JPH1147521A - 空気清浄用フィルタ濾材 - Google Patents
空気清浄用フィルタ濾材Info
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- JPH1147521A JPH1147521A JP20926897A JP20926897A JPH1147521A JP H1147521 A JPH1147521 A JP H1147521A JP 20926897 A JP20926897 A JP 20926897A JP 20926897 A JP20926897 A JP 20926897A JP H1147521 A JPH1147521 A JP H1147521A
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Abstract
つも焼却廃棄が可能であり、且つ、低圧力損失ながら、
サブミクロンオーダーの粒子や粗塵に対して高捕集効
率、高粉塵保持性を有する安価で実用性にすぐれた濾材
を提供することにある。 【解決手段】 繊維充填密度0.01〜0.07cc/
ccのフィルムスプリット型エレクトレット繊維層と開
口率50%〜95%で、JISD1201で規定される
LOI値が23〜80である多孔性補強シートを含む空
気清浄用フィルタ濾材。
Description
途、各種空調用途に使用される空気清浄用フィルタ濾材
に関するものである。
粉等の数十ミクロンオーダーの粒子に対する除去やタバ
コ煙を初め、ディーゼル自動車等から排出されるサブミ
クロンオーダーの微粒子及びスパイク粉塵等の粗塵に対
する除去の要望が、特に、健康上の問題から大きくクロ
ーズアップされている。
レット繊維の静電気力を利用したフィルタがすでに公知
でありクトレット繊維単体では実用強度的に弱いため何
らかの補強材を組合わせて一体化し濾材強度を向上させ
て使用するのが一般的である。その場合、補強材とし
て、エレクトレットフィルタ濾材の特徴を最大限に活か
すため、多孔性の補強シートを用いるのが一般的であ
る。
安全性の観点から難燃性フィルタ濾材の関心が高まって
いる。例えば、自動車用空気清浄フィルタ濾材には、J
ISD1201で規定される難燃性の付与の要求が求め
られる。このため、フィルタ濾材の難燃性付与に関して
も、下記の通り種々の検討がなされている。
−119720には難燃剤及び/又は難燃繊維を混入加
工した補強用シート状不織布とエレクトレット化不織布
を積層したものが開示されているが、補強用シート部も
エレクトレット部も不織布であるため、濾材全体の嵩密
度が高く、粉塵負荷による急激な目詰まりがおこり、フ
ィルタ寿命が短いという問題があった。
−134475では、エレクトレット繊維と難燃性補強
シートを積層したものが開示されているが、エレクトレ
ット繊維に極細繊維を使用しているため、嵩高濾材にす
ることが難しく長期間の粉塵負荷に対して良好な濾過性
能を十分発揮できるものではなかった。
6−205915にはフィルタの難燃構成材に無機繊維
を使用したものが開示されているが、無機材料がガラス
繊維や金属繊維であるため、容易に焼却廃棄ができない
という問題があった。
を有し、且つ、優れた濾過性能を有する濾過材は、存在
しないのが現状である。
題点に着目して鋭意検討した結果、LOI値が23〜8
0の難燃性の多孔性補強シートをフィルタ骨材として用
いることにより、エレクトレット繊維を含むフィルタ濾
材全体が遅燃性又は自消性でありながら、廃棄時に焼却
可能となることを見い出した。
性補強シート材の開孔率を50〜95%とすることによ
り、フィルタ濾材の低圧損化、長寿命化を実現すること
が可能であること、フィルムスプリット型エレクトレッ
ト繊維の繊維充填密度を0.01〜0.07cc/cc
とすることにより、粉塵等の捕集効率を向上させること
が可能であることを見い出した。
のであり、本発明の目的は、濾材全体で難燃性を有しつ
つも容易に焼却廃棄が可能であり、低圧力損失ながら、
サブミクロンオーダーの粒子や粗塵に対して高い捕集効
率及び粉塵保持性を有する、安価で実用性に優れたフィ
ルタ濾材を提供することにある。
ムスプリット型のエレクトレット繊維と多孔性補強シー
トを含む空気清浄用フィルタ濾材であって、前記フィル
ムスプリット型のエレクトレット繊維の充填密度が0.
01〜0.07cc/ccであり、且つ、前記多孔性補
強シートのJISD1201で規定されるLOI値が2
3〜80である空気清浄用フィルタ濾材を提供するもの
である。
い実施態様は、JISD1201で規定される水平燃焼
試験での評価が遅燃性又は自消性である。
い実施態様は、前記多孔性補強シートの開口率が50%
〜95%である。
い実施態様は、JIS15種の粉塵保持量が70g/m
2 以上である。
ートの素材は、合成樹脂、半合成樹脂、再生樹脂等が上
げられるが、特に限定されるものではない。合成樹脂の
素材としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリエステル、ビニロン、ポリクラール、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン等が挙げられる。半合成樹脂の素材
としては、例えば、アセテート、プロミックス等が挙げ
られる。再生樹脂としては、例えば、レーヨン、キュプ
ラ等が挙げられる。本発明においては、これらの素材を
単独で、あるいは組み合わせて使用することができる。
JISD1201で規定されるLOI値が23〜80で
あることが必要である。LOI値が23より小さい場合
には、本発明の濾材全体での難燃性が低下し、LOI値
が80を越える場合には、使用後の濾材を廃棄する際の
焼却が困難となるため好ましくない。
を含む混合ガスの温度が20〜25℃の状態で資材が燃
焼をつづけるのに必要な酸素と窒素の混合気体中の容積
百分率であらわした最小酸素濃度のことであり、以下の
式で計算される。 LOI値(%)=(酸素濃度)/(酸素濃度+窒素濃
度)×100
補強材の素材自体が必ずしも上記の範囲のLOI値を有
している必要はない。むしろ、上記に列記した補強材の
素材自体はLOI値が23以下の素材である場合も多
く、かような易燃焼性の素材の場合には、難燃剤を付加
して用いてもよい。
ント製造の紡糸の段階で難燃剤を練り込む方法、紡糸後
に難燃剤を添加する方法、バインダーを使用して強固に
難燃剤を付着させる方法、あるいは、補強繊維を多孔性
のシート状にした後、難燃剤を前述の処方で添加するな
ど各種の方法を用いることが可能であり、特に限定され
るものではない。最終的に、JISD1201で規定さ
れるLOI値が23〜80になれば、如何なる方法でも
よい。
状は、特に制限されるものではなく、例えば織物状、ネ
ット状、編み物状等が挙げられる。
口率は、50%〜95%であることが好ましい。開孔率
が50%未満では圧力損失が高くなり、粉塵負荷による
目詰まりが起こり易く、開孔率が95%を越える場合に
はフィルターとしての実用強度が不十分となる。
義されるものである。 開孔率(%)=(A−B)/A×100 但し、A:多孔性補強材の全面積 B:多孔性補強材の開口部面積
での存在様式は、特に限定されるものではないが、例え
ばエレクトレット繊維層(A層)と補強繊維層(B層)
が別々の層として存在するいわゆる2層又は多層型の濾
材としては、A層−B層の2層型濾材、A層−B層−A
層やB層−A層−B層の3層型濾材、さらに多層型の濾
材等が挙げられる。上記での濾材形成時の積層法も特に
限定されるものではないが、ニードルパンチ加工、エア
ーパンチ加工、熱融着加工、あるいは単なる重ね合わせ
等が挙げられる。
のエレクトレット繊維の素材は、特に限定されるもので
はないが、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、シン
ジオタクチックポリスチレンなどのポリオレフィン系ポ
リマー、ポリ−4−メチル−1−ペンテンなどのα−ポ
リオレフィン系ポリマー、テフロン等のフッ素系ポリマ
ー、ポリカーボネート、ポリエステルなどが挙げられ
る。
エレクトレット繊維の製造方法は何等限定されるもので
はないが、例えば上記の樹脂から溶融押出しによりキャ
ストフィルムを作製し、次いでこのフィルムを5〜10
倍に縦あるいは横方向に延伸することにより延伸フィル
ムを形成する。その後、荷電によりエレクトレットフィ
ルムとし、開繊カッターでスプリットして繊維とすれ
ば、エレクトレットスプリット繊維が得られる。延伸フ
ィルムのエレクトレット化はコロナ放電、電界放電、電
子線照射、摩擦帯電などの荷電法によって行うことがで
き、又これらの荷電法を組み合わせてもよい。上記以外
にもエレクトレットフィルムからスプリット繊維を作る
スプリット法には、針式カッター、ねじ式カッター、ブ
レード式カッターなどによりフィルムをスプリットする
方法等が用いられる。
のエレクトレット繊維の平均スプリット幅は、10μm
〜500μm、より好ましくは20μm〜300μm、
最も好ましくは40μm〜200μmである。なお、エ
レクトレットフィルムの厚さは3μm〜30μmが好ま
しい。エレクトレットスプリット繊維の表面電荷密度は
ルースの式で示される最大表面電荷密度を有することが
好ましいが、それに限定されるものではない。
エレクトレット繊維の充填密度は、0.01〜0.07
cc/ccであることが好ましく、より好ましくは0.
03〜0.07cc/ccである。0.01cc/cc
未満であれば、粉塵保持量が低くなり、0.07cc/
ccを越える場合には、粉塵負荷による圧力損失の急上
昇が生じるため好ましくない。
リット型エレクトレット繊維層での繊維充填密度をい
い、下記の式で計算される値である。 繊維充填密度(cc/cc) =(W×10-4)/(T×
ρ) 但し、W:繊維層の目付(g/m2) T:繊維層の厚さ(cm) ρ:繊維の密度(g/cc)
目付は5〜250g/m2 が好ましい。目付が5g/m
2 未満の場合は、粉塵の捕集効率が低く、250g/m
2 を越える場合には濾材が目詰まりを生じ易くなるため
である。
は、帯電性を向上するため添加剤を用いることが好まし
い。ここで用いられる添加剤は何等限定されるものでは
ないが、例えばリン酸ビス(4−t−ブチルフェニル)
ナトリウム、ソディウム2,2’−エチリデンビス
(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホスフェートのよ
うな樹脂改良剤、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4
−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、1,1,3
−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチ
ルフェニル)ブタン、1,1ビス(2’−メチル−4’
−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニル)ブタン、
2,2−チオ−ジエチレンビス〔3−(3,5−ジ−t
−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネー
ト〕、3,9−ビス〔2−{3−t−ブチル−4−ヒド
ロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−
1,1−ジメチルエチル〕−2,8,10−テトラオキ
サスピロ〔5,5〕ウンデカン、ビス(2,4−ジ−t
−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイ
ト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニ
ル)ペンタエリストリトールジホスファイト、エチリデ
ンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホ
スファイト、トリス−(2,4−ジ−t−ブチルフェニ
ル)ホスファイトのような抗酸化剤、3−(N−サリチ
ロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾール、デカンジ
カルボン酸ジサリチロイルヒドラジドのような重金属不
活性剤、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニ
ル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−
3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロ
ロベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス〔4−
(1,1,3,3−テトラメチルブチル)−6−(2N
−ベンゾトリアゾール−2−イル)フェノール〕、ビス
(5−ベンゾイル−4−ヒドロキシ−2−メトキシフェ
ニル)メタン、テトラキス(2,2,6,6−テトラメ
チル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテト
ラカルボキシレート、1,2,2,6,6−ペンタメチ
ル−4−ピペリジル/β,β,β’,β’−テトラメチ
ル−3,9−〔2,4,8,10−テトラオキサスピロ
(5,5)ウンデカン〕ジエチル(混合)−1,2,
3,4−ブタンテトラカルボキシレートのような光安定
剤、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニ
ウム、ラウリン酸アルミニウムのような脂肪酸金属塩な
どが挙げられる。また、これらの添加剤の添加量は、添
加剤の種類によっても異なるが、0.05〜5重量%の
範囲が効果的である。
バ立ち防止をはじめフィルターとしての取り扱い性を更
に良好にするために、濾材表面にカバーファクターを付
与したり、熱融着繊維をフィルムスプリット型エレクト
レット繊維層中に混入してもよい。
本特性を損なわない範囲で、多孔性補強シート、エレク
トレットスプリット繊維層もしくはカバーファクターに
抗菌剤、抗カビ剤、脱臭剤、芳香剤を使用してもよい。
説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものでは
なく、前後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更することは
全て本発明の技術範囲に包含される。
すようなJISD1201における水平燃焼試験で実施
し、遅燃性以上、すなわち遅燃性、自消性を合格とし
た。フィルター濾材の圧力損失は、線速50cm/sの
条件下で測定した。JIS15種粉塵保持量は、初期圧
損から150Pa上昇したときを寿命と判断し該時点に
おいて濾材に堆積した粉塵量を天秤で秤量した値であ
る。
学、銘柄FK−145)にステアリン酸アルミニウム
0.5%、ペンタエリスリチル−テトラキス〔3−
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロピオネート〕0.1%、リン酸2,2−メチレンビ
ス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ナトリウム0.
1%を添加し、厚さ50μmのキャストフィルムを溶融
押出成型で作成した。次いで一段目120℃で5倍延
伸、二段目150℃で1.8倍の延伸を行い、フィルム
厚さ10μmの一軸延伸フィルムを得た。このフィルム
を10KV(陽極)の印加電圧下でアース板に接触させ
ながら1秒間の走行荷電処理をし、針密度60本/cm
2 の8突起体丸刃式開繊カッターでフィブリル化比を種
々変えて開繊を施し、しかる後75mmにカットしてカ
ードにてウェッブシートを作製、目付30g/m2 のウ
エッブAを作製した。
んだ1000デニールのポリプロピレン製モノフィラメ
ントを平織り加工した。その際のフィラメントの打ち込
み本数は5本/inch2 .(開口率60%)として多
孔性補強シートを製造した。この補強シートのLOI値
は24であった。つぎに本シートとウェッブAを針密度
20本/cm2 、ストローク数340/minの条件で
ニードルパンチ法にて積層一体化し、エレクトレット繊
維層の繊維充填密度が0.05cc/ccの空気清浄フ
ィルタ濾材を得た。この濾材の燃焼性は燃焼速度50m
m/minの遅燃性の結果、すなわち合格であった。ま
た、初期圧力損失も20Paと低く、JIS15種の粉
塵負荷した場合に終圧に達するまでの圧損上昇が非常に
ゆるやかで、最終的に150g/m2 もの粉塵を保持で
き、すなわち目詰まりしにくい非常に長寿命タイプのも
のとなった。
テル製マルチフィラメントに燐酸アンモニウムを30重
量%(DRY)で後加工添着したものを5本/inch
2 .(開口率52%)の打ち込み本数で多孔性補強シー
トを製造した。この補強シートのLOI値は25であっ
た。つぎに本シートとウェッブAを実施例1と同様の方
法で積層一体化し、エレクトレット繊維層の繊維充填密
度0.06cc/ccの空気清浄フィルタ濾材を得た。
この濾材の燃焼性は自消性、すなわち合格であった。ま
た、初期圧力損失、JIS15種粉塵供給量は実施例1
と同等レベルの高性能品であった。
ル製のモノフィラメントを3本/inch2 .(開口率
90%)の打ち込み本数で多孔性補強シートを製造し
た。この補強シートのLOI値は47であった。つぎに
本シートとウェッブAを実施例1と同様の方法で積層一
体化し、エレクトレット繊維層の繊維充填密度0.03
cc/ccの空気清浄フィルタ濾材を得た。この濾材の
燃焼性は自消性、すなわち合格であった。また、初期圧
力損失、JIS15種粉塵供給量は実施例1、2と同等
レベルの高性能品であった。
ラメントを5本/inch2 .(開口率60%)の打ち
込み本数で多孔性補強シートを製造した。この補強シー
トのLOI値は100であった。つぎに本シートとウェ
ッブAを上例と同様の方法で積層一体化処理後、エレク
トレット繊維層の繊維充填密度0.05cc/ccが空
気清浄フィルタ濾材を得た。この濾材の燃焼性は自消性
(不燃性)、すなわち合格ではあるが、焼却廃棄できな
い問題があった。
25の多孔性補強シートにメルトブローン法により常套
手段でエレクトレット化した繊維充填密度0.09cc
/cc、目付30g/m2 のポリプロピレン不織布を、
重ね併せ空気清浄用フィルタ濾材を得た。この濾材の燃
焼性は自消性、すなわち合格ではあるがこの濾材はエレ
クトレット繊維層の充填密度が大きいため、初期圧力損
失が高く、かつJIS15種粉塵負荷による圧力損失の
増加が急で非常に目詰まりしやすい、すなわち低寿命の
濾材となった。
ピレン製モノフィラメントを平織り加工した。その際の
フィラメントの打ち込み本数は5本/inch2 .(開
口率70%)として多孔性補強シートを製造した。この
補強シートのLOI値は19であった。つぎに本シート
とウェッブAを上例と同様な方法で積層一体化し、エレ
クトレット繊維層の充填密度が0.05cc/ccの空
気清浄用フィルタ濾材を得た。この濾材は燃焼速度が1
00mm/minと速く、すなわち不合格であった。
シートとウェッブAを重ね併せ針密度40本/cm2 、
ストローク数340/minでニードルパンチしエレク
トレット繊維層の充填密度が0.10cc/ccの空気
清浄用フィルタ濾材を得た。この濾材の燃焼性は自消
性、すなわち合格ではあるが、エレクトレットスプリッ
ト繊維層の充填密度が0.10cc/ccと高いため、
初期圧力損失が高く、かつJIS15種粉塵負荷の際に
目詰まりが急で、すなわち低寿命であった。
クトレット繊維層とLOIを規定した多孔性補強シート
を含むフィルタ濾材であり、濾材自体が難燃性でありな
がら、焼却廃棄が可能であり、サブミクロンオーダーの
粒子や粗塵に対しての高捕集効率、高粉塵保持性を有
し、且つ、低圧力損失で、目詰まりのし難い長寿命フィ
ルタが実現できる。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 フィルムスプリット型のエレクトレット
繊維と多孔性補強シートを含む空気清浄用フィルタ濾材
であって、前記フィルムスプリット型のエレクトレット
繊維の充填密度が0.01〜0.07cc/ccであ
り、且つ、前記多孔性補強シートのJISD1201で
規定されるLOI値が23〜80であることを特徴とす
る空気清浄用フィルタ濾材。 - 【請求項2】 JISD1201で規定される水平燃焼
試験での評価が遅燃性又は自消性であることを特徴とす
る請求項1に記載の空気清浄用フィルタ濾材。 - 【請求項3】 前記多孔性補強シートの開口率が50%
〜95%であることを特徴とする請求項1又は2に記載
の空気清浄用フィルタ濾材。 - 【請求項4】 JIS15種の粉塵保持量が70g/m
2 以上であることを特徴とする請求項1乃至3に記載の
空気清浄用フィルタ濾材。
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---|---|---|---|
JP20926897A JP4235753B2 (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | 空気清浄用フィルタ濾材 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH1147521A true JPH1147521A (ja) | 1999-02-23 |
JP4235753B2 JP4235753B2 (ja) | 2009-03-11 |
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ID=16570143
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JP20926897A Expired - Fee Related JP4235753B2 (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | 空気清浄用フィルタ濾材 |
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---|---|
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- 1997-08-04 JP JP20926897A patent/JP4235753B2/ja not_active Expired - Fee Related
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