JP2000504992A

JP2000504992A - 静電繊維状フィルタウェブ

Info

Publication number: JP2000504992A
Application number: JP53017297A
Authority: JP
Inventors: イー．ハスケット，トーマス
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1997-02-04
Publication date: 2000-04-25
Also published as: EP0881931B1; US5800769A; CN1211935A; AU2254197A; CN1077443C; DE69738347T2; CA2245861C; US5792242A; KR19990087272A; WO1997030771A1; CA2245861A1; EP0881931A1; DE69738347D1

Abstract

(57)【要約】開口スクリム支持体にニードルパンチ加工されたエレクトレット繊維の不織ウェブを使用して形成された、不織静電繊維フィルタを得られる。スクリム支持体材料は、フィルタ材料面から観察されるように、平均断面積が少なくとも0.25mm²、好ましくは1.0mm²である個々に分かれた離散開口領域と、98.4m／分の面風速において1.5mmＨ₂Ｏ未満の、フィルタウェブを含まないスクリム支持体での圧力損失とを有する。その結果、フィルタは長期寿命と低圧力損失と高濾過効率とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】静電繊維状フィルタウェブ発明の背景及び技術分野本発明はエレクトレット不織フィルタを形成する方法及びその方法によって得られる製品に関する。エレクトレット繊維の不織ウェブは一般に緩く絡まったエレクトレット帯電繊維で形成される。不織ウェブに形成される前、形成時、あるいは形成後に、フィルタに静電荷帯電処理を施すことができる。例えば、カード加工及びメルトブロー加工を含む様々な方法を使って形成できる嵩高性不織ウェブを帯電する、ボストフォーメーション帯電が米国特許第4,588,537号に記載されている。その場合、ウェブは圧縮下で帯電された後、元来の弾性を取り戻す。更に、米国特許第4,215,682号(Kubik et al.)に記載されているように、繊維形成時にこれを帯電することもできる。この特許では、メルトブロー加工を施した繊維を、メルトブローオリフィスから押し出した直後に、イオンあるいは電子を衝突させる。繊維は大気中で極めて急速に凝固し、繊維ウェブとして絡み合った微小繊維の半コヒーレント体となって収集される。このフィルタウェブは、繊維状ウェブで形成されたフィルタを通過する液体に対し、低圧力損失をもたらすように開口していると好ましい、と記載されている。あるいは、繊維を米国特許第4,798,850号に記載されるように帯電させることもできる。この特許には、正しく選択した上で異なる繊維を混合することで、繊維状ウェブ形成時に静電気を起こすことが出来ると記載されている。繊維あるいは繊維状ウェブの帯電に関する他の特許としては、例えば米国特許第4,904,17号、同5,122,048号、同5,401,446号、同4,592,815号が挙げられる。不織エレクトレット繊維フィルタウェブを形成する、特に有効な方法は米国再発行特許第30,782号(Van Turnout et al.)に記載されている。この特許でのエレクトレット繊維は、フィブリル化されたコロナ帯電フィルムから形成されて帯電繊維となる。その後、カード加工あるいはエアレイ加工などの一般方法により帯電繊維を不織フィルタウェブに形成することができる。この帯電方法をもちいると、仕上がり後の繊維が特に高密度帯電状態になる。しかしながら、このように予め帯電された繊維からウェブを形成すると、問題が起こることも珍しくない。繊維は一般に、かなり大きく、縮まない上、曲げに対して耐性もある。これらの特性が一部の理由となって、繊維は、特に低基本重量の際、一様なコヒーレントウェブの形成に対し耐性を示す。この問題は米国特許第4,363,682号で重点を置いて触れられており、このようにフィブリル化された繊維ウェブを顔面マスク用途に使用することが提案されている。繊維抜けに対しで耐性があるウェブ同様、もっとコヒーレントなウェブを提供するため、この特許は、ポストエンボッシング処理を提案している。申し立てによると、このポストエンボッシング処理は、外側表面繊維を互いに接合することで、顔面マスクとしての使用に、よりコヒーレントで快適なウェブを提供する。しかしながら、この処理では凝集密度が高いウェブができる傾向にあるため、フィルタウェブの圧力損失が増加し、フィルタの寿命を縮めてしまう。エンボッシング処理に対する改良は、米国特許第5,230,800号に記載されている。この特許は、フィブリル化エレクトレット繊維フィルタウェブ（例えば、Va ｎ Turnout et al.方法によって形成された）をスクリム支持体体上にニ一ドルパンチ加工することを提案している。その結果、一様性と濾過性能が改良された、強化コヒーレント繊維状フィルタ合成材料が得られる。本願の発明者は、フィルタ材料が経済的かつ簡易に製造でき、容易に最終のフィルタ形態に変換でき、フィルタ性能を損ねずに長期フィルタ寿命と低圧力損失とを有する不織エレクトレット繊維フィルタを提供することに関心があった。発明の簡単な説明開口スクリム支持体上にエレクトレット繊維の不織ウェブを用いてフィルタ材料を形成することにより、不織エレクトレット繊維フィルタ材料及びフィルタを得る。支持体を持たない不織繊維状フィルタウェブを、開口した実質的に伸張性のないスクリム支持体材料上に配置する。スクリム支持体材料は、フィルタ材料面から見えるように、少なくとも0.25mm²、好ましくは1.0mm²の平均断面積を有する複数の各々に離散開口領域と、98.4m／分の面風速で1.5mmＨ₂Ｏ未満の、フィルタウェブを含まないスクリム支持体での圧力損失とを有する。フィルタウェブとスクリム支持体材料とにニードルパンチ加工を施すことにより、支持体を持たない繊維状フィルタウェブとスクリム支持体とをフィルタ材料を形成するために接合し、長期寿命かつ高濾過性能を有し、かなり一様性の高い不織繊維状フィルタ材料を得る。不織繊維状フィルタウェブを形成する繊維の少なくとも一部分は、エレクトレット帯電されている。図面の簡単な説明図１は、本発明方法による好適な工程配置の概略的に示した図である。好適な実施態様の簡単な説明本発明は、物性及び性能特性において極めて一様なフィルタ材料を製造する方法で、ニードルパンチ加工により、フィブリル化エレクトレット繊維の繊維状ウェブと支持体スクリムとを接合する方法を記載する米国特許第5,230,800号に開示されている発明に対する改良に関する。しかしながら、本願の発明者は、上記米国特許第5,230,800号で説明される、性能が一様であるフィルタ材料を提供することだけにでなく、より長期の寿命を通し、比較的速い面風速で高レベルの濾過効率をもたらすフィルタ材料を提供することにも関心があった。特に、実質的に出来るだけ長い寿命で、効率よく大量の空気を濾過しなくてはならない、高性能ファーナスフィルタ、あるいは類似の一般目的空気洗浄フィルタを形成する際に使用する優れたフィルタ材料を提供することに関心があった。更に、フィルタ材料が高速面風速（例えば、250m／分を超えた速度）でもうまく機能することにより、フラットフィルタあるいはプリーツ折り加工フィルタとして使用され、高性能を発揮する事が好ましい。予想外にも、繊維状フィルタウェブ層がニードルパンチ加工によって接合されるスクリム支持体を適切に選択する事により、高速面風速における高濾過性能と長期寿命とを備えた、エレクトレット繊維を有する不織繊維状フィルタ材料が形成される事が分かった。特に、本発明によるフィルタウェブスクリム支持体は、スクリムを一方の面から対向する面まで貫通する多数の離散開口領域を有する、極めて開口した材料でなくてはならない。これら分散した開口領域は、少なくとも0.25mm²、最も好ましくは少なくとも1.0mm²の平均断面積を有するべきであるが、個々の開口領域には0.1mm²〜10mm²以上のサイズの幅があって良い。開口領域はスクリム内に、曲がりのない通路を有するのが好ましく、一方の面から対向する面まで直接、（例えば、コラムとして）延在する事が最も好ましい。一般に、スクリム内を通る開口領域の平均通路長さの平均スクリム厚さへの比率は３〜１、好ましくは２〜１以下である。スクリム開口領域はまた、個々の離散開口領域内に収まる最大円の直径である有効円直径（ＥＣＤ）の用語で記載される事もある。平均ＥＣＤは一般に、少なくとも300μm、好ましくは500μmである。スクリム支持体材料は性質としてかなり開放しているが、一般に、少なくとも50kg／m、好ましくは少なくとも100kg／mの引張強さを備えて、適度な強度を有するべきである。スクリム材料の合計圧力損失はエレクトリック帯電フィルタウェブ材料での圧力損失に比べ、比較的小さく（例えば、フィルタウェブ圧力損失の50％未満、好ましくは、30 ％未満）、一般に、周囲温度において98.4m／分の面風速で、1.5mmＨ₂Ｏ未満、好ましくは1.0mmＨ₂Ｏ未満、最も好ましくは0.5mmＨ₂Ｏ未満の圧力損失を有する。スクリム材料は、熱可塑性ポリマー、延性金属などの適した物質であればいずれからでも形成できる。スクリムは、Amoco（アモコ）から商法名Claf^TMとして販売されているクロスラミネート済ポリエチレン繊維などの、スクリムあるいは網状材料などの熱可塑性繊維から形成されることが好ましい。熱、音波あるいは接着積層などの従来技術により積層されていれば、他のクロスラミネート繊維状ウェブも使用可能である。もし最終フィルタがプリーツ加工を施される場合は、別途、プリーツ層を使用する必要がないように、スクリムもプリーツ加工可能であることが好ましいが、所望であれば従来のプリーツ可能層を使用することもできる。繊維状フィルタウェブ層は、ウェブを形成する繊維の少なくとも一部が静電荷帯電を個々に施された、一般にエレクトレット繊維と呼ばれる不織繊維状ウェブである。これらエレクトレット繊維を、例えば、コロナ放電電極を、あるいは高輝度電界を、あるいは（米国特許第4,798,850号に記載のように）摩擦帯電を使用する周知の方法によって帯電することが可能である。繊維の帯電は、繊維をフィルタウェブに形成する前、あるいは形成中、あるいはフィルタウェブを形成した後でもよい。フィルタウェブを形成する繊維を、スクリム支持体層に接合した後に帯電することさえ可能である。不織繊維状フィルタウェブは、メルトブロー加工、カード加工、ランド、スピンボンド加工などを含む従来の不織技術により形成できる。ウェブを統合しないことが好ましいが（例えば、水交絡、熱または音波接合などにより）、所望であれば統合してもよい。１層以上の繊維状フィルタウェブ層は、10〜4O0g／m²、好ましくは、ファーナスフィルタ用途用に20〜150g／m²の範囲内の合計層基本重量を有することが出来る。一般に、１層以上のフィルタ層は、98.4m／分の面風速において、約10mmＨ₂ Ｏ未満の、好ましくは６mmＨ₂０未満の合計圧力損失を有する。フィルタ層の圧力損失は、一般に少なくとも１mmＨ₂Ｏとなる。図１は、本発明による製造方法を実施するための装置配置１を示す。不織フィルタウェブ層10を、ウェブ形成装置（例えば、カーディング機あるいは他のウェブ形成装置）にもなり得るロール２から供給する。更に、第２のロールから第２のフィルタウェブ層を取り出し、ウェブ10に接合させる。これにより、基本重量に、より広い選択幅がうまれる。スクリム支持体11を、供給ロール４から繊維状フィルタウェブ層10上に給送する。しかしながら、スクリム支持体11を供給ロール２の上流に給送して、不織フィルタウェブ層10をスクリム支持体11上、あるいはスクリム支持体の２層11間に配置することもできる。第２の供給ロール２'を使用して、スクリム支持体11を不織フィルタの外側２層間の中央層にすることもできる。これを、実質的に同一番号（２'と10'）を有する第２の供給ロールとして、図１に示す。同様に、第２の繊維状フィルタウェブ層を隣接する供給ロールから取り出し、ウェブ10'に接合させて基本重量に適応させる。２層の繊維状フィルタウェブ層10、10'は、異なる基本重量を有する可能性もある。その後、１層以上の繊維状フィルタウェブ層10、及びスクリム支持体11を、ニードリングステーション５に給送し、そこで、フィルタ材料12を形成するため、１層以上の繊維状フィルタウェブ層10をスクリム支持体11にニ−ドル動作により接合する。好ましくは、ニードル（針）を、スクリム支持体層前の上部フィルタウェブ層に貫入し、横切る形で、繊維を、確実に下のスクリム支持体の中に入れ、あるいは上のスクリム支持体まで引き上げ、繊維がスクリムと下のフィルタウェブ層10'の繊維と交絡するのを促進する。ニードルを、約10〜300針入度／cm² の範囲内でフィルタ材料合成物12に貫入するよう、配置する。ニードリング密度が高いほど、フィルタ材料12を圧縮し、フィルタ材料12での圧力損失を増加させる。ニードリングは75針入度／cm未満であることが好ましい。ニードルパンチ加工を施され、接合された合成フィルタ材料12を引張りロール６上に巻き上げ、従来技術により、個々のフィルタユニットに転換する。米国再発行特許第30,782号及び同31,285号に記載の方法による好適な実施態様でフィルタウェブを帯電することができる。フィルタウェブを形成するエレクト・レット繊維を、実質的に矩形断面を有するエレクトレット繊維を得るためにフィブリル化された静電荷帯電フィルム（例えば、コロナ放電電極）から形成する。しかしながら、フィルタウェブを形成する繊維を、上記発明の背景で記載した方法などの周知の帯電方法のいずれを使用しても帯電可能である。エレクトレット繊維は、帯電可能な誘電熱可塑性ポリマーから形成するのが好ましい。適した物質には、プリプロピレン、線状低密度ポリエチレン、ポリ-1- ブテン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリトリフルオロクロロエチレン、ポリ (4-メチル-1-ペンテン)、あるいはポリビニルクロライドなどのポリオレフィン類；ポリスチレンなどのポリアレン芳香族類；ポリカーボネート類：ポリエステル類；及びそのコポリマーと配合物とが含まれる。分岐アルキル基を持たないポリオレフィン類とそのコポリマーが好ましい。特に好ましいのは、ポリプロピレン及びポリプロピレンコポリマーである。フィルムあるいは繊維フォーム内のポリマーが有するエレクトレット帯電容量への悪影響が最低限であれば、従来の安定剤類（例えば、熱あるいは紫外線安定剤）、フィラー類、架橋剤類などと同様、米国特許第4,874,399号で教示されているポリ(4-メチル-1-ペンテン)、米国特許第4,789,504号で開示されている脂肪酸金属塩、米国特許第4,456,648号による粒子などの誘電性ポリマー類あるいはコポリマー類と、従来技術で周知の様々な機能的添加剤類とを配合することが出来る。織布あるいは不織層などの多孔層を別途追加して、補強用支持体スクリム（例えばスパンボンド）、プレフィルタ層、プリーツ加工可能層、カバーウェブなどのフィルタに付着することもできる。しかしながら、フィルタの合計圧力損失に悪影響を及ぼさないよう、これら追加層に充分な開口を持たせるべきである。これら追加層を接着、ポイント結合などの従来技術によりフィルタに積層する事が出来る。本発明によるフィルタ材料は従来のエアフィルタのいずれにも使用可能であるが、ファーナスフィルタ、自動キャビンフィルタ、室内空気洗浄フィルタなどの大量空気の濾過に使用するエアフィルタに特に有用である。本発明によるフィルタ材料を、フラットあるいはプリーツ加工形態を問わず、いずれの従来の方法によってもフィルタに組み込むことが出来る。実施例実施例に使用した様々な支持体スクリムの物性特性を表Ｉに示し、多孔度特性を表IIに示した。これらの表の中で、サンプルＡはClaf^TM HS-9107、ＢはClaf^TM 2S-1501、ＣはClaf^TM HS-1701、ＤはLutrasil^TM 10gm／m²である。Lutrasil^TM スクリムは、ドイツ、kaiserbauternのFirmaKarl Freudenbergから入手可能である。Claf^TMスクリムはAmoco／Nissekeから入手可能であり、すべてアルミニウムで金属処理済みであった。Claf^TMスクリムはLutrasil^TMスクリムより、大幅に高い基本重量を有するにも関わらず、低い初期圧力損失を有する。表Ｉで示す基本重量は５種のサンプルの平均値である。スクリム厚さは５種のサンプルを合体し、0.1g／cm圧力使用の「平行板厚さ試験器」を使用して厚さを測定し、測定値を５で割ることにより決定した。圧力損失は５種のサンプルを合体し、合体したサンプルの9.65cm²のサンプル領域を、98.4m／分の面風速を出すための100リットル／分の容積フロー速度で、AFT Model 8110(ミネソタ州、ミネアポリスのTSI社から入手可能)自動フィルタ材料試験器にて測定し、決定する。引張強さは、288cm／分のクロスヘッド速度で、2.54cm×17.8cmのサンプル寸法を使用してInstronモデル1122上で測定する。その後、スクリム（Ａ乃至Ｃ）ウェブを、マクロレンズを備えるLeica Quanta met Q-570 Image Analyzerを使用して分析した。スクリムＤをQ-370と、ビデオ顕微鏡と、（ある角度から照明する）入射光とを使用して分析した。スクリムサンプル（Ａ乃至Ｃ）用に、開口領域を際立たせるため、透過光を使用した。198. 6mm²のサンプル領域をClaf^TMスクリム材料上で走査し、同時にLutrasil^TM材料上で29.24mm²の領域を観察した。各サンプルの４領域を走査または観察し、各支持体スクリムの３サンプルをテストした。Q-570カメラだけが、焦点が合う、従って同じ測定面にある開口領域を測定する。各サンプル（Ａ乃至Ｄ）用に、Q-570が直接、各開口領域または開口の数、開口の長さ、ブレス、周囲の長さ、及び開口面積を測定した。測定値から、一開口の平均面積と平均縦横比と、有効円直径とを計算した。表IIは、スクリムＡ乃至Ｅの各々について、開口平均数及び各開口の平均面積（計算値）を、同様に、平均長さ、平均ブレス、平均周囲長さ、平均縦横比（計算値）、及び平均有効円直径（ＥＣＤ）（計算値）を示す。 Claf^TMスクリム、Ａ乃至Ｃ及びＥ（ＥはＣの金属処理されていないもの）は、 Lutrasil^TMスクリム（Ｄ）の、最大300倍の開口領域を備える多孔度特性を有する。更に、各開口領域の領域特性から計算される有効円柱直径により、Claf^TMスクリムは、Lutrasil^TMのスクリムより14〜19倍も大きな有効円柱直径を有することがわかる。実施例１スクリムが支持体する不織エレクトレット帯電繊維状フィルタ材料を米国特許第5,230,800号に記載の工程に従って形成した（反例１Ｄ）。10gm／m²のスパンボンド加工スクリムLutrasil^TM（スクリムＤ）（ドイツ、kaiserbauternのFirma Karl Freudenbergから入手可能）を使用して形成した。フィルタ材料に使用したフィルタウェブには、米国再発行特許第30,782号及び同第31,285号に従って製造された、おおよそ約35gm／m²のフィブリル化フィルムエレクトレット繊維を含ませた。更に、Claf^TMフィルタ（Amoco／Nisseke製造、金属処理済）（スクリムＡ乃至Ｃ、及び実施例１Ａ乃至１Ｃ）を使用したことを除いて、３つの同一フィルタを形成した。これらのスクリムに、Lutrasil^TMスクリムを使用してフィルタ材料を形成するための上記記載のように、名目上35gm／m²の上記フィブリル化フィルムエレクトレット繊維フィルタウェブをニードルパンチ加工した。フィルタ材料から分析及び比較用に、すべてのサンプルを大量に取り出した。結果を表II Iに示す。各実施例フィルタ材料の合計基本重量を、100cm²の面積を有する円形領域を計測して決定し、gm／m²単位に変換した。サンプルのフィルタウェブ部分の平均基本重量を、フィルタ材料合計基本重量からスクリム重量を引いて計算した。圧力損失及び浸透率を、直径3.8cmの試験領域に基づいて、AFT Model 8110テスター上で測定し、100リットル／分の試験速度（これにより、約98.4m／分、あるいは 300フィート／分に匹敵する面風速が得られる）で測定した。対象となる空気にはNaClエーロゾルを混入した。対象濃度を修正して測定濃度を14.66mg／m³にした。「パーセント浸透率」は、フィルタの下流及び上流で測定し、100倍されたN aCl粒子濃度の比率である。各試験あるいは各サイクルにより、「圧力損失」及び「初期パーセント浸透率」値が得られる。その後、具体的な圧力損失（12.5mm Ｈ₂Ｏ）に到達するまで（同じNaCl粒子濃度を対象に）、AFTモデル8110を連続的に循環させる。具体的な圧力損失に到達するまでの「サイクル数」は、フィルタ寿命を直接表わす指標値と考えられる。大半のファーナスフィルタ製造業者は、プリーツ加工フィルタについては59m／分の表面速度で、あるいはフラット材料については98.4m／分の表面速度で、圧力損失が12.5mmＨ₂Ｏに到達すると、フィルタ交換が必要だと考えているため、この圧力損失をフィルタ寿命の終わり（即ち、サイクル数）として選択する。品質ファクタＱは、次式によって数学的に定義される。ここで、％Ｐはパーセント透過率を、△ＰはmmＨ₂Ｏ単位での圧力損失を、１ｎは自然対数を表す。この値は常に正の値であり、透過率が小さくなるにつれて、増加する。逆に、圧力損失が増加するにつれて、Ｑの値は小さくなる。Ｑは一般に基本重量とは関係しない指標値である。従って、異なる基本重量を有する複数のウェブの濾過性能を比較するときに、Ｑを利用してもよい。２種のサンプルの平均である実施例１Ｃを除き、すべての結果は、テストされた３種のサンプルの平均値である。表IIIは、フィルタの裏打ちを有するClaf^TMスクリムが、コントロールフィルタ（サンプルＤ）と比べ、大幅に低い初期圧力損失を、それに匹敵する初期パーセント浸透率と共に有することを示す。にもかかわらず、フィルタの裏打ちを有するClaf^TMは、寿命が終わる12.5mmＨ₂Ｏまでのサイクル数に基づいて計算されたフィルタ寿命の、最大２倍の長期寿命を有する。フィルタウェブの裏打ちを有するClaf_TMは更に、Ｑ値も高かった。実施例II フィルタ材料を同様の工程を使用して形成し、スクリムＡ乃至Ｄと、同じタイプのフィブリル化フィルムエレクトレット帯電繊維フィルタウェブ40gm／m²とを使用し、実施例１に記載したように、テストした。上記実施例Ｉに記載したようにフィルタ材料をテストし、得た結果を表IVに示した。各結果は５種のテストサンプルの平均値である。表IVにより、広い個々の開口領域を持つ支持体スクリムを使用した場合、Ｑ値はより高く、圧力損失が小さくなれにつれ、フィルタ寿命が実質的に延びることが再度わかる。実施例III 摩擦帯電エレクトレットフィルタウェブを、米国特許第4,798,850号に記載の工程に従って形成した。以下の繊維を使用して、このウェブを形成した。４デニールポリプロピレン70重量％；及び Hoechst Celanese CorporationのT-183、３デニールポリエステル30重量％。以下の記述についてそれぞれ、米国特許第5,230,800号に記載の方法に従って、このフィルタウェブを無作為化し、カード加工し、スクリムにニードルタックした。 27.73gm／m²の摩擦帯電エレクトレットファイバウェブを有するスクリムＤ（反例３Ｄ）；と 28.75gm／m²の摩擦帯電エレクトレットファイバウェブを有する18gm／m²のスクリム、Claf^TM 2S-1601、（実施例３Ａ）；と 29.64gm／m²の摩擦帯電エレクトレットファイバウェブを有する、5gm／m²のアルミニウムを含む、18gm／m²の金属処理済スクリム、Claf^TM2S-1601（実施例３Ｂ）。形成したすべてのフィルタ材料について濾過特性を調べるため、実施例Ｉに記載した試験ごとにテストした。表Ｖは、本実施例から得られた結果を示す。実施例フィルタ（３Ａ及び３Ｂ）は、基本重量は低いが平均開口領域が狭いLutrasil^TM スクリムを使用した反例フィルタ（３Ｄ）よりも、低い初期圧力損失と、12.5 mmＨ₂Ｏで寿命が終わるまでの長期寿命サイクルと、高い合計Ｑ値を有した。支持体スクリム基本重量によるところが大きく、また、圧力損失が、フィルタ基本重量と圧力損失の合計に対してより高いパーセンテージを占めた、実施例Ｉのフィルタウェブで経験したものより、圧力損失と寿命に見られた改良値は、大きい。本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、本発明に様々な修正及び変更を加えられることは、当業者に明白であり、本発明は限定されるものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ

Claims

【特許請求の範囲】１．外枠と、少なくとも何本かは静電荷帯電エレクトレット繊維である複数本の交絡繊維を含む、少なくとも１層の不織フィルタウェブを含むエレクトレット繊維不織フィルタ材料とを備える空気フィルタであって、前記ウェブがニードルパンチ加工により少なくとも１枚の補強用スクリムに接合され、該補強用スクリムが、平均開口領域の断面積が少なくとも0.25mm²である離散開口領域を有すると共に、98.4m／分で2.0mmＨ₂Ｏ未満の合計圧力損失を有し、更に、該開口領域が、スクリムの一方の面から対向する面まで曲がりのない状態で通路内に延在する、空気フィルタ。２．エレクトレット不織フィルタウェブを形成する方法であって、 a）少なくとも１層の不織フィルタウェブを提供するステップと、 b）前記少なくとも１層の不織フィルタウェブを、開口領域のフィルタ面における平均断面積が少なくとも0.25mm²である離散開口領域を有し、更に98.4m／分あたり1.5mmＨ₂Ｏ未満の合計圧力損失を有する補強用スクリムに接合するステップと、 c）フィルタを形成するために、前記少なくとも１層のフィルタウェブと補強用スクリムとにニードルパンチ加工を施すステップと、 d）前記フィルタウェブのフィルタ繊維のうち少なくとも何本かに、エレクトレット・帯電を施すステップと、を含む方法。３．前記フィルタウェブのエレクトレット帯電繊維が、静電荷帯電フィルムをフィブリル化することによって形成される、請求項２に記載の方法。４．前記エレクトレット帯電繊維がコロナ放電によって帯電される、請求項２または３に記載の方法。５．前記エレクトレット帯電繊維が、フィルタウェブ内にある間に帯電される、請求項３に記載の方法。６．前記エレクトレット帯電繊維が摩擦帯電によって帯電される、請求項２または３に記載の方法。７．前記補強用スクリムが外側フィルタウェブ２層間の内側層である、請求項２乃至６のいずれかに記載の方法。８．前記少なくとも１層の不織フィルタウェブがカード加工によって形成される、請求項２乃至７のいずれかに記載の方法。９．前記エレクトレット帯電繊維がポリプロピレンポリマーあるいはコポリマー繊維であり、前記スクリム補強材がクロスラミネート繊維のネットである、請求項２乃至８のいずれかに記載の方法。１０．少なくとも何本かは静電荷帯電エレクトレット繊維である複数本の交絡繊維を含む、少なくとも１層の不織フィルタウェブを含むエレクトレット繊維不織フィルタ材料であって、前記ウェブがニードルパンチ加工により少なくとも１枚の補強用スクリムに接合され、該補強用スクリムが、平均開口領域の断面積が少なくとも0.25mm²である離散開口領域を有すると共に、98.4m／分で2.0mmＨ₂Ｏ未満の合計圧力損失を有し、更に、該開口領域が、スクリムの一方の面から対向する面まで曲がりのない状態で通路内に延在する、エレクトレット繊維不織フィルタ材料。１１．前記補強用スクリムの離散開口領域の平均断面積が少なくとも0.5mm² である、請求項１０に記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。１２．前記補強用スクリムの離散開口領域の平均断面積が少なくとも1.0mm² である、請求項１０に記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。１３．前記補強用スクリムの離散開口領域が、平均通路長さの平均スクリム厚さに対する比率が３〜１であるような平均通路長さを有する、請求項１０乃至１２のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。１４．前記補強用スクリムが少なくとも50kg／mの引張強さを有する、請求項１０乃至１３のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。１５．前記補強用スクリムの離散開口領域が0.5〜5の平均縦横比を有し、更に前記補強用スクリムの離散開口領域が、平均通路長さの平均スクリム厚さに対する比率が２〜１であるような平均通路長さを有する、請求項１０乃至１４のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。１６．前記補強用スクリムの離散開口領域が少なくとも300μmの平均ＥＣＤを有する、請求項１０乃至１５のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。１７．前記補強用スクリムが少なくとも50kg／mの引張強さを有する、請求項１５または１６に記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。１８．前記補強用スクリムが少なくとも100kg／mの引張強さを有する、請求項１０乃至１７のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。１９．前記補強用スクリムの圧力損失が1.5mmＨ₂Ｏ未満である、請求項１０乃至１８のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。２０．前記補強用スクリムの圧力損失が1.0mmＨ₂Ｏ未満である、請求項１０乃至１９のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。２１．前記補強用スクリムの圧力損失が前記フィルタウェブの圧力損失の５０％未満である、請求項１０乃至２０のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。２２．前記補強用スクリムが熱可塑性ポリマー繊維で形成される、請求項１０乃至２１のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。２３．前記エレクトレット繊維が、フィルム形成性ポリマーの静電荷帯電フィルムをフィブリル化することによって形成される、請求項１０乃至２２のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。２４．前記エレクトレット繊維がポリプロピレンポリマーあるいはコポリマーである、請求項１０乃至２３のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。２５．前記補強用スクリムが、不織フィルタウェブの外側２層間の中央層である、請求項１０乃至２４のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。２６．前記少なくとも１層の不織フィルタウェブがカード加工されたウェブである、請求項１０乃至２５のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。２７．前記少なくとも１層の不織フィルタウェブがメルトブローンウェブである、請求項１０乃至２６のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。２８．前記少なくとも１層の不織フィルタウェブが120gm／m²未満の合計基本重量を有する、請求項１０乃至２７のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。２９．更に、前記フィルタの外側表面上に積層された外側補強層を含む、請求項１０乃至２８のいずれかに記載のエレクトレット繊維不織フィルタ材料。