JPS59228918A

JPS59228918A - 高性能濾過材

Info

Publication number: JPS59228918A
Application number: JP10180483A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Hirakawa; 董平川
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1983-06-09
Filing date: 1983-06-09
Publication date: 1984-12-22

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】産業上の利用分野本発明は高性能ｆ過材に関し、さらにくわしくは濾過特
性にすぐれ、かつ強力の大きな高性能ｒ過材に関する。

従来技術従来空気中の粉塵を除去し清浄な環境を得る目的で各種
のｆ過材が用いられている。その中でも特に微粉塵を除
去し高度な清浄環境を要求されるクリーン・ルーム、ク
リーン・ベンチ、病院の無菌室、原子力の放射性粉塵除
去など、超微ｎをｒ遇する必要のある分野に対しては１
μｍ以下の粉塵を高効率で捕集するために繊維径の小さ
なｒ過材が必要とされ。

主としてガラスマイクロウールを湿式抄紙法により抄造
した不織布が用いられてきた。

そこで用いられているガラスマイクロウールに、通常平
均繊維径１μｍ以下の小径繊維からなり、その製造法に
由来する繊維径分布を有するものであるが、径の太す繊
維との混抄については大きな注意が払われてぃなかった
。

一方特開昭５４−９０６８号公報には、径の太い繊維を
混抄することについての記載があるが、繊維径について
の具体的な記載はないばかりでなく、本願発明のように
大、中、小３種類の繊維径を有する繊維の混抄したｆ過
材について注目したものではない。

発明の目的これらの高性能ｒ過材の問題点は、濾過抵抗、すなわち
圧力損失が高い仁とである。このため高性能濾過材は通
常、ひだ状に折りたたまれ、濾過面積を可能な限り増大
した形でユニット化される。ユニットとしての濾過抵抗
を低減するため、ユニットの奥行を増大させたシ、Ｐ材
のひだ数を増やす試みが行われルカ、ユニツトの奥行を
増大させることは建築スペースの増大を招き２またｆ過
材のひだ数を増大させることには限界があり、あまり多
くしすぎてもかえって濾過抵抗の増大を招くことになる
。このように、ユニットの設計を変えることにより濾過
抵抗を低減させるのはきわめて困難である。しかしなが
ら、濾過抵抗の低減は、単にファン動力を節減できるば
かりでなく、換気回数の増大によってクリーン・ルーム
内の清浄度を高めることができるため、その低減は依然
強く求められている。

本発明者らは上記のような事情に鑑み、濾過抵抗の低減
をｒ材の構成からはかることができないかという問題に
ついて鋭意検討の結果本発明に到達した。

発明の構成すなわち本発明は、平均繊維径０．１ないし３μｍの小
径繊維、繊維径５ないし１５μｍの中径繊維および繊維
径２０ないし５０μｍの大径繊維それぞれ２０％以上か
らなり、繊維充填率が０．０５ないし０．２である、湿
式抄紙法によって得られた高性能ｒ過材である。

繊維充填率としては０．０５ないし０．２であることが
必要で、好ましくは０．０．５ないし０．１である。

本発明において平均繊維径とは、原料繊維の拡大顕微鏡
写Ｘにより任意にサンプリングした１００点について求
めた繊維径を垂蓋累積分布であられし、累積分率５０％
における繊維径をいう。また繊維径のばらつきσは、上
記のようにして求めたｉｏｏ点の繊維径Ｄｆについて、
二乗平均り、２と平均二乗Ｄｆ２を求め、次式により計
算した値である。

本発明の構成繊維は上記のととく小径繊維。

中径繊維および大径繊維からなる混合繊維である。小径
繊維の平均繊維径は０．１ないし３μ扉であり、好まし
くは０．２ないし０．７μｍである。中径繊維の繊維径
は５ないし１５μｍであり、好ましくは５ないしｉｏμ
ｍである。大径繊維の繊維径は２０ないし５０μｍであ
り、好ましくは２５ないし５０μｍである。中径繊維、
大径繊維の繊維長は３ないし２０１８にであることか好
ましい。

小径繊維の繊維径のばらつ色σは０．５以下であること
が好ましく、０．３以下であることかさらに好ましい。

小径繊維の平均繊維径が本発明の範囲内に々いとき、高
性能濾過材に必要ｆｘ濾過効率は得られない。すなわち
平均繊維径が過大になると濾過効率は低くなる。すなわ
ち粒子透過率が太きくなる。平均繊維径が過小になると
濾過抵抗、すなわち圧力損失が高くなる。小径繊維の繊
維径のばらつきσが大きくなると、濾過抵抗は低くなる
が同時に濾過効率も低くなる。

中径繊維の繊維径が過小になると、濾過抵抗が増大し、
過大になるとＰ材の強力が低下する。

大径繊維の繊維径が過小になると、濾過抵抗が増大し、
過大に彦るとｆ材の強力が低下する。

本発明において、小径繊維、中径繊維、大径繊維はそれ
ぞれ２０％以上使用することが必要で、中径繊維は４０
％以上使用することが好ましい。小径繊維、中径繊維、
大径繊維の混合はそれぞれ濾過効率の増大、圧力損失の
低下にとくに有効である。すなわちこれら段階的に繊維
径を異にする三種の繊維を上記のような配合比で混合使
用することにより。

はじめて高濾過効率、低圧カ損失、高強カを有する一過
材が得られるのである。

本発明に用いられる小径繊維は有機または無機の繊維で
あって、たとえばガラスマイクロウール、アスベスト繊
維、チタン酸カリウム繊維などのセラミック繊維などが
用いられる。

有機合成パルプとしては、いがなる有機素材、形態、製
造法のものも用いうるが、とくに特開昭５７−５９１７
号公報で開示されたポリエステル合成パルプが好ましい
。すなわち線状芳香族ポリエステルより構成された本質
的にフィブリル状の繊維よりなる合成パルプであって、
前記フィブリル状繊維はその少なくとも一部が枝分れ状
に連結し、しかもその横断面に不規則な凹凸面を有し、
並びにパルプのｆ水度が５０〜７００ｃｃであるポリエ
ステル合成パルプが好ましい。このパルプを用いた一過
材は、中径繊維および大径繊維をいずれも有機繊維とす
ることにより有機１００％の高性能エア・フィルターを
得ることができ、焼却減容が必要な原子力用途にとくに
好適に用いられる。

他の好ましい実施態様としては、小径繊維としてガラス
マイクロウールを用い、中径繊維、大径繊維として有機
繊維を用いるものである。有機繊維としては、レーヨン
、ポリエステル、ナイロン、ポリアクリロニトリル。

ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミドからなるいか
なる繊維も用いることができるが、ポリエステル、ある
いはアラミドを用い九にきなどの繊維は比較的かさ高の
一過材が得られ、圧力損失の低下効果が大きいことから
とくに好ましく用いられる。

本発明において高性能一過材は、上記のような混合比率
の繊維を通常の湿式抄紙法により抄紙することにより得
られる。この際用いられるバインダーとしては繊維状バ
インダー。

粒子状バインダーなどの内添、あるいはエマルジョンや
水溶性高分子などの外添、すなわち浸漬法またはスプレ
ー法による添加により加えられる。この中でも固形粒子
状のバインダー、とくに平均粒径５ないし３００μｍ、
好ましくは１０ないし１００μｍの固形粒子状バインダ
ーを添加することは、強力とｆ過性能の両者を満足する
すぐれた一過材が得られる点で好ましい（％開昭５７−
１６７４９４号公報）。

また、バインダーとして繊維状バインダーを用いるとき
は、該バインダー繊維の繊維径は。

本発明における中径繊維に含まれる範囲であってもよい
。

発明の効果本発明の一過材は従来の濾過材に比し圧力損失が低く、
濾過効率が高く、かつ強力が大きいすぐれた濾過材であ
る。

なお１本発明において、平均繊維径、濾過材の厚さ、充
填率、圧力損失、透過率および強力は次の方法によって
求めたものである。

平均繊維径：繊維の表面電子顕微鏡写真からランダムに
抽出した１００点のサンプルについて繊維径を読み取り、算術平均によって求めたもの。

濾過材の厚さ：測定面積２ｄｌ、荷重ｘｉ／ｄで求めた
厚さく任意の点１０点の平均値）充填率：濾過材の目付（＃／ｍ”）、濾過材の厚さく０
１）および使用繊維の荷重平均比重よシ下記の式により
求めた値。

圧力損失△ＰＣｍｗＨ２０）：　ｆｌ過材に空気を線速
４．７５α／　ｓｅＣで通気させた時の通気抵抗を水柱
マノメータによシ求めた。

透過率η（ｃｏ／ｅｉ　）　：平均粒径０．３μｍのジ
オクチルフタレート（ＤＯＰ）粒子を発生させ、線速４
　、７５　ｃＩｒＬ／　ｓｅｃで濾過材を通過させ、濾
過材の出口側お′よび入口側で空気の一部を採取し、そ
れぞれのＤＯＰ粒子の個数濃度（ｃｏ、ｃｌ）をダン科
学■４３１４１０Ｇ型マルチダストカウンターによシ測
定し次式により算出した。

実施例１ガラスマイクロウールまたはチタン酸カリウム繊維を用
い、平均繊維径、繊維径のばらっ色を変えた小径繊維（
第１表参照）と平均繊維径を変えたポリエチレンテレフ
タレ−１ｍ［（第１表参照）とを第１表に示した混合比
で混合した（繊維長はいずれも５　ＩＩＩとした）。該
混合繊維をそれぞれ１１／／ｌの濃度Ｋｖ４整して得た
繊維スラリーをそれぞれ２ｊ用意した。一方パインダー
としては２重蓋％の５−ンジオスルフオニルイソフタレ
ート共重合ポリエステル（イーストマン・コダック社製
、Ｅａｓｔｍ　ＷＤｓｉｚｅ　）水溶液２００ｃｃＫポ
リアミドポリアミンエピクロルヒドリン（昭和高分子■
製、ポリフィックス１０５）の０．９重量％水溶液１０
０ｃｃを添加、攪拌し。

白色固形沈殿物のスラリーとしたものを水で２ＩＫ希釈
した。繊維スラリーに上記パインダース：ｙ　’）　−
２００ｃｃを添加し、約１０分間攪拌したのち増粘剤と
して、アニオン性ポリアクリルアミド（明星化−字輪）
製、商品名メイバム）の０．０２７１／ｌ水溶液を２０
０ｃｃ添加、混合し、ライでＰＨ８，７に調整したのち
ＴＡＰＰ　Ｉ角型標準抄紙機で抄紙した。ついで表面温
度１２０℃のドラム乾燥機で３０分間乾燥しｆ過材とし
た。

得られた濾過材の性能を第１表に示す。Ｎａ２゜３．４
，５，７，８．１０は本発明の実施例であり、いずれも
すぐれた強力とｒ過性能を有する。ｍ１ｒｉ小径繊維の
繊維径が過小であシ、圧力損失が高い。Ｎａ６は小径繊
維の繊維径が過大であり、濾過効率が不良である（透過
率が大きい）。翫９は小径繊維の混率が溝小であり濾過
効率が不良である。−１１は中径繊維の混率が過小であ
り。

強力が小さい。＆１２は大径繊維の混率が過小であり、
圧力損失が高い。

実施例＊施例１．庵３の条件で、充填率のみを嬉２表に示すご
とく変え、濾過材を得た。充填率の変更は、抄紙時のし
埋り圧力の変更により行った。充填率の低い池１は強力
が低く、また粒子の透過率が不良であった。充填率の高
い翫５社。

圧力損失が異常に高＜、濾過材としての使用に耐えなか
った。充填率０．０５ないし０．２の１本発明の範囲に
入る＆　２，３．４はいずれも強力、濾過特性ともに良
好であった。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平均繊維径０．１ないし３μｍの小径繊維と繊維
径５ないし１５μｍの中径繊維および繊維径２０ないし
５０μｍの大径繊維のそれぞれ２０重量％以上からなり
、湿式抄紙法によって得られた充填率が０．０５ないし
０．２である高性能ｒ過材。
（２）　　小径繊維の繊維径のばらつきσが０．５以下
である特許請求の範囲第（１）項記載の高性能ｒ過材。
（３）小径繊維がガラスマイクロウールである特許請求
の範囲第（１）項記載の高性能濾過材。
（４）湿式抄紙のさい、バインダとして平均径５ないし
３００μｍの固形粒子を用いることを特徴とする特許請
求の範囲第（１）項ないし第（３）項記載のｆ過材。
（５）平均繊維径０．１ないし３μｍの小径繊維からな
る有機合成パルプと繊維径５ないし１５μｍの中径繊維
および繊維径２０ないし５０μｍの大径繊維をそれぞれ
２０重量％以上混合し、湿式抄紙法によって得られた充
填率が０．０５ないし０．２である高性能ｒ過材。
（６）小径繊維が横断面に不規則な凹凸面を有するフィ
ブリル状繊維であり、フィブリル部の少なくとも一部が
枝分れ状に連結した有機合成パルプである特許請求の範
囲第（４）項記載の高性能−過材。
（７）湿式抄紙のさい、バインダとして平均径５ないし
３００μｍの固形粒子を用いることを特徴とする特許請
求の範囲第（５）項ないし第（６）項記載のｆ過材。