JP6087207B2 - Filter material for air filter and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、エアフィルタ用濾材に関する。更に詳しくは、半導体、液晶、食品、製薬、医療などの分野で用いるクリーンルーム・クリーンベンチ、ビル空調用エアフィルタ、空気清浄機用途などに使用されるエアフィルタ用濾材に関する。 The present invention relates to a filter medium for an air filter. More particularly, the present invention relates to a filter medium for an air filter used for a clean room / clean bench, an air filter for building air conditioning, an air purifier, and the like used in the fields of semiconductors, liquid crystals, foods, pharmaceuticals, and medicine.
空気中のサブミクロン乃至ミクロン単位のダスト粒子を捕集するためには、エアフィルタの捕集技術が用いられている。エアフィルタは、その対象とする粒子径や捕集効率の違いによって、粗塵用フィルタ、中性能フィルタ、高性能フィルタ（ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ）などに大別される。このうち、主にクリーンルーム用途などで使用される高性能フィルタとしては、ガラス繊維湿式不織布からなるエアフィルタ用濾材が広く用いられている。 In order to collect submicron to micron dust particles in the air, an air filter collection technique is used. Air filters are broadly classified into coarse dust filters, medium performance filters, high performance filters (HEPA filters, ULPA filters), etc., depending on the target particle size and collection efficiency. Among these, as high-performance filters mainly used for clean room applications and the like, filter media for air filters made of glass fiber wet nonwoven fabric are widely used.
エアフィルタ用濾材の主要な要求特性としては、捕集効率の他に、濾材の通気抵抗を示す圧力損失がある。濾材の捕集効率を上昇させるためには、大きな表面積を有する細径ガラス繊維の配合を増やす必要があるが、同時に濾材の圧力損失も上昇する。高い圧力損失は、吸気ファンの運転負荷を高め、電力消費量の上昇を引き起こすことから、省エネルギーとランニングコスト低減との両方の観点から好ましくない。そのため、低圧力損失と高捕集効率とを兼ね備えたエアフィルタ用濾材が要求されている。エアフィルタ用濾材の低圧力損失・高捕集効率のレベルの指標値として、数１の式によって定義するＰＦ値がある。このＰＦ値が高いことは、エアフィルタ用濾材が低圧力損失・高捕集効率であることを示している。なお、透過率［％］＝１００−捕集効率［％］である。
エアフィルタ用濾材を構成するガラス繊維は、自己接着力をほとんど有していないため、エアフィルタユニットとして加工したり、実際に通風して使用する場合に必要とされる濾材強度を付与したりするためには、バインダーによってガラス繊維同士を接着させたりする必要がある。しかし、ガラス繊維にバインダーを付着させると、バインダー皮膜が濾材の細孔を目詰まりさせるために、圧力損失の上昇を引き起こしたり、ガラス繊維がバインダー皮膜中に埋没したりするために、捕集効率の低下を引き起こして、ＰＦ値の低下をもたらす場合がある。そのため、高いＰＦ値と十分な濾材強度とを両立させることは、実用的な濾材を製造するうえでの大きな課題となっている。 Since the glass fiber constituting the filter medium for air filter has almost no self-adhesive force, it is processed as an air filter unit, or gives the filter medium strength required when actually ventilated and used. For this purpose, it is necessary to bond the glass fibers together with a binder. However, if the binder is attached to the glass fiber, the binder film clogs the pores of the filter medium, causing an increase in pressure loss, or the glass fiber is buried in the binder film, resulting in a collection efficiency. May cause a decrease in the PF value. Therefore, achieving both a high PF value and sufficient filter medium strength is a major problem in producing a practical filter medium.
この課題に対して、本発明者らは、濾材を構成するガラス繊維にバインダーと２５℃純水中に添加した時の最低表面張力が２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であるフッ素系界面活性剤を付着させる方法（例えば、特許文献１を参照。）、濾材を構成するガラス繊維にバインダーとエーテル型非イオン界面活性剤とを付着させる方法（例えば、特許文献２を参照。）、濾材に４級アンモニウム塩であるカチオン性界面活性剤を含有するバインダー液を付与する方法（例えば、特許文献３を参照。）、濾材を構成するガラス繊維にバインダーとアセチレン系界面活性剤とを付着させる方法（例えば、特許文献４を参照。）について提案している。これらの方法を用いることによって、バインダー皮膜による細孔の目詰まりを防ぐことで、エアフィルタ用濾材を高ＰＦ値化できることを示した。 In order to solve this problem, the present inventors attach a fluorosurfactant having a minimum surface tension of 20 dyne / cm or less when added to a glass fiber constituting a filter medium in a binder and 25 ° C. pure water. (For example, refer to Patent Document 1), a method of attaching a binder and an ether type nonionic surfactant to glass fibers constituting the filter medium (for example, refer to Patent Document 2), and a quaternary ammonium salt on the filter medium. A method of applying a binder liquid containing a certain cationic surfactant (for example, see Patent Document 3), a method of attaching a binder and an acetylene surfactant to glass fibers constituting a filter medium (for example, Patent Document) 4)). By using these methods, it was shown that the air filter medium can be made to have a high PF value by preventing pore clogging due to the binder film.
これまでに、上記の方法を用いたエアフィルタ用濾材の高ＰＦ値化が行われてきたが、省エネルギーの観点から、さらなる高ＰＦ値化が求められている。したがって、本発明の課題は、従来のエアフィルタ用濾材よりも高いＰＦ値と実用上必要とされる十分な濾材強度を有するエアフィルタ用濾材及びその製造方法を提供することにある。 Up to now, the filter material for air filters using the above-described method has been increased in PF value, but from the viewpoint of energy saving, further increase in PF value is required. Accordingly, an object of the present invention is to provide an air filter medium having a higher PF value and a practically required filter medium strength than a conventional air filter medium, and a method for producing the same.
本発明者らは、ガラス繊維に、硫酸エステル塩若しくはスルホン酸塩のいずれか一方又は両方からなる界面活性剤を付着させることによって、上記課題が解決できることを見出した。すなわち、本発明に係るエアフィルタ用濾材は、ガラス繊維を主体繊維とする湿式不織布からなるエアフィルタ用濾材において、前記ガラス繊維に、バインダー樹脂と、硫酸エステル塩若しくはスルホン酸塩のいずれか一方又は両方からなる界面活性剤とを混合状態で付着させ、該界面活性剤は、分子構造中にフッ素原子を含有していないことを特徴とする。 The present inventors have found that the above problem can be solved by attaching a surfactant comprising either one or both of a sulfate ester salt and a sulfonate salt to a glass fiber. That is, the air filter medium according to the present invention is an air filter medium comprising a wet nonwoven fabric mainly composed of glass fibers, and the glass fibers include a binder resin and either a sulfate ester salt or a sulfonate salt. Both surfactants are adhered in a mixed state, and the surfactant is characterized by not containing a fluorine atom in the molecular structure .
本発明に係るエアフィルタ用濾材は、前記ガラス繊維に、フッ素系撥水剤を更に付着させることが好ましい。ガラス繊維に、フッ素系撥水剤を付着させることによって、硫酸エステル塩又はスルホン酸塩からなる界面活性剤による効果をさらに向上できる。 In the filter medium for an air filter according to the present invention, it is preferable that a fluorine-based water repellent is further attached to the glass fiber. By attaching a fluorine-based water repellent to the glass fiber, the effect of the surfactant composed of a sulfate ester salt or a sulfonate salt can be further improved.
本発明に係るエアフィルタ用濾材では、前記湿式不織布は、バインダー繊維を含有しないことが好ましい。ガラス繊維による粒子捕集効果を十分に発揮させることができる。また、更に高ＰＦ値な濾材とすることができる。 In the filter medium for an air filter according to the present invention, it is preferable that the wet nonwoven fabric does not contain a binder fiber. The particle collecting effect by the glass fiber can be sufficiently exhibited. Moreover, it can be set as the filter material of higher PF value.
本発明に係るエアフィルタ用濾材の製造方法は、ガラス繊維を主体とする原料繊維を分散させたスラリーを湿式抄紙することによって湿紙を形成する工程と、該湿紙を乾燥させる工程とを有するエアフィルタ用濾材の製造方法において、バインダー樹脂と硫酸エステル塩若しくはスルホン酸塩のいずれか一方又は両方からなる界面活性剤とを混合した混合液を、前記湿紙の乾燥前或いは乾燥後に付着させる工程とを有し、前記界面活性剤は、分子構造中にフッ素原子を含有していないことを特徴とする。本発明に係るエアフィルタ用濾材の製造方法では、前記混合液中の、前記バインダー樹脂に対する前記界面活性剤の添加量は、固形分比率で、０．１〜１０．０質量％であることが好ましい。本発明に係るエアフィルタ用濾材の製造方法では、前記混合液に、撥水剤を更に混合することが好ましい。 The method for producing a filter material for an air filter according to the present invention includes a step of forming wet paper by wet papermaking a slurry in which raw fibers mainly composed of glass fibers are dispersed, and a step of drying the wet paper. In the method for producing a filter medium for an air filter, a step of adhering a mixed liquid obtained by mixing a binder resin and a surfactant composed of one or both of a sulfate ester salt and a sulfonate before or after drying the wet paper possess the door, the surfactant is characterized by containing no fluorine atoms in its molecular structure. In the manufacturing method of the filter material for air filters which concerns on this invention, the addition amount of the said surfactant with respect to the said binder resin in the said liquid mixture is 0.1-10.0 mass% in solid content ratio. preferable. In the method for producing a filter medium for an air filter according to the present invention, it is preferable to further mix a water repellent with the mixed solution.
本発明の構成を用いることによって、実用上必要とされる十分な濾材強度を有し、かつ、従来のエアフィルタ用濾材よりも高いＰＦ値を有する、ガラス繊維湿式不織布からなるエアフィルタ用濾材及びその製造方法を得ることができる。 By using the configuration of the present invention, a filter medium for an air filter made of a glass fiber wet nonwoven fabric having sufficient filter medium strength required for practical use and having a PF value higher than that of a conventional filter medium for air filter, and The manufacturing method can be obtained.
次に、本発明について実施形態を示して詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。本発明の効果を奏する限り、実施形態は種々の変形をしてもよい。 Next, the present invention will be described in detail with reference to embodiments, but the present invention is not construed as being limited to these descriptions. As long as the effect of the present invention is exhibited, the embodiment may be variously modified.
本実施形態に係るエアフィルタ用濾材で主体繊維として用いられるガラス繊維は、必要とされる濾過性能又はその他物性に応じて、種々の繊維径及び繊維長を有する極細ガラス繊維又はチョップドガラス繊維の中から自由に選択される。また、半導体工程の汚染を防止する目的で、ローボロンガラス繊維又はシリカガラス繊維を使用することもできる。ガラス繊維の含有量は、エアフィルタ濾材に含まれる全繊維質量に対して、９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることがより好ましく、１００質量％であることが特に好ましい。ガラス繊維と併用可能な繊維は、例えば、ポリビニルアルコール主体繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、アクリル繊維である。 The glass fiber used as the main fiber in the air filter medium according to the present embodiment is an ultrafine glass fiber or chopped glass fiber having various fiber diameters and fiber lengths depending on the required filtration performance or other physical properties. Freely selected from. Further, for the purpose of preventing contamination of the semiconductor process, low boron glass fiber or silica glass fiber can also be used. The glass fiber content is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and particularly preferably 100% by mass with respect to the total fiber mass contained in the air filter medium. . Examples of fibers that can be used in combination with glass fibers include polyvinyl alcohol-based fibers, aramid fibers, carbon fibers, polyester fibers, polyolefin fibers, and acrylic fibers.
本実施形態に係るエアフィルタ用濾材は、バインダー繊維を含有しないことが好ましい。バインダー繊維を含有しないことで、ガラス繊維による粒子捕集効果を十分に発揮させることができる。バインダー繊維とは、濾材強度の向上のために配合される繊維をいい、例えば、微細繊維の絡み合いによって強度を付与するフィブリル化繊維、又は熱溶融若しくは熱水溶解して繊維同士を接着することによって強度を付与する熱溶融繊維である。本実施形態に係るエアフィルタ用濾材では、強度付与の方法として、分散・抄紙工程においてバインダー繊維をガラス繊維と一緒にシート化する方法を用いずに、付着工程においてバインダー樹脂を含有する混合液を付着させる方法を用いることが好ましい。 It is preferable that the filter material for air filters which concerns on this embodiment does not contain a binder fiber. By not containing the binder fiber, the particle collecting effect by the glass fiber can be sufficiently exhibited. The binder fiber refers to a fiber that is blended for improving the strength of the filter medium, for example, a fibrillated fiber that imparts strength by entanglement of fine fibers, or by bonding fibers by hot melting or hot water dissolution It is a hot-melt fiber that imparts strength. In the filter medium for an air filter according to the present embodiment, as a method for imparting strength, a mixed solution containing a binder resin in the adhering step is used without using a method of forming the binder fiber together with the glass fiber in the dispersion / papermaking step. It is preferable to use the method of making it adhere.
本実施形態においては、主体繊維とするガラス繊維同士を接着するためにバインダー樹脂を用いる。バインダー樹脂としては、ガラス繊維同士を接着して、実用上必要とされる濾材強度を付与することができ、かつ、水又は溶剤に溶解又は分散できる樹脂の中から自由に選択される。このような樹脂としては、例えば、アクリル酸エステル樹脂、スチレン‐アクリル酸エステル樹脂、スチレン‐ブタジエン樹脂、酢酸ビニル樹脂、エチレン‐酢酸ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコールである。バインダー樹脂の好ましい付着量は、ガラス繊維に対し、バインダー樹脂の固形分として、２〜１０質量％であることが好ましい。より好ましくは、４〜７質量％である。付着量が２質量％で未満であると、十分な濾材強度が得られにくい。また、付着量が１０質量％を超えると、ＰＦ値の低下を引き起こすおそれがある。 In this embodiment, a binder resin is used to bond glass fibers as main fibers. As the binder resin, glass fibers can be bonded to each other to give a filter medium strength necessary for practical use, and can be freely selected from resins that can be dissolved or dispersed in water or a solvent. Examples of such resins include acrylic ester resins, styrene-acrylic ester resins, styrene-butadiene resins, vinyl acetate resins, ethylene-vinyl acetate resins, polyolefin resins, polyurethane resins, and polyvinyl alcohol. It is preferable that the preferable adhesion amount of binder resin is 2-10 mass% as solid content of binder resin with respect to glass fiber. More preferably, it is 4-7 mass%. When the adhesion amount is less than 2% by mass, it is difficult to obtain sufficient filter medium strength. Moreover, when the amount of adhesion exceeds 10 mass%, there exists a possibility of causing the fall of PF value.
本実施形態では、高ＰＦ値化を目的として用いられる界面活性剤は、分子構造中にフッ素原子を含有していない、硫酸エステル塩型又はスルホン酸塩型の界面活性剤である。これらの界面活性剤としては、例えば、アルキル硫酸塩、アルキルフェニル硫酸塩、スチレン化フェニル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルファオレフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、アルキルスルホコハク酸塩である。界面活性剤は、一種を単独で使用するか、又は二種以上を併用してもよい。また、硫酸エステル塩型の界面活性剤だけを用いる、スルホン酸塩型の界面活性剤だけを用いるか、又は硫酸エステル塩型の界面活性剤及びスルホン酸塩型の界面活性剤の両方を組み合わせて用いてもよい。 In this embodiment, the surfactant used for the purpose of increasing the PF value is a sulfate ester type or sulfonate type surfactant that does not contain a fluorine atom in the molecular structure. Examples of these surfactants include alkyl sulfates, alkylphenyl sulfates, styrenated phenyl sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfates, polyoxyethylene styrenated phenyl ether sulfates. Salts, alkyl sulfonates, alpha olefin sulfonates, alkyl benzene sulfonates, sulfosuccinates, and alkyl sulfosuccinates. Surfactant may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. Also, use only sulfate ester type surfactants, use only sulfonate type surfactants, or combine both sulfate ester type surfactants and sulfonate type surfactants. It may be used.
これらの界面活性剤を、バインダー樹脂の溶液又は分散液（以下、バインダー液と称する。）に添加して混合液とし、該混合液を湿式抄紙されたガラス繊維に付着させると、得られる濾材のＰＦ値が向上する。このとき、界面活性剤は、バインダー樹脂及びガラス繊維の表面に作用し、バインダー樹脂皮膜による濾材の細孔の目詰まりと、バインダー皮膜中へガラス繊維の埋没とを防ぐ効果を発揮しているものと推定される。 When these surfactants are added to a binder resin solution or dispersion (hereinafter referred to as a binder solution) to form a mixed solution, and the mixed solution is adhered to the glass fiber that has been wet-papered, The PF value is improved. At this time, the surfactant acts on the surface of the binder resin and the glass fiber, and exhibits the effect of preventing clogging of pores of the filter medium by the binder resin film and burying of the glass fiber in the binder film. It is estimated to be.
本実施形態では、混合液中の、バインダー樹脂に対する界面活性剤の添加量は、固形分比率で、０．１〜１０．０質量％であることが好ましい。より好ましくは、１．０〜７．０質量％である。添加量が０．１質量％未満であると、十分なＰＦ値向上効果が得られにくい。また、添加量が１０．０質量％を超えると、濾材強度の低下を引き起こすおそれがある。 In this embodiment, it is preferable that the addition amount of surfactant with respect to binder resin in a liquid mixture is 0.1-10.0 mass% in solid content ratio. More preferably, it is 1.0-7.0 mass%. When the addition amount is less than 0.1% by mass, it is difficult to obtain a sufficient PF value improvement effect. Moreover, when the addition amount exceeds 10.0% by mass, the strength of the filter medium may be reduced.
本実施形態では、混合液には、バインダー樹脂と界面活性剤との他に、必要に応じて、撥水剤を添加することができる。撥水剤としては、例えば、シリコーン系撥水剤、ワックス系撥水剤、アルキルケテンダイマー、フッ素系撥水剤がある。このうち、フッ素系撥水剤であることが好ましく、フルオロアルキルポリマーからなるフッ素系撥水剤であることがより好ましい。フッ素系撥水剤を界面活性剤とともにバインダー液に添加して混合液とし、該混合液を湿式抄紙されたガラス繊維に付着させると、濾材に撥水性が付与されるだけでなく、ＰＦ値がさらに向上する。これはフッ素系撥水剤が有する強い反撥力が影響しているものと推定される。撥水剤の好ましい添加量は、バインダー樹脂に対して、固形分比率で１〜４０質量％であり、より好ましくは、３〜２０質量％である。添加量が１質量％未満であると、十分な撥水性が得られにくい。また、添加量が４０質量％を超えると、濾材強度の低下を引き起こすおそれがある。 In the present embodiment, a water repellent agent can be added to the mixed liquid as needed in addition to the binder resin and the surfactant. Examples of the water repellent include a silicone water repellent, a wax water repellent, an alkyl ketene dimer, and a fluorine water repellent. Among these, a fluorine-based water repellent is preferable, and a fluorine-based water repellent composed of a fluoroalkyl polymer is more preferable. When a fluorine-based water repellent is added to a binder liquid together with a surfactant to form a mixed liquid, and the mixed liquid is attached to the wet-made glass fiber, not only water repellency is imparted to the filter medium, but also the PF value is increased. Further improve. This is presumed to be due to the strong repulsive force of the fluorine-based water repellent. A preferable addition amount of the water repellent is 1 to 40% by mass, and more preferably 3 to 20% by mass with respect to the binder resin. When the addition amount is less than 1% by mass, it is difficult to obtain sufficient water repellency. On the other hand, if the amount added exceeds 40% by mass, the strength of the filter medium may be reduced.
本実施形態に係るエアフィルタ用濾材は、湿式抄紙法を用いて製造される。ここではまず、ガラス繊維を水中に分散して繊維スラリーを得る分散工程と、次いで、得られた繊維スラリーをワイヤー上に積層し、脱水することによって抄紙（シート化）する抄紙工程とを行う。抄紙工程で用いる抄紙機は、特に限定されないが、できる限り繊維の分散を均一にした状態で抄紙できるものを選定する。また、分散工程及び抄紙工程で用いられる水は、繊維の分散を均一にするために、酸を添加してｐＨを好ましくは２〜４、より好ましくは２．５〜３．５に調製することが好ましい。 The air filter medium according to the present embodiment is manufactured using a wet papermaking method. Here, first, a dispersion step of dispersing fiberglass in water to obtain a fiber slurry, and then a papermaking step of laminating the obtained fiber slurry on a wire and dehydrating to make paper (sheeting) are performed. The paper machine used in the paper making process is not particularly limited, but a machine that can make paper with the fiber dispersion as uniform as possible is selected. The water used in the dispersion process and the paper making process should be adjusted to a pH of preferably 2 to 4, more preferably 2.5 to 3.5 by adding an acid in order to make the dispersion of the fibers uniform. Is preferred.
湿式抄紙したシートに前記混合液を付着させる方法としては、特に限定するものではなく、含浸、ロール塗工、スプレー塗工、カーテン塗工などの方法が用いられる。湿潤状態のシートは、熱風乾燥機、ロータリードライヤーなどを用いて乾燥して、最終的なエアフィルタ用濾材とする。湿式抄紙したシートに混合液を付着させる付着工程は、湿潤状態のシート（以降、湿紙ということもある。）を乾燥前に行うか、又は乾燥後に行ってもよい。乾燥前に混合液を付着させる場合は、湿式抄紙した湿潤状態にあるシートに混合液を付着させ、その後乾燥させて最終的なエアフィルタ用濾材を得る。乾燥後に混合液を付着させる場合は、湿式抄紙した湿潤状態にあるシートを一旦乾燥させ、その後混合液を付着させ、再度混合液付着後のシートを乾燥させて最終的なエアフィルタ用濾材を得る。また、バインダー皮膜による濾材の目詰まりを防ぐために、余分な混合液は、負圧吸引などによって除去することが好ましい。 The method of adhering the liquid mixture to the wet paper-made sheet is not particularly limited, and methods such as impregnation, roll coating, spray coating, curtain coating and the like are used. The wet sheet is dried using a hot air dryer, a rotary dryer, or the like to obtain a final air filter medium. The adhering step for adhering the mixed liquid to the wet paper-made sheet may be performed before or after drying the wet sheet (hereinafter sometimes referred to as wet paper). In the case of adhering the mixed solution before drying, the mixed solution is attached to a wet sheet obtained by wet papermaking, and then dried to obtain a final air filter medium. When adhering the mixed liquid after drying, the wet sheet made by wet papermaking is once dried, then the mixed liquid is adhered, and the sheet after adhering the mixed liquid is dried again to obtain the final air filter filter medium. . Moreover, in order to prevent the filter medium from being clogged by the binder film, it is preferable to remove the excess mixed liquid by negative pressure suction or the like.
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。また、例中の「部」、「％」は、特に断らない限りそれぞれ「質量部」、「質量％」を示す。なお、添加部数は、固形分換算の値である。 Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. In the examples, “parts” and “%” represent “parts by mass” and “mass%”, respectively, unless otherwise specified. The number of added parts is a value in terms of solid content.
（実施例１）
平均繊維径０．６５μｍの極細ガラス繊維５５部と、平均繊維径２．７μｍの極細ガラス繊維３５部と、平均繊維径６μｍのチョップドガラス繊維１０部とを、硫酸でｐＨ２．８とした水中に分散し、パルパーを用いて離解し、固形分濃度が０．５％であるガラス繊維スラリーを得た。次に、得られたスラリーを、手抄筒を用いて抄紙して湿紙を得た。次に、アクリル樹脂エマルジョン（モビニールＬＤＭ７２２２、日本合成化学工業社製）１００部と、アルキル硫酸ナトリウム塩界面活性剤（エマール１０Ｇ、花王社製）２部とを水中に添加して調製した混合液を湿紙に含浸によって付着させ、余分な混合液を吸引除去した後、１３０℃の熱風乾燥機で乾燥して、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。なお、混合液の付着量は固形分換算で３．８５ｇ／ｍ２であった。
Example 1
55 parts of ultrafine glass fiber having an average fiber diameter of 0.65 μm, 35 parts of ultrafine glass fiber having an average fiber diameter of 2.7 μm, and 10 parts of chopped glass fiber having an average fiber diameter of 6 μm are immersed in water adjusted to pH 2.8 with sulfuric acid. Dispersed and disaggregated using a pulper to obtain a glass fiber slurry having a solid content concentration of 0.5%. Next, the obtained slurry was made using a hand-making cylinder to obtain a wet paper. Next, a mixed liquid prepared by adding 100 parts of an acrylic resin emulsion (Molvinyl LDM7222, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) and 2 parts of alkyl sulfate sodium salt surfactant (Emar 10G, manufactured by Kao Corporation) to water is prepared. After adhering to wet paper by impregnation and removing excess liquid by suction, it was dried with a hot air dryer at 130 ° C. to obtain a filter medium for air filter having a basis weight of 70 g / m 2 . In addition, the adhesion amount of the liquid mixture was 3.85 g / m < 2 > in conversion of solid content.
（実施例２）
アクリル樹脂エマルジョン（モビニールＬＤＭ７２２２、日本合成化学工業社製）１００部と、アルキル硫酸ナトリウム塩界面活性剤（エマール１０Ｇ、花王社製）２部と、フッ素系撥水剤（ＮＫガードＳ−０９、日華化学社製）１０部とを水中に添加して調製した混合液を用いた以外は、実施例１と同様にして、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。なお、混合液の付着量は固形分換算で３．９２ｇ／ｍ２であった。
(Example 2)
100 parts of an acrylic resin emulsion (Molvinyl LDM7222, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), 2 parts of an alkyl sulfate sodium salt surfactant (Emar 10G, manufactured by Kao Corporation), and a fluorine-based water repellent (NK Guard S-09, Japan) A filter medium for an air filter having a basis weight of 70 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a mixed liquid prepared by adding 10 parts of Hana Chemical Co., Ltd.) to water was used. In addition, the adhesion amount of the liquid mixture was 3.92 g / m 2 in terms of solid content.
（実施例３）
アクリル樹脂エマルジョン（モビニールＬＤＭ７２２２、日本合成化学工業社製）１００部と、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム塩界面活性剤（エマール２０ＣＭ、花王社製）２部と、フッ素系撥水剤（ＮＫガードＳ−０９、日華化学社製）１０部とを水中に添加して調製した混合液を用いた以外は、実施例１と同様にして、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。なお、混合液の付着量は固形分換算で３．８５ｇ／ｍ２であった。
(Example 3)
100 parts of an acrylic resin emulsion (Molvinyl LDM7222, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), 2 parts of polyoxyethylene alkyl ether sodium sulfate surfactant (Emar 20CM, manufactured by Kao Corporation), and a fluorine-based water repellent (NK Guard S) A filter medium for air filters having a basis weight of 70 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that a mixed solution prepared by adding 10 parts of (-09, manufactured by Nikka Chemical Co., Ltd.) to water was used. . In addition, the adhesion amount of the liquid mixture was 3.85 g / m < 2 > in conversion of solid content.
（実施例４）
アクリル樹脂エマルジョン（モビニールＬＤＭ７２２２、日本合成化学工業社製）１００部と、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩界面活性剤（ネオペレックスＧＳ、花王社製）２部と、フッ素系撥水剤（ＮＫガードＳ−０９、日華化学社製）１０部とを水中に添加して調製した混合液を用いた以外は、実施例１と同様にして、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。なお、混合液の付着量は固形分換算で３．８５ｇ／ｍ２であった。
Example 4
100 parts of an acrylic resin emulsion (Molvinyl LDM7222, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), 2 parts of a sodium alkylbenzene sulfonate surfactant (Neopelex GS, manufactured by Kao Corporation), and a fluorine-based water repellent (NK Guard S-09) The filter medium for air filters having a basis weight of 70 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a mixed liquid prepared by adding 10 parts of Nikka Chemical Co., Ltd.) to water was used. In addition, the adhesion amount of the liquid mixture was 3.85 g / m < 2 > in conversion of solid content.
（実施例５）
アクリル樹脂エマルジョン（モビニールＬＤＭ７２２２、日本合成化学工業社製）１００部と、アルキルスルホコハク酸ナトリウム塩界面活性剤（ペレックスＴＲ、花王社製）２部と、フッ素系撥水剤（ＮＫガードＳ−０９、日華化学社製）１０部とを水中に添加して調製した混合液を用いた以外は、実施例１と同様にして、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。なお、混合液の付着量は固形分換算で３．８５ｇ／ｍ２であった。
(Example 5)
100 parts of an acrylic resin emulsion (Molvinyl LDM7222, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), 2 parts of a sodium alkylsulfosuccinate surfactant (Perex TR, manufactured by Kao Corporation), and a fluorine-based water repellent (NK Guard S-09, A filter medium for an air filter having a basis weight of 70 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a mixed solution prepared by adding 10 parts of Nikka Chemical Co., Ltd.) to water was used. In addition, the adhesion amount of the liquid mixture was 3.85 g / m < 2 > in conversion of solid content.
（実施例６）
アクリル樹脂エマルジョン（モビニールＬＤＭ７２２２、日本合成化学工業社製）１００部と、アルキル硫酸ナトリウム塩界面活性剤（エマール１０、花王社製）１部と、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩界面活性剤（ネオペレックスＧＳ、花王社製）１部と、フッ素系撥水剤（ＮＫガードＳ−０９、日華化学社製）１０部とを水中に添加して調製した混合液を用いた以外は、実施例１と同様にして、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。なお、混合液の付着量は固形分換算で３．８５ｇ／ｍ２であった。
(Example 6)
100 parts of an acrylic resin emulsion (Molvinyl LDM7222, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), 1 part of an alkyl sulfate sodium salt surfactant (Emar 10, manufactured by Kao Corporation), an alkylbenzenesulfonic acid sodium salt surfactant (Neopelex GS, Example 1 except that a mixed solution prepared by adding 1 part of Kao) and 10 parts of a fluorine-based water repellent (NK Guard S-09, manufactured by Nikka Chemical Co., Ltd.) in water was used. Thus, a filter medium for an air filter having a basis weight of 70 g / m 2 was obtained. In addition, the adhesion amount of the liquid mixture was 3.85 g / m < 2 > in conversion of solid content.
（実施例７）
アクリル樹脂エマルジョン（モビニールＬＤＭ７２２２、日本合成化学工業社製）１００部と、アルキル硫酸アンモニウム塩界面活性剤（ラテムルＡＤ−２５、花王社製）２部と、フッ素系撥水剤（ＮＫガードＳ−０９、日華化学社製）１０部とを水中に添加して調製した混合液を用いた以外は、実施例１と同様にして、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。なお、混合液の付着量は固形分換算で３．８５ｇ／ｍ２であった。
(Example 7)
100 parts of an acrylic resin emulsion (Molvinyl LDM7222, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), 2 parts of an ammonium ammonium sulfate surfactant (Latemul AD-25, manufactured by Kao Corporation), and a fluorine-based water repellent (NK Guard S-09, A filter medium for an air filter having a basis weight of 70 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a mixed solution prepared by adding 10 parts of Nikka Chemical Co., Ltd.) to water was used. In addition, the adhesion amount of the liquid mixture was 3.85 g / m < 2 > in conversion of solid content.
（比較例１）
アクリル樹脂エマルジョン（モビニールＬＤＭ７２２２、日本合成化学工業社製）１００部のみを水中に添加して調製した混合液を用いた以外は、実施例１と同様にして、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。なお、混合液の付着量は固形分換算で３．８５ｇ／ｍ２であった。
(Comparative Example 1)
An air filter having a basis weight of 70 g / m 2 in the same manner as in Example 1 except that a mixed liquid prepared by adding only 100 parts of an acrylic resin emulsion (Movinyl LDM7222, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) to water was used. A filter medium was obtained. In addition, the adhesion amount of the liquid mixture was 3.85 g / m < 2 > in conversion of solid content.
（比較例２）
アクリル樹脂エマルジョン（モビニールＬＤＭ７２２２、日本合成化学工業社製）１００部と、フッ素系撥水剤（ＮＫガードＳ−０９、日華化学社製）１０部とを水中に添加して調製した混合液を用いた以外は、実施例１と同様にして、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。なお、混合液の付着量は固形分換算で３．９２ｇ／ｍ２であった。
(Comparative Example 2)
A mixed liquid prepared by adding 100 parts of an acrylic resin emulsion (mobile LDM7222, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry) and 10 parts of a fluorine-based water repellent (NK guard S-09, manufactured by Nikka Chemical Co., Ltd.) to water. A filter medium for an air filter having a basis weight of 70 g / m 2 was obtained in the same manner as Example 1 except that it was used. In addition, the adhesion amount of the liquid mixture was 3.92 g / m 2 in terms of solid content.
（比較例３）
アクリル樹脂エマルジョン（モビニールＬＤＭ７２２２、日本合成化学工業社製）１００部と、脂肪酸カリウム塩界面活性剤（ＦＲ−１４、花王社製）２部と、フッ素系撥水剤（ＮＫガードＳ−０９、日華化学社製）１０部とを水中に添加して調製した混合液を用いた以外は、実施例１と同様にして、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。なお、混合液の付着量は固形分換算で３．８５ｇ／ｍ２であった。
(Comparative Example 3)
100 parts of acrylic resin emulsion (Molvinyl LDM7222, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), 2 parts of fatty acid potassium salt surfactant (FR-14, manufactured by Kao Corporation), and fluorine-based water repellent (NK Guard S-09, Japan) A filter medium for an air filter having a basis weight of 70 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a mixed liquid prepared by adding 10 parts of Hana Chemical Co., Ltd.) to water was used. In addition, the adhesion amount of the liquid mixture was 3.85 g / m < 2 > in conversion of solid content.
（比較例４）
アクリル樹脂エマルジョン（モビニールＬＤＭ７２２２、日本合成化学工業社製）１００部と、ポリオキシエチレンアルキルエーテル界面活性剤（エマルゲン１２０、花王社製）２部と、フッ素系撥水剤（ＮＫガードＳ−０９、日華化学社製）１０部とを水中に添加して調製した混合液を用いた以外は、実施例１と同様にして、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。なお、混合液の付着量は固形分換算で３．８５ｇ／ｍ２であった。
(Comparative Example 4)
100 parts of an acrylic resin emulsion (Molvinyl LDM7222, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), 2 parts of a polyoxyethylene alkyl ether surfactant (Emulgen 120, manufactured by Kao Corporation), a fluorine-based water repellent (NK Guard S-09, A filter medium for an air filter having a basis weight of 70 g / m 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a mixed solution prepared by adding 10 parts of Nikka Chemical Co., Ltd.) to water was used. In addition, the adhesion amount of the liquid mixture was 3.85 g / m < 2 > in conversion of solid content.
実施例及び比較例において得たエアフィルタ用濾材の評価は、次に示す方法を用いて行った。 The air filter media obtained in the examples and comparative examples were evaluated using the following method.
圧力損失は、有効面積１００ｃｍ２の濾材に、空気が面風速５．３ｃｍ／秒で通過する時の差圧として、マノメーター（マノスターゲージＷＯ８１、山本電機製作所社製）を用いて測定した。 The pressure loss was measured using a manometer (manostar gauge WO81, manufactured by Yamamoto Electric Co., Ltd.) as a differential pressure when air passes through a filter medium having an effective area of 100 cm 2 at a surface wind speed of 5.3 cm / sec.
透過率（以降、粒子透過率ともいう。）は、有効面積１００ｃｍ２の濾材に、ラスキンノズルで発生させた多分散フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）粒子を含む空気が面風速５．３ｃｍ／秒で通過する時の上流及び下流のＤＯＰ粒子個数を、レーザーパーティクルカウンター（ＫＣ−１８、リオン社製）を用いて測定し、その個数値から計算して求めた。なお、対象粒子径は、０．３０〜０．４０μｍとした。 The transmittance (hereinafter, also referred to as particle transmittance) is such that air containing polydispersed dioctyl phthalate (DOP) particles generated by a Ruskin nozzle passes through a filter medium having an effective area of 100 cm 2 at a surface wind speed of 5.3 cm / sec. The number of upstream and downstream DOP particles was measured using a laser particle counter (KC-18, manufactured by Rion Co., Ltd.) and calculated from the number value. The target particle diameter was 0.30 to 0.40 μm.
ＰＦ値は、圧力損失及び粒子透過率の値から、数１に示す式を用いて計算した。なお、対象粒子径は、０．３０〜０．４０μｍとした。 The PF value was calculated from the value of pressure loss and particle transmittance using the equation shown in Equation 1. The target particle diameter was 0.30 to 0.40 μm.
引張強さは、ＪＩＳ Ｐ ８１１３：２００６「紙及び板紙−引張特性の試験方法−第２部：低速伸張法」に準拠して、万能試験機（オートグラフＡＧＳ−Ｘ、島津製作所社製）を用いて測定した。 Tensile strength is determined according to JIS P 8113: 2006 "Paper and paperboard-Test method for tensile properties-Part 2: Low-speed extension method" using a universal testing machine (Autograph AGS-X, manufactured by Shimadzu Corporation). And measured.
撥水性は、ＭＩＬ−ＳＴＤ−２８２に準拠して、自製の撥水性試験機を用いて測定した。 The water repellency was measured using a self-made water repellency tester according to MIL-STD-282.
実施例及び比較例で得られたエアフィルタ用濾材の評価結果を表１に示した。 Table 1 shows the evaluation results of the air filter media obtained in the examples and comparative examples.
表１に示した結果より明らかなように、各実施例のエアフィルタ用濾材は、いずれも各比較例のエアフィルタ用濾材よりもＰＦ値が高かった。また、各実施例のエアフィルタ用濾材は、いずれも実用上必要とされる十分な濾材強度（例えば、引張強さ０．６ｋＮ／ｍ以上）を有していた。本発明によれば、バインダー樹脂とともに硫酸エステル塩型又はスルホン酸塩型の少なくともいずれか一方の界面活性剤をガラス繊維に付着させることによって、従来のエアフィルタ用濾材よりも高いＰＦ値を有するエアフィルタ用濾材を得ることができる。また、フッ素系撥水剤を併用することによって、更に高いＰＦ値を有するエアフィルタ用濾材を得ることができる。 As is clear from the results shown in Table 1, the air filter media of each Example had a higher PF value than the air filter media of each Comparative Example. Further, the air filter media of each Example had sufficient filter media strength (for example, a tensile strength of 0.6 kN / m or more) that is practically required. According to the present invention, air having a PF value higher than that of a conventional filter material for an air filter is obtained by adhering a binder resin and at least one of a sulfate ester type or a sulfonate type surfactant to glass fibers. A filter medium can be obtained. Moreover, the filter medium for air filters which has a still higher PF value can be obtained by using together a fluorine-type water repellent.
Claims (6)
前記ガラス繊維に、バインダー樹脂と、硫酸エステル塩若しくはスルホン酸塩のいずれか一方又は両方からなる界面活性剤とを混合状態で付着させ、
該界面活性剤は、分子構造中にフッ素原子を含有していないことを特徴とするエアフィルタ用濾材。 In a filter medium for an air filter made of a wet nonwoven fabric mainly composed of glass fiber,
To the glass fiber, a binder resin and a surfactant composed of one or both of a sulfate ester salt and a sulfonate salt are attached in a mixed state ,
The filter medium for an air filter , wherein the surfactant does not contain a fluorine atom in the molecular structure .
バインダー樹脂と硫酸エステル塩若しくはスルホン酸塩のいずれか一方又は両方からなる界面活性剤とを混合した混合液を、前記湿紙の乾燥前或いは乾燥後に付着させる工程とを有し、
前記界面活性剤は、分子構造中にフッ素原子を含有していないことを特徴とするエアフィルタ用濾材の製造方法。 In the method for producing a filter material for an air filter, comprising a step of forming wet paper by wet papermaking a slurry in which raw fibers mainly composed of glass fibers are dispersed, and a step of drying the wet paper,
The mixture obtained by mixing a surfactant consisting of either one or both of the binder resin and sulfuric acid ester salt or sulfonate, possess a depositing after drying before or drying of the wet paper web,
The method for producing a filter medium for an air filter , wherein the surfactant does not contain a fluorine atom in a molecular structure .
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