JP3401809B2 - 複合濾材 - Google Patents
複合濾材Info
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Description
くは良好なプリーツ性とダストホールディング性に優れ
た複合濾材に関するものである。
として、所定の捕集効率、難燃性、濾材を山谷折りする
ためのプリーツ性や濾過圧に耐える剛性、さらには高性
能化のために特に長寿命性や低圧力損失性が求められ
る。
方法として例えば特開昭51−134475号公報が知
られている。この公知例は、難燃性繊維あるいは可燃性
繊維からなる不織布を剛性のある難燃性樹脂で樹脂加工
することで難燃化した支持材と難燃化していない極細不
織布層(メルトブロー不織布)を積層することによりプ
リーツ性と難燃性を得る方法である。この方法の特徴は
難燃性薬剤を不織布に付着させることで濾材全体を難燃
化するものであるが、有機素材を濾材として用いたもの
でプリーツ形状のしっかりしたものとするためには、剛
軟度をかなり高くする必要があり、これを実現するため
には目付も多く、かつ厚さも厚くする必要がある。この
ためユニットに収納できる濾材面積が相対的に少なくな
り、濾材貫通風速が増し低圧力損失化に限界があった。
また、この方法における従来の支持材は剛性と低圧損性
を両立する必要から繊維径が20μm以上と太く、気孔
容積率が85%と小さく、ポアサイズが大きいため捕集
効率が低く、緻密なメルトブロー不織布へのダスト付着
量が増え、短寿命となることを避けられないものであっ
た。
知例、特公昭63−22847号公報では、平均径が2
μm未満の繊維を用いたNB95やHEPAクラスの捕
集効率の高いガラス濾材(捕集効率が,粒子径0.3μ
mに対して95%〜99.97%)をエレクトレット素
材と積層して用いたクリーンルーム用の超高性能フイル
ターエレメントが示されている。しかしながら、この公
知例は、ガラス濾材でダストの大部分を捕集することで
エレクトレット濾材へのダスト負荷を減らし捕集効率の
安定化を図ることを目的とするものであり、粗大粒子を
捕集対象とした場合、例えば、ビル空調/中高性能濾材
などに用いた場合、超短寿命で全く適さないといった問
題があった。
したような点に鑑み、良好なプリーツ加工性(剛性)と
難燃特性を有するとともに、優れたダスト保持性も有し
ており、長期にわたり良好な濾過性能を発揮し得る新規
な複合濾材を提供せんとするものである。
0.3ミクロン粒子の捕集効率が5〜94%、気孔容積
率が86%以上の無機繊維を主体としたシートと、平均
繊維径が40μm以下の有機繊維を主体とした不織布シ
ートとからなる複合濾材に関し、以下に詳細を説明す
る。
シート(以後、支持材と称する)と平均繊維径が40μ
m以下の有機繊維不織布シートとからなるものであり、
支持材が、気孔容積率が86%以上、0.3ミクロン粒
子の捕集効率が5〜94%のものである。支持材と有機
繊維不織布シートとの一体化を強化するために、支持材
の表面または表面から内部にかけて、熱接着性成分また
は粘着性成分が存在することが好ましい。
は熱接着性複合短繊維などが用いられ、例えば樹脂の場
合には、支持材を構成する無機繊維のバインダーとして
アトランダムに表面の無機繊維や内部の無機繊維に付着
したものと、別のバインダーで接着された支持材の表面
のみに付着したものなどが好ましく用いられる。また熱
接着性成分が短繊維または熱接着性複合短繊維の場合に
は、支持材を構成する無機繊維に混合された状態あるい
は表層部に集中的に局在した状態で熱接着性樹脂または
熱接着性のない別のバインダーで接着されたものが好ま
しく用いられる。
体とする不織布シート(以下、有機繊維シートと称す
る)素材の融点より20℃以上低い素材が有機繊維シー
トの特性を損なわず接着する上で最適であり、素材的に
は有機繊維シートと同一系統のポリマーからなるものが
高い接着性が得られるので適している。例えばポリプロ
ピレン系、ポリエチレン系、ポリエチレンと酢酸ビニル
共重合体、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリエステ
ル系のホモポリマーやコポリマーなどの樹脂およびパウ
ダーや繊維状、パルブ状のものである。また、繊維の場
合、1成分系でも良く、芯鞘型や並列型など通常の高融
点部分と低融点部分からなる繊維を用いることも好まし
く、外周部に少なくとも低融点部分を有する熱接着性複
合短繊維などの2成分系であっても良い。
材表面繊維に粘着性樹脂を少量付着させて用いることが
できる。接着とは異なるので強く分離すれば剥離する
が、メルトブロー不織布の場合には十分な一体性が得ら
れるものである。樹脂は、特に限定されないが、アクリ
ル系、ブタジエン系などのものが使用できるものであ
る。
状態で加熱下で押圧することで、接着成分を溶融させて
有機繊維シートと熱接着して一体化することが好まし
い。なおこの場合には、接着成分と有機繊維シートが接
触した部分での接着またはエンボス接着のように間欠的
な部分部分の接着であってもかまわない。支持材に含ま
れる多数の接着ポイントで一体化を行う場合、接着成分
の融点近くの温度で極弱く押圧するだけで一体化でき濾
材の圧力損失特性低下を防止できる点で好ましい。
15%以内が有機繊維シートとの一体性と剛性が十分得
られる点で好ましい。接着成分が多く混入されると、難
燃性が得られにくくなるので、接着成分のいづれかをL
OI値26以上に難燃化することで一体性、難燃性、剛
性をより満足させたものが得られ、好ましい。具体的方
法は、難燃剤を付着させるか、難燃剤の配合された繊維
を用いるのが極めて有効である。
材の構造について説明すると、支持材は、有機繊維シー
トの支持材としての機能を付与する他に長寿命化を達成
する上で極めて重要なものである。本発明においては、
支持材気孔容積率を86%以上、好ましくは90%以上
の嵩高構造で、捕集効率が濾材貫通風速1.5m/mi
nで0.3μmの粒子に対して5%以上、94%以下の
範囲にすることが必要である。また、本発明において
は、支持材を構成する繊維の平均繊維径を2μm〜15
μm範囲とすることが好ましい。特に平均繊維径が4μ
mを下回るようなメルトブロー不織布を下流側に用いた
濾材構成においては、細い繊維で空間を多数仕切ること
により、高い捕集効率と高い気孔容積率を達成できるの
で、多量のダストを支持材が保持できるので目詰まりに
よる圧力損失上昇を低下でき、本発明の複合濾材を好適
に用いることができる。
ポアサイズが小さくなり、支持材の目詰まりが早くなる
ので短寿命となる傾向がある。また、15μmより大き
い場合には、ポアサイズが大きくなり過ぎ、より緻密な
有機繊維シートにダストが多く到達・付着するので短寿
命となる傾向がある。最適範囲は3.5〜10μm範囲
である。また気孔容積率が86%未満では、支持材層の
目詰まりが早くなるので短寿命となるので、好ましくは
90%以上、更に好適範囲は93%以上である。
さを厚さ計(ピーコック社製SM150)で求め、得ら
れた厚み(T)から全体容積(V)を求める。また繊維
素材の重量と比重から繊維容積(V1 )、バインダー樹
脂の重量と比重から樹脂容積(V2 )を求め下記式から
求めるものである。
(V2 ) }/全体容積(V)]×100%また、本発明で用
いる支持材の厚みは、超寿命化と剛性向上の点で、0.
2〜1.0mm範囲、より最適には0.3〜0.8mm
であることが好ましい。
機繊維であり、石綿、炭素繊維、金属繊維などが挙げら
れるが、特にガラス繊維が最適であり、一般に用いられ
ている抄紙方法によってシート化して用いるものであ
る。
と、有機繊維シートは少なくとも1層以上用いられ、支
持材の表面あるいは裏面に少なくとも1層、あるいは両
面に1層以上づつ用いられるものである。有機繊維シー
トとしては、例えば、ステープル不織布、長繊維不織
布、割繊維不織布(フィルムから割繊したものや、バー
ストファイバー不織布)、メルトブロー不織布などが用
いられ、その平均繊維径は40μm以下である。片面だ
けに用いて高捕集効率を有する複合濾材を作る場合に
は、平均繊維径が7μm以下の極細繊維有機繊維シー
ト、例えばメルトブロー不織布やエレクトレット化メル
トブロー不織布の目付40g/m2以下の物、また低圧
力損失複合濾材を作る場合には、繊維径7〜40μm範
囲のエレクトレット化繊維シート、例えば、スパンボン
ド不織布や短繊維不織布などの目付20〜50g/m2
の物を用いるのがそれぞれ好ましい。また、両面に用い
る場合には、先に片面だけに用いた有機繊維シートを下
流側とし用い、新たに用いる有機繊維シートとして支持
材繊維の繊維直径より大きいものを用い、プレフィルタ
ーの機能を果たせる構成としたものであり、これを上流
側として用いることが好ましい。また、片面に2層以上
として用いる場合は、支持材の上流側に用いる場合も下
流側に用いる場合も、上流側より順次下流側にかけてポ
アサイズが小さくなるように用いるのが好ましい。
の難燃性であることがより高い難燃性を得る上で有効で
あり、これはLOI値26以上の難燃性を示す繊維を含
む不織布シートを1層以上用いるか、難燃剤を繊維中に
練込むことで達成できる。なお、LOI値の測定方法
は、JIS−K7201−1976に従って求めるもの
である。LOI値が26以上の難燃性を示す繊維として
は、リン系やハロゲン系の難燃剤を配合して繊維化した
繊維、例えばチッソポリプロ株式会社の品番ESGBな
どが用いられる。
は、エレクトレット化されたシートを用いても、また複
合化された後の段階でエレクトレット化したものでも本
発明の複合濾材として用いられる。
業用中高性能濾材、機器用などの空気フィルターなどと
して好適に用いられる。
る。
(株);商品名ESGB=3デニール、繊維長5mm、
LOI値27)を5重量%混合状態で含む支持材(目付
60g/m2 、ガラス繊維の平均繊維直径7μm、捕集
効率10%、厚さ0.45mm、剛軟度350mg、ア
クリルバインダー樹脂2.4g/m2 、気孔容積率9
3.6%、圧力損失0.2mmAq、LOI値28)に
エレクトレット化メルトブロー不織布(平均繊維直径
1.5μm、捕集効率85%、厚さ0.15mm、目付
10g/m2 ,圧力損失1mmAq)を積層した状態
で、125℃に加熱された熱カレンダーで加圧して一体
化した複合濾材を得た。難燃性をJISーL−1091
A−1法で評価したところ区分3の満足する結果が得ら
れた。剛軟度も350mgと高く平面性に優れた複合濾
材であった。プリーツ加工された複合濾材を折りピッチ
3mmでユニット化したが、ピッチの不揃いもなくきれ
いなユニットが得られた。
て評価したところ、比色法95%効率でダスト付着量が
20g/m2 であった。
平均繊維直径7μm、捕集効率11%、厚さ0.45m
m、剛軟度380mg、ブロム系難燃剤を30重量%含
むアクリルバインダー樹脂6g/m2 (LOI値3
0)、気孔容積率93%、圧力損失0.2mmAq、L
OI値30以上}の表面に接着成分として、エチレン酢
酸ビニル樹脂(EVA)樹脂パウダーを4g/m2 付着
させ、メルトブロー不織布(平均繊維直径1.0μm、
捕集効率35%、厚さ0.1mm、目付6g/m2 ,圧
力損失1mmAq)を一体化した複合シートを作成し
た。この濾材を用いてユニットを作成し、アシュレ52
−76に準じて評価したところ、比色法95%効率でダ
スト付着量が18g/m2 であった。
ンダー樹脂6g/m2(LOI値30)で接着された支
持材{目付65g/m2 、ガラス繊維平均繊維直径7μ
m、捕集効率11%、厚さ0.45mm、剛軟度380
mg、気孔容積率93%、圧力損失0.2mmAq、L
OI値30以上}にエレクトレット化スパンボンド不織
布(平均繊維直径30μm、捕集効率40%、厚さ0.
2mm、目付30g/m2 、圧力損失0.4mmAq)
を積層した状態で、100℃に加熱された熱カレンダー
で加圧して一体化した本発明の複合濾材を得た。難燃性
をJIS−L−1091A−1法で評価したが区分3の
満足する結果が得られた。 実施例4 ガラス短繊維シート{目付65g/m2 、ガラス繊維の
平均繊維直径7μm、捕集効率11%、厚さ0.45m
m、剛軟度380mg、アクリルバインダー樹脂6g/
m2 (LOI値30)、気孔容積率93%、圧力損失
0.2mmAq、LOI値30以上}の表面に接着成分
としてアクリル系粘着剤を5g/m2 付着させ、メルト
ブロー不織布(平均繊維直径1.0μm、捕集効率35
%、厚さ0.1mm、目付6g/m2 ,圧力損失1mm
Aq)を一体化した複合シートを作成した。この濾材を
用いてユニットを作成し、アシュレ52−76に準じて
評価したが、寿命までの十分な耐久性が確認できた。
ンタック=2デニール、繊維長5mm、LOI値24以
下)を5重量%含む支持材(目付60g/m2、ガラス
繊維の平均繊維直径7μm、捕集効率24.5%、厚さ
0.18mm、剛軟度300mg、アクリルバインダー
樹脂2.4g/m2、気孔容積率84%、圧力損失3m
mAq、LOI値25以下)にエレクトレット化メルト
ブロー不織布(平均繊維直径1.5μm、捕集効率85
%、厚さ0.15mm、目付10g/m2,圧力損失1
mmAq)を積層した状態で、120℃に加熱された熱
カレンダーで加圧して一体化した複合濾材を得た。この
濾材を用いてユニットを作成し、アシュレ52−76に
準じて評価したところ、ダスト付着量が5g/m2で極
端に寿命の短いものであった。
m2 のガラス濾材(ガラス繊維直径20μm、アクリル
バインダー4g/m2 、LOI値25以下、捕集効率2
%)を4g/m2 のEVAパウダー樹脂で熱接着したも
のの難燃性をJIS−L−1091A−1法で評価した
ところ区分1で難燃性が得られなかった。
Claims (8)
- 【請求項1】0.3ミクロン粒子の捕集効率が5〜94
%、気孔容積率が86%以上の無機繊維を主体としたシ
ートと、平均繊維径が40μm以下の有機繊維を主体と
した不織布シートとからなる複合濾材。 - 【請求項2】有機繊維を主体とした不織布シートが、メ
ルトブロー不織布であることを特徴とする請求項1に記
載の複合濾材。 - 【請求項3】有機繊維を主体とした不織布シートがエレ
クトレット化シートであることを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の複合濾材。 - 【請求項4】無機繊維が、ガラス単繊維であることを特
徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の複合濾材。 - 【請求項5】無機繊維の平均繊維径が、2μm以上、1
5μm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の複合濾材。 - 【請求項6】0.3ミクロン粒子の捕集効率が5〜94
%、気孔容積率が86%以上の無機繊維を主体としたシ
ートと、有機繊維を主体としたシートとからなる複合濾
材であって、無機繊維を主体としたシートが、少なくと
も表面に、熱接着性成分または粘着性成分を有すること
を特徴とする複合濾材。 - 【請求項7】0.3ミクロン粒子の捕集効率が5〜94
%、気孔容積率が86%以上の無機繊維を主体としたシ
ートと、有機繊維を主体としたシートとからなる複合濾
材であって、無機繊維を主体としたシートが、少なくと
も表面に、熱接着性成分を有し、かつ、その熱接着性成
分が有機繊維の融点より20℃以上低い樹脂または短繊
維であることを特徴とする複合濾材。 - 【請求項8】0.3ミクロン粒子の捕集効率が5〜94
%、気孔容積率が86%以上の無機繊維を主体としたシ
ートと、有機繊維を主体としたシートとからなる複合濾
材であって、無機繊維を主体としたシートが、少なくと
も表面に、有機繊維の融点より20℃以上低い短繊維を
含む熱接着性成分を有し、かつ、その短繊維が有機繊維
シートの融点より20℃以上低い部分を繊維断面の外周
部に有する熱接着性複合短繊維であることを特徴とする
複合濾材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34879492A JP3401809B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 複合濾材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34879492A JP3401809B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 複合濾材 |
Publications (2)
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JPH06198108A JPH06198108A (ja) | 1994-07-19 |
JP3401809B2 true JP3401809B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=18399408
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34879492A Expired - Lifetime JP3401809B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 複合濾材 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3401809B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1992-12-28 JP JP34879492A patent/JP3401809B2/ja not_active Expired - Lifetime
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