(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成繊維からなる糸径１００μｍ〜５００μｍのモノフィラメントを２８ゲージ〜８ゲージで連続するループ構造を有する編組織に編み上げた、プリーツ状形状を呈する編物で構成されてなることを特徴とするエアフィルター。
【請求項２】
請求項１記載のプリーツ状形状を呈する編物をフィルター部としてインサート成形により成形枠に溶着し一体成形してなるエアフィルター成形体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気清浄器、ファンヒーター等の空調機器、乾燥機等のエアーフィルターおよびエアフィルター成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エアコン等の空調機器のエアフィルターには、一般に合成樹脂のモノフィラメント不織布、ネット状織物などが使用されている。近年、空調機器は省エネの観点から低消費電力タイプの設計が求められており、このようなエアコン等の空調機器のエアフィルターは、ファンモーターの消費電力を少なくする目的から、例えば、図１に示すような、通称ハニカムネットと呼ばれるモノフィラメントを素材とした蜂巣組織のネット状の織物が使用されてきている。このハニカムネットをインサート成形等により合成樹脂製の枠で構成されたエアフィルターを、エアコン等空調機器の所定の個所に装着して用いられる。近年エアコン自体が小型化し、これに伴って空調機器の狭いスペースの中でフィルター面積を最大限に確保できるようにフィルターを湾曲した形状で空調機器本体に取り付けられることが多い。さらにフィルターの表面積をより広くし集塵効率を高めるべく、図２に示したようなプリーツ加工を施したハニカムネットが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のネット状織物からなるハニカムネットで構成されるフィルターにおいては、種々の問題点がある。すなわち、初期の圧力損失は低いが、使用中にハニカムネットに塵が付着し、短期間に目詰まりが発生し圧力損失が高くなり、濾過効率が低下する。これを改良するために表面積を大きくしたプリーツ加工を施したものがある。しかしプリーツ加工を施したハニカムネット（以下、「プリーツハニカムネット」という）はインサート成形によりフィルター成形体とするに際して、プリーツ加工されたハニカムネット形状に対応した凹凸形状を有する複雑な形状の金型を必要とすると同時に、金型の凹凸形状部分にプリーツハニカムネットを組み込まなければならず、その位置合わせおよび作業が煩雑である。またプリーツハニカムネットは、例えば図２に示すように長さ方向に山部、谷部の順でプリーツが連続して形成されているが、その製造方法から、織物の長さ方向に張力をかけるとプリーツが崩れるので、インサート成形の自動化ができない。さらにプリーツハニカムネットをインサート成形したエアフィルター成形体は、構造的に枠やリブが太くなるために可撓性に乏しく、柔軟性に欠け、小型化が進むエアコン等空調機器本体に湾曲させて装着することが困難である。
【０００４】
本発明は、上記の問題点に鑑み、初期の圧力損失の低い状態を長期間に亘って持続することができ、しかも表面積が大きくインサート成形の自動化が容易であり、可撓性に富み柔軟性を有するエアフィルターおよびエアフィルター成形体を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するためにエアフィルター材料等について種々の観点から多角的に検討を行った結果、エアフィルターを、連続するループ構造を有する編組織に構成されたプリーツ状形状を呈する編物（プリーツ状編物）で構成することにより、従来の問題点を一挙に解決することができることを見出し、本発明を為したものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、（１）合成繊維からなる糸径１００μｍ〜５００μｍのモノフィラメントを２８ゲージ〜８ゲージで連続するループ構造を有する編組織に編み上げた、プリーツ状形状を呈する編物で構成されてなることを特徴とするエアフィルターに関し、また（２）上記（１）記載のプリーツ状形状を呈する編物をフィルター部としてインサート成形により成形枠に溶着し一体成形してなるエアフィルター成形体に関するものである。
【０００７】
本発明におけるエアフィルターおよびエアフィルター成形体は、上記のように合成繊維からなる１００μｍ〜１５０μｍの糸径を有するモノフィラメントを２８ゲージ〜８ゲージで、連続するループ構造を有する編組織に編み上げたプリーツ状形状を呈する編物で、断面形状が波形の形状を示すウエーブ構造を有するネット状の編物で構成されている（以下、本発明における上記プリーツ状形状を呈する編物を「ウエーブネット」という）。本発明におけるウエーブネットは表面積が大きく、従来の織物のネットで構成されるハニカムネットフィルターのように表面積を大きくするためにプリーツ加工等を施す必要はない。その上、ループ構造の編組織に構成されているので粗密差を少なくし圧力損失を低くすることができる。
【０００８】
本発明におけるウエーブネットには、糸径が１００μｍ〜５００μｍのモノフィラメントが使用されるが、好ましくは、１５０μｍ〜３００μｍであり、さらには１８０μｍ〜２２０μｍの糸径のモノフィラメントを用いることが好ましい。糸径が１００μｍ未満のモノフィラメントの場合には編物自体の腰が弱く、所望のプリーツ構造を維持することが困難となり、またエアーフィルターとしての所望の強度が得られず好ましくない。一方、５００μｍを超える糸径のモノフィラメントの場合には、エアーフィルターとして特性を示す適切な開き目を形成することができない。
【０００９】
また、本発明においては目的とするウエーブネットの編目の粗密から２８ゲージ〜８ゲージの範囲で編み上げられる。使用される糸径にもよるが、好ましくは、２２ゲージ〜１０ゲージの範囲が用いられる。上記のゲージ範囲外で編み上げた編物の場合はエアーフィルターとしての特性を示す適切な開き目を有する編物を形成することができない。
【００１０】
本発明のエアフィルターおよびエアフィルター成形体を構成するウエーブネットは、連続したループ構造の横編みタイプの編組織に編み上げられたプリーツ状形状を呈する編物でウエーブ構造を有するネットで構成されており、柔軟性を有し、長さ方向、幅方向いずれの方向にも伸縮性があり、例えば、インサート成形時、あるいは成形枠に溶着する際にウエーブネットの山部または谷部の一部分が押しつぶされてもループ構造の編組織であるために変形を吸収してウエーブ構造を有するネットに復元する特性を有しているので、成形金型として、従来のプリーツハニカムネットの場合におけるようなプリーツの山部、谷部を装着する凹凸形状が不要である。したがって、インサート成形する際等に、金型の凹凸形状に装着する位置合わせのための煩雑な作業を必要とせず、インサート成形の自動化が容易である。
【００１１】
本発明のウエーブネットにおけるモノフィラメントの素材は、主としてポリプロピレン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリエチレン系繊維、ポリアミド（ナイロン）系繊維等の合成繊維が使用され、その他の合成繊維、例えば、アクリル系繊維、ポリウレタン系繊維、塩化ビニル系繊維を使用することもできる。また所望に応じて合成繊維に抗菌性、防黴性、あるいは消臭性などの機能を付与することもでき、このような機能を付与することは家庭用エアコンなどのエアーフィルターには好ましい態様の一つである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、従来のハニカムネットの概要を示す模式図である。ハニカムネットは経糸３と緯糸４とによりハニカム状（蜂巣状）に構成した構造の織物である。
図２は、プリーツ加工を施したハニカムネットの模式斜視図を示し、プリーツの山部５と谷部６が順次織物の長さ方向に形成されているものである。
【００１３】
図３は、本発明のウエーブネットの概要を示すを模式図である。
図４は、図３のウエーブネットの編組織を示す部分拡大図である。図４に示すように、ウエーブネットはモノフィラメント１を、横編みタイプで連続したループ構造２を上下交互に形成して、編組織が立体的に粗密の部分を形成するように構成されて編み上げたウエーブ構造を示す。そして図３に示したように、幅方向にウエーブの山部５５と谷部６６が順次配置されるように編組織が構成されたウエーブ構造からなり、柔軟性があり長さ方向および幅方向に伸縮性を有し、優れた復元性を有するので、長さ方向に張力をかけてもウエーブ構造が壊れない。
本発明エアフィルターおよびエアフィルター成形体を構成するウエーブネットは、このような構造の編組織であることから表面積が大きく、集塵効率に優れており、かつ圧力損失が少ないものである。
一方、図２に示す従来のプリーツハニカムネットは、幅方向への伸縮性はなく、長さ方向に張力をかけた場合には、プリーツ形状が壊れてしまい復元性に欠ける。
【００１４】
次に、本発明のウエーブネットまたは従来のプリーツハニカムネットをインサート成形により一体成形したエアフィルター成形体について説明する。
図５は、ウエーブネットまたは従来のプリーツハニカムネット（以下、これらを単に「ネット」ということがある）を、インサート成形により一体成形したエアフィルター成形体の一例を示す外観斜視図を示し、ネットは枠７、７１とリブ８、８１で固定されている。
【００１５】
図６および図７は、図５のＡ−Ａ’切断断面図およびＢ‐Ｂ’切断断面図をそれぞれ示す。
図６は、従来のプリーツハニカムネットを一体成形したエアフィルター成形体の切断断面図で、図６において、（１）は、図５Ａ−Ａ’切断断面図で、エアフィルター成形体を構成する枠７の部分は、プリーツハニカムネット９のプリーツ形状を維持した状態でネット全体が枠７に埋設されている。また（２）は図５Ｂ−Ｂ’切断断面図で、枠７１の部分はプリーツ形状を維持してネット全体が枠７１に埋設されており、リブ８の部分はプリーツの山部５または谷部６の一部を埋設して固着されリブ８が成形されている。なお、図５におけるリブ８１は、（１）の切断断面図に示される枠７の部分と同様にプリーツ形状を維持してネット全体がリブ８１中に埋設されている。
【００１６】
図７は、本発明のウエーブネットを一体成形したエアフィルター成形体の切断断面図で、図７において、（１）は図５Ａ‐Ａ’切断断面図で、エアフィルター成形体を構成する枠７の部分はウエーブネット１０のウエーブ構造が幾らか押しつぶされた状態でネットが枠７中に埋設されている。（２）は図５Ｂ−Ｂ’切断断面図で、枠７１の部分およびリブ８の部分では共にウエーブ構造が幾らか押しつぶされた状態でネットが枠およびリブ中に埋設して固着され枠７１およびリブ８が形成されているが、枠７１およびリブ８の部分以外はウエーブが復元し元のウエーブ構造を示している。なお、図５におけるリブ８１は（１）の切断断面図に示される枠７の部分と同様にウエーブ構造が幾らか押しつぶされた状態でネットがリブ８１中に埋設されている。
【００１７】
図８および図９は、図６および図７に示すエアフィルターのインサート成形における成形金型へのネット装着状態を示す断面図である。なお、図８および図９は金型を閉じる前の状態である。図８は従来のプリーツハニカムネット９を成形金型に装着した状態を示す断面図であり、（１）は、枠７の形成個所に相当する部分の装着状態を示し成形金型１１，１２内にネット全体が装着されている。（２）はリブ８の形成個所に相当する部分の装着状態を示す。リブ８の形成個所においては、金型１１，１２にはプリーツハニカムネットの山部および谷部に対応する凹凸部１５，１６が設けられており、プリーツハニカムネットの山部５、谷部６がそれぞれ凹凸部１５，１６に装着された状態を示す。金型１１，１２において、１７はリブ形成部であり、金型の凹凸部の形状が一部変形した構造になっており、この部分に樹脂が流入し、図６に示すように装着されたネット９の山部または谷部を固着してリブ８が形成される。また、金型１２の両側部に枠７１の形成部１８が設けられており装着されたネットは枠７１中に埋設されて固着される。なお、図示されていないが図５に示すリブ８１においては枠７の部分と同様に装着され固着されている。
このように従来のプリーツハニカムネットでは枠形成個所において、またリブ８１枠形成個所において、プリーツハニカムネットのプリーツ形状を維持してプリーツの山の高さで全体が樹脂中に埋設された構造であり、枠部分およびリブ８１共に肉厚となり可撓性に劣る。
【００１８】
図９は、本発明に係るウエーブネットを金型に装着した状態を示す断面図であり、（１）は、枠７の形成個所に相当する部分の装着状態を示し、成形金型１３，１４内にネット全体が装着されている。（２）はリブ８の形成個所に相当する部分の装着状態を示す。（２）において、金型は、図８（２）に示されるようなネットの形状に対応する凹凸部分は存在せず、金型１４には、リブ形成部１７が、また両側部に枠７１の形成部１８が設けられており、この部分に樹脂が流入し、図７に示すように装着されたネット１０は押しつぶされた状態で枠およびリブ中に埋設されて固着される。また図示されていないが図５に示すリブ８１においては枠７の部分と同様に装着され固着されている。
本発明のウエーブネットをインサート成形したエアフィルター成形体は、枠部分およびリブ共に肉薄であり可撓性に富んでいるものである。また、本発明に係るウエーブネットは柔軟性があり伸縮性に優れているので押しつぶされても元のウエーブ構造に復元する性質を有するので、インサート成形によらず成形枠に溶着することによる方法でエアフィルター成形体を形成することもできる。
【００１９】
図１０は、エアフィルター成形体の自動インサート成形の概要を示す模式図を示す。ロール状に巻かれたウエーブネット１０は連続的に送り出され、インサート成形金型１３、１４により自動的にインサート成形された後、成形されたエアフィルター成形体１９は個別に切断される。
【００２０】
図１１は、空調機器本体２０へエアフィルター成形体１９を装着した状態を示す概念図を示す。本発明のウエーブネットをインサート成形したフィルター成形体は枠形成部分，リブ共に肉薄で、可撓性があり柔軟性に富んでいるので、図１１に示すように、空調機器の狭いスペースに湾曲させて装着することが容易である。
なお、インサート成形によりエアフィルター成形体を成形する場合、あるいは成形枠への溶着に用いられる樹脂はポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、やＡＢＳ樹脂等が一般的に使用される。
【００２１】
次に、本発明に係るウエーブネットからなるエアフィルターおよび従来のプリーツハニカムネットからなるエアフィルターについて、それぞれ圧力損失を測定し、フィルター性能を評価した。
【００２２】
図１２に圧力損失を測定する測定装置の概略を示す。測定方法は、図１２において、チャンバー２２の中央部に測定に供するフィルター（試料）１９を設置し、送風機２１から空気を送り、測定フィルターの前後の静圧を測定器２３，２４で測定しその差圧（ｍｍ／Ｈ２Ｏ）を求め、その時の風速をチャンバーの出口に備えた風速測定器２５で測定した。フィルターが集塵した時の状態は、簡易試験としてダストの代わりに１０ｇ／ｍ２の不織布を測定に供する夫々のフィルターに付着した状態で上記と同様に圧力損失を測定した。測定結果は、風速（ｍ／ｓ）を横軸、差圧（ｍｍ／Ｈ２Ｏ）を縦軸として風速−差圧の関係を図１３および図１４のグラフに示した。図１３は初期すなわち集塵しない時、図１４は集塵した時（１０ｇ／ｍ２の不織布を付着した状態）を示す。
なお、図１３および図１４において「ハニカムＰＨ４４３８」は通常エアフィルターに用いられるハニカムネットを、「ハニカムＰＨ３４３２−２００ｄ」は２００デニールのモノフィラメントからなるハニカムネットを、「ハニカムＰＨ３４３２−３００ｄ」は３００デニールのモノフィラメントからなるハニカムネットをそれぞれ示す。
【００２３】
図１３から、本発明のウエーブネットからなるフィルターは、３種類のハニカムネットからなるフィルターのいずれよりも圧力損失が少ないことを示す。
図１４から、ダストを集塵した状態の簡易試験において、本発明のウエーブネットからなるフィルターは、３種類のハニカムネットよりも圧力損失が少ないことを示す。
【００２４】
【発明の効果】
本発明に係るエアーフィルターおよびエアフィルター成形体は以下のような優れた効果を示す。
（１）モノフィラメントを連続したループ構造を有する編組織に構成された編物からなるウエーブネットで構成されており、空隙部分が多く、濾過面積が大きく圧力損失が少なく、エアフィルターとしての特性を示す適切な開き目を有する。
（２）またループ構造を有する編組織で横編みに構成された編物からなるウエーブネットで構成されており、柔軟性に富み、長さ方向，幅方向への伸縮性に優れており、ウエーブ構造を維持する性質を有し復元性にすぐれており、成形時に金型によりウエーブ構造が押しつぶされてもネット全体はウエーブ構造を維持することができる。
（３）エアフィルター成形体の成形金型は、従来のプリーツハニカムネットの場合のように、ネットのプリーツ形状に対応した凹凸形状を有する金型を用いる必要がないので、金型の凹凸部に装着する位置合わせの煩雑な作業が不要であり、インサート成形の自動化が可能である。
（４）さらに、エアフィルター成形体の枠およびリブを薄くすることができ、エアフィルターおよびエアフィルター成形体は可撓性を有し柔軟であるので、エアコン等の空調機器本体への装着時に湾曲させて装着することが容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハニカムネットの概要を示す模式図。
【図２】プリーツハニカムネットの模式外観斜視図。
【図３】本発明のウエーブネットの概要を示す模式図。
【図４】本発明のウエーブネットの編組織を示す部分拡大図。
【図５】エアフィルター成形体外観斜視図。
【図６】従来のプリーツハニカムネットをインサート成形したエアフィルター成形体の断面図を示し、（１）は図５Ａ−Ａ’切断断面図、（２）は図５Ｂ−Ｂ’切断断面図を示す。
【図７】本発明のウエーブネットをインサート成形したエアフィルター成形体の断面図を示し、（１）は図５Ａ−Ａ’切断断面図、（２）は図５Ｂ−Ｂ’切断断面図を示す。
【図８】従来のプリーツハニカムネットをインサート成形する際の成形金型へのネットの装着状態を示す断面図を示し、（１）は枠形成個所の装着状態、（２）はリブ形成個所の装着状態をそれぞれ示す。
【図９】本発明のウエーブネットをインサート成形する際の成形金型へのネットの装着状態を示す断面図を示し、（１）は枠形成個所の装着状態、（２）はリブ形成個所の装着状態をそれぞれ示す。
【図１０】自動インサート成形の概要を示す模式図。
【図１１】空調機器へのエアフィルターの装着状態を示す概念図。
【図１２】圧力損失測定装置の概略図。
【図１３】初期の圧力損失測定結果を示す風速−差圧の関係を示すグラフ。
【図１４】１０ｇ／ｍ２の不織布を付着させた時の圧力損失測定結果を示す風速−差圧の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１・・モノフィラメント
２・・ループ構造
３・・経糸
４・・緯糸
５、５５・・山部
６、６６・・谷部
７、７１・・枠
８、８１・・リブ
９・・ハニカムネット
１０・・ウエーブネット
１１、１２、１３、１４・・金型
１５、１６・・ネット装着凹凸部
１７・・リブ形成部
１８・・枠形成部
１９・・エアフィルター、エアフィルター成形体
２０・・空調機器本体
２１・・送風機
２２・・チャンバー
２３、２４・・静圧測定器
２５・・風速測定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003599691.tif 000012
【図１２】
0003599691.tif 000013
【図１３】
0003599691.tif 000014
【図１４】
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