(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭素繊維を１０〜４０重量％、平均繊維径２〜３μｍのガラス繊維を１０重量％以上、接着剤を４〜６重量％、ＮＢＫＰ及びレーヨンを含有させて混抄し、引張強度が０．８ｋｇ／２５ｍｍ以上であることを特徴とするフィルター用濾紙。
【請求項２】
前記活性炭素繊維の公称比表面積が７００〜２５００ｍ2／ｇである請求項１記載のフィルター用濾紙。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ビルや一般工場等の空調を目的として、空調ダクトやその末端に備えられる機器内に設けられる中性能フィルターとして使用されるフィルター用濾紙に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルターは、その能力に応じて分類が成されており、本願が対象とする中性能エアフィルターは以下のような性能を有するものである。
適応粉塵粒径    ０．５〜５μｍ以上    適応粉塵濃度  ０．１〜０．６ｍｇ／ｍ３
圧力損失  １〜２０ｍｍＡｑ、  捕集効率      比色法  ４０〜９５％
適用用途  中間フィルター
さて、このような中性能フィルターは、例えば、ビル空調時、外気取入経路に設置されて、外気の除塵を行うことを目的としている。しかしながら、車の排気ガス等が蔓延している今日、単に除塵を目的としたのみでは、大気中の炭化水素、ＮＯｘ，ＳＯｘ等が除去できないため、空調エアーに対して不快感が残る。従って、この種の問題を解決するために除塵性能と脱臭性能を併せ持ったフィルター用素材の開発が進められている。
除塵性能と脱臭性能とを兼ね備えた中性能フィルターとしては、以下に示す４種のものが、従来、提案されていた。
【０００３】
従来例１  レーヨン系樹脂、ＰＡＮ系樹脂、フェノール系樹脂などを材料とした有機繊維の表面に脱臭剤などを含浸又はコーティングして、除塵機能と脱臭性能を備えたもの。
従来例２  活性炭素繊維を抄紙したフィルター用濾紙を原料とし、その原紙を従来例１と同等な有機繊維による不織布でサンドイッチ状に挟んで構成し、両者を熱融着加工またはホットメルト接着法により接着して、フィルター素材としたもの。
従来例３  特開平２−１１５０１３号に開示されるように、活性炭素繊維を４０〜７０ｗｔ％、ガラス繊維を２０〜４０ｗｔ％、接着材を１〜４ｗｔ％含有して、フィルター素材としたもの。
従来例４  特公平５−１０１２４号に開示されるように、フィビリル結合繊維、活性炭およびサブミクロン寸法のガラス繊維を含有して不織フィルター素材としたもの。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記夫々の従来技術においては、以下に示すような欠点があった。
従来例１のものは、脱臭剤などの含浸またはコーティングに起因して有機繊維の表面積が減少し、塵埃の保持量が減少して早期に除塵機能が低下し、頻繁に交換せざるを得ず、実用性に欠ける。
従来例２のものは、フィルター用濾紙と不織布との重ね合わせや、接着に伴って圧力損失が大きくなり、塵埃の捕集効率が低下し、また、全体が厚くなって取扱いづらいうえに接着のための加工が必要で高価である。
従来例３のものは、活性炭素繊維の量が比較的多いため、圧力損失が大きいとともに素材の引張強度が低く、例えば、素材をプリーツ加工して使用しようとすると、折り曲げ部位にクラックが入る等加工性に問題がある。
従来例４のものは、前者の例とは逆に素材の引張強度は高く、加工性は良いものの、ＰＡＮ（フィブリル化結合繊維）により他の繊維を結合しているため、その比表面積が小さく、吸着活性に劣る。
さらに、従来例３、４のものは、使用するガラス繊維としてサブミクロンのガラス繊維を使用するため、この要因に伴う圧力損失が比較的高くなるという問題点がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は上記の種々の問題点を解決することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明によるフィルター用濾紙の特徴構成は、活性炭素繊維を１０〜４０重量％、平均繊維径２〜３μｍのガラス繊維を１０重量％以上、接着剤を４〜６重量％、ＮＢＫＰ及びレーヨンを含有させて混抄し、引張強度が０．８ｋｇ／２５ｍｍ以上であることを特徴とする。
さらに、この濾紙において、前記活性炭素繊維の公称比表面積が７００〜２５００ｍ2／ｇであることが好ましい。
そして、その作用・効果は次の通りである。
【０００７】
【作用】
本願の濾紙は、活性炭素繊維とガラス繊維とを接着剤で接着して構成されるため、活性炭素繊維及びガラス繊維にて除塵機能を確保できるとともに、活性炭素繊維により脱臭機能を確保することができる。
さて、活性炭素繊維の含有量は比較的低く抑えられるが、この程度の含有量で充分な脱臭機能を果たすことが可能であるとともに、圧力損失を低く抑え、素材の引張強度を確保することができる。ここで、この含有率が１０重量％以下では脱臭の効果が充分ではなく、逆に４０重量％以上では濾紙の引張強度が低下し易い。
ガラス繊維としては、使用する中性能フィルターの除塵効率（６０％以上、８０％以上、９０％以上）に応じて、上記範囲内で適切な含有量を選択する。例えば、含有量１５重量％程度では除塵効率６５％、同じく４０重量％程度では除塵効率９５ｗｔ％とすることが可能である。ここで、含有量を１０重量％以下とすると充分な除塵効率を得ることができない。
さらに、本願においては、ガラス繊維としてサブミクロンのガラス繊維を用いず、平均繊維径が数μｍのものを使用するため、濾紙の引張強度を比較的高くした状態で、圧力損失を低い状態に保持できる。
さらに、接着剤としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、アクリル樹脂や繊維状ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）や繊維状アクリル、ポリエステル、ポリプロピレン等の有機繊維、あるいは、それらの混合物を使用することができるが、この含有量が４重量％より低いと、充分な強度が得られず、逆に６重量％より高いと活性炭素繊維の比表面積が低下して、好ましくない。
さらに、接着剤としてポリビニルアルコールを使用することにより、その少量で活性炭素繊維やガラス繊維の分散性も向上することができて、表面の仕上がりを高くできる。図２にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の添加割合（％）と引張強度及び比表面積の関係を示した。添加割合の増加に伴って、引張強度が増加するが、比表面積が減少するため、この添加割合（％）としても１〜４％が好ましいことが判る。
【０００８】
また、活性炭素繊維としては、脱臭対象となる成分に応じ、公称比表面積が７００〜２５００ｍ２／ｇのもの（平均細孔半径が７〜１５μｍ）を選択して使用できるが、生活臭と称される、たばこ臭（アルデヒド類）、トイレ臭（アンモニア類）、腐敗臭（メルカプタン類、アミン類）を主として吸着除去するには、公称比表面積が７００〜１５００ｍ２／ｇのものを使用するのが好ましい。
【０００９】
【発明の効果】
従って、例えばプリーツ加工が可能な引張強度を確保できるとともに、その圧力損失が低く抑えられ、充分な除塵、脱臭機構を果たすことができるフィルター用濾紙を得ることができた。
【００１０】
【実施例】
本願の実施例を図面に基づいて説明する。図１には、本願のフィルター用濾紙の使用状況を示している。こういった中性能フィルターは、空調用のダクト（図外）、もしくは空調用機器（図外）の吸引口に配設可能な、取付枠体１内に保形用の波形スペーサ２を備えるとともに、それらの波形スペーサ２間に、本願のフィルター用濾紙３を備えて、その空調機能を発揮するように構成される。ここで、フィルター用濾紙３の上下両端縁夫々は取付枠体１の内周面に熱融着剤により接着して一体化される。図１において、除塵、脱臭対象の空気は、Ａ方向に流れる。
さて、上記のフィルター用濾紙を得るにあたり、従来構成のフィルター（比較例１、２、３とともに、その性能比較をおこなった結果について説明する。
検討対象としたフィルター用濾紙の組成、その物性、評価結果を表１に示した。
検討対象としたフィルター用濾紙の特徴を、以下に箇条書きする。
実施例１
本発明に於ける効果率６５％のフィルター
実施例２
本発明に於ける効果率９０％のフィルター
実施例３
本発明に於ける効果率９０％のフィルター
比較例１
特公平５−１０１２４に対応する９０％フィルターで、フィビリル化結合繊維により融着結合したもの。
比較例２
特開平２−１１５０１３に対応する９０％フィルターで、活性炭素繊維（ＡＣＦ）を７０％含有するもの。
比較例３
特開平２−１１５０１３に対応する９０％フィルターで、活性炭素繊維（ＡＣＦ）を３０％含有するもの。
【００１１】
【表１】
0003573486.tif 000002
【００１２】
表１に示す材料    ガラス繊維（ＭＧＦ−１１０  、ＭＧＦ−１０８  、ＭＧＦ−３０８  ）、熱融着繊維（ＣＳ−６）  、ＰＡＮ繊維（フィブリル化結合繊維）、  有機繊維（レーヨン（８ｄ  ×８ｍ）  、ＮＢＫＰ）、さらに、アクリルバインダー（ＰＶＡ）の正式名、公称径、メーカー、使用目的を表２に示した。
【００１３】
さらに、表１において、ΔＰは通気抵抗である圧力損失であり、ＤＯＰ透過率は、ジオクチルフタレートの蒸気（粒径０．３μ）を空気中に添加し、その透過率を光電式粒子測定器により測定したものであり、これはフィルターの捕集率の目安となる。６５％フィルター及び９０％フィルターとしては、夫々、この値が、６５％、４０％程度で、充分、その目的を達することができる。
さらに、引張強度に関しては、エアフィルタ用濾紙の試験方法（試験方法名ＪＩＳ  Ｐ  ８１１３  紙及び板紙の引張強さ試験法）に従った。
【００１４】
【表２】
0003573486.tif 000003
【００１５】
結果、実施例１、２、３のものは中性フィルターとしての除塵性能を充分に備えるとともに、２４００時間の使用に対してその除塵性能を保持できた。
一方、比較例１のものは、１６００時間程度で除塵性能を失った。
【００１６】
さらに、表１の評価の欄に示すように、本願のものの引張強度は比較例２、３のものよりも高く、例えばプリーツ加工して使用することも可能である。一方、圧力損失は比較的低く維持される。
さらに、プリーツ加工性について説明すると、エアーフィルターとしては、プリーツ型フィルターとフラット型フィルターがあり、プリーツ型フィルターは、フィルター内に充填できるペーパー量が多いため、除塵および脱臭寿命が長くなる。また、処理ガスの通過断面積が大きくなるので、処理ガスの通気線速度が低くなり圧力損失も低くなる。
ところが、中性能除塵脱臭ペーパーをプリーツ加工するには、引張強度が０．８ｋｇ／２５ｍｍ以上必要である（大阪ガス経験値）。ここで、実施例１〜３のペーパーは、引張強度が１．３８ｋｇ／２５ｍｍあるため、プリーツ加工可能であるが、比較例２，３のペーパーはガラス繊維径が細いためガラス繊維１本あたりのバインダー量が少なくなり、引張強度が弱い。従って、用途はフラット型フィルターに限られる。
【００１７】
さて、上記した活性炭素繊維としては、ピッチ系、セルロース系、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系、フェノール系の活性炭素繊維等、各種の活性炭素繊維を適応できる。
さらに上記のものに、補強繊維として、ガラスチョップストランドやウッドパルプなどの繊維を含有してもよく、特には、繊維直径が５μｍ以上で３〜１５ｍｍの長さのものが良い。除塵性能及び脱臭性能のいずれをも低下させずに補強効果を得る上で、その含有量は３０重量％以下にするのが好ましい。
【００１８】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィルターの使用状態を示す図
【図２】ＰＶＡ含有量と引張強度及び比表面積の関係を示す図
【符号の説明】
３    フィルター用濾紙
【図１】
0003573486.tif 000004
【図２】
0003573486.tif 000005