JP3761493B2

JP3761493B2 - 脱臭フィルタ

Info

Publication number: JP3761493B2
Application number: JP2002165135A
Authority: JP
Inventors: 誠一加藤; 久也栗林
Original assignee: Silver Co Ltd
Current assignee: Silver Co Ltd
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: JP2004008422A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気清浄機やエアコン、ガス・石油ファンヒータ等に用いられる脱臭フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の空調機用の脱臭フィルタとして、活性炭やゼオライトを通風性のある容器や袋に入れて用いられるものが知られている。活性炭やゼオライトは、多孔質で非常に広い表面積を持ち、特に活性炭は優れた吸着特性を持っているため、たばこ臭などの臭気を除去するため空気清浄機や脱臭機能付きエアコンなどに広く使われている。従来の活性炭フィルタでは、活性炭粉体をバインダで不織布や発泡構造体に固定したり、活性炭を糸中に練り込んだり、紙に漉き込んだり、粒状活性炭を板状の空間に設けられたセルに閉じこめたりして出来たものが主流である。これらは、いずれも再生処理ができず、１回限りの使い捨てのものが殆どである。そして、使用して寿命が来たフィルタは、焼却ごみとして捨てられているのが普通である。このため、比較的短期間で都市ごみとして捨てられ、使用者のコスト負担増、資源の浪費、焼却量の増加になっているのが現状である。一方、工業的には使用により脱臭性能の落ちた活性炭は、高温処理により性能を回復させ再使用されているが、一般家庭では高温処理する設備が無く、専ら新品との交換がなされている。しかし、脱臭性能の落ちた活性炭は、上記の高温処理によらなくても、洗剤を含む水で洗浄することよっても性能が回復することが知られるようになり（例えば、特開平１０−１８００９３号公報参照）、近年水洗回復可能な構造をした活性炭による空気清浄機用フィルタも販売されるようになっている。
【０００３】
従来の水洗可能な脱臭フィルタの例を図６に示す。脱臭フィルタ１００は、２枚の布帛１０２ａ，１０２ｂを溶着又はミシン縫１０３により接合すると共に、フィルタ耳１０５、袋底部１０６を封止して複数の袋体１０４を構成し、この袋体１０４の中に脱臭剤Ｇを充填して、袋体１０４の袋体口部１０７を封止したものである。このように、２枚の布帛をミシン縫いしたり、２枚の不織布を筋状に溶着して、袋を作り、その中に活性炭を封入したものは、活性炭が丈夫な布で完全に覆われているため、水洗いしても、脱臭フィルタが崩れることのないものである。このため、脱臭フィルタは、水洗し自然乾燥することにより脱臭性能が回復するため、長期に亘って高い脱臭性能を維持できるようになっており、定期的に脱臭フィルタを水洗することにより５年以上も脱臭性能を維持できるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した図６に示したような脱臭フィルタでは、２枚の布をミシン縫い又は溶着してできた平面的な構造の袋体に活性炭を充填して、立体的な厚さのあるフィルタにするため、以下のような問題がある。図６において隅部Ｘとして示される、２枚の平面的な布帛を溶着やミシン縫いして結合した部分の両側の空間には、大きさのある粒状の脱臭剤が入り込めないため、脱臭剤のない広い領域が生じることになる。また、この隅部Ｘにおけるフィルタの有効厚みは薄く、脱臭フィルタ全体の面積の割には最大封入量が少なく、脱臭性能アップの障害となっている。また、脱臭フィルタの外形がいびつになり、商品として見苦しくなり易い。さらに、布帛として不織布を用いたものでは、不織布を水洗いに耐えるようにするため、不織布に芯材を入れたり厚くして補強するので、布帛材が厚手になり勝ちである。このため、脱臭フィルタ全体が厚くなり、空気抵抗も大きくなったり、空気清浄機等の装置において脱臭フィルタの収納容積を大きく取る必要がでてくる。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解消するものであって、多量の粒状脱臭剤を均一に充填でき、薄く、空気抵抗が少なく、脱臭効率が良く、そして、水洗できる、空気清浄機やエアコン用の脱臭フィルタを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために、請求項１の発明は、メッシュ状布帛で形成した袋体に脱臭剤を充填してなる脱臭フィルタにおいて、２枚のメッシュ状布帛と、これらメッシュ状布帛を所定の間隔で保持すると共に複数の空間に仕切る隔壁用のスペーサ糸とから成る立体織り編み物によりフィルタ材を形成し、このフィルタ材に前記メッシュ状布帛と隣接するスペーサ糸とで袋体を区画形成し、この袋体の内部に脱臭剤を充填したものである。
【０００７】
上記構成の脱臭フィルタにおいては、２枚のメッシュ状布帛とスペーサ糸とからなる立体織り編み物で複数の袋体を形成して、この袋体に脱臭剤を充填したので、２枚の布帛がスペーサ糸からなる隔壁の高さだけ離れてほぼ平行に配置されて袋体が構成され、この袋体に充填された脱臭剤の厚みは、脱臭フィルタ全域においてほぼ一様となる脱臭フィルタが得られる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の脱臭フィルタにおいて、立体織り編み物のメッシュ状布帛を構成する糸の一部又は全てがモノフィラメントからなるものである。この構成の脱臭フィルタにおいては、モノフィラメントを用いて布帛を構成しているので、モノフィラメントの剛性により、袋体に充填された脱臭剤の自重による変形を低減した脱臭フィルタが得られる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の脱臭フィルタにおいて、立体織り編み物の２枚のメッシュ状布帛の空気抵抗が互いに異なるものである。この構成の脱臭フィルタにおいては、２枚のメッシュ状布帛の空気抵抗を異ならせたので、空気抵抗がメッシュの開口率に依存して開口率が大きいほど空気抵抗が小さいことに基づき、空気抵抗の少ない布帛側から、空気抵抗の大きい側に向けて空気を通過させて、脱臭剤の吹き出しを抑えると共に空気の通過量の増加を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る脱臭フィルタについて、図１乃至図３を参照して説明する。図面中の共通する部材には同一符号を付して重複説明を省略する。脱臭フィルタ１は、図１（ａ），（ｂ）に示されるように、フィルタ材１０の袋体空間４ａに、脱臭剤を充填したものである。フィルタ材１０の基本構造は、布帛２ａ，２ｂからなる２枚の平面状のメッシュ状布帛と、この布帛２ａ，２ｂに直交する方向に向く複数のスペーサ部（隔壁）３、及びスペーサ部３と基本的に同構造の耳部５とからなる複数の袋体４を、編み方向Ｍで示される方向に立体織り編みによって一体物として順次編み込んで作られる。このようにして作られた長尺の立体織り編み物を所定の長さ寸法に切り取り、袋体底部６をミシン縫い等により封止して、袋体４の袋体空間４ａに脱臭剤を充填し、袋体口部７をミシン縫い等で封止することにより、フィルタ材１０が得られる。
【００１１】
上記のスペーサ部３及び耳部５は、ダブルラッセル編み又は２重織りにおけるスペーサ織りの応用であり、その詳細を図２に示す。前記フィルタ材の袋体を形成する２枚のメッシュ状布帛のうち一方は、図２（ａ）に示されるように、横に走るインレイ糸Ｗ（実際には、インレイ糸Ｗは、設計された本数のループ糸Ｌ間を往復し、一般には複数本からなっているが、複雑となるため図では省略した）とこれに絡む多数のループ糸Ｌとにより編み出され、隔壁の高さだけ離れた（不図示、図の下方にある）もう１枚の布帛も同時並行して編み出される。ループ糸Ｌは、例えば、２５ｍｍの幅の間に１８〜２４本編み込まれる。また、袋体空間を仕切る隔壁となるスペーサ部３は、スペーサ糸Ｓを、スペーサ部３を配置すべき位置の一方の布帛におけるループ糸Ｌに絡めると共に、布帛と直交する方向（図における下方）に空間を走らせ、図示しない他方の布帛における対応するループ糸Ｌにスペーサ糸Ｓを絡ませることを行い、スペーサ糸Ｓを両布帛間を往来させて構成される。また、耳部５は、図２（ｂ）に示されるように、上記のスペーサ部３を、ループ糸Ｌを１つ飛び毎に複数設けて構成される。この、耳部５に設けるスペーサ部３の数、及びループ糸Ｌを１つ飛びとはせずに連続させたり複数飛びにしたりするスペーサ部３の密度は、立体織り編み物の材料や構造及び充填する脱臭剤の特性によって適宜決定される。フィルタ材の両側に設けられた耳部５は、脱臭剤の外部への洩れを防ぐ役割を有すると共に、脱臭剤の無いこの耳部５における空気の通過を妨げ、かつ、脱臭フィルタの形状を保持する目的の構造を有している。
【００１２】
フィルタ材１０のメッシュ状布帛の材料は、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリプロピレン、ポリエチレン、綿、レーヨンなどの有機繊維でできている。有機繊維は未染色糸、原着糸又は染色糸のいずれであってもよい。また、繊維種類、メッシュ状布帛の構造は、空気抵抗と脱臭剤の洩れ防止の観点から、設計されるべきものである。例えば、２〜３ｍｍ径の粒状活性炭の場合、布帛面において、０．１〜１．０ｍｍの開孔になるよう、使用する糸と打ち込み本数を決めればよい。また、脱臭剤の後方への吹きこぼれを防ぐと共に、空気抵抗を低くするため、空気の入り側のメッシュを粗く、空気の出側のメッシュを細かくすることが有効である。
【００１３】
フィルタ材に脱臭剤を充填した脱臭フィルタの断面形状は、図３（ａ）に示されるように、脱臭剤Ｇが略一様な厚さで充填されたものになっている。図３（ｂ）に示される耳部５周辺においても、また、図３（ｃ）に示されるスペーサ部３周辺においても脱臭剤Ｇが隙間無く充填され、その充填厚みも袋体４の中央部の厚みと略同じであり、脱臭効率のよいものに成っている。袋体４の厚みｔ１とスペーサ部３の厚みｔ２とは、脱臭剤Ｇの必要充填量と脱臭フィルタの収納部容積の厚さから決められる。一般に市販の空気清浄機では、粒状活性炭の場合、空気通過面積１ｍ^２当たり１〜４ｋｇ使用するのが現状である。脱臭剤の空気通過厚みが増すと空気抵抗が増すため、充填できる脱臭剤の量には限度があるが、本発明のものであれば、スペーサ部３の厚さｔ２を広げれば、粒状活性炭で１ｍ^２当たり１０ｋｇでも問題なく封入することが出来る。従来の溶着やミシン掛けによる平面的な不織布による袋では、耐水洗性を考慮して厚く硬めに布帛が形成されていることもあり、溶着やミシン掛け部の近くの隙間には、大きさのある粒状脱臭剤が入ることができないため、脱臭剤の収容量が少なく、且つ脱臭剤のない空間が広くなる。これに対し、本発明のスペーサ部３を特つ立体織物では、脱臭剤の平均大きさよりもスペーサ部を厚くすることができるため、脱臭剤が充慎されていない面積が殆どなくなり、通過する空気と脱臭剤との接触効率が良くなり、脱臭効果が上がる。また、スペーサ部３におけるスペーサ糸の密度は、粒状脱臭剤が通過しないよう打ち込み本数と糸の種類を選択する必要がある。スペーサ部３の厚みｔ２は、脱臭剤の量とフィルタの厚みｔ１から決まる。スペーサ糸の材料は、前記の有機繊維のフィラメント、紡績糸、又はモノフィラメントから選ばれる。また、糸は未染色糸、染色糸、又は原着糸のいずれであってもよい。
【００１４】
フィルタ材の布帛は、袋体の幅方向について適度の張りを持たせる必要があり、比較的剛性の高い１２０デニール〜１０００デニールの有機系モノフイラメントを１本または複数本を全面または部分的に通すことが好ましい。フィルタ材の袋体には、大量の脱臭剤を入れるため、布帛が柔らか過ぎると、脱臭剤の自重で袋は膨らみ、厚さが部分的に厚くなったりする他、脱臭剤の無い空間部分ができて、空気清浄機に装着したとき、脱臭剤の無い空間部分を通る空気の量が多くなり、脱臭効果が低下するからである。また、２枚のメッシュ状布帛は、互いに異なった織り編み構造、糸使いであってもよい。例えば、風上側のメッシュは空気抵抗を下げる目的で開孔の大きなメッシュとし、風下側のメッシュは脱臭剤の吹き抜けを防止するため開孔を小さくすることができる。耳部におけるスペーサ糸、布帛構成糸等の種類は、脱臭剤の外部への洩れ防止と、空気の通過低減及びフィルタ形状保持のため、本体部分と異なってもよく、出来るだけ緻密な構造を作ることが望ましい。
【００１５】
以下、本発明による脱臭フィルタと、従来の不織布による脱臭フィルタとを、脱臭性能及び空気抵抗の測定により比較した結果、及び水洗耐久性についての試験結果を説明する。本発明品及び従来品共に、直径２ｍｍのクラレケミカル製の椰子殻粒状活性炭を脱臭剤として用いた。測定に用いた本発明品の脱臭フィルタは、メッシュの目開き（空隙）が、両面とも約０．３ｍｍ×０．７ｍｍの長方形である。袋の両端の封止は、ミシン縫いである。そして、出来上がり寸法は、幅約４０ｃｍ、長さ３１ｃｍである。スペーサ部厚み５ｍｍとし、袋体を９つ設けたフィルタ材に上記造粒活性炭を３００ｇ充填したものと、袋体を７つ設けたフィルタ材に５００ｇ充填したものの２つの脱臭フィルタについて測定された。また、測定に用いた従来品は、出来上がり寸法が本発明品と同じであり、約１５０ｇ／ｍ^２のポリエステル不織布を二枚重ね合わせて、ミシン縫いにより袋体を７つ設けたものである。このフィルタ材に上記の造粒活性炭３００ｇを充填した脱臭フィルタについて測定された。
【００１６】
まず、脱臭性能の比較試験について説明する。脱臭テストは、ＪＥＭ１４６７−１９９５の「たばこ脱臭性能試験」に従って行われた。使用器具は、市販の風量４ｍ^３／分仕様の空気清浄機であり、最高風量が用いられた。脱臭フィルタ取付け部寸法は、４０ｃｍ×３１ｃｍである。測定結果は、図４に示されるように、本発明品が従来品よりも優れていることを示している。本発明による脱臭フィルタは、脱臭剤の厚みの一様性が良く、従来品と活性炭が同量であっても、従来品よりも活性炭と空気の接触が多くなるため、１分後の測定結果に示されるように、脱臭性能（脱臭率）が上がることが見られる。更に活性炭封入量を５００ｇにすることができたため、脱臭性能は更に向上している。一方、従来の不織布を用いた脱臭フィルタでは、３００ｇ程度しか封入できなかった。
【００１７】
次に、空気抵抗の比較試験について説明する。空気抵抗の測定は、内径１００ｍｍ、長さ１０００ｍｍのパイプの一端に、前記市販の空気清浄機のフィルタ取付け面と同じ寸法の、フィルタ取付け部を持ち、もう一端には可変吸引ブロワを持った空気抵抗測定器により行われた。図５に示されるように、本発明品の空気抵抗は、脱臭剤３００ｇ充填の場合、従来品の約半分の値となっており、５００ｇ充填の場合であってもなお従来品の３００ｇ充填品よりも低い空気抵抗になっている。空気抵抗は、布帛のメッシュ構造によって変わり、開口率が増すと空気抵抗が減少するが、いずれの本発明品においても造粒活性炭の吹き抜けは起こっていない。このように空気抵抗の低いことが、前記の脱臭性能改善の一因となっている。なお、空気抵抗は、フィルタ前後の圧力差（ｍｍＡｑ）であり、風速はパイプ中央の中心部の速度である。
【００１８】
次に、脱臭フィルタの水洗耐久性の試験結果について述べる。試験は、市販のライオン（株）製中性洗剤チャーミーグリーン０．１５％の水に、脱臭フィルタを３０分浸漬した後、スポンジタワシで脱臭フィルタの両面全面を数回擦った後、水道水で良く濯ぎ、水切りするという一連の作業を、６５回繰り返して行われた。水洗耐久性試験の結果は、本発明品及び従来品共に脱臭剤である活性炭粒子の脱落及び、フィルタの著しい変形もなく、使用に耐えるものであった。
【００１９】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、平面的な構造ではなく、円筒形に丸めた構造の脱臭フィルタとして、円筒の内外を通過する空気の脱臭を行うようにしてもよい。この場合、円筒状の立体織り編み構造とすることもできる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、２枚の布帛がスペーサ糸からなる隔壁の高さだけ離れてほぼ平行に配置されて袋体が構成され、この袋体に充填された脱臭剤の厚みは、脱臭フィルタ全域においてほぼ一様となる脱臭フィルタが得られる。これにより、脱臭フィルタを通過する空気は、どこを通過する空気も同じように脱臭剤に触れることができるため、高い脱臭効率が得られる。また、一様断面と成るように脱臭剤が充填できるので、高い脱臭剤の充填率が得られ、従来品に比べ活性炭の封入量を多くすることができる。
【００２１】
請求項２の発明によれば、モノフィラメントの剛性により、袋体に充填された脱臭剤の自重による変形を低減した脱臭フィルタが得られるため、脱臭剤の偏りが発生せず高い脱臭性能が得られる。空気抵抗を小さくできるため脱臭性能の高い脱臭フィルタが得られる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、空気の出口側の布帛の開口率を抑えて脱臭剤の吹き出しを抑制すると共に、空気の流入側では空気抵抗を減らした構造として空気の通過量の増加を図り、脱臭効率をあげることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態による脱臭フィルタの斜視図、（ｂ）は同脱臭フィルタのフィルタ材の一部断面斜視図。
【図２】同上フィルタ材のスペース部詳細を説明する斜視図、（ｂ）は同じく耳部詳細を説明する斜視図。
【図３】（ａ）同上脱臭フィルタの断面図、（ｂ）は同耳部の詳細断面図、（ｃ）は同スペース部の詳細断面図。
【図４】本発明の一実施形態による脱臭フィルタと従来品との脱臭性能比較試験の結果を示す図。
【図５】本発明の一実施形態による脱臭フィルタと従来品との空気抵抗の比較測定結果を示す図。
【図６】従来の脱臭フィルタを説明する一部断面斜視図。
【符号の説明】
１脱臭フィルタ
２ａ，２ｂ布帛
３スペーサ部（隔壁）
４袋体
４ａ袋体空間
５耳部
Ｇ脱臭剤
Ｓスペーサ糸

Claims

メッシュ状布帛で形成した袋体に脱臭剤を充填してなる脱臭フィルタにおいて、
２枚のメッシュ状布帛と、これらメッシュ状布帛を所定の間隔で保持すると共に複数の空間に仕切る隔壁用のスペーサ糸とから成る立体織り編み物によりフィルタ材を形成し、
上記フィルタ材に前記メッシュ状布帛と隣接するスペーサ糸とで袋体を区画形成し、この袋体の内部に脱臭剤を充填したことを特徴とする脱臭フィルタ。
立体織り編み物のメッシュ状布帛を構成する糸の一部又は全てがモノフィラメントからなる請求項１記載の脱臭フィルタ。
立体織り編み物の２枚のメッシュ状布帛の空気抵抗が互いに異なる請求項１又は請求項２記載の脱臭フィルタ。