(57)【要約】本発明は、０≦Ａ≦１．１ｍＢ＋Ｃ、かつｍ＝０．２８−０．０００５Ｄ５０、但し、０＜Ｃ≦１５（Ｄ５０＝吸着材粉末の５０％粒子径、Ｂ＝付着量、Ａ＝室温下１ｍ／秒の空気流速により測定したときのフィルタの圧損、Ｃ＝接着剤を塗布して乾燥させた基布の圧損）を満たすフィルタ用素子，その製造方法及びそれを用いたフィルタを提供することにより、脱臭機能や吸着性能を優れたものとし、圧損を小さくするものである。好適な製造法は、接着剤塗布後の基布を高電圧発生装置による電場内で移動させてその表面に吸着材粉末を電気的に付着させる方法、熱融着繊維からなる基布表面へ吸着材粉末を分散させた後、該繊維の部分熱融解により吸着材粉末を付着させる方法である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤を塗布した基布表面に破砕状の吸着剤粉末を付着させたフィルター用素子であって、該吸着剤粉末の５０％粒子径をＤ５０（μｍ）、付着量をＢ（ｇ／ｍ２）、室温下１ｍ／秒の空気流速により測定したときのフィルター用素子の圧損をＡ（Ｐａ）、接着剤を塗布して乾燥させた基布の圧損をＣ（Ｐａ）とするとき、０≦Ａ≦１．１ｍＢ＋Ｃ、かつｍ＝０．２８−０．０００５Ｄ５０、但し、０＜Ｃ≦１５を満足することを特徴とするフィルター用素子。
【請求項２】
該吸着剤粉末の５０％粒子径Ｄ５０が１０μｍ〜１０００μｍであり、かつ吸着剤粉末の粒径分布における標準偏差σｇが１．１〜２．０である請求の範囲第１項記載のフィルター用素子。
【請求項３】
該吸着剤粉末が基布の両面に付着された請求の範囲第１項又は第２項記載のフィルター用素子。
【請求項４】
該フィルター用素子がプリーツ状に形成された請求の範囲第１項〜第３項いずれかに記載のフィルター用素子。
【請求項５】
該吸着剤粉末が活性炭粉末である請求の範囲第１項〜第４項いずれかに記載のフィルター用素子。
【請求項６】
該基布が熱融着性繊維を用いた不織布である請求の範囲第１項〜第５項いずれかに記載のフィルター用素子。
【請求項７】
該不織布が芯鞘型繊維からなる不織布である請求の範囲第６項記載のフィルター用素子。
【請求項８】
該芯鞘型繊維の芯部及び鞘部がポリエチレンテレフタレートである請求の範囲第７項記載のフィルター用素子。
【請求項９】
該基布が、目付け４０〜７０ｇ／ｍ２で、厚み０．５〜３ｍｍであり、かつ単繊維繊度が１０〜２０ｄｔｅｘの繊維を含有する請求の範囲第１項〜第８項いずれかに記載のフィルター用素子。
【請求項１０】
さらに基布に突起が形成された請求の範囲第１項〜第９項いずれかに記載のフィルター用素子。
【請求項１１】
高電圧発生装置により形成された静電場内で、接着剤を塗布した基布を移動させ、基布表面に破砕状の吸着剤粉末を静電気的に付着させるフィルター用素子の製造方法。
【請求項１２】
熱融着性繊維を用いた不織布からなる基布表面に破砕状の吸着剤粉末を分散させ、加熱して熱融着性繊維を部分的に融解し吸着剤粉末を基布表面に付着させることにより吸着剤粉末を基布表面に付着させるフィルター用素子の製造方法。
【請求項１３】
請求の範囲第１項〜第１０項いずれかに記載のフィルター用素子とカバーシートを組み合わせたフィルター。
【請求項１４】
請求の範囲第１項〜第１０項いずれかに記載のフィルター用素子に空気濾過用フィルターとカバーシートを組み合わせたフィルター。
【請求項１５】
請求の範囲第１３項又は第１４項記載のフィルターにおいて、空気濾過用フィルター及び／又はカバーシートが不織布であるフィルター。
【請求項１６】
該不織布が芯鞘型繊維からなる不織布である請求の範囲第１５項記載のフィルター。
【請求項１７】
該芯鞘型繊維の芯部及び鞘部がポリエチレンテレフタレートである請求の範囲第１６項記載のフィルター。
【請求項１８】
補強材を有する請求の範囲第１３項〜第１７項いずれかに記載のフィルター。
【請求項１９】
請求の範囲第１３項〜第１７項いずれかに記載のフィルターに触媒機能を有する素材を組み合わせたフィルター。
【請求項２０】
該触媒機能を有する素材が塩化パラジウムを添着した活性炭又はその成型体からなる素材である請求の範囲第１９項記載のフィルター。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、フィルター用素子、その製造方法及び該素子を用いたフィルターに関する。さらに詳しくは、接着剤を塗布した基布の表面に破砕状の吸着剤粉末を付着させたフィルター用素子であって、脱臭、吸着機能に優れるとともに、圧力損失（以下、単に圧損という）が小さいフィルター用素子、その製造方法及び該素子を用いたフィルターに関する。本発明のフィルター用素子は、活性炭の付着量に対して相対的に圧損が非常に小さいので、該素子を用いたフィルターは、自動車用のキャビンフィルター、室内の空気浄化用のフィルター、エアコン用のフィルターなど各種のフィルターとして好適に使用することができる。
背景技術
従来から、活性炭は有害ガスの吸着除去、ガスの精製や分離回収、ガスの吸蔵、分子篩、食品や化学工業分野における脱色精製、水処理、電気二重層コンデンサーなど各種分野で広く使用されているが、活性炭はかなり広範囲にわたり種々の悪臭物質を吸着除去する能力に優れている点で、各種のフィルターに多く使用されている。フィルター用の活性炭としては、粉末状又は破砕状にして容器に充填されて使用されることも多いが、活性炭を筒状、シート状などに成形加工したものが取り扱いやすく、このような形態のものが一般的に使用されている。しかしながら、近年、活性炭のフィルターとしての要望は大きいにも拘わらず、圧損が大きいために用途が制限されているのも事実である。
これまで、圧損が小さくなるように工夫されたフィルターは種々提案されており、例えば、特開平３−１５１０１２号公報には、吸着剤、微粉状バインダー及び補強用繊維からなる吸着性フィルターが開示されている。このフィルターにおいて、平板状のフィルターとしては、粒状活性炭にポリエチレンなどの熱可塑性のプラスチックをコーテイングし、ポリプロピレン製のネット上に載置した型枠内に充填し、さらにポリエチレン製のネットを重ねて成形し、空気浄化用としたものが例示されている。
また、特開平３−２３８０１１号公報には、エレクトレットフィルター及び平面状シートを積層して組み合わせた空気浄化フィルターが開示されている。このフィルターは、波形シートを採用することによって圧損を小さくしたものである。さらに特開平４−７４５０５号公報には、エレクトレットフィルターと吸着剤含有フィルターを積層してプリーツ状に一体成形したもので、圧損が小さい空気浄化フィルターエレメントが開示されている。しかしながら、上記したようなフィルターは、活性炭を付着した状態での平面状シートの圧損が依然として大きく、使用が制限されたりすることが多い。
一方、特開平５−１７７１３３号公報に、繊維上に、接着剤を介することなく粉末状活性炭が付着した活性炭付着繊維シートが開示されている。このシートは、ガラス繊維などの繊維と樹脂粉末を開繊シリンダで分散、開繊などを行い、賦活処理して得られるものである。また、特開平６−２１９７２０号公報には、活性炭の表面酸性度を規定したものが開示されており、特開平９−２７１６１６号公報には、繊維質シートの一方表面に活性炭層を、他方表面には活性無機吸着剤層を形成した脱臭フィルタ素材が開示されている。そして、米国特許第５１２４１７７号及び米国特許第５３３８３４０号公報には、接着剤を塗布したシートに活性炭を分散させ、空気ジェットを噴射して活性炭をシートに固着させたフィルターが開示されている。
しかしながら、これらに開示された技術は、いずれも活性炭をシートに固着させるためにロールによる圧接や高圧空気の吹き付けを採用しているので、活性炭がシートに強固に固着されることは期待されるが、活性炭が外力により押し付けられることによる圧損の増大は避けがたい。
本出願人は、製作が容易で、吸着性能にも優れる平板状のフィルターを流動接着法により製造することができることを見出し、先に特願平９−１９９２０号（特開平１０−２０４３８４号）として特許出願した。この方法は、シートに接着剤を付着させ、吸着剤粒子流動層の内部を通過させ、圧着ロールでプレスし、接着不十分な粒子を脱落させ、乾燥させることによってフィルターを製造する方法であり、製造の面からは極めて効率的な平板型フィルターの製造方法であるといえる。
しかしながら、この方法によれば、活性炭などの吸着剤は接着剤が塗布されたシートにランダムに積層状態で付着するため、得られるフィルターの圧損は必ずしも小さいものとならない。また、接着不十分な粒子はバイブレーターを振動させて脱落させるが、脱落させた後であっても、使用中に活性炭がさらに脱落することもあった。
上記したような製造方法とは全く異なる静電植毛の技術を利用すれば、圧損が小さく、活性炭がシートに強固に固着された活性炭シートが得られることが期待される。従来、静電植毛の技術を応用して活性炭繊維をシートに植毛した吸着材や脱臭材として、例えば、特公昭５７−３１４５３号公報に、基材上に活性化炭素繊維を植毛した吸着材が開示されており、実開平６−８５０３４号公報に、予め裏面に接着剤を塗布したシート状基材の表面に活性炭繊維を静電植毛した脱臭材が開示されている。これらはいずれも活性炭素繊維を素材とするものであるが、フィルターとしての用途を考えると、活性炭繊維を使用する場合、粒状又は破砕状の活性炭を使用する場合に比べてその使用量は少なく、粒状又は破砕状の活性炭を使用する方が寿命の点で好ましい。
活性炭を素材として静電植毛の技術を応用して吸着層とした例として、特開昭５０−１４４６８０号公報に、活性炭などの吸着性素子を静電接着法で均一に接着、固定して吸着層とした吸着層の形成方法が開示されている。そして、特開昭６３−２７４４２９号公報に、多孔質シート材に固着剤層を設け、該固着剤層上に静電植毛により活性炭粉末の吸着剤層を設けた複合吸着性シートが知られている。
しかしながら、特開昭５０−１４４６８０号公報に開示された吸着層はビーズ状活性炭を使用するものであり、ビーズ状であるためシートへの付着性が必ずしも良好でなく、コスト的にも安価なものであるとはいえない。また、特開昭６３−２７４４２９号公報に開示された吸着性シートは、たばこ用のフィルターに使用するもので、微粉状活性炭が使用されており、固着剤は所定の間隔をもって多孔質シート材にプリントされ、該固着剤上に活性炭粉末が接着されるが、実施例で示されるように、通気抵抗はかなり大きい。
また、特開平１０−１０２３６６号公報、特許第２８１８６９３号公報及び米国特許第５４８６４１０号公報に、高性能透過性を示す繊維構造体が開示されている。これらは、活性炭などの吸着性粒子と熱融着繊維からなり、大きい空気透過性を有することが記載されている。しかしながら、これらに開示された繊維状構造物は、吸着性粒子が熱融着繊維に挟持された構造であり、大きい空気透過性を有すると述べられているが、構造的に考えても、圧損は必然的に大きくならざるを得ない。
低い圧損は、フィルターとして有すべき重要な機能であり、これまで種々の提案がなされてきているにも関わらず、必ずしも満足の行くものは見当たらないのが現状である。したがって、本発明の目的は、吸着剤の接着が強固であり、脱臭機能や吸着性能を損なうことなく、かつ圧損が小さな斬新なフィルター用素子、その製造方法及び該素子を用いたフィルターを提供することにある。
発明の開示
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、一つの方法として、静電気を利用し、特定の平均粒径を有し、かつ粒径分布において特定の標準偏差を有する破砕状の吸着剤を付着させることにより、また別の方法として、熱融着性繊維からなる基布表面に破砕状の吸着剤粉末を分散させ、加熱して熱融着性繊維を部分的に溶融し吸着剤粉末を基布表面に付着させることにより、脱臭機能や吸着性能を低下させることなく、しかも圧損の小さなフィルター用素子を得ることができることを見出し、本発明に至った。すなわち本発明は、接着剤を塗布した基布に破砕状の吸着剤粉末を付着させたフィルター用素子であって、該吸着剤粉末の５０％粒子径をＤ５０（μｍ）、付着量をＢ（ｇ／ｍ２）、室温下１ｍ／秒の空気流速により測定したときのフィルターの圧損をＡ（Ｐａ）、接着剤を塗布して乾燥させた基布の圧損をＣ（Ｐａ）とするとき、０≦Ａ≦１．１ｍＢ＋Ｃ、かつｍ＝０．２８−０．０００５Ｄ５０、但し、０＜Ｃ≦１５を満足することを特徴とするフィルター用素子である。
本発明の別の発明は、高電圧発生装置により形成された静電場内で、接着剤を塗布した基布を移動させ、基布に破砕状の吸着剤粉末を静電気的に付着させるフィルター用素子の製造方法である。
本発明のさらに別の発明は、熱融着性繊維からなる基布表面に破砕状の吸着剤粉末を分散させ、加熱して熱融着性繊維を部分的に溶融し吸着剤粉末を基布表面に付着させることにより、吸着剤粉末を基布表面に付着させるフィルター用素子の製造方法である。
本発明のもうひとつの発明は、これらのフィルター用素子を用いたフィルターである。
発明を実施するための最良の形態
本発明で使用する破砕状の吸着剤粉末としては、活性炭、活性アルミナ、活性白土、シリカゲル、ゼオライトなどをあげることができる。活性炭としては、椰子殻、パーム椰子、果実の種、鋸屑、ユーカリ、松などの植物系、石炭系、石油系のコークス及びそれらを原料としたピッチの炭化物、フェノール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ビニルアルコール系樹脂などをあげることができる。吸着剤の形状、サイズは特に限定されないが、１０μｍ〜１０００μｍ程度の破砕状、顆粒状、繊維状又は円柱状のものが一般的に使用される。
吸着剤を付着させる基布としては、空気流通性を有するものが好ましく、例えば、ウレタンフォーム、スパンボンド、メルトブローン不織布、乾式不織布、湿式不織布（紙）などの不織布、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレンなどのポリマーを素材とする不織布などの各種不織布、織物、セルロースなどを例示することができる。これらは、所望に応じてエレクトレット加工などの各種の加工を施してもよい。また、基布に塗布する接着剤はとくに制限されないが、例えば、ラテックス、アクリル系などの各種エマルジョンなどの分散液型又は溶液型の接着剤、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、酢酸エステル系樹脂などの合成樹脂からなる接着剤や粘着剤が使用される。なかでも、アクリル系エマルジョンが好ましい。
本発明のフィルター用素子は、従来のフィルターに比べ、付着量の割に圧損が極めて小さいことに最大の特徴を有する。本発明において、フィルター用素子及び接着剤を塗布した後乾燥した基布の圧損は、ＪＩＳ  Ｂ  ９９０１−１９９７に規定された装置を使用し、室温（通常は２５℃）の空気を１ｍ／秒で流すことによって測定される。本発明において、吸着剤粉末の５０％粒子径をＤ５０（μｍ）、吸着剤粉末の付着量をＢ（ｇ／ｍ２）、フィルター用素子の圧損をＡ（Ｐａ）、接着剤を塗布して乾燥した後の基布の圧損をＣ（Ｐａ）としたとき、０≦Ａ≦１．１ｍＢ＋Ｃ、かつｍ＝０．２８−０．０００５Ｄ５０、但し、０＜Ｃ≦１５、好ましくは、０≦Ａ≦１．０５ｍＢ＋Ｃ、かつｍ＝０．２８−０．０００５Ｄ５０、但し、０＜Ｃ≦８を満足する必要がある。なお、本発明において、吸着剤粉末の付着量は、基布単位面積当たりに付着した吸着剤の重量で表わす。
本発明のフィルター用素子において、吸着剤粉末の５０％粒子径Ｄ５０は１０μｍ〜１０００μｍであり、かつ吸着剤粉末の粒径分布における標準偏差σｇが１．１〜２．０であるものが好ましく、５０％粒子径Ｄ５０は２００μｍ〜６００μｍであるものがさらに好ましい。
本発明のフィルター用素子において、吸着剤粉末は基布表面の片面又は両面に付着されるが、両面に付着したものが吸着性能に優れる点で好ましい。本発明のフィルター用素子は、カバーシートなどと組み合わされてフィルターとして使用されるので、プリーツ状に形成するのが実用的であり好ましい。脱臭機能や吸着性能に優れ、基布への付着性にも優れる点で、吸着剤としては活性炭を使用するのが好ましい。
基布としては、各種ナイロンなどのポリアミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステル、変性ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンを素材とする熱融着性繊維を使用することもできる。基布の形態としては不織布が好ましく、不織布としては、熱融着性繊維で構成された芯鞘型繊維が好ましい。さらに、芯鞘型繊維の芯部がＰＥＴ、鞘部が変性ＰＥＴで構成された芯鞘型の繊維を使用するのが好ましい。熱融着性繊維を用いた不織布は、目付け４０〜７０ｇ／ｍ２で、厚み０．５〜３ｍｍであり、かつ単繊維繊度が１０〜２０ｄｔｅｘの繊維を含有するものが好ましい。繊維としては、単繊維繊度が１０〜２０ｄｔｅｘの大きさであれば混合した繊維であってもよい。これらの熱融着性繊維は、静電植毛の原理を利用して製造する場合の基布としても好ましく使用することができる。
本発明のフィルター用素子は、静電植毛の原理を利用して製造するか、又は加熱して熱融着性繊維を部分的に融解し吸着剤粉末を基布表面に付着させることにより製造するのが好ましいが、かかる方法を採用する場合、前述したように、吸着剤は特定の平均粒径を有し、かつ特定の標準偏差を有するものを使用するのが好ましい。すなわち、本発明において、吸着剤粉末の平均粒径は１０μｍ〜１０００μｍ、さらに好ましくは、２００μｍ〜６００μｍ、吸着剤粉末の粒径分布において、５０％粒子径をＤ５０（μｍ）としたとき、（積算フルイ上１５．８７％粒子径）／（５０％粒子径Ｄ５０）で定義される標準偏差σｇが１．１〜２．０であるのが好ましい。本発明においては、このような粒径分布を有する吸着剤を使用することにより、吸着剤の付着量あたりのフィルター用素子の圧損を小さくすることができ、かつ吸着性能にも優れる。
本発明のフィルター用素子を静電植毛の原理を利用して製造するには、先ず、高電圧発生装置により静電場を形成する。例えば、高電圧発生装置で電極に高電圧を印可して静電気を発生させ、電極に沿って特定の距離を保ち、静電場内で基布を通過させればよい。基布の移動速度、基布と電極との距離は、発生させる静電気の大きさ、使用する吸着剤の種類、接着剤の性状などによって適宜決められるが、通常、電極との距離は５〜２０ｃｍ、移動速度は１〜１０ｍ／分程度で実施される。
電極を基布の片面側に設け、接着剤を塗布した基布を走行させることにより、吸着剤を基布に付着させることができる。基布の両面に吸着剤を付着させるには、基布の両面に接着剤を塗布し、上記と同じ操作を繰り返すか、電極を基布の両側に設けて基布を走行させ、両面に吸着剤を同時に付着させればよい。基布を静電場内で移動させる方式としては、基布を水平に移動させればよいが、基布を下方向から上方向に垂直に移動させると付着が緻密になりやすい。その結果、フィルター用素子の吸着効果が大きく、かつ圧損が小さくなり、好ましい。なお、ここでいう水平又は垂直とは厳密な意味での水平又は垂直ではなく、傾斜した状態も含む。
本発明のフィルター用素子がこのような優れた効果を発現する理由を必ずしも明確に説明することはできないが、例えば、フィルター用素子を静電植毛の原理を利用して製造する場合、静電場で破砕状の吸着剤粒子を基布に付着させる際、ランダム形状の粒子が１層状態で緻密に接着し、かつ比較的基布に垂直方向に配向することが考えられる。さらに基布を下方向から上方向へ移動させれば、供給される吸着剤のうち、大きな粒子がより下へ落下して先に付着し、小さな粒子が後から付着することによって、大きな粒子の間に小さな粒子が入り込むことができ、その結果、さらに付着が緻密になって吸着性能に優れるものと推察される。
また、熱融着性繊維を基布として本発明のフィルター用素子を製造するには、熱融着性繊維からなる基布の上に吸着剤粉末を均一に分散させ、加熱して熱融着性繊維を部分的に融解し吸着剤粉末を基布表面に付着させればよい。この場合、上述したような接着剤やポリエチレン粉末などの熱融着性の接着剤を適宜併用することも可能である。加熱する手段はとくに制限されず、例えば、加温された空気によるジェット加熱、赤外線照射などによることができる。本発明による熱融着性繊維を用いたフィルター用素子が、脱臭機能や吸着機能を損なうことなく、圧損が小さくなる理由を必ずしも明確に説明することはできないが、熱融着性繊維と吸着剤粉末との接触面が少ないこと、また、嵩高な不織布で構成することにより、脱臭機能や吸着機能を損なうことなく、低い圧損を示すものと推察される。
また、熱融着性繊維にエンボス加工を施し、片面又は両面に突起を形成したものを基布としてフィルター素子を作製することもできる。かかるフィルター素子の前部又は後部に後述するカバーシートを組み合わせて使用する場合、カバーシートは、基布の突起部を介して確実に融着され、また、融着面が少なくなるので、圧損が小さくなり、好ましい。突起の形状、大きさ、個数は限定されるものではなく、適宜所望に応じて採用することができる。
上記のようにして得られたフィルター用素子は、カバーシートと組み合わされてフィルターとして使用されるが、フィルターとして使用した場合でも圧損は小さい。カバーシートはフィルター素子の両面に設けるのが好ましい。また、フィルター用素子は、空気濾過用フィルターとカバーシートとを組み合わせても好ましく実施される。空気濾過用フィルター及び／又はカバーシートとしては不織布を使用するのが好ましく、不織布としては、前述した芯鞘型繊維からなる不織布を使用するのが好ましい。また、芯鞘型繊維の芯部及び鞘部がＰＥＴである不織布が好ましい。空気濾過用フィルターとしてエレクトレット加工した不織布を使用してもよい。
フィルター用素子は、プリーツ状に構成するのが好ましいが、フィルターの強度を上げるために、アルミニウム、鉄、銅、チタン、ステンレスなどの金属製の補強材、又はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどのプラスチック製の補強材を適宜挿入、設置してもよい。これらの補強材としては、櫛状、板状又はメッシュ状のものが好ましい。
本発明のフィルター用素子は、フィルターに構成されて使用されるが、さらに触媒機能を有する素材と組み合わせると有用性が広くなり好ましい。特開平９−２７１６１６号公報の例のように、複合機能を有するフィルターは知られているが、触媒機能を有する素材と複合させることはこれまで知られていない。触媒機能を有する素材とは、例えば、銅、銀、金、鉄、マンガン、白金、塩化パラジウムなどの各種金属を添着した活性炭などであり、必要に応じてこれらの成型体が使用される。とくに塩化パラジウムを添着した活性炭又はその成型体を使用すると、エチレン、一酸化炭素などのガスを除去することができ、フィルターの効果を倍増することができる。触媒機能を有する素材は、フィルター用素子の前部に設けても、後部に設けてもよいが、前部に例えば脱硫効果のある活性炭からなる吸着フィルターを設置し、後部に塩化パラジウムのような一酸化炭素を分解する機能を有するフィルターを設置して有害ガスを処理すると、後部の触媒機能を有するフィルターの寿命を長くすることができ好ましい。本発明のフィルター用素子及び触媒機能を有する素材は複数組み合わせて使用してよいことは勿論である。以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１
基布として、ＰＥＴ不織布（彦富株式会社製ＳＫＣ５０、目付け５０ｇ／ｍ２、不織布自体の圧損６Ｐａ）を使用し、これにアクリル系エマルジョン（日本ゼオン株式会社製アクリルエマルジョンＮｉｐｏｌ  ＬＸ８２０Ａ、固形分２２ｇ／ｍ２）をグラビアコーター（旭プレシジョンロール格子型３５）で基布の両面に均一になるよう塗布した。
春日電機株式会社製の静電印可試験機を使用して電圧２３ｋＶを作用させ、静電場を形成した。電極間距離を１０ｃｍとし、接着剤を塗布した基布（３０ｃｍ×１ｍ）を１ｍ／分の速度で水平に通過させた。同時に、クラレケミカル株式会社製の活性炭ＧＧ２６／６０  ３５Ｎ（Ｄ５０：４３０μｍ、σｇ：１．２）を供給し、活性炭を付着させた。ローラー乾燥機により接着剤の水分を除去した後の活性炭の基布への付着量は基布の両面で２５０ｇ／ｍ２であった。
この基布について、２５℃の空気を１ｍ／秒で流すことにより圧損を測定したところ、２１Ｐａであった。なお、接着剤を塗布した後乾燥させた基布の圧損は７．５Ｐａであった。圧損と活性炭の付着量との関係は、０≦Ａ≦１．０５ｍＢ＋Ｃ、かつｍ＝０．２８−０．０００５Ｄ５０、０＜Ｃ≦８を満足するものであった。吸着性能の指標として、ＪＩＳ  Ｂ  ９９０１−１９９７に準拠して、ガスを通流して１分後のトルエン、二酸化硫黄及びｎ−ブタンの吸着量（％）を測定した。結果を表１に示す。
実施例２
基布の片面に活性炭を付着させる以外は実施例１と同様にしてフィルター用素子を作製した。活性炭の付着量は１３０ｇ／ｍ２、圧損は１２Ｐａ、接着剤を塗布し乾燥させた基布の圧損は７Ｐａであり、０≦Ａ≦１．０５ｍＢ＋Ｃ、かつｍ＝０．２８−０．０００５Ｄ５０、０＜Ｃ≦８を満足するものであった。同様に吸着性能を測定した結果を併せて表１に示す。
比較例１
実施例１で使用した基布、接着剤及び活性炭を使用し、特開平１０−２０４３８４号公報の実施例１に開示された条件で流動接着によりフィルター用素子を作製した。吸着性能と併せ、結果を表１に示すが、圧損は４０Ｐａであり、大きかった。
2002081055.tif 000002
実施例３
基布として、熱融着繊維不織布（倉敷繊維加工（株）製、銘柄ＯＥＸ、繊維径１７ｄｔｅｘ、目付け６４ｇ／ｍ２、厚さ１．６ｍｍ、不織布自体の圧損３Ｐａ）を使用した以外は実施例１と同様にして、フィルター用素子を作製した。活性炭の付着量は、３３０ｇ／ｍ２であった。
この基布について、２５℃の空気を１ｍ／秒で流すことにより圧損を測定したところ、１７．５Ｐａであった。なお、接着剤を塗布した後乾燥させた基布の圧損は４．５Ｐａであった。圧損と活性炭の付着量との関係は、０≦Ａ≦１．０５ｍＢ＋Ｃ、かつｍ＝０．２８−０．０００５Ｄ５０、０＜Ｃ≦８を満足するものであった。
実施例４及び比較例２〜３
実施例１で作製したフィルター用素子の両面に、不織布（三井化学製スパンボンドＰＫ１０２、目付け１３ｇ／ｍ２）を設け、圧損及び吸着量を測定した。日本バイリーン株式会社製で市販の自動車に搭載された同タイプの自動車用フィルター２種について同様に圧損及び吸着量を測定した。結果を表２に示す。実施例４のフィルターは、圧損及び吸着性能の点で優れていることが明らかである。また、フィルター用素子をプリーツ状に加工して裁断し、さらにフィルター素子の後部に櫛状のポリプロピレン製の補強材を数ケ所設け、前部に不織布を設けてエアコン用フィルターとして使用したところ、長時間安定に運転可能であり、フィルターとしての性能は十分良好であった。
実施例５及び比較例４
実施例１で作製したフィルター用素子の両面に、不織布（三井化学製スパンボンドＰＫ１０２、目付け１３ｇ／ｍ２）を設け、さらに空気濾過用のエレクトレット不織布を設けて圧損及び吸着量を測定した。日本バイリーン株式会社製で市販の自動車に搭載された同タイプの自動車用フィルターについて同様に圧損及び吸着量を測定した。結果を表２に示す。実施例５のフィルターは、圧損及び吸着性能の点で優れていることが明らかである。
実施例６及び比較例５
実施例１と同様の製法で、基布の片面のみに活性炭を付着させ、フィルター用素子とした。実施例４と同様、両面に不織布を設けて圧損及び吸着量を測定した。比較のため、フロイデンベルグ社（Ｆｒｅｕｄｅｎｂｅｒｇ）製の比較的低付着量の活性炭から構成された市販の自動車に搭載された自動車用フィルターについて同様に圧損及び吸着量を測定した（比較例５）。結果を表２に示す。実施例６のフィルターは、圧損及び吸着性能の点で優れていることが明らかである。
2002081055.tif 000003
比較例６
基布として、熱融着性繊維からなる不織布（アコーディス（ＡＣＯＲＤＩＳ）社製  ＣＯＬＢＡＣＫ５０  銘柄ＣＤ５０、単繊維繊度１０〜１５ｄｔｅｘ、目付け５０ｇ／ｍ２、厚み０．３４ｍｍ、不織布自体の圧損６．３Ｐａ）を使用した以外は実施例１と同様にしてフィルター用素子を作製した。活性炭の付着量は２１０ｇ／ｍ２、圧損は４０Ｐａ、接着剤を塗布し乾燥させた基布の圧損は８Ｐａであり、不織布の厚みをあまり薄くすると、０≦Ａ≦１．１ｍＢ＋Ｃ、かつｍ＝０．２８−０．０００５Ｄ５０、０＜Ｃ≦１５を満足せず、高い圧損を示した。
実施例７
実施例３で使用した熱融着性繊維不織布に１２０℃に設定したエンボスロールで、土手巾０．２ｍｍ、土手高さ０．７ｍｍ、１辺の土手長さ２．００ｍｍ、土手角度（台形状断面の下底が示す底角）６０度で囲まれた正六角形形状の凹部を亀甲状に基布の両面に形成し、この不織布を基布として使用する以外は実施例３と同様にしてフィルター素子を作製した。同様にして圧損を測定したところ、２５Ｐａであり、実施例４と同様にしてフィルターを作製し、圧損を測定したところ、４５Ｐａであった。
実施例８
実施例３と同じ不織布を使用し、上面にクラレケミカル株式会社製の活性炭（ＧＧ２６／６０  ３５Ｎ）３９０ｇ／ｍ２を付着させ、また下面にクラレケミカル株式会社製の塩化パラジウム添着炭（Ｔ−Ｅ３２／６０）３４５ｇ／ｍ２を付着させ、同様の方法でフィルター用素子を作製した。該フィルター用素子を４００ｍｍ×５００ｍｍに切断し、１ｍ３のテストボックスに収納した。該フィルター素子に、ＳＯ２５０ｐｐｍ及びＣＯ２００ｐｐｍを含む空気を線速度１ｍ／秒で５時間循環通流した。これを５サイクル実施し、出口ガスを分析した。
比較のため、フィルター素子の上面にのみクラレケミカル株式会社製の活性炭（ＧＧ２６／６０  ３５Ｎ）３９０ｇ／ｍ２を付着させたもの（参考例１）、及びフィルター素子の下面にのみクラレケミカル株式会社製の塩化パラジウム添着炭（Ｔ−Ｅ３２／６０）３４５ｇ／ｍ２を付着させたもの（参考例２）を準備し、同様にＳＯ２５０ｐｐｍ及びＣＯ２００ｐｐｍを含む空気を線速度１ｍ／秒で５時間循環通流し、これを５サイクル実施し、出口ガスを分析した。
いずれのフィルター素子においても出口ガスにはＳＯ２は全く検出されなかった。また、参考例１におけるＣＯの残存率を１００とした場合、参考例２におけるＣＯの残存率は８０であり、活性炭及び塩化パラジウム添着炭を付着させた場合は５０であり、活性炭及び塩化パラジウム添着炭を付着させたフィルター用素子の効果は明らかである。
産業上の利用可能性
本発明により、脱臭機能や吸着性能に優れ、圧損が小さなフィルター用素子、その製造方法及び該素子を用いたフィルターを提供することができる。本発明のフィルターは、上記したように、脱臭機能や吸着性能に優れるとともに圧損が小さいので、高い脱臭や吸着効果及び低圧損が要求される自動車用のキャビンフィルター、室内の空気浄化用のフィルター、エアコン用など各種のフィルターとして好適に使用することができる。
【国際調査報告】
2002081055.tif 000004
2002081055.tif 000005
2002081055.tif 000006
2002081055.tif 000007