专利名称：硅烷担载型纤维过滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及纤^i^虑器，所述纤维出虑器配置在i经于料理间、烹饪场所、 厨4^的抽油烟才咸排X^上，更详细地讲，涉;SJt当地设计it^虑器的纤维单位面积重量及纤维直径、并且使阻燃剂坚固#载在纤维过滤器上的纤维:1±>虑器。背景鉢在^/g或食堂的厨房、家庭的厨房的上方，配置有通it^进行排气驱动的抽油烟才;l^排助。当从烹饪用的油脂、鱼、肉中蒸发油分时，^油烟机或排賴的表面附着大量的油分、尘埃，必须对其进行除去辦。因此，絲 油烟才咸排风扇的适当位置装载纤维过滤器，用过滤器捕集排气中的油分、尘埃，以谋求上^r去辦简便化。该纤维出虑器可作为畅销商P。o4肖售，另外， 作为与M^7成一体的租赁商品被广泛地实用化。上述纤维过滤器由将用津給剂相互地粘结有长纤^ML短纤维的无纺布剪成^:形状的纤维it)虑器构成。由于纤维&虑器主要捕集油分，因此，为了防止 由高温的油分引起的g、燃烧，大多由玻璃纤维所形成，另外，M由雞it4aif^Ml有机纤维所形成的情况。而且，为了防ib^皮捕集的油剂的燃烧，还开发有錄面担载阻燃剂的綠已开发有树纤维i^虑器，但另一方面^"在^ 。第一，适当维持作为纤维过滤器的工作特性非常重要的物性量的X^运转时的油蒸汽的捕集率 C和纤维it 虑器前后的压力损失AP，同时设计作为纤维过滤器的结构棒性的纤 维^面积重量M和其纤维直径D。笫二，纤维过滤器所M的粘^iJ及阻燃剂 存在因长期使用而脱落的倾向。当粘^'J脱落时，构成过滤器的纤樹目互的结 M解，变得无制^#纤维过滤器的形状。另外，纤维过滤器的长期4^H秀发 阻燃剂的剥落，当阻燃剂剥落时，附着于纤维表面的油分因火花而具有发生燃 烧的危险性。即，使*^^坚固躲合于纤维，同时使纤錄面坚固胁栽阻燃剂的技术开狄为舰。关于纤维itit器的工作特,f沐结构特性的第-"i級，作为贿的典型例的纤维出虑器，列举日本专利第2981533号(专利文献l)和特开2002-136814 (专 利文献2)，下面对其内^i^H进4ti兌明。在上述专利文献1中乂^Hf有一种成 形it;虑器，所^形i^虑器是e均纤维直径0. 5 ~ 6. 0 M m、 ^P、密度0. 05 ~ 0. 50g/cm2的极细无纺布(中间层)和该极细无纺布的一面或两面的平均纤维直 径10 60jLim、 ^R密度0.05 0.50g/cm2的纤维片材(表面层)进行层叠，成形 为高3 ~ 100mm的凹凸形状。该成形it^虑器具有2层结构或3层结构，表面层发 挥出虑器糾的保形功能，利用表面层及中间层有^J4^挥油分捕集功能。在上述专利文献2中公开了在两层表面层间该i有中间层的层叠结构的过 滤器元件，显示有包括纤维重量和粘^'j等担栽物质重量的单位面积重量为 150g/m2以下、上述中间层的密度小于上&面层的密度而诏叉的i^虑器元件。 而且,详细地讲,各表面层具有如下特征密度为0. 01 ~ 0. lg/cm3，厚度为0.1 ~ 3mm,相对于i^虑器元件的总重量的重量比例为20 40重J^，相对于纤维的粘 合剂附着率为25~45重量％。另外，中间层具有如下特征密度为0.001~ 0. 01g/cm3，厚度为5 50mm,相对于过滤器元件的总重量的重量比例为20~60 重4%，相对于纤维的粘^'j附着率为20 40重il该i^虑器元件具有如下特 征具有3层结构，硬性的表面层发挥&虑^^的保形功能，硬性的表面层 及软性的中间层两者发辦效捕集油分的功能。关于防止津^^和P且燃剂脱落的第2课题，有特开2001-214356 (专利文献 3)的现有技术。在该专利文献2中，使玻璃纤维担载含有三聚ll^树脂和尿素 树脂的表面处理剂(粘合剂)而赋予纤维&虑謝呆形性。粉己载，当佳耒面处理 剂中的三聚^^树脂的衬为5 ~80重4%时，在30赠的常压下的蒸';^J^露 试验中，纤维过滤器的保形性能没有J^jt变化。[专利文献l]日本专利第2981533号^/^艮[专利文献2]特开2002-136814号乂W艮[专利文献3]特开2001-214356号公报
发明内容
发明要解决的舰上述专利文献1公开的是，将中间层的平均纤维直^i殳计为0. 5 ~ 6. 0 n m， 将表面层的平均纤维直^i殳计为10 60pm。另夕卜，船己栽，当^^4&^席编 结构时，压力损失达到1. 5mmH20,除尘率达到98%, M这些以外的情况没有详 细记载。即，仅记M平均纤维直;^il压力损失的数值结果，对如何设计平均 纤维直^il压力损失完全没有记载，对平均纤维直^^L压力损失的相关关系没 有捲义。换句话说，仅临场决定过滤器结构，完全看不到过滤器自身的设计理 论及设计思想。附注;Uiii平均纤维直^^目当于本发明的纤维直径的概念。上述专利文献2主张包括纤维重量和津^^等担载物质重量的^^位面 积重量为150g/i^以下。另夕卜，该文献的鄉
记栽的是，如^±>虑器元件 整本的单位面积重量为150g/i^以上，则压力损失变大，不他4，特别是^C璃 纤维的情况下，^Hf有如果单位面积重量为150g/itf以下，可以使压力损失确保 在10Pa以下。的确，记M^N^i面积重量的临界值150g/nf和压力损失的 临界值10Pa， M^^i面积重量和压力损失的相关关系完全没有记载。而 且，对^^f立面积重量和纤维直径(平均纤维直径)的关系没有狄。如上所述可知，对如4可i更计作为纤维过滤器的结构特性的^面积重量和 纤维直径的思想，两个文献中完全没有记载。而且，作为纤维过滤器的工作特 性，尽管捕集率和压力损紋非常重要的物性量，但至于^^可关m些工作特 'H^上i^构棒性的思想，两个文献中完全没有狄。工作棒f沐结构特性的 相关关系不清楚的状态，等于纤维过滤器的设计方针*在。该设计方针的不 存在状态不只AJi述两个文献，表示了与纤^i^虑器关联的文^^斤具有的SW。 只要没有探明上述关联关系，纤维i^虑器的合理设计狄法^W决。另外， 上述专利文献2的雞面积重量为包括纤维^i面积重量(纤维重量)和津^f'J等担载物质重量的整^^f立面积重量，在纤维4^面积重量和并給刑重量的关 系不清楚的状态下，似'用^f^i面积重量的主张只能i)Lf SJi不充分。就防止#^剂和阻燃剂脱落的第2皿而言，如上所述，可^^I三聚I^ 树脂和尿素树脂作为^^ij。实际上，RH亥津^^W卜还可同时担载阻燃剂。 专利文献3记载的是，在30耕的蒸、;1^露微中^f呆形性的意旨，但实际 的纤^>虑器的1吏用时间为30小时以上，更长的为100小时以上，进行了这样 长期 ^结果，可确iU^'j及阻燃剂的脱落，可确认纤维之间U了針分离。同时，在担载三聚^^树脂和尿素树脂而使其刚刚干燥^，当才;U^过纤维A虑器的表面时，可看到这些津固lj稍孩脱落的现象。而JJi可确认， 三聚^^树脂和尿素树脂含有福尔马林成分，长期^^]会产生作为有害化学物 质的福尔马林成分。因此，本发明的第1目的在于，基于作为工作特性的捕集率和压力损失相 对于作为结构棒性的纤维单位面积重量和纤维直径求出的相关关系，对过滤器的纤维单位面积重量和纤维直;f^t;ft^佳设计。本发明的第2目的在于，提供 纤维过滤器，所述纤维&虑1^^1> *^^^剂、特别^类>^^偶联剂作为粘 ^'J,可以使津^iJ和阻燃剂相对于iL^^纤维坚固皿合，而且能经#^ 不产生福尔马林的情况下长^f吏用。 解决i^ll的手段本发明是为了解决上述课题而完成的发明，本发明的第1方式是^^a栽 型纤维i^虑器，^油烟才Ail排K^上所装载的纤维i^虑器中，基于包含M 运转时的油蒸汽的捕集率C与纤维itj虑器前后的压力损失厶P的纤维过滤器的 工作棒性因子和包舍&由纤维材料量求出的纤维^i面积重量M与其纤维直径 D的过滤器结构棒性因子的相关关系，设^Ji述纤维单位面积重量M和上述纤维直径d，以满;UL定的捕集率c及压力损失ap,上^ifg滤器由无才;u质纤维 形成，通it/ [fc^^:剂在上iii^驢纤维上4a^r才;LII阻燃剂。需J^i兌明的是，^^发明中，油蒸汽的捕集率coo是指，使油蒸';^iitit 滤器时，被i^虑器捕集的油蒸^^對目对于^it油蒸';^量的百分率。压力损失AP(Pa)是指在K^驱动时产生的i^虑器前后的压力差。另外，纤维秘面积 重量M(g/m2)是指仅形成过滤器的纤维成分的单位面积重量(平面密忠，不包含 ^^f'J及阻燃剂等担载物质质量。而且，纤维直径DUm)是指平均纤维直径， 在混杂纤维直径不同的多种纤维时，相当于其平均纤维直径。另外，本发明中所^^的it^Ut纤维可^WC璃纤维、陶瓷纤维、金属纤维、复合纤维等it^Ut 材料纤维中随意选择。本发明的第2方U，在第1方式所述的^ ii^a载型纤维出虑器中，城 4^L剂由胺类>^/^^剂构成。本发明的第3方U，在第1或第2方式所述的^^a^型纤^i^虑器中，it^t纤维;l玻璃纤维。本发明的第4方i^，在笫1、笫2或第3方式所述的^ ifc^a载型纤维i^虑器中，有才;i^阻燃剂由磷g、多磷^、多磷酸酯或多#^#^曱酸酯的一 种以上构成。本发明的第5方a，在第1 ~第4中^""方式所述的^ ^^载型纤维过滤器中，使纤维过滤器的^卜表面4a^4面固化剂。本发明的第6方U，在第l ~第5中任一方式所述的> ^旦载型纤维过滤 器中，M于上^目关关系而确定的上限值和下限^JM殳定纤维^面积重量M 及纤维直径D。本发明的第7方式是，在第6方式所述的^^a载型纤维过滤器中，捕集 率C及压力损失A P在itii器设计范围内育^i^用纤维^H立面积重量M或纤维 直径D的1次函翁束示，由该1次函数的相关关系能导出上P艮值和下限值。本发明的第8方式是，在第6方式所述的^^型纤维过滤器中，捕集 率C ;5Ui力损失厶P在i^虑器设计范围内能近AM用M/D的1次函lfc^示，由该 1次函数的相关关系能导出上限值和下限值。发明^才娥本发明的第1方式，提供纤^i^虑器，所述纤^i^虑器基于包含銷 运转时的油蒸汽的捕集率C与纤维i^虑器前后的压力损失AP的纤维过滤器的 工作棒性因子和包含忟由纤维材#*求出的纤维单位面积重量M与其纤维直径 D的过滤器结构棒I"生因子的相关关系，设^Ji述纤维单位面积重量M和上述纤维 直径D,以满;1M定的捕集率C及压力损失厶P。例如，在规定的捕集率it^ 70°/。以上、航的压力损失i^^; 10Pa以下时，利用上一目关关系，可在某范 围内确定纤维^面积重量和纤维直径。目前，可以基于本发明的设计理论自 动确定##经 感觉临场确定的纤维#面积重量和纤维直径，在纤维iti4器的构成中导入科学的设计思想。另夕卜，^^发明中，由i^;ut纤维形成上述 纤维过滤器，可^^l兼有有才;i^结合基团和无才;^结合基团的珪烷4繊刑作为 沣給剂。通过^it^u^结合基团与上iiit^u质纤维坚固g合、使有M结合 基团与有才;Ml阻燃剂结合，可以使^ ifc^^^剂和P且燃剂#^地强力结合在ibf几 质纤维上，即使长期^^];M目对才A^擦过，也可以防ii^i^^^剂和阻燃剂的 脱落。^M^发明中，作为^^'J使用的^^^剂的通式用YSi (0IO (0R2) (0R3) 表示，Y为有树结^"基团，0R,、 0R2、 0R3为无才;i^结合基团，R!、 R2、 113也可以不同，斜目同时才射己为R。作为有才赠结合基团Y,有乙烯基、环緣、絲、 甲基丙烯酸基、统基等，无才贿结合基团0R有幾基、曱lL^、乙舉基等。才Nt 上述有才赠结合基团Y的种类，存在乙烯系>^^^剂、环氧系^ i^^^剂、 苯乙烯系^^^偶联剂、曱基丙烯錄系^^^fW:剂、丙烯錄系、胺系^J fc^偶 联剂、 系> ^^偶联剂、异氰酸酯系> ^^^^剂等。皿4^1剂向纤维i^虑 器的担载量为0.005g/cm2~3 g/cm2，如果为该下限值之下，则津給力斷氐，如 果为该上限值之Ji，则导致成本升高。进一步优选的范围为0.1 g/cm2~0.6 g/cm2。另外，作为担载方法，#->种以上的城>^^剂用溶剂稀释而成的;^ 剂涂lt于纤维过滤器，同时涂敷有;MI阻燃剂溶液，才Nt需要进O热，使其 干燥固化，^^剂挥发。另外，作为雞方法，只要准絲上ii^偶联剂和 有枳类阻燃剂用溶剂稀释而成的;^剂，将该^:剂涂敷于纤维&虑器并^^ 剂挥发，就可以构成本发明的^ i^a载型纤维过滤器。其结果，由于>^^^ 剂的有机质结合基团与有才^阻燃剂坚固皿合、无才;ut结合基团与it^质纤 维结合，因此，可以使^t偶联剂和有才;L^阻燃剂整沐坚固地与纤维过滤器结 合。本发明中的无机质纤维包含能与上ii/^^^剂的无机质结合部结合的所有纤维。M来讲，作为itiM^纤维，有金属纤维、玻璃纤维、陶瓷纤维、岩 石纤维、炉渣纤维、碳纤维等。金属纤维是由树金属构成的纤维。^c璃纤维中，有玻璃短纤维、玻璃长纤维、微玻璃纤维等。在陶瓷纤维中，有氧化铝纤维、碳4说纤维、碳4，纤维等。在炉渣纤维中，有沸石纤维、4ii^钾纤维、 硅酸4丐纤维等。^纤维中，有碳纤维、活性炭纤维等。另外，将两种以上的 ^f;u质纤维复合而成的复合iL^质纤维也可以用于本发明。作为本发明中的有才^阻燃剂，可以使用与>^^繊刑的有枳质结合基团 结合的阻燃剂。M来讲，可以^^1溴类阻燃剂、麟阻燃剂、氯类阻燃剂、 反应类阻燃剂。在溴类阻燃剂中，有十溴二苯醚、TBA环氧^^物.聚合物、 TBA碳酸酯4^^物、TBA-二(2-幾基乙敏、TBA—二 (2， 3-二溴丙敏、TBA—二(烯 丙自、三溴苯，丙M、三溴新戊醇、二(2，4，6-三溴^IU0乙烷、聚二 溴M、四溴环乙烷、溴化聚苯乙烯、乙撑双四溴邻笨二甲^i^、乙撑M 溴二苯酯、六溴环十二烷、六溴苯、八溴二^/八溴二M、三(2，3-二溴丙 J0三聚^酸酯、四溴旨S、五溴曱苯等。在^P且燃剂中，有>#^酯类、含卤磷酸酯、缩賴酸酯、多磷醋类、红磷阻燃剂等。在氯类阻燃剂中，有氯^^蜡、氯化絲乙烯、全to;X^烷等。在AJi类阻燃剂中，有四溴膽A、 二溴^g^水甘油醚、溴化芳香族三溱、三溴*、四溴邻苯二甲酸酯、四氯 邻仁曱酸酐、二溴新/^l^、聚(五溴千基聚丙烯酸酯)、氯菌酸、氯菌酸肝、 溴^^i^7jc甘油醚、二溴甲苯，水甘油醚等。jH^卜，还有复合型阻燃剂， 另外，也可以是使用了多个上述^t阻燃剂的混合型阻燃剂。有积类阻燃剂向 纤维过滤器的担载量与上ii^烷偶联剂的担载量联动，叫欧为10g/m2~100 g/m2，如果为该下限值以下，则阻燃力斷氐，如果为该上限值以上，则导M^ 升高。进一步M的范围为20g/m2 60 g/m2。才M居本发明的第2方式，作为上ii^^^剂，可以利用胺类> ^^^^剂。物蛋白质中含有的官能团，对健泉、环^1^的有才4团，同时，还具有即 使在比较低的温度下也与有才A^阻燃剂坚固麟合的'^t，因此，可以^JU 于本发明。胺类^ ifc^^m剂有N-2-(絲乙基)-3-絲丙基甲J^甲lLi^、 N-2- (M乙基)-3-^^丙基三甲 ^院、N-2- (M乙基)-3-M丙J^乙 HJ^院、3-狄丙"甲lLS^院、3-絲丙"乙fLi^院、3-三乙錄(1，3-二曱基-亚丁基)丙胺、N-苯基-3-M丙基三甲^JJifc院、 N- (乙烯基千U -2-^乙基-3-M丙基三甲lLiJi^l酸盐等。才娥本发明的第3方式，可以利用玻璃纤维作为it^U^纤维。玻璃纤维没 有毒性，非常妙，是对厨房及烹饪场所中所^J ]的纤维i^虑ll^的纤维。 而且，玻璃纤维的熔点约为500X:,因此，可充M耐受吸附油分的高温度，还 具有纤维的截面直径可以自由调节的',。特别^:本发明的M偶联剂的骨架 由Si构成，与以Si02为主要成分的玻璃具有同质性，在具有耐热性、耐药品性 方面优异。另外，由于玻璃表面具有亲7jo性，因此大量的OH基存在，与鞋烷偶 联剂的无才贿结合基团OR反应，通itlL^"(H^可以与鞋號^^剂牢固, 合。才娥本发明的第4方式，提供有才;UI阻燃剂由^^、多^Hl、多嫩 酯或多磷酸氨基甲酸酯的一种以上构成的纤维过滤器。由于上述有才A^阻燃剂 为磷MMl多磷酸类，因此阻歉性非常高，同时，可以与鞋號^^剂的有才;u^ 结合基团Y牢固iik^:合。因此，可以防止阻燃剂因长期^^I或才;i^擦过而脱落。而且，由于上述有才>^1阻燃剂不#^:福尔马林，因此可以4^^对 、环嫂安 全的纤维ity虑器。特别AJi述磷W^贿的羟甲基^^^j^不同，是没有被 羟甲基化的阻燃剂，在不生成福尔马林成分方面也优异。才娥本发明的第5方式，提^f吏纤维出虑器的最外表面担絲面固化剂的纤维i^虑器。如上所述，^JC明中，有才^阻燃剂通it^^^剂整沐坚固地与^u质纤维结合，可强力地防jh^^^剂和有才;i^阻燃剂从纤维中脱落。而且，只M本方式的表面固化剂涂敷于其外侧表面，就可以实现更进一步的 防脱落，可以提供具有M命的纤维过滤器。特别是作为表面固化剂，只^f吏 用聚羧驗、通过交^JI不生成曱醛的热固性水^且^或聚氨酯树脂，就还可以同时实KL^尔马林化。作为上述热固性7Wiia/^，可以^i^f^]含有将乙烯性不^^4^、乙烯性不#^^*酸或它们的》'^^与具有砩錄的不^^ii行自由基聚合而得到的聚*及具有羟基的^^物的化学组合 物，可以增iii^尔马沐性能。才娥本发明的第6方式，以基于第1方式的相关关系而确定的上限值和下 限值，对上述纤维^f立面积重量M和上述纤维直径D进#^佳设定，可以提供 使逸虑器的工作特'^^构特性高品质化的^ ifc^旦栽型纤维近虑器。对本方式 中的上勤目关关系、而言，可用例如第7方式中的纤维^i面积重量M或纤维 直径D的线性关系或者第8方式中的M/D的1次函数的近似式表示。利用上述 第7方式设计的纤维^H立面积重量，而il/^^位于80g/m2 ~ 200g/W的范围的纤 维^i面积重量，如果为该下限值之下，则油分吸附率斷氐，如果为该上限值 U,则压力损失增大，过滤器的，性能斷氐。it一步to的纤维^面积 重量为141g/m」170g/tf的范围。另夕卜，利用JJi^7方式设计的纤维直径D， 而且，^ffe^位于5|am<D<150|um的范围的纤维直径，如果为该下限值之下， 则^^在压力损失增大的倾向，如果为该上PIUi^Ji，则^^在油^^及附率I^f氐， 过滤器的整体性能剩氐的倾向。进一步M的纤维直径为10lam《D《80iim的 范围。才M居本发明的第7方式，上述捕集率C ^JJ^力损失厶P在出虑器设计范 围内近合跳用上迷纤维^i面积重量M或上述纤维直^圣D的1次函lfc^示，由 该1次函数的相关关系可导出上牡限值和上述下限值，因此，可提^f吏近虑 器的工作特'^^构棒性高品质化的担载型纤维近虑器。对本方式中的相关关系而言，x^运转时的油蒸汽的捕集率coo及纤维过滤器前后的压力损失厶P (Pa)在&虑器设计范围内近^^用上述纤维单位面积 重量M (g/m2)或上述纤维直径D ( m m)的1次函lfc^示。本发明中的过滤器设计范 围是指作为it;虑器通常^^的设计量的范围，例如纤维,面积重量M、纤维直 4圣D、纤,类等lt值的、物性的范围。本发明人等判定，过滤器的工作特性(C、 AP)应该与结构特性(M、 D)直接 相关，作为^L关系式，i^C=f(M)、 C-f(D)、厶P-f(M)、 AP-f(D)。 f是指 叫欧函数。通过使该函数关系归结为最简单的线性关系(直线关系)，直至完成 本发明。即，假定作为工作特性的捕集率C或压力损失厶P与作为结构特性的 纤维4^面积重量M或纤维直径D近合^4在直线关系，进行实验，结果由实 验数据确认了近似的直线关系。利用该近似的直线关系的发现，只射旨定作为 结构棒性的M和D，就可以4^I上述直线关系直好出作为工作特性的C和AP。 相她，只對旨定作为工作棒I"生的C和厶P，就可以导出作为结构特性的M和D。 由于函数关系为直线关系，因此具有上述逆运##1非常筒^匕的特征。如上所 述，在本发明中，利用&虑器的工作特性(C、 AP)和结构特性(M、 D)之间近似 的直线关系成立，显现出由(C、厶P)导出(M、 D)、及由(M、 D)导出(C、 AP)变 得非常筒单的效果。将纤维逸虑器应该具有的油蒸汽的捕集率COO设计为C。(%)以上，同时将纤 维过滤器前后的压力损失厶P(Pa)设计为AP。 (Pa)以下，由此可以将纤维过滤器 的结构特性设计为最佳值。即，作为纤维过滤器的特性，要4^集率C必须为 规定以上的能力，同时压力损失厶P也为规定以下。为了使纤维过滤器高性能化， 重要的是，更;U^设计临^HiC。，且更小地设计厶P。。如上所述，由于可以由工 作棒性(C、 AP)导出结构特性(M、 D)，因此，利用本方錄予C和厶P的临， C。及厶P。，由此可以导出M和D的临界值Mo及D。，可以对纤维过滤器的结构特性 进姊佳设计。^ M^方式中，作为具^^设计纤维过滤器的纤^MNi面积重量m的处理方法的一例，在将Ji^l次函数近A;u4^示为C-aM + b、 AP-cM + d时，由于a〉0 且OO，因此，C和厶P为与M相关的递增函数。因此，利用OC。的糾可导 出M的下P艮值M^，利用厶P《AP。的^hT导出M的上限值l。因此，通* 予C。及厶P。，可自动財出NLn《NKl的范围，可以才娥该范围适当地设计纤维选虑器的纤维牟f立面积重量M。如果C。增大，则l变大，如果缩小厶P。，则 NLx变小，KNKNLx的范围自动地变窄。其结果，可以^^Mt定纤维牟位面 积重量M。才娘本发明的第8方式，上述捕集率C AJii^力损失AP在ii;虑器设计范 围内近A她用M/D的1次函lfc^示，由该1次函数的相关关系可导出上iiJi限 值和上述下限值，因此，可提^^吏逸虑器工作棒^5L^构棒性高品质化的城 4旦载型纤维i^虑器。本发明人等判定，过滤器的工作特性(C、 AP)应该与结构特性(M、 D)直接 相关，进行了絲分析，结果直至得到M和D与M/D ^^组合、将M/Di5X^ 变量的构思。其理由如下所述。当尽管质量M相同而纤维直径D变小时，纤维 表面积变大，因此C或厶P应该增加。另外，相反fe,当尽管纤维直径D相同而 质量M增大时，纤^面积变大，因此C或AP应该增加。因此，C或厶P以M/D 为变量，作为~-^关系式，确定了C-f(M/D)、厶P-f(M/D)。 &匕，f是指4 函数，通过使该函数关系归结为最简单的线性关系(直线关系)，直至完成本发 明。而且，本发明人等A^^论上导出上述函数关系，理论上证明C或厶P为M/D 的1次函数，于是确信该推絲合理性。为了聪^it该理论，^_作为工作特性 的捕集率C或压力损失厶P与作为结构特性的纤^MNi面积重量M和纤维直径D 的组合变量M/D近^01^>#在直线关系而进行了实验，结果由实验数据确认了该 近似的直线关系。而且，由该近似的直线关系的发现，只射旨定作为结构特性 的M和D,就可以^J I上述直线关系直M出作为工作特性的C和AP。相AJ4， 只要指定作为工作特性的C和厶P，就可以直接算出M/D,且可以导出结构棒性 M、 D。由于函数关系为直线关系，因此具有上iiie运^^皮非常简单化的特征。 如上所述，^iM^发明中，利用选虑器的工作特性(C、厶P)和结构棒性(M/D)之间 近似的直线关系成立，显现出由(C、P)导出(M、 D)、及由(M、 D)导出(C、 △P)变得非常简单的效果。#实施方式中，具设计纤维过滤器的纤维^面积重量M的情况，D iS^7—定，可以将上述l次函数近合:^k^示为C-aM + b、厶P-cM + e，与上述 第7方式同样，由于a〉0且cX),因此，C和厶P为与M相关的递增函数。因此， 利用C > C。的*可导出M的下P艮值l，利用厶P <厶P。的M可导出M的上限 值l。因此，通可自动缺出KNKNU的范围，可以才條该范围适当地设计纤维i^虑器的纤维棘面积重量M。如果C。增大，则l增大， 如果缩小厶P。，则NC变小，NL、M《l的范围自动地变窄。其结果，可以M ,定纤维^面积重量M。另夕卜，作为^^地设计纤^>虑器的纤维直径D的处理方法的-^J,在M 一^JL将上述1次函数近卄m4示为C=q/D + u、 AP = s/D + t时，由于q>0且 s>0，因此，C和AP为与D相关的递减函数。因此，利用OC。的糾可导出D 的上限值l，利用AP《AP。的糾可导出D的下限值D^。因此，通胁予Co 及厶P。，可自动財出KD《D,的范围，可以才赚该范围适当地设计纤^it 滤器的纤维直径D。如果C。增大，则D,变小，如果缩小AP。，则D^增大，Dnin 《D《D,的范围自动地变窄。其结果，可以*^#定纤维直径0。
图1是本发明的实施方式涉及的> ^型纤维过滤器的构成图。图2 ^1>^发明所佳月的>!^^^^^剂3的结构式。图3是^^繊剂3、有才/L^阻燃剂5和iL4;U质纤维4的结合示意图。图4 AJi述纤，滤器的运转工作状态图。图5是形^Ji述纤维过滤器的纤维的形状图。图6是导出压损的理论式的示意图。图7是将纵^i^为捕集率C (%)、将横^iit^为纤维牟f立面积重量M (g/迈2) 的本实施例的捕集率-纤维#面积重量坐标图。图8是将纵4^5^压损厶P(Pa)、将横^i议为纤维^i面积重量M(g/m2) 的本实施例的压损-纤维^面积重量坐标图。图9是将纵^i议为捕集率C(%)、将横4^^为纤维直径D(pm)的本实施 例的捕集率-纤维直径坐标图。图10是将纵i^&^;压损厶P(Pa)、将横^i议为纤维直径D(ym)的本实 施例的压损-纤维直径坐标图。图11是将纵^i议为捕集率C (%)、将横^i议为纤维直径D (p m)的本实 施例的^Mt集率-纤维直^圣坐标图。图12是将纵^i5^压损厶P(Pa)、将横^i纹为纤维直径D(nm)的本实 施例的^La损-纤维直径坐标图。符号说明2 ^ i^a载型纤维i^虑器 3城舰剂4无机质纤维 4a iUM^结^ 5有城阻燃剂 5a有树结* 6銷 7吸气 9排气A纤维截面积 D纤维直径 L纤维MP2排气压力 r纤维半径 &过滤器面积 S2过滤器开口面积v2排^i4JLM实施方式本发明的实施方式涉及的 ^载型纤维&虑器是使如下所述进行了最佳 设计的纤维过滤器通it^^W^剂坚固地担^"M阻燃剂的纤维过滤器。上i^L佳设计是指，基于包含K^运转时的油蒸汽的捕集率C与纤维itit器前后 的压力损失AP的纤维过滤器的工作特性因子和包含仅由纤维材#*求出的纤维#面积重量M与其纤维直径D的过滤器的结构特性因子的相关关系，设定 纤维^^立面积重量M和纤维直径D，以满;ui定的捕集率C及压力损失厶P。 图1是本实施方式涉及的^^S载型纤维过滤器2 (以下称为纤维过滤器2)的构成图。纤维过滤器2为由无才;u质纤维4形成的纤维过滤器，通过作为津給 剂的a偶联剂^i^;u质纤维间结合，利用g^^剂的有才;u^结合基团使其 担^才;ut阻燃剂而构成。而且，还可以在其外,'滚面涂lfc4面固化剂。纤维 过滤器2为由积教物、针织物、无纺布等构成的布帛，特别皿无纺布。 由纤维构成的纤维过滤器的质量密度称为纤维^面积重量M(g/cm2)，将包括*^lj、阻燃剂、表面固化剂等i^虑器功能物质质量的质量密度称为^^f立面积重量或牟f立面积重量，在本发明中以下使用纤维#面积重量M(g/cm2)。本实施方式中的无才;u质纤维，可以^^]玻璃纤维、陶瓷纤维、^属纤维、碳纤维或它们的复合纤维。图2是本发明中所^^]的> [^^[^:剂3的结构式。Y为有4;u^结合基团，由乙烯基、环M、 M、甲基丙烯g、 5i4等构成。0R!、 0R2、 0R3为i^/Ut 结合基团，由例如羟基、曱氧基、乙氧基等构成。^^发明中，作为上述有机 质结合基团Y，从妙l^SJl性的角yl^虑，可以^!i^f狄絲，此时，硅 烷條剂被称为胺类敏條剂。图3是^^^:剂3、有M阻燃剂5和iL4/U质纤维4的结合示意图。(3A) 是^ i^f^:剂3的第1阶^^^应的步骤图。3个^Ut结合基团全郎用相同的 0R表示。当将该> ^^^剂3进4t7jC解时，i^贿结合基团0R变化为0H。而 且，通 7鳩合^!,多个^ lfe^^^剂3之间利用^ ^^键(Si"0"Si)相互结 合，形成坚固的网。(3B)是^^^:剂3的第2阶MJI的步骤图。i^Ut纤 维4的表面利用亲水性键合有许多0H基，与上iiibM结合基团0H形成氢键， 形威^it4Avt结合部4a。而且，利用氢^^成的无^l^结合郎4a利用脱^K作用变 化为^口坚固的"0喊，形成坚固的iL^Ut结^4a。同时，有才赠结合基团Y 与有才^阻燃剂5结合，形成坚固的有枳质结合部5a。这样，无机质纤维4和 有才^阻燃剂5通it^^^剂3 ^^M匕学结合，即使长期^^1或才A^擦过， 也可防jb ii^^^剂3和有才A^阻燃剂5 ^yjt^U质纤维4中脱落。利用上述的^ i^^键，无数的>^^^剂3以平面;R形成网，利用该网层 构成纤^>虑器2的多个^ 纤维4、 4…相互结合。因此，iife^^^剂3使it^u质纤维4、 4相互强结合，同时iE^^吏有才;^阻燃剂5牢固itk4a载的功能。[实施例l: 9种纤维过滤器F1 F9的试制^^〗^^发明中，为了》b^出虑器的树特性，^^玻璃纤维作为i&iiut纤维，试制了担絲^^^^f^:剂及有才;^阻燃剂的9种纤维过滤器(F1 F9)。各 纤维过滤器F1 ~F9的鞋烷^^剂和有才;uilp且燃剂按其顺序如下所述。鞋烷4繊 剂的担载量全部为0.22g/m2，有;^MI阻燃剂的^^量全部为30 g/m2,纤维i^立 面积重量共同设定为150g/m2，其结果^#^位面积重量为180. 22g/迈2。Fl:乙烯"甲lijjm、F2:乙烯"曱lLiJm、多磷酸M甲酸酯F3:乙烯"曱ltjjm、多^^按F4: N-2-(氨乙J0-3-絲丙"甲IU^i、F5: N-2-(氨乙J0-3-絲丙"甲^J^、多^^絲甲酸酉旨F6: N-2—(氨乙S)-3-絲丙"甲lLiJ^、多^^铵F7: N-苯基-3-a丙J^甲^J^、F8: N-苯基-3-^J^丙^曱IU^、多^_#^曱酸酯F9: N-苯基一3-^J-丙"甲IU^i、多^_铵纤维过滤器Fl ~ F6没有担载表面固化剂。在纤维过滤器F7 ~ F9中，仅喷 雾作为表面固化剂的热固性水^且合物3.3 g/m2而ii《亍;^敷。上述热固性^OJt 组*是含有将乙烯性不*轉酸、乙烯性不#碰酸或它们的;^^与 具有磷^的不##^^行自由基聚合而得到的聚^及具有羟基的^^; 的化学组^7。对上述纤维&虑器Fl ~ F9进行了阻熟|±能(利用附着油45度小焰燃烧器法) 试验，结^P大大超过了 P且燃性合格标准。而且得知，在^中完全没有产生 福尔马林，可以提供对 ^环嫂^的纤维过滤器。另外，进行了 IO小时蒸';U解微，结^^1过了合格标准，而且可以确 认，i^虑器表面的结合力充分，而JU^殳有粉尘掉落的崩落性，夕卜观、itii器 材质(结合力)W%特别是即^^没有涂絲面固化剂的F1 F6中，也可确认 与涂敷有表面固化剂的F7 ~F9财同样的无崩解，可确iMfe^W:剂的有效性。接着，对上述纤^it滤器Fl F9进行了油捕集性能^^及压力损失(^损) 检查，^^这些纤维it)虑器基于上iiX作特性因子和上iii^虑器结构特性因子 的相关关系而^^L纤维单位面积重量M及纤维直径D，以满;UL定的捕集率C 及压力损失AP,因此，M良好的油捕集性能(76 ~ 85°/。)及压力损失性能(6. 7 ~ 8. 6Pa)。下面对本实施方式中的纤维^i面积重量M及纤维直径D的诏Jt^r法进行 详细说明。需要说明的是，在下面的实施例中，也^^I通过使其含有与上述纤 维过滤器Fl ~ F9同样的粘合剂、阻燃剂而具备了过滤教性能的纤维过滤器。[C或△ P相对于M及D的函数关系的理论推导]图4是纤维过滤器的运转工作状态图。纤维过滤器2配^E风扇6的前方， 含有从炉M出的油分的空气作为吸气7通itiJiX^ 6的驱动沿箭头方向被 吸S 1,作为排气9沿箭头方向被#^文到大气中。图5是形成纤维过滤器的纤维的形状图。在图5中，将形成纤维过滤器2 的全部纤维4连接，用1才&示为直线状。当诏丈纤维半径为r、纤维直径为 D(^匕，D=2r)、纤维^为L时，纤维圆截面积为7cr2，纤维周长为27ir，纤维 截面积A为A-2rL，当忽视纤维圆截面积时，纤^面积S用S-2;irL表示。当用R表示纤^t料的质量密度时，纤维摊面积重量M为M-jir2LR，当 给出纤维i^f立面积重量M时，纤维"^lL表示为L-M/(7ir210， ^i ]该L, _hii 纤#面积S和上述纤维截面积A如下所示。S=27irL=2M/ (rR) -4M/ (DR) (1)A=2rL=2M/ (;irR) -4 M/ (ttDR) (2)由于油分附着捕集在纤维的外周表面，因此吸气中的油分的捕集率C应该 与纤g面积S成比例，佳月比例常数n及比例常数k (=4n)如下所示来i殳定。 C=nS=n {4M/ (DR)} =kM/ (DR) (3)因此可证明，当考虑不确定的都巨时，C理论上可用M/D的l次函^gL^示。 对纤维近虑器前后产生的压力损失AP而言,直觉上认为其与构成过滤器的 纤维形成的遮蔽截面积、即上述纤维截面积A成比例。也^l:说，当将比例系 数i5^N时，厶P-NA，该败式利用后述的理论可证明。因此，压损厶P使 用比例常数N及比例常数K (-4N/t0可如下M A P=NA=N {4M/ (TiDR)} =KM/咖 (4)因此可证明，当考虑不确定的船巨时，厶P理论上也可用M/D的l次函lfc^示。*出纤维直径0和纤维密度11时，如下所示由式(3)和(4)可知，C和AP 为纤维单位面积重量M的1次函数。 C=aM + b (a、 b:常奶 (5)△ P = cM + e (c、 e:常奶 (6)同样地，^^予纤维单位面积重量M和纤维密度R时，如下所示由式(3)和 (4)可知，C和厶P为纤维直径D的双曲线函数。 C=q/D + u(q、 u:常奶 (7)△ P-s/D + t (s、 t:常銜 (8)拟巨b、 e、 u、 t对单纯的上ii^论式仅附加了鄭巨的任意性。 下面证明上述的厶P-NA。利用该证明，证明上iii(i且(4) ~ (8)的4i理性。 图6为导出压损的理论式的示意图。Si为纤维过滤器的过滤器面积，A为上述的 纤械面积，S2(-S广A)为i^虑器的开口面积，P:为吸^力，P2为排^a力，在过滤器的前后，才 连续法则，SiV^S2V2成立。由该连续法则可导出以下的式子。v！ = S^/Si = (S! - A) Vs/Si=(1-A/SJ v2 (9) 另一方面，当将空气密度i^; Y时，才,白射，J法则，在iiii器的前后Pi + l/2Yv^ + l/2Yv22 (10)由于P,P2，因此，压损AP以P广P2来得到。当与式(10)组合时，可得到以 下的式子。△ P= P广P产(l/2)Y(V22-v。 (11) 当在式(11)中代入式(9)时，成为下式。 AP—l/2)Yv/U-(l-A/Sy) (12)由于A〈d成立，因此(l-A/S^成为l-2A/S"因此，式(12)以下式来得到。△ P= Yv/A/S! (13)当"&^L Yv22/1 = N (常粉时，最终下 ^,目的^到证明。△ P=NA (14)以下的实施例2 5为设计纤维过滤器的情况，对所述纤维过滤器而言，捕 集率C ;SJi力损失厶P在it^虑器i殳计范围内近^^用M/D的1次函lfc^示， 该1次函数的相关关系可导出用于设定纤维单位面积重量M或纤维直径D的上限值和下限值。[实施例2: C-aM + b的导出和l的确幻4^具有39. 3萨的纤维直径的玻璃纤维，制作具有3种纤维#面积重量 M(g/m2)的1层结构的平面状无纺布纤维过滤器。该纤维过滤器为一边长30cm 及厚8咖的矩形过滤器，上述纤维单位面积重量M(g/m2)为86、 117、 139的3 种,^^敷作为^ 5i^^^剂的N-2-(氨乙JO -3-絲丙^甲^JJii^5L作为有 才/Ml阻燃剂的多磷酸盐以总计计分别为36、 45、 57(g/m2),构成纤维过滤器。 皿偶联剂和有机类阻燃剂涂敷后的纤维过滤器的^^Ni面积重量(g/m2)为 122、 162、 196。分别将上述3种纤维出虑器M于位于风扇前面的矩形框。然后，按照财 团法人《夕一 i;匕'》/于2006年3月24日乂>^^4的优良住宅部件性能 方法书的换气单元銜房用风扇)中记载的方法，使产生油蒸汽。即，在加热了 的带把浅平底锅上用20分钟緩慢地滴加植物油50g和水160g， i^地生成油蒸 汽。在上述20 ^4中期间驱动上iiX扇，使油蒸';1^过纤^滤器而捕集油蒸汽。 分别对上述3种纤^>虑器进行了该捕集实验。测定捕集油蒸汽后的纤维过滤器的重量，减去捕集前的纤维过滤器的重量， 导出被捕集的油蒸汽重量。将该被捕集的油蒸汽重量与油总重量50g相比，算 出油蒸汽的捕集率C (%)。其结果^M相对于纤维^i面积重量M(g/m2) 86、 117、 139，捕集率C(。/。)为70.5、 73.7、 75.7。才娥以上实验，作为捕集率C(。/。)和纤 维单位面积重量M(g/m2)的坐樣存、，可得到(M、 0 = (86、 70.5)、 (117、 73.7)、 (139、 75. 7)的3点。图7是将纵liit^为捕集率C (%)、将横^i^为纤维单位面积重量M (g/m2) 的捕集率-纤维单位面积重量坐标图。当标绘上述3点的坐标时，可知几乎呈直 线。当利用最小二乘法确定回归直线时，得到C-0.098M + 62。才N^本发明人等 的经验，要求油蒸汽的捕集率C的临摊C。为70%,因此，由上述直线式可导 出M。 = 82 (g/m2)。而且，由于C为与M相关的递增函数，因此，才娥OC。的条 件，就有M》Mo， Mo为M的下限值H^，如果C。-70，则得到M>1 = 82 (g/m2)。当为了使纤维&虑器高效^[匕而使C。增;b^过70%时，l的数值赠加。 因此，4娥M》l的条件，可容易地使纤维单位面积重量M(g/m2)特定化。该效 果，于C为与M相关的递增函数。[实施例3: AP-cM + e的导出和NL的确^J关于由实施例2制成的3种纤维过滤器，测定了油蒸汽的捕集工作中的压 损厶P(Pa)。其结果得知，按照纤维单位面积重量M(g/m2)为86、 117、 139的顺 序，压损AP(Pa)为5. 8、 6.9、 7.8。才娘以上测定，作为压损厶P(Pa)和纤维单 位面积重量M(g/m2)的坐板泉，得到(M、厶P)-(86、 5.8)、 (117、 6.9)、 (139、 7. 8)的3点。图8是将纵^i^^压损AP(Pa)、将横^i^Jt为纤维单位面积重量M(g/m2) 的压力损失-纤维单位面积重量坐标图。当标绘上述3点的坐标时，可知与图7 同样过为1次直线。利用最小二乘法得到的回归直线为AP - 0. 037M + 2. 54。 由于为了使油蒸汽有皿贯通过滤器而进^^it, ^^i^损AP的临刷直AP。 为10Pa，因此，由上述直线式可导出Mo-201(g/m2)。而且，由于厶P为与M相 关的递增函数，因此，才艮據AP《AP。的条件，就有NKMo， Mo成为M的上限值 l,如果厶Po-10(Pa)，则可得到NKU01(g/m2)。当为了使纤维i^虑器高效^f匕而使AP。减少低于10Pa时，1的数值 少。 因此，根据NKl的条件，可容易地使纤维单位面积重量M(g/m2)特定化。该 ^t^,于厶P相对于M为递增函数。由实施例2及3实验& ^,捕集率C和压损△ P为纤维扭面积重量M 的近似增加直线，其结果得知，才娥OC。和厶P《AP。的条件，可导出NLn<M ^NU。作为一例，相对于C = 0. 098M + 62及厶P = 0. 037M + 2. 54，当适用C > 70 (%) 和APO0(Pa)的条阵时，可以导出82<M(g/m2) <201的范围。为了进一步缩小 该M的范围，只要增大临gC。、缩小临M厶P。即可。例如，当C。-75C/。)时， 贿1-132 (g/m2)，当厶P-8(Pa)时，得到l = 147 (g/m2)。因此，M的范围 为132<M(g/m2) <147，可以缩小范围。如上所述，可证明，適ii f目对于M的 直线式可变地i议C。和厶P。，可以进行作为结构特性之一的纤维扭面积重量M 的设计，可容易地设计减小了任意性的M。[实施例4: Oq/D + u的导出和D^的确^J利用具有3种纤维直径D (|a in)的玻璃纤维分别形成具有160 (g/m2)的纤轉 位面积重量的纤维过滤器，制作3种1层结构式平面M纺布纤维过滤器。该 纤维过滤器是一边长30cm;Sj享8mm的矩形过滤器，上述纤维直径D(nm)为20、 30、 40的3种。仅分别适貪凃敷使纤维之间结合的> *^^^剂和有減阻燃剂，构成3种纤维过滤器。将上述纤维直径D不同的3种纤维选虑11^别絲于矩形框，配置在 的前面。将;iA了 50g植物油的带把浅平底锅在炉灶JJift^热，生成油蒸汽。通过驱动上m^，使油蒸汽通过纤维过滤器，使纤维过滤器捕集油蒸汽jjtt物油完全蒸发。分别对上述3种纤维过滤器进行了该捕集实验。测定捕集油蒸汽后的纤维过滤器的重量，减去捕集前的纤维过滤器的重量，可导出捕集的油蒸汽重量。将该捕集的油蒸汽重量与油总重量50g相比，算出 油蒸汽的捕集率C(y。)。其结果得知，相对于纤维直径D(jim) 20、 30、 40，捕 集率COQ为78.3、 74.1、 72.3。才Nt以上实验，作为捕集率C OO和纤维直径 D(Mm)的坐^:点，得到(D、 C) = (20、 78.3)、 (30、 74.1)、 (40、 72. 3)的3点。图9是将纵^i议为捕集率C (%)、将横^i议为纤维直径D U m)的捕集率 -纤维直径坐标图。当标绘上述3点的坐标时，可知其;^t呈双曲线。当利用最 小二乘法确定回归双曲线时，得到C-272/D + 66。如上所述，由于J^求油蒸汽的 捕集率C的临界值C。为70。/n，因此，由上述曲线式可导出D。-68(iim)。而且， 由于C为与D相关的递减函数，因此，才娥OC。的M， ^D《D。， D。成为D 的上P艮值D咖，如果C。-70，则可得到D《D咖-68(iam)。当为了使纤维&虑器高效4K匕而使C。增^^过70y。时，D的数值减少。因 此，才M^D《D鹏的条降，可容易地使纤维直径D(jum)特定化。该^t^依赖于C 相对于D为递减函数。[实施例5: AP-s/D + t的导出和D^的确幻关于由实施例4制成的3种纤维过滤器，测定了油蒸汽的捕集工作中的压 损AP(Pa)。其结果*，按照纤维直径D(iam)为20、 30、 40的顺序，压损厶 P(Pa)为8.7、 7.3、 6.8。根据以上测定，作为压损厶P(Pa)和纤维直径D(iim) 的坐标点，得到(D、厶P)-(20、 8.7)、 (30、 7.3)、 (40、 6.8)的3点。图10是将纵4#^^压损厶？( &)、将横4^议为纤维直径0(|^)的压损-纤维直径坐标图。当#^上述3点的坐标时，可知与图7同样;kJt为双曲线。 利用最小二乘法得到的回归双曲线为厶P = 84/D + 4。由于为了使油蒸^^皿 贯通it^虑器而进^i舰，^i^损厶P的临摊厶P。为10Pa,因此，由上狄 曲线可导出D。-14(iam)。而且，由于厶P为与D相关的递减函数，因此，才娥 厶P《AP。的糾，贿D〉D。， D。成为D的下限值Drain，如果厶P。-10(Pa)，则得到DK4(iim)。当为了使纤维i^虑器高效^f匕而使AP。减少低于10Pa时，L的数值增加。 因此，才鹏D》^的糾，可容易iik/f吏纤维直径D(iam)特定化。该^L^(^于 AP相对于D为递减函数。由实施例4及5实验^ ^￡，捕集率C和压损△ P为纤维直径D的近^it 减双曲线，其结果#^，才娥OC。和AP《厶P。的糾，可导出Dni、D<Dmx。 作为一^J，相对于C- 272/D + 66及厶P-84/D + 4，当应用070(。/。)和厶P《 lO(Pa)的条fr时，可以导出14<D(|am) <68的范围。为了进一步缩小该D的范 围，只要增大临雞C。、缩小临雞AP。即可。例如，当0。 = 74(%)时，贿D啦 =34(pm),当厶P。-8(Pa)时，得到Drain-21 (jum)。因此，D的范围为21 <D(|i m)<34，可以缩小范围。如上所述，可证明，通ii^目对于M的函数式可变地C。和AP。，可以进行作为结构特性之一的纤维直径D的设计，可容易地设 计减小了任意性的D。以下的实施例6、 7为i殳计纤维it^虑器的情况，对所述纤维it^虑器而言，捕 集率C及压力损失△ P在&虑器设计范围内近^J^用纤维单位面积重量M或纤维 直径D的1次函lfc^示，才娥该1次函数的相关关系可导出用1H^纤Wi 面积重量M或纤维直径D的上限值和下限值。[实施例6: C-qD + r的导出和D,的确幻利用具有3种纤维直径D (urn)的玻璃纤维分别形成具有150 (g/m2)的纤维单 位面积重量的纤维过滤器，制作3种1层结构式平面^Ut纺布纤维过滤器。该 纤维过滤器是1边长30cm及厚8mm的矩形过滤器，上述纤维直径D(jam)为20、 30、 40的3种。仅分别适f凃敷使纤维之间结合的^^^^剂和有才^阻燃剂， 构成3种纤维过滤器。将上述纤维直径D不同的3种纤维近虑^^别装载于矩形框，配WK^ 的前面。将;iA了 50g植物油的带^^戋平底錄炉灶Jii^沐热，生成油蒸汽。 通过驱动上m^，使油蒸汽通过纤维iti虑器，4吏纤维i^虑器捕集油蒸汽J^ 物油完全蒸发。分别对上述3种纤维逸虑器进行了该捕集实验。测定捕集油蒸汽后的纤，滤器的重量，减去捕集前的纤维过滤器的重量， 可导出捕集的油蒸汽重量。将该捕集的油蒸汽重量与油总重量50g相比，算出 油蒸汽的捕集率C00。其结果#^，相对于纤维直径DUm) 20、 30、 40，捕集率C(。/。)为78.5、 76.1、 75.1。才娥以上实验，作为捕集率C(。/。)和纤维直径 D(jam)的坐标点，得到(D、 C) = (20、 78.5)、 (30、 76.1)、 (40、 75.1)的3点。图11另—将纵4^5^为捕集率C(%)、将横树议为纤维直径DUm)的捕集 率-纤维直径坐标图。当标绘上述3点的坐标时，可知其^L呈直线。当利用最 小二乘法确定回归直线时，得到C--0.17D + 81。如上所述，由于^"求油蒸汽的 捕集率C的临雜C。为70。/。，因此，由上述直线式可导出D。-65(jum)。而且， 由于C为与D相关的递减函数，因此，才艮椐OC。的条件，就有D《D。， D。成为D 的上限值D鹏，如果C。-70，则可得到D《D頻-65(jim)。当为了使纤维逸虑器高效^f匕而使C。增^l过7(W时，D皿的数值减少。因 此，4娥D《l的糾，可容易i^吏纤维直径D(pm)特定化。该^t^糊于C 相对于D为递减函数。[实施例7: AP-sD + t的导出和D^的确^J关于由实施例4制成的3种纤维过滤器，测定油蒸汽的捕集工作中的压损 厶P(Pa)。其结果敬，按照纤维直径D(iam)为20、 30、 40的顺序，压损厶P(Pa) 为8.7、 7.3、 6.8。根提以上测定，作为压损厶P(Pa)和纤维直径D(iam)的坐标 点，得到(D、厶P)-(20、 8.7)、 (30、 7.3)、 (40、 6. 8)的3点。图12是将纵4^5^压损厶P (Pa)、将横^i议为纤维直径D ()im)的压损-纤维直径坐标图。当#^上述3点的坐标时，可知与图11同样;^L为1次直线。 利用最小二乘法得到的回归直线为厶P = - 0. 095D +10. 5。由于为了使油蒸a^ 舰贯通i^虑器而进^^规，^a损AP的临界值厶P。为10Pa，因此，由上 述直线式可导出D。-5(iinO。而且，由于厶P为与D相关的递减函数，因此，根 据厶P《AP。的糾，贿D^D。， D。成为D的下卩艮值Dmin，如果厶P。-10(Pa), 则得到D》l-5(jam)。当为了使纤维近虑器高效^N匕而使厶P。减少低于10Pa时，D^的数值增加。 因此，才娥D》^的糾，可容易3^吏纤维直径D(iam)特定化。该^^絲于 AP相对于D为递减函数。由实施例6及7实验^MHiE,捕集率C和压损△ P为纤维直径D的近似递 减直线，其结果敬，才MtOCo和厶P《厶P。的絲，可导出D边i、D《D咖。作 为4寸，相对于C--0.170 + 81及厶？=- 0.095D + 10.5,当应用O70C0和 厶P《10(Pa)的^Ht时，可以导出5<D(|im) <65的范围。为了进一步缩小该D的范围，只要增大临^C。、缩小临，厶P。即可。例如，当C。-75C0时，就 有D駆-35(mhi)，当AP。-8(Pa)时，得到Dnin = 26(jjm)。因此，D的范围为26 《D(|um)<35，可以缩小范围。如上所述，可证明，通ii^目对于M的直线式 可变地i议C。和AP。，可以进行作为结构棒It之一的纤维直径D的设计，可容 易地设计减小了任意性的D。另夕卜，本发明并不限定于上述实施方式，对不脱离本发明技木恩想的范围 中的各种变形例、设计变更等当然也包含4>^支术范围内。产业应用的可能性^"发明中，利用A虑器的工作特性(捕集率C、压损厶P)和结构特性(纤维 单位面积重量M、纤维直径D)之间近似直线关系的成立，具有由(C、 AP)导出 (M、 D)、及由(M、 D)导出(C、 AP)非常简单的^。因此，可非常容易地设计 商业用及家庭用的纤维过滤器，是首次将以科学工程的设计方法为勤出而系统 导入的纤维i^虑器提供于社絲家庭。由此，通过将油蒸汽的捕集率C⑧设计 为C。 (%)以上，同时将纤维it^虑器前后的压损厶P (Pa)设计为厶P。 (Pa)以下，可以 对纤维过滤器的结构棒f生进行最佳设计，不狄纤维过滤器业界，而il还可以 减少A^油烟才A^排X^上清斷由祐进^i殳备净^^ft的劳力。而且，由于使 用硅烷4繊刑作为粘合剂，因此，可以利用化学键牢固#,才^阻燃剂和iL4;u质纤维，即使长期^^也可以强力地防iMfc^偶联剂和有才^P且燃剂的脱落，实现过滤器纤维的长寿命。通iti^择不生成福尔马林成分的物质作为有机类阻燃剂，可以提供不产生福尔马林、在家庭、工作环境的安全卫生环境方面优异的^^a载型纤维i^虑器。
权利要求
1.硅烷担载型纤维过滤器，其特征在于，在抽油烟机或排风扇上所装载的纤维过滤器中，基于包含风扇运转时的油蒸汽的捕集率C与纤维过滤器前后的压力损失ΔP的纤维过滤器的工作特性因子和包含仅由纤维材料量求出的纤维单位面积重量M与其纤维直径D的过滤器结构特性因子的相关关系，设定上述纤维单位面积重量M和上述纤维直径D，以满足规定的捕集率C及压力损失ΔP，上述纤维过滤器由无机质纤维形成，通过硅烷偶联剂使在上述无机质纤维上担载有机类阻燃剂。
2. :H5U'漆求1所述的> *^&载型纤维^虑器，^#棘于，上iS^^偶 联齐微类敏條剂。
3. :iwM，误永1或2所述的^^a载型纤维过滤器，其中，上iUL^质纤维是玻璃纤维。
4. 如权矛j^求l、 2或3所述的^^a^型纤维过滤器，其中，上述有机类P且燃剂由^J胍、多^盐、多^酯或多^^氨基甲酸酯的一种以上构成。
5. 如;M'J要求1 4中^r-项所述的^^E载型纤维i^虑器，^^Ji述纤 维&虑器的^卜表面担^4面固化剂。
6. 如^U'J^求1 ~ 5中^r^项所述的^ ^^a^型纤维i^虑器，其錄于上 勤目关关系而确定的上P艮值和下限WU^Ji述纤^位面积重量M ;5Lh述纤 维直径D。
7. 如;M'J^"求6所述的^^a载型纤维i^虑器，其中，上述捕集率C ;SJi iiB力损失厶P在i^虑器设计范围内肯^^fW4用上述纤维^i面积重量M或上 述纤维直径D的1次函M示，由该1次函数的相关关系能导出上ilh限^ 上述下限值。
8. ^K利要求6所述的i^a栽型纤维i^虑器，其中，上述捕集率CAJi g力损失厶P ^i^虑器设计范围内育^^fe^用M/D的1次函*示，由该1 次函数的相关关系能导出JiiiJi限值和上述下限值。
全文摘要
本发明提供了防止粘合剂及阻燃剂脱落的硅烷担载型纤维过滤器，其特征在于，在抽油烟机或排风扇上所装载的纤维过滤器中，基于包含风扇运转时的油蒸汽的捕集率C与纤维过滤器前后的压力损失ΔP的纤维过滤器的工作特性因子和包含仅由纤维材料量求出的纤维单位面积重量M与其纤维直径D的过滤器结构特性因子的相关关系，设定上述纤维单位面积重量M和上述纤维直径D，以满足规定的捕集率C及压力损失ΔP，上述纤维过滤器由无机质纤维形成，通过硅烷偶联剂使在上述无机质纤维上担载有机类阻燃剂。
文档编号C09K21/12GK101332390SQ20081013143
公开日2008年12月31日 申请日期2008年3月28日 优先权日2007年3月29日
发明者仲矢正明 申请人:打清股份有限公司