エアーフィルター用補強材
【課題】低圧力損失で、目開き・通気性の均一性が良く、高剛性の水濡れに強いエアーフィルター用補強材を提供する。
【解決手段】エアレイドウェブ（Ａ）に、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させてなるエアーフィルター用補強材、特に、エアレイドウェブ（Ａ）は、ビニロン繊維が５〜９０重量％、熱融着繊維が０〜５０重量％、ポリエステル繊維が０〜５０重量％及びパルプが０〜３０重量％からなる繊維から、エアレイド法で形成されることを特徴とする、また、水溶性樹脂（Ｂ）は、アクリル系樹脂、スチレンアクリル酸共重合体、スチレンマレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール系樹脂、ウレタン系樹脂又はエポキシ系樹脂から選ばれる樹脂であって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３０℃以上であることを特徴とするエアーフィルター用補強材などを提供した。
【解決手段】エアレイドウェブ（Ａ）に、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させてなるエアーフィルター用補強材、特に、エアレイドウェブ（Ａ）は、ビニロン繊維が５〜９０重量％、熱融着繊維が０〜５０重量％、ポリエステル繊維が０〜５０重量％及びパルプが０〜３０重量％からなる繊維から、エアレイド法で形成されることを特徴とする、また、水溶性樹脂（Ｂ）は、アクリル系樹脂、スチレンアクリル酸共重合体、スチレンマレイン酸共重合体、ポリビニルアルコール系樹脂、ウレタン系樹脂又はエポキシ系樹脂から選ばれる樹脂であって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３０℃以上であることを特徴とするエアーフィルター用補強材などを提供した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアーフィルター用補強材に関し、より詳細には、エアーフィルターを補強するために用いられる補強材であって、高剛性、目開き・通気性が均一で、耐水性に優れたエアーフィルター用補強材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エアーフィルター材本体として、ポリプロピレン極細繊維等の各種極細繊維が集積されてなるメルトブロー不織布などが用いられている。このメルトブロー不織布製エアーフィルター材本体は、極細繊維で構成されているため、強度や剛性が低い。
したがって、この本体を補強するために、高強度及び高剛性の補強材を、エアーフィルター材本体に貼り合せることが行われている。
【０００３】
高強度及び高剛性の補強材としては、ネット、編織物又は不織布等が用いられている。その中でも、不織布は、ネットや編織物に比べて、比較的細かな間隙を持っていると共に、通気性にも優れているため、プレフィルター材としても、機能し得るものである。
したがって、エアーフィルター用補強材として、スパンボンド不織布、バインダーボンド不織布、ファイバーボンド不織布等の各種の不織布が用いられ、特に、乾式不織布が主に使用されている。
【０００４】
ところが、乾式不織布では、製法上、目開き・通気性について、均一性を確保することができないという問題がある。一方、湿式不織布では、均一性はよいものの、水濡れに弱い問題があり、後加工等で、機能薬剤を付与する場合、加工時に破れるなどの問題がある。
また、補強材としての不織布は、難燃性を付与するために、難燃剤を含有する構成繊維よりなるものが用いられたり、あるいは、不織布に後加工で、難燃剤を添着させたものを用いることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
さらに、補強材の薄さ、硬さ特性を維持しつつ、低圧力損失と高寿命とを達成し得るフィルター補強用不織布を提供するために、繊維直径２５〜５０μｍの熱可塑性繊維からなる不織布であって、不織布の厚さ１ｍｍ当たりの圧力損失が風速１０ｃｍ／ｓのもとで０．８ｍｍＡｑ以下であることを特徴とするものが提案されている（特許文献２参照。）。
また、近年では、難燃性に優れるエアーフィルター材用補強材を提供するために、鞘部が低融点重合体で、芯部が高融点重合体で形成されている芯鞘型複合短繊維を構成繊維とする短繊維不織布よりなるエアーフィルター材用補強材であって、該短繊維不織布中に該低融点重合体は３０質量％以上含有されており、かつ、該芯鞘型複合短繊維相互間は絡合されていると共に、該低融点重合体の融着によって結合されていることを特徴とするものが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
しかしながら、上記提案されたものは、性能は向上しているものの、未だ十分でなく、低圧力損失で、目開き・通気性の均一性が良く、高剛性の水濡れに強いエアーフィルター用補強材が強く要望されているのが、実状である。
【特許文献１】特開平８−２８１０３０号公報
【特許文献２】特開平８−２７６１１１号公報
【特許文献３】特開２００６−２３３３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、低圧力損失で、目開き・通気性の均一性が良く、高剛性の水濡れに強いエアーフィルター用補強材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、エアレイド不織布に注目し、エアレイド不織布は、目開き・通気性の均一性はよいものの柔らかいという欠点がある。その対策として、ビニロン繊維を主成分とする特定の混合繊維からなるエアレイド不織布に接着樹脂を付与することにより、低圧損で目開き・通気性が均一、高剛性で水濡れに強い補強材が得られることを見出し、これらの知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、エアレイドウェブ（Ａ）に、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させてなるエアーフィルター用補強材が提供される。
【０００８】
本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、エアレイドウェブ（Ａ）は、ビニロン繊維が５〜９０重量％、熱融着繊維が０〜５０重量％、ポリエステル繊維が０〜５０重量％及びパルプが０〜３０重量％からなる混合繊維から、エアレイド法で形成されることを特徴とするエアーフィルター用補強材が提供される。
また、本発明の第３の発明によれば、第１又は２の発明において、水溶性樹脂（Ｂ）は、アクリル系樹脂、スチレンアクリル酸共重合体、スチレンマレイン酸共重合体、スチレンブタジエン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール系樹脂、ウレタン系樹脂又はエポキシ系樹脂から選ばれる樹脂であって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３０℃以上であることを特徴とするエアーフィルター用補強材が提供される。
さらに、本発明の第４の発明によれば、第１〜３のいずれかの発明において、水溶性樹脂（Ｂ）は、架橋成分を含有することを特徴とするエアーフィルター用補強材が提供される。
【０００９】
本発明の第５の発明によれば、第１〜４のいずれかの発明において、エアレイドウェブ（Ａ）と水溶性樹脂（Ｂ）の重量比率（Ａ：Ｂ）は、３０：７０〜８０：２０であることを特徴とするエアーフィルター用補強材が提供される。
また、本発明の第６の発明によれば、第１〜５のいずれかの発明において、水溶性樹脂（Ｂ）には、さらに、水溶性樹脂成分１００重量部に対して、非ハロゲン難燃剤を３０〜１５０重量部含有することを特徴とするエアーフィルター用補強材が提供される。
【００１０】
一方、本発明の第７の発明によれば、エアーフィルター材本体に、第１〜６のいずれかの発明に係るエアーフィルター用補強材を貼り合せてなるエアーフィルター材が提供される。
また、本発明の第８の発明によれば、第７の発明において、エアーフィルター材本体は、メルトブローン不織布、スパンボンド不織布又は短繊維不織布から選ばれる不織布であることを特徴とするエアーフィルター材が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のエアーフィルター用補強材は、上述のような構成により、低圧力損失で、目開き・通気性の均一性が良く、高剛性であって、耐水性に優れるという効果を発揮する。そのため、自動車用エアーフィルターなどに好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のエアーフィルター用補強材は、エアレイドウェブ（Ａ）に、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させてなるものである。
以下に項目毎に詳細に説明する。
【００１３】
１．エアレイドウェブ（Ａ）
本発明に係るエアレイドウェブ（Ａ）は、エアレイド不織布製造法によって形成される。すなわち、例えば、多孔質ネットコンベアー上に位置する単台または多数台の噴き出し部から、通常、繊維長１〜１０ｍｍの非親水性熱可塑性合成繊維を噴出し、ネットコンベアー下面に配置した空気サクション部で吸引しながらネットコンベアー上に繊維層（ウェブ）を形成する。
このとき、好ましくは、上層側（流体流入側）より下層側（流体流出側）にかけて、太い繊維の層から細い繊維の層となるように、順次積層し、この積層された繊維層を熱オーブンに搬入し、熱風で繊維間を結合し、不織布として一体化させる。繊維量、噴き出し条件、空気サクション条件、熱風条件などによって、所定の密度、厚さに仕上げることができる。熱オーブンにより、熱接着する際の温度は、用いる非親水性熱可塑性合成繊維や熱接着性短繊維の種類や、全体の目付により適宜選択されるが、通常、１２０〜２００℃、さらに好ましくは１３０〜１８０℃である。
【００１４】
本発明において、エアレイドウェブ（Ａ）の作製に用いられる繊維は、ビニロン繊維が５〜９０重量％、熱融着繊維が０〜５０重量％、ポリエステル繊維が０〜５０重量％及びパルプが０〜３０重量％からなるものが好ましい。
また、繊維長は、１〜３０ｍｍが好ましい。
【００１５】
上記ビニロン繊維としては、特に限定されず、通常、入手可能な、いかなるものも使用することができる。また、ビニロン繊維の繊度は、３〜１００ｄｔｅｘであり、好ましくは４〜５０ｄｔｅｘ、さらに好ましくは１０〜３０ｄｔｅｘである。繊度が３ｄｔｅｘ未満の場合、不織布密度が上昇して、通気抵抗が高くなり、フィルター用途としては不適となり、一方、繊度が１００ｄｔｅｘを超えると、空隙が大きくなり、好ましくない。
エアレイドウェブ（Ａ）の作製に用いられる繊維において、ビニロン繊維の混率は、５〜９０重量％であり、好ましくは２０〜８５重量％である。ビニロン繊維が５重量％より少なくなると、水溶性樹脂（Ｂ）が均一に付着しないため、剛性が低くなり、一方、９０重量％を超えると、エアレイドウェブ作製時均一な分散が出来ないため、当該フィルター用途には不適となり、好ましくない。
【００１６】
上記熱融着繊維としては、繊度が１．７〜２０ｄｔｅｘであれば、特に限定されない。通常、不織布を構成する繊維材料として用いられている、芯：ポリエステル／鞘：ポリエステル共重合の芯鞘繊維、芯：ポリエステル／鞘：ポリエチレンまたはポリプロピレン等の芯鞘繊維、芯：ポリプロピレン／鞘：ポリエチレンの芯鞘繊維が好ましい。
熱融着繊維の繊度が１．７〜２０ｄｔｅｘであり、好ましくは４〜１５ｄｔｅｘである。繊度が１．７ｄｔｅｘ未満の場合、不織布密度が上昇して、通気抵抗が高くなり、フィルター用途としては不適となり、一方、繊度が２０ｄｔｅｘを超えると、空隙が大きくなり、好ましくない。
また、エアレイドウェブ（Ａ）の作製に用いられる繊維において、上記熱融着繊維の混率は、０〜５０重量％であり、好ましくは５〜５０重量％である。熱融着繊維を５０重量％超えて含有すると、熱による融着部分が過大になり、水溶性樹脂（Ｂ）を加工しても、厚みが薄くならず、その結果、構造圧損が増大し、フィルター用途には不適となり、好ましくない。
【００１７】
上記ポリエステル繊維としては、繊度が１．７〜３３ｄｔｅｘであれば、特に限定されず、通常、不織布を構成する繊維材料として用いられるポリエステルであればよく、例えば、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートであるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、主たる繰り返し単位がブチレンテレフタレートであるポリブチレンテレフタレ−トや、主たる繰り返し単位がトリメチレンテレフタレートであるポリトリメチレンテレフタレートを主体とする繊維、酸成分としてイソフタル酸等を共重合した低融点ポリエステル繊維、又はハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステル繊維などが挙げられる。
また、エアレイドウェブ（Ａ）の作製に用いられる繊維において、ポリエステル繊維の混率は、０〜５０重量％であり、好ましくは５〜５０重量％である。ポリエステル繊維の混率が５０重量％を超えると、水溶性樹脂が均一に付着しないため、剛性が低くなり、当該フィルター用途には不適となり、好ましくない。
【００１８】
上記パルプとしては、例えば、木材パルプ、ケナフパルプ、バガスパルプ、リンターパルプ等いずれかの原料から得られたものが挙げられる。また、原料を機械的に処理した機械パルプ、化学的に処理した化学パルプ、両方を併用して得られるセミケミカルパルプ等の分類に属するものであっても良い。
また、エアレイドウェブ（Ａ）の作製に用いられる繊維において、パルプの混率は、０〜３０重量％であり、好ましくは５〜３０重量％である。パルプの混率が３０％を超えると、耐水性が低下し、水濡れに弱くなり、後加工等で機能薬剤を付与する場合、加工時に破れる可能性がある。
【００１９】
２．水溶性樹脂（Ｂ）
繊維ウェブであるエアレイドウェブ（Ａ）は、水溶性接着剤、すなわち水溶性樹脂（Ｂ）により、硬仕上げされており、その水溶性樹脂（Ｂ）のガラス転移温度（Ｔｇ）は３０℃以上が好ましい。
水溶性樹脂（Ｂ）としては、アクリル系樹脂、スチレンアクリル酸共重合体、スチレンマレイン酸共重合体、スチレンブタジエン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール系樹脂、ウレタン系樹脂又はエポキシ系樹脂から選ばれる樹脂が挙げられる。
尚、本発明では、水溶性樹脂とは、ポリビニルアルコール系樹脂などの水に溶解する樹脂成分と、アクリル系樹脂エマルジョンなどのエマルジョンタイプの樹脂成分との、両方を意味するものとする。
また、水溶性樹脂（Ｂ）は、耐水性を確保するため、自己架橋性樹脂が好ましい。
さらに、水溶性樹脂（Ｂ）には、架橋剤を添加し、耐水性を上げることが望ましい。
【００２０】
水溶性樹脂（Ｂ）には、必要に応じて、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルエーテルコポリマー、ポリアクリル酸エステルコポリマー、ポリウレタン、ネオプレン、スチレンブタジエンコポリマー、シリコーン樹脂、ポリアミノ酸、ポリアミノ酸ポリウレタンコポリマーなどの合成樹脂または天然高分子樹脂を混合してもよく、さらに、必要によっては、顔料、染料、架橋剤、充填剤、可塑剤、各種安定剤などを添加してもよい。
【００２１】
水溶性樹脂（Ｂ）は、好ましくは乾燥後の皮膜のガラス移転温度（Ｔｇ）が３０℃以上である。ガラス転移温度は４０℃以上であるのがより好ましい。ガラス転移温度が３０℃未満であると、剛性が不十分で、成形後の加熱などによって、得られる成形体が変形するおそれがある。一方、上記の水溶性樹脂（Ｂ）のガラス転移温度（Ｔｇ）は、８０℃未満である必要があり、７０℃以下であるのが好ましい。ガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上であると、バインダーとして用いた場合の造膜性が不足し、均一なバインダー効果が得られないことがある。
【００２２】
また、水溶性樹脂（Ｂ）は、前記したように、自己架橋性でも良いが、架橋成分を添加すると、架橋密度があがり剛性が向上し、加えて耐水性が向上するので、さらに好ましい。
添加できる架橋成分としては、金属系架橋剤、エポキシ系架橋剤、ウレタン系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、不飽和カルボン酸系架橋剤、グリオキザザール系架橋剤、イミダゾール系架橋剤、エチレンイミン系架橋剤、ヒドラジン系架橋剤、又はシロキサン系架橋剤より選ばれる少なくとも１種類からなる架橋剤が挙げられる。
上記の架橋剤を加えることで、本発明に係る水溶性樹脂（Ｂ）は、接着力が高まるとともに、それを用いて製造された不織布などの製品は、折り曲げ加工したときに形状保持性をさらに高めることができる。
【００２３】
例えば、水溶性樹脂（Ｂ）として、（メタ）アクリル系重合体の場合、架橋成分としては、架橋性単量体がエポキシ基含有（メタ）アクリル系単量体である架橋剤が選ばれ、上記の（メタ）アクリル系重合体における、上記混合物中の架橋剤の含有率は、０．１重量％以上、５重量％以下であることが好ましい。
水溶性樹脂（Ｂ）に、上記の架橋剤を加える際の好ましい配合比は、上記の（メタ）アクリル系重合体に対して、上記架橋剤（固形分）が、０．１重量％以上となる配合比で用いるのが好ましく、０．３重量％以上であるのがより好ましい。０．１重量％未満では、架橋性が不足することがある。また、上記（メタ）アクリル系共重合体に対する上記架橋剤（固形分）の比率が５重量％以下となる配合比が好ましく、３重量％以下であるのがより好ましい。５重量％を超えて用いても、添加量の増加に見合う効果の増大は得られず、経済的でない。
【００２４】
また、エアレイドウェブ（Ａ）と水溶性樹脂（Ｂ）の重量比率（Ａ：Ｂ）は、３０：７０〜８０：２０であることが好ましく、より好ましくは４０：６０〜７０：３０である。
水溶性樹脂（Ｂ）の比率が７０より多くなると、樹脂成分で皮膜ができ、通気性が著しく低下する。一方、水溶性樹脂（Ｂ）比率が２０未満になると、繊維を被覆する樹脂成分が少なくなり、湿潤時の強度や剛性が確保できくなり、当該フィルター用途には不適となり、好ましくない。
【００２５】
さらに、水溶性樹脂（Ｂ）には、必要に応じて、水溶性樹脂成分１００重量部対して、非ハロゲン難燃剤を３０〜１５０重量部含有することが望ましい。
非ハロゲン系の難燃剤としては、リン酸アンモニウム、トリクレジルホスフェート（ＴＣＰ）、トリエチルホスフェート（ＴＥＰ）、クレジルジフェニルホスフェート（ＣＤＰ）、キシレニルジフェニルホスフェート（ＸＤＰ）、酸性リン酸エステル、含窒素リン化合物、ＨＡＬＳなどがあるが、非ハロゲンで実質的に難燃効果を発揮するものであれば、これらに限定されるものではない。
これらの難燃剤は、水溶性樹脂１００重量部に対して、好ましくは３０〜１５０重量部、より好ましくは３０〜６０重量部、さらに好ましくは３０〜５５重量部添加される。この練り込み量が３０重量部未満では、難燃性が不充分であり、一方、１５０重量部を超えると、難燃性能が頭打ちになるため、添加した難燃剤が無駄となり、好ましくない。
【００２６】
３．エアーフィルター用補強材
本発明のエアーフィルター用補強材は、エアレイドウェブ（Ａ）に、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させてなるものである。
その含浸方法としては、特に限定されず、例えば、既知の方法で、不織布用の基材、即ちエアレイドウェブ（Ａ）に含浸させることができる。
また、本発明のエアーフィルター用補強材は、低圧力損失で、目開き・通気性の均一性が良く、高剛性であって、耐水性に優れるので、例えば、空気清浄機用フィルター等に用いると、耐久性が改良されるので好ましい。
この低圧力損失で、目開き・通気性の均一性が良く、高剛性であって、耐水性に優れるというエアーフィルター用補強材を使用すると、フィルターでの空気の流れが均一になり、目詰まりが一定になり、寿命が延びる。また、剛性を高めると、使用中の風圧によるフィルターの変形が抑えられ、風量低下が抑えられる。耐水性に優れていると、後加工等で、機能薬剤を付与する場合、加工時に破れるなどの問題が生じ難い。
【００２７】
本発明では、エアーフィルター材本体に、上記のエアーフィルター用補強材を貼り合せて、エアーフィルター材として用いられる。
上記エアーフィルター材本体には、メルトブローン不織布、スパンボンド不織布又は短繊維不織布から選ばれる少なくとも１種の不織布を使用するのが好ましい。
また、エアーフィルター本体に、本発明のエアーフィルター用補強材を貼り合せる方法は、ホットメルト接着剤、湿度硬化接着剤、超音波接着などを使用でき、接着剤の塗布方法としては、パウダー散布法、スプレー塗布法、ビート塗布法いずれの方法でもよい。好ましくは、エアーフィルター本体及びエアーフィルター用補強材に熱のかからないスプレー塗布法、ビート塗布法がよい。
さらに、超音波接着法やスプレー塗布法、ビート塗布法において、湿度硬化接着剤を使用すると、成型後の加熱によって、エアーフィルター本体とエアーフィルター補強材の間が剥離することなく保持される。また、スプレー塗布法やビート塗布法は、空気の流れを邪魔する部分が少ないため、接着部分での通気遮断が小さく、さらに好ましい。
【実施例】
【００２８】
以下に本発明を実施例で説明するが、本発明は、実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例、比較例で用いた試験方法は以下の通りである。
【００２９】
（１）不織布の目付け重量：試料長さ方向より、１００×１００ｍｍの試験片を採取し、水分平衡状態の重さを測定し、１ｍ２当たりに換算して求めた。
（２）不織布の通気度：フラジール型通気度試験機を用い、ＪＩＳ Ｌ１０９６−１９７９の「一般織物試験方法」に準拠し、傾斜型気圧計は１．２７ｃｍに固定して通気度を計測した。
（３）厚み：厚み測定器（（株）ミツトヨ製、商品名ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＩＤ−Ｃ１０１２Ｃ）を用いて、２．９４ｃＮ／ｃｍ２荷重で５箇所測定し、その平均値を求めた。
【００３０】
（４）剛軟度：
ＪＩＳ Ｌ１９１３ ｂ法（ガーレ法）に準拠し、剛軟性を測定した。
各々の水溶性樹脂を不織布ウェブに含浸させ、乾燥して得られた不織布から、２．５ｃｍ×８．８９ｃｍのテストピースを切り出す。そのテストピースを、ガーレ式剛軟度試験機を用いて剛軟度を測定した。この測定値は、値が大きいほど剛性が高く、値が小さいほど剛性が低い。
（５）強力（強度）：
各々の水溶性樹脂を不織布ウェブに含浸させ、乾燥して得られた不織布から、５ｃｍ×２０ｃｍのテストピースを切り出す。そのテストピースの両端を、引張試験機の治具（チャック）に、チャック間の長さが１０ｃｍになるように挟んで、引張速度３００ｍｍ／分にて引張試験を行い、破断時の強度を引張強度とする。
なお、２３℃、５０％ＲＨの雰囲気下で測定した値を常態引張強度、テストピースを２３℃の水中に１時間浸漬した後、直ちに測定した値を耐水引張強度と示す。
（６）ガラス転移温度（Ｔｇ）：
各々の水溶性樹脂、例えば、（メタ）アクリル系重合体を８０℃にて２４時間乾燥して得られた皮膜について、示差走査熱量計（セイコー電子工業（株）製、ＤＳＣ２２０Ｃ）を用いて測定した。
【００３１】
［実施例１］
繊度が１００ｄｔｅｘ、カット長が６ｍｍのビニロン繊維、繊度が２０ｄｔｅｘ、カット長が５ｍｍのＰＰ／ＰＥ熱融着繊維、及びパルプを、混率４０重量％、４０重量％、２０重量％で混合し、エアレイド法にてウェブを作製し、１５０℃にて熱処理し、目付５０ｇ／ｍ２のシートを得た。
このシートに、樹脂含浸装置にて、Ｔｇ５０℃のアクリル樹脂エマルジョンを含浸加工し、目付１００ｇ／ｍ２の短繊維不織布を作製した。
この作製した短繊維不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３２】
［実施例２］
ビニロン繊維１００ｄｔｅｘ×６ｍｍ、ビニロン繊維１７ｄｔｅｘ×１２ｍｍ、ＰＰ／ＰＥ熱融着繊維を混率５０重量％、２５重量％、２５重量％で混合し、エアレイド法にてウェブを作製し、１５０℃にて熱処理し、目付５０ｇ／ｍ２のシートを得た。
このシートに、樹脂含浸装置にて、Ｔｇ５０℃のアクリル樹脂エマルジョンを含浸加工し、目付１００ｇ／ｍ２の短繊維不織布を作製した。
この作製した短繊維不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３３】
［実施例３］
ビニロン繊維１００ｄｔｅｘ×６ｍｍ、ポリエステル繊維２２ｄｔｅｘ×５ｍｍ、ＰＰ／ＰＥ熱融着繊維を混率５０重量％、２５重量％、２５重量％で混合し、エアレイド法にてウェブを作製し、１５０℃にて熱処理し、５０ｇ／ｍ２のシートを得た。
このシートに、樹脂含浸装置にて、Ｔｇ５０℃のアクリル樹脂エマルジョンを含浸加工し、目付８０ｇ／ｍ２の短繊維不織布を得た。
この作製した短繊維不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３４】
［実施例４］
ビニロン繊維１００ｄｔｅｘ×６ｍｍ、ポリエステル繊維２２ｄｔｅｘ×５ｍｍ、ＰＰ／ＰＥ熱融着繊維を混率５０重量％、２５重量％、２５重量％で混合し、エアレイド法にてウェブを作製し、１５０℃にて熱処理し、５０ｇ／ｍ２のシートを得た。
このシートに、樹脂含浸装置にて、Ｔｇ６６℃のスチレンブタジエン共重合体 ドライ１００重量部に対し、オキサゾリン架橋剤を２重量部添加した接着樹脂を、含浸加工し、目付８０ｇ／ｍ２の短繊維不織布を得た
この作製した短繊維不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３５】
［比較例１］
ビニロン繊維１７ｄｔｅｘ、レーヨン繊維５．６ｄｔｅｘの短繊維を６０重量％、４０重量％で混合し、カード法にて開繊し、５０ｇ／ｍ２の繊維ウェブを得た。
この繊維ウェブを、樹脂含浸装置にて、Ｔｇ５０℃のアクリル樹脂エマルジョンを含浸加工し、７０ｇ／ｍ２の短繊維不織布を得た。
この作製した短繊維不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３６】
［比較例２］
ビニロン繊維１７ｄｔｅｘ、ポリエステル繊維６ｄｔｅｘ、パルプを４０重量％、２０％、４０％で混合し、Ｔｇ５０℃のアクリル樹脂エマルジョンに分散させ、湿式法にて抄紙し、目付６０ｇ／ｍ２の湿式不織布を得た。
この作製した湿式不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３７】
［比較例３］
繊度が１００ｄｔｅｘ、カット長が６ｍｍのビニロン繊維、繊度が２０ｄｔｅｘ、カット長が５ｍｍのＰＰ／ＰＥ熱融着繊維、及びパルプを、混率４０重量％、４０重量％、２０重量％で混合し、エアレイド法にてウェブを作製し、１５０℃にて熱処理し、目付５０ｇ／ｍ２のシートを得た。
このシートについて、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３８】
［実施例５〜８及び比較例４〜６］
実施例５〜８及び比較例４〜６は、上記実施例１〜４及び比較例１〜３のエアーフィルター用補強材について、それぞれに三井化学製スパンボンド法不織布「スパンボンドＰＳ１０６」を、日本エヌエスシー（株）製湿度硬化型接着剤を使用して、スプレー法にて貼り合わせ、短繊維不織布を作製した。
この作製した短繊維不織布について、幅２００ｍｍ・奥行き２００ｍｍ・高さ３０ｍｍ・山間隔４ｍｍのエアーフィルターを作製し、７ｍ３／ｍｉｎ時の圧力損失を測定し、また、プリーツ性（山の膨れ状態：保型性良（○）〜悪（×）の３段階評価）を評価した。その評価結果を表２に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
表１から明らかなように、実施例１〜４では、通気度・剛性が高く、耐水性の良い補強材が得られた。一方、エアレイドウェブ（Ａ）を用いない比較例１については、通気度が低く、また、湿式不織布を用いた比較例２については、耐水強力（含水状態における強度）が低いため、後加工による機能性付与を行う場合は、不適当であることが判る。さらに、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させていない比較例３については、剛軟度と引張強力が悪いことが判る。
また、表２から明らかなように、実施例５〜８では、プリーツの保型性が良く、圧力損失が低いエアーフィルター材が得られた。一方、比較例４、６については、保型性が悪くプリーツ山が膨れ、圧力損失が高くなることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のエアーフィルター用補強材は、低圧力損失で、目開き・通気性が均一で良く、高剛性であって、耐水性に優れるため、クリーンルームおよびビル空調などの分野ばかりでなく、自動車室内および一般家庭などにおけるエアーフィルターなどに好適に用いることができ、また、ビル空調、自動車用ばかりでなく、その他の広い用途で使用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアーフィルター用補強材に関し、より詳細には、エアーフィルターを補強するために用いられる補強材であって、高剛性、目開き・通気性が均一で、耐水性に優れたエアーフィルター用補強材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エアーフィルター材本体として、ポリプロピレン極細繊維等の各種極細繊維が集積されてなるメルトブロー不織布などが用いられている。このメルトブロー不織布製エアーフィルター材本体は、極細繊維で構成されているため、強度や剛性が低い。
したがって、この本体を補強するために、高強度及び高剛性の補強材を、エアーフィルター材本体に貼り合せることが行われている。
【０００３】
高強度及び高剛性の補強材としては、ネット、編織物又は不織布等が用いられている。その中でも、不織布は、ネットや編織物に比べて、比較的細かな間隙を持っていると共に、通気性にも優れているため、プレフィルター材としても、機能し得るものである。
したがって、エアーフィルター用補強材として、スパンボンド不織布、バインダーボンド不織布、ファイバーボンド不織布等の各種の不織布が用いられ、特に、乾式不織布が主に使用されている。
【０００４】
ところが、乾式不織布では、製法上、目開き・通気性について、均一性を確保することができないという問題がある。一方、湿式不織布では、均一性はよいものの、水濡れに弱い問題があり、後加工等で、機能薬剤を付与する場合、加工時に破れるなどの問題がある。
また、補強材としての不織布は、難燃性を付与するために、難燃剤を含有する構成繊維よりなるものが用いられたり、あるいは、不織布に後加工で、難燃剤を添着させたものを用いることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
さらに、補強材の薄さ、硬さ特性を維持しつつ、低圧力損失と高寿命とを達成し得るフィルター補強用不織布を提供するために、繊維直径２５〜５０μｍの熱可塑性繊維からなる不織布であって、不織布の厚さ１ｍｍ当たりの圧力損失が風速１０ｃｍ／ｓのもとで０．８ｍｍＡｑ以下であることを特徴とするものが提案されている（特許文献２参照。）。
また、近年では、難燃性に優れるエアーフィルター材用補強材を提供するために、鞘部が低融点重合体で、芯部が高融点重合体で形成されている芯鞘型複合短繊維を構成繊維とする短繊維不織布よりなるエアーフィルター材用補強材であって、該短繊維不織布中に該低融点重合体は３０質量％以上含有されており、かつ、該芯鞘型複合短繊維相互間は絡合されていると共に、該低融点重合体の融着によって結合されていることを特徴とするものが提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
しかしながら、上記提案されたものは、性能は向上しているものの、未だ十分でなく、低圧力損失で、目開き・通気性の均一性が良く、高剛性の水濡れに強いエアーフィルター用補強材が強く要望されているのが、実状である。
【特許文献１】特開平８−２８１０３０号公報
【特許文献２】特開平８−２７６１１１号公報
【特許文献３】特開２００６−２３３３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、低圧力損失で、目開き・通気性の均一性が良く、高剛性の水濡れに強いエアーフィルター用補強材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、エアレイド不織布に注目し、エアレイド不織布は、目開き・通気性の均一性はよいものの柔らかいという欠点がある。その対策として、ビニロン繊維を主成分とする特定の混合繊維からなるエアレイド不織布に接着樹脂を付与することにより、低圧損で目開き・通気性が均一、高剛性で水濡れに強い補強材が得られることを見出し、これらの知見に基づき、本発明を完成するに至った。
【０００７】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、エアレイドウェブ（Ａ）に、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させてなるエアーフィルター用補強材が提供される。
【０００８】
本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、エアレイドウェブ（Ａ）は、ビニロン繊維が５〜９０重量％、熱融着繊維が０〜５０重量％、ポリエステル繊維が０〜５０重量％及びパルプが０〜３０重量％からなる混合繊維から、エアレイド法で形成されることを特徴とするエアーフィルター用補強材が提供される。
また、本発明の第３の発明によれば、第１又は２の発明において、水溶性樹脂（Ｂ）は、アクリル系樹脂、スチレンアクリル酸共重合体、スチレンマレイン酸共重合体、スチレンブタジエン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール系樹脂、ウレタン系樹脂又はエポキシ系樹脂から選ばれる樹脂であって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３０℃以上であることを特徴とするエアーフィルター用補強材が提供される。
さらに、本発明の第４の発明によれば、第１〜３のいずれかの発明において、水溶性樹脂（Ｂ）は、架橋成分を含有することを特徴とするエアーフィルター用補強材が提供される。
【０００９】
本発明の第５の発明によれば、第１〜４のいずれかの発明において、エアレイドウェブ（Ａ）と水溶性樹脂（Ｂ）の重量比率（Ａ：Ｂ）は、３０：７０〜８０：２０であることを特徴とするエアーフィルター用補強材が提供される。
また、本発明の第６の発明によれば、第１〜５のいずれかの発明において、水溶性樹脂（Ｂ）には、さらに、水溶性樹脂成分１００重量部に対して、非ハロゲン難燃剤を３０〜１５０重量部含有することを特徴とするエアーフィルター用補強材が提供される。
【００１０】
一方、本発明の第７の発明によれば、エアーフィルター材本体に、第１〜６のいずれかの発明に係るエアーフィルター用補強材を貼り合せてなるエアーフィルター材が提供される。
また、本発明の第８の発明によれば、第７の発明において、エアーフィルター材本体は、メルトブローン不織布、スパンボンド不織布又は短繊維不織布から選ばれる不織布であることを特徴とするエアーフィルター材が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のエアーフィルター用補強材は、上述のような構成により、低圧力損失で、目開き・通気性の均一性が良く、高剛性であって、耐水性に優れるという効果を発揮する。そのため、自動車用エアーフィルターなどに好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のエアーフィルター用補強材は、エアレイドウェブ（Ａ）に、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させてなるものである。
以下に項目毎に詳細に説明する。
【００１３】
１．エアレイドウェブ（Ａ）
本発明に係るエアレイドウェブ（Ａ）は、エアレイド不織布製造法によって形成される。すなわち、例えば、多孔質ネットコンベアー上に位置する単台または多数台の噴き出し部から、通常、繊維長１〜１０ｍｍの非親水性熱可塑性合成繊維を噴出し、ネットコンベアー下面に配置した空気サクション部で吸引しながらネットコンベアー上に繊維層（ウェブ）を形成する。
このとき、好ましくは、上層側（流体流入側）より下層側（流体流出側）にかけて、太い繊維の層から細い繊維の層となるように、順次積層し、この積層された繊維層を熱オーブンに搬入し、熱風で繊維間を結合し、不織布として一体化させる。繊維量、噴き出し条件、空気サクション条件、熱風条件などによって、所定の密度、厚さに仕上げることができる。熱オーブンにより、熱接着する際の温度は、用いる非親水性熱可塑性合成繊維や熱接着性短繊維の種類や、全体の目付により適宜選択されるが、通常、１２０〜２００℃、さらに好ましくは１３０〜１８０℃である。
【００１４】
本発明において、エアレイドウェブ（Ａ）の作製に用いられる繊維は、ビニロン繊維が５〜９０重量％、熱融着繊維が０〜５０重量％、ポリエステル繊維が０〜５０重量％及びパルプが０〜３０重量％からなるものが好ましい。
また、繊維長は、１〜３０ｍｍが好ましい。
【００１５】
上記ビニロン繊維としては、特に限定されず、通常、入手可能な、いかなるものも使用することができる。また、ビニロン繊維の繊度は、３〜１００ｄｔｅｘであり、好ましくは４〜５０ｄｔｅｘ、さらに好ましくは１０〜３０ｄｔｅｘである。繊度が３ｄｔｅｘ未満の場合、不織布密度が上昇して、通気抵抗が高くなり、フィルター用途としては不適となり、一方、繊度が１００ｄｔｅｘを超えると、空隙が大きくなり、好ましくない。
エアレイドウェブ（Ａ）の作製に用いられる繊維において、ビニロン繊維の混率は、５〜９０重量％であり、好ましくは２０〜８５重量％である。ビニロン繊維が５重量％より少なくなると、水溶性樹脂（Ｂ）が均一に付着しないため、剛性が低くなり、一方、９０重量％を超えると、エアレイドウェブ作製時均一な分散が出来ないため、当該フィルター用途には不適となり、好ましくない。
【００１６】
上記熱融着繊維としては、繊度が１．７〜２０ｄｔｅｘであれば、特に限定されない。通常、不織布を構成する繊維材料として用いられている、芯：ポリエステル／鞘：ポリエステル共重合の芯鞘繊維、芯：ポリエステル／鞘：ポリエチレンまたはポリプロピレン等の芯鞘繊維、芯：ポリプロピレン／鞘：ポリエチレンの芯鞘繊維が好ましい。
熱融着繊維の繊度が１．７〜２０ｄｔｅｘであり、好ましくは４〜１５ｄｔｅｘである。繊度が１．７ｄｔｅｘ未満の場合、不織布密度が上昇して、通気抵抗が高くなり、フィルター用途としては不適となり、一方、繊度が２０ｄｔｅｘを超えると、空隙が大きくなり、好ましくない。
また、エアレイドウェブ（Ａ）の作製に用いられる繊維において、上記熱融着繊維の混率は、０〜５０重量％であり、好ましくは５〜５０重量％である。熱融着繊維を５０重量％超えて含有すると、熱による融着部分が過大になり、水溶性樹脂（Ｂ）を加工しても、厚みが薄くならず、その結果、構造圧損が増大し、フィルター用途には不適となり、好ましくない。
【００１７】
上記ポリエステル繊維としては、繊度が１．７〜３３ｄｔｅｘであれば、特に限定されず、通常、不織布を構成する繊維材料として用いられるポリエステルであればよく、例えば、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートであるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、主たる繰り返し単位がブチレンテレフタレートであるポリブチレンテレフタレ−トや、主たる繰り返し単位がトリメチレンテレフタレートであるポリトリメチレンテレフタレートを主体とする繊維、酸成分としてイソフタル酸等を共重合した低融点ポリエステル繊維、又はハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合ポリエステル繊維などが挙げられる。
また、エアレイドウェブ（Ａ）の作製に用いられる繊維において、ポリエステル繊維の混率は、０〜５０重量％であり、好ましくは５〜５０重量％である。ポリエステル繊維の混率が５０重量％を超えると、水溶性樹脂が均一に付着しないため、剛性が低くなり、当該フィルター用途には不適となり、好ましくない。
【００１８】
上記パルプとしては、例えば、木材パルプ、ケナフパルプ、バガスパルプ、リンターパルプ等いずれかの原料から得られたものが挙げられる。また、原料を機械的に処理した機械パルプ、化学的に処理した化学パルプ、両方を併用して得られるセミケミカルパルプ等の分類に属するものであっても良い。
また、エアレイドウェブ（Ａ）の作製に用いられる繊維において、パルプの混率は、０〜３０重量％であり、好ましくは５〜３０重量％である。パルプの混率が３０％を超えると、耐水性が低下し、水濡れに弱くなり、後加工等で機能薬剤を付与する場合、加工時に破れる可能性がある。
【００１９】
２．水溶性樹脂（Ｂ）
繊維ウェブであるエアレイドウェブ（Ａ）は、水溶性接着剤、すなわち水溶性樹脂（Ｂ）により、硬仕上げされており、その水溶性樹脂（Ｂ）のガラス転移温度（Ｔｇ）は３０℃以上が好ましい。
水溶性樹脂（Ｂ）としては、アクリル系樹脂、スチレンアクリル酸共重合体、スチレンマレイン酸共重合体、スチレンブタジエン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール系樹脂、ウレタン系樹脂又はエポキシ系樹脂から選ばれる樹脂が挙げられる。
尚、本発明では、水溶性樹脂とは、ポリビニルアルコール系樹脂などの水に溶解する樹脂成分と、アクリル系樹脂エマルジョンなどのエマルジョンタイプの樹脂成分との、両方を意味するものとする。
また、水溶性樹脂（Ｂ）は、耐水性を確保するため、自己架橋性樹脂が好ましい。
さらに、水溶性樹脂（Ｂ）には、架橋剤を添加し、耐水性を上げることが望ましい。
【００２０】
水溶性樹脂（Ｂ）には、必要に応じて、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルエーテルコポリマー、ポリアクリル酸エステルコポリマー、ポリウレタン、ネオプレン、スチレンブタジエンコポリマー、シリコーン樹脂、ポリアミノ酸、ポリアミノ酸ポリウレタンコポリマーなどの合成樹脂または天然高分子樹脂を混合してもよく、さらに、必要によっては、顔料、染料、架橋剤、充填剤、可塑剤、各種安定剤などを添加してもよい。
【００２１】
水溶性樹脂（Ｂ）は、好ましくは乾燥後の皮膜のガラス移転温度（Ｔｇ）が３０℃以上である。ガラス転移温度は４０℃以上であるのがより好ましい。ガラス転移温度が３０℃未満であると、剛性が不十分で、成形後の加熱などによって、得られる成形体が変形するおそれがある。一方、上記の水溶性樹脂（Ｂ）のガラス転移温度（Ｔｇ）は、８０℃未満である必要があり、７０℃以下であるのが好ましい。ガラス転移温度（Ｔｇ）が８０℃以上であると、バインダーとして用いた場合の造膜性が不足し、均一なバインダー効果が得られないことがある。
【００２２】
また、水溶性樹脂（Ｂ）は、前記したように、自己架橋性でも良いが、架橋成分を添加すると、架橋密度があがり剛性が向上し、加えて耐水性が向上するので、さらに好ましい。
添加できる架橋成分としては、金属系架橋剤、エポキシ系架橋剤、ウレタン系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、不飽和カルボン酸系架橋剤、グリオキザザール系架橋剤、イミダゾール系架橋剤、エチレンイミン系架橋剤、ヒドラジン系架橋剤、又はシロキサン系架橋剤より選ばれる少なくとも１種類からなる架橋剤が挙げられる。
上記の架橋剤を加えることで、本発明に係る水溶性樹脂（Ｂ）は、接着力が高まるとともに、それを用いて製造された不織布などの製品は、折り曲げ加工したときに形状保持性をさらに高めることができる。
【００２３】
例えば、水溶性樹脂（Ｂ）として、（メタ）アクリル系重合体の場合、架橋成分としては、架橋性単量体がエポキシ基含有（メタ）アクリル系単量体である架橋剤が選ばれ、上記の（メタ）アクリル系重合体における、上記混合物中の架橋剤の含有率は、０．１重量％以上、５重量％以下であることが好ましい。
水溶性樹脂（Ｂ）に、上記の架橋剤を加える際の好ましい配合比は、上記の（メタ）アクリル系重合体に対して、上記架橋剤（固形分）が、０．１重量％以上となる配合比で用いるのが好ましく、０．３重量％以上であるのがより好ましい。０．１重量％未満では、架橋性が不足することがある。また、上記（メタ）アクリル系共重合体に対する上記架橋剤（固形分）の比率が５重量％以下となる配合比が好ましく、３重量％以下であるのがより好ましい。５重量％を超えて用いても、添加量の増加に見合う効果の増大は得られず、経済的でない。
【００２４】
また、エアレイドウェブ（Ａ）と水溶性樹脂（Ｂ）の重量比率（Ａ：Ｂ）は、３０：７０〜８０：２０であることが好ましく、より好ましくは４０：６０〜７０：３０である。
水溶性樹脂（Ｂ）の比率が７０より多くなると、樹脂成分で皮膜ができ、通気性が著しく低下する。一方、水溶性樹脂（Ｂ）比率が２０未満になると、繊維を被覆する樹脂成分が少なくなり、湿潤時の強度や剛性が確保できくなり、当該フィルター用途には不適となり、好ましくない。
【００２５】
さらに、水溶性樹脂（Ｂ）には、必要に応じて、水溶性樹脂成分１００重量部対して、非ハロゲン難燃剤を３０〜１５０重量部含有することが望ましい。
非ハロゲン系の難燃剤としては、リン酸アンモニウム、トリクレジルホスフェート（ＴＣＰ）、トリエチルホスフェート（ＴＥＰ）、クレジルジフェニルホスフェート（ＣＤＰ）、キシレニルジフェニルホスフェート（ＸＤＰ）、酸性リン酸エステル、含窒素リン化合物、ＨＡＬＳなどがあるが、非ハロゲンで実質的に難燃効果を発揮するものであれば、これらに限定されるものではない。
これらの難燃剤は、水溶性樹脂１００重量部に対して、好ましくは３０〜１５０重量部、より好ましくは３０〜６０重量部、さらに好ましくは３０〜５５重量部添加される。この練り込み量が３０重量部未満では、難燃性が不充分であり、一方、１５０重量部を超えると、難燃性能が頭打ちになるため、添加した難燃剤が無駄となり、好ましくない。
【００２６】
３．エアーフィルター用補強材
本発明のエアーフィルター用補強材は、エアレイドウェブ（Ａ）に、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させてなるものである。
その含浸方法としては、特に限定されず、例えば、既知の方法で、不織布用の基材、即ちエアレイドウェブ（Ａ）に含浸させることができる。
また、本発明のエアーフィルター用補強材は、低圧力損失で、目開き・通気性の均一性が良く、高剛性であって、耐水性に優れるので、例えば、空気清浄機用フィルター等に用いると、耐久性が改良されるので好ましい。
この低圧力損失で、目開き・通気性の均一性が良く、高剛性であって、耐水性に優れるというエアーフィルター用補強材を使用すると、フィルターでの空気の流れが均一になり、目詰まりが一定になり、寿命が延びる。また、剛性を高めると、使用中の風圧によるフィルターの変形が抑えられ、風量低下が抑えられる。耐水性に優れていると、後加工等で、機能薬剤を付与する場合、加工時に破れるなどの問題が生じ難い。
【００２７】
本発明では、エアーフィルター材本体に、上記のエアーフィルター用補強材を貼り合せて、エアーフィルター材として用いられる。
上記エアーフィルター材本体には、メルトブローン不織布、スパンボンド不織布又は短繊維不織布から選ばれる少なくとも１種の不織布を使用するのが好ましい。
また、エアーフィルター本体に、本発明のエアーフィルター用補強材を貼り合せる方法は、ホットメルト接着剤、湿度硬化接着剤、超音波接着などを使用でき、接着剤の塗布方法としては、パウダー散布法、スプレー塗布法、ビート塗布法いずれの方法でもよい。好ましくは、エアーフィルター本体及びエアーフィルター用補強材に熱のかからないスプレー塗布法、ビート塗布法がよい。
さらに、超音波接着法やスプレー塗布法、ビート塗布法において、湿度硬化接着剤を使用すると、成型後の加熱によって、エアーフィルター本体とエアーフィルター補強材の間が剥離することなく保持される。また、スプレー塗布法やビート塗布法は、空気の流れを邪魔する部分が少ないため、接着部分での通気遮断が小さく、さらに好ましい。
【実施例】
【００２８】
以下に本発明を実施例で説明するが、本発明は、実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例、比較例で用いた試験方法は以下の通りである。
【００２９】
（１）不織布の目付け重量：試料長さ方向より、１００×１００ｍｍの試験片を採取し、水分平衡状態の重さを測定し、１ｍ２当たりに換算して求めた。
（２）不織布の通気度：フラジール型通気度試験機を用い、ＪＩＳ Ｌ１０９６−１９７９の「一般織物試験方法」に準拠し、傾斜型気圧計は１．２７ｃｍに固定して通気度を計測した。
（３）厚み：厚み測定器（（株）ミツトヨ製、商品名ＡＢＳＯＬＵＴＥ ＩＤ−Ｃ１０１２Ｃ）を用いて、２．９４ｃＮ／ｃｍ２荷重で５箇所測定し、その平均値を求めた。
【００３０】
（４）剛軟度：
ＪＩＳ Ｌ１９１３ ｂ法（ガーレ法）に準拠し、剛軟性を測定した。
各々の水溶性樹脂を不織布ウェブに含浸させ、乾燥して得られた不織布から、２．５ｃｍ×８．８９ｃｍのテストピースを切り出す。そのテストピースを、ガーレ式剛軟度試験機を用いて剛軟度を測定した。この測定値は、値が大きいほど剛性が高く、値が小さいほど剛性が低い。
（５）強力（強度）：
各々の水溶性樹脂を不織布ウェブに含浸させ、乾燥して得られた不織布から、５ｃｍ×２０ｃｍのテストピースを切り出す。そのテストピースの両端を、引張試験機の治具（チャック）に、チャック間の長さが１０ｃｍになるように挟んで、引張速度３００ｍｍ／分にて引張試験を行い、破断時の強度を引張強度とする。
なお、２３℃、５０％ＲＨの雰囲気下で測定した値を常態引張強度、テストピースを２３℃の水中に１時間浸漬した後、直ちに測定した値を耐水引張強度と示す。
（６）ガラス転移温度（Ｔｇ）：
各々の水溶性樹脂、例えば、（メタ）アクリル系重合体を８０℃にて２４時間乾燥して得られた皮膜について、示差走査熱量計（セイコー電子工業（株）製、ＤＳＣ２２０Ｃ）を用いて測定した。
【００３１】
［実施例１］
繊度が１００ｄｔｅｘ、カット長が６ｍｍのビニロン繊維、繊度が２０ｄｔｅｘ、カット長が５ｍｍのＰＰ／ＰＥ熱融着繊維、及びパルプを、混率４０重量％、４０重量％、２０重量％で混合し、エアレイド法にてウェブを作製し、１５０℃にて熱処理し、目付５０ｇ／ｍ２のシートを得た。
このシートに、樹脂含浸装置にて、Ｔｇ５０℃のアクリル樹脂エマルジョンを含浸加工し、目付１００ｇ／ｍ２の短繊維不織布を作製した。
この作製した短繊維不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３２】
［実施例２］
ビニロン繊維１００ｄｔｅｘ×６ｍｍ、ビニロン繊維１７ｄｔｅｘ×１２ｍｍ、ＰＰ／ＰＥ熱融着繊維を混率５０重量％、２５重量％、２５重量％で混合し、エアレイド法にてウェブを作製し、１５０℃にて熱処理し、目付５０ｇ／ｍ２のシートを得た。
このシートに、樹脂含浸装置にて、Ｔｇ５０℃のアクリル樹脂エマルジョンを含浸加工し、目付１００ｇ／ｍ２の短繊維不織布を作製した。
この作製した短繊維不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３３】
［実施例３］
ビニロン繊維１００ｄｔｅｘ×６ｍｍ、ポリエステル繊維２２ｄｔｅｘ×５ｍｍ、ＰＰ／ＰＥ熱融着繊維を混率５０重量％、２５重量％、２５重量％で混合し、エアレイド法にてウェブを作製し、１５０℃にて熱処理し、５０ｇ／ｍ２のシートを得た。
このシートに、樹脂含浸装置にて、Ｔｇ５０℃のアクリル樹脂エマルジョンを含浸加工し、目付８０ｇ／ｍ２の短繊維不織布を得た。
この作製した短繊維不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３４】
［実施例４］
ビニロン繊維１００ｄｔｅｘ×６ｍｍ、ポリエステル繊維２２ｄｔｅｘ×５ｍｍ、ＰＰ／ＰＥ熱融着繊維を混率５０重量％、２５重量％、２５重量％で混合し、エアレイド法にてウェブを作製し、１５０℃にて熱処理し、５０ｇ／ｍ２のシートを得た。
このシートに、樹脂含浸装置にて、Ｔｇ６６℃のスチレンブタジエン共重合体 ドライ１００重量部に対し、オキサゾリン架橋剤を２重量部添加した接着樹脂を、含浸加工し、目付８０ｇ／ｍ２の短繊維不織布を得た
この作製した短繊維不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３５】
［比較例１］
ビニロン繊維１７ｄｔｅｘ、レーヨン繊維５．６ｄｔｅｘの短繊維を６０重量％、４０重量％で混合し、カード法にて開繊し、５０ｇ／ｍ２の繊維ウェブを得た。
この繊維ウェブを、樹脂含浸装置にて、Ｔｇ５０℃のアクリル樹脂エマルジョンを含浸加工し、７０ｇ／ｍ２の短繊維不織布を得た。
この作製した短繊維不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３６】
［比較例２］
ビニロン繊維１７ｄｔｅｘ、ポリエステル繊維６ｄｔｅｘ、パルプを４０重量％、２０％、４０％で混合し、Ｔｇ５０℃のアクリル樹脂エマルジョンに分散させ、湿式法にて抄紙し、目付６０ｇ／ｍ２の湿式不織布を得た。
この作製した湿式不織布について、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３７】
［比較例３］
繊度が１００ｄｔｅｘ、カット長が６ｍｍのビニロン繊維、繊度が２０ｄｔｅｘ、カット長が５ｍｍのＰＰ／ＰＥ熱融着繊維、及びパルプを、混率４０重量％、４０重量％、２０重量％で混合し、エアレイド法にてウェブを作製し、１５０℃にて熱処理し、目付５０ｇ／ｍ２のシートを得た。
このシートについて、エアーフィルター用補強材としての物性を評価し、その評価結果を表１に示す。
【００３８】
［実施例５〜８及び比較例４〜６］
実施例５〜８及び比較例４〜６は、上記実施例１〜４及び比較例１〜３のエアーフィルター用補強材について、それぞれに三井化学製スパンボンド法不織布「スパンボンドＰＳ１０６」を、日本エヌエスシー（株）製湿度硬化型接着剤を使用して、スプレー法にて貼り合わせ、短繊維不織布を作製した。
この作製した短繊維不織布について、幅２００ｍｍ・奥行き２００ｍｍ・高さ３０ｍｍ・山間隔４ｍｍのエアーフィルターを作製し、７ｍ３／ｍｉｎ時の圧力損失を測定し、また、プリーツ性（山の膨れ状態：保型性良（○）〜悪（×）の３段階評価）を評価した。その評価結果を表２に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
表１から明らかなように、実施例１〜４では、通気度・剛性が高く、耐水性の良い補強材が得られた。一方、エアレイドウェブ（Ａ）を用いない比較例１については、通気度が低く、また、湿式不織布を用いた比較例２については、耐水強力（含水状態における強度）が低いため、後加工による機能性付与を行う場合は、不適当であることが判る。さらに、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させていない比較例３については、剛軟度と引張強力が悪いことが判る。
また、表２から明らかなように、実施例５〜８では、プリーツの保型性が良く、圧力損失が低いエアーフィルター材が得られた。一方、比較例４、６については、保型性が悪くプリーツ山が膨れ、圧力損失が高くなることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のエアーフィルター用補強材は、低圧力損失で、目開き・通気性が均一で良く、高剛性であって、耐水性に優れるため、クリーンルームおよびビル空調などの分野ばかりでなく、自動車室内および一般家庭などにおけるエアーフィルターなどに好適に用いることができ、また、ビル空調、自動車用ばかりでなく、その他の広い用途で使用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアレイドウェブ（Ａ）に、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させてなるエアーフィルター用補強材。
【請求項２】
エアレイドウェブ（Ａ）は、ビニロン繊維が５〜９０重量％、熱融着繊維が０〜５０重量％、ポリエステル繊維が０〜５０重量％及びパルプが０〜３０重量％からなる混合繊維から、エアレイド法で形成されることを特徴とする請求項１に記載のエアーフィルター用補強材。
【請求項３】
水溶性樹脂（Ｂ）は、アクリル系樹脂、スチレンアクリル酸共重合体、スチレンマレイン酸共重合体、スチレンブタジエン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール系樹脂、ウレタン系樹脂又はエポキシ系樹脂から選ばれる樹脂であって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３０℃以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアーフィルター用補強材。
【請求項４】
水溶性樹脂（Ｂ）は、架橋成分を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアーフィルター用補強材。
【請求項５】
エアレイドウェブ（Ａ）と水溶性樹脂（Ｂ）の重量比率（Ａ：Ｂ）は、３０：７０〜８０：２０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエアーフィルター用補強材。
【請求項６】
水溶性樹脂（Ｂ）には、さらに、水溶性樹脂成分１００重量部に対して、非ハロゲン難燃剤を３０〜１５０重量部含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエアーフィルター用補強材。
【請求項７】
エアーフィルター材本体に、請求項１〜６のいずれか１項に記載のエアーフィルター用補強材を貼り合せてなるエアーフィルター材。
【請求項８】
エアーフィルター材本体は、メルトブローン不織布、スパンボンド不織布又は短繊維不織布から選ばれる不織布であることを特徴とする請求項７に記載のエアーフィルター材。
【請求項１】
エアレイドウェブ（Ａ）に、水溶性樹脂（Ｂ）を含浸させてなるエアーフィルター用補強材。
【請求項２】
エアレイドウェブ（Ａ）は、ビニロン繊維が５〜９０重量％、熱融着繊維が０〜５０重量％、ポリエステル繊維が０〜５０重量％及びパルプが０〜３０重量％からなる混合繊維から、エアレイド法で形成されることを特徴とする請求項１に記載のエアーフィルター用補強材。
【請求項３】
水溶性樹脂（Ｂ）は、アクリル系樹脂、スチレンアクリル酸共重合体、スチレンマレイン酸共重合体、スチレンブタジエン共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール系樹脂、ウレタン系樹脂又はエポキシ系樹脂から選ばれる樹脂であって、ガラス転移温度（Ｔｇ）が３０℃以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアーフィルター用補強材。
【請求項４】
水溶性樹脂（Ｂ）は、架橋成分を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアーフィルター用補強材。
【請求項５】
エアレイドウェブ（Ａ）と水溶性樹脂（Ｂ）の重量比率（Ａ：Ｂ）は、３０：７０〜８０：２０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエアーフィルター用補強材。
【請求項６】
水溶性樹脂（Ｂ）には、さらに、水溶性樹脂成分１００重量部に対して、非ハロゲン難燃剤を３０〜１５０重量部含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエアーフィルター用補強材。
【請求項７】
エアーフィルター材本体に、請求項１〜６のいずれか１項に記載のエアーフィルター用補強材を貼り合せてなるエアーフィルター材。
【請求項８】
エアーフィルター材本体は、メルトブローン不織布、スパンボンド不織布又は短繊維不織布から選ばれる不織布であることを特徴とする請求項７に記載のエアーフィルター材。
【公開番号】特開２００９−１８５３９６（Ｐ２００９−１８５３９６Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３４８３（Ｐ２００８−２３４８３）
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００２０１８８１）倉敷繊維加工株式会社 (41)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月４日（２００８．２．４）
【出願人】（０００２０１８８１）倉敷繊維加工株式会社 (41)
【Ｆターム（参考）】
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