JPH08266843A

JPH08266843A - フィルターユニット

Info

Publication number: JPH08266843A
Application number: JP7632495A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Togashi; 良一富樫; Tsukasa Aoki; 司青木
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-15
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JP3127771B2

Abstract

(57)【要約】【目的】フィルターユニット１としての良好な寸法精
度、形態維持性を有すると共に、使用後は焼却廃棄が可
能なフィルターユニットを提供すること。【構成】プリーツ濾材２と枠体４が一体化されたフィル
ターユニット１において、枠体４として、剛軟度１５０
ｍｇ以上の繊維間熱接着された不織布シートを用い、こ
の枠体４とプリーツ濾材２とを、軟化点が１００℃以上
のホットメルト樹脂５で不織布シートの厚さの２５％以
上内部まで浸透させて接着一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明のフィルターユニットは、
例えばビル空調、エアーハンドリングユニット等の中高
性能用途、クリーンルーム等の超高性能用途に用いられ
るフィルターユニット、あるいは家庭用空気清浄機、車
載用、機器用、プレフィルター用等の、濾過対象が気体
や液体であるフィルターユニットの改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ビル空調用や超高性能用途の
フィルターユニットにおける枠体の材質としては、その
寸法精度や形態維持性を必要とするため、例えば特開平
−２４７２０７号公報に記載されているように、金属や
合板が使用されている。しかし、金属や合板は、製造価
格が高く、また金属枠は廃棄が困難であるなどの問題が
あり埋没処理の必要があった。

【０００３】この課題解決のため、例えば、実公平３−
２８８９２号公報では、濾材交換型フィルターの枠体材
質として、厚さが１〜９ｍｍの焼却可能な硬質板状体
や、硬質発泡合成樹脂シート、プレスボード、ダンボー
ル、ボール紙などの変形しにくい硬質材料を用いること
が提案されている。

【０００４】また、実公平４−１４０９５号公報のカセ
ットフィルターでは、寸法精度や保形性の要求が厳しく
ない家庭用空気清浄機や車載用清浄機用の小型ユニット
用として、角成型のための曲げ加工性が良く、あえて寸
法精度の悪く、かつ、変形し易い、厚さが２〜４ｍｍの
嵩高で柔軟な粗密構造のニードルパンチタイプ不織布を
枠体として用いることが提案されている。更に、実開平
６−７２６１８号公報でも寸法安定性の悪いフワフワし
た繊維ウエッブに樹脂含浸した材料を枠材として用いる
ことが提案されている。

【０００５】また、特開平５−１０３９３６号公報に
は、別途樹脂加工で繊維間接着した不織布を部分的に熱
圧着したものを枠材として用いる公知例が示されてい
る。この枠材は、部分的な熱圧着部を有し、さらに樹脂
加工で繊維間接着することで硬く、繊維間を空間を少な
くした不織布が用いられているため、ホットメルト接着
剤で濾材を枠体に接着した場合、接着剤が不織布表面に
留まり枠材中に浸込まない。このため、ホットメルト樹
脂が冷却する過程で生じる収縮のため枠材にカールが発
生し、寸法精度がでない欠点があった。

【０００６】以上のように、金属等に代わる枠体の材質
としては、寸法精度に優れた硬質材料のものが用いら
れ、また寸法精度の厳しくない用途ではニードルパンチ
タイプ不織布や樹脂含浸された繊維ウエッブあるいは樹
脂含浸された部分熱圧着不織布が用いられているが、上
記硬質材料の枠材は、鋭角な曲げ加工が困難であるた
め、プリーツ濾材が略平面的に配列されるフラット形状
のユニットへの適用は困難である。また既に利用されて
いるニードルパンチタイプ不織布の枠材についても、剛
性がないため寸法精度や形態維持性が低く、機器のフラ
ンジ面に緊密に取付け、十分に高い気密性を得ることが
要求される本格的な空調用等の大型ユニットへの適用は
困難であった。また、樹脂含浸された部分熱圧着不織布
の場合についても、寸法精度や形態維持性が低いもので
あった。

【０００７】本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、フ
ィルターユニットとしての良好な寸法精度および形態維
持性を有すると共に従来使用困難であった用途でも使用
でき、しかも使用後は焼却廃棄が可能なフィルターユニ
ットを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のフィルターユニットは、プリーツ状に折曲
げた濾材と、枠体とが一体化されてなるフィルターユニ
ットにおいて、前記枠体は、剛軟度が１５０ｍｇ以上の
繊維間熱接着された不織布シートであり、かつ、該枠体
と前記濾材とは、軟化点が１００℃以上のホットメルト
樹脂が該不織布シート厚さの２５％以上前記濾材の平面
方向内部に浸透されて接着されてなることを特徴とする
ものである。

【０００９】すなわち、本発明のフィルターユニットの
第１の特徴は、枠体材料に剛軟度が１５０ｍｇ以上、よ
り好ましくは１５０〜１００００ｍｇの繊維間熱接着さ
れた不織布シートを用いること、第２の特徴は、該シー
トを枠体に接着する接着剤として、硬化時点で硬い特性
を示す軟化点が１００℃以上、より好ましくは１５０〜
１９０℃の範囲のホットメルト樹脂を、該シート厚さの
２５％以上、より好ましくは２５〜５００％の範囲で濾
材の平面方向、すなわち枠体から遠ざかる方向の内部に
まで浸透させて接着したことである。

【００１０】ここで、上記第１の特徴である不織布シー
トの剛軟度を１５０ｍｇ以上とした理由は、上記ホット
メルト樹脂により枠体に接着固定した場合において、こ
のフィルターユニットを空調機等の風洞フランジ面に緊
密にセットするために加えるセット時の押圧力による座
屈強度や、空調機運転時の瀘過圧力によってフィルター
ユニットが変形しないようにするためである。上記剛軟
度値は、強度と寸法安定性が必要な最低限の値であり、
好ましくは２５０ｍｇ以上のものがよい。

【００１１】上記押圧に耐える座屈強度、寸法安定性、
強度等を薄い材料のもので得るためには、従来使用され
ている単繊維が動き易い構造を持つニードルパンチタイ
プの不織布や繊維ウエッブでは困難であって、繊維同志
が拘束されて動き難い構造を有する熱接着された不織布
シートが適する。上記繊維同志が「熱接着した不織布シ
ート」とは、バインダー樹脂で繊維間を接着したもので
はなく、１成分の繊維同志を繊維間熱接着した不織
布、融点の異なる少なくとも２成分以上の素材が複合
された複合繊維が用いられ、繊維同志を繊維間熱接着し
た不織布、それぞれの融点が異なる少なくとも２種類
以上の繊維が用いられ、この繊維同志を繊維間熱接着し
た不織布のことである。上記複合繊維は、一般に熱接着
性繊維や自己接着性繊維などと呼ばれているが、低融点
側の温度は、８０℃以上が適当で、ホットメルト樹脂含
浸時に熱に耐える１１０〜２４０℃範囲が特に適するも
のであり、一時的に熱で軟化した状態でユニットの折り
曲げ部を形成する場合には、曲げ易く、冷えた状態で硬
くなるので適する。

【００１２】不織布シートの形態としては、熱カレンダ
ーやエンボス接着したものが好ましく、このようにする
ことでシート状に緻密に接着した不織布シートの繊維間
の動きが拘束され、剛性が高くなるので最適である。更
に、同じ理由から捲縮を持つ短繊維より捲縮を持たない
長繊維からなる不織布の方が適する。エンボス接着部分
の総面積は、剛性と寸法安定性を得るために少なくとも
１０％が必要である。これより少ない面積では動きの拘
束されない繊維が多くなるので、柔らかくなり、また寸
法安定性が悪くなるので適さない。また、エンボスによ
って接着したものについてエンボス部分の形状として
は、円形や４角形、６角形などの方向性を持たない形状
より、例えば略長方形の形をした方向性を持ったもの
が、寸法安定性と剛性が高く、またユニットの形態維持
性が高いので適している。不織布シートの目付は、概ね
５０ｇ／ｍ²以上、４００ｇ／ｍ²以下のものが好まし
く、繊度は、８デニール以下、好ましくは１デニール以
上５デニール以下のものが硬さとホットメルト樹脂の浸
透性の面から適する。繊維素材は、特に限定されないが
ポリエステル繊維が耐熱性が高いため、溶融ホットメル
ト樹脂を浸透させる時の高温に耐え、熱収縮が少なく適
している。なお、不織布シートの剛軟度は、ＪＩＳＬ
１０８５に準じて測定するものである。

【００１３】次に本発明の第２の特徴である、不織布シ
ートに軟化点が１００℃以上のホットメルト樹脂を該シ
ート厚さの２５％以上濾材の平面方向の内部にまで浸透
させて枠体に接着させることが好ましい理由は、この方
法を用いることで不織布シートを構成する繊維の動きが
ホットメルト樹脂によって拘束され、あたかもＦＲＰ的
構造が発現させることができるため、シートの曲げ強度
や座屈強度がより一層増加し、フィルターユニットを空
調機の風洞フランジ面に緊密セットするために加える押
圧力や、運転時の瀘過圧力に耐えられる高い座屈強度を
有するフィルターユニットが得られるからである。かか
るホットメルト樹脂を浸透させて高い座屈強度を得るた
めに必要な不織布シートの厚さとしては、０．１ｍｍ以
上のものが適当であり、好ましくは０．３ｍｍ以上、
２．０ｍｍ以下のものが適する。従って、ホットメルト
樹脂の不織布シートに対する浸透深さＨとしては、後述
する図３に示すように、不織布シートの厚さの２５％以
上である０．１ｍｍ以上が、シートの平面方向（プリー
ツ線に沿う方向）内部に浸透されていることを要する。
この場合、ホットメルト樹脂の塗布厚さＴとしては、シ
ート内部に浸透した部分を含めて０．２〜３ｍｍ程度に
塗布することで濾材と枠材が一体化され、上記した高い
座屈強度と濾過風圧に耐えるための寸法安定性が得られ
る。このような高い座屈強度を得るためには、ホットメ
ルト樹脂の硬さである軟化点が重要であり、この軟化点
が１００℃以上、好ましくは１２０℃以上のものが適当
であり、濾材の耐熱性が許す限り高い方が実用時の強度
低下が少ないため適する。他の濾材として、ポリプロピ
レンを用いる場合には、軟化点が１６０℃のものまでが
使用に適する。この軟化点は、ＪＡＩ７−１９９１の
業界試験方法に準じて測定することができる。

【００１４】次にシール用パッキンが付設された本発明
のフィルターユニットについて説明する。

【００１５】シール用パッキンは、使用機器本体とフィ
ルターユニットとの気密性確保のため、例えば比較的厚
いクッション性の高い独立気泡タイプまたは気泡サイズ
の小さい連続気泡タイプを用いるのが好ましく、ユニッ
ト周縁部のプリーツ濾材頂部と枠体とにまたがって付設
されるものと枠体側面に付設されるものがある。この形
態の使い分けは、機器本体フランジ面に押し付けて気密
性を確保する場合と機器本体側面のフランジ部と枠体側
面でパッキンを圧縮して気密性を確保する場合とで使い
わけるものである。ここでクッション性の高いものとし
たのは、従来のようにシール面が平坦で強固な金属枠が
用いられたユニットの場合には、平らなフランジ面に強
く押し付けることで気密性が確保できるが、本発明のよ
うに従来品より強固でない枠体材質を持ち、かつ、薄く
平面でない場合には、比較的厚くクッション性の高いも
のを押し潰して平面を作ることで気密性を確保する必要
があることによる。また、ユニット周縁部の枠体端部、
すなわちユニット取付部近傍をユニット内側に折り曲げ
て形成されたフランジ面を設けることで、シール用パッ
キンの付設が容易となり、さらに気密性が増したユニッ
トが得られる。この場合、枠材のフランジ面内側とプリ
ーツ濾材端部も同一材質のホットメルト樹脂で接着する
ことでさらに高い座屈強度が得られるので好ましい。枠
体の折り曲げ方法は、枠体が薄い枠材質の場合は、常温
で折り曲げることもできるが、特に厚くて剛性の高い枠
材質の場合は、ホットメルト樹脂を塗布した不織布を加
熱して軟化させ、ホットメルト樹脂の軟化または溶融し
た状態で折り曲げ冷却することで、フランジ面を形成す
る方法が最適であり、特に枠材質が融点の異なる少なく
とも２成分以上が複合された繊維同志を繊維間熱接着し
た不織布シートや融点の異なる少なくとも２成分以上の
繊維同志を繊維間熱接着した不織布シートの場合には、
加熱成型が容易であり、固化した状態で剛性の高いフラ
ンジ面を形成することができる。

【００１６】

【作用】本発明のフィルターユニットは、枠体の材質と
して繊維同志が繊維間熱接着され繊維間の動きが拘束さ
れている不織布シーが用いられているため、剛性と寸法
安定性に優れる作用を奏する。また、硬化時に硬い特性
を示す軟化点が１００℃以上のホットメルト樹脂がこの
不織布シートの厚さの２５％以上内部にまで浸透して、
いわゆるＦＲＰ的構造を発揮するため、流体流れ方向の
高い座屈強度と形態維持性を発揮する。このため、大型
ユニットでも空調機フランジ面への装着時の締込み圧力
に耐え、優れた形態維持性と密着性を発揮する。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。

【００１８】実施例１図１は、本発明のフィルターユニット１の斜視図、図２
は、図１のユニットのコーナ部の平面図、図３は、図２
の側面図である。

【００１９】図において、濾材（山高さ；４８ｍｍ，濾
材構成；エレクトレット化メルトブロー不織布と不織布
支持体の複合濾材）を折り曲げ線２ａのピッチが５ｍｍ
になるように折り畳んで、ビード加工されたプリーツ濾
材２を形成した。一方、熱エンボス接着タイプのポリエ
ステル長繊維不織布シート（東レ株式会社製“アクスタ
ー”Ｇ２２６０−１Ｔ，厚さ；０．６ｍｍ，剛軟度；８
５０ｍｇ、エンボス接着面積１５％）に対し、ホットメ
ルト樹脂５（ヒロダイン株製６００６番，軟化点１０６
℃）を表面から裏面まで浸透させたものを枠体４とし
た。そして、この枠体４と上記プリーツ濾材２とを上記
ホットメルト樹脂５で、枠体２への端部からの浸透深さ
が０．４ｍｍ（織布シート２厚さの６７％）となるよう
に両部材を接着した。次いで材質がエチレンプロピレン
ジエン共重合体からなるシール用パッキン３をユニット
周縁部の濾材２の頂点と枠体４とにまたがって幅１０ｍ
ｍで周囲に取り付け、本発明のフィルターユニット１
（サイズ；６１０ｍｍ幅×６１０ｍｍ長さ×５０ｍｍ厚
さ）を作成した。

【００２０】このユニット１を風洞に取り付け、アシュ
レ５２−７６に準拠した方法で最終圧力損失５０ｍｍAq
までの耐久性寿命試験を実施したところ、十分な形態維
持性があり、空気の漏れや濾材の変形などがなく、か
つ、焼却による廃棄性をも兼ね備えた特性が確認でき
た。

【００２１】実施例２実施例１と同一材質の濾材２に対し、今度は熱接着性複
合繊維からなる短繊維不織布（東レ株式会社製“サフメ
ット”，厚さ０．６ｍｍ，目付２５０ｇ／ｍ²，剛軟度
１４００ｍｇ）に軟化点が異なるホットメルト樹脂５
（ヒロダイン株式会社製；８５６４番，軟化点１４０
℃）を表面から裏面まで浸透させたものを枠体４として
用いた。そして、この枠体４と上記プリーツ濾材２とを
上記ホットメルト樹脂で、枠体２への浸透深さが０．６
ｍｍ（織布シート２厚さの１００％）となるように両部
材を接着した。次いで実施例１と同様にシール用パッキ
ン３を取り付け、同一寸法のフィルターユニット１を作
成した。

【００２２】このユニット１を風洞に取り付け、アシュ
レ５２−７６に準拠した方法で最終圧力損失５０ｍｍAq
までの耐久性寿命試験を実施したところ、実施例１と同
様の効果が確認できた。

【００２３】

【発明の効果】本発明のフィルターユニットは、繊維間
熱接着された上記特性を有する不織布シートが用いら
れ、かつ、ホットメルト樹脂にて接着一体化されている
ため、いわゆるＦＲＰ的構造が発揮され、座屈強度が高
く、ユニット装着時の締め込み圧や濾過風圧等に耐える
耐久性、形態維持性、密着性を有する。さらには使用後
は焼却廃棄が可能なデスポーザブル性に優れた安価なフ
ィルターユニットとしての効果をも有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフィルターユニットの一実施例の
斜視図である。

【図２】図１のフィルターユニットの周縁部を示した平
面図である。

【図３】図２の周縁部の側面図である。

【符号の説明】

１……フィルターユニット２……プリーツ濾材３……シール用パッキン４……枠材５……ホットメルト樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリーツ状に折曲げた濾材と、枠体とが
一体化されてなるフィルターユニットにおいて、前記枠
体は、剛軟度が１５０ｍｇ以上の繊維間熱接着された不
織布シートであり、かつ、該枠体と前記濾材とは、軟化
点が１００℃以上のホットメルト樹脂が該不織布シート
厚さの２５％以上前記濾材の平面方向内部に浸透されて
接着されてなることを特徴とするフィルターユニット。
【請求項２】不織布シートは、長繊維からなるもので
あり、方向性を持ったエンボスによって部分接着され、
その接着面積が１０％以上であることを特徴とする請求
項１記載のフィルターユニット。
【請求項３】フィルターユニット周縁部の濾材頂部
と、枠体部分とにまたがって、シール用パッキンが付設
されたものであることを特徴とする請求項１記載のフィ
ルターユニット。
【請求項４】フィルターユニットの枠体部分側面にシー
ル用パッキンが付設されたものであることを特徴とする
請求項１記載のフィルターユニット。
【請求項５】枠体は、その取付部近傍にフランジ面が
形成されていることを特徴とする請求項１記載のフィル
ターユニット。