KR20210136991A - 여과재 및 필터 유닛 - Google Patents

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료스케 이키오
야스히로 아사다
나오키 야마가
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도레이 카부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 하나 이상의 실시형태는 산부와 곡부가 교대로 연속되고, 적어도 한쪽의 면에 있어서의 산부의 피치가 5.0mm 이하인 플리츠 형상의 여과재에 있어서의, 통기시의 압력손실을 저감하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 하나 이상의 실시형태에 따른, 골재층인 제 1 섬유 시트(11) 및 집진층인 제 2 섬유 시트(12)를 포함하는 여과재(10)는, 산부(A)와 곡부(B)가 교대로 연속되고, 산부(A)의 높이(H)가 5mm∼50mm이며, 적어도 한쪽의 면(S1)에 있어서의 산부(A)의 피치(X)가 0.5mm∼5.0mm인 플리츠 형상이며, 여과재(10)의 두께(D)가 0.10mm∼0.43mm이며, 여과재(10)의 걸리법에 의한 강연도가 1000μN 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

여과재 및 필터 유닛
본 발명은 일반산업용, 공조기용, 공기청정기용, 청소기용, 차재용 등의 에어 필터로서 사용할 수 있는 여과재 및 그것을 구비한 필터 유닛에 관한 것이다.
빌딩, 공장, 자동차, 일반가정용 등의 사용되는 공조기 및 공기청정기에는 여과재가 프레임체에 장전된 에어 필터가 사용되고 있다. 이러한 필터는 한정된 치수 내에 보다 많은 여과재를 장전할 수 있도록 플리츠 가공이라고 불리는 산곡(山谷)형상의 가공을 실시해서 여과 면적을 증대시키고 있다. 플리츠 가공을 실시한 여과재에 플리츠의 산부의 능선에 교차하는 방향으로 연장되는 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(비드)를 도포하는 것 등에 의해 형상을 유지해서 플리츠간의 간극을 확보하여 프레임체와 조합한 것이 필터 유닛으로서 사용된다.
이러한 플리츠 가공을 실시한 여과재는 에어 필터로서의 강도를 유지하고, 고포집이며 또한 압력손실의 저감화(저압손화)를 꾀하기 위해서, 다른 밀도의 복수의 섬유 시트를 적층시킨 것이 많이 사용되고 있다. 복수의 섬유 시트를 적층시킨 여과재는 예를 들면 에어 필터로서의 강도를 부여하기 위한 섬유 시트(골재층)와, 공기중의 입자를 포집하기 위한 섬유 시트(집진층)를 적층한 여과재이다. 특히 골재층으로서 사용되는 섬유 시트는 고강도이며, 압력손실이 낮은 것이 요구된다.
플리츠 가공된 여과재를 프레임체에 장전한 필터 유닛의 압력손실은 여과재 자체의 통기저항에 의한 압력손실(여과재 압손)과, 풍압에 의한 플리츠 여과재의 변형에 의해 발생하는 구조 기인의 압력손실(구조 압손)로 이루어진다. 특히 구조 압손은 여과재에 공기를 통과시켰을 때에, 여과재에의 풍압에 의해 여과재가 신장, 변형되어 이웃하는 플리츠 여과재 사이에 끼워진 공기 유로의 폭이 좁아지는 것이나, 여과재끼리가 접촉해서 공기가 흐르기 어려워짐으로써 발생한다. 그래서 구조 압손의 저감을 위해서, 두께가 얇고, 휘기 어려운 여과재가 검토되고 있다.
특허문헌 1에서는 고풍속 여과에 적합한 통기도가 높고 여과재 두께가 얇은 미니 플리츠 가공이 가능한 실용적인 여과재로서, 단섬유 사이가 고정된 유기 섬유를 주체로 하는 부직포를 갖고, 상기 부직포는 영률과 섬도가 다른 복수의 단섬유로 구성됨과 아울러, 적어도 영률 150cN/dtex 이상, 섬도 7dtex 이상의 비권축의 단섬유가 섬유 전질량의 20% 이상의 비율로 포함되고, 또한, 단섬유 사이가 유리 전이점 온도 30℃ 이상의 수지로 고정되어 있고, 1% 신장시의 비강도가 1000N·cm/g 이상이며, 또한 통기도가 100㎤/㎠·초 이상인 여과재가 개시되어 있다.
한편, 특허문헌 2에서는 필터용 여과재의 골재층에 유리 단섬유를 배합하면 고강도로 압력손실을 저감할 수 있으므로 유리하지만, 유리 섬유를 배합한 여과재를 플리츠 가공하면 유리 섬유의 보풀 발생이 문제가 되는 것이 기재되어 있다. 그리고, 특허문헌 2에서는 유리 단섬유를 포함하면서 보풀 발생이 적은 필터용 여과재로서, 2층 이상의 시트를 포함하는 여과재이며, 적어도 제 1 시트는 유리 단섬유, 유기 단섬유 및 바인더 수지를 포함하고, 또한 유기 단섬유는 적어도 1∼20㎛의 섬유 지름의 것을 포함하고, 또한 상기 1∼20㎛의 섬유 지름의 유기 단섬유가 유리 단섬유에 대해서 적어도 25질량%이며, 제 2 시트가 일렉트릿 가공된 부직포의 시트인 것을 특징으로 하는 필터용 여과재가 개시되어 있다.
일본 특허 제5434076호 공보 일본 특허공개 2014-151299호 공보
상기와 같이, 산부와 곡부가 교대로 연속되도록 접혀진 플리츠 형상의 여과재에서의 구조 압손은 여과재에 공기를 통과시켰을 때에, 여과재에의 풍압에 의해 여과재가 신장, 변형되어 이웃하는 플리츠 여과재 사이에 끼워진 공기 유로의 폭이 좁아지는 것이나, 여과재끼리가 접촉해서 공기가 흐르기 어려워짐으로써 발생한다. 이 때문에, 인접하는 산부 사이의 피치가 5.0mm 이하 또는 3.5mm 이하로 매우 짧은 경우에는 공기 유로가 좁아 통기시의 압력손실은 특히 커진다. 또 특허문헌 1의 실시예, 비교예에서는 산부의 높이 8mm의 플리츠 가공된 여과재를 이용하여 압력손실을 억제하는 것이 검토되고 있지만, 플리츠의 산부의 피치에 대해서는 기재되어 있지 않다. 특허문헌 2에서는 플리츠 가공된 여과재의 산부의 피치가 짧은 여과재에 있어서 압력손실이 커진다고 하는 과제 및 이 과제를 해결하는 수단에 대해서는 기재도 시사도 되어 있지 않다.
그래서, 본 발명의 하나 이상의 실시형태는 산부와 곡부가 교대로 연속되고, 적어도 한쪽의 면에 있어서의 산부의 피치가 5.0mm 이하인 플리츠 형상의 여과재에 있어서의, 통기시의 압력손실을 저감하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나 이상의 실시형태는 하기 중 어느 하나의 구성을 갖는 것이다.
(1)골재층인 제 1 섬유 시트 및 집진층인 제 2 섬유 시트를 포함하는 여과재로서,
산부와 곡부가 교대로 연속되고, 산부의 높이가 5mm∼50mm이며, 적어도 한쪽의 면에 있어서의 산부의 피치가 0.5mm∼5.0mm인 플리츠 형상이며,
여과재의 두께가 0.10mm∼0.43mm이며,
여과재의 걸리법에 의한 강연도가 1000μN 이상인 것을 특징으로 하는 여과재.
(2)산부의 연장되는 방향과 수직인 단면 상에 있어서, 여과재의 제 1 면측의 산부의 정부(頂部)가, 여과재의 제 2 면측에 볼록의, 곡률반경이 200mm 이하인 곡선 상에 위치하는 형상인 (1)에 기재된 여과재.
(3)제 1 섬유 시트가, 1% 신장시의 모듈러스가 50N 이상인 섬유 시트인 (1) 또는 (2)에 기재된 여과재.
(4)제 1 섬유 시트가 35질량% 이상의, 영률 200cN/dtex 이상의 섬유를 함유하는 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 여과재.
(5)제 1 섬유 시트가 10질량% 이상의 펄프를 함유하는 (1)∼(4) 중 어느 하나에 기재된 여과재.
(6)산부의 능선에 교차하는 방향으로 연장되는, 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(비드)를 더 구비하고,
상기 수지부의 두께가 0.5mm∼2.5mm인 (1)∼(5) 중 어느 하나에 기재된 여과재.
(7) (1)∼(6) 중 어느 하나에 기재된 여과재와, 상기 여과재를 지지하는 프레임체를 구비하는 필터 유닛.
본 명세서는 본원의 우선권의 기초가 되는 일본국 특허 출원번호 2019-048657호의 개시 내용을 포함한다.
본 발명의 하나 이상의 실시형태에 따른 여과재 및 그것을 사용한 필터 유닛은 플리츠의 산부의 피치가 0.5mm∼5.0mm로 짧음에도 불구하고 압력손실이 낮다.
도 1은 여과재(10)와, 그것을 지지하는 한쌍의 프레임체(20, 20)를 구비하는 필터 유닛(1)의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 필터 유닛(1)에 있어서의 여과재(10)의, 축(C)에 수직인 면에 의한 단면의 일부 모식도이다.
도 3은 여과재(10)의 플리츠 형상을 유지하기 쉽게 하기 위해서, 제 1 면(S1)측의 산부(A)의 능선(L1)에 직교하는 방향으로, 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(비드)(R1)를 연속적으로 도포하고, 제 2 면(S2)측의 산부(A)의 능선(L2)에 직교하는 방향으로, 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(비드)(R2)를 연속적으로 도포한 여과재(10)의 실시형태의, 산부(A)의 능선(L1, L2)에 수직인 면에 의한 단면의 일부 모식도이다.
도 4는 여과재(10)의 플리츠 형상을 유지하기 쉽게 하기 위해서, 제 1 면(S1)측의 산부(A)의 능선(L1)에 직교하는 방향으로, 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(비드)(R1)를 간헐적으로 도포하고, 제 2 면(S2)측의 산부(A)의 능선(L2)에 직교하는 방향으로, 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(비드)(R2)를 간헐적으로 도포한 여과재(10)의 실시형태의, 산부(A)의 능선(L1, L2)에 수직인 면에 의한 단면의 일부 모식도이다. 이 실시예에서는 이웃하는 수지부(R1, R2)는 접촉해서 연결되므로, 수지부(R1, R2)는 한개의 끈형상으로 되어서 연속적으로 연장되어 있다.
<여과재>
본 발명의 여과재는 골재층인 제 1 섬유 시트 및 집진층인 제 2 섬유 시트가 적층된 구조를 갖고 있다. 또한 본 발명의 여과재는 산부와 곡부가 교대로 연속된 플리츠 형상이다. 이 플리츠 형상에 있어서의 산부의 높이는 5mm∼50mm이며, 적어도 한쪽의 면에 있어서의 산부의 피치는 0.5mm∼5.0mm이다.
여과재의 플리츠 형상의 바람직한 실시형태에 대해서 도 1∼3에 나타내는 구체예를 참조해서 설명한다.
도 1은 여과재(10)와, 그것을 지지하는 한쌍의 프레임체(20, 20)를 구비하는 필터 유닛(1)의 사시도이다. 여과재(10)는 축(C)을 중심축으로 하는 원통형상으로 성형되어 있고, 그 양단이 각각 환상의 프레임체(20, 20)에 핫멜트 접착제에 의해 고정해서 시일되어 있다. 필터 유닛(1)에 의해 처리되는 공기는 여과재(10)의 외측으로부터 공급되고, 여과재(10)를 통과해서 내측으로부터 축(C)의 방향으로 배출된다.
도 2는 도 1에 나타내는 필터 유닛(1)에 있어서의 여과재(10)의, 축(C)에 수직인 면에 의한 단면의 일부 모식도이다. 여과재(10)는 산부(A)와 곡부(B)가 교대로 연속되도록 접혀진 플리츠 형상이다. 여과재(10)의 한쪽의 면을 제 1 면(S1)으로 하고, 상기 제 1 면의 이면측의 면을 제 2 면(S2)으로 한다. 본 실시형태에서는 제 1 면(S1)은 여과재(10)의 내주면이며, 제 2 면(S2)은 여과재(10)의 외주면이다. 여과재(10)의 제 1 면(S1)측의 산부(A)의 정부를 정부(P1)로 하고, 제 2 면(S2)측의 산부(A)의 정부를 정부(P2)로 한다. 도 2에서는 공기류를 흰색의 화살표로 나타낸다. 제 1 면(S1)측의 산부(A)의 정부를 정부(P1)가 이루는 능선을 능선(L1)으로 하고, 제 2 면(S2)측의 산부(A)의 정부를 정부(P2)가 이루는 능선을 능선(L2)으로 한다.
산부(A)의 높이(H)는 제 1 면(S1)측의 정부(P1)로부터 제 2 면(S2)측의 정부(P2)까지의 정부(P1)를 포함하는 면에 수직인 방향을 따른 거리를 가리킨다. 본 실시형태에서는 산부(A)의 높이(H)가 5mm∼50mm인 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는 여과재(10)의 제 1 면(S1)에 있어서의 산부(A)의 피치(X) 및 제 2 면(S2)에 있어서의 산부(A)의 피치(Y)의 적어도 한쪽이 0.5mm∼5.0mm가 바람직하고, 0.5mm∼3.5mm인 것이 바람직하고, 0.5mm∼3.0mm인 것이 보다 바람직하다. 본 실시형태와 같이, 산부(A)가 연장되는 방향(축(C)에 일치한다)과 수직인 단면 상에 있어서, 여과재(10)의 제 1 면(S1)측의 산부(A)의 정부(P1)가 제 2 면(S2)측에 볼록의 곡선 상에 위치할 경우에는 제 1 면(S1)에 있어서의 산부(A)의 피치(X)는 제 2 면(S2)에 있어서의 산부(A)의 피치(Y)보다 작아지기 때문에, 전형적으로는 제 1 면(S1)에 있어서의 산부(A)의 피치(X)가 상기 소정의 범위 내에 있다. 또한 제 2 면(S2)에 있어서의 산부(A)의 피치(Y)가 상기 소정의 범위에 있어도 좋다. 적어도 한쪽의 면에 있어서의 산부의 피치가 5.0mm 이하인 플리츠 형상의 여과재에서는 공기가 유입되는 측의 곡부(도 2에 나타내는 실시예에서의 제 2 면(S2)측의 곡부(B))가 획성(劃成)하는 공기 유로가 좁기 때문에, 구조 압손이 큰 것이 과제이지만, 본 실시형태에서는 후술하는 특징에 의해 이 과제를 해결할 수 있다. 플리츠 형상의 여과재에서의 구조 압손은 적어도 한쪽의 면에 있어서의 산부의 피치가 3.5mm 이하 또는 3.0mm 이하인 경우에 특히 크지만, 본 실시형태는 이렇게 짧은 산부 피치를 갖는 플리츠 형상의 여과재에서의 구조 압손을 저감할 수 있다.
본 실시형태와 같이, 산부(A)가 연장되는 방향(축(C)에 일치한다)과 수직인 단면 상에 있어서, 여과재(10)의 제 1 면(S1)측의 산부(A)의 정부(P1)가 제 2 면(S2)측에 볼록의 곡선 상에 위치할 경우, 상기 곡선의 곡률반경은 예를 들면 200mm 이하, 150mm 이하 또는 120mm 이하일 수 있다. 이러한 여과재(10)는 제 1 면(S1)에 있어서의 산부(A)의 피치(X)가 특히 작고, 구조 압손이 커지는 과제가 있지만, 본 실시형태에서는 후술하는 특징에 의해 이 과제를 해결할 수 있다. 본 실시형태의 여과재는 산부가 연장되는 방향과 수직인 단면 상에 있어서 여과재의 제 1 면측의 산부의 정부가 위치하는 제 2 면측에 볼록의 곡선이 전체 둘레에 걸쳐 폐쇄된 원형으로 된다, 원통형의 여과재이지만, 다른 형상이어도 좋다. 예를 들면 상기 곡선은 포물선, 반원 등의 부분적으로 개방된 곡선이어도 좋고, 타원형, 또는 원형 또는 타원형이 편평한 형상 등의 전체 둘레에 걸쳐 폐쇄된 형상의 곡선이어도 좋다.
여과재의 플리츠 형상을 유지하기 쉽게 하기 위해서, 산부의 능선에 교차하는 방향으로 연장되는, 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(비드)를 여과재의 한쪽 또는 양쪽의 면 상에 도포해서 형성하는 것이 바람직하다. 또, 도 1, 도 2에서는 상기 수지부는 묘사되어 있지 않다.
도 3 및 4는 산부(A)의 능선(L1, L2)에 직교하는 방향으로 연장되는 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(R1, R2)를 도포한 여과재(10)의 실시형태를 설명하기 위해서, 여과재(10)의 산부(A)의 피치를 도 2와는 다른 피치로 묘사한다. 도 3 및 도 4에 나타내는 실시형태에 따른 여과재(10)는 수지부(R1, R2)가 도포되어 있는 것을 제외하고, 도 2에 나타내는 실시형태에 따른 여과재(10)와 동일한 특징을 갖는다.
도 3은 여과재(10)의 플리츠 형상을 유지하기 쉽게 하기 위해서, 제 1 면(S1)측의 산부(A)의 능선(L1)에 직교하는 방향으로, 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(비드)(R1)를 연속적으로 도포하고, 제 2 면(S2)측의 산부(A)의 능선(L2)에 직교하는 방향으로, 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(비드)(R2)를 연속적으로 도포한 여과재(10)의 실시형태의, 산부(A)의 능선(L1, L2)에 수직인 면에 의한 단면의 일부 모식도이다. 이 실시형태에서는 끈형상의 수지부(R1, R2)는 산부(A)의 능선(L1, L2)에 직교하는 방향으로 연장되어 있다.
도 4는 여과재(10)의 플리츠 형상을 유지하기 쉽게 하기 위해서, 제 1 면(S1)측의 산부(A)의 능선(L1)에 직교하는 방향으로, 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(비드)(R1)를 간헐적으로 도포하고, 제 2 면(S2)측의 산부(A)의 능선(L2)에 직교하는 방향으로, 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부(비드)(R2)를 간헐적으로 도포한 여과재(10)의 실시형태의, 산부(A)의 능선(L1, L2)에 수직인 면에 의한 단면의 일부 모식도이다. 이 실시예에서는 끈형상의 수지부(R1, R2)는 산부(A)의 정부(P1, P2)의 근방에 존재하고, 곡부(B)의 바닥의 근방에는 존재하고 있지 않지만, 이웃하는 산부(A)에 도포된 수지부(R1, R2)는 접촉해서 연결되어 있으므로, 수지부(R1, R2)는 한개의 끈형상으로 되어 산부(A)의 능선(L1, L2)에 직교하는 방향으로 연장되어 있다.
도 3, 4에 나타내는 실시형태에서는 끈형상의 수지부(R1, R2)는 산부(A)의 능선(L1, L2)에 직교하는 방향으로 연장되어 있지만, 이 실시형태에는 한정되지 않고, 산부(A)의 능선(L1, L2)과 교차하는 방향으로 연장되어 있으면 좋다.
도면에는 나타내지 않았지만, 끈형상의 수지부(R1, R2)는 여과재(10)의 섬유 시트에 일부 또는 전부가 침투되어 있어도 좋다. 끈형상의 수지부(R1, R2)는 산부(A)가 연장되는 방향 상의 다른 위치에 복수 형성되어 있어도 좋고, 1개만 형성 되어 있어도 좋다. 끈형상의 수지부(R1, R2)는 여과재(10)의 축(C)의 둘레방향의 전체에 걸쳐 형성되어 있어도 좋고, 일부에만 형성되어 있어도 좋다. 또한 여과재(10)의 제 1 면(S1) 상의 끈형상의 수지부(R1)와, 여과재(10)의 제 2 면(S2) 상의 끈형상의 수지부(R2) 중 한쪽이 존재하지 않아도 좋다.
끈형상의 수지부(R1, R2)의 두께(W)(여과재(10)의 두께(D)의 방향의, 끈형상의 수지부(R1, R2)의 두께)는 0.5mm∼2.5mm인 것이 바람직하다. 끈형상의 수지부(R1, R2)의, 산부(A)의 능선(L1, L2)의 방향의 폭은 예를 들면 0.5mm∼2.5mm일 수 있다.
또, 이하의 설명에서는 여과재 상에 핫멜트 수지를 여과재의 산부의 능선에 교차하는 방향으로 도포해서 끈형상의 수지부를 형성하는 것을 「비드 가공」이라고 칭하고, 형성된 끈형상의 수지부를 「비드」라고 칭하는 경우가 있다.
계속해서, 본 발명의 여과재의 형상 이외의 특징에 대해서 설명한다.
본 발명의 여과재는 두께가 0.10mm∼0.43mm인 것이 바람직하고, 0.10mm∼0.40mm인 것이 보다 바람직하고, 0.10mm∼0.37mm인 것이 보다 바람직하고, 0.10mm∼0.34mm인 것이 특히 바람직하다. 여과재의 두께는 상기 범위에 있어서 더 바람직하게는 0.20mm 이상이다. 여과재의 두께가 이 범위일 때 구조 압손이 저감된다. 여과재의 두께는 도 2, 3에 나타내는 여과재(10)의 두께(D)에 상당하다.
본 발명의 여과재의 단위질량은 특별히 감소되지 않고, 예를 들면 10∼100g/㎡일 수 있고, 바람직하게는 20∼80g/㎡일 수 있다.
본 발명의 여과재는 걸리법에 의한 강연도가 1000μN 이상인 것이 바람직하고, 1200μN 이상인 것이 보다 바람직하고, 1300μN 이상인 것이 보다 바람직하고, 1500μN 이상인 것이 특히 바람직하다. 플리츠 형상의 여과재의 구조에 기인하는 압력손실은 여과재의 두께와 강연도의 밸런스로 결정되고, 두께는 얇을수록 압력손실이 저감되므로 바람직하지만, 여과재의 걸리법에 의한 강연도는 적어도 1000μN은 필요하다. 여과재의 걸리법에 의한 강연도가 상기 범위일 때, 통기시에 여과재의 변형이 억제되므로 구조 압손이 저감된다. 한편, 여과재의 걸리법에 의한 강연도는 플리츠 가공성을 해치지 않는 한 높을수록 바람직하고 상한은 특별히 한정되지 않지만, 샤프한 산형상을 형성할 수 있는 양호한 꺾임성을 달성하기 위해서는 5000μN 이하인 것이 바람직하고, 전형적으로는 4000μN 이하 또는 3500μN 이하일 수 있다.
계속해서, 여과재를 구성하는 섬유 시트에 대해서 설명한다.
본 발명의 여과재는 골재층인 제 1 섬유 시트 및 집진층인 제 2 섬유 시트가 적층된 구조를 갖고, 다른 시트가 더 적층되어 있어도 좋다. 제 1 섬유 시트 및 제 2 섬유 시트는 각각 바람직하게는 부직포 시트로 구성된다.
도시하는 실시형태의 여과재(10)는 골재층인 제 1 섬유 시트(11) 및 집진층인 제 2 섬유 시트(12)가 적층된 적층 여과재이다. 도시하는 실시형태의 여과재(10)는 공기류의 상류에 해당되는 외주측에 제 1 섬유 시트(11)가 배치되고, 공기류의 하류에 해당되는 내주측에 제 2 섬유 시트(12)가 배치되어 있다.
제 1 섬유 시트의 바람직한 실시형태에 대해서 설명한다.
골재층인 제 1 섬유 시트는 여과재에 강성 등의 기계적 강도를 부여하는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 위해서는 제 1 섬유 시트는 1% 신장시의 모듈러스가 50N 이상인 것이 바람직하다. 1% 신장시의 모듈러스가 이 범위의 제 1 섬유 시트를 포함하는 여과재는 통기시에 여과재의 변형이 억제되므로 구조 압손이 특히 저감된다.
제 1 섬유 시트는 섬유와 바인더 수지를 포함하는 것이 바람직하고, 펄프를 더 포함하는 것이 바람직하다.
제 1 섬유 시트에 포함되는 섬유로서는 유기 섬유 및 무기 섬유로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다. 유기 섬유로서는 폴리에스테르 섬유(PET 섬유 등), 비닐론 섬유, 폴리아미드 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리아라미드 섬유, 탄소 섬유 등을 예시할 수 있다. 유기 섬유로서는 폴리에스테르 섬유 및 비닐론 섬유로부터 전색(詮索)되는 1종 이상이 특히 바람직하다. 무기 섬유로서는 유리 섬유, 금속 섬유를 예시할 수 있고, 유리 섬유가 특히 바람직하다.
비닐론 섬유에는 옛부터 행해지고 있는 수계 습식 방사법에 의해 제조되는 비닐론 섬유와, 새롭게 개발된 용제 습식 냉각겔 방사법에 의해 생산되는 고영률의 비닐론 섬유가 있다. 특히, 용제 습식 냉각겔 방사법에 의해 생산되는 비닐론 섬유는 종래부터 사용되고 있던 수계 습식 방사법에 의해 제조되는 비닐론 섬유보다 영률이 높고, 또한 파단신도가 4∼15%로 높기 때문에 플리츠 가공에서도 섬유절단이 발생하기 어려운 것, 또 건열 수축률이 1.2% 이하로 적기 때문에 섬유 집적체를 섬유 고정할 때의 건조 열처리에서의 부직포의 치수변화가 작은 것, 또한 수분 흡수율이 낮기 때문에, 습기의 영향을 받기 어려우므로 여과재의 치수 변화가 작고, 후술하는 난연성도 얻어지기 쉬운 섬유인 것 등으로부터 부직포를 구성하는 단섬유로서 최적인 섬유이다.
제 1 섬유 시트에 포함되는 섬유는 비권축 단섬유인 것이 바람직하다. 비권축 단섬유를 사용하면, 부직포에 있어서의 섬유 집적이 평면적으로 되므로, 1개 1개의 단섬유의 배향성이 1차원적이며, 루즈성이 없는 상태가 된다. 그 때문에 부직포에 외력이 가해졌을 때, 루즈성에 따르는 신장이 적기 때문에, 곧바로 단사 물성에 따른 인장 저항력이 발생하기 쉽다고 하는 점에서 적합하다.
제 1 섬유 시트는 영률 200cN/dtex 이상의 섬유의 배합비율이 바람직하게는 35질량% 이상, 보다 바람직하게는 38질량% 이상, 보다 바람직하게는 40질량% 이상, 보다 바람직하게는 42질량% 이상, 보다 바람직하게는 45질량% 이상이다. 영률 200cN/dtex 이상의 섬유의 배합비율이 이 범위인 제 1 섬유 시트는 고강도로 변형되기 어렵고, 그것을 포함하는 여과재의 압력손실이 작아지므로, 골재층으로서 특히 바람직하다. 제 1 섬유 시트에 있어서의 영률 200cN/dtex 이상의 섬유의 배합비율의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 70질량% 이하 또는 60질량% 이하일 수 있다.
영률 200cN/dtex 이상의 섬유로서는 유기 섬유이어도 무기 섬유이어도 좋지만, 비닐론 섬유 및 유리 섬유로부터 선택되는 1종 이상을 적합하게 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 제 1 섬유 시트는 영률 200cN/dtex 이상의 유기 섬유를 제 1 섬유 시트의 전량에 대해서 5질량% 이상 함유한다.
제 1 섬유 시트에 포함되는 유기 섬유, 특히, 영률 200cN/dtex 이상의 유기 섬유로서 태(太)섬도의 섬유는 강도, 굽힘강성을 올리는데에 적합하다. 이 목적으로부터, 유기 섬유는 섬도 7dtex(섬유 지름 26㎛) 이상의 것이 적합하다. 한편, 지나치게 굵으면 피부를 찌르거나 하므로, 바람직한 섬도 7∼40dtex(섬유 지름 26∼63㎛) 범위의 것이다. 한편, 세섬도의 섬유는 고강도의 태섬도의 섬유를 접합하는 역활을 한다. 따라서 제 1 섬유 시트에 포함되는 유기 섬유로서는 태섬도의 섬유와, 세섬도의 섬유의 혼섬이 바람직하다. 또, 본 명세서에 있어서, 섬도의 옆에 부기한 섬유 지름은 섬유소재의 비중을 1.30g/㎤로 한 경우의 섬유 지름이다.
한편, 골격이 되는 굵은 유기 섬유는 포집 효율이 낮기 때문에, 섬도 1∼6dtex(섬유 지름 10∼24㎛)의 가는 유기 섬유도 배합해서 미세입자부터 조대입자까지의 포집 성능 확보와 더스트 유지량의 컨트롤을 행하는 것이 좋다. 이러한 유기 섬유로서는 폴리에스테르 섬유를 들 수 있다.
제 1 섬유 시트에 포함되는 유기 섬유의 섬유길이는 특별히 한정되지 않지만, 충분한 인장강도의 부여, 유리 섬유가 포함되는 경우의 비산 및 보풀 발생의 방지의 관점으로부터 길이 평균 섬유길이는 5mm 이상인 것이 바람직하다. 유기 섬유의 섬유길이의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 섬유길이가 지나치게 길면 수중에서의 분산성이 악화되는 경향이 보여지는 점에서 30mm 이하가 바람직하고, 20mm 이하가 보다 바람직하다.
제 1 섬유 시트에 포함되는 유리 섬유의 섬유 지름은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 유기 섬유와 마찬가지로, 섬유 지름이 작으면 골재층으로서 의도하는 강도가 부여되기 어려운 점에서 유리 섬유의 섬유 지름은 5㎛ 이상이 바람직하고, 10㎛ 이상이 보다 바람직하고, 13㎛ 이상이 보다 바람직하고, 섬유 지름이 지나치게 굵으면 플리츠 가공시에 여과재가 절곡되기 어려운, 여과재 표면의 보풀 발생이 많다고 하는 문제가 있는 점에서 유리 섬유의 섬유 지름은 25㎛ 이하가 바람직하고, 20㎛ 이하가 보다 바람직하고, 15㎛ 이하가 보다 바람직하다. 또한 유리 섬유의 섬유길이도 특별히 한정되지 않지만, 섬유길이가 짧으면 1개의 유리 섬유에 대한 유기 섬유와의 교락점이 적어지고, 유리 섬유가 시트로부터 비산되기 쉬워지므로, 길이 평균 섬유길이는 5mm 이상인 것이 바람직하고, 10mm 이상인 것이 보다 바람직하고, 섬유길이가 지나치게 길면 수중에서의 분산성이 악화되는 경향이 보여진다라는 점에서 30mm 이하인 것이 바람직하고, 20mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한 유리 섬유는 제 1 섬유 시트의 전량에 대해서 바람직하게는 50질량% 이하, 보다 바람직하게는 45질량% 이하, 보다 바람직하게는 40질량% 이하이다. 유리 섬유의 배합량이 이 범위이면, 플리츠 형성시의 보풀 발생이 적다. 또한 제 1 섬유 시트는 유리 섬유를 전혀 포함하고 있지 않아도 좋지만, 유리 섬유가 제 1 섬유 시트의 전량에 대해서 바람직하게는 10질량% 이상, 보다 바람직하게는 20질량% 이상, 보다 바람직하게는 30질량% 이상이면, 제 1 섬유 시트를 포함하는 여과재로서의 강연도를 높이는 것이 용이함과 아울러, 제 1 섬유 시트의 두께를 저감하여 여과재로서의 압력손실을 저감하는 것이 용이하다.
제 1 섬유 시트는 펄프를 더 함유하는 것이 바람직하다. 펄프는 제 1 섬유 시트의 두께를 저감해서 여과재의 압력손실을 저감하는 기능과, 유리 섬유가 포함되는 경우에 유리 섬유의 튀어나옴 또는 보풀 발생을 억제하는 기능이 있다. 이 목적을 위해서, 제 1 섬유 시트의 전량당 펄프의 함유량은 바람직하게는 10질량% 이상, 보다 바람직하게는 15질량% 이상이다. 제 1 섬유 시트의 전량당 펄프의 함유량의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 30질량% 이하, 보다 바람직하게는 25질량% 이하이다.
제 1 섬유 시트는 바인더 수지를 포함한다. 바인더 수지는 섬유 사이를 접착하여 제 1 섬유 시트에 강도를 갖게 하는 기능을 갖는다. 바인더 수지에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 폴리비닐알콜 수지, 아세트산 비닐 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 아크릴-스티렌 수지 등을 사용할 수 있다. 특히, 바인더 수지로서 폴리비닐알콜 수지나 아크릴 수지를 사용하면 이취가 적으므로 바람직하다. 또한 바인더 수지는 제 1 섬유 시트에 있어서 10∼40질량%인 것이 바람직하다. 적으면 제 1 섬유 시트의 강도가 저하되는 경향이 있고, 많으면 여과재의 압력손실이 증가하는 경향이 있다.
제 1 섬유 시트에는 섬유, 바인더 수지, 펄프 이외에도, 안료, 염료, 착색제, 발수제, 흡수제, 난연제, 안정화제, 산화방지제, 자외선흡수제, 금속입자 등의 무기 화합물 입자, 결정 핵제, 활제, 가소제, 향료, 탈취제, 항균제, 곰팡이방지제, 항바이러스제, 항알레르겐제, 기피제, 가스 흡착제, 가스 흡착 다공질체 등의 다른 성분을 첨가할 수 있다.
또한 제 1 섬유 시트는 강도를 유지하고, 낮은 압력손실을 갖게 하므로, 단위질량은 예를 들면 10g/㎡∼60g/㎡일 수 있고, 바람직하게는 20g/㎡∼50g/㎡일 수 있다. 또한 같은 이유에 의해, 두께는 예를 들면 0.05mm∼0.33mm, 바람직하게는 0.10mm∼0.30mm일 수 있다.
제 1 섬유 시트의 제법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지의 방법으로부터 임의로 선택할 수 있지만, 태세 혼섬하기 쉬운 점에서 초지법이 바람직하다.
제 2 섬유 시트는 먼지 등의 입자를 포집하는(집진하는) 기능을 갖는 섬유 시트이면 특별히 한정되지 않지만, 극세화가 가능한 제법(예를 들면 멜트 블로우법)에 의해 제조된 부직포인 것이 바람직하다. 부직포는 더 높은 포집 효율을 실현하므로, 바람직하게는 폴리올레핀계 섬유, 특히 바람직하게는 폴리프로필렌 섬유를 사용한 것이다. 제 2 섬유 시트는 또한 그리고 일렉트릿 가공이 된 부직포인 것이 바람직하다.
일렉트릿 가공의 방법으로서는 특별히 한정되는 것은 아니고, 코로나 방전법, 유체접촉법, 마찰대전법 등으로부터 임의로 선택한 대전 방법을 부직포 시트에 실시하는 것을 들 수 있다.
또한 본 발명에 있어서의 일렉트릿 부직포에 사용하는 섬유는 일렉트릿 가공에 의한 대전 효과를 향상시키기 위한 첨가제를 포함하는 것이어도 좋다. 이러한 첨가제로서는 여러가지 사용할 수 있지만, 그 중에서도 힌다드 아민계나 트리아진계 첨가제가 정전기를 유지하기 쉽기 때문에 보다 바람직하다.
제 2 섬유 시트는 높은 집진 성능과 낮은 압력손실을 아울러 가지므로, 단위질량은 예를 들면 10g/㎡∼50g/㎡일 수 있고, 바람직하게는 10g/㎡∼40g/㎡일 수 있다. 또한 같은 이유에 의해, 두께는 예를 들면 0.05mm∼0.20mm, 바람직하게는 0.05mm∼0.15mm일 수 있다.
제 1 섬유 시트 및 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 제작하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 제 1 섬유 시트 및 제 2 섬유 시트를 단지 겹쳐도 좋고, 열융착 수지, 습기 경화형 수지 등의 접착제를 통해 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 접착해도 좋다. 특히 접착제에 의해 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 접착하는 방법은 플리츠 가공시에 섬유 시트 사이가 박리되기 어려우므로 바람직하다. 열융착 수지를 사용할 경우, 제 1 섬유 시트 및 제 2 섬유 시트 중 한쪽의 섬유 시트에 파우더상의 접착제를 산포하고, 노 내에서 가열한 후, 다른쪽의 섬유 시트와 적층시킬 수 있다. 또 제 1 섬유 시트 및 제 2 섬유 시트 중 한쪽의 섬유 시트에 파우더상의 접착제를 산포하고, 다른쪽의 섬유 시트를 겹치면서 가열 롤로 끼워 넣어서 적층시킬 수도 있다. 제 1 섬유 시트 및 제 2 섬유 시트 중 한쪽의 섬유 시트에 핫멜트 스프레이에 의해 핫멜트 수지를 도포하고, 다른쪽의 섬유 시트를 겹쳐서 적층시킬 수도 있다. 습기 경화형 수지를 사용할 경우, 한쪽의 섬유 시트에 접착제를 도포하고, 다른쪽의 섬유 시트를 적층시켜서 접착시킬 수 있다.
여과재를 플리츠 가공하는 방법으로서는 레시프로 방식이나 로터리 방식 등의 방법이 있고, 어느 것이나 사용 가능하다. 또한 플리츠 형상을 유지하기 위해서, 산끼리의 간극을 유지하기 위한 빗이나, 끈형상의 수지부(비드) 등의 세퍼레이터를 사용한 가공을 행하는 것이 바람직하고, 생산 효율의 관점으로부터 비드를 사용한 가공(비드 가공)을 행하는 것이 바람직하다.
<필터 유닛>
본 발명의 필터 유닛은 본 발명의 여과재와, 여과재를 지지하는 프레임체를 조합해서 고정한 것이다. 본 발명의 필터 유닛에 있어서, 여과재의 상류나 하류에는 곰팡이방지제나 항알레르겐제, 가스 흡착 다공질체 등의 기능성 입자를 첨착 또는 끼워넣은 시트를 여과재와 함께 프레임체에 고정해도 좋다. 프레임체는 금속 프레임, 부직포 프레임, 종이 프레임 등을 사용할 수 있고, 어느 형태이어도 좋다. 또한 프레임체와 여과재의 접착은 접착 테이프, 우레탄 접착제, 핫멜트 접착제 등을 사용할 수 있지만, 작업성 및 접착성의 관점으로부터 핫멜트 접착제가 바람직하다. 도 1에 나타내는 필터 유닛(1)에서는 프레임체로서 한쌍의 환상의 프레임체(20, 20)를 사용하지만, 이 예에는 한정되지 않는다.
실시예
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 또, 본 실시예에 있어서의 평가 방법은 이하와 같다.
<두께>
다이얼 티크니스 게이지(TECLOCK사 SM-114 측정자 형상 10mmφ, 눈량 0.01mm, 측정력 2.5N)를 이용하여 두께를 측정했다. 측정은 1검체로부터 임의로 5개소를 샘플링해서 행하고, 그 평균값을 사용했다.
<강연도>
강연도의 측정은 JIS L 1913(2010년)의 6.7.4 걸리법에 의거하여, 가부시키가이샤 도요세이키 세이사쿠쇼제 걸리·유연도 시험기로 실시했다. 걸리 시험기에서의 강연도는 이하의 방법에 의해 구했다. 시험편은 부직포 길이방향(제조공정에 있어서의 부직포가 흐르는 방향:MD방향)을 시험편의 길이방향으로 하여 5점 채취했다. 하기 식을 이용하여, 표리 각 1회, 시험편 5점의 합계 10회의 평균값을 구하고, 유효숫자 1자리수가 되도록 사사 오입해서 시료의 강연도(μN)를 산출했다. 또, 부직포의 표리에 대해서는 임의로 편면을 표면, 그 반대면을 이면으로 설정했다. 본 명세서에서는 걸리법에 의한 강연도를 「걸리 강연도」 또는 「강연도」라고 칭하는 경우가 있다.
S=R×(D1W1+D2W2+D3W3)×(L-12.7)2/b×3.375×10-8
여기에서 S:걸리 강연도(μN)
R:눈금판의 읽기
D1, D2, D3:진자 지점으로부터 추 부착 위치까지의 거리[25.4mm(1in.), 50.8mm(2in.) 및 101.6mm(4in.)]
W1, W2, W3:D1, D2 및 D3의 각 구멍에 부착한 추의 질량(g)
L:시험편의 길이(mm)
b:시험편의 폭(mm).
<섬유의 영률>
JIS L1013(1999년)에 준해서 평가했다. 초기 인장 저항도로부터 외관 영률을 구하고, 이 수치를 영률로 했다. 또 섬유길이가 수mm∼수십mm로 짧기 때문에, 1분간의 인장 속도는 섬유길이의 100%로 했다. 또 평가 N수는 적어도 10개 이상으로 하고, 산술평균을 본 발명에 있어서의 영률로 했다.
<섬유 시트의 모듈러스>
JIS L1913(2010년)의 6.3에 기재된 방법에 준해서, 실시예·비교예에서 사용한 제 1 섬유 시트로부터 5cm×20cm의 시료를 채취하고, 세로방향(제조공정에 있어서의 부직포가 흐르는 방향:MD방향)에 대해서 잡는 간격 10cm, 속도 10cm/min으로 잡아 당기고, 1% 신장시의 모듈러스를 계측했다.
<압력손실>
측정 장치의 상하 풍동에 끼워 넣는 형태로 필터를 세팅하고, 필터 유닛과 풍동 사이로부터 공기가 새지 않도록 닫고, 흡인에 의한 처리풍량 8.0㎥/min으로 공기를 통과시켰을 때의 필터 유닛 상하류의 차압을 마노미터(가부시키가이샤 야마모토 덴키 세이사쿠쇼제 마노스타 게이지 WO81)로 측정했다.
압력손실이 75Pa 미만일 때 「++」로 평가하고, 75Pa 이상 85Pa 미만일 때 「+」로 평가하고, 85Pa 이상일 때 「-」로 평가했다.
<포집 효율>
측정 장치의 상하 풍동에 끼워 넣는 형태로 필터를 세팅하고, 필터 유닛과 풍동 사이로부터 공기가 새지 않도록 닫고, 흡인에 의한 처리풍량 8.0㎥/min으로 공기를 통과시키고, 필터 상류 및 하류의 입경 0.3㎛의 대기진 분진수를 파티클 카운터로 측정하고, 다음식으로부터 포집 효율을 산출했다.
포집 효율(%)=1-(하류 입자수/상류 입자수)×100
<보풀 발생>
플리츠 가공한 후의 산의 정부(길이 20mm)를 현미경으로 관찰하고, 섬유의 길이 2mm 이상의 튀어 나옴이 없는 것을 「++」, 2mm 이상의 튀어 나옴이 1개 이하인 것을 「+」, 2mm 이상의 튀어나옴이 2개 이상인 것을 「-」로 했다.
<실시예 1>
(제 1 섬유 시트)
경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 35g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 제 1 섬유 시트는 제 1 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 섬유(섬도 3.3dtex, 섬유길이 10mm, 비권축, 영률 45cN/dtex) 4질량%, 제 2 PET 섬유(섬도 6.6dtex, 섬유길이 10mm, 비권축, 영률 55cN/dtex) 16질량%, 제 1 비닐론 섬유(섬도 17dtex, 섬유길이 12mm, 비권축, 영률 300cN/dtex) 7질량%, 제 1 유리 섬유(섬유 지름 10㎛, 섬유길이 13mm, 영률 200cN/dtex 이상) 15.5질량%, 제 2 유리 섬유(섬유 지름 13㎛, 섬유길이 25mm, 영률 200cN/dtex 이상) 15.5질량%, 펄프 10질량%, 바인더 수지(스티렌 아크릴 중합체, 유리 전이점 온도 Tg 30℃, 조막온도 45℃) 32질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 실시예 1의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 59N, 두께는 0.28mm였다.
(제 2 섬유 시트)
트리아진계 화합물인 "키마소부"(등록상표) 944(치바가이기 재팬사제)를 1질량% 첨가한 폴리프로필렌으로부터 멜트 블로우법에 의해 단위질량 25g/㎡의 부직포를 작성했다. 또한 얻어진 부직포를 유체 접촉법으로 일렉트릿 가공하고, 일렉트릿 부직포를 제작했다. 이 일렉트릿 부직포를 제 2 섬유 시트로 했다.
얻어진 실시예 1의 제 2 섬유 시트의 두께는 0.10mm였다.
(적층 여과재)
상기 제 1 및 제 2 섬유 시트에 습기 경화형 우레탄 수지를 5g/㎡ 산포해서 시트끼리를 접착하여 여과재를 얻었다.
얻어진 실시예 1의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 60g/㎡, 두께는 0.38mm, 강연도는 3500μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
상기 여과재를 플리츠·비드 가공하여 프레임체에 부착해서 필터 유닛을 제작했다. 이 필터 유닛을 도 1, 2를 참조해서 설명한다. 여과재(10)를 폭(도 1에서의 T) 200mm, 산부의 높이(도 2에서의 H) 20mm, 산부의 피치는 후술하는 피치가 되도록 플리츠·비드 가공해서 잘라냈다. 도 1에 나타내듯이, 잘라낸 여과재(10)를 플리츠의 산부(A) 및 곡부(B)가 연장되는 방향이 축(C)과 일치하고, 여과재(10)의 제 1 면(S1)측의 산부(A)의 정부(P1)가 직경 200mm의 원통면 상에 위치하도록 원통형으로 가공했다. 얻어진 원통형의 여과재(10)의 양단을 각각 환상의 프레임체(20, 20)에 핫멜트 접착제에 의해 고정해서 시일하고, 도 1에 나타내는 필터 유닛(1)을 제작했다.
도 1에 나타내는 필터 유닛(1)에 있어서의 여과재(10)의 축(C)에 수직인 표면에 의한 단면의 일부 모식도를 도 2에 나타낸다. 여과재(10)는 제 1 섬유 시트(11)와, 제 2 섬유 시트(12)가 적층된 구조이며, 외측에 제 1 섬유 시트(11)가 위치하고, 내측에 제 2 섬유 시트(12)가 위치한다. 처리되는 공기는 여과재(10)의 외측으로부터 공급되고, 여과재(10)를 제 1 섬유 시트(11), 제 2 섬유 시트(12)의 순으로 통과해서 내측으로부터 축(C)의 방향으로 배출된다. 여과재(10)의 제 1 면(S1)측의 정부(P1)는 직경 200mm의 원호 상에 배치되어 있는 점에서 곡률반경 100mm의 원호 상에 위치한다. 여과재(10)의 제 1 면(S1)측의 정부(P1)의 피치(X)(만곡 내측 산 피치)는 1mm이며, 여과재(10)의 제 2 면(S2)측의 정부(P2)의 피치(Y)(만곡 외측 산 피치)는 3mm이다. 여과재(10)의 산부(A)의 높이(H)(정부(P1)부터 정부(P2)까지의 지름방향의 거리)는 상기와 같이 20mm이다.
(필터 유닛의 평가)
실시예 1의 여과재(10)를 사용한 필터 유닛(1)은 포집 효율 99.95%, 압력손실은 「+」(80Pa), 보풀 발생은 「+」였다. 포집 효율은 높고, 압력손실은 작고, 보풀 발생은 작은 점에서 실시예 1의 여과재(10)의 종합 평가를 양호(+)로 했다.
이하의 실시예 및 비교예에서 사용한 제 1 PET 섬유, 제 2 PET 섬유, 제 1 비닐론 섬유, 제 1 유리 섬유, 제 2 유리 섬유, 펄프, 바인더 수지는 각각 실시예 1에 있어서의 이들의 재료와 같다. 실시예 7, 실시예 8, 비교예 1에서 사용한 제 2 비닐론 섬유(섬도 7dtex, 섬유길이 10mm, 비권축, 영률 250cN/dtex)는 제 1 비닐론 섬유보다 섬도가 낮다.
<실시예 2>
(제 1 섬유 시트)
실시예 1과 마찬가지로, 경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 30g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 실시예 2의 제 1 섬유 시트는 제 1 PET 섬유 4질량%, 제 1 비닐론 섬유 7질량%, 제 1 유리 섬유 24질량%, 제 2 유리 섬유 24질량%, 펄프 10질량%, 바인더 수지 31질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 실시예 1의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 54N, 두께는 0.24mm였다.
실시예 2의 제 1 섬유 시트는 실시예 1의 제 1 섬유 시트와 비교해서 유리 섬유의 비율이 높고, 단위질량이 작기 때문에, 두께가 작다.
(제 2 섬유 시트)
실시예 1과 같은 제 2 섬유 시트를 사용했다.
(적층 여과재)
실시예 1과 같은 방법으로 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 얻었다.
얻어진 실시예 2의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 55g/㎡, 두께는 0.34mm, 강연도는 1800μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
실시예 1과 마찬가지로, 상기 여과재의 플리츠, 비드, 프레임 부착 가공을 실시하고, 실시예 1과 같은 치수, 형상의 필터 유닛을 제작했다.
(필터 유닛의 평가)
실시예 2의 여과재를 사용한 필터 유닛은 포집 효율 99.95%, 압력손실은 「++」(74Pa), 보풀 발생은 「+」였다. 포집 효율은 높고, 압력손실은 현저히 작고, 보풀 발생은 작은 점에서 실시예 2의 여과재의 종합 평가를 양호(+)로 했다.
실시예 2의 여과재는 실시예 1과 비교해서 두께가 작기 때문에 강연도는 저하되지만, 유리 섬유 및 비닐론 섬유를 포함하는 영률이 200cN/dtex 이상인 섬유의 배합비율을 높이고 있기 때문에 실용적인 강연도(1000μN 이상)는 유지할 수 있었다. 또한 실시예 2의 여과재는 실시예 1과 비교해서 두께의 감소에 의해 압력손실을 더 저감할 수 있었다.
<실시예 3>
(제 1 섬유 시트)
실시예 1과 마찬가지로, 경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 30g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 실시예 3의 제 1 섬유 시트는 제 1 PET 섬유 4질량%, 제 1 비닐론 섬유 7질량%, 제 1 유리 섬유 16질량%, 제 2 유리 섬유 24질량%, 펄프 18질량%, 바인더 수지 31질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 실시예 3의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 53N, 두께는 0.22mm였다.
실시예 3의 제 1 섬유 시트는 실시예 2의 제 1 섬유 시트와 비교해서 유리 섬유의 비율을 저감하고, 펄프의 비율을 높임으로써, 두께를 더 저감한 것이다.
(제 2 섬유 시트)
실시예 1과 같은 제 2 섬유 시트를 사용했다.
(적층 여과재)
실시예 1과 같은 방법으로 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 얻었다.
얻어진 실시예 3의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 55g/㎡, 두께는 0.32mm, 강연도는 1670μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
실시예 1과 마찬가지로, 상기 여과재의 플리츠, 비드, 프레임 부착 가공을 실시하고, 실시예 1과 같은 치수, 형상의 필터 유닛을 제작했다.
(필터 유닛의 평가)
실시예 3의 여과재를 사용한 필터 유닛은 포집 효율 99.95%, 압력손실은 「++」(70Pa), 보풀 발생은 「+」였다. 포집 효율은 높고, 압력손실이 현저하게 작고, 보풀 발생은 작은 점에서 실시예 3의 여과재의 종합 평가를 양호(+)로 했다.
실시예 3의 여과재는 실시예 2와 비교해서 두께가 더 작기 때문에, 압력손실을 더 저감할 수 있었다.
<실시예 4>
(제 1 섬유 시트)
실시예 1과 마찬가지로, 경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 30g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 실시예 4의 제 1 섬유 시트는 제 1 PET 섬유 4질량%, 제 1 비닐론 섬유 7질량%, 제 1 유리 섬유 24질량%, 제 2 유리 섬유 16질량%, 펄프 18질량%, 바인더 수지 31질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 실시예 4의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 56N, 두께는 0.22mm였다.
실시예 4의 제 1 섬유 시트는 실시예 3의 제 1 섬유 시트와 비교해서 유리 섬유의 합계 비율은 같지만, 섬유길이가 짧은 제 1 유리 섬유의 비율을 높이고, 섬유의 겹침의 치밀함을 높여서 보풀 발생의 억제를 의도한 것이다.
(제 2 섬유 시트)
실시예 1과 같은 제 2 섬유 시트를 사용했다.
(적층 여과재)
실시예 1과 같은 방법으로 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 얻었다.
얻어진 실시예 4의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 55g/㎡, 두께는 0.32mm, 강연도는 1520μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
실시예 1과 마찬가지로, 상기 여과재의 플리츠, 비드, 프레임 부착 가공을 실시하고, 실시예 1과 같은 치수, 형상의 필터 유닛을 제작했다.
(필터 유닛의 평가)
실시예 4의 여과재를 사용한 필터 유닛은 포집 효율 99.95%, 압력손실은 「++」(70Pa), 보풀 발생은 「++」였다. 포집 효율은 높고, 압력손실이 현저하게 작고, 보풀 발생은 현저하게 억제되어 있는 점에서 실시예 4의 여과재의 종합 평가를 최량(++)으로 했다.
실시예 4의 여과재는 실시예 3의 여과재의 특징을 유지하면서, 보풀 발생을 더 억제한 여과재이다. 실시예 4에서는 실시예 3과 비교해서 섬유길이가 짧은 제 1 유리 섬유의 비율을 높임으로써, 섬유의 겹침의 치밀이 높아져서 보풀 발생이 현저하게 억제된 것이라고 생각된다.
<실시예 5>
(제 1 섬유 시트)
실시예 1과 마찬가지로, 경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 30g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 실시예 5의 제 1 섬유 시트는 제 1 PET 섬유 4질량%, 제 1 비닐론 섬유 7질량%, 제 1 유리 섬유 40질량%, 펄프 18질량%, 바인더 수지 31질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 실시예 5의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 61N, 두께는 0.22mm였다.
실시예 5의 제 1 섬유 시트는 실시예 4의 제 1 섬유 시트와 비교해서 유리 섬유의 합계 비율은 같지만, 섬유길이가 짧은 제 1 유리 섬유만을 사용하고, 섬유길이가 긴 제 2 유리 섬유를 사용하지 않음으로써, 섬유의 겹침의 치밀함을 더 높여서 보풀 발생의 추가적인 억제를 의도한 것이다.
(제 2 섬유 시트)
실시예 1과 같은 제 2 섬유 시트를 사용했다.
(적층 여과재)
실시예 1과 같은 방법으로 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 얻었다.
얻어진 실시예 5의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 55g/㎡, 두께는 0.32mm, 강연도는 1730μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
실시예 1과 마찬가지로, 상기 여과재의 플리츠, 비드, 프레임 부착 가공을 실시하고, 실시예 1과 같은 치수, 형상의 필터 유닛을 제작했다.
(필터 유닛의 평가)
실시예 5의 여과재를 사용한 필터 유닛은 포집 효율 99.95%, 압력손실은 「++」(70Pa), 보풀 발생은 「++」였다. 포집 효율은 높고, 압력손실이 현저하게 작고, 보풀 발생은 현저하게 억제되어 있는 점에서 실시예 5의 여과재의 종합 평가를 최량(++)으로 했다.
실시예 5의 여과재는 실시예 4의 여과재의 특징을 유지하면서, 보풀 발생을 더 억제한 여과재이다. 실시예 5에서는 실시예 4와 비교해서 섬유길이가 짧은 제 1 유리 섬유의 비율을 더 높임으로써, 섬유의 겹침의 치밀함이 더 높아져서 보풀 발생이 현저하게 억제된 것이라고 생각된다.
<실시예 6>
(제 1 섬유 시트)
실시예 1과 마찬가지로, 경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 30g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 실시예 6의 제 1 섬유 시트는 제 1 PET 섬유 4질량%, 제 1 비닐론 섬유 7질량%, 제 1 유리 섬유 35질량%, 펄프 23질량%, 바인더 수지 31질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 실시예 6의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 55N, 두께는 0.20mm였다.
실시예 6의 제 1 섬유 시트는 섬유길이가 짧은 제 1 유리 섬유만을 사용하고, 섬유길이가 긴 제 2 유리 섬유를 사용하지 않는 점에서는 실시예 5와 같지만, 실시예 5의 제 1 섬유 시트와 비교해서 제 1 유리 섬유의 비율을 저감하고, 펄프의 비율을 높임으로써 적층 시트의 두께를 저감하는 것을 의도한 것이다.
(제 2 섬유 시트)
실시예 1과 같은 제 2 섬유 시트를 사용했다.
(적층 여과재)
실시예 1과 같은 방법으로 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 얻었다.
얻어진 실시예 5의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 55g/㎡, 두께는 0.30mm, 강연도는 1300μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
실시예 1과 마찬가지로, 상기 여과재의 플리츠, 비드, 프레임 부착 가공을 실시하고, 실시예 1과 같은 치수, 형상의 필터 유닛을 제작했다.
(필터 유닛의 평가)
실시예 6의 여과재를 사용한 필터 유닛은 포집 효율 99.95%, 압력손실은 「++」(72Pa), 보풀 발생은 「++」였다. 포집 효율은 높고, 압력손실이 현저하게 작고, 보풀 발생은 현저하게 억제되어 있는 점에서 실시예 6의 여과재의 종합 평가를 최량(++)으로 했다.
실시예 6의 여과재는 실시예 5의 여과재보다 펄프의 비율을 높이고 있기 때문에 보풀 발생이 현저하게 억제되었다. 한편, 실시예 6의 여과재는 실시예 5의 여과재와 비교해서 유리 섬유 및 비닐론 섬유를 포함하는 영률이 200cN/dtex 이상인 섬유의 비율을 저감하고 있기 때문에, 강연도가 저감되고, 통기시에 여과재의 변형이 생기기 쉽고, 그 결과, 압력손실이 약간 상승했다.
<실시예 7>
(제 1 섬유 시트)
실시예 1과 마찬가지로, 경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 30g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 실시예 7의 제 1 섬유 시트는 제 1 PET 섬유 4질량%, 제 1 비닐론 섬유 7질량%, 제 2 비닐론 섬유(섬도 7dtex, 섬유길이 10mm, 비권축, 영률 250cN/dtex) 48질량%, 펄프 10질량%, 바인더 수지 31질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 실시예 7의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 54N, 두께는 0.30mm였다.
실시예 7의 제 1 섬유 시트는 실시예 2의 제 1 섬유 시트와 비교해서 유리 섬유를 포함하지 않고, 대신에, 제 2 비닐론 섬유를 포함한다. 실시예 7의 제 1 섬유 시트의, 영률이 200cN/dtex 이상인 섬유의 비율은 실시예 2의 제 1 섬유 시트와 마찬가지로 55질량%이다.
(제 2 섬유 시트)
실시예 1과 같은 제 2 섬유 시트를 사용했다.
(적층 여과재)
실시예 1과 같은 방법으로 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 얻었다.
얻어진 실시예 7의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 55g/㎡, 두께는 0.40mm, 강연도는 1800μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
실시예 1과 마찬가지로, 상기 여과재의 플리츠, 비드, 프레임 부착 가공을 실시하고, 실시예 1과 같은 치수, 형상의 필터 유닛을 제작했다.
(필터 유닛의 평가)
실시예 7의 여과재를 사용한 필터 유닛은 포집 효율 99.94%, 압력손실은 「+」(82Pa), 보풀 발생은 「++」였다. 포집 효율은 높고, 압력손실이 작고, 보풀 발생은 현저하게 작은 점에서 실시예 7의 여과재의 종합 평가를 양호(+)로 했다.
실시예 7의 여과재는 유리 섬유를 포함하지 않으므로, 보풀 발생은 현저하게 작다. 실시예 7의 여과재는 유리 섬유를 포함하지 않지만, 제 2 비닐론 섬유를 배합함으로써 실시예 2의 여과재와 같은 정도의 강연도를 유지하고 있다. 그러나, 실시예 7의 여과재는 실시예 2의 여과재와 비교해서 두께가 크기 때문에, 압력손실이 약간 상승했다.
<실시예 8>
(제 1 섬유 시트)
실시예 1과 마찬가지로, 경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 30g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 실시예 8의 제 1 섬유 시트는 제 1 PET 섬유 4질량%, 제 1 비닐론 섬유 7질량%, 제 2 비닐론 섬유(섬도 7dtex, 섬유길이 10mm, 비권축, 영률 250cN/dtex) 40질량%, 펄프 18질량%, 바인더 수지 31질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 실시예 8의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 52N, 두께는 0.27mm였다.
실시예 8의 제 1 섬유 시트는 실시예 2의 제 1 섬유 시트와 비교해서 유리 섬유를 포함하지 않고, 제 2 비닐론 섬유를 포함하는 점에서 다르고, 실시예 7의 제 1 섬유 시트에 있어서 제 2 비닐론 섬유의 양을 저감하고, 펄프의 비율을 높인 것이다. 실시예 8의 제 1 섬유 시트의, 영률이 200cN/dtex 이상인 섬유의 비율은 47질량%이다.
(제 2 섬유 시트)
실시예 1과 같은 제 2 섬유 시트를 사용했다.
(적층 여과재)
실시예 1과 같은 방법으로 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 얻었다.
얻어진 실시예 8의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 55g/㎡, 두께는 0.37mm, 강연도는 1600μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
실시예 1과 마찬가지로, 상기 여과재의 플리츠, 비드, 프레임 부착 가공을 실시하고, 실시예 1과 같은 치수, 형상의 필터 유닛을 제작했다.
(필터 유닛의 평가)
실시예 8의 여과재를 사용한 필터 유닛은 포집 효율 99.94%, 압력손실은 「+」(80Pa), 보풀 발생은 「++」였다. 포집 효율은 높고, 압력손실이 작고, 보풀 발생은 현저하게 작은 점에서 실시예 8의 여과재의 종합 평가를 양호(+)로 했다.
실시예 8의 여과재는 유리 섬유를 포함하지 않으므로, 보풀 발생은 현저하게 작다. 실시예 8의 여과재는 실시예 7의 여과재와 비교해서 제 2 비닐론 섬유의 비율을 저감했기 때문에 강연도가 저감되지만, 여과재의 두께를 저감했기 때문에 압력손실이 실시예 7의 여과재보다 향상되었다.
<비교예 1>
(제 1 섬유 시트)
실시예 1과 마찬가지로, 경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 30g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 비교예 1의 제 1 섬유 시트는 제 1 PET 섬유 14질량%, 제 1 비닐론 섬유 7질량%, 제 2 비닐론 섬유 25질량%, 펄프 23질량%, 바인더 수지 31질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 비교예 1의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 48N, 두께는 0.24mm였다.
비교예 1의 제 1 섬유 시트는 실시예 8의 제 1 섬유 시트에 있어서, 제 2 비닐론 섬유의 비율을 저감하고, 펄프의 비율을 높인 것이다. 비교예 1의 제 1 섬유 시트의, 영률이 200cN/dtex 이상인 섬유의 비율은 32질량%이다.
(제 2 섬유 시트)
실시예 1과 같은 제 2 섬유 시트를 사용했다.
(적층 여과재)
실시예 1과 같은 방법으로 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 얻었다.
얻어진 비교예 1의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 55g/㎡, 두께는 0.34mm, 강연도는 900μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
실시예 1과 마찬가지로, 상기 여과재의 플리츠, 비드, 프레임 부착 가공을 실시하고, 실시예 1과 같은 치수, 형상의 필터 유닛을 제작했다.
(필터 유닛의 평가)
비교예 1의 여과재를 사용한 필터 유닛은 포집 효율 99.94%, 압력손실은 「-」(90Pa), 보풀 발생은 「++」였다. 포집 효율은 높고, 보풀 발생은 현저하게 작지만, 압력손실이 커서 실용에 적하하지 않은 점에서 비교예 1의 여과재의 종합 평가를 불량(-)으로 했다.
비교예 1의 여과재는 제 1 섬유 시트에서의 영률이 200cN/dtex 이상인 섬유의 비율이 32질량%로 낮기 때문에, 강연도가 1000μN 미만이며 통기시에 변형되기 쉽고 압력손실이 크다.
<비교예 2>
(제 1 섬유 시트)
실시예 1과 마찬가지로, 경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 30g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 비교예 2의 제 1 섬유 시트는 제 1 PET 섬유 4질량%, 제 1 비닐론 섬유 7질량%, 제 1 유리 섬유 25질량%, 펄프 33질량%, 바인더 수지 31질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 비교예 2의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 49N, 두께는 0.18mm였다.
비교예 2의 제 1 섬유 시트는 실시예 6의 제 1 섬유 시트에 있어서, 제 1 유리 섬유의 비율을 저감하고, 펄프의 비율을 높인 것이다. 비교예 2의 제 1 섬유 시트의, 영률이 200cN/dtex 이상인 섬유의 비율은 32질량%이다.
(제 2 섬유 시트)
실시예 1과 같은 제 2 섬유 시트를 사용했다.
(적층 여과재)
실시예 1과 같은 방법으로 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 얻었다.
얻어진 비교예 2의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 55g/㎡, 두께는 0.28mm, 강연도는 900μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
실시예 1과 마찬가지로, 상기 여과재의 플리츠, 비드, 프레임 부착 가공을 실시하고, 실시예 1과 같은 치수, 형상의 필터 유닛을 제작했다.
(필터 유닛의 평가)
비교예 2의 여과재를 사용한 필터 유닛은 포집 효율 99.94%, 압력손실은 「-」(85Pa), 보풀 발생은 「+」였다. 포집 효율은 높고, 보풀 발생은 작지만, 압력손실은 실시예 6의 여과재와 비교해서 악화되어 있는 점에서 비교예 2의 여과재의 종합 평가를 불량(-)으로 했다.
비교예 2의 여과재는 제 1 섬유 시트에서의 영률이 200cN/dtex 이상인 섬유의 비율이 32질량%로 낮기 때문에, 강연도가 1000μN 미만이며 통기시에 변형되기 쉽고 압력손실이 크다.
<비교예 3>
(제 1 섬유 시트)
실시예 1과 마찬가지로, 경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 30g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 비교예 3의 제 1 섬유 시트는 제 1 PET 섬유 19질량%, 제 2 PET 섬유 40질량%, 펄프 10질량%, 바인더 수지 31질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 비교예 3의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 49N, 두께는 0.25mm였다.
비교예 3의 제 1 섬유 시트는 실시예 2의 제 1 섬유 시트에 있어서, 영률이 높은 비닐론 섬유 및 유리 섬유를 배합하지 않고, 영률이 낮은 PET 섬유의 비율을 높인 것이다. 비교예 3의 제 1 섬유 시트의, 영률이 200cN/dtex 이상인 섬유의 비율은 0질량%이다.
(제 2 섬유 시트)
실시예 1과 같은 제 2 섬유 시트를 사용했다.
(적층 여과재)
실시예 1과 같은 방법으로 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 얻었다.
얻어진 비교예 3의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 55g/㎡, 두께는 0.35mm, 강연도는 700μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
실시예 1과 마찬가지로, 상기 여과재의 플리츠, 비드, 프레임 부착 가공을 실시하고, 실시예 1과 같은 치수, 형상의 필터 유닛을 제작했다.
(필터 유닛의 평가)
비교예 3의 여과재를 사용한 필터 유닛은 포집 효율 99.93%, 압력손실은 「-」(95Pa), 보풀 발생은 「++」였다. 포집 효율은 높고, 보풀 발생은 현저하게 작지만, 압력손실은 큰 점에서 비교예 3의 여과재의 종합 평가를 불량(-)으로 했다.
비교예 3의 여과재는 제 1 섬유 시트에서의 영률이 200cN/dtex 이상인 섬유를 포함하지 않으므로, 강연도가 1000μN 미만이며 통기시에 변형되기 쉽고 압력손실이 크다.
<비교예 4>
(제 1 섬유 시트)
실시예 1과 마찬가지로, 경사 와이어 방식의 습식 초지 방법에 의해 섬유 집적체를 제작한 후, 상기 섬유 집적체를 바인더 수지에 함침시키고, 건조 열처리해서 단위질량 30g/㎡의 제 1 섬유 시트를 제작했다. 비교예 4의 제 1 섬유 시트는 제 1 PET 섬유 7질량%, 제 2 PET 섬유 20질량%, 제 1 비닐론 섬유 25질량%, 제 2 비닐론 섬유 7질량%, 펄프 10질량%, 바인더 수지 31질량%가 되도록 구성했다.
얻어진 비교예 4의 제 1 섬유 시트의 1% 신장시 모듈러스는 49N, 두께는 0.35mm였다.
비교예 4의 제 1 섬유 시트는 실시예 2의 제 1 섬유 시트에 있어서, 유리 섬유를 배합하지 않고, 제 1 및 제 2 PET 수지를 적당하게 배합하고, 섬유 지름이 큰 제 1 비닐론 섬유를 25질량%, 섬유 지름이 작은 제 2 비닐론 섬유를 7질량% 사용한 것이다. 또 비교예 4의 제 1 섬유 시트는 실시예 7의 제 1 섬유 시트에 있어서, 제 1 및 제 2 PET 수지를 적당하게 배합해서 제 1 비닐론 섬유의 비율을 높이고, 제 2 비닐론 섬유의 비율을 낮게 한 것이다. 비교예 4의 제 1 섬유 시트의, 영률이 200cN/dtex 이상인 섬유의 비율은 32질량%이다.
(제 2 섬유 시트)
실시예 1과 같은 제 2 섬유 시트를 사용했다.
(적층 여과재)
실시예 1과 같은 방법으로 제 1 섬유 시트와 제 2 섬유 시트를 적층해서 여과재를 얻었다.
얻어진 비교예 4의 여과재(적층 시트)의 단위질량은 55g/㎡, 두께는 0.45mm, 강연도는 2000μN이었다.
(플리츠, 비드, 프레임 부착 가공)
실시예 1과 마찬가지로, 상기 여과재의 플리츠, 비드, 프레임 부착 가공을 실시하고, 실시예 1과 같은 치수, 형상의 필터 유닛을 제작했다.
(필터 유닛의 평가)
비교예 4의 여과재를 사용한 필터 유닛은 포집 효율 99.95%, 압력손실은 「-」(95Pa), 보풀 발생은 「++」였다. 포집 효율은 높고, 보풀 발생은 현저하게 작지만, 압력손실은 큰 점에서 비교예 4의 여과재의 종합 평가를 불량(-)으로 했다.
비교예 4의 여과재는 두께가 0.45mm로 크기 때문에 압력손실이 크다.
Figure pct00001
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 여과재는 가정용 공기청정기 용도나 빌딩, 공장, 차재용 등의 공조 설비에 사용되는 에어 필터에 이용 가능하다.
본 명세서에서 인용한 모든 간행물, 특허 및 특허출원은 그대로 인용에 의해 본 명세서에 포함되는 것으로 한다.

Claims (7)

  1. 골재층인 제 1 섬유 시트 및 집진층인 제 2 섬유 시트를 포함하는 여과재로서,
    산부와 곡부가 교대로 연속되고, 산부의 높이가 5mm∼50mm이며, 적어도 한쪽의 면에 있어서의 산부의 피치가 0.5mm∼5.0mm인 플리츠 형상이며,
    여과재의 두께가 0.10mm∼0.43mm이며,
    여과재의 걸리법에 의한 강연도가 1000μN 이상인 것을 특징으로 하는 여과재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    산부의 연장되는 방향과 수직인 단면 상에 있어서, 여과재의 제 1 면측의 산부의 정부가 여과재의 제 2 면측에 볼록의, 곡률반경이 200mm 이하인 곡선 상에 위치하는 형상인 여과재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 1 섬유 시트가, 1% 신장시의 모듈러스가 50N 이상인 섬유 시트인 여과재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 섬유 시트가, 35질량% 이상의, 영률 200cN/dtex 이상인 섬유를 함유하는 여과재.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 섬유 시트가 10질량% 이상의 펄프를 함유하는 여과재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    산부의 능선에 교차하는 방향으로 연장되는, 핫멜트 수지를 포함하는 끈형상의 수지부를 더 구비하고,
    상기 수지부의 두께가 0.5mm∼2.5mm인 여과재.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 여과재와, 상기 여과재를 지지하는 프레임체를 구비하는 필터 유닛.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230078396A (ko) * 2021-11-26 2023-06-02 (주)수시스템 원통형 필터카트리지 제조용 지그 및 이에 의해 제조된 원통형 필터카트리지

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014151299A (ja) 2013-02-13 2014-08-25 Toray Ind Inc フィルター用濾材およびエアフィルター

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6216284A (ja) * 1985-07-16 1987-01-24 Teijin Memorex Kk フロツピ−デイスク
JP3761697B2 (ja) * 1997-11-07 2006-03-29 東洋ゴム工業株式会社 陸屋根の防水施工方法
JP4240865B2 (ja) * 2001-09-26 2009-03-18 三菱重工業株式会社 難燃性フィルタ及びその製造方法
WO2008120572A1 (ja) * 2007-03-29 2008-10-09 Toray Industries, Inc. 濾材およびフィルターユニット
JP2009208014A (ja) * 2008-03-05 2009-09-17 Toray Ind Inc 成形濾材およびフィルターユニット
JP2015140495A (ja) * 2014-01-28 2015-08-03 帝人株式会社 湿式不織布およびエアフィルター用濾材
JP6578673B2 (ja) * 2014-03-14 2019-09-25 東レ株式会社 難燃性支持体
JP6115596B2 (ja) * 2014-12-26 2017-04-19 ダイキン工業株式会社 エアフィルタ用濾材、フィルタパック、エアフィルタユニット、およびエアフィルタ用濾材の製造方法
JP6658113B2 (ja) * 2016-03-04 2020-03-04 東レ株式会社 エアクリーナー用不織布
JP2017176920A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 東レ株式会社 フィルタ濾材

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014151299A (ja) 2013-02-13 2014-08-25 Toray Ind Inc フィルター用濾材およびエアフィルター

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230078396A (ko) * 2021-11-26 2023-06-02 (주)수시스템 원통형 필터카트리지 제조용 지그 및 이에 의해 제조된 원통형 필터카트리지

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