JPH0515717A - エレクトレツト繊維フイルター - Google Patents
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Classifications
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- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
- D04H3/016—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the fineness
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- D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
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- D04H3/16—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic filaments produced in association with filament formation, e.g. immediately following extrusion
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 二律背反特性である粒子除去効率と圧力損失
とを同時に改良することのできるメルトブロー不織布に
よるエレクトレットフィルター。 【構成】 メルトブロー不織布における単繊維の平均繊
維径が０．８〜３μｍであり、繊維の長手方向に部分的
に並列的に融着してなる束状繊維が全繊維中に１０〜３
０％含まれてなるエレクトレット繊維フィルター。 【効果】 フィルターの濾過特性を表す尺度として、数
式１を用いると本発明のエレクトレットフィルターは従
来のメルトブロー不織布によるエレクトレットフィルタ
ーに比べて、約１．４倍以上の濾過特性の向上が得られ
る。
とを同時に改良することのできるメルトブロー不織布に
よるエレクトレットフィルター。 【構成】 メルトブロー不織布における単繊維の平均繊
維径が０．８〜３μｍであり、繊維の長手方向に部分的
に並列的に融着してなる束状繊維が全繊維中に１０〜３
０％含まれてなるエレクトレット繊維フィルター。 【効果】 フィルターの濾過特性を表す尺度として、数
式１を用いると本発明のエレクトレットフィルターは従
来のメルトブロー不織布によるエレクトレットフィルタ
ーに比べて、約１．４倍以上の濾過特性の向上が得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クリーンルーム用フィ
ルター、ビル空調用フィルター、掃除機用フィルター、
空気清浄機用フィルター、エアコン用フィルター、ＯＡ
機器用フィルターなどのエアフィルターや液体用フィル
ターなどに用いることのできる高い濾過特性を有するエ
レクトレット繊維フィルターに関する。
ルター、ビル空調用フィルター、掃除機用フィルター、
空気清浄機用フィルター、エアコン用フィルター、ＯＡ
機器用フィルターなどのエアフィルターや液体用フィル
ターなどに用いることのできる高い濾過特性を有するエ
レクトレット繊維フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】メルトブロー不織布をフィルターに用い
る開示技術は特開平１−２４６４５４号公報に記載があ
る。この公報には溶融吹付けによって形成した熱可塑性
繊維のうち、３３％以上の部分が、好ましくは４０％以
上の部分が溶融した凝集塊として存在し、凝集塊の繊維
の交差部分の大部分が融着点であることを特徴とする喫
煙用品用フィルターが開示されている。この公報には従
来の溶融吹付けウエブは３５％の凝集塊を含んでいるの
に対し、その凝集塊の量を多くした方が喫煙用品用フィ
ルターとしてはフィルターの硬度と吸引抵抗が小さくで
きるということから望ましいフィルターとなるのであ
る。この開示技術の凝集塊とは溶融した又は部分的に溶
融した繊維又はフィラメントの束を意味している。
る開示技術は特開平１−２４６４５４号公報に記載があ
る。この公報には溶融吹付けによって形成した熱可塑性
繊維のうち、３３％以上の部分が、好ましくは４０％以
上の部分が溶融した凝集塊として存在し、凝集塊の繊維
の交差部分の大部分が融着点であることを特徴とする喫
煙用品用フィルターが開示されている。この公報には従
来の溶融吹付けウエブは３５％の凝集塊を含んでいるの
に対し、その凝集塊の量を多くした方が喫煙用品用フィ
ルターとしてはフィルターの硬度と吸引抵抗が小さくで
きるということから望ましいフィルターとなるのであ
る。この開示技術の凝集塊とは溶融した又は部分的に溶
融した繊維又はフィラメントの束を意味している。
【０００３】一般に溶融吹付け法でつくられるメルトブ
ロー不織布は特開平１−２４６４５４号公報に記載され
ているごとく、繊維が無作為に相互にもつれるため、そ
の結果として単繊維が繊維の長手方向に部分的に並列的
に融着して束状繊維が発生し、この量が全繊維中に３５
％含まれている。特開平１−２４６４５４号公報ではこ
の束状繊維の量が多い程喫煙用品用フィルターとしては
望ましいフィルターとなるのではあるが、エレクトレッ
トフィルターにあっては、この束状繊維の量が多いとフ
ィルターの濾過特性が悪くなるという問題があった。
ロー不織布は特開平１−２４６４５４号公報に記載され
ているごとく、繊維が無作為に相互にもつれるため、そ
の結果として単繊維が繊維の長手方向に部分的に並列的
に融着して束状繊維が発生し、この量が全繊維中に３５
％含まれている。特開平１−２４６４５４号公報ではこ
の束状繊維の量が多い程喫煙用品用フィルターとしては
望ましいフィルターとなるのではあるが、エレクトレッ
トフィルターにあっては、この束状繊維の量が多いとフ
ィルターの濾過特性が悪くなるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題を解決し優れた濾過特性と低圧損特性を有する
エレクトレットフィルターを提供することでる。
術の問題を解決し優れた濾過特性と低圧損特性を有する
エレクトレットフィルターを提供することでる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題に鑑
み鋭意検討した結果、本発明に到達したものであり、メ
ルトブロー不織布における単繊維の平均繊維径が０．８
〜３μｍであり、繊維の長手方向に部分的に並列的に融
着してなる束状繊維が全繊維中に１０〜３０％含まれて
なることを特徴とするエレクトレットフィルターに関す
る。
み鋭意検討した結果、本発明に到達したものであり、メ
ルトブロー不織布における単繊維の平均繊維径が０．８
〜３μｍであり、繊維の長手方向に部分的に並列的に融
着してなる束状繊維が全繊維中に１０〜３０％含まれて
なることを特徴とするエレクトレットフィルターに関す
る。
【０００６】本発明においてメルトブロー不織布とは溶
融吹付け法でつくられる極細繊維の不織布であり、繊維
の長手方向に部分的に並列的に融着してなる束状繊維と
は単繊維が相互に長手方向にわって数１０μｍ以上にわ
たって束状に重なり合って一体となっている形態の繊維
であり、複数本の単繊維の集合体繊維である。本発明に
おいて、かかる並列的に融着してなる束状繊維の含有率
の定量化はメルトブロー不織布の断面の電子顕微鏡写真
から繊維断面の撮影されている１００本以上の繊維につ
いて、その繊維まわり融着状態を観察し単繊維本数と束
状繊維本数を数える方法でなされる。電子顕微鏡用サン
プルには液体窒素で冷却したメルトブロー不織布を破断
して準備し、電子顕微鏡の倍率を１２００倍で写真撮影
する。
融吹付け法でつくられる極細繊維の不織布であり、繊維
の長手方向に部分的に並列的に融着してなる束状繊維と
は単繊維が相互に長手方向にわって数１０μｍ以上にわ
たって束状に重なり合って一体となっている形態の繊維
であり、複数本の単繊維の集合体繊維である。本発明に
おいて、かかる並列的に融着してなる束状繊維の含有率
の定量化はメルトブロー不織布の断面の電子顕微鏡写真
から繊維断面の撮影されている１００本以上の繊維につ
いて、その繊維まわり融着状態を観察し単繊維本数と束
状繊維本数を数える方法でなされる。電子顕微鏡用サン
プルには液体窒素で冷却したメルトブロー不織布を破断
して準備し、電子顕微鏡の倍率を１２００倍で写真撮影
する。
【０００７】本発明において、メルトブロー不織布の断
面写真から束状繊維の含有率を求めたのは、メルトブロ
ー不織布の表面や裏面ではメルトブロー不織布における
厚さ方向の束状繊維の融着状態が正確に把握できないた
めである。本発明において、束状繊維の含有率は全繊維
に対して１０〜３０％が好ましい。束状繊維の含有率が
３０％を越えるとエレクトレット化による単繊維への荷
電効率が著しく低下する。一方、１０％未満になるとメ
ルトブロー不織布の充填密度が大きくなりすぎ圧力損失
が高くなりすぎると言う問題がある。つまり、粒子除去
効率と圧力損失は二律背反する特性であり、それらを同
時に満足するエレクトレットフィルターの繊維集合体構
造としては繊維の長手方向に部分的に並列的に融着して
なる束状繊維の含有率が１０〜３０％であることが好ま
しいのである。フィルターの濾過特性を表す尺度として
次式〔数１〕がある。
面写真から束状繊維の含有率を求めたのは、メルトブロ
ー不織布の表面や裏面ではメルトブロー不織布における
厚さ方向の束状繊維の融着状態が正確に把握できないた
めである。本発明において、束状繊維の含有率は全繊維
に対して１０〜３０％が好ましい。束状繊維の含有率が
３０％を越えるとエレクトレット化による単繊維への荷
電効率が著しく低下する。一方、１０％未満になるとメ
ルトブロー不織布の充填密度が大きくなりすぎ圧力損失
が高くなりすぎると言う問題がある。つまり、粒子除去
効率と圧力損失は二律背反する特性であり、それらを同
時に満足するエレクトレットフィルターの繊維集合体構
造としては繊維の長手方向に部分的に並列的に融着して
なる束状繊維の含有率が１０〜３０％であることが好ま
しいのである。フィルターの濾過特性を表す尺度として
次式〔数１〕がある。
【０００８】
【数１】
【０００９】上式において、Ｅは粒子除去効率、ΔＰは
圧力損失である。本発明におけるメルトブロー不織布の
単繊維の平均繊維径は０．５〜３μｍが好ましい。この
平均繊維径とは任意に１００本以上の単繊維の直径を測
定してその算術平均で示される値である。メルトブロー
不織布の単繊維の平均繊維径が大きくなると荷電効率が
低下する傾向があり、この平均繊維径が３μｍを越える
とその傾向は顕著になるのである。一方、平均繊維径が
小さくなるとメルトブロー不織布の充填密度が大きくな
りすぎ、圧力損失が高くなりすぎると言う問題が生じる
のである。つまり、単繊維の平均繊維径が０．５〜３μ
ｍで本発明で言う束状繊維が全繊維中に１０〜３０％含
まれるメルトブロー不織布のみがエレクトレットフィル
ターとした時に優れた濾過特性値を有するのである。
圧力損失である。本発明におけるメルトブロー不織布の
単繊維の平均繊維径は０．５〜３μｍが好ましい。この
平均繊維径とは任意に１００本以上の単繊維の直径を測
定してその算術平均で示される値である。メルトブロー
不織布の単繊維の平均繊維径が大きくなると荷電効率が
低下する傾向があり、この平均繊維径が３μｍを越える
とその傾向は顕著になるのである。一方、平均繊維径が
小さくなるとメルトブロー不織布の充填密度が大きくな
りすぎ、圧力損失が高くなりすぎると言う問題が生じる
のである。つまり、単繊維の平均繊維径が０．５〜３μ
ｍで本発明で言う束状繊維が全繊維中に１０〜３０％含
まれるメルトブロー不織布のみがエレクトレットフィル
ターとした時に優れた濾過特性値を有するのである。
【００１０】本発明において、メルトブロー不織布の材
料にはポリプロピレン、ポリエチレン、α−ポリオレフ
ィン、ポリエステル、ポリカーボネート、テフロンポリ
弗化ビニリデン等の樹脂やそれらの混合物を用いること
ができる。本発明におけるメルトブロー不織布の製造条
件はノズル孔径０．１〜０．５ｍｍ、吐出量０．０２５
〜２．０ｇ／分. 孔、ノズル温度２００〜３００℃、牽
引空気温度２５０〜４００℃、牽引空気圧力０．２〜５
ｋｇ／ｃｍ2 、ノズル孔ピッチ０．５〜１０ｍｍ、ノズ
ルと繊維捕集コンベヤー間距離３０〜５００ｍｍが好ま
しい。中でも、ノズル孔ピッチ０．７〜１０ｍｍ、ノズ
ルと繊維捕集コンベヤー間距離６０〜２５０ｍｍがより
好ましい。本発明を次に実施例でもって詳細に説明す
る。
料にはポリプロピレン、ポリエチレン、α−ポリオレフ
ィン、ポリエステル、ポリカーボネート、テフロンポリ
弗化ビニリデン等の樹脂やそれらの混合物を用いること
ができる。本発明におけるメルトブロー不織布の製造条
件はノズル孔径０．１〜０．５ｍｍ、吐出量０．０２５
〜２．０ｇ／分. 孔、ノズル温度２００〜３００℃、牽
引空気温度２５０〜４００℃、牽引空気圧力０．２〜５
ｋｇ／ｃｍ2 、ノズル孔ピッチ０．５〜１０ｍｍ、ノズ
ルと繊維捕集コンベヤー間距離３０〜５００ｍｍが好ま
しい。中でも、ノズル孔ピッチ０．７〜１０ｍｍ、ノズ
ルと繊維捕集コンベヤー間距離６０〜２５０ｍｍがより
好ましい。本発明を次に実施例でもって詳細に説明す
る。
【００１１】
実施例１〜３ アイソタクチックポリプロピレン（アタクテックポリプ
ロピレン含有量＝１．５％、ＭＦＩ＝３００、Ｍｗ／Ｍ
ｎ＝４．０）を用い、ノズル孔径０．２ｍｍ、吐出量
０．３ｇ／分. 孔、ノズル温度２８０℃、牽引空気温度
３３０℃、ノズル孔ピッチ１ｍｍの条件でノズルと繊維
捕集コンベヤー間距離をかえて溶融吹付けにより平均繊
維径２．１μｍのメルトブロー不織布（目付３０ｇ／ｍ
2 ）を作製した。次いで、アース電極上に半導体シート
を敷いてその上にメルトブロー不織布を置き、この上部
から１８ＫＶの直流印加電在を１０秒間かけてエレクト
レット化しフィルターとして用いた。表１にノズルと繊
維捕集コンベヤー間距離をかえたときの束上繊維を構成
する単繊維の本数で束状繊維の含有率の分布を示した。
表１における実施例１の電子顕微鏡写真を図１に実施例
２のそれを図２に示した。
ロピレン含有量＝１．５％、ＭＦＩ＝３００、Ｍｗ／Ｍ
ｎ＝４．０）を用い、ノズル孔径０．２ｍｍ、吐出量
０．３ｇ／分. 孔、ノズル温度２８０℃、牽引空気温度
３３０℃、ノズル孔ピッチ１ｍｍの条件でノズルと繊維
捕集コンベヤー間距離をかえて溶融吹付けにより平均繊
維径２．１μｍのメルトブロー不織布（目付３０ｇ／ｍ
2 ）を作製した。次いで、アース電極上に半導体シート
を敷いてその上にメルトブロー不織布を置き、この上部
から１８ＫＶの直流印加電在を１０秒間かけてエレクト
レット化しフィルターとして用いた。表１にノズルと繊
維捕集コンベヤー間距離をかえたときの束上繊維を構成
する単繊維の本数で束状繊維の含有率の分布を示した。
表１における実施例１の電子顕微鏡写真を図１に実施例
２のそれを図２に示した。
【００１２】次に、これら実施例および比較例につい
て、大気塵粒子（粒子直径０．３〜０．５μｍ）を用い
て通過風速５．３ｃｍ／秒でマノスターゲージで圧力損
失を、フィルターの上流と下流の大気塵粒子濃度から粒
子除去効率を測定した。この時に用いた計測器はレーザ
ーパーティクルカウンター（リオン製、ＫＣ−１４）で
ある。なお、実施例および比較例のエレクトレット化前
のメルトブロー不織布（非エレクトレットフィルター）
についても同様に粒子除去効率を測定した。結果を表２
に示した。表２において、本発明における束状繊維の含
有率が１０〜３０％の実施例１〜３の濾過特性値は比較
例１〜３に比べ明らかに高い値を示した。エレクトレッ
ト化前後の粒子除去効率Ｅ0 とＥから求めた濾過特性値
の比は実施例１〜３において１０以上と大で荷電効率の
高いことを示した。
て、大気塵粒子（粒子直径０．３〜０．５μｍ）を用い
て通過風速５．３ｃｍ／秒でマノスターゲージで圧力損
失を、フィルターの上流と下流の大気塵粒子濃度から粒
子除去効率を測定した。この時に用いた計測器はレーザ
ーパーティクルカウンター（リオン製、ＫＣ−１４）で
ある。なお、実施例および比較例のエレクトレット化前
のメルトブロー不織布（非エレクトレットフィルター）
についても同様に粒子除去効率を測定した。結果を表２
に示した。表２において、本発明における束状繊維の含
有率が１０〜３０％の実施例１〜３の濾過特性値は比較
例１〜３に比べ明らかに高い値を示した。エレクトレッ
ト化前後の粒子除去効率Ｅ0 とＥから求めた濾過特性値
の比は実施例１〜３において１０以上と大で荷電効率の
高いことを示した。
【００１３】実施例４〜６ アイソタクチックポリプロピレン（アタクテックポリプ
ロピレン含有量＝１．８％、ＭＦＩ＝２００、Ｍｗ／Ｍ
ｎ＝６．０）を用い、ノズル孔径０．１５ｍｍ、ノズル
孔ピッチ１ｍｍ、ノズルと繊維捕集コンベヤー間距離１
３０ｍｍおよび表３に示す条件で融吹付けにより平均繊
維径の異なるメルトブロー不織布（目付３０ｇ／ｍ2 ）
を作製し、次いで、実施例１と同じ条件でエレクトレッ
ト化した。表３には実施例４〜６と比較例４〜５の溶融
吹付け条件と本発明における束状繊維の含有率、圧力損
失、粒子除去効率および濾過特性を示した。束状繊維の
含有率、圧力損失、粒子除去効率は実施例１と同じ方法
で測定した。実施例４〜６は泡過特性値が１．４以上と
大きな値を示すのに対し、平均繊維径が極めて細い比較
例４にあっては圧力損失が高くなるために濾過特性値と
しては低いものになってしまう。平均繊維径の大きい比
較例５は荷電効率が低いため粒子除去効率が小さくな
り、濾過特性値としては低いものになってしまう。
ロピレン含有量＝１．８％、ＭＦＩ＝２００、Ｍｗ／Ｍ
ｎ＝６．０）を用い、ノズル孔径０．１５ｍｍ、ノズル
孔ピッチ１ｍｍ、ノズルと繊維捕集コンベヤー間距離１
３０ｍｍおよび表３に示す条件で融吹付けにより平均繊
維径の異なるメルトブロー不織布（目付３０ｇ／ｍ2 ）
を作製し、次いで、実施例１と同じ条件でエレクトレッ
ト化した。表３には実施例４〜６と比較例４〜５の溶融
吹付け条件と本発明における束状繊維の含有率、圧力損
失、粒子除去効率および濾過特性を示した。束状繊維の
含有率、圧力損失、粒子除去効率は実施例１と同じ方法
で測定した。実施例４〜６は泡過特性値が１．４以上と
大きな値を示すのに対し、平均繊維径が極めて細い比較
例４にあっては圧力損失が高くなるために濾過特性値と
しては低いものになってしまう。平均繊維径の大きい比
較例５は荷電効率が低いため粒子除去効率が小さくな
り、濾過特性値としては低いものになってしまう。
【００１４】
図１は実施例１におけるメルトブロー不織布の繊維の形
状の電子顕微鏡による断面写真、図２は実施例３におけ
るメルトブロー不織布の繊維の形状の電子顕微鏡による
断面写真である。
状の電子顕微鏡による断面写真、図２は実施例３におけ
るメルトブロー不織布の繊維の形状の電子顕微鏡による
断面写真である。
【表１】
【表２】
【表３】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 フィルターを構成するメルトブロー不織
布における単繊維の平均繊維径が０．８〜３μｍであ
り、繊維の長手方向に部分的に並列的に融着してなる束
状繊維が全繊維中に１０〜３０％含まれてなることを特
徴とするエレクトレット繊維フィルター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3201360A JP3013906B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | エレクトレット繊維フィルター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3201360A JP3013906B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | エレクトレット繊維フィルター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0515717A true JPH0515717A (ja) | 1993-01-26 |
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