WO2023058102A1 - エアフィルタ用濾材及びその製造方法 - Google Patents

エアフィルタ用濾材及びその製造方法 Download PDF

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WO2023058102A1
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binder resin
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filter medium
air filter
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希 田代
正 佐藤
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北越コーポレーション株式会社
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    • D10B2505/00—Industrial
    • D10B2505/04—Filters

Definitions

  • the present disclosure relates to filter media for air filters used in air filters installed in clean rooms, building air conditioners, air purifiers, etc. for the semiconductor, liquid crystal, and food industries.
  • Air filters equipped with air filter media are generally used. Air filters are classified into coarse dust filters, medium- and high-performance filters, HEPA filters, ULPA filters, etc., according to the size of particles that can be collected and their collection efficiency. The latter is a filter that can collect particles with a smaller particle size and has a higher collection efficiency.
  • Filter media for air filters are required to have the required particle collection efficiency and low pressure loss so as not to increase the blowing energy.
  • transmittance [%] 100 - collection efficiency [%]
  • filter media for air filters are required to have sufficient strength so that they do not crack or tear during processing and ventilation.
  • water repellency is one of the physical properties required for filter media for air filters. By having sufficient water repellency, it is possible to prevent the occurrence of the problem of water droplets clogging the pores of the filter medium when dew condensation occurs due to changes in temperature or when humid air is blown. Also, in a place near the sea, it is possible to prevent the phenomenon of deliquescence, in which the sea salt particles collected by the filter medium are liquefied by moisture in the air and flow out. On the other hand, if the water repellency is low, there is a problem that the sealing agent, hot melt, etc. used when processing the filter medium into the air filter unit permeate.
  • Patent Document 1 In order to impart water repellency to the filter medium, a method of adhering a fluorine-based water repellent agent and/or a silicone-based water repellent agent (see, for example, Patent Document 1 or Patent Document 2) is widely used.
  • filter media using water-repellent agents other than fluorine-based and silicone-based water repellent agents include a method using synthetic paraffin (see, for example, Patent Document 3) and a method using an alkylketene dimer (see, for example, Patent Document 4). is mentioned.
  • the perfluoroalkyl compound (hereinafter abbreviated as PFAS) constituting the fluorine-based water repellent is persistent and highly bioaccumulative.
  • PFAS perfluoroalkyl compound
  • the siloxane compound and its condensate, cyclic siloxane, which constitute the silicone-based water repellent adhere to the surface of semiconductor substrates and glass substrates, causing a decrease in product yield and the occurrence of repelling.
  • cyclic siloxanes, like PFAS are persistent and highly bioaccumulative, and there is a movement to regulate their use.
  • an object of the present disclosure is to provide an air filter material that does not contain PFAS and siloxane compounds and has a good balance of physical properties such as PF value, water repellency and strength.
  • the filter medium for an air filter according to the present invention is a filter medium for an air filter made of a wet-laid nonwoven fabric, which contains a binder resin and a water repellent agent, and the water repellent agent is a hydrocarbon-based filter material that does not contain fluorine and silicon in its molecule.
  • the main component is a polymer, and the binder resin and the water repellent agent are crosslinked by an isocyanate crosslinking component.
  • the hydrocarbon-based polymer is preferably an acrylic polymer. According to such a configuration, it is possible to obtain an air filter material having higher water repellency.
  • the wet-laid nonwoven fabric preferably contains glass fibers. According to such a configuration, it is possible to obtain an air filter medium having a higher PF value.
  • the binder resin is preferably an acrylic binder resin.
  • the water repellent agent is preferably a cationic water repellent agent.
  • the solid content mass ratio of the binder resin and the water repellent is 10 to 50 parts by mass of the water repellent to 100 parts by mass of the binder resin. With this ratio, a filter medium having a good balance of physical properties such as PF value, water repellency and strength can be obtained.
  • the solid content mass ratio (water repellent/crosslinking agent) of the water repellent and the isocyanate crosslinking component is preferably 95/5 to 60/40. With this ratio, particularly good water repellency can be obtained.
  • the total solid mass content of the binder resin, the water repellent agent, and the isocyanate cross-linking component in the filter material is 2 to 15% by mass with respect to the entire filter material. is preferred. With this ratio, a filter medium having a particularly good physical property balance between the PF value and the strength can be obtained.
  • the mass ratio of the binder resin to the sum of the water repellent agent and the isocyanate cross-linking component is such that the water repellent agent and the isocyanate cross-linking component are added to 100 parts by mass of the binder resin.
  • the total amount of components is preferably 11 to 70 parts by mass. With this ratio, it is possible to obtain a filter medium having a particularly good physical property balance between water repellency and strength.
  • the method for producing a filter medium for an air filter includes the steps of forming a wet sheet from a fiber slurry by a wet papermaking method to form a sheet in a wet state; a step of impregnating with an aqueous dispersion containing a water repellent agent mainly composed of a hydrocarbon-based polymer containing no silicon and an isocyanate cross-linking component; Furthermore, the step of cross-linking the binder resin and the water repellent with the isocyanate cross-linking component to obtain a dry sheet. According to this production method, it is possible to obtain an air filter material that does not contain PFAS and siloxane compounds and has a good balance of physical properties such as PF value, water repellency and strength.
  • the hydrocarbon-based polymer is preferably an acrylic polymer. With such a production method, it is possible to obtain an air filter medium having higher water repellency.
  • the fiber slurry preferably contains glass fibers. With such a manufacturing method, it is possible to obtain an air filter medium having a higher PF value.
  • an air filter filter medium that does not contain PFAS and siloxane compounds and has a good balance of physical properties such as PF value, water repellency and strength.
  • the binder resin according to the present embodiment is used to bond the fibers of the nonwoven fabric together and provide the strength required for the air filter material.
  • Components of the binder resin include, for example, polyacrylic acid ester resins, polymethacrylic acid ester resins, polystyrene resins, polyvinyl acetate resins, polyurethane resins, polyvinyl alcohols, etc., and a hydroxy group capable of reacting with an isocyanate cross-linking agent in the molecule, It is selected from those having functional groups such as amino groups and carboxy groups.
  • Acrylic binder resins such as polyacrylic acid ester resins and polymethacrylic acid ester resins are preferred.
  • the water repellent agent according to the present embodiment adheres to the fibers of the nonwoven fabric and is used to impart the water repellency required for air filter media.
  • the main component of the water repellent agent consists of a hydrocarbon-based polymer containing no fluorine or silicon in its molecule.
  • the water repellent contains 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more of a hydrocarbon polymer containing no fluorine or silicon in the molecule.
  • Hydrocarbon-based polymer is a polymer that has a hydrocarbon skeleton and is composed of organic compounds containing oxygen, nitrogen, etc., and has functional groups such as hydroxy, amino, and carboxy groups that can react with an isocyanate cross-linking agent in the molecule.
  • Acrylic polymers are more preferable among hydrocarbon-based polymers.
  • An acrylic polymer is a polymer polymerized using an acrylic acid ester or a methacrylic acid ester as a main raw material monomer.
  • the acrylic polymer is synthesized containing the raw material monomers in an amount of 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.
  • Examples of such hydrocarbon-based water repellent agents include Unidyne XF series (manufactured by Daikin Industries, Ltd.) made of acrylic polymer, Mayshield series (manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd.) made of hydrocarbon-based polymer, and the like. and may be selected from among these commercially available products.
  • the isocyanate cross-linking component according to the present embodiment is used to improve water repellency by cross-linking between water repellent agents, between a binder resin and a water repellent agent, or between binder resins.
  • a commercially available isocyanate cross-linking agent may be used, and the cross-linking agent component is selected from among aliphatic isocyanates and aromatic isocyanates having two or more isocyanate groups in the molecule.
  • the isocyanate group is preferably a blocked isocyanate to which a blocking group is added, and the component of the blocking group is selected from 3,5-dimethylpyrazole, methyl ethyl ketone oxime, ⁇ -caprolactam, and the like.
  • the isocyanate cross-linking agent hydrophilic groups such as hydroxy groups, amino groups and carboxy groups in the binder resin and the water repellent are used for cross-linking, and the bond between the binder resin and the water repellent is strong. Therefore, the water repellency is improved.
  • a water repellent agent containing an isocyanate cross-linking component may be used (see Patent Document 5 or Patent Document 6, for example). It is preferably a water repellent containing an isocyanate cross-linking component and containing no fluorine or silicon in its molecule.
  • the water repellent is preferably a cationic water repellent. Being cationic further improves the water repellency.
  • the water repellent tends to remain in the filter medium because the fixability of the water repellent to the glass fibers tends to be improved. Therefore, the water repellency is easily improved.
  • the binder resin in the present embodiment is an acrylic ester or methacrylic ester, which is a raw material monomer of polyacrylic ester, and the number of carbon atoms in the ester portion is 8 or less is preferably the main acrylic resin compound (preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more in acrylic acid ester or methacrylic acid ester). If the number of carbon atoms in the ester portion exceeds 8, it may be difficult to obtain adhesive strength.
  • the water repellent agent in the present embodiment is mainly acrylic ester or methacrylic ester, which is a raw material monomer of polyacrylic ester, and has more than 8 carbon atoms in the ester portion (acrylic ester or methacrylic ester Among them, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more) is an acrylic resin compound.
  • the ester moiety is preferably a hydrocarbon group.
  • the hydrocarbon group may be linear or branched, saturated or unsaturated, and may have an alicyclic or aromatic ring. You may have Among these, a linear group is preferable, and a linear alkyl group is more preferable.
  • the number of carbon atoms in the ester moiety is preferably 9 or more, more preferably 12 or more. If the number of carbon atoms is 8 or less, sufficient water repellency cannot be exhibited as a water repellent agent.
  • the solid content mass ratio of the binder resin and the water repellent is preferably 10 to 50 parts by mass of the water repellent when the binder resin is 100 parts by mass. . It is more preferably 15 to 45 parts by mass, still more preferably 20 to 40 parts by mass. With this ratio, a filter medium having a good balance of physical properties such as PF value, water repellency and strength can be obtained. If the mass ratio of the water repellent agent is less than 5 parts by mass, there is a possibility that sufficient water repellency cannot be obtained. On the other hand, if the mass ratio of the water-repellent agent is higher than 50 parts by mass, the amount of the binder resin is relatively small, so there is a possibility that sufficient strength cannot be obtained.
  • the solid content mass ratio (water repellent/cross-linking agent) of the water repellent and the cross-linking agent is preferably 95/5 to 60/40. . It is more preferably 80/20 to 70/30. If the mass ratio of the cross-linking agent is lower than 95/5, cross-linking may be insufficient and sufficient water repellency may not be obtained. On the other hand, if the mass ratio of the cross-linking agent is higher than 60/40, the amount of water repellent agent present may be too small to obtain sufficient water repellency.
  • the total solid mass content of the binder resin, water repellent, and isocyanate cross-linking component in the filter medium is preferably 2 to 15% by mass relative to the entire filter medium. More preferably, it is 4 to 10% by mass. If the total content of these components is less than 2% by mass, sufficient strength may not be obtained. On the other hand, if the total content is higher than 15% by mass, there is a possibility that a sufficient PF value cannot be obtained.
  • the mass ratio of the binder resin to the sum of the water repellent agent and the cross-linking component is preferably 11 to 70 parts by mass, more preferably 22 to 50 parts by mass when the binder resin is 100 parts by mass. be.
  • the water repellency is preferably 300 mm or more, more preferably 508 mm or more.
  • the tensile strength of the filter medium alone is preferably 0.30 kN/m or more, more preferably 0.40 kN/m or more.
  • the binder resin, the water repellent agent, and the isocyanate cross-linking component are added as an aqueous dispersion in which each component is mixed, impregnated into the wet-laid nonwoven fabric in a wet state, and then the wet-laid nonwoven fabric is heated. dried and crosslinked at As for the heating method at this time, a multi-cylinder dryer, a Yankee dryer, a hot air dryer, etc. are used in the paper machine, and a rotary dryer, a circulation dryer, etc. are used in the hand paper machine.
  • the heating temperature is 80 to 150° C., more preferably 100 to 140° C. in the initial stage of removing moisture from the impregnating solution.
  • the heating temperature is 120 to 200°C, preferably 130 to 180°C, more preferably 150 to 170°C. must be temperature.
  • the heating time after the moisture in the sheet is sufficiently removed is preferably 30 seconds or longer, more preferably 50 seconds or longer. Further, after the dry sheet is obtained, further heat treatment (curing) may be performed to ensure the cross-linking reaction.
  • the heating time for curing is preferably 1 minute or longer, more preferably 3 minutes or longer. These heating times are set longer within a range that does not reduce production efficiency.
  • an additive such as an antifoaming agent can be appropriately added to the aqueous dispersion used for impregnation within a range that does not impair the effects of the present invention.
  • the wet-laid nonwoven fabric according to this embodiment preferably contains glass fibers. Since the glass fiber has a high rigidity, it is possible to maintain sufficient voids in the filter medium for the air to pass through and obtain a high PF value. Glass wool fibers, chopped glass fibers, and the like can be used as the glass fibers.
  • the average fiber diameter of the glass fibers is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 ⁇ m, more preferably 0.2 to 7 ⁇ m. Within this range, the pressure loss and collection efficiency are well balanced, that is, the filter medium has a high PF value. Also, two or more types of glass fibers having different average fiber diameters may be included. In order to obtain a higher collection efficiency, it is preferable that at least part of the glass fibers be glass fibers having a fiber diameter of less than 1 ⁇ m.
  • fibers other than glass fibers may be used as the fibers constituting the wet-laid nonwoven fabric.
  • These fibers include natural fibers such as wood pulp; regenerated fibers such as rayon fibers; and synthetic fibers such as polyolefin fibers, polyurethane fibers and vinylon fibers.
  • the blending amount of these fibers is preferably within a range that does not interfere with the effect of increasing the PF value of the glass fibers. For example, it is 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less of the entire fiber.
  • raw material fibers are dispersed in water to obtain a raw material slurry, which is formed into a sheet by a wet papermaking method to obtain a wet sheet.
  • the water used for dispersion and papermaking is preferably acidic, more preferably pH 2-4.
  • Example 1 60 parts of glass wool with an average fiber diameter of 0.65 ⁇ m (B-06-F, manufactured by Unifrax Co.), 30 parts of glass wool with an average fiber diameter of 2.44 ⁇ m (B-26-R, manufactured by Unifrax Co.), 10 parts of chopped glass fibers (EC-6-6-SP, manufactured by Unifrax Co.) having an average fiber diameter of 6 ⁇ m and a cut length of 6 mm are disaggregated using acidic water of pH 3.0 in a table disaggregator to obtain a raw material slurry. rice field. Next, the raw material slurry was paper-made to obtain a wet-laid nonwoven fabric.
  • acrylic binder resin (Boncoat AN-1190S, manufactured by DIC Corporation) 100 parts, cationic acrylic water repellent agent not containing fluorine and silicon (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 10 parts,
  • the wet nonwoven fabric is impregnated with an impregnating solution prepared by mixing 1 part of an isocyanate cross-linking agent (Fixer #220, manufactured by Murayama Chemical Laboratory Co., Ltd.) and water, and dried with a rotary dryer at 130 ° C. (drying 2 minutes), and further heated in a dryer at 160° C. for 2 minutes to obtain a filter medium for an air filter with a basis weight of 70 g/m 2 .
  • the content of the impregnated component in the filter medium was 5.1%.
  • Example 2 Acrylic binder resin (Boncoat AN-1190S, manufactured by DIC Corporation) 100 parts, cationic acrylic water repellent containing no fluorine and silicon (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 20 parts, isocyanate cross-linking In the same manner as in Example 1, except that an impregnating solution prepared by mixing 1.5 parts of an agent (Fixer #220, manufactured by Murayama Chemical Laboratory Co., Ltd.) and water was used. A filter medium for an air filter was obtained. The content of the impregnated component in the filter medium was 5.1%.
  • Acrylic binder resin (Boncoat AN-1190S, manufactured by DIC Corporation) 100 parts, cationic acrylic water repellent containing no fluorine and silicon (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 20 parts, isocyanate cross-linking Air filter with a basis weight of 70 g/m A filter medium for The content of impregnated components in the filter medium was 5.2%.
  • Example 4 Acrylic binder resin (Boncoat AN-1190S, manufactured by DIC Corporation) 100 parts, cationic acrylic water repellent containing no fluorine and silicon (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 20 parts, isocyanate cross-linking Air filter with a basis weight of 70 g/m A filter medium for The content of impregnated components in the filter medium was 5.2%.
  • Acrylic binder resin (Boncoat AN-1190S, manufactured by DIC Corporation) 100 parts, cationic acrylic water repellent containing no fluorine and silicon (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 20 parts, isocyanate cross-linking Air filter with a basis weight of 70 g/m A filter medium for The content of impregnated components in the filter medium was 5.2%.
  • Acrylic binder resin (Boncoat AN-1190S, manufactured by DIC Corporation) 100 parts, cationic acrylic water repellent agent containing no fluorine and silicon (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 35 parts, isocyanate crosslinking Air filter with a basis weight of 70 g/m A filter medium for The content of impregnated components in the filter medium was 5.2%.
  • Example 7 Acrylic binder resin (Boncoat AN-1190S, manufactured by DIC Corporation) 100 parts, cationic acrylic water repellent containing no fluorine and silicon (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 50 parts, isocyanate crosslinking Air filter with a basis weight of 70 g/m A filter medium for The content of impregnated components in the filter medium was 5.3%.
  • Example 8 Acrylic binder resin (Boncoat AN-1190S, manufactured by DIC Corporation) 100 parts, cationic acrylic water repellent containing no fluorine and silicon (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 20 parts, isocyanate cross-linking Air filter with a basis weight of 70 g/m A filter medium for Since the conditions for impregnating the wet paper with the impregnating liquid were adjusted, the content of the impregnating component in the filter medium was 2.2%.
  • Acrylic binder resin (Boncoat AN-1190S, manufactured by DIC Corporation) 100 parts, cationic acrylic water repellent containing no fluorine and silicon (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 20 parts, isocyanate cross-linking Air filter with a basis weight of 70 g/m A filter medium for Since the conditions for impregnating the wet paper with the impregnating liquid were adjusted, the content of the impregnating component in the filter medium was 14.7%.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, except that an impregnation liquid prepared by mixing 100 parts of an acrylic binder resin ( Boncoat AN-1190S, manufactured by DIC Corporation) and water was used. A filter medium for a filter was obtained. The content of impregnated components in the filter medium was 5.4%.
  • an impregnation liquid prepared by mixing 100 parts of an acrylic binder resin ( Boncoat AN-1190S, manufactured by DIC Corporation) and water was used.
  • a filter medium for a filter was obtained.
  • the content of impregnated components in the filter medium was 5.4%.
  • Example 5 The procedure was the same as in Example 1, except that an impregnation solution prepared by mixing 100 parts of a cationic acrylic water repellent containing no fluorine and silicon (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) and water was used. Thus, an air filter medium having a basis weight of 70 g/m 2 was obtained. The content of the impregnated component in the filter medium was 2.5%.
  • ⁇ Comparative Example 6 Fluorine and silicon-free cationic acrylic water repellent (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 100 parts, isocyanate cross-linking agent (Fixer #220, manufactured by Murayama Chemical Laboratory Co., Ltd.) 25 parts and water
  • 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 an impregnation liquid prepared by mixing was used. The content of impregnated components in the filter medium was 2.6%.
  • ⁇ Comparative Example 7 Fluorine and silicon-free cationic acrylic water repellent (Unidyne XF-4001, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) 100 parts, isocyanate cross-linking agent (Fixer #220, manufactured by Murayama Chemical Laboratory Co., Ltd.) 50 parts and water
  • 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 an impregnation liquid prepared by mixing was used. The content of impregnated components in the filter medium was 2.8%.
  • the pressure loss was measured using a manometer (manometer gauge WO81, manufactured by Yamamoto Denki Seisakusho Co., Ltd.) as a differential pressure when air was passed through a filter material for an air filter with an effective area of 100 cm 2 at a surface wind speed of 5.3 cm/sec. .
  • the transmittance is the upstream and downstream PAO when air containing polydisperse polyalphaolefin (PAO) particles generated by a Ruskin nozzle is passed through an air filter filter medium with an effective area of 100 cm 2 at a surface wind speed of 5.3 cm / sec.
  • the number of particles was measured using a laser particle counter (KC-22B, manufactured by Rion Co., Ltd.) and obtained from the ratio of the number of particles upstream and downstream.
  • the target particle sizes were 0.10 to 0.15 ⁇ m and 0.30 ⁇ m.
  • PF value was calculated using the formula shown in Equation 1 from the values of pressure loss and particle permeability.
  • the target particle sizes were 0.10 to 0.15 ⁇ m and 0.30 ⁇ m.
  • Water repellency was measured according to MIL-STD-282.
  • Tables 1 to 4 show the evaluation results of the filter media for air filters performed by the above method.
  • Example 3 the water repellency increased from 290 mm water column height (Comparative Example 3) to 420 mm water column height ( Example 2), 550 mm water column height (Example 3), 690 mm water column height (Example 4), and 700 mm water column height (Example 5).
  • Example 1 Comparing Example 1 and Comparative Example 3, it was found that in Example 1, by adding a small amount of the isocyanate cross-linking component, higher water repellency than in Comparative Example 3 could be obtained even with half the amount of water repellent added as in Comparative Example 3. .
  • a comparison between Examples 1 to 9 and Comparative Example 4 shows that the present invention can provide a filter medium with a good balance of physical properties such as PF value, water repellency, and tensile strength, as in the case of using a fluorine-based water repellent. Confirmed.
  • Comparative Examples 1 and 5 when comparing Comparative Examples 1 and 5, it can be seen that the water repellent alone does not impart tensile strength. Further, when comparing Comparative Example 5 with Comparative Examples 6 and 7, even if only the water repellent agent is crosslinked by the isocyanate crosslinking component without containing the binder resin, tensile strength is imparted if the binder resin is not contained. I know there is nothing. Comparing Comparative Examples 6 and 7, it can be seen that the amount of the isocyanate cross-linking component is irrelevant to the tensile strength when the composition contains the water repellent agent and the isocyanate cross-linking component but does not contain the binder resin. I understand.
  • the binder resin imparts sufficient tensile strength
  • the binder resin and the water repellent agent are crosslinked by the isocyanate crosslinking component, and at this time, the water repellent agent imparts water repellency. It can be seen that

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Abstract

本開示の課題は、ＰＦＡＳ及びシロキサン化合物を含まず、更に、ＰＦ値、撥水性及び強度の物性バランスが良いエアフィルタ用濾材を提供することである。本開示に係るエアフィルタ用濾材は、湿式不織布からなるエアフィルタ用濾材において、バインダー樹脂と、撥水剤とを含み、前記撥水剤は分子中にフッ素及び珪素を含まない炭化水素系ポリマーを主成分とし、前記バインダー樹脂と前記撥水剤とはイソシアネート架橋成分により架橋されていることを特徴とする。

Description

エアフィルタ用濾材及びその製造方法
　本開示は、半導体、液晶、食品工業向けのクリーンルーム、ビル空調又は空気清浄機などに設置されるエアフィルタに用いられるエアフィルタ用濾材に関する。
　空気中のサブミクロン又はミクロン単位の粒子を捕集除去するためには、一般的に、エアフィルタ用濾材を備えたエアフィルタが用いられる。エアフィルタは、捕集可能な粒子径、及びその捕集効率に応じて、粗塵用フィルタ、中高性能フィルタ、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ等に分類される。後者になる程、粒子径の小さい粒子を捕集可能であり、且つ捕集効率が高いフィルタである。
　エアフィルタ用濾材には、必要とする粒子の捕集効率を有することとともに、送風エネルギーを上げないように、圧力損失が低いことが求められる。捕集効率と圧力損失の指標値としては、数１に示すＰＦ値があり、この値が高い程、捕集効率が高く圧力損失が低い、優れた濾材であることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、透過率［％］＝１００－捕集効率［％］
　また、エアフィルタ用濾材には、加工時及び通風使用時に割れや裂けを生じないために、十分な強度を有することが求められる。
　更に、エアフィルタ用濾材に求められる物性として、撥水性がある。十分な撥水性を有することで、気温の変化による結露や湿度の高い空気が通風した際に、水滴により濾材の孔を塞ぐ問題の発生を防ぐことができる。又、海に近い場所においては、濾材に捕集された海塩粒子が空気中の水分により液化して流出する、潮解現象を防ぐことができる。一方で、撥水性が低いと、濾材をエアフィルタユニットに加工する際に用いるシール剤やホットメルト等が染み込む問題がある。
　濾材に撥水性を付与するためには、フッ素系撥水剤及び／又はシリコーン系撥水剤を付着させる方法（例えば、特許文献１又は特許文献２を参照。）が広く用いられている。
　フッ素系及びシリコーン系以外の撥水剤を用いた濾材の例として、合成パラフィンを用いる方法（例えば、特許文献３を参照。）、アルキルケテンダイマーを用いる方法（例えば、特許文献４を参照。）が挙げられる。
特開平２－１７５９９７号公報 特開平９－２２５２２６号公報 ＷＯ９７／０４８５１号公報 ＷＯ０２／０１６００５号公報 特開２０１７－２２２８２７号公報 ＷＯ２０１７／１９９７２６号公報
　しかしながら、特許文献１又は特許文献２に開示される技術において、フッ素系撥水剤を構成するパーフルオロアルキル化合物（以下、ＰＦＡＳと略す。）は、難分解性で且つ生物蓄積性が高いため、世界的にその使用を規制する動きがある。また、シリコーン系撥水剤を構成するシロキサン化合物及びその縮合物である環状シロキサンは、半導体基板やガラス基板の表面に付着して製品歩留の低下やハジキ発生の原因となる問題を有している。更に、環状シロキサンは、ＰＦＡＳと同様に難分解性で且つ生物蓄積性が高いため、その使用を規制する動きがある。
　また、特許文献３又は特許文献４に開示される技術において、どちらの方法も、濾材のＰＦ値、強度及び撥水性の物性バランスを取ることが難しかった。
　前記の通り、ＰＦＡＳ及びシロキサン化合物を含まないエアフィルタ用濾材が求められているが、従来の技術では、ＰＦ値、撥水性及び強度の物性バランスが良い濾材を得ることが難しかった。従って、本開示の課題は、ＰＦＡＳ及びシロキサン化合物を含まず、更に、ＰＦ値、撥水性及び強度の物性バランスが良いエアフィルタ用濾材を提供することである。
　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討したところ、バインダー樹脂と、分子中にフッ素及び珪素を含まない炭化水素系ポリマーを主成分とする撥水剤とをイソシアネート架橋成分により架橋することで上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係るエアフィルタ用濾材は、湿式不織布からなるエアフィルタ用濾材において、バインダー樹脂と、撥水剤とを含み、前記撥水剤は分子中にフッ素及び珪素を含まない炭化水素系ポリマーを主成分とし、前記バインダー樹脂と前記撥水剤とはイソシアネート架橋成分により架橋されていることを特徴とする。
　本発明に係るエアフィルタ用濾材では、前記炭化水素系ポリマーが、アクリルポリマーであることが好ましい。このような構成によれば、より高い撥水性を有するエアフィルタ用濾材を得ることができる。
　本発明に係るエアフィルタ用濾材では、前記湿式不織布が、ガラス繊維を含むことが好ましい。このような構成によれば、より高いＰＦ値を有するエアフィルタ用濾材を得ることができる。
　本発明に係るエアフィルタ用濾材では、前記バインダー樹脂が、アクリル系バインダー樹脂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では、前記撥水剤がカチオン性撥水剤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では、前記バインダー樹脂と前記撥水剤の固形分質量比率が、前記バインダー樹脂１００質量部に対して前記撥水剤が１０～５０質量部であることが好ましい。この比率であることで、ＰＦ値、撥水性及び強度の物性バランスが良い濾材が得られる。
　本発明に係るエアフィルタ用濾材では、前記撥水剤と前記イソシアネート架橋成分の固形分質量比率である（撥水剤／架橋剤）が、９５／５～６０／４０であることが好ましい。この比率であることで、特に良好な撥水性が得られる。
　本発明に係るエアフィルタ用濾材では、濾材中における前記バインダー樹脂、前記撥水剤、及び前記イソシアネート架橋成分の合計の固形分質量含有率が、濾材全体に対して２～１５質量％であることが好ましい。この比率であることで、ＰＦ値と強度の物性バランスが特に良い濾材が得られる。
　本発明に係るエアフィルタ用濾材では、前記バインダー樹脂と、前記撥水剤及び前記イソシアネート架橋成分の合計との質量比率は、前記バインダー樹脂１００質量部に対して、前記撥水剤及び前記イソシアネート架橋成分の合計が１１～７０質量部であることが好ましい。この比率であることで、特に撥水性と強度の物性バランスが良い濾材が得られる。
　本発明に係るエアフィルタ用濾材の製造方法は、繊維のスラリーを湿式抄紙法によりシート化して、湿潤状態のシートを形成する工程と、前記湿潤状態のシートを、バインダー樹脂、分子中にフッ素及び珪素を含まない炭化水素系ポリマーを主成分とする撥水剤、及びイソシアネート架橋成分を含む水性分散液に含浸する工程と、前記水性分散液に含浸した湿潤状態のシートを加熱して乾燥させ、更に前記バインダー樹脂及び前記撥水剤を前記イソシアネート架橋成分により架橋させて、乾燥シートを得る工程と、を有することを特徴とする。この製造方法により、ＰＦＡＳ及びシロキサン化合物を含まず、更に、ＰＦ値、撥水性及び強度の物性バランスが良いエアフィルタ用濾材を得ることができる。
　本発明に係るエアフィルタ用濾材の製造方法では、前記炭化水素系ポリマーが、アクリルポリマーであることが好ましい。このような製造方法であれば、より高い撥水性を有するエアフィルタ用濾材を得ることができる。
　本発明に係るエアフィルタ用濾材の製造方法では、前記の繊維のスラリーが、ガラス繊維を含むことが好ましい。このような製造方法であれば、より高いＰＦ値を有するエアフィルタ用濾材を得ることができる。
　本開示により、ＰＦＡＳ及びシロキサン化合物を含まず、更に、ＰＦ値、撥水性及び強度の物性バランスが良いエアフィルタ用濾材を得ることができる。
　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。
　本実施形態に係るバインダー樹脂は、不織布の繊維同士を接着させ、エアフィルタ用濾材に必要とされる強度を付与するために用いられる。バインダー樹脂の成分は、例えば、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコール等であり、分子中にイソシアネート架橋剤と反応可能なヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基等の官能基を有するものの中から選択される。ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂などのアクリル系バインダー樹脂であることが好ましい。
　本実施形態に係る撥水剤は、不織布の繊維に付着し、エアフィルタ用濾材に必要とされる撥水性を付与するために用いられる。撥水剤の主成分は、分子中にフッ素及び珪素を含まない炭化水素系ポリマーからなる。撥水剤は、分子中にフッ素及び珪素を含まない炭化水素系ポリマーを５０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上含む。炭化水素系ポリマーとは、炭化水素を骨格とし、酸素や窒素等を含む有機化合物からなるポリマーであり、分子中にイソシアネート架橋剤と反応可能なヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基等の官能基を有するものの中から選択される。炭化水素系ポリマーのなかでもアクリルポリマーがより好ましい。アクリルポリマーとは、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを主な原料モノマーとして重合されたポリマーである。アクリルポリマーは、前記原料モノマーを５０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、さらに好ましくは９０質量％以上含んで合成される。このような炭化水素系撥水剤の例としては、アクリルポリマーからなるユニダインＸＦシリーズ（ダイキン工業（株）製）、炭化水素系ポリマーからなるメイシールドシリーズ（明成化学工業（株）製）等が挙げられ、これらの市販品の中から選択してもよい。
　本実施形態に係るイソシアネート架橋成分は、撥水剤同士、バインダー樹脂と撥水剤、又はバインダー樹脂同士を架橋して、撥水性を向上させるために用いられる。イソシアネート架橋成分としては、市販のイソシアネート架橋剤を用いてよく、架橋剤の成分は、分子中に２つ以上のイソシアネート基を有する脂肪族イソシアネート、芳香族イソシアネート等の中から選択される。また、イソシアネート基は、ブロック基が付加されたブロックイソシアネートであることが好ましく、ブロック基の成分は、３、５－ジメチルピラゾール、メチルエチルケトンオキシム、ε－カプロラクタム等の中から選択される。イソシアネート架橋剤を使用することで、バインダー樹脂中及び撥水剤中の親水基、例えばヒドロキシ基、アミノ基及びカルボキシ基が架橋に使用され、且つバインダー樹脂と撥水剤との間の結合が強固になるため、撥水性が向上する。
　本実施形態に係るイソシアネート架橋成分は、イソシアネート架橋剤を用いることの他に、イソシアネート架橋成分を含む撥水剤を用いてもよい（例えば、特許文献５又は特許文献６を参照。）。イソシアネート架橋成分を含み、分子中にフッ素及び珪素を含まない撥水剤であることが好ましい。
　撥水剤はカチオン性撥水剤であることが好ましい。カチオン性であることにより撥水性が更に向上する。特に湿式不織布がガラス繊維を含むとき、撥水剤のガラス繊維への定着性が向上しやすいため、撥水剤が濾材中に残りやすい。このため、撥水性が向上しやすい。
　バインダー樹脂と撥水剤とが共にアクリル系樹脂化合物である場合、本実施形態におけるバインダー樹脂は、ポリアクリル酸エステルの原料モノマーである、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルについて、エステル部分の炭素数が８以下のものが主（アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの中で好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上）のアクリル系樹脂化合物であることが好ましい。エステル部分の炭素数が８を超えると、接着強度が得られにくいおそれがある。
　また、本実施形態における撥水剤は、ポリアクリル酸エステルの原料モノマーである、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルについて、エステル部分の炭素数が８を超えるものが主（アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルの中で好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上）のアクリル系樹脂化合物であることが好ましい。ここで撥水剤において、エステル部分は炭化水素基であることが好ましい。この炭化水素基は、直鎖状であっても分岐状であってもよく、飽和炭化水素であっても不飽和炭化水素であってもよく、更には脂環式又は芳香族の環状を有していてもよい。これらの中でも、直鎖状であるものが好ましく、直鎖状のアルキル基であるものがより好ましい。上記エステル部分の炭素数は、９以上であることが好ましく、１２以上であることがより好ましい。炭素数が８以下であると、撥水処理剤として十分な撥水性を発揮できない。
　本実施形態において、バインダー樹脂と撥水剤の固形分質量比率（バインダー樹脂／撥水剤）は、バインダー樹脂を１００質量部としたときに撥水剤が１０～５０質量部であることが好ましい。より好ましくは１５～４５質量部であり、さらに好ましくは２０～４０質量部である。この比率であることで、ＰＦ値、撥水性及び強度の物性バランスが良い濾材が得られる。撥水剤の質量比率が５質量部よりも低いと、十分な撥水性が得られない恐れがある。一方で、撥水剤の質量比率が５０質量部よりも高いと、バインダー樹脂の存在量が相対的に少なくなるため、十分な強度が得られない恐れがある。
　本実施形態において、イソシアネート架橋成分としてイソシアネート架橋剤を用いる場合の、撥水剤と架橋剤の固形分質量比率（撥水剤／架橋剤）は、９５／５～６０／４０であることが好ましい。より好ましくは８０／２０～７０／３０である。架橋剤の質量比率が９５／５よりも低いと、架橋が不十分となり十分な撥水性が得られない恐れがある。一方で、架橋剤の質量比率が６０／４０よりも高いと、撥水剤の存在量が少なくなり十分な撥水性が得られない恐れがある。
　本実施形態において、濾材中におけるバインダー樹脂、撥水剤、及びイソシアネート架橋成分の合計の固形分質量含有率は、濾材全体に対して２～１５質量％であることが好ましい。より好ましくは４～１０質量％である。これらの成分の合計の含有率が２質量％よりも低いと、十分な強度が得られない恐れがある。一方で、合計の含有率が１５質量％よりも高いと、十分なＰＦ値が得られない恐れがある。また、バインダー樹脂と、撥水剤及び架橋成分の合計との質量比率は、バインダー樹脂を１００質量部としたときに１１～７０質量部であることが好ましく、より好ましくは２２～５０質量部である。
　本実施形態に係るエアフィルタ用濾材では、撥水性は３００ｍｍ水柱高以上であることが好ましく、５０８ｍｍ水柱高以上であることがより好ましい。
　本実施形態に係るエアフィルタ用濾材では、濾材単体での引張強度は０．３０ｋＮ／ｍ以上であることが好ましく、０．４０ｋＮ／ｍ以上であることがより好ましい。
　本実施形態において、バインダー樹脂、撥水剤、及びイソシアネート架橋成分は、各成分が混合し合った水性分散液として、湿潤状態にある湿式不織布に含浸付与され、その後に、湿式不織布を加熱することで乾燥及び架橋される。このときの加熱方法は、抄紙機においては、多筒式ドライヤー、ヤンキードライヤー、熱風乾燥機等が用いられ、手抄装置においては、ロータリードライヤー、循環乾燥機等が用いられる。加熱温度は、含浸液の水分を除去する初期段階では８０～１５０℃、より好ましくは１００～１４０℃である。初期加熱温度が１５０℃より高温であると、水分とイソシアネート架橋成分との架橋反応が進みやすくなり、十分な撥水性が得られない恐れがある。シート中の水分が十分に除去された後の加熱温度は１２０～２００℃、好ましくは１３０～１８０℃、より好ましくは１５０～１７０℃であり、ブロック基が外れて架橋反応が起きるために十分な温度でなければならない。シート中の水分が十分に除去された後の加熱時間は、３０秒以上が好ましく、５０秒以上がより好ましい。また、乾燥シートが得られた後で、架橋反応を確実にするために更なる加熱処理（キュアリング）を行ってもよい。キュアリングの加熱時間は、１分以上が好ましく、３分以上がより好ましい。これらの加熱時間は、生産効率を低下させない範囲において、長めに設定される。
　本実施形態においては、含浸に用いる水性分散液に、本発明の効果を妨げない範囲で、消泡剤等の添加剤を適宜添加することができる。
　本実施形態に係る湿式不織布は、ガラス繊維を含むことが好ましい。ガラス繊維は高い剛性を有しているため、濾材内において、空気が通過するために必要な空隙を十分に維持することができ、高いＰＦ値を得ることができる。ガラス繊維としては、ガラスウール繊維、チョップドガラス繊維等を用いることができる。
　本実施形態において、ガラス繊維の平均繊維径は、特に限定するものではないが、０．１～１０μｍであることが好ましく、０．２～７μｍであることがより好ましい。この範囲であることで、圧力損失と捕集効率のバランスが良い、則ちＰＦ値の高い濾材となる。また、平均繊維径の異なる２種以上のガラス繊維を含ませてもよい。更に高い捕集効率を得るためには、ガラス繊維の少なくとも一部が繊維径１μｍ未満のガラス繊維であることが好ましい。
　本実施形態においては、湿式不織布を構成する繊維として、ガラス繊維以外の繊維を用いてもよい。これらの繊維としては、木材パルプ等の天然繊維；レーヨン繊維等の再生繊維；ポリオレフィン繊維、ポリウレタン繊維、ビニロン繊維等の合成繊維が挙げられる。これらの繊維の配合量は、ガラス繊維が有するＰＦ値を高める効果を妨げない範囲とすることが好ましい。例えば、繊維全体の３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１０質量％以下である。
　本実施形態に係るエアフィルタ用濾材の製造工程においては、原料繊維を水中で分散して原料スラリーを得て、これを湿式抄紙法によりシート化して、湿潤状態のシートを得る。原料繊維としてガラス繊維を多く用いる場合は、分散及び抄紙に用いる水が酸性であることが好ましく、ｐＨ２～４であることがより好ましい。酸性下で分散及び抄紙を行うことにより、ガラス繊維同士が接着しやすくなり、強度を高くすることができる。
（実施例）
　以下に本発明について具体的な実施例を示して説明するが、本発明はこれらの記載に限定されるものではない。尚、例中の「部」は、原料スラリー中の繊維の固形分質量比率、又は含浸液中の成分の固形分質量比率を示し、原料スラリーにおいては全ての繊維の合計量を１００部とし、含浸液においてはバインダー樹脂を１００部とした。又、例中の「％」は、濾材中の成分の固形分質量含有率を示す。
＜実施例１＞
　平均繊維径０．６５μｍのガラスウール（Ｂ－０６－Ｆ、Ｕｎｉｆｒａｘ　Ｃｏ．製）を６０部、平均繊維径２．４４μｍのガラスウール（Ｂ－２６－Ｒ、Ｕｎｉｆｒａｘ　Ｃｏ．製）を３０部、平均繊維径６μｍ、カット長６ｍｍのチョップドガラス繊維（ＥＣ－６－６－ＳＰ、Ｕｎｉｆｒａｘ　Ｃｏ．製）１０部をテーブル離解機にてｐＨ３．０の酸性水を用いて離解し、原料スラリーを得た。次に、原料スラリーを抄紙し、湿式不織布を得た。更に、アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部、フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）１０部、イソシアネート架橋剤（フィキサー＃２２０、（株）村山化学研究所製）１部及び水を混合して調製した含浸液を前記湿式不織布に含浸付与させ、１３０℃のロータリードライヤーで乾燥させたのち（乾燥時間は２分間）、更に１６０℃の乾燥機で２分間加熱を行い、坪量７０ｇ／ｍ２のエアフィルタ用濾材を得た。尚、濾材中の含浸成分の含有率は５．１％であった。
＜実施例２＞
　アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部、フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）２０部、イソシアネート架橋剤（フィキサー＃２２０、（株）村山化学研究所製）１．５部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は５．１％であった。
＜実施例３＞
　アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部、フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）２０部、イソシアネート架橋剤（フィキサー＃２２０、（株）村山化学研究所製）５部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は５．２％であった。
＜実施例４＞
　アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部、フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）２０部、イソシアネート架橋剤（フィキサー＃２２０、（株）村山化学研究所製）１０部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は５．２％であった。
＜実施例５＞
　アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部、フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）２０部、イソシアネート架橋剤（フィキサー＃２２０、（株）村山化学研究所製）１３部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は５．２％であった。
＜実施例６＞
　アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部、フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）３５部、イソシアネート架橋剤（フィキサー＃２２０、（株）村山化学研究所製）９部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は５．２％であった。
＜実施例７＞
　アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部、フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）５０部、イソシアネート架橋剤（フィキサー＃２２０、（株）村山化学研究所製）１３部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は５．３％であった。
＜実施例８＞
　アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部、フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）２０部、イソシアネート架橋剤（フィキサー＃２２０、（株）村山化学研究所製）１０部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、含浸液の湿紙への含浸付与条件を調整したので、濾材中の含浸成分の含有率は２．２％であった。
＜実施例９＞
　アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部、フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）２０部、イソシアネート架橋剤（フィキサー＃２２０、（株）村山化学研究所製）１０部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、含浸液の湿紙への含浸付与条件を調整したので、濾材中の含浸成分の含有率は１４．７％であった。
＜比較例１＞
　含浸の工程を除いた以外は、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。
＜比較例２＞
　アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は５．４％であった。
＜比較例３＞
　アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部、フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製、）２０部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は５．１％であった。
＜比較例４＞
　アクリル系バインダー樹脂（ボンコートＡＮ－１１９０Ｓ、ＤＩＣ（株）製）１００部、フッ素アクリル系撥水剤（アサヒガードＡＧ－Ｅ３００、ＡＧＣ（株）製）２０部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は５．４％であった。
＜比較例５＞
　フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）１００部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は２．５％であった。
＜比較例６＞
　フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）１００部、イソシアネート架橋剤（フィキサー＃２２０、（株）村山化学研究所製）２５部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は２．６％であった。
＜比較例７＞
　フッ素及び珪素を含まないカチオン性アクリル系撥水剤（ユニダインＸＦ－４００１、ダイキン工業（株）製）１００部、イソシアネート架橋剤（フィキサー＃２２０、（株）村山化学研究所製）５０部及び水を混合して調製した含浸液を用いた以外は、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。尚、濾材中の含浸成分の含有率は２．８％であった。
　実施例及び比較例において得られたエアフィルタ用濾材の評価は、以下に示す方法を用いて行った。
＜圧力損失＞
　圧力損失は、有効面積１００ｃｍ２のエアフィルタ用濾材に面風速５．３ｃｍ／秒で通風した際の差圧として、マノメーター（マノスターゲージＷＯ８１、（株）山本電機製作所製）を用いて測定した。
＜透過率＞
　透過率は、ラスキンノズルで発生させた多分散ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）粒子を含む空気が有効面積１００ｃｍ２のエアフィルタ用濾材に面風速５．３ｃｍ／秒で通風した際の上流及び下流のＰＡＯ粒子の個数をレーザーパーティクルカウンター（ＫＣ－２２Ｂ、リオン（株）製）を用いて測定し、上流と下流の粒子数の比から求めた。対象粒子径は０．１０～０．１５μｍ及び０．３０μｍとした。
＜ＰＦ値＞
　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。対象粒子径は０．１０～０．１５μｍ及び０．３０μｍとした。
＜引張強度＞
　引張強度は、オートグラフＡＧＸ－Ｓ（（株）島津製作所製）を用いて試験幅１ｉｎｃｈ、試験長１００ｍｍ、引張速度１５ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定を行った。
＜撥水性＞
　撥水性は、ＭＩＬ－ＳＴＤ－２８２に準拠して測定を行った。
　前記の方法で行ったエアフィルタ用濾材の評価結果を表１～表４に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　実施例１～９と比較例２及び３とを比較すると、撥水剤とイソシアネート架橋成分を併用することにより、撥水性が向上し、実施例１、２及び８では実用可能な撥水性の値（３００ｍｍ水柱高以上）を示し、実施例３～７及び９では実用上十分な撥水性の値（５０８ｍｍ水柱高以上）を満たすことが確かめられた。この併用の効果は特に実施例２～５と比較例３との比較との比較によって確認できる。すなわち、バインダー樹脂と撥水剤を配合する比較例３よりも、さらにイソシアネート架橋成分を加えた実施例２～５とすることで、撥水性が２９０ｍｍ水柱高（比較例３）から４２０ｍｍ水柱高（実施例２）、５５０ｍｍ水柱高（実施例３）、６９０ｍｍ水柱高（実施例４）、７００ｍｍ水柱高（実施例５）に向上していることがわかる。
　実施例１と比較例３を比較すると、実施例１ではイソシアネート架橋成分をわずかに加えることで比較例３の半分の撥水剤添加量でも比較例３よりも高い撥水性を得ることができた。
　実施例１～９と比較例４とを比較すると、本発明により、フッ素系撥水剤を用いた場合と同等に、ＰＦ値、撥水性及び引張強度の物性バランスが良い濾材が得られることが確かめられた。
　さらに比較例１と比較例５とを比較すると、撥水剤だけでは引張強度を付与することがないことがわかる。また、比較例５と比較例６、７とを比較すると、バインダー樹脂を含ませずに撥水剤だけをイソシアネート架橋成分によって架橋しても、バインダー樹脂が含まれていなければ引張強度を付与することがないことがわかる。比較例６と比較例７とを比較すると、撥水剤とイソシアネート架橋成分とを含み、バインダー樹脂を含まない配合のときは、イソシアネート架橋成分の配合量の多少は引張強度には無関係であることがわかる。
　以上のことから、実施例１～９では、バインダー樹脂が十分な引張強度を付与し、バインダー樹脂と撥水剤とがイソシアネート架橋成分によって架橋され、このとき、撥水剤が撥水性を付与していることがわかる。

Claims (12)

  1. 　湿式不織布からなるエアフィルタ用濾材において、
    　バインダー樹脂と、撥水剤とを含み、
    　前記撥水剤は分子中にフッ素及び珪素を含まない炭化水素系ポリマーを主成分とし、
    　前記バインダー樹脂と前記撥水剤とはイソシアネート架橋成分により架橋されていることを特徴とするエアフィルタ用濾材。
  2. 　前記炭化水素系ポリマーがアクリルポリマーであることを特徴とする請求項１に記載のエアフィルタ用濾材。
  3. 　前記湿式不織布が、ガラス繊維を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のエアフィルタ用濾材。
  4. 　前記バインダー樹脂が、アクリル系バインダー樹脂であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のエアフィルタ用濾材。
  5. 　前記撥水剤がカチオン性撥水剤であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のエアフィルタ用濾材。
  6. 　前記バインダー樹脂と前記撥水剤の固形分質量比率が、前記バインダー樹脂１００質量部に対して前記撥水剤が１０～５０質量部であることを特徴とする請求項１～５のいずれか一つに記載のエアフィルタ用濾材。
  7. 　前記撥水剤と前記イソシアネート架橋成分の固形分質量比率である（撥水剤／架橋剤）が、９５／５～６０／４０であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一つに記載のエアフィルタ用濾材。
  8. 　濾材中における前記バインダー樹脂、前記撥水剤、及び前記イソシアネート架橋成分の合計の固形分質量含有率が、濾材全体に対して２～１５質量％であることを特徴とする請求項１～７のいずれか一つに記載のエアフィルタ用濾材。
  9. 　前記バインダー樹脂と、前記撥水剤及び前記イソシアネート架橋成分の合計との質量比率は、前記バインダー樹脂１００質量部に対して、前記撥水剤及び前記イソシアネート架橋成分の合計が１１～７０質量部であることを特徴とする請求項１～８のいずれか一つに記載のエアフィルタ用濾材。
  10. 　繊維のスラリーを湿式抄紙法によりシート化して、湿潤状態のシートを形成する工程と、
    　前記湿潤状態のシートを、バインダー樹脂、分子中にフッ素及び珪素を含まない炭化水素系ポリマーを主成分とする撥水剤、及びイソシアネート架橋成分を含む水性分散液に含浸する工程と、
    　前記水性分散液に含浸した湿潤状態のシートを加熱して乾燥させ、更に前記バインダー樹脂及び前記撥水剤を前記イソシアネート架橋成分により架橋させて、乾燥シートを得る工程と、を有することを特徴とするエアフィルタ用濾材の製造方法。
  11. 　前記炭化水素系ポリマーがアクリルポリマーであることを特徴とする請求項１０に記載のエアフィルタ用濾材の製造方法。
  12. 　前記の繊維のスラリーが、ガラス繊維を含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のエアフィルタ用濾材の製造方法。
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