JP3777120B2

JP3777120B2 - Reusable filter unit

Info

Publication number: JP3777120B2
Application number: JP2001389473A
Authority: JP
Inventors: 雅男宮川
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2021-12-21
Also published as: JP2003181228A

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捕集した後、使い捨てすることなく、洗浄し、再使用が可能なフィルターユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビル空調用のフィルターは、一般にユニット毎に交換されるが、最近ではユニットの支持枠を残して濾材のみを交換する方法が主流になっている。濾材は使い捨てがほとんどである。
【０００３】
濾材はガラス繊維，紙、もしくは不織布であり、不織布の場合、殆どはポリプロピレン（ＰＰ）メルトブローである。しかし、メルトブロー不織布は剛性が低いため、プリーツ保持性に劣り、そのために通常、補強を目的に剛性のある不織布が裏打ちされている。
この不織布は濾材用と補強用とで繊維の充填密度が異なる。濾材として使用する不織布とメルトブロー不織布と組み合わせた場合、その構造は密度勾配というよりも二層構造を示している。従って、フィルター寿命が長くなる可能性は期待できない。
なお、補強用不織布としてはレジンボンド，スパンボンド，サーマルボンドが利用されているが、大部分がレジンボンドである。
【０００４】
このように、ビル空調用のフィルターは二層構造が主流で、微細粒子を捕集するために下流側に超極細ＰＰ繊維があり、これを補強しプレフィルターの役目を持たせるために上流側に比較的大きい繊維の不織布から構成されている。
【０００５】
ところで、最近、フィルターには再利用の傾向が強くなっている。
一方、洗浄メーカーの技術も進んでいるが、現行のビル空調用のフィルターでは再使用するための対応が採られておらず、従って、洗浄等の処理を施すとプリーツの形態が崩れたり、濾材の不織布層の構造が壊れたり、また、濾材の上下のシール部が剥がれユニットの形態が壊れる等、濾材として再使用することが難しい状況である。従って、使用後の濾材は使い捨てせざるを得ないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の如き実状に対処し、特に構成繊維と、フィルターのプリーツ状化を見出すことにより、ビル空調用のフィルターの再使用に際し、洗浄時にプリーツの形態が崩れたり、濾材の不織布層の構造が破壊されたりすることのない、そして、洗浄後のフィルター性能も保持して洗浄に耐え得る優れた再使用可能なフィルターを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記の課題に鑑み、その目的を達成するため鋭意検討を行い、その結果、特定の繊維層で、少なくとも二層の繊維層が積層され、上流から下流方向に密度勾配の構造を持つ一体化されたものがフィルター使用後の洗浄に充分に耐え得ることを知見し、本発明に到達した。
【０００８】
即ち、本発明は繊維層で作られた積層フィルターが特定の枠型に組み込まれた再使用可能なフィルターユニットであって、該積層フィルターは３０％以上のレーヨン繊維を含む少なくとも２層の繊維層が積層されて後、交絡処理され、引き続きバインダーによる接着で一体化されていると共に、厚さ方向に濾過空気の入口側から出口側方向に粗から密の構造を有するもので、該積層フィルターはプリーツ状の構造に加工され、濾過空気の入口側の山部頂面，谷部底面が不織布補強材で補強されると共にフィルターの天井部、底部の両側を不織布で囲みシールして全体として枠型に組み込み容易な箱型ユニットに構成され、枠型に組み込む周囲の接合部やシール部はホットメルト樹脂で接着されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２〜９に係る発明は、上記発明のより具体的な各態様であり、請求項２に係る発明は、前記プリーツ状に加工される積層フィルターを、少なくとも２層の繊維層を積層し、互いに交絡してバインダーによる接着で一体化した後、所要の幅でジグザグ状に折り返し重畳し、所要厚さの構造体としてプリーツ状に加工し、濾過表面積を更に増大せしめたことにある。
【００１０】
請求項３の発明は、繊維層を構成する繊維成分が熱接着繊維と非接着繊維からなっていて、接着繊維が少なくとも１５ｗｔ％以上含まれていることを特徴とする。
また、請求項４に係る発明は、前記の熱接着繊維がコンジュゲイトのシースコアー（芯鞘）又はサイドバイサイド構造の繊維であること、そして請求項５に係る発明は繊維層を構成する繊維の種類であり、難溶性を有するレーヨン繊維とポリエステル繊維からなることを夫々特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は積層される繊維層の交絡がニードルパンチあるいはウォータージェットによる絡合であること、更に請求項７に係る発明は、前記繊維間を接着するバインダーが難燃成分を有する水性エマルジョンであることを夫々特徴とする。
また、請求項８に係る発明はプリーツ形状に加工された積層フィルターの濾過空気入口側を補強する補強材として積層フィルターと同じ積層不織布を用いる場合である。
なお、請求項９は枠型に組み込む周囲の接合部やシール部を接着すホットメルト樹脂としては、ポリアミド樹脂，ポリウレタン樹脂，あるいはポリオレフィン樹脂を用いることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、更に本発明の具体的な実施の形態を詳述する。
【００１３】
本発明は前述の如く、特にビル空調に適した再使用可能なフィルターユニットであり、少なくとも２層の繊維層が積層され、互いに交絡されてバインダーによる接着で一体化され、濾過空気の入口側から出口側に粗密への密度勾配を有している構造の積層フィルターをプリーツ状に加工し、濾過空気入口側を補強材で補強して保形性を向上させて特定の枠型に組み込みを容易としたものである。
【００１４】
図１は本発明フィルターユニットを枠型に組み込んだ状態、図２は本発明に係るフィルターユニットの１例を示す夫々正面概観図、図３は同フィルターユニットの平断面図である。
これら各図において、１は少なくとも２層の繊維層を積層し、互いに交絡しバインダーによる接着で一体化してなる積層フィルター１ａをプリーツ状に加工することによって形成したフィルター本体であり、特定の枠型２に組み込まれて再使用が可能となっている。
【００１５】
ここで積層フィルターは、フィルター本体１の作成にあたり、図３に示すように積層フィルター１ａを所要の巾でジグザグ状に折り返し重畳せしめて所要厚さｔの構造体として形成し、この構造体を図示の如く大きくプリーツ状に屈曲形成せしめることによって作成することが濾過表面積を増大し、濾過効率を高める上で効果的である。
例えば、図示の場合、プリーツ状に屈曲されて４つのＶ字形が形成されているが、各Ｖ字形の各辺に更に夫々通常５０山がジグザグ状に重畳的に折り返し形成されており、従って全体では４００山が形成された状態となっている。
しかし、勿論、かかる構造に限定されることなく、各辺のジグザグ状折り返しに代わり適宜、積層フィルターを所要厚さに加工してフィルター本体１とすることも可能である。
【００１６】
上記フィルター本体１を構成する積層フィルター１ａは、前述の如く少なくとも２層の繊維層を積層し、互いに交絡処理を施し、バインダーによる接着により一体化されたものであり、図４は、当該繊維層を積層し、交絡処理を施した積層フィルター１ａを示し、繊維層の積層後に交絡処理を密層ｃから粗層ａ方向に向かって施すことにより層間が一体となり、フィルター使用後の洗浄処理において生じ易い層間剥離が防止されるようになっている。
更にバインダーによる接着処理はフィルターの粗面側，密面側のそれぞれの裏面が洗浄により荒れたり、毛羽立ち等を起こすのを防ぐ役目をしている。
【００１７】
積層フィルター１ａは、図４矢示の空気流入方向に粗層ａ，中層ｂ，密層ｃの密度勾配型構造となっているために濾過性能が従来の単層型に比較してダストが表面に集まることなく層全体に粒度分布しながら蓄積されるため、効率がよく、使用後の洗浄は常に密から粗へと蓄積粒子が容易に離れ易くなり、濾過性能の低下を防ぐことができる。
【００１８】
上記積層フィルターを構成する繊維層に使用する繊維としては、レーヨン繊維を主体に合成繊維、とりわけポリエステル繊維との混綿がよく、就中、レーヨン繊維を３０％以上含有した混綿は最も好適である。
【００１９】
レーヨン繊維は親水性繊維であるために繊維層の積層後に交絡処理し、更にバインダーによる接着処理を行うに際し、親水性繊維であるレーヨン繊維の存在により、繊維間の接着を良好ならしめる。
また、ポリエステル繊維１００重量％では積層不織布の厚さ調整が困難であるのに対し、厚さ調整が容易にできる利点を有すると共に、更に使用後のフィルターの洗浄にあたり、レーヨン繊維の存在により水分との関係で伸縮を起こし、その結果、捕集した塵埃を落とし易く、また乾燥後の形態をよくする効果もあることが知見されている。
勿論、混合する合成繊維もポリエステル繊維に限らず、ナイロン，ポリオレフィン系繊維なども使用可能であり、適宜混合し得ることは云うまでもない。
【００２０】
積層フィルター１ａは使用に際し、前述の如く図３に示すようにプリーツ状に加工されるが、そのままフィルターユニットとして使用すると濾過する空気が当たる面の山部や谷部が変形し易くなり、また、使用後の洗浄によって容易に変形し再使用できなくなる。従って濾過空気流入側の山部頂面，谷部底面に図３に示すように補強材３をもって補強することにより変形し難い良好なフィルターユニットとすることができる。
なお、図においては補強材３は山部頂面に４ケ所、谷部底面に３ケ所の 7 ヶ所に設けられている。
この場合、補強材３として積層フィルターを構成する繊維層と同じ不織布を使用することにより濾過面積を減少させることなく濾過することができる。
【００２１】
また、プリーツ状で空気流入側の山部頂面，谷部底面が補強された積層フィルターからなるフィルター本体１は図２に示すように天井部５と底部４の両側を不織布で囲うことにより空気漏れを防止して箱型のユニット（フィルターユニット）ができる。
なお、枠型に組み込むに際し上記箱型ユニットは上記天井部５と底部４の両側はシールのため接着するが、接着にはホットメルト樹脂が好適で、使用後のフィルター洗浄に対し接着部やシール部が剥がれにくい。なお、塗布面の厚さとしては１００μｍ〜４００μｍの範囲が好ましい。
【００２２】
以上のようにして得られたフィルターユニットは、不織布だけで構成されており、木，金属等を使用していないため、軽く、経済性にも良好であると共に、不織布だけであることから、使用後の処理も容易で、再使用が可能のため、環境対策の一助にもなる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例と対比しつつ具体的に説明する。
なお、以下の実施例，比較例における目付量，厚さ，成形性及び濾過性能，洗浄性の評価又は測定は下記の方法に従って行った。
【００２４】
（１）目付量；ＪＩＳＬ１９０６の４．２に記載の方法に準処して求めた。
【００２５】
（２）厚さ；ＪＩＳＬ１９０６の４．１に記載の方法に従って荷重２ＫＰａで測定した。
【００２６】
（３）成形性；濾材に３０ｍｍの折り筋を入れる、次にプリーツ加工機に通して濾材を折り曲げ、熱板の間で山部を熱セットする。１００山当たりの長さでセット性を評価した。
【００２７】
（４）水濡れ性；濾材の洗浄を可能にするにはその濾材の水への濡れ性が関係する。
各濾材について１ｃｍ^２の大きさの濾片を水面に落とし、その沈降状態を評価した。
【００２８】
（５）濾過性能；ＪＩＳＤ１６１２に順次、試験風速６０ｍ／ｓｅｃ、粉体ＪＩＳＺ８９０１ＮＯ．８で行った。
【００２９】
（６）洗浄試験
（ａ）下地洗い（洗剤・３５℃の浴槽・フィルターの前後からエアーブロー・上下、左右に移動しながら５分間）
（ｂ）すすぎ洗い（フィルターを上下しながら前後から水シャワーで、、５分間）
（ｃ）整列台に置く
（ｄ）超音波洗浄（フィルター前後に超音波をあてる・上下、左右に移動しながら５分間）
（ｅ）すすぎ洗い（フィルターを上下しながら前後から水シャワーで、５分間）
（ｆ）整列台に置く
（ｇ）すすぎ洗い（フィルター前後からエアーブローしながら上下、５分間）
（ｈ）すすぎ洗い（フィルター前後を水シャワーで、５分間）
（ｉ）殺菌（フィルターを上下しながら前後からシャワー）
（ｊ）乾燥
【００３０】
実施例１
繊度２．２デニール、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維（融点：２６０℃）１０重量％と、繊度１．７デニール、繊維長３８ｍｍのポリエステル繊維１０重量％、繊度２．２デニール、繊維長５１ｍｍのレーヨン６０重量％、繊度１．７デニール、繊維長３２ｍｍのレーヨンとからなる目付３８ｇ／ｍ^２の密層用繊維（平均繊度：２．０５デニール）と、繊度２．２デニール、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維（融点：２６０℃）３０重量％と、繊度３．３デニール、繊維長５１ｍｍのレーヨン繊維７０重量％からなる３８ｇ／ｍ^２の中層用繊維層（平均繊度：２．９７デニール）と、繊度２．２デニール、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維（融点：２６０℃）４５重量％と、繊度６．６デニール、繊維長６４ｍｍのポリエステル繊維２５重量％、繊度３．３デニール、繊維長５１ｍｍのレーヨン３０重量％からなる目付３８ｇ／ｍ^２の粗層用繊維層（平均繊度３．６３デニール）とを積層した後、ニードルパンチ処理を施し、難燃性能を有する水溶性エマルジョン樹脂に浸漬し、乾燥して樹脂付着量２４重量％の積層不織布を得た。
【００３１】
得られた積層不織布は巾カットしてプリーツ状に加工し、所定の面積として、濾過空気の入口側プリーツ状の山，谷部夫々６０ｍｍの巾を同じ積層不織布で補強した。
プリーツ状の補強積層は枠型に組み込むために箱型のユニットとして、その天井部と底部やその周囲のシール部をホットメルト樹脂であるポリアミド樹脂（商品名：マクロメルト６２０２メーカー：ヘンケンジャパン（株））で接着とシールを施した。
樹脂の塗布量は厚さが３００μｍとして再使用可能なフィルターユニットを得た。
【００３２】
実施例２
実施例１における密層用のポリエステル繊維（融点：２６０℃）の内、繊度２．２デニール、繊維長５１ｍｍと繊度１．７デニール、繊維長３８ｍｍの重量％がそれぞれ５重量％で、繊度２デニール、繊維長５１ｍｍの複合ポリエステル繊維（ポリエステル／低融点ポリエステル（融点：１１０℃））が１０重量％。
また、中層用の繊度２．２デニール、繊維長５１ｍｍのポリエステル繊維１５重量％と、繊度２デニール、繊維長５１ｍｍの複合ポリエステル繊維（ポリエステル／低融点ポリエステル（融点：１１０℃））が１０重量％。粗層用の繊度６．６デニール、繊維長６４ｍｍのポリエステル繊維１５重量％、繊度６デニール、繊維長５１ｍｍの複合ポリエステル繊維（ポリエステル／低融点ポリエステル）が１０重量％であること以外は同じとして密層，中層，粗層をそれぞれ積層し、ニードルパンチ処理後、引き続き１３０℃のピンテンター式熱処理機で１分間熱処理した後はそれ以降、実施例１と同じ工程を通し、再使用可能なフィルターユニットを得た。
【００３３】
比較例１
市販されているプリーツ折した本発明と同型のフィルターユニットで、外枠が普通の合板で濾材は超極細ポリプロピレン繊維からなるフィルターユニットである。
【００３４】
比較例２
実施例１における不織布層の密層，中層，粗層の各層のレーヨン成分のかわりにポリエステル繊維としたこと以外は同じ条件で作成した。
密層：レーヨン２．２デニール、５１ｍｍのかわりに２．２デニール、５１ｍｍのポリエステル繊維を、レーヨン１．７デニール、３２ｍｍのかわりに１．７デニール、３８ｍｍのポリエステル繊維を使用した。
中層：レーヨン３．３デニール、５１ｍｍのかわりに３．３デニール、５１ｍｍのポリエステル繊維を使用した。
粗層：レーヨン３．３デニール、５１ｍｍのかわりに３．３デニール、５１ｍｍのポリエステル繊維を使用した。
【００３５】
以上の実施例１及び２ならびに比較例１にもとづいて濾過性能と加工性を夫々評価し、対比した。その結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
上記表１から明らかなように、実施例１，２は濾過性能は普通であるが、プリーツ加工性がよく水濡れが良い。このことはフィルター使用後の洗濯が可能なことを示している。
それに比較して、比較例１のフィルター不織布のプリーツ加工はフィルターの厚さ方向にバルキーな状態のため十分な折り目がつきにくく、実施例１，２は１００山当たりの長さが２６０ｍｍであるのに対し、比較例１は１００山当たり２８０ｍｍと長く、その結果、濾過面積が少なくなり、製品としては不十分なものであった。
従って濾過性能は良いが、成形性に難があり、特に水濡れ性が良くなく、特にポリエステル１００パーセントの濾材は沈降せず、濡れ性が悪いことを示した。このことは洗濯性が悪いことを示している。
また、実施例１，２は水洗後の乾燥（温度１２０℃，時間３０ｍｉｍ）の収縮率が１％あり、製品の再使用の際、濾材が弛むことなく、綺麗に張っていることを示している。
【００３８】
次に本発明の実施例１についてフィルターユニットの状態で濾過性能を評価し、実施例１と同じユニット形態の比較例２によるフィルターユニットの濾過性能の評価と対比して、その結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】

【００４０】
上記表２より比較例２の市販の面濾過タイプと比較して本発明のものは三層構造であるため、初期圧損が低く、その結果、捕集量（ＤＨＣ）が大きくなることを示している。
【００４１】
更に引き続き本発明の実施例１及び２と比較例２の市販品について、さきに示した条件にもとづいて洗濯試験を行い、フィルターユニットを３００ｍｍＡｑ使用後に洗濯可能か、テストした。
その結果を洗浄後のフィルター性能と共に表３に示す。
【００４２】
【表３】

【００４３】
上記表３より比較例２の市販品は洗浄によって出口側の表面が剥離して再使用が出来なかったが、実施例１，２は形態の保持が良好で、再使用可能であった。
しかも、洗浄後のフィルター性能の評価結果より充分、濾過性能を有していることが分かった。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の再使用可能なフィルターユニットは、以上のような各構成からなり、従来、洗浄、再使用が困難であったエアーフィルターに対して、使用後の洗浄でプリーツの形態が崩れたり、濾材の不織布層の構造が壊れたりすることがなく、濾材の再使用が可能となり、その結果、ユーザーは新規フィルターユニットを購入する必要がなく、コストの低減が計られる。また、使用済みフィルターユニットの交換において同一の不織布であるために、軽くてコンパクトにできるため、製品の輸送や交換時の作業性が大幅に改善されるのみならず、使用済みフィルターは同一の不織布であるため、廃棄処理が容易で、かつ再使用のため廃棄量が減少することにより環境対策の一助となるなどの各効果が期待される。
【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を枠型に組み込んだ状態の正面概要図である。
【図２】本発明に係る箱型ユニットの１例を示す正面概要図である。
【図３】図１の横断平面図で、フィルター本体の詳細構造を示す図である。
【図４】本発明における積層フィルターの繊維層の構成を示す説明図である。
【符合の説明】
１フィルター本体
１ａ積層フィルター
２枠型
３補強材
４底部
５天井部 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air filter using a non-woven fabric, and more particularly to a filter unit that can be cleaned and reused without being disposable after collecting fine particles in the air.
[0002]
[Prior art]
In general, a filter for building air conditioning is replaced for each unit, but recently, a method in which only a filter medium is replaced while leaving a support frame of the unit has become mainstream. Most filter media are disposable.
[0003]
The filter medium is glass fiber, paper, or non-woven fabric, and most of the non-woven fabric is polypropylene (PP) melt blow. However, since melt-blown nonwoven fabric has low rigidity, it has poor pleat retention, and therefore a rigid nonwoven fabric is usually lined for the purpose of reinforcement.
This non-woven fabric has different fiber packing densities for filter media and for reinforcement. When combined with a nonwoven fabric used as a filter medium and a meltblown nonwoven fabric, the structure shows a two-layer structure rather than a density gradient. Therefore, it is not expected that the filter life will be long.
Resin bonds, spun bonds, and thermal bonds are used as the reinforcing nonwoven fabric, but most are resin bonds.
[0004]
In this way, the building air-conditioning filter has a two-layer structure, and there are ultra-fine PP fibers on the downstream side to collect fine particles, and the upstream side to reinforce this and serve as a pre-filter. And a relatively large fiber nonwoven fabric.
[0005]
By the way, recently, the tendency of the filter to be reused has become stronger.
On the other hand, although the technology of the cleaning manufacturer is also progressing, the current building air-conditioning filter has not been adapted for reuse, and therefore, when processing such as cleaning is performed, the shape of the pleats collapses or the filter media The structure of the non-woven fabric layer is broken, and the upper and lower seal parts of the filter medium are peeled off, and the form of the unit is broken. Therefore, the present condition is that the used filter medium must be disposable.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention addresses the actual situation as described above, and in particular, by finding the pleated form of the constituent fibers and the filter, when the filter for building air conditioning is reused, the shape of the pleat collapses at the time of washing, An object of the present invention is to provide an excellent reusable filter which does not break the structure and can withstand washing while maintaining the filter performance after washing.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the present inventor has intensively studied to achieve the object, and as a result, at least two fiber layers are laminated in a specific fiber layer, and a structure having a density gradient from upstream to downstream. It was found that the integrated product having a sufficient resistance to washing after use of the filter reached the present invention.
[0008]
That is, the present invention is a reusable filter unit in which a laminated filter made of fiber layers is incorporated in a specific frame shape, and the laminated filter includes at least two fiber layers containing 30% or more of rayon fibers. Are laminated, then entangled and subsequently integrated by bonding with a binder, and has a structure of coarse to dense in the thickness direction from the inlet side to the outlet side of the filtered air. is processed into a pleated structure, the inlet side of the crest top surface of filtered air, a ceiling portion of Rutotomoni filter reinforced valley bottom in nonwoven reinforcement frame type on both sides of the bottom portion as a whole to seal enclosed in a nonwoven fabric It is configured as a box-type unit that can be easily incorporated into the frame, and the surrounding joints and seals to be incorporated into the frame mold are bonded with hot-melt resin.
[0009]
The invention according to claims 2 to 9 is a more specific aspect of the above invention, and the invention according to claim 2 is a laminate filter processed into a pleated shape, wherein at least two fiber layers are laminated. They were entangled with each other and integrated by adhesion with a binder, and then folded and overlapped in a zigzag shape with a required width, and processed into a pleated shape as a structure with a required thickness, thereby further increasing the filtration surface area.
[0010]
The invention according to claim 3 is characterized in that the fiber component constituting the fiber layer is composed of a heat-bonding fiber and a non-bonding fiber, and the bonding fiber is contained at least 15 wt% or more.
According to a fourth aspect of the present invention, the thermally bonded fiber is a conjugate-sheathed (core-sheath) or side-by-side structure fiber, and the fifth aspect of the invention is the type of fiber constituting the fiber layer. It is characterized by comprising rayon fibers and polyester fibers having poor solubility.
[0011]
The invention according to claim 6 is that the entanglement of the laminated fiber layers is entanglement with a needle punch or a water jet, and further the invention according to claim 7 is that the binder that bonds between the fibers has a flame retardant component. Each is characterized by being an emulsion.
The invention according to claim 8 is a case where the same laminated nonwoven fabric as the laminated filter is used as a reinforcing material for reinforcing the filtration air inlet side of the laminated filter processed into a pleat shape.
The ninth aspect is characterized in that a polyamide resin, a polyurethane resin, or a polyolefin resin is used as a hot melt resin for adhering a peripheral joint portion and a seal portion to be incorporated into the frame mold.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail.
[0013]
As described above, the present invention is a reusable filter unit particularly suitable for building air conditioning, in which at least two fiber layers are laminated, entangled with each other and integrated by bonding with a binder, from the inlet side of filtered air. A laminated filter with a density gradient to the outlet side is processed into a pleated shape, and the filtration air inlet side is reinforced with a reinforcing material to improve shape retention and easy incorporation into a specific frame shape It is what.
[0014]
FIG. 1 is a state in which the filter unit of the present invention is incorporated in a frame, FIG. 2 is a front schematic view showing an example of the filter unit according to the present invention, and FIG. 3 is a plan sectional view of the filter unit.
In each of these drawings, reference numeral 1 denotes a filter body formed by laminating at least two fiber layers, entangled with each other and integrated into a pleated shape by laminating a laminated filter 1a formed by bonding with a binder, and having a specific frame shape 2 can be reused.
[0015]
Here, in the production of the filter body 1, the multilayer filter is formed as a structure having a required thickness t by folding and overlapping the multilayer filter 1a in a zigzag shape with a required width as shown in FIG. It is effective to increase the filtration surface area and increase the filtration efficiency by making the pleats as shown in FIG.
For example, in the case shown in the figure, four V-shapes are formed by bending in a pleat shape, but 50 ridges are usually folded in a zigzag manner on each side of each V-shape. Then, 400 mountains are formed.
However, of course, the present invention is not limited to such a structure, and it is also possible to form the filter main body 1 by appropriately processing the laminated filter in place of the zigzag folding of each side.
[0016]
The laminated filter 1a constituting the filter body 1 is obtained by laminating at least two fiber layers as described above, performing an entanglement treatment with each other, and integrating them by adhesion with a binder. 1 shows a laminated filter 1a that has been subjected to a entanglement treatment, and the layers are integrated by applying the entanglement treatment from the dense layer c toward the coarse layer a after the fiber layers are laminated, resulting in a cleaning treatment after use of the filter. Easy delamination is prevented.
Furthermore, the adhesion treatment with the binder serves to prevent the rough side and the dense side of the filter from being roughened by washing or causing fuzzing.
[0017]
Since the multilayer filter 1a has a density gradient type structure of a coarse layer a, an intermediate layer b, and a dense layer c in the air inflow direction shown by the arrow in FIG. 4, the filtration performance is higher than that of the conventional single layer type. Therefore, the accumulated particles are easily separated from the dense to the coarse, so that the filtration performance can be prevented from deteriorating.
[0018]
As the fiber used in the fiber layer constituting the laminated filter, a blended cotton mainly composed of rayon fibers and a synthetic fiber, particularly a polyester fiber is preferable. Among them, a blended cotton containing 30% or more of rayon fibers is most preferable.
[0019]
Since rayon fibers are hydrophilic fibers, they are entangled after laminating the fiber layers, and when performing the adhesion treatment with a binder, the presence of the rayon fibers, which are hydrophilic fibers, improves the adhesion between the fibers.
In addition, while it is difficult to adjust the thickness of the laminated nonwoven fabric with 100% by weight of the polyester fiber, it has an advantage that the thickness can be easily adjusted. As a result, it has been found that the film expands and contracts, and as a result, it is easy to drop the collected dust and has an effect of improving the form after drying.
Of course, the synthetic fibers to be mixed are not limited to polyester fibers, and nylon, polyolefin fibers, and the like can be used, and needless to say, they can be mixed as appropriate.
[0020]
In use, the multilayer filter 1a is processed into a pleated shape as shown in FIG. 3 as described above. However, when used as a filter unit as it is, the crests and troughs on the surface on which the air to be filtered hit easily deforms. It is easily deformed by washing after use and cannot be reused. Therefore it is possible to crests top surface of the filtered air inlet side, and deformation hardly better filter unit by reinforcing with a reinforcing member 3 as shown in FIG. 3 to valley bottom to.
In the figure, the reinforcing material 3 is provided at seven places, four at the top of the mountain and three at the bottom of the valley .
In this case, it can be filtered without Ru reduce the filtration area by using the same nonwoven fabric as the fiber layer constituting the laminated filter as a reinforcing material 3.
[0021]
Moreover, the filter main body 1 which consists of the laminated filter which the pleat-like peak part of the air | flow inflow side and the bottom face of the valley part were reinforced is surrounded by the nonwoven fabric on both sides of the ceiling part 5 and the bottom part 4 as shown in FIG. A box-type unit (filter unit) can be formed by preventing leakage.
When the box unit is incorporated into the frame mold, both sides of the ceiling part 5 and the bottom part 4 are bonded for sealing. However, hot-melt resin is suitable for bonding, and the bonded part or seal is used for cleaning the filter after use. The part is difficult to peel off. In addition, as a thickness of an application surface, the range of 100 micrometers-400 micrometers is preferable.
[0022]
The filter unit obtained as described above is composed only of non-woven fabric and does not use wood, metal, etc., so it is light and economical, and is only used for non-woven fabric. Subsequent processing is easy and can be reused, which helps environmental measures.
[0023]
【Example】
Examples of the present invention will be specifically described below in comparison with comparative examples.
In the following Examples and Comparative Examples, the basis weight, thickness, moldability and filtration performance, and evaluation or measurement of the washability were performed according to the following methods.
[0024]
(1) Weight per unit area: The amount per unit area was determined according to the method described in 4.2 of JIS L1906.
[0025]
(2) Thickness: Measured at a load of 2 KPa according to the method described in 4.1 of JIS L1906.
[0026]
(3) Formability: Insert a 30 mm crease into the filter medium, then fold the filter medium through a pleating machine and heat-set the crest between hot plates. The set property was evaluated by the length per 100 mountains.
[0027]
(4) Water wettability: The wettability of the filter medium with water is related to the ability to wash the filter medium.
A filter piece having a size of 1 cm ² was dropped on the water surface for each filter medium, and its sedimentation state was evaluated.
[0028]
(5) Filtration performance: JIS D1612, test wind speed 60m / sec, powder JIS Z8901NO. 8 was done.
[0029]
(6) Cleaning test (a) Substrate washing (detergent, 35 ° C bathtub, air blow from the front and back of the filter, moving up and down, left and right for 5 minutes)
(B) Rinsing (5 minutes with a water shower from the front and back while raising and lowering the filter)
(C) Place on the alignment table (d) Ultrasonic cleaning (apply ultrasonic waves before and after the filter, move for 5 minutes while moving up and down, left and right)
(E) Rinsing (5 minutes with a water shower from the front and back while raising and lowering the filter)
(F) Place on the alignment table (g) Rinse (up and down, 5 minutes while blowing air from the front and back of the filter)
(H) Rinse washing (water shower around the filter for 5 minutes)
(I) Sterilization (showing from the front and back while raising and lowering the filter)
(J) Drying [0030]
Example 1
10% by weight polyester fiber (melting point: 260 ° C.) having a fineness of 2.2 denier and a fiber length of 51 mm, 10% by weight of polyester fiber having a fineness of 1.7 denier and a fiber length of 38 mm, a rayon having a fineness of 2.2 denier and a fiber length of 51 mm A dense layer fiber (average fineness: 2.05 denier) with a basis weight of 38 g / m ² consisting of 60% by weight, a fineness of 1.7 denier, and a fiber length of 32 mm, polyester with a fineness of 2.2 denier and a fiber length of 51 mm Fiber layer (average fineness: 2.97 denier) of 38 g / m ² composed of 30% by weight of fiber (melting point: 260 ° C.), fineness of 3.3 denier, and rayon fiber with a fiber length of 51 mm (average fineness: 2.97 denier) 2.2 denier, polyester fiber with a fiber length of 51 mm (melting point: 260 ° C.) 45% by weight, polyester fiber with a fineness of 6.6 denier and a fiber length of 64 mm 25 wt%, fineness 3.3 denier, after rough layers for fibrous layer having a basis weight of 38 g / ^{m 2} made of rayon 30% by weight of the fiber length 51mm and (average fineness 3.63 denier) were laminated, the needle punching processing on Then, it was immersed in a water-soluble emulsion resin having flame retardancy and dried to obtain a laminated nonwoven fabric having a resin adhesion amount of 24% by weight.
[0031]
The obtained laminated nonwoven fabric was cut into a width and processed into a pleated shape, and the width of 60 mm each of the inlet side pleated peaks and valleys of the filtered air was reinforced with the same laminated nonwoven fabric.
The pleated reinforced laminate is a box-type unit for incorporation into the frame shape, and its ceiling and bottom and its surrounding seals are polyamide resin (trade name: Macromelt 6202 Manufacturer: Henken Japan Co., Ltd.) )) And bonded and sealed.
The reusable filter unit was obtained with a resin coating amount of 300 μm in thickness.
[0032]
Example 2
Of the polyester fibers for the dense layer (melting point: 260 ° C.) in Example 1, the fineness is 2.2 denier, the fiber length is 51 mm, the fineness is 1.7 denier, and the fiber length is 38% by weight, and the fineness is 2 Denier, composite polyester fiber having a fiber length of 51 mm (polyester / low melting polyester (melting point: 110 ° C.)) is 10% by weight.
Further, 15% by weight of polyester fiber having a fineness of 2.2 denier and a fiber length of 51 mm and 10% by weight of a composite polyester fiber having a fineness of 2 denier and a fiber length of 51 mm (polyester / low melting polyester (melting point: 110 ° C.)). . The density is the same except that the fineness for the coarse layer is 6.6 denier, 15% by weight of the polyester fiber having a fiber length of 64 mm, and the composite polyester fiber (polyester / low-melting polyester) having a fineness of 6 denier and a fiber length of 51 mm is 10% by weight. After laminating the layer, the middle layer, and the coarse layer, after the needle punch treatment, and subsequently heat treating for 1 minute with a 130 ° C. pin tenter heat treatment machine, the same steps as in Example 1 are followed, and a reusable filter unit is prepared. Obtained.
[0033]
Comparative Example 1
It is a filter unit of the same type as the present invention that is folded in pleats, and the outer frame is a normal plywood, and the filter medium is a filter unit made of ultra-fine polypropylene fibers.
[0034]
Comparative Example 2
It was created under the same conditions except that polyester fibers were used instead of the rayon component in each of the dense layer, middle layer, and coarse layer of the nonwoven fabric layer in Example 1.
Dense layer: Rayon 2.2 denier, instead of 51 mm, 2.2 denier, 51 mm polyester fiber, rayon 1.7 denier, instead of 32 mm, 1.7 denier, 38 mm polyester fiber.
Middle layer: Rayon 3.3 denier, instead of 51 mm, 3.3 denier, 51 mm polyester fiber was used.
Coarse layer: 3.3 denier rayon, 3.3 denier, 51 mm polyester fiber was used instead of 51 mm.
[0035]
Based on Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 described above, filtration performance and workability were evaluated and compared. The results are shown in Table 1.
[0036]
[Table 1]

[0037]
As is clear from Table 1 above, Examples 1 and 2 have normal filtration performance, but have good pleatability and good water wettability. This indicates that washing after use of the filter is possible.
In comparison, the pleating process of the filter nonwoven fabric of Comparative Example 1 is not easy to crease due to the bulky state in the filter thickness direction, and Examples 1 and 2 have a length per 100 mountains of 260 mm. On the other hand, Comparative Example 1 was as long as 280 mm per 100 ridges. As a result, the filtration area was reduced, which was insufficient as a product.
Therefore, although the filtration performance was good, the moldability was difficult, the water wettability was not particularly good, and especially the filter medium of 100% polyester did not settle, indicating that the wettability was poor. This indicates that the washability is poor.
In Examples 1 and 2, the shrinkage of drying after washing with water (temperature 120 ° C., time 30 mim) is 1%, and when the product is reused, the filter medium does not sag and is neatly stretched. Yes.
[0038]
Next, the filtration performance was evaluated in the state of the filter unit for Example 1 of the present invention, and compared with the evaluation of the filtration performance of the filter unit according to Comparative Example 2 in the same unit form as Example 1, the results are shown in Table 2. Show.
[0039]
[Table 2]

[0040]
Table 2 shows that the present invention has a three-layer structure as compared with the commercially available surface filtration type of Comparative Example 2, so that the initial pressure loss is low, and as a result, the collection amount (DHC) increases. Yes.
[0041]
Further, the commercially available products of Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 of the present invention were subjected to a washing test based on the above-described conditions to test whether the filter unit could be washed after using 300 mmAq.
The results are shown in Table 3 together with the filter performance after washing.
[0042]
[Table 3]

[0043]
From Table 3 above, the commercial product of Comparative Example 2 could not be reused because the surface on the outlet side was peeled off by washing, but Examples 1 and 2 had good shape retention and were reusable.
Moreover, it was found from the evaluation results of the filter performance after washing that the filter performance is sufficiently high.
[0044]
【The invention's effect】
The reusable filter unit of the present invention has the above-described configurations, and the air filter, which has been difficult to clean and reuse in the past, has a pleat shape that is lost after cleaning after use. The structure of the non-woven fabric layer is not broken, and the filter medium can be reused. As a result, the user does not need to purchase a new filter unit, and the cost can be reduced. Further, since the same nonwoven in the exchange of used filter unit, lightly since it compactly, not only the workability during transportation and replacement of the product is greatly improved, for pre filter same use Since it is a non-woven fabric, it is expected to have various effects such as being easy to dispose of, and reducing the amount of waste for reuse , thereby contributing to environmental measures.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic front view of a state in which a filter unit according to the present invention is incorporated in a frame mold.
FIG. 2 is a schematic front view showing an example of a box-type unit according to the present invention.
[3] In cross-sectional plan view of FIG. 1 is a view to view the detailed structure of the filter body.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a configuration of a fiber layer of a multilayer filter according to the present invention.
[Explanation of sign]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filter body 1a Multilayer filter 2 Frame type 3 Reinforcement material 4

Bottom part

5 Ceiling part

Claims

A reusable filter unit formed of a laminated filter comprising fiber layers and incorporated in a specific frame mold, wherein the laminated filter comprises at least two fiber layers containing 30% or more rayon fibers, It is entangled and integrated by bonding with a binder, and has a density gradient from coarse to dense from the inlet side to the outlet side of air to be filtered, and the laminated filter is processed into a pleated shape, the inlet side of the crest top surface, valley bottom is formed in the ceiling portion, built easy box-unit to the frame type on both sides of the bottom portion as a whole was sealed enclosed in nonwoven Rutotomoni filter reinforced with a nonwoven reinforcement, A reusable filter unit characterized in that peripheral joints and seals incorporated in the frame mold are bonded with hot melt resin.

The reusable filter unit according to claim 1, wherein a laminated filter comprising at least two fiber layers is folded back and forth in a zigzag shape and processed into a pleated structure as a structure having a required thickness.

The reusable filter unit according to claim 1 or 2, wherein the fiber layer is composed of a thermal adhesive fiber and a non-thermal adhesive fiber, and the adhesive fiber is contained at least 15 wt% or more.

The reusable filter unit according to claim 3, wherein the heat-bonding fibers of the constituent fibers constituting the fiber layer are conjugate sea cores or side-by-side fibers.

The reusable filter unit according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the fibers constituting the fiber layer are made of a flame retardant rayon fiber and a polyester fiber.

The reusable filter unit according to any one of claims 1 to 5, wherein the laminated fiber layers are entangled and integrated by a needle punch or a water jet.

The reusable filter unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the binder that bonds the fibers is an aqueous emulsion having a flame retardant component.

The reusable filter unit according to any one of claims 1 to 7, wherein the reinforcing material on the air inlet side of the laminated filter processed into a pleat shape is the same laminated nonwoven fabric as the laminated filter.

The reusable filter unit according to any one of claims 1 to 8, wherein the hot melt resin for adhering the surrounding joint portion and seal portion to be incorporated in the frame mold is a polyamide resin, a polyurethane resin, or a polyolefin resin.