(57)【要約】【課題】空気調和機や空気清浄装置に使用される集塵用途のエアフィルタ濾材において、低圧力損失と高集塵効率を両立することを目的とする。【解決手段】主にガラスファイバ１から構成される空気浄化用のエアフィルタ濾材２において、針状の多分岐構造体３を濾過助剤としてエアフィルタ濾材２内部に混合することにより、ガラスファイバ１単体からなるものよりもエアフィルタ濾材２の嵩比重を小さくした。これにより、針状の多分岐構造体３が、エアフィルタを構成するファイバどうしの接触を妨げ、多量の集塵スペースを確保するとともに、十分な通気性を確保することにより、低圧力損失と高集塵効率を両立することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主にガラスファイバから構成される空気浄化用のエアフィルタ濾材において、針状の多分岐構造体を濾過助剤として濾材内部に混合することにより、ガラスファイバ単体からなるものよりも濾材の嵩比重を小さくしたことを特徴とするエアフィルタ濾材。
【請求項２】
濾過助剤の主成分が酸化亜鉛である請求項１記載のエアフィルタ濾材。
【請求項３】
濾過助剤の針長が５〜５０μｍである請求項１または２記載のエアフィルタ濾材。
【請求項４】
少なくともガラスファイバと、濾過助剤と、それらをつなぐバインダとを含む混合液を、抄紙することによって請求項１乃至３いずれかに記載のエアフィルタ濾材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機や空気清浄装置などに組み込まれる集塵用途のエアフィルタ濾材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のエアフィルタ濾材として、酸化亜鉛ウィスカに流動性のある樹脂を添加して、固化したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
酸化亜鉛ウィスカの針状部が絡まり、細孔を形成するが、これに流動性の樹脂を添加し、プレス成型することによって、強固で、高圧下でも十分な濾過特性を有するエアフィルタ濾材を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２１５３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来のエアフィルタ濾材においては、酸化亜鉛ウィスカによって形成された細孔に空気を通すが、樹脂で埋められた部分においては空気流入が阻害されるため、エアフィルタとして良好な通気性を確保するためには、濾材内部により多くの細孔および空間を設けることが望まれていた。
【０００６】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、濾材内部により多くの細孔および空間を設けることにより、低圧力損失と高集塵効率を両立するエアフィルタ濾材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するために、本発明は、主にガラスファイバから構成される空気浄化用のエアフィルタ濾材において、針状の多分岐構造体を濾過助剤として濾材内部に混合することにより、ガラスファイバ単体からなるものよりも濾材の嵩比重を小さくしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、主にガラスファイバから構成される空気浄化用のエアフィルタ濾材において、針状の多分岐構造体を濾過助剤として濾材内部に混合することにより、ガラスファイバ単体からなるものよりも濾材の嵩比重を小さくしたものであり、針状の多分岐構造体が、エアフィルタを構成するファイバどうしの接触を妨げ、多量の集塵スペースを確保するとともに、十分な通気性を確保することにより、低圧力損失と高集塵効率を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１のエアフィルタ濾材の断面を示す拡大概略図
【図２】同針状の多分岐構造体を示す概略斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の請求項１記載のエアフィルタ濾材は、主にガラスファイバから構成される空気浄化用のエアフィルタ濾材において、針状の多分岐構造体を濾過助剤として濾材内部に混合することにより、ガラスファイバ単体からなるものよりも濾材の嵩比重を小さくしたものである。嵩比重とは、空隙を含む一定体積あたりの重量であり、嵩比重が小さいほど空隙が多いということになる。これにより、針状の多分岐構造体が、エアフィルタを構成するファイバどうしの接触を妨げ、多量の集塵スペースを確保するとともに、十分な通気性を確保することにより、低圧力損失と高集塵効率を両立することができる。
【００１１】
また、濾過助剤の主成分が酸化亜鉛であっても良い。これにより、エアフィルタ濾材に抗菌性能や、光触媒効果による脱臭性能などの付加機能を与えることができる。
【００１２】
また、濾過助剤の針長が５〜５０μｍであっても良い。これにより、エアフィルタを構成するファイバどうしの接触を多量の集塵スペースを確保するとともに、十分な通気性を確保することにより、低圧力損失と高集塵効率を両立することができる。
【００１３】
また、少なくともガラスファイバと、濾過助剤と、それらをつなぐバインダとを含む混合液を、抄紙するという製造方法によって請求項１乃至３いずれかに記載のエアフィルタ濾材を得るものであっても良い。これにより、ひとつの工程によって、すべての材料を混合したエアフィルタ濾材を得ることができ、製造工程が煩雑化しない。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１に示すように、主にガラスファイバ１から構成される空気浄化用のエアフィルタ濾材２は、針状の多分岐構造体３を濾過助剤としてエアフィルタ濾材２内部に含む。これにより、ガラスファイバ１単体からなるものよりもエアフィルタ濾材２の嵩比重を小さくしたものである。エアフィルタ濾材２の剛軟度を調整する目的で、少量の樹脂ファイバ４を混合している。
【００１６】
ガラスファイバ１は、繊維径を選択することができるが、その繊維径を５０μｍ以下の細いものから選択するのが良い。太い繊維径のガラスファイバ１は、通気性を阻害し、圧力損失増大の要因となる。また、エアフィルタ濾材２の強度や厚みを制御するためには、複数種類の繊維径を混合して使用することが有効である。
【００１７】
ガラスファイバ１は、弾性率が高く、比較的剛直なファイバである。これが針状の多分岐構造体３に触れたときには、その形状を大きく変化させることなく、直線状を保ったまま引っかかる。これにより、多量の集塵スペースを確保するとともに、十分な通気性を確保することができる。
【００１８】
エアフィルタ濾材２を構成するファイバとしては、ガラスファイバ１の他、樹脂ファイバ４を混合しても良い。樹脂ファイバ４は、ガラスファイバ１に比べて弾性率が低い。たとえば、ポリエステルファイバのヤング率は、２．８〜３．１ＧＰａであり、ガラスファイバ（ヤング率６５〜９０ＧＰａ）に比べ、３０倍程度の柔らかさを有する。樹脂ファイバ４を単独でエアフィルタの主材として用いた場合には、そのファイバが、針状の多分岐構造体３に触れたときには、ガラスファイバ１に比べて、たわみやすいため、ファイバ同士の接触確率が高まる。すなわち、確保される集塵スペースが減少することから、主材としては、ガラスファイバ１を用いることが望ましい。
【００１９】
一方、樹脂ファイバ４を混合した場合、主にガラスファイバ１から構成されるエアフィルタ濾材２の強度や剛軟度を、適宜調整することができる。細い繊維径の樹脂ファイバ４を混合した場合には、エアフィルタ濾材２に柔軟性を付与することができ、太い繊維径の樹脂ファイバ４を混合した場合には、反発性を付与することができる。樹脂ファイバ４としては、たとえばポリエステル、ポリプロピレン、アクリルなどの材質を使用することができ、その繊維径制御が容易である。
【００２０】
図２には、針状の多分岐構造体３の一例を示す。針状の多分岐構造体３としては、たとえば、樹脂や金属の成型品、天然鉱物粒子、金属類が成長してできる「ウィスカ」などを利用することができる。ウィスカを用いる場合には、その成長過程で生じる微細な表面凹凸が有用である。すなわち、エアフィルタを構成するファイバが、この微細な凹凸に触れたときには、摩擦が発生するため、交錯するファイバが、針状の多分岐構造体３の、分岐部に集中することが避けられ、針状の先端または途中でも絡まるため、ファイバ間の適当な空隙を保つことが容易となる。そして、ファイバと、針状の多分岐構造体３が絡まった位置は、製造工程において混合されるバインダによって固定される。
【００２１】
ウィスカの一例としては、たとえば、金属亜鉛を酸化することによって製造した酸化亜鉛ウィスカでも良いし、また、針長５が５〜５０μｍの酸化亜鉛ウィスカとして、すでに商品化されているパナテトラ（登録商標）（株式会社アムテック）などを用いても良い。これらを、ガラスファイバ１とバインダとを混合した液を用いて抄紙することによって、本発明のエアフィルタ濾材２を得ることができる。
【００２２】
針状の多分岐構造体３は、その比重がガラスファイバ１の比重よりも小さいものであれば、ガラスファイバ単体からなるものよりも濾材の嵩比重は小さくなる。しかしながら、たとえば酸化亜鉛ウィスカの比重は約５．８であり、ガラス（比重：約２．５）に比べて大きい。このとき、針状の多分岐構造体３によって、エアフィルタを構成するファイバどうしの接触を妨げ、多量の集塵スペースを確保するとともに、十分な通気性を確保するためには、酸化亜鉛ウィスカの配合量を調整することによって、濾材の嵩比重を、ガラスファイバ単体からなるものよりも小さくなるようにすれば良い。
【００２３】
酸化亜鉛からなる針状の多分岐構造体３を濾過助剤としてエアフィルタ濾材２内部に含むことにより、酸化亜鉛の有する抗菌性や、光触媒効果、導電性、電波吸収性、耐摩耗性、熱伝導性などの効果をエアフィルタ濾材２に付与し、抗菌性能や脱臭性能、あるいは帯電防止特性などの機能性フィルターを得ることができる。
【００２４】
また、濾過助剤の針長５は、５〜５０μｍが望ましい。５μｍより小さい場合、針状の多分岐構造体３は、ほぼ粒子形状となり、エアフィルタを構成するファイバどうしの接触を妨げる効果が低下する。また、それ自身が、エアフィルタ濾材２内の空隙を埋めるため、５〜５０μｍのものを使用した場合に比べ、圧力損失の低減効果が減少する。一方、エアフィルタ濾材２の厚みは、一般的に０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとするのが良いが、針長５が５０μｍより大きい場合には、エアフィルタ濾材２の厚み方向に対し、大半の濾過助剤が表面から突出してしまう。露出した針部は、エアフィルタ濾材２内部における集塵スペース確保には寄与しないため、低圧力損失と高集塵効率を両立する効果が減少する。
【００２５】
このような構成のエアフィルタ濾材２は、少なくともガラスファイバ１と、濾過助剤として針状の多分岐構造体３と、それらをつなぐバインダとを含む混合液を、抄紙するという製造方法によって得ることができる。バインダとしては、たとえば水系アクリルエマルジョンなどを利用することができる。これにより、ひとつの工程によって、すべての材料を混合したエアフィルタ濾材を得ることができ、製造工程が煩雑化しない。
【００２６】
上記構成により、針状の多分岐構造体３が、無限大に先端が細い針状結晶による微細ダストの吸着特性に加えて、エアフィルタを構成するファイバどうしの接触を妨げ、多量の集塵スペースを確保するとともに、十分な通気性を確保することにより、低圧力損失と高集塵効率を両立することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明にかかるエアフィルタ濾材は、低圧力損失と高集塵効率を両立するものであり、家庭用や事務所用などの空気調和機、空気清浄装置に組み込まれる集塵用とのエアフィルタ濾材において活用が期待されるものである。
【符号の説明】
【００２８】
１  ガラスファイバ
２  エアフィルタ濾材
３  針状の多分岐構造体
４  樹脂ファイバ
５  針長
【図１】
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【図２】
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