JPH0663324A

JPH0663324A - 換気扇用フィルター

Info

Publication number: JPH0663324A
Application number: JP21696792A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tanioka; 隆谷岡; Akiyoshi Yamane; 朗義山根; Katsunori Shimazaki; 勝乗嶋崎
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1992-08-14
Filing date: 1992-08-14
Publication date: 1994-03-08

Abstract

(57)【要約】【構成】気体流路の上流側から、第１層：平板状に加
熱圧縮成形された不織布、第２層：波板状に加熱圧縮成
形された不織布、第３層：平板状に加熱圧縮成形された
不織布からなる３層構造のものであり、且つ前記第１層
〜第３層の不織布がそれぞれ同一のもしくは異なった素
材の乾式抄紙セラミックス繊維不織布である換気扇用フ
ィルター。【効果】軽くて保形性に優れ、しかもサーマルショッ
クに強く、従来のフィルターに比べて耐熱性、耐久性、
除塵効率、油脂分等の保持能力に優れかつ使用時の圧力
損失の少ないフィルターを提供することができるように
なった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、換気扇用のダスト除去
フィルターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】厨房用ガスレンジの天井部等上方に設置
されている換気扇には、ガスレンジで発生した油煙（油
脂分）等の衝突集塵効果を期待して、例えばアルミ等の
金属製のバッフル方式グリスフィルター，またはガラス
繊維若しくは有機繊維の可燃性不織布で構成したフィル
ターが使用されている。また５mm程度のメッシュの金網
を多層に重ねたデミスターも油滴などの除塵装置として
使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら金属製の
バッフル方式グリスフィルターは、油脂分の捕集効率が
低く、また、油保持容量も少ない。厨房などの油煙が多
量に発生する使用条件では、バッフル板に付着した油滴
が落下するなどの不都合が生じている。

【０００４】ガラス繊維あるいは、有機繊維の不織布で
構成したフィルターは、耐熱性がなく、使用できる環境
が限定される。たとえば、通常500 ℃以上の耐熱性の要
求される厨房用ガスレンジの天井部の換気扇フィルター
として使用するには不適当である。

【０００５】一方、湿式法で抄紙した無機繊維からなる
フィルターもあるが、空隙が詰まったものしか得られ
ず、且つ、通気方向のフィルターの厚みが大きくできな
いため、フィルター面に垂直方向での高捕集効率を継続
して維持できない。セラミックスフォームなどのセラミ
ックスフィルターの適用も考えられるが、一体成形され
た多孔質成形体であるため脆く、取扱にかなりの注意を
必要とする。

【０００６】本発明は以上のような従来技術の問題点に
着目してなされたものであって、その目的は、換気扇フ
ィルターとして使用でき、高捕集効率で油脂分の保持能
が大きく、しかも耐熱性に優れたフィルターを提供しよ
うとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明のフィルターは、換気扇用フィルターに
おいて、気体流路の上流側から、第１層：平板状に加熱
圧縮成形された不織布、第２層：波板状に加熱圧縮成形
された不織布、第３層：平板状に加熱圧縮成形された不
織布からなる３層構造のものであり、且つ前記第１層〜
第３層の不織布がそれぞれ同一のもしくは異なった素材
の乾式抄紙セラミックス繊維不織布であることに要旨を
有する。また前記第１層の不織布の空隙率を第２層及び
第３層の不織布の空隙率よりも大きいものとすることが
好ましい。

【０００８】

【作用】本発明によるフィルターは、セラミックス繊維
を基本構成材とし、しかも大きな空隙率を有するので、
従来のフィルターに比べて単位重量当りの表面積及び細
孔面積が著しく大きい。このため油脂分の保持能が向上
し、除塵効率が高い。

【０００９】本発明のフィルターの構成を更に詳しく説
明すると、まず不織布の原料であるセラミックス繊維は
フィルター総重量の好ましくは75〜95重量％を占める。
セラミックス繊維としてはいわゆるシリカ繊維、アルミ
ナ繊維、アルミノシリケート繊維、ジルコニア繊維など
の高耐熱性無機繊維が好ましい。

【００１０】本発明のセラミックス繊維不織布（以下単
に不織布ということがある）は乾式法によって抄紙した
ものである必要がある。これは従来の湿式法で抄紙した
不織布よりも空隙率の制御が容易で、従って圧損を増大
させずに高捕集効率を維持しうる為である。

【００１１】本発明のフィルターの第２層の不織布は波
板状であるが、その波高は５mm以上であることが好まし
い。これは、気体の通過面積即ち捕集面積が増加し、除
塵効率を高めると共にフィルターの初期性能（圧損捕集
効率）を長期間維持するためである。一般にフィルター
の捕集効率（除塵効率）を高めるためには、捕集面積を
増加させることが効果的であるが、第２層の不織布を波
板状にすることで捕集面積を増加することができる。ま
たこの場合捕集面積増加率（波高０の場合の面積をＳ
ｏ，波板状に加工した場合の面積をＳとしたときＳ／Ｓ
ｏで表わされる）は、波板の波高（ｌ）とピッチ（ｐ）
により決まる。即ち、波高が高いほど、またピッチが小
さいほど捕集面積は増加するが、フィルターの成形加工
上、ピッチを小さくすることは繊維の折損を生じるため
困難であるので、波高を高くして捕集面積を増加せしめ
ることとした。

【００１２】そこで不織布を波板状或は平板状に成形す
るにあたっては加熱圧縮（ホットプレス）法が推奨され
る。特に波板状成形加工する場合、従来のコルゲート加
工機による曲げ加工に比べ、ホットプレス法の方が波高
の高いものを得ることができるので、フィルター全体の
厚みを大きくすることが可能であり、高捕集効率を得る
ことができ、さらに初期性能を長期間維持できる。不織
布の内、波板状のものの波の形は、正弦波に限らず、矩
形波、鋸歯状波に近い形状など任意である。

【００１３】かくして成形されたセラミックス繊維不織
布の厚さは、２〜20mmの範囲が好ましい。これは、２mm
未満では薄すぎてフィルターとして必要な強度を確保で
きなくなるほか、短期間に目詰まりをおこし捕集効率が
低下し、一方20mmを超えるとそれ以上捕集効率の向上が
望めないばかりでなく、使用時の圧力損失の増大につな
がるからである。またその空隙率は70〜90％の範囲が好
ましい。空隙率が70％未満のものは、圧力損失が大き
く、初期性能に劣り、また90％を超えるものはダストの
捕集効率に劣り製造上困難になる上、機械的強度の低下
をもたらし好ましくない。

【００１４】本発明のフィルターは、第１層：平板状，
第２層：波板状及び第３層：平板状の各々セラミックス
繊維不織布から構成される。この構造にすることで、例
えば５mm以上の厚みを有するフィルターが得られる。そ
して本発明のフィルターを使用する場合、積層面に垂直
方向に第１層を上流側として気体を通過させることによ
って高い除塵効率が得られる。

【００１５】更に本発明のフィルターは、第１層即ち気
流の上流側のセラミックス繊維不織布の空隙率を第２層
及び第３層のセラミックス繊維不織布の空隙率よりも大
きくすることが好ましい。このような構成とすることに
よって、使用時の圧力損失を増大させることなく捕集効
率を向上させる。また、気流の下流側の不織布の密度を
高くすることで高捕集効率が確保できると共に、好まし
くは波高５mm以上の波板状にすることで捕集面積も大き
くでき、更に付着した油脂等を保持できる空隙が増大
し、圧力損失の増大せずに高捕集効率を長時間継続して
維持できる。更に厨房用のフィルターでは、フィルター
に付着した油脂分に何らかの原因で着火したときに油脂
が炎を出して燃焼し、非常に危険であるが、本発明のフ
ィルターによれば、第２層及び第３層、即ち火源から遠
い部分に油脂の大半を捕集できるので、油脂への引火の
可能性も少なくできる。

【００１６】尚、本発明のフィルターの各層の不織布
は、必らずしも同一素材でなくても良く、用途等に応じ
て適宜選択することができる。例えば耐熱性が要求され
る厨房用レンジフィルターでは、気流に対して上流側、
即ち第１層に耐熱性の高い素材からなる不織布を用い、
下流側、即ち第２層及び第３層にはそれ程耐熱性の高く
ない素材からなる不織布を用いて構成することもでき
る。

【００１７】上述のような波板状の成形物を一部に有す
る本発明のフィルターを剛直なセラミックス繊維から製
造することは、従来の製造方法によっては至難であり、
セラミックス繊維を抄紙して高い空隙率を有する不織布
とし、不織布の成形加工，繊維同士を結合させるための
処理等多くの工程における課題を解決する必要があった
が、本発明者等が発明した製造方法によれば上記フィル
ターを容易かつ効率よく製造することができる。

【００１８】本発明者らによるフィルターの製造方法
は、セラミックス繊維75〜95重量％，有機繊維25重量％
以下の混合物に有機結合剤を吹き付けて乾式抄紙を行な
い、得られた不織布をホットプレスによって成形積層し
た後に無機質接着剤を含浸し、次いで酸化性雰囲気での
焼成を行って無機質接着剤の硬化と有機繊維及び有機結
合剤の燃焼、消失を行なうことを特徴とするものであ
る。

【００１９】以下このフィルター製造方法を工程順に詳
しく説明する。まずセラミックス繊維に必要に応じて有
機繊維を加えた混合物から乾式抄紙により不織布を抄紙
する。

【００２０】有機繊維は得られる不織布の曲げ性を確保
するためにつなぎ繊維として含有させるもので、分散性
が良く伸度の大きい熱可塑性でない繊維、例えばビニロ
ン繊維、レーヨン繊維、セルロース系繊維、ポリエチレ
ン繊維、アクリル繊維ポリエステル繊維等を用いること
もできる。繊度は３デニール以下、繊維長は３〜50mm程
度であることが不織布の強度の点から望ましい。

【００２１】有機結合剤は繊維とのなじみが良く、繊維
を接着して焼成前の不織布力を大にし、更には焼成時に
燃焼・消失することにより、多孔性を確保するもので、
好ましくは熱硬化性のエポキシ樹脂を用いるか、その他
アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ワニス等を溶液またはエ
マルジョン等の形で用いることができる。

【００２２】尚、上記不織布原料以外に、この種の不織
布抄紙に通常使用される助剤を併用してもよいが、最終
製品中に残留して除塵能力を低下させるような成分のも
のは使用を避けることが望ましい。

【００２３】抄紙は乾式により行う。即ち上記不織布原
料を抄紙機にかけ、上述の有機結合剤を吹きつけて、厚
さ0.5 〜２mm、目付20〜200 g/cm³ （いずれも乾燥物に
ついての値）の不織布に抄紙する。

【００２４】得られた不織布を平板状或は波板状に成形
加工する。成形加工はホットプレス加工機を用いて、波
板状のものは所定の波高及び波間隔の波形を付与する。
かくして平板状及び波板状に成形された不織布を、第１
層：平板状、第２層：波板状、第３層：平板状の３層構
造となるように積層する。

【００２５】得られた３層構造の不織布を無機質接着剤
に含浸する。無機質接着剤としては、後記焼成処理に耐
え、更には時には500 〜600 ℃以上にも達する使用条件
にも耐える接着を可能にするものを用いる必要がある。
好ましい接着剤の具体例としては市販の水ガラス等のケ
イ酸ナトリウム系、アルカリ金属ケイ酸系、リン酸塩
系、コロイダルシリカ系及びコロイダルアルミナ系接着
剤、更には結晶化低融点ガラス系接着剤等が挙げられ
る。これらは住友化学社製「スミセラム」等の市販品と
して入手することもできる。

【００２６】無機質接着剤の含浸量は、最終製品の空隙
率を確保すると同時に、セラミックス繊維同士或は不織
布同士を結合して製品の保形性を維持しうる量で必要が
ある。これらの条件にかなう含浸量の範囲は、原料の特
性及び配合、更には抄紙条件等に応じて適宜選択しなけ
ればならないが、好ましい範囲として0.5 〜1.0 重量％
が挙げられる。

【００２７】加工成形及び積層し、無機質接着剤を含浸
した不織布を、酸化性雰囲気下約1000℃以下で焼成する
ことにより有機繊維及び有機結合剤を燃焼させると同時
に無機質接着剤を硬化させる。かくして無機質接着剤で
結合されたセラミックス繊維からなるシート状の不織布
が残る。この不織布は前記成形加工・積層工程で付与さ
れた形状をそのまま承継している。しかも、有機繊維及
び有機結合剤が燃焼して消失した後、不織布には微細な
気孔や凸凹が残されるため、この不織布構造体は類似組
成のフィルターに比べはるかに優れた捕集・除塵効率及
び油脂類保持能力を有する。

【００２８】このようにして得られた不織布構造体は、
そのままで、或はフィルターとして必要な形状、寸法の
ものとするため切断、穿孔等の加工を行なって、本発明
のフィルターが得られる。

【００２９】

【実施例】以下実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、
前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは
全て本発明の技術的範囲に包含される。

【００３０】実施例１アルミナ系セラミックス長繊維（Ａｌ₂ Ｏ₃ ：80重量％
及びＳｉＯ₂ ：20重量％、太さ10μm 、長さ50mm）を用
い、有機結合剤としてウレタン樹脂を用いて乾式法によ
り抄紙し、空隙率約80％（目付け量25g/m²）と空隙率約
70％（目付け量50g/m²）の不織布を各々得た。

【００３１】空隙率約80％の不織布を第１層に、空隙率
約70％の不織布を第２層（予めピッチ20mm，波高５mmの
波形にホットプレス成形した）及び第３層に配し、フィ
ルターを構成した。このものに無機質接着剤としてコロ
イダルシリカ（住友化学社製「スミセラムＨＬ250 」）
を吹きつけ含浸し、次いで風乾10分間、100 ℃100
分間保持、100 ℃から10℃／分の割合で300 ℃まで昇
温し300 ℃に30分間保持、300 ℃から10℃／分の割合
で800 ℃まで昇温し800 ℃に30分間保持という工程で焼
成を行ない、有機物を焼去するとともに無機質接着剤を
硬化させた。かくして厚みが８mm、幅350mm ×長さ350m
m のフィルターを得た。

【００３２】試験例１実施例１で得られたフィルターを供試材としてフィルタ
ー性能を評価した結果、換気扇用フィルターとして充分
な機能が確認できた。

【００３３】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
本発明によれば、軽くて保形性に優れ、しかもサーマル
ショックに強く、従来のフィルターに比べて耐熱性、耐
久性、除塵効率、油脂分等の保持能力に優れかつ使用時
の圧力損失の少ないフィルターを提供することができる
ようになった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】換気扇用フィルターにおいて、気体流路
の上流側から、第１層：平板状に加熱圧縮成形された不
織布、第２層：波板状に加熱圧縮成形された不織布、第
３層：平板状に加熱圧縮成形された不織布からなる３層
構造のものであり、且つ前記第１層〜第３層の不織布が
それぞれ同一のもしくは異なった素材の乾式抄紙セラミ
ックス繊維不織布であることを特徴とする換気扇用フィ
ルター。
【請求項２】第１層の不織布の空隙率が第２層の不織
布及び第３層の不織布の空隙率よりも大きいものである
請求項１に記載の換気扇用フィルター。