JPS5910320A

JPS5910320A - 「ろ」材

Info

Publication number: JPS5910320A
Application number: JP11863682A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Miyake; 正昭三宅; Ikuhiko Fukumori; 郁彦福森
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd; Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1982-07-09
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1984-01-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】可燃性の極細繊維積層体よりなるｐ過特性のすぐれた高
性能エアーフィルター用ｐ材に関する。

従来、原子力発電所や原子力研究所等の放射性物質を取
り扱う部場において、室内の放射性塵埃を含む空気をｐ
過浄化して室外に放出するに際し使用される高性能エア
ーフィルターや、病院、精密機器組立て工場、半導体産
業等において、外部の空気をｐ過清浄化してクリーンル
ーム内に取り入れるための高性能エアーフィルターは，
Ｏ３ミクロン以下の極微細塵埃を高効率で捕集すること
が必要である。

現在使用されている高性能エアーフィルター用涙材は微
細なガラス繊維を抄造した積層体であり、ガラス繊維以
外の繊維よりなる高性能エアーフィルター用ｐ＃は皆無
であった。

しかし、このガラス繊維の抄造タイプル材は、ダスト捕
集量の向上をはかることが難かしく、その上、強力が小
さいため取扱い中、使用中に破壊しやすく、また、不燃
性であるため焼却廃棄ができず使用済フィルターの廃棄
が問題となってきている。特に放射性塵埃を含む使用済
フィルターは廃棄できないために保管されているのが現
状であり、保管場所の確保も問題となってきている。

そのため、取扱い中、あるいは、使用中にも破壊せず大
きなダスト捕集量を有した長寿命、がっ、焼却可能な可
燃性高性能エアーフィルター用涙材の開発が切望されて
いた。

トコロチ現行の高性能エアーフィルターハ、通気抵抗が
５０１１１１ＩＨ２０以下という極めて抵抗の少ない状
態で、０３ミクロンの極微細粒子を９９．９７％以上捕
集しなげればならないため、これまでは極細ガラス繊維
の抄造タイプでしかこれを達成し得なかったものである
。

本発明者らは、可燃性繊維によりかかる性能、特性を有
する高性能エアーフィルター用涙材を開発すべく鋭意研
究を重ねた結果、可燃性合成繊維の特定繊維直径の範囲
であって、かつ、特定の構造においてのみ、現行の高性
能エアーフィルターの要求性能を満足し、さらに、長寿
命、高強力であって、焼却可能な高性能エアーフィルタ
ー用涙材の開発に成功したのである。

本発明は、単繊維直径が０１〜１５ミクロンの極細可燃
性合成繊維を主体とするウェブの単独もしくは複数枚が
重なり合って一体化された繊維積層物よりなるｐ材にお
いて、該ｐ材の繊維充填率が３〜２０％、ｐ材の単位面
積当りの構成繊維の実測表面積ＳＢと理論表面積ＳＡＯ
比が１〉ｄと０７、胛材の厚み方向の単繊維積層本数が
４０〜１０００本であり、かつ、該ｐ材の表層は構成繊
維全体が一体物を形成しうる最小限度の三次元的な交絡
をしていてその表面に微小毛羽が形成された粗な層であ
る上層１と、構成繊維が主として二次元的に交絡した中
層２と、構成繊維が主として三次元的に交絡して上層よ
りも密な層を形成している下層３との三層構造よりなる
ことを特徴とするｐ材である。

本発明におけるウェブとは、短繊維の抄造による不織布
、熔融紡糸した繊維を積層した長繊維不織布、カーディ
ングニードルパンチング等により形成されたウェブ等を
云うが、特に、メルトブロ一方式によるウェブが好まし
い。これは、本発明の目的に合った極細長繊維を得やす
いげがりが。

目付、厚み等が均一で、がっ、ピンホールの発生しにく
いウェブな得やすいためである。また、ポリアミド系成
分とポリエステル系成分の如き２成分よりなる海島繊維
の一方を溶解除去して得た極細繊維よりなるウェブ、あ
るいは、剥離型複合紡糸法により得られる極細繊維より
なるウェブであってもよい。

かかるウェブな構成する繊維は、単繊維直径が０１〜１
５ミクロン、好ましくは０２〜１０ミクロンの範囲にあ
る極細可燃性合成繊維が主体となっていることが必要で
ある。ここで本発明における可燃性合成繊維としては、
高燃焼性及び難燃性の合成繊維を云い、特に燃焼させや
すいものだけでな（高温を付与すれば燃焼させ得るよう
なものであってもよい。逆に、燃焼しやすいものを用い
る場合には難燃剤加工を施こしておくことが好ましい。

これは使用中における火災対策として有効であり、この
加工が本発明ｐ材の性能を阻害するものではない。特に
この主体となる可燃性合成繊維としてはポリエステル系
繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリ
アクリル繊維等の熱可塑性合成繊維が好ましく、その内
でもポリエステル系合成繊維が寸法安定性面より最も好
ましい。

この主体となるべき可燃性合成繊維の単繊維直径が０１
ミクロン未満であると繊維同志の密着が太きいために、
これにより構成されたｐ材となすべき繊維積層物の密度
が大きくなり過ぎ、要求される極微細粒子の捕集は確実
となるが、初期通気抵抗が増大するため好ましくない。

逆に、単繊維直径が１５ミクロンを超えると、これより
なる繊維積層物の密度が小さくなりすぎ、極微細粒子を
高効率で捕集することが困難となる。本発明において、
主体となすべき可燃性合成繊維の特に好ましい単繊維直
径は０２〜１．０ミクロンの範囲のものである。

かかる単繊維直径が０１〜１５ミクロンの極細可燃性合
成繊維を主体とするウェブ４ｉ一枚もしくは二枚具」二
が積層され一体化して繊維積層物を形成している。

上記可燃性合成繊維を主体とした繊維積層物において、
構成繊維の全てを単繊維直径が０１〜１．５ミクロンの
同種の可燃性合成繊維としてもよいが異種の繊維を混ぜ
てもよく、特に、主体となる可燃性合成繊維の最大単繊
維直径の２〜１０倍の単繊維直径を有する同種もしくけ
異種の繊維が３０％以下好ましくは２０％以下混合され
ていることが好ましい。この太い繊維（まｐ材の補強的
役割を果すと共に、極めて細い単繊維同志が相互に密着
するのを防ぎ、通気抵抗の急激な上昇を阻止する上で有
益である。

本発明において重要なことは、かがる繊維積層物が次の
項目を満足していることである。

の密度、ρ′は繊維積層物の見掛密度である。）で表わ
される繊維充填率が３〜２０％の範囲にあることである
。繊維充填率が３％未満であると極微細塵埃の捕集が確
実には行ない得す、本発明の高性能エアーフィルター用
涙材とはなりえない。また、繊維充填率が２０％以上と
なると初期通気抵抗が大きくなり、短時間に目詰りを起
してｐ材寿命が短かくなり、実用に供せな（・ものとな
るので好ましくない。本発明において最も好ましい繊維
充填率は５〜１５％のものである。

第２に、ｐ材の単位面積当りの構成繊維の実測表面積Ｓ
Ｂと理論表面積ＳＡの比が１　＞　、５≧０．７の範囲
にあることである。ここで実測表面積とはＮＱガスの吸
着量より算出する方式の比表面積測定装置により測定し
た値であり、また、理論表面積とは単位面積の重量と構
成繊維の直径、デニールより算出した計算上の総表面積
である。この表面積比は繊維積層物を構成する繊維の集
束程度、密着程度を表わすものであり、この値が０７以
上好ましく（ま０８以上である必要がある。表面積比が
０７未満の場合、繊維積層物を構成する繊維が相互に密
着してより太い繊維が多数形成されているために微細塵
埃の細束効率が著しく低下するので好ましくない。竹に
、単繊維直径が０．５ミクロン以下の極細繊維は凝集力
が強いために相互に密着した集束状繊維となる可能性が
強い。そのため、本発明でを↑極細繊維の密着した集束
状繊維を分散化し単繊維状もしくはそれに近い状態にす
ることにより表面積比を０７以上にする。例えばメルト
ブロ一方式により製造した極細繊維ウェブに高圧水を噴
射処理して得られる。

第３にｐ材厚み方向の単繊維積層本数が４０〜１０００
本の範囲にあることである。本数が４０未満であるとき
は、ｐ材の密度が小さくなり過ぎて微細塵埃を高効率で
捕集することが困難となる。

また、本数が１０００以上となると、ｐ材の密度が大き
くなり過ぎて初期通気抵抗が増大するため好ましくない
。なお、ここで云う繊維積層本数とけを云う。

さらに、本発明のｐ材表面は構成繊維全体が一体物を形
成しうる最小限度の三次元的な交絡をしている。即ち、
ｐ材表面にある構成繊維はｐ材表面に平行な繊維と垂直
な繊維とが相互にからみあった三次元的交絡をして表層
全体が一体物を形成しているが、その三次元的な交絡の
程度はｐ材内層にまでは及んでいない。また、その表面
は構成繊維よりなる微小な毛羽状の繊維で覆われている
。

そのため表層は密度の粗な層となっている。この毛羽状
繊維はカット状であっても、また、ループ状毛羽であっ
てもよく、毛羽の長さは数闘以下、好ましくは１龍以下
が大半を占めている。この毛羽状繊維で覆われた表層と
三次元的な交絡をした層とで上層ｌが形成されている。

この土層は全戸材厚みの１〜１程度が好ましい。

２上層の下にある中層２（ま構成繊維が主として二次元的
に交絡している。即ち中層を構成する繊維が胛材表面に
ほぼ平行に交絡している。この中層１１はｐ材厚みのｍ〜百が好ましい。しかし、上層と中層と
の境界は明確なものでなくてもよく、上層から徐々に中
層へとかわっていくのが普通である。

中層の次に（末、構成繊維が主として三次元的に交絡し
て上層よりも密な層を形成している下層３がある。即わ
ち、下層には上層の如き表面ＶＣ微小毛羽を末存在せず
、構成繊維が相互に密着した構造１　　１　。

となっている。下層の厚みはＥ材厚みのｍ〜ｉか好まし
いが、中層と下層との境界は明確なものでなくてもよい
。

以」二の如く本発明ｐ材は、上層、中層、下層の三層構
造となっており、各層の厚み比はｌｆｌ〜青：１〜１が
好ましい。

かかる本発明の胛材を得るには、例えば、メルトブロ一
方式により製造した単繊維直径０１〜。

１５ミクロンの極細可燃性合成繊維を主体とするウェブ
の単独、もしくＧ＄、複数枚積層した目付ニームゾーン
でその両面に、該繊維積層物に対して平行に円運動もし
くは往復運動している直径０１〜０．５７１１１１１の
ノズル群からゲージ圧力２〜５０ＫＳｔ／蔦２の高圧水
を噴射処理する。この水圧は目付他積層物の状態により
適宜選定する。この噴射処理は繊維積層物の表裏面それ
ぞれに一回以上行々うが、好ましくは、表面からの噴射
処理回数は裏面からのそれより多くする。また、噴射圧
力は初回の圧力より順次減じていくことも好ましいが、
本発明１材構造とするためには少なくとも２に２１０Ｉ
Ｉｂ２以上必要である。また、繊維積層物とノズル群と
の間に網状体を介在せしめて高圧水を微分散化すること
も好ましいことである。

本発明のＰ材にあっては、上記のように、土層、中層、
下層の三層構造よりなり、上層を表面が微小毛羽で覆わ
れ構成繊維が三次元的に交絡した粗な層とし、中層を構
成繊維が二次元的に交絡した層となし、下層を構成繊維
が三次元的に交絡して上層よりも密な層としであるから
、塵埃を含んだ気体をｆ材の上層から下層に向けて流す
と、Ｐ材の粗な部分を通過してから次第に密な部分へと
気体が流れるから、従来の表面ｆ過を主体としたＰ材の
ように表面だけに塵埃粒子がひっかかって目詰９を起す
というようなことはなく、Ｐ材内層までダスト捕集能力
を有することとなｐ１ダスト捕集量も極めて増大し、フ
ィルター寿命が著しく向上する。

また、本発明の戸材は、単繊維径、繊維充填率、ＳＢ／
ＳＡ　、厚み方向の単繊維積層本数を特定の値の範囲内
にして、ｆ材全体としてみた場合において、極微細な繊
維が適度の密度で、しかも各々の単繊維が集束すること
なく分散化され、極端に大きな孔や極端に小さな孔があ
るといったことがない。

そのために、初期通気抵抗が小さいにもかかわらず微細
塵埃の捕集効率が大きいという利Ａが得られる。

また、使用済戸材の廃棄も、従来のものが焼却不可能で
あったのに対し、本発明のｆ材では、可燃性合成繊維を
主体としてウェブを形成しであるから、焼却することに
より殆んど残漬を残さ々いのである。

更に、本発明の戸材は合成繊維で形成されているから、
ガラス繊維のようにもろく、折れ易いといったことはな
く、強力的にも極めて強いため、取扱い中、使用中に破
損することがない。

次に、本発明ｆ材の性能を実施例により示す。

実施例メルトブロー法により製造した単繊維直径が、０．１ミ
クロン、０．８ミクロン、１．５ミクロンを主体とする
ポリエステル繊維ウェブ（目付３０ｚ／ｍ２　）を５枚
積層し、１６０°Ｃ定幅でピンテンター処理を施こした
。これを１７７１　／　Ｈ’ｓＨの速度で移動している
５０メツシユの金網上に乗せて移動させつつ、バキュー
ムゾーンで、その上方４０而而の位置にあるノズル群か
らゲージ圧２〜３０Ｋｙ１０ＩＩＬ２の高圧水を噴射処
理した。ノズル群はノズル直径が０．１５ｍ１ｌのノズ
ルをヨコ方向に５龍、タテ方向に２　ｍｒａ間隔で千鳥
状に６列配置し、直径８龍で２５０回／分の円運動をし
ている。積層物への高圧水の噴射処理は、表裏交互に計
５回行なった。なお、裏面への処１１１１は、８０メツ
シユ金網を介在して行々つだ。次いで１００°Ｃで乾燥
した。得られた１材の０，３ミツ１フ粒径ステアリン酸
粒子の捕集効率および通気抵抗を測定した結果を次表に
示した。

１７　　　　　　　　　　−１２３手続補正書（方式）昭和５７年１１月１９日特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 ■、小事件表示特願昭５７−１１８６３６号２、発明の名称う戸　　　材３、補正をする者事件との関係・特許出願人大阪府大阪市北区堂島浜１丁目′２番６号（００３）旭
化成工業株式会社代表取締役社長　　宮　＃　輝４、代　理　人東京都千代田区有乗町１丁目４番１号三信ビル２０４号室　電話５０１−２１３８豊田内外＠
許事務所（５１１４＋）弁理士　　豊　　　１）　　善　　　雄
５、補正命令の日イ・１昭和５フイに１０月　７日６、補正の対象明細書の図面の簡単な説明の項目７、補正の内容明細書第１８頁第１行目の曲番こ以下に示す図面の簡単
な説明の項目を挿入する。

［４、図面の簡単な説明第１図は本考案に係る炉材の一例を示す断面図である。

１４４４１上層、２を口前中層、３１１マ！下層、」−
１′；

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　単繊維直径が０１〜１５ミクロンの極細可燃性
合成繊維を主体とするウェブの単独もしくハ複数枚が重
なり合って一体化された繊維積層物よりなるＦ材におい
て、該ｐ材の繊維充填率が３〜２０％　ｐ材の単位面積
当りの構成繊維の実測表面積ＢｓＢと理論表面積ｓＡＯ比が１　＞　、　≧０．７、ｐ
材の厚み方向の単繊維積層本数が４０〜１０００本であ
り、かつ該ｐ材の表層は構成繊維全体が一体物を形成し
うる最小限度の三次元的な交絡をしていて、その表面に
微小毛羽が形成された粗な層である上層１と、構成繊維
が主として二次元的に交絡した中層２と、構成繊維が主
として三次元的に交絡して上層よりも密な層を形成して
いる下層３との三層構成よりなることを特徴とするｐ材
。
（２）　　単繊維直径が０１〜１５ミクロンの極細可燃
性合成繊維を主体とするウェブはメルトブロー法により
得られるポリエステル長繊維ウェブである請求の範囲第
１項に記載のｐ材。