JPH11244637A

JPH11244637A - フィルターユニット

Info

Publication number: JPH11244637A
Application number: JP6230298A
Authority: JP
Inventors: Etsuro Nakao; 悦郎中尾; Hisashi Kamishiro; 寿史神代
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1999-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】塵埃捕集に際しての空気中の
水分に対し、耐湿性(寸法安定性)を有し、しかも廃棄に
際して減容可能であり、かつ最終的には生分解を受ける
フィルターユニットを提供すること。【解決手段】濾材の周縁部と枠体とが接着
固定されたフィルターユニットであり、前記濾材及び前
記枠体が水溶性ポリビニルアルコール系繊維からなり、
かつ融着部を形成した構造によるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】この発明は、空調機器に装着
するための枠体に濾材を接着固定したフィルターユニッ
トに関し、特に、廃棄に際して減容が可能であり、環境
への悪影響が極めて少なく、実使用に充分な特性を有す
るフィルターユニットに関する。

【0002】

【従来の技術】近年の生活環境において、空気中の塵埃
除去はますます重要性を増しており、当初はビル等、特
定の環境浄化を目的としていたが、一般家庭のみなら
ず、自動車室内の空調機器など、多種多様な広がりを見
せている。このように清浄空気が指向される中、塵埃を
捕集した後に廃棄されるフィルターの量も増加の一途を
たどり、廃棄の扱いを巡って社会問題となっている。

【0003】空調機器に組み込まれるフィルターとして、従
前、塵埃を捕集するための濾材にガラス繊維が用いられ
る場合が多かったが、焼却廃棄が難しいため、ポリプロ
ピレン繊維を始めとする有機繊維が用いられることが多
くなってきた。しかしながら、昨今の環境への配慮は地
球の温暖化にも向ける必要があり、濾材の焼却廃棄すら
最善の方法では無くなりつつある。当該濾材を機器に装
着する際の利便を考慮して、濾材のみならず枠材をも同
時廃棄することが好まれる状況の中で、土壌中の微生物
の作用などで分解されてしまう、所謂、生分解性プラス
チックスからなる生分解性フィルターユニットが注目さ
れている。このような生分解性プラスチックスとして、
セルロース系、ポリ乳酸系、脂肪族ポリエステル系、ポ
リビニルアルコール系等のものが知られており、これら
を原材料とした繊維によってフィルターユニットを構成
する試みが種々なされている。

【0004】

【発明が解決しようとする課題】本願発明者は、塵埃を
捕集する濾材のみならず、装着される空調機器に応じて
所定形状に成型され、かつ上記濾材を保持する枠体をも
生分解性材料で構成したフィルターユニットを実現すべ
く、鋭意検討を重ねた。その結果、従来知られている生
分解性プラスチックスのうち、水に対して溶解し得るポ
リビニルアルコール系繊維(以下、ＰＶＡ繊維と称する
場合もある)を用いることにより、生分解を受ける対象
物を予め減容したのち、微生物の作用により分解するこ
とが可能である点に着目した。しかしながら、このよう
なフィルターユニットを実用化するためには、清浄化さ
れるべき空気に含まれる水分に曝された場合の寸法安定
性を確保することで所定のフィルター形状を保持し得る
と共に、廃棄に際しては水溶性を有するという、二律背
反の要求を満たす必要がある。

【0005】本発明は、上述した課題に鑑みなされたもので
あり、従って、本発明の目的は、塵埃捕集に際しての空
気中の水分に対して耐湿性(寸法安定性)を有し、しかも
廃棄に際して減容可能であり、かつ最終的には生分解を
受けるフィルターユニットを提供することを目的として
いる。

【0006】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、本発明に係るフィルターユニットの構成によれば、
濾材の周縁部と枠体とが接着固定されたフィルターユニ
ットであって、前記濾材及び前記枠体が水溶性ポリビニ
ルアルコール系繊維(以下、ＰＶＡ繊維と称する)からな
り、かつ、融着部を形成してなることを特徴としてい
る。

【0007】この明細書において、ＰＶＡ繊維とは融着部を
形成することができ、しかも水溶性を有する繊維を包括
的に表し、１５０℃以上の熱圧着温度を有するもの、よ
り好ましくは１０℃を超え、かつ６０℃以下の水中溶解
温度を有するものを特に熱融着性ポリビニルアルコール
系繊維(以下、単に熱融着性ＰＶＡ繊維)、さらに、水溶
性に富んだ１０℃以下の水中溶解温度を有するものを低
温溶解性ポリビニルアルコール系繊維(以下、単に低温
溶解性ＰＶＡ繊維)と称する。尚、本発明におけるＰＶ
Ａ繊維の水中溶解温度とは、繊維に２ｍｇ／ｄの荷重を
かけた状態で水中に浸漬し、１℃／分の昇温速度で水温
を上げて行った際、繊維が破断するときの温度をいう。

【0008】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態につき説明する。図１は、本発明のフィルター
ユニットの好適態様の一部を切り欠いて示す説明図であ
る。図１中、１１は塵埃を捕集するための濾材、１３は
プリーツ加工された濾材１１を接着固定してフィルター
ユニット１５を構成する枠体である。

【0009】このフィルターユニット１５を構成する濾材１
１、及びこれの周縁部を接着固定する枠体１３は、ＰＶ
Ａ系繊維を用いた布帛で構成される。これらを構成する
布帛は生分解性を有し、しかも減容し得る上記ＰＶＡ繊
維を用いることを除いては、その製法に限定されない
が、異なる繊維成分を配合して布帛を作製するのが容易
であり、しかも生産性に優れることから、短繊維を利用
した不織布で構成するのが好ましい。

【0010】濾材を構成する布帛の面密度は、所望の除塵効
率や圧力損失に応じて種々設計することができるが、濾
材の均一性やプリーツ形成時の加工性並びに形態の安定
性を満足するために少なくとも２０ｇ／ｍ²、好ましく
は３０ｇ／ｍ²以上が好ましい。また、濾材の面密度の
上限は特に限定されないが、塵埃の捕集量や圧力損失の
要求に応じて任意好適に設計することができる。さら
に、枠体を構成する布帛の面密度は、濾材を保持し得る
程度に設計することができ、好ましくは４０ｇ／ｍ²以
上とするのが望ましい。

【0011】さらに、本発明のフィルターユニットを構成す
る濾材及び枠体の夫々には、融着部を形成することによ
って、全体の強度保持を図る構成となっている。この融
着部では、本来水溶性を有するＰＶＡ繊維が加熱融着さ
れることで結晶化が進み、強度や耐湿性が向上する。従
って、濾材にあっては、その面積において融着部が占め
る面積の割合、即ち、融着面積率を４〜５０％、好まし
くは４〜４０％とするのが好ましい。ここで、濾材の融
着面積率を４％よりも低く設計する場合には強度や耐湿
性の向上を図ることが難しくなり、当該面積率を５０％
よりも高くした場合には、減容に際しての溶解速度の著
しい低下を生じると共に、濾材としての塵埃の捕集効率
の低下や、著しい圧力損失を来す場合がある。また、枠
体の融着面積率は形態安定を図るために濾材よりも大き
く採ることが好ましいが、１００％、即ち、枠体の全面
が融着された場合であっても良く任意好適に設計するこ
とができる。この融着部の形成に当たっては、加熱され
たエンボスロールを用いた場合の他、超音波や高周波を
利用した融着技術など、従来周知の手段により行うこと
ができる。

【0012】本発明の好適態様として、濾材及び枠体を構成
するＰＶＡ繊維に、１０℃以下の水中溶解温度を有する
低温溶解性ＰＶＡ繊維を含有することで、前述した融着
部においては繊維を構成する樹脂の結晶化が進んで、上
記構成成分に耐湿性(寸法安定性)を付与すると共に、減
容速度の向上を図ることができる。さらに、上記ＰＶＡ
繊維として、前述の熱融着性ＰＶＡ繊維を含有すること
で、実用に充分な耐湿性と減容とを図ることが期待でき
る。

【0013】特に、本発明の他の態様では、濾材及び枠体を
構成するＰＶＡ繊維として、上述した低温溶解性ＰＶＡ
繊維を３０mass％以上８０mass％以下の範囲で用いると
共に、上述の熱融着性ＰＶＡ繊維を２０mass％以上７０
mass％以下の範囲で配合するのが良い。これら好適範囲
を超えて熱融着性ＰＶＡ繊維を少なく配合した場合、耐
湿性が不十分となり、他方、低温溶解性ＰＶＡ繊維を少
なく配合する場合には減容を速やかに行うことが難しく
なる。

【0014】本発明に利用し得るＰＶＡ繊維としては、例え
ば(１)ケン化度が５０〜１００モル％程度、重合度５０
〜４，０００程度の、単一構造を有するポリビニルアル
コール繊維や、(２)融点が２００〜２３０℃程度(好適
には２１０〜２２５℃)のポリビニルアルコール系ポリ
マーからなる海成分と、海成分の融点よりも２０℃以上
(好ましくは２５℃以上)低い融点又は融着温度を有する
水溶性ポリマーからなる島成分とからなる、海島型のＰ
ＶＡ繊維を使用することができる。これらの中でも、低
重合度及び／又は低ケン化度を有する島成分を含むこと
で水溶性に富むと共に、これよりも高い重合度及び／又
はケン化度の海成分を含むことで布帛の強度向上に優れ
る海島型ＰＶＡ繊維を用いるのが好ましい。この海島型
ＰＶＡ繊維は、所定温度に加熱された際に、圧力によっ
て海成分が破壊され、島成分が繊維表面に露出し、この
露出した島成分により融着部形成を効率的に行うことが
できる。このような海島型ＰＶＡ繊維としては、例えば
特開平８−１２７９１９号公報に開示されるＰＶＡ繊維
が好適である。

【0015】上述した海島型ＰＶＡ繊維を例示して、本発明
に適用可能な好適繊維について詳述すれば、海成分を構
成するポリビニルアルコール系ポリマーとして、重合度
５００〜２４，０００(好適には１，５００〜４，００
０)、ケン化度９０〜９９モル％(９３〜９８．５モル
％)とすることにより、上記のような融点のものとする
ことができる。尚、このポリビニルアルコール系ポリマ
ーには、エチレン、アリルアルコール、イタコン酸、ア
クリル酸、無水マレイン酸とその開環物、アリールスル
ホン酸、ピバリン酸のような炭素数が４以上の脂肪酸の
ビニルエステル、ビニルピロリドン及び上記のイオン性
基の一部又は全量中和物などの変性ユニットにより変性
したものも含まれる。

【0016】他方、島成分を構成する水溶性ポリマーとして
は、低ケン化度ポリビニルアルコール、メチルセルロー
スやヒドロキシセルロースなどのセルロース誘導体、キ
トサンなどの天然ポリマー、ポリエチレンオキサイドや
ポリビニルピロリドンなどを例示することができる。こ
れらの中でもケン化度が５０〜９２モル％程度、重合度
５０〜４，０００程度(好ましくは１００〜１，０００)
の低ケン化度ポリビニルアルコールや、アリルアルコー
ル、アリールスルホン酸、ビニルピロリドンなどの変性
ユニットにより変性された低ケン化度ポリビニルアルコ
ールは、熱接着性などに優れているため好適である。

【0017】上述した海島型のＰＶＡ繊維は、上記ポリビニ
ルアルコール系ポリマーと水溶性ポリマーとを９８：２
〜５５：４５程度の割合で溶媒に溶解させた紡糸原液を
乾式紡糸、乾湿式紡糸あるいは湿式紡糸などの紡糸技術
によって製造することができる。係る海島型ＰＶＡ繊維
は市販されており、株式会社クラレから「クラロンＫ−I
I」の商品名で入手することができる。

【0018】

【実施例】以下、この発明の実施例につき説明する。
尚、以下の実施例では、この発明の理解を容易とするた
めに特定条件を例示して説明するが、本発明は、これら
実施例にのみ限定されるものではない。

【0019】本実施例では、市販の熱融着性繊維及び／又は
低温溶解性ＰＶＡ繊維を組み合わせ、融着部を形成した
濾材を評価した結果につき説明する。まず、下記の表１
に、本実施例で用いたＰＶＡ繊維を示す。

【0020】

【表1】表１中、繊維名称は、いずれも前述した株式会社クラレ
から市販されている、「クラロンＫ−ＩＩ」(商品名)に
属する品番を表す。以下、評価に供した濾材について説
明する。

【0021】始めに、各濾材を構成する布帛を得るため、設
計に応じたＰＶＡ繊維を開繊し、カード機にかけてウエ
ブを形成する。次いで、所定の融着温度に加熱したエン
ボスロールによって融着部を形成し、実施例１〜４並び
に比較例１〜３に係る各々の濾材試料を得た。これら４
つの実施例の構成について表２に、及び比較例の構成に
ついては表３に、その詳細を示す。

【0022】

【表2】

【0023】

【表3】

【0024】次いで、各濾材の評価方法につき説明する。本
実施例では、減容の指標として基布溶解温度を測定し、
実使用時の耐湿性の目安となる寸法安定性として所定温
湿度下での面積収縮率を測定した。まず、基布溶解温度
は、各濾材試料を幅３ｃｍ、長さ１０ｃｍに裁断する。
この試料の幅方向に相当する部分に６ｍｇ／ｃｍの荷重
をかけて種々の温度に保った水中に浸漬し、浸漬された
布帛部分が３０秒以内に水解する温度を記録した。ま
た、面積収縮率は、初期寸法を記録した各濾材試料を温
度５０℃、相対湿度９０％の恒温恒湿環境に２４時間放
置し、その後の寸法を記録して求めた。尚、この濾材評
価結果を整理するに際して、基布溶解温度は、減容に際
して比較的取扱が容易な５０℃以下の水温で処理できる
ものを実施例、５０℃よりも高い水温で溶解するものを
比較例とし、さらに、面積収縮率は実使用時の寸法安定
性の目安として３０％以下(寸法の収縮率が約５％以下)
に相当するものを実施例とした。これら基布溶解温度並
びに面積収縮率の測定結果の詳細は、各々、表２あるい
は表３に示す。

【0025】まず、実施例１及び実施例２と、比較例１との
評価結果から理解できるように、実施例に係る２つの濾
材試料では基布溶解温度が４５℃程度であり、面積収縮
率も２０％以下の良好な結果を得ることができるが、海
島形の低温性ＰＶＡ繊維「ＷＪ２」のみで濾材を構成する
比較例１の場合には３０℃で基布溶解可能である反面、
面積収縮率が３８％と高くなり、実使用に耐えないとの
結果が得られた。また、熱融着性ＰＶＡ「ＷＮ５」のみで
構成された比較例２では、面積収縮率が９％となり、寸
法安定性にすぐれるものの基布溶解温度が６５℃になっ
てしまい、好適な減容状態を得ることが難しいことが理
解できる。さらに、実施例３は、実施例１に用いた「Ｗ
Ｎ５」の代わりに熱融着性ＰＶＡ繊維「ＷＪ７」を用いた
ものであるが、実施例２の「ＷＪ２」の代わりに「ＷＪ５」
を用いた実施例４の場合と同様に、実施例１及び実施例
２と同等の効果を得ることができた。

【0026】上述した実施例及び比較例の結果から、熱圧着
温度の高いＰＶＡ繊維(熱融着性ＰＶＡ繊維)を用いるこ
とにより寸法安定性に優れ、これと水中溶解温度の低い
ＰＶＡ繊維(低温性ＰＶＡ繊維)を用いることによって良
好な減容を図り得ることが理解できる。

【0027】また、上述した一連の濾材と、実施例及び比較
例に係る布帛からなる枠体を夫々熱融着により接着して
最終的なユニットを作製した。この際、枠体に相当する
布帛は、ほぼ全面に渡って融着させることにより耐湿性
の向上を図ることができた。

【0028】

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明のフィルターユニットの構成を適用することによ
って、融着部を設けることにより耐湿性を付与すること
ができる。また、好適には、フィルターユニットを構成
するに当たって、比較的高温で熱融着性を有するＰＶＡ
繊維と、比較的低温で水溶性を有するＰＶＡ繊維との２
成分を配合することで、フィルター廃棄時の減容を、よ
り速やかに行うことができる。

【0029】従って、本発明の適用により、塵埃捕集に際し
ての空気中の水分に対して耐湿性を有し、しかも廃棄に
際して減容することが容易であり、かつ最終的には生分
解を受けるフィルターユニットを実用に供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の好適形態を説明するための説明図で
ある。１１：濾材、１３：枠体、１５：フィルターユニット。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】濾材の周縁部と枠体とが接着固定されたフ
ィルターユニットであって、前記濾材及び前記枠体が水
溶性ポリビニルアルコール系繊維からなり、かつ融着部
を形成してなることを特徴とするフィルターユニット。
【請求項2】前記水溶性ポリビニルアルコール系繊維
が、１０℃以下の水中溶解温度を有する低温溶解性ポリ
ビニルアルコール系繊維を含むことを特徴とする請求項
１に記載のフィルターユニット。
【請求項3】前記水溶性ポリビニルアルコール系繊維
が、１５０℃以上の熱圧着温度を有する熱融着性ポリビ
ニルアルコール系繊維を含むことを特徴とする請求項１
に記載のフィルターユニット。
【請求項4】前記水溶性ポリビニルアルコール系繊維
が、低温溶解性ポリビニルアルコール系繊維３０〜８０
mass％並びに熱融着性ポリビニルアルコール系繊維２０
〜７０mass％で構成されてなることを特徴とする請求項
１記載のフィルターユニット。