JP2007054778A

JP2007054778A - エアフィルタ用濾材及びエアフィルタユニット

Info

Publication number: JP2007054778A
Application number: JP2005245663A
Authority: JP
Inventors: Naoki Nishimura; 直樹西村
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2025-08-26
Also published as: JP4932194B2

Abstract

【課題】ビルや工場などで使用されるフィルタに関し、特に海岸近郊のビルや工場などで使用される、海塩粒子や塩分を含んだ粒子を除去するのに好適な、塩害対策の施されたエアフィルタ用濾材及びエアフィルタユニットを提供する。また、製造工程も複雑な工程を必要とせず、製造コストも低く抑えることが可能であり、また、プリーツ加工する場合は、嵩高とならず多数のひだを形成し易い、エアフィルタ用濾材及びエアフィルタユニットを提供する。
【解決手段】メルトブロー法によって製造された極細有機繊維と、平均繊維径５〜１００μｍの熱融着性繊維とを混合した繊維ウェブが、熱融着性繊維により結合されており、接触角が１２６°以上であるエアフィルタ用濾材である。また、本発明のエアフィルタユニットは、前記エアフィルタ用濾材がプリーツ折り加工されてなるエアフィルタユニットである。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビルや工場などで使用されるフィルタに関し、特に海岸近郊のビルや工場などで使用される、塩分を含んだ粒子を除去するのに好適な、塩害対策の施されたエアフィルタ用濾材及びエアフィルタユニットに関する。

海岸付近では波や風により海水が粒子化して粒径分布が０．２〜１０μｍの海塩粒子が発生したり、塩分を含んだ粒子が発生することが知られている。そして、海岸近郊のビルや工場などでは、このような海塩粒子や塩分を含んだ粒子が空調ダクトの腐食を起こしたり、ＯＡ機器、生産設備にトラブルを起こすため、特に半導体などの精密機器を扱う工場では塩害防止対策が重要な課題となっている。

このような対策として、特許文献１に、接触角が１１０°以上の撥水性を有する撥水層と、吸水性繊維をイオン交換基を有する高分子結合剤で結合して成る吸水イオン交換層と、密度が０．１〜０．２ｇ／ｃｍ³ の微細粉塵除去層の３層を一体に成形して成る塩分除去用不織布製濾材が記載されている。また、撥水層の撥水性の発現には、具体的には、撥水層を構成する不織布に、市販のシリコーン系、フッ素系の撥水剤を付着することによって達成される。そして、この不織布製濾材は、撥水層によって、特に液状化した塩類が除去され、液状化した塩類が使用中に捕集された他の粉塵を伝わって内部に浸透しても、吸水イオン交換層で除去できるとともに、微細粉塵除去層によってくい止められるという効果を有している。

しかし、この不織布製濾材は、撥水性を有する撥水層と吸水層と微細粉塵除去層の３層構造であるので、各層を作成する３工程のみならず各層の積層工程が必要となり、製造に際して非常に手間がかかり、製造コストも高くなるという問題があった。また、プリーツ加工する場合は、嵩高となり多数のひだを形成し難いという問題もあった。

特開平０６−１８２１２７号公報

本発明は、上記問題を解決して、ビルや工場などで使用されるフィルタに関し、特に海岸近郊のビルや工場などで使用される、海塩粒子や塩分を含んだ粒子を除去するのに好適な、塩害対策の施されたエアフィルタ用濾材及びエアフィルタユニットを提供することを課題とする。また、製造工程も複雑な工程を必要とせず、製造コストも低く抑えることが可能であり、また、プリーツ加工する場合は、嵩高とならず多数のひだを形成し易いという優れた特長を有するエアフィルタ用濾材及びエアフィルタユニットを提供することを課題とする。

本発明のエアフィルタ用濾材に係る解決手段は、メルトブロー法によって製造された極細有機繊維と、平均繊維径５〜１００μｍの熱融着性繊維とを混合した繊維ウェブが、熱融着性繊維により結合されており、接触角が１２６°以上であることを特徴とするエアフィルタ用濾材である。また、本発明のエアフィルタユニットは、前記エアフィルタ用濾材がプリーツ折り加工されてなることを特徴とするエアフィルタユニットである。

本発明によって、ビルや工場などで使用されるフィルタに関し、特に海岸近郊のビルや工場などで使用される、塩分を含んだ粒子を除去するのに好適な、塩害対策の施されたエアフィルタ用濾材及びエアフィルタユニットを提供することが可能となった。また、製造工程も複雑な工程を必要とせず、製造コストも低く抑えることが可能であり、また、プリーツ加工する場合は、嵩高とならず多数のひだを形成し易いという優れた特長を有するエアフィルタ用濾材及びエアフィルタユニットを提供することが可能となった。

以下、本発明に係るエアフィルタ用濾材及びエアフィルタユニットの好ましい実施の形態について詳細に説明する。

本発明のエアフィルタ用濾材は、メルトブロー法によって製造された極細有機繊維と、平均繊維径５〜１００μｍの熱融着性繊維とを混合した繊維ウェブが、熱融着性繊維により結合されている。メルトブロー法によって製造される極細有機繊維の原料樹脂は、ポリプロピレン系、ポリエチレン系などのポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが使用されるが、細い繊維が得やすいポリプロピレン系樹脂が特に好ましい。また、このような樹脂に撥水剤を練り込んでおき、撥水性の極細有機繊維とすることも可能である。また、極細有機繊維の平均繊維径は５μｍ以下であることが好ましく、０．５〜５μｍであることがより好ましく、０．８〜３μｍであることが更に好ましい。極細有機繊維の平均繊維径が５μｍを超えて太くなると、捕集効率の優れた濾材を得るのが難しくなることがある。

前記極細有機繊維はメルトブロー法により製造される限り特に限定されることはなく、通常のメルトブロー法により製造される極細有機繊維を適用することができる。なお、平均繊維径が微細なものを作ろうとすると、紡糸時に繊維切れが生じてショット（樹脂の塊）が多数発生するという問題が生ずることがある。そこで、通常よりノズルから吐出する樹脂量を大幅に少なくし、通常ではショットの数が増大するために行われていない範囲にまでノズル近傍から吹き出す加熱気流の流量を増やすことにより、ショットをほとんど発生させることなく極細有機繊維を製造することも可能である。例えば、メルトインデックスが２００〜１０００のポリプロピレン樹脂を使用して、一つのノズル孔から吐出する樹脂量を０．２ｃｍ³／分以下、好ましくは０．００１〜０．１５ｃｍ³／分とし、１ｍ幅当りの加熱気流の流量を０．５Ｎｍ³／分以上、好ましくは１〜１０Ｎｍ³／分とし、単位幅当りの加熱気流の量と樹脂量との重量比（Ａ／Ｐ）を１０〜１０００、好ましくは３０〜８００とすると、平均繊維径の微細な繊維を実質的にショットの発生なく製造できる。

このように、ショットがないか、あるいはショットが少ない極細有機繊維を使用することにより、エアフィルタ用濾材の折り加工時などにショット周辺で生じるクラックにより、大きな空隙が濾材内に生じて、捕集効率が低下することを防止できる。なお、本発明でいうショットとは、直径約１０μｍ以上の樹脂の塊をいう。また、ショットが発生しなくなる加熱気流の流量やノズルから吐出する樹脂量は、メルトブロー法により繊維を製造する装置の構造、樹脂の種類、及び樹脂の紡糸温度や加熱気流の温度などの製造条件などにより変動する。

前記熱融着性繊維は、前記極細有機繊維を熱融着できるものであれば特に限定されず、例えば他の繊維よりも融点が低く他の繊維を熱融着することのできる単一樹脂成分からなる全溶融型繊維、高融点成分と低融点成分の熱融着性複合繊維などを適用できる。熱融着性複合繊維は接着後も高融点成分の骨格が残り、エアフィルタ用濾材の空隙を保持できるのでより好ましい。

前記熱融着性繊維の材質としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系繊維およびポリビニルアルコール系繊維などを挙げることができる。また、熱融着性繊維の原料樹脂中に撥水剤を練り込んでおき、撥水性の熱融着性繊維とすることも可能である。また、熱融着性繊維の表面に撥水剤を含む油剤を塗布した熱融着性繊維とすることも可能である。

前記熱融着性複合繊維としては、他の繊維よりも融点が低く他の繊維を熱接着することのできる低融点成分を繊維表面に有する複合繊維がある。このような複合繊維には、その横断面形状が例えば、低融点成分を繊維表面に有する芯鞘型または偏芯芯鞘型の複合繊維や高融点成分と低融点成分が貼り合せ構造となるサイドバイサイド型などの複合繊維がある。また、低融点成分の海に高融点成分の島が分布した海島型複合繊維などがある。また前記熱融着性複合繊維の材質は例えば、共重合ポリエステル／ポリエステル、共重合ポリプロピレン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリアミド、ポリエチレン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリエステル、ポリエチレン／ポリエステルなどの繊維形成性重合体の組み合わせからなる複合繊維がある。

前記熱融着性繊維の低融点成分は、極細有機繊維の融点よりも低いものであり、２０℃以上低いものが好ましい。２０℃以上低くすることにより、熱融着性繊維の低融点成分により接着する際に、極細有機繊維が溶融したり、フィルム化が生じないため、極細有機繊維による微細な空隙を有する構造にすることができる。

前記熱融着性繊維の平均繊維径は５〜１００μｍであることが必要であり、１０〜５０μｍであることが好ましい。熱融着性繊維の平均繊維径が５μｍよりも細いと、圧力損失を低く保つことが難しくなると共にエアフィルタ用濾材の強度が不足するという問題がある。一方、１００μｍよりも太いと、極細有機繊維との均質な混合が難しくなり、局所的に圧力損失の高い部分が生じたり、十分な捕集能力が得られないという問題がある。

熱融着性繊維は、短繊維であっても長繊維であってもよいが、極細有機繊維との混合のし易さなどを考慮すると短繊維が好ましい。また、ステープルファイバーなどの繊維製造工程で延伸処理されたものを使用すると、エアフィルタ用濾材の空隙を保持するのに十分な強度が得られるのでより好ましい。

前記極細有機繊維と前記熱融着性繊維の配合割合（質量比）は、５０：５０〜１：９９であることが好ましく、３０：７０〜３：９７であることがより好ましく、２０：８０〜５：９５であることが更に好ましい。極細有機繊維の量が１未満の場合には、捕集効率が不十分となる場合があり、一方、熱融着性繊維の量が５０より少ない場合には、圧力損失が上昇したり、得られるエアフィルタ用濾材の表面耐性や強度が不足したり、プリーツの保形が困難な場合がある。なお、本発明の目的とする効果を妨げない限り、前記熱融着性繊維を２種類以上混合することも可能であり、また、前記熱融着性繊維以外にも低融点成分を有していない繊維を含むことも可能である。低融点成分を有していない繊維としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系繊維およびポリビニルアルコール系繊維などの一般的な合成繊維や、撥水性の優れたテフロン（登録商標）などのフッ素系繊維、シリコン系繊維などを適用することができる。

前記極細有機繊維と前記熱融着性繊維とを混合して繊維ウェブを形成する方法としては、例えば、メルトブロー法により形成された加熱気体流中の紡糸された繊維流に、例えば繊維長１５〜１００ｍｍの、捲縮数５〜３０個／インチを有する通常ステープル繊維と呼ばれる繊維として、カード機やエアレイ装置などを使用して、開繊された熱融着性繊維を供給して両者を混合し、捕集体上に捕集して繊維ウェブを形成することにより製造する方法がある。

また、極細有機繊維と熱融着性繊維とを混合した前記繊維ウェブは、熱融着性繊維に含まれる低融点成分の融点以下の温度で加圧処理することが好ましい。具体的には、例えば、低融点成分がポリエチレン樹脂の場合には表面温度８０〜１２０℃のプレス機やロールなどで加圧して厚みを圧縮することが好ましい。このようにすると、極細有機繊維と熱融着性繊維のいずれをもフィルム化させることなく、繊維ウェブを緻密にできるため、得られる濾材の圧力損失を増大させずに捕集効率を向上できる。

加圧処理することにより製造された前記繊維ウェブは、熱融着性繊維に含まれる低融点成分の融点以上で極細有機繊維を構成する樹脂の融点より低い温度で、実質的に加圧せずに加熱処理することが好ましい。実質的に加圧せずに加熱処理するとは、加熱カレンダーロールや熱プレス機などのように加圧状態で加熱処理するものではないことを意味しており、例えば、雰囲気温度を上記の温度に調節したドライヤー内を通す方法や、上記の温度の気体を繊維ウェブ内に通過させる方法などによる無圧状態での加熱処理をいう。具体的には、例えば、低融点成分がポリエチレン樹脂、極細有機繊維がポリプロピレン樹脂からなる場合には、熱風ドライヤーなどを用いて１４０〜１５０℃の熱風で処理することが好ましい。このようにすると、加熱ロールなどにより接着する場合のように、接着が繊維ウェブの表層付近に偏って生じたり、ロールの接触圧などにより低融点成分がフィルム化することがなく、繊維ウェブの全体にわたって熱融着性繊維の低融点成分が他の繊維との接触点で接着するため、均質で強固な結合が得られる。

このような条件で加圧処理及び熱風処理により製造されたエアフィルタ用濾材は、内部まで均質に繊維接着されているため、薄く、表面の磨耗耐性が優れており、強度があって折り加工などが容易であり、また緻密であって微粒子の捕集性能にも優れている。しかも、繊維の接着の際に繊維がフィルム化して空隙を塞ぐことがないため、圧力損失もあまり大きくならないという効果がある。

本発明では、前記エアフィルタ用濾材は接触角が１２６°以上であり、好ましくは接触角が１３０°以上であり、より好ましくは接触角が１３５°以上である。接触角が１２６°未満であると、エアフィルタ用濾材の撥水性が不十分となり、塩分を含んだ粒子を除去する場合、濾材の使用中に塩類が液状化して、濾材から飛散してしまう可能性が高くなるという問題がある。

このように、エアフィルタ用濾材は接触角を１２６°以上とするには、例えば、前記極細有機繊維の原料樹脂に撥水剤を練り込んでおき、撥水性の極細有機繊維とする方法が可能である。また、熱融着性繊維の原料樹脂中に撥水剤を練り込んでおき、撥水性の熱融着性繊維とする方法が可能である。また、熱融着性繊維の表面に撥水剤を含む油剤を塗布した熱融着性繊維とする方法が可能である。また、極細有機繊維と熱融着性繊維とを混合した繊維ウェブを熱融着性繊維により結合してなる結合不織布に撥水剤を含浸、またはスプレー塗布などの方法により、撥水性を付与する方法が可能である。これらの方法の中で、撥水性の熱融着性繊維を用いてエアフィルタ用濾材は接触角を１２６°以上とする方法であれば、工程上のトラブルが少なく、均一で耐久性にも優れたエアフィルタ用濾材を得ることができる点、および製造コストも抑えることが可能である点で優れるので好ましい。

本発明のエアフィルタ用濾材の厚さは、０．３〜１０ｍｍであることが好ましく、比較的厚さを薄くして、プリーツ折り加工を施してエアフィルタユニットとすることも、比較的厚さを厚くして袋状に成形したバッグフィルタとすることも可能である。例えば、プリーツ加工を施すことを考慮すると、０．３〜４ｍｍであることが好ましく、０．４〜３ｍｍであることがより好ましく、０．６〜２ｍｍであることが更に好ましい。０．３ｍｍ未満であると、塵埃保持容量が不十分となる場合がある。また、４ｍｍをこえると、プリーツ加工を施したときに、気体の濾過に寄与しないか又は寄与が極めて少ない部分（以下、デッドスペースと称する）が多くなり、かえって塵埃除去効率が不十分となる場合がある。なお、厚さはＪＩＳＬ１９１３−１９９８６．１．２Ａ法に規定される試験方法により得られる値とする。また、本発明のエアフィルタ用濾材の面密度は、特にプリーツ折り加工を施してエアフィルタユニットとする場合は、３０〜５００ｇ／ｍ^２が好ましく、５０〜３００ｇ／ｍ^２がより好ましく、７０〜２００ｇ／ｍ^２が好ましい。

また、本発明のエアフィルタ用濾材は、濾過性能を高めるため、コロナ放電加工などにより、エレクトレット加工が施されていることも可能である。

本発明のエアフィルタ用濾材の濾過性能は、ＪＩＳＢ９９０８形式１に規定される試験方法において、０．３〜０．５μｍの大気塵を用いて、計数法により評価すると、試験条件が風速０．１ｍ／ｓｅｃの時に、粒子捕集効率が３０％以上となるように調整することが好ましく、４０％以上がより好ましく、５０％以上が更に好ましい。また、粒子捕集効率が９０％以下に調整することにより、圧力損失を低くして、塵埃保持容量を大きくして、濾過寿命を長くすることも可能であり、７０％以下とすればより濾過寿命を長くすることも可能である。

本発明のエアフィルタ用濾材の製造方法の一例を以下に説明する。図１のエアフィルタ用濾材の製造工程図に示すように、エアフィルタ用濾材７は、メルトブロー装置用のダイ１１を用いて極細有機繊維２を形成すると共に、開繊機１４により開繊した熱融着性繊維９をこの極細有機繊維と混合し、この混合した繊維をコンベヤーベルトなどの捕集体１８上に捕集して繊維ウェブ１０とした後、ドライヤーなどの加熱処理装置１９を通して熱融着性繊維により構成繊維を結合することにより製造することができる。

極細有機繊維８はメルトブロー装置用のダイ１１を使用してメルトブロー法により形成される。図２に示すように、ダイ１１には溶融樹脂を吐出するノズル１２とこのノズル近傍から加熱気流を吹き出す熱気流吹出し口１３とが設けられており、ノズルから押出した溶融樹脂を加熱気流により細化して極細有機繊維を形成する。通常、ノズル１２は複数個、所定間隔で直線上に並んでおり、この両側に連続したスリットの形状で熱気流吹出し口１３を設ける。また、この出願発明では溶融樹脂の吐出量を大幅に制限すると共に、加熱気流の流量を高めることにより、ショットがほとんどない極細有機繊維を供給することができる。

熱融着性繊維９は開繊機１４を使用して開繊した繊維を、上記の極細有機繊維の繊維流に供給して混合する。開繊機１４としては、カード機、ガーネット機などが使用できるが、図３に示すように、複数の開繊シリンダー１５をハウジング１６に収納した開繊機が好ましい。この開繊機は、シリンダーの遠心力により繊維をハウジング内壁に衝突させることにより開繊している。このため、カード機などのように繊維にクリンプがなくても開繊できる。また、撥水性に優れるものの静電気を発生しやすい繊維も適用が可能である。また、この開繊機では繊維の長さや太さなどの制約もカード機に比べて受けにくい。

開繊された熱融着性繊維を極細有機繊維の繊維流に供給する場合には、極細有機繊維の繊維流に対して、できるだけ垂直な方向から供給した方が繊維を均質に混合しやすくなるので好ましい。メルトブロー法による極細有機繊維の繊維流が水平方向に形成される場合には、上部より熱融着性繊維を落下させて供給しても良いが、図１のように、極細有機繊維の繊維流が垂直方向に形成される場合には、図３の開繊機１４のように、エアーノズル１７などを設けて熱融着性繊維を水平方向（繊維流に垂直方向）に供給することが好ましい。

なお、必要な場合には、熱融着性繊維の供給角度を調節して、厚み方向の熱融着性繊維の分布を変えて、厚み方向に粗密構造ができるようにしても良い。

混合された極細有機繊維６と熱融着性繊維９とをコンベヤーベルトなどの捕集体１８に捕集して繊維ウェブ１０を形成する。捕集体としては、ロール、ネットなども使用できる。気体流の衝突で繊維ウェブが乱れたり、飛散したりしないように、捕集体は通気性であることが好ましく、更には捕集体の捕集面の反対側へ気体を吸引していることが好ましい。

次いで、繊維ウェブ１０を加熱処理装置１９により加熱処理して、熱融着性繊維９により構成繊維を結合することにより濾材７を製造する。この加熱処理装置１９としては、ドライヤー、熱風ドライヤー、吸引付きのドライヤーなどを使用することが好ましく、実質的に加圧しない状態（無圧下）で加熱処理することが好ましい。また、加熱条件は極細有機繊維が溶融しない融点未満の温度で、熱融着性繊維が接着する低融点成分の融点以上の温度とすることが好ましい。このような条件下で熱融着性繊維を加熱接着させると、繊維ウェブの厚み方向に均質に接着することができ、しかも、極細有機繊維が形成する微細な空隙構造が加熱処理により潰れないので好ましい。

なお、濾材７をより緻密な構造にする場合、及びより薄い厚みにする場合には、加熱処理の前に、加圧処理装置２０により加圧処理することが好ましい。この加圧処理装置２０としては、加圧ロール、プレス機などが使用できるが、図１に示すような加熱装置２１を内側に配置した一対の無限軌道２２の間で加圧処理する装置がとくに好ましい。この装置２０では、加圧ロールなどに比べて加圧している時間が長いため、強いせん断力が繊維ウェブに加わりにくく、得られる濾材の圧力損失を上昇させにくい利点がある。加圧処理は熱融着性繊維９がフィルム化して濾材の微細な空隙を塞がないように、熱融着性繊維９の低融点成分が溶融しない融点未満の温度で行われることが好ましい。

本発明のエアフィルタユニットは、前述の本発明のエアフィルタ用濾材がプリーツ折り加工されてなるエアフィルタユニットである。エアフィルタユニットは、小さなピッチのプリーツが形成されている大きなプリーツから構成されていることが好ましい。以下に、この形態のエアフィルタユニットにつき、このエアフィルタユニットを斜視的に一部を切り欠いて示す図４及びフィルタ部分の折形状を概略断面により示す図５を参照して説明する。まず、小さなプリーツの折深さｂは１０〜６０ｍｍであることが好ましく、この範囲よりも深さが小さいと加工しにくく、大きいと圧力損失が増大する傾向にある。また、このプリーツの山間隔ｃは、２．５〜１０ｍｍとするのが好ましく、この範囲を外れるほど、圧力損失が増大する傾向にある。さらに、大きなプリーツの折深さａは３０〜６００ｍｍ程度とすることにより過剰な圧力損失を防ぐことができる。さらに、大きなプリーツの山間隔は、このエアフィルタユニットを装着する装置の仕様に合わせて必要に応じて設計することができる。これに加えて、小さなプリーツにホットメルト樹脂を塗布形成し、形態を保持することもできる。

前記エアフィルタユニットは、前記エアフィルタ用濾材に線状の接着剤を配して、プリーツ形成されたフィルタ形状を保持することがとくに好ましい。また、この接着剤として、ホットメルト樹脂の使用が好ましい。以下、図６〜図９を参照して、この形態につき詳細に説明すれば、前記線状の接着剤は、図７〜図８に示すように、プリーツの折り目が折返し点の内側になる部分を除いた部分に接着剤が塗布された濾材をプリーツ加工することが好ましく、線状接着剤同士は２０〜５０ｍｍの離間距離ｉで塗布することが好ましい。この距離範囲を超えると形状保持が難しくなることがあり、狭くすると接着剤のアプリケーターの本数が多数必要になることがあり、形状保持の効率は向上しないことがあるため、加工コストが高くなることがある。

塗布される接着剤の塗布幅ｇは、１．０〜２．５ｍｍ、塗布高さｈは、０．８〜１．５ｍｍであることが好ましい。図７に示す中断間隔ｆとは、エアフィルタ用濾材を折加工する際の折返し点を構成する部分であるが、上述した接着剤の塗布幅や塗布高さに応じて、濾材同士が折返し点を介して隣接する濾材部分同士が平行に保持される様に、必要に応じて設計することができる。さらに、折り曲げた部分の間隔は、圧力損失と加工性の兼ね併せで２．５〜１０ｍｍが好ましく、４〜５ｍｍがより好ましい。

本発明のエアフィルタユニットは、エアフィルタ用濾材にプリーツ形成したフィルタを、枠体に一体に、あるいは取り外し可能に取り付ける。枠体としては通常使用されているものが使用され、プラスチック、木材、金属等が使用され、金属としてはアルミニウムを用いることができるが、加工および使用後の処理の点からプラスチックが好ましい。プラスチック、木材の場合には、枠体と一緒に焼却することができるので、廃棄物処理の点で優れている。また、金属の場合にも、枠体から分離することにより、焼却することができる。

本発明のエアフィルタユニットの外形寸法は、縦Ｈ６１０ｍｍ×横Ｗ６１０ｍｍ×奥行Ｄ２９０ｍｍを標準として、縦Ｈ×横Ｗを、例えば５００×５００、４２０×４２０等や、これらの半サイズである、３０５×３０５、２５０×２５０、２１０×２１０等のように縦Ｈ、横Ｗを設置場所などに応じて適宜調整することができる。また、奥行Ｄも例えば１００〜６１０ｍｍの範囲で、設置場所などに応じて適宜調整することができる。

本発明によるエアフィルタユニットは、比色法による平均捕集効率が５０％以上、好ましくは６５％以上、より好ましくは９０％以上、更に好ましくは９５％以上であるエアフィルタユニットとして好適に使用することができる。また、本発明によるエアフィルタユニットは、例えば風量が奥行２９０ｍｍのもので５６ｍ³ ／ｍｉｎを標準として、３５〜７５ｍ³ ／ｍｉｎの高風量で使用が可能である。

以下、本発明の実施例につき説明するが、これは発明の理解を容易とするための好適例に過ぎず、本発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。

（エアフィルタ用濾材の接触角の試験方法）
協和界面科学株式会社制の接触角計ＣＡ−ＳミクロII型を用いて測定する。

（エアフィルタ用濾材の濾過性能試験方法−計数法）
ＪＩＳＢ９９０８形式１に規定される試験方法において、風速０．１ｍ／ｓｅｃにて、０．３〜０．５μｍの大気塵を供給して、粒子捕集効率（％）を求める。

（エアフィルタユニットの濾過性能試験方法−比色法）
ＪＩＳＢ９９０８形式２に規定される試験方法において、風量５６ｍ^３／ｍｉｎにて、圧力損失が３００Ｐａになるまで、試験用ダストＪＩＳ−１５種を供給し、比色法による平均捕集効率（％）を求める。

（実施例１）
図１に示す製造工程によりエアフィルタ用濾材を製造した。また、メルトブロー装置用のダイとして、図２に示すダイを使用した。ダイには、直径０．２ｍｍのノズルが０．８ｍｍ間隔で直線状に９００個設けられており、その両側にスリット状の加熱気流の吹出し口が形成されている。ノズル近傍の温度を３３０℃に調整し、溶融したポリプロピレン樹脂（メルトインデックス＝約５００）を一つのノズル当り０．０３３ｃｍ³／分の樹脂量で吐出する。また、加熱気流の流量は１ｍ幅当り２Ｎｍ³／分とする。これにより、ダイからメルトブローされた平均繊維径約１μｍの極細有機繊維のショットが実質的に含まれない繊維流を形成する。
一方、図３に示す開繊機により、芯がポリプロピレン樹脂、鞘がポリエチレン樹脂であり、且つ繊維表面に撥水剤を含む油剤を塗布することにより撥水性を高めた平均繊維径１８μｍ、長さ５１ｍｍの熱融着性繊維（宇部日東化成製ＨＲ−ＰＬＥ）を開繊して、エアーノズルにより、極細有機繊維の繊維流に略直角方向から供給し、混合した。
次いで、混合された繊維をコンベヤーベルト上に捕集して繊維ウェブを形成した。なお、ベルトはメッシュ体であって、ベルトの捕集面から裏面へと厚さ方向に吸引し、繊維ウェブの繊維の乱れを防いだ。得られた繊維ウェブには、極細有機繊維が１０ｇ／ｍ²、熱融着性繊維が９５ｇ／ｍ²含まれており、全体の重さは１０５ｇ／ｍ²であった。
次いで、この繊維ウェブをポリエチレン樹脂の融点より低い１００℃の温度で２０秒間加圧処理した後、ポリエチレン樹脂の融点より高く、ポリプロピレン樹脂の融点より低い１３５℃の雰囲気温度のドライヤーで、気流を繊維ウェブの厚み方向に通過させて加熱処理して、熱融着性繊維で結合し、厚さ１．１ｍｍのエアフィルタ用濾材を得た。
得られたエアフィルタ用濾材の初期圧力損失は、６５Ｐａ、計数法による捕集効率は５５％であった。また、このエアフィルタ用濾材の接触角は１３７°であり、撥水性に優れていた。また、塵埃を保持した後も撥水性が持続しており、安定した能力を示した。また、このエアフィルタ用濾材は強度にも優れ、プリーツ加工などの折り加工を施しても問題がなく、繊維が折れたり、脱絡したりすることもなかった。得られた結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１において、撥水性を高めた熱融着性繊維の替わりに、芯がポリプロピレン樹脂、鞘がポリエチレン樹脂であり、平均繊維径１８μｍ、長さ５１ｍｍの熱融着性繊維を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、厚さ１．１ｍｍのエアフィルタ用濾材を得た。
得られたエアフィルタ用濾材の初期圧力損失は、６５Ｐａ、計数法による捕集効率は５５％であった。また、このエアフィルタ用濾材の接触角は１２４°であり、実施例１と比較して、撥水性に劣るものであった。得られた結果を表１に示す。

（実施例２）
実施例１のエアフィルタ用濾材を用いて、図７および図８に示すように、エアフィルタ用濾材７の両面に１０ｍｍの中断距離ｆを設けて、折曲げ分を除いて２５ｍｍ間隔で０．８ｍｍの高さｈ及び１ｍｍの幅ｇで、ホットメルト樹脂を塗布した。
次いで、図４および図５に示すように、折深さｂが３０ｍｍ、山間隔ｃが５ｍｍの小さなピッチのプリーツ３が形成され、大きなプリーツ４の折深さａが２６０ｍｍ、山間隔が１２０ｍｍで構成されているエアフィルタユニット１ａを作製した。
このエアフィルタユニットは、全体の寸法が、縦Ｈ６１０ｍｍ×横Ｗ６１０ｍｍ×奥行Ｄ２９０ｍｍであり、処理風量は、５６ｍ^３／分／台であり、新品時圧力損失は、約１１０Ｐａであった。また、このエアフィルタユニットの比色法による平均捕集効率は９５％以上であった。
また、このエアフィルタユニットは、塩類を含んだ海塩粒子を供給すると、液状化した塩類はエアフィルタ用濾材の流出側に到達することはなく、エアフィルタ用濾材の撥水力によって、落下することが確かめられた。得られた結果を表１に示す。

（比較例２）
実施例２において、実施例１のエアフィルタ用濾材の替わりに比較例１のエアフィルタ用濾材を用いたこと以外は、実施例２と同様にしてエアフィルタユニットを作製した。
このエアフィルタユニットは、全体の寸法が、縦Ｈ６１０ｍｍ×横Ｗ６１０ｍｍ×奥行Ｄ２９０ｍｍであり、処理風量は、５６ｍ^３／分／台であり、新品時圧力損失は、約１１０Ｐａであった。また、このエアフィルタユニットの比色法による平均捕集効率は９５％以上であった。
また、このエアフィルタユニットは、塩類を含んだ海塩粒子を供給すると、液状化した塩類はエアフィルタ用濾材の流出側に到達してしまい、流出側から塩類が飛散する危険性があることが確かめられた。得られた結果を表１に示す。

表１

以上説明したように、本発明によって、ビルや工場などで使用されるフィルタに関し、特に海岸近郊のビルや工場などで使用される、海塩粒子や塩分を含んだ粒子を除去するのに好適な、塩害対策の施されたエアフィルタ用濾材及びエアフィルタユニットを提供することが可能となった。また、製造工程も複雑な工程を必要とせず、製造コストも低く抑えることが可能であり、また、プリーツ加工する場合は、嵩高とならず多数のひだを形成し易いという優れた特長を有するエアフィルタ用濾材及びエアフィルタユニットを提供することが可能となった。

本発明のエアフィルタ用濾材の製造工程の一例を示す図である。メルトブロー装置用ダイの一例の断面模型図である。開繊機の一例の断面模型図である。本発明のエアフィルタユニットである。本発明のエアフィルタユニットの要部断面図である。本発明のエアフィルタユニットの要部斜視図である。本発明のエアフィルタユニットに用いる本発明のエアフィルタ用濾材の断面図である。本発明のエアフィルタユニットに用いる本発明のエアフィルタ用濾材の断面図である。

符号の説明

１ａエアフィルタユニット
２プリーツ
３小さなプリーツ
４大きなプリーツ
５接着剤
６枠
７エアフィルタ用濾材
８極細有機繊維
９熱接着性繊維
１０繊維ウエブ
１１ダイ
１２ノズル
１３熱風吹き出し口
１４開繊機
１５開繊シリンダー
１６ハウジング
１７エアーノズル
１８捕集体
１９加熱処理装置
２０加圧処理装置
２１加熱装置
２２無限軌道
ａ大きなプリーツの折り深さ
ｂ小さなプリーツの折り深さ
ｃ小さなプリーツの山間隔
ｆ中断距離
ｇ幅
ｈ山高さ
ｉ離間距離

Claims

メルトブロー法によって製造された極細有機繊維と、平均繊維径５〜１００μｍの熱融着性繊維とを混合した繊維ウェブが、熱融着性繊維により結合されており、接触角が１２６°以上であることを特徴とするエアフィルタ用濾材。
前記極細有機繊維の平均繊維径が５μｍ以下である請求項１に記載のエアフィルタ用濾材。
前記極細有機繊維を２〜５０質量％、前記熱融着性繊維を９８〜５０質量％含むことを特徴とする請求項１または２に記載のエアフィルタ用濾材。
厚さが０．３〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のエアフィルタ用濾材。
計数法による粒子捕集効率が３０％以上であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のエアフィルタ用濾材。
請求項１〜５の何れかに記載のエアフィルタ用濾材がプリーツ折り加工されてなることを特徴とするエアフィルタユニット。