(57)【要約】【課題】使用後のエアーフィルターからフィルター濾材のみを交換し、このフィルター濾材を土壌中に埋設処理することにより生分解され得るエアーフィルターで、かつ性能の良好なエアーフィルターを提供せんとするものである。【解決手段】エレクトレット化された脂肪族ポリエステルを主成分とする繊維からなる不織布と、生分解性を有する繊維で構成される補強シートを積層してなる濾材が、プリーツ加工された状態でフィルター枠内に設置され、該プリーツ濾材が取り外し可能であることを特徴とする濾材交換型エアーフィルターである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトレット化された脂肪族ポリエステルを主成分とする繊維からなる不織布と、生分解性を有する繊維で構成される補強シートを積層してなるフィルター濾材が、プリーツ加工された状態でフィルター枠内に設置され、該フィルター濾材が取り外し、新規の該フィルター濾材と交換可能であることを特徴とする濾材交換型エアーフィルター。
【請求項２】
脂肪族ポリエステルがポリ乳酸および／またはポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の濾材交換型エアーフィルター。
【請求項３】
プリーツ加工されたフィルター濾材の端面に粘着テープを介して発泡部材が接着されてなることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の濾材交換型エアーフィルター。
【請求項４】
フィルター枠内側の、該フィルター枠とプリーツ加工されたフィルター濾材が接触する箇所に、発泡部材が接着されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の濾材交換型エアーフィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濾材交換型エアーフィルターに関し、更に詳しくは、使用後に土壌中に埋設処理した際、土壌中の微生物により分解される環境負荷の少ないエアーフィルターに関するものである。
【０００２】
本発明は、オフィスビルや各種工場等の建屋内空気環境を清浄化する目的で使用される空調用のエアーフィルターや、あるいはこれら建築物の内部で発生する塵埃を捕集する排気用のエアーフィルターとして用いることができ、かつ使用した後に、フィルター枠を設置したまま濾材のみを交換するといった濾材交換型のエアーフィルターに関するものである。
【０００３】
従来よりオフィスビルや各種工場内の空気調和を目的として空調機器が使用されている。該空調機器には外気あるいは循環空気中の塵埃を除去し屋内の清浄度を維持または向上させる目的で種々のエアーフィルターが設置されている。通常、外気取り入れ口付近にガラス繊維マットや合成高分子繊維からなる不織布等を用いた粗塵除去用のプレフィルターが用いられ、続いてガラス繊維濾紙をジグザクに折り込み所定の枠内に配置された中高性能フィルターが、フィルターチャンバー内に設置されている。またこれら建屋内で多量の塵埃が発生するような場合には、その塵埃が大気中に放出されるのを防ぐため、排気系統にエアーフィルターが設置されているケースもある。近年、中高性能フィルターとして高分子繊維不織布に静電気を付与した、いわゆるエレクトレットフィルターが用いられ、その低圧力損失や長寿命といった特長により、ガラス繊維濾紙を用いたタイプのエアーフィルターに替わって使用されるケースが増えつつある。エレクトレットフィルターは、使用される高分子繊維に半永久的に固定された電荷の静電気力により空気中の微粒子を効果的に除去することが可能なエアーフィルターであり、自動車や鉄道車両等の車室内の空気を清浄化するためのエアーフィルター、掃除機の排気用フィルターおよびメインフィルター、空気清浄機用フィルター、エアコン用フィルター、ＯＡ機器の吸気・排気フィルター、ビル空調用フィルター等に広く使用されているものである。これらフィルターは、通常一定期間使用すると捕集した粉塵等による目詰まりのため、通風時の圧力損失が上昇し所定の風量を処理できなくなる。そこで一般的には目詰まりしたフィルターは新品と交換され産業廃棄物として主に埋め立て処理がなされており問題となっている。エレクトレットフィルターの場合は、使用される材料が可燃物である高分子繊維のため焼却処理も可能であるが、二酸化炭素の排出は地球温暖化の原因となるため、埋め立て、焼却、いずれの場合でも環境への悪影響を及ぼすものである。
【０００４】
使用済みエアーフィルターを処理する際に環境へ及ぼす影響を軽減する目的として、廃棄物量を低減する方法がいくつか提案されている。一つは仕様寿命に達したエアーフィルターを交換する際、従来のようにフィルター枠ごと交換するのではなく、フィルター枠を設置したままでフィルター濾材のみ交換するタイプのいわゆる濾材交換型エアーフィルターである。フィルター枠ごといったん取り外し中のフィルター濾材を交換し再度設置、フィルター枠は再利用するといったものもこれに類するものである。このタイプのエアーフィルターではフィルター濾材のみが廃棄物となるため、減容、減量効果が見込めるが、やはり廃棄物としてかなりの量が自然環境中に排出されることになる。もう一つの方法として、使用済みエアーフィルターを洗浄して再利用する方法が提案されている。これは使用済みエアーフィルターを洗浄液に浸漬した状態で超音波を発生させる等の処理を施し、フィルター濾材に捕集された塵埃を除去し再度使用可能とするものである。この方法では、洗浄再生の回数に応じて廃棄物量の低減が見込めるが、洗浄再生の回数には限度があり、かつエアーフィルターに捕集された塵埃が完全には除去できないことや、洗浄によりエレクトレットが消失したり減衰したりする現象が起こってしまうため、フィルター性能の低下や衛生上の問題等が生じ、また洗浄排水の処理等の問題が生じることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術における問題点を解決するもので、使用後のエアーフィルターからフィルター濾材のみを交換し、このフィルター濾材を土壌中に埋設処理することにより生分解され得るエアーフィルターで、かつ性能の良好なエアーフィルターを提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる問題点に鑑み、鋭意検討した結果得られたものである。本発明は、エレクトレット化された脂肪族ポリエステルを主成分とする繊維からなる不織布と、生分解性を有する繊維で構成される補強シートを積層してなる濾材が、プリーツ加工された状態でフィルター枠内に設置され、該プリーツ濾材が取り外し可能であることを特徴とする濾材交換型エアーフィルターである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明においては、エアーフィルター枠内に設置され、使用後に交換されるフィルター濾材が生分解性を有する材料からなることが重要である。通常エアーフィルターでは、フィルター性能の向上を図る目的で、フィルター濾材にプリーツ加工を施し、ジグザグに折り込んでフィルター枠内に充填される濾材面積を増やしている。したがって、該フィルター濾材にはプリーツ加工に耐えうる機械的強度が求められる。本発明においては、エレクトレット化された脂肪族ポリエステルを主成分とする繊維からなる不織布に、生分解性を有する繊維で構成される補強シートを積層することにより機械的強度を付与している。したがって、エレクトレット化された不織布と、剛性を付与する補強シートの両者が、共に生分解性を有するものであることが重要である。埋め立て時に土壌中の微生物により分解されるようにするためである。
【０００８】
本発明に用いられるエレクトレット化された不織布を構成する繊維の材料となる脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸および／またはポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂であることが好ましい。ポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂とは、乳酸にε−カプロラクトンなどの環状ラクトン類、α−ヒドロキシ酪酸、α−ヒドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ吉草酸などのα−オキシ酸類、エチレングリコール、１，４−ブタンジオールなどのグリコール類、コハク酸、セバシン酸などのジカルボン酸類が１種あるいは２種以上共重合されたものを用いることが出来る。共重合体には、ランダム共重合体または／およびブロック共重合体を用いることが出来る。また分子末端にカルボキシル基をもつ化合物でポリマー分子末端をエステル化処理することが好ましい。
【０００９】
本発明に用いられるエレクトレット化された不織布を構成する脂肪族ポリエステルを主成分とする繊維の平均繊維径は、０．５〜３０μｍであり、好ましくは１〜２０μｍである。平均繊維径が０．５μｍより細い場合には圧力損失が高くなりすぎ実用上好ましくなく、逆に３０μｍより太い場合には捕集効率が低くなるため好ましくない。また該不織布の目付量は１０〜２００ｇ／ｍ２であり、好ましくは１５〜１００ｇ／ｍ２である。目付量が１０ｇ／ｍ２より小さい場合には、捕集効率が低くなることに加え、ハンドリング性も悪くなるため好ましくなく、逆に２００ｇ／ｍ２より大きくなると、圧力損失が高くなるうえ、本発明の特徴であるエンボスによる部分的な接着を施すことが困難になるためである。また該不織布の製法としては特に限定されるものではないが、スパンボンド法、メルトブロー法が好適に用いられる。
【００１０】
本発明におけるエレクトレット化の方法としては、コロナ荷電、電界荷電、熱間電界荷電、電子線照射等があるが、特にこれらに限定するものではなく、高帯電量で電荷が安定的に保持される方法であればいかなる荷電法でも用いることができる。コロナ荷電法、電界荷電法の場合は１０ｋｖ／ｃｍ以上、好ましくは１５ｋｖ／ｃｍ以上の電界強度が適しており、電子線照射の場合は０．１〜１Ｍｒａｄの照射が望ましい。
【００１１】
本発明における生分解性を有する繊維で構成される補強シートの材料としては、生分解性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば前記ポリ乳酸および／またはポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂、あるいは天然由来の材料としてパルプ、コットン、ウールなどが挙げられる。補強シートは濾材に剛性を付与しプリーツ加工等の加工性を向上させるものであり、ＪＩＳ　Ｌ１０９６に規定される剛軟度が、０．５〜１０Ｎ・ｃｍであることが好ましい。剛軟度が０．５Ｎ・ｃｍより小さい場合には、プリーツ加工等に必要な剛性を付与することができず、一方剛軟度が５〜１０Ｎ・ｃｍより大きい場合には、剛性が高すぎるためプリーツ加工設備への負荷が増大し、生産性を低下させる原因になるため好ましくない。
【００１２】
本発明において、エレクトレット化された脂肪族ポリエステルを主成分とする繊維からなる不織布と、生分解性を有する繊維で構成される補強シートを積層する方法としては特に規定するものではないが、接着剤により積層するよりは、むしろ接着剤を用いずに、両者を重ねあわせ加熱されたエンボスロール間あるいは加熱されたエンボスロールとフラットロールの間に挟みこんで加圧し、エンボスロールの凸部によって押さえられた部分が溶融し接着される方法や、超音波をあてた状態でエンボスロールにより加圧する方法が好適である。部分的な接着により積層するこれらの方法を適用した場合には、両者の層間に空間が形成され、微生物による侵食・分解がより促進されるため好適である。エンボス率（エンボスロールの凸部によって押さえられ融着した部分の面積が全面積に占める割合）は３％〜５０％が好ましく、より好ましくは５〜２５％である。エンボス率が３％より少ない場合には、実用に耐えうる接着強度が得られず、またエンボス率が５０％多い場合には、デッドスペースが大きくなりすぎて、通風時の圧力損失の増大を招きやすい。
【００１３】
本発明のエアーフィルターにおいては、使用されるフィルター濾材にプリーツ加工が施されているが、その方法としては特に規定されるものではなく、公知の加工技術が任意に適用されるものである。このプリーツ加工されたフィルター濾材は、所定のフィルター枠に設置された状態で使用されるが、その設置形態としては、空気の流れ方向に対し正対する向きに設置される場合や、プリーツ濾材を更にＶ字型に折り曲げ、ジグザグに配列して設置される場合がある。
【００１４】
本発明のエアーフィルターにおいては、使用後のフィルター濾材はフィルター枠から取り外される必要があるため、フィルター濾材とフィルター枠は接着されていないが、リーク防止のためフィルター濾材とフィルター枠が接触する箇所においては、両者の間にリーク防止のための部材が設置されていることが必要である。本発明においては、プリーツ加工されたフィルター濾材の端面に粘着テープを介して発泡部材を接着することにより使用時リークを防止することが出来る。該粘着テープ及び発泡部材は特に規定されるものではなく、既知の部材が任意に適用可能であるが、一般的に生分解性に乏しいため、使用後にフィルター濾材と取り外し、フィルター濾材のみを土壌中に埋設することになる。該発泡部材は、フィルター枠内側の、フィルター枠とプリーツ加工されたフィルター濾材が接触する箇所に接着されていてもよく、この場合には使用後にフィルター濾材のみを取り外し、そのまま土壌中に埋設することになる。
【００１５】
以下実施例によって本発明を更に詳述するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することは全て本発明の技術範囲に包含される。
【００１６】
【実施例】
（実施例１）
メルトブロー法により作成された、平均繊維径３μｍ、目付量２０ｇ／ｍ２であるポリ乳酸繊維不織布を通常のコロナ放電でエレクトレット化したものと、スパンボンド法により作成された目付量１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸からなる補強シートを重ね、エンボス率１０％の千鳥配列型エンボスロールを用い超音波エンボス法により部分的に融着したものをフィルター濾材とし、これをプリーツ高さ６０ｍｍとなるようにプリーツ加工を施し、外形寸法が、幅６１０ｍｍ、高さ６１０ｍｍ、奥行６５ｍｍのアルミ製フィルター枠内に、プリーツ頂点間距離５ｍｍとなるように成形し設置した。プリーツ加工されたフィルター濾材ブロックの４辺には、クロロプレンゴムからなる発泡体を粘着テープを介して、各辺が露出しないように貼り付けた状態とした。これを実施例１とする。
【００１７】
（比較例１）
メルトブロー法により作成された、平均繊維径３μｍ、目付量２０ｇ／ｍ２であるポリプロピレン繊維不織布をエレクトレット化したものと、スパンボンド法により作成された目付量１００ｇ／ｍ２の芳香族ポリエステル繊維からなる補強シートを重ね、エンボス率１０％の千鳥配列型エンボスロールを用い超音波エンボス法により部分的に融着したものをフィルター濾材とし、実施例１と同じフィルター枠内に、実施例１と同様の方法で設置したもの比較例１とした。
ＪＩＳ　Ｂ９９０８　形式２に記載の試験方法に準拠し、実施例１及び比較例１のフィルター性能試験を実施した。試験条件は、風量５６ｍ３／分、最終圧力損失３００Ｐａとした。試験結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
2004016999.tif 000002
【００１９】
表１に示すとおり、実施例１、比較例１はほぼ同じフィルター性能であった。
【００２０】
実施例１に用いるフィルター濾材及び比較例１に用いる濾材を土壌中に埋設し、１年経過後の重量を測定し、初期重量との比較を行った。結果を表２に示す。表２中の重量減少率とは以下に記す計算式によって求められるものである。
重量減少率＝（初期重量−１年経過後重量）／初期重量　×１００％
【００２１】
【表２】
2004016999.tif 000003
【００２２】
表２に明らかなように、実施例１に用いるフィルター濾材の重量減少率はきわめて高く、土壌中での生分解が進行していることが分かる。一方比較例１に用いるフィルター濾材は、ほとんど重量変化がなかった。実施例１に用いるフィルター濾材は、生分解性を有する材料のみで製作されているため、土壌中の微生物により侵食、生分解され重量が減少するという効果が認められた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によると、オフィスビルや各種工場等の建屋内空気環境を清浄化する目的で使用される空調用のエアーフィルターや、あるいはこれら建築物の内部で発生する塵埃を捕集する排気用のエアーフィルターにおいて、使用した後に、フィルター枠を設置したままフィルター濾材のみを交換し、このフィルター濾材を土壌中に埋設処理することが可能で、環境負荷の少ないエアーフィルターを得ることができ、環境問題に対応する有効な手段として利用することが出来る。