JPS6283016A - 濾材 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は濾材に関し、詳細には各種空調設備に用いられ
低圧力損失で且つ高粉塵保持ｒＩｔの特性をイ１する中
性能エアーフィルタ用濾材に関するものである。

［従来の技術］ 各種空調設備に用いられる中性能エアーフィルタ用濾材
として、極細繊維から成るガラス繊維製濾紙や合成繊維
不織布等が知られている。それらはいずれも繊維光＠密
度を大きくした原料を用いて濾材を作成するものである
為、粉塵の除去効率は高いものの濾材の圧力損失も極め
て高く、且つ粉塵の大部分は濾材表面付近で捕集される
ので早期に目詰まりが発生し易く粉塵保持礒が小さいと
いう問題が指摘される。

［発明６＼゛解決しようとする問題点］上記問題を解決
する為には、低圧力損失で且つ粉塵保持鼠の大きな濾材
が必要であり、永久帯電させた所謂エレクトレフトａｍ
濾材が注目されている。該濾材では繊維充填密度を低く
することによって圧力損失を著しく低下させることがで
きるにもかかわらず、エレクトレフト繊維による強い静
電気的吸引力によって粉塵除去効率は従来のガラス繊維
症紙よりも格段に高い値を示すという特性が知られてい
る。しかし、なから当該濾材においても、エレクトレッ
ト繊維に対する粉ＩＱＳ付着が進行するにつれ静電気力
の低下が生じ除去効率が低下するという問題があり、更
に高性能の濾材の実現が望まれている。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、低
圧力損失で且つ高粉塵保持量性能を有する改良された中
性能エアーフィルタ用濾材を提供しようとするものであ
る。

［問題点を解決する為の手段］ 上記問題点を解決し得た本発明とは、上流側にエレクト
レット繊維層を配し、下流側に非エレクトレット繊維層
を配して構成されており、上記エレクトレットＨ＆維層
は、繊維充填密度：　０．０３〜０、ｌ０ｃｃ／ｃｃ、
構成繊維の直径：２０〜６０ＩＬｍによって構成し、他
方上記弁エレクトレット繊ｍ層は、１ａ維充填密度：　
０．１０〜０．２０ｃｃ／ｃｃ、　構６ｔａｋｎの直径
：１０〜３０ルｍによって構成する点に要旨を有するも
のである。

［作用］ 本発明においては、上流側にエレクトレット繊維層を配
し、且つ下流側に非エレクトレット繊維層を配して両者
をｖＩ層することにより、粉塵負荷による前記エレクト
レフト繊維層の粉塵除去効率の低下を、粉塵負荷による
前記非エレクトレット繊維層の粉塵除去効率の増大によ
って補償しようとするものである。更に本発明において
は特定された繊維充填密度及び繊維直径を満足する濾材
構成を採用することにより、従来では得られなかった低
圧力損失で且つ高粉塵保持量を有するエアーフィルタ用
縞材を得ようとするものである。

以下本発明の構成を詳述することにより本発明の作用を
更に明確にする。

本発明においては、既述の如くエレクトレットｍ離層の
繊維充填密度は０．０３〜Ｏ，１Ｏｃｃ／　ｃｃ、及び
構成ｍ維の直径は２０〜６０ｐＬｍに特定される。

エレクトレット繊維層の繊維密度を低密度な上記範囲に
特定した１つの理由は、低圧力損失を図る為であり、他
の理由は高粉塵保持量を得る上で粉塵負荷による圧力損
失の増大を抑制するのに有効であるからである。エレク
トレット繊維層の繊維充填密度が０．１０ｃｃ／ｃｃを
超えると、粉塵負荷による圧力損失の増加が大きくなり
、粉塵保持量が低下してしまい好ましくない。しかして
粉塵負荷による圧力損失の増加の程度は濾材の厚み方向
における粉塵に対する捕集鋤刃の分布によって左右され
、粉塵が濾材の厚みに広い範囲で捕捉されると圧力損失
の増加の程度は小さく、狭い範囲で捕捉されると圧力損
失の増加の程度は大きくなる。

又エレクトレフト繊維層の繊維充填密度が０６０３ｃｃ
／ｃｃ未満であると、下流側に配置される非エレクトレ
ット繊維層への粉塵負荷が大きくなりすぎ、自材全体の
粉塵保持量が低下する０以上の様な理由から、エレクト
レットＭ＆ｍ層の繊維充填密度を上記特定範囲に定めた
。

一方、本発明においてエレクトレット繊維層の構成繊維
の直径を２０〜６０トｍの特定範囲に定めた理由は、空
調用の中性能エアーフィルタ川濾材として使用し得る高
粉塵保持量を確保する為である。しかして構成ｍ維の直
径が２０ルｍ未満であると、空調用の中性イ七エアーフ
ィルタとしての除去効率を超えてしまい、逆に高性能エ
アーフィルタとしての除去効率よりも低いと言った中途
半端な除去効率となり、使用目的に沿った濾材が実現で
きない、又構成ｌｉ＆雄の直径が６０１Ｌｍを超えると
、粉塵負荷によるエレクトレット繊維層の除去効率の低
下が著しく早期に発生し、且つ極めて低い除去効率にま
で下降する。

本発明におけるエレクトレットＭ＆雄層の繊維原料とし
てはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、
ポリ弗化ビニリデン等が挙げられ、それらの１種若しく
は２種以上をエレクトレット化するものである。ここで
エレクトレット化とは外部電場を取り去っても正負の帯
電が残存している状態にすることを意味しており、エレ
クトレフト化の方法としては熱エレクトレツト法、ラジ
オエレクトレフト法、マグネエレクトレフト法、メカノ
エレクトレフト法、エレクトロエレクトレット法等の種
々の方法が挙げられる。

一方、エレクトレッ）ｔｊｌ！層の下流側に配置される
非エレクトレフト繊維層のｍ維充填密度は０、ｌＯ〜０
．２０ｃｃ／ｃｃ、構成ｔａ維の直径は１０〜３０Ｂｍ
に特定される。しかして非エレクトレフト繊雑居の繊維
充填密度が０．１０ｃｃ／ｃｃ未満であったり或は構成
＃ａ維の直径が３０ｇｍを超えたりすると、上流側のエ
レクトレット繊維層における粉塵負荷による除去効率の
低下分を下流側の非エレクトレフト繊維層で補償するこ
とができず４中性能エアーフイルタとしての性能を発揮
することができない、又非エレクトレット繊維層の繊維
充填密度が０．２０ｃｃ／ｃｃを超えたり或は構成繊維
の直径が１０＃Ｌｍ未満であったりすると、非エレクト
レット繊維層での粉塵の捕捉が上流側にかたよってしま
い非エレクトレット層における粉塵保持量の低下を招く
と言った問題が生じる。

非エレクトレット繊維層の繊維充填密度が０６１０〜０
．２０ｃｃ／ｃｃで且つ構成繊維の直径が１０〜３０ｇ
ｍであることによって、上流側のエレクトレッ）ｍ、！
Ｉｉ層の粉塵負荷による除去効率の低下分を下流側の非
エレクトレット繊維層で補償することが可能となると共
に、該非エレクトレット繊維層における粉塵負荷による
圧力損失の増加を極力小さく抑えることができる。ＩＭ
Ｊも上流側のエレクトレット繊維層を通過して漏出する
粉塵のサイズは、エレクトレットｉｍの静電気力の強い
従って粉塵負荷の少ない初期の期間においては比較的大
きなれ径であり、その後粉塵負荷の増大によってエレク
トレット繊維層の静電気力が弱くなるにつれて小さい粒
径へと変化する。従って非エレクトレット繊維層では、
まず比較的大きな粒径の粉塵を非エレクトレット繊維層
の上流側で捕捉し、粒径が小さくなるにつれて捕捉領域
が下流側へ移動するので捕捉による粉塵の偏在は発生し
にくい。

非エレクトレッ）Ｍｕｍ層の１ａ雄としては、ポリエス
テル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、レ
ーヨン及びパルプ等が挙げられ、これらのＭ＆維雑居し
てはスパンポンド不織布、短繊維ウェッブを接着固化し
た不織布、湿式抄紙等が挙げられる。

更に本発明においては、」二足エレクトレットｍ雑居及
び非エレクトレット繊維層は相互に密接していることが
重要であり、その方法としてはニードルパンチング処理
法や点溶着処理法、その他。

繊維層間での繊維の交絡を発生させるための抑圧処理法
等が挙げられる。

尚本発明において繊維層の繊維充填密度とは、繊維層の
目付けＷ　（ｇ／ｍ２）、顕微鏡による無負荷時の厚さ
Ｔ（ｃ＋＊）を測定し、下記（１）式で計算される値で
ある。

［但し、ρ：織繊維密度（ｇ／ｃｃ）］エエレクトレッ
ト繊維層び非エレクトレット繊維層は、夫々単体では除
去効率が不足するので空調用の中性能エアーフィルタ用
謹材として使用できなかったのであるが、既述の構成を
採用することによって除去効率の向上が図れると共に高
粉塵保持量を有する濾材が実現できる。この様な本発明
の優秀性は前記繊維充填密度及び構成ａｍの直径を既述
の特定範囲に限定することによって初めて実現できるも
のである。

［実施例］ 実施例１ Ｍ＆維直径４０ルｍのポリプロピレンｔｉ維製のスパン
ポンド不織布に、直流印加電圧２０ＫＶで肚つ電極間２
０ｓ■の条件で６０秒間コロナ放電による荷電処理を施
し、繊維充填密度０．０６ｃｃ／ｃｃのエレクトレット
ａｍ層を作成した。

次に上記エレクトレット繊維層に各種の非エレクトレッ
ト繊維層を点溶着し、実施例Ａ及び比較例Ａ−Ｄの濾材
を作成して夫々について集塵性能試験を行なった。又比
較の為に、空調用の中性鋤エアーフィルタ用ガラスｔａ
ｍ癌紙（比較例Ｅ）、実施例Ａのエレクトレフト層のみ
の屯一層（比較例Ｆ）及び実施例Ａの非エレクトレフト
層のみのｍ−一層についても同様の集塵性能試験を行な
った。それらの結果をｆｆ１１表に総括して示す。

尚試験条件は下記の通りである。除去効率はＪＩＳ　ｌ
ｌｉ粉塵を使用し、建材をはさんで上流側及び下流側に
デジタル粉塵計（２田科学製　Ｐ−５Ｈ２型）を設置し
て散乱光量の比から求めた。

粉塵保持；−：については、ＪＩＳ　１５種粉塵を使用
し、圧力損失３０ｍｍＨ２Ｏになった時点を寿命と判断
し、該時点において癌材に堆積した粉塵量を天秤で秤散
した値である。又試験の通過線速は１００ｍ／ｓｅｃで
あり、試験用癌材の大きさは５００×５００（１１層）
のものである。

更に実施例Ａ及び比較例Ａ−Ｇの各試験における粉塵供
給量に対する除去効率及び圧力損失の変化を第１図に示
した。

第１表及び第１図から下記の１ｔが理解される。

即ち実施例Ａは空調用の中性能エアーフィルタ用症材で
ある比較例Ｅと比較して、はぼ同じ初期除去効率であり
ながら、低圧労相で且つ３倍強もの粉塵保持量を発揮す
る。又実施例Ａの除去効率の変化は比較例Ｆ、Ｇの相乗
的効果が発揮されているのが予測されているのであるが
、圧力損失の変化については比較例Ｆに近い挙動を示し
ている。

これはポリエステルスパンポンドのｍａｙ＝　（非エレ
クトレット繊維層）の粉塵負荷が与える圧力損失の少な
いことを示している。

更に非エレクトレット繊維層における繊維充填密度及び
構成繊維の直径が１本発明で開示した特定範囲を外れる
と除去効率の低下或は粉塵保持量の減少が認められる。

実施例２ 非エレクトレッ）ｍ雑居として＃ａ維直径１５μｍ、充
填密度０．１５ｃｃ／ｃｃ、目付けＭｋ　８５　ｇ　／
ｌｓ２のポリエステル繊維スパンポンドを使用した。エ
レクトレット繊！ＩＲとしては第２表に示す各種のポリ
プロピレン繊維スパンポンドを直流印加電圧２ＱＫＶで
電極間圧ｊ９１５ｍ＋ｗの条件で６０秒間コロナ放電処
理を施したものを用いた。そして上記両ｍ雑居を積層し
、ニードルパンチング処理をして実施例Ｂ及び比較例Ｈ
−にの各種の濾材を作成した。

得られた各種の濾材の夫々について実施例１と同様な集
塵性能試験を行なった。その結果第２表及び第２図に示
す。

第２表及び第２図から明らかな様に、実施例Ｂの場合に
おいても実施例Ａと同様に低圧力損失で［１つ高粉ｍ；
保持丑を示すのが理解される。又エレクトレット繊維層
の繊維充填密度及び構成ｍ維の直径が、本発明の特定範
囲を外れると、除去効率の低下が生じたり或は粉塵保持
量が減少する。

［発］」の効果］ 以上述べた如く本発明によれば、既述の構成を採用する
ことによって除去効率の向上及び高粉塵保持ね１を達成
した濾材が実現できた。又本発明に係る濾材は空調用の
中性能エアーフィルタに用いることによって該エアーフ
ィルタの長寿命化が可能となり、エアーフィルタの交換
頻度の減少やそれに伴なうメンテナンスの省力化が達成
されるものと期待できる。更に本発明に係る濾材は空調
用の中性能エアーフィルタ用として好適であるが。

そればかりでな〈産業用エアーフィルタ、マスク用フィ
ルタ等と言った広い分野に使用できる。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上流側にエレクトレット繊維層を配し、下流側に非エレ
   クトレット繊維層を配して構成されており、上記エレク
   トレット繊維層は、繊維充填密度：０．０３〜０．１０
   ｃｃ／ｃｃ、構成繊維の直径：２０〜６０μｍによって
   構成し、他方上記非エレクトレット繊維層は、繊維充填
   密度：０．１０〜０．２０ｃｃ／ｃｃ、構成繊維の直径
   ：１０〜３０μｍによって構成することを特徴とする濾
   材。