JP2013034941A - Oil proof filter - Google Patents

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Yoshiyuki Kitagawa
義幸 北川
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a filter in which the reduction of efficiency in oil mist load is suppressed, high efficiency is maintained even when loosing electric charge, and the rise of air-flow resistance is suppressed.SOLUTION: The filter is constituted by laminating an electret fiber layer having oil repellency, and a sheet containing a porous material such as an activated charcoal or an oil absorbable layer being a fiber sheet comprising olefine base fiber or polyester base fiber.

Description

本発明は空気浄化用途に用いられるフィルターおよびその利用に関する。   The present invention relates to a filter used for air purification and its use.

従来より、空気浄化用途に用いられるフィルターとしては各種繊維素材からなる繊維層が用いられている。これらは、メンブレンや粒子充填層を用いた濾過方式よりも通気抵抗が低く、かつ構成素材同士の空隙率が大きいためにフィルターとして長寿命であるという利点を有している。また、シート状であるため変形の自由度が高く、防塵マスク、各種空調機器用エレメント、空気清浄機などに幅広く用いられている。   Conventionally, fiber layers made of various fiber materials have been used as filters used for air purification applications. These have the advantage that the ventilation resistance is lower than that of a filtration method using a membrane or a particle packed layer, and the lifetime of the filter is long because the porosity of the constituent materials is large. Further, since it is in the form of a sheet, the degree of freedom of deformation is high, and it is widely used in dust masks, various air conditioner elements, air purifiers and the like.

繊維層フィルターは、さえぎり、拡散、慣性衝突などの機械的捕集機構により構成繊維上に粒子を捕捉するが、これらの機構は粒子、繊維径や通過風速により変動するが、0.1〜0.3μm前後にフィルター捕集効率として極小値を有することが知られている。   The fiber layer filter captures particles on the constituent fibers by a mechanical collection mechanism such as blocking, diffusion, inertial collision, etc., but these mechanisms vary depending on the particle, fiber diameter and passing wind speed, but 0.1 to 0 It is known that the filter collection efficiency has a minimum value around 3 μm.

上記の極小値における効率を向上させるため、電気的な引力を併用する方法が知られている。たとえば、被捕集粒子に電荷を与える方法、電極間にフィルターを配置することによりフィルター使用時に誘電分極させる方法、絶縁性材料に電荷を保持させることにより静電引力を利用する方法などが知られている。フィルター構成繊維に安定的な電荷を保持させたフィルターは予め所定の帯電処理を行うのみで外部電源などのエネルギーを必要としないため、エレクトレットフィルター、静電フィルター等として幅広く用いられている。   In order to improve the efficiency at the above-mentioned minimum value, a method using electric attractive force in combination is known. For example, there are known a method of applying charge to the particles to be collected, a method of dielectric polarization when using a filter by placing a filter between the electrodes, and a method of utilizing electrostatic attraction by holding an electric charge in an insulating material. ing. A filter in which a stable charge is held in a filter-constituting fiber is preliminarily used as an electret filter, an electrostatic filter and the like because it only performs a predetermined charging process and does not require energy such as an external power source.

しかしながら、エレクトレットフィルターは粒子の捕集に伴い静電引力が低下するという問題があり、とりわけオイルミストが表面に付着した場合には液滴が表面を被覆するとともに電荷そのものの漏洩、中和を招くため急激に性能が低下するという問題ある。かかる問題を解決するために、通常のエレクトレットフィルターよりも撥油性を高めた、すなわち表面張力をさせたフィルターを用いることが知られている。   However, the electret filter has a problem that the electrostatic attraction is reduced as the particles are collected. Especially when the oil mist adheres to the surface, the droplet covers the surface and causes leakage and neutralization of the charge itself. Therefore, there is a problem that the performance is suddenly lowered. In order to solve such a problem, it is known to use a filter having higher oil repellency than that of a normal electret filter, that is, having a surface tension.

エレクトレットフィルターには、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート等の疎水性高分子が用いられているため、さらに撥油性を高めるために樹脂内にパーフルオロ基を有した添加剤を混合する方法(たとえば、特許文献1参照)、パーフルオロ基を有した加工剤で表面処理する方法(たとえば、特許文献2参照)、ならびに繊維構成素材の水素をフッ素置換する方法(たとえば、特許文献3参照)などにより、オイルミスト耐性を持たせることが知られている。   Since electret filters use hydrophobic polymers such as polyolefin, polyester, and polycarbonate, a method of mixing an additive having a perfluoro group in the resin to further improve oil repellency (for example, patent documents) 1), a method of surface treatment with a processing agent having a perfluoro group (see, for example, Patent Document 2), a method of substituting hydrogen in a fiber constituent material with fluorine (for example, see Patent Document 3), and the like. It is known to be resistant.

特開2009−6313号公報JP 2009-6313 A 特開2009−242550号公報JP 2009-242550 A 特表2002−519483号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-519483

従来公知の撥油性フィルターを用いた場合、繊維表面におけるオイルミストの広がりが抑制されるため、粒子負荷に対して効率の低下は緩やかとなる。その一方で、液滴の接触角が大きくなることで同一負荷量における通風抵抗の上昇率が大となり、更には一定以上に負荷した場合には液滴同士の連結により閉塞されるという問題がある。また、撥油性を付与されていても電荷の散逸およびフィルター効率の低下を完全に防ぐことはできないため、電荷消失時においても高い機械的捕集効率を発現するフィルターが望まれている。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、オイルミスト負荷における効率低下を抑制し、かつ電荷消失時にも高効率を維持するとともに通気抵抗の上昇を抑制することを目的とする。
When a conventionally known oil-repellent filter is used, the spread of oil mist on the fiber surface is suppressed, so that the efficiency drop is moderate with respect to the particle load. On the other hand, the increase in the contact angle of the droplets increases the rate of increase in ventilation resistance at the same load, and there is a problem that the droplets are blocked due to the connection between the droplets when loaded more than a certain amount. . Moreover, even if oil repellency is imparted, it is not possible to completely prevent the dissipation of charges and the decrease in filter efficiency. Therefore, a filter that exhibits a high mechanical collection efficiency even when charges are lost is desired.
This invention solves such a conventional subject, and it aims at suppressing the fall in efficiency in an oil mist load, and also suppressing a raise of ventilation resistance while maintaining high efficiency at the time of charge loss. .

本発明のフィルターは前記の問題を解決するために、下記の構成を有することを特徴とするものである。
(1)撥油性を有するエレクトレット繊維層と、吸油層を積層したフィルター。
(2)吸油層が多孔質材料を含んでなる(1)に記載のフィルター。
(3)吸油層が繊維シートからなる(1)に記載のフィルター。
(4)繊維層からなる吸油層が上流側に配置されてなる(3)に記載のフィルター。
(5)エレクトレット繊維層が繊維径が1μm以下の繊維から構成されている(1)〜(4)のいずれかに記載のフィルター。
In order to solve the above problems, the filter of the present invention has the following configuration.
(1) A filter in which an electret fiber layer having oil repellency and an oil absorbing layer are laminated.
(2) The filter according to (1), wherein the oil absorption layer comprises a porous material.
(3) The filter according to (1), wherein the oil absorbing layer is made of a fiber sheet.
(4) The filter according to (3), wherein an oil absorbing layer composed of a fiber layer is disposed on the upstream side.
(5) The filter according to any one of (1) to (4), wherein the electret fiber layer is composed of fibers having a fiber diameter of 1 μm or less.

本発明により、オイルミスト負荷に対して効率低下が少なく、かつ通気抵抗の上昇を抑制したフィルターを得ることが可能となる。   According to the present invention, it is possible to obtain a filter in which the efficiency is less reduced with respect to the oil mist load and the increase in ventilation resistance is suppressed.

以下に本発明の具体例を例示するが、本発明の趣旨に則り用途毎に最適な構成を選択するものである。   Specific examples of the present invention are illustrated below, but an optimal configuration is selected for each application in accordance with the gist of the present invention.

本発明のフィルターは、少なくとも1層がエレクトレット繊維層で構成されていることを特徴とする。繊維層とは織布、不織布、綿状などを用途に応じて適当な形状および厚みに成形したものであるが、フィルター用途としては不織布であることが好ましい。   The filter of the present invention is characterized in that at least one layer is composed of an electret fiber layer. The fiber layer is formed by forming a woven fabric, a nonwoven fabric, a cotton shape, or the like into an appropriate shape and thickness according to the application, and is preferably a nonwoven fabric for a filter application.

不織布を得る方法としては単成分短繊維や分割短繊維、芯鞘型複合短繊維をカーディング、エアレイド、湿式抄紙法などによりシート化し短繊維不織布を得る方法や、スパンボンド法、メルトブローン法、エレクトロスピニング法などにより長繊維不織布を得る方法など従来公知の方法を用いることが可能である。機械的捕集機構を効果的に利用することで緻密な細繊度のシートが容易に得られることから、不織布を得る方法として、メルトブローン法やエレクトロスピニング法が好ましく、残溶剤の処理を必要としない観点からメルトブローン法や溶融エレクトロスピニングが最も好ましい。   Nonwoven fabrics can be obtained by sheeting single-component short fibers, split short fibers, core-sheath composite short fibers by carding, airlaid, wet papermaking, etc. to obtain short fiber nonwoven fabrics, spunbond methods, meltblown methods, electro It is possible to use a conventionally known method such as a method of obtaining a long fiber nonwoven fabric by a spinning method or the like. Since a sheet having a fine fineness can be easily obtained by effectively using a mechanical collection mechanism, a melt blown method or an electrospinning method is preferable as a method for obtaining a nonwoven fabric, and the treatment of residual solvent is not required. From the viewpoint, the melt blown method and the melt electrospinning are most preferable.

上記繊維層のエレクトレット化はフィルター使用時に所望の特性が得られるものであれば特に制限されず、繊維単体、シート成形時、シート成型後のいずれでエレクトレット化してもかまわない。また、エレクトレット化法としても、高電圧による分極、荷電イオンの衝突、荷電粒子の注入、摩擦帯電、蒸気および凝縮、噴霧液体との接触および衝突帯電など従来公知の方法を用いることができる。   The electretization of the fiber layer is not particularly limited as long as desired characteristics can be obtained when the filter is used, and the fiber layer may be electretized either as a single fiber, during sheet molding, or after sheet molding. Also, as the electretization method, conventionally known methods such as polarization by high voltage, collision of charged ions, injection of charged particles, frictional charging, vapor and condensation, contact with spray liquid and collision charging can be used.

エレクトレット繊維層に用いられる素材としては所望の特性を有するものであれば特に制限されないが、繊維形状などへの加工性を考慮し、電気抵抗の高い合成樹脂素材であることが好ましい。具体的には非フッ素系素材としてはポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリオレフィン、環状オレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどであり、より好ましくはポリエチレン、ポリブテン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、環状オレフィン等のポリオレフィン系素材であり、疎水性、電気抵抗、成形性などのバランスが良好であるため実用特性に優れたエレクトレット層が得られる。   The material used for the electret fiber layer is not particularly limited as long as it has desired characteristics, but it is preferably a synthetic resin material having high electrical resistance in consideration of processability to a fiber shape and the like. Specifically, the non-fluorine-based material is polyester, polycarbonate, polyamide, polyolefin, cyclic olefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, etc., more preferably polyethylene, polybutene, polypropylene, polymethylpentene, polystyrene, cyclic olefin, etc. This is a polyolefin-based material, and since it has a good balance of hydrophobicity, electrical resistance, moldability, etc., an electret layer having excellent practical characteristics can be obtained.

上述の合成樹脂素材は実質的に撥油特性を示さないため、予めフッ素原子を有した合成樹脂素材を用いることも好ましい、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体(PFA)、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、テトラフルオロエチレン‐ヘキサフルオロプロピレン‐ビニリデンフロオライド3元共重合体(THV)などであり、熱可塑性の観点からはFEP、PFA、ETFE、PCTFE、PVDF、THVがより好ましい。   Since the above synthetic resin material does not substantially exhibit oil repellency, it is also preferable to use a synthetic resin material having a fluorine atom in advance, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer Copolymer (FEP), tetrafluoroethylene / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer (PFA), ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF) Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-vinylidene fluoride terpolymer (THV), and FEP, PFA, ETFE, PCTFE, PVDF, and THV are more preferable from the viewpoint of thermoplasticity.

上記樹脂素材には樹脂自体の劣化を抑制し、更にはエレクトレット繊維層の電荷安定性を高めるために、従来公知の配合剤および配合組成を好ましく用いることができる。たとえば、配合剤としては各種金属塩、酸化防止剤、光安定化剤などであり、配合組成としては、異なる樹脂成分を混合することにより得られるポリマーアロイなどである。   Conventionally known compounding agents and compounding compositions can be preferably used for the resin material in order to suppress deterioration of the resin itself and to further improve the charge stability of the electret fiber layer. For example, the compounding agent includes various metal salts, antioxidants, light stabilizers, and the like, and the compounding composition includes a polymer alloy obtained by mixing different resin components.

エレクトレット繊維層に非フッ素系樹脂を用いる場合には撥油処理されてなることを特徴とする。撥油処理の方法としては繊維製造時にフッ素樹脂を混合する方法、フッ素系添加剤を混合する方法、繊維またはシート形状とした後にフッ素系表面処理剤を付着させる方法、フッ素樹脂にて表面コーティングする方法、フッ素ガスにて繊維表面を直接フッ素化する方法、フッ素化合物をグラフト処理する方法など従来公知の手法を好ましく用いることができる。中でも、繊維製造後にフッ素化処理することは、フッ素系樹脂の分解温度や溶融粘度の影響を受けず成形の自由度が高められるとともに、また廃棄処理、製造コスト面でも有利となる。   When a non-fluorine resin is used for the electret fiber layer, it is characterized in that it is oil-repellent. Oil repellent treatment methods include mixing a fluororesin during fiber production, mixing a fluorine-based additive, forming a fiber or sheet, and then attaching a fluorine-based surface treatment agent, or coating the surface with a fluororesin. Conventionally known methods such as a method, a method of directly fluorinating the fiber surface with fluorine gas, and a method of grafting a fluorine compound can be preferably used. Among these, fluorination treatment after fiber production increases the degree of freedom of molding without being affected by the decomposition temperature and melt viscosity of the fluororesin, and is advantageous in terms of disposal treatment and production costs.

素材の撥油性は、JIS K6768(1999)にて定義されるぬれ張力試験液において、浸透に必要な表面試験液張力として40mN/m以下が好ましく、35mN/m以下がより好ましく、30mN/m以下がさらに好ましく、25mN/m以下が最も好ましい。これらの数値は防塵マスクや空調エレメントの評価試験に用いられる代表的オイルミストであるDOP(表面張力:31mN/m)やPAO(たとえばEmery3004・表面張力:29mN/m)および、実使用環境におけるオイルミストへの耐久性を考慮したものである。   The oil repellency of the material is preferably 40 mN / m or less, more preferably 35 mN / m or less, and more preferably 30 mN / m or less as the surface test solution tension required for penetration in the wetting tension test solution defined in JIS K6768 (1999). Is more preferable, and 25 mN / m or less is most preferable. These figures are DOP (surface tension: 31 mN / m) and PAO (for example, Emery 3004, surface tension: 29 mN / m), which are typical oil mists used in evaluation tests of dust masks and air conditioning elements, and oil in actual use environments. Considering durability against mist.

本発明のエレクトレット繊維層に用いられる繊維の繊維径は0.001〜100μmであることが好ましく、0.005〜20μmであることがより好ましく、0.01〜10μmであることが更に好ましく、0.02〜1μmであることが最も好ましい。繊維径を上記範囲とする目的は、機械的捕集効率を高める一方で、通気抵抗を低減させるためである。   The fiber diameter of the fiber used in the electret fiber layer of the present invention is preferably 0.001 to 100 μm, more preferably 0.005 to 20 μm, still more preferably 0.01 to 10 μm, and 0 Most preferably, the thickness is from 02 to 1 μm. The purpose of setting the fiber diameter in the above range is to reduce the ventilation resistance while increasing the mechanical collection efficiency.

本発明においては、機械的捕集効率を高めることを意図としているため、エレクトレット繊維層が単独の製法、素材からなる均一素材であってもよく、製法、素材ならびに繊維径の異なる2種以上の素材を用いてなるシート材料でも良い。   In the present invention, since it is intended to increase the efficiency of mechanical collection, the electret fiber layer may be a single manufacturing method or a uniform material made of a material, and the manufacturing method, the material, and two or more different fiber diameters may be used. A sheet material made of a material may be used.

本発明においては、撥油性を有するエレクトレット繊維層に吸油層を積層してなることを特徴とする。フィルター分野において一般的に付加されるオイルミストとしては試験粒子としてDOP、PAO、DEHS、使用環境で負荷される成分としてはタバコ煙、調理油、潤滑油、農薬等であり、非フッ素系素材を繊維層として用いた場合には、ポリエチレン、ポリプロピレン等の低エネルギー材料であっても液滴の浸透や拡散が生じる。   In the present invention, an oil absorbing layer is laminated on an electret fiber layer having oil repellency. Oil mists generally added in the filter field include DOP, PAO, DEHS as test particles, tobacco smoke, cooking oil, lubricating oil, agricultural chemicals, etc. as components loaded in the use environment. When used as a fiber layer, even if a low energy material such as polyethylene or polypropylene is used, the penetration and diffusion of droplets occurs.

吸油層の素材としては、撥油層に捕捉された液滴を吸収移行するものであれば特に制限されないが、活性炭、ゼオライト、パルプなど多孔質材料を含有もしくは表面に加工したシートや、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリスチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリアクリロニトリル繊維、ポリエステル繊維、ポリカーボネート繊維、セルロース繊維、レーヨン繊維などからなる繊維シートを用いることが好ましい。より好ましくはポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリスチレン繊維などのオレフィン系繊維もしくはポリエステル繊維からなる繊維シートであり、最も好ましくはポリプロピレン繊維シートである。   The material of the oil-absorbing layer is not particularly limited as long as it absorbs and transfers the droplets captured in the oil-repellent layer, but a sheet containing a porous material such as activated carbon, zeolite, pulp or processed on the surface, polypropylene fiber, It is preferable to use a fiber sheet made of polyethylene fiber, polystyrene fiber, polyamide fiber, polyacrylonitrile fiber, polyester fiber, polycarbonate fiber, cellulose fiber, rayon fiber or the like. More preferred are fiber sheets made of olefin fibers such as polypropylene fibers, polyethylene fibers, polystyrene fibers or polyester fibers, and most preferred are polypropylene fiber sheets.

吸油層に繊維シートを用いる場合は、1種類もしくは2種類以上の繊維を組み合わせて用いることも好ましく、通風抵抗や粗大粒子の捕集などの観点で適当な素材を選択することができる。   When using a fiber sheet for the oil-absorbing layer, it is also preferable to use one type or a combination of two or more types of fibers, and an appropriate material can be selected from the viewpoint of ventilation resistance and collection of coarse particles.

吸油層に用いられる素材は、非エレクトレット化素材またはエレクトレット化素材のいずれでも用いることが可能であり、エレクトレット化素材であることが好ましい。   The material used for the oil absorbing layer can be either a non-electretized material or an electretized material, and is preferably an electretized material.

吸油層に用いる繊維シートの種類は所望の構成が得られるものであれば特に制限されないが、サーマルボンド法、スパンボンド法、スパンレース法、溶融および溶液法によるエレクトロスピニングなどの方法によりシート化した素材を用いることができる。   The type of fiber sheet used in the oil absorbing layer is not particularly limited as long as the desired configuration can be obtained, but the sheet is formed by a method such as a thermal bond method, a spun bond method, a spun lace method, an electrospinning method using a melting method and a solution method. Material can be used.

吸油層に用いる繊維シートを構成する繊維としては、繊維径が0.005〜100μmであることが好ましく、0.01〜20μmであることがより好ましく、0.5〜5μmであることが更に好ましく、1〜10μmであることが最も好ましい。   The fiber constituting the fiber sheet used in the oil absorbing layer preferably has a fiber diameter of 0.005 to 100 μm, more preferably 0.01 to 20 μm, and still more preferably 0.5 to 5 μm. Most preferably, it is 1-10 micrometers.

撥油層と吸油層に使用する繊維径は捕集対象とする粒子や使用環境により選択することができるが、撥油層に用いる繊維はより細繊度であることが好ましい。
より好ましくは撥油層に用いる繊維が繊維径1μm以下のナノファイバーであり、親油層が繊維径1μm〜10μm程度のマイクロファイバーであることが好ましい。
The fiber diameter used for the oil repellent layer and the oil absorbing layer can be selected depending on the particles to be collected and the use environment, but the fiber used for the oil repellent layer is preferably finer.
More preferably, the fiber used for the oil repellent layer is a nanofiber having a fiber diameter of 1 μm or less, and the lipophilic layer is preferably a microfiber having a fiber diameter of about 1 μm to 10 μm.

本組み合わせの意図は下記効果を念頭においたものである。
まず第1に、繊維径の小なるナノファイバーを用いることで、同一通気抵抗における機械的捕集効率を高めることが可能であり、電荷が消失した場合の最低捕集効率を向上することができる。
第2に、ナノファイバーを単一層として用いた場合には、繊維間距離および濾材体積が小さいことからオイルミストの保持容量を確保することが困難であるが、吸油層に移行させることで通気抵抗の上昇が抑制される。
第3に、ナノファイバーとマイクロファイバーは同一風速における最低捕集粒子径が異なり、マイクロファイバーの最低捕集効率は0.3μm程度に最大透過率を持つのに対し、ナノファイバーの最低捕集効率は0.1μm程度に最大透過率を有するため、捕集性能が相補的となる。したがって、試験用ミストやタバコ煙、環境中のオイルミストなど特定範囲に個数最頻径を持つ対象に対して電荷消失時の最低捕集性能を向上し、フィルター性能を高めることができる。
The intention of this combination is with the following effects in mind.
First, by using nanofibers with a small fiber diameter, it is possible to increase the mechanical collection efficiency at the same ventilation resistance, and it is possible to improve the minimum collection efficiency when the charge is lost. .
Second, when nanofibers are used as a single layer, it is difficult to ensure the oil mist retention capacity because the interfiber distance and the volume of the filter medium are small. Rise is suppressed.
Third, nanofibers and microfibers have different minimum collection particle sizes at the same wind speed, and the minimum collection efficiency of microfibers has a maximum transmittance of about 0.3 μm, whereas the minimum collection efficiency of nanofibers Has a maximum transmittance of about 0.1 μm, so that the collection performance is complementary. Therefore, the minimum collection performance at the time of charge disappearance can be improved and the filter performance can be improved with respect to an object having a number mode diameter in a specific range such as test mist, tobacco smoke, and environmental oil mist.

本発明のフィルターは少なくとも一組の撥油層と吸油層を組み合わせてオイルミストに対する効率向上および長寿命化を達成するものであり、必要に応じて他の構成部材と併用して用いることができる。すなわち、プレフィルター層、繊維保護層、補強部材ならびに機能性繊維層などと組み合わせて用いることも好ましい。   The filter of the present invention achieves efficiency improvement and long life against oil mist by combining at least one pair of oil-repellent layer and oil-absorbing layer, and can be used in combination with other components as necessary. That is, it is also preferable to use in combination with a prefilter layer, a fiber protective layer, a reinforcing member, a functional fiber layer, and the like.

プレフィルター層ならびに繊維保護層としては、例えばスパンボンド不織布、サーマルボンド不織布、発泡ウレタンなどであり、補強部材としては例えばサーマルボンド不織布、各種ネットなどであり、機能性繊維層としては例えば抗菌、抗ウイルスならびに識別や意匠のを目的とした着色繊維層などを例示することができる。吸油層にこれらの機能を持たせることも厚みや通気抵抗を低減する方法として好ましい。   Examples of the prefilter layer and the fiber protective layer include a spunbond nonwoven fabric, a thermal bond nonwoven fabric, and urethane foam. Examples of the reinforcing member include a thermal bond nonwoven fabric and various nets. Examples thereof include a colored fiber layer for the purpose of viruses and identification and design. Providing these functions to the oil-absorbing layer is also preferable as a method for reducing thickness and ventilation resistance.

本発明のフィルターはオイルミストを除去するためのフィルター用途に幅広く用いることができる。一例としては、防塵および防毒マスク、家庭用空気清浄機、建物ならびに乗物の換気システム、各種装置の保護など幅広く用いることができる。   The filter of the present invention can be widely used in filter applications for removing oil mist. For example, it can be widely used for dust and gas masks, household air purifiers, ventilation systems for buildings and vehicles, and protection of various devices.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
(フィルター試験方法)
オイルミストに対する捕集試験は以下の方法にて実施した。
負荷条件
負荷粒子:Durasyn 164 (PAO:poly α-olefin Emery3004相当物)
発生器 :TOPAS ATM-226 (発生粒子径0.3μm前後)
負荷面積:50mmφ
風速 :10cm/s
負荷量 :40mg/min (0.055mg/L:21.1g/m2/min)
効率計条件
評価粒子:大気塵
計測法 :光散乱計数法 (範囲0.3〜0.5μm)
評価風速:10cm/s
なお、フィルターの捕集効率は上流側と下流側の粒子数から下式にて算出した。
フィルター捕集効率(%)=(1−(下流側個数÷上流側個数))×100
(撥油試験法)
撥油試験法は以下の試験にて実施した。
JIS K6768(1999)に定められた配合にて30、35、40、45、50mN/mの試験液を調整した。微生物試験用マイクロピペッターにて100μm静置し浸透度合いを観察した。液滴として存在する場合にはフィルター表面張力はその数値以下であるとする。
(フィルター性能指標)
フィルターの性能比較としてQF値を用いた。単位通気抵抗あたりの捕集性能を示すものである。
QF=(−Ln(下流側個数÷上流側個数))÷通気抵抗
Embodiments of the present invention will be described below.
(Filter test method)
The collection test for oil mist was carried out by the following method.
Load condition Load particle: Durasyn 164 (PAO: poly α-olefin Emery3004 equivalent)
Generator: TOPAS ATM-226 (Generated particle size around 0.3μm)
Load area: 50mmφ
Wind speed: 10cm / s
Load: 40 mg / min (0.055 mg / L: 21.1 g / m 2 / min)
Efficiency meter conditions Evaluation particle: Atmospheric dust Measurement method: Light scattering counting method (range 0.3-0.5μm)
Evaluation wind speed: 10cm / s
The collection efficiency of the filter was calculated from the number of particles on the upstream side and downstream side according to the following equation.
Filter collection efficiency (%) = (1− (number of downstream side ÷ number of upstream side)) × 100
(Oil repellent test method)
The oil repellency test was carried out by the following test.
Test solutions of 30, 35, 40, 45, and 50 mN / m were prepared according to the formulation specified in JIS K6768 (1999). The osmosis | permeation degree was observed by leaving still 100 micrometers with the micropipette for microbe tests. When it exists as a droplet, the filter surface tension is assumed to be less than that value.
(Filter performance index)
QF values were used as a filter performance comparison. It shows the collection performance per unit ventilation resistance.
QF = (-Ln (number of downstream side ÷ number of upstream side)) ÷ ventilation resistance

(実施例1)
メルトブローン法により得られた目付30g/m、平均繊維径3μm、厚み0.25mmのポリプロピレンシートに対し、イソプロピルアルコール(IPA)-水溶液と混合したフッ素系撥油加工剤(旭硝子株式会社製 AG−E092)を浸透させた後に乾燥処理を行った。付着量は1g/mであり、30mN/m以下の撥油性を有していた。エレクトレット化処理した後に、未加工の同一シート(35mN/m以上の吸油性)と、メッシュ状の粘着樹脂を用い、貼り合わせた。初期効率は99%、通気抵抗は110Paであった。オイルミスト負荷後の効率は95%、通気抵抗は135Paであった。また、積層シートの除電品効率は45%、QF値は0.0054であった。
Example 1
Fluorine-based oil repellent finishing agent (AG-manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) mixed with isopropyl alcohol (IPA) -water solution to a polypropylene sheet having a basis weight of 30 g / m 2 , an average fiber diameter of 3 μm and a thickness of 0.25 mm obtained by the melt blown method E092) was infiltrated and then dried. The adhesion amount was 1 g / m 2 and had an oil repellency of 30 mN / m or less. After the electretization treatment, the same unprocessed sheet (oil absorbing property of 35 mN / m or more) and a mesh-like adhesive resin were used for bonding. The initial efficiency was 99% and the ventilation resistance was 110 Pa. The efficiency after oil mist loading was 95%, and the ventilation resistance was 135 Pa. Moreover, the static elimination product efficiency of the laminated sheet was 45%, and the QF value was 0.0054.

(実施例2)
メルトブローン法により得られた目付8g/m、平均繊維径0.6μm、厚み0.1mmのポリプロピレンシートに対し、IPA溶液と混合したフッ素系撥油加工剤(旭硝子株式会社製 AG−E092)を浸漬し乾燥処理を行った。付着量は0.3g/mであり、30mN/m以下の撥油性を有していた。エレクトレット化処理した後に未加工の同一シート(35mN/m以上の吸油性)と、メッシュ状の粘着樹脂を用い、貼り合わせた。初期効率は99.5%、通気抵抗は135Paであった。オイルミスト負荷後の効率は95%、通気抵抗は155Paであった。また、積層シートの除電品効率は81%、QF値は0.012であった。
(Example 2)
Fluorine-based oil repellent finishing agent (AG-E092 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) mixed with IPA solution to a polypropylene sheet having a basis weight of 8 g / m 2 , an average fiber diameter of 0.6 μm and a thickness of 0.1 mm obtained by the melt blown method. It was immersed and dried. The adhesion amount was 0.3 g / m 2 and had oil repellency of 30 mN / m or less. After the electret treatment, the same unprocessed sheet (oil absorbing property of 35 mN / m or more) and a mesh-like adhesive resin were used for bonding. The initial efficiency was 99.5% and the ventilation resistance was 135 Pa. The efficiency after oil mist loading was 95%, and the ventilation resistance was 155 Pa. Moreover, the static elimination product efficiency of the laminated sheet was 81%, and the QF value was 0.012.

(比較例1)
実施例1の構成において撥油処理を実施しなかった以外は同一とした。
初期効率は99%、通気抵抗は110Paであったが、オイルミスト負荷後の効率48%、通気抵抗は130Paであった。また、積層シートの除電品効率は45%、QF値は0.0054であった。
(Comparative Example 1)
The configuration of Example 1 was the same except that the oil repellent treatment was not performed.
The initial efficiency was 99% and the ventilation resistance was 110 Pa, but the efficiency after loading with oil mist was 48% and the ventilation resistance was 130 Pa. Moreover, the static elimination product efficiency of the laminated sheet was 45%, and the QF value was 0.0054.

(比較例2)
実施例2の構成にてフッ素加工シートのみを試験に用いた。初期効率は99%、通気抵抗は80Paであったが、オイルミスト負荷後の効率は90%、通気抵抗は280Paであった。また、シート単体の除電品効率は70%、QF値は0.015であった。
(Comparative Example 2)
In the configuration of Example 2, only the fluorine processed sheet was used for the test. The initial efficiency was 99% and the ventilation resistance was 80 Pa, but the efficiency after loading with oil mist was 90% and the ventilation resistance was 280 Pa. Further, the efficiency of the static elimination product of the sheet alone was 70%, and the QF value was 0.015.

比較例1では、実施例1に対して効率の低下が大きい。比較例2では実施例2に対し通気抵抗の上昇が著しく、効率低下も大きい。また、実施例2により電荷を有していない状態でも高い効率を与えることがわかる。   In Comparative Example 1, the decrease in efficiency is larger than that in Example 1. In Comparative Example 2, the ventilation resistance is remarkably increased and the efficiency is greatly reduced compared to Example 2. Further, it can be seen that Example 2 gives high efficiency even in a state where no charge is present.

オイルミストを除去するためのフィルター用途に幅広く用いることができる。一例としては、防塵および防毒マスク、家庭用空気清浄機、建物ならびに乗物の換気システム、各種装置の保護など幅広く用いることができる。   It can be widely used in filter applications for removing oil mist. For example, it can be widely used for dust and gas masks, household air purifiers, ventilation systems for buildings and vehicles, and protection of various devices.

Claims (5)

撥油性を有するエレクトレット繊維層と、吸油層を積層したフィルター。   A filter in which an electret fiber layer having oil repellency and an oil absorbing layer are laminated. 吸油層が多孔質材料を含んでなる請求項1に記載のフィルター。   The filter according to claim 1, wherein the oil absorbing layer comprises a porous material. 吸油層が繊維シートからなる請求項1に記載のフィルター。   The filter according to claim 1, wherein the oil absorbing layer comprises a fiber sheet. 繊維層からなる吸油層が上流側に配置されてなる請求項3に記載のフィルター。   The filter according to claim 3, wherein an oil absorbing layer made of a fiber layer is disposed on the upstream side. エレクトレット繊維層が繊維径が1μm以下の繊維から構成されている請求項1〜4のいずれかに記載のフィルター。   The filter according to any one of claims 1 to 4, wherein the electret fiber layer is composed of fibers having a fiber diameter of 1 µm or less.
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