JP3380251B2 - 起伏表面を有する濾過材 - Google Patents

起伏表面を有する濾過材

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Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、空気から特定物質を除去する不織微小繊維
メルトブロー（melt blown）濾過材およびその濾過材の
製造方法に関する。その濾過材は荷電されて、エレクト
レット特性を向上した濾過を提供する。本発明は呼吸マ
スク、および濾過材の気流に対する低耐性および特にケ
ーギング・エーロゾル（caking aerosol）の存在下で良
好な濾過効率を保持する能力を改善すること、および不
織濾過材のエレクトレット向上性濾過性能を改善するこ
とに関する。
（背景技術） 長年、不織繊維フィルターウェブは、1954年５月25日
発行のナバル・リサーチ・ラボラトリーズ（Naval Rese
arch Laboratories）のレポート第4364号の、ファン・
アー・ベンテ（Van A.Wente）等の表題「マニュファク
チュアー・オブ・スーパー・ファイン・オーガニック・
ファイバーズ（Manufacture of Super Fine Organic Fi
bers）」に開示のタイプのメルトブロー装置を用いて、
ポリプロピレンから製造されている。そのようなメルト
ブロー微小繊維ウェブは、微粒異物を濾過する用途、例
えばフェースマスク、水フィルター、およびその他の用
途、例えば水から油を除去する用途で広く用いられ続け
ている。
メルトブロー繊維がダイオリフィスから流出時に荷電
粒子、例えば電子またはイオンにより衝撃を与えられて
（bombard）、繊維ウェブがエレクトレット化される場
合、メルトブロー微小繊維ウェブの濾過効率は、２種以
上の要因により改善され得る。同様に、ウェブは集めら
れた後コロナへの暴露によりエレクトレットとされ得
る。メルトブローされ、予想される環境条件下で適当な
体積抵抗を有する他のポリマー、例えばポリカーボネー
ト類およびポリハロカーボン類も用いてよいが、メルト
ブローポリプロピレン微小繊維は特に有用である。
一般的なポリマー、例えばポリエステル類、ポリカー
ボネート類等は処理されて、高帯電エレクトレットが作
製される。エレクトレット構造はフィルムまたはシート
であってもよく、電気音響装置、例えばマイクロホン、
ヘッドホンおよびスピーカー、および粉塵粒子制御、高
電圧静電発生器、静電レコーダー内の静電成分としての
用途および他の用途も模索する。また、誘電材料フィル
ムは荷電され、続いてフィブリルに分割されてもよい。
多くのエーロゾル、例えばダストまたはヒュームの場
合、エーロゾルを濾過材に充填するので、不適当な圧力
降下が微小繊維濾過材中で起こる。更に、静電荷量は、
エーロゾル成分の衝突および環境条件、例えば熱および
湿度に依存する繊維上の電荷の中和をベースとして徐々
に低下し、その結果、濾過材の濾過効率に悪影響を与え
る。
（発明の要旨） １つの態様では、本発明は、実質的に平坦な１つの表
面および周期的な（periodic）しわ状の起伏を有するも
う一方の表面を有するメルトブロー微小繊維のウェブか
らなる濾過材であって、該起伏がウェブ形成方向と直角
に配置されている濾過材に関する。
また、本発明は、実質的に平坦な１つの表面および周
期的な起伏を有するもう一方の表面を有するメルトブロ
ー微小繊維のウェブから成るエレクトレット濾過材に関
する。
本発明は更に、実質的に平坦な１つの表面および周期
的な起伏を有するもう一方の表面を有するメルトブロー
微小繊維のウェブから成るマスクの着用者の口および鼻
を覆うのに用いられる弾性カップ型濾過フェースマスク
に関する。ウェブは荷電されてエレクトレット特性を向
上する濾過を提供し得る。
更なる態様では、本発明はメルトブロー微小繊維を押
出ダイから押し出す工程、その繊維をコレクター表面に
間隙を有して集められる工程、コレクター表面の接触部
分を該押出ダイと平行にして該押出ダイから移動する工
程および集められたウェブを該間隙を通して引張る工程
から成る、実質的に平坦な１つの表面および周期的な起
伏を有するもう一方の表面を有するメルトブロー微小繊
維のウェブの製造方法であって、１つのコレクター表面
の表面速度がもう一方のコレクター表面の表面速度の少
なくとも２倍であるメルトブロー微小繊維のウェブの製
造方法を提供する。より大きな表面速度を有するコレク
ター表面は起伏を有する表面を形成する。要すれば、そ
のウェブは荷電されてもよい。
本発明のエレクトレットフィルターは、呼吸マスク、
例えばフェースマスクのエアーフィルター成分として、
または加熱、換気および空調のような用途に関して、特
に有用である。呼吸マスク用途では、エレクトレットフ
ィルターは成形しまたは折り曲げた半面マスク、交換可
能なカートリッジまたはキャニスター、または前フィル
ターの形であってもよい。
エアーフィルターとして用いられる場合、荷電してい
ないおよび荷電した濾過材は、起伏表面を有さない比較
フィルターより、特にケーク形成エーロゾル、例えば塗
料吹付の濾過の場合に、非常に良好な濾過性能を有す
る。
（図面の簡単な説明） 図１は、本発明の濾過材の製造に有用な装置の側面図
である。
図２は、本発明の濾過材の斜視図である。
図３は、本発明の濾過材の側面図である。
図４は、起伏表面を示す本発明の濾過材の写真であ
る。
図５は、左側に起伏表面および右側に実質的に平坦な
表面を示す本発明の濾過材の写真である。
図６は、エレクトレット電荷を用いて本発明の濾過材
を提供する装置の斜視図である。
図７は、本発明のフェースマスクの側面図である。
（発明の詳細な説明） 本発明に有用なメルトブロー微小繊維は、ファン・ア
ー・ベンテ（Van A.Wente）の「スーパーファイン・サ
ーモプラスチック・ファイバーズ（Superfine Thermopl
astic Fibers）」インダストリアル・エンジニアリング
・ケミストリー（Industrial Engineering Chemistry）
第48巻、1342〜1346頁および1954年５月25日発行のナバ
ル・リサーチ・ラボラトリーズ（Naval Research Labor
atories）のレポート第4364号の、ファン・アー・ベン
テ（Van A.Wente）等の表題「マニュファクチュアー・
オブ・スーパー・ファイン・オーガニック・ファイバー
ズ（Manufacture of Super Fine Organic Fibers）」に
開示のようにして作製され得る。
メルトブロー微小繊維は、如何なる熱可塑性繊維形成
樹脂から生成されてもよい。そのような樹脂の例とし
て、ポリオレフィン類、例えばポリプロピレン、ポリエ
チレン、ポリブチレンおよびポリ（４−メチル−１−ペ
ンテン）、ポリカーボネート類、ポリエステル類、ポリ
アミド類、ポリウレタン類およびブロックコポリマー、
例えばスチレン−ブタジエン−スチレンおよびスチレン
−イソプレン−スチレンブロックコポリマーがある。
そのウェブが荷電されてエレクトレット特性を提供す
る場合、メルトブロー微小繊維を作製するのに用いられ
る樹脂は、実質的に導電性を向上するか、さもなければ
繊維の静電荷を受理し保持する能力を妨害する帯電防止
剤のような材料は含有しないべきである。エレクトレッ
ト材料用のメルトブロー微小繊維ウェブを作製する好ま
しい樹脂には、ポリプロピレン、ポリ（４−メチル−１
−ペンテン）、それらの混合物およびポリカーボネート
がある。
本発明の繊維濾過材用のブロー微小繊維は、通常、デ
ービス（Davies）,C.N.の「ザ・セパレーション・オブ
・エアーボーン・ダスト・アンド・パーティクルズ（Th
e Separation of Airborne Dust and Particles）」、
ロンドンのインスティチューション・オブ・メカニカル
・エンジニアズ（Institution of Mechanical Engineer
s）、プロシーディング（Proceeding）1B、1952年に開
示の方法に従って計算した有効繊維直径約３〜30μｍ、
好ましくは約７〜15μｍを有する。
また、ステープルファイバーがウェブ中に存在しても
よい。ステープルファイバーの存在により一般に、メル
トブロー微小繊維のみのウェブより、ロフティーな（lo
fty）、密度の小さいウェブを提供する。好ましくは、
ステープルファイバーが約90重量％以下、より好ましく
は約70重量％以下を構成する。ステープルファイバーを
含有するそのようなウェブが米国特許第4,118,531号
（ハウザー（Hauser））に開示されている。
収着剤粒子材料、例えば活性炭または活性アルミナを
ウェブ中に含有してもよい。そのような粒子はウェブ含
量の約80体積％以下の量で含有してもよい。そのような
粒子充填ウェブが例えば、米国特許第3,971,373号（ブ
ラウン（Braun））、同4,100,324号（アンダーソン（An
derson））および同4,429,001号（コルピン（Kolpin）
等）に開示されている。
本発明の方法に従って作製した濾過材は好ましくは、
基本重量約10〜400g/m2、より好ましくは約10〜100g/m2
を有する。メルトブロー微小繊維ウェブの製造では、基
本重量を、例えばコレクター速度またはダイ押出量のど
ちらかを変化させることにより、制御してもよい。濾過
材の平均厚さは好ましくは約１〜30mm、より好ましくは
約２〜15mmである。
発明のエレクトレット濾過材およびそれを作製するポ
リプロピレン樹脂には、電気伝導性を増大する不必要な
処理、例えばガンマ線への暴露、紫外線照射、熱分解、
酸化等を行うべきない。
本発明のウェブは図１に示されるような装置を用いて
作製されてよい。そのような構造には、液化繊維形成材
料を用いる押出槽11を有するダイ10;ダイの前端を横切
る線上に配置し、繊維形成材料を押出すダイオリフィス
12;および、ガス、通常熱風を高速で強制通風する共同
ガスオリフィス13;を含む。高速ガス流を引き出し、押
出繊維形成材料を細くし、その結果、繊維形成材料はコ
レクター24へ移動中に微小繊維として固化する。
コレクター24は上部収集ドラム25および下部収集ドラ
ム26を有し、それらは離して配置され、ウェブ30を収集
する。１つの収集ドラム25または26をもう一方の収集ド
ラムの少なくとも２倍の表面速度で移動する。好ましく
は、より大きな表面速度を有する収集ドラムは、より低
い表面速度の収集ドラムの２〜６倍、より好ましくは３
〜４倍大きい表面速度を有する。コレクター表面はダイ
表面から好ましくは約0.2〜2m、より好ましくは0.25〜1
mの距離にある。収集ドラム間の距離は、ウェブ重量に
依存して、好ましくは約0.5〜5cm、より好ましくは約１
〜2.5cmである。通常、コレクター表面速度／繊維押出
速度が、より速いコレクター表面に関して0.006〜0.6
（m/分）／（g/m/分）およびより遅いコレクター表面に
関して0.003〜0.08（m/分）／（g/m/分）である。コレ
クタードラムは通常、直径0.2〜1mを有する。ドラムは
この図に示されているが、その他のコレクター表面、例
えばベルトを用いてもよいと解されるべきである。
図２には、この収集システムを用いて作製されたウェ
ブ30の斜視図を示す。図３は、図２の線３−３に沿って
取ったウェブ30の拡大部分側面図である。より遅い表面
速度の収集ドラムと接触したウェブ部分33は、比較的密
度の高い、平坦な表面を有し、一方、より速い表面速度
収集ドラムと接触したウェブ部分32は周期的起伏32のあ
る表面を有する。ウェブ30の中央部の繊維は実質的にウ
ェブ表面に対して直角である。好ましくは、起伏はウェ
ブの平均厚さの約30〜70％、より好ましくは40〜60％で
ある。起伏の周期は好ましくは少なくとも0.33/cm、よ
り好ましくは少なくとも1/cm、最も好ましくは少なくと
も2/cmである。起伏を有する発明のウェブ表面の写真を
図４に示し、ウェブ50はピーク51および谷52を有する起
伏を示す。図５にはピーク51および谷52を有する発明の
ウェブの起伏表面50を示し、起伏表面の隣に、ウェブの
一部は実質的に平坦な表面60を示す。
ウェブ30の実質的に平坦な表面33は好ましくは、表面
深さの変動約2mm以下、より好ましくは1mm以下を有す
る。そのウェブは、実質的に均一な密度を有し、即ち起
伏は、ウェブの長さおよび／または幅に沿って高密度お
よび低密度の領域の形成には起因しない。一般に、密度
は50％以上、より好ましくは20％以上には変動しない。
ウェブの実質的に均一な密度に依存して、ウェブは高有
効表面積を提供し、ここで有効表面積とは濾過に有効な
ウェブの面積である。その後の如何なる処理の前に形成
されたウェブも、有効表面積実質的に100％を有する。
一般に、ウェブの密度は、起伏表面から実質的に平坦な
表面まで、中央部が表面部より密度が小さくなるように
変動する。
要すれば、ウェブ30は実質的に平坦な表面に接着した
スクリム34を有する。非常に可撓性を有するファブリッ
クのスクリムを、要すれば起伏表面に接着してもよい。
そのスクリムはウェブに公知の方法、例えば接着剤の使
用、音響（sonic）溶接またはパターン接着（pattern b
onding）により接着されてもよい。しかしながら、その
ような接着は、最大有効表面積が好ましくは少なくとも
80％、より好ましくは少なくとも90％、最も好ましくは
95％保持するように行われるべきである。勿論、実質的
に平坦な１つの表面および周期的な起伏を有するもう一
方の表面を有する多層単位ウェブを用いて、濾過材を作
製してもよい。
ステープルファィバーがウェブ中に存在する場合、そ
れらは図１に示したような微小繊維ブロー装置の上に配
置されたリッカーインロール16の使用により導入されて
もよい。ステープルのウェブ17、通常は例えばガーネッ
トまたはランド・ウェバー（RANDO−WEBBER）装置によ
り作製した粗い、不織ウェブを駆動ロール19の下をテー
ブル18に沿って送り、その先端はリッカーインロール16
に対してかみ合っている。
リッカーインロール16はウェブ17の先端から繊維をも
ぎ取り、その繊維を互いから分離する。もぎ取った繊維
はエアー流れにより傾斜したトラフ（trough）またはダ
クト20を通って運ばれ、ブロー微小繊維流れに入り、そ
れらはブロー微小繊維と混合される。
粒状物質をウェブ中に導入する場合、ダクト20のよう
な充填メカニズムを用いてそれを添加してよい。
本発明のエレクトレット濾過材は、公知の方法、例え
ば米国特許第Re.30,782号（フォン・ターンホウト（van
Turnhout））、同Re.31,285号（フォン・ターンホウト
（van Turnhout））、米国特許第4,375,718号（ワッド
スフォース（Wadsworth）等）、同4,588,537号（クラー
ス（Klaase）等）、または米国特許第4,592,815（ナカ
オ（Nakao））号に開示の方法を用いて、静電的に荷電
されてもよい。一般に、これらの荷電方法には、ウェブ
にコロナ放電またはパルス高電圧を暴露することを含
む。
好ましいウェブの荷電方法には、コロナ放電を用いた
荷電の代わりに、またはコロナ放電を用いた荷電に続い
て水の噴流または水滴流を衝突することにより、ウェブ
をハイドロチャージする。エレクトレットウェブのハイ
ドロチャージは水滴をウェブ上に、向上した濾過効率を
有するウェブを提供するのに十分な圧力で衝突させるこ
とによって行われる。最適結果を達成するのに必要な圧
力は、ウェブを生成するポリマーの種類、ウェブの厚さ
および密度に依存する。一般に、圧力約10〜500psi（69
〜3450kPa）が好適である。好ましくは、水噴流または
水滴を提供するのに用いられる水は比較的純粋である。
蒸留水または脱イオン水が、水を出すのに好ましい。
水噴流または水滴は、如何なる好適である吹付手段に
よって提供されてもよい。ハイドロチャージでは作業は
一般にハイドロエンタングル（hydroentangle）するの
に用いられるより低圧で行われるけれども、水力学的に
ハイドロエンタングルする繊維に有用なそれらの装置は
一般に本発明の方法に有用である。
好適な吹付手段の例が図６に示され、繊維ウェブ40は
支持手段41上に移送される。移送手段はベルト、好まし
くは多孔性、例えば篩またはファブリックであってよ
い。水噴流ヘッド43による水噴流42は水圧を供給するポ
ンプ（表示せず）を用いる水吹付を提供する。水噴流42
はウェブ40上の衝突点42'で衝突する。好ましくは、多
孔性支持体の下を真空としてウェブを通ってスプレーの
通過を補助し、乾燥エネルギー必要量を低減する。
図７には、本発明のフェースマスクの便利な形状を示
す。マスク35には一般に人の口および鼻を覆うのに用い
られるカップ形状部材36、およびマスクを固定するスト
ラップ37を含む。マスクのエッジは顔の輪郭にかなり緊
密にフィットする傾向にあり、従ってマスクの着用者へ
の空気の入口を限定し、即ち、マスクの着用者により呼
吸される空気のほとんどがそのマスクを通過しなければ
ならない。そのマスクは、要すれば成形されていてもよ
く、ウェブの片面または両面に保護層を有してもよい。
そのような層は、不織性、カード、ガーネット装置によ
り作製した繊維ウェブまたはエアーレイド（air−lai
d）繊維ウェブであってよい。
以下の実施例において、他に表示しない場合、すべて
の百分率および部数は重量による。以下の試験方法を用
いてその例を評価する。
（DOP透過および圧力降下） 濃度70〜110mg/m3のジオクチルフタル酸（DOP）の0.3
μｍ直径粒子を、４つのオリフィスを有するTSI No.212
噴霧器および40psi（270kPa）の清浄空気を用いて生成
した。その粒子を直径11.45cmの濾過材試料を流速42.5
リットル／分で強制通過させ、それは面速度6.9cm/秒で
あった。その試料をエーロゾルに30秒間暴露した。透過
を光学的光散乱槽、エアー・テクニークス（Technique
s）社から市販のパーセント・ペネトレーション・メー
ター（Percent Penetration Meter）TPA−8F型を用いて
測定した。本発明の荷電濾過材DOP透過は、好ましくは
約80％以下、より好ましくは約70％以下である。圧力降
下を電気圧力計を用いて、流速42.5リットル／分でおよ
び面速度6.9cm/秒であった。圧力降下は水mmで表したΔ
Ｐとして測定した。
透過および圧力降下を用いて、以下の式： により、DOP透過の自然対数（ln）からＱ（quality fac
tor）「QF値」を計算する。初期QF値が高いほど、初期
濾過性能が良好であることを示す。QF値の減少により濾
過性能が低下する。一般に、QF値少なくとも約0.25が好
ましく、少なくとも約0.5がより好ましく、少なくとも
約１が最も好ましい。
（NaClローディングテスト） ローディングテストは、TSI社から市販のTSI8110型オ
ートメーティッド・フィルター・テスター（Automated
Filter Tester）により、そのテスターの取扱説明書の
パート番号PN1980053、47頁に示された方法に従って行
った。その試料は、粒子イオン化装置の操作により85リ
ットル／分で塩化ナトリウム200mgに暴露する。試験試
料は、表面速度14.1cm/秒で暴露面積100.3cm2を有し
た。
（ラッカーローディングテスト） OSHAスタンダード（Standard）32 CFRパート（Part）
11.162−５に従って、ローディングテストを行った。5
6.7cm2試料を16リットル／分の暴露で試験した。ウェブ
全体の圧力降下を、流速42.5リットル／分で試料を通過
する水のmmH2Oで測定した。透過率を試験前後の試験媒
質の重量差および下流の高効率粒子フィルターの重量増
加から決定した。好ましくは、圧力降下の増加は約10mm
H2O以下であり、捕獲（capture）率は90％以上である。
（ウェブ厚さ） 平均ウェブ厚さは約0.1g/cm2キャリパーにより測定し
た。ウェブ厚さは少なくとも30回の独立した測定の平均
である。
（実施例１〜４および比較例C1） ポリプロピレン（エクソン（Exxon）社から市販のエ
スコレン（ESCORENE）3505G）微小繊維ウェブを、ファ
ン・アー・ベンテ（Van A.Wente）の「スーパーファイ
ン・サーモプラスチック・ファイバーズ（Superfine Th
ermoplastic Fibers）」、インダストリアル・エンジニ
アリング・ケミストリー（Industrial Engineering Che
mistry）第48巻、1342〜1346頁に開示のように作製し
た。そのウェブを図１に示した２ドラムコレクターによ
り収集した。各ドラムは直径0.46mであり、テフロン（T
EFLON）被覆多孔金属から成る。コレクタードラム間の
間隙は1.27cmであった。コレクター間隙は、ダイトリッ
プから0.74mの位置に設置した。そのドラムを、繊維が
各ドラム表面の中央線約5cm上および下を均等に衝突す
るように、配置した。コレクタードラム表面の接触部分
は、押出ダイから移動し、ロール間の間隙を通して収集
ウェブを引っ張る。ロールは、表１に示した表面速度お
よび下部ドラムに対する上部ドラムの速度比で回転し
た。ウェブは取り扱い容易なポリプロピレン不織布（1.
5g/m2、ファイバーウェブ・ノース・アメリカ（Fiberwe
b North America）社より市販）であった。各ウェブ内
の有効繊維直径は約10〜12μｍであった。各ウェブは基
本重量約50g/m2を有した。圧力0.1g/m2の下での平均ウ
ェブ厚さおよび表面速度5.2cm/秒での圧力降下（ΔＰ）
を決定し、表１に示した。
起伏寸法もまた各ウェブ試料に関して決定した。ピー
クでのウェブ厚さTh、および谷でのウェブ厚さTlを測定
し、起伏比を式Th−Tl/（Th＋Tl）/2を用いて計算し
た。1cm当たりの起伏ピークの周期数も測定した。その
結果を表２に示した。比較例C1にはしわ状の起伏はな
い。
そのウェブのラッカーローディングを試験した。初期
圧力降下、最終圧力降下および透過率を表３に示した。
表３のデータから明らかなように、起伏表面を有する
実施例1A、2A、3Aおよび4Aの試料は、比較例C1Aの平坦
構造に見られる以上に圧力降下の増加を低減した。
ウェブの試料を、アルミニウム基平面に接触して、約
0.01mA/cmコロナ源および基平面から約4cmに配置したコ
ロナ源により保持した電流を用いて、速度1.2m/分で正
のDCコロナ下を２度通すことによりコロナ処理した。DO
P透過および圧力降下を測定し、Ｑを計算した。透過（P
en）およびＱ（QF）を表４に示した。
表４のデータからわかるように、各ウェブはジオクチ
ルフタル酸の濾過を十分に行った。
コロナ処理ウェブの試料にハイドロエンタングラー
（ハニーコーム・システム（Honeycomb System）社から
市販のラボラトリー・モデル（Laboratory Model）製造
番号101）により提供された水の噴流を衝突させ、それ
は2.5cm幅毎に各々直径0.13mmの40の690kPaのスプレー
オリフィスを有するスプレーバー幅0.6mを有した。その
試料を速度3.5m/分で起伏側を下にしてそのバー下を一
度通過させ、続いて同速度で起伏側を上にして再度通過
させ、減圧排気し、70℃で１時間乾燥した。DOP透過お
よび圧力降下を測定し、Ｑを計算した。透過およびＱを
表５に示した。
表５のデータからわかるように、各エレクトレットウ
ェブは良好なDOP濾過特性を示した。高ドラム表面速度
で作製した実施例2C、3Cおよび4Cのエレクトレットウェ
ブは、非常に良好な性能を有した。
コロナ処理／ハイドロチャージしたウェブの塩化ナト
リウムローディングを試験した。初期圧力降下（Init
ΔＰ）、最終圧力降下（Fin ΔＰ）、初期透過率（Init
pen）、最終透過率（Fin Pen）および捕獲量（％Cap）
を表６に示した。
表６のデータからわかるように、比較例C1Dのウェブ
は表面上のケークの生成による高最終圧力降下77,3mmH2
Oを有し、一方、実施例1Dおよび4Dは比較例の半分以下
の最終圧力降下を有した。実施例2Dおよび3Dは、圧力降
下およびエーロゾルの透過の増加を低減した優れたバラ
ンスを示した。
（実施例５〜７） 実施例５〜７は、速度比3.1となる下部ドラム表面速
度5.5m/分および上部ドラム表面速度16.8m/分を用い
て、実施例１〜４と同様に作製した。コレクタードラム
間の間隙を表７に示した。各ウェブは基本重量約50g/m2
を有した。平均厚さを測定し、表７に示した。各ウェブ
試料を実施例1C〜4Cと同様にコロナ処理した。これらの
コロナ処理ウェブのDOP透過および圧力降下を測定し、
Ｑを計算した。透過およびＱを表７に示した。
表６のデータからわかるように、基本重量50g/m2およ
びドラム表面速度比約３では、小さい間隙幅を用いて実
施例5Aおよび6Aのウェブを作製するほど、良好なエレク
トレット濾過特性が得られた。
各コロナ処理ウェブ試料に実施例1C〜4Cと同様に水の
噴流を衝突させた。圧力降下およびDOP透過を測定し、
Ｑを計算した。透過およびＱを、間隙、圧力降下および
厚さと共に表８に示した。
起伏寸法を実施例６、７および８のウェブ試料につい
ても決定した。ピークでのウェブ厚さTh、および谷での
ウェブ厚さTlを測定し、起伏比を式Th/Tl/（Th＋Tl）/2
を用いて計算した。1cm当たりの起伏ピークの周期数も
測定した。その結果を表９に示した。
（実施例９〜12および比較例C2〜C5） 実施例９〜12は、間隙1.27cmを用いて、実施例１〜４
と同様に作製した。コレクタードラム表面速度、速度
比、表面速度5.2cm/秒での圧力降下（ΔＰ）、平均厚さ
および基本重量を表10に示した。
各ウェブ試料の起伏寸法も決定した。ピークでのウェ
ブ厚さTh、および谷でのウェブ厚さTlを測定し、起伏比
を式Th−Tl/（Th＋Tl）/2を用いて計算した。1cm当たり
の起伏ピークの周期数も測定した。その結果を表11に示
した。
比較例C2〜C5に関して、ウェブをダイトリップから0.
58mの位置に設置した１ドラムコレクターにより収集し
た以外は実施例１〜４と同様に押出した。有効繊維直径
は約10.6〜12μｍであった。基本重量を測定し、表12に
示した。
表12のデータからわかるように、基本重量200kg/m2を
有するウェブ以外、本発明の起伏ウェブは１ドラムによ
り収集したウェブとほぼ同様のＱを有した。
コロナ処理ウェブの試料を実施例1C〜4Cと同様に水の
噴流でハイドロチャージした。DOP圧力降下および透過
を測定し、Ｑを計算した。基本重量、透過およびＱを表
13に示した。
表13のデータからわかるように、全試料は良好な透過
率およびＱ値を有した。起伏表面を有する実施例9B、10
Bおよび11BのＱ値は、比較例2B、3Bおよび4Bより高かっ
た。
（実施例13〜15） 実施例13〜15では、ウェブがステープルファイバー50
重量％を含有する以外は、間隙1.27cmを用いて実施例１
〜４と同様にウェブを作製した。実施例13では、ステー
プルファイバーは17デニール、長さ5.1cmのシンセティ
ック・インダストリーム（Synthetic Industries）から
市販の「無添加（natural）」ポリプロピレンであり；
実施例14では、ステープルファイバーは15デニール、長
さ3.1cmのポリエステル、イーストマン・ケミカル（Eas
tman Chemical）社から市販のコーデル（KODEL）Ｋ−43
1であり；実施例15では、ステープルファイバーは６デ
ニール、長さ5.1cmのポリエステル、イーストマン・ケ
ミカル（Eastman Chemical）社から市販のコーデル（KO
DEL）Ｋ−211であった。使用前に、ポリエステルステー
プルファイバーを、熱水（140゜F、60℃）中のリキノッ
クス（LIQUINOX）（アルコノックス（Alconox）社から
市販）約２重量％を用いて約５分間攪拌しならが洗浄し
て表面仕上げを除去し、濯いで、乾燥した。コレクター
ドラム表面速度、および速度比を表14に示した。各ウェ
ブは重量50g/m2を有した。各ウェブの圧力降下および実
施例13および14を測定し、表14に示した。
実施例13〜15のウェブ試料に、実施例1C〜4Cと同様に
コロナ放電した。圧力降下およびDOP透過を測定し、Ｑ
を計算した。透過およびＱを表15に示した。
コロナ処理ウェブ試料を、実施例1C〜4Cと同様に水の
噴流でハイドロチャージした。圧力降下および透過を測
定し、Ｑを計算した。基本重量、DOP透過およびＱを表1
6に示した。
表15および表16のデータからわかるように、コロナ処
理したウェブが適格なＱを示したのに対して、コロナ処
理し、続いてハイドロチャージしたウェブは高Ｑ値によ
り示されるのと同様に低い圧力降下および優れた透過低
減を示した。
本発明の範囲および意図を逸脱することなく本発明の
様々な変形および変更が当業者に明らかとなるが、本発
明は例示のために本明細書中に示されるものに限定され
るべきではない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｄ０６Ｍ 10/02 Ｄ０６Ｍ 10/02 (72)発明者 オルソン、ディビッド・エイ アメリカ合衆国 55133―3427、ミネソ タ州、セント・ポール、ポスト・オフィ ス・ボックス33427番（番地の表示なし) (56)参考文献 特開 平５−220313（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−326911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−99057（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 39/00 - 39/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】実質的に平坦な１つの表面およびウェブに
    沿ってピークと谷とから成る波形を有する周期的な起伏
    を有するもう一方の表面を有する少なくとも厚さ1mmの
    メルトブロー微小繊維のウェブから成る濾過材であっ
    て、該起伏のピークが隣接する谷の少なくとも一部と重
    なり、該起伏がウェブ形成方向と直角に配置されてお
    り、該起伏が該ウェブの厚さの30〜70％であり、かつ少
    なくとも0.33/cmの周期を有する濾過材。
  2. 【請求項２】該ウェブが、実質的に均一な密度を有し、
    かつ荷電された微小繊維を含む請求項１記載の濾過材。
  3. 【請求項３】請求項２記載の濾過材カップ型マスク。
  4. 【請求項４】メルトブロー微小繊維を押出ダイから押し
    出す工程、その繊維をコレクター表面に間隙を有して集
    められる工程、コレクター表面の接触部分を該押出ダイ
    と平行にして該押出ダイから移動する工程および集めら
    れたウェブを該間隙を通して引張る工程から成る、実質
    的に平坦な１つの表面および周期的なしわ状の起伏を有
    するもう一方の表面を有するメルトブロー微小繊維のウ
    ェブの製造方法であって、１つのコレクター表面の表面
    速度がもう一方のコレクター表面の表面速度の少なくと
    も２倍であるメルトブロー微小繊維のウェブの製造方
    法。
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