JP2004209470A - Air filter medium, air filter and washing/regeneration filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エアフィルターろ材、エアフィルターおよび洗浄再生フィルターに関する。さらに詳しくは、ビル、工場等の空調機に取り付け、空気中の浮遊塵埃を捕集し、洗浄して再使用されるエアフィルターろ材、エアフィルターおよび洗浄再生フィルターに関する。 The present invention relates to an air filter medium, an air filter, and a washing / regenerating filter. More specifically, the present invention relates to an air filter medium, an air filter, and a cleaning / regenerating filter which are attached to an air conditioner in a building or a factory, collect airborne dust in the air, and are cleaned and reused.
空調機に取り付けられるエアフィルターとしては様々な構成のものが提案されているが、その多くはガラスろ紙や合成繊維よりなる不織布をエアフィルターろ材として、エポキシやウレタン樹脂により外枠と気密に固着した構造を採っている。そのため、エアフィルターが寿命に到達した後は、外枠ごと新品と交換する必要があり、多大な費用がかかるものとなっている。また、使用済みのエアフィルターは、産業廃棄物として埋没処理によって廃棄されるため、環境問題の一つとなっている。 Various types of air filters to be attached to air conditioners have been proposed, but most of them have been air-tightly bonded to the outer frame with epoxy or urethane resin using non-woven fabric made of glass filter paper or synthetic fiber as air filter material. It has a structure. For this reason, after the air filter reaches the end of its life, it is necessary to replace the outer frame with a new one, which is very costly. In addition, used air filters are disposed of by burial treatment as industrial waste, which is one of the environmental problems.
このような問題に対して、エアフィルターのろ材部分と外枠を分離可能として、使用後はろ材のみを交換することで外枠を再使用できる、ろ材交換型フィルターも考案されている。しかしながら、ろ材交換型フィルターでは、ろ材部分と外枠の気密性が十分ではないため、従来エアフィルターに比べて捕集効率が低いものとなっている上、ろ材と外枠が接着されていない分、エアフィルターの強度が低下し、外枠が外力によって変形しやすいものとなっている。また、使用された後のろ材廃棄量は、従来型エアフィルターと同じである。 In order to solve such a problem, a filter medium replacement type filter has been devised, in which the filter medium portion and the outer frame of the air filter can be separated and the outer frame can be reused by replacing only the filter medium after use. However, in the filter medium exchange type filter, since the airtightness of the filter medium part and the outer frame is not sufficient, the collection efficiency is lower than that of the conventional air filter, and the filter medium and the outer frame are not bonded. In addition, the strength of the air filter is reduced, and the outer frame is easily deformed by an external force. In addition, the amount of waste filter material after use is the same as that of a conventional air filter.
近年、上記問題を解決するため、従来型エアフィルターを洗浄して再使用することも提案されてきており、洗浄装置を導入し、エアフィルターの洗浄業務を行う業者も現れている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、従来型エアフィルターを洗浄すると、その洗浄および乾燥工程においてエアフィルターろ材に変形を生じることがあり、これが圧力損失の上昇を引き起こし、ひいては寿命性能の低下につながるという問題がある。また、従来型エアフィルターの中には、そのろ材にエレクトレット加工を施しているものが少なからずあり、このようなエアフィルターを洗浄すると、ろ材の持つ電荷が消失してしまうため、洗浄後の捕集性能が著しく低下してしまいやすいという問題もある。
本発明の目的は、上記のような問題点を解消した、洗浄によるろ材変形を抑えたことを特徴とするエアフィルターろ材、エアフィルターおよび洗浄再生フィルターを提供することにある。より好ましくは、洗浄による電荷消失が少ない、性能を維持したまま洗浄、再使用することができるエアフィルターろ材、エアフィルターおよび洗浄再生フィルターを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an air filter medium, an air filter, and a cleaning / regenerating filter, which solve the above problems and suppress the deformation of the filter medium due to washing. More preferably, it is an object of the present invention to provide an air filter medium, an air filter, and a washing / regenerating filter that can be washed and reused while maintaining the performance with little loss of charge due to washing.
上記目的を達成する本発明は、次の構成を採用する。
（１）含水時の伸び率が６％以下であることを特徴とする、エアフィルターろ材。
（２）含水後の乾燥時における伸縮率が３％以下である熱可塑性繊維シートからなる層と、含水後の乾燥時における伸縮率が３％以下である極細繊維シートからなる層とを積層したことを特徴とする、（１）に記載のエアフィルターろ材。
（３）含水後の乾燥時における伸縮率が０．３％以下である熱可塑性繊維シートからなる層と、含水後の乾燥時における伸縮率が０．３％以下である極細繊維シートからなる層とを積層したことを特徴とする、（２）に記載のエアフィルターろ材。
（４）極細繊維シートが、少なくともヒンダードアミン系添加剤を１００ｐｐｍ〜３０，０００ｐｐｍの範囲内で含有することを特徴とする、（１）〜（３）のいずれかに記載のエアフィルターろ材。
（５）極細繊維シートがエレクトレット加工されていることを特徴とする、（１）〜（４）のいずれかに記載のエアフィルターろ材。
（６）含水後の乾燥時におけるＪＩＳ Ｂ ９９０８に規定される方法により測定した捕集効率の保持率が、６０％以上であることを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載のエアフィルターろ材。
（７）含水後の乾燥時におけるＪＩＳ Ｂ ９９０８に規定される方法により測定した圧力損失の上昇率が、１５％以内であることを特徴とする、（１）〜（６）のいずれかに記載のエアフィルターろ材。
（８）極細繊維シートが、メルトブロー不織布であることを特徴とする、（１）〜（７）のいずれかに記載のエアフィルターろ材。
（９）熱可塑性繊維シートが、不織布であることを特徴とする、（１）〜（８）のいずれかに記載のエアフィルターろ材。
（１０）（１）〜（９）のいずれかに記載のエアフィルターろ材を使用したことを特徴とするエアフィルター。
（１１）（１）〜（９）のいずれかに記載のエアフィルターろ材を使用したことを特徴とする洗浄再生フィルター。
The present invention that achieves the above object employs the following configuration.
(1) An air filter medium characterized by having an elongation of 6% or less when containing water.
(2) A layer composed of a thermoplastic fiber sheet having an elasticity of 3% or less when dried after being hydrated and a layer composed of an ultrafine fiber sheet having an elasticity of 3% or less when dried after being hydrated. The air filter medium according to (1), wherein:
(3) A layer composed of a thermoplastic fiber sheet having an elasticity of 0.3% or less when dried after being hydrated, and a layer composed of an ultrafine fiber sheet having an elasticity of 0.3% or less when dried after being hydrated The air filter medium according to (2), wherein:
(4) The air filter medium according to any one of (1) to (3), wherein the ultrafine fiber sheet contains at least a hindered amine-based additive in a range of 100 ppm to 30,000 ppm.
(5) The air filter medium according to any one of (1) to (4), wherein the ultrafine fiber sheet is subjected to electret processing.
(6) The method according to any one of (1) to (5), wherein a retention rate of a collection efficiency measured by a method specified in JIS B 9908 during drying after being hydrated is 60% or more. The air filter media described.
(7) The method according to any one of (1) to (6), wherein a rate of increase in pressure loss measured by a method specified in JIS B 9908 during drying after being hydrated is within 15%. Air filter media.
(8) The air filter medium according to any one of (1) to (7), wherein the ultrafine fiber sheet is a melt blown nonwoven fabric.
(9) The air filter medium according to any one of (1) to (8), wherein the thermoplastic fiber sheet is a nonwoven fabric.
(10) An air filter using the air filter medium according to any one of (1) to (9).
(11) A cleaning / regenerating filter using the air filter medium according to any one of (1) to (9).
本発明のエアフィルターろ材、エアフィルターおよび洗浄再生フィルターは上記の通り、洗浄後もそのフィルターろ材に変形が生じず、ろ材電荷の消失が少ないものであり、高い性能を維持したまま、再使用することができる。 As described above, the air filter medium, the air filter, and the cleaning / regenerating filter of the present invention do not cause deformation in the filter medium even after washing, have little loss of filter medium charge, and are reused while maintaining high performance. be able to.
以下に本発明について詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明者らは、性能を維持したまま洗浄、再使用することができるエアフィルターろ材を得るために鋭意研究を続けるうちに、含水時の伸び率が６％以下であるろ材であれば良いことを見出した。好ましくは、含水後の乾燥時における伸縮率が３％以下である熱可塑性繊維シートからなる層と、含水後の乾燥時における伸縮率が３％以下である極細繊維シートからなる層とを積層したろ材が良いことを見出した。より好ましくは、含水後の乾燥時における伸縮率が０．３％以下である熱可塑性繊維シートからなる層と、含水後の乾燥時における伸縮率が０．３％以下である極細繊維シートからなる層とを積層したろ材が良いことを見出した。 The present inventors have continued their intensive studies to obtain an air filter medium that can be washed and reused while maintaining its performance. As long as the filter medium has an elongation of 6% or less when containing water, it is sufficient. Was found. Preferably, a layer made of a thermoplastic fiber sheet having a stretch ratio of 3% or less when dried after being hydrated and a layer made of an ultrafine fiber sheet having a stretch ratio of 3% or less when dried after being hydrated are laminated. We found that filter media was good. More preferably, it is composed of a layer made of a thermoplastic fiber sheet having a stretch rate of 0.3% or less when dried after being hydrated, and an ultrafine fiber sheet having a stretch rate of 0.3% or less when dried after being hydrated. It has been found that a filter medium in which layers are laminated is good.
ここで、ろ材の含水時の伸び率および含水後の乾燥時における伸縮率は以下のようにして測定した。 Here, the elongation percentage when the filter medium was hydrated and the expansion and contraction rate when dried after hydration were measured as follows.
ＣＤ方向２５０ｍｍ×ＭＤ方向３００ｍｍの大きさにカットしたろ材に、鉛筆または極細の油性マジックでＣＤ、ＭＤ方向それぞれに２００ｍｍの長さで直線を描きサンプルを作成する。このときの重量を測定し、初期重量（Ａ）とする。次いで４０℃の水を入れたバットに３０分間浸した。このとき、ろ材への水の浸透性を高めるために、１％以下の洗剤を混ぜておく。ここで洗剤はアニオン系界面活性剤であるアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを含むものを使用した。浸漬後、サンプルをバットから取り出して描かれた直線の長さをノギスで測定し、含水時の伸び率を計算した。さらにこのサンプルを坪量１００ｇ／ｍ2、吸水高度（細長いサンプルを２０℃の水中に立て、１０分間に上昇する水の高さ）が７．０ｃｍ以上のろ紙の上に１０分以上載せて余分な水分を取り除き、６０℃で２時間以上乾燥する。乾燥後に再度重量を測定し、これを乾燥重量（Ｂ）とする。サンプルが乾燥したかどうかは、乾燥重量（Ｂ）と初期重量（Ａ）の差が初期重量（Ａ）の２％以内になった時点で乾燥したと判断する。 A sample is prepared by drawing a straight line with a length of 200 mm in each of the CD and MD directions on a filter medium cut into a size of 250 mm in the CD direction × 300 mm in the MD direction using a pencil or extra-fine oily magic. The weight at this time is measured and defined as an initial weight (A). Next, it was immersed in a vat containing water at 40 ° C. for 30 minutes. At this time, a detergent of 1% or less is mixed in order to increase the permeability of water to the filter medium. Here, a detergent containing sodium alkylbenzenesulfonate as an anionic surfactant was used. After immersion, the sample was taken out of the vat and the length of a straight line drawn was measured with a vernier caliper to calculate the elongation percentage when wet. Further, this sample is placed on a filter paper having a basis weight of 100 g / m 2 and a water absorption height (a thin sample is placed in water at 20 ° C. and rises in 10 minutes) for 7.0 minutes or more, and is placed on the filter paper for 10 minutes or more. Remove water and dry at 60 ° C for 2 hours or more. After drying, the weight is measured again, and this is defined as a dry weight (B). It is determined that the sample is dried when the difference between the dry weight (B) and the initial weight (A) is within 2% of the initial weight (A).
乾燥後、サンプルに描いた直線の長さをノギスで測定し、含水後の乾燥時における伸縮率を計算した。 After drying, the length of a straight line drawn on the sample was measured with a vernier caliper, and the expansion / contraction ratio at the time of drying after the water content was calculated.
含水時の伸び率や含水後の乾燥時における伸縮率が大きくなりすぎると、洗浄後にエアフィルター内に配設したろ材のプリーツ形状が変形してしまい、エアフィルターを再使用した時にエアの流れが不均一となり、圧力損失が上昇して寿命性能の低下を引き起こしてしまう可能性があるが、含水時の伸び率が６％以下、好ましくは１％以下、より好ましくは０．２％以下であるろ材を用いることにより、さらには含水後の乾燥時における伸縮率が３％以下、好ましくは０．３％以下、より好ましくは０．１％以下である熱可塑性繊維シートと極細繊維シートを積層したろ材を用いることにより、洗浄後に乾燥しても外枠内に配設したエアフィルターろ材の形状、つまりプリーツ折り線形状を洗浄前と同様に保つことができるため、圧力損失が上昇せず、寿命性能の低下を引き起こさないエアフィルターろ材を得ることができる。 If the elongation at the time of hydration or the expansion and contraction at the time of drying after hydration becomes too large, the pleated shape of the filter medium arranged in the air filter after washing will be deformed, and the air flow will be reduced when the air filter is reused. It may be non-uniform, and the pressure loss may increase to cause a decrease in life performance. However, the elongation percentage when containing water is 6% or less, preferably 1% or less, and more preferably 0.2% or less. By using a filter medium, a thermoplastic fiber sheet and an ultrafine fiber sheet each having a stretch ratio of 3% or less, preferably 0.3% or less, more preferably 0.1% or less when dried after being hydrated were laminated. By using the filter medium, even if it is dried after washing, the shape of the air filter medium arranged in the outer frame, that is, the pleated fold line shape can be maintained in the same manner as before the washing, so that the pressure loss is reduced. Without raising, it is possible to obtain an air filter filter material that does not cause a reduction in the life performance.
本発明に用いられる熱可塑性繊維には、溶融紡糸が可能な熱可塑性樹脂を使用することができる。その例として、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、共重合ポリプロピレン（例えば、プロピレンを主体として、エチレン、ブテン−１，４−メチルペンテン−１等との二元または多元共重合体）等をはじめとするポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、酸成分をテレフタル酸以外にイソフタル酸をも加えて共重合したこれらの低融点ポリエステルをはじめとするポリエステル系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系樹脂、ポリスチレン（アタクチックポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン）、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリテトラフルオロエチレン等の熱可塑性樹脂が提示できる。また、乳酸系ポリエステルなどの生分解性樹脂を使用して生分解性を持たせるなど、機能性の樹脂を使用することもできる。また、これらを主成分とした共重合体や、これらの重合体を複数ブレンドしたブレンド体が挙げられる。熱可塑性繊維シートの含水時の伸び率を６％以下、より好ましくは含水後の乾燥時における伸縮率を３％以下とするには、原料となる熱可塑性繊維自体が伸縮し難いものを用いるとよく、好ましくは、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂が用いられる。 As the thermoplastic fiber used in the present invention, a thermoplastic resin that can be melt-spun can be used. Examples thereof include polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, acrylic, polypropylene, low-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and copolymerized polypropylene (for example, mainly propylene, ethylene, butene-1,4-methyl Polyolefin-based resins such as binary or multi-component copolymers with pentene-1, etc.), polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and low melting points of these copolymers obtained by copolymerizing an acid component with isophthalic acid in addition to terephthalic acid. Polyester resin such as polyester, polyamide resin such as nylon 6, nylon 66, polystyrene (atactic polystyrene, syndiotactic polystyrene), polyurethane elastomer, polyester elastomer, polytetraf Thermoplastic resin such as Oroechiren can present. In addition, a functional resin such as a biodegradable resin such as a lactic acid-based polyester may be used to impart biodegradability. Further, a copolymer containing these as a main component or a blend of a plurality of these polymers may be used. In order to make the elongation percentage of the thermoplastic fiber sheet when wet with water to 6% or less, and more preferably 3% or less when dried after drying with water, it is necessary to use a material in which the thermoplastic fiber itself as the raw material does not easily expand and contract. Often, a polyolefin resin, a polyester resin, or a polyamide resin is used.
なお、本発明においては、必要に応じて前述の熱可塑性樹脂に、例えば艶消し剤、潤滑剤、顔料、熱安定剤、耐光剤、紫外線吸収剤、静電剤、導電剤、蓄熱材などの各種添加剤を適宜の範囲内で添加することができる。 In the present invention, if necessary, the aforementioned thermoplastic resin, for example, matting agents, lubricants, pigments, heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, electrostatic agents, conductive agents, heat storage materials and the like Various additives can be added within an appropriate range.
また、その他に、除塵、消臭、抗菌、防かび、抗ウイルス、防虫、殺虫、害虫忌避、有害物除去、芳香、除湿、調湿、吸湿（乾燥）、水分（湿度）透過、油等の吸着、陽イオン吸着などのイオンバランスの調整および水や揮発性薬剤等の蒸散または徐放などの各種機能を有する添加剤を添加してもよい。 In addition, dust, deodorant, antibacterial, antifungal, antiviral, insect repellent, insecticide, insect repellent, harmful substance removal, aroma, dehumidification, humidity control, moisture absorption (dry), moisture (humidity) transmission, oil, etc. Additives having various functions such as adjustment of ion balance such as adsorption and cation adsorption and evaporation or sustained release of water and volatile chemicals may be added.
本発明に用いる合成繊維の繊維形態としては、前記重合体単体からなる単相形態であっても、複数種の前記重合体からなる複合形態（芯鞘型複合形態、並列型複合形態、割繊型複合形態）であってもよい。また、外周部に少なくとも低融点部分を有する熱接着性複合短繊維などであってもよい。 The fiber form of the synthetic fiber used in the present invention may be a single-phase form composed of the polymer alone, or a composite form composed of a plurality of types of the polymers (core-sheath composite form, parallel composite form, split fiber Composite form). Further, it may be a heat-adhesive conjugate short fiber having at least a low melting point portion on the outer peripheral portion.
繊維の断面形状は、円形断面に限らず、楕円形、菱形、三角形、Ｔ形等であってもよく、また中空部を有するものであってもよく、任意の形状を適宜選択すればよい。 The cross-sectional shape of the fiber is not limited to a circular cross-section, and may be elliptical, rhombic, triangular, T-shaped, or the like, or may have a hollow portion, and an arbitrary shape may be appropriately selected.
本発明に用いられる熱可塑性繊維シートの形態は、不織布や、織物、編物、紙状物などが使用でき、限定されるものではないが、好ましくは不織布が好適である。 The form of the thermoplastic fiber sheet used in the present invention can be a non-woven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, a paper-like material, etc., and is not limited, but a non-woven fabric is preferable.
不織布としては、短繊維不織布、長繊維不織布、割繊維不織布（フィルムから割繊したものや、バーストファイバー不織布）、メルトブロー不織布などいずれも用いることができる。好適には短繊維不織布が良い。 As the nonwoven fabric, any of short fiber nonwoven fabric, long fiber nonwoven fabric, split fiber nonwoven fabric (split from film or burst fiber nonwoven fabric), melt blown nonwoven fabric and the like can be used. Preferably, short fiber nonwoven fabric is used.
短繊維不織布は、４５度ガーレ法（ＪＩＳ Ｌ １０８５）により測定した剛軟度が１５０ｍｇ以上であり、好ましくは２５０ｍｇ以上、さらに好ましくは３５０ｍｇ以上である。剛軟度が１５０ｍｇより小さいと、エアフィルターとする際のプリーツ加工性が良好でないため好ましくない。 The short-fiber nonwoven fabric has a rigidity of at least 150 mg, preferably at least 250 mg, more preferably at least 350 mg, as measured by the 45 ° Gurley method (JIS L 1085). When the bending resistance is less than 150 mg, the pleating property of the air filter is not good, which is not preferable.
短繊維不織布を構成する繊維の繊維径は５〜１３０μｍ、好ましくは７〜８０μｍ、さらに好ましくは１０〜５０μｍとすることで、前記の剛軟度が得られやすくて良い。繊維径が５μｍより細いと、短繊維不織布自体が目詰まりしやすくなるため好ましくない。一方、繊維径が１３０μｍより太いと、積層した極細繊維シートが目詰まりしやすくなる。５〜１３０μｍの範囲であると極細繊維シートと積層する際の支持体となってプリーツ加工する際に必要となる剛性が得られる上に、プレフィルターの役目も果たすのでより寿命性能の良いエアフィルターろ材が得られるのである。 By setting the fiber diameter of the fibers constituting the short-fiber nonwoven fabric to 5 to 130 μm, preferably 7 to 80 μm, and more preferably 10 to 50 μm, the above-mentioned rigidity may be easily obtained. If the fiber diameter is smaller than 5 μm, the short-fiber nonwoven fabric itself tends to be clogged, which is not preferable. On the other hand, when the fiber diameter is larger than 130 μm, the laminated ultrafine fiber sheet tends to be clogged. When the thickness is in the range of 5 to 130 μm, the air filter has a rigidity required for pleating as a support for lamination with the ultrafine fiber sheet and also serves as a pre-filter, so that the air filter has a better life performance. Filter media is obtained.
本発明に使用する極細繊維シートからなる層の形態としては、熱可塑性繊維シートの層と同様の材料よりなるいずれの繊維シートでも用いることができるが、不織布が好適に用いられる。特にメルトブロー方式よりなる不織布を用いると、平均繊維径が５μｍ以下の極細繊維シートが得られるので好ましい。この平均繊維径が５μｍ以下の極細繊維シートを下流側に、そして上流側に熱可塑性繊維シート（支持体）を用いたろ材構成にすると、細い繊維で空間を多数仕切ることにより、高い捕集効率と高い気孔容積率を達成できるので、多量のダストを熱可塑性繊維シートが保持できるので目詰まりによる圧力損失上昇を低下でき、効率の良いエアフィルターろ材を得ることができるため好ましい。 As the form of the layer made of the ultrafine fiber sheet used in the present invention, any fiber sheet made of the same material as the layer of the thermoplastic fiber sheet can be used, but a nonwoven fabric is preferably used. In particular, it is preferable to use a nonwoven fabric formed by a melt blow method, since an ultrafine fiber sheet having an average fiber diameter of 5 μm or less can be obtained. When this ultrafine fiber sheet having an average fiber diameter of 5 μm or less is formed as a filter medium using a thermoplastic fiber sheet (support) on the downstream side and on the upstream side, high collection efficiency is achieved by partitioning a large number of spaces with fine fibers. Since a high pore volume ratio can be achieved, a large amount of dust can be held by the thermoplastic fiber sheet, so that an increase in pressure loss due to clogging can be reduced, and an efficient air filter medium can be obtained.
本発明で使用する極細繊維シートは、コロナ放電法など公知の技術によってエレクトレット加工が施されていることが、さらに高性能なエアフィルターろ材を得ることができるため好ましいが、ヒンダードアミン系安定剤を含まないエレクトレット繊維シートが水と接触すると、通常その電荷を消失してしまう。本発明者らは、ヒンダードアミン系安定剤を含むエレクトレット繊維シートは、水と接触しても電荷を消失し難いという知見を得たものであり、その含有量が１００ｐｐｍから３０，０００ｐｐｍの範囲内であることが重要であり、より好ましくは、ろ材の電荷残留効果および材料としての均一性の観点から７，０００〜１５，０００ｐｐｍの範囲であることが望ましい。ヒンダードアミン系安定剤として具体的には、ポリ［｛（６−（1,1,3,3−テトラメチルブチル）イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル｝｛（2,2,6,6−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（2,2,6,6−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ｝］、コハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、２−（3,5−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（1,2,2,6,6−ペンタメチル−４−ピペリジル）などがある。 The ultrafine fiber sheet used in the present invention is preferably subjected to electret processing by a known technique such as a corona discharge method, because a more high-performance air filter medium can be obtained, but includes a hindered amine-based stabilizer. When a non-electret fiber sheet comes in contact with water, it usually loses its charge. The present inventors have found that an electret fiber sheet containing a hindered amine-based stabilizer hardly loses electric charge even when it comes into contact with water, and the content thereof is in the range of 100 ppm to 30,000 ppm. It is important that the content be in the range of 7,000 to 15,000 ppm, more preferably from the viewpoint of the charge retention effect of the filter medium and the uniformity of the material. Specific examples of the hindered amine-based stabilizer include poly [{(6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diyl} (2,2 , 6,6-Tetramethyl-4-piperidyl) imino {hexamethylene} (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino}], dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -succinate 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate, bis (1,2,2-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -2-n-butylmalonate , 2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl).
本発明のエアフィルターろ材は、ヒンダードアミン系安定剤に加えて、含窒素ヒンダードフェノール系、金属塩ヒンダードフェノール系、フェノール系、硫黄系、燐系などの安定剤が含まれていてもよい。 The air filter medium of the present invention may contain a stabilizer such as a nitrogen-containing hindered phenol type, a metal salt hindered phenol type, a phenol type, a sulfur type or a phosphorus type in addition to the hindered amine type stabilizer.
かくして得られる本発明のエアフィルターろ材は、ＪＩＳ Ｂ ９９０８に規定される方法により測定した含水後の乾燥時におけるエアフィルターろ材の捕集効率の保持率が、６０％以上であることが良く、好ましくは７０％以上が良く、さらに好ましくは８０％以上が良い。捕集効率の保持率の算出は次の式で行う。 The thus obtained air filter medium of the present invention preferably has a retention rate of the collection efficiency of the air filter medium of 60% or more when dried after being hydrated, as measured by the method specified in JIS B 9908, and is preferably used. Is preferably 70% or more, more preferably 80% or more. The calculation of the retention rate of the collection efficiency is performed by the following equation.
（含水後の捕集効率÷含水前の捕集効率）×１００（％）
捕集効率の保持率が６０％未満であるということは、極細繊維シート、具体的には、好ましく使用されるメルトブロー不織布に加工したエレクトレットの電荷が、含水後に消失して少なくなってしまうために起こるのであり、エアフィルターとしての性能が維持されていないため大きな問題が生じる。
(Collection efficiency after water content / collection efficiency before water content) x 100 (%)
The retention rate of the collection efficiency of less than 60% means that the charge of the ultrafine fiber sheet, specifically, the electret processed into the preferably used melt blown nonwoven fabric disappears and decreases after being hydrated. This is a major problem because the performance as an air filter is not maintained.
また本発明のエアフィルターろ材は、ＪＩＳ Ｂ ９９０８に規定される方法により測定した含水後の乾燥時におけるエアフィルターろ材の圧力損失の上昇率が、１５％以下であることが良く、好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下が良い。ここで圧力損失の上昇率の算出方法は次の式で行う。 Further, in the air filter medium of the present invention, the rate of increase in pressure loss of the air filter medium during drying after being hydrated, measured by the method specified in JIS B 9908, is preferably 15% or less, and more preferably 10%. The content is more preferably 5% or less. Here, the method of calculating the rate of increase in pressure loss is performed by the following equation.
((含水後の圧力損失−含水前の圧力損失)÷含水前の圧力損失)×１００(％)
圧力損失の上昇率が１５％より大きいと、エアフィルターとしての基本性能である長寿命性や低圧力損失性が損なわれ、短寿命になる問題がある。
((Pressure loss after water content-pressure loss before water content) 圧 力 pressure loss before water content) x 100 (%)
If the rate of increase in pressure loss is greater than 15%, the long life and low pressure loss, which are basic performances of the air filter, are impaired, and there is a problem that the life is shortened.
熱可塑性繊維シートと極細繊維シートとの積層は、非接着状態でも良いが、縫製、熱エンボス、超音波接着、接着樹脂によるシンター接着、鞘成分に低融点成分を含んだ芯鞘複合糸を使った熱接着、熱接着シートによる接着、ウエルダーによる接着などの汎用の方法による積層をすることが好ましい。 Lamination of thermoplastic fiber sheet and ultrafine fiber sheet may be in non-adhered state, but use sewing, heat embossing, ultrasonic bonding, sinter bonding with adhesive resin, core-sheath composite yarn containing low melting point component in sheath component It is preferable to perform lamination by a general-purpose method such as heat bonding, bonding with a heat bonding sheet, and bonding with a welder.
熱可塑性繊維シートと極細繊維シートとの積層は、極細繊維シートが少なくとも１層以上用いられ、熱可塑性繊維シートの表面あるいは裏面に少なくとも１層、あるいは両面に１層ずつまたは複数層用いることができる。 For lamination of the thermoplastic fiber sheet and the ultrafine fiber sheet, at least one or more ultrafine fiber sheets are used, and at least one layer can be used on the front or back surface of the thermoplastic fiber sheet, or one layer or two or more layers can be used on both surfaces. .
本発明に係わるエアフィルターろ材をエアフィルターとするためには、通常、エアフィルターろ材を波状に加工する。波状に加工する方法としては、一般にプリーツ加工と呼ばれる山谷状に繰り返しの折り加工や段ボール加工における中しんの波状加工などが挙げられる。このように波状に加工することによって、一定の通気面積に対してろ材の面積を増すことができ、特定の風量に対してろ材を通過する空気の速度が低下するのに伴って圧力損失が低下して通気性が改善され、さらに、捕集効率の向上および長寿命化が達成されると共に、単板での使用に比べてエアフィルター自体の強度が増し、エアフィルター装着時や交換時の取り扱い性が良くなる利点がある。 In order to use the air filter medium according to the present invention as an air filter, the air filter medium is usually processed into a wavy shape. As a method of processing into a wavy shape, there are a fold and a valley shape which is generally called a pleating process, and a corrugating process in a corrugated cardboard process. By processing in such a wavy shape, the area of the filter medium can be increased with respect to a fixed ventilation area, and the pressure loss decreases as the speed of the air passing through the filter medium decreases for a specific air volume. This improves air permeability, improves collection efficiency and extends service life, and increases the strength of the air filter itself compared to using a single plate. There is an advantage that the property is improved.
そして、従来型のエアフィルターと同様に、外枠と気密に固着することで、洗浄によるろ材変形を抑えた、電荷の消失が少ない、性能を維持したまま洗浄、再使用することができるエアフィルターおよび洗浄再生フィルターが得られる。 And, like the conventional air filter, it is air-tightly fixed to the outer frame to suppress the filter material deformation due to cleaning, minimize the loss of charge, and clean and reuse the air filter while maintaining its performance And a washing regeneration filter is obtained.
実施例１
ポリプロピレン（三井住友ポリオレフィン社製 Ｓ１０ＡＬ）をメルトブロー紡糸して目付４０ｇ／ｍ2、平均繊維径２μｍである極細繊維シートを得た。このシートの含水後の乾燥時における伸縮率を測定したところ０．０３％であった。さらに、含水後の乾燥時における伸縮率が０．０７％である、ポリエステル短繊維を樹脂加工した目付６０ｇ／ｍ2の不織布を熱可塑性繊維シートの層として、アクリル系バインダを介して積層し、エアフィルターろ材を得た。このろ材の含水時の伸び率を測定したところ、０．０４％であった。こうして得られたろ材にプリーツ加工を施したものを矩形に成形し、５００ｍｍ×５００ｍｍ×６５ｍｍの大きさのアルミニウム製の枠材にエア洩れの無いよう気密に接着することで、エアフィルターを得た。
Example 1
Polypropylene (S10AL, manufactured by Sumitomo Mitsui Polyolefin Co., Ltd.) was melt blown and spun to obtain an ultrafine fiber sheet having a basis weight of 40 g / m 2 and an average fiber diameter of 2 μm. The stretch ratio of the sheet when dried after being hydrated was measured to be 0.03%. Further, a nonwoven fabric having a basis weight of 60 g / m 2 obtained by resin-processing polyester short fibers having a stretch ratio of 0.07% when dried after being hydrated is laminated as a thermoplastic fiber sheet layer via an acrylic binder, An air filter medium was obtained. The elongation of this filter medium when it contained water was measured and found to be 0.04%. The filter material obtained in this way was pleated and formed into a rectangular shape, and was air-tightly bonded to an aluminum frame material having a size of 500 mm x 500 mm x 65 mm without air leakage, thereby obtaining an air filter. .
このエアフィルターの性能をＪＩＳ Ｂ ９９０８ 形式１に記載の試験装置で測定したところ、風量３６ｍ3／分での初期圧力損失が１２９．４Ｐａ、大気塵０．３μｍ粒子の計数法捕集効率が４４．６％であった。さらに、このエアフィルターにＪＩＳ１５種試験用ダストを圧力損失が１９６Ｐａに上昇するまで負荷させた後、エアフィルターをアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを０．５ｗｔ％含む洗浄液の入った超音波洗浄機で洗浄し、乾燥機にて６０℃で８時間乾燥処理した。乾燥後のエアフィルターろ材は変形がなくプリーツ形状もダスト負荷前の状態を保っており、フィルター性能を測定したところ、圧力損失が１３５Ｐａ（上昇率４．３％）、大気塵０．３μｍ計数法捕集効率が４７．８％（保持率１０７％）であった。 When the performance of this air filter was measured with a test device described in JIS B 9908 Form 1, the initial pressure loss at an air flow rate of 36 m 3 / min was 129.4 Pa, and the efficiency of the method for collecting 0.3 μm atmospheric dust particles was 44. 0.6%. Further, after applying JIS 15 type test dust to the air filter until the pressure loss rises to 196 Pa, the air filter is washed with an ultrasonic cleaner containing a washing liquid containing 0.5 wt% of sodium alkylbenzenesulfonate, It was dried at 60 ° C. for 8 hours in a drier. The air filter medium after drying has no deformation and the pleated shape maintains the state before dust loading. When the filter performance was measured, the pressure loss was 135 Pa (rise rate 4.3%), and the atmospheric dust 0.3 μm counting method The collection efficiency was 47.8% (retention rate: 107%).
実施例２
ヒンダードアミン系添加剤（チバガイギー社製 キマソープ９４４ＬＤ）を１０，０００ｐｐｍ配合したポリプロピレン（三井住友ポリオレフィン社製 Ｓ１０ＡＬ）をメルトブロー紡糸して目付４０ｇ／ｍ2、平均繊維径２μｍである極細繊維シートを得た。このシートの含水後の乾燥時における伸縮率を測定したところ０．０３％であった。得られたシートにコロナ放電法によりエレクトレット化処理を施して極細繊維シートの層を得た。さらに、含水後の乾燥時における伸縮率が０．０７％である、ポリエステル短繊維を樹脂加工した目付６０ｇ／ｍ2の不織布を熱可塑性繊維シートの層として、アクリル系バインダを介して積層し、エレクトレットエアフィルターろ材を得た。このろ材の含水時の伸び率を測定したところ、０．０４％であった。こうして得られたろ材にプリーツ加工を施したものを矩形に成形し、５００ｍｍ×５００ｍｍ×６５ｍｍの大きさのアルミニウム製の枠材にエア洩れの無いよう気密に接着することで、エアフィルターを得た。
Example 2
An ultrafine fiber sheet having a basis weight of 40 g / m 2 and an average fiber diameter of 2 μm was obtained by melt blow spinning polypropylene (S10AL manufactured by Sumitomo Mitsui Polyolefins) containing 10,000 ppm of a hindered amine-based additive (Kimasoap 944LD manufactured by Ciba Geigy). The stretch ratio of the sheet when dried after being hydrated was measured to be 0.03%. The obtained sheet was subjected to an electretization treatment by a corona discharge method to obtain a layer of an ultrafine fiber sheet. Further, a nonwoven fabric having a basis weight of 60 g / m 2 obtained by resin-processing polyester short fibers having a stretch ratio of 0.07% when dried after being hydrated is laminated as a thermoplastic fiber sheet layer via an acrylic binder, An electret air filter medium was obtained. The elongation percentage of this filter medium when it contained water was measured and found to be 0.04%. The filter material obtained in this way was pleated and formed into a rectangular shape, and was air-tightly bonded to an aluminum frame material having a size of 500 mm x 500 mm x 65 mm without air leakage, thereby obtaining an air filter. .
このエアフィルターの性能を実施例１と同様に測定したところ、初期圧力損失が１３２Ｐａ、大気塵０．３μｍ粒子の計数法捕集効率が８７．４％であり、試験用ダストを負荷後に超音波洗浄および乾燥処理した後でも、ろ材プリーツ形状がダスト負荷前の状態を保っており、フィルターの性能は、圧力損失が１３６Ｐａ（上昇率３．０％）、大気塵０．３μｍ計数法捕集効率が７４．６％（保持率８５％）であった。 When the performance of this air filter was measured in the same manner as in Example 1, the initial pressure loss was 132 Pa, the counting method collection efficiency of 0.3 μm particles of atmospheric dust was 87.4%, and the ultrasonic pressure was applied after loading the test dust. Even after washing and drying, the filter media pleat shape maintains the state before dust loading, and the filter performance is as follows: pressure loss is 136 Pa (rise rate: 3.0%), atmospheric dust 0.3 μm counting method collection efficiency Was 74.6% (85% retention).
比較例
ビニロンとレーヨンを３：７の配合比として、目付９０ｇ／ｍ2の短繊維樹脂加工不織布を抄紙法で作成し、この不織布を熱可塑性繊維シートの層として、実施例２で得られたメルトブロー不織布にコロナ放電法でエレクトレット化処理した極細繊維シートの層と、アクリル系バインダを介して積層してエレクトレットエアフィルターろ材を得た。このろ材の含水時の伸び率を測定したところ、７．８％であった。こうして得られたろ材にプリーツ加工を施したものを矩形に成形し、５００ｍｍ×５００ｍｍ×６５ｍｍの大きさのアルミニウム製の枠材にエア洩れの無いよう気密に接着することで、エアフィルターを得た。
Comparative Example A nonwoven fabric processed with a short fiber resin having a basis weight of 90 g / m 2 was prepared by a papermaking method at a mixing ratio of vinylon and rayon of 3: 7, and this nonwoven fabric was obtained in Example 2 as a layer of a thermoplastic fiber sheet. An electret air filter medium was obtained by laminating, via an acrylic binder, a layer of an ultrafine fiber sheet obtained by electretizing a melt-blown nonwoven fabric by a corona discharge method. The elongation of this filter medium when it contained water was measured, and was 7.8%. The filter material obtained in this way was pleated and formed into a rectangular shape, and was air-tightly bonded to an aluminum frame material having a size of 500 mm x 500 mm x 65 mm without air leakage, thereby obtaining an air filter. .
このエアフィルターの性能を前記実施例と同様に測定したところ、初期圧力損失が１３７．２Ｐａ、大気塵０．３μｍ粒子の計数法捕集効率が８２．１％であったが、試験用ダストを負荷後に超音波洗浄および乾燥処理した後では、フィルターろ材に変形が生じてしまい、そのフィルター性能は、圧力損失が１６３．７Ｐａ（上昇率１９．３％）、大気塵０．３μｍ計数法捕集効率が４６．７％（保持率５７％）であった。 When the performance of this air filter was measured in the same manner as in the above example, the initial pressure loss was 137.2 Pa, and the counting method collection efficiency of 0.3 μm particles of atmospheric dust was 82.1%. After the ultrasonic cleaning and drying after loading, the filter medium is deformed, and the filter performance is as follows: the pressure loss is 163.7 Pa (rise rate: 19.3%); The efficiency was 46.7% (retention 57%).
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