JPH0549835A - フイルタ及びその製造装置 - Google Patents

フイルタ及びその製造装置

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JPH0549835A JP3207896A JP20789691A JPH0549835A JP H0549835 A JPH0549835 A JP H0549835A JP 3207896 A JP3207896 A JP 3207896A JP 20789691 A JP20789691 A JP 20789691A JP H0549835 A JPH0549835 A JP H0549835A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複合化シートをプリーツ化したフィルタにお
いて、フィルタの性能を従来のものよりも向上させると
ともにシートの複合化とプリーツ化を一工程で行う。 【構成】 折巾に相当する高さの歯を有して互いに噛合
い、かつ濾材シートの接着に適した温度に加熱される星
歯車状の筋付ロール２と、濾材シート６をプリーツ状に
折込む星歯車状の折込みロール３と、折巾に相当する間
隔で対向配置される熱板４とからなり、二層以上に重ね
た濾材シート６が筋付ロール２でプリーツ状に折込まれ
ながら接触する歯先端で線状に融着されたのち折込みロ
ール３により更に折込まれ、熱板間に通されて山及び谷
部の頂点を外側から融着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空気浄化、集塵、除塵
等を目的として用いられ、気体中に混入する微細な粉塵
を濾過捕集し、気体から分離させるフィルタに関する。
【０００２】
【従来技術】フィルタとして、同種または異種の天然繊
維、合成繊維、ガラス繊維等各種繊維からなる単層シー
ト、またはこれを二層以上張合わせた複合化シートをプ
リーツ状に折曲げたものが一般に広く用いられている。
フィルタは、空気を濾材に対して垂直方向に通過させて
慣性、拡散、重力、遮り等の機械的機能により、また近
年注目されているエレクトレットフィルタでは更に静電
気による粒子の吸引力により空気中に含まれる微細な粉
塵を濾過し捕集するようになっており、濾材としては複
合化シートが使用されることが多く、シートの張合わせ
による複合化は一般に、接着剤や超音波或いは熱エンボ
ス、遠赤外線ヒータによる熱圧着によって行われてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】濾材シートをプリーツ
化することにより濾過表面積が大きくなり、通気抵抗が
小さくなるとともに粒子の捕集能力や寿命を向上させる
ことができるが、超音波や熱圧着によって張合わせた従
来の複合化シートよりなる濾材は、全域に亘って全面ま
たは点在的に濾材の溶融によって結合され、溶着部及び
その近傍は繊維状をなしていないか、繊維密度が極端に
高くなっているため、濾材の有効濾過面積が減少し、ま
た嵩高性が損なわれ、通気抵抗、寿命等フィルタ性能に
悪影響を及ぼしている。とくにエレクトレットフィルタ
の場合、従来の方法では顕著に悪影響を及ぼす。その理
由は熱融着で複合化する場合、エレクトレット化された
濾材が熱のためエレクトレットの電荷が低下するため
で、エレクトレットの電荷は、加熱温度、加熱時間の度
合いやその相乗効果によって消滅することもある。因み
に一般に使用されている樹脂で成形された不織布よりな
る複合化シートでは、溶融した部分のエレクトレットの
電荷はほとんど消滅している。
【０００４】接着剤による張合わせ方法においても、接
着剤塗布面は通気性がなくなるためにフィルタ性能の低
下を来たすほかエレクトレットフィルタでは更に接着剤
自身や溶剤等の作用によりエレクトレットが中和され、
電荷が低下または消滅するようになる。しかも複合化シ
ートをプリーツ状に折曲げた上述する従来のフィルタで
はプリーツ加工を行う前にシートの張合わせ工程が必要
となる。
【０００５】本発明は、複合化シートをプリーツ化した
フィルタの能力を従来のものよりも向上させることを第
１の目的とし、プリーツ加工と複合化工程を一連の工程
で行うことによって能率を向上させ、生産コストを低下
させることを第２の目的とする。
【０００６】
【課題の解決手段及び作用】本発明のフィルタは、同種
または異種の二層以上の複合化シートをプリーツ状に折
曲げたフィルタにおいて、襞の山及び谷部の頂点でのみ
線状に熱融着してなるものである。本発明のフィルタに
よれば、濾過面積に実質上影響しない山と谷部の頂点で
のみ熱融着するためプリーツ化した状態での有効濾過面
積がほとんど低下せず、したがって通気抵抗が小さく、
捕集能力の低下を防ぐことができる。しかも山頂と谷底
の間の山腹部は何ら接着されていないため各層の間に空
気層ができて空隙率が実質的に高くなり、炉材の保塵量
が増加する。
【０００７】またエレクトレット化された濾材を用いる
場合、複合化及びプリーツ加工時の熱履歴を最小にする
ことができ、高いフィルタ性能を保持することができ
る。上記フィルタの製造には種々の装置が考えられる。
一つの好ましい装置では、二層以上に重ねた濾材シート
を一定方向に送る送り手段を設けるとともに送出された
濾材シートの両側に例えば棒状、楔状のヒータよりな
り、濾材シートに向って進退する折込み手段を兼ねた加
熱手段が配置される。この装置では、加熱手段が前進し
て送出された濾材シートを突き進むことにより折込みが
行われ、加熱手段が前進端に達した時点で山及び谷部の
頂点であるシートの折曲端が内側から熱融着される。
【０００８】別の好ましい装置では、二層以上に重ねた
濾材シートを一定方向に送る送り手段と、送出された濾
材シートの両側に互いに噛合うようにして配置され、歯
の形状が折巾に合わせて形成される星歯車状の筋付ロー
ルとで構成され、筋付ロールは少くとも歯先端が例えば
内蔵したヒータにより加熱される。本装置においても筋
付ロールの回転により加熱した歯先端で濾材シートを折
込みながら山及び谷部の頂点が内側から熱融着される。
【０００９】更に別の装置では、二層以上に重ねた濾材
シートを一定方向に送る送り手段と、送出された濾材シ
ートの両側に配置され、濾材シートに向って進退する、
例えば棒状、楔状の折込み手段、或いは互いに噛合って
回転する星歯車状の筋付ロールよりなる折込み手段と、
折込み手段によってプリーツ状に一定巾で折込まれた濾
材シートの両側に配置され、山及び谷部の頂点を外側か
ら熱融着する加熱手段とで構成される。
【００１０】本装置において、折込み手段は少なくとも
濾材シートに当たる先端が加熱され、加熱手段を兼ねる
のが望ましい。この場合、プリーツ状に折込まれた濾材
シートの山及び谷部の頂点は、折込み手段により先ず内
側から熱融着され、次いで加熱手段により外側から熱融
着されて融着部分の接着力が強化される。本装置ではま
た、加熱手段は、プリーツの折巾に対応した間隔で配置
されるのが望ましい。一定巾に折込まれた濾材シートを
加熱手段の間に通し、或いは押込むことにより山及び谷
部の頂点が外側から熱融着される。
【００１１】なお、エレクトレット濾材を複合化し、プ
リーツ化する場合、上記各装置で用いられる加熱手段
は、エレクトレットの電荷の低下や消滅が起きない程度
に温度設定する必要がある。
【００１２】
【実施例】図１は製造装置の一例を示すもので、送り手
段を構成するピンチロール１と、折巾よりやや高めの歯
を有し、互いに噛合う星歯車状の筋付ロール２と、濾材
シートをプリーツ状に折込む星歯車状の折込みロール３
と、折巾に相当する間隔で対向配置される熱板４とより
なり、筋付ロール２と熱板４はそれぞれスチーム、熱オ
イル或いは電熱等で濾材シートの接着に適した温度に加
熱されるようになっている。
【００１３】本装置は以上のように構成され、濾材シー
トの複合化とプリーツ加工は次のようにして行われる。
ピンチロール１によって各濾材シート６がそれぞれリー
ル５より繰出され、三層に重なった状態で筋付ロール２
に送込まれる。筋付ロール２では濾材シート６がプリー
ツ状に折込まれながら接触する歯先端で送りと直交する
方向に線状に融着される。筋付ロール２より送出された
濾材シート６は、ついで折込みロール３より更に折込ま
れ、熱板間に押込まれる。そして熱板間を通過する間、
山及び谷部の頂点が外側から加熱され、線状に熱融着さ
れたのち熱板間より順次押出されていく。
【００１４】図２は以上のようにして得られたフィルタ
を示すもので、７は融着部分を示す。
【００１５】
【実験例】図１に示す装置を用い、筋付ロール２の温度
を８０℃、熱板４の温度を１００℃に設定してメルトブ
ロー法で作成したエレクトレット化濾材シートＡを上下
から低融点、高剛性のスパンボンド法濾材シートＢで挟
み込み、三層に重ねた状態で高さ３０mm、ピッチ５mmの
複合化プリーツを得た。
【００１６】
【比較例】実験例と同様、濾材シートＡ、Ｂを三層に重
ね、超音波で接着して複合化シートを作成した。そして
図１の装置において筋付ロール２の加熱を行わず、かつ
熱板４を取り除いて実験例と同じ形状のプリーツを作成
した。以上の結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】ここで捕集効率及び圧力損失は、図３に示
すような装置を用い、次のようにして求めた。
【００１９】日本化学工業社製エアロゾル発生機１１よ
りＮａＣｌ粒子（粒径０．３μ）を清浄エアによりチャ
ンバ１２に供給し、一定濃度（２〜６×１０6 個／Ｃ
Ｆ）となったのちブロワ１３を作動させ、一定速度（５
０ｃｍ／sec ）となったときのエレクトレットフィルタ
１４の上流及び下流側のＮａｃｌ粒子濃度をリオン社製
パーティクルカウンタＫＣ−ＯＩＢ１５によって測定
し、捕集効率Ｅを数式１によって算出した。
【００２０】
【数式１】
【００２１】また、圧力損失ΔＰは、上記速度（５０cm
／sec ）におけるフィルタ１４前後の圧力損失を山武ハ
ネウェル社製の電子式差圧計１６により測定した。更
に、寿命はフライ・アッシュ（粒径３〜５μ）による促
進テストによって測定した。なお、図３における１７は
クリーンエアフィルタ、１８は風量調整バルブ、１９は
風速計である。
【００２２】
【発明の効果】本発明の複合化シートよりなるフィルタ
は、元々濾過面積に影響しない山と谷部の頂点でのみ熱
融着されているから、プリーツ化した状態での有効濾過
面積の低下がほとんどなく、そのため通気抵抗が小さく
なり、捕集能力の低下を防ぐことができる。しかも山と
谷の間の各層間には空気層ができ、濾材の保塵量が増す
ためフィルタの寿命を増すことができる。
【００２３】またエレクトレットフィルタにおいては、
複合化プリーツ加工時の熱履歴を最小にすることがで
き、エレクトレットフィルタとしての高性能を保持する
ことができる。また加熱手段が折込み手段を兼ねる製造
装置或いは歯先端が加熱された星歯車状の筋付ロールを
有する製造装置によれば、シートの複合化とプリーツ成
形加工を一工程で同時に行うことができ、また折込み手
段と加熱手段を配置した製造装置においては、一連の工
程で連続的に行うことができるため、能率がアップし、
生産コストを低下させることができる。
【００２４】なお、上記後者の装置において、折込み手
段が加熱手段を兼ねるようにすれば、山と谷部の頂点が
内外から加熱されて融着されるようになり、融着部分の
接着力を強化させることができる。また後者の装置にお
いて、加熱手段として熱板を用いれば、熱板は固定して
おくだけでよいから構造が簡単となり、しかも熱板がプ
リーツ加工したシートのガイドとしての機能を果し、山
と谷部の頂点を確実に熱融着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフィルタ製造装置の概略図。
【図２】本発明に係るフィルタの斜視図。
【図３】圧力損失及び補集効率を求めるための装置の概
略図。
【符号の説明】
１ ピンチロール ２ 筋付ロール ３ 折込みロール ４ 熱板 ６ 濾材シート ７ 融着部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯寺 正義 広島市安佐北区白木町大字三田2563−２

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 同種または異種の二層以上の複合化シー
    トをプリーツ状に折曲げたフィルタにおいて、襞の山及
    び谷部の頂点でのみ線状に熱融着してなるフィルタ。
  2. 【請求項２】 フィルタはエレクトレットフィルタであ
    る請求項１記載のフィルタ。
  3. 【請求項３】 二層以上に重ねた濾材シートを一定方向
    に送る送り手段と、送出された濾材シートの両側に配置
    され、濾材シートに向って進退する送込み手段を兼ねた
    濾材シートの加熱手段からなる請求項１記載のフィルタ
    の製造装置。
  4. 【請求項４】 加熱手段は棒状のヒータである請求項３
    記載のフィルタの製造装置。
  5. 【請求項５】 加熱手段は楔状のヒータである請求項３
    記載のフィルタの製造装置。
  6. 【請求項６】 二層以上に重ねた濾材シートを一定方向
    に送る送り手段と、送出された濾材シートの両側に互い
    に噛合うようにして配置され、歯の形状が折巾に合わせ
    て形成される星歯車状の筋付ロールからなる請求項１記
    載のフィルタの製造装置。
  7. 【請求項７】 二層以上に重ねた濾材シートを一定方向
    に送る送り手段と、送出された濾材シートの両側に配置
    され、濾材シートに向って進退する折込み手段と、折込
    み手段によってプリーツ状に一定巾で折込まれた濾材シ
    ートの両側に配置され、山及び谷部の頂点を外側から熱
    融着する加熱手段からなる請求項１記載のフィルタの製
    造装置。
  8. 【請求項８】 折込み手段は棒状をなす請求項７記載の
    フィルタの製造装置。
  9. 【請求項９】 折込み手段は楔状をなす請求項７記載の
    フィルタの製造装置。
  10. 【請求項１０】 折込み手段は互いに噛合って回転する
    星歯車状の筋付けロールである請求項７記載のフィルタ
    の製造装置。
  11. 【請求項１１】 折込み手段は少なくとも先端が加熱さ
    れている請求項７記載のフィルタの製造装置。
  12. 【請求項１２】 加熱手段はプリーツの折巾に対応した
    間隔で配置される請求項７記載のフィルタの製造装置。
  13. 【請求項１３】 加熱手段は熱板である請求項12記載の
    フィルタの製造装置。
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