JPH08117526A - エレクトレットフィルター - Google Patents
エレクトレットフィルターInfo
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- JPH08117526A JPH08117526A JP26268094A JP26268094A JPH08117526A JP H08117526 A JPH08117526 A JP H08117526A JP 26268094 A JP26268094 A JP 26268094A JP 26268094 A JP26268094 A JP 26268094A JP H08117526 A JPH08117526 A JP H08117526A
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Abstract
間剥離のない低圧力損失で高捕集効率を有するエレクト
レットフィルターを提供する。 【構成】 エレクトレットスプリット繊維層に熱融着繊
維層を表面にして交互に積層し、これらの層の厚さ方向
で、層を越えて繊維絡合した融着部を有するエレクトレ
ットフィルター。
Description
ている微粒子の捕捉に用いられるフィルターに関し、特
に嵩高性を有しているにもかかわらず、毛羽立ちと層間
剥離のない低圧力損失で高捕集効率を有するエレクトレ
ットフィルターに関する。
開昭57−105217号公報はそれぞれエレクトレッ
トスプリット繊維からなるエレクトレットフィルターを
開示している。前者は荷電されたスプリット繊維のみを
集合してなるエレクトレットフィルターを開示してお
り、その実施例において作製されるフィルターは0.0
5g/cc程度の比較的小さい嵩密度を有すると推定さ
れる。かかるスプリット繊維からなるエレクトレットフ
ィルターは繊維絡合力が弱いためスプリット繊維の毛羽
立ちが多く、精密な濾過を必要とする分野にはフィルタ
ーとして好ましいものではなかった。後者はエレクトレ
ットスプリット繊維と、これより細い非エレクトレット
繊維とを単に混合してなるエレクトレットフィルターを
開示している。この技術ではエレクトレット繊維に細い
非エレクトレット繊維を混存させることにより、機械的
捕集効果を向上させ、使用時におけるフィルターの捕集
効率の低下を防ごうとしている。しかしながら、後者の
フィルターにおいてもエレクトレットスプリット繊維の
毛羽立ちは多いという問題があった。
トレットスプリット繊維からなる嵩高なエレクトレット
フィルターにおいて、表裏面に生じるスプリット繊維の
毛羽立ちと層間剥離を解消して、なおかつ低圧力損失で
高捕集効率を有するエレクトレットフィルターを提供せ
んとするものである。
フィルターは少なくとも一層の熱融着繊維層とエレクト
レットスプリット繊維層とが表面を熱融着繊維層にして
積層され、層の厚さ方向で機械的交絡により、層を越え
て繊維絡合した融着部を部分的に、または全面にわたっ
て有するエレクトレットフィルターに関する。
た繊維層はニードルパンチ加工やエアーパンチ加工で層
の厚さ方向に繊維の充填密度が上がらないように繊維絡
合させ、次いで加熱により融着一体化される。繊維の絡
合は異なる繊維層を越えて厚さ方向に行われ、熱融着繊
維層にエレクトレットスプリット繊維が混入し、又はエ
レクトレットスプリット繊維層に熱融着繊維が混入し、
強固な融着結合により層間が一体化され、嵩高なフィル
ターにもかかわらず、毛羽立ちと層間剥離のないエレク
トレットフィルターが得られる。
ットスプリット繊維層の層数はそれぞれが少なくとも一
層を多層に交互に積層され、ニードルパンチ加工前のそ
の実施態様を図1に例示する。この実施態様は7層から
なり、1は熱融着繊維層、2はエレクトレットスプリッ
ト繊維層である。熱融着繊維層の目付は5〜30g/m
2 、より好ましくは10〜20g/m2 であり、又エレ
クトレットスプリット繊維層の目付は10〜100g/
m2 、より好ましくは20〜50g/m2 であり、この
範囲内であればエレクトレットスプリット繊維の毛羽立
ちと層間剥離の発生をおさえたエレクトレットフィルタ
ーが得られる。
繊維が熱により溶融し、隣り合う繊維と融着した繊維層
であり、その繊維の層中の熱融着繊維含有量は50%以
上、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上
であり、100%であってもかまわない。本発明で用い
られる熱融着繊維の繊度は1〜100デニール、より好
ましくは3〜50デニール、最も好ましくは5〜30デ
ニールである。熱融着繊維の断面は丸断面、短形断面等
の種々の形状が用いられる。熱融着繊維は単一成分の樹
脂でもよく、複数成分からなるものであってもよい。多
成分からなる熱融着繊維としては、サイドバイサイド構
造やシースコア構造を有する断面形状が挙げられる。例
えば、シースコア構造を有する繊維についてはシース部
の方がコア部より溶融温度が低い樹脂を用いる。このよ
うな組合せとしては、例えばシースをポリエチレンやエ
チレン酢ビ共重合物、コアをポリプロピレンとする組合
せやシースを溶融温度の低い共重合ポリエステル、コア
をポリエチレンテレフタレートとする組合せ等が挙げら
れる。このように溶融温度の異なる樹脂を組合せ、繊維
の表面に溶融温度の低い繊維とすることで所定の温度に
おいて表面部分だけを溶融させ、内部の繊維の形状はそ
のまま保持することができる。
繊維層中のエレクトレットスプリット繊維の含有量は5
0%以上、好ましくは70%以上、より好ましくは80
%以上であり、100%であってもよい。この含有量の
高い程好ましいのはフィルターが高い濾過性能 発揮す
るためである。本発明におけるエレクトレットスプリッ
ト繊維は120℃雰囲気温度において初期表面電荷密度
の値に対して70%以上の保持率で表面電荷密度を維持
していることが好ましい。なぜなら、熱融着繊維のシー
ス成分を熱で溶解させ繊維間の結合を達成させた後に
も、十分な捕集効率を有していることが重要であるから
である。
繊維の樹脂はポリプロピレン、ポリエチレン、シンジオ
タクチックポリスチレンなどのポリオレフィン系ポリマ
ー、ポリ−4−メチル−1−ペンテンなどのα−ポリオ
レフィン系ポリマー、テフロン等のフッ素系ポリマー、
ポリカーボネート、ポリエステルなどが挙げられる。こ
れらの樹脂から溶融押出しによりキャストフィルムを作
製し、次いでこのフィルムを5〜10倍に縦あるいは横
方向に延伸することにより延伸フィルムを形成する。そ
の後、荷電によりエレクトレットフィルムとし、開繊カ
ッターでスプリットして繊維とすれば、エレクトレット
スプリット繊維が得られる。延伸フィルムのエレクトレ
ット化はコロナ放電、電界放電、電子線照射、摩擦帯電
などの荷電法によって行なうことができ、又これらの荷
電法を組合わせてもよい。
繊維に耐熱性を付与するため、添加剤を用いることが好
ましい。このような添加剤として、リン酸ビス(4−t
−ブチルフェニル)ナトリウム、ソディウム2,2’−
エチリデンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)ホ
スフェートのような樹脂改良剤、トリス(3,5−ジ−
t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレー
ト、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ
−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,1ビス(2’
−メチル−4’−ヒドロキシ−5’−t−ブチルフェニ
ル)ブタン、2,2−チオ−ジエチレンビス〔3−
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロピオネート〕、3,9−ビス〔2−{3−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニ
ルオキシ}−1,1−ジメチルエチル〕−2,8,10
−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン、ビス
(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリト
ールジホスファイト、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−
4−メチルフェニル)ペンタエリストリトールジホスフ
ァイト、エチリデンビス(4,6−ジ−t−ブチルフェ
ニル)オクチルホスファイト、トリス−(2,4−ジ−
t−ブチルフェニル)ホスファイトのような抗酸化剤、
3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリア
ゾール、デカンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド
のような重金属不活性剤、2−(2’−ヒドロキシ−
5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−
(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチル
フェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2,2’
−メチレンビス〔4−(1,1,3,3−テトラメチル
ブチル)−6−(2N−ベンゾトリアゾール−2−イ
ル)フェノール〕、ビス(5−ベンゾイル−4−ヒドロ
キシ−2−メトキシフェニル)メタン、テトラキス
(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−
1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート、1,
2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル/β,
β,β',β’−テトラメチル−3,9−〔2,4,8,
10−テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン〕ジエ
チル(混合)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキ
シレートのような光安定剤、ステアリン酸マグネシウ
ム、ステアリン酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウ
ムのような脂肪酸金属塩などを挙げることができる。こ
れらの添加量は、添加剤の種類によっても異なるが、
0.05〜5重量%の範囲が効果的である。
維を作るスプリット法には、針式カッター、ねじ式カッ
ター、ブレード式カッターなどによりフィルムをスプリ
ットする方法がある。本発明に用いるエレクトレットス
プリット繊維の平均スプリット幅は10μm〜500μ
m、より好ましくは20μm〜300μm、最も好まし
くは40μm〜200μmである。なお、エレクトレッ
トフィルムの厚さは3μm〜30μmが好ましい。エレ
クトレットスプリット繊維の表面電荷密度はルースの式
で示される最大表面電荷密度を有することが好ましい
が、それに限定されるものではない。
レットスプリット繊維層が多層化された後、ニードルパ
ンチ加工により、層の厚さ方向に繊維を絡合させる。図
2はニードルパンチ後のその断面図であり、1が熱融着
繊維層、2がスプリット繊維層、3が層間を結びつける
ニードルパンチ加工で生じた絡合繊維の融着部の配列状
態を示している。これにより、熱融着繊維がエレクトレ
ットスプリット繊維層中で、あるいは/又はエレクトレ
ットスプリット繊維が熱融着繊維層中で層の厚さ方向と
大略垂直方向に繊維配列する。ニードルパンチ加工のパ
ンチ密度は10〜500パンチ/inch2 、より好ましく
は30〜200パンチ/inch2 、最も好ましくは50〜
100パンチ/inch2 である。パンチ密度がこの範囲を
越えると熱融着繊維とエレクトレットスプリット繊維の
混合が促進されて、嵩高性が失われたり、毛羽立ちが生
じるといった問題がある。
理すると熱融着繊維はエレクトレットスプリット繊維や
熱融着繊維と融着一体化し、嵩高で毛羽立ちのないフィ
ルターが得られる。熱処理の温度は用いる熱融着繊維の
融点で決められ、ポリエチレンならば130℃、エチレ
ン酢ビ共重合体や共重合ポリエステルでは120℃がよ
い。これらの温度で短時間に熱処理するとエレクトレッ
トスプリット繊維のエレクトレット性の低下は極めて小
さいので、捕集効率の低下は問題とならない。本発明に
おいて、熱融着繊維層とエレクトレットスプリット繊維
層の層数はそれぞれ少なくとも一層が交互に積層される
が、熱融着繊維層のいずれか一層が補強材であってもか
まわない。ここで言う補強材とはプラスチックネット、
不織布であり、フィルターの剛性向上、フィルターのハ
ンドリング性向上、フィルターの易プリーツ化のために
用いる。この補強材はフィルターの表面でも、フィルタ
ーの中層にあってもかまわない。本発明において、熱融
着繊維層とエレクトレットスプリット繊維層には抗菌繊
維、脱臭繊維、芳香繊維、難燃繊維、融着繊維やエレク
トレット繊維をそれら繊維層の機能を失わない範囲で混
合してもさしつかえない。以下、実施例において本発明
をさらに詳細に説明する。
ピレン製(ラウリン酸アルミニウム0.3%含有)エレ
クトレットフィルムスプリット繊維からなる目付20g
/m2 のエレクトレットスプリット繊維層とシースが共
重合ポリエステルでコアがポリエチレンテレフタレート
からなる熱融着繊維の目付10g/m2の熱融着繊維層
(繊度4デニール)とを熱融着繊維層が表裏面にくるよ
うに都合5層を積層し、次いでパンチ密度をそれぞれ5
0、100、200パンチ/inch 2 と変えてニードルパ
ンチ加工を施し、その後120℃で30秒間熱風オーブ
ン中で熱処理をし、フィルター1(実施例1)、フィル
ター2(実施例2)及びフィルター3(実施例3)を作
製した。得られたフィルターはフィルター通過風速10
cm/秒で空気を流しながらフィルターの上流側と下流
側で、0.3μm直径の粒子の大気塵濃度を粒子計測器
(RION)により計測し、粒子捕集効率を求めた。圧
力損失はマノスターゲージで読み取った。フィルターの
毛羽立ちについては10cm角のフィルターを2つ折り
にしてその折り目の頂点に2mmを越える単繊維の毛羽
が存在する場合を毛羽立ちあり、2mmを越える単繊維
の毛羽のない場合を毛羽立ちなしと判定した。
ト繊維層をニードルパンチ密度として50、500パン
チ/inch2 でニードルパンチ加工を施して、実施例1と
同じ条件で比較例1と2のフィルターを作製した。比較
例3として、実施例1と同じ繊維層構成でパンチ密度5
00パンチ/inch2 でニードルパンチ加工を施して、同
様にフィルターとした。これらの試験結果を表1に示し
た。実施例1,2と3はいずれも比較例1,2と濾過性
能では大差ないが、毛羽立ちに関して有意な差を生じ
る。比較例3はニードルパンチの密度が大き過ぎるた
め、毛羽立ちがあり、濾過性能の低下も認められた。層
間剥離はいずれの実施例、比較例も問題なかった。
用いた。目付40g/m2 のエレクトレットスプリット
繊維層、エチレン酢ビ共重合体とポリプロピレンからな
る熱融着繊維の目付15g/m2 の熱融着繊維層(繊維
6デニール)そして、補強材としてこの熱融着繊維と同
じ樹脂からなるネット(目開き4mm、目付50g/m
2 )とをエレクトレットスプリット繊維層を中層として
重ね合わせ、パンチ数100パンチ/inch2 でニードル
パンチ加工し、120℃のエアースル型オーブンで20
秒間熱処理を施し実施例4のフィルターを作製した。試
験結果を表2に示した。実施例4のフィルターは補強材
としてネットを用いることにより、スプリット加工性が
すぐれ、耐風圧性もよく、エアーブローでフィルター面
(熱融着繊維層側)を清掃しても毛羽立ちは生じなかっ
た。
用いた目付30g/m 2 のエレクトレットスプリット繊
維層、実施例1と同じ諸元の熱融着繊維を用いた目付1
5g/m2 の熱融着繊維層、そして補強材として目付1
2g/m2 のスパンボンド不織布とをエレクトレットス
プリット繊維層を中層として重ね合わせ、パンチ50密
度パンチ/inch2 でニードルパンチ加工し、次いで12
0℃で1分間オーブン熱処理し、実施例5のフィルター
を作製した。このフィルターはスパンボンド不織布によ
り縦、横方向の引張りによる寸法安定性が極めて秀れて
いた。
ードルパンチ加工のみせずに、他は実施例1と同様にし
て比較例4を作製した。このフィルターは毛羽立ちはな
いものの熱融着繊維層とエレクトレットスプリット繊維
層の界面で容易に層間剥離を生じた。
エレクトレットスプリット繊維層に熱融着繊維層を表面
にして交互に積層し、これらの層の厚さ方向で、層を越
えて繊維絡合した融着部を形成するエレクトレットフィ
ルターとすることにより、嵩高性を有しているにもかか
わらず表面の毛羽立ちと層間剥離のない、低圧力損失で
高捕集効率のエレクトレットフィルターを提供すること
ができる。
ト繊維層と熱融着繊維層の積層状態を示す模式図であ
る。 図1において 1:熱融着繊維層 2:エレクトレットスプリット繊維層
の断面図である。1はエレクトレットスプリット繊維
層、2は熱融着繊維層、3はこれらの層間を結びつける
絡合繊維の融着部を示している。図2において 1:熱融着繊維層 2:エレクトレットスプリット繊維層 3:絡合部 を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも一層の熱融着繊維層とエレク
トレットスプリット繊維層とが表面を熱融着繊維層にし
て積層され、これらの層の厚さ方向で機械的交絡により
層を越えて繊維絡合した融着部を部分的に、または全面
にわたって有してなることを特徴とするエレクトレット
フィルター。 - 【請求項2】 熱融着繊維層のいずれか一層が補強材で
ある請求項1記載のエレクトレットフィルター。 - 【請求項3】 補強材がプラスチックネットである請求
項2記載のエレクトレットフィルター。 - 【請求項4】 補強材が不織布である請求項2記載のエ
レクトレットフィルター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26268094A JP3465761B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | エレクトレットフィルター |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26268094A JP3465761B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | エレクトレットフィルター |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08117526A true JPH08117526A (ja) | 1996-05-14 |
JP3465761B2 JP3465761B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=17379103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26268094A Expired - Lifetime JP3465761B2 (ja) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | エレクトレットフィルター |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3465761B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003047811A (ja) * | 2001-08-08 | 2003-02-18 | Toyobo Co Ltd | エレクトレット濾材およびその製造方法 |
JP2009136735A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Toyobo Co Ltd | エレクトレット濾材およびフィルタユニット |
JP2009136736A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Toyobo Co Ltd | エレクトレット濾材およびフィルタユニット |
JP2010528844A (ja) * | 2007-06-08 | 2010-08-26 | ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド | 多層フィルタ媒体 |
WO2016129615A1 (ja) * | 2015-02-11 | 2016-08-18 | 日本バイリーン株式会社 | 濾過材、それを用いたフィルタエレメント、及び濾過材の製造方法 |
-
1994
- 1994-10-26 JP JP26268094A patent/JP3465761B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009136735A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Toyobo Co Ltd | エレクトレット濾材およびフィルタユニット |
JP2009136736A (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Toyobo Co Ltd | エレクトレット濾材およびフィルタユニット |
WO2016129615A1 (ja) * | 2015-02-11 | 2016-08-18 | 日本バイリーン株式会社 | 濾過材、それを用いたフィルタエレメント、及び濾過材の製造方法 |
JPWO2016129615A1 (ja) * | 2015-02-11 | 2017-11-24 | 日本バイリーン株式会社 | 濾過材、それを用いたフィルタエレメント、及び濾過材の製造方法 |
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---|---|
JP3465761B2 (ja) | 2003-11-10 |
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