JP3773654B2 - エアーフィルター - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は不織布を用いたエアーフィルターに係り、詳しくは空気中の微粒子を有効に捕集し、かつフィルター内に集積した細菌類等の増殖による臭気の発散を防止するのに好適な上記不織布を用いたエアーフィルターに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、捕集効果を向上するために不織布を用いたエアーフィルターにおいて、ウエッブの密度、目付、素材の組み合わせを改良した商品は数多く提供されており、例えば特開平７−６００４９号においてはプリーツ状に形成された不織布濾材がガスを吸着可能な微細多孔質の熱可塑性樹脂繊維からなり、静電気を帯びている除塵機能付脱臭フィルターが、また、登録実用新案第３００３３５９号においては図４及び図５に図示するように表裏両面が開口する紙製ケース１１の内部に脱臭機能を有するフィルター１２と静電機能を有するフィルター１３とを互いに重ね合わせ、脱臭機能を有するフィルター１２を前面に出して収納し形成したエアコン用フィルターが夫々提案されている。
また、濾過効率を向上させるため、上記ウエッブを立体的波形やコルゲート形に変形して表面積を増加することも行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の各エアーフィルターの多くはエアコンあるいは空気清浄機に装着するためにケースやフレームなどの枠材で支持されているが、その支持体は通常、紙や金属、樹脂で作られ、有効な開口部は枠との隙間による空気の洩れを生じている。
また、消臭材料は諸種の原理を効用したものが多いが、効果は必ずしも確かでないし、消臭に関するデータ等も示されていない。
しかも、前記フィルターの支持体は金属、樹脂、あるいは紙製であるため、通気性が無い、濾過する開口面積が限られる、支持体のコストが高い（材料代、組立て代）、紙は湿気に弱く、金属は重くコストがかかる、支持体に補強部分がある、密着性に欠けるなどの種々の問題を内包しているし、更に前記フィルターはウエッブ材料及びバインダー組成が明らかになって廃棄時、物の燃焼ガスに有毒ガスが発生しないという確かさに欠けるという問題もある。
【０００４】
本発明は上述の如き従来のフィルターにおける諸問題に対処し、特にフィルターの構成ならびに材料の組み合わせの最適化を見出すことにより、前記不織布を用いたエアーフィルターに抗菌性を付与し、空気中の微粒子を有効に捕集可能とすると共に、枠との隙間による空気洩れをなくし、フィルター内に集積された細菌類等の増殖による臭気の発散を確実に防止することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、上記目的に適合する本発明エアーフィルターの特徴は、先ず基本的にエレクトレット性ウエッブと、抗菌性を有するウエッブの複層構造からなるフィルターであって、ウエッブを構成する繊維素材並びにこれら構成繊維を結合するバインダー及び接着剤などフィルター構成の全材料が塩素を含まない材料であると共に、該フィルターの外周部を複層ウエッブの何れよりも高密度で、かつ圧損が３０Ｐａ以下の平板状不織布によってふち取り、把持せしめた構成を特徴とする。
ここで上記のエレクトレット性ウエッブと、抗菌性を有するウエッブの何れか一方を波形、コルゲート形あるいは半球形、円柱形、角柱形など、立体形状に形成し、その底面部を他方のウエッブと接合せしめた構造とすることも好適である。
【０００６】
また、エレクトレット性ウエッブと、抗菌性を有するウエッブの複層構造からなる上記ウエッブ自体を立体加工し、その底面部を平板状の任意のウエッブと接合した構成とすることも可能である。
更に上記各フィルター構成において、特にウエッブを構成する繊維素材並びにこれら構成繊維を結合するバインダー及び接着剤などフィルター構成の全材料を塩素を含まない材料を用い形成することは有毒ガスの発生をなくする上で極めて有利である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、更に上記本発明の具体的な実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
【０００８】
本発明フィルターは前述の如く少くとも静電性繊維を成分とするウエッブと抗菌性を有するウエッブの複層構造からなるものである。
ここで、エレクトレット性ウエッブとは配向分極した高い表面電荷を持った不織布であり、外部に電界のない状態でも電極を維持し電荷した分散粒子を吸着する性質を有する。
市販のものに基材としてポリプロピレン繊維を用いたものがあるが、必らずしもこれに限るものでなく、静電性を帯びさせることが可能な他の合成繊維をも包含する。
【０００９】
また、抗菌性を有するウエッブは、ウエッブを構成する繊維自体に抗菌性を付与したものでもよく、またウエッブとしてファイバーの状態で抗菌防カビ剤を含有する浴中に含浸し、乾燥せしめたものでもよい。
通常、臭気の発生の多くはフィルター材料に沈着し増殖する菌類に原因するものであり、抗菌性を有するウエッブを採用することにより良好な効果を示す。
【００１０】
即ち、臭気はフィルター材に捕捉された菌及びカビ類が適度の水分と温度条件などにより増殖し異臭を発生するものであり、これに対するため抗菌性のウエッブは下記の如き抗菌防カビ剤を付与する。
例えば第４級アンモニューム誘導体、有機シリコン第四級アンモニューム誘導体、イミダゾール誘導体、フェノール誘導体、Ｎハロアルキルチオ誘導体、スルフォン誘導体、トリアジン誘導体、ピロール誘導体、ピロリドン系誘導体、ベンゾピリジン誘導体などが用いられ、この何れか又は混合組成により付加される。
【００１１】
そして、上記エレクトレット性ウエッブと、抗菌性を有するウエッブは通常、バインダーにより結合された不織布形態で重ねられ、複層構造に形成されてフィルターとしての役割を果たすが、更に複合された上記フィルターの外周部には上記複層ウエッブよりも高密度で、かつ圧損が３０Ｐａ以下の平板状不織布によってふち取りされ、把持された本発明におけるエアーフィルターに構成される。大部分の空気流は、機能性をもち空気抵抗の少ない複層フィルター部を通過し気体中の微粒子は捕集され極く一部が外枠のフレーム部を通過することになる。このために外枠のフレームによっても充分に粒子や菌は捕捉されるが、この数は機能性層により捕捉される数より著しく少なく交換周期の範囲で臭気の原因とならない。
【００１２】
図１、図２及び図３は上記エレクトレット性ウエッブと抗菌性を有するウエッブとの複層構造を厚手の平板状不織布によりふち取り、把持した本発明フィルターの各実施例であり、図において、１はエレクトレット性ウエッブ、２は抗菌性を有するウエッブ、３は外周部をふち取り把持する、前記両ウエッブより高密度で圧損が３０Ｐａ以下の平板状不織布である。
【００１３】
本発明はこれら実施例において、少くともエレクトレット性ウエッブ１又は抗菌性を有するウエッブ２の何れか一方にプリーツ加工を施すことが行われるが、図示例では何れも前面側に突出する抗菌性を有するウエッブ２においてプリーツ加工を施し、その底面部にエレクトレット性ウエッブ１を接合し、高密度で圧損が３０Ｐａ以下の平板状不織布３でふち取り、把持せしめている。 プリーツ加工は上記の如く両ウエッブ１、２の何れか一方に施し、他方のウエッブを底面部に接合せしめてもよいが、両ウエッブ１、２の重合よりなる複層構造に加工を施してもよい。
【００１４】
また、プリーツ加工の如き襞状の外、波形、コルゲート形あるいは半球形、円柱形、角柱形などの立体形状とすることも可能であり、この場合も上述の如く、何れか一方のウエッブに立体形状を形成し、他方のウエッブをその底面部と接合するようにしてもよく、また、複層構造に立体形状を形成し、他のウエッブ（不織布）を底面部と接合せしめるようにしてもよい。
【００１５】
なお、以上のような本発明エアーフィルターにおいて、特に上記各ウエッブを構成する繊維素材、並びに該繊維素材の結合に用いられるバインダー及び各ウエッブと平板状不織布の接着剤などエアーフィルターを構成する全材料に塩素を含まない材料を用いることは廃棄物の燃焼ガスにダイオキシン等、有毒ガスの発生する原因を排除し、極めて好ましい。
従ってバインダーとしてはアクリル酸エステル、エチレン酢ビ、これとアクリルの混合物、アクリロニトリルブタジエン、メチルメタアクリレートブタジエン、ＰＶＡ等の重合物その他の１種又は２種以上の混合組成が用いられる。
【００１６】
（実施例）
以下、更に本発明の実施例を掲げる。
【００１７】
実施例１
下記の方法によってエレクトレット性ウエッブ１と、抗菌性ウエッブ２を重ね合わせてこれを外周部で支持して有効な開口部を与え、厚手の不織布外縁部３によって図１の如きフィルターユニットを形成した。
この場合、ウエッブ１は素材が静電気を帯電のポリプロピレン繊維であり、２０ｇ／ｍ² 、通気度０．４Ｐａの不織布とした。
【００１８】
一方、ウエッブ２はアクリル５０％、レーヨン４０％、ポリエステル１０％で、目付３０ｇ／ｍ² の不織布にウエッブ重量の３０％のアクリル酸エステル樹脂と４％の抗菌剤（イミダゾール化合物、ピリチオン金属塩の混合系）により加工を施し、通気度０．２Ｐａの不織布とした。
そして、不織布３として５．３×２７ｃｍの開口部と周囲を幅６．５ｍｍで通気度３０Ｐａの平板状の不織布を用いて、上記両ウエッブ１、２を接着させ、支持フレームの機能をもたせた。
【００１９】
次にウエッブ１とウエッブ２を重ね合わせてこれを不織布３の最外周と同じサイズに一致させてカットすると同時に不織布３の外縁面積に添って熱圧着して一体化させ図１の如きフィルターユニットとした。
【００２０】
実施例２
ウエッブ１、２は前記実施例と同じ加工を施してあり、ウエッブ２を一対を成し、一方を１９０℃に加熱した歯車の間を通して波型に成型し続けウエッブ１とウエッブ２の波形底部の接触部を１９０℃で加熱し接合した。
更に不織布３は前記実施例と同型のものを用い、ウエッブ１の外縁全面を１８０℃で加熱圧着し、同時にウエッブ１及び２の間に生じた波状の開口部両端を熱シールすることによって図２の如き立体フィルターを製作した。
【００２１】
比較例１
組成、構造は実施例１と、ウエッブ２の組成を除いて同等とし、ウエッブ２は加工剤として抗菌剤を含まない通常濾材を用いてフィルターユニットとした。
【００２２】
かくて、上記実施例１、２及び比較例１で得た各フィルターユニットについて、ＪＩＳＬ １０９２に準拠した試験方法によって大腸菌、ブドウ球菌に対する抗菌防カビ性能、ＪＩＳ Ｚ ２９１１に準拠した試験方法によってカビに対する性能の各測定をおこなった。その結果を下記表１に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
上記表１より、実施例１及び２により得られたフィルターユニットは共に集塵効率及び抗菌、防カビ性が明らかに通常の機能性を持たない素材よりなるフィルターに比しすぐれた結果を示している。
また、実施例１、２を燃焼させて発生ガスの組成を分析したが、何れも塩素その他のハロゲンの検出は全く認められなかった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は以上のようにエレクトレット性ウエッブと、抗菌性を有するウエッブの複層構造からなるフィルターであって、ウエッブを構成する繊維素材並びにこれら構成繊維を結合するバインダー及び接着剤などフィルター構成の全材料が塩素を含まない材料であると共に、該フィルターの外周部を圧着による上記複層ウエッブよりも高密度で、かつ圧損が３０Ｐａ以下の平板状不織布でふち取り、把持せしめた構成からなり、エレクトレット性不織布を用いた構造により空気中の微粒子を有効に吸着し、捕集効率を良好ならしめると共に、抗菌性を有するウエッブの採用により複層ウエッブに捕捉された菌及びカビ類の増殖による空気汚染を防止し、かつそれら菌及びカビ類の増殖により発生する異臭を排除して従前のフィルターに比し集塵効率及び抗菌、防カビ機能に顕著な効果を有する。
なお、本発明エアーフィルターはエアコンに用い極めて有効である。
また、プリーツ加工を施し、立体形状とすることにより濾過表面積を増大することができ、捕集効率、抗菌効果をより向上せしめると共に、塩素を含まない材料の使用により有毒ガスの発生をなくし、環境浄化に寄与する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフィルターの１例を示し、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。
【図２】本発明に係る他の実施例であり、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。
【図３】本発明に係る更に別の実施例であり、（イ）は正面図、（ロ）は側面図である。
【図４】従前のフィルター例を示し、（イ）は正面側斜視図、（ロ）はフィルター部の横断面図である。
【符号の説明】
１ エレクトレット性ウエッブ
２ 抗菌性を有するウエッブ
３ 平板状不織布

Claims (3)

1. 分極した表面電荷をもつウエッブ（以下、エレクトレット性ウエッブと称する）と、抗菌性を有するウエッブの複層構造からなるフィルターであって、ウエッブを構成する繊維素材並びにこれら構成繊維を結合するバインダー及び接着剤などフィルター構成の全材料が塩素を含まない材料であると共に、該フィルターの外周部を複層ウエッブの何れよりも高密度で、かつ圧損が３０Ｐａ以下の平板状不織布によってふち取り、把持してなることを特徴とするエアーフィルター。
2. エレクトレット性ウエッブと、抗菌性を有するウエッブの何れか一方が、波形、コルゲート形あるいは半球形、円柱形、角柱形など立体形状に形成され、その底面部を他方のウエッブと接合した請求項１記載のエアーフィルター。
3. エレクトレット性ウエッブと、抗菌性を有するウエッブの複層構造からなるウエッブ自体を立体加工し、その底面部を平板状の任意のウエッブと接合した請求項１記載のエアーフィルター。

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