JP2002095910A - フィルターの製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、通気性に優れた片面段ボール
形状のフィルターの製法を提供することである。 【解決手段】機能性濾材を中しん、および剥離シートを
ライナに用いて片面段ボールを作製し、次いで、該片面
段ボールの中しん面に通気性基材を装着した後に該剥離
シートを剥脱することを特徴とするフィルターの製法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルターの製法
に関し、詳しくは通気性に優れた片面段ボール形状のフ
ィルターの製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、生活環境の変化や健康志向の高ま
りなどにより、家庭や職場において空気清浄化装置の普
及が進んでいる。最近では専用の空気清浄機のみなら
ず、ルームエアコンや除湿器、加湿器などの各種空調機
器に空気清浄化機能が付与される傾向があり、実用化さ
れているものがある。

【０００３】種々の空気清浄化法の中でもフィルターを
用いるものは特殊な装置や部品を必要とせず、比較的簡
易に実施可能であるため、家庭用の空調機器などを中心
として空気清浄化フィルターが広く汎用されている。

【０００４】空気清浄を専らとしないルームエアコン、
除湿器および加湿器などの機器においては、空気清浄化
フィルターを搭載するための空間を広く取ることが困難
な場合があり、山の高さが数ミリから十数ミリ程度のミ
ニプリーツフィルターが特に有用である。

【０００５】このようなミニプリーツフィルターの製法
の一種として、コルゲータを用いて片面段ボール型のフ
ィルターを作製する方法が開発されており、生産性に優
れるなどの特長を有するが、プリーツ濾材とフラット濾
材を糊で接着するため２つの濾材の目が詰まっている必
要があり、フィルターの通気性が制限される問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、通気
性に優れた片面段ボール形状のフィルターの製法を提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべく鋭意検討の結果、下記の発明を完成するに至っ
た。

【０００８】本発明は、ＪＩＳ−Ｚ−１５１６に記載の
「外装用段ボール」に準拠して、機能性濾材を中しん、
および剥離シートをライナに用いて片面段ボールを作製
し、次いで、該片面段ボールの中しん面に通気性基材を
装着した後に該剥離シートを剥脱することを特徴とする
フィルターの製法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明のフィルターの製法は、機
能性濾材を中しんとして波状に加工し、通気性基材を装
着して機能性濾材に付与した波状を固定化するプリーツ
状フィルターの製法である。

【００１０】本発明に係わる機能性濾材とは、除塵、脱
臭、有害物質除去、抗菌、防黴、抗ウィルスなどを目的
に用いられる濾材であり、これらの空気清浄化に係わる
機能を少なくとも一つ以上有するものである。

【００１１】本発明に係わる機能性濾材は、除塵性を有
する濾材であることが好ましく、除塵法として濾過集塵
または静電気力集塵などを用いることができる。

【００１２】本発明に係わる除塵性を有する濾材は、
０．３μｍの粒子に対して９９．９７％以上の捕集効率
を有するＨＥＰＡ濾材や０．１μｍの粒子に対して９
９．９９９７％以上の捕集効率を有するＵＬＰＡ濾材で
あっても良い。ＨＥＰＡ濾材は重量比で９５％以上のガ
ラス繊維と５％以下のバインダーから構成されているの
が通例であり、ガラス繊維はが１〜３ｍｍ程度、平均直
径が０．７μｍで太さのバラツキが大きい極細ガラス繊
維と直径６〜１０μｍで太さが一様、長さが５ｍｍ以上
のチョップ繊維からなるものが多いが、特にこれに限定
されるものではなく、セラミック繊維やセルロース繊
維、ポリプロピレン等のポリオレフィン繊維、ポリエス
テル繊維またはアラミド繊維などの有機繊維からなるも
のであっても良い。

【００１３】本発明に係わる中しんに用いる機能性濾材
に除塵性を付与する方法として、機能性濾材がエレクト
レットを含有することが好ましい。

【００１４】本発明に係わるエレクトレットとは、半永
久的に電気分極を保持し、外部に対して電気力を及ぼす
素材であって、その静電気力によって粒子を捕捉するも
のである。帯電方法としては、エレクトロエレクトレッ
ト、熱エレクトレット、ラジオエレクトレット、メカノ
エレクトレット、フォトエレクトレット、マグネットエ
レクトレットなどが挙げられるが、工業的に不織布フィ
ルターで用いられているものは、主にエレクトロエレク
トレットおよび熱エレクトレットであり、フィルター材
料としてはポリプロピレンまたはプロピレン主体の共重
合体が用いられることが多く、脂肪酸金属塩などが添加
される場合がある。

【００１５】不織布をエレクトレット化すると、嵩高で
３次元空隙が存在するため、コロナ放電などによる帯電
処理では安定した帯電効果を得ることが難しい場合があ
り、コロナ放電などで帯電処理を施したフィルムを繊維
状に断裁、それを不織布化したスプリットファイバーエ
レクトレットフィルターや、メルトブロー紡糸時および
溶融紡糸時に高電圧を印加して熱エレクトレット的に繊
維を帯電させたメルトブロー不織布式エレクトレットフ
ィルターおよびスパンボンド不織布式エレクトレットフ
ィルターなどは、安定した分極電荷を得ることができ、
好ましい。なお、メルトブロー不織布式エレクトレット
フィルターなどは単体では力学的強度が小さいため、主
にプリーツ適性を付与するためのバックアップ材または
カバー材やスクリーム材などの補強材として、乾式不織
布、スパンボンドまたはネットなどを貼り合わせるなど
して使用される場合がある。

【００１６】本発明においても、中しんとして段成形の
適性を付与するためにこれらの補強材を用いることがで
き、このような補強材は脱臭または抗菌などの空気清浄
化機能を有しても良い。

【００１７】本発明に係わる機能性濾材に、脱臭、有害
物質除去、抗菌、防黴、抗ウィルスなどの機能を付与す
る場合には、脱臭剤や抗菌剤などの薬品を用いることが
でき、例えば活性炭素繊維などの脱臭性繊維を含有させ
て濾材を作製したり、脱臭剤や抗菌剤などを含浸、塗工
または練り混みなどの方法で基材に担持して機能性濾材
を作製することができる。

【００１８】本発明に係わる機能性濾材の基材は、特に
限定されるものではなく、各種の紙、不織布、織布、編
布、ネット、フェルト、ウレタンフォームなどの発泡体
および樹脂フィルムや金属箔などが挙げられ、シートの
通気性が乏しい場合には穴開け加工などを施して通気性
を向上させることができる。中でも、適度な通気性を有
し、且つ中しんとして段加工に適した素材として不織布
が好ましい。

【００１９】不織布は、ポリアミド系繊維、ポリエステ
ル系繊維、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系繊
維、ポリウレタン系繊維、ポリビニルアルコール系繊
維、ポリ塩化ビニリデン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊
維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリオレフィン系繊
維、フェノール系繊維などの合成繊維、ガラス繊維、金
属繊維、アルミナ繊維、炭素繊維、活性炭素繊維などの
無機繊維、木材パルプ、竹パルプ、麻パルプ、ケナフパ
ルプ、藁パルプ、バガスパルプ、コットンリンターパル
プ、木綿、羊毛、絹などの天然繊維、古紙再生パルプ、
レーヨン等の再生セルロース繊維やコラーゲン等のタン
パク質、アルギン酸、キチン、キトサン、澱粉などの多
糖類等を原料とした再生繊維など、あるいはこれらの繊
維に親水性や難燃性などの機能を付与した繊維などを単
独または組み合わせて使用し、各種方法によって製造し
たものである。

【００２０】不織布の製造方法については特に制限はな
く、目的・用途に応じて、乾式法、湿式抄造法、メルト
ブローン法、スパンボンド法、フラッシュ紡糸法、エア
レイド法などで得られたウェブを水流交絡法、ニードル
パンチ法、ステッチボンド法などの物理的方法、サーマ
ルボンド法などの熱による接着方法、レジンボンドなど
の接着剤による接着方法で強度を発現させる方法を適宜
組み合わせて製造することができる。

【００２１】本発明に用いられる脱臭剤とは、主に悪臭
を除去する目的で用いられる薬剤であり、具体的には活
性炭、添着活性炭、活性炭素繊維、天然および合成ゼオ
ライト、ハイシリカゼオライト、シリカ、活性アルミ
ナ、活性白土、セピオライト、有機酸系化合物またはイ
オン交換樹脂などの吸着剤、鉄アスコルビン酸や鉄、コ
バルトまたはマンガン等の金属フタロシアニン誘導体な
どの酵素系脱臭剤、酸化チタンや酸化亜鉛などの光触
媒、マンガン系酸化物やペロブスカイト型触媒などの低
温酸化触媒、炭化珪素、窒化珪素、珪酸カルシウム、ア
ルミナ・シリカ系、ジルコニア系などの合成セラミクス
や麦飯石、フェルソング石などの遠赤外線セラミクス、
植物抽出成分に含まれる化合物であるカテキン、タンニ
ン、フラボノイド等を用いた消臭剤などが挙げられる。
これらの脱臭剤は必要に応じて複数のものを併用しても
良く、また、これらの脱臭剤を複合化したハイブリット
脱臭剤としても良い。

【００２２】本発明に用いられる抗菌剤は、細菌、黴類
またはウイルスなどの有害微生物および病原体の除去、
殺滅、失活または繁殖抑制などの目的で用いられる薬剤
であり、具体的には、銀や亜鉛または燐酸カルシウムな
どを主成分とする無機系抗菌剤、ベンツイミダゾール
系、イソチアゾリン系、ピリチオン系、有機ヒ素系、有
機銅系、有機ヨード系、クロロヘキシジン系などの有機
系抗菌剤、キチンやキトサンなどの高分子系抗菌剤、茶
や柿などから抽出されるカテキンや孟宋竹抽出エキス、
ヒノキチオールなどの天然物由来の抗菌剤およびこれら
を複合したハイブリット抗菌剤などが挙げられる。

【００２３】本発明に用いられる抗菌剤はハイブリット
抗菌剤の中でも上記した有機系抗菌剤の抗菌性金属塩で
あることが好ましく、中でもメルカプトピリジン−Ｎ−
オキシド化合物の銀塩、銅塩または亜鉛塩を主成分とす
ることが特に好ましい。この抗菌剤は、主に該金属塩に
由来する細菌類に対する抗菌性および主にメルカプトピ
リジン−Ｎ−オキシド化合物に由来する黴類に対する防
黴性を併せ持つため広範囲な細菌、黴類などの有害微生
物に対して有効な抗菌防黴作用が得られ、さらに高速度
且つ大容量で有効期間が長く、非常に優れた抗菌防黴性
を付与することが可能である。従って、本発明に係わる
抗菌剤として特に有用である。

【００２４】また、メルカプトピリジン−Ｎ−オキシド
化合物の金属塩に加えて、ベンゾイミダゾール化合物、
イソチアゾロン化合物、ベンゾチアゾール化合物もしく
はベンゾチアゾロン化合物の銀塩、銅塩または亜鉛塩を
併用することが更に好ましく、一層広範囲な細菌類およ
び黴類に対して有効な抗菌防黴作用が得られる。

【００２５】メルカプトピリジン−Ｎ−オキシド化合物
の銀塩、銅塩または亜鉛塩を主成分とする抗菌剤は、一
般に、メルカプトピリジン−Ｎ−オキシドのナトリウム
塩をイオン交換処理した水に溶かした水溶液と硝酸銀、
硝酸銅、硝酸亜鉛またはこれら金属塩の混合物をイオン
交換処理した水に溶かした水溶液を撹拌混合することに
よって調製される。生成した塩は水に不溶または難溶で
あるため固形物として析出するが、高い抗菌防黴性を得
るためには、上記の２つの水溶液の混合過程において充
分な撹拌を行って生成する金属塩を微粒子に分散するこ
とが好ましい。

【００２６】本発明に係わる機能性濾材は、本発明の趣
旨を逸脱しない限りにおいて、上記の機能の他に防虫、
殺虫、害虫忌避、芳香、除湿、調湿、吸湿（乾燥）、水
分（湿度）透過、油等の吸着および水や揮発性薬剤等の
蒸散または徐放などの各種機能を有しても良い。

【００２７】本発明に係わる機能性濾材に複数の機能を
付与する方法として、２種類以上の機能性薬剤を併用担
持することができる。また、２種類以上の薬剤の効果が
併用担持によって相殺されたり、好ましくない副作用が
生じる場合や例えば除塵機能を有するエレクトレットフ
ィルターのように薬剤の担持が困難な場合などには、本
発明に係わる機能性濾材は複数の機能性濾材を積層して
多機能濾材としても良い。

【００２８】このような多機能濾材の例として、エレク
トレット濾材と粗塵ネットを積層してなる複合除塵濾
材、油吸着濾材とエレクトレット濾材を積層してなる耐
油性除塵濾材、エレクトレット濾材と脱臭濾材を積層し
てなる除塵・脱臭濾材、エレクトレット濾材と抗菌濾材
を積層してなる除塵・抗菌濾材、エレクトレット濾材と
脱臭濾材と抗菌濾材とを積層してなる除塵・脱臭・抗菌
濾材、ＨＥＰＡ濾材と光触媒濾材を積層してなる高性能
除塵・光触媒濾材、酸性・中性ガス吸着濾材と塩基性ガ
ス吸着濾材を積層してなる複合脱臭濾材、光触媒濾材と
オゾン除去濾材を積層してなる光触媒・オゾン除去濾
材、および脱臭濾材と芳香濾材を積層してなる脱臭・芳
香濾材などが挙げられる。

【００２９】複数の濾材を積層する方法の一例として、
ピンソニック法などによる融着、ホットメルトスプレー
法やいわゆるシンター法等のホットメルトパウダー式ラ
ミネート法などによる接着、ステッチボンド法などによ
る縫合またはニードルパンチ法やいわゆるスパンレース
法等の水流交絡法などによる交絡などの貼り合わせ方法
が挙げられる。

【００３０】本発明に係わる中しんの波形状は、一般的
な正弦波または疑似正弦波の他、海波、三角波、方形
波、半円や扇形の弧がつながった波などの波形であって
も良く、特に限定されるものではないが、角の無いなめ
らかな曲線を描く形状が好ましく、高い通気性が得られ
る。これは、折り曲げた角、特に鋭利な角があると、角
の部分でフィルター濾材が厚密化して通気性が低下する
とともに、角付近ではフィルター濾材同士が接近してい
て通気できる間隔が狭いため、通気抵抗が大きくなり、
通気性が阻害される原因となるからである。

【００３１】本発明に係わる剥離シートは、代表例にＪ
ＩＳ−Ｐ−０００１に記載の剥離紙があり、一般に紙や
樹脂フィルムなど支持体の表面にポリシロキサン等のシ
リコーン系樹脂やパーフルオロカーボン等のフッ素系樹
脂などからなる剥離層を設けてなるシートである。この
ような剥離層は、撥水性または撥油性が高く、接着剤等
を用いて一旦貼り合わせた後に再剥離が可能である。剥
離層を設ける方法は特に限定されるものではないが、固
形状の剥離剤を加熱溶融した状態で塗布する方法、剥離
剤を溶剤に溶解した塗液または剥離剤の水性懸濁液から
なる塗液を塗布・乾燥する方法、および流動性を有する
架橋性剥離剤を塗布した後に電子線照射または紫外線照
射などによって架橋させ皮膜を形成する方法などが挙げ
られる。

【００３２】本発明に係わる剥離シートは、ライナとし
て中しんと一旦接着した後に中しんから剥脱されるが、
この剥脱時または剥脱後に巻き取って、本発明に係わる
ライナとして再利用することができる。

【００３３】本発明に係わる片面段ボールを作製する際
の接着剤は特に限定されるものではないが、剥離シート
と充分に接着し且つ容易に剥脱できるものが好ましく、
澱粉系接着剤、エチレン酢酸ビニル共重合体などのポリ
酢酸ビニル系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤ま
たは湿気硬化型ウレタン系接着剤などを挙げることがで
き、また、ライナとしての剥離シートまたは中しんが熱
可塑性または圧着性などの接着性を有する場合には、所
望に応じて接着剤を使用しなくても良い。

【００３４】本発明に係わる通気性基材を装着する方法
として、ネット、フォームなどの発泡体または不織布な
どの通気性基材をホットメルト接着剤などを用いて貼り
合わせる方法や幅２〜１０ｍｍ程度のポリエチレンなど
の熱可塑性樹脂からなる帯状樹脂を適当な間隔をあけて
装着する方法などが挙げられるが、特にこれらの方法に
限定されるものではない。

【００３５】本発明に係わる通気性基材は、所望に応じ
て上記に挙げた機能性濾材と同じように、脱臭、抗菌ま
たは除塵などの空気清浄化機能を有しても良い。

【００３６】

【実施例】以下、実施例により更に本発明を詳細に説明
するが、本発明はその主旨を越えない限り、これらに限
定されるものではない。

【００３７】［調製例１］ポリエステル繊維とレーヨン
繊維とをアクリルレジンボンドしてなる坪量４５ｇ／ｍ
²の乾式不織布に、ハイシリカゼオライトおよび光触媒
性酸化チタンからなる脱臭剤８５重量％と、スチレン−
アクリル共重合樹脂エマルジョンからなるバインダー１
５重量％とを撹拌混合してなる塗液を乾燥重量で３０ｇ
／ｍ²含浸塗工して乾燥して光触媒脱臭濾材を作成し、
これを調製例１の機能性濾材とした。

【００３８】［調製例２］調製例１において、ハイシリ
カゼオライトおよび光触媒性酸化チタンからなる脱臭剤
に代えて、活性炭とする以外は全て調製例１と同一にし
て作製した活性炭フィルターと、市販のポリプロピレン
スパンボンド製エレクトレット濾材とをホットメルトス
プレー法で貼り合わせて除塵・脱臭濾材を作製し、これ
を調製例２の機能性濾材とした。

【００３９】次いで、本発明のフィルターの製法の実施
例に関して記す。

【００４０】実施例１ ＪＩＳ−Ｚ−１５１６に記載の「外装用段ボール」に準
拠して、調製例１の機能性濾材を中しん、および市販の
剥離シートをライナに用いて、シングルフェーサにより
片面段ボールを作製した。次いで、片面段ボールの中し
ん面に通気性基材として幅５ｍｍの帯状ポリエチレンを
片面段ボールの流れ方向に沿って５０ｍｍ間隔で中しん
の段頂とホットメルト接着により装着した後に、該剥離
シートを剥脱し、フィルターを作製した。

【００４１】実施例２ ＪＩＳ−Ｚ−１５１６に記載の「外装用段ボール」に準
拠して、調製例２の機能性濾材を中しん、および市販の
剥離シートをライナに用いて、シングルフェーサにより
片面段ボールを作製した。次いで、片面段ボールの中し
ん面に通気性基材として片面にホットメルト樹脂加工を
施したポリプロピレン製ネットを中しんの段頂にホット
メルト接着により装着した後に、該剥離シートを剥脱
し、フィルターを作製した。

【００４２】比較例１ ＪＩＳ−Ｚ−１５１６に記載の「外装用段ボール」に準
拠して、調製例１の機能性濾材を中しん、およびポリエ
ステル繊維とレーヨン繊維とをアクリルレジンボンドし
てなる坪量４５ｇ／ｍ²の乾式不織布をライナに用い
て、シングルフェーサにより片面段ボールを作製してフ
ィルターを作製した。

【００４３】比較例２ ＪＩＳ−Ｚ−１５１６に記載の「外装用段ボール」に準
拠して、調製例２の機能性濾材を中しん、およびポリエ
ステル繊維とレーヨン繊維とをアクリルレジンボンドし
てなる坪量４５ｇ／ｍ²の乾式不織布をライナに用い
て、シングルフェーサにより片面段ボールを作製してフ
ィルターを作製した。

【００４４】比較例３ ＪＩＳ−Ｚ−１５１６に記載の「外装用段ボール」に準
拠して、調製例１の機能性濾材を中しん、および実施例
２に用いたポリプロピレン製ネット（但しホットメルト
樹脂加工を施していないもの）をライナに用いて、シン
グルフェーサにより片面段ボールの作製を試みたが、中
しんの段頂に付着した接着剤がライナであるネットを通
過してプレスロールに付着してしまい、フィルターを連
続して作製することはできなかった。

【００４５】実施例および比較例の製法で得られたフィ
ルターの圧力損失を以下の方法で測定した。

【００４６】［圧力損失測定］ＪＩＳ−Ｂ−９９０８に
準拠して、風速１ｍ／秒における実施例および比較例の
製法で得られたフィルターの圧力損失を測定した。

【００４７】圧力損失測定の結果は、実施例１の製法で
得られたフィルターの圧力損失測定は１３Ｐａ、実施例
２の製法で得られたフィルターの圧力損失測定は１９Ｐ
ａ、比較例１の製法で得られたフィルターの圧力損失測
定は３３Ｐａ、比較例２の製法で得られたフィルターの
圧力損失測定は４０Ｐａであった。この結果から、本発
明のフィルターの製法に従って得られたフィルターは通
気性が特に優れることが分かる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、通気性に優れた片面段
ボール形状のフィルターを作製することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＪＩＳ−Ｚ−１５１６に記載の「外装用
   段ボール」に準拠して、機能性濾材を中しん、および剥
   離シートをライナに用いて片面段ボールを作製し、次い
   で、該片面段ボールの中しん面に通気性基材を装着した
   後に該剥離シートを剥脱することを特徴とするフィルタ
   ーの製法。