(57)【要約】【課題】本発明は、支持体上に、静電紡糸法によるナノ繊維層を設けたエアフィルタ用濾材において、低圧力損失及び高捕集効率のエアフィルタ用濾材を提供することを課題とする。【解決手段】本発明に係るエアフィルタ用濾材は、支持体と、該支持体上に静電紡糸法を用いて形成された、ナノ繊維からなるナノ繊維層とを有するエアフィルタ用濾材であり、前記支持体の平均孔径が１５〜３５μｍ、前記ナノ繊維層の目付質量が０．２〜２．５ｇ／ｍ２、前記ナノ繊維層の密度が０．０１５〜０．０４５ｇ／ｃｍ３、前記ナノ繊維の平均繊維径が２５０ｎｍ以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、該支持体上に静電紡糸法を用いて形成された、ナノ繊維からなるナノ繊維層とを有するエアフィルタ用濾材であり、
前記支持体の平均孔径が１５〜３５μｍ、前記ナノ繊維層の目付質量が０．２〜２．５ｇ／ｍ２、前記ナノ繊維層の密度が０．０１５〜０．０４５ｇ／ｃｍ３、前記ナノ繊維の平均繊維径が２５０ｎｍ以下であることを特徴とするエアフィルタ用濾材。
【請求項２】
ＪＩＳ  Ｂ  ９９０８：２０１１「換気用エアフィルタユニット・換気用電気集じん器の性能試験方法」に記載された除電処理である「（２）ＩＰＡ飽和蒸気曝露法」に準拠して除電処理した後における、数１の式により示される対象粒子径０．３μｍのＰＦ値が２０以上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。
【数１】
2015112523.tif 000006
【請求項３】
前記ナノ繊維の構成成分が、重量平均分子量１５万以上のポリアクリロニトリルである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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体上に静電紡糸法を用いて形成されたナノ繊維層を有するエアフィルタ用濾材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のエレクトロニクス技術の細密化及びエネルギーコストの削減などの要望から、エアフィルタ用濾材の更なる高性能化が望まれている。エアフィルタ用濾材の高性能化を達成するためには、圧力損失がより低く、かつ、より高い捕集効率が必要となる。一般的に濾材を構成する繊維径が細ければ細いほど、繊維１本の粒子捕集効率は良くなることが知られており、ナノ繊維をエアフィルタ用濾材に利用することは有効である。
【０００３】
ナノ繊維の製造方法の一つとして、静電紡糸法（エレクトロスピニング法）がある。静電紡糸法とは、ポリマーの溶液に高電圧をかけて紡糸することによって、繊維径が１μｍ未満のナノ繊維を容易に作製することができる方法である。
【０００４】
静電紡糸法によるナノ繊維を用いた高性能エアフィルタ用濾材として、アルミニウム板上に直にナノ繊維層だけを堆積させて作製した高性能エアフィルタ用濾材が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。また、通気性を有する支持体の表面に、粒子を分散したポリマー溶液を静電紡糸してナノ繊維層を設けたエアフィルタ用濾材が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００９／０３１３３４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５３４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の方法ではアルミニウム板上に直にナノ繊維層だけを堆積させているため、堆積後の取り扱いにおいて、ナノ繊維の脱落又は破損が生じやすいといった強度面での問題がある。従って、特許文献２のエアフィルタ用濾材のように、通気性を有する支持体の表面に静電紡糸によるナノ繊維層を設けることが理想的であるが、このようなエアフィルタ用濾材においても、更なる低圧力損失化及び高捕集効率化が求められている。本発明は、支持体上に、静電紡糸法によるナノ繊維層を設けたエアフィルタ用濾材において、低圧力損失及び高捕集効率のエアフィルタ用濾材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため鋭意検討した結果、同一のナノ繊維層を使用しても、支持体の平均孔径の違いによってエアフィルタ用濾材のフィルタ性能が違うこと、フィルタ性能がより高くなる支持体の孔径が存在することを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明に係るエアフィルタ用濾材は、支持体と、該支持体上に静電紡糸法を用いて形成された、ナノ繊維からなるナノ繊維層とを有するエアフィルタ用濾材であり、前記支持体の平均孔径が１５〜３５μｍ、前記ナノ繊維層の目付質量が０．２〜２．５ｇ／ｍ２、前記ナノ繊維層の密度が０．０１５〜０．０４５ｇ／ｃｍ３、前記ナノ繊維の平均繊維径が２５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るエアフィルタ用濾材では、ＪＩＳ  Ｂ  ９９０８：２０１１「換気用エアフィルタユニット換気用電気集塵機の性能試験方法  除電処理  （２）ＩＰＡ飽和蒸気暴露」に準拠して除電処理した後における、数１の式により示される対象粒子径０．３μｍのＰＦ値が２０以上であることが好ましい。時間の経過とともに電荷が消失しても高い捕集効率を維持することができる。
【数１】
2015112523.tif 000002
【００１０】
本発明に係るエアフィルタ用濾材では、前記ナノ繊維の構成成分が、重量平均分子量１５万以上のポリアクリロニトリルであることが好ましい。通風時のナノ繊維層の空隙を維持することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、支持体上に静電紡糸法によるナノ繊維層を有する、低圧力損失で高捕集効率なエアフィルタ用濾材を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
本実施形態に係るエアファイルタ用濾材は、支持体と、支持体上に静電紡糸法を用いて形成された、ナノ繊維からなるナノ繊維層とを有するが、支持体の平均孔径、ナノ繊維層の目付質量、ナノ繊維層の密度及びナノ繊維層に含まれるナノ繊維の繊維径を、それぞれ一定の範囲とすることで、低圧力損失で高捕集効率なエアフィルタ用濾材とするものである。
【００１４】
本発明に用いる支持体としては、実用上十分な強度を有していること、静電紡糸用の装置に設置可能なシート状であること及びエアフィルタ用濾材としての性能を損なわないように高い通気性を有していることが必要である。従って、本発明に用いる支持体としては、例えば、紙、不織布、織布などの多孔質の繊維シートを用いる。
【００１５】
支持体の平均孔径は１５〜３５μｍの範囲とする。ナノ繊維層のナノ繊維の平均繊維径及びナノ繊維層の目付質量を同一条件として比較した場合、理由は定かでないが、支持体の平均孔径がこの範囲内であるときに低圧力損失であり高捕集効率といったフィルタ性能が向上する。支持体の平均孔径が１５μｍより小さいと圧力損失が高くなりやすい傾向がある。逆に支持体の平均孔径が３５μｍよりも大きいと支持体の大きい孔径内にナノ繊維が入り込みやすくなり、支持体の孔を詰まらせたり、ナノ繊維の脱落を起こしたりするためか、低圧力損失であり高捕集効率といったフィルタ性能が低下してしまう。支持体の平均孔径は、１８〜３０μｍであることがより好ましい。支持体の平均孔径は、例えば、細孔径分布測定装置（パームポロメーター）を用いて測定できる。
【００１６】
支持体の平均孔径は、例えば、使用する繊維の繊維径、配合率又は目付質量を調整することによってコントロールすることができる。支持体の平均孔径は、繊維径の大きい繊維（例えば、平均繊維径が５μｍ以上）を多く配合するほど、また、目付質量を小さくするほど大きくなる傾向となる。逆に、繊維径の小さい繊維（例えば、平均繊維径が１μｍ以下）を多く配合するほど、また、目付質量を高くするほど支持体の平均孔径は小さくなる傾向となる。支持体に使用する繊維の配合率の好ましい形態例としては、例えば、支持体が繊維径の大きい繊維（例えば、平均繊維径が５μｍ以上）及び繊維径の中程度の繊維（例えば、平均繊維径が１μｍを超え５μｍ未満）からなるとき、全繊維質量に対する繊維径の大きい繊維の配合率が０質量％を超え８０質量％未満であることが好ましく、２０質量％以上７０質量％以下であることがより好ましい。また、支持体が繊維径の大きい繊維（例えば、平均繊維径が５μｍ以上）及び繊維径の小さい繊維（例えば、平均繊維径が１μｍ以下）からなるとき、全繊維質量に対する繊維径の大きい繊維の配合率は、６０質量％以上９５質量％以下であることが好ましく、６５質量％以上９０質量％以下であることがより好ましい。
【００１７】
支持体の目付質量は特に限定するものではないが、目付質量が少なすぎると支持体の強度の低下が生じ、濾材加工時での強度不足となる場合がある。また、目付質量が多すぎると、濾材全体の厚みが大きくなりすぎ、エアフィルタユニット加工後での構造圧損が高くなる問題となる場合がある。従って、支持体の目付質量は１０〜１００ｇ／ｍ２とすることが好ましい。支持体の目付質量は、より好ましくは２０〜９０ｇ／ｍ２である。
【００１８】
支持体を構成する主体繊維の種類については、例えば、ガラス繊維などの無機繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、セルロース繊維、再生セルロース繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維などの有機主体繊維、又はパルプ繊維であり、これらを単独で又は２種類以上を混合して使用してもよい。また、芯鞘繊維、全融繊維なども使用できる。ここで用いる主体繊維の平均繊維径は特に限定するものではないが、０．６５〜９．０μｍの範囲であることが好ましい。主体繊維の平均繊維径は、より好ましくは０．６５〜６．０μｍである。平均繊維径が０．６５μｍ未満では、支持体の平均孔径を前述の範囲にするためには目付質量を極端に少なくする必要があり、支持体の強度が低くなるおそれがある。また、平均繊維径が９．０μｍより大きいと支持体の平均孔径を前述の範囲にするためには目付質量を極端に多くする必要があり、濾材全体の厚みが大きくなりすぎ、エアフィルタユニット加工後での構造圧損が高くなるおそれがある。主体繊維の平均繊維径は、次に従って測定する。エアフィルタ用濾材の支持体側の表面を、例えば電界放出型走査電子顕微鏡を用いて観察し、視野をずらした４箇所について観察画像を得る。観察の倍率は、１枚の画像中に繊維が６０〜１００本存在する条件を満たす倍率とする。得られた４枚の観察画像について、すべての繊維の繊維径を計測する。計測した値を大きい順に並べて、上位５％、下位５％となる値を除き、残った値の平均値を求め、平均繊維径とする。
【００１９】
また、支持体には、強度付与のために、合成樹脂バインダー又はバインダー繊維などを使用してもよい。合成樹脂バインダーとしては、例えば、アクリル系ラテックス、ＮＢＲ系ラテックス、酢ビ系ラテックス、オレフィン系ラテックス、ポリビニール系ラテックスであり、これらを単独又は２種類以上で用いることができる。また、本発明の目的とする効果を損なわない範囲で、撥水剤、難燃剤、その他薬剤を合成樹脂バインダーに添加して使用しても差し支えない。バインダー繊維は、主体繊維よりも融点の低い（例えば８０℃〜１６０℃）の合成繊維であり、例えば、ポリエチレン繊維、変性ポリエステル繊維、芯鞘合成繊維、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）繊維であり、これらを単独又は２種以上で用いることができる。
【００２０】
支持体の形成方法については、特に限定するものではなく、湿式法、乾式法、スパンボンド法、メルトブロー法などが利用できるが、支持体自体の均一性が高い方が濾材の均一性も良くなり、フィルタ性能も高くなるため、湿式法を用いることが好ましい。
【００２１】
本発明においては、支持体上に静電紡糸法を用いてナノ繊維層を設ける。静電紡糸法とは、エレクトロスピニング法とも呼ばれ、繊維となるポリマーの溶液にプラスの高電圧を与え、これがアース又はマイナスに帯電したターゲットに向かってスプレーされる過程において繊維化を起こさせる方法であり、近年、ナノオーダーの繊維径を有するナノ繊維を製造する有効な方法として利用されている。ナノオーダーの繊維径とは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満であり、本発明において、ナノ繊維とはこのようなナノオーダーの繊維径を有する極細繊維をいう。ナノ繊維の繊維径は、例えば、静電紡糸法における印加電圧、ターゲットドラムの回転数、ノズルとターゲット間の距離によって、適宜調整が可能である。ナノ繊維層は、支持体の一方の表面に設けるか、又は両面に設けてもよいが、ナノ繊維層の強度を考慮して、ナノ繊維層を支持体の一方の表面に設けることがより好ましい。
【００２２】
本発明におけるナノ繊維層には前述のナノ繊維を用いるが、ナノ繊維層を構成するナノ繊維の平均繊維径は２５０ｎｍ以下とする。ナノ繊維の平均繊維径は、より好ましくは、２３０ｎｍ以下である。ナノ繊維の平均繊維径が２５０ｎｍより大きいとナノ繊維層の表面積が足りず十分な捕集効率が得られない。ナノ繊維の平均繊維径の下限は特に限定するものではないが、ナノ繊維層の強度を考慮すると、１０ｎｍ以上であることが好ましい。より好ましくは、５０ｎｍ以上である。ナノ繊維の平均繊維径は、次に従って測定する。エアフィルタ用濾材のナノ繊維層側の表面を、例えば電界放出型走査電子顕微鏡を用いて観察し、視野をずらした４箇所について観察画像を得る。このとき、観察画像中に節状の塊を有する繊維が含まれないようにする。また、観察の倍率は、１枚の画像中に繊維が６０〜１００本存在する条件を満たす倍率とする。観察画像では、現実には連続する１本の繊維であるのに、画像外で折り返されていて繊維が複数本であるかのようにみえる場合がある。本明細書では、繊維が画像外で連続しているか否かを問わず、画像中に現れている繊維の一端又は両端が画像のいずれかの辺に接している場合は、繊維が画像のいずれかの辺に接している部分で途切れているものとみなす。得られた４枚の観察画像について、すべての繊維の繊維径を計測する。計測した値を大きい順に並べて、上位５％、下位５％となる値を除き、残った値の平均値を求め、平均繊維径とする。ナノ繊維層の支持体側とは反対側の表面に、後述する不織布層が設けられている場合は、支持体又は不織布層を剥離してナノ繊維層の表面を剥き出しとした後、平均繊維径の測定を行う。
【００２３】
ナノ繊維となるポリマーは、水又は有機溶媒などの溶媒に溶解できるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、水に溶解可能なポリマーとしては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、セルロース誘導体などが挙げられる。また、有機溶媒に溶解可能なポリマーとしては、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ナイロン、ポリエステルなどが挙げられる。本発明においては、これらのポリマーの中でも、重量平均分子量が１５万以上のポリアクリロニトリルを用いることが好ましい。ナノ繊維のポリマーの種類又は平均繊維径によっては、ナノ繊維の剛性が低くなることがあり、エアフィルタとしたときに通風時の圧力に負けてナノ繊維層の空隙を維持し難くなることがある。しかし、重量平均分子量が１５万以上のポリアクリロニトリルをナノ繊維とするポリマーに用いることによって、剛性の比較的高いナノ繊維を得ることができ、エアフィルタとしたときに通風時のナノ繊維層の空隙を維持しやすくなる。ポリアクリロニトリルの重量平均分子量は、より好ましくは３０万以上である。また、ポリアクリロニトリルの重量平均分子量の上限は、特に制限はないが、溶解度の点から１００万以下であることが好ましく、５０万以下であることがより好ましい。
【００２４】
本実施形態に係るエアフィルタ用濾材では、静電防止法で用いるポリマー溶液が粒子を含有しないことが好ましい。本実施形態に係るエアフィルタ用濾材は、静電防止法で用いるポリマー溶液が粒子を含有しなくても、支持体の平均孔径、ナノ繊維層の目付質量、ナノ繊維層の密度及びナノ繊維層に含まれるナノ繊維の繊維径を、それぞれ一定の範囲とすることで、低圧力損失化及び高捕集効率化を実現できる。
【００２５】
本発明において、支持体上に設けるナノ繊維層の目付質量は０．２〜２．５ｇ／ｍ２とする。ナノ繊維層の目付質量は、より好ましくは０．５〜２．０ｇ／ｍ２である。ナノ繊維層の目付質量が０．２ｇ／ｍ２より少ないと、ナノ繊維層におけるナノ繊維の絶対本数が不足して十分な捕集高効率を得ることができない。また、ナノ繊維層の目付質量が２．５ｇ／ｍ２よりも多いと圧力損失が高くなりすぎてしまう。ナノ繊維層の目付質量は、例えば紡糸時間によってコントロールする。紡糸時間を長くすると目付質量は大きくなり、時間を短くすると目付質量は小さくなる。ナノ繊維層の目付質量は、例えば、支持体とナノ繊維層との合計目付質量から支持体だけの目付質量を引いて求めることができる。また、支持体の目付質量が不明で、支持体とナノ繊維層とが一体となっているエアフィルタ用濾材のナノ繊維層の目付質量を測定するためには、（支持体＋ナノ繊維層）の目付質量からナノ繊維層のみを取り除いた後の支持体の目付質量を引き、その差の値をナノ繊維層目付質量として求めることができる。
【００２６】
本発明におけるナノ繊維層の密度は０．０１５〜０．０４５ｇ／ｃｍ３とする。ナノ繊維層の密度は、より好ましくは０．０２０〜０．０４０ｇ／ｃｍ３である。ナノ繊維層の密度が０．０１５ｇ／ｃｍ３より小さいとナノ繊維層自体の強度が低く、また、ナノ繊維層の剥離が発生し易くなる問題がある。また、ナノ繊維層の密度が０．０４５ｇ／ｃｍ３より高いと圧力損失が高くなりすぎてフィルタのフィルタ寿命が短くなってしまう。ナノ繊維層の密度は、例えば紡糸溶液の温度、ポリマーの分子量、紡糸溶液の固形分濃度、紡糸環境湿度などの各種紡糸条件によってコントロールすることができる。例えば、温度を低くすると密度は高くなり、温度を高くすると密度は低くなる。
【００２７】
本発明におけるエアフィルタ用濾材は、ＪＩＳ  Ｂ  ９９０８：２０１１「換気用エアフィルタユニット・換気用電気集じん器の性能試験方法」に記載された除電処理である「（２）ＩＰＡ飽和蒸気曝露法」に準拠して処理した後のフィルタ性能を示す指標であるＰＦ値が２０以上であることが好ましい。ＰＦ値は、より好ましくは２１．５以上である。静電紡糸法で製造されたナノ繊維はその製造法ゆえ、電荷を帯びた状態でナノ繊維層を形成するため、ナノ繊維層にはエレクトレット効果が働いている。そのため、静電紡糸法によって製造されたエアフィルタ用濾材は、一般的に初期捕集効率が非常に高く、使用初期では超高性能濾材となるが、時間の経過とともに電荷が消失するにつれて捕集効率が落ちていく問題があり信頼性に欠ける。電荷消失後のフィルタ性能を示す指標であるＰＦ値が２０以上であれば十分に高性能エアフィルタ用濾材であるといえる。
【００２８】
本実施形態に係るエアフィルタ用濾材にはナノ繊維層の保護を目的として、圧力損失の低い不織布層などを貼り合わせても問題はない。不織布層の圧力損失は、３５Ｐａ以下であることが好ましく、３０Ｐａ以下であることがより好ましい。また貼り合せの方法としては特に限定はしないが、一部又は全量に熱融着繊維を使用した不織布をドライヤーや熱風乾燥にてナノ繊維層側に貼り付ける方法がある。
【００２９】
本実施形態に係るエアフィルタ用濾材は、エアフィルタとするとき、１枚だけで使用するか、又は２枚以上を重ね合わせて使用してもよい。２枚以上を重ね合わせて使用するときは、支持体層とナノ繊維層とが交互に配置されるように重ねることが好ましい。また、重ね合わせたエアフィルタ用濾材同士は、接着しないことが好ましい。
【実施例】
【００３０】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、添加部数は、固形分換算の値である。
【００３１】
＜実施例１＞
（支持体の製作）
平均繊維径２．６μｍのガラス繊維９９．３質量部及び繊維状ＰＶＡバインダー（商品名：ＳＰＧ０５６−１１、クラレ社製）０．７質量部を配合し、パルパーにてｐＨ３．０に調整した水中に離解後、抄紙機にて抄紙し、１２０℃の多筒式ドライヤーで乾燥して、目付質量６３．８ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
得られた支持体を静電紡糸法シート製造装置（商品名：ＮＵＥナノファイバーエレクトロスピニングユニット、カトーテック社製）のターゲットドラムに設置した。次いで、分子量３０万のポリアクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が４．０質量％のポリマー溶液を得た。このポリマー溶液をノズルがセットされたシリンジに入れ、前記ターゲットドラムに設置した支持体上に静電紡糸を行い、目付質量１．２ｇ／ｍ２のナノ繊維層を形成した。この時の静電紡糸条件は、紡糸環境湿度５０％ＲＨ、溶液紡糸温度を２５℃、印加電圧２０ｋＶ、ターゲットドラム回転速度６ｍ／分、ノズルーターゲット間距離１５ｃｍとした。こうして、支持体の一方の面に目付質量１．２ｇ／ｍ２のナノ繊維層を設け、エアフィルタ用濾材を得た。
【００３２】
＜実施例２＞
（支持体の製作）
実施例１と同様にして、目付質量６３．８ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
紡糸溶液温度を２８℃とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００３３】
＜実施例３＞
（支持体の製作）
実施例１と同様にして、目付質量６３．８ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
分子量３０万のポリアクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が４．５質量％のポリマー溶液とし、紡糸環境湿度を５０％ＲＨ、紡糸溶液温度を３２℃とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００３４】
＜実施例４＞
（支持体の製作）
平均繊維径２．６μｍのガラス繊維５８質量部、平均繊維径５．５μｍのガラス繊維４１．３質量部及び繊維状ＰＶＡバインダー（商品名：ＳＰＧ０５６−１１、クラレ社製）０．７質量部を配合した以外は実施例１と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
分子量３０万のポリアクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が３．５質量％のポリマー溶液とし、紡糸環境湿度を４５％ＲＨ、紡糸溶液温度を２９℃とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００３５】
＜実施例５＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
分子量３０万のポリアクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が３．５質量％のポリマー溶液とし、紡糸環境湿度を４５％ＲＨ、溶液紡糸温度を２６℃とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００３６】
＜実施例６＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の基材を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例２と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００３７】
＜実施例７＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００３８】
＜実施例８＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例３と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００３９】
＜実施例９＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
分子量３０万のポリアクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が４．５質量％のポリマー溶液とし、紡糸環境湿度を５５％ＲＨ、紡糸溶液温度を３２℃とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００４０】
＜実施例１０＞
（支持体の製作）
平均繊維径２．６μｍのガラス繊維２０質量部、平均繊維径５．５μｍのガラス繊維７９．３質量部及び繊維状ＰＶＡバインダー（商品名：ＳＰＧ０５６−１１、クラレ社製）０．７質量部を配合した以外は実施例１と同様にして、目付質量６３．８ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００４１】
＜実施例１１＞
（支持体の製作）
実施例１０と同様にして、目付質量６３．８ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例２と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００４２】
＜実施例１２＞
（支持体の製作）
実施例１０と同様にして、目付質量６３．８ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例９と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００４３】
＜実施例１３＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
支持体の一方の面に設けるナノ繊維層の目付質量を０．２ｇ／ｍ２に変更した以外は、実施例２と同様にしてエアフィルタ用濾材を得た。
【００４４】
＜実施例１４＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
支持体の一方の面に設けるナノ繊維層の目付質量を０．６ｇ／ｍ２に変更した以外は、実施例２と同様にしてエアフィルタ用濾材を得た。
【００４５】
＜実施例１５＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
支持体の一方の面に設けるナノ繊維層の目付質量を２．５ｇ／ｍ２に変更した以外は、実施例２と同様にしてエアフィルタ用濾材を得た。
【００４６】
＜実施例１６＞
（支持体の製作）
平均繊維径０．６５μｍのガラス繊維３０質量部、平均繊維径５．５μｍのガラス繊維６９．５質量部及び繊維状ＰＶＡバインダー（商品名：ＳＰＧ０５６−１１、クラレ社製）０．５質量部を配合した以外は実施例１と同様にして、目付質量２７．５ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００４７】
＜実施例１７＞
（支持体の製作）
平均繊維径０．６５μｍのガラス繊維１７質量部、平均繊維径５．５μｍのガラス繊維８２．５質量部及び繊維状ＰＶＡバインダー（商品名：ＳＰＧ０５６−１１、クラレ社製）０．５質量部を配合した以外は実施例１と同様にして、目付質量２７．６ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例２と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００４８】
＜実施例１８＞
（支持体の製作）
平均繊維径２．６μｍのガラス繊維９９．５質量部及び繊維状ＰＶＡバインダー（商品名：ＳＰＧ０５６−１１、クラレ社製）０．５質量部を配合し、パルパーにてｐＨ３．０に調整した水中に離解後、抄紙機にて抄紙し、１２０℃の多筒式ドライヤーで乾燥し、目付質量３１．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例２と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００４９】
＜実施例１９＞
（支持体の製作）
平均繊維径２．６μｍのガラス繊維３０質量部、平均繊維径５．５μｍのガラス繊維３０質量部及び平均繊維径９．０μｍのチョップドガラス繊維４０質量部を、パルパーにてｐＨ３．０に調整した水中に離解後、抄紙機にて抄紙した。次いで、アクリルラテックス９０質量部（商品名：ボンコートＡＮ−１５５、ＤＩＣ社製）及びフッ素系撥水剤（商品名：ＮＫガードＳ−０９、日華化学工業社製）１０質量部の混合バインダー液に含浸し、エアーサクションにて余分なバインダー液の除去を行い、１２０℃の多筒式ドライヤーで乾燥し、目付質量７０．６ｇ／ｍ２の支持体を得た。混合バインダー液の固形分含浸量は支持体に対して５．５質量％であった。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例２と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００５０】
＜実施例２０＞
（支持体の製作）
平均繊維径０．６５μｍのガラス繊維５質量部、平均繊維径２．６μｍのガラス繊維９４．５質量部及び繊維状ＰＶＡバインダー（商品名：ＳＰＧ０５６−１１、クラレ社製）０．５質量部を配合し、パルパーにてｐＨ３．０に調整した水中に離解後、抄紙機にて抄紙し、１２０℃の多筒式ドライヤーで乾燥し、目付質量２７．３ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００５１】
＜実施例２１＞
（支持体の製作）
実施例１８と同様にして、目付質量３１．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
支持体の一方の面に設けるナノ繊維層の目付質量を０．６ｇ／ｍ２に変更した以外は、実施例２と同様にしてエアフィルタ用濾材を得た。このエアフィルタ用濾材を２枚製作した。
（重ね合わせシート製作）
得られた２枚のエアフィルタ用濾材を、ナノ繊維層／支持体層／ナノ繊維層／支持体層となるように貼り合せせずに重ね合わせ、ナノ繊維層の総目付質量が１．２ｇ／ｍ２となる、重ね合わせ形態のエアフィルタ用濾材を得た。
【００５２】
＜実施例２２＞
（支持体の作製）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
分子量１５万のポリアクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が５．５質量％のポリマー溶液とし、紡糸環境湿度を４０％ＲＨ、紡糸溶液温度を２９℃とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００５３】
＜実施例２３＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
分子量６万のポリアクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が５．８質量％のポリマー溶液とし、紡糸環境湿度を７０％ＲＨ、紡糸溶液温度を３２℃とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００５４】
＜実施例２４＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
分子量７．５万のポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が８質量％のポリマー溶液とし、紡糸環境湿度を２０％ＲＨ、紡糸溶液温度を３０℃とし、支持体の一方の面に設けるナノ繊維層の目付質量を２．５ｇ／ｍ２とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００５５】
＜実施例２５＞
（支持体の製作）
平均繊維径０．６５μｍのガラス繊維１０質量部、平均繊維径１２．４μｍ、平均繊維長５ｍｍのポリエステル繊維（商品名ＴＴ０４Ｎ、帝人ファイバー社製）５０質量部及び平均繊維径１３．０μｍ、平均繊維長５ｍｍの芯鞘複合型バインダー繊維（ポリエチレン／ポリエステル）（商品名：ＴＪ０４ＣＮ、帝人ファイバー社製）１０質量部を配合し、パルパーにてｐＨ３．０に調整した水中に離解後、抄紙機にて抄紙し、１２０℃の多筒式ドライヤーで乾燥して、目付質量９１．３ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例２と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００５６】
＜比較例１＞
（支持体の製作）
実施例１において、平均繊維径０．６５μｍのガラス繊維５０質量部、平均繊維径５．５μｍのガラス繊維４９．５質量部及び繊維状ＰＶＡバインダー（商品名：ＳＰＧ０５６−１１、クラレ社製）０．５質量部を使用した以外は実施例１と同様にして、目付質量２７．４ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例２と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００５７】
＜比較例２＞
（支持体の製作）
実施例１同様にして、目付質量６３．８ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
分子量３０万のポリアクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が４．０質量％のポリマー溶液とし、紡糸環境湿度を５０％ＲＨ、紡糸溶液温度を２２℃とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００５８】
＜比較例３＞
（支持体の製作）
実施例１同様にして、目付質量６３．８ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
分子量３０万のポリアクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が４．５質量％のポリマー溶液とし、紡糸環境湿度を５０％ＲＨ、紡糸溶液温度を３４℃とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００５９】
＜比較例４＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
比較例２と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００６０】
＜比較例５＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の基材を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
分子量３０万のポリアクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が４．５質量％のポリマー溶液とし、紡糸環境湿度を５５％ＲＨ、紡糸溶液温度を３４℃とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００６１】
＜比較例６＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
分子量３０万のポリアクリロニトリル樹脂をＮ，Ｎ‐ジメチルホルムアミド溶媒に溶解させ、該樹脂の固形分濃度が４．５質量％のポリマー溶液とし、紡糸環境湿度を６５％ＲＨ、紡糸溶液温度を３２℃とした以外は実施例１と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００６２】
＜比較例７＞
（支持体の製作）
実施例１０と同様にして、目付質量６３．８ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
比較例２と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００６３】
＜比較例８＞
（支持体の製作）
実施例１０と同様にして、目付質量６３．８ｇ／ｍ２の基材を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
比較例３と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００６４】
＜比較例９＞
（支持体の製作）
平均繊維径２．６μｍのガラス繊維８質量部、平均繊維径５．５μｍのガラス繊維９１．３質量部及び繊維状ＰＶＡバインダー（商品名：ＳＰＧ０５６−１１、クラレ社製）０．７質量部を使用した以外は実施例１と同様にして、目付質量６４．５ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
実施例２と同様にして、エアフィルタ用濾材を得た。
【００６５】
＜比較例１０＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
支持体の一方の面に設けるナノ繊維層の目付質量を０．１ｇ／ｍ２に変更した以外は、実施例２と同様にしてエアフィルタ用濾材を得た。
【００６６】
＜比較例１１＞
（支持体の製作）
実施例４と同様にして、目付質量６４．１ｇ／ｍ２の支持体を得た。
（ナノ繊維構造体の製作）
支持体の一方の面に設けるナノ繊維層の目付質量を３．０ｇ／ｍ２に変更した以外は、実施例２と同様にしてエアフィルタ用濾材を得た。
【００６７】
各実施例及び比較例で得られたエアフィルタ用濾材の評価結果を表１に示す。表１中の評価は、以下の方法で行った。なお、各評価を行う前に、次に示す方法によりエアフィルタ用濾材の除電処理を行った。
＜除電処理＞
「換気用エアフィルタユニット・換気用電気集じん器の性能試験方法」に記載された除電処理である「（２）ＩＰＡ飽和蒸気曝露法」に準拠して除電処理を行った。
【００６８】
＜支持体の平均孔径＞
パームポロメータ−（Ｐｏｒｏｕｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社製  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｐｅｒｍ  Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ）にて支持体の孔の直径を測定し平均孔径を求めた。
【００６９】
＜ナノ繊維層の目付質量＞
支持体とナノ繊維層との合計目付質量から支持体だけの目付質量を引き、その差の値をナノ繊維層目付質量とした。
【００７０】
＜ナノ繊維の平均繊維径＞
電界放出型走査電子顕微鏡写真を用いて、エアフィルタ用濾材のナノ繊維層側の表面を倍率１５０００倍〜２００００倍で観察し、視野をずらした４箇所について観察画像を得た。このとき、観察画像中に節状の塊を有する繊維が含まれないようにした。ここでは、繊維が画像外で連続しているか否かを問わず、画像中に現れている繊維の一端又は両端が画像のいずれかの辺に接している場合は、繊維が画像のいずれかの辺に接している部分で途切れているものとみなした。得られた４枚の観察画像について、すべての繊維の繊維径を計測した。計測した値を大きい順に並べて、上位５％、下位５％となる値を除き、残った値の平均値を求め、平均繊維径とした。
【００７１】
＜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／ｓｅｃで通風したときの差圧について、微差圧計を用いて測定した。
【００７２】
＜０．３μｍ透過率＞
ラスキンノズルで発生させた多分散ＤＯＰ粒子を含む空気を、有効面積１００ｃｍ２のエアフィルタ用濾材に面風速５．３ｃｍ／ｓｅｃで通風したときの上流及び下流の個数比からＤＯＰ透過率を、レーザーパーティクルカウンター（型番：ＫＣ−１８、リオン社製）を使用して測定した。なお、測定対象粒子径０．３μｍ単分散は粒子径０．３−０．４μｍと０．４−０．５μｍのＤＯＰ透過率の幾何平均を０．３μｍ単分散の透過率とした。ＤＯＰ捕集効率は、１００−（ＤＯＰ透過率）の式から求めた。また、上流側のＤＯＰ発生濃度は、０．１μｍ以下で約１×１０９個／ｆｔ３とした。
【００７３】
＜０．３μｍＰＦ値＞
濾紙のフィルタ性能の指標となるＰＦ値は、＜圧力損失＞と＜０．３μｍ透過率＞の測定に基づき、数１の式より求めた。ＰＦ値が高いほど、同一圧力損失で高捕集効率であることを示す。０．３μＰＦ値が２０以上を実用レベル、０．３μＰＦ値が２０未満を実用不適レベルとした。
【００７４】
＜ナノ繊維層の密度＞
レーザー顕微鏡（キーエンス社製、ＶＫ‐９０００）を用いてナノ繊維層の厚さを測定し、ナノ繊維層の目付質量を、ナノ繊維層の厚さで除した値をナノ繊維層の密度とした。
【００７５】
【表１】
2015112523.tif 000003
【００７６】
表１からも明らかなように、実施例１〜２５で得られたエアフィルタ用濾材は、０．３μｍＰＦ値が２０以上であり、エアフィルタ用濾材としての性能を満足できるものであった。これに対し、比較例１〜１１で得られたエアフィルタ用濾材は、０．３μｍＰＦ値が２０未満であり、エアフィルタ用濾材としての性能を満足できるものではなかった。
【００７７】
また、実施例２、６、１１、２１乃至２３で得られたエアフィルタ用濾材と、比較例１、９で得られたエアフィルタ用濾材の対比において、ナノ繊維層の密度、ナノ繊維平均繊維径及びナノ繊維層の目付質量は同等であるにもかかわらず、支持体の平均孔径が１５〜３５μｍである実施例２、６、１１、２１乃至２３が、０．３μｍＰＦ値が２０以上となり、支持体の平均孔径が１５μｍより小さい比較例１、及び支持体の平均孔径が３５μｍより大きい比較例９は、０．３μｍＰＦ値が２０未満となった。これにより、支持体の平均孔径を１５〜３５μｍとすることで０．３μｍＰＦ値が向上することがわかる。
【００７８】
また、比較例３、５、８で得られたエアフィルタ用濾材は、ナノ繊維層の密度が０．０１５ｇ／ｃｍ３未満であったため、ナノ繊維層の強度が低く、支持体からナノ繊維層が剥がれてしまう問題があり、圧力損失及び０．３μｍ透過率を測定することができず、０．３μｍＰＦ値を求めることができなかった。また、ナノ繊維層の密度が０．０４５ｇ／ｃｍ３より大きい比較例２、４、７で得られたエアフィルタ用濾材は０．３μｍＰＦ値が２０未満となった。これにより、ナノ繊維層の密度は０．０１５〜０．０４５ｇ／ｃｍ３とすることで０．３μｍＰＦ値が向上することがわかる。
【００７９】
また、比較例１０で得られたエアフィルタ用濾材は、ナノ繊維層の目付質量が０．２ｇ／ｍ２より小さかったため、支持体上のナノ繊維の絶対数が少なく、０．３μｍＰＦ値がエアフィルタ用濾材の測定箇所によりバラツキが大きくなったため、エアフィルタ用濾材として信頼性にかけるものとなった。また、比較例１１で得られたエアフィルタ用濾材は、ナノ繊維層の目付質量が２．５ｇ／ｍ２より大きいため、圧力損失が高くなりすぎ、０．３μｍＰＦ値が低下した。これより、ナノ繊維層の目付質量は０．２〜２．５ｇ／ｍ２の範囲が最適であることがわかる。
【００８０】
また、ナノ繊維の平均繊維径が２５０ｎｍより大きくなった比較例６で得られたエアフィルタ用濾材は、捕集に必要な表面積が不足し、その結果０．３μｍＰＦ値が低下した。これにより、ナノ繊維の平均繊維径は２５０ｎｍ以下が最適であることがわかる。
【００８１】
＜参考評価１（支持体の平均孔径と支持体の目付量との関係）＞
支持体の平均孔径と支持体の目付量との関係を確認した。
【００８２】
（支持体の製作）
平均繊維径２．６μｍのガラス繊維（以降、繊維１という。）１００質量部を、パルパーにてｐＨ３．０に調整した水中に離解後、抄紙機にて抄紙し、１２０℃の多筒式ドライヤーで乾燥して、目付質量６３．３ｇ／ｍ２、５０．２ｇ／ｍ２、３６．５ｇ／ｍ２、２７．０ｇ／ｍ２、１７．７ｇ／ｍ２の支持体をそれぞれ得た。各支持体について、平均孔径を測定した。支持体の平均孔径と支持体の目付量との関係を表２に示す。
【００８３】
【表２】
2015112523.tif 000004
【００８４】
表２に示すように、支持体の平均孔径は、支持体の目付質量を小さくするほど大きくなり、支持体の目付質量を大きくするほど小さくなることが確認できた。
【００８５】
＜参考評価２（支持体の平均孔径と主体繊維の平均繊維径との関係）＞
支持体の平均孔径と主体繊維の平均繊維径との関係を確認した。
【００８６】
（支持体の製作）
繊維１に加えて、更に平均繊維径が０．６５μｍのガラス繊維（以降、繊維２という。）及び平均繊維径が５．５μｍのガラス繊維（以降、繊維３という。）の中から、適宜配合し、パルパーにてｐＨ３．０に調整した水中に離解後、抄紙機にて抄紙し、１２０℃の多筒式ドライヤーで乾燥して支持体を作製した。各支持体について、平均孔径を測定した。繊維１〜繊維３の配合率、支持体の目付量及び支持体の平均孔径を表３に示す。
【００８７】
【表３】
2015112523.tif 000005
【００８８】
表３に示すように、支持体の平均孔径は、繊維径の大きい繊維（繊維３）を多く配合するほど大きくなり、繊維径の小さい繊維（繊維２）を多く配合するほど小さくなることが確認できた。参考評価１，２では、一例としてガラス繊維を用いて確認したが、他の繊維についても同様の傾向が見られる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、低圧力損失で高捕集効率を有したエアフィルタ用濾材としての産業用の利用の可能性を有している。