JPH02115013A - フィルター用濾紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、一般ビルの空調や一最産業用の空調などのた
めに空調ダクトや端末機器内に設けられる中性能フィル
ターに使用されるフィルター用濾紙に関する。

〈従来の技術〉 この種の中性能フィルターに使用されるフィルター用濾
材としては、従来一般に、ポリエステルなどの有機繊維
の不織布や、ガラス繊維などの無機繊維の濾紙などがあ
ったが、それらの濾材では脱臭機能が無く、脱臭専用の
フィルターと併用せざるを得す、設備が大掛かりになる
とともに設置スペースが大型化し、また、それに伴って
高価になるため、除塵機能はもちろんのこと、種々の臭
気成分に対する脱臭機能をも併せ持つ中性能フィルター
の開発が望まれている。

そして、従来、脱臭機能をも併せ持つようにしたフィル
ター用濾材として、次のようなものが開発されている。

（Ａ）第１従来例 レーヨン系樹脂、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系樹
脂、フェノール系樹脂などを材料とした有ａ繊維の表面
に脱臭剤などを含浸またはコーティングして構成する。

（Ｂ）第２従来例 活性炭素繊維が脱臭機能を有していることに着目し、活
性炭素繊維を抄紙したフィルター用濾紙を原紙とし、そ
の原紙を、前述第１従来例と同様の有機繊維による不織
布でサンドインチ状に挟むとともに、熱融着加工または
ホントメルト接着法などにより接着して構成する。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、第１および第２従来例では、それぞれ次
のような欠点があった。

（ａ）第１従来例の欠点 脱臭剤などの含浸またはコーティングに起因して有機繊
維の表面積が減少し、塵埃の保持量が減少して早期に除
塵機能が低下し、頻繁に交換せざるを得す、実用性に欠
ける欠点があった。

（ｂ）第２従来例の欠点 フィルター用濾紙と不織布との重ね合わせや接着に伴っ
て圧力損失が大きくなるとともに、塵埃の捕集効率が低
下し、また、全体が厚くなって取り扱いづらいうえに接
着のための加工が必要で高価になる欠点があった。

また、活性炭素繊維を抄紙したフィルター用濾紙を単独
で使用することも考えられるが、塵埃の捕集効率が低い
うえに圧力損失が大きく、しかも、引張強度が通常の有
機繊維や無機繊維の半分程度しかなく、中性能フィルタ
ーには使用できないものであった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、従来同様の除塵機能を有しながら、圧力損失が小さ
くかつ安価にして、脱臭機能をも併せ持ったフィルター
用濾紙を提供できるようにすることを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 本発明に係るフィルター用濾紙は、このような目的を達
成するために、活性炭素繊維を４０〜７０重量％、ガラ
ス繊維を２０〜４０重世％、接着剤を１〜４重量％含有
させて混抄したことを特徴としている。

活性炭素繊維としては、ピッチ系、セルロース系、ポリ
アクリロニトリル（ＰＡＮ）系、フェノール系の活性炭
素繊維など、各種の活性炭素繊維を適用でき、この活性
炭素繊維が４０〜７０重世％含有される。４０重量％未
満では脱臭性能が低下し、一方、７０重量％を越えると
強度が低下するからである。

また、活性炭素繊維としては、脱臭対象となる成分に応
じ、公称比表面積が７００〜２５０（ｌｒｒｆ／ｇのも
の（平均細孔半径が７〜１５μｍ）を選択して使用でき
るが、生活臭と称される、たばこ臭（アルデヒド類）、
トイレ臭（アンモニア類）、腐敗臭（メルカプクン類、
アミン類）を主として吸着除去するには、公称比表面積
が７００〜１５００ｒｄ／ｇのものを使用するのが好ま
しい。

ガラス繊維としては、使用する中性能フィルターの除塵
効率（６０％以上、８０％以上、９０％以上）に応じて
、繊維直径が０．５〜１．５μｍの極細品が２０〜４０
重量％含有される。２０重量％未満では除塵性能が低下
し、一方、４０重量％を越えると脱臭性能が低下するか
らである。

接着剤としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂
、アクリル樹脂や繊維状ポリビニルアルコール（ＰＶＡ
）や繊維状アクリル、ポリエステル、ポリプロピレンな
どの有機繊維、あるいは、それらの混合物が１〜４重量
％含有される。１重量％未満では、接着性が悪くて強度
が低下し、方、４重量％を越えると、接着剤によって活
性炭素繊維の表面が被覆され、公称比表面積が減少して
脱臭性能が低下するからである。

接着剤として繊維状ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）や
アクリル樹脂を使用すれば、その少量で活性炭素繊維や
ガラス繊維の分散性も向上することができて表面の仕上
がりを高くできる利点がある。

上記のものに、補強繊維として、ガラス・チヨνブスト
ランドやウッドパルプなどの繊維を含有しても良く、特
には、繊維直径が５μｍ以上で、３〜１５ＩｌｌＩ１１
の長さのものが良い。除塵性能および脱臭性能のいずれ
をも低下させずに補強効果を得るうえで、その含有量は
３０重量％以下にするのが好ましい。

く作用〉 上記構成によれば、活性炭素繊維とガラス繊維とを接着
剤で接着して必要な強度を確保し、ガラス繊維の持つ除
塵機能と活性炭素繊維の持つ脱臭機能との両者を発揮さ
せることができ−る。

〈実施例〉 次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

を４川上 公称比表面積が７００１ｄ１ｇで長さが６鰭のピッチ系
活性炭素繊維を７０重重量、繊維直径が１．５μｍの極
細ガラス繊維（マイクログラスファイバー）を２８重量
％、接着剤として繊維状ポリビニルアルコール（ＰＶＡ
）を２重量％含有して混抄し、フィルター用濾紙を製作
した。

止笠拠土 繊維直径が０，７μＭの極細ガラス繊維を９８重量％と
じ、それに、接着剤として繊維状ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）を２重量％含有したものを抄紙し、フィルタ
ー用濾紙を製作した。

上記実施例１および比較例１それぞれにつき、秤ＬＥ　
（ｇ／ｒｒｆ）　、圧力損失（ｍＩｌｔ（２０）、厚さ
（ＩｎＩｌｌ）、平均細孔半径（μｍ）および引張強度
（ｋｇ）それぞれを測定し、第１表に示す結果を得た。

但し、圧力損失については、面風速０．４ｍ１ｓｅｃで
空気を流したときの上流側と下流側との圧力差を求めた
。また、引張強度は、１５Ｘ１００　Ｍの大きさの試験
片を用い、その試験片をオートグラフ型引張試験機によ
り引っ張り、破断したときの大きさを測定した。

表中の評価は、実施例１の値を比較例の値で除算して示
している。

第１表 このような実施例１および比較例１それぞれの濾紙を用
いて、第１図の全体斜視図に示す、高さおよび幅が６１
０Ｍで奥行きが２９０ｍｍの中性能フィルターを製作し
た。

この中性能フィルターは、取付枠体１内に保形用の波形
スペーサ２・・・が所定間隔を隔てて配置されるととも
に、それらの波形スペーサ２・・・間を通ってジグザグ
状に前記フィルター用濾紙３が設けられ、そして、フィ
ルター用濾紙３の上下両端縁それぞれが取付枠体ｌの内
周面に熱融着剤により接着して一体化され構成されてい
る。

上記フィルター用濾紙３として、実施例１および比較例
１それぞれの濾紙を用い、その中性能フィルターの捕集
効率（％）および製品重量（ｋｇ）が、第２表に示すよ
うにほぼ同等になるように製作し、それによるダスト保
持量（ｇ）について測定し、第２表中に示す結果を得た
。

但し、捕集効率は、直径が０．５μｍ以上のダストを含
んだ空気を、面風速２．５ｍ／ｓｅｃ、定格風量５６ｒ
ｒｆ／ｍｉｎで流し、比色法によって求めた。また、ダ
スト保持量は、上述同様の空気を流し、その圧力１員失
が３０ｍ＋ｍＨ，Ｏになったときのダストの付着量を測
定した。評価については、第１表におけると同じである
。

（以下、余白） 第２表 実施例１のフィルター用濾紙を用いて製作した中性能フ
ィルターについて、面風速を２．５ｍ／ｓｅｃまで変化
させたときの圧力損失の変化を測定し、第２図に示すグ
ラフを得た。

上記の結果、活性炭素繊維により肌臭機能を備えている
のみならず、中性能フィルターとしてのダスト保持量を
１．８倍にも増大でき、交換に至るまでの時期が長くな
り、比較例１によって製作したものに比べ、より一層耐
久性に富んでいる。

次いで、公称比表面積が７００イ／ｇで長さが６ｍｍの
ピッチ系活性炭素繊維（Ａ−７と表記する）、繊維直径
が０．７μｍの極細ガラス繊維（０，７Ｇと表記する）
、繊維直径が１．５μｌの極細ガラス繊維（１，５Ｇと
表記する）、補強繊維としての直径が９μｍで長さが６
ｎ＋ｍ（６Ｃ３と表記する）、１３Ｍ（１３ｃｓと表記
する）のガラス・チョップストランド、および、繊維状
ポリビニルアルコール（ＰＶＡと表記する）それぞれの
含有率を、第３表−（１）、（２）、（３）に示すよう
に変え、実施例２ないし実施例１６（順に、Ｎｏ、　２
〜Ｎｏ。

１６と表記する）のフィルター用濾紙を得た。そして、
それらの実施例２ないし実施例１６それぞれのフィルタ
ー用濾紙につき、前述第１表における場合と同様にして
、秤量（ｇ／ｎｆ）、厚さ（ｍｉ）、圧力損失（ｍｎｌ
ｌｚｏ）および引張強度（ｋｇ）それぞれを測定すると
ともに、透気度（ｓｅｃ）、細孔半径（μＩＩ＋）の最
大値（ＰＳ大と表記する）および平均値（ＰＳ平均と表
記する）それぞれを求め、第４表−（１）、（２）、（
３）に示す結果を得た。

但し、前述透気度は、所定重量のピストンを摺動自在に
設けた直径１０ｃｍのシリンダの開口端をフィルター用
濾紙に密着させ、その状態でシリンダ内に３００ｄの空
気を入れ、その空気の全量が無くなるまでの時間を測定
した。

第３表 第４表 （以下、 余白） 第３表 第４表−（１） （以下、 余白） 第３表 第４表 （以下、 余白） また、公称比表面積が１５００％／ｇで長さが６ｍのピ
ンチ系活性炭素繊維（Ａ−１５と表記する）、繊維直径
が０．７μ園の極細ガラス繊維（０，７Ｇと表記する）
、繊維直径が１．５μｍの極細ガラス繊維（１，５Ｇと
表記する）、および、繊維状ポリビニルアルコール（Ｐ
ＶＡと表記する）それぞれの含有率を、第５表に示すよ
うに変え、実施例１７ないし実施例１９（順に、ＮＯ，
１７〜Ｎ００１９と表記する）のフィルター用濾紙を得
た。そして、それらの実施例１７ないし実施例１９それ
ぞれのフィルター用濾紙につき、前述と同様にして、秤
ｆｆｔ　（ｇ／ｒｒｆ）　、Ｈさ（ｆｆｌＩｍ）、透気
度（ｓｅｃ）、圧力損失（ｍｆｆｉｌ＋、ｏ）、細孔半
径（ｕｍ　）の最大値（ＰＳ大と表記する）、平均値（
ＰＳ平均と表記する）および引張強度（ｋｇ）それぞれ
を測定し、第６表に示す結果を得た。但し、実施例１８
の引張強度については、測定していない。

（以下、余白） 第５表 第６表 また、活性炭素繊維として、公称比表面積１０００ｒｒ
ｆ／ｇ　（Ａ　−１０：大阪瓦斯株式会社製）、公称比
表面積１５００ポ／ｇ（Ａ−１５：大阪瓦斯株式会社製
）および公称比表面積２００Ｏｎｆ／ｇ　（Ａ−２０：
大阪瓦斯株式会社製）それぞれのものを用い、一方、比
較例としては粒状活性炭による脱臭フィルターを用い、
各種の試料ガスを温度１４°Ｃで流し、２４時時間前さ
せた後の飽和吸着Ｍ（■／ｇ）を測定し、第７表に示す
結果が得られた。

試料ガスとしては、硫化水素〔Ｈ２Ｓ］、メチルメルカ
プタン（Ｃｌ（：ｌ　Ｓ　Ｈ）　、ＥＭ化メチル（（Ｃ
Ｈ，）、Ｓ）、トリメチルアミン（（ＣＨゴ）３Ｎ〕、
アンモニア〔ＮＨ１〕を使用した。

第７表　　　　（■／ｇ） 以上の実施例の結果から、以下の効果が発揮できる。

■　活性炭素繊維として公称比表面積の異なるものを適
宜選択することにより、各種の臭気ガスを吸着除去でき
、特に、公称比表面積が７００〜ｌ５００ｒｒｒ／ｇの
ものの場合、生活臭を発生する臭気成分の大半に対して
高い吸着性能を有しており、しかも、引張強度が大きく
、４０〜７０重量％含有しても、それによるフィルター
用濾紙の引張強度が０．３ｋｇ以上であり、中性能フィ
ルターとして良好に実用化できる。また、秤量は６０〜
１２０ｇ／　ｒｔｒとなり、中性能フィルター１台当り
（標準品、１２ｏｆ、高さ６１０園、幅６１０ｆｆＩＩ
１１、奥行き２９０ｍＩ＋＋）　、約３００〜１０００
ｇの活性炭素繊維を含有でき、脱臭性能を十分発揮でき
る。

■　極細ガラス繊維の繊維直径および秤量を変えると、
それに伴ってフィルター用濾紙の平均細孔半径が変化し
、種々の除塵効率の中性能フィルターが得られる。すな
わち、公称比表面積が７００イ／ｇの活性炭素繊維４０
〜７０重量％に対して、秤量が７０〜ｌｏｎｇ／　ｎｒ
になるように、繊維直径０．５〜２．４μｍのものを２
０〜４０重量％含有することにより、比色法による捕集
効率が６０〜９０％となる充分な除塵効率を有する中性
能フィルターが得られる。

■　前述の種々の測定結果に基づき、ガラス繊維１８重
量％および繊維状ポリビニルアルコール２重量％に対し
て、公称比表面積が７００ｎｆ／ｇの活性炭素繊維と補
強繊維としてのガラス・チョップストランド（直径９μ
ｍ、長さ６Ｍ）との相対含有量を変化させ、そのガラス
・チョップストランドの含有量（ＣＳ含有量）を横軸に
、一方、引張強度を縦軸にとってプロットすると、第３
図に示すグラフが得られ、ガラス・チョップストランド
の含有量を増加することによって、フィルター用濾紙の
引張強度を大にできている。

■　公称比表面積が７００ポ／ｇの活性炭素繊維７０重
量％、ガラス・チョップストランド１０重量％とし、（
１）繊維直径が０．７μｍのガラス繊維１６重量％、お
よび、繊維状ポリビニルアルコール４重量％とじたもの
（Ｉで示す）、（ＩＩ）繊維直径が１．５μ曙のガラス
繊維１６重量％、および、繊維状ポリビニルアルコール
４重量％としたもの（■で示す）、（［０）繊維直径が
０．７μｍのガラス繊維１８重量％、および、繊維状ポ
リビニルアルコール２重量％としたもの（ＤＩで示す）
それぞれに対して、６ｍおよび１３ｍの長さのガラス・
チョップストランドそれぞれを含有し、そのガラス・チ
ョップストランドの長さ（Ｃ３長さ）を横軸に、一方、
引張強度を縦軸にとってプロットすると、第４図に示す
グラフが得られ、ガラス・チョップストランドの長さを
長くすることによって、フィルター用濾紙の引張強度を
大にできている。

■　公称比表面積が１００ｎｆ／ｇの活性炭素繊維７０
重量％に対して、繊維直径が０．７μｍのガラス繊維の
含有量を２８重量％から２６重量％に、一方、繊維状ポ
リビニルアルコールの含有■を２重量％から４重計％に
したもの（■で示す）、および、繊維直径が１．５μｍ
のガラス繊維について同様にしたもの（■で示す）それ
ぞれにつき、繊維状ポリビニルアルコールの含有Ｉ（Ｐ
ＶＡ含有量）を横軸に、一方、引張強度を縦軸にとって
プロットすると、第５図に示すグラフが得られ、繊維状
ポリビニルアルコールの含有量を増加することによって
、フィルター用濾紙の引張強度を大にできている。

■　公称比表面積が７００ｒｄ／ｇの活性炭素繊維７０
重量％に対して、繊維直径が０．７μ−のガラス繊維の
含有量を３０重量％から２６重量％に、一方、繊維状ポ
リビニルアルコールの含有量を０重量％から４重量％に
し、その繊維状ポリビニルアルコールの含有量（ＰＶＡ
含有量）を横軸に、一方、比表面積の変化の割合［（％
）、■で示す］と引張強度（■で示す）それぞれを縦軸
にとってプロットすると、第６図に示すグラフが得られ
る。すなわち、このフィルター用濾紙では、活性炭素繊
維の含有量が７０重量％であるため、理論上は４９０ｒ
ｒｆ／ｇの比表面積が存在することになるが、繊維状ポ
リビニルアルコールの含有量を２重量％から４重量％に
するに伴い、比表面積は３５Ｑｎ（／ｇから２（ｌｔｒ
ｆ／ｇ（割合としては、４１％から２％）と極端に減少
する。このことから、比表面積の５０％以上の割合を持
つには、繊維状ポリビニルアルコールの含有量を２．８
重量％以内にするのが望ましいことがわかる。

〈発明の効果〉 以りの説明から明らかなように、本発明のフィルター用
濾紙によれば、接着剤を含有するから、活性炭素繊維の
強度不足を補って引張強度を大にでき、また、ガラス繊
維の含有により十分な除塵°機能を発渾させることがで
き、更に、活性炭素繊維の含有により、除塵機能のみな
らず、脱臭機能をも発渾させることができる。

しかも、活性炭素繊維とガラス繊維と接着剤とを所定範
囲の割合で含有して混抄するから、従来の重ね合わせや
接着構成のものに比べ、圧力損失を小さくできるととも
に、加工が簡単になり、全体として、従来同様の除塵機
能を有しながら、圧力損失が小さ（かつ安価にして、脱
臭ｍ能をも併せ持ったフィルター用濾紙を提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明のフィルター用濾紙の実施例を示し、第
１図は、フィルター用濾紙を用いた中性能フィルターの
全体斜視図、第２図は、面風速と圧力損失との相関を示
すグラフ、第３図は、ガラス・チョップストランドの含
有量と引張強度との相関を示すグラフ、第４図は、ガラ
ス・チヨンブストランドの長さと引張強度との相関を示
すグラフ、第５図は、繊維状バインダーの含有量と引張
強度との相関を示すグラフ、第６図は、繊維状バインダ
ーの含有量と比表面積および引張強度それぞれとの相関
を示すグラフである。 ３・・・フィルター用濾紙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）活性炭素繊維を４０〜７０重量％、ガラス繊維を
   ２０〜４０重量％、接着剤を１〜４重量％含有させて混
   抄したことを特徴とするフィルター用濾紙。
2. （２）請求項第（１）項に記載の活性炭素繊維の公称比
   表面積が７００〜２５００ｍ＾２／ｇであるフィルター
   用濾紙。