JP2014024019A - 花粉捕集用エアフィルター濾材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上記の課題は、不織布基材に水系ポリウレタン樹脂を含有させてなる花粉捕集用エアフィルター濾材において、厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されていることを特徴とする花粉捕集用エアフィルター濾材により、解決された。
【選択図】なし
Description
[水系ポリウレタン樹脂の調製]
ノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)AP−12)とノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)N−33)を乾燥質量比8:2.6の割合でブレンドし、水系ポリウレタン樹脂を得た。
水系ポリウレタン樹脂と黒色着色顔料(トーヨーケム製、EMF(商標登録) BRACK HK)を乾燥質量比10:5の割合でブレンドした。液中の固形分濃度が50質量%になるように水で希釈したものを添着液に用いた。
ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度3.3デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度4.4デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度6.6デシテックス、繊維長51mm)を20:60:20の比率でブレンド後に開繊しウェブを形成、サーマルボンド法で繊維を結着した目付け30g/m2のPET不織布を得た。
スプレー塗布装置を用いて、目付け30g/m2のPET不織布に添着液を水系ポリウレタン樹脂の乾燥質量で10.0g/m2を添着した。塗布方法であるが、該ポリウレタン樹脂の乾燥質量で表面と裏面それぞれの方向から5.0g/m2ずつをスプレー塗布した。厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されるようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った。水系ポリウレタン樹脂を添着したPET不織布は、内部温度120℃の熱風乾燥機中で10分間乾燥させ、実施例1のエアフィルター濾材を得た。
[エアフィルター濾材の調製]
水系ポリウレタン樹脂が均一に分布しないようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った以外は、実施例1と同様の方法で、比較例1のエアフィルター濾材を得た。
[エアフィルター濾材の調製]
スプレー塗布装置を用いて、目付け30g/m2のPET不織布に、水系ポリウレタン樹脂を乾燥質量で片面方向からのみ10.0g/m2をスプレー塗布し、厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布しないように添着加工を行った以外は、実施例1と同様の方法で、比較例2のエアフィルター濾材を得た。
[エアフィルター濾材の調製]
水系ポリウレタン樹脂を乾燥質量で5.0g/m2添着した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例2のエアフィルター濾材を得た。塗布方法であるが、該ポリウレタン樹脂の乾燥質量で表面と裏面それぞれの方向から2.5g/m2ずつをスプレー塗布した。厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されるようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った。
[エアフィルター濾材の調製]
水系ポリウレタン樹脂を乾燥質量で13.0g/m2添着した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例3のエアフィルターを得た。塗布方法であるが、該ポリウレタン樹脂の乾燥質量で表面と裏面それぞれの方向から6.5g/m2ずつをスプレー塗布した。厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されるようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った。
[エアフィルター濾材の調製]
水系ポリウレタン樹脂を乾燥質量で3.0g/m2添着した以外は、実施例1と同様の方法で、比較例3のエアフィルター濾材を得た。塗布方法であるが、該ポリウレタン樹脂の乾燥質量で表面と裏面それぞれの方向から1.5g/m2ずつをスプレー塗布した。厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されるようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った。
[エアフィルター濾材の調製]
水系ポリウレタン樹脂を乾燥質量で15.0g/m2添着した以外は、実施例1と同様の方法で、比較例4のエアフィルター濾材を得た。塗布方法であるが、該ポリウレタン樹脂の乾燥質量で表面と裏面それぞれの方向から7.5g/m2ずつをスプレー塗布した。厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されるようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った。
[水系ポリウレタン樹脂の調製]
ノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)AP−12)とノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)N−33)を乾燥質量比8:2.6の割合でブレンドし、水系ポリウレタン樹脂を得た。
水系ポリウレタン樹脂と黒色着色顔料(トーヨーケム製、EMF(商標登録) BRACK HK)とアクリル系樹脂(中央理科工業製、リカボンド(商標登録) FK−68H)を乾燥質量比10:5:30の割合でブレンドした。液中の固形分濃度が50質量%になるように水で希釈したものを添着液に用いた。
ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度3.3デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度4.4デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度6.6デシテックス、繊維長51mm)を20:60:20の比率でブレンド後に開繊しウェブを形成、サーマルボンド法で繊維を結着した目付け30g/m2のPET不織布を得た。
スプレー塗布装置を用いて、目付け30g/m2のPET不織布に添着液を水系ポリウレタン樹脂の乾燥質量で10.0g/m2を添着した。塗布方法であるが、該ポリウレタン樹脂の乾燥質量で表面と裏面それぞれの方向から5.0g/m2ずつをスプレー塗布した。厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されるようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った。水系ポリウレタン樹脂を添着したPET不織布は、内部温度120℃の熱風乾燥機中で10分間乾燥させ、実施例4のエアフィルター濾材を得た。
[水系ポリウレタン樹脂の調製]
ノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)AP−12)とノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)N−33)を乾燥質量比8:2.6の割合でブレンドし、水系ポリウレタン樹脂を得た。
水系ポリウレタン樹脂と黒色着色顔料(トーヨーケム製、EMF(商標登録) BRACK HK)を乾燥質量比10:5の割合でブレンドした。液中の固形分濃度が50質量%になるように水で希釈したものを添着液に用いた。
ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度3.3デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度4.4デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度6.6デシテックス、繊維長51mm)を20:60:20の比率でブレンド後に開繊しウェブを形成、サーマルボンド法で繊維を結着した目付け40g/m2のPET不織布を得た。
スプレー塗布装置を用いて、目付け40g/m2のPET不織布に添着液を水系ポリウレタン樹脂の乾燥質量で13.2g/m2を添着した。塗布方法であるが、該ポリウレタン樹脂の乾燥質量で表面と裏面それぞれの方向から6.1g/m2ずつをスプレー塗布した。厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されるようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った。水系ポリウレタン樹脂を添着したPET不織布は、内部温度120℃の熱風乾燥機中で10分間乾燥させ、実施例5のエアフィルター濾材を得た。
[水系ポリウレタン樹脂の調製]
ノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)AP−12)とノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)N−33)を乾燥質量比8:2.6の割合でブレンドし、水系ポリウレタン樹脂を得た。
水系ポリウレタン樹脂と黒色着色顔料(トーヨーケム製、EMF(商標登録) BRACK HK)を乾燥質量比10:5の割合でブレンドした。液中の固形分濃度が50質量%になるように水で希釈したものを添着液に用いた。
ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度3.3デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度4.4デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度6.6デシテックス、繊維長51mm)を20:60:20の比率でブレンド後に開繊しウェブを形成、サーマルボンド法で繊維を結着した目付け60g/m2のPET不織布を得た。
スプレー塗布装置を用いて、目付け60g/m2のPET不織布に添着液を水系ポリウレタン樹脂の乾燥質量で19.8g/m2を添着した。塗布方法であるが、該ポリウレタン樹脂の乾燥質量で表面と裏面それぞれの方向から9.9g/m2ずつをスプレー塗布した。厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されるようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った。水系ポリウレタン樹脂を添着したPET不織布は、内部温度120℃の熱風乾燥機中で10分間乾燥させ、実施例6のエアフィルター濾材を得た。
[水系ポリウレタン樹脂の調製]
ノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)AP−12)とノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)N−33)を乾燥質量比8:2.6の割合でブレンドし、水系ポリウレタン樹脂を得た。
水系ポリウレタン樹脂と黒色着色顔料(トーヨーケム製、EMF(商標登録) BRACK HK)を乾燥質量比10:5の割合でブレンドした。液中の固形分濃度が50質量%になるように水で希釈したものを添着液に用いた。
ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度3.3デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度4.4デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度6.6デシテックス、繊維長51mm)を20:60:20の比率でブレンド後に開繊しウェブを形成、サーマルボンド法で繊維を結着した目付け250g/m2のPET不織布を得た。
スプレー塗布装置を用いて、目付け250g/m2のPET不織布に添着液を水系ポリウレタン樹脂の乾燥質量で82.5g/m2を添着した。塗布方法であるが、該ポリウレタン樹脂の乾燥質量で表面と裏面それぞれの方向から41.25g/m2ずつをスプレー塗布した。厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されるようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った。水系ポリウレタン樹脂を添着したPET不織布は、内部温度120℃の熱風乾燥機中で10分間乾燥させ、実施例7のエアフィルター濾材を得た。
[水系ポリウレタン樹脂の調製]
ノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)AP−12)とノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)N−33)を乾燥質量比8:2.6の割合でブレンドし、水系ポリウレタン樹脂を得た。
水系ポリウレタン樹脂と黒色着色顔料(トーヨーケム製、EMF(商標登録) BRACK HK)とステアリン酸カルシウム(ブロッキング防止剤)を乾燥質量比10:5:0.01の割合でブレンドした。液中の固形分濃度が50質量%になるように水で希釈したものを添着液に用いた。
ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度3.3デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度4.4デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度6.6デシテックス、繊維長51mm)を20:60:20の比率でブレンド後に開繊しウェブを形成、サーマルボンド法で繊維を結着した目付け30g/m2のPET不織布を得た。
スプレー塗布装置を用いて、目付け30g/m2のPET不織布に添着液を水系ポリウレタン樹脂の乾燥質量で10.0g/m2を添着した。塗布方法であるが、該ポリウレタン樹脂の乾燥質量で表面と裏面それぞれの方向から5.0g/m2ずつをスプレー塗布した。厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されるようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った。水系ポリウレタン樹脂を添着したPET不織布は、内部温度120℃の熱風乾燥機中で10分間乾燥させ、実施例8のエアフィルター濾材を得た。
[水系ポリウレタン樹脂の調製]
ノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)AP−12)とノニオン性水系ポリウレタン樹脂(日華化学製、エバファノール(登録商標)N−33)を乾燥質量比8:2.6の割合でブレンドし、水系ポリウレタン樹脂を得た。
水とノニオン系界面活性剤(花王製、エマルゲン(商標登録)910)と塩化カルシウムを乾燥質量比5:4:1の割合でブレンドし、感熱ゲル化剤を得た。
水系ポリウレタン樹脂と黒色着色顔料(トーヨーケム製、EMF(商標登録) BRACK HK)と感熱ゲル化剤を乾燥質量比10:5:0.05の割合でブレンドした。液中の固形分濃度が50質量%になるように水で希釈したものを添着液に用いた。
ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度3.3デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度4.4デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度6.6デシテックス、繊維長51mm)を20:60:20の比率でブレンド後に開繊しウェブを形成、サーマルボンド法で繊維を結着した目付け30g/m2のPET不織布を得た。
スプレー塗布装置を用いて、目付け30g/m2のPET不織布に添着液を水系ポリウレタン樹脂の乾燥質量で10.0g/m2を添着した。塗布方法であるが、該ポリウレタン樹脂の乾燥質量で表面と裏面それぞれの方向から5.0g/m2ずつをスプレー塗布した。厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されるようにスプレー条件を調整し、添着加工を行った。水系ポリウレタン樹脂を添着したPET不織布は、内部温度120℃の熱風乾燥機中で10分間乾燥させ、実施例9のエアフィルター濾材を得た。
[不織布の調製]
ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度3.3デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度4.4デシテックス、繊維長51mm)とポリエチレンテレフタレート(PET)繊維(ユニチカ製、メルティ(商標登録)4080、繊度6.6デシテックス、繊維長51mm)を20:60:20の比率でブレンド後に開繊しウェブを形成、サーマルボンド法で繊維を結着した目付け30g/m2のPET不織布を得た。
平均分子量約1500、ヒドロキシル価75.0のポリプロピレングリコール1000質量部に対して、2,4−トルイレンジイソシアネート80質量%と2,6−トルイレンジイソシアネート20質量%との混合物233質量部を、80℃で3時間反応させて、末端イソシアネート基含有4.5質量%のプレポリマーを得た。このプレポリマー100質量部に対して、グリセリンにプロピレンオキサイドを付加重合させた平均分子量約3000、ヒドロキシル価5.68のトリオール111.4質量部と触媒としてオクテン酸鉛系触媒1.0質量部と黒色着色顔料(トーヨーケム製、EMF(商標登録) BRACK HK)100質量部を、希釈溶剤としてトルエンを加えて常温で均一になるまで混合した。この混合物を目付け30g/m2のPET不織布に含浸した後、80℃で5分間反応させることにより、不織布基材に10.0g/m2添着させ、比較例5のエアフィルター濾材を得た。
花粉除去性能は、風速可変型風洞にフィルター濾材をセットし、花粉疑似物質である石松子を散布することで評価を行った。石松子の粒子径と、代表的な花粉であるスギ花粉の粒径は約20〜30μmでほぼ同じことから、石松子の除去率を花粉除去率とした。花粉除去性能測定時の濾材寸法は280mm×280mm、風速は0.5m/秒、石松子の散布量は2gで散布速度は0.5g/分であった。空気調和機、生活用品として使用する場合、少なくとも50%の花粉を除去することが要求される。そこで、50%以上の花粉除去率のものは「○」、50%未満のものは「×」と評価した。
濾材接着性は、重ね合わせた二枚の濾材の上に、重りで負荷をかけた後、上の濾材を持ち上げた時に下の濾材が剥がれずに持ち上がるかどうかで評価した。濾材接着性評価時の濾材寸法は200mm×200mm、重りは直径10cmの円柱状で5kg、重りの負荷時間は5分であった。濾材接着性能評価で接着しなかったものは「○」、接着したものは「×」と評価した。
不織布基材を構成する繊維全体が水系ポリウレタン樹脂で被覆されていることを確認するために、顕微鏡で濾材の観察を行った。デジタルカメラ内蔵生物顕微鏡(松電舎製、製品名:GR−D8T)を用いて、対物レンズ4倍での観察を行った。エアフィルター濾材の観察位置は、表面層、濾材の表面を剥いだ中間層、裏面層の観察を行った。不織布基材を構成する繊維全体が水系ポリウレタン樹脂でムラなく被覆されているものは「○」、水系ポリウレタン樹脂による被覆にムラがある状態の場合を「×」と評価した。なお、比較例5については、非水系ポリウレタン樹脂でムラなく被覆されているか否かを評価した。
厚み方向に水系ポリウレタン樹脂が均一に分布する状態を判定するために、二値化画像解析を行った。デジタル画像スキャナー(キャノン製、製品名:CanoScan(登録商標) LiDE 700F)で濾材の表面層、濾材の表面を剥いだ中間層、裏面層の平面方向におけるモノクロ二値化画像データを得た。スキャニング条件は、モノクロで300dpiであった。二値化画像データを画像解析プログラムで解析し、黒色部分の面積率を算出した。各層間での黒色部分の面積率の差が20%未満のものは「○」、20%以上のものを「×」とした。なお、比較例5については、非水系ポリウレタン樹脂が均一に分布しているか否かを評価した。
市販の空気清浄機(シャープ製、KC−A50)のフィルターを取り払い、代わりに実施例1で得たフィルター濾材を取り付けた。
市販の空気清浄機(シャープ製、KC−A50)のフィルターを取り払い、代わりに実施例1の作成に用いたPET不織布基材を取り付けた。
1m3のアクリル容器中に、空気清浄機を設置・運転し、花粉疑似物質である石松子を散布した。空気清浄機のモードは強(風量5.1m3/分)で、石松子の散布量は2gで散布速度は0.5g/分であった。石松子散布から30分後に空気清浄機の運転を止め、フィルターを回収し、石松子の付着量を計測した。
Claims (4)
- 不織布基材に水系ポリウレタン樹脂を含有させてなる花粉捕集用エアフィルター濾材において、厚み方向に該ポリウレタン樹脂が均一に分布すると共に、不織布基材を構成する繊維全体が該ポリウレタン樹脂で被覆されていて、水系ポリウレタン樹脂の乾燥質量(A)と不織布基材の乾燥質量(B)の比率(A/B)が0.1<A/B<0.5の範囲であることを特徴とする花粉捕集用エアフィルター濾材。
- 水系ポリウレタン樹脂とブロッキング防止剤とを含有させてなる請求項1に記載の花粉捕集用エアフィルター濾材。
- 水系ポリウレタン樹脂と感熱ゲル化剤を含有させてなる請求項1又は2に記載の花粉捕集用エアフィルター濾材。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の花粉捕集用エアフィルター濾材を搭載した空気調和機。
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