JPH057713A - エレクトレツト濾材 - Google Patents
エレクトレツト濾材Info
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- JPH057713A JPH057713A JP19095691A JP19095691A JPH057713A JP H057713 A JPH057713 A JP H057713A JP 19095691 A JP19095691 A JP 19095691A JP 19095691 A JP19095691 A JP 19095691A JP H057713 A JPH057713 A JP H057713A
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- electret
- fiber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高粒子除去効率のエレクトレット濾材に関す
る。 【構成】 フィルターを構成する主たる繊維が繊維表面
から内部にわたって微細孔を有しＢＥＴ表面積が少なく
とも２０ｍ2 ／ｇであるエレクトレット繊維からなるエ
レクトレット濾材。 【効果】 繊維の表面積が増えることにより低圧力損失
で高粒子除去効率の濾過特性を有するエレクトレット濾
材となる。
る。 【構成】 フィルターを構成する主たる繊維が繊維表面
から内部にわたって微細孔を有しＢＥＴ表面積が少なく
とも２０ｍ2 ／ｇであるエレクトレット繊維からなるエ
レクトレット濾材。 【効果】 繊維の表面積が増えることにより低圧力損失
で高粒子除去効率の濾過特性を有するエレクトレット濾
材となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビル空調用フィルタ
ー、掃除機用フィルター、空気清浄機用フィルター、エ
アコン用フィルター、ＯＡ機器用フィルターマスクなど
に用いることのできる低圧力損失で高粒子除去効率のエ
レクトレット濾材に関する。
ー、掃除機用フィルター、空気清浄機用フィルター、エ
アコン用フィルター、ＯＡ機器用フィルターマスクなど
に用いることのできる低圧力損失で高粒子除去効率のエ
レクトレット濾材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エレクトレット濾材には特公昭５
６−４７２９９号公報や特開昭５８−１９３７１３号公
報に開示された技術がある。前者の開示技術はエレクト
レット化したフィルムを小繊維状にスプリット化し、次
いで不織布状に成型したエレクトレット濾材に関するも
のである。後者の開示技術は繊維の表面に多数の凹凸を
具備した繊維の不織布からなるエレクトレット濾材に関
するものである。特公昭５６−４７２９９号公報のエレ
クトレット濾材ではエレクトレットフィルムの厚さが１
０μｍ程度のためフィルムをスプリットして得た小繊維
がたとえ数μｍ〜数十μｍの幅で作れたとしても、エレ
クトレット濾材としての繊維の総表面積は少ないもので
ある。一方、特開昭５８−１９３７１３号公報のエレク
トレット濾材では濾材を構成する繊維の断面形状が星型
で、加えて多数凹凸を具備しているため、従来の丸形の
繊維に比べると繊維の総表面積は増大するものの、星型
断面形状の繊維では圧力損失も高くなり、繊維表面の凹
凸による表面積の向上はたかだかもとの２倍程度が限度
であると言う問題がある。この圧力損失の上昇は濾材特
性としてはマイナス要因であり、これまで粒子除去効率
と圧力損失と言う二律背反する特性を満足するエレクト
レット濾材はなかった。
６−４７２９９号公報や特開昭５８−１９３７１３号公
報に開示された技術がある。前者の開示技術はエレクト
レット化したフィルムを小繊維状にスプリット化し、次
いで不織布状に成型したエレクトレット濾材に関するも
のである。後者の開示技術は繊維の表面に多数の凹凸を
具備した繊維の不織布からなるエレクトレット濾材に関
するものである。特公昭５６−４７２９９号公報のエレ
クトレット濾材ではエレクトレットフィルムの厚さが１
０μｍ程度のためフィルムをスプリットして得た小繊維
がたとえ数μｍ〜数十μｍの幅で作れたとしても、エレ
クトレット濾材としての繊維の総表面積は少ないもので
ある。一方、特開昭５８−１９３７１３号公報のエレク
トレット濾材では濾材を構成する繊維の断面形状が星型
で、加えて多数凹凸を具備しているため、従来の丸形の
繊維に比べると繊維の総表面積は増大するものの、星型
断面形状の繊維では圧力損失も高くなり、繊維表面の凹
凸による表面積の向上はたかだかもとの２倍程度が限度
であると言う問題がある。この圧力損失の上昇は濾材特
性としてはマイナス要因であり、これまで粒子除去効率
と圧力損失と言う二律背反する特性を満足するエレクト
レット濾材はなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる前記
従来技術の問題を解決した、優れた粒子除去効率と圧力
損失の少ない濾材の提供を目的とする。
従来技術の問題を解決した、優れた粒子除去効率と圧力
損失の少ない濾材の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの二
律背反する特性を満足する高粒子除去効率で低圧力損失
のエレクトレット濾材について検討してきた結果、本発
明に到達したものである。本発明は濾材を構成する主た
る繊維が繊維表面から内部にわたって微細孔を有しＢＥ
Ｔ表面積が少なくとも２０ｍ2／ｇであるエレクトレッ
ト繊維であることを特徴とするエレクトレット濾材に関
する。本発明におけるエレクトレット繊維の有する微細
孔とは、約数ｎｍ〜数千ｎｍの孔や割れ目であり、光学
顕微鏡又は電子顕微鏡で可視可能な範囲のもので繊維状
表面から内部にわたって分布し、これらの孔や割れ目の
壁面が繊維表面と同様にエレクトレット化されてなるも
のである。
律背反する特性を満足する高粒子除去効率で低圧力損失
のエレクトレット濾材について検討してきた結果、本発
明に到達したものである。本発明は濾材を構成する主た
る繊維が繊維表面から内部にわたって微細孔を有しＢＥ
Ｔ表面積が少なくとも２０ｍ2／ｇであるエレクトレッ
ト繊維であることを特徴とするエレクトレット濾材に関
する。本発明におけるエレクトレット繊維の有する微細
孔とは、約数ｎｍ〜数千ｎｍの孔や割れ目であり、光学
顕微鏡又は電子顕微鏡で可視可能な範囲のもので繊維状
表面から内部にわたって分布し、これらの孔や割れ目の
壁面が繊維表面と同様にエレクトレット化されてなるも
のである。
【０００５】本発明における微細孔を有するエレクトレ
ット繊維はあらかじめエレクトレット化した繊維を後加
工で微細孔化するとか、先に微細孔化した繊維をつく
り、後でエレクトレット化するなど、いずれの手順であ
ってもかまわない。本発明における繊維表面から内部に
わたって微細孔を有する繊維の製法は微細孔形成剤を添
加配合したポリマーを溶融紡糸した後に繊維から微細孔
形成剤を除去するとか、ある種の溶剤で繊維を表面から
内部にわたってエッチングして微細孔を形成するとか、
乾式紡糸や湿式紡糸における繊維化では溶剤が抜ける過
程で孔よ割れ目を形成させるなどの方法がある。これら
の微細孔の構造は繊維表面層に存在する比較的浅い孔や
割れ目から繊維内部まで及ぶ連続あるいは不連続の微細
孔の形態がある。本発明における微細孔を有する繊維の
空隙率は１０〜６０％であり、好ましくは２０〜５０％
である。空隙率がこれらの範囲以下だとエレクトレット
効果が低く好ましくなく、又これ以上の領域では繊維の
引張強度の低下が著しく濾材として使用できなくなると
言う問題が生じるのである。この空隙率は繊維の直径か
ら算出した繊度から単位長さ、重量から求めた繊度を減
じ、繊維の直径から算出した繊度で除した値の百分率で
示される。
ット繊維はあらかじめエレクトレット化した繊維を後加
工で微細孔化するとか、先に微細孔化した繊維をつく
り、後でエレクトレット化するなど、いずれの手順であ
ってもかまわない。本発明における繊維表面から内部に
わたって微細孔を有する繊維の製法は微細孔形成剤を添
加配合したポリマーを溶融紡糸した後に繊維から微細孔
形成剤を除去するとか、ある種の溶剤で繊維を表面から
内部にわたってエッチングして微細孔を形成するとか、
乾式紡糸や湿式紡糸における繊維化では溶剤が抜ける過
程で孔よ割れ目を形成させるなどの方法がある。これら
の微細孔の構造は繊維表面層に存在する比較的浅い孔や
割れ目から繊維内部まで及ぶ連続あるいは不連続の微細
孔の形態がある。本発明における微細孔を有する繊維の
空隙率は１０〜６０％であり、好ましくは２０〜５０％
である。空隙率がこれらの範囲以下だとエレクトレット
効果が低く好ましくなく、又これ以上の領域では繊維の
引張強度の低下が著しく濾材として使用できなくなると
言う問題が生じるのである。この空隙率は繊維の直径か
ら算出した繊度から単位長さ、重量から求めた繊度を減
じ、繊維の直径から算出した繊度で除した値の百分率で
示される。
【０００６】本発明における微細孔を有する繊維の表面
積はＢＥＴ法で測定され、その表面積は少なくとも２０
ｍ2 ／ｇが好ましく微細孔化しない繊維と比較すると５
倍以上、好ましくは１０倍以上、より好ましくは５０倍
以上である。かかる表面積の増大からして、繊維表面に
凸凹を具備させる特開昭５８−１９３７１３号公報とは
異なるものである。本発明においてエレクトレット化の
方法に関しては特に限定するものではなく、いずれの方
法も用いることができ、コロナ放電、電子線照射、熱間
電界荷電などがその例である。本発明において微細孔を
有する繊維がエレクトレット化されると従来の微細孔を
有しない繊維に比べて、部分的に表面電化密度が高くな
るばかりでなく、繊維の総表面積も大幅に増えているた
め、粒子除去効率が飛躍的に増大するのである。
積はＢＥＴ法で測定され、その表面積は少なくとも２０
ｍ2 ／ｇが好ましく微細孔化しない繊維と比較すると５
倍以上、好ましくは１０倍以上、より好ましくは５０倍
以上である。かかる表面積の増大からして、繊維表面に
凸凹を具備させる特開昭５８−１９３７１３号公報とは
異なるものである。本発明においてエレクトレット化の
方法に関しては特に限定するものではなく、いずれの方
法も用いることができ、コロナ放電、電子線照射、熱間
電界荷電などがその例である。本発明において微細孔を
有する繊維がエレクトレット化されると従来の微細孔を
有しない繊維に比べて、部分的に表面電化密度が高くな
るばかりでなく、繊維の総表面積も大幅に増えているた
め、粒子除去効率が飛躍的に増大するのである。
【０００７】本発明における微細孔を有する繊維を構成
するポリマーはポリプロピレン、ポリエチレン、α−ポ
リオレフィン、ポリエステル、ポリカーボーネート、ポ
リアクリロニトリル、ポリ弗化ビニリデン、テフロン等
やそれらの混合物が挙げれる。本発明における微細孔を
有する繊維の断面形状は円形、多角形、矩形、中空形、
Ｙ形、Ｘ形などがある。本発明における微細孔を有する
繊維の直径は１〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μ
ｍ、より好ましくは１０〜３０μｍである。本発明にお
いて濾材を構成する主たる繊維は微細孔を有するエレク
トレット繊維であり、必要により布帛の強度、難燃性、
抗菌性、芳香性、吸着性、嵩高性、色彩性等の機能付与
のために他の繊維等の材料を併用することによってエレ
クトレット濾材とすることができる。機能付与のための
他の繊維等の材料の併用量は特に限定するものではない
が例示すれば０〜５０％、好ましくは１０〜４０％の範
囲であり、その併用状態は混合状態であっても、非混合
で層分離状態であってもかまわない。本発明のエレクト
レット濾材は織布、編布、組布、不織布などの布帛の形
態を有する。
するポリマーはポリプロピレン、ポリエチレン、α−ポ
リオレフィン、ポリエステル、ポリカーボーネート、ポ
リアクリロニトリル、ポリ弗化ビニリデン、テフロン等
やそれらの混合物が挙げれる。本発明における微細孔を
有する繊維の断面形状は円形、多角形、矩形、中空形、
Ｙ形、Ｘ形などがある。本発明における微細孔を有する
繊維の直径は１〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μ
ｍ、より好ましくは１０〜３０μｍである。本発明にお
いて濾材を構成する主たる繊維は微細孔を有するエレク
トレット繊維であり、必要により布帛の強度、難燃性、
抗菌性、芳香性、吸着性、嵩高性、色彩性等の機能付与
のために他の繊維等の材料を併用することによってエレ
クトレット濾材とすることができる。機能付与のための
他の繊維等の材料の併用量は特に限定するものではない
が例示すれば０〜５０％、好ましくは１０〜４０％の範
囲であり、その併用状態は混合状態であっても、非混合
で層分離状態であってもかまわない。本発明のエレクト
レット濾材は織布、編布、組布、不織布などの布帛の形
態を有する。
【０００８】〔実施例〕 実施例１ 繊度が３デニール、繊維の総表面積が５５ｍ2 ／ｇで空
隙率が２５％のポリプロピレン繊維を６０％と繊度３デ
ニール、繊維の総表面積が０．１８ｍ2 ／ｇのレギュラ
ーポリプロピレン繊維４０％とをカードで均一に混合
し、フリースを積層後、ニードルパンチング加工をして
目付１００ｇ／ｍ2 ，厚さ２．５ｍｍの不織布を作製し
た。次にコロナ放電でもって印加電圧１０ＫＶで１０秒
間エレクトレット化処理をして実施例１の濾材を作製し
た。比較のため、実施例１で用いたレギュラーポリプロ
ピレン繊維１００％で実施例１と同様の条件で不織布
（厚さ２．４ｍｍ）を作製し、エレクトレット化して比
較例１を作製した。次にこれら実施例１と比較例１の濾
材について、大気塵粒子（粒子直径０．３〜０．５μ
ｍ）を用いて、通過線速１０ｃｍ／秒でマノスターゲー
ジで圧力損失を、フィルターの上流、下流の大気塵粒子
濃度から粒子除去効率を測定した。この時に用いた計測
器はレーザーパーティクルカウンター（リオン製、ＫＣ
−１４）であった。結果を表１に示した。この表から明
らかなごとく、本発明の実施例１は比較例１と比べて同
一圧力損失で極めて高い粒子除去効率を有することが判
った。この粒子除去効率は比較例１の濾材を３枚重ね合
わせた比較例２と比べてもより高い粒子除去効率であっ
た。
隙率が２５％のポリプロピレン繊維を６０％と繊度３デ
ニール、繊維の総表面積が０．１８ｍ2 ／ｇのレギュラ
ーポリプロピレン繊維４０％とをカードで均一に混合
し、フリースを積層後、ニードルパンチング加工をして
目付１００ｇ／ｍ2 ，厚さ２．５ｍｍの不織布を作製し
た。次にコロナ放電でもって印加電圧１０ＫＶで１０秒
間エレクトレット化処理をして実施例１の濾材を作製し
た。比較のため、実施例１で用いたレギュラーポリプロ
ピレン繊維１００％で実施例１と同様の条件で不織布
（厚さ２．４ｍｍ）を作製し、エレクトレット化して比
較例１を作製した。次にこれら実施例１と比較例１の濾
材について、大気塵粒子（粒子直径０．３〜０．５μ
ｍ）を用いて、通過線速１０ｃｍ／秒でマノスターゲー
ジで圧力損失を、フィルターの上流、下流の大気塵粒子
濃度から粒子除去効率を測定した。この時に用いた計測
器はレーザーパーティクルカウンター（リオン製、ＫＣ
−１４）であった。結果を表１に示した。この表から明
らかなごとく、本発明の実施例１は比較例１と比べて同
一圧力損失で極めて高い粒子除去効率を有することが判
った。この粒子除去効率は比較例１の濾材を３枚重ね合
わせた比較例２と比べてもより高い粒子除去効率であっ
た。
【０００９】実施例２ 繊度が２．３デニール、繊維の総表面積が３９ｍ2 ／ｇ
で空隙率が４０％のポリエチレン繊維を５０％と繊度３
デニール、繊維の総表面積が０．１８ｍ2 ／ｇのレギュ
ラーポリプロピレン繊維５０％とをカードで均一に混合
し、フリースを積層後、ニードルパンチング加工をして
目付１００ｇ／ｍ2 、厚さ２．３ｍｍの不織布を作製し
た。次にコロナ放電でもって印加電圧１０ＫＶで１０秒
間エレクトレット化処理をして実施例２の濾材を作製し
た。実施例２の濾過特性は実施例１と同様の条件で測定
した。結果を表２に示した。この表から明らかなごと
く、本発明の実施例２は表１の比較例２と比べて、ほぼ
同一粒子除去効率で極めて低い圧力損失を有することが
判った。
で空隙率が４０％のポリエチレン繊維を５０％と繊度３
デニール、繊維の総表面積が０．１８ｍ2 ／ｇのレギュ
ラーポリプロピレン繊維５０％とをカードで均一に混合
し、フリースを積層後、ニードルパンチング加工をして
目付１００ｇ／ｍ2 、厚さ２．３ｍｍの不織布を作製し
た。次にコロナ放電でもって印加電圧１０ＫＶで１０秒
間エレクトレット化処理をして実施例２の濾材を作製し
た。実施例２の濾過特性は実施例１と同様の条件で測定
した。結果を表２に示した。この表から明らかなごと
く、本発明の実施例２は表１の比較例２と比べて、ほぼ
同一粒子除去効率で極めて低い圧力損失を有することが
判った。
【表１】
【表２】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 濾材を構成する主たる繊維が繊維表面か
ら内部にわたって微細孔を有しＢＥＴ表面積が少なくと
も２０ｍ2 ／ｇであるエレクトレット繊維であることを
特徴とするエクトレット濾材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19095691A JP3166866B2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | エレクトレット濾材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19095691A JP3166866B2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | エレクトレット濾材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH057713A true JPH057713A (ja) | 1993-01-19 |
| JP3166866B2 JP3166866B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=16266476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19095691A Expired - Fee Related JP3166866B2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | エレクトレット濾材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3166866B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006180450A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-07-06 | Univ Of Tokyo | 静電誘導型変換素子 |
| JP2010274220A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Industria:Kk | フィルタエレメント |
| JP2014030785A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Japan Vilene Co Ltd | フィルタ |
| JP2017131890A (ja) * | 2017-04-19 | 2017-08-03 | ダイワボウホールディングス株式会社 | 静電フィルター |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP19095691A patent/JP3166866B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006180450A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-07-06 | Univ Of Tokyo | 静電誘導型変換素子 |
| JP4670050B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2011-04-13 | 国立大学法人 東京大学 | エレクトレット及び静電誘導型変換素子 |
| JP2010274220A (ja) * | 2009-05-29 | 2010-12-09 | Industria:Kk | フィルタエレメント |
| JP2014030785A (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-20 | Japan Vilene Co Ltd | フィルタ |
| JP2017131890A (ja) * | 2017-04-19 | 2017-08-03 | ダイワボウホールディングス株式会社 | 静電フィルター |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3166866B2 (ja) | 2001-05-14 |
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Legal Events
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