JP2014100654A - Filter material for air cleaning, and filter unit - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a deodorizing filter material for a pleat filter and a filter unit which are excellent in wind pressure durability and have small deformation when a pleat filter is processed.SOLUTION: Active carbon and a thermoplastic resin layer 3 are hold between an upstream-side cover layer 2 having an average fiber diameter of 20-100 μm and a downstream-side cover layer 4 having an average fiber diameter of 10-30 μm. The cover layer contains thermally fusible fibers. A filling density of a constituent fiber portion is set at 0.05 g/cc or more, and thereby a pleat shape is kept and falling-off of active carbon can be prevented.

Description

本発明は、脱臭機能を有した空気清浄用濾材に関するものである。   The present invention relates to an air cleaning filter medium having a deodorizing function.

近年、自動車用、家庭用フィルタ等の分野において、濾材の高機能化・多様化の要請が急激に高まっており、脱臭機能を有する空気清浄用濾材の検討が多くなされている。そして、これら空気清浄用濾材として、粒子状または繊維状の吸着剤と接着剤を用いてシート化する方法が多く採用されており、例えば、基材層間に粒状吸着剤と粒状接着剤の混合物を散布し、これを加熱接着してなる吸着濾材が開示されている（例えば特許文献１）。   In recent years, in the fields of automobiles, household filters, and the like, there has been a rapid increase in demands for highly functional and diversified filter media, and many studies have been made on air cleaning filter media having a deodorizing function. And as these air cleaning filter media, a method of forming a sheet using a particulate or fibrous adsorbent and an adhesive is often employed. For example, a mixture of a granular adsorbent and a granular adhesive is provided between base materials. An adsorptive filter medium formed by spraying and heat-bonding this is disclosed (for example, Patent Document 1).

かかる吸着濾材は低コストで通気性に優れる吸着性シートが得られるが、吸着剤層と基材シートとの接着が弱いため剥離が生じやすく、プリーツ加工等で外力がかかる場合、あるいはフィルタを高風量下に曝した場合ではプリーツ形状が変形し、通気抵抗が増大するという問題を有していた。   Such adsorptive filter media can provide an adsorbent sheet that is low in cost and excellent in air permeability. However, since the adhesion between the adsorbent layer and the base sheet is weak, peeling easily occurs, and when external force is applied by pleating or the like, or the filter is increased. When exposed to an air volume, the pleated shape is deformed, and there is a problem that the airflow resistance is increased.

特開平１１−５０５８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-5058

本発明は、上記従来技術の課題を背景になされたものでありプリーツフィルタ加工時の風圧耐久性に優れ、変形の小さいプリーツフィルタ用脱臭濾材およびフィルタユニットを提供するものである。   The present invention has been made against the background of the above-described prior art, and provides a deodorizing filter medium for a pleated filter and a filter unit that are excellent in wind pressure durability during processing of a pleated filter and have little deformation.

本発明者は上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに至った。即ち、本発明は以下の通りである。
（１）カバー層間に活性炭及び熱可塑性樹脂を含むプリーツフィルタ用濾材であって、最外層に熱融着繊維を含むことを特徴とする空気清浄用濾材。
（２）最外層に隣接する層の少なくとも１層がホットメルト不織布からなる上記（１）記載の空気清浄用濾材。
（３）上記（１）または（２）記載の空気清浄用濾材をプリーツ状に成型したフィルタユニット。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have finally completed the present invention. That is, the present invention is as follows.
(1) A pleated filter medium including activated carbon and a thermoplastic resin between cover layers, wherein the outermost layer includes a heat-sealing fiber.
(2) The air-cleaning filter medium according to (1), wherein at least one of the layers adjacent to the outermost layer is a hot-melt nonwoven fabric.
(3) A filter unit obtained by molding the air cleaning filter medium according to (1) or (2) into a pleated shape.

本発明による空気清浄用濾材は、低通気抵抗でダスト保持量が大きく、プリーツ加工時の風圧耐久性に優れ、変形の小さい空気清浄用濾材およびフィルタユニットを提供できる。   The air cleaning filter medium according to the present invention can provide an air cleaning filter medium and a filter unit that have low ventilation resistance, a large dust holding capacity, excellent air pressure durability during pleating, and small deformation.

本発明の空気清浄用濾材の模式図である。It is a schematic diagram of the filter medium for air cleaning of this invention. 本発明中の通気抵抗測定冶具である。It is a ventilation resistance measuring jig in the present invention. 本発明のプリーツフィルタの模式図である。It is a schematic diagram of the pleated filter of this invention.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の空気清浄用濾材は、カバー層間に活性炭及び熱可塑性樹脂を含む空気清浄用濾材である。本発明に使用されるカバー層は特に限定されず、織布状、不織布状いずれも構わないが、最外層に使用される場合は熱融着繊維を含むことが必須である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The air cleaning filter medium of the present invention is an air cleaning filter medium containing activated carbon and a thermoplastic resin between cover layers. The cover layer used in the present invention is not particularly limited and may be woven or non-woven, but when used for the outermost layer, it is essential to include heat-sealing fibers.

最外層の上流側カバー層の平均繊維径は２０〜１００μｍが好ましく、２０〜６０μｍがより好ましく、２０〜４５μｍがさらに好ましい。上流側カバー層は非処理空気の流入面であるため、平均繊維径が２０μｍより小さいと繊維間の空隙も狭くなり、空気中の塵埃がカバー層上に堆積し通気抵抗が急上昇するので好ましくない。平均繊維径が１００μｍより大きいと特にプリーツ時に活性炭粒子が飛び出す、あるいは脱落するので好ましくない。   The average fiber diameter of the outermost upstream cover layer is preferably 20 to 100 μm, more preferably 20 to 60 μm, still more preferably 20 to 45 μm. Since the upstream cover layer is an inflow surface of untreated air, if the average fiber diameter is smaller than 20 μm, the gap between the fibers becomes narrow, dust in the air accumulates on the cover layer, and the ventilation resistance increases rapidly. . If the average fiber diameter is larger than 100 μm, the activated carbon particles pop out or fall off particularly during pleating.

一方で最外層の下流側カバー層の平均繊維径は特に限定されないが、活性炭の脱落を考慮し１０〜３０μｍが好ましい。１０μｍより小さいと通気抵抗が高く、３０μｍより大きいと活性炭の脱落を生じる、   On the other hand, the average fiber diameter of the outermost downstream cover layer is not particularly limited, but is preferably 10 to 30 μm in consideration of falling off of the activated carbon. If it is smaller than 10 μm, the ventilation resistance is high, and if it is larger than 30 μm, the activated carbon falls off.

本発明のカバー層を構成する繊維部分の充填密度は０．０５ｇ／ｃｃ以上であることが好ましい。なぜなら、０．０５ｇ／ｃｃより充填密度が低いとプリーツ加工時に熱セットが効かず、プリーツ形状を保つことが難しくなる。より好ましくは０．１５ｇ／ｃｃ以上である。   The filling density of the fiber part constituting the cover layer of the present invention is preferably 0.05 g / cc or more. This is because if the packing density is lower than 0.05 g / cc, heat setting does not work during pleating and it becomes difficult to maintain the pleated shape. More preferably, it is 0.15 g / cc or more.

本発明のカバー層は、厚みは０．１ｍｍ〜３．０ｍｍが好ましい。０．１ｍｍ未満であれば目付斑も考慮すると活性炭の抜け、脱落の懸念が生じ、また３．０ｍｍを超えると濾材全体の厚みが大き過ぎるため、プリーツ状ユニットとした場合に構造抵抗が大きくなり、結果としてユニット全体での通気抵抗が高くなり過ぎ実用上問題があるためである。   The cover layer of the present invention preferably has a thickness of 0.1 mm to 3.0 mm. If the weight is less than 0.1 mm, there is a concern that activated carbon may come off or fall off when considering the spot weight. If the thickness exceeds 3.0 mm, the thickness of the entire filter medium is too large, so the structural resistance increases when a pleated unit is used. As a result, the ventilation resistance of the entire unit becomes too high, which causes a practical problem.

カバー層の目付量としては１５〜１００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、より好ましくは２０〜８０ｇ／ｍ^２である。１５ｇ／ｍ^２未満であれば活性炭、及び熱可塑性樹脂の抜けが多くなり好ましくない。１００ｇ／ｍ^２を越えると、シート厚み大きくなるためプリーツ状ユニットとした場合の構造抵抗が大きくなり好ましくない。 Preferably as the basis weight of the cover layer is 15 to 100 / ^{m 2,} more preferably from 20 to 80 g / ^{m 2.} If it is less than 15 g / m ² , the activated carbon and the thermoplastic resin are likely to come off, which is not preferable. If it exceeds 100 g / m ² , the sheet thickness increases, so that the structural resistance in the case of a pleated unit increases, which is not preferable.

本発明の最外層を構成する繊維は熱融着繊維を含むことが必須であり、材質はポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系、アクリル系、ポリビニルアルコール系、ポリカーボネート等特に規定はなく、１００℃以上の熱によって溶融する成分が使用できる。特にポリエチレン／ポリエステル、変性ポリエステル／ポリエステル、ポリプロピレン／ポリエステルといった鞘／芯構造を有する芯鞘繊維であることが好ましい。最外層に熱融着繊維を用いることにより、後述する活性炭とのシート化加工時の加熱の際に繊維同士および活性炭と繊維間で熱融着繊維の作用により強固に接着し、シート強度が増大する作用がある。さらに特筆すべきは、プリーツ加工後にプリーツ山同士が密着しないように頂点固定する際、固定部材にホットメルト樹脂や接着剤のような接着成分を用いなくとも、紙や金属などの固定部材をプリーツ山頂点に接触させ加熱するだけで、濾材表面が融着し固定部材との接着が可能となる。   The fibers constituting the outermost layer of the present invention must contain heat-sealing fibers, and the material is not particularly specified, such as polyolefin-based, polyester-based, polyamide-based, polyurethane-based, acrylic-based, polyvinyl alcohol-based, polycarbonate, etc. Components that melt by heat of 100 ° C. or higher can be used. In particular, a core-sheath fiber having a sheath / core structure such as polyethylene / polyester, modified polyester / polyester, and polypropylene / polyester is preferable. By using heat-bonded fibers as the outermost layer, the sheets are bonded firmly by the action of heat-bonded fibers between the fibers and between the activated carbon and the fibers during heating to form a sheet with activated carbon described later, thereby increasing the sheet strength. Has the effect of It should also be noted that when fixing the apex so that the pleat peaks do not adhere to each other after pleating, the fixing member such as paper or metal is pleated without using an adhesive component such as hot melt resin or adhesive. By simply contacting the top of the mountain and heating, the surface of the filter medium is fused and can be bonded to the fixing member.

本発明のカバー層の繊維配向は特に限定はなく例えば不織布状であればランダム状、クロス状、パラレル状いずれでも構わない。   The fiber orientation of the cover layer of the present invention is not particularly limited, and may be any of a random shape, a cloth shape, and a parallel shape as long as it is a nonwoven fabric.

本発明でカバー層間、活性炭層との接着には、熱可塑性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂として種類はポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリウレタン系、ポリエステル系、エチレンーアクリル共重合体、ポリアクリレート、ポリアーレン、ポリアクリル、ポリジエン、エチレンー酢酸ビニル、ＰＶＣ、ＰＳ等があげられる。   In the present invention, a thermoplastic resin is used for adhesion between the cover layer and the activated carbon layer. Examples of the thermoplastic resin include polyolefin-based, polyamide-based, polyurethane-based, polyester-based, ethylene-acrylic copolymer, polyacrylate, polyarene, polyacrylic, polydiene, ethylene-vinyl acetate, PVC, PS, and the like.

熱可塑性樹脂の大きさは粉末状の樹脂は平均で１〜４０μｍ（以下、粉末状熱可塑性樹脂と呼ぶ場合がある）の粒径が好ましい。より好ましくは５〜３０μｍである。更に好ましくは１〜４０μｍの範囲に９５重量％以上が含まれることである。かかる範囲の粒子径であれば、熱可塑性樹脂が、活性炭の表面細孔を塞ぐことを低減できる一方、活性炭との混合時にファンデルワールス力や静電気力による活性炭への予備接着が有効になされ、均一に分散することができ、活性炭層内、及びカバー層との接着性を良好にできるからである。   As for the size of the thermoplastic resin, the average particle size of the powdered resin is preferably 1 to 40 μm (hereinafter sometimes referred to as a powdered thermoplastic resin). More preferably, it is 5-30 micrometers. More preferably, 95% by weight or more is contained in the range of 1 to 40 μm. If the particle size is in such a range, the thermoplastic resin can reduce the clogging of the surface pores of the activated carbon, while pre-adhesion to the activated carbon by van der Waals force or electrostatic force is effectively made when mixed with activated carbon, It is because it can disperse | distribute uniformly and the adhesiveness in an activated carbon layer and a cover layer can be made favorable.

粉末状熱可塑性樹脂の形状は特に規定はないが、球状、破砕状、繊維状等があげられる。粉末状熱可塑性樹脂の融点は、移動車両等の室内の環境温度等考慮すると８０℃以上が好ましい。より好ましくは９０℃以上である。   The shape of the powdered thermoplastic resin is not particularly limited, but examples thereof include a spherical shape, a crushed shape, and a fibrous shape. The melting point of the powdered thermoplastic resin is preferably 80 ° C. or higher in consideration of the environmental temperature in the room of a moving vehicle or the like. More preferably, it is 90 ° C. or higher.

粉末状熱可塑性樹脂の溶融時の流動性はＪＩＳ Ｋ−７２１０記載のＭＩ値でみれば１〜８０ｇ／１０ｍｉｎが好ましい。より好ましくは３〜３０ｇ／１０ｍｉｎである。かかる範囲であれば、吸着剤の表面の閉塞を防止しつつ、活性炭層とカバー層を強固に接着することができるからである。   The fluidity at the time of melting of the powdery thermoplastic resin is preferably 1 to 80 g / 10 min in terms of the MI value described in JIS K-7210. More preferably, it is 3-30 g / 10min. This is because, within such a range, the activated carbon layer and the cover layer can be firmly bonded while preventing the surface of the adsorbent from being blocked.

粉末状、粒状とも熱可塑性樹脂の使用量は活性炭に対して１〜５０重量％使用するのが好ましい。より好ましくは３〜３０重量％である。かかる範囲内であれば、カバー層との接着力、通気抵抗、脱臭性能に優れる脱臭濾材が得られるからである。   It is preferable to use the thermoplastic resin in an amount of 1 to 50% by weight with respect to the activated carbon in both powder and granular form. More preferably, it is 3 to 30% by weight. This is because a deodorizing filter medium excellent in adhesive strength with the cover layer, ventilation resistance, and deodorizing performance can be obtained within such a range.

粉末状、粒状とも熱可塑性粉末樹脂の粒径調整法は、機械粉砕、冷凍粉砕、化学調整法等があげられる。また最終的に篩にかけ一定粒径を得ることができるが、一定の粒径を確保できる方法であれば特に限定されない。   Examples of the method for adjusting the particle size of the thermoplastic powder resin in both powder and granular form include mechanical pulverization, freeze pulverization, and chemical adjustment. Moreover, although it can finally screen and obtain a fixed particle size, if it is a method which can ensure a fixed particle size, it will not specifically limit.

構成単位としては上流側カバー層／活性炭と粉末状熱可塑性樹脂の混合粉粒体／下流側カバー層である。当然ながら、前記積層体にさらに活性炭と粉末状熱可塑性樹脂の混合粉粒体を配置し、カバー層を繰り返し積層一体化することも可能である。   The structural unit is: upstream cover layer / active carbon and powdered thermoplastic resin mixed powder / downstream cover layer. Of course, it is also possible to dispose a mixed powder of activated carbon and powdered thermoplastic resin in the laminate and repeatedly laminate and integrate the cover layers.

本発明の空気清浄用濾材に用いられる活性炭の平均粒子径は、通気性、ダスト保持性、吸着材の脱落、シート加工性等を考慮して、ＪＩＳ Ｋ １４７４活性炭試験方法に基づいた質量平均径にて４００〜８００μｍであることが好ましく、４５０〜７５０μｍであればより好ましい。平均粒子径が４００μｍ未満の場合には、一定の脱臭性能を得るのに通気抵抗が大きくなりすぎ、また、同時にシート充填密度が高くなりやすく、ダスト供給時に早期の通気抵抗上昇を引き起こす原因にもなり好ましくない。平均粒子径が８００μｍを越える場合には、脱臭性能が極端に低くなり、更には厚みが大きくなるため、プリーツユニットとしての構造抵抗が高くなるので好ましくない。なお、上記の粒状活性炭は、通常の分級機を使用して所定の粒度調整をすることにより、得ることが可能である。   The average particle diameter of the activated carbon used for the air cleaning filter medium of the present invention is the mass average diameter based on the JIS K 1474 activated carbon test method in consideration of air permeability, dust retention, adsorbent dropout, sheet processability, and the like. Is preferably 400 to 800 μm, more preferably 450 to 750 μm. If the average particle size is less than 400 μm, the ventilation resistance becomes too high to obtain a certain deodorizing performance, and at the same time the sheet filling density tends to be high, which may cause an early increase in the ventilation resistance when supplying dust. It is not preferable. When the average particle diameter exceeds 800 μm, the deodorizing performance becomes extremely low and the thickness becomes large, which is not preferable because the structural resistance as a pleat unit becomes high. In addition, said granular activated carbon can be obtained by carrying out predetermined particle size adjustment using a normal classifier.

本発明の空気清浄用濾材に用いられる活性炭のＪＩＳ Ｋ １４７４に準拠して測定したときのトルエン吸着量は、２０重量％以上が好ましい。悪臭ガス等の無極性のガス状及び液状物質に対して高い吸着性能を必要とするためである。   The amount of toluene adsorbed when measured in accordance with JIS K 1474 of the activated carbon used for the air cleaning filter medium of the present invention is preferably 20% by weight or more. This is because high adsorption performance is required for nonpolar gaseous and liquid substances such as malodorous gases.

本発明の空気清浄用濾材に用いられる活性炭の吸着層１層あたりの重量は２０〜５００ｇ／ｍ^２の範囲であることが好ましい。かかる範囲であれば充分な吸着性能が得られるだけでなく、通気抵抗においても低く抑えることができるためである。 It is preferable that the weight per layer of the activated carbon used in the air-cleaning filter medium of the present invention is in the range of ^{20 to} 500 g / m ² . This is because, within such a range, not only sufficient adsorption performance can be obtained, but also the ventilation resistance can be kept low.

本発明の空気清浄用濾材に用いられる活性炭は、極性物質やアルデヒド類の吸着性能を向上することを目的として、薬品処理を施して用いてもよい。薬品処理に用いられる薬品としては、アルデヒド系ガスやNＯx等の窒素化合物、ＳＯｘ等の硫黄化合物、酢酸等の酸性の極性物質に対しては、例えばエタノールアミン、ポリエチレンイミン、アニリン、Ｐ―アニシジン、スルファニル酸等のアミン系薬剤や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸グアニジン、リン酸グアニジン、アミノグアニジン硫酸塩、５．５―ジメチルヒダントイン、ベンゾグアナミン、２．２―イミノジエタノール、２．２．２―ニトロトリエタノール、エタノールアミン塩酸塩、２−アミノエタノール、２．２−イミノジエタノール塩酸塩、Ｐ―アミノ安息香酸、スルファニル酸ナトリウム、L―アルギニン、メチルアミン塩酸塩、セミカルバジド塩酸塩、ヒドラジン、ヒドロキノン、硫酸ヒドロキシルアミン、過マンガン酸塩、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等が好適に用いられ、アンモニア、メチルアミン、トリメチルアミン、ピリジン等の塩基性の極性物質に対しては、例えば、リン酸、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、酒石酸等が好適に用いられる。なお、薬品処理は、例えば、活性炭に薬品を担持させたり、添着することにより行う。また、活性炭に直接薬品を処理する以外に、シート面表面付近に通常のコーティング法等で添着加工する方法やシート全体に含浸添着することも可能である。この際、アルギン酸ソーダやポリエチレンオキサイド等の増粘剤を混入した薬品水溶液をつくり、これを担持、添着を実施する方法もできる。この方法では水への溶解度が低い薬品を担持、添着し、さらに薬品の脱落を抑制するのにも有効である。   The activated carbon used in the air cleaning filter medium of the present invention may be used after chemical treatment for the purpose of improving the adsorption performance of polar substances and aldehydes. Examples of chemicals used for chemical treatment include nitrogen compounds such as aldehyde gases and NOx, sulfur compounds such as SOx, and acidic polar substances such as acetic acid such as ethanolamine, polyethyleneimine, aniline, P-anisidine, Amine drugs such as sulfanilic acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide, guanidine carbonate, guanidine phosphate, aminoguanidine sulfate, 5.5-dimethylhydantoin, benzoguanamine, 2.2-iminodiethanol, 2.2.2- Nitrotriethanol, ethanolamine hydrochloride, 2-aminoethanol, 2.2-iminodiethanol hydrochloride, P-aminobenzoic acid, sodium sulfanilate, L-arginine, methylamine hydrochloride, semicarbazide hydrochloride, hydrazine, hydroquinone, Hydroxylamine sulfate Nganate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate and the like are preferably used. For basic polar substances such as ammonia, methylamine, trimethylamine and pyridine, for example, phosphoric acid, citric acid, malic acid, ascorbic acid Tartaric acid and the like are preferably used. The chemical treatment is performed by, for example, supporting or attaching a chemical to activated carbon. In addition to directly treating the activated carbon with chemicals, it is possible to impregnate the entire sheet or impregnate the entire sheet by a method such as an ordinary coating method in the vicinity of the sheet surface. At this time, a chemical aqueous solution in which a thickener such as sodium alginate or polyethylene oxide is mixed can be prepared, supported, and attached. This method is effective in supporting and attaching a chemical having low solubility in water and further suppressing the chemical from falling off.

本発明の空気清浄用濾材は、抗菌剤、抗かび剤、抗ウイルス剤、難燃剤等の付随的機能を有する成分等を含めて構成してもよい。これらの成分は繊維類や不織布、織物中に練り込んでも、後加工で添着、及び担持して付与してもよい。例えば、難燃剤を含めて構成することにより、ＦＭＶＳＳ．３０２で規定されている遅燃性の基準やＵＬ難燃規格に合致した空気清浄用濾材を製造することが可能である。   The air-cleaning filter medium of the present invention may include components having incidental functions such as antibacterial agents, antifungal agents, antiviral agents, and flame retardants. These components may be kneaded into fibers, non-woven fabrics, or woven fabrics, or may be attached and supported by post-processing. For example, by including a flame retardant, FMVSS. It is possible to manufacture a filter medium for air cleaning that meets the standards for retarding flame retardancy defined in 302 and UL flame retardant standards.

上記の付随的機能を有する成分は、活性炭等へ添着又は担持してもよい。但し、この際には、活性炭本来の吸着機能を損なわないよう留意する必要がある。また、カバー層や通気性シート等の繊維に吸着性能を有する機能を付与、例えば、酸やアルカリの薬剤を添着したりイオン交換繊維等を用いることにより、脱臭機能を強化することも可能である。   The component having the incidental function may be attached or supported on activated carbon or the like. However, in this case, care must be taken not to impair the original adsorption function of the activated carbon. Also, it is possible to enhance the deodorizing function by imparting a function having adsorption performance to the fibers such as a cover layer and a breathable sheet, for example, by attaching an acid or alkali agent or using ion exchange fibers. .

空気清浄用濾材の基本的な製法について説明する。まず、活性炭と粉末状熱可塑性樹脂を所定の重量秤量し、シェーカー（撹拌器）に入れ、約１０分間回転速度３０ｒｐｍで撹拌する。この際の水分率は混合物重量の１５％以内が好ましい。この時点で粉末状熱可塑性樹脂が活性炭表面に仮接着された混合物となっている。次に、この混合粉粒体をカバー層の上に散布後、通気性シート（カバー層）を積層し、熱プレス処理を実施する。熱プレスの際のシート表面温度は熱可塑性粉末樹脂融点の３〜３０℃、好ましくは５〜２０℃高い程度が好ましい。別法として、活性炭と粉末状熱可塑性樹脂を予め混合した混合粉体をカバー層の上に散布後、さらに粒状熱可塑性樹脂を一定量散布し、さらに通気性シート（カバー層）を積層後、熱プレス処理を実施する方法、あるいはカバー層に予め粒状熱可塑性樹脂を固着させておき、このシートを上述したカバー層として、この上に活性炭と粉末状熱可塑性樹脂を予め混合した混合粉体を散布、あるいは通気性シート（カバー層）に使用し、熱プレス処理を実施して空気清浄用濾材を得ることもできる。   The basic manufacturing method of the air cleaning filter medium will be described. First, activated carbon and powdered thermoplastic resin are weighed to a predetermined weight, placed in a shaker (stirrer), and stirred at a rotational speed of 30 rpm for about 10 minutes. The moisture content at this time is preferably within 15% of the weight of the mixture. At this point, the powdery thermoplastic resin is a mixture temporarily bonded to the activated carbon surface. Next, after spraying this mixed granular material on a cover layer, a breathable sheet (cover layer) is laminated | stacked and a hot press process is implemented. The sheet surface temperature during hot pressing is preferably about 3 to 30 ° C, preferably 5 to 20 ° C higher than the melting point of the thermoplastic powder resin. Alternatively, after spraying a mixed powder prepared by pre-mixing activated carbon and powdered thermoplastic resin on the cover layer, further spraying a certain amount of granular thermoplastic resin, and further laminating a breathable sheet (cover layer), A method of performing a heat press treatment or a granular thermoplastic resin fixed in advance to a cover layer, and this sheet as a cover layer described above, a mixed powder in which activated carbon and a powdered thermoplastic resin are premixed thereon It can also be used for spraying or breathable sheets (cover layers) and subjected to hot press treatment to obtain an air cleaning filter medium.

また、熱処理する前に赤外線等で予め予備加熱し、仮接着しておけば、プレス時におこりがちな混合粉粒体の不規則な流動も生じず、より分散性が良好な空気清浄用濾材が製造できる。赤外線による熱処理は、気流などを起こさず、混合粉粒体を静置した状態で加熱することができ、混合粉粒体の飛散などを防止することができる。   Also, if preheated and pre-bonded with infrared rays or the like before heat treatment, there will be no irregular flow of the mixed powder particles that tend to occur during pressing, and an air purifying filter medium with better dispersibility can be obtained. Can be manufactured. The heat treatment using infrared rays does not cause an air current and the like, can be heated in a state where the mixed powder particles are allowed to stand, and scattering of the mixed powder particles can be prevented.

最終的に熱プレスしシート製造するにはよく使用されるロール間熱プレス法、あるいは上下ともフラットな熱ベルトコンベヤー間にはさみこむフラットベッドラミネート法等があげられる。より均一な厚み、接着状態をつくりだすには後者の方がより好ましい。また、本特許で記載するカバー層と上記製法の特徴の組み合わせにより、活性炭同志の過度の結着を抑制することができると同時に、基材不織布との実用上充分な接着強力を得ることができる。   In order to produce a sheet by finally hot pressing, a hot press method between rolls or a flat bed laminating method in which the upper and lower parts are sandwiched between flat heat belt conveyors can be used. The latter is more preferable for producing a more uniform thickness and adhesion. In addition, the combination of the characteristics of the cover layer described in this patent and the above production method can suppress excessive binding between the activated carbons, and at the same time can obtain a practically sufficient adhesive strength with the base nonwoven fabric. .

本発明で得られた濾材は、プリーツ形状に加工するのに好適である。プリーツ形状への加工方法は特に限定されずレシプロ方式、ロータリー方式、ストライピング方式等、広く利用できる。プリーツ形状に加工することによって単位面積あたりの濾材折り込み量を増やせる為、脱臭性能やダスト保持性能を飛躍的に向上させることができる。   The filter medium obtained in the present invention is suitable for processing into a pleated shape. The method of processing into a pleated shape is not particularly limited, and can be widely used such as a reciprocating method, a rotary method, and a striping method. Since the amount of filter media folded per unit area can be increased by processing into a pleated shape, the deodorizing performance and dust holding performance can be dramatically improved.

本発明の濾材を使用したプリーツ状フィルタユニットの厚みは、１０〜４００ｍｍが好ましい。カーエアコンに内蔵装着をはじめとする車載用途や家庭用空気清浄機であれば、通常の内部スペースの関係から、１０〜６０ｍｍ程度、ビル空調用途へよく設置される大型のフィルタユニットであれば４０〜４００ｍｍ程度が収納スペースから考えると好ましい。   The thickness of the pleated filter unit using the filter medium of the present invention is preferably 10 to 400 mm. For in-vehicle applications such as built-in car air conditioners and household air purifiers, 40 to approximately 10 to 60 mm for large filter units often installed in building air conditioning applications due to the normal internal space. About ~ 400 mm is preferable considering the storage space.

本発明のフィルタユニットのひだ山頂点間隔は２〜３０ｍｍが好ましい。２ｍｍ未満ではひだ山間が密着しすぎでデッドスペースが多く、効率的にシートを活用できなくなるため好ましくない。一方、３０ｍｍを越えると濾材折り込み面積が小さくなるためフィルタ厚みに応じた除去効果を得ることができなくなるため好ましくない。   The pleat peak apex distance of the filter unit of the present invention is preferably 2 to 30 mm. If it is less than 2 mm, the folds are in close contact with each other and there is a lot of dead space, which makes it impossible to use the sheet efficiently. On the other hand, if it exceeds 30 mm, the filter medium folding area becomes small, and therefore it is not preferable because the removal effect corresponding to the filter thickness cannot be obtained.

以下本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に沿って設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
尚、実施例中の数値は以下のような方法で測定した値である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following examples are not intended to limit the present invention, and any design changes in accordance with the gist of the preceding and following descriptions are all within the technical scope of the present invention. Is included.
In addition, the numerical value in an Example is the value measured by the following methods.

（平均繊維径）
不織布の表面の走査型電子顕微鏡写真（倍率１００倍）を撮影し、その写真からｎ＝３０にて繊維径を測定した平均値を算出した。 (Average fiber diameter)
A scanning electron micrograph (100 times magnification) of the surface of the nonwoven fabric was taken, and an average value of fiber diameters measured from the photograph at n = 30 was calculated.

（目付）
２００ｍｍ×２００ｍｍの試料を使用し、８０℃の恒温槽中に３０分放置後、デシケータ（乾燥剤：シリカゲル）中で３０分放置する。その後取り出し、感量１０ｍｇの化学天秤で測定して、ｍ^２当りの重量に換算した。 (Weight)
A sample of 200 mm × 200 mm is used, left in a constant temperature bath at 80 ° C. for 30 minutes, and then left in a desiccator (desiccant: silica gel) for 30 minutes. Thereafter, the sample was taken out, measured with a chemical balance having a sensitivity of 10 mg, and converted to a weight per m ² .

（平均粒径）
ＪＩＳ Ｋ １４７４活性炭試験方法に基づき測定を行い、質量平均径を求めた。 (Average particle size)
Measurement was carried out based on the JIS K 1474 activated carbon test method to determine the mass average diameter.

（通気抵抗）
図２に示す測定冶具により、面風速１．５０ｍ／ｓｅｃの条件下で測定した。 (Ventilation resistance)
The measurement was performed under the condition of a surface wind speed of 1.50 m / sec with the measuring jig shown in FIG.

（厚み）
荷重６８６Ｐａの圧力を加えた時の値を測定した。 (Thickness)
The value when a pressure of 686 Pa was applied was measured.

（ダスト保持量、ダスト集塵効率）
フィルタをダクト内に設置し、面風速が１．５ｍ／ｓｅｃになるよう大気を通気させ、濾材上流側から、ＪＩＳ Ｚ ８９０１記載の１５種粉塵を７０ｍｇ／ｍ^３の濃度にて負荷し、通気抵抗が初期から１５０Ｐａ上昇するまで粉塵を負荷した。この時のダスト捕集量をダスト保持量とした。
また、次式により集塵効率を求めた。
ダスト集塵効率［％］＝ダスト保持量÷ダスト供給量×１００ (Dust retention, dust collection efficiency)
A filter is installed in the duct, and air is ventilated so that the surface wind speed is 1.5 m / sec. From the upstream side of the filter medium, 15 kinds of dust described in JIS Z 8901 is loaded at a concentration of 70 mg / m ³ , and aeration is performed. Dust was loaded until the resistance increased by 150 Pa from the beginning. The amount of dust collected at this time was defined as the amount of dust retained.
Moreover, the dust collection efficiency was calculated | required by following Formula.
Dust collection efficiency [%] = Dust retention amount / Dust supply amount x 100

［実施例１］
平均繊維径２０μｍ、目付２７ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍの芯がポリエチレン、鞘がポリエステルのサーマルボンド不織布繊維を下流カバー層として最外層に用いた。
平均粒径５００μｍ、硬さ９７％、窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積１０８０ｍ^２／ｇである５％炭酸カリウム添着ヤシガラ系粒状活性炭と、熱可塑性粉末樹脂としてポリエチレン樹脂（平均粒径２０μｍ、ＭＩ １２ｇ／１０ｍｉｎ、融点１０５℃）を１０：１の重量比にて秤量し、均一になるまで撹拌混合した。この混合粉粒体を前記上流カバー層に総量１５０ｇ／ｍ^２になるように均一に散布した。その上にポリアミドスパンボンドからなる熱接着性シート（呉羽テック株式会社製ダイナックＬＮＳ００１０、目付１０ｇ／ｍ^２）を積層し、さらに平均繊維径３５μｍ、目付６５ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍの芯がポリエステル、鞘が低融点ポリエステルからなるサーマルボンド不織布を重ね合わせ、テフロン（登録商標）／ガラス製のベルト間に挟み込み、このベルト間隔を０．５ｍｍ、圧力１００ｋＰａに設定し１４０℃、３０秒間熱プレス加工実施した。その後冷却し所望の空気清浄用濾材を得た。本濾材を濾材幅２８０ｍｍにてプリーツ高さ２０ｍｍで４５山ひだ折り加工を施した後、プリーツ間隔が６ｍｍとなるようにプリーツ濾材を引き延ばして、不織布枠に固定し、２８０ｍｍ×２７０ｍｍサイズのプリーツフィルタを得た。 [Example 1]
A thermal bond nonwoven fabric fiber having an average fiber diameter of 20 μm, a basis weight of 27 g / m ² , a core of 0.2 mm and a core of polyethylene and a sheath of polyester was used as a downstream cover layer in the outermost layer.
An average particle diameter of 500 μm, a hardness of 97%, a 5% potassium carbonate-impregnated coconut husk granular activated carbon having a BET specific surface area of 1080 m ² / g as determined by a nitrogen adsorption method, and a polyethylene resin (average particle diameter of 20 μm, MI of 12 g / g) as a thermoplastic powder resin 10 min, melting point 105 ° C.) was weighed at a weight ratio of 10: 1 and stirred and mixed until uniform. This mixed powder was uniformly sprayed on the upstream cover layer so that the total amount was 150 g / m ² . A thermal adhesive sheet made of polyamide spunbond (Dynac LNS0010 manufactured by Kureha Tech Co., Ltd., basis weight 10 g / m ² ) is laminated thereon, and a core having an average fiber diameter of 35 μm, basis weight 65 g / m ² and thickness 0.2 mm is formed. A thermal bond nonwoven fabric made of polyester and low melting point polyester is layered and sandwiched between Teflon (registered trademark) / glass belts. The belt spacing is set to 0.5 mm and the pressure is 100 kPa. Processing was carried out. Thereafter, it was cooled to obtain a desired air cleaning filter medium. The filter medium was subjected to 45-pleat folding with a filter medium width of 280 mm and a pleat height of 20 mm, and then the pleat filter medium was stretched to a pleat interval of 6 mm, fixed to a nonwoven fabric frame, and a 280 mm × 270 mm size pleat filter Got.

［比較例１］
平均繊維径２０μｍ、目付２０ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍのポリエステルのスパンボンド不織布繊維を下流カバー層として最外層に用いた。
平均粒径５００μｍ、硬さ９７％、窒素吸着法によるＢＥＴ比表面積１０８０ｍ^２／ｇである５％炭酸カリウム添着ヤシガラ系粒状活性炭と、熱可塑性粉末樹脂としてポリエチレン樹脂（平均粒径２０μｍ、ＭＩ １２ｇ／１０ｍｉｎ、融点１０５℃）を１０：１の重量比にて秤量し、均一になるまで撹拌混合した。この混合粉粒体を前記上流カバー層に総量１５０ｇ／ｍ^２になるように均一に散布した。その上にポリアミドスパンボンドからなる熱接着性シート（呉羽テック株式会社製ダイナックＬＮＳ００１０、目付１０ｇ／ｍ^２）を積層し、さらに平均繊維径１５μｍ、目付２０ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍのポリエステルスパンボンド不織布を重ね合わせ、テフロン（登録商標）／ガラス製のベルト間に挟み込み、このベルト間隔を０．５ｍｍ、圧力１００ｋＰａに設定し１４０℃、３０秒間熱プレス加工実施した。その後冷却し所望の空気清浄用濾材を得た。本濾材を濾材幅２８０ｍｍにてプリーツ高さ２０ｍｍで４５山ひだ折り加工を施した後、プリーツ間隔が６ｍｍとなるようにプリーツ濾材を引き延ばして、不織布枠に固定し、２８０ｍｍ×２７０ｍｍサイズのプリーツフィルタを得た。 [Comparative Example 1]
A polyester spunbond nonwoven fabric fiber having an average fiber diameter of 20 μm, a basis weight of 20 g / m ² , and a thickness of 0.2 mm was used as the downstream cover layer in the outermost layer.
An average particle diameter of 500 μm, a hardness of 97%, a 5% potassium carbonate-impregnated coconut husk granular activated carbon having a BET specific surface area of 1080 m ² / g as determined by a nitrogen adsorption method, and a polyethylene resin (average particle diameter of 20 μm, MI of 12 g / g) as a thermoplastic powder resin 10 min, melting point 105 ° C.) was weighed at a weight ratio of 10: 1 and stirred and mixed until uniform. This mixed powder was uniformly sprayed on the upstream cover layer so that the total amount was 150 g / m ² . A heat-adhesive sheet made of polyamide spunbond (Dynac LNS0010 manufactured by Kureha Tech Co., Ltd., basis weight 10 g / m ² ) is laminated thereon, and further a polyester span having an average fiber diameter of 15 μm, basis weight 20 g / m ² and thickness of 0.2 mm. The bonded nonwoven fabrics were overlapped and sandwiched between Teflon (registered trademark) / glass belts, and the belt interval was set to 0.5 mm and the pressure was set to 100 kPa. Thereafter, it was cooled to obtain a desired air cleaning filter medium. The filter medium was subjected to 45-pleat folding with a filter medium width of 280 mm and a pleat height of 20 mm, and then the pleat filter medium was stretched to a pleat interval of 6 mm, fixed to a nonwoven fabric frame, and a 280 mm × 270 mm size pleat filter Got.

以上、実施例および比較例にて得られたプリーツフィルタについて通気抵抗、ダスト保持量、ダスト集塵効率の評価を実施した。実施した結果を表１に示す。
実施例１は通気抵抗が低く、さらに最外層が強固に熱融着されているため、プリーツ形状の変形が抑制され、ダスト保持量も高い。
一方、比較例１では通風時に変形が起こり、通気抵抗が高くダスト保持量も低い。 As mentioned above, evaluation of ventilation resistance, dust retention, and dust collection efficiency was implemented about the pleated filter obtained in the Example and the comparative example. The results are shown in Table 1.
In Example 1, the ventilation resistance is low, and since the outermost layer is firmly heat-sealed, deformation of the pleat shape is suppressed and the amount of dust retained is high.
On the other hand, in Comparative Example 1, deformation occurs during ventilation, the ventilation resistance is high, and the dust holding amount is low.

本発明の空気清浄用濾材は、低通気抵抗でダスト保持量が大きく、プリーツ加工時の変形が小さいプリーツフィルタ用濾材を提供するものであり産業界に貢献することが大である。   The air-cleaning filter medium of the present invention provides a filter medium for a pleated filter having a low airflow resistance, a large dust holding amount, and a small deformation at the time of pleating, and contributes greatly to the industry.

１：空気清浄用濾材
２：上流側カバー層
３：活性炭／粉末状熱可塑性樹脂
４：下流側カバー層
５：プリーツユニット
６：不織布枠体 1: Air purifying filter medium 2: Upstream cover layer 3: Activated carbon / powdered thermoplastic resin 4: Downstream cover layer 5: Pleated unit 6: Non-woven frame

Claims (3)

カバー層間に活性炭及び熱可塑性樹脂を含むプリーツフィルタ用濾材であって、最外層に熱融着繊維を含むことを特徴とする空気清浄用濾材。   A filter medium for a pleat filter including activated carbon and a thermoplastic resin between cover layers, wherein the outermost layer includes a heat-sealing fiber. 最外層に隣接する層の少なくとも１層がホットメルト不織布からなる請求項１記載の空気清浄用濾材。   The air-cleaning filter medium according to claim 1, wherein at least one of the layers adjacent to the outermost layer comprises a hot-melt nonwoven fabric. 請求項１または２記載の空気清浄用濾材をプリーツ状に成型したフィルタユニット。   A filter unit in which the air cleaning filter medium according to claim 1 or 2 is molded into a pleat shape.