(57)【要約】【課題】高い粉塵除去効率や低い通気抵抗を確保しつつ、潮解時の塩分再飛散を低減した塩害対策フィルター用濾材を提供する。【解決手段】本発明の塩害対策フィルター用濾材は、通気の下流に配置されるポリオレフィン系のメルトブロー不織布と、上流に配置される支持繊維層とから成り、前記支持繊維層は吸湿性と剛性とを備え、  前記メルトブロー不織布は帯電性と撥液性とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気の下流に配置されるポリオレフィン系のメルトブロー不織布と、上流に配置される支持繊維層とから成り、
前記支持繊維層は吸湿性と剛性とを備え、
前記メルトブロー不織布はエレクトレット化されており、かつ、撥液性を備えている、ことを特徴とする塩害対策フィルター用濾材。
【請求項２】
前記支持繊維層は、ＪＩＳ  Ｌ  １９０７：２００４におけるパイレック法による吸水度が１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の塩害対策フィルター用濾材。
【請求項３】
前記メルトブロー不織布は、表面張力が３４ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の塩害対策フィルター用濾材。
【請求項４】
前記メルトブロー不織布は、表面にフッ素系化合物が付着していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の塩害対策フィルター用濾材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアフィルターユニット、主に空調やエアコンに使用されるフィルターユニットに用いられる濾材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来一般に工場、ビル等に外気を取り入れる場合、ＪＩＳ  Ｂ  ９９０８：２０１１のうち形式２が適用されるやや微細な粉塵用フィルターユニットを用いる。こうしたフィルターユニットはガラス繊維よりなる濾材をジグザグ状に折り畳んで枠内に挿入した形状をしている。こうしたフィルターユニットは、外気が比較的乾燥した状態では外気中に含まれる塩分粒子は結晶状の固体粒子となっている為、通常外気中に含まれている粒子と同様に除去することが可能である。しかし、外気が高湿度である場合には、一旦濾材表面に捕集された塩分粒子が、潮解することにより濾材表面に膜状に広がり、圧力損失が急上昇すると共に、やがて濾材を通過して工場やビル内に侵入し塩害をもたらすという問題点がある。また、強風により界面よりの海水粒子の飛散が激しい場合にも液状の海水粒子が飛来する為に、同様の現象が生ずる。   
【０００３】
こうした塩分捕集に伴う一時的な圧力損失や下流側への再飛散を低減した濾材が、各種考案されている。例えば、ある特定の繊維直径と充填率により塩分の潮解を起こさせないも濾材（特許文献１）、撥水性を有する２つの濾材層間に、吸脱湿機能を有する繊維を含んでなる中間濾材層を設け、中間層で塩分を含んだ水分を捕集する濾材（特許文献２）、イオン交換能を有する素材に塩分を含んだ粒子を吸着させて捕集する方法（特許文献３）が、存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５７１６号公報
【特許文献２】特開平７−１４８４０６号公報
【特許文献３】特開平６−１８２１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１ではある程度の粒子捕集効率を必要とするためには相応の繊維密度を必要とするため除塵効率を上げることが難しく、特許文献２においては潮解した塩分を中間層で捕集するもの、濾材の厚みが厚くなるため、ひだ折り後のフィルターにした状態での通気抵抗が相対的に高くなる。また、特許文献３ではイオン交換に用いる素材が粒状であるため反応に必要な幾何表面積が少なく、塩分の捕集量が思わしくないといった問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みなされ、その目的は、工場、ビル等に外気を取り入れる空調用途としてのＪＩＳ  Ｂ  ９９０８：２０１１のうち形式２が適用されるやや微細な粉塵用フィルターユニットに使用されるプリーツ式の塩害対策濾材において、高い粉塵除去効率を確保しつつ塩分保持特性による潮解時の塩分再飛散を低減し、かつ濾材の厚みを抑制してひだ折後のフィルターとしての通気抵抗を低減できる塩害対策フィルター用の濾材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は鋭意検討した結果、以下の本発明を得た。
（１）通気の下流に配置されるポリオレフィン系のメルトブロー不織布と、上流に配置される支持繊維層とから成り、前記支持繊維層は吸湿性と剛性とを備え、前記メルトブロー不織布はエレクトレット化されており、かつ、撥液性を備えている、ことを特徴とする塩害対策フィルター用濾材。
（２）前記支持繊維層は、ＪＩＳ  Ｌ  １９０７：２００４におけるパイレック法による吸水度が１０ｍｍ以上であることを特徴とする（１）に記載の塩害対策フィルター用濾材。
（３）前記メルトブロー不織布は、表面張力が３４ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする（１）または（２）に記載の塩害対策フィルター用濾材。
（４）前記メルトブロー不織布は、表面にフッ素系化合物が付着していることを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の塩害対策フィルター用濾材。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、フィルターユニットの粉塵捕集効率や粉塵供給量いった一般的なフィルター特性を維持しつつ、塩害対策フィルターとして潮解した塩分の下流側への再飛散が少なく、かつ通気抵抗を抑制することが可能な濾材を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の塩害対策フィルター用濾材の断面図を示す。
【図２】本発明に用いる粒子捕集効率評価設備の概略図を示す。
【図３】本発明に用いる塩分再飛散率評価設備の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
図１に本発明における塩害対策フィルター用濾材の断面図を示す。本発明の濾材は、プリーツ型フィルターに用いられる塩害対策フィルターに適用され、該濾材は少なくとも下流に配置されるメルトブロー不織布２と上流に配置される支持繊維層１とから構成される。
【００１１】
支持繊維層１は本来の濾材としての形態保持を目的とした剛性と吸湿性と併せ持つ繊維層であり、適度な吸湿性が下流側に一時的に捕集されている塩分を含んだ水滴を積極的に吸収する。
【００１２】
メルトブロー不織布２は、撥液性と帯電性とを有している。例えば、公知のメルトブロー不織布に撥水処理が施すことで、メルトブロー繊維２上での水滴の繊維状への広がりを抑制する。
【００１３】
本発明の濾材は、支持繊維層１とメルトブロー不織布２とを積層することによる相乗効果により、塩分を含んだ水粒子が撥水性を備えたメルトブロー不織布２に捕集されることによって繊維表面への潮解を抑制されるため広がらず、大きな液滴となって繊維表面上に存在し、吸水性を持つ上流側繊維層によって速やかに吸収される。こうした機構により捕集された塩分を含む水滴は下流側への再飛散が抑制される。
【００１４】
続いて、本発明の濾材を得るための具体的な方法について説明する。支持繊維層１は支持体本来の形態維持と吸水性保持を両立する必要がある。もちろん濾材あるため支持体としての通気抵抗は低い方が好ましい。支持繊維層１の吸水性はＪＩＳ  Ｌ  １９０７：２００４におけるパイレック法による吸水度において１０ｍｍ以上、好ましくは１５ｍｍ以上の吸水度であることが望ましい。吸水度が１０ｍｍ未満である場合、十分な吸水が期待できず捕集された液滴を保持することが出来ないため下流側への再飛散が発生し好ましくない。吸水性と本来の支持繊維層としての強度や通気抵抗といった機能を両立される方法としては、ポリエステル、ナイロン、レーヨン、綿といった親水性基を有した素材を単一、もしくは適宜混合してシート化し、親水性を発現するバインダーを公知の方法で添付することによって得られる。特に通気性やハンドリング、価格といった面でシートとしては不織布を使用することが好ましい。繊維は上述の素材の短繊維をｗｅｂ化して公知の方法、たとえばニードルパンチや水流交絡によってシート化し、ｄｉｐ法やコーティング法によってアクリル系バインダーをシート中に含浸、乾燥させることによって得られる。使用される繊維の繊度は１．１〜５．５Ｔの繊維を用い、適度な強度を得るため１０〜３０重量％のバインダーを含み、目付３０〜９０ｇ／ｍ2、厚み０．３〜１．０ｍｍの範囲で製造される。
【００１５】
下流に配置されるメルトブロー不織布２は、ポリオレフィン系、特にポリプロピレン系が好適に用いられる。また、規格に応じた通気抵抗と捕集効率を得るために適度な繊維径と目付のものが選定される。撥水性を得るために必要な撥水処理を施されている。例えば、メルトブロー不織布２の繊維表面にフッ素系化合物が付着していると、繊維表面にナノレベル微細な凹凸が形成され、表面張力を下げることによって撥水性を上げることが可能となる。フッ素系化合物の繊維表面の付着によって表面張力を３４ｍＮ／ｍ以下にすることで適度な撥水性が得られる。
【００１６】
フッ素系化合物をメルトブロー不織布２の繊維表面に付着させるには、フッ素系化合物を含有した薬液を水や有機溶剤中に分散させてｄｉｐ法やスプレー法といった公知の方法を用いることができる。あるいは、再公表特許２０１６年０８８６９２号公法に記載された蒸着による方法も用いることができる。ただし、ここに記載方法には限定されない。また、除塵効率を向上させて通気抵抗を低減させるために、公知の方法にて荷電処理を施し、エレクトレット化する。
【００１７】
支持線維層１とメルトブロー不織布２との層間にバインダーを塗布して、積層して接着することで濾材が啓成される。積層及び接着方法は、例えば、接着剤となるパウダーをシート表面上に散布して加熱・圧縮する方法や、溶融した接着剤を細いノズルから噴き出してシー上に細かく散布して圧縮する方法（スプレー法）、接着性繊維のシートを層間に積層して加熱圧縮する方法などある。しかし、濾材としての形態を維持できるのであれば、方法や条件など特に限定はされない。
【実施例】
【００１８】
次に実施例、比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
【００１９】
まず、実施例、比較例の濾材の物性の測定方法について説明する。
【００２０】
１．目付（ｇ／ｍ2）
２００ｍｍ角の寸法で切り出し、秤量を寸法で除する。
【００２１】
２．厚み（ｍｍ）
荷重０．７ｋＰａの厚みを読み取る。
【００２２】
３．圧力損失・粒子捕集効率
図２に示すダクト４にサンプル１２をセットし、線速１０ｃｍ／秒に設定した空気を流して濾材の上下流における差圧を差圧計７で測定し、圧力損失とする。さらに上流側と下流側の空気をサンプリングし、パーティクルカウンター８を用い０．３〜０．５μｍの粒径の粒子数をカウントする。粒子捕集効率（Ｅ）は以下の式（１）を用いて算出する。
粒子捕集効率 Ｅ（％）＝｛１−（下流粒子数／上流粒子数）｝×１００      （１）
【００２３】
４．吸水性
ＪＩＳ  Ｌ  １９０７：２００４におけるパイレック法による吸水度で評価する。
【００２４】
５．撥水性
表面張力としてＪＩＳ  Ｋ  ６７６８で用いられる濡れ張力試験用混合液の液滴を滴下し、３０秒間接触させて、液滴の浸透の有無を確認する。
【００２５】
６．ＮａＣｌ潮解時の再飛散率
有効通風面積が８２ｃｍ２ （１０．２ｃｍφ）になるようサンプルを切り抜いた後、乾燥重量を測定し、初期重量（Ｗ０）とする。次に予め乾燥後粉砕し、４００メッシュ（目の開き３７μｍ）の篩いを通過させたＮａＣｌ粒子を約０．３ｇ付着させた後、乾燥重量を測定し、ＮａＣｌ付着後重量（Ｗ１）とする。そして、Ｗ１とＷ０との差をＮａＣｌ付着量（Ｗ）とする。
気温２０℃、相対湿度９０％に調節した実験室内に設置した図３に示す試験装置にＮａＣｌを付着させたサンプルをサンプルホルダー８に装着、風速が１３ｃｍ／ｓ（風量３．８４ｍ２／ｈｒ）となるように流量計９で調節しながら送風機１１により通風し、８時間放置する。なお、通風する空気はＨＥＰＡフィルター１３で無塵空気とする。放置後、サンプルを試験装置より取り出し、乾燥後重量を測定し、ＮａＣｌ再飛散後の重量（Ｗ２）とする。ＮａＣｌの再飛散量Ｗ３はＷ１とＷ２との差で表される。ＮａＣｌ潮解時の再飛散率は、以下の式（２）で表される。
ＮａＣｌ再飛散率＝Ｗ３／Ｗ  ×１００      （２）
【００２６】
次に、実施例、比較例の濾材を製造するにあたって用いた、メルトブロー不織布の荷電方法、支持繊維層とメルトブロー不織布との積層方法を説明する。
（積層方法）
支持繊維層上にスプレーのり７７（スリーエム・ジャパン株式会社製）を適宜噴射して、その上にメルトブロー不織布を積層し、軽く手で押さえて接着させて接合させる。
（荷電方法）
以下の条件にてメルトブロー不織布に荷電を実施する。
アース側：アルミ板に厚さ２ｍｍのシリコンシートを敷設
電極側：針間隔１０ｍｍの針電極
電極−アース間距離：針先端からシリコンシートまで１０ｍｍ
印加電圧：２０ｋＶ
荷電時間：３０秒
【００２７】
次に、施例、比較例の濾材の製造方法について説明する。
＜支持繊維層＞
（シートＡ）
ポリエステル繊維２．２Ｔ×５１ｍｍをミニチュアカードにかけてｗｅｂ化し、小型ニードルパンチ機で弱く繊維間を交絡させ、目付４６ｇ／ｍ2の不織布を作成した。これをアクリル系バインダー「ＤＩＣＮＡＬ  Ｅ−８２９０Ｎ」（ＤＩＣ株式会社製）を分散させた水溶液に含浸し、マングルで絞った後１１０℃で乾燥させ、繊維層を得た。乾燥後の目付５７ｇ／ｍ2、厚み０．８ｍｍ、引張強度６ｋｇｆ／５ｃｍ、吸水度３５ｍｍであった。これをシートＡとする。
（シートＢ）
ＰＰ／ＰＥ心鞘繊維２．２Ｔ×５１ｍｍをミニチュアカードにかけてｗｅｂ化し、小型ニードルパンチ機で弱く繊維間を交絡させ、目付６０ｇ／ｍ2の不織布を作成した。これを厚み３ｍｍのアルミニウム板に置き、厚み０．７ｍｍのステンレスのスペーサーをシートの周囲に置いて上に同じく３ｍｍのアルミ板を置いて挟み、上下から熱プレス機で１５０℃で２分加熱して繊維層を得た、目付６０ｇ／ｍ2、厚み０．７ｍｍ、引張強度８ｋｇｆ／５ｃｍ、吸水度はゼロであった。これをシートＢとする。
【００２８】
＜メルトブロー不織布＞
（シートＣ）
市販品（ＭＰＥＡ０４：目付２０ｇ／ｍ2、厚み０．２４ｍｍ、通気性５８ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ、三井化学製）を用いた。サンプルをポリテトラフルオロエチレンのソルベントに含浸させ、取り出し後揮発分を蒸発させた。テトラフルオロエチレンの添加量は２ｇ／ｍ2で、表面張力は３０ｍＮ／ｍであった。このサンプルを上述の方法で荷電し、エレクトレット不織布を得た。これをシートＣとする。
（シートＤ）
市販品（ＭＰＥＡ０４：目付２０ｇ／ｍ2、厚み０．２４ｍｍ、通気性５８ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃ、三井化学製）を用いた。サンプルを上述の方法で荷電し、エレクトレット不織布を得た。表面張力は３６ｍＮ／ｍであった。これをシートＤとする。
【００２９】
（実施例１）
シートＡ及びシートＣを用い、上述の方法で接合し、実施例１の濾材を製造した。この濾材において、シートＡを上流側、シートＣを下流側として、各測定を行った。実施例１の濾材について、目付、厚み、通気抵抗、大気塵捕集効率、塩分再飛散比率を評価した結果を、表１に示す。
【００３０】
（比較例１）
シートＢ及びシートＣを用い、上述の方法で接合し、比較例１の濾材を製造した。この濾材において、シートＢを上流側、シートＣを下流側として、各測定を行った。比較例１の濾材について、目付、厚み、通気抵抗、大気塵捕集効率、塩分再飛散比率を評価した結果を、表１に示す。
【００３１】
（比較例２）
シートＡ及びシートＤを用い、上述の方法で接合し、比較例２の濾材を製造した。この濾材において、シートＡを上流側、シートＤを下流側として、各測定を行った。比較例２の濾材について、目付、厚み、通気抵抗、大気塵捕集効率、塩分再飛散比率を評価した。表１に示す。
【００３２】
（比較例３）
市販のエレクトレット塩害対策フィルター用濾材（ＥＦ−ＤＳ２−９０、東洋紡製）を比較例３の濾材とし、この濾材について、目付、厚み、通気抵抗、大気塵捕集効率、塩分再飛散比率を評価した結果を、表１に示す。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１から分かるように、実施例の濾材は、比較例１〜３に対して、高い粉塵除去効率及び低い通気抵抗を確保しつつ、潮解時の塩分再飛散を低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の塩害対策フィルター用濾材は、従来のように塩分捕集を目的とする特別な層を設ける必要がなく、一般空調用フィルター用濾材の厚みと同等でこれまでの効率や通気抵抗を有する濾材が得られる。下流側への塩分の再飛散が殆ど起こらないので通常の空調設備フィルターの置き換えして提案できるため、新たに塩害対策フィルター向けに設備を手直しすることなく使用できる。これ空調用途におけるプリーツタイプの塩害対策フィルターの分野では非常に有効である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ：  支持繊維層（上流層）
２  ：  メルトブロー不織布（下流層）
４  ：  ダクト
５  ：  上流側サンプリング管
６  ：  下流側サンプリング管
７  ：  差圧計
８  ：  パーティクルカウンター
９  ：  流量計
１０：  バルブ
１１：  ブロアー
１２：  評価サンプル
１３：  ＨＥＰＡフィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020189255.tif 000006