JPWO2020203480A1 - エアフィルター用濾材 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の他の課題及び利点は以下の説明から明らかになろう。
2層以上の不織布が貼合された積層不織布からなるエアフィルター用濾材であって、上記貼合が融着によりなされ、融着部分の形状で形成される柄要素は、複数個が一組となって繰り返しパターンを示す柄を形成し、該柄要素1つの面積は平均で、1〜4.2mm2であり、隣接する柄要素間の最短距離は10mm以下であり、そして柄要素が形成する繰り返しパターンの面積に占める該繰り返しパターンに含まれる柄要素の合計面積の割合に相当する融着部分の閉塞率(百分率)を、柄要素1つの面積の平均値で除した値が0.8〜1.2%/mm2であることを特徴とするエアフィルター用濾材。
<2>
上記柄要素が形成する繰り返しパターンの柄が、一辺が20〜24mmの不可視の正三角形ABCが、該正三角形ABCの各辺の中点と各辺に隣接する正三角形ABCの各頂点が一致するように、向きを揃えて互いに重ならないように配置された不可視の繰り返しパターンにおいて、該正三角形ABCの重心Gと該各頂点A、B、Cを結ぶ直線上に、長辺2〜3mm、短辺0.5〜1mmの長方形の柄要素が、該直線と該長方形の長辺とが平行になるように且つ該直線の中点と該長方形の重心が一致するように存在することにより形成されている<1>に記載のエアフィルター用濾材。
<3>
隣接する2つの正三角形ABCの重心Gを結ぶ直線が濾材加工の流れ方向に対し5〜25°の最小角度を形成する<2>に記載のエアフィルター用濾材。
<4>
積層不織布が帯電不織布と保護不織布とが貼合された貼合不織布であり、支持体用不織布と貼合不織布との間に吸着剤が熱可塑性接着剤によって封入されている<1>〜<3>のいずれか記載のエアフィルター用濾材。
<5>
積層不織布が支持体用不織布と帯電不織布とが貼合された積層不織布である<1>〜<3>のいずれか記載のエアフィルター用濾材。
<6>
支持体用不織布が吸着剤を担持している<5>記載のエアフィルター用濾材。
<7>
積層不織布が帯電不織布と保護不織布と支持体用不織布とが貼合された積層不織布であり、外気に接する側に保護不織布が配置されている<1>〜<3>のいずれか記載のエアフィルター用濾材。
閉塞率は圧力損失低減の観点から4.0%未満が好ましい。また、接着強度確保の観点から、閉塞率は0.8%以上であることが好ましい。
濾材Aは、積層不織布が帯電不織布と保護不織布とが貼合された貼合不織布であり、支持体用不織布と貼合不織布との間に吸着剤が熱可塑性接着剤によって封入されているエアフィルター用濾材である。
濾材Bは、積層不織布が支持体用不織布と帯電不織布とが貼合された積層不織布であるエアフィルター用濾材である。
濾材Cは、積層不織布が支持体用不織布と帯電不織布とが貼合された積層不織布であり、支持体用不織布が吸着剤を担持しているエアフィルター用濾材である。
濾材Dは、積層不織布が帯電不織布と保護不織布と支持体用不織布とが貼合された積層不織布であり、外気に接する側に保護不織布が配置されているエアフィルター用濾材である。
[圧力損失1の評価方法]
得られた濾材について、通風サイズ300×300mmとなるようにカットした。このカット濾材を一定の風速で空気を導入できる試験風洞に、濾材の周囲からのリークが無いように、且つ、たるみが生じないように設置した。風速0.10m/sの条件で濾材の上流側と下流側の差圧をマノメータで測定し圧力損失を測定した。
○(Good):圧力損失が60Pa以上、70Pa未満である。
×(Poor):圧力損失が70Pa以上である。
得られた濾材について、通風サイズ300×300mmとなるようにカットした。このカット濾材を一定の風速で空気を導入できる試験風洞に、濾材の周囲からのリークが無いように、且つ、たるみが生じないように設置した。風速0.5m/sの条件で濾材の上流側と下流側の差圧をマノメータで測定し圧力損失を測定した。測定値から、以下のように判定した。
△(Good):圧力損失が50Pa以上70Pa未満である。
×(Poor):圧力損失が70Pa以上である。
得られた濾材について、レシプロ式プリーツマシンを使い、後加工としてプリーツ加工を施した。プリーツ加工後の濾材を確認し、融着部分の剥がれの有無を確認し、以下のように判定した。
×(Poor):剥がれがあり、接着強度が不足している。
前記のプリーツ加工において、幅186mmにスリット加工しながらプリーツ加工を行い、プリーツの折山高さを28mmとし、折山41山分をエアフィルター1個分として濾材をカットした。プリーツ加工後の濾材を、折山が均等になり、186×200×28mmの直方体に収まるように保持した状態で、濾材のスリット端面を全て塞ぐように、エチレンビニルアセテート樹脂のホットメルト接着剤を厚さ約2mmに塗布した、幅30mm×長さ250mmの帯状の、厚さ1mmで200g/m2のポリエステル製スパンボンド不織布を貼り付けて、プリーツ加工後の濾材を固定した。エアフィルターの外形が、200×200×30mmの直方体となるように、余剰の前記スパンボンド不織布をカットし、エアフィルターとした。エアフィルターを100個作製した。作製したエアフィルターを確認し、貼合した濾材に浮きやめくれが発生した場合やエアフィルターの折山高さが不揃いであった場合を「不良」とし、エアフィルターの不良率を計算し、下記のように後加工性を判定した。
△(Good):不良率が1%超5%以下である。
×(Poor):不良率が5%超である。
得られた濾材について、通風サイズ300×300mmとなるようにカットした。このカット濾材を一定の風速で空気を導入できる試験風洞に、濾材の周囲からのリークが無いように、且つ、たるみが生じないように設置した。風速0.5m/sの条件で濾材の上流側と下流側の0.3〜0.5μm粒径の大気塵粒子数をパーティクルカウンターにて測定し、上流側と下流側の測定結果から、集塵効率(%)を算出した。算出値から、以下のように判定した。
△(Good):集塵効率が99.00%以上99.97%未満である。
×(Poor):集塵効率が99.00%未満である。
得られた濾材について、100mm×100mmとなるようにカットし、100リットルの密閉容器内に静置した。次いで、容器中にアセトアルデヒドを10ppm注入してから30分後に容器中のアセトアルデヒド濃度(ppm)をガスクロマトグラフで測定した。アセトアルデヒドの初期濃度と測定値から、ガス除去率(%)を算出した。算出値から、以下のように判定した。
○(Good):ガス除去率50%以上80%未満である。
△(Average):ガス除去率が20%以上50%未満である。
×(Poor):ガス除去率が20%未満である。
得られた濾材を通風サイズ300×300mmとなるようにカットし、別に検体を用意した。1m3のステンレスボックス内に当該検体を装着した空気清浄機(ダイキン製ACEF3DS)を設置し、検体以外の純正フィルターを全て外した。臭気ガス(二酸化硫黄)をボックス内初期濃度が約8.0ppmとなるように注入し、次いで、空気清浄機をターボモードにて運転させて、60分後のボックス内濃度(ppm)を測定した。臭気ガスの初期濃度と測定値から、ガス除去率(%)を算出した。算出値から、以下のように判定した。
△(Good):ガス除去率が30%以上70%未満である。
×(Poor):ガス除去率が30%未満である。
300×300mmとなるようにカットした濾材の四辺を、ヒートシーラー機を用いて熱溶着してシーリングした。次いで、20分間、水に浸漬した後、流水に1分間さらし、次いで、90℃で1時間乾燥し、これを1サイクルとする。サイクルごとに、上述した方法で、集塵効率を測定し、集塵効率が90%未満になるまで試験を繰り返し、下記の評価基準に基づき結果を判定した。
△(Good):サイクル数が40回以上60回未満である。
×(Poor):サイクル数が40回未満である。
目付70g/m2のポリエステル製スパンボンド不織布と、目付25g/m2のポリプロピレン製メルトブローを永久帯電加工した、5.3cm/秒条件下での0.3〜0.5μm計数法捕集効率が、99.97%以上である不織布とを用い、超音波熱融着によって貼合した積層不織布からなる濾材を作製した。このとき、融着部分である柄が繰り返しパターンをなし、柄を構成する柄要素が、以下のように配置される濾材を得た。
超音波熱融着加工に際しては、不可視の正三角形ABCは互いに重ならないように向きを揃えて且つ、該正三角形ABCの各辺の中点と、隣り合う正三角形の頂点が一致するように配置される(図1)。該正三角形ABCの重心Gと各頂点A、B、Cを結んだ3本の線上に、それぞれ別の長方形の柄要素が存在し、該それぞれの線とその上に存在する該各長方形の長辺は平行であり、且つ該各柄要素は、それが存在する該線の中点が該長方形の重心と一致するようにされた(図2)。不可視の正三角形ABCの一辺の長さは22mmであり、長方形の長辺は2mmであり、短辺が0.5mmである。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが20mmであること以外は実施例1と同じである実施例2、及び、不可視の正三角形ABCの一辺の長さが25mmであること以外は実施例1と同じである比較例1の濾材を得た。
柄要素の大きさが1mm×3mmであること以外は実施例2と同じである実施例3、及び、柄要素の大きさが0.5mm×1mmであること以外は実施例2と同じである比較例2の濾材を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×3.5mmであり、不可視の正三角形ABCの一辺の長さが24mmであること以外は実施例1と同じにして、実施例4の濾材を得た。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが19mmであること以外は実施例3と同じである比較例3の濾材を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×4mmであること以外は実施例4と同じである比較例4の濾材を得た。
濾材を貼合加工する際の、濾材の流れ方向と、隣り合う不可視の正三角形ABCの重心Gを結んで得られる線とが形成する最小角度が19°となるようにした以外は実施例1と同じである、実施例5の濾材を得た。
〔貼合不織布の製造:帯電不織布と保護不織布の貼合〕
(超音波貼合不織布1)
15g/m2のポリプロピレン製スパンボンド不織布(保護不織布)と25g/m2のポリプロピレン製メルトブロー不織布を永久帯電加工した、5.3cm/秒条件下での0.3〜0.5μm計数法捕集効率が、99.97%以上である不織布(帯電不織布)とを用い、超音波融着により貼合加工を行い、超音波貼合不織布1を作製した。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが20mmであること以外は超音波貼合不織布1と同じである超音波貼合不織布2を得た。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが25mmであること以外は超音波貼合不織布1と同じである超音波貼合不織布3を得た。
柄要素の大きさが1mm×3mmであること以外は超音波貼合不織布2と同じである超音波貼合不織布4を得た。
(超音波貼合不織布5)
柄要素の大きさが0.5mm×1mmであること以外は超音波貼合不織布2と同じである超音波貼合不織布5を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×3.5mmであり、不可視の正三角形ABCの一辺の長さが24mmであること以外は超音波貼合不織布1と同じである超音波貼合不織布6を得た。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが19mmであること以外は超音波貼合不織布4と同じである超音波貼合不織布7を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×4mmであること以外は超音波貼合不織布6と同じである超音波貼合不織布8を得た。
支持体用不織布(60g/m2のポリエステル製スパンボンド不織布)の上に、アルデヒド吸着剤(4−アミノ−1,2,4−トリアゾールと塩化第二鉄を添着させた粒状活性炭)100質量部に対して、熱可塑性接着剤(軟化点100℃のエチレン酢酸ビニル共重合体粉体)50質量部を混合した混合粉体300g/m2を散布し、散布側から表面温度150℃の赤外線ヒーターを当てて加熱し、次いで、熱可塑性接着剤が可塑化した後に加熱を止め、速やかに支持体用不織布の吸着剤散布側に超音波貼合不織布1の帯電不織布側が接するように重ね合わせて2本の回転ロール間に挟んで加圧し、接着により一体化し、実施例11の濾材を得た。
実施例11で用いた超音波貼合不織布1を超音波貼合不織布2に代える以外は、実施例11と同様の方法により、実施例12の濾材を得た。
実施例11で用いた超音波貼合不織布1を超音波貼合不織布4に代える以外は、実施例11と同様の方法により、実施例13の濾材を得た。
実施例11で用いた超音波貼合不織布1を超音波貼合不織布6に代える以外は、実施例11と同様の方法により、実施例14の濾材を得た。
実施例11で用いた超音波貼合不織布1を超音波貼合不織布3に代える以外は、実施例11と同様の方法により、比較例11の濾材を得た。
実施例11で用いた超音波貼合不織布1を超音波貼合不織布5に代える以外は、実施例11と同様の方法により、比較例12の濾材を得た。
実施例11で用いた超音波貼合不織布1を超音波貼合不織布7に代える以外は、実施例11と同様の方法により、比較例13の濾材を得た。
実施例11で用いた超音波貼合不織布1を超音波貼合不織布8に代える以外は、実施例11と同様の方法により、比較例14の濾材を得た。
実施例21
支持体用不織布(目付50g/m2のポリエステル繊維とアクリル樹脂から構成されたケミカルボンド不織布)と目付30g/m2のポリプロピレン製メルトブロー不織布を永久帯電加工した、5.3cm/秒条件下での0.3〜0.5μm計数法捕集効率が、99.97%以上である帯電不織布とを用い、超音波融着による貼合加工(超音波貼合加工)を行って積層不織布とし、実施例21のエアフィルター濾材を得た。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが20mmであること以外は実施例21と同じにして、実施例22の濾材を得た。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが25mmであること以外は実施例21と同じにして、比較例21のエアフィルター濾材を得た。
柄要素の大きさが0.5mm×1mmであること以外は実施例22と同じにして、比較例22の濾材を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×3.5mmであり、不可視の正三角形ABCの一辺の長さが24mmであること以外は実施例21と同じにして、実施例23の濾材を得た。
柄要素の大きさが1mm×3mmであり、不可視の正三角形ABCの一辺の長さが19mmであること以外は実施例21と同じにして、比較例23の濾材を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×4mmであること以外は実施例23と同じにして、比較例24の濾材を得た。
支持体用不織布が目付20g/m2のポリエステル繊維とアクリル樹脂から構成されたケミカルボンド不織布であること以外は実施例21と同じにして、実施例24の濾材を得た。
支持体用不織布が目付120g/m2のポリエステル繊維とアクリル樹脂から構成されたケミカルボンド不織布であること以外は実施例21と同じにして、実施例25の濾材を得た。
支持体用不織布が目付50g/m2のポリエステル繊維とポリエステルバインダー繊維から構成されたサーマルボンド不織布であること以外は実施例21と同じにして、実施例26の濾材を得た。
帯電不織布が目付5g/m2のポリプロピレン製メルトブロー不織布を永久帯電加工した、5.3cm/秒条件下での0.3〜0.5μm計数法捕集効率が、99.97%以上である帯電不織布であること以外は実施例21と同じにして、
帯電不織布が目付60g/m2のポリプロピレン製メルトブロー不織布を永久帯電加工した、5.3cm/秒条件下での0.3〜0.5μm計数法捕集効率が、99.97%以上である帯電不織布であること以外は実施例21と同じにして、実施例28の濾材を得た。
支持体用不織布にポリエステル繊維とアクリル樹脂から構成された、目付50g/m2のケミカルボンド不織布を用い、この支持体用不織布に、アルデヒド吸着剤(アミノ化合物で修飾されたケイ酸アルミニウム、平均粒子径5μm)を含有量が10g/m2、スチレン−アクリル樹脂エマルジョンバインダーを含有量が4g/m2となるように含浸し、120℃で乾燥して、アルデヒド吸着剤を担持させた支持体用不織布を作製した。次いで、当該支持体用不織布と30g/m2のポリプロピレン製メルトブロー不織布を永久帯電加工した、5.3cm/秒条件下での0.3〜0.5μm計数法捕集効率が、99.97%以上である帯電不織布とを用い、超音波融着による貼合加工を行い、実施例31の濾材を得た。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが20mmであること以外は実施例31と同じにして、実施例32の濾材を得た。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが25mmであること以外は実施例31と同じにして、比較例31の濾材を得た。
柄要素の大きさが0.5mm×1mmであること以外は実施例32と同じにして、比較例32の濾材を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×3.5mmであり、不可視の正三角形ABCの一辺の長さが24mmであること以外は実施例31と同じにして、実施例33の濾材を得た。
柄要素の大きさが1mm×3mmであり、不可視の正三角形ABCの一辺の長さが19mmであること以外は実施例31と同じにして、比較例33の濾材を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×4mmであること以外は実施例33と同じにして、比較例34の濾材を得た。
支持体用不織布がポリエステル繊維とアクリル樹脂から構成された目付25g/m2のケミカルボンド不織布であること以外は実施例31と同じにして、実施例34の濾材を得た。
支持体用不織布がポリエステル繊維とアクリル樹脂から構成された130g/m2のケミカルボンド不織布であること以外は実施例31と同じにして、実施例35の濾材を得た。
アルデヒド吸着剤の平均粒子径が1μmであること以外は実施例31と同じにして、実施例36の濾材を得た。
アルデヒド吸着剤の平均粒子径が50μmであること以外は実施例31と同じにして、実施例37の濾材を得た。
支持体用不織布にポリエステル繊維とアクリル樹脂から構成された、目付50g/m2のケミカルボンド不織布を用い、この支持体用不織布に、含有量が12g/m2の粉末活性炭(吸着剤、ヤシ殻活性炭、積算体積百分率D50は30μm)と、含有量が4g/m2のスチレン−アクリル樹脂エマルジョンバインダーを含浸塗布し、120℃で乾燥して、吸着剤を担持した支持体用不織布を作製した。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが20mmであること以外は実施例41と同じにして、実施例42の濾材を得た。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが25mmであること以外は実施例41と同じにして、比較例41の濾材を得た。
柄要素の大きさが0.5mm×1mmであること以外は実施例42と同じにして、比較例42の濾材を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×3.5mmであり、不可視の正三角形ABCの一辺の長さが24mmであること以外は実施例41と同じにして、実施例43の濾材を得た。
柄要素の大きさが1mm×3mmであり、不可視の正三角形ABCの一辺の長さが19mmであること以外は実施例41と同じにして、比較例43の濾材を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×4mmであること以外は実施例43と同じにして、比較例44の濾材を得た。
実施例51
帯電不織布として、30g/m2のポリプロピレン製メルトブロー不織布を永久帯電加工した、5.3cm/秒条件下での0.3〜0.5μm計数法集塵効率が、99.97%以上である不織布を用いた。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが20mmであること以外は実施例51と同じにして、実施例52の濾材を得た。
不可視の正三角形ABCの一辺の長さが25mmであること以外は実施例51と同じにして、比較例51の濾材を得た。
柄要素の大きさが0.5mm×1mmであること以外は実施例52と同じにして、比較例52の濾材を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×3.5mmであり、不可視の正三角形ABCの一辺の長さが24mmであること以外は実施例51と同じにして、実施例53の濾材を得た。
柄要素の大きさが1mm×3mmであり、不可視の正三角形ABCの一辺の長さが19mmであること以外は実施例51と同じにして、比較例53の濾材を得た。
柄要素の大きさが1.2mm×4mmであること以外は実施例53と同じにして、比較例54の濾材を得た。
Claims (7)
- 2層以上の不織布が貼合された積層不織布からなるエアフィルター用濾材であって、上記貼合が融着によりなされ、融着部分の形状で形成される柄要素は、複数個が一組となって繰り返しパターンを示す柄を形成し、該柄要素1つの面積は平均で、1〜4.2mm2であり、隣接する柄要素間の最短距離は10mm以下であり、そして柄要素が形成する繰り返しパターンの面積に占める該繰り返しパターンに含まれる柄要素の合計面積の割合に相当する融着部分の閉塞率(百分率)を、柄要素1つの面積の平均値で除した値が0.8〜1.2%/mm2であることを特徴とするエアフィルター用濾材。
- 上記柄要素が形成する繰り返しパターンの柄が、一辺が20〜24mmの不可視の正三角形ABCが、該正三角形ABCの各辺の中点と各辺に隣接する正三角形ABCの各頂点が一致するように、向きを揃えて互いに重ならないように配置された不可視の繰り返しパターンにおいて、該正三角形ABCの重心Gと該各頂点A、B、Cを結ぶ直線上に、長辺2〜3mm、短辺0.5〜1mmの長方形の柄要素が、該直線と該長方形の長辺とが平行になるように且つ該直線の中点と該長方形の重心が一致するように存在することにより形成されている請求項1に記載のエアフィルター用濾材。
- 隣接する2つの正三角形ABCの重心Gを結ぶ直線が濾材加工の流れ方向に対し5〜25°の最小角度を形成する請求項2に記載のエアフィルター用濾材。
- 積層不織布が帯電不織布と保護不織布とが貼合された貼合不織布であり、さらに支持体用不織布と貼合不織布との間に吸着剤が熱可塑性接着剤によって封入されている請求項1〜3のいずれか記載のエアフィルター用濾材。
- 積層不織布が支持体用不織布と帯電不織布とが貼合された積層不織布である請求項1〜3のいずれか記載のエアフィルター用濾材。
- 支持体用不織布が吸着剤を担持している請求項5記載のエアフィルター用濾材。
- 積層不織布が帯電不織布と保護不織布と支持体用不織布とが貼合された積層不織布であり、外気に接する側に保護不織布が配置されている請求項1〜3のいずれか記載のエアフィルター用濾材。
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