JP2006175313A - Filter medium for air filter and air filter unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エアフィルタ濾材に関し、さらにこのエアフィルタ濾材を用いたエアフィル
タユニットに関する。
The present invention relates to an air filter medium, and further relates to an air filter unit using the air filter medium.
従来、空気清浄化に用いるエアフィルタ濾材として、ポリプロピレン製のエレクトレッ
ト不織布やガラス繊維製の濾材が使用されている(特許文献1参照)。
Conventionally, an electret nonwoven fabric made of polypropylene or a filter material made of glass fiber has been used as an air filter medium used for air purification (see Patent Document 1).
しかしながら、これら従来のエアフィルタ濾材では、塵離れが悪くフィルタの掃除が容
易でなかったり、水洗して繰り返し使用するのが困難であったり、圧力損失が高く空気清
浄の省エネルギー化を阻害していたりするという問題がある。
However, with these conventional air filter media, dust separation is poor and cleaning of the filter is not easy, it is difficult to repeatedly use after washing with water, or the pressure loss is high, which impedes energy saving of air purification. There is a problem of doing.
そこで本発明は、塵離れが良く、かつ水洗してもその捕集効率が低下しにくく、また圧
力損失が低い、エアフィルタ濾材を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的
は、このエアフィルタ濾材を用いたエアフィルタユニットを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an air filter medium that has good dust separation, is less likely to reduce its collection efficiency even when washed with water, and has low pressure loss. Another object of the present invention is to provide an air filter unit using the air filter medium.
本発明のエアフィルタ濾材は、少なくとも一層のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜
と、少なくとも一層の通気性支持材とを含み、最外層に配置される2層の少なくとも一方
が、前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜であり、未使用の状態であっても、水洗し
た後に乾燥させた状態であっても、前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜が配された
最外層側から、JIS試験用粉体の4種に規定されるタルクを、当該最外層のポリテトラ
フルオロエチレン多孔質膜に対して25g/m2の割合で、かつ18.8cm/秒の流速
にて接触させた場合に、もう一方の最外層側に当該タルクの噴き漏れがないことを特徴と
する。
The air filter medium of the present invention includes at least one polytetrafluoroethylene porous membrane and at least one air-permeable support material, and at least one of the two layers disposed in the outermost layer is the polytetrafluoroethylene porous material. The JIS test powder 4 from the outermost layer side on which the polytetrafluoroethylene porous membrane is disposed, whether it is an unused membrane or in a state of being washed and then dried. When talc specified by the seed is brought into contact with the outermost polytetrafluoroethylene porous membrane at a rate of 25 g / m 2 and at a flow rate of 18.8 cm / sec, the other outermost polytetrafluoroethylene porous membrane is contacted. There is no talc jet leakage on the outer layer side.
本発明によれば、未使用の状態であっても、水洗した後に乾燥させた状態であっても、
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)多孔質膜が配された最外層側から、JIS試験
用粉体の4種に規定されるタルクを、当該最外層のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜
に対して25g/m2の割合で、かつ18.8cm/秒の流速にて接触させた場合に、も
う一方の最外層側に当該タルクの噴き漏れがないエアフィルタ濾材が提供される。また、
PTFEは高い離形性を有しており、このPTFE多孔質膜を吸気側に配して粉塵を捕集
させることで、エアフィルタ濾材から粉塵を容易に除去できるため、エアフィルタ濾材の
塵離れ性を高めることができる。また、圧力損失を引き下げることができる。この優れた
耐洗浄性、塵離れ性、および低圧力損失性は、例えば家電や自動車等のエアフィルタユニ
ットのエアフィルタ濾材として有用である。
According to the present invention, even in an unused state, even after being washed with water and dried,
From the outermost layer side on which the polytetrafluoroethylene (PTFE) porous membrane is arranged, talc specified in four types of JIS test powder is added to the outermost polytetrafluoroethylene porous membrane at 25 g / When contacted at a rate of m 2 and at a flow rate of 18.8 cm / sec, an air filter medium is provided in which there is no talc jet leakage on the other outermost layer side. Also,
PTFE has a high releasability, and this PTFE porous membrane is arranged on the intake side to collect dust, so that dust can be easily removed from the air filter media. Can increase the sex. Moreover, pressure loss can be reduced. This excellent cleaning resistance, dust separation, and low pressure loss property are useful as an air filter medium for an air filter unit of, for example, a home appliance or an automobile.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1の断面図で示すエアフィルタ濾材3は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)
多孔質膜1と通気性支持材2とを有している。このPTFE多孔質膜1と通気性支持材2
とは、それぞれの一方主面が接するように積層されている。そして、このPTFE多孔質
膜1の他方主面を、当該エアフィルタ濾材3の表面に露出させている。
The
It has a porous membrane 1 and a breathable support material 2. This PTFE porous membrane 1 and a breathable support material 2
Are laminated so that each one main surface is in contact therewith. The other main surface of the PTFE porous membrane 1 is exposed on the surface of the
上記PTFE多孔質膜1は、平均孔径0.01〜5μmであるものが好ましい。また、
その面積延伸倍率は300〜750倍の範囲にあるものが好ましい。
The PTFE porous membrane 1 preferably has an average pore diameter of 0.01 to 5 μm. Also,
The area stretch ratio is preferably in the range of 300 to 750 times.
このPTFE多孔質膜1は、公知の製法により得ることができる。例えば、PTFEシ
ートを一軸延伸または二軸延伸して製造してもよい。PTFEシートは、一般に、PTF
Eファインパウダーに液状潤滑剤を加えたペースト状の混和物を予備成形し、予備成形体
をペースト押し出し、圧延によりシート状に成形して作製される。なお、液状潤滑剤は、
PTFEファインパウダーの表面を濡らすことができて抽出や加熱により除去できるもの
であれば特に制限されず、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイルなどの炭化水素を用
いればよい。液状潤滑剤の添加量は、PTFEファインパウダー100質量部に対して5
〜50質量部が適当である。予備成形は、液状潤滑剤が絞り出されない程度の圧力で行え
ばよい。液状潤滑剤は、延伸するPTFEシートから予め除去しておくとよいが、延伸後
に除去しても構わない。
This PTFE porous membrane 1 can be obtained by a known production method. For example, the PTFE sheet may be produced by uniaxial stretching or biaxial stretching. PTFE sheet is generally PTF
It is produced by pre-molding a paste-like mixture obtained by adding a liquid lubricant to E fine powder, extruding the preform, and forming it into a sheet by rolling. The liquid lubricant is
There is no particular limitation as long as the surface of the PTFE fine powder can be wetted and removed by extraction or heating, and hydrocarbons such as liquid paraffin, naphtha, and white oil may be used. The amount of liquid lubricant added is 5 with respect to 100 parts by mass of PTFE fine powder.
-50 mass parts is suitable. The preforming may be performed at a pressure that does not squeeze out the liquid lubricant. The liquid lubricant may be removed from the stretched PTFE sheet in advance, but may be removed after stretching.
上記通気性支持材2は、エアフィルタ濾材の補強材として作用できる限り、その材料や
構造は特に限定されない。材料としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポ
リオレフィン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、芳香族ポリ
アミドを単独で、あるいはこれらを組み合わせて用いることができる。構造としては、例
えば、フェルト、不織布、織布、メッシュ(網目状シート)等の構造とすることができる
が、PTFE多孔質膜1に比して通気性に優れる構造とすることが好ましい。なお、強度
、捕集性、柔軟性、取り扱いの容易さ等の側面からは、不織布状やメッシュ状とすること
が好ましい。
The breathable support material 2 is not particularly limited in its material and structure as long as it can act as a reinforcing material for the air filter medium. As the material, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyamide and polyethylene terephthalate, and aromatic polyamides can be used alone or in combination. The structure may be, for example, a felt, a nonwoven fabric, a woven fabric, a mesh (mesh-like sheet), or the like, but preferably has a structure excellent in air permeability as compared with the PTFE porous membrane 1. In addition, it is preferable to use a nonwoven fabric or a mesh from the viewpoints of strength, catchability, flexibility, ease of handling, and the like.
また、この通気性支持材2は、必要に応じて着色、抗菌、防カビ、消臭、撥水、撥油、
親水化などの処理を施してもよい。また、PTFE多孔質膜との接着性を向上させるため
に表面をコロナ処理してもよい。
The breathable support material 2 is colored, antibacterial, antifungal, deodorant, water repellent, oil repellent,
Treatment such as hydrophilization may be performed. Further, the surface may be corona-treated in order to improve the adhesion with the PTFE porous membrane.
上記PTFE多孔質膜1と通気性支持材2とは、単に重ね合わせるだけとしてもよいし
、熱ラミネート、接着剤ラミネートなどの方法により複合化してもよい。具体的には、例
えば、通気性支持材の原材料の融点およびPTFEの融点よりも低い融点を有するホット
メルト剤(パウダーやウェブ)をPTFE多孔質膜と通気性支持材との間に介在させ、加
熱によりそれぞれを接着する方法が挙げられる。通気性支持材の融点がPTFEの融点よ
りも低ければ、支持材の一部を溶融して複合化してもよい。PTFE多孔質膜と通気性支
持材とを接着剤を用いて複合化する方法を用いてもよい。この場合、接着剤としては、2
液混合型や熱による自己架橋型の接着剤などが適している。2液混合型としてはエポキシ
樹脂、熱による自己架橋型としては酢酸ビニル−エチレン共重合体やエチレン−塩化ビニ
ル共重合体などを用いればよい。
The PTFE porous membrane 1 and the air-permeable support material 2 may be simply overlapped or may be combined by a method such as thermal lamination or adhesive lamination. Specifically, for example, a hot melt agent (powder or web) having a melting point lower than that of the raw material of the breathable support material and PTFE is interposed between the PTFE porous membrane and the breathable support material, The method of bonding each by heating is mentioned. If the melting point of the breathable support material is lower than the melting point of PTFE, a part of the support material may be melted and combined. A method of combining the PTFE porous membrane and the breathable support material using an adhesive may be used. In this case, the adhesive is 2
Liquid-mixing type or heat self-crosslinking type adhesives are suitable. An epoxy resin may be used as the two-component mixed type, and a vinyl acetate-ethylene copolymer or an ethylene-vinyl chloride copolymer may be used as the self-crosslinking type by heat.
上記エアフィルタ濾材3の厚さは特に限定されないが、プリーツ加工後にその形状を維
持できる程度の厚さを有していることが好ましい。例えば、0.05mm〜2mmの範囲
とすることができる。また、上記エアフィルタ濾材3の圧力損失は、20〜150Paで
あることが好ましく、20〜70Paであることがより好ましい。なお、この圧力損失は
、5.3cm/秒の流速で空気を透過させて測定して得た値に基づいて規定される。また
、体積平均粒径0.3〜0.5μmの粒子を5.3cm/秒の流速で接触させた場合にお
ける、当該粒子の捕集効率が80%以上であることが好ましく、90%以上であることが
より好ましい。なお、このエアフィルタ濾材3の圧力損失および捕集効率の測定では、P
TFE多孔質膜1の他方主面側から空気および粒子を接触させることが好ましい。
The thickness of the
It is preferable to bring air and particles into contact from the other main surface side of the TFE porous membrane 1.
このようにして得られたエアフィルタ濾材3は、図2で示すように、連続したW字状の
ひだ折り加工(以下「プリーツ加工」という)がなされ、PTFE多孔質膜1と通気性支
持材2とが対向する面において互いに接触しないように、ホットメルト剤などでビードが
形成され、さらに樹脂製や金属製の外枠4などで枠付けされてエアフィルタユニット5と
なる。
The
プリーツ加工は、例えば、外周にブレードを配置した一対の回転ドラムを回転させなが
ら濾材をひだ折りしていくロータリー方式、濾材の移送方向に所定の間隔をおいて配置し
た一対のブレードを移動させながら濾材を両面から交互に折り畳んでいくレシプロ方式な
どにより行われる。
The pleating process is, for example, a rotary method in which a pair of rotating drums having blades arranged on the outer periphery is rotated while the filter medium is folded, while a pair of blades arranged at a predetermined interval in the transfer direction of the filter medium is moved. This is done by a reciprocating method in which the filter medium is folded alternately from both sides.
本発明のエアフィルタ濾材は、図1で示した構造に限らず、少なくとも一層のPTFE
多孔質膜と、少なくとも一層の通気性支持材とを含み、最外層に配置される2層の少なく
とも一方がPTFE多孔質膜である限り、多種多様な構造をとることができる。例えば、
複数のPTFE多孔質膜や通気性支持材を含んでいてもよく、また例えば、両側の最外層
にPTFE多孔質膜が配置されていてもよい。
The air filter medium of the present invention is not limited to the structure shown in FIG.
As long as it includes a porous membrane and at least one air-permeable support material and at least one of the two layers arranged as the outermost layer is a PTFE porous membrane, a wide variety of structures can be adopted. For example,
A plurality of porous PTFE membranes and a breathable support material may be included, and for example, the PTFE porous membrane may be disposed on the outermost layers on both sides.
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれによって限定
されるものではない。圧力損失、捕集効率の測定は、以下に示す方法により行った。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. Measurement of pressure loss and collection efficiency was performed by the following methods.
〔圧力損失〕
図3で示すように、サンプル(例えば、上記実施形態のエアフィルタ濾材)を有効面積
100cm2の円形のホルダー6にセットした。なお、このホルダー6を、試験器7の上
流側にPTFE多孔質膜が露出するように配置した。ホルダー6の上流側と下流側とに圧
力差を与え、空気の透過速度を流量計で5.3cm/秒に調整したときの圧力損失を圧力
計(マノメーター)で測定した。測定は1サンプルにつき10箇所行い、各測定値の平均
をサンプルの圧力損失とした。
[Pressure loss]
As shown in FIG. 3, a sample (for example, the air filter medium of the above embodiment) was set in a
〔捕集効率〕
圧力損失の測定と同一の試験器7を用い、上流側にJIS試験用粉体の4種に規定され
るタルクを供給し、PTFE多孔質膜に対して25g/m2の割合で、かつ18.8cm
/秒の流速にて接触するように調整した。上流側のタルク濃度とサンプルを透過してきた
下流側のタルク濃度とをそれぞれパーティクルカウンターで測定し、以下の式(1)に基
づいて捕集効率を求めた。
捕集効率(%)=(1−下流側粒子濃度/上流側粒子濃度)×100 ・・・(1)
[Collection efficiency]
Using the same tester 7 as the measurement of the pressure loss, talc specified in four kinds of JIS test powder is supplied on the upstream side, at a rate of 25 g / m 2 with respect to the PTFE porous membrane, and 18 .8cm
It adjusted so that it might contact at the flow rate of / second. The upstream talc concentration and the downstream talc concentration permeating the sample were measured with a particle counter, and the collection efficiency was determined based on the following equation (1).
Collection efficiency (%) = (1−downstream particle concentration / upstream particle concentration) × 100 (1)
(実施例1)
PTFEファインパウダー(旭硝子フロロポリマーズ社製アフロンCD123)100
質量部に対して液状潤滑剤(ドデカン)20質量部を均一に混合し、この混合物を予備成
形し、次いでこれをペースト押出により丸棒状に成形した。さらに、この丸棒状成形体を
一対の金属製圧延ロール間に通して、厚さ0.2mmのシート状成形体を得た。引き続き
、このシート状成形体から、ノルマルデカンを用いた抽出法により液状潤滑剤を除去した
。
Example 1
PTFE fine powder (Aflon CD123 manufactured by Asahi Glass Fluoropolymers) 100
20 parts by mass of a liquid lubricant (dodecane) was uniformly mixed with respect to part by mass, and this mixture was preformed, and then formed into a round bar shape by paste extrusion. Further, this round bar-shaped molded body was passed between a pair of metal rolling rolls to obtain a sheet-shaped molded body having a thickness of 0.2 mm. Subsequently, the liquid lubricant was removed from the sheet-like molded body by an extraction method using normal decane.
このシート状成形体を2軸に延伸し、面積延伸倍率が600倍のPTFE多孔質膜(平
均孔径1.1μm)を得た。このPTFE多孔質膜と、ポリエステル不織布(目付量13
0g/m2)とを、ポリオレフィン系のホットメルト剤を介して重ね合わせた後、ホット
メルト剤の融点よりも高い温度で加熱することによって、本実施例1にかかる2層構造の
エアフィルタ濾材(厚さ:0.3mm)を得た。
The sheet-like molded body was stretched biaxially to obtain a PTFE porous membrane (average pore diameter 1.1 μm) having an area stretch ratio of 600 times. This PTFE porous membrane and polyester nonwoven fabric (weight per unit area 13)
0g / m 2 ) are superposed on each other via a polyolefin-based hot melt agent, and then heated at a temperature higher than the melting point of the hot melt agent, whereby a two-layer air filter medium according to Example 1 is used. (Thickness: 0.3 mm) was obtained.
(実施例2)
本実施例2は、面積延伸倍率が650倍のPTFE多孔質膜(平均孔径1.3μm)を
用いたこと以外は、上記実施例1と同様のエアフィルタ濾材である。
(Example 2)
Example 2 is the same air filter medium as Example 1 except that a PTFE porous membrane (average pore diameter 1.3 μm) having an area stretch ratio of 650 times was used.
(実施例3)
本実施例3は、面積延伸倍率が540倍のPTFE多孔質膜(平均孔径1.0μm)を
用いたこと以外は、上記実施例1と同様のエアフィルタ濾材である。
(Example 3)
Example 3 is an air filter medium similar to Example 1 except that a PTFE porous membrane (average pore diameter: 1.0 μm) having an area stretch ratio of 540 times was used.
(比較例1)
本比較例1は、PTFE多孔質膜に代えてエレクトレット化したポリプロピレン製の不
繊布(20g/m2)を用い、また、エアフィルタ濾材の厚さを0.42mmとしたこと
以外は、上記実施例1と同様のエアフィルタ濾材である。なお、上記エレクトレット化と
は、フィルタ繊維の一本毎に電荷を与えて永久分極させた誘電状態をいう。
(Comparative Example 1)
This Comparative Example 1 was carried out in the same manner except that an electret polypropylene non-woven cloth (20 g / m 2 ) was used instead of the PTFE porous membrane, and the thickness of the air filter medium was 0.42 mm. This is the same air filter medium as in Example 1. The electretization refers to a dielectric state in which each filter fiber is given a charge and is permanently polarized.
上記実施例1〜3および比較例1にかかるエアフィルタ濾材について、圧力損失および
捕集効率を測定した。実施例1の圧力損失は80Paであり、実施例2では40Pa、実
施例3では130Pa、比較例1では30Paと、いずれも150Pa以下と優れた値を
示した。また、実施例1の捕集効率は99.4%であり、実施例2では98.3%、実施
例3では99.97%、比較例1では99.1%と、いずれも高い値を示し、下流側への
タルク粒子の噴き漏れが観察されなかった。
For the air filter media according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, pressure loss and collection efficiency were measured. The pressure loss of Example 1 was 80 Pa, 40 Pa in Example 2, 130 Pa in Example 3, and 30 Pa in Comparative Example 1, both showing excellent values of 150 Pa or less. In addition, the collection efficiency of Example 1 is 99.4%, 98.3% in Example 2, 99.97% in Example 3, and 99.1% in Comparative Example 1, both high values. As shown, no talc particle jet leakage downstream was observed.
ところが、タルクの捕集効率を測定したそれぞれのフィルタ濾材を流水で洗浄したとこ
ろ、実施例1〜3では、水洗によって、表面のPTFE多孔質膜からほとんどの粉塵を離
形できた、すなわち粉塵をほとんど洗い流すことができたものの、比較例1では、かなり
の粉塵がPTFE多孔質膜に残留した。
However, when each filter medium whose talc collection efficiency was measured was washed with running water, in Examples 1 to 3, most of the dust could be removed from the surface PTFE porous membrane by washing with water, that is, dust was removed. In Comparative Example 1, a considerable amount of dust remained in the PTFE porous membrane although it could be almost washed away.
さらに、それぞれのエアフィルタ濾材を、同様の条件で水洗した後、十分に風乾し、再
度、試験器を用いて捕集試験を行った。実施例1〜3では、下流側へのタルク粒子の噴き
漏れが観察されなかったものの、比較例1では、フィルタとしての使用が困難な程度にま
でタルク粉末の噴き漏れが顕著に発生した。
Furthermore, each air filter medium was washed with water under the same conditions, then sufficiently air-dried, and a collection test was performed again using a tester. In Examples 1 to 3, talc particles were not observed to leak to the downstream side, but in Comparative Example 1, talc powder was significantly leaked to the extent that it was difficult to use as a filter.
なお、これら実施例1〜3にかかるエアフィルタ濾材を、120mm×120mmの範
囲に山高さ20mmの山部が18箇所形成されるようにプリーツ加工した後、この外縁を
20mm幅のポリエステル不織布で取り囲み、これに外枠を溶着させたエアフィルタユニ
ットを作製した場合であっても、上述のような優れた耐洗浄性および塵離れ性が発揮され
ることを確認した。
The air filter media according to Examples 1 to 3 were pleated so that 18 ridges with a height of 20 mm were formed in a 120 mm × 120 mm range, and then the outer edge was surrounded with a 20 mm wide polyester nonwoven fabric. Even when an air filter unit having an outer frame welded thereto was produced, it was confirmed that the above-described excellent cleaning resistance and dust separation performance were exhibited.
本発明は、塵離れが良く、かつ水洗してもその捕集効率が低下しにくく、また圧力損失
が低いエアフィルタ濾材、および、このエアフィルタ濾材を用いたエアフィルタユニット
にも適用できる。
The present invention can be applied to an air filter medium that has good dust separation and does not easily lower its collection efficiency even when washed with water, and has a low pressure loss, and an air filter unit that uses this air filter medium.
1 PTFE多孔質膜
2 通気性支持材
3 エアフィルタ濾材
4 外枠
5 エアフィルタユニット
6 ホルダー
7 試験器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 PTFE porous membrane 2
Claims (4)
持材とを含み、
最外層に配置される2層の少なくとも一方が、前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質
膜であり、
未使用の状態であっても、水洗した後に乾燥させた状態であっても、前記ポリテトラフ
ルオロエチレン多孔質膜が配された最外層側から、JIS試験用粉体の4種に規定される
タルクを、当該最外層のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜に対して25g/m2の割
合で、かつ18.8cm/秒の流速にて接触させた場合に、もう一方の最外層側に当該タ
ルクの噴き漏れがない
ことを特徴とするエアフィルタ濾材。 Comprising at least one polytetrafluoroethylene porous membrane and at least one breathable support;
At least one of the two layers arranged in the outermost layer is the polytetrafluoroethylene porous membrane,
Whether in an unused state or in a state after being washed with water and dried, the outermost layer side on which the polytetrafluoroethylene porous membrane is disposed is defined as four types of powder for JIS testing. When talc is brought into contact with the outermost polytetrafluoroethylene porous membrane at a rate of 25 g / m 2 and at a flow rate of 18.8 cm / sec, the talc is placed on the other outermost layer side. An air filter medium characterized by no air leakage.
求項1に記載のエアフィルタ濾材。 The air filter medium according to claim 1, wherein a pressure loss is 20 to 150 Pa when air is permeated at a flow rate of 5.3 cm / sec.
項1に記載のエアフィルタ濾材。 The air filter medium according to claim 1, wherein a pressure loss is 20 to 70 Pa when air is permeated at a flow rate of 5.3 cm / sec.
フィルタユニット。
An air filter unit using the air filter medium according to any one of claims 1 to 3.
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