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JP7780307B2 - Air filter and its manufacturing method - Google Patents
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JP7780307B2 - Air filter and its manufacturing method - Google Patents

Air filter and its manufacturing method

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Description

本発明は、オイルミストと粉塵を含む空気を清浄にするエアフィルタ及びその製造方法に関する。更に詳しくは、弱親水性と撥油性を有する多機能塗膜が不織布の繊維表面に形成されたエアフィルタ及びその製造方法に関するものである。本明細書で、弱親水性とは、水平に置いたエアフィルタに0.1mLの水を上方から滴下した後、60秒以上水を保持し、1時間後に水がエアフィルタに浸透する性状をいう。 The present invention relates to an air filter that purifies air containing oil mist and dust, and a manufacturing method thereof. More specifically, it relates to an air filter in which a multifunctional coating film with weak hydrophilicity and oil repellency is formed on the fiber surface of a nonwoven fabric, and a manufacturing method thereof. In this specification, "weakly hydrophilic" refers to a property in which, after 0.1 mL of water is dropped from above onto a horizontally placed air filter, the water is retained for 60 seconds or more, and the water penetrates into the air filter after 1 hour.

金属製品を切削油を用いて加工する切削機や旋削機等の工作機械からは機械の高速稼働により切削油が飛散して、オイルミストが発生し、同時に粉塵も発生する。これらのオイルミスト及び粉塵は作業環境を悪化させ、その作業効率を低下させる。このため、従来より、オイルミストと粉塵を含む空気を清浄にするエアフィルタとして、空気中に浮遊する粉塵だけでなく、オイルミストによる目詰まりを抑制できるエアフィルタ濾材が提案されている(例えば、特許文献1(請求項1、段落[0006]、段落[0021]、段落[0045]、段落[0053]~段落[0060])。 When cutting machines, turning machines, and other machine tools that process metal products using cutting oil operate at high speeds, the cutting oil scatters, generating oil mist and dust. This oil mist and dust worsen the working environment and reduce work efficiency. For this reason, air filter media have been proposed that can purify air containing oil mist and dust, not only by filtering out dust suspended in the air, but also by preventing clogging caused by oil mist (see, for example, Patent Document 1 (Claim 1, paragraphs [0006], [0021], [0045], [0053] to [0060])).

このエアフィルタ濾材は、第1のPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)多孔質膜と、第2のPTFE多孔質膜を含み、気流が、エアフィルタ濾材の第1主面から第1のPTFE多孔質膜、第2のPTFE多孔質膜の順にエアフィルタ濾材の第2主面へと、通過するようになっている。第1のPTFE多孔質膜の厚さは4~40μmの範囲にあり、第1のPTFE多孔質膜の比表面積は0.5m2/g以下にあり、第2のPTFE多孔質膜の比表面積は、第1のPTFE多孔質膜のそれより大きい1.5~10m2/g以下の範囲にある。 This air filter medium includes a first PTFE (polytetrafluoroethylene) porous membrane and a second PTFE porous membrane, and the airflow passes through the first PTFE porous membrane and the second PTFE porous membrane in this order from the first main surface of the air filter medium to the second main surface of the air filter medium. The thickness of the first PTFE porous membrane is in the range of 4 to 40 μm, the specific surface area of the first PTFE porous membrane is 0.5 m 2 /g or less, and the specific surface area of the second PTFE porous membrane is 1.5 to 10 m 2 /g or less, which is larger than that of the first PTFE porous membrane.

第1及び第2のPTFE多孔質膜は、それぞれPTFE微粉末と液状潤滑剤を加えた混合物をシート状成形体に成形する。第1のPTFE多孔質膜は、シート状成形体をPTFEの融点(327℃)以上の温度と50倍以上の倍率で、長手(MD)方向に加熱しつつ延伸し、次いで横(TD)方向に130~400℃の温度で、延伸前の長さに対して5~8倍になるように、加熱しつつ延伸することにより、製造される。第2のPTFE多孔質膜は、PTFEのシート状成形体をPTFEの融点未満の温度(270~290℃)で、かつ15~40倍の倍率でMD方向に加熱しつつ延伸し、次いでTD方向に更に120~130℃の温度で、延伸前の長さに対して15~40倍になるように、とMD方向延伸時と同じ倍率で加熱しつつ延伸することにより、製造される。 The first and second porous PTFE membranes are each formed into a sheet-like compact from a mixture of PTFE fine powder and liquid lubricant. The first porous PTFE membrane is produced by heating and stretching the sheet-like compact in the longitudinal (MD) direction at a temperature above the melting point of PTFE (327°C) and at a stretching ratio of 50 times or more, and then heating and stretching it in the transverse (TD) direction at a temperature of 130-400°C to 5-8 times its original length. The second porous PTFE membrane is produced by heating and stretching a sheet-like compact of PTFE in the MD direction at a temperature below the melting point of PTFE (270-290°C) to 15-40 times its original length, and then heating and stretching it in the TD direction at a temperature of 120-130°C to 15-40 times its original length, the same stretching ratio as in the MD stretching.

特開2018-51546号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-51546

特許文献1に開示されたエアフィルタ濾材では、第1のPTFE多孔質膜を、第2のPTFE多孔質膜と比較して、延伸温度を高くし、延伸倍率を大きくして、製造することにより、第1のPTFE多孔質膜の比表面積を0.5m2/g以下と小さくし、これにより、大きい粒径の粉塵及びオイルミストを捕集する。一方、第2のPTFE多孔質膜の比表面積を1.5~10m2/gと大きくし、これにより、小さい粒径の粉塵及びオイルミストを捕集している。 In the air filter medium disclosed in Patent Document 1, the first PTFE porous membrane is produced at a higher stretching temperature and a larger stretch ratio than the second PTFE porous membrane, thereby reducing the specific surface area of the first PTFE porous membrane to 0.5 m 2 /g or less, thereby capturing large particle diameter dust and oil mist, while the second PTFE porous membrane has a larger specific surface area of 1.5 to 10 m 2 /g, thereby capturing small particle diameter dust and oil mist.

しかしながら、特許文献1に開示されるエアフィルタ濾材では、第1及び第2のPTFE多孔質膜により、粒径の異なる粉塵とオイルミストを捕集するとしても、PTFE多孔質膜は、静電気が発生し易く、かつ発生した静電気の除去が困難であるため、フィルタ形状に加工することが容易でなかった。また撥油性よりも撥水性が高いため、大気中に含まれる水分がPTFE多孔質膜を塞ぐことがあり、そこに粉塵が付着し易かった。そのため、エアフィルタ濾材を使用し続けると、オイルミストがエアフィルタ濾材の内部に残留し続け、エアフィルタ濾材が目詰まりし易く、その結果、エアフィルタを通過する風量が低下し易く、新しいエアフィルタと頻繁に交換しなければならない課題があった。 However, in the air filter medium disclosed in Patent Document 1, even though the first and second PTFE porous membranes capture dust particles and oil mist of different particle sizes, the PTFE porous membranes are prone to generating static electricity, which is difficult to remove, making it difficult to process into a filter shape. Furthermore, because the PTFE porous membrane is more water-repellent than oil-repellent, moisture in the air can clog the PTFE porous membrane, making it easy for dust particles to adhere to it. Therefore, with continued use of the air filter medium, oil mist continues to remain inside the air filter medium, easily clogging the air filter medium. As a result, the volume of air passing through the air filter is likely to decrease, posing the issue of having to frequently replace the air filter with a new one.

本発明の目的は、オイルミストと粉塵を含む空気を清浄にし、目詰まりを抑制するエアフィルタを提供することにある。本発明の別の目的は、オイルミストと粉塵を含む空気を清浄にし、目詰まりを抑制するエアフィルタを簡便に製造する方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an air filter that purifies air containing oil mist and dust and prevents clogging. Another object of the present invention is to provide a simple method for manufacturing an air filter that purifies air containing oil mist and dust and prevents clogging.

本発明の第1の観点は、オイルミストと粉塵を含む空気が流入する一面と、この一面に対向し前記空気が流出する他面との間を貫通する多数の気孔が繊維間に形成された不織布を含むエアフィルタであって、 前記不織布の繊維表面に弱親水性と撥水性を有する多機能塗膜が形成され、 前記多機能塗膜は、下記の一般式(1)又は式(2)で示されるペルフルオロエーテル構造を含むフッ素系官能基成分(A)が結合した平均粒子径2nm~90nmの金属酸化物粒子(B)と自己反応型のカルボキシル基及び/又はアセチル基含有物(C)と増粘剤(D)とを含み、 前記多機能塗膜を100質量%とするとき、前記フッ素系官能基成分(A)が1.5質量%~15質量%の割合で前記多機能塗膜に含まれ、かつ前記増粘剤(D)が0.3質量%~3.0質量%の割合で含まれ、 前記フッ素系官能基成分(A)と前記金属酸化物粒子(B)とは、合計して前記多機能塗膜を100質量%とするとき、15質量%~70質量%の割合で含まれ、 前記金属酸化物粒子(B)に対する前記フッ素系官能基成分(A)の質量比(A/B)が0.02~0.5の範囲にあり、 前記エアフィルタの通気度が1ml/cm2/秒~30ml/cm2/秒である。 A first aspect of the present invention is an air filter comprising a nonwoven fabric having a large number of pores formed among fibers, penetrating between one side into which air containing oil mist and dust flows in and another side opposite to the one side through which the air flows out, wherein a multifunctional coating film having weak hydrophilicity and water repellency is formed on the fiber surface of the nonwoven fabric, the multifunctional coating film comprising metal oxide particles (B) having an average particle size of 2 nm to 90 nm and bonded to a fluorine-based functional group component (A) containing a perfluoroether structure represented by the following general formula (1) or formula (2), a self-reactive carboxyl group- and/or acetyl group-containing substance (C), and a thickener (D), wherein, when the multifunctional coating film is taken as 100 mass%, the fluorine-based functional group component (A) is contained in the multifunctional coating film in a proportion of 1.5 mass% to 15 mass%, and the thickener (D) is contained in a proportion of 0.3 mass% to 3.0 mass%, The fluorine-based functional group component (A) and the metal oxide particles (B) are contained in a total amount of 15 to 70% by mass when the multifunctional coating film is taken as 100% by mass, the mass ratio (A/B) of the fluorine-based functional group component (A) to the metal oxide particles (B) is in the range of 0.02 to 0.5, and the air permeability of the air filter is 1 ml/cm 2 /sec to 30 ml/cm 2 /sec.

上記式(1)及び式(2)中、p、q及びrは、それぞれ同一又は互いに異なる1~6の整数であって、炭素骨格は、直鎖状又は分岐状であってもよい。また上記式(1)及び式(2)中、Xは、炭素数2~10の炭化水素基であって、エーテル結合、CO-NH結合、O-CO-NH結合及びスルホンアミド結合から選択される1種以上の結合を含んでいてもよい。更に上記式(1)及び式(2)中、Yはシランの加水分解体又はシリカゾルゲルの主成分である。 In the above formulas (1) and (2), p, q, and r are each the same or different integers of 1 to 6, and the carbon skeleton may be linear or branched. Furthermore, in the above formulas (1) and (2), X is a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, and may contain one or more bonds selected from an ether bond, a CO-NH bond, an O-CO-NH bond, and a sulfonamide bond. Furthermore, in the above formulas (1) and (2), Y is a silane hydrolyzate or the main component of a silica sol-gel.

このYについて更に述べると、Yは、金属酸化物粒子(B)と結合する部位である。具体例としては、後述する式(3)又は式(4)において、Yとして、Z部分が加水分解した構造が挙げられる。また、Yとして、式(3)又は式(4)のシラン化合物と、テトラエトキシシランやテトラメトキシシラン等のケイ素アルコキシドとを混合し、加水分解重合したシリカゾルゲルの主成分等も挙げられる。更に、Yとして、式(3)又は式(4)のシラン化合物と、テトラエトキシシランやテトラメトキシシラン等のケイ素アルコキシドと、エポキシ基やビニル基、エーテル基を含有したシラン等とを混合し、加水分解重合したシリカゾルゲルの主成分等も挙げられる。因みに、上記カルボキシル基含有物等(C)は、上記フッ素系官能基成分(A)が結合した金属酸化物粒子(B)を、不織布の基材に密着させるためのバインダ成分として用いられる。 Explaining Y further, Y is the moiety that bonds to the metal oxide particles (B). Specific examples include structures in which the Z moiety is hydrolyzed in Formula (3) or Formula (4) described below. Y also includes the main component of a silica sol-gel obtained by mixing a silane compound of Formula (3) or Formula (4) with a silicon alkoxide such as tetraethoxysilane or tetramethoxysilane and hydrolyzing and polymerizing the mixture. Y also includes the main component of a silica sol-gel obtained by mixing a silane compound of Formula (3) or Formula (4) with a silicon alkoxide such as tetraethoxysilane or tetramethoxysilane and a silane containing an epoxy group, a vinyl group, or an ether group and hydrolyzing and polymerizing the mixture. Incidentally, the carboxyl group-containing material (C) is used as a binder component for adhering the metal oxide particles (B) to which the fluorine-based functional group component (A) is bonded to the nonwoven fabric substrate.

本発明の第2の観点は、第1の観点に基づく発明であって、前記金属酸化物粒子(B)は、Si,Al、Mg、Ca、Ti、Zn及びZrからなる群より選ばれた1種の金属の酸化物粒子であるエアフィルタである。 A second aspect of the present invention is an air filter based on the first aspect, in which the metal oxide particles (B) are oxide particles of one metal selected from the group consisting of Si, Al, Mg, Ca, Ti, Zn, and Zr.

本発明の第3の観点は、第1の観点に基づく発明であって、前記自己反応型のカルボキシル基含有物等(C)は、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、又はエチレン-酢酸ビニル-アクリル酸共重合体であるエアフィルタである。 A third aspect of the present invention is an air filter based on the first aspect, in which the self-reactive carboxyl group-containing substance (C) is an ethylene-acrylic acid copolymer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, or an ethylene-vinyl acetate-acrylic acid copolymer.

本発明の第4の観点は、第1の観点に基づく発明であって、前記増粘剤(D)が、層状無機化合物又は増粘多糖類であるエアフィルタである。 A fourth aspect of the present invention is an air filter based on the first aspect, in which the thickener (D) is a layered inorganic compound or a thickening polysaccharide.

本発明の第5の観点は、第1の観点に基づく発明であって、前記不織布が単一層により構成されるか、又は複数層の積層体により構成されるエアフィルタである。 A fifth aspect of the present invention is an air filter based on the first aspect, in which the nonwoven fabric is composed of a single layer or a laminate of multiple layers.

本発明の第6の観点は、第1又は第5の観点のうちいずれかの観点に基づく発明であって、前記不織布を構成する繊維がポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ガラス、アルミナ、炭素、セルロース、パルプ、ナイロン及び金属からなる群より選ばれた1種又は2種以上の繊維であるエアフィルタである。 A sixth aspect of the present invention is an air filter based on either the first or fifth aspect, wherein the fibers constituting the nonwoven fabric are one or more types of fibers selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE), glass, alumina, carbon, cellulose, pulp, nylon, and metal.

本発明の第7の観点は、本発明の第1の観点から第6の観点のいずれか一項に記載のエアフィルタを製造するエアフィルタの製造方法であって、図3に示すように、フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液と、自己反応型のカルボキシル基含有物等と、水と炭素数1~4のアルコールとの混合溶媒と、増粘剤水溶液又は増粘剤水分散液とを混合して多機能塗膜形成用液組成物(以下、単に液組成物ということもある。)を調製する工程と、前記多機能塗膜形成用液組成物に不織布をディッピングする工程と、前記ディッピングした不織布を脱液し乾燥する工程とを含むエアフィルタの製造方法である。 A seventh aspect of the present invention is a method for producing an air filter according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, which method includes the steps of: preparing a multifunctional coating film-forming liquid composition (hereinafter , sometimes simply referred to as a liquid composition) by mixing an aqueous dispersion of fluorine-containing metal oxide particles, a self-reactive carboxyl group-containing substance, a mixed solvent of water and an alcohol having 1 to 4 carbon atoms, and an aqueous thickener solution or an aqueous thickener dispersion, as shown in FIG. 3 ; dipping a nonwoven fabric into the multifunctional coating film-forming liquid composition; and dewatering and drying the dipped nonwoven fabric.

本発明の第8の観点は、第7の観点に基づく発明であって、前記フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液が、金属酸化物粒子の水分散液にフッ素系化合物を添加混合して、調製されるエアフィルタの製造方法である。 An eighth aspect of the present invention is a method for producing an air filter based on the seventh aspect, in which the aqueous dispersion of fluorine-containing metal oxide particles is prepared by adding and mixing a fluorine-based compound to an aqueous dispersion of metal oxide particles.

本発明の第1の観点のエアフィルタは、エアフィルタに含まれる不織布の繊維表面に多機能塗膜が形成され、多機能塗膜が、前述した一般式(1)又は式(2)で示されるフッ素系官能基成分(A)が結合した平均粒子径2nm~90nmの金属酸化物粒子(B)と自己反応型のカルボキシル基含有物等(C)と増粘剤(D)とを含み、多機能塗膜を100質量%とするとき、前記フッ素系官能基成分(A)が1.5質量%~15質量%の割合で前記多機能塗膜に含まれ、かつ増粘剤(D)が0.3質量%~3.0質量%の割合で多機能塗膜に含まれ、フッ素系官能基成分(A)と金属酸化物粒子(B)とは、合計して多機能塗膜を100質量%とするとき、15質量%~70質量%の割合で含まれ、金属酸化物粒子(B)に対するフッ素系官能基成分(A)の質量比(A/B)が0.02~0.5の範囲にあり、エアフィルタの通気度が1ml/cm2/秒~30ml/cm2/秒である。このため、エアフィルタ内にオイルミストと粉塵を含む空気がエアフィルタの一面から流入すると、オイルミストと粉塵が不織布で捕集され、空気だけが不織布の気孔を通過しエアフィルタの他面から流出して、空気が清浄になり、目詰まりが抑制される。 An air filter according to a first aspect of the present invention comprises a nonwoven fabric comprising a multifunctional coating film formed on the fiber surface thereof, the multifunctional coating film comprising metal oxide particles (B) having an average particle size of 2 nm to 90 nm and having a fluorine-based functional group component (A) represented by the general formula (1) or (2) described above bonded thereto, a self-reactive carboxyl group-containing substance or the like (C), and a thickener (D), wherein the fluorine-based functional group component (A) accounts for 1.5 mass % to The multifunctional coating film contains the fluorine-based functional group component (A) in a proportion of 15% by mass, the thickener (D) in a proportion of 0.3% by mass to 3.0% by mass, the fluorine-based functional group component (A) and the metal oxide particles (B) are contained in a proportion of 15% by mass to 70% by mass when the total mass of the multifunctional coating film is 100% by mass, the mass ratio (A/B) of the fluorine-based functional group component (A) to the metal oxide particles (B) is in the range of 0.02 to 0.5, and the air permeability of the air filter is 1 ml/cm 2 /sec to 30 ml/cm 2 /sec. Therefore, when air containing oil mist and dust flows into the air filter from one side, the oil mist and dust are captured by the nonwoven fabric, and only the air passes through the pores of the nonwoven fabric and flows out from the other side of the air filter, making the air clean and preventing clogging.

このとき、多機能塗膜の撥油性能のため、またエアフィルタの通気度が1ml/cm2/秒~30ml/cm2/秒であるため、オイルミストが不織布の繊維表面の多機能塗膜に吸着せずに弾かれて付着するに止まる。エアフィルタを使用し続けてオイルミストの不織布内部における捕集量が増えると、エアフィルタが水平に配置される場合には、オイルミストは液状化して通過する空気に随伴されてエアフィルタの他面に集まり、エアフィルタが鉛直に配置される場合には、捕集されたオイルミストが自重によりエアフィルタの下端に集まり、不織布の気孔を閉塞しない。これにより、オイルミストによる気孔の目詰まりは抑制される。 At this time, due to the oil-repellent properties of the multifunctional coating and the air permeability of the air filter being 1 ml/ cm² /sec to 30 ml/ cm² /sec, the oil mist is not adsorbed by the multifunctional coating on the fiber surface of the nonwoven fabric but is instead repelled and adheres to it. As the amount of oil mist trapped inside the nonwoven fabric increases with continued use of the air filter, if the air filter is placed horizontally, the oil mist liquefies and is carried along with the passing air, collecting on the other side of the air filter. If the air filter is placed vertically, the captured oil mist collects at the bottom of the air filter due to its own weight, and does not block the pores of the nonwoven fabric. This prevents the oil mist from clogging the pores.

一方、粉塵は、エアフィルタの通気度が1ml/cm2/秒~30ml/cm2/秒であるため、不織布の繊維表面の多機能塗膜に直接付着するか、或いは多機能塗膜に付着したオイルミストに付着する。このため、エアフィルタを長期間使用して粉塵等で目詰まりしたときに、エアノッカー等でエアフィルタに衝撃を与えると、オイルミストと一緒に付着した粉塵を容易に落とすことができ、エアフィルタを再生することができる。 On the other hand, because the air permeability of the air filter is 1 ml/cm 2 /sec to 30 ml/cm 2 /sec, dust adheres either directly to the multifunctional coating on the fiber surface of the nonwoven fabric or to the oil mist that has adhered to the multifunctional coating. Therefore, when an air filter becomes clogged with dust or the like after long-term use, the dust that has adhered together with the oil mist can be easily removed by impacting the air filter with an air knocker or the like, and the air filter can be regenerated.

本発明の第2の観点のエアフィルタでは、多機能塗膜に含まれる金属酸化物粒子(B)が、Si,Al、Mg、Ca、Ti、Zn及びZrからなる群より選ばれた1種の金属の酸化物粒子であるため、多種の金属酸化物粒子の中から、エアフィルタの使用環境に適した金属酸化物を選択することができる。 In the air filter of the second aspect of the present invention, the metal oxide particles (B) contained in the multifunctional coating are oxide particles of one metal selected from the group consisting of Si, Al, Mg, Ca, Ti, Zn, and Zr, making it possible to select a metal oxide suitable for the environment in which the air filter will be used from among the many types of metal oxide particles.

本発明の第3の観点のエアフィルタでは、自己反応型のカルボキシル基含有物等(C)が、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、又はエチレン-酢酸ビニル-アクリル酸共重合体であるため、上記共重合体が金属酸化物粒子のバインダとして作用するとともに、多機能塗膜が不織布の繊維表面に形成されたときに、膜を不織布表面に堅牢に結着させることができる。 In the air filter of the third aspect of the present invention, the self-reactive carboxyl group-containing substance (C) is an ethylene-acrylic acid copolymer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, or an ethylene-vinyl acetate-acrylic acid copolymer, so that the copolymer acts as a binder for the metal oxide particles and, when a multifunctional coating film is formed on the fiber surface of the nonwoven fabric, can firmly bind the film to the surface of the nonwoven fabric.

本発明の第4の観点のエアフィルタでは、多機能塗膜に含まれる増粘剤(D)が、層状無機化合物又は増粘多糖類であるため、多機能塗膜の膜厚を大きくしてエアフィルタの通気度を減少させ、これによりオイルミストがエアフィルタを通過することを阻止する。また多機能塗膜に弱親水性を付与することができる。 In the air filter of the fourth aspect of the present invention, the thickener (D) contained in the multifunctional coating film is a layered inorganic compound or a thickening polysaccharide, which increases the thickness of the multifunctional coating film and reduces the air permeability of the air filter, thereby preventing oil mist from passing through the air filter. It is also possible to impart weak hydrophilicity to the multifunctional coating film.

本発明の第5の観点のエアフィルタでは、不織布が単一層により構成される場合には、簡単な構成のエアフィルタになり、不織布が複数層の積層体により構成される場合には、流入する粉塵の粒径、オイルミストの油粒子のサイズ等の性状に応じて各層を構成することができる。 In the air filter of the fifth aspect of the present invention, if the nonwoven fabric is composed of a single layer, the air filter will have a simple configuration. If the nonwoven fabric is composed of a laminate of multiple layers, each layer can be configured according to the properties of the incoming dust particle size, the size of the oil particles in the oil mist, etc.

本発明の第6の観点のエアフィルタでは、不織布を構成する繊維の材質を、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ガラス、アルミナ、炭素、セルロース、パルプ、ナイロン及び金属から、流入する粉塵の粒径、オイルミストの油粒子のサイズ等の性状に応じて、選択することができる。 In the air filter of the sixth aspect of the present invention, the material of the fibers making up the nonwoven fabric can be selected from polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE), glass, alumina, carbon, cellulose, pulp, nylon, and metal, depending on the particle size of the inflowing dust, the size of the oil particles in the oil mist, and other properties.

本発明の第7の観点の方法では、図3に示すように、フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液と、自己反応型のカルボキシル基含有物等と、水と炭素数1~4のアルコールとの混合溶媒と、増粘剤水溶液又は増粘剤水分散液とを混合して多機能塗膜形成用液組成物を調製し、この多機能塗膜形成用液組成物に不織布をディッピングして不織布を脱液し乾燥することにより、エアフィルタが製造されるため、不織布の繊維表面に多機能塗膜を均一に形成することができる。またフッ素含有金属酸化物粒子がカルボキシル基含有物等中に存在し、増粘剤が多機能塗膜に含まれることにより、弱親水性と撥油性を有しながら不織布の通気度を低くすることが容易になる。更に特許文献1のPTFE多孔質膜とは異なり、多機能塗膜が弱親水性であるため、第一に多機能塗膜には静電気が発生しにくく、簡便にエアフィルタを製造することができ、第二にオイルミストに含まれる水蒸気を吸収することにより、多機能塗膜により油を弾く効果を発現させ、エアフィルタの目詰まり防止効果をより高めることができる。 In the method of the seventh aspect of the present invention, as shown in Figure 3, a multifunctional coating film-forming liquid composition is prepared by mixing an aqueous dispersion of fluorine-containing metal oxide particles, a self-reactive carboxyl group-containing material, a mixed solvent of water and an alcohol having 1 to 4 carbon atoms, and an aqueous thickener solution or thickener dispersion. An air filter is manufactured by dipping a nonwoven fabric into this multifunctional coating film-forming liquid composition, dewatering the nonwoven fabric, and drying it, thereby enabling the formation of a uniform multifunctional coating film on the fiber surface of the nonwoven fabric. Furthermore, the presence of fluorine-containing metal oxide particles in the carboxyl group-containing material and the inclusion of a thickener in the multifunctional coating film makes it easy to reduce the air permeability of the nonwoven fabric while maintaining weak hydrophilicity and oil repellency. Furthermore, unlike the PTFE porous membrane of Patent Document 1, the multifunctional coating is weakly hydrophilic. Therefore, firstly, static electricity is less likely to occur in the multifunctional coating, making it easier to manufacture air filters; secondly, by absorbing the water vapor contained in the oil mist, the multifunctional coating exhibits an oil-repellent effect, further improving the anti-clogging effect of the air filter.

本発明の第8の観点のエアフィルタの製造方法では、金属酸化物粒子の水分散液にフッ素系化合物を添加混合するため、フッ素含有金属酸化物粒子が均一に分散した分散液が得られる。 In the air filter manufacturing method according to the eighth aspect of the present invention, a fluorine-based compound is added and mixed into an aqueous dispersion of metal oxide particles, thereby obtaining a dispersion in which fluorine-containing metal oxide particles are uniformly dispersed.

本実施形態の単一層の不織布の側面図である。FIG. 1 is a side view of a single layer nonwoven fabric of the present embodiment. 本実施形態の二層の不織布の側面図である。FIG. 2 is a side view of the two-layer nonwoven fabric of the present embodiment. 本実施形態のエアフィルタを製造するフロー図である。FIG. 2 is a flow chart showing a method for manufacturing the air filter of the present embodiment.

次に本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

〔エアフィルタ〕
図1に示すように、本実施形態のエアフィルタ10は、不織布20とこの不織布の繊維表面に形成された弱親水性と撥油性を有する多機能塗膜21とを備える。このエアフィルタ10の主たる構成要素である不織布20は、オイルミストと粉塵を含む空気が流入する一面20aと、この一面20aに対向し前記空気が流出する他面20bを有し、単一層からなる。図2に示すように、上層の不織布30と下層の不織布40の二層の積層体により構成されるエアフィルタ50でもよい。この場合、上層の不織布30の上面がオイルミストと粉塵を含む空気が流入する一面30aとなり、下層の不織布40の下面がこの一面30aに対向する他面40bとなる。なお、積層体は二層に限らず、三層、四層等の複数層から構成することもできる。
[Air filter]
As shown in FIG. 1 , the air filter 10 of this embodiment comprises a nonwoven fabric 20 and a multifunctional coating 21 formed on the fiber surface of the nonwoven fabric, which has weak hydrophilicity and oil repellency. The nonwoven fabric 20, which is the main component of the air filter 10, is a single layer having a first surface 20a through which air containing oil mist and dust enters and a second surface 20b opposite to the first surface 20a through which the air exits. As shown in FIG. 2 , an air filter 50 may be constructed as a two-layer laminate consisting of an upper nonwoven fabric 30 and a lower nonwoven fabric 40. In this case, the upper surface of the upper nonwoven fabric 30 corresponds to the first surface 30a through which air containing oil mist and dust enters, and the lower surface of the lower nonwoven fabric 40 corresponds to the second surface 40b opposite the first surface 30a. The laminate is not limited to two layers, and may be constructed of multiple layers, such as three or four layers.

図1中央の拡大図に示すように、不織布20は多数の繊維20cが絡み合って形成され、繊維と繊維の間には気孔20dが形成される。気孔20dは不織布20の一面20aと他面20bとの間を貫通する。不織布の繊維20cの表面には多機能塗膜21が形成される。不織布の目付は、100g/m2~400g/m2の範囲にあることが好ましいが、この範囲に限定されるものではない。多機能塗膜21は、金属酸化物粒子(B)とバインダ成分としての自己反応型のカルボキシル基含有物等(C)と増粘剤(D)とを含む。この金属酸化物粒子(B)には、前述した一般式(1)又は式(2)で示されるフッ素系官能基成分(A)が結合する。多機能塗膜を100質量%とするとき、フッ素系官能基成分(A)が1.5質量%~15質量%の割合で多機能塗膜21に含まれ、かつ増粘剤(D)が0.3質量%~3.0質量%の割合で含まれる。またフッ素系官能基成分(A)と金属酸化物粒子(B)とは、合計して多機能塗膜を100質量%とするとき、15質量%~70質量%の割合で含まれる。また金属酸化物粒子(B)に対するフッ素系官能基成分(A)の質量比(A/B)が0.02~0.5の範囲にある。 As shown in the enlarged view in the center of Figure 1, the nonwoven fabric 20 is formed by intertwining numerous fibers 20c, with pores 20d formed between the fibers. The pores 20d penetrate between the first surface 20a and the second surface 20b of the nonwoven fabric 20. A multifunctional coating film 21 is formed on the surface of the fibers 20c of the nonwoven fabric. The basis weight of the nonwoven fabric is preferably in the range of 100 g/ m2 to 400 g/ m2 , but is not limited to this range. The multifunctional coating film 21 contains metal oxide particles (B), a self-reactive carboxyl group-containing substance or the like (C) as a binder component, and a thickener (D). The metal oxide particles (B) are bonded to a fluorine-based functional group component (A) represented by the aforementioned general formula (1) or (2). When the multifunctional coating film is taken as 100% by mass, the fluorine-based functional group component (A) is contained in the multifunctional coating film 21 in a proportion of 1.5% by mass to 15% by mass, and the thickener (D) is contained in a proportion of 0.3% by mass to 3.0% by mass. Furthermore, when the multifunctional coating film is taken as 100% by mass, the fluorine-based functional group component (A) and the metal oxide particles (B) are contained in a total proportion of 15% by mass to 70% by mass. Furthermore, the mass ratio (A/B) of the fluorine-based functional group component (A) to the metal oxide particles (B) is in the range of 0.02 to 0.5.

図1上部の更なる拡大図に示すように、多機能塗膜21は、粒子表面がフッ素系官能基成分に覆われた多数の金属酸化物粒子21aがカルボキシル基含有物等からなるバインダ成分21bで結着して構成される。多機能塗膜21は金属酸化物粒子21aと増粘剤(D)を含むため、見かけ上、厚膜となり、繊維と繊維の間の気孔20dを狭くすることができる。また膜厚は、金属酸化物粒子の粒子径と膜成分中の増粘剤の含有割合を変えることにより制御することができる。更に増粘剤(D)を含むことにより、多機能塗膜に弱親水性を付与し、第一に静電気が発生しにくい多機能塗膜にすることができ、第二にオイルミストに含まれる水蒸気を吸収して、多機能塗膜により油を弾く効果を発現させ、エアフィルタの目詰まり防止効果をより高めることができる。 As shown in the further enlarged view at the top of Figure 1, the multifunctional coating film 21 is composed of numerous metal oxide particles 21a, the particle surfaces of which are coated with fluorine-based functional group components, bound together by a binder component 21b, such as a carboxyl group-containing material. Because the multifunctional coating film 21 contains the metal oxide particles 21a and thickener (D), it appears thick, narrowing the pores 20d between the fibers. Furthermore, the film thickness can be controlled by varying the particle size of the metal oxide particles and the proportion of thickener in the film components. Furthermore, the inclusion of thickener (D) imparts weak hydrophilic properties to the multifunctional coating film, which, first, makes it less susceptible to static electricity generation, and, second, absorbs water vapor contained in oil mist, providing the multifunctional coating with an oil-repellent effect, further enhancing the anti-clogging effect of the air filter.

不織布の目付が100g/m2未満であると、繊維間の気孔が大き過ぎることから、粉塵を捕集する能力が不足し易い。400g/m2を超えると、通気度が1ml/cm2/秒未満となり、粉塵が直ぐに繊維間の気孔に詰まり易くなるか、或いは通気度が低過ぎるため、エアフィルタに送り込む空気の抵抗によりエアフィルタで圧力損失が生じ易く、送風エネルギーの効率が悪化し易い。不織布の目付は、200g/m2~350g/m2の範囲にあることが更に好ましい。 If the basis weight of the nonwoven fabric is less than 100 g/ m2 , the pores between the fibers will be too large, and the dust collection ability will be insufficient. If it exceeds 400 g/ m2 , the air permeability will be less than 1 ml/ cm2 /sec, and dust will easily clog the pores between the fibers, or the air permeability will be too low, causing pressure loss in the air filter due to resistance of the air sent into the air filter, and the efficiency of the air blowing energy will be easily reduced. It is more preferable that the basis weight of the nonwoven fabric is in the range of 200 g/ m2 to 350 g/ m2 .

繊維表面に多機能塗膜21が形成されたエアフィルタ10の状態で、不織布20は1ml/cm2/秒~30ml/cm2/秒の通気度を有するように作製される。通気度が1ml/cm2/秒未満では、通気性に劣り、オイルミストと粉塵を含む空気が通過しにくくなる。30ml/cm2/秒を超えると、不織布の気孔20dの大きさが流入する空気中のオイルミストの油粒子22及び粉塵の粒子23の各粒径よりも遙かに大きくなり、油粒子22及び粉塵の粒子23が空気とともに不織布の気孔を通してエアフィルタ10から通過し、オイルミストと粉塵を捕集することができない。通気度は1.5ml/cm2/秒~40ml/cm2/秒であることが好ましい。通気度はJIS-L1913:2000に記載のフラジール形試験機を用いて測定される。 In the state of the air filter 10 in which the multifunctional coating film 21 is formed on the fiber surface, the nonwoven fabric 20 is manufactured to have an air permeability of 1 ml/cm 2 /sec to 30 ml/cm 2 /sec. Air permeability less than 1 ml/cm 2 /sec results in poor breathability, making it difficult for air containing oil mist and dust to pass through. Air permeability greater than 30 ml/cm 2 /sec results in the size of the pores 20d of the nonwoven fabric being much larger than the particle sizes of the oil particles 22 and dust particles 23 of the oil mist in the incoming air, causing the oil particles 22 and dust particles 23 to pass through the pores of the nonwoven fabric along with the air, preventing the oil mist and dust from being captured. The air permeability is preferably 1.5 ml/cm 2 /sec to 40 ml/cm 2 /sec. Air permeability is measured using a Frazier-type testing machine as described in JIS-L1913:2000.

多機能塗膜21を100質量%とするとき、フッ素系官能基成分(A)の多機能塗膜に含まれる割合が1.5質量%未満では、撥油性の効果に乏しく、オイルミストを弾く性能が不十分になる。即ち、オイルミストがエアフィルタに到達したときに、オイルミストが繊維表面上に濡れ広がり、気孔20dを塞ぎ易くなる。フッ素系官能基成分(A)の多機能塗膜に含まれる割合が15質量%を超えると、多機能塗膜の不織布への密着性が悪くなる。多機能塗膜21中のフッ素系官能基成分(A)の含有割合は、1.2質量%~12質量%であることが好ましい。 When the multifunctional coating film 21 is taken as 100% by mass, if the proportion of the fluorine-based functional group component (A) in the multifunctional coating film is less than 1.5% by mass, the oil repellency effect is poor and the ability to repel oil mist is insufficient. In other words, when oil mist reaches the air filter, it spreads over the fiber surface and is likely to clog the pores 20d. If the proportion of the fluorine-based functional group component (A) in the multifunctional coating film exceeds 15% by mass, the adhesion of the multifunctional coating film to the nonwoven fabric deteriorates. The content of the fluorine-based functional group component (A) in the multifunctional coating film 21 is preferably 1.2% to 12% by mass.

多機能塗膜21に含まれる増粘剤(D)は、多機能塗膜を100質量%とするとき、0.3質量%~3.0質量%の割合で含まれる。0.3質量%未満では、撥水性の膜となり、弱親水性を示さない。 3.0質量%を超えると、多機能塗膜の撥油性が悪くなる。多機能膜21に含まれる増粘剤(D)が、0.5質量%~2.8質量% であることが好ましい。 The thickener (D) contained in the multifunctional coating film 21 is contained in a proportion of 0.3% to 3.0% by mass, assuming the multifunctional coating film to be 100% by mass. If it is less than 0.3% by mass, the film will be water-repellent and will not exhibit weak hydrophilicity. If it exceeds 3.0% by mass, the oil-repellency of the multifunctional coating film will deteriorate. It is preferable that the thickener (D) contained in the multifunctional coating film 21 be 0.5% to 2.8% by mass.

このようなエアフィルタ10の作用について説明する。図1に示すように、オイルミストと粉塵を含む空気が、エアフィルタ10を構成する不織布20の一面20aに到来する。ここでエアフィルタ10は所定の通気度を有するため、また多機能塗膜21が撥油性を示すため、オイルミストの油粒子22は気孔20dの孔径より粒径が大きい場合は勿論のこと、気孔20dの孔径より粒径が僅かに小さくても、エアフィルタ10を通過できず、不織布20の繊維20cと繊維20cの間に、多機能塗膜21によって弾かれながら、多機能塗膜21に付着して止まる。同時に粉塵の粒子23も多機能塗膜21に付着して止まる。多機能塗膜21中にフッ素含有金属酸化物粒子21aを含むため、膜が凹凸になり、油粒子22の膜への付着の程度は低い一方、粉塵の粒子23は付着し易くなる。これにより、オイルミストの油粒子22及び粉塵の粒子23が不織布に捕集され、オイルミストと粉塵を含んだ空気が、図1の拡大図に示す繊維20cと繊維20cの間に形成された気孔20dを通過して他面20bに至り、オイルミストと粉塵のない空気となって、不織布20を通過する。 The operation of this air filter 10 will now be explained. As shown in Figure 1, air containing oil mist and dust particles reaches one surface 20a of the nonwoven fabric 20 that constitutes the air filter 10. Because the air filter 10 has a predetermined air permeability and the multifunctional coating 21 exhibits oil repellency, oil particles 22 of the oil mist cannot pass through the air filter 10, even if they are larger than the pore size of the pores 20d, or even if they are slightly smaller than the pore size of the pores 20d. Instead, they are repelled by the multifunctional coating 21 and adhere to and remain on the multifunctional coating 21 between the fibers 20c of the nonwoven fabric 20. At the same time, dust particles 23 also adhere to and remain on the multifunctional coating 21. The inclusion of fluorine-containing metal oxide particles 21a in the multifunctional coating 21 creates an uneven film, which reduces the adhesion of oil particles 22 to the film while making it easier for dust particles 23 to adhere. As a result, oil particles 22 from the oil mist and dust particles 23 are captured by the nonwoven fabric, and the air containing the oil mist and dust passes through the pores 20d formed between the fibers 20c shown in the enlarged view of Figure 1 to reach the other surface 20b, where it becomes oil mist- and dust-free air and passes through the nonwoven fabric 20.

エアフィルタを使用し続けてオイルミストの不織布内部における捕集量が増えると、エアフィルタが水平に配置される場合には、膜への付着の程度が低いオイルミストは液状化して通過する空気に随伴されてエアフィルタの他面に集まり、エアフィルタが鉛直に配置される場合には、捕集されたオイルミストが自重によりエアフィルタの下端に集まり、不織布の気孔を閉塞しない。これにより、オイルミストによる気孔の目詰まりは抑制される。粉塵は不織布の繊維表面の多機能塗膜に直接付着するか、或いは多機能塗膜に付着したオイルミストに付着する。不織布20に溜まったオイルミストと粉塵は、定期的にエアノッカー等でエアフィルタ10に衝撃を与えることにより、エアフィルタ10から除去することができる。また、増粘剤を含むことにより、多機能塗膜に弱親水性を付与し、第一に静電気が発生しにくい多機能塗膜にすることができ、第二にオイルミストに含まれる水蒸気を吸収して、多機能塗膜により油を弾く効果を発現させ、エアフィルタの目詰まり防止効果をより高めることができる。 As the amount of oil mist trapped inside the nonwoven fabric increases with continued use of the air filter, if the air filter is positioned horizontally, oil mist that does not adhere to the membrane to a large extent liquefies and is carried along with the passing air, collecting on the other side of the air filter. If the air filter is positioned vertically, the captured oil mist collects at the bottom of the air filter due to its own weight and does not block the pores of the nonwoven fabric. This prevents the oil mist from clogging the pores. Dust adheres directly to the multifunctional coating on the fiber surface of the nonwoven fabric, or to the oil mist that has adhered to the multifunctional coating. Oil mist and dust that has accumulated in the nonwoven fabric 20 can be removed from the air filter 10 by periodically impacting it with an air knocker or similar device. Furthermore, the inclusion of a thickener imparts weak hydrophilic properties to the multifunctional coating, which, firstly, makes the multifunctional coating less prone to static electricity, and secondly, absorbs the water vapor contained in the oil mist, giving the multifunctional coating an oil-repellent effect and further improving the anti-clogging effect of the air filter.

〔エアフィルタの製造方法〕
エアフィルタは次の方法により、概略製造される。
図3に示すように、金属酸化物粒子の水分散液51にフッ素系官能基成分(A)を含むフッ素系化合物52を混合してフッ素含有金属酸化物粒子の水分散液54を調製する。分散液のpHが中性の場合には、フッ素系化合物52を混合した後、触媒53を添加混合してフッ素含有金属酸化物粒子の水分散液54を調製することができる。この水分散液54に、バインダ成分としてのカルボキシル基含有物等55を混合して混合液56を調製した後、水と炭素数1~4のアルコールとの混合溶媒57を混合して、混合液56を希釈し、更に増粘剤水溶液又は増粘剤水分散液58を混合することにより、多機能塗膜形成用液組成物60を調製する。この液組成物60に不織布20をディッピングする。続いて不織布20を脱液し、乾燥することによりエアフィルタ10を製造する。
[Air filter manufacturing method]
The air filter is generally manufactured by the following method.
As shown in FIG. 3 , an aqueous dispersion 54 of fluorine-containing metal oxide particles is prepared by mixing a fluorine-based compound 52 containing a fluorine-based functional group component (A) with an aqueous dispersion 51 of metal oxide particles. If the pH of the dispersion is neutral, the fluorine-based compound 52 can be mixed, followed by adding and mixing a catalyst 53 to prepare the aqueous dispersion 54 of fluorine-containing metal oxide particles. A carboxyl group-containing substance or the like 55 serving as a binder component is mixed with this aqueous dispersion 54 to prepare a mixture 56. A mixed solvent 57 of water and an alcohol having 1 to 4 carbon atoms is then added to dilute the mixture 56, and a thickener aqueous solution or thickener aqueous dispersion 58 is further added to prepare a multifunctional coating film-forming liquid composition 60. A nonwoven fabric 20 is dipped into this liquid composition 60. The nonwoven fabric 20 is then dewatered and dried to produce an air filter 10.

以下、エアフィルタの製造方法を詳述する。
〔不織布の準備〕
先ず、1.1ml/cm2/秒~40ml/cm2/秒の通気度を有する不織布を準備する。具体的には、後述する多機能塗膜が不織布の繊維表面に形成されたエアフィルタになった状態で、1ml/cm2/秒~30ml/cm2/秒の通気度を有する不織布を準備する。多機能塗膜が厚膜に形成される場合には、通気度の大きい不織布が選定され、多機能塗膜が薄膜に形成される場合には、通気度の小さい不織布が選定される。また多機能塗膜を厚膜にする作用のある増粘剤の含有割合に応じて準備する不織布の通気度が選定される。
The method for manufacturing the air filter will be described in detail below.
[Preparing the nonwoven fabric]
First, a nonwoven fabric having an air permeability of 1.1 ml/cm 2 /sec to 40 ml/cm 2 /sec is prepared. Specifically, a nonwoven fabric having an air permeability of 1 ml/cm 2 /sec to 30 ml/cm 2 /sec is prepared in a state in which a multifunctional coating film, described below, is formed on the fiber surface of the nonwoven fabric to form an air filter. When the multifunctional coating film is to be formed into a thick film, a nonwoven fabric with high air permeability is selected, and when the multifunctional coating film is to be formed into a thin film, a nonwoven fabric with low air permeability is selected. The air permeability of the nonwoven fabric to be prepared is also selected depending on the content of a thickener that acts to thicken the multifunctional coating film.

この不織布としては、例えば、セルロース混合エステル性のメンブレンフィルター、ガラス繊維ろ紙、ポリエチレンテレフタレート繊維とガラス繊維を混用した不織布(商品名:336又は商品名:356(いずれも安積濾紙社製))、ポリエチレンテレフタレート繊維からなる不織布(商品名:G2260-1S(東レ社製)又は商品名:191001(東洋紡績社製))、ポリプロピレン繊維からなる不織布(商品名:M03150(三井化学社製))又は金属繊維からなる不織布(日エテクノ社製)がある。このように不織布は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ガラス、アルミナ、炭素、セルロース、パルプ、ナイロン及び金属からなる群より選ばれた1種又は2種以上の繊維から作られる。繊維は、2以上の繊維を混合した繊維でもよい。繊維の太さ(繊維径)は、上記通気度が得られるように、0.01μm~10μmの太さが好適である。不織布の厚さは、エアフィルタが単一層である場合には、0.2mm~0.8mm、複数層の積層体である場合には、積層体の厚さが0.2mm~5mmになる厚さが好ましい。 Examples of such nonwoven fabrics include cellulose-mixed ester membrane filters, glass fiber filter paper, nonwoven fabrics made from a mixture of polyethylene terephthalate and glass fibers (product name: 336 or product name: 356, both manufactured by Azumi Filter Paper Co., Ltd.), nonwoven fabrics made from polyethylene terephthalate fibers (product name: G2260-1S, manufactured by Toray Industries, Inc., or product name: 191001, manufactured by Toyobo Co., Ltd.), nonwoven fabrics made from polypropylene fibers (product name: M03150, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), and nonwoven fabrics made from metal fibers (manufactured by Nichie Techno Co., Ltd.). Nonwoven fabrics are made from one or more fibers selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE), glass, alumina, carbon, cellulose, pulp, nylon, and metal. The fibers may also be a mixture of two or more fibers. The fiber thickness (fiber diameter) is preferably 0.01 μm to 10 μm to achieve the above-mentioned air permeability. The thickness of the nonwoven fabric is preferably 0.2 mm to 0.8 mm if the air filter is a single layer, and a thickness that results in a laminate thickness of 0.2 mm to 5 mm if the air filter is a multi-layer laminate.

〔多機能塗膜形成用液組成物の製造方法〕
〔金属酸化物粒子の水分散液の調製〕
先ず、先ず、水性溶媒中に、金属酸化物粒子を分散させて金属酸化物粒子の水分散液を調製する。金属酸化物粒子は、2nm~90nm、好ましくは2nm~85nmの平均粒子径を有する。平均粒子径が2nm未満では、金属酸化物粒子の凝集が起こりやすくなり、媒体中に分散しにくくなる。90nmを超えると、液組成物を成膜したときに、金属酸化物粒子が多機能塗膜から脱落しやすくなる。金属酸化物粒子としては、SiO2、Al23、MgO、CaO、TiO2、ZnO、ZrO2の粒子等が例示される。市販品として、二酸化ケイ素の水分散液(商品名:ST-ZL(日産化学社製、SiO2濃度40%)、商品名:ST-C(日産化学社製、SiO2濃度20%)、商品名:ST-CM(日産化学社製、SiO2濃度30%))、二酸化ジルコニウムの水分散液(商品名:SZR-W(堺化学社製、ZrO2濃度30%))、二酸化チタンの水分散液(商品名:TKS-203(テイカ社製、TiO2濃度20%))、酸化亜鉛の水分散液(商品名:MZ-500(テイカ社製、ZnO濃度30%))等が例示される。
[Method for producing a multifunctional coating film-forming liquid composition]
[Preparation of Aqueous Dispersion of Metal Oxide Particles]
First, an aqueous dispersion of metal oxide particles is prepared by dispersing metal oxide particles in an aqueous solvent. The metal oxide particles have an average particle size of 2 nm to 90 nm, preferably 2 nm to 85 nm. If the average particle size is less than 2 nm, the metal oxide particles are likely to aggregate and become difficult to disperse in the medium. If the average particle size exceeds 90 nm , the metal oxide particles are likely to fall off from the multifunctional coating film when the liquid composition is formed into a film. Examples of metal oxide particles include particles of SiO2 , Al2O3 , MgO, CaO, TiO2 , ZnO, and ZrO2 . Examples of commercially available products include aqueous dispersions of silicon dioxide (trade name: ST-ZL (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., SiO2 concentration 40%), trade name: ST-C (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., SiO2 concentration 20%), trade name: ST-CM (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., SiO2 concentration 30%)), aqueous dispersions of zirconium dioxide (trade name: SZR-W (manufactured by Sakai Chemical Industries, Ltd., ZrO2 concentration 30%)), aqueous dispersions of titanium dioxide (trade name: TKS-203 (manufactured by Teika Corporation, TiO2 concentration 20%)), and aqueous dispersions of zinc oxide (trade name: MZ-500 (manufactured by Teika Corporation, ZnO concentration 30%)).

水性溶媒としては、水又は水と炭素数1~4のアルコールとの混合溶媒が例示される。上記水としては、不純物の混入防止のため、イオン交換水、蒸留水などの純水を使用するのが望ましい。ここで、溶媒として水性溶媒を用いて、有機溶媒を用いないのは、取扱い上の安全性のためである。なお、本明細書において、金属酸化物粒子の平均粒子径とは、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した粒子形状のうち、200点の粒子サイズを画像解析により測定したものの平均値をいう。 Examples of aqueous solvents include water or a mixed solvent of water and an alcohol having 1 to 4 carbon atoms. It is preferable to use pure water such as ion-exchanged water or distilled water as the water to prevent the inclusion of impurities. The reason why an aqueous solvent is used instead of an organic solvent is to ensure safety in handling. In this specification, the average particle size of metal oxide particles refers to the average value of the particle sizes measured by image analysis at 200 points among the particle shapes observed with a scanning electron microscope (SEM).

〔フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液の調製〕
次に、調製された金属酸化物粒子の水分散液中に、上述した式(1)又は式(2)で表されるフッ素系官能基成分を含むフッ素系化合物を添加して、金属酸化物粒子とフッ素系官能基成分とがナノコンポジット化された複合材料を合成する。ここで、更に反応を促進するために、触媒を添加してもよい。これにより、フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液が調製される。
[Preparation of Aqueous Dispersion of Fluorine-Containing Metal Oxide Particles]
Next, a fluorine-based compound containing a fluorine-based functional group component represented by the above formula (1) or (2) is added to the prepared aqueous dispersion of metal oxide particles to synthesize a nanocomposite material of the metal oxide particles and the fluorine-based functional group component. A catalyst may be added to further promote the reaction. This results in the preparation of an aqueous dispersion of fluorine-containing metal oxide particles.

触媒を用いる場合には、触媒として、有機酸、無機酸、アルカリ又はチタン化合物が挙げられ、有機酸としてはギ酸、シュウ酸が例示され、無機酸としては塩酸、硝酸、リン酸が例示され、アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニアが例示され、チタン化合物としてはテトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、乳酸チタン等が例示される。触媒は上記のものに限定されない。 When a catalyst is used, examples of the catalyst include organic acids, inorganic acids, alkalis, and titanium compounds. Examples of organic acids include formic acid and oxalic acid. Examples of inorganic acids include hydrochloric acid, nitric acid, and phosphoric acid. Examples of alkalis include sodium hydroxide, lithium hydroxide, magnesium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, and ammonia. Examples of titanium compounds include tetrapropoxytitanium, tetrabutoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, and titanium lactate. Catalysts are not limited to those listed above.

フッ素系官能基成分を含むフッ素系化合物は、下記一般式(3)又は式(4)で示される。これらの式(3)又は式(4)中のペルフルオロエーテル基としては、より具体的には、下記式(5)~(13)で示されるペルフルオロエーテル構造を挙げることができる。 Fluorine-based compounds containing fluorine-based functional group components are represented by the following general formula (3) or formula (4). More specific examples of the perfluoroether group in formula (3) or formula (4) include perfluoroether structures represented by the following formulas (5) to (13).

また、上記式(3)及び式(4)中のXとしては、下記式(14)~(18)で示される構造を挙げることができる。なお、下記式(14)はエーテル結合、下記式(15)はエステル結合、下記式(16)はアミド結合、下記式(17)はウレタン結合、下記式(18)はスルホンアミド結合を含む例を示している。 X in the above formulas (3) and (4) can include structures represented by the following formulas (14) to (18). Note that formula (14) below shows an example containing an ether bond, formula (15) below shows an ester bond, formula (16) below shows an amide bond, formula (17) below shows a urethane bond, and formula (18) below shows a sulfonamide bond.

ここで、上記式(14)~(18)中、R2及びR3は炭素数が0から10の炭化水素基、R4は水素原子又は炭素数1から6の炭化水素基である。R3の炭化水素基の例とは、メチレン基、エチレン基等のアルキレン基が挙げられ、R4の炭化水素基の例とは、メチル基、エチル基等のアルキル基の他、フェニル基等も挙げられる。 In the above formulas (14) to (18), R2 and R3 are hydrocarbon groups having 0 to 10 carbon atoms, and R4 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon group for R3 include alkylene groups such as a methylene group and an ethylene group, and examples of the hydrocarbon group for R4 include alkyl groups such as a methyl group and an ethyl group, as well as a phenyl group.

また、上記式(3)及び式(4)中、R1は、メチル基、エチル基等が挙げられる。 In the above formulas (3) and (4), R 1 may be a methyl group, an ethyl group, or the like.

また、上記式(3)及び式(4)中、Zは、加水分解されてSi-O-Si結合を形成可能な加水分解性基であれば特に限定されるものではない。このような加水分解性基としては、具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、ナフトキシ基などのアリールオキシ基、ベンジルオキシ基、フェネチルオキシ基などのアラルキルオキシ基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、バレリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基などのアシルオキシ基等が挙げられる。これらの中でも、エトキシ基を適用することが好ましい。 In addition, in the above formulas (3) and (4), Z is not particularly limited as long as it is a hydrolyzable group that can be hydrolyzed to form an Si-O-Si bond. Specific examples of such hydrolyzable groups include alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, propoxy, and butoxy; aryloxy groups such as phenoxy and naphthoxy; aralkyloxy groups such as benzyloxy and phenethyloxy; and acyloxy groups such as acetoxy, propionyloxy, butyryloxy, valeryloxy, pivaloyloxy, and benzoyloxy. Of these, the ethoxy group is preferred.

ここで、上記式(3)又は式(4)で表されるペルフルオロエーテル構造を有するフッ素系官能基成分を含むフッ素系化合物の具体例としては、例えば、下記式(19)~(27)で表される構造が挙げられる。なお、下記式(19)~(27)中、Rはメチル基又はエチル基である。 Specific examples of fluorine-based compounds containing a fluorine-based functional group component having a perfluoroether structure represented by formula (3) or (4) above include structures represented by formulas (19) to (27) below. In formulas (19) to (27) below, R represents a methyl group or an ethyl group.

上述したように、本実施の形態の多機能塗膜形成用液組成物に含まれるフッ素系化合物は、分子内に酸素原子に炭素数が6以下の短鎖長のペルフルオロアルキル基とペルフルオロアルキレン基が複数結合したペルフルオロエーテル基を有しており、分子内のフッ素含有率が高いため、形成した膜に優れた撥油性を付与することができる。 As described above, the fluorine-based compound contained in the multifunctional coating film-forming liquid composition of this embodiment has a perfluoroether group in which multiple short-chain perfluoroalkyl groups and perfluoroalkylene groups with six or fewer carbon atoms are bonded to an oxygen atom within the molecule, and the high fluorine content within the molecule can impart excellent oil repellency to the formed film.

〔自己反応型のカルボキシル基含有物等〕
バインダ成分としての自己反応型のカルボキシル基含有物等(C)は、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、又はエチレン-酢酸ビニル-アクリル酸共重合体である。市販品として、エチレン-酢酸ビニル系のものとしては、セポルジョンVA406N、セポルジョンVA407N(いずれも住友精化社製)、スミカフレックスS-201HQ、S-355HQ、S-401HQ、S-465HQ、S-951HQ、S3950(いずれも住化ケムテックス社製)、アクアテックスEC-1800、EC-1200(いずれもジャパンコーティングレジン社製が挙げられる。またエチレン-アクリル酸共重合体としては、ザイクセンA、ザイクセンL、ザイクセンN(いずれも住友精化社製)などが、エチレン-酢酸ビニル-アクリル酸系のものとしてはスミカフレックスS-900HL(住化ケムテックス社製)などが挙げられる。また、エチレン-酢酸ビニル-塩化ビニル共重合体であるスミカフレックスS-830や、エチレン-酢酸ビニル-バーサチック酸ビニル共重合であるスミカフレックスS-950HQ(いずれも住化ケムテックス社製)も挙げられる。更に、アクリル系のものとしてはTOCRYL BCX-1160R-2(トーヨーケム社製)が挙げられる。
[Self-reactive carboxyl group-containing substances, etc.]
The self-reactive carboxyl group-containing material (C) as a binder component is an ethylene-acrylic acid copolymer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, or an ethylene-vinyl acetate-acrylic acid copolymer. Commercially available ethylene-vinyl acetate-based products include Sepolsion VA406N and Sepolsion VA407N (all manufactured by Sumitomo Seika Chemicals), Sumikaflex S-201HQ, S-355HQ, S-401HQ, S-465HQ, S-951HQ, and S3950 (all manufactured by Sumika Chemtex Co., Ltd.), and Aquatex EC-1800 and EC-1200 (all manufactured by Japan Coating Resins Co., Ltd.). Examples of ethylene-acrylic acid copolymers include Zaixen A and Zaixen B. Examples of suitable acrylic resins include Xen L and Zaixen N (both manufactured by Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd.), and examples of ethylene-vinyl acetate-acrylic acid-based resins include Sumikaflex S-900HL (manufactured by Sumika Chemtex Co., Ltd.). Examples of suitable acrylic resins include Sumikaflex S-830, an ethylene-vinyl acetate-vinyl chloride copolymer, and Sumikaflex S-950HQ, an ethylene-vinyl acetate-vinyl versatate copolymer (both manufactured by Sumika Chemtex Co., Ltd.). Examples of suitable acrylic resins include TOCRYL BCX-1160R-2 (manufactured by Toyochem Co., Ltd.).

フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液に、上記自己反応型のカルボキシル基含有物等を混合して、混合液を調製した後で、この混合液に、水と炭素数1~4のアルコールとの混合溶媒を混合して、混合液を希釈する。ここで、混合溶媒は、アルコールの含有割合が40質量%以下の水である。炭素数1~4のアルコールの含有割合を40質量%以下とするのは取扱い上の安全性と液組成物の保存安定性のためである。また水と炭素数1~4のアルコールとを混合した混合溶媒にすることにより、乾燥速度が向上し、成膜性が改善される。炭素数1~4のアルコールとしては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、2-メチル-2-プロパノールが挙げられる。 After preparing a mixed solution by mixing the above-mentioned self-reactive carboxyl group-containing material with an aqueous dispersion of fluorine-containing metal oxide particles, this mixed solution is diluted by mixing a mixed solvent of water and an alcohol having 1 to 4 carbon atoms. The mixed solvent contains 40% or less alcohol by mass. The reason for keeping the alcohol content at 40% or less by mass is to ensure safety in handling and the storage stability of the liquid composition. Furthermore, using a mixed solvent containing water and an alcohol having 1 to 4 carbon atoms improves the drying speed and film-forming properties. Examples of alcohols having 1 to 4 carbon atoms include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, and 2-methyl-2-propanol.

上記混合液を希釈した後で、増粘剤水溶液又は増粘剤水分散液を添加混合する。増粘剤としては水に不溶の層状無機化合物の他に、水溶性の増粘多糖類を用いることができる。増粘剤水溶液は増粘多糖類を水に溶解させることにより、また増粘剤水分散液は層状無機化合物を水に分散させることにより、それぞれ調製される。水溶性の増粘多糖類としては、キサンタンガム、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプン、デキストリン、カラギーナン、グァーガム、ペクチン等が例示される。水に不溶の層状無機化合物としては、ベントナイト(商品名:モイストナイトS(クニミネ工業社製))、スメクトナイト(商品名:スメクトンSA(クニミネ工業社製))、ヘクトライト(商品名:ラポナイトRDS(ロックウッド社製))等が例示される。これらの層状無機化合物は粒子状であって、好ましくは0.1μm~10μmの平均粒子径を有する。平均粒子径が0.1μm未満又は10μmを超えると、水分散液になりにくい。キサンタンガムとしては、キサンタンG(三晶株式会社製)が例示される。増粘剤水溶液又は増粘剤水分散液は、上記増粘剤を水に混合し撹拌することにより調製する。増粘剤の好ましい含有割合は、多機能塗膜形成用液組成物を100質量%とするとき、0.08質量%~0.45質量%である。 After diluting the mixture, an aqueous thickener solution or aqueous thickener dispersion is added and mixed. In addition to water-insoluble layered inorganic compounds, water-soluble thickening polysaccharides can also be used as thickeners. Aqueous thickener solutions are prepared by dissolving thickening polysaccharides in water, while aqueous thickening polysaccharide dispersions are prepared by dispersing layered inorganic compounds in water. Examples of water-soluble thickening polysaccharides include xanthan gum, hydroxyethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, starch, dextrin, carrageenan, guar gum, and pectin. Examples of water-insoluble layered inorganic compounds include bentonite (trade name: Moistonite S (manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.)), smectonite (trade name: Sumecton SA (manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.)), and hectorite (trade name: Laponite RDS (manufactured by Rockwood Co., Ltd.)). These layered inorganic compounds are particulate and preferably have an average particle size of 0.1 μm to 10 μm. If the average particle size is less than 0.1 μm or more than 10 μm, it is difficult to form an aqueous dispersion. An example of xanthan gum is Xanthan G (manufactured by Sansho Co., Ltd.). The thickener aqueous solution or thickener aqueous dispersion is prepared by mixing the above-mentioned thickener with water and stirring. The preferred content of the thickener is 0.08% to 0.45% by mass, assuming the multifunctional coating film-forming liquid composition to be 100% by mass.

〔多機能塗膜形成用液組成物〕
本実施の形態の多機能塗膜形成用液組成物は、上記製造方法で製造され、前述したフッ素系官能基成分(A)が結合した金属酸化物粒子(B)と、バインダ成分としての自己反応型のカルボキシル基含有物等(C)と、混合溶媒と、増粘剤水溶液又は増粘剤水分散液とを含む。このフッ素系官能基成分(A)は、上記の一般式(1)又は式(2)で示されるペルフルオロエーテル構造を有する。上記液組成物は、溶媒を除く全成分量を100質量%とするとき、フッ素系官能基成分(A)が1.5質量%~15質量%含まれる。フッ素系官能基成分が1.5質量%未満では形成した膜に撥油性を付与できず、15質量%を超えると膜の弾き等が発生し成膜性に劣る。好ましいフッ素系官能基成分(A)の含有割合は2質量%~13質量%である。またフッ素系官能基成分(A)と金属酸化物粒子(B)とを合計した含有割合は、溶媒を除く全成分量を100質量%とするとき、15質量%~70質量%、好ましくは20質量%~65質量%である。更に金属酸化物粒子(B)に対するフッ素系官能基成分(A)の質量比(A/B)が0.02~0.5、好ましくは0.05~0.4の範囲にある。
[Multifunctional coating film forming liquid composition]
The multifunctional coating film-forming liquid composition of this embodiment is produced by the above-described production method and includes metal oxide particles (B) bonded to the fluorine-based functional group component (A), a self-reactive carboxyl group-containing material (C) or the like as a binder component, a mixed solvent, and a thickener aqueous solution or thickener aqueous dispersion. The fluorine-based functional group component (A) has a perfluoroether structure represented by the general formula (1) or (2) above. The liquid composition contains 1.5 to 15% by mass of the fluorine-based functional group component (A) when the total amount of all components excluding the solvent is taken as 100% by mass. If the fluorine-based functional group component is less than 1.5% by mass, the formed film cannot be imparted with oil repellency, while if it exceeds 15% by mass, the film will repel water, resulting in poor film-forming properties. The preferred content of the fluorine-based functional group component (A) is 2 to 13% by mass. The total content of the fluorine-based functional group component (A) and the metal oxide particles (B) is 15 to 70% by mass, preferably 20 to 65% by mass, when the total amount of all components excluding the solvent is taken as 100% by mass. Furthermore, the mass ratio of the fluorine-based functional group component (A) to the metal oxide particles (B) (A/B) is in the range of 0.02 to 0.5, preferably 0.05 to 0.4.

成分(A)と粒子(B)とを合計して、15質量%未満では、多機能塗膜の撥油性能が低下する。また合計して70質量%を超えると、カルボキシル基含有物等(C)の含有量が相対的に低くなり、液組成物を基材に成膜したときに、多機能塗膜が不織布の繊維表面に堅牢に結着しなくなる。また質量比(A/B)が0.02未満では、多機能塗膜が撥油性に劣り、0.5を超えると、多機能塗膜の不織布の繊維表面への密着性が低下する。 If the total amount of component (A) and particle (B) is less than 15% by mass, the oil-repellent properties of the multifunctional coating film will decrease. Furthermore, if the total amount exceeds 70% by mass, the content of the carboxyl group-containing substance (C) will be relatively low, and when the liquid composition is applied to a substrate, the multifunctional coating film will not adhere firmly to the fiber surface of the nonwoven fabric. Furthermore, if the mass ratio (A/B) is less than 0.02, the multifunctional coating film will have poor oil-repellent properties, and if it exceeds 0.5, the adhesion of the multifunctional coating film to the fiber surface of the nonwoven fabric will decrease.

〔不織布の繊維表面への多機能塗膜の形成方法〕
本実施形態の不織布の繊維表面に多機能塗膜を形成するには、多機能塗膜形成用液組成物に不織布をディッピングして希釈液から引上げ、大気中、室温で不織布を水平な金網等の上に拡げて一定の液分量になるまで脱液する。別法として、引き上げた不織布を振り払って余分な液を除去するか、或いは引き上げた不織布をマングルロール(絞り機)に通して脱液する。脱液した不織布は、大気中、25℃~140℃の温度で0.5時間~24時間乾燥する。これにより、図1中央の拡大図に示すように、不織布20を構成している繊維20cの表面に多機能塗膜21が形成される。脱液量が少ない場合には、多機能塗膜は厚膜に不織布の繊維表面に形成され、脱液量が多い場合には、多機能塗膜は薄膜に不織布の繊維表面に形成される。
[Method for forming a multifunctional coating film on the fiber surface of a nonwoven fabric]
To form a multifunctional coating film on the fiber surface of a nonwoven fabric according to this embodiment, the nonwoven fabric is dipped into a multifunctional coating film-forming liquid composition, removed from the diluted solution, and then spread on a horizontal wire mesh or the like in the air at room temperature to allow the nonwoven fabric to drain until a certain amount of liquid is reached. Alternatively, the removed nonwoven fabric can be shaken off to remove excess liquid, or the removed nonwoven fabric can be passed through a mangle roll (wringer) to drain the liquid. The drained nonwoven fabric is then dried in the air at a temperature of 25°C to 140°C for 0.5 to 24 hours. This results in the formation of a multifunctional coating film 21 on the surface of the fibers 20c constituting the nonwoven fabric 20, as shown in the enlarged view in the center of Figure 1. When the amount of liquid removed is small, a thick multifunctional coating film is formed on the fiber surface of the nonwoven fabric; when the amount of liquid removed is large, a thin multifunctional coating film is formed on the fiber surface of the nonwoven fabric.

次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。先ず、フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液を調製する合成例1~6及び比較合成例1~3を説明し、次いでこれらの合成例及び比較合成例を用いた多機能塗膜形成用液組成物の調製とエアフィルタの製造に関する実施例1~7及び比較例1~4を説明する。 Next, examples of the present invention will be described in detail along with comparative examples. First, Synthesis Examples 1 to 6 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3, which prepare aqueous dispersions of fluorine-containing metal oxide particles, will be described. Next, Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, which relate to the preparation of multifunctional coating film-forming liquid compositions and the production of air filters using these Synthesis Examples and Comparative Synthesis Examples, will be described.

〔フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液を調製するための合成例1~6、比較合成例1~3〕
<合成例1>
平均粒子径が70nmの二酸化ケイ素の水分散液(商品名:ST-ZL(日産化学社製、SiO2濃度40%))が50g入ったビーカーに、上述した式(19)で表されるフッ素系化合物を2.00g添加し混合し、40℃で2時間混合し、二酸化ケイ素粒子がフッ素系化合物に結合した二酸化ケイ素(シリカ)粒子の水分散液(フッ素含有シリカ粒子の水分散液)を得た。金属酸化物粒子(B)である二酸化ケイ素に対するフッ素系官能基成分(A)の質量比(A/B)は0.09であった。
以下の表1に合成例1のフッ素含有金属酸化物粒子の水分散液の調製条件を示す。
[Synthesis Examples 1 to 6 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3 for Preparing Aqueous Dispersions of Fluorine-Containing Metal Oxide Particles]
<Synthesis Example 1>
To a beaker containing 50 g of an aqueous dispersion of silicon dioxide having an average particle size of 70 nm (product name: ST-ZL (Nissan Chemical Industries, Ltd., SiO concentration 40%)), 2.00 g of the fluorine-based compound represented by formula (19) was added and mixed. The mixture was then mixed at 40°C for 2 hours to obtain an aqueous dispersion of silicon dioxide (silica) particles in which silicon dioxide particles were bonded to the fluorine-based compound (aqueous dispersion of fluorine-containing silica particles). The mass ratio (A/B) of the fluorine-based functional group component (A) to the silicon dioxide, or metal oxide particles (B), was 0.09.
Table 1 below shows the conditions for preparing the aqueous dispersion of fluorine-containing metal oxide particles in Synthesis Example 1.

<合成例2~6及び比較合成例1~3>
合成例2~6及び比較合成例1~3では、金属酸化物粒子の種類を合成例1と異なる種類に変更し、フッ素系化合物を合成例1と異なる種類に変更した。合成例4~6及び比較合成例1ではフッ素系化合物を混合した後、触媒として硝酸を使用した。触媒の使用量は、表1に示す値にした。金属酸化物粒子(B)に対するフッ素系官能基成分(A)の質量比(A/B)を合成例1とは異なるように変更した。それ以外は合成例1と同様にして、上記表1に示すように、合成例2~6及び比較合成例1~3の各フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液を調製した。なお、表1において、フッ素系化合物として式(19)~式(21)及び式(27)で表わされるフッ素含有シランの式中のRはすべてエチル基である。
<Synthesis Examples 2 to 6 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3>
In Synthesis Examples 2 to 6 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3, the type of metal oxide particles was changed to a different type from that in Synthesis Example 1, and the type of fluorine-based compound was changed to a different type from that in Synthesis Example 1. In Synthesis Examples 4 to 6 and Comparative Synthesis Example 1, the fluorine-based compounds were mixed, and then nitric acid was used as a catalyst. The amount of catalyst used was the value shown in Table 1. The mass ratio (A/B) of the fluorine-based functional group component (A) to the metal oxide particles (B) was changed to a different value from that in Synthesis Example 1. Otherwise, aqueous dispersions of fluorine-containing metal oxide particles in Synthesis Examples 2 to 6 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3 were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, as shown in Table 1 above. Note that in Table 1, all of the R in the formulas of the fluorine-containing silanes represented by formulas (19) to (21) and (27) as the fluorine-based compounds is an ethyl group.

〔多機能塗膜形成用液組成物の調製とエアフィルタの製造のための実施例1~7、比較例1~4〕
<実施例1>
合成例1で得られたフッ素含有金属酸化物粒子の水分散液13.0gに、バインダ成分であるアセチル基を有するエチレン-酢酸ビニル系のカルボキシル基含有物等(商品名:スミカフレックス S-355HQ(住友化学社製))10.00gを混合して混合液を調製した。この混合液に、混合溶媒(水19.9gと工業用アルコール(商品名:ソルミックスAP-7(日本アルコール販売社製))3.8gとを混合した溶媒)23.7gと、増粘剤(商品名:モイストナイトS(クニミネ工業社製))0.55gを含む水分散液を混合し、多機能塗膜形成用液組成物を調製した。この液組成物には、液組成物を100質量%とするとき、増粘剤は0.28質量%の割合で含まれていた。エアフィルタの基材として、PET繊維からなるからなる、通気度が15ml/m2/sの不織布G2260-1S(東レ社製)を用いた。上記多機能塗膜形成用液組成物にこの不織布をディッピングし、余分な液を振り払い、室温で24時間乾燥させ、通気度が6.0ml/cm2/秒のエアフィルタを作製した。この内容を以下の表2~表4に示す。
[Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 for the preparation of a multifunctional coating film-forming liquid composition and the production of an air filter]
Example 1
A mixed solution was prepared by mixing 13.0 g of the aqueous dispersion of fluorine-containing metal oxide particles obtained in Synthesis Example 1 with 10.00 g of an acetyl-containing ethylene-vinyl acetate-based carboxyl group-containing binder component (trade name: Sumikaflex S-355HQ (Sumitomo Chemical Co., Ltd.)). This mixed solution was mixed with 23.7 g of a mixed solvent (a solvent obtained by mixing 19.9 g of water and 3.8 g of industrial alcohol (trade name: Solmix AP-7 (Japan Alcohol Sales Co., Ltd.))) and an aqueous dispersion containing 0.55 g of a thickener (trade name: Moistonite S (Kunimine Industries Co., Ltd.)), to prepare a multifunctional coating film-forming liquid composition. The thickener was contained in this liquid composition in a proportion of 0.28% by mass, based on 100% by mass of the liquid composition. The base material for the air filter was a nonwoven fabric G2260-1S (manufactured by Toray Industries, Inc.) made of PET fiber and having an air permeability of 15 ml/ /s. The nonwoven fabric was dipped in the multifunctional coating film-forming liquid composition, excess liquid was shaken off, and the nonwoven fabric was dried at room temperature for 24 hours to produce an air filter with an air permeability of 6.0 ml/ cm² /s. The results are shown in Tables 2 to 4 below.

表2には、多機能塗膜形成用液組成物を調製するための『フッ素含有金属酸化物粒子』の種類と秤量、『自己反応型のカルボキシル基含有物等(C)』の種類と秤量、『混合溶媒』の詳細及び『増粘剤』の種類、秤量及び液組成物中の含有割合を示す。
表3には、『溶媒を除く液組成物中のフッ素系官能基成分(A)』の含有割合、『溶媒を除くカルボキシル基含有物等(C)』の含有割合及び『溶媒を除くフッ素系官能基成分(A)と金属酸化物粒子(B)との合計』の含有割合を示す。
Table 2 shows the type and weight of the "fluorine-containing metal oxide particles" used to prepare the multifunctional coating film-forming liquid composition, the type and weight of the "self-reactive carboxyl group-containing substance (C)", details of the "mixed solvent", and the type, weight, and content in the liquid composition of the "thickener".
Table 3 shows the content of the "fluorine-based functional group component (A) in the liquid composition excluding the solvent," the content of the "carboxyl group-containing substance, etc. (C) excluding the solvent," and the content of the "total of the fluorine-based functional group component (A) excluding the solvent and the metal oxide particles (B)."

<実施例2~7及び比較例1~4>
表2に示すように、実施例2~7及び比較例1~4では、表1に示す合成例1~6又は比較合成例1~3で得られたフッ素含有金属酸化物粒子の水分散液をそれぞれ用いて、それぞれの秤量を決定した。実施例2~7及び比較例1~4では、表2に示すように、バインダ成分である自己反応型のカルボキシル基含有物等、混合溶媒及び増粘剤を用いて、それぞれの秤量を決定した。増粘剤の含有割合は、液組成物を100質量%とするときの液組成物に含まれる増粘剤の割合を示す。 このようにして、実施例2~7及び比較例1~4の各多機能塗膜形成用液組成物を調製した。
<Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 4>
As shown in Table 2, in Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, the respective weights were determined using the aqueous dispersions of fluorine-containing metal oxide particles obtained in Synthesis Examples 1 to 6 or Comparative Synthesis Examples 1 to 3 shown in Table 1. In Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, the respective weights were determined using binder components such as a self-reactive carboxyl group-containing substance, a mixed solvent, and a thickener, as shown in Table 2. The content of the thickener indicates the proportion of the thickener contained in the liquid composition when the liquid composition is taken as 100% by mass. In this manner, each of the multifunctional coating-forming liquid compositions of Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 was prepared.

表3に示す通気度の異なる不織布と、エアフィルタの基材の種類を選定して、実施例2~7及び比較例1~4の各多機能塗膜形成用液組成物に、不織布からなる基材を、実施例1と同様にして、ディッピングし、脱液・乾燥して表4に示す特性を有するエアフィルタを得た。 Nonwoven fabrics with different breathability shown in Table 3 and the type of air filter substrate were selected, and the nonwoven fabric substrates were dipped in each of the multifunctional coating film-forming liquid compositions of Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 in the same manner as in Example 1, followed by dewatering and drying to obtain air filters with the properties shown in Table 4.

<比較試験及び評価>
(1) 通気度
実施例1~7及び比較例1~4で得られた11種類のエアフィルタの通気度を前述したように、JIS-L1913:2000に記載のフラジール形試験機を用いて測定した。
<Comparative testing and evaluation>
(1) Air Permeability The air permeability of the 11 types of air filters obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 was measured using the Frazier type testing machine described in JIS-L1913:2000, as described above.

(2) 撥油性
実施例1~7及び比較例1~4で得られた11種類のエアフィルタの撥油性を次の方法で測定し、評価した。金属製品を切削油を用いて加工する工作機械から飛散するオイルミストと粉塵に模して、n-ヘキサデカンと酸化鉄(III)(富士フイルム和光純薬社製)を質量比で80:20の割合で自転公転撹拌機(シンキー社製ARE-310)に投入して撹拌混合し、模擬液を得た。得られた模擬液1mlを、実施例1~7及び比較例1~4で得られた11種類の水平に置いたエアフィルタのそれぞれに上方から滴下した後、エアフィルタを鉛直に立てて、模擬液の転落性を確認した。模擬液がエアフィルタに捕集された後、エアフィルタを通過するものは、エアフィルタの撥油性が『不良』であるとし、模擬液がエアフィルタに捕集された後、エアフィルタを若干通過し、かつ模擬液がエアフィルタの表面から転落するが、その転落量が減少するものは、エアフィルタの撥油性が『やや良好』であるとし、模擬液がエアフィルタに捕集されるとともに、エアフィルタを通過せず、エアフィルタの表面から転落するものをエアフィルタの撥油性が『良好』であるとした。
(2) Oil Repellency The oil repellency of the 11 types of air filters obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 was measured and evaluated by the following method. To simulate the oil mist and dust dispersed from machine tools that process metal products using cutting oil, n-hexadecane and iron (III) oxide (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added to a planetary centrifugal mixer (ARE-310, manufactured by Thinky Corporation) in a mass ratio of 80:20 and stirred and mixed to obtain a simulated liquid. 1 ml of the resulting simulated liquid was dripped from above onto each of the 11 types of horizontally placed air filters obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, and the air filters were then stood vertically to check the ability of the simulated liquid to fall. If the simulated liquid passes through the air filter after being captured on the air filter, the oil repellency of the air filter is deemed to be "poor." If the simulated liquid passes through the air filter to a certain extent after being captured on the air filter and falls off the surface of the air filter, but the amount of the simulated liquid that falls is reduced, the oil repellency of the air filter is deemed to be "fairly good." If the simulated liquid is captured on the air filter but does not pass through the air filter and falls off the surface of the air filter, the oil repellency of the air filter is deemed to be "good."

(3) 弱親水性
実施例1~7及び比較例1~4で得られた11種類の水平に置いたエアフィルタのそれぞれに0.1mLの水を上方から滴下した後、60秒以上水を保持し、1時間後に水がエアフィルタに浸透する場合を弱親水性が『良好』であるとし、60秒未満の保持時間でエアフィルタに浸透する場合を親水性であると判定し、1時間後も水を保持する場合を撥水性である判定し、それぞれ弱親水性が『不良』であるとした。
(3) Weak Hydrophilicity After 0.1 mL of water was dropped from above onto each of the 11 types of horizontally placed air filters obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, the water was retained for 60 seconds or more. If the water had penetrated the air filter after one hour, the weak hydrophilicity was judged to be "good." If the water had penetrated the air filter after a retention time of less than 60 seconds, the air filter was judged to be hydrophilic. If the water was retained after one hour, the air filter was judged to be water-repellent, and the weak hydrophilicity was judged to be "poor."

(4) 膜強度
実施例1~7及び比較例1~4で得られた11種類のエアフィルタを構成する不織布繊維表面の多機能塗膜の強度を静動摩擦測定機(トリニティーラボ社製、TL201Tt)を使用してJIS K7136に準拠して測定した。測定条件は、接触子:ウレタンゴム、荷重;500gf、移動速度;50mm/秒、移動距離;30mmとした。水平に置いたエアフィルタのの表面において、接触子を10往復させた後、上記撥油性を測定するときに用いた模擬液を滴下し、上記(2)と同じ方法で、撥油性を評価した。撥油性が接触子移動後も変化しない場合を膜強度が『良好』であるとし、模擬液がエアフィルタにしみ込んで撥油性が変化する場合を膜強度が『不良』であるとした。
(4) Film Strength The strength of the multifunctional coating film on the surface of the nonwoven fabric fibers constituting the 11 types of air filters obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 was measured in accordance with JIS K7136 using a static and dynamic friction tester (TL201Tt, manufactured by Trinity Labs). The measurement conditions were: contact: urethane rubber, load: 500 gf, movement speed: 50 mm/sec, and movement distance: 30 mm. After the contact was moved back and forth 10 times on the surface of the horizontally placed air filter, the simulant liquid used in measuring the oil repellency was dropped, and the oil repellency was evaluated using the same method as in (2) above. If the oil repellency did not change after the contact was moved, the film strength was considered "good." If the simulant liquid penetrated into the air filter and changed the oil repellency, the film strength was considered "poor."

表3から明らかなように、比較例1のエアフィルタは、平均粒子径が230nmである金属酸化物(二酸化ケイ素)粒子を含む比較合成例1から多機能塗膜形成用液組成物を調製し、この液組成物に不織布をディッピングし、脱液し乾燥して作られたため、金属酸化物粒子の平均粒子径が大き過ぎ、バインダ成分であるカルボキシル基含有物等で金属酸化物粒子が不織布の繊維表面に結着しにくく、かつ通気度が低くなり過ぎた。この結果、模擬液がエアフィルタから転落せず、撥油性が『不良』であった。更に、膜強度も『不良』あった。 As is clear from Table 3, the air filter of Comparative Example 1 was made by preparing a multifunctional coating film-forming liquid composition from Comparative Synthesis Example 1 containing metal oxide (silicon dioxide) particles with an average particle size of 230 nm, dipping a nonwoven fabric into this liquid composition, dewatering, and drying. As a result, the average particle size of the metal oxide particles was too large, making it difficult for the metal oxide particles to adhere to the fiber surface of the nonwoven fabric due to the binder component, such as a carboxyl group-containing substance, and the air permeability was too low. As a result, the simulated liquid did not fall off the air filter, and the oil repellency was "poor." Furthermore, the film strength was also "poor."

比較例2のエアフィルタでは、溶媒を除く液組成物中のフッ素系官能基成分(A)の含有割合が0.4質量%と少な過ぎ、フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液(フッ素含有シリカ粒子の水分散液)における『(A)/(B)』が0.005であり、フッ素系官能基成分の含有量が少な過ぎた。また、溶媒を除く液組成物中の『(A)+(B)』の含有割合が80質量%であり、膜中のバインダとしてのカルボキシル基含有物等の含有量が相対的に少な過ぎた。このため、模擬液はエアフィルタにしみこんで転落せず、その撥油性は『不良』であった。またバインダ成分の含有量が少ないため、膜強度は小さく、『不良』であった。 In the air filter of Comparative Example 2, the content of the fluorine-based functional group component (A) in the liquid composition excluding the solvent was too low at 0.4 mass%, and the "(A)/(B)" ratio in the aqueous dispersion of fluorine-containing metal oxide particles (aqueous dispersion of fluorine-containing silica particles) was 0.005, meaning the content of the fluorine-based functional group component was too low. Furthermore, the content of "(A) + (B)" in the liquid composition excluding the solvent was 80 mass%, meaning the content of carboxyl group-containing substances and other binders in the film was relatively low. As a result, the simulated liquid soaked into the air filter and did not fall off, resulting in a "poor" oil repellency. Furthermore, due to the low content of the binder component, the film strength was low and rated "poor."

比較例3のエアフィルタでは、金属酸化物粒子(B)に対するフッ素系官能基成分(A)の含有割合が4.7質量%と多過ぎたため、フッ素系官能基成分のみで重合してしまうため、不均一状態の塗工液になった。また、溶媒を除く液組成物中の『(A)+(B)』の含有割合が10質量%であり、膜中のフッ素系官能基成分の含有量が少な過ぎた。そのため、多機能塗膜液組成物が不織布に均一に塗工されず、多機能塗膜が不織布の繊維表面に均一に形成されなかった。このため、多機能塗膜が多孔質となって、通気度は36.0ml/cm2/秒と高くなり過ぎ、多機能塗膜に撥油性が発揮されず、模擬液がエアフィルタを通過したため、撥油性は『不良』であった。また形成された膜が不均一であったため、弱親水性は、『不良』であった。更にまた上記と同じ理由で膜強度は小さく、『不良』であった。 In the air filter of Comparative Example 3, the ratio of the fluorine-based functional group component (A) to the metal oxide particles (B) was too high at 4.7% by mass, resulting in polymerization of only the fluorine-based functional group component, resulting in an inhomogeneous coating liquid. Furthermore, the content of "(A) + (B)" in the liquid composition excluding the solvent was 10% by mass, resulting in an insufficient amount of fluorine-based functional group component in the film. As a result, the multifunctional coating liquid composition was not uniformly applied to the nonwoven fabric, and the multifunctional coating film was not uniformly formed on the fiber surface of the nonwoven fabric. As a result, the multifunctional coating film became porous, resulting in an excessively high air permeability of 36.0 ml/cm2/sec. The multifunctional coating film did not exhibit oil repellency, and the simulated liquid passed through the air filter, resulting in a "poor" oil repellency rating. Furthermore, because the formed film was inhomogeneous, the weak hydrophilicity rating was "poor." Furthermore, for the same reasons as above, the film strength was low and rated "poor."

比較例4のエアフィルタでは、増粘剤の添加量が9.1質量%と多過ぎため、弱親水性は、『良好』であったが、フッ素系官能基成分が16.6質量%と多過ぎたため、多機能塗膜の不織布への密着性が悪くなり、撥油性は『不良』であった。更にフッ素系官能基成分が多過ぎたため、比較例3と同じ理由で不均一な膜であったため、膜強度は弱く、『不良』であった。 In the air filter of Comparative Example 4, the amount of thickener added was too high at 9.1% by mass, resulting in a "good" weak hydrophilicity rating. However, the fluorine-based functional group component was too high at 16.6% by mass, resulting in poor adhesion of the multifunctional coating to the nonwoven fabric and a "poor" oil repellency rating. Furthermore, because the amount of fluorine-based functional group component was too high, the film was uneven for the same reason as in Comparative Example 3, resulting in weak film strength and a "poor" rating.

これらに対して、実施例1~7のエアフィルタでは、第1の観点の発明の範囲を満たしていることから、模擬液が捕集されるとともに、エアフィルタから転落し、その撥油性はすべて『良好』であり、また多機能塗膜が均一に形成されているため、その弱親水性はすべて『良好』であり、更にその膜強度はすべて『良好』であることを確認できた。 In contrast, the air filters of Examples 1 to 7 fulfilled the scope of the first aspect of the invention, and as such, the simulated liquid was captured and fell off the air filter, and all of the oil repellency was "good." Furthermore, because the multifunctional coating film was uniformly formed, all of the weak hydrophilicity was "good," and furthermore, all of the film strength was "good."

本発明のエアフィルタは、金属製品を切削油を用いて加工する切削機や旋削機等の工作機械のある作業環境で用いられる。 The air filter of the present invention is used in work environments where machine tools such as cutting machines and turning machines are used to process metal products using cutting oil.

10 エアフィルタ
20 不織布
20a 不織布の一面
20b 不織布の他面
20c 不織布の繊維
20d 不織布の気孔
21 多機能塗膜
21a フッ素含有金属酸化物粒子
21b カルボキシル基含有物等
22 オイルミストの油粒子
23 粉塵の粒子
REFERENCE SIGNS LIST 10 Air filter 20 Nonwoven fabric 20a One surface of nonwoven fabric 20b Other surface of nonwoven fabric 20c Fiber of nonwoven fabric 20d Pores of nonwoven fabric 21 Multifunctional coating film 21a Fluorine-containing metal oxide particles 21b Carboxyl group-containing substance, etc. 22 Oil particles of oil mist 23 Dust particles

Claims (8)

オイルミストと粉塵を含む空気が流入する一面と、この一面に対向し前記空気が流出する他面との間を貫通する多数の気孔が繊維間に形成された不織布を含むエアフィルタであって、
前記不織布の繊維表面に弱親水性と撥水性を有する多機能塗膜が形成され、
前記多機能塗膜は、下記の一般式(1)又は式(2)で示されるペルフルオロエーテル構造を含むフッ素系官能基成分(A)が結合した平均粒子径2nm~90nmの金属酸化物粒子(B)と自己反応型のカルボキシル基及び/又はアセチル基含有物(C)と増粘剤(D)とを含み、
前記多機能塗膜を100質量%とするとき、前記フッ素系官能基成分(A)が1.5質量%~15質量%の割合で前記多機能塗膜に含まれ、かつ前記増粘剤(D)が0.3質量%~3.0質量%の割合で含まれ、
前記フッ素系官能基成分(A)と前記金属酸化物粒子(B)とは、合計して前記多機能塗膜を100質量%とするとき、15質量%~70質量%の割合で含まれ、
前記金属酸化物粒子(B)に対する前記フッ素系官能基成分(A)の質量比(A/B)が0.02~0.5の範囲にあり、
前記エアフィルタの通気度が1ml/cm2/秒~30ml/cm2/秒であることを特徴とするエアフィルタ。
上記式(1)及び式(2)中、p、q及びrは、それぞれ同一又は互いに異なる1~6の整数であって、炭素骨格は、直鎖状又は分岐状であってもよい。また上記式(1)及び式(2)中、Xは、炭素数2~10の炭化水素基であって、エーテル結合、CO-NH結合、O-CO-NH結合及びスルホンアミド結合から選択される1種以上の結合を含んでいてもよい。更に上記式(1)及び式(2)中、Yはシランの加水分解体又はシリカゾルゲルの主成分である。
An air filter including a nonwoven fabric having a large number of pores formed between fibers, the pores penetrating between one side into which air containing oil mist and dust flows in and another side opposite to the one side through which the air flows out,
a multifunctional coating film having weak hydrophilicity and water repellency is formed on the fiber surface of the nonwoven fabric,
The multifunctional coating film comprises metal oxide particles (B) having an average particle size of 2 nm to 90 nm and bonded to a fluorine-based functional group component (A) containing a perfluoroether structure represented by the following general formula (1) or (2), a self-reactive carboxyl group- and/or acetyl group-containing substance (C), and a thickener (D),
When the multifunctional coating film is taken as 100% by mass, the fluorine-based functional group component (A) is contained in the multifunctional coating film in a proportion of 1.5% by mass to 15% by mass, and the thickener (D) is contained in a proportion of 0.3% by mass to 3.0% by mass,
the fluorine-based functional group component (A) and the metal oxide particles (B) are contained in a total amount of 15% by mass to 70% by mass when the multifunctional coating film is taken as 100% by mass,
the mass ratio (A/B) of the fluorine-based functional group component (A) to the metal oxide particles (B) is in the range of 0.02 to 0.5;
The air filter has an air permeability of 1 ml/cm 2 /sec to 30 ml/cm 2 /sec.
In the above formulas (1) and (2), p, q, and r are each the same or different and are integers of 1 to 6, and the carbon skeleton may be linear or branched. Furthermore, in the above formulas (1) and (2), X is a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms and may contain one or more bonds selected from an ether bond, a CO—NH bond, an O—CO—NH bond, and a sulfonamide bond. Furthermore, in the above formulas (1) and (2), Y is a silane hydrolyzate or a main component of a silica sol-gel.
前記金属酸化物粒子(B)は、Si,Al、Mg、Ca、Ti、Zn及びZrからなる群より選ばれた1種の金属の酸化物粒子である請求項1記載のエアフィルタ。 The air filter according to claim 1, wherein the metal oxide particles (B) are oxide particles of one metal selected from the group consisting of Si, Al, Mg, Ca, Ti, Zn, and Zr. 前記自己反応型のカルボキシル基及び/又はアセチル基含有物(C)は、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、又はエチレン-酢酸ビニル-アクリル酸共重合体である請求項1記載のエアフィルタ。 The air filter according to claim 1, wherein the self-reactive carboxyl group and/or acetyl group-containing material (C) is an ethylene-acrylic acid copolymer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, or an ethylene-vinyl acetate-acrylic acid copolymer. 前記増粘剤(D)が、層状無機化合物又は増粘多糖類である請求項1記載のエアフィルタ。 The air filter according to claim 1, wherein the thickener (D) is a layered inorganic compound or a thickening polysaccharide. 前記不織布が単一層により構成されるか、又は複数層の積層体により構成される請求項1記載のエアフィルタ。 The air filter of claim 1, wherein the nonwoven fabric is composed of a single layer or a laminate of multiple layers. 前記不織布を構成する繊維がポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ガラス、アルミナ、炭素、セルロース、パルプ、ナイロン及び金属からなる群より選ばれた1種又は2種以上の繊維である請求項1又は5記載のエアフィルタ。 An air filter according to claim 1 or 5, wherein the fibers constituting the nonwoven fabric are one or more types of fibers selected from the group consisting of polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE), glass, alumina, carbon, cellulose, pulp, nylon, and metal. 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のエアフィルタを製造するエアフィルタの製造方法であって、
フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液と、自己反応型のカルボキシル基及び/又はアセチル基含有物と、水と炭素数1~4のアルコールとの混合溶媒と、増粘剤水溶液又は増粘剤水分散液とを混合して多機能塗膜形成用液組成物を調製する工程と、
前記多機能塗膜形成用液組成物に不織布をディッピングする工程と、
前記ディッピングした不織布を脱液し乾燥する工程と
を含むエアフィルタの製造方法。
An air filter manufacturing method for manufacturing the air filter according to any one of claims 1 to 6, comprising:
a step of preparing a multifunctional coating film-forming liquid composition by mixing an aqueous dispersion of fluorine-containing metal oxide particles, a self-reactive carboxyl group- and/or acetyl group-containing substance, a mixed solvent of water and an alcohol having 1 to 4 carbon atoms, and an aqueous thickener solution or aqueous thickener dispersion;
a step of dipping a nonwoven fabric into the multifunctional coating film-forming liquid composition;
and a step of dehydrating and drying the dipped nonwoven fabric.
前記フッ素含有金属酸化物粒子の水分散液が、金属酸化物粒子の水分散液にフッ素系化合物を添加混合して、調製される請求項7記載のエアフィルタの製造方法。 The method for manufacturing an air filter according to claim 7, wherein the aqueous dispersion of fluorine-containing metal oxide particles is prepared by adding and mixing a fluorine-based compound to an aqueous dispersion of metal oxide particles.
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