JP2000024424A

JP2000024424A - 濾材

Info

Publication number: JP2000024424A
Application number: JP19572798A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Hayashi; 敏昭林
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2000-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】水洗時にエレクトレット不織布の電荷の消失
を抑えて、濾材上流側の表面近傍に捕捉された粗塵を除
去し、繰り返し使用が可能な濾材を得ること。【解決手段】エレクトレット不織布を含んでなる濾材
であって、前記エレクトレット不織布の上流側及び下流
側に通気度が１００ｃｍ³ ／（ｃｍ² ・ｓ）以上の防水
シートを積層してなる濾材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中の粉塵を除
去できる濾材に関するものであって、さらに詳しく述べ
ると、水洗によって、濾材上流側の表面近傍に捕捉され
た粗塵を除去して繰り返し使用できる濾材に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】ルームエアコンや掃除機に代表される家
庭用電化製品などの機器にエレクトレット不織布からな
る濾材が広く使用されている。エレクトレット不織布と
は、表面に電荷を有しているエレクトレット繊維を含有
した不織布であり、そのエレクトレット繊維の有する電
荷が形成する静電気力の作用により、低圧力損失で微細
な粉塵の除去が可能である。

【０００３】特開昭５６−２４０１３には、非エレクト
レット材料と組み合わせたフィルターが提案されてい
る。非エレクトレットシートをエレクトレット不織布の
上流側に配して組み合わせた濾材においては、粗塵は上
流側の非エレクトレットシートで捕捉され、微細な粉塵
のみをエレクトレット不織布で捕捉すれば良いので、粉
塵除去性能が向上できる。

【０００４】前記濾材は、使用と共にエレクトレット不
織布に微細な粉塵が付着するため静電気力が弱められ、
粉塵除去能力が低下していき、また、粉塵の目詰まりに
より圧力損失が増加していくが、室内環境においては、
カーペットや衣服などを発生源とする綿埃のような粗塵
が多く浮遊しているため、エレクトレット不織布の粉塵
除去能力が低下する前に、非エレクトレットシートに捕
捉される粗塵による目詰まりが生じることが多く、エレ
クトレット不織布の粉塵除去能力が残されているにも関
わらず、粗塵による圧力損失の上昇のために新しい濾材
に交換されている。

【０００５】このようなことから、前記濾材が、非エレ
クトレットシートに捕捉された粗塵による目詰まりを生
じた時に、水洗により粗塵を洗い流して、再使用するこ
とが考えられている。

【０００６】しかし、エレクトレット不織布を構成する
繊維表面の電荷は、水が付着する事により消失し、エレ
クトレット不織布の粉塵除去能力が低下するため、濾材
を水洗して再使用することができないという問題点があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑み、水洗時にエレクトレット不織布の電荷の消失を抑
えて、濾材上流側の表面近傍に捕捉された粗塵を除去
し、繰り返し使用が可能な濾材を提供しようとするもの
である。

【０００８】本発明者は、水洗により濾材上流側の表面
近傍に捕捉された粗塵を除去し、繰り返し使用が可能な
濾材を得るために、エレクトレット不織布への防水シー
トの適用に関して、種々検討した結果、エレクトレット
不織布の上流と下流の両側に、通気度が１００ｃｍ³ ／
（ｃｍ² ・ｓ）以上の防水シートを積層することによ
り、濾材本来の除塵性能を生かせつつ、粗塵を除去し得
る程度に水洗した場合においても、エレクトレット不織
布の濡れをほぼ完全に防止でき、かような濾材の水洗後
の再使用が可能となることを見出した。

【０００９】また、本発明者は、前記防水シートを構成
する材料が、かかる材料の表面の水に対する接触角
（θ）が９０゜を越える材料を用いることにより、さら
には、前記防水シートの最大孔径（ｄ）と前記水との接
触角（θ）との関係式（ｃｏｓθ／ｄ）が−５００ｍ^-1
未満となるような、最大孔径（ｄ）と接触角（θ）を有
する材料・構成の防水シートを用いることにより、より
濾材の防水性を完全なものとし得ることを見出した。

【００１０】さらに、繊維径１〜２０μｍの繊維からな
る不織布を、一定の厚み、一定の目付として、上記の防
水シートに用いることにより、粗塵に対する除塵性能と
水洗による再使用性の両者に優れた発現しうることを見
出した。

【００１１】本発明者は、上記の知見を基に、さらに重
ねて検討した結果、本発明を完成したものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、エレク
トレット不織布を含んでなる濾材であって、前記エレク
トレット不織布の上流側及び下流側に通気度が１００ｃ
ｍ³ ／（ｃｍ² ・ｓ）以上の防水シートを積層してなる
濾材を提供するものである。

【００１３】本発明の濾材の好ましい実施態様は、前記
防水シートを構成する材料が、該材料の表面の水に対す
る接触角（θ）が９０゜を越える材料である。

【００１４】本発明の濾材の好ましい実施態様は、前記
防水シートの構成材料の表面の水に対する接触角（θ）
の余弦（ｃｏｓθ）と前記防水シートの最大孔径（ｄ）
との比（ｃｏｓθ／ｄ）が、−５００ｍ^-1未満である。

【００１５】本発明の濾材の好ましい実施態様は、前記
防水シートの透水率が１％以下である。

【００１６】本発明の濾材の好ましい実施態様は、前記
防水シートの最大孔径（ｄ）が４０μｍ以上である。

【００１７】本発明の濾材の好ましい実施態様は、前記
防水シートが、繊維径１〜３０μｍの繊維からなる不織
布を主構成材料とするシートであって、前記不織布の厚
みが０．７ｍｍ以下であり、且つ、目付が１０〜３０ｇ
／ｍ² である。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の濾材は、エレクトレット
不織布の上流側及び下流側に防水シートが積層されてい
ることが必要である。この防水シートにより、水洗時の
エレクトレット層への水の浸入が防止されて、水付着に
よるエレクトレット繊維の電荷の消失を抑えることが可
能となるからである。

【００１９】なお、上記において、エレクトレット不織
布の上流側及び下流側とは、必ずしもエレクトレット不
織布に防水シートを直接積層する場合のみに限定される
ものではなく、エレクトレット不織布と防水シートとの
間に、例えば、脱臭シートや抗菌シートを含む場合も本
発明に含まれるものである。即ち、脱臭シートや抗菌
シートには、水溶性の薬剤を添着したもの等が存在する
が、これらのシートは、エレクトレット不織布と同様に
水に濡れると、本来の性能の低下を生じる恐れがあり、
本願においては、かようなシート素材の全てを水濡れか
ら保護し、水洗による再使用を可能とするものである。

【００２０】また、上記において、エレクトレット不織
布と防水シートとの積層方法は特に限定されず、接着剤
や熱融着などによって積層一体化しても良いし、ただ単
に重ね合わせるだけでもよい。

【００２１】本発明の濾材に用いられるエレクトレット
不織布とは、トラップイオン、両極に移動したイオンや
双極子の配向によって恒久的に静電気帯電したエレクト
レット繊維を含有する不織布であり、該不織布はエレク
トレット繊維単独であってもよく、また、エレクトレッ
ト繊維と他の繊維を混合した不織布であってもよい。

【００２２】上記エレクトレット不織布の原料や製法に
関しては、特に限定されるものではなく、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリフルオロエチレン、ポリエス
テル、ポリフルオロビニリデン等の繊維からなる不織布
にコロナ荷電、電界荷電、電子線照射などの処理を施し
て帯電させる方法や、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリフルオロエチレン、ポリエステル、ポリフルオロビ
ニリデン等のフィルムにコロナ荷電、電界荷電、電子線
照射等の処理を施して帯電させた後に、割繊してエレク
トレットフィルムスプリット繊維とし、該繊維をニード
ルパンチなどの適宜な方法で不織布にする方法などがあ
る。

【００２３】本発明の濾材に用いられる防水シートは、
通気度が１００ｃｍ³ ／（ｃｍ² ・ｓ）以上であること
が必要である。通気度とは、ＪＩＳＬ１０９６の６．
２７．１（Ａ）法によって測定した値である。通気度が
この範囲であれば、濾材の圧力損失を低く抑えることが
できるからである。

【００２４】本発明の濾材に用いられる防水シートを構
成する材料は、該材料の表面の水に対する接触角（θ）
が９０°を越える材料であることが好ましい。接触角
は、水との親和性を表し、水に対する接触角が９０°を
越える材料からなるシートであれば、水との親和性が低
い、つまり、水に濡れにくいシートとなり、水の浸透を
抑制できる。

【００２５】本発明の濾材に用いられる防水シートの構
成材料の表面の水に対する接触角（θ）の余弦（ｃｏｓ
θ）と前記防水シートの最大孔径（ｄ）との比（ｃｏｓ
θ／ｄ）が、−５００ｍ^-1未満であることが好ましい。
なお、上記で、最大孔径とは、バブルポイント法で測定
したものである。

【００２６】本発明の濾材に用いられる防水シートの透
水率は１％以下であることが好ましい。透水率がこの範
囲のシートを防水シートとして使用することにより、濾
材水洗時の性能低下を抑えることが可能となるからであ
る。なお、上記で、透水率とは、ＪＩＳＬ１９０６−
１９９４の参考耐光性，耐候性，吸水性及び透水率の
試験方法４．（１）に記載されている試験方法により測
定する。

【００２７】上記のように透水率が低く通気度が高い、
つまり、水を通しにくく、空気を通しやすいシートを防
水シートに使用することが、本発明の重要な要件であ
り、該防水シートに使用するシートの特性としては、該
シート構成材料表面の水に対する親和性とシート孔径及
び厚みが重要な因子となる。水の浸透性は、水に対する
接触角の余弦と最大孔径の比で決定され、この比の小さ
なシートが水の浸透性が低く、一方、通気性は、孔径が
大きく、薄いシートが大きい。

【００２８】本発明の濾材に用いられる防水シートの最
大孔径（ｄ）が４０μｍ以上であることが好ましい。一
般に、最大孔径が大きくなると、防水シートの通気度は
大きく、透水率も大きくなり、十分な防水性が得られな
くなる。しかし、最大孔径が４０μｍ以上と大きなシー
トでも、上記の水に対する接触角の余弦と最大孔径の比
が特定の値を満たせば、十分な防水性が得られ、非常に
低い圧力損失で水洗時の性能低下を抑えた濾材が得られ
るのである。

【００２９】本発明の濾材に用いられる防水シートが、
繊維径１〜３０μｍの繊維からなる不織布を主構成材料
とするシートであって、前記不織布の厚みが０．７ｍｍ
以下であり、且つ、目付が１０〜３０ｇ／ｍ² であるこ
とが好ましい。

【００３０】本発明で使用できる防水シートとしては、
例えば、不織布や金属あるいは合成樹脂製のネットなど
にテフロン、シリコンオイル、ステアリン酸、パラフィ
ンなどの水に対する接触角が大きい樹脂や油剤などを表
面にコートするなどの撥水加工を施したものや、４０〜
１００μｍの比較的小さな最大孔径を有するシートが得
られる繊維径１〜２０μｍのポリプロピレン、ポリスチ
レンなどの水に対する接触角が９０°を超す樹脂からな
る目付１０〜３０ｇ／ｍ² の不織布などがあげられる
が、耐久性や加工性などの面から、繊維径１〜２０μｍ
のポリプロピレン、ポリスチレンなどの水に対する接触
角が９０°を超す樹脂からなる目付１０〜３０ｇ／ｍ²
の不織布が特に好ましい。

【００３１】本発明の濾材においては、エレクトレット
不織布の上流側に積層された防水シートが粗塵を捕捉す
るが、さらに、粉塵除去性能を向上させるために、防水
シートの上流側に粗塵を除去できるシートを積層するこ
ともできる。

【００３２】以下、実施例をあげて、本発明をさらに詳
しく説明するが、本発明は下記の実施例に何等限定され
るものではない。

【００３３】

【実施例】［実施例１］目付３０ｇ／ｍ² のポリプロピ
レン製エレクトレットフィルムスプリット繊維不織布の
両面に、構成材料表面にテフロン樹脂（水に対する接触
角１０８゜）をコートした繊維径２８μｍ、目付１２ｇ
／ｍ² 、厚み０．２ｍｍ、最大孔径４００μｍで、透水
率０％、通気度２１００ｃｍ³ ／（ｃｍ² ・ｓ）の不織
布を合成ゴム系接着剤を繊維状に塗布して接着積層した
濾材を作製した。

【００３４】得られた濾材をフィルターホルダーに装着
して、風速１０ｃｍ／ｓで０．３μｍの初期粒子捕集効
率をパーティクルカウンターにより測定した。初期粒子
捕集効率測定後、該濾材を水道水を満たした容器内に１
分間浸積して取り出し、風乾した。風乾した濾材をフィ
ルターホルダーに装着して、風速１０ｃｍ／ｓで０．３
μｍの水浸積後の粒子捕集効率をパーティクルカウンタ
ーにより測定した。

【００３５】その結果、初期粒子捕集効率が４９％で、
水浸積後の粒子捕集効率も４９％であった。

【００３６】［実施例２］目付４０ｇ／ｍ² のエレクト
レット化したポリプロピレン製スパンボンド不織布の両
面に、ポリプロピレン（水に対する接触角９５゜）製の
繊維径６μｍ、目付１０ｇ／ｍ² 、厚み０．１３ｍｍ、
最大孔径９０μｍで、透水率０％、通気度５１０ｃｍ³
／（ｃｍ² ・ｓ）の不織布を合成ゴム系接着剤を繊維状
に塗布して接着積層した濾材を作製した。

【００３７】得られた濾材を実施例１と同様の方法で評
価した結果、初期粒子捕集効率が１９％で、水浸積後の
粒子捕集効率が１８％であった。

【００３８】［実施例３］実施例１で使用したエレクト
レット不織布の両面に、構成材料表面にテフロン樹脂
（水に対する接触角１０８゜）をコートした最大孔径４
２０μｍ、厚み０．６ｍｍで、透水率０％、通気度５７
００ｃｍ³ ／（ｃｍ² ・ｓ）のステンレス製メッシュ、
さらにその上流側にポリエステル（水に対する接触角８
１゜）製の繊維径２８μｍ、目付２５ｇ／ｍ² 、厚み
０．３ｍｍ、最大孔径２００μｍで、透水率３８％、通
気度１６００ｃｍ³ ／（ｃｍ² ・ｓ）の不織布を合成ゴ
ム系接着剤を繊維状に塗布して接着積層した濾材を作製
した。

【００３９】得られた濾材を実施例１と同様の方法で評
価した結果、初期粒子捕集効率が５１％で、水浸積後の
粒子捕集効率が５０％であった。

【００４０】［実施例４］実施例１で使用したエレクト
レット不織布の両面に、ポリプロピレン（水に対する接
触角９５゜）製の繊維径２８μｍ、目付２５ｇ／ｍ² 、
厚み０．４ｍｍ、最大孔径４００μｍで、透水率７％、
通気度１１００ｃｍ³ ／（ｃｍ² ・ｓ）の不織布を合成
ゴム系接着剤を繊維状に塗布して接着積層した濾材を作
製した。

【００４１】得られた濾材を実施例１と同様の方法で評
価した結果、初期粒子捕集効率が４９％で、水浸積後の
粒子捕集効率が３８％であった。

【００４２】［実施例５］実施例１で使用したエレクト
レット不織布の両面に、ナイロン（水に対する接触角７
０゜）製の繊維径４μｍ、目付１５ｇ／ｍ² 、厚み０．
１３ｍｍ、最大孔径６０μｍで、透水率５％、通気度１
３０ｃｍ³ ／（ｃｍ² ・ｓ）の不織布を合成ゴム系接着
剤を繊維状に塗布して接着積層した濾材を作製した。

【００４３】得られた濾材を実施例１と同様の方法で評
価した結果、初期粒子捕集効率が４９％で、水浸積後の
粒子捕集効率が４１％であった。

【００４４】［比較例１］実施例１で使用したエレクト
レット不織布の両面に何も積層しないで、実施例１と同
様の方法で評価した結果、初期粒子捕集効率が４９％
で、水浸積後の粒子捕集効率が３％であった。

【００４５】［比較例２］実施例２で使用したエレクト
レット不織布の両面に何も積層しないで、実施例１と同
様の方法で評価した結果、初期粒子捕集効率が１９％
で、水浸積後の粒子捕集効率が２％であった。

【００４６】エレクトレット不織布単独の比較例１及び
２では、水浸積によって大幅な性能低下が見られたが、
エレクトレット不織布に防水シートを積層した実施例１
〜５では、水浸積後も大きな性能低下は見られなかっ
た。なかでも、構成材料の表面の水に対する接触角の余
弦と最大孔径との比が−５００ｍ^-1未満である実施例１
〜３では、より大きな効果が認められた。

【００４７】

【発明の効果】本発明は以上述べたように、エレクトレ
ット不織布層の上下流側に防水シートが積層されている
ので、水によるエレクトレット繊維電荷の消失が生じな
いため、エレクトレット不織布層の上流側層で捕捉され
た粗塵を水洗して再使用が可能な濾材を提供することが
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エレクトレット不織布を含んでなる濾材
であって、前記エレクトレット不織布の上流側及び下流
側に通気度が１００ｃｍ³ ／（ｃｍ² ・ｓ）以上の防水
シートを積層してなることを特徴とする濾材。
【請求項２】前記防水シートを構成する材料が、該材
料の表面の水に対する接触角（θ）が９０゜を越える材
料であることを特徴とする請求項１に記載の濾材。
【請求項３】前記防水シートの構成材料の表面の水に
対する接触角（θ）の余弦（ｃｏｓθ）と前記防水シー
トの最大孔径（ｄ）との比（ｃｏｓθ／ｄ）が、−５０
０ｍ^-1未満であることを特徴とする請求項２に記載の濾
材。
【請求項４】前記防水シートの透水率が１％以下であ
ることを特徴とする請求項１乃至３に記載の濾材。
【請求項５】前記防水シートの最大孔径（ｄ）が４０
μｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４に記載
の濾材。
【請求項６】前記防水シートが、繊維径１〜３０μｍ
の繊維からなる不織布を主構成材料とするシートであっ
て、前記不織布の厚みが０．７ｍｍ以下であり、且つ、
目付が１０〜３０ｇ／ｍ² であることを特徴とする請求
項１乃至５に記載の濾材。