(57)【要約】【課題】  付着した塵埃を容易に除去することが可能で、通気量を維持したまま繰り返し利用できる掃除機用エアフィルタ濾材を提供する。【解決手段】  ＰＴＦＥ多孔質膜１１を含む掃除機用エアフィルタ濾材１０において、前記ＰＴＦＥ多孔質膜の表面を撥油性にする。前記ＰＴＦＥ多孔質膜表面が撥油性であれば、油分を含んだ塵埃が付着し難く、付着しても容易に除去でき、通気性の低下が防止できる。撥油性は、フッ素系の撥油処理剤で処理することで付与できる。フッ素系の撥油処理剤としては、フッ素系側鎖を有するアクリル系ポリマー、フッ素系側鎖を有するウレタン系ポリマー、フッ素系側鎖を有するシリコーン系ポリマーが使用できる。ＰＴＦＥ多孔質膜１１は、不織布等の支持材１２と一体化されていることが好ましい。【選択図】  図１
2005253711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜を含む掃除機用エアフィルタ濾材であって、前記ＰＴＦＥ多孔質膜の表面が、撥油性であることを特徴とする掃除機用エアフィルタ濾材。
【請求項２】
前記撥油性が、フッ素系撥油処理剤による撥油処理により付与されたものである請求項１記載のエアフィルタ濾材。
【請求項３】
前記フッ素系撥油処理剤が、フッ素含有側鎖を有するアクリル系ポリマー、フッ素含有側鎖を有するウレタン系ポリマーおよびフッ素含有側鎖を有するシリコーン系ポリマーの少なくとも一つである請求項２記載のエアフィルタ濾材。
【請求項４】
前記フッ素系撥油処理剤が、下記式（１）の構造を有する処理剤である請求項２記載のエアフィルタ濾材。
ＣＨ３
｜
−（Ｃ−ＣＨ２）ｎ−
｜                                          （１）
ＣＯ−ＣｍＨ２ｍ−ＣｘＦ２ｘ＋１
‖
Ｏ
前記式（１）において、ｎは繰り返し単位数を表す正の整数であり、ｍおよびｘは正の整数である。
【請求項５】
さらに、支持材を含む請求項１から４のいずれかに記載のエアフィルタ濾材。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のエアフィルタ濾材を含む掃除機用エアフィルタユニット。
【請求項７】
請求項６記載の掃除機用エアフィルタユニットを含む掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、掃除機用エアフィルタ濾材およびそれを用いた掃除機用エアフィルタユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、掃除機用エアフィルタユニットには、利便性から、紙などの素材を用いた使い捨て式パックが用いられている（特許文献１参照。）。しかしながら、前記使い捨て式パックには、費用や省資源の点で問題があった。また、近年、健康、環境への関心の高まりから、排気のクリーン化が強く求められ、前記使い捨て式パックでは捕集しきれない微細な粉塵の排気への漏洩が問題となっている。
【０００３】
そのため、近年では、再利用可能なダストパックおよびパックを通過する微細な粉塵を捕集するための二次フィルタを採用することが一般的となってきている。中でも、エアフィルタ濾材としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の多孔質膜を用いた前記ダストパックおよび二次フィルタが注目を集めている（特許文献２参照。）。前記ＰＴＦＥ多孔質膜は、低圧力損失（高通気量）で塵埃の捕集効率が高く、ウィルスやアレルギー原因物質など、身体に悪影響を及ぼす微細粒子を効率よく捕集する。また、同じく、低圧力損失（高通気量）で高い捕集効率を示すエレクトレットフィルタ（特許文献３参照。）が、排気中の水分で湿潤化すると、塵埃の捕集効率が低下するのに対して、ＰＴＦＥ多孔質膜は、排気中の水分で湿潤化しても捕集効率の低下が見られない。これは、ＰＴＦＥ多孔質膜の集塵メカニズムが、エレクトレットフィルタの静電捕集とは異なる、微細繊維による、さえぎり効果を主体とするものだからである。
【０００４】
しかしながら、前記ＰＴＦＥ多孔質膜製エアフィルタ濾材は、通常の条件で使用する際には、定期的な清掃により通気性を回復させ、繰り返し利用することができるが、まれにエアフィルタ濾材の目詰まりにより、通気抵抗が著しく増大し、回復不可能となるという問題があった。
【特許文献１】実開昭５０−１１６２５３号公報
【特許文献２】特開２０００−３００９２１号公報
【特許文献３】特開昭５４−５３３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、目詰まりすることがなく、通気量の低下が防止された掃除機用エアフィルタ濾材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明の掃除機用エアフィルタ濾材は、ＰＴＦＥ多孔質膜を含む掃除機用エアフィルタ濾材であって、前記ＰＴＦＥ多孔質膜の表面が、撥油性であることを特徴とするエアフィルタ濾材である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明者等は、ＰＴＦＥ多孔質膜製エアフィルタ濾材が目詰まりを起こす原因について、種々検討をした。その結果、目詰まりの原因は、油分を含んだ微細な塵埃によることを突き止めた。すなわち、通常の塵埃が前記ＰＴＦＥ多孔質膜製エアフィルタ濾材で捕集される場合、塵埃は、膜の表面に堆積したケーキ層を形成する。このケーキ層は、エアフィルタ濾材の清掃時に、ＰＴＦＥの持つ非接着性、低摩擦性によって容易に脱落し、通気性は回復する。しかしながら、掃除機で吸引した塵埃の中に油分が含まれていた場合には、油分が塵埃を濡らし、粘着性の高い泥状のケーキ層を形成する。このケーキ層が、ＰＴＦＥ多孔質膜の表面に粘着し、通気抵抗を増大させる。そして、通常の清掃では、この油分を含んだ泥状のケーキ層を除去するのは困難である。そこで、本発明者等は、この知見に基づきさらに研究を重ねたところ、ＰＴＦＥ多孔質膜表面が、撥油性であれば、油分を含んだ塵埃による泥状のケーキ層であっても容易に除去することが可能であることを見出し、本発明に到達した。
【０００８】
このように、本発明の掃除機用エアフィルタ濾材は、その表面が撥油性であるＰＴＦＥ多孔質膜を使用しているため、油分を含んだ塵埃が付着し難く、仮に付着しても、これを容易に除去することが可能であり、目詰まりをおこすこと無く、通気量を維持したまま繰り返し利用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
前記撥油性は、フッ素系撥油処理剤による撥油処理により付与されたものであることが好ましい。フッ素系撥油処理剤は、ＰＴＦＥ以上に高い非接着性、低摩擦性を付与することができ、油分を含んだ塵埃の付着を防止し、清掃による塵埃の除去を容易にするからである。
【００１０】
前記フッ素系撥油処理剤は、フッ素含有側鎖を有するアクリル系ポリマー、フッ素含有側鎖を有するウレタン系ポリマーおよびフッ素含有側鎖を有するシリコーン系ポリマーの少なくとも一つであることが好ましい。
【００１１】
前記フッ素系撥油処理剤は、下記式（１）の構造を有する処理剤であることが好ましい。
【００１２】
ＣＨ３
｜
−（Ｃ−ＣＨ２）ｎ−
｜                                          （１）
ＣＯ−ＣｍＨ２ｍ−ＣｘＦ２ｘ＋１
‖
Ｏ
前記式（１）において、ｎは繰り返し単位数を表す正の整数であり、ｍおよびｘは正の整数である。
【００１３】
前記式（１）において、ｎは、例えば、５〜５０００の範囲であり、ｍは、例えば、１〜１０の範囲であり、好ましくは２〜４の範囲であり、ｘは、例えば、２〜１８の範囲であり、好ましくは５〜１０の範囲である。
【００１４】
本発明の掃除機用エアフィルタ濾材は、支持材を含むのが好ましい。支持材があれば、強度が高くなるからである。
【００１５】
つぎに、本発明の掃除機用エアフィルタ濾材について、例をあげて説明する。
【００１６】
図１の断面図に、本発明の掃除機用エアフィルタ濾材の一例を示す。図示のように、このエアフィルタ濾材１０は、支持材１２にＰＴＦＥ多孔質膜１１が接着され、この接着面とは反対側の前記ＰＴＦＥ多孔質膜１１の表面に撥油性が付与されている。
【００１７】
前記ＰＴＦＥ多孔質膜において、その厚さは、作製するエアフィルタ濾材の大きさ等により適宜決定されるが、例えば、２〜１００μｍの範囲であり、その孔径は、例えば、０．５〜５０μｍの範囲である。
【００１８】
前記ＰＴＦＥ多孔質膜は、例えば、つぎのようにして製造できる。すなわち、まず、未焼成のＰＴＦＥ微粉末に液状潤滑剤を加えて均一に混和する。前記ＰＴＦＥ微粉末としては、特に制限されず、市販のものが使用できる。前記液状潤滑剤としては、前記ＰＴＦＥ粉末を濡らすことができ、後に除去できるものであれば特に制限されず、ナフサ、ホワイトオイル、流動パラフィン、トルエン、キシレン等の炭化水素油や、アルコール類、ケトン類およびエステル類の溶媒等が使用できる。これらは、単独で使用しても良く、若しくは二種類以上併用してもよい。
【００１９】
前記ＰＴＦＥ微粉末に対する液状潤滑剤の添加割合は、前記ＰＴＦＥ微粉末の種類、液状潤滑油の種類および後述するシート成形の条件等により適宜決定されるが、例えば、ＰＴＦＥ微粉末１００重量部に対して、液状潤滑剤１５〜３５重量部の範囲である。
【００２０】
つぎに、前記混和物を未焼成状態でシート状に成形する。前記成形方法としては、例えば、前記混和物をロッド状に押し出した後、対になったロールにより圧延する圧延法や、板状に押し出してシート状にする押し出し法があげられる。また、両方法を組み合わせてもよい。このシート状成形体の厚みは、後に行なう延伸の条件等により適宜決定されるが、例えば、０．１〜０．５ｍｍの範囲である。
【００２１】
なお、得られたシート状成形体に含まれる前記液状潤滑剤は、続いて行なう延伸工程前に、例えば、加熱法または抽出法等により除去しておくことが好ましい。前記抽出法に使用する溶媒は、特に制限されないが、例えば、ノルマルデカン、ドデカン、ナフサ、ケロシン、スモイル等があげられる。
【００２２】
つぎに、前記シート状成形体に対して延伸を行なう。前記シート状成形体をＰＴＦＥの融点（３２７℃）以下の温度で、一軸延伸または二軸延伸で延伸し多孔質化する。例えば、前記シート状成形体の長手方向において、その長さが、延伸前の長さに対し２〜６０倍の範囲になるように、温度１５０〜３２７℃で延伸し、続いて、前記シート状成形体の幅方向において、その長さが延伸前の長さの１０〜６０倍の範囲になるように、温度４０〜１５０℃で延伸する。前記延伸後、その延伸状態を保持して、ＰＴＦＥの融点（３２７℃）以上の温度に加熱して焼成することにより、機械的強度の向上と寸法安定性の増加を図る。以上のようにして、ＰＴＦＥ多孔質膜が製造できる。なお、本発明において、ＰＴＦＥ多孔質膜の製造方法は、前述の方法に限定されず、他の方法で作成してもよいし、市販品を使用してもよい。
【００２３】
本発明のエアフィルタ濾材において、図１に示すように、ＰＴＦＥの多孔質膜の補強を目的に、支持材を用いてもよい。前記支持材としては、繊維を用いた通気性の部材が適している。支持材の形状は、特に制限されず、例えば、織布、不織布、金属ないしプラスチックのメッシュ、金属ないしプラスチックのネット、プラスチック発泡体等が使用できる。なお、前記支持材には、費用の点から、不織布が最も好ましく用いられる。繊維としては、例えば、セルロース、ビスコース等の半合成繊維、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、アクリル、ポリスルフォン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン等の合成繊維を用いればよい。
【００２４】
前記ＰＴＦＥ多孔質膜と支持材は、接着して一体される。その接着方法は、特に制限されないが、両者の通気性を維持するため接着面積を少なくすることが好ましい。前記接着方法としては、例えば、熱溶融性のネットないしメッシュを間に挟んでラミネートする方法、微細な点状ないし線状に接着剤を塗布し接着する方法等が挙げられる。接着剤としては、２液混合型や熱による自己架橋型の接着剤などを用いることができる。２液混合型としてはエポキシ樹脂、熱による自己架橋型としては酢酸ビニル−エチレン共重合体やエチレン−塩化ビニル共重合体等が好適である。
【００２５】
コスト的見地から、前記接着法方法としては、予め熱接着性をもった不織布をＰＴＦＥ多孔質膜にラミネートする方法が好ましい。例えば、素材の一部ないし全部が、ポリエチレンのような熱可塑性樹脂でできている不織布を、ＰＴＦＥ多孔質膜と適切な熱、圧力でラミネートすると、繊維の一部が溶融してＰＴＦＥ多孔質膜と接着する。この接着は、不織布の繊維上に限定されるため、繊維のない部分では通気性が確保される。
【００２６】
つぎに、ＰＴＦＥ多孔質膜表面への撥油性の付与は、例えば、撥油処理剤により行うことができる。撥油処理剤としては、前述のように、フッ素系撥油処理剤が好ましい。このような撥油処理剤は、市販品を使用してもよく、例えば、ダイキン社製商品名ユニダイン等が使用できる。また、前記式（１）の構造を持つ撥油処理剤としては、例えば、信越化学社製商品名Ｘ−７０−０２９Ｂ、セイミケミカル社製商品名エスエフコートＳＩＦ−２００等がある。シリコーン系ポリマーの撥油処理剤としては、例えば、信越化学社製商品名ＫＰ−８０１Ｍ等がある。撥油処理剤による処理方法は、特に制限されず、例えば、ＰＴＦＥ多孔質膜を撥油処理剤溶液に浸漬し、その後乾燥する方法、ＰＴＦＥ多孔質膜に撥油処理剤溶液を塗布し、その後乾燥する方法などがある。前記撥油処理剤溶液の濃度は、例えば、０．１〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量％である。前記撥油処理剤溶液に使用する溶媒は、フッ素製側鎖に親和性の高いフッ素系の溶媒、例えば、住友スリーエム社製商品名フロリナート等が挙げられる。浸漬処理の条件は、特に制限されないが、例えば、温度５〜３０℃、浸漬時間２〜６０秒程度が好ましい。前記塗布の方法は、特に制限されず、例えば、スプレー法、スピンコート法、ドッピング法、ロールコータ法等がある。また、浸漬若しくは塗布後の乾燥は、特に制限されないが、４０〜１２０℃の加熱乾燥が好ましい。この他、風乾でもよく、熱風を吹き付けて乾燥させてもよい。なお、本発明において、撥油処理は、ＰＴＦＥ多孔質膜表面の全部に行ってもよいし、一部に行っても良い。また、支持材とＰＴＦＥ多孔質膜が接着されている場合は、接着面と反対側の表面に撥油処理が施されていてもよい。
【００２７】
本発明の掃除機用エアフィルタ濾材は、フレームに取り付けてエアフィルターユニットとしてもよい。また、このエアフィルターユニットは、一般的な掃除機の塵埃捕集部に取り付けて使用される。本発明の掃除機用エアフィルタ濾材は、定期的に清掃することで繰り返し使用することができる。この清掃方法は、特に制限されず、例えば、空気を吹き付ける方法、水洗い、洗剤液による洗浄などがある。
【実施例１】
【００２８】
つぎに、本発明の実施例について、比較例と併せて説明する。
【００２９】
図１に示すの構造のエアフィルタ濾材を前述の方法に従い作製した。すなわち、ＰＴＦＥ多孔質膜（日東電工社製、製品名ＮＴＦ１０３３、厚さ１５μｍ、孔径３．０μｍ）と、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）／ポリエステル（ＰＥ）芯鞘構造不織布（ユニチカ社製、商品名エルベスＴＯ７０３ＷＤＯ、目付け量７０ｇ／ｍ２、厚さ１６０μｍ、鞘芯ＰＥの融点１２９℃）とを積層し、１３５℃に加熱した一対の熱ロールでＰＴＦＥ多孔質膜側から連続的に熱ラミネートすることにより接着して前記両者を一体化した。後記の方法で測定した前記積層体の圧力損失は、１０ｍｍＨ２Ｏであった。
【００３０】
つぎに、撥油処理剤（信越化学社製商品名Ｘ−７０−０２９Ｂ）をフッ素系溶剤（住友スリーエム社製商品名フロリナートＦＣ−７２６）に溶解して調製した処理液（撥油処理剤濃度１．０重量％）に、前記積層体を浸漬し、その後引き上げて、９０℃で１５分間乾燥することにより、前記ＰＴＦＥ多孔質膜表面を撥油処理した。このようにして、目的とするエアフィルタ濾材を得た。なお、前記信越化学社製商品名Ｘ−７０−０２９Ｂの分子構造は、前記式（１）において、ｎ＝２０００、ｍ＝２、ｘ＝８である。前記撥油処理を施したエアフィルタ濾材に、常温でｎ−ドデカン（Ｃ１２Ｈ２６）を滴下したところ、浸透しなかった。
【実施例２】
【００３１】
撥油処理剤として、信越化学社製商品名Ｘ−７０−０２９Ｂに代えてセイミケミカル社製商品名エスエフコートＳＩＦ−２００を用いた以外は、実施例１と同様にしてエアフィルタ濾材を作製した。なお、前記セイミケミカル社製商品名エスエフコートＳＩＦ−２００の分子構造は、前記式（１）において、ｎ＝２０００、ｍ＝２、ｘ＝８である。前記撥油処理を施したエアフィルタ濾材に、常温でｎ−ドデカン（Ｃ１２Ｈ２６）を滴下したところ、浸透しなかった。
（比較例１）
実施例１と同様にしてＰＴＦＥ多孔質膜に芯鞘構造不織布をラミネートし、これをエアフィルタ濾材とした（撥油処理無し）。前記撥油処理をしていないエアフィルタ濾材に、常温でｎ−ドデカン（Ｃ１２Ｈ２６）を滴下したところ、速やかに浸透した。
（比較例２）
麻パルプ、木材パルプ、抄紙用ポリエステルバインダー短繊維からなる、市販の一般的な掃除機用使い捨て紙パック、商品名「ＣＰ−Ｂ１」（日本生活協同組合連合会販売）をエアフィルタ濾材とした。前記使い捨て紙パックに、常温でｎ−ドデカン（Ｃ１２Ｈ２６）を滴下したところ、速やかに浸透した。
【００３２】
このようにして得られた実施例１、２および比較例１，２のエアフィルタ濾材の圧力損失および厚みを下記表１に示す。なお、圧力損失は、下記の方法により測定した。
（圧力損失）
エアフィルタ濾材から切り出した所定形状のサンプルを有効面積１００ｃｍ２の円形ホルダーにセットし、入口側から大気塵を供給しつつ、前記入口側と出口側に圧力差を与え、前記サンプルの透過流速を５．３ｃｍ／秒に調製して前記大気塵を透過させ、圧力損失（単位：ｍｍＨ２Ｏ）を圧力計（マノメーター）で測定した。なお、前記大気塵とは、雰囲気中に浮遊している塵埃をいう。
【００３３】
【表１】
2005253711.tif 000003
つぎに、前記各実施例１，２および比較例１，２のエアフィルタ濾材を、一般的な家庭用掃除機の塵埃捕集部に取り付け、モデル塵埃を吸引した。モデル塵埃には、ＪＩＳ  Ｚ  ８９０１に従い、試験用ダスト１５種に油分として料理用植物油を重量比０．５％混合したものを用いた。前記吸引は、モデル塵埃１００ｇを１０回に分けて吸引することにより行った。吸引後、エアガンを用い、圧力３．０ｋｇ／ｃｍ２の空気をエアフィルタ濾材に吹き付けて塵埃を払い落とした。払い落とし時のエアガンとサンプルの距離は１０ｃｍ、吹き付け時間は１５秒である。その後、エアフィルタ濾材の圧力損失を前述の方法により測定した。その結果を、下記の表２に示す。
【００３４】
【表２】
2005253711.tif 000004
前記表１および表２から分かるように、実施例１，２のエアフィルタ濾材は、油分を含んだ塵埃を吸引しても、エアガンで払い落とすことによって塵埃が排除され、通気性の低下が抑制された。これに対し、比較例１，２のエアフィルタでは、油分を含んだ塵埃の吸引により、目詰まりを起こし、エアガンで払い落とすことができず、通気性が低下した。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の掃除機用エアフィルタ濾材は、油分を含んだ塵埃を吸引しても目詰まりをおこすことが無く、高通気量を維持し、繰り返し使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の掃除機用エアフィルタ濾材の一例の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  撥油処理を施した掃除機用エアフィルタ濾材
１１  ＰＴＦＥ多孔質膜
１２  支持材
【図１】
2005253711.tif 000005