空氣過濾器用濾材、其制造方法及具備其的空氣過濾器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種空氣過濾器用濾材。更詳細來說，涉及用于半導體、液晶、食品、制 藥、醫療等領域所使用的潔凈室、潔凈臺、建筑物空調用空氣過濾器、空氣凈化機用途等的 空氣過濾器用濾材及具備其的空氣過濾器。
【背景技術】
[0002] 為了捕獲空氣中的次微米或微米單位的灰塵粒子，而使用空氣過濾器的捕獲技 術。空氣過濾器根據作為其對象的粒徑或捕獲效率的差異，大致分為粗塵用過濾器、中性能 過濾器、高性能過濾器（HEPA過濾器（High Efficiency Particulate Air Filter，高效顆 粒空氣過濾器）、ULPA過濾器（Ultra Low Penetration Air Filter，超低穿透率空氣過濾 器））等。
[0003] 作為空氣過濾器用濾材的主要要求特性，除了捕獲效率以外，還有表示濾材的通 風阻力的壓力損失。為了使濾材的捕獲效率上升，必須增加具有大表面積的細徑纖維的調 配，但同時濾材的壓力損失也會上升。高壓力損失會增加進氣風扇的運轉負載，引起耗電量 的上升，因此就節能與降低運轉成本這兩個觀點來說欠佳。因此，業界要求兼備低壓力損失 與高捕獲效率的空氣過濾器用濾材。作為空氣過濾器用濾材的低壓力損失、高捕獲效率的 級別的指標值，具有由數1式所定義的PF (Power Factor，功率因數）值。該PF值高，表示空 氣過濾器用濾材為低壓力損失、高捕獲效率。此外，透過率[%]= 100 -捕獲效率[% ]。
[0004] [數 1]
[0005]
[0006] 作為提高以玻璃纖維作為主體纖維的空氣過濾器用濾材的PF值的方法，提出了 使含氟樹脂附著在纖維表面的方法（例如參照專利文獻1)、使粘合劑及硅樹脂附著在構成 濾紙的纖維的方法（例如參照專利文獻2)、使粘合劑、氟樹脂及硅樹脂附著在構成濾紙的 纖維的方法（例如參照專利文獻3)。
[0007] 另外，本發明者等人提出了如下技術。（1)使粘合劑與添加在25°C純水中時的最 低表面張力為20dyne/cm以下的氟系界面活性劑附著在構成濾材的玻璃纖維的方法（例如 參照專利文獻4) ; (2)使粘合劑與醚型非離子界面活性劑附著在構成濾材的玻璃纖維的方 法（例如參照專利文獻5) ; (3)對濾材賦予含有作為四級銨鹽的陽離子性界面活性劑的粘 合劑液的方法（例如參照專利文獻6);及（4)使粘合劑與乙炔系界面活性劑附著在構成濾 材的玻璃纖維的方法（例如參照專利文獻7)。通過使用這些方法，而防止因粘合劑皮膜所 導致的微孔堵塞，由此表示能夠使空氣過濾器用濾材高PF值化。
[0008] 現有技術文獻
[0009] 專利文獻
[0010] 專利文獻I :日本專利特公平6-15126號公報
[0011] 專利文獻2 :日本專利特開平2-41499號公報
[0012] 專利文獻3 :日本專利特開平2-175997號公報
[0013] 專利文獻4 :日本專利特開平10-156116號公報
[0014] 專利文獻5 :日本專利特開2006-167491號公報
[0015] 專利文獻6 :日本專利特開2010-94580號公報
[0016] 專利文獻7 :日本專利特開2003-71219號公報
【發明內容】
[0017] [發明要解決的問題]
[0018] 迄今為止，業界進行了使用所述方法的空氣過濾器用濾材的高PF值化，但就節能 的觀點來說，謀求進一步的高PF值化。因此，本發明的課題在于提供一種具有超出以往的 高PF值的空氣過濾器用濾材及具備其的空氣過濾器。
[0019] [解決問題的技術手段]
[0020] 本發明者等人對該問題進行了研究，結果發現，通過對含有玻璃纖維與粘合劑纖 維的濕式不織布賦予氟樹脂與界面活性劑，能夠解決所述問題。即，本發明的空氣過濾器用 濾材的特征在于：包含含有平均纖維直徑小于I ym的玻璃纖維與粘合劑纖維的濕式不織 布，該濕式不織布含有氟樹脂與界面活性劑，且不含粘合劑樹脂或含有相對于所述氟樹脂 為50質量％以下的粘合劑樹脂。
[0021] 本發明的空氣過濾器用濾材中，優選所述濕式不織布還含有主體纖維。能夠對濾 材賦予剛度，而抑制粘合劑纖維收縮。
[0022] 本發明的空氣過濾器用濾材中，優選所述平均纖維直徑小于I ym的玻璃纖維與 所述粘合劑纖維相互均勻地分布。能夠抑制玻璃纖維彼此凝聚的現象，另外提高粒子捕捉 作用。
[0023] 本發明的空氣過濾器用濾材的制造方法的特征在于包括如下步驟：分散步驟，獲 得含有平均纖維直徑小于I ym的玻璃纖維與粘合劑纖維的水性漿料；造紙步驟，將該水性 漿料進行濕式造紙而獲得濕潤狀態的片材；含浸步驟，使該濕潤狀態的片材含浸含有氟樹 脂與界面活性劑且不含粘合劑樹脂或含有相對于所述氟樹脂為50質量％以下的粘合劑樹 脂的水性分散液，而使所述氟樹脂與所述界面活性劑附著在所述平均纖維直徑小于1 μπι 的玻璃纖維與所述粘合劑纖維的表面；及干燥步驟，對含浸了所述水性分散液的濕潤狀態 的片材進行干燥。
[0024] 本發明的空氣過濾器用濾材的制造方法中，優選還含有主體纖維。能夠對濾材賦 予剛度，而抑制粘合劑纖維收縮。
[0025] 本發明的空氣過濾器的特征在于具備本發明的空氣過濾器用濾材。
[0026] [發明的效果]
[0027] 通過使用本發明的方法，能夠提供具有非常高的PF值的空氣過濾器用濾材及具 備其的空氣過濾器。
【具體實施方式】
[0028] 接著，例示實施方式而對本發明進行詳細說明，但本發明并不限定于這些記載而 進行解釋。只要發揮本發明的效果，則實施方式也可以進行各種變化。
[0029] 本實施方式的空氣過濾器用濾材由濕式不織布構成，使用包括以下步驟的濕式造 紙步驟進行制造。（1)分散步驟，使纖維分散在水中而獲得漿料；（2)造紙步驟，將漿料在 網上積層而片材化；（3)含浸步驟，使片材中滲入含有加工材料的含浸液而附著加工材料； (4)干燥步驟，使片材干燥。
[0030] 本實施方式的空氣過濾器用濾材包含平均纖維直徑小于I ym的玻璃纖維（以下 稱為次微米玻璃纖維）。次微米玻璃纖維是在分散步驟中與其他纖維一起分散在水中，并在 造紙步驟中片材化。使用玻璃纖維的主要原因在于以下兩點，玻璃纖維容易獲得對捕獲效 率有所幫助的表面積大的細徑（例如平均纖維直徑小于1 μm)纖維，而且，玻璃纖維因具有 適度的剛直性而能夠維持用于供空氣通過的空隙。平均纖維直徑的算出方法是根據表面積 測定值并通過計算而求出。
[0031] 本實施方式的空氣過濾器用濾材中，使含有次微米玻璃纖維的濕式不織布含有氟 樹脂與界面活性劑。氟樹脂與界面活性劑作為水性分散液，在含浸步驟中被賦予給含有次 微米玻璃纖維的片材。這些作用機制如下般推斷。在僅添加了氟樹脂的情況下，在含浸步驟 后的濕潤狀態下，氟樹脂膠體粒子以親水基朝向外側的形態附著在玻璃纖維表面，但在干 燥步驟中出現排斥力強的氟樹脂表面，由此表現出使玻璃纖維彼此不凝聚而均勻地分散的 效果。然而，雖然被賦予撥水性，但并未發現PF值提高。接著，在僅添加了界面活性劑的情 況下，界面活性劑的親水基附著在玻璃纖維表面而使疏水基朝向外側，由此表現出使玻璃 纖維均勻地分散的效果。而且，雖然發現PF值提高，但該程度可以說并不充分。另一方面， 如果同時含有氟