JP2015164710A

JP2015164710A - 空気清浄用濾材

Info

Publication number: JP2015164710A
Application number: JP2014040143A
Authority: JP
Inventors: 禎仁後藤; Sadahito Goto; 健人高見; Taketo Takami
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2014-03-03
Filing date: 2014-03-03
Publication date: 2015-09-17

Abstract

【課題】低温においてもプリーツ加工性に優れ集塵性能とアルデヒド類の脱臭性能に優れた空気清浄用濾材を提供する。【解決手段】アミノ基を含有する薬剤が添着された活性炭とその上流側と下流側に配置されたカバー層が熱可塑性樹脂によって固着されてなる空気清浄用濾材であって、上流側カバー層がレジンボンド不織布からなり、下流側カバー層が上流側カバー層より繊維径の小さいエレクトレット不織布からなることを特徴とする空気清浄用濾材。【選択図】なし

Description

本発明は、集塵脱臭機能を有した空気清浄用濾材に関するものである。

近年、自動車用、家庭用フィルタ等の分野において、濾材の高機能化・多様化の要請が急激に高まっており、集塵および脱臭機能を有する空気清浄用濾材の検討が多くなされている。そして、これら空気清浄用濾材として、粒子状または繊維状の吸着剤と接着剤を用いてシート化する方法が多く採用されており、例えば、基材層間に粒状吸着剤と粒状接着剤の混合物を散布し、これを加熱接着してなる吸着濾材が開示されている（例えば、特許文献１）。かかる吸着濾材は低コストで通気性に優れる吸着性シートが得られるが、濾過面積を増すためにプリーツ加工を施してユニット形状で用いる場合、プリーツ形状の保持性や剛性については何ら検討されておらず、またプリーツした場合に折り曲げた頂点から吸着剤が脱落するなど、プリーツ加工を施して用いるには実用上の問題を有していた。

前記問題を解決するため、例えば接着シートを用いて吸着剤層と基材を接着した吸着性シートが開示されている（例えば、特許文献２）。しかしながら、かかる吸着性シートは、接着シートが通気性を阻害して通気抵抗が高くなり、さらには接着面で粉塵が目詰まりしやすい、あるいは吸着性能を阻害するという問題を有していた。また微細塵に対する集塵機能は有しておらず、プリーツ加工時の形状保持性、性能維持性については何ら検討されていない。

また、通常、濾材にプリーツ加工を行う際には形状保持のために加熱処理が施される（例えば、特許文献３）。しかしながら、微粒子捕集性能を高めたエレクトレット濾材やアセトアルデヒド等の化学吸着能を高めたアミン系添着活性炭を含む濾材に対して加熱処理を行うと、エレクトレット濾材の静電気が消失したり、添着されたアミン系薬剤が失活し濾材性能が大きく低下するという問題があった。

特開平１１−５０５８号公報特開２００２−２７３１２３号公報特開２０１１−０００５３６号公報

本発明は、上記従来技術の課題を背景になされたものであり、低温においてもプリーツ加工性に優れ集塵性能とアルデヒド類の脱臭性能に優れた空気清浄用濾材を提供するものである。

本発明者は上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、ついに本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）アミノ基を含有する薬剤が添着された活性炭を含む吸着層とその上流側と下流側に配置されたカバー層が熱可塑性樹脂によって固着されてなる空気清浄用濾材であって、上流側カバー層がレジンボンド不織布からなり、下流側カバー層が上流側カバー層に使用する不織布を構成する繊維の繊維径より繊維径の小さい繊維から構成されるエレクトレット不織布からなる空気清浄用濾材。
（２）上流側カバー層がレーヨン繊維を含むレジンボンド不織布からなる（１）記載の空気清浄用濾材。
（３）下流側カバー層に使用するエレクトレット不織布がメルトブローン不織布からなる（１）または（２）記載の空気清浄用濾材。
（４）（１）から（３）のいずれかに記載の濾材をプリーツ状に成型したフィルタユニット。

本発明による空気清浄用濾材は、低温においてもプリーツ加工性に優れ集塵性能とアルデヒド類の脱臭性能に優れた空気清浄用濾材を提供できる。

本発明の空気清浄用濾材の模式図である。本発明中の通気抵抗測定冶具である。本発明中のフィルタユニットの斜視図である。レシプロ式プリーツ加工機の概略図である。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の空気清浄用濾材は、アミノ基を含有する薬剤が添着された活性炭を含む吸着層とその上流側と下流側に配置されたカバー層が熱可塑性樹脂によって固着されてなる空気清浄用濾材である。

上流側カバー層はレジンボンド不織布である必要がある。ここで言うレジンボンド法による不織布とは繊維同士をバインダー樹脂で固着させた不織布のことであり、スパンボンド法やメルトブローン法、あるいはサーマルボンド法による不織布と比較すると剛性に富み、折癖せがつきやすくプリーツ加工時の補強材として好適である。特に薬剤添着活性炭シートやエレクトレット不織布をプリーツ加工したい場合は、プリーツ形状セット時に高温をかけると性能が低下するので、レジンボンド不織布と貼り合わせることで低温でのプリーツ加工およびプリーツ形状保持が可能となる。

上流側のレジンボンド不織布を構成する繊維の材質は特に限定されずレーヨン、ポリエステル、ビニロン、アクリルなどが使用できるが、なかでもレーヨンが好ましい。レーヨンは吸水性があるため、水溶性バインダー樹脂との相性が良く、またドレープ性に富むため、プリーツ加工時の反発が低くプリーツ時の形状維持が低温で容易となる。

レジンボンド不織布において繊維を固着するバインダー樹脂は、アクリル酸エステル系樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂、などのアクリル系樹脂や、ウレタン樹脂などが使用できるが、固さ、耐熱性からアクリル系樹脂が好ましい。バインダー樹脂の使用量は、不織布全体の１０〜３０ｗｔ％が好ましい。使用量が少ないと十分な剛性が得られず、多いと通気性を阻害するので好ましくない。また、バインダー樹脂成分に難燃剤、抗菌防カビ剤、顔料など付加機能剤を適宜混合することができる。

上流側カバー層に使用する不織布を構成する繊維の平均繊維径は１０〜１００μｍが好ましく、２０〜６０μｍがより好ましく、２０〜４５μｍがさらに好ましい。上流側カバー層は、被処理空気の流入面であるため、構成繊維の平均繊維径が１０μｍより小さいと、繊維間の空隙も狭くなり、空気中の塵埃がカバー層上に堆積し、通気抵抗が急上昇する。構成繊維の平均繊維径が１００μｍより大きいと、特にプリーツ時に活性炭粒子が飛び出すあるいは脱落する。

下流側カバー層はエレクトレット不織布からなり、上流側カバー層に使用するレジンボンド不織布を構成する繊維径より繊維径の小さい繊維から構成されるエレクトレット不織布であることが必要である。エレクトレット不織布の種類は特に限定されず、スパンボンド法、メルトブローン法、ニードルパンチ法、スパンレース法などの長繊維不織布、あるいは短繊維不織布をコロナ荷電法、水流荷電法、電子線荷電法、摩擦荷電法といった従来の荷電法を適用することによって得られる不織布でも良い。

下流側のエレクトレット不織布を構成する繊維の材質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン等のポリオレフィン系合成高分子材料等の、高い電気抵抗率を有する材料が好ましく用いられる。

下流側カバー層に使用する不織布を構成する繊維の平均繊維径は、ダスト負荷時の目詰まりを抑制するために、上流カバー層より小さく設定される必要があり、２〜５０μｍが好ましい。繊維径が２μｍより小さいと通気抵抗が高くなり、５０μｍより大きいと活性炭の脱落が生じる。

本発明のカバー層は、厚みが０．１〜３．０ｍｍであることが好ましい。厚みが０．１ｍｍより小さいと目付斑も考慮すると活性炭の抜け、脱落の懸念が生じる。厚みが３．０ｍｍより大きいと濾材全体の厚みが大き過ぎ、プリーツ状ユニットとした場合に構造抵抗が大きくなり、結果としてユニット全体での通気抵抗が高くなり過ぎ、実用上問題がある。

本発明のカバー層は、目付量が１５〜１００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、２０〜８０ｇ／ｍ^２がより好ましい。目付が１５ｇ／ｍ^２未満であれば活性炭および活性炭とカバー層の固着に使用される熱可塑性樹脂の抜けが多くなる。目付が１００ｇ／ｍ^２を越えると、シート厚みが大きくなり、プリーツ状ユニットとした場合の構造抵抗が大きくなる。

本発明においてカバー層と活性炭を含有する吸着層との接着には、熱可塑性樹脂が用いられる。その素材としては特に限定されずポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリウレタン系、エチレンーアクリル共重合体、ポリアクリレート、ポリアーレン、ポリアクリル、ポリジエン、エチレンー酢酸ビニル、ＰＶＣ、ＰＳ等の樹脂があげられる。

熱可塑性樹脂の大きさは、粉末状の樹脂は平均で１０〜３００μｍ（以下、「粉末状熱可塑性樹脂」と呼ぶ場合がある）の粒径が好ましい。かかる範囲の粒子径であれば、熱可塑性樹脂が、活性炭の表面細孔を塞ぐことを低減できる一方、活性炭との混合時にファンデルワールス力や静電気力による活性炭への予備接着が有効になされ、均一に分散することができ、活性炭層内、及びカバー層との接着性を良好にできるからである。

粉末状熱可塑性樹脂の形状は特に規定はないが、球状、破砕状、繊維状等があげられる。粉末状熱可塑性樹脂の融点は、移動車両等の室内の環境温度等考慮すると８０℃以上が好ましく、９０℃以上がより好ましい。

粉末状熱可塑性樹脂の溶融時の流動性は、ＪＩＳＫ−７２１０記載のＭＩ値で、１〜８０ｇ／１０ｍｉｎが好ましく、３〜３０ｇ／１０ｍｉｎがより好ましい。かかる範囲であれば、吸着剤の表面の閉塞を防止しつつ、活性炭層とカバー層を強固に接着することができるからである。

粉末状、粒状とも熱可塑性樹脂の使用量は、活性炭に対して５〜６００重量％使用するのが好ましく、１０〜５０重量％がより好ましい。かかる範囲内であれば、カバー層との接着力、通気抵抗、脱臭性能に優れる脱臭濾材が得られるからである。

粉末状、粒状とも熱可塑性粉末樹脂の粒径調整法は、機械粉砕、冷凍粉砕、化学調整法等があげられる。また最終的に篩にかけ一定粒径を得ることができるが、一定の粒径を確保できる方法であれば特に限定されない。

吸着層に用いられる活性炭の平均粒子径は、通気性、ダスト保持性、吸着材の脱落、シート加工性等を考慮して、ＪＩＳＫ１４７４活性炭試験方法に基づいた質量平均径にて２００〜８００μｍであることが好ましく、３００〜５００μｍがより好ましい。活性炭の平均粒子径が２００μｍ未満の場合には、一定の脱臭性能を得るのに通気抵抗が大きくなりすぎ、また、同時にシート充填密度が高くなりやすく、ダスト供給時に早期の通気抵抗上昇を引き起こす原因になる。活性炭の平均粒子径が８００μｍを越える場合には、脱臭性能が極端に低くなり、さらには厚みが大きくなるため、プリーツユニットとしての構造抵抗が高くなる。なお、上記の粒状活性炭は、通常の分級機を使用して所定の粒度調整をすることにより、得ることが可能である。

吸着層に用いられる活性炭は、ＪＩＳＫ１４７４活性炭試験方法にて硬さ９０％以上を有するヤシ殻活性炭を用いることが好ましい。硬さ９５％以上のヤシ殻活性炭を用いることがより好ましい。活性炭の硬さが９０％未満であるとシート加工時やプリーツ加工時に活性炭が破砕され、濾材表面やプリーツ頂点から活性炭の脱落が発生する。

活性炭原料としては、ヤシ殻の他に木質系、石炭系、ピッチ系などが知られているが、ヤシ殻活性炭の細孔は他の原料と比較して小さい細孔の比率が多く、不純物である灰分も少ない。つまり、ヤシ殻活性炭は細孔が小さいために吸着した臭気分子に対して効果的に細孔壁との分子間力が働き、吸着した臭気分子を脱離させにくい特徴がある。また灰分が少ないことから重量当たりの臭気吸着性能も高い。

吸着層に用いられる活性炭のＪＩＳＫ１４７４に準拠して測定したときのトルエン吸着量は、２０重量％以上が好ましい。悪臭ガス等の無極性のガス状及び液状物質に対して高い吸着性能を必要とするためである。

吸着層に用いられる活性炭は、アルデヒド類の吸着性能を向上することを目的として、アミノ基を含有する薬剤であるアミン系の薬品処理が施してある。活性炭単体では臭気閾値が低く、極性の強いアセトアルデヒドのようなアルデヒド類はほとんど吸着できないためである。

アミン系の薬品処理に用いられる薬品としては、例えばエタノールアミン、ポリエチレンイミン、アニリン、Ｐ−アニシジン、スルファニル酸、ヒドラジド類、アミノシラン類、エタノールアミン塩酸塩、２−アミノエタノール、２．２−イミノジエタノール塩酸塩、Ｐ−アミノ安息香酸、スルファニル酸ナトリウム、Ｌ−アルギニン、メチルアミン塩酸塩、セミカルバジド塩酸塩、ヒドラジン、ヒドロキノン、硫酸ヒドロキシルアミン等が好適に用いられる。なお、薬品処理は、例えば、活性炭に薬品を担持させたり、添着することにより行う。また、活性炭に直接薬品を処理する以外に、シート面表面付近に通常のコーティング法等で添着加工する方法やシート全体に含浸添着することも可能である。この際、アルギン酸ソーダやポリエチレンオキサイド等の増粘剤を混入した薬品水溶液をつくり、これを担持、添着を実施する方法もできる。この方法では水への溶解度が低い薬品を担持、添着し、さらに薬品の脱落を抑制するのにも有効である。

本発明の空気清浄用濾材は、抗菌剤、抗かび剤、抗ウイルス剤、難燃剤等の付随的機能を有する成分等を含めて構成してもよい。これらの成分は繊維類や不織布、織物中に練り込んでも、後加工で添着、および担持して付与してもよい。例えば、難燃剤を含めて構成することにより、ＦＭＶＳＳ．３０２で規定されている遅燃性の基準やＵＬ難燃規格に合致した空気清浄用濾材を製造することが可能である。

本発明の空気清浄用濾材の構成単位としては、上流側カバー層／活性炭および熱可塑性樹脂の混合粉粒体／下流側カバー層である。

本発明の空気清浄用濾材の基本的な製法について説明する。まず、アミノ基を含有する活性炭および粉末状熱可塑性樹脂を所定の重量秤量し、シェーカー（撹拌器）に入れ、約１０分間回転速度３０ｒｐｍで撹拌する。この際の水分率は混合物重量の１５％以内が好ましい。この時点で粉末状熱可塑性樹脂が活性炭表面に仮接着された混合物となっている。次に、この混合粉粒体をカバー層の上に散布後、別のカバー層を積層し、熱プレス処理を実施する。熱プレスの際のシート表面温度は熱可塑性粉末樹脂融点の３〜３０℃、好ましくは５〜２０℃高い程度が好ましい。

別法として、アミノ基を含有する薬剤が添着された活性炭と粉末状熱可塑性樹脂を予め混合した混合粉体をカバー層の上に散布後、さらに粒状熱可塑性樹脂を一定量散布し、さらに別のカバー層を積層後、熱プレス処理を実施する方法、あるいはカバー層に予め粒状熱可塑性樹脂を固着させておき、このシートを上述したカバー層として、この上に活性炭と粉末状熱可塑性樹脂を予め混合した混合粉体を散布、あるいはカバー層に使用し、熱プレス処理を実施して空気清浄用濾材を得ることもできる。

また、熱処理する前に赤外線等で予め予備加熱し、仮接着しておけば、プレス時におこりがちな混合粉粒体の不規則な流動も生じず、より分散性が良好な空気清浄用濾材が製造できる。赤外線による熱処理は、気流などを起こさず、混合粉粒体を静置した状態で加熱することができ、混合粉粒体の飛散などを防止することができる。

最終的に熱プレスしシート製造するにはよく使用されるロール間熱プレス法、あるいは上下ともフラットな熱ベルトコンベヤー間にはさみこむフラットベッドラミネート法等があげられる。より均一な厚み、接着状態をつくりだすには後者の方がより好ましい。また、本特許で記載するカバー層と上記製法の特徴の組み合わせにより、活性炭同志の過度の結着を抑制することができると同時に、基材不織布との実用上充分な接着強力を得ることができる。

本発明で得られた空気清浄用濾材は、プリーツ形状に加工するのに好適である。プリーツ形状への加工方法は特に限定されずレシプロ方式、ロータリー方式、ストライピング方式等、広く利用できる。プリーツ形状に加工することによって単位面積あたりの濾材折り込み量を増やせるため、脱臭性能やダスト保持性能を飛躍的に向上させることができる。

本発明の空気清浄用濾材を使用したプリーツ状フィルタユニットの厚みは、１０〜４００ｍｍが好ましい。カーエアコンに内蔵装着をはじめとする車載用途や家庭用空気清浄機であれば、通常の内部スペースの関係から、１０〜６０ｍｍ程度、ビル空調用途へよく設置される大型のフィルタユニットであれば４０〜４００ｍｍ程度が収納スペースから考えると好ましい。

本発明のフィルタユニットのひだ山頂点間隔は、２〜３０ｍｍが好ましい。２ｍｍ未満ではひだ山間が密着しすぎでデッドスペースが多く、効率的にシートを活用できなくなるため好ましくない。一方、３０ｍｍを越えると濾材折り込み面積が小さくなるためフィルタ厚みに応じた除去効果を得ることができなくなるため好ましくない。

以下本発明を実施例によって、さらに詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に沿って設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
なお、実施例中の数値は以下のような方法で測定した値である。

（繊維径）
不織布の表面の走査型電子顕微鏡写真（倍率１００倍）を撮影し、その写真からｎ＝３０にてランダムに繊維径を測定した平均値を算出した。なお、繊維が２種以上混合されている不織布についても同様に、ｎ＝３０にてランダムに繊維径を測定し、その平均値を繊維径とした。
（目付）
２００ｍｍ×２００ｍｍの試料を使用し、８０℃の恒温槽中に３０分放置後、デシケータ（乾燥剤：シリカゲル）中で３０分放置する。その後取り出し、感量１０ｍｇの化学天秤で測定して、ｍ^２当りの重量に換算した。
（通気抵抗）
図２に示す測定冶具により、試料大きさφ７５ｍｍ、有効濾過面積φ５０．５ｍｍ、濾材通過風速１０ｃｍ／ｓｅｃの条件下で測定した。
（厚み）
５０ｍｍ×５０ｍｍ試料を使用し、５０ｍｍφの測定子に１５．３ｇ／ｃｍ２となるよう荷重を加えた時の値を測定した。
（アルデヒド脱臭性能）
２５℃、相対湿度５０％雰囲気中で、３ｐｐｍのアセトアルデヒドを風速２０ｃｍ／ｓｅｃにて試験濾材に通風した。通風１分後に濾材の上下流の濃度をそれぞれガステック製検知管で測定し、上流側のガス濃度から下流側のガス濃度を減じた値を上流側のガス濃度で除した値の百分率で示した。測定はプリーツ加工後の６ｃｍ×６ｃｍに切り取った濾材単板サンプルで行った。
（０．３μｍ集塵性能）
７２ｍｍφにカットした濾材をダクト内に設置し、空気濾過速度が２０ｃｍ／ｓｅｃになるよう大気を通気させ、濾材上流、下流の０．３〜０．５μｍ粒子の個数濃度をパーティクルカウンターにて計測し、次式にて粒子捕集効率を算出した。
粒子捕集効率（％）＝［１−（下流側濃度／上流側濃度）］×１００
（ダスト保持量）
１５０ｍｍ×１５０ｍｍ試料をダクト内に設置し、空気濾過速度が５０ｃｍ／秒になるよう大気を通気させ、濾材上流側から、ＪＩＳ１５種粉塵を７０ｍｇ／ｍ３の濃度にて負荷し、通気抵抗が初期から１５０Ｐａ上昇するまで粉塵を負荷した。この時の濾材単位面積あたりのダスト捕集量をダスト保持量とした。
（形状保持率）
レシプロ式のプリーツ加工機を用いて濾材幅２００ｍｍ、プリーツ山高２０ｍｍ、プリーツ速度３５山／分にて３００山連続してプリーツ加工を実施した。図４に示すようにレシプロ刃の出口にプリーツ山高と同じ間隔にて濾材流れ方向に１５ｃｍ長さの熱板を設け、熱板表面温度をプリーツセット温度とした。プリーツ品を常温まで冷却後、３０山にてカットし、プリーツ品を束ねた状態の大きさを（Ａ）ｍｍ、自然に開放した状態の大きさを（Ｂ）ｍｍとし、（Ｂ）÷（Ａ）×１００を形状保持率とした。

［実施例１］
上流カバー層として繊維径３０μｍ、目付３０ｇ／ｍ^２、厚み０．３ｍｍのレーヨン繊維とアクリル樹脂からなるレジンボンド不織布を、下流カバー層として繊維径７μｍ、目付２０ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍのポリプロピレン繊維からなるメルトブローン不織布をコロナ荷電処理しエレクトレット化した不織布を用いた。
活性炭には、ＪＩＳＫ１４７４（２００７）活性炭試験法６．４による平均粒径４００μｍ、同試験法６．１．２による１／１０トルエン蒸気平衡吸着量が３０％であるヤシガラ粒状活性炭にアミン系添着剤として３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＴＥＳ）を活性炭重量に対して５ｗｔ％となるよう添着したものを用いた。添着は活性炭重量の半分の水に活性炭重量に対して５ｗｔ％のＡＰＴＥＳを添加撹拌した水溶液を準備し、この水溶液を活性炭に均一に散布撹拌後、１０５℃の温度で水分とＡＰＴＥＳより生じるエタノールが完全に除去されるまで乾燥した。
次に、熱可塑性粉末樹脂としてエチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）（平均粒径２２０μｍ、ＭＦＲ１４ｇ／１０ｍｉｎ、融点１０１℃）とアミン添着活性炭を１０：５の重量比にて秤量し、均一になるまで撹拌混合した。
この混合粉粒体を前記上流カバー層に総量１２０ｇ／ｍ^２になるように均一に散布した。
その上に下流側カバー層を重ね合わせ、テフロン（登録商標）／ガラス製のベルト間に挟み込み、このベルト間隔を０．５ｍｍ、圧力１００ｋＰａに設定し１１０℃、２０秒間熱プレス加工実施した。その後冷却し所望の空気清浄用濾材を得た。
得られた濾材を８０℃の加工温度にて山高２０ｍｍ、プリーツ速度３５山／分にて３００山のプリーツ加工を実施した。

［実施例２］
上流カバー層として繊維径３０μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２、厚み０．４ｍｍのレーヨン繊維とアクリル樹脂からなるレジンボンド不織布を用いた以外は実施例１と同様にして、空気清浄用濾材を得た。得られた濾材を８０℃の加工温度にて山高２０ｍｍ、プリーツ速度３５山／分にて３００山のプリーツ加工を実施した。

［実施例３］
上流カバー層として繊維径２８μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２、厚み０．３ｍｍのポリエステル繊維とアクリル樹脂からなるレジンボンド不織布を用いた以外は実施例１と同様にして、空気清浄用濾材を得た。得られた濾材を８０℃の加工温度にて山高２０ｍｍ、プリーツ速度３５山／分にて３００山のプリーツ加工を実施した。

［実施例４］
下流カバー層として繊維径２５μｍ、目付２０ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍのポリプロピレンからなるスパンボンド不織布のコロナ荷電品を用いた以外は実施例１と同様にして、空気清浄用濾材を得た。得られた濾材を８０℃の加工温度にて山高２０ｍｍ、プリーツ速度３５山／分にて３００山のプリーツ加工を実施した。

［実施例５］
下流カバー層として、リンを含有する難燃性のポリエステル繊維（東洋紡株式会社製、繊維径１３μｍ、繊維長４４ｍｍ）とポリプロピレン繊維（宇部日東化成株式会社製、繊維径１８μｍ、繊維長５１ｍｍ）を１：１の重量比で混綿、カーディングして目付１５ｇ／ｍ^２の混繊ウェブを作製し、これに１５ｇ／ｍ^２のポリプロピレンスパンボンド不織布（シンワ株式会社製、繊維径２８μｍ）を積層後３ＭＰａの高圧水を連続的に噴霧して交絡させると同時に油剤を除去、乾燥、さらに針密度５０本／ｃｍ^２にてニードルパンチ処理を行い、全目付３０ｇ／ｍ^２の摩擦帯電濾材を用いた。下流層として前記摩擦帯電濾材を用いた以外は実施例１と同様にして空気清浄用濾材を得た。得られた濾材を８０℃の加工温度にて山高２０ｍｍ、プリーツ速度３５山／分にて３００山のプリーツ加工を実施した。

［比較例１］
上流カバー層として繊維径２５μｍ、目付２０ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍのポリプロピレンからなるスパンボンド不織布を用いた以外は実施例１と同様にして、空気清浄用濾材を得た。得られた濾材を８０℃の加工温度にて山高２０ｍｍ、プリーツ速度３５山／分にて３００山のプリーツ加工を実施した。

［比較例２］
上流カバー層として繊維径３５μｍ、目付４０ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍの低融点ポリエステルからなるサーマルボンド不織布を用いた以外は実施例１と同様にして、空気清浄用濾材を得た。得られた濾材を８０℃の加工温度にて山高２０ｍｍ、プリーツ速度３５山／分にて３００山のプリーツ加工を実施した。

［比較例３］
比較例２の濾材を用い、加工温度を１２０℃として山高２０ｍｍ、プリーツ速度３５山／分にて３００山のプリーツ加工を実施した。

［比較例４］
上流カバー層として繊維径７μｍ、目付２０ｇ／ｍ^２、厚み０．２ｍｍのポリプロピレン繊維からなるメルトブローン不織布をコロナ荷電処理しエレクトレット化して用い、下流カバー層として繊維径３０μｍ、目付３０ｇ／ｍ^２、厚み０．３ｍｍのレーヨン繊維とアクリル樹脂からなるレジンボンド不織布を用いた以外は実施例１と同様にして空気清浄用濾材を得た。得られた濾材を８０℃の加工温度にて山高２０ｍｍ、プリーツ速度３５山／分にて３００山のプリーツ加工を実施した。

［比較例５］
下流カバー層としてエレクトレット化処理を行わなかったこと以外は実施例１と同様にして空気清浄用濾材を得た。得られた濾材を８０℃の加工温度にて山高２０ｍｍ、プリーツ速度３５山／分にて３００山のプリーツ加工を実施した。

以上、実施例および比較例にて得られた空気清浄用濾材について厚み、通気抵抗、アルデヒド脱臭性能、０．３μｍ集塵効率、ダスト保持量、形状維持率の評価を実施した。実施した結果を表１および表２に示す。

実施例１〜５は上流側に下流側より繊維径の太いレジンボンド不織布を用いており、低温でプリーツ加工ができるのでアルデヒドの脱臭性能や０．３μｍ集塵性能が高く、さらにダストの保持量も高い。プリーツ加工後の形状維持率も１００％に近くセット性が良好である。
一方、比較例１、２ではカバー層にレジンボンドが含まれないために形状維持性が十分ではなく、プリーツ品に枠付けを行いフィルタユニットとする際に加工の妨げになる。比較例３ではプリーツ加工温度を１２０℃まで上げることにより形状維持率を改善しているが、高温によるアミン系添着剤の劣化によりアルデヒド性能の低下が起こり、さらにはエレクトレット濾材の除電が起こり０．３μｍ集塵性能も低い。比較例４では上流側カバー層が下流側カバー層より繊維径が細いため、目詰まりが早くなりダスト供給量が不足している。比較例５ではエレクトレット不織布を含まないため、０．３μｍ集塵性能が不足している。

本発明の空気清浄用濾材は、低通気抵抗で集塵性能とアルデヒド類の脱臭性能が高く、低温でのプリーツ加工性が優れた空気清浄用濾材を提供するものであり産業界に貢献することが大である。

１：空気清浄用濾材
２：上流側カバー層
３：吸着層（活性炭、熱可塑性樹脂）
４：下流側カバー層
５：プリーツユニット
６：枠体
７：レシプロ刃
８：熱板

Claims

アミノ基を含有する薬剤が添着された活性炭を含む吸着層とその上流側と下流側に配置されたカバー層が熱可塑性樹脂によって固着されてなる空気清浄用濾材であって、上流側カバー層がレジンボンド不織布からなり、下流側カバー層が上流側カバー層に使用する不織布を構成する繊維の繊維径より繊維径の小さい繊維から構成されるエレクトレット不織布からなる空気清浄用濾材。
上流側カバー層がレーヨン繊維を含むレジンボンド不織布からなる請求項１記載の空気清浄用濾材。
下流側カバー層に使用するエレクトレット不織布がメルトブローン不織布からなる請求項１または２記載の空気清浄用濾材。
請求項１〜３のいずれかに記載の濾材をプリーツ状に成型したフィルタユニット。