JPH10128020A

JPH10128020A - フィルタおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH10128020A
Application number: JP8289674A
Authority: JP
Inventors: Mitsutoshi Suzuki; 光俊鈴木; Hiromasa Ishii; 宏征石井; Tomohisa Kondo; 智久今藤
Original assignee: Tennex Corp
Current assignee: Mahle Filter Systems Japan Corp
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1998-05-19

Abstract

(57)【要約】【課題】吸着，通気性能に優れ、吸着剤の脱落がな
く、強度に優れ、しかも小さな塵埃をも除塵し得るフィ
ルタを得る。【解決手段】薄膜状の下流側シート４上に、不織布の
基材２を載置する。不織布基材２の上方より粒状の吸着
剤５とホットメルト結着剤６とを散布する。不織布基材
２上に上流側シート３を載置する。ホットメルト結着剤
６を加熱して溶融し、吸着剤５を不織布基材２の繊維に
融着するとともに、上流側，下流側シート３，４と不織
布基材２とを融着する。次いで下流側シート４の下流側
表面に、帯電性を有する不織布のシート７を貼り付け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィルタに関し、
特に悪臭や有害なガス等をも吸着し得るフィルタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば一般家庭やビルおよび自動
車の室内等を浄化する空調関連のフィルタに対して、塵
埃の捕集性能以外に、悪臭や有害なガス等の被吸着物を
吸着する性能も必要とされてきている。

【０００３】このような吸着性能を有するフィルタとし
て、ネットに被吸着物を吸着する吸着剤を接着させたも
のがある。しかしながら、このようなフィルタは吸着剤
を接着する基材がネットであるため、少量の吸着剤しか
接着できず、吸着性能に劣るものであった。そのため、
多くの吸着剤を接着しようとすると、吸着剤が脱落しや
すく、この脱落を防止するために結着剤の量を多くする
と、結着剤によって吸着剤の吸着性能が低下したり、フ
ィルタが剛直となり破損しやすくなるといった問題があ
る。

【０００４】そこで、ネットの代わりに不織布を用い、
例えば、（１）粒状吸着剤とエマルジョン型の結着剤と
を混合した溶液に不織布を浸した後に乾燥させて、不織
布に吸着剤を固着させたもの、あるいは、（２）不織布
表面にエマルジョン型の結着剤を塗布して粒状吸着剤を
固着させたものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
不織布を用いたフィルタにおいても、不織布の密度が小
さい（目が粗い）と上記ネットと同様の問題を生じ、密
度が大きいと圧力損失が大きくなり、この不織布に吸着
剤を固着すると、より一層圧力損失が大きくなるという
問題がある。

【０００６】また、前者（１）のフィルタにあっては、
接着剤が吸着剤を覆ってしまい、本来の吸着性能を阻害
するという問題がある。一方、後者（２）のフィルタに
あっては、粒状吸着剤の脱離が発生し易く、特に厚さ方
向に均一に吸着剤を固着させることが困難であり、多量
の吸着材を接着しようとすると、圧力損失が大きくなる
という問題がある。

【０００７】本発明は上記の欠点を解決するためになさ
れたもので、吸着，通気性能に優れ、吸着剤の脱落がな
く、強度に優れ、しかも小さな塵埃をも除塵し得るフィ
ルタを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１の発明
は、粒状の吸着剤を厚さ方向に分散して内部に保持し得
る不織布の基材の上流側および下流側表面に、上記吸着
剤よりも小さい空隙を有する上流側シートおよび下流側
シートが配置され、かつ、下流側シートの下流側表面
に、帯電性を有する不織布のシートを接合したフィルタ
であって、上記吸着剤は、予め粒状のホットメルト系の
結着剤と混合されて上記不織布基材に散布され、この結
着剤が、上記吸着剤を不織布基材の繊維に融着するとと
もに、上記上流側，下流側シートと不織布基材とを融着
することを特徴としている。

【０００９】また、本発明に係わるフィルタの製造方法
は、粒状の吸着剤よりも小さい空隙を有する下流側シー
ト上に、上記吸着剤を厚さ方向に分散して内部に保持し
得る不織布の基材を載置し、この不織布基材の上方より
上記吸着剤と粒状のホットメルト系の結着剤とを混合し
て散布し、この不織布基材上に上流側シートを載置し、
次いで上記ホットメルト結着剤を加熱により溶融して、
上記吸着剤を不織布基材の繊維に融着するとともに、上
記上流側，下流側シートと不織布基材とを融着し、次い
で上記下流側シートの下流側表面に、帯電性を有する不
織布のシートを接合することを特徴としている。

【００１０】本明細書において不織布とは、一本，一本
の繊維をシート状に集積した後、その繊維同士を高分子
樹脂等の結着剤で化学的に結合させる（ラテックスボン
ド法）、あるいは熱により繊維同士を圧着させる（サー
マルボンド法）、または機械的に繊維同士を絡ませる
（ニードルパンチ法，水流絡合法）こと等によってでき
る布のことをいう。

【００１１】繊維をシート状に集積する方法としては、
繊維の元の原料自体から直に繊維を紡糸するスパンボン
ド法，メルトブロー法，フラッシュスピニング法、また
は繊維を紡績に似たカードで機械的に並べてつくるカー
ド法、あるいは紙を漉す方法と同様にして漉し上げる湿
式法等が挙げられる。

【００１２】上記繊維としては、例えば、ポリクラール
繊維、ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリエス
テル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリビニル
アルコール繊維、ポリプロピレン織維、ポリエチレン繊
維、或いは複数の樹脂成分からなる複合繊維などの合成
繊維や、これら合成繊維に芳香剤、抗菌剤や防かび剤な
どを混入し、芳香性、抗菌性や防かび性などの機能を有
する繊維や、レーヨン、ビスコースなどの再生繊維や、
アセテートなどの半合成繊維や、炭素繊維、ガラス繊維
などの無機繊維などを使用できる。これらの中でも、ポ
リクラール繊維、ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維
は難燃性に優れており、ポリエステル繊維は耐薬品性、
耐熱性に優れているため、本発明に係わる不織布として
好適に使用できる。なお、上記繊維の平均繊維径は、圧
力損失や基材強度を考慮して２０〜３５μｍが好まし
い。

【００１３】本発明に用いられる上流側，下流側シート
としては、粒状吸着剤のこぼれを極力なくすため、吸着
剤よりも目の小さい空隙を有し、かつ、圧力損失低減の
観点から厚さの薄いものが好ましく、具体的には目付け
量が１０〜１００ｇ／ｍ²で、厚さが０．１〜１．０ｍ
ｍ程度のものが好ましい。なお、活性炭の粒径よりも目
の粗い不織布を数枚重ねて目を細かくしてもよい。一例
として、上流側，下流側シートに、上記メルトブロー法
等により得られる不織布をそのまま用いることができ
る。

【００１４】なお、上流側，下流側シートは、互いに同
じものを使用することもできるが、上流側シートが下流
側シートよりも目が粗くなるようにすれば、上流側から
下流側に向けて目が密となり、流入する塵埃が上流側シ
ートで目詰まりし難くなってフィルタの寿命が向上する
とともに、下流側シートで小さな塵埃を確実に捕捉し得
るようになり、濾過性能が向上する。

【００１５】なお、フィルタに抗菌性や抗かび性等を付
与するために、例えば上記上流側，下流側シートの表面
に予め抗菌剤や抗かび剤をそれぞれ０．１〜５ｇｒ／ｍ
²程度固着しておくこともできる。

【００１６】一方、中間層となる不織布の基材は、粒状
吸着剤を厚さ方向に分散して立体的に配置し得るよう
に、吸着剤の粒子の大きさよりもやや目が粗く、適度な
厚さをもった低密度なものが好ましく、例えば目付け量
が２０〜１００ｇ／ｍ²で厚さが０．５〜１０ｍｍ程度
が好ましい。ここで、散布された吸着剤が下流側に向か
うにしたがって密となるように、粒状吸着剤の大きさと
不織布基材の目の大きさとを調整すれば、フィルタの耐
久性や濾過性能が更に向上する。

【００１７】上記粒状吸着剤は、悪臭や有害ガス等の被
吸着物を効果的に吸着するものであり、例えば、鉄、マ
ンガン、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ニッ
ケル、コバルト、白金、パラジウム、金、ルテニウム、
ロジウムなどの金属単体、これらの金属酸化物、これら
の金属塩化物、ゼオライト、カオリン、セピオライト、
シリカゲル、活性炭などを単独で、或いは混合したもの
が挙げられる。吸着剤の平均大きさは、あまり大きいと
フィルタが厚くなって折り加工がしにくくなり、あまり
小さいと吸着剤の量が少なくなって吸着性能が低下する
ため、１０〜２００メッシュ（０．１５〜１．７ｍｍ）
程度が好ましい。

【００１８】不織布基材に散布される粒状吸着剤の量
は、あまり少ないと吸着機能が低下し、あまり多いと通
気性を阻害する虞があるため、好ましくは不織布基材に
対して５０〜５００ｇ／ｍ²、より好ましくは２００〜
３５０ｇ／ｍ²程度である。

【００１９】上記ホットメルト結着剤は、熱可塑性を有
するホットメルト型の粒状のものが用いられ、吸着剤の
脱臭性能をあまり低下させないものが好ましい。このよ
うなホットメルト結着剤として、例えばポリエステル
系、ポリアミド系、ウレタン系、ポリオレフィン系、エ
チレン、塩化ビニル（ＥＶＡ）系のものを使用できる。
これらの中でも塩化ビニル系樹脂は難燃性に優れている
ため、好適に使用できる。

【００２０】上記ホットメルト系の結着剤の量は、吸着
剤１００重量％に対して１０〜１００重量％が好まし
い。結着剤の量が１０重量％未満であると、結着剤を使
用しているにも関わらず脱落が生じ易くなるとともに、
上流側，下流側シートと不織布基材との接着が不十分と
なり易い。また製造されるフィルタが柔らかくなってし
まい、折り加工が困難となる虞もある。一方、結着剤の
量が１００重量％を越えると、結着剤が吸着剤を覆って
しまい、吸着性能を阻害する虞があるためである。

【００２１】フィルタの製造方法としては、まず、下流
側シートの上に不織布基材を載せた後、予め混合された
所定量の粒状吸着剤とホットメルト結着剤とを不織布基
材の上から散布する。次いで、不織布基材上に上流側シ
ートを載せた後、ホットメルト結着剤が溶融するように
加熱して、吸着剤を不織布基材の繊維に融着するととも
に、上流側，下流側シートと不織布基材とを融着する。

【００２２】ところで、塵埃の捕集性能を更に向上させ
るために、上流側，下流側シートや不織布基材自体に、
帯電性を有する不織布シートを用いることも考えられる
が、このように帯電シートを用いた場合、フィルタの製
造時にホットメルト結着剤を溶融するために加熱した
際、その帯電性が弱められてしまい、帯電シートとして
の所期の性能が得られない。そこで、このような帯電シ
ートを用いず、フィルタ製造時における上記加熱処理の
後にフィルタに電界をかけて、帯電性を付与することも
考えられる。しかしながら、この場合には、例えば活性
炭のように導電性を有する吸着剤を内部に保持した不織
布基材は放電し易いために、強い電界をかけることがで
きず、しかも本発明のようにある程度の厚さを有するフ
ィルタには強い帯電性を均一に付与することは困難であ
る。

【００２３】そこで、本発明では、上述したように加熱
処理が施された後に、下流側シートの下流側表面に、帯
電性を有する不織布のシートを接合している。この接合
処理の方法としては、なるべく熱を加えないように、例
えば溶融しているホットメルト系の結着剤をスプレ等を
用いて下流側シートまたは帯電シートの接合面に吹きか
け、その直後に両者を接着する。

【００２４】このようにして得られるフィルタは、平板
のまま使用しても良いが、折り加工を施せば、流体に対
して作用できる表面積を増加させることができるため、
吸着性能及び塵埃の捕集効率により優れている。

【００２５】このようにして製造されたフィルタにあっ
ては、不織布基材が上流側，下流側シート間に挟まれた
積層構造となるため、不織布基材が製造中や使用中の摩
擦から守られるとともに、主に上流側，下流側シートに
よって適度な強度が与えられ、折り加工も容易に行え
る。また、上流側シートと下流側シートとは粒状吸着剤
よりも小さい空隙を有しているため、製造時や使用中の
吸着剤の脱落が有効に防止される。

【００２６】そして、散布された粒状吸着剤が不織布基
材内部の繊維間に絡まるようにして厚さ方向に適宜に分
散した三次元的な配列状態に保持されるため、通気性や
吸着性能に優れている。

【００２７】また、ホットメルト結着剤によって、吸着
剤が不織布基材の繊維に融着されるとともに、上流側，
下流側シートと不織布基材とが融着されるため、使用中
の粒状吸着剤の脱落が阻止されることに加え、別途結着
剤等を用いて上流側，下流側シートと不織布基材とを接
着する必要がなく、製造工程が簡素化される。

【００２８】そして、下流側シートの下流側表面に帯電
性を有する不織布のシートを接合してあるため、タバコ
の煙や排気ガスのような通常捕獲し得ない小さな塵埃を
も除塵することができる。なお、帯電シートは加熱処理
の後に接合されるため、加熱処理の影響による除塵性能
の低下はない。

【００２９】なお、予め吸着剤と粒状の結着剤とを混合
してあるため、吸着剤の周りに結着剤が付着し易く、こ
のようにして付着した結着剤が加熱により溶融して吸着
剤と不織布基材の繊維との接着を行うものと思われる。
また、不織布基材の目をすり抜けて下流側シート上に落
ちたホットメルト結着剤が下流側シートと不織布基材と
の接着を行い、一方、不織布基材上面に残ったホットメ
ルト結着剤が上流側シートと不織布基材との接着を行う
ものと思われる。

【００３０】また、散布されるホットメルト結着剤だけ
では、上流側シートや下流側シートと不織布基材との間
の接着が弱くなる虞がある場合には、上流側シートの下
流側表面および下流側シートの上流側表面のいずれかま
たは両方に、あらかじめホットメルト系の粒状の結着剤
を固着しておいてもよい。この場合、予め固着された結
着剤も、散布された結着剤とともに加熱により溶融し、
上流側，下流側シートと不織布基材との接着力が大きく
なる。

【００３１】また、散布前の粒状吸着剤やホットメルト
結着剤と一緒に、粒状の防かび剤や防菌剤等を加えてお
くことによって、フィルタに防かび，防菌等の機能を簡
単に付与することもできる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜３を参照して、本発
明の最適な実施例について説明するが、本発明は後述す
る実施例に限定されるものではない。

【００３３】上流側シートにポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）スパンボンド法により得られる３４ｇ／ｍ
²の不織布、下流側シートにＰＰスパンボンド法により
得られる３０ｇ／ｍ²の不織布、不織布基材に３０ｇ／
ｍ²のサーマルボンド不織布（ＰＰ・ＰＥ）、粒状吸着
剤に平均大きさ２０〜４０メッシュの活性炭、および粒
状のホットメルト結着剤を用いる。

【００３４】また、上流側，下流側シートの片面に、予
め溶剤系バインダに分散させた抗かび剤１ｇ／ｍ²を印
刷用の高速輸転機を用いて塗布した後乾燥させて固着し
ておく。さらに、上流側シートの抗かび剤が塗布されて
いない他方の面に、上記ホットメルト結着剤を貼り合わ
せ加工機を用いて１０ｇ／ｍ²固着してある。また、上
記活性炭を図３に示すように２５〜３０度に傾斜した４
０メッシュ，２ｍ以上のステンレスメッシュ２１の上流
側から流して、予め微粉を取り除いておく。

【００３５】図１は、本実施例のフィルタ１を製造する
装置を示し、同図を参照してフィルタ１の製造方法を説
明する。

【００３６】まず、第１ローラ１１から下流側シート４
が抗かび剤の固着面を下にして供給され、この下流側シ
ート４上に第２ローラ１２から一定速度で供給される不
織布基材２が載置される。一方、第２ローラ１２の下流
側に配置されたホッパー１３内には、粒状の吸着剤５と
ホットメルト結着剤６とが撹拌されて充填されており、
このホッパー１３の開口する下端部より、粒状吸着剤２
８０ｇ／ｍ²とホットメルト結着剤５０ｇ／ｍ²とが不織
布基材２上に散布される。

【００３７】次いで、織布基材２の上流側の表面に、第
３ローラ１４から一定速度で供給される上流側シート３
が防かび剤の固着面を上にして載置された後、加熱プレ
ス機１５において、上流側，下流側シート３，４が幅方
向に加圧されるとともに加熱されて、不織布基材２内に
保持されているホットメルト結着剤６が溶融し、吸着剤
５が不織布基材２の繊維に融着されるとともに、上流
側，下流側シート３，４と不織布基材２とが融着され
る。次いで、加熱プレス機１５から供給されたフィルタ
の下流側シート４の下流側表面にホットメルト結着剤を
吹きかけ、その直後に帯電シートローラ１６から供給さ
れる帯電シート７を下流側シート４に貼り付けるように
接合する。この後、帯電シート７が接合されたフィルタ
１は、第４ローラ１７によって適宜に回収される。

【００３８】このようにして得られるフィルタ１にあっ
ては、図２に示すように、不織布基材２が上流側，下流
側シート３，４間に挟まれた積層構造となっているた
め、不織布基材２が製造中や使用中の摩擦から守られる
とともに、主に上流側，下流側シート３，４によって適
度な強度が与えられ、折り加工も容易に行える。また、
上流側シート３と下流側シート４とは粒状吸着剤５より
も小さい空隙を有しているため、製造時や使用中の吸着
剤５の脱落が確実に防止される。

【００３９】また、散布された粒状吸着剤５が不織布基
材２内部の繊維２ａ間に絡まるようにして厚さ方向に適
宜に分散した三次元的な配列状態に保持されるため、吸
着性能に優れており、圧力損失が小さい通気性に優れた
ものとなる。しかも、ホットメルト結着剤によって、吸
着剤５が不織布基材２の繊維２ａに融着されるととも
に、上流側，下流側シート３，４と不織布基材２とが融
着されるため、使用中の粒状吸着剤５の脱落が阻止され
ることに加え、別途結着剤等を用いて上流側，下流側シ
ート３，４と不織布基材２とを接着する必要がなく、製
造工程が簡素化される。

【００４０】そして、下流側シート４の下流側表面に帯
電性を有する不織布のシート７を接合してあるため、通
常捕獲し得ない小さな塵埃をも除塵することができる。
この帯電シート７は加熱処理の後に接合されるため、加
熱処理の影響による除塵性能の低下はない。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、吸着剤を不織布基材の
厚さ方向に分散して保持し、ホットメルト結着剤によっ
て吸着剤を繊維に融着するとともに、上流側，下流側シ
ートを不織布基材の両面に融着し、しかも帯電性を有し
ているため、吸着性能および通気性能に優れ、粒状吸着
剤の脱落がなく、しかも強度に優れ、しかも小さな塵埃
をも除塵し得るフィルタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のフィルタの製造装置を示す図。

【図２】本実施例のフィルタ構造を簡素化して示す断面
対応図。

【図３】上記フィルタに使用される活性炭の微粉を取り
除くのに使用されるステンレスメッシュを示す図。

【符号の説明】

１…フィルタ２…不織布基材２ａ…繊維３…上流側シート４…下流側シート５…粒状吸着剤６…ホットメルト結着剤７…帯電シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ０１Ｄ 53/04 Ｂ０１Ｄ 53/04 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粒状の吸着剤を厚さ方向に分散して内部
に保持し得る不織布の基材の上流側および下流側表面
に、上記吸着剤よりも小さい空隙を有する上流側シート
および下流側シートが配置され、かつ、下流側シートの
下流側表面に、帯電性を有する不織布のシートを接合し
たフィルタであって、上記吸着剤は、予め粒状のホットメルト系の結着剤と混
合されて上記不織布基材に散布され、この結着剤が、上
記吸着剤を不織布基材の繊維に融着するとともに、上記
上流側，下流側シートと不織布基材とを融着することを
特徴とするフィルタ。
【請求項２】上記不織布基材の繊維目付が２０〜１０
０ｇ／ｍ²、不織布基材の厚さが０．５〜１０ｍｍ、上
記吸着剤の平均大きさが１０〜２００メッシュ、上記不
織布基材に散布される吸着剤の量が５０〜５００ｇ／ｍ
²、上記吸着剤１００重量％に対する結着剤の量が１０
〜１００重量％であることを特徴とする請求項１に記載
のフィルタ。
【請求項３】上記上流側シートの下流側表面および下
流側シートの上流側表面のいずれかまたは両方に、あら
かじめホットメルト系の粒状の結着剤が固着されている
ことを特徴とする請求項１，２に記載のフィルタ。
【請求項４】抗菌剤および抗かび剤のいずれかまたは
両方が、予め上流側シートまたは下流側シートに固着さ
れるか、あるいは上記吸着剤および結着剤とともに混合
されて上記不織布基材に散布されることを特徴とする請
求項１，２に記載のフィルタ。
【請求項５】上記上流側シートが、上記下流側シート
よりも目が粗いことを特徴とする請求項１，２に記載の
フィルタ。
【請求項６】粒状の吸着剤よりも小さい空隙を有する
下流側シート上に、上記吸着剤を厚さ方向に分散して内
部に保持し得る不織布の基材を載置し、この不織布基材
の上方より上記吸着剤と粒状のホットメルト系の結着剤
とを混合して散布し、この不織布基材上に上流側シート
を載置し、次いで上記ホットメルト結着剤を加熱により
溶融して、上記吸着剤を不織布基材の繊維に融着すると
ともに、上記上流側，下流側シートと不織布基材とを融
着し、次いで上記下流側シートの下流側表面に、帯電性
を有する不織布のシートを接合することを特徴とするフ
ィルタの製造方法。