JP3127771B2 - フィルターユニット - Google Patents

フィルターユニット

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JP3127771B2 JP07076324A JP7632495A JP3127771B2 JP 3127771 B2 JP3127771 B2 JP 3127771B2 JP 07076324 A JP07076324 A JP 07076324A JP 7632495 A JP7632495 A JP 7632495A JP 3127771 B2 JP3127771 B2 JP 3127771B2
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  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

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【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】本発明のフィルターユニットは、
例えばビル空調、エアーハンドリングユニット等の中高
性能用途、クリーンルーム等の超高性能用途に用いられ
るフィルターユニット、あるいは家庭用空気清浄機、車
載用、機器用、プレフィルター用等の、濾過対象が気体
や液体であるフィルターユニットの改良に関するもので
ある。
【従来の技術】従来より、ビル空調用や超高性能用途の
フィルターユニットにおける枠体の材質としては、その
寸法精度や形態維持性を必要とするため、例えば特開平
−247207号公報に記載されているように、金属
や合板が使用されている。しかし、金属や合板は、製造
価格が高く、また金属枠は廃棄が困難であるなどの問題
があり埋没処理の必要があった。この課題解決のため、
例えば、実公平3−28892号公報では、濾材交換型
フィルターの枠体材質として、厚さが1〜9mmの焼却
可能な硬質板状体や、硬質発泡合成樹脂シート、プレス
ボード、ダンボール、ボール紙などの変形しにくい硬質
材料を用いることが提案されている。また、実公平4−
14095号公報のカセットフィルターでは、寸法精度
や保形性の要求が厳しくない家庭用空気清浄機や車載用
清浄機用の小型ユニット用として、角成型のための曲げ
加工性が良く、あえて寸法精度の悪く、かつ、変形し易
い、厚さが2〜4mmの嵩高で柔軟な粗密構造のニード
ルパンチタイプ不織布を枠体として用いることが提案さ
れている。更に、実開平6−72618号公報でも寸法
安定性の悪いフワフワした繊維ウエッブに樹脂含浸した
材料を枠材として用いることが提案されている。また、
特開平5−103936号公報には、別途樹脂加工で繊
維間接着した不織布を部分的に熱圧着したものを枠材と
して用いる公知例が示されている。この枠材は、部分的
な熱圧着部を有し、さらに樹脂加工で繊維間接着するこ
とで硬く、繊維間を空間を少なくした不織布が用いられ
ているため、ホットメルト接着剤で濾材を枠体に接着し
た場合、接着剤が不織布表面に留まり枠材中に浸込まな
い。このため、ホットメルト樹脂が冷却する過程で生じ
る収縮のため枠材にカールが発生し、寸法精度がでない
欠点があった。以上のように、金属等に代わる枠体の材
質としては、寸法精度に優れた硬質材料のものが用いら
れ、また寸法精度の厳しくない用途ではニードルパンチ
タイプ不織布や樹脂含浸された繊維ウエッブあるいは樹
脂含浸された部分熱圧着不織布が用いられているが、上
記硬質材料の枠材は、鋭角な曲げ加工が困難であるた
め、プリーツ濾材が略平面的に配列されるフラット形状
のユニットへの適用は困難である。また既に利用されて
いるニードルパンチタイプ不織布の枠材についても、剛
性がないため寸法精度や形態維持性が低く、機器のフラ
ンジ面に緊密に取付け、十分に高い気密性を得ることが
要求される本格的な空調用等の大型ユニットへの適用は
困難であった。また、樹脂含浸された部分熱圧着不織布
の場合についても、寸法精度や形態維持性が低いもので
あった。本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、フィル
ターユニットとしての良好な寸法精度および形態維持性
を有すると共に従来使用困難であった用途でも使用で
き、しかも使用後は焼却廃棄が可能なフィルターユニッ
トを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のフィルターユニットは、プリーツ状に折曲
げた濾材と、枠体と一体化てなるフィルターユニッ
トにおいて、前記枠体は、剛軟度が150mg以上の繊
維間熱接着された長繊維不織布からなり、かつ、該枠体
と前記濾材とは、枠体に前記長繊維不織布厚みの25%
以上浸透している、軟化点が100℃以上のホットメル
ト樹脂で接着されていることを特徴とするものである。
すなわち、本発明のフィルターユニットの第1の特徴
は、枠体材料に剛軟度が150mg以上、より好ましく
は150〜10000mgの繊維間熱接着された長繊維
不織布を用いること、第2の特徴は、濾材を枠体に接着
する接着剤として、硬化時点で硬い特性を示す軟化点が
100℃以上、より好ましくは150〜190℃の範囲
のホットメルト樹脂を、該長繊維不織布の25%以
上の範囲で長繊維不織布の内部にまで浸透させて接着し
たことである。ここで、上記第1の特徴である長繊維
布の剛軟度を150mg以上とした理由は、このフィ
ルターユニットを空調機等の風洞フランジ面に緊密にセ
ットするために加えるセット時の押圧力による座屈強度
や、空調機運転時の瀘過圧力によってフィルターユニッ
トが変形しないようにするためである。上記剛軟度値
は、強度と寸法安定性が必要な最低限の値であり、好ま
しくは250mg以上のものがよい。上記押圧に耐える
座屈強度、寸法安定性、強度等を薄い材料のもので得る
ためには、従来使用されている単繊維が動き易い構造を
持つニードルパンチタイプの不織布や繊維ウエッブでは
困難であって、繊維同が拘束されて動き難い構造を有
する熱接着された不織布が適する。上記繊維同が「熱
接着した不織布」とは、バインダー樹脂で繊維間を接着
したものではなく、1成分の繊維同を繊維間熱接着
した不織布、融点の異なる少なくとも2成分以上の素
材が複合された複合繊維が用いられ、繊維同を繊維間
熱接着した不織布、それぞれの融点が異なる少なくと
も2種類以上の繊維が用いられ、この繊維同を繊維間
熱接着した不織布のことである。上記複合繊維は、一般
に熱接着性繊維や自己接着性繊維などと呼ばれている
が、低融点側の温度は、80℃以上が適当で、ホットメ
ルト樹脂含浸時に熱に耐える110〜240℃範囲が
特に適するものであり、一時的に熱で軟化した状態でユ
ニットの折り曲げ部を形成する場合には、曲げ易く、冷
えた状態で硬くなるので適する。不織布の形態として
は、熱カレンダーやエンボス接着したものが好ましく、
このようにすることでシート状に緻密に接着した不織
繊維間の動きが拘束され、剛性が高くなるので最適で
ある。更に、同じ理由から捲縮を持つ短繊維より捲縮を
持たない長繊維不織布の方が適する。エンボス接着部分
の総面積は、剛性と寸法安定性を得るために少なくとも
10%が必要である。これより少ない面積では動きの拘
束されない繊維が多くなるので、柔らかくなり、また寸
法安定性が悪くなるので適さない。また、エンボスによ
って接着したものについてエンボス部分の形状として
は、円形や4角形、6角形などの方向性を持たない形状
より、例えば略長方形の形をした方向性を持ったもの
が、寸法安定性と剛性が高く、またユニットの形態維持
性が高いので適している。不織布の目付は、概ね50g
/m2以上、400g/m2以下のものが好ましく、繊度
は、8デニール以下、好ましくは1デニール以上5デニ
ール以下のものが硬さとホットメルト樹脂の浸透性の面
から適する。繊維素材は、特に限定されないがポリエス
テル繊維が耐熱性が高いため、溶融ホットメルト樹脂を
浸透させる時の高温に耐え、熱収縮が少なく適してい
る。なお、不織布の剛軟度は、JIS L1085に準
じて測定するものである。次に本発明の第2の特徴であ
る、枠体と濾材とが、枠体に前記長繊維不織布厚みの2
5%以上浸透している、軟化点が100℃以上のホット
メルト樹脂で接着されていることが好ましい理由は、こ
の方法を用いることで長繊維不織布を構成する繊維の動
きがホットメルト樹脂によって拘束され、あたかもFR
P(Fiber Reinforced Plasti
cs)的構造発現させることができるため、不織布
曲げ強度や座屈強度がより一層増加し、フィルターユニ
ットを空調機の風洞フランジ面に緊密セットするために
加える押圧力や、運転時の瀘過圧力に耐えられる高い座
屈強度を有するフィルターユニットが得られるからであ
る。かかるホットメルト樹脂を浸透させて高い座屈強度
を得るために必要な不織布の厚さとしては、0.1mm
以上のものが適当であり、好ましくは0.3mm以上、
2.0mm以下のものが適する。従って、ホットメルト
樹脂の長繊維不織布に対する浸透深さHとしては、後述
する図3に示すように、長繊維不織布の厚さの25%以
上が長繊維不織布内部方向に浸透されていることを
要する。この場合、ホットメルト樹脂の塗布厚さTとし
ては、長繊維不織布内部に浸透した部分を含めて0.2
〜3mm程度に塗布することで濾材と枠が一体化さ
れ、上記した高い座屈強度と濾過風圧に耐えるための寸
法安定性が得られる。このような高い座屈強度を得るた
めには、ホットメルト樹脂の硬さである軟化点が重要で
あり、この軟化点が100℃以上、好ましくは120℃
以上のものが適当であり、濾材の耐熱性が許す限り高い
方が実用時の強度低下が少ないため適する。濾材とし
て、ポリプロピレンを用いる場合には、軟化点が160
℃のものまでが使用に適する。この軟化点は、JAI
7−1991の業界試験方法に準じて測定することがで
きる。次にシール用パッキンが付設された本発明のフィ
ルターユニットについて説明する。シール用パッキン
は、使用機器本体とフィルターユニットとの気密性確保
のため、例えば比較的厚いクッション性の高い独立気泡
タイプまたは気泡サイズの小さい連続気泡タイプを用い
るのが好ましく、ユニット周縁部のプリーツ濾材頂部と
枠体とにまたがって付設されるものと枠体側面に付設さ
れるものがある。この形態の使い分けは、機器本体フラ
ンジ面に押し付けて気密性を確保する場合と機器本体側
面のフランジ部と枠体側面でパッキンを圧縮して気密性
を確保する場合とで使いわけるものである。ここでクッ
ション性の高いものとしたのは、従来のようにシール面
が平坦で強固な金属枠が用いられたユニットの場合に
は、平らなフランジ面に強く押し付けることで気密性が
確保できるが、本発明のように従来品より強固でない枠
体材質を持ち、かつ、薄く平面でない場合には、比較的
厚くクッション性の高いものを押し潰して平面を作るこ
とで気密性を確保する必要があることによる。また、ユ
ニット周縁部の枠体端部、すなわちユニット取付部近傍
をユニット内側に折り曲げて形成されたフランジ面を設
けることで、シール用パッキンの付設が容易となり、さ
らに気密性が増したユニットが得られる。この場合、枠
材のフランジ面内側とプリーツ濾材端部も同一材質のホ
ットメルト樹脂で接着することでさらに高い座屈強度が
得られるので好ましい。枠体の折り曲げ方法は、枠体が
薄い枠材質の場合は、常温で折り曲げることもできる
が、特に厚くて剛性の高い枠材質の場合は、ホットメル
ト樹脂を塗布した不織布を加熱して軟化させ、ホットメ
ルト樹脂の軟化または溶融した状態で折り曲げ冷却する
ことで、フランジ面を形成する方法が最適であり、特に
枠材質が融点の異なる少なくとも2成分以上が複合され
た繊維同を繊維間熱接着した不織布や融点の異なる少
なくとも2成分以上の繊維同を繊維間熱接着した不織
布の場合には、加熱成型が容易であり、固化した状態で
剛性の高いフランジ面を形成することができる。
【作用】本発明のフィルターユニットは、枠体の材質と
して繊維同が繊維間熱接着され繊維間の動きが拘束さ
れている長繊維不織布が用いられているため、剛性と寸
法安定性に優れる作用を奏する。また、硬化時に硬い特
性を示す軟化点が100℃以上のホットメルト樹脂が不
布厚みの25%以上内部にまで浸透して、いわゆるF
RP的構造を発揮するため、流体流れ方向高い座屈強
度と形態維持性を発揮する。このため、大型ユニットで
も空調機フランジ面への装着時の締込み圧力に耐え、優
れた形態維持性と密着性を発揮する。
【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。 実施例1 図1は、本発明のフィルターユニット1の斜視図、図2
は、図1のフィルターユニットの周縁部の一部透視図、
図3は、図1のフィルターユニットの縦断面の一部透視
である。図において、濾材(濾材構成;エレクトレッ
ト化メルトブロー不織布と不織布支持体の複合濾材)を
折り曲げ線2aのピッチが5mm、山高さが48mm
なるように折り畳んで、ビード加工されたプリーツ濾材
2を形成した。一方、熱エンボス接着タイプのポリエス
テル長繊維不織布(東レ株式会社製“アクスター”G2
260−1T,厚さ;0.6mm,剛軟度;850m
g、エンボス接着面積15%)に対し、ホットメルト樹
脂5(ヒロダイン株製6006番,軟化点106℃)を
表面から裏面まで浸透させたものを枠体4とした。そし
て、この枠体4と上記プリーツ濾材2とを上記ホットメ
ルト樹脂5で、枠体への端部からの浸透深さが0.4
mm(布厚さの67%)となるように両部材を接着
した。次いで材質がエチレンプロピレンジエン共重合体
からなるシール用パッキン3をユニット周縁部のプリー
濾材2の頂点と枠体4とにまたがって幅10mmで周
囲に取り付け、本発明のフィルターユニット1(サイ
ズ;610mm幅×610mm長さ×50mm厚さ)を
作成した。このユニット1を風洞に取り付け、アシュレ
52−76に準拠した方法で最終圧力損失50mmAqま
での耐久性寿命試験を実施したところ、十分な形態維持
性があり、空気の漏れや濾材の変形などがなく、かつ、
焼却による廃棄性をも兼ね備えた特性が確認できた。
【発明の効果】本発明のフィルターユニットは、繊維間
熱接着された上記特性を有する長繊維不織布が枠体とし
用いられ、かつ、ホットメルト樹脂にて枠体と濾材と
接着一体化されているため、いわゆるFRP的構造が
発揮され、座屈強度が高く、ユニット装着時の締め込み
圧や濾過風圧等に耐える耐久性、形態維持性、密着性を
有する。さらには使用後は焼却廃棄が可能なデスポー
ザブル性に優れた安価なフィルターユニットとしての効
果をも有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るフィルターユニットの一実施例の
斜視図である。
【図2】図1のフィルターユニットの周縁部の一部透視
図である。
【図3】図1のフィルターユニットの縦断面の一部透視
図である。
【符号の説明】
1……フィルターユニット 2……プリーツ濾材 3……シール用パッキン 4……枠 5……ホットメルト樹脂
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 39/00 B01D 39/16 B01D 46/00 B01D 46/52

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリーツ状に折曲げた濾材と、枠体と
    一体化してなるフィルターユニットにおいて、前記枠体
    は、剛軟度が150mg以上の繊維間熱接着された長繊
    不織布からなり、かつ、該枠体と前記濾材とは、枠体
    に前記長繊維不織布厚みの25%以上浸透している、軟
    化点が100℃以上のホットメルト樹脂で接着されてい
    ることを特徴とするフィルターユニット。
  2. 【請求項2】 長繊維不織布は、方向性を持ったエンボ
    スによって部分接着され、その接着面積が10%以上で
    あることを特徴とする請求項1記載のフィルターユニッ
    ト。
  3. 【請求項3】 フィルターユニット周縁部の濾材頂部
    と、枠体部分とにまたがって、シール用パッキンが付設
    されていることを特徴とする請求項1または2記載のフ
    ィルターユニット。
  4. 【請求項4】フィルターユニットの枠体部分側面にシー
    ル用パッキンが付設されていることを特徴とする請求項
    または2記載のフィルターユニット。
  5. 【請求項5】 枠体の取付部近傍にフランジ面が形成さ
    れていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに
    載のフィルターユニット。
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JP2015136679A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 日本バイリーン株式会社 フィルタエレメント
WO2022092161A1 (ja) * 2020-10-27 2022-05-05 日東電工株式会社 フィルタプリーツパック及びエアフィルタユニット

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