CN104066492B

CN104066492B - 空气过滤器、具有该空气过滤器的空气净化装置和该空气过滤器的制造方法

Info

Publication number: CN104066492B
Application number: CN201380006257.1A
Authority: CN
Inventors: 织部美绪; 高桥庆太
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2033-02-05
Also published as: HK1202476A1; CN104066492A

Abstract

本发明的空气过滤器具有基材部(12)和设置于基材部(12)的表面的纤维层(13)。纤维层(13)由第一纳米纤维集合体(13a)和第二纳米纤维集合体(13b)构成。而且，在离基材部(12)最远侧配置第一纳米纤维集合体(13a)，第一纳米纤维集合体(13a)的单位面积重量比第二纳米纤维集合体(13b)的单位面积重量大。另外，第一纳米纤维集合体(13a)的平均纤维径比第二纳米纤维集合体(13b)的平均纤维径大。

Description

空气过滤器、具有该空气过滤器的空气净化装置和该空气过滤器的制造方法

技术领域

本发明涉及空气过滤器(airfilter)、具有该空气过滤器的空气净化装置和该空气过滤器的制造方法。

背景技术

现有的空气过滤器从上风侧看时，构成为上层、中间层、下层依次从纤维直径粗的至细的纤维多层层叠的结构(例如，参照专利文献1)。

上述现有例中的空气过滤器的课题在于空气过滤器寿命短。即，存在应该提高初始的捕集性能，越是减少各层的纤维径，长期使用带来的压力损失的上升越显著，使用者不得不几年就得更换空气过滤器。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-89226号公报

发明内容

本发明的空气过滤器包括基材部和设置于基材部的表面的纤维层。纤维层由第一纳米纤维集合体和第二纳米纤维集合体构成。而且，在离基材部最远侧配置第一纳米纤维集合体，第一纳米纤维集合体的单位面积重量比第二纳米纤维集合体的单位面积重量大。另外，第一纳米纤维集合体的平均纤维径比第二纳米纤维集合体的平均纤维径大。

在这样的空气过滤器中，第一纳米纤维集合体配置在离基材部最远侧。即，第一纳米纤维集合体存在于第二纳米纤维集合体的上游，由此，大半的粗尘在上游侧被捕捉。而且，利用第二纳米纤维集合体，捕集细的灰尘。第一纳米纤维集合体通过层叠能够得到集尘性能。第一纳米纤维集合体相比于第二纳米纤维集合体，压力损失高，但因为在层叠方向、即厚度方向具有空隙地存在纤维，能够得到积蓄灰尘的空间。

另外，第一纳米纤维集合体的单位面积重量比第二纳米纤维集合体的单位面积重量大，所以在第一纳米纤维集合体和第二纳米纤维集合体两者中，能够确保一定的空隙量。其结果，空气过滤器在长期使用中，即使进行大量的集尘，也能够抑制压力损失的上升。

附图说明

图1是表示具有本发明实施方式1的空气过滤器的空气净化装置的截面的结构图。

图2是实施方式1的空气过滤器的立体图。

图3是表示实施方式1的空气过滤器的过滤材料部的放大截面的结构图。

图4是表示实施方式1的空气过滤器的制造方法的概略图。

图5是表示本发明实施方式1的实施例中的空隙量和压力损失上升率的关系的曲线图。

图6是具有本发明实施方式2的空气过滤器的空气净化装置的截面图。

图7是本发明实施方式2的空气过滤器的立体图。

图8是本发明实施方式2的空气过滤器的过滤材料部的放大立体图。

图9是本发明实施方式2的空气过滤器的过滤材料部的放大截面图。

图10是本发明实施方式2的空气过滤器的纤维层的放大截面图。

图11是表示本发明实施方式2的空气过滤器的第一纳米纤维集合体的放大照片的图。

图12是表示本发明实施方式2的空气过滤器的第二纳米纤维集合体的放大照片的图。

图13是表示本发明实施方式2的空气过滤器的制造方法的概略图。

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为表示具有本发明实施方式1的空气过滤器的空气净化装置的截面的结构图。如图1所示，空气净化装置在主体壳体1内具有送风部2和空气过滤器3。主体壳体1为大致纵长箱形。在主体壳体1的前面侧侧面部设置有大致四边形状的吸气口4。在主体壳体1的顶面部具有大致四边形状的排气口5。在排气口5设置有风向百叶板(louver)6。

送风部2设置在吸气口4与排气口5之间的风路。送风部2由涡旋形状的壳体(casing)7、设置在壳体7内的作为离心送风风扇的叶片8、使叶片8旋转的电动机9形成。空气过滤器3位于吸气口4的主体壳体1内侧。通过送风部2，使从吸气口4吸入到主体壳体1内的室内的空气经由空气过滤器3向排气口5送风。即，室内的空气被空气过滤器3净化，向室内送风。

图2是本发明实施方式1的空气过滤器的立体图。如图2所示，空气过滤器3由过滤材料部10和形状保持部11形成。这里，过滤材料部10为褶皱(pleat)形状。形状保持部11是要将过滤材料部10保持为褶皱形状的、设置在过滤材料部10的外周的框形状或粘着部件等。

图3是表示本发明实施方式1的空气过滤器的过滤材料部的放大截面的结构图。如图3所示，过滤材料部10包括基材部12、层叠于基材部12的纤维层13、和用于保护纤维层13的保护层14。这里，纤维层13设置在向基材部12送风的空气流的上游侧。另外，纤维层13由第一纳米纤维集合体13a和第二纳米纤维集合体13b构成。而且，在纤维层13中的离基材部12最远侧配置有第一纳米纤维集合体13a。保护层14与第一纳米纤维集合体13a相邻，设置在远离基材部12的一侧。

基材部12的作为每单位面积的重量的单位面积重量(basisweight，基重)优选为10g/m²以上100g/m²以下。单位面积重量不足10g/m²时，基材部12的刚性降低。其结果，存在褶皱加工的生产性降低的情况。另外，也存在空气过滤器3的形状的维持变得困难的情况。

另外，基材部12的平均纤维径优选为1μm以上50μm以下。平均纤维径不足1μm时，单纤维的强度低，作为增强材料的强度不充分。平均纤维径比50μm粗时，基材部12的厚度变厚，由褶皱加工引起的结构的压力损失变大，所以不优选。作为基材部12，为了作为空气过滤器3的过滤材料发挥作用，需要具有通气性。因此，作为基材部12，例如可以使用纺粘(spunbond)无纺布、热粘合(thermalbond)无纺布、熔喷(meltblown)无纺布或纸类等。

第一纳米纤维集合体13a的平均纤维径比第二纳米纤维集合体13b的平均纤维径大。即，优选第一纳米纤维集合体13a的平均纤维径为600nm以上1000nm以下，第二纳米纤维集合体13b的平均纤维径为100nm以上400nm以下。

空气依次流过保护层14、第一纳米纤维集合体13a、第二纳米纤维集合体13b、基材部12。第一纳米纤维集合体13a位于上风侧，捕集大的粉尘。因此，第一纳米纤维集合体13a的平均纤维径不足600nm时，长期使用时的压力损失变大。另外，第一纳米纤维集合体13a的平均纤维径比1000nm粗时，纳米纤维的低压力损失、高集尘性能的特性变弱。

另外，第二纳米纤维集合体13b主要捕集小的粉尘。因此，平均纤维径比400nm粗时，集尘性能变低。另外，平均纤维径低于100nm时，空隙容易被堵塞。而且，长期使用时的压力损失变大，不能充分得到用于蓄积灰尘的纤维层13内的空间。

这2种的纳米纤维集合体的纤维层13整体中的空隙为6×10^-6m³/m²以上40×10^-6m³/m²以下，由此能够进行大量的集尘，并能够将集尘性能维持为高的状态。而且在长期使用中，能够抑制纤维层13的压力损失的上升。通过实施例进行详细说明。

如图3所示，为了防止纤维层13的破损，保护层14设置在纤维层13的表面侧(上风侧)。另外，基材部12也发挥保护纤维层13的作用。作为保护层14的材质的一个例子，可以是与基材部12相同的材质，也可以是热熔融性的树脂无纺布等。在使用热熔融性的树脂无纺布的情况下，通过加热固定纤维层13。纤维层13通过强的静电力或物理粘着，被牢固地固定在基材部12上的情况下，以及在制造工序或使用环境下不接受外部的冲击的情况下，不一定需要保护层14。

基材部12和保护层14优选在例如面风速为5.3cm/sec的空气流入时的压力损失为1Pa～10Pa左右。该压力损失为10Pa以上时，空气过滤器3的压力损失变大，妨碍空气的流入，通过使用纳米纤维而得到的压力损失降低效果变弱。

如图3所示，本发明实施方式1的特征在于：设置于基材部12的表面的纤维层13由第一纳米纤维集合体13a和比第一纳米纤维集合体13a细的第二纳米纤维集合体13b构成。另外，在纤维层13的基材部12侧配置第二纳米纤维集合体13b，第一纳米纤维集合体13a的单位面积重量(coatingweight)比第二纳米纤维集合体13b的单位面积重量大。

即，设置在上风侧的由粗的纳米纤维形成的第一纳米纤维集合体13a，捕集空气中的粗尘，能够减小由细的纳米纤维形成的第二纳米纤维集合体13b的负荷。

在细的纳米纤维的集合体中，利用存在为网眼状的纤维面状地捕集灰尘，所以在进行大量集尘时，压力损失的上升显著。另一方面，粗的纳米纤维通过层叠能够得到集尘性能。此时，相比于细的纳米纤维，粗的纳米纤维的压力损失变大，但在层叠、即厚度方向具有空隙地存在纤维，所以能够得到蓄积灰尘的空间。

但是，通常，粗的纤维和细的纤维吹成相同单位面积重量的情况下，如果材质相同，则细的纤维的每单位体积所占的纤维的根数变多，空隙变小。其结果，结构变得紧密，初始能够得到高的集尘性能，但长期使用时，慢慢地空隙被堵塞，压力损失上升，作为空气过滤器3的性能降低。

因此，由粗的纳米纤维形成的第一纳米纤维集合体13a的单位面积重量比由细的纳米纤维形成的第二纳米纤维集合体13b的单位面积重量大时，通过细的纳米纤维，能够降低初始的压力损失，并确保高的集尘性能。另外，通过粗的纳米纤维，能够确保纤维层13内的空隙量，在长期使用时，能够进行大量的集尘，并能够抑制压力损失的上升。

另外，如图1所示，空气净化装置中，空气过滤器3配置成纤维层13相比于基材部12成为上风侧。空气过滤器3中，图3所示的过滤材料部10被加工成图2所示的褶皱形状，由形状保持部11保持形状。这样的空气净化装置中，第一纳米纤维集合体13a存在于第二纳米纤维集合体13b的上游，由此大半的灰尘在上游侧被捕捉。因此，利用作为细的纳米纤维的第二纳米纤维集合体13b，能够抑制灰尘被面状地捕集，能够抑制长期使用时的压力损失的上升。而且，通过将基材部12设置在最下游，能够抑制因纤维层13脱离而导致的集尘性能降低，能够长时间使用空气净化装置。

接着，关于空气过滤器3的制造方法，使用作为表示本发明实施方式1的空气过滤器的制造方法的概略图的图4，说明一个例子。如图4所示，空气过滤器3的制造设备包括载置基材部12、向水平方向进行搬送的搬送部15、位于搬送部15的上方的喷嘴16、17和位于搬送部15的下方的电极板18。

从喷嘴16，向由搬送部15搬送的平板状的基材部12的作为上表面的表面吹附用于形成第二纳米纤维集合体13b的高分子聚合物溶液。另外，从喷嘴17，向由搬送部15搬送的第二纳米纤维集合体13b的上表面吹附用于形成第一纳米纤维集合体13a的高分子聚合物溶液。

高分子聚合物质只要是能够溶液化的材质即可。例如，PAN(聚丙烯腈)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PVA(聚乙烯醇)、PVAc(聚乙酸乙烯酯)、PES(聚醚砜)、聚氨酯、尼龙等聚合物如果溶解于适当的有机溶剂中，就能够溶液化。

空气过滤器3的制造如以下所示。首先，一边通过搬送部15搬送平板形状的基材部12，一边从喷嘴16向基材部12放出用于形成第二纳米纤维集合体13b的高分子聚合物溶液。在此，对喷嘴16施加+20KV左右的电压。搬送部15经由电极板18被接地处理。利用该电位差，从喷嘴16放出的高分子聚合物溶液附着到基材部12的表面。

接着，从喷嘴17，向第二纳米纤维集合体13b表面放出用于形成第一纳米纤维集合体13a的高分子聚合物溶液。也对喷嘴17施加+20KV左右的电压，利用电位差，从喷嘴17放出的高分子聚合物溶液附着到第二纳米纤维集合体13b的表面，形成第一纳米纤维集合体13a。

在上述的例子中，表示在基材部12上依次层叠第二纳米纤维集合体13b、第一纳米纤维集合体13a的情况。但是，也可以在基材部12上依次层叠第一纳米纤维集合体13a、第二纳米纤维集合体13b。即，在空气过滤器3的制造方法中，包括将高分子聚合物溶液吹附在基材部12的表面上而形成第一纳米纤维集合体13a、第二纳米纤维集合体13b的工序。

通过这样的空气过滤器3的制造方法，即使在以下的情况下，也不需要很大地变更制造工序。例如，使2种纳米纤维集合体各自的单位面积重量变化、调整空隙量的情况下，可以只追加喷嘴数、或者只使高分子聚合物溶液的排出量变化。另外，如果将放出高分子聚合物溶液的粗的纳米纤维用的喷嘴17和细的纳米纤维用的喷嘴16依次配置在搬送部15上，则即使纳米纤维集合体的层叠数增加，也不用很大地变更工序，就能够容易地制造空气过滤器3。

(实施例)

通过上述的空气过滤器3的制造方法，制作过滤材料部10。作为基材部12，使用玻璃纸(北越纪州制纸：H-720)。以18wt％～25wt％的比例将PES(聚醚砜)溶解在DMAc(二甲基乙酰胺)中，将从得到的溶液中选出的1种进行纺丝，形成第二纳米纤维集合体13b。在其上，以27wt％或30wt％的比例将PES溶解在DMAc中，将从得到的溶液选出的1种进行纺丝，形成第一纳米纤维集合体13a。此时，各纳米纤维集合体的单位面积重量在0.3～2.5g/m²的范围内任意选择。而且，在其上叠合熔喷无纺布(Tapirusu株式会社制：品号P010SW-00X)作为保护层14，制作出过滤材料部10。

关于该过滤材料部10，空隙量以如下方式进行计算。首先，针对成为基材部12的玻璃纸，测定其重量。同时，使用数字千分尺(SONY株式会社制：品号M-30)测定多处的厚度，根据其平均值计算出玻璃纸的厚度。接着，测定形成了第一纳米纤维集合体13a的状态的重量，减去玻璃纸的重量而计算出第一纳米纤维集合体13a的单位面积重量。同时，该状态的厚度使用上述的数字千分尺测定多处，从其平均值减去玻璃纸的厚度，计算出第一纳米纤维集合体13a的厚度。同样，计算出第二纳米纤维集合体13b的单位面积重量和厚度。

接着，使用针对各纳米纤维集合体得到的“厚度”、“单位面积重量”和“PES的比重(1.4)”，计算出各纤维径的纤维堆积状态下的空隙率。另外，根据该“空隙率”，计算出过滤材料部10的纤维层13的空隙量(单位：m³/m²)。

将过滤材料部10的试样尺寸设为12cm×12cm，测定面风速为5.3cm/sec时的集尘性能和压力损失的初始值。从其中，选择集尘性能相对0.3μm的颗粒为“96％”左右，在这里，吸引香烟(日本香烟产业株式会社制柔和七星10mg)的粉尘，由此成为加速的集尘状态。使香烟延烧5根，测定进行吸引后的面风速为5.3cm/sec时的压力损失，计算出针对初始值的压力损失的上升率。其结果表示在作为本发明实施方式1的实施例中的空隙量和压力损失上升率的关系的曲线图的图5中。图5的横轴为纤维层13所具有的空隙量，纵轴为香烟吸引前后的压力损失上升率。

在图5中，空隙量和压力损失上升率的关系存在转变点。即，可知：空隙量小于6×10^-6m³/m²时，压力损失的上升显著。

空隙量小于6×10^-6m³/m²的纤维层13，含有较多的由细的纳米纤维构成的第二纳米纤维集合体13b。由此本发明实施方式1的空气过滤器通过由细的纳米纤维形成的第二纳米纤维集合体13b，能够减少初始的压力损失，并确保高的集尘性能。进一步而言，通过由粗的纳米纤维形成的第一纳米纤维集合体13a，能够确保纤维层13内的空隙量。该空隙量由单位面积重量和纤维径确定，由此在长期使用中，能够进行大量的集尘，并能够抑制压力损失的上升。

(实施方式2)

图6是具有本发明实施方式2的空气过滤器的空气净化装置的截面图。如图6所示，空气净化装置在主体壳体101内具有送风部102和空气过滤器103。

主体壳体101为大致纵长箱形。在主体壳体101的前面侧侧面部设置有大致四边形状的吸气口104，在主体壳体101的顶面部设置有大致四边形状的排气口105。在排气口105设置有风向百叶板106。

送风部102设置在吸气口104与排气口105之间的风路上。送风部102由涡旋形状的壳体107、设置在壳体107内的作为离心送风风扇的叶片108和使叶片108旋转的电动机109形成。空气过滤器103设置在吸气口104。通过送风部102，由吸气口104吸入到主体壳体101内的室内的空气经由空气过滤器103，向排气口105送风。即，室内的空气被空气过滤器103净化，向室内送风。

图7是本发明实施方式2的空气过滤器的立体图，图8是本发明实施方式2的空气过滤器的过滤材料部的放大立体图。如图7、图8所示，空气过滤器103由褶皱形状的过滤材料部110和将过滤材料部110保持为褶皱形状、设置在过滤材料部110的外周的框形状的形状保持部111形成。

图9是本发明实施方式2的空气过滤器的过滤材料部的放大截面图。如图9所示，过滤材料部110包括基材部114和设置在向基材部114送风的空气流的上游侧的纤维层115。基材部114为纸浆纤维、树脂纤维、碳纤维、无机纤维或含有这些中的至少1种的无纺布。这里，纸浆纤维、树脂纤维、碳纤维和无机纤维通过纺粘(spunbond)法、干式法、湿式法、熔喷(meltblown)法或气流成网(airlaid)法制造。特别而言，优选压力损失低的无纺布，通过使用无纺布，空气过滤器103的压力损失变低。

基材部114的单位面积重量优选为10g/m²以上100g/m²以下。单位面积重量低于10g/m²时，基材部114的硬度强度降低。其结果，存在褶皱加工的生产性降低的情况。另外，也存在空气过滤器103的形状的维持变得困难的情况。

另外，基材部114的平均纤维径优选为1μm以上50μm以下。平均纤维径不足1μm时，单纤维的强度低，作为增强材料的强度不充分。平均纤维径比50μm粗时，基材部114的厚度变厚，由褶皱加工引起的结构的压力损失变大，所以不优选。

纤维层115由平均纤维径为100nm以上1000nm以下的纤维形成。具体而言，多个纳米纤维相互缠绕而形成纤维层115。为了防止纤维层115的破损，保护层113可以设置在纤维层115的表面侧(上风侧)。保护层113的材质可以与基材相同，可以是热熔融性的树脂无纺布等。在使用热熔融性的树脂无纺布的情况下，通过加热将纤维层115固定化。

基材部114和保护层113，不妨碍空气的流入的压力损失优选1Pa以上且低于10Pa。压力损失为10Pa以上时，空气过滤器103的压力损失变大，纳米纤维的低压力损失特性变弱。

图10是本发明实施方式2的空气过滤器的纤维层的放大截面图。如图10所示，由基材部114、纤维层115和保护层113构成过滤材料部110。纤维层115由设置在基材部114的表面上的纳米纤维的集合体构成。另外，纤维层115中，第一纳米纤维集合体116和第二纳米纤维集合体117交替层叠5层、并且第一纳米纤维集合体116配置在基材部114侧和基材部114的相反侧的表面侧。

即，第一纳米纤维集合体116由多层的第一纳米纤维的最上层116a、第一纳米纤维的中层116b、第一纳米纤维的最下层116c构成。另外，第二纳米纤维集合体117由第二纳米纤维的上层117a、第二纳米纤维的下层117b构成。而且，从基材部114层叠第一纳米纤维的最下层116c、第二纳米纤维的下层117b、第一纳米纤维的中层116b、第二纳米纤维的上层117a、第一纳米纤维的最上层116a。

其中，第一纳米纤维集合体116是平均纤维径主要为800nm左右的纳米纤维的集合体。第二纳米纤维集合体117是平均纤维径主要为250nm左右的纳米纤维的集合体。

即，在向纤维层115送风的空气的最上游侧形成第一纳米纤维的最上层116a，大的尘埃被集尘。接着，通过第二纳米纤维的上层117a，捕集小的尘埃。

接着，形成第一纳米纤维的中层116b。在第二纳米纤维的上层117a的纤维间通过空气时，第二纳米纤维的上层117a的空隙比第一纳米纤维的最上层116a的空隙狭窄。因此，空气的风速上升，与通过第二纳米纤维的上层117a的空气相比，比重大的尘埃由于惯性力，容易与第一纳米纤维的中层116b的纤维碰撞，提高接触概率，提高集尘效率。

进一步而言，第二纳米纤维的下层117b和第一纳米纤维的最下层116c层叠，能够得到更高的集尘效率。于是，使初始的集尘效率与现有技术匹配时，在第一纳米纤维集合体116、第二纳米纤维集合体117的任一个中，都能够扩大流路方向的纤维间距离。其结果，尘埃难以堵塞，能够抑制长期使用时的压力损失的上升。

图11是本发明实施方式2的空气过滤器的第一纳米纤维集合体的放大照片，图12是本发明实施方式2的空气过滤器的第二纳米纤维集合体的放大照片。如图11、图12所示，可以确认第一纳米纤维集合体116、第二纳米纤维集合体117的纤维径的粗度的不同，另外纤维间距离的不同。另外，在图11、图12中，看到为白的纤维状的部分为由纳米纤维构成的纤维部分，黑的部分表示纳米纤维的空隙。

在此，纤维径大致成为正态分布，第二纳米纤维集合体117的250nm、第一纳米纤维集合体116的800nm为中心纤维径的数值，包括标准偏差的波动。因此，平均纤维径记载为“主要是250nm左右”、“主要是800nm左右”。

通常，纤维径大时，纤维间距离变长，空隙变大，所以即使捕集大的粉尘，空隙也不堵塞，能够抑制压力损失的增加。另一方面，纤维径小时，空隙变小，所以在捕集粉尘时，空隙堵塞，所以压力损失的增加显著，但能够有效地捕集小的粉尘。

本发明实施方式2中的特征优选第一纳米纤维集合体116的平均纤维径为600nm以上1000nm以下、第二纳米纤维集合体117的平均纤维径为100nm以上400nm以下。第一纳米纤维集合体116位于最上游侧，捕集大的粉尘，所以纤维径低于600nm时，压力损失的增加变大，所以不优选。另外，纤维径比1000nm粗时，纳米纤维的低压力损失、高集尘效率的特性变弱，所以不优选。

进一步而言，第二纳米纤维集合体117捕集小的粉尘，因此纤维径比400nm粗时，集尘效率变低，所以不优选。另外，纤维径低于100nm时，空隙容易堵塞，压力损失的增加变大，所以不优选。

另外，通常，粗的纤维和细的纤维吹成相同单位面积重量的情况下，如果材质相同，细的纤维其每单位体积所占的纤维的根数变多，空隙变小。其结果，结构变得紧密，初始能够得到高的集尘效率，但尘埃颗粒被密的纳米纤维集合体捕获时，由此空隙被堵塞，压力损失上升，作为空气过滤器的性能降低。因此，粗的纤维和细的纤维为相同单位面积重量的情况下，在长时间使用中，成为不利。

另外，本发明实施方式2中的特征在于：第二纳米纤维集合体117的单位面积重量相比于第一纳米纤维集合体116相对地为少量。因此，第二纳米纤维集合体117每单位体积所占的纤维的根数变少，能够使空隙变大。因此，能够维持高的捕集性能，并且能够抑制纤维间距离变得过于狭窄，能够抑制压力损失的上升。

而且，本发明实施方式2中的特征在于：图10所示的第一纳米纤维的最上层116a、第一纳米纤维的中层116b、第一纳米纤维的最下层116c中的离基材部114最远侧的第一纳米纤维的最上层116a的单位面积重量在第一纳米纤维集合体116中为最大的量。由此，第一纳米纤维的最上层116a的捕集性能上升，所以第二纳米纤维的上层117a的空隙变得难以堵塞，能够抑制压力损失的上升。

另外，第二纳米纤维集合体117隔着第一纳米纤维的中层116b，分成第二纳米纤维的上层117a和第二纳米纤维的下层117b两层。其结果，细的纳米纤维的流路方向的纤维间距离变宽，所以尘埃难以堵塞，能够抑制长期使用时的压力损失的上升。另外，第一纳米纤维集合体116成为第一纳米纤维的最上层116a、第一纳米纤维的中层116b和第一纳米纤维的最下层116c三层。因此，在风路方向空出间隔，碰撞或接触概率提高，集尘效率变得更高。

另外，空气净化装置中，空气过滤器103的纤维层115相比于基材部114，配置在送风的空气流的上游侧面。由此，纤维层115从基材部114剥离而导致的集尘效率的降低能够长期被抑制，所以能够长期使用。

接着，对空气过滤器103的制造方法进行说明。如作为表示本发明实施方式2的空气过滤器的制造方法的概略图的图13所示，空气过滤器103的制造设备，包括载置基材部114向水平方向进行搬送的搬送部118和位于搬送部118的上方的喷嘴119、120。

空气过滤器103的制造首先一边通过搬送部118搬送平板形状的基材部114，一边从喷嘴119向基材部114放出用于形成第一纳米纤维集合体116的高分子聚合物溶液。在此，对喷嘴119施加+20KV左右的电压，搬送部118被接地处理。利用该电位差，从喷嘴119放出的形成第一纳米纤维集合体116的高分子聚合物溶液附着到基材部114的表面。接着，从喷嘴120向第一纳米纤维集合体116表面放出用于形成第二纳米纤维集合体117的高分子聚合物溶液。也对喷嘴120施加+20KV左右的电压，利用该电位差，从喷嘴120放出的高分子聚合物溶液附着到第一纳米纤维集合体116的表面，形成第二纳米纤维集合体117。

例如，将第一纳米纤维集合体116和第二纳米纤维集合体117交替层叠5层的情况下，在搬送部118的上方，使喷嘴119和喷嘴120交替吹附5组高分子聚合物溶液。

通过成为这样的喷嘴结构，即使增加纳米纤维集合体的层叠数，也不需要很大地变更制造工序，能够连续地制造空气过滤器103。

产业上的利用可能性

本发明可以作为家庭用、办公室用的空气过滤器和具有该空气过滤器的空气净化装置使用。

附图符号说明

1、101主体壳

2、102送风部

3、103空气过滤器

4、104吸气口

5、105排气口

6、106风向百叶板

7、107壳体

8、108叶片

9、109电动机

10、110过滤材料部

11、111形状保持部

12、114基材部

13、115纤维层

13a、116第一纳米纤维集合体

13b、117第二纳米纤维集合体

14、113保护层

15、118搬送部

16、17、119、120喷嘴

18电极板

116a第一纳米纤维的最上层

116b第一纳米纤维的中层

116c第一纳米纤维的最下层

117a第二纳米纤维的上层

117b第二纳米纤维的下层

Claims

1.一种空气过滤器，其特征在于：

包括基材部和设置于所述基材部的表面的纤维层，其中

所述纤维层由平均纤维径为600nm以上1000nm以下的第一纳米纤维集合体和平均纤维径为100nm以上400nm以下的第二纳米纤维集合体构成，并且在离所述基材部最远侧配置所述第一纳米纤维集合体，使所述第一纳米纤维集合体的单位面积重量比所述第二纳米纤维集合体的单位面积重量大，以使得所述第一纳米纤维集合体和所述第二纳米纤维集合体在所述纤维层整体中的空隙成为6×10^-6m³/m²以上40×10^-6m³/m²以下。

2.如权利要求1所述的空气过滤器，其特征在于：

还设置有保护层，该保护层与所述第一纳米纤维集合体相邻，设置在远离所述基材部的一侧。

3.如权利要求1所述的空气过滤器，其特征在于：

所述第一纳米纤维集合体由多层构成，所述多层中的离所述基材部最远侧的第一纳米纤维的最上层的单位面积重量在所述第一纳米纤维集合体中是最大的。

4.如权利要求1所述的空气过滤器，其特征在于：

所述第一纳米纤维集合体由第一纳米纤维的最下层、第一纳米纤维的中层和第一纳米纤维的最上层构成，所述第二纳米纤维集合体由第二纳米纤维的下层和第二纳米纤维的上层构成，从所述基材部层叠所述第一纳米纤维的最下层、所述第二纳米纤维的下层、所述第一纳米纤维的中层、所述第二纳米纤维的上层、所述第一纳米纤维的最上层。

5.如权利要求1所述的空气过滤器，其特征在于：

所述基材部含有纸浆纤维、树脂纤维、碳纤维、无机纤维或包含它们中的至少一种的无纺布，所述纸浆纤维、所述树脂纤维、所述碳纤维和所述无机纤维通过纺粘法、干式法、湿式法、熔喷法或气流成网法制造。

6.一种空气净化装置，其特征在于：

具有吸气口、权利要求1所述的空气过滤器、送风部、和排气口，

所述纤维层配置在比所述基材部更靠上风侧的位置。

7.一种空气过滤器的制造方法，用于制造权利要求1所述的空气过滤器，其特征在于：

包括将高分子聚合物溶液吹附在所述基材部的表面上而形成所述第一纳米纤维集合体和所述第二纳米纤维集合体的工序。