JP2000042322A - 濾材用補強シ―ト、エアフィルタ用濾材およびエアフィルタ装置 - Google Patents
濾材用補強シ―ト、エアフィルタ用濾材およびエアフィルタ装置Info
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Abstract
装置、それに用いるエアフィルタ用濾材および濾材補強
用シートを提供すること。 【解決手段】 芯/鞘構造の熱溶融性合成樹脂から成る
繊維によって構成され、多孔膜17に重ねて固定される
濾材補強用シート18、平均孔径0.1〜5μmであっ
て圧力損失が小さいポリテトラフルオロエチレンから成
る多孔膜17と、前記補強シート18とを含み、多孔膜
17の少なくとも片面に補強シート18を固定したエア
フィルタ用濾材および前記エアフィルタ用濾材を用いた
エアフィルタ装置である。
Description
用いたエアフィルタ用濾材およびエアフィルタ装置に関
し、特にスーパークリーンルームなどで、HEPA(Hi
ghEfficiency Particulate Air)、ULPA(Ultra Lo
w Penetration Air)または超ULPAを得るためのエ
アフィルタ装置として好適に実施される。
様式の変化に伴い、清浄な空間や清澄な空気が必要とさ
れる場合が増えてきている。病院や住居内において清澄
な空気が望ましいのは当然であり、種々の空気清浄器が
用いられている。また、精密機械工業や食品産業におい
ても同様である。さらに、集積回路や半導体の製造、薬
品の製造、人工臓器などのメディカル関連製品の製造に
おいては、通常の清浄空間より遥かに少ない量の塵埃し
か許容されず、一般的にはHEPA用エアフィルタ装
置、好ましくはULPA用エアフィルタ装置、より好ま
しくは超ULPA用エアフィルタ装置が必要とされてい
る。
置は、清浄にすべき空気を通過させて塵埃を除去するフ
ィルタ用濾材から成るフィルタエレメントをエアフィル
タ装置に装着するようになっている。
模式的に斜視図にて示す。フィルタエレメント1は、複
数の畝状部2を形成するように屈曲されたエア用濾材で
あるフィルタ材料3、たとえばガラス繊維の濾布から成
る。さらに、一般的にはフィルタ材料を均等に配置する
ためにスペーサ4が畝状部と畝状部との間に配置されて
いる(2つのみを例示的に図示)。このようなフィルタ
エレメント1の周囲を矩形のフレーム(図示せず)内に
気密的に結合してエアフィルタ装置とする。エアフィル
タ装置を通過する空気は、矢印で示すように、図18の
右手後方からフィルタ材料3を通過して左手前方に向か
って流れる。このようなフィルタエレメントは、たとえ
ば「高機能フィルタの展開」(大阪ケミカル・リサーチ
シリーズVOL.5 NO.9 大阪ケミカルマーケッ
ティングセンター発行)の40〜41頁に記載されてい
る。
つに濾過面積なる概念がある。より詳しくは、フィルタ
エレメントの単位体積当たりの濾過面積がエアフィルタ
装置の性能の尺度となる。一般的に、可能な限りコンパ
クトなフィルタエレメントが可能な限り大きい濾過面積
を有する態様が、小さい圧力損失で高性能を有する態様
として好ましい。
は、フィルタ材料3の総面積が濾過面積となる。このよ
うな構造のフィルタエレメントの性能を上げるために濾
過面積を増やすには、畝状部と畝状部との間隔、すなわ
ち、ピッチ(図18の長さp)をできる限り小さくし
て、畝状部を襞状にすることが通常行われている。
類に応じて材料自体の可撓性の問題ゆえにピッチpを小
さくするのには限界があり、また、あまりピッチを小さ
くすると隣接するフィルタ材料同士(または、セパレー
タが存在する場合はフィルタ材料とセパレータ)が接触
して空気の流路がいたずらに小さくなって圧力損失が大
きくなる要因となり好ましくない場合が多い。
使用されているガラス繊維の不織布をフィルタ材料とし
て使用する場合を考えると、厚さ0.5mmの不織布を
使用して図18の構造のフィルタエレメントを構成する
なら、ピッチは5mm程度が限界であると考えられる。
したがって、たとえば間口(図18の長さa×長さb)
が610mm×610mmで、奥行き(図18の長さ
c)が150mmのフィルタエレメントの場合、濾過面
積は約16m2となる。
ると、そのガラス繊維から微細な粉塵が発生する(特公
平3−34967)。したがって清浄な空気を得る最良
の材料ではない。
パクトであって、しかも濾過面積を大きくして圧力損失
を小さくし、さらに発塵が生じないようにしたエアフィ
ルタ装置、それに用いるエアフィルタ用濾材および濾材
用補強シートを提供することである。
濾材に重ねて固定されて使用される補強シートであっ
て、芯/鞘構造の繊維によって構成されることを特徴と
する濾材用補強シートである。
て構成された補強シートに濾材が固定されるので、充分
な強度を有し、塵埃を生じない。
なり、内層が高融点合成樹脂からなる芯/鞘構造の繊維
によって構成されることを特徴とする。
くとも外周面が熱溶融性合成樹脂から成る繊維によって
構成されており、したがって多孔膜に熱融着して固定す
ることができ、またフィルタエレメントを熱融着して筒
状に形成することができ、特にそのような熱溶融性合成
樹脂から成る繊維によって構成される補強シートを内側
にし、多孔膜を外側になるようにしてスパイラル巻きと
して筒状に形成することによって、自動的に長大な筒状
のフィルタエレメントを熱融着によって容易に製造する
ことができる。
って構成され、外層、すなわちスキン層は、熱融着のた
めに低融点合成樹脂から成り、また内層、すなわちコア
層は高融点合成樹脂から成り、これによって熱融着時の
熱によって繊維が収縮したり変形したりすることを防ぐ
とともに、その熱融着後においても気体が通過する空隙
を保つことができるようになる。
目的とする多孔膜が、平均孔径0.1〜5μm、5.3
cm/secの流速で空気を透過させるときの圧力損失
が10〜200mmH2Oであるポリテトラフルオロエ
チレン多孔膜から成ることを特徴とする。
し、しかも圧力損失を低減することができる。
5.3cm/secの流速で空気を透過させるときの圧
力損失が10〜200mmH2Oからなるポリテトラフ
ルオロエチレン多孔膜と、多孔膜の平均孔径を超える孔
径を有し、多孔膜に重ねて固定される前記補強シートと
を含むことを特徴とするエアフィルタ用濾材である。
ポリテトラフルオロエチレンから成る多孔膜と、それを
補強する補強シートとを含み、補強シートには多孔膜が
重ねて固定されている。多孔膜は平均孔径0.1〜5μ
mの孔を有し、しかもその圧力損失は、5.3cm/s
ecの流速で空気を透過させたとき10〜200mmH
2O、好ましくは10〜100mmH2Oであり、これに
よって超微粒子の捕集性能を向上し、しかも圧力損失の
低減を図ることが可能となる。しかもこのようなエアフ
ィルタ用濾材は筒状に形成することができ、筒の径を小
さくすることが可能であり、濾過面積を大きくして小形
化が可能となる。
強シートを重ねて固定され、この補強シートは多孔膜の
孔径よりも大きい孔径を有する。この補強シートは、た
とえば繊維から成る不織布などによって筒状に構成され
ていてもよく、その軸線方向の一方の端部がつぶされ
て、補強シートが相互に熱融着されて閉塞されるように
したので、フィルタエレメントの製造が容易である。こ
の場合のシートは、上述のように前記一方端部を熱融着
によって閉塞するために用いられるとともに、多孔膜を
補強するためにもまた、用いられる。しかもこのシート
は、上述のように熱溶融性合成樹脂から成るので、シー
トが内になるようにして、すなわち多孔膜が外になるよ
うにして、筒状にスパイラル巻きして後述の図7および
図8に示されるように構成されるとき、あるいはまた図
9のように多孔膜にシートが重ねてたとえば長方形の濾
材を熱融着して固定することが可能であり、こうして上
述のように製造が容易である。補強シートが、ポリテト
ラフルオロエチレン多孔膜の両面に重ねて固定されるこ
とが好ましい。
または点在した接着剤を用いて補強シートに固定される
ことを特徴とする。
熱融着によってまたは点在した接着剤によって補強シー
トに固定される。これによって多孔膜は完全に補強シー
トに固定される。
を用いたことを特徴とするエアフィルタ装置である。
を用いるので、濾過面積が大きく、コンパクトで充分な
強度を有する。
エアフィルタ装置8の斜視図であり、図2はその一部の
拡大断面図である。このエアフィルタ装置8は、たとえ
ばスーパークリーンルームの天井に設けられ、矢符6で
示されるように、清浄化されるべき空気が供給され、清
浄化された空気は矢符7で示されるように本発明に従う
フィルタ装置8を経て室内に供給される。フィルタ装置
8は基本的には、剛性の支持板9と多数のフィルタエレ
メント10とを有する。このようなフィルタ装置8は、
スーパークリーンルームの天井に設けられた筒体である
保護枠11によってその周辺部の取付用フランジ34が
支持されてその天井に固定される。保護枠11の下部に
は美感の向上のために通気部材12が設けられる。通気
部材12は、多数の羽根が並置して設けられて構成され
てもよいけれども、パンチングメタルおよび網などによ
って構成されていてもよい。
されたシートまたはフィルムであってもよい。清浄化さ
れた空気は、このような通気部材12によって、上述の
ように矢符7で示されるようにして、整流されて室内に
供給されることができるようになる。取付用フランジ3
4は、支持板9の流通孔13が形成された領域よりも外
方に形成される。
ポキシ、ウレタン、シリコン、およびアクリルなどの合
成樹脂から成ってもよく、あるいはまたアルミニウムお
よび鉄などのような金属製であってもよく、その他の材
料から成ってもよい。この支持板9には、多数の流通孔
13が図3のようにたとえば千鳥状に形成される。各流
通孔13の内径D1は、典型的にはたとえば4〜5mm
であり、隣接する流通孔13の最小間隔D2は、たとえ
ば1mmであってもよく、各流通孔13の軸線は、仮想
線14で示されるようにひし形の頂点位置にある。
に配置されたけれども、本発明の実施の他の形態とし
て、正方形または長方形の頂点位置に各流通孔13の軸
線を配置するようにしてもよいけれども、上述の実施の
形態のように千鳥状に配置することによって、支持板9
の単位面積あたりにできるだけ多くの流通孔を形成し、
これによって濾過面積をできるだけ増大することができ
る。
の内径は、たとえば2〜20mmφであり、好ましくは
2〜10mmφである。
未満では、後述の図7に関連して述べるように、マンド
レル23を用いて製造する際に、そのマンドレル23が
細くなり過ぎて、マンドレル23が撓んでしまい、正確
なフィルタエレメント10の製造が困難になってしまう
けれども、濾材16が可撓性に富む構成であるときに
は、そのような製造時にマンドレル23が撓むことを防
ぎ、さらに小径にすることも可能である。フィルタエレ
メント10の内径が20mmφを超えると、できるだけ
小形で、しかもできるだけ大きい濾過面積を得るという
本発明の目的が達成されにくい。
は、流通孔13内に嵌入され、接着剤15によって気密
に固定される。フィルタエレメント10の他端10b
は、熱融着などによって閉塞される。
下の軸線方向の長さは、希望によって選択することがで
きるけれども、実際には、たとえば約50mm以上と
し、約300mm未満とする。フィルタエレメント10
をもっと長くしてもよいけれども、そのようにしても、
フィルタ装置全体としての構造抵抗が大きくなり、した
がって過度に長くしても意味がない。フィルタエレメン
ト10は、50mm未満に短く形成してもよい。
に示すように、補強シート18に固定された多孔膜17
とから成り、図4に示される濾材16を用いて後述の図
7のようにスパイラル巻きして筒状に構成される。多孔
膜17は、平均孔径0.1〜5μmであって、かつ5.
3cm/secの流速で空気を透過させたときの圧力損
失が10〜200mmH2Oの範囲で実施可能であり、
好ましくは後述の表1のように、10〜100mmH2
OであるPTFEから成る。
TFE半焼成体を二軸方向に伸張面積倍率で少なくとも
50倍に延伸し、PTFEの融点以上の温度で熱処理す
ることによって、多孔膜が圧倒的にフィブリルから成
り、すなわち走査型電子顕微鏡写真の画像処理によるフ
ィブリルと結節の面積比が99:1〜75:25であ
り、平均フィブリル径が0.05μm〜0.2μmであ
り、結節の最大面積が2μm2以下であり、さらに平均
孔径が0.2〜0.5μmであるPTFE多孔膜であ
る。PTFEから成る多孔膜によれば、たとえば0.1
μmφ以上のダストを、99.9995%除去すること
ができる。
向に伸張面積倍率で少なくとも50倍、好ましくは少な
くとも70倍、さらに好ましくは少なくとも100倍延
伸し焼成した延伸多孔体の構造は、ほとんど結節のない
微細な繊維から成る特有な膜構造を有する。しかも、そ
のようにして製造したPTFE多孔膜の平均孔径はきわ
めて小さく、通常0.5μm〜0.2μmであり、さら
に膜の厚みは、延伸前の20分の1(半焼成体の元の厚
みがたとえば100μmなら、延伸焼成後5μmとな
る)〜50分の1程度に減少している。
7の各パラメータの好ましい範囲および特に好ましい範
囲をまとめて表1に示す。
囲が好ましい範囲であるけれども、本発明に従って実施
可能な範囲は、0.05〜100μm、好ましくは0.
05〜10μmの範囲である。またその平均孔径は、表
1のとおりであるけれども、本発明に従って実施可能な
範囲は0.1〜5μmである。
ら成るものがあるけれども、このようなガラス繊維から
成る濾材を図6〜図9に示される方法で筒状に形成して
フィルタエレメントを製造しようとしたとき、その濾材
を滑らかに弯曲させることができず、鋭角または鈍角を
成して角張って折れた角隅部が形成されてしまう。これ
によって発塵し、また濾過すべき空気中に含まれている
粉塵が、濾過されずに、その角隅部の比較的大きな間隙
を通り抜けてしまい、空気を清浄化することが困難にな
る。上述の本発明に従う濾材16は、このような問題を
解決する。
ミーンフローポアサイズ(MFP)を平均孔径とした。
実際の測定は、コールター・ポロメーター(Coult
er Porometer)[コールター・エレクトロ
ニクス(Coulter Electronics)社(英国)製]で測定
を行った。
し、多孔膜を5枚重ねて全体の膜厚を測定し、その膜厚
を5で割り、得られた値を1枚の膜の膜厚とした。
12.6cm2のフィルタホルダにセットし、これの入
口側を0.4kg/cm2に加圧し、出口側から出る空
気の流量を上島製作所製流量計で多孔膜透過流速を5.
3cm/秒に調節し、そのときの圧力損失をマノメータ
ーで測定した。
定される。
1mgの試料を秤量して切取り、この試料を用いてまず
結晶融解曲線を求める。同様にPTFE半焼成体から
3.0±0.1mgの試料を秤量して切取り、この試料
を用いて結晶融解曲線を求める。
「DSC」という。たとえば島津製作所社製DSC−5
0型)を用いて記録する。まずPTFE未焼成体の試料
を、DSCのアルミニウム製パンに仕込み、未焼成体の
融解熱および焼成体の融解熱を次の手順で測定する。
0℃に加熱し、次いで10℃/分の加熱速度で250℃
から380℃まで加熱する。この工程において現われる
吸熱カーブのピーク位置を「PTFE未焼成体の融点」
または「PTFEファインパウダーの融点」と定義す
る。
10℃/分の冷却速度で250℃に冷却する。
380℃に加熱する。加熱工程(3)において現われる
吸熱カーブのピーク位置を「PTFE焼成体の融点」と
定義する。
曲線を工程(1)に従って記録する。
解熱は吸熱カーブとベースラインとの間の面積に比例
し、島津製作所社製DSC−50型では解析温度を設定
すれば自動的に計算される。
る。 焼成度 =(ΔH1−ΔH3)/(ΔH1−ΔH2) ここで、ΔH1はPTFE未焼成体の融解熱、ΔH2はP
TFE焼成体の融解熱、ΔH3はPTFE半焼成体の融
解熱である。
結節面積は次に示す方法で測定した。
立S−4000型蒸着は日立E1030型)で撮る(S
EM写真。倍率1000倍〜5000倍)。この写真を
画像処理装置(ラトック・エンジニアリング株式会社イ
メージ・コマンド(ImageCommand)4198、TVIP
−4100)に取り込み、結節とフィブリルに分離し、
結節のみから成る像と繊維のみから成る像を得る。結節
のみから成る像を演算処理することで最大の結節面積を
求め、フィブリルのみから成る像を演算処理しフィブリ
ルの平均径を求めた(総面積を総周長1/2で割る)。
像の面積の総和と結節像の面積の総和の比から求めた。
孔径を超える孔径を有し、その多孔膜17に重ねて、熱
融着によって、または点在した接着剤を用いて固定され
る。この補強シート18は、芯/鞘構造の合成繊維によ
って構成されるのが好ましく、この合成繊維19は、図
5に示されるように外層20と内層21とから成る。外
層20は多孔膜を熱融着するために低融点(たとえば約
120℃)の合成樹脂から成り、内層21は、前記熱融
着時の熱収縮を防いで加熱時の空隙を保つために高融点
合成樹脂から成り、たとえば表2に示される組合せ1〜
4が例示される。
9は、不織布または織布に構成される。外層20は内層
21に比べて低い融点を有し、これによって接着剤なし
で多孔膜17を熱融着して固定することができるという
利点がある。内層21は外層20に比べて高い融点を有
し、外層20の熱溶融時に、内層21は溶融しないの
で、収縮せず、したがって補強シート18の微細な空隙
が塞がってしまうことがない。
0を製造する工程を説明するための斜視図である。図6
に示される濾材16の補強シート18の幅方向の端部の
長さe,f(この実施の形態ではe=f)を図7に示さ
れる熱融着状でスパイラル巻きして、筒状のフィルタエ
レメント10を構成する。図7に示されるように直円筒
状のマンドレル23を回転自在に設けておき、濾材16
のロール24を、矢符25方向の制動力を作用しつつ、
マンドレル23にスパイラル巻きし、このときマンドレ
ル23に巻付けられた濾材16の外周面は無端状ベルト
26aによって回転駆動され、ロール24から供給され
る濾材16の幅方向の一方の端部の前述した図6におけ
る長さeで示される領域にはノズル26によって熱風が
吹付けられ、熱遮蔽板32は、熱風が吹付けられる範囲
を制限し、こうして補強シート18を構成する合成繊維
19の外層20が溶融軟化され、フィルタエレメント1
0が形成される。ベルト26aおよびマンドレル23の
それぞれ濾材16に作用する摩擦係数、正確には運動摩
擦係数の差によってスパイラル巻きのフィルタエレメン
ト10が形成される。つまり、ベルト26aと濾材16
との間に生じる摩擦抗力が、マンドレル23と巻付けら
れた濾材16との間に生ずる摩擦抗力よりも大きいこと
によって、スパイラル巻きされたフィルタエレメント1
0が形成されてマンドレル23から巻出される。
VIIIから見た一部の断面図である。ノズル26から
噴射される熱風によって濾材16の補強シート18は長
さeにわたって溶融され、ロール24に作用する矢符2
5方向の制動力によって多孔膜17に押圧され、加熱圧
着されることになる。この補強シート18の長さeにわ
たる部分の加熱圧着によって、その長さeにわたる部分
の空隙が塞がれ、気密性が達成される。図8における濾
材16の幅方向の長さeにわたる補強シート18の空隙
を塞いで気密にする代りに、その長さeを、補強シート
18の厚みgよりも大(e>g)に選ぶようにしてもよ
い。
スパイラル巻きして形成されることができるようにする
ために、多孔膜17が外になるように、したがって補強
シート18が内になるようにして、ベルト26による加
熱融着を可能にしている。
ント10の内径に対応して2〜20mmφに選ばれる。
このフィルタエレメント10の内径が小さいと、マンド
レル23が撓み、したがって加工が困難となり、また大
きいと、濾過面積が減少する。
板9の長さL1×長さL2が610mm×610mm
で、フィルタエレメント10の支持板9から突出した長
さHが150mmのフィルタ装置8を構成し、図3のD
1=4.0mm、D2=1mmに設定した場合、濾過面
積は約23m2となる。このことから、前述の図18に
関連して述べた濾過面積約16m2の先行技術に比べ
て、明らかに濾過面積が大きくできることが確認され
る。
フィルタエレメント10の一端10aに嵌合することに
よって、多数のフィルタエレメント10のうちのいくつ
かを選択的に閉じることができる。これによって欠損の
あるフィルタエレメントを閉じたり、希望する濾過特性
を得ることができる。
から熱風を吹付けて熱融着を行う代りに、接着剤を長さ
eにわたる範囲において付着して接着するようにしても
よい。
斜視図である。濾材16を、スパイラル巻きにする代り
に、濾材16の長手方向を、形成される筒の軸線に垂直
にして直円筒状に形成し、熱融着による固定または接着
剤を用いる固定によって、円筒状にフィルタエレメント
10を構成してもよい。
10bの一部を拡大して示す断面図である。フィルタエ
レメント10の軸線方向の端部がつぶされて、内層であ
るシート18が相互に熱融着されて気密に閉塞される。
の断面図である。この実施の形態では、前述の実施の形
態に類似するけれども、注目すべきは支持板9の流通孔
15に、フィルタエレメント10の連通した両端部10
a,10bを嵌入して接着剤などを用いて固定される。
に示される。この実施の形態では、フィルタエレメント
10の弯曲が容易に可能となるように、蛇腹状の弯曲部
分29が形成される。
ィルタ装置35の全体の斜視図であり、図14はそのフ
ィルタ装置35の一部を拡大して示す断面図である。こ
の実施の形態は、前述の図1〜図10に示される実施の
形態に類似し、対応する部分には同一の参照符を付す。
このフィルタ装置35は前述の実施の形態と同様に基本
的には、多数の流通孔13を有する支持板9と、その各
流通孔13に挿通する筒状のフィルタエレメント10と
を含む。フィルタエレメント10の軸線方向の一方の端
部10aは、各流通孔13を挿通して、支持板9の厚み
方向の一方側(図14の上方)に突出する。フィルタエ
レメント10は、支持板9の厚み方向の他方側(図14
の下方)に突出して延び、その軸線方向の他方の端部1
0bは、閉塞される。フィルタエレメント10の具体的
な構成は、前述の実施の形態と同様である。
(すなわち図14の上面)には、平面視が矩形の堰36
が固定される。この堰36は、支持板9の流通孔13が
形成された領域37を外囲し、枠状に形成される。
断面図である。前述の堰36によって囲まれかつ支持板
9の流通孔13が形成された領域37には、フィルタエ
レメント10相互間に接着剤38が充填される。この接
着剤38はフィルタエレメント10の端部10aの外層
である多孔膜17に密着し、かつ流通孔13に入り込
み、こうして多孔膜17の外周面と流通孔13の内周面
との間隔を閉塞し、図15の上方からの清浄化すべき空
気が漏洩することを防ぎ、フィルタエレメント10の内
部に確実に導いて濾過することが可能になる。このよう
な接着剤38は、多孔膜17の外周面と流通孔13の内
周面との間の間隙から図15の下方に垂れて流出するこ
とがない程度の粘度を有し、いわゆるチキソトロピック
性(剪断速度依存性)を有するものが好ましく、たとえ
ばエポキシ系接着剤が好適する。この接着剤38の粘度
またはチキソトロピックインデックスは、たとえば29
0ポイズ(POISE)である。
4の下面)には、筒体である保護枠11が固定される。
この保護枠11は、フィルタエレメント10の外方を囲
み、外力によってフィルタエレメント10が損傷するこ
とを防いで、フィルタエレメント10を保護する。
7よりも外方の領域、すなわち堰36よりも外の領域
は、取付用フランジ39である。このフランジ39には
取付孔40が形成され、取付孔40にビス41が挿通
し、ガスケット42を介して天井板43に本件フィルタ
装置35が固定される。その他の構成は、前述の実施の
形態と同様である。
ィルタエレメント10内には、吸着剤を参照符49で示
すように充填してもよい。吸着剤49は、たとえば脱臭
用活性炭の粉末、繊維などであってもよく、あるいはま
たNOx,SOxを吸着する吸着剤であってもよく、そ
の他の気体または微細な液体を除去する吸着剤であって
もよい。このようにフィルタエレメント10内に吸着剤
を充填することによって、清浄化されるべき空気に含ま
れている不所望な気体または微細な液体を除去すること
ができるとともに、その除去のための構成を簡略化する
ことができる。従来では、このような不所望な気体また
は液体を吸着するために、クリーンルームなどの部屋の
空気の循環経路の途中に吸着剤を含む吸着手段を介在し
ているけれども、そのようにすれば構成が大形化すると
いう問題がある。フィルタエレメント10内に上述のよ
うに吸着剤49を充填することによって、この問題を解
決し、構成の簡略化を図ることが可能となる。
ィルタエレメント44の一部を示す断面図であり、この
図16は前述の実施の他の形態の図8に対応している。
濾材45は多孔膜46と、その多孔膜46の両側に重ね
てサンドイッチされて固定される内側の補強シート47
と外側の補強シート48とから成る。多孔膜46は前述
の多孔膜17と同様な構成を有し、また各補強シート4
7,48は前述のシート18と同様な構成を有する。す
なわち補強シート47,48は、多孔膜46の孔径より
も大きい孔径を有し、熱溶融性合成樹脂から成る。この
ような濾材45は、前述の図7と同様な製造方法によっ
てスパイラル巻きとされて筒状に形成される。図16に
おいて濾材45の内側の補強シート47と外側の補強シ
ート48とは、軸線方向の長さe1にわたって、加熱圧
着され、その長さe1にわたる部分の空隙が防がれ、気
密性が達成される。
メント44によれば、多孔膜46が一対の補強シート4
7,48によってサンドイッチされて構成されるので、
多孔膜46にピンホールなどの傷が付くことが防がれ
る。また前述のように長さe1にわたって内側の補強シ
ート47と外側の補強シート48とが熱融着されるの
で、接着強度が向上するという優れた効果もまた達成さ
れる。このことを前述の図9のように、濾材45を筒状
になるように部分的に重ねて熱融着した構成においても
また同様である。こうして特に外側の補強シート48
は、外力によって多孔膜46が損傷することを防いで保
護するとともに、図16のように内側の補強シート47
と熱融着するときの接着強度を向上する働きを果たす。
フィルタエレメント44の下方の端部44bを示す断面
図である。フィルタエレメント44の端部44bは、つ
ぶされて、一対の補強シート47,48のうち、内側の
補強シート47が相互に熱融着され、長さe2にわたっ
て気密に閉塞される。このようにして内側の補強シート
47は、端部44bにおける気密な閉塞のための熱融着
の働きを達成するとともに、特に図7に関連して述べた
ようにマンドレル23を用いてスパイラル巻きして筒状
にフィルタエレメント44が形成されるとき、多孔膜4
6がマンドレル23に直接に接触して損傷することを防
ぎ、多孔膜46を保護する働きを果たす。
レメント44において、多孔膜46の厚みはたとえば1
0〜100μmであってもよく、特にその多孔膜46の
厚みがたとえば100μmを超えるときには、外側のシ
ート48は省略されることができ、このようにシート4
8を省略したとき、前述の実施の形態におけるフィルタ
エレメント10と同様な構成となる。内側のシート47
および外側のシート48の厚みはそれぞれ0.10mm
〜0.50mmであってよく、たとえば内側シート47
の厚みは、0.26mmであり、また外側のシート48
の厚みは、たとえば0.16mmである。
において、フィルタエレメント44内に前述の実施の形
態と同様に吸着剤49を充填してもよい。
から成る多孔膜17の他に、その他の構成を有する多孔
膜であってもよい。たとえばポリプロピレン繊維から成
るエレクトレット製であってもよい。
レメント44を、図1〜図15のフィルタエレメント1
0の代わりに用いることができる。
8;47,48は、その少なくとも外周面が熱溶融性合
成樹脂から成ることが必要であり、内部は熱溶融性合成
樹脂以外のの材料から成ってもよい。
よれば、芯/鞘構造の繊維によって構成された補強シー
トに濾材が固定されるので、充分な強度を有し、塵埃が
生じない。
強シートは、少なくとも外周面が熱溶融性合成樹脂から
成る繊維によって構成され、したがってフィルタエレメ
ントを筒状に構成することが容易であり、特にその多孔
膜を外になるようにし、したがって補強シートを内にな
るようにしてスパイラル巻きして筒状に製造することに
よって長大なフィルタエレメントを容易に製造すること
が可能となる。
脂製とし、内層が高融点合成樹脂製として芯/鞘構造の
繊維によって構成し、これによって熱融着時に補強シー
トの繊維が収縮したり不所望な変形をすることを防ぎ、
補強シートの空隙を保った状態で、フィルタエレメント
を筒状に形成することが可能になる。
記補強シートでの補強を目的とする多孔膜はPTFEか
ら成り、平均孔径は0.1〜5μmの孔を有し、その圧
力損失は5.3cm/secの流速で空気を透過させた
とき、10〜200mmH2Oである。これによって超
微粒子の捕集性能を向上し、しかも圧力損失を低減する
ことができる。
れば、エアフィルタ用濾材がPTFEから成る多孔膜
と、それを補強する補強シートを含み、補強シートは多
孔膜に重ねて固定されている。多孔膜は、平均孔径0.
1〜5μmの孔を有し、しかもその圧力損失は5.3c
m/secの流速を透過させたとき10〜200mmH
2O、好ましくは10〜100mmH2Oである。したが
って空気中の超微粒子の捕集性能を向上して、圧力損失
を低減し、また発塵が生じないようにすることができ
る。さらに多孔膜の両側に一対のシートを重ねてサンド
イッチ状とすることが好ましい。
孔膜は完全に補強シートに固定される。
過面積が大きく、コンパクトで充分な強度を有するエア
フィルタ装置とすることができる。
図である。
面図である。
斜視図である。
断面図である。
ント10を形成するための濾材16を示す斜視図であ
る。
工程を示す斜視図である。
見た一部の断面図である。
10の斜視図である。
断面図である。
置の一部の断面図である。
置の一部の断面図である。
の全体の構成を示す斜視図である。
断面図である。
る。
ト44の図8に対応する一部の断面図である。
端部44bの拡大断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 多孔膜である濾材に重ねて固定されて使
用される補強シートであって、 芯/鞘構造の繊維によって構成されることを特徴とする
濾材用補強シート。 - 【請求項2】 外層が低融点合成樹脂からなり、内層が
高融点合成樹脂からなる芯/鞘構造の繊維によって構成
されることを特徴とする請求項1に記載の濾材用補強シ
ート。 - 【請求項3】 多孔膜が、平均孔径0.1〜5μm、
5.3cm/secの流速で空気を透過させるときの圧
力損失が10〜200mmH2Oであるポリテトラフル
オロエチレン多孔膜から成ることを特徴とする請求項1
または2に記載の濾材用補強シート。 - 【請求項4】 平均孔径0.1〜5μm、5.3cm/
secの流速で空気を透過させるときの圧力損失が10
〜200mmH2Oからなるポリテトラフルオロエチレ
ン多孔膜と、 多孔膜の平均孔径を超える孔径を有し、多孔膜に重ねて
固定される請求項1〜3のいずれかに記載の補強シート
とを含むことを特徴とするエアフィルタ用濾材。 - 【請求項5】 前記圧力損失が10〜100mmH2O
であることを特徴とする請求項4に記載のエアフィルタ
用濾材。 - 【請求項6】 多孔膜が、熱融着によってまたは点在し
た接着剤を用いて補強シートに固定されることを特徴と
する請求項4または5に記載のエアフィルタ用濾材。 - 【請求項7】 請求項4〜6のいずれかに記載のエアフ
ィルタ用濾材を用いたことを特徴とするエアフィルタ装
置。
Priority Applications (1)
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