JP2014004555A - Filter medium for pleat-type air filter and pleat-type air filter unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は一般ビルの空調、工場空調設備、電算室や病院の空調設備などに使用できるエアフィルタユニットに好適なプリーツ型エアフィルタ用濾材、及びこの濾材を用いたプリーツ型エアフィルタユニットに関する。 The present invention relates to a pleated air filter medium suitable for an air filter unit that can be used for air conditioning in a general building, factory air conditioning equipment, computer room, hospital air conditioning equipment, and the like, and a pleated air filter unit using this filtering material.
従来から、一般ビルの空調設備、工場空調設備、電算室や病院の空調設備などに使用されるエアフィルタユニットに好適なプリーツ型エアフィルタ用濾材として、本願出願人は、例えば、メルトブロー法によって形成された平均繊維径１μｍ未満の極細有機繊維と、平均繊維径５〜１００μｍの熱融着性繊維とを混合した繊維ウェブが、熱融着性繊維により結合された濾材を提案した（特許文献１）。この濾材は山高さが３０ｍｍ程度のプリーツ加工を施した場合には、濾材が変形し、隣接する濾材同士が密着することによる構造圧損が上昇することなく、使用できるものであったが、山高さが５０ｍｍ以上であるような、高い山高さにプリーツ加工を施した場合には、濾材が変形し、隣接する濾材同士が密着して構造圧損が上昇してしまうという問題を有するものであった。 Conventionally, as a pleated air filter medium suitable for air filter units used in air conditioning equipment for general buildings, factory air conditioning equipment, computer rooms and hospitals, the applicant of the present application is formed by, for example, a melt blow method. A filter medium is proposed in which a fiber web in which ultrafine organic fibers having an average fiber diameter of less than 1 μm are mixed with heat-fusible fibers having an average fiber diameter of 5 to 100 μm is bonded by heat-fusible fibers (Patent Document 1). ). When this filter medium was subjected to pleating with a peak height of about 30 mm, the filter medium was deformed and could be used without increasing the structural pressure loss due to close contact between adjacent filter media. When the pleating process is performed at a high peak height such that the thickness of the filter medium is 50 mm or more, the filter medium is deformed, and the adjacent filter mediums are brought into close contact with each other and the structural pressure loss is increased.
このような構造圧損の上昇を防止するために、スパンボンド不織布を濾材に貼り合わせることによって剛性を付与することが行われている。このようなスパンボンド不織布は濾材の濾過性能を損なわないように、濾材の濾過エアの下流側に貼り合せるのが一般的であるが、スパンボンド不織布は濾材と比較して目が粗いため、スパンボンド不織布は濾過に関与できないという問題があった。 In order to prevent such an increase in structural pressure loss, rigidity is imparted by bonding a spunbond nonwoven fabric to a filter medium. In general, such spunbond nonwoven fabric is bonded to the downstream side of the filtration air of the filter medium so as not to impair the filtration performance of the filter medium. The bond nonwoven fabric has a problem that it cannot participate in filtration.
そのため、スパンボンド不織布を濾材の濾過エアの上流側に貼り合わせて、濾過に関与させようとしたが、スパンボンド不織布を濾過に関与させようとすると、スパンボンド不織布の表面濾過となってしまい、前記濾材が濾過に関与することができず、粉塵供給量が少なくなるという問題が発生した。 Therefore, the spunbond nonwoven fabric was bonded to the upstream side of the filtration air of the filter medium and tried to be involved in the filtration. There was a problem that the filter medium could not participate in the filtration and the amount of dust supply was reduced.
本発明は山高さが５０ｍｍ以上であるような山高さの高いプリーツ型エアフィルタ用濾材であっても、構造圧損が上昇することなく、粉塵供給量の多いプリーツ型エアフィルタ用濾材、及びこれを用いたプリーツ型エアフィルタユニットを提供することを目的とする。 Even if the present invention is a pleated air filter medium having a high peak height of 50 mm or more, the structural pressure loss does not increase, and the pleated air filter medium having a large amount of dust supply, and An object of the present invention is to provide a pleated air filter unit used.
本発明の請求項１にかかる発明は、「濾過エアの上流側に位置するスパンボンド不織布層と、極細繊維混在層とからなるプリーツ型エアフィルタ用濾材であって、前記スパンボンド不織布層の通気度が３００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以上であり、かつ前記極細繊維混在層は平均繊維径０．１〜１０μｍの極細繊維と平均繊維径１０〜１００μｍの熱融着性繊維とが混在しており、熱融着性繊維が融着した層からなることを特徴とする、プリーツ型エアフィルタ用濾材。」である。 The invention according to claim 1 of the present invention is “a filter medium for a pleated air filter comprising a spunbond nonwoven fabric layer positioned on the upstream side of the filtration air and an ultrafine fiber mixed layer, wherein the airflow of the spunbond nonwoven fabric layer is The degree is 300 cm 3 / cm 2 / sec or more, and the ultrafine fiber mixed layer contains ultrafine fibers having an average fiber diameter of 0.1 to 10 μm and heat-fusible fibers having an average fiber diameter of 10 to 100 μm. , A filter medium for a pleated air filter, characterized by comprising a layer in which heat-fusible fibers are fused. "
本発明の請求項２にかかる発明は、「前記極細繊維混在層のスパンボンド不織布層との当接面における熱融着性繊維量が、前記当接面に対向する面における熱融着性繊維量よりも多いことを特徴とする、請求項１記載のプリーツ型エアフィルタ用濾材。」である。
The invention according to
本発明の請求項３にかかる発明は、「プリーツ加工を施した、請求項１又は請求項２のプリーツ型エアフィルタ用濾材が、枠で固定されているプリーツ型エアフィルタユニット。」である。
The invention according to
本発明の請求項１にかかるプリーツ型エアフィルタ用濾材は、剛性のあるスパンボンド不織布層によって補強されているため、隣接する濾材同士が密着せず、構造圧損が上昇しない。また、スパンボンド不織布層の通気度が３００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以上であることによって、スパンボンド不織布層で濾過できるばかりでなく、下流側の極細繊維混在層の濾過性能を損なわないため、粉塵供給量の多いプリーツ型エアフィルタ用濾材であることを見出したものである。 Since the filter material for a pleated type air filter according to claim 1 of the present invention is reinforced by a rigid spunbond nonwoven fabric layer, adjacent filter media do not adhere to each other, and the structural pressure loss does not increase. In addition, since the air permeability of the spunbond nonwoven fabric layer is 300 cm 3 / cm 2 / sec or more, not only can it be filtered by the spunbond nonwoven fabric layer, but the filtration performance of the ultrafine fiber mixed layer on the downstream side is not impaired. It has been found that it is a filter medium for pleated air filters with a large supply amount.
本発明の請求項２にかかるプリーツ型エアフィルタ用濾材は、極細繊維混在層のスパンボンド不織布層との当接面における熱融着性繊維量が、当接面に対向する面における熱融着性繊維量よりも多い、つまり、比較的太い熱融着性繊維がスパンボンド不織布層側に多く、比較的細い極細繊維が濾過エアの流出側に多いため、大きい粒子から順次濾過することができ、粉塵供給量の多いプリーツ型エアフィルタ用濾材である。また、比較的太い熱融着性繊維がスパンボンド不織布層側に多いため、スパンボンド不織布層と極細繊維混在層との融着力が強く、プリーツ加工したとしても、これらの層間で剥離しにくいという特長もある。
In the filter medium for a pleated type air filter according to
本発明の請求項３にかかるプリーツ型エアフィルタユニットは、前記濾材をプリーツ加工したものであるため、構造圧損が上昇せず、また、粉塵供給量の多いプリーツ型エアフィルタユニットである。
The pleated type air filter unit according to
本発明のプリーツ型エアフィルタ用濾材（以下、単に「エアフィルタ用濾材」と表記することがある）はスパンボンド層と極細繊維混在層とからなり、両方の層で塵埃を捕集することができるように、スパンボンド層は通気度が３００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以上であり、極細繊維混在層は平均繊維径が０．１〜１０μｍの極細繊維と平均繊維径１０〜１００μｍの熱融着性繊維とが混在している。 The pleated air filter medium of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “air filter medium”) includes a spunbond layer and an ultrafine fiber mixed layer, and dust can be collected in both layers. The spunbond layer has an air permeability of 300 cm 3 / cm 2 / sec or more, and the ultrafine fiber mixed layer is an ultrafine fiber having an average fiber diameter of 0.1 to 10 μm and heat fusion having an average fiber diameter of 10 to 100 μm. Mixed with sexual fibers.
この極細繊維混在層を構成する極細繊維は平均繊維径０．１〜１０μｍである。この極細繊維の平均繊維径が０．１μｍ未満であると、圧力損失が高くなる傾向があるため、長期間使用できるエアフィルタ用濾材であることが困難になる傾向があり、他方、平均繊維径が１０μｍを越えると、微細な塵埃を捕集することが困難になる傾向があるためで、平均繊維径０．２５〜５μｍの極細繊維であるのが好ましい。 The ultrafine fibers constituting the ultrafine fiber mixed layer have an average fiber diameter of 0.1 to 10 μm. If the average fiber diameter of the ultrafine fibers is less than 0.1 μm, the pressure loss tends to increase, so that it tends to be difficult to be a filter medium for air filter that can be used for a long time, while the average fiber diameter If it exceeds 10 μm, it tends to be difficult to collect fine dust, and it is preferable to use an ultrafine fiber having an average fiber diameter of 0.25 to 5 μm.
なお、本発明における「平均繊維径」とは、繊維（例えば、極細繊維）２００点における繊維径の算術平均値をいう。この繊維径は、例えば、エアフィルタ用濾材の電子顕微鏡写真をもとに計測することができる。 The “average fiber diameter” in the present invention means an arithmetic average value of fiber diameters at 200 points of fibers (for example, ultrafine fibers). This fiber diameter can be measured based on, for example, an electron micrograph of a filter medium for an air filter.
この極細繊維を構成する樹脂成分は特に限定するものではないが、例えば、ポリプロピレン系やポリエチレン系などの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、ポリカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂など１種類以上からなることができる。これらの中でも、極細繊維を製造しやすく、しかもエレクトレット化しやすいポリオレフィン系樹脂を極細繊維表面に含んでいるのが好ましく、ポリプロピレン系樹脂を極細繊維表面に含んでいるのがより好ましい。 Although the resin component which comprises this ultrafine fiber is not specifically limited, For example, it is from one or more types, such as polyolefin resin, such as a polypropylene type and a polyethylene type, a polyester resin, a polyamide resin, a polycarbonate resin, and a urethane resin Can be. Among these, it is preferable to include a polyolefin-based resin on the surface of the ultrafine fiber, and more preferable to include a polypropylene-based resin on the surface of the ultrafine fiber, which makes it easy to produce ultrafine fibers and easily electretize.
このような極細繊維の極細繊維混在層に占める比率は２ｍａｓｓ％以上、４０質量ｍａｓｓ％以下であるのが好ましい。極細繊維が２ｍａｓｓ％未満であると、極細繊維の量が少な過ぎて微細な塵埃を捕集することができない恐れがあり、他方、４０ｍａｓｓ％を超えると、粗大な塵埃によってすぐに目詰まりしてしまう恐れがあるためで、３〜３５ｍａｓｓ％であるのがより好ましく、４〜３０ｍａｓｓ％であるのが更に好ましい。 The ratio of such ultrafine fibers to the ultrafine fiber mixed layer is preferably 2 mass% or more and 40 mass% or less. If the ultrafine fiber is less than 2 mass%, the amount of the ultrafine fiber may be too small to collect fine dust. On the other hand, if it exceeds 40 mass%, it will be clogged immediately by coarse dust. Therefore, it is more preferably 3 to 35 mass%, and still more preferably 4 to 30 mass%.
このような極細繊維はどのような方法で製造しても良いが、例えば、メルトブロー法、静電紡糸法、特開２００９−２８７１３８号公報に開示されているような、紡糸液を吐出できる液吐出部と、この液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部とを有する紡糸装置によって製造することができる。これらの中でも、メルトブロー法によると、エレクトレット化しやすいオレフィン系樹脂からなる極細繊維を形成しやすく、また、生産性が高いため好適である。 Such an ultrafine fiber may be manufactured by any method. For example, a melt discharge method, an electrostatic spinning method, or a liquid discharge capable of discharging a spinning solution as disclosed in JP-A-2009-287138. And a gas discharge unit that is located upstream of the liquid discharge unit and can discharge gas. Among these, the melt blow method is suitable because it is easy to form ultrafine fibers made of an olefin resin that is easily electretized and has high productivity.
なお、極細繊維の製造条件は、平均繊維径が０．１〜１０μｍの極細繊維を紡糸できる条件であれば良く、実験により適宜調整することができる。例えば、好適であるメルトブロー法により極細繊維を製造する場合には、例えば、オリフィス径０．１〜０．５ｍｍで、ピッチ０．２〜１．２ｍｍで配置されたノズルピースを、温度２２０〜３７０℃に加熱し、１つのオリフィスあたり０．００３５〜１．５ｇ／分の割合で樹脂を吐出し、この吐出した樹脂に対して、温度２２０〜４００℃、かつ質量比で樹脂吐出量の５〜５，０００倍量の空気を作用させて、極細繊維を製造することができる。 The production conditions of the ultrafine fibers may be any conditions as long as the ultrafine fibers having an average fiber diameter of 0.1 to 10 μm can be spun and can be appropriately adjusted by experiment. For example, when producing ultrafine fibers by a suitable melt-blowing method, for example, nozzle pieces arranged with an orifice diameter of 0.1 to 0.5 mm and a pitch of 0.2 to 1.2 mm are used at temperatures of 220 to 370. The resin is discharged at a rate of 0.0035 to 1.5 g / min per one orifice, and the temperature is 220 to 400 ° C., and the resin discharge amount is 5 to 5 by mass ratio with respect to the discharged resin. Ultrafine fibers can be produced by acting 5,000 times the amount of air.
本発明の極細繊維混在層は上述のような極細繊維以外に、平均繊維径１０〜１００μｍの熱融着性繊維が混在しており、この熱融着性繊維が融着している。そのため比較的粗い空間が形成されており、粗大な塵埃を捕集できるとともに、圧力損失を低くすることができるため、長期間使用することが可能である。 In the ultrafine fiber mixed layer of the present invention, in addition to the ultrafine fibers as described above, heat-fusible fibers having an average fiber diameter of 10 to 100 μm are mixed, and the heat-fusible fibers are fused. Therefore, a relatively coarse space is formed, and coarse dust can be collected and pressure loss can be reduced, so that it can be used for a long time.
この熱融着性繊維の平均繊維径は１０〜１００μｍである必要があり、平均繊維径が１０μｍ未満であると、比較的粗い空間が形成されておらず、圧力損失が高くなり、長期間使用できない傾向があり、他方、平均繊維径が１００μｍを越えると、熱融着性繊維によって形成される空間が大き過ぎて、極細繊維が混在していたとしても微細な塵埃を捕集することができない傾向があるためで、１５〜７０μｍであるのがより好ましく、１５〜５５μｍであるのが更に好ましい。 The average fiber diameter of the heat-fusible fiber needs to be 10 to 100 μm. If the average fiber diameter is less than 10 μm, a relatively rough space is not formed, the pressure loss becomes high, and it is used for a long time. On the other hand, if the average fiber diameter exceeds 100 μm, the space formed by the heat-fusible fiber is too large, and even if ultrafine fibers are mixed, fine dust cannot be collected. Since there exists a tendency, it is more preferable that it is 15-70 micrometers, and it is still more preferable that it is 15-55 micrometers.
この熱融着性繊維は、例えば、ポリプロピレン系やポリエチレン系などの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、ポリカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂など１種類からなる全溶融型、又はこれら樹脂を２種類以上含む複合型であることができる。これらの中でも、後者の複合型であると、融着しない樹脂成分によって繊維形状を維持することができ、熱融着性繊維が混在していることによって形成された空間の保持性に優れているため、好適である。 This heat-fusible fiber is made of, for example, a one-type all-melt type, such as a polyolefin resin such as polypropylene or polyethylene, a polyester resin, a polyamide resin, a polycarbonate resin, or a urethane resin, or two of these resins. It can be a composite type containing more than one type. Among these, in the latter composite type, the fiber shape can be maintained by the resin component not fused, and the space formed by mixing the heat fusible fibers is excellent. Therefore, it is preferable.
この好適である複合型熱融着性繊維としては、例えば、（１）高融点の樹脂成分を芯成分とし、この高融点の樹脂成分よりも低融点の樹脂成分を鞘成分（融着成分）とする芯鞘型又は偏芯型のもの、（２）高融点の樹脂成分とこの高融点の樹脂成分よりも低融点の樹脂成分（融着成分）とを貼り合わせたサイドバイサイド型のもの、（３）低融点の樹脂成分（海成分であり融着成分）中に、この低融点の樹脂成分よりも高融点の樹脂成分が多数点在する海島型のもの、などを使用できる。これらの中でも、熱融着する際の熱によって空間が小さくなりにくく、形態安定性に優れている芯鞘型、偏芯型、或いは海島型の熱融着性繊維を好適に使用できる。 As this suitable composite-type heat-fusible fiber, for example, (1) a resin component having a high melting point is used as a core component, and a resin component having a lower melting point than this resin component having a high melting point is a sheath component (fusion component). (2) Side-by-side type in which a high melting point resin component and a resin component having a lower melting point than this high melting point resin component (fusion component) are bonded together ( 3) A sea-island type resin in which many low-melting point resin components are scattered in the low-melting point resin component (sea component and fusion component). Among these, a core-sheath type, an eccentric type, or a sea-island type heat-fusible fiber that is unlikely to become small due to heat at the time of heat-sealing and has excellent shape stability can be suitably used.
なお、複合型熱融着性繊維の高融点成分と低融点成分（融着成分）との融点差は、融着させる際に、いずれの樹脂成分も溶融させないように、１０℃以上あるのが好ましく、２０℃以上あるのがより好ましい。また、熱融着性繊維を融着させる際に極細繊維も融着させてしまうと、微細な塵埃の捕集ができなくなるため、熱融着性繊維の低融点成分（融着成分）は極細繊維の融点（極細繊維が複数の樹脂成分からなる場合には、最も低い融点を有する樹脂成分を基準）よりも１０℃以上低いのが好ましく、２０℃以上低いのがより好ましい。例えば、極細繊維が好適であるポリプロピレン樹脂からなる場合、熱融着性繊維の融着成分の融点は１５０℃以下であるのが好ましく、１４０℃以下であるのがより好ましい。この場合、熱融着性繊維の融着成分はポリエチレン樹脂からなるのが好ましい。 In addition, the melting point difference between the high melting point component and the low melting point component (fusion component) of the composite heat-fusible fiber is 10 ° C. or higher so that none of the resin components are melted when fused. Preferably, it is 20 ° C. or higher. In addition, if the fine fiber is also fused when the heat-fusible fiber is fused, it is impossible to collect fine dust, so the low-melting-point component (fusing component) of the heat-fusible fiber is extremely fine. It is preferably 10 ° C. or more lower than the melting point of the fiber (when the ultrafine fiber is composed of a plurality of resin components, the resin component having the lowest melting point is used as a reference), more preferably 20 ° C. or more. For example, when the ultrafine fiber is made of a suitable polypropylene resin, the melting point of the fusion component of the heat-fusible fiber is preferably 150 ° C. or less, and more preferably 140 ° C. or less. In this case, the fusion component of the heat-fusible fiber is preferably made of a polyethylene resin.
この熱融着性繊維は長繊維であっても短繊維であっても良いが、極細繊維と混合しやすいように、短繊維であるのが好ましい。短繊維である場合、繊維長は５〜１６０ｍｍであるのが好ましく、極細繊維と絡みやすいように、２５〜１１０ｍｍであるのがより好ましい。 The heat-fusible fiber may be a long fiber or a short fiber, but is preferably a short fiber so that it can be easily mixed with the ultrafine fiber. In the case of a short fiber, the fiber length is preferably 5 to 160 mm, and more preferably 25 to 110 mm so as to be easily entangled with the ultrafine fiber.
また、この熱融着性繊維は延伸されたものであると、極細繊維混在層は強度的及び剛性的に優れており、熱融着性繊維によって形成された比較的粗い空間を維持できるため好適である。この「延伸された」とは、繊維を紡糸した後に、機械的に延伸処理が施されたことをいう。 In addition, if the heat-fusible fiber is drawn, the ultrafine fiber mixed layer is excellent in strength and rigidity, and is preferable because it can maintain a relatively rough space formed by the heat-fusible fiber. It is. The term “stretched” means that a fiber is mechanically stretched after spinning.
本発明の極細繊維混在層は、このような熱融着性繊維と前述のような極細繊維と混在した状態にあり、しかも熱融着性繊維が融着した状態にあるため、エアを濾過する際に、繊維間の空間が変形しにくい。そのため、塵埃を捕集できるとともに、圧力損失を低くすることができるため、長期間使用することが可能である。 The ultrafine fiber mixed layer of the present invention is in a state where such a heat-fusible fiber and the above-mentioned ultrafine fiber are mixed, and the heat-fusible fiber is in a fused state, so that air is filtered. In this case, the space between the fibers is not easily deformed. Therefore, dust can be collected and the pressure loss can be reduced, so that it can be used for a long time.
なお、熱融着性繊維と極細繊維とは均一に混在していても、不均一に混在していても良いが、極細繊維混在層における一方のＡ面における熱融着性繊維量が、前記のＡ面に対向するＢ面における熱融着性繊維量よりも多いと、熱融着性繊維は極細繊維よりも太いため、前記Ａ面が比較的粗く、Ｂ面が比較的緻密な構造であることから、Ａ面を濾過エアの上流側に位置させ、つまりＡ面をスパンボンド不織布層と当接させ、Ｂ面を濾過エアの下流側に位置させることによって、大きい粒子から順次濾過することができ、粉塵供給量の多いエアフィルタ用濾材であることができるため好適である。このように、大きい粒子から順次濾過できるように、前記Ａ面からＢ面にかけて、熱融着性繊維量が漸次減少しているのが好ましい。なお、Ａ面を後述のスパンボンド不織布層側とした場合には、熱融着性繊維量が多いため、スパンボンド不織布層と極細繊維混在層との融着力が強く、プリーツ加工したとしても、これらの層間で剥離しにくいという特長もある。 The heat-fusible fiber and the ultrafine fiber may be mixed uniformly or non-uniformly, but the amount of the heat-fusible fiber on the one A surface in the ultrafine fiber mixed layer is If the amount of the heat-fusible fiber on the B-side facing the A-side is larger than the ultra-fine fiber, the A-side is relatively rough and the B-side has a relatively dense structure. Because of this, the A surface is positioned on the upstream side of the filtration air, that is, the A surface is brought into contact with the spunbond nonwoven fabric layer, and the B surface is positioned on the downstream side of the filtration air, thereby sequentially filtering from large particles. This is suitable because it can be a filter medium for air filters with a large amount of dust supply. Thus, it is preferable that the amount of the heat-fusible fiber gradually decreases from the A surface to the B surface so that large particles can be sequentially filtered. In addition, when the A side is the spunbond nonwoven fabric layer side described later, since the amount of heat-fusible fibers is large, the fusion strength between the spunbond nonwoven fabric layer and the ultrafine fiber mixed layer is strong, and even if pleated, There is also a feature that it is difficult to peel off between these layers.
このような熱融着性繊維は比較的粗い空間を形成できるように、極細繊維混在層の６０ｍａｓｓ％以上を占めているのが好ましく、９８ｍａｓｓ％以下を占めていることが好ましい。より好ましくは極細繊維混在層の６５〜９７ｍａｓｓ％を占め、更に好ましくは７０〜９６ｍａｓｓ％を占めている。 Such heat-fusible fibers preferably occupy 60 mass% or more of the ultrafine fiber mixed layer, and preferably 98 mass% or less so that a relatively rough space can be formed. More preferably, it occupies 65 to 97 mass% of the ultrafine fiber mixed layer, and more preferably occupies 70 to 96 mass%.
なお、熱融着性繊維は１種類からなる必要はなく、繊維径、組成、或いは繊維長などの点で相違する２種類以上の熱融着性繊維が混在していても良い。また、繊維径の異なる熱融着性繊維を２種類以上混合することにより、より適切な空間を形成することができるため、平均繊維径の点において、１０〜５０μｍ程度の差がある熱融着性繊維を２種類以上混合するのが好適である。 In addition, the heat-fusible fiber does not need to consist of one type, and two or more types of heat-fusible fibers that differ from each other in terms of fiber diameter, composition, fiber length, and the like may be mixed. In addition, since a more appropriate space can be formed by mixing two or more kinds of heat-fusible fibers having different fiber diameters, there is a difference of about 10 to 50 μm in terms of average fiber diameter. It is preferable to mix two or more types of hydrophilic fibers.
本発明の極細繊維混在層は極細繊維と熱融着性繊維とが混在しているが、これら繊維以外の繊維を含んでいても良く、例えば、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリウレタン繊維などの合成繊維や、様々な機能を付与するために、機能性繊維が混在していても良い。この機能性繊維としては、例えば、難燃性を付与するためのビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリクラール繊維、或いは変性アクリル繊維、抗菌性を付与するための銀や銅などを含む繊維、を挙げることができる。この他にも、帯電防止性、脱臭性、消臭性、吸湿性などの機能を有する機能性繊維が混在していても良い。なお、これらの機能を有する機能性物質が極細繊維中及び／又は熱融着性繊維中に混在していても良い。なお、ポリオレフィン系繊維とアクリル繊維及び／又は変性アクリル繊維とが混在していると、摩擦により帯電させることができる。 The ultrafine fiber mixed layer of the present invention is a mixture of ultrafine fibers and heat-fusible fibers, but may contain fibers other than these fibers, for example, nylon fibers, vinylon fibers, polyester fibers, acrylic fibers, Synthetic fibers such as polyethylene fibers, polypropylene fibers, and polyurethane fibers, and functional fibers may be mixed to impart various functions. Examples of this functional fiber include vinylidene fiber for imparting flame retardancy, polyvinyl chloride fiber, polyclar fiber, or modified acrylic fiber, and fiber containing silver or copper for imparting antibacterial properties. be able to. In addition, functional fibers having functions such as antistatic properties, deodorizing properties, deodorizing properties, and hygroscopic properties may be mixed. In addition, the functional substance which has these functions may be mixed in the ultrafine fiber and / or the heat-fusible fiber. In addition, when polyolefin fiber and acrylic fiber and / or modified acrylic fiber are mixed, it can be charged by friction.
この極細繊維混在層における極細繊維と熱融着性繊維以外の繊維（以下、「他の繊維」という）は、極細繊維による微細な塵埃の捕集、及び熱融着性繊維による比較的粗い空間の形成を妨げないように、極細繊維混在層の３８ｍａｓｓ％以下であることが好ましい。なお、この他の繊維は長繊維であっても短繊維であっても良いが、極細繊維や熱融着性繊維と混在しやすいように、短繊維であるのが好ましい。短繊維である場合、繊維長が５〜１６０ｍｍであるのが好ましく、２０〜１１０ｍｍであるのがより好ましい。 In the ultrafine fiber mixed layer, fibers other than the ultrafine fibers and heat-fusible fibers (hereinafter referred to as “other fibers”) collect fine dust by the ultrafine fibers and a relatively coarse space by the heat-fusible fibers. It is preferable that it is 38 mass% or less of the ultrafine fiber mixed layer so as not to hinder the formation of. The other fibers may be long fibers or short fibers, but are preferably short fibers so as to be easily mixed with ultrafine fibers and heat-fusible fibers. In the case of a short fiber, the fiber length is preferably 5 to 160 mm, and more preferably 20 to 110 mm.
更に、この他の繊維は熱融着性繊維を融着させる際の熱によって溶融しないように、熱融着性繊維の融着成分の融点よりも１０℃以上高い融点を有するのが好ましく、２０℃以上高い融点を有するのがより好ましい。 Furthermore, it is preferable that the other fibers have a melting point higher by 10 ° C. or more than the melting point of the fusion component of the heat-fusible fiber so as not to be melted by heat when fusing the heat-fusible fiber. It is more preferable to have a melting point higher by at least ° C.
前記極細繊維混在層は上述のような繊維が混在しており、熱融着性繊維が融着している。なお、極細繊維混在層は上述のような有機繊維のみから構成することができるため、エアフィルタ用濾材の使用寿命がきた時点で焼却処理することができるため廃棄上、好適である。 In the ultrafine fiber mixed layer, the above-mentioned fibers are mixed, and heat-fusible fibers are fused. In addition, since an ultrafine fiber mixed layer can be comprised only from the above organic fibers, since it can be incinerated when the service life of the filter material for air filters comes, it is suitable on disposal.
本発明の極細繊維混在層の厚さは０．１〜１０ｍｍであるのが好ましい。極細繊維混在層の厚さが０．１ｍｍ未満であると、熱融着性繊維によって比較的粗い空間を形成しにくいため圧力損失が高く、長期間使用できない傾向があり、厚さが１０ｍｍを越えると、濾過に関与しない部分が多くなる傾向があるためで、厚さは０．２〜５ｍｍであるのがより好ましく、０．５〜４ｍｍであるのが更に好ましい。なお、本発明における「厚さ」は、単位面積１ｃｍ2あたり２０ｇ荷重時の値をいう。 The thickness of the ultrafine fiber mixed layer of the present invention is preferably 0.1 to 10 mm. When the thickness of the ultrafine fiber mixed layer is less than 0.1 mm, it is difficult to form a relatively rough space with the heat-fusible fiber, so the pressure loss is high, and there is a tendency that it cannot be used for a long time, and the thickness exceeds 10 mm. Then, the portion that does not participate in the filtration tends to increase. Therefore, the thickness is more preferably 0.2 to 5 mm, and further preferably 0.5 to 4 mm. The “thickness” in the present invention refers to a value at a load of 20 g per 1 cm 2 of unit area.
また、極細繊維混在層の目付は３０〜３００ｇ／ｍ２であるのが好ましい。目付が３０ｇ／ｍ２未満であると、密度が低くなり過ぎて微細な塵埃を捕集することが困難になる傾向があり、他方、３００ｇ／ｍ２を超えると、密度が高くなり過ぎて、粗大な塵埃によりすぐに目詰まりを生じ、長期間使用できなくなる傾向があるためで、４０〜２５０ｇ／ｍ２であるのがより好ましく、５０〜２００ｇ／ｍ２であるのが更に好ましい。 The basis weight of the ultrafine fiber mixed layer is preferably 30 to 300 g / m 2 . If the basis weight is less than 30 g / m 2 , the density tends to be too low and it becomes difficult to collect fine dust, whereas if it exceeds 300 g / m 2 , the density becomes too high, immediately clogging by coarse dust, because there is a long period of time tends to become unavailable, more preferably from 40~250g / m 2, and even more preferably 50 to 200 g / m 2.
更に、前記極細繊維混在層の見掛密度は０．００３〜３ｇ／ｃｍ３であるのが好ましい。見掛密度が０．００３ｇ／ｃｍ３未満であると、微細な塵埃を捕集することが困難になる傾向があり、他方、３ｇ／ｃｍ３を越えると、粗大な塵埃によってすぐに目詰まりを生じ、長期間使用できなくなる傾向があるためで、０．００８〜１．２５ｇ／ｃｍ３であるのがより好ましい。 Furthermore, the apparent density of the ultrafine fiber mixed layer is preferably 0.003 to 3 g / cm 3 . If the apparent density is less than 0.003 g / cm 3 , it tends to be difficult to collect fine dust, while if it exceeds 3 g / cm 3 , clogging is immediately caused by coarse dust. It is more preferable that it is 0.008 to 1.25 g / cm 3 because it tends to occur and cannot be used for a long time.
本発明のエアフィルタ用濾材は、以上説明した極細繊維混在層に加えて、スパンボンド不織布層を備えており、剛性のあるスパンボンド不織布層によって補強された状態にあるため、プリーツ加工を施したとしても、隣接する濾材同士が密着せず、構造圧損が上昇しにくいものである。特に、山高さが５０ｍｍ以上（特には、１００ｍｍ以上）であるような、高い山高さにプリーツ加工を施した場合であっても、濾材が変形しにくいため、隣接する濾材同士の密着による圧損損失の上昇を抑えることができる。 The filter medium for an air filter according to the present invention includes a spunbond nonwoven fabric layer in addition to the ultrafine fiber mixed layer described above, and is reinforced with a rigid spunbond nonwoven fabric layer, and thus subjected to pleating. However, the adjacent filter media are not in close contact with each other, and the structural pressure loss is hardly increased. In particular, even when pleating is performed at a high peak height where the peak height is 50 mm or more (particularly 100 mm or more), the pressure loss loss due to the close contact between adjacent filter media is difficult because the filter media is not easily deformed. Can be suppressed.
なお、スパンボンド不織布は有機質のみから構成することができるため、エアフィルタ用濾材を産業廃棄物として処理する必要がなく、焼却処分することができるため、熱源としてリサイクルできる。 In addition, since the spunbond nonwoven fabric can be comprised only from organic substance, it is not necessary to process the filter material for air filters as an industrial waste, and since it can be incinerated, it can be recycled as a heat source.
また、スパンボンド不織布層を濾過エアの上流側に配置するとともに、スパンボンド不織布として通気度が３００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以上のものを使用することによって、スパンボンド不織布層により濾過できるばかりでなく、濾過エアの下流側の極細繊維混在層が濾過性能を十分に発揮することができるため、粉塵供給量の多いエアフィルタ用濾材である。つまり、スパンボンド不織布として通気度が３００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ未満のものを使用すると、スパンボンド不織布による表面濾過が支配的となり、スパンボンド不織布よりも下流側の極細繊維混在層の濾過性能を十分に発揮できない。スパンボンド不織布の好ましい通気度は４００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以上であり、より好ましくは５００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以上である。スパンボンド不織布の通気度の上限は特に限定するものではないが、十分な濾過性能を発揮できるように、８００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以下であるのが好ましく、７００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以下であるのがより好ましい。なお、本発明の「通気度」は、ＪＩＳ Ｌ １９１３−２０１０［６．８．１（フラジール形法）］の値をいう。 In addition to arranging the spunbond nonwoven fabric layer upstream of the filtration air and using a spunbond nonwoven fabric having an air permeability of 300 cm 3 / cm 2 / sec or more, not only can it be filtered by the spunbond nonwoven fabric layer. Since the ultrafine fiber mixed layer on the downstream side of the filtration air can sufficiently exhibit the filtration performance, it is a filter medium for an air filter with a large amount of dust supply. In other words, if a spunbond nonwoven fabric having an air permeability of less than 300 cm 3 / cm 2 / sec is used, surface filtration by the spunbond nonwoven fabric becomes dominant, and the filtration performance of the ultrafine fiber mixed layer on the downstream side of the spunbond nonwoven fabric is improved. Cannot fully demonstrate. The air permeability of the spunbonded nonwoven fabric is preferably 400 cm 3 / cm 2 / sec or more, more preferably 500 cm 3 / cm 2 / sec or more. The upper limit of the air permeability of the spunbonded nonwoven fabric is not particularly limited, but is preferably 800 cm 3 / cm 2 / sec or less, and 700 cm 3 / cm 2 / sec or less so that sufficient filtration performance can be exhibited. More preferably. The “air permeability” of the present invention refers to the value of JIS L 1913-2010 [6.8.1 (Fragile form method)].
本発明のスパンボンド不織布は上述のような通気度を有する限り、どのような樹脂から構成されていても良いが、例えば、ポリプロピレン系やポリエチレン系などの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、ポリカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂などの樹脂１種類、又はこれら樹脂を２種類以上含む複合型であることができる。複合型である場合には、繊維表面を構成する１種類以上の樹脂がスパンボンド不織布構成繊維同士を融着できるとともに、融着に関与しない樹脂によって繊維形状を維持することができるため、形態安定性に優れるエアフィルタ用濾材であることができる。なお、複合型の場合、繊維断面において、樹脂はどのように配置していても良いが、例えば、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型であることができる。複合型であり、繊維が高融点成分と低融点成分（融着成分）とからなる場合には、融着させる際に、両方の樹脂成分を溶融させることがないように、１０℃以上の融点差があるのが好ましく、２０℃以上の融点差があるのがより好ましい。また、複合型の繊維からなるスパンボンド不織布を極細繊維混在層との融着にも関与させる場合には、スパンボンド不織布構成繊維を融着させる際に、極細繊維混在層の極細繊維も融着させてしまうと、微細な塵埃の捕集ができなくなる傾向があるため、スパンボンド不織布構成繊維の低融点成分（融着成分）は極細繊維の融点（極細繊維が複数の樹脂成分からなる場合には、最も低い融点を有する樹脂成分を基準）よりも１０℃以上低いのが好ましく、２０℃以上低いのがより好ましい。例えば、極細繊維が好適であるポリプロピレン樹脂からなる場合、スパンボンド不織布構成繊維の低融点成分（融着成分）は融点が１５０℃以下であるのが好ましく、１４０℃以下であるのがより好ましい。このような樹脂成分として、ポリエチレン樹脂を例示できる。 The spunbonded nonwoven fabric of the present invention may be composed of any resin as long as it has the above-mentioned air permeability. For example, polyolefin resins such as polypropylene and polyethylene, polyester resins, and polyamide resins One type of resin such as polycarbonate resin or urethane type resin, or a composite type containing two or more types of these resins can be used. In the case of a composite type, one or more kinds of resins constituting the fiber surface can fuse the fibers of the spunbond nonwoven fabric together, and the fiber shape can be maintained by a resin that does not participate in the fusion. It can be a filter medium for an air filter having excellent properties. In the case of the composite type, the resin may be arranged in any manner in the fiber cross section, but may be, for example, a core-sheath type, an eccentric type, a side-by-side type, or a sea-island type. When the fiber is composed of a high melting point component and a low melting point component (fusion component), the melting point is 10 ° C. or higher so that both resin components are not melted when fused. There is preferably a difference, more preferably a melting point difference of 20 ° C. or more. In addition, when a spunbond nonwoven fabric composed of composite fibers is also involved in fusing with the ultrafine fiber mixed layer, the fine fiber in the ultrafine fiber mixed layer is also fused when fusing the fibers constituting the spunbond nonwoven fabric. If so, the low melting point component (fused component) of the spunbond nonwoven fabric tends to be unable to collect fine dust, so the melting point of the ultrafine fiber (when the ultrafine fiber is composed of multiple resin components) Is preferably 10 ° C. or more lower than the resin component having the lowest melting point, more preferably 20 ° C. or more. For example, when the ultrafine fiber is made of a suitable polypropylene resin, the low melting point component (fusion component) of the spunbond nonwoven fabric constituting fiber preferably has a melting point of 150 ° C. or lower, and more preferably 140 ° C. or lower. An example of such a resin component is a polyethylene resin.
スパンボンド不織布の平均繊維径は特に限定するものではないが、１０〜１００μｍであるのが好ましく、２０〜５０μｍであるのがより好ましい。平均繊維径が１０μｍ未満であると、エアフィルタ用濾材の圧力損失が高くなり、長期間使用できない傾向があり、他方、平均繊維径が１００μｍを超えると、剛性が高くなり過ぎて、プリーツ加工性に劣る傾向があるためである。また、スパンボンド不織布構成繊維は１種類からなる必要はなく、繊維径、組成、或いは繊維長などの点で相違する２種類以上の繊維から構成されていても良い。 The average fiber diameter of the spunbonded nonwoven fabric is not particularly limited, but is preferably 10 to 100 μm, and more preferably 20 to 50 μm. When the average fiber diameter is less than 10 μm, the pressure loss of the filter medium for the air filter increases, and there is a tendency that it cannot be used for a long time. On the other hand, when the average fiber diameter exceeds 100 μm, the rigidity becomes too high and pleatability This is because they tend to be inferior. Moreover, the spunbond nonwoven fabric constituent fiber does not need to consist of one type, and may be composed of two or more types of fibers that differ in terms of fiber diameter, composition, fiber length, and the like.
このスパンボンド不織布層の厚さは０．１〜２ｍｍであるのが好ましい。０．１ｍｍ未満であると、スパンボンド不織布層による補強効果が弱くなり、プリーツ型エアフィルタとした場合に、圧力損失が高くなる傾向があり、厚さが２ｍｍを越えると、剛性が高くなり過ぎて、プリーツ加工が困難になる傾向があるためで、厚さは０．２〜１．５ｍｍであるのがより好ましく、０．３〜１ｍｍであるのが更に好ましい。 The spunbond nonwoven fabric layer preferably has a thickness of 0.1 to 2 mm. When the thickness is less than 0.1 mm, the reinforcing effect of the spunbond nonwoven fabric layer is weakened, and when a pleated air filter is used, the pressure loss tends to increase. When the thickness exceeds 2 mm, the rigidity becomes too high. Therefore, the thickness is more preferably 0.2 to 1.5 mm, and still more preferably 0.3 to 1 mm.
また、スパンボンド不織布層の目付は５〜１００ｇ／ｍ２であるのが好ましい。目付が５ｇ／ｍ2未満であると、スパンボンド不織布層による補強効果が弱くなり、プリーツ型エアフィルタとした場合に、圧力損失が高くなる傾向があり、他方、１００ｇ／ｍ２を超えると、剛性が高くなり過ぎて、プリーツ加工が困難になる傾向があるためで、７．５〜８０ｇ／ｍ２であるのがより好ましく、１０〜６０ｇ／ｍ２であるのが更に好ましい。 Also, preferably the basis weight of the spunbonded nonwoven fabric layer is 5 to 100 g / m 2. When the basis weight is less than 5 g / m 2 , the reinforcing effect by the spunbond nonwoven fabric layer is weakened, and in the case of a pleated type air filter, the pressure loss tends to be high, while when it exceeds 100 g / m 2 , the rigidity becomes too high, because there is a tendency for pleating becomes difficult, more preferably from 7.5~80g / m 2, and even more preferably 10 to 60 g / m 2.
このようなスパンボンド不織布は極細繊維混在層よりも濾過エアの上流側に存在するように位置しているが、スパンボンド不織布層と極細繊維混在層とは結合していても良いし、結合していなくても良い。結合している場合、スパンボンド不織布構成繊維及び／又は極細繊維混在層の熱融着性繊維の融着性により結合していても良いし、ホットメルト樹脂により結合していても良いし、液状バインダによって結合していても良いし、ニードルパンチにより結合していても良い。 Such a spunbond nonwoven fabric is positioned so as to be upstream of the filtration air from the ultrafine fiber mixed layer, but the spunbond nonwoven fabric layer and the ultrafine fiber mixed layer may be bonded or bonded. It does not have to be. When bonded, they may be bonded by the fusing property of the heat-bonding fibers of the spunbond nonwoven fabric constituent fiber and / or the ultrafine fiber mixed layer, may be bonded by a hot melt resin, or liquid They may be joined by a binder or may be joined by a needle punch.
また、本発明のエアフィルタ用濾材の厚さは０．２〜１２ｍｍであるのが好ましい。厚さが０．２ｍｍ未満であると、塵埃を保持する空間が十分に確保されないため、長期間使用できない傾向があり、厚さが１２ｍｍを越えると、濾過に関与しない部分が多くなる傾向があり、また、プリーツ加工が困難になる傾向があるためで、厚さ０．４〜６．５ｍｍであるのがより好ましく、０．７〜５ｍｍであるのが更に好ましい。 Moreover, it is preferable that the thickness of the filter medium for air filters of this invention is 0.2-12 mm. If the thickness is less than 0.2 mm, there is a tendency that it cannot be used for a long time because a space for holding dust is not sufficiently secured, and if the thickness exceeds 12 mm, there is a tendency that a portion not involved in filtration tends to increase. Moreover, since pleating tends to be difficult, the thickness is more preferably 0.4 to 6.5 mm, further preferably 0.7 to 5 mm.
また、エアフィルタ用濾材の目付は３５〜４００ｇ／ｍ２であるのが好ましい。目付が３５ｇ／ｍ２未満であると、繊維量が少なく、塵埃を保持する空間が十分に確保されないため、長期間使用できない傾向があり、他方、４００ｇ／ｍ２を超えると、繊維量が多くなり過ぎて、粗大な塵埃によりすぐに目詰まりを生じ、長期間使用できなくなる傾向があるためで、５０〜３３０ｇ／ｍ２であるのがより好ましく、６０〜２６０ｇ／ｍ２であるのが更に好ましい。 The basis weight of the air filter medium is preferably 35 to 400 g / m 2 . If the basis weight is less than 35 g / m 2 , the amount of fibers is small, and there is a tendency that it cannot be used for a long time because a space for holding dust is not sufficiently secured. On the other hand, if the basis weight exceeds 400 g / m 2 , the amount of fibers is large. too, occur immediately clogged with coarse dust, because there is a tendency that can not be used for a long period of time, more preferably from 50~330g / m 2, and further in the range of 60~260g / m 2 preferable.
また、本発明のエアフィルタ用濾材の濾過性能は中高性能用のフィルタとして機能することが好ましく、具体的には、粒子捕集効率は５〜９５％であることが好ましく、６〜９０％であることがより好ましく、７〜８５％であることが更に好ましい。粒子捕集効率が５％未満である場合は粒子捕集が不十分であり、粒子捕集効率が９５％を超える場合は、直ぐにエアフィルタ用濾材の圧力損失が限界に達して寿命が短くなる傾向があるためである。 Moreover, it is preferable that the filtration performance of the air filter medium of the present invention functions as a medium-high performance filter. Specifically, the particle collection efficiency is preferably 5 to 95%, and preferably 6 to 90%. More preferably, it is more preferably 7 to 85%. When the particle collection efficiency is less than 5%, the particle collection is insufficient, and when the particle collection efficiency exceeds 95%, the pressure loss of the filter material for the air filter immediately reaches the limit and the life is shortened. This is because there is a tendency.
なお、この捕集効率は次の操作により得られる値である。つまり、平面状の濾材を有効間口面積０．０４ｍ２のホルダーにセットした後、粒径０．３〜０．５μｍの大気塵（大気塵数：Ｕ）を濾材の上流側に供給し、面風速０．１ｍ／秒で空気を通過させた場合における、下流側における大気塵数（Ｄ）をパーティクルカウンタ（ＲＩＯＮ社製：形式ＫＣ−０１Ｃ）で測定し、次式より算出した値を捕集効率とする。
捕集効率（％）＝［１−（Ｄ／Ｕ）］×１００
This collection efficiency is a value obtained by the following operation. That is, after setting a flat filter medium in a holder having an effective frontage area of 0.04 m 2 , air dust (atmospheric dust number: U) having a particle size of 0.3 to 0.5 μm is supplied to the upstream side of the filter medium, When air is passed at a wind speed of 0.1 m / sec, the number of atmospheric dust (D) on the downstream side is measured with a particle counter (manufactured by RION: model KC-01C), and the value calculated from the following equation is collected. Efficiency.
Collection efficiency (%) = [1- (D / U)] × 100
また、本発明のエアフィルタ用濾材の初期の圧力損失は、１００Ｐａ以下が好ましく、７５Ｐａ以下がより好ましく、５０Ｐａ以下が更に好ましく、４０Ｐａ以下が更に好ましい。この「初期の圧力損失」は、上記捕集効率測定時における初期の圧力損失をいう。 Further, the initial pressure loss of the air filter medium of the present invention is preferably 100 Pa or less, more preferably 75 Pa or less, still more preferably 50 Pa or less, and even more preferably 40 Pa or less. This “initial pressure loss” refers to the initial pressure loss during the collection efficiency measurement.
更に、本発明のエアフィルタ用濾材の粉塵供給量は寿命が長いように、３０ｇ／ｍ２以上であるのが好ましく、４０ｇ／ｍ２以上であるのがより好ましく、５０ｇ／ｍ２以上であるのが更に好ましい。この粉塵供給量は、平面状の濾材を有効間口面積０．０５ｍ２のホルダーにセットし、濾材の上流側にＪＩＳ１５種ダストを供給し、面風速０．１ｍ／秒で空気を通過させ、初期から圧力損失３００Ｐａとなった時点までのダスト供給量をいう。 Further, the dust supply amount of the air filter medium of the present invention is preferably 30 g / m 2 or more, more preferably 40 g / m 2 or more, and 50 g / m 2 or more so that the lifetime is long. Is more preferable. This dust supply amount is set in a flat filter medium in a holder having an effective frontage area of 0.05 m 2 , JIS 15 type dust is supplied to the upstream side of the filter medium, and air is passed at a surface wind speed of 0.1 m / sec. To the amount of dust supplied from when the pressure loss reaches 300 Pa.
本発明の極細繊維がメルトブロー繊維からなるエアフィルタ用濾材は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、図１に示すように、前述のような条件でメルトブロー装置１から吐出される極細繊維２の流れに対して、開繊機３により開繊した熱融着性繊維４（場合により他の繊維も含む）を供給し、両者を混合した後、この混合した繊維をコンベアなどの捕集体５で捕集して極細繊維混在ウエブ６を形成する。次いで、通気度が３００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以上のスパンボンド不織布７を積層する。次いで、この積層物を熱処理装置１０で熱処理することにより、熱融着性繊維４の融着により極細繊維混在層を形成すると共に、熱融着性繊維４の融着により極細繊維混在層とスパンボンド不織布７とを融着して、エアフィルタ用濾材８を製造することができる。なお、場合によっては、スパンボンド不織布構成繊維による融着性も利用して、極細繊維混在層とスパンボンド不織布７とを融着して、エアフィルタ用濾材８を製造することができる。
The filter medium for an air filter in which the ultrafine fibers of the present invention are made of melt blown fibers can be produced, for example, as follows. First, as shown in FIG. 1, the heat-fusible fiber 4 opened by the
この熱融着性繊維４を供給する開繊機３としては、カード機やガーネット機などを例示できるが、図２に示すような複数の開繊シリンダ３１をハウジング３２内に収納した開繊機３は、極細繊維２の流れに対して勢い良く熱融着性繊維４を衝突させることができ、極細繊維混在ウエブ６の全体において、極細繊維２と熱融着性繊維４が混在するように混合することができる。特に、極細繊維２の流れに対して、できるだけ直角方向から熱融着性繊維４を供給すると、極細繊維混在ウエブ６の全体において、極細繊維２と熱融着性繊維４が混在するように混合することができる。なお、図２の開繊機３においては、重力方向に飛翔する極細繊維２の流れに対して、直角方向から熱融着性繊維４を勢い良く供給できるように、エアを供給することのできるエアノズル３３を備えている。
Examples of the
なお、極細繊維２に対して熱融着性繊維４を供給する角度を調節することによって、極細繊維混在ウエブ６の厚さ方向における熱融着性繊維４の存在比率を変化させることができる。つまり、極細繊維２に対して熱融着性繊維４を供給する角度を鋭角とすることによって、熱融着性繊維４の極細繊維２の流れへの進入力が弱くなるため、熱融着性繊維４の供給側においては、熱融着性繊維４の量が多く、熱融着性繊維４の供給側とは反対側へ向かうにしたがって、漸次、極細繊維２の量が多い状態の、厚さ方向に粗密構造を有する極細繊維混在ウエブ６とすることができる。
In addition, the existence ratio of the heat-fusible fiber 4 in the thickness direction of the ultrafine fiber mixed web 6 can be changed by adjusting the angle at which the heat-fusible fiber 4 is supplied to the
この極細繊維２と熱融着性繊維４とが混合した極細繊維混在ウエブ６を捕集する捕集体５はロール状のものであっても、ネット状のものであっても良いが、これら繊維を搬送する気流との衝突によって極細繊維混在ウエブ６が乱れたり、飛散しないように、捕集体５は通気性であるのが好ましく、しかも捕集面とは反対側に気流の吸引装置を備えているのが好ましい。
The
スパンボンド不織布７は繊維同士が熱融着していても良いし、熱融着していなくても良いが、剛性に優れているように、また、工程上、取り扱いやすいように、熱融着しているのが好ましい。 The spunbond nonwoven fabric 7 may or may not be heat-bonded to each other, but it is heat-bonded so that it has excellent rigidity and is easy to handle in the process. It is preferable.
図１のように、極細繊維混在ウエブ６の熱融着性繊維４を融着させる場合、熱処理は、熱融着性繊維４の融着成分の融点以上、かつ極細繊維２（場合によっては他の繊維も含む）の融点より低い温度で、実質的に加圧しない状態で加熱処理するのが好ましい。このようにすることにより、極細繊維２がフィルム化せず、本来の捕集性能を発揮することができ、しかも熱融着性繊維により形成される比較的粗な空間が損なわれず、圧力損失が高くならないので、長期間使用できるエアフィルタ用濾材８を製造することができる。また、融着がエアフィルタ用濾材８の表面近傍に偏ったりせず、エアフィルタ用濾材８の内部においてもしっかりと融着した嵩高なエアフィルタ用濾材８を製造することができる。
As shown in FIG. 1, when the heat-fusible fiber 4 of the ultrafine fiber mixed web 6 is fused, the heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the melting point of the fusion component of the heat-fusible fiber 4 and the
また、同時に、この熱融着性繊維４の融着によって、スパンボンド不織布７と結合することができる。なお、スパンボンド不織布７を構成する繊維も融着させ、スパンボンド不織布７と極細繊維混在ウエブ６との融着一体化に関与させることができる。 At the same time, the heat-bondable fibers 4 can be bonded to the spunbond nonwoven fabric 7. In addition, the fiber which comprises the spunbond nonwoven fabric 7 can also be melt | fused, and it can participate in the fusion | fusion integration of the spunbond nonwoven fabric 7 and the ultrafine fiber mixed web 6. FIG.
このような加熱処理を行うことのできる熱処理装置１０としては、例えば、熱風循環型ドライヤー、サクション型エアスルードライヤーなどがある。例えば、極細繊維がポリプロピレン樹脂からなり、熱融着性繊維の融着成分がポリエチレン樹脂からなる場合、熱処理装置１０の雰囲気温度を１３５〜１５０℃に設定して融着するのが好ましい。 Examples of the heat treatment apparatus 10 capable of performing such heat treatment include a hot air circulation type dryer and a suction type air through dryer. For example, when the ultrafine fiber is made of a polypropylene resin and the fusion component of the heat-fusible fiber is made of a polyethylene resin, the fusion is preferably performed by setting the atmospheric temperature of the heat treatment apparatus 10 to 135 to 150 ° C.
なお、この熱処理後にエアフィルタ用濾材の厚さを調整するために、エアフィルタ用濾材８を構成するいずれの繊維の融点よりも低い温度下にてロール間を通したり、平板プレス間を通しても良い。また、捕集効率をより高めるために、融着処理の後にエレクトレット化処理を実施することも可能である。なお、エレクトレット化処理する場合には、その効率をより高めるために、水洗や湯洗などにより熱融着性繊維の繊維油剤をできるだけ少なくした後に、エレクトレット化処理するのが好ましい。 In order to adjust the thickness of the air filter medium after this heat treatment, it may be passed between rolls at a temperature lower than the melting point of any fiber constituting the air filter medium 8 or between flat plate presses. . Moreover, in order to raise collection efficiency more, it is also possible to implement an electret process after a fusion process. In addition, when electret-ized, in order to further increase the efficiency, it is preferable to perform the electret after the fiber oil agent of the heat-fusible fiber is reduced as much as possible by washing with water or hot water.
以上はメルトブロー法により極細繊維を形成した場合についてであるが、静電紡糸法、特開２００９−２８７１３８号公報に開示されているような、紡糸液を吐出できる液吐出部と、この液吐出部よりも上流側に位置し、ガスを吐出できるガス吐出部とを有する紡糸装置により極細繊維を形成した場合も全く同様にエアフィルタ用濾材を製造することができる。 The above is for the case where ultrafine fibers are formed by the melt blow method, but as disclosed in JP-A-2009-287138, an electrospinning method, a liquid discharge unit capable of discharging a spinning solution, and the liquid discharge unit The filter material for an air filter can be manufactured in the same manner even when the ultrafine fiber is formed by a spinning device that is located on the upstream side and has a gas discharge portion that can discharge gas.
また、熱融着性繊維の融着により極細繊維混在ウエブ６を形成すると同時に、スパンボンド不織布７と結合する必要はなく、熱融着性繊維の融着により極細繊維混在ウエブ６を形成した後に、スパンボンド不織布７と結合しても良い。また、熱融着性繊維の融着によりスパンボンド不織布７と結合する必要はなく、スパンボンド不織布構成繊維の融着力により結合しても良いし、ホットメルト樹脂により結合しても良いし、液状バインダによって結合しても良いし、ニードルパンチにより結合しても良い。 In addition, the ultrafine fiber mixed web 6 is formed by fusing the heat-fusible fiber, and at the same time, it is not necessary to bond with the spunbond nonwoven fabric 7. After forming the ultrafine fiber mixed web 6 by fusing the heat-fusible fiber, The spunbond nonwoven fabric 7 may be combined. Moreover, it is not necessary to couple | bond with the spunbond nonwoven fabric 7 by fusion | bonding of a heat-fusible fiber, You may couple | bond by the fusion | melting force of the spunbond nonwoven fabric constituent fiber, you may couple | bond with hot-melt resin, It may be coupled by a binder or by a needle punch.
次に、本発明のプリーツ型エアフィルタユニット（以下、単に「エアフィルタユニット」と表記することがある）は、プリーツ加工を施した、上述のようなエアフィルタ用濾材が枠で固定されたものである。そのため、構造圧損が上昇せず、また、粉塵供給量の多いプリーツ型エアフィルタユニットである。 Next, the pleated type air filter unit of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “air filter unit”) is a pleat-processed air filter medium as described above fixed with a frame. It is. Therefore, the structural pressure loss does not increase, and the pleated air filter unit has a large amount of dust supply.
本発明のエアフィルタユニットは上述のようなエアフィルタ用濾材を使用し、スパンボンド不織布層が濾過エアの上流側に位置するように配置していること以外は、従来のプリーツ型エアフィルタユニットと全く同様であることができる。 The air filter unit of the present invention uses a filter medium for an air filter as described above, and a conventional pleated type air filter unit, except that the spunbond nonwoven fabric layer is positioned on the upstream side of the filtered air. It can be exactly the same.
例えば、プリーツ加工は、ジグザグ形状に折ることができる限り限定されず、例えば、レシプロ式やロータリー式などのプリーツ加工機、ジグザグ形状に成形された押型でプレスする方法により実施することができる。なお、本発明のエアフィルタ用濾材は山高さが５０ｍｍ以上であるような、高い山高さにプリーツ加工を施した場合であっても、濾材の変形がなく、隣接する濾材同士が密着せず、構造圧損が上昇しにくいものであるため、山高さが５０ｍｍ以上（特には、１００ｍｍ以上）であるようにプリーツ加工を実施することができる。 For example, the pleating process is not limited as long as it can be folded into a zigzag shape. For example, the pleating process can be performed by a pleating machine such as a reciprocating type or a rotary type, or a method of pressing with a pressing die formed in a zigzag shape. In addition, the filter medium for the air filter of the present invention has a peak height of 50 mm or more, even when pleated at a high peak height, there is no deformation of the filter medium, and adjacent filter media do not adhere to each other, Since the structural pressure loss is unlikely to increase, pleating can be performed so that the peak height is 50 mm or more (particularly, 100 mm or more).
また、枠による固定は、例えば、ポリ酢酸ビニルなどのホットメルト樹脂を枠とエアフィルタ用濾材との間に介在させることにより行うことができる。なお、枠としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、或いは各種樹脂からなるものを使用することができる。 The fixing by the frame can be performed by, for example, interposing a hot melt resin such as polyvinyl acetate between the frame and the air filter medium. In addition, as a frame, what consists of aluminum, aluminum alloy, stainless steel, or various resin can be used, for example.
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
なお、極細繊維混在ウエブにおける熱融着性繊維又は極細繊維の質量比率は、次の手順により算出した。
（１）極細繊維混在ウエブのコンベア側表面（Ｂ面）及びコンベア側表面（Ｂ面）に対向する面（Ａ面）の電子顕微鏡写真をそれぞれ撮影する。
（２）各表面電子顕微鏡写真をもとに、各表面における、熱融着繊維、極細繊維のそれぞれが占める総面積を求める。
（３）前記総面積を各繊維の平均繊維径で除することにより、各繊維の総繊維長をそれぞれ算出する。
（４）前記総繊維長に、各繊維の平均繊維径から求めた繊維断面積と各繊維の密度をそれぞれ乗じることによって、各繊維の質量を算出する。
（５）前記各繊維の質量から質量比率を算出する。
In addition, the mass ratio of the heat-fusible fiber or the ultrafine fiber in the ultrafine fiber mixed web was calculated by the following procedure.
(1) The electron micrograph of the surface (A surface) which opposes the conveyor side surface (B surface) and the conveyor side surface (B surface) of a microfiber mixed web is each image | photographed.
(2) Based on each surface electron micrograph, the total area occupied by each of the heat-sealing fiber and the ultrafine fiber on each surface is obtained.
(3) The total fiber length of each fiber is calculated by dividing the total area by the average fiber diameter of each fiber.
(4) The mass of each fiber is calculated by multiplying the total fiber length by the fiber cross-sectional area obtained from the average fiber diameter of each fiber and the density of each fiber.
(5) A mass ratio is calculated from the mass of each fiber.
（極細繊維混在ウエブの作製）
オリフィス径０．２ｍｍ、ピッチ０．８ｍｍで配置されたメルトブロー用のノズルピースを温度３２０℃に加熱し、１つのオリフィスあたり０．０４ｇ／分の割合で、ポリプロピレン繊維を吐出した。この吐出したポリプロピレン繊維に対して、温度３４０℃、質量比８３倍量の空気を作用させて、重力の働く方向と同じ方向に繊維径１〜２μｍ（平均繊維径１．５μｍ）の極細繊維２（融点：１６０℃）の流れを形成した。
(Production of ultra-fine fiber mixed web)
A melt-blowing nozzle piece arranged with an orifice diameter of 0.2 mm and a pitch of 0.8 mm was heated to a temperature of 320 ° C., and polypropylene fibers were discharged at a rate of 0.04 g / min per orifice. An
次いで、この極細繊維２の流れに対して、この流れと６５°の角度（図１におけるθ）をなすように、図２に示すような２本の開繊シリンダ３１をハウジング３２内に収納し、エアノズル３３を備えた開繊機３から、芯成分がポリプロピレン樹脂（融点１６０℃）からなり、鞘成分がポリエチレン樹脂（融点１３５℃）からなる、繊維径１７μｍ、繊維長３８ｍｍの延伸された芯鞘型熱融着性繊維１００ｍａｓｓ％を供給し、ポリプロピレン極細繊維２と混合した。この混合した繊維をメッシュ状コンベア５により捕集して極細繊維混在ウエブ６を作製した。なお、コンベア５の捕集面の反対側から空気を吸引除去し、極細繊維混在ウエブ６の乱れを防いだ。また、極細繊維混在ウエブ６は７ｍａｓｓ％の極細繊維と９３ｍａｓｓ％の芯鞘型熱融着性繊維とから構成されており、また、コンベア５の捕集面側表面（Ｂ面）において、極細繊維が約５０ｍａｓｓ％（芯鞘型熱融着性繊維：約５０ｍａｓｓ％）存在し、捕集面側表面に対向する面（Ａ面）に向かうにしたがって、極細繊維量が漸次減少し、Ａ面において、極細繊維が約３ｍａｓｓ％存在（芯鞘型熱融着性繊維：約９７ｍａｓｓ％）していた。
Next, two opening cylinders 31 as shown in FIG. 2 are accommodated in the
（実施例１〜３、比較例１〜９）
表１に示すようなスパンボンド不織布７を用意した。
(Examples 1-3, Comparative Examples 1-9)
A spunbond nonwoven fabric 7 as shown in Table 1 was prepared.
次いで、スパンボンド不織布７を前記極細繊維混在ウエブ６のＡ面に積層した。その後、この積層物を温度１３７℃雰囲気のドライヤー中に１分間通すことにより、芯鞘型熱融着性繊維の鞘成分（ポリエチレン成分）を融着させて、極細繊維混在層を形成するとともに、極細繊維混在層とスパンボンド層とを融着して、表２に示すようなエアフィルタ用濾材を製造した。なお、実施例３、比較例１〜４及び比較例８おいては、スパンボンド構成繊維も極細繊維混在層との融着に関与した。また、極細繊維混在層の目付は１０５ｇ／ｍ２で、厚さは１．１０ｍｍで、見掛密度は０．０９５ｇ／ｃｍ３であった。このエアフィルタ用濾材の目付、厚さ、捕集効率、初期圧力損失及び粉塵供給量を、前述の方法により、スパンボンド不織布層を濾過エアの上流側として測定した。この結果は表２に示す通りであった。 Subsequently, the spunbond nonwoven fabric 7 was laminated on the A surface of the ultrafine fiber mixed web 6. Then, by passing this laminate through a dryer at a temperature of 137 ° C. for 1 minute, the sheath component (polyethylene component) of the core-sheath type heat-fusible fiber is fused to form an ultrafine fiber mixed layer, The ultrafine fiber mixed layer and the spunbond layer were fused to produce air filter media as shown in Table 2. In Example 3, Comparative Examples 1 to 4, and Comparative Example 8, the spunbond constituent fibers were also involved in the fusion with the ultrafine fiber mixed layer. The basis weight of the ultrafine fiber mixed layer was 105 g / m 2 , the thickness was 1.10 mm, and the apparent density was 0.095 g / cm 3 . The basis weight, thickness, collection efficiency, initial pressure loss, and dust supply amount of the air filter filter medium were measured by the above-described method with the spunbond nonwoven fabric layer upstream of the filtered air. The results are shown in Table 2.
表１、２から、スパンボンド不織布層の通気度が３００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓｅｃ以上であることによって、スパンボンド不織布層で濾過できるばかりでなく、下流側の極細繊維混在層の濾過性能を損なわないため、粉塵供給量の多いプリーツ型エアフィルタ用濾材であることがわかった。 From Tables 1 and 2, when the air permeability of the spunbond nonwoven fabric layer is 300 cm 3 / cm 2 / sec or more, not only can it be filtered by the spunbond nonwoven fabric layer, but also the filtration performance of the downstream ultrafine fiber mixed layer is impaired. Therefore, it was found to be a pleated air filter medium with a large amount of dust supply.
本発明のプリーツ型エアフィルタ用濾材は、プリーツ加工したエアフィルタユニットとし、一般ビルの空調、工場空調設備、電算室や病院の空調設備に、好適に使用することができる。 The filter medium for a pleated type air filter of the present invention is a pleated air filter unit and can be suitably used for air conditioning in general buildings, factory air conditioning equipment, computer rooms and hospital air conditioning equipment.
１ メルトブロー装置
２ 極細繊維
３ 開繊機
３１ 開繊シリンダ
３２ ハウジング
３３ エアノズル
４ 熱融着性繊維
５ 捕集体
５１ 吸引装置
６ 極細繊維混在ウエブ
７ スパンボンド不織布
８ プリーツ型エアフィルタ用濾材
１０ 熱処理装置
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