JPH0445813A - フィルターユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、平均繊度０．１５デニール未満の特に腰の軟
らかい有機重合体からなる不織布を山谷折りした低圧力
損失性に優れたフィルターユニットに関する。

［従来技術］ 主にガラス繊維からなる腰のしっかりした、硬いマツＩ
・状の濾材からフィルターユニットを製作するこれまで
の方法は、通気性のないアルミニューム製、紙製あるい
はプラスチック製のセパレーターと呼ばれる山谷折りさ
れた月利を介して該濾材を山谷折りすることによって、
限られたユニット容積中に多くの濾材を収納させ、低圧
力損失で多風量を処理できるフィルターユニットが作ら
れている。

しかし、有機重合体からなる平均繊度０．１５デニール
未満の繊維で構成されるメルトブロー不織布のように、
特に腰のない柔らかい不織布シートを用いて、従来方法
でフィルターユニットを作った場合には、濾材が変形し
、セパレーターに濾材が密着し、空気の通らない部分が
多く生じる。

このため濾材有効面積が実質上減少し、圧力損失の増加
と捕集効率の低下が生じるという欠点があった。

また、特開昭６２−２１３８１８号公報では、綿状濾過
体をエアー流れの上流側に、その下流側に帯電濾過体を
配置するエアフィルター用濾材が示されている。この公
知例では、綿状濾過体はフィルターとしての機能を有し
、プレフィルタ−の効力を有するものである。したがっ
て、通気抵抗が大きく圧力損失で１０ｍｍＡｑと高いも
のであり、捕集効率は７０％と高いものが使用されてい
る。さらに綿状濾過体で帯電濾過体を挟む考え方も示さ
れていないものであった。本発明のようにプレフィルタ
−の効果を全く期待しない捕集効率（０，１μｍ粒子）
では、５％未満であるような濾材で主濾材を挟むという
考え方はなかったのである。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、特に腰の軟らかい有機重合体からなる不織布
シートを濾材として用いる場合に、従来のように山谷折
りされた通気性のないセパレーターを用いる方法では、
セパレーターと濾材が密着し、濾材の有効面積が減少す
る結果中じる、圧力損失増大と捕集効率低下という問題
点を解決するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、次の構成を有する。

すなわち、平均繊度７デニール以上の繊維で構成された
剛軟度１００ｍｍ以上、厚さ］−，０ｍｍ以上、通気量
１０００　ｃ　ｃ　／　ｃ　ｍ　２　・８００以上の不
織布セパレーター層の間に、平均繊度０．　１５デニー
ル未満の繊維で構成された剛軟度１００ｍｍ未満の濾材
が挟まれた状態で山谷折りされたフィルターユニットで
ある。

［作用］ 本発明のフィルターユニット構造を図をもって詳細に説
明をすると、第１図および第２図、は本発明の山谷折り
された本発明のフィルターユニット１の断面構造を示す
。

さらに詳しく説明すると、平均繊度７デニール以上、剛
軟度１００ｍｍ以上（４５°カンチレバーによる評価方
法）、厚さ１．０ｍｍ以上、通気量１０００ＣＣ／Ｃｍ
２・ＳｅＣ以上の不織布セパレーター２の間に、平均繊
度０．１５デニール未満の繊維で構成された剛軟度１０
０ｍｍ未満の濾材が挟まれた状態で山谷折りされている
様子を示す。

不織布セパレーターは、平均繊度７デニール以上、剛軟
度：１．００ｍｍ以上、厚さ１．０ｍｍ以上、通気量が
１０００ｃｃ／ｃｍ２・８００以上（評価方法Ｊ　Ｉ　
５−Ｌ１０９６）の比較的硬く通気性に優れた不織布で
あり、その通気量は１０００ｃｃ　／　ｃ　ｍ　’　・
８８０以上で、不織布セパレーターの剛軟度］−００ｍ
ｍ以上を維持した上で可能な限り多いのが好ましい。そ
れは不織布セパレーターの使用目的は、濾材３の分離と
フィルターユニット構造の形態保持を目的とするもので
あって、可能な限り通気抵抗が小さいのが望ましいから
である。

剛軟度１００ｍｍ未満では、山谷折りされた形態が風圧
によって圧縮や変形に耐えられないので好ましくない。

このため構成材料として繊度が太く硬い繊維で構成する
のが好ましい。このため平均繊度７デニール以上の硬く
て強直な繊維が適する。中でも、繊度が１５デニール以
上のポリエステル短繊維と複合短繊維（たとえば芯がポ
リプロピレン、鞘がポリエチレンなど）などが適する。

構成繊維の繊度が１００デニールを越える太い繊維の場
合には、繊維が山谷折り加工された山と山の間の隙間を
塞いでしまう場合があり好ましくない。

繊維素材については、ポリアミド、ポリエステル、ポリ
オレフィンなどの繊維が広範に使用でき好ましい。また
剛軟度が１．０００ｍｍを越える硬さの物では、硬すぎ
てプリーツ加工での山高さが不揃いになるので好ましく
ない。

特に、熱接着繊維を含む不織布セパレーターは、通気量
が多くでき、かつ山谷折りされた後、熱処理することで
山の斜面に当る繊維どうしを接着することできるので山
谷折りされた形態をより一層安定強化することができる
ので好ましい。

また、予め樹脂接着された不織布セパＩノーターを用い
る場合には、比較的硬くできるので形態保持上有利であ
る。さらに熱接着繊維を含む不織布を樹脂接着して用い
ると硬く形態保持性に優れ、かつ熱処理することで山の
斜面に当る繊維どうしを接着することも可能であるので
山谷折りされた形態をより一層安定強化することができ
るのでさらに好ましい。

また、厚さは１ｍｍ以上である。１．ｍｍ末論では、不
織布セパ１ノーターを構成する繊維の間を空気がスムー
ズに抵抗なく流れる必要性から、狭すぎると繊維が流れ
を遮るようになり通気性が失われ圧力損失が高くなるの
で適さない。

目付については、通気抵抗をより少なくする必要がある
ので、剛軟度１００ｍｍ以上を維持した上で可能な限り
少なくするのが好ま（７いものである。一般的に１−０
〜３００ｇ／ｍ２の範囲が好ましい。

濾材層３は、剛軟度１００ｍｍ未満で、平均繊度０．１
５デニール未満の繊維構成された柔軟な不織布層である
。ビル空調用途やクリーンルーム川の濾月として用いる
場合、濾過後の塵を０．１−５　ｍ　ｇ　／　ｍ　’未
満にするためには、繊度０．１５デニール未満の繊維を
含む不織布が効率よく塵を捕集するので適する。たとえ
ば、短繊維不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー
不織布、フラッシュ紡糸による不織布、溶液ポリマーの
静電場内捕集による不織布などを好適に用いることがで
きる。中でもメルトブロー不織布は、容易に繊度か細く
できるので捕集効率が高く好適である。とりわけ工Ｉツ
クトレッド化メルトブロー不織布は低圧力損失で極めて
捕集効率が高いので最適である。

一般的に、繊度０．００３デニール以上、０．１デニー
ル範囲が好ましい範囲である。これらの不織布を単独、
積層または複合／接着１．て用いるものである。また、
該濾材層３の要件を満たさない他の素材と積層または複
合・接着して用いるものである。

濾月層の剛軟度については、より軟らかい不織布はど、
本発明の方法を用いてユニット化した場合、得られる効
果、すなわち低圧力損失化、形態安定性、低コストなど
の面で有利であるが、目付２０ｇ／ｍ’で２０ｍｍから
１００ｍｍの範囲がユニット化する際の工程通過性（強
度）を有しているので好ましい。

繊維素材の成分については、ガラス、石綿などの無機繊
維やポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリ
カーボネートなどの有機重合体からなる繊維、とりわけ
エレクトｌノット品についてはポリプロピレン、ポリカ
ーボネート、ポリエステル、ポリウレタン繊維などの有
機重合体からなる繊維が安価で好適な素材である。

目付については、要求される濾利特性によって決まり、
本発明の方法を利用する上で特に制限はない。一般的に
は５〜３００ｇ／ｍ２の範囲内とするのがよいものであ
る。

濾月３を不織布セパレーターの間に挾んだ状態で、共に
山谷折りするのが本発明の特徴的方法である。従来のフ
ィルターユニットでは、山谷折りされたセパレーターが
濾材３の分離の機能を果たしていたが、本発明の方法で
は、不織布セパＩノーターがこの機能を果たしている。

また、第１図に示したように、不織布セパレーターは、
互いの表面が接するように山谷折りされていてもよい１
−１もちろん、第２図のように数ミリ程度の隙間をあけ
て山谷折りしてもかまわない。さらに、不織布セパレー
ターの山の頂点を適宜の間隔をあけて筋状（ストライブ
状）に接着成分（第２図の４）で接着すれば、補強され
るのでさらに好ましい。この補強を行なおうとする際に
は、そのような筋状でなくとも、格子状、斜めストライ
ブ状等に接着成分で接着させて補強するようにしてもよ
い。

このように山谷折りすることで濾材３をしっかり固定す
ることができるので、濾材３を通過する空気量が均一化
され濾材特性が安定する。

さらに、不織布セパレーターと濾材を積層した状態で山
谷折りしてもよいし、予め全体あるいは部分的に接着し
た後、山谷折りしてもよい。また不織布セパレーター層
の間に濾材以外の別の機能を有する不織布、例えば脱臭
性、芳香性、抗菌防黴性、ダスト保持性を増す嵩高性不
織布などを濾材と併用してもかまわない。

［実施例］ 実施例１− 不織布セパレーターとして、芯がポリプロピレン、鞘が
ポリエチレンの繊度１０デニールの複合繊維で接着され
た１５デニールのポリエステル短繊維不織布（両者の繊
維混合率２対８）、（繊維長７５ｍｍ、目付５０ｇ／ｍ
２、厚さ２．５ｍｍ。

剛軟度１５０ｍｍ、通気量１０３０ｃｃ／ｃｍ’・ｓ　
ｅ　ｃ）の間に、濾材３としてポリプロピレンエレクト
レット化メルトブロー不織布（平均繊度０，０４デニー
ル、目イ１’２０ｇ／ｍ２、厚さ０゜１．４ｍｍ、剛軟
度３０ｍｍ、捕集効率８５％、表面電位１５０Ｖ）を折
りピッチ５．２ｍｍ、山高さ３０ｍｍで山谷折りした状
態で複合繊維のポリエチレンを溶かし繊維どうしが融着
した山谷折りされたフィルターユニットを製作した。

このフィルターユニットの特性を通過風速６ｍ／ｍｉｎ
で圧力損失と捕集効率（０，３μｍ粒子）を評価した結
果、圧力損失は３ｍｍＡｑ、捕集効率は８０％であった
。

比較例１ 実施例で用いた濾材３のみを用いて、アルミ製セパレー
ター（厚さ０．１５ｍｍ、山高さ５ｍｍ）を介して、折
りピッチ５．２ｍｍ、山高さ３０ｍｍで山谷折りした従
来型のフィルターユニットを製作した。

このフィルターユニットの特性を通過風速６ｍ／ｍｉｎ
で圧力損失と捕集効率（０，３μｍ粒子）を評価した結
果、圧力損失は１．０ｍｍＡｑ、捕集効率は６０％であ
った。

明らかに本発明の実施例に示された方法で作られたフィ
ルターユニットの方が優れた特性を有していることがわ
かる。

比較例２ 不織布セパレーターとして繊度５．５デニール、目イ”
Ｊ’２００　ｇ　７ｍ２、厚さ２．Ｏｍｍ、剛軟度８Ｑ
ｍｍ、通気量４００ｃｃ／ｃｍ２６　ｓｅｃのポリプロ
ピレンスパンボンド不織布の２層の間に、濾材３として
ポリプロピレンエレクトレット化メルトブロー不織布（
平均繊度０．０４デニール、目付２０ｇ／ｍ２、厚さ０
．１゜４ｍｍ、捕集効率８５％、表面電位１５０Ｖ）を
折りピッチ５．２ｍｍ、山高さ３０ｍｍで山谷折りして
フィルターユニットを製作した。

このフィルターユニットの特性を通過風速６ｍ／ｍｉｎ
で圧力損失と捕集効率（０，３μｍ粒子）を評価した結
果、圧力損失は１５ｍｍＡｑ、捕集効率は６２％であっ
た。

明らかに実施例より圧力損失が高く、本発明の濾材で製
作されたフィルターユニットの方が優れた特性を有して
いることがわかる。

［発明の効果］ 本発明の効果は、通気性に優れた不織布をセパレーター
として用いてユニット化するので、圧力損失が低く、か
、つ捕集効率の高いユニットを製作することが可能であ
る。また機械で山谷折り加工（プリーツ加工）ができる
ので生産性が高い。

腰の柔らかい濾材を、腰のしっかりした硬い不織布セパ
レーターで挾んで用いるので、特別な賦型性を与える素
材との複合を要しない。また、機械折りが可能であるの
でコスト低減に効果がある。

山谷折りされた状態で形態安定化が可能であるので、濾
利３に、複層同一のもの、あるいは性能、構成条件の異
なる不織布を接着あるいは積層して用いることが可能で
ある。

不織布セパレーターが、粗塵フィルターの機能を有する
ので比較的寿命の長いフィルターユニットの製作が可能
である。

【図面の簡単な説明】

第４図および第２図は、本発明の山谷折りされた本発明
の濾材断面構造を示す概略モデル図である。。 ｌ：本発明のフィルターユニット ２：不織布セパレーター ３：濾利 ４：筋状の接着成分 特許出願大東し株式会社

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均繊度７デニール以上の繊維で構成された剛軟
   度１００ｍｍ以上、厚さ１．０ｍｍ以上、通気量１００
   ０ｃｃ／ｃｍ＾２・ｓｅｃ以上の不織布セパレーター層
   の間に、平均繊度０．１５デニール未満の繊維で構成さ
   れた剛軟度１００ｍｍ未満の濾材が挟まれた状態で山谷
   折りされたフィルターユニット。
2. （２）不織布セパレーター層が、低融点繊維によって繊
   維どうしが接着されてなることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載のフィルターユニット。
3. （３）不織布セパレーター層の山の頂点と山の頂点が筋
   状に樹脂で接着されてなることを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載のフィルターユニット。
4. （４）濾材が、エレクトレット繊維を含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項、第（２）項または第（
   ３）記載のフィルターユニット。
5. （５）エレクトレット繊維がメルトブロー不織布である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（４）項記載のフィ
   ルターユニット。