空气过滤器及其制造方法技术

一种空气过滤器，包含在纤维间形成有多个气孔的无纺布，该多个气孔贯穿包含油雾和粉尘的空气流入的一面和与该一面相对且所述空气流出的另一面之间。在无纺布的纤维表面形成有拒水拒油性膜。拒水拒油性膜包含含氟官能团成分(A)和硅溶胶凝胶(C)，在将硅溶胶凝胶(C)设为100质量％时，以0.01质量％～10质量％的比率包含含氟官能团成分(A)，或者在将拒水拒油性膜设为100质量％时，以1质量％～30质量％的比率包含含氟官能团成分(A)。空气过滤器的透气性为1ml/cm2/秒～30ml/cm2/秒，含氟官能团成分(A)包含下述通式(1)所示的全氟醚结构。C

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空气过滤器及其制造方法


[0001]本专利技术涉及使包含油雾和粉尘的空气得以净化的空气过滤器及其制造方法。更详细而言，涉及在无纺布的纤维表面形成有具有拒油性的拒油性膜的空气过滤器及其制造方法。

技术介绍

[0002]在使用切削液来加工金属产品的切削机或车削机等机床中，由于机械的高速运转而导致切削液飞散，从而产生油雾，同时还产生粉尘。这些油雾和粉尘使作业环境恶化，降低其作业效率。因此，一直以来作为使包含油雾和粉尘的空气得以净化的空气过滤器，提出了一种空气过滤滤材，该空气过滤滤材不仅能够抑制由漂浮在空气中的粉尘引起的堵塞，而且能够抑制由油雾引起的堵塞(例如，专利文献1的权利要求1、说明书第[0006]段、第[0021]段、第[0045]段、第[0053]～[0060]段)。
[0003]该空气过滤滤材包含第一PTFE(聚四氟乙烯)多孔质膜和第二PTFE多孔质膜，气流从空气过滤滤材的第一主面到空气过滤滤材的第二主面按第一PTFE多孔质膜、第二PTFE多孔质膜的顺序穿过。第一PTFE多孔质膜的厚度在4～40μm的范围内，第一PTFE多孔质膜的比表面积为0.5m2/g以下，第二PTFE多孔质膜的比表面积大于第一PTFE多孔质膜的比表面积，在1.5～10m2/g以下的范围内。
[0004]关于第一及第二PTFE多孔质膜，分别将加入PTFE微粉和液体润滑剂而成的混合物成型为片状成型体。第一PTFE多孔质膜通过如下方法来制造：将片状成型体在PTFE的熔点(327℃)以上的温度下且以50倍以上的倍率在纵向(MD)方向上进行加热并拉伸，接着在横向(TD)方向上在130～400℃的温度下，以成为拉伸前的长度的5～8倍的方式进行加热并拉伸。第二PTFE多孔质膜通过如下方法来制造：将PTFE的片状成型体在低于PTFE的熔点的温度(270～290℃)下且以15～40倍的倍率在MD方向上进行加热并拉伸，接着在TD方向上进一步在120～130℃的温度下，以成为拉伸前的长度的15～40倍方式，以与MD方向拉伸时相同的倍率进行加热并拉伸。
[0005]专利文献1：日本专利公开2018
‑
51546号公报
[0006]在专利文献1所公开的空气过滤滤材中，将第一PTFE多孔质膜与第二PTFE多孔质膜相比较，通过提高拉伸温度且加大拉伸倍率来制造，从而将第一PTFE多孔质膜的比表面积减小且为0.5m2/g以下，由此捕集大粒径的粉尘和油雾。另一方面，将第二PTFE多孔质膜的比表面积增大且为1.5～10m2/g，由此捕集小粒径的粉尘和油雾。
[0007]然而，在专利文献1所公开的空气过滤滤材中，即使利用第一及第二PTFE多孔质膜来捕集粒径不同的粉尘和油雾，也由于PTFE多孔质膜容易产生静电，并且难以去除产生的静电，因此不容易加工成过滤器形状。另外，由于拒水性比拒油性高，因此包含在大气中的水分有时会堵塞PTFE多孔质膜，粉尘容易附着到该多孔质膜。因此，如果继续使用空气过滤滤材，则存在油雾持续残留在空气过滤滤材的内部而容易堵塞空气过滤滤材的问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种使包含油雾和粉尘的空气得以净化并抑制堵塞的空气过滤器。本专利技术的另一目的在于提供一种简便地制造使包含油雾和粉尘的空气得以净化并抑制堵塞的空气过滤器的方法。
[0009]本专利技术的第一观点为一种空气过滤器，包含在纤维间形成有多个气孔的无纺布，所述多个气孔贯穿包含油雾和粉尘的空气流入的一面和与该一面相对且所述空气流出的另一面之间，在所述无纺布的纤维表面形成有拒水拒油性膜，所述拒水拒油性膜包含含氟官能团成分A和硅溶胶凝胶C，在将所述硅溶胶凝胶C设为100质量％时(以下，有时还称为“在硅溶胶凝胶C中”)，以0.01质量％～10质量％的比率包含所述含氟官能团成分A，或者在将所述拒水拒油性膜设为100质量％时，以1质量％～30质量％的比率包含所述含氟官能团成分A，所述空气过滤器的透气性为1ml/cm2/秒～30ml/cm2/秒，所述含氟官能团成分A包含下述通式(1)或式(2)所示的全氟醚结构。
[0010]C
p
F
2p+1
‑
O
‑
C
q
F
2q
‑
O
‑
C
r
F
2r
‑
X
‑
Y
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(1)
[0011]C
p
F
2p+1
‑
O
‑
C
q
F
2q
‑
X
‑
Y
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(2)
[0012]在上述式(1)和上述式(2)中，p、q和r各自为相同或相互不同的1～6的整数，所述全氟醚结构可以为直链状或支链状。此外，在上述式(1)和上述式(2)中，X是碳原子数2～10的烃基，可以包含选自醚键、CO
‑
NH键、O
‑
CO
‑
NH键和磺酰胺键中的一种以上的键。进一步，在上述式(1)和上述式(2)中，Y是硅烷的水解物或硅溶胶凝胶的主成分。
[0013]本专利技术的第二观点是基于第一观点的专利技术，所述拒水拒油性膜包含键合有所述氟系官能团成分A的平均粒径2nm～90nm的金属氧化物粒子B和硅溶胶凝胶C，在将所述拒水拒油性膜设为100质量％时，合计以5质量％～80质量％的比率包含所述氟系官能团成分A和所述金属氧化物粒子B，所述氟系官能团成分A与所述金属氧化物粒子B的质量比A/B在0.05～0.80的范围内。
[0014]本专利技术的第三观点是基于第一观点的专利技术，所述氟系官能团成分A具有键合于平均粒径2nm～90nm的金属氧化物粒子B的含氟官能团成分A1和包含在所述硅溶胶凝胶C中的含氟官能团成分A2，在将所述拒水拒油性膜设为100质量％时，所述第一氟官能团成分A1和所述第二氟官能团成分A2的合计含有比率为1质量％～30质量％，所述硅溶胶凝胶C与所述金属氧化物粒子B的质量比C:B在10:90～90:10的范围内。
[0015]本专利技术的第四观点是基于第二观点或第三观点的专利技术，所述金属氧化物粒子B是选自Si、Al、Mg、Ca、Ti、Zn和Zr中的一种或两种金属的氧化物粒子。
[0016]本专利技术的第五观点是基于第三观点的专利技术，所述第一氟官能团成分A1的含有比率以质量比计为所述第二氟官能团成分A2的含有比率以上。
[0017]本专利技术的第六观点是基于第一观点的专利技术，在将所述硅溶胶凝胶C设为100质量％时，所述硅溶胶凝胶C进一步包含0.5质量％～20质量％的碳原子数2～7的亚烷基成分。
[0018]本专利技术的第七观点是基于第一观点的专利技术，所述无纺布由单层构成或者由多层的层叠体构成。
[0019]本专利技术的第八观点是基于第一观点的专利技术，构成所述无纺布的纤维是选自聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种空气过滤器，包含在纤维间形成有多个气孔的无纺布，所述多个气孔贯穿包含油雾和粉尘的空气流入的一面和与该一面相对且所述空气流出的另一面之间，在所述无纺布的纤维表面形成有拒水拒油性膜，所述拒水拒油性膜包含含氟官能团成分A和硅溶胶凝胶C，在将所述硅溶胶凝胶C设为100质量％时，以0.01质量％～10质量％的比率包含所述含氟官能团成分A，或者在将所述拒水拒油性膜设为100质量％时，以1质量％～30质量％的比率包含所述含氟官能团成分A，所述空气过滤器的透气性为1ml/cm2/秒～30ml/cm2/秒，所述含氟官能团成分A包含下述通式(1)或式(2)所示的全氟醚结构，C
p
F
2p+1
‑
O
‑
C
q
F
2q
‑
O
‑
C
r
F
2r
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X
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(1)C
p
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2p+1
‑
O
‑
C
q
F
2q
‑
X
‑
Y
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(2)在上述式(1)和上述式(2)中，p、q和r各自为相同或相互不同的1～6的整数，所述全氟醚结构为直链状或支链状，此外，在上述式(1)和上述式(2)中，X是碳原子数2～10的烃基，包含选自醚键、CO
‑
NH键、O
‑
CO
‑
NH键和磺酰胺键中的一种以上的键，进一步，在上述式(1)和上述式(2)中，Y是硅烷的水解物或硅溶胶凝胶的主成分。2.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中，所述拒水拒油性膜包含键合有所述氟系官能团成分A的平均粒径2nm～90nm的金属氧化物粒子B和硅溶胶凝胶C，在将所述拒水拒油性膜设为100质量％时，合计以5质量％～80质量％的比率包含所述氟系官能团成分A和所述金属氧化物粒子B，所述氟系官能团成分A与所述金属氧化物粒子B的质量比A/B在0.05～0.80的范围内。3.根据权利要求1所述的空气过滤器，其中，所述氟系官能团成分A具有键合于平均粒径2nm～90nm的金属氧化物粒子B的含氟官能团成分A1和包含在所述硅溶胶凝胶C中的含氟官能团成分A2，在将所述拒水拒油性膜设为100质量％时，所述第一氟官能团成分A1和所述第二氟官能团成分A2的合计含有比率为1质量％～30质量％，所述硅溶胶凝胶C与所述金属氧化物粒子B的质量比C:B在10:90～90:10的范围内。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：白石真也，渡边久实，
申请(专利权)人：三菱材料电子化成株式会社，
类型：发明
国别省市：