JPH03146107A - エアフイルタ用濾材の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、高清浄度の環境を実現するための空気浄化用
高性能濾材に関する。

〔従来の技術〕

従来、高清浄度の環境を実現するための空気浄化用高性
能濾材としては硝子繊維からなるＴ１１！ｔＰムフイル
ター　〇ＬＰムフィルター等が知られている。しかし硝
子繊維単独のフィルターはガラス繊維に由来する微細な
粒子が脱落して透過気体中に流出するため空気清浄度を
高めることが困難である。

又、このような脱落粒子による間８題を解消するものと
して硝子縁１ａＨの空気流出面側にポリテトラプルオロ
エチレン製の多孔質膜を積増した濾材が、特開昭６２−
２７７１１９号公報や実開昭６１−１３２０２０号公報
で開示されてかり、更にその中間部に網状布体や艇体を
介在させた濾材が特開昭６５−１６０１７号公報や特開
昭６５−１６０１９号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記硝子繊維層とポリテトラフルオロエ
チレン製多孔質膜とからなる濾材やその中間部に網状布
体等を介在させた濾材は多孔質膜の構造につ−て充分に
検討されてからず濾材全体の寿命を長くできない点が問
題である。

又、この問題を解消するものとして本発明者等は膜面に
対して実質的に垂直に０Ｆ１０した孔を有する微細孔層
とこの微細孔の孔より大きな孔径の孔を有するボイド層
からなる多孔質膜、熱融ｆｌｌｌｌｔＭｉ１４状体と硝
子繊維層からなる三）ＯＩＩ構造のエアフィルタ用濾材
を提案している（特願平１−２０８７６４号）。

しかしながら詳細に検討を進めたところ、従来より知ら
れている熱融着繊維網状体の熱融着温度はかよそ１１０
℃程度以上であり、耐熱温度の低い多孔質膜を使用して
一段の熱処理工程で、このような三層構造のエアフィル
タ用濾材を製造する際に、接着性を充分にしようとして
熱処理温度を高くすると多孔質Ｍが溶融して空孔率が低
下し、−万事孔質膜の細孔構造を変化させない程度の低
い温度の熱処理では充分な接着強度が得られないことが
明らかになった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので
あり、本発明の要旨は硝子繊維からｉる濾過層ムと熱ａ
！ＩＷＩ性繊維を合繊維縁布Ｃを熱融着させて積層体を
形成した後、膜面に対して実質的に垂直に開口した孔を
有する微細孔層とこの微細孔層の孔より大きな孔径の孔
を有するボイド層とからなる耐熱温度が１００℃以下の
熱可塑性有機重合体の多孔質膜Ｂのボイド層側を前記積
層体の不織布Ｃ側に重ねて前記耐熱温度以下の温度で熱
融着するエアフィルタ用濾材の製法にある。

本発明に釦イて、硝子繊維からなる排過層ムとしてｈａ
ＦＸｐｉフィルタ、ＵＴ、＋ＦＡフィルタ等の公知のガ
ラスａｗｅ紙を用することができ、目標とするエアフィ
ルタ用濾材の捕集効率や圧力損失を考慮して、ガラス繊
維の径、分散状態、充填率、層の厚さ等を適宜選定して
用いることができる。

不織布Ｃを構成する熱融着性繊維の素材としては融点が
多孔質膜Ｂの耐熱温度以下のものが用いられ、低融点ポ
リエステル、低融点ポリオレフィン、塩化ビニルと酢酸
ビニルの共重合体等を挙げることができる。この熱融着
性繊維はこれらの素材よりも融点が高いポリエステルや
ポリプロピレン等の非熱融着性素材との芯鞘型もしくは
サイドバイサイド型の複合繊維であってもよい。熱融着
性繊維の繊維径は１〜１０（１程度、繊維長は０５〜ｊ
ａｍ程度であることが好ましい。

不織布０ＪＩｉ前述の熱融着性繊維単独からなるもので
あってもよしが、他の非熱融着性の合成繊維との混合物
であることが好［しい。このような合成繊維としては繊
維径が訃よそ１ｄ以下、繊維長がかよそ１０−以下のも
のが用いられる。

不織布０＆ＣＴｈいて、熱融着性繊維と合成繊維との混
合割合は特に限定されないが、接着性の点から合成繊維
の含有量は１５重債優以下程度であることが好ましい。

又、不織布Ｃの坪量は接着性の点から５　ｆ／ｍ”以上
であることが好１しく、圧力損失の点から１０　Ｏ９７
ｍ”以下であることが好ましい。

多孔質膜Ｂとしては耐熱温度が１００℃以下のもの−７
１用いられるが、耐熱温度とは多孔質膜をその温度に１
０分間保持しても膜構造が変化せず圧力損失の上昇が認
められない温度をいう。

このような膜の素材としては、例えば（メタ）アクリル
酸エステル系重合体単独物又は（メタ）アクリル酸エス
テル系重合体と他の重合体とのブレンド物を挙げること
ができ、ブレンド物としてはフッ素化ポリオレフィンも
しくは二種以上のフッ素化オレフィンの共重合体を挙げ
ることができる。

この多孔質膜Ｂは、膜面に対して実質的に垂直に開口し
た孔（以下「ストレート孔」とｂう）を有する層（スト
レート孔層）、及び、このようなストレート孔より大き
々孔径を有するボイド層とからなる低圧力損失、高捕集
効率の非対称膜である。

このような多孔質膜Ｂは湿式凝固法や湿式凝固法と荷電
拉子照射法の併用等によって製造可能であるが、好渣し
い方法として特開昭６３−２６７４０６号公報記絨の水
蒸気凝固法を挙げることができる。

ストレート孔の平均孔径ば０．２〜１０μｍであること
が好１しｂ０即ち、平均孔径が０．２μｍより小さいも
のは捕集効率は高いが、圧力損失も著しく高くなるので
好筐しくなく、１０μｍより大き−ものは捕集効率が低
く実用的ではない。平均孔径は５μｍ以下であることが
より好１しく、６μｍ以下であることが特に好ましい。

平均孔径は走査型電子顕微鏡によって測定することがで
きる。

ストレート孔層の厚みは濾過効率と圧力損失を考慮する
と１〜５　Ｇ　ｐｍ程度であればよく、３〜２０μｍ程
度であることがより好１しし。

又、多孔質膜Ｂ全体の膜厚は１０〜２００μｍ程度であ
ればよ−。

筐た、ストレート孔層の開口率は３５〜９５傷であるこ
とが好ましい。開口率とは前記表面孔全面積の膜外部表
面の表面積に占める割合をｂう。開口率が３５優未満で
あると圧力損失が高くなるので好１しくなく、また９５
優を越えると多孔質膜の強度が低下し損傷され易すので
好筐しくない。開口率は４０〜８０４でちることがより
好ましい。

多孔ｆＲ膜膜量全体空孔率（ｖｏＬ優）は５０〜９５僑
であればよく、空孔率が前記範囲より小さ−と圧力損失
が増加するので好１しくなく、前記範囲より大きいと多
孔質膜Ｂの機械的特性が低下するので好オしくない。多
孔質ＮＸＢ全体の空孔率は６５〜９５畳であることがよ
り好筐Ｌｌ−ｎ、　空孔率は水銀ポロシメーターによっ
て求めることができる。

又、多孔質膜Ｂの機械的強度は積層加工時の取扱性や折
り込み加工時の強度の問題等から、破断強度が１０９／
ｍ幅以上であることが好筐しｂｏ 本発明にかいてば１ず濾過層Ａと不織布Ｃとが熱融着（
第一段目熱処理）されるが、熱融着方法としては、濾過
層ムをホットプレート等の発熱体（加熱媒体）上に置き
その上に不織布Ｃを置いて、上方から加１ｌｌＥ媒体で
加圧する方法を代表例として挙げることができる。尚、
その際加ＥＥｉ体に不織布Ｃが融着することを防止する
ため、加８Ｅ媒体の表面はテフロン加工等が施しである
ことが好筐しく、そうでない場合は不織布Ｃと加圧媒体
の間にテフロンシート等を介在させることが好１しｂｏ この第一段目熱処理は通常１００℃を超える温度で行な
われるが、硝子做維層との接着性を強めるためには不織
布Ｃの圧力損失の上昇をきたさなし範囲で高し温度とす
ることが好管しり。

又、加熱時間は１分以上であればよく、加ＩＥＥＢＥ力
はｌ　Ｏ１ｋｇ／ｌｙｎ”以上であればよい。

本発明にかいてはこのようにして得られたＡｌ１積層体
に対して、更に多孔質膜Ｂを熱融着させる二段階積層法
が採用される。この第二段目の熱融着（熱処理）は多孔
質膜Ｂの耐熱温度以下の温度で第一段目の熱融着処理に
準じた方法で行なわれる。即ち、通常は加熱媒体上にＡ
ｌ１積層体をＯ側が上方になるようにして置き、その上
に多孔質膜Ｂをボイド層が下方になるように置いて上方
から加圧媒体で加圧する方法が採用される。加熱時間は
１分以上とすることが好壕しく、多孔質膜Ｂの膜構造の
変化を避けつつ充分な接着強度をもたせるため（ＬＯ１
〜住５ｋｌｉＦ／、、！程度の加ＥＥＩＥＥ力とするこ
とが好筐しい。

尚、第二段目熱処理温度が熱融着性１ｔｌ、ｉｉの融点
未満であると充分な接着強度が得られず、又、耐熱温度
を超える温度であると加熱時間にもよるが多孔質膜の膜
構造が変化してエアフィルタ用濾材の圧力損失が上昇す
るので好１しくない。

第二段目熱処理にかいても加圧媒体と多孔質膜Ｂとの密
着防止のため両者の間にテフロンシート等を介在させて
加圧することが好ましい。

尚、本発明にかいて充分な接着強度を有するとは、フィ
ルターユニットとしてプリーツ状に加工する際に濾材自
身は屈曲するが、濾材の各層の界面が剥離しないことを
いう。

本発明にかいて不織布Ｃとの接触面に多孔質膜Ｂが積層
されるのは、主に濾過ＭＡを通過した微粒子や濾過瑞Ａ
自体からの脱落繊維を予め多孔質膜Ｂのボイド層で濾過
し、次いでストレート孔層で確実に濾過するためである
が、積層加工時の多孔質膜Ｂの開口率の低下を抑制でき
ると旨う効果もある。

本発明のエアフィルタ用濾材の製法にｊｒｌｗでは必要
に応じて多孔質膜Ｂの表面の損傷防止等を目的として多
孔質膜Ｂの外表面側に熱融着性繊維を有する網状保護層
Ｄ＃槓層配置してもよ〈網状保護層りとしては不織布Ｃ
とほぼ同様のものを用いることができる。

〔実施例〕

以下実施例により本発明を説明する。実施例においては
、圧力損失はエアフィルタ用濾材を直径４７Ｍのディス
ク状に打ち抜いてホルダーに組み込み、空気を線速Ｓ、
５　ａｎ　／　ｓｅａで流した場合の膜間差圧を実測す
ることによって求めた。

捕集効率はエアフィルタ用濾材を直径２５■のディスク
状に打ち抜いてホルダーに組み込みパーティクルカウン
ターに接続して室内の空気を線速！ｌＬ３　ｃｓ　／　
ｓｅｃで２分間吸引しく１３〜０．５μｍの粒子透過数
ｎを計測し、一方、その前後にエアフィルタ用濾材を透
過させないで計測した計測値の平均値ｎ６を求め（１−
−）　Ｘｌ　００　（４）Ｑ で表わされる値を江３μｍ粒子の補集効率とした。

実施例１〜４ 濾過層ム用の硝子繊ｍＭとしては厚み５２０μへ坪ｉ１
１９５　ｆ／ｍ”　　圧力損失５　ａ　５　ｗｍＨ２ｏ
＊捕集効率９９．９９１のものを用いた。不織布Ｏとし
ては、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合体の熱融着性繊維
（三菱レイヨン社製ｖｙ繊維、３ｄ、カット長６咽）と
アクリルａｍ（ｏ、１２ｄ、カット長３０１）とを９０
／１０（重量比）で混抄した厚み８６μｍ、坪量２０　
ｔ／ｍ”のものを用いた。

又、多孔質膜Ｂとしてはテトラフルオロエチレン／フッ
化ビニリデンが２　ｏ／ａ　Ｏ（ｍｏｌ／ｒｎｏｔ　’
）からなる共重合体３５部をメチルメタクリレート３５
部に溶解させ、メチルメタクリレートを重合させた重合
体組成物をメチルエチルケトン９３０部に溶解させ、次
いでガラス板上に流延した後、飽和水蒸気を接触させる
ことによって得られた第１表に示す非対称構造のものを
用いた。

これらの濾過１４ｈ、不織布Ｃ及び多孔質膜Ｂを直径４
７■のディスク状に打ち抜き、濾過層Ａと不織布Ｃをそ
れぞれホットプレート上に不織布Ｃが上方になるように
して積層配置し、その上にテフロンシートを置き、ステ
ンレス板と荷重（合計９００ｆ）をのせた状態で第１表
に示した温度９時間により第１段目熱処理を実施した。

続いて多孔質膜Ｂ″４ｒＡ　／　Ｏ積層体上に積層し、
その上にテフロンシートを置キ、ステンレス板と荷重（
合計９００ｔ）をのせた状態で第１表に示した温度９時
間により第２段目熱処理を実施した。

このようにして得られた濾材の圧力損失と捕集効率を測
定した。又、それぞれの濾材を９０゜の角度に屈曲させ
たところ、ｈずれの場合も剥離は認められず、充分な接
着強度を有していた。

比較例１〜４ 実施例１で用いたものと同様の硝子繊維からなる濾過層
ム、多孔質ＭＢと不織布Ｃをそれぞれ直径４７■のディ
スク状に打ち抜き、ホットプレート上にム、Ｃ％Ｂの順
で積層し、その上にテフロンシート、ステンレス板ト荷
１１（合計９００？）を置−た状態で第２表に示した熱
処理を実施し、得られた濾材の接着性、圧力損失を第２
表に示した。

比較例１と４の濾材は圧力損失の上昇は認められな−も
のの、９０°の角度に屈曲させたところｈｌ−ｃの間で
剥離が生じた。又、比較例２と３の濾材は９０°の角度
に屈曲させたところ、剥ｌ５は認められないものの、圧
力損失が５００■Ｈ，０以上と著しく高い値を示した。

〔発明の効果〕

本発明の２段階熱融着による製法を採用すれば各層の接
着強度が充分でかつ圧力損失が少ないエアフィルタ用濾
材を得ることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）硝子繊維からなる濾過層Ａと熱融着性繊維を含む
   不織布Ｃを熱融着させて積層体を形成した後、膜面に対
   して実質的に垂直に開口した孔を有する微細孔層とこの
   微細孔層の孔より大きな孔径の孔を有するボイド層とか
   らなる耐熱温度が１００℃以下の熱可塑性有機重合体の
   多孔質膜Ｂのボイド層側を前記積層体の不織布Ｃ側に重
   ねて前記耐熱温度以下の温度で熱融着するエアフィルタ
   用濾材の製法。
2. （２）多孔質膜Ｂを構成する熱可塑性有機重合体が（メ
   タ）アクリル酸エステル系重合体単独物又は（メタ）ア
   クリル酸エステル系重合体と他の重合体のブレンド物で
   ある請求項１記載のエアフィルタ用濾材の製法。
3. （３）他の重合体がフッ素化ポリオレフィン又は二種以
   上のフッ素化オレフィンの共重合体である請求項２記載
   のエアフィルタ用濾材の製法。
4. （４）不織布Ｃの熱融着性繊維の素材が塩化ビニルと酢
   酸ビニルの共重合体である請求項１記載のエアフィルタ
   用濾材の製法。