[發明專利]空氣過濾器用過濾材料以及空氣過濾器

有效

• 申請號: 200880106108.1
• 申請日: 2008-03-31
• 公開（公告）號: CN101795747A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 包理;小林誠;林嗣郎;金鎮喆;新沼仁
• 申請（專利權）人: 日本無機株式會社
• 主分類號: B01D39/16
• 分類號: B01D39/16;B01D46/52
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及一種使用了納米纖維制過濾材料的空氣過濾器用過濾材料以及高風量低壓損型的高性能空氣過濾器。?

背景技術

空氣過濾器用過濾材料的高性能化是同時達到高效率和低壓損。納米纖維由纖維直徑不到1μm(50～800nm)的纖維構成，其特征是細纖維多、纖維直徑整齊。通常纖維直徑越細，1根1根的纖維越能有效地捕集顆粒，并且所受到的阻力也越小。也就是說，效率變高，并且壓損變低。此外，由于還具有因極細纖維表面上的中間流、所謂的“滑流”而帶來的壓損降低效果，因此認為納米纖維有望實現過濾材料的高性能化。?

此外，當將半導體的布線間隔減少至納米規格，則半導體制造工廠、半導體處理工廠等中被清理的顆粒也變為納米規格，通過空氣過濾器捕集這樣的納米顆粒時，過濾材料使用納米纖維更為有效。?

作為納米纖維的制造方法，有稱為靜電紡絲法(electro-spinning法)的方法。詳細而言，已知的是通過對聚合物溶液施加正的高電壓，并將其噴射到帶負電的靶材上，由此來制造納米纖維的方法，還研究了利用該納米纖維來制造高性能空氣過濾器用的過濾材料(參照非專利文獻1)。?

然而，納米纖維經由靜電紡絲法集棉后的過濾材料，通過極細纖維致密地互相纏繞而使得纖維填充率變高，且像膜濾器過濾材料那樣具有表面過濾起主導作用的內部結構，雖然能夠高效地將顆粒除去，但由于壓力損失變高等原因而沒有達到實?用化。此外，還指出了由于過濾材料結構上存在氣流的竄氣等纖維填充不均勻，因此過濾材料內部的纖維、特別是細纖維未能被有效地使用，對于顆粒捕集也未能更有效地發揮作用等問題。因此，若降低纖維填充率，以改善纖維填充的不均勻性，則能夠優化成深層過濾起主導作用的內部結構，能夠實現更高性能化。?

另一方面，作為能夠高效地除去納米顆粒的低壓損的過濾材料，提出了將大量納米纖維和大量骨架顆粒以規定的比率混合而制成多孔性壓縮層(參照專利文獻1)。?

然而，在利用使很多納米纖維和很多骨架顆粒以規定的比率分散于水等溶劑中、再從該混合物分散溶液中除去溶劑而制得的多孔性壓縮層作為過濾材料時，存在如下問題。即，由于納米纖維和骨架顆粒作為不同構件而混合，若利用干式法(不介于溶劑而在空氣中混合的方法)作為混合方法，則由于混合時的不均勻的原因，在集棉后的干式無紡布層中由纖維之間、或者由纖維和顆粒之間形成的空隙的分布出現不均。此外，若利用通常的抄漿作為混合方法，則由于顆粒的沉降，顆粒向集棉網側的表面偏移，整體上沒有均勻分散，因此抄漿后的濕式無紡布層中由纖維和顆粒形成的空隙的分布出現不均。?

因此，作為空氣過濾器的性能，使用納米纖維制的過濾材料、且例如將處理風量70m³/min時的初期壓損恒定地抑制在305Pa以下、將處理風量50m³/min時的初期壓損恒定地抑制在220Pa以下是困難的，從節能性等觀點出發，這樣大的高風量時的初期壓損對實用上獲得充分的優勢構成了阻礙，很難實現高風量低壓損型的高性能的空氣過濾器的產品化。?

非專利文獻1：“采用了靜電紡絲法的納米纖維過濾器的制作及其性能評價”(靜電紡糸法を用いたナノフアイバ一フイル?タの作製及びその性能評価)(日本氣溶膠學會第24次氣溶膠科學·技術研討會論文集2007年8月9日發行)?

專利文獻1：日本特表2000-507382號公報?

發明內容

發明要解決的問題

因此，本發明的課題在于提供一種使用納米纖維制的過濾材料、且高風量低壓損型的高性能的空氣過濾器。?

用于解決問題的方案

為了解決上述問題，如權利要求1所述，本發明的空氣過濾器用過濾材料的特征在于，由下述納米纖維過濾材料構成，所述納米纖維過濾材料，在過濾材料通過風速為5.3cm/s時，捕集對象粒徑0.3μm的性能指標為0.040(1/Pa)以上，捕集對象粒徑0.1μm的性能指標為0.030(1/Pa)以上，捕集對象粒徑0.05μm的性能指標為0.050(1/Pa)以上。?

此外，權利要求2所述的空氣過濾器用過濾材料的特征在于，在權利要求1所述的空氣過濾器用過濾材料中，捕集對象粒徑0.3μm的性能指標為0.060(1/Pa)以上，捕集對象粒徑0.1μm的性能指標為0.040(1/Pa)以上，捕集對象粒徑0.05μm的性能指標為0.070(1/Pa)以上。?