JP5080753B2 - Filter element, manufacturing method and usage thereof - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用や家庭用空気清浄機などの生活環境における空調機器に装着して使用されるフィルタエレメントのみならず、ビル、工場、事務所などに設置される空気清浄装置に、パッケージフィルター、ファンコイルユニット、中央空調用フィルタユニット等の粗塵除去用フィルタとして使用されるフィルタエレメント、その製造方法及び使用方法に関し、特には濾過寿命或いは粉塵保持能力に優れ、且つ初期圧力損失の少ないフィルタエレメント、その製造方法及び使用方法に関する。 The present invention is not limited to a filter element used by being mounted on an air conditioner in a living environment such as an automobile or a domestic air cleaner, but also an air purifier installed in a building, factory, office, etc. Filter elements used as coarse dust removal filters such as fan coil units and central air conditioning filter units, and methods for producing and using the same, particularly filters having excellent filtration life or dust holding capacity and low initial pressure loss The present invention relates to an element, a method for manufacturing the element, and a method for using the element.
従来から、家庭用空気清浄機や自動車車室内のエアコン内部に設置して、外気及び内気を清浄化するキャビンフィルタや、車室内の天井または後部座席の背後のパネル上などに設置して内気を清浄化する空気清浄機に、エアフィルタ基材がプリーツ折された形態の粗塵除去用のフィルタエレメント或いは計数法で評価される性能の高いフィルタエレメントが使用されている。このようなフィルタエレメントとしては、例えば、特許文献１にエアフィルタ及びその枠体、並びにフィルタエレメントの装着方法が知られている。また、ビル、工場、事務所などに設置される空気清浄装置には、パッケージフィルター、ファンコイルユニット、中央空調用フィルタユニット等が装着されており、必要に応じてこれらのフィルタにもエアフィルタ基材がプリーツ折りされた形態の粗塵除去用のフィルタエレメントが取り付けられている。そして、このようなフィルタエレメントには、エネルギーコストを低減するため、できる限り圧力損失を少なくして、高風量を確保することのみならず、できる限り高い除塵効率を有すること、およびできる限り濾過寿命が長いことが要求されている Conventionally, it is installed inside a domestic air purifier or an air conditioner in a car cabin to clean the outside air and the cabin air filter or on the panel behind the back seat or the ceiling in the cabin. A filter element for removing coarse dust in a form in which an air filter base material is folded in pleats or a filter element with high performance evaluated by a counting method is used for an air cleaner to be cleaned. As such a filter element, for example, Patent Document 1 discloses an air filter, a frame body thereof, and a method for mounting the filter element. In addition, air filters installed in buildings, factories, offices, etc. are equipped with package filters, fan coil units, central air conditioning filter units, etc., and these filters are also equipped with air filter bases as necessary. A filter element for removing coarse dust in which the material is folded in pleats is attached. And in order to reduce energy costs, such a filter element not only has a pressure loss as low as possible to ensure a high air volume, but also has a dust removal efficiency as high as possible and a filtration life as long as possible. Is required to be long
このような要求に対して、厚さの少ないエアフィルタ基材を用いると、フィルタエレメントの圧力損失が少なくなり、高風量を確保することができるという利点はあるものの、その反面塵埃を保持する空隙が少なくなりフィルタエレメントの濾過寿命が短くなるという問題があった。また、逆に厚さの大きいエアフィルタ基材を用いると、塵埃を保持する空隙が多くなり濾過寿命が長くなるという利点はあるものの、その反面フィルタエレメントの圧力損失が高くなりエネルギーコストの増加や高風量を確保できないという問題があった。
本発明は、上記の問題を解決し、初期圧力損失が少なくエネルギーコストの削減や高風量を確保することができるフィルタエレメントであり且つ、高い除塵効率を保持しつつ、濾過寿命の長いフィルタエレメント、その製造方法及び使用方法を提供することを課題とする。 The present invention is a filter element that solves the above-described problems, has a low initial pressure loss, can reduce energy costs, and can secure a high air volume, and has a long filtration life while maintaining high dust removal efficiency, It is an object to provide a manufacturing method and a usage method thereof.
上記課題を解決するため、請求項１〜６に係る発明は、図１に例示するように、熱可塑性樹脂からなる繊維を含む不織布基材（１１）と、織編物、不織布、合成樹脂、発泡シート、紙、金属材料またはこれらの複合物からなると共に一平面を有する保形部材（１２ａ）とを具備し、前記不織布基材がプリーツ加工されており、保形部材（１２ａ）の一平面を当該プリーツの峰線方向と交叉する端面に装着することでプリーツ形状が保持されてなるフィルタエレメント（１０）であって、
前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度での加熱によって前記不織布基材の構成繊維が相互に結合しており、さらに前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度での加熱によって前記不織布基材が圧縮状態となって厚さが減少すると共に不織布基材の構成繊維に歪みが残留し、この残留歪みのために前記不織布基材（１１）は、その厚さが前記熱可塑性樹脂の融点未満である６０℃の加熱によって５％以上増大することを特徴とするフィルタエレメント（１０）をその要旨とした。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claims 1 to 6, as illustrated in FIG. 1, includes a nonwoven fabric substrate (11) including fibers made of a thermoplastic resin , a woven / knitted fabric, a nonwoven fabric, a synthetic resin, and foam. A shape-retaining member (12a) made of a sheet, paper, a metal material or a composite thereof and having a flat surface, wherein the nonwoven fabric substrate is pleated, and the flat surface of the shape-retaining member (12a) A filter element (10) in which a pleat shape is maintained by being attached to an end face intersecting with a ridge line direction of the pleat,
The constituent fibers of the nonwoven fabric substrate are bonded to each other by heating at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and the nonwoven fabric substrate is in a compressed state by heating at a temperature lower than the melting point of the thermoplastic resin. it is in the distortion component fibers of the nonwoven fabric base material with the thickness decreases remains, the nonwoven fabric base material for the residual strain (11), the thickness of that is less than the melting point of the thermoplastic resin 60 The gist of the filter element (10) is that it increases by 5% or more by heating at 0 ° C.
請求項７に係る発明は、熱可塑性樹脂からなる繊維を含む繊維ウェブに、熱可塑性樹脂の融点以上の加熱空気を通過させることにより、前記繊維ウェブの構成繊維相互を結合した後、前記繊維ウェブが圧縮状態となるように、前記加熱空気の通過速度を超える速度で前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度の加熱空気を前記繊維ウェブに通過させることにより、前記繊維ウェブの厚さを減少させると共に構成繊維に歪みを残留させて不織布基材を形成し、この後、前記不織布基材をプリーツ加工し、さらに前記保形部材の一平面を当該プリーツの峰線方向と交叉する端面に装着することで前記不織布基材のプリーツ形状を保持することを特徴とする、請求項１に記載のフィルタエレメントの製造方法をその要旨とした。 The invention according to claim 7 is the fiber web after bonding the constituent fibers of the fiber web by passing heated air having a melting point higher than that of the thermoplastic resin through a fiber web containing fibers made of thermoplastic resin. as but a compressed state, by passing a heated air temperature below the melting point of the thermoplastic resin to the fibrous web at speeds in excess of the rate of passage of the heated air, while decreasing the thickness of the fibrous web configuration fibers leaving a distortion by forming a nonwoven fabric substrate, thereafter, the nonwoven fabric base material is pleated, further one plane of the shape-retaining member mounted on an end face intersecting the crest line direction of the pleats that The gist of the method for producing a filter element according to claim 1 , wherein the pleated shape of the nonwoven fabric substrate is retained.
請求項８に係る発明は、熱可塑性樹脂からなる繊維を含む不織布基材がプリーツ加工されており、前記保形部材の一平面を当該プリーツの峰線方向と交叉する端面に装着することでプリーツ形状が保持されてなる請求項１に記載のフィルタエレメントを、５０〜８０℃のいずれかの温度雰囲気中で使用することにより、前記不織布基材の厚さを５％以上回復させて用いることを特徴とするフィルタエレメントの使用方法をその要旨とした。 Invention, a nonwoven substrate comprising a fiber composed of a thermoplastic resin are pleated, the pleats of one plane of the shape-retaining member by attaching the end face intersecting the crest line direction of the pleats according to claim 8 The filter element according to claim 1, wherein the shape of the filter element according to claim 1 is used in any temperature atmosphere of 50 to 80 ° C to recover the thickness of the nonwoven fabric substrate by 5% or more. The gist of the method of using the characteristic filter element is as follows.
本発明によって、初期圧力損失が少なくエネルギーコストの削減や高風量を確保することができるフィルタエレメントであり且つ、高い除塵効率を保持しつつ、濾過寿命の長いフィルタエレメントを提供することが可能となった。 According to the present invention, it is possible to provide a filter element that has a low initial pressure loss, can reduce energy costs, and can ensure a high air flow, and has a long filtration life while maintaining high dust removal efficiency. It was.
以下、本発明に係るフィルタエレメント、その製造方法及び使用方法の好ましい実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明のフィルタエレメントの製造方法及び使用方法については、フィルタエレメントの説明の中で説明する。本発明のフィルタエレメントは熱可塑性樹脂からなる繊維を含む不織布基材がプリーツ加工されており、プリーツ形状が保持されてなるものである。 Hereinafter, preferred embodiments of a filter element according to the present invention, a method for producing the same, and a method for using the same will be described in detail. In addition, the manufacturing method and usage method of the filter element of this invention are demonstrated in description of a filter element. In the filter element of the present invention, a nonwoven fabric substrate containing fibers made of a thermoplastic resin is pleated, and the pleated shape is maintained.
本発明のフィルタエレメントは、不織布基材を構成する繊維が熱可塑性樹脂からなる繊維を含むことが必要であるが、熱可塑性樹脂からなる繊維としては、不織布の製造で一般的に用いられる合成繊維があり、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系繊維およびポリビニルアルコール系繊維などを挙げることができる。これらの繊維の中でも、フィルタエレメントの濾過性能を向上させる上で、帯電性に優れるポリオレフィン系繊維が好ましい。 The filter element of the present invention requires that the fibers constituting the nonwoven fabric base material include fibers made of a thermoplastic resin. The fibers made of a thermoplastic resin are synthetic fibers that are generally used in the production of nonwoven fabrics. For example, polyester fibers such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyamide fibers such as nylon 6 and nylon 66, polyolefin fibers such as polypropylene and polyethylene, acrylic fibers such as polyacrylonitrile, and polyvinyl alcohol fibers. Can be mentioned. Among these fibers, polyolefin fibers excellent in chargeability are preferable for improving the filtration performance of the filter element.
また、熱可塑性樹脂からなる繊維が、熱接着性の繊維であることも可能である。熱接着性の繊維としては、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、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等の複合繊維があり、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、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。これらの繊維の中でも、フィルタエレメントの濾過性能を向上させる上で、帯電性に優れるポリオレフィン系の繊維形成性重合体からなる複合繊維が好ましい。 Further, the fiber made of a thermoplastic resin can be a heat-adhesive fiber. Examples of heat-bondable fibers include fibers composed of a single resin component that has a lower melting point than other fibers and can be bonded to other fibers, and other fibers that have a lower melting point than other fibers. There are composite fibers having low melting point components that can be made on the fiber surface. Such composite fibers include core-sheath type and side-by-side type composite fibers having a low melting point component on the fiber surface, and the material thereof is, for example, copolymer polyester / polyester, copolymer polypropylene / polypropylene, polypropylene / polyamide. There are composite fibers made of a combination of fiber-forming polymers such as polyethylene / polypropylene, polypropylene / polyester, and polyethylene / polyester. Among these fibers, in order to improve the filtration performance of the filter element, a composite fiber made of a polyolefin-based fiber-forming polymer having excellent chargeability is preferable.
また、熱可塑性樹脂からなる繊維は繊維長１５〜１００ｍｍで、捲縮数５〜３０個／インチを有するステープル繊維であることが好ましい。ステープル繊維には、カード機などで開繊可能なように捲縮加工が施されているので、嵩高な不織布基材となり、且つ圧縮に対しても厚さ方向の反発力に優れ、不織布基材に生じた繊維の歪も解消され易いという効果がある。 The fibers made of thermoplastic resin are preferably staple fibers having a fiber length of 15 to 100 mm and a number of crimps of 5 to 30 / inch. The staple fibers are crimped so that they can be opened by a card machine, etc., so that they become bulky nonwoven fabric substrates and have excellent repulsive force in the thickness direction against compression, and the nonwoven fabric substrates There is an effect that the strain of the fiber generated in the above is easily eliminated.
なお、前記不織布基材を構成する繊維は熱可塑性樹脂からなる繊維以外にも、フィルタエレメントとしての機能向上のために、レーヨンなどの半合成繊維、あるいは綿およびパルプ繊維などの天然繊維を含むことも可能である。しかし、他の繊維の混入比率は、フィルタエレメントとしての特性を失わない範囲に留めるべきであり、不織布基材全体に対して３０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましい。また。前記熱接着性繊維の不織布基材全体に占める割合は好ましくは１００〜５重量％であり、より好ましくは１００〜５０重量％であり、更に好ましくは１００〜７５重量％である。熱接着性繊維の割合が５量量％未満であると熱接着による結合力が弱く、フィルタエレメントが、風圧で容易に厚みがつぶれてしまい、濾過寿命が短くなってしまう場合がある。また、前記不織布基材における繊維の平均繊度は、０．１〜３０デシテックスが好ましく、０．５〜２０デシテックスがより好ましく、１〜１０デシテックスが更に好ましい。 In addition to the fibers made of thermoplastic resin, the fibers constituting the nonwoven fabric substrate include semi-synthetic fibers such as rayon or natural fibers such as cotton and pulp fibers in order to improve the function as a filter element. Is also possible. However, the mixing ratio of other fibers should be kept within a range not losing the characteristics as the filter element, and is preferably 30% by mass or less, more preferably 15% by mass or less with respect to the entire nonwoven fabric substrate. Also. The proportion of the heat-adhesive fiber in the entire nonwoven fabric substrate is preferably 100 to 5% by weight, more preferably 100 to 50% by weight, and still more preferably 100 to 75% by weight. When the proportion of the heat-adhesive fiber is less than 5% by mass, the bonding force due to the heat-adhesion is weak, and the filter element may be easily crushed by wind pressure, and the filtration life may be shortened. Moreover, 0.1-30 dtex is preferable, as for the average fineness of the fiber in the said nonwoven fabric base material, 0.5-20 dtex is more preferable, and 1-10 dtex is still more preferable.
前記不織布基材は、その厚さが６０℃の加熱によって５％以上増大する限り、特に限定されることはなく、通常の不織布の製法である、乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法、静電紡糸法又はフラッシュ紡糸法などによって形成される不織布を適用することができる。これらの製法の中でも、ステープル繊維をカード機やエアレイ装置などを使用して、繊維ウェブに形成した後、接着性繊維または接着剤を用いて構成繊維を接着によって結合する方法による、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好ましい。乾式法による不織布は、厚さ方向に多数の繊維が配向しているので、厚さが大きく、且つ厚さがつぶれ難く、且つ圧縮に対しても厚さ方向の反発力に優れ、不織布基材に生じた繊維の歪も解消され易いからである。なお、スパンボンド法やメルトブロー法による場合は、熱可塑性樹脂からなる繊維をノズルより紡出させて長繊維からなる繊維フリースとする際に、熱可塑性樹脂からなる接着性のステープル繊維を吹き込み長繊維と短繊維とが一体化した繊維フリースとした後、構成繊維を接着によって結合する方法も可能である。 The nonwoven fabric base material is not particularly limited as long as the thickness thereof is increased by 5% or more by heating at 60 ° C., and is a normal nonwoven fabric manufacturing method, a dry method, a wet method, a spunbond method, a melt blow method. A nonwoven fabric formed by an electrostatic spinning method or a flash spinning method can be applied. Among these manufacturing methods, generally, a staple fiber is formed into a fiber web by using a card machine or an air array apparatus, and then a method in which constituent fibers are bonded together using an adhesive fiber or an adhesive. The nonwoven fabric obtained by the manufacturing method called a method is preferable. Non-woven fabric produced by the dry process has a large number of fibers oriented in the thickness direction, so that the thickness is large and the thickness is not easily crushed. This is because the distortion of the fiber generated in the above is easily eliminated. In the case of the spunbond method or the melt blow method, when a fiber made of a thermoplastic resin is spun from a nozzle into a fiber fleece made of a long fiber, an adhesive staple fiber made of a thermoplastic resin is blown into the long fiber. It is also possible to combine the constituent fibers by bonding after forming a fiber fleece in which the short fibers and the short fibers are integrated.
より好ましい不織布基材としては、上記熱可塑性樹脂からなる繊維を含む構成繊維をカード機やエアレイ装置などを使用して繊維ウェブに形成し、次いで、この繊維ウェブに含まれる熱可塑性樹脂からなる繊維の熱可塑性樹脂の融点以上の加熱空気を通過させることにより、前記繊維ウェブの構成繊維相互を結合させた不織布基材を挙げることができる。 As a more preferable non-woven fabric substrate, a constituent fiber containing fibers made of the above thermoplastic resin is formed into a fiber web using a card machine, an air lay apparatus or the like, and then a fiber made of a thermoplastic resin contained in the fiber web The nonwoven fabric base material which combined the constituent fibers of the said fiber web by passing the heating air more than melting | fusing point of this thermoplastic resin can be mentioned.
また、上記不織布基材の製法において、形成される繊維ウェブにニードルパンチにより繊維同士を絡合させて繊維同士を結合する方法を併用することも可能である。 Moreover, in the manufacturing method of the said nonwoven fabric base material, it is also possible to use together the method of making fibers entangle with a fiber web to be formed by needle punching, and combining fibers.
本発明のフィルタエレメントは、前記不織布基材が６０℃での加熱によって厚さが５％以上増大する特性を有している。不織布基材の厚さの増大は、フィルタエレメント又は不織布基材に、加熱空気(６０℃)を面風速２５ｃｍ／秒で１００時間流すことによって確認することができる。本発明のフィルタエレメントはこのように６０℃の加熱によって厚さが５％以上増大する特性を有しているので、このフィルタエレメントを６０℃以上の加熱雰囲気中で使用することにより、不織布基材の厚さが５％以上増大し、それによってフィルタエレメントの寿命を延長することができるという利点がある。 The filter element of the present invention has a characteristic that the nonwoven fabric substrate has a thickness that increases by 5% or more by heating at 60 ° C. The increase in the thickness of the nonwoven fabric substrate can be confirmed by flowing heated air (60 ° C.) through the filter element or the nonwoven fabric substrate at a surface air velocity of 25 cm / second for 100 hours. Since the filter element of the present invention has such a characteristic that the thickness increases by 5% or more by heating at 60 ° C., by using this filter element in a heating atmosphere at 60 ° C. or more, a nonwoven fabric substrate is obtained. The thickness of the filter element is increased by more than 5%, thereby extending the life of the filter element.
ここで、加熱とは人為的に加熱することのみならず、非人為的に不織布基材を加熱することも意味している。例えばフィルタエレメントを剛性枠に装着してなるエアフィルタユニツトを、自動車室内のエアコン内部に設置して、自動車を例えば夏の炎天化に放置することにより、非人為的に加熱することを含む。このように、フィルタエレメントを６０℃以上の雰囲気中で使用することにより加熱する場合、特別な加熱装置や操作も使用せずに、フィルタエレメントの寿命を延長することができるという利点がある。 Here, the heating means not only artificially heating but also heating the nonwoven fabric substrate non-artificially. For example, an air filter unit in which a filter element is mounted on a rigid frame is installed inside an air conditioner in a car room, and the car is left unattended in, for example, summer heat, thereby heating it artificially. Thus, when heating by using a filter element in 60 degreeC or more atmosphere, there exists an advantage that the lifetime of a filter element can be extended without using a special heating apparatus and operation.
前記不織布基材は６０℃の加熱によって厚さが５％以上増大するが、厚さの増大の割合は５％以上である限り、またフィルタエレメントとしての機能が損なわれない限り、特に限定されないが、フィルタエレメントの寿命を延長する効果を確実に得るには、５〜６５％の範囲が好ましい。厚さの増大が５％未満の場合は、この機能を付加するためのコストの割には、フィルタエレメントの寿命を延長する効果が少ないという問題がある。また、厚さの増大の上限としては、厚さが増大することによる空気の非通過部分が多くなり過ぎて、フィルタエレメントの寿命がかえって低下することがあるため、厚さの増大は１００％以下が好ましく、６５％以下がより好ましく、５０％以下が最適である。 Although the thickness of the nonwoven fabric substrate increases by 5% or more by heating at 60 ° C., the thickness increase rate is not particularly limited as long as it is 5% or more and the function as a filter element is not impaired. In order to reliably obtain the effect of extending the life of the filter element, the range of 5 to 65% is preferable. When the increase in thickness is less than 5%, there is a problem that the effect of extending the life of the filter element is small for the cost for adding this function. Moreover, as the upper limit of the increase in thickness, the non-passing portion of the air due to the increase in thickness increases so that the life of the filter element may be reduced. Therefore, the increase in thickness is 100% or less. Is preferable, 65% or less is more preferable, and 50% or less is optimal.
６０℃の加熱によって厚さが５％以上増大する特性を有する不織布基材は、例えば次のようにして得ることができる。前述の不織布基材の構造で説明した、不織布基材の製法によって得られた、熱可塑性樹脂からなる繊維を含む不織布基材に、圧縮状態で、不織布基材を構成する織維の融点より低い温度で加熱処理を行うのである。より好ましくは、熱可塑性樹脂の融点以上の温度の加熱空気を通過させることで構成繊維相互を結合させた繊維ウェブに、当該繊維ウェブが圧縮状態となるように、前記加熱空気の通過速度を超える速度で前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度の加熱空気を前記繊維ウェブに通過させるのである。この場合、前記熱可塑性樹脂からなる繊維の融点の中で最も低い融点よりも５〜１００℃低い温度で加熱することが好ましく、５〜６０℃低い温度で加熱することがより好ましく、５〜３０℃低い温度で加熱することが更に好ましい。 A non-woven fabric substrate having the property that the thickness increases by 5% or more by heating at 60 ° C. can be obtained, for example, as follows. Lower than the melting point of the woven fabric constituting the nonwoven fabric base material in a compressed state on the nonwoven fabric base material containing fibers made of a thermoplastic resin obtained by the nonwoven fabric base material production method described above. Heat treatment is performed at a temperature. More preferably, the passing speed of the heated air is exceeded so that the fiber web is compressed by passing the heated fiber having a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin. Heated air at a temperature below the melting point of the thermoplastic resin is passed through the fibrous web at a rate. In this case, it is preferable to heat at a temperature 5 to 100 ° C. lower than the lowest melting point among the melting points of the fibers made of the thermoplastic resin, more preferably 5 to 60 ° C., and 5 to 30 ° C. It is more preferable to heat at a low temperature.
前述の、熱可塑性樹脂の融点以上の温度の加熱空気を通過させることで構成繊維同士を結合させた繊維ウェブに、当該繊維ウェブが圧縮状態となるように、前記加熱空気の通過速度を超える速度で前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度の加熱空気を前記繊維ウェブに通過させる方法としては、具体的には、例えば、融点が１４０℃の熱可塑性樹脂を鞘成分に有する複合繊維からなる繊維ウェブを形成し、この繊維ウェブをエアスルー型の乾燥機を用いて、１４０℃の熱風により、熱風通過速度６ｍ／秒の条件下で、加熱接着処理を行い、構成繊維同士を結合させた繊維接着ウェブを形成し、次いで、この繊維接着ウェブを別のエアスルー型の乾燥機を用いて、１３０℃の熱風により、熱風通過速度１０ｍ／秒の条件下で、加熱圧縮処理を行い、不織布基材を得る方法がある。なお、この方法では、エアスルー型の乾燥機２台を必ずしも必要とせず、例えば、エアスルー型の乾燥機の前段部分で構成繊維同士を結合させた繊維接着ウェブを形成し、同じエアスルー型の乾燥機の後段部分で加熱圧縮処理を行なうことも可能であり、このようにすれば、エアスルー型の乾燥機が1台で済むのでより好ましい方法である。 A speed exceeding the passing speed of the heated air so that the fiber web is compressed into the fiber web in which the constituent fibers are bonded by passing the heated air having a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin. As a method for passing heated air having a temperature lower than the melting point of the thermoplastic resin through the fiber web, specifically, for example, a fiber web made of a composite fiber having a thermoplastic resin having a melting point of 140 ° C. as a sheath component. This fiber web is heated and bonded with hot air at 140 ° C. under a hot air passing speed of 6 m / sec using an air-through dryer, and a fiber bonded web in which constituent fibers are bonded to each other. Then, the fiber-bonded web is subjected to a heat compression treatment with a hot air at 130 ° C. under a condition of a hot air passing speed of 10 m / sec using another air-through dryer. A method of obtaining a woven fabric substrate. In this method, two air-through dryers are not necessarily required. For example, a fiber-bonded web in which constituent fibers are bonded to each other at the front stage of the air-through dryer is formed, and the same air-through dryer is used. It is also possible to perform the heat compression process in the latter part, and this is a more preferable method because only one air-through dryer is required.
このような処理を行うことにより、不織布基材の構成繊維に歪みが残留することになる。この結果、その後の６０℃の加熱によって歪みが解消され、当該不織布基材の嵩（厚さ）が回復するという効果を奏することになる。また、上記方法によれば、不織布基材の下面になるほど風圧による圧縮効果を受けるので、不織布基材の上面の繊維密度が粗く、下面になるほど繊維密度が上昇して密度勾配を形成した構造とすることができる。このような密度勾配が形成されると、フィルタエレメントの濾過寿命を長くする効果が得られる。 By performing such treatment, strain remains in the constituent fibers of the nonwoven fabric substrate. As a result, distortion is eliminated by subsequent heating at 60 ° C., and the bulk (thickness) of the nonwoven fabric base material is recovered. In addition, according to the above method, since the compressive effect due to wind pressure is received toward the lower surface of the nonwoven fabric base material, the fiber density on the upper surface of the nonwoven fabric base material is rough, and the fiber density increases toward the lower surface to form a density gradient. can do. When such a density gradient is formed, an effect of extending the filter life of the filter element is obtained.
不織布基材の面密度は２０〜３５０ｇ／ｍ2 であることが好ましく、２０〜２５０ｇ／ｍ2であることがより好ましく、３０〜１５０ｇ／ｍ2 であることが更に好ましい。また、前記不織布基材の厚さは、プリーツ加工を施すことを考慮すると、０．３〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜３ｍｍであることがより好ましく、０．７〜２ｍｍであることが更に好ましい。０．３ｍｍ未満であると、濾過寿命が短くなり目的とする濾過性能が得られない場含がある。また、５ｍｍを超えると、プリーツ加工を施したときに、気体の濾過に寄与しないか又は寄与が極めて少ない部分(以下、デッドスペースと称する)が多くなり、かえって濾過寿命が短くなり目的とする濾過性能が得られない場合がある。 Preferably the surface density of the nonwoven fabric substrate is 20~350g / m 2, more preferably from 20 to 250 g / m 2, and still more preferably from 30 to 150 g / m 2. In addition, the thickness of the nonwoven fabric substrate is preferably 0.3 to 5 mm, more preferably 0.5 to 3 mm, and 0.7 to 2 mm in consideration of performing pleating. More preferably. If it is less than 0.3 mm, the filtration life is shortened and the intended filtration performance may not be obtained. Also, if it exceeds 5 mm, when pleating is performed, the portion that does not contribute to gas filtration or contributes very little (hereinafter referred to as dead space) increases, and on the contrary, the filtration life is shortened and the intended filtration. Performance may not be obtained.
また不織布基材は、補強などを目的として、例えば不織布、織物、編物またはネットなどの他の素材と積層された複合基材であることも可能である。また、脱臭粒子やガス除去粒子を保持した層を有するガス除去フィルタと積層された複合基材であることも可能である。 The non-woven fabric base material can be a composite base material laminated with another material such as a non-woven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, or a net for the purpose of reinforcement or the like. It is also possible to be a composite substrate laminated with a gas removal filter having a layer holding deodorized particles and gas removal particles.
不織布基材の濾過性能は、粗塵除去用のフィルタとして機能することが好ましく、具体的には、ＡＳＨＲＡＥ５２．１−１９９２に規定される試験方法において、ＳＡＥ ＡＣ ＦＩＮＥダストを用いて、質量法により評価すると、試験条件が風速０．２５ｍ／秒の時に、粒子捕集平均効率が５０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が６０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が７０〜９９％であることが更に好ましい。粒子捕集平均効率が５０％未満である場合は粗塵除去が不十分であり、粒子捕集平均効率が９９％を超える場合は、不織布基材の開孔径が細かくなり過ぎるため、すぐに不織布基材前後の圧力損失が限界に達して寿命が短くなり粗塵除去用のフィルタとして使用できない場合がある。なお、ＳＡＥ ＡＣ ＦＩＮＥダストとは、ＩＳＯ１２１０３−１（１９９７）のＡ２（ｆｉｎｅ）に規定される試験用ダストに適合するダストである。 The filtration performance of the nonwoven fabric base material preferably functions as a filter for removing coarse dust. Specifically, in the test method defined in ASHRAE 52.1-1992, the SAE AC FINE dust is used and the mass method is used. When evaluated, when the test condition is a wind speed of 0.25 m / sec, the particle collection average efficiency is preferably 50 to 99%, the particle collection average efficiency is preferably 60 to 99%, and the particle collection is More preferably, the average efficiency is 70 to 99%. When the particle collection average efficiency is less than 50%, coarse dust removal is insufficient, and when the particle collection average efficiency exceeds 99%, the pore diameter of the nonwoven fabric substrate becomes too fine, so the nonwoven fabric immediately. In some cases, the pressure loss before and after the base material reaches the limit and the life is shortened so that it cannot be used as a filter for removing coarse dust. SAE AC FINE dust is dust that conforms to the test dust specified in A2 (fine) of ISO12103-1 (1997).
また、不織布基材の初期の圧力損失は、試験条件が風速０．１ｍ／秒の時に、３０Ｐａ以下が好ましく、２０Ｐａ以下がより好ましく、１０Ｐａ以下が更に好ましい。また、不織布基材の濾過寿命は風速０．２５ｍ／秒の時に、最終の圧力損失２００Ｐａとした場合、粉塵捕集量５ｇ/ｍ2以上が好ましく、１０ｇ/ｍ2以上がより好ましく、１５ｇ/ｍ2以上が更に好ましい。なお、不織布基材の粒子捕集平均効率の値を高くしようとすると濾過寿命が短くなり(粉塵捕集量が少なくなり)、濾過寿命を長くしようとすると(粉塵捕集量を多くしようとすると）粒子捕集平均効率の値が低下することとなるので、上記の好ましい範囲の不識布であれば、プリーツ加工を施すことにより、粗塵除去用フィルタとしてより好適に用いることができる。 The initial pressure loss of the nonwoven fabric substrate is preferably 30 Pa or less, more preferably 20 Pa or less, and even more preferably 10 Pa or less when the test condition is a wind speed of 0.1 m / sec. In addition, when the final pressure loss is 200 Pa at a wind speed of 0.25 m / sec, the filtration life of the nonwoven fabric substrate is preferably 5 g / m 2 or more, more preferably 10 g / m 2 or more, and 15 g / m 2. m 2 or more is more preferable. In addition, when trying to increase the value of the average particle collection efficiency of the nonwoven fabric substrate, the filtration life is shortened (the amount of collected dust is reduced), and when trying to increase the filtration life (when trying to increase the amount of collected dust) ) Since the value of the particle collection average efficiency is lowered, if it is an unfamiliar cloth in the above preferable range, it can be more suitably used as a coarse dust removing filter by performing pleating.
不織布基材の濾過性能をより向上させ、比色法のみならず計数法でも評価できる濾過性能を有するものとするには、不織布基材に帯電加工を施し、構成繊維をエレクトレツト化する方法がある。このようなエレクトレット化した繊維は、比較的高温の加熱によってエレクトレットの効果が失われることが知られており、このため加熱処理によって不織布基材とした後に帯電加工処理が行うことが好ましい。 In order to further improve the filtration performance of the nonwoven fabric substrate and to have a filtration performance that can be evaluated not only by the colorimetric method but also by the counting method, there is a method of electrifying the constituent fibers by subjecting the nonwoven fabric substrate to electrification processing. is there. Such electret fibers are known to lose the electret effect by heating at a relatively high temperature. For this reason, it is preferable to carry out a charging process after forming a nonwoven fabric substrate by heat treatment.
尚、不織布基材をエレクトレット化する前に、付着している油剤を洗浄除去したり、水流の作用によって構成繊維の交絡と同時に油剤成分を除去したりすることが好ましい。しかし、このような方法によれば、工程の増加や新たな設備が必要であり、製造コストが高くつくなどの課題がある。そこで、例えば特開２００２−３３９２５６号公報に開示されるような、油剤０．２〜０．６重量％が付着してなるポリオレフィン系熱接着繊維からなり、加熱処理による不織布化時（熱可塑性樹脂の融点以上の加熱空気を通過させる時）および/または不織布化後の加熱処理（熱可塑性樹脂の融点未満の加熱空気を通過させる時）で、不織布の油剤付着量が０．００１〜０．２重量％に減少し、油剤付着量の減少率が６０％以上となり得るポリオレフィン系熱接着繊維を用いて、不織布基材を形成し、その後帯電加工を施し構成繊維をエレクトレット化することがより好ましい。なお、このようなポリオレフィン系熱接着繊維は、油剤として例えば分子量４００〜８００のポリエチレングリコールと炭素数１０〜２０の脂肪酸とのエステルを主成分とする油剤が付着してなる繊維である。 In addition, before making a nonwoven fabric base material into an electret, it is preferable to wash and remove the adhering oil agent or to remove the oil agent component simultaneously with the entanglement of the constituent fibers by the action of water flow. However, according to such a method, there are problems such as an increase in the number of processes and new equipment, resulting in high manufacturing costs. Therefore, for example, as disclosed in JP-A-2002-339256, it comprises a polyolefin-based heat-bonding fiber to which 0.2 to 0.6% by weight of an oil agent is adhered, and is formed into a non-woven fabric by heat treatment (thermoplastic resin). And / or heat treatment after making the nonwoven fabric (when passing heated air having a temperature lower than the melting point of the thermoplastic resin), the amount of oil attached to the nonwoven fabric is 0.001 to 0.2. More preferably, a non-woven fabric base material is formed using polyolefin-based heat-bonding fibers that can be reduced to weight percent and the rate of decrease in the amount of adhered oil can be 60% or more, and thereafter electrified to form electrets. Such a polyolefin-based heat-bonding fiber is a fiber formed by adhering, as an oil agent, an oil agent mainly composed of an ester of polyethylene glycol having a molecular weight of 400 to 800 and a fatty acid having 10 to 20 carbon atoms.
不織布基材の帯電加工が施された後の濾過性能は、微塵除去用のフィルタとして機能することが好ましく、具体的には、ＡＳＨＲＡＥ５２．１−１９９２に規定される試験方法において。ＳＡＥ ＡＣ ＦＩＮＥダストを用いて、質量法により評価すると、試験条件が風速０．２５ｍ／秒の時に、粒子捕集平均効率が５０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が６０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が７０〜９９％であることが更に好ましい。粒子捕集平均効率が５０％未満である場合は粗塵除去が不十分であり、粒子捕集平均効率が９９％を超える場合は、不織布基材の開孔径が細かくなり過ぎるため、すぐに不織布基材前後の圧力損失が限界に達して寿命が短くなり粗塵除去用のフィルタとして使用できない場合がある。また、ＪＩＳ Ｂ９９０８形式１に規定される試験方法において、０．３μｍの大気塵を用いて、計数法により評価すると、試験条件が風速０．１ｍ／秒の時に、粒子捕集平均効率が５〜５０％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が１０〜５０％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が２０〜５０％であることが更に好ましい。 The filtration performance after the non-woven fabric substrate is charged preferably functions as a filter for removing fine dust. Specifically, in the test method defined in ASHRAE 52.1-1992. When evaluated by a mass method using SAE AC FINE dust, when the test condition is a wind speed of 0.25 m / sec, the particle collection average efficiency is preferably 50 to 99%, and the particle collection average efficiency is 60 to 99% is preferable, and the average particle collection efficiency is more preferably 70 to 99%. When the particle collection average efficiency is less than 50%, coarse dust removal is insufficient, and when the particle collection average efficiency exceeds 99%, the pore diameter of the nonwoven fabric substrate becomes too fine, so the nonwoven fabric immediately. In some cases, the pressure loss before and after the base material reaches the limit and the life is shortened so that it cannot be used as a filter for removing coarse dust. Further, in the test method defined in JIS B9908 Format 1, when the evaluation is performed by the counting method using 0.3 μm atmospheric dust, the average particle collection efficiency is 5 to 5 when the test condition is a wind speed of 0.1 m / second. It is preferably 50%, the particle collection average efficiency is preferably 10 to 50%, and the particle collection average efficiency is more preferably 20 to 50%.
本発明のフィルタエレメント（１０）は、図１に例示するように、不織布基材（１１）がプリーツ加工されており、かつ保形部材（１２ａ）によってプリーツ形状が保持されてなる。なお、図１では、プリーツ加工された不織布基材（１１）の、プリーツの峰線方向と交叉する端面に、保形部材（１２ｂ）が矢印Ａの方向に装着する態様も例示している。不織布基材のプリーツ加工は、ジグザグ形状に折られている限り限定されず、この折り加工方法としてはレシプロ式やロータリー式などのプリーツ加工機による方法や、ジグザグ形状に成形された押型でプレスする方法などがある。 As illustrated in FIG. 1, the filter element (10) of the present invention has a non-woven fabric base material (11) that is pleated, and a pleated shape is held by a shape-retaining member (12 a). In addition, in FIG. 1, the aspect in which the shape-retaining member (12b) is mounted in the direction of the arrow A on the end surface of the pleated nonwoven fabric substrate (11) that intersects the pleated ridgeline direction is also illustrated. The pleating of the nonwoven fabric base material is not limited as long as it is folded into a zigzag shape, and as this folding processing method, a method using a pleating machine such as a reciprocating type or a rotary type, or a pressing tool formed into a zigzag shape is pressed. There are methods.
また、保形部材としては、プリーツ形状を保持することができる限り、特に限定されず、例えば織編物、不織布、合成樹脂シート、発泡シート、紙、金属材料またはこれらの複合物などのシート状物を適用することができる。このうち特に不織布であれば、強度に優れると共に、フィルタエレメントを剛性枠に装着する際にクッション性に優れ、剛性枠との間のシール性に優れるので好ましい。具体的には、これらのシート状物を、熱融着させたり、接着剤や接着性シートを介して接着することにより、プリーツの峰線方向と交叉する端面に、装着することができる。なお、保形部材としては、シート状物に限らず、発泡性樹脂等を付着させて発泡して形成することなども可能である。また、保形部材は、プリーツの峰線方向と交叉する端面以外にも、峰線方向と平行な端面にも装着することが可能である。 The shape-retaining member is not particularly limited as long as the pleated shape can be maintained. For example, a sheet-like material such as a woven or knitted fabric, a nonwoven fabric, a synthetic resin sheet, a foamed sheet, paper, a metal material, or a composite thereof. Can be applied. Of these, non-woven fabrics are particularly preferable because they are excellent in strength, excellent in cushioning properties when the filter element is attached to the rigid frame, and excellent in sealing performance with the rigid frame. Specifically, these sheet-like materials can be attached to an end surface intersecting with the pleated ridge line direction by heat-sealing or adhering via an adhesive or an adhesive sheet. The shape-retaining member is not limited to a sheet-like member, and can be formed by foaming by attaching a foamable resin or the like. Further, the shape retaining member can be mounted not only on the end face intersecting with the pleated line direction but also on an end face parallel to the pleated line direction.
前記プリーツ加工前に、或いはプリーツ加工後に、図１又は図２に例示するように、不織布基材（１１）に、プリーツの峰線方向と交叉する方向に、間隔をおいて平行に、線状の樹脂を付着させたセパレータ（１４）を設けて、プリーツの山の斜面が接触してデッドスペースとなることを防ぐことも好ましい。線状の樹脂の付着は、これらの図のように、断続的としてプリーツの山の峰に設けて、プリーツの谷部には設けないようにすることも好ましく、また不織布基材の両面に設けることも好ましい態様である。 Before or after the pleating process, as illustrated in FIG. 1 or 2, the nonwoven fabric substrate (11) is linearly spaced in parallel with a direction crossing the pleated peak direction. It is also preferable to provide a separator (14) to which the above resin is adhered to prevent the pleated mountain slopes from coming into contact and forming a dead space. As shown in these drawings, it is preferable that the linear resin is intermittently provided on the peak of the pleat and not on the valley of the pleat. This is also a preferred embodiment.
また、前記フィルタエレメントは、図１に例示するように、ひだ（１３）が多数形成されていることが好ましく、具体的には、図３に示すように、ひだ（１３）の高さＨは５〜１５０ｍｍが好ましく、８〜１００ｍｍがより好ましく、１５〜５０ｍｍが更に好ましい。また、プリーツの山間隔であるひだ（１３）のピッチＰは１〜２０ｍｍが好ましく、２〜１５ｍｍがより好ましく、３〜１０ｍｍが更に好ましい。また、ピッチＰ（ｍｍ）と高さＨ（ｍｍ）との比Ｐ／Ｈが０．０５〜０．７であることが好ましく、０．０５〜０．５であることがより好ましく、０．０５〜０．３であることが更に好ましい。Ｐ／Ｈが０．０５未満であると、ひだの角度が小さくなり過ぎるので、風圧でひだの角度が広がり隣接するひだと接触してしまいデッドスペースとなり、粉塵保持容量が低下してしまう場合がある。また、Ｐ／Ｈが０．５を超えると、ひだの高さが少なくなり濾材全体の面積が少なくなり、粉塵保持容量が低下してしまう場合がある。また、ひだの高さが５ｍｍ未満であると濾材全体の面積が少なくなり、粉塵保持量が低下してしまう場合がある。ひだの高さが1５０ｍｍを超えると濾材全体の面積が大きくなるものの、ひだの角度が小さくなりすぎるので、隣接するひだと接触してしまい、デッドスペースとなり、かえって粉塵保持容量が低下してしまう場合がある。 The filter element preferably has a large number of pleats (13) as illustrated in FIG. 1, and specifically, as shown in FIG. 5-150 mm is preferable, 8-100 mm is more preferable, 15-50 mm is still more preferable. Moreover, 1-20 mm is preferable, as for the pitch P of the pleat (13) which is the crest distance of a pleat, 2-15 mm is more preferable, and 3-10 mm is still more preferable. Further, the ratio P / H between the pitch P (mm) and the height H (mm) is preferably 0.05 to 0.7, more preferably 0.05 to 0.5, and More preferably, it is 05-0.3. If P / H is less than 0.05, the pleat angle becomes too small, and the pleat angle is widened by the wind pressure, resulting in contact with adjacent pleats, resulting in dead space, and the dust holding capacity may be reduced. is there. Moreover, when P / H exceeds 0.5, the height of the pleats decreases, the area of the entire filter medium decreases, and the dust holding capacity may decrease. Moreover, when the height of the pleats is less than 5 mm, the area of the entire filter medium is reduced, and the dust holding amount may be reduced. If the height of the pleats exceeds 150 mm, the area of the entire filter medium will increase, but the angle of the pleats will become too small, so it will come into contact with adjacent pleats, resulting in a dead space, which will reduce the dust holding capacity. There is.
また、図３に示すように、プリーツの山間隔、すなわちひだのピッチをＰ（ｍｍ）、不織布基材の厚さをＴ（ｍｍ）とすると、
式 ： ａ ＝ （１−２Ｔ／Ｐ）×１００
から算出した開ロ率ａが１０〜８０％であることが好ましく、１５〜７５％であることがより好ましく、２０〜７０％であることが更に好ましい。図３から明らかなように、ひだのピッチＰ（ｍｍ）と高さＨ（ｍｍ）との比Ｐ／Ｈの値が少ない場合、不識布基材の厚さＴ（ｍｍ）の約２倍に相当する長さの幅がデッドスペースの巾Ｄ（ｍｍ）とほぼ等しくなる。
Also, as shown in FIG. 3, when the pleat crest, that is, the pitch of the pleats is P (mm) and the thickness of the nonwoven fabric substrate is T (mm),
Formula: a = (1-2T / P) × 100
The opening ratio a calculated from the above is preferably 10 to 80%, more preferably 15 to 75%, and still more preferably 20 to 70%. As is clear from FIG. 3, when the ratio P / H of the pleat pitch P (mm) to the height H (mm) is small, it is about twice the thickness T (mm) of the unknown cloth substrate. The width of the length corresponding to is substantially equal to the dead space width D (mm).
そのため、フィルタエレメントの山数が多くなるほど、また不織布基材の厚さが厚くなるほどデッドスペースが多くなり、エアフィルタユニットとしての処理風量が低下して、濾過寿命が少なくなる傾向がある。その一方、フィルタエレメントの山数が多くなるほど、また不織布基材の厚さが厚くなるほど不織布基材の濾過面積が増加して濾過寿命が長くなる傾向がある。したがって、上記の式は、これら両傾向のバランスがとれ、濾過寿命が長くなる最も好ましい状態を表す式といえる。それゆえ前記開口率ａが１０％未満であると、エアフィルタユニットの初期の圧力損失が大きく上昇してしまい、濾過寿命が短くなり、粉塵保持容量が低下してしまう場合がある。また、開口率ａが８０％を超えると不織布基材の濾過面積が少なくなり、エアフィルタユニットの濾過寿命が短くなり、粉塵保持容量が低下してしまう場合がある。 For this reason, as the number of ridges of the filter element increases and the thickness of the nonwoven fabric base increases, the dead space increases, the processing air volume as an air filter unit decreases, and the filtration life tends to decrease. On the other hand, as the number of ridges of the filter element increases and the thickness of the nonwoven fabric substrate increases, the filtration area of the nonwoven fabric substrate tends to increase and the filtration life tends to increase. Therefore, the above equation can be said to be an equation representing the most preferable state in which both of these tendencies are balanced and the filtration life is long. Therefore, when the aperture ratio a is less than 10%, the initial pressure loss of the air filter unit is greatly increased, the filtration life is shortened, and the dust holding capacity may be decreased. On the other hand, if the opening ratio a exceeds 80%, the filtration area of the nonwoven fabric substrate is reduced, the filtration life of the air filter unit is shortened, and the dust holding capacity may be reduced.
なお、前記不織布基材が、不織布、織物、編物またはネットなどの他の素材と積層された複合基材である場合や、脱臭粒子やガス除去粒子を保持した層を有するガス除去フィルタと積層された複合基材である場合には、開ロ率ａを求める前記式において、不織布基材の厚さＴ（ｍｍ）として、複合基材の厚さを用いることができる。 When the non-woven fabric substrate is a composite substrate laminated with other materials such as non-woven fabric, woven fabric, knitted fabric or net, or laminated with a gas removal filter having a layer holding deodorized particles or gas removal particles. In the case of a composite substrate, the thickness of the composite substrate can be used as the thickness T (mm) of the nonwoven fabric substrate in the above formula for obtaining the open ratio a.
また、フィルタエレメントの全体の大きさは、自動車用や家庭用空気清浄機などの生活環境における空調機器に装着して使用されるフィルタエレメントの場合、空気の流入面の一辺の寸法が８０〜５００ｍｍが好ましく、１００〜４００ｍｍより好ましく、１５０〜３００ｍｍが更に好ましい。また、奥行は５〜１００ｍｍが好ましく、１０〜５０ｍｍがより好ましく、１５〜３０ｍｍが更に好ましい。また、ビル、工場、事務所などに設置される空気清浄装置に、パッケージフィルター、ファンコイルユニット、中央空調用フィルタユニット等の粗塵除去用フィルタとして使用されるフィルタエレメントの場合、空気の流入面の一辺の寸法が２００〜１５００ｍｍが好ましく、３００〜１０００ｍｍがより好ましく、４００〜７００ｍｍが更に好ましい。また、奥行は１０〜５００ｍｍが好ましく、２０〜４００ｍｍがより好ましく、３０〜３００ｍｍが更に好ましい。 The overall size of the filter element is such that the dimension of one side of the air inflow surface is 80 to 500 mm in the case of a filter element that is used by being mounted on an air conditioner in a living environment such as an automobile or a home air cleaner. Is more preferable, 100 to 400 mm is more preferable, and 150 to 300 mm is still more preferable. The depth is preferably 5 to 100 mm, more preferably 10 to 50 mm, and still more preferably 15 to 30 mm. In addition, in the case of filter elements used as coarse dust removal filters such as package filters, fan coil units, and central air conditioning filter units in air purifiers installed in buildings, factories, offices, etc., the air inflow surface The dimension of one side is preferably 200 to 1500 mm, more preferably 300 to 1000 mm, and still more preferably 400 to 700 mm. Moreover, 10-500 mm is preferable, 20-400 mm is more preferable, and 30-300 mm is still more preferable.
前記フィルタエレメントを空調装置に適用する場合はフィルタエレメントを剛性枠に装着して用いることができる。この剛性枠は剛性のある材質である限り特に限定されず、木材、金属、プラスチック等が適用され、数回の洗浄再生の後に焼却、廃棄される場合は木材が好ましい。 When the filter element is applied to an air conditioner, the filter element can be used by being mounted on a rigid frame. The rigid frame is not particularly limited as long as it is a rigid material, and wood, metal, plastic, or the like is applied, and wood is preferable when incinerated and discarded after several washing and regeneration.
前記フィルタエレメントの濾過性能は、粗塵除去用のフィルタとして機能することが好ましく臭体的には、ＡＳＨＲＡＥ５２．１−１９９２に規定される試験方法において、ＳＡＥ ＡＣ ＦＩＮＥダストを用いて、質量法により評価すると、空気の流入面の少なくとも一辺の寸法が８０〜５００ｍｍの場含、試験条件が風量５５０ｍ3／ｈｒの時に、粒子捕集平均効率が５０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が６０〜９９％であることが好ましく、粒子捕集平均効率が７０〜９９％であることが更に好ましい。粒子捕集平均効率が５０％未満である場合は粗塵除去が不十分であり、粒子捕集平均効率が９９％を超える場合は、不織布基材の開孔径が細かくなり過ぎるため、すぐに不織布基材前後の圧力損失が限界に達して寿命が短くなり粗塵除去用のフィルタとして使用できない場合がある。なお、空気の流入面の全ての辺の寸法が５００ｍｍを超える場合は、試験条件として風量１１００ｍ3／ｈｒを採用することができる。 The filtration performance of the filter element preferably functions as a filter for removing coarse dust. In terms of odor, in the test method prescribed in ASHRAE 52.1-1992, using SAE AC FINE dust, the mass method is used. When evaluated, it is preferable that the particle collection average efficiency is 50 to 99% when the dimension of at least one side of the air inflow surface is 80 to 500 mm and the test condition is an air volume of 550 m 3 / hr. The average efficiency is preferably 60 to 99%, and the particle collection average efficiency is more preferably 70 to 99%. When the particle collection average efficiency is less than 50%, coarse dust removal is insufficient, and when the particle collection average efficiency exceeds 99%, the pore diameter of the nonwoven fabric substrate becomes too fine, so the nonwoven fabric immediately. In some cases, the pressure loss before and after the base material reaches the limit and the life is shortened so that it cannot be used as a filter for removing coarse dust. When the dimensions of all sides of the air inflow surface exceed 500 mm, the air volume of 1100 m 3 / hr can be adopted as the test condition.
また、前記フィルタエレメントの初期の圧力損失は、空気の流入面の少なくとも一辺の寸法が８０〜５００ｍｍの場合、試験条件が風量５５０ｍ3／ｈｒの時に、1５０Ｐａ以下が好ましく、１２０Ｐａ以下がより好ましく、１００Ｐａ以下が更に好ましい。また、前記フィルタエレメントの濾過寿命は、最終の圧力損失２００Ｐａとした場合、粉塵捕集量１０ｇ以上が好ましく、１５ｇ以上がより好ましく、２０ｇ以上が更に好ましい。なお、前記不織布基材が、不織布、織物、編物またはネットなどの他の素材と積層された複合基材である場合や、脱臭粒子やガス除去粒子を保持した層を有するガス除去フィルタと積層された複合基材である場合には、前述の各圧力損失は、積層された他の素材やフィルタの圧力損失を加算した圧力損失とすることができる。なお、空気の流入面の全ての辺の寸法が５００ｍｍを超える場合は、試験条件として風量１１００ｍ3／ｈｒを採用することができる。 Further, the initial pressure loss of the filter element is preferably 150 Pa or less, more preferably 120 Pa or less when the test condition is an air volume of 550 m 3 / hr when the dimension of at least one side of the air inflow surface is 80 to 500 mm. 100 Pa or less is more preferable. The filter element has a filtration life of preferably 10 g or more, more preferably 15 g or more, and even more preferably 20 g or more when the final pressure loss is 200 Pa. When the non-woven fabric substrate is a composite substrate laminated with other materials such as non-woven fabric, woven fabric, knitted fabric or net, or laminated with a gas removal filter having a layer holding deodorized particles or gas removal particles. In the case of a composite substrate, each pressure loss described above can be a pressure loss obtained by adding the pressure loss of other laminated materials or filters. When the dimensions of all sides of the air inflow surface exceed 500 mm, the air volume of 1100 m 3 / hr can be adopted as the test condition.
本発明のフィルタエレメントは、前述のように、不織布基材がプリーツ加工されてなるフィルタエレメントであって、６０℃の加熱によって前記不織布基材の厚さが５％以上増大する。したがって、このフィルタエレメント、またはこのフィルタエレメントを剛性枠に装着してなるエアフィルタユニットを６０℃の加熱状態に曝すとフィルタエレメントの濾過性能が変化する。詳細には、粒子捕集平均効率は殆んど変化せず、不織布基材のひだの頂点部分でのデッドスペースが増加するため圧力損失が増加するものの、不織布基材全体の粉塵保持容量が増加するため、総合的な結果として、濾過寿命が大きく増加するという効果をもたらす。この増加の割合は、もとのフィルタエレメントの濾過寿命に対して、５％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましく、１５％以上であることが更に好ましい。 As described above, the filter element of the present invention is a filter element obtained by pleating a nonwoven fabric substrate, and the thickness of the nonwoven fabric substrate is increased by 5% or more by heating at 60 ° C. Therefore, when this filter element or an air filter unit formed by mounting this filter element on a rigid frame is exposed to a heating state of 60 ° C., the filtration performance of the filter element changes. Specifically, the particle collection average efficiency is hardly changed, and although the dead space at the apex of the folds of the nonwoven fabric base increases, pressure loss increases, but the dust holding capacity of the entire nonwoven fabric base increases. Therefore, the overall result is that the filtration life is greatly increased. The rate of increase is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and still more preferably 15% or more with respect to the filtration life of the original filter element.
次に、本発明のフィルタエレメントの使用方法を説明する。本発明のフィルタエレメントの使用方法は、熱可塑性樹脂からなる繊維を含む不織布基材がプリーツ加工されており、保形部材によってプリーツ形状が保持されてなるフィルタエレメントを、５０〜８０℃のいずれかの温度雰囲気中で使用することにより、前記不織布基材の厚さを５％以上回復させて用いることで特徴付けられたものである。 Next, a method for using the filter element of the present invention will be described. The method of using the filter element of the present invention is that the nonwoven fabric base material containing fibers made of thermoplastic resin is pleated, and the filter element in which the pleated shape is held by a shape-retaining member is either 50 to 80 ° C. It is characterized by being used by recovering the thickness of the non-woven fabric substrate by 5% or more by using it in the temperature atmosphere.
本発明のフィルタエレメントの使用方法では、フィルタエレメントとして、本発明のフィルタエレメント、すなわち不織布基材の厚さが６０℃の加熱によって厚さが５％以上増大するようにしたものを使用することが好ましい。以下、本発明のフィルタエレメントを使用する場合を例に挙げて説明する。 In the method of using the filter element of the present invention, the filter element of the present invention, that is, the non-woven fabric substrate having a thickness increased by 5% or more by heating at 60 ° C. may be used. preferable. Hereinafter, the case where the filter element of the present invention is used will be described as an example.
前述のように、本発明のフィルタエレメントは、６０℃の加熱によって厚さが５％以上増大する特性を有しているので、このフィルタエレメントを６０℃以上の温度雰囲気中で使用することにより、フィルタエレメントの寿命を延長することができるという利点がある。しかし、本発明のフィルタエレメントを実際に使用する際には、非人為的な温度雰囲気中で６０℃未満の温度雰囲気中で使用することがあり、例えば５０℃の温度雰囲気で一ヶ月間使用することがあり、このような６０℃未満の温度雰囲気中であっても、長時間であれば厚さが５％以上増大することがある。このような温度雰囲気とは、５０〜８０℃のいずれかの温度である。すなわち当該フィルタエレメントが曝される温度雰囲気が５０℃未満であると、不織布基材の厚さを５％以上増大させることができなくなる場合があり、８０℃以上の場合には、フィルタエレメントの構成部材が変形したり、変質したりする恐れがあるからである。また上述の不具合を生じることがなく、しかも確実に厚さが５％以上増大する効果を確保するためには、６０〜８０℃のいずれかの温度雰囲気であることが望ましい。 As described above, the filter element of the present invention has a characteristic that the thickness increases by 5% or more by heating at 60 ° C. Therefore, by using this filter element in a temperature atmosphere of 60 ° C. or more, There is an advantage that the life of the filter element can be extended. However, when the filter element of the present invention is actually used, it may be used in a non-artificial temperature atmosphere at a temperature of less than 60 ° C., for example, in a temperature atmosphere of 50 ° C. for one month. Even in such a temperature atmosphere of less than 60 ° C., the thickness may increase by 5% or more over a long period of time. Such a temperature atmosphere is any temperature of 50 to 80 ° C. That is, if the temperature atmosphere to which the filter element is exposed is less than 50 ° C., the thickness of the nonwoven fabric base material may not be increased by 5% or more. This is because the member may be deformed or deteriorated. Further, in order to ensure the effect of increasing the thickness by 5% or more without causing the above-described problems, it is desirable that the temperature atmosphere is 60 to 80 ° C.
また、上記の５０〜８０℃のいずれかの温度としては、フィルタエレメントを構成する不織布基材に含まれる繊維を構成する熱可塑性樹脂の融点未満であることが好ましく、詳細には、前記熱可塑性樹脂からなる繊維の融点の中で最も低い融点よりも１０℃以下の温度であることが好ましく、３０℃以下の温度であることがより好ましく、５０℃以下の温度であることが更に好ましい。 The temperature of any one of the above 50 to 80 ° C. is preferably less than the melting point of the thermoplastic resin constituting the fiber contained in the nonwoven fabric substrate constituting the filter element. The temperature is preferably 10 ° C. or less, more preferably 30 ° C. or less, and even more preferably 50 ° C. or less than the lowest melting point of the fibers made of resin.
ここで、加熱とは人為的に加熱することのみならず、非人為的に不織布基材を加熱することを意味している。例えばフィルタエレメントを剛性枠に装着してなるエアフィルタユニットを、自動車室内のエアコン内部に設置して、自動車を例えば夏の炎天化に放置することにより、非人為的に加熱することを含む。すなわち、５０〜８０℃のいずれかの温度雰囲気中で使用することを意味している。 Here, heating means not only artificially heating but also heating the nonwoven fabric substrate non-artificially. For example, an air filter unit in which a filter element is mounted on a rigid frame is installed inside an air conditioner in an automobile room, and the automobile is left unheated by, for example, leaving it in the summer sun. That is, it is meant to be used in any temperature atmosphere of 50 to 80 ° C.
なお、本発明の使用方法では、人為的に不織布基材を加熱して使用することも可能である。例えば、フィルタエレメントを剛性枠に装着してなるエアフィルタユニットを、家庭用空気清浄機や事務所用空調装置に設置して、エアフィルタとしてある程度使用して、塵埃が付着した後に、エアフィルタユニットを取外し、または設置したまま、フィルタエレメントを加熱した雰囲気中に曝すかまたは加熱空気を通過させることにより、不織布基材の厚さを回復させて使用することも可能である。 In addition, in the usage method of this invention, it is also possible to heat and use a nonwoven fabric base material artificially. For example, an air filter unit in which a filter element is mounted on a rigid frame is installed in a domestic air cleaner or office air conditioner and used to some extent as an air filter. It is also possible to restore the thickness of the nonwoven fabric substrate by exposing the filter element to a heated atmosphere or allowing heated air to pass through while removing or installing the filter element.
以上説明したように、本発明のフィルタエレメントは、熱可塑性樹脂からなる繊維を含む不織布基材がプリーツ加工されており、保形部材によってプリーツ形状が保持されてなるフィルタエレメントを、例えば５０〜８０℃のいずれかの温度雰囲気中で使用することにより、前記不織布基材の厚さを５％以上回復させて用いることができ、少なくとも使い始めから加熱されるまでの期間においては、圧力損失が少なくエネルギーコストの削減や高風量を確保することができ、ある程度の期間が経過した後に加熱されるか又は故意に加熱することにより、最終的には、高い除塵効率を保持しつつ、濾過寿命が長くなるという特性を有している。 As described above, the filter element of the present invention is a filter element in which a nonwoven fabric base material containing fibers made of a thermoplastic resin is pleated, and the pleated shape is held by a shape-retaining member, for example, 50 to 80 When used in any temperature atmosphere of ° C., the thickness of the nonwoven fabric base material can be recovered by 5% or more, and there is little pressure loss at least during the period from the start of use to heating. Energy costs can be reduced and high airflow can be ensured. After a certain period of time, it is heated or deliberately heated, so that the filter life is long while maintaining high dust removal efficiency. It has the characteristic of becoming.
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、本発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but these are only suitable examples for facilitating the understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the contents of these examples.
(不織布基材の厚さの試験方法)
加熱前、又は加熱後の不織布基材から１０ｃｍ角の試験片を切り取り、試験片を水平板の上に載置する。次いで、この試験片の上に質量が５０ｇの１０ｃｍ角の平板を載せて、水平板と平板の間の距離を測定する。測定に際しては、平板の４隅部と平板の各辺の中央部の合計８ヶ所で測定し、得られた値の平均値を不織布基材の厚さとする。なお、フィルタエレメントに加工された不織布基材の場合は、フィルタエレメントから不織布基材を取り出し、プリーツ形状の山部と谷部を除去し、セパレータがある場合は、セパレータも除去して、幾つかの小片となったものを合わせて１０ｃｍ角となるように配置したものを試験片とすることができる。
(Nonwoven fabric substrate thickness test method)
A 10 cm square test piece is cut out from the nonwoven fabric substrate before heating or after heating, and the test piece is placed on a horizontal plate. Next, a 10 cm square plate having a mass of 50 g is placed on the test piece, and the distance between the horizontal plate and the flat plate is measured. At the time of measurement, measurement is performed at a total of eight points including the four corners of the flat plate and the central portion of each side of the flat plate, and the average value of the obtained values is defined as the thickness of the nonwoven fabric substrate. In the case of a nonwoven fabric substrate processed into a filter element, the nonwoven fabric substrate is taken out from the filter element, and the pleat-shaped crests and troughs are removed. What was arranged so that it may become a 10 square cm combining what became a small piece of can be made into a test piece.
(不織布基材の濾過性能試験方法−質量法)
ＡＳＨＲＡＥ５２．１−１９９２に規定される試験方法において、風速０．２５ｍ／秒にて、圧力損失が２００ＰａになるまでＳＡＥ ＡＣ ＦＩＮＥダストを供給した後、粒子捕集平均効率（％）及び濾過寿命(粉塵捕集量)(ｇ／ｍ2)を求める。また、初期の圧力損失（Ｐａ）は風速０．１ｍ／秒にて測定した値を用いる。
(Nonwoven fabric base material filtration performance test method-mass method)
In the test method defined in ASHRAE 52.1-1992, after supplying SAE AC FINE dust at a wind speed of 0.25 m / sec until the pressure loss reaches 200 Pa, the particle collection average efficiency (%) and the filtration life ( Obtain dust collection amount (g / m 2 ). The initial pressure loss (Pa) is a value measured at a wind speed of 0.1 m / sec.
(不織布基材の濾過性能試験方法−計数法)
ＪＩＳ Ｂ９９０８形式１に規定される試験方法において、風速０．１ｍ／秒にて、０．３μｍの大気塵を供給して、粒子捕集平均効率（％）を求める。
(Filtering performance test method for non-woven fabric substrate-counting method)
In the test method stipulated in JIS B 9908 Type 1, 0.3 μm of atmospheric dust is supplied at a wind speed of 0.1 m / sec to obtain the average particle collection efficiency (%).
(フィルタエレメントの濾過性能試験方法−質量法〉
ＡＳＨＲＡＥ５２．１−１９９２に規定される試験方法において、風量５５０ｍ3／ｈｒにて、圧力損失が２００ＰａになるまでＳＡＥ ＡＣ ＦＩＮＥダストを供給した後、粒子捕集平均効率（％）及び濾過寿命(粉塵捕集量)（ｇ）を求める。また、初期の圧力損失（Ｐａ）は風量５５０ｍ3／ｈｒにて測定した値を用いる。
(Filter Element Filtration Performance Test Method-Mass Method)
In the test method specified in ASHRAE 52.1-1992, after supplying SAE AC FINE dust at an air volume of 550 m 3 / hr until the pressure loss reaches 200 Pa, the particle collection average efficiency (%) and the filtration life (dust) The amount collected (g) is determined. The initial pressure loss (Pa) is a value measured at an air volume of 550 m 3 / hr.
(実施例１)
芯成分が融点１６０℃のポリプロピレン樹脂であり。鞘成分が融点１４０℃のポリエチレン樹脂からなる複合繊維(繊度６．６デシテックス、繊維長６４ｍｍ)からなるステープル繊維８０質量％と、芯成分が融点１６０℃のポリプロピレン樹脂であり、鞘成分が融点１４０℃のポリエチレン樹脂からなる複合繊維(繊度２．２デシテックス、繊維長５１ｍｍ)からなるステープル繊維２０質量％とを混合して、カード機を使用して繊維ウェブを形成した。
(Example 1)
The core component is a polypropylene resin having a melting point of 160 ° C. 80% by mass of staple fibers made of a composite fiber (fineness: 6.6 dtex, fiber length: 64 mm) having a sheath component of a polyethylene resin having a melting point of 140 ° C., a core component being a polypropylene resin having a melting point of 160 ° C., and a sheath component having a melting point of 140 A fiber web was formed using a carding machine by mixing 20% by mass of staple fibers made of a composite fiber (fineness 2.2 dtex, fiber length 51 mm) made of polyethylene resin at 0 ° C.
次いで、この繊維ウェブをエアスルー型の乾燥機を用いて、１４０℃の熱風により、熱風通過速度６ｍ／秒の条件下で、加熱接着処理を行い、面密度８５ｇ／ｍ2で、厚さ１．３ｍｍの繊維接着ウェブを形成した。次いで、この繊維接着ウェブを別のエアースルー型の乾燥機を用いて、１３０℃の熱風により、熱風通過速度１０ｍ／秒の条件下で、加熱圧縮処理を行い、面密度８５ｇ／ｍ2で、厚さ１．０ｍｍの不織布基材を作製した。得られた不織布基材の濾過性能を評価した結果を表１に示す。 Next, this fiber web was subjected to heat bonding treatment with hot air at 140 ° C. under a condition of a hot air passing speed of 6 m / sec using an air-through dryer, and a surface density of 85 g / m 2 and a thickness of 1. A 3 mm fiber bonded web was formed. Next, this fiber bonded web was subjected to heat compression treatment with hot air at 130 ° C. under a condition of hot air passing speed of 10 m / sec using another air-through dryer, and the surface density was 85 g / m 2 . A nonwoven fabric substrate having a thickness of 1.0 mm was produced. Table 1 shows the results of evaluating the filtration performance of the obtained nonwoven fabric substrate.
（事例２：不織布基材の作製例）
芯成分が融点１６０℃のポリプロピレン樹脂であり、鞘成分が融点１４０℃のポリエチレン樹脂からなる複合繊維(繊度６．６デシテックス、繊維長６４ｍｍ)からなるステープル繊維１００質量％を用いて、カード機を使用して繊維ウェブを形成した。次いで、この繊維ウェブをエアスルー型の乾燥機を用いて、１４０℃の熱風により、熱風通過速度１０ｍ／秒の条件下で、加熱接着処理を行い、面密度８５ｇ／ｍ2で、厚さ１．４ｍｍの繊維接着ウェブを形成した。次いで、この繊維接着ウェブを別のエアスルー型の乾燥機を用いて、１３０℃の熱風により、熱風通過速度１０ｍ／秒の条件下で、加熱圧縮処理を行い、面密度８５ｇ／ｍ2で、厚さ１．１ｍｍの不織布基材を作製した。得られた不織布基材の濾過性能を評価した結果を表１に示す。
(Case 2: Production example of non-woven fabric substrate)
Using 100% by mass staple fiber consisting of a composite fiber (fineness 6.6 dtex, fiber length 64 mm) whose core component is a polypropylene resin having a melting point of 160 ° C. and whose sheath component is a polyethylene resin having a melting point of 140 ° C., Used to form a fibrous web. Next, this fiber web was subjected to heat bonding treatment with hot air at 140 ° C. under a hot air passing speed of 10 m / sec using an air-through dryer, with an area density of 85 g / m 2 and a thickness of 1. A 4 mm fiber bonded web was formed. Next, this fiber bonded web was subjected to a heat compression treatment with a hot air at 130 ° C. under a condition of a hot air passing speed of 10 m / second using another air-through dryer, and a surface density of 85 g / m 2 was obtained. A non-woven fabric substrate having a thickness of 1.1 mm was produced. Table 1 shows the results of evaluating the filtration performance of the obtained nonwoven fabric substrate.
(実施例３)
芯成分が融点１６０℃のポリプロピレン樹脂であり、鞘成分が融点１４０℃のポリエチレン樹脂からなる複合繊維(繊度６．６デシテックス、繊維長６４ｍｍ)からなるステーブル繊維８０質量％と、芯成分が融点１６０℃のポリプロピレン樹脂であり、鞘成分が融点１４０℃のポリエチレン樹脂からなる複合繊維(繊度２．２デシテックス、繊維長５１ｍｍ)からなるステープル繊維２０質量％とを混合して、カード機を使用して繊維ウェブを形成した。次いで、この繊維ウェブをエアスルー型の乾燥機を用いて、１４０℃の熱風により、熱風通過速度６ｍ／秒の条件下で、加熱接着処理を行い、面密度８５ｇ／ｍ2で、厚さ１．３ｍｍの繊維接着ウェブを形成した。次いで、この繊維接着ウェブを別のエアスルー型の乾燥機を用いて、１３０℃の熱風により、熱風通過速度１０ｍ／秒の条件下で、加熱圧縮処理を行い、面密度８５ｇ／ｍ2で、厚さ１．０ｍｍの不織布基材を作製した。次いで、この不織布基材に、コロナ放電加工を行い、構成繊維がエレクトレット化した不織布基布を作製した。なお、使用した複合繊維は、前述の『油剤０．２〜０．６重量％が付着してなるポリオレフィン系熱接着繊維からなり、加熱処理による不織布化時および/または不織布化後の加熱処理で、不織布の油剤付着量が０．００１〜０．２重量％に減少し、油剤付着量の減少率が６０％以上となり得るポリオレフィン系熱接着繊維』である。得られた不織布基布の濾過性能を評価した結果を表１に示す。
Example 3
The core component is a polypropylene resin having a melting point of 160 ° C., the sheath component is 80% by mass of a stable fiber made of a polyethylene resin having a melting point of 140 ° C. (fineness: 6.6 dtex, fiber length: 64 mm), and the core component has a melting point. A card machine is used by mixing 20% by mass of staple fibers made of a composite fiber (fineness 2.2 decitex, fiber length 51 mm) made of polyethylene resin having a melting point of 140 ° C. and a polypropylene resin at 160 ° C. To form a fibrous web. Next, this fiber web was subjected to heat bonding treatment with hot air at 140 ° C. under a condition of a hot air passing speed of 6 m / sec using an air-through dryer, and a surface density of 85 g / m 2 and a thickness of 1. A 3 mm fiber bonded web was formed. Next, this fiber bonded web was subjected to a heat compression treatment with a hot air at 130 ° C. under a condition of a hot air passing speed of 10 m / second using another air-through dryer, and a surface density of 85 g / m 2 was obtained. A nonwoven fabric substrate having a thickness of 1.0 mm was produced. Next, the nonwoven fabric base material was subjected to corona discharge machining to produce a nonwoven fabric base fabric in which the constituent fibers were electretized. The composite fiber used was composed of the above-mentioned polyolefin-based heat-bonding fiber to which 0.2 to 0.6% by weight of the oil agent was adhered, and was subjected to heat treatment during and / or after the non-woven fabric by heat treatment. , A polyolefin-based heat-bonding fiber that can reduce the oil adhesion amount of the nonwoven fabric to 0.001 to 0.2% by weight and the reduction rate of the oil agent adhesion amount can be 60% or more. Table 1 shows the results of evaluating the filtration performance of the obtained non-woven fabric.
（実施例４〜７）
実施例３と同様にして、繊維ウェブを形成し、次いで、この繊維ウェブをエアスルー型の乾燥機を用いて、１４０℃の熱風により、それぞれ熱風通過速度９ｍ／秒、７．５ｍ／秒、４ｍ／秒、２ｍ／秒の条件下で、加熱接着処理を行ない、それぞれ面密度８５ｇ／ｍ2で、厚さ１．０５ｍｍ、１．１５ｍｍ、１．５ｍｍ、１．６５ｍｍの繊維接着ウェブを形成したこと以外は実施例３と同様にして実施例４、５、６、７の不織布基布を作製した。得られた不織布基布の濾過性能を評価した結果を表１に示す。
(Examples 4 to 7)
In the same manner as in Example 3, a fiber web was formed, and then the fiber web was heated with hot air at 140 ° C. using an air-through dryer, and the hot air passage speeds were 9 m / second, 7.5 m / second, and 4 m, respectively. / Second, under the conditions of 2 m / second, a heat-bonding treatment was performed to form fiber bonded webs with a surface density of 85 g / m 2 and thicknesses of 1.05 mm, 1.15 mm, 1.5 mm, and 1.65 mm, respectively. Except this, the nonwoven fabric base fabrics of Examples 4, 5, 6, and 7 were produced in the same manner as Example 3. Table 1 shows the results of evaluating the filtration performance of the obtained non-woven fabric.
(実施例８）
実施例１で得られた不織布基材に、ひだの高さが２９ｍｍ、ひだのピッチ(山間隔)が５ｍｍとなるようにブリーツ加工を施し、次いでプリーツの峰線方向と交叉する端面に、剛性のある不織布からなる保形部材をホツトメルトシートを介して貼り付けて、全体の大きさが保形部材側２２５ｍｍ×保形部材と垂直な側２３５ｍｍのフィルタエレメントを作製した。得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表３に示す。また、得られたフィルタエレメントに、風量５５０ｍ3／ｈｒの加熱空気（６０℃）を１００時間流した後の濾過性能を評価した結果も表３に示す。なお、自動車用エアコンでは、一般的に最大風量が５５０ｍ3／ｈｒであり、この実施例では不織布基材に対して面風速が約２５ｃｍ／秒に相当する。そして、この面風速が極めて小さい値であるため、不織布基材の厚さを圧縮する効果はなく、また不織布基材が厚さを回復することを妨げる効果もないことが確認されている。
(Example 8)
The nonwoven fabric substrate obtained in Example 1 was subjected to a breach process so that the pleat height was 29 mm and the pleat pitch (crest pitch) was 5 mm, and then the end face crossing the pleated ridgeline direction was rigid. A shape-retaining member made of a non-woven fabric was attached via a hot melt sheet to produce a filter element having an overall size of 225 mm on the shape-retaining member side × 235 mm on the side perpendicular to the shape-retaining member. Table 3 shows the results of evaluating the filtration performance of the obtained filter element. Table 3 also shows the results of evaluating the filtration performance after flowing heated air (60 ° C.) with an air volume of 550 m 3 / hr through the obtained filter element for 100 hours. In the air conditioner for automobiles, the maximum air volume is generally 550 m 3 / hr, and in this embodiment, the surface air speed corresponds to about 25 cm / second with respect to the nonwoven fabric substrate. And since this surface wind speed is a very small value, it is confirmed that there is no effect which compresses the thickness of a nonwoven fabric base material, and there is no effect which prevents a nonwoven fabric base material from recovering thickness.
(実施例９〜１３）
実施例３〜７で得られた不織布基材に、プリーツ加工を施したこと以外は、実施例８と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表３及び４に示す。また、得られたフィルタエレメントに、風量５５０ｍ3／ｈｒの加熱空気（６０℃）を１００時間流した後の濾過性能を評価した結果も表３及び４に示す。
(Examples 9 to 13)
Filter elements were produced in the same manner as in Example 8, except that the nonwoven fabric substrates obtained in Examples 3 to 7 were subjected to pleating. The results of evaluating the filtration performance of the obtained filter element are shown in Tables 3 and 4. Tables 3 and 4 also show the results of evaluating the filtration performance after flowing heated air (60 ° C.) with an air volume of 550 m 3 / hr through the obtained filter element for 100 hours.
(比較例１)
実施例１と同様にして、繊維ウェブを形成し、次いで、この繊維ウェブをエアスルー型の乾燥機を用いて、１４０℃の熱風により。熱風通過速度６ｍ／秒の条件下で、加熱接着処理を行い、面密度８５ｇ／ｍ2で、厚さ１．３ｍｍの繊維接着ウェブを形成した後、この繊維接着ウェブに加熱圧縮処理は行なわず、この繊維接着ウエブ(面密度８５ｇ／ｍ2、厚さ１．３ｍｍ)を不織布基材とした。得られた不織布基材の濾過性能を評価した結果を表２に示す。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 1, a fiber web was formed, and this fiber web was then heated with hot air at 140 ° C. using an air-through dryer. Heat bonding treatment was performed under conditions of a hot air passage speed of 6 m / sec to form a fiber bonded web having a surface density of 85 g / m 2 and a thickness of 1.3 mm, and the fiber bonded web was not subjected to heat compression treatment. This fiber adhesive web (surface density 85 g / m 2 , thickness 1.3 mm) was used as a nonwoven fabric substrate. Table 2 shows the results of evaluating the filtration performance of the obtained nonwoven fabric substrate.
（比較例２）
事例２と同様にして、繊維ウェブを形成し、次いで、この繊維ウェブをエアスルー型の乾燥機を用いて、１４０℃の熱風により、熱風通過速度１０ｍ／秒の条件下で、加熱接着処理を行い、面密度８５ｇ／ｍ2で、厚さ１．４ｍｍの繊維接着ウェブを形成した後、この繊維接着ウェブに加熱圧縮処理は行なわず、この繊維接着ウェブ(面密度８５ｇ／ｍ2、厚さ１．４ｍｍ)を不織布基材とした。得られた不織布基布の濾過性能を評価した結果を表２に示す。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Example 2 , a fiber web was formed, and then this fiber web was subjected to heat bonding treatment with hot air at 140 ° C. under a hot air passing speed of 10 m / sec using an air-through dryer. After forming a fiber bonded web having a surface density of 85 g / m 2 and a thickness of 1.4 mm, the fiber bonded web was not subjected to heat compression treatment, and this fiber bonded web (surface density 85 g / m 2 , thickness 1 .4 mm) was used as the nonwoven fabric substrate. Table 2 shows the results of evaluating the filtration performance of the obtained nonwoven fabric.
(比較例３)
実施例３と同様にして、繊維ウェブを形成し、次いで、この繊維ウェブをエアスルー型の乾燥機を用いて、１４０℃の熱風により、熱風通過速度６ｍ／秒の条件下で、加熱接着処理を行い、面密度８５ｇ／ｍ2で、厚さ１．３ｍｍの繊維接着ウェブを形成した後、この繊維接着ウェブに加熱圧縮処理は行なわず、この繊維接着ウェブ(面密度８５ｇ／ｍ2、厚さ１．３ｍｍ)を不織布基材とした。次いで、この不織布基材にコロナ放電加工を行い、構成繊維がエレクトレット化した不織布基材を作製した。得られた不織布基材の濾過性能を評価した結果を表２に示す。
(Comparative Example 3)
In the same manner as in Example 3, a fiber web was formed, and then this fiber web was subjected to a heat bonding treatment with hot air at 140 ° C. under a hot air passing speed of 6 m / sec using an air-through dryer. After forming a fiber bonded web having a surface density of 85 g / m 2 and a thickness of 1.3 mm, the fiber bonded web was not subjected to heat compression treatment, and the fiber bonded web (surface density 85 g / m 2 , thickness 1.3 mm) was used as the nonwoven fabric substrate. Next, this nonwoven fabric substrate was subjected to corona discharge machining to produce a nonwoven fabric substrate in which the constituent fibers were electretized. Table 2 shows the results of evaluating the filtration performance of the obtained nonwoven fabric substrate.
（比較例４〜７）
実施例３と同様にして、繊維ウェブを形成し、次いで、この繊維ウェブをエアスルー型の乾燥機を用いて、１４０℃の熱風により、それぞれ熱風通過速度９ｍ／秒、７．５ｍ／秒、４ｍ／秒、２ｍ／秒の条件下で、加熱接着処理を行ない、それぞれ面密度８５ｇ／ｍ2で、厚さ１．０５ｍｍ、１．１５ｍｍ、１．５ｍｍ、１．６５ｍｍの繊維接着ウェブを形成した後、これらの繊維接着ウェブに加熱圧縮処理は行わず、これらの繊維接着ウェブを不織布基材とした。次いで、これらの不織布にコロナ放電加工を行い、構成繊維がエレクトレット化した不織布基材を作製した。得られた不織布基材の濾過性能を評価した結果を表２に示す。
(Comparative Examples 4-7)
In the same manner as in Example 3, a fiber web was formed, and then the fiber web was heated with hot air at 140 ° C. using an air-through dryer, and the hot air passage speeds were 9 m / second, 7.5 m / second, and 4 m, respectively. / Second, under the conditions of 2 m / second, a heat-bonding treatment was performed to form fiber bonded webs with a surface density of 85 g / m 2 and thicknesses of 1.05 mm, 1.15 mm, 1.5 mm, and 1.65 mm, respectively. Thereafter, these fiber-adhesive webs were not subjected to heat compression treatment, and these fiber-adhesive webs were used as nonwoven fabric substrates. Next, corona discharge machining was performed on these nonwoven fabrics to prepare nonwoven fabric substrates in which the constituent fibers were electretized. Table 2 shows the results of evaluating the filtration performance of the obtained nonwoven fabric substrate.
(比較例８)
比較例１で得られた不織布基材に、プリーツ加工を施したこと以外は、実施例８と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表２に示す。また、得られたフィルタエレメントに、風量５５０ｍ3／ｈｒの加熱空気（６０℃）を１００時間流した後の濾過性能を評価した結果も表５に示す。
(Comparative Example 8)
A filter element was produced in the same manner as in Example 8 except that the nonwoven fabric substrate obtained in Comparative Example 1 was subjected to pleating. Table 2 shows the results of evaluating the filtration performance of the obtained filter element. Table 5 also shows the results of evaluating the filtration performance after flowing heated air (60 ° C.) with an air volume of 550 m 3 / hr through the obtained filter element for 100 hours.
(比較例９〜１３)
比較例３〜７で得られた不織布基材に、プリーツ加工を施したこと以外は、実施例８と同様にしてフィルタエレメントを作製した。得られたフィルタエレメントの濾過性能を評価した結果を表５及び６に示す。また、得られたフィルタエレメントに、風量５５０ｍ3／ｈｒの加熱空気（６０℃）を１００時間流した後の濾過性能を評価した結果も表５及び６に示す。
(Comparative Examples 9-13)
A filter element was produced in the same manner as in Example 8 except that the nonwoven fabric substrates obtained in Comparative Examples 3 to 7 were subjected to pleating. The results of evaluating the filtration performance of the obtained filter elements are shown in Tables 5 and 6. Tables 5 and 6 also show the results of evaluating the filtration performance after flowing heated air (60 ° C.) with an air volume of 550 m 3 / hr through the obtained filter element for 100 hours.
表１〜６から明らかなように、実施例８〜１３のフィルタエレメントは、６０℃に加熱される前の状態では、初期圧力損失が少なく、６０℃に加熱された後には濾過寿命が長くなっていることが分かる。このように、本発明のフィルタエレメントは、少なくとも使い始めから加熱されるまでの期間においては、圧力損失が少なくエネルギーコストの削減や高風量を確保することができ、ある程度の期間が経過した後に非人為的に又は人為的に加熱することにより、最終的には、高い除塵効率を保持しつつ、濾過寿命が長くなるという特性を有している。 As is clear from Tables 1 to 6, the filter elements of Examples 8 to 13 had a small initial pressure loss before being heated to 60 ° C., and the filtration life was long after being heated to 60 ° C. I understand that. As described above, the filter element of the present invention has a low pressure loss and can secure a reduction in energy cost and a high air volume at least during the period from the start of use until it is heated. By artificially or artificially heating, it finally has a characteristic that the filtration life is extended while maintaining high dust removal efficiency.
１０ ・・・フィルタエレメント
１１ ・・・不織布基材
１２ａ・・・保形部材
１２ｂ・・・保形部材
１３ ・・・ひだ
１４ ・・・セパレータ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
織編物、不織布、合成樹脂、発泡シート、紙、金属材料またはこれらの複合物からなると共に一平面を有する保形部材とを具備し、
前記不織布基材がプリーツ加工されており、前記保形部材の一平面を当該プリーツの峰線方向と交叉する端面に装着することでプリーツ形状が保持されてなるフィルタエレメントであって、
前記熱可塑性樹脂の融点以上の温度での加熱によって前記不織布基材の構成繊維が相互に結合しており、さらに前記熱可塑性樹脂の融点未満の温度での加熱によって前記不織布基材が圧縮状態となって厚さが減少すると共に不織布基材の構成繊維に歪みが残留し、
この残留歪みのために前記不織布基材は、その厚さが前記熱可塑性樹脂の融点未満である６０℃の加熱によって５％以上増大することを特徴とするフィルタエレメント。 A non-woven fabric substrate containing fibers made of thermoplastic resin ;
Comprising a woven or knitted fabric, a nonwoven fabric, a synthetic resin, a foam sheet, paper, a metal material or a composite thereof, and a shape-retaining member having a flat surface,
The nonwoven substrate are pleated, the one plane of the shape-retaining member a filter element pleats is held by attaching the end face intersecting the crest line direction of the pleats,
The constituent fibers of the nonwoven fabric substrate are bonded to each other by heating at a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin, and the nonwoven fabric substrate is in a compressed state by heating at a temperature lower than the melting point of the thermoplastic resin. As the thickness decreases, strain remains in the constituent fibers of the nonwoven fabric substrate,
The nonwoven substrate, the filter element, characterized in that the thickness of its increases more than 5% by heating 60 ° C. less than the melting point of the thermoplastic resin for the residual strain.
式 ａ＝（１−２Ｔ／Ｐ）×１００
尚、式中のＰはプリーツの山間隔（ｍｍ）、Ｔは不織布基材の厚さ（ｍｍ）である。 The filter element according to any one of claims 1 to 4, wherein an aperture ratio a calculated by the following formula is 10 to 80%.
Formula a = (1-2T / P) × 100
In the formula, P is the pleat crest distance (mm), and T is the thickness (mm) of the nonwoven fabric substrate.
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