JPH01180214A - エレクトレット化合成繊維不織布フィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明はエレクトレット化合成繊維不織布フィルタの製
造方法に関し、ざらに詳しくは、フィルタ自体からの発
塵がなく、プリーツ加工が容易なエレクトレット化合成
繊維不織布からなる気体源適用フィルタの製造方法に関
する。

発明の技術的背景ならびにその問題点 集積回路製造用のクリーン・ルームあるいはフロッピー
ディスクのドライブ装置内の冷却空気循環ダクト内に設
けられる気体源適用フィルタは、一般に市販されている
ようなフィルタでは捕捉することができない微細な塵芥
を捕捉するような性能が要求される。具体的には、現状
では０．３μｍ以上の塵芥を捕捉することが求められて
おり、集積回路の高密度化に伴って、ざらに微細な塵芥
までも捕捉できるような高性能フィルタが求められてい
る。

このような微細な塵芥を捕捉するためのフィルタとして
は、合成繊維不織布に電荷を荷電させたエレクトレト化
合成繊維不織布が広く用いられており、たとえば特開昭
６０−２２５４１６Ｍ公報に詳細に説明されている。

エレクトレット化合成繊維不織布フィルタには、高電荷
密度を長期間にわたって安定して保持し続けるとともに
、このフィルタ自体から塵芥が発生する現象すなわち自
己発塵がないことが求められている。

ところでエレクトレット化合成繊維不織布フィルタは、
フィルタを構成する不織布がばらばらになることを防止
するため、エレクトレット化合成繊維をニードルパンチ
で処理していた。ところがニードルパンチでエレクトレ
ット化合成繊維不織布を処理すると、一部の不織布繊維
が切断されることがあり、この切断された繊維が自己発
塵の原因となるという大きな問題点があった。

またニードルパンチ処理されたエレクトレット化合成繊
維不織布フィルタは、その表面が毛羽立っており、この
毛羽立ちも自己発塵の原因の１つであろうと考えられる
。さらにニードルパンチ処理されたフィルタは、薄く成
形することができず、また剛性に劣るため、プリーツ加
工（ひだ付けｈａ工）する際に困難が伴うという問題点
があった。

一方エレクトレット化合成繊維不織イ５を、超音波融着
によって一体化する方法も考えられるが、超音波融着さ
れたエレクトレット化合成繊維不織布フィルタは、薄く
成形することができず、また剛性に劣るため、プリーツ
加工する際に困難が伴うという問題点のあることがわか
った。

このような問題点を解決するため、エレクトレット化合
成繊維不Ｒ布を加熱融着することによって、フィルタを
構成する不織布を一体化する方法も考えられるが、エレ
クトレット生合成繊維不織イ５を加熱融着すると、せっ
かく合成繊維不織布に付与された電荷が、加熱時に大き
く低下してしまうであろうと考えられていた。

したがって、エレクトレット化合成繊維不織布の電荷を
大きく低下させることなく、該不織布を強固に一体化さ
せてフィルタとして用いることのできるような方法の出
現が強く望まれていた。

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、自己発塵性がなく、しかも薄
く成形できて剛性もあってプリーツ加工もでき、その上
エレクトレット化合成繊維不織布に付与された電荷が大
きく低下することがないようなエレクトレット化合成繊
維不織布フィルタの製造方法を提供することを目的とし
ている。

及服五且ヌ 本発明に係るエレトクレット化合成繊維不織布フィルタ
の製造方法は、エレクトレット化された合成繊維ウェブ
からなる不織布を、該繊維の軟化温度未満の温度条件下
で一対のエンボスロール間に供給し、該不織布をエンボ
スロールで圧挾しながら、該不織布の表面を部分的に融
着して一体化することを特徴としている。

本発明に係るエレクトレット生合成ｉｕｔ不ｖＡ＠フィ
ルタの製造方法では、エレクトレット化された合成繊維
ウェブからなる不織布を、該繊維の軟化温度未満の温度
条件下で一対のエンボスロール間に供給し、該不織布を
エンボスロールで圧挾しながら、該不織布の表面を部分
的に融着して一体化しているので、得られるフィルタは
、ニードルパンチ処理されたエレクトレット化合成繊維
不織布フィルタあるいは超音波加工されたエレクトレッ
ト化合成繊維不織布フィルタと比較して、自己発塵性が
なく、しかも薄く成形できて剛性もあってプリーツ加工
でき、その上該不械布フィルタに付与された電荷が大き
く低下することがなく優れた塵芥捕捉性能を有している
。

発明の詳細な説明 以下本発明に係るエレクトレット化合成繊維不織布フィ
ルタの製造方法について、具体的に説明する。

本発明では、フィルタを製造する際に、不織イ「の原反
として用いられるエレクトレット化された合成繊維ウェ
ブとしては、従来、エレクトレット化合成繊維不織布フ
ィルタを製造する際に用いられてきたエレクトレット化
された合成繊維ウェブからなる不織布を広く用いること
ができる。また合成繊維ウェブからなる不織布にどのよ
うな処理によって電荷を付与してもよい。

原反としてのエレクトレット化された合成繊維ウェブか
らなる不織布は、１０〜１５０ｇ／７Ｆｆ好ましくは７
０〜１３０ｇ／７Ｆｆの目付を有していることが望まし
い。

また原反としてのエレクトレット化された合成９ａ維ウ
エブからなる不織布は、１０〜４０×１０−９クーロン
／　ｃｒＡ好ましくは２５〜３５×１０−９クーロン／
ｃＩｉの表面電荷密度を有していることが望ましい。

このようなエレクトレット化合成繊維ウェブとしては、
具体的には、たとえば特開昭６０−２２５４１６号公報
に開示されたようなものを用いることができる。

本発明では、上記のようなエレクトレット化された合成
繊維ウェブからなる不織布を、該合成繊維の軟化温度未
満の温度条件下で一対−のエンボスロール間に供給し、
該不織布をエンボスロールで圧挾しながら、該不織布の
表面を部分的に融着して一体化することによって、フィ
ルタが得られる。

エンボスロール間にエレクトレット化された合成繊維ウ
ェブからなる不織布を供給する際には、上述のように、
該合成繊維の軟化温度未満の温険条件が採用されるが、
より詳しくは、該合成繊維の軟化温度よりも５〜５０℃
好ましくは２０〜３０°Ｃ低い温度条件が採用される。

エレクトレット化された合成繊維ウェブからなる不織布
をエンボスロール間に供給するに際して、該合成繊維の
軟化温度以上の温度条件を採用すると、該ウェブからな
る不織布の一体化は確実に行なわれるが、ウェブから電
荷が失われるため好ましくない。一方エレクトレット化
された合成繊維ウェブからなる不織布をエンボスロール
間に供給するに際して、該合成繊維の軟化温度よりも５
０℃以上低い温度条件を採用すると、該不織布の一体化
が充分に行なわれないため好ましくない。

゛　具体的には、ポリプロピレンをベースとし、これに
ポリカーボネートおよびマレイン酸変性ポリプロピレン
を含んでなるエレクトレット化された合成繊維ウェブは
、軟化点が約１５０℃程度であるため、エンボス加工時
には１２０〜１４０℃程度の温度条件が採用される。

エレクトレット化された合成繊維ウェブからなる不織布
は、一対のエンボスロール間に供給され、このエンボス
ロール間で加圧されながら挾まれると、該ウェブからな
る不織布は軟化温度未満の温度であっても軟化して融着
される。このようにして該ウェブからなる不織布を軟化
温度未満の温度で融着すると、フィルタのエンボス表面
だけが溶融し、非エンボス部および中間層では電荷はほ
とんど消失しないまま残存しており、ウェブから電荷が
ほとんど消失しない。したがって優れた塵芥捕捉性能を
有するフィルタが得られる。

またエンボス時に溶融したウェブの表面部分の合成繊維
は、多少非溶融部にも入り込むため、ウェブの一体化が
確実に行なわれるとともに、自己発塵が防止される。

エレクトレット化された合成繊維ウェブからなる不織布
を一部融着して一体化する際に用いられる一対のエンボ
スロールは、得られるフィルタのエンボス率すなわちフ
ィルタ全表面に対するエンボス部の割合が、２〜３５％
好ましくは３〜１０％となるようなものが用いられる。

フィルタのエンボス率が３５％を越えると、フィルタの
塵芥捕捉能力が低下するため好ましくなく、一方３％未
満であると、ウェブの一体化が不充分となるため好まし
くない。

本発明に係る製造方法により得られるエレクトレット化
合成繊維不織布フィルタは、薄いフィルム状に成形可能
であって、しかも剛性に優れているため、折り曲げ加工
すなわちプリーツ加工が容易である。その上一体止加工
時に電荷がほとんど消失しないため、優れた塵芥捕捉性
を有している。

さらに、ニードルパンチにより一体化する場合のように
合成繊維ウェブ自体を切断することがないため、自己発
塵性がほとんどないという極めて優れた性能を有してい
る。

したがって本発明に係るエレクトレット生合成Ｑｌｉ維
不織布フィルタは、クリーンルーム用フィルタ、家庭用
空調機用フィルタ、フロッピーディスクドライブ装置用
気体濾過フィルタなどとして用いることができる。

Ｒ肌ｎ四里 本発明に係るエレクトレット化合成ｆｉ維不織布フィル
タの製造方法では、エレクトレット化された合成繊維ウ
ェブからなる不織布を、該繊維の軟化温度未満の温度条
件下で一対のエンボスロール間に供給し、該不織布をエ
ンボスロールで圧挾しながら、該不織布の表面を部分的
に融着して一体化しているので、得られるフィルタは、
ニードルパンチ処理されたエレクトレット化合成繊維不
織布フィルタあるいは超音波加工されたエレクトレット
化合成繊維不織布フィルタと比較して、自己発塵性がな
く、しかも薄く成形できて剛性もあってプリーツ加工で
き、その上該不織イｌフィルタに付与された電荷が大き
く低下することがなく優れた塵芥捕捉性能を有している
。

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。

Ｘ直型ユニｌ ポリプロピレン９０重回％、ポリカーボネー１〜５重量
％、無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン５重但
％からなる樹脂組成物を、インフレーション成膜法によ
り、厚さ３０μ７ｎのフィルムに成形した。

このフィルムの折合せたチューブの両端を連続的に切断
し、フィルム巾３００ｍの２枚のフィルムを）ｑた。

この各フィルムを、印加電圧８ＫＶ（直流）、電極間隔
９ＩｒＩＩｆｔ、コロナ放電極の滞留時間０．８秒での
条件でエレクトレット化を行なった。

このエレクトレット化フィルムを、加熱ロール温度１１
０〜１２０’Ｃで、長手方向に約６〜８倍の延伸倍率で
ロール延伸し、厚味１０〜２０μ７ｎの延伸フィルムと
した。

この延伸エレクトレットフィルムを、針山状ロールで種
々の解繊比で網目状に解繊し、ドラムに巻取った。

この経繊維をカッターにて繊維長９０ｍに切断し開綿機
にて綿状とした。

得られた綿をウェブ・フォーミング・マシンに供給して
、表１に示す目付と厚みを有するウェブに成形した。

このようにして得られたエレクトレット化された合成繊
維ウェブからなる不織布を、表１に示す各種の温度条件
下で、一対のエンボスロール間に５ｍ／分の速度で供給
して、不織布を表１に示ず゛エンボス率でエンボス加工
して、フィルタを製造した。各フィルタ材を用いて、以
下に示す方法にて各種試験を行なった。

得られたフィルタに清浄空気（０，１７ミクロン以上の
粒径の塵芥が１０分間平均で１個／１５．１！以下）を
５７Ｆｆ／分（Δｐ＝２０ｍＨ２０）の割合で８時間フ
ィルタに送気（エージング）した。次いでフィルタに前
記清浄空気を０．４ＴｒＬ３／分の割合で流し、フィル
タを通過してくる空気よりサンプリングした１５ρの空
気中に含まれる０、１７μ雇以上の塵芥数を日立電子エ
ンジニアリング社製レーザー式パーティクルカウンタＴ
Ｓ−１５００で測定した。

止笠叢ユニ２ 実施例１〜７と同様にして得られたエレクトレット化さ
れた合成繊維ウェブからなる不織布を該不織布の軟化点
く約１５０℃）よりも５０℃低い１００℃の温度条件で
エンボス加工した場合（比較例１）及び該軟化点よりも
高い１６０’Ｃの温度でエンボス加工した場合（比較例
２）の試験結果を表１に示Ｊ０ 比較例３ 実施例１〜７と同様にしてインフレーション成膜法によ
って得られたフィルムをエレクトレット化しないで表１
に示す条件で熱エンボス化した後、該実施例と同様の方
法を用いてエレクトレット化した。このものの試験結果
を表１に示す。このときの捕集効率Ｅの値は５３．２％
と実施例１〜７の方法に比べて低くなった。

比較例４〜５ 実施例１〜７で得られたエレクトレット化された合成繊
維ウェブからなる不織布を用いて以下に述べるニードル
パンチ処理方法および超音波融着方法によって得られる
フィルタについて各種試験を行なった結果を表１に示し
た。

にニードルパンチ処理方法） エレクトレット化された合成繊維ウェブをフエラー社製
ニードルパンチ機にて、パンチ数３５Ｎ／Ｃｉ、針深度
１２＃Ｉ＃ｌの条件でニードルパンチングを行ない試料
を得た。

（超音波融着方法） エレクトレット化された合成繊維ウェブを静電社製超り
波融着機５ｏｎｏｐｅｔ−１０００Ｂにて、成形速度５
ｍ／ｍｉｎ　、圧力２に９／ｃｉにて融着を行ない試料
を得た。

測定法 く捕集効率〉 装置の概略図を第１図に示す。日本科学工業社製エアロ
ゾル発生機１よりＮａ　Ｃｌ粒子（粒径＝０．３μ）を
清浄エアーによりチャンバー２に供給し、一定濃度（２
〜６Ｘ１０６個／Ｃ「）となった後、ブロワ−３を作動
させ、一定速度（υ＝１０ｍ／ｓｅｃ　）となった時の
エレクトレット・フィルタ４の上流、下流側のＮａ　Ｃ
１粒子濃度をリオン社製パーティクルカウンターＫＣ−
０１Ａ５によって測定し、下式により算出した。

ＩＮ く圧力損失〉 上記装置において、υ＝　１０ｃｍ／ｓｅｃにおける、
フィルタ前、後の圧力損失を東京航空計器社製デジタル
圧力計により測定した。

く発塵粒子数〉 エレクトレット・フィルタに清浄空気 （０，１７μ以上の粒径の粒子が１０分間平均で１個／
１５Ｂ以下）を５Ｔｄ／分（Δｐ＝２０ｍＨ２０）の割
合で８時間フィルタに送気した。次いで、フィルタに前
記清浄空気を０．４ｍ３／分の割合で流し、フィルタを
通過してくる空気よりサンプリングした１５．１１の空
気中に含まれる０、１７μ以上の粒子数を日立電子エン
ジニアリング社製レーザー式パーティクルカウンターＴ
Ｓ−１５００で測定した。

く強度〉 Ｊ　ｌ５−Ｌ１０８５に準じ行なった。

く厚み〉 Ｊ　ｌ５−１１０８５に準じ行なった。

く目付〉 ＪＩＳ−１１０８５に準じ行なった。

く毛羽立ち〉 目視にて５段階評価した。

（良）１〜５（悪）

【図面の簡単な説明】

第１図は、フィルタ性能評価装置の概略図である。 １・・・エアロゾル発生機　２・・・チャンバー３・・
・ブロワ−４・・・エレクトレフ１−フィルタ５・・・
パーティクルカウンター ６・・・クリーンエアーフィルタ　７・・・圧力計８・
・・風聞調整バルブ　９・・・風速計代理人　　弁理士
　　銘木　俊一部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エレクトレット化された合成繊維ウェブからななる不織
   布を、該繊維の軟化温度未満の温度条件下で、一対のエ
   ンボスロール間に供給し、該不織布をエンボスロールで
   圧挾しながら、該不織布の表面を部分的に融着して一体
   化することを特徴とするエレクトレット化合成繊維不織
   布フィルタの製造方法。