JP3114079B2 - 塩分除去用不織布製濾材およびこれを用いたエアーフィルタ - Google Patents

塩分除去用不織布製濾材およびこれを用いたエアーフィルタ

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JP3114079B2 JP04342374A JP34237492A JP3114079B2 JP 3114079 B2 JP3114079 B2 JP 3114079B2 JP 04342374 A JP04342374 A JP 04342374A JP 34237492 A JP34237492 A JP 34237492A JP 3114079 B2 JP3114079 B2 JP 3114079B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、海岸部に建設されるビ
ル、工場等における塩害を防止することができる塩分除
去用不織布製濾材およびこれを用いたエアーフィルタに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、塩分除去用エアーフィルタと
して、実公平3−12332号公報に示されるような密
度の異なるガラス繊維不織布を積層して濾材としたもの
や、実開平1−122824号公報に示されるような撥
水性を有する繊維からなる密度の異なる不織布を積層し
て濾材としたものなどが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
塩分除去用エアーフィルタは、濾材に捕集された海塩粒
子が湿度によって液状となり濾材目詰まりを起こした
り、濾材の下流側へ移行して再飛散するといった問題を
解消するためのものであるが、使用中に付着する他の塵
埃を液状化塩類が伝わり、下流側へ流れ出る欠点があっ
た。
【0004】また近年では、特開平1−317512号
公報に示されるようなイオン交換基を有する有機合成高
分子繊維を含む濾材が提案されているが、この繊維を得
るため樹脂から繊維化する工程或いは、既存合成繊維に
イオン交換基を付与させる工程が必要であり、濾材を得
るためのコストが高くなるといった問題があった。更
に、濾材の強度面等から他の繊維を混入して濾材を製作
すると、イオン交換による塩分除去率が低下し、塩類が
濾材の下流側へ通過するといった問題があった。
【0005】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決するものであり、低コストで塩害対策に優れた塩分除
去用不織布製濾材およびこれを用いたエアーフィルタを
提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、接触角が11
0°以上の撥水性を有する撥水層と、吸水性繊維をイオ
ン交換基を有する高分子結合剤で結合して成る吸水イオ
ン交換層と、密度が0.1〜0.2g/cm3 の微細粉
塵除去層の3層を一体に成形して成る。
【0007】撥水層を構成する不織布の使用繊維は、ポ
リエステル、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル等
の合成繊維が好ましく、更に疎水性であることが特に好
ましい。これらの繊維は、単独又は混合して用いても差
し支えない。また、密度は0.05〜0.1g/cm3
が好ましく、更に好ましくは0.05〜0.08g/c
3 である。0.05g/cm3 未満では、液状化した
塩類を充分に保持することができず、0.1g/cm3
を越えると圧力損失の上昇を招き、好ましくない。撥水
性の発現には、市販のシリコーン系、フッ素系の撥水剤
を使用することによって可能であるが、撥水層の接触角
を110°以上とすることができるものであれば、特に
限定されることはない。接触角が110°以下である
と、風圧等により液状化した塩類が撥水層表面上に充分
保持されず、早期に内部浸透が起こり、目詰まり状態を
早めることになり不適当である。
【0008】また、吸水イオン交換層の構成要素である
吸水性繊維は、レーヨン、綿等のセルロース系繊維や吸
水性合成繊維(例えば、日本エクスラン工業(株)製、
商品名:ランシール)を使用できる。また、不織布を構
成する他の繊維としては、ポリエステル、ポリプロピレ
ン等の合成繊維が好ましいが、液状化した塩類を吸水性
繊維に効率よく吸水させるためには、疎水性合成繊維で
あることが特に好ましい。
【0009】また、本発明の高分子結合剤は、イオン交
換基として、キレート基や酸性カチオン交換基等を有す
るものである。これらのイオン交換基を導入する基材樹
脂としては、ポリアクリロニトリル、酢酸ビニル、ハロ
ゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン等の合成樹脂であ
り、これらの合成樹脂の共重合体を結合剤として使用す
ることができる。また、吸水イオン交換層の密度は0.
05〜0.10g/cm3 が好ましく、この範囲外では
強度不足或いは圧力損失の上昇を招くため、好ましくな
い。
【0010】また、微細粉塵除去層を構成する不織布の
繊維は、極細のガラス繊維やポリプロピレン、ポリエス
テル等の合成繊維で、その構造は湿式不織布、メルトブ
ロー不織布等であることが好ましく、また、密度は0.
1〜0.2g/cm3 であることが好ましい。0.1g
/cm3 未満の場合、微細粉塵を充分に除去することが
出来ず、0.2g/cm3 を越えた場合、圧力損失が増
大し、好ましくない。
【0011】また本発明は、吸水イオン交換層を構成す
る吸水性繊維が少なくとも20〜50重量%であり、イ
オン交換基を有する高分子結合剤が少なくとも10〜5
0重量%であることを特徴とする。
【0012】吸水性繊維の配合量が、吸水イオン交換層
を構成する不織布のうち20重量%に満たない場合に
は、液状化した塩類を充分に捕集、保持することができ
ず、50重量%を越えると吸水による嵩減りや繊維径の
増大により目詰まり状態となり、圧力損失の上昇を招く
ため、好ましくない。また、高分子結合剤が10重量%
未満の場合、繊維の結合力が不足し、イオン交換能も低
下するため充分な捕集ができない。50重量%を越えた
場合には密度上昇により圧力損失の上昇を招き、好まし
くない。特に好ましくは30〜50重量%である。
【0013】また本発明は、微細粉塵除去層の接触角が
120°以上であることを特徴とする。
【0014】接触角が120°未満の場合には、液状化
した塩類が下流側へ浸透、飛散するため好ましくない。
撥水性の発現には、市販のシリコーン系、フッ素系撥水
剤等を用いることによって可能である。
【0015】また本発明のエアーフィルタは、請求項1
〜4のいずれかに記載の塩分除去用不織布製濾材を、撥
水層が気流上流側に位置するように配設して成るもので
ある。
【0016】
【作用】本発明に従えば、撥水層によって、特に液状化
した塩類が除去され、液状化した塩類が使用中に捕集さ
れた他の粉塵を伝わって内部に浸透しても、吸水イオン
交換層で除去できるとともに、微細粉塵除去層によって
くい止められる。
【0017】
【実施例】本発明の実施例を詳細に説明する。
【0018】(実施例1)繊維径2dのポリエステル繊
維70重量%、繊維径3dのポリエステル繊維30重量
%でなる混合繊維を目付50g/m2 のウエブとし、フ
ッ素系撥水剤を2g/m2 付着した結合剤を上記ウエブ
に30g/m2 付着し、接触角120°、密度82g/
cm3 、厚み1mm、総目付82g/m2 の撥水層
(1)を形成した。
【0019】次に、繊維径2dの吸水性繊維40重量
%、繊維径3dのポリエステル繊維60重量%でなる混
合繊維を目付50g/m2 のウエブとし、スルホン酸基
を導入したポリアクリロニトリル樹脂を含有する高分子
結合剤を15g/m2 付着させ、密度0.093g/c
3 、厚み0.7mm、総目付65g/m2 の吸水イオ
ン交換層(2)を形成した。
【0020】次に、直径9μのガラス繊維80重量%、
直径0.4μのガラス繊維20重量%でなる混合繊維を
湿式法により目付80g/m2 のウエブとし、フッ素系
撥水剤を3g/m2 付着したポリビニルアルコール−ポ
リアクリロニトリル混合樹脂でなる結合剤を上記ウエブ
に10g/m2 付着し、接触角が135°、密度0.1
86g/cm3 、厚み0.5mm、総目付93g/m2
の微細粉塵除去層(3)を形成した。
【0021】上記各層を、公知の接合方法により図1に
示すように積層して一体化し、実施例1の塩分除去用不
織布製濾材(4)とした。
【0022】(実施例2)繊維径2dのポリエステル繊
維を目付40g/m2 のウエブとし、フッ素系撥水剤を
2g/m2 付着した結合剤を上記ウエブに30g/m2
付着し、接触角110°、密度0.06g/cm3 、厚
み1.2mm、総目付72g/m3 の撥水層を形成し
た。
【0023】次に、繊維径2dの吸水性繊維30重量
%、繊維径3dのポリエステル繊維70重量%でなる混
合繊維を目付60g/m2 のウエブとし、スルホン酸基
を導入したポリアクリロニトリル樹脂を含有する高分子
結合剤を20g/m2 付着させ、密度0.080g/c
3 、厚み1.0mm、総目付80g/m2 の吸水イオ
ン交換層を形成した。
【0024】次に、実施例1の微細粉塵除去層と同一の
ウエブに、フッ素系撥水剤を5g/m2 付着したポリビ
ニルアルコール−ポリアクリロニトリル混合樹脂でなる
結合剤を10g/m2 付着し、接触角が138°、密度
0.153g/cm3 、厚み0.6mm、総目付95g
/m2 の微細粉塵除去層を形成した。
【0025】上記各層を、実施例1と同様に一体化し、
実施例2の塩分除去用不織布製濾材とした。
【0026】(比較例1)フッ素系撥水剤の付着を除い
た以外は実施例1の撥水層と同様にして、密度0.08
9g/cm3 、厚み0.9mm、総目付80g/m2
第1濾材層を形成した。
【0027】次に、繊維径2dの吸水性繊維40重量
%、繊維径3dのポリエステル繊維60重量%でなる混
合繊維を目付50g/m2 のウエブとし、ポリアクリロ
ニトリル樹脂を含有する高分子結合剤を15g/m2
着させ、密度0.081g/cm3 、厚み0.8mm、
総目付65g/m2 の第2濾材層を形成した。
【0028】次に、フッ素系撥水剤の付着を除いた以外
は実施例1の微細粉塵除去層と同様にして、密度0.0
80g/cm3 、厚み1mm、総目付80g/m2 の第
3濾材層を形成した。
【0029】上記各層を、第1濾材層、第2濾材層、第
3濾材層の順に実施例1と同一接合方法で積層、一体化
し、比較例1の塩分除去用不織布製濾材とした。
【0030】(比較例2)実施例1で得た撥水層と微細
粉塵除去層とを積層、一体化し、比較例2の塩分除去用
不織布製濾材とした。
【0031】(比較例3)実施例2で得た吸水イオン交
換層と微細粉塵除去層とを積層、一体化し、比較例3の
塩分除去用不織布製濾材とした。
【0032】上記実施例1〜2、比較例1〜3で得た塩
分除去用不織布製濾材を、図2、図3に示すように、タ
テ610mm、ヨコ610mm、奥行き290mmのユ
ニット型のエアーフィルタ(5)に、実施例1〜2、比
較例2については撥水層が気流上流側に位置する様に、
比較例1については第1濾材層が気流上流側に位置する
様に、比較例3については吸水イオン交換層が気流上流
側に位置する様にそれぞれ組込み、以下の条件で塩分除
去率を測定した。
【0033】塩分除去率の測定は、10%食塩水を加湿
器により噴霧(噴霧量5l/hr)し、フィルタの上
流、下流側で高性能濾紙に吸引捕集させ、吸光分析器に
より塩分量を求め、以下の数1に示す式によって捕集効
率を算出する。なお、測定は初期及び最終圧損時及び2
0mmH2 O時に行ない、またJIS−B−9908,
形式2:JIS比色法による中性能フィルタ試験も合わ
せて行なった。
【0034】
【数1】
【0035】上記試験結果を以下の表1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】上記表1から分かるように、実施例1、2
の塩分除去用不織布製濾材を用いたエアーフィルタは、
初期から最終圧損時にかけて塩分除去効率の低下がみら
れず、しかも粉塵保持容量も多いことから塩分除去用フ
ィルタとして優れていることがわかる。
【0038】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、海塩粒子
を高効率で捕集することができるとともに、液状化した
塩類であっても、圧力損失の上昇や下流側への飛散等を
起こすことなく、使用初期から末期迄、安定して捕集す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の塩分除去用不織布製濾材の概略構成図
である。
【図2】本考案の一例を示すエアーフィルタの斜視図で
ある。
【図3】塩分除去用不織布製濾材の要部拡大図である。
【符号の説明】
(1) 撥水層 (2) 吸水イオン交換層 (3) 微細粉塵除去層 (4) 塩分除去用不織布製濾材 (5) エアーフィルタ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接触角が110°以上の撥水性を有する
    撥水層と、吸水性繊維をイオン交換基を有する高分子結
    合剤で結合して成る吸水イオン交換層と、密度が0.1
    〜0.2g/cm3 の微細粉塵除去層の3層を一体に成
    形して成ることを特徴とする塩分除去用不織布製濾材。
  2. 【請求項2】 吸水イオン交換層を構成する吸水性繊維
    が少なくとも20〜50重量%であり、イオン交換基を
    有する高分子結合剤が少なくとも10〜50重量%であ
    る請求項1記載の塩分除去用不織布製濾材。
  3. 【請求項3】 微細粉塵除去層の接触角が120°以上
    である請求項1または請求項2記載の塩分除去用不織布
    製濾材。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の塩分除
    去用不織布製濾材を、撥水層が気流上流側に位置する様
    に配設して成ることを特徴とするエアーフィルタ。
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