JP2013022583A - エアフィルタろ材 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来、工場空調、ビル空調あるいはガスタービン発電所などの外気取り入れ口、循環系などにはそれぞれの用途に応じて複数のエアフィルタを設置せざるを得ず、そのための大きな設置スペースを取る上、設置するのに大掛かりな改造が必要となり、コスト的にも高くなってしまうといった問題があつた。
【解決手段】 本発明は、ＳＯｘ、ＮＯｘなどの有害物質や放射性ヨウ素およびカビや細菌などの微生物を除じん機能と共に１つのエアフィルタろ材で除去可能にすると共に除じん、有害物質などの除去機能の寿命がほぼ同時に来るようにしたエアフィルタろ材を提供しょうとしたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は工場空調、ビル空調あるいはガスタービン発電所などの外気取り入れ用エアフィルタのエアフィルタろ材に関するものである。

一般に、この種のエアフィルタは、外気取り入れ口にエアフィルタろ材を箱型のフィルタ枠内にプリーツ状に折り畳んでシール材で気密に取り付けた構造のユニットエアフィルタや繰出ロールと巻取ロールを対向して設けエアフィルタろ材を巻き取るようにした巻取式ロールエアフィルタが主に用いられている。

そして、これらのエアフィルタには、それぞれの目的に応じたエアフィルタろ材が使用されている。例えばＮＯｘ、ＳＯｘ、アンモニアなどの有害ガスの除去拠を対象としたエアフィルタには、物理吸着型の粒状吸着材あるいは素材に酸やアルカリ成分を付与して交換基を形成したガス吸着材をエアフィルタろ材としたもの、あるいは放射性ヨウ素の除去を対象としたエアフィルタには粒状活性炭などに化学剤を添着させた吸着材をエアフィルタろ材としたもの、あるいはカビや細菌などを除去を対象としたエアフィルタには、素材に抗菌材を添着した吸着材をエアフィルタろ材としたものが使用されている。

そのため、外気取り入れ口、循環系などには、従来の除じんに加えてそれぞれを除去しょうとすると、それぞれの機能を有するエアフィルタろ材を使用したエアフィルタを設置せざるを得ず、大きな設置スペースを取る上、設置するのに大掛かりな改造が必要となり、コスト的にも高くなってしまうことから他の機能を諦めて１種類の機能のエアフィルタを設置せざるを得ないのが現状であった。

そこで、本発明はこれらの現状を解決しょうとしたもので、本発明の第１の目的は、従来の除じん機能に有害物質や放射性ヨウ素およびカビや細菌などの微生物を１つのエアフィルタろ材で除去しょうとしたものである。

本発明の第２の目的は、有害物質捕集、除去機能とろ過機能の寿命がほぼ同時に来るようにしたエアフィルタろ材を提供しょうとしたものである。

本発明の第３の目的は、フィルタ基材の表面に有害物質捕集、除去材を容易な加工方法で付着することができ、これにより安定した除去効果が発揮され、エアフィルタろ材に捕集された有害物質や放射性ヨウ素およびカビや細菌などの微生物が繁殖や再飛散することなく、安全性および除去性能の高い高性能エアフィルタろ材を提供するものである。

次に本発明の第４の目的は、特別な設備を要することなく、安価な抗菌機能を持ったエアフィルタろ材を提供するものである。

本発明の第５の目的は、コンパクトなエアフィルタのサイズで処理風量が大きく、圧力損失の低いエアフィルタろ材を提供しようとしたものである。

本発明の第６の目的は、高効率でありながら、寿命の長いエアフィルタろ材を提供しようとしたものである。

本発明の第７の目的は、安価なエアフィルタろ材を提供しようとしたものである。

本発明の第１の解決手段はガラス繊維や合繊繊維または天然繊維などからなる一部有害物質除去性能を有するフィルタ基材の表面に被処理ガス中に含まれるＮＯｘ、ＳＯｘ、アンモニアなどの有害ガスや放射性ヨウ素およびカビや細菌などの微生物を除去する機能を同時に備えた除去材の層を付着あるいは積層したことである。

本発明の第２の解決手段は、前記フィルタ基材の表面に付着する除去材層をローラ手段で行ったことである。

本発明の第３の解決手段は、前記フィルタ基材の表面に付着する除去材層の厚さ、種類を、被処理ガス中に含まれるＮＯｘ、ＳＯｘ、アンモニアなどの有害ガスや放射性ヨウ素およびカビや細菌などの微生物の種類、量に応じて変化させたことである。

ここで、フィルタ基材を構成する繊維としては、例えばポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレンサルファイド、ナイロンなどの合成樹脂や、セルロース、セラミック、ガラスなどの繊維が用いられる。フィルタ性能のクラスとしては、プレフィルタなどのパネル型、巻取式ロールエアフィルタ、中高性能フィルタ、ＨＥＰＡなど適宜適用される。例えば高性能フィルタの場合には、その繊維径としては２０μｍ以下、好ましくは約５μｍ以下の繊維を混入することが望ましい。

一方、抗菌材としては銀ゼオライト、亜鉛ゼオライト、酸化チタン、銅ゼオライトなどの、ガス除去基材に酸化チタン、亜鉛触媒や炭酸カリウム、水酸化カリウム、アミノ基、スルフォン酸の官能基、薬品添着したガス有害物質吸着材、ポビンドヨード、銀素材を適宜混合したものが使用される。また、類似する作用を有する除去材などが使用される。本発明で用いられる除去材の形状は、粉末粒子状、薬剤添着、イオン交換導入が好ましく、そのエアフィルタの種類、用途、目的に応じて適宜変更が可能である。例えば、高性能フィルタの場合には、粒子径が１０μｍ以下、好ましくは５〜０．５μｍとなることが望ましい。また、使用状態は、粉体あるいは溶液にさせたものなど適宜変更可能である。分散媒に分散させる場合には、０．００５〜５０％の濃度溶液として使用される。また、フィルタ基材に対する除去材の付着量は、０．３〜３０ｇ／ｍ^２、好ましくは０．５〜５ｇ／ｍ^２、０，１〜５官能基相当量となるように調整することが望ましい。

また、除去材をフィルタ基材表面に付着させた後、飛散や剥離などを防止し、高い歩留率とするために使用されるバインダは、水溶性高分子化合物が使用され、例えばアクリル系および酢酸ビニル系の化合物などを単独もしくは混合して用いることができる。

ところで、フィルタ基材表面に除去材を付着させる方法としては、除去材の溶液が転写されたローラーをフィルタ基材表面に接触することで、フィルタ基材表面に付着させる方法やスプレー方法、溶液含浸処理での反応基付与などでおこなわれる。化学機能付与は薬剤添着、グラフト重合などの方法で実施される。

このため、フィルタ基材表面に前記ローラを接触させる間隙、時間、濃度などで除去材の付着量、層厚を変更できる。

そして、エアフィルタは、上述したような除去材が添着されたエアフィルタろ材を使用して、次に示す様な方法により形成される。すなわち、除去材の添着されたエアフィルタろ材が乾燥工程で乾燥された後、所定の寸法に切断しパネル型、巻取式ロールエアフィルタのエアフィルタろ材と使用されたり、、折り機でプリーツ状に折られるなどの製作が行われ、高性能フィルタとして形成される。あるいは、プリーツ状に形成されたフィルタ基材に高機能除去材を付着された後、これを乾燥させて形成することもできる。また従来の除じん用フィルタと積層させたりしての使用も考えられる。

また、上記問題解決手段による作用は次の通りである。

まず、エアフィルタの運転によりエアフィルタろ材に被処理ガスが吸気される。そして、エアフィルタろ材を通過した被処理ガスは清浄エアーとして必要な室に供給される。この時、被処理ガス中に含まれる固形粒子と共ＮＯｘ、ＳＯｘ、アンモニアなどの有害物質や放射性ヨウ素およびカビや細菌など等の微生物は、エアフィルタろ材に捕集吸着される。そして、エアフィルタろ材に捕集された有害物質や放射性ヨウ素および微生物はフィルタ基材の表面にバインダ、化学的によって保持されている除去材により除去される。これにより、有害物質が化学的および物理的作用で除去されると同時に放射性ヨウ素および微生物なども除去され清浄エアーとして用いられる。

さらに、フィルタ基材表面に付着される除去材の層厚、量は、被処理ガス中に含まれる有害物質や放射性ヨウ素および微生物の性質、量に応じて付与量なども変更できるようにしたので、エアフィルタの除去機能とろ過機能がうまく作用し寿命もほぼ同時期になり、従来のようにどちらかの機能が早く失はれ新規なエアフィルタろ材に取り替えなければならないといった問題が解決されるのである。

また、これによりエアフィルタの取り替え頻度が少なくなり、取替え作業に手間が掛からない上、長期に亘り安定した性能が得られ経費のコストアップも解決できる。

さらに、粒子状除去材添着の場合、エアフィルタろ材のじん埃捕集側の表面中心でバインダ、固着となるため、清浄化空気排出側には粒子状除去材の付着が無い状態となる。このため、除去材がエアフィルタろ材から剥離しても清浄化空気中に飛散することがない。したがって、清浄化空気が除去材によって汚染されることのないものである。

（１）フィルタ基材に複数除去材を目的、量に応じて、表裏面に添着させることにより、エアフィルタろ材に捕集された有害物質や放射性ヨウ素および微生物を長期間、安定的に捕らえることができる。したがって、エアフィルタろ材に捕集された有害物質や放射性ヨウ素および微生物が効率よく捕集除去され、安全性および性能の高いものである。
（２）除去材の層厚量を、被処理ガス中に含まれる有害物質や放射性ヨウ素および微生物の種類、性質、量に応じて変更できるようにしたので、有害物質などの除去機能と除じん機能の寿命がほぼ同時期になるため、エアフィルタろ材の機能を十分活用できる。
（３）粒子状除去材の付着をローラの転写などによりエアフィルタろ材のじん埃捕集側の表面および裏基材に行うことから、エアフィルタを容易な手段により製造することができる。
（４）エアフィルタろ材への除去材の添着を確実にすると共にコストの安いエアフィルタを提供できる。
（５）被処理ガス中に含まれる有害物質や放射性ヨウ素および微生物の性質、量の濃度に応じてエアフィルタろ材表面に除去材の種類、性質、層の厚さを変化させたので、エアフィルタろ材の圧力損失を制御し、不要にエアフィルタろ材内部の目詰まりを軽減し、エアフィルタろ材の寿命を延ばすことができる。

一実施例を示す抗菌性エアフィルタの斜視図で、部分的に破断したものを示す。 図１に表すＸ部の拡大図。 他の実施例を示す抗菌性エアフィルタの斜視図で、部分的に破断したものを示す。 図３に表すＹ部の拡大図。 本発明のエアフィルタろ材の製作装置を示す概略図。

以下本発明のエアフィルタろ材について図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態）
図１、２について説明する。１はエアフィルタろ材で、このエアフィルタろ材１はガラス繊維や合繊繊維または天然繊維などからなる除じんに加え一部ガス、微生物除去を有するフィルタ基材２と、このフィルタ基材２表面に添着した有害ガスや放射性ヨウ素およびカビや細菌などの微生物を除去する機能を同時に備えた除去材層３とから構成されている。

次に、フィルタ基材２の表面に添着形成する除去材層３を添着しエアフィルタろ材１を形成する方法について説明する。

まず、エアフィルタろ材１の製造装置は、フィルタ基材２をロール状に巻回したフィルタ基材供給部４と、フィルタ基材供給部４から繰り出されたフィルタ基材２を送り出すローラ５と添着ローラ６と添着ローラ６により除去材液を塗布されたフィルタ基材２を加熱添着する加熱装置７と加熱装置７内でフィルタ基材２に一定厚の除去材層３を形成したエアフィルタろ材１を巻き取る巻取ロール８とから構成されている。

このような構成からなっているので、フィルタ基材供給部４から繰り出されたフィルタ基材２はローラ５で添着ローラ６と接触し除去材が付着される。この時、フィルタ基材２に付着された除去材層３の厚みは、隙間の大小により添着ローラ６に転移された除去材の量により決められる。

次に、エアフィルタろ材１を使用したエアフィルタの具体的な構造について下記の実施例にしたがって説明する。

自動巻取式エアフィルタにエアフィルタろ材１を使用した場合ついて図面３，４を参照して詳細に説明する。

１１は巻取式ロールエアフィルタの本体を示し、この場合の本体１１は全体が縦型で前後幅の狭いＵチャンネル枠状をなし、その中央部が前後方向に大きく開口する通風部となっている。１２は繰出しロール、１３は巻取りロールで、本体１に取り付けられている。

そして、繰出しロール１２から繰り出されたてエアフィルタろ材１はガイドレールに沿って引き下ろされ巻取りロール１３に巻き取られるようになっている。

１４はフィルタ基材で、１５は銀ゼオライト層である。

次に、エアフィルタろ材１を箱型のユニットエアフィルタに使用した場合について図５〜８を参照して詳細に説明する。

図中、２１は箱型のユニットエアフィルタの外枠で、前後面開放の箱形状をしていて、この外枠２１内にエアフィルタろ材１がジグザグ状に折り曲げて装着されている。すなわち図６に拡大して示されているように、ジグザグ状に折り曲げられたエアフィルタろ材１間には波形板状のセパレータ２２が配置され、または図７、８に示すように、外枠２１内にジグザグ状に折り曲げて装着されたエアフィルタろ材１間に紐状の接着樹脂２３が折り込まれ、多数の通風路２４が形成されている。

エアフィルタろ材１は、不織布、グラスファイバーからなり粉じん保持容量、強度の大きな下流側のフィルタ基材１４とフィルタ基材１４表面に付着された高性能除去層で銀ゼオライト添着された層５とから構成されている。

なお、本発明で述べた除去機能を有したエアフィルタのエアフィルタろ材の使用態様は一実施例を述べただけで種々変更しても何ら本発明の要旨を変更するものではない。

本発明は、固形粒子、ガス状有害物質や放射性ヨウ素およびカビや細菌などの微生物を１つのエアフィルタろ材で除去すると共にエアフィルタろ材の除去機能とろ過機能の寿命がほぼ同時期に来るようにしたので、工場空調、ビル空調あるいはガスタービン発電所などの外気取り入れ用エアフィルタのエアフィルタろ材としては最適、有用なものである。

１・・・エアフィルタろ材 ２・・・フィルタ基材
３・・・除去材層 ４・・・フィルタ基材供給部
５・・・ローラ ６・・・添着ローラ
７・・・加熱装置 ８・・・巻取ロール
１１・・・巻取式ロールエアフィルタの本体 １２・・・繰出しロール
１３・・・巻取りロール １４・・・フィルタ基材
１５・・・銀ゼオライト層
２１・・・ユニットエアフィルタの外枠 ２２・・・セパレータ
２３・・・紐状の接着樹脂 ２４・・・通風路

本発明のエアフィルタろ材を示す概略図。 エアフィルタろ材の製造装置を示す概略図。 エアフィルタろ材の１実施例を示すもので、自動巻取式エアフィルタに使用した場合を示す概略図。 図３の繰出しロール部を示す１部拡大図。 エアフィルタろ材の第２実施例を示すもので、箱型のユニットエアフィルタに使用した場合を示す概略図。 図５のＸ部を示す拡大図。 エアフィルタろ材のもう一つの第２実施例を示すもので、箱型のユニットエアフィルタに使用した場合を示す概略図。 図７のＹ部を示す拡大図。

１・・・エアフィルタろ材 ２・・・フィルタ基材
３・・・除去材層 ４・・・フィルタ基材供給部
５・・・ローラ ６・・・添着ローラ
７・・・加熱装置 ８・・・巻取ロール
１１・・・巻取式ロールエアフィルタの本体 １２・・・繰出しロール
１３・・・巻取りロール １４・・・フィルタ基材
１５・・・銀ゼオライト層
２１・・・箱型のユニットエアフィルタの外枠 ２２・・・セパレータ
２３・・・紐状の接着樹脂 ２４・・・通風路

Claims (3)

1. ガラス繊維や合繊繊維または天然繊維などからなる一部有害物質除去性能を有するフィルタ基材の表面に被処理ガス中に含まれるＮＯｘ、ＳＯｘ、アンモニアなどのガス有害物質や固形粒子、放射性ヨウ素およびカビや細菌などの微生物を除去する機能を同時に備えた高性能除去材層を付着あるいは積層したことを特徴としたエアフィルタろ材。
2. 添着ローラ手段で除去材の層を形成したことを特徴とした請求項１記載のエアフィルタろ材。
3. 前記フィルタ基材の表面に付着する除去材層の厚さを、被処理ガス中に含まれるＮＯｘ、ＳＯｘ、アンモニアなどの有害ガスや放射性ヨウ素およびカビや細菌などの微生物の量、種類、性質に応じて変化させたことを特徴とした請求項１記載のエアフィルタろ材。

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