JP6074617B2 - Air filter medium, air filter and air purifier using the same - Google Patents
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Description
本発明は、エアフィルタ濾材およびエアフィルタとそれを用いた空気清浄装置に関するものである。 The present invention relates to air cleaning apparatus using the same and the air filter filtration material Contact and air filter.
従来の例えば空気清浄装置に用いられているエアフィルタ濾材は、基材層と、この基材層の表面上に設けた細繊維層とを備え、前記基材層は、第1の繊維径を有する第1の繊維を積層した構成とし、前記細繊維層は、第2の繊維径を有する第2の繊維を、前記基材層の表面上に積層した構成とし、前記基材層を構成する第1の繊維の第1の繊維径を、前記細繊維層を構成する第2の繊維の第2の繊維径よりも太くするとともに、前記基材層は、その裏面側の密度よりも表面側の密度を低くした構成となっていた(これに関係する先行文献としては下記特許文献1が存在する)。
A conventional air filter medium used in, for example, an air cleaning device includes a base material layer and a fine fiber layer provided on the surface of the base material layer, and the base material layer has a first fiber diameter. The first fiber is laminated, and the fine fiber layer is formed by laminating the second fiber having the second fiber diameter on the surface of the base material layer, thereby forming the base material layer. While making the 1st fiber diameter of the 1st fiber thicker than the 2nd fiber diameter of the 2nd fiber which constitutes the above-mentioned fine fiber layer, the above-mentioned base material layer is the surface side rather than the density of the back side (The following
上記従来例によれば、基材層の表面上に細繊維層を設けているので、微細な埃なども捕集することができるようになる。 According to the conventional example, since the fine fiber layer is provided on the surface of the base material layer, fine dust and the like can be collected.
また、前記基材層は、その裏面側の密度よりも表面側の密度を低くしたもので、細繊維層で捕集できなかった微細な埃などを、この基材層の裏面側で捕集し、また圧力損失の上昇を抑制出来るとしている。 Further, the base material layer has a lower density on the front side than the density on the back side, and fine dust that could not be collected by the fine fiber layer is collected on the back side of the base material layer. The increase in pressure loss can be suppressed.
しかしながら、基材層を構成する第1の繊維は、前記細繊維層を構成する第2の繊維に比べて、その繊維径が極めて大きく、したがって、細繊維層で捕集できなかった微細な埃などを、この基材層の裏面側で捕集することは現実的には殆ど起こりえない。 However, the first fiber constituting the base material layer has an extremely large fiber diameter compared to the second fiber constituting the fine fiber layer, and therefore fine dust that could not be collected by the fine fiber layer. It is practically impossible to collect the above on the back side of the base material layer.
むしろ、このように基材層の表面側の密度を低くすると、この基材層を構成する第1の繊維が積層されたことによって形成される目(平面視)が大きな目の状態となり、その結果、この第1の繊維に積層される前記細繊維層を形成する第2の繊維は、この大きな目の中で、弛んだ状態で積層されることが多くなり、その結果、第2の繊維によって形成される目(側面視)が大きくなるので、エアフィルタ濾材としての集塵効率が低下してしまう。また、エアフィルタ濾材に空気を通過させると、細繊維層には圧力がかかり、前記大きな目が形成された場所では、細繊維が圧力にまけて変形してしまう恐れがあった。 Rather, when the density on the surface side of the base material layer is lowered in this way, the eyes (in plan view) formed by laminating the first fibers constituting the base material layer become a state of large eyes, As a result, the second fibers forming the fine fiber layer laminated on the first fibers are often laminated in a loose state in the large eye, and as a result, the second fibers As a result, the eyes (side view) formed are increased, and the dust collection efficiency as an air filter medium is reduced. Further, when air is passed through the air filter medium, pressure is applied to the fine fiber layer, and there is a possibility that the fine fiber is deformed by the pressure in the place where the large eyes are formed.
つまり、このような細繊維層を有するエアフィルタ濾材における集塵効率は、この細繊維層の形成状態およびその状態が保持されることがもっとも大きな影響を与えるもので、この細繊維層が大きな目となると、エアフィルタ濾材としての集塵効率が低下してしまうのである。 In other words, the dust collection efficiency in the air filter medium having such a fine fiber layer has the greatest influence on the formation state of the fine fiber layer and the maintenance of the state. Then, the dust collection efficiency as the air filter medium is lowered.
そこで、本発明は、低圧力損失と高集塵効率を両立することを目的とする。 Then, an object of this invention is to make low pressure loss and high dust collection efficiency compatible.
そして、この目的を達成するために、基材層と、前記基材層の表面上に設けた細繊維層と、前記細繊維層の表面上に設けた保護層とを備え、前記基材層は、第1の繊維径を有する第1の繊維を積層した構成とし、前記細繊維層は、第2の繊維径を有する第2の繊維を、前記基材層の表面上に積層した構成とし、前記基材層を構成する第1の繊維の第1の繊維径を、前記細繊維層を構成する第2の繊維の第2の繊維径よりも太くするとともに、前記保護層が熱溶融性の樹脂繊維を含み、前記細繊維層と前記保護層を接着させたエアフィルタ濾材であって、前記基材層の表面側の密度よりも裏面側の密度を低くし、前記基材層の表面上に前記細繊維層を設けたエアフィルタ濾材であり、これにより初期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, a substrate layer, a fine fiber layer provided on the surface of the substrate layer, and a protective layer provided on the surface of the fine fiber layer, the base layer Is a configuration in which the first fibers having the first fiber diameter are laminated, and the fine fiber layer has a configuration in which the second fibers having the second fiber diameter are laminated on the surface of the base material layer. The first fiber diameter of the first fiber constituting the base material layer is made thicker than the second fiber diameter of the second fiber constituting the fine fiber layer, and the protective layer is thermally meltable. the include resin fibers, before a air filter medium obtained by bonding the protective layer and KiHoso fiber layer, to lower the density of the back side than the density of the surface side of the base layer, the base layer an air filter filtration material provided with the fine fiber layer on the surface, thereby is to achieve the intended purpose.
以上のように本発明は、基材層と、前記基材層の表面上に設けた細繊維層と、前記細繊維層の表面上に設けた保護層とを備え、前記基材層は、第1の繊維径を有する第1の繊維を積層した構成とし、前記細繊維層は、第2の繊維径を有する第2の繊維を、前記基材層の表面上に積層した構成とし、前記基材層を構成する第1の繊維の第1の繊維径を、前記細繊維層を構成する第2の繊維の第2の繊維径よりも太くするとともに、前記保護層が熱溶融性の樹脂繊維を含み、前記細繊維層と前記保護層を接着させたエアフィルタ濾材であって、前記基材層の表面側の密度よりも裏面側の密度を低くし、前記基材層の表面上に前記細繊維層を設けたエアフィルタ濾材であり、前記細繊維層と前記保護層が接着されているため、低圧力損失と高集塵効率を両立することができる。 Although the present invention as a base layer, and a fine fiber layer provided on the surface of the substrate layer, and a protective layer provided on the surface of the fine fiber layer, the base layer, The first fiber having a first fiber diameter is laminated, and the fine fiber layer is a structure in which a second fiber having a second fiber diameter is laminated on the surface of the base material layer. The first fiber diameter of the first fiber constituting the base material layer is made thicker than the second fiber diameter of the second fiber constituting the fine fiber layer, and the protective layer is a heat-meltable resin. includes fibers, before a air filter medium obtained by bonding the protective layer and KiHoso fiber layer, to lower the density of the back side than the density of the surface side of the base layer, on the surface of the base layer an air filter filtration material provided with the fine fiber layer, since the protective layer and the fine fiber layer is bonded, low pressure loss and Takashu Chiriko It is possible to achieve both.
つまり、細繊維層を形成する第2の繊維は、保護層を形成する第3の繊維19と接する面が接着されていることにより、前記第2の繊維が保護層によって固定されている状態となり、その結果、細繊維に圧力がかかっても基材層の目の開いた空間に入り込むことがないため、細繊維層15の目をエアフィルタ濾材の製造時の状態に保つことができることとなり、その結果、低圧力損失と高集塵効率を両立することができるのである。
That is, the second fiber forming the fine fiber layer is in a state where the second fiber is fixed by the protective layer by bonding the surface in contact with the
また、細繊維層が、保護層の接触面と接着されているため、細繊維の位置が安定してずれにくくなるため、エアフィルタ濾材を加工するときに、引っ張りや圧縮の力がかかったとしても、第2の繊維が基材層の隙間に入り込むことがなく、保護層と一体で形状が維持されることとなり、高い集塵効率を保つことができる。 In addition, since the fine fiber layer is bonded to the contact surface of the protective layer, the position of the fine fiber is stable and difficult to shift, so that when the air filter medium is processed, a tensile or compressive force is applied. However, the second fiber does not enter the gap between the base material layers, the shape is maintained integrally with the protective layer, and high dust collection efficiency can be maintained.
つまり、このような細繊維層を有するエアフィルタ濾材における集塵効率は、この細繊維層の形成状態とその形状安定性がもっとも大きな影響を与えるもので、この細繊維層が変形すると、エアフィルタ濾材としての集塵効率が低下してしまうのである。 That is, the dust collection efficiency in an air filter medium having such a fine fiber layer has the greatest influence on the formation state and shape stability of the fine fiber layer. When the fine fiber layer is deformed, the air filter The dust collection efficiency as a filter medium is reduced.
(実施の形態1)
以下本発明の実施の形態1を、添付図面を用いて説明する。
(Embodiment 1)
図1に示すように、本実施形態のエアフィルタを備えた空気清浄装置は、本体ケース1内に送風手段2とエアフィルタ3とを備えている。
As shown in FIG. 1, the air purifier including the air filter of this embodiment includes a
本体ケース1は、略縦長箱形状で、この本体ケース1の前面側側面部に、略四角形状の吸気口4を設け、本体ケース1の天面部に、略四角形状の排気口5を備えている。この排気口5には、風向ルーバー6を設けている。
The
送風手段2は、本体ケース1の吸気口4と、排気口5との間の風路に設けられ、スクロール形状のケーシング7と、このケーシング7内に設けられた遠心送風ファンである羽根8と、この羽根8を回転させる電動機9とから形成している。
The air blowing
エアフィルタ3は、本体ケース1の吸気口4に位置している。送風手段2によって、吸気口4から本体ケース1内に吸気された室内の空気は、エアフィルタ3を介して排気口5へと送風するものである。つまり、室内の空気をエアフィルタ3で清浄して、室内へ送風されるものである。
The
エアフィルタ3は、図2、図3に示すように、プリーツ形状の濾材部10と、この濾材部10をプリーツ形状に保持すべく濾材部10の外周に設けた枠形状の形状保持部11とから形成している。形状保持部11は、ロの字形状の枠部12と、この枠部12と濾材部10との間に設けた接着部材13とから形成している。つまり、枠部12は、プリーツ形状の濾材部10周縁に位置し、接着部材13によって、プリーツ形状の濾材部10を枠部12に固定している。濾材部10がエアフィルタ濾材である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
プリーツ加工する前の濾材部10は、図4、図5に示すように、基材層14と、この基材層14へ送風される空気流の上流側面に設けた細繊維層15と、この細繊維層15を保護する保護層16とを備えている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
細繊維層15を構成する第2の繊維の平均繊維径は100〜1000nmである。繊維径がナノメートルオーダーになると空気分子と細繊維表面との界面での相互作用に基づくスリップフロー効果と称される効果(空気が流れても流速がほとんど遅くならない)により、圧力損失の増加を抑制でき、さらには繊維径が細いため、繊維同士の隙間が小さくなるので、集塵効率が向上する。ここで、繊維径が100nm未満であると、自己支持性が乏しく、毛羽立ちが生じるため好ましくない。一方、繊維径が1000nm以上であると繊維同士の隙間が大きくなり、集塵効率が低下するので、好ましくない。
The average fiber diameter of the second fibers constituting the
また、基材層14を構成する第1の繊維17はガラス繊維、パルプ繊維、樹脂繊維、炭素繊維および無機繊維、またはそれらの少なくとも1つの繊維によって形成されており、基材層14の製法としては、スパンボンド法、乾式または湿式抄紙法、メルトブローン法、スパンボンド法、エアレイド法、サーマルボンド法などが挙げられる。特には、湿式抄紙法が好ましく、この製法により、基材層14は図5に示すように厚み方向で見た場合に、細繊維層15側からみて密から粗へ漸減するように密度勾配を持たせることができる。
Moreover, the
基材層14の目付量は、10〜100g/m2であることが好ましい。目付量が10g/m2未満であると、基材層14の剛軟度が低下することにより、プリーツ加工の生産性の低下やフィルタ形状の維持が困難になり、100g/m2以上であると、基材層14の圧力損失が大きくなるため、エアフィルタ3の圧力損失が大きくなり、細繊維層15の低圧力損失特性が薄れてしまうので、好ましくない。
The basis weight of the
基材層14を構成する第1の繊維17の平均繊維径は、1〜50μmであることが好ましい。平均繊維径が1μm未満であると、単繊維の強度が低く、補強材としての強度が不十分となり、50μm以上であると、基材層14の厚みが厚くなり、プリーツ加工による構造的な圧力損失が大きくなるので、好ましくない。
It is preferable that the average fiber diameter of the
また、保護層16は細繊維層15を保護する部材である。保護層16を構成する第3の繊維は、熱溶融性の樹脂繊維などを用いても良い。また、保護層16を構成する成分に熱溶融性の接着剤を含浸させたり、熱溶融性の粒子を含ませたりしてもよい。熱溶融性の樹脂繊維を用いた場合には、加熱によって保護層16が溶融し、細繊維層15と保護層16を接着して固定化することができる。また、加熱の程度によっては、基材層14と細繊維層15と保護層16の3層を接着し、濾材部10を一体化できるという効果を奏する。熱溶融性の樹脂を一部に含ませた場合にも同様のことが起こる。低融点樹脂材料を含む保護層16の例としては、低融点樹脂材料を含むスパンボンド不織布やサーマルボンド不織布、あるいは低融点樹脂材料をバインダとして用いた紙類などを用いることができる。
The
本発明では、保護層16が熱溶融性の樹脂繊維を含み、基材層14側から加熱して細繊維層15と保護層16の接触面を接着する。そのため、保護層16の少なくとも一部に含まれる熱溶融性の樹脂は、基材層14と細繊維層15を構成する各々の樹脂繊維の耐熱温度よりも低い溶融温度で熱溶融するものである。
In the present invention, the
基材層14と細繊維層15などに用いられる樹脂の溶融温度は、樹脂の種類によって違い、例えばポリエチレンでは90〜110℃、ポリプロピレンでは100〜140℃、ポリカーボネートでは120〜130℃、ポリウレタンでは90〜130℃、ガラス繊維では400℃以上である。保護層16はこれらの基材と細繊維層15などの溶融温度よりも低温で溶融するものを選択すればよい。
The melting temperature of the resin used for the
また、保護層16を構成する第3の繊維の平均繊維径は、1〜10μmであることが好ましい。平均繊維径が1μm未満であると、自己支持性が乏しく、保護層16を形成するためには目付量が多い必要があり、その結果、圧力損失が大きくなるので、好ましくない。
Moreover, it is preferable that the average fiber diameter of the 3rd fiber which comprises the
一方、10μm以上であると、保護層16の捕集効率が低下するので、好ましくない。好ましい繊維径は、2〜6μmである。これにより、低圧力損失でありながら、大きな粉塵を上流で捕集できるため、長期使用時におけるエアフィルタ3の圧力損失の増加を抑制できる。
On the other hand, if it is 10 μm or more, the collection efficiency of the
保護層16は、圧力損失が1〜10Pa程度で、空気の流入を妨げないものが好ましい。圧力損失が10Pa以上であると、エアフィルタ3の圧力損失が大きくなり、細繊維層15の低圧力損失特性が薄れてしまうので、好ましくない。
The
図5に示すように、基材層14と、この基材層14の表面上に設けた細繊維層15と保護層16で濾材部10を構成し、基材層14を構成する第1の繊維17の繊維径を、細繊維層15を構成する第2の繊維18の繊維径よりも太くするとともに、基材層14は、その表面側の密度よりも裏面側の密度を低くした構成としてもよい。
As shown in FIG. 5, the
この構成では、基材層14の表面側の密度を高くしたので、この基材層14を構成する第1の繊維17が積層されたことによって形成される目(平面視)が小さな目の状態となるので、この第1の繊維17上に積層される細繊維層15を形成する第2の繊維18は、この小さな目の中で、細繊維層15としても小さな目(側面視)となり、その結果として、エアフィルタ3としての集塵効率が高くなる。
In this configuration, since the density on the surface side of the
つまり、このような細繊維層15を有するエアフィルタ3における集塵効率は、この細繊維層15の形成状態がもっとも大きな影響を与えるもので、この細繊維層15が大きな目となると、エアフィルタ3としての集塵効率が低下してしまうのである。
That is, the dust collection efficiency in the
また、細繊維層15を形成する第2の繊維18は、保護層16を形成する第3の繊維19と接する面が接着されていることにより、第2の繊維18が保護層16によって固定されている状態となり、その結果、第2の繊維18(細繊維)に圧力がかかっても基材層14の目の開いた空間に入り込むことがないため、細繊維層15の目をエアフィルタ濾材の製造時の状態に保つことができることとなり、その結果、細繊維層15の目を小さい状態に保つことができ、低圧力損失と高集塵効率を両立することができるのである。
Further, the
図6(a)に示すように、小さな目の基材層14の表面上に、細繊維層15を形成すると、細繊維層15を形成する第2の繊維18は、小さな目の基材層14表面上で、張った状態で積層されることとなり、その結果、第2の繊維18(細繊維)が基材層14の大きな目に入り込むことがないため、均一な細繊維層15を得ることができるので、細繊維層15の目を小さい状態に保つことができることとなり、その結果、集塵効率が高くなるのである。
As shown in FIG. 6 (a), when the
一方、図6(b)に示すように、大きな目の基材層14に、小さな目の細繊維層15を形成しようとすると、細繊維層15を形成する第2の繊維18が、基材層14の大きな目に入り込むことが多くなり、その結果、細繊維層15を構成する第2の繊維18が弛んだ状態になるため、細繊維層15が不均一になるので、第2の繊維18によって形成される目(側面視)が大きくなり、これにより、集塵効率が低下する。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, when trying to form a small
また、第2の繊維18が弛んだ状態で基材層14の表面に形成されると、第2の繊維18と第3の繊維19とが接することなく隙間となってしまう部分が増え、その結果接着される面積が減少する。細繊維層15と保護層16の接触面の接着面積が減少すると、細繊維層15の位置が安定せずにずれやすくなるため、高い集塵効率を保つことが難しくなる。
Further, when the
細繊維層15を構成する第2の繊維18は、ナノオーダーの繊維径を有する方法であれば特に限定されないが、基材層14表面に細繊維層15を積層することから、静電紡糸法によって形成されることが好ましい。この方法は、溶液に高電圧を印加し、溶液を噴霧することで、細繊維層15を形成させる方法であり、得られる細繊維層15を構成する第2の繊維18の繊維径は、印加電圧、溶液濃度などに依存し、これらの条件を調整することで任意の繊維径を得ることができる。
The
公知の静電紡糸法により作製される細繊維層15を構成する第2の繊維18の材質は、溶媒に溶解できるものであれば良い。例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、アラミド、ポリイミドベンザゾール、ポリグリコール酸(PGA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリウレタン(PU)、セルロース化合物、ポリペプチド、ナイロン66などのナイロン系、タンパク質などの高分子ポリマーを溶液化したもの、及びアルミナや酸化チタンなどの無機材料をゾル化したものであってもよい。
The material of the
また、高分子ポリマーを溶解させる溶媒としては、高分子ポリマーと相溶性があり、溶解させることが出来れば特に限定されない。これらの溶媒としては、水、アルコール類、有機溶剤等が挙げられ、具体的なアルコール類や有機溶剤としては、アセトン、クロロホルム、エタノール、イソプロパノール、メタノール、トルエン、テトラヒドロフラン、ベンゼン、ベンジルアルコール、1,4−ジオキサン、プロパノール、四塩化炭素、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、塩化メチレン、フェノール、ピリジン、トリクロロエタン、酢酸などの揮発性の高い溶媒や、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、1−メチル−2−ピロリドン(NMP)、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、アセトニトリル、N−メチルモルホリン−N−オキシド、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジエチルカーボネート、ジエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジオキソラン、エチルメチルカーボネート、メチルホルマート、3−メチルオキサゾリジン−2−オン、メチルプロピオネート、2−メチルテトラヒドロフラン、スルホランなどの揮発性が相対的に低い溶媒が挙げられる。 The solvent for dissolving the polymer is not particularly limited as long as it is compatible with the polymer and can be dissolved. Examples of these solvents include water, alcohols, organic solvents, etc. Specific alcohols and organic solvents include acetone, chloroform, ethanol, isopropanol, methanol, toluene, tetrahydrofuran, benzene, benzyl alcohol, 1, Highly volatile solvents such as 4-dioxane, propanol, carbon tetrachloride, cyclohexane, cyclohexanone, methylene chloride, phenol, pyridine, trichloroethane, acetic acid, N, N-dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), N , N-dimethylacetamide (DMAc), 1-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, acetonitrile, N-methylmorpholine-N-oxide, Tylene carbonate, γ-butyrolactone, diethyl carbonate, diethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dioxolane, ethyl methyl carbonate, methyl formate, 3-methyl oxazolidine Examples include solvents having relatively low volatility such as 2-one, methylpropionate, 2-methyltetrahydrofuran, and sulfolane.
次に、本実施形態のエアフィルタ3の製造方法の一例について説明する。
Next, an example of the manufacturing method of the
図7に示すように、製造設備は、基材層14を載せて水平方向へ搬送する搬送手段20と、この搬送手段20の上方に位置するノズル21とから構成されている。
As shown in FIG. 7, the manufacturing facility includes a conveying
ノズル21は、搬送手段20によって搬送される平板状の基材層14の上面である表面上に細繊維層15を形成するために高分子ポリマー溶液を吹き付けるものである。
The
エアフィルタ3の製造は、平板形状の基材層14を搬送手段20によって搬送させながら、ノズル21から細繊維層15を形成するために高分子ポリマー溶液を基材層14に向かって放出する。ここで、ノズル21には、+20KV程度の電圧が印加され、搬送手段20はアース処理をしており、この電位差によって、ノズル21から放出した高分子ポリマー溶液が細繊維層15を形成する第2の繊維18へと繊維化されながら、基材層14の表面に付着し、積層することで細繊維層15を形成させていく。
In manufacturing the
次に、図8に示すように、細繊維層15の表面上に保護層16を積層し、加熱した圧着ロール22を通して各層を接着し、一体化させる。接着方法は特に限定されないが、カレンダー加工や熱オーブンによる接着が好ましい。例えば、カレンダー加工による熱圧着の場合には、加熱温度、圧力などを適宜選択することで、濾材部10の厚みを調整できる。
Next, as shown in FIG. 8, a
また、基材層14と細繊維層15、保護層16との接着にはホットメルトやパウダーなどの樹脂接着剤などを用いてもよい。
Further, a resin adhesive such as hot melt or powder may be used for bonding the
図5に示すように、基材層14と、この基材層14の表面上に設けた細繊維層15と保護層16とで濾材部10を構成し、基材層14を構成する第1の繊維17の繊維径を、細繊維層15を構成する第2の繊維18の繊維径よりも太くするとともに、基材層14は、その表面側の密度よりも裏面側の密度を低くし、細繊維層15と保護層16の接触面が接着される構成としてもよい。
As shown in FIG. 5, the
この場合、基材層14の表面側の密度を高くしたので、この基材層14を構成する第1の繊維17が積層されたことによって形成される目(平面視)が小さな目の状態となるので、この第1の繊維17上に積層される細繊維層15を形成する第2の繊維18は、この小さな目の中で、細繊維層15としても小さな目(側面視)となる。
In this case, since the density on the surface side of the
このように形成された第2の繊維18は、小さな目の基材層表面上で、張った状態で積層されることとなり、その上に接触する保護層16を構成する第3の繊維19と接触する面積が大きくなる。この状態で圧着ロール22に圧力をかけながら熱溶融性の樹脂を熱溶融することにより、細繊維層を形成する第2の繊維18と、保護層16を形成する第3の繊維19とが密な状態で接着される。
The
こうして作成された濾材部10は、前記第2の繊維が保護層によって固定されている状態となる。その結果、細繊維に圧力がかかっても基材層14の大きな目に入り込むことがないため、細繊維層15を製造時の状態に保つことができ、細繊維層15の目を製造時の小さい状態に保つことができるため、高い集塵効率を保持することができるのである。
The filter
また、細繊維層15と保護層16の接触面が略均一に接着されているため、接着強度が高く、細繊維層15の位置が安定せずにずれにくくなるため、エアフィルタ濾材を加工するときに変形することなく維持され、高い集塵効率のエアフィルタ濾材を得ることができる。
In addition, since the contact surface of the
また、本実施形態における特徴は、樹脂を熱溶融させるときに、基材層14側の温度を保護層16の温度よりも高くすることにより、保護層16と細繊維層15との接触面を略均一に熱溶融させるものとしたことである。このように基材層14から保護層16に向かうに従って、温度が低下するように温度勾配をつけて樹脂を熱溶融させることにより、保護層16を形成する第3の繊維19が、表面側よりも細繊維層15側のほうが熱溶融された部分が多いエアフィルタ濾材となる。樹脂の熱溶融が過剰に進むと、溶融した樹脂が保護層16および細繊維層15の空隙を埋めてしまい、エアフィルタ濾材の圧力損失が増加する。温度勾配をつけて樹脂を熱溶融させることにより、第3の繊維19を、接着強度に寄与する必要最小限の量で熱溶融させることができ、熱溶融にともなうエアフィルタ濾材の圧力損失の増加を少なくすることができる。
Further, the feature of this embodiment is that when the resin is thermally melted, the contact surface between the
基材層14側の温度を保護層16の温度よりも高くすることは、例えば、基材側からヒーターで加熱する方法、圧着ロール22の基材側の面に接する部分を加熱する方法などで実施することができる。
Making the temperature of the
また、基材層14を構成する第1の繊維17の繊維径を、細繊維層15を構成する第2の繊維18の繊維径よりも太くし、基材層14は、その表面側の密度よりも裏面側の密度を低くした構成とすることにより、保護層16と細繊維層15の接触面を略均一に熱溶融させるものである。
Moreover, the fiber diameter of the
熱伝導率(W/(m・K))は空気が0.026であるのに対し、ガラスは1.03であり、ポリエチレン樹脂は0.41である。つまり、空気よりも、第1の繊維17および第2の繊維18のほうが、熱が伝わりやすい。
The thermal conductivity (W / (m · K)) is 0.026 for air, 1.03 for glass, and 0.41 for polyethylene resin. That is, heat is more easily transmitted in the
基材層14から保護層16に向かうに従って、温度が低下するように温度勾配をつけて樹脂を加熱すると、本実施の形態においては、図6(a)のように、樹脂が熱変形する。これは、熱伝導のよい第1の繊維17を介して、第2の繊維18が略均一に温度上昇して、第2の繊維18と第3の繊維19の接触面が略均一に熱溶融するためである。
When the resin is heated with a temperature gradient so that the temperature decreases as it goes from the
一方、基材層14の密度を逆にした場合には図6(b)のように、樹脂が熱変形する。これは、熱伝導のよい第1の繊維17と空気とを介して、第2の繊維18が不均一に温度上昇して、特に第2の繊維18に近い部分の温度が高くなるため、第2の繊維18と第3の繊維19の接触面が不均一に熱溶融するためである。
On the other hand, when the density of the
図6(a)と(b)を比べた場合、(a)のほうが繊維同士の接着強度が強く、第2の繊維18(細繊維)が基材層の目に入り込む確率が低くなり、圧力損失の上昇を低く抑えることができるため、(a)のほうがエアフィルタ濾材として好ましい。 When comparing FIG. 6A and FIG. 6B, the adhesive strength between fibers is stronger in (a), and the probability that the second fibers 18 (fine fibers) enter the eyes of the base material layer is reduced. Since an increase in loss can be suppressed to a low level, (a) is preferable as an air filter medium.
次に、折り曲げ機(図示せず)によって、濾材部10を、プリーツ形状に折り、最後に、接着部材13によって、プリーツ形状の濾材部10を枠部12に固定するものである。接着部材13には、例えば、ホットメルト樹脂や各種の接着剤によって、プリーツの頂点のみをつなぎとめるなどの方法を用いれば、エアフィルタ3の表面積を確保しつつ、形状を固定することができる。
Next, the filter
このときにも、図6(a)の構造のほうが繊維同士の接着強度が強く、ずれにくいので、エアフィルタ3の破損やつぶれなどが発生しにくいという効果を得ることができる。
Also at this time, the structure of FIG. 6A has a stronger adhesive strength between the fibers and is less likely to be displaced, so that it is possible to obtain an effect that the
以上のように本発明のエアフィルタ濾材は、低圧力損失・高集塵効率であるため、家庭用または業務用の空気清浄装置において、ホコリや花粉などのアレルゲンを除去するエアフィルタとして利用することができる。 As described above, since the air filter medium of the present invention has low pressure loss and high dust collection efficiency, it should be used as an air filter for removing allergens such as dust and pollen in home or commercial air purifiers. Can do.
1 本体ケース
2 送風手段
3 エアフィルタ
4 吸気口
5 排気口
6 風向ルーバー
7 ケーシング
8 羽根
9 電動機
10 濾材部
11 形状保持部
12 枠部
13 接着部材
14 基材層
15 細繊維層
16 保護層
17 第1の繊維
18 第2の繊維
19 第3の繊維
20 搬送手段
21 ノズル
22 圧着ロール
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The air purifier which has arrange | positioned the air filter of Claim 4 in the ventilation path.
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