CN103732302A

CN103732302A - 空气过滤器过滤件、空气过滤器、安装有该空气过滤器的空气净化装置和带加湿功能的空气净化装置

Info

Publication number: CN103732302A
Application number: CN201280037834.9A
Authority: CN
Inventors: 织部美绪; 稻垣纯; 高桥庆太; 黑川崇裕; 住田宽人; 山口贵义
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-10-03
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-08-30
Also published as: WO2013051185A1; CN103732302B

Abstract

本发明的空气过滤器过滤件具备：由平均纤维直径为100nm～1000nm的细纤维构成的细纤维层；和用于保持细纤维层的基材。细纤维是由纤维和珠构成的念珠状纤维，细纤维和基材通过珠的表层的熔融而接合。

Description

空气过滤器过滤件、空气过滤器、安装有该空气过滤器的空气净化装置和带加湿功能的空气净化装置

技术领域

本发明涉及空气过滤器过滤件、空气过滤器、安装有该空气过滤器的空气净化装置和带加湿功能的空气净化装置。

背景技术

以往，组装在空调机等中的空气过滤器过滤件，叠层有细纤维层和基材（例如参照专利文献1）。以下，参照图21对该空气过滤器过滤件进行说明。

图21是以往的空气过滤器过滤件的概略截面图。如图21所示，空气过滤器过滤件101在灰尘负荷方向、即空气流入方向上依次设置有具有0.05μm～1μm的平均纤维直径的细纤维层102、和基材层103。细纤维层102和基材层103通过利用纤维的熔融固化进行的接合、或利用另外添加的粘合剂成分进行的接合而固定化。

在这样的以往的空气过滤器过滤件101中，为了通过打褶加工或其他的成形得到空气过滤器，细纤维层102和基材层103需要更牢固地接合。因此，必须确保细纤维层102与基材层103的接合面积，存在妨碍空气过滤器过滤件101的透气性、集尘效果降低的技术问题。

另外，空气过滤器过滤件在初期压力损失低，具有非常高的集尘效率。但是，细纤维的强度非常弱。另外，细纤维层与基材层、以及细纤维间的接合力也弱，因此，在褶形状加工时，会产生由细纤维的切断、细纤维层与基材层以及细纤维间的剥离引起的细纤维的分布不均。其结果，存在导致细孔破损、集尘效率降低的技术问题。

因此，提出了通过热熔类树脂层将细纤维层与热熔接性纤维层热接合的热接合性复合片（例如参照专利文献2）。

但是，这样的热接合性复合片，热熔类树脂进入构成细纤维层的细纤维层的细孔中的比例多，因此，存在细纤维层中的压力损失的上升大的技术问题。

另外，为了提高基材层与细纤维层的结合强度，基材层和细纤维层如上所述通过接合剂接合。但是，需要利用该接合剂进行的接合工序，生产率降低相应的量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-274144号公报

专利文献2：日本特许第4748838号公报

发明内容

这样的结构的空气过滤器过滤件，珠变得扁平，细纤维与基材的接合面积增大，因此，与使用没有珠的细纤维的情况相比，能够将细纤维和基材更牢固地接合。另外，仅在细纤维与基材的接点发生熔融，由此，不会堵塞空气过滤器过滤件的开口部，透气性也不会受到妨碍。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的空气过滤器过滤件的概略截面图。

图2是该空气过滤器过滤件的念珠状纤维的放大图。

图3A是表示该空气过滤器过滤件的熔融前的珠的状态的显微镜照片的图。

图3B是表示该空气过滤器过滤件的熔融前的珠的状态的概略图。

图4A是表示该空气过滤器过滤件的熔融后的珠与基材的接触状态的显微镜照片的图。

图4B是表示该空气过滤器过滤件的熔融后的珠与基材的接触状态的概略图。

图5是表示本发明的实施方式2的空气过滤器过滤件的概略截面图。

图6是使用该空气过滤器过滤件的空气过滤器的概略立体图。

图7是本发明的实施方式3的空气过滤器过滤件的截面图。

图8A是表示该空气过滤器过滤件的接合成分熔融前的显微镜照片的图。

图8B是该空气过滤器过滤件的接合成分熔融前的概略截面图。

图9A是表示该空气过滤器过滤件的接合成分熔融后的显微镜照片的图。

图9B是该空气过滤器过滤件的接合成分熔融后的概略截面图。

图10是表示该空气过滤器过滤件的制造方法的概略图。

图11是该空气过滤器的立体图。

图12是表示该带加湿功能的空气净化装置的主体结构的概略截面图。

图13是具备本发明的实施方式4的空气过滤器的空气净化装置的截面图。

图14是该空气过滤器的立体图。

图15是该空气过滤器的放大立体图。

图16是该空气过滤器过滤件的放大截面图。

图17是表示该空气过滤器的纳米纤维与基材的接合面部分的图。

图18是表示该空气过滤器过滤件的制造方法的概略图。

图19是表示该不同的空气过滤器过滤件的概略截面图。

图20是表示该空气过滤器过滤件的实施例的每种纤维直径的压力损失变化的图。

图21是以往的空气过滤器过滤件的概略截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

（实施方式1）

图1是表示本发明的实施方式1的空气过滤器过滤件的概略截面图，图2是该空气过滤器过滤件的念珠状纤维的放大图。如图1和图2所示，空气过滤器过滤件11包括：由细纤维12构成的细纤维层12a；和用于保持细纤维层12a的基材13。细纤维12平均纤维直径为100nm～1000nm，是由纤维（fiber）14和珠（beads）15构成的念珠状纤维16。细纤维12与基材13通过珠的表层15a的熔融而接合。

如图2所示，细纤维12的珠15为纺锤形。通过使珠15与纤维的边界23为曲线，能够预防纤维14与珠15的边界的切断。其结果，能够稳定地得到空气过滤器过滤件11的过滤件性能。

细纤维12能够通过例如静电纺丝法制作。在通过例如静电纺丝法制作细纤维12的情况下，能够利用向未图示的注射针（syringe needle）施加的电压与接地板的电位差使珠15的形状变化。即，该电位差越大，被拉向接地板的速度越快，因此，珠15成为更接近纤维14的纺锤形。另外，在该电位差小时，可得到接近球形的珠15。

图3A是表示本发明的实施方式1的空气过滤器过滤件的熔融前的珠的状态的显微镜照片的图，图3B是表示该空气过滤器过滤件的熔融前的珠的状态的概略图。如图3A、图3B所示，熔融前的细纤维12附着在纤维状的基材13的表面。

图4A是表示本发明的实施方式1的空气过滤器过滤件的熔融后的珠与基材的接触状态的显微镜照片的图，图4B是表示该空气过滤器过滤件的熔融后的珠与基材的接触状态的概略图。熔融前的珠15，如图4A、图4B所示通过被加热而熔融后变得扁平，细纤维12与基材13的接合面积增大。因此，细纤维12与基材13更牢固地接合。

另外，仅在细纤维12与基材13的接触部发生熔融，因此，图1的空气过滤器过滤件11的开口部不会被堵塞，透气性不会受到妨碍。

另外，图1、图2所示的细纤维12与基材13也可以通过珠的表层15a的熔融和压接而接合。通过使细纤维12和基材13压接，除了珠的表层15a的熔融以外，细纤维12与基材13表面的形状相应地结合，细纤维12与基材13更牢固地接合。作为熔融和压接的方法，可以像熨斗那样将未图示的加热面按压在空气过滤器过滤件11上。另外，也可以将细纤维12和基材13夹在未图示的具有一定间隔的2根加热辊之间进行搬送。

在通常的静电纺丝法（未图示）中，将作为细纤维12的原料的聚合物溶解在适当的溶剂中而得到的溶液，从施加有高电压的注射针向接地板喷雾。其结果，溶液分裂，溶剂挥发，由此得到比注射针细的纤维直径的纤维14。通过使向注射针施加的电压变化、或者对接地板赋予电位，能够使纤维14与珠15的平衡变化。

此时，如图3B所示，珠的直径15b优选为构成基材的纤维的直径13a的5％～20％。在珠的直径15b小于构成基材的纤维的直径13a的5％的情况下，珠15成为更接近纤维14的形状。为了得到细纤维12与基材13牢固接合的效果，基材13表面必须存在大量的珠15。当基材13表面存在大量的珠15时，作为细纤维12的每单位面积的重量的单位面积重量增大，图1所示的空气过滤器过滤件11的透气性变差。另外，在珠的直径15b大于构成基材的纤维的直径13a的20％的情况下，珠15在基材13上大量叠层，因此，难以进行均匀的加热熔融和压接，难以得到牢固的接合效果。

作为基材13的例子，为了作为空气过滤器过滤件11发挥作用，需要具有透气性，因此，例如为纺粘无纺布、热粘无纺布或纸类等。

细纤维12的材质只要能够溶液化即可。例如，只要将PAN（polyacrylonitrile：聚丙烯腈）、PVDF（polyvinylidene difluoride：聚偏氟乙烯）、PVA（polyvinyl alcohol：聚乙烯醇）、PVAc（polyvinyl acetate：聚乙酸乙烯酯）、PES（polyethersulphone：聚醚砜）、聚氨酯、尼龙等聚合物溶解在适当的有机溶剂中溶液化即可。另外，也可以使氧化铝或氧化钛等无机材料溶胶化，使用静电纺丝法制作细纤维12。特别是在细纤维12是由聚合物构成的合成纤维的情况下，其溶液化容易，因此容易制作细纤维12。

作为细纤维12的材质，当聚合物中含有软化点为150℃以下的低熔点树脂材料时，珠15会通过低温加热而熔融。因此，对基材13的温度影响减小，能够稳定地得到空气过滤器过滤件11的透气性和过滤件性能。例如，以玻璃化转变温度作为参考，可以使用PAN（polyacrylonitrile：聚丙烯腈，玻璃化转变温度为104℃）。另外，目的是珠的表层15a的熔融，因此珠15不需要完全熔融。例如，在使用玻璃化转变温度为230℃的PES（polyethersulphone：聚醚砜）时，当达到120℃时，珠15软化，通过与基材13一起被压接，珠15变得扁平。

就加热条件而言，不仅温度重要，时间也重要。在比1000cm²/min短时间的加热的情况下，珠15不会充分熔融。另外，在比200cm²/min长时间的加热的情况下，不仅珠的表层15a熔融，而且连纤维14也熔融，根据材质的不同，有可能连基材13也熔融，不能保持整体的形状。因此，只要在这些温度和时间的范围内选定最佳的条件即可。

（实施方式2）

在本发明的实施方式2中，对于与实施方式1相同的构成要素标注相同的符号，省略其详细说明。图5是表示本发明的实施方式2的空气过滤器过滤件的概略截面图。

如图5所示，空气过滤器过滤件11a包括：由细纤维12构成的细纤维层12a；基材13；和用于保护细纤维12的保护层17。细纤维12和保护层17通过珠的表层15a的熔融而接合。

在这样的空气过滤器过滤件11a中，能够防止由外部接触引起的细纤维12的破损。另外，珠15变得扁平，细纤维12与基材13、以及细纤维12与保护层17的接合面积增大。因此，与使用没有珠15的细纤维12的情况相比，细纤维12与基材13、以及细纤维12与保护层17更牢固地接合。另外，仅在细纤维12与基材13、以及细纤维12与保护层17的接点发生熔融，由此，空气过滤器过滤件11a的开口部不会被堵塞，透气性不会受到妨碍。

只要基材13和保护层17中的至少一个在与细纤维12的接触面24含有软化点为150℃以下的低熔点树脂材料即可。通过低温加热，基材13和保护层17中的至少一个熔融，与细纤维12的接合变得更牢固。作为含有低熔点树脂材料的基材13和保护层17中的至少一个的材料，需要具有透气性，因此，例如可以为含有低熔点树脂材料的纺粘无纺布、热粘无纺布、或使用低熔点树脂材料作为粘合剂的纸类等。此时，如果细纤维12也含有低熔点树脂材料，则细纤维12会与基材13和保护层17中的至少一个相互熔融，从而更牢固地接合。

图6是使用本发明的实施方式2的空气过滤器过滤件的空气过滤器的概略立体图。如图6所示，空气过滤器18中，空气过滤器过滤件11a被实施打褶加工，形状被固定。在打褶加工的形状固定中，例如通过热熔树脂19或各种接合剂仅将褶的顶点连接固定。其结果，在确保空气过滤器过滤件11a的表面积的同时，将形状固定。在空气过滤器18中，细纤维12与基材13牢固地接合。因此，在加工、成形和使用的各过程中，细纤维12不会破损，能够确保稳定的空气过滤器过滤件11a的性能。

（实施例）

对将PES（polyethersulphone：聚醚砜）20wt％溶解在DMAc（dimethylacetamide：二甲基乙酰胺）中而得到的溶液进行静电纺丝，得到图2所示的由纤维14和珠15构成的念珠状纤维16。此时，在接地板上粘贴有具有透气性的玻璃纸，因此截面成为图1所示的结构。

在这样得到的空气过滤器过滤件11的细纤维面上覆盖作为保护层17的含有低熔点树脂材料的无纺布片，以约800cm²/min的速度、120℃的温度进行加热。制作无纺布片不同的2种样品，将在面风速5.3cm/sec下使空气通过空气过滤器过滤件11a时的压力损失示于表1。2种样品的压力损失均稍微上升，但是其上升幅度在5％以内，作为空气过滤器过滤件11a不是有意义的差异，确认了加热熔融不会妨碍透气性。

[表1]

	样品A	样品B
			未熔接（重叠的样品）	17.7Pa	26.4Pa
熔融接合后的样品	18.6Pa	27.2Pa

另外，在将保护层17从这些样品剥下时，如图3A、图3B所示，在构成基材13的纤维表面存在的珠的表层15a已熔融。而且可观察到细纤维12彼此、以及细纤维12与基材13牢固地接合的情形。此时，仅在构成基材13的纤维表面存在的珠的表层15a熔融，其他部分的纤维14和珠15没有变形地存在。

（实施方式3）

在本发明的实施方式3中，对于与实施方式1、2相同的构成要素标注相同的符号，省略其详细说明。图7是本发明的实施方式3的空气过滤器过滤件的截面图。如图7所示，空气过滤器过滤件11b具备：基材13；接合成分25；设置在接合成分25上的细纤维层32a；和保护细纤维层32a的保护层17。接合成分25设置在基材13与细纤维层32a之间的基材13表面。构成细纤维层32a的细纤维32和用于保持细纤维层32a的基材13通过接合成分25的熔融而接合。

在这样的空气过滤器过滤件11b中，能够防止由外部接触引起的细纤维层32a的破损。另外，细纤维32埋入接合成分25中，由此，接合成分25与保护层17接触。因此，保护层17上不需要接合成分25。其结果，不会过量地使用接合成分25，因此，细纤维层32a的细孔被堵塞的部位减少，能够抑制压力损失的上升、和作为空气过滤器过滤件11b的透气性的降低。在此，作为接合成分25，可以使用聚烯烃类的树脂材料等。

基材13和保护层17可以由纺粘纤维、干式或湿式纤维、纤维素纤维、熔喷纤维、玻璃纤维、热熔接性纤维、或含有它们中的至少1种的无纺布构成。

基材13是作为支撑细纤维层32a的支撑体的部件，因此，纤维的材质、形状和长度没有特别限定。但是，基材13刚性过低时，难以进行打褶加工，生产率降低，因此，只要具有能够耐受打褶加工的程度的刚性即可，例如优选玻璃纤维等。

另一方面，如果保护层17的与细纤维层32a的接触面含有热熔接性纤维，则保护层17能够通过低温加热而熔融，能够使保护层17与细纤维层32a的接合更牢固。含有热熔接性纤维的保护层17，为了作为空气过滤器过滤件11b发挥作用，需要具有透气性。因此，保护层17可以使用例如含有热熔接性纤维的纺粘无纺布、热粘无纺布、或使用热熔接性纤维作为粘合剂的纸类等。

这样，基材13、细纤维层32a和保护层17通过热压接而接合。通过热压接，细纤维32埋入接合成分25中，因此，能够将细纤维32彼此牢固地接合。因此，能够防止细纤维层32a间的剥离，难以产生由细纤维32的分布不均引起的细孔的破损，能够维持高的集尘效率。另外，细纤维32埋入接合成分25中，由此，接合成分25也与保护层17接触。因此，保护层17不具有接合成分25而能够实现空气过滤器过滤件11b的一体化。其结果，将细纤维32的细孔堵塞的部位减少，能够抑制压力损失的上升。

图8A是表示本发明的实施方式3的空气过滤器过滤件的接合成分熔融前的显微镜照片的图，图8B是该空气过滤器过滤件的接合成分熔融前的概略截面图。另外，图9A是表示本发明的实施方式3的空气过滤器过滤件的接合成分熔融后的显微镜照片的图，图9B是该空气过滤器过滤件的接合成分熔融后的概略截面图。

如图8A、图8B所示，热压接前的细纤维32通过接合成分25与基材13接合。通过进行热压接，如图9A、图9B所示，在熔融前存在于接合成分25上的细纤维32，在熔融后埋入接合成分25中。因此，与没有接合成分25的情况相比，细纤维32彼此更牢固地接合。作为热压接的方法，可以像熨斗那样将未图示的加热面按压在图7的空气过滤器过滤件11b上。另外，也可以将细纤维32和基材13夹在未图示的具有一定间隔的2根加热辊之间进行搬送。

另外，如图8A所示，接合成分25不连续地分散存在于基材13的表面。而且，接合成分25主要设置在基材13的纤维的交点部分。因此，如图9A所示，即使进行热压接，接合成分25进入细纤维32的细孔而将细孔堵塞的部位也减少。其结果，能够抑制压力损失的上升、和空气过滤器过滤件11b的透气性的降低。

图7所示的细纤维层32a，由通过静电纺丝法等加工技术对公知的高分子聚合物进行加工而得到的平均纤维直径100nm～1000nm的细纤维32构成。平均纤维直径100nm～1000nm的细纤维32通常被称为纳米纤维。纳米纤维的纤维直径细，因此纤维彼此的间隙小，集尘效率提高。另外，尽管纤维彼此的间隙小，但是，由于被称为滑流效应的效应，能够防止压力损失的增加。即，对相同集尘效率的纳米纤维构成的空气过滤器过滤件11b、和平均纤维直径超过1000nm的纤维构成的空气过滤器过滤件的压力损失进行比较时，前者的压力损失小。

通过公知的静电纺丝法形成细纤维层32a的细纤维32，只要能够溶解在溶剂中即可。例如，可以为将聚丙烯腈（PAN）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氧化乙烯（PEO）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚醚砜（PES）、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯（FVDF）、聚氯乙烯（PVC）、聚四氟乙烯、聚乙烯醇（PVA）、聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、芳族聚酰胺、聚吲哚、聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚氨酯（PU）、纤维素化合物、多肽、尼龙66等尼龙类、蛋白质等溶液化而得到的高分子聚合物溶液、以及将氧化铝或氧化钛等无机材料溶胶化而得到的氧化铝溶胶或氧化钛溶胶。

另外，作为使高分子聚合物溶解的溶剂，只要与高分子聚合物具有相容性、能够使其溶解，就没有特别限定。作为这些溶剂，可以列举水、醇类、有机溶剂等。作为具体的醇类和有机溶剂，可以列举：丙酮、氯仿、乙醇、异丙醇、甲醇、甲苯、四氢呋喃、苯、苯甲醇、1,4-二噁烷、丙醇、四氯化碳、环己烷、环己酮、二氯甲烷、苯酚、吡啶、三氯乙烷、乙酸等挥发性高的溶剂，或N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）、N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）、1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）、碳酸乙二酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、乙腈、N-甲基吗啉-N-氧化物、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯、碳酸二乙酯、二乙醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、1,3-二氧戊环、碳酸甲乙酯、甲酸甲酯、3-甲基噁唑烷-2-酮、丙酸甲酯、2-甲基四氢呋喃、环丁砜等挥发性相对较低的溶剂。

接着，对本实施方式3的空气过滤器过滤件11b的制造方法的一个例子进行说明。图10是表示本发明的实施方式3的空气过滤器过滤件的制造方法的概略图。如图10所示，空气过滤器过滤件11b的制造设备包括：载置基材13并将基材13沿水平方向搬送的搬送部26；和位于搬送部26的上方的接合成分排出喷嘴27和细纤维排出喷嘴28。

空气过滤器过滤件11b的制造中，首先，在利用搬送部26搬送平板形状的基材13的同时，从接合成分排出喷嘴27向基材13排出接合成分25，接合成分25附着在基材13上。此时接合成分25不一定需要具有接合力，只要通过加热，接合成分25熔融，基材13与细纤维层32a接合即可。

接着，从细纤维排出喷嘴28向接合成分25排出细纤维32。在此，对细纤维排出喷嘴28施加＋20kV左右的电压，搬送部26被接地。由于该电位差，从细纤维排出喷嘴28排出的细纤维32附着在基材13、和接合成分25的表面，形成细纤维层32a。另外，当在基材13表面设置有接合成分25时，与仅基材13的情况相比，与细纤维32的接合面积增大，因此，基材13与细纤维32的接合力增加，制造时难以发生基材13与细纤维层32a的剥离。

图11是本发明的实施方式3的空气过滤器的立体图。如图11所示，空气过滤器18a中，空气过滤器过滤件11b被实施打褶加工，空气过滤器过滤件11b的形状被固定。空气过滤器18a包括：褶形状的空气过滤器过滤件11b；和将空气过滤器过滤件11b保持为褶形状的形状保持部20。形状保持部20包括：长方形形状的框部21；和设置在框部21与空气过滤器过滤件11b之间的接合部件22。即，框部21位于褶形状的空气过滤器过滤件11b周缘，通过接合部件22将空气过滤器过滤件11b固定在框部21。打褶加工的接合部件22例如使用热熔树脂19或各种接合剂。热熔树脂19等仅将褶的顶点连接固定。其结果，在确保空气过滤器过滤件11b的表面积的同时，形状被固定。在空气过滤器18a中，图7所示的细纤维层32a与基材13、以及细纤维32彼此牢固地接合。因此，在加工、成形和使用的各过程中，细纤维32不会破损，能够确保稳定的空气过滤器过滤件11b的性能。

图12是表示本发明的实施方式3的带加湿功能的空气净化装置的主体结构的概略截面图。如图12所示，安装有本实施方式3的空气过滤器18a的带加湿功能的空气净化装置具备：主体外壳29；设置在主体外壳29内的送风部30；和对输送的空气进行加湿的加湿部38。

主体外壳29为大致长方体形状。在主体外壳29的前面侧侧面部设置有大致长方形形状的吸气口31，在主体外壳29的顶面部设置有大致长方形形状的排气口33。在排气口33设置有风向百叶窗34。

送风部30设置在吸气口31与排气口33之间的风路上。另外，送风部30包括：涡旋形状的壳体35；设置在壳体35内的作为离心送风风扇的叶片36；和使叶片36旋转的电动机37。空气过滤器18a安装在吸气口31。室内的空气由送风部30从吸气口31吸入到主体外壳29内。另外，加湿部38配置在空气过滤器18a与排气口33之间。

被吸入到主体外壳29内的空气经由空气过滤器18a被向排气口33输送。即，室内的空气由空气过滤器18a净化，被向室内输送。此时，从吸气口31吸入并通过空气过滤器18a的空气的一部分或全部通过加湿部38而被加湿，由送风部30从主体外壳29输送。这样，本发明的实施方式3的带加湿功能的空气净化装置能够对吸入到主体外壳29内的空气进行净化并且进行加湿。

在此，加湿部38例如可以通过将具有吸水性的无纺布弯折成褶皱状而形成。另外，也可以使空气通过一端沉入加湿盘39中贮存的水中而吸水后的立体编织品，利用水发生气化的作用进行加湿。该立体编织品通过在至少一部分编入具有耐水性和吸水性的合成纤维而制成。

另外，也可以使空气通过利用电动机等驱动单元定期地反复进行向加湿盘39中贮存的水中浸入和从该水中取出的立体编织品，利用水发生气化的作用进行加湿。该立体编织品通过编入具有耐水性的合成纤维而制成，具有保水性。

另外，也可以将圆盘状的旋转部件以其圆盘面大致水平的方式配置。使旋转部件以通过圆盘中心并与圆盘面垂直的方向作为旋转轴进行旋转，将加湿盘39中贮存的水向该旋转部件的上表面供给。可以利用由旋转产生的离心力使水分裂成微细的水滴，使空气通过该微细的水滴，使水滴气化从而进行加湿。

另外，也可以将以超声波区域的频率振动的超声波振子以没入加湿盘39中贮存的水中的方式配置。于是，可以通过该超声波振子的振动使水分裂成微细的水滴，使空气通过该微细的水滴，使水滴气化从而进行加湿。

另外，也可以利用电热丝或陶瓷加热器等发热元件对贮存在加湿盘39中的水进行加热，使蒸发的水蒸气与空气混合从而进行加湿。

另外，也可以制成从上述的带加湿功能的空气净化装置中将加湿部38和加湿盘39除去的空气净化装置。这样的空气净化装置，由于使用了本发明的空气过滤器18a，能够使作为送风部30的电动机37和叶片36的转速减小。因此，能够实现工作声音安静、并且耗电低、集尘效率高的空气净化装置。

另外，在带加湿功能的空气净化装置中，通过使用空气过滤器18a，除了上述的空气净化装置的效果以外，还具有以下的效果。即，与热熔类树脂进入细纤维层32a的细孔而使压力损失增加的以往的热接合性复合片相比，在加湿部38能够确保充分的风量，因此，能够实现加湿能力高的带加湿功能的空气净化装置。

（实施方式4）

在本发明的实施方式4中，对于与实施方式1～3相同的构成要素标注相同的符号，省略其详细说明。图13是具备本发明的实施方式4的空气过滤器的空气净化装置的截面图。如图13所示，本实施方式4的空气净化装置在主体外壳29内具备送风部30和空气过滤器18b。

主体外壳29为大致长方体形状。主体外壳29在前面侧侧面部具备大致长方形形状的吸气口31，在主体外壳29的顶面部具备大致长方形形状的排气口33。在排气口33设置有风向百叶窗34。

送风部30设置在吸气口31与排气口33之间的风路上。送风部30包括：涡旋形状的壳体35；设置在壳体35内的作为离心送风风扇的叶片36；和使叶片36旋转的电动机37。空气过滤器18b位于主体外壳29的吸气口31。由送风部30从吸气口31吸入到主体外壳29内的室内的空气，经由空气过滤器18b被向排气口33输送。即，室内的空气由空气过滤器18b净化，被向室内输送。

图14是本发明的实施方式4的空气过滤器的立体图，图15是该空气过滤器的放大立体图。如图14、图15所示，空气过滤器18b包括：褶形状的空气过滤器过滤件11c；和用于将空气过滤器过滤件11c保持为褶形状而在空气过滤器过滤件11c的外周设置的框形状的形状保持部20。

图16是本发明的实施方式4的空气过滤器过滤件的放大截面图。如图16所示，空气过滤器过滤件11c具备：基材13；和在向基材13输送的空气流的上游侧面设置的细纤维层42a。作为基材13的材质的一个例子，为玻璃、作为树脂的无纺布。细纤维层42a由直径为纳米级的细纤维42形成。具体而言，多条纳米纤维40互相缠绕而形成细纤维层42a。

图17是表示本发明的实施方式4的空气过滤器的纳米纤维与基材的接合面部分的图。如图17所示，本实施方式4的空气过滤器过滤件11c的特征在于，具备与基材13接合的由纳米纤维40的集合体构成的细纤维层42a。另外，纳米纤维40的与基材13的接合面部分43的宽度方向的长度即第一尺寸43a，大于纳米纤维40的与基材13的非接合面部分44的宽度方向的长度即第二尺寸44a。

即，空气过滤器过滤件11c具备：由纤维41的集合体构成的基材13；和与基材13接合的由纳米纤维40的集合体构成的细纤维层42a。因此，空气过滤器过滤件11c，由于由纳米纤维40的集合体构成的细纤维层42a，孔眼的大小变小，捕集效率提高。另外，第一尺寸43a大于第二尺寸44a，因此，纳米纤维40与基材13的接合面积增大，能够使纳米纤维40直接与纤维41接合。即，与基材13的接合面部分43的纳米纤维40，由于已使第一尺寸43a增大，所以能够不使用接合剂而牢固地接合。因此，不需要接合工序，生产率提高。

此外，通过在基材13的附近喷射纳米纤维40，第一尺寸43a大于第二尺寸44a。从这一点也可知，与在分别单独形成基材13和细纤维层42a之后，将基材13与细纤维层42a接合相比，生产率提高。另外，图14所示的空气过滤器18b，能够长时间地抑制由纳米纤维40从基材13剥落而引起的捕集效率降低。

图18是表示本发明的实施方式4的空气过滤器过滤件的制造方法的概略图。如图18所示，空气过滤器过滤件11c的制造设备包括：载置基材13并将基材13沿水平方向搬送的搬送部26；和位于搬送部26的上方的细纤维排出喷嘴28。

细纤维排出喷嘴28向由搬送部26搬送的平板状的基材13的上表面吹出形成纳米纤维40的高分子聚合物溶液。

在此，对细纤维排出喷嘴28施加＋20KV左右的电压，搬送部26被进行接地处理。由于该电位差，从细纤维排出喷嘴28排出的形成纳米纤维40的高分子聚合物溶液附着在基材13的整个表面，形成细纤维层42a。

本实施方式4的空气过滤器过滤件11c的制造上的特征在于，在将高分子聚合物溶液向基材13的表面上吹出的工序中，在溶剂干燥之前将高分子聚合物溶液向基材13的表面上吹出。

即，调整细纤维排出喷嘴28与基材13之间的距离，使得在从细纤维排出喷嘴28吹出的高分子聚合物溶液的溶剂干燥之前，高分子聚合物溶液到达基材13的上表面。

由此，形成纳米纤维40的高分子聚合物溶液在残留有溶剂的状态下被吹到基材13的表面上。因此，如图17所示，纳米纤维40在与基材13的接合面部分43以沿着基材13的纤维41的表面的方式成为扁平的形状。即，如上所述，纳米纤维40的第一尺寸43a大于第二尺寸44a。其结果，纳米纤维40与基材13的接合面积增大，因此，纳米纤维40不使用接合剂而与基材13牢固地接合。因此，不需要接合工序，生产率提高相应的量。

图19是表示本发明的实施方式4的不同的空气过滤器过滤件的概略截面图。如图19所示，细纤维层52a中至少叠层形成有：图17所示的第二尺寸44a主要为200nm左右的紧密的纳米纤维集合体53；和图17所示的第二尺寸44a主要为600nm左右的稀疏的纳米纤维集合体54。即，细纤维层52a由第二尺寸44a不同的纳米纤维40的集合体构成。在此，纤维直径为大致正态分布。上述的200nm、600nm是中心直径，由于是包含了标准偏差的波动的数值，所以记为“主要为200nm左右”、“主要为600nm左右”。

图17所示的第二尺寸44a可以替换为纳米纤维40的纤维直径。图19中的用箭头表示的空气，依次通过纤维直径600nm左右的稀疏的纳米纤维集合体54、纤维直径200nm的紧密的纳米纤维集合体53，从基材13流出。

在吹出粗纤维和细纤维使得达到相同的单位面积重量的情况下，当材质相同时，粗纤维与细纤维相比，每单位体积中占据的纤维的条数少。因此，纤维间隔大，空气过滤器过滤件11d的结构变得稀疏。当空气过滤器过滤件11d的结构紧密时，能够得到高的集尘效率。但是，在对包含各种大小的颗粒的大气尘进行过滤的情况下，当例如直径1μm那样的大颗粒被200nm的紧密的纳米纤维集合体53捕集时，空隙会由此而被堵塞，压力损失急剧上升，作为空气过滤器的特性急剧降低。大颗粒由结构稀疏的层捕集，能够抑制压力损失的急剧增大。当在上游分离、捕集大颗粒，在下游分离、捕集小颗粒时，对长期的使用是有利的。

为了防止图19所示的细纤维层52a的破损，可以设置保护层17。保护层17可以为与基材13相同的材质，也可以为热熔融性的树脂无纺布等。在使用热熔融性的无纺布的情况下，通过加热使细纤维层52a固定化。优选基材13和保护层17各自压力损失低，不妨碍空气的流入。在基材13和保护层17各自的单体的集尘效率存在差异的情况下，纳米纤维40的集合体的结构，在空气流的上游侧配置能够对例如直径1μm那样的大颗粒进行集尘的材料。其结果，能够更有效地进行颗粒的分离捕集。

（实施例）

对于具备由纤维41的集合体构成的基材13、和与基材13接合的由纳米纤维40的集合体构成的细纤维层42a、52a的空气过滤器过滤件11c、11d，制作以下的试样。按照图18所示的方法制作纤维直径分别为145nm、387nm、589nm的空气过滤器过滤件11c、以及将纤维直径分别为145nm和589nm的纤维叠层的空气过滤器过滤件11c。

此时，纤维直径为正态分布，在中心直径为145nm的情况下测得其标准偏差为30nm，在中心直径为387nm的情况下测得其标准偏差为110nm，在中心直径为589nm的情况下测得其标准偏差为169nm，可以看出随着纤维直径增大，波动也增加的趋势。使它们分别吸引香烟的烟雾，观察压力损失的变化。将它们的情况示于表2。

[表2]

纤维直径	145nm	387nm	589nm	145nm+589nm
					单位面积重量	1.03g/m²	1.35g/m²	2.07g/m²	0.17g/m²+1.29g/m²
初始压力损失	45Pa	65Pa	66Pa	48Pa

所有的样品以玻璃纸作为基材13，调整纳米纤维40的单位面积重量，使得对0.3μm的粉尘的初始集尘效率为98％以上。

图20是表示本发明的实施方式4的空气过滤器过滤件的实施例的每种纤维直径的压力损失变化的图。如图20所示，纤维直径145nm的纳米纤维40的集合体，能够以少的单位面积重量得到高的集尘性能，初始压力损失低，但是，由于结构紧密，相对于由香烟的烟雾引起的负荷的压力损失的上升率高。另一方面，当纤维直径增大时，初始压力损失变高，但是压力损失的上升率降低。另外，在将它们叠层而得到的纳米纤维40的集合体中，当纤维直径145nm的细的纳米纤维40的集合体的单位面积重量相对较小时，压力损失的上升率降低。即。只要使得第二尺寸44a小的纳米纤维40的集合体的单位面积重量比第二尺寸44a大的纳米纤维40的集合体的单位面积重量少即可。

就纳米纤维40的纤维直径、单位面积重量和叠层比率而言，纤维直径145nm的细的纳米纤维40的集合体有助于降低初始压力损失，纤维直径589nm的粗的纳米纤维40的集合体有助于抑制压力损失的上升率。只要考虑这些适当选择叠层比率即可。例如在以香烟的烟雾为目标的情况下，细纤维层52a当将第二尺寸44a、即纤维直径为100nm～200nm的纳米纤维40的集合体和第二尺寸44a、即纤维直径为500nm～650nm的纳米纤维40的集合体叠层时，对于耐久性更有效。

产业上的可利用性

本发明的空气过滤器过滤件，作为产业用或家庭用的空气过滤器等是有用的。另外，也能够应用于用于对水或油等进行过滤的液体过滤器等。

符号说明

11、11a、11b、11c、11d 空气过滤器过滤件

12、32、42 细纤维

12a、32a、42a、52a 细纤维层

13 基材

13a 构成基材的纤维的直径

14 纤维

15 珠

15a 珠的表层

15b 珠的直径

16 念珠状纤维

17 保护层

18、18a、18b 空气过滤器

19 热熔树脂

20 形状保持部

21 框部

22 接合部件

23 与纤维的边界

24 接触面

25 接合成分

26 搬送部

27 接合成分排出喷嘴

28 细纤维排出喷嘴

29 主体外壳

30 送风部

31 吸气口

33 排气口

34 风向百叶窗

35 壳体

36 叶片

37 电动机

38 加湿部

39 加湿盘

40 纳米纤维

41 纤维

43 接合面部分

43a 第一尺寸

44 非接合面部分

44a 第二尺寸

53 紧密的纳米纤维集合体

54 稀疏的纳米纤维集合体

Claims

1.一种空气过滤器过滤件，其特征在于，具备：

由平均纤维直径为100nm～1000nm的细纤维构成的细纤维层；和

用于保持所述细纤维层的基材，

所述细纤维是由纤维和珠构成的念珠状纤维，所述细纤维和所述基材通过所述珠的表层的熔融而接合。

2.如权利要求1所述的空气过滤器过滤件，其特征在于：

所述细纤维和所述基材通过所述珠表层的熔融和压接而接合。

3.如权利要求1所述的空气过滤器过滤件，其特征在于：

还具备用于保护所述细纤维的保护层，所述细纤维和所述保护层通过所述珠的表层的熔融而接合。

4.如权利要求1所述的空气过滤器过滤件，其特征在于：

所述细纤维含有软化点为150℃以下的低熔点树脂材料。

5.如权利要求1所述的空气过滤器过滤件，其特征在于：

所述珠的直径是构成所述基材的纤维的直径的5％～20％。

6.如权利要求1所述的空气过滤器过滤件，其特征在于：

所述珠为纺锤形，所述珠与所述纤维的边界为曲线。

7.如权利要求3所述的空气过滤器过滤件，其特征在于：

所述基材和所述保护层中的至少一个，在与所述细纤维的接触面含有软化点为150℃以下的低熔点树脂材料。

8.一种空气过滤器过滤件，其特征在于，包括：

由平均纤维直径为100nm～1000nm的细纤维构成的细纤维层；

用于保持所述细纤维层的基材；

在所述基材与所述细纤维层之间的所述基材的表面设置的接合成分；和

用于保护所述细纤维层的保护层，

所述基材和所述细纤维通过所述接合成分的熔融而接合。

9.如权利要求8所述的空气过滤器过滤件，其特征在于：

所述基材、所述细纤维层和所述保护层通过热压接而接合。

10.如权利要求8所述的空气过滤器过滤件，其特征在于：

所述接合成分分散存在于所述基材的表面。

11.一种空气过滤器，其特征在于：

通过对权利要求8所述的空气过滤器过滤件进行打褶加工，将所述空气过滤器过滤件的形状固定。

12.一种空气净化装置，其特征在于，具备：

具备吸气口和排气口的主体外壳；和

设置在所述主体外壳内的送风部，

在所述吸气口安装有权利要求11所述的空气过滤器。

13.一种带加湿功能的空气净化装置，其特征在于：

在权利要求12所述的空气净化装置的所述空气过滤器与所述排气口之间具备加湿部。

14.一种空气过滤器过滤件，其特征在于，具备：

由纤维的集合体构成的基材；和

与所述基材接合的由纳米纤维的集合体构成的细纤维层，

所述纳米纤维的第一尺寸大于所述纳米纤维的第二尺寸，其中，所述第一尺寸为所述纳米纤维与所述基材的接合面部分的宽度方向的长度，所述第二尺寸为所述纳米纤维与所述基材的非接合面部分的宽度方向的长度。

15.如权利要求14所述的空气过滤器过滤件，其特征在于：

所述细纤维层由所述第二尺寸不同的所述纳米纤维的集合体构成。

16.如权利要求15所述的空气过滤器过滤件，其特征在于：

所述细纤维层包括：所述第二尺寸为100nm～200nm的所述纳米纤维的集合体；和所述第二尺寸为500nm～650nm的所述纳米纤维的集合体。

17.如权利要求15所述的空气过滤器过滤件，其特征在于：

所述第二尺寸小的所述纳米纤维的集合体的单位面积重量比所述第二尺寸大的所述纳米纤维的集合体的单位面积重量少。