JPS6283017A - 濾材 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は濾材に関し、詳細には各種設備の空調やクリー
ンルーム用プレフィルタ−等に用いられ、低圧力損失で
且つ長期間の使用に耐え得る高性能エアーフィルター用
症材に関するものである。

［従来の技術］ 近年、高性能エアーフィルタ用濾材として、永久帯電（
エレクトレット化）された極細繊維の不織布を適用する
試みがなされている。これは帯電による静電気の吸引力
によって粉塵等を保持しようとするものである。該不織
布では粒子除去効率が高くなるという利点があるものの
、従来から使用されているガラス繊ｉｌｌ！紙と比較し
た場合それ自身の曲げ剛性が低いという欠点を有する。

即ち、該不織！σ単体では折曲げ加工してエアーフィル
タ用症材として使用する際に、圧力損失による濾材の変
形が大きくなる為、濾材同士が重なり圧力損失の上昇が
早期に発生したり、又強度不足に由来して寸法安定性が
悪いので高精度の濾材材料として使用するのには不都合
があった。該不織布の強度・剛性を向上させる為に目付
を増大するという試みもなされているが、濾材としての
初期圧力損失が大きくなり過ぎてしまい、前記ガラス繊
ｍ濾紙に代替できるものではなかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記問題を解決する為、エレクトレフト化した極細繊維
の不織布の下流側に、通気度及び剛性の高い補助部材（
バッキング材）を液状又は粉状の接着剤で貼合せること
により前記極細繊維の剛性を−１二げる試みもなされて
いる。該方法は不織布の剛性向上には有効であるが、高
接着強度を得るには多端の接着剤が必要となり、接着剤
によって不織布に目詰りが生じ、その結果圧力損失が増
大して使用寿命が短くなるという傾向が認められた。

一方接着剤量を極力少なくして使用すると、圧力損失の
低下や使用寿命の長期化は維持できるものの、集塵装置
の組立加工時において不織布及びバッキング材相互間に
層間剥離を生ずるという問題があった。

本発明は上記問題点を解決する為、鋭意検討した結果な
されたものであって、層間剥離が発生することなく、低
圧力損失でしかも長期間使用可能な高性能エアーフィル
タ用濾材を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決し得た本発明の構成とは、少なくとも
表層部を熱融着層で構成した繊維を用い厚み方向に繊維
充填密度勾配を有する不織布を上流側に配し、当該不織
布の下流側にエレクトレット化極細繊維の不織布を熱融
着してなる点に要旨を有するものである。

［作用］ まず本発明においては、気体の流れの上流側に配置され
る不織布は少なくとも表層部を熱融着層で構成した繊維
を用いることが重要である。ここで「少なくとも表層部
を熱融着層で構成した繊維」と表現したのは、例えば鞘
構造を想定した為であり、芯鞘構造繊維の少なくとも鞘
部（即ち表層部）が熱融着性であることを意味している
。

芯鞘構造の熱融着繊維を含有する不織布若しくはその前
駆段階であるウェッブは、極細繊維の不織布と重ね合わ
せて熱圧着すると重ね合せ面の全面に亘って熱融着繊維
の鞘部が点状或は線状に極めて細かい間隔で接着が行な
われて強力な居間融着が得られる。当該層間融着は従来
の液状又は粉状接着剤で接着した場合と比較して、極細
繊維の接着剤による目詰りが発生することなく、所期圧
力損失の増大が生じないという効果が得られる。

熱融着繊維として芯鞘構造の複合Ｍ＆雄を例示すること
ができるが、必ずしも芯鞘構造に限定するものではなく
、熱溶融成分が液滴化や流出を起こさない構造の複合繊
維であればよく、例えばサイドバイサイド型構造の複合
繊維であってもよい。

上記趣旨から明らかであるが、本発明における熱融着繊
維の含有量は少なくとも３０％程度以上必要であり、よ
り好ましくは５０％以上であり、場合によっては１００
％であってもよい、又熱融着繊維含有不織布は難燃性で
あってもよく、難燃性の付与方法は何ら限定されないが
例えば難燃剤の内部練込み法や外部からの吹付け、浸漬
、塗布などの方法が挙げられる。

本発明においては、熱融着繊維含有不織布の繊度は０．
５〜６デニ一ル程度であることが奨励される。しかして
繊度が上記範囲を超えると、濾過されるべき粉塵が当該
不織布で捕集されず、下流側のエレクトレフト化された
極細繊維の不織布上に堆積してしまい、早期に目詰まり
を生じ濾材の使用寿命の伸長が望めないという結果にな
ってしまう。

次に１本発明においては熱融着繊維含有不織布の厚み方
向に繊維充填密度勾配を付与することが重要である。こ
れは本発明に係る濾材の使用寿命の伸長を図る為である
。その成型方法は（１）厚み方向に温度勾配を付けて熱
圧着する方法、　（２）　２層以上の不織布を用いて熱
融着繊維の混率を厚み方向に勾配を形成する方向、（３
）使用するＭ＆雌の繊度で勾配をつける方法、或は（４
）粉末状樹脂を一方向から浸透させて固着することによ
り密度勾配をつける方法等が挙げられる。

本発明においては、熱融Ｒ繊維含有不織布は繊維構成の
異なる２層以上の不織布を積層して構成してもよい０例
えば多分散の粉塵を捕集する為に、上流側に太い繊維層
若しくは繊維光＠密度の小さい層を配置すると共に、下
流側に細い繊維層若しくは繊維充填密度の大きな層を配
置すること、及び熱融着繊維の混率の高い繊維層で剛性
を付与すると共に熱融着繊維の混合率の低い層で粉塵を
保持すること１等も本発明の技術的範囲に含まれる。

更に本発明におけるエレクトレット化極細繊維の不織布
は、０．０１〜０．１デニールの平均繊度を有する繊維
で構成される必要がある。これは高性能エアーフィルタ
用濾材として使用する為に粒子除去効率を６（友釣に増
大させる必要があるからであり、上記範囲よりも大きい
繊度では粒子除去効率が不十分となる。

極細繊維の不織布のエレクトレット化は、熱融着ｔａ維
金含有不織布熱融着する前若しくは後のいずれであって
もよい、又本発明における極細繊維不織布としては、ポ
リオレフィン系やポリエステル系等が挙げられるが、殊
にポリプロピレンが最適である。尚上記エレクトレット
化とは、外部電場を取り去っても正負の帯電が残存して
いる状態を言う。

［実施例］ 実施例１ ０．０３デニールのポリプロピレンの極細繊維不織布（
目付量４０ｇ／ｒｎ’）と、３デニールの芯鞘構造の熱
融着繊維の混率が７０％である１、５デニールのポリエ
ステル繊維のウェッブ（８０ｇ／ｒｎ’）とを重ね合せ
、極細繊維の不織布面の型温度を１４０°Ｃとし、反対
側の面の型温度を１３５℃として１分間熱圧着した１次
いで熱圧着した濾材々料を直流印加電圧：＋２２ＫＶ、
電極間距離：１５ｍ５で５０秒間、コロナ放電による荷
電処理を施して極細繊維不織布をエレクトレフト化して
本発明に係る濾材（実施例１）を作成した。

作成した濾材を用いて縦６１０ｍｍ、横り１０ｍ組ＩＱ
１５０＋＊膳寸法のユニット型エアーフィルタを製造し
たところ、折り畳み性が極めて良好なエアーフィルタが
得られた。

次に本発明者らは、上記ユニー／　ト型エアーフィルタ
を用いて粉塵試験を行なった。その結果を第１表に示す
、尚第１表中には、比較の為市販のガラス繊維症紙製の
ユニット型エアーフィルタの粉塵試験結果を比較例１と
して同時に示した。第１表において、除去効率はＪＩＳ
　　１１種粉塵を用いたときの比色性効率を示し、粉塵
保持量はＪＩＳ　　１５種粉塵を用いたときの圧力損失
が３０ｍ層Ａｑに達した時点を寿命と判定し、その時点
における保持量を示した。

第１表から明らかな様に、実施例１は比較例１と比べて
低圧力損失且つ高除去効率であり、しかも粉塵保持量の
増大に起因して長期間の使用が可能となる。

実施例２ １デニールの芯鞘構造の難燃化熱融着繊維：１００％含
有のウニ７ブ（６０ｇ／ｍ″）と、上記難燃化熱融着繊
維の混率が５０％である３デニールの難燃化ポリエステ
ル繊維のウェッブ（８０ｇ／ゴ）とを重ね合わせ、１３
０℃にて４５秒間熱圧着して２層型熱融着繊維含有不織
布を作成した。

次いで上記２層型不織布に、０．０３デニールのポリプ
ロピレン極細繊維の不織布（目付量２０ｇ／ｍ″）を重
ね合せ１４０℃にて熱圧着した後、コロナ放電による荷
電処理を施し本発明の係る濾材（実施例２）を作成した
。

比較例として、上記実施例２の難燃化２層ウェッブを１
４０℃にて４５秒間熱圧着して難燃化不織布を作成し、
該難燃化不織布と０．０３デニールのポリプロピレン製
極細繊維不織布との間に塩素化ポリエチレンの粉末を均
一に散布し、１２０℃にて熱圧着して濾材を作成した。

用いた塩素化ポリエチレンの粉末散布には、２０ｇ／ｍ
’及び３８ｇ／ｒｒ＋′であり夫々比較例２及び比較例
３とした。又他の比較例として、塩素化ポリエチレンの
代りに共重合ポリエステル樹脂のエマルジョン接着剤を
固形分で２７ｇ／ｒｒ＋′塗布して濾材（比較例４）を
製造した。

上記各濾材について、平板での粉塵試験を行なった。そ
の結果を第２表に示す、尚試験の風速は１０ｃｍ／秒、
ｉｌ！過面積は０．２５ｒｒｙ’であり、第２表中の層
間剥離の有無は各濾材の折畳み加工により判定した。

第　　　２　　　表 第２表より明らかな様に、比較例２のものは初期圧損及
び粉塵保持量に関する限りでは実施例２に近い値が得ら
れるが１両不織布の接着強度が低い為層間剥離が発生す
る。一方比較例３，４のものは実用的な接着強度が得ら
れるけれども、初期圧損及び粉塵保持量において実施例
２に劣るのが理解される。

実施例３ エレクトレット化される極細繊維の不織４１として、０
．０３デニールのポリプロピレン製極細ａｍ不織布（目
付ｌ　１００　ｇ／ｍ’　）用い、該不織布に下記の構
成の熱融着ｔａ維金含有不織布融着した。熱融着繊維含
有不織布は、６デニールの芯鞘構造の熱融着繊維の混率
が１００％のウェッブ（目付量５０ｇ／ｒｎ’）、１デ
ニールの芯鞘構造の熱融着繊維の混率が６０％である１
デニールのポリエステル繊維ウェッブ（目付量３５ｇ／
ｍ’）　、　１．５デニールの芯鞘構造の熱融着繊維の
混率が４０％である１、５デニールのポリエステル繊維
ウェッブ（目付量５０ｇ／ｒｎ’）、及び３デニールの
芯鞘構造の熱融着繊維の混率が４０％であって３デニー
ルのポリエステル繊維ウェッブ（目付量５０ｇ／ｍ’）
を上記記載順序で積層したものである。この後極細繊維
の不織布側には平板状の型を、それとは反対側の６デニ
ールのポリエステル繊維ウェッブ側には直径１■の線形
で目開きが５１鳳のネットを当て。

ゲージ圧力３■ｍＨｇで熱圧着した。この様にして得ら
れた積層体にコロナ放電による荷電処理を施して本発明
に係る濾材（実施例３）を作成した。

作成した濾材を用いてユニット型エアー゛フィルタを製
造し粉塵試験を行なった。その結果を第３表に示す、又
比較の為第３表には前記比較例１による結果を同時に示
した。尚エアーフィルタの寿命試験としてＪＩＳ　　１
５種粉塵（混合ダスト）及びその粉塵より粒径の細かい
ＪＩＳ　　１１種粉塵について試験し第３表に同時に示
したが、実施例３のものは比較例１に比べていずれの粉
塵に対しても長寿命の性能を示した。

［発明の効果］ 以上述べた如く本発明によれば既述の構成を採用するこ
とによって初期圧力損失の増大を抑え。

しかも長期間使用可能且つ高剛性の性能を有する濾材が
実現できた。更に本発明に係る濾材を用いてユニット型
エアーフィルタを組立てると、両不織布間の接着強度が
強固な為、高剛性であるにも拘らず濾材の折畳性が良好
であり組立てが容易であると共に、上記ユニット型エア
ーフィルタはメンテナンス性及びランニングコスト低減
等の点で顕著な効果を発揮する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少なくとも表層部を熱融着層で構成した繊維を用い厚み
   方向に繊維充填密度勾配を有する不織布を上流側に配し
   、当該不織布の下流側にエレクトレット化極細繊維の不
   織布を熱融着してなることを特徴とする濾材。