JP3946576B2

JP3946576B2 - カバー材、それを用いたガス除去用濾材およびガス除去ユニット

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Publication number: JP3946576B2
Application number: JP2002154916A
Authority: JP
Inventors: 志郎林; 孝次今井
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: JP2003342865A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、臭気成分で汚染された流体を濾過して清浄化するための自動車用などの生活環境における空調機器に装着して用いる脱臭濾材や、半導体や液晶の生産施設やクリーンルームなどにおいて空気や雰囲気中に含まれるガス状汚染物質を除去するケミカルフィルタ用濾材などのガス除去用濾材に関し、ガス除去用濾材に用いる好適なカバー材、それを用いたガス除去用濾材およびガス除去ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、生活環境での不快な臭気物質の除去などや、半導体や液晶の生産施設やクリーンルームなどにおいて空気や雰囲気中に含まれるガス状汚染物質の除去などには、様々な脱臭濾材やケミカルフィルタ用濾材などが提案されてきた。係る脱臭濾材やケミカルフィルタ用濾材の大半は、通気性を有するシート状の部材に、例えば活性炭や種々の化学吸着剤やイオン交換樹脂や触媒からなるガス除去粒子を保持したり、或いはこれらのガス除去粒子を熱可塑性樹脂で連結して多孔質体としたり、或いはこれらのガス除去粒子を通気性のあるケースに入れたものである。また、以上に述べたような従来のガス除去粒子の保持技術を改良した技術として、例えば特開平１１−７６７４７号公報や特開平１１−２５３７２０号公報がある。この公報では、ホットメルト樹脂からなるウエブに脱臭紛粒体を固着することによって、脱臭紛粒体の表面が有効に利用され、優れた脱臭効率を呈するものである。また、大容量の空気や雰囲気中に含まれるガス状汚染物質の除去には、このような脱臭濾材やケミカルフィルタ用濾材のガス除去効率を維持しながら、通気抵抗を少なくすることが必要であり、そのため脱臭濾材やケミカルフィルタ用濾材をプリーツ状に折り曲げてフィルタ枠に取り付けたガス除去ユニットが使用されている。そして、折り曲げによるガス除去粒子の脱落を防ぐため、また粗塵を除去するため脱臭濾材やケミカルフィルタ用濾材の表面には、空気抵抗の少ない繊維シートからなるカバー材が積層されており、このカバー材には特開平１１−７６７４７号公報や特開平１１−２５３７２０号公報のように、薄くても強度のある連続繊維からなるスパンボンドの不織布が使用されていた。
【０００３】
図５は、この種のガス除去ユニットの構成を説明するため、一部の構成成分を切り欠いて斜視的に示す図である。ガス除去ユニット１１は、ホットメルト樹脂などの接着剤を用いて、プリーツ加工された濾材１３を枠体１５で囲むように構成される。例えば、上述の自動車用途では、高さｈ及び幅ｗが２０〜３０ｃｍ角の矩形の空気通過面に１〜４ｃｍ程度の深さｄで構成したガス除去ユニットが使用されている。
【０００４】
しかしながら、カバー材に連続繊維からなるスパンボンドの不織布を使用すると繊維組織が密な場合は表面濾過となるので、ガス除去ユニットとしての粗塵の保持容量が少なくなり目詰まりが早く生じてしまい、ガス除去性能が低下するという問題があった。そこで、保持容量を上げようとして繊維組織を粗くすると、ガス除去ユニットとしての粗塵の保持容量は得られるものの、カバー材の濾過効率が低下して、ガス除去粒子の層に多くの粗塵が堆積するので、ガス除去性能が低下するという問題があった。また、繊維組織が粗い場合は、脱臭濾材やケミカルフィルタ用濾材をプリーツ状に折り曲げたときに、プリーツの折り山のＲを小さくして鋭角にしようとしても、プリーツの折り山部分でカバー材が破れてしまうという問題があった。そのためプリーツの折り山のＲを大きくするとカバー材は破れないものの、一定幅の枠の間のプリーツの山数が少なくなったり、隣り合うプリーツ同士の間隔が狭くなったりして、ガス除去ユニットとしての圧力損失が高くなり、目的とするガス除去性能が低下するという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、臭気成分で汚染された流体を濾過して清浄化するための脱臭濾材などとしてのガス除去用濾材や、半導体や液晶の生産施設やクリーンルームなどにおいて、空気や雰囲気中に含まれるガス状汚染物質を除去するためのケミカルフィルタ用濾材などとしてのガス除去用濾材に関し、ガス除去用濾材のプリーツ形成時に破損のないカバー材を提供し、このカバー材を用いてなるガス除去用濾材をプリーツ加工することにより、圧力損失が低く、ガス除去性能に優れたガス除去ユニットを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段は、請求項１の発明では、ガス除去粒子を保持し且つプリーツ加工が可能なガス除去材の上流側に貼り合せて使用するカバー材であって、捲縮繊維を有し、且つ熱接着により繊維同士が部分的に接着すると共に接着剤によっても繊維同士が接着している不織布であり、面密度が１０ｇ／ｍ^２以上であり、面風速０．５ｍ／秒における圧力損失が３０Ｐａ以下であることを特徴とするカバー材である。
【０００８】
請求項２の発明では、前記カバー材の厚さが０．１５〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のカバー材である。
【０００９】
請求項３の発明では、前記カバー材に熱接着性樹脂が付着していることを特徴とする請求項または２に記載のカバー材である。
【００１０】
請求項４の発明では、ガス除去粒子を保持し且つプリーツ加工が可能なガス除去材の少なくとも上流側に、請求項１〜３の何れかに記載のカバー材を貼り合わせてなることを特徴とするガス除去用濾材である。
【００１１】
請求項５の発明では、前記ガス除去材が、ホットメルト樹脂からなる連結部と樹脂凝集部とで構成されたウエブの一方の表面に、該樹脂凝集部を介してガス除去粒子を固着してなることを特徴とする請求項４に記載のガス除去用濾材である。
【００１２】
請求項６の発明では、前記ガス除去材が、複数の積層単位で構成され、該積層単位がホットメルト樹脂から成る連結部と樹脂凝集部とで構成されたウエブの一方の表面に、該樹脂凝集部を介してガス除去粒子を固着してなり、該ウエブの他方の表面と、他の積層単位を構成するガス除去粒子とが樹脂凝集部を介して固着してなることを特徴とする、請求項４に記載のガス除去用濾材である。
【００１３】
請求項７の発明では、請求項４〜６の何れかに記載のガス除去用濾材をプリーツ加工し、該ガス除去用濾材を枠体に装着してなることを特徴とするガス除去ユニットである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるガス除去用濾材及びその製造方法の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
本発明のカバー材は、ガス除去粒子を保持し且つプリーツ加工が可能なガス除去材の上流側に貼り合せて使用するカバー材であって、捲縮繊維を有し、且つ熱接着により繊維同士が部分的に接着すると共に接着剤によっても繊維同士が接着している不織布であり、面密度が１０ｇ／ｍ^２以上であり、面風速０．５ｍ／秒における圧力損失が３０Ｐａ以下であることを特徴とするカバー材である。
【００１６】
前記カバー材は、ガス除去粒子を保持し且つプリーツ加工が可能なガス除去材の上流側に貼り合せて使用するカバー材であり、このようなカバー材としては例えば図１のガス除去用濾材１３に例示するように、ガス除去粒子３が支持体に保持されているガス除去材８の片面に貼り合されるカバー材５がある。また、例えば、図２〜４のガス除去用濾材１３に例示するように、ガス除去粒子３が集積してシート状になったガス除去材８の片面に貼り合されるカバー材５がある。また、例えば、ガス除去粒子が熱融着性の樹脂で互いに接合されてシート状となったガス除去材の片面に貼り合されるカバー材がある。また、例えば、通気性のあるシート状物が袋状となっておりその袋の中に前記ガス除去粒子が詰め込まれているガス除去材の片面に貼り合されるカバー材がある。
【００１７】
前記カバー材は、捲縮繊維を有する不織布であり、このような不織布としては、例えば繊維長１５〜１００ｍｍの、捲縮数５〜３０個／インチを有する通常ステープル繊維と呼ばれる繊維をカード機などを使用して、繊維ウエブに形成した後、繊維同士を接着や交絡などによって結合する、一般的に乾式法と呼ばれる製法によって得られる不織布がある。また、乾式法に限らずに任意の不織布製法により、潜在捲縮性の繊維を用いてウエブ又は不織布とした後に、加熱処理によって潜在捲縮性の繊維の捲縮を発現させて得られる不織布であってもよい。また、例えば、スパンボンド法による長繊維からなる不織布であっても、繊維が２成分以上の繊維形成性重合体の樹脂が例えばサイドバイサイド型に形成されており、そのうち少なくとも一成分が加熱により、他の成分より熱収縮することにより、繊維全体が捲縮を発現させて得られる不織布であってもよい。
【００１８】
前記カバー材は、捲縮繊維を有する不織布であるため、厚さの大きい不織布となり、繊維組織が密であっても表面濾過とならず、ガス除去ユニットとしての粗塵の保持容量が多くなり目詰まりし難く、ガス除去性能が向上する。また、前記カバー材は、捲縮繊維を有する不織布であるため、カバー材とガス除去材とを貼り合わせたガス除去用濾材をプリーツ状に折り曲げたときに、プリーツの折り山のＲを小さくして鋭角にしても、カバー材の有する捲縮繊維が部分的に伸びることができ、プリーツの折り山部分でカバー材が破れてしまうという問題が生じない。
【００１９】
前記カバー材は、ガス除去粒子を保持し且つプリーツ加工が可能なガス除去材の上流側に貼り合せて使用するカバー材であるので、通風時のガス除去粒子の脱落や折り曲げによるガス除去粒子の脱落を防ぐと共にガス除去材のガス除去効率を維持しながら、通気抵抗を少なくすることが必要とされる。このため、前記カバー材の面密度は１０ｇ／ｍ^２以上であることが必要であり、好ましくは、１５〜４０ｇ／ｍ^２であり、更に好ましくは１５〜３０ｇ／ｍ^２である。面密度が１０ｇ／ｍ^２未満であると、ガス除去粒子の脱落を防ぐことができなくなる。また、面密度が４０ｇ／ｍ^２を超えると通気抵抗が高くなったり、カバー材とガス除去材とを貼り合わせたガス除去用濾材をプリーツ状に折り曲げたときに、プリーツの折り山のＲを小さくして鋭角にすることができなくなる場合がある。
【００２０】
また、前記カバー材は面風速０．５ｍ／秒における圧力損失が３０Ｐａ以下であることが必要であり、好ましくは、２０Ｐａ以下であり、更に好ましくは１５Ｐａ以下である。圧力損失が３０Ｐａを超えると、カバー材とガス除去材とを貼り合わせたガス除去用濾材の圧力損失が高くなりすぎて、目的とするガス除去性能を得ることができないばかりか、埃によって目詰まりして目的とするガス除去性能を得ることができなくなる。
【００２１】
また、前記カバー材の厚さは０．１５〜１．０ｍｍが好ましく、０．２〜０．５ｍｍがより好ましく、０．２５〜０．４ｍｍが更に好ましい。厚さが０．１５ｍｍ未満であると、カバー材の繊維組織が密となり、そのため表面濾過となり、カバー材による粗塵の粉塵保持容量が少なくなり、ガス除去ユニットの目的とするガス除去性能を得ることができなくなる場合がある。また、厚さが０．５ｍｍを超えると、カバー材の濾過効率が低下して、ガス除去粒子の層に多くの粗塵が堆積するので、ガス除去性能が低下する場合がある。尚、厚さはＪＩＳＬ１９１３−１９９８一般短繊維不織布試験方法６．１Ａ法に準じて測定した値である。また、カバー材としての粗塵に対する濾過性能はＪＩＳ８種の粉塵を３ｇ供給して、面風速０．３ｍ／秒で、ＪＩＳＺ８９０１法により測定したときに平均質量法効率が３０％以上であることが好ましく、３５％以上が更に好ましい。
【００２２】
また、前記カバー材の引張強度（破断強度）はタテ方向とヨコ方向の平均で２〜１００Ｎ／５ｃｍ幅が好ましく、３〜５０Ｎ／５ｃｍ幅がより好ましく、１５〜３０Ｎ／５ｃｍ幅が更に好ましい。引張強度が２Ｎ／５ｃｍ幅未満であると、カバー材がガス除去粒子の脱落を十分に防ぐことができなかったり、カバー材の使用時に破損する場合がある。引張強度が１００Ｎ／５ｃｍ幅を超えると、カバー材とガス除去材とを貼り合わせたガス除去用濾材をプリーツ状に折り曲げるのが困難であったり、プリーツ状に折り曲げるときに、プリーツの折り山のＲを小さくして鋭角にすることができなくなる場合がある。尚、引張強度（破断強度）はＪＩＳＬ１９１３−１９９８一般短繊維不織布試験方法６．３に準じて測定した値である。
【００２３】
また、前記カバー材の引張伸度（破断時の伸度）はタテ方向とヨコ方向の平均で３〜３０％が好ましく、５〜２０％がより好ましく、８〜１５％が更に好ましい。引張伸度が３％未満であると、カバー材とガス除去材とを貼り合わせたガス除去用濾材をプリーツ状に折り曲げたときに、プリーツの折り山のＲを小さくして鋭角にしようとすると、プリーツの折り山部分でカバー材が破れてしまう場合がある。引張伸度が３０％を超えると、カバー材の使用時にカバー材に伸びが生じて、ガス除去粒子の脱落を十分に防ぐことができなくなるという場合がある。尚、引張伸度（破断時の伸度）はＪＩＳＬ１９１３−１９９８一般短繊維不織布試験方法６．３に準じて測定した値である。
【００２４】
次に、前記カバー材の好適な具体例を、乾式法不織布の製造方法に従って説明する。はじめに、繊維の太さ１．７〜５．５デシテックス（好ましくは１．７〜３．３デシテックス）、繊維長４０〜７２ｍｍ、捲縮数５〜３０個／インチを有するステープル繊維のポリエステルやポリアミドなどの合成繊維９５〜０重量％（好ましくは８０〜０重量％）と、同様のステープル繊維の熱接着性複合繊維１０〜１００重量％（好ましくは２０〜１００重量％）とからなる繊維ウエブを、カードまたはランドウエッバーなどにより形成する。次に、この繊維ウエブをスムースロールと加熱したエンボスロールの間に通して、繊維同士を部分的に熱接着した不織布半製品を作製する。次に、この不織布半製品にアクリル酸エステルなどの接着剤を全体の重量に対して付着量２〜２５％（好ましくは５〜１０重量％）となるように、含浸などによって付着させ繊維同士を接着した不織布からなるカバー材とする。
【００２５】
前述のように、熱接着法と含浸法とを組み合わせることにより得られるカバー材は、熱接着により繊維同士が接着すると共に接着剤によっても繊維同士が接着しているので、引張強度と適度な引張伸度とを有する好適なカバー材である。すなわち、熱接着による接着は繊維の接触点のみで生じるが、この熱接着による接着部分を接着剤によって補強する作用がある。また、部分的に熱接着した場合は、熱接着していない部分の接着も行うことができる。これに対して、接着剤の量を増やして含浸法のみで不織布を形成すると、接着強度は向上しても不織布全体が硬くなり破れやすくなる場合がある。
【００２６】
前記カバー材は、熱可塑性合成繊維のみからなる繊維ウエブを部分的に熱接着して得ることもできるが、熱可塑性合成繊維と熱接着性繊維とを含む繊維ウエブか、或いは熱接着性繊維のみの繊維ウエブを加熱処理して繊維同士を接着した場合の方が引張強度に優れたものを得ることができる。このような熱接着性繊維としては、例えば他の繊維よりも融点が低く他の繊維を熱接着することのできる単一樹脂成分からなる繊維や、他の繊維よりも融点が低く他の繊維を熱接着することのできる低融点成分を繊維表面に有する複合繊維がある。このような複合繊維には、その横断面形状が例えば、低融点成分を繊維表面に有する芯鞘型やサイドバイサイド型などの複合繊維があり、またその材質は例えば、共重合ポリエステル／ポリエステル、ポリブチレン／ポリエステル、共重合ポリブチレン／ポリエステル、共重合ポリプロピレン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリアミド、ポリエチレン／ポリプロピレン、ポリプロピレン／ポリエステル、ポリエチレン／ポリエステルなどの繊維形成性重合体の組み合わせからなる複合繊維がある。また、該熱接着性繊維の全体の繊維に占める割合は好ましくは１０重量％以上であり、更に好ましくは２０重量％以上である。
【００２７】
なお、前記カバー材に、粘着性のある樹脂などの粘着剤を含浸、コーティング、スプレイなどの方法によって塗布することにより、粘着剤を有するようにして、このカバー材をガス除去材の上流側に貼り合せてガス除去用濾材とすれば、プリーツ加工時や運搬時のガス除去用濾材から粒子の破片の脱落量や飛散量を少なくすることができる。また、前記カバー材に抗菌、抗黴剤や撥水剤などが含まれるようにすることも可能である。
【００２８】
前記カバー材はガス除去材の上流側に貼り合せて使用するが、前記カバー材に熱接着性樹脂が付着していると、貼り合せ工程でのトラブルが少なくなるので好ましい。このような熱接着性樹脂の付着形態としては、例えばペースト状の熱可塑性樹脂をドット状にプリントしたもの、熱可塑性樹脂のパウダーを散布したもの、或いは熱可塑性樹脂を溶融紡糸して蜘蛛の巣状のホットメルト不織布としたものなどがある。このような熱接着性樹脂の付着量は、面密度で５〜４０ｇ／ｍ^２が好ましく、１０〜２０ｇ／ｍ^２が更に好ましい。
【００２９】
前記熱可塑性樹脂としては、熱可塑性ポリアミド系樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、またはポリオレフィン変性樹脂などを、各々、単独または混合して用いることができる。ここで云うポリオレフィン変性樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体の鹸化物、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−マレイン酸共重合体、アイオノマー樹脂 (エチレン−メタクリル酸共重合体に金属を付加した感熱性樹脂)などが挙げられる。また、前記ホットメルト不織布に利用できるホットメルト樹脂としては、ＭＩが５０以上５００以下のものを選択するのが好ましい。この好適範囲よりも低いＭＩの樹脂は、加熱処理時に流動性が低く、熱処理時に、ガス除去粒子の固着が不完全となることがある。更に、上記範囲よりも高い樹脂では、加熱処理時の流動性が高く、ガス除去粒子の固着が不完全となることがある。
【００３０】
本発明のガス除去用濾材は、ガス除去粒子を保持し且つプリーツ加工が可能なガス除去材の少なくとも上流側に、前記カバー材を貼り合わせてなることを特徴とするガス除去用濾材である。
【００３１】
前記カバー材は、ガス除去材の片面又はガス除去材の両面に貼り合わせてなる。前記カバー材がガス除去材の両面に貼り合わせてなる場合、両面のカバー材は同じ材質や形態であっても、異なる材質や形態であってもかまわないが、カバー材とガス除去材とが接着剤などによって貼り合わせられていることが必要である。
【００３２】
前記ガス除去用濾材の形態としては、例えば図１のガス除去用濾材１３に例示するように、ガス除去粒子３が支持体に保持されているガス除去材８の片面または両面にカバー材５が貼り合されているものがある。また、例えば、図２〜４のガス除去用濾材１３に例示するように、ガス除去粒子３が集積してシート状になったガス除去材８の片面または両面にカバー材５が貼り合されているものがある。また、例えば、ガス除去粒子が熱融着性の樹脂で互いに接合されてシート状となったガス除去材の片面にカバー材が貼り合されているものがある。また、例えば、通気性のあるシート状物が袋状となっておりその袋の中に前記ガス除去粒子が詰め込まれているガス除去材の片面にカバー材が貼り合されているものがある。
【００３３】
前記ガス除去材の少なくとも上流側に、前記カバー材を貼り合わせる方法としては、例えば接着剤を用いる方法や、ホットメルト不織布又はホットメルト樹脂粒子などのホットメルト樹脂を用いる方法などがあり特に限定されない。カバー材とガス除去材とを接着剤やホットメルト樹脂によって貼り合わせるには、例えば、カバー材やガス除去材の一方に接着剤やホットメルト樹脂を塗布した後、カバー材とガス除去材とを積層して積層シートとし、この積層シートを加熱加工などにより貼り合わせる方法や、予め熱接着性樹脂が付着したカバー材を作製しておいて、このカバー材とガス除去材とを積層して積層シートとし、この積層シートを加熱加工などにより貼り合わせる方法などがある。後者の予め熱接着性樹脂が付着したカバー材を作製しておく方法によれば、生産工程でのトラブルが少なくなる利点があり好ましい。
【００３４】
前記ガス除去粒子とは、生活環境での不快な臭気物質の除去などや、半導体や液晶の生産施設やクリーンルームなどにおいて空気や雰囲気中に含まれるガス状汚染物質の除去などに用いる、ガス状物質を吸着したり、ガス状物質を吸着しやすい物質に変化させたりすることのできる固体粒子である。このようなガス除去粒子としては、例えば活性炭や、これに酸性ガス又は塩基性ガスなどを除去できる数々の化学成分を付加した添着炭、ゼオライト、種々の化学吸着剤、イオン交換樹脂、光触媒などの触媒などがあり、これらの中から一種又は二種以上を適宜選択することができる。また、このうち例えば脱臭を目的として活性炭を選択した場合は比表面積が２００ｍ²／ｇ以上の多孔質のものが好ましく、５００ｍ²／ｇ以上のものがより好ましい。また、脱臭を目的としたガス除去粒子の粒径は、高効率と低圧損とを共に実現するために平均粒径を０．１４７ｍｍ（１００メッシュ）以上１．６５ｍｍ（１０メッシュ）以下とするのが好適である。この好適範囲の下限よりも細かい平均粒径のガス除去粒子を用いると、初期のガス除去効率を高く採れる反面、圧力損失が大きくなってしまう場合がある。
【００３５】
前記ガス除去材は前記ガス除去粒子が保持されており、厚さや質量などは特に限定されるものではないが、形状がシート状となっているものが好ましく、厚さは、０．３ｍｍ〜５ｍｍが好ましく、０．５ｍｍ〜３ｍｍが更に好ましい。厚さが０．３ｍｍより少ないと、ガス除去性能が低下する場合があり、厚さが５ｍｍより多いと、カバー材が破損する場合がある。また、その形態には例えば、図１に例示するように、支持体にガス除去粒子３が保持されてシート状となるか、或いは図２〜図４に例示するように、ガス除去粒子３が集積してシート状になるか、或いはガス除去粒子が熱融着性の樹脂で互いに接合されてシート状となるか、或いは通気性のあるシート状物が袋状となっておりその袋の中に前記ガス除去粒子が詰め込まれている形態のものなどがある。
【００３６】
前記ガス除去材の形態のうち、支持体にガス除去粒子が保持されてシート状となっている形態の場合、前述のガス除去粒子を保持する支持体は通気性を有するシート状物ならばいずれも使用可能であり、このような通気性を有するシート状物としては、不織布、織物、膜、ろ紙、スポンジなどの多孔質体などが挙げられ、なかでも不織布は通気性が高いので好ましい。また、支持体に用いるシート状物が高分子材料であれば、フィルタ加工におけるプリーツ折り加工などへの追従性が高く、耐久性に優れているので好ましく用いることができる。
【００３７】
前記ガス除去材の形態のうち、ガス除去粒子が集積してシート状になっている形態には、例えば、図２〜図３に示すように、ホットメルト樹脂からなる連結部１と樹脂凝集部２とで構成されたウエブの一方の表面に、樹脂凝集部２を介してガス除去粒子３が固着されてなる形態がある。また、例えば、図４に示すように、複数の積層単位４で構成され、積層単位４がホットメルト樹脂から成る連結部１と樹脂凝集部２とで構成されたウエブの一方の表面に、樹脂凝集部２を介してガス除去粒子３を固着してなり、該ウエブの他方の表面と、他の積層単位４’を構成するガス除去粒子３’とが樹脂凝集部２”を介して固着してなる形態がある。このような形態であれば、低圧力損失でしかもガス除去粒子の表面が有効に利用されるので優れたガス除去効率を呈することができる。また、このようなガス除去材はプリーツ加工がし易く、フィルターの枠体に設置してユニット化する場合、ユニット加工も容易であるので好ましい。
【００３８】
このようなガス除去材を得る方法としては、例えば、図４に示すように積層単位４が２層以上である場合は、ホットメルト不織布１０の表面にガス除去粒子３を配した後、加熱処理によって該ホットメルト不織布と該ガス除去粒子とが接する部分に樹脂凝集部３を形成し、かつ樹脂形成部３とホットメルト樹脂からなる連結部１とからなるウエブを形成する第一の工程と、該ガス除去粒子のうち、該ウエブに固着されたガス除去粒子のみを残存せしめて積層単位４を形成する第二の工程と、積層単位４のガス除去粒子３に接してホットメルト不織布１０”を積層し、続いて、ホットメルト不織布１０”の表面にガス除去粒子３’を配した後、前記第一の工程と前記第二の工程とを順次行う方法がある。なお、ホットメルト不織布１０のかわりに、前記カバー材にホットメルト不織布を付着させたシートを用いることにより、カバー材を貼り合わせたガス除去材とすることができる。
【００３９】
また、前記ガス除去材は以上に述べた形態と同種のもの又は多種のものを幾つか組み合わせて積層したものであってもよい。また、このように積層されたシート状物の間を接合一体化することもできる。各シート状物の間を接合一体化するには、熱可塑性ポリアミド系樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂などの熱融着性の樹脂を粒子状や不織布状にして用いることができる。接合の方法は、例えば各シート状物の間に熱融着性の樹脂からなる不織布を積層して、積層物全体を加熱して接合することができる。
【００４０】
本発明のガス除去ユニットは、前記ガス除去用濾材をプリーツ加工し、該ガス除去用濾材を枠体に装着してなることを特徴とするガス除去ユニットである。
【００４１】
前記ガス除去ユニットは、図５に例示するように、ガス除去用濾材１３に、所定のピッチでプリーツ加工を施し、設計に応じた山間隔を保持するために、種々の合成樹脂、紙、または金属材料など周知の材料からなる枠体１５に接着固定して、ガス除去ユニット１１を得ることができる。尚、同図及び後述の実施例では、ガス除去ユニットの最も一般的な形状を示したに過ぎず、濾過面を構成する形状は、例示した矩形に代えて、円形、三角形、楕円形など、ガス除去ユニットを装着する機器に応じた形状とすることができる。
【００４２】
前記ガス除去ユニットは、例えば自動車用途に用いる場合は、ガス除去ユニットの寸法は、高さｈは５０〜３００ｍｍが好ましく、幅ｗは５０〜３００ｍｍが好ましく、プリーツ深さｄは１５〜３０ｍｍが好ましい。また、このガス除去ユニットの面風速３．０ｍ／秒における圧力損失は２００Ｐａ以下が好ましく、１５０Ｐａ以下が更に好ましい。
【００４３】
以下、本発明の実施例につき説明するが、これは発明の理解を容易とするための好適例に過ぎず、本願発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。
【００４４】
【実施例】
（実施例１）
繊維の太さ３．３デシテックス、繊維長６４ｍｍ、捲縮数１１個／インチのポリエステルステープル繊維８０％と、繊維の太さ２．２デシテックス、繊維長５１ｍｍ、捲縮数１２個／インチの変性ポリブチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレートの２成分からなるサイドバイサイド型の熱接着性複合繊維２０％とからなる繊維原料を、ランドウエッバーに供給することによって、繊維ウエッブを形成した。次に、この繊維ウエブをスムースロールと加熱したエンボスロールの間に通して、繊維同士を部分的に熱接着した面密度２４ｇ／ｍ^２の不織布半製品を作製した。次に、この不織布半製品にアクリル酸エステルを主成分とするエマルション型の接着剤を含浸して、その後乾燥させることによって、全体の質量に対して６％の接着剤が付着した面密度２５．５ｇ／ｍ^２の不織布からなるカバー材を得た。このカバー材は熱接着により繊維同士が接着すると共に接着剤によっても繊維同士が接着していた。得られたカバー材の面風速０．５ｍ／秒における圧力損失は８Ｐａであり、カバー材としての粗塵に対する濾過性能はＪＩＳ８種の粉塵を３ｇ供給して、面風速０．３ｍ／秒で、ＪＩＳＺ８９０１法により測定したときに平均質量法効率が４４．７％であり、濾過性能に優れていた。また、得られたカバー材の厚さは０．２９ｍｍであり、引張強度（破断強度）はタテ方向とヨコ方向の平均で２１．５Ｎ／５ｃｍ幅であり、引張伸度（破断時の伸度）はタテ方向とヨコ方向の平均で１０．０％であった。このように、得られたカバー材は、捲縮繊維を有する不織布であり、面密度が１０ｇ／ｍ^２以上であり、面風速０．５ｍ／秒における圧力損失が３０Ｐａ以下であるので、ガス除去粒子を保持し且つプリーツ加工が可能なガス除去材の上流側に貼り合せて使用する場合、ガス除去材のガス除去性能を向上させることができ、プリーツ加工時にカバー材が破損することもなく好適に使用できるカバー材であった。
【００４５】
（実施例２）
繊維の太さ３．３デシテックス、繊維長６４ｍｍ、捲縮数１１個／インチのポリエステルステープル繊維５０％と、繊維の太さ２．２デシテックス、繊維長５１ｍｍ、捲縮数１２個／インチの変性ポリブチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレートの２成分からなるサイドバイサイド型の熱接着性複合繊維５０％とからなる繊維原料を、ランドウエッバーに供給することによって、繊維ウエッブを形成したこと以外は実施例１と同様にして、面密度２５．５ｇ／ｍ^２の不織布からなるカバー材を得た。このカバー材は熱接着により繊維同士が接着すると共に接着剤によっても繊維同士が接着していた。得られたカバー材の面風速０．５ｍ／秒における圧力損失は８Ｐａであり、厚さは０．３１ｍｍであり、引張強度（破断強度）は２０．０Ｎ／５ｃｍ幅であり、引張伸度（破断時の伸度）は１０．８％であった。このように、得られたカバー材は、捲縮繊維を有する不織布であり、面密度が１０ｇ／ｍ^２以上であり、面風速０．５ｍ／秒における圧力損失が３０Ｐａ以下であるので、ガス除去粒子を保持し且つプリーツ加工が可能なガス除去材の上流側に貼り合せて使用する場合、ガス除去材のガス除去性能を向上させることができ、プリーツ加工時にカバー材が破損することもなく好適に使用できるカバー材であった。
【００４６】
（実施例３）
熱可塑性ポリアミド系樹脂（１９０℃におけるメルトインデックス：８０）を溶融紡糸して、面密度１０ｇ／ｍ^２の蜘蛛の巣状のホットメルト不織布を形成した後、直ちに実施例１のカバー材の上に積層した。ホットメルト不織布は冷却されると同時にカバー材に付着して、熱接着性樹脂が付着した面密度３５．５ｇ／ｍ^２のカバー材を得た。
【００４７】
（実施例４）
図４に例示するように、実施例１のカバー材５を用い、カバー材５に熱可塑性ポリアミド系樹脂（１９０℃におけるメルトインデックス：８０）からなる面密度１０ｇ／ｍ^２のホットメルト不織布１０を積層しておく。次いで、このように積層したホットメルト不織布１０の表面に、粒径０．３〜０．５ｍｍに分級した市販の活性炭粒子３を散布する。続いて、約５Ｋｇ／ｃｍ^２の水蒸気処理をカバー材５側（ホットメルト不織布１０側）から約７秒間行い、ホットメルト不織布１０を可塑化溶融して、ホットメルト樹脂からなる連結部１と樹脂凝集部２とで構成されたウエブに、樹脂凝集部２を介して活性炭粒子３を固着させた。続いて、固着した活性炭粒子以外を除去することにより、活性炭粒子３が、各々の粒径に応じて固着され、しかもカバー材５と接着された１層目の積層単位４を得た。さらに、この状態の積層単位４にホットメルト不織布１０”を積層し、活性炭粒子３’散布、水蒸気処理、並びに固着されていない活性炭の除去を経て２層目の積層単位４’を形成した。次に実施例３で得られたカバー材５’を、ホットメルト不織布１０’側が積層単位４’に接するようにして積層単位４’の上に積層し、約５Ｋｇ／ｃｍ^２の水蒸気処理をカバー材５’側（ホットメルト不織布１０’側）から約７秒間行い、ホットメルト不織布１０’を可塑化溶融して、ホットメルト樹脂からなる連結部１’と樹脂凝集部２’とで構成されたウエブに、樹脂凝集部２’を介して活性炭粒子３’を固着させた。得られたガス除去用濾材の厚さは１．０ｍｍであり、面密度は３８０ｇ／ｍ^２であり、面風速０．５ｍ／秒における圧力損失は７５Ｐａであり、粉塵保持容量が大きく、ガス除去性能が向上し、プリーツ加工時にカバー材が破損することもなく好適に使用できるガス除去用濾材であった。
【００４８】
（実施例５）
実施例４によって得られたガス除去用濾材を、図５に例示するように、幅ｗ及び高さｈが２２０ｍｍ、並びに深さｄが３０ｍｍの寸法となるように、６ｍｍのプリーツ間隔でプリーツ加工を行い、ガス除去ユニットを作製した。このガス除去ユニットの面風速３．０ｍ／秒における圧力損失は１０５Ｐａであり、粉塵保持容量はＪＩＳ１５種の粉塵を用いて、面風速３．０ｍ／秒で、ＪＩＳＺ８９０１法により測定したときに１６．１ｇであった。得られたガス除去ユニットは、粉塵保持容量が大きく、プリーツの折り山のＲを小さくして鋭角にしても、プリーツの折り山部分でカバー材が破れてしまうという問題は生じず、或いはプリーツの山数が少なくなったり、隣り合うプリーツ同士の間隔が狭くなったりするという問題は生じず、目的とするガス除去性能を向上させることができた。
【００４９】
（比較例１）
実施例３において、実施例１のカバー材のかわりに、面密度３０ｇ／ｍ^２の部分熱接着タイプのポリエステルスパンボンドを用いたこと以外は実施例３と同様にして、熱接着性樹脂が付着した面密度４０ｇ／ｍ^２のカバー材を得た。尚、用いたスパンボンドは、構成繊維が捲縮しておらず、面風速０．５ｍ／秒における圧力損失は４Ｐａであり、カバー材としての粗塵に対する濾過性能はＪＩＳ８種の粉塵を３ｇ供給して、面風速０．３ｍ／秒で、ＪＩＳＺ８９０１法により測定したときに平均質量法効率が２５．１％であり、濾過性能に劣るものであった。また、用いたカバー材の厚さは０．１２ｍｍであり、引張強度（破断強度）はタテ方向とヨコ方向の平均で６３．６Ｎ／５ｃｍ幅であり、引張伸度（破断時の伸度）はタテ方向とヨコ方向の平均で３１．０％であった。このように、用いたカバー材は、捲縮繊維を有していない不織布であり、面密度は１０ｇ／ｍ^２以上であり、面風速０．５ｍ／秒における圧力損失が３０Ｐａ以下であるが、ガス除去粒子を保持し且つプリーツ加工が可能なガス除去材の上流側に貼り合せて使用する場合、繊維組織が粗いので、ガス除去ユニットとしての粗塵の保持容量は得られるものの、カバー材の濾過効率が低下して、ガス除去粒子の層に多くの粗塵が堆積して、ガス除去性能が低下するものであった。また、繊維組織が粗いので、ガス除去材のプリーツ加工時に、プリーツの折り山のＲを小さくして鋭角にしようとしても、プリーツの折り山部分でカバー材が破れてしまうという問題が生じた。そのためプリーツの折り山のＲを大きくするとカバー材は破れないものの、一定幅の枠の間のプリーツの山数が少なくなったり、隣り合うプリーツ同士の間隔が狭くなったりして、ガス除去ユニットとしての圧力損失が高くなり、ガス除去性能が低下した。
【００５０】
（比較例２）
実施例４において、実施例１のカバー材５のかわりに、面密度３０ｇ／ｍ^２の部分熱接着タイプのポリエステルスパンボンドを用いたこと、および実施例３で得られたカバー材５’のかわりに比較例１で得られたカバー材を用いたこと以外は、実施例４と同様にして、ガス除去用濾材を作製した。得られたガス除去用濾材の厚さは１．０ｍｍであり、面密度は３８０ｇ／ｍ^２であり、面風速０．５ｍ／秒における圧力損失は７０Ｐａであった。
【００５１】
（比較例３）
実施例５において、実施例４によって得られたガス除去用濾材を用いたかわりに、比較例２のガス除去用濾材を用いた以外実施例５と同様にして、ガス除去ユニットを作製した。このガス除去ユニットの面風速３．０ｍ／秒における圧力損失は１０２Ｐａであり、粉塵保持容量はＪＩＳ１５種の粉塵を用いて、面風速３．０ｍ／秒で、ＪＩＳＺ８９０１法により測定したときに１８．０ｇであった。得られたガス除去ユニットは、用いたカバー材の繊維組織が粗いので、ガス除去ユニットとしての粗塵の保持容量は得られるものの、カバー材の濾過効率が低下して、ガス除去粒子の層に多くの粗塵が堆積して、ガス除去性能が低下するものであった。また、繊維組織が粗いので、ガス除去材のプリーツ加工時に、プリーツの折り山のＲを小さくして鋭角にしようとしても、プリーツの折り山部分でカバー材が破れてしまうという問題が生じた。そのためプリーツの折り山のＲを大きくするとカバー材は破れないものの、一定幅の枠の間のプリーツの山数が少なくなったり、隣り合うプリーツ同士の間隔が狭くなったりして、ガス除去ユニットとしての圧力損失が高くなり、ガス除去性能が低下した。
【００５２】
【発明の効果】
本発明のカバー材は、捲縮繊維を有し、且つ熱接着により繊維同士が部分的に接着すると共に接着剤によっても繊維同士が接着している不織布であり、面密度が１０ｇ／ｍ^２以上であり、面風速０．５ｍ／秒における圧力損失が３０Ｐａ以下であるので、このカバー材をガス除去材の上流側に貼り合せてガス除去用濾材とすると、ガス除去用濾材のガス除去性能を向上させることができる。また、このガス除去用濾材をプリーツ加工する際に、プリーツの折り山のＲを小さくして鋭角にしても、プリーツの折り山部分でカバー材が破れてしまうという問題は生じず、或いはプリーツの山数が少なくなったり、隣り合うプリーツ同士の間隔が狭くなったりするという問題は生じず、目的とするガス除去性能の向上したガス除去ユニットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス除去用濾材の一例を示す断面模式図
【図２】本発明のガス除去用濾材の他の一例を示す断面模式図
【図３】本発明のガス除去用濾材の他の一例を示す断面模式図
【図４】本発明のガス除去用濾材の他の一例を示す断面模式図
【図５】本発明のガス除去ユニットの一例および従来技術の説明に具する斜視図
【符号の説明】
１，１’，１” 連結部
２，２’ 樹脂凝集部
３，３’ ガス除去粒子
４，４’ 積層単位
５，５’ カバー材
８ガス除去材
１０，１０’，１０” ホットメルト樹脂（ホットメルト不織布）
１１ガス除去ユニット
１３ガス除去用濾材
１５枠体

Claims

ガス除去粒子を保持し且つプリーツ加工が可能なガス除去材の上流側に貼り合せて使用するカバー材であって、捲縮繊維を有し、且つ熱接着により繊維同士が部分的に接着すると共に接着剤によっても繊維同士が接着している不織布であり、面密度が１０ｇ／ｍ^２以上であり、面風速０．５ｍ／秒における圧力損失が３０Ｐａ以下であることを特徴とするカバー材。
前記カバー材の厚さが０．１５〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のカバー材。
前記カバー材に熱接着性樹脂が付着していることを特徴とする請求項１または２に記載のカバー材。
ガス除去粒子を保持し且つプリーツ加工が可能なガス除去材の少なくとも上流側に、請求項１〜３の何れかに記載のカバー材を貼り合わせてなることを特徴とするガス除去用濾材。
前記ガス除去材が、ホットメルト樹脂からなる連結部と樹脂凝集部とで構成されたウエブの一方の表面に、該樹脂凝集部を介してガス除去粒子を固着してなることを特徴とする請求項４に記載のガス除去用濾材。
前記ガス除去材が、複数の積層単位で構成され、該積層単位がホットメルト樹脂から成る連結部と樹脂凝集部とで構成されたウエブの一方の表面に、該樹脂凝集部を介してガス除去粒子を固着してなり、該ウエブの他方の表面と、他の積層単位を構成するガス除去粒子とが樹脂凝集部を介して固着してなることを特徴とする、請求項４に記載のガス除去用濾材。
請求項４〜６の何れかに記載のガス除去用濾材をプリーツ加工し、該ガス除去用濾材を枠体に装着してなることを特徴とするガス除去ユニット。