JP2014121699A - Air filter filter material and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機や空気清浄装置などに組み込まれるエアフィルタにおいて、極細繊維を含むエアフィルタ濾材、およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an air filter medium including ultrafine fibers in an air filter incorporated in an air conditioner, an air purifier, and the like, and a method for manufacturing the same.
従来、この種のエアフィルタ濾材として、極細繊維層と熱融着性繊維層とを、ホットメルト系樹脂からなる繊維状シートを介して加熱ロールで加圧して接合した熱接着性複合シートが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of air filter medium, there has been known a heat-adhesive composite sheet in which an ultrafine fiber layer and a heat-fusible fiber layer are joined by pressing with a heating roll through a fibrous sheet made of a hot-melt resin. (For example, refer to Patent Document 1).
以下、その熱接着性複合シートについて、図8を参照しながら説明する。 Hereinafter, the heat-adhesive composite sheet will be described with reference to FIG.
図8に示すように、熱接着性複合シートは、平均繊維径0.1〜5μmの極細繊維層101と、平均繊維径6〜30μmの熱融着性繊維層102とを、メルトブロー法により形成したホットメルト系樹脂からなる繊維状シート103を介して加熱ロールで加圧して接合したものである。
As shown in FIG. 8, the heat-adhesive composite sheet is formed by a melt blow method by forming an
また、この種のエアフィルタ濾材として、繊維シートに、極細繊維層を備え、これらが液状バインダーに由来する樹脂によって接着された多層シートが知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, as this type of air filter medium, a multilayer sheet is known in which a fiber sheet is provided with an ultrafine fiber layer and these are bonded with a resin derived from a liquid binder (see, for example, Patent Document 2).
以下、その多層シートについて、図9を参照しながら説明する。 Hereinafter, the multilayer sheet will be described with reference to FIG.
図9に示すように、多層シートは、少なくとも片面の一部に導電性を有する繊維シート201の導電性を有する面側に、静電紡糸法によって作製された平均繊維径が1μm以下の極細繊維層202を備えており、繊維シート201と極細繊維層202とが液状バインダーに由来する樹脂203によって接着されている。
As shown in FIG. 9, the multilayer sheet is an ultrafine fiber having an average fiber diameter of 1 μm or less produced by an electrospinning method on the conductive surface side of the
特許文献1のような従来のエアフィルタ濾材においては、極細繊維層101と熱融着性繊維層102とを、ホットメルト系樹脂からなる繊維状シート103を介して加熱ロールで加圧して接合したものであったため、ホットメルト系樹脂からなる繊維状シート103は自立して形状を保てる強度を備えている必要があった。そのため、極細繊維層101と熱融着性繊維層102との接着に必要な量より多い接着材が極細繊維層101に広がり、極細繊維層101の有効部分が閉塞し、通気性が悪化するという課題があった。
In a conventional air filter medium such as Patent Document 1, the
また、特許文献2のエアフィルタ濾材においては、極細繊維層202を備えた繊維シート201に、液状バインダーを付与し、乾燥して、液状バインダーに由来する樹脂によって接着するものであったため、液状バインダーが、極細繊維層202の内部に、毛細管現象によって多量に浸透し、繊維の交絡部に樹脂膜を形成し、極細繊維層202の有効部分が閉塞し、通気性が悪化するという課題があった。
Further, in the air filter medium of Patent Document 2, since the
さらに、これらのエアフィルタ濾材に保護層を設ける場合には、基材と極細繊維層との接着に加え、保護層も含めた接着が必要となり、より通気性が悪化するという課題を有していた。 Furthermore, when providing a protective layer on these air filter media, in addition to the adhesion between the substrate and the ultrafine fiber layer, adhesion including the protective layer is required, and there is a problem that air permeability is further deteriorated. It was.
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、基材と、極細繊維と、それを保護するための保護層とを、良好な通気性を保ちつつ接着することができるエアフィルタ濾材を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described conventional problems, and is an air filter medium capable of bonding a base material, an ultrafine fiber, and a protective layer for protecting the base material while maintaining good air permeability. The purpose is to provide.
そして、この目的を達成するために、本発明は、基材と、径100nm以上1μm以下の極細繊維からなる極細繊維層と、前記極細繊維層を保護するための保護層とを有するエアフィルタ濾材において、基材と、保護層の間に、極細繊維層および接着材を備え、前記接着材が、前記極細繊維層の一部を貫通して前記基材と前記保護層とを接着させることを特徴とするものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve this object, the present invention provides an air filter medium having a base material, an ultrafine fiber layer composed of ultrafine fibers having a diameter of 100 nm to 1 μm, and a protective layer for protecting the ultrafine fiber layer. In the method, an ultrafine fiber layer and an adhesive material are provided between the base material and the protective layer, and the adhesive material penetrates a part of the ultrafine fiber layer to adhere the base material and the protective layer. It is a feature that achieves the intended purpose.
また、基材と、径100nm以上1μm以下の極細繊維からなる極細繊維層と、前記極細繊維層を保護するための保護層とを有するエアフィルタ濾材において、基材表面に、接着材による接着層と、極細繊維層とを設け、さらに保護層を重ねた後、これらを圧着して、接着材により基材と保護層を接着させ、かつ、前記接着材が、前記極細繊維層の一部を貫通して前記基材と前記保護層とを接着させるようにしたエアフィルタ濾材の製造方法であり、これにより所期の目的を達成するものである。 Moreover, in the air filter medium which has a base material, the ultrafine fiber layer which consists of an ultrafine fiber with a diameter of 100 nm or more and 1 micrometer or less, and the protective layer for protecting the said ultrafine fiber layer, the adhesive layer by an adhesive material on the base material surface And an extra fine fiber layer, and after further stacking the protective layer, these are pressure-bonded, and the base material and the protective layer are adhered by an adhesive, and the adhesive is a part of the extra fine fiber layer. This is a method for producing an air filter medium that penetrates and adheres the base material and the protective layer, thereby achieving the intended purpose.
本発明によれば、基材と、径100nm以上1μm以下の極細繊維からなる極細繊維層と、前記極細繊維層を保護するための保護層とを有するエアフィルタ濾材において、基材と、保護層の間に、極細繊維層および接着材を備え、前記接着材が、前記極細繊維層の一部を貫通して前記基材と前記保護層とを接着させることを特徴とするものであり、基材と極細繊維と保護層とを接着するための接着材の量をより少なくすることができ、これらが強固に接着されながらも、エアフィルタ濾材としての良好な通気性を保つことができるものである。 According to the present invention, in an air filter medium having a base material, an ultrafine fiber layer composed of ultrafine fibers having a diameter of 100 nm to 1 μm, and a protective layer for protecting the ultrafine fiber layer, the base material and the protective layer A fine fiber layer and an adhesive, and the adhesive penetrates a part of the ultrafine fiber layer to bond the base material and the protective layer. The amount of adhesive for adhering the material, ultrafine fibers, and protective layer can be reduced, and while these are firmly bonded, good air permeability as an air filter medium can be maintained. is there.
また、本発明によれば、基材表面に、接着材を設けた後、その上に極細繊維層を設け、さらに保護層を重ねた後、これらを圧着して、接着材により基材と保護層を接着させ、かつ、前記接着材が、前記極細繊維層の一部を貫通して前記基材と前記保護層とを接着させるようにしたことにより、これらが強固に接着されながらも、エアフィルタ濾材としての良好な通気性を保つことができるエアフィルタ濾材を容易に製造できるものである。 Further, according to the present invention, after providing an adhesive on the surface of the base material, an ultrafine fiber layer is provided thereon, a protective layer is further stacked, and then these are crimped to protect the base material with the adhesive. By adhering layers, the adhesive material penetrates a part of the ultrafine fiber layer and adheres the base material and the protective layer. An air filter medium that can maintain good air permeability as a filter medium can be easily manufactured.
本発明の請求項1記載のエアフィルタ濾材は、基材と、径100nm以上1μm以下の極細繊維からなる極細繊維層と、前記極細繊維層を保護するための保護層とを有するエアフィルタ濾材において、基材と、保護層の間に、極細繊維層および接着材を備え、前記接着材が、前記極細繊維層の一部を貫通して前記基材と前記保護層とを接着させることを特徴とする。 An air filter medium according to claim 1 of the present invention includes a base material, an ultrafine fiber layer made of ultrafine fibers having a diameter of 100 nm or more and 1 μm or less, and a protective layer for protecting the ultrafine fiber layer. And an ultrafine fiber layer and an adhesive material between the base material and the protective layer, wherein the adhesive material penetrates a part of the ultrafine fiber layer and adheres the base material and the protective layer. And
これにより、基材と極細繊維と保護層とを接着するための接着材の量をより少なくすることができ、基材と保護層が極細繊維を介して強固に接着されながらも、エアフィルタ濾材としての良好な通気性を保つことができるという効果を奏する。 Thereby, the amount of the adhesive for bonding the base material, the ultrafine fiber, and the protective layer can be reduced, and the air filter medium can be used while the base material and the protective layer are firmly bonded via the ultrafine fiber. As a result, it is possible to maintain good air permeability.
また、基材が、樹脂からなるシートであってもよい。これにより、紙などのシートに比べて引っ張り強度が強く、濾材の巻き取り、あるいはその後のプリーツ加工時に破断しにくいという効果を得ることができる。破断しにくいため、基材と極細繊維および基材と保護層の接着部分が変形することを防止でき、良好な通気性を保ちつつ接着することができるエアフィルタ濾材を提供できる。また、基材を構成する樹脂シートの粗密構造や、ファイバ径等を容易に制御でき、極細繊維層の特性に適したシートを得ることができる。さらに、樹脂からなるシートを帯電処理すれば、エアフィルタ濾材に、大気中の塵を高効率に捕集できる効果を付加することができる。 Moreover, the base material may be a sheet made of resin. Thereby, it is possible to obtain an effect that the tensile strength is higher than that of a sheet such as paper and the filter medium is not easily broken during winding or subsequent pleating. Since it is difficult to break, it is possible to prevent deformation of the bonded portion of the base material and the ultrafine fiber and the base material and the protective layer, and it is possible to provide an air filter medium that can be bonded while maintaining good air permeability. Moreover, the density structure of the resin sheet which comprises a base material, a fiber diameter, etc. can be controlled easily, and the sheet | seat suitable for the characteristic of an ultrafine fiber layer can be obtained. Furthermore, if the resin sheet is charged, an effect of collecting dust in the air with high efficiency can be added to the air filter medium.
また、基材が、ガラスファイバからなるシートであってもよい。これにより、プリーツ加工に適したコシをエアフィルタ濾材に付与できる。さらに、材質安定性に優れるため、基材自身の機能を、接着層の種類や接着方法に影響を受けず安定して得ることができる。 The base material may be a sheet made of glass fiber. Thereby, the stiffness suitable for pleating can be imparted to the air filter medium. Furthermore, since the material stability is excellent, the function of the base material itself can be stably obtained without being affected by the type of the adhesive layer and the adhesion method.
また、基材が、有色であってもよい。これにより、接着層を設けたかどうかを容易に視認、あるいは装置によって検出することができる。さらに、機能性材料を利用して有色化した場合には、エアフィルタ濾材に機能付加することができる。 Further, the substrate may be colored. Thereby, it can be easily visually recognized or detected by an apparatus whether or not the adhesive layer is provided. Furthermore, when colored using a functional material, a function can be added to the air filter medium.
また、保護層が、樹脂ファイバからなるシートであってもよい。これにより、保護層を構成するシートの粗密構造や、ファイバ径等を容易に制御でき、極細繊維層の特性に適したシートを得ることができる。さらに、樹脂ファイバからなるシートを帯電処理すれば、エアフィルタ濾材に、大気中の塵を高効率に捕集できる効果を付加することができる。 Further, the protective layer may be a sheet made of resin fiber. Thereby, the density structure of the sheet | seat which comprises a protective layer, a fiber diameter, etc. can be controlled easily, and the sheet | seat suitable for the characteristic of an ultrafine fiber layer can be obtained. Furthermore, if the sheet | seat which consists of resin fibers is electrified, the effect which can collect the dust in air | atmosphere with high efficiency can be added to an air filter filter medium.
また、本発明の請求項6記載のエアフィルタ濾材の製造方法は、基材と、径100nm以上1μm以下の極細繊維からなる極細繊維層と、前記極細繊維層を保護するための保護層とを有するエアフィルタ濾材において、基材表面に、接着材による接着層と、極細繊維層とを設け、さらに保護層を重ねた後、これらを圧着して、接着材により基材と保護層を接着させ、かつ、前記接着材が、前記極細繊維層の一部を貫通して前記基材と前記保護層とを接着させるようにしたものである。 Moreover, the manufacturing method of the air filter medium of Claim 6 of this invention is a base material, the ultrafine fiber layer which consists of an ultrafine fiber with a diameter of 100 nm or more and 1 micrometer or less, and the protective layer for protecting the said ultrafine fiber layer. In an air filter medium having an adhesive layer, an adhesive layer made of an adhesive and an ultrafine fiber layer are provided on the surface of the base material. And the said adhesive material penetrates a part of said ultrafine fiber layer, and makes it adhere | attach the said base material and the said protective layer.
これにより、基材と、極細繊維と、それを保護するための保護層とが強固に接着されながらも、エアフィルタ濾材としての良好な通気性を保つことができるエアフィルタ濾材を容易に製造できるという効果を奏する。 As a result, an air filter medium that can maintain good air permeability as an air filter medium can be easily manufactured while the base material, the ultrafine fibers, and the protective layer for protecting the substrate are firmly bonded. There is an effect.
また、基材表面に、接着材による接着層を設けた後、その上に前記極細繊維層を設け、さらに前記保護層を重ねた後、積層方向両側から圧着して、前記接着材により前記基材と前記保護層を接着させるようにしたものである。 In addition, after providing an adhesive layer with an adhesive on the surface of the substrate, the ultrafine fiber layer is provided thereon, and the protective layer is further stacked, and then crimped from both sides in the laminating direction, and the base is formed by the adhesive. The material and the protective layer are bonded together.
これにより、基材の上に接着層の厚みによる凹凸が形成され、その上に極細繊維層が設けられるため、極細繊維層が立体的に空隙を持った形で層を形成することとなり、圧力損失の低下と粉塵保持空間の増加による長寿命化の効果を得ることができる。 As a result, unevenness due to the thickness of the adhesive layer is formed on the substrate, and the ultrafine fiber layer is provided thereon, so that the ultrafine fiber layer forms a layer with three-dimensional voids, and pressure It is possible to obtain the effect of extending the life by reducing the loss and increasing the dust holding space.
また、接着層を、熱溶融性の粉末状粒子を基材表面に散布することによって形成したものである。接着材を、熱溶融性の粉末状として散布することにより、粉末同士が適度な間隔をあけて基材表面に落下し、基材と極細繊維と保護層とを接着するための接着材の量をより少なくすることができ、基材と保護層が極細繊維を介して強固に接着されながらも、エアフィルタ濾材としての良好な通気性を保つことができるという効果を奏する。 Further, the adhesive layer is formed by spraying hot-melt powdery particles on the substrate surface. By spraying the adhesive in the form of a heat-meltable powder, the amount of the adhesive that causes the powder to fall on the surface of the base material at an appropriate interval to bond the base material, the ultrafine fiber, and the protective layer As a result, it is possible to maintain good air permeability as an air filter medium while the base material and the protective layer are firmly bonded via the ultrafine fibers.
また、基材が樹脂からなるシートであり、加熱して接着材を溶融させながら基材と保護層を接着するものである。これにより、加熱時に基材の樹脂と接着材の温度上昇速度が近くなり、均一に接着剤が溶融して基材と保護層を強固に接着することができる。また、接着剤の一部のみが過剰に溶融して、基材内部に溶融樹脂が侵入することによる空隙の閉塞を防止することができ、良好な通気性を保ちつつ接着することができる。 Further, the base material is a sheet made of resin, and the base material and the protective layer are bonded while heating to melt the adhesive. Thereby, the temperature rise rate of the resin of the base material and the adhesive becomes close at the time of heating, and the adhesive can be uniformly melted to firmly bond the base material and the protective layer. Further, only a part of the adhesive is excessively melted, and the clogging of the voids due to the penetration of the molten resin into the base material can be prevented, and adhesion can be performed while maintaining good air permeability.
また、極細繊維の径よりも、接着材の粒子径のほうが大きいものである。これにより、確実に極細繊維を接着剤が貫通して、基材と保護層を強固に接着して、良好な通気性を保ちつつ接着することができる。 Moreover, the particle diameter of the adhesive is larger than the diameter of the ultrafine fibers. Accordingly, the adhesive can surely pass through the ultrafine fibers, and the base material and the protective layer can be firmly bonded to each other while maintaining good air permeability.
また、接着材が粒子径分布をもち、小さな粒子径に対する大きな粒子径の相対比率が2倍以上であるようにしたものである。接着材の大きさが変化することにより、基材表面に散布された接着材によって形成される凹凸形状に変化が生じ、その上に極細繊維層が設けられるため、極細繊維層がさらに立体的に空隙を持った形で層を形成することとなり、圧力損失の低下と粉塵保持空間の増加による、通気性の向上と長寿命化の効果を得ることができる。 Further, the adhesive has a particle size distribution, and the relative ratio of the large particle size to the small particle size is at least twice. By changing the size of the adhesive, the uneven shape formed by the adhesive spread on the surface of the base material changes, and the ultrafine fiber layer is provided on the uneven shape. The layer is formed in a form having voids, and the effect of improving the air permeability and extending the service life by reducing the pressure loss and increasing the dust holding space can be obtained.
また、接着層を、熱溶融性材料を基材表面にスプレー噴霧することによって形成し、その上に極細繊維層を設け、さらに保護層を重ねた後、これらを加熱接着する製造方法であってもよい。これにより、極細繊維が、接着層内に埋まりやすくなるため、圧着のために高い圧力を加える必要がなく、基材や極細繊維層、保護層が初期の形状を保ちやすい。さらに、常温において、基材と保護層とをより強固に接着することができる。 Further, the adhesive layer is formed by spraying a heat-meltable material on the surface of a base material, an ultrafine fiber layer is provided thereon, and a protective layer is further stacked, and then these are heated and bonded. Also good. Thereby, since the ultrafine fibers are easily embedded in the adhesive layer, it is not necessary to apply high pressure for pressure bonding, and the base material, the ultrafine fiber layer, and the protective layer can easily maintain the initial shape. Furthermore, the base material and the protective layer can be more firmly bonded at room temperature.
また、加熱方向を、基材側からとした製造方法であってもよい。これにより、基材表面に設けた接着層に、熱が伝わりやすく、より短時間で、少ないエネルギーで、十分な接着強度を得ることができる。 Moreover, the manufacturing method which made the heating direction from the base-material side may be sufficient. Thereby, heat is easily transmitted to the adhesive layer provided on the surface of the substrate, and sufficient adhesive strength can be obtained in a shorter time and with less energy.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1に示すように、エアフィルタ濾材11は、基材12と、径100nm以上1μm以下の極細繊維からなる極細繊維層13と極細繊維層を保護するための保護層14を有する。基材12と、保護層14の間に、極細繊維層13および接着材15を備え、接着材15が、極細繊維層13の一部を貫通して基材12と保護層14とを接着させる。図2には、基材12表面に散布された粉末状の接着材15の様子を示す。また、図3には、基材12表面に溶融状態で噴霧された繊維状の接着材15の様子を示す。図4および図5には、エアフィルタ濾材の製造途中の状態の一例を示す概略断面図を示す。図6および図7には、本発明のエアフィルタ濾材11の製造方法の一例を示す。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the
図2のように粉末状の接着材を用いる場合には、基材12表面に、粉末状の接着剤を散布することによって接着材15を点在状態にした後、その上に、電界紡糸法によって極細繊維層13を設け、さらに保護層14を重ねた後、これらを圧着して、接着材15により基材12と保護層14を、極細繊維層13を介して接着、すなわち、接着材15が、極細繊維層13の一部を貫通して基材12と保護層14とを接着させる。ここで、接着剤の散布では、接着材同士が重なりあわないようにすることが好ましい。接着材は適度な間隔として、接着材の粒子径以上の隙間を空けて点在するとよい。40μmの接着材粒子であれば、周囲に40μm以上の間隔をあけることによって、接着材が溶融してもお互いの接着材同士が接触することがなく、良好な通気性を保ちつつ接着することができる。
In the case of using a powdery adhesive as shown in FIG. 2, the adhesive 15 is made to be scattered by spraying a powdery adhesive on the surface of the
図5には、本発明のエアフィルタ濾材11の製造方法の別の一例を示す。基材12表面に、電界紡糸法によって極細繊維層13を設け、その上にスプレーによって接着材15を繊維状に設けた後、その上に、さらに保護層14を重ねた後、これらを圧着して、接着材15により基材12と保護層14を、極細繊維層13を介して接着、すなわち、接着材15が、極細繊維層13の一部を貫通して基材12と保護層14とを接着させる。
In FIG. 5, another example of the manufacturing method of the
本発明において、図2に示すように粉末状の接着材15を用いる場合には、接着材15は、間隔を空けて点在した状態に設けられている。接着材15は、極細繊維層13の一部を貫通して基材12と保護層14とを接着しうる最小限が確保されていれば良い。接着材15の粒子径は、極細繊維層13貫通させるために、極細繊維の繊維径よりも大きいほうが望ましい。
In the present invention, when the
また、図3に示すように、熱溶融樹脂材料を溶融してノズルからスプレー噴霧する接着材15を用いる場合、接着材15は間隔を空けた繊維状に設けられている。接着材15の繊維径や量は任意であり、極細繊維層13の一部を貫通して基材12と保護層14とを接着しうる最小限が確保されていれば良い。また、有機溶剤や水で希釈した液状接着材を用いてもよい。
Moreover, as shown in FIG. 3, when using the
これにより、背景技術で説明した、接着性を有する繊維状シートを挿入して接着する場合に生じる極細繊維層13の有効部分の閉塞や、液状バインダーを付与して接着する場合に生じる繊維の交絡部における樹脂膜形成による極細繊維層13の有効部分の閉塞を避けることができる。
As a result, as described in the background art, the effective portion of the
このように接着材15を繊維状とし、繊維間の距離を一定間隔以上とすることにより、基材12と極細繊維層13と保護層14とを接着するための接着材の量をより少なくすることができ、これらが強固に接着されながらも、エアフィルタ濾材としての良好な通気性を保つことができる。
Thus, the amount of the adhesive material for bonding the
基材12としては、ガラスファイバからなるシートや、樹脂ファイバからなるシート、紙、金属網等、通気性を有するものであれば何ら限定されるものではない。ガラスファイバからなるシートを用いた場合には、エアフィルタ濾材にプリーツ加工等を施す際に必要なコシを得ることができる。さらに、材質安定性に優れるため、基材自身の機能を、接着層の種類や接着方法に影響を受けず安定して得ることができる。
The
極細繊維層13を、たとえば、電界紡糸法によって得る場合には、基材12は導電性を有しているのが良い。また、基材12と保護層14との接着の際に、加熱を実施する場合には、耐熱性に優れた材料を選定するのが良い。また、圧着の際に高い圧力を加える場合には、構造が崩れにくいシートを選定するのが良い。
When the
基材12が有色であれば、たとえばホットメルト系接着剤やゴム系接着剤、樹脂エマルジョン等の、色を与えにくい材料を接着材15として利用する場合に、接着層を設けたかどうかを容易に視認、あるいは装置によって検出することができる。
If the
また、基材12と、保護層14が異なる色をしていれば、エアフィルタ濾材11は、表裏が異色ということになり、成形時あるいはユーザの使用時において、表裏の区別がつきやすくなる。さらに、たとえば、カーボンファイバなどの機能性材料を基材12に混合して、それを有色化した場合には、脱臭性能や導電性などの機能をエアフィルタ濾材11に付与することができる。
Moreover, if the
保護層14は、基材12と同じ材料を用いても良いし、違えても良い。保護層14が樹脂ファイバからなるシートである場合、保護層を構成するシートの粗密構造や、ファイバ径等を容易に制御でき、極細繊維層13の特性に適したシートを得ることができる。
The
たとえば、極細繊維の長さが1mmであれば、樹脂ファイバの目付量を制御することによって、シートにおける孔径を1mm以下とすれば、接着材15内に存在していない極細繊維がエアフィルタ濾材11の外に放出されることを防止できる。
For example, if the length of the ultrafine fiber is 1 mm, by controlling the basis weight of the resin fiber so that the hole diameter in the sheet is 1 mm or less, the ultrafine fiber that is not present in the adhesive 15 is removed from the
さらに、樹脂ファイバからなるシートを帯電処理すれば、エアフィルタ濾材11に、大気中の塵を静電気によって引き寄せる効果を付加することができ、エアフィルタ濾材11に、高い集塵効果を与えることができる。
Furthermore, if the sheet | seat which consists of resin fibers is electrified, the effect which draws in the dust in air | atmosphere with static electricity can be added to the
本発明のエアフィルタ濾材11の製造工程としては、基材12表面に極細繊維層13を設けた後、その上に接着材15を設ける方法、あるいは基材12表面に接着材15を設けた後、その上に極細繊維層13を設ける方法が挙げられる。この状態を模式的に示した断面図が図4である。図4(a)では、基材12の表面に極細繊維層13が形成され、その上に接着材15の層が形成される。一方、図4(b)のように、基材12表面に接着材15を設けた後、その上に極細繊維層13を設ける方法では、基材の上に接着層の厚みによる凹凸が形成され、その上に極細繊維層が設けられる。図4(b)では、極細繊維層が立体的に空隙を持った形で層を形成することとなり、圧力損失の低下と粉塵保持空間の増加による長寿命化の効果を得ることができる。
As a manufacturing process of the
接着材15は、たとえば熱溶融性材料を加熱して流動状態にしながらスプレー16などを用いて噴霧する方法、粉末状の接着材を上部から散布する方法などを挙げることができる。スプレー16を用いて熱溶融性材料を加熱して噴霧した場合、接着材15の吐出量と、押し出しガス量を制御することによって容易に接着材15を繊維状にすることができ、また、その繊維径も変更でき、たとえば1μm〜1mm程度まで制御することができる。粉末状の接着材の場合は、任意の大きさの接着材を選択して大きさを制御できる。
Examples of the adhesive 15 include a method of spraying with a
接着材として、熱溶融性材料を利用しても良い。熱溶融性の接着材としては、90℃程度を軟化温度とする、ポリオレフィンを主剤としたホットメルト系接着剤がよく知られている。熱溶融性材料は、加熱温度によって、粘度が変化するため、この温度を調整することによって、容易に接着材を繊維状にすることができる。一例として、酢酸ビニル・ポリアクリルアミド・ポリエステルなどの材質を用いることができる。材質の混合量や重合度をかえることで、融点と軟化点を変えることができる。たとえば、融点97℃の共重合ポリエステルを120℃に加熱することで、基材12と保護層14を接着することができる。
A heat-meltable material may be used as the adhesive. As a hot-melt adhesive, a hot-melt adhesive having a polyolefin as a main ingredient and having a softening temperature of about 90 ° C. is well known. Since the viscosity of the heat-meltable material changes depending on the heating temperature, the adhesive can be easily made fibrous by adjusting this temperature. As an example, materials such as vinyl acetate, polyacrylamide, and polyester can be used. The melting point and softening point can be changed by changing the amount of materials mixed and the degree of polymerization. For example, the
粉末状の接着材は、粒子径分布を持っていてもよい。径100nm以上1μm以下の極細繊維層13の一部を貫通して基材12と保護層14とを接着するときには、接着材の粒子径は40μm〜1700μm程度(大きな粒子径/小さな粒子径の比率=42.5倍)であればよい。
The powdery adhesive may have a particle size distribution. When the
接着材を圧着した際には、接着材が押しつぶされてエアフィルタ濾材の通風経路をふさぎ圧損が上昇する。できる限り圧損上昇を抑制しつつ、基材12と保護層14とを接着して強度を確保するために、より好ましい接着材の粒子径は40μm〜500μm程度(大きな粒子径/小さな粒子径の比率=11.4倍)であり、さらに好ましくは40〜80μm(大きな粒子径/小さな粒子径の比率=2倍)である。
When the adhesive is pressure-bonded, the adhesive is crushed, blocking the ventilation path of the air filter medium, and the pressure loss increases. In order to secure the strength by bonding the
熱溶融性材料を加熱して流動状態にしながらスプレー16などを用いて噴霧する方法では、基材12表面に接着材15をその径に応じた間隔を空けて直接塗布することができるため、接着材15を、基材12と、極細繊維層13と、それを保護するための保護層14との接着に必要な最小限の量とすることができる。
In the method of spraying using the
接着材15の塗布量の一例としては、たとえば径40μmのものを、2から10g/m2程度、より好ましくは4から5g/m2程度とすることなどによって所期の目的を達成することができる。ここでは、接着材15の目付量により、前述した間隔が設定されることになる。
As an example of the application amount of the adhesive 15, for example, the intended purpose can be achieved by setting the diameter of 40 μm to about 2 to 10 g / m 2 , more preferably about 4 to 5 g / m 2. it can. Here, the above-described interval is set according to the basis weight of the
接着材15を設けた基材12表面に極細繊維層13を設ける方法としては、電界紡糸法によってノズル17から直接噴霧したり、あらかじめ成形された極細繊維シートを乗せたりすればよい。電界紡糸法であれば、基材12表面に直接噴霧できるため、極細繊維層13の目付量が低く、単独で自立して存在できないような構成のエアフィルタ濾材であっても、容易に作製することができる。
As a method of providing the
また、製造工程として、基材12表面に、スプレー16によって粉末状の接着材15を点在させた後、その上に、電界紡糸法によって極細繊維層13を設け、さらに保護層14を重ねた後、これらを圧着することにより、接着材15により基材12と保護層14を接着させ、かつ、接着材15内に極細繊維の少なくとも一部を存在させることができる。
Further, as a manufacturing process, after the
また、製造工程において、接着材15を散布した直後に、電界紡糸法によるノズル17からの極細繊維層13を形成すれば、極細繊維の少なくとも一部は、接着材15の上に着地する。接着材15は異なる粒子径の接着材を含んでおり、極細繊維の着地高さはそれぞれ異なっている。さらにその直後に、保護層14を重ねて熱圧着すれば、接着材15は極細繊維層13を貫通して、基材12と保護層14とを接着させる。
Further, in the manufacturing process, if the
また、製造工程において、基材12表面に、電界紡糸法によって極細繊維層13を設け、さらにスプレー16によって接着材15を繊維状に設けた後、その上に、さらに保護層14を重ねた後、これらを圧着することにより、接着材15により基材12と保護層14を接着させ、かつ、接着材15内に極細繊維の少なくとも一部を存在させることができる。
In the manufacturing process, after the
製造工程において、電界紡糸法によるノズル17からの極細繊維層13を形成した直後に、接着材15を形成すれば、極細繊維の少なくとも一部は、瞬時に、接着材15による接着層内に入り込む。また、さらにその直後に、保護層14を重ねて圧着すれば、接着材15は極細繊維層13を貫通して、基材12と保護層14とを接着させることができる。
In the manufacturing process, if the adhesive 15 is formed immediately after forming the
接着材として、有機溶剤を含む常温型の接着材ではなく、熱溶融性材料を用いた場合には、熱による接着剤の軟化と自然放冷による収縮作用によって極細繊維が、接着材15内に埋まりやすくなるため、圧着のために高い圧力を加える必要がなく、基材12や極細繊維層13、保護層14が初期の形状を保ちやすい。さらに、熱溶融材料では、有機溶剤等の残存によるエアフィルタからのVOC(揮発性有機化学物質)の発生が生じない。
When a heat-meltable material is used instead of a room temperature type adhesive containing an organic solvent as the adhesive, the ultrafine fibers are contained in the adhesive 15 due to the softening of the adhesive by heat and the contracting action by natural cooling. Since it becomes easy to bury, it is not necessary to apply a high pressure for pressure bonding, and the
また、接着材15の形成と、極細繊維層13形成および圧着工程が分割されていても、最終的に加熱することによって、所望の構成にすることができる。
Moreover, even if the formation of the adhesive 15 and the formation of the
加熱方向は、基材12と接着材15と極細繊維層13の位置によって適切な方向を選ぶことができる。基材12の上に、接着材15が形成され、さらに極細繊維層13が形成されている場合、加熱を基材12側からにすれば、基材12表面の接着材15に、熱が伝わりやすく、より短時間で、少ないエネルギーで、十分な接着強度を得ることができる。基材12の上に、極細繊維層13が形成され、さらに接着材15が形成されている場合、加熱を保護層14側からにすれば、接着材15に、熱が伝わりやすく、より短時間で、少ないエネルギーで、十分な接着強度を得ることができる。
An appropriate heating direction can be selected depending on the positions of the
上記とは逆の方向から加熱することもできるが、その場合には、基材12と保護層14にはさまれた接着材15まで、熱エネルギーを伝える必要があるため、保護層14の材質は、それに耐えうるものを選定するのが良い。熱エネルギーを効率的に伝え、かつ、それ自身が耐熱性に優れる材質としては、金属網などが挙げられる。
Although it is possible to heat from the opposite direction to the above, in that case, it is necessary to transmit thermal energy to the adhesive 15 sandwiched between the
基材12としては、ガラスファイバからなるシートや、樹脂ファイバからなるシートなどを利用できる。基材側から加熱した際に、基材をガラスファイバとした場合の加熱状態の模式図が図5(a)、基材を樹脂ファイバとした場合の模式図が図5(b)である。ガラスは樹脂よりも熱伝導率が良い。具体的には、ガラスの熱伝導率が0.74W/mK、樹脂であるポリプロピレンが0.13W/mK,ポリエチレンが0.33W/mK,ポリエーテルサルホンが0.2W/mKである。基材12がガラスファイバである場合、基材12側から加熱すると、ガラスの熱伝導が良いため、接着材15の基材との接触面が先に溶解して、非接触面は固体のままとなる中間状態が生じる。この状態で、基材12と保護層14を圧着した場合、接着材15が均一につぶれずに、極細繊維同士で形成している立体的な空隙を圧縮してしまう状況が考えられる。一方、基材12が樹脂ファイバである場合、基材12側から加熱しても、基材12と極細繊維層13と接着材15の熱伝導率が近いため、接着材15は全体が溶融して、圧着した際には極細繊維層13が接着材15に埋まっていく。これによって、極細繊維同士で形成している立体的な空間が圧縮されずに保持されるという効果を得ることができる。
As the
本発明にかかるエアフィルタ濾材およびその製造方法は、基材と、極細繊維と、それを保護するための保護層とを強固に接着しながらも、エアフィルタ濾材としての良好な通気性を保つことができるものであるため、空気調和機や空気清浄装置あるいは水浄化装置などに組み込まれる、プリーツ加工などを施して利用するフィルタ用途等において有用である。 The air filter medium according to the present invention and the manufacturing method thereof maintain good air permeability as an air filter medium while firmly bonding a base material, an ultrafine fiber, and a protective layer for protecting the substrate. Therefore, it is useful in filter applications and the like that are incorporated into an air conditioner, an air purifier, a water purifier, or the like and are used after pleating.
11 エアフィルタ濾材
12 基材
13 極細繊維層
14 保護層
15 接着材
16 スプレー
17 ノズル
101 極細繊維層
102 熱融着性繊維層
103 繊維状シート
201 繊維シート
202 極細繊維層
203 樹脂
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