JPH07144108A

JPH07144108A - ハニカム状エレクトレットフィルターおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH07144108A
Application number: JP29678293A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Matsuura; 浦智松; Haruo Yuasa; 浅治夫湯; Masayuki Mito; 戸正之水; Hirofumi Shirai; 井博典白
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1993-11-26
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 1995-06-06
Anticipated expiration: 2013-02-25
Also published as: JP2719102B2

Abstract

(57)【要約】【目的】集塵性に優れ、かつ、圧力損失が低く、捕集性
能の持続性に優れたハニカム状エレクトレットフィルタ
ーおよびその製造方法の提供。【構成】エレクトレット化された不織布積層シートをハ
ニカム状に成形してなるハニカム状エレクトレットフィ
ルターであって、前記不織布積層シートが、フィルム解
繊糸からなるエレクトレット化不織布層（Ａ）と、メル
トブローン法不織布からなるエレクトレット化不織布層
（Ｂ）とを有する積層シートであるハニカム状エレクト
レットフィルターおよびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハニカム状エレクトレッ
トフィルターおよびその製造方法に関し、特に、集塵性
に優れ、かつ、圧力損失が低く、捕集性能の持続性に優
れたハニカム状エレクトレットフィルターおよびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン、例えば、ポリプロピレ
ンを、メルトブロー法によって不織布に成形し、得られ
た不織布に直流高電圧を印加してエレクトレット化する
ことによりエレクトレット化不織布を製造する方法が、
特開昭６０−１６８５１１号公報、特開平２−１９７１
１０号公報等に開示されている。

【０００３】このエレクトレット化不織布は、例えば、
プリーツ状に形成してその内部に気流を通過させて、該
気流中のゴミ、塵等の微粒子を静電力により吸着して除
去するフィルターとして使用できることが知られてい
る。

【０００４】しかし、エレクトレット化不織布を用いる
フィルターは、（１）圧力損失が高く、また、（２）粒
子が詰まり易いことから寿命が短いという問題があっ
た。

【０００５】このような問題を解決するために、前記エ
レクトレット化不織布をハニカム状に成形してなるフィ
ルターが提案されている（特公昭５９−５１３２３号
等）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者らが
検討した結果、このようなハニカム状エレクトレット化
フィルターにおいても、必ずしも（１）低い圧力損失、
（２）高捕集性能、（３）長期寿命の３点のいずれもを
満足することはできないことが判明した。例えば、エア
コン用フィルターの場合、圧力損失がｍｍＡｑ以下、捕
集性能が１２％以上、タバコ粒子に対する捕集性能の寿
命が１００本以上であることが要求されている。

【０００７】そこで、本発明の目的は、このような低い
圧力損失を有し、捕集性能および長期にわたる捕集性能
の寿命に優れたエアコン用ハニカム状エレクトレットフ
ィルター、およびそのハニカム状エレクトレットフィル
ターを製造することができる方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、エレクトレット化された不織布積層シー
トをハニカム状に成形してなるハニカム状エレクトレッ
トフィルターであって、前記不織布積層シートが、フィ
ルム解繊糸からなるエレクトレット化不織布（Ａ）と、
メルトブローン法不織布からなるエレクトレット化不織
布（Ｂ）とを有する積層シートであるハニカム状エレク
トレットフィルターを提供するものである。

【０００９】また、本発明は、前記ハニカム状エレクト
レットフィルターを製造するための方法として、熱可塑
性樹脂フィルムをエレクトレット化してエレクトレット
化フィルムを形成した後、該エレクトレット化フィルム
を解繊してエレクトレット化不織布（Ａ）を形成する工
程と、熱可塑性樹脂からなるメルトブローン法不織布を
エレクトレット化してエレクトレット化不織布（Ｂ）を
形成する工程と、前記エレクトレット化不織布（Ａ）と
エレクトレット化不織布（Ｂ）とを積層して積層シート
を形成する工程と、該積層シートをハニカム状に成形す
る工程とを含むハニカム状エレクトレットフィルターの
製造方法をも提供するものである。

【００１０】以下、本発明のハニカム状エレクトレット
フィルター（以下、「本発明のフィルター」という）お
よびその製造方法について詳細に説明する。

【００１１】本発明のフィルターは、フィルム解繊糸か
らなるエレクトレット化不織布（Ａ）と、メルトブロー
ン法不織布からなるエレクトレット化（Ｂ）とを有する
積層シートをハニカム状に成形してなるものである。こ
の不織布（Ａ）および（Ｂ）は、熱可塑性樹脂からなる
ものである。用いられる熱可塑性樹脂は、特に制限され
ず、各種の熱可塑性樹脂を用いることができる。特に、
エレクトレット化が容易で、その電荷および捕集性能の
持続性が優れている点で、極性基を有するポリオレフィ
ン系重合体または該ポリオレフィン系重合体を含むポリ
オレフィン組成物が好ましい。この極性基を有するポリ
オレフィン系重合体またはポリオレフィン組成物とし
て、（Ａ）極性基を有する単量体と、α−オレフィンとの共
重合体、（Ｂ）酸化またはハロゲン化により、ポリオレフィンの
側鎖または主鎖に極性基を導入してなる変性ポリオレフ
ィン（Ｃ）ポリオレフィンまたは前記（Ｂ）の重合体に、極
性基を有する単量体をグラフト共重合してなる変性ポリ
オレフィン（Ｄ）未変性ポリオレフィンと、前記（Ａ）、（Ｂ）お
よび（Ｃ）から選ばれる少なくとも１種との混合物等の重合体単独、またはその混合物などを主要成分とし
て含む組成物が挙げられる。ここで、ポリオレフィン組
成物が、変性ポリオレフィンと未変性ポリオレフィンと
を含む場合、変性ポリオレフィンと未変性ポリオレフィ
ンとは、相互に同一のポリオレフィンからなるものであ
ってもよいし、異なるポリオレフィンからなるものであ
ってもよい。

【００１２】このポリオレフィン系重合体または該ポリ
オレフィン系重合体を含むポリオレフィン組成物が有す
る極性基としては、例えば、塩素原子、フッ素原子、臭
素原子、ヨウ素等のハロゲン原子；カルボニル基、ニト
ロ基等の原子団；あるいは、下記式： −ＣＯＯＣＨ₃、−ＣＯＯＣ₂Ｈ₅、−ＯＣＯＣＨ₃、
−ＯＣ₂Ｈ₅、−ＯＣＨ₂Ｃ₆Ｈ₅、−ＣＯＯＨ、−Ｏ
Ｈ、−ＮＨ₂、−ＣＯＮＨ₂、−ＣＯＯＮＨ₄、

【００１３】

【化１】

【００１４】で表される基などが挙げられる。これらの
極性基の１種または２種以上が、前記ポリオレフィン系
重合体またはポリオレフィン組成物に含まれていてもよ
い。以下、このポリオレフィン系重合体または該ポリオ
レフィン系重合体を含むポリオレフィン組成物を総称し
て「ポリオレフィン系組成物」という。

【００１５】また、前記（Ａ）極性基を有する単量体
と、α−オレフィンとの共重合体の具体例として、式
(iii)で表される基を有するペンタブロモフェニルメタ
クリレート、または式 (iv）で表される基を有する２，
４，６−トリブロモフェニルメタクリレート、あるいは
式 (v)で表される基を有するトリフロロエチルメタクリ
レート等と、エチレン、プロピレン等のα−オレフィン
との共重合体などが挙げられる。

【００１６】また、（Ｂ）酸化またはハロゲン化により
ポリオレフィンの側鎖または主鎖に極性基を導入してな
る変性ポリオレフィンの具体例として、ポリエチレン、
ポリプロピレン等を、オゾン、一酸化窒素等と反応させ
て酸化する、あるいはコロナ放電処理により表面を酸化
する等の処理により、分子内にカルボニル基やニトロ基
を形成してなるもの、またはポリオレフィンを塩素化し
て分子内に塩素原子を導入してなるものなどが挙げられ
る。

【００１７】さらに、（Ｃ）極性基を有する単量体をグ
ラフト共重合させてなる変性ポリオレフィンの具体例と
して、不飽和カルボン酸またはその誘導体から選ばれる
少なくとも１種の変性単量体で変性された変性ポリオレ
フィンが挙げられる。

【００１８】前記変性ポリオレフィン、または未変性ポ
リオレフィンの主成分であるポリオレフィンは、α−オ
レフィンの単独重合体、２種以上のα−オレフィンから
なる共重合体、またはこれらから選ばれる２種以上の混
合物である。α−オレフィンとしては、例えば、エチレ
ン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキ
セン、イソペンテン、４−メチル−１−ペンテン、３−
メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、１
−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセン等
が挙げられる。

【００１９】このポリオレフィンの具体例として、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−
４−メチル−１−ペンテン、エチレン・プロピレン共重
合体、エチレン・１−ブテン共重合体、エチレン・４−
メチル−１−ペンテン共重合体、プロピレン・１−ブテ
ン共重合体、４−メチル−１−ペンテン・１−デセン共
重合体等が挙げられる。これらの中でも、強度が高く、
適度な溶融粘度に調整するのが容易であり、メルトブロ
ー法による成形が容易である点で、ポリプロピレン、ポ
リ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテンが好
ましく、特にポリプロピレンが安価で成形し易く、エレ
クトレット化が容易であるため、特に好ましい。

【００２０】また、このポリオレフィンは、適度な流動
特性を示すため、メルトブロー法による不織布の製造が
容易であり、強度に優れた不織布が得られる点で、
［η］が、通常、０．５〜３ｄｌ／ｇ、好ましくは０．
７〜１．５ｄｌ／ｇ、特に好ましくは０．８〜１．３ｄ
ｌ／ｇの範囲のものが好ましい。本発明において、
［η］は１３５℃デカリン中で測定される値である。

【００２１】（Ｃ）変性ポリオレフィンは、前記ポリオ
レフィンに、不飽和カルボン酸およびその誘導体から選
ばれる少なくとも１種の変性単量体をグラフト共重合し
て変性してなるものである。この変性ポリオレフィン
は、未変性ポリオレフィンと同一ないしは相溶性の優れ
たポリオレフィンを用いることが好ましい。例えば、ポ
リオレフィン系組成物の成分として、変性ポリオレフィ
ンと未変性ポリオレフィンを含む組成物を使用する場
合、未変性ポリオレフィンとしてポリプロピレンを用い
るときには、グラフト変性ポリオレフィンの原料ポリオ
レフィンとして、ポリプロピレンを用いることが好まし
い。

【００２２】（Ｃ）変性ポリオレフィンをグラフト変性
するための変性単量体として用いられる不飽和カルボン
酸またはその誘導体として、例えば、不飽和カルボン
酸、その無水物、エステル、アミド、イミド、クロリド
などを挙げることができる。

【００２３】前記不飽和カルボン酸またはその誘導体の
具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢
酸、エチルアクリル酢酸、２，４−ペンタジエン酸、カ
ルボキシスチレン、マレイン酸、フマル酸、イタコン
酸、シトラコン酸、アリルコハク酸、メサコン酸、グル
タコン酸、ナジック酸、メチルナジック酸、テトラヒド
ロフタル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸ブチル、マレイン酸モノメチル、マ
レイン酸ジメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸
ジエチル、フマル酸モノメチル、フマル酸ジメチル、フ
マル酸モノエチル、フマル酸ジエチル、シトラコン酸モ
ノメチル、シトラコン酸ジメチル、シトラコン酸モノエ
チル、シトラコン酸ジエチル、ナジック酸モノメチル、
ナジック酸ジメチル、ナジック酸モノエチル、ナジック
酸ジエチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリ
シジル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラ
コン酸、メチルヘキサヒドロフタル酸、３，６−エンド
メチレン無水フタル酸、無水メチルテトラヒドロフタル
酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸モ
ノアミド、マレイン酸ジアミド、マレイン酸−Ｎ−モノ
エチルアミド、マレイン酸−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミド、
マレイン酸−Ｎ−モノブチルアミド、マレイン酸−Ｎ，
Ｎ−ジエチルアミド、フマル酸モノアミド、フマル酸ジ
アミド、フマル酸−Ｎ−モノエチルアミド、フマル酸−
Ｎ，Ｎ−ジエチルアミド、フマル酸−Ｎ−モノブチルア
ミド、フマル酸−Ｎ，Ｎ−ジブチルアミド、マレイミ
ド、Ｎ−ブチルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、
アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、アク
リル酸カリウム、メタクリル酸カリウム等が挙げられ、
これらは１種あるいは２種以上組み合わせて併用するこ
ともできる。これらの中では無水マレイン酸が好まし
い。

【００２４】上記変性単量体をポリオレフィンにグラフ
ト共重合させて（Ｃ）変性ポリオレフィンを調製する方
法としては、公知の種々の方法を採用することができ
る。例えば、ポリオレフィンと変性単量体とを、溶媒の
存在下または不存在下に、ラジカル重合開始剤を添加し
て、または添加せずに高温に加熱して反応させる方法に
よって行うことができる。また、この反応に際して、ス
チレン等の他のビニルモノマーを共存させてもよい。

【００２５】（Ｃ）変性ポリオレフィンにおける変性単
量体の含有量、すなわち（Ｃ）変性ポリオレフィンのグ
ラフト率は、通常、３モル％以下であり、特に１．５モ
ル％以下の範囲になるように調製することが好ましい。
特にポリオレフィン系組成物として変性ポリオレフィン
単独を使用して不織布（Ａ）および／または不織布
（Ｂ）を形成する場合は、グラフト率が１モル％以下で
あるのが好ましい。

【００２６】また、（Ｃ）変性ポリオレフィンの固有粘
度（１３５℃、デカリン）は、未変性ポリオレフィンと
の均一な混合が容易となり、適度な流動特性を有し、メ
ルトブローン法不織布の製造が容易となる点で、通常、
０．１〜３．０ｄｌ／ｇ、好ましくは０．３〜２．０ｄ
ｌ／ｇ、特に好ましくは０．５〜１．５ｄｌ／ｇであ
る。

【００２７】本発明において、未変性ポリオレフィンと
変性ポリオレフィンとを含むポリオレフィン系組成物を
前記不織布（Ａ）および不織布（Ｂ）の主材として用い
る場合、そのポリオレフィン系組成物における変性ポリ
オレフィン／未変性ポリオレフィンの含有割合は、通
常、重量比で０．１／９９．９〜２０／８０程度であ
り、好ましくは１／９９〜５／９５程度である。

【００２８】また、ポリオレフィン系組成物には、前記
変性ポリオレフィンおよび未変性ポリオレフィン以外
に、本発明の目的を損なわない範囲で、各種の添加剤を
配合してもよい。この添加剤としては、例えば、酸化防
止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、核剤、充填剤、スリ
ップ剤、アンチブロッキング剤、滑剤、難燃剤、可塑剤
等が挙げられる。

【００２９】さらに、ポリオレフィン系組成物の調製
は、各種の常用の方法にしたがって行なうことができ
る。例えば、前記変性ポリオレフィンおよび／または未
変性ポリオレフィン、ならびに必要に応じて各種の添加
剤を混合した後、溶融混練する方法にしたがって行うこ
とができる。用いられる混合機としては、例えば、リボ
ンブレンダー、Ｖ型ブレンダー、タンブラー、ヘンシェ
ルミキサー等があげられる。また、溶融混練は、例え
ば、一軸または二軸押出機、バンバリーミキサー、ニー
ダー、二本ロール等を用いて行うことができる。

【００３０】本発明のフィルターを構成する積層シート
は、前記ポリオレフィン系組成物を代表例とする熱可塑
性樹脂からなる不織布（Ａ）および不織布（Ｂ）を有
し、不織布（Ａ）はフィルム解繊糸からなるものであ
り、不織布（Ｂ）はメルトブローン法不織布からなるも
のであり、両層を構成する不織布は、エレクトレット化
されてなるものである。不織布（Ａ）と不織布（Ｂ）と
は、同一の成分からなる熱可塑性樹脂で形成されていて
もよいし、異なる成分からなる熱可塑性樹脂で形成され
ていてもよい。

【００３１】前記不織布（Ａ）は、フィルム解繊糸から
なるものであり、熱可塑性樹脂フィルムを解繊して製造
されるものであれば、その製造方法は特に制限されな
い。例えば、前記ポリオレフィン系組成物を代表例とす
る熱可塑性樹脂を押出機で溶融し、環状ダイから押出し
てフィルムを成形する。このフィルムをスリッターで一
定幅に切断し、もしくは切断せずにフィルムをその伸び
率以上に延伸することにより解繊して解繊糸を製造す
る。次に、この解繊糸を、例えば、カーディング等の装
置でシートの幅方向に均一に分散させ、次いで好ましく
はエンボスロール等で圧着することにより製造すること
ができる。

【００３２】この不織布（Ａ）は、単繊維の平均繊維径
が２０〜６０μｍであって、かつ目付量１０〜３０ｇ／
ｍ²、嵩密度０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ³、および平均
表面電荷密度０．１×１０^-9クーロン／ｃｍ²以上であ
るエレクトレット化不織布である。ここで、本発明にお
いて、単繊維の平均繊維径は、繊維試料表面の電子顕微
鏡写真（５００倍）を撮影し、得られた写真上で３０本
の繊維を任意に選び、その各繊維の繊維径をノギス等を
用いて測定し、各繊維径の測定値の平均値を計算して求
められる値である。

【００３３】また、不織布（Ａ）のエレクトレット化処
理は、フィルム成形時に行ってもよいし、不織布を成形
後に該不織布をエレクトレット化する方法によって行っ
てもよい。ここで、フィルム成形時に行なう場合は、エ
レクトレット化の効率に優れるため、捕集性能が、成形
後の不織布をエレクトレット化する場合と比べて良好と
なり好ましい。

【００３４】エレクトレット化は、不織布またはフィル
ムに直流電圧を印加して行なうことができる。印加され
る直流電圧値は、使用する電極の形状、電極間距離等、
また、エレクトレット化不織布に要求される帯電電荷
量、処理速度等に従って適宜選択される。例えば、電極
間距離が８ｍｍの場合、少なくとも−５ｋＶ、好ましく
は−６〜−２０ｋＶの直流電圧を不織布に印加して行う
ことができる。

【００３５】直流電圧の印加は、いずれの方法に従って
行ってもよく、特に制限されない。例えば、不織布また
はフィルムを直流電圧を印加した一対の電極間に通して
行う方法；不織布の表面にコロナ放電やパルス状高電圧
を加える方法；不織布の表裏両面を他の誘電体で保持
し、両面に直流高電圧を加える方法などいずれの方法に
よって行ってもよい。

【００３６】さらに、不織布（Ｂ）を構成するメルトブ
ローン法不織布は、まず、熱可塑性樹脂、好ましくは前
記したポリオレフィン系組成物を押出機等に供給して加
熱溶融、混練し、多数の細孔を有するメルトブロー用ダ
イから微細な樹脂流として押出す。押し出された樹脂流
を高速の加熱気体流と接触させて冷却、固化させて、微
細な繊維径の不連続繊維に形成し、この繊維を多孔性支
持体上に集積させることにより製造することができる。

【００３７】ポリオレフィン系組成物の溶融、混練にお
ける加熱温度は、ポリオレフィン系組成物の主成分であ
るポリオレフィンの融点によって適宜調整される。ポリ
オレフィンが減成して低分子量化せず、良好な機械的強
度を有する不織布が得られ、また、溶融されたポリオレ
フィン系組成物の溶融粘度が適度で溶融成形が容易とな
る点で、通常、２００〜３５０℃程度、特に、２２０〜
３００℃の範囲で行うことが好ましい。

【００３８】ポリオレフィン系組成物の溶融混練および
押出の吐出量は、通常、１０〜１３０ｋｇ／ｈｒ程度で
ある。

【００３９】また、用いられるメルトブロー用ダイは、
溶融されたポリオレフィン系組成物を吐出する細孔を先
端リップ部に、多数有するものであり、通常、幅１００
０〜２０００ｍｍのものである。この細孔は、先端リッ
プ部に、通常、８００〜３０００個形設されており、そ
の孔径は、通常、０．５ｍｍ程度である。

【００４０】また、メルトブロー用ダイにおいて、溶融
ポリオレフィン系組成物は、高速度の加熱気体と接触
し、分割されると共に、溶融状態でドラフトされて繊維
長方向へ引き延ばされると共に、さらに繊維径の微細化
が進行する。そのため、メルトブロー用ダイは、高速の
加熱気体流を導入し、ダイの内部またはダイの外部で、
溶融されたポリオレフィン系組成物と加熱気体流とを接
触させて微細な不連続単繊維に成形する装置を有する。
この装置は、メルトブロー用ダイの内部に加熱気体流の
吹出口を配設してなるものでもよいし、メルトブロー用
ダイの先端リップ外側に溶融されたポリオレフィン組成
物に加熱気体流を吹き付けるように加熱気体流の吹出口
を配設してなるものでもよい。

【００４１】加熱気体は、特に制限されず、コストの点
で加熱空気が一般に使用されるが、ポリオレフィン系組
成物の劣化を防止するために加熱された不活性気体を使
用してもよい。加熱気体流の温度は、通常、２００〜３
６０℃、特に好ましくは２３０〜３１０℃で、溶融され
たポリオレフィン組成物の温度より少なくとも１０℃程
度は高いことが好ましい。また、加熱気体流の流速は、
通常、１００〜６００ｍ／ｓｅｃ、特に２００〜４００
ｍ／ｓｅｃ程度であることが望ましい。

【００４２】メルトブロー用ダイから吐出される微細な
不連続単繊維を、多孔性支持体上に集積させてウエッブ
状のメルトブローン法不織布を得ることができる。この
多孔性支持体として、例えば、ステンレス、ポリエステ
ル等からなる網目構造体等を用いることができる。

【００４３】この不織布（Ｂ）は、単繊維の平均繊維
は、適度な通気性を有し、微細な粉塵に対する集塵性が
良好である点で、通常、０．５〜１０μｍ程度であり、
特に好ましくは１〜６μｍの範囲であり、繊維長は、通
常、５０〜４００ｍｍ程度である。また、嵩密度は０．
０５〜０．４０ｇ／ｃｍ³程度であり、目付量は、適度
な通気性を有し、強度の高い不織布が得られ、また、局
部的な目付量のばらつきが少ない点で、通常、５〜１０
０ｇ／ｍ²程度であり、特に１０〜８０ｇ／ｍ²の範囲
が好ましい。

【００４４】さらに、不織布（Ｂ）の厚さは、目付量と
嵩密度にしたがって決定されるが、通常、０．１／０．
７ｍｍ程度である。

【００４５】この不織布（Ｂ）のエレクトレット化は、
前記不織布（Ａ）のエレクトレット化と同様の方法で行
なうことができる。

【００４６】さらにまた不織布（Ｂ）の平均表面電荷密
度は、エレクトレットとして十分な集塵性能を発揮する
ことができる点で、通常、０．１×１０^-9クーロン／ｃ
ｍ²以上であり、好ましくは０．３〜５×１０^-9クーロ
ン／ｃｍ²である。

【００４７】また、エレクトレット化不織布（Ｂ）の構
成材である単繊維を形成する熱可塑性樹脂の極限粘度
［η］（１３５℃、デカリン）は、０．３〜１．５ｄｌ
／ｇであり、好ましくは０．５〜１．０ｄｌ／ｇであ
る。

【００４８】本発明のフィルターを構成する積層シート
は、前記不織布（Ａ）と不織布（Ｂ）を有するものであ
る。積層シートの層構成は、不織布（Ａ）／不織布
（Ｂ）の構成以外にも、不織布（Ｂ）／不織布（Ａ）／
不織布（Ｂ）および不織布（Ａ）／不織布（Ｂ）／不織
布（Ａ）の構成をとり得るが、不織布（Ａ）／不織布
（Ｂ）となる積層構造が、本発明の目的を達成できる点
で最も好ましい。

【００４９】また、積層シートにおける不織布（Ａ）の
好ましい厚さは０．１〜０．５ｍｍであり、不織布
（Ｂ）の好ましい厚さは０．１〜０．７ｍｍであり、積
層不織布シート全体の好ましい厚さは０．２〜１ｍｍで
ある。

【００５０】積層シートの製造は、前記不織布（Ａ）お
よび不織布（Ｂ）を、それぞれロール状に巻いておき、
そのロールからそれぞれ不織布を同一速度で繰り出し
て、積層一体化する装置に供給して積層し、得られる積
層シートを巻き取る方法を採用することができる。ま
た、不織布（Ａ）を成形するときに、不織布（Ｂ）を同
時に成形装置に導入して両者を積層する方法も採用する
ことができる。

【００５１】２つの不織布を積層一体化するための装置
としては、例えば、熱ロール、超音波融着等を挙げるこ
とができる。熱ロール法では両不織布シートを１１０℃
〜１４０℃に加熱したエンボスロールにより積層化処理
を行うことが好ましい。また、超音波融着においては、
周波数１０〜５０ｋＨｚ、ホーン圧力２〜４ｋｇ／ｃｍ
²の条件で積層することが好ましい。これらの積層方法
のうちでは成形体の剛性が高いためハニカム成形性が良
好な積層シートが得られる点で、電荷の消失が少ない熱
エンボス融着法がより好ましい。

【００５２】本発明のフィルターは、前記積層シートを
ハニカム状に成形してなるものである。この積層シート
をハニカム状に成形する方法としては、特に制限され
ず、例えば、前記積層シートを一定幅にスリット後、連
続的に折り畳み、または折り曲げ、不織布シートの全面
にひだを形成して厚さを持たせるとともに多数の連続空
隙、すなわちハニカム状セルを有する構造を形成する方
法が挙げられる。積層シート同士の接触の接着は、接着
剤や積層シート同士を融着させることにより相互に固着
させることが好ましい。

【００５３】このハニカム状セルの製造方法として、例
えば、図１（ａ）に示すように、不織布（Ａ）と不織布
（Ｂ）とを有する積層シート１を連続的に折り曲げ、多
数の山部２と谷部３を連続して有する第１シート４を作
製する。この第１シート４を、不織布（Ａ）と不織布
（Ｂ）とを有する積層シートからなる平坦な第２シート
５に重ね合わせ、谷部３の底部６を第２シート５の表面
に接着して、図１（ｂ）に示すように、構成単位７を作
製する。次に、このような構成単位７を所要枚数作製し
た後、図１（ｃ）に示すように、第１の構成単位７₁と
第２の構成単位７ ₂を積層し、第１の構成単位７₁の山
部２の頂部８を第２の構成単位７₂の下表面に接着し、
さらに、同様に第２の構成単位７₂の上に第３の構成単
位７₃を積層して、第２の構成単位７₂の山部の頂部を
第３の構成単位７₃の下表面に接着する。この積層およ
び接着工程を繰り返して、あるいは第１シート４と第２
シートを積層した一対の組合せを多数形成し、その一対
の組合せを所要枚数重ねて、多数のハニカム状セル９を
有する構造体を形成する方法を挙げることができる。

【００５４】本発明のフィルターは、ハニカムの厚さが
５〜２０ｍｍ、ハニカムの単位セルの形状は図１に示す
ようなものであり、通常、セルの高さが１〜５ｍｍ、セ
ルの底辺が２〜１０ｍｍのものである。

【００５５】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれら
の実施例になんら制約されるものではない。

【００５６】（実施例１）密度０．９１ｇ／ｃｍ³、か
つＭＦＲが８００ｇ／１０分（ＡＳＴＭＤ１２３
８）であるポリプロピレン（Ａ）９７重量部と、無水マ
レイン酸変性ポリプロピレン（Ｂ）（無水マレイン酸の
グラフト量：２．７重量％、固有粘度：０．３ｄｌ／
ｇ）３重量部とを、タンブラーブレンダーで混合してポ
リオレフィン組成物（組成物Ｉ）を調製した。この組成
物Ｉ中の無水マレイン酸の含有量は、３．９×１０^-2モ
ル％であった。

【００５７】次に、この組成物Ｉをスクリュー径６５ｍ
ｍφの単軸押出機に投入し、３１０℃で溶融させ、押出
機の先端に接続されたメルトブロー用ダイから２０ｋｇ
／ｈｒの吐出量で押出すとともに引き取り速度１３ｍ／
ｍｉｎで引き取り、メルトブローン法不織布を成形し
た。使用したメルトブロー用ダイは、ダイ幅：１．３ｍ
でダイ全幅にわたって２列の成形孔（孔径：０．５ｍｍ
φ、孔間隔：０．８ｍｍ）が開口されているものであ
る。また、この成形において、メルトブロー用ダイに
は、３２０℃の加熱空気を５００ｍ³／ｈｒの流量で注
入した。

【００５８】得られたメルトブローン法不織布の厚さは
０．４９ｍｍ、目付量は３０ｇ／ｍ ²、嵩密度は０．０
６７ｇ／ｃｍ³であった。また、メルトブローン法不織
布を構成する繊維を顕微鏡で観察して平均繊維径を測定
したところ、４μｍであった。さらに、この繊維を形成
する樹脂の［η］は０．５８ｄｌ／ｇであった。

【００５９】次に、このメルトブローン法不織布を、針
状電極を長さ方向に５ｍｍ間隔で２列に配列して構成し
てなる電荷印加装置に、−１８ｋＶの直流電圧を印加し
ながら、２０ｍ／ｍｉｎの速度で連続的に通過させて、
エレクトレット化メルトブローン法不織布を製造した。

【００６０】得られたエレクトレット化メルトブローン
法不織布の平均表面電荷密度を測定したところ、１．２
×１０^-9クーロン／ｃｍ²であった。なお、この平均表
面電荷密度の測定は、理化学研究所製の表面電荷密度測
定装置を用い、面積１ｃｍ²の電極プローブを不織布表
面に接触させて行なった。

【００６１】ポリプロピレン（三井石油化学工業株式会
社製、ハイポールＢ２００、ＭＦＲ：０．５ｇ／１０
分）９０００ｇ、ポリカーボネート（ゼネラルエレクト
リック社製、レキサン１０１）５００ｇおよび無水マレ
イン酸変性ポリプロピレン（無水マレイン酸グラフト変
性量：３重量％）５００ｇを混合して樹脂組成物を調製
した。

【００６２】得られた樹脂組成物を、インフレーション
フィルム成形機（東芝機械（株）製）に供給して、２４
０℃で、厚さ３０μｍのフィルムに成形した。次に、こ
のフィルムを、１３５℃に加熱された熱板にて長手方向
に６．６倍の延伸倍率で延伸して延伸フィルムを得た。
次に、延伸フィルムを、印加電圧−９ｋＶ（直流）、電
極間隔：８ｍｍのコロナ放電極に滞留時間０．５秒で供
給して荷電処理を施した後、針山状ロールに掛けて、網
目状に解繊し、得られたエレクトレット化解繊糸を紙管
に巻き取った。このエレクトレット化解繊糸をカッター
で９０ｍｍに切断し、開綿機により開綿してエレクトレ
ット化原綿を得た。

【００６３】次に、このエレクトレット化原綿をウェッ
ブ・フォーミング・マシンに供給して、ウェッブに成形
した。

【００６４】このウェッブと前記エレクトレット化メル
トブローン法不織布とを、１３０℃に設定した熱エンボ
スロールに供給してボンディングにより貼り合わせて、
目付量：２５ｇ／ｍ²、厚さ０．３２ｍｍのエレクトレ
ット化不織布の積層シートを得た。

【００６５】次に、この積層シートを図１（ａ）〜
（ｃ）に示す工程にしたがって、３０段のハニカム状シ
ートからなり、底辺４．２ｍｍ、高さ２．７ｍｍのハニ
カムセルを７０個有するハニカム状エレクトレットフィ
ルターを製造した。このハニカム状エレクトレットフィ
ルターを切断し、縦７０ｍｍ、横２９７ｍｍ、厚さ５ｍ
ｍの試験用フィルターを作成した。

【００６６】この試験用フィルターの捕集効率を、下記
の方法にしたがって測定した。測定結果は、各時間とも
５個の測定値の平均値で表示した。結果を表１に示す。

【００６７】捕集効率の測定図２に概略を示す装置を用いて捕集効率を測定した。ま
ず、エアロゾル発生機（日本科学工業社製）１１からＮ
ａＣｌ粒子（粒径：０．３μｍ）をエアーフィルター１
２を通じて清浄な空気を導入したチャンバー１３内に供
給した。該チャンバー１３内のＮａＣｌの濃度が一定
（２〜６×１０⁶個／ｃｍ³）になった後、吸引装置１
４により、チャンバー１３の底部に配置したフィルター
試料１５を介して矢印Ａの方向に吸引し、フィルター通
過風速が一定速度（ｖ＝１０ｃｍ／ｓｅｃ）となった時
のフィルター試料２５の上流１６および下流１７側にお
けるＮａＣｌ粒子濃度ＣinおよびＣout をそれぞれパー
ティクルカウンター（リオン社製、ＫＣ−０１Ｂ）１８
ａ、１８ｂによって測定し、下記式によって捕集効率を
求めた。１９は流速計、２０は流量調節バルブである。捕集効率Ｅ＝（１−Ｃout ／Ｃin）×１００［％］

【００６８】圧力損失の測定差圧計（山武ハネウエル社製、ＫＤ１４６）を用い、捕
集効率の測定と同時に行った。

【００６９】フィルター寿命の測定図３に示すとおり、内容積１ｍ³のアクリル樹脂製の箱
２１の内部に市販のエアコン（松下電気産業（株）製、
エオリア）２２および撹拌ファン２３を設置した装置を
用意した。次に、試験フィルターをエアコン内にセット
し、箱２１内に煙草を燃焼させて発生する煙を注入した
後、箱２１内の煙濃度の減衰を、粉塵計（柴田科学
（株）製、Ｐ−５）を用いて測定した。最初に、フィル
ターをエアコンにセットしない状態で、箱２１内にタバ
コ１本を燃焼させたときに発生する煙を注入した後、エ
アコン２２を作動させ初期濃度の１／２となる半減期を
求め、ブランク値とする。煙草を所定本数燃焼させ、発
生した煙をフィルターに捕集させて、その箱内の粉塵量
の半減時間がブランク値と初期値の差の１／２まで到達
したときの煙草の積算燃焼本数をフィルターの寿命とす
る。

【００７０】（実施例２）実施例１の組成物Ｉにおい
て、ポリプロピレン（Ａ）／（無水マレイン酸グラフト
変性ポリプロピレン（Ｂ））の配合比を９５／５に変更
する以外は、実施例１と同様にしてエレクトレット化不
織布を製造し、さらに、フィルターを作成した。フィル
ターの作成に用いた組成物中の無水マレイン酸の含有量
は、６．５×１０^-2モル％であった。得られたフィルタ
ーの嵩密度は０．０６５ｇ／ｃｍ3 、平均表面電荷密度
は１．４×１０^-9クーロン／ｃｍ²、繊維を形成する樹
脂の［η］は０．５７ｄｌ／ｇ、平均繊維径は４μｍで
あった。また、フィルターの初期性能、ならびにタバコ
寿命を測定した。結果を表１に示す。

【００７１】（実施例３）実施例１の方法により得られ
たフィルターの代わりに、超音波処理（処理条件；ホー
ン圧力：２．６ｋｇ／ｃｍ²、周波数：２０ｋＨｚ、処
理速度：２５ｍ／ｍｉｎ）によりエレクトレット化不織
布（Ａ）とエレクトレット化不織布（Ｂ）とを積層する
ことによって得られた積層不織布シートを用いる以外は
実施例１と同様に行って、フィルターを作製し、そのフ
ィルターの初期性能、および煙草寿命を測定した。結果
を表１に示す。

【００７２】（比較例１）実施例１のフィルターの代わ
りに、解繊糸より得られたエレクトレット化不織布のみ
を用いる以外は、実施例１と同様にしてハニカム状エレ
クトレットフィルターを製造した。得られたフィルター
の嵩密度は０．０９２ｇ／ｃｍ³、目付けは２５ｇ／ｃ
ｍ²であった。また、フィルターの初期性能、ならびに
タバコ寿命を測定した。結果を表１に示す。

【００７３】（比較例２）実施例１のエレクトレットフ
ィルターの代わりに、メルトブローン法により得られた
エレクトレット化不織布（Ｂ）のみを用いる以外は、実
施例１と同様にしてハニカム状エレクトレットフィルタ
ーを製造した。得られたフィルターの嵩密度は０．０６
７ｇ／ｃｍ³、目付量は２５ｇ／ｃｍ²、平均表面電荷
密度は１．３×１０^-9クーロン／ｃｍ²であった。ま
た、フィルターの初期性能、ならびにタバコ寿命を測定
した。結果を表１に示す。

【００７４】

【００７５】

【発明の効果】本発明のハニカム状エレクトレットフィ
ルターは、前記不織布（Ａ）と不織布（Ｂ）の２層以上
からなり、従来のメルトブローン法不織布のみからなる
ハニカム状エレクトレットフィルターに比べて圧力損失
が低く、かつ捕集性能が優れている。また、従来の解繊
糸からなる不織布で構成されるフィルターに比べると捕
集性能の長期寿命が優れている。

【００７６】そのため、本発明のハニカム状エレクトレ
ットフィルターは、上記の特長を生かしてエアコン、空
気清浄機、掃除機、ファンヒーター、一般空調機器用、
自動車室内用等のエアフィルターとして好適に使用する
ことができる。

【００７７】また、本発明のハニカム状エレクトレット
フィルターは、エアーフィルターとして用いた場合、初
期の捕集性能が高いだけでなく、その捕集性能が持続
し、フィルターの寿命が長いため、有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のハニカム状エレクトレットフィルタ
ーの製造方法の主要工程を説明する図。

【図２】本発明の実施例および比較例において行なっ
た捕集効率の測定方法を説明する概略図。

【図３】本発明の実施例および比較例において行なっ
たフィルター寿命の測定方法を説明する概略図。

【符号の説明】

１積層シート２山部３谷部４第１シート５第２シート６谷部３の底部７構成単位８山部２の頂部９ハニカム状セル１１エアロゾル発生機１２エアーフィルター１３チャンバー１４吸引装置１５フィルター試料１６フィルター試料１５の上流１７フィルター試料１５の下流１８ａ，１８ｂパーティクルカウンター１９流速計２０流量調節バルブ２１箱２２エアコン２３撹拌ファン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白井博典山口県玖珂郡和木町和木六丁目１番２号三井石油化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エレクトレット化された不織布積層シート
をハニカム状に成形してなるハニカム状エレクトレット
フィルターであって、前記不織布積層シートが、フィル
ム解繊糸からなるエレクトレット化不織布（Ａ）と、メ
ルトブローン法不織布からなるエレクトレット化不織布
（Ｂ）とを有する積層シートであるハニカム状エレクト
レットフィルター。
【請求項２】熱可塑性樹脂フィルムをエレクトレット化
してエレクトレット化フィルムを形成した後、該エレク
トレット化フィルムを解繊してエレクトレット化不織布
（Ａ）を形成する工程と、熱可塑性樹脂からなるメルト
ブローン法不織布をエレクトレット化してエレクトレッ
ト化不織布（Ｂ）を形成する工程と、前記エレクトレッ
ト化不織布（Ａ）とエレクトレット化不織布（Ｂ）とを
積層して不織布積層シートを形成する工程と、該不織布
積層シートをハニカム状に成形する工程とを含むハニカ
ム状エレクトレットフィルターの製造方法。
【請求項３】前記積層を熱エンボス融着法で行う請求項
２に記載のハニカム状エレクトレットフィルターの製造
方法。
【請求項４】前記積層を超音波融着法で行う請求項２に
記載のハニカム状エレクトレットフィルターの製造方
法。
【請求項５】前記積層をニードルパンチ法で行う請求項
２に記載のハニカム状エレクトレットフィルターの製造
方法。