CN109789351B - 空气过滤器滤材、空气过滤包以及空气过滤器单元 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够抑制压力损失的上升并且减少无法发挥过滤功能的部位的空气过滤器滤材、空气过滤包以及空气过滤器单元。以压褶形状的状态使用的空气过滤器滤材(30)包括主捕集层(31b)、下风面间隔保持件(50)、上风面间隔保持件(40),主捕集层(31b)具有在主捕集层(31b)的厚度方向上隆起的上风面压花突起部(32),在压褶形状的状态下,上风面压花突起部(32)至少设置于在流过空气过滤器滤材(30)的气流方向上比空气过滤器滤材(30)的中心靠上游侧,并且向上风面侧隆起,下风面间隔保持结构(50)在压褶形状的状态下至少对在气流方向上比空气过滤器滤材(30)的中心靠气流的下游侧的部分相对的下风面彼此的间隔进行保持,上风面间隔保持件(40)在压褶形状的状态下至少对在气流方向上比空气过滤器滤材(30)的中心靠下游侧的部分相对的上风面彼此的间隔进行保持。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气过滤器滤材、空气过滤包以及空气过滤器单元。
背景技术
空气过滤器根据对于具有规定的粒子直径的粒子的捕集效率被分类成ULPA过滤器(超低渗透空气过滤器)、HEPA过滤器(高效颗粒空气过滤器)以及中等性能的过滤器等。上述过滤器根据其性能用于不同的用途。
在上述空气过滤器中,为了将能够捕集的面积即有效面积尽可能确保得较大,有时以弯折成压褶形状的状态使用上述空气过滤器。
作为如上所述这样保持空气过滤器的压褶形状的结构,例如,在专利文献1(日本专利特开2013-52321号)中记载的空气过滤器中,提出了下述技术方案:通过对空气过滤器的滤材表面施加压花加工以形成凹凸,并且藉由上述凹凸保持相对的面彼此的间隔,并且在使用时也维持相对的面彼此分离的状态。
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述专利文献1所记载的空气过滤器中,公开了下述例子:对于上风侧的面而言,改变压花突起部的高度以使风上侧(外折的顶部侧)的压花突起部的突起高度变高并且使风下侧(内折的谷底侧)的压花突起部的突起高度变低,对于空气过滤器的下风侧的面而言也同样如此,改变压花突起部的高度以使下风侧(内折的谷底侧)的压花突起部的突起高度变高并且使上风侧(外折的顶部侧)的压花突起部的突起高度变低,通过上述方式,将压褶形状的空气过滤器的各面设置成倾斜的形状。
但是,新发现了下述问题:在形成突起高度比较低的压花突起部的情况下,即使想要在压花加工时形成凹凸,但实际上,由于会被空气过滤器的膜厚吸收(仅通过压花加工使想要形成凹凸的部位处的空气过滤器的膜厚变薄,无法充分地确保压花突起部的预期的突起高度)等主要因素,存在很难形成具有预期的突起高度的压花突起部的情况。
另一方面,对于突起高度比较高的压花突起部而言,易于形成预期的、充分的突起高度。
因此,通过在下风侧的面处朝向下风侧以充分的高度突起的压花突起部,上风侧的面中在谷底部周边部分处相对的滤材的面彼此接近。然而,有时上风侧的面中的谷底部周边的压花突起部无法确保具有预期的、充分的高度。因此,上风侧的面中在谷底部周边部分处相对的滤材的面的距离有可能变得过短或者彼此接触。在如上所述那样相对的滤材的面的距离变得过短的部位或接触的部位处,由于无法使处理流体充分地流过,因此,充分发挥过滤功能较困难。
另一方面,在为了将空气过滤器加工成压褶形状,不施加压花加工而是在各处设置间隔件来保持间隔的情况下,有可能由于间隔件自身的存在而使滤材的压力损失升高。
本发明是鉴于上述这些点而形成的,本发明的技术问题在于提供一种能够抑制压力损失的上升并且减少无法发挥过滤功能的部位的空气过滤器滤材、空气过滤包以及空气过滤器单元。
解决技术问题所采用的技术方案
第一观点的空气过滤器滤材是以外折和内折形成的压褶形状的状态使用的空气过滤器滤材,该空气过滤器滤材包括主捕集层、上风面间隔保持结构、下风面间隔保持件。主捕集层具有在主捕集层的厚度方向上隆起形成的上风面压花突起部。在压褶形状的状态下,上风面压花突起部至少设置于在流过空气过滤器滤材的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的位置,并且所述上风面压花突起部向上风面侧隆起。下风面间隔保持结构是下述结构:在压褶形状的状态下,至少在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠气流的下游侧的部分处,对相对的下风面彼此的间隔进行保持。在压褶形状的状态下,上风面间隔保持件至少在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处,对相对的上风面彼此的间隔进行保持。
另外,上述空气过滤器滤材包括未折成压褶形状的状态的空气过滤器滤材以及折成压褶形状的空气过滤器滤材,只要该空气过滤器滤材以压褶形状的状态使用即可。
此外,只要上风面压花突起部在压褶形状的状态下至少设置于在流过空气过滤器滤材的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧即可,还可在压褶形状的状态下,在流过空气过滤器滤材的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧进一步设置以向上风面侧隆起的方式设置的突起部。
此外,只要下风面间隔保持结构是在压褶形状的状态下,在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处,对相对的下风面彼此的间隔进行保持的结构即可,例如,可以是用于保持上述下风面彼此的间隔的滤材的凹凸形状,也可是用于保持上述下风面彼此的间隔的刚度比滤材的刚度高的不同构件(树脂或金属等)。另外,上述下风面间隔保持结构也可构成为能够在压褶形状的状态下还在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的部分处对相对的下风面彼此的间隔进行保持。
此外,上风面间隔保持件由与主捕集层不同原料的不同构件构成,并且只要该上风面间隔保持件在压褶形状的状态下在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处对相对的上风面彼此的间隔进行保持即可,该上风面间隔保持件可设置于滤材的上风侧的面,也可设置于滤材的下风侧的面,还可设置于滤材的厚度之中。另外,例如,上风面间隔保持结构也可构成为能够在压褶形状的状态下还在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的部分处对相对的上风面彼此的间隔进行保持。
在上述空气过滤器滤材中,通过设置上风面压花突起部,在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的部分处容易确保上风面彼此的间隔,从而能够抑制在上游侧(外折的顶部侧)相对的面彼此的间隔变得过窄或彼此接触,进而能够使非处理流体充分地流过上游侧(外折的顶部侧)的每个之间。
此外,通过设置下风面间隔保持结构,在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处容易确保下风面彼此的间隔,从而能够抑制在下游侧(内折的谷底侧)相对的面彼此的间隔变得过窄或彼此接触。由此,能够抑制非处理流体难以流过空气过滤器滤材中的、在下游侧(内折的谷底侧)相对的面彼此的间隔变得过窄的部位或彼此接触的部位这一情况。
此外,空气过滤器滤材的上风侧的面中的、在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处彼此相对的面彼此由于上述下风面间隔保持结构而从下风面侧向上风面侧易于受到按压,从而彼此接近。此外,在压褶形状的状态下,在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分未形成有向上风面侧隆起的压花突起或虽然想要形成压花突起但很难形成足够高度的情况下,抑制上述彼此相对的上风侧的面彼此接近这一情况较困难。
不过,即使在上述情况下,由于在上述空气过滤器滤材设置有上风面间隔保持件,因此,能够抑制在空气过滤器滤材的上风侧的面中的、在压褶形状的状态下在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处彼此相对的面彼此过于接近或彼此接触。由此,能够使空气过滤器滤材的上风侧的面中的、在压褶形状的状态下位于下游侧的部分也充分地发挥作用。而且,由于能够通过在空气过滤器滤材的上风侧的面中的、在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的部分设置上风面压花突起部来保持间隔,因此,能够在压褶形状的状态下的上游侧将保持上风面的间隔的不同构件(使压力损失增大的构件)减小或省略,而且由于上风面压花突起部自身也能够供气流流过,因而能够抑制空气过滤器滤材的压力损失的增大。
综上所述,能够抑制压力损失的上升并且减少无法发挥过滤功能的部位。
在第一观点的空气过滤器滤材的基础上,在第二观点的空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,上风面间隔保持件仅设置于在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的位置。
在上述空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,上风面间隔保持件仅设置于在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的位置。因此,由于在压褶形状的状态下上风面间隔保持件未设置于在气流方向上比空气滤材的中心靠上游侧的位置,因此,能够将由于上风面间隔保持件的存在而引起的空气过滤器滤材的压力损失抑制得较小。
在第一观点或第二观点的空气过滤器滤材的基础上,在第三观点的空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,下风面间隔保持结构与上风面间隔保持件设置于从空气过滤器滤材重叠的厚度方向观察时至少部分重叠的位置。
此处,对于下风面间隔保持结构与上风面间隔保持件在压褶形状的状态下设置于从空气过滤器滤材重叠的厚度方向观察时至少部分重叠的位置而言,包括设置于从垂直于气流方向且垂直于外折线和内折线的方向观察时至少部分重叠的位置。
在上述空气过滤器滤材中,空气过滤器滤材的上风侧的面中的、在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分通过下风面间隔保持结构配置成彼此接近。与此相对的是,在压褶形状的状态下,上风面间隔保持件设置于从空气过滤器重叠的厚度方向观察时至少一部分与下风面间隔保持结构重叠的位置。因此,即便在空气过滤器滤材的上风侧的面中通过下风面间隔保持结构彼此进一步强力地接近的部位处,也由于上风面间隔保持件的存在而能够抑制上述上风侧的面彼此过于接近或接触。
在第一观点至第三观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上,在第四观点的空气过滤器滤材中,上风面压花突起部设置成:在压褶形状的状态下,越向下游侧则隆起高度变得越低。
另外,上风面压花突起部也可并排设置多个且在压褶形状的状态下越向下游侧则隆起高度逐一地变得越低。
若想要形成隆起高度较低的压花突起部,那么,由于会被空气过滤器滤材的膜厚的变化吸收,因此,很难实现预期的隆起高度。
与此相对的是,由于上述空气过滤器滤材将隆起高度设为越向下游侧越低,因此,在压褶形状的状态下的下游侧形成压花突起部变得特别困难。这样,即使在下游侧处压花突起部不具有充分的隆起高度的情况下,由于该空气过滤器滤材在压褶形状的状态下的气流方向的下游侧设置有上风面间隔保持件,因此,能够抑制彼此相对的面彼此过于接近或彼此接触。由此,能够使空气过滤器滤材的上风侧的面中的、在压褶形状的状态下位于下游侧的部分也充分地发挥作用。
在第四观点的空气过滤器滤材的基础上,在第五观点的空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,上风面间隔保持件仅设置于下述位置:比厚度方向上上风面压花突起部的隆起高度大于过滤器滤材的厚度的上风面压花突起部靠下游侧的位置。
另外,厚度方向上上风面压花突起部的隆起高度是指不包括空气过滤器滤材的厚度的隆起高度。
若想要将隆起高度小于空气过滤器滤材的厚度的压花突起部设置于上风面,那么,由于会被空气过滤器滤材的膜厚的变化吸收,因此,实现预期的隆起高度是非常困难的。
与此相对的是,在上述空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,仅在比上风面压花突起部的隆起高度大于空气过滤器滤材的厚度的上风面压花突起部靠下游侧的位置设置有上风面间隔保持件。因此,通过仅在不容易实现预期的隆起高度的下游侧设置上风面间隔保持件,能够将上风面间隔保持件的大小抑制得较小,从而能够将由于上风面间隔保持件自身引起的空气过滤器滤材的压力损失的增大抑制得较小。
在第五观点的空气过滤器滤材的基础上,在第六观点的空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,在气流方向上的设置有上风面间隔保持件的位置未设置上风面压花突起部。
在压褶形状的状态下,在气流方向上的设置有上风面间隔保持件的位置处,由于能够通过该上风面间隔保持件保持面彼此的间隔,因此,不需要为了保持面彼此的间隔而设置上风面压花突起部。相反地,由于形成上风面压花突起部,有可能对空气过滤器滤材造成损坏而减少作为滤材起作用的部位,并且有可能产生泄漏。
与此相对的是,在上述空气过滤器中,通过在压褶形状的状态下在气流方向上的设置有上风面间隔保持件的位置不设置不需要的上风面压花突起部,能够抑制对空气过滤器滤材造成损坏。
在第一观点或第六观点中任一观点所述的空气过滤器滤材的基础上,在第七观点的空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,上风面压花突起部与上风面间隔保持件设置于从气流方向观察时至少部分重叠的位置。
与未设置有上风面压花突起部的部位相比,设置有上风面压花突起部的部位往往会使非处理流体避开流过。同样地,与未设置有上风面间隔保持件的部位相比,设置有上风面间隔保持件的部位往往会使非处理流体避开流过。
与此相对的是,在上述空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,上风面压花突起部与上风面间隔保持件配置成位于从气流方向观察时至少部分重叠的位置。因此,在压褶形状的状态下从气流方向观察的情况下,由于能够将非处理流体避开流过的部位至少部分重叠地配置,因此,能够将空气过滤器滤材的压力损失抑制得较小。
在第一观点至第七观点中任一观点所述的空气过滤器用滤材的基础上,第八观点的空气过滤器用滤材还包括下风面间隔保持件。下风面间隔保持结构构成为具有下风面压花突起部,在压褶形状的状态下,下风面压花突起部至少设置于在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的位置,并且向下风面侧隆起。在压褶形状的状态下,下风面压花突起部设置成越向上游侧则隆起高度变得越低。在压褶形状的状态下,下风面间隔保持件至少在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的部分处,对相对的下风面彼此的间隔进行保持。
另外,下风面压花突起部也可并排设置多个且在压褶形状的状态下越向上游侧则隆起高度逐一地变得越低。
此外,只要下风面压花突起部在压褶形状的状态下至少设置于在流过空气过滤器滤材的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的位置即可,还可在压褶形状的状态下,在流过空气过滤器滤材的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的位置进一步设置以向下风面侧隆起的方式设置的突起部。
此外,下风面间隔保持件由与主捕集层不同原料的不同构件构成,并且只要该下风面间隔保持件在压褶形状的状态下在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的部分处对相对的下风面彼此的间隔进行保持即可,该下风面间隔保持件可设置于滤材的上风侧的面,也可设置于滤材的下风侧的面,还可设置于滤材的厚度之中。另外,例如,下风面间隔保持结构也可构成为能够在压褶形状的状态下还在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处对相对的下风面彼此的间隔进行保持。
在上述空气过滤器滤材中,通过设置上风面压花突起部,在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的部分处容易确保上风面彼此的间隔,从而能够抑制在上游侧(外折的顶部侧)相对的面彼此的间隔变得过窄或彼此接触,进而能够使非处理流体充分地流过上游侧(外折的顶部侧)的每个之间。
此外,在上述空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,在上游侧(外折的顶部侧)与下游侧(内折的谷底侧)相同地设置有下风面压花突起部。由此,在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处容易确保下风面彼此的间隔,从而能够抑制在下游侧(内折的谷底侧)相对的面彼此的间隔变得过窄或彼此接触。由此,能够抑制非处理流体难以流过空气过滤器滤材中的、在下游侧(内折的谷底侧)相对的面彼此的间隔变得过窄的部位或彼此接触的部位这一情况。此外,下风面间隔保持结构不是利用树脂等基本上不使非处理流体流过的不同构件来实现的,而是通过下风面压花突起部来实现的,从而能够将空气过滤器滤材的压力损失抑制得较小。
此外,空气过滤器滤材的下风侧的面中的、在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的部分处彼此相对的面彼此由于上述上风面压花突起部而从上风面侧向下风面侧易于受到按压,从而彼此接近。此外,在压褶形状的状态下,在气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的部分未形成有向下风面侧隆起的压花突起或虽然想要形成压花突起但很难形成足够高度的情况下,抑制上述彼此相对的下风侧的面彼此接近这一情况较困难。
不过,即使在上述情况下,在上述空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,在上游侧(外折的顶部侧)也与下游侧(内折的谷底侧)相同地设置有下风面间隔保持件。因此,能够抑制在空气过滤器滤材的下风侧的面中的、在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠上游侧的部分彼此相对的面彼此过于接近或彼此接触这一情况。由此,能够使空气过滤器滤材的下风侧的面中的、在压褶形状的状态下位于上游侧的部分也充分地发挥作用。而且,由于能够通过在空气过滤器滤材的下风侧的面中的、在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分设置下风面压花突起部来保持间隔,因此,能够在压褶形状的状态下的下游侧将保持下风面的间隔的不同构件(使压力损失增大的构件)减小或省略,而且由于下风面压花突起部自身也能够供气流流过,因而能够抑制空气过滤器滤材的压力损失的增大。
综上所述,能够进一步抑制压力损失的上升并且进一步减少无法发挥过滤功能的部位。
在第一观点至第八观点中任一观点所述的空气过滤器滤材中,在第九观点的空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,空气过滤器滤材在气流方向上的长度为100mm以上。较为理想的是,上述长度为120mm以上。
在上述空气过滤器滤材中,在压褶形状的状态下,空气过滤器滤材在气流方向上的长度为100mm以上。这样,在气流方向上的长度较长的情况下,特别容易产生在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处彼此相对的上风侧的面彼此过于接近或彼此接触这一情况。这样,即使在空气过滤器滤材在气流方向上的长度较长而达到容易产生在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分的上风侧的面彼此过于接近或接触这一程度的情况下,也能够抑制压力损失的上升并且减少无法发挥过滤功能的部位。
在第一观点至第九观点中任一观点所述的空气过滤器用滤材的基础上,第十观点的空气过滤器用滤材还包括通气性支承层。通气性支承层层叠于主捕集层。通气性支承层对于粒子直径为0.3μm的NaCl的捕集效率低于主捕集层对于粒子直径为0.3μm的NaCl的捕集效率。
由于上述空气过滤器滤材包括具有上述性质的通气性支承层,因此,能够提高形成有上风侧压花突起部的空气过滤器的强度。
第十一观点的空气过滤包通过将第一观点至第十观点中任一观点所述的空气过滤器滤材外折以及内折而加工成压褶形状。
第十二观点的空气过滤器单元包括第一观点至第十观点中任一观点所述的空气过滤器滤材或者第十一观点的空气过滤包、以及框体。框体以各空气过滤器滤材的压褶间隔变窄的方式收容空气过滤器滤材或空气过滤包。
根据上述空气过滤器单元,通过设置成空气过滤器滤材或空气过滤包以压褶间隔变窄的方式被压入并收容于框体的形态,能够提高空气过滤器滤材或空气过滤包与框体之间的密封性。此外,通过压花突起部的高度对在空气过滤器滤材或空气过滤包中彼此相对的部分的间隔进行限定,从而能够实现期望的间隔。
发明效果
根据第一观点的空气过滤器滤材、第十一观点的空气过滤包以及第十三观点的空气过滤器单元,能够抑制压力损失的上升并且减少无法发挥过滤功能的部位。
根据第二观点的空气过滤器滤材,能够将由于上风面间隔保持件的存在而引起的空气过滤器滤材的压力损失抑制得较小。
根据第三观点的空气过滤器滤材,即便在空气过滤器滤材的上风侧的面中通过下风面间隔保持结构彼此进一步强力地接近的部位处,也由于上风面间隔保持件的存在而能够抑制上述上风侧的面彼此过于接近或接触。
根据第四观点的空气过滤器滤材,能够使空气过滤器滤材的上风侧的面中的、在压褶形状的状态下位于下游侧的部分也充分地发挥作用。
根据第五观点的空气过滤器滤材,通过仅在不容易实现预期的隆起高度的下游侧设置上风面间隔保持件,能够将上风面间隔保持件的大小抑制得较小,从而能够将由于上风面间隔保持件自身引起的空气过滤器滤材的压力损失的增大抑制得较小。
根据第六观点的空气过滤器滤材,通过不设置不需要的上风面压花突起部,能够抑制对空气过滤器滤材造成损坏。
根据第七观点的空气过滤器滤材,能够将空气过滤器滤材的压力损失抑制得较小。
根据第八观点的空气过滤器滤材,能够进一步抑制压力损失的上升并且进一步减少无法发挥过滤功能的部位。
根据第九观点的空气过滤器滤材,即使在空气过滤器滤材在气流方向上的长度较长而达到容易产生在压褶形状的状态下的气流方向上比空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分的上风侧的面彼此过于接近或接触这一程度的情况下,也能够抑制压力损失的上升并且减少无法发挥过滤功能的部位。
根据第十观点的空气过滤器滤材,能够提高形成有上风侧压花突起部的空气过滤器的强度。
附图说明
图1是表示空气过滤器单元的一实施方式的外观立体图。
图2是表示空气过滤包的一实施方式的外观立体图。
图3是空气过滤器滤材的一实施方式的空气过滤器复合膜的示意剖视结构图。
图4是空气过滤器滤材的一实施方式(省略了上风面间隔保持件以及下风面间隔保持件的图示)的示意外观立体图。
图5是空气过滤器滤材的一实施方式的示意外观立体图。
图6是从外折线和内折线的延伸方向观察压褶形状的状态下的空气过滤器滤材的一实施方式的剖视结构图。
图7是表示另一实施方式(C)的空气过滤器滤材的俯视图。
图8是表示另一实施方式(E)的空气过滤器滤材的俯视图。
图9是表示压花图案的图。
具体实施方式
以下,举例对空气过滤器单元、空气过滤包、空气过滤器滤材进行具体说明,但这些记载不对本发明进行限定。
(1)空气过滤器单元1
图1中示出了一实施方式的空气过滤器单元1的示意立体图。
空气过滤器单元1包括空气过滤包20以及收纳该空气过滤包20的框体25。
框体25只要能够将空气过滤包20收纳并保持于内部即可,例如,能够采用铝、铝合金制或者树脂制。
框体25在通气方向的前侧和后侧开口较大,并且收容空气过滤包20,以使在从垂直于通气方向的方向观察的情况下出现后述的空气过滤包20的波形。作为该空气过滤包20的收容方向没有特别限定,较为理想的是,以在俯视观察时出现空气过滤包20的波形的方式收容,即以压褶形状的峰部分和谷部分沿上下延伸的姿势收容。
此处,在框体25以各空气过滤器滤材30的压褶间隔变窄的方式收容空气过滤包20。由此,藉由以使各空气过滤器过滤30的压褶间隔扩大的方式复原的力来提高各空气过滤器滤材30与框体25的边界部分的密封性,从而能够抑制泄漏。另外,虽然没有特别限定,但空气过滤器包20也可设置成下述结构:在外折和内折排列方向上的中央部分处折叠的空气过滤器滤材30彼此通过树脂等固定,在外折和内折排列方向上的两端或者一端处具有多折相对于中央部分未固定的空气过滤器滤材30。由此,也可利用在外折和内折排列方向的端部外折和内折的空气过滤器滤材30引起的复原力来提高与框体25的密封性。
此外,也可通过密封剂使空气过滤包20与框体25之间密封。作为上述密封剂,例如能够列举环氧、丙烯酸、聚氨酯类等树脂制的密封剂。
(2)空气过滤包20
图2中示出了一实施方式的空气过滤包20的外观立体图。
空气过滤包20是通过反复外折和内折空气过滤器滤材30以使空气过滤器滤材30成为规定的形状而成形的。
作为上述规定的形状,只要具有弯折的形状部分即可,例如可以列举具有向空气过滤器滤材30的膜厚方向的一方侧突出的峰部分以及向膜厚方向的另一方侧凹陷的谷部分的波型形状(压褶形状)。
该波型形状通过后述的上风面压花突起部32、下风面压花突起部33、上风面间隔保持件40以及下风面间隔保持件50保持形状。波型形状中相邻的峰部分彼此的距离以及相邻的谷部分彼此的距离没有特别限定,通过对上风面压花突起部32、下风面压花突起部33、上风面间隔保持件40以及下风面间隔保持件50的膜厚方向上的高度进行限定,从而能够以任意的距离保持形状。
虽然没有特别限定,但空气过滤包20例如能够以将空气过滤器滤材30通过往复式折叠机等弯折的方式获得。
空气过滤包20的折叠宽度没有特别限制,但相邻的峰的顶点部分的间隔例如是25mm~280mm。
此外,在空气过滤包20中,从能够将供非处理流体流过的面积确保得较大的观点来看,较为理想的是,气流方向上的长度为100mm以上,更为理想的是,该长度为120mm以上。这样,在空气过滤包20的气流方向上的长度较长的情况下,特别地,虽然容易产生在气流方向上比中心靠下游侧的部分处彼此相对的上风侧的面彼此过于接近或彼此接触的情况,但即使在这样的情况下,通过设置有上风面间隔保持件40,能够避免上风侧的面彼此过于接近或接触,能够抑制压力损失的上升,并且减少无法发挥过滤功能的部位。
(3)空气过滤器滤材30
空气过滤器滤材30包括空气过滤器复合膜31以及缝合于该空气过滤器复合膜31的上风面间隔保持件40。
图3中示出了一实施方式的空气过滤器滤材30的空气过滤器复合膜31的截面示意结构图。图4中示出了在一实施方式的空气过滤器滤材30中省略上风面间隔保持件40以及下风面间隔保持件50的图示后的空气过滤器滤材30的大致外观立体图。图5中示出了一实施方式的空气过滤器滤材30的示意外观立体图。
该空气过滤器滤材30例如通过进行沿图4和图5所示的外折线35、内折线36的外折和内折的弯曲加工而成形为压褶形状,从而能够作为空气过滤包20。
(3-1)空气过滤器复合膜31
空气过滤器复合膜31只要具有主捕集层即可,没有特别限定,例如,如图3所示,从上风侧开始依次包括预捕集层31a、主捕集层31b以及通气性支承件31c。
在空气过滤器复合膜31包括通气性支承件的情况下,该通气性支承件可位于主捕集层31b的下游侧,也可位于上游侧,还可位于下游侧与上游侧两方。
空气过滤器复合膜31也可不具有预捕集层31a,但从降低主捕集层31b的集尘负荷而延长空气过滤器滤材的寿命的观点来看,较为理想的是设置有预捕集层31a。另外,在预捕集层31a与主捕集层31b之间可设置有不同的功能层,也可设置有上述通气性支承件。
主捕集层31b没有特别限定,例如可以具有多孔膜。该主捕集层31b例如可以由包括以聚四氟乙烯为主要成分的氟树脂构成,也可由玻璃纤维构成,但从降低压力损失的观点来看,较为理想的是由氟树脂构成。作为氟树脂的聚四氟乙烯,可以是改性的,也可以是不改性的。此外,上述多孔膜可以以单膜的方式使用,也可重叠多片地使用。在该情况下,多片的多孔膜可以是相同种类的,也可是不同种类的。
此外,关于主捕集层31b,较为理想的是,使空气以5.3cm/秒的流速流过该主捕集层31b时的压力损失为10Pa以上且小于160Pa。此外,关于主捕集层31b,较为理想的是,对于粒子直径为0.3μm的NaCl的捕集效率为95%以上99.99%以下。此外,主捕集层31b的膜厚没有特别限定,较为理想的是1μm以上100μm以下,更为理想的是1μm以上50μm以下。此外,较为理想的是,主捕集层31b在具有多孔膜的情况下的平均纤维直径为0.1μm以下。
主捕集层31b的制造方法没有特别限定,在此,以包括以作为氟树脂的聚四氟乙烯为主要成分的多孔膜的主捕集层31b为例对制造方法进行说明。首先,在工序一中,准备由聚四氟乙烯等构成的未烧成薄膜或半烧成薄膜。然后,在工序二中,在规定的温度环境下使未烧成薄膜以规定的延伸速度在第一方向上延伸,接着在垂直于第一方向的第二方向上延伸来产生孔,从而得到主捕集层31b。此处,工序一的薄膜例如通过下述方式获得:将改性PTFE微粒子以及/或者均聚PTFE微粒子与流动石蜡、石脑油等挤出助剂(液体状润滑剂)混合并将通过糊料挤出得到的棒状物通过压延辊等压延而成形为薄膜状。另外,根据需要可设置去除挤出助剂(液体状润滑剂)的工序。
预捕集层31a是任意的且没有特别限定,例如能够采用通过熔喷法得到的预捕集层。预捕集层31a的材质除了聚乙烯(PE)以外,例如能够列举聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺(PA)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVdF)、聚乙烯醇(PVA)、聚氨酯(PU)等。预捕集层31a能够通过利用例如热熔树脂的热层压与主捕集层31b接合。
此外,关于预捕集层31a,较为理想的是,使空气以5.3cm/秒的流速流过该预捕集层31a时的压力损失为15Pa以上且小于55Pa。此外,关于预捕集层31a,较为理想的是,对于粒子直径为0.3μm的NaCl的捕集效率为25%以上且小于80%。此外,关于预捕集层31a,较为理想的是,厚度为0.4mm以下,更为理想的是0.3mm以下,例如该厚度的下限可设为0.1mm。
通气性支承件31c具有通气性,并且只要能够支承主捕集层31b则没有特别限定,较为理想的是无纺布。较为理想的是,通气性支承件31c的孔径大于主捕集层31b的孔径。较为理想的是,通气性支承件31c粘接于主捕集层31b。
作为无纺布,例如能够列举:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维无纺布;聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维无纺布;芯成分是PET且鞘成分是聚乙烯(PE)的芯鞘结构的无纺布(PET/PE芯/鞘无纺布);芯成分是PET且鞘成分是PBT的芯鞘结构的无纺布(PET/PBT芯/鞘无纺布);芯成分是高熔点PET且鞘成分是低熔点PET的芯鞘结构的无纺布(高熔点PET/低熔点PET芯/鞘无纺布);由PET纤维以及PBT纤维的复合纤维构成的无纺布;由高熔点PET纤维以及低熔点PET纤维的复合纤维构成的无纺布等。作为无纺布,能够使用一个种类的无纺布或者将多个种类的无纺布组合使用。另外,作为无纺布,较为理想的是具有热封性。
用于通气性支承件31c的无纺布的单位面积质量没有特别限定,通常是10g/m2以上600g/m2以下,较为理想的是15g/m2以上300g/m2以下,更为理想的是15g/m⒉以上100g/m2以下。此外,用于通气性支承件31c的无纺布的膜厚较为理想的是0.10mm以上0.52mm以下。
此外,关于通气性支承件31c,使空气以5.3cm/秒的流速流过该通气性支承件31c时的压力损失小于使空气以5.3cm/秒的流速流过主捕集层31b的压力损失,较为理想的是10Pa以下,更为理想的是基本为0。此外,关于通气性支承件31c,该通气性支承件31c对于粒子直径为0.3μm的NaCl的捕集效率小于主捕集层31b对于粒子直径为0.3μm的NaCl的捕集效率,较为理想的是5%以下,更为理想的是基本为0。此外,通气性支承件31c的厚度较为理想的是例如0.4mm以下,更为理想的是0.3mm以下,进一步更为理想的是0.25mm以下,并且该厚度的下限例如能够设为0.1mm。
通气性支承件31c包括上述特性,并且由于该通气性支承件31c的弯曲刚度大于主捕集层31b的弯曲刚度,因此,即使在施加了后述压花加工的情况下,也易于形成压花突起部,并且能够提高空气过滤器滤材的强度。
作为空气过滤器滤材30整体,使空气以5.3cm/秒的流速流过该空气过滤器滤材30整体时的压力损失例如为200Pa以下,较为理想的是60~160Pa。此外,作为空气过滤器滤材30整体,较为理想的是,使包括粒子直径为0.3μm的NaCl粒子的空气以5.3cm/秒的流速流过该空气过滤器滤材30整体时的上述粒子的捕集效率为99.97%以上。
(3-2)上风面压花突起部32
在将空气过滤器滤材30沿外折线35外折并且沿内折线36内折的状态(压褶形状的状态)下,该空气过滤器滤材30具有在气流方向上比中心靠上游侧(外折线35侧)处向厚度方向的上风面侧隆起的上风面压花突起部32。
图6中示出了从一实施方式的空气过滤器滤材30的外折线35和内折线36的延伸方向观察情况下的剖视结构图。
在本实施方式中,在压褶形状的状态下彼此相对的上风面彼此的间隔成为通过从相对的上风面分别隆起的上风面压花突起部32的突起顶点彼此接触而限定的结构。
另外,突起部是在俯视观察滤材时被滤材表面的平坦区域围住且相对于该平坦区域突出或凹陷的区域的部分,所谓压花加工是指形成该突起的加工。
虽然没有特别限定,但是,由于若上风面压花突起部32的隆起高度(除去空气过滤器复合膜31的厚度的高度)过低,则通过压花加工实现预想的隆起高度变得困难,并且若隆起高度过高,则容易对空气过滤器复合膜31造成损伤,因此,较为理想的是,上述隆起高度为空气过滤器复合膜31的厚度的0.5倍以上0.8倍以下,更为理想的是1.0倍以上6.0倍以下。
另外,在本实施方式中,上风面压花突起部32构成为具有多个突起,在压褶形状的状态下,上述多个突起在气流方向上比中心靠上游侧处向厚度方向的上风面侧隆起。
如图6所示,上述多个突起设置成:在压褶形状的状态下,隆起高度越向气流方向的下游侧变得越低并且越向上游侧变得越高。具体而言,设置于比突起32c靠上游侧的突起32b的隆起高度变高,设置于比突起32b靠上游侧的突起32a的隆起高度变高。由此,在压褶形状的状态下,空气过滤器滤材30的彼此相对的上风面彼此的间隔能够设置成越向上游侧越宽且越向下游侧越窄的倾斜结构。
另外,如上所述,在将空气过滤器滤材30的彼此相对的上风面彼此的间隔设置成越向上游侧越宽且越向下游侧越窄的倾斜结构的情况下,形成隆起高度越向下游侧越低的上风面压花突起部,但是,若想要形成隆起高度较低的上风面压花突起部,那么,由于会被空气过滤器滤材30的膜厚的变化所吸收,因此,不容易实现预想的隆起高度。因此,在停止在下游侧形成隆起高度较低的压花突起部以及无意中形成较低的压花突起的情况下,由于在上述空气过滤器滤材30设置有后述的上风面间隔保持件40,因此,能够抑制彼此相对的上风面彼此过于接近或彼此接触。
另外,虽然没有特别限定,但上风面压花突起部32例如能够通过施加压花加工以相对于空气过滤器复合膜31整体按压压花模的方式设置。这样,通过压花加工形成的上风面间隔保持件40虽然在加工时受到些许挤压,但也不会丧失供非处理流体流过的功能。
(3-3)下风面压花突起部33
空气过滤器滤材30具有下风面压花突起部33,在将该空气过滤器滤材30设置成压褶形状的状态的情况下,上述下风面压花突起部33在气流方向上比中心靠下游侧(内折线36侧)处向厚度方向的下风面侧隆起。
另外,在本实施方式中,从减少压力损失的观点来看,在压褶形状的状态下,下风面压花突起部33设置成在从气流的流过方向观察的情况下位于与上风面压花突起部32相同高度的位置。
虽然没有特别限定,但下风面压花突起部33的隆起高度也与上风面压花突起部32的高度相同。
另外,在本实施方式中,下风面压花突起部33构成为具有多个突起,在压褶形状的状态下,上述多个突起在气流方向上比中心靠上游侧处向厚度方向的下风面侧隆起。
如图6所示,上述多个突起设置成:在压褶形状的状态下,隆起高度越向气流方向的上游侧变得越低并且越向下游侧变得越高。具体而言,设置于比突起33c靠下游侧的突起33b的隆起高度变高,设置于比突起33b靠下游侧的突起33a的隆起高度变高。由此,在压褶形状的状态下,空气过滤器滤材30的彼此相对的下风面彼此的间隔能够设置成越向下游侧越宽且越向上游侧越窄的倾斜结构。
另外,如上所述,在将空气过滤器滤材30的彼此相对的下风面彼此的间隔设置成越向下游侧越宽且越向上游侧越窄的倾斜结构的情况下,形成隆起高度越向上游侧越低的下风面压花突起部,但是,若想要形成隆起高度较低的下风面压花突起部,那么,由于会被空气过滤器滤材30的膜厚的变化所吸收,因此,不容易实现预想的隆起高度。因此,在停止在上游侧形成隆起高度较低的压花突起部以及无意中形成较低的压花突起的情况下,由于在上述空气过滤器滤材30设置有后述的下风面间隔保持件50,因此,能够抑制彼此相对的上风面彼此过于接近或彼此接触。
另外,虽然没有特别限定,但下风面压花突起部33例如能够通过施加压花加工以相对于空气过滤器复合膜31整体按压压花模的方式设置。这样,通过压花加工形成的下风面间隔保持件50虽然在加工时也会受到些许挤压,但也不会丧失供非处理流体流过的功能。
(3-4)上风面间隔保持件40
对于空气过滤器滤材30而言,在将该空气过滤器滤材30设置成压褶形状的状态的情况下,在气流方向上比中心靠下游侧(内折线36侧)处的上风面设置有上风面间隔保持件40。
由于在设置成压褶形状的情况下的下游侧的下风面设置有下风面压花突起部33,因此,在设置成压褶形状的情况下的下游侧的相对的上风面彼此均容易从下风面侧向上风面侧受到按压,从而变得容易彼此接近。特别地,在压褶形状的状态下,在气流方向上比空气过滤器滤材30的中心靠下游侧的部分未形成有向上风面侧隆起的压花突起或虽然想要形成压花突起但很难形成足够高度的情况下,抑制上风面彼此变得容易接近这一情况较困难。与此相对的是,在本实施方式中,即使在上述情况下,也能够通过设置上风面间隔保持件40来可靠地确保将空气过滤器滤材30设置成压褶形状的情况下的下游侧的上风面彼此的间隔。
上风面间隔保持件40由与包括主捕集层31b的空气过滤器复合膜31不同的原料的不同构件构成,并且只要能够保持热熔等的合成树脂、金属构件、织物、毛毡、厚纸等的间隔,则没有特别限定。上风面间隔保持件40没有特别限定,例如,能够通过粘接剂固定于空气过滤器复合膜31。另外,虽然没有特别限定,但对于上风面间隔保持件40而言,较为理想的是,该上风面间隔保持件40的厚度为空气过滤器复合膜31的厚度的0.5倍以上10.0倍以下,更为理想的是1.0倍以上6.0倍以下。
在压褶形状的状态下,上风面间隔保持件40设置于从气流方向观察的情况下与上风面压花突起部32至少部分重叠的位置,在本实施方式中,设置于基本完全重叠的位置。因此,在压褶形状的状态下从气流方向观察的情况下,由于能够将非处理流体避开流过的部位重叠地配置,因此,能够将空气过滤器滤材30的压力损失抑制得较小。
对于空气过滤器滤材30而言,如图6所示,在压褶形状的状态下,在气流方向的设置有上风面间隔保持件40的位置未设置有上风面压花突起部32。在压褶形状的状态下,在气流方向的设置有上风面间隔保持件40的位置处,由于能够通过该上风面间隔保持件40保持上风面彼此的间隔,因此,不需要为了保持上风面彼此的间隔而重复地设置上风面压花突起部32。相反地,由于形成上风面压花突起部32,有可能对空气过滤器复合膜31造成损坏而减少作为滤材起作用的部位,并且有可能产生泄漏。与此相对的是,在本实施方式中,通过在压褶形状的状态下在气流方向的设置有上风面间隔保持件40的位置不设置不需要的上风面压花突起部32,能够抑制对空气过滤器复合膜31造成损坏。
另外,在本实施方式中,在压褶形状的状态下,上风面压花突起部32与下风面间隔保持件50设置于从垂直于气流方向且垂直于外折线35和内折线36的方向观察时至少部分重叠的位置,特别地,上风面压花突起部32设置于下风面间隔保持件50的背面侧。在此,在空气过滤器滤材30中,通过压褶形状的状态下的、位于气流方向上比空气过滤器滤材30的中心靠上游侧的下风面彼此藉由上风面压花突起部32从上风面侧向下风面侧受到按压,从而使得上述下风面彼此接近。与此相对的是,上风面压花突起部32与下风面间隔保持件50具有上述重叠的关系。因此,即便在空气过滤器滤材30的下风侧的面中通过上风面压花突起部32彼此进一步强力地接近的部位处,也由于下风面间隔保持件50的存在而能够抑制上述下风侧的面彼此过于接近或接触。
(3-5)下风面间隔保持件50
对于空气过滤器滤材30而言,在将该空气过滤器滤材30设置成压褶形状的状态的情况下,在气流方向上比中心靠上游侧(外折线35侧)处的下风面设置有下风面间隔保持件50。
由于在设置成压褶形状的情况下的上游侧的上风面设置有上风面压花突起部32,因此,在设置成压褶形状的情况下的上游侧的相对的下风面彼此均容易从上风面侧向下风面侧受到按压,从而变得容易彼此接近。特别地,在压褶形状的状态下,在气流方向上比空气过滤器滤材30的中心靠上游侧的部分未形成有向下风面侧隆起的压花突起或虽然想要形成压花突起但很难形成足够高度的情况下,抑制下风面彼此变得容易接近这一情况较困难。与此相对的是,在本实施方式中,即使在上述情况下,也能够通过设置下风面间隔保持件50来可靠地确保将空气过滤器滤材30设置成压褶形状的情况下的上游侧的下风面彼此的间隔。
与上风面间隔保持件40相同的是,下风面间隔保持件50由与包括主捕集层31b的空气过滤器复合膜31不同的原料的不同构件构成,并且只要能够保持热熔等的合成树脂、金属构件、织物、毛毡、厚纸等的间隔,则没有特别限定。下风面间隔保持件50没有特别限定,例如,能够通过粘接剂固定于空气过滤器复合膜31。另外,虽然没有特别限定,但对于下风面间隔保持件50而言,较为理想的是,该下风面间隔保持件50的厚度为空气过滤器复合膜31的厚度的0.5倍以上10.0倍以下,更为理想的是1.0倍以上6.0倍以下。
下风面间隔保持件50设置于在压褶形状的状态下从气流方向观察的情况下与下风面压花突起部33至少部分重叠的位置,在本实施方式中,设置于基本完全重叠的位置。因此,在压褶形状的状态下从气流方向观察的情况下,由于能够将非处理流体避开流过的部位重叠地配置,因此,能够将空气过滤器滤材30的压力损失抑制得较小。
对于空气过滤器滤材30而言,如图6所示,在压褶形状的状态下,在气流方向的设置有下风面间隔保持件50的位置未设置有下风面压花突起部33。在压褶形状的状态下,在气流方向的设置有下风面间隔保持件50的位置处,由于能够通过该下风面间隔保持件50保持下风面彼此的间隔,因此,不需要为了保持下风面彼此的间隔而重复地设置下风面压花突起部33。相反地,由于形成下风面压花突起部33,有可能对空气过滤器复合膜31造成损坏而减少作为滤材起作用的部位,并且有可能产生泄漏。与此相对的是,在本实施方式中,在压褶形状的状态下,通过在气流方向的设置有下风面间隔保持件50的位置不设置不需要的下风面压花突起部33,能够抑制对空气过滤器复合膜31造成损坏。
另外,在本实施方式中,在压褶形状的状态下,下风面压花突起部33与上风面间隔保持件40设置于从垂直于气流方向且垂直于外折线35和内折线36的方向观察时至少部分重叠的位置,特别地,下风面压花突起部33设置于上风面间隔保持件40的背面侧。在此,在空气过滤器滤材30中,通过压褶形状的状态下的、位于在气流方向上比空气过滤器滤材30的中心靠下游侧的上风面彼此藉由下风面压花突起部33从下风面侧向上风面侧受到按压,从而使得上述上风面彼此接近。与此相对的是,下风面压花突起部33与上风面间隔保持件40具有上述重叠的关系。因此,即便在空气过滤器滤材30的上风侧的面中通过下风面压花突起部33彼此进一步强力地接近的部位处,也由于上风面间隔保持件40的存在而能够抑制上述上风侧的面彼此过于接近或接触。
(4)本实施方式的特征
在本实施方式的空气过滤器滤材30中,由于在压褶形状的状态下在下游侧设置有上风面压花突起部32,因此,在压褶形状的状态下,在气流方向上比空气过滤器滤材30的中心靠上游侧的部分处容易确保上风面彼此的间隔,从而能够抑制在上游侧相对的上风面彼此的间隔变得过窄或彼此接触。
同样地,在空气过滤器滤材30中,由于在压褶形状的状态下在上游侧设置有下风面压花突起部33,因此,在压褶形状的状态下,在气流方向上比空气过滤器滤材30的中心靠下游侧的部分处容易确保下风面彼此的间隔,从而能够抑制在下游侧相对的下风面彼此的间隔变得过窄或彼此接触。此外,能够通过下风面压花突起部33实现下游侧的下风面彼此的间隔的保持,并且,由于不使用不使非处理流体流过的树脂等不同构件,因此,能够防止空气过滤器滤材30的压力损失的上升。
另外,虽然上述上风面压花突起部32以及下风面压花突起部33可通过在压花加工时空气过滤器复合膜31的一部分受到挤压的方式形成,但是,即使在该情况下,由于未丧失供非处理流体流过的功能,因此,与采用不使非处理流体流过的树脂等来保持间隔的情况相比,能够抑制空气过滤器滤材30的压力损失的增大。
此外,在本实施方式的空气过滤器滤材30中,由于在压褶形状的状态下,在气流方向上比空气过滤器滤材30的中心靠上游侧未设置有上风面间隔保持件40这一点而使空气过滤器滤材30构成得较小,因此,能够将由于存在上风面间隔保持件40而引起的过滤器滤材30的压力损失抑制得较小。此外,同样地,由于在压褶形状的状态下,在气流方向上比空气过滤器滤材30的中心靠下游侧未设置有下风面间隔保持件50这一点而使空气过滤器滤材30构成得较小,因此,能够将由于存在下风面间隔保持件50而引起的过滤器滤材30的压力损失抑制得较小。
(5)其他实施方式
在上述实施方式中,对本发明实施方式的一例进行了说明,但是上述实施方式的主旨不是要对本发明进行任何限定,且本发明不限于上述实施方式。本发明当然包含在不脱离其主旨的范围内进行适当改变后的形态。
(5-1)另一实施方式A
在上述实施方式中,以在框体25以各空气过滤器滤材30的压褶间隔变窄的方式收容有空气过滤包20的情况为例进行了说明。
与此相对的是,对于框体25而言,也可以将未设置成空气过滤包20形态的空气过滤器滤材30外折和内折而使各空气过滤器滤材30的压褶间隔变窄的方式收容该空气过滤器滤材30。在该情况下,藉由以使各空气过滤器过滤30的压褶间隔扩大的方式复原的力来提高各空气过滤器滤材30与框体25的边界部分的密封性,从而能够抑制泄漏。此外,由于以在空气过滤器滤材30中彼此相对的部分藉由框体25变窄的方式受到力,因此,能够通过上风面压花突起部32以及下风面压花突起部33的高度可靠地限定上述相对部分的间隔,从而能够实现期望的间隔。
(5-2)另一实施方式B
在上述实施方式中,以在压褶形状的状态下彼此相对的上风面彼此的间隔的结构通过从相对的上风面分别隆起的上风面压花突起部32的突起顶点彼此接触的方式限定而成的情况为例进行了说明。
与此相对的是,例如,在压褶形状的状态下彼此相对的上风面彼此的间隔的结构也可通过使仅从相对的上风面的任意一方侧隆起的上风面压花突起部32的突起顶点与相对的上风面接触的方式限定而成。
(5-3)另一实施方式C
在上述实施方式中,以上风面压花突起部32在压褶形状的状态下仅设置于在气流方向上比中心靠上游侧处并且下风面压花突起部33在压褶形状的状态下仅设置于在气流方向上比中心靠下游侧处的情况为例进行了说明。
与此相对的是,例如,如图7所示,上风面压花突起部32也可以越向下游侧隆起高度变得越低的方式在压褶形状的状态下设置于在气流方向上比中心靠下游侧处(参照突起32d、32e、32f),下风面压花突起部33也可以越向上游侧隆起高度变得越低的方式在压褶形状的状态下设置于在气流方向上比中心靠上游侧处(参照突起33d、33e、33f)。
在上述情况下,在上风面压花突起部32中的下游侧的部分(参照突起32e、32f)以及下风面压花突起部33中的上游侧的部分(参照突起33e、33f)处,压花加工会被空气过滤器滤材30的膜厚吸收,从而产生无法实现预期的隆起高度的部分。不过,即使在该情况下,对于上风面而言,由于在压褶形状的状态下,在气流方向上比中心靠下游侧设置有上风面间隔保持件40,因此,能够抑制上风面彼此的间隔过窄或接触。此外,对于下风面而言,由于在压褶形状的状态下,在气流方向上比中心靠上游侧设置有下风面间隔保持件50,因此,能够抑制下风面彼此的间隔过窄或接触。
另外,在该情况下,下风面间隔保持件50也可设置于上风面压花突起部32的下游侧部分之上,还可错开位置地设置于上风面压花突起部32的下游侧部分旁。同样地,上风面间隔保持件60也可设置于下风面压花突起部33的上游侧部分之上,还可错开位置地设置于下风面压花突起部33的上游侧部分旁。在图7中以下述情况为例进行了图示:下风面间隔保持件50设置于下风面压花突起部32的下游侧的突起32e、32f之上,上风面间隔保持件60设置于下风面压花突起部33的上游侧的突起33e、33f之上。
此外,在上风面压花突起部32还设置于下游侧的情况下,从多个上风面压花突起部32中的隆起高度(除去空气过滤器复合膜31的厚度后的高度)比空气过滤器复合膜31的厚度大的上风面压花突起部32来看,较为理想的是,上风面间隔保持件40仅设置于下游侧。若想要设置隆起高度小于空气过滤器复合膜31的厚度的上风面压花突起部32,那么,由于会被空气过滤器复合膜31的膜厚的变化所吸收,因此,实现预期的隆起高度是非常困难的。因此,通过将上风面间隔保持件40仅设置于比隆起高度大于空气过滤器复合膜31的厚度的上风面压花突起部32靠下游侧处,能够将上风面间隔保持件40仅设置于很难实现预期的隆起高度的部分,并且,由于能够将上风面间隔保持件40的大小抑制得较小,因此,能够将由于上风面间隔保持件40自身引起的空气过滤器滤材30的压力损失的增大抑制得较小。
此外,下风面压花突起部33还设置于上游侧的情况也相同,从多个下风面压花突起部33中的隆起高度(除去空气过滤器复合膜31的厚度后的高度)比空气过滤器复合膜31的厚度大的下风面压花突起部33来看,较为理想的是,下风面间隔保持件50仅设置于上游侧。若想要设置隆起高度小于空气过滤器复合膜31的厚度的下风面压花突起部33,那么,由于会被空气过滤器复合膜31的膜厚的变化所吸收,因此,实现预期的隆起高度是非常困难的。因此,通过将下风面间隔保持件50仅设置于从隆起高度大于空气过滤器复合膜31的厚度的下风面压花突起部33观察时的上游侧处,能够将下风面间隔保持件50仅设置于很难实现预期的隆起高度的部分,并且,由于能够将下风面间隔保持件50的大小抑制得较小,因此,能够将由于下风面间隔保持件50自身引起的空气过滤器滤材30的压力损失的增大抑制得较小。
(5-4)另一实施方式D
在上述实施方式中,以在气流方向上并排设置有多个上风面压花突起部32以及下风面压花突起部33的情况为例进行了说明。
与此相对的是,例如,上风面压花突起部32和下风面压花突起部33也可以在气流方向上相连的方式连续地设置。在该情况下,较为理想的是,上风面压花突起部32形成为越向上游侧隆起高度变得越高,下风面压花突起部33形成为越向下游侧隆起高度变得越高。
(5-5)另一实施方式E
在上述实施方式中,以通过下风面压花突起部33确保空气过滤器滤材30的下游侧的面的间隔为例进行了说明。
与此相对的是,例如,如图8所示,作为设置下风面压花突起部33的替代,也可设置下风面下游侧间隔保持件233。
在将空气过滤器滤材30设置成压褶形状的状态的情况下,该下风面下游侧间隔保持件233设置于在气流方向上比中心靠下游侧的下风面侧。另外,与下风面压花突起部33相同的是,也可在气流方向上独立地设置多个下风面下游侧间隔保持件233。下风面下游侧间隔保持件233也设置成在压褶形状的状态下越向气流方向的上游侧高度变得越低且越向下游侧高度变得越高。由此,与上述实施方式相同的是,在压褶形状的状态下,空气过滤器滤材30的彼此相对的下风面彼此的间隔能够设置成越向下游侧越宽且越向上游侧越窄的倾斜结构。
(5-6)另一实施方式F
在上述实施方式中,以将上风面间隔保持件40设置于空气过滤器复合膜31的上风侧并且将下风面间隔保持件50设置于空气过滤器复合膜31的下风侧的情况为例进行了说明。
与此相对的是,作为上风面间隔保持件40,由于只要能够保持压褶形状的状态下的下游侧的上风面彼此的间隔即可,因此,不一定限定于通过由内折产生的抵接来保持间隔。上风面间隔保持件40例如也可通过产生使内折复原方向的力的V字形金属线材等沿着压褶形状的状态下的下游侧的下风面固定的方式构成。上述这点对于下风面间隔保持件50而言也是同样的。
(实施例)
以下,示出实施例来对本发明进行具体说明。
(实施例一)
以下述方式进行了共聚沉:将66.5重量%(聚合物换算)的SSG为2.160的PTFE水性分散体(PTFE-A)、28.5重量%(聚合物换算)的在380℃时采用流动法(フローテスター法)测定出熔融粘度为20000Pa·s的低分子量PTFE水性分散体(PTFE-B)以及5重量%(聚合物换算)的熔点为215℃的FEP水性分散体混合,作为聚沉剂添加500ml的1%硝酸铝水溶液,并进行搅拌。接着,在利用筛去除生成后的粉的水分后,在热风干燥炉内以135℃的温度对上述粉进行18小时的干燥,从而获得上述三种成分的混合粉末。
然后,向每100重量份的混合物在20℃的温度下添加25重量份的烃油(出光兴产株式会社(出光興産株式会社)制造的“IPSolvent(ソルベント)2028”)以作为挤出液体状润滑剂并进行混合。接着,利用糊料挤出装置将得到的混合物挤出以获得片状的成形体。在糊料挤出装置的前端部安装形成有短边方向长度为2mm×长边方向长度为150mm的矩形形状的挤出口的片材铸型。利用加热至70℃的压延辊将上述片状的成形体成形为薄膜状以获得氟树脂类薄膜。使上述薄膜通过250℃的热风干燥炉来蒸发并去除烃油,从而获得平均厚度为200μm、平均宽度为150mm的带状的未烧成氟树脂类薄膜。然后,使未烧成氟树脂类薄膜沿长边方向以5倍的延伸倍率并且以38%/秒的延伸速度进行延伸。延伸温度为300℃。接着,利用能够连续夹持的展辐机使延伸后的未烧成薄膜沿宽度方向以13.5倍的延伸倍率并且以330%/秒的延伸速度延伸并进行了热固定。此时的延伸温度为290℃,热固定温度为390℃。由此,得到作为多孔膜(填充率为4.2%,平均纤维直径为0.150μm,厚度为38.6μm)的主捕集层。另外,主捕集层的捕集效率为99.996%,压力损失为135Pa。
作为预捕集层,采用了由作为平均纤维直径为1.6μm的纤维的PP构成的熔喷无纺布(单位面积质量为30g/m2,厚度为0.25mm)。
作为通气性支承件,采用了以使聚酯纤维通过热辊之间进行热压接的方式得到的热粘合无纺布(平均纤维直径为28μm,单位面积质量为70g/m2,厚度为0.32mm)。
通过预捕集层与通气性支承件夹住作为上述多孔膜的主捕集层,并且利用层压装置通过热熔接进行了接合。
关于该接合后的滤材,其厚度为0.6mm,其压力损失为162Pa,其捕集效率为99.997%。
在压花加工中,形成了点状凸部和点状凹部。在此,在图9中示出了压花模的压花图案。在此,图9的左图是俯视图,右侧是两张剖视图,左图中涂黑的点表示使滤材向下风面侧突出的凸图案,未涂黑的点表示使滤材向上风面侧突出的凹图案。点状凸部的形状设为四边锥台形,关于凸部,在滤材的MD方向(长边方向)的一列形成有九个点状凸部,上述九个点状凸部的每个点状凸部的高度从构成下游侧端部一侧开始依次设为4.3mm、3.9mm、3.4mm、3.0mm、2.6mm、2.1mm、1.7mm、1.3mm、1.0mm。关于凹部,以位于凸图案的各列之间的方式在滤材的MD方向(长边方向)的一列形成六个点状凹部,上述六个点状凹部的每个点状凹部的凹陷深度从构成上游侧端部一侧开始依次设为4.3mm、3.9mm、3.5mm、3.0mm、2.6mm、2.2mm。在滤材的CD方向(宽度方向)的一列中,凸图案与凹图案在单面以等间隔的方式交替地配置,以形成具有二十列凸图案以及十九列凹图案的点状凹凸图案。关于点状凸部和点状凹部的底边长度,构成上游侧端部一侧的端部处点状凸部的底边长度设为5mm,除此之外均恒定地设为12mm。点状凸部和点状凹部的立起角度设为60度。在正面和反面将如上所述的点状凸部和点状凹部沿CD方向以交替出现的方式排列。通过使滤材夹持在形成有上述形态的点状凸部和点状凹部的一对辊之间并从辊间送出上述滤材,从而进行了压花加工。具体而言,以下述方式进行了压花加工:将上下辊间距离设为与滤材厚度相等,并且辊温度为60℃,线速度为5m/min。
对于如上所述那样进行了压花加工的滤材而言,在点状凸部的高度大于3.0mm的部位的背面设置了上风面间隔保持件。具体而言,通过将热熔树脂(热塑性聚酰胺树脂(汉高公司(ヘンケル社)制造的Marcomelt6202(マクロメルト6202)))涂敷至滤材的方式设置上风面间隔保持件。此外,上风面间隔保持件的厚度为1.0mm。
通过附属于压花加工辊的压痕图案将如上所述那样设置了上风面间隔保持件的滤材以260mm的折叠宽度折叠成锯齿状,从而制作出过滤包。
将如上所述那样制作而成的过滤包与聚氨酯密封剂一起封入铝挤出材料的框架,从而制作出外径尺寸为610mm(宽度)×610mm(高度)×290mm(纵深)的实施例一的空气过滤器单元。
(比较例一)
除了未设置实施例一中的上风面间隔保持件这一点以外,比较例一的空气过滤器单元与实施例一以相同的方式制造而成。
(表1)
(空气过滤器单元的压力损失)
将制造而成的空气过滤器单元设置成矩形管道,调节空气的流动以使风量成为56m3/分,并且在空气过滤器单元的上游侧以及下游侧采用压力表测定压力,从而得到上下游间的压力差以作为空气过滤器单元的压力损失。
根据上述表1可知,与未设置上风面间隔保持件的比较例一相比,设置了上风面间隔保持件的实施例一能够使压力损失降低20Pa。
(参考例)
以下,示出参考例以对形成压花加工时的隆起高度较低的压花较为困难这一情况进行具体说明。
利用通过预捕集层与通气性支承件夹住作为多孔膜的主捕集层并采用层压装置通过热熔接进行接合而得到的滤材,将压花加工的辊温度(模具温度)设为80℃,并且如上所述那样改变压花模突起高度,从而进行了压花加工。
在用于压花加工的模具中,点状突起的宽度(CD方向长度)为3.6mm,点状突起的底边长度为12mm,点状突起的立起角度为60度,压花模突起高度如下述表2中记载的那样具有各种高度。
另外,通过分别采用厚度与上述实施例一的通气性支承件的厚度不同的通气性支承件,从而得到参考例一(过滤用材料厚度为1mm)、参考例二(过滤用材料厚度为0.8mm)、参考例三(过滤用材料厚度为0.6mm)。
(表2)
如上述表2所示可知,若压花模的突起高度小于过滤用材料的厚度的2.8倍,则通过压花加工得到的压花高度急剧变低。另外可知,若想要获得低于过滤用材料厚度的压花高度,则无法获得预期的压花高度。
工业上的可利用性
本发明的空气过滤器滤材、空调过滤包以及空调过滤器单元能够理想地用于例如半导体工业设备、无尘室、涡轮等工业用机器或设备、空调、换气扇、吸尘器等家庭用设备、以及办公室大楼、医院、制药工厂、食品工厂等的空调设备等。
符号说明
1 空气过滤器单元;
20 过滤包;
25 框体;
30 空气过滤器滤材;
31 空气过滤器复合膜;
31a 预捕集层;
31b 主捕集层;
31c 通气性支承件;
32 上风面压花突起部;
33 下风面压花突起部(下风面间隔保持结构);
35 外折线;
36 内折线;
40 上风面间隔保持件;
50 下风面间隔保持件;
233 下风面下游侧间隔保持件(下风面间隔保持结构)。
现有技术文献
专利文献
日本专利特开2013-52321号公报。
Claims (11)
1.一种空气过滤器滤材,所述空气过滤器滤材以外折和内折形成的压褶形状的状态使用,所述空气过滤器滤材的特征在于,包括:
主捕集层,所述主捕集层具有在主捕集层的厚度方向上隆起形成的上风面压花突起部;
下风面间隔保持结构;以及
上风面间隔保持件,
在所述压褶形状的状态下,所述上风面压花突起部至少设置于在流过所述空气过滤器滤材的气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠上游侧的位置,并且所述上风面压花突起部向上风面侧隆起,
所述下风面间隔保持结构是下述结构:在所述压褶形状的状态下,至少在气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠气流的下游侧的部分处,对相对的下风面彼此的间隔进行保持,
在所述压褶形状的状态下,所述上风面间隔保持件至少在气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处,对相对的上风面彼此的间隔进行保持,
在所述压褶形状的状态下,所述上风面间隔保持件仅设置于在气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠下游侧的位置。
2.一种空气过滤器滤材,所述空气过滤器滤材以外折和内折形成的压褶形状的状态使用,所述空气过滤器滤材的特征在于,包括:
主捕集层,所述主捕集层具有在主捕集层的厚度方向上隆起形成的上风面压花突起部;
下风面间隔保持结构;以及
上风面间隔保持件,
在所述压褶形状的状态下,所述上风面压花突起部至少设置于在流过所述空气过滤器滤材的气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠上游侧的位置,并且所述上风面压花突起部向上风面侧隆起,
所述下风面间隔保持结构是下述结构:在所述压褶形状的状态下,至少在气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠气流的下游侧的部分处,对相对的下风面彼此的间隔进行保持,
在所述压褶形状的状态下,所述上风面间隔保持件至少在气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处,对相对的上风面彼此的间隔进行保持,
在所述压褶形状的状态下,所述下风面间隔保持结构与所述上风面间隔保持件设置于从垂直于气流方向并且垂直于由所述外折产生的外折线以及由所述内折产生的内折线的方向观察时至少部分重叠的位置。
3.一种空气过滤器滤材,所述空气过滤器滤材以外折和内折形成的压褶形状的状态使用,所述空气过滤器滤材的特征在于,包括:
主捕集层,所述主捕集层具有在主捕集层的厚度方向上隆起形成的上风面压花突起部;
下风面间隔保持结构;以及
上风面间隔保持件,
在所述压褶形状的状态下,所述上风面压花突起部至少设置于在流过所述空气过滤器滤材的气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠上游侧的位置,并且所述上风面压花突起部向上风面侧隆起,
所述下风面间隔保持结构是下述结构:在所述压褶形状的状态下,至少在气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠气流的下游侧的部分处,对相对的下风面彼此的间隔进行保持,
在所述压褶形状的状态下,所述上风面间隔保持件至少在气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处,对相对的上风面彼此的间隔进行保持,
所述上风面压花突起部设置成:在所述压褶形状的状态下,越向下游侧则隆起高度变得越低,
在所述压褶形状的状态下,所述上风面间隔保持件仅设置于下述位置:比厚度方向上所述上风面压花突起部的隆起高度大于所述空气过滤器滤材的厚度的所述上风面压花突起部靠下游侧的位置。
4.如权利要求3所述的空气过滤器滤材,其特征在于,
在所述压褶形状的状态下,在气流方向上的设置有所述上风面间隔保持件的位置未设置所述上风面压花突起部。
5.一种空气过滤器滤材,所述空气过滤器滤材以外折和内折形成的压褶形状的状态使用,所述空气过滤器滤材的特征在于,包括:
主捕集层,所述主捕集层具有在主捕集层的厚度方向上隆起形成的上风面压花突起部;
下风面间隔保持结构;以及
上风面间隔保持件,
在所述压褶形状的状态下,所述上风面压花突起部至少设置于在流过所述空气过滤器滤材的气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠上游侧的位置,并且所述上风面压花突起部向上风面侧隆起,
所述下风面间隔保持结构是下述结构:在所述压褶形状的状态下,至少在气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠气流的下游侧的部分处,对相对的下风面彼此的间隔进行保持,
在所述压褶形状的状态下,所述上风面间隔保持件至少在气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠下游侧的部分处,以对相对的上风面彼此的间隔进行保持的方式设置于滤材的上风侧的面。
6.如权利要求1至5中任一项所述的空气过滤器滤材,其特征在于,
在所述压褶形状的状态下,所述上风面压花突起部与所述上风面间隔保持件设置于从气流方向观察时至少部分重叠的位置。
7.如权利要求1至5中任一项所述的空气过滤器滤材,其特征在于,
所述下风面间隔保持结构构成为具有下风面压花突起部,在所述压褶形状的状态下,所述下风面压花突起部至少设置于在所述气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠下游侧的位置,并且向下风面侧隆起,
在所述压褶形状的状态下,所述下风面压花突起部设置成越向上游侧则隆起高度变得越低,
所述空气过滤器滤材还包括下风面间隔保持件,在所述压褶形状的状态下,所述下风面间隔保持件至少在气流方向上比所述空气过滤器滤材的中心靠上游侧的部分处,对相对的下风面彼此的间隔进行保持。
8.如权利要求1至5中任一项所述的空气过滤器滤材,其特征在于,
在所述压褶形状的状态下,所述空气过滤器滤材在气流方向上的长度为100mm以上。
9.如权利要求1至5中任一项所述的空气过滤器滤材,其特征在于,
所述空气过滤器滤材还包括通气性支承层,所述通气性支承层层叠于所述主捕集层,并且所述通气性支承层对于粒子直径为0.3μm的NaCl的捕集效率低于所述主捕集层对于粒子直径为0.3μm的NaCl的捕集效率。
10.一种空气过滤包,其特征在于,
所述空气过滤包通过将权利要求1至9中任一项所述的空气过滤器滤材外折以及内折而加工成压褶形状。
11.一种空气过滤器单元,其特征在于,包括:
权利要求1至9中任一项所述的空气过滤器滤材或权利要求10所述的空气过滤包;以及
框体,所述框体以各空气过滤器滤材的压褶间隔变窄的方式收容所述空气过滤器滤材或所述空气过滤包。
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