JPH0751529A - 除塵消臭エレメント及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力損失の小さい低密度の活性炭繊維を有効
に使った複合機能の除塵消臭エレメントを得る。 【構成】 低圧損で除塵性能の高い機能用不織布５と荒
目の補強用不織布７の間に低密度の活性炭繊維４を挟
み、全体を襞１６によるプリーツ状に成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、臭いや塵で汚染ない
しは汚濁した空気を通すことによりこれを浄化する除塵
消臭エレメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に空気浄化は、除塵と消臭を目的に
行なわれることが多く、除塵に関しては不織布等による
メカニカルフィルタや静電気を利用した静電フィルタ等
が用いられている。また消臭に関しては物理吸着を利用
した活性炭等による消臭や、触媒反応を利用して行なう
消臭や、オゾンの酸化反応を利用した消臭が行なわれて
いる。

【０００３】例えば、特開昭６３ー１３７７２１号公報
には活性炭繊維を利用した吸着性シートに関する技術が
開示されている。この吸着性シートは図７に示すよう
に、活性炭繊維不織布１０１を表裏から合成樹脂不織布
１０２で挟み付けた３層構造をしている。活性炭繊維不
織布１０１は、活性炭繊維に高融点合成樹脂を芯とし
て、低融点合成樹脂を鞘とする複合繊維を混合して、低
融点合成樹脂の溶融により活性炭繊維との接点を融着さ
せた構成で、この両面に複合繊維含有の合成樹脂不織布
１０２が加熱により融着されている。

【０００４】上記構成の吸着性シートでは、活性炭繊維
が低融点合成樹脂の溶融により強固に保持され、活性炭
繊維が被浄化流体に紛れ込んだりせず、活性炭繊維の機
能低下を起こすダストやミストも合成樹脂不織布１０２
により除去されるので吸着性能の持続性が向上する。

【０００５】また、実開昭６０ー１８４５４７号公報に
は活性炭でなく液体消臭成分を使った消臭性繊維シート
が開示されている。この消臭性繊維シートも、吸湿性繊
維シートを表裏から不織布で挟み付けた３層構造をして
いる。表裏の不織布は液体消臭剤が含浸されたのち乾燥
担持されていて、吸湿性繊維シートを補強するととも
に、吸湿性繊維シートからの水分により消臭機能が活性
化される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の吸
着性シートや消臭性繊維シートにおいては、塵埃と臭い
をともに除去する複合能力はなく、例えば両機能を持つ
空気清浄機や空調機器への適用では、除塵フィルタと併
用しなくてはならない。

【０００７】室内空気の汚染でしばしば問題となる例え
ば喫煙において、そのタバコ臭は煙に含まれる微粒子と
臭気ガスの混合した物で、臭気ガス成分のみを除去して
もタバコ臭が残ることが知られている。従って、このよ
うな原因が複合化した汚染空気を浄化するには除塵機能
と消臭機能を兼備した複合機能を備えたエレメントが有
効である。

【０００８】消臭や吸着の分野で広く利用されている活
性炭繊維は、酸及び金属イオンの水溶液で処理すると極
めて高い消臭性能を示すが、周知のごとく活性炭繊維の
機械的強度は低くて極めてもろいため、圧力損失の小さ
い低密度の活性炭繊維では酸及び金属イオンの水溶液処
理を施す量産技術も形状加工の技術も確立されていない
のが現状である。従って、活性炭繊維を有効に使った除
塵と消臭機能を併せ持つ複合機能のエレメントは実現し
ていない。

【０００９】この発明は上記した従来の課題を解決する
ためになされたもので、その目的は第１には圧力損失の
小さい低密度の活性炭繊維を有効に使った除塵消臭エレ
メントを提供することであり、第２には圧力損失の小さ
い低密度の活性炭繊維を使った除塵消臭エレメントの量
産技術を確立することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る除塵消臭
エレメントは、低圧損で除塵性能の高い不織布と荒目の
補強用の不織布の間に低密度の活性炭繊維を挟み込ん
で、全体をプリーツ状に成形したものである。

【００１１】請求項２に係る除塵消臭エレメントは、不
織布に平均孔径が１０μ以下の多孔質薄膜を積層してな
る低圧損で除塵性能の極めて高い除塵部材と荒目の補強
用の不織布の間に低密度の活性炭繊維を挟み込み、全体
をプリーツ状に成形したものである。

【００１２】請求項３に係る除塵消臭エレメントの製造
方法は、低圧損で除塵性能の高い不織布と荒目の補強用
の不織布の間に低密度の活性炭繊維を挟み込んで基材を
作り、この基材を各構成要素を一体に保ったまま酸及び
金属イオンの水溶液に浸漬して、挟み込まれている活性
炭繊維にイオン処理を施した後、基材をプリーツ状に成
形するものである。

【００１３】請求項４に係る除塵消臭エレメントの製造
方法は、不織布に平均孔径が１０μ以下の多孔質薄膜を
積層してなる低圧損で除塵性能の極めて高い除塵部材と
荒目の補強用の不織布の間に低密度の活性炭繊維を挟み
込んで得た基材を、この基材の各構成要素を一体に保っ
たまま酸及び金属イオンの水溶液に浸漬して、挟み込ま
れている活性炭繊維にイオン処理を施した後、基材をプ
リーツ状に成形するものである。

【００１４】

【作用】請求項１の発明においては、低密度の活性炭繊
維が低圧損で除塵性能の高い不織布と荒目の不織布間に
挟まれ補強されているので、形状の安定性が向上すると
ともに圧損の低い除塵と消臭の複合機能を持つ除塵消臭
エレメントとなり、プリーツ状であるのて除塵と消臭に
関する有効機能面積が拡大する。

【００１５】請求項２の発明においては、低密度の活性
炭繊維が低圧損で除塵性能の極めて高い除塵部材と荒目
の不織布間に挟まれ補強されているので、形状の安定性
が向上するとともに圧損の低い除塵機能の優れた消臭機
能も兼備した複合機能を持つ除塵消臭エレメントとな
り、プリーツ状であるのて除塵と消臭に関する有効機能
面積が拡大する。

【００１６】請求項３の発明においては、低密度の活性
炭繊維を除塵性能の高い不織布と荒目の不織布間に挟み
込んで保持したまま酸及び金属イオンの水溶液に浸漬し
て、イオン処理を施すため、低密度でもろい活性炭繊維
に連続的に酸及び金属イオンによる処理ができ、複合機
能を持つプリーツ状の除塵消臭エレメントが量産でき
る。

【００１７】請求項４の発明においては、低密度の活性
炭繊維が低圧損で除塵性能の極めて高い除塵部材と荒目
の不織布間に挟み込んで保持したまま酸及び金属イオン
の水溶液に浸漬して、イオン処理を施すため、低密度で
もろい活性炭繊維に連続的に酸及び金属イオンによる処
理ができ、複合機能を持つ除塵消臭エレメントが量産で
きる。

【００１８】

【実施例】図１はこの発明の一実施例としての除塵消臭
エレメントを用いた除塵消臭器を示す斜視図であり、図
２と図３はそれぞれその除塵消臭エレメントの構成を示
す断面図である。

【００１９】この除塵消臭器は、樹脂等により成形され
た枠体１の枠内にプリーツ状に除塵消臭エレメント２，
３を折り込み、複数の除塵消臭エレメント２，３を所定
間隔をおいて張設した構成で、空気清浄機や空調機器
（いずれも図示しない）の処理空気を通す通路内に介在
される。除塵消臭エレメント２，３は、図２，３に示す
ように低密度で酸及び金属イオンの水溶液により処理さ
れた活性炭繊維４を、機能用不織布５又は機能用除塵部
材６を表側に、補強用不織布７を裏側にして挟み付けた
積層構造を基本としている。

【００２０】機能用不織布５は、ポリプロピレン、ポリ
エステル、ポリアミド等を素材とした、除塵フィルタと
して最適な密度勾配を有する非対称構造の不織布で構成
されている。この機能用不織布５に換わる機能用除塵部
材６は、ポリエステル、ポリアミド等を素材とする不織
布６ａの表面に、平均孔径が１０μ以下の多孔質薄膜６
ｂを積層した構成で、その微視的構造は、図４に示すよ
うに不織布６ａの表面に多孔質薄膜６ｂによる不規則な
蜘蛛の巣が張り巡らされているような形態で、マクロ的
にはなし地状に反対側が透けて見え、低圧損で極めて高
い除塵性能を備えている。

【００２１】補強用不織布７にはこの実施例では、市販
のポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等を素材
とした荒目の不織布が適用されている。

【００２２】活性炭繊維４には、フェノール樹脂、ポリ
アクリロニトリル、セルロース、石炭ピッチを原料とす
る市販の活性炭繊維が適用されているが、圧損の少ない
低密度に形成されている。活性炭繊維４を処理する酸と
しては、リン酸、ポリリン酸、硫酸、ホウ酸が用いら
れ、また処理する金属イオンとしては鉄、マンガン、亜
鉛の塩酸塩又は硫酸塩の各イオンが用いられる。

【００２３】この実施例で使用している低密度の活性炭
繊維４を酸及び金属イオンの水溶液で処理することは、
それ自体が極めて難しいことである。即ち、活性炭繊維
４の機械的強度は低く、低密度のものでは極めてもろい
ため、そのままの取扱いでは殆ど量的処理は無理であ
る。この実施例では、図５に示すような装置を使って活
性炭繊維４の酸及び金属イオンの処理が施されている。

【００２４】始めに、機能用不織布５又は機能用除塵部
材６と補強用不織布７の間に低密度の未処理の活性炭繊
維４を挟み込み、ニードルパンチ法等により３者が積層
した長尺の基材８を作りロールに巻とってロール状の処
理材９を得る（予備工程）。この処理材９をローラ群１
０により構成された搬送ラインに順次送り出していく。
搬送ラインには、その途中に処理槽１１が設けられ、ロ
ールから繰り出される基材８は連続的にこの処理槽１１
に貯溜された酸・金属イオンの水溶液１２に浸漬されて
いく（浸漬処理工程）。処理槽１１より後段の搬送ライ
ンには、絞りローラ１３が設けられていて浸漬により含
浸した処理槽１１の水溶液１２の余剰分を絞り出し処理
槽１１に戻す（絞り工程）。絞りローラ１３の後段の搬
送ラインは、乾燥炉１４中に構成され、乾燥炉１４中を
搬送されていく間に含浸した水溶液１２が乾燥される
（乾燥工程）。乾燥後は、巻取りローラ１５により順次
巻き取られる（巻取り工程）。

【００２５】予備工程では、もろく脆弱な低密度の活性
炭繊維４を機能用不織布５又は機能用除塵部材６と補強
用不織布７の間に挟み込み、機能用不織布５又は機能用
除塵部材６と補強用不織布７により保持された長尺の基
材８が作られる。この基材８は補強用不織布７と機能用
不織布５又は機能用除塵部材６によりローラ群１０によ
る搬送ラインに送り出すに足る引っ張り強度が備わって
いる。浸漬処理工程では、基材８全体がそのまま水溶液
１２に浸漬され、中に挟み込まれた活性炭繊維４に酸及
び金属イオンの水溶液１２による処理が行なわれる。絞
り工程では、余剰な水溶液１２が絞りだされ、乾燥工程
で基材８全体が乾燥される。

【００２６】巻取り工程で巻取られたロール状の基材８
は、除塵消臭エレメント２，３であり機能用不織布５又
は機能用除塵部材６と補強用不織布７の間に酸及び金属
イオンで処理された高消臭機能を持つ活性炭繊維４が介
在した図２，３に示す構成となっている。これを必要な
面積に裁断し、折り曲げやエンボス加工によりプリーツ
状に成形し除塵消臭エレメント２，３として枠体１に装
着する。なお、プリーソ状とはたくさんの襞１６を持つ
形態で、襞１６自体の形状は波形でも山形でも矩形でも
良い。

【００２７】〈具体例１〉フェノール樹脂を原料とする
低密度の活性炭繊維４（例えばクラレケミカル社の厚さ
２ｍｍの商品名クラクティブＦＴ２００ー１０）を用
い、この片面に機能用不織布５として厚さ６ｍｍ程度の
エアーフィルタ用瀘材として提供されている例えば、日
本バイリン社のフィレドンエアーフィルタＰＳ１５０
（商品名）を重ね合せ、他面に補強用不織布７として厚
さ１ｍｍ程度の汎用の不織布を重ねた基材８を作り、ロ
ールに巻き取る。この基材８を前記処理方法によりリン
酸と硫酸銅の水溶液１２に浸漬して、厚さ９ｍｍの図１
に示すようなプリーツ状に成形した除塵消臭エレメント
２を形成し、枠体１に収める。なお、この場合除塵消臭
エレメント２が厚さ９ｍｍと厚めのため、枠体１の枠面
積に対する除塵消臭エレメント２の面積比は３倍程度で
あった。

【００２８】〈具体例２〉フェノール樹脂を原料とする
低密度の活性炭繊維４（例えばクラレケミカル社の厚さ
２ｍｍの商品名クラクティブＦＴ２００ー１０）を用
い、この片面に機能用除塵部材６として、厚さ１ｍｍの
ポリエステルの不織布６ａに平均孔径が１０ミクロン以
下のポリテトラフルオロエチレンの多孔質薄膜６ｂを積
層した例えば、ジャパンゴアテックス社のエアーフィル
タメディアＧＴＡＦＬ７５０４（商品名）を重ね合せ、
他面に補強用不織布７として厚さ１ｍｍ程度の汎用の不
織布を重ねた基材８を作り、ロールに巻き取る。この基
材８を前記処理方法によりリン酸と硫酸銅の水溶液１２
に浸漬して、厚さ４ｍｍの図１に示すようなプリーツ状
に成形した除塵消臭エレメント３を形成し、枠体１に収
める。なお、この場合除塵消臭エレメント３が厚さ４ｍ
ｍと薄いため、枠体１の枠面積に対する除塵消臭エレメ
ント３の面積比は５倍程度にすることができた。

【００２９】上記具体例１，２による除塵消臭エレメン
ト２，３での各除塵消臭器の、圧損、塵埃の捕集効率及
び硫化水素、メチルメルカプタン並びにアンモニアの消
臭効率を評価した結果は、図６に示すとおりであった。
また、各除塵消臭エレメント２，３の圧損及びタバコの
煙（微粒子と臭気ガス）の除塵と消臭効果も図６に併記
するとおり良好なものであった。即ち、圧損がすくなく
除塵と消臭の複合機能を持つ優れた除塵消臭エレメント
２，３が得られる。

【００３０】

【発明の効果】以上実施例による説明からも明らかなよ
うに請求項１の発明によれば、低密度の活性炭繊維が低
圧損で除塵性能の高い不織布と荒目の不織布間に挟まれ
補強されているので、形状の安定性が向上するとともに
圧損の低い除塵と消臭の複合機能を持つ除塵消臭エレメ
ントとなり、プリーツ状であるので除塵と消臭に関する
有効機能面積が拡大し、単体で満足な除塵と消臭が可能
になる。

【００３１】請求項２の発明によれば、低密度の活性炭
繊維が低圧損で除塵性能の極めて高い除塵部材と荒目の
不織布間に挟まれ補強されているので、形状の安定性が
向上するとともに圧損の低い除塵機能の優れた消臭機能
も兼備した複合機能を持つ除塵消臭エレメントとなり、
プリーツ状であるのて除塵と消臭に関する有効機能面積
が拡大し、単体で十分に満足できる除塵と消臭が可能に
なる。

【００３２】請求項３の発明によれば、低密度の活性炭
繊維を除塵性能の高い不織布と荒目の不織布間に挟み込
んで保持したまま酸及び金属イオンの水溶液に浸漬し
て、イオン処理を施すため、低密度でもろい活性炭繊維
に連続的に酸及び金属イオンによる処理ができ、複合機
能を持つ成形の容易な除塵消臭エレメントを量産するこ
とが可能になる。

【００３３】請求項４の発明によれば、低密度の活性炭
繊維が低圧損で除塵性能の極めて高い除塵部材と荒目の
不織布間に挟み込んで保持したまま酸及び金属イオンの
水溶液に浸漬して、イオン処理を施すため、低密度でも
ろい活性炭繊維に連続的に酸及び金属イオンによる処理
ができ、複合機能を持ち、特に除塵性能の優れた成形の
容易な除塵消臭エレメントを量産することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の除塵消臭器の全体を示す
斜視図である。

【図２】この発明の一実施例を示す除塵消臭エレメント
の断面図である。

【図３】この発明の一実施例を示す他の除塵消臭エレメ
ントの断面図である。

【図４】図３の除塵消臭エレメントにおける除塵部材の
ミクロ的構成を示す説明図である。

【図５】この発明の製造方法の一実施例を示す製造装置
の構成図である。

【図６】この発明の具体例の評価を表にして示す評価説
明図である。

【図７】従来の吸着性シートを示す断面図である。

【符号の説明】

２ 除塵消臭エレメント ３ 除塵消臭エレメント ４ 活性炭繊維 ５ 機能用不織布 ６ 機能用除塵部材 ６ａ 不織布 ６ｂ 多孔質薄膜 ７ 補強用不織布 ８ 基材 １１ 処理槽 １２ 水溶液 １４ 乾燥炉 １６ 襞

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０４Ｈ 1/54 Ｐ 7199−3Ｂ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低圧損で除塵性能の高い不織布と荒目の
   補強用の不織布の間に低密度の活性炭繊維を挟み、全体
   をプリーツ状に成形したことを特徴とする除塵消臭エレ
   メント。
2. 【請求項２】 不織布に平均孔径が１０μ以下の多孔質
   薄膜を積層してなる低圧損で除塵性能の高い除塵材と荒
   目の補強用の不織布の間に低密度の活性炭繊維を挟み、
   全体をプリーツ状に成形したことを特徴とする除塵消臭
   エレメント。
3. 【請求項３】 低圧損で除塵性能の高い不織布と荒目の
   補強用の不織布の間に低密度の活性炭繊維を挟み込んで
   得た基材を、各構成要素を一体に保ったまま酸及び金属
   イオンの水溶液に浸漬して、挟み込まれている活性炭繊
   維にイオン処理を施してから、基材をプリーツ状に成形
   することを特徴とする除塵消臭エレメントの製造方法。
4. 【請求項４】 不織布に平均孔径が１０μ以下の多孔質
   薄膜を積層してなる低圧損で除塵性能の高い除塵材と荒
   目の補強用の不織布の間に低密度の活性炭繊維を挟み込
   んで得た基材を、各構成要素を一体に保ったまま酸及び
   金属イオンの水溶液に浸漬して、挟み込まれている活性
   炭繊維にイオン処理を施してから、基材をプリーツ状に
   成形することを特徴とする除塵消臭エレメントの製造方
   法。