流側(すなわち第1の空気浄化用フィル� ��ーよりも空調対象空間10側)に設けられた第2 のフィルター空気浄化用(以下、第2のフィル� ��ー2とする。)と、が直列に配置されている� �第1,第2のフィルター1,2は空気浄化用フィル� �ー組立体3を構成している。第2のフィルター 2は第1のフィルター1の鉛直方向下方に設置さ れている。第1,第2のフィルター1,2は共通のフ レームに支持されていてもよい。

 第1の空気浄化用フィルター1は、例えば� �ルトブロー法によって製造することができ� �。後述するように、第1の空気浄化用フィル� ��ー1の製造方法は第2のフィルター2の製造方� ��と異なっている。第1の空気浄化用フィルタ ー1の繊維層は、第2のフィルター2の繊維配列 層と比べて繊維が屈曲して配列しており、あ るいは第2のフィルター2の繊維配列層と比べ� ��繊維がランダムな方向に延びているが、通� ��はその両者の特性を併せ持っている。この� ��め、繊維が3次元的に複雑に交絡した繊維層 が形成されており、非常に優れた粒子捕集性 能を発揮する。第1の空気浄化用フィルター1� ��、ダクト4内の空間に直接面しており、ダク ト4内から吹出口5に向かう空気に含まれる塵� ��を直接捕集する。図では、第1の空気浄化用 フィルター1は箱状の形状に成形されている� �、屏風型その他の任意の形状のフィルター� �用いることができる。表面形状も平坦、蛇� �状その他任意の表面形状とすることができ� �。

 第2のフィルター2は、連続した長繊維が� �方向に略直線状に配列した繊維配列層を複� �枚積層してなる繊維配列積層体を有してい� �。図3は、第2のフィルターの繊維積層体の分 解斜視図である。繊維積層体11は、繊維が一� ��向に配列した繊維配列層が複数枚積層され� ��形成されている。図では4枚の繊維配列層12A ,12B,12C,12Dを示しているが、積層する枚数は用 途に応じて適宜定めることができる。繊維配 列層12A,12B,12C,12Dは互いに熱圧着されて、全体 として一つの繊維積層体11を形成している。

 図4は、第2のフィルターの繊維配列層の� �部を拡大して示す部分斜視図である。同図� �は繊維配列層12A,12Bだけが示されているが、� ��の繊維配列層も同様の構成となっている。� ��示するように、繊維配列層12Aは、互いに平� ��にかつ直線状に延びる多数の繊維13Aの集合� ��である。同様に、繊維配列層12Bは、互いに� ��行にかつ直線状に延びる多数の繊維13Bの集� ��体である。繊維13A,13Bは途中で折り畳まれた り、2層以上積層されたりしている場合もあ� �。繊維配列層12Aは、ポリエチレン、ポリプ� �ピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ� �化ビニル系樹脂、ポリウレタン、フッ素系� �脂等の熱可塑性樹脂およびこれらの変性樹� �から作成することができる。ポリビニルア� �コール系樹脂、ポリアクリルニトリル系樹� �等の湿式または乾式の紡糸手段による樹脂� �使用することができる。繊維配列層12Bも同� �である。各繊維13A,13Bの直径は例えば10μm程� �である。繊維配列層12A,12Bは、繊維配列層12A� ��繊維13Aの延伸方向15Aと繊維配列層12Bの繊維1 3Bの延伸方向15Bとが互いに直交するように積� ��されている。繊維配列層12Cの繊維13Cの延伸� ��向15Cは繊維配列層12Bの繊維13Bの延伸方向15B� ��直交している。同様に、繊維配列層12Dの繊� ��13Dの延伸方向15Dは繊維配列層12Cの繊維13Cの� ��伸方向15Cと直交している。繊維配列層の繊� ��の向きは隣接する繊維配列層同士で互いに� ��交している必要はなく、同じ延伸方向を持� ��2枚またはそれ以上の繊維配列層が連続して 設けられていてもよい。

 各繊維配列層12A,12B,12C,12Dの繊維13A,13B,13C,1 3Dは延伸方向15A,15B,15C,15D以外の向きに屈曲し� ��り、ランダムな方向を向いていたりするこ� ��がなく、極めて高い直線性と方向性を備え� ��いる。従って、繊維の延伸方向に引張り力� ��加わっても繊維の伸びはほとんど生じない� ��これに対して、繊維の延伸方向と直交する� ��向の引張り力に対してはほとんど抵抗力が� ��じないため、各繊維配列層12A,12B,12C,12Dが単� ��で設けられている場合には、これらの繊維� ��列層は自由に変形する。例えば、繊維配列� ��12Aが単独で設けられている場合、延伸方向1 5Aの引張り力に対してはほとんど変形しない� ��、延伸方向15Aと直交する方向の引張り力に� ��しては自由に変形する。本実施形態では、� ��維配列層12A,12B,12C,12Dが積層して設けられ、� ��維配列層12A,12Cの繊維13A,13Cは各々延伸方向15 A、15C(以下、総称して第1の方向S1という。)を 向いて延び、繊維配列層12B,12Dの繊維13B,13Dは� ��々延伸方向15B,15D(以下、総称して第2の方向S 2という。第2の方向S2は第1の方向S1と直交し� �いる。)を向いて延びている。このように繊� ��配列層を繊維の延伸方向が互いに直交する� ��うに積層することによって、どの方向から� ��引張り力に対しても大きな強度と変形に対� ��る拘束力が生じる。このため、第2のフィル ター2を第1のフィルター1に密着して設けるこ とによって、第1のフィルター1を下方から支� ��、第1のフィルター1の補強部材として機能� �せることができる。これに加え、第2のフィ� ��ター2では繊維が一方向に略直線状に配列し ているため、嵩厚みが小さくてすみ、保守点 検作業が容易であると共に、配置スペースへ の影響も少ない。

 第2のフィルター2の繊維は、常温での揮� �性またはブリードアウト性を有する添加剤� �及び揮発性またはブリードアウト性を有す� �加工助剤を実質的に含んでいない。一般に� �ィルター基材は、紡糸性や加工性、延伸性� �高めるため、それ自体が種々の添加物を含� �でおり、あるいは各工程で必要な加工助剤� �加えられる。例えば、従来の不織布では、� �維が複雑に交絡しているため、帯電防止や� �伸の際の抵抗低減が必要であり、これらの� �的で、油分を含んだ添加剤あるいは加工助� �を用いている。しかし、これらの物質が空� �対象空間10内に飛散すると、空調対象空間10� ��の雰囲気に大きな影響を与えることがある� ��特に、添加物あるいは加工助剤が油分を含� ��でいると、影響が大きい。これに対し、本� ��施形態の第2のフィルターでは、繊維が一方 向に直線状に配列し、配列ムラが少ないため 、延伸時に繊維の交差点が軋むことが少なく 、また、帯電もしにくいので、油分は不要で ある。このため、第2のフィルター2を通過し� ��空気は極めて清浄であり、油分や繊維の切� ��屑をほとんど含んでいない。

 第2のフィルター2の繊維はエレクトレッ� �化されていることが好ましい。これによっ� �捕集性能をさらに高めることができる。エ� �クトレット化は例えばコロナ放電などの公� �の技術を用いて行うことができる。油分な� �を含む添加剤あるいは加工助剤は油分の親� �性によって帯電により生じた電荷を漏出さ� �てしまうが、上述のように、第2のフィルタ� ��2の繊維はこのような添加剤や加工助剤を含 んでいないので、エレクトレット化が効果的 に行われる。

 次に、以上説明した第2のフィルター2の� �維積層体の製造方法について説明する。図5� ��、第2のフィルターの繊維配列層の作成に用 いられる製造装置の概略図を示す。繊維配列 層製造装置21は、主にメルトブローンダイス2 4とコンベア25とで構成される紡糸ユニット22� ��、延伸シリンダ26a,26b、引取ニップローラ27a ,27b等で構成される延伸ユニット23と、を有し ている。メルトブローンダイス24は、先端(下 端)に、紙面に対して垂直な方向に並べられ� �多数のノズル28を有している(図では1つのみ� ��示している。)。ギアポンプ(図示せず)から� ��入された溶融樹脂30がノズル28から押出され ることで、多数の繊維31が形成される。各ノ� ��ル28の両側にはそれぞれエアー溜32a,32bが設� ��られている。樹脂の融点以上に加熱された� ��圧加熱エアーは、これらエアー溜32a,32bに送 入され、エアー溜32a,32bと連通してメルトブ� �ーンダイス24の先端に開口するスリット33a,33 bから噴出される。これにより、ノズル28から 押出される繊維31の押出し方向とほぼ平行な� ��速気流が生じる。この高速気流により、ノ� ��ル28から押出された繊維31はドラフト可能な 溶融状態に維持され、高速気流の摩擦力によ り繊維31にドラフトが与えられ、繊維31が細� �化される。高速気流の温度は、繊維31の紡糸 温度よりも80℃以上、望ましくは120℃以上高� ��する。メルトブローンダイス24を用いて繊� �31を形成する方法では、高速気流の温度を高 くすることにより、ノズル28から押出された� ��後の繊維31の温度を繊維31の融点よりも十分 に高くすることができるため、繊維31の分子� ��向を小さくすることができる。

 メルトブローンダイス24の下方にはコン� �ア25が配置されている。コンベア25は、駆動� ��(図示せず)により回転されるコンベアロー� �29やその他のローラに掛け回されており、コ ンベアローラ13の回転によりコンベア25を駆� �することで、ノズル28から押出された繊維31� ��図示右方向へ搬送される。

 繊維31は、ノズル28の両側のスリット33a,33 bから噴出された高圧加熱エアーが合流した� �れである高速気流に沿って流れる。高速気� �は、スリット33a,33bから噴出された高圧加熱� ��アーが合流して、コンベア25の搬送面とほ� �垂直な方向に流れる。

 メルトブローンダイス24とコンベア25との 間には、スプレーノズル35が設けられている� ��スプレーノズル35は、高速気流中へ霧状の� �を噴霧するもので、これにより繊維31が冷却 され、急速に凝固される。スプレーノズル35b は実際には複数個設置されるが、図5では1個� ��みを示している。スプレーノズル35から噴� �される流体は、繊維31を冷却することができ るものであれば必ずしも水分等を含む必要は なく、冷エアーであってもよい。

 メルトブローンダイス24の近傍の、スリ� �ト33a,33bによる高速気流が発生している領域� ��は、楕円柱状の気流振動機構34が設けられ� �いる。気流振動機構34は、コンベア25上での� ��維31の搬送方向Dとほぼ直交した、すなわち� ��造すべき繊維配列層の幅方向とほぼ平行に� ��置された軸34aの周りを、矢印A方向に回転さ せられる。一般に、気体や液体の高速噴流近 傍に壁が存在しているとき、噴流は壁面に沿 った方向の近くを流れる傾向があり、これは コアンダ効果といわれる。気流振動機構34は� ��このコアンダ効果を利用して繊維31の流れ� �向きを変える。図5の場合、気流振動機構34� �楕円形の長軸が高速気流の向き(図面の上下� ��向)に一致するとき、繊維31はコンベア25に� �けてほぼ鉛直に落下する。気流振動機構34が 軸34aの周りを90度回転し、気流振動機構34の� �円形の長軸が高速気流の向きと直交すると� �、繊維31はコンベア25の搬送方向D(図中右側)� ��偏位し、偏位量はこのときが最大となる。� ��らに気流振動機構34が軸34aの周りを回転す� �と、繊維31のコンベア25への落下位置は搬送� ��向Dに対して前後方向に周期運動する。すな わち、凝固した繊維31は、縦方向に振られな� ��らコンベア25上に集積し、縦方向に部分的� �折り畳まれて連続的に捕集され、連続長繊� �が形成される。

 コンベア25上に捕集された繊維31は、コン ベア25により搬送方向Dに搬送され、延伸温度 に加熱された延伸シリンダ26aと押えローラ36� ��にニップされ、延伸シリンダ26bに移される� ��その後、繊維31は、延伸シリンダ26bと押え� �ムローラ37とにニップされて延伸シリンダ26b に移され、2つの延伸シリンダ26a,26bに密着さ� ��る。このように繊維31が延伸シリンダ26a,26b� ��密着しながら送られることで、繊維31は、� �方向に部分的に折り畳まれた状態のまま、� �接する繊維31同士が融着したウェブとなる。

 延伸シリンダ26a,26bに密着して送られるこ とにより得られたウェブは、さらに、引取ニ ップローラ27a,27b(後段の引取ニップローラ27b� ��ゴム製)で引き取られる。引取ニップローラ 27a,27bの周速は延伸シリンダ26a,26bの周速より� ��大きく、これによりウェブは縦方向に延伸� ��れ、縦延伸繊維配列層38となる。このよう� �、紡糸したウェブを縦方向に延伸すること� �より、フィラメントの配列性をさらに向上� �ることができる。繊維31が十分に急冷される ことによって、延伸応力が小さく伸度が大き い繊維31が形成される。これは、上述したよ� ��にスプレーノズル35から霧状の水を噴霧し� �高速気流に霧状の液体を含ませることによ� �て実現される。以上述べた方法で形成され� �繊維配列層は、繊維の向きが一方向に揃え� �れている。

 前述のように、繊維配列層を製造する各� ��程では油分を含む添加剤や加工助剤を用い� ��いない。具体的には、繊維31をノズル28から 押出す際には(紡糸工程)、油分を含む添加剤� ��加工助剤を用いていない。その後のコンベ� ��25上への捕集、繊維の延伸の各工程におい� �も、油分を含む添加剤や加工助剤を用いて� �ない。従って、完成した第2のフィルター2も これらの添加剤や加工助剤は含んでいない。

 このようにして製造した繊維配列層を、� ��維の方向が互いに直交するように順次積層� ��熱圧着することによって上述した繊維配列� ��層体が完成する。

 第1のフィルター1に用いる繊維層は上述� �ように繊維が一方向に配列している必要は� �く、ランダムに配置していてもかまわない� �このような繊維層はより単純な公知の方法� �製造することができる。一例として、上述� �工程において、メルトブローンダイス24から 押出される繊維を、気流振動機構34を用いず� ��そのまま落下させると、繊維はランダムな� ��きでコンベア25上に堆積する。さらに、こ� �ようにしてできた繊維のウェブを熱ロール� �溶着させ、延伸工程を行わないでそのまま� �収すれば、上述の繊維層を作ることができ� �。