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CN111836673A - 过滤器增强材料及包含其的除臭过滤器用滤材 - Google Patents

过滤器增强材料及包含其的除臭过滤器用滤材 Download PDF

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CN111836673A
CN111836673A CN201980018262.1A CN201980018262A CN111836673A CN 111836673 A CN111836673 A CN 111836673A CN 201980018262 A CN201980018262 A CN 201980018262A CN 111836673 A CN111836673 A CN 111836673A
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layer
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melting point
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上田大喜
下川晃太朗
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Dongyang Textile Mc Co ltd
Kureha Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
Kureha Ltd
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Abstract

本发明提供在褶皱加工时无剥离和褶粘接、且褶皱加工性优异的高刚性的过滤器增强材料。本发明涉及的过滤器增强材料，其特征在于，其具有粘接层和增强层，所述粘接层含有包含热粘接性短纤维的热粘合无纺布，增强层含有包含高熔点纤维的无纺布，该高熔点纤维的熔点比前述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维高30℃以上。另外，前述粘接层优选包含具有5dtex以上的纤度差的2种以上热粘接性短纤维。

Description

过滤器增强材料及包含其的除臭过滤器用滤材
技术领域
本发明涉及过滤器增强材料及包含其的除臭过滤器用滤材。
背景技术
一直以来，作为高性能空气过滤器材料，使用聚丙烯极细纤维等各种极细纤维集积而成的熔喷无纺布。熔喷无纺布由极细纤维构成，因此过滤性能高，但是强度、刚性低。因此，为了增强此种强度、刚性低的空气过滤器材料，广泛实施的是将高强度及高刚性的增强材料贴合于空气过滤器材料。例如在专利文献1中公开了一种除臭过滤器用滤材，其是由在基材层间以10～450g/m2夹入了包含吸附剂和粘接剂的吸附层的层叠结构体构成的滤材，基材层的至少一层是将由单位面积重量为5～40g/m2的热熔接系长纤维形成的无纺布、和熔喷无纺布层叠而成的层叠片，吸附层和前述层叠片的由热熔接系长纤维形成无纺布以邻接的方式被层叠并且被热熔接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015－44183号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来，对于作为汽车用、家庭用的各种空气过滤器使用的过滤器用滤材，要求进一步的高功能化、多样化、小型化、高处理能力化。另外，对于前述过滤器用滤材而言，为了获得滤材面积，一般实施褶皱加工，提高褶皱加工的加工性也成为当务之急。尤其是，对于过滤器用滤材而言，为了最大限度地发挥吸附剂的特性，要求即使将覆盖吸附剂的粘接剂的覆盖面积设为最小限度，也不会在褶皱加工时剥离，另外即使增大处理风速也能够维持过滤器用滤材的形状的此种程度以上的高刚性的过滤器增强材料。
另一方面，在过滤器用滤材的褶皱加工中，为了固定打褶(日文：癖付)部分的形态，一般实施热定形工序，但是若因热定形时的热处理而使所形成的褶皱的褶粘接，则导致褶皱加工性变差。
因此，本发明的课题是提供在褶皱加工时无剥离、褶粘接且褶皱加工性优异的高刚性的过滤器增强材料。
用于解决课题的手段
本发明人等为了解决前述课题而反复进行了深入研究，结果发现如果是下述过滤器增强材料，则能够解决前述课题，由此完成了本发明，该过滤器增强材料具有：含有包含热粘接性短纤维的热粘合无纺布的粘接层；和含有包含熔点比前述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维高30℃以上的高熔点纤维的无纺布的增强层。
即，本发明涉及的过滤器增强材料具有以下方面的内容。
[1]一种过滤器增强材料，其特征在于，其具有粘接层和增强层，
前述粘接层含有包含热粘接性短纤维的热粘合无纺布，
前述增强层含有包含高熔点纤维的无纺布，该高熔点纤维的熔点比前述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维高30℃以上。
[2]根据[1]所述的过滤器增强材料，其中，前述粘接层包含具有5dtex以上的纤度差的2种以上热粘接性短纤维。
[3]根据[1]或[2]所述的过滤器增强材料，其中，前述增强层在构成前述增强层的纤维100重量％中包含60重量％以上的前述高熔点纤维。
[4]根据[1]～[3]中任一项所述的过滤器增强材料，其中，前述热粘接性短纤维的熔点为80～150℃，
前述熔点为80～150℃的热粘接性短纤维的含有率在构成前述粘接层的纤维100重量％中为60～100重量％。
[5]根据[1]～[4]中任一项所述的过滤器增强材料，其中，构成前述增强层的纤维的平均纤度大于构成前述粘接层的纤维的平均纤度。
[6]根据[1]～[5]中任一项所述的过滤器增强材料，其中，前述粘接层和前述增强层通过热熔接而一体化。
[7]根据[1]～[6]中任一项所述的过滤器增强材料，其中，前述热粘接性短纤维是具有芯鞘结构、偏心结构或并列结构的复合纤维。
此外，本发明涉及的除臭过滤器用滤材还具有以下方面的内容。
[8]一种除臭过滤器用滤材，其特征在于，其具有：
[1]～[7]中任一项所述的过滤器增强材料；
层叠于前述过滤器增强材料的粘接层侧的包含吸附剂的吸附层；以及
以与前述过滤器增强材料一起夹持前述吸附层的方式层叠的基材。
发明的效果
根据本发明，可提供在褶皱加工时无剥离、褶粘接且褶皱加工性优异的高刚性的过滤器增强材料。
具体实施方式
本发明涉及的过滤器增强材料，其特征在于，其具有粘接层和增强层，所述粘接层含有包含热粘接性短纤维的热粘合无纺布，所述增强层含有包含高熔点纤维的无纺布，该高熔点纤维的熔点比所述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维高30℃以上。
在本发明中，粘接层中所使用的热粘接性短纤维与增强层中所使用的高熔点纤维的熔点差是重要的。通过将熔点差保持在30℃以上，从而能够在粘接层侧提高与吸附层的粘接强度，并且能够在增强层侧提高褶皱加工性(例如抑制热定形时的褶粘接)。
另外，在本发明涉及的过滤器增强材料中，通过使粘接层中的前述热粘接性短纤维为短纤维，从而与热粘接性短纤维为长纤维的情况相比，纤维彼此的缠结变得复杂而使纤维间的间隙变窄，在防止吸附剂脱落的同时，可实现剥离强度的提高，从而抑制褶皱加工时的剥离。另外，由于纤维彼此的缠结变得复杂，因此对过滤器增强材料本身带来了刚性，提高了硬挺力(日文：腰強力)，有助于防止使用时的变形。此外，由于过滤器增强材料本身的刚性提高和褶粘接抑制效果，因此在除臭过滤器用滤材中压力损失降低。
此外，使用包含热粘接性短纤维的热粘合无纺布作为粘接层，从而与以往的粘接剂(例如粉末、喷雾剂、片材等)相比在以下的方面有利。
(1)有助于刚性的提高；以往的粘接剂基本上是点粘接，因此不利于过滤器增强材料、除臭过滤器用滤材的刚性提高。然而，在本发明中通过采用热粘合无纺布，从而除热粘合无纺布本身的刚性外，还对于过滤器增强材料、除臭过滤器用滤材的刚性提高有贡献。
(2)更好地发挥吸附剂的特性；如前所述，由于以往的粘接剂是点粘接，因此无法发挥过滤器性能，无助于除臭过滤器用滤材的尘埃捕集性能。然而，通过采用热粘合无纺布，从而即使在粘接层中也发挥出过滤器性能。通过本构成，能够降低尘埃对吸附层中的吸附剂的附着量，能够更好地发挥吸附剂的性能。
(3)对于抑制褶皱形成时的破裂有效；由于以往的粘接剂是点粘接，因此若粘接剂接触吸附剂，则有在吸附剂附近凝聚的倾向，有时因褶皱形成时的打褶的冲击而使粘接点破裂、吸附剂从除臭过滤器用滤材脱落。然而，通过采用热粘合无纺布，从而与以往的粘接剂相比纤维间变得致密，能够牢固地缠绕并粘接吸附剂。根据本构成，不易因打褶的冲击而使粘接点破裂，还能抑制吸附剂的脱落。
此外，本发明还包含除臭过滤器用滤材，所述除臭过滤器用滤材包含前述过滤器增强材料。更具体而言，本发明涉及的除臭过滤器用滤材，其特征在于，其具有：前述过滤器增强材料；层叠于前述过滤器增强材料的粘接层侧的包含吸附剂的吸附层；以及以与前述过滤器增强材料一起夹持前述吸附层的方式层叠的基材。前述除臭过滤器用滤材例如被褶皱加工而优选用作汽车、空调设备、空气净化器等褶皱空气过滤器。在除臭过滤器用滤材中，吸附剂可以以某种程度嵌入构成过滤器增强材料的纤维间。另外，基材与过滤器增强材料的粘接层可以部分地粘接。此外，除臭过滤器用滤材可以适当具有外观设计层、第二吸附层、第二过滤器增强材料等。
以下，对本发明进行详细叙述。
＜过滤器增强材料＞
《粘接层》
本发明涉及的过滤器增强材料具有粘接层，该粘接层含有包含热粘接性短纤维的热粘合无纺布。该粘接层担负着接合包含吸附剂的吸附层和过滤器增强材料时的粘接功能。前述粘接层可以包含同一种热粘接性短纤维，也可以包含2种以上的不同种类的热粘接性短纤维。
热粘接性短纤维的纤维长优选为30～100mm，更优选为40～80mm，进一步优选为45～70mm。
在本说明书中，所谓热粘接性短纤维，具体而言，是指：熔点为80～200℃、更优选为95～190℃、进一步优选为100～180℃的纤维。热粘接性短纤维的熔点可根据后述的增强层、吸附剂及基材的耐热性与粘接性的平衡来适当确定，一般而言，熔点越低，则粘接层的剥离强度、除臭过滤器用滤材制作时的一体加工性、及除臭过滤器用滤材的刚性越提高，熔点越高，则除臭过滤器用滤材的耐热性、形状保持性越提高。
前述粘接层优选包含在构成前述粘接层的纤维100重量％中优选为60～100重量％、更优选为75重量％以上、进一步优选为90重量％以上、更进一步优选为95重量％以上的、熔点优选为80～150℃的热粘接性短纤维。通过本构成，粘接层的剥离强度、除臭过滤器用滤材制作时的一体加工性及除臭过滤器用滤材的刚性提高。
另外，为了提高粘接强度，前述粘接层优选包含优选为15g/m2以上、更优选为20g/m2以上且优选为60g/m2以下、更优选为50g/m2以下、进一步优选为40g/m2以下的熔点为80～150℃的热粘接性短纤维。
另一方面，即使因热处理而使熔点为80～150℃的热粘接性短纤维熔融，熔点大于150℃且为200℃以下的热粘接性短纤维的熔融程度也稳定，与熔点为80～150℃的热粘接性短纤维相比，容易保持其形态，有助于提高过滤器增强材料、除臭过滤器用滤材的刚性、保持粘接层的形态、以及防止网孔扩大。从该理由出发，前述粘接层可以包含熔点大于150℃且为200℃以下的热粘接性短纤维。在包含熔点大于150℃且为200℃以下的热粘接性短纤维的情况下，在构成前述粘接层的纤维100重量％中，熔点大于150℃且为200℃以下的热粘接性短纤维优选为10～40重量％。然而，若熔点大于150℃且为200℃以下的热粘接性短纤维的含有率过度增加，则可能导致粘接强度降低，从该观点出发，优选为30重量％以下，更优选20重量％以下，也可以为1重量％以下。
热粘接性短纤维的纤度只要根据除臭过滤器用滤材的使用环境下的处理风量、所要求的尘埃捕集性能进行适当选定即可，优选为1.0～40dtex，更优选为1.5～30dtex。需要说明的是，前述热粘接性短纤维的纤度是指热处理前的纤度。例如，热处理后的热粘接性短纤维的纤度相对于热处理前的纤度通常为0.3～1倍。
前述粘接层理想的是包含具有优选为5dtex以上、更优选为8dtex以上、进一步优选为10dtex以上且优选为30dtex以下的纤度差的2种以上的热粘接性短纤维。细的热粘接性短纤维有助于增加粘接层中的粘接点，因此可通过存在细的热粘接性短纤维而实现粘接强度的提高。另一方面，粗的热粘接性短纤维有助于粘接层的纤维间空隙的形成、过滤器增强材料的高强度化，可实现过滤器增强材料的通气性的提高、除臭过滤器用滤材的弯曲刚性提高。
从与上述同样的理由出发，在具有5dtex以上(更优选为8dtex以上、进一步优选为10dtex以上)的纤度差的2种热粘接性短纤维中，较细的热粘接性短纤维(以下有时称作“细纤度的热粘接性短纤维”)的纤度优选为1.0～10dtex，更优选为1.5～7.0dtex，进一步优选为1.8～5.0dtex。另一方面，较粗的热粘接性短纤维的纤度(以下有时称作“粗纤度的热粘接性短纤维”)优选大于10dtex且为40dtex以下，更优选为12～30dtex，进一步优选为15～25dtex。
另外，前述细纤度的热粘接性短纤维与前述粗纤度的热粘接性短纤维的含有比率以重量比(细纤度的热粘接性短纤维：粗纤度的热粘接性短纤维)计优选为1：99～99：1，更优选为15：85～60：40，进一步优选为20：80～45：55。通过调整为前述范围内，从而成为取得了粘接强度与刚性的平衡的过滤器增强材料。
作为热粘接性短纤维，可以使用：将熔点不同的多种树脂进行了组合的具有芯鞘结构、偏心结构、或并列结构的复合纤维；改性聚酯纤维；改性聚酰胺纤维；改性聚丙烯纤维等改性聚烯烃纤维等。前述复合纤维中所使用的树脂的组合可列举：聚乙烯－聚丙烯、聚丙烯－改性聚丙烯等聚烯烃系的组合、聚乙烯－聚酯、聚酯－改性聚酯、尼龙－改性尼龙等。另外，也可以根据熔点的不同而使用由单一树脂形成的热粘接性短纤维。
其中，热粘接性短纤维优选为具有芯鞘结构、偏心结构或并列结构的复合纤维。这些复合纤维是将熔点不同的多种树脂组合而构成的。因此，在热粘接性短纤维热熔融后，通过热粘接性短纤维的低熔点成分将粘接层中的纤维间粘接固化，并且以纤维的形态残留高熔点成分。以纤维的形态残留的高熔点成分有助于过滤器增强材料的高刚性化、粘接层的过滤器性能提高。
复合纤维中的高熔点成分可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系树脂；尼龙6、尼龙66等聚酰胺系树脂等，其中，从使熔点、纤度的种类丰富且使刚性(高Tg)、耐热性优异的方面出发，优选聚酯系树脂，特别优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。
复合纤维中的低熔点成分优选改性聚酯或共聚聚酯。作为前述聚对苯二甲酸乙二醇酯的共聚成分，可例示例如间苯二甲酸、己二酸、二乙二醇、己二醇等。该低熔点成分的熔点优选为80℃以上，更优选为85℃以上，进一步优选为90℃以上，并且优选为170℃以下，更优选为160℃以下，进一步优选为150℃以下。
通常，低熔点成分与高熔点成分的重量比优选为30：70～70：30，更优选为40：60～60：40，进一步优选为45：55～55：45。
需要说明的是，如后所述，由于在本发明中进行热处理，因此热粘接性短纤维以部分或全部熔融固化的状态存在于粘接层中。关于热熔融后的热粘接性短纤维，例如，也会以固定了粘接层中的纤维的交织点的状态进行固化。另外，关于热粘接性短纤维，可以以热粘接性短纤维整体熔融固化的状态而存在，在使用复合纤维的情况下，可以以高熔点成分保留纤维的形态、粘接层中的纤维在交织点被低熔点成分粘接的状态存在。
粘接层可以还包含除前述的热粘接性短纤维外的任意纤维。作为粘接层中所包含的任意纤维(其中，前述的热粘接性短纤维除外)，优选非粘接性纤维。作为前述非粘接性纤维，可例示例如：棉、麻、毛、丝等天然纤维；人造丝、富强纤维、铜氨纤维、莱赛尔纤维等再生纤维；醋酸人造丝纤维、三醋酯纤维等半合成纤维；尼龙6、尼龙66、芳族聚酰胺纤维(对位芳族聚酰胺纤维、间位芳族聚酰胺纤维等)等聚酰胺纤维；聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维、聚乳酸纤维、聚芳酯纤维等聚酯纤维；聚丙烯腈纤维、聚丙烯腈－氯乙烯共聚物纤维等丙烯腈系纤维；聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等聚烯烃纤维；维尼纶纤维、聚乙烯醇纤维等聚乙烯醇系纤维；聚氯乙烯纤维、偏氯乙烯纤维、波莱克勒尔纤维等聚氯乙烯系纤维；聚氨酯纤维等合成纤维；聚环氧乙烷纤维、聚环氧丙烷纤维等聚醚系纤维等。粘接层可以包含同一种非粘接性纤维，也可以包含2种以上的不同种的非粘接性纤维。
非粘接性纤维的截面形状并无特别限定，可以使用圆截面；三角形、星形、五角形等异型截面中的任意者。另外，非粘接性纤维也可以使用实心纤维、中空纤维中的任意的纤维。此外，非粘接性纤维可以是卷曲纤维，也可以是非卷曲纤维。
作为非粘接性纤维，优选短纤维，其纤维长优选为10～300mm，更优选为20～100mm。通过将非粘接性纤维的纤维长调整为前述范围内，从而容易使纤维交织。
非粘接性纤维的熔点并无特别限定，优选大于200℃，更优选为220℃以上，进一步优选为240℃以上，更进一步优选为250℃以上，并且优选为400℃以下，更优选为350℃以下，进一步优选为330℃以下。需要说明的是，对于非粘接性纤维不显示明确的熔点的纤维，将分解温度设为熔点。
非粘接性纤维的纤度并无特别限定，为1.0～40dtex，更优选为1.5～30dtex。
粘接层的单位面积重量优选为10～100g/m2，更优选为15～70g/m2。
《增强层》
本发明涉及的过滤器增强材料具有增强层，该增强层含有包含高熔点纤维的无纺布，该高熔点纤维的熔点比前述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维高30℃以上。前述增强层成为除臭过滤器用滤材中的最先流入层或最后流出层。
需要说明的是，所谓除臭过滤器用滤材的最先流入层，是指在使流体流通时在除臭过滤器用滤材中流体最先接触的层。另外，所谓除臭过滤器用滤材的最后流出层，是指在使流体流通时在除臭过滤器用滤材中流体最后接触的层。
所谓前述高熔点纤维，是指熔点比在前述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维高30℃以上的纤维。例如，在前述粘接层的热粘接性短纤维中熔点最低的热粘接性短纤维的熔点为110℃的情况下，增强层中的高熔点纤维是指熔点为140℃以上的纤维。
高熔点纤维只要是熔点比前述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维高30℃以上的纤维，则并无特别限定，优选使用：熔点比在前述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维高30℃以上的热粘接性短纤维；熔点比在前述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维高30℃以上的非粘接性纤维；等。作为增强层中优选使用的热粘接性短纤维及非粘接性纤维，可例示在粘接层一栏中详细叙述的各热粘接性短纤维、非粘接性纤维。
作为高熔点纤维，优选：熔点比在前述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维高30℃以上、且熔点为150℃以上且200℃以下的热粘接性短纤维；或者熔点大于200℃且为400℃以下的非粘接性纤维。作为前述热粘接性短纤维，优选具有芯鞘结构、偏心结构或并列结构的复合纤维。另外，作为前述非粘接性纤维，优选聚酯纤维。
前述增强层优选在构成前述增强层的纤维100重量％中包含优选为60～100重量％、更优选为75重量％以上、进一步优选为90重量％以上、更进一步优选为95重量％以上的前述高熔点纤维。高熔点纤维的含有率越高，越有助于提高过滤器增强材料的高刚性化、提高除臭过滤器用滤材制作时的一体加工性以及抑制褶皱加工时的褶粘接。
构成增强层的无纺布只要包含高熔点纤维，则并无特别限定，可根据用途适当使用热粘合无纺布、树脂粘合(日文：レジンボンド)无纺布、针刺无纺布等干式无纺布；纺粘无纺布；熔喷无纺布；湿式无纺布等，其中，为了提高与粘接层的粘接强度，优选热粘合无纺布。
在增强层中可以包含除前述高熔点纤维外的任意纤维，作为增强层中所包含的纤维(其中，前述高熔点纤维除外)，可列举例如：在将前述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维的熔点设为TL时满足熔点为TL－10(℃)以上且小于TL+30(℃)的低熔点纤维。通过包含前述低熔点纤维，从而粘接层与增强层的粘接强度提高，故优选。作为前述低熔点纤维，可例示在粘接层一栏中详细叙述过的各热粘接性短纤维，其中，从使粘接性和刚性优异的方面出发，优选具有芯鞘结构、偏心结构、或并列结构的复合纤维。另外，为了提高与粘接层的粘接强度，前述低熔点纤维的纤度优选为1.0～40dtex，更优选为10～25dtex。
增强层的单位面积重量优选为10～100g/m2，更优选为15～70g/m2。
《作为过滤器增强材料的特性》
如前所述，在本发明中通过采用热粘合无纺布作为粘接层，从而即使在粘接层中也能发挥过滤器性能。另外，为了使前述增强层成为除臭过滤器用滤材中的最先流入层或最后流出层(优选为最先流入层)，优选使粘接层和增强层的平均纤度变化、并且在粘接层和增强层之间设置纤维密度的梯度。例如，理想的方式是构成前述增强层的纤维的平均纤度大于构成前述粘接层的纤维的平均纤度。在除臭过滤器用滤材中，由于在粘接层侧设置吸附层，因此多使增强层侧成为最先流入层。在该情况下，粒径大的尘埃依次被增强层、粘接层捕捉，可以抑制其直接附着于吸附剂。
需要说明的是，在本发明中，各层中所包含的纤维的平均纤度以各层中所包含的全部纤维的重量平均来求得。
另外，粘接层和增强层的单位面积重量比率(粘接层：增强层)可以在10：90～90：10的范围内任意地设定。若粘接层的单位面积重量比率过高，则热粘接性短纤维的热熔接成分因热处理而熔融，从增强层侧表面渗出，有可能在热定形时引起褶粘接，因此，在该情况下，可以以不使热熔接性分渗出的方式来调整增强层的平均纤度、密度等。另一方面，若增强层的单位面积重量比率过高，则不能充分确保粘接层的单位面积重量，与吸附层的粘接强度有可能下降，因此可以在增强层中也预先混纺(日文：混綿)热粘接性短纤维。
过滤器增强材料的单位面积重量优选为20～200g/m2，更优选为30～150g/m2，进一步优选为40～120g/m2。
另外，过滤器增强材料的厚度优选为0.1～3.5mm，更优选为0.2～3.0mm，进一步优选为0.3～2.5mm。
如果过滤器增强材料的单位面积重量及厚度为前述范围内，则具有适度的刚性，并且可以抑制过滤器增强材料的通气量降低，因此可以减小除臭过滤器用滤材的压力损失。尤其是过滤器增强材料越薄，则越是可以使褶皱的山的数量越多，可以进一步抑制由褶接触所致的结构压力损失，故优选。
本发明涉及的过滤器增强材料由于高刚性且褶皱加工性优异，因此还优选用作过滤器用滤材中的基材。如果使用本发明涉及的过滤器增强材料作为基材，则不需要用于固定吸附剂的粘接剂，因此能够更好地发挥吸附剂的特性。
《过滤器增强材料的制造方法》
过滤器增强材料的制造方法具有：层叠粘接层用的纤维网及增强层用的纤维网的工序；以及对所层叠的纤维网实施热处理的热粘合工序。
在粘接层用和增强层用的纤维网的层叠时，采用如下制造方法：将构成各层的纤维混纺后，将从梳理机纺出的纤维网直接平行层叠单层或多层；或者将纤维网交叉层叠等；一般的无纺布的制造方法。
理想的是，热粘合工序中的热处理温度优选大于粘接层及增强层中所包含的全部热粘接性短纤维的熔点。在热粘合工序后，为了调整过滤器增强材料的厚度，可以实施压延加工。通过本热粘合工序，将前述粘接层和前述增强层通过热熔接而一体化。
另外，在制造过滤器增强材料时，有无针刺加工、水刺加工(日文：ウォーターパンチ加工)等机械交织工序均可。假设在将粘接层与增强层层叠后实施机械交织工序的情况下，注意不要使粘接层中的热粘接性短纤维过于突出至增强层侧表面。
为了对过滤器增强材料赋予功能，可以对所制造的过滤器增强材料使用在粘结剂树脂中分散除臭剂、消臭剂、抗菌剂、阻燃剂、抗病毒剂、芳香剂、颜料等各种功能剂而成的液体来实施粘结剂树脂加工。作为粘结剂树脂，只要使用在无纺布的制造中所使用的一般的树脂即可。粘结剂树脂加工可以通过涂布、浸渗等来实施，为了抑制与吸附剂的粘接强度降低，优选将包含功能剂的粘结剂树脂涂布于增强层侧。
＜除臭过滤器用滤材＞
《基材》
作为在除臭过滤器用滤材中所使用的基材，优选具有通气性的织布或无纺布，尤其从使纤维间致密的方面出发，优选无纺布。作为前述无纺布，可根据用途适宜优选使用热粘合无纺布、针刺无纺布、水刺无纺布等干式无纺布；纺粘无纺布；熔喷无纺布；湿式无纺布等。前述基材可以经过树脂加工。另外，前述基材可以经过驻极体加工。
作为除臭过滤器用滤材中所使用的基材，从强度的观点出发，优选实施了驻极体加工的纺粘无纺布。构成前述纺粘无纺布的纤维并无特别限定，有聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等聚烯烃纤维；聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维、聚乳酸纤维、聚芳酯纤维等聚酯纤维等。
另外，作为除臭过滤器用滤材中所使用的基材，也优选经树脂加工的热粘合无纺布。在热粘合无纺布中，通常考虑到热收缩而以一定比率混合不具有低熔点成分的纤维。因此，局部地交点粘接弱、无纺布整体的硬挺强度或拉伸强度不足的情形较多。因此，通过对热粘合无纺布进行树脂加工，从而能够使全部纤维的交点间粘接、使拉伸强度与硬挺强度均增大。
树脂加工中使用的树脂并无特别限定，优选加工后较硬的树脂，可以使用丙烯酸酯系树脂、苯乙烯－丙烯酸共聚树脂等丙烯酸系树脂；聚酯树脂；氨基甲酸酯树脂等。其中，从硬度、耐热性的观点出发，优选丙烯酸系树脂或聚酯树脂。树脂加工中使用的树脂量优选为1～10g/m2，更优选为2～5g/m2。若树脂量少，则不能得到充分的刚性，若树脂量多，则阻碍通气性，故不优选。另外，在树脂加工时可以适当使用阻燃剂、抗菌防霉剂、颜料等功能添加剂。尤其在混合颜料时，尘埃负荷时的视觉辨认性提高，容易辨别交换时期的基准，故优选。
《吸附层》
作为吸附层中所含的吸附剂，可列举粉末状、粒状、粉碎状、造粒状、珠状的各种吸附剂，优选能够广泛地吸附各种气体的活性炭；硅胶；沸石等，适合为棕榈壳系、木质系、煤系、沥青系等的活性炭。通过表面观察而看到的向内部的导入孔即所谓的微孔数多者较好。其理由在于：在由活性炭和后述的粘接剂(例如热塑性粉末树脂)制造混合粉粒体时，即使热塑性粉末树脂覆盖活性炭表面，也能因在热压加工时来自细孔内部的气体解吸而打开可吸附的细孔。另外，当活性炭的表面粗糙到一定程度时，熔融树脂的流动性变差，可以抑制吸附性能降低。
考虑到通气性、吸附剂的脱落、片材加工性等，吸附剂的粒径范围以基于JIS标准筛(JIS Z8801)的值计优选为10～1000μm，更优选为100～900μm。在粒径范围小于10μm时，为了得到一定的高吸附容量，压力损失变得过大，另外，由于滤材的填充密度变高，因此粉尘负荷时的压力损失的上升变快，粉尘保持量降低。在粒径范围大于1000μm的情况下，容易发生自滤材的脱落，并且一次通过下的初始吸附性能变得极低，此外制成褶皱形状及波状等的空气净化用过滤器单元时的折弯、及波状加工时的加工性变差。需要说明的是，上述的粒状粉粒状吸附剂可以通过使用通常的分级机进行规定的粒度调整而得到。
除臭过滤器用滤材中的吸附剂的重量优选为10～450g/m2，更优选为50～350g/m2。如果为该范围，则可以抑制压力损失的大幅上升，并且可以得到充分的除臭性能。
出于提高极性物质、醛类的吸附性能的目的，吸附剂可以实施化学药品处理来使用。作为气体化学药品处理中所使用的化学药品，相对于醛系气体、NOx等氮化合物、SOx等硫化合物、乙酸等酸性的极性物质，例如适合使用乙醇胺、聚乙烯亚胺、苯胺、对茴香胺、对氨基苯磺酸等胺系试剂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸胍、磷酸胍、氨基胍硫酸盐、5.5－二甲基乙内酰脲、苯并胍胺、2.2－亚氨基二乙醇、2.2.2－硝基三乙醇、乙醇胺盐酸盐、2－氨基乙醇、2.2－亚氨基二乙醇盐酸盐、对氨基苯甲酸、对氨基苯磺酸钠、L－精氨酸、甲胺盐酸盐、氨基脲盐酸盐、肼、氢醌、硫酸羟胺、高锰酸盐、碳酸钾、碳酸氢钾等；相对于氨、甲基胺、三甲基胺、吡啶等碱性的极性物质，例如适合使用磷酸、柠檬酸、苹果酸、抗坏血酸、酒石酸等。需要说明的是，化学药品处理例如通过使化学药品担载于吸附剂、或实施添加(日文：添着)来进行。另外，除了对吸附剂直接用化学药品处理以外，也可以是在滤材表面附近利用通常的涂布法等进行添加加工的方法、对滤材整体进行浸渗添加。此时，也可以是制作混入了藻酸钠、聚环氧乙烷等增粘剂的化学药品水溶液，将其负载、实施添加的方法。该方法对于担载、添加对水的溶解度低的化学药品，进而抑制化学药品的脱落也是有效的。
吸附层可以还包含粘接剂。前述粘接剂可列举例如热塑性粉末树脂、热熔片(例如蜘蛛网状热熔片；吴羽泰克公司制“Dynac(注册商标)”)等，其中，优选热塑性粉末树脂。如果是粉末树脂，则可以均匀地分散于吸附剂。作为热塑性粉末树脂的种类，可列举聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、乙烯－丙烯酸共聚物树脂、乙烯－乙酸乙烯酯共聚物树脂等。
粘接剂中使用的热塑性粉末树脂的大小以平均粒径计优选为10～500μm，更优选为20～400μm，理想的是在平均粒径为10～500μm的范围内包含95重量％以上。如果是该范围的平均粒径，则可以减少热塑性树脂堵塞粉粒状吸附剂的表面细孔的情况，另一方面，与吸附剂混合时，可以有效地进行利用范德华力、静电力的对粉粒状吸附剂的预粘接，可以均匀地分散，可以有效地防止吸附剂层与基材的部分剥离。
粘接剂中使用的热塑性粉末树脂的形状并无特别规定，可列举球状、粉碎状等。当然，也可以组合使用2种以上的热塑性粉末树脂。而且，在使用经过化学药品担载的粉粒状吸附剂或经过化学药品担载的基材的情况下，如果是该处方，则热塑性粉末树脂在粉粒状吸附剂表面从干燥状态的混合时起变为临时粘接的状态，因此即使假定该化学药品具有不同性质，在后续的片化工序中也能够避免彼此干扰的情形，因此可发挥充分的效果。
前述热塑性粉末树脂相对于吸附剂优选使用1～40重量％，更优选使用3～30重量％。如果是该范围内，则可以得到与基材层的粘结力、压力损失、除臭性能优异的除臭过滤器用滤材。
《除臭过滤器用滤材的特性》
除臭过滤器用滤材可以包含抗菌剂、抗霉剂、抗病毒剂、阻燃剂等具有附带功能的成分等而构成。这些成分可以掺入至纤维类、无纺布中，也可以利用后加工进行添加及担载从而赋予。例如，通过包含阻燃剂而构成，可以制造符合FMVSS.302中规定的迟燃性的基准、UL阻燃标准的除臭过滤器用滤材。
作为将除臭过滤器用滤材最终热压而制成片状的方法，可列举：在该领域中一般所使用的辊间热压法；或夹在上下均平坦的热带式传送机间的平板层压法(日文：フラットベッドラミネート法)等。为了制造出更均匀的厚度、粘接状态，更优选平板层压法。
对除臭过滤器用滤材的制造方法进行详细叙述。首先，称量规定重量的吸附剂和粘接剂，放入搅拌机，以转速30rpm搅拌约10分钟。接着，将该混合粉末散布于前述过滤器增强材料的粘接层侧，进一步地，从其上重叠基材，进行热压处理；或者将前述混合粉末散布于基材上，进一步地，从其上以使前述过滤器增强材料的粘接层侧朝向散布有前述混合粉末的基材侧的方式进行重叠，进行热压处理。热压时的表面温度优选比热塑性树脂的熔点高3～30℃、优选5～20℃。
除臭过滤器用滤材的厚度优选为0.1～3.0mm，更优选为0.5～2.0mm。在厚度小于0.1mm时，粉尘捕集空间小，因此粉尘负荷时的压力损失的上升快，发生堵塞。另外，若厚度大于3.0mm，则滤材整体过厚，在制成褶皱状单元的情况下，结构阻力变大，结果存在单元整体的压力损失变得过高这样的实用上的问题。
除臭过滤器用滤材的单位面积重量优选为30～500g/m2。在单位面积重量小于30g/m2时，滤材的刚性弱，因此在通风负荷时单元发生变形，压力损失增大。若单位面积重量大于500g/m2，则滤材变厚，因此存在制成褶皱状单元时的结构阻力变大这样的实用上的问题。
使用了除臭过滤器用滤材的褶皱状过滤器单元的厚度优选为5～400mm。如果为内置安装于汽车空气调节器为代表的车载用途、家庭用空气净化机，则从收纳空间考虑而优选为10～60mm左右，如果为设置于大厦空调用途的大型过滤器单元，则从收纳空间考虑而优选为40～400mm左右。
在对除臭过滤器用滤材进行褶皱加工时，可以使用往复式或旋转式等一般的褶皱加工机。另外，为了固定褶皱的高度和间距而易于安装框材，进而为了使除臭过滤器用滤材的使用中的形态稳定，可以实施热定形工序。热定形时的热处理温度优选设定为粘接层中所包含的热粘接性短纤维的熔融起始温度(熔点－10～20℃左右)以上、且粘接层中所包含的热粘接性短纤维的熔点+30(℃)以下，如果这样设定，可以保持褶皱形态而使褶皱彼此无褶粘接，还能维持除臭过滤器用滤材本身的性能。
本申请要求基于2018年3月12日提交的日本专利申请第2018－043778号的优先权的利益。在2018年3月12日提交的日本专利申请第2018－043778号的说明书的全部内容通过参考而援用于本申请中。
实施例
以下，列举实施例对本发明进行更具体地说明，但是本发明本来并不受下述实施例的限制，当然能够在可以符合前、后记载的主旨的范围内加以适当变更而实施，它们均包含在本发明的技术的范围内。需要说明的是，以下，只要没有特别说明，“份”是指“重量份”，“％”是指“重量％”。
实施例及比较例中采用的评价如以下所示。
1.单位面积重量：依据JIS L1913 6.2。
2.厚度：依据JIS L1913 6.1.1A法，将对试验片施加的压力设为2g/cm2。
3.剥离强度：使用除臭过滤器用滤材，依据JIS L1086 7.10来测定。关于试验片的尺寸，设为宽度50mm、长度200mm，剥离速度设为100mm/分钟。
4.硬挺力：作为试样，使用切割为纵80mm×横65mm的除臭过滤器用滤材。在采集试样时，试样的纵向及横向分别与纤维片的机械方向(MD)及宽度方向(CD)一致。以使试样成为纵40mm×横65mm的尺寸的方式，在从纵向的两端起一半的位置将该试样山形折叠地进行折弯。在使折弯的试样的山部朝上的状态下，以使前述试样的纵向和横向分别与框的纵向和横向一致的方式设置于纵40mm×横65mm的矩形的框内。另一方面，在拉伸试验机的上部抓持部安装前端为
Figure BDA0002673720190000161
的压缩夹具。将前述压缩夹具按压在该试样的山部的横向的中心，使其以50mm/分钟的速度向下方移动。测定此时的负荷，将所测定的最大值设为硬挺力。
5.褶皱加工时的剥离：将除臭过滤器用滤材切割成宽度250mm，以使山高为28mm的方式进行打褶后，形成褶皱。基于下述评价此时的剥离状态。
◎：完全未发生剥离，褶皱的山部·谷部的锐角性非常高，褶皱非常整齐地一致。
○：未发生剥离，褶皱的山部·谷部有锐角性，褶皱整齐地一致。
△：剥离稍微发生，或者要剥离的部分少，褶皱的山部·谷部的无锐角性的部分、褶皱不整齐一致的部分少。(基准)
×：较多地发生剥离，不能进行加工，褶皱的山部·谷部的无锐角性的部分、褶皱不整齐一致的部分多。
6.热定形时的褶粘接：在“5.褶皱加工时的剥离”的评价后，以表中记载的温度进行热定形加工，基于下述基准评价热定形时的褶粘接。
○：未发生褶粘接。褶皱形状·加工性良好。
×：发生了褶粘接。褶皱形状·加工性差。
7.热定形后的形状：在“5.褶皱加工时的剥离”的评价后，以表中记载的温度进行热定形加工，基于下述评价热定形后的形状。
◎：褶皱是等间隔整齐排列的，褶皱形状·加工性非常好。
○：褶皱是等间隔大致整齐排列的，褶皱形状·加工性良好。
△：褶皱不等间隔排列的部分少，褶皱形状·加工性是能够实际使用的水平。(基准)
×：褶皱不等间隔排列的部分多，褶皱形状·加工性差。
8.单元压力损失：在评价热定形后的形状后，四边安装通用的框材而制作褶皱空气过滤器单元，利用各实施例·比较例中的压力损失(Ps)与成为基准的参考例的压力损失(Ps’)之差进行了如下评价。
◎：压力损失降低率大于5％，相比于基准相当良好。
○：压力损失降低率大于0％且为5％以下，为基准的同等以上。
△：基准。
×：压力损失大于基准。
需要说明的是，压力损失降低率(％)＝(Ps’－Ps)/(Ps’)×100。
9.总评价：基于下述综合地评价了是否适合作为褶皱空气过滤器。
◎：非常适合作为褶皱空气过滤器。
○：适合作为褶皱空气过滤器。
△：作为褶皱空气过滤器而存在少量课题。(基准)
×：不适合作为褶皱空气过滤器。
本申请实施例及比较例中使用的纤维归纳如下。需要说明的是，热粘接性短纤维(a)～(e)是构成比为50(芯)/50(鞘)的芯鞘结构的聚酯纤维，其芯成分为聚对苯二甲酸乙二醇酯、鞘部为具有下述表1所示的熔点的改性聚酯形成的纤维。
[表1]
Figure BDA0002673720190000181
实施例1
作为粘接层及增强层，分别以表所示的纤维及重量比率进行计量、混纺，形成交叉纤维网并进行了层叠。层叠后，在200℃的热处理温度下热处理30秒，制造过滤器增强材料。
在所制造的过滤器增强材料的粘接层侧以280g/m2散布将棕榈壳活性炭(平均粒径400μm)和聚酯系热塑性树脂粉末(粒径分布100～150μm)按照重量比1：0.05混合而成的功能材料。在其上散布EVA系热塑性树脂粉末后，层叠由实施了驻极体加工的聚丙烯(PP)制的纺粘无纺布形成的基材，在表2所示的130℃下进行热处理而进行一体化加工，制造除臭过滤器用滤材。
实施例2～8、比较例1～2
除了变更为表2所示的条件以外，与实施例1同样地制造过滤器增强材料及除臭过滤器用滤材。
参考例
作为增强层，以表2所示的纤维及重量比率进行计量、混纺，形成交叉纤维网，在200℃的热处理温度下热处理30秒。在其上层叠作为粘接层的聚酯系热粘接性长纤维无纺布(Dynac：熔点120℃)，在140℃下进行热处理，制造过滤器增强材料。
Figure BDA0002673720190000201

Claims (8)

1.一种过滤器增强材料，其特征在于，其具有粘接层和增强层，
所述粘接层含有包含热粘接性短纤维的热粘合无纺布，
所述增强层含有包含高熔点纤维的无纺布，该高熔点纤维的熔点比所述粘接层中熔点最低的热粘接性短纤维高30℃以上。
2.根据权利要求1所述的过滤器增强材料，其中，所述粘接层包含具有5dtex以上的纤度差的2种以上热粘接性短纤维。
3.根据权利要求1或2所述的过滤器增强材料，其中，所述增强层在构成所述增强层的纤维100重量％中包含60重量％以上的所述高熔点纤维。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的过滤器增强材料，其中，所述热粘接性短纤维的熔点为80℃～150℃，
所述熔点为80℃～150℃的热粘接性短纤维的含有率在构成所述粘接层的纤维100重量％中为60重量％～100重量％。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的过滤器增强材料，其中，构成所述增强层的纤维的平均纤度大于构成所述粘接层的纤维的平均纤度。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的过滤器增强材料，其中，所述粘接层和所述增强层通过热熔接而一体化。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的过滤器增强材料，其中，所述热粘接性短纤维是具有芯鞘结构、偏心结构或并列结构的复合纤维。
8.一种除臭过滤器用滤材，其特征在于，其具有：
权利要求1～7中任一项所述的过滤器增强材料；
层叠于所述过滤器增强材料的粘接层侧的包含吸附剂的吸附层；以及
以与所述过滤器增强材料一起夹持所述吸附层的方式层叠的基材。
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