JP3912165B2

JP3912165B2 - エアフィルタ材料及び空気清浄装置

Info

Publication number: JP3912165B2
Application number: JP2002107905A
Authority: JP
Inventors: 則雄梅津
Original assignee: Dynic Corp
Current assignee: Dynic Corp
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2022-04-10
Also published as: JP2003299919A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気清浄装置等に適したエアフィルタ材料に関する。より詳しくは、低い圧力損失レベルを示しながらも空気中の塵埃を高効率で捕集でき、しかも脱臭機能を備えた、巻き取り可能なプリーツ形状のエアフィルタ材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低い圧力損失レベルを示すと共に、空気中の塵埃を高い効率で捕集でき、しかもフィルタの交換が容易なエアフィルタ材料として、巻き取り可能なプリーツ濾材が提案されている（日本特許第２６７０８０９号）。
【０００３】
この巻き取り可能なプリーツ濾材は、図３に示すようにジグザグ形状にプリーツ加工されたプリーツ形状の濾材３１の片面に、テープ状の高張力体３２が張設されたものである。このプリーツ濾材３１においては、高張力体３２は、濾材３１のプリーツの折り返し頂部にホットメルト型接着剤で接着固定されている。あるいは熱融着により固定されている。
【０００４】
ところで、この高張力体３２は、プリーツ形状の濾材３１に張力が加わった場合に最初に設定した長さ以上には伸びないので、濾材３１のプリーツ間隔の好ましくない拡張やプリーツ形状の好ましくない変形を防止できる。このような高張力体３２の形状としては、図３に示したテープ状物の他に、糸状物、ネット状物が挙げられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したプリーツ濾材の場合、濾材３１のプリーツ形状は、高張力体３２により濾材３１の片面側のプリーツの折り返し頂点でのみ支えられているため、主として高張力体３２のみに張力が加わっている場合には、濾材３１のプリーツ形状が保持され易いが、濾材３１のプリーツに直接外力が加わった場合には、プリーツが容易に潰れたり、折れ曲がったりするという問題があった。特に、プリーツ形状の保形性に乏しい除塵用不織布を使用した場合には、プリーツ濾材の巻き取り時や巻き取り後の保存時に、濾材のプリーツに変形が非常に発生し易く、変形の程度により、所期のフィルタ性能を実現できないことも懸念されていた。
【０００６】
また、このようなプリーツ濾材を家庭用の空気清浄装置に適用することが試みられているが、プリーツ濾材が脱臭機能を備えてないという点も問題となっている。
【０００７】
本発明の目的は、以上の従来の技術の問題点を解決しようとするものであり、低い圧力損失レベルを示すと共に、空気中の塵埃を高い効率で捕集でき、しかもフィルタの交換が容易で、プリーツ形状の保形性に優れ、加えて脱臭機能を有する、巻き取り可能なプリーツ形状のエアフィルタ材料を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、除塵用不織布を巻き取り可能な保形体で保持した除塵フィルタ本体を、保形体と除塵用不織布とが一体化したプリーツ形状とすることにより、そのプリーツ形状が保形性に富んだものになり、また、除塵フィルタ本体の少なくとも片面に脱臭機能を有する脱臭用不織布を配すると、エアフィルタ材料に脱臭機能を付与することができ、更に、除塵フィルタ本体と脱臭用不織布の通気度（ＪＩＳＬ１０９６）をそれぞれ所定の範囲に設定することにより、エアフィルタ材料に低い圧力損失レベルと良好な捕集効率を実現できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
即ち、本発明は、巻き取り可能な保形体と、該保形体に保持された除塵用不織布とからなる除塵フィルタ本体を含んでなるエアフィルタ材料において、除塵フィルタ本体は、該保形体と除塵用不織布とが一体化したプリーツ形状を有しており、更に、該除塵フィルタ本体の少なくとも片面に脱臭用不織布シートが配されており、除塵フィルタ本体の除塵用不織布の通気度が１００〜８８０ｍｌ／ｃｍ^２／秒であり、脱臭用不織布シートの通気度が７００〜２０００ｍｌ／ｃｍ^２／秒であることを特徴とするエアフィルタ材料を提供する。
【００１０】
また、本発明は、上述のエアフィルタ材料と、それを保持する保持具と、エアフィルタ材料にエアを通気させるためのファンと、ファンを回転させるためのモータとを備えた空気清浄装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明のエアフィルタ材料の実施態様の一例の断面図である。このエアフィルタ材料は、巻き取り可能な保形体１と、保形体１に保持された除塵用不織布２とからなる除塵フィルタ本体３を有し、更に、除塵フィルタ本体３の保形体１側に脱臭用不織布シート４が配された構造を有する。
【００１３】
本発明のエアフィルタ材料においては、除塵フィルタ本体３が、保形体１と除塵用不織布２とが一体化したプリーツ形状となっている。このため、除塵用不織布２のプリーツ形状の全面が、そのプリーツ形状に同調したプリーツ形状を有する保形体１で保持されるので、除塵フィルタ本体３の保形性は非常に富んだものとなる。従って、除塵用不織布２として腰のないものを使用した場合であっても、エアフィルタ材料の巻き取り時や巻き取り後の保存時に、除塵フィルタ本体３が非常に変形し難いものとなる。
【００１４】
また、本発明においては、除塵フィルタ本体３の少なくとも片面（好ましくは排気側、通常保形体１側）に脱臭用不織布シート４を配する。このため、エアフィルタ材料に脱臭機能を付与することできる。
【００１５】
本発明において、保形体１と除塵用不織布２とをプリーツ形状に一体化してプリーツ形状の除塵フィルタ本体３とする方法としては、▲１▼保形体１と除塵用不織布２の素材等に応じて、シート状の両者をホットメルト接着剤を介し接着して一体化した後あるいはシート状の両者を熱ヘッドあるいは超音波ヘッドによる熱融着により一体化した後、公知の加熱加圧プリーツ加工を施す方法、▲２▼それぞれ別々に且つプリーツ形状が同調するように公知の加熱加圧プリーツ加工を施した後、プリーツ状の両者をホットメルト接着剤を介し接着して一体化する方法あるいは熱ヘッドあるいは超音波ヘッドによる熱融着により一体化する方法等が挙げられる。
【００１６】
除塵フィルタ本体３に形成されるプリーツの好ましい大きさは、エアフィルタ材料の使用目的等により異なるが、家庭用の空気清浄装置に使用する場合には、ピッチが４〜１０ｍｍが好ましく、高さが４〜１０ｍｍが好ましい。
【００１７】
本発明のフィルタ材料において、除塵フィルタ本体３と脱臭用不織布シート４との接合は、除塵用不織布２の通気度を低減させないように、ホットメルト接着剤を介して、あるいは熱ヘッドあるいは超音波ヘッドによる熱融着により接合することができる。
【００１８】
また、本発明における除塵フィルタ本体３の除塵用不織布２の通気度は、低すぎるとファン能力のアップが必要であり、消費電力と騒音が多くなり、反対に高すぎると除塵能力不足となるので、好ましくは１００〜８８０ｍｌ／ｃｍ^２／秒、より好ましくは１５０〜４００ｍｌ／ｃｍ^２／秒である。
【００１９】
一方、脱臭用不織布シート４の通気度は、除塵用不織布２の捕集効果を損なわないように、好ましくは７００ｍｌ／ｃｍ^２／秒以上である。但し、通気度が大きすぎると脱臭機能が低下するので、２０００ｍｌ／ｃｍ^２／秒以下とすることが好ましい。
【００２０】
なお、保形体１の通気度は、除塵用不織布２を保形でき且つ除塵用不織布２の通気度を低減させない範囲であり、通常５００ｍｌ／ｃｍ^２／秒以上である。従って、除塵フィルタ本体３の通気度は、除塵用不織布２の通気度に実質的に等しいものとなる。
【００２１】
本発明のフィルタ材料において、保形体１の具体例としては、３０〜５００μｍ径のポリプロピレン線材、ポリエステル線材、塩化ビニリデン線材等の熱可塑性樹脂線材やエチレン−プロピレン−ブタジエン共重合体線材などの熱可塑性エラストマー線材を格子状に配し、線材同士の交差点を溶着させたプラスチックネットや、１０００μｍ厚程度までのポリエステルシート等のプラスチックシートにパンチングやエッチングにより多数の孔を開けたプラスチックネット、１４０〜７００μｍ径のステンレススチール線材等の金属線を格子状に編んだメタルメッシュ等を挙げることができる。特に、引っ張り強度５Ｎ〜５０Ｎ／本のプラスチック線材（例えば、９０〜５００μｍ径のポリプロピレン線材）を、０．５〜８ｍｍ角（目合）の格子状に配し、交差点を溶着したプラスチックネットが好ましい。
【００２２】
除塵用不織布２の具体例としては、従来より空気清浄装置のエアフィルタとして使用されている除塵用不織布を使用することができ、好ましくは、繊維径５〜４０μｍで目付量２０〜２００ｇ／ｍ^２のポリプロピレン不織布、アクリル系不織布やポリエステル不織布又はそれらの混合不織布を使用することができる。これらの不織布はニードルパンチ法、スパンボンド法、メルトブロー法等の公知の方法により作製することができる。また、除塵用不織布２として、常法によりエレクトレット処理したものを使用することが好ましい。これにより、微細な塵埃に対する捕集効率を更に高めることが可能となる。
【００２３】
脱臭用不織布シート４としては、好ましくは、レジンボンド法、スパンボンド法、サーマルボンド法や水流交絡法等の公知の方法により作製された、繊維径１０〜４０μｍで目付量２０〜１００ｇ／ｍ^２（バインダレジン含む）の天然繊維、半合成繊維、合成繊維もしくはそれらの混合繊維からなる不織布に、脱臭剤や脱臭剤をバインダ樹脂に分散させてなる脱臭樹脂組成物を、好ましくは固形分１〜１００ｇ／ｍ^２、より好ましくは１〜５０ｇ／ｍ^２の割合で付着させたものを好ましく挙げることができる。ここで、脱臭剤としては、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒドを吸着するためのアジピン酸ヒドラジドや、アンモニアを吸着するための植物成分由来物（カテキン等）が挙げられる。その他に、光触媒として二酸化チタンや溶媒として水を配合することもできる。バインダ樹脂としては、ウレタン系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂を好ましく挙げることができる。
【００２４】
なお、図１の態様では、脱臭用不織布シート４は除塵フィルタ本体３の片面に配されているが、その両面に配してもよい。その場合には、エアフィルタをロール状に巻き取ることを想定して、内側の脱臭用不織布シートは、外側のものに比べて伸縮性が高いものを使用することが好ましい。
【００２５】
本発明のエアフィルタ材料は、空気清浄装置に好ましく適用することができる。その空気清浄装置の基本的構成は、エアフィルタ材料として本発明のエアフィルタ材料を使用する以外、従来の空気清浄装置と同様の構成とすることができ、基本的にはエアフィルタ材料と、それを保持する保持具と、エアフィルタ材料にエアを通気させるためのファンと、ファンを回転させるためのモータとを備えているものである。このような空気清浄装置の具体的な一例としては、図２に示すように、前面に吸気開口部２１と裏面（又は上部）に排気開口部２２を有する筐体２３と、その上部に設けられた保持ケース２４に納められた、ロール状に巻かれたエアフィルタ材料２５と、排気開口部２２側に流線翼方式等のファン２６とそれを回転させるモータ２７とからなるものが挙げられる。ここで、エアフィルタ材料２５は、保持ケース２４から吸気開口部２１を塞ぐように引き出され、係止ピン２８に引っかけて保持される構造となっている。係止ピン２８に代えて巻き取りロールに巻き取ってもよい。十分に使用した後のエアフィルタ材料２５は切除し、新たにエアフィルタ材料２５を保持ケース２４から吸気開口部２１を塞ぐように引き出せば、簡単にエアフィルタ材料の交換が完了する。
【００２６】
なお、図２の空気清浄装置では、ロール状に巻かれたエアフィルタ材料を使用しているが、エアフィルタ材料を枚葉式で装着するようにしてもよい。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００２８】
実施例１
プロピレンネット（目合４ｍｍ×４ｍｍ、目付量３４ｇ／ｍ^２、縦糸線径３００μｍ、横糸線径１２０μｍ）と、アクリル系繊維とポリプロピレン繊維との混合ニードルパンチ除塵用不織布（通気度２００ｍｌ／ｃｍ^２／秒、目付量１０５ｇ／ｍ^２）とを、超音波熱融着処理により一体化してシート状の除塵エアフィルタ本体を作製し、更に、プリーツ（６ｍｍピッチ、８ｍｍ高さ）加工を施してプリーツ状の除塵エアフィルタ本体を作製した。
【００２９】
除塵エアフィルタ本体とは別に、ポリエステル系レジンボンド不織布（繊維径１７〜２９μｍ、目付量４２ｇ／ｍ^２）に、表１の組成の脱臭剤組成物を固形分換算で４０ｇ／ｍ^２となるように塗布し乾燥させることにより、４８ｍｌ／ｈｒのアセトアルデヒド脱臭能と１２０ｍｌ／ｈｒのアンモニア脱臭能を示す脱臭用不織布を作製した。
【００３０】
【表１】

【００３１】
次に、除塵エアフィルタ本体のポリプロピレンネット側のプリーツの頂部に脱臭用不織布をホットメルト接着剤（Ｇｌｕｅｓ社）で固定した。これにより、巻き取り可能なプリーツ状のエアフィルタ材料が得られた。
【００３２】
得られたエアフィルタ材料の６０ｃｍ／秒のエア流速における圧力損失は３４．３Ｐａであり、また、得られたエアフィルタ材料で、６ｐｐｍのアセトアルデヒド又は１５ｐｐｍのアンモニアを含有する空気を、１１０ｃｍ／秒の流速でフィルタリングしたところ、０．３〜０．５μｍの大きさの大気塵の捕集効率は５１．３４％であり、排気のアセトアルデヒド濃度は２ｐｐｍ未満であった。また、排気のアンモニア濃度は５ｐｐｍ未満であった。このように実施例１のエアフィルタ材料は、圧力損失レベルが低く、塵埃の捕集効率が高く、しかも脱臭能力に優れたものであった。
【００３３】
実施例２
実施例１と同様の除塵フィルタ本体の両面に、同じく実施例１と同様の脱臭用不織布をホットメルト接着剤で固定した。これにより、両面に脱臭用不織布が設けられた、巻き取り可能なプリーツ状のエアフィルタ材料が得られた。
【００３４】
得られたエアフィルタ材料の６０ｃｍ／秒のエア流速における圧力損失は３８．２Ｐａであり、また、得られたエアフィルタ材料で、６ｐｐｍのアセトアルデヒド又は１５ｐｐｍのアンモニアとを含有する空気を、１１０ｃｍ／秒の流速でフィルタリングしたところ、０．３〜０．５μｍの大きさの大気塵の捕集効率は６０．８６％であり、排気のアセトアルデヒド濃度は１ｐｐｍ未満であった。また、排気のアンモニア濃度は３ｐｐｍ未満であった。このように実施例２のエアフィルタ材料は、圧力損失レベルが低く、塵埃の捕集効率が高く、しかも脱臭能力に優れたものであった。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、圧力損失レベルが低く、塵埃の捕集効率が高く、しかも脱臭能力に優れ、巻き取り可能なプリーツ状のエアフィルタ材料が得られる。このエアフィルタ材料は、交換が容易で、プリーツ形状の保形性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエアフィルタ材料の断面図である。
【図２】本発明の空気清浄装置の概略図である。
【図３】従来のエアフィルタ材料の斜視図である。
【符号の説明】
１…保形体、２…除塵用不織布、３…除塵フィルタ本体、４…脱臭用不織布シート、２１…吸気開口部、２２…排気開口部、２３…筐体、２４…保持ケース、２５…エアフィルタ材料、２６…ファン、２７…モータ、２８…係止ピン

Claims

巻き取り可能な保形体と、該保形体に保持された除塵用不織布とからなる除塵フィルタ本体を含んでなるエアフィルタ材料において、除塵フィルタ本体は、該保形体と除塵用不織布とが一体化したプリーツ形状を有しており、更に、該除塵フィルタ本体の少なくとも片面に脱臭用不織布シートが配されており、除塵フィルタ本体の除塵用不織布の通気度が１００〜８８０ｍｌ／ｃｍ^２／秒であり、脱臭用不織布シートの通気度が７００〜２０００ｍｌ／ｃｍ^２／秒であることを特徴とするエアフィルタ材料。
保形体が、引っ張り強度５Ｎ〜５０Ｎ／本のプラスチック線材を格子状に溶着形成してなるプラスチックネットである請求項１記載のエアフィルタ材料。
該プラスチック線材の線径が、３０〜５００μｍである請求項１又は２記載のエアフィルタ材料。
脱臭用不織布が、脱臭剤をバインダ樹脂に分散させてなる脱臭樹脂組成物を不織布に付着させたものである請求項１〜３のいずれかに記載のエアフィルタ材料。
脱臭用不織布が、除塵フィルタ本体の保形体側に配されている請求項１〜４のいずれかに記載のエアフィルタ材料。
エアフィルタ材料と、そのエアフィルタ材料を保持する保持具と、エアフィルタ材料にエアを通気させるためのファンと、ファンを回転させるためのモータとを備えた空気清浄装置において、エアフィルタ材料が請求項１記載のエアフィルタ材料であることを特徴とする空気清浄装置。