JP2005037076A - 気化フィルター用不織布集合体 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の気化式加湿器の気化フィルターに比し揚水量，保水量が充分で、特別に風量を上げることなくコンパクトで気化性能を向上させる。

【解決手段】親水性繊維と、熱融着性繊維からなる不織布１の平板と、コルゲート加工又はプリーツ加工された前記不織布２とを、コルゲート加工又はプリーツ加工された不織布の山部の頂点で熱融着により線接着一体化して不織布構造体Ａとなし、該構造体Ａの線接着方向の角度が空気流入方向に対し５〜２５°の範囲にあるよう重ね合わせて気化フィルター用不織布集合体とした。

【選択図】 図２

Description

本発明は、ビル用空調機，居室用空調機などに用いられる加湿器の気化フィルター用不織布集合体に関するものである。

一般に加湿器には超音波により水を霧状にして放出する超音波方式のものと、水を加熱して沸騰蒸発させる加熱方式のものと、吸水性を有する加湿エレメントを備えた加湿フィルター表面にある水分を送風によって気化させる気化方式のものがある。

このうち、超音波方式や加熱方式は装置が比較的小さくでき、多量の加湿量を得ることができるが、超音波方式では水中の不純物が水と一緒に空気中に放出されるために衛生面で問題を有している。

また、加熱方式は消費電力が大きいために電気代が高くなる等の問題を有している。

一方、気化方式の加湿器は加湿フィルターの加湿エレメントに風を通過させたり、加湿エレメントに沿って風を流して加湿エレメントが保持している水を気化させることで行うために、不純物が空中に放出されることもなく、また過度な湿度となってしまうこともなく、しかも送風用のファンにおけるモーターの消費電力も少なく済むなどの利点を有している。

しかし、従来の気化式の加湿器は上記利点の反面、加湿量が少なく、また長期運転時や運転休止時に加湿量が低下するという問題があった。

そこで、この問題に対して従来は親水性焼結成型材料を用いたり、エレメント材料の表面に突起や凹凸をつけたり、不織布エレメントに極細繊維を使用したりした試みがなされている。（例えば特許文献１，２，３参照）

更に、加湿器に使用される気化フィルターはハニカム構造がよく使用されているが、通過する空気の抵抗があり、また唸り等の問題がある。（例えば特許文献４参照）

また加湿器に使用する気化エレメントの形態はコンパクトにする要求もある。

特開昭６２−１７２１２０号公報 特開平３−１３４４２７号公報 特開平８−１５９５２６号公報 特開平１０−１３７５２３号公報

ところで、上記のような従来の気化式加湿器は、その加湿性能が風量や気化フィルターと空気との接触面積等によって異なる。そして、この風量は気化フィルターが風を通過させる場合の通過抵抗の大きさに影響され、接触面積は風が気化フィルターに沿って通過するフィルター表面により変わる。そのため高加湿を得るためには、ファン回転数を上げ通過する風量を多くしたり、気化フィルターに細かい孔をあけて表面積を大きくする等の必要があるが、風量を上げることは騒音の問題や本体が大型化する等の問題がある。

本発明は上述の如き実状に鑑み、これに対処し、上記課題を解決しようとするものであり、特に気化式の加湿器に使用される気化フィルターの構成繊維素材ならびに該繊維素材の不織布による重ね合わせ構造を見出すことにより、特別に風量を上げることなく、コンパクトで気化性能に優れた気化フィルター用不織布集合体を提供するものである。

上記課題の解決に適合する本発明不織布集合体は、以下の各特徴からなる。

先ず、本発明の請求項１に係る発明は、基本となる不織布集合体の構成であり、親水性繊維と、熱融着性繊維からなる不織布の平板と、コルゲート加工又はプリーツ加工された前記不織布とを、コルゲート加工又はプリーツ加工された不織布の山部の頂点を熱融着により線接着一体化してなる不織布構造体を、該構造体の線接着方向の角度が空気流入方向角度に対し５〜２５°の範囲にあるよう重ね合わせて不織布集合体となしたことを特徴とする。

請求項２〜請求項７は上記発明における不織布構造体の好ましい夫々の具体的態様であり、請求項２は上記不織布構造体の揚水速度が５．０ｍｉｎ／５ｍｍ以下であること、請求項３は上記不織布構造体の通気度が１０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ〜１００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃの範囲であること、請求項４は上記不織布構造体を構成する一方の不織布が交絡処理後に、コルゲートは又はプリーツ加工が施され、その山と山の間が５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲であり、山と谷の間が３．０ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲であること、請求項５は、上記不織布構造体を構成する前記親水性繊維と熱融着性繊維からなる不織布の混繊比率が８５／１５質量％〜３０／７０質量％で、該不織布の目付が５０ｇ／ｍ^２〜２００ｇ／ｍ^２であり、かつ、厚さが０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であること、また、請求項６は上記不織布構造体を構成する親水性繊維がレーヨン繊維であること、また請求項７は上記不織布構造体を構成する熱融着性繊維が同種あるいは異種の高融点繊維と低融点繊維からなるサイドバイサイドあるいは芯鞘の構造を有するいずれかの複合繊維であることを夫々、好ましい特徴としている。

上記本発明気化フィルター用不織布集合体は、以下の如き各効果を有する。

（イ）親水性繊維を含む不織布の平板と、コルゲート又はプリーツ加工された平板との組み合わせであるため、気化量に対して揚水量，保水量を十分、確保することができる。

（ロ）不織布集合体は不織布構造体の線接着の方向角度が空気流入方向角に対し５°〜２５°の範囲で重ね合わされているため、空気の流入速度に対して抵抗がなく、従って抵抗による唸りを生じることがない。

また、有効通過空気が多くなり、特別に風量を上げることなく、コンパクトで気化性能に優れた効果を有する。

本発明に係る加湿器に好適な気化フィルター用不織布は、親水性繊維と熱融着性繊維からなる不織布であって、本発明は該不織布の平板と、コルゲート加工又はプリーツ加工した該不織布とをコルゲート加工又はプリーツ加工した不織布の山部頂点による線接着により一体の不織布構造体として、この不織布構造体を線接着方向の角度が空気流入角度に対し５°〜２５°の範囲にあるように重ね合わせて形成した不織布集合体よりなる。

ここで、上記不織布を構成する親水性繊維とは、天然繊維、例えばウール，絹，綿，麻やレーヨン，ポリノジックや合成繊維に親水加工を施したものが挙げられる。特に好ましくはレーヨンである。

また、熱融着性繊維としてはポリエステル繊維（融点２５０℃から２７０℃程度）と低融点ポリエステル繊維（融点１００℃から１８０℃程度）の複合繊維，エステル／ナイロン複合繊維，ポリエステル／ポリエチレン複合繊維，ポリエチレン／ポリプロピレン複合繊維などが挙げられる。

特にポリエステル繊維と低融点ポリエステル繊維の複合繊維は最も好適であり、かつ実用的である。

そして、これら親水性繊維と熱融着性繊維は互いに混繊して不織布構成に使用するが、不織布を構成する親水性繊維と熱融着性繊維の混繊比率としては８５／１５質量％〜３０／７０質量％が好ましく、親水性繊維の混繊比率が８５質量％を超えると、即ち、熱融着性繊維が１５質量％未満であると、不織布内の繊維間の接着が不十分となり、コルゲート加工やプリーツ加工の成型性が悪くなり、安定したコルゲートやプリーツの形が得られない。

更にこれら加工された不織布の山部頂点と平板の不織布とを線接着で一体の不織布構造体となす場合、接着が充分に達成できず、腰のない不織布構造体となり、使用に耐えられないものとなる。

一方親水性繊維が３０質量％未満、即ち、熱融着性繊維が７０質量％を超えるとコルゲート加工やプリーツ加工の成型性で板状の硬いものとなり、揚水量や保水/性が低下するので好ましくない。

従って、上記８５／１５質量％〜３０／７０質量％の混繊比率は最も効果的である。

、なお、これら親水性繊維と熱融着性繊維は通常、不織布の目付が５０ｇ／ｍ^２〜２００ｇ／ｍ^２の範囲であることが好適であり、５０ｇ／ｍ^２未満であると不織布が０．３ｍｍ以下となり、薄すぎて形態保持が不十分である。

また、水分の揚水性や保水性が悪く、空気の通過時、振動を起こし唸りを生じて、騒音の点で問題となり、好ましくない。

目付が２００ｇ／ｍ^２を超えると不織布の厚さが水分の揚水性や保水性を確保すると１．５ｍｍ以下を得ることが難しく、コルゲート加工やプリーツ加工の成型が悪くなる。

また、水分の気化のために必要な空気量が厚さが１．５ｍｍ以上では通過抵抗が大きくなり、その結果、気化量が低下するので好ましくない。

しかして、上記親水性繊維と熱融着性繊維からなる不織布の形成において、親水性繊維と熱融着性繊維からなる短繊維を交絡するが、この交絡処理には、既知の交絡手段が使用可能であり、特にウオータジェット処理は好ましく、ニードル針による交絡処理は繊維間の交絡状態をコントロールし難いので好ましくない。

また、上記不織布は平板として使用する一方、コルゲート加工又はプリーツ加工により襞付不織布として使用される。この場合、交絡処理された不織布にコルゲートあるいはプリーツ加工を施した後の不織布の山と山の間が５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲であり、山と谷の間が３．０ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲であるように加工することがよく、山と山の間が５．０ｍｍ未満であるとループが細かすぎて空気の通過抵抗が大きくなり、好ましくない。

また、１０．０ｍｍを越えると空気が通過する空間が大きく通過抵抗が小さく、その結果、気化量が低下して好ましくない。

更に、山と谷が３．０ｍｍ未満では山と山と同じように空気の抵抗が大きくなり、好ましくない。

また山と谷が８．０ｍｍを越えると空気が通過する空間が大きく通過抵抗が小さく、その結果、気化量が低下するので好ましくない。

なお、不織布の平板とコルゲート加工又はプリーツ加工された不織布とは山部の頂点を熱融着して一体化し、不織布構造体に形成されるが、この不織布構造体は、その揚水速度が５．０ｍｉｎ／５ｃｍ以下であることが必要である。

揚水速度が５．０ｍｉｎ／５ｃｍを越えると水の揚水量が少ないため所望の気化量が得られにくいので好ましくない。

また、不織布の平板とコルゲート加工又はプリーツ加工された不織布の山部の頂点を熱融着して一体化した不織布構造体は通気度が１０．０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ〜１００．０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃの範囲であることが好ましく、通気度が１０．０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ未満ではフィルターを通過する空気の量が少なくなるために所望の気化量を得ることが難しく、また通気度が１００．０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃを超えるとフィルターを通過する空気の量が多くなるが、水の蒸発が充分に対応できないので結果として気化量が低下するので好ましくない。

以上のような不織布の平板と、コルゲート加工又はプリーツ加工された不織布とは、後者の不織布の山部の頂点を熱融着により線接着し、一体化して不織布構造体に形成されるが、この不織布構造体はその線接着方向の角度が空気流入角、即ち、空気流入方向の角度に対し５°から２５°の範囲の角度をもって重ね合わされた状態で不織布集合体としてケース内に収納され、気化フィルターに供されるが、この場合、線接着の角度が空気流入角に対し５°未満であると空気の流入角の効果が乏しい。

また、線接着の角度が空気流入角に対し２５°を超えるとコルゲート又はプリーツの通路を通過する空気の有効通過空気が少なくなり、残りの気化フィルターの抵抗が大きくなるので空気の風速が低下し通気量が少なくなる。その結果、気化量が低下するので好ましくない。

なお、重ね合わされる不織布構造体の数は気化フィルターに応じて適宜、選定されるが、実用的には２０〜６０個位である。

添付図面は上記の如く不織布より不織布構造体、そして気化フィルター用不織布集合体を作成する態様であり、図１は親水性繊維と熱融着性繊維からなる不織布１を示し、図２は不織布１にコルゲート又はプリーツ加工された不織布２を接着した不織布構造体Ａを示している。

図３は上記不織布構造体Ａを並置してケース３内に収納し、気化フィルターに形成したもので、図４はこの場合の空気流入方向に対する線接着方向の角度αを示している。

以下、更に本発明の実施例及び比較例を示す。

繊度３．０デシテックス（ｄｔｅｘ）で繊維長５１ｍｍのレーヨン繊維５０質量％と繊度５．８デシテックスで繊維長５１ｍｍのポリエステル／低融点ポリエステル複合繊維（低融点ポリエステルの融点：１１０℃）５０質量％を均一混合し、次いで、カーディング加工を施し目付８０ｇ／ｍ^２の短繊維繊維層を得た。

引き続き、該短繊維繊維層をウオーターパンチ処理で繊維間の交絡処理をし、同時に抗菌加工を施して均一な不織布を得た。

引き続き、片側は常温で対抗側は１６０℃に加熱された一対の歯車（山と山の間の距離８ｍｍ、山と谷の間の距離が５ｍｍ）に通しコルゲート加工し、連続して該コルゲート加工された不織布の山部を平板の不織布に接着し、不織布構造体を得た。

この不織布構造体の山部稜線の角度を２０°になるようにして巾５０ｍｍ、高さ９０ｍｍに切り出した。

この不織布構造体を４０個重ね合わせて１７０ｍｍの巾にセットして本発明の気化フィルター用不織布集合体を得た。

繊度３．０デシテックス（ｄｔｅｘ）で繊維長５１ｍｍのレーヨン繊維５０質量％と繊度５．８デシテックスで繊維長５１ｍｍのポリエステル／低融点ポリエステル複合繊維（低融点ポリエステルの融点：１１０℃）５０質量％を均一混合し、次いでカーディング加工を施し目付８０ｇ／ｍ^２の短繊維繊維層を得た。

引き続き、該短繊維繊維層をウオーターパンチ処理で繊維間の交絡処理をし、同時に抗菌加工を施して均一な不織布を得た。

引き続き、片側は常温で対抗側は１６０℃に加熱された一対の歯車（山と山の間の距離８ｍｍ、山と谷の間の距離５ｍｍ）に通しコルゲート加工し、連続して該コルゲート加工された不織布の山部を平板の不織布に接着し、不織布構造体を得た。

この不織布構造体の山部稜線の角度を１０°になるようにして巾５０ｍｍ、高さ９０ｍｍに切り出した。

この不織布構造体を４０個重ね合わせて１７０ｍｍの巾にセットして本発明の気化フィルター用不織布集合体を得た。

繊度３．０デシテックス（ｄｔｅｘ）で繊維長５１ｍｍのレーヨン繊維５０質量％と繊度５．８デシテックスで繊維長５１ｍｍのポリエステル／低融点ポリエステル複合繊維（低融点ポリエステルの融点：１１０℃）５０質量％を均一混合して、次いでカーディング加工を施し目付１５０ｇ／ｍ^２の短繊維繊維層を得た。

引き続き、該短繊維繊維層をウオーターパンチ処理で繊維間の交絡処理をし、同時に抗菌加工を施して均一な不織布を得た。

引き続き、片側は常温で対抗側は１６０℃に加熱された一対の歯車（山と山の間の距離８ｍｍ、山と谷の間の距離５ｍｍ）に通しコルゲート加工し、連続して、該コルゲート加工された不織布の山部を平板の不織布に接着し、不織布構造体を得た。

この不織布構造体の山部稜線の角度を２０℃になるようにして巾５０ｍｍ、高さ９０ｍｍに切り出した。

この不織布構造体を４０個重ね合わせて１７０ｍｍの巾にセットして本発明の気化フィルター用不織布集合体を得た。

繊度３．０デシテックス（ｄｔｅｘ）で繊維長５１ｍｍのレーヨン繊維７５質量％と繊度５．８デシテックスで繊維長５１ｍｍのポリエステル／低融点ポリエステル複合繊維（低融点ポリエステルの融点：１１０℃）２５質量％を均一混合し、次いでカーディング加工を施し目付８０ｇ／ｍ^２の短繊維繊維層を得た。

引き続き、該短繊維繊維層をウオーターパンチ処理で繊維間の交絡処理をし、同時に抗菌加工を施して均一な不織布を得た。

引き続き、片側は常温で対抗側は１６０℃に加熱された一対の歯車（山と山の間の距離８ｍｍ、山と谷の間の距離５ｍｍ）に通しコルゲート加工し、連続して、該コルゲート加工された不織布の山部を平板の不織布に接着し、不織布構造体を得た。

この不織布構造体の山部稜線の角度を２０°になるようにして巾５０ｍｍ、高さ９０ｍｍに切り出した。

この不織布構造体を４０個重ね合わせて１７０ｍｍの巾にセットして本発明の気化フィルター用不織布集合体を得た。

（比較例１）

実施例１と同じようにレーヨン繊維とポリエステルの複合繊維を用いカーディング加工を施して、引き続きウオーターパンチ処理で繊維間の交絡処理をし、同時に抗菌加工を施して均一な不織布を得た。

更に、実施例１と同様にコルゲート加工を施し不織布構造体を得た。この不織布構造体の山部稜線の角度を巾方向に平行になるようにして巾５０ｍｍ、高さ９０ｍｍに切り出した。この不織布構造体を４０個重ね合わせて１７０ｍｍの巾にセットして不織布集合体を得た。

（比較例２）

実施例１と同じようにレーヨン繊維とポリエステルの複合繊維を用いカーディング加工を施して、引き続きウオーターパンチ処理で繊維間の交絡処理をし、同時に抗菌加工を施して均一な不織布を得た。

更に、１６０℃の熱風処理で繊維間の接着処理を行った。

この不織布を巾５０ｍｍ、高さ９０ｍｍに切り出した。これを８０枚、等間隔１７０ｍｍの巾にセットし、不織布集合体を得た。

（比較例３）

実施例１と同じようにレーヨン繊維とポリエステルの複合繊維を用いカーディング加工を施して、引き続きウオーターパンチ処理で繊維中の交絡処理をし、同時に抗菌加工を施して均一な不織布を得た。

更に、１６０℃の熱風処理で繊維間の接着処理を行った。

この不織布を高さ９０ｍｍで巾５０ｍｍを４０回折り返して（８０枚等間隔）１７０ｍｍの巾にセットし、不織布集合体を得た。

以上の実施例及び比較例で得た各不織布集合体について効果を確認するため不織布，不織布構造体及び不織布集合体の夫々について下記測定方法に従って特性評価を行った。

（ａ）目付量：ＪＩＳ Ｌ１９０６の５．２に記載の方法に準拠して求めた。

（ｂ）厚さ ：ＪＩＳ Ｌ１９０６の５．１に記載の方法に従って荷重２ＫＰａで測定し た。

（ｃ）不織布構造体の山山／山谷の寸法測定方法 ：不織布をコルゲート又はプリーツ加 工し、平板不織布と一体化した不織布構造体の山と山、山と谷の寸法はノギスで測 定した。

測定はｎ＝５を夫々測定し、その平均で示す。（単位はｍｍ）

（ｄ）通気度：カトーテック通気度試験機を用いて測定した。

ｎ＝３の平均

（ｅ）揚水速度測定方法：

（イ）試料を巾５０ｍｍ×長さ９０ｍｍの大きさに切り出す。

（ロ）試料の上端を挟んで垂直に吊す。

（ハ）試料の下端を下から１５ｍｍ水槽に浸ける。

（ニ）水面から５ｃｍまで吸い揚げる時間を測定する。

表示はｍｉｎ／５ｃｍで示す。

（ｆ）加湿量の測定方法：

東芝ホームテクノ（株）加湿器（ＫＡ−Ａ５ＸＬ）の気化フィルターのトレイに試 料をセットし、１５分後に加湿運転をし、６０分後の水量を測定した。

加湿量＝初めの水重量−６０分後の水の量（ｇ）

（ｇ）唸り評価：

東芝ホームテクノ（株）加湿器（ＫＡ−Ａ５ＸＬ）の気化フィルターのトレイに試 料をセットし、１５分後に加湿運転をした。

唸りなし ○

唸りあり ×

上記測定による特性評価を表１に示す。

上記本発明による不織布集合体はビル用空調機，居室用空調機などに用いられる加湿器の気化フィルターに適用し、吸い揚げ速度，吸い揚げ量，気化量等に優れ、有効に利用することができる。

本発明不織布集合体の基本素材をなす不織布の概要斜視図である。 本発明における不織布構造体の１例を示す概要斜視図である。 本発明に係る不織布集合体の１例を示す斜視図である。 本発明不織布集合体における不織布構造体の線接着方向角度と、空気流入方向角度の関係を示す説明図である。

符号の説明

１ 不織布

２ コルゲート又はプリーツ加工した不織布

３ ケース

Ａ 不織布構造体

Ｂ 不織布集合体

Claims (7)

1. 
   親水性繊維と、熱融着性繊維からなる不織布の平板と、コルゲート加工又はプリーツ加工された前記不織布とを、コルゲート加工又はプリーツ加工された不織布の山部の頂点で熱融着により線接着し、一体化してなる不織布構造体を、該構造体の線接着方向の角度が空気流入方向に対し５〜２５°の範囲にあるよう重ね合わせて不織布集合体となしたことを特徴とする気化フィルター用不織布集合体。
   
2. 
   不織布の平板とコルゲート又はプリーツ加工された不織布の山部の頂点を熱融着して一体化した不織布構造体の揚水速度が５．０ｍｉｎ／５ｃｍ以下である請求項１記載の気化フィルター用不織布集合体。
   
3. 
   不織布の平板とコルゲートあるいは、プリーツ加工された不織布の山部の頂点を熱融着して一体化した不織布構造体の通気度が１０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ〜１００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃの範囲である請求項１または２記載の気化フィルター用不織布集合体。
   
4. 
   不織布構造体を構成する一方の不織布が交絡処理後に、コルゲート又はプリーツ加工が施され、その山と山の間が５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲であり、山と谷の間が３．０ｍｍ〜８．０ｍｍの範囲である請求項１，２または３記載の気化フィルター用不織布集合体。
   
5. 
   親水性繊維と熱融着性繊維からなる不織布の混繊比率が８５／１５質量％〜３０／７０質量％で、該不織布の目付が５０ｇ／ｍ^２〜２００ｇ／ｍ^２であり、かつ、厚さが０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲である請求項１，２，３または４記載の気化フィルター用不織布集合体。
   
6. 
   不織布構造体を構成する親水性繊維がレーヨン繊維である請求項１，２，３，４，または５記載の気化フィルター用不織布集合体。
   
7. 
   不織布構造体を構成する熱融着性繊維が同種あるいは異種の高融点繊維と低融点繊維からなるサイドバイサイドあるいは芯鞘の構造を有する何れかの複合繊維である請求項１〜６の何れかの項に記載の気化フィルター用不織布集合体
   

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