[发明专利]滤材和过滤单元

说明书

技术领域

本发明涉及滤材以及使用该滤材的过滤单元。 

背景技术

过滤单元所要求的性能是在具有捕集效率的同时还具有显示是否可进行大风量处理的低压损性。穿过滤材的空气速度日益增快，以往是15m/分钟左右，目前已达到25m/分钟-40m/分钟，是1.5倍以上的高风速过滤，但又要求与以往大致相同的压损。例如，在空调用的小型过滤单元中，要求40Pa(通过比色法得到的捕集效率为90％)以下，而在汽车空调用的过滤单元中，要求大约85Pa(根据JIS 15种灰尘的捕集效率为91％左右)以下的性能。 

在过滤单元中要求薄型化，人们开发了将波峰高度低的滤材以狭窄的间距折出微小褶裥，用以进行大风量处理的薄型滤材。但是，以往的滤材有厚度，起因于滤材材料本身的通气阻力高，并且由于风压导致容易伸长的问题。因此发生起因于滤材材料本身的通气阻力、以及风压导致的滤材变形使流经空气的流路间隙被堵塞而产生的通气阻力(以后称为结构压损)，为此，例如在过滤器尺寸210 W×270 L×10 D、处理风量520m³/小时的汽车空调用的过滤器中，按照JIS B9908(2001)形式3试验法求出的JIS Z8901(1974)所述的JIS 8种灰尘的捕集效率为91％以上的性能，无法获得具有可使用一年的容尘量、且压损为70Pa以下的低压损过滤单元。 

作为以往的获得低压损过滤器的技术，在专利文献1中公开了在65℃下、抗弯度为250mg以上的骨料片上层压特定性能的永电体片而形成的滤材。该文献中阐述了以下的两种构思：安装于在夏天的暴晒天气下放置的汽车中的过滤单元的滤材使用用玻璃化转变温度高为35℃的树脂进行纤维固定的骨料，这样就不会因热而软化、变形，导致结构压损升高；以及通过与QF值优异的静电板层压使用，可提高捕集效率。但是，该文献所属的滤材归根到底是防止热变形导致的结构压损升高，并不是防止高风速导致的结构压损升高的滤材。 

实施例3中记载了一种过滤器单元，该过滤器单元是在方格间隔为4mm的网状骨料上层压永电体化熔喷非织造布，将所得的滤材褶裥整理为波峰高度38mm并组装所得，还记载，在过滤风速37m/分钟下可实现压损56Pa。这是由于，波峰高度与网状的方格间隔相比足够大，因此可以制成单元，但是如果要制成波峰高度为8mm左右、波峰间距为3.5mm的薄型过滤单元，则由于与网状方格间隔的干扰，波峰间距容易发生混乱，此时结构压损升高，还有空气流只在间距大的地方集中的问题。另外该实施例所述的方案中，骨料是网状，因此容尘性低，灰尘直接附着在比网状更为致密结构的永电体化熔喷非织造布上，因此由于堵塞而使压损急剧升高，无法避免寿命变短的问题。 

专利文献2中公开了使骨料片减薄、同时硬度增强，以抑制结构压损的发生的尝试，该文献中公开了将人造丝纤维的异形截面丝或玻璃纤维混合作为构成骨料的纤维的抄纸法非织造布的应用。但是，混合有粗玻璃纤维的滤材中，玻璃纤维在褶裥整理步骤中破碎、飞散，因此在安全卫生上面有问题。并且由实施例可知，滤材通过风速为2m/分钟，是极慢的使用条件，因此，虽然抗弯度在158mg左右下也可作为结构压损发生较少的滤材使用，但是例如在滤材通过风速25m/分钟以上的高风压下则无法充分满足耐用性。 

专利文献3中记载了混合纤维直径0.65μm的超细玻璃纤维而成的HEPA滤材。但是，如上所述使用纤维直径细的纤维的滤材中，源自材料本身的压损高，根本无法应对高风速过滤。 

专利文献4和专利文献5中公开了由杨氏模量高的纤维构成滤材，以提高尺寸稳定性或对风压的强度。 

其中，专利文献4中涉及袋式过滤器用滤材，因此使用了杨氏模量为20cN/detx以上的聚苯硫醚等耐热性纤维。但是该滤材的形状为织物或网状，与本发明的在纤维间固定的、没有松散性的滤材在纤维的使用、结构、目付、厚度、使用用途方面是显著不同的滤材构成。 

专利文献5中公开了使用维尼纶纤维和聚酯纤维、通过抄纸法制备的阻燃性滤材的制备方法，记载：作为抄纸法的特征，可以使用纤维粗度或长度不同的纤维，还可以使用杨氏模量高的纤维。但是该文献中只说明：如果使用抄纸法，则可以使用杨氏模量高的纤维，对于透气度为100cm³/cm²·秒以上的(进一步为250cm³/cm²·秒以上)高透气性、且即使 高风速过滤也难以变形的具有刚性的滤材或其纤维构成、以及纤维物性未有任何公开。