JP2795342B2 - エレクトレット糸の混繊ウエッブ - Google Patents

エレクトレット糸の混繊ウエッブ

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JP2795342B2 JP8513197A JP8513197A JP2795342B2 JP 2795342 B2 JP2795342 B2 JP 2795342B2 JP 8513197 A JP8513197 A JP 8513197A JP 8513197 A JP8513197 A JP 8513197A JP 2795342 B2 JP2795342 B2 JP 2795342B2
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進 大森
晃 八木
敏 高瀬
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Toyobo Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はエレクトレット糸の
混繊ウエッブに関し、詳細には圧損の急上昇、除塵効率
の低下を防ぐエレクトレット糸の混繊ウエッブに関する
ものである。 【0002】 【従来の技術】エレクトレット糸を使用したエアーフィ
ルターは、静電気力を利用してサブミクロン粒子を除去
することができる。これを利用して、高性能低圧損型の
エアーフィルターが開発できる。このフィルターはエレ
クトロニクス、バイオテクノロジーなど高度清浄空気が
要求される分野、あるいは一般家庭におけるハウスダス
ト、タバコ煙の除去を目的として使用できる。 【0003】エレクトレットフィルターはすでに公知で
あり、市販品も種々存在するが、その欠点は粉塵の付着
に伴い静電気力が中和され、除塵効率が徐々に低下する
ところにもある。この問題を解決するため繊維径の異な
るフィルターのウエッブを各々積層した多層型フィルタ
ーが考えられている。しかしながら、繊維径の異なるフ
ィルターのウエッブを2層又はさらに多層積層したウエ
ッブでも下記の様な問題点もあった。 【0004】 繊維径の小さいウエッブ層に、粉塵が集中的に付着
し、圧力損失の急激な上昇が起こる。すなわち、フィル
ター寿命が短くなる。 2層又は多層積層したウエッブでは (イ)接着工程があり複雑である。 (ロ)接着工程がありコスト高となる。 (ハ)接着部分は充填密度が高くなり、粉塵の集中的な
蓄積が起こり圧力損失の急上昇を招く。 (ニ)圧力損失の急上昇を防ぐため、接着せず単に積層
しただけでは、ウエッブ間の空間に粉塵がたまり素抜け
の問題を起こす。 (ホ)接着剤を使用せず、ニーパン、ヒートブレス等に
より層間接着を行うとウエッブがしまり、結果的に充填
密度の高いウエッブとなり、圧損の上昇を招く。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】以上の欠点を改良する
為に、本発明者らは鋭意研究した結果、体積抵抗が10
15Ω・cm以上の合成繊維をエレクトレット化して得ら
れる繊維径の異なるエレクトレット糸を2種以上混繊
し、且つ、太い第1成分の最も太いエレクトレット糸の
繊維径(A)と細い第2成分の最も太いエレクトレット
糸の繊維径(B)との比(A/B)を2以上としたウエ
ッブを用いれば、圧損の急上昇、除塵効率の低下が妨げ
ることができることを見い出して本発明を完成するに至
った。また本発明者らは、上記の第1成分のエレクトレ
ット糸の繊維径が15μ〜50μであり、第2成分のエ
レクトレット糸の繊維径が1μ〜20μのエレクトレッ
ト糸であればより圧損の急上昇や除塵効率の低下を防げ
ることを見い出した。さらに本発明者らは、上記の第2
成分のエレクトレット糸の繊維径が5μ〜20μであれ
ば特に好ましいことを見い出した。 【0006】 【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、繊維径
の異なるエレクトレット糸を2種以上混繊してなり、前
記エレクトレット糸が体積抵抗1015Ω・cm以上の合
成繊維をエレクトレット化して得られたエレクトレット
糸であり、且つ、繊維径15μ〜50μの第1成分のエ
レクトレット糸と繊維1μ〜20μの第2成分のエレク
トレット糸の内、それぞれ最も太いエレクトレット糸の
繊維径の比が2以上であるエレクトレット糸の混繊ウェ
ッブを提供するものである。 【0007】好ましい実施態様は、前記第2成分のエレ
クトレット糸の繊維径が5μ〜20μである。 【0008】また、本発明は、繊維径の異なるエレクト
レット糸を2種以上混繊してなり、前記混繊ウェッブが
繊維径が15μ〜50μの第1成分のエレクトレット糸
と繊維径が5μ〜20μの第2成分のエレクトレット糸
からなり、且つ、太い第1成分と細い第2成分の内、最
も太いエレクトレット糸の繊維径の比が2以上であるエ
レクトレット糸の混繊ウェッブを提供することである。 【0009】上記の構成を有するエレクトレット糸の混
繊ウェッブは、粉塵の付着に伴う静電気による除塵作用
の低下を、機械的除塵作用により補い全体として除塵効
率が低下しないフィルターができる。また、圧損も繊維
を混繊しているため積層型の場合のような粉塵付着の集
中が起こらず急激に上昇することはない。 【0010】まず、本発明で使用するエレクトレット糸
の材料は何ら限定されるものではないが体積抵抗の大き
い、好ましくは1015Ω・cm以上の体積抵抗を有する
ものが望ましい。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ
メチルメタクリレート等が挙げられる。ここで体積抵抗
の大きい材料が好ましいのはエレクトレット化した場合
材料内部にトラップされた電荷が失われにくいからであ
る。本発明に係るエレクトレット糸の製造方法も何ら限
定されないが例えば次のような方法が採用される。 【0011】 紡出したフィラメントを直接コロナ電荷等でエレクト
レット化する。 紡出したフィラメントを一旦巻上げた後エレクトレッ
ト化する。 紡出したフィラメントをスパンボンド等の方法で、ウ
エッブ化しその後エレクトレット化する。 【0012】また本発明における繊維径の異なるエレク
トレット糸を2種以上混繊しウエッブ化する方法も何ら
限定されないが、エレクトレット化が容易でかつ混繊が
容易な方法として、次のようなものが採用される。 【0013】メルトブロー法 (イ)ブローする空気速度の異なるノズルを2個以上設
け紡出される繊維径の異なる糸を同時にウエッブ化す
る。 (ロ)少なくとも2種以上の径の異なるノズル孔より紡
出される繊維径の異なる糸を同時にウエッブ化する。 (ハ)(イ),(ロ)を同時に行う。 【0014】スパンボンド法 (イ)空気速度の異なるエアジェットを2個以上設け繊
維径の異なる糸を作り、それらのエアジェットに導入し
ウエッブ化する。 (ロ)少なくとも2種以上の径の異なるノズル孔より紡
出される繊維径の異なる糸を、エアジェットに導入しウ
エッブ化する。 【0015】その他の方法 (イ)一旦ボビンに巻上げられた繊維径の異なるフィラ
メント群からなるチーズあるいは繊維径の異なる2種以
上のチーズから糸を解除し、エアジェットを通すなど適
宜な方法によりウエッブ化する。 (ロ)同一の繊維径からなる糸を巻き上げた2個以上の
チーズから糸を解除し、各々の糸を異なる延伸倍率で延
伸し、その後各々の糸を集合してウエッブ化する。 (ハ)2個以上のノズルから紡出される糸を、各々異な
る延伸倍率で延伸し、その後各々の糸を集合しウエッブ
化する。 【0016】また本発明において用いられるエレクトレ
ット糸の繊維径は、第1成分のエレクトレット糸につい
ては15μ〜50μ、第2成分のエレクトレット糸につ
いては1μ〜20μ、より好ましくは5μ〜20μ、特
に好ましくは5μ〜15μである。第2成分のエレクト
レット糸の繊維径が1μより細いと粉塵の集中的な付着
が多くなり圧力損失の急激な上昇が顕著になるためであ
り、15μより大きいと粉塵付着に伴う機械的除塵作用
の寄与が小さくなり除塵効率が低下するためである。 【0017】 【実施例】以下に本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。第1表〜第4表に、実施例と比較例のフィルタ
ーの構成、第1成分と第2成分のエレクトレット糸の繊
維径の比、目付、初期の除塵効率及び圧力損失を示し
た。 【0018】なお、実施例1、2、4、5、及び、比較
例1、2、3、5は全てポリプロピレン製エレクトレッ
ト糸であり、実施例3、及び、比較例4は第1成分のエ
レクトレット糸はポリアミド製エレクトレット糸、第2
成分のエレクトレット糸はポリプロピレン製エレクトレ
ット糸である。 【0019】除塵効率は、フィルター前後の粒子濃度を
光散乱計数法により測定し、次式で計算したものであ
る。 除塵効率(%)=(1−(出口粒子濃度)/(入口粒子濃度))×100 使用した試験粒子は、蒸発凝縮法により発生させた平均
粒子系0.3μ、幾何標準偏差1.6のステアリン酸粒
子である。初期除塵効率及び圧力損失測定時の通風速度
は25cm/secである。圧力損失はフィルター前後
の差圧を圧力計により測定した値である。 【0020】第1図〜第8図には、前記第1表〜第4表
に示した各フィルターに上記ステアリン酸粒子を連続的
に供給した時の除塵効率及び圧力損失の流入粒子量に対
する変化を示した。 【0021】第1表及び第1図、第2図より、本発明に
係わる実施例1が従来品である比較例2に比べて除塵効
率が優れ、且つ圧力損失の上昇も小さいことがわかる。
また、実施例1と比較例2を対比すれば、繊維径の比を
2以下にすると初期の圧力損失はやや低くなるものの、
静電気の低下による除塵効率の低下が大きいことがわか
る。 【0022】第2表及び第3図、第4図より、本発明に
係わる実施例2が従来品である比較例に比べて除塵効率
が優れ、且つ、圧力損失の上昇も小さいことがわかる。 【0023】第3表及び第5図、第6図より、本願発明
に係わる実施例3と比較例4の対比から、繊維径の比を
2以下にすると初期の圧力損失はやや低くなるものの、
静電気による除塵効率の低下が大きいことがわかる。 【0024】第4表及び第6図、第7図より、本発明に
係わる実施例4、5が比較例5に比べて除塵効率はわず
かに劣るものの、圧力損失の上昇が非常に小さく長寿命
であることがわかる。また、実施例4と実施例5の比較
から第2成分として入れたエレクトレット糸の繊維径を
5μとした場合、除塵効率には殆ど差を生じさせず、圧
力損失の上昇の度合いが小さく長寿命であることがわか
る。 【0025】以上の実施例より、本発明の体積抵抗が1
15Ω・cm以上の合成樹脂から得られる繊維径の異な
るエレクトレット糸を2種以上混繊してなるウェッブで
あって、且つ、第1成分と第2成分の内最も太いエレク
トレット糸の繊維径の比が2以上であるエレクトレット
糸の混繊ウェッブをエレクトレットフィルターとして用
いた場合には、従来品の欠点とされていた除塵効率の低
下および圧力損失の急上昇による短寿命という問題点を
克服し得ることがわかるのである。 【0026】 【表1】【0027】 【表2】 【0028】 【表3】【0029】 【表4】
【図面の簡単な説明】 【図1】第1表の本発明品及び比較例品についてそれぞ
れ除塵効率の粉塵負荷に伴う経時変化を示すものであ
る。 【図2】第1表の本発明品及び比較例品についてそれぞ
れ圧力損失の粉塵負荷に伴う経時変化を示すものであ
る。 【図3】第2表の本発明品及び比較例品についてそれぞ
れ除塵効率の粉塵負荷に伴う経時変化を示すものであ
る。 【図4】第2表の本発明品及び比較例品についてそれぞ
れ圧力損失の粉塵負荷に伴う経時変化を示すものであ
る。 【図5】第3表の本発明品及び比較例品についてそれぞ
れ除塵効率の粉塵負荷に伴う経時変化を示すものであ
る。 【図6】第3表の本発明品及び比較例品についてそれぞ
れ圧力損失の粉塵負荷に伴う経時変化を示すものであ
る。 【図7】第4表の本発明品及び比較例品についてそれぞ
れ除塵効率の粉塵負荷に伴う経時変化を示すものであ
る。 【図8】第4表の本発明品及び比較例品についてそれぞ
れ圧力損失の粉塵負荷に伴う経時変化を示すものであ
る。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.繊維径の異なるエレクトレット糸を2種以上混繊し
    てなるエレクトレット糸の混繊ウェッブであって、前記
    エレクトレット糸が体積抵抗1015Ω・cm以上の合成
    繊維をエレクトレット化して得られたエレクトレット糸
    であり、且つ、前記混繊ウェッブが繊維径15μ〜50
    μの第1成分のエレクトレット糸と繊維径1μ〜20μ
    の第2成分のエレクトレット糸からなり、第1成分の最
    も太いエレクトレット糸の繊維径(A)と第2成分の最
    も太いエレクトレット糸の繊維径(B)との比(A/
    B)が2以上であることを特徴とするエレクトレット糸
    の混繊ウェッブ。 2.前記第2成分のエレクトレット糸の繊維径が5μ〜
    20μであることを特徴とする請求項1のエレクトレッ
    ト糸の混繊ウェッブ。 3.繊維径の異なるエレクトレット糸を2種以上混繊し
    てなるエレクトレット糸の混繊ウェッブであって、前記
    混繊ウェッブが繊維径15μ〜50μの第1成分のエレ
    クトレット糸と繊維径が5μ〜20μの第2成分のエレ
    クトレット糸からなり、且つ、前記第1成分の最も太い
    エレクトレット糸の繊維径(A)と前記第2成分の最も
    太いエレクトレット糸の繊維径(B)の比(A/B)が
    2以上であることを特徴とするエレクトレット糸の混繊
    ウェッブ。
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