JP2926275B2

JP2926275B2 - 吸着性フィルター

Info

Publication number: JP2926275B2
Application number: JP2410206A
Authority: JP
Inventors: 栄治田中
Original assignee: KURARE KEMIKARU KK
Current assignee: KURARE KEMIKARU KK
Priority date: 1990-12-11
Filing date: 1990-12-11
Publication date: 1999-07-28
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JPH04305213A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は悪臭吸着性を有するフィ
ルターに関するもので、更に詳しく述べるならば、ハニ
カム状の吸着材表面に極細繊維のフィルターを生成せし
め、脱臭と除じんの機能を兼ね備えているものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気清浄器やエアコンに集じん及
び悪臭除去を目的として、不織布からなるエレクトレッ
トフィルターと吸着剤（活性炭など）が併用されてい
る。

【０００３】これは吸着剤自身には集じん能力が無いた
めであるが、この方式では、フィルターによる圧損の上
昇が大きく、空気循環用ファンの動力アップ、騒音、発
熱など問題が多い。

【０００４】従来の脱臭除じん用フィルターは脱臭と除
じんの２つの部分よりなるため構造上圧損失が大きくな
ることが避けられず、圧損失を低下させるため流量を小
さくすると、悪臭除去能力も低下させる結果となった。
このため、集じん機能が高くかつ悪臭吸着能力も大きい
フィルターは存在しなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

【０００６】空気清浄器やエアコンに広く使用されてい
る悪臭除去用及び除じん用フィルターは一般に、圧損失
が大きくかつ吸着能力の低下も大きい欠点があった。従
って、これを改善するため吸着性が高いハニカム成型体
と除じん能力が高くかつ圧損失が低い、メルトブロー紡
糸法によって作られた極細繊維の不織布層に着目し、こ
の二つの素材を利用して圧損失が低くしかも悪臭除去及
び除じん能力が高いフィルターを提供しようとするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は悪臭除去能
力が優れ、空気を循環させるとき圧損失が最も低い吸着
剤の構造はハニカム状であることに注目し、更に除じん
機能を付与して圧損失の上昇を可及的に防ぐ方法につい
て研究した。その結果、ハニカム成型体を平面状に不織
布で被覆する方法では圧損失の上昇を防ぐことが困難で
あるが、ハニカムの内部まで内壁を圧損失が低いメルト
ブロー繊維の不織布で被覆すれば、ろ過面積は飛躍的に
増大し、圧損失を大幅に低下出来ることを見出して本発
明に到達した。

【０００８】すなわち、ハニカム吸着剤成型体の表面に
メルトブロー紡糸法により、直接溶融繊維を吹き付けて
被覆し、繊維をエレクトレット化せしめてなるハニカム
吸着性フィルターである。

【０００９】以下本発明について詳細に説明する。

【００１０】本発明のハニカム成型体に使用する吸着剤
は特に限定しない。通常１ｇあたり、例えば、活性炭の
様な数100 ｍ²或いはそれ以上の大きな表面積を有し、
高い吸着性を示す材料で有れば広範囲に使用できる。こ
のような吸着剤は、通常空気中の悪臭を除去する機能も
優れている。これらの中、例えば、活性炭、ゼオライト
及び、シリカゲル、アルミナゲル、水酸化亜鉛等が好ま
しい。

【００１１】ゼオライトは、天然ゼオライト、合成ゼオ
ライト等何れも使用可能である。また吸着剤の形状は破
砕状、ペレット状、顆粒状或いは繊維状、フェルト状、
織物状、シート状等のいづれの形態でも使用することが
できる。

【００１２】本発明に用いる吸着剤の粒度ははとくに限
定しない。平均粒子径０．１μｍ〜１．０ｍｍ位まで種
々の粒子が使用可能である。目的に応じて適宜選択出来
るが、高い吸着速度を保持するためには平均粒子径は
０．１〜２００μｍ位が好ましい。

【００１３】本発明において、バインダーとして使用す
るプラスチックは特に限定しない。広範囲なものが使用
可能である。例えば、熱可塑性樹脂としてはポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ＡＢＳ（アクリルニトリル・ブタ
ジエン・スチレン樹脂）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレ
フタレート樹脂）、ナイロン、ＰＢＴ（ポリブタジエン
・テレフタレート樹脂）、エチレンアクリル樹脂、ＰＭ
ＭＡ（ポリメチルメタアクリレート樹脂）、メソフェー
ズピッチ等が好ましい。

【００１４】また、熱硬化性樹脂としてはフラン樹脂、
フェノール樹脂が好適である。

【００１５】親水性樹脂としてはポリビニルアルコール
樹脂やエバール樹脂が好ましい。

【００１６】しかしこれらの中、熱可塑性樹脂、熱硬化
性樹脂、親水性樹脂、導電性樹脂等、水や有機溶剤を用
いずに加熱融着できるものが好適である。

【００１７】バインダーとして用いるプラスチック粉末
の粒度は限定しないが、０．５〜５０μｍが好ましく、
５〜３０μｍがより好ましい。プラスチック微粉末の粒
子径が０．５μｍ以下の場合には、かさ比重が大きくな
り、強度が大きく、密度の高い成型が困難となる。ま
た、粒子径が５０μｍを越える場合は接着強度が小さく
なり、機械的強度が大きいフィルターが得られない。

【００１８】プラスチックの使用量は特に限定しない
が、成型体の機械的性質が許す限り混合比率が少ない方
が吸着剤の比率が高くなって好ましいことは言うまでも
ない。しかし、通常の用途では吸着剤１００重量部に対
してプラスチック粉末１〜５０重量部が好ましく、２〜
２５重量部がより好ましい。

【００１９】更に繊維状補強材を混合すれば一層機械的
性質が優れた成型体にすることが出来る。繊維状補強材
としてとしては、例えば、金属、チタン、アルミ、鉄、
銅、真鍮、ステンレスなど、金属繊維、炭化珪素、ボロ
ンナイトライド、チタン酸バリウム、ガラス繊維、炭素
繊維、活性炭繊維などの無機繊維あるいは、ポリプロピ
レン、ビニロン、ポリエステル、ナイロン、ポリエステ
ル−ポリエチレン、ポリプロピレン−ポリエチレンのコ
ンジュゲート繊維などの有機繊維が使用可能である。

【００２０】補強材の形態は特に限定しないが、長さ
０．２〜２０ｍｍ、直径３μｍ〜１００μｍのモノフィ
ラメント、マルチフィラメントの繊維が好ましい。

【００２１】成型原料の混合方法は、通常の工業的混合
方法、例えばミキサー、リボンミキサー、スタティック
ミキサー、ボールミル、サンプルミル、ニーダー等を適
用することが出来る。混合によりプラスチック粉末を吸
着剤の表面に付着させることが出来るが、加熱しながら
撹拌すればプラスチック粉末を吸着剤の表面により均一
に付着させることが出来る。加熱方法は例えば、マイク
ロ波、赤外線、遠赤外線、高周波等が利用可能である。
これは撹拌によって発生した静電気の作用によるものと
考えられる。

【００２２】混合した成型原料は通常所望の金型に充填
し、バインダーの軟化点以上に加熱した後、０．１〜１
０ｋｇ／ｃｍ²の圧力をかけて圧縮成型される。成型後
冷却することによりハニカム状成型体が得られる。図１
に本発明の種々な態様のハニカム成型体の形状を示す。

【図１】

【００２３】得られるハニカム成型体は一般に、壁厚
０．３ｍｍ〜２０ｍｍ、セル密度１〜５０が本発明の空
気清浄用に好ましい。ここでセル密度とは１平方インチ
あたりのセルの数を言う。

【００２４】この様にして得られたハニカム状吸着剤に
対して、メルトブロー法、エクソン法、バイアックス
法、遠心過流法等の方法で所定のポリマーを吹き付ける
ことによりハニカムの壁面をメルトブロー繊維の不織布
層で被覆することが出来る。この際用いるポリマーはエ
レクトレット化処理後、帯電性が減少し難いものが好ま
しく、ポリ弗化ビニリデン、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リテトラフルオロエチレン、エチレン−テトラフルオロ
エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフル
オロアルキルビニルエーテル共重合体、アクリル酸、メ
タクリル酸、またはマレイン酸とエチレンまたはスチレ
ンの共重合体、ポリエチレンテレフタレート、芳香族ポ
リカーボネート、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエ
ン・スチレン共重合体）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフ
タレート）、ナイロン、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタ
レート）、エチレン−アクリル樹脂、メソフェーズピッ
チ等を使用することが出来る。

【００２５】このようにして成型体のハニカムの内部ま
で壁面に沿って形成されたメルトブロー繊維の不織布
は、ろ過面積が大きいフィルターとなり、薄いメルトブ
ロー繊維の不織布の低圧損失と相まって、本発明の目的
である動力、騒音、発熱等の上昇を防止することが出来
る。成型体のハニカムの入口に膜を張るようにメルトブ
ロー繊維の不織布が形成された状態と、本発明のハニカ
ムの壁面に沿って内部迄メルトブロー繊維の不織布が形
成された状態をそれぞれ図２及び図３に示す。

【図２】

【図３】

【００２６】更にエレクトレット化処理の方法として、
ホモ荷電された電荷を付与する方法として、直流高電圧
中を通過させる熱エレクトレット法、コロナ放電による
エレクトロエレクトレット法、光を照射しながら電圧を
印加するフォトエレクトレット法、γ線などの高エネル
ギー放射線を照射するラジオエレクトレット法等を適用
することが出来る。

【００２７】エレクトレット化処理により、極細のメル
トブロー繊維表面に高い静電気が発生し、不織布の表面
のポリマー内に残存静電分極を保持する構造となって、
繊維表面は半永久的に静電気が保持された状態になる。

【００２８】またこの際、融点が異なる２種以上のポリ
マーの混合物を紡糸したメルトブロー繊維を使用する
と、単一成分の場合に較べてシビヤーな条件でエレクト
レット化処理することが可能となるため、付与した電荷
の経時的低下の度合いを相当少なくすることが出来る。
尚、ここで２種以上のポリマーとは、２種類以上多数を
含む意味であるが通常は２種類のポリマーの混合物が使
用されることが多い。

【００２９】また、メルトブロー繊維の被覆層のみでは
直径１μｍ以下の粒子例えば、紫色のタバコの煙に含ま
れている粒子は除去出来ないが、エレクトレット化処理
されたメルトブロー繊維不織布層を通過させれば容易に
除去することが出来る。

【００３０】

【作用】本発明の吸着性フィルターのハニカムの壁面は
図３に示す構造を有するため、成型体の吸着性による悪
臭の除去と、メルトブロー繊維不織布層による除じん作
用を兼ね備えている。しかも、ハニカム成型体はその構
造上吸着速度、吸着容量ともに高いため悪臭除去能力が
大きく、メルトブロー繊維不織布はハニカムの内部まで
壁面を被覆する形になっているためろ過面積が大きく、
更にメルトブロー繊維不織布層は極めて薄いため圧損失
も低い。

【００３１】更に、メルトブロー繊維の被覆層のみでは
直径１μｍ以下の粒子例えば、紫色のタバコの煙に含ま
れている極微粒子は除去出来ないが、エレクトレット化
処理されたメルトブロー繊維不織布ではこのような粒子
も容易に除去することが出来る。

【００３２】

【実施例】以下実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明する。

【００３３】（実施例１）中心粒子径、３０μｍの活性
炭粒子を１００重量部および中心粒子径２０μｍのポリ
エチレン粉末１５部および長さ２ｍｍのポリプロピレン
繊維２部をＶ型ブレンダーでよく混合し、ゴム型枠に流
し込み、１２０℃に加熱し、２ｋｇで加圧成型した。得
られたハニカムは、セル密度５、厚み１０ｍｍでその形
状を図１Ｂに示す

【００３４】このハニカム状成型体に対してバイアック
ス法のノズルを用いてポリプロピレンおよびポリエチレ
ンの５０：５０混合物を繊維径１５μｍでメルトブロー
紡糸し、目付３０ｇ／ｍ²の不織布で被覆した（被覆状
態は図３）。これについて、ＬＶ１ｍ／ｓｅｃの時の圧
損を測定したところ、０．１２ｍｍａｑであった。

【００３５】実施例１のメルトブロー法で被覆したフィ
ルターの不織布をコロナ放電により帯電させた。この様
にして得られた不織布の表面電荷密度は２９ｃｇｓｅ
ｓｕ／ｃｍ²であった。

【００３６】（比較例１）実施例１で試作した成型体
に、ポリプロピレンおよびポリエチレンの５０：５０混
合物を繊維径１５μｍで紡糸した繊維を原料とした目付
３０ｇ／ｍ²の不織布でハニカム孔をふさぐようにフラ
ットに被覆した（被覆状態は図２）。

【００３７】これについて、ＬＶ１／ｓｅｃの時の圧損
を測定したところ、０．２３ｍｍａｑであった。

【００３８】（実施例２）粒子径０．１ｍｍの活性炭５
０重量部、粒子径５０μｍのゼオライト５０重量部、お
よび粒子径１５μｍのポリエチレン１２重量部をよく混
合した後、加圧成型法で厚み１０ｍｍの図１Ｂの構造
を有するハニカム体を成型した。このハニカム成型体の
表面にポリメチルメタクリレート６０部、ポリスチレン
４０部の混合ポリマーをエクソン法のノズルで繊維径１
２μｍでメルトブロー紡糸し、目付５０ｇ／ｍの不織布
で被覆した（被覆状態は図３）。これについて、ＬＶ１
ｍ／ｓｅｃの時の圧損を測定したところ、１．４ｍｍａ
ｑであった。

【００３９】実施例２のメルトブロー法で被覆したフィ
ルターの不織布をイオン注入装置により、加速電圧３０
ＫＶ、イオン電流１０μＡ、１分間照射処理をした。こ
の様にして得られた不織布の表面電荷密度は７３ｃｇｓ
ｅｓｕ／ｃｍ²であった。

【００４０】（比較例２）実施例２で試作した成型体
に、ポリメチルメタクリレート６０部、ポリスチレン４
０部の混合ポリマーを繊維径１２μｍで紡糸した繊維を
原料とした、目付５０ｇ／ｍ²の不織布でハニカム孔を
ふさぐようにフラットに被覆した（被覆状態は図２）。
これについて、ＬＶ１ｍ／ｓｅｃの時の圧損を測定した
ところ、２．３６ｍｍａｑであった。

【００４１】（実施例３）実施例１で得られたフィルタ
ーを１０畳位の広さの部屋に空気清浄器に取り付け、タ
バコの煙がかなり充満した状態で、空気清浄器の運転を
開始して運転時間とタバコの煙の状態を調べた。その結
果、４〜５分で煙は完全に除去できた。

【００４２】比較のため空気清浄器にとりつけるフィル
ターを比較例１と取り替えたところ運転開始後１０分経
過しても尚、かなりのタバコの煙が残留していた。

【００４３】

【発明の効果】本発明の吸着性フィルターは、ハニカム
成型体の材質及び構造上吸着速度、吸着容量ともに高い
ため悪臭除去能力が大きく、メルトブロー繊維不織布は
ハニカムの内部まで壁面を被覆するように形成されてい
るためろ過面積が大きく、また、メルトブロー繊維不織
布層は極めて薄いため圧損失も低い。

【００４４】更に、メルトブロー繊維の被覆層のみでは
直径１μｍ以下の粒子例えば、紫色のタバコの煙に含ま
れている極微粒子は除去出来ないが、エレクトレット化
処理されたメルトブロー繊維不織布層を通過させれば、
このような粒子も容易に除去することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸着性フィルターのハニカムの数個の
態様の見取図を示す。

【符号の説明】

１吸着剤（ハニカムの壁面）２ハニカム孔

【図２】吸着性フィルターのハニカム孔の入口にメルト
ブロー繊維の不織布が形成された状態の断面図を示す。

【符号の説明】

３メルトブロー繊維不織布層

【図３】吸着性フィルターのハニカムの壁面に沿って内
部迄メルトブロー繊維の不織布が形成された状態の断面
図を示す。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ハニカム吸着剤成型体の表面にメルトブ
ロー紡糸法により、直接溶融繊維を吹き付けて被覆し、
繊維をエレクトレット化せしめてなるハニカム吸着性フ
ィルター。
【請求項２】溶融繊維が２種以上の融点が異なるポリ
マーの混合物よりなる請求項１記載のハニカム吸着性フ
ィルター。