JP6157380B2 - Pre-cleaner - Google Patents
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Description
本発明は、プレクリーナーに関する。 The present invention relates to a precleaner.
例えば、特開２０１３−７２３９７号公報（以降、特許文献１と称することがある）に開示されているように、フィルタ装置において濾過の機能を担うフィルタ部分に雨水などの液滴、砂や砂利あるいは枯葉などが入り込むのを防ぐため、フィルタ装置における外気取り込み口にプレクリーナーを設置することが行われている。
そして、砂利など大型の固体が接触した場合でも破損し難いと共に、プレクリーナーを備えたフィルタ装置の通気抵抗が高くなり難いように、平均繊維径が太い繊維によって構成された、厚手かつ繊維密度が低く粗い太繊維層を備えるプレクリーナーが検討されている。
そのため、プレクリーナーは微粒子の高効率の除去が期待された部材ではなく、例えば、特開２００９−２３３５５０号公報（以降、特許文献２と称することがある）に開示されているような、ナノ繊維層と２００μｍ以下の平均繊維径を備える非ナノ繊維層を積層してなる積層フィルタのようなフィルタ部分にかかる発明とは、技術分野が異なるものである。
For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-72397 (hereinafter, sometimes referred to as Patent Document 1), a filter portion responsible for the filtration function in the filter device is a droplet such as rainwater, sand or gravel, In order to prevent dead leaves and the like from entering, a precleaner is installed at an outside air intake port in the filter device.
And even if large solids such as gravel come into contact, it is difficult to break, and the filter device equipped with the pre-cleaner is made of fibers with a large average fiber diameter, so that the ventilation resistance is not high. Precleaners with low and coarse thick fiber layers are being considered.
Therefore, the precleaner is not a member that is expected to remove fine particles with high efficiency. For example, a nanofiber as disclosed in JP 2009-233550 A (hereinafter sometimes referred to as Patent Document 2). The technical field is different from the invention relating to a filter portion such as a laminated filter formed by laminating a layer and a non-nanofiber layer having an average fiber diameter of 200 μm or less.
従来から、長期的に微粒子を除去可能なフィルタ装置を提供するため、フィルタ部分の捕集性能の向上や長寿命化（捕集性能の低下の防止）が望まれている。この要望を満足するため、例えば特許文献２が開示するような積層フィルタの技術分野では、各繊維層の構成繊維の平均繊維径や目付といった構成を最適化することが検討されている。
しかし、フィルタ部分の構成を最適化するのみでは、フィルタ装置における微粒子の除去性能を長期的に保つ事は困難であり、限界があった。
Conventionally, in order to provide a filter device capable of removing fine particles over a long period of time, it has been desired to improve the collection performance of the filter portion and to extend the life (preventing deterioration of the collection performance). In order to satisfy this demand, for example, in the technical field of a multilayer filter as disclosed in Patent Document 2, optimization of the configuration such as the average fiber diameter and basis weight of the constituent fibers of each fiber layer has been studied.
However, only by optimizing the configuration of the filter portion, it is difficult to maintain the particulate removal performance in the filter device for a long period of time, and there is a limit.
本発明者らは、フィルタ装置における微粒子の除去性能を長期的に保つ事が可能な、プレクリーナーの提供を目的とする。
The present inventors aim to provide a precleaner that can maintain the removal performance of particulates in a filter device for a long period of time.
本発明は、
「太繊維層に細繊維層が積層してなるプレクリーナーであって、
前記太繊維層を構成する太繊維の平均繊維径は２００μｍよりも大きく、
前記細繊維層を構成する細繊維の平均繊維径は１μｍ以下である、プレクリーナー。」
である。
The present invention
"It is a pre-cleaner made by laminating a thin fiber layer on a thick fiber layer,
The average fiber diameter of the thick fibers constituting the thick fiber layer is larger than 200 μm,
The precleaner whose average fiber diameter of the fine fiber which comprises the said fine fiber layer is 1 micrometer or less. "
It is.
本願発明者らは、長期的に微粒子を除去可能なフィルタ装置を提供するため、フィルタ部分を長寿命化可能な技術について検討を行った。
そして、プレクリーナーの改良について着眼し検討を続けた結果、従来フィルタ装置において微粒子の除去に直接的に寄与しないプレクリーナーに微粒子の濾過性能を付与することによって、フィルタ部分を長寿命化できることを見出した。
In order to provide a filter device that can remove particulates over a long period of time, the present inventors have studied a technique that can extend the life of the filter portion.
As a result of focusing on the improvement of the pre-cleaner and continuing to study it, it was found that the filter part can be extended in its life by providing the pre-cleaner that does not directly contribute to the removal of the fine particles in the conventional filter device. It was.
つまり、平均繊維径が２００μｍよりも大きい太繊維から構成された太繊維層に、平均繊維径が１μｍ以下の細繊維から構成された細繊維層を積層した本発明のプレクリーナーは、太繊維層の存在によりフィルタ装置のフィルタ部分に雨水など液滴、砂や砂利あるいは泥などが入り込むのを防止でき、砂利など大型の固体が接触した場合でも破損し難いというプレクリーナーに求められる特性を満足すると同時に、細繊維層の存在により微粒子を捕集する効果を発揮できることを見出した。
更に、本発明のプレクリーナーは、平均繊維径が２００μｍよりも大きい太繊維から構成された太繊維層を備えていることによって、平均繊維径が１μｍ以下の細繊維から構成された細繊維層を備えているにも関わらず、プレクリーナーの通気度が太繊維層単体の通気度から大きく低下し難いことを見出した。そのため、本発明のプレクリーナーは、フィルタ装置の通気抵抗を低下し難い必要があるというプレクリーナーに求められる特性を満足できる。
That is, the pre-cleaner of the present invention in which a fine fiber layer composed of fine fibers having an average fiber diameter of 1 μm or less is laminated on a thick fiber layer composed of thick fibers having an average fiber diameter of greater than 200 μm is a thick fiber layer. It is possible to prevent raindrops such as rainwater, sand, gravel or mud from entering the filter part of the filter device, and satisfy the characteristics required of pre-cleaners that are difficult to break even when large solids such as gravel come into contact with it. At the same time, it has been found that the presence of the fine fiber layer can exert the effect of collecting fine particles.
Furthermore, the pre-cleaner of the present invention comprises a thick fiber layer composed of thick fibers having an average fiber diameter of greater than 200 μm, whereby a fine fiber layer composed of fine fibers having an average fiber diameter of 1 μm or less. It was found that the air permeability of the pre-cleaner is not easily lowered from the air permeability of the thick fiber layer, although it is provided. Therefore, the precleaner of the present invention can satisfy the characteristics required for the precleaner that it is necessary to hardly reduce the ventilation resistance of the filter device.
以上から、本発明のプレクリーナーによって、フィルタ部分に捕集される微粒子の量を低減化することでフィルタ部分を長寿命化して、フィルタ装置における微粒子の除去性能を長期的に保つ事ができる。
From the above, it is possible to extend the life of the filter part by reducing the amount of fine particles collected in the filter part by the pre-cleaner of the present invention, and to maintain the removal performance of the fine particles in the filter device for a long time.
本発明のプレクリーナーを構成する太繊維層と細繊維層は、主として繊維素材を用いて構成された部材であって、太繊維層はフィルタ装置のフィルタ部分に雨水などの液滴、砂や砂利あるいは枯葉などが入り込むのを防止する役割を担う部材であり、砂利など大型の固体が接触した場合でも破損し難い剛性を有することが求められている。そして、細繊維層は微粒子を捕集する機能を有する部材である。 The thick fiber layer and the fine fiber layer constituting the pre-cleaner of the present invention are members mainly composed of a fiber material, and the thick fiber layer is a droplet such as rainwater, sand or gravel on the filter portion of the filter device. Alternatively, it is a member that plays a role in preventing dead leaves and the like from entering, and is required to have rigidity that is difficult to break even when a large solid such as gravel contacts. The fine fiber layer is a member having a function of collecting fine particles.
太繊維層と細繊維層を構成する繊維素材の種類は適宜調整するが、例えば、不織布や織物あるいは編物などの布帛であることができる。なお、太繊維層と細繊維層は、上述した布帛単体から構成されていても、一種類の布帛を複数積層した積層体や複数種類の布帛を積層した積層体を備えることで構成されていても良い。
以降、太繊維層と細繊維層を構成する繊維素材の構成繊維を、構成繊維と称することがある。
Although the kind of fiber raw material which comprises a thick fiber layer and a fine fiber layer is adjusted suitably, it can be fabrics, such as a nonwoven fabric, a woven fabric, or a knitted fabric, for example. In addition, even if it is comprised from the fabric single-piece | unit mentioned above, the thick fiber layer and the fine fiber layer are comprised by providing the laminated body which laminated | stacked one type of fabric, and the laminated body which laminated | stacked multiple types of fabric. Also good.
Hereinafter, the constituent fibers of the fiber material constituting the thick fiber layer and the fine fiber layer may be referred to as constituent fibers.
太繊維層と細繊維層の構成繊維を構成する成分は適宜選択するが、例えば、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、炭化水素の一部をシアノ基またはフッ素或いは塩素といったハロゲンで置換した構造のポリオレフィン系樹脂など）、スチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリエーテル系樹脂（例えば、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル、芳香族ポリエーテルケトンなど）、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、全芳香族ポリエステル樹脂など）、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド系樹脂（例えば、芳香族ポリアミド樹脂、芳香族ポリエーテルアミド樹脂、ナイロン樹脂など）、二トリル基を有する樹脂（例えば、ポリアクリロニトリルなど）、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスルホン系樹脂（例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなど）、フッ素系樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど）、セルロース系樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、アクリル系樹脂（例えば、アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルなどを共重合したポリアクリロニトリル系樹脂、アクリロニトリルと塩化ビニルまたは塩化ビニリデンを共重合したモダアクリル系樹脂など）など、公知の有機ポリマーを用いて構成できる。 The components constituting the constituent fibers of the thick fiber layer and the fine fiber layer are appropriately selected. For example, a polyolefin resin (for example, polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, a part of hydrocarbon is a cyano group or a halogen such as fluorine or chlorine). Polyolefin resin having a structure substituted with styrene), styrene resin, polyvinyl alcohol resin, polyether resin (for example, polyether ether ketone, polyacetal, modified polyphenylene ether, aromatic polyether ketone, etc.), polyester resin ( For example, polyethylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polycarbonate, polyarylate, wholly aromatic polyester resin, etc.) Imide resin, polyamideimide resin, polyamide resin (for example, aromatic polyamide resin, aromatic polyetheramide resin, nylon resin), resin having nitrile group (for example, polyacrylonitrile), urethane resin, epoxy Resin, polysulfone resin (for example, polysulfone, polyethersulfone, etc.), fluorine resin (for example, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), cellulose resin, polybenzimidazole resin, acrylic resin (for example, acrylic resin) For example, polyacrylonitrile resins copolymerized with acid esters or methacrylic acid esters, modacrylic resins copolymerized with acrylonitrile and vinyl chloride or vinylidene chloride, etc.).
なお、これらの有機ポリマーは、直鎖状ポリマーまたは分岐状ポリマーのいずれからなるものでも構わず、また有機ポリマーがブロック共重合体やランダム共重合体でも構わず、また有機ポリマーの立体構造や結晶性がいかなるものでもよい。更には、多成分の有機ポリマーを混ぜ合わせたものでも良い。
These organic polymers may be either linear polymers or branched polymers, and the organic polymer may be a block copolymer or a random copolymer, and the three-dimensional structure or crystal of the organic polymer. Any gender is acceptable. Furthermore, what mixed the multicomponent organic polymer may be used.
なお、難燃性に優れるプレクリーナーを提供する場合には、太繊維層および／または細繊維層が難燃性の有機ポリマーを含んでいるのが好ましい。このような難燃性の有機ポリマーとして、例えば、モダアクリル樹脂、ビニリデン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ノボロイド樹脂、ポリクラール樹脂、リン化合物を共重合したポリエステル樹脂、ハロゲン含有モノマーを共重合したアクリル樹脂、アラミド樹脂、ハロゲン系やリン系又は金属化合物系の難燃剤を練り込んだ樹脂などを挙げることができる。
In addition, when providing the pre cleaner which is excellent in a flame retardance, it is preferable that the thick fiber layer and / or the fine fiber layer contain the flame retardant organic polymer. Examples of such flame-retardant organic polymers include modacrylic resins, vinylidene resins, polyvinyl chloride resins, polyvinylidene fluoride resins, novoloid resins, polyclar resins, polyester resins copolymerized with phosphorus compounds, and halogen-containing monomers. Acrylic resin, aramid resin, resin containing a halogen-based, phosphorus-based or metal compound-based flame retardant can be used.
太繊維層と細繊維層の構成繊維は、例えば、溶融紡糸法、乾式紡糸法、湿式紡糸法、直接紡糸法（メルトブロー法、スパンボンド法、静電紡糸法、糸原液と気体流を平行に吐出して紡糸する方法（例えば、特開２００９−２８７１３８号公報、特開２０１１−１１１６８６号公報などに開示の方法など）など）、複合繊維から一種類以上の樹脂成分を除去することで繊維径が細い繊維を抽出する方法、繊維を叩解して分割された繊維を得る方法など公知の方法により得ることができる。
The constituent fibers of the thick fiber layer and the fine fiber layer are, for example, melt spinning method, dry spinning method, wet spinning method, direct spinning method (melt blow method, spunbond method, electrostatic spinning method, yarn stock solution and gas flow in parallel. A method of discharging and spinning (for example, methods disclosed in JP2009-287138A, JP2011-111686A, etc.), fiber diameter by removing one or more types of resin components from the composite fiber However, it can be obtained by a known method such as a method of extracting fine fibers or a method of beating fibers to obtain divided fibers.
太繊維層と細繊維層の構成繊維は、一種類の有機ポリマーから構成されてなるものでも複数種類の有機ポリマーから構成されてなるものでも構わない。複数種類の有機ポリマーから構成されてなる繊維として、一般的に複合繊維と称される、例えば、芯鞘型、海島型、サイドバイサイド型、オレンジ型、バイメタル型などの態様であることができる。
太繊維層と細繊維層は構成繊維として、熱収縮率の異なる複数の樹脂を備えた潜在捲縮性の複合繊維や、接着繊維を含んでいてもよい。接着繊維の種類は適宜選択するが、例えば、芯鞘型接着繊維、サイドバイサイド型接着繊維、あるいは、全溶融型接着繊維を挙げることができる。
The constituent fibers of the thick fiber layer and the fine fiber layer may be composed of one kind of organic polymer or may be composed of a plurality of kinds of organic polymers. The fiber composed of a plurality of types of organic polymers can be generally referred to as a composite fiber, for example, a core-sheath type, a sea-island type, a side-by-side type, an orange type, a bimetal type, or the like.
The thick fiber layer and the fine fiber layer may include latent crimpable composite fibers including a plurality of resins having different heat shrinkage rates and adhesive fibers as constituent fibers. The type of the adhesive fiber is selected as appropriate, and examples thereof include a core-sheath type adhesive fiber, a side-by-side type adhesive fiber, and an all-melt type adhesive fiber.
また、太繊維層と細繊維層は構成繊維として横断面の形状が、略円形の繊維や楕円形の繊維以外にも異形断面繊維を含んでいてもよい。異形断面繊維として、三角形形状などの多角形形状、Ｙ字形状などのアルファベット文字型形状、不定形形状、多葉形状、アスタリスク形状などの記号型形状、あるいはこれらの形状が複数結合した形状などの繊維断面を有する繊維を例示できる。
In addition, the thick fiber layer and the fine fiber layer may include irregular cross-section fibers other than substantially circular fibers and elliptic fibers as the constituent fibers. As a modified cross-section fiber, a polygonal shape such as a triangular shape, an alphabetic character shape such as a Y shape, an irregular shape, a multileaf shape, a symbolic shape such as an asterisk shape, or a shape obtained by combining a plurality of these shapes A fiber having a fiber cross section can be exemplified.
なお、太繊維層および／または細繊維層が織物や編物である場合、上述の繊維を織るあるいは編むことで調製できる。
When the thick fiber layer and / or the fine fiber layer is a woven fabric or a knitted fabric, it can be prepared by weaving or knitting the above-mentioned fibers.
太繊維層および／または細繊維層が不織布（繊維ウェブを含む）である場合、不織布の調製方法として、例えば、上述の繊維をカード装置やエアレイ装置などに供し繊維を絡み合わせて不織布の態様とする乾式法、繊維を液体に分散させシート状に抄き不織布の態様とする湿式法、直接紡糸法（メルトブロー法、スパンボンド法、静電紡糸法、紡糸原液と気体流を平行に吐出して紡糸する方法（例えば、特開２００９−２８７１３８号公報、特開２０１１−１１１６８６号公報などに開示の方法など）など）を用いて繊維の紡糸を行う方法などを採用し、不織布を調製できる。
特に、厚手かつ繊維密度が低く粗い太繊維層を調製し易いことから、太繊維層は乾式法やスパンボンド法を用いて調製された不織布であるのが好ましい。
When the thick fiber layer and / or the fine fiber layer is a non-woven fabric (including a fiber web), as a method for preparing the non-woven fabric, for example, the above-described fibers are used in a card device, an air lay device, etc. A dry method, a wet method in which fibers are dispersed in a liquid and made into a sheet form to form a nonwoven fabric, a direct spinning method (a melt blow method, a spun bond method, an electrostatic spinning method, a spinning stock solution and a gas stream are discharged in parallel. A nonwoven fabric can be prepared by employing a spinning method (for example, a method disclosed in JP2009-287138A, JP2011-111686A, etc.).
In particular, the thick fiber layer is preferably a non-woven fabric prepared by a dry method or a spunbond method because it is easy to prepare a thick thick fiber layer having a low fiber density and a low density.
また、太繊維層の主面に直接細繊維層を形成可能であると共に平均繊維径が１μｍ以下の繊維からなる細繊維層を調製し易いことから、細繊維層は直接紡糸法を用いて調製された不織布であるのが好ましい。特に、直接紡糸法として紡糸原液と気体流を平行に吐出して紡糸する方法を採用すると嵩高な細繊維層を調製することができ、プレクリーナーの通気度が太繊維層単体の通気度から大きく低下し難くなり、より好ましい。
In addition, a fine fiber layer can be directly formed on the main surface of the thick fiber layer and a fine fiber layer composed of fibers having an average fiber diameter of 1 μm or less can be easily prepared. Therefore, the fine fiber layer is prepared using a direct spinning method. It is preferable that the nonwoven fabric is made. In particular, if the spinning method is used as a direct spinning method in which the spinning solution and the gas flow are discharged in parallel to spin, a bulky fine fiber layer can be prepared, and the air permeability of the precleaner is larger than that of the thick fiber layer alone. It is more preferable because it is difficult to decrease.
また、繊維を絡合および／または一体化するため、上述のようにして調製した不織布（繊維ウェブを含む）を、例えば、ニードルや水流によって絡合する方法、繊維同士をバインダで一体化する方法、あるいは、熱可塑性樹脂を含んでいる場合には、繊維ウェブを加熱処理することで前記熱可塑性樹脂を溶融させて、繊維同士を一体化する方法へ供してもよい。
なお、加熱処理する方法として、例えば、ヒートプレート、カレンダーロールなどのヒートローラ、熱風乾燥器、超音波加熱装置、赤外線加熱装置、遠赤外線加熱装置などの加熱手段を用いることができる。
In addition, in order to entangle and / or integrate the fibers, for example, a method of entanglement of the nonwoven fabric (including fiber web) prepared as described above with a needle or a water flow, a method of integrating fibers with a binder Alternatively, when a thermoplastic resin is contained, the fiber web may be heat-treated to melt the thermoplastic resin and be used for a method of integrating the fibers.
As a heat treatment method, for example, a heating means such as a heat roller such as a heat plate or a calender roll, a hot air dryer, an ultrasonic heating device, an infrared heating device, or a far infrared heating device can be used.
微粒子の除去性能に優れるプレクリーナーを提供できるように、エレクトレット化した繊維を備える太繊維層および／または細繊維層を備えたプレクリーナーであってもよい。エレクトレット化した繊維は高温の加熱によってエレクトレットの効果が失われ易いため、加熱処理を施した後の太繊維層および／または細繊維層あるいはプレクリーナーに対して帯電加工処理を行い、エレクトレット化した繊維を備える太繊維層および／または細繊維層を備えたプレクリーナーを調製するのが好ましい。
繊維をエレクトレット化する方法は適宜選択するが、例えば、プラズマ帯電処理やコロナ帯電などイオンを注入して帯電させる手段、極性液体を介して力を作用させて帯電させる手段、複数種類の繊維成分を摩擦して帯電させる手段など、公知の手段を適宜選択して、又は組み合わせて利用できる。
In order to provide a precleaner having excellent fine particle removal performance, a precleaner including a thick fiber layer and / or a fine fiber layer including electret fibers may be used. Since electretized fibers tend to lose the electret effect due to high-temperature heating, the electretized fibers are subjected to electrification processing on the thick fiber layer and / or fine fiber layer or precleaner after heat treatment. It is preferred to prepare a precleaner with a thick fiber layer and / or a fine fiber layer.
The method of electretizing the fiber is appropriately selected.For example, means for charging by ion implantation such as plasma charging treatment or corona charging, means for charging by applying a force through a polar liquid, a plurality of types of fiber components Known means such as means for frictional charging can be appropriately selected or used in combination.
太繊維層と細繊維層は上述した繊維素材のみから構成されていてもよいが、繊維間の接着がより強固となり剛性に優れるようにバインダ粒子などのバインダや、難燃性に優れるように難燃剤などの添加剤を含んでいてもよい。 The thick fiber layer and the fine fiber layer may be composed only of the above-mentioned fiber material, but it is difficult to have a binder such as a binder particle or a flame retardant so that the adhesion between fibers becomes stronger and the rigidity is excellent. An additive such as a flame retardant may be included.
バインダの種類として、例えば、ポリオレフィン（変性ポリオレフィンなど）、エチレンビニルアルコール共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのエチレン−アクリレート共重合体、各種ゴムおよびその誘導体［スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）など］、セルロース誘導体［カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど］、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶｄＦ−ＨＦＰ）、アクリル系樹脂などを使用できる。 Examples of binders include, for example, polyolefins (modified polyolefins), ethylene-vinyl alcohol copolymers, ethylene-acrylate copolymers such as ethylene-ethyl acrylate copolymers, various rubbers and their derivatives [styrene-butadiene rubber (SBR). , Fluoro rubber, urethane rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), etc.], cellulose derivatives [carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, etc.], polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyurethane, epoxy resin, polyvinylidene fluoride (PVdF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-HFP) , It can be used an acrylic resin.
添加剤を含んだ太繊維層および／または細繊維層を調製する方法は適宜選択するが、例えば、添加剤溶液あるいは添加剤分散液を太繊維層および／または細繊維層に、浸漬や塗布あるいはスプレーすることで付与して乾燥する方法、添加剤を混合した繊維を用いて太繊維層および／または細繊維層を調製する方法などを挙げることができる。
The method for preparing the thick fiber layer and / or the fine fiber layer containing the additive is appropriately selected. For example, the additive solution or the additive dispersion is immersed, applied, or applied to the thick fiber layer and / or the fine fiber layer. Examples thereof include a method of applying and drying by spraying, and a method of preparing a thick fiber layer and / or a fine fiber layer using fibers mixed with additives.
太繊維層を構成する繊維の平均繊維径は２００μｍよりも太いならば、剛性に富むプレクリーナーとなるよう平均繊維径は適宜調整するが、２５０μｍ以上であるのが好ましく、４００μｍ以上であるのがより好ましい。上限値も適宜調整するが１０００μｍ以下であるのが現実的である。なお、本発明でいう「平均繊維径」は、繊維を含んだ構造物（太繊維層や細繊維層など）の主面や断面の電子顕微鏡写真を分析し、電子顕微鏡写真に写る繊維から無作為に選んだ１００本の繊維の繊維直径の算術平均値を算出することで算出するものであり、繊維直径は繊維の断面積と同じ面積をもつ円の直径をいう。 If the average fiber diameter of the fibers constituting the thick fiber layer is thicker than 200 μm, the average fiber diameter is appropriately adjusted so as to provide a precleaner rich in rigidity, but is preferably 250 μm or more, and preferably 400 μm or more. More preferred. The upper limit is also adjusted as appropriate, but it is realistic that the upper limit is 1000 μm or less. The “average fiber diameter” as used in the present invention is calculated from an electron micrograph of a main surface or a cross-section of a structure (such as a thick fiber layer or a fine fiber layer) containing fibers, and is calculated from the fibers in the electron micrograph. It is calculated by calculating the arithmetic average value of the fiber diameters of 100 fibers selected for the work, and the fiber diameter is the diameter of a circle having the same area as the cross-sectional area of the fiber.
太繊維層の厚さは、剛性に優れるよう適宜調整するが、剛性に優れると共に砂利など大型の固体が接触した場合に破損し難いように、１ｍｍよりも厚いのが好ましく、５ｍｍ以上であるのが好ましく、１０ｍｍ以上であるのがより好ましい。なお、厚さの上限値は通気抵抗が高くなり難いように適宜調製するが、１００ｍｍ以下であるのが好ましい。なお、本発明でいう「厚さ」とは、平板状にして静置した測定対象物に対して主面１ｃｍ２当たり２ｇの荷重をかけた時に示す厚さをいい、主面とは面積が広い面をいう。 The thickness of the thick fiber layer is appropriately adjusted so as to be excellent in rigidity, but it is preferably thicker than 1 mm so that it is excellent in rigidity and is not easily damaged when a large solid such as gravel comes into contact with it. Is preferably 10 mm or more. The upper limit of the thickness is appropriately adjusted so that the ventilation resistance is not easily increased, but is preferably 100 mm or less. The “thickness” as used in the present invention refers to the thickness indicated when a load of 2 g per 1 cm 2 of the main surface is applied to the measurement object placed in a flat plate shape, and the main surface has an area. A wide surface.
また、太繊維層の目付も適宜調整するが、５０ｇ／ｍ２〜５０００ｇ／ｍ２であるのが好ましく、５００ｇ／ｍ２〜２０００ｇ／ｍ２であるのがより好ましい。なお、「目付」とは主面における面積１ｍ２あたりの質量をいう。
Further, it is also appropriately adjusted basis weight of the thick fiber layer is preferably from 50g / m 2 ~5000g / m 2 , more preferably from 500g / m 2 ~2000g / m 2 . The “weight per unit area” refers to the mass per 1 m 2 area on the main surface.
細繊維層を構成する繊維の平均繊維径は１μｍ以下であるならば、微粒子の除去性能に優れるよう平均繊維径は適宜調整するが、０．８μｍ以下であるのが好ましく、０．５μｍ以下であるのがより好ましい。下限値も適宜調整するが０．１μｍ以上であるのが現実的である。 If the average fiber diameter of the fibers constituting the fine fiber layer is 1 μm or less, the average fiber diameter is appropriately adjusted so that the fine particle removal performance is excellent. More preferably. Although the lower limit is also adjusted as appropriate, it is realistic that it is 0.1 μm or more.
また、細繊維層の目付も適宜調整するが、０．０５ｇ／ｍ２〜０．５ｇ／ｍ２であるのが好ましく、０．１ｇ／ｍ２〜０．２ｇ／ｍ２であるのがより好ましい。
Although adjusting the basis weight of the fine fiber layer as appropriate, it is preferably from 0.05g / m 2 ~0.5g / m 2 , more in the range of 0.1g / m 2 ~0.2g / m 2 preferable.
太繊維層と細繊維層を積層する方法は適宜選択するが、例えば、
・太繊維層および／または細繊維層に含まれる接着繊維やバインダなどの熱可塑性成分を溶融することで、太繊維層と細繊維層を接着して積層一体化する方法、
・間にバインダを介して、太繊維層と細繊維層を接着して積層一体化する方法、
・太繊維層および／または細繊維層が不織布である場合には、不織布層側からニードルパンチ処理や水流絡合処理を施すことでもう一方の素材に繊維を絡ませて、積層一体化する方法、
・直接紡糸法を用いて細繊維層を構成する繊維を紡糸すると共に太繊維層の主面に捕集し、太繊維層の主面に細繊維層を形成することで、積層一体化する方法、
などを挙げることができる。
The method of laminating the thick fiber layer and the fine fiber layer is appropriately selected.
A method of laminating and integrating the thick fiber layer and the fine fiber layer by melting thermoplastic components such as adhesive fibers and binder contained in the thick fiber layer and / or the fine fiber layer,
-A method of laminating and integrating a thick fiber layer and a fine fiber layer via a binder,
-When the thick fiber layer and / or the fine fiber layer is a nonwoven fabric, the fiber is entangled with the other material by performing needle punching treatment or hydroentanglement treatment from the nonwoven fabric layer side, and lamination and integration,
A method of laminating and integrating by spinning the fibers constituting the fine fiber layer using the direct spinning method, collecting the fibers on the main surface of the thick fiber layer, and forming the fine fiber layer on the main surface of the thick fiber layer. ,
And so on.
なお、接着繊維やバインダなどの熱可塑性成分を溶融させる方法は適宜選択するが、例えば、ヒートプレート、カレンダーロールなどのヒートローラ、熱風乾燥器、超音波加熱装置、赤外線加熱装置、遠赤外線加熱装置などの加熱手段を用いて熱可塑性成分を溶融させることができる。
The method for melting thermoplastic components such as adhesive fibers and binders is appropriately selected. For example, a heat roller such as a heat plate or a calender roll, a hot air dryer, an ultrasonic heating device, an infrared heating device, or a far infrared heating device. The thermoplastic component can be melted using a heating means such as.
太繊維層と細繊維層を積層してなるプレクリーナーの厚さや目付は、フィルタ装置における微粒子の除去性能を長期的に保つ事が可能なプレクリーナーを提供できるよう適宜調整するが、厚さは５ｍｍ〜１００ｍｍであるのが好ましく、１０ｍｍ〜５０ｍｍであるのがより好ましく、そして、目付は５０ｇ／ｍ２〜５０００ｇ／ｍ２であるのが好ましく、５００ｇ／ｍ２〜２０００ｇ／ｍ２であるのがより好ましい。
The thickness and basis weight of the pre-cleaner formed by laminating the thick fiber layer and the fine fiber layer are adjusted as appropriate so as to provide a pre-cleaner capable of maintaining the removal performance of the fine particles in the filter device for a long time. is preferably from 5 mm to 100 mm, more preferably from 10 mm to 50 mm, and, the basis weight is preferably from 50g / m 2 ~5000g / m 2 , a 500g / m 2 ~2000g / m 2 Is more preferable.
プレクリーナーの形状は適宜調整できるものであり、例えば、円形、長円形、正方形、長方形などの平板であってもよい。また、例えば、コルゲート加工やプリーツ加工、捲回加工、切り抜きや打ち抜きや穴空け、部分的に切れ込みを入れた所望する形状であってもよい。 The shape of the precleaner can be adjusted as appropriate, and may be a flat plate such as a circle, an oval, a square, or a rectangle. Further, for example, a corrugated process, a pleat process, a winding process, a cutout, a punching, a hole, or a desired shape partially cut may be used.
また、プレクリーナーの保形性を向上するため、プレクリーナーの側面（厚さ方向と平行をなす面）に端板を設けても良い。端板はプレクリーナーの側面全てに設けられている態様であっても、主面側からプレクリーナーを見た際にプレクリーナーが正方形あるいは長方形形状の場合には、端板がプレクリーナーの側面において対向する二辺に設けられている態様であってもよい。なお、プリーツ加工されたプレクリーナーである場合には、プリーツ形状の保形性に優れるように、プレクリーナーにおけるプリーツの峰線に交差する側面に端板が設けられているのが好ましい。
In order to improve the shape retention of the precleaner, an end plate may be provided on the side surface (surface parallel to the thickness direction) of the precleaner. Even if the end plate is provided on all sides of the pre-cleaner, when the pre-cleaner is square or rectangular when viewed from the main surface side, the end plate is located on the side of the pre-cleaner. The aspect provided in two opposite sides may be sufficient. In the case of a pleated pre-cleaner, it is preferable that an end plate is provided on the side surface of the pre-cleaner that intersects the pleated ridge line so that the shape of the pleated shape is excellent.
なお、フィルタ装置における外気取り込み口にプレクリーナーを設ける態様は適宜調整するが、雨水などの液滴、砂や砂利あるいは枯葉などと接触し得る外気側に、剛性に優れる太繊維層が露出するようにしてプレクリーナーを設けるのが好ましい。
In addition, although the aspect which provides a pre cleaner in the external air intake port in a filter apparatus is adjusted suitably, the thick fiber layer excellent in rigidity is exposed to the external air side which can contact droplets, such as rain water, sand, gravel, or a dead leaf. It is preferable to provide a precleaner.
以下、本発明の実施例について説明するが、これは発明の理解を容易とするための好適例に過ぎず、本発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。
Examples of the present invention will be described below, but these are only suitable examples for facilitating the understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the contents of these examples.
（実施例１）
ポリ塩化ビニリデン樹脂繊維（平均繊維径：２８３μｍ、繊維長：１５０ｍｍ、目付：８８２．９ｇ／ｍ２）の乾式ウェブに、ポリ塩化ビニリデン樹脂バインダ溶液を付与した後、乾燥させバインダ溶液の溶媒を除去して乾式不織布（目付：１４７３．２ｇ／ｍ２、厚さ：２５．６ｍｍ）を調製した。
次いで、アクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解させた紡糸原液を吐出可能なノズルに対し、前記ノズルにおける紡糸原液を吐出可能な方向と平行を成す方向に吐出されている気体流を前記ノズルの紡糸原液口よりも紡糸方向の上流側から作用させることで、前記ノズルの紡糸原液口から紡糸原液を吐出させると共に繊維化し前記乾式不織布の一方の主面上に捕集することで、前記乾式不織布の一方の主面上に細繊維層（平均繊維径：２００ｎｍ、目付：０．１ｇ／ｍ２）を調製した。
このようにして、乾式不織布由来の太繊維層の一方の主面上に細繊維層が積層してなる、プレクリーナー（目付：１４７３．３ｇ／ｍ２、厚さ：２５．６ｍｍ）を調製した。
Example 1
After applying a polyvinylidene chloride resin binder solution to a dry web of polyvinylidene chloride resin fibers (average fiber diameter: 283 μm, fiber length: 150 mm, basis weight: 882.9 g / m 2 ), the solvent is removed by drying. Thus, a dry nonwoven fabric (weight per unit: 1473.2 g / m 2 , thickness: 25.6 mm) was prepared.
Next, with respect to a nozzle capable of discharging a spinning stock solution in which acrylonitrile resin is dissolved in N, N-dimethylformamide, a gas flow discharged in a direction parallel to a direction in which the spinning stock solution can be discharged in the nozzle is By acting from the upstream side in the spinning direction from the spinning stock solution port, the spinning stock solution is discharged from the spinning stock solution port of the nozzle and is made into a fiber and collected on one main surface of the dry nonwoven fabric, so that the dry type A fine fiber layer (average fiber diameter: 200 nm, basis weight: 0.1 g / m 2 ) was prepared on one main surface of the nonwoven fabric.
In this way, a precleaner (weight per unit: 1473.3 g / m 2 , thickness: 25.6 mm) in which a thin fiber layer was laminated on one main surface of a thick fiber layer derived from a dry nonwoven fabric was prepared. .
（比較例１）
実施例１で調製した乾式不織布を、そのままプレクリーナーとした。
(Comparative Example 1)
The dry nonwoven fabric prepared in Example 1 was used as it was as a precleaner.
（捕集効率と初期圧力損失の測定方法）
流入面側（外気取り込み口に相当）から流出面側にかけて、プレクリーナー−送風ファンの順に備えるフィルタ装置を用意した。このとき、流入面側に太繊維層が露出するようにしてプレクリーナーを設けた。そして、フィルタ装置の送風ファンを稼動し、風速が１０ｃｍ／ｓｅｃ．となるように調整して、フィルタ装置を稼動した。
フィルタ装置を稼動したときの初期圧力損失（Ｐａ）を測定した後、フィルタ装置の流入面側から０．３〜５μｍの範囲の粒子径を有する大気塵粒子を送り込み、パーティクルカウンターを用いてフィルタ装置の流入面側および流出面側に存在する大気塵粒子の個数を大気塵粒子の各粒子径範囲ごとに測定することで、プレクリーナーの捕集効率（％）を測定した。
なお、本測定において捕集効率（％）は、以下の式から算出した。
ａ１＝｛（ｂ１−ｃ１）／ｂ１｝×１００
ａ１：捕集効率（％）
ｂ１：フィルタ装置の流入面側に存在する大気塵粒子の個数（個）
ｃ１：フィルタ装置の流出面側に存在する大気塵粒子の個数（個）
(Measurement method of collection efficiency and initial pressure loss)
A filter device provided in the order of a pre-cleaner and a blower fan from the inflow surface side (corresponding to the outside air intake port) to the outflow surface side was prepared. At this time, the precleaner was provided so that the thick fiber layer was exposed on the inflow surface side. And the ventilation fan of a filter apparatus is operated, and a wind speed is 10 cm / sec. The filter device was operated after adjusting to be.
After measuring the initial pressure loss (Pa) when the filter device is operated, atmospheric dust particles having a particle diameter in the range of 0.3 to 5 μm are sent from the inflow surface side of the filter device, and the filter device is used using a particle counter. The collection efficiency (%) of the pre-cleaner was measured by measuring the number of atmospheric dust particles present on the inflow surface side and outflow surface side for each particle diameter range of the atmospheric dust particles.
In this measurement, the collection efficiency (%) was calculated from the following equation.
a 1 = {(b 1 −c 1 ) / b 1 } × 100
a 1 : Collection efficiency (%)
b 1 : Number of atmospheric dust particles present on the inflow surface side of the filter device (pieces)
c 1 : Number of atmospheric dust particles present on the outflow surface side of the filter device
実施例および比較例で調製したプレクリーナーを、上述の測定へ供した結果を表１にまとめた。
The results obtained by subjecting the precleaners prepared in Examples and Comparative Examples to the above-described measurement are summarized in Table 1.
測定の結果から実施例１と比較例１で調製したプレクリーナーの初期圧力損失（Ｐａ）の値を比較した結果、細繊維層の存在によってプレクリーナーの初期圧力損失（Ｐａ）は、４倍上昇したことが判明した。一方、細繊維層の存在によってプレクリーナーが発揮する０．３〜５μｍの範囲の粒子径を有する大気塵粒子の捕集効率（％）は、８倍以上向上したことが判明した。
As a result of comparing the value of the initial pressure loss (Pa) of the precleaner prepared in Example 1 and Comparative Example 1 from the measurement results, the initial pressure loss (Pa) of the precleaner increased 4 times due to the presence of the fine fiber layer. Turned out to be. On the other hand, it was found that the collection efficiency (%) of atmospheric dust particles having a particle size in the range of 0.3 to 5 μm exhibited by the precleaner was improved by 8 times or more due to the presence of the fine fiber layer.
初期圧力損失（Ｐａ）を測定した結果、実施例１のプレクリーナーと同等の初期圧力損失（Ｐａ）を有するプレクリーナーを調製するためには、実施例１の太繊維層を構成する乾式不織布（比較例１のプレクリーナー）を４枚積層してプレクリーナーを調製する必要があることが判明した。そのため、前述のようにして乾式不織布を４枚積層してなる初期圧力損失（Ｐａ）が０．８Ｐａのプレクリーナーを、参考例１として想定した。
そして、参考例１のプレクリーナーの捕集効率（％）を、以下の式から理論値として算出した。
ａ２＝｛１−（ｃ２／ｂ２）４｝×１００
ａ２：乾式不織布を４枚積層して調製したプレクリーナーの捕集効率（％）
ｂ２：乾式不織布（比較例１のプレクリーナー）を上述の測定へ供した結果における、フィルタ装置の流入面側に存在していた大気塵粒子の個数（個）
ｃ２：乾式不織布（比較例１のプレクリーナー）を上述の測定へ供した結果における、フィルタ装置の流出面側に存在していた大気塵粒子の個数（個）
As a result of measuring the initial pressure loss (Pa), in order to prepare a pre-cleaner having an initial pressure loss (Pa) equivalent to the pre-cleaner of Example 1, a dry nonwoven fabric constituting the thick fiber layer of Example 1 ( It was found that it was necessary to prepare four precleaners by laminating four precleaners of Comparative Example 1. Therefore, a precleaner having an initial pressure loss (Pa) of 0.8 Pa obtained by laminating four dry nonwoven fabrics as described above was assumed as Reference Example 1.
And the collection efficiency (%) of the pre-cleaner of the reference example 1 was computed as a theoretical value from the following formula | equation.
a 2 = {1- (c 2 / b 2 ) 4 } × 100
a 2 : Collection efficiency (%) of a precleaner prepared by laminating four dry nonwoven fabrics
b 2 : The number of atmospheric dust particles (pieces) present on the inflow surface side of the filter device in the result of subjecting the dry nonwoven fabric (precleaner of Comparative Example 1) to the above-described measurement.
c 2 : The number (number) of atmospheric dust particles present on the outflow surface side of the filter device in the result of subjecting the dry nonwoven fabric (precleaner of Comparative Example 1) to the above-described measurement.
実施例１および参考例１のプレクリーナーの初期圧力損失（Ｐａ）および大気塵粒子の各粒子径範囲ごとの捕集効率（％）を、表２にまとめた。なお、表２では算出された捕集効率（％）の理論値を少数第二位で四捨五入し、四捨五入した値を参考例１の捕集効率（％）として記載した。
Table 2 summarizes the initial pressure loss (Pa) of the precleaners of Example 1 and Reference Example 1 and the collection efficiency (%) for each particle size range of the atmospheric dust particles. In Table 2, the calculated theoretical value of the collection efficiency (%) is rounded to the second decimal place, and the rounded value is shown as the collection efficiency (%) of Reference Example 1.
実施例１で調製したプレクリーナーの捕集効率（％）は、大気塵粒子の何れの粒子径範囲においても、参考例１として想定したプレクリーナーが発揮する捕集効率（％）よりも高いことが判明した。
この結果から、本発明のプレクリーナーは、初期圧力損失（Ｐａ）が同一の太繊維層のみからなるプレクリーナーよりも、微粒子の除去性能に優れることが判明した。そして、本発明のプレクリーナーと同等の捕集効率（％）を有する太繊維層のみからなるプレクリーナーを調製するためには、更に多くの太繊維層を積層したプレクリーナーを調製する必要があり、初期圧力損失（Ｐａ）が上昇して通気度が大きく低下したプレクリーナーしか提供できない。
The collection efficiency (%) of the precleaner prepared in Example 1 is higher than the collection efficiency (%) exhibited by the precleaner assumed as Reference Example 1 in any particle size range of atmospheric dust particles. There was found.
From this result, it was found that the precleaner of the present invention is superior in the removal performance of fine particles than the precleaner consisting of only the thick fiber layer having the same initial pressure loss (Pa). In order to prepare a precleaner composed only of thick fiber layers having the same collection efficiency (%) as the precleaner of the present invention, it is necessary to prepare a precleaner in which more thick fiber layers are laminated. Only a pre-cleaner whose initial pressure loss (Pa) is increased and the air permeability is greatly reduced can be provided.
そのため、本発明のプレクリーナーは、通気度が太繊維層単体の通気度から大きく低下することなく微粒子の除去性能が向上化されたプレクリーナーであることから、フィルタ部分に捕集される微粒子の量を低減化してフィルタ部分を長寿命化することで、フィルタ装置における微粒子の除去性能を長期的に保つ機能を発揮できるプレクリーナーである。
Therefore, the pre-cleaner of the present invention is a pre-cleaner with improved removal performance of the fine particles without greatly reducing the air permeability from that of the thick fiber layer alone. By reducing the amount and extending the life of the filter portion, it is a pre-cleaner capable of exhibiting a function of maintaining the particulate removal performance in the filter device for a long period of time.
本発明のプレクリーナーは、自動車用空調装置、空気清浄機、ビル空調装置などのフィルタ装置において、濾過の機能を担うフィルタ部分に、雨水などの液滴、砂や砂利あるいは枯葉などが入り込むのを防ぐため、フィルタ装置における外気取り込み口に設けるプレクリーナーとして使用できる。 The pre-cleaner of the present invention is a filter device such as an air conditioner for automobiles, an air purifier, a building air conditioner, etc., in which a filter part responsible for the filtration enters raindrops, sand, gravel or dead leaves. In order to prevent this, it can be used as a pre-cleaner provided at the outside air intake port in the filter device.
Claims (1)
前記太繊維層を構成する太繊維の平均繊維径は２００μｍよりも大きく、
前記細繊維層を構成する細繊維の平均繊維径は１μｍ以下である、プレクリーナー。 A pre-cleaner made by laminating a fine fiber layer on a thick fiber layer,
The average fiber diameter of the thick fibers constituting the thick fiber layer is larger than 200 μm,
The precleaner whose average fiber diameter of the fine fiber which comprises the said fine fiber layer is 1 micrometer or less.
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