JP2005238215A

JP2005238215A - エアフィルタ

Info

Publication number: JP2005238215A
Application number: JP2004090534A
Authority: JP
Inventors: Shiro Hayashi; 嗣郎林
Original assignee: Nippon Muki Co Ltd
Current assignee: Nippon Muki Co Ltd
Priority date: 2004-02-28
Filing date: 2004-02-28
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2024-02-28
Also published as: JP4472398B2

Abstract

【課題】シリコーン樹脂及び耐熱性の無機系のシール剤を使用することなく、高温域でも使用でき、且つ、エアフィルタの製作のための作業効率を向上させることができるエアフィルタを提供する。
【解決手段】
ジグザグ状に折り畳まれた濾紙の折り畳み空間に波形のセパレータを介挿したフィルタパックを、前記濾紙のジグザグ状の端部側に配置した平均繊維径１μｍ以下の超極微細ガラス繊維からなる密度２０〜１２０ｋｇ／ｍ^３のシート状シール材を介してフィルタ枠に収容したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、乾燥機等の循環空気清浄用、焼却炉の排ガス処理用として使用され、高温域でも使用することが可能な耐熱性を有するエアフィルタに関する。或いは、また、室温又は比較的低温域の半導体、食品、病院等の空気清浄器用としても使用されるエアフィルタに関する。

従来、この種のエアフィルタとしては、例えば、特許文献１に開示されるように、フィルタパックとフィルタ枠との間にガラス綿のクッション材層を設け、更に、前記クッション材層の前後端部にシリコーン樹脂等の接着剤で二重シール層としたものが知られている。
前記接着剤層は、耐熱性が要求されるために、シリコーン樹脂により構成されていた。このシリコーン樹脂製接着剤は、フィルタ使用時に、シロキサンガスを発生する。前記シロキサンガスは、親水性を撥水性に変える性質があり、また、粒子化することでフィルタ下流側にある物質に悪影響を与えるおそれがあった。
このため、シリコーン樹脂等の接着剤を用いない構造として、図５に示すように、ジグザグ状に折り畳まれた濾紙ａ及びセパレータｂからなるフィルタパックｃとフィルタ枠ｇとの間に、極細ガラス繊維製のシート状シール材ｆを設けるとともに、濾紙ａのジグザグ状に折り畳まれた空間内の上下端部に極細ガラス繊維製の綿状のシール材ｄ，ｅを嵌入することが提案されている。この構造では、極細ガラス繊維製の綿状のシール材が低密度であるために、これをフィルタ枠ｇとフィルタパックｃとで押圧挟持することにより、シール性のバラツキが生じやすくなる問題を改善し、前後端部にシリコーン樹脂等の接着剤を用いなくてもシール性を確保することができるものである。
ところが、極細ガラス繊維製の綿状シール材ｄ，ｅの嵌入作業が手作業となり、作業性が悪くエアフィルタの生産効率が低下し、エアフィルタのコスト高につながる問題がある。

そこで、シリコーン樹脂を使用せず、作業効率を向上させることを目的としたものとして、特許文献１のシリコーン樹脂の代わりに、セラミックセメント等の無機系接着剤を使用することが特許文献２において提案されている。
しかしながら、特許文献２の無機系接着剤は、非常に高価であるという問題があり、更なる改善が望まれていた。
実開昭６１−５１９２４号公報（請求項１）実開昭６３−６０２３号公報（請求項１）

そこで、本発明は、シリコーン樹脂及び耐熱性の無機系のシール剤を使用することなく、高温域でも使用でき、且つ、エアフィルタの製作のための作業効率を向上させることができるエアフィルタを提供することをその目的とするものである。

本発明のエアフィルタは、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の通り、ジグザグ状に折り畳まれた濾紙の折り畳み空間に波形のセパレータを介挿したフィルタパックを、前記濾紙のジグザグ状の端部側に配置した平均繊維径１μｍ以下の超極微細ガラス繊維からなる密度２０〜１２０ｋｇ／ｍ^３のシート状シール材を介してフィルタ枠に収容したことを特徴とする。
また、請求項２に記載のエアフィルタは、請求項１に記載のエアフィルタにおいて、前記フィルタパックの中間領域に位置する少なくとも１枚の前記セパレータの代わりに剛性板を介挿し、前記剛性板の上下端部を前記超極微細ガラス繊維のシート状シール材を介してフィルタ枠に当接させるとともに、隣接する前記各セパレータの稜線同士が前記濾紙を介して互いに交叉するようにして配置したことを特徴とする。
また、請求項３に記載のエアフィルタは、請求項２に記載のエアフィルタにおいて、前記剛性板を介挿した濾紙の折り畳み空間のジグザグ状の端部に、超極細ガラス繊維のシール材を埋め込むようにしたことを特徴とする。
また、請求項４に記載のエアフィルタは、請求項１乃至３のいずれかに記載のエアフィルタにおいて、前記フィルタパックにおいて、前記濾紙の高さが、前記セパレータの高さよりも高いことを特徴とする。
また、請求項５に記載のエアフィルタは、前記フィルタ枠を、上下流側にリブが立設された断面コ字状の枠板から構成し、前記リブの先端部を、前記エアフィルタの内方に向かって折り曲げたことを特徴とする。

このように本発明のエアフィルタによれば、シリコーン樹脂シール剤を使用しないため、シロキサンガスの発生という問題がない。更に、高温域でも問題なく使用できる。
また、無機系接着剤を使用しないため、接着剤等を塗布のための時間を必要とせず、エアフィルタの製作時間を短くすることができる。また、高価な無機系接着剤の使用することなく、安価なエアフィルタを提供することができる。
また、超極微細ガラス繊維製のシール材をシート状に形成したため、シール作業性に優れる。また、ガラス原綿製のシール材と比べてシートの密度が高く、シート全面に亘って均一なシール性を確保できる。更に、超極微細ガラス繊維製のシート状シール材により、フィルタ枠が雰囲気温度により膨張収縮してフィルタパックが変形することを防ぐことができるため、フィルタパックとフィルタ枠との間のバイパスリークを良好に防止することができる。
また、シートを構成するガラス繊維が超極微細なため、フィルタパックと接する比表面積が大きくなりシール性が向上する。
また、超極微細ガラス繊維製のシート状シール材を、フィルタ枠に当接させるようにすれば、運搬時等にエアフィルタ自体が受ける衝撃を吸収して、フィルタパックを衝撃から保護し良好な状態を保持することができる。更に、使用中に高熱を受けてセパレータが上下方向に伸びても、その伸びを吸収することになるので、同様にフィルタパックが損傷を受けることを防ぐことができる。
更に、また、フィルタ枠中央部に位置するセパレータの代わりに剛性板を使用するとともに、隣接するセパレータの稜線を互いに交叉させるように配置するようにすれば、濾紙を両側から、セパレータの稜線の交叉部分において安定して挟持固定することができ、フィルタパックを長期に亘り良好な状態に維持することができる。更に、前記剛性板の上下端部に超極細ガラス繊維を詰め込むことで、剛性板の上下端部のシール性を向上させることができる。
また、フィルタパックにおいて、濾紙の高さを、セパレータの高さよりも高くすることにより、超極細ガラス繊維のシール材がフィルタパックの上下端部に食い込むことになり、超極細ガラス繊維のシール材とフィルタパックとの一体化を図ることができ、フィルタパックとフィルタ枠との間のバイパスリークを更に効果的に防止することができる。
また、フィルタ枠のリブを内側に折り曲げることで、超極細ガラス繊維のシート状シール材が外側から見えにくくなり見栄えを良くすることができる。

次に、本発明のエアフィルタについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明のエアフィルタの正面図（ａ）及びそのＡ−Ａ断面図（ｂ）を示すものである。
図中１で示されるものは、フィルタ枠を示し、フィルタ枠１は、上下流側にリブ１ａを立設した４枚の枠板から構成される。尚、リブ１ａの先端部は、フィルタの内側に向かって折り曲げられている。２は、フィルタ枠１内に気密に収容したフィルタパックを示すものである。フィルタパック２は、有機系バインダにより無機質繊維同士を結合した無機質繊維製濾紙２ａをジグザグ状に折り畳み、前記濾紙の折り畳み空間に介挿される波形のセパレータ２ｂ、２ｂ・・・とから構成される。
そして、本発明では、フィルタパック２とその外周のフィルタ枠１との間をシールするために、少なくとも、フィルタパック２のジグザグ状の端部側に、シール層４を設けてフィルタ枠１に収納するようにしている。このシール層４は、平均繊維径１μｍ以下の超極微細ガラス繊維を、密度２０〜１２０ｋｇ／ｍ^３のシート状に形成したものである。

前記無機質繊維製濾紙２ａとしては、例えば、極細ガラス繊維を有機バインダで結合した抄造法によるガラス繊維紙等のＨＥＰＡやＵＬＰＡ用などの濾材を使用できる。
セパレータ２ｂとしては、特に制限するものではないが、アルミニウム、ステンレス金属箔を使用することが好ましい。
超極細ガラス繊維製のシート状シール材４としては、厚さ１〜４ｍｍ、目付８０〜１２０ｇ／ｍ^２、密度２０〜１２０ｋｇ／ｍ^３の無機質繊維で構成したものを使用することができ、例えば、平均繊維径１μｍ以下の超極細ガラス繊維をバインダを用いることなく、紡糸・集綿したシート状に成形したものを使用できる。前記超極細ガラス繊維製のシート状シール材４の密度が１２０ｋｇ／ｍ^３超えると、フィルタ枠１やセパレータ２ｂ等に使用される金属の伸びの吸収性が悪くなり、しかも、フィルタパック２の単位面積当たりの荷重が大きくなり、フィルタパック２を変形させるという問題があり、密度が２０ｋｇ／ｍ^３未満であると、フィルタパック２を押さえる力が小さいためにリークを生じるという問題がある。また、平均繊維径が１μｍを超えると、フィルタパック２のジグザグ状の端部の凹凸にうまくなじまないでシール性が不十分となる。
また、前記フィルタ枠１としては、特に制限するものではないが、アルミニウム、ステンレス、鋼板の金属を使用することが好ましい。

前記エアフィルタにおいて、フィルタパック２の中間領域Ｂに位置する少なくとも１枚の前記セパレータ２ｂの代わりに、図２に示されるように、剛性板５を介挿し、剛性板５の上下端部を超極微細ガラス繊維のシート状シール材層４を介してフィルタ枠１に当接させるようにするとともに、隣接する各セパレータ２ｂ、２ｂの稜線１１、１２同士が、図３に示されるように、無機質繊維製濾紙２ａを介して互いに交叉するように配置することが好ましい。
また、更に、剛性板５を介挿した濾紙２ａの折り畳み空間のジグザグ状の端部に、超極細ガラス繊維のシール材４’を埋め込むようにすることが好ましい。
これにより、フィルタパックを長期に亘り良好、且つ、安定な状態に維持することができる。従って、高温で使用しても形状が安定しているので、フィルタパック２とシート状シール材層４との間に間隙を生じることがないためシール性を向上させることができる。尚、超極細ガラス繊維のシール材４’は、シート状、綿状、フェルト状のいずれであってもよいが、作業性の観点からシート状とすることが好ましい。
尚、前記剛性板５としては、ステンレス、アルミ等の鋼板、硬質合成樹脂板、木、合板等を使用することができる。これらの中でも、特に高温で使用することができる耐熱性、耐食性を有するステンレス鋼板が好ましい。

また、更に、図４に示すように、フィルタパック２における濾紙２ａのフィルタの高さｗ１が、セパレータ２ｂの高さｗ２より高くすることが好ましい。
これにより、シート状シール材４がフィルタパック２の上下端部に食い込むことになり、シート状シール材４とフィルタパック２との一体化を図ることができ、フィルタパックとフィルタ枠との間のシール性を向上させることができるからである。尚、ｗ１に対してｗ２は、数ｍｍ程度短くすることが好ましい。

次に、本発明の具体的実施例につき、従来例、比較例との比較の下に説明する。
本実施例１のエアフィルタは、前記図示したエアフィルタにおいて、そのシール層４を下記表１に示した構成のものとした。尚、従来例１〜３及び比較例１〜２のエアフィルタは、本実施例１のエアフィルタのシール層４に代え、下記表１に示す通りの構成とした。また、実施例１、従来例１〜３及び比較例１〜２のいずれにおいても、組立後のフィルタ寸法は、６１０ｍｍ×６１０ｍｍ×２９０ｍｍの寸法とし、濾紙２ａ及びセパレータ２ｂは、同材料となるように条件を揃えた。
上記の構成の実施例１、従来例１〜３及び比較例１〜２のエアフィルタを作製し、これらのエアフィルタのシール剤使用量、発ガス性、エアフィルタの組立作業性を評価し、その結果を表２に示した。
尚、実施例１のエアフィルタについては、図２に示されるようにセパレータ２ｂとして交叉セパレータを使用し、剛性板５としてＳＵＳ３０４ステンレス鋼板を使用した。

接着剤使用量の評価としては、接着剤を使用しないものを○、使用するものを×とした。
また、発ガス量の評価としては、１台のエアフィルタからのシロキサンガス発生しなかったものを○、発生したものを×とした。
また、エアフィルタの組立作業性としては、実施例１の１台のエアフィルタの組み立てにかかる時間を１００として、相対評価により１００〜１５０を○、１５０超えを×とした。
また、エアフィルタのシール性としては、９９．９７％の濾過効率（粒径０．３μｍ）を達成するものを○、９９．９７％の濾過効率（粒径０．３μｍ）を達成しないものを×とした。尚、加熱試験は、各エアフィルタの雰囲気温度を、１時間で３０〜２５０℃まで上昇させ、７時間２５０℃で維持し、４時間で２５０〜３０℃まで下降させるという１サイクル（１２時間）を、２０サイクル繰り返して行った。
総合評価として、各評価項目の全てが○以上の評価の場合は○、いずれか１つの評価項目に×の評価がある場合は×として評価した。

表２に示される通り、本発明の実施例１のエアフィルタは、超極細ガラス繊維シート状シール材を使用しているため、従来例３に比べて短い時間でエアフィルタを製作できることがわかった。
また、実施例１のエアフィルタは、エアフィルタのシール性においても、クラックの発生や、フィルタ枠又はセパレータの金属伸びに濾材が追随できずにパイパスリークを発生する等の問題がなかったので、優れた捕集効率を得ることがわかった。特に、セパレータの稜線を互いに交叉させるとともに、剛性板を使用したことでシール性が優れることがわかった。
また、実施例１のエアフィルタは、エアフィルタの接着剤使用量において、従来例１、２に比べて優れ、発ガス量においても、従来例１に比べて優れることがわかった。
また、比較例１、２は、シート状シール材を構成するガラス繊維が実施例と比べて平均繊維径が大きいため、フィルタ枠及びフィルタパックとの密着性が低下してエアフィルタのシール性を低くしたものと考えられる。

次に、下記表３に記載の室温で使用する従来例４のエアフィルタと実施例２のエアフィルタについて、シール剤使用量とフィルタの組立作業性、並びに、組み立てられたエアフィルタのシール性を評価し、その結果を表４に示した。尚、実施例２のエアフィルタの構成は、実施例１のエアフィルタから剛性板５を取り除き、セパレータ２ｂの配置を交叉させるのではなく、従来例と同様に通常の配置とした。

接着剤使用量の評価としては、接着剤の使用しないものを○、使用するものを×とした。
また、フィルタの組立作業性としては、従来例４の１台のエアフィルタの製作にかかる時間を１００として、相対評価により９０〜１１０を○、１１０未満を×とした。
また、エアフィルタのシール性としては、室温でエアフィルタの捕集効率が９９．９７％（粒径０．３μｍ）以上を○、９９．９７％（粒径０．３μｍ）未満を×とした。

総合評価として、各評価項目の全てが○以上の場合は○、いずれかの評価項目において×の評価がある場合は×として評価した。

表４に示される通り、実施例２のエアフィルタは、超極細ガラス繊維シート状シール材を使用しているが、従来例４と同等の時間でフィルタを製作することができることがわかった。また、実施例２のエアフィルタは、フィルタパックとの密着性に優れるためシール性が優れることがわかった。また、実施例２のエアフィルタは、シール剤を使用しないので、従来例４に比べてコストを削減することができることがわかった。

本発明のエアフィルタの説明図（ａ：正面図ｂ：同Ａ−Ａ断面図）本発明の好適な実施の形態を示す説明図本発明の他の好適な実施の形態を示す説明図本発明の他の好適な実施の形態を示す説明図従来のエアフィルタの説明図（ａ：正面図ｂ：同Ａ−Ａ断面図）

符号の説明

１フィルタ枠
１ａリブ
２フィルタパック
２ａ濾紙
２ｂセパレータ
４超極細ガラス繊維製のシート状シール材
５剛性板

Claims

ジグザグ状に折り畳まれた濾紙の折り畳み空間に波形のセパレータを介挿したフィルタパックを、前記濾紙のジグザグ状の端部側に配置した平均繊維径１μｍ以下の超極微細ガラス繊維からなる密度２０〜１２０ｋｇ／ｍ^３のシート状シール材を介してフィルタ枠に収容したことを特徴とするエアフィルタ。
前記フィルタパックの中間領域に位置する少なくとも１枚の前記セパレータの代わりに剛性板を介挿し、前記剛性板の上下端部を前記超極微細ガラス繊維のシート状シール材を介してフィルタ枠に当接させるとともに、隣接する前記各セパレータの稜線同士が前記濾紙を介して互いに交叉するようにして配置したことを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ。
前記剛性板を介挿した濾紙の折り畳み空間のジグザグ状の端部に、超極細ガラス繊維のシール材を埋め込むようにしたことを特徴とする請求項２に記載のエアフィルタ。
前記フィルタパックにおいて、前記濾紙の高さが、前記セパレータの高さよりも高いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエアフィルタ。
前記フィルタ枠を、上下流側にリブが立設された断面コ字状の枠板から構成し、前記リブの先端部を、前記エアフィルタの内方に向かって折り曲げたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエアフィルタ。