JP2011177631A - Filter unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は各種空気清浄機や流体処理装置に用いられるフィルタユニットに関するものである。 The present invention relates to a filter unit used in various air purifiers and fluid processing apparatuses.
自動車エンジン吸気用クリーナーや空気清浄器に用いられるフィルタユニットは、濾過材と、該濾過材の周囲に接合され、ハウジングに装着するための枠材とを有している。 A filter unit used in an automobile engine intake cleaner or an air cleaner has a filter medium and a frame member that is joined around the filter medium and is attached to a housing.
フィルタユニットの濾過材としては、これまで様々なものが提案されている。例えば、特許文献１では、繊維層、中間繊維層、及びシート状スパンボンド型繊維層がニードルパンチ加工により一体化されており、かつこの一体の繊維層に樹脂接着剤を付着してなる空気清浄器用濾材が開示されている。 Various types of filter media have been proposed so far. For example, in Patent Document 1, an air cleaner in which a fiber layer, an intermediate fiber layer, and a sheet-like spunbond fiber layer are integrated by needle punching, and a resin adhesive is attached to the integrated fiber layer. A device filter media is disclosed.
また、特許文献２では、厚さ方向に連続的充填密度勾配を有する不織布層と、厚さ方向の充填密度が実質的に均一な不織布層とを粒子状接着剤を用いて相互に重ね合わせてなるエアーフィルター用濾材が開示されている。
In
また、特許文献３では、空気流入側の粗層部から空気流出側の密層部へと密度勾配を有した、２層以上の繊維層からなり、樹脂接着剤により付着させてなるエアーフィルター用濾材が開示されている。
Moreover, in
また、特許文献４では、接着繊維と被接着繊維により構成され、処理流体の流入側より流出側に向かって平均デニールが太いものから細いものになるよう２層以上の繊維層が積層され、細い繊維層側からのニードルパンチ加工により構成繊維が互いに絡着された一体型の密度勾配型不織布であって、流体流入側の繊維層が構成繊維の平均デニール４〜１２デニール、空隙率９５〜９９％で、流体流出側の繊維層が構成繊維の平均デニール０．６〜３デニール、繊維密度０．０７〜０．３５ｇ／ｃｃであり、かつ前記不織布を構成する各繊維層は接着繊維が溶融開始する温度以上の温度で厚さ方向に全体に加熱処理されて接着繊維により被接着繊維が固着されている不織布が開示されている。 Moreover, in patent document 4, it is comprised by the adhesive fiber and the to-be-adhered fiber, and the fiber layer of two or more layers is laminated | stacked so that an average denier may become thin from the thing to the outflow side from the inflow side of a process fluid, and is thin An integrated density gradient type nonwoven fabric in which constituent fibers are entangled with each other by needle punching from the fiber layer side, the fiber layer on the fluid inflow side having an average denier of 4 to 12 denier and a porosity of 95 to 99 %, The fiber layer on the fluid outflow side has an average denier of constituent fibers of 0.6 to 3 denier, a fiber density of 0.07 to 0.35 g / cc, and each fiber layer constituting the nonwoven fabric is melted with adhesive fibers. A non-woven fabric is disclosed in which a fiber to be bonded is fixed by adhesive fibers after being heat-treated in the thickness direction at a temperature equal to or higher than the starting temperature.
一方、フィルタユニットの枠材は、例えば、図１の３、図２の３に相当する部分であり、フィルタユニットの剛性の確保、フィルタユニットを収めるハウジングとの嵌合性の確保、及びエアーのリーク防止という重要な役割を果たしている。 On the other hand, the frame material of the filter unit is, for example, a portion corresponding to 3 in FIG. 1 and 3 in FIG. 2, ensuring the rigidity of the filter unit, ensuring the fitting property with the housing that houses the filter unit, and air It plays an important role in preventing leaks.
例えば、特許文献５では、波状板と該波状板の側面を閉塞する側面板とからなる濾過部と、該濾過部の外周縁に配設したツバ部とを有するフィルタが開示されている。 For example, Patent Document 5 discloses a filter that includes a filtering portion that includes a corrugated plate and a side plate that closes the side surface of the corrugated plate, and a flange portion disposed on the outer periphery of the filtering portion.
従来のフィルタユニットの枠材は、フィルタユニットを収めるハウジングとのガタツキ防止及び嵌合性の確保、エアーリーク防止のために、ハウジングにフィルタユニットを引っ掛けるツメを設けるなど特殊な形状にしたり、枠材の外側にウレタンシートを貼り付けるなどの対策が必要であった。しかし、これら対策はコスト高につながるため、枠材自体が前記機能を有するフィルタユニット用枠材の開発が求められていた。 The frame material of the conventional filter unit has a special shape such as a hook that hooks the filter unit on the housing to prevent rattling and fitting with the housing that houses the filter unit, and to prevent air leakage. It was necessary to take measures such as attaching a urethane sheet to the outside. However, since these measures lead to high costs, the frame material itself has been required to develop a filter unit frame material having the above functions.
本発明は、ハウジングへの嵌合性を確保でき、ハウジングに装着した際のガタツキを防止でき、さらにエアーリークを効果的に防止することができるフィルタユニットを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a filter unit that can ensure fitting to a housing, prevent rattling when mounted on the housing, and can effectively prevent air leakage.
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示すフィルタユニットにより上記目的を達成できることを見出し本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above object can be achieved by the following filter unit, and have completed the present invention.
即ち本発明は、濾過材と、該濾過材の周囲に接合され、ハウジングに装着するための枠材とを有するフィルタユニットにおいて、
前記枠材は、厚みが１〜１０ｍｍであり、ＪＩＳ Ｌ １０９６に基づいて測定した圧縮率が１０〜９０％であり、かつ圧縮弾性率が５０％以上であることを特徴とするフィルタユニット、に関する。
That is, the present invention provides a filter unit having a filter medium and a frame member that is joined around the filter medium and is attached to a housing.
The frame material has a thickness of 1 to 10 mm, a compression rate measured based on JIS L 1096 of 10 to 90%, and a compression elastic modulus of 50% or more, .
前記枠材は、繊維密度が異なる２層以上の繊維層がその構成繊維により互いに絡着しており、かつ最外側の繊維層から最内側の繊維層に向かって各層の構成繊維の平均デニールが細くなるように繊維層が積層されている一体型の密度勾配型不織布からなり、
前記各繊維層は、１００〜２２０℃で溶融開始する接着繊維を２０％以上含み、残りが前記接着繊維の溶融開始温度より３０℃以上高温の融点を有する被接着繊維で構成されており、これら繊維が混繊し、かつ加熱処理により接着繊維と被接着繊維とが固着した構造を有しており、
前記最外側の繊維層は、構成繊維の平均デニールが４〜１２デニール、かつ空隙率が９５〜９９％であり、
前記最内側の繊維層は、構成繊維の平均デニールが０．６〜３デニール、かつ繊維密度が０．０７〜０．３５ｇ／ｃｃであることが好ましい。
In the frame material, two or more fiber layers having different fiber densities are entangled with each other by the constituent fibers, and the average denier of the constituent fibers of each layer is from the outermost fiber layer toward the innermost fiber layer. It consists of an integrated density gradient type nonwoven fabric in which fiber layers are laminated so as to become thin,
Each of the fiber layers includes 20% or more of adhesive fibers that start melting at 100 to 220 ° C., and the remainder is composed of bonded fibers having a melting point that is 30 ° C. or more higher than the melting start temperature of the adhesive fibers. It has a structure in which fibers are mixed and the bonded fibers and bonded fibers are fixed by heat treatment,
The outermost fiber layer has an average denier of constituent fibers of 4 to 12 denier and a porosity of 95 to 99%.
The innermost fiber layer preferably has an average denier of constituent fibers of 0.6 to 3 denier and a fiber density of 0.07 to 0.35 g / cc.
前記枠材において、密度勾配型不織布の濾過材と接合される側の表面は、熱盤又は熱ロールによって接触加熱処理されていることが好ましい。 In the frame material, it is preferable that the surface on the side to be joined with the filter medium of the density gradient nonwoven fabric is subjected to contact heating treatment with a hot platen or a hot roll.
また、別の前記枠材は、繊維密度が異なる２層以上の繊維層がその構成繊維により互いに絡着しており、かつ最外側の繊維層から最内側の繊維層に向かって各層の構成繊維の平均デニールが細くなるように繊維層が積層されている一体型の密度勾配型不織布からなり、
前記各繊維層は、１００〜２２０℃で溶融開始する接着繊維を２０％以上含み、残りが前記接着繊維の溶融開始温度より３０℃以上高温の融点を有する被接着繊維で構成されており、かつこれら繊維が混繊した構造を有しており、
前記最外側の繊維層は、構成繊維の平均デニールが４〜１２デニール、かつ空隙率が９５〜９９％であり、
前記最内側の繊維層は、構成繊維の平均デニールが０．６〜３デニール、かつ繊維密度が０．０７〜０．３５ｇ／ｃｃであり、
前記密度勾配型不織布の濾過材と接合される側の表面は、熱盤又は熱ロールによって接触加熱処理されているものであってもよい。
In another frame material, two or more fiber layers having different fiber densities are entangled with each other by the constituent fibers, and the constituent fibers of each layer from the outermost fiber layer toward the innermost fiber layer. It consists of an integral density gradient type nonwoven fabric in which fiber layers are laminated so that the average denier of
Each of the fiber layers includes 20% or more of adhesive fibers that start melting at 100 to 220 ° C., and the remainder is composed of bonded fibers having a melting point that is 30 ° C. or more higher than the melting start temperature of the adhesive fibers, and These fibers have a mixed structure,
The outermost fiber layer has an average denier of constituent fibers of 4 to 12 denier and a porosity of 95 to 99%.
The innermost fiber layer has an average denier of constituent fibers of 0.6 to 3 denier and a fiber density of 0.07 to 0.35 g / cc.
The surface of the density gradient nonwoven fabric bonded to the filter medium may be subjected to contact heating treatment with a hot platen or a hot roll.
前記接着繊維は高融点成分と低融点成分からなる複合繊維であることが好ましく、その場合、高融点成分はポリエステルであり、低融点成分は変成ポリエステルであることが好ましい。また、前記変成ポリエステルは結晶性ポリエステルであることが好ましい。 The adhesive fiber is preferably a composite fiber composed of a high melting point component and a low melting point component. In this case, the high melting point component is preferably a polyester, and the low melting point component is preferably a modified polyester. The modified polyester is preferably a crystalline polyester.
一方、前記接着繊維はポリプロピレン繊維であってもよい。 Meanwhile, the adhesive fiber may be a polypropylene fiber.
さらに本発明は、前記フィルタユニットをハウジングに装着する際に、枠材の厚みを１０％以上圧縮して装着することを特徴とするフィルタユニットの装着方法、に関する。 Furthermore, the present invention relates to a filter unit mounting method, wherein the filter unit is mounted with a thickness of 10% or more compressed when the filter unit is mounted on a housing.
従来の枠材は、剛性を確保できてもハウジングとの嵌合性が悪かったり、または厚み方向にクッション性を有しても剛性が低いためエアーリークを防止できなかったり、剛性とクッション性を両立させることが困難であった。 Even if the conventional frame material can secure the rigidity, the fitting property with the housing is poor, or even if it has cushioning properties in the thickness direction, the rigidity is low, so air leaks cannot be prevented, and the rigidity and cushioning properties are It was difficult to achieve both.
本発明のフィルタユニットの枠材は、従来のものに比べて嵩高く、圧縮率が１０〜９０％であり、かつ圧縮弾性率が５０％以上であるため、十分な剛性と厚み方向に適度なクッション性を有しており、それによりハウジングへの嵌合性を確保でき、ハウジングに装着した際のガタツキを防止でき、さらにエアーリークを効果的に防止することができる。 The frame material of the filter unit of the present invention is bulkier than the conventional one, has a compression rate of 10 to 90%, and a compression elastic modulus of 50% or more. It has a cushioning property, thereby ensuring the fitting property to the housing, preventing rattling when mounted on the housing, and effectively preventing air leakage.
また、枠材として前記密度勾配型不織布を用いることにより、濾過材側（内側）の繊維層に剛性を付与し、ハウジング側（外側）の繊維層にクッション性を付与することができ、枠材に求められる機能を最適化することができる。それにより前記効果がより優れたフィルタユニットが得られる。 Further, by using the density gradient nonwoven fabric as a frame material, rigidity can be imparted to the fiber layer on the filter material side (inner side), and cushioning can be imparted to the fiber layer on the housing side (outer side). It is possible to optimize the functions required for the system. As a result, a filter unit with more excellent effects can be obtained.
また、密度勾配型不織布の各繊維層において、接着繊維と被接着繊維とを混繊し、かつ加熱処理により接着繊維と被接着繊維とを固着することにより、枠材に十分な剛性を付与することができる。また、従来の枠材は、剛性を付与するために樹脂接着剤（バインダー）を使用しており、ＶＯＣ（揮発性有機物）が発散するため問題となっていたが、本発明のように加熱処理により接着繊維と被接着繊維とを固着する方法を採用することにより、従来の問題を解決することができる。 Moreover, in each fiber layer of the density gradient nonwoven fabric, adhering fibers and adherend fibers are mixed, and the adhering fibers and adherend fibers are fixed by heat treatment, thereby giving sufficient rigidity to the frame material. be able to. In addition, the conventional frame material uses a resin adhesive (binder) to impart rigidity, which causes a problem because VOC (volatile organic matter) diverges, but heat treatment as in the present invention. By adopting a method for adhering the adhesive fiber and the fiber to be bonded to each other, the conventional problem can be solved.
また、密度勾配型不織布の濾過材側の表面を熱盤又は熱ロールによって接触加熱処理することにより、繊維の毛羽立ちを防止し、表面の繊維密度を高めることができる。それにより、濾過材側の繊維層の剛性をより高くすることができ、フィルタユニットのハウジングへの嵌合性を確保しやすくなる。 Further, by subjecting the surface of the density gradient nonwoven fabric on the filter medium side to contact heating with a hot platen or a hot roll, fiber fluff can be prevented and the fiber density on the surface can be increased. Thereby, the rigidity of the fiber layer on the filter medium side can be further increased, and the fitting property of the filter unit to the housing can be easily secured.
本発明のフィルタユニットは、濾過材と、該濾過材の周囲に接合され、ハウジングに装着するための枠材とを有する。 The filter unit of the present invention includes a filter medium and a frame member that is joined around the filter medium and is attached to a housing.
枠材は、厚みが１〜１０ｍｍであり、ＪＩＳ Ｌ １０９６に基づいて測定した圧縮率が１０〜９０％であり、かつ圧縮弾性率が５０％以上であるものを用いる。厚みは２〜５ｍｍであることが好ましい。また、圧縮率は１５〜６０％であることが好ましく、圧縮弾性率は７０％以上であることが好ましい。 The frame material has a thickness of 1 to 10 mm, a compression rate measured based on JIS L 1096 of 10 to 90%, and a compression elastic modulus of 50% or more. The thickness is preferably 2 to 5 mm. The compression rate is preferably 15 to 60%, and the compression modulus is preferably 70% or more.
枠材の材料としては、上記条件を満たすものであれば特に制限されないが、繊維密度が異なる２層以上の繊維層がその構成繊維により互いに絡着しており、かつ最外側（ハウジングに接触させる側）の繊維層から最内側（濾過材に接合させる側）の繊維層に向かって各層の構成繊維の平均デニールが細くなるように繊維層が積層されている一体型の密度勾配型不織布を用いることが好ましい。 The material of the frame material is not particularly limited as long as it satisfies the above conditions, but two or more fiber layers having different fiber densities are entangled with each other by the constituent fibers, and the outermost (contact with the housing) A monolithic density gradient nonwoven fabric in which the fiber layers are laminated so that the average denier of the constituent fibers of each layer becomes narrower from the fiber layer on the side) toward the fiber layer on the innermost side (side to be joined to the filter medium) It is preferable.
最外側の繊維層は、構成繊維の平均デニールが４〜１２デニール、かつ空隙率が９５〜９９％であることが好ましい。また、最内側の繊維層は、構成繊維の平均デニールが０．６〜３デニール、かつ繊維密度が０．０７〜０．３５ｇ／ｃｃであることが好ましい。繊維径、空隙率、及び繊維密度を前記範囲に調整することにより、フィルタユニットの剛性を確保でき、ハウジングへの嵌合性も確保でき、さらにエアーリークを効果的に防止することができる。 The outermost fiber layer preferably has an average denier of constituent fibers of 4 to 12 denier and a porosity of 95 to 99%. The innermost fiber layer preferably has an average denier of constituent fibers of 0.6 to 3 denier and a fiber density of 0.07 to 0.35 g / cc. By adjusting the fiber diameter, the void ratio, and the fiber density to the above ranges, the rigidity of the filter unit can be secured, the fitting property to the housing can be secured, and air leakage can be effectively prevented.
前記密度勾配型不織布は、粗層（最外側の繊維層）、中間層、及び密層（最内側の繊維層）の３層の繊維層から構成されていることがより好ましい。その場、粗層の厚みは総厚みの１０〜５０％、密層の厚みは総厚みの１０〜３０％であることが好ましい。また、粗層の構成繊維の平均デニールは４〜１２デニール、密層の構成繊維の平均デニールは０．６〜３デニールであることが好ましい。また、粗層の繊維密度は０．００５〜０．１ｇ／ｃｃ、密層の繊維密度は０．０７〜０．３５ｇ／ｃｃであることが好ましい。また、粗層の空隙率は９５〜９９％、密層の空隙率は７０〜９７％であることが好ましい。 The density gradient nonwoven fabric is more preferably composed of three fiber layers, a coarse layer (the outermost fiber layer), an intermediate layer, and a dense layer (the innermost fiber layer). In that case, the thickness of the coarse layer is preferably 10 to 50% of the total thickness, and the thickness of the dense layer is preferably 10 to 30% of the total thickness. Further, the average denier of the constituent fibers of the coarse layer is preferably 4 to 12 denier, and the average denier of the constituent fibers of the dense layer is preferably 0.6 to 3 denier. The fiber density of the coarse layer is preferably 0.005 to 0.1 g / cc, and the fiber density of the dense layer is preferably 0.07 to 0.35 g / cc. The porosity of the coarse layer is preferably 95 to 99%, and the porosity of the dense layer is preferably 70 to 97%.
前記各繊維層は、樹脂接着剤等のバインダーを含有していない。また、前記各繊維層は、１００〜２２０℃で溶融開始する接着繊維を２０％以上含み、残りが前記接着繊維の溶融開始温度より３０℃以上高温の融点を有する被接着繊維で構成されており、これら繊維が混繊した構造を有することが好ましい。なお、接着繊維及び／又は被接着繊維が２種以上の構成繊維からなる複合繊維である場合には、前記溶融開始温度及び融点は、各構成繊維の中で最も低い値をいう。 Each of the fiber layers does not contain a binder such as a resin adhesive. In addition, each of the fiber layers includes 20% or more of an adhesive fiber that starts melting at 100 to 220 ° C., and the remainder is composed of bonded fibers having a melting point that is 30 ° C. or more higher than the melting start temperature of the adhesive fiber. These fibers preferably have a mixed structure. In addition, when the bonding fiber and / or the bonded fiber is a composite fiber composed of two or more kinds of constituent fibers, the melting start temperature and the melting point are the lowest values among the constituent fibers.
接着繊維が、繊維層中に２０％未満の場合には、十分な強度の確保が困難になる。また、接着繊維の配合比率の上限は特に制限されないが、加工性やコストの面から８０％以下であることが好ましい。 When the adhesive fiber is less than 20% in the fiber layer, it is difficult to ensure sufficient strength. The upper limit of the blending ratio of the adhesive fibers is not particularly limited, but is preferably 80% or less from the viewpoint of processability and cost.
接着繊維は、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、又はエチレン−酢酸ビニル共重合体繊維などの単一繊維でもよいが、融点が１２０〜２００℃の高融点成分と融点が１００〜１５０℃の低融点成分の２成分からなる複合繊維が好ましい。当該複合繊維としては、サイドバイサイド型複合繊維と芯鞘型複合繊維があり何れでもよい。特に、高融点成分を芯とし、低融点成分を鞘とする芯鞘型複合繊維が好ましい。この場合、低融点成分と高融点成分の組み合わせとしては、例えば、ポリエチレンとポリプロピレン、６ナイロンと６６ナイロン、変性ポリエステルとポリエステル等が挙げられるが、加工性及び難燃性に優れるという観点から変性ポリエステルとポリエステルの組み合わせが最も好ましい。また、この組み合わせの場合、ＦＭＶＳＳ ３０２燃焼性試験において難燃性が認められるため、これら材料から作製される枠材は自動車用途にも好適に用いられる。変性ポリエステルは非結晶性、結晶性のいずれでもよいが、枠材に耐熱性が要求される場合は結晶性のものが好ましい。 The adhesive fiber may be a single fiber such as polypropylene fiber, polyethylene fiber, or ethylene-vinyl acetate copolymer fiber, but it has a high melting point component having a melting point of 120 to 200 ° C and a low melting point component having a melting point of 100 to 150 ° C. Two-component composite fibers are preferred. The composite fiber includes a side-by-side type composite fiber and a core-sheath type composite fiber, and any of them may be used. In particular, a core-sheath type composite fiber having a high melting point component as a core and a low melting point component as a sheath is preferable. In this case, examples of the combination of the low melting point component and the high melting point component include polyethylene and polypropylene, 6 nylon and 66 nylon, and modified polyester and polyester. From the viewpoint of excellent processability and flame retardancy, the modified polyester is used. The combination of and polyester is most preferred. Moreover, in the case of this combination, since flame retardance is recognized in the FMVSS 302 flammability test, the frame material produced from these materials is also suitably used for automobile applications. The modified polyester may be either amorphous or crystalline, but is preferably crystalline when the frame material requires heat resistance.
被接着繊維は、接着繊維の溶融開始温度より３０℃以上高温の融点を有する繊維であれば特に限定されないが、ナイロン等のポリアミド系繊維、ポリエステル繊維、又はポリプロピレン繊維が好ましい。 The fiber to be bonded is not particularly limited as long as it has a melting point 30 ° C. or more higher than the melting start temperature of the bonding fiber, but polyamide-based fibers such as nylon, polyester fibers, or polypropylene fibers are preferable.
本発明の密度勾配型不織布は、例えば、上記繊維からなる繊維層を２層以上積層し、ニードルパンチ加工等によって各層の構成繊維を互いに絡着させ、一体化させることにより作製することができる。繊維層の積層にあたっては、フィルタユニットにした際に、最外側（ハウジング側）の繊維層から最内側（濾過材側）の繊維層に向かって各層の構成繊維の平均デニールが細くなるように繊維層を積層することが好ましい。 The density gradient nonwoven fabric of the present invention can be produced, for example, by laminating two or more fiber layers composed of the above fibers, entangle the constituent fibers of each layer by needle punching or the like, and integrate them. When laminating the fiber layers, when the filter unit is formed, the fibers are formed so that the average denier of the constituent fibers of each layer becomes narrower from the outermost (housing side) fiber layer to the innermost (filter material side) fiber layer. It is preferable to laminate the layers.
ニードルパンチ加工は、細い平均デニールの繊維層（最内側の繊維層）からニードルパンチすることが有効である。ニードルパンチ加工は通常の打込み本数でよく、特に制限されるものではないが、好ましくは３０〜８０本／ｃｍ２、より好ましくは４５〜５５本／ｃｍ２である。 In the needle punching, it is effective to perform needle punching from a thin average denier fiber layer (innermost fiber layer). Needle punching may be performed with a normal number of implantations, and is not particularly limited, but is preferably 30 to 80 / cm 2 , more preferably 45 to 55 / cm 2 .
その後、ニードルパンチ加工が施された積層繊維層を、接着繊維の溶融開始温度以上の温度で加熱処理して各繊維層の接着繊維を溶融させ、接着繊維と被接着繊維とを固着して密度勾配型不織布を作製することが好ましい。接着繊維の溶融による被接着繊維の固着であるため、別途、樹脂接着剤（バインダー）を使用する必要はない。したがって、従来の枠材は樹脂接着剤に由来するＶＯＣ（揮発性有機物）の発散が問題となっていたが、本発明の方法を採用することにより、この問題を解決することができる。 Thereafter, the laminated fiber layer subjected to the needle punching process is heated at a temperature equal to or higher than the melting start temperature of the adhesive fiber to melt the adhesive fiber of each fiber layer, and the adhesive fiber and the bonded fiber are fixed to each other. It is preferable to produce a gradient nonwoven fabric. Since the fibers to be bonded are fixed by melting the adhesive fibers, it is not necessary to use a resin adhesive (binder) separately. Therefore, the conventional frame material has a problem of divergence of VOC (volatile organic substance) derived from the resin adhesive, but this problem can be solved by adopting the method of the present invention.
さらに、任意の工程として、密度勾配型不織布の濾過材と接合される側の表面を、熱盤又は熱ロールによって接触加熱処理してもよい。接触加熱処理することにより、当該表面の平滑性及び繊維密度を高めることができる。それにより、濾過材側の繊維層の剛性をより高くすることができるため、フィルタユニットのハウジングへの嵌合性を確保しやすくなる。また、当該表面は、濾過材との接合面であるため、平滑性を高めることにより加工性及び接着性が向上する。当該表面の平滑性が低い場合には、濾過材を接合する際に用いるホットメルト接着剤等が枠材に染み込みやすくなったり、濾過材を正確な位置に接合することが困難になる傾向にある。接触加熱処理する際の熱盤等の温度は特に制限されないが、接着繊維の溶融開始温度以上の温度であることが好ましい。 Furthermore, as an optional step, the surface on the side to be joined with the filter medium of the density gradient nonwoven fabric may be subjected to contact heating treatment with a hot platen or a hot roll. By performing the contact heat treatment, the surface smoothness and fiber density can be increased. Thereby, since the rigidity of the fiber layer on the filter medium side can be further increased, it becomes easy to ensure the fitting property of the filter unit to the housing. Moreover, since the said surface is a joint surface with a filter medium, workability and adhesiveness improve by improving smoothness. When the smoothness of the surface is low, the hot melt adhesive or the like used for joining the filtering material tends to soak into the frame material, or the filtering material tends to be difficult to join at an accurate position. . The temperature of the hot platen or the like at the time of the contact heating treatment is not particularly limited, but is preferably a temperature equal to or higher than the melting start temperature of the adhesive fiber.
一方、密度勾配型不織布は、前記加熱処理を施さずに、前記接触加熱処理のみを施したものであってもよい。濾過材と接合される側の表面を接触加熱処理することにより当該表面の平滑性及び繊維密度を高め、かつ最外側（ハウジング側）の繊維層中の接着繊維と被接着繊維とを固着しないことで高いクッション性を付与することにより、フィルタユニットのハウジングへの嵌合性を確保できると共に、エアーリークを効果的に防止することができる。 On the other hand, the density gradient nonwoven fabric may be subjected to only the contact heat treatment without being subjected to the heat treatment. The surface on the side to be joined with the filter medium is subjected to contact heat treatment to increase the smoothness and fiber density of the surface, and the bonded fiber and the bonded fiber in the outermost (housing side) fiber layer are not fixed. By providing a high cushioning property, it is possible to ensure the fitting property of the filter unit to the housing and to effectively prevent air leakage.
密度勾配型不織布の大きさは、使用する濾過材の大きさに適合するように適宜調整されるが、通常、縦０．５〜１００ｃｍ、横０．５〜１００ｃｍ程度である。 Although the magnitude | size of a density gradient type nonwoven fabric is suitably adjusted so that it may adapt to the magnitude | size of the filter medium to be used, it is about 0.5-100 cm in length and about 0.5-100 cm in width normally.
本発明の濾過材は、公知のものを特に制限なく使用することができる。例えば、平面シート状の不織布、波板状の不織布などが挙げられる。 A known filter medium of the present invention can be used without particular limitation. Examples thereof include a flat sheet-like nonwoven fabric and a corrugated nonwoven fabric.
本発明のフィルタユニットは、前記濾過材の周囲にホットメルト接着剤などの接着剤を用いて枠材を接合することにより作製することができる。枠材を接合する際には、密度勾配型不織布の平均デニールが細い繊維層側（接触加熱処理された面）を濾過材に接合する。 The filter unit of the present invention can be produced by bonding a frame material around the filter medium using an adhesive such as a hot melt adhesive. When joining the frame material, the fiber layer side (surface subjected to the contact heating treatment) with a thin average denier of the density gradient nonwoven fabric is joined to the filter material.
本発明のフィルタユニットは、各種空気清浄機、流体処理装置のハウジングに装着（嵌合）して使用される。装着する際には、枠材の厚みを１０％以上圧縮して装着することが好ましく、より好ましくは２０〜７０％である。圧縮が１０％未満の場合には、エアーリークを防止することが困難になる。 The filter unit of the present invention is used by being mounted (fitted) on the housings of various air purifiers and fluid treatment devices. When mounting, it is preferable to compress the thickness of the frame material by 10% or more, and more preferably 20 to 70%. If the compression is less than 10%, it is difficult to prevent air leakage.
以下、本発明を実施例を上げて説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
［測定、評価方法］
（圧縮率の測定）
作製した密度勾配型不織布の圧縮率は、ＪＩＳ Ｌ １０９６に準拠して、標準圧力０．１９６ｋＰａの条件で測定した。
[Measurement and evaluation methods]
(Measurement of compression rate)
The compression rate of the produced density gradient nonwoven fabric was measured under the standard pressure of 0.196 kPa according to JIS L 1096.
（圧縮弾性率の測定）
作製した密度勾配型不織布の圧縮弾性率は、ＪＩＳ Ｌ １０９６に準拠して、標準圧力０．１９６ｋＰａの条件で測定した。
(Measurement of compression modulus)
The compression elastic modulus of the produced density gradient nonwoven fabric was measured under a standard pressure of 0.196 kPa according to JIS L 1096.
製造例１〜８
密度勾配型不織布を作製するための繊維層の各構成を表１及び２に示す。
Production Examples 1-8
Tables 1 and 2 show the configurations of the fiber layers for producing the density gradient nonwoven fabric.
実施例１
製造例１の３つの繊維層を粗層、中間層、密層の順に積層し、密層側から深さ１１ｍｍ、打ち込み本数５０本／ｃｍ２でニードルパンチして一体化した後、２００℃熱風のピンテンター式熱処理機で１分間加熱処理し、冷却して密度勾配型不織布からなる枠材（縦２ｃｍ、横１５ｃｍ）を作製した。その後、ホットメルト接着剤を用いて、波板状の不織布（濾過材）の周囲に前記枠材の密層側を貼り合せてフィルタユニットを作製した。
Example 1
After laminating the three fiber layers of Production Example 1 in the order of the coarse layer, the intermediate layer, and the dense layer, and integrating them by needle punching at a depth of 11 mm from the dense layer side and a driving number of 50 / cm 2 , hot air at 200 ° C. The frame material (2 cm in length and 15 cm in width) made of a density gradient nonwoven fabric was heat-treated with a pin tenter type heat treatment machine for 1 minute and cooled. Thereafter, a hot melt adhesive was used to bond the dense layer side of the frame material around a corrugated nonwoven fabric (filter material) to produce a filter unit.
実施例２
製造例２の３つの繊維層を粗層、中間層、密層の順に積層し、密層側から深さ１１ｍｍ、打ち込み本数５０本／ｃｍ２でニードルパンチして一体化した後、２００℃熱風のピンテンター式熱処理機で１分間加熱処理し、冷却した。その後、密層面側を表面温度２２０℃の熱ロールに接触させ、粗層面側は常温のロールに接触させ、ロール間クリアランスを２ｍｍにしてカレンダー処理し、冷却して密度勾配型不織布からなる枠材（縦２ｃｍ、横１５ｃｍ）を作製した。その後、ホットメルト接着剤を用いて、波板状の不織布（濾過材）の周囲に前記枠材の密層側を貼り合せてフィルタユニットを作製した。
Example 2
After laminating the three fiber layers of Production Example 2 in the order of the coarse layer, the intermediate layer, and the dense layer, and integrating them by needle punching at a depth of 11 mm from the dense layer side and a driving number of 50 / cm 2 , hot air at 200 ° C. Were heat-treated with a pin tenter heat treatment machine for 1 minute and cooled. Thereafter, the dense layer surface side is brought into contact with a hot roll having a surface temperature of 220 ° C., the coarse layer surface side is brought into contact with a roll at room temperature, the clearance between the rolls is calendered to 2 mm, and cooled to form a frame material made of a density gradient type nonwoven fabric. (
実施例３
製造例３の３つの繊維層を粗層、中間層、密層の順に積層し、密層側から深さ１１ｍｍ、打ち込み本数５０本／ｃｍ２でニードルパンチして一体化した後、１３０℃熱風のピンテンター式熱処理機で１分間加熱処理し、冷却した。その後、密層面側を表面温度１５０℃の熱ロールに接触させ、粗層面側は常温のロールに接触させ、ロール間クリアランスを２ｍｍにしてカレンダー処理し、冷却して密度勾配型不織布からなる枠材（縦２ｃｍ、横１５ｃｍ）を作製した。その後、ホットメルト接着剤を用いて、波板状の不織布（濾過材）の周囲に前記枠材の密層側を貼り合せてフィルタユニットを作製した。
Example 3
After laminating the three fiber layers of Production Example 3 in the order of the coarse layer, the intermediate layer, and the dense layer and integrating them by needle punching at a depth of 11 mm from the dense layer side and the number of implantations of 50 / cm 2 , hot air at 130 ° C. Were heat-treated with a pin tenter heat treatment machine for 1 minute and cooled. Thereafter, the dense layer surface side is brought into contact with a hot roll having a surface temperature of 150 ° C., the rough layer surface side is brought into contact with a roll at room temperature, the clearance between the rolls is calendered to 2 mm, and cooled to form a frame material made of a density gradient type nonwoven fabric. (
実施例４
製造例４の３つの繊維層を粗層、中間層、密層の順に積層し、密層側から深さ１１ｍｍ、打ち込み本数５０本／ｃｍ２でニードルパンチして一体化した後、２２５℃熱風のピンテンター式熱処理機で２分間加熱処理し、冷却した。その後、密層面側を表面温度２３７℃の熱ロールに接触させ、粗層面側は常温のロールに接触させ、ロール間クリアランスを２ｍｍにしてカレンダー処理し、冷却して密度勾配型不織布からなる枠材（縦２ｃｍ、横１５ｃｍ）を作製した。その後、ホットメルト接着剤を用いて、波板状の不織布（濾過材）の周囲に前記枠材の密層側を貼り合せてフィルタユニットを作製した。
Example 4
After laminating the three fiber layers of Production Example 4 in the order of the coarse layer, the intermediate layer, and the dense layer, and integrating them by needle punching at a depth of 11 mm from the dense layer side and a driving number of 50 / cm 2 , hot air at 225 ° C. For 2 minutes with a pin tenter type heat treatment machine and cooled. Thereafter, the dense layer surface side is brought into contact with a hot roll having a surface temperature of 237 ° C., the coarse layer surface side is brought into contact with a roll at room temperature, the clearance between the rolls is calendered to 2 mm, and cooled to form a frame material made of a density gradient type nonwoven fabric. (
実施例５
製造例５の３つの繊維層を粗層、中間層、密層の順に積層し、密層側から深さ１１ｍｍ、打ち込み本数５０本／ｃｍ２でニードルパンチして一体化した後、２００℃熱風のピンテンター式熱処理機で３分間加熱処理し、冷却した。その後、密層面側を表面温度２２０℃の熱ロールに接触させ、粗層面側は常温のロールに接触させ、ロール間クリアランスを２ｍｍにしてカレンダー処理し、冷却して密度勾配型不織布からなる枠材（縦２ｃｍ、横１５ｃｍ）を作製した。その後、ホットメルト接着剤を用いて、波板状の不織布（濾過材）の周囲に前記枠材の密層側を貼り合せてフィルタユニットを作製した。
Example 5
After laminating the three fiber layers of Production Example 5 in the order of the coarse layer, the intermediate layer, and the dense layer and integrating them by needle punching at a depth of 11 mm from the dense layer side and a driving number of 50 / cm 2 , hot air at 200 ° C. For 3 minutes using a pin tenter type heat treatment machine and cooled. Thereafter, the dense layer surface side is brought into contact with a hot roll having a surface temperature of 220 ° C., the coarse layer surface side is brought into contact with a roll at room temperature, the clearance between the rolls is calendered to 2 mm, and cooled to form a frame material made of a density gradient type nonwoven fabric. (
実施例６
製造例６の３つの繊維層を用いた以外は実施例５と同様の方法でフィルタユニットを作製した。
Example 6
A filter unit was produced in the same manner as in Example 5 except that the three fiber layers of Production Example 6 were used.
実施例７
製造例７の３つの繊維層を用いた以外は実施例１と同様の方法でフィルタユニットを作製した。
Example 7
A filter unit was produced in the same manner as in Example 1 except that the three fiber layers of Production Example 7 were used.
実施例８
製造例８の３つの繊維層を用いた以外は実施例２と同様の方法でフィルタユニットを作製した。
Example 8
A filter unit was produced in the same manner as in Example 2 except that the three fiber layers of Production Example 8 were used.
比較例１
目付け１００ｇ／ｍ２のＰＥＴサーマルボンドに定法にてアクリル樹脂含浸加工を施し、目付け１３０ｇ／ｍ２の枠材（縦２ｃｍ、横１５ｃｍ）を作製した。その後、ホットメルト接着剤を用いて、波板状の不織布（濾過材）の周囲に前記枠材を貼り合せてフィルタユニットを作製した。
Comparative Example 1
A PET thermal bond having a basis weight of 100 g / m 2 was subjected to an acrylic resin impregnation process by a conventional method to prepare a frame material having a basis weight of 130 g / m 2 (
本発明のフィルタユニットは、ハウジングへの嵌合性を確保でき、ハウジングに装着した際のガタツキを防止でき、さらにエアーリークを効果的に防止することができるフィルタユニットであり、各種空気清浄機や流体処理装置のハウジングに装着して使用されるものである。 The filter unit of the present invention is a filter unit that can ensure fitting to the housing, prevent rattling when mounted on the housing, and can effectively prevent air leakage. It is used by being attached to a housing of a fluid processing apparatus.
１：フィルタユニット
２：濾過材
３：枠材
1: Filter unit 2: Filter medium 3: Frame material
Claims (9)
前記枠材は、厚みが１〜１０ｍｍであり、ＪＩＳ Ｌ １０９６に基づいて測定した圧縮率が１０〜９０％であり、かつ圧縮弾性率が５０％以上であることを特徴とするフィルタユニット。 In a filter unit having a filter medium and a frame member joined around the filter medium and attached to a housing,
The frame unit has a thickness of 1 to 10 mm, a compression rate measured based on JIS L 1096 is 10 to 90%, and a compression elastic modulus is 50% or more.
前記各繊維層は、１００〜２２０℃で溶融開始する接着繊維を２０％以上含み、残りが前記接着繊維の溶融開始温度より３０℃以上高温の融点を有する被接着繊維で構成されており、これら繊維が混繊し、かつ加熱処理により接着繊維と被接着繊維とが固着した構造を有しており、
前記最外側の繊維層は、構成繊維の平均デニールが４〜１２デニール、かつ空隙率が９５〜９９％であり、
前記最内側の繊維層は、構成繊維の平均デニールが０．６〜３デニール、かつ繊維密度が０．０７〜０．３５ｇ／ｃｃである請求項１記載のフィルタユニット。 In the frame material, two or more fiber layers having different fiber densities are entangled with each other by the constituent fibers, and the average denier of the constituent fibers of each layer is from the outermost fiber layer toward the innermost fiber layer. It consists of an integrated density gradient type nonwoven fabric in which fiber layers are laminated so as to become thin,
Each of the fiber layers includes 20% or more of adhesive fibers that start melting at 100 to 220 ° C., and the remainder is composed of bonded fibers having a melting point that is 30 ° C. or more higher than the melting start temperature of the adhesive fibers. It has a structure in which fibers are mixed and the bonded fibers and bonded fibers are fixed by heat treatment,
The outermost fiber layer has an average denier of constituent fibers of 4 to 12 denier and a porosity of 95 to 99%.
The filter unit according to claim 1, wherein the innermost fiber layer has an average denier of constituent fibers of 0.6 to 3 denier and a fiber density of 0.07 to 0.35 g / cc.
前記各繊維層は、１００〜２２０℃で溶融開始する接着繊維を２０％以上含み、残りが前記接着繊維の溶融開始温度より３０℃以上高温の融点を有する被接着繊維で構成されており、かつこれら繊維が混繊した構造を有しており、
前記最外側の繊維層は、構成繊維の平均デニールが４〜１２デニール、かつ空隙率が９５〜９９％であり、
前記最内側の繊維層は、構成繊維の平均デニールが０．６〜３デニール、かつ繊維密度が０．０７〜０．３５ｇ／ｃｃであり、
前記密度勾配型不織布の濾過材と接合される側の表面は、熱盤又は熱ロールによって接触加熱処理されている請求項１記載のフィルタユニット。 In the frame material, two or more fiber layers having different fiber densities are entangled with each other by the constituent fibers, and the average denier of the constituent fibers of each layer is from the outermost fiber layer toward the innermost fiber layer. It consists of an integrated density gradient type nonwoven fabric in which fiber layers are laminated so as to become thin,
Each of the fiber layers includes 20% or more of adhesive fibers that start melting at 100 to 220 ° C., and the remainder is composed of bonded fibers having a melting point that is 30 ° C. or more higher than the melting start temperature of the adhesive fibers, and These fibers have a mixed structure,
The outermost fiber layer has an average denier of constituent fibers of 4 to 12 denier and a porosity of 95 to 99%.
The innermost fiber layer has an average denier of constituent fibers of 0.6 to 3 denier and a fiber density of 0.07 to 0.35 g / cc.
2. The filter unit according to claim 1, wherein the surface of the density gradient nonwoven fabric bonded to the filter medium is subjected to contact heating treatment with a hot platen or a hot roll.
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|---|---|---|---|---|
| JP2014176797A (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Japan Vilene Co Ltd | Filter element and method for production thereof |
| JP2015136679A (en) * | 2014-01-24 | 2015-07-30 | 日本バイリーン株式会社 | filter element |
| JP2015141351A (en) * | 2014-01-29 | 2015-08-03 | パナソニック株式会社 | image forming apparatus |
| CN108001008A (en) * | 2016-10-28 | 2018-05-08 | 艾欧史密斯(中国)热水器有限公司 | A kind of production technology of HEPA |
| WO2022202891A1 (en) * | 2021-03-26 | 2022-09-29 | 東レ株式会社 | Filter |
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