專利名稱：空氣過(guò)濾器用濾材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空氣過(guò)濾器用濾材，特別涉及在與半導(dǎo)體、液晶、生物 食品工業(yè) 有關(guān)的潔凈室、凈化臺(tái)等或建筑物空調(diào)用空氣過(guò)濾器、空氣凈化器用途等中，用于過(guò)濾氣體 中微粒的準(zhǔn)高性能或高性能的空氣過(guò)濾器用濾材。
背景技術(shù)：
到目前為止，為了有效地捕集空氣中的亞微米或微米單位的粒子，一直采用空氣 過(guò)濾器的捕集技術(shù)?？諝膺^(guò)濾器根據(jù)成為其對(duì)象的粒徑和除塵效率不同大致分為粗塵用過(guò) 濾器、中性能過(guò)濾器、準(zhǔn)高性能過(guò)濾器、高性能過(guò)濾器(HEPA過(guò)濾器、ULPA過(guò)濾器)等。其 中，作為準(zhǔn)高性能過(guò)濾器、高性能過(guò)濾器的規(guī)格，包括歐洲規(guī)格EN1822。在上述EN1822中， 根據(jù)最大透過(guò)粒徑(MPPS)的捕集效率水平，從U16到H10分為7個(gè)層次。除此之外，作為 高性能過(guò)濾器的規(guī)格，包括美國(guó)的IEST-RP-CC001、日本的JIS Z 4812等。從而，作為準(zhǔn)高 性能過(guò)濾器、高性能過(guò)濾器中使用的濾材，可以使用作為空氣過(guò)濾器滿足上述規(guī)格的物質(zhì)。 作為濾材的原料，大多使用利用無(wú)紡布狀玻璃纖維制造得到的空氣過(guò)濾器用濾材。作為主 要構(gòu)成物，使用平均纖維徑為lOOnm(亞微米) 數(shù)lOym(微米)的玻璃纖維，上述最大透 過(guò)粒徑(MPPS)在0. 1 0. 2 ii m之間。作為空氣過(guò)濾器用濾材主要要求的特性，除捕集效率之外還包括表示濾材空氣阻 力的壓力損失。為了提高濾材的捕集效率，需要增加細(xì)徑的玻璃纖維的配合。但是，同時(shí)會(huì) 產(chǎn)生濾材的壓力損失變高的問(wèn)題。高的壓力損失存在由于吸氣風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)載變高所以需 支付電力費(fèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用的問(wèn)題，從節(jié)約能源的觀點(diǎn)考慮，謀求濾材的低壓力損失化。特別是 近年來(lái)，隨著空氣過(guò)濾器的多風(fēng)量化，在過(guò)濾性能方面為了降低潔凈室、凈化臺(tái)等中使用的 鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)成本，迫切要求濾材的低壓力損失化 高捕集效率化。作為解決上述問(wèn)題的方法，公開了下述方法通過(guò)含有有機(jī)硅樹脂，使加到濾材中 的粘合劑的表面張力降低，結(jié)果可以消除或減少粘合劑的槳葉狀膜(專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn) 2)。但是，近年來(lái)特別是在半導(dǎo)體領(lǐng)域中，已知有機(jī)硅樹脂中含有的微量低分子硅氧烷向潔 凈室內(nèi)的排放對(duì)大規(guī)模集成電路(LSI)的生產(chǎn)成品率產(chǎn)生影響，有機(jī)硅樹脂的使用本身變 得困難。本發(fā)明人等以前曾公開了一種空氣過(guò)濾器用濾材，所述空氣過(guò)濾器用濾材在構(gòu)成 濾材的玻璃纖維中附著有粘合劑和、添加到25°C純水中時(shí)的最低表面張力為20dyne/cm以 下的氟類表面活性劑(專利文獻(xiàn)3)。作為解決上述問(wèn)題的方法，該發(fā)明提高了效果。但是， 隨著氟類表面活性劑的附著，會(huì)進(jìn)一步提高粘合劑樹脂表面的潤(rùn)濕性，有時(shí)也會(huì)導(dǎo)致濾材 的防水性降低。為了改良上述濾材，本發(fā)明人等公開了一種濾材，所述濾材附著有平均粒徑 為lOOnm以下的聚合物分散液、和添加到25°C純水中時(shí)的最低表面張力為20mN/m以下的氟 類表面活性劑(專利文獻(xiàn)4)。上述濾材對(duì)附著在濾材中的粘合劑進(jìn)行限定。另外，關(guān)于基體的玻璃纖維片材，公開了下述制造方法用中性水將玻璃纖維浸漬 軟化后，使用添加了 N-烷基甜菜堿型兩性表面活性劑的水進(jìn)行中性抄紙的制造方法(專利文獻(xiàn)5)；和用中性水將玻璃纖維浸漬軟化后，使用添加了聚乙二醇脂肪酸酯型非離子型表 面活性劑的水進(jìn)行中性抄紙的制造方法(專利文獻(xiàn)6)。但是，上述制造方法存在如下問(wèn)題， 即由于在濾材內(nèi)含有大量殘留的表面活性劑，所以濾材強(qiáng)度弱。另外，公開了一種超高性能 空氣過(guò)濾器用玻璃纖維濾紙，所述玻璃纖維濾紙由如下配合形成纖維徑0. 05 0. 2 y m的 玻璃纖維5 15重量％和纖維徑與其不同的玻璃纖維95 85重量％ (專利文獻(xiàn)7)，但存 在纖維徑0. 05 0. 2 y m的玻璃纖維的成本過(guò)高，無(wú)法用作商業(yè)基體濾材的問(wèn)題。但是，上述方法始終基于粘合劑樹脂和玻璃纖維的片材化、玻璃纖維的配合組合 的觀點(diǎn)，對(duì)作為主要構(gòu)成材料的玻璃纖維本身的特性幾乎沒(méi)有進(jìn)行過(guò)研究。專利文獻(xiàn)1 日本特開平2-41499號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平2-175997號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 參見日本特開平10-156116號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2004-160361號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 日本特開昭62-21899號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6 日本特開昭61-266700號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7 日本特開昭62-4418號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于提供一種與現(xiàn)有空氣過(guò)濾器用濾材相比，壓力損失降低、捕集 效率提高的空氣過(guò)濾器用濾材。上述課題通過(guò)下述空氣過(guò)濾器用濾材來(lái)解決，所述空氣過(guò)濾器用濾材以玻璃短纖 維為主體纖維，其特征在于，構(gòu)成纖維的纖維分散性均勻，且在稀釋濃度為0. 04質(zhì)量％下 放置12小時(shí)時(shí)，構(gòu)成纖維的沉降容積為450cm7g以上。需要說(shuō)明的是，構(gòu)成纖維的沉降容 積為構(gòu)成纖維的平均纖維長(zhǎng)度的指標(biāo)。通過(guò)使用本發(fā)明的空氣過(guò)濾器用濾材，與現(xiàn)有空氣過(guò)濾器用濾材相比，可以降低 壓力損失及提高捕集效率。另外，可以提高附著粘合劑后的濾材強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明中作為主體纖維使用的纖維稱作玻璃短纖維。玻璃短纖維可以根據(jù)所需的 過(guò)濾性能、其他物性，從具有各種纖維徑的玻璃短纖維中自由選擇。特別是，玻璃短纖維為 利用火焰拉伸法、旋轉(zhuǎn)法等制造得到的羊毛狀玻璃纖維，是用于將濾材的壓力損失保持為 規(guī)定值、獲得合適的捕集效率所必須的成分。由于纖維徑變得越細(xì)，捕集效率變得越高，所 以為了得到高性能的濾材，需要配合平均纖維徑細(xì)的極細(xì)玻璃纖維。但是，如果纖維徑變 細(xì)，則有時(shí)壓力損失過(guò)度升高，所以必須選擇兼顧壓力損失的具有合適的纖維徑的纖維。需 要說(shuō)明的是，還可以混合多種不同纖維徑的纖維進(jìn)行配合。作為纖維徑，通常使用小于5 ym 的纖維徑。作為玻璃組成，在空氣過(guò)濾器中使用的大多數(shù)為硼硅玻璃，其中，還包括具有耐 酸性的C玻璃、具有電絕緣性的E玻璃(無(wú)堿性玻璃)等。另外，為了防止半導(dǎo)體工序等中 的硼污染，還可以使用低硼玻璃短纖維、二氧化硅玻璃短纖維等。進(jìn)而，只要不妨礙本發(fā)明 的目的，則還可以在玻璃短纖維中配合30質(zhì)量％以下的輔助材料，S卩，纖維徑比玻璃短纖 維粗且為5 ym以上的短切玻璃纖維、天然纖維、有機(jī)合成纖維等。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明中的主體纖維是指在全部原料纖維配合中占有大于70質(zhì)量％的纖維。本發(fā)明人等對(duì)上述玻璃短纖維的平均纖維長(zhǎng)度與空氣過(guò)濾器用濾材的捕集特性 之間的關(guān)系進(jìn)行進(jìn)了深入研究，從而完成了本發(fā)明。玻璃短纖維由于在其制法上難以進(jìn)行 管理，所以其平均纖維長(zhǎng)度具有廣泛的分布。另外，通常玻璃短纖維的纖維長(zhǎng)度與纖維徑之 比約為500/1 3000/1。目前，纖維長(zhǎng)度的測(cè)定在顯微鏡下進(jìn)行，但由于與其他纖維相比， 玻璃短纖維的纖維徑更細(xì)，所以精度良好且迅速地進(jìn)行測(cè)定非常困難。但是，研究結(jié)果發(fā) 現(xiàn)，如果使用本發(fā)明的沉降容積法，則可以間接地得到玻璃短纖維的平均纖維長(zhǎng)度的信息。 即，如果玻璃短纖維的比重約為2. 5，在水中分散后靜置時(shí)，從水分散體中游離而發(fā)生沉降。 然而，如果平均纖維長(zhǎng)度長(zhǎng)，則會(huì)影響纖維之間保持在水中，難以發(fā)生沉降的現(xiàn)象。本發(fā)明 的沉降容積，是利用上述現(xiàn)象將在一定條件下分散玻璃短纖維后的沉降狀態(tài)進(jìn)行數(shù)值化而 得到的，該數(shù)值越高，表示玻璃短纖維的平均纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)，是平均纖維長(zhǎng)度的指標(biāo)。作為本發(fā)明中的具體的沉降容積的測(cè)定方法如下，分別取出在常溫(23°C )條件 下分散的原料漿液，將其用常溫(23°C)的純水稀釋為0. 04質(zhì)量％，將上述稀釋液放入內(nèi)徑 38mm的250mL量筒內(nèi)，放置12小時(shí)。接著，根據(jù)下述數(shù)學(xué)式2求出沉降容積。 此處，使放置時(shí)間為12小時(shí)是因?yàn)檫@是原料的沉降現(xiàn)象一定程度穩(wěn)定的條件。 本發(fā)明的沉降容積值不因稀釋濃度而發(fā)生大的變化，但多少有影響，所以限定為0. 04質(zhì) 量％。為了提高讀數(shù)精度，本發(fā)明中測(cè)定中使用的容器使用帶有刻度的量筒，但只要具有圓 筒狀的形狀即可，也可以使用高型燒杯(tall beaker)、試驗(yàn)管等，沒(méi)有特別限定。本發(fā)明人等對(duì)此沉降容積與濾材的過(guò)濾特性，即與PF值之間的關(guān)系進(jìn)行了考察， 結(jié)果首次發(fā)現(xiàn)了上述沉降容積越大捕集特性變得越高。即，首次發(fā)現(xiàn)了玻璃短纖維的平均 纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)，PF值變得越高。特別是如果沉降容積變?yōu)?50cm7g以上，則PF值急劇升 高。雖然其原因尚不明確，但如果平均纖維長(zhǎng)度短，則短玻璃纖維進(jìn)入到構(gòu)成濾材的纖維網(wǎng) 絡(luò)的空隙中，打亂網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變成不均勻的濾材，因此過(guò)濾性能降低。但是，相反地如果平均 纖維長(zhǎng)度長(zhǎng)，則沉降容積變?yōu)?50cm7g以上，打亂網(wǎng)絡(luò)的短纖維減少，濾材變得更均勻，因 此粒子捕捉性能提高。另外，由于實(shí)質(zhì)上平均纖維長(zhǎng)度變長(zhǎng)，所以也具有如下效果，即濾材 構(gòu)成纖維的纏繞變得良好，賦予粘合劑后的濾材強(qiáng)度、例如拉伸強(qiáng)度等提高。沉降容積與 濾材的PF值及濾材強(qiáng)度之間的關(guān)系，不僅在作為主體纖維的玻璃短纖維為100質(zhì)量％時(shí)成 立，而且在主體纖維為70質(zhì)量％以上時(shí)也同樣成立。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的沉降容積，第一，選擇平均纖維長(zhǎng)度長(zhǎng)的玻璃短纖維；第二，在 濾材片材化時(shí)的浸漬軟化 分散工序中破壞玻璃短纖維，不縮短平均纖維長(zhǎng)度。對(duì)于第一 點(diǎn)沒(méi)有特別限定，但根據(jù)玻璃短纖維制造廠的制造方法、條件的不同，平均纖維長(zhǎng)度特性不 同，因此選擇最適制造廠是重要的。另外，還可以舉出在相同的制造廠內(nèi)一邊控制工序條 件，一邊發(fā)現(xiàn)最適條件的方法。第二點(diǎn)特別重要。即，這是因?yàn)榧词乖诘谝稽c(diǎn)中選擇了最適 的玻璃短纖維，也會(huì)由纖維的破壞導(dǎo)致無(wú)法發(fā)揮其特征。作為纖維的分散方法，例如可以舉 出下述方法使用碎漿機(jī)、攪拌器、混合機(jī)、打漿機(jī)、Naginata-beater等邊在水中攪拌邊使 之機(jī)械地分散的方法；使用超聲波振子等利用水中的振動(dòng)能使之分散的方法等。后者的方法雖然對(duì)纖維破壞比較有利，但是消耗分散時(shí)間等，兩者均存在優(yōu)缺點(diǎn)，不能僅限于一個(gè)方 法。例如可以通過(guò)降低攪拌器的旋轉(zhuǎn)數(shù)，或者縮短分散時(shí)間等來(lái)降低分散能，由此能夠緩和 纖維破壞，但相反地纖維分散性變差，結(jié)果濾材片材的纖維網(wǎng)絡(luò)變得不均勻，PF值降低。在 各分散方法中，必須保持在最適條件，即，為構(gòu)成纖維的纖維分散性均勻的狀態(tài)，且為本發(fā) 明的沉降容積以上。此處，所謂“構(gòu)成纖維的纖維分散性均勻”的狀態(tài)，是指取50ml分散后 的原料漿料，邊輕微振蕩，邊將其在1L的量筒內(nèi)用水稀釋至20倍后，在目視觀察的狀態(tài)下 未觀察到纖維結(jié)塊、纖維集束，為均勻分散的狀態(tài)。作為分散原料纖維的水的條件，為了使 分散性良好，在硫酸酸性條件下采取在PH2 4范圍內(nèi)調(diào)整的方法，在pH中性條件下，也可 以使用分散劑等表面活性劑。分散時(shí)的原料固態(tài)成分的濃度優(yōu)選為0.2 1.5質(zhì)量％。小 于0. 2質(zhì)量％時(shí)，引起纖維破壞的可能性增加；如果超過(guò)1. 5質(zhì)量％，則纖維分散性惡化。 較優(yōu)選為0.4 1.0質(zhì)量％。在玻璃短纖維中，特別是低硼玻璃短纖維在浸漬軟化 分散工序中必須加以注意。 即，低硼玻璃短纖維由于幾乎沒(méi)有配合可賦予纖維強(qiáng)度的氧化硼B(yǎng)2o3，所以脆且易切斷，因 此必須注意。因此，對(duì)工序的條件設(shè)定需要嚴(yán)格的管理。通過(guò)使用具有本發(fā)明的沉降容積的玻璃短纖維原料，在除低硼玻璃短纖維之外的 玻璃短纖維中，可以制成0. l-o. 15um粒子的PF值至少為9. 9以上的濾材，且所述濾材為 完全不附著粘合劑的無(wú)粘合劑狀態(tài)。另外，在低硼玻璃短纖維中，可以制成該P(yáng)F值至少為 9. 0以上的濾材。目前，由于還沒(méi)有控制玻璃短纖維的平均纖維長(zhǎng)度、即沉降容積的技術(shù)，所 以無(wú)法制成上述PF值以上的濾材。特別是目前為止低硼玻璃短纖維的PF值水平與其他玻 璃短纖維相比較低，不能制成此PF值以上的濾材，一般認(rèn)為是由于如上所述纖維脆且易折 斷，纖維長(zhǎng)度變短的原因。但是，由于玻璃的表面性與硼硅玻璃不同，所以即使在改善后，也 難以將PF值提高至與硼硅玻璃短纖維等同。此處，將PF值限定為無(wú)粘合劑狀態(tài)的濾材的理由是因?yàn)槭褂貌ＡЮw維制造的空 氣過(guò)濾器用濾材(以下有時(shí)稱作“玻璃纖維濾材”或簡(jiǎn)稱作“濾材”。)的過(guò)濾器特性PF值 受用于賦予濾材強(qiáng)度特性的有機(jī)粘合劑藥品、助劑很大影響。如果粘結(jié)纖維之間的交點(diǎn)的 有機(jī)粘合劑在纖維網(wǎng)絡(luò)之間成膜，則濾材的壓力損失升高，PF值降低。另外，受有機(jī)粘合藥 品、助劑等的影響PF值反而增加，根據(jù)情況，有時(shí)也可以得到為無(wú)粘合劑狀態(tài)的濾材以上 的PF值。但是，如果改善無(wú)粘合劑狀態(tài)的濾材的PF值，則可以期待賦予有機(jī)粘合劑后的濾 材的總PF值升高，因此著眼于無(wú)粘合劑狀態(tài)濾材的PF值的必然性是充分的。需要說(shuō)明的是，對(duì)賦予了有機(jī)粘合劑的玻璃纖維濾材，可以通過(guò)采用下述方法，考 察無(wú)粘合劑狀態(tài)的PF值。即，將濾材在450°C的加熱爐中加熱2小時(shí)，燃燒除去有機(jī)粘合 劑成分，由此可以基本完全達(dá)到無(wú)粘合劑狀態(tài)(其中，還存在在450°C的溫度下消散的助 劑。)。作為其他方法，還可以采用如下方法使用使濾材中使用的有機(jī)粘合劑分溶出的溶 齊U、例如熱水、或甲苯、丙酮、甲基乙基酮、四氯化碳、氯仿等有機(jī)溶劑、或超臨界二氧化碳、 超臨界水等超臨界流體，從濾材中提取有機(jī)粘合劑成分，由此也可以達(dá)到無(wú)粘合劑狀態(tài)。另 外，也可以在不破壞纖維的條件下使之分散于水中，由此測(cè)定本發(fā)明的沉降容積。另外，即使在無(wú)粘合劑狀態(tài)的濾材中，如果進(jìn)行片材化時(shí)濕式片材的抄紙條件不 合適，則纖維網(wǎng)絡(luò)也會(huì)變得不均勻，無(wú)法達(dá)到上述PF值。但是，即使在不均勻的片材中，如 果使用具有本發(fā)明的沉降容積的玻璃纖維原料，則也完全能夠期待PF值升高。
此處，作為可以在本發(fā)明中使用的有機(jī)粘合劑，沒(méi)有特別限定，但可以廣泛使用丙 烯酸類樹脂、聚氨酯類樹脂、環(huán)氧類樹脂、烯烴類樹脂、聚乙烯醇類樹脂等合成樹脂。通常， 上述粘合劑樹脂能夠以水溶液或水類乳劑的形態(tài)，通過(guò)浸漬或噴霧等含浸、涂布處理被賦 予給濾材。另外，為了降低上述粘合劑液的表面張力，還可以添加乙炔類、氟類表面活性劑。 進(jìn)而，為了賦予濾材實(shí)用上所需的防水性，也可以加入防水劑。通常情況下上述防水劑可以 與粘合劑樹脂同樣地通過(guò)浸漬或噴霧等處理被賦予給濾材。另外，為了從片材中除去片材化后的水分及賦予有機(jī)粘合劑液后的水分，優(yōu)選使 用熱風(fēng)干燥機(jī)、滾筒式干燥機(jī)等，在110 150°c下進(jìn)行干燥。實(shí)施例實(shí)施例1 在平均纖維徑0. 65 ii m的硼硅玻璃短纖維(Johns-Manville公司制106-475)90 質(zhì)量％、平均纖維徑2. 70 ii m的硼硅玻璃短纖維(Johns-Manville公司制110X-475) 10質(zhì) 量％中加入硫酸酸性pH為2. 5的酸性水，使?jié)舛葹?. 5質(zhì)量％，將上述原料在食品用混合 機(jī)(松下電器產(chǎn)業(yè)社制產(chǎn)品編號(hào)MX-V200。以下有時(shí)也簡(jiǎn)稱作“混合機(jī)”。)內(nèi)在利用變壓 器使供給到混合機(jī)中的電壓(以下簡(jiǎn)稱作“混合機(jī)電壓”。)從額定值100V降低至70V(電 流實(shí)測(cè)值為2. 9A)的狀態(tài)下浸漬軟化1分鐘。上述浸漬軟化后的分散物為均勻的分散狀 態(tài)。接下來(lái)，將浸漬軟化后的原料用相同的酸性水稀釋至濃度為0. 1質(zhì)量％，使用手抄裝置 進(jìn)行抄紙，由此得到濕紙。將其在130°C的滾筒式干燥機(jī)中干燥，得到坪量70g/m2的濾材。實(shí)施例2 在實(shí)施例1中，除使混合機(jī)電壓為60V(電流實(shí)測(cè)值為2. 9A)之外，與實(shí)施例1同 樣地浸漬軟化1分鐘。浸漬軟化后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例1同樣 地得到坪量70g/m2的濾材。實(shí)施例3 在實(shí)施例1中，除使混合機(jī)電壓為50V(電流實(shí)測(cè)值為2. 8A)之外，與實(shí)施例1同 樣地浸漬軟化1分鐘。浸漬軟化后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例1同樣 地得到坪量70g/m2的濾材。實(shí)施例4 在平均纖維徑0. 65 ii m的低硼玻璃短纖維(Lauscha公司制A06F) 90質(zhì)量％、平均 纖維徑2. 70 ii m的低硼玻璃短纖維(Lauscha公司制A26F) 10質(zhì)量％中加入硫酸酸性pH2. 5 的酸性水，使?jié)舛葹?. 5質(zhì)量％，使混合機(jī)電壓從額定的100V降低至60V(電流實(shí)測(cè)值為 3. OA)，將上述原料在混合機(jī)內(nèi)浸漬軟化1分鐘。浸漬軟化后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。 接下來(lái)，將浸漬軟化后的原料用相同的酸性水稀釋至濃度為0. 1質(zhì)量％，使用手抄裝置，進(jìn) 行抄紙，由此得到濕紙。將其在130°C的滾筒式干燥機(jī)中干燥，得到坪量70g/m2的濾材。實(shí)施例5 在實(shí)施例4中，除使混合機(jī)電壓為50V(電流實(shí)測(cè)值為2. 9A)之外，與實(shí)施例4同 樣地浸漬軟化1分鐘。浸漬軟化的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例4同樣地 得到坪量70g/m2的濾材。實(shí)施例6 在實(shí)施例1中，用浸漬軟化裝置代替混合機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)浸漬軟化機(jī)，在額定電壓100V下在標(biāo)準(zhǔn)浸漬軟化機(jī)(JIS P 8220 :1998規(guī)定的浸漬軟化機(jī))內(nèi)將原料浸漬軟化1分 鐘，除此之外，與實(shí)施例1相同。浸漬軟化后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施 例1同樣地得到坪量70g/m2的濾材。實(shí)施例7 在實(shí)施例4中，用浸漬軟化裝置代替混合機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)浸漬軟化機(jī)，將原料在額定 電壓100V下在標(biāo)準(zhǔn)浸漬軟化機(jī)內(nèi)浸漬軟化30秒，除此之外與實(shí)施例1相同。浸漬軟化后 的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例1同樣地得到坪量70g/m2的濾材。實(shí)施例8 在制造廠與實(shí)施例1不同的硼硅玻璃短纖維、平均纖維徑0. 65 y m的極細(xì)玻璃纖 維(Lauscha公司制B06F)90質(zhì)量％、平均纖維徑2. 70 y m的極細(xì)玻璃纖維(Lauscha公司 制B26R) 10質(zhì)量％中加入硫酸酸性pH為2. 5的酸性水使?jié)舛葹?. 5質(zhì)量％，將混合機(jī)電壓 從額定的100V降低至80V(電流實(shí)測(cè)值為2. 9A)，將上述原料在混合機(jī)內(nèi)浸漬軟化1分鐘。 浸漬軟化后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，將浸漬軟化后的原料用相同的酸性水稀 釋至濃度為0. 1質(zhì)量％，使用手抄裝置進(jìn)行抄紙，由此得到濕紙。將其在130°C的滾筒式干 燥機(jī)中干燥，得到坪量70g/m2的濾材。實(shí)施例9 在實(shí)施例8中，除使混合機(jī)電壓為70V(電流實(shí)測(cè)值為2. 9A)之外，與實(shí)施例8同 樣地浸漬軟化1分鐘。浸漬軟化后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例8同樣 地得到坪量70g/m2的濾材。實(shí)施例10 在實(shí)施例4中，將得到的濕紙浸漬到由丙烯酸類膠乳(商品名B0nk0te AN-155、 制造商大日本油墨化學(xué)工業(yè)社制)與氟類防水劑(商品名Right guard T-10、制造商 共榮社化學(xué)社制)以固態(tài)成分質(zhì)量比100/5混合得到的粘合劑液中，由此將粘合劑賦予濕 紙，之后，在130°C的滾筒式干燥機(jī)中干燥，得到坪量70g/m2、粘合劑固態(tài)成分附著量5. 5質(zhì) 量％的濾材。比較例1 在實(shí)施例1中，除使混合機(jī)電壓為額定的100V(電流實(shí)測(cè)值為2. 9A)之外，與實(shí)施 例1同樣地浸漬軟化1分鐘。浸漬軟化后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例 1同樣地得到坪量70g/m2的濾材。比較例2 在實(shí)施例1中，除使混合機(jī)電壓為80V(電流實(shí)測(cè)值為2. 9A)之外，與實(shí)施例1同 樣地浸漬軟化1分鐘。浸漬軟化后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例1同樣 地得到坪量70g/m2的濾材。比較例3 在實(shí)施例1中，除使混合機(jī)電壓為40V(電流實(shí)測(cè)值為2. 6A)之外，與實(shí)施例1同 樣地浸漬軟化1分鐘。浸漬軟化后的分散物為不均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例1同 樣地得到坪量70g/m2的濾材。比較例4 在實(shí)施例4中，除使混合機(jī)電壓為額定的100V(電流實(shí)測(cè)值為3. OA)之外，與實(shí)施例4同樣地浸漬軟化1分鐘。浸漬軟化后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例 1同樣地得到坪量70g/m2的濾材。比較例5 在實(shí)施例4中，除使混合機(jī)電壓為70V(電流實(shí)測(cè)值為3. OA)之外，與實(shí)施例4同 樣地浸漬軟化1分鐘。浸漬軟化后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例4同樣 地得到坪量70g/m2的濾材。比較例6 在實(shí)施例4中，除使混合機(jī)電壓為40V(電流實(shí)測(cè)值為2. 6A)之外，與實(shí)施例4同 樣地浸漬軟化1分鐘。浸漬軟化后的分散物為不均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例4同 樣地得到坪量70g/m2的濾材。比較例7 在實(shí)施例1中，用浸漬軟化裝置代替混合機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)浸漬軟化機(jī)，將原料在額定 電壓100V下在標(biāo)準(zhǔn)浸漬軟化機(jī)內(nèi)浸漬軟化2分鐘，除此之外，與實(shí)施例1相同。浸漬軟化 后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例1同樣地得到坪量70g/m2的濾材。比較例8 在實(shí)施例4中，用浸漬軟化裝置代替混合機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)浸漬軟化機(jī)，將原料在額定 電壓100V下在標(biāo)準(zhǔn)浸漬軟化機(jī)內(nèi)浸漬軟化1分鐘，除此之外，與實(shí)施例1相同。浸漬軟化 后的分散物為均勻的分散狀態(tài)。接下來(lái)，與實(shí)施例1同樣地得到坪量70g/m2的濾材。比較例9 對(duì)比較例5中得到的濕紙噴霧粘合劑液，所述粘合劑液中混合有丙烯酸類膠乳 (商品名B0nk0te AN-155、制造商大日本油墨化學(xué)工業(yè)社制)與氟類防水劑(商品名 Right guard T-10、制造商共榮社化學(xué)社制)使其固態(tài)成分質(zhì)量比為100/5，通過(guò)上述噴 霧將粘合劑液賦予濕紙，之后，在130°C的滾筒式干燥機(jī)中干燥，得到坪量70g/m2、粘合劑固 態(tài)成分附著量5. 5質(zhì)量％的濾材。 對(duì)實(shí)施例及比較例的濾材進(jìn)行下述試驗(yàn)。(1)壓力損失使用自制裝置，向有效面積100cm2的濾材以面風(fēng)速5. 3cm/秒通風(fēng)，用微差壓計(jì)測(cè) 定此時(shí)的壓力損失。(2)D0P捕集效率向有效面積100cm2的濾材以面風(fēng)速5. 3cm/秒用空氣進(jìn)行通風(fēng)，該空氣中含有在 Laskin噴嘴中產(chǎn)生的多分散D0P(鄰苯二甲酸二辛酯)粒子，根據(jù)此時(shí)的上游及下游的個(gè)數(shù) 比利用Rion公司制激光粒子計(jì)數(shù)器測(cè)定D0P的透過(guò)率。需要說(shuō)明的是，對(duì)象粒徑為0. 1-0. 15iim。D0P捕集效率(％ )由100_(D0P透過(guò) 率)的式子求出。(3)PF 值為濾材過(guò)濾性能指標(biāo)的PF值，根據(jù)下述數(shù)學(xué)式1求出。PF值越高，在同一壓力損 失下表示捕集效率越高、或在同一捕集效率下表示壓力損失越低。[數(shù)2]巧值=10^(1-捕集效率[X]/100) xmoo) (1) ^ 壓力損失[Pa]/9. 81※式1中的壓力損失表示對(duì)濾材以5. 3cm/秒的面風(fēng)速通過(guò)空氣時(shí)的壓力損失 (單位Pa)。(4)拉伸強(qiáng)度從附著有粘合劑的濾材上以1英寸寬X 130mm長(zhǎng)切割得到試驗(yàn)片，使用定速拉伸 試驗(yàn)機(jī)(東洋精機(jī)制作所社制-Strograph Ml)在間距長(zhǎng)度100mm、拉伸速度15mm/分鐘的 條件下進(jìn)行測(cè)定。(5)沉降容積根據(jù)第4頁(yè)最后1段記載的方法求出。(6)分散性評(píng)價(jià)構(gòu)成纖維的纖維分散性評(píng)價(jià)如下取50ml分散后的原料漿料，邊將其輕微振蕩邊 在1L的量筒內(nèi)用水稀釋至20倍，然后，進(jìn)行目視觀察。將未觀察到纖維塊及纖維束且均勻 分散的狀態(tài)評(píng)價(jià)為分散性良好。如果分散性良好，則為〇；如果不良，則為X。(7)粘合劑除去處理對(duì)附著有粘合劑的濾材，在500°C的電爐內(nèi)保持30分鐘，對(duì)粘合劑成分進(jìn)行燒成 處理。除去粘合劑后的壓力損失、D0P捕集效率、PF值根據(jù)上述(1)、⑵及(3)的試驗(yàn)測(cè) 定。另外，對(duì)于除去粘合劑后的沉降容積，可以如下測(cè)定將經(jīng)過(guò)除去處理的濾材的一部分 放入常溫(23°C )的純水中進(jìn)行超聲波振動(dòng)處理3小時(shí)，使之分散，使?jié)舛葹?. 04質(zhì)量％， 使用該液體利用第4頁(yè)最后1段記載的方法進(jìn)行測(cè)定。以上試驗(yàn)的測(cè)定結(jié)果示于表1 5。表1為在降低混合機(jī)電壓、減少混合機(jī)葉片的旋轉(zhuǎn)數(shù)的條件下制作濾材的結(jié)果。 在從額定值100V到80V的條件下，沉降容積低、PF值水平也低。這表明通過(guò)高旋轉(zhuǎn)數(shù)的混 合機(jī)處理，玻璃纖維被切斷，纖維長(zhǎng)度變短。在70 50V的條件下，沉降容積變?yōu)?50cm3/ g以上，PF值變?yōu)?. 9以上。表明通過(guò)降低旋轉(zhuǎn)數(shù)，纖維切斷被緩和，過(guò)濾器特性被進(jìn)一步 改善。但是，在40V的條件下，旋轉(zhuǎn)數(shù)過(guò)低，纖維分散性惡化，即使沉降容積高，但PF值卻降 低。表2為低硼玻璃短纖維的例子。與硼硅玻璃短纖維的情況相同，通過(guò)減少混合機(jī) 葉片旋轉(zhuǎn)數(shù)，使沉降容積為450cm7g以上，由此使PF值提高至9以上。在40V的條件下也 同樣，纖維分散性惡化且PF值降低。但是，由于低硼玻璃短纖維比硼硅玻璃短纖維更脆，所 以適合旋轉(zhuǎn)數(shù)的范圍變窄，纖維自身特性改善后的PF值水平也變得低于硼硅玻璃短纖維。表3為使用標(biāo)準(zhǔn)浸漬軟化機(jī)代替食品用混合機(jī)的例子。標(biāo)準(zhǔn)浸漬軟化機(jī)與混合機(jī) 相比，葉片形狀、攪拌狀態(tài)等不同，但如果根據(jù)適合的浸漬軟化時(shí)間，使沉降容積為450cm3/ g以上，則可以使PF值提高。另外，表明浸漬軟化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)纖維的切斷大量產(chǎn)生。表4為使用不同制造廠的相同硼硅玻璃短纖維的例子。實(shí)施例8和9在與比較例 2相同的浸漬軟化條件下也可以使沉降容積變?yōu)?50cm7g以上，PF值變?yōu)?. 9以上。可以 推定實(shí)施例8和9的玻璃短纖維是與實(shí)施例1和比較例2的纖維相比，原本平均纖維長(zhǎng)度 長(zhǎng)的纖維。表5為在與使用了低硼玻璃短纖維的實(shí)施例4及比較例5同樣的條件下進(jìn)行浸漬軟化、附著有粘合劑的濾材的例子。如果附著有粘合劑，則所有例子的壓力損失均升高，PF 值降低，其降低比例相同。即，表明基材的無(wú)粘合劑狀態(tài)的濾材的過(guò)濾特性在直接附著粘合 劑后也會(huì)體現(xiàn)。其證據(jù)為除去粘合劑后的沉降容積、壓力損失、捕集效率、PF值基本重現(xiàn) 了無(wú)粘合劑狀態(tài)的濾材的物性值。
表3
權(quán)利要求
一種空氣過(guò)濾器用濾材，其特征在于，所述空氣過(guò)濾器用濾材以玻璃短纖維為主體纖維，構(gòu)成纖維的纖維分散性均勻，且在稀釋濃度為0.04質(zhì)量％下放置12小時(shí)時(shí)，構(gòu)成纖維的沉降容積為450cm3/g以上。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣過(guò)濾器用濾材，其特征在于，在無(wú)粘合劑狀態(tài)下，所述權(quán)利 要求1的空氣過(guò)濾器用濾材的下述式(1)規(guī)定的PF值為9. 9以上，PFff. Iog1000) 3cMQm ⑴壓力損失[Pa]/9. 81 X(-100) (1)捕集效率的對(duì)象粒徑為0. 1-0. 15 μ m,面風(fēng)速為5. 3cm/秒。
3.如權(quán)利要求1所述的空氣過(guò)濾器用濾材，其特征在于，所述權(quán)利要求1中的玻璃短纖 維為低硼玻璃短纖維，在無(wú)粘合劑狀態(tài)下，空氣過(guò)濾器用濾材的下述式(1)規(guī)定的PF值為 9.0以上，Iog1fl (1-捕集效率[X]/100)…⑽⑴ PFm “壓力損失[Pa]/9. 81 X (-100)⑴捕集效率的對(duì)象粒徑為0. 1-0. 15 μ m,面風(fēng)速為5. 3cm/秒。全文摘要
本發(fā)明提供一種與現(xiàn)有空氣過(guò)濾器用濾材相比壓力損失降低、捕集效率提高的空氣過(guò)濾器用濾材。本發(fā)明的課題通過(guò)下述空氣過(guò)濾器用濾材解決，所述空氣過(guò)濾器用濾材以玻璃短纖維為主體纖維，其特征在于，構(gòu)成纖維的纖維分散性均勻，且在稀釋濃度為0.04質(zhì)量％下放置12小時(shí)時(shí)，構(gòu)成纖維的沉降容積為450cm3/g以上，所述構(gòu)成纖維的沉降容積為構(gòu)成纖維的平均纖維長(zhǎng)度的指標(biāo)。
文檔編號(hào)B01D39/20GK101896244SQ20098010127
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者桑野浩, 楚山智彥 申請(qǐng)人:北越紀(jì)州制紙株式會(huì)社