KR20190092445A - 필터 여과재, 그것을 구비한 필터 소자 및 필터 여과재의 제조 방법 - Google Patents

필터 여과재, 그것을 구비한 필터 소자 및 필터 여과재의 제조 방법 Download PDF

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KR20190092445A
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KR
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medium
breathable
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토모아키 간노
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유겐가이샤 휠코포레이션
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Abstract

[과제] 플리츠 가공하는 필터 여과재의 흡착재 충전량이 큰 경우라도, 플리츠 가공에의 반발이 적고, 통기 통수 저항 및 필터 성능이 우수하여, 저압력 손실의 필터 여과재, 그것을 구비한 필터 소자 및 필터 여과재의 제조 방법을 제공한다.
[해결 수단] 본 발명의 필터 여과재는, 통기성 기재 사이에 흡착층을 개재시킨 필터 여과재로서, 상기 통기성 기재의 적어도 1매의 내면측에 주름선을 구비했다.

Description

필터 여과재, 그것을 구비한 필터 소자 및 필터 여과재의 제조 방법
본 발명은 흡착층을 가지는 필터 여과재, 그것을 구비한 필터 소자 및 필터 여과재의 제조 방법에 관한 것이다.
대기중의 오염 물질에 대해서는, 그 종류는 다방면에 걸쳐 있고, 황화 수소, 암모니아, 알데히드, 초산 등의 극성 가스, 및 벤젠, 톨루엔, 스티렌 등의 저극성 가스로 구성되어 있다.
근래, 공조(空調)용, 에어콘용, 자동차용, 반도체용 필터 등의 분야에 있어서는, 이들 대기중의 오염 물질을 제거하는 탈취제로서, 활성탄, 실리카 겔, 이온 교환 수지의 다공질 재료가 많이 이용되고 있다. 주거 실내에는, 제진(除塵), 유해 가스 등의 제거를 목적으로 공조 필터를 수납한 공기 청정기를 설치하고, 건물이나 빌딩 등의 외기 도입구에는, 공조 필터를 장착해서 청정한 공기를 받아들이고 있다.
이들에 사용되는 공조 필터는, 장척모양(長尺狀)의 부직포에 플리츠 형상으로 주름 가공(플리츠 가공)을 실시하고, 지그재그모양으로 절첩(折疊)된 필터 여과재와, 필터 여과재의 접어넣음 공간에 끼워넣어진 공간 유지 부재(여과재 사이에 끼워넣은 물결 형상 알루미늄재 세퍼레이터 또는 접착제로 된 비드)와, 이 여과재를 합성 수지의 씰재로 내면 수지에 부착하는 필터 프레임(프레임체)으로 구성되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
이와 같은 공조 필터에 사용되는 흡착 성능을 가지는 필터 여과재로서, 2매의 기재(基材) 시트 사이에 활성탄을 끼워넣어, 활성탄 시트로 하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 2 및 3 참조)이나, 피흡착물을 흡착하는 입상(粒狀)의 흡착재를 망이나 부직포와 같은 중간 기재에 고착 보존유지하고, 그의 양면에 제진용 부직포를 겹쳐서 일체로 접합한 것(예를 들면, 특허 문헌 4 참조)이나, 탈취제와 제진재를 바인더를 이용하여 원하는 형상으로 성형한 필터(예를 들면, 특허 문헌 5 참조)가 제안되어 있다. 흡착재의 고착 방법으로서는, 에멀전계의 접착제를 이용하거나, 핫멜트형의 결착제를 이용하거나 하는 방법이 알려져 있다.
그러나, 플리츠 가공한 필터 여과재를 구비하는 필터 유닛이나 카트리지 필터 등의 필터 소자에 있어서, 탈취의 고성능화를 위해서는, 흡착재 충전량(단위면적 당의 흡착재 중량)을 증가시켜 가는 것이 필요해진다. 그러나, 흡착재 충전량을 증가시켜 가면, 압력 손실이 상승함과 동시에, 필터 여과재의 두께 증가에 의해서, 필터 여과재의 플리츠 가공이 곤란해진다. 이 결과, 절첩한 필터 여과재의 반발이 커지고, 프레임체에 들어가는 절첩 산의 수가 줄어들거나, 절첩한 산의 정점이 둥글게 되고, 필터 유닛 및 카트리지 필터의 구조 압력손실(壓損)이 높아지거나 한다는 문제가 있다.
시트모양 여과재의 플리츠 가공에 있어서, 교대로 줄무늬(筋)를 부가하는 방법(예를 들면, 특허 문헌 6 참조)도 제안되어 있다. 그러나, 흡착재 충전량이 높으면, 여과재의 강성이 높아지고, 플리츠 가공시에 균열이 생기는 문제가 있다.
또, 필터 여과재는, 물 처리용의 카트리지 필터에도 적용할 수가 있다. 카트리지 필터는, 특히 제약 공업 분야, 전자 공업 분야 등에서 사용되는 정제수의 물 여과, 식품 공업 분야에 있어서의 알콜 음료의 제조 공정에 있어서의 여과 및 자동차 공업에 있어서의 도장제의 여과 등, 다양한 분야에서 사용되고 있다.
그러나, 잔류 염소 제거, 유기물 제거 등, 물 속에 녹아들어간 이온성 불순물 제거와 미립자 제거, 세균 제거 등의 입자상 불순물 제거는 나누어 사용되는 일이 많다.
흡착재를 사용하는 카트리지 필터는, 원수(原水)로서 수돗물을 사용하는 정수기에 사용되거나, 식품 공업, 반도체 공업 등에 있어서의 순수(純水)나 초순수의 제조 공정 등의 물의 잔류 염소 제거, 유기물 제거 등의 목적으로 사용되거나 하며, 플리츠형 여과체는, 카트리지 내에서의 여과 면적을 크게 취할 수가 있다.
카트리지 필터에 있어서도, 탈취의 고성능화나 입자상 불순물의 제거를 겸비하기 위해서는, 흡착재 충전량을 증가시켜 가는 것이 필요해진다. 그러나, 흡착재 충전량을 증가시켜 가면, 여과재의 두께 증가에 의해서, 여과재의 플리츠 가공이 곤란해지고, 절첩한 여과재의 반발이 커진다. 이것에 의해, 소정 프레임 내에 들어가는 절첩 산의 수가 줄어들거나, 절첩한 산의 정점이 둥글어지거나 하여, 구조적 압력손실이 높아진다는 문제가 있다.
일본공개특허공보 특개2002－361016호 일본공개특허공보 특개소61－119269호 일본공개특허공보 특개2004－50151호 일본공개특허공보 특개2002－17832호 일본공개특허공보 특개평8－117524호 일본공개특허공보 특개2003－265910호
본 발명은 이와 같은 사정을 고려해서 이루어진 것으로, 플리츠 가공하는 필터 여과재의 흡착재 충전량이 큰 경우라도, 플리츠 가공시 반발이 적고, 통기 통수 저항 및 필터 성능이 우수하고, 저압력 손실의 필터 여과재, 그것을 구비한 필터 소자 및 필터 여과재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 필터 여과재는 상기 과제를 해결하기 위하여, 청구항 1에 기재된 대로, 통기성 기재 사이에 흡착층을 개재시킨 필터 여과재로서, 상기 통기성 기재의 적어도 1매의 내면측에 주름 또는 접힘선(折筋)을 구비해서 이루어진다.
또, 청구항 2 기재의 필터 여과재는 청구항 1에 기재된 필터 여과재에 있어서, 상기 흡착층은 흡착재가 열 접착제에 의해 접착 고화되어 이루어진다.
또, 청구항 3 기재의 필터 여과재는 청구항 1 또는 2에 기재된 필터 여과재에 있어서, 상기 흡착층의 양면이 상기 통기성 기재와 접착 일체화되어 이루어진다.
또, 청구항 4 기재의 필터 여과재는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 필터 여과재에 있어서, 상기 흡착층은, 복수 마련되어 이루어진다.
또, 청구항 5 기재의 필터 여과재는 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 필터 여과재에 있어서, 상기 통기성 기재 중, 적어도 1매가 집진 기능을 가진다.
또, 본 발명의 필터 소자는, 청구항 6에 기재된 대로, 상기 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 필터 여과재를 구비해서 이루어진다.
또, 청구항 7 기재의 필터 소자는 청구항 6에 기재된 필터 소자에 있어서, 절첩된 상기 필터 여과재의 접어넣음 공간에 공간 유지 부재가 끼워넣어진 것이다.
또, 청구항 8 기재의 필터 소자는 청구항 6에 기재된 필터 소자에 있어서, 절첩된 상기 필터 여과재에 코러게이트 가공을 실시한 것이다.
본 발명의 필터 여과재의 제조 방법은, 청구항 9에 기재된 대로, 제1 통기성 기재의 표면에 흡착재와 열 접착제를 살포, 퇴적하여 흡착층을 형성하는 공정과, 상기 흡착층의 위쪽으로부터 상기 제1 통기성 기재의 폭방향을 따라 접힘선 부가(striping)하는 공정과, 상기 제1 통기성 기재를 상기 흡착재를 끼워넣도록 제2 통기성 기재로 피복하는 공정과, 적층된 상기 제1 및 제2 통기성 기재를 열 프레스하여 상기 열 접착제를 경화시키는 공정을 구비하는 것이다.
본 발명의 필터 여과재, 필터 소자 및 필터 여과재의 제조 방법에 있어서는, 플리츠 가공하는 필터 여과재의 흡착재 충전량이 큰 경우라도, 플리츠 가공 시 반발이 적고, 통기 통수 저항 및 필터 성능이 우수하여, 저압력 손실을 실현할 수가 있다.
도 1은 본 실시 형태의 필터 여과재의 제조 공정을 나타내는 설명도이다.
본 발명에 관계된 필터 여과재, 그것을 구비한 필터 소자 및 필터 여과재의 제조 방법의 실시 형태를 설명한다.
필터 여과재는, 통기성 기재 사이에 흡착층을 개재시킨 것이다. 또, 필터 여과재는, 통기성 기재의 적어도 1매의 내면측에 주름선 또는 접힘선을 구비하고 있다.
흡착층은, 흡착재가 열 접착제에 의해 접착 고화된 층이며, 흡착층의 한면 또는 양면이 통기성 기재와 접착 일체화되어 있다. 흡착층은, 복수 마련되어 있어도 좋고, 이 경우의 필터 여과재는, 흡착층을 끼워넣기 위한 소요 매수의 통기성 기재를 가진다. 예를 들면, 한쌍의 통기성 기재에 흡착층을 개재시킨 필터 여과재를 2매 적층함으로써 흡착층을 복수 마련해도 좋다. 또, 한쌍의 통기성 기재에 흡착층과 통기성 기재를 교대로 끼워넣음으로써 흡착층을 복수 마련해도 좋다.
통기성 기재는, 적어도 1매가 집진 기능을 가지고 있어도 좋다.
필터 소자는, 상기 필터 여과재를 구비한 것이며, 예를 들면 지그재그로 절첩되고 플리츠 형상으로 주름 가공된(플리츠 가공된) 필터 여과재를 프레임체에 수납함으로써 구성되는 필터 유닛이나, 심통(芯筒)에 원형으로 감기는 것에 의해 구성되는 카트리지 필터이다.
필터 소자의 필터 여과재는, 절첩된 접어넣음 공간에 공간 유지 부재가 끼워넣어져 있어도 좋다. 공간 유지 부재는, 필터 여과재의 유효 여과 면적을 확보하기 위해서 마련되는 것이다. 공간 유지 부재는, 예를 들면, 파형으로 형성된 알루미늄이나 수지제 세퍼레이터나 빗살모양의 스태빌라이저나, 필터 여과재의 표리면에 플리츠(주름 방향)와 직교하여 부착된 수지 비드 등이다.
혹은, 필터 소자의 필터 여과재는, 공간 유지 부재를 이용하지 않고, 접힘선 부가된 여과재에 물결모양으로 코러게이트(corrugate) 가공을 하는 것도 가능하다. 이 경우, 공간 유지 부재를 사용하지 않기 때문에, 저렴하게 필터를 제조하는 것이 가능해짐과동시에, 물결모양으로 여과재가 가공되기 때문에, 프레임체에 들어가는 여과재가 증가하여, 고수명, 저압손의 필터가 가능하다. 물결모양의 코러게이트 가공은, 일반적으로, 한쌍의 톱니바퀴 사이에 여과재를 통과시켜 물결모양으로 부여하고, 그 물결모양의 높이는 사용하는 기어의 모듈로 제어할 수 있고, 평 톱니바퀴나 헤리컬 톱니바퀴 등이 있다.
통기성 기재로서는, 종이, 직포, 부직포 등을 들 수 있고, 경제성의 관점으로부터는 부직포가 바람직하다.
부직포로서는, 폴리아미드계 섬유, 폴리에스테르계 섬유, 폴리우레탄계 섬유, 폴리비닐 알콜계 섬유, 폴리염화 비닐리덴계 섬유, 폴리염화 비닐계 섬유, 폴리아크릴로니트릴계 섬유, 폴리올레핀계 섬유, 페놀계 섬유 등의 합성 섬유, 유리 섬유, 금속 섬유, 알루미나 섬유, 활성 탄소 섬유 등의 무기 섬유, 목재 펄프, 코튼 린터 펄프 등의 천연 섬유, 및 재생 섬유 등이 이용된다.
상기 부직포의 제법은 특별히 제한은 없고, 목적·용도에 따라, 건식법, 습식법, 멜트블로우법, 스판본드법, 니들펀치법, 및 서멀본드법 등을 이용할 수가 있다.
흡착층을 형성하는 흡착재로서는, 분말 또는 입상 흡착재를 이용할 수가 있다. 이와 같은 분말 또는 입상 흡착재로서는, 이온 교환 수지, 입상 활성탄, 실리카 겔, 활성 알루미나, 및 촉매 입자가 바람직하다. 유기물 등을 촉매적으로 분해하는 촉매 입자로서는, 예를 들면, 철, 망간, 구리, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 니켈, 코발트, 백금, 루테늄, 로듐 등의 금속 단체(單體), 이들의 금속 산화물 또는 금속 염화물, 산화 티탄, 및 프탈로시아닌 등을 들 수 있다. 이들 분말 또는 입상 흡착재는, 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 병용되어도 좋다.
또, 분말 또는 입상 흡착재는, 예를 들면 첨착(添着) 활성탄 등의, 상기 분말 또는 입상 흡착재의 표면에 화학 탈취제를 부착시킨 것이더라도 좋다. 첨착 활성탄에 부착되는, 알데히드계 가스나 NOx, SOx, 초산 등의 산성 가스에 대한 화학 흡착재로서는, 탄산 칼륨, 탄산 수소 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산 수소 나트륨 등의 알칼리 금속 탄산염, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 등의 알칼리 금속 수산화물, 에탄올 아민, 헥사메틸렌 디아민, 메틸 아민, 피페라진, 아닐린, p－아니시딘, 설파닐산, 아미노 안식향산 등의 아민 화합물 및 그 염류, 폴리에틸렌 이민, 이미노디에탄올 등의 이민 또는 이미노 화합물 및 그 염류, 구아니딘계 화합물 및 그 염류, L－아르기닌, 메틸 아민 염산염류, 세미칼바지드 염산염류, 히드라진, 황산 히드록실아민, 및 과망간산염 등을 들 수 있다. 또, 암모니아, 아민류, 피리딘 등의 알칼리성 가스에 대한 화학 흡착재로서는, 염산, 황산, 질산, 사과산, 구연산, 아스코르빈산 등의 유기산, 및 무기산 등을 들 수 있다. 또한, 이들 화학 흡착재는, 통기성 기재에 함침시키거나, 미리 함침된 통기성 기재를 이용하거나 해도 좋다.
상기 분말 또는 입상 흡착재의 평균 입경은, 4∼200메시 정도의 범위 내가 바람직하다. 분말 또는 입상 흡착재의 평균 입경이 크면 필터가 두꺼워져 플리츠 가공이 어려워지고, 너무 작으면 압력 손실이 높아지기 때문이다.
열 접착제로서는, 핫멜트 수지를 이용할 수가 있다. 핫멜트 수지의 사용량은, 사용하는 분말 또는 입상 흡착재의 중량에 대해서 10∼50%로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20∼40%이다. 10%보다 적은 경우, 접착 부족으로 되어 분말 또는 입상 흡착재가 부직포 등의 통기성 기재에 고착되지 않고, 통기성 기재로부터 탈락하기 쉬워져, 필터 여과재의 플리츠 형상이 무너져 버린다. 한편, 50%보다 많은 경우, 분말 또는 입상 흡착재 표면의 대부분을 핫멜트 수지가 덮게 되어 탈취나 소취(消臭) 성능 등을 해침과 동시에, 흡착층이 필요 이상으로 딱딱해져 버려 플리츠 가공시의 가공성 악화를 초래하거나, 용융시에 핫멜트 수지가 통기성 기재에 흡수되어, 통기성 기재의 통기성을 해치거나, 또 얼룩모양의 외관을 보이거나 할 우려가 있다.
핫멜트 수지의 평균 입경으로서는, 10∼400메시가 바람직하다. 핫멜트 수지의 평균 입경이 10메시보다 크면 충분한 접착력이 얻어지지 않고, 400메시보다 작으면 통기 저항을 높게 하는 원인으로 된다.
통기성 기재 또는 흡착재에, 항균성, 항곰팡이성, 항바이러스성, 난연성, 그 밖의 기능을 부여하기 위해, 통기성 기재 자체 또는 핫멜트 수지에, 미리 항균제, 항바이러스제, 난연제, 기능성 약제 등의 약제를 혼입, 또는 혼합해도 좋다. 또, 이들 약제는, 분말 또는 입상 흡착재에, 그 본래의 성능이 손상되지 않는 방법 및 양으로 첨착, 또는 고착되어도 좋고, 통기성 기재에 도포 등에 의해 부착되어도 좋다.
통기성 기재에는, 상기 이외의 기능성, 예를 들면 일렉트릭성이 부여되어도 좋다. 일렉트릭성은, 에어 필터 여과재에 세균이나 꽃가루(花粉) 등 미크론 사이즈의 먼지를 포집하기 위해서 이용되는 것이며, 일렉트릿(electret) 멜트블로우 부직포가 이용된다. 일렉트릭성을 부여하기 위한 일렉트릿 가공의 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 멜트블로우 부직포 시트에 코로나 방전법, 마찰 대전법이라고 하는 공지의 방법을 적용하면 좋다. 멜트블로우 부직포로서는, 보다 나은 포집 성능을 얻기 위해, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 높은 전기 저항율을 가지는 재료가 바람직하게 이용되고, 상기 각 부직포의 복합품, 적층품으로 해도 좋다.
도 1은 본 실시 형태의 필터 여과재의 제조 공정을 나타내는 설명도이다.
통기성 기재(2)는, 롤모양으로 감겨 있고, 반송 장치(1)에 의해 흐름 방향으로 내보내진다. 통기성 기재(2)의 표면에는, 롤식 살포기(3)의 호퍼(3a)로부터 공급된 흡착재(4)와 열 접착제(5)가 살포 롤(3b)로부터 살포, 퇴적되어, 흡착층이 형성된다. 통기성 기재(2)는, 흡착층의 위쪽으로부터 줄무늬 형태의 접힘선 부가기(筋付機)(6)의 블레이드(6a)로 폭방향을 따라 접힘선이 부가된다. 그 후, 통기성 기재(2)는, 흡착층을 끼워넣도록 별도의 통기성 기재(7)로 피복된다. 적층된 통기성 기재(2, 7)는, 가열 프레스기(8)로 옮겨져, 열 프레스되어 열 접착제(5)가 경화한다. 그 후, 적층된 통기성 기재(2, 7)는, 필터 여과재(9)로서 롤모양으로 감긴다.
롤식 살포기(3)는, 분체를 저장하는 호퍼(3a)와, 이 호퍼(3a)의 하부에 회전 가능하게 지지된 살포 롤(3b)로 구성되어 있다. 분말 및 입상 흡착재의 통기성 기재(2)에의 살포 방법은, 상기에 한하지 않고 종래 알려진 살포 방법이면 어떠한 것이라도 좋다.
접힘선 부가기(6)는, 소정 형상으로 펀칭하고 절단하는 톰슨형과 같이, 유압 실린더 등의 구동 기구와, 상하 승강대와, 승강대에 장착된 블레이드(6a)와, 블레이드(6a)와 동일한 형상을 한 칼날 받침대(刃受台) 또는 평판대(平板台) 형상의 칼날 받침대로 구성되어 있다. 블레이드(6a)는, 주행중인 시트에 대해서 흡착층의 위쪽으로부터 수직으로 상하 운동하고, 블레이드(6a)의 칼끝에 의해 살포 퇴적한 고화 전의 흡착층 및 통기성 기재(2)에 대해서 홈(폭방향 줄무늬)을 형성한다. 이와 같이 형성된 홈은, 흡착층의 고화와 함께, 필터 여과재의 플리츠 가공용 접힘선(折筋)으로 된다. 홈의 간격은, 필터 여과재가 절첩되는 접기폭(折幅)에 의해 임의로 조정된다. 홈의 폭 및 깊이는, 절첩할 때의 반발이나 구조적 압력손실을 고려하여, 살포, 퇴적되는 흡착재(4)의 양에 맞추어 조정할 수가 있다.
또, 블레이드(6a)의 형상은, 직선 형상 뿐만 아니라, 지그재그 형상, 파형 형상 등이라도 좋다. 지그재그 형상이나 파형 형상 등의 경우, 필터 프레임 내에 들어가는 여과재 면적이 증가함과 동시에, 세퍼레이터나 비트 접착제가 없더라도, 절첩한 여과재 사이의 공간을 유지할 수 있으므로, 경제적이다.
또한, 접힘선 부가기(6)를 이용해서 행해지는 스트라이핑식(striping type)의 줄무늬나 접힘선 부가 대신에, 일정 간격마다 홈이 들어간 롤과 동간격으로 돌기가 부가된 롤이 상하에서 회전하고, 그 사이에 통기성 기재(2)를 끼워넣으면서 접힘선을 부가하는 회전식이라도 좋다.
가열 프레스기(8)는, 한쌍의 플랫 가열 벨트를 가지고, 일정 온도와 압력으로, 일정 시간 연속 가열한다. 이것에 의해, 흡착재(4)는, 열 접착제(5)를 거쳐 통기성 기재(2, 7)에 고착된다. 가열 프레스기(8)는, 상술한 가열 프레스 방법 대신에, 공지의 롤간 프레스 방법이라도 좋다.
상기 제조 공정 후, 필터 여과재를 플리츠 가공하는 방법으로서는, 예를 들면 상하에 한 장씩 배치된 칼날이 교대로 운동함으로써 필터 여과재를 플리츠 가공하는 레시프로식 플리츠 성형기 등의, 공지의 플리츠 가공 성형기를 이용한 방법을 이용할 수가 있다.
이상 설명한 필터 여과재 및 그것을 구비한 필터 소자는, 소정의 접기폭으로 플리츠 가공하기 위한 접힘선으로서 홈을 넣은 후, 필터 여과재의 흡착층을 고화함으로써 제작된다. 이것에 의해, 탈취나 입자상 불순물 제거의 고성능화를 위해서 흡착재 충전량(단위면적 당의 흡착재 중량)이 증가하고 필터 여과재의 두께가 증가한 경우이더라도, 필터 여과재를 플리츠 가공했을 때의 반발이 적어, 플리츠 가공이 쉬워진다.
또, 필터 여과재를 필터 소자의 일예인 필터 유닛에 이용한 경우, 프레임체에 들어가는 절첩 산의 수를 많게 할 수가 있다. 이 결과, 필터 유닛의 흡착량이 많아지고, 탈취 등의 필터 성능을 얻을 수가 있다. 또, 절첩한 산의 정점이 샤프하게(예각으로) 되어, 필터 유닛의 구조 압력손실을 저감할 수가 있다.
[실시예]
다음에 본 발명의 필터 여과재 및 필터 소자의 구체적인 실시예를 설명한다.
이하의 실시예에 있어서는, 필터 여과재의 평량(目付, basis weight), 두께, 통기도 등의 물성은, JIS　L1096 「일반 직물 시험 방법」에 기재된 방법에 의해 측정했다.
실시예 1
흡착재로서 평균 입경 32∼60메시의 야자껍질 활성탄(크라레이(KURARAY) 케미칼(주)제, 야자껍질 활성탄 3260)에 대해서, 열 접착제로서 평균 입경 40메시, 융점 105℃의 저밀도 폴리에틸렌의 열가소성 분말 수지(도쿄(東京) 잉크(주)제, PR1050M)를 중량비 25%로 되도록 혼합했다. 이 혼합 입상물을, 통기성 기재로서 평량 30g/㎡의 폴리에스테르 스판본드 부직포에 살포하고, 그 후, 살포 퇴적한 혼합 입상물의 길이 방향에 대해서 직각으로 92㎜ 간격으로 주름선과 같은 접힘선 부가를 행했다. 또, 혼합 입상물을 끼워넣도록 위로부터 평량 30g/㎡의 폴리에스테르 스판본드 부직포를 겹쳐맞추었다. 155℃에서 75초간 가열 처리하고, 접힘선이 부가된 흡착층을 고정화함과 동시에, 흡착층과 2매의 폴리에스테르 스판본드 부직포를 접착시켜, 탈취용 필터 여과재를 얻었다.
고착한 활성탄량은 600g/㎡이며, 필터 여과재의 통기도는 50cc/㎠/s, 두께는 1.7㎜였다.
얻어진 필터 여과재를 플리츠 성형기를 이용하여 플리츠 가공하고, 접어넣음 공간에 PET제의 물결 형상 세퍼레이터를 개재해서 알루미늄 프레임에 삽입했다. 이것에 의해, 산높이(山高) 92㎜, 산의 수(山數) 65산의 610㎜(W)×610㎜(H)×100㎜(D)의 필터 유닛을 얻었다.
필터 유닛은, 접어넣음의 반발이 적고, 접어넣은 필터 여과재의 산의 정점은 예각이며, 여과재 면적은 7.2㎡였다. 필터 유닛의 압력 손실을 측정했더니, 0.5m/s의 면속(面速)에서 16.6Pa였다.
이 필터 유닛으로부터, 10㎝×10㎝스퀘어(角)의 블록을 잘라내고, 톨루엔용 검지관(가스테크(GASTEC)(주)제)를 이용하여 톨루엔 농도 20ppm, 0.5m/s의 면속에서, 제거 수명을 측정했더니, 90% 파과(破過, break through)에서의 수명은 6.6시간이었다.
실시예 2
실시예 1에서 제작한 필터 여과재를 2매 적층해서, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 610㎜(W)×610㎜(H)×100㎜(D)의 필터 유닛을 얻었다. 산높이 92㎜, 산의 수 47산이었다. 필터 유닛은, 접어넣음의 반발이 적고, 접어넣은 필터 여과재의 산의 정점은 예각이며, 여과재 면적은 10.5㎡였다. 필터 유닛의 압력 손실을 측정했더니, 0.5m/s의 면속에서, 45.7Pa였다.
이 필터 유닛에 대해서 실시예 1과 마찬가지로 제거 수명을 측정했더니, 90% 파과에서의 수명은 13.5시간이었다.
실시예 3
한쪽측의 통기성 기재인, 접힘선 부가된 폴리에스테르 스판본드 부직포에 겹쳐합쳐지는 측의 폴리에스테르 스판본드 부직포로서, 집진 기능을 가진 폴리프로필렌제 멜트블로우 부직포(미츠이 카가쿠(三井化學)(주)제, MPECO4S)와 실시예 1에서 이용한 평량 30g/㎡의 폴리에스테르 스판본드 부직포를 붙여맞춘 것을 이용하고, 접힘선 부가 간격을 285㎜로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 활성탄 시트의 탈취용 필터 여과재를 얻었다.
고착한 활성탄량은 300g/㎡이며, 필터 여과재의 통기도는 45cc/㎠/s, 두께는 1.3㎜였다.
얻어진 필터 여과재를 플리츠 성형기를 이용하여 플리츠 가공하고, 접어넣음 공간에 PET제의 물결 형상 세퍼레이터를 개재해서 알루미늄 프레임에 삽입했다. 이것에 의해, 산높이 285㎜, 산의 수 41산의 610㎜(W)×610㎜(H)×290㎜(D)의 필터 유닛을 얻었다.
필터 유닛은, 접어넣음의 반발이 적고, 접어넣은 필터 여과재의 산의 정점은 예각이며, 여과재 면적은 14.1㎡였다. 필터 유닛의 압력 손실을 측정했더니, 2.5m/s의 면속에서, 93.1Pa였다.
실시예 4
흡착재로서 이온 교환 수지(미츠비시 카가쿠(三菱化學)(주)제, SK1BH), 열 접착제로서 융점 125℃의 폴리에스테르 핫멜트(토쿄 잉크(주)제, G120)를 이용하여 접힘선 부가 간격을 45㎜로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 카티온(cation) 시트의 탈취용 필터 여과재를 얻었다.
고착한 카티온 교환 수지량은 500g/㎡이며, 필터 여과재의 통기도는 80cc/㎠/s, 두께는 1.5㎜였다.
얻어진 필터 여과재를 플리츠 성형기를 이용하여 플리츠 가공하고, 접어넣음 공간에 PET제의 물결 형상 세퍼레이터를 개재해서 알루미늄 프레임에 삽입했다. 이것에 의해, 산높이 45㎜, 산의 수 75산의 610㎜(W)×610㎜(H)×50㎜(D)의 필터 유닛을 얻었다.
필터 유닛은, 접어넣음의 반발이 적고, 접어넣은 여과재의 산의 정점은 예각이며, 여과재 면적은 4.1㎡였다. 필터 유닛의 압력 손실을 측정했더니, 0.5m/s의 면속에서, 18.1Pa였다.
이 필터 유닛에 대해서 실시예 1과 마찬가지로 제거 수명을 측정했더니, 90% 파과에서의 수명은 5.4시간이었다.
실시예 5
접힘선 부가 간격을 33㎜로 한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로, 탈취용 필터 여과재를 얻었다. 얻어진 필터 여과재를 플리츠 성형기를 이용하여 플리츠 가공하고, 산높이 33㎜, 산의 수 29산의 플리츠 가공 마친 필터 여과재를 얻었다. 이 플리츠 가공 마친 필터 여과재를, 외경 32㎜의 폴리프로필렌제 다공성 심통에 원형으로 감아, 외경 65㎜, 길이 250㎜의 카트리지 필터를 얻었다.
카트리지 필터는, 접어넣음의 반발이 적고, 접어넣은 여과재의 정점은 예각이며, 여과재 면적은 0.48㎡였다.
비교예 1
살포 퇴적한 혼합 입상물에 줄무늬형태의 접힘선 부가를 실시하지 않는 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 탈취용 필터 여과재를 얻었다.
고착한 활성탄량은 실시예 1과 마찬가지로 600g/㎡이며, 여과재의 통기도는 50cc/㎠/s, 두께는 1.7㎜였다.
얻어진 필터 여과재를 실시예 1과 마찬가지로 플리츠 가공하고, 610㎜(W)×610㎜(H)×10㎜(D)의 필터 유닛을 얻었다.
이 필터 유닛의 산높이는 92㎜였지만, 접어넣은 필터 여과재의 산의 정점 형상은 둥글고, 산높이가 균일하지 않고, 필터 여과재의 접어넣음 반발이 크고, 알루미늄 프레임에 삽입할 수 있던 산의 수는 60산이었다. 여과재 면적은 6.6㎡였다. 필터 유닛의 압력 손실을 측정했더니, 0.5m/s의 면속에서, 24.8Pa였다.
이 필터 유닛에 대해서 실시예 1과 마찬가지로 제거 수명을 측정했더니, 90% 파과에서의 수명은 5.1시간이었다.
비교예 2
비교예 1에서 제작한 필터 여과재를 2매 적층해서, 비교예 1과 마찬가지로 하여, 610㎜(W)×610㎜(H)×100㎜(D)의 필터 유닛을 얻었다.
이 필터 유닛의 산높이는 92㎜였지만, 비교예 1과 마찬가지로, 접어넣은 여과재의 산의 정점 형상은 둥글고, 산높이가 균일하지 않고, 필터 여과재의 접어넣음 반발이 크고, 알루미늄 프레임에 삽입할 수 있던 산의 수는 43산이었다. 여과재 면적은 9.5㎡였다. 필터 유닛의 압력 손실을 측정했더니, 0.5m/s의 면속에서, 69.3Pa였다.
이 필터 유닛에 대해서 실시예 1과 마찬가지로 제거 수명을 측정했더니, 90% 파과에서의 수명은 11.2시간이었다.
비교예 3
살포 퇴적한 혼합 입상물에 접힘선 부가를 실시하지 않는 것 이외는, 실시예 3과 마찬가지로 하여, 탈취용 필터 여과재를 얻었다.
고착한 활성탄량은 300g/㎡이며, 필터 여과재의 통기도는 45cc/㎠/s, 두께는 1.3㎜였다.
얻어진 필터 여과재를 플리츠 성형기를 이용하여 플리츠 가공하고, 접어넣음 공간에 PET제의 물결 형상 세퍼레이터를 개재해서 알루미늄 프레임에 삽입하고, 산높이 285㎜, 산의 수 35산의 610㎜(W)×610㎜(H)×290㎜(D)의 필터 유닛을 얻었다.
이 필터 유닛의 산높이는 285㎜였지만, 비교예 1과 마찬가지로, 접어넣은 여과재의 산의 정점 형상은 둥글고, 산높이가 균일하지 않고, 필터 여과재의 접어넣음 반발이 크고, 알루미늄 프레임에 삽입할 수 있던 산의 수는 35산이었다. 여과재 면적은 12.1㎡였다. 필터 유닛의 압력 손실을 측정했더니, 2.5m/s의 면속에서, 130Pa였다.
비교예 4
살포 퇴적한 혼합 입상물에 접힘선 부가를 실시하지 않는 것 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 하여, 카티온 시트의 탈취용 필터 여과재를 얻었다.
고착한 카티온 교환 수지량은 500g/㎡이며, 필터 여과재의 통기도는 80cc/㎠/s, 두께는 1.5㎜였다.
얻어진 필터 여과재를 실시예 4와 마찬가지로 플리츠 가공하고, 610㎜(W)×610㎜(H)×50㎜(D)의 필터 유닛을 얻었다.
이 필터 유닛의 산높이는 45㎜였지만, 비교예 1과 마찬가지로, 접어넣은 필터 여과재의 산의 정점 형상은 둥글고, 산높이가 균일하지 않고, 필터 여과재의 접어넣음 반발이 크고, 알루미늄 프레임에 삽입할 수 있던 산의 수는 70산이었다. 여과재 면적은 3.8㎡였다. 필터 유닛의 압력 손실을 측정했더니, 0.5m/s의 면속에서, 27.2Pa였다.
이 필터 유닛에 대해서 실시예 1과 마찬가지로 제거 수명을 측정했더니, 90% 파과에서의 수명은 3.8시간이었다.
비교예 5
살포 퇴적한 혼합 입상물에 접힘선 부가를 실시하지 않는 것 이외는, 실시예 5와 마찬가지로 하여, 탈취용 필터 여과재를 얻었다. 얻어진 필터 여과재를 플리츠 성형기를 이용하여 플리츠 가공하고, 산높이 33㎜, 산의 수 29산의 플리츠 가공 마친 필터 여과재를 얻었다. 이 여과재를 외경 32㎜의 폴리프로필렌제 다공성 심통에 원형으로 감아, 외경 65㎜, 길이 250㎜의 카트리지 필터를 얻으려고 했다. 그러나, 산높이가 균일하지 않고, 필터 여과재의 접어넣음 반발이 크고, 카트리지화할 수 없었다.
이들 실시예 1∼5 및 비교예 1∼5의 필터 유닛 및 카트리지 필터에 있어서의 각종 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1로부터, 본 발명의 필터 여과재 및 필터 소자에 있어서는, 플리츠 가공하는 필터 여과재의 흡착재 충전량이 큰 경우라도, 플리츠 가공에의 반발이 적고, 통기 통수 저항 및 필터 성능이 우수하여, 저압력 손실을 실현할 수 있는 것이 분명하다.
실시예 6
실시예 4에서 얻어진 여과재를 한쌍의 평 톱니바퀴에 통과시켜, 두께 3㎜의 코러게이트 가공을 실시하고, 얻어진 필터 여과재를 플리츠 성형기를 이용하여 플리츠 가공을 실시했다. 플리츠 가공은, 접힘선마다 플리츠되고, 절첩한 산의 정점은 예각이었다.
비교예 6
한편, 비교예 4에서 얻은 여과재를 마찬가지로 코러게이트 가공 후, 플리츠 가공을 실시했지만, 코러게이트된 물결부가 찌부러져, 산의 정점이 평평하게 되고, 플리츠 가공할 수 없었다.
이와 같이, 본 실시예의 필터 소자는, 공간 유지 부재를 이용하지 않고, 접힘선 부가된 여과재에 물결모양으로 코러게이트 가공을 실시하여 필터 소자로 하는 것도 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.
1: 반송 장치
2, 7: 통기성 기재
3: 롤식 살포기
3a: 호퍼
3b: 살포 롤
4: 흡착재
5: 열 접착제
6: 접힘선 부가기
6a: 블레이드
8: 가열 프레스기
9: 필터 여과재

Claims (9)

  1. 통기성 기재 사이에 흡착층을 개재시킨 필터 여과재로서, 상기 통기성 기재의 적어도 1매의 내면측에 접힘선을 구비하여 이루어지는 필터 여과재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착층은 흡착재가 열 접착제에 의해 접착 고화되어 이루어지는 필터 여과재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 흡착층의 양면이 상기 통기성 기재와 접착 일체화되어 이루어지는 필터 여과재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착층은, 복수로 마련되어 이루어지는 필터 여과재.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통기성 기재 중, 적어도 1매가 집진 기능을 가지는 필터 여과재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 필터 여과재를 구비해서 이루어지는 필터 소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    절첩된 상기 필터 여과재의 접어넣음 공간에 공간 유지 부재가 끼워넣어진 필터 소자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    절첩된 상기 필터 여과재에 코러게이트 가공을 실시한 필터 소자.
  9. 제1 통기성 기재의 표면에 흡착재와 열 접착제를 살포, 퇴적하여 흡착층을 형성하는 공정과,
    상기 흡착층의 위쪽으로부터 상기 제1 통기성 기재의 폭방향을 따라 접힘선을 부가하는 공정과,
    상기 제1 통기성 기재를 상기 흡착재를 끼워넣도록 제2 통기성 기재로 피복하는 공정과,
    적층된 상기 제1 및 제2 통기성 기재를 열 프레스하여 상기 열 접착제를 경화시키는 공정을 구비하는 필터 여과재의 제조 방법.
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