(57)【要約】【課題】空調機に負担をかけない、通気性を有し、除塵性能に優れ、メンテナンスが簡便な鉄道車両空調機用フィルターを提供する。【解決手段】鉄道車両室内空気を循環させる空調機における空気通路に配置され、濾過部分を順次移動させる帯状の巻き取り濾材を備えた鉄道車両空調機用フィルターにおいて、該巻き取り濾材が平面状、クレープ状もしくはコルゲート状の難燃性不織布濾材であることを特徴とする空調機用フィルター。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両室内空気を循環させる空調機における空気通路に配置しされ、濾過部分を順次移動させる帯状の巻き取り濾材を備えた鉄道車両空調機用フィルターにおいて、該巻き取り濾材が平面状、クレープ状もしくはコルゲート状の難燃性不織布濾材であることを特徴とする鉄道車両空調機用フィルター。
【請求項２】
難燃性不織布濾材が、厚み０．２〜１ｍｍ、ＪＩＳ  Ｂ９９０８記載の方法にて面風速５．３ｃｍ／秒において測定される圧力損失が２パスカル以下であることを特徴とする請求項１項に記載の鉄道車両空調機用フィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両室内の空調機用フィルターに関する。さらに詳しくは、難燃性不織布濾材を用いた鉄道車両室内の空調機用フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、社会全体で環境と健康に関する関心が高まり、室内等の生活空間の環境にも強い関心が持たれている。鉄道車両も例外ではなく、利用客により良い車内環境を提供することが重要な課題となっている。
従来、室内や鉄道車両室内の空調機には、吸気口に大きな繊維埃を捕集する粗塵フィルターが用いられているのみで、細かい塵埃は捕集できないため車内環境の改善には限界があった。また、空調機部品のファン部ならびにフィン部に汚れが付着し、空調機の寿命が低下するという問題があった。
【０００３】
従来、鉄道車両室内の除塵用の空調機用フィルター（以下空調用フィルターと略記する）は、ロール状フィルター（例えば特許文献１参照）と、箱形フィルターに大別される。箱型フィルターは塩化ビニリデンの厚手マットが使用され、汚れにより目詰まりが生じた段階で交換する必要がある。交換周期が長く、メンテナンスが簡便な点から、最近はロール状のものが多く使われる傾向がある。ロール状のものは、二つの巻き芯の間に帯状濾材が固定されている。一方の巻き芯が駆動して、一定の運転時間ごとに新しい濾材が巻き出され、除塵を行った濾材が、もう一方の巻き芯側に巻き取られる構造である。帯状濾材には、空調機に負担がかからない様に、薄手の塩化ビニリデン性のモノフィラメントで平織り等の基本組織からなる織布ネットが使用されている。この様なネットは必然的に貫通孔があり、除塵性能は劣るため、空調機部品であるファンやフィンの汚れを防止することには限界がある。
【０００４】
また、この空調用フィルターは耐久性もあるが、織布であり価格も高いことから、定期的に取り外した後、清掃されて何年も繰り返し使用されている。清掃にて汚れを全て落とすことは難しく、長年の汚れが堆積し、高湿度状況では、まれににおいが発生する問題がある。客室内環境をさらに快適なものとし、空調機の長寿命化、メンテナンスの簡素化を同時に満足させる鉄道車両用としての空調機用フィルターはないのが現状である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１９３６６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、空調機に負担をかけない通気性を有し、除塵性能に優れ、メンテナンスが簡便な鉄道車両空調機用フィルターを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、特定の難燃性不織布を用いることで上記課題を解決できることを見いだし、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明は鉄道車両室内空気を循環させる空調機における空気通路に配置しされ、濾過部分を順次移動させる帯状の巻き取り濾材において、該巻き取り濾材が平面状、クレープ状もしくはコルゲート状の難燃性不織布濾材であることを特徴とする空調機用フィルターである。
好ましくは、難燃性不織布濾材が、厚み０．２〜１ｍｍ、ＪＩＳ  Ｂ９９０８記載の方法にて面風速５．３ｃｍ／秒において測定される圧力損失が２パスカル（以下Ｐａと略記する）以下であることを特徴とする鉄道車両空調機用フィルターである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の鉄道車両用空調機用フィルターの一例を図面を用いて詳細に説明する。図１は符号１に示される帯状濾材、符号２、符号３に示される巻き芯からなる鉄道車両空調機用フィルターである。帯状濾材１の一端は巻き芯２に固定され、巻き取られている。帯状濾材１の他の一端は別の巻き芯３に固定されている。
図２は図１の鉄道車両空調機用フィルターが空調機に装着された側面図である。巻き芯２を回転し、濾材を巻き取ることで、濾材は順次移動させることができる。
【００１０】
以下、本発明の鉄道車両用空調機用フィルターの構成要素について詳細に説明する。本発明で用いる帯状の濾材は、社団法人日本鉄道車両機械技術協会が定める鉄道車両用燃焼試験（以下車材燃試と略記する）において認定されている難燃性不織布からなることが好ましい。
車材燃試とは、４５度の角度に傾斜した検体ガイドに取り付けた検体に、２５．４ｍｍの間隔に設置した燃料容器に燃料用アルコール０．５ＣＣを入れ、燃料用アルコールに点火し、アルコールが無くなり消火するまでの燃焼具合を観察する試験を言う。着火後に消炎し燃え広がらないものがよい。
【００１１】
不織布は、織布やネットと異なり繊維配列がランダムなため、ねじれた構造の孔が多数形成されるので、貫通孔を小さくかつ少なくすることができる。従って、同じ通気度でも、空気が複雑な経路を通過するため、その経路通過過程でゴミが補足されやすく、除塵性能が優れたものになる。
【００１２】
本発明の難燃性不織布を得る方法としては、繊維自体が難燃性を有するものを使用する方法、難燃性物質を繊維もしくは不織布に添着する方法、不織布を構成する繊維が溶断し延焼がしないもの等が一例として挙げれられる。
【００１３】
難燃性の物質としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリクラール、モダクリルあるいはこれらの共重合物からなるハロゲン系等の有機物、リン系、アンチモン系等の無機物系樹脂に、これらの複合系の物質を単独あるいは適宜組み合わせて用いることができる。
【００１４】
本発明で用いる不織布を構成する繊維にとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、およびこれらのコポリマー等のポリエステル系繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリル、モダクリル等のアクリル系繊維、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２等のポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ウレタン繊維、フェノール繊維等の合成繊維、トリアセテート繊維、ジアセテート繊維等の半合成繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン、ポリノジックレーヨン、リヨセル等の再生セルロース系繊維、コラーゲン、アルギン酸、キチン質などを溶液にしたものを紡糸した再生繊維が好ましい。これらの繊維を構成するポリマーは、ホモポリマー、変性ポリマー、ブレンド、共重合体などの形でも利用できる。当然ではあるが、これら複数の材質からなる複合繊維を用いてもよい。また、芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、ポリベンザゾール、ポリベンズイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン等のエンプラ繊維、ガラス、カーボン、活性炭、ステンレス、銅などの金属等の無機繊維も好ましい材料である。
【００１５】
また、これらの繊維は吸水性、吸湿性、抗菌性、難燃性、保温性、抗アレルギー性、脱臭性などの機能を付与したものであってもよい。ここで用いる繊維の断面形状に特に制限はなく、円形、楕円形のみならず偏平、三角、Ｙ型、Ｔ型、Ｕ型、星型、ドッグボーン型など、いわゆる異型断面形状をとるもの、中空状のもの、枝別れ状のもの、パルプ状のものであってもよい。
【００１６】
不織布の製造方法については特に制限はなく、目的および用途に応じて、乾式法、湿式抄造法、メルトブロー法、スパンボンド法などで得られたウェブを水流交絡法、ニードルパンチ法、ステッチボンド法などの物理的方法、サーマルボンド法などの熱による接着方法、レジンボンドなどの接着剤による接着方法で強度を発現させる方法を適宜組み合わせて製造することができる。
【００１７】
尚、必要に応じて、本発明の趣旨を逸脱せず、他の性能を付加する目的において、脱臭、抗菌、防黴、抗ウイルス、防虫、殺虫、消臭、芳香、感温、保温、畜温、蓄熱、発熱、吸熱、防水、耐水、撥水、疎水、親水、除湿、調湿、吸湿、撥油、親油、油などの吸着、および水や揮発性薬剤などの蒸散または徐放などの各種機能を付加したものでも良い。
【００１８】
本発明に用いる帯状濾材の表面形状は平面状、クレープ状あるいはコルゲート状の形状であって、巻き取り形状に加工できることが好ましい。クレープ状、コルゲート状である場合、濾過面積を増やすことが出来るため、圧力損失が小さくなり、ダスト保持量を大きくすることができる。
【００１９】
本発明の帯状濾材の性能はＪＩＳ  Ｂ９９０８記載の方法で測定される面風速５．３ｃｍ／秒における圧力損失が、２Ｐａ以下であることが好ましい。２Ｐａを超えると、除塵効率の良い濾材ではあるが、通気性が悪くなり、取り付け初期は良いが、本発明に用いると、濾材上に堆積したダストにより、目詰まりが起こりやすく、吸い込み音が大きくなるばかりか、空調機器に負荷がかかる為、好ましくない傾向にある。
【００２０】
また、本発明の帯状濾材の厚みは、０．２〜１ｍｍの範囲が好ましい。０．２ｍｍ以下の場合は、帯状濾材のハンドリングが困難で、巻き出してから、しわが入る等、濾材走行が悪く実用性が低下する。１ｍｍを超える場合は巻き取りが大きくなり好ましくない。０．２〜１ｍｍの範囲の物は巻き取りの巻長を長くとれ、経済性の面からも好ましい。
【００２１】
帯状濾材の目付けは１５〜１００ｇ／ｍ２のものが好ましく、３０〜７０ｇ／ｍ２のものがさらに好ましい。
【００２２】
本発明における帯状不織布は、帯電によりエレクトレット不織布として、大気中の塵埃等の浮遊粒子を電気的に捕捉することにより、除塵効率を向上させることも好ましい方法の一つである。
【００２３】
本発明で使用する巻き芯について説明する。巻き芯は、空調機にあわせて適切な形状のものを使用することが好ましく、中空円筒状の物が一般的である。巻き芯の材質は、難燃性不織布濾材と同様に、車材燃試に合格しているものが好ましい。具体的には、アルミ、ステンレス等の金属製のもの、樹脂製または紙製で難燃処理が施されているもの等を使用することができる。
【００２４】
本発明のフィルターは、鉄道車両用途のみならず、室内空調等にも使用できることは言うまでもない。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例によりさらに本発明を詳細に説明するが、本発明はその主旨を越えない限りこれらに限定されるものではない。
【００２６】
実施例および比較例で得られた難燃性不織布濾材は、以下の方法で試験を行い、その性能を評価した。
【００２７】
［圧力損失］
実施例および比較例で作製した難燃性不織布濾材の圧力損失を、ＪＩＳ  Ｂ９９０８による面風速５．３ｃｍ／秒で測定した。
【００２８】
［除塵効率］
実施例および比較例で作製した難燃性不織布濾材を、ＪＩＳ  Ｂ９９０８による面風速１ｍ／秒に於いて測定される粒径が０．３〜０．５μｍの粒子の除塵効率を測定した。
【００２９】
実施例１
ポリエステル繊維（３．３ｄｔｅｘ、３８ｍｍ、５０質量％／６．６ｄｔｅｘ、５１ｍｍ、３０質量％）とビスコースレーヨン繊維（３．３ｄｔｅｘ、５１ｍｍ、２０質量％）に乾式法により、ランダム繊維ウェブとした。
次に、繊維ウェブ１００質量％に、バインダーとしてアクリル酸エステルのエマルジョン２０質量％に難燃剤として、三酸化アンチモン４０質量％を混合し、繊維ウェブに含浸、固化させ目付け４０ｇ／ｍ２、厚さ、０．６ｍｍの難燃性不織布を作製した。該難燃性不織布の圧力損失は０．５Ｐａ、除塵効率は１５％であった。車材燃試の試験方法にて評価の結果、着火後直ちに消炎するレベルの難燃性を有していた。
該難燃性不織布を１７５ｍｍ巾にスリットして、帯状の濾材とし、外径１６ｍｍ、肉厚２ｍｍ、長さ２１０ｍｍであるアルミ製の巻き芯に固定し、１２．５ｍ長を巻き付けた。もう一方を同様に巻き芯に固定することで鉄道車両空調機用フィルターとした。不織布は厚み方向のクッション性もあり、巻き径８０ｍｍであった。
実施例１のフィルターを首都圏を走行する鉄道車両の空調機器に装着し、４月から１０月まで、６ヶ月のロングラン試験を行った。
【００３０】
比較例１
現行品（３０μｍ径の塩化ビニリデン樹脂モノフィラメント平織り、２２メッシュの織布）を用いた。厚さ０．４５ｍｍ、目付け１６２ｇ／ｍ２、圧力損失０．５Ｐａ、除塵効率は４％であった。実施例１同様の試験を行った。
【００３１】
空調機器の熱交換機の操業状況、フィンの汚れを調査した。実施例１のものは空調機器の冷房効果も低下せず、空調負荷も観察されなかった。６ヶ月操業後もフィンの汚れは見られなかった。一方、比較例１のものも、空調負荷は観察されないが、外気温が３６℃を超えるような状態では、冷房効果の低下が体感された。６ヶ月操業後、所々、フィンに埃状の汚れが付いているのが確認された。
また、同じ濾材面積であっても、本発明の空調用フィルターは軽量で着脱も極めて容易であった。
【００３２】
実施例２
難燃性不織布を、含浸後の乾燥工程において、クレープ率８％でウェットクレープ処理を施す以外は実施例１と同様の方法で行った。巻き取り張力を強め７３ｍｍ径の鉄道車両空調機用フィルターを作製した。難燃性不織布濾材の圧力損失０．４Ｐａ、除塵効率１６％、見かけ厚さは１．０ｍｍとなったが、濾材使用時の厚みは０．８ｍｍであった。
【００３３】
実施例３
実施例１で得られた難燃性不織布を、コルゲーターにてピッチ３．２ｍｍ、高さ２ｍｍの片段を作製した。巻き取りさらに張力を強め、直径７８ｍｍの鉄道車両空調機用フィルターを作製した。難燃性不織布濾材の圧力損失は０．３５Ｐａ、除塵効率は１１％、見かけの厚みは２．１ｍｍとなったが、濾材使用時の厚みは１．０ｍｍであった。
【００３４】
実施例２、３のフィルターは実施例１同様の良好な結果を示した。
【００３５】
実施例４
不織布の目付け２００ｇ／ｍ２とする以外は実施例１と同様の方法で難燃性不織布濾材を作製した。厚みは１．２ｍｍとなり、１２．５ｍ長巻き付けた場合、巻き径は１００ｍｍを超え、空調機器に装着することが困難であった為、巻長を７ｍとして空調機器に装着し、試験を行った。試験後５日までは良好であった。６日以上経過すると、吸い込み音がやや大きくなる傾向にあった。
難燃性不織布濾材の圧力損失は２．２Ｐａ、除塵効率は２５％であった。
【００３６】
実施例５
不織布の目付けを２０ｇ／ｍ２とし、カレンダー加工にて厚みを０．１５ｍｍとする以外は実施例１と同じ方法で難燃性不織布濾材を作製した。難燃性不織布濾材の圧力損失は０．２Ｐａ、除塵効率は１１％であった。巻き径は５５ｍｍであった。空調機器に装着するときにしわが入りやすくハンドリングに難点があること、若干フィンに汚れが付くこと以外は、特に良好であった。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の鉄道車両空調機用フィルターは、空調機に負担をかけない通気性を有し、除塵性能に優れ、メンテナンスが簡便な鉄道車両空調機用フィルターである。利用客に快適な環境を提供することが出来、空調機の寿命を延長することができる効果的な空調機用フィルターである。
【図面の簡単な説明】
【図１】鉄道車両空調機用フィルターの一例の斜視図。
【図２】図１の鉄道車両空調機用フィルターを送り出し装置に装着した概略側面図。
【符号の説明】
１    難燃性不織布濾材（帯状濾材）
２    巻き芯
３    巻き芯
４  空調機帯状濾材送りロール
【図１】
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【図２】
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