JP2010082596A - Filter medium for air filter, manufacturing method therefor, and air filter using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車キャビン空間用集塵フィルターに用いるエアフィルター濾材およびエアフィルターに関する。 The present invention relates to an air filter medium and an air filter used for, for example, a dust collection filter for an automobile cabin space.
従来、外気に含まれる様々なダストを濾過して清浄された空気を供給するためのエアフィルター用濾材としては、木材パルプ、木綿、麻、レーヨン、合成繊維などを原料とし、乾式法や湿式抄紙法で不織布化したものが用いられており、中でもその不織布に他の不織布もしくはネットや多孔性フィルムを積層して剛性を付与し、さらにその積層不織布にエレクトレット処理をすることにより高い捕集機能を与えるものが提案されている。（例えば、特許文献１）
しかしながらこの濾材においては、粒径がサブミクロンオーダーの微細塵の捕集性能についてエレクトレット性能に依存されている部分が大きく、実使用においてエレクトレットの効果が低下した時の捕集機能の低下が著しく大きいため、長寿命化が困難である。
Conventionally, as a filter medium for air filters to supply clean air by filtering various dusts contained in the outside air, the raw material is wood pulp, cotton, hemp, rayon, synthetic fiber, etc., dry method or wet papermaking Nonwoven fabrics are used, and among them, other nonwoven fabrics or nets and porous films are laminated to give rigidity, and the laminated nonwoven fabric is electret treated to provide a high collection function. What to give has been proposed. (For example, Patent Document 1)
However, in this filter medium, there is a large part that depends on the electret performance for the collection performance of fine dust with a particle size of submicron order, and the fall of the collection function when the effect of the electret is reduced in actual use is remarkably large. Therefore, it is difficult to extend the life.
また、１層の不織布において厚み方向に疎密構造を作り、上流側で粒径の大きいダストを捕集し、下流側で粒径の細かいダストを捕集することにより、長寿命な濾材を得る方法が提案されている。（特許文献２）
しかしながらこの濾材においては、粒径の細かいダストは上流側の層で殆ど捕集されず下流側の層で捕集されるため、目詰まりが起こり易く、結果的に寿命が短くなってしまうため好ましくない。
Also, a method of obtaining a long-life filter medium by forming a dense structure in the thickness direction in one layer of nonwoven fabric, collecting dust having a large particle diameter on the upstream side, and collecting dust having a small particle diameter on the downstream side Has been proposed. (Patent Document 2)
However, in this filter medium, dust with a small particle diameter is hardly collected in the upstream layer and is collected in the downstream layer, so that clogging is likely to occur, resulting in a shortened life. Absent.
また、空気の流れに対して上流側に、厚み当たりの捕集効率の低い層を配置し、下流側に厚み当たりの捕集効率が高い層を配置することにより、目詰まりを防止するエアフィルタ濾材を得る方法が提案されている。（特許文献３）
しかしながらこの方法においても、上流側において微細塵の捕集性能が十分でないため、濾材下流での目詰まりが起こりやすいため、圧力損失の上昇が起こり寿命が短くなるため好ましくない。
However, this method is also not preferable because the collection performance of fine dust is not sufficient on the upstream side, and clogging is likely to occur downstream of the filter medium, resulting in an increase in pressure loss and a shortened life.
本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し、花粉等に代表される粒径が大きいダストから、海塩粒子のような広い粒径分布を持ちその中のサブミクロンオーダーの細かいダスト双方に対し高い捕集効率を有し、かつ長期間において目詰まりを起こすことなく長寿命であるエアフィルター濾材およびエアフィルターならびにその製造方法を提供せんとするものである。 The present invention eliminates the drawbacks of the prior art, and has a wide particle size distribution, such as sea salt particles, from dust having a large particle size represented by pollen, etc. It is an object of the present invention to provide an air filter medium and an air filter that have a high collection efficiency and have a long life without clogging over a long period of time, and a method for producing the same.
本発明は、かかる課題を解決するために、次の（１）〜（６）のいずれかの手段を採用する。 The present invention employs any one of the following means (1) to (6) in order to solve such a problem.
（１）少なくとも２層以上のエレクトレット不織布の積層構造からなる濾材であって、風向きに対して上流側に配置されるエレクトレット不織布の下記式より算出されるＱＦ値（Ａ）が、風向きに対して下流側に配置されるエレクトレット不織布の下記式１より算出されるＱＦ値（Ｂ）よりも高いことを特徴とするエアフィルター用濾材。 (1) A filter medium comprising a laminated structure of at least two electret nonwoven fabrics, wherein the QF value (A) calculated from the following formula of the electret nonwoven fabric arranged upstream with respect to the wind direction is A filter medium for an air filter, which is higher than a QF value (B) calculated from the following formula 1 of an electret nonwoven fabric arranged on the downstream side.
（２）ＱＦ値（Ａ）およびＱＦ値（Ｂ）の間に以下の関係が成立することを特徴とする前記（１）に記載のエアフィルター用濾材。
２．５≦ＱＦ値（Ａ）／ＱＦ値（Ｂ）≦７０
（３）風向きに対して上流側に配置されるエレクトレット不織布がエレクトレット短繊維不織布であり、ＱＦ値（Ａ）が１．０〜４．０であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載のエアフィルター用濾材。
(2) The air filter medium according to (1), wherein the following relationship is established between the QF value (A) and the QF value (B).
2.5 ≦ QF value (A) / QF value (B) ≦ 70
(3) The electret nonwoven fabric disposed on the upstream side with respect to the wind direction is an electret short fiber nonwoven fabric, and the QF value (A) is 1.0 to 4.0, wherein (1) or (2 The filter medium for air filters as described in).
（４）風向きに対して下流側に配置されるエレクトレット不織布のＱＦ値（Ｂ）が０．０７〜０．５であり、かつ通過風速７．５ｃｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率が５０％以上であることを特徴とする前記（３）に記載のエアフィルター用濾材。 (4) The QF value (B) of the electret nonwoven fabric arranged on the downstream side with respect to the wind direction is 0.07 to 0.5, and 0.3 to 0.5 μm particles at a passing wind speed of 7.5 cm / s. The filter medium for air filters according to (3), wherein the collection efficiency is 50% or more.
（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載のエアフィルター濾材を使用してなることを特徴とするエアフィルター。 (5) An air filter comprising the air filter medium according to any one of (1) to (4).
（６）少なくとも２層のエレクトレット不織布の層間に接着性樹脂を付与し、該接着性樹脂を介して不織布を重ね合わせて接着することを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載のエアフィルター用濾材の製造方法。 (6) In any one of the above (1) to (4), an adhesive resin is provided between layers of at least two electret nonwoven fabrics, and the nonwoven fabrics are overlapped and bonded via the adhesive resin. The manufacturing method of the filter medium for air filters of description.
本発明のエアフィルター濾材によれば、風向きに対して上流側に配置されるＱＦ値の高いエレクトレット不織布が粒径の大きなダストを保持しつつ、使用初期において細かいダストに対しても高い捕集効率を有するため、下流側への負荷が少なくなり目詰まりを防止できる。更に、上流の層を通過したダストにおいては下流側のエレクトレット不織布で捕集するため、細かいダストにおいても高い捕集効率を維持し続けることができる。またかかる濾材は、プリーツ加工して枠体などに収納することによりエアフィルターとして使用することが可能となり、濾材と同様の効果を奏する。 According to the air filter medium of the present invention, the electret nonwoven fabric having a high QF value arranged on the upstream side with respect to the wind direction retains dust having a large particle size, and also has high collection efficiency for fine dust in the initial stage of use. Therefore, the load on the downstream side is reduced and clogging can be prevented. Furthermore, since the dust passing through the upstream layer is collected by the electret nonwoven fabric on the downstream side, high collection efficiency can be maintained even with fine dust. Further, such a filter medium can be used as an air filter by pleating and storing it in a frame or the like, and has the same effect as the filter medium.
本発明は、前記課題、すなわち粒径の大きいダストと細かいダストの両方に対し高捕集効率および長寿命性能を有するエアフィルター用濾材について鋭意検討した結果、圧損当たりの捕集効率が異なるエレクトレット不織布を２層以上積層し、風向きに対して上流の層ほど圧損あたりの捕集効率が高いエレクトレット不織布を配置することにより、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。 The present invention is an electret non-woven fabric having different collection efficiency per pressure loss as a result of intensive studies on the above-mentioned problem, that is, a filter medium for air filters having high collection efficiency and long life performance for both large and fine dust particles. It was investigated that this problem can be solved all at once by laminating two or more layers and disposing an electret non-woven fabric having a higher collection efficiency per pressure loss in the upstream layer relative to the wind direction.
まず、本発明におけるエアフィルター用濾材は、少なくとも２層以上のエレクトレット不織布の積層構造から構成されるものである。ここでいう積層構造とは、単純に不織布同士が重ねられているだけのものや、熱融着樹脂や湿気硬化型樹脂などの接着剤を介して不織布同士が結合されているものや、不織布を重ねた状態で例えばニードルパンチ法などの機械的作用を与えることによって各層の不織布を構成する繊維同士を絡ませて結合されている構造を示す。中でも接着剤によって不織布同士を結合する方法は、積層前の各々のエレクトレット不織布の性能を損なうことなく、かつプリーツ加工時の不織布の剥れ防止などフィルター加工性にも優れるため好ましい。 First, the filter medium for an air filter in the present invention is composed of a laminated structure of at least two electret nonwoven fabrics. The laminated structure here refers to a structure in which non-woven fabrics are simply overlapped, a structure in which non-woven fabrics are bonded via an adhesive such as a heat-sealing resin or a moisture-curing resin, or a non-woven fabric. A structure in which fibers constituting the nonwoven fabric of each layer are entangled and bonded by giving a mechanical action such as a needle punch method in the stacked state is shown. Among them, the method of bonding nonwoven fabrics with an adhesive is preferable because it does not impair the performance of each electret nonwoven fabric before lamination and is excellent in filter processability such as prevention of peeling of the nonwoven fabric during pleating.
本発明におけるエアフィルター用濾材とは、空気やガスといった気体と接触することにより、気体に含有される粒子を捕集し除去する目的で用いられる部材を示す。 The filter material for air filter in the present invention refers to a member used for the purpose of collecting and removing particles contained in the gas by contacting with a gas such as air or gas.
本発明のエアフィルター用濾材において重要なポイントは、エレクトレット不織布の積層構造において、風向きに対して上流側になるほど、圧損当たりの捕集効率が高い、すなわち下記式１によって求められるＱＦ値が高いエレクトレット不織布を配置することにある。 The important point in the filter medium for air filter of the present invention is that the electret nonwoven fabric has a higher collection efficiency per pressure loss, that is, a higher QF value obtained by the following formula 1, as it becomes upstream with respect to the wind direction. It is to arrange a non-woven fabric.
本発明におけるＱＦ値の測定方法は、濾材を通風可能な有効間口面積０．１ｍ２ホルダーにセットし、風速１０．８ｃｍ／ｓで空気を通過させた時の圧力損失を測定し、さらに濾材上下流の空気中の粒径０．３〜０．５μｍ粒子数より算出した捕集効率より算出するものである。 In the present invention, the QF value is measured by measuring pressure loss when air is passed at a wind speed of 10.8 cm / s, set in a holder having an effective frontage area of 0.1 m 2 through which the filter medium can be passed. It is calculated from the collection efficiency calculated from the particle diameter of 0.3 to 0.5 μm in the downstream air.
ＱＦ値の高いエレクトレット不織布を上流側に配置することにより、初期の圧損が低いため粒径の大きいダストを捕集することにより圧力損失が上昇しても、濾材の寿命となる圧損上限値までは余裕があり、寿命までにより多くのダストを捕集することが可能である。更にエレクトレット作用による細かいダストの捕集効率が高いため、特に使用初期において下流側のエレクトレット不織布へのダストの通過を抑えることができ、全体の目詰まりを防止することができる。よって本発明においてＱＦ値の高いエレクトレット不織布を風向きに対し上流側に配置することは必須である。 By arranging an electret non-woven fabric with a high QF value on the upstream side, even if the pressure loss rises by collecting dust with a large particle size because the initial pressure loss is low, up to the pressure loss upper limit that becomes the life of the filter medium There is a margin, and it is possible to collect more dust until the end of its life. Furthermore, since the collection efficiency of fine dust due to the electret action is high, it is possible to suppress the passage of dust to the electret nonwoven fabric on the downstream side, particularly in the initial stage of use, and the entire clogging can be prevented. Therefore, in this invention, it is essential to arrange an electret nonwoven fabric with a high QF value on the upstream side with respect to the wind direction.
また、本発明においてはＱＦ値の高いエレクトレット不織布の下流に、これよりもＱＦ値の低いエレクトレット不織布を配置することが重要である。すなわち、風向きに対して上流側に配置されるエレクトレット不織布のＱＦ値（Ａ）は、風向きに対して下流側に配置されるエレクトレット不織布のＱＦ値（Ｂ）よりも高い。このような配置をとることにより、濾材全体の圧力損失を抑えることができ、さらに上流側のＱＦ値の高いエレクトレット不織布を通過したダストを下流側のエレクトレット不織布で捕集できるため、本発明の目的である粒径の大きいダストおよび細かいダスト双方に対し長期間において高い捕集効率を有しかつダスト捕集量に優れたエアフィルター用濾材を得ることができる。逆に風向きに対して下流側にＱＦ値の高いエレクトレット不織布を配置した場合、上流側のＱＦ値が低いエレクトレット不織布は単体では細かいダストの捕集効率が十分でなく、下流のエレクトレット不織布ヘの負荷が大きくなるため、使用初期においては問題がないが、使用するにつれ下流の目詰まりが起こり急速に圧損が上昇し、寿命となってしまうため好ましくない。 In the present invention, it is important to arrange an electret nonwoven fabric having a lower QF value downstream of the electret nonwoven fabric having a higher QF value. That is, the QF value (A) of the electret nonwoven fabric arranged on the upstream side with respect to the wind direction is higher than the QF value (B) of the electret nonwoven fabric arranged on the downstream side with respect to the wind direction. By adopting such an arrangement, the pressure loss of the entire filter medium can be suppressed, and dust that has passed through the electret nonwoven fabric having a high upstream QF value can be collected by the downstream electret nonwoven fabric. Thus, it is possible to obtain a filter medium for an air filter that has high collection efficiency over a long period of time with respect to both dust having a large particle diameter and fine dust, and having an excellent dust collection amount. Conversely, when an electret non-woven fabric with a high QF value is arranged downstream with respect to the wind direction, the electret non-woven fabric with a low QF value on the upstream side does not have sufficient dust collection efficiency alone, and the load on the downstream electret non-woven fabric Therefore, there is no problem in the initial use, but as it is used, downstream clogging occurs, the pressure loss rapidly increases, and the life becomes unpreferable.
本発明のエアフィルター用濾材において、上流側のエレクトレット不織布のＱＦ値を（Ａ）、下流側のエレクトレット不織布のＱＦ値を（Ｂ）としたとき、両者のＱＦ値の比率は２．０≦ＱＦ値（Ａ）／ＱＦ値（Ｂ）≦７０が好ましく、より好ましくは２．５≦ＱＦ値（Ａ）／ＱＦ値（Ｂ）≦４０である。ＱＦ値の比率が前記の範囲となるようにエレクトレット不織布を配置することにより、濾材全体の圧力損失が低く、粒径の細かいダストに対する上流側のエレクトレット濾材による捕集効率および捕集量が上昇し、かつ下流側のエレクトレット濾材の捕集性能と合わせて、極めて高い捕集性能を得ることができる。逆にＱＦ値の比率が２．０≦ＱＦ値（Ａ）／ＱＦ値（Ｂ）≦７０を外れた場合、圧力損失が著しく高くなり、かつ下流のエレクトレット不織布が粒径の細かいダストを殆ど捕集できなくなるため好ましくない。 In the filter medium for an air filter of the present invention, when the QF value of the upstream electret nonwoven fabric is (A) and the QF value of the downstream electret nonwoven fabric is (B), the ratio of both QF values is 2.0 ≦ QF. Value (A) / QF value (B) ≦ 70 is preferable, and 2.5 ≦ QF value (A) / QF value (B) ≦ 40 is more preferable. By arranging the electret non-woven fabric so that the ratio of the QF value is in the above range, the pressure loss of the entire filter medium is low, and the collection efficiency and the amount of collection by the upstream electret filter medium with respect to fine dust particles are increased. In addition, extremely high collection performance can be obtained together with the collection performance of the electret filter medium on the downstream side. On the other hand, when the ratio of the QF value is out of 2.0 ≦ QF value (A) / QF value (B) ≦ 70, the pressure loss becomes remarkably high, and the downstream electret non-woven fabric captures almost all fine dust particles. It is not preferable because it cannot be collected.
本発明におけるエレクトレット不織布とは、不織布を構成する繊維状物質各々の表面に電荷を付与したものをいい、電荷を付与する方法としては不織布シートにコロナ放電法、純水サクション法、摩擦帯電法といった公知の帯電方法から任意に選択することができる。 The electret non-woven fabric in the present invention refers to a material in which electric charge is imparted to the surface of each fibrous substance constituting the non-woven fabric, and examples of the method for imparting electric charge include a corona discharge method, a pure water suction method, and a triboelectric charging method on a non-woven sheet. It can be arbitrarily selected from known charging methods.
本発明における不織布とは、カード法、エアレイド法、エアスルー法、抄紙法といった、主に不連続の天然繊維や任意の長さにカットや件縮を付与されたカットファイバーといった短繊維を加工して得られるものや、スパンボンド法やメルトブロー法といった繊維が連続した状態で存在するシートを得るようなもの、更にはエレクトレット加工されたフィルムを切断し繊維状としたものを集合化して得るものなど、公知の方法から任意に選択した方法で得られるものをいう。 Non-woven fabric in the present invention is mainly processed by discontinuous natural fibers such as the card method, airlaid method, air-through method, papermaking method, and short fibers such as cut fibers that have been cut or reduced to any length. What is obtained, such as obtaining a sheet in which fibers are present in a continuous state, such as a spunbond method or a melt blow method, and further obtained by gathering a film obtained by cutting an electret processed film, It is obtained by a method arbitrarily selected from known methods.
本発明のエレクトレット不織布に用いる素材は、特に指定されるものではなく、具体的には綿、麻、ケナフなどの天然繊維、パルプ、レーヨンといった半合成繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）といったポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などのポリレフィン、ナイロンなどのポリアミド、ポリウレタン、ポリフェニレンサルファイド、ポリ乳酸などの合成繊維、無機繊維、炭素繊維などを例示することができる。中でもポリオレフィンは現時点において最もエレクトレット加工による帯電効果が大きいとされているためより好ましい。 The material used for the electret nonwoven fabric of the present invention is not particularly specified, and specifically, natural fibers such as cotton, hemp and kenaf, semi-synthetic fibers such as pulp and rayon, polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate ( Polyesters such as PBT) and polytrimethylene terephthalate (PTT), polyethylenes such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP), polyamides such as nylon, polyurethanes, polyphenylene sulfide, synthetic fibers such as polylactic acid, inorganic fibers, carbon fibers, etc. It can be illustrated. Among them, polyolefin is more preferable because it is considered that the electrification process has the largest charging effect at the present time.
本発明におけるエレクトレット不織布に用いる繊維としては、単一成分からなるものを使用してもよいし、芯鞘構造、サイドバイサイド構造など公知の複合繊維を用いてもよい。複合繊維を用いる場合、融点の異なる成分同士を複合させると、不織布加工時に加熱して融点の低い成分のみを溶融させ繊維間を結合することができるためより好ましい。 As a fiber used for the electret nonwoven fabric in this invention, what consists of a single component may be used, and well-known composite fibers, such as a core-sheath structure and a side-by-side structure, may be used. In the case of using a composite fiber, it is more preferable to combine components having different melting points, since it can be heated at the time of nonwoven fabric processing to melt only the component having a low melting point and bond the fibers.
また、本発明におけるエレクトレット不織布に用いる繊維は、エレクトレット加工による帯電効果を向上させるための添加剤を含む物であってもよい。このような添加剤は公知のものを使用することができるが、なかでもヒンダードアミン系もしくはトリアジン系添加剤は、水などに対する静電気力の耐久性が向上するためより好ましい。含有量としては、１００〜３００００ｐｐｍの範囲が好ましく、より好ましくは７０００〜１５０００ｐｐｍの範囲である。含有量が１００ｐｐｍ未満であると十分な耐久性を付与することができないため好ましくなく、逆に含有量が３００００ｐｐｍを超えても均一性が著しく悪化するため好ましくない。 Moreover, the fiber used for the electret nonwoven fabric in this invention may contain the additive for improving the charging effect by electret processing. As such additives, known ones can be used, and among them, a hindered amine-based or triazine-based additive is more preferable because durability of electrostatic force against water or the like is improved. As content, the range of 100-30000 ppm is preferable, More preferably, it is the range of 7000-15000 ppm. If the content is less than 100 ppm, it is not preferable because sufficient durability cannot be imparted. Conversely, if the content exceeds 30000 ppm, the uniformity is significantly deteriorated, which is not preferable.
ヒンダードアミン系もしくはトリアジン系添加剤としては、具体的には、ポリ〔（（６−（１，１，３，３，−テトラメチルブチル）イミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル）（（２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）〕（チバガイギー製、キマソーブ（登録商標）９４４ＬＤ）、ハコク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物（チバガイギー製、チヌビン（登録商標）６２２ＬＤ）、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）（チバガイギー製、チヌビン（登録商標）１４４）、ジブチルアミン・１，３，５−トリアジン・Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６ーテトラメチルー４−ピペリジル−１，６−ヘキサメチレンジアミン・Ｎ−（２，２，６，６ーテトラメチルー４−ピペリジル）ブチルアミンの重縮合物（チバガイギー製、キマソーブ（登録商標）２０２０ ＦＤＬ）、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−（（ヘキシル）オキシ）−フェノール（チバガイギー製、チヌビン（登録商標）１５７７ＦＦ）などが挙げられる。 Specific examples of hindered amine or triazine additives include poly [((6- (1,1,3,3, -tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diyl. ) ((2,2,6,6, -tetramethyl-4-piperidyl) imino) hexamethylene ((2,2,6,6, -tetramethyl-4-piperidyl) imino)] (Ciba Geigy, Chimassorb ( (Registered trademark) 944LD), dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate (manufactured by Ciba Geigy, Tinuvin (registered trademark) 622LD), 2 -(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -2-n-butylmalonate bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) (Ciba-gigi) Manufactured by Tinuvin (registered trademark) 144), dibutylamine, 1,3,5-triazine, N, N′-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl-1,6-hexamethylenediamine, N— (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) butylamine polycondensate (manufactured by Ciba Geigy, Chimassorb (registered trademark) 2020 FDL), 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazine-2- 2 Yl) -5-((hexyl) oxy) -phenol (manufactured by Ciba Geigy, Tinuvin (registered trademark) 1577FF) and the like.
本発明のエアフィルター用濾材において、風向きに対して上流側に配置されるエレクトレット不織布を、綿やケナフのような天然繊維や任意の長さにカットされたパルプ、レーヨン、合成繊維などの短繊維によって構成し、ＱＦ値（Ａ）が１．０〜４．０の範囲であれば、短繊維不織布の形態上の特徴である低圧損と粒径の大きいダストの高捕集量に加え、エレクトレットの効果が大きく、粒径の細かいダストに対しても十分な捕集効率を得ることができるためより好ましい。 In the filter medium for an air filter of the present invention, the electret nonwoven fabric disposed on the upstream side with respect to the wind direction is a natural fiber such as cotton or kenaf, or a short fiber such as pulp, rayon, or synthetic fiber cut to an arbitrary length. When the QF value (A) is in the range of 1.0 to 4.0, in addition to the low pressure loss and the high collection amount of dust having a large particle size, which are the characteristics of the short fiber nonwoven fabric, the electret This is more preferable because it can obtain a sufficient collection efficiency even for dust having a small particle size.
短繊維不織布の製造方法としては、前記したカード法、エアレイド法、エアスルー法、抄紙法といった任意の方法より選択することができるが、特にエアレイド法、エアスルー法は繊維径など形態の異なる繊維同士の複合が容易であり、細かい要求に沿った不織布の設計が可能であるためより好ましい。 The method for producing the short fiber nonwoven fabric can be selected from any methods such as the card method, air laid method, air through method and paper making method described above, and in particular, the air laid method and air through method are used for fibers having different forms such as fiber diameter. It is more preferable because it can be easily combined and the nonwoven fabric can be designed according to detailed requirements.
短繊維不織布に用いる繊維としては、繊度が１〜３０ｄｔｅｘのものを用いることがより好ましい。特に繊度が１〜４ｄｔｅｘのものは、微細塵のエレクトレットに依存しない機械的捕集効率を向上させ、１０〜２０ｄｔｅｘのものは不織布の剛性を向上し形状保持性に優れた濾材となるため好ましく、必要に応じてこれらの繊維を混合してもよい。 As the fiber used for the short fiber nonwoven fabric, it is more preferable to use a fiber having a fineness of 1 to 30 dtex. Particularly those having a fineness of 1 to 4 dtex are preferable because they improve the mechanical collection efficiency not depending on fine dust electrets, and those having a fineness of 10 to 20 dtex are preferable because they improve the rigidity of the nonwoven fabric and become a filter medium with excellent shape retention, You may mix these fibers as needed.
本発明において短繊維エレクトレット不織布であるＱＦ値（Ａ）が１．０〜４．０の層の下流に配置するエレクトレット不織布として、ＱＦ値（Ｂ）が０．０７〜０．５の範囲にあり、かつ通過風速が７．５ｃｍ／ｓにおける０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率が５０％以上であるものを用いると、粒径の細かいダストに対し捕集効率が高いものになるが、その性能はエレクトレット性能にのみ依存するのではなく、不織布を構成する繊維による捕集性能が大きいため、上流のエレクトレット不織布を通過した粒子の捕集性能に優れ、かつ寿命としても優れたエアフィルター濾材を得ることができるためより好ましい。 In the present invention, as the electret nonwoven fabric disposed downstream of the layer having a QF value (A) of 1.0 to 4.0 which is a short fiber electret nonwoven fabric, the QF value (B) is in the range of 0.07 to 0.5. In addition, when a particle having a collection efficiency of 0.3 to 0.5 μm particles at a passing wind speed of 7.5 cm / s is 50% or more, the collection efficiency is high for dust having a small particle diameter. The air filter is not only dependent on the electret performance, but also has a high collection performance by the fibers that make up the nonwoven fabric. Since a filter medium can be obtained, it is more preferable.
下流に配置されるエレクトレット不織布の形態としては、メルトブロー不織布を用いることが微細塵の捕集効率に優れかつ全体の厚みが厚くなり過ぎない濾材を得やすいためより好ましい。このとき、メルトブロー不織布を構成する繊維の繊維径としては、平均１．３〜７．５μｍであり、目付としては１０〜４５ｇ／ｍ２であることが、前記した性能に優れた濾材を得ることができるため最も好ましい。また、素材としては前記したような添加剤を含むポリオレフィンを用いることがより好ましい。 As the form of the electret non-woven fabric disposed downstream, it is more preferable to use a melt-blown non-woven fabric because it is easy to obtain a filter medium that is excellent in the collection efficiency of fine dust and does not become too thick as a whole. At this time, the fiber diameter of the fibers constituting the meltblown nonwoven fabric is 1.3 to 7.5 μm on average, and the basis weight is 10 to 45 g / m 2 to obtain a filter medium having excellent performance as described above. This is most preferable. Further, it is more preferable to use a polyolefin containing an additive as described above as a material.
また、本発明のエアフィルター用濾材を構成するエレクトレット不織布は、目的に応じて難燃性、抗菌性、防カビ性、抗ウイルス性、抗アレルゲン性、脱臭性などの機能を付与してもよい。その方法としては、不織布シートの製造段階において所望の機能を有する薬剤（例えばマイクロカプセルリン系難燃剤、粉末活性炭）をバインダー樹脂に混合して付与する方法や、既にシート化された不織布に薬剤（例えばピリチオン系抗菌剤分散液、活性炭分散液）を含浸させる、スプレーで塗布する方法など任意に選択してよい。但しエレクトレット加工された不織布に薬剤を加工すると、電荷の状態が変化してエレクトレットの効果が薄れる恐れがあるため、エレクトレット加工前に付与することが好ましい。 In addition, the electret nonwoven fabric constituting the air filter medium of the present invention may impart functions such as flame retardancy, antibacterial properties, antifungal properties, antiviral properties, antiallergenic properties, and deodorizing properties depending on the purpose. . Examples of the method include a method in which a drug having a desired function (for example, microcapsule-based flame retardant, powdered activated carbon) is mixed with a binder resin and applied to a non-woven sheet already formed into a sheet ( For example, a method of impregnating a pyrithione antibacterial agent dispersion or activated carbon dispersion) or applying by spraying may be arbitrarily selected. However, if the medicine is processed into the electret-processed nonwoven fabric, the state of charge may change and the effect of the electret may be reduced.
本発明におけるエアフィルターは、本発明のエアフィルター用濾材であるエレクトレット不織布の積層体をそのまま使用してもよいが、プリーツ加工して一定の空間あたりの濾過面積を多く取ることにより、見かけ上の濾過風速を下げてダストの捕集性能を向上させ、かつ長寿命になるためより好ましい。 The air filter in the present invention may use the electret non-woven fabric laminate which is the filter medium for the air filter of the present invention as it is, but it is apparently obtained by pleating and taking a large filtration area per fixed space. It is more preferable because the filtration air speed is lowered to improve the dust collecting performance and the life is long.
本発明におけるエアフィルター用濾材は少なくとも２層のエレクトレット不織布の積層によって構成されるものであるが、その製造方法としては、積層するエレクトレット不織布の層間を接着性を有する樹脂によって接着する方法であれば、各層の性能を低下させることなく、かつプリーツ加工時の相関の剥離を防止することができるため好ましい。接着剤としては、湿気効果型のウレタン樹脂であれば加熱の必要がなく熱に弱い濾材の積層に適しており、また熱融着性の樹脂としては低融点ポリエチレン系、低融点ポリアミド系、エチレン−酢酸ビニル共重合系樹脂を用いることが、操業性の面でより好ましい。また、これらの樹脂を不織布に付与する方法としては、スプレー等の機械によって樹脂を散布する方法や、不織布の上から樹脂を落下させて不織布上に落とす方法がある。また、樹脂を散布した後は熱融着性のものであれば樹脂が溶融する温度に加熱し樹脂を溶融させ、湿気効果型など熱融着性ではない樹脂であればそのままもう一方の不織布を重ね、加圧式のローラー間を通過させるなどして圧力をかけて接着させる。 Although the filter material for air filters in this invention is comprised by lamination | stacking of an at least 2 layer electret nonwoven fabric, as the manufacturing method, if it is the method of adhere | attaching the layer of the electret nonwoven fabric to laminate | stack with the resin which has adhesiveness It is preferable because the peeling of the correlation during pleating can be prevented without degrading the performance of each layer. Adhesives are moisture-resistant urethane resins, which are suitable for laminating heat-sensitive filter media without the need for heating, and low-melting polyethylene, low-melting polyamide, ethylene -It is more preferable in terms of operability to use a vinyl acetate copolymer resin. Moreover, as a method of imparting these resins to the nonwoven fabric, there are a method of spraying the resin with a machine such as a spray and a method of dropping the resin from the nonwoven fabric and dropping it onto the nonwoven fabric. Also, after spraying the resin, if it is heat-fusible, heat it to a temperature at which the resin melts and melt the resin. Adhesion is performed by applying pressure, for example, by overlapping and passing between pressurized rollers.
以下、実施例によって本発明の作用効果をより具体的に示すが、本発明は下記実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, although an example shows the operation effect of the present invention more concretely, the present invention is not limited only to the following example.
［測定方法］
（１）圧力損失（ΔＰ）［Ｐａ］
測定対象物であるエレクトレット不織布もしくは濾材を有効間口面積０．１ｃｍ２のホルダーにセットし、面風速７．５ｃｍ／ｓで空気を通過させて、測定対象物上下流の差圧をデジタルマノメータＭＡ２−０４Ｐ（ＭＯＤＵＳ社製）にて測定した。
[Measuring method]
(1) Pressure loss (ΔP) [Pa]
The electret non-woven fabric or filter medium that is the object to be measured is set in a holder having an effective frontage area of 0.1 cm 2 , air is passed at a surface wind speed of 7.5 cm / s, and the differential pressure upstream and downstream of the object to be measured is measured with a digital manometer MA 2- It was measured with 04P (manufactured by MODUS).
（２）初期捕集効率（η）［％］
前記（１）圧力損失と同様の測定装置および面風速において、上流および下流の粒径０．３〜０．５μｍの粒子数をパーティクルカウンター（ＲＩＯＮ社製、型式：ＫＣ−０１Ｄ）で測定し、次式より算出した。
捕集効率（η）＝１−（下流粒子数／上流粒子数）×１００
（３）ＱＦ値
前記（１）より求めた圧力損失（ΔＰ）および（２）より求めた初期捕集効率（η）を用い、下記式１より算出した。
(2) Initial collection efficiency (η) [%]
(1) In the same measurement apparatus and surface wind speed as the pressure loss, the number of upstream and downstream particle diameters of 0.3 to 0.5 μm was measured with a particle counter (manufactured by RION, model: KC-01D), It was calculated from the following formula.
Collection efficiency (η) = 1− (number of downstream particles / number of upstream particles) × 100
(3) QF value Using the pressure loss (ΔP) obtained from (1) and the initial collection efficiency (η) obtained from (2), the QF value was calculated from the following formula 1.
（４）ＮａＣｌ粒子捕集効率［％］
濾材を有効間口面積０．１ｃｍ２のホルダーにセットし、ＮａＣｌ粒子（粒径０．０３〜０．１μｍ）を７０ｍｇ／ｍ３の濃度で供給し、面風速１０．８ｃｍ／ｓで空気を通過させて、前記圧力損失測定方法と同様の方法で測定した圧力損失が、初期圧損より５０Ｐａ上昇するまで粒子を負荷させた時点における上流および下流の０．０１〜０．３μｍの粒子数をパーティクルカウンター（ＬＡＳ−ＡＩＲ）で測定し、次式より算出した。
(4) NaCl particle collection efficiency [%]
The filter medium is set in a holder having an effective frontage area of 0.1 cm 2 , NaCl particles (particle size: 0.03 to 0.1 μm) are supplied at a concentration of 70 mg / m 3 , and air is passed at a surface wind speed of 10.8 cm / s. Then, the number of particles of 0.01 to 0.3 μm upstream and downstream at the time when the particles were loaded until the pressure loss measured by the same method as the pressure loss measuring method increased by 50 Pa from the initial pressure loss was determined by the particle counter. It was measured by (LAS-AIR) and calculated from the following formula.
ＮａＣｌ粒子捕集効率＝１−（下流粒子数／上流粒子数）×１００
（５）ダスト総供給量［ｇ／ｍ２］
濾材を有効間口面積０．１ｃｍ２のホルダーにセットし、ＪＩＳ１５種ダストを０．１５ｇ／ｃｍ２の濃度で供給し、面風速１０．８ｃｍ／ｓで空気を通過させて、前記圧力損失測定方法と同様の方法で測定した圧力損失が初期圧力損失より１５０Ｐａ上昇するまでダストを負荷する。ダスト負荷後の濾材重量とダスト負荷前の濾材重量および濾材を通過したダストの重量より供給したダストの総量を算出する。
NaCl particle collection efficiency = 1− (number of downstream particles / number of upstream particles) × 100
(5) Total dust supply [g / m 2 ]
The filter medium is set in a holder having an effective frontage area of 0.1 cm 2 , JIS 15 seed dust is supplied at a concentration of 0.15 g / cm 2 , and air is passed at a surface wind speed of 10.8 cm / s to measure the pressure loss. The dust is loaded until the pressure loss measured by the same method as above rises by 150 Pa from the initial pressure loss. The total amount of dust supplied is calculated from the weight of the filter medium after the dust load, the weight of the filter medium before the dust load, and the weight of the dust that has passed through the filter medium.
［実施例１］
（上流側エレクトレット不織布）
原料としてポリプロピレンを使用し、メルトブロー法により平均繊維径６．５μｍ、目付３０ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電方式において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．０９であった。
[Example 1]
(Upstream electret nonwoven)
Polypropylene was used as a raw material, and a nonwoven fabric sheet having an average fiber diameter of 6.5 μm and a basis weight of 30 g / m 2 was obtained by a melt blow method. Furthermore, the electret nonwoven fabric which electrically charged the obtained nonwoven fabric sheet in the corona discharge system was obtained. The nonwoven fabric had a QF value (A) of 0.09.
（下流側エレクトレット不織布）
原料としてポリプロピレンを使用し、メルトブロー法により平均繊維径４．５μｍ、目付３０ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法方式において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は７６．３％、ＱＦ値（Ｂ）は０．０５であった。
(Downstream electret nonwoven)
Polypropylene was used as a raw material, and a nonwoven fabric sheet having an average fiber diameter of 4.5 μm and a basis weight of 30 g / m 2 was obtained by a melt blow method. Furthermore, the electret nonwoven fabric which carried out the electrification process of the obtained nonwoven fabric sheet in the corona discharge method system was obtained. The initial collection efficiency of this nonwoven fabric was 76.3%, and the QF value (B) was 0.05.
（エアフィルター濾材）
前記各エレクトレット不織布を湿気硬化型ウレタン樹脂にて接着し、目付が６３ｇ／ｍ２厚みが０．７３ｍｍのエアフィルター用濾材を得た。この濾材の圧損は４９．８Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は６６．５％、ダスト総供給量は２８．５ｇ／ｍ２であった。
(Air filter media)
Each said electret nonwoven fabric was adhere | attached with moisture hardening type urethane resin, and the filter medium for air filters whose fabric weights are 63 g / m < 2 > and 0.73 mm in thickness was obtained. The filter medium had a pressure loss of 49.8 Pa, an NaCl collection efficiency of 66.5%, and a total dust supply amount of 28.5 g / m 2 .
［実施例２］
（上流側エレクトレット不織布）
原料として、ポリプロピレンにトリアジン系化合物であるキマソーブ２０２０（チバカイギー（株）製）を１重量％添加したものを使用し、メルトブロー法により平均繊維径４．５μｍ、目付２０ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートにニードルパンチ加工にて加工した後、純水サクション法において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．７２であった。
[Example 2]
(Upstream electret nonwoven)
As a raw material, a non-woven sheet having an average fiber diameter of 4.5 μm and a weight per unit area of 20 g / m 2 is obtained by a melt-blowing method using 1% by weight of Kimasorb 2020 (manufactured by Ciba Kaigie Co., Ltd.) which is a triazine compound. It was. Furthermore, after processing the obtained nonwoven fabric sheet by needle punching, an electret nonwoven fabric charged by a pure water suction method was obtained. The nonwoven fabric had a QF value (A) of 0.72.
（下流側エレクトレット不織布）
原料としてポリエステルを使用し、スパンボンド法により平均繊維径１００μｍ、目付２５ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。更に得られた不織布シートをコロナ放電法において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は３６．１％、ＱＦ値（Ｂ）は０．０１であった。
(Downstream electret nonwoven)
Using the polyester as a raw material, to obtain an average fiber diameter of 100 [mu] m, the nonwoven fabric sheet having a basis weight of 25 g / m 2 by a spunbond process. Furthermore, the electret nonwoven fabric which electrically charged the obtained nonwoven fabric sheet in the corona discharge method was obtained. The initial collection efficiency of this nonwoven fabric was 36.1%, and the QF value (B) was 0.01.
（エアフィルター濾材）
前記各エレクトレット不織布を湿気硬化型ウレタン樹脂にて接着し、目付４８ｇ／ｍ２、厚みが０．４１ｍｍのエアフィルター用濾材を得た。この濾材の圧損は２０．１Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は５０．７％、ダスト総供給量は３５．１ｇ／ｍ２であった。
(Air filter media)
Each said electret nonwoven fabric was adhere | attached with the moisture hardening type urethane resin, and the filter medium for air filters with a weight of 48 g / m < 2 > and thickness of 0.41 mm was obtained. The filter medium had a pressure loss of 20.1 Pa, an NaCl collection efficiency of 50.7%, and a total dust supply amount of 35.1 g / m 2 .
［実施例３］
（上流側エレクトレット不織布）
実施例１の上流側エレクトレット不織布と同様のエレクトレット不織布を使用した。
[Example 3]
(Upstream electret nonwoven)
The electret nonwoven fabric similar to the upstream electret nonwoven fabric of Example 1 was used.
（下流側エレクトレット不織布１）
実施例１の下流側エレクトレット不織布と同様のエレクトレット不織布を使用した。
(Downstream electret nonwoven fabric 1)
The same electret nonwoven fabric as the downstream electret nonwoven fabric of Example 1 was used.
（下流側エレクトレット不織布２）
原料としてポリプロピレンを使用し、メルトブロー法において平均繊維径１．８μｍ、目付２０ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。得られた不織布シートをコロナ放電法において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は８６．５％、ＱＦ値（Ｃ）は０．０３であった。
(Downstream electret nonwoven fabric 2)
Polypropylene was used as a raw material, and a nonwoven fabric sheet having an average fiber diameter of 1.8 μm and a basis weight of 20 g / m 2 was obtained by a melt blow method. An electret nonwoven fabric obtained by charging the obtained nonwoven sheet with a corona discharge method was obtained. The initial collection efficiency of this nonwoven fabric was 86.5%, and the QF value (C) was 0.03.
（エアフィルター濾材）
前記上流側エレクトレットと下流側エレクトレット不織布１を湿気効果型ウレタン樹脂にて接着した後、さらにこの積層不織布の下流側と下流側エレクトレット不織布２を同様の湿気硬化型ウレタン樹脂にて接着し、目付９１ｇ／ｍ２、厚みが１．０１ｍｍのエアフィルター用濾材を得た。この濾材の圧損は９８．１Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は８３．５％、ダスト総供給量は２７．５ｇ／ｍ２であった。
(Air filter media)
After the upstream electret and the downstream electret nonwoven fabric 1 are bonded with a moisture-effect urethane resin, the downstream side of the laminated nonwoven fabric and the downstream electret nonwoven fabric 2 are further bonded with the same moisture-curable urethane resin, and the basis weight is 91 g. An air filter medium having a thickness of 1.01 mm / m 2 was obtained. This filter medium had a pressure loss of 98.1 Pa, an NaCl collection efficiency of 83.5%, and a total dust supply amount of 27.5 g / m 2 .
［実施例４］
（上流側エレクトレット不織布）
原料として、ポリプロピレンにトリアジン系化合物であるキマソーブ９４４（チバカイギー（株）製）を１重量％添加したものを使用し、メルトブロー法により平均繊維径６．５μｍ、目付２２ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートを純水サクション方式において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．１３であった。
[Example 4]
(Upstream electret nonwoven)
As a raw material, a non-woven sheet having an average fiber diameter of 6.5 μm and a basis weight of 22 g / m 2 is obtained by a melt blow method using 1% by weight of triazine compound Kimasorb 944 (Cibakaigie Co., Ltd.) added to polypropylene. It was. Furthermore, the electret nonwoven fabric which electrically charged the obtained nonwoven fabric sheet in the pure water suction system was obtained. The nonwoven fabric had a QF value (A) of 0.13.
（下流側エレクトレット不織布）
実施例１と同様のエレクトレット不織布を使用した。
（エアフィルター濾材）
前記上下流のエレクトレット不織布を湿気硬化型ウレタン樹脂にて接着し、目付５５ｇ／ｍ２、厚みが０．５８ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の圧損は３６．５Ｐａ、ＮａＣｌ粒子捕集効率は７３．７％、ダスト総供給量は３３．５ｇ／ｍ２であった。
(Downstream electret nonwoven)
The same electret nonwoven fabric as in Example 1 was used.
(Air filter media)
The upstream and downstream electret nonwoven fabrics were bonded with a moisture-curable urethane resin to obtain an air filter medium having a basis weight of 55 g / m 2 and a thickness of 0.58 mm. The pressure loss of this filter medium was 36.5 Pa, the NaCl particle collection efficiency was 73.7%, and the total dust supply amount was 33.5 g / m 2 .
［実施例５］
（上流側エレクトレット不織布）
実施例１と同様のポリプロピレンを原料とした繊度６ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの短繊維をカード法によって目付３０ｇ／ｍ２の不織布状に加工し、１０ｇ／ｍ２のスチレンアクリル樹脂を含浸加工して乾燥させ目付４０ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．８１であった。
[Example 5]
(Upstream electret nonwoven)
A short fiber having a fineness of 6 dtex and a fiber length of 51 mm made of the same polypropylene as in Example 1 is processed into a nonwoven fabric having a basis weight of 30 g / m 2 by the card method, impregnated with 10 g / m 2 of styrene acrylic resin, and dried. A nonwoven fabric sheet having a basis weight of 40 g / m 2 was obtained. Furthermore, the electret nonwoven fabric which carried out the electrification process of the obtained nonwoven fabric sheet in the corona discharge method was obtained. The nonwoven fabric had a QF value (A) of 0.81.
（下流側エレクトレット不織布）
ポリエステルを使用し、メルトブロー法により平均繊維径１．４μｍ、目付１５ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電方式において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は４３．１％、ＱＦ値（Ｂ）は０．０１２であった。
(Downstream electret nonwoven)
Using polyester, a nonwoven fabric sheet having an average fiber diameter of 1.4 μm and a basis weight of 15 g / m 2 was obtained by a melt blow method. Furthermore, the electret nonwoven fabric which electrically charged the obtained nonwoven fabric sheet in the corona discharge system was obtained. The initial collection efficiency of this nonwoven fabric was 43.1%, and the QF value (B) was 0.012.
（エアフィルター濾材）
前記上下流のエレクトレット不織布を、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂にて接着し、目付が６０ｇ／ｍ２厚みが０．６０ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は６０．１Ｐａ、ＮａＣｌ粒子捕集効率は５９．２％、ダスト総供給量は３６．２ｇ／ｍ２であった。
(Air filter media)
The upstream and downstream electret nonwoven fabrics were bonded with an ethylene-vinyl acetate copolymer resin to obtain an air filter medium having a basis weight of 60 g / m 2 and a thickness of 0.60 mm. The initial pressure loss of this filter medium was 60.1 Pa, the NaCl particle collection efficiency was 59.2%, and the total dust supply amount was 36.2 g / m 2 .
［実施例６］
（上流側エレクトレット不織布）
重量比率が５０／５０の芯鞘構造であり芯成分がポリプロピレン、鞘成分がポリエチレンからなる、繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの複合短繊維をエアスルー法によって目付４０ｇ／ｍ２の不織シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法によって帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は１．１であった。
[Example 6]
(Upstream electret nonwoven)
Sheath structure and is the core component of polypropylene weight ratio is 50/50, the sheath component consists of polyethylene, fineness 2.2 dtex, the nonwoven sheet basis weight 40 g / m 2 by an air-through method composite short fibers having a fiber length of 51mm Obtained. Further, an electret nonwoven fabric obtained by charging the obtained nonwoven fabric sheet by a corona discharge method was obtained. The nonwoven fabric had a QF value (A) of 1.1.
（下流側エレクトレット不織布）
実施例１と同様のエレクトレット不織布を使用した。
(Downstream electret nonwoven)
The same electret nonwoven fabric as in Example 1 was used.
（エアフィルター濾材）
前記上下流のエレクトレット不織布を、実施例５と同様の方法で接着し、目付が７３ｇ／ｍ２、厚みが０．６２ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は３３．５Ｐａ、ＮａＣｌ粒子捕集効率は８３．３％、ダスト総供給量は３６．７ｇ／ｍ２であった。
(Air filter media)
The upstream and downstream electret nonwoven fabrics were bonded in the same manner as in Example 5 to obtain an air filter medium having a basis weight of 73 g / m 2 and a thickness of 0.62 mm. The initial pressure loss of this filter medium was 33.5 Pa, the NaCl particle collection efficiency was 83.3%, and the total dust supply amount was 36.7 g / m 2 .
［実施例７］
（上流側エレクトレット不織布）
重量比率が５０／５０のサイドバイサイド構造であり、一方がポリプロピレン、他方が無水マレイン酸変性ポリプロピレンからなる繊度１６ｄｔｅｘ、繊維長３５ｍｍのサイドバイサイド短繊維を２０重量％、実施例４と同様の芯鞘短繊維を８０重量％含む繊維群をエアスルー法よって加工し目付６０ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法によって帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は３．７であった。
[Example 7]
(Upstream electret nonwoven)
A side-by-side structure with a weight ratio of 50/50, one side made of polypropylene and the other made of maleic anhydride-modified polypropylene, a fineness of 16 dtex, and a side-by-side short fiber with a fiber length of 35 mm is 20% by weight. Was processed by an air through method to obtain a nonwoven fabric sheet having a basis weight of 60 g / m 2 . Further, an electret nonwoven fabric obtained by charging the obtained nonwoven fabric sheet by a corona discharge method was obtained. The nonwoven fabric had a QF value (A) of 3.7.
（下流側エレクトレット不織布）
原料としてポリプロピレンを使用し、メルトブロー法において平均繊維径４．５μｍ、目付３７ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法により帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は８０．４％、ＱＦ値（Ｂ）は０．１０であった。
(Downstream electret nonwoven)
Polypropylene was used as a raw material, and a nonwoven fabric sheet having an average fiber diameter of 4.5 μm and a basis weight of 37 g / m 2 was obtained by a melt blow method. Furthermore, the electret nonwoven fabric which carried out the electrical charging process of the obtained nonwoven fabric sheet by the corona discharge method was obtained. The initial collection efficiency of this nonwoven fabric was 80.4%, and the QF value (B) was 0.10.
（エアフィルター濾材）
上下流のエレクトレット不織布を、実施例５と同様の方法で接着し、目付が１０２ｇ／ｍ２、厚みが０．７５ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は４０．１Ｐａ、ＮａＣｌ粒子捕集効率は８５．６％、ダスト総供給量は４３．８ｇ／ｍ２であった。
(Air filter media)
The upstream and downstream electret nonwoven fabrics were bonded in the same manner as in Example 5 to obtain an air filter medium having a basis weight of 102 g / m 2 and a thickness of 0.75 mm. The initial pressure loss of this filter medium was 40.1 Pa, the NaCl particle collection efficiency was 85.6%, and the total dust supply amount was 43.8 g / m 2 .
［実施例８］
（上流側エレクトレット不織布）
実施例７と同様の複合短繊維からなるエレクトレット不織布を使用した。
[Example 8]
(Upstream electret nonwoven)
The electret nonwoven fabric which consists of the composite short fiber similar to Example 7 was used.
（下流側エレクトレット不織布）
原料として、ポリプロピレンにトリアジン系化合物であるキマソーブ２０２０（チバカイギー製）を１重量％添加したものを使用し、メルトブロー法により平均繊維径６．５μｍ、目付２２ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートに純水サクション法によって帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は６２．１％、ＱＦ値（Ｂ）は０．１７であった。
(Downstream electret nonwoven)
As a raw material, polypropylene is a triazine compound Chimassorb 2020 (manufactured Chibakaigi) using the material obtained by adding 1% by weight to obtain an average fiber diameter of 6.5 [mu] m, the nonwoven fabric sheet having a basis weight of 22 g / m 2 by a melt blow method. Furthermore, the electret nonwoven fabric which carried out the electrification process by the pure water suction method to the obtained nonwoven fabric sheet was obtained. The initial collection efficiency of this nonwoven fabric was 62.1%, and the QF value (B) was 0.17.
（エアフィルター濾材）
上下流のエレクトレット不織布を、実施例５と同様の方法で接着し、目付が８６ｇ／ｍ２、厚みが０．６５ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は１８．８Ｐａ、ＮａＣｌ粒子捕集効率は７７．８Ｐａ、ダスト供給総量は４５．８ｇ／ｍ２であった。
(Air filter media)
The upstream and downstream electret nonwoven fabrics were bonded in the same manner as in Example 5 to obtain an air filter medium having a basis weight of 86 g / m 2 and a thickness of 0.65 mm. The initial pressure loss of this filter medium was 18.8 Pa, the NaCl particle collection efficiency was 77.8 Pa, and the total amount of dust supplied was 45.8 g / m 2 .
［比較例１］
（上流側エレクトレット不織布）
実施例７と同様の複合短繊維からなるエレクトレット不織布を使用した。
[Comparative Example 1]
(Upstream electret nonwoven)
The electret nonwoven fabric which consists of the composite short fiber similar to Example 7 was used.
（下流側エレクトレット不織布）
使用しなかった。
(Downstream electret nonwoven)
Not used.
（エアフィルター濾材）
上流側エレクトレット不織布を単体で使用した。この濾材の初期圧損は１７．３Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は２９．８％、ダスト供給総量は４６．８ｇ／ｍ２であった。
(Air filter media)
The upstream electret nonwoven was used alone. The initial pressure loss of this filter medium was 17.3 Pa, the NaCl collection efficiency was 29.8%, and the total amount of dust supply was 46.8 g / m 2 .
［比較例２］
（上流側エレクトレット不織布）
原料として、ポリプロピレンにトリアジン系化合物であるキマソーブ２０２０（チバカイギー製）を１重量％添加したものを使用し、メルトブロー法により平均繊維径６．５μｍ、目付２２ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートに純水サクション法によって帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．１７であった。
[Comparative Example 2]
(Upstream electret nonwoven)
As a raw material, a non-woven sheet having an average fiber diameter of 6.5 μm and a basis weight of 22 g / m 2 was obtained by a melt blow method using 1% by weight of Kimasorb 2020 (manufactured by Ciba Kaigie) added to polypropylene. Furthermore, the electret nonwoven fabric which carried out the electrification process by the pure water suction method to the obtained nonwoven fabric sheet was obtained. The nonwoven fabric had a QF value (A) of 0.17.
（下流側エレクトレット不織布）
重量比率が５０／５０の芯鞘構造であり芯成分がポリプロピレン、鞘成分がポリエチレンからなる、繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの複合短繊維をエアスルー法によって目付４０ｇ／ｍ２の不織シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法によって帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布の初期捕集効率は５５．６％、ＱＦ値（Ｂ）は１．１であった。
(Downstream electret nonwoven)
Sheath structure and is the core component of polypropylene weight ratio is 50/50, the sheath component consists of polyethylene, fineness 2.2 dtex, the nonwoven sheet basis weight 40 g / m 2 by an air-through method composite short fibers having a fiber length of 51mm Obtained. Further, an electret nonwoven fabric obtained by charging the obtained nonwoven fabric sheet by a corona discharge method was obtained. The initial collection efficiency of this nonwoven fabric was 55.6%, and the QF value (B) was 1.1.
（エアフィルター濾材）
上下流のエレクトレット不織布を、実施例５と同様の方法で接着し、目付が６５ｇ／ｍ２、厚みが０．５７ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は２０．５Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は４４．５％、ダスト総供給量は２０．１ｇ／ｍ２であった。
(Air filter media)
The upstream and downstream electret nonwoven fabrics were bonded in the same manner as in Example 5 to obtain an air filter medium having a basis weight of 65 g / m 2 and a thickness of 0.57 mm. The initial pressure loss of this filter medium was 20.5 Pa, the NaCl collection efficiency was 44.5%, and the total dust supply amount was 20.1 g / m 2 .
［比較例３］
（上流側エレクトレット不織布）
原料として実施例１と同様のポリプロピレンを原料とした繊度１０ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの短繊維をカード法によって目付２０ｇ／ｍ２の不織布状に加工し、１０ｇ／ｍ２のスチレンアクリル樹脂を含浸加工して乾燥させ目付４０ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。さらに得られた不織布シートをコロナ放電法において帯電加工したエレクトレット不織布を得た。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．４２であった。
[Comparative Example 3]
(Upstream electret nonwoven)
A short fiber having a fineness of 10 dtex and a fiber length of 51 mm made of the same polypropylene as in Example 1 as a raw material is processed into a nonwoven fabric with a basis weight of 20 g / m 2 by a card method, and impregnated with 10 g / m 2 of a styrene acrylic resin. And dried to obtain a nonwoven fabric sheet having a basis weight of 40 g / m 2 . Furthermore, the electret nonwoven fabric which carried out the electrification process of the obtained nonwoven fabric sheet in the corona discharge method was obtained. The nonwoven fabric had a QF value (A) of 0.42.
（下流側エレクトレット不織布）
前記上流側エレクトレット不織布と同様の短繊維エレクトレット不織布を使用した。この不織布の初期捕集効率は５２．３％、ＱＦ値（Ｂ）は上流と同じ０．４２であった。
(Downstream electret nonwoven)
The short fiber electret nonwoven fabric similar to the upstream electret nonwoven fabric was used. The initial collection efficiency of this nonwoven fabric was 52.3%, and the QF value (B) was 0.42 as in the upstream.
（エアフィルター濾材）
上下流のエレクトレット不織布を、実施例５と同様の方法で接着し、目付が４３ｇ／ｍ２、厚み０．６０ｍｍのエアフィルター用濾材を得た。この濾材の初期圧損は４０．２Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は３０．６％、ダスト総供給量は６０．２ｇ／ｍ２であった。
(Air filter media)
The upstream and downstream electret nonwoven fabrics were bonded in the same manner as in Example 5 to obtain a filter medium for an air filter having a basis weight of 43 g / m 2 and a thickness of 0.60 mm. The initial pressure loss of this filter medium was 40.2 Pa, the NaCl collection efficiency was 30.6%, and the total dust supply amount was 60.2 g / m 2 .
［比較例４］
（上流側エレクトレット不織布）
実施例７と同様の繊維構成・製法からなる不織布シートをエレクトレット加工せずに使用した。この不織布のＱＦ値（Ａ）は０．０６であった。
[Comparative Example 4]
(Upstream electret nonwoven)
The nonwoven fabric sheet which consists of the fiber structure and manufacturing method similar to Example 7 was used without performing electret processing. The nonwoven fabric had a QF value (A) of 0.06.
（下流側エレクトレット不織布）
原料としてポリエステルを使用し、スパンボンド法において平均繊維径が３０μｍ、目付が３００ｇ／ｍ２の不織布シートを得た。この不織布シートをエレクトレット加工せずに使用した。この不織布の初期捕集効率は６１．２％、ＱＦ値（Ｂ）は０．０３であった。
(Downstream electret nonwoven)
Using the polyester as a raw material, the average fiber diameter in the spunbonding method is 30 [mu] m, weight per unit area to obtain a nonwoven fabric sheet of 300 g / m 2. This nonwoven fabric sheet was used without being electret processed. The initial collection efficiency of this nonwoven fabric was 61.2%, and the QF value (B) was 0.03.
（エアフィルター濾材）
上下流不織布を請求項３と同様の方法で接着し、目付が３５０ｇ／ｍ２、厚みが１．００ｍｍのエアフィルター濾材を得た。この濾材の初期圧損は１４５Ｐａ、ＮａＣｌ捕集効率は６３．４％、ダスト総供給量は１１．８ｇ／ｍ２であった。
(Air filter media)
The upstream and downstream nonwoven fabrics were bonded in the same manner as in claim 3 to obtain an air filter medium having a basis weight of 350 g / m 2 and a thickness of 1.00 mm. This filter medium had an initial pressure loss of 145 Pa, an NaCl collection efficiency of 63.4%, and a total dust supply amount of 11.8 g / m 2 .
なお、実施例１〜８の結果を表１に、そして比較例１〜４の結果を表２にまとめて示す。 The results of Examples 1 to 8 are summarized in Table 1, and the results of Comparative Examples 1 to 4 are summarized in Table 2.
上記から明らかなように、実施例１〜８は、風向きに対して上流側にあるエレクトレット加工された不織布の方がＱＦ値が高くなるよう積層された状態であるため、初期圧損が低く、かつＮａＣｌ粒子のような粒径の細かいダストに対し長期間に渡り高捕集効率であり、さらにダストを捕集しても目詰まりが起こりにくいため、その間より多くのダストを捕集することができる。またこれらの特性を有するためには、上・下流側のエレクトレット不織間のＱＦ値の関係が特定の範囲となるよう設計すること（実施例４〜８）、上流側にＱＦ値の高い短繊維エレクトレット不織布を使用すること（実施例５〜８）、さらには下流側に高風速下における捕集効率の高いエレクトレット不織布を用いること（実施例８）が好ましいことがわかる。 As is clear from the above, Examples 1-8 are in a state where the electret nonwoven fabric on the upstream side with respect to the wind direction is laminated so that the QF value is higher, so the initial pressure loss is low, and High dust collection efficiency over a long period of time for fine dust particles such as NaCl particles, and even when dust is collected, clogging is less likely to occur, so more dust can be collected during that time. . Moreover, in order to have these characteristics, it is designed so that the relationship of the QF value between the electret nonwoven fabrics on the upstream and downstream sides falls within a specific range (Examples 4 to 8), and the short QF value is high on the upstream side. It turns out that it is preferable to use a fiber electret nonwoven fabric (Examples 5-8), and also to use an electret nonwoven fabric with high collection efficiency under high wind speeds (Example 8) on the downstream side.
各実施例に対して比較例１は、ＱＦ値の高いがエレクトレット不織布を単層で使用しているため、使用初期においては高い捕集性能とダスト保持性を有しているが、ダスト付着によるエレクトレット効果低下後の性能低下が著しく、特に粒径の細かいダストの捕集効率を維持できないため好ましくない。 Although each comparative example 1 has a high QF value but uses an electret nonwoven fabric in a single layer, it has high collection performance and dust retention in the initial stage of use. Since the performance drop after the electret effect declines remarkably, and especially the collection efficiency of dust having a fine particle diameter cannot be maintained, it is not preferable.
比較例２は、風向きに対し上流側にＱＦ値の低い濾材、下流側にＱＦ値の高い濾材を配置しているため、ダスト捕集による上流側濾材の目詰まりが早く、下流の濾材の特性が十分に発揮される前に寿命を迎えてしまうため好ましくない。 In Comparative Example 2, since the filter medium having a low QF value is arranged on the upstream side with respect to the wind direction and the filter medium having a high QF value is arranged on the downstream side, the upstream filter medium is quickly clogged by dust collection, and the characteristics of the downstream filter medium Is not preferable because it reaches the end of its life before it is fully exhibited.
比較例３は、ＱＦ値の高い同一のエレクトレット不織布を積層して使用しているため、使用初期においては非常に良好な捕集性能を有するが、ダスト付着による上流側不織布のエレクトレット効果が低下した後の粒径の細かいダストの捕集効率において十分とは言えず好ましくない。 Since Comparative Example 3 uses the same electret nonwoven fabric having a high QF value in a stacked manner, it has very good collection performance in the initial stage of use, but the electret effect of the upstream nonwoven fabric due to dust adhesion has decreased. This is not preferable because it is not sufficient in the collection efficiency of dust having a fine particle size later.
比較例４は、エレクトレット加工をしていないため、捕集効率を上げるためには機械的捕集効率の高い、すなわち圧損が極めて高い不織布を使用せざるを得ず、初期圧損が高く、かつダスト捕集による目詰まりが早いため寿命としても十分でないため好ましくない。 In Comparative Example 4, since the electret processing is not performed, in order to increase the collection efficiency, it is necessary to use a nonwoven fabric having high mechanical collection efficiency, that is, extremely high pressure loss, high initial pressure loss, and dust. Since clogging due to collection is quick, the lifetime is not sufficient, which is not preferable.
本発明によるエアフィルター用濾材は、主に自動車や鉄道車両などの社室内の空気を正常化するためのエアフィルターに使用される。さらにはエアコン用エアフィルター、ＯＡ機器の吸気・廃棄フィルター、ビル空調、個別空調用エアフィルター、産業用クリーンルーム用エアフィルター等のエアフィルター、家庭用空気清浄機エアフィルター濾材として好ましく利用される。 The filter medium for an air filter according to the present invention is mainly used for an air filter for normalizing the air in a company room such as an automobile or a railway vehicle. Furthermore, it is preferably used as an air filter for an air conditioner, an intake / discard filter for OA equipment, an air filter for building air conditioning, an individual air conditioner, an air filter for an industrial clean room, or an air filter for household air cleaners.
Claims (6)
２．５≦ＱＦ値（Ａ）／ＱＦ値（Ｂ）≦７０ The air filter medium according to claim 1, wherein the following relationship is established between the QF value (A) and the QF value (B).
2.5 ≦ QF value (A) / QF value (B) ≦ 70
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