JP2017051953A - エアフィルタ濾材、フィルタパック、およびエアフィルタユニット - Google Patents
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Abstract
Description
図1に、本実施形態に係るエアフィルタ濾材1の概略断面図を示す。
主捕集層30は、エアフィルタ濾材において捕集効率に最も貢献している層であり、充填率が5%以上15%以下であって、厚みが0.35mm以上0.70mm以下であって、繊維径分布における1.0μm未満と1.0μm以上にそれぞれピークを有する層である。ここで、主捕集層30の繊維径分布において、1.0μm未満の繊維径を有する繊維を小繊維径の繊維とし、1.0μm以上の繊維径を有する繊維を大繊維径の繊維とする。主捕集層30は、1.0μm未満の小繊維径の繊維について、平均繊維径が0.1μm以上0.8μm未満であり、0.3μm以上0.7μm未満であることがより好ましい。また、主捕集層30は、1.0μm以上の大繊維径の繊維について、平均繊維径が1.2μm以上3.0μm未満であり、1.3μm以上2.9μm未満であることがより好ましい。さらに、主捕集層30は、小繊維径の繊維と大繊維径の繊維の体積比(小繊維径の繊維:大繊維径の繊維)が、30:70〜80:20である(境界の値を含む)。
通気性支持材10は、主捕集層30と共に用いられ、主捕集層30だけでは自立困難な場合であっても、エアフィルタ濾材1として自立させることが可能になる。
エアフィルタ濾材1の全体の引張伸度は、10%以上である。このエアフィルタ濾材1は、引張伸度が1%程度のガラス繊維と比較して引張伸度が大きいため、凸部を形成させるエンボス加工を行った場合であっても、繊維の破壊が生じにくい。
図2を参照して、本実施形態のエアフィルタ濾材1の変形例について説明する。
エアフィルタ濾材は、例えば次のような用途に用いられる。
一般空調用(ビル・商業施設・学校用等)、空気清浄機用フィルタ等の分野
(7)フィルタパック
次に、図3を参照して、本実施形態のフィルタパックについて説明する。
次に、図4を参照して、エアフィルタユニット60について説明する。
次に、本実施形態のエアフィルタ濾材の製造方法について説明する。
以下に、各パラメータの定義および測定方法について説明する。
目付は、4.0cm×12.0cmの長方形にカットした試料を精密天秤にて測定した質量(g)を面積(0.0048m2)で除した値とした。
次式に従って、濾材の繊維充填率を求めた。
(平均繊維径、および、繊維径の幾何標準偏差)
走査型電子顕微鏡(商品名:SU8020、HITACHI社製)を用いて、5000倍の倍率で撮影した電子顕微鏡写真において、任意の25μm×20μmの領域を観察し、縦横直交する直線を引いて、各直線にクロスする繊維の直径すべてを定規で測定し、縮尺換算して繊維径(nm)を求める。次に、求めた繊維径の累積頻度分布を、対数確率紙において、横軸に繊維径、縦軸に累積頻度を採って対数正規プロットし、累積頻度が50%となる値を平均繊維径(メディアン径)とした。繊維径の分布を表す幾何標準偏差は、上述の対数正規プロットの結果から、累積頻度50%の繊維径と累積頻度84%の繊維径を読み取り次の式より算出して得られる値とした。幾何標準偏差[−]=累積頻度84%繊維径/累積頻度50%繊維径
(繊維間隙間)
エアフィルタの目詰まりのし易さを示すパラメータとして繊維間隙間を次式により算出した。
d50=平均繊維径(μm)
α=充填率(−)
π=円周率
(圧力損失)
濾材の測定サンプルを、直内径113mm(有効濾材面積100cm2)のフィルタホルダにセットし、濾材透過風速を5.3cm/秒になるよう流量計で調整した。そして、この時のサンプル濾材の上下流で生じる圧力損失をマノメータで測定した。
JIS B9928 附属書5(規定)NaClエアロゾルの発生方法(加圧噴霧法)記載の方法に準じて、アトマイザーで発生させたNaCl粒子を静電分級器(TSI製3071A)で0.4μmの単分散粒子に分級した後、α線放射線源であるアメリシウム241上を通過させて粒子の帯電状態を大気塵と同じ平衡帯電状態とした。圧力損失の測定と同一のフィルタホルダに測定試料である濾材をセットした後、濾材の上流側に0.4μmNaCl粒子を導入し、この粒子径0.4μmNaCl粒子を含む空気を流速5.3cm/秒で通過させたときの上下流の粒子数を凝縮粒子計数器(TSI製3022A)で測定した。捕集効率は次式で算出した。
CO=下流側0.4μmNaCl粒子の粒子数
CI=上流側0.4μmNaCl粒子の粒子数
(PF値)
濾材の圧力損失及び捕集効率(粒子径0.4μmのNaCl粒子の捕集効率)とから、次式に従いPF値を求めた。PF値はエアフィルタ濾材の捕集性能の大小を示す指標として過去から使用されている値であり、性能が良いほどPF値が大きくなる。
なお、100−捕集効率(%)の値は、透過率(%)として知られる値である。
JIS B9928 附属書5(規定)NaClエアロゾルの発生方法(加圧噴霧法)記載の方法に準じて、アトマイザーで発生させたNaCl粒子をα線放射線源であるアメリシウム241上を通過させて粒子の帯電状態を大気塵と同じ平衡帯電状態とした。圧力損失の測定と同一のフィルタホルダに測定試料である濾材をセットした後、濾材の上流側にNaCl粒子を導入し、フィルタの圧力損失が初期値から+250Pa上昇するまでNaCl粒子の負荷を継続した。NaCl粒子の負荷前後の濾材重量測定から次式によって保塵量を算出した。
MO=NaCl粒子負荷前の試験濾材重量(g)
MI=NaCl粒子負荷後の試験濾材重量(g)
A=有効濾材面積(100cm2=0.01m2)
(厚み)
ABSデジマチックインジケータ(ミツトヨ社製、ID−C112CX)をゲージスタンドに固定し、測定対象に0.3Nの荷重をかけたときの厚さの値を読み取った。
JIS L 1913(2010)に記載の伸び率(ISO法)の試験方法に準拠して、引張伸度を求めた。ここで、この試験方法は、ISO 9073―3を基にしている。また、装置は荷重およびつかみ間隔を自動記録できる装置の付いた定速伸長形引張試験機で、JIS B 7721に規定する精度を有するものを使用した。初めに、試料から幅が50±0.5mmで、つかみ間隔を200mmにできる長さ(例えば300mm)の試験片を試料の端から100mm以上離れた位置で、かつ、均等に離れた位置から、たて方向およびよこ方向にそれぞれ5枚採取する。次に、試験片を初荷重で引張試験機につかみ間隔を200±1mmで取り付ける。ただし、初荷重は、試験片を手でたるみが生じない程度に引っ張った状態とする。この試験片に100±10mm/minの引張速度で,試験片が切断するまで荷重を加える。試験片の最大荷重時の強さを0.1Nまで測定するとともに,最大荷重時の伸びを1mmまで測定し、この伸びから伸び率を求める。当該伸び率の平均値を、たて方向およびよこ方向のそれぞれについて求め、その平均を0.5%単位に丸めた値を、引張伸度とした。
図1に示す2層構造のエアフィルタ濾材1について、表1に示す物性を備える通気性支持材10と主捕集層30とをラミネート装置を用いて熱融着により接合し、参考例1−7の各エアフィルタ濾材を得た。
図2に示す3層構造のエアフィルタ濾材2について、表1に示す物性を備える通気性支持材10と主捕集層30と上流捕集層20とをラミネート装置を用いて熱融着により接合し、実施例2、5、6、11、比較例13の各エアフィルタ濾材を得た。
2 エアフィルタ濾材
10 通気性支持材
20 上流捕集層
30 主捕集層
40 フィルタパック
50 枠体
60 エアフィルタユニット
Claims (7)
- 上流捕集層と、前記上流捕集層に対して気流の下流側に配置される主捕集層と、を備えたエアフィルタ濾材であって、
引張伸度が10%以上であって、
前記上流捕集層は、
粒子径0.4μmのNaCl粒子を含む空気を流速5.3cm/秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率が5%以上50%以下
厚みが0.15mm以上0.45mm以下であって、
繊維径分布のピークが1つであり、平均繊維径が1.0μm以上2.0μm以下であり、
前記主捕集層は、
充填率が5%以上15%以下であって、
厚みが0.26mm以上0.56mm以下であって、
繊維径分布における1.0μm未満と1.0μm以上にそれぞれピークを有し、
1.0μm未満の小繊維径の繊維は、平均繊維径が0.1μm以上0.8μm未満であり、
1.0μm以上の大繊維径の繊維は、平均繊維径が1.2μm以上3.0μm以下であり、
前記小繊維径の繊維と前記大繊維径の繊維の体積比(前記小繊維径の繊維:前記大繊維径の繊維)が、30:70〜80:20である、
エアフィルタ濾材。 - 前記小繊維径の繊維径の幾何標準偏差は、3.0以下であり、
前記大繊維径の繊維径の幾何標準偏差は、3.0以下である、
請求項1に記載のエアフィルタ濾材。 - エアフィルタ用濾材は、
空気を流速5.3cm/秒で通過させたときの圧力損失が30Pa以上55Pa以下であり、
粒子径0.4μmのNaCl粒子を含む空気を流速5.3cm/秒で通過させたときの前記粒子の捕集効率が75%以上であり、
個数中位径0.25μmのポリアルファオレフィン粒子を含む空気を流速5.3cm/秒で連続通風し、圧力損失が250Pa分だけ上昇したときの前記ポリアルファオレフィン粒子の保塵量が5.0g/m2以上である、
請求項1または2に記載のエアフィルタ濾材。 - 前記主捕集層が、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、およびポリエチレンからなる群より選択される一種または二種以上により構成されている、
請求項1から3のいずれか1項に記載のエアフィルタ濾材。 - 前記主捕集層は、気流を通過させる方向における下流側半分が上流側半分よりも前記小繊維径の繊維が多く存在している、
請求項1から4のいずれか1項に記載のエアフィルタ濾材。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のエアフィルタ濾材を備え、
前記エアフィルタ濾材は、厚み方向に突出した凸部が複数形成されており、
前記エアフィルタ濾材が山折りおよび谷折りが交互に繰り返されたジグザグ形状に加工されて構成されているフィルタパック。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のエアフィルタ濾材または請求項6に記載のフィルタパックと、
前記エアフィルタ濾材または前記フィルタパックを保持する枠体と、
を備えたエアフィルタユニット。
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