KR20190128647A

KR20190128647A - 대전 여재 및 대전 여재의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190128647A
Application number: KR1020197027431A
Authority: KR
Inventors: 타츠로 이시바시; 히로시 타나카
Original assignee: 니혼 바이린 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2019-11-18
Also published as: EP3603767A1; CN110430931A; EP3603767A4; JPWO2018174176A1; US20200108339A1; WO2018174176A1

Abstract

본 발명은, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재(濾材) 및 대전 여재의 제조 방법의 제공을 목적으로 한다. 본 발명은, 구성 섬유의 메디안 섬유경(纖維徑)이 2.5μm보다도 작고 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 세섬유층(細纖維層)과, 지지 섬유층이 적층 일체화하여 이루어지는 대전한 적층체를 구비하는 대전 여재인 것에도 불구하고, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 압력 손실이 24Pa 이하인 것과 함께, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 입자경 0.3 ~ 0.5μm의 입자의 포집 효율이 76% 이상의, 압력 손실과 포집 효율이 함께 밸런스 좋게 뛰어나 있는 대전 여재이다. 또한, 본 발명에 관련되는 대전 여재의 제조 방법은, 세섬유 포백(布帛)과 지지 포백을 적층 일체화하여 적층체를 조제하는 공정을 가지고 있기 때문에, 세섬유 포백을 지지 포백에 의하여 보강한 상태로, 극성 액체 대전 방법에 공급할 수 있다. 그 결과, 압력 손실과 포집 효율이 함께 밸런스 좋게 뛰어나 있는 대전 여재를 제조할 수 있다.

Description

대전 여재 및 대전 여재의 제조 방법

본 발명은 대전 여재(濾材) 및 대전 여재의 제조 방법에 관한 것이다.

종래부터 여재에는, 입자(예를 들어, 대기 중에 포함되어 있는 입자나 프린터 등의 OA 기기로부터 배출되는 입자 등)의 포집 효율이 높고 압력 손실이 낮은 것이 요구되고 있다. 그러나, 압력 손실과 포집 효율은 일반적으로 트레이드 오프의 관계에 있기 때문에, 포집 효율을 향상시키기 위하여 여재의 구성 섬유경(纖維徑)을 작게 하였을 경우에는 압력 손실이 상승하는 경향이 있고, 압력 손실을 저하시키기 위하여 여재의 단위 면적당 중량을 가볍게 하였을 경우에는 포집 효율이 저하하는 경향이 있다.

그 때문에, 압력 손실과 포집 효율이 함께 밸런스 좋게 뛰어나 있는 여재(이하, 여과 성능에 뛰어난 여재라고 칭하는 일이 있다)가 요구되고 있다.

여과 성능에 뛰어난 여재를 실현하기 위하여, 대전한 포백(布帛)(예를 들어, 부직포나 직물이나 편물 등)을 구비하는 대전 여재가 검토되고 있다.

포백을 대전 가능한 방법으로서는, 포백에 고전압을 작용시켜 대전하는 방법(코로나 대전 방법)이나, 서로 스치는 것으로 대전 가능한 복수 종류의 섬유끼리를 마찰시켜 대전하는 방법(트리보 대전 방법), 혹은, 포백에 극성 액체를 부여한 후에 당해 극성 액체를 통하여 포백에 힘을 작용시켜 대전하는 방법(극성 액체 대전 방법) 등이 알려져 있다. 이러한 대전 방법 중, 포백의 구성 섬유 전체를 균일하게 대전할 수 있고 포백의 대전 성능을 보다 향상할 수 있는 대전 방법으로서, 극성 액체 대전 방법이 알려져 있다.

상술과 같이 하여 대전한 포백은 그대로, 혹은, 스펀본드(spun-bond) 부직포 등의 지지체와 적층 일체화한 상태로, 포백 유래의 섬유층을 구비한 대전 여재로서 사용되고 있다. 이와 같은 대전 여재로서, 예를 들어 이하의 종래 기술이 알려져 있다.

·일본국 공개특허공보 특개2002-001020호(특허 문헌 1): 극성 액체 대전 방법에 공급할 수 있는 포백으로서, 단위 면적당 중량이 5 ~ 60g/m²의 포백을 채용할 수 있는 것, 또한, 평균 섬유경이 5μm 이하의 섬유로 이루어지는 포백을 채용할 수 있는 것이 개시되어 있다. 그리고, 실시예에는, 단위 면적당 중량이 20g/m², 평균 섬유경이 1.6μm의 섬유로 이루어지는 멜트블로(melt-blow) 부직포를, 극성 액체 대전 방법에 의하여 대전하여 이루어지는 대전 여재가 개시되어 있다.

덧붙여, 특허 문헌 1에서는, 극성 액체 대전한 포백과 지지체를 핫멜트 수지나 초음파에 의하여 적층 일체화할 수 있는 것을 개시하고 있다.

·일본국 공개특허공보 특개2003-205210호(특허 문헌 2): 단위 면적당 중량이 41g/m², 평균 섬유경이 5μm의 섬유로 이루어지는 멜트블로 부직포를, 극성 액체 대전 방법에 의하여 대전하여 이루어지는 대전 여재가 개시되어 있다.

덧붙여, 특허 문헌 2에서는, 포백과 함께 지지체를 반송하는 것과 함께 초음파 진동을 작용시키는 것으로, 극성 액체 대전과 함께 포백과 지지체를 융착시켜 적층 일체화할 수 있는 것을 개시하고 있다.

·일본국 공개특허공보 특개2004-066026호(특허 문헌 3): 극성 액체 대전 방법에 공급할 수 있는 포백으로서, 단위 면적당 중량이 5 ~ 100g/m²의 포백을 채용할 수 있는 것, 또한, 평균 섬유경이 1 ~ 20μm의 섬유로 이루어지는 포백을 채용할 수 있는 것이 개시되어 있다. 그리고, 실시예에는, 단위 면적당 중량이 40g/m², 평균 섬유경이 2.9μm의 섬유로 이루어지는 멜트블로 부직포를, 극성 액체 대전 방법에 의하여 대전하여 이루어지는 대전 여재가 개시되어 있다.

덧붙여, 특허 문헌 3에서는, 포백과 지지체를 적층하여 극성 액체 대전에 공급할 수 있는 것을 개시하고 있다.

일본국 공개특허공보 특개2002-001020호 일본국 공개특허공보 특개2003-205210호 일본국 공개특허공보 특개2004-066026호

본원 발명자들은 상술의 지견에 기초하여, 여과 성능에 뛰어난 여재(대전 여재)를 제공하기 위하여, 구성 섬유의 메디안 섬유경이 2.5μm이고, 단위 면적당 중량이 13g/m²의 포백을 극성 액체 대전에 공급하는 것을 검토하였다. 그렇지만, 상술과 같이 하여 조제한 대전 여재는, 여과 성능이 더욱 더 만족할 수 있는 것은 아니었다.

그래서 본원 발명자들은, 여과 성능의 향상을 목적으로 하여, 한층 더, 구성 섬유의 메디안 섬유경을 보다 작게 하는 것과 함께, 보다 단위 면적당 중량이 작은 포백을 극성 액체 대전에 공급하는 것을 검토하였다. 그러나, 대전 여재를 제공하는 것 자체가 불가능하였다.

즉, 섬유경이 작은 것과 함께 단위 면적당 중량이 작은 포백은 강도나 구조 안정성에 떨어져 있기 때문에, 포백에 극성 액체를 부여하는 공정이나 극성 액체를 통하여 포백에 힘을 작용시키는 공정, 혹은, 포백으로부터 극성 액체를 제거하는 공정이라고 하는, 극성 액체 대전 방법에 관련되는 힘이 작용하는 각 공정에 있어서, 포백에 균열이 발생하는, 및/또는, 포백이 크게 수축 혹은 신장하여 큰 변형이 발생하는 일이 있었다. 그 결과, 여재를 조제할 수 없었다.

이 문제는, 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작은 것과 함께, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 포백을 극성 액체 대전에 공급하였을 경우에 특이적으로 발생하는, 종래 기술이 개시하고 있지 않는 새로운 문제였다.

덧붙여, 본원 발명자들은 상술의 문제를 해결하기 위하여, 특허 문헌 2의 개시를 참고로 하여, 포백과 함께 지지체를 반송하는 것과 함께 초음파 진동을 작용시키는 것으로, 포백을 극성 액체 대전 방법에 공급하는 것과 함께 포백과 지지체를 융착시켜 적층 일체화하는 것을 검토하였다. 또한, 특허 문헌 3의 개시를 참고로 하여, 포백과 지지체를 적층한 상태로 극성 액체 대전 방법에 공급하는 것을 검토하였다.

그러나, 어느 쪽의 검토에 있어서도, 극성 액체 대전 방법에 관련되는 각 공정에 있어서, 자유로운 상태의 포백에 각종 힘이 작용하기 때문에, 포백에 균열이나 큰 변형이 생긴다고 하는 문제는 더욱 더 발생하는 것이었다.

그 때문에, 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작은 것과 함께, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 대전한 포백(포백 유래의 섬유층)을 구비한, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재의 실현이 요구되고 있었다.

본 발명은, 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작은 것과 함께, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 대전한 섬유층을 구비하는, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 청구항 1에 관련되는 발명은 「구성 섬유의 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작고, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 세섬유층(細纖維層)과, 지지 섬유층이 적층 일체화하여 이루어지는 대전한 적층체를 구비하는 대전 여재에 있어서, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 압력 손실이 24Pa 이하인 것과 함께, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 입자경 0.3 ~ 0.5μm의 입자의 포집 효율이 76% 이상인, 대전 여재.」이다.

또한, 본 발명의 청구항 2에 관련되는 발명은 「구성 섬유의 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작고, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 세섬유 포백을 조제하는 공정과, 지지 포백을 조제하는 공정과, 상기 세섬유 포백과 상기 지지 포백을 적층 일체화하여, 적층체를 조제하는 공정과, 상기 적층체에 극성 액체를 부여하여 당해 극성 액체를 통하여 상기 적층체에 힘을 작용시키고, 그 다음에, 상기 적층체로부터 상기 극성 액체를 제거하는 것으로, 상기 적층체를 대전시키는 공정을 가지는, 상기 대전한 적층체를 구비하는 대전 여재의 제조 방법.」이다.

본 발명은, 구성 섬유의 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작고 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 세섬유층과, 지지 섬유층이 적층 일체화하여 이루어지는 대전한 적층체를 구비하는 대전 여재이다.

본 발명에 관련되는 대전 여재는, 구성 섬유의 메디안 섬유경이 작고, 단위 면적당 중량이 작은 세섬유층을 구비하고 있는 것에도 불구하고, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 압력 손실이 24Pa 이하인 것과 함께, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 입자경 0.3 ~ 0.5μm의 입자의 포집 효율이 76% 이상의, 압력 손실과 포집 효율이 함께 밸런스 좋게 뛰어난 대전 여재이다.

또한, 본 발명에 관련되는 대전 여재의 제조 방법은, 구성 섬유의 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작고, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 세섬유 포백과 지지 포백을 적층 일체화하여, 적층체를 조제하는 공정을 가지고 있기 때문에, 세섬유 포백을 지지 포백에 의하여 보강한 상태로, 극성 액체 대전 방법에 공급할 수 있다.

그 때문에, 극성 액체 대전 방법에 관련되는 각 공정에 있어서, 지지 포백에 의하여 보강된 상태로 세섬유 포백에 각종 힘이 작용하기 때문에, 포백에 균열이나 큰 변형이 생긴다고 하는 문제의 발생을 방지할 수 있다.

그 결과, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 압력 손실이 24Pa 이하인 것과 함께, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 입자경 0.3 ~ 0.5μm의 입자의 포집 효율이 76% 이상의, 압력 손실과 포집 효율이 함께 밸런스 좋게 뛰어나 있는 대전 여재를 제조할 수 있다.

본 발명에서는, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재를 제공하기 위하여, 예를 들어 이하의 구성 등, 각종 구성을 적의(適宜) 선택할 수 있다.

본 발명의 대전 여재는, 세섬유층과 지지 섬유층을 구비하고 있다.

세섬유층에 있어서의 구성 섬유의 메디안 섬유경은, 2.5μm보다도 작다. 이 메디안 섬유경이 작으면 작을수록, 대전 여재의 포집 효율이 향상하는 경향이 있지만, 메디안 섬유경이 너무 가늘면 대전 여재의 압력 손실이 과잉으로 높아질 우려가 있다. 대전 여재의 압력 손실이 과잉으로 높아지는 것을 방지한, 압력 손실이 낮고 여과 성능에 뛰어난 대전 여재를 제공할 수 있도록 적의 조제하는데, 세섬유층에 있어서의 구성 섬유의 메디안 섬유경은 1.0μm 이상 2.1μm 이하인 것이 바람직하고, 세섬유층에 있어서의 구성 섬유의 메디안 섬유경은 1.1μm ~ 2μm일 수 있고, 1.2μm ~ 1.9μm일 수 있고, 1.4μm ~ 1.7μm일 수 있다.

덧붙여, 메디안 섬유경은, 이하의 방법으로 산출할 수 있다.

(메디안 섬유경의 산출 방법)

포백을 촬영한 1000배의 전자 현미경 사진 중에 찍혀 있는 각 섬유의 섬유경을 각각 측정하고, 섬유경이 작은 섬유로부터 큰 섬유의 순으로 각 섬유의 섬유경의 값을 늘어놓았을 때의, 중앙값이 되는 섬유의 섬유경을 메디안 섬유경으로 한다.

즉, 측정한 섬유의 개수가 홀수(2n+1, n은 자연수)인 경우에는, 섬유경이 작은 섬유로부터 큰 섬유의 순으로 각 섬유의 섬유경을 늘어놓았을 때의, n+1개째의 섬유의 섬유경을 메디안 섬유경으로 한다. 예로서, 늘어놓아진 각 섬유의 섬유경이 (1.1μm, 2.1μm, 4.1μm)인 경우, 그 메디안 섬유경은 2.1μm이다. 또한, 측정한 섬유의 개수가 짝수(2n, n은 자연수)인 경우에는, 섬유경이 작은 섬유로부터 큰 섬유의 순으로 각 섬유의 섬유경을 늘어놓았을 때의, n개째의 섬유의 섬유경과 n+1개째의 섬유의 섬유경의 평균값을 메디안 섬유경으로 한다. 예로서, 늘어놓아진 각 섬유의 섬유경이 (1.1μm, 1.9μm, 2.3μm, 4.1μm)인 경우, 그 메디안 섬유경은 2.1μm이다.

덧붙여, 섬유의 횡단면의 형상이 비원형인 경우, 횡단면의 면적과 동일한 면적을 가지는 원의 직경을, 섬유경으로 간주한다.

또한, 세섬유층의 평균 섬유경이 작으면 작을수록, 대전 여재의 포집 효율이 향상하는 경향이 있지만, 평균 섬유경이 너무 가늘면 대전 여재의 압력 손실이 과잉으로 높아질 우려가 있다. 그 때문에, 세섬유층에 있어서의 구성 섬유의 평균 섬유경은 적의 조정하는데, 1μm보다도 큰 것이 바람직하고, 1.2μm ~ 1.9μm일 수 있고, 1.4μm ~ 1.7μm일 수 있다. 상한값은 적의 선택할 수 있는데 2.1μm 이하인 것이 바람직하다.

여기서 말하는 평균 섬유경이란, 포백을 촬영한 1000배의 전자 현미경 사진 중에 찍혀 있는 각 섬유의 섬유경을 각각 측정한, 각 섬유경의 산술 평균값을 말한다.

덧붙여, 후술하는 정전 방사법(紡絲法)에 의하여 조제되는 부직포의 섬유경 분포는 샤프(sharp)한 것이 된다. 그 때문에, 어느 정전 방사 부직포에 관하여, 그 메디안 섬유경과 그 평균 섬유경의 값은 동등한 값이 될 경향이 있다. 한편, 멜트블로법에 의하여 조제되는 부직포의 섬유경 분포는 브로드(broad)한 것이 된다. 그 때문에, 어느 멜트블로 부직포에 관하여, 그 메디안 섬유경과 그 평균 섬유경의 값은 크게 다른 값이 될 경향이 있다. 구체적으로는, 그 멜트블로 부직포를 구성하는 섬유의 메디안 섬유경의 값과, 그 평균 섬유경의 값을 비교하였을 때, 메디안 섬유경의 값은 평균 섬유경의 값보다도 작은 경향이 있다.

세섬유층을 구성하는 섬유의 섬유 길이도 특별히 한정하는 것은 아니지만, 단섬유나 장섬유, 혹은, 실질적으로 섬유 길이를 측정하는 것이 곤란한 정도의 길이의 섬유 길이를 가지는 연속 섬유 중 어느 하나, 혹은, 전술 섬유 길이의 섬유가 복수 존재하고 있어도 무방하다.

세섬유층을 구성하는 섬유가 연속 길이를 가지는 경우, 세섬유층의 강성이 향상하기 쉽기 때문에, 강도에 뛰어난 대전 여재를 제공할 수 있어 바람직하다. 그 때문에, 특히 세섬유층을 구성하는 섬유가, 연속 길이를 가지는 섬유만으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 덧붙여, 연속 길이를 가지는 섬유는, 멜트블로법이나 스펀본드법 등의 직접 방사법을 이용하여 조제할 수 있다.

세섬유층의 구성 섬유는, 예를 들어, 폴리올레핀계 수지(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 탄화수소의 일부를 시아노기 또는 불소 혹은 염소라고 하는 할로겐으로 치환한 구조의 폴리올레핀계 수지 등), 스티렌계 수지, 폴리에테르계 수지(폴리에테르에테르케톤, 폴리아세탈, 페놀계 수지, 멜라민계 수지, 우레아계 수지, 에폭시계 수지, 변성 폴리페닐렌 에테르, 방향족 폴리에테르케톤 등), 폴리에스테르계 수지(폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 전(全) 방향족 폴리에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등), 폴리이미드계 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아미드계 수지(예를 들어, 방향족 폴리아미드 수지, 방향족 폴리에테르아미드 수지, 나일론 수지 등), 니트릴기를 가지는 수지(예를 들어, 폴리아크릴로니트릴 등), 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리술폰계 수지(폴리술폰, 폴리에테르술폰 등), 불소계 수지(폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴 등), 셀룰로오스계 수지, 폴리벤조이미다졸 수지, 아크릴계 수지(예를 들어, 아크릴산에스테르 혹은 메타크릴산에스테르 등을 공중합한 폴리아크릴로니트릴계 수지, 아크릴로니트릴과 염화비닐 또는 염화비닐리덴을 공중합한 모드아크릴계 수지 등) 등, 공지의 수지를 구비한 섬유일 수 있다.

특히, 세섬유층의 구성 섬유가 체적 고유 저항값 10¹⁴Ω·cm 이상의 수지를 포함하고 있으면(보다 바람직하게는, 체적 고유 저항값 10¹⁴Ω·cm 이상의 수지만으로 구성되어 있으면), 후술하는 극성 액체 대전 방법에 있어서, 세섬유층의 대전량을 많게 할 수 있기 때문에, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재를 제공할 수 있어 바람직하다. 체적 고유 저항값이 10¹⁴Ω·cm 이상의 수지로서, 예를 들어, 폴리올레핀계 수지(예를 들어, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리메틸펜텐계 수지, 폴리스티렌계 수지 등), 폴리사불화에틸렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 폴리우레탄 등을 들 수 있다.

이러한 수지는, 직쇄상(直鎖狀) 폴리머 또는 분지상(分岐狀) 폴리머의 어느 것으로 이루어지는 것이어도 상관없고, 또한 수지가 블록 공중합체나 랜덤 공중합체여도 무방하다. 또한, 수지의 입체 구조나 결정성의 유무가 어떠한 것이어도 무방하다. 나아가서는, 복수의 수지가 혼합하여 이루어지는 것이어도 무방하다.

덧붙여, 세섬유층의 대전량을 많게 하여 여과 성능에 뛰어난 대전 여재를 제공할 수 있도록, 세섬유층의 구성 섬유에 포함되는 수지(특히, 체적 고유 저항값 10¹⁴Ω·cm 이상의 수지)에, 대전 조제를 혼합하는 것이 바람직하다.

대전 조제로서, 예를 들어, 힌더드 아민계 화합물, 지방족 금속염(예를 들어, 스테아린산의 마그네슘염, 스테아린산의 알루미늄염 등), 불포화 카르본산 변성 고분자 중으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물을, 첨가제로서 첨가할 수 있다. 이것들 일련의 첨가제 중에서도 힌더드 아민계 화합물을 첨가하는 것이 바람직하고, 그 구체예로서, 예를 들어, 폴리{(6-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)이미노-1,3,5-트리아진-2,4-디일){(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노}헥사메틸렌{(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)이미노}}, 호박산 디메틸-1-(2-하이드록시에틸)-4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 중축합물, 2-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)-2-n-부틸말론산비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜) 등을 들 수 있다.

수지의 질량에 대한 대전 조제의 첨가 질량은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 대전 조제의 첨가 질량이 너무 적으면, 세섬유층에 있어서의 대전 효과가 기대하는 것보다도 작을 우려가 있다. 또한, 대전 조제의 첨가 질량이 너무 많으면, 세섬유층의 강도가 떨어질 우려가 있다. 그 때문에, 수지의 질량 100%에 대하여 대전 조제의 첨가 질량은, 0.01질량% ~ 5질량%가 바람직하다.

세섬유층의 구성 섬유는, 예를 들어, 용융 방사법, 건식 방사법, 습식 방사법, 직접 방사법(멜트블로법, 스펀본드법, 정전 방사법, 원심력을 이용하여 방사하는 방법, 일본국 공개특허공보 특개2011-012372호 등에 기재된 수반 기류를 이용하여 방사하는 방법, 일본국 공개특허공보 특개2005-264374호 등에 기재된 중화 방사법 등), 복합 섬유로부터 일 종류 이상의 수지 성분을 제거하는 것으로 섬유경이 작은 섬유를 추출하는 방법 등 공지의 방법에 의하여 얻을 수 있다.

특히, 섬유경이 작고 단위 면적당 중량이 작은 것에도 불구하고, 섬유가 균일하게 분산하여 존재하는 것으로 대전 여재의 여과 성능을 향상 가능한 세섬유층이 되도록, 세섬유층은 직접 방사법을 이용하여 조제된 포백 유래의 섬유층인 것이 바람직하다. 이와 같은 세섬유층을 제공 가능한 포백으로서, 멜트블로 부직포를 호적(好適)하게 채용할 수 있다.

세섬유층의 구성 섬유는, 일 종류의 수지로 구성되어 이루어지는 것이어도, 복수 종류의 수지로 구성되어 이루어지는 것이어도 상관없다. 복수 종류의 수지로 구성되어 이루어지는 섬유로서, 일반적으로 복합 섬유라고 칭하여지는, 예를 들어, 심초형, 해도형, 사이드 바이 사이드형, 오렌지형, 바이메탈형 등의 태양(態樣)일 수 있다.

세섬유층은 구성 섬유로서 복수 종류의 섬유를 포함하고 있어도 무방하다. 예를 들어, 세섬유층이 골격을 이루는 섬유 이외에 접착 섬유를 포함하고 있는 경우, 접착 섬유에 의하여 골격을 이루는 섬유끼리가 접착 일체화하고 있는 것으로, 세섬유층의 구조가 의도하지 않고 변화하거나, 대전 여재로부터 섬유가 이탈하는 것을 억제하여, 의도하지 않고 대전 여재의 여과 성능이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 접착 섬유의 종류는 적의 선택할 수 있는데, 예를 들어, 심초형 접착 섬유, 사이드 바이 사이드형 접착 섬유, 혹은, 전(全) 용융형 접착 섬유를 채용할 수 있다. 또한 세섬유층은 접착 섬유 이외에도, 가열에 의하여 크림프(crimp)를 형성하는 잠재권축(潛在捲縮) 섬유 등을 포함하고 있어도 무방하다.

또한, 세섬유층은 구성 섬유로서 횡단면의 형상이, 대략 원형의 섬유나 타원형의 섬유 이외에도 이형(異形) 단면 섬유를 포함하고 있어도 무방하다. 덧붙여, 이형 단면 섬유로서, 삼각형 형상 등의 다각형 형상, Y자 형상 등의 알파벳 문자형 형상, 부정형 형상, 다엽(多葉) 형상, 애스터리스크(asterisk) 형상 등의 기호형 형상, 혹은 이것들의 형상이 복수 결합한 형상 등의 섬유 단면을 가지는 섬유를 예시할 수 있다.

세섬유층은, 구성 섬유끼리가 낙합(絡合)하는 것으로 구성되어 있어도 무방하지만, 구성 섬유의 일부가 용융하고, 구성 섬유끼리가 용융 일체화하는 것으로 구성되어 있거나, 혹은, 바인더에 의하여 구성 섬유끼리가 접착 일체화하는 것으로 구성되어 있어도 무방하다.

특히, 구성 섬유의 일부가 용융한 것으로 구성 섬유끼리가 용융 일체화하고 있는 경우에는, 바인더의 존재에 기인하는 압력 손실의 상승을 방지할 수 있고, 세섬유층의 구조가 의도하지 않고 변화하거나, 대전 여재로부터 섬유가 이탈하는 것을 억제하여, 대전 여재의 여과 성능이 저하하는 것을 방지할 수 있어 바람직하다.

이와 같은, 구성 섬유의 일부가 용융하고, 구성 섬유끼리가 용융 일체화하고 있는 세섬유층은, 멜트블로법이나 스펀본드법 등의 직접 방사법을 이용하여 조제할 수 있다.

세섬유층의 단위 면적당 중량은 13g/m²보다도 작다. 단위 면적당 중량이 작을수록 대전 여재의 압력 손실을 저하할 수 있지만, 단위 면적당 중량이 너무 작아지면 대전 여재의 포집 효율이 과잉으로 저하할 우려가 있다. 그 때문에, 세섬유층의 단위 면적당 중량은 0g/m²보다도 크고, 그 범위는 3g/m² ~ 10g/m²일 수 있고, 4g/m² ~ 9g/m²일 수 있고, 5g/m² ~ 8g/m²일 수 있다.

덧붙여, 대전 여재에 있어서의 세섬유층의 단위 면적당 중량은, 이하의 방법으로 산출할 수 있다.

(세섬유층의 단위 면적당 중량의 산출 방법)

대전 여재로부터 세섬유층을 용이하게 단리(單離)할 수 있는 경우에는, 단리하는 것으로 취득한 세섬유층의 중량을 계측하고, 취득한 세섬유층에 있어서의 가장 면적이 넓은 면(주면(主面)) 1m²당의 중량으로 환산하는 것으로, 세섬유층의 단위 면적당 중량(g/m²)을 산출한다.

또한, 대전 여재로부터 세섬유층을 용이하게 단리할 수 없는 경우에는, 우선 대전 여재의 중량(A)을 계측한다. 그 다음에, 대전 여재로부터 세섬유층을 제거하고, 남은 구조물의 중량(B)을 계측한다. 그리고, 중량 A로부터 중량 B를 뺀 값으로부터, 세섬유층의 중량을 산출한다.

이와 같이 하여 산출한 세섬유층의 중량을, 대전 여재에 있어서의 가장 면적이 넓은 면(주면) 1m²당의 중량으로 환산하는 것으로, 세섬유층의 단위 면적당 중량(g/m²)을 산출한다.

세섬유층의 두께는 적의 선택할 수 있는데, 0.01mm ~ 1mm일 수 있고, 0.02mm ~ 0.5mm일 수 있고, 0.03mm ~ 0.3mm일 수 있다.

덧붙여, 세섬유층의 두께는, 이하의 방법으로 산출할 수 있다.

(세섬유층의 두께의 산출 방법)

대전 여재로부터 세섬유층을 용이하게 단리할 수 있는 경우에는, 단리하는 것으로 취득한 세섬유층의 주면으로부터 다른 일방(一方)의 주면을 향하여, 주면 상에 20g/cm²의 하중을 부가하였을 때의, 양 주면 간의 길이를 고정도(高精度) 디지털 측장기를 이용하여 측정하고, 그 길이를 세섬유층의 두께(mm)로 한다.

또한, 대전 여재로부터 세섬유층을 용이하게 단리할 수 없는 경우에는, 우선 대전 여재의 주면으로부터 다른 일방의 주면을 향하여, 주면 상에 20g/cm²의 하중을 부가하였을 때의, 양 주면 간의 길이를 고정도 디지털 측장기로 측정하고, 그 길이를 대전 여재의 두께 (A)로 한다. 그 다음에, 대전 여재로부터 세섬유층을 제거한 후, 남은 구조물의 주면으로부터 다른 일방의 주면을 향하여, 주면 상에 20g/cm²의 하중을 부가하였을 때의, 양 주면 간의 길이를 고정도 디지털 측장기로 측정하고, 그 길이를 구조물의 두께 (B)로 한다.

그리고, 두께 A로부터 두께 B를 뺀 나머지의 값을, 세섬유층의 두께(mm)로 한다.

지지 섬유층은, 주로 세섬유층을 지지하는 역할을 담당하는 섬유층이다. 세섬유층을 지지할 수 있도록, 예를 들어, 세섬유층보다도 강성이나 파단 강도가 강한 섬유층인, 세섬유층보다도 구성 섬유의 섬유경이 큰 섬유층인 등, 후술하는 적층체를 극성 액체 대전 방법에 공급하였을 때에, 세섬유층에 균열이나 큰 변형이 생기는 것을 방지할 수 있는 구성을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

지지 섬유층의 구성은, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재를 제공할 수 있도록, 상술한 세섬유층이 채용할 수 있는 구성과 마찬가지의 구성으로부터, 적의 선택할 수 있다.

특히, 지지 섬유층의 구성 섬유가 폴리에스테르 수지를 포함하고 있는 경우(보다 바람직하게는, 폴리에스테르 수지만으로 구성되어 있는 경우)나, 스펀본드 부직포와 같은 연속 길이를 가지는 섬유끼리가 섬유 접착하여 이루어지는 섬유층인 경우(보다 바람직하게는, 스펀본드 부직포인 경우), 그리고 이형 단면 섬유를 포함하고 있는 경우(보다 바람직하게는, 구성 섬유가 이형 단면 섬유뿐인 경우)에는, 강성에 뛰어난 지지 섬유층인 것에 의하여, 세섬유층을 보다 강고하게 지지할 수 있는 것으로, 후술하는 적층체를 극성 액체 대전 방법에 공급하였을 때에, 세섬유층에 균열이나 큰 변형이 생기는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재를 제공할 수 있기 때문에 바람직하다. 그 때문에, 지지 섬유층은, 이형 단면을 가지는 폴리에스테르 스펀본드 부직포인 것이 바람직하다.

또한, 지지 섬유층의 구성 섬유가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유를 포함하고 있으면(보다 바람직하게는, 구성 섬유가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유뿐이면), 후술하는 바와 같이 세섬유층과 지지 섬유층의 적층 일체화가 효과적으로 행하여지고, 후술하는 적층체를 극성 액체 대전 방법에 공급하였을 때에, 세섬유층에 균열이나 큰 변형이 생기는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재를 제공할 수 있기 때문에 바람직하다.

지지 섬유층은, 구성 섬유끼리가 낙합하는 것으로 구성되어 있어도 무방하지만, 구성 섬유의 일부가 용융하여 일체화하는 것으로 구성되어 있거나, 혹은, 바인더에 의하여 구성 섬유끼리가 접착 일체화하는 것으로 구성되어 있어도 무방하다.

특히, 구성 섬유의 일부가 용융하여 일체화하고 있는 경우에는, 바인더의 존재에 기인하는 압력 손실의 상승을 방지할 수 있고, 지지 섬유층의 구조가 의도하지 않고 변화하거나, 대전 여재로부터 섬유가 이탈하는 것을 억제하여, 대전 여재의 여과 성능이 저하하는 것을 방지할 수 있어 바람직하다.

이와 같은, 구성 섬유의 일부가 용융하여 일체화하고 있는 지지 섬유층은, 멜트블로법이나 스펀본드법 등의 직접 방사법을 이용하여 조제할 수 있다.

지지 섬유층에 있어서의 구성 섬유의 섬도(纖度), 지지 섬유층의 단위 면적당 중량이나 두께는 적의 선택하는데, 섬도의 값이 작으면 작을수록, 대전 여재의 포집 효율이 향상하는 경향이 있지만, 섬도의 값이 너무 작으면 대전 여재의 압력 손실이 과잉으로 높아질 우려가 있다. 그 때문에, 지지 섬유층에 있어서의 구성 섬유의 섬도는 1dtex ~ 100dtex일 수 있고, 2dtex ~ 50dtex일 수 있고, 3dtex ~ 30dtex일 수 있다. 덧붙여, 섬도의 하한값은 적의 선택할 수 있는데, 현실적으로는 0.1dtex보다도 큰 값이다.

지지 섬유층의 단위 면적당 중량은 적의 선택할 수 있는데, 단위 면적당 중량이 작을수록 대전 여재의 압력 손실을 저하할 수 있지만, 단위 면적당 중량이 너무 작으면 대전 여재의 포집 효율이 과잉으로 저하할 우려가 있다. 그 때문에, 지지 섬유층의 단위 면적당 중량은 0g/m²보다도 무겁고, 그 범위는 20g/m² ~ 200g/m²일 수 있고, 30g/m² ~ 150g/m²일 수 있고, 40g/m² ~ 100g/m²일 수 있다.

덧붙여, 대전 여재에 있어서의 지지 섬유층의 단위 면적당 중량은, 이하의 방법으로 산출할 수 있다.

(지지 섬유층의 단위 면적당 중량의 산출 방법)

대전 여재로부터 지지 섬유층을 용이하게 단리할 수 있는 경우에는, 단리하는 것으로 취득한 지지 섬유층의 중량을 계측하고, 취득한 지지 섬유층에 있어서의 가장 면적이 넓은 면(주면) 1m²당의 중량으로 환산하는 것으로, 지지 섬유층의 단위 면적당 중량(g/m²)을 산출한다.

또한, 대전 여재로부터 지지 섬유층을 용이하게 단리할 수 없는 경우에는, 대전 여재로부터 지지 섬유층 이외의 구조물을 제거한다. 이와 같이 하여 취득한 지지 섬유층으로부터, 상술과 마찬가지로 하여 단위 면적당 중량을 산출한다.

지지 섬유층의 두께는 적의 선택할 수 있고, 0.1mm ~ 2mm일 수 있고, 0.15mm ~ 1.5mm일 수 있고, 0.2mm ~ 1mm일 수 있다.

덧붙여, 지지 섬유층의 두께는, 이하의 방법으로 산출할 수 있다.

(지지 섬유층의 두께의 산출 방법)

대전 여재로부터 지지 섬유층을 용이하게 단리할 수 있는 경우에는, 단리하는 것으로 취득한 지지 섬유층의 주면으로부터 다른 일방의 주면을 향하여, 주면 상에 20g/cm²의 하중을 부가하였을 때의, 양 주면 간의 길이를 고정도 디지털 측장기를 이용하여 측정하고, 그 길이를 지지 섬유층의 두께(mm)로 한다.

또한, 대전 여재로부터 지지 섬유층을 용이하게 단리할 수 없는 경우에는, 대전 여재로부터 지지 섬유층 이외의 구조물을 제거한다. 이와 같이 하여 취득한 지지 섬유층으로부터, 상술과 마찬가지로 하여 두께를 산출한다.

또한, 예를 들어 건식 부직포나 습식 부직포 등의, 제조 공정에서 유제(油劑)나 분산제 혹은 계면 활성제 등이 부여되어 제조되는 섬유나 포백에는, 그 섬유 표면에 유제나 분산제 혹은 계면 활성제 등의 잔류물이 부착되어 있다. 이와 같은 섬유나 포백을 공급하는 것으로 구성된 적층체를 본 발명에 관련되는 극성 액체 대전 방법에 공급하면, 섬유나 포백으로부터 잔류물이 극성 액체로 용출하는 것에 기인하여, 적층체의 대전이 크게 떨어지는 것이 되어, 본원 발명이 규정하는 압력 손실 및 포집 효율을 만족하는 대전 여재를 제공할 수 없을 우려가 있다.

그 때문에, 극성 액체에 용출할 우려가 있는 잔류물이 될 수 있는 유제나 분산제 혹은 계면 활성제 등을, 제조 공정에서 부여하는 일 없이 제조하여 이루어지는 섬유나 포백(예를 들어, 멜트블로법이나 스펀본드법 등의 직접 방사법을 이용하여 조제한 섬유나 포백)에 의하여, 세섬유층 및/또는 지지 섬유층이 구성되어 있는 것이 바람직하다.

상술한 세섬유층 및/또는 지지 섬유층이 구성 섬유만으로 구성되어 있으면, 압력 손실이 낮은 대전 여재를 제공할 수 있는 경향이 있어 바람직하지만, 세섬유층 및/또는 지지 섬유층은 구성 섬유 이외에도, 기능성 입자나 바인더나 안료 등을 포함하고 있어도 무방하다.

기능성 입자로서, 예를 들어, 방사성 물질 흡착제(예를 들어, 제올라이트, 활성탄, 감청(프러시안 블루) 등), 항균제, 항바이러스제, 항곰팡이제, 촉매(예를 들어, 산화 티탄이나 이산화 망간 혹은 백금 담지(擔持) 알루미나 등), 조습제(예를 들어, 실리카 겔이나 실리카 마이크로 캡슐 등), 활성탄이나 카본 블랙 등의 탈취제, 색소, 인산계 난연제나 수산화 알루미늄 등의 난연제, 소취제, 방충제, 살균제, 방향제, 양이온 교환 수지나 음이온 교환 수지 등의 입자를 들 수 있다.

덧붙여, 기능성 입자나 안료는 상술과 같이, 세섬유층 및/또는 지지 섬유층에 담지 혹은 접착한 태양으로 존재하여도 무방하지만, 세섬유층 및/또는 지지 섬유층을 구성하는 섬유 중에 짜 넣어져 있는 태양이어도 무방하다.

본 발명에 있어서, 세섬유층과 지지 섬유층이 적층 일체화하고 있다는 것은, 바인더나 접착 섬유에 의하여 양층이 접착 일체화하고 있거나, 혹은, 히트 실(heat seal)이나 초음파 융착 혹은 히트 롤을 꽉 누르는 등 하는 것에 의하여, 세섬유층을 구성하는 섬유 및/또는 지지 섬유층을 구성하는 섬유가 용융 접착하여 양 층간이 용융 일체화하고 있는 등, 섬유층과 지지 섬유층이 단지 서로 겹쳐져 있는 것만이 아닌 것을 가리킨다.

세섬유층과 지지 섬유층이 바인더에 의하여 적층 일체화하고 있는 경우, 바인더의 부여량은 적의 선택할 수 있는데, 1g/m² ~ 30g/m²일 수 있고, 2g/m² ~ 20g/m²일 수 있고, 3g/m² ~ 15g/m²일 수 있다.

세섬유 포백과 지지 포백의 층간의 통기성이 바인더 등의 접착 성분에 의하여 폐색(閉塞)하여, 대전 여재의 압력 손실이 상승하는 것을 방지할 수 있는 것으로부터, 세섬유층을 구성하는 섬유 및/또는 지지 섬유층을 구성하는 섬유가 용융 접착하여 양 층간이 용융 일체화하고 있는 것이 바람직하다.

특히, 보다 압력 손실이 낮은 대전 여재를 제공할 수 있는 것으로부터, 양 층간에 있어서 적층 부분의 전면이 아니라 부분적으로 용융 일체화 부분이 존재하는 것과 함께, 당해 용융 일체화 부분이 적층 부분에 있어서 대략 균일하게 존재하는 것으로, 세섬유층과 지지 섬유층이 적층 일체화하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 적층 일체화 태양은, 예를 들어, 초음파 핀소닉 장치에 공급하는 것으로 제공할 수 있다.

본 발명의 대전 여재는, 세섬유층과 지지 섬유층이 적층 일체화하여 이루어지는 대전한 적층체를 구비하고 있다. 덧붙여, 세섬유층이나 지지 섬유층 중 어느 하나, 혹은, 세섬유층과 지지 섬유층의 양방이 대전하고 있어도 무방하지만, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재를 제공할 수 있는 것으로부터, 세섬유층과 지지 섬유층의 양방이 대전하고 있는(적층체가 대전하고 있는) 것이 바람직하다. 대전 여재에 있어서의 대전 태양은 적의 선택할 수 있는데, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재를 제공할 수 있는 것으로부터, 극성 액체 대전 방법에 공급하여 이루어지는 대전 태양인 것이 바람직하다. 극성 액체 대전 방법에 공급하여 이루어지는 대전 여재가 여과 성능에 뛰어난 이유는, 완전하게 해명되어 있지 않다. 그러나, 대전 여재의 내외에 상관없이 대전 여재를 구성하는 섬유의 표면 전체가 균일하게 대전되기 때문에, 또한, 섬유마다 섬유 표면에 전하가 분극하여 존재하는 대전 태양이 되기 때문에, 대전량이 많은 대전 태양이라고 생각된다.

상술의 구성을 가지는 대전한 적층체는 단체(單體)로 대전 여재로서 사용할 수 있는데, 프리필터층이나 백필터층, 새로운 지지 기재(基材) 등의 한층 더 다른 통기성 부재를, 적층체와 단지 적층한 태양으로 구비하고 있는 대전 여재나, 적층체와 적층 일체화한 태양으로 구비하고 있는 대전 여재여도 무방하다.

이 때, 통기성 부재의 태양은 적의 선택할 수 있고, 예를 들어, 부직포나 직물이나 편물 등의 포백, 다공 필름 등을 사용할 수 있다. 통기성 부재의 대전의 유무는 적의 선택할 수 있는데, 최종적으로 얻어지는 대전 여재의 여과 성능을 향상할 수 있도록, 대전하고 있는 통기성 부재를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 대전 여재는, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 압력 손실이 24Pa 이하인 것과 함께, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 입자경 0.3 ~ 0.5μm의 입자의 포집 효율이 76% 이상이다.

대전 여재의 포집 효율은 80% 이상이 바람직하고, 85% 이상이 바람직하고, 90% 이상이 바람직하고, 95% 이상이 바람직하다. 또한, 압력 손실은 20Pa 이하가 바람직하다.

덧붙여, 대전 여재의 압력 손실과 포집 효율은, 이하의 방법으로 산출할 수 있다. 덧붙여, 측정 장치의 상류 측에, 대전 여재에 있어서의 지지 섬유층 유래의 섬유층 측이 면하도록 하여, 대전 여재를 설치하였다.

(압력 손실과 포집 효율의 산출 방법)

시험 덕트에 필터를 설치하여 계수법에 의하여 산출한 값을 가리킨다. 즉, 평면상(平面狀)의 포백(측정 대상이 플리츠 형상을 구비하고 있는 경우에는, 절곡(折曲) 형상을 펴 평면상으로 한다)을 유효 폭 면적 0.04m²의 시험 덕트의 홀더에 세트한 후, 입자경 0.3 ~ 0.5μm의 대기진(大氣塵)(대기진수: U)을 포백의 상류 측에 공급하고, 면 풍속 10cm/s로 공기를 통과시켰을 때의, 하류 측에 있어서의 입자경 0.3 ~ 0.5μm의 대기진수(D)를 파티클 카운터(리온사(RION Co., Ltd)제: 형식 KC-22B)로 측정하고, 차식으로부터 산출한 값을 포집 효율(%)로 한다.

포집 효율(%) = [1-(D/U)]×100

또한, 압력 손실은, 상기 포집 효율 측정 시에 있어서의, 포백의 초기의 압력 손실(Pa)을 말한다.

여과 성능에 뛰어난 대전 여재가 요구되는 것으로부터, 압력 손실과 포집 효율로부터 산출되는 QF값이 0.12 이상의 대전 여재인 것이 바람직하고, 0.13 이상의 대전 여재인 것이 바람직하고, 0.14 이상의 대전 여재인 것이 바람직하고, 0.15 이상의 대전 여재인 것이 바람직하고, 0.16 이상의 대전 여재인 것이 바람직하다. QF값이 클수록 압력 손실과 포집 효율이 함께 밸런스 좋게 뛰어난 대전 여재이다.

덧붙여, QF값은, 이하의 방법으로 산출할 수 있다.

(QF값의 산출 방법)

대전 여재의 포집 효율 E(%)와 압력 손실 ΔP(Pa)를, 차식(단 「ln」은 자연대수)에 대입하는 것으로 산출한다.

QF값 = [{-ln(1-E/100)}/ΔP]

본 발명의 대전 여재는 평면상으로 사용할 수 있는데, 플리츠 형상이나 권회(卷回) 형상이어도 무방하다.

이 때, 세섬유층 유래의 섬유층과 지지 섬유층 유래의 섬유층만으로 구성된 대전 여재를 플리츠 형상으로 가공하면, 대전 여재 표면에 노출하여 있는 지지 섬유층에 대하여 직접 플리츠 산 혹은 골이 되는 것과 같은 주름이 생기는 것으로, 보형성에 뛰어난 것과 함께 의도한 형상의 플리츠 형상을 가지는 대전 여재를 제공할 수 있어 바람직하다. 특히, 지지 섬유층이 스펀본드 유래의 섬유층인 경우에, 효과적으로 발휘되는 경향이 있어 바람직하다.

플리츠 산의 형상은 적의 선택할 수 있는데, 플리츠 산 높이는 3mm ~ 100mm일 수 있고, 5mm ~ 80mm일 수 있고, 10mm ~ 60mm일 수 있다. 또한, 플리츠 산의 정점끼리의 간격은 1mm ~ 25mm일 수 있고, 2mm ~ 20mm일 수 있고, 3mm ~ 15mm일 수 있다.

대전 여재의 형상은 적의 선택할 수 있고, 예를 들어 컵형 등 특정 형상으로 성형한 대전 여재, 수납하는 필터 프레임의 형상으로 맞추어 절취 가공한 대전 여재, 주위에 에지 밴드가 설치된 플리츠 형상의 대전 여재여도 무방하다.

상술과 같이 하여 조제된 대전 여재와, 필터 테두리나 에지 밴드를 구비하여 구성된 필터 유닛은, 대전 여재의 지지 섬유층이 여과 대상물 측으로 노출하여 있는 태양으로 구성되어 사용되는 것이 바람직하다. 이와 같은 태양의 필터 유닛인 것에 의하여, 여과 대상물 중의 굵은 입자를 지지 섬유층에서 포집할 수 있고, 지지 섬유층에 의하여 다 포집할 수 없었던 작은 입자를 세섬유층에 의하여 선택적으로 포집할 수 있다. 그 결과, 대전 여재의 눈막힘에 의한 압력 손실의 상승이 억제된, 여과 수명이 긴 필터 유닛을 실현할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 관련되는 대전 여재의 제조 방법에 관하여 설명한다.

본 제조 방법은, 주로,

(1) 구성 섬유의 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작고, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 세섬유 포백을 조제하는 공정,

(2) 지지 포백을 조제하는 공정,

(3) 세섬유 포백과 지지 포백을 적층 일체화하여, 적층체를 조제하는 공정,

(4) 적층체에 극성 액체를 부여하여 당해 극성 액체를 통하여 적층체에 힘을 작용시키고, 그 다음에, 적층체로부터 극성 액체를 제거하는 것으로, 적층체를 대전시키는 공정

을 구비하고 있다.

우선, (1) 구성 섬유의 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작고, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 세섬유 포백을 조제하는 공정에 관하여 설명한다.

구성 섬유의 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작고, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 세섬유 포백이 직물이나 편물인 경우, 섬유를 짜거나 혹은 엮는 것으로 세섬유 포백을 조제할 수 있다.

세섬유 포백이 부직포인 경우, 부직포의 조제 방법으로서, 세섬유층의 구성 섬유를 조제 가능하다고 예시한 각종 섬유의 제조 방법을 이용할 수 있다. 또한, 조제한 섬유를, 예를 들어, 건식법, 습식법에 공급하는 것으로 섬유웹을 조제하고, 조제한 섬유웹의 구성 섬유를 낙합 및/또는 일체화시켜 세섬유 포백을 조제할 수 있다.

혹은, 직접 방사법을 이용하여, 방사를 행하는 것과 함께 섬유를 포집하여 섬유웹이나 부직포를 조제하여도 무방하다. 덧붙여, 섬유경이 작고 단위 면적당 중량이 작은 것에도 불구하고, 섬유가 균일하게 분산하여 존재하는 것으로 대전 여재의 여과 성능을 향상 가능한 세섬유 포백을 조제할 수 있는 것으로부터, 직접 방사법을 이용하여 세섬유 포백을 조제하는 것이 바람직하다. 또한, 멜트블로법이나 스펀본드법을 이용하면, 공정수를 줄여 극성 액체에 대한 잔류물의 용출을 막아 이루어지는 적층체를 조제할 수 있어 바람직하다.

섬유웹을 구성하는 섬유끼리를 낙합 및/또는 일체화시키는 방법으로서, 예를 들어, 니들이나 수류(水流)에 의하여 낙합하는 방법, 섬유웹을 가열 처리에 공급하는 등 하여 바인더 혹은 접착 섬유에 의하여 구성 섬유끼리를 접착 일체화 혹은 용융 일체화시키는 방법 등을 들 수 있다.

섬유웹 이외에도 부직포 등 포백을 가열 처리에 공급하여도 무방하고, 가열 처리하는 방법은 적의 선택할 수 있는데, 예를 들어, 캘린더 롤에 의하여 가열 가압하는 방법, 열풍 건조기에 의하여 가열하는 방법, 무압 하에서 적외선을 조사하여 섬유에 포함되어 있는 열가소성 수지를 용융시키는 방법 등을 이용할 수 있다.

그 다음에, (2) 지지 포백을 조제하는 공정에 관하여 설명한다.

지지 포백의 제조 방법은 적의 선택할 수 있는데, 그 방법으로서, 세섬유층의 구성 섬유를 조제 가능하다고 예시한 각종 섬유의 제조 방법이나, 상술한 (1)의 공정에서 예시한 방법을 이용할 수 있다.

덧붙여, 강성에 뛰어난 지지 섬유층인 것에 의하여, 세섬유층을 보다 강고하게 지지할 수 있는 것으로, 적층체를 극성 액체 대전 방법에 공급하였을 때에, 세섬유층에 균열이나 큰 변형이 생기는 것을 방지할 수 있고, 그 결과, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재를 제공할 수 있는 것으로부터, 직접 방사법(특히, 스펀본드법)을 이용하여 지지 포백을 조제하는 것이 바람직하다.

그리고, (3) 세섬유 포백과 지지 포백을 적층 일체화하여, 적층체를 조제하는 공정에 관하여 설명한다.

세섬유 포백과 지지 포백을 적층 일체화하여 적층체를 조제하는 방법은, 세섬유층과 지지 섬유층의 적층 일체화 태양의 항목에서 설명한 바와 같은 방법을 채용할 수 있다.

구체예로서는, 단지 적층한 세섬유 포백과 지지 포백을, 예를 들어, 오븐 드라이어, 원적외선 히터, 건열 건조기 등의 가열기에 공급하는 것으로, 혹은, 세섬유 포백과 지지 포백의 사이에, 접착 성분(바인더 입자나 거미집 형상 접착 섬유웹 등)을 개재(介在)시킨 상태로 가열기에 공급하는 것으로, 접착 성분을 유리 전이 온도 혹은 융점 이상으로 가열하여, 양 층간을 용융 일체화시키는 방법을 채용할 수 있다.

또한, 세섬유층과 지지 섬유층의 층간 부분의 통기 저항이 저하하는 것을 방지할 수 있는 경향이 있는 것으로부터, 예를 들어, 히트 실 장치나 초음파 융착 장치에 공급하는, 히트 롤을 꽉 누르는 등 하는 것에 의하여, 세섬유 포백의 구성 섬유 및/또는 지지 포백의 구성 섬유를 용융 접착시키는 것으로, 양 층간을 용융 일체화할 수 있는 방법을 채용하는 것이 바람직하다.

특히, 초음파 핀소닉 장치에 공급하는 것으로, 양 층간에 있어서 적층 부분의 전면이 아니라 부분적으로 용융 일체화 부분이 존재하는 것과 함께, 당해 용융 일체화 부분이 적층 부분에 있어서 대략 균일하게 존재하는 것으로, 보다 압력 손실이 낮은 대전 여재를 제공할 수 있다.

마지막으로, (4) 적층체에 극성 액체를 부여하여 당해 극성 액체를 통하여 적층체에 힘을 작용시키고, 그 다음에, 적층체로부터 극성 액체를 제거하는 것으로, 적층체를 대전시키는 공정에 관하여 설명한다.

사용하는 극성 액체의 종류는, 본 발명에 관련되는 대전 여재를 제공할 수 있는 것이 되도록 적의 선택할 수 있는데, 예를 들어, 순수(純水)(증류, 이온 교환을 거친 2차 증류수에 상당) 등의 극성 액체를, 단독 혹은 혼합액으로서 사용할 수 있다. 또한, 적층체에 부여되는 극성 액체의 온도는 적의 선택할 수 있고, 온도가 20±5℃의 범위일 수 있다.

또한, 사용하는 극성 액체의 전기 전도도가 5μS/cm(마이크로지멘스 퍼 센티미터) 이하이면, 본 발명에 관련되는 극성 액체 대전 방법에 공급하는 것으로 적층체의 대전량을 효과적으로 향상할 수 있고, 본원 발명이 규정하는 압력 손실 및 포집 효율을 만족하는 대전 여재를 실현할 수 있다.

적층체에 극성 액체를 부여하는 방법은 적의 선택할 수 있는데, 예를 들어, 적층체에 극성 액체를 분무하는 방법, 극성 액체의 액적(液滴)을 부여하는 방법, 극성 액체에 적층체를 침지하는 방법, 극성 액체가 적층체를 통과하도록 처리하는 방법 등을 들 수 있다.

극성 액체를 통하여 적층체에 힘을 작용시키는 방법은, 상술한 적층체에 극성 액체를 부여하는 것으로 힘을 작용시켜도 무방하지만, 예를 들어, 극성 액체가 부여되어 있는 적층체에 초음파를 작용시키는 방법, 극성 액체가 부여되어 있는 적층체에 진동을 부여하는 방법, 극성 액체가 부여되어 있는 적층체로부터 극성 액체를 흡인 혹은 불어 날림 제거하는 것으로 힘을 작용시키는 방법 등을 들 수 있다.

적층체로부터 극성 액체를 제거하는 방법은, 상술한 극성 액체가 부여되어 있는 적층체로부터 극성 액체를 흡인 혹은 불어 날리는 것으로 제거하여도 무방하지만, 예를 들어, 가열기에 공급하는 것으로 적층체로부터 극성 액체를 가열 제거하는 방법, 풍력이나 초음파를 작용시켜 적층체로부터 극성 액체를 제거하는 방법, 실온 환경 하 혹은 감압 환경 하에 방치하는 것으로 적층체로부터 극성 액체를 증산시켜 제거하는 방법 등을 들 수 있다.

상술의 제조 공정을 거치는 것으로 대전한 적층체를 제조할 수 있다. 대전한 적층체를 그대로 대전 여재로 하여도 무방하지만, 대전한 적층체 외에 한층 더 다른 통기성 부재를 설치하는 공정, 대전한 적층체에 기능성 입자나 바인더나 안료 등을 부여하는 공정, 대전한 적층체를 플리츠 형상이나 권회 형상으로 가공하는 공정, 대전한 적층체를 컵형 등 특정 형상으로 성형하거나 수납하는 필터 프레임의 형상에 맞추어 절취 가공하는 공정, 플리츠 형상의 대전한 적층체의 주위에 에지 밴드를 설치하는 공정 등의, 각종 2차 공정에 공급하는 것으로 대전 여재를 제조하여도 무방하다.

실시예

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 이것들은 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

(실시예 1)

(세섬유 포백의 조제 방법)

체적 고유 저항값이 10¹⁶ 정도(Ω·cm)인 시판의 폴리프로필렌 수지 100질량부에 대하여, 대전 조제로서 시판의 힌더드 아민계 광 안정제를 4질량부가 되도록 혼합하고, 멜트블로법을 이용하여 방사를 행하여, 이하의 구성을 가지는 멜트블로 부직포를 조제하였다.

섬유를 구성하는 수지: 폴리프로필렌 수지

섬유 단면 형상: 원형상

메디안 섬유경: 1.44μm

단위 면적당 중량: 7g/m²

두께: 0.07mm

풍속 10cm/s 시에 있어서의 압력 손실: 12.5Pa

덧붙여, 멜트블로 부직포의 압력 손실(Pa)은, (압력 손실과 포집 효율의 산출 방법)의 항목에서 설명한 산출 방법에, 멜트블로 부직포를 공급하는 것으로 구하였다.

(지지 포백의 조제 방법)

이하의 구성을 가지는 스펀본드 부직포를 준비하였다.

섬유를 구성하는 수지: 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지

섬유 단면 형상: 중심 부분으로부터 Y자 형상의 돌기가 복수 돌출한, 이형 단면 형상

섬도: 16dtex

단위 면적당 중량: 60g/m²

두께: 0.42mm

풍속 10cm/s 시에 있어서의 압력 손실: 1.5Pa

덧붙여, 스펀본드 부직포의 압력 손실(Pa)은, (압력 손실과 포집 효율의 산출 방법)의 항목에서 설명한 산출 방법에, 스펀본드 부직포를 공급하는 것으로 구하였다.

(적층체의 조제 방법)

스펀본드 부직포의 주면과 멜트블로 부직포의 주면을 접촉시키고, 다만 서로 겹친 상태인 채로, 초음파 핀소닉 장치(호른 압력: 1.8 ~ 2.1kgf/cm²)에 공급하였다.

그리고, 단지 서로 겹친 상태의 멜트블로 부직포 및 스펀본드 부직포에 있어서의 주면에 대하여, 일부에 초음파를 작용시키는 것으로 멜트블로 부직포를 구성하는 폴리프로필렌 섬유를 용융시키고, 스펀본드 부직포와 용융 접착시키는 것으로, 스펀본드 부직포와 멜트블로 부직포를 적층 일체화하여 이루어지는 적층체를 조제하였다. 덧붙여, 용융 접착하고 있는 부분의 면적은 당해 주면의 면적의 1.5%이며, 용융 접착하고 있는 부분은 당해 주면 상에 대략 균일하게 분산하여 존재하고 있었다.

상술과 같이 하여 조제한 멜트블로 부직포 단체 및 적층체(본 단락에 있어서, 합쳐서 포백이라고 칭한다)를, 이하의 확인 방법 및 측정 방법에 공급하는 것으로, 포백에 있어서의 균열의 유무를 확인하여, 신장률을 측정하였다.

(균열의 유무의 확인 방법)

후술하는 (대전한 적층체의 조제 방법)에 포백을 공급하였다. 그리고, (대전한 적층체의 조제 방법)에 공급한 후의 포백의 주면을 육안 관찰하는 것으로, 균열의 유무를 확인하였다.

(포백의 신장률의 측정 방법)

후술하는 (대전한 적층체의 조제 방법)에 공급하기 전의 포백에 있어서의, 주면 상의 일 방향의 길이(A0) 및, 주면 상에 있어서의 당해 일 방향과 직각을 이루는 방향의 길이(B0)를 측정하였다. 그리고, (대전한 적층체의 조제 방법)에 공급한 후의 포백에 있어서의, 당해 주면 상의 일 방향의 길이(A1) 및, 주면 상에 있어서의 당해 일 방향과 직각을 이루는 방향의 길이(B1)를 재차 측정하였다.

측정한 A0과 A1 및 B0과 B1의 각 측정값을 이하의 수식에 대입하는 것으로, 포백의 신장률(%)을 산출하였다.

덧붙여, 신장률(%)의 값이 0%인 경우에는, (대전한 적층체의 조제 방법)에 공급하는 전후에서 포백에 변형이 생기고 있지 않는 것을 의미한다. 또한, 신장률(%)의 값이 0보다도 클수록, (대전한 적층체의 조제 방법)에 공급하는 것으로 포백이 크게 신장하고, 포백에 큰 변형이 생긴 것을 의미한다.

신장률(%) = {100×(A1-A0)/A0 + 100×(B1-B0)/B0}÷2

덧붙여, 신장률(%)이 3%를 넘는 멜트블로 부직포는 변형이 컸기 때문에, 특허 문헌 2나 특허 문헌 3이 개시하는 대전 여재의 제조 방법에 공급하여도 대전 여재를 조제할 수 있는 것은 아니었다.

(대전한 적층체의 조제 방법)

적층체를, 극성 액체로서 전기 전도도가 3.2(μS/cm), 온도가 20±5℃의 범위로 유지된 순수(증류, 이온 교환을 거친 2차 증류수에 상당)가 보지(保持)된 욕조 내로 반송하고, 순수를 담지시키는 것과 함께, 적층체에 주파수 20kHz의 초음파를 작용시키는 것으로, 순수를 통하여 적층체에 힘을 작용시켰다.

그 다음에, 초음파를 작용시킨 적층체를 컨베이어식 드라이어에 공급하여 80℃로 건조시켜, 적층체에 포함되어 있는 순수를 제거하는 것으로, 대전한 적층체를 조제하였다.

이와 같이 하여 조제한 대전한 적층체를, 그대로의 상태로 대전 여재로 하여, 대전 여재의 포집 효율(%)과 압력 손실(Pa) 및 QF값을, 측정하여 산출하였다.

덧붙여, 조제한 대전 여재는, 멜트블로 부직포 유래의 세섬유층과 스펀본드 부직포 유래의 지지 섬유층이, 적층 일체화하여 이루어지는 구성을 가지고 있었다.

(실시예 2 ~ 6, 비교예 1 ~ 6)

대전 여재의 조제에 사용하는 멜트블로 부직포의 단위 면적당 중량과 메디안 섬유경을 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 대전 여재를 조제하였다.

덧붙여, 조제한 각 대전 여재는, 멜트블로 부직포 유래의 세섬유층과 스펀본드 부직포 유래의 지지 섬유층이, 적층 일체화하여 이루어지는 구성을 가지고 있었다.

상술과 같이 하여 조제한, 실시예 및 비교예의 대전 여재의 구성과 측정 결과를, 표 1 내지 표 4에 정리하였다.

덧붙여, 멜트블로 부직포 단체 혹은 대전 여재(대전한 적층체)의 주면에 균열이 존재하고 있었을 경우에는, 포백에 있어서의 주면 상의 길이를 측정할 수 없었기 때문에, 신장률(%)을 산출할 수 없었다. 신장률(%)을 산출할 수 없었던 것에 관하여는, 표에 - 표시를 기재하였다.

(실시예 7)

대전 조제를 혼합하는 것 없이 폴리프로필렌 수지만을 이용하여 멜트블로 부직포를 조제한 것 이외는, 실시예 2와 마찬가지로 하여 대전 여재를 조제하였다.

(비교예 7)

상술한 (대전한 적층체의 조제 방법)의 항목에서 설명한 대전 방법에 공급하는 것 대신에, 실시예 2에서 조제한 적층체를 코로나 방전 처리(직류 전압: 15kV)에 공급하는 것으로, 대전한 적층체를 조제하였다.

이와 같이 하여 조제한 대전한 적층체를, 그대로의 상태로 대전 여재로 하였다.

(비교예 8)

대전 여재의 조제에 사용하는 멜트블로 부직포의 단위 면적당 중량과 메디안 섬유경을 변경한 것 이외는, 비교예 7과 마찬가지로 하여, 대전 여재를 조제하였다.

상술과 같이 하여 조제한, 실시예 및 비교예의 대전 여재의 구성과 측정 결과를, 표 5 및 표 6에 정리하였다.

(실시예 8 ~ 10)

멜트블로 부직포의 단위 면적당 중량과 메디안 섬유경을 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 대전 여재를 조제하였다.

상술과 같이 하여 조제한, 실시예의 대전 여재의 구성과 측정 결과를, 표 7 및 표 8에 정리하였다.

표 1 ~ 표 8의 결과로부터, 이하의 것이 판명되었다.

메디안 섬유경이 2.5μm 이상, 및/또는, 단위 면적당 중량이 13g/m² 이상의 멜트블로 부직포를, 단체인 채로 본 발명에 관련되는 대전 공정에 공급하여도, 그 주면에 균열이 발생하는 일이 없고, 나아가, 멜트블로 부직포에 큰 변형이 생기는 일은 없었다. 한편, 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작고, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 멜트블로 부직포를, 단체인 채로 본 발명에 관련되는 대전 공정에 공급하면, 그 주면에 균열이 발생하거나, 혹은, 멜트블로 부직포에 큰 변형이 생겼다. 그 때문에, 특허 문헌 2나 특허 문헌 3이 개시하는 대전 여재의 제조 방법을 채용하는 한, 본 멜트블로 부직포 유래의 세섬유층을 구비한 대전 여재를 제공할 수 없었다.

이상의 것으로부터 종래 기술의 한에서는, 본 발명이 규정하는 세섬유층의 구성(메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작고, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작다)을 구비하고 있는 것과 함께, 본원 발명이 규정하는 여과 성능(압력 손실이 24Pa 이하인 것과 함께, 포집 효율이 76% 이상)을 만족하는, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재를 제공할 수 없는 것이었다.

그것에 대하여 실시예의 대전 여재는, 본 발명이 규정하는 세섬유층의 구성(메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작고, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작다)을 구비하고 있는 것과 함께, 본원 발명이 규정하는 여과 성능(압력 손실이 24Pa 이하인 것과 함께, 포집 효율이 76% 이상)을 만족하는, 여과 성능에 뛰어난 대전 여재였다.

또한, 표 3 및 표 4의 결과로부터, 이하의 것이 판명되었다.

메디안 섬유경이 동일한 세섬유층을 구비하는 대전 여재에 있어서, 대전 여재의 QF값을 특이적으로 상승할 수 있는 세섬유층의 단위 면적당 중량의 범위가 있는 것이 판명되었다. 구체적으로는 표 3 및 표 4의 결과에 있어서, 단위 면적당 중량이 3g/m² 이상 10g/m² 미만의 범위(특히, 단위 면적당 중량이 3g/m² ~ 7g/m²의 범위, 나아가서는 단위 면적당 중량이 5g/m² ~ 7g/m²의 범위)에 있어서, QF값이 특이적으로 상승하는 것이 판명되었다.

즉, 대전 여재의 여과 성능은 단위 면적당 중량과 단순한 비례 관계를 가지고 있지 않고, 여과 성능이 특이적으로 향상하는 단위 면적당 중량의 범위가 존재할 수 있다고 하는, 새로운 지견을 찾아내었다.

그 때문에, 상술한 특이적으로 상승하는 범위에 관련되는 단위 면적당 중량을 구비한 본 발명에 관련되는 대전 여재는, 보다 여과 성능에 뛰어난 대전 여재였다.

나아가, 표 5 및 표 6의 결과로부터, 이하의 것이 판명되었다.

실시예 2와 실시예 7을 비교한 결과로부터, 대전 조제를 포함하는 세섬유층을 구비한 대전 여재는 포집 효율에 뛰어난 것으로부터, 보다 여과 성능에 뛰어난 대전 여재였다.

실시예 2와 비교예 7 및 비교예 8을 비교한 결과로부터, 극성 액체 대전 방법에 공급하여 이루어지는 대전 여재는, 본 발명이 규정하는 포집 효율과 압력 손실을 만족하는 것이었지만, 코로나 대전 방법에 공급하여 이루어지는 대전 여재는, 본 발명이 규정하는 포집 효율과 압력 손실을 만족하지 않았다. 또한, 특필하여야 할 점으로서 실시예 2의 대전 여재는, 코로나 대전 방법에 공급하여 이루어지는 비교예 7 및 비교예 8의 대전 여재에 비하여, QF값이 배 이상 높은 여과 성능에 뛰어난 대전 여재였다.

그 때문에, 극성 액체 대전 방법에 공급하여 이루어지는 본 발명의 대전 여재는, 보다 여과 성능에 뛰어난 대전 여재였다.

또한, 본 발명의 제조 방법에 의하여, 상술한 대로, 본 발명을 만족하는 실시예의 대전 여재를 조제할 수 있었다. 이 이유로서, 본 발명의 제조 방법이, 세섬유 포백과 지지 포백을 적층 일체화하여 이루어지는 적층체를, 극성 액체 대전 방법에 공급하는 공정을 가지고 있기 때문이다.

즉, 지지 포백에 의하여 보강한 상태로 세섬유 포백을 극성 액체 대전 방법에 공급할 수 있고, 세섬유 포백에 균열이나 큰 변형이 생기는 것을 방지하여, 대전 여재를 조제할 수 있기 때문이다.

덧붙여, 각 실시예에서 조제한 대전 여재를 플리츠 형상으로 가공하였는데, 보형성에 뛰어난 것과 함께 의도한 형상의 플리츠 형상을 가지는 대전 여재를 제공할 수 있었다. 그리고, 당해 플리츠 형상을 가지는 대전 여재를 이용하는 것으로, 필터 테두리나 에지 밴드를 구비하여 구성된 필터 유닛을 제공할 수 있었다. 이와 같이 하여 조제한 필터 유닛은, 플리츠 형상으로 가공한 대전 여재에 있어서의 멜트블로 부직포 유래의 지지 섬유층을 여과 대상물 측에 노출하여 있는 태양에서 사용하였을 때에, 특히, 대전 여재의 눈막힘에 의한 압력 손실의 상승이 억제된, 여과 수명이 긴 필터 유닛이었다.

또한, 다음에 설명하는 참고예 1 ~ 참고예 3의 결과로부터, 이하의 것이 판명되었다.

(참고예 1)

실시예 1에서 사용한 적층체를 준비하였다. 덧붙여, 당해 적층체를 상술한 (압력 손실과 포집 효율의 산출 방법)에 공급하여 산출된, 포집 효율은 16.1%, 압력 손실은 17.8Pa, QF값은 0.010이었다.

극성 액체로서, 온도가 20±5℃의 범위로 유지된 순수(증류, 이온 교환을 거친 2차 증류수에 상당, 전기 전도도: 1.0μS/cm)를 이용하는 것과 함께, 당해 극성 액체가 채워진 욕조 내에 적층체를 침지하는 것으로 적층체에 당해 극성 액체를 담지시키는 것과 함께, 적층체에 프레셔 롤을 작용시키는 것으로 당해 극성 액체를 통하여 적층체에 힘을 작용시켰다.

그 다음에, 적층체를 50℃ 분위기 하에서 건조시켜 적층체에 포함되어 있는 순수를 제거하는 것으로, 대전한 적층체를 조제하였다.

이와 같이 하여 조제한 대전한 적층체를 상술한 (압력 손실과 포집 효율의 산출 방법)에 공급하여 산출된, 포집 효율은 52.2%, 압력 손실은 20.7Pa, QF값은 0.036이었다.

(참고예 2)

극성 액체로서, 온도가 20±5℃의 범위로 유지된 순수(증류, 이온 교환을 거친 2차 증류수에 상당, 전기 전도도: 1.0μS/cm) 100질량%에 대하여 계면 활성제(주성분: C9-11 Alcohol ethoxylate(CAS Registry Number.: 68439-46-3))를 4질량% 혼합하여 이루어지는 온도가 20±5℃의 범위로 유지된 혼합액(전기 전도도: 7.3μS/cm)을 이용한 것 이외는, 참고예 1과 마찬가지로 하여 대전한 적층체를 조제하였다.

이와 같이 하여 조제한 대전한 적층체를 상술한 (압력 손실과 포집 효율의 산출 방법)에 공급하여 산출된, 포집 효율은 9.6%, 압력 손실은 30.5Pa, QF값은 0.003이었다.

(참고예 3)

극성 액체로서, 온도가 20±5℃의 범위로 유지된 순수(증류, 이온 교환을 거친 2차 증류수에 상당, 전기 전도도: 1.0μS/cm) 100질량%에 대하여 계면 활성제(주성분: C9-11 Alcohol ethoxylate(CAS Registry Number.: 68439-46-3))를 1.5질량% 혼합하여 이루어지는 온도가 20±5℃의 범위로 유지된 혼합액(전기 전도도: 3.2μS/cm)을 이용한 것 이외는, 참고예 1과 마찬가지로 하여 대전한 적층체를 조제하였다.

이와 같이 하여 조제한 대전한 적층체를 상술한 (압력 손실과 포집 효율의 산출 방법)에 공급하여 산출된, 포집 효율은 24.0%, 압력 손실은 24.5Pa, QF값은 0.011이었다.

참고예 1 ~ 3에서 조제한 각 대전한 적층체를 비교한 결과, 전기 전도도가 높은 극성 액체(예를 들어, 전기 전도도가 5μS/cm보다도 높은 극성 액체)를 사용하여 조제한 대전한 적층체는, 전기 전도도가 낮은 극성 액체(예를 들어, 전기 전도도가 5μS/cm 이하의 극성 액체)를 사용하여 조제한 대전한 적층체와 비교하여, 그 포집 효율은 크게 저하하는 것이었던 것과 함께, 그 압력 손실은 크게 상승하는 것이었다. 이것으로부터, 전기 전도도가 높은 극성 액체(예를 들어, 전기 전도도가 5μS/cm보다도 높은 극성 액체)를 이용하였을 경우, 본원 발명이 규정하는 압력 손실 및 포집 효율을 만족하는 대전 여재를 실현하는 것이 곤란하다고 판명되었다.

나아가, 참고예 1 ~ 3에서 조제한 각 대전한 적층체를 비교한 결과, 잔류물에 오염된 극성 액체를 사용하여 조제한 대전한 적층체는, 극성 액체로서 순수만을 사용하여 조제한 대전한 적층체와 비교하여, 그 포집 효율은 크게 저하하는 것이었던 것과 함께, 그 압력 손실은 크게 상승하는 것이었다. 이것으로부터, 잔류물에 오염된 극성 액체를 이용하였을 경우, 본원 발명이 규정하는 압력 손실 및 포집 효율을 만족하는 대전 여재를 실현하는 것이 곤란하다고 판명되었다. 그 때문에, 제조 공정에서 유제나 분산제 혹은 계면 활성제 등이 부여되어 이루어지는, 예를 들어 건식 부직포나 습식 부직포 등을 구비하는 적층체를 극성 액체에 공급하여 대전 여재를 조제하여도, 사용하는 극성 액체가 당해 적층체로부터 용출한 잔류물(유제나 분산제 혹은 계면 활성제 등)에 오염되기 때문에, 본원 발명이 규정하는 압력 손실 및 포집 효율을 만족하는 대전 여재를 실현하는 것이 곤란하다고 생각되었다.

이상의 결과를 받아, 실시예의 대전 여재가 본원 발명이 규정하는 압력 손실 및 포집 효율을 만족한 일 이유으로서, 다음의 것이 생각된다.

실시예에서 사용한 적층체는, 극성 액체에 용출할 우려가 있는 잔류물이 될 수 있는 유제나 분산제 혹은 계면 활성제 등을, 제조 공정에서 부여하는 일 없이 제조하여 이루어지는 섬유나 포백(예를 들어, 멜트블로법이나 스펀본드법 등의 직접 방사법을 이용하여 조제한 섬유나 포백)에 의하여 구성된 세섬유층 및 지지 섬유층만으로 구성되어 있던 것으로, 본원 발명이 규정하는 압력 손실 및 포집 효율을 만족하는 대전 여재를 실현할 수 있던 것이라고 생각된다. 나아가, 실시예에서 사용한 적층체를 전기 전도도가 낮은 극성 액체(예를 들어, 전기 전도도가 5μS/cm 이하의 극성 액체)를 이용한 극성 액체 대전 방법에 공급한 것으로, 본원 발명이 규정하는 압력 손실 및 포집 효율을 만족하는 대전 여재를 실현할 수 있던 것이라고 생각된다.

산업상의 이용 가능성

본 발명의 대전 여재는, 예를 들어, 식품이나 의료품의 생산 공장 용도, 정밀 기기의 제조 공장 용도, 농작물의 실내 재배 시설 용도, 일반 가정 용도 혹은 오피스 빌딩 등의 산업 시설 용도, 공기 청정기 용도나 OA 기기 용도 등의 전화(電化) 제품 용도, 자동차나 항공기 등의 각종 차량 용도에 있어서, 기체 필터나 액체 필터로서 호적하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 대전 여재의 제조 방법에 의하여, 상술한 각종 용도로 호적하게 사용 가능한 대전 여재를 제조할 수 있다.

Claims

구성 섬유의 메디안 섬유경(纖維徑)이 2.5μm보다도 작고 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 세섬유층(細纖維層)과, 지지 섬유층이 적층 일체화하여 이루어지는 대전한 적층체를 구비하는 대전 여재(濾材)에 있어서, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 압력 손실이 24Pa 이하인 것과 함께, 풍속 10cm/s 시에 있어서의 입자경 0.3 ~ 0.5μm의 입자의 포집 효율이 76% 이상인, 대전 여재.
구성 섬유의 메디안 섬유경이 2.5μm보다도 작고, 단위 면적당 중량이 13g/m²보다도 작은 세섬유 포백(布帛)을 조제하는 공정과, 지지 포백을 조제하는 공정과,
상기 세섬유 포백과 상기 지지 포백을 적층 일체화하여, 적층체를 조제하는 공정과,
상기 적층체에 극성 액체를 부여하여 당해 극성 액체를 통하여 상기 적층체에 힘을 작용시키고, 그 다음에, 상기 적층체로부터 상기 극성 액체를 제거하는 것으로, 상기 적층체를 대전시키는 공정
을 가지는, 상기 대전한 적층체를 구비하는 대전 여재의 제조 방법.