JP2001327814A - 濾 材 - Google Patents
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- JP2001327814A JP2001327814A JP2000153429A JP2000153429A JP2001327814A JP 2001327814 A JP2001327814 A JP 2001327814A JP 2000153429 A JP2000153429 A JP 2000153429A JP 2000153429 A JP2000153429 A JP 2000153429A JP 2001327814 A JP2001327814 A JP 2001327814A
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- fibers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低い圧力損失で高い粒子捕集効率を有する濾
材。 【解決手段】 エレクトレットフィルムスプリット繊維
と捲縮性をもつ熱融着繊維を混合して、嵩高性を持つこ
とにより低圧損で、かつ優れた捕集効果を持たせた不織
布からなる高捕集効率の濾材。
材。 【解決手段】 エレクトレットフィルムスプリット繊維
と捲縮性をもつ熱融着繊維を混合して、嵩高性を持つこ
とにより低圧損で、かつ優れた捕集効果を持たせた不織
布からなる高捕集効率の濾材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、花粉・細菌・ウィ
ルス・タバコ煙・大気塵等といった人体に悪影響を及ぼ
す可能性のあるエアロゾルを効率よく取る濾材に関する
ものであって、マスクや空気清浄フィルターなどの用途
に好適な低圧力損失で高粒子捕集効率に優れた濾材に関
するものである。
ルス・タバコ煙・大気塵等といった人体に悪影響を及ぼ
す可能性のあるエアロゾルを効率よく取る濾材に関する
ものであって、マスクや空気清浄フィルターなどの用途
に好適な低圧力損失で高粒子捕集効率に優れた濾材に関
するものである。
【０００２】
【従来技術】特開昭61-272063号に示す発明のように、
例えば高粒子捕集効率マスクにはメルトブローン不織布
をエレクトレット化した濾材が広く使用されてきた。メ
ルトブローン不織布は、繊維径が数μmの非常に細い繊
維で構成されており緻密な構造となるので、高い粒子補
集効率を実現できるが、逆に圧力損失も高くなり空気の
通過性が悪くなる。そのため、高濃度エアロゾル雰囲気
下などマスク使用を必要とする環境下で激しい作業をす
る場合、圧力損失が高いことから息苦しさを生じ、長時
間の活動が困難であるという問題があった。
例えば高粒子捕集効率マスクにはメルトブローン不織布
をエレクトレット化した濾材が広く使用されてきた。メ
ルトブローン不織布は、繊維径が数μmの非常に細い繊
維で構成されており緻密な構造となるので、高い粒子補
集効率を実現できるが、逆に圧力損失も高くなり空気の
通過性が悪くなる。そのため、高濃度エアロゾル雰囲気
下などマスク使用を必要とする環境下で激しい作業をす
る場合、圧力損失が高いことから息苦しさを生じ、長時
間の活動が困難であるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、低圧
力損失かつ高粒子捕集効率で抗菌性を有する濾材であっ
て、高濃度エアロゾル雰囲気下などにおいて激しい作業
をする場合に適したマスク用濾材を提供することにあ
る。
力損失かつ高粒子捕集効率で抗菌性を有する濾材であっ
て、高濃度エアロゾル雰囲気下などにおいて激しい作業
をする場合に適したマスク用濾材を提供することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】エレクトレットフィルム
スプリット繊維とは、荷電されたフィルム（エレクトレ
ットフィルム）を開繊カッター等で割繊（スプリット）
して得られる繊維である。このエレクトレットフィルム
スプリット繊維は、メルトブローン不織布をエレクトレ
ット化した濾材を構成する繊維に比べると、10倍から50
倍大きな繊維表面電荷密度を有しており、繊維周りに強
い電界を形成している。従って、エレクトレットフィル
ムスプリット繊維を不織布化すれば、メルトブローン不
織布を使ったマスク用濾材よりも高粒子捕集効率で低圧
力損失であるマスク用濾材を提供することができる。
スプリット繊維とは、荷電されたフィルム（エレクトレ
ットフィルム）を開繊カッター等で割繊（スプリット）
して得られる繊維である。このエレクトレットフィルム
スプリット繊維は、メルトブローン不織布をエレクトレ
ット化した濾材を構成する繊維に比べると、10倍から50
倍大きな繊維表面電荷密度を有しており、繊維周りに強
い電界を形成している。従って、エレクトレットフィル
ムスプリット繊維を不織布化すれば、メルトブローン不
織布を使ったマスク用濾材よりも高粒子捕集効率で低圧
力損失であるマスク用濾材を提供することができる。
【０００５】しかし、高粒子捕集効率を達成するため
に、エレクトレットフィルムスプリット繊維の充填量を
大きくすると、充填量が高くなるにつれて粒子捕集効果
は向上するが、それに伴い圧力損失も高くなり、ある値
より圧力損失が急激に高くなる。又、充填量をある値以
上大きくしても粒子捕集効率がそれ以上高くならないと
いった問題があった。
に、エレクトレットフィルムスプリット繊維の充填量を
大きくすると、充填量が高くなるにつれて粒子捕集効果
は向上するが、それに伴い圧力損失も高くなり、ある値
より圧力損失が急激に高くなる。又、充填量をある値以
上大きくしても粒子捕集効率がそれ以上高くならないと
いった問題があった。
【０００６】この原因は、前者は高充填率による空隙率
の減少、後者はエレクトレット繊維同士の重なりにより a.エレクトレットフィルムスプリット繊維表面積減少 b.エレクトレットフィルムスプリット繊維の相互の重な
り合い（中和）による電荷特性低下が起こるためと考え
られる。
の減少、後者はエレクトレット繊維同士の重なりにより a.エレクトレットフィルムスプリット繊維表面積減少 b.エレクトレットフィルムスプリット繊維の相互の重な
り合い（中和）による電荷特性低下が起こるためと考え
られる。
【０００７】エレクトレットフィルムスプリット繊維と
熱融着繊維を混合する際、前者の含有率が50重量％以上
90重量％以下、好ましくは60重量％以上70重量％以下と
した。５０％未満であれば、嵩高性は低く、またこの範
囲以上であれば逆に嵩張り使用上好ましくない。本発明
ではエレクトレットフィルムスプリット繊維と混合する
繊維として熱融着繊維を使用したが、濾材を嵩高に成形
することが可能であり、請求項４記載の繊維径・繊維繊
度・強度を持つ繊維であるならば、これに限定されるも
のではない。
熱融着繊維を混合する際、前者の含有率が50重量％以上
90重量％以下、好ましくは60重量％以上70重量％以下と
した。５０％未満であれば、嵩高性は低く、またこの範
囲以上であれば逆に嵩張り使用上好ましくない。本発明
ではエレクトレットフィルムスプリット繊維と混合する
繊維として熱融着繊維を使用したが、濾材を嵩高に成形
することが可能であり、請求項４記載の繊維径・繊維繊
度・強度を持つ繊維であるならば、これに限定されるも
のではない。
【０００８】エレクトレットフィルムスプリット繊維の
充填量が100g/m2を越えるとこの現象が顕著になってい
く。そこで鋭意検討した結果、エレクトレットフィルム
スプリット繊維に熱融着繊維を混合することにより、エ
レクトレットフィルムスプリット繊維の濾材中での高充
填率化を防ぎつつエレクトレットフィルムスプリット繊
維の充填量を大きくし総電荷量を増加させることで、粒
子捕集効率の高い濾材を実現することが可能となった。
充填量が100g/m2を越えるとこの現象が顕著になってい
く。そこで鋭意検討した結果、エレクトレットフィルム
スプリット繊維に熱融着繊維を混合することにより、エ
レクトレットフィルムスプリット繊維の濾材中での高充
填率化を防ぎつつエレクトレットフィルムスプリット繊
維の充填量を大きくし総電荷量を増加させることで、粒
子捕集効率の高い濾材を実現することが可能となった。
【０００９】さらにエレクトレットフィルムスプリット
繊維に立体捲縮をもつ熱融着繊維を混合・開繊・熱融着
することにより、高充填率化・粒子捕集面積の減少・電
荷特性の中和を防いだ、低圧力損失で高粒子捕集効率で
あるマスク用濾材を提供することが可能となった。この
場合、エレクトレットフィルムスプリット繊維の充填量
は、エレクトレットスプリット繊維の充填率が0.02以上
0.06以下、好ましくは、0.03以上、0.05以下の範囲が良
い。0.02未満では粒子捕集の効果は小さく、又、この熱
融着繊維を混合することによる粒子捕集効率・圧力損失
・厚みへの効果を検討し、濾材組成比（エレクトレッ
ト：混合繊維）が請求項２の範囲内であれば、効果は同
じである。
繊維に立体捲縮をもつ熱融着繊維を混合・開繊・熱融着
することにより、高充填率化・粒子捕集面積の減少・電
荷特性の中和を防いだ、低圧力損失で高粒子捕集効率で
あるマスク用濾材を提供することが可能となった。この
場合、エレクトレットフィルムスプリット繊維の充填量
は、エレクトレットスプリット繊維の充填率が0.02以上
0.06以下、好ましくは、0.03以上、0.05以下の範囲が良
い。0.02未満では粒子捕集の効果は小さく、又、この熱
融着繊維を混合することによる粒子捕集効率・圧力損失
・厚みへの効果を検討し、濾材組成比（エレクトレッ
ト：混合繊維）が請求項２の範囲内であれば、効果は同
じである。
【００１０】熱融着繊維の繊維繊度がエレクトレットフ
ィルムスプリット繊維の繊維繊度より小さすぎると、充
填率を小さくするために他繊維を混合するという意味を
なさない。又、混合する繊維の繊維繊度が大きすぎる
と、マスクという用途に使用する上で濾材収納スペース
に限りがあるため嵩高となりすぎてしまう。そこでエレ
クトレットフィルムスプリット繊維と熱融着繊維の混合
比が請求項２記載の範囲にあれば、融着による繊維間接
合点を最適値とすることができ、嵩高なウェブをもたら
すことができる。これにより粒子捕集効率に対して圧力
損失の低いフィルターが得られるとともに粒子補集効果
もあがる。
ィルムスプリット繊維の繊維繊度より小さすぎると、充
填率を小さくするために他繊維を混合するという意味を
なさない。又、混合する繊維の繊維繊度が大きすぎる
と、マスクという用途に使用する上で濾材収納スペース
に限りがあるため嵩高となりすぎてしまう。そこでエレ
クトレットフィルムスプリット繊維と熱融着繊維の混合
比が請求項２記載の範囲にあれば、融着による繊維間接
合点を最適値とすることができ、嵩高なウェブをもたら
すことができる。これにより粒子捕集効率に対して圧力
損失の低いフィルターが得られるとともに粒子補集効果
もあがる。
【００１１】エレクトレットフィルムスプリット繊維と
の混合に使用する繊維に捲縮性が付与されると嵩高い効
果への寄与が大きく、捲縮数は５個／２５ｍｍ以上，１
５個／２５ｍｍ以下好ましくは、８個／ｍｍ以上，１２
個／ｍｍ以下である。エレクトレットフィルムスプリッ
ト繊維との混合に使用する繊維の捲縮数が少なすぎる
と、濾材を嵩高にするために他繊維を混合するという意
味をなさない。又、捲縮数が多すぎると充填率が大きく
なり圧力損失が高くなる。
の混合に使用する繊維に捲縮性が付与されると嵩高い効
果への寄与が大きく、捲縮数は５個／２５ｍｍ以上，１
５個／２５ｍｍ以下好ましくは、８個／ｍｍ以上，１２
個／ｍｍ以下である。エレクトレットフィルムスプリッ
ト繊維との混合に使用する繊維の捲縮数が少なすぎる
と、濾材を嵩高にするために他繊維を混合するという意
味をなさない。又、捲縮数が多すぎると充填率が大きく
なり圧力損失が高くなる。
【００１２】本発明において繊維繊度を下記のように規
定する。 Ｘ＝π×Ｒ×Ｒ×α×106×9000×1.1 [Ｘ：繊維繊度(dtex) ２×Ｒ：繊維径(m) α：繊維の
密度(g /cm2)] エレクトレットフィルムスプリット繊維の繊維径は、そ
の断面が矩形であるため断面積を円の面積に置き換え、
その直径を繊維径とした。エレクトレットフィルムスプ
リット繊維と混合する繊維の繊維径は、繊維を50本束
ね、繊維の長さ方向と垂直に切断した断面を走査電子顕
微鏡(SEM)にて150倍で測定した。測定した断面積を円の
面積に置き換え、その直径を繊維径とした。上記の式よ
り、請求項４記載の範囲に繊維径と繊維繊度がある繊維
の密度が決まり、繊維がその密度をもつ材質であるなら
ば、エレクトレットフィルムスプリット繊維とその繊維
を混合することにより低圧力損失で高粒子捕集効率であ
るマスク用濾材とすることができる。
定する。 Ｘ＝π×Ｒ×Ｒ×α×106×9000×1.1 [Ｘ：繊維繊度(dtex) ２×Ｒ：繊維径(m) α：繊維の
密度(g /cm2)] エレクトレットフィルムスプリット繊維の繊維径は、そ
の断面が矩形であるため断面積を円の面積に置き換え、
その直径を繊維径とした。エレクトレットフィルムスプ
リット繊維と混合する繊維の繊維径は、繊維を50本束
ね、繊維の長さ方向と垂直に切断した断面を走査電子顕
微鏡(SEM)にて150倍で測定した。測定した断面積を円の
面積に置き換え、その直径を繊維径とした。上記の式よ
り、請求項４記載の範囲に繊維径と繊維繊度がある繊維
の密度が決まり、繊維がその密度をもつ材質であるなら
ば、エレクトレットフィルムスプリット繊維とその繊維
を混合することにより低圧力損失で高粒子捕集効率であ
るマスク用濾材とすることができる。
【００１３】本発明の必須成分であるエレクトレットフ
ィルムスプリット繊維は、低い圧力損失を維持しなが
ら、良好な粒子捕集効率を発揮するために、その平均繊
維繊度が1dtex以上16.5dtex以下、好ましくは3dtex以上
10dtex以下であることが必要である。この範囲以外で圧
力損失と粒子捕集効率の性能を両立させることができな
い理由は、1dtexより小さいとき、濾材成形工程におい
てカーディング不良が起こりやすく、16.5dtexを超える
と粒子捕集効率が悪化するためである。
ィルムスプリット繊維は、低い圧力損失を維持しなが
ら、良好な粒子捕集効率を発揮するために、その平均繊
維繊度が1dtex以上16.5dtex以下、好ましくは3dtex以上
10dtex以下であることが必要である。この範囲以外で圧
力損失と粒子捕集効率の性能を両立させることができな
い理由は、1dtexより小さいとき、濾材成形工程におい
てカーディング不良が起こりやすく、16.5dtexを超える
と粒子捕集効率が悪化するためである。
【００１４】またエレクトレットフィルムスプリット繊
維に混合する繊維繊度は0.1dtex以上60dtex以下、好ま
しくは6dtex以下、20dtex以下が良い。これ以下であれ
ば嵩高性に効果はなく、これ以上であれば、逆に嵩張り
濾材として使用が困難となる。
維に混合する繊維繊度は0.1dtex以上60dtex以下、好ま
しくは6dtex以下、20dtex以下が良い。これ以下であれ
ば嵩高性に効果はなく、これ以上であれば、逆に嵩張り
濾材として使用が困難となる。
【００１５】エレクトレットフィルムスプリット繊維に
混合する繊維を、このような捲縮と繊維繊度で嵩高性を
調整するとともに、かつ熱融着することにより、エレク
トレットフィルムスプリット繊維の低充填率化、高充填
量化が可能となる。
混合する繊維を、このような捲縮と繊維繊度で嵩高性を
調整するとともに、かつ熱融着することにより、エレク
トレットフィルムスプリット繊維の低充填率化、高充填
量化が可能となる。
【００１６】本発明に使用する熱融着繊維とは、素材の
異なる熱可塑性樹脂を並列（サイドバイサイド、シース
コア等）に複合化し偏芯させた複合繊維からなる。熱融
着繊維は、芯鞘型、偏芯芯鞘型やサイドバイサイド型な
どの断面構造を有する低融点成分と高融点成分の２成分
のポリマーからなる複合繊維が一般的であり、公知の方
法で製造することができる。低融点成分のポリマーとし
ては、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル、共重合ポリ
エステル、共重合ポリアミドやそれらの混合物が挙げら
れる。低融点成分ポリマーの融点は100℃以上130℃以下
程度が適当であり、高融点成分ポリマーは低融点ポリマ
ーより少なくとも30℃融点が高いことが好ましい。又、
低融点成分ポリマーと高融点成分ポリマーの組み合わせ
の例としては、ポリエチレン・ポリプロピレン、ポリエ
チレン・ポリエステル、共重合ポリエステル又はその混
合物・ポリエステル、共重合ポリアミド・ポリアミド等
があるが、これに限定されるものではない。この熱融着
繊維とエレクトレットフィルムスプリット繊維とを混合
・開繊・熱融着することにより、濾材に最もバランスの
とれた機能（強力・嵩高・風合等）を与えることができ
る。
異なる熱可塑性樹脂を並列（サイドバイサイド、シース
コア等）に複合化し偏芯させた複合繊維からなる。熱融
着繊維は、芯鞘型、偏芯芯鞘型やサイドバイサイド型な
どの断面構造を有する低融点成分と高融点成分の２成分
のポリマーからなる複合繊維が一般的であり、公知の方
法で製造することができる。低融点成分のポリマーとし
ては、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル、共重合ポリ
エステル、共重合ポリアミドやそれらの混合物が挙げら
れる。低融点成分ポリマーの融点は100℃以上130℃以下
程度が適当であり、高融点成分ポリマーは低融点ポリマ
ーより少なくとも30℃融点が高いことが好ましい。又、
低融点成分ポリマーと高融点成分ポリマーの組み合わせ
の例としては、ポリエチレン・ポリプロピレン、ポリエ
チレン・ポリエステル、共重合ポリエステル又はその混
合物・ポリエステル、共重合ポリアミド・ポリアミド等
があるが、これに限定されるものではない。この熱融着
繊維とエレクトレットフィルムスプリット繊維とを混合
・開繊・熱融着することにより、濾材に最もバランスの
とれた機能（強力・嵩高・風合等）を与えることができ
る。
【００１７】熱融着繊維の素材としては、より少ない混
合量で濾材全体を嵩高とし、エレクトレット繊維の低充
填率化による表面積の増加（重なり合いによる電荷中和
の防止）を実現させようと考えたとき、より低密度、捲
縮堅牢度の高い素材を選択することが望ましい。
合量で濾材全体を嵩高とし、エレクトレット繊維の低充
填率化による表面積の増加（重なり合いによる電荷中和
の防止）を実現させようと考えたとき、より低密度、捲
縮堅牢度の高い素材を選択することが望ましい。
【００１８】本発明では、エレクトレットフィルムスプ
リット繊維が良好な粒子捕集効率を発揮することができ
る様に、熱融着繊維と共に加熱処理を受けた後であって
も、高い表面電荷密度を有していることが好ましく、12
0℃の雰囲気温度において、初期表面電荷密度の値に対
し70％以上の保持率で表面電荷密度を維持していること
が望まれる。このため、エレクトレットフィルムを構成
するポリマーのうち比較的耐熱性の低いもの、例えばポ
リオレフィン等には、耐熱性付与の目的で添加剤を加え
ることが推奨される。その添加剤として脂肪酸金属塩で
あるステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニ
ウム、ラウリン酸アルミニウム等を挙げることができ
る。これらの添加剤の好ましい使用量は、選択した添加
剤の種類に応じて適宜変更可能であるが、一般的にはポ
リマーに対して0.05重量％以上5重量％以下、好ましく
は0.5重量％以上3重量％以下である。
リット繊維が良好な粒子捕集効率を発揮することができ
る様に、熱融着繊維と共に加熱処理を受けた後であって
も、高い表面電荷密度を有していることが好ましく、12
0℃の雰囲気温度において、初期表面電荷密度の値に対
し70％以上の保持率で表面電荷密度を維持していること
が望まれる。このため、エレクトレットフィルムを構成
するポリマーのうち比較的耐熱性の低いもの、例えばポ
リオレフィン等には、耐熱性付与の目的で添加剤を加え
ることが推奨される。その添加剤として脂肪酸金属塩で
あるステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニ
ウム、ラウリン酸アルミニウム等を挙げることができ
る。これらの添加剤の好ましい使用量は、選択した添加
剤の種類に応じて適宜変更可能であるが、一般的にはポ
リマーに対して0.05重量％以上5重量％以下、好ましく
は0.5重量％以上3重量％以下である。
【００１９】本発明に使用するエレクトレットフィルム
スプリット繊維としては、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、シンジオクタチックポリスチレンなどのポリオレフ
ィン系ポリマー、ポリ-4-メチル-1-ペンテンなどのα-
ポリオレフィン系ポリマー、テフロン等のフッ素系ポリ
マー、ポリカーボネート、ポリエステル等が挙げられ
る。
スプリット繊維としては、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、シンジオクタチックポリスチレンなどのポリオレフ
ィン系ポリマー、ポリ-4-メチル-1-ペンテンなどのα-
ポリオレフィン系ポリマー、テフロン等のフッ素系ポリ
マー、ポリカーボネート、ポリエステル等が挙げられ
る。
【００２０】本発明の濾材は、ニードルパンチ工程を経
由する通常の方法で濾材成形・厚みを調整して作製され
る。
由する通常の方法で濾材成形・厚みを調整して作製され
る。
【００２１】本発明におけるマスク用濾材という用途
上、限られた収納スペースに濾材をおさめる必要があ
り、濾材厚みに制限を規定した。即ち厚みを小さくする
ための手段として、濾材にニードルパンチ工程を施す、
濾材充填量を小さくする、濾材構成繊維繊度を小さくす
る等という方策が挙げられる
上、限られた収納スペースに濾材をおさめる必要があ
り、濾材厚みに制限を規定した。即ち厚みを小さくする
ための手段として、濾材にニードルパンチ工程を施す、
濾材充填量を小さくする、濾材構成繊維繊度を小さくす
る等という方策が挙げられる
【００２２】
【発明の実施の形態】市販されているポリプロピレン樹
脂を溶融押出による未延伸フィルムを作成し、次いでこ
の未延伸フィルムを５〜１０倍に縦または/及び横方向
に延伸することにより延伸フィルムを形成する。その
後、荷電によりエレクトレットフィルムとし、開繊カッ
ターでスプリットしてエレクトレットフィルムスピリッ
ト繊維が得られる。フィルムのエレクトレット化は、コ
ロナ放電、電界放電、電子線照射、摩擦帯電などの荷電
法によって行うことができ、またこれらの荷電法を組み
合わせてもよい。
脂を溶融押出による未延伸フィルムを作成し、次いでこ
の未延伸フィルムを５〜１０倍に縦または/及び横方向
に延伸することにより延伸フィルムを形成する。その
後、荷電によりエレクトレットフィルムとし、開繊カッ
ターでスプリットしてエレクトレットフィルムスピリッ
ト繊維が得られる。フィルムのエレクトレット化は、コ
ロナ放電、電界放電、電子線照射、摩擦帯電などの荷電
法によって行うことができ、またこれらの荷電法を組み
合わせてもよい。
【００２３】エレクトレットフィルムスピリット繊維に
混合する繊維としては、捲縮、繊維繊度、および充填
率、充填量を設定して混合し、ニードルパンチ工程を経
て不織布とする。
混合する繊維としては、捲縮、繊維繊度、および充填
率、充填量を設定して混合し、ニードルパンチ工程を経
て不織布とする。
【００２４】以下、本発明の内容及び効果を実施例によ
って説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り、
以下の実施例に限定されるものではない。本発明で定義
した数値、下記の実施例において用いられた測定法に関
して説明する。 １．Ｋ値 濾材の性能を総合的に評価するために、下式で表される
K値を上記の粒子捕集効率と圧力損失の測定値から算出
した。このＫ値が大きい程性能が優れた濾材であるいえ
る。 Ｋ（１ / mmAq） ＝ − [ln( 1 − 粒子捕集効率 / 1
00)] / 圧力損失 ２．粒子捕集効率 濾材の粒子捕集効率は、通過風速5cm/秒において、濾材
の上・下流の0.3μm以上0.5μm未満の大気塵粒子濃度を
それぞれレーザーパーティクルカウンター（リオン製・
KC-01C）で測定し、上流側の粒子濃度から下流側の粒子
濃度を減じた値を上流側の粒子濃度で除した値の百分率
で示した。 ３．圧力損失 濾材の圧力損失は、通過風速5cm/秒において、濾材上流
側と下流側の圧力差をマノスターゲージを用いて測定し
た。 ４．充填率 濾材の充填量(g/m2)を、7g/cm2の荷重下における厚さ
(m)と濾材を構成する物質の密度(g/cm2)で除して求め
た。
って説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り、
以下の実施例に限定されるものではない。本発明で定義
した数値、下記の実施例において用いられた測定法に関
して説明する。 １．Ｋ値 濾材の性能を総合的に評価するために、下式で表される
K値を上記の粒子捕集効率と圧力損失の測定値から算出
した。このＫ値が大きい程性能が優れた濾材であるいえ
る。 Ｋ（１ / mmAq） ＝ − [ln( 1 − 粒子捕集効率 / 1
00)] / 圧力損失 ２．粒子捕集効率 濾材の粒子捕集効率は、通過風速5cm/秒において、濾材
の上・下流の0.3μm以上0.5μm未満の大気塵粒子濃度を
それぞれレーザーパーティクルカウンター（リオン製・
KC-01C）で測定し、上流側の粒子濃度から下流側の粒子
濃度を減じた値を上流側の粒子濃度で除した値の百分率
で示した。 ３．圧力損失 濾材の圧力損失は、通過風速5cm/秒において、濾材上流
側と下流側の圧力差をマノスターゲージを用いて測定し
た。 ４．充填率 濾材の充填量(g/m2)を、7g/cm2の荷重下における厚さ
(m)と濾材を構成する物質の密度(g/cm2)で除して求め
た。
【００２５】本発明である、エレクトレットフィルムス
プリット繊維に熱融着繊維と混合・開繊・熱融着するこ
とにより嵩高としたマスク用濾材と、メルトブローン不
織布をエレクトレット化した濾材との性能比較を実施し
た。 [実施例1]エレクトレットフィルムスプリット繊維（5デ
ニール、繊維長90mm、ステアリン酸アルミニウムを0.3
重量％添加した厚さ10μmのプロピレンフィルム製）
と、低融点成分・高融点成分の２成分のポリマーから成
る芯鞘型熱融着繊維（ポリエステル繊維、10デニール、
繊維長51mm）をローラカードに供給して2：1の比で混合
・開繊しカードフリースを作成する。このフリースをフ
リースの進行方向とは直角に少しずつずらしながら折り
畳み積層して濾材総充填量が150g/m2（エレクトレット
フィルムスプリット繊維：熱融着繊維 = 100g/m2： 50
g/m2）となるウェブとなし、次いでこのウェブを120℃
の熱風オーブン（エアースルー方式）にて5分間熱処理
して冷却後、濾材とした。 [比較例１]メルトブローン不織布をエレクトレット化し
た、繊維径が2.3μmであり充填量が32 g/m2である濾材
とした。 [比較例２]エレクトレットフィルムスプリット繊維をロ
ーラカードに供給して混合・開繊し、カードフリースを
作成する。このフリースをフリースの進行方向とは直角
に少しずつずらしながら折り畳み積層してウェブとな
し、ニードルパンチ工程を施して充填量が100g/m2であ
る濾材とした。すなわち、[比較例２]が[実施例１]と異
なる点は、混合繊維を必要とせず、エレクトレットフィ
ルムスプリット繊維のみで濾材とした。
プリット繊維に熱融着繊維と混合・開繊・熱融着するこ
とにより嵩高としたマスク用濾材と、メルトブローン不
織布をエレクトレット化した濾材との性能比較を実施し
た。 [実施例1]エレクトレットフィルムスプリット繊維（5デ
ニール、繊維長90mm、ステアリン酸アルミニウムを0.3
重量％添加した厚さ10μmのプロピレンフィルム製）
と、低融点成分・高融点成分の２成分のポリマーから成
る芯鞘型熱融着繊維（ポリエステル繊維、10デニール、
繊維長51mm）をローラカードに供給して2：1の比で混合
・開繊しカードフリースを作成する。このフリースをフ
リースの進行方向とは直角に少しずつずらしながら折り
畳み積層して濾材総充填量が150g/m2（エレクトレット
フィルムスプリット繊維：熱融着繊維 = 100g/m2： 50
g/m2）となるウェブとなし、次いでこのウェブを120℃
の熱風オーブン（エアースルー方式）にて5分間熱処理
して冷却後、濾材とした。 [比較例１]メルトブローン不織布をエレクトレット化し
た、繊維径が2.3μmであり充填量が32 g/m2である濾材
とした。 [比較例２]エレクトレットフィルムスプリット繊維をロ
ーラカードに供給して混合・開繊し、カードフリースを
作成する。このフリースをフリースの進行方向とは直角
に少しずつずらしながら折り畳み積層してウェブとな
し、ニードルパンチ工程を施して充填量が100g/m2であ
る濾材とした。すなわち、[比較例２]が[実施例１]と異
なる点は、混合繊維を必要とせず、エレクトレットフィ
ルムスプリット繊維のみで濾材とした。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１には、濾材通過風速5cm/秒下で、大気
塵粒子径0.3μm以上0.5μm未満での[実施例1]、[比較例
1] ・[比較例２] ・[比較例３]の濾材性能を示した。
[実施例１]と[比較例１]のＫ値から、本発明がメルトブ
ローン不織布をエレクトレット化した濾材よりも高い性
能を持つことが判った。[実施例１]と[比較例２]のＫ値
から、エレクトレットフィルムスプリット繊維の充填量
が100 g/m2以上である時、本発明のようにエレクトレッ
トフィルムスプリット繊維に熱融着繊維を混合・開繊・
熱融着することにより濾材性能が向上することが判っ
た。
塵粒子径0.3μm以上0.5μm未満での[実施例1]、[比較例
1] ・[比較例２] ・[比較例３]の濾材性能を示した。
[実施例１]と[比較例１]のＫ値から、本発明がメルトブ
ローン不織布をエレクトレット化した濾材よりも高い性
能を持つことが判った。[実施例１]と[比較例２]のＫ値
から、エレクトレットフィルムスプリット繊維の充填量
が100 g/m2以上である時、本発明のようにエレクトレッ
トフィルムスプリット繊維に熱融着繊維を混合・開繊・
熱融着することにより濾材性能が向上することが判っ
た。
【００２８】
【発明の効果】本発明の高捕集効率マスク用濾材は、従
来、マスク用として使用されていたメルトブローン不織
布をエレクトレット化した濾材よりも圧力損失が小さ
く、激しい動きを必要とする高濃度エアロゾル環境下に
おいて長時間活動する時に適した濾材である。本発明
は、産業上優れた性能を有するマスク用濾材を提供する
ものと考えられる。更に、エレクトレットフィルムスプ
リット繊維の充填量を変動させることにより、様々な用
途目的に適合した仕様を実現することができる。
来、マスク用として使用されていたメルトブローン不織
布をエレクトレット化した濾材よりも圧力損失が小さ
く、激しい動きを必要とする高濃度エアロゾル環境下に
おいて長時間活動する時に適した濾材である。本発明
は、産業上優れた性能を有するマスク用濾材を提供する
ものと考えられる。更に、エレクトレットフィルムスプ
リット繊維の充填量を変動させることにより、様々な用
途目的に適合した仕様を実現することができる。
Claims (6)
- 【請求項１】 エレクトレットフィルムスプリット繊維
と繊維を混合した不織布である濾材における0.3μm以上
0.5μm以下での大気塵粒子のK値が、濾材通過風速5cm/
秒下において、8以上１０以下であることを特徴とする
濾材。 - 【請求項２】エレクトレットフィルムスプリット繊維と
繊維の混合比が５：５から９：１であり、濾材厚みが4m
m以下であることを特徴とする請求項１記載の濾材。 - 【請求項３】エレクトレットフィルムスプリット繊維の
充填量が100g/m2以上であり、濾材中に占めるエレクト
レット濾材の充填率が0.02以上0.06以下であることを特
徴とする請求項１乃至２記載のいずれかの濾材。 - 【請求項４】エレクトレットフィルムスプリット繊維と
混合する繊維の繊維径の比が2：１から１：３であり、
又、混合する繊維の繊維繊度が0.1dtex以上60dtex以
下、捲縮数が５個/２５mm以上１５個/２５mm以下である
ことを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれかの濾
材。 - 【請求項５】エレクトレットフィルムスプリット繊維と
混合する繊維が、熱融着繊維であることを特徴とする請
求項１乃至４記載のいずれかのマスク用濾材。 - 【請求項６】エレクトレットフィルムスプリット繊維に
脂肪酸金属塩が0.05重量％以上5.0重量％以下含まれる
ことを特徴とする請求項１乃至５記載のいずれかの濾
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000153429A JP2001327814A (ja) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | 濾 材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000153429A JP2001327814A (ja) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | 濾 材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001327814A true JP2001327814A (ja) | 2001-11-27 |
Family
ID=18658683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000153429A Withdrawn JP2001327814A (ja) | 2000-05-24 | 2000-05-24 | 濾 材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001327814A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008081880A1 (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-10 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | フィルター用フェルト |
| EP3666360B1 (de) | 2016-03-17 | 2021-09-15 | Eurofilters N.V. | Bikomponentfaser mit recyclierten kunststoffen |
| US11896922B2 (en) | 2016-03-17 | 2024-02-13 | Eurofilters N.V. | Vacuum cleaner filter bag with powdery and/or fibrous recycled material |
-
2000
- 2000-05-24 JP JP2000153429A patent/JP2001327814A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008081880A1 (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-10 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | フィルター用フェルト |
| JP2008179938A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-08-07 | Toyobo Co Ltd | フィルター用フェルト |
| EP3666360B1 (de) | 2016-03-17 | 2021-09-15 | Eurofilters N.V. | Bikomponentfaser mit recyclierten kunststoffen |
| US11896922B2 (en) | 2016-03-17 | 2024-02-13 | Eurofilters N.V. | Vacuum cleaner filter bag with powdery and/or fibrous recycled material |
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