説明

フィルタ

【課題】スペーサ(接着剤)の使用量(必要量)を減少させることができるとともに、構造圧力損失および風の通過抵抗を減少させることのできるフィルタを提供する。
【解決手段】平面部分12aが屏風状に連なるようにフィルタ基材12を折り込み、平面部分12aの間隔をスペーサ13で確保するとともに、平面部分12a同士をスペーサ13で接続、固定したフィルタ11において、スペーサ13を、平面部分12aを谷折りする谷側に配置するとともに、平面部分12aが連なる方向へジグザグに配置する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、空気中の微粒子などを捕捉するためのフィルタに関するものである。
【背景技術】
【0002】
空気清浄機、集塵機などには、空気中の微粒子などを捕捉するためにフィルタが設けられている。
【0003】
このフィルタは、例えば、以下のようにして製造されている。
【0004】
まず、フィルタ基材を、平面部分が屏風状に連なるように折り込んだ(折り畳んだ)後、この折り込んだフィルタ基材を展開して一旦平面状に戻す。
そして、平面状に戻したフィルタ基材(平面部分)の表裏面に、平面部分が連なる方向へ接着剤を連続的に数条塗布した後、フィルタ基材(平面部分)を屏風状に再度折り込む(折り畳む)。
【0005】
このように、接着剤が塗布されたフィルタ基材(平面部分)を屏風状に折り込むと、接着剤同士が接着することによって平面部分同士を接続、固定するとともに、接着剤がスペーサとして機能し、平面部分の間隔を接着剤の使用量に応じた間隔に確保することができ、ろ材面積を確保することができる。
【0006】
上記したフィルタは、接着剤が連続して塗布されているので、すなわち、フィルタ基材(平面部分)を山折りした外側部分にも接着剤が設けられている(配置されている)ので、フィルタ基材の有効ろ材面積が減少し、構造圧力損失が増加する(大きくなる)。
【0007】
そこで、フィルタの構造圧力損失を減少させるとともに、接着剤(スペーサ)の使用量を減少させるため、フィルタ基材(平面部分)の折り目部分、すなわち、山折り部分および、谷折り部分で接着剤を不連続にすることが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2000−107539号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献1によって提案されたフィルタは、フィルタ基材(平面部分)の折り目部分でのみ接着剤を不連続にしているので、以下のような不都合がある。
【0010】
まず、平面部分の高さ(折り高さ)が高くなると、接着剤の付設長が長くなることによって接着剤の付設量も多くなり、接着剤の使用量(必要量)が多くなる。
また、平面部分の高さ(折り高さ)を高くした場合、平面部分の間隔を拡げることによって風の通過する抵抗を減少させる必要があるが、平面部分の間隔を拡げるにしたがって、すなわち、接着剤の高さを高くするにしたがって接着剤の幅も広くなるため、接着剤の使用量(必要量)が多くなるとともに、構造圧力損失および風の通過抵抗も増加する(大きくなる)。
【0011】
この発明は、上記した不都合を解消するためになされたものであり、スペーサ(接着剤)の使用量(必要量)を減少させることができるとともに、構造圧力損失および風の通過抵抗を減少させることのできるフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
(1)この発明のフィルタは、平面部分が屏風状に連なるようにフィルタ基材を折り込み、前記平面部分の間隔をスペーサで確保するとともに、前記平面部分同士を前記スペーサで接続、固定したフィルタにおいて、前記スペーサを、前記平面部分を谷折りする谷側に配置したことを特徴とする。
【0013】
(2)この発明のフィルタは、(1)に記載のフィルタにおいて、前記スペーサを、前記平面部分が連なる方向へジグザグに配置したことを特徴とする。
【0014】
(3)この発明のフィルタは、(1)または(2)に記載のフィルタにおいて、隣り合う前記スペーサ同士を、前記平面部分が連なる方向と交差する方向で重なり合わせたことを特徴とする。
【0015】
(4)この発明のフィルタは、(3)に記載のフィルタにおいて、前記スペーサ同士が重なり合う長さを、5mm〜200mmにしたことを特徴とする。
徴とする。
【発明の効果】
【0016】
この発明のフィルタによれば、スペーサを、平面部分を谷折りする谷側に配置したので、スペーサ(接着剤)の使用量(必要量)を減少させることができるとともに、構造圧力損失および風の通過抵抗を低減させることができる。
【0017】
この発明のフィルタによれば、スペーサを、平面部分が連なる方向へジグザグに配置したので、平面部分を谷折りする谷側にスペーサが位置することとなり、スペーサ(接着剤)の使用量(必要量)を減少させることができるとともに、構造圧力損失および風の通過抵抗を低減させることができる。
【0018】
この発明のフィルタによれば、隣り合うスペーサ同士を、平面部分が連なる方向と交差する方向で重なり合わせたので、通過する風の速度(風速)が速くなっても、平面部分の山折り部分の先端(谷折り部分の底、平面部分の前後方向の両端)が、平面部分が連なる方向へ移動しなくなることにより、フィルタの山折り部分を固定する必要がなくなるとともに、平面部分が連なる方向へ平面部分が潰れなくなる(圧縮されなくなる)。
【0019】
この発明のフィルタによれば、スペーサ同士が重なり合う長さを、5mm〜200mmにしたので、平面部分の前後方向の両端が、平面部分が連なる方向へ移動するのを確実に阻止することができるとともに、平面部分が連なる方向へ平面部分が潰れるのを確実に阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】この発明の一実施例であるフィルタの構造を示す斜視図である。
【図2】図1のX−X線による部分断面図である。
【図3】図1に示したフィルタの製造方法(製造装置)の一例を示す模式図である。
【図4】図3に示したフィルタの製造方法(製造装置)におけるフィルタの製造過程を示す説明図である。
【図5】図3に示したフィルタの製造方法(製造装置)におけるフィルタの製造過程を示す説明図である。
【図6】図1に示したフィルタと、従来のフィルタとの圧力損失を比較した図である。
【図7】図1に示したフィルタと、従来のフィルタとの粉塵保持量を比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、この発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。
【0022】
図1はこの発明の一実施例であるフィルタの構造を示す斜視図、図2は図1のX−X線による部分断面図であり、図1における矢印は、フィルタを通過する風の方向を示している。
【0023】
これらの図に示すように、フィルタ11は、平面部分12aが屏風状に連なるように折り込んだ(折り畳んだ)フィルタ基材12と、このフィルタ基材12の平面部分12aの間隔を確保するとともに、平面部分12a同士を接続、固定するスペーサ(接着剤)13とで構成されている。
【0024】
上記したフィルタ基材12は、例えば、硝子繊維の不織布、エレクトレット処理したポリプロピレンの繊維の不織布、通気性支持材(ポリエチレン、ポリエステルなどの有機繊維不織布)を少なくとも一方の面に積層したポリテトラフルオロエチレン多孔膜、パルプ、麻などの天然繊維の不織布、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機繊維の不織布などを使用することができる。
【0025】
そして、フィルタ基材12を折り曲げて形成される平面部分12aは、高さ(折り高さ)Hが、例えば、125mmで、長さLが、例えば、610mmの矩形状に形成されている。
そして、平面部分12aの間隔(山折り線の間隔)Dは、例えば、10mmとされている。
【0026】
また、スペーサ(接着剤)13は、熱可塑性樹脂、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂などを成分とする熱溶融型接着剤(ホットメルト接着剤)を線状または棒状に成形して使用される。
【0027】
図3は図1に示したフィルタの製造方法(製造装置)の一例を示す模式図、図4および図5は図3に示したフィルタの製造方法(製造装置)におけるフィルタの製造過程を示す説明図である。
【0028】
次に、図3〜図5を参照してフィルタ11の製造方法の一例について説明する。
【0029】
まず、図3に示すように、フィルタ基材12Aを原反ロール21から引き出し、スリッタ23によってフィルタ基材12Aを610mmの幅(図1の長さLに相当する長さ)に切断することにより、フィルタ基材12Aの耳を落としてフィルタ基材12とする。
【0030】
そして、第1折り込み部27の折り刃28A,28Bにより、フィルタ基材12を、高さ(折り高さ)Hの平面部分12aが屏風状(ジグザグ)に連なるように折り込んで筋付けを行った後、第1加熱部30で、例えば、60℃〜120℃に折り畳んだフィルタ基材12を加熱する。
【0031】
そして、展開部34において折り畳んだフィルタ基材12を一旦展開して平面状に戻した後、スペーサ塗布部36の塗布ノズル37A,37Bにより、図4に示すように、スペーサ(接着剤)13をフィルタ基材12の長さ方向(フィルタ基材12の走行方向)の表裏面の所定箇所(フィルタ基材12を谷折りしたときに、スペーサ(接着剤)13が谷側に位置する箇所)に数箇所(数条)塗布(付設)する。
【0032】
そして、第2折り込み部41の折り刃42A,42Bで、第1折り込み部27で筋付けした筋(線)に沿って、図5に示すように、フィルタ基材12を折り込んだ後、第2加熱部44で、スペーサ(接着剤)13を溶融する温度に加熱してスペーサ(接着剤)13同士を接着させることにより、図1および図2に示すフィルタ11が連続したフィルタ11Aとすることができる。
【0033】
このように、フィルタ基材12を折り込んだ状態で、スペーサ(接着剤)13を溶融させて平面部分12a同士を接着すると、スペーサ13が拡がることにより、図1および図2に示すように、平面部分12aを谷折りする谷側にスペーサ13が位置し、平面部分12aが連なる方向へスペーサ13がジグザグに配置されるとともに、隣り合うスペーサ13同士が、平面部分12aが連なる方向と交差する方向で重なり合う。
【0034】
そして、フィルタ11Aをコンベヤ46で搬送して取り出した後、奥行(平面部分12aが連なる方向の長さ)を所定の長さに切断してフィルタ11とすることができる。
【0035】
上記のように、スペーサ13を塗布する長さは、平面部分12aの高さによって変化させる。
【0036】
なお、図3において、25A,25Bは第1フィードローラ、32A〜32Hはガイドローラ、39A,39Bは第2フィードローラを示す。
そして、図4において、△は谷折り部分(谷折り線)、▲は山折り部分(山折り線)を示す。
【0037】
この発明のフィルタと、従来のフィルタ(特許文献1に記載されているフィルタ)との圧力損失を比較した結果を図6に示すとともに、この発明のフィルタと、従来のフィルタとの粉塵保持量を比較した結果を図7に示す。
【0038】
図6において、横軸は風速(m/s)、縦軸は圧力損失(Pa)を示し、横軸および縦軸ともに、対数目盛となっている。
そして、線Aがこの発明のフィルタ11の風速に対する圧力損失、線Bが従来のフィルタの風速に対する圧力損失を示している。
【0039】
図7において、横軸は粉塵保持量(g)、縦軸は圧力損失(Pa)を示している。
そして、線Cがこの発明のフィルタ11の粉塵保持量に対する圧力損失、線Dが従来のフィルタの粉塵保持量に対する圧力損失を示している。
なお、この発明のフィルタ11は、使用ろ材面積を10mとした。
また、従来のフィルタは、使用ろ材面積を12mとした。
【0040】
図6に示されているように、この発明のフィルタ11(線A)の方が、従来のフィルタ(線B)よりも圧力損失が少ないことが解る。
このように、この発明のフィルタ11の方が、従来のフィルタよりも圧力損失が少なくなるのは、スペーサ13を、平面部分12aを谷折りする谷側に配置したので、少ないスペーサ13の量(塗布量)でスペーサ13の幅を拡げることなく、すなわち、有効ろ材面積を減少させる割合を少なくして平面部分12aの間隔を確保できたことによるものと考えられる。
【0041】
また、スペーサ13を、平面部分12aを谷折りする谷側に配置したので、スペーサ13が平面部分12aを山折りする山側に位置しなくなり、風の入り口部分がスペーサ13で塞がれなくなることにより、風が入り易くなって、構造圧力損失を低減させることができる。
このように、圧力損失および構造圧力損失が少なくなると、図7に示されているように、効率よく集塵することができる。
【0042】
また、スペーサ13を、平面部分12aを谷折りする谷側に配置したので、すなわち、スペーサ13を、平面部分12aを山折りする山の内側に配置したので、山折り部分がスペーサ13によって補強されることにより、通過する風によって平面部分12aを山折りした山部分が潰れなくなって風の通過抵抗が増加しなくなる。
【0043】
また、通過する風の速度(風速)が速くなることによって平面部分12aの山折り側が平面部分12aが連なる方向へ移動しようとしても、隣り合うスペーサ13同士を、平面部分12aが連なる方向と交差する方向で重なり合わせることにより、重なり合うスペーサ13によって平面部分12aの山折り側が平面部分12aが連なる方向へ移動しなくなることにより、フィルタ11の山折り部分を固定する必要がなくなるとともに、平面部分12aが連なる方向へ平面部分12aが潰れなくなる(圧縮されなくなる)。
【0044】
このように、スペーサ13同士が重なり合う長さは、ほんの僅かでは平面部分12aの山折り側が、平面部分12aが連なる方向へ移動するおそれがあるので、5mm〜200mmとすることにより、使用するスペーサ13の量(塗布量)を少なくしつつ、平面部分12aの前後方向の両端が、平面部分12aが連なる方向へ移動するのを確実に阻止することができるとともに、平面部分12aが連なる方向へ平面部分12aが潰れるのを確実に阻止することができる。
【0045】
上記した実施例において、図2に示したように、平面部分12aを谷折りした谷の底部分にスペーサ13がない例を示したが、平面部分12aを谷折りした谷の底部分にもスペーサ13を配置することにより、平面部分12aを山折りした山の部分を潰れないように確実に補強することができる。
なお、スペーサ13を、平面部分12aを谷折りした谷の底部分にも配置する場合、平面部分12aを山折りした山の先端部分は、風の通過抵抗を増加させないように、鋭角にすることが望ましい。
【0046】
また、図4および図5に示したように、平面部分12aを谷折りする内側の両側にスペーサ(接着剤)13を塗布してスペーサ13同士を接着する例を示したが、スペーサ13の量(高さ)が確保できれば、平面部分12aを谷折りする内側の片側にのみスペーサ13を塗布してもよい。
【0047】
また、図4および図5に示したように、スペーサ(接着剤)13を連続して塗布する例を示したが、スペーサ13の量(高さ)が確保できれば、スペーサ13を点状に、不連続に塗布してもよい。
【0048】
また、第2折り込み部41とコンベヤ46との間に第2加熱部44を設けた例を示したが、第2加熱部44の位置はここに限定されず、第2フィードローラ39A,39Bと第2折り込み部41との間に設けてもよい。また、スペーサ(接着剤)13に乾燥時間の長い材料を使用することにより、第2加熱部44を設けずにスペーサ(接着剤)13同士を接着することも可能である。
【符号の説明】
【0049】
11 フィルタ
11A フィルタ
12 フィルタ基材
12A フィルタ基材
12a 平面部分
13 スペーサ(接着剤)
21 原反ロール
23 スリッタ
25A 第1フィードローラ
25B 第1フィードローラ
27 第1折り込み部
28A 折り刃
28B 折り刃
30 第1加熱部
32A〜32H ガイドローラ
34 展開部
36 スペーサ塗布部
37A 塗布ノズル
37B 塗布ノズル
39A 第2フィードローラ
39B 第2フィードローラ
41 第2折り込み部
42A 折り刃
42B 折り刃
44 第2加熱部
46 コンベヤ
H 高さ(折り高さ)
L 長さ
D 間隔(山折り線の間隔)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
平面部分が屏風状に連なるようにフィルタ基材を折り込み、前記平面部分の間隔をスペーサで確保するとともに、前記平面部分同士を前記スペーサで接続、固定したフィルタにおいて、
前記スペーサを、前記平面部分を谷折りする谷側に配置した、
ことを特徴とするフィルタ。
【請求項2】
請求項1に記載のフィルタにおいて、
前記スペーサを、前記平面部分が連なる方向へジグザグに配置した、
ことを特徴とするフィルタ。
【請求項3】
請求項1または請求項2に記載のフィルタにおいて、
隣り合う前記スペーサ同士を、前記平面部分が連なる方向と交差する方向で重なり合わせた、
ことを特徴とするフィルタ。
【請求項4】
請求項3に記載のフィルタにおいて、
前記スペーサ同士が重なり合う長さを、5mm〜200mmにした、
ことを特徴とするフィルタ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2012−115809(P2012−115809A)
【公開日】平成24年6月21日(2012.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−270450(P2010−270450)
【出願日】平成22年12月3日(2010.12.3)
【出願人】(391009372)ミドリ安全株式会社 (201)
【Fターム(参考)】