WO2005011841A1 - 耐水性フィルタ - Google Patents

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filter
water
fiber
resistance
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Inventor
Shinichi Minemura
Toyota Seki
Original Assignee
Toyo Boseki Kabushiki Kaisya
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
    • B01J20/2804—Sheets with a specific shape, e.g. corrugated, folded, pleated, helical

Definitions

  • the present invention relates to a filter having low airflow resistance and excellent water resistance.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose filters in which a sheet containing activated carbon is formed into a pleated shape. In an environment where moisture is easily taken in while applying force, the shape of the filter is deformed and the pressure loss rises easily. A filter that compensates for the drawbacks of the activated carbon filter has been desired.
  • Patent Document 1 JP-A-2-135141
  • Patent Document 2 JP-A-2000-24426
  • the present invention has developed an adsorbent particle-containing sheet using a water-resistant fiber in a pleat unit containing adsorbent particles, and a highly permeable gas-permeable sheet. It was found that the problem could be solved by stacking and integrating. That is, the present invention provides (1) a filter in which the adsorptive sheet is formed in a pleated shape and the air flow resistance A / air flow resistance B ⁇ 1.2 (however, A and B are used under the following conditions).
  • A The air flow is continuously supplied for 80 cc / min X 10 min, and then the ventilation resistance is the lowest, only the ventilation is performed.
  • the filter surface wind speed is 3.7 m / s. Ventilation resistance, wind speed on the filter surface 3.7 m / s).
  • the filter of the present invention can provide a filter and a filter medium that can suppress a large increase in airflow resistance without requiring a separator or the like for fixing pleats, even when a large amount of water is taken into the filter. it can.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a water resistance test method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a filter unit shape of the present invention.
  • FIG. 3 shows a comparison between the example and the comparative example of the pressure drop change behavior during the water resistance test of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic view of a typical structure of the adsorptive sheet according to the present invention.
  • the adsorptive sheet of the present invention is a sheet obtained by laminating and integrating an adsorbent particle-containing sheet composed of adsorptive particles, support fibers, and adhesive fibers and a breathable sheet.
  • the average particle diameter of the adsorbent particles used in the adsorbent particle-containing sheet constituting the adsorbent sheet of the present invention is a value determined by JIS standard sieve CJIS Z8801) in consideration of air permeability, falling off of the adsorbent, papermaking properties, and the like. It is preferable that the average is 100-600 / im, and if 200-500 ⁇ is more preferable.
  • the average particle diameter is less than 100 ⁇ , the airflow resistance becomes too large to obtain a certain high adsorption capacity, and at the same time the sheet packing density becomes high, causing an early rise in pressure loss when dust is supplied. It also causes. If the average particle size exceeds 600 xm, the particles are liable to fall off, the initial adsorption performance in one pass becomes extremely low, and furthermore, the pleated and honeycomb-shaped air purification filters are used. Workability during bending and corrugation is poor.
  • the above-mentioned adsorptive particles can be obtained by performing a predetermined particle size adjustment using an ordinary classifier.
  • the adsorbent particles contained in the adsorbent particle-containing sheet of the present invention preferably contain 3090% by weight of adsorbent particles. If the content is less than 30% by weight, good adsorption performance cannot be obtained. It is not preferable because it decreases.
  • the adsorbent particle-containing sheet of the present invention preferably contains 5 to 50% by weight of a supporting fiber. If the amount is less than 5% by weight, the papermaking properties will be poor, and if it exceeds 50% by weight, the adsorption effect will be poor.
  • the outer surface area of the supporting fibers used in the adsorbent particle-containing sheet of the present invention is preferably lm 2 Zg or less. If it exceeds lm 2 / g, the air permeability and papermaking properties are reduced.
  • both fibers subjected to fibrillation and fibers not subjected to fibrillation are used.
  • the fiber length of the support fiber used in the adsorbent particle-containing sheet of the present invention is preferably 3 to 20 mm. If it is less than 3 mm, the air permeability will be poor, and if it is more than 20 mm, the papermaking property and the formation of the sheet will be poor, and the variation in air flow resistance and adsorption performance will be large.
  • the material of the supporting fibers used in the adsorbent particle-containing sheet of the present invention is preferably a material that is difficult to absorb moisture.
  • a material that is difficult to absorb moisture for example, polyester, polyacrylonitrile, polyamide, polyolefin, vinylon, glass fiber and the like are used. These fibers are preferred from the viewpoint of dimensional stability.
  • the fiber shape may be concentric or irregular. Cracky or stiff fibers can also be used.
  • mixing with adsorbent particles is not easy because fibers that do not easily absorb water are used. However, formation can be further improved by adding a small amount of a surfactant.
  • the adhesive fiber used in the adsorptive sheet of the present invention is not particularly limited as long as it is an adhesive component at the time of compounding, such as water-swellable fiber or hot-melt fiber.
  • an adhesive component at the time of compounding such as water-swellable fiber or hot-melt fiber.
  • polybutyl alcohol fiber, polyethylene fiber And polypropylene-polyethylene, polyester conjugate fiber, polyamide conjugate fiber and the like are preferably used.
  • these fibers may have a sea core structure, a side-by-side structure, or a crumpled fiber. Further, a part or all of the above supporting fibers may be such adhesive fibers.
  • the fiber length of the adhesive fiber used in the adsorbent particle-containing sheet of the present invention is 1 to 20 mm. Les, preferably to be. If it is less than 1 mm, the air permeability will be poor, and if it is more than 20 mm, the papermaking property and the formation of the sheet will be poor, and the variation in air flow resistance and adsorption performance will be large.
  • the mixing ratio of the adhesive fiber used in the adsorbent particle-containing sheet of the present invention is more preferably from 1 to 30 parts by weight, more preferably from 5 to 20 parts by weight.
  • the amount is less than 1 part by weight, the function as an adhesive component cannot be exhibited.
  • the amount exceeds 30 parts by weight, the adsorptivity is relatively reduced and the airflow resistance is increased.
  • the adsorbent particle-containing sheet of the present invention may be configured to include components having ancillary functions such as antibacterial agents, antifungal agents, antiviral agents, and flame retardants. These components may be kneaded into the fibers or may be added and carried in post-processing to impart them. For example, by including a flame retardant, it is possible to manufacture an adsorptive sheet that meets the flame retardancy standard and the UL flame retardant standard specified in FMVSS.302. Further, the use of fibers having adsorptive performance to fibers, for example, ion-exchange fibers, can enhance the deodorizing function.
  • ancillary functions such as antibacterial agents, antifungal agents, antiviral agents, and flame retardants.
  • the thickness of the adsorbent particle-containing sheet of the present invention is preferably from 0.3 to 2.5 mm. This is to improve air permeability and heat resistance.
  • weight of the adsorbent particle-containing sheet of the present invention 50 g / m 2 or more. This is because high adsorption capacity can be realized.
  • the packing density of the adsorbent particle-containing sheet of the present invention is preferably 0.15 to 0.3 g / cc, and more preferably 0.1 to 0.25 g / cc. If it is less than 0.15 g / cc, the dust removal efficiency will be low, and if it exceeds 0.3 g / cc, it will cause an early rise in pressure loss due to clogging, which is not desirable for a filter. In order to adjust the sheet density to such a value, it is more preferable to mix a suitable amount of a fiber having a fiber diameter of 15 ⁇ m or more in the supporting fiber because it is easy to provide a gap between the fiber and the adsorbent particles.
  • the adsorbent particle-containing sheet of the present invention is produced, for example, as follows. That is, adsorbent particles, supporting fibers, and adhesive fibers are dispersed in water to form a slurry, which is then subjected to a long net, short net, circular net, etc. method to remove moisture to form a wet web, and then pressed. After gently squeezing or sucking with a mouth-roller, contact the sheet with a rotary drying drum to dry the sheet. Can be manufactured. Also, the yield can be improved by adding an appropriate amount of a polymer or inorganic dispersant or coagulant to the slurry.
  • the adsorbent particle-containing sheet of the present invention can also be produced by a method in which the slurry is poured into a mold or resin mold having a hole having air permeability, followed by suction and drying.
  • a nonwoven web containing supporting fibers and adhesive fibers is prepared in advance, and the adsorbent particles are dispersed therein, and then the sheet is formed by blowing hot air, or the adsorbent particles are dried under dry conditions. It may be a production method in which a fibrous or powdery binder is integrated under heat treatment.
  • the adsorptive sheet of the present invention it is preferable to laminate a breathable sheet on the adsorbent particle-containing sheet described above from the viewpoint of enhancing water resistance. Furthermore, it is possible to more reliably prevent the adsorbent particles from dropping off at the time of bending force or at the time of use as a filter.
  • the type of the breathable sheet is not particularly limited, and for example, a nonwoven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, or the like is suitably used.
  • the material of the fibers constituting the breathable sheet is preferably a material that does not easily absorb moisture. 20 ° C
  • a material having a standard moisture content of 15% or less under 95% RH is preferable.
  • polyester, polyacrylonitrile, polyamide, polyolefin, vinylon, glass fiber and the like are used.
  • the fiber shape may be concentric or irregular. Fibers with strong cramping can also be used.
  • the fiber diameter of the fibers constituting the breathable sheet is preferably 15 ⁇ 15 ⁇ or more on average. Further preferably, fibers having an average of 30 ⁇ m or more are the main constituent fibers. If the fiber diameter is less than 15 ⁇ on average, airflow resistance tends to be high, which is not very preferable.
  • basis weight breathable sheet Shi preferred is 10 150 g / m 2 les. If it is 10 g / m 2 or less, there is a problem in the strength surface and the activated carbon falling off the surface of the sheet containing the adsorbent particles. If it is larger than 150 g / m 2 , the airflow resistance is high and the sheet thickness is excessively large. Therefore, when it is made into pleat unit, the structural resistance becomes large and it is not practical.
  • the packing density of the breathable sheet is preferably less than 0.4 gZcc. At 0.4 g / cc or more, the air permeability is poor and the amount of retained dust tends to be small. [0029] It is preferable that the ventilation resistance of the permeable sheet is less than 10OPa at a linear velocity of 30cm / s. Above lOPa, the overall airflow resistance is undesirably too high for practical purposes.
  • the thickness of the breathable sheet is preferably 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. If the thickness is less than 0.1 mm, the practical strength is not sufficient, which is not preferable. 1. If it is larger than Omm, the sheet thickness is too thick and the unit
  • the structural resistance is undesirably increased.
  • the method for producing the air-permeable sheet is not particularly limited, and examples thereof include, but are not limited to, a spun bond method, a thermal bond method, and a chemical bond method.
  • Rigidity of breathable sheet Pio The rigidity according to the ISL1096B method (slide method) is preferably 1. ON 'cm or more in both the longitudinal direction (MD) and the cross direction (TD). 1. If it is less than ON 'cm, the unit will be easily deformed after the water resistance test, and the air flow resistance will easily increase.
  • the air-permeable sheet may be an electret-shaped air-permeable sheet. This is because the laminating of the air-permeable sheets that have been subjected to electret removal can increase the effect of removing submicron particles such as tobacco smoke particles, carbon particles, and sea salt particles.
  • the method of laminating the adsorbent particle-containing sheet and the breathable sheet is not particularly limited.
  • a small amount of adhesive is applied, or a bonding method utilizing heat-fusibility, for example, a method of spraying an adhesive fiber onto an adherend, inserting a thermoplastic or thermosetting powder resin or an adhesive sheet between the sheets.
  • a heating method, a method of bonding by pressing a press, and a method of fusing and bonding by ultrasonic waves are preferably used.
  • the kind of the adhesive there are various types such as a polyester type, a polyolefin type, a polyamide and an atalyl type, but it is preferable to use a material which does not easily absorb moisture.
  • the air purification filter 1 of the present invention is used by molding the adsorptive sheet described above into a pleated or corrugated shape.
  • the thickness of the air purification filter of the present invention is preferably from 10 to 400 mm.
  • a large filter unit of about 10-60 mm which is often installed in building air-conditioning applications, due to the usual internal space.
  • about 40 to 400 mm is preferable considering the storage space.
  • the air purifying filter of the present invention preferably has a ridge peak interval of 230 mm. 2mm If it is less than this, the folds and mountains will be too close together, resulting in a large dead space and the inefficient use of seats. On the other hand, if it is larger than 30 mm, the sheet development area becomes small, so that the removal effect according to the filter thickness cannot be obtained.
  • the air-permeable sheet side is disposed on the upstream side. By doing so, dust can be efficiently caught on the upstream side, so that the utility of the adsorbent particles can be extended.
  • the airflow resistance of the sheet is a value under the condition of a linear velocity of 30 cm / s:
  • the airflow resistance of the unit is a value under the condition of a wind speed over the filter of 3.7 m / s.
  • Sheet packing density (g / cc) sheet basis weight / sheet thickness [sheet thickness is a value under a load of 0.7 kPa]
  • Polyester core-sheath composite fiber having 70 parts by weight of granular activated carbon having an average particle diameter of 200 ⁇ m, 10 parts by weight of 6 denier X fiber length of 5 mm polyester fiber, and 2 denier X fiber length of 5 mm 8 parts by weight, 12 parts of 1 denier X 3 mm fiber length polybutyl alcohol, which is a water-swellable hot-melt fiber, is dispersed in water with a pulper. Further, a fatty acid-based cationic surfactant (trade name: Santol KL, manufactured by Nichika Chemical Co., Ltd.) was added in an amount of 1 part by weight to prepare a stock solution for wet papermaking.
  • a fatty acid-based cationic surfactant trade name: Santol KL, manufactured by Nichika Chemical Co., Ltd.
  • a filter unit with a length of 200 mm, a width of 200 mm, a peak height of 30 mm, and a pleated peak pitch of 6 mm was manufactured.
  • the filter unit was fixed by using a polypropylene resin plate with a thickness of 3 mm on the side and firmly bonded with polyethylene hot melt resin. That is, the fixing was performed only on the filter end surface (Fig. 2). ).
  • the initial airflow resistance was 110 Pa
  • the airflow resistance after the water resistance test was 120 Pa.
  • the deformation of the unit shape during and after the water resistance test was very small.
  • Comparative Example 1 70 parts by weight of granular activated carbon having an average particle diameter of 200 ⁇ m, 6 parts by weight of 8 denier X fiber length 8 mm rayon fiber, 4 parts by weight of 4 denier X 4 mm rayon fiber, water swelling heat Melt fiber, 1 denier ⁇ 12 parts of polyvinyl alcohol having a fiber length of 3 mm, was dispersed in water with a pulper to prepare a stock solution for wet papermaking. Make wet web this by papermaking with a foraminous papermaking method, then dried by rotary drying drum lightly squeeze 140 ° C with a press roller and a basis weight of 170 g / m 2, the sheet packing density 0. 21g / cc An adsorbent-containing sheet was obtained.
  • a spunbond nonwoven fabric with a basis weight of 20 g / m 2 made of polyester as a breathable sheet (thickness 0.15 mm, ventilation resistance 4 Pa, MD softness 0.4 N * cm, TD softness 0.2 N'cm)
  • the polyamide nonwoven fabric having a melting point of 110 ° C and a basis weight of lOgZm 2 was sandwiched between two layers, and hot-pressed at 130 ° C to produce a laminated sheet. From this sheet, a filter unit having a length of 200 mm, a width of 200 mm, a peak height of 30 mm, and a pleated peak pitch of 6 mm was prepared. The unit was manufactured in the same manner as in Example 1.
  • Example 2 100 parts by weight of granular activated carbon having an average particle diameter of 200 ⁇ and 10 parts by weight of an ethylene-acrylic acid copolymerized thermoplastic binder having an average particle diameter of 10 ⁇ m as a thermoplastic powder resin were sufficiently mixed in advance. Then, after spraying on an ethylene-polyester composite nonwoven fabric (basis weight 20 g / m 2 ) so as to have a basis weight of 13 Og / m 2 , further cover the breathable sheet described in Example 1 from above and heat at 120 ° C.
  • the present invention provides a filter and a filter material capable of suppressing a large increase in air flow resistance without requiring a separator for fixing the folds, even when a large amount of water is taken into the filter. Yes, it can be used in a wide range of fields such as filters for air purification in environments where moisture is easily taken in, and greatly contributes to the industry.

Abstract

本発明は、吸着剤粒子を含有したプリーツ状フィルタにおいて水分がフィルタに取り込まれた場合でも、ひだ固定用のセパレーター等を使用しなくても通気抵抗の大幅な上昇を抑制可能なフィルタ及びフィルタ濾材を提供するものである。本発明における吸着性シートは吸着剤粒子含有シートと通気性シートからなる。耐水性があり、かつ剛性のある材料を使用することにより、水分がフィルタに取り込まれた場合でも、ひだ固定用のセパレーター等を使用しなくても通気抵抗の大幅な上昇を抑制をはかる。

Description

明 細 書
耐水性フィルタ 技術分野
[0001] 本発明は、低通気抵抗で耐水性に優れたフィルタに関する。
背景技術
[0002] 空気浄化用フィルタでは活性炭、シリカゲル、ゼォライト、セピオライト等の粒子状吸 着剤を含有したシートをプリーツ化したフィルタがよく使用される。特許文献 1，特許 文献 2には活性炭を含有するシートをプリーツ状に成型したフィルタが開示されてい る。し力しながら水分が取り込まれやすい環境下においてはフィルタ形状変形などが 生じ圧損上昇が大きくなりやすいという欠点があった。このような活性炭フィルタの欠 点を補うフィルタが望まれてレ、た。
[0003] 特許文献 1 :特開平 2 - 135141号公報
特許文献 2：特開 2000 - 24426号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] 前述したように多量の水分がフィルターに取り込まれた場合でも、ひだ固定用のセパ レーター等を必要とせずに通気抵抗の大幅な上昇を抑制できるフィルタ及びフィルタ 濾材を提供する。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、吸着性粒子を含有したプ リーツユニットにおいて耐水性のある繊維を使用した吸着剤粒子含有シートと剛性の 強い通気性シートを積層一体化することにより解決することを見いだした。即ち、本発 明は（1)吸着性シートがプリーツ状に成型されており、通気抵抗 A/通気抵抗 B ≤ 1. 2、の関係にあるフィルタ（ただし、 A、 Bは以下の条件下での通気抵抗を示す。 A： 80cc/min X 10min間連続で水を通風供給後、通風のみ実施し最も通気抵 抗が低くなる値。フィルタ面風速 3. 7m/s。 B：水供給前の通気抵抗、フィルタ面風 速 3· 7m/s)。 （2)プリーツ山固定力 S、フィルタ端縁部もしくは側面部のみとなつてい る（1)記載のフィルタ。 （3)吸着性シートが、通気性シートと吸着性粒子を含むシート の接着一体化されたものであることを特徴とする、（1)又は（2)いずれかに記載のフィ ルタである。
発明の効果
[0006] 本発明のフィルタは、多量の水分がフィルターに取り込まれた場合でも、ひだ固定用 のセパレーター等を必要とせずに通気抵抗の大幅な上昇を抑制できるフィルタ及び フィルタ濾材を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]本発明に係る耐水試験法の模式図を示す。
[図 2]本発明のフィルタユニット形状の模式図である。
[図 3]本発明の耐水試験時の圧損変化挙動を実施例と比較例で比較した。
[図 4]本発明に係る吸着性シートの代表的構造の模式図である。
発明を実施するための最良の形態
[0008] 本発明の吸着性シートは、吸着性粒子、支持繊維、接着性繊維からなる吸着剤粒子 含有シートと通気性シートを積層一体化したシートである。 本発明の吸着性シートを 構成する吸着剤粒子含有シートに用いられる吸着性粒子の平均粒子径は、通気性 、吸着材の脱落、抄紙性等を考慮して、 JIS標準ふるい CJIS Z8801)による値で平均 100— 600 /i mであること力 S好ましく、 200— 500 μ ΐηであればより好ましレヽ。平均粒 子径が 100 μ ΐη未満の場合には、一定の高吸着容量を得るのに通気抵抗が大きく なりすぎ、また、同時にシート充填密度が高くなりやすぐ粉塵供給時に早期の圧損 上昇を引き起こす原因にもなる。平均粒子径が 600 x mを越える場合には、脱落が 生じやすくなり、またワンパスでの初期吸着性能が極端に低くなり、更にはプリーツ形 状及びハニカム状等の空気浄化用フィルタ一としたときの折り曲げ、及び波状加工 時の加工性が悪くなる。なお、上記の吸着性粒子は、通常の分級機を使用して所定 の粒度調整をすることにより、得ることが可能である。
[0009] 本発明の吸着剤粒子含有シートに含まれる吸着剤粒子は、吸着剤粒子を 30 90重 量％含有することが好ましい。 30重量％未満の場合には、良好な吸着性能が得られ ず、 90重量％を越える場合には、吸着剤粒子含有シートの強度がハンドリング性が 低下し好ましくない。
[0010] 本発明の吸着剤粒子含有シートは、支持繊維を 5— 50重量％含有することが好まし レ、。 5重量％未満では、抄紙性が悪くなり、 50重量％を超える場合には、吸着効果が 不良となる。
[0011] 本発明の吸着剤粒子含有シートに用いられる支持繊維の外表面積は、 lm2Zg以下 であることが好ましい。 lm2/gを越える場合には、通気性及び抄紙性が低下するた めである。なお、上記の支持繊維としては、フイブリルイ匕した繊維、フィブリルィ匕してい ない繊維の両者が用いられる。
[0012] 本発明の吸着剤粒子含有シートに用いられる支持繊維の繊維長は、 3— 20mmであ ること力 S好ましい。 3mm未満の場合には、通気性が悪くなり、 20mmを超える場合に は、抄紙性やシートの地合が悪くなり、通気抵抗、吸着性能のバラツキが大きくなる。
[0013] 本発明の吸着剤粒子含有シートに用いられる支持繊維の材質は、水分を吸収しにく レ、ものであることが好ましレ、。例えば、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポ リオレフイン、ビニロン、ガラス繊維等が用いられる。これらの繊維は寸法安定性の観 点からも好ましい。なお、繊維形状は同心円形でも異形断面でもよい。また倦縮のか 力つた繊維も使用できる。抄紙でシートィ匕する場合は水分を吸収しにくい繊維を使用 しているので吸着剤粒子との混合が容易ではないが、更に界面活性剤を少量添カロ することでより地合を良好にできる。特に脂肪酸系の水系ェマルジヨンを使用すれば 理由は明確ではないが活性炭吸着特性の低下を抑制できるだけでなく乾燥時のドラ ィヤーからの離型性も良好にでき、すなわち抄紙しやすくなる。
[0014] 本発明の吸着性シートに用いられる接着性繊維は、水膨潤性繊維や熱溶融性繊維 等、混抄時の接着成分となるものであればよぐ例えば、ポリビュルアルコール繊維、 ポリエチレン繊維やポリプロピレン—ポリエチレン、ポリエステル複合繊維、ポリアミド 複合繊維等が好適に用いられる。
[0015] また、これらの繊維はシースコア構造でも、サイドバイサイド構造、あるいは倦縮のあ る繊維でもよレ、。更に前述した支持繊維の一部あるいは全部がこのような接着性繊 維であってもよい。
[0016] 本発明の吸着剤粒子含有シートに用いられる接着性繊維の繊維長は、 1一 20mm であることが好ましレ、。 1mm未満の場合には、通気性が悪くなり、 20mmを超える場 合には、抄紙性やシートの地合が悪くなり、通気抵抗、吸着性能のバラツキが大きく なる。
[0017] 本発明の吸着剤粒子含有シートに用レ、られる接着性繊維の混抄割合は、 1一 30重 量部が好ましぐ 5— 20重量部であればより好ましい。 1重量部未満の場合には、接 着成分としての機能を発揮することができず、 30重量部を超える場合には、吸着性 が相対的に低下し、通気抵抗も上昇する。
[0018] 本発明の吸着剤粒子含有シートは、抗菌剤、抗かび剤、抗ウィルス剤、難燃剤等の 付随的機能を有する成分等を含めて構成してもよい。これらの成分は繊維類中に練 り込んでも、後加工で添着、及び担持して付与してもよい。例えば、難燃剤を含めて 構成することにより、 FMVSS. 302で規定されている遅燃性の基準や UL難燃規格 に合致した吸着性シートを製造することが可能である。また、繊維類に吸着性能を有 する繊維、例えば、イオン交換繊維等を用いることにより、脱臭機能を強化することも 可能である。
[0019] 本発明の吸着剤粒子含有シートの厚みは、 0. 3— 2. 5mmが好ましい。通気性や加 ェ十生を良好にするためである。
[0020] 本発明の吸着剤粒子含有シートの目付は、 50g/m2以上が好ましい。高吸着能化 が実現できるためである。
[0021] 本発明の吸着剤粒子含有シートの充填密度は、 0. 15-0. 3g/ccであれば好まし く、 0· 17-0. 25g/ccであればより好ましい。 0. 15g/cc未満の場合には、粉塵 除去効率が低くなり、 0. 3g/ccを超える場合には、 目詰まりにより早期の圧損上昇 を引き起こし、フィルタ一としては好ましくない。このようなシート密度に調整するには 、支持繊維中に繊維径 15 x m以上のものを適量混抄することにより、繊維と吸着材 粒子間に空隙を持たせることが容易となるためより好ましい。
[0022] 本発明の吸着剤粒子含有シートは、例えば、次のように製造される。即ち、予め吸着 剤粒子、支持繊維、接着性繊維を水中に分散させスラリー状とし、これを長網式、短 網式、円網式等の方法によって水分を除去し湿潤ウエッブをつくり、その後プレス口 一ラーで軽く絞り、あるいは吸引後、回転乾燥ドラムにて接触乾燥する方法でシート の連続物を製造できる。また、スラリー中に高分子系、無機系の分散剤や凝集剤を 適量添加して歩留まりを向上させることもできる。また、通気性のある穴のあいた金型 や樹脂型に上記スラリーを流し込み、その後吸引、乾燥する方法でも本発明の吸着 剤粒子含有シートを製造できる。また、支持繊維、接着性繊維を含む不織布ウエッブ を予め作製しておき、この中に吸着剤粒子を分散させその後、熱風を吹き付ける方 法でシート化する方法、あるいは、乾燥条件下で吸着剤粒子と繊維状、あるいは粉 末状バインダーとを熱処理下で一体化する製法でもよい。
[0023] 本発明の吸着性シートは、上記で説明した吸着剤粒子含有シートに通気性シートを 積層するのが耐水性強化の面で好ましい。更に、折り曲げ力卩ェ時等やフィルタ一とし ての使用時等の吸着剤粒子の脱落防止をより確実なものとすることができるからであ る。
[0024] 通気性シートの種類は、特に限定されるものではなぐ例えば、不織布状、織物状、 ニット状等が好適に用いられる。
[0025] 通気性シートを構成する繊維の材質は、水分の吸収しにくいものが好ましい。 20°C
X 95%RH下の標準水分率で 15%以下の材質が好ましい。例えば、ポリエステル、 ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリオレフイン、ビニロン、ガラス繊維等が用いられる。 なお、繊維形状は同心円形でも異形断面でもよい。また倦縮の力かった繊維も使用 できる。
[0026] 通気性シートを構成する繊維の繊維径は平均 15 μ ΐη以上であることが好ましい。更 に好ましくは平均 30 μ m以上の繊維が構成繊維の主体となっていることである。繊 維径が平均 15 μ ΐη未満であれば通気抵抗が高くなりがちであり、あまり好ましくない
[0027] 通気性シートの目付量は 10 150g/m2が好ましレ、。 10g/m2以下であれば、強度 面、吸着剤粒子含有シート表面からの活性炭脱落面で問題がある。 150g/m2より 大きくなれば、通気抵抗が高ぐかつシート厚みが過度に厚くなるので、プリーツュニ ットにした場合、構造抵抗が大きくなり実用的とは言えない。
[0028] 通気性シートの充填密度は 0. 4gZcc未満が好ましレ、。 0. 4g/cc以上では通気性 が悪くなり、かつ粉塵保持量が小さくなりがちである。 [0029] 通気性シートの通気抵抗は線速 30cm/sで lOPa未満であることが好ましい。 lOPa 以上では実用上全体の通気抵抗が高くなりすぎ好ましくない。
[0030] 通気性シートの厚みは 0. 1mm以上、 1. Omm以下が好ましい。 0. 1mm未満では 実用強度面が充分とはいえず好ましくない。 1. Ommより大きいとシート厚みが厚す ぎ、ユニット
にした場合の構造抵抗が大きくなりすぎる点等で好ましくない。
[0031] 通気性シートの製法は特に限定はないがスパンボンド法、サーマルボンド法、ケミカ ルボンド法が挙げられるがこの限りではない。
[0032] 通気性シートの剛性 ίお ISL1096B法 (スライド法）に準じた剛軟度が長手方向（MD )、クロス方向（TD)とも 1. ON' cm以上であることが好ましレ、。 1. ON ' cm未満であれ ば耐水試験後のユニット変形がおこりやすくなり通気抵抗の上昇を招きやすい。
[0033] 通気性シートは、エレクトレツトイ匕された通気性シートであってもよレ、。エレクトレツトイ匕 された通気性シートを積層すれば、タバコ煙粒子、カーボン粒子、海塩粒子をはじめ とするサブミクロン粒子に対する除去効果も増大することが可能であるからである。
[0034] 本発明の吸着性シートにおいて、吸着剤粒子含有シートと通気性シートの積層方法 は、特に限定されるものではない。例えば、少量の接着剤の塗布、あるいは熱融着 性を利用した接着法、たとえば、接着繊維を被接着体に吹きかける方法、熱可塑性 あるいは熱硬化性の粉末樹脂や接着性シートをシート間に挿入し、加熱のみ、及び プレスをカ卩えて接着する方法や、超音波により融着させ接着する方法等が好適に用 レ、られる。接着剤の種類としては、ポリエステル系、ポリオレフイン系、ポリアミド、アタリ ル系をはじめ種々あげられるが水分を吸収しにくい素材を使用する方が好ましい。
[0035] 本発明の空気浄化用フィルタ一は、上記で説明した吸着性シートをプリーツ状や波 状に成型されて使用される。
[0036] 本発明の空気浄化用フィルターの厚みは、 10— 400mmが好ましレ、。カーエアコン 内部装着をはじめとする車載用途や家庭用空気清浄機であれば、通常の内部スぺ ースの関係から、 10— 60mm程度、ビル空調用途へよく設置される大型のフィルタ ユニットであれば 40— 400mm程度が収納スペースから考えると好ましい。
[0037] 本発明の空気浄化用フィルターのひだ山頂点間隔は 2 30mmが好ましレ、。 2mm 未満ではひだ山間が密着しすぎでデッドスペースが多ぐ効率的にシートを活用でき なくなる。一方、 30mmより大きいとシート展開面積が小さくなるためフィルター厚み に応じた除去効果を得ることができなくなる。
[0038] 本発明の空気浄化用フィルタ一は、通気性シート側を上流側に配置する方が好まし レ、。力、ようにすることにより、上流側で粉塵を効率的に捕らえられるため吸着剤粒子の 効用をより長くさせることができるからである。
実施例
[0039] 以下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定 する性質のものではなぐ前 ·後記の趣旨に沿って設計変更することはいずれも本発 明の技術的範囲に含まれるものである。
[0040] 尚、実施例中の数値は以下のような方法で測定した値である。
[0041] (1)シート状での通気抵抗は線速 30cm/sの条件下での値：ユニット状での通気抵 抗はフィルタ一面風速 3. 7m/s条件下での値
[0042] (2)シート充填密度：シート充填密度（g/cc) =シート目付/シート厚み [シート厚み は 0. 7kPaの荷重下での値]
[0043] (3)剛軟度： JISL1096B法 (スライド法）に従って MD、 CD両方向を測定した。なお 試験片の幅は 15mm、有効試験片の長さは 10cmとして測定した。
[0044] (4)耐水試験（図 1)：フィルタ一面風速 3. 7mZsの条件下でフィルタユニットにスプ レーで水を 80ccZmin X lOmin間供給し、その後、連続して同風速で通風のみ実 施し、最も通気抵抗が低くなつた値を記録した。
[0045] (実施例 1) 平均粒径 200 μ mである粒状活性炭を 70重量部、 6デニール X繊維長 5mmのポリエステル繊維を 10重量部、 2デニール X繊維長 5mmのポリエステル製 芯鞘複合繊維を 8重量部、水膨潤性熱溶融性繊維である 1デニール X繊維長 3mm のポリビュルアルコール 12部とをパルパ一で水中に分散し、更に脂肪酸系のカチォ ン性界面活性剤（商品名：サントール KL、 日華化学製)を 1重量部添加し湿式抄紙 用原液を調整した。これを長網式抄紙法にて抄紙して湿潤ウエッブをつくった。その 後プレスローラーで軽く絞り 140°Cで回転乾燥ドラムにて乾燥し、 目付 170g/m2、シ ート充填密度 0. 21g/ccの吸着剤粒子含有シートを得た。シート地合も良好であり 、また乾燥時に回転乾燥ドラムに極度に密着することもなぐしたがってドライヤーか らの離型性も良好でシートの破れ、割れ等もなく抄紙性に優れたものであるばかりか 撥水性が、該界面活性剤を添加しない場合と比較しより向上していることが確認でき た。通気性シートとして 15デニール X 51mm、 20デニール X 51mm、 4デニール X 51mmを重量比で 60 : 30 : 10で混合して作製した目付 60gZm2、厚み 0. 3mm、通 気抵抗 3Paのポリエステル製サーマルボンド不織布（MD方向の剛軟度 1. 4N' cm、 TD方向の剛軟度 1. 9N' cm)を融点が 110°C、 目付 lOgZm2であるポリアミド系不 織布をシート間に挟み、 130°C下で熱プレスを実施し、積層シートを製造した。このシ ート力ら縦 200mm、横 200mm、山高さ 30mm、プリーツ山ピッチ 6mmのフィルタュ ニットを作製した。なお、フィルタユニットの山固定は側面を厚み 3mmのポリプロピレ ン製樹脂板を使用し、かつポリエチレンホットメルト樹脂で強固に接着させており、す なわち山固定はフィルタ端面のみで実施した（図 2)。このフィルタユニットの性能を評 価したところ初期通気抵抗は 110Pa、耐水試験後の通気抵抗は 120Paであった。ま た、耐水試験中及び、試験後のユニット形状のくずれも非常に小さいものであった。 (比較例 1) 平均粒径 200 μ mである粒状活性炭を 70重量部、 8デニール X繊維長 8mmのレーヨン繊維を 6重量部、 4デニール X 4mmのレーヨン繊維を 4重量部、水 膨潤性熱溶融性繊維である 1デニール X繊維長 3mmのポリビニルアルコール 12部 とをパルパ一で水中に分散し湿式抄紙用原液を調整した。これを長網式抄紙法にて 抄紙して湿潤ウエッブをつくり、その後プレスローラーで軽く絞り 140°Cで回転乾燥ド ラムにて乾燥し、 目付 170g/m2、シート充填密度 0. 21g/ccの吸着剤含有シート を得た。一方、通気性シートとしてポリエステルからなる目付 20g/m2のスパンボンド 不織布（厚み 0. 15mm,通気抵抗 4Pa、 MD方向剛軟度 0. 4N * cm、 TD方向剛軟 度 0. 2N' cm)不織布を融点が 110°C、 目付 lOgZm2であるポリアミド系不織布を 2 層間に挟み、 130°C下で熱プレスを実施し、積層シートを製造した。このシートを縦 2 00mm,横 200mm、山高さ 30mm、プリーツ山ピッチ 6mmのフィルタユニットを作製 した。ユニット製造法は実施例 1と同様の方法で実施した。このフィルタユニットの性 能を評価したところ初期通気抵抗は 110Pa、耐水試験後の通気抵抗は 150Paであ り、耐水試験後のュニット形状くずれが大きレ、ものであつた。 [0047] (実施例 2) 平均粒径 200 μ ΐηの粒状活性炭を 100重量部と熱可塑性粉末樹脂とし て平均粒径 10 μ mのエチレン アクリル酸共重合熱可塑性バインダー 10重量部を 予め充分混合し、エチレン ポリエステル複合不織布（目付 20g/m2)上に、 目付 13 Og/m2となるように散布後、更に、実施例 1に記載した通気性シートを上から被せ、 120°Cで熱プレス実施し、積層一体化シートを作製した。このシートを実施例 1と同様 の方法でユニット化した。このフィルタユニットの性能を評価したところ初期通気抵抗 は 115Pa、耐水試験後の通気抵抗は 120Paであり、耐水試験後のユニット形状はほ とんどないものであった。
産業上の利用可能性
[0048] 本発明は、多量の水分がフィルターに取り込まれた場合でも、ひだ固定用のセパレ 一ター等を必要とせずに通気抵抗の大幅な上昇を抑制できるフィルタ及びフィルタ 濾材を提供するものであり、水分が取り込まれやすい環境下における空気浄化用フ ィルタ等幅広レ、分野に利用することができ、産業界に寄与することが大である。

Claims

請求の範囲
[1] 吸着性シートがプリーツ状に成型されており、通気抵抗 AZ通気抵抗 B ≤ 1. 2、 の関係にあるフィルタ（ただし、 A、 Bは以下の条件下での通気抵抗を示す。 A： 80c c/min X lOmin間連続で水を通風供給後、通風のみ実施し最も通気抵抗が低くな る値。フィルタ面風速 3. 7m/s0 B：水供給前の通気抵抗、フィルタ面風速 3. 7m )。
[2] プリーツ山固定が、フィルタ端縁部もしくは側面部のみとなつている請求項 1記載のフ イノレタ。
[3] 吸着性シートが、通気性シートと吸着性粒子を含むシートの接着一体化されたもので あることを特徴とする、請求項 1乃至 2いずれかに記載のフィルタ。
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