过滤器用滤材和过滤器芯制造技术

提供过滤器用滤材和使用其的过滤器芯，所述过滤器用滤材具有片状叠层体，所述片状叠层体层叠有通过静电纺丝法制造的、由平均纤维直径为１０ｎｍ～１０００ｎｍ的超极细纤维的集合体的超极细纤维集合体层与由无纺布或织造布形成的基材，所述无纺布或织造布由平均纤维直径为１μｍ以上的纤维构成，上述过滤器用滤材全部满足多个特定的条件，兼有以高的精度捕集、分离微米级的微粒的能力，且压力损失低，过滤寿命长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于高精度地除去或分离气体或液体中含有的微米级的微小粒子等的过滤器用滤材，进而详细地，涉及压力损失低、过滤寿命长、处理能力优异的过滤器用滤材和使用其的过滤器芯。
技术介绍
人们一直在研究将无纺布用于过滤器用滤材(专利文献1 )。但是，存在有下述这种矛盾的问题，即，如果提高使用无纺布的过滤器用滤材的过滤精度，则压力损失变高，过滤寿命变短，另外如果试图降低压力损失，则过滤精度降低。S卩，无纺布状的过滤器滤材的过滤性能依赖于纤维直径或纤维直径分布，因此对于利用熔喷(MB)、纺粘(SB)这样的方法得到的纤维，由于纤维直径为Ιμπι以上且纤度不均也多，因而难以得到捕集需要进行精滤、超滤的微米粒径级别的粒子的性能。进一步地，为了提高过滤精度，需要利用压延处理等提高纤维密度，因此存在上述列举的问题。另外，对于玻璃纤维的情况，可以得到由具有Iym以下的直径的纤维构成的片状的滤材，该滤材表现出高效率的捕集性能，但由于上述片材中含有粘合剂成分，因此存在根据过滤器的使用条件而产生溶出物的问题。另外，还有易于产生纤维的脱落的问题。另一方面，也有如微孔直径的标准偏差为0. 1 μ m以下的非常精密的过滤膜这样的、具有非常高的过滤精度的膜(专利文献2、3)。但是，这些膜状过滤器与无纺布状的过滤器相比，存在堵塞快，过滤寿命短这样的问题。专利文献1日本特许第34494 号说明书专利文献2国际公开第2002/064240号小册子专利文献3日本特开2008 - 229612号公报。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供过滤器用滤材和使用其的过滤器芯，所述过滤器用滤材对目前使用了无纺布的滤材的不足的部分、和膜滤材的不足部分进行了改良，兼有以高的精度捕集和分离微米级的微粒的能力，且压力损失低，过滤寿命长。本专利技术人对于开发压力损失低、寿命长，同时对于微米级的微粒具有高的捕集性能的过滤器用滤材进行了努力研究，结果发现将由静电纺丝法得到的平均纤维直径为 10 IOOOnm的纳米纤维层叠在由1 μ m以上的纤维构成的基材上而得到的过滤器用滤材兼有高捕集性和高通液性，可以制造目前为止无法预测的高性能的滤材。S卩，本专利技术是< 1 >过滤器用滤材，其具有片状叠层体，所述片状叠层体层叠有通过静电纺丝法制造的、由平均纤维直径为IOnm IOOOnm的超极细纤维的集合体形成的超极细纤维集合体层与由无纺布或织造布形成的基材，所述无纺布或织造布由平均纤维直径为Iym以上的纤维构成，所述过滤器用滤材满足以下(1) (5)的所有条件，(1)上述超极细纤维集合体层的单位面积重量为0.lg/m2 10g/m2，(2)上述超极细纤维为连续长纤维，(3)上述超极细纤维集合体层的平均孔径为0.01 μ m 5 μ m，(4)在根据JISK 7114的耐化学试剂性评价中，上述超极细纤维和纤维的质量减少为3质量％以下，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、 甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1，4-二 烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％ 硫酸水溶液，(5)上述超极细纤维和纤维的熔融温度为200°C 450°C。< 2 >根据< 1 >所述的过滤器用滤材，其中，上述超极细纤维和纤维的至少一方是聚酯系纤维和聚酰胺系纤维的任意一者。< 3 >根据< 2 >所述的过滤器用滤材，其中，上述聚酰胺系纤维通过全部成分的 60摩尔％以上是芳香族二羧酸的二羧酸成分、与全部成分的60摩尔％以上是碳原子数为 6 12的脂肪族亚烷基二胺的二胺成分的缩聚得到。< 4 >过滤器芯，其至少一部分含有如< 1 > < 3 >中任一项所述的过滤器用滤材。< 5 >根据< 1 > < 3 >中任一项所述的过滤器用滤材的制造方法，其具有下述工序使聚合物溶解在溶剂中或使聚合物熔融来调制纺丝原液的纺丝原液调制工序，和使用上述纺丝原液利用静电纺丝法在基材上层叠超极细纤维集合体层的叠层工序。根据本专利技术，能够得到可高效捕集微米级的微粒的过滤器用滤材。另外，利用静电纺丝法得到的超极细纤维集合体层由于具有非常均一且微细的微孔分布，因此能够得到可高精度、选择性地分离微米级微粒的过滤器用滤材。进一步地，对于利用静电纺丝法得到的超极细纤维集合体层，由于没有积极地实施利用空气等进行的加压、利用吸引进行的减压，仅将高电压作为驱动力，因而还保持高的空隙率，能够适用作高寿命的滤材。附图说明图1是表示本实施方式的过滤器用滤材的构成的一例的截面示意图。图2是表示本实施方式的过滤器用滤材的构成的其它一例的截面示意图。图3表示制造本实施方式的过滤器用滤材中的超极细纤维集合体层的装置的一例的结构示意图。具体实施例方式以下，通过实施方式来说明本专利技术。<过滤器用滤材和其制造方法>本实施方式的过滤器用滤材具有片状叠层体，所述片状叠层体层叠有通过静电纺丝法制造的、由平均纤维直径为IOnm IOOOnm的超极细纤维的集合体形成的超极细纤维集合体层与由无纺布或织造布形成的基材，所述无纺布或织造布由平均纤维直径为Iym以上的纤维构成。构成上述超极细纤维集合体层(以下有时简称为“集合体层”)的超极细纤维的平均纤维直径为IOnm lOOOnm。当平均纤维直径比IOOOnm大时，极细化不充分，纤维表面积降低，作为过滤器的捕集效率显著下降。另外，当平均纤维直径比IOnm小时，加工性降低， 难以进行稳定的生产。当考虑到捕集效率和生产率这两者时，优选上述平均纤维直径为40nm 800nm， 更优选为80nm 500nm。并且，本实施方式的集合体层只要是包括超极细纤维集合而成的形态即可，没有特别地限定，也包括没有形成完全的层的情况。例如可以是无纺布的形态，还含有纤维的集合密度部分不均勻的半无纺布状态的集合体层等。另一方面，构成作为无纺布或织造物的基材的纤维的平均纤维直径为Iym以上。 当平均纤维直径小于1 μ m时，不仅下述片材的拉伸强度低，加工成过滤器时的加工性变差，而且作为过滤器的耐久性也变差。优选作为过滤器的捕集性能由利用超极细纤维构成的集合体层来确保，过滤器的加工性或耐久性由基材来确保。构成基材的纤维的平均纤维直径优选为1 μ m 50 μ m，更优选为1 μ m 30 μ m。上述超极细纤维集合体层的单位面积重量为0. lg/m2 10g/m2。当集合体层的单位面积重量小于0. lg/m2时，难以有效地捕集微粒，如果比10g/m2大，则加工性、生产率变差。该单位面积重量优选为0. 2g/m2 8g/m2，更优选0. 5g/m2 5g/m2。另外，构成上述集合体层的超极细纤维需要是连续长纤维。对于由短纤维形成的无纺布等，有纤维脱落的可能性，因此作为过滤器用滤材不是优选的。另外，在本实施方式中，当仅仅为上述集合体层时，纤维直径细，不能得到充分的强度，因此使其与由平均纤维直径为1 μ m以上的无纺布或织造布形成的基材进行层叠来使用。并且，上述连续长纤维是指长度为IOcm以上的纤维。进一步地，对于本实施方式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．过滤器用滤材，其具有片状叠层体，所述片状叠层体层叠有通过静电纺丝法制造的、由平均纤维直径为１０ｎｍ～１０００ｎｍ的超极细纤维的集合体形成的超极细纤维集合体层与由无纺布或织造布形成的基材，所述无纺布或织造布由平均纤维直径为１μｍ以上的纤维构成，所述过滤器用滤材满足以下（１）～（５）的所有条件，（１）上述超极细纤维集合体层的单位面积重量为０．１ｇ／ｍ２～１０ｇ／ｍ２，（２）上述超极细纤维为连续长纤维，（３）上述超极细纤维集合体层的平均孔径为０．０１μｍ～５μｍ，（４）在根据ＪＩＳ　Ｋ　７１１４的耐化学试剂性评价中，上述超极细纤维和纤维的质量减少为３质量％以下，所述根据ＪＩＳ　Ｋ　７１１４的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、１，４－二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、１０质量％氢氧化钠水溶液和１０质量％硫酸水溶液，（５）上述超极细纤维和纤维的熔融温度为２００℃～４５０℃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：细谷敬能，
申请(专利权)人：可乐丽股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP