JP2012055869A - プリーツ状フィルター - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、プリーツ加工性が良好で、通気性に優れたプリーツ状エアフィルターに関する。
【解決手段】メッシュ状の補強ネットを含む少なくとも２層の濾材からなるプリーツ状フィルターにおいて、補強ネットの少なくとも1列の緯糸に筋付プリーツ機の筋がつき、かつ補強ネットの緯糸のピッチＰ（ｍｍ）とプリーツ山高さＨ（ｍｍ）の関係式Ｈ／Ｐが整数でないことを特徴とするエアフィルターを提供するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリーツ加工性が良好で、通気性に優れたプリーツ状エアフィルターに関する。

エアフィルターの形状は用途によって様々だが、例えば自動車エアコン用フィルターにおいてはプリーツ状に成型していることが好ましい。比較的狭い容積に広い面積の濾材を収納することが出来るため、通気性能の向上、長寿命化が可能となるからである。

プリーツ加工を施す場合、プリーツ時の変形、通風時のひだ密着による通気抵抗の上昇を防ぐため、例えば通気性の良いメッシュ状の補強ネットが用いられる。特許文献１はさらに、プリーツの山高さとピッチの関係を規制することで通気性に優れたエアフィルターを提供するものであるが、使用する補強ネットの緯糸のピッチとプリーツの山高さには言及されておらず、補強ネットの緯糸の上に筋付けプリーツ加工機の筋が連続して入った場合、緯糸が潰れ、プリーツ頂点の形状が著しく変形し、外観不良や通気抵抗の増加、さらには粉塵負荷時の通気抵抗の上昇が早くなり、フィルターとしての寿命が短くなるという問題があった。

特許第４０４７５３０号公報

本発明は、プリーツ加工性が良好で、通気性に優れたプリーツ状エアフィルターを提供するものである。

本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。本発明は以下のとおりである。

メッシュ状の補強ネットを含む少なくとも２層の濾材からなるプリーツ状フィルターにおいて、補強ネットの少なくとも1列の緯糸に筋付プリーツ機の筋がつき、かつ補強ネットの緯糸のピッチＰ（ｍｍ）とプリーツ山高さＨ（ｍｍ）の関係式Ｈ／Ｐが整数でないことを特徴とするエアフィルター。

本発明は、プリーツ加工性が良好で、通気性に優れたプリーツ状エアフィルターを提供するものである。

本発明の斜視図である。

本発明の濾材は除塵、脱臭、抗ウィルス、抗菌性などの機能性を有する不織布層と通気性の優れた補強層からなり、各層間が一体化されている少なくとも２層以上からなる濾材である。

本発明の不織布層は、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリウレタン系繊維等の繊維からなる。製造方法は特に限定されず、メルトブローン法、スパンボンド法、エアレイド法、ニードルパンチ法、水流交絡法、サーマルボンド法、ケミカルボンド法を単独あるいは組み合わせて利用できる。

本発明の補強層に用いられるメッシュ状の補強ネットは濾材に剛性を付与する役割があり、合成繊維、無機繊維、金属繊維の何れでも良い。補強ネットの織り構造は、平織り、綾織り、ラッセル織り等が挙げられるが、製造コストや製織性の点で平織りが好ましい。繊維径は０．０４〜０．４ｍｍ、目開きは１ｍｍ^２以上１００ｍｍ^２未満、好ましくは９ｍｍ^２以上５０ｍｍ^２未満である。繊維径、目開きがこの範囲であれば補強効果は十分であり、また通気抵抗に対しても有利である。

本発明の補強層に用いられるメッシュ状の補強ネットは単一成分の樹脂でもよく、複数成分からなるものでもあってもよいが、低融点樹脂と高融点樹脂を含むサイドバイサイド構造やシースコア構造からなる複合繊維が好ましい。シースコア構造の組み合わせとしては、例えばシースをポリエチレンや低融点ポリプロピレン、コアをポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートとする組み合わせ等が考えられる。かかる繊維の組み合わせであれば、経糸と緯糸の熱接着が可能であるため、交点の接着強度に優れた補強ネットを得ることが出来る。

不織布層と補強層の積層方法は特に限定されず、ニードルパンチ法、水流交絡法などの物理的方法、サーマルボンド法、エンボスロールを用いた加熱圧着などの熱による接着方法等が挙げられる。不織布層と補強層の二層構造となる場合は、エンボスロールを用いた熱接着が好ましい。比較的繊維量が少なくても各層間が強く接着されるためである。三層以上となる場合は、補強層の両側に不織布層を配置するのが好ましい。両側から不織布層の繊維をニードルパンチ法で絡合出来るため、補強層をより強固に一体化できる。また、熱接着による繊維の溶融に伴う繊維有効表面積の減少も起こらないため、通気性に優れ、また粉塵供給量に対しても有利である。

本発明の濾材は、補強用ネットを含んでいるのでプリーツ加工が容易である。プリーツ加工により、同じ通風開口部でもろ過面積を大幅に増大することができ、フィルターの捕集効率の向上と、低圧損化が可能となる。そのため自動車エアコン用フィルターとして使用することが出来る。プリーツ加工された濾材は枠体にて保持される。枠体としては紙や段ボール、不織布あるいは金属が挙げられる。

本発明に係わるプリーツ加工の方法としては、上下に１枚ずつ配置された刃が交互に運動することで濾材を挟みこんでいくレシプロ式や、濾材を高速で搬送させながら一定間隔の筋をつけていく筋付け式が挙げられる。筋付け式には一定間隔ごとに溝の入ったロールと同間隔で突起の付いたロールが上下で回転し、その間に濾材を挟み込みながら筋を付ける、いわゆる回転式プリーツ方式と濾材の進行方向に対して垂直に上下運動する鉄版によって筋を付ける、いわゆるストライピング方式が挙げられる。筋付け式と異なりレシプロ式の場合、プリーツの頂点は左右対称に湾曲しているだけであり、緯糸が潰れてプリーツ形状が変形することはないが、プリーツ癖の悪い濾材でもプリーツ化が可能であり、また高速化も容易である筋付け式の方が好ましい。本発明のプリーツ加工方法は筋付け式に限定する。

本発明における筋付け式プリーツの筋の巾は１００〜３００ｍｍ、長さは０．５〜５ｍｍが好ましい。かかる範囲であれば、濾材をプリーツ加工するのに十分な筋をつけることが可能だからである。

本発明における補強ネットの緯糸のピッチＰとは、緯糸の中心部から隣り合う緯糸の中心部までの距離であり、またプリーツ山高さＨとは、プリーツ状の濾材の山から谷までの高さである。ここでいう緯糸とは、濾材の進行方向に対して垂直であり、また筋付けプリーツ機の刃に対して並行に位置するメッシュ状補強ネットの糸である。

本発明のプリーツ状フィルターとは、補強ネットの少なくとも1列の緯糸に筋付プリーツ機の筋がつき、かつ補強ネットの緯糸のピッチＰ（ｍｍ）とプリーツ山高さＨ（ｍｍ）の関係がＨ／Ｐ≠整数であることを特徴とするエアフィルターである。Ｈ／Ｐが整数でなければ、補強ネットのある１列の緯糸が潰れても、隣り合うプリーツの山谷部分において連続して緯糸が潰れることはないため、プリーツ形状が変形し、外観不良や通気抵抗の増大およびフィルターとしての寿命が低下することは無い。

以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。実施例中に示した特性は以下の方法で測定した。

（通気抵抗）
フィルターをダクト内に設置し、空気濾過速度が３．９ｍ／秒になるよう大気を通気させ、エアフィルターの通気抵抗（Ｐａ）を測定した。
（粉塵供給量）
濾材をダクト内に設置し、空気濾過速度が３．９／秒になるように大気を通気させ、濾材上流側からＪＩＳ１５種粉塵を０．５ｇ／ｍ^３の濃度にて負荷し、通気抵抗が初期から１５０Ｐａ上昇するまで粉塵を負荷した。この時の試験時間中に投入した粉塵供給量を計測し、粉塵供給量（ｇ／個）とした。
（ひだ密着）
濾材をダクト内に設置し、空気濾過速度が３．９／秒になるように大気を通気させ、濾材上流側からＪＩＳ１５種粉塵を０．５ｇ／ｍ^３の濃度にて負荷し、通気抵抗が初期から１５０Ｐａ上昇するまで粉塵を負荷した。粉塵負荷後のフィルターを目視観察し、プリーツの山と山が密着しているものを、ひだ密着有りと判断した。

＜実施例１＞
円形断面ポリプロピレン繊維（宇部日東化成株式会社製、２．２ｄｔｅｘ、５１ｍｍ）と、リンを含有する難燃性の円形断面ポリエステル繊維（東洋紡績株式会社製、１．７ｄｔｅｘ、４４ｍｍ）を１：１の重量比で混綿、カーディングして目付３５ｇ／ｍ^２の混繊ウェブを作製し、これに１５ｇ／ｍ^２のポリプロピレンスパンボンド不織布Ａ（ＰＫ−１０３、三井化学株式会社製）を積層後３ＭＰａの高圧水を連続的に噴霧して交絡、乾燥し積層体Ｃを作成した。前記積層体Ｃのスパンボンド不織布Ａの反対側に、緯糸のピッチ５．４ｍｍのポリプロピレン／ポリプロピレン製芯鞘ネット（１３００デニール、６０ｇ／ｍ２）とポリプロピレンスパンボンド不織布Ａをポリプロピレンスパンボンド不織布Ｂが最外層に来るように積層し、針密度３１本／ｃｍ^２にてニードルパンチ処理を行い、全目付１２５ｇ／ｍ^２の濾材を得た。この濾材を筋付け式プリーツ機を用いて、加工速度１００山／分で山高さ２６ｍｍ、ピッチ４ｍｍのプリーツ状に加工し、外形２００ｍｍ×２００ｍｍのフィルターを作製した。得られたフィルターの外観を目視確認したところ、プリーツ形状の変形は見られなかった。このフィルターの評価結果を表1に示す。

＜実施例２＞
芯鞘ネットの緯糸のピッチを５．８ｍｍ、プリーツの山高さを２７ｍｍとした以外は実施例１と同様の製法で外形２００ｍｍ×２００ｍｍのフィルターを作製した。このフィルターの評価結果を表1に示す。得られたフィルターの外観を目視確認したところ、プリーツ形状の変形は見られなかった。

＜実施例３＞
芯鞘ネットの緯糸のピッチを４．８ｍｍ、プリーツの山高さを２７ｍｍとした以外は実施例１と同様の製法で外形２００ｍｍ×２００ｍｍのフィルターを作製した。このフィルターの評価結果を表1に示す。得られたフィルターの外観を目視確認したところ、プリーツ形状の変形は見られなかった。

＜比較例１＞
芯鞘ネットの緯糸のピッチを５．４ｍｍ、プリーツの山高さを２７ｍｍとした以外は実施例１と同様の製法で外形２００ｍｍ×２００ｍｍのフィルターを作製した。このフィルターの評価結果を表1に示す。得られたフィルターの外観を目視確認したところ、プリーツ形状の変形が見られた。

＜比較例２＞
芯鞘ネットの緯糸のピッチを９ｍｍ、プリーツの山高さを２７ｍｍとした以外は実施例１と同様の製法で外形２００ｍｍ×２００ｍｍのフィルターを作製した。このフィルターの評価結果を表1に示す。得られたフィルターの外観を目視確認したところ、プリーツ形状の変形が見られた。

Ｈ／Ｐが整数でない条件で作製したフィルターは、ひだ密着も見られず、また通気性にも優れ、粉塵供給量も大きな値となった。

本発明のエアフィルターは、プリーツ加工性が良好であり、また低通気抵抗であるため長時間使用可能である。本発明の産業上の有用性は高い。

１：プリーツ山高さＨ（ｍｍ）
２：補強ネットの緯糸のピッチＰ（ｍｍ）
３：緯糸
４：経糸

Claims (1)

1. メッシュ状の補強ネットを含む少なくとも２層の濾材からなるプリーツ状フィルターにおいて、補強ネットの少なくとも1列の緯糸に筋付プリーツ機の筋がつき、かつ補強ネットの緯糸のピッチＰ（ｍｍ）とプリーツ山高さＨ（ｍｍ）の関係式Ｈ／Ｐが整数でないことを特徴とするエアフィルター。