JP2003260321A

JP2003260321A - エアフィルター

Info

Publication number: JP2003260321A
Application number: JP2002380572A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Horiguchi; 泰義堀口; 正矩 ▲高▼橋; Masakado Takahashi
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2003-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】高度の塵埃捕集性能を有すると共に、廃棄物
公害の問題を生じないエアフィルターを提供することに
ある。【解決手段】平均繊維径が１０μｍ以下の生分解性合
成繊維からなる不織布Ａと、平均繊維径が１０〜１００
μｍの生分解性合成繊維からなる不織布Ｂとの少なくと
も２種類の不織布を積層した構成からなるエアフィルタ
ーである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は合成繊維製不織布か
らなるエアフィルターに関し、さらに詳しくは、廃棄物
公害を解消する合成繊維製不織布からなるエアフィルタ
ーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気清浄機等の室内機用のエアフ
ィルター、或いは自動車用キャビンフィルターには、ポ
リプロピレン繊維、ポリエステル繊維などの合成繊維製
の不織布が多く使用されている。このエアフィルター
は、空気清浄機が寿命に達すると廃棄処分にされてい
る。しかし、ポリプロピレン繊維やポリエステル繊維
は、土中に埋め立てたとしても腐食しないため、廃棄物
公害の問題を生じている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来の問題を解消し、高度の塵埃捕集性能を有する
と共に、廃棄物公害の問題を生じないエアフィルターを
提供することにある。

【０００４】本発明の他の目的は、特に家庭用空気清浄
機用エアフィルター、ビル空調機用エアフィルター、自
動車用キャビンフィルターなどに適したエアフィフター
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のエアフィルターは、平均繊維径が１０μｍ以下の生
分解性合成繊維からなる不織布Ａと、平均繊維径が１０
〜１００μｍの生分解性合成繊維からなる不織布Ｂとの
少なくとも２種類の不織布を積層した構成からなること
を特徴とするものである。

【０００６】このようにエアフィルターが、いずれも生
分解性合成繊維からなる不織布Ａ，Ｂから構成されてい
るため、用済み後は土中に埋め立てれれば土中のバクテ
リア（微生物）により分解消失し公害問題を発生するこ
とはない。また、不織布Ａが平均繊維径１０μｍ以下の
極細繊維から構成されるため高い塵埃捕集性能を示し、
かつ平均繊維径１０〜１００μｍの不織布Ｂを骨材とし
て積層するため、強度や剛性の低い不織布Ａの破れを防
止し、優れたフィルター機能を備えたエアフィルターに
することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のエアフィルターは、極細
の生分解性合成繊維から形成された不織布Ａと、比較的
繊維径が大きい生分解性合成繊維から形成された不織布
Ｂとの少なくとも２種類の不織布の積層体として構成さ
れている。このうち不織布Ａは、極細繊維から構成され
るため繊維間の緻密化が容易になり、微小な塵埃も捕捉
する高い塵埃捕集性能を達成する。

【０００８】不織布Ａを構成する生分解性合成繊維の平
均繊維径は、高い塵埃捕集性能を得るため１０μｍ以下
にする必要がある。平均繊維径が１０μｍよりも太くて
は、高度の塵埃捕集性能を得ることはできない。生分解
性合成繊維の平均繊維径は小さいほど好ましく、より好
ましくは８μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下にす
るとよい。このような極細の繊維径の生分解性合成繊維
からなる不織布Ａを安定して得るため、不織布Ａはメル
トブロー法で製造することが好ましい。すなわち、メル
トブロー不織布であることが好ましい。

【０００９】さらに不織布Ａは、構成繊維の繊維径が均
一であるよりも、繊維径の変動率が大きい方がよい。塵
埃捕集性能が同じ不織布であっても、繊維径変動率を高
くした不織布の方が圧力損失を低くし、空気清浄機など
の運転エネルギーを少なくすることができる。したがっ
て、不織布Ａを構成する生分解性合成繊維の繊維径変動
率としては、２５％以上にすることが好ましく、さらに
好ましくは３０％以上にするとよい。繊維径変動率の上
限としては、５０％程度が望ましい。５０％よりも大き
くしても、圧力損失の低下はほぼ飽和状態になる。

【００１０】他方、不織布Ｂの方は、圧力損失を極力低
くするため比較的繊維径の大きい生分解性合成繊維から
構成され、また骨材としての機能を必要とするため高い
強度と剛性を有する。この特性を有することにより、塵
埃捕集性能は高いものの破れやすい欠点をもつ不織布Ａ
を補強する。また、極細繊維から構成されるため単独シ
ートでは柔らかすぎて、空気清浄機などへのセットが不
安定になりがちな不織布Ａの欠点を解消する役目をす
る。このような作用を行う不織布Ｂは、短繊維不織布或
いはスパンボンド不織布が好ましい。

【００１１】不織布Ｂを構成する生分解性合成繊維は、
平均繊維径が１０〜１００μｍであり、好ましくは１５
〜７０μｍにする。平均繊維径が１０μｍよりも小さく
なると、剛性など骨材としての機能は有するものの、圧
力損失が増加する問題がある。また、１００μｍよりも
太いと、不織布Ａに対する補強繊維数が少なくなるた
め、十分な補強作用が行えなくなる。

【００１２】本発明において繊維径とは、必ずしも円形
断面の繊維だけを意味するとは限らない。非円形断面繊
維の場合は、それと同一断面積を有する円形断面繊維の
径に換算したものを繊維径とみなす。したがって、換算
した繊維径が本発明の規定範囲を満たすものであれば、
偏平断面、三角断面、Ｙ形断面などいずれであってもよ
く、特に限定されるものではない。

【００１３】不織布Ｂの製造設備は、従来から用いられ
ているスパンボンド不織布製造設備や短繊維ステープル
からの不織布製造設備がいずれも使用可能である。例え
ば、原料がポリ乳酸である場合のスパンボンド不織布の
製造法は、溶融温度をポリマーの融点＋２０℃〜７０
℃、より好ましくは融点＋３０℃〜６０℃の範囲にする
とよい。溶融温度が融点＋７０℃よりも高温であると、
ポリマーの熱分解が起こり、糸切れが多発するようにな
る。

【００１４】また、溶融ポリマーを口金細孔から吐出し
て冷却し、エジェクターで牽引するときの紡糸速度は２
０００〜６０００ｍ／分とし、より好ましくは３０００
〜５０００ｍ／分にする。紡糸速度が６０００ｍ／分よ
りも大きいと、曳糸性不足により製糸性不良などのトラ
ブルが発生する。また、２０００ｍ／分よりも低いと、
フィラメントの解繊性が不足するため、目付斑が生ずる
など品質上の問題が発生する。

【００１５】短繊維ステープルからの不織布製造法で
は、製糸は上記スパンボンド不織布製造法の場合と同様
の温度範囲で溶融紡糸し、口金から吐出されたポリマー
を冷却しつつ引取りロールで４００〜１５００ｍ／分で
引取り、多数本の未延伸フィラメントを集束し油剤を付
与し、サブトウにする。得られたサブトウをさらに多数
本集束して後加工油剤を付与し、スチーム、液浴或いは
熱板で加熱しながら２〜５倍に延伸する。次いで、クリ
ンパーにより８〜２０山／25ｍｍの巻縮を付与して乾燥
した後、３２〜１２８ｍｍにカットして分解性短繊維に
する。

【００１６】この分解性短繊維を不織布にする方法は、
公知の不織布製造設備を用いればよい。まず、短繊維を
開繊機で解繊し、又は必要に応じて熱接着用低融点生分
解性繊維をブレンドして解繊し、カードマシンに供給し
て不織布ウェブにした後、このウェブを必要な目付まで
積層し、熱ロールにより圧着或いは接着用樹脂を付与し
た後、必要な剛性にするため熱ロールで圧縮して不織布
にすることができる。

【００１７】熱接着用低融点生分解性繊維を用いる場合
は、その融点は高融点繊維の融点より２０〜５０℃低い
ものがよく、さらに好ましくは３０〜４０℃低いものが
よい。融点差が２０℃未満であると接着不良が起こり、
毛羽が発生し易くなる。また、融点差が５０℃超である
と、熱接着ロールの汚れが発生しやすく、シートが熱接
着ロール側にとられやすくなるなどの操業不良が生ず
る。また、高融点生分解繊維と低融点生分解繊維の混繊
率は、６０：４０〜８５：１５が好ましい。低融点生分
解繊維の混繊率が１５％未満であると、接着不良による
毛羽発生が生ずる。また、混繊率が４０％超であると、
ロール汚れによるシートとられなどの操業不良が発生す
る。

【００１８】上述した２種類の不織布Ａ，Ｂの積層の仕
方は特に限定されないが、例えば、図１に示すように、
不織布Ｂの上に不織布Ａを積層してエアフィルターＦを
形成するとか、または図２のように、不織布Ａの表裏両
面にそれぞれ不織布Ｂを積層するようにしてもよい。ま
た、不織布Ａの片面当たり、不織布Ｂの積層数を複数枚
にするようにしてもよく、特に平均繊維径が異なる繊維
からな不織布Ｂを重ねるようにするとよい。

【００１９】２種類の不織布Ａ，Ｂを積層するように構
成するエアフィルターの製造方法としては、それぞれ不
織布Ａと不織布Ｂとを個別の工程で製造し、それらを積
層して接着樹脂或いは超音波又はエンボスロール等の熱
ロールで部分的に接着するとか、或いはスパンボンド法
の不織布製布工程とメルトブロー法の不織布製布工程と
を順に並べ、連続的に製布した不織布を下流側に移送し
ながら順次積層して仮接着し、最後に接着処理するもの
であってもよい。複数の不織布の積層間の接着はエンボ
スローラ或いは接着樹脂を用い、積層間に多数の部分的
接着部が分散するように接着させるとよい。また、不織
布Ｂには、プリーツ加工した際の剛性をアップするた
め、樹脂加工を施したものであってもよい。

【００２０】図３は、本発明のエアフィルターを連続し
て製造する工程を例示する。

【００２１】１はスパンボンド紡糸機、２はメルトブロ
ー紡糸機、３はネットコンベアである。スパンボンド紡
糸機１から吐出された連続フィラメントＹは、噴射流と
共にネットコンベア３上に展開して不織布Ｂを形成す
る。この不織布Ｂはネットコンベア３に移送されなが
ら、メルトブロー紡糸機２の下に来ると、その上面にメ
ルトブロー紡糸機２から熱風と共に噴射された極細の短
繊維ｙが展開して不織布Ａが形成される。

【００２２】このように上下に積層体となった不織布Ｂ
と不織布Ａは、加熱されたエンボスローラ４を通過する
とき、層間が多数の部分的融着部によって融着され、図
１に示すような積層構造のエアフィルターＦを形成して
ロール体Ｒ（Ｆ）として巻き挙げられる。

【００２３】図３では、スパンボンド紡糸機１とメルト
ブロー紡糸機２との２基が直列に並べられているが、そ
の下流側に更に別のスパンボンド紡糸機１を直列に並べ
ると、図２に示すような積層構造のエアフィルターＦを
製造することができる。さらに、必要により繊維径の異
なる繊維を吐出する別のスパンボンド紡糸機やメルトブ
ロー紡糸機を並べるようにすることもできる。

【００２４】上述した不織布ＡおよびＢは、好ましくは
目付がそれぞれ１５〜１５０ｇ／ｍ²、さらに好まし
くは２０〜１００ｇ／ｍ²の範囲にするのがよい。不織
布Ａの場合に目付が１５ｇ／ｍ²よりも小さいと、エア
フィルターとして満足な塵埃捕集率を得ることが難しく
なり、特に不織布Ａを構成する合成繊維の平均繊維径が
２μｍ以下である場合に難しい。また、不織布Ｂの場合
に目付が１５ｇ／ｍ²よりも小さいと、不織布Ａに対す
る補強効果が不十分になる。

【００２５】目付が１５０ｇ／ｍ²よりも大きいと、補
強効果或いはプリーツ加工した際の形態保持効果は十分
あるものの、厚みが大きくコスト的にも割高になるため
十分な濾過面積をとることができなくなる。

【００２６】本発明において、好ましくは不織布をエレ
クトレット化することにより、塵埃捕集性能を一層向上
させることができる。しかも、その高い塵埃捕集性能を
長期間保持することができる。具体的には、樹脂フィル
ムに包装して常温下に１年間放置後の下記式で定義され
る塵埃捕集性能の保持率を６５％以上にすることができ
る。

【００２７】塵埃捕集性能保持率（％）＝（１年間放置
後の塵埃捕集性能／初期の塵埃捕集性能）×１００ただし、塵埃捕集性能は後述の実施例の項で定義したも
のを意味する。

【００２８】２種類の不織布Ａ，Ｂのうち、エレクトレ
ット化する不織布としては、少なくとも塵埃捕集用の不
織布Ａであればよいが、より好ましくは両方の不織布Ａ
及びＢに施すようにするのがよい。エレクトレット化方
法は特に限定されないが、例えば、不織布に高電圧を印
加してコロナ放電によりエレクトレット化する方法、不
織布に水（特に純水）を十分浸透させたのち脱水して乾
燥処理することよりエレクトレット化する方法などを採
用することができる。特に後者の方法は帯電量を多くす
るため好ましい。

【００２９】上記後者の方法を適用する場合の不織布の
生分解性合成繊維には、ヒンダードアミン系添加剤又は
トリアジン系添加剤を少なくとも１種配合することが好
ましい。この添加剤を非導電性繊維シートに含有させる
ことにより、特に高いエレクトレット性能を保持させる
ことが可能になる。

【００３０】上記ヒンダードアミン系添加剤又はトリア
ジン系添加剤の添加量は、特に限定されないが、好まし
くは０．５〜５重量％の範囲がよく、更に好ましくは
０．７〜３重量％の範囲にするとよい。添加量が０．５
重量％未満では、目的とする高レベルのエレクトレット
性能を得ることが難しく、また５重量％を超えるほど多
く配合すると、製糸性が悪化し、かつコスト的にも不利
になる。

【００３１】上記２種類の添加剤のうちヒンダードアミ
ン系添加剤としては、ポリ〔（（６−（１，１，３，
３，−テトラメチルブチル）イミノ−１，３，５−トリ
アジン−２，４−ジイル）（（２，２，６，６，−テト
ラメチル−４−ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン
（（２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリジ
ル）イミノ）〕（チバガイギー製、キマソープ９４４Ｌ
Ｄ）、コハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチ
ル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチル
ピペリジン重縮合物（チバガイギー製、チヌピン６２２
ＬＤ）、２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキ
シベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，
２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）（チバガ
イギー製、チヌピン１４４）などが挙げられる。

【００３２】また、トリアジン系添加剤としては、前述
のポリ〔（（６−（１，１，３，３，−テトラメチルブ
チル）イミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイ
ル）（（２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリ
ジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６，−
テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）〕（チバガイ
ギー製、キマソープ９４４ＬＤ）、２−（４，６−ジフ
ェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−
（（ヘキシル）オキシ）−フェノール（チバガイギー
製、チヌピン１５７７ＦＦ）などを挙げることができ
る。これらのなかでも特にヒンダードアミン系添加剤を
使用することが好ましい。

【００３３】本発明において、不織布Ａ及びＢを構成す
る生分解性合成繊維としては、土中の微生物により分解
する性質を有するものであれば特に限定されない。特に
不織布Ｂが短繊維不織布であった場合、ケナフなどの天
然繊維であってもよい。例えば、生分解性合成繊維のポ
リマーとしては、脂肪族ポリエステル系としては、ポリ
乳酸、ポリヒドロキシブチレート、ポリグリコール酸、
ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネートが挙げ
られる。ポリアミド系としては、ポリエーテルアミドが
挙げられ、またビニル系としては、ポリビニルアルコー
ルが挙げられる。これらからポリマーを１種若しくは２
種以上を組合せて使用することができる。これらの中で
も特にポリ乳酸は最適である。

【００３４】ポリ乳酸としては、好ましくは、Ｌ−乳酸
を主成分とするポリエステルがよい。Ｌ−乳酸を主成分
とするとは、構成成分の６０重量％以上がＬ−乳酸から
なることを意味し、残りは４０重量％以上を超えない範
囲でＤ−乳酸を含有するポリエステルであって差し支え
ないということである。

【００３５】ポリ乳酸の製造方法には、乳酸を原料とし
て一旦環状二量体であるラクチドを生成せしめ、その後
開環重合を行うようにする二段階のラクチド法と、乳酸
を原料として溶媒中で直接脱水縮合を行う一段階の直接
重合法とが知られている。本発明で用いるポリ乳酸は、
いずれの製法によって得たものでもよい。ラクチド法に
よって得たポリマーの場合には、ポリマー中に含有され
る環状二量体が溶融紡糸時に気化して糸斑の原因になる
ため、溶融紡糸以前の段階でポリマー中に含有される環
状二量体の含有量を０．１重量％以下にすることが望ま
しい。また、直接重合法の場合には、環状二量体に起因
する問題が実質的にないため、製糸性の観点からはより
好適である。

【００３６】スパンボンド法に用いる場合のポリ乳酸
は、重量平均分子量として１０万〜３０万であるものが
よく、より好ましくは１０万〜２０万のものがよい。重
量平均分子量が１０万よりも少ないと、繊維強度が低く
なるため不織布強度を十分に出すことができない。ま
た、重量平均分子量が３０万よりも大きいと、口金から
紡出したフィラメントをエアーサッカーで吸引牽引して
も、曳糸性に欠けるために高速紡糸ができず、未延伸糸
ライクになるため十分な繊維強度を得ることができな
い。

【００３７】また、短繊維不織布に用いるポリ乳酸の場
合は、スパンボンド法の場合と同様に、重量平均分子量
が１０万〜３０万であるものがよく、より好ましくは１
０万〜２０万のものがよい。重量平均分子量が１０万よ
りも少ないと、繊維強度が低くなり、不織布の強度およ
び剛性を十分に出すことができない。また、重量平均分
子量が３０万よりも大きいと、口金から紡出したフィラ
メントが曳糸性に欠けるため、紡糸速度を下げざるを得
なくなり、その結果として生産性が低下し、コストが高
くなってしまう。

【００３８】メルトブロー不織布に用いる場合のポリ乳
酸は、重量平均分子量として１５万以下、より好ましく
は３万〜１０万の範囲にしたものがよく、更に好ましく
は３万〜７万にしたものがよい。重量平均分子量が１５
万よりも大きいと、ポリ乳酸を溶融するとき熱分解性と
の関係から溶融温度を２４０℃以上にすることができな
いため、溶融温度アップにより溶融粘度を下げることが
できない。そのため、不織布Ａに必要な平均繊維径１０
μｍ以下の極細繊維を得ることができない。また、重量
平均分子量が３万より小さいものは、溶融して口金から
紡糸する際にポリマー状の塊が混入しやすいため、品質
悪化のおそれがある。

【００３９】本発明に用いるポリ乳酸は、Ｌ−乳酸、Ｄ
−乳酸のほかにエステル形成能を有する他の成分を共重
合した共重合ポリ乳酸であってもよい。共重合可能な成
分としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−
ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸などのヒ
ドロキシカルボン酸類のほか、エカチレングリコール、
プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチグ
リコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ペン
タエリスリトール等の分子内に複数の水酸基を含有する
化合物またはそれらの誘導体、アジピン酸、セバシン
酸、フマル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−
ナフタレンカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタ
ル酸、５−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸等の
分子内に複数のカルボン酸基を含有する化合物類または
それらの誘導体が挙げられる。

【００４０】また、溶融粘度を低減させるため、ポリカ
プロラクトン、ポリブチレンサクシネート、およびポリ
エチレンサクシネートのような脂肪族ポリエステルポリ
マーを内部可塑剤として、或いは外部可塑剤として用い
ることができる。さらに、艶消剤、消臭剤、難燃剤、糸
摩擦低減剤、抗酸化剤、着色顔料等として無機微粒子や
有機化合物を必要に応じて添加することができる。

【００４１】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、実
施例中に使用した各特性値は、次の測定方法によって求
めたものである。

【００４２】Ａ．平均繊維径（μｍ）不織布Ａからランダムに５箇所のサンプルを採取し、そ
のシート表面を走査型電子顕微鏡により１０００〜３０
００倍に拡大し、各サンプルから２０本ずつ合計１００
本の繊維径をノギスで測定した。同様に、不織布Ｂから
もランダムに５箇所のサンプルを採取し、そのシート表
面を走査型電子顕微鏡により２００〜３００倍に拡大
し、各サンプルから２０本ずつ合計１００本の繊維径を
ノギスで測定した。それぞれ不織布Ａ，Ｂの算術平均値
を平均繊維径とした。

【００４３】Ｂ．繊維径変動率（％）上記繊維径の測定データを基にして、次式により算出し
た。繊維径変動率（％）＝（繊維径の標準偏差／繊維径平均
値）×１００

【００４４】Ｃ．目付（ｇ／ｍ²）不織布から２０ｃｍ×２０ｃｍのサンプルを３枚採取
し、その３枚の重量の平均値を１ｍ²当たりの質量に換
算した値を目付とした。

【００４５】Ｄ．塵埃捕集性能（％）図４に示す塵埃捕集性能測定装置で測定した。この塵埃
捕集性能測定装置は、測定サンプルＭをセットするサン
プルホルダー１１の上流側にダスト収納箱１２を連結
し、下流側に流量計１３、流量調整バルブ１４、ブロワ
１５を連結した構成になっている。また、サンプルホル
ダー１１にパーテクルカウンター１６が設けられ、この
パーテクルカウンター１６を使用し、切替コック１７を
介して、測定サンプルＭの上流側のダスト個数と下流側
のダスト個数をそれぞれ測定することができる。

【００４６】塵埃捕集性能の測定に当たっては、径０．
３μｍのポリスチレン標準ラテックスパウダーをダスト
収納箱１２に充填し、サンプルＭをホルダー１１にセッ
トし、風量をフィルター通過速度が１．５ｍ／分になる
ように流量調整バルブ１４で調整し、ダスト濃度を１万
〜４万個／2.83×10^-4ｍ³（0.01ft³）の範囲で安定さ
せ、サンプルＭの上流のダスト個数Ｎおよび下流のダス
ト個数ｎをパーティクルカウンター１６（リオン社製、
ＫＣ−０１Ｂ）で５回測定し、ＪＩＳＫ−０９０１に
基づいて下記計算式にて捕集性能（％）を求めた。塵埃捕集性能（％）＝〔１−（ｎ／Ｎ）〕×１００ただし、ｎ：下流のダスト個数Ｎ：上流のダスト個数

【００４７】Ｅ．生分解性不織布を温度３５℃、水分３０％の土壌中に埋め込み、
１年間放置したときの形態変化により評価した。

【００４８】実施例１不織布Ａの製造：重量平均分子量５万のポリ乳酸チップ
を温度１００℃の真空乾燥機で２４時間乾燥した原料を
用意した。このポリ乳酸チップを吐出孔数が１０００孔
／ｍの口金を備えたメルトブロー不織布製造設備を用
い、エクストルーダの溶融温度２２０℃、紡糸温度２３
０℃、吐出量３５０ｇ／分、熱風温度２６０℃、熱風圧
力０．１ＭＰａで紡糸し、ネットコンベア上に捕集する
ことにより不織布を得た。

【００４９】得られた不織布は、繊維の平均繊維径が２
μｍ、繊維径変動率が３５％で、目付が４０ｇ／ｍ²で
あった。

【００５０】不織布Ｂの製造：重量平均分子量１３万の
ポリ乳酸チップを温度１２０℃の真空乾燥機で２４時間
乾燥した原料を用意した。このポリ乳酸チップを吐出孔
数が２５００孔／ｍの口金を備えたスパンボンド不織布
製造設備を用い、エクストルーダの溶融温度２３５℃、
紡糸温度２３０℃で紡糸し、エジェクターで牽引しなが
らネットコンベア上に捕集することにより不織布を得
た。

【００５１】得られた不織布は、繊維の平均繊維径が３
０μｍで、目付が５０ｇ／ｍ²であった。

【００５２】上記のようにして得た２種類の不織布Ａと
Ｂを積層し、温度１１０℃、線圧４０ｋｇ／ｃｍのエン
ボスロールに通し、相互融着したエアフィルター用濾材
を製造した。引き続き、不織布Ａ側を負、不織布Ｂ側を
正にし、正負それぞれに３５ｋＶの針状電極による高電
圧を印加処理した。

【００５３】得られたエアフィルター用濾材の塵埃捕集
性能を測定したところ９９．９７％であり、非常に高性
能を有していた。また、ポリエチレンフィルムに包装し
て１年間保管した後、塵埃捕集性能を再測定したところ
９９％の高性能を維持しており、実用上問題はなかっ
た。

【００５４】また、上記エアフィルター用濾材を土中に
埋め込み、１年間放置したのち残存状態を調べたとこ
ろ、完全に原形が消滅していた。

【００５５】実施例２実施例１における不織布Ａの製造方法において、熱風圧
力を変更した以外は同一条件にして、平均繊維径が１．
５μｍ、繊維径変動率が３８％で、目付が３０ｇ／ｍ²
の不織布Ａを得た。また、同じく不織布Ｂの製造方法に
おいて、エジェクターの牽引力を変更した以外は同一条
件にして、平均繊維径が２５μｍで、目付が１００ｇ／
ｍ²の不織布Ｂを得た。

【００５６】得られた２種類の不織布Ａと不織布Ｂを積
層し、温度１１０℃、線圧３０ｋｇ／ｃｍのエンボスロ
ールに通して相互融着し、エアフィルター用濾材を製造
した。引き続き不織布Ａ側を負、不織布Ｂ側を正にし、
それぞれに３５ｋＶの針状電極による高電圧を印加処理
した。

【００５７】得られたエアフィルター用濾材につき塵埃
捕集性能を測定したところ９９．５％であり、実用上優
れた性能を有していた。また、この濾材をポリエチレン
フィルムに包装して保存し、１年後に塵埃捕集性能を再
測定したところ９８．８％と良好な性能を保持してお
り、実用上問題のないものであった。

【００５８】また、上記エアフィルター用濾材を土中に
埋め込み、１年間放置したのち残存状態を調べたとこ
ろ、原形が完全に消滅していた。

【００５９】実施例３実施例１で得た不織布ＡとＢを使用し、不織布Ａの表裏
両面にそれぞれポリウレタン樹脂により不織布Ｂを貼り
合わせた。得られた積層不織布の片面を正、他面を負に
して、針状電極を用いて３５ｋＶの高電圧印加を施すこ
とにより、エアフィルター用濾材を製造した。

【００６０】得られたエアフィルター用濾材の塵埃捕集
性能を測定したところ９９．９９％の高性能であった。
また、ポリエチレンフィルムに包装して、常温下に１年
間放置した後に塵埃捕集性能を再測定したところ９９．
２％であった。

【００６１】また、このエアフィルター用濾材を土中に
埋め込み、１年間放置したのち残存状態を調べたとこ
ろ、原形が完全に消滅していた。

【００６２】比較例１実施例１における不織布Ａの製造方法において、熱風圧
力を変更した以外は同一条件にして、平均繊維径が１３
μｍ、繊維径変動率が２１％で、目付が４０ｇ／ｍ²の
不織布Ａを得た。また、同じく不織布Ｂの製造方法にお
いて、エジェクターの牽引力を変更した以外は同一条件
にして、平均繊維径が１５μｍで、目付が７０ｇ／ｍ²
の不織布Ｂを得た。

【００６３】得られた不織布ＡとＢをポリウレタン樹脂
により貼り合わせて、エアフィルター用濾材を製造し
た。このエアフィルター用濾材の塵埃捕集性能を測定し
たところ、３５％と低く、実用性の低いものであった。
また、土中に埋め込んで１年間放置後の残存状態は、ほ
とんど原形が消滅していた。

【００６４】比較例２固有粘度が０．４９、融点が２６０℃のポリエチレンテ
レフタレートチップを真空乾燥機により１５０℃で１２
時間乾燥した原料を用意した。このポリエチレンテレフ
タレートチップを吐出孔数が１０００孔／ｍの口金を備
えたメルトブロー不織布製造設備を用い、エクストルー
ダの溶融温度２９０℃、紡糸温度２８５℃、熱風温度３
０５℃で噴射紡糸し、ネットコンベア上に捕集して不織
布Ａを製造した。得られた不織布Ａは、不織布を形成す
る繊維の平均繊維径が２．２μｍで、目付が４０ｇ／ｍ
²であった。

【００６５】また、固有粘度が０．６５、融点が２６２
℃のポリエチレンテレフタレートチップを真空乾燥機に
より１５０℃で１２時間乾燥した原料を用意した。この
ポリエチレンテレフタレートチップを吐出孔数が２５０
０孔／ｍの口金を備えたスパンボンド不織布製造設備を
用い、エクストルーダの溶融温度２９０℃、紡糸温度２
８５℃で紡糸し、エジェクターで牽引しながらネットコ
ンベア上に捕集して不織布Ｂを製造した。得られた不織
布Ｂは、不織布を形成する繊維の平均繊維径が３５μｍ
で、目付が５０ｇ／ｍ²であった。

【００６６】上記で得た２種類の不織布ＡとＢをポリウ
レタン樹脂で積層接着し、エアフィルター用濾材を製造
した。引き続き不織布Ａ側を負、Ｂ側を正にして、それ
ぞれ針状電極により３５ｋＶの高電圧を印加処理した。

【００６７】得られたエアフィルター用濾材の塵埃捕集
性能を測定したところ、９８．５％と良好であったが、
ポリエチレンフィルムに包装保管し、６カ月後に塵埃捕
集性能を再測定したところ、３２．３％に低下してお
り、実用上問題があるものであった。また、土中に埋め
込み１年間放置後の残存状態を調べたが、原形がそのま
ま残っていた。

【００６８】実施例４重量平均分子量５万のポリ乳酸チップにトリアジン系添
加剤（チバガイギー製キマソープ９４４ＬＤ）１重量％
を添加した原料を用い、実施例１における不織布Ａの製
造方法と同様の方法で、平均繊維径が２．２μｍ、繊維
径変動率が４３％で、目付が４０ｇ／ｍ²の不織布Ａを
製造した。

【００６９】また、重量平均分子量１３万のポリ乳酸チ
ップにトリアジン系添加剤（チバガイギー製キマソープ
９４４ＬＤ）１重量％を添加した原料を用い、実施例１
における不織布Ｂの製造方法と同様の方法で、平均繊維
径が２５μｍで、目付が３０ｇ／ｍ²の不織布Ｂを製造
した。

【００７０】得られた２種類の不織布Ａ及びＢを、それ
ぞれ純水の水槽に浸漬し、サクションポンプで不織布の
片側から吸引して純水を十分浸透させたのち脱水し、１
１０℃で乾燥した。引き続き、乾燥後の不織布Ａに不織
布Ｂを積層し、超音波接着してエアフィルター用濾材を
製造した。

【００７１】得られたエアフィルター用濾材の塵埃捕集
性能を測定したところ、９９．９９７％という優れた高
性能を示した。また、常温下にポリエチレンフィルムに
包装し１年間保管した後、塵埃捕集性能を再測定したと
ころ、９９．９％の高性能を維持していた。

【００７２】また、上記エアフィルター用濾材を土中に
埋め込み、１年間放置後の形態変化を調べたところ、完
全に原形が消滅していた。

【００７３】実施例５不織布Ａの製造：重量平均分子量８万のポリ乳酸チップ
を温度１００℃の真空乾燥機で２４時間乾燥した原料を
用意した。このポリ乳酸チップを吐出孔数が１０００孔
／ｍの口金を備えたメルトブロー不織布製造設備を用
い、エクストルーダの溶融温度２２０℃、紡糸温度２３
０℃、吐出量３５０ｇ／分、熱風温度２６０℃、熱風圧
力０．０８ＭＰａで溶融紡糸しながらネットコンベア上
に捕集し、不織布Ａを製造した。

【００７４】得られた不織布Ａは、繊維の平均繊維径が
３．５μｍ、繊維径変動率が３０％で、目付が３０ｇ／
ｍ²であった。

【００７５】不織布Ｂの製造：重量平均分子量１３万の
ポリ乳酸チップを温度１２０℃の真空乾燥機で２４時間
乾燥した原料を用意した。このポリ乳酸チップを吐出孔
数が３００孔／錘であり、マシン当たり２４錘を有する
ステープル用紡糸設備を用い、エクストルーダーの溶融
温度２３５℃、紡糸温度２３５℃で紡糸し、引取速度６
００ｍ／分で引き取ることにより、多数本の未延伸糸束
を集束したサブトウを得た。

【００７６】得られたサブトウを更に複数本集束し、液
浴温度８０℃、延伸倍率４．２倍で延伸した後、クリン
パーにより１３山／25ｍｍの巻縮を付与した後、カッタ
ーで切断して繊維長５１ｍｍ、繊維径３２μｍの短繊維
を得た。得られた短繊維を開繊機で解繊し、カードマシ
ンで不織布ウェブにした後、そのウェブを積層すると共
にアクリル樹脂を用いて繊維間を部分結合し、さらに熱
ロールで圧縮し、目付が５０ｇ／ｍ²である不織布Ｂを
得た。

【００７７】上記のようにして得た不織布ＡとＢを、ポ
リウレタン樹脂で貼り合わせた後、不織布Ａ側を負、不
織布Ｂ側を正にし、３５ＫＶの針状電極により高電圧を
印加処理してエレクトレット化したエアフィルター用濾
材を製造した。

【００７８】得られたエアフィルター用濾材の塵埃捕集
性能を測定したところ、９９．８％であった。また、ポ
リエチレンフィルムに包装して１年間保管した後、塵埃
捕集性能を再測定したところ、９５％の高性能を維持し
ており、実用上問題のないレベルであった。

【００７９】また、上記エアフィルター用濾材を土中に
埋め込んで１年間放置した後、その残存状態を調べたと
ころ、完全に原形が消滅していた。

【００８０】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、エアフ
ィルターがいずれも生分解性合成繊維からなる不織布
Ａ，Ｂから構成されているため、用済み後は土中に埋め
立てれば土中のバクテリア（微生物）により分解消失し
公害問題を発生することはない。また、不織布Ａが平均
繊維径１０μｍ以下の極細繊維から構成されるため高い
塵埃捕集効率を示し、かつ平均繊維径１０〜１００μｍ
の不織布Ｂを骨材として積層するため、強度や剛性の低
い不織布Ａの破れを防止し、優れたフィルター機能を備
えたエアフィルターにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエアフィルターの実施形態を示す縦断
面図である。

【図２】本発明のエアフィルターの他の実施形態を示す
縦断面図である。

【図３】本発明のエアフィルターの製造装置を例示する
概略図である。

【図４】本発明で用いた塵埃捕集性能測定装置を示す概
略図である。

【符号の説明】

Ａ不織布ＡＢ不織布ＢＦエアフィルター１スパンボンド紡糸機２メルトブロー紡糸機３ネットコンベア４エンボスローラ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｄ０４Ｈ 1/54 Ｄ０４Ｈ 1/54 Ｑ 3/00 3/00 Ｆ 3/16 3/16 // Ｆ２４Ｆ 13/28 Ｆ２４Ｆ 1/00 ３７１ＡＦターム(参考） 3L051 BA02 BB01 BB05 4D019 AA01 BA13 BB03 BB10 BC01 BD02 BD06 CB04 DA03 4D054 AA12 AA13 BC16 EA22 4L047 AA16 AA21 AA23 AB07 AB10 BA08 BA23 CA05 CA19 CB10 CC12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均繊維径が１０μｍ以下の生分解性合
成繊維からなる不織布Ａと、平均繊維径が１０〜１００
μｍの生分解性合成繊維からなる不織布Ｂとの少なくと
も２種類の不織布を積層した構成からなるエアフィルタ
ー。
【請求項２】前記不織布Ａがメルトブロー不織布であ
り、前記不織布Ｂがスパンボンド不織布である請求項１
に記載のエアフィルター。
【請求項３】前記不織布Ａがメルトブロー不織布であ
り、前記不織布Ｂが短繊維不織布である請求項１に記載
のエアフィルター。
【請求項４】前記不織布ＡおよびＢの目付が、それぞ
れ１５〜１５０ｇ／ｍ²である請求項１，２又は３に記
載のエアフィルター。
【請求項５】前記不織布Ａを構成する前記生分解性合
成繊維の繊維径変動率が２５％以上である請求項１〜４
のいずれかに記載のエアフィルター。
【請求項６】前記不織布Ａの表裏両面に、それぞれ前
記不織布Ｂを積層した請求項１〜５のいずれかに記載の
エアフィルター。
【請求項７】少なくとも前記不織布Ａがエレクトレッ
ト化されている請求項１〜６のいずれかに記載のエアフ
ィルター。
【請求項８】前記エレクトレット化された不織布の１
年間放置後の塵埃捕集性能保持率が６５％以上である請
求項７に記載のエアフィルター。
【請求項９】前記エレクトレット化された不織布を構
成する生分解性合成繊維が、ヒンダードアミン系添加剤
又はトリアジン系添加剤を０．５〜５重量％含有する請
求項７又は８に記載のエアフィルター。
【請求項１０】前記生分解性合成繊維が、ポリ乳酸、
ポリヒドロキシブチレート、ポリグリコール酸、ポリカ
プロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエーテ
ルアミド、ポリビニルアルコールの群から選ばれた少な
くとも１種からなる請求項１〜９のいずれかに記載のエ
アフィルター。