CN110072603B

CN110072603B - 空气过滤器滤材

Info

Publication number: CN110072603B
Application number: CN201780077464.4A
Authority: CN
Inventors: 加藤港; 小森大辅; 大西玄将; 辻由浩; 稻垣纯
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2021-08-27
Anticipated expiration: 2037-11-30
Also published as: WO2018123418A1; CN110072603A; JPWO2018123418A1

Abstract

一种空气过滤器滤材(1)，其包括基材层(2)和具有带电性的细纤维层(3)，细纤维层(3)包含添加有受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂的高分子材料。高分子材料的体积电阻率为10¹⁶Ωcm以上，并且，高分子材料的介质损耗角正切值为0.001以下。在将受阻酚系光稳定剂的重量设为X、将苯并三唑系光稳定剂的重量设为Y时，满足0＜(Y/X)≤1.25的关系。

Description

空气过滤器滤材

技术领域

本发明涉及在以空气净化为目的的空气净化装置等中组装的空气过滤器滤材。

背景技术

在将大气中的尘、埃、花粉等的过敏源物质除去、净化的空气净化装置等中组装的空气过滤器滤材要求低压力损失且高捕集效率。因此，空气过滤器滤材通过利用电晕放电、液体浸渍等的驻极体处理赋予库仑力、感应力。由此，空气过滤器滤材除了物理性捕集功能还具有带电捕集功能，在使用初期阶段，实现了高的捕集效率。但是，已知：由于在各种各样的环境下的使用，带电效果逐渐降低，捕集效率降低。因此，空气过滤器滤材要求即使在假定各种各样的使用环境、例如赋予高温高湿环境下的负荷后，也保持带电效果。

目前，已知在构成空气过滤器滤材的高分子细纤维中添加受阻胺系、苯并三唑系、受阻酚系等的光稳定剂，在纺丝后实施驻极体处理，由此空气过滤器滤材变得容易带电。实际上，在将苯并三唑系光稳定剂、受阻酚系光稳定剂添加到高分子细纤维中时，可以得到带电效果，提高捕集效率。另外，混合多种光稳定剂并添加在高分子细纤维中，也可以得到同样的带电效果(例如，参照专利文献1或2)。

这样，对于光稳定剂，既有抑制因紫外光等光引起的高分子的劣化这样本来的用途，此外还有用于提高空气过滤器滤材的捕集效率的用途。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－6810号公报

专利文献2：日本特开2008－221974号公报

发明内容

但是，反复进行分析可知：光稳定剂存在物性、化学结构所带来的相合性。另外，发现了各光稳定剂相对于高分子细纤维的混合量、相互间的混合比例也对带电效果产生影响的课题。

即，通过在高分子细纤维中混合多种光稳定剂，空气过滤器滤材的制造初期阶段中的带电性能大幅提高。但是，确认了根据相对于高分子细纤维的混合量、相互间的混合比例，施加高温高湿等的环境负荷后带电效果降低。换言之，确认了存在容易发生高分子细纤维所保持的电荷的释放的条件(混合量、混合比例)。因此，在光稳定剂的适当的混合量、混合比例未知的情况下，在受到环境负荷的影响后也要实现所期望的捕集效率时，需要增加空气过滤器滤材的克重(单位面积重量)。增加克重时，不仅经济上是不利的，也导致压力损失增大。

为此，本发明的目的在于，提供一种能够实现低压力损失且高捕集效率、并且在环境负荷后也能够维持高的带电效果的空气过滤器滤材。

为了实现上述目的，本发明是对赋予了带电效果的高分子细纤维中所添加的光稳定剂的组合和混合比例进行了深入研究而发现的。

即，本发明涉及一种空气过滤器滤材，其包括基材层和具有带电性的细纤维层，细纤维层包含添加有受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂的高分子材料，高分子材料的体积电阻率为10¹⁶Ωcm以上，并且，介质损耗角正切值为0.001以下，在将受阻酚系光稳定剂的重量设为X、将苯并三唑系光稳定剂的重量设为Y时，满足0＜(Y/X)≤1.25的关系。

采用本发明的空气过滤器滤材，能够抑制高温高湿等的环境负荷后的带电效果的降低。即，不仅提高空气过滤器滤材的制造初期阶段的带电效果，在环境负荷后也维持高的带电效果，能够最大限度地发挥由光稳定剂得到的带电赋予效果。另外，由高分子的细纤维能够发挥高的带电效果，因此，即使是低克重也能够期待充分的捕集效率，能够实现低压力损失化。

附图说明

图1是表示空气过滤器滤材的叠层结构的概略图。

图2是说明电场纺丝法和制造工序的概略图。

图3是表示对比较例1、参考例1和参考例2进行的性能评价的结果的图。

图4是表示对实施例1、实施例2、实施例3、比较例1、比较例2、比较例3和比较例4进行的性能评价的结果的图。

图5A是表示带电效果的降低趋势的图。

图5B是表示在环境负荷后实现HEPA性能时的压力损失超过40Pa的点的图。

具体实施方式

本发明的第一方面所涉及的空气过滤器滤材包括基材层和具有带电性的细纤维层，细纤维层包含添加有受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂的高分子材料。高分子材料的体积电阻率为10¹⁶Ωcm以上，并且，高分子材料的介质损耗角正切值为0.001以下。在将受阻酚系光稳定剂的重量设为X、将苯并三唑系光稳定剂的重量设为Y时，满足0＜(Y/X)≤1.25的关系。

由此，能够得到由受阻酚系光稳定剂与苯并三唑系光稳定剂的组合发挥的协同效果。

另外，本发明的第二方面所涉及的空气过滤器滤材包括基材层和具有带电性的细纤维层，细纤维层包含添加有受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂的高分子材料。高分子材料的体积电阻率为10¹⁶Ωcm以上，并且，高分子材料的介质损耗角正切值为0.001以下。在将受阻酚系光稳定剂的重量设为X、将苯并三唑系光稳定剂的重量设为Y、将高分子材料的重量设为Z时，满足X/(X+Y+Z)＝5、并且0＜Y/(X+Y+Z)＜6.25的关系。

由此，能够将高分子材料、受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂以适当的混合量和混合比例混合。通过使用这样的空气过滤器滤材，不仅滤材的制造初期的带电性能，在环境负荷后也能够维持高的带电性能。另外，使空气过滤器的压力损失大幅降低，抑制空气净化装置的风扇的转速，因此，能够实现电力低消耗。另外，通过降低压力损失，可以期待空气净化装置主体的大风量化。或者，能够将压力损失降低量作为其它的功能重新赋予。

另外，本发明的第三方面所涉及的空气过滤器滤材包括基材层和具有带电性的细纤维层，细纤维层包含添加有受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂的高分子材料。高分子材料的体积电阻率为10¹⁶Ωcm以上，并且，高分子材料的介质损耗角正切值为0.001以下。在将受阻酚系光稳定剂的重量设为X、将苯并三唑系光稳定剂的重量设为Y、将高分子材料的重量设为Z时，满足X/(X+Y+Z)＝5、并且Y/(X+Y+Z)＝5.0的关系。

由此，能够得到受阻酚系光稳定剂与苯并三唑系光稳定剂的混合比率之中最佳的协同效果，能够长期维持带电性能。

另外，本发明的第四方面所涉及的空气过滤器滤材的特征在于：具有带电性的细纤维层的平均纤维直径由100nm以上且2000nm以下的平均纤维直径构成。

由此，纤维直径为纳米级，因此，以俯视观看空气过滤器滤材时的空隙部变小。即，细纤维的三维网眼结构所形成的细孔变小，因此，由物理性捕集功能得到的捕集效率提高。另外，如上所述，在细纤维层中，使用高体积电阻率和低介质损耗角正切值的高分子材料。因此，能够稳定保持纺丝时所赋予的大量电荷，能够长时间保持细纤维间产生的高电场强度。由此，不仅能够长时间维持物理性捕集功能的效率而且能够长时间维持利用库仑力的捕集效率。

(实施方式)

以下，边参照附图边对本发明的空气过滤器滤材的实施方式进行说明。此外，以下说明的内容仅是实施的一例，不限定于此。

图1是表示空气过滤器滤材的叠层结构的概略图。如图1所示，空气过滤器滤材1是包括基材层2和设置于基材层2的上表面且具有带电性的细纤维层3的结构。

构成空气过滤器滤材1的基材层2由玻璃纤维、纸浆纤维、树脂纤维、碳纤维和无机纤维、或这些的至少1种纤维形成。作为基材层2的制法，可以列举纺粘法、干式或湿式抄纸法、熔喷法、纺粘法、气流成网法、热粘法等。

关于构成空气过滤器滤材1的细纤维层3，从充分得到物理性捕集效果的观点考虑，可以使用在常温常压的环境下能够容易地制作纳米级的细纤维的电场纺丝法来制造。此外，只要是能够制作具有纳米级的纤维直径的细纤维的方法即可，不特别限定于电场纺丝法。

图2是说明电解纺丝法和制造工序的概略图。电场纺丝法使用如下所示的制造设备，如图2所示，制造设备由实施了接地处理、能够水平移动的搬送单元6和配置于搬送单元6的上方、喷雾纺丝溶液4的高分子溶液专用喷嘴5构成。

首先，利用搬送单元6搬送基材层2。接着，将高分子溶液专用喷嘴5朝向基材层2，对基材层2喷雾纺丝溶液4，在基材层2上形成细纤维层3。更具体而言，在高分子溶液专用喷嘴5与纺丝溶液4之间施加+20kV左右的高电压。由此，高分子溶液专用喷嘴5的前端附近的液滴带电。并且，由相同极性的电荷产生的静电斥力超过液滴的表面张力时，纺丝溶液4朝向实施了接地处理的搬送单元6喷雾，在载置于搬送单元6的基材层2上形成细纤维层3。这样，电场纺丝法中，由于在制造时施加高电场，对细纤维层3赋予大量的电荷，在后续工序不需要进行带电处理。

此外，在电场纺丝法中使用的纺丝溶液4是将用于形成细纤维层3的高分子原料溶解于溶剂中而得到的。作为溶剂，可以列举水、有机溶剂、醇类等。只要能够溶解高分子即可，没有特别限定。具体而言，可以使用丙酮、乙醇、甲醇、苯酚、丙醇、异丙醇、氯仿、苄醇、环己烷、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氯化碳、乙酸、甲酸、二氯甲烷、甲苯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、四氢呋喃(THF)、六氟异丙醇(HFIP)等。另外，也能够将这些溶剂混合2种以上来使用。

接着，对形成本实施方式的空气过滤器滤材1的细纤维层3的特征进行说明。

细纤维层3由高分子材料形成，包含发挥使带电性能提高的作用的受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂。

这里，受阻酚系光稳定剂在高分子材料、受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂的重量中所占的重量％为5重量％。此外，5重量％包含4.5重量％～5.4重量％的范围内的值。优选为5.0重量％。另外，苯并三唑系光稳定剂在高分子材料、受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂的重量中所占的重量％大于0重量％且低于6.25重量％。

在现有技术的范围内，仅仅单独使用光稳定剂一种，得不到充分的带电效果。另外，即使混合多种光稳定剂时，根据光稳定剂的组合、混合比率，有可能发生拮抗作用、渗出现象。因此，存在空气过滤器滤材的制造初期和高温高湿耐久后的带电性能降低这样的问题。

由此，通过如本实施方式这样，适当组合受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂并在高分子细纤维中混合，可以得到高于单独使用光稳定剂时的带电效果。另外，不仅能够提高空气过滤器滤材制造初期的性能，在以高温高湿为代表的环境负荷后也能够维持带电效果，能够实现低压力损失的空气过滤器滤材且高的捕集效率。

此外，光稳定剂的添加量过多时，有可能发生添加剂(光稳定剂)在细纤维层3的表面附近变得容易析出的渗出现象。这可以认为，在高分子细纤维的电荷保持机制中，由于添加剂的导入引起能量状态的变化、由于高分子中的偶极矩引起内部极化、添加剂成为杂质参与内部极化等产生了影响。另外，在暴露于水蒸气的影响强的高温高湿环境下，在空气过滤器滤材的制造初期阶段对高分子细纤维表面赋予的电荷容易跑到大气中。另一方面，可以认为保持于细纤维内部的电荷不易跑到大气中。

即，添加剂的添加量多、存在渗出现象的影响时，制造初期的带电效果高，但是在环境负荷中细纤维表面附近的保持电荷容易向大气中放出。因此，有可能导致细纤维表面附近的添加剂效果变弱，空气过滤器滤材1的带电效果降低。

为此，优选以在高分子材料、受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂的重量中受阻酚系光稳定剂所占的重量％为5重量％、并且苯并三唑系光稳定剂所占的重量％大于0重量％且低于6.25重量％的混合比率添加。此外，着眼于滤材的压力损失时，更优选受阻酚系光稳定剂的重量％为5重量％、并且苯并三唑系光稳定剂的重量％为5.0重量％。

另外，关于细纤维层3，为了确保高的带电性，优选选择满足体积电阻率为10¹⁶Ωcm以上、并且介质损耗角正切值为0.001以下的条件的高分子原料。由此，细纤维中容易捕捉电荷。另外，不易作为热能向大气中放出电荷，满足上述条件的高分子细纤维容易保持电荷。由此，不仅有助于拦截、布朗扩散、惯性这些物理性捕集效果，并且由于强力的库仑力，将具有极化偏差的带电的颗粒向细纤维吸引。另外，不带电的颗粒被介电极化并被细纤维吸引，因此，捕集效率大幅提高。

这里，作为形成细纤维层3的高分子，例如，能够使用聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚苯醚(PPE)、聚亚苯基氧化物(PPO)、聚四氟乙烯(PTEE)、聚苯砜(PPSU)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、四氟乙烯－六氟丙烯共聚树脂(FEP)、四氟乙烯－乙烯共聚树脂(ETFE)等、或者这些的混合物。

此外，体积电阻率低于10¹⁶Ωcm时，施加高电压时电荷不向细纤维积蓄，不带电，因此，捕集效率降低。另外，介质损耗角正切值大于0.001时，向细纤维赋予的电荷容易作为热能损失，因此，容易向大气中放出，导致捕集效率降低。因此，优选体积电阻率10¹⁶Ωcm以上、并且介质损耗角正切值为0.001以下的高分子原料。

另外，为了利用带电发挥粉尘的捕集效果，优选细纤维层3由平均纤维直径为100nm以上且2000nm以下的纤维构成。纤维直径大时，细纤维层3形成的三维网眼结构的细孔变大。这样，吸引大气中的粉尘等的库仑力变弱，导致捕集效率的降低，故而不优选。更优选的平均纤维直径为100nm以上1500nm以下。

由此，细纤维层3能够保持大量电荷，因此能够利用三维网眼结构中的纤维间的强库仑力提高捕集效率。另外，细纤维层3的电荷保持能力高，因此，在由于各种各样的原因而被污染的大气中、高温高湿等的高负荷环境下，也能够长时间维持高的捕集效率。

另外，在细纤维层3中，由于在空气分子与细纤维表面的界面发生的相互作用，发挥空气容易滑动的滑流效果。由此，能够抑制纤维界面附近的空气的紊流，能够抑制作为空气过滤器滤材的压力损失的增加。另外，利用细纤维化使表面积增大，由此能够增加纤维表面的电荷密度，因此，进一步提高由库仑力得到的捕集效率。

另外，在本实施方式中，为了带电强化而添加的光稳定剂能够使用受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂。

具体而言，可以列举Irganox1010(BASF Japan公司制；季戊四醇四{3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯})、Irganox1035(BASF Japan公司制；双[3-{3,5-二(叔丁基)-4-羟基苯基}丙酸]硫代双乙烯)、Irganox1076(BASF Japan公司制；十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯)、Irganox1098(BASF Japan公司制；N,N'-己烷-1,6-二基双{3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺})、Irganox565(BASF Japan公司制；4-[{4,6-双(辛硫基)-1,3,5-三嗪-2-基}氨基]-2,6-二叔丁基苯酚)、Irganox1135(BASF Japan公司制；辛基-3,5-二叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸)、Irganox1141(BASF Japan公司制；2,4-二甲基-6-(1-甲基十五烷基)苯酚)、Irganox1330(BASF Japan公司制；2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)均三甲基苯)、Irganox1425WL(二乙基双[{(3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基)甲基}膦酸钙]、Irganox245(BASF Japan公司制；双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸][亚乙基双(氧乙烯)]、Irganox259(BASF Japan公司制；1,6-己二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、AO－40(ADEKA公司制；4,4'-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基)苯酚)、AO－30(ADEKA公司制；1,1,3-三-(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷)、Tinuvin326(BASF Japan公司制；2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑)、Tinuvin234(BASF Japan公司制；2-{2-羟基-3,5-双(α,α'-二甲基苄基)苯基}-2H-苯并三唑)、Tinuvin329(BASF Japan公司制；2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)苯并三唑)、Tinuvin360(BASF Japan公司制；2,2'-亚甲基双{6-(苯并三唑-2-基)-4-叔辛基苯酚})、Tinuvin P(BASF Japan公司制；2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚)、Tinuvin571(BASF Japan公司制；2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚)、Sumisorb250(住友化学公司制；2-{2-羟基-3-(3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺-甲基)-5-甲基苯基}苯并三唑)、ADKSTAB LA31(ADEKA公司制；2,2'-亚甲基双{6-(苯并三唑-2-基)-4-叔辛基苯酚})等。

(实施例)

以下列举实施例对本发明进行说明，但是本发明不限定于这些实施例。另外，实施例和比较例中的评价项目按照以下的方法实施。

(空气过滤器滤材的性能评价)

将空气过滤器滤材固定于管道，设定泵流量使得滤材的通过面风速为6.45cm/sec。

本实例中，作为空气过滤器滤材的性能的指标使用由下述的(式1)算出的性能指数Qf(Quality factor：品质因数)值。

Qf[1/Pa]＝－ln(1－捕集效率[％]/100)/压力损失[Pa]···(式1)

该指标中，Qf值越大表示越高性能。另外，该指标在作为评价对象的空气过滤器滤材间压力损失和捕集效率两者不同的情况下也能够判断性能的优劣。

这里，关于捕集效率，用颗粒计数器(Kanomax公司制；Model3887)对一个样品测定3次空气过滤器滤材的上游侧和下游侧的大气粉尘的粒径为0.3～0.5μm的颗粒数，根据滤材的上游侧和下游侧的颗粒数的比率算出。另外，空气过滤器滤材的压力损失能够在测定捕集效率的的同时，用差压计测定滤材的上游侧和下游侧的静压差。

另外，在本实施方式中，作为空气过滤器滤材的性能的指标，使用空气过滤器滤材实现HEPA性能(捕集粒径0.3μm的粉尘99.97％以上)时的滤材的压力损失。实现HEPA性能时的滤材的压力损失能够以由(式1)算出的Qf值为基准来试算。目前，考虑市面上流通的空气过滤器的压力损失时，实现HEPA性能时的滤材的压力损失降低至40Pa左右时，能够抑制空气净化装置的风扇的转速，能够与电力低消耗相关。

另外，本实施方式中，在制造初期阶段和耐久试验后算出Qf值和实现HEPA性能时的滤材的压力损失。具体而言，耐久试验通过在温度40℃和湿度90％的环境下将空气过滤器滤材保存96小时来进行。

图3是表示对比较例1、参考例1和参考例2进行的性能评价的结果的图。图4是表示对实施例1、实施例2、实施例3、比较例1、比较例2、比较例3和比较例4进行的性能评价的结果的图。即，图3和图4是对以下所说明的参考例、实施例、比较例各自的制造初期阶段的性能(初期性能)和耐久试验后的性能(耐久后性能)进行了总结的图。此外，图3和图4所述的“滤材压损”为上述的“实现HEPA性能时的滤材的压力损失”。另外，图4记载的“混合比率”表示受阻酚系光稳定剂与苯并三唑系光稳定剂的混合比率。具体而言，表示(添加的苯并三唑系光稳定剂的重量)/(添加的受阻酚系光稳定剂的重量)，即，以受阻酚系光稳定剂的重量为1时的苯并三唑系光稳定剂的重量。

(参考例1)

使用本实施方式所示的制造方法，制作空气过滤器滤材。作为高分子原料使用聚苯乙烯，将聚苯乙烯溶解于N,N-二甲基乙酰胺，制作聚苯乙烯20重量％溶液。在该溶液中少量添加作为受阻酚系光稳定剂的Irganox565，得到纺丝溶液。

此后，使用电场纺丝法将上述纺丝溶液进行纺丝，得到在基材层之上形成有细纤维层的空气过滤器滤材。

接着，进行上述的性能评价，在图3表示其结果。

(参考例2)

使用与上述参考例1同样的方法，制作聚苯乙烯20重量％溶液。在该溶液中少量添加作为苯并三唑系光稳定剂的Tinuvin326，得到纺丝溶液。

此后，使用电场纺丝法，得到空气过滤器滤材。

接着，进行与参考例1同样的性能评价，在图3表示其结果。

(实施例1)

使用与上述参考例1同样的方法，制作聚苯乙烯20重量％溶液。在该溶液中添加参考例1中使用的作为受阻酚系光稳定剂的Irganox565和参考例2中使用的作为苯并三唑系光稳定剂的Tinuvin326，得到纺丝溶液。各光稳定剂的具体添加量为：作为受阻酚系光稳定剂的Irganox565相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量为5重量％。另外，作为苯并三唑系光稳定剂的Tinuvin326相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量为0.5重量％。即，受阻酚系光稳定剂与苯并三唑系光稳定剂的混合比率为1比0.1。

此后，使用电场纺丝法，得到空气过滤器滤材。

接着，进行与参考例1同样的性能评价，在图4中表示其结果。

(实施例2)

使用与上述参考例1同样的方法，制作聚苯乙烯20重量％溶液。在该溶液中添加作为受阻酚系光稳定剂的Irganox565和作为苯并三唑系光稳定剂的Tinuvin326，得到纺丝溶剂。

实施例2中，作为受阻酚系光稳定剂的Irganox565与实施例1同样相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量添加5重量％。另外，作为苯并三唑系光稳定剂的Tinuvin326多于实施例1，相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量添加2.5重量％。即，受阻酚系光稳定剂与苯并三唑系光稳定剂的混合比率为1比0.5。

此后，使用电场纺丝法，得到空气过滤器滤材。

(实施例3)

实施例3中，作为受阻酚系光稳定剂的Irganox565与实施例1同样相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量添加5重量％。另外，作为苯并三唑系光稳定剂的Tinuvin326比实施例2还多，相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量添加5.0重量％。即，受阻酚系光稳定剂与苯并三唑系光稳定剂的混合比率为1比1.0。

此后，使用电场纺丝法，得到空气过滤器滤材。

(比较例1)

使用与上述参考例1同样的方法，制作聚苯乙烯20重量％溶液。在该溶液中苯并三唑系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂都不添加，得到纺丝溶液。

此后，使用电场纺丝法，得到空气过滤器滤材。

接着，进行与参考例1同样的性能评价，在图3和图4中表示其结果。

(比较例2)

比较例2中，作为受阻酚系光稳定剂的Irganox565与实施例1同样相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量添加5重量％。另外，作为苯并三唑系光稳定剂的Tinuvin326比实施例3还多，相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量添加7.5重量％。即，受阻酚系光稳定剂与苯并三唑系光稳定剂的混合比率为1比1.5。

此后，使用电场纺丝法，得到空气过滤器滤材。

(比较例3)

比较例3中，作为受阻酚系光稳定剂的Irganox565与实施例1同样相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量添加5重量％。另外，作为苯并三唑系光稳定剂的Tinuvin326比比较例2还多，相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量添加10.0重量％。即，受阻酚系光稳定剂与苯并三唑系光稳定剂的混合比率为1比2.0。

此后，使用电场纺丝法，得到空气过滤器滤材。

(比较例4)

比较例4中，作为受阻酚系光稳定剂的Irganox565与实施例1同样相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量添加5重量％。另外，作为苯并三唑系光稳定剂的Tinuvin326比比较例3还多，相对于聚苯乙烯、Irganox565和Tinuvin326的总重量添加15.0重量％。即，受阻酚系光稳定剂与苯并三唑系光稳定剂的混合比率为1比3.0。

此后，使用电场纺丝法，得到空气过滤器滤材。

(比较结果)

图3和图4是表示上述的性能评价的结果的图。

如图3所示，没有添加光稳定剂的比较例1实现HEPA性能时的滤材压损(初期性能)为50.7Pa，但是耐久试验后带电效果降低，滤材压损增加至84.5Pa。

将添加了受阻酚系光稳定剂的参考例1与比较例1进行比较时，初期性能几乎相等，但是参考例1在耐久试验后性能也不降低，能够维持带电效果。将添加了苯并三唑系光稳定剂的参考例2与比较例1进行比较时，参考例2的初期性能提高。但是，耐久后性能降低，可知在环境负荷后的带电效果方面存在问题。

这样，可知：根据光稳定剂的种类，所得到的带电效果存在差异，光稳定剂的组合也是重要的因素。

如图4所示，添加了受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂的实施例1、实施例2和实施例3与比较例1相比，初期性能和耐久后性能均维持高的水准。

另外，实施例1、实施例2和实施例3与单独使用了光稳定剂的参考例1和参考例2相比，可知发挥高于单独使用时的带电性能。可以认为这不仅是得到了简单的协同效果，而且受阻酚系光稳定剂与苯并三唑系光稳定剂的化学结构的相合性、与高分子材料的相容性好。因此，可以认为，在细纤维内部形成了容易保持电荷的带电机制。

另外，对将受阻酚系光稳定剂的添加量固定于5重量％、将苯并三唑系光稳定剂的添加量从0.5重量％变化至15.0重量％的实施例1、实施例2、实施例3、比较例2、比较例3和比较例4进行研究。

伴随着苯并三唑系光稳定剂的添加量从0.5重量％增加到10.0重量％，有初期性能提高的趋势。但是，添加苯并三唑系光稳定剂15.0重量％时，确认了初期性能降低的趋势。

另一方面，耐久后性能在苯并三唑系光稳定剂的添加量为0.5重量％至5.0重量％之间，维持高的带电效果。其中，可知特别是添加苯并三唑系光稳定剂5.0重量％的实施例3保持了大量的电荷。但是，苯并三唑系光稳定剂的添加量为7.5重量％以上时，与初期性能相比，导致耐久后性能大幅降低。这可以认为是由于光稳定剂的添加量增加，光稳定剂在细纤维的表面附近渗透所引起的。由此，可以认为，这是由于空气过滤器滤材容易受到水蒸气暴露等的影响，保持的电荷容易向大气中放出的缘故。

另外，由于渗出现象的影响从而存在带电效果降低的趋势可以确认为将苯并三唑系光稳定剂高于5.0重量％地添加的情况。

如上所述，实现HEPA性能时的滤材的压力损失降低至40Pa左右时，能够抑制空气净化装置的风扇的转速，可能与电力低消耗相关。因此，在图4中，在滤材压损为40Pa以下时使用〇标记。〇标记表示作为空气净化装置中所使用的空气过滤器滤材是合适的。另一方面，在图4中，在滤材压损超过40Pa时，使用×标记。×标记表示不适合作为空气净化装置中所使用的空气过滤器滤材。

为此，在苯并三唑系光稳定剂的添加量从5.0重量％至15.0重量％的范围中，对滤材压损达到40Pa的添加量使用图5A和图5B进行研究。图5A是表示带电效果的降低趋势的图。图5B是表示在环境负荷后实现HEPA性能时的压力损失超过40Pa的点的图。如图5A所示，可以认为带电效果的降低与苯并三唑系光稳定剂的添加量的增加成比例。由此，如图5B所示，从实测值导出近似式y＝2.5451x+24.114。接着，使用该近似式算出时，导出：在环境负荷后实现HEPA性能时的压力损失(y)超过40Pa的情况是苯并三唑系光稳定剂的添加量(x)为6.25重量％以上时。此外，苯并三唑系光稳定剂的添加量为6.25重量％时，受阻酚系光稳定剂与苯并三唑系光稳定剂的混合比率为1比1.25。

即，通过在高分子细纤维中以合适的混合比例添加受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂，能够发挥高于单独使用光稳定剂的电荷保持能力。该电荷保持能力也能够耐受环境负荷，可以得到能够实现高捕集性能且低压力损失的空气过滤器滤材。

工业上的可利用性

本发明中的空气过滤器滤材在高温高湿等的环境负荷后也能够发挥高的带电效果，并且能够实现低压力损失且高捕集效率。因此，能够长时间维持稳定的性能，因此，能够作为家庭用和工业用的空气净化装置的空气过滤器滤材利用。

符号说明

1 空气过滤器滤材

2 基材层

3 细纤维层

4 纺丝溶液

5 高分子溶液专用喷嘴

6 搬送单元

Claims

1.一种空气过滤器滤材，其特征在于：

包括基材层和具有带电性的细纤维层，

所述细纤维层包含添加有受阻酚系光稳定剂和苯并三唑系光稳定剂的高分子材料，

所述高分子材料的体积电阻率为10¹⁶Ωcm以上，并且，所述高分子材料的介质损耗角正切值为0.001以下，

在将所述受阻酚系光稳定剂的重量设为X、将所述苯并三唑系光稳定剂的重量设为Y时，满足0＜(Y/X)≤1.25的关系，

在将所述高分子材料的重量设为Z时，满足X/(X+Y+Z)＝5、并且0＜Y/(X+Y+Z)＜6.25的关系。

2.如权利要求1所述的空气过滤器滤材，其特征在于：

满足Y/(X+Y+Z)＝5.0的关系。

3.如权利要求1或2所述的空气过滤器滤材，其特征在于：

所述细纤维层由100nm以上且2000nm以下的平均纤维直径构成。