JP6882653B2

JP6882653B2 - 集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントおよびその製造方法

Info

Publication number: JP6882653B2
Application number: JP2019049268A
Authority: JP
Inventors: 知子油井
Original assignee: 株式会社エイ・エム・シイ
Priority date: 2019-03-18
Filing date: 2019-03-18
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2039-03-18
Also published as: JP2020151610A

Description

本願発明は、産業用の集塵機のダストコレクターに使用される固気分離フィルターエレメントに関し、特にプリーツを形成した筒状の濾材を用いたカートリッジ型フィルターエレメントに関する。

集塵機において、吸い込んだ空気より塵などの粉体（固形分）を捕集して濾過・分離するためのダストコレクターにフィルターが使用されている。

前記のフィルターとしては従来の布製のバッグフィルター（例えば特許文献１）が徐々に成形型のカートリッジフィルター（例えば特許文献２）に変わりつつある。

前記の成形型のカートリッジフィルターはプリーツを形成した筒状の濾材の両端にエンド部材を固着した構成よりなり、エンド部材は金属やプラスチックにより構成され、接着剤により濾材に固着されていた。

前記の成形型のカートリッジフィルターは濾材がプリーツを形成した筒状であることから容積効率が高く、同一体積でバッグフィルターの数倍の風量を処理することができる利点があった。

一方、前記の従来技術の成形型のカートリッジフィルターは、その構造上、金属、接着剤、プラスチックなど、濾材以外の素材を数種使用する。

カートリッジフィルターにおいては濾過性能が問われることはもちろんだが、耐薬品性、耐熱性、導電性、非金属性などの性能も問われる。

すなわち、濾過材の性能が高くても、それ以外の部材において耐薬品性、耐熱性、導電性、非金属性などの性能が低いと、成形型のカートリッジフィルターの性能は部材の一番低い性能特性に左右されることになってしまう。

そのため、前記の従来技術の成形型のカートリッジフィルターは濾材以外の部材に濾材とは異なる素材を数種使用しているために、それらの一番低い性能特性に左右されてしまう問題があった。

前記の問題点を解消するために、プリーツを形成した筒状の濾材の両端にエンド部材を固着したエレメントにおいて、濾材とエンド部材の双方の素材を不織布または織布とし双方を縫着する試みがなされている（特許文献１、２）。

特開２００３−１９０７２０号公報特開２０１３−８６０９３号公報特開昭６３−２４２３０５号公報特開平５−１１１６２２号公報特許第４３８４６４４号公報特許第５５５０５１８号公報

この場合、濾材にはプリーツ状に保形するために熱硬化製の樹脂が含浸・固化されるが、エンド部材との縫着箇所において縫着が困難となる問題を生じた。

すなわち、縫着箇所において濾材が硬いために高速で往復するミシン針との間に摩擦熱が生じて高温となり縫い糸が熱破損する恐れがあった。

そのため、前記特許文献５に記載の発明においては、濾材の両端のエンド部材との縫着箇所においては樹脂を非含浸としている。

また、前記特許文献６に記載の発明においては、濾材の両端のエンド部材との縫着箇所において、円筒状の柔軟接合材（継布）を介して縫着している。

しかしながら、前者の従来技術においては、濾材の両端のみ樹脂を非含浸とする作業は実際上困難である問題を生じた。

一方、後者の従来技術においては、別途継布を用意することにより製造工程が増加する他、エレメント全体において継布箇所のみ強度が低下するために稼動中の破損事故がここに集中しやすい問題を生じた。

本願発明の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントは前記の従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、樹脂を含浸・固化させた不織布または織布からなるプリーツを形成した筒状の濾材の両端に不織布または織布製のエンド部材を固着したエレメントにおいて、濾材の両端をプリーツを構成する襞同士を折り重ねた形状に形成することにより表面に凹凸がない円筒部とし、上記円筒部を外布と内布の二重構造として隙間を生じさせたエンド部材の隙間箇所に内挿するとともに、ＰＴＦＥをスリットして紡いだスリットヤーンにより濾材とエンド部材を縫着したことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、前記の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントにおいて、エレメントの一端のエンド部材は端部を開口した筒状に、他端のエンド部材は端部を閉塞した筒状に形成されることを特徴とする。

次に、本願発明の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法は、樹脂を含浸・固化させた不織布または織布からなるプリーツを形成した筒状の濾材の両端のプリーツを構成する襞同士を折り重ねて縫着することにより表面に凹凸がない円筒部とする工程、濾材の両端部を不織布または織布製の外布と内布の二重構造として隙間を生じさせたエンド部材の隙間箇所に内挿する工程、内挿された濾材とエンド部材を縫製針とＰＴＦＥをスリットして紡いだスリットヤーンの双方に潤滑油を塗布して縫着する工程、
からなることを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は、前記の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法において、エレメントの一端のエンド部材は端部を開口した筒状に、他端のエンド部材は端部を閉塞した筒状に形成されることを特徴とする。

以上の構成よりなる本願発明によれば、プリーツを形成した筒状の濾材の両端にエンド部材を固着したエレメントにおいて、濾材とエンド部材の双方の素材を不織布または織布とすることにより、不織布または織布以外の素材、例えば金属、接着剤、プラスチックなどを使用しない。よって、カートリッジフィルターの性能が不織布または織布以外の素材の性能特性に左右されることがなく、高性能のカートリッジフィルターを実現することができる。

一方、従来、稼動中の破損の大部分がここに集中していた濾材とエンド部材を継ぐ継布を無しにして、両者を直結したので破損が激減した。

また、ＰＴＦＥをスリットして紡いだスリットヤーンにより濾材とエンド部材を縫着するので、摩擦熱による糸切れがなくなり、製造時間を短縮することが可能となった。

さらに、本願発明の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法においては、内挿された濾材とエンド部材を縫製針とＰＴＦＥをスリットして紡いだスリットヤーンの双方に潤滑油を塗布して縫着するので、摩擦力を弱め発熱を可及的に防止することができる

本願発明の濾過用カートリッジフィルターエレメントの斜視図。同上、濾材の中間省略斜視図。同上、濾材の一端にエンド部材を嵌め合わせる工程を示す一部切り欠き斜視図。同上、濾材の一端にエンド部材を固着した状態を示す斜視図。同上、濾材の他端にエンド部材を嵌め合わせる工程を示す一部切り欠き斜視図。同上、濾材の他端にエンド部材を固着した状態を示す斜視図。同上、濾材の端部のプリーツを示す断面図。同上、端部のプリーツを構成する襞同士を折り重ねる工程を示す断面図。

以下、本願発明の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。図１は本願発明の濾過用カートリッジフィルターエレメントの一実施例を示す図であり、ここでは断面真円状のエレメントを例示している。本願発明のエレメントはプリーツＰを構成した筒状の濾材１および、この濾材１の一端に固着される端部を開口したエンド部材２０、同じく他端に固着される端部を閉塞したエンド部材３０からなる基本構成を有する。

本願発明の濾過用カートリッジフィルターエレメントは濾材とエンド部材の双方の素材および縫着のための糸を不織布または織布としたことを特徴とするが、ここでは不織布または織布は例えばＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド）やＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート）などの合成繊維とし、濾材には熱可塑性の樹脂を含浸・固化している。

図２は濾過用カートリッジフィルターエレメントの濾材１を中間部を省略した状態で図示した斜視図である。この濾材１は山部Ｐ１、谷部Ｐ２が繰り返し連続する逆Ｖ字状の襞Ｐを有する公知のプリーツ状のものである。

前記の濾材１の両端にはエンド部材２０とエンド部材３０が固着される。従来技術の金属製のエンド部材の場合は濾材とエンド部材は接着により、剛性を有するプラスチック製のエンド部材の場合は受け治具内に熱可塑性樹脂からなるエンド部材を嵌合し、これを融点近くまで加熱して溶融し、そこに濾材の端部を挿入した後に冷却固化させることにより固着していた（特許文献３、４）。

これに対し、濾材と同じ不織布または織布により構成されるエンド部材を使用する本願発明の濾過用カートリッジフィルターエレメントにおいては、濾材とエンド部材は縫着により固着する。

図３〜４、７〜８は前記の工程を示す図である。濾材１の端部はプリーツ状ＰＰとなっている。そこで、プリーツを構成する襞ＰＰ同士を図７〜８に示すように折り重ねて山部ＰＰ１、谷部ＰＰ２を消滅させて表面に凹凸がない円筒部２になるように成形する。

前記エンド部材２０は濾材と同じ不織布または織布により構成されるものであり、端部を開口部２１とした筒状に形成される。前記エンド部材２０は濾材１の一端の円筒部２に嵌め合わされるが、ここではエンド部材の嵌め合わせ箇所を外布２０Ｂと内布２０Ａの二重構造とし、円筒部２は上記の外布と内布の間の隙間Ｓに内挿されることにより嵌め合わされる。嵌め合わされたエンド部材２０は内挿された濾材の円筒部２とともにＰＴＦＥをスリットして紡いだスリットヤーン（図示せず）により縫着することにより濾材１の一端に固着される。

通常のミシン糸は紡績糸（短繊維３０〜５０ｍｍ位の繊維を紡いだもの）であるが、スリットヤーンは、フイルム状のシートをスリットして紡いだものであり、一般紡績糸にくらべ数倍強度がある。また、ＰＴＦＥは耐熱、耐薬にすぐれているが、一般糸より強度が弱いので、スリットヤーンにすることで、強度を高めている。

前記において、ここでは縫製針とスリットヤーンの双方に潤滑油を塗布して縫着することにより、摩擦力を弱め発熱を可及的に防止している。

図５〜６は濾材１の他端にエンド部材３０を固着する工程を示す図である。前記エンド部材３０は濾材と同じ不織布または織布により構成されるものであり、端部を閉塞部３１とした筒状に形成される。前記エンド部材３０は濾材１の一端の円筒部２に嵌め合わされるが、ここではエンド部材の嵌め合わせ箇所を外布３０Ｂと内布３０Ａの二重構造とし、プリーツを構成する襞ＰＰ同士を折り重ねて山部ＰＰ１、谷部ＰＰ２を消滅させて表面に凹凸がないようにした濾材１の他端の円筒部３は上記の外布と内布の間の隙間Ｓに内挿されることにより嵌め合わされる。嵌め合わされたエンド部材３０は内挿された濾材の円筒部２とともにＰＴＦＥをスリットして紡いだスリットヤーン（図示せず）により縫着することにより濾材１の一端に固着される。

１濾材
２濾材の一端の円筒部
３濾材の他端の円筒部
２０エンド部材
３０エンド部材

Claims

樹脂を含浸・固化させた不織布または織布からなるプリーツを形成した筒状の濾材の両端に不織布または織布製のエンド部材を固着したエレメントにおいて、濾材の両端をプリーツを構成する襞同士を折り重ねた形状に形成することにより表面に凹凸がない円筒部とし、上記円筒部を外布と内布の二重構造として隙間を生じさせたエンド部材の隙間箇所に内挿するとともに、ＰＴＦＥをスリットして紡いだスリットヤーンにより濾材とエンド部材を縫着したことを特徴とする集塵機用カートリッジ型フィルターエレメント。
エレメントの一端のエンド部材は端部を開口した筒状に、他端のエンド部材は端部を閉塞した筒状に形成される請求項１記載の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメント。
樹脂を含浸・固化させた不織布または織布からなるプリーツを形成した筒状の濾材の両端のプリーツを構成する襞同士を折り重ねて縫着することにより表面に凹凸がない円筒部とする工程、
濾材の両端部を不織布または織布製の外布と内布の二重構造として隙間を生じさせたエンド部材の隙間箇所に内挿する工程、
内挿された濾材とエンド部材を縫製針とＰＴＦＥをスリットして紡いだスリットヤーンの双方に潤滑油を塗布して縫着する工程、
からなることを特徴とする集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法。
エレメントの一端のエンド部材は端部を開口した筒状に、他端のエンド部材は端部を閉塞した筒状に形成される請求項３記載の集塵機用カートリッジ型フィルターエレメントの製造方法。