(57)【要約】【課題】プリーツ加工に適する厚みが小さいろ材を得るために、プリーツ加工前に加熱圧縮工程を設けて、ろ材の厚みを小さくした後、プリーツ加工するとプリーツフィルターエレメントの圧力損失が増大すると言う問題を解決し、圧力損失が低く、集塵性能が高いプリーツフィルターエレメントを得ること。【解決手段】熱可塑性樹脂からなる繊維から構成された不織布よりなるシートをプリーツ加工したろ材を使用したプリーツフィルターエレメントであって、プリーツ加工時にろ材を加熱圧縮することによってシートの厚みを５％〜７０％低減したことを特徴とするプリーツフィルターエレメント。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる繊維から構成された不織布よりなるシートをプリーツ加工したろ材を使用したプリーツフィルターエレメントであって、プリーツ加工時にろ材を加熱圧縮することによってシートの厚みを５％〜７０％低減したことを特徴とするプリーツフィルターエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリーツ加工したろ材を使用した塵埃を除去する、自動車用キャビンフィルター、空気清浄機、エアコン等のフィルターとして好適に利用できるプリーツフィルターエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
エアフィルターの形状は用途により多種多様であるが、ろ材を波状に折りたたんだプリーツ状フィルターは、小さい容積に広い面積のろ材を収納することが可能であり、圧力損失を下げ、集塵性能を向上させることができるため、最も一般的なフィルター形状のひとつである。
【０００３】
プリーツ加工したろ材を使用した、塵埃を除去するプリーツフィルターエレメントに関する技術は、特許文献１などに開示されている。
【０００４】
プリーツ加工に適するろ材は、厚みが小さいろ材である。ろ材の厚みが大きいと、プリーツ加工時に折り癖が付きにくいため、加工自体が困難である。加えて、プリーツ加工しても、プリーツの谷部でろ材が重なった状態で密着し、密着部分には気流が通らないため、ろ材に気流が通過する線速度が上昇する結果となり、圧力損失が上昇し、集塵性能は低下する。
【０００５】
そのため、プリーツ加工前にろ材を適切な厚みに調整するため、ろ材を加熱圧縮して厚みを調整する加工は、広く一般に実施されているが、圧縮された後のろ材をプリーツ加工するため、ろ材折り曲げに対する応力が大きく、プリーツの山が丸く仕上がる傾向にあり、プリーツフィルターエレメントの圧力損失が増大するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−９５９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プリーツ加工に適する厚みが小さいろ材を得るために、プリーツ加工前に加熱圧縮工程を設けて、ろ材の厚みを小さくした後、プリーツ加工するとプリーツフィルターエレメントの圧力損失が増大すると言う問題を解決し、圧力損失が低く、集塵性能が高いプリーツフィルターエレメントを得ることを課題とした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は以下の通りである。
１．熱可塑性樹脂からなる繊維から構成された不織布よりなるシートをプリーツ加工したろ材を使用したプリーツフィルターエレメントであって、プリーツ加工時にろ材を加熱圧縮することによってシートの厚みを５％〜７０％低減したことを特徴とするプリーツフィルターエレメント。
【発明の効果】
【０００９】
プリーツ加工時に、ろ材を加熱圧縮して厚みを調整することにより、ろ材の厚み調整工程を省略できる上、圧力損失が低く、集塵性能が高いプリーツフィルターエレメントを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のプリーツフィルターエレメントは、熱可塑性樹脂からなる繊維から構成された不織布よりなるシートをプリーツ加工したろ材を使用したものである。熱可塑性樹脂からなる繊維から構成された不織布よりなるシートを使用するのは、加熱圧縮による厚み低減効果が大きいからである。
なお、前記シートは、単層で構成されていても、複数の層が重なった状態で構成されていても良いが、シートを構成する層の少なくとも一層は熱可塑性樹脂からなる繊維から構成された不織布よりなるシートであることが必要である。
【００１１】
前記シートは、集塵性能を向上させる目的で、コロナ荷電、摩擦帯電などの方法により荷電されていても良い。
【００１２】
本発明のプリーツフィルターエレメントに使用されるプリーツ加工したろ材は、プリーツ加工時に加熱圧縮されることにより、厚みを５％〜７０％低減する。プリーツ加工時に、ろ材を加熱圧縮し、厚みを調整することにより、厚み調整工程を省略することが可能となる。さらにプリーツ加工前に厚みを圧縮したろ材をプリーツ加工すると、プリーツ加工時のろ材折り曲げに対する応力が大きく、プリーツの山が丸く仕上がる傾向にあり、圧力損失が増大することがあるが、本願発明のようにろ材の厚みが大きい状態でプリーツ加工し、プリーツ加工と同時に厚みを圧縮すると、プリーツの折れ筋が付きやすく、プリーツフィルターエレメントの圧力損失が低くなるという利点もある。
【００１３】
厚みの低減率が５％未満の場合は、厚み低減による、プリーツ加工後の圧力損失低減、集塵性能向上の効果を十分に得られない。また、厚み低減率が７０％を越えると、ろ材が過度に圧縮されることにより気流が通過する空隙が塞がれてしまい、フィルター機能を失うことがある。
【００１４】
プリーツ加工時の前に、予備的に加熱圧縮による厚み低減加工を実施しておくことも可能である。この場合は、予備的な厚み低減加工とプリーツ加工の双方の厚み圧縮率の合計が５％〜７０％の範囲である。
【００１５】
プリーツ加工時に加熱圧縮の作用を加えてろ材の厚みを低減させるためには、プリーツ時にろ材を加熱する機構と圧縮する機構が必要である。
【００１６】
加熱する機構の例としては、プリーツ機のろ材と接触する部位を加熱してろ材に熱を伝える方法、ろ材に温風を吹き付ける方法などが挙げられる。
【００１７】
圧縮する機構の例としては、プリーツ加工後のろ材が押し出されるプリーツ機の出口部分において、ろ材が押し出されるのを妨げるような力を与える方法が挙げられる。ろ材が押し出されるのを妨げる方法としては、プリーツ加工後のろ材を上下方向から挟んでブレーキをかける方法、プリーツ機の出口にプリーツ加工後のろ材が進行するのを妨げるように錘を設置してプリーツ加工後のろ材で錘が押し出されるようにする方法、プリーツ機の出口部分でプリーツ加工後のろ材が押し出されてくる部分にゴムシートなど摩擦力が大きくなる材料を貼り付ける方法などが挙げられる。
【実施例】
【００１８】
（実施例１）
平均繊度６．６Ｔ、カット長６４ｍｍのＰＥＴ／ＰＥ芯鞘繊維を開繊し、ニードルパンチ機にて繊維を交絡させた後、熱処理によって繊維同士を融着させて目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのサーマルボンド不織布を作成した。厚みは、荷重７ｇ／ｃｍ２にて測定した（以下同じ）。この不織布を加熱圧縮しながら山高さ１８ｍｍでプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは１．９ｍｍであった。このプリーツ不織布１５山分を２００ｍｍ幅にカットし、４辺に２００ｍｍ×１８ｍｍの不織布を保持する枠を取り付けて２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００１９】
（実施例２）
実施例１と同様の方法にて、目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのサーマルボンド不織布を作成した。この不織布を加熱圧縮しながら山高さ１８ｍｍでプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは１．８ｍｍであった。このプリーツ不織布を用いて、実施例１と同様の方法にて、２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００２０】
（実施例３）
実施例１と同様の方法にて、目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのサーマルボンド不織布を作成した。この不織布を加熱圧縮しながら山高さ１８ｍｍでプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは０．６４ｍｍであった。このプリーツ不織布を用いて、実施例１と同様の方法にて、２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００２１】
（実施例４）
平均繊度６．６Ｔ、カット長６４ｍｍのＰＰ／ＰＥ芯鞘繊維（宇部日東化成株式会社製耐熱脱油繊維ＨＲ−ＬＥ）をカード機にかけてウェブとし、ウェブをクロスレイヤーで連続的に積層し、ニードルパンチ機にて繊維を交絡させた後、ステンレスメッシュを積層ウェブの上下から挟む形で搬送してエアスルーオーブンに通し、温度１５０℃、１分間加熱融着させて目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのサーマルボンド不織布を作成した。この不織布を荷電装置に通して荷電し、エレクトレット不織布を得た。この不織布を加熱圧縮しながら山高さ１８ｍｍでプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは１．９ｍｍであった。このプリーツ不織布１５山分を２００ｍｍ幅にカットし、４辺に２００ｍｍ×１８ｍｍの不織布を保持する枠を取り付けて２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００２２】
（実施例５）
実施例４と同様の方法にて、目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのエレクトレット不織布を作成した。この不織布を加熱圧縮しながら山高さ１８ｍｍでプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは１．８ｍｍであった。このプリーツ不織布を用いて、実施例１と同様の方法にて、２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００２３】
（実施例６）
実施例１と同様の方法にて、目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのエレクトレット不織布を作成した。この不織布を加熱圧縮しながら山高さ１８ｍｍでプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは０．６４ｍｍであった。このプリーツ不織布を用いて、実施例１と同様の方法にて、２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００２４】
（比較例１）
実施例１と同様の方法にて、目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのサーマルボンド不織布を作成した。この不織布を加熱圧縮しながら山高さ１８ｍｍでプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは２．０ｍｍであった。このプリーツ不織布を用いて、実施例１と同様の方法にて、２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００２５】
（比較例２）
実施例１と同様の方法にて、目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのサーマルボンド不織布を作成した。この不織布を加熱圧縮しながら山高さ１８ｍｍでプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは０．４４ｍｍであった。このプリーツ不織布を用いて、実施例１と同様の方法にて、２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００２６】
（比較例３）
実施例１と同様の方法にて、目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのサーマルボンド不織布を作成した。この不織布をカレンダーロールにて加熱圧縮し、厚みを１．８ｍｍとし、山高さ１８ｍｍで加熱圧縮を実施せずにプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは１．８ｍｍであった。このプリーツ不織布を用いて、実施例１と同様の方法にて、２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００２７】
（比較例４）
実施例４と同様の方法にて、目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのエレクトレット不織布を作成した。この不織布を加熱圧縮しながら山高さ１８ｍｍでプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは２．０ｍｍであった。このプリーツ不織布を用いて、実施例１と同様の方法にて、２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００２８】
（比較例５）
実施例４と同様の方法にて、目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのエレクトレット不織布を作成した。この不織布を加熱圧縮しながら山高さ１８ｍｍでプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは０．４４ｍｍであった。このプリーツ不織布を用いて、実施例１と同様の方法にて、２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００２９】
（比較例６）
実施例４と同様の方法にて、目付け１００ｇ／ｍ２、厚み２．１ｍｍのエレクトレット不織布を作成した。この不織布をカレンダーロールにて加熱圧縮し、厚みを１．８ｍｍとし、山高さ１８ｍｍで加熱圧縮を実施せずにプリーツ加工した。プリーツ後の不織布の厚みは１．８ｍｍであった。このプリーツ不織布を用いて、実施例１と同様の方法にて、２００ｍ×２００ｍ×１８ｍｍのフィルターユニットを作成した。
【００３０】
（圧力損失の評価）
フィルターユニットをダクト内に設置し、通過風量が５ｍ３／分になるようにコントロールし、濾材上流、下流の静圧差を圧力計で読み取り求めた。
【００３１】
（集塵性能の評価）
フィルターユニットをダクト内に設置し、通過風量が５ｍ３／分になるよう大気を通気させ、ＩＳＯファインダストを５０ｍｇ／ｍ３になるように上流側から供給し、濾材上流、下流の０．３〜０．５μｍ粒子の個数濃度をパーティクルカウンターにて計測して、次式にて粒子捕集効率を算出した。
粒子捕集効率（％）＝［１−（下流側濃度／上流側濃度）］×１００
【００３２】
評価結果を表１に示す。比較例１、４は、ろ材の厚み低減率が低いため、圧力損失が高く、集塵性脳が低い結果であった。比較例２、５は、厚み低減率が高すぎることにより、不織布の空隙が塞がれてしまい、気流が通過しないため、性能評価ができなかった。比較例３は、プリーツ加工前に厚み調整を実施し、プリーツ加工時には加熱圧縮を実施していない。この場合、プリーツの山が丸くなることで、圧力損失が増大するため、厚み低減率が同じである実施例２よりも圧力損失が高い結果となった。同じく、比較例６は実施例５よりも圧力損失が高い結果となった。
【００３３】
【表１】
2016215098.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本願発明のプリーツフィルターエレメントは、プリーツ加工時に、ろ材を加熱圧縮して厚みを調整することにより、ろ材の厚み調整工程を省略して、圧力損失が低く、集塵性能が高いプリーツフィルターエレメントを得ることができ、産業界への寄与大である。