WO2007148673A1 - フィルタおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2007148673A1
WO2007148673A1 PCT/JP2007/062276 JP2007062276W WO2007148673A1 WO 2007148673 A1 WO2007148673 A1 WO 2007148673A1 JP 2007062276 W JP2007062276 W JP 2007062276W WO 2007148673 A1 WO2007148673 A1 WO 2007148673A1
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nonwoven fabric
spinning
fiber diameter
solution
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PCT/JP2007/062276
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Masahiko Nakamori
Sadahiro Goto
Nobuyuki Taniguchi
Hisato Kobayashi
Yasuo Ohta
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Toyo Boseki Kabushiki Kaisha
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    • B03C3/30—Plant or installations without electricity supply, e.g. using electrets in which electrostatic charge is generated by passage of the gases, i.e. tribo-electricity
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    • B01D2239/00—Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10—Filtering material manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to a filter including a charged non-woven fabric made of fibers having a fiber diameter of 0.001 to 1 ⁇ m and a method for producing the same.
  • a polypropylene web produced by using a melt-blow apparatus or a product obtained by charge-treating a charge-treated polypropylene film has been used. It is widely used in applications that filter fine foreign substances, such as breathing masks, air filters for air purifiers, water filters, other applications, soundproofing materials, and heat insulating materials.
  • the fiber diameter or slit width of nonwoven fabrics was several ⁇ m. For this reason, when manufacturing non-woven fabric filters that have been charged, the collection efficiency is generally increased by increasing the basis weight.
  • nano-order fibers having a fiber diameter of 1 am or less have been widely studied.
  • Examples of a method for producing an aggregate of fibers having a small fiber diameter include a composite spinning method, a high-speed spinning method, and a charged spinning method.
  • the charged spinning method can spin more easily and with less man-hours than other methods.
  • a high voltage to a liquid (for example, a solution containing a polymer that forms a fiber, or a molten polymer)
  • the liquid is charged, causing the liquid to move toward a counter electrode material, and forming a fiber.
  • the polymer that forms the fiber is spun out of the solution and forms the fiber until it is captured by the counter electrode material.
  • Fiber formation can be accomplished, for example, by solvent evaporation when using a solution containing the polymer that forms the fiber, by cooling when using a molten polymer, or by chemical curing (for curing). Steam Processing by care). Further, the obtained fiber can be collected on a collecting body arranged as necessary, and peeled from the collecting body if necessary, and used as a fiber aggregate. In addition, since it is possible to directly obtain an aggregate of non-woven fibers, an operation that does not need to form an aggregate of fibers after spinning the fibers once as in other methods is simple (for example, , Patent Document:! ⁇ 3).
  • a filter medium characterized by comprising a fine fiber aggregate layer is proposed.
  • the pore size is smaller and the pore size is smaller, and the contribution of physical collection such as interception and inertial collision is increased, improving the collection efficiency.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Publication No. 48-1466
  • Patent Document 2 JP-A 63-145465
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-249966
  • Patent Document 4 JP 2005-218909
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a filter having high filter performance due to the effects of charging treatment and nanofibers. That is, an object of the present invention is to provide a filter comprising a charged nonwoven fabric having a nano-order fiber diameter.
  • the present invention is as follows.
  • a filter comprising a non-woven fabric that is charged and made of fibers having a fiber diameter of 0.00 :! to l z m.
  • a feature is that a solution mainly composed of a polymer and an organic solvent is produced, and then the obtained solution is spun using a charged spinning method and laminated on a nonwoven fabric having a fiber diameter larger than the fiber. Filter manufacturing method.
  • the present invention provides a polymer fiber having a small fiber diameter, a nonwoven fabric thereof, and a production method thereof.
  • the nonwoven fabric obtained by the present invention has a very large surface area and is excellent in filtration performance, heat resistance, mechanical properties, and thermal dimensional stability, and therefore exhibits very favorable properties.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a charge spinning apparatus.
  • the high molecular polymer used in the present invention is not particularly limited as long as it retains high electrostatic permanent chargeability by charge treatment.
  • the high-molecular polymer used for the purpose of increasing the thermal stability of the charge after the charge treatment and also for increasing the thermal dimensional stability in the production and use environment has a high melting point.
  • One preferred example is polyamideimide.
  • the polyamideimide will be described in detail.
  • Polyamideimide is synthesized by an ordinary method such as an acid chloride method using trimellitic acid chloride and diamine, or a diisocyanate method using trimellitic acid anhydrous and diisocyanate, but the diisocyanate method is preferred from the viewpoint of production cost.
  • the acid component used in the synthesis of polyamideimide is trimellitic anhydride (chloride), part of which can be replaced with other polybasic acids or anhydrides.
  • trimellitic anhydride chloride
  • tetramellitic acid such as pyromellitic acid, biphenyltetracarboxylic acid, biphenylsulfonetetracarboxylic acid, benzophenonetetracarboxylic acid, biphenylethertetracarboxylic acid, ethylene glycol bistrimellitate, propylene glycol bistrimellitate and the like
  • Aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, adipic acid, malonic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecane dicarboxylic acid, dicarboxypolybutadiene, dicarboxypoly (acrylonitrile-butadiene), dicarboxypoly (styrene monobutadiene), 4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 4,4'-dicyclohexylmethanedicarboxylic acid, alicyclic dicarboxylic acids such as dimer acid, terephthalic acid, isophthalic acid, diphenylsulfone Aromatic dicarboxylic acids such as dicarboxylic acid, diphenyl ether dicarboxylic acid and naphthalenedicarboxylic acid can be mentioned.
  • a part of the trimellitic acid compound may be replaced with glycol.
  • glycols include alkylene glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, neopentino glycol glycol, hexane diol, and the like, and polyalkylene glycols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetramethylene glycol.
  • examples thereof include polyesters having terminal hydroxyl groups that are synthesized from one or more of dicarboxylic acids and one or more of the above-mentioned darlicols.
  • Diamine (diisocyanate) components used in the synthesis of polyamideimide include aliphatic diamines such as ethylenediamine, propylene diamine and hexamethylene diamine and their diisocyanates, 1,4-cyclohexane diamine, 1, 3 —Cyclohexanediamine, isophoronediamine, alicyclic diamines such as 4,4'-dicyclohexylmethanediamine and their diisocyanates, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 4, 4, —diamino Fragrances such as diphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, benzidine, o-tolidine, 2,4_tolylenediamine, 2,6_tolylenediamine, xylylenediamine Group diamines and their diisocyanates, among which Reactivity,
  • Solvents used for the polymerization of polyamideimide include N, N, -dimethylformamide, N, N'-dimethylacetamide, N-methyl_2_pyrrolidone, ⁇ -butyrolataton, N-methylcaprolatatam
  • Organic polar amide solvents such as tetrahydrofuran, water-soluble ether compounds such as tetrahydrofuran and dioxane, water-soluble ketone compounds such as acetone and methyl ethyl ketone, and water-soluble nitrile compounds such as acetonitrile and propionitrile. It is done.
  • These solvents can be used as a mixed solvent of two or more kinds, and are not particularly limited.
  • the logarithmic viscosity of the polyamideimide is preferably greater than 0.2 dl / g.
  • the logarithmic viscosity is 0.2 dl / g or less, the mechanical properties are insufficient, and continuous fibers cannot be formed when charged spinning is performed.
  • the amount of diamine (diisocyanate) component used in the organic solvent is preferably 0.90-1.20 as a ratio to the number of moles of the acid component, and more preferably 0. 95 ⁇ : 1.05.
  • Polyamideimide can be easily produced by stirring while heating at 60 to 200 ° C in an inert gas atmosphere in the above polar solvent.
  • amines such as triethylamine, diethylenetriamine, 1,8-diazabicyclo [5,4,0] _7_undecene (DBU), sodium fluoride, potassium fluoride, cesium fluoride, sodium methoxy Alkali metal salts such as copper can also be used as a catalyst.
  • the polymer concentration of the polyamideimide solution is from 0.:! To 30% by weight, particularly preferably from 1 to 25% by weight, as the solid content concentration.
  • an additive such as an inorganic or organic filler can be blended for the purpose of improving various properties of the nonwoven fabric obtained by spinning.
  • the size is preferably smaller than the diameter of the polyamideimide fiber obtained. If it is large, the additive precipitates during charge spinning, causing thread breakage.
  • a method of blending the additive for example, there are a method in which a necessary amount of the additive is added in advance to the reaction system of the polyamidoimide polymerization and a method in which a necessary amount of the additive is added after the reaction of the polyamideimide polymerization is completed. Can be mentioned.
  • the former is preferable because a nonwoven fabric in which the additive is uniformly dispersed can be obtained.
  • the nonwoven fabric of the present invention is formed from fibers having an average fiber diameter of 0.001-1 / im. If the average fiber diameter is smaller than 0.001 ⁇ ⁇ , the self-supporting property is poor, which is not preferable. Further, if the average fiber diameter is larger than 1 ⁇ , the surface area becomes small, which is not preferable. A more preferable average fiber diameter is 0.005 to 0.8 / im, and a particularly preferable average fiber diameter is 0.001 to 0.5 / im.
  • the method for producing the nonwoven fabric of the present invention is not particularly limited as long as it is a technique capable of obtaining a fiber having a fiber diameter of 0.001 to l / im, and the charge spinning method is preferable.
  • the charge spinning method is preferable.
  • a method for producing by the charge spinning method will be described in detail.
  • the charged spinning method used in the present invention is a kind of solution spinning, and generally a process in which a positive high voltage is applied to a polymer solution, which is sprayed on a grounded or negatively charged surface. This is a technique for causing fiberization.
  • An example of a charged spinning device is shown in FIG. In the figure, a charged spinning device 1 is provided with a spinning nozzle 2 for discharging a polymer that is a raw material of a fiber and a counter electrode 5 facing the spinning nozzle 2. This counter electrode 5 is grounded. The polymer solution charged with a high voltage jumps from the spinning nozzle 2 toward the counter electrode 5. At that time, it is fiberized.
  • Nonwoven fabric by discharging a solution in which polyamideimide is dissolved in an organic solvent into an electrostatic field formed between the electrodes, spinning the solution toward the counter electrode, and accumulating the fibrous material formed on the collection substrate Can be obtained.
  • the non-woven fabric also shows the state of containing the solvent of the solution.
  • the solvent is removed after the charge spinning.
  • the method for removing the solvent include a method of immersing in a poor solvent and extracting the solvent, and a method of evaporating the remaining solvent by heat treatment.
  • the solution tank 3 is not particularly limited as long as the material is resistant to the organic solvent used.
  • the solution in the solution tank 3 can be discharged into the electric field by a mechanical push-out method or a pump-out method.
  • the spinning nozzle 2 preferably has an inner diameter of about 0.:! To about 3 mm.
  • Nozole material can be either metal or non-metal. If the nozzle is made of metal, the nozzle can be used as one electrode, and if the nozzle 2 is made of non-metal, an electrode is placed inside the nozzle, so that an electric field can be applied to the extruded solution. Can act. In consideration of production efficiency, it is possible to use a plurality of nozzles. In general, a nose shape having a circular cross section is used. However, a nozzle shape having a different cross section can be used depending on the polymer type and intended use.
  • electrodes having various shapes can be used depending on the application, such as a roll-shaped electrode, a flat plate-shaped, or a belt-shaped metal electrode shown in FIG.
  • the description so far is a case where the electrode also serves as a substrate that collects fibers.
  • the polyamideimide fiber is collected there. May be. In this case, for example, continuous production is possible by installing a belt-like substrate between the electrodes.
  • the voltage application device 4 is not particularly limited, but a DC high voltage generator can be used, and a Vouen degraph electromotive machine can also be used.
  • the applied voltage is not particularly limited, but is generally 3 to 100 kV, preferably 5 to 50 kV, and more preferably 5 to 3 OkV. Note that the polarity of the applied voltage may be either positive or negative.
  • the distance between the electrodes depends on the charge amount, nozzle size, spinning solution flow rate, spinning solution concentration, etc., a distance of 5 to 20 cm was appropriate at 5 to 120 kV.
  • the concentration of the polyamideimide in the solution in the production method of the present invention is preferably 0.:! To 30% by weight. If the polyamic acid concentration is less than 0.1% by weight, it is not preferable because the concentration is too low, making it difficult to form a nonwoven fabric. On the other hand, if it is larger than 30% by weight, the fiber diameter of the resulting non-woven fabric increases, which is not preferable.
  • a more preferred polyamideimide polymer concentration is:! -20% by weight.
  • the organic solvent forming the polyamideimide solution is not particularly limited as long as the polyamideimide is dissolved within the above concentration.
  • spinning it is possible to use the polyamideimide as a polymerization solution as it is produced.
  • the polyamideimide is precipitated and washed, and the purified product is used as a good polymer solvent. It can be redissolved and used as a solution.
  • the polymerization solvent it is preferable to use the polymerization solvent as it is.
  • Examples of the polymer solvent include acetone, chloroform, ethanol, isopropanol, methanol, toluene, tetrahydrofuran, water, benzene, benzyl alcohol, 1,4 dioxane, propanol, carbon tetrachloride, cyclohexane, cyclohexane.
  • Highly volatile solvents such as hexanone, methylene chloride, phenol, pyridine, trichloroethane, acetic acid, N, N dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N dimethylacetamide (DMAc), 1 —Methyl 2-pyrrolidone (NMP), ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, acetonitrile, N-methylmorpholine _N—oxide, butylene carbonate, y-butyrate rataton, jetinole carbonate, jetyl ether, 1,2-dimethoxyethane 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dioxolan, ethylmethyl carbonate, methyl formate, 3_methyloxazolidine-2-one, methylpropionate, 2-methyltetrahydrofuran, sulfolane Any relatively volatile solvent may be mentioned.
  • the spinning atmosphere is generally performed in the air, by performing charge spinning in a gas having a higher discharge starting voltage than air such as carbon dioxide, spinning at a low voltage is possible. Thus, abnormal discharge such as corona discharge can be prevented.
  • a gas having a higher discharge starting voltage than air such as carbon dioxide
  • polymer precipitation may occur in the vicinity of the spinning nozzle. Therefore, in order to reduce the moisture in the air, it is preferable to carry out in the air that has passed through the drying unit.
  • the step of obtaining the nonwoven fabric accumulated on the collection substrate will be described.
  • the solvent evaporates depending on conditions to form a fibrous material.
  • the solvent completely evaporates until it is collected on the collection substrate, but if the solvent is not sufficiently evaporated, it can be spun under reduced pressure.
  • the fibers of the present invention are formed at the latest when collected on the collection substrate.
  • the spinning temperature depends on the evaporation behavior of the solvent and the viscosity of the spinning solution, but is usually 0 to 50 ° C. And a porous fiber is further accumulated on a collection board, and a nonwoven fabric is manufactured.
  • the basis weight of the nonwoven fabric of the present invention is determined according to the intended use and is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 50 g / m2.
  • the basis weight here is based on JIS — L1085. If it is less than 0.05 g / m2, the filter collection efficiency is low, which is not preferable. If it is 50 g / m2 or more, the filter ventilation resistance becomes too high.
  • the thickness of the nonwoven fabric of the present invention is determined according to the intended use, and is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 / im. The thickness here is measured with a micrometer.
  • the nonwoven fabric of the present invention can be subjected to post-treatment so as to be adapted to various uses.
  • post-treatment for example, calender treatment, hydrophilic treatment, water repellent treatment, surfactant adhesion treatment, pure water cleaning treatment, etc. for densification or adjusting the thickness accuracy can be performed.
  • the nonwoven fabric obtained by the present invention may be used alone, but may be used in combination with other members depending on the handleability and application.
  • fabrics nonwoven fabrics, woven fabrics, knitted fabrics
  • films drums, nets, flat plates, belts that can serve as support substrates as collection substrates, conductive materials made of metal or carbon, organic polymers
  • Non-conductive material consisting of Charges can be used.
  • a member combining the support base material and the non-woven fabric can be produced.
  • a nonwoven fabric is most preferably used from an economical viewpoint.
  • the fiber diameter constituting the nonwoven fabric of the supporting substrate is desirably larger than the fiber diameter of the non-woven fabric of the present invention that has been subjected to charge treatment.
  • the non-woven fabric of the support substrate is effective in increasing the rigidity as a filter and preventing the deformation of the filter.
  • the fiber diameter constituting the nonwoven fabric of the supporting substrate is 1.5 times or more the fiber diameter of the charged nonwoven fabric of the present invention, more desirably 2 times or more, and particularly desirable. Is a fiber diameter more than 5 times. When the fiber diameter is 500 times or more, it may be difficult to join the two nonwoven fabrics.
  • the non-woven fabric obtained by the present invention can be remarkably improved in filter performance by being charged.
  • the charging method is not particularly limited, and examples include charging by corona discharge, charging by electron beam irradiation, charging under a high electric field, and charging by water current collision with sufficient pressure.
  • Nonwoven fabrics mainly composed of polyamideimide are electretized by these charging treatments, and the collection performance is greatly improved.
  • the fiber diameter of the nonwoven fabric obtained by the present invention is preferably 0.001-1 ⁇ m, more preferably 0.001 to 0.5 ⁇ , and even more preferably 0.001 to 0.00. 3 / im.
  • the smaller the fiber diameter the higher the collection efficiency, which is preferable.
  • the fiber diameter is thinner than 0.5 / m, the air flow resistance becomes smaller than that of a normal nonwoven fabric filter, and this is more preferable. Les.
  • it is thinner than 0.001 / m the strength of the nonwoven fabric is lowered and the handling property by fluff is deteriorated.
  • the use of the nonwoven fabric obtained by the present invention is used for various air filter applications such as filters for air purifiers, filters for precision equipment, cabin filters for automobiles, trains, etc., engine filters, and air conditioners for building air conditioning. I can do it. It is particularly suitable for air purification applications that require heat resistance, mechanical strength, and thermal dimensional stability.
  • a solution obtained by dissolving 0.5 g of polyamideimide resin in 100 ml of N-methyl-2-pyrrolidone was kept at 30 ° C. and measured using an Ubbelohde viscosity tube.
  • Inflection point of loss modulus of dynamic viscoelasticity measured by applying a vibration of 110Hz at a frequency of 110Hz, using a polyamideimide film with a measurement width of 4mm and a length of 15mm using a DVE-V4 Leo Spectra made by Rheology Co., Ltd. was the glass transition temperature.
  • the ventilation resistance was determined by reading the difference in static pressure upstream and downstream of the filter with a pressure gauge, controlling the linear velocity of the filter to 10 cm / sec by placing a nonwoven fabric sample in the duct.
  • the particle collection efficiency was evaluated using a particle counter (Lion KC01-C) with a particle concentration of 0.3 to 0.5 ⁇ 0 ⁇ when air dust was passed through the filter at 10 cm / sec. The upstream and downstream of the filter were measured, and the collection efficiency was determined from the ratio of the upstream and downstream particle concentrations.
  • TMA Trimellitic anhydride
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • K fluoride 0 ⁇ 01 mol in a 4-cell flask equipped with a thermometer, condenser and nitrogen gas inlet tube was added together with N, N-dimethylacetamide so that the solid concentration was 25%, and the temperature was raised to 90 ° C. and stirred for about 3 hours to synthesize polyamideimide.
  • the obtained polyamideimide had a logarithmic viscosity of 0.86 dl / g and a glass transition temperature of 290 ° C.
  • N, N-dimethylacetamide was added to the resulting polyamideimide solution and the solid content concentration was 20. / o
  • this polyamideimide solution was applied to a fibrous material collecting electrode 5 with a polyester nonwoven fabric having a basis weight of 80 g / m2, a fiber diameter of 45 ⁇ m, and a thickness of 0.2 mm, and 30 minutes Discharged.
  • a 18G (inner diameter: 0.8 mm) needle for spinning Nosle 2 and the voltage is 15k V, the distance from the spinning nozzle 2 to the counter electrode 5 for collecting fibers was 10 cm.
  • the obtained nonwoven fabric had an average fiber diameter of 0.50 ⁇ and a basis weight of 3.2 g / m2.
  • the obtained non-woven fabric was placed on a ground electrode made of an aluminum plate, and the filter performance was measured by performing corona charging treatment at a voltage of 20 kV for 10 seconds using a needle electrode from a distance of 1 cm from the non-woven fabric.
  • the ventilation resistance was 7.3 mmAq, and the collection efficiency was 96.7%.
  • Polyamideimide was prepared in the same manner as in Example 1, and the solid content concentration was 15%.
  • this polyamideimide solution was applied to a fibrous material collecting electrode 5 with a polyester non-woven fabric having a basis weight of 80 g / m 2, a fiber diameter of 45 ⁇ m, and a thickness of 0.2 mm, for 45 minutes. Discharged. An 18 G (inner diameter: 0.8 mm) needle was used for the spinning nozzle 2, the voltage was 13 kV, and the distance from the spinning nozzle 2 to the counter electrode 5 for collecting the fibers was 10 cm.
  • the obtained nonwoven fabric had an average fiber diameter of 0.25 ⁇ m and a basis weight of 1.8 gZm2.
  • the charge treatment was performed in the same manner as in Example 1 and the filter performance was measured. As a result, the ventilation resistance was 10.9 mmAq, and the collection efficiency was 99.3%.
  • TMA Trimellitic anhydride
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • DBU 1,8-diazabicyclo [5, 4 , 0] — 7-undecene
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • the obtained polyamideimide had a logarithmic viscosity of 1 ⁇ 38 dl / g and a glass transition temperature of 290 ° C.
  • the average fiber diameter was 0.09 zm, and the basis weight was 1.10 gZm2.
  • the charge treatment was performed in the same manner as in Example 1 and the filter performance was measured. As a result, the ventilation resistance was 18.2 mmAq and the collection efficiency was 99.99%.
  • a filter was produced in the same manner as in Example 1, and the filter performance was measured without performing corona charging treatment.
  • the ventilation resistance was 7.3 mmAq, and the collection efficiency was 66.5%.
  • Example 2 A filter was produced in the same manner as in Example 2, and the filter performance was measured without performing corona charging treatment.
  • the ventilation resistance was 10.9 mmAq, and the collection efficiency was 80.5%.
  • a filter was produced in the same manner as in Example 2, and the filter performance was measured without performing corona charging treatment.
  • the ventilation resistance was 18.2 mmAq and the collection efficiency was 96.2%.
  • a filter having high filter performance is realized and provided by charging a non-woven fabric having a fiber diameter of 0.001 to 1 ⁇ m, and has high industrial and environmental value. is there.

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Abstract

【課題】ナノオーダーの繊維径を有し、さらに荷電処理された不織布を用いることにより、フィルタの圧力損失上昇につながる目付量増加をしなくても、捕集効率が高い高性能フィルタを提供することにある。 【解決手段】高分子と有機溶媒とを主成分とする溶液を製造し、ついで得られた溶液を荷電紡糸法を用いて紡糸し、捕集基板に高分子繊維を捕集し、他の層と積層することにより、繊維径が０．００１～１μｍの繊維からなる荷電処理された不織布を含むフィルタを作成する。

Description

明 細 書
フィルタおよびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は繊維径が 0. 001 - 1 μ mの繊維からなる荷電処理された不織布を含むフ ィルタおよびその製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、荷電処理されたフィルタは、メルトブロー装置を用いて製造されたポリプロピ レンウェブやに荷電処理したものや荷電処理されたポリプロピレンフィルムを開繊した ものが用いられてきた。微粒異物をろ過する用途、例えば呼吸マスク、空気清浄機用 エアフィルタ、水フィルタ、その他の用途、防音材、断熱材に広く利用させている。ま た、捕集効率の向上を目的に、フィルタに用いられる不織布中の繊維径または繊維 幅を特定分布にすることも提案されている。しかし、これまでの不織布の繊維径また はスリット幅は数 μ mのものであった。このため荷電処理された不織布フィルタを製造 する際には、一般的に目付量を多くすることにより捕集効率を上げているが、 目付量 を多くすると不織布の厚みが大きくなり、加工性が低下するという問題があった。また 、繊維径または繊維幅が大きいものが含まれるためにポアサイズが大きくなり、さえぎ り、慣性衝突などの物理的捕集が寄与せず、粉塵を負荷すると静電気による捕集効 果が小さくなり、捕集効率が低下する問題があった。
[0003] 近年、繊維径が 1 a m以下のナノオーダー繊維（ナノファイバー）が広く検討されて いる。繊維径の小さい繊維の集合体を製造する方法として、複合紡糸法、高速紡糸 法、荷電紡糸法などが挙げられる。そのうち、荷電紡糸法は、他の方法より簡便に、 少ない工数で紡糸することが可能である。液体 (例えば繊維を形成する高分子を含 有する溶液、溶融させた高分子）に高電圧をかけることで液体に電荷を与え、液体を 対極物質に向かって曳かせ、繊維を形成させる。普通、繊維を形成する高分子は溶 液から曳き出され、対極物質に捕捉されるまでの間に繊維を形成する。繊維形成は 、例えば、繊維を形成する高分子を含有する溶液を用いた場合は、溶媒蒸発によつ て、溶融させた高分子を用いた場合は冷却によって、または、化学的硬化 (硬化用蒸 気による処理）、により行われる。また、得られる繊維は、必要に応じ配置した捕集体 上に捕集され、必要ならばそこから剥離し、繊維の集合体として利用することも可能 である。また、不織布状の繊維の集合体を直接得ることが可能なため、他の方法のよ うに、一旦繊維を紡糸した後、繊維の集合体を形成する必要がなぐ操作が簡便であ る（例えば、特許文献:!〜 3参照）。
[0004] 「静電紡糸法により製造された、平均繊維径が 0. 01 μ m以上、 0. 5 μ m未満の極 細繊維集合体層と、平均繊維径が 0. 以上、 5 z m以下の細繊維集合体層とを 備えていることを特徴とする濾過材」が提案されている。繊維径が小さぐポアサイズ が小さくなり、さえぎり、慣性衝突などの物理的捕集の寄与は大きくなり、捕集効率を 向上させるが、本濾過材は荷電処理を行っておらず、従来技術同様に、更なる捕集 効率を向上させるためには、 目付量を多くする必要があり、フィルタの圧力損失を大 きくし、フィルタへの負荷が大きくなるという問題がある。 （特許文献 4)
[0005] 特許文献 1 :特公昭 48— 1466号公報
特許文献 2 :特開昭 63— 145465号公報
特許文献 3：特開 2002— 249966号公報
特許文献 4 :特開 2005— 218909
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 本発明は、上述のような問題点を解決するために行われたものであり、荷電処理や ナノファイバによる効果によって、高いフィルタ性能を有するフィルタを提供することに ある。すなわち、ナノオーダーの繊維径を有する荷電処理された不織布からなるフィ ルタを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 本発明は、以下のとおりである。
1.繊維径が 0. 00：!〜 l z mの繊維からなる荷電処理された不織布を含むフィルタ。
2.上記不織布の層と、該不織布より大きい繊維径を持つ不織布を積層させたフィル タ。
3.繊維が、ポリアミドイミド繊維であることを特徴とするフィルタ。 4.高分子と有機溶媒とを主成分とする溶液を製造し、ついで得られた溶液を荷電紡 糸法を用いて紡糸し、捕集基板に高分子繊維を捕集することを特長とする、フィルタ の製造方法。
5.高分子と有機溶媒とを主成分とする溶液を製造し、ついで得られた溶液を荷電紡 糸法を用いて紡糸し、該繊維より大きい繊維径を持つ不織布に積層することを特長と するフィルタの製造方法。
発明の効果
[0008] 本発明は繊維径が小さい高分子繊維およびその不織布、およびその製造方法を 提供する。また本発明によって得られる不織布は、非常に大きな表面積を有し、濾過 性能、耐熱性、機械的物性、熱寸法安定性に優れるため、大変好ましい性質を示す ものである。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]荷電紡糸装置の模式的な断面図
符号の説明
[0010] 1 荷電紡糸装置
2 紡糸ノズル
3 溶液槽
4 高電圧電源
5 対向電極 (捕集基板）
発明を実施するための最良の形態
[0011] 本発明に使用する高分子重合体は、荷電処理により高い静電気永久帯電性を保 持するものであれば、特に限定されるものではなレ、。たとえば、ポリエチレン、ポリプロ ピレン、ポリスチレン、ポリ _4メチル _ 1ペンテン、ポリ _ 3メチル _ 1ブテン、ポリフエ 二ルサルファイド、ポリエーテル Iーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレー ト、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリべンゾォキサゾール、ポリサル ホン、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、全芳香族ポリエス テル、ポリテトラフルォロエチレン、クロ口トリフルォロエチレン エチレン共重合体、 ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライド、ポリクロ口トリフルォロエチレン、 テトラフルォロエチレン エチレン共重合体、テトラフルォロエチレン一へキサフルォ 口プロピレン共重合体、テトラフルォロエチレン パーフルォロアルキルビエルエー テル共重合体やそれらの混合物が用いられる。荷電処理後、電荷の熱的安定度を 増加させるため、また製造、使用環境での熱的な寸法安定性を増加させるためにも 使用する高分子重合物の融点が高いことが好ましぐこのようなものの好ましい一つと してポリアミドイミドが挙げられる。以下ポリアミドイミドに関して詳細に説明する。
[0012] ポリアミドイミドはトリメリット酸クロリドとジァミンを用いる酸クロリド法やトリメリット酸無 水物とジイソシァネートを用いるジイソシァネート法等の通常の方法で合成されるが 製造コストの点からジイソシァネート法が好ましい。
ポリアミドイミドの合成に用いられる酸成分はトリメリット酸無水物（クロリド）である力 その一部を他の多塩基酸またはその無水物に置き換えることができる。例えば、ピロ メリット酸、ビフエニルテトラカルボン酸、ビフエニルスルホンテトラカルボン酸、ベンゾ フエノンテトラカルボン酸、ビフエニルエーテルテトラカルボン酸、エチレングリコール ビストリメリテート、プロピレングリコールビストリメリテート等のテトラカルボン酸及びこ れらの無水物。シユウ酸、アジピン酸、マロン酸、セバチン酸、ァゼライン酸、ドデカン ジカルボン酸、ジカルボキシポリブタジエン、ジカルボキシポリ（アクリロニトリルーブタ ジェン）、ジカルボキシポリ（スチレン一ブタジエン）等の脂肪族ジカルボン酸、 1 , 4- シクロへキサンジカルボン酸、 1 , 3—シクロへキサンジカルボン酸、 4, 4'ージシクロ へキシルメタンジカルボン酸、ダイマー酸等の脂環族ジカルボン酸、テレフタル酸、ィ ソフタル酸、ジフヱニルスルホンジカルボン酸、ジフヱニルエーテルジカルボン酸、ナ フタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
[0013] また、トリメリット酸化合物の一部をグリコールに置き換えることもできる。グリコールと してはエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペン チノレグリコーノレ、へキサンジオール、等のアルキレングリコール、ポリエチレングリコー ノレ、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリアルキレングリコ ールゃ上記ジカルボン酸の 1種又は 2種以上と上記ダリコールの 1種又は 2種以上と 力、ら合成される、末端水酸基のポリエステル等が挙げられる。 ポリアミドイミドの合成に用いられるジァミン（ジイソシァネート）成分としては、ェチレ ンジァミン、プロピレンジァミン、へキサメチレンジァミン等の脂肪族ジァミン及びこれ らのジイソシァネート、 1 , 4ーシクロへキサンジァミン、 1 , 3—シクロへキサンジァミン 、イソホロンジァミン、 4， 4 '—ジシクロへキシルメタンジァミン等の脂環族ジァミン及 びこれらのジイソシァネート、 m—フエ二レンジァミン、 p—フエ二レンジァミン、 4， 4， —ジアミノジフエニルメタン、 4, 4 '—ジアミノジフエニルエーテル、 4, 4'—ジアミノジ フエニルスルホン、ベンジジン、 o—トリジン、 2, 4_トリレンジァミン、 2, 6 _トリレンジ ァミン、キシリレンジァミン等の芳香族ジァミン及びこれらのジイソシァネート等が挙げ られ、これらの中では反応性、コストの点力も 4， 4'—ジアミノジフエニルメタン、 o—ト リジン及びこれらのジイソシァネートが好ましレ、。
[0014] ポリアミドイミドの重合に用いられる溶媒としては、 N, N，—ジメチルホルムアミド、 N , N'—ジメチルァセトアミド、 N—メチル _ 2 _ピロリドン、 γ—ブチロラタトン、 N—メ チルカプロラタタム等の有機極性アミド系溶媒、テトラヒドロフラン、ジォキサン等の水 溶性エーテル化合物、アセトン、メチルェチルケトン等の水溶性ケトン系化合物、ァ セトニトリル、プロピオ二トリル等の水溶性二トリルイ匕合物等があげられる。これらの溶 媒は 2種以上の混合溶媒として使用することも可能であり、特に制限されることはない
[0015] ポリアミドイミドの対数粘度は 0. 2dl/gより大きいことが好ましい。対数粘度が 0. 2 dl/g以下では、機械的特性が不十分であり、また、荷電紡糸を行った際、連続繊維 を形成させることができない。
[0016] ポリアミドイミドを得るためには前記の有機溶媒中、ジァミン (ジイシシァネート)成分 の使用量が酸成分のモル数に対する比として好ましくは 0. 90- 1. 20であり、より好 ましくは 0. 95〜： 1. 05である。
[0017] ポリアミドイミドの重合条件として、上記極性溶剤中、不活性ガス雰囲気下で 60〜2 00°Cに加熱しながら攪拌することで容易に製造することができる。
必要に応じてトリェチルァミン、ジエチレントリァミン、 1 , 8—ジァザビシクロ [5， 4, 0] _ 7 _ゥンデセン（DBU)等のアミン類、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシ ゥム、ナトリウムメトキシド等のアルカリ金属塩等を触媒として用いることもできる。 [0018] ポリアミドイミド溶液のポリマー濃度としては、固形分濃度として 0.：!〜 30重量％、 特に好ましくは 1〜25重量％である。
[0019] 本発明においては、紡糸によって得られる不織布の種々の特性を改善する目的で 、無機もしくは有機フイラ一等の添加剤を配合することもできる。ポリアミドイミドと親和 性の低い添加剤の場合、その大きさは、得られるポリアミドイミド繊維の直径より小さ レ、ものが好ましい。大きいものであると、荷電紡糸中に添加剤が析出し、糸切れを起 こす原因となる。添加剤を配合する方法としては、例えば、必要量の添加剤をポリアミ ドイミド重合の反応系中にあらかじめ添加しておく方法とポリアミドイミド重合の反応終 了後に必要量の添加剤を添加する方法が挙げられる。重合阻害をしなレ、添加剤の 場合は前者の方が均一に添加剤の分散した不織布が得られるので好ましい。
[0020] ポリアミドイミドの重合反応終了後に必要量の添加剤を添加する方法の場合、超音 波による攪拌、ホモジナイザーなどによる機械的な強制攪拌が用いられる。
[0021] 本発明の不織布は平均繊維径が 0. 001-1 /i mである繊維より形成される。平均 繊維径が 0. 001 μ ΐηより小さいと、 自己支持性が乏しいため好ましくない。また平均 繊維径が 1 μ ΐηより大きいと表面積が小さくなり好ましくない。より好ましい平均繊維径 ίま 0. 005〜0. 8 /i mであり、特に好ましレヽ平均繊維径 ίま 0. 01〜0. 5 /i mである。
[0022] 本発明の不織布を製造する方法としては、 0. 001~ l /i mの繊維径の繊維等が得 られる手法であれば特に限定されないが、荷電紡糸法が好ましい。以下荷電紡糸法 により製造する方法について詳細に説明する。
[0023] 本発明で用いる荷電紡糸法とは、溶液紡糸の一種であり、一般的には、ポリマー溶 液にプラスの高電圧を与え、それがアースやマイナスに帯電した表面にスプレーされ る過程で繊維化を起こさせる手法である。荷電紡糸装置の一例を図 1に示す。図に おいて、荷電紡糸装置 1には、繊維の原料となるポリマーを吐出する紡糸ノズル 2と 紡糸ノズノレ 2に対向して、対向電極 5とが配置されている。この対向電極 5はアースさ れている。高電圧をかけ荷電したポリマー溶液は、紡糸ノズル 2から対極電極 5に向 けて飛び出す。その際、繊維化される。ポリアミドイミドを有機溶媒に溶解した溶液を 電極間で形成された静電場中に吐出し、溶液を対向電極に向けて曳糸し、形成され る繊維状物質を捕集基板に累積することによって不織布を得ることができる。ここで レ、ぅ不織布とは既に溶液の溶媒が留去され、不織布となっている状態のみならず、溶 液の溶媒を含んでレ、る状態も示してレ、る。
[0024] 溶媒を含んだ不織布の場合、荷電紡糸後に、溶剤除去を行う。溶剤を除去する方 法としては、例えば、貧溶媒中に浸漬させ、溶剤を抽出する方法や熱処理により残 存溶剤を蒸発させる方法などが挙げられる。
[0025] 溶液槽 3としては、材質は使用する有機溶剤に対し耐性のあるものあれば特に限定 されなレ、。また、溶液槽 3中の溶液は、機械的に押し出される方式やポンプなどにより 吸い出される方式などによって、電場内に吐出することができる。
[0026] 紡糸ノズノレ 2としては、内径 0.：!〜 3mm程度のものが望ましレ、。ノズノレ材質としては 、金属製であっても、非金属製であっても良レ、。ノズノレが金属製であればノズルを一 方の電極として使用することができ、ノズル 2が非金属製である場合には、ノズルの内 部に電極を設置することにより、押し出した溶解液に電界を作用させることができる。 生産効率を考慮し、ノズルを複数本使用することも可能である。また、一般的には、ノ ズノレ形状としては、円形断面のものを使用するが、ポリマー種や使用用途に応じて、 異型断面のノズル形状を用いることも可能である。
[0027] 対向電極 5としては、図 1に示すロール状の電極や平板状、ベルト状の金属製電極 など用途に応じて、種々の形状の電極を使用することができる。
[0028] また、これまでの説明は、電極が繊維を捕集する基板を兼ねる場合であるが、電極 間に捕集する基板となる物を設置することで、そこにポリアミドイミド繊維を捕集しても よい。この場合、例えばベルト状の基板を電極間に設置することで、連続的な生産も 可能となる。
[0029] また、一対の電極で形成されているのが一般的ではある力 S、さらに異なる電極を導 入することも可能である。一対の電極で紡糸を行い、さらに導入した電位の異なる電 極によって、電場状態を制御し、紡糸状態を制御することも可能である。
[0030] 電圧印加装置 4は特に限定されるものではないが、直流高電圧発生装置を使用で きるほか、ヴアン 'デ 'グラフ起電機を用いることもできる。また、印加電圧は特に限定 するものではないが、一般に 3〜： 100kV、好ましくは 5〜50kV、一層好ましくは 5〜3 OkVである。なお、印加電圧の極性はプラスとマイナスのいずれであっても良い。 [0031] 電極間の距離は、荷電量、ノズル寸法、紡糸液流量、紡糸液濃度等に依存するが 、 5〜120kVのときには 5〜20cmの距離が適切であった。
[0032] 次に高分子重合体としてポリアミドイミドを用い荷電紡糸法による本発明の製造手 法にっレ、て詳細に説明する。まずポリアミドイミドを有機溶媒に溶解した溶液を製造 する。本発明の製造方法における溶液中のポリアミドイミドの濃度は 0.：!〜 30重量％ であることが好ましい。ポリアミド酸の濃度が 0. 1重量％より小さいと、濃度が低すぎる ため不織布を形成することが困難となり好ましくない。また、 30重量％より大きいと得 られる不織布の繊維径が大きくなり好ましくない。より好ましいポリアミドイミドのポリマ 一濃度は:!〜 20重量％である。
[0033] ポリアミドイミド溶液を形成する有機溶媒とは、ポリアミドイミドを上記濃度内に溶解 すれば特に限定されない。紡糸を行う際、ポリアミドイミドを製造した重合溶液のまま 使用することも可能であり、また、ポリマーの貧溶媒を用い、ポリアミドイミドを析出、洗 浄を行い、精製したものをポリマーの良溶媒に再溶解させ溶液として使用することも 可能である。得られたポリアミドイミド繊維に支障がない場合は、重合溶媒をそのまま 使用することが好ましい。
[0034] ポリマーの溶媒には、例えば、アセトン、クロ口ホルム、エタノール、イソプロパノール 、メタノーノレ、トルエン、テトラヒドロフラン、水、ベンゼン、ベンジルアルコール、 1, 4 ジォキサン、プロパノール、四塩化炭素、シクロへキサン、シクロへキサノン、塩化メ チレン、フエノール、ピリジン、トリクロロェタン、酢酸などの揮発性の高い溶媒や、 N, N ジメチルホルムアミド（DMF)、ジメチルスルホキシド（DMSO)、 N, N ジメチ ルァセトアミド（DMAc)、 1—メチル 2—ピロリドン（NMP)、エチレンカーボネート、 プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ァセトニトリル、 N メチルモルホリン _N—ォキシド、ブチレンカーボネート、 y—ブチ口ラタトン、ジェチノレカーボネート、 ジェチルエーテル、 1， 2—ジメトキシェタン、 1 , 3—ジメチル一 2_イミダゾリジノン、 1 , 3—ジォキソラン、ェチルメチルカーボネート、メチルホルマート、 3_メチルォキサ ゾリジン一 2_オン、メチルプロピオネート、 2—メチルテトラヒドロフラン、スルホランな どの揮発性が相対的に低い溶媒が挙げられる。または、上記溶剤を 2種以上混合さ せて用いることも可能である。 [0035] 紡糸をする雰囲気として、一般的には空気中で行うが、二酸化炭素などの空気より も放電開始電圧の高い気体中で荷電紡糸を行うことで、低電圧での紡糸が可能とな り、コロナ放電などの異常放電を防ぐこともできる。また、水がポリマーの貧溶媒であ る場合、紡糸ノズル近傍でのポリマー析出が起こる場合がある。そのため、空気中の 水分を低下させるために、乾燥ユニットを通過させた空気中で行うことが好ましい。
[0036] 次に捕集基板に累積される不織布を得る段階について説明する。本発明において は、該溶液を捕集基板に向けて曳糸する間に、条件に応じて溶媒が蒸発して繊維状 物質が形成される。通常の室温であれば捕集基板上に捕集されるまでの間に溶媒 は完全に蒸発するが、もし溶媒蒸発が不十分な場合は減圧条件下で曳糸しても良 レ、。この捕集基板上に捕集された時点で遅くとも本発明の繊維が形成されている。ま た、曳糸する温度は溶媒の蒸発挙動や紡糸液の粘度に依存するが、通常は、 0〜5 0°Cである。そして多孔質繊維がさらに捕集基板に累積されて不織布が製造される。
[0037] 本発明の不織布の目付量は使用用途に応じて決められるものであり、特に限定さ れるものではないが、 0. 05〜50g/m2であるのが好ましい。ここでいう目付量は JIS — L1085に準じたものである。 0. 05g/m2以下であると、フィルタ捕集効率が低く 好ましくなぐ 50g/m2以上であると、フィルタ通気抵抗が高くなりすぎるので好まし くない。
[0038] 本発明の不織布の厚みは使用用途に応じて決められるものであり、特に限定され るものではないが、 1〜： 100 /i mであるのが好ましレ、。ここでいう厚みはマイクロメータ で測定したものである。
[0039] 本発明の不織布は必要であれば、各種用途に適合するように、後処理を実施する こと力 Sできる。例えば、緻密化または厚み精度を整えるためのカレンダー処理、親水 処理、撥水処理、界面活性剤付着処理、純水洗浄処理などを実施することができる
[0040] 本発明によって得られる不織布は、単独で用いても良いが、取扱性や用途に応じ て、他の部材と組み合わせて使用しても良レ、。例えば、捕集基板として支持基材とな りうる布帛（不織布、織物、編物）やフィルム、ドラム、ネット、平板、ベルト形状を有す る、金属やカーボンなどからなる導電性材料、有機高分子などからなる非導電性材 料を使用することができる。その上に不織布を形成することで、支持基材と該不織布 を組み合わせた部材を作成することも出来る。
[0041] 上記支持基材となりうる布帛としては、経済的観点から不織布が最も好適に使用可 能である。支持基材の不織布を構成する繊維径は、荷電処理された本発明の不織 布の繊維径より大きな繊維径を持つことが望ましい。支持基材の不織布は、フィルタ としての剛性を高めフィルタの変形を防ぐのに有効である。上記目的のため、支持基 材の不織布を構成する繊維径は、荷電処理された本発明の不織布の繊維径の 1. 5 倍以上であることが望ましぐさらに望ましくは 2倍以上、特に望ましくは 5倍以上の繊 維径である。繊維径が 500倍以上になると両不織布の接合が困難になる場合がある
[0042] 本発明によって得られる不織布は、荷電処理することによりフィルタ性能を格段に 向上させることができる。荷電処理の方法は、特に限定されないが、コロナ放電による 荷電、電子線照射による荷電、高電界下における荷電、十分な圧力による水流衝突 による荷電などが挙げられる。ポリアミドイミドを主成分とする不織布は、これらの荷電 処理によりエレクトレット化され、捕集性能が大幅に向上する。
[0043] 本発明によって得られる不織布の繊維径は、 0. 001-1 μ mであることが好ましぐ より好ましくは 0. 001〜0. 5 μ ΐη、さらに好ましくは 0. 001〜0. 3 /i mである。繊維 径は細い程、高い捕集効率が得られ好ましぐ特に 0. 5 / mより細くなると通常の不 織布フィルタと比較して通気抵抗が小さくなるスリップフロー効果が発現するのでより 好ましレ、。 0. 001 / mより細くなると、不織布強度が低下したり毛羽だちによるハンド リング'性が悪くなる。
[0044] 本発明によって得られる不織布の用途は、空気清浄機用フィルタ、精密機器用フィ ルタ、 自動車、列車等のキャビンフィルタ、エンジンフィルタ、およびビル空調用フィ ノレタなど、各種エアフィルタ用途に用いることが出来る。特に耐熱性、機械的強度、 熱寸法安定性が求められる空気浄化用途に好適である。
実施例
[0045] 以下本発明を実施例により説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるも のではない。また以下の各実施例における評価項目は以下のとおりの手法にて実施 した。
[0046] [対数粘度]
ポリアミドイミド樹脂 0. 5gを 100mlの N—メチル—2—ピロリドンに溶解した溶液を 30 °Cに保ちウベローデ粘度管を用いて測定した。
[0047] [平均繊維径]
得られた不織布の表面の走査型電子顕微鏡写真 (倍率 10000倍）を撮影し、その 写真力 n= 30にて繊維径を測定した平均値を算出した。
[0048] [ガラス転移温度]
測定幅 4mm、長さ 15mmのポリアミドイミドフィルムをレオロジ一社製 DVE—V4レオ スぺクトラ一を用レ、、周波数 110Hzの振動を与えて測定した動的粘弾性の損失弾性 率の変曲点をガラス転移温度とした。
[フィルタ性能の評価]
通気抵抗は、不織布試料をダクト内に設置し、フィルタ通過線速度が 10cm/秒に なるようコントロールし、フィルタ上流、下流の静圧差を圧力計で読み取り求めた。ま た粒子捕集効率の評価は大気塵を 10cm/秒にてフィルタに通気した際の粒子径 0 . 3〜0· 5 μ ΐηの粒子濃度を、パーティクルカウンター（リオン社製 KC01— C)にて フィルタの上下流を測定し、上流側と下流側の粒子濃度の比率から捕集効率を求め た。
[0049] [実施例 1]
温度計、冷却管、窒素ガス導入管のついた 4ッロフラスコにトリメリット酸無水物 (T MA) 1モル、ジフエニルメタンジイソシァネート（MDI) O. 995モノレ、フッ化カリウム 0· 01モルを固形分濃度が 25%となるように N、 N—ジメチルァセトアミドと共に仕込み、 90°Cに昇温して約 3時間攪拌を行いポリアミドイミドを合成した。得られたポリアミドィ ミドの対数粘度は 0. 86dl/g、ガラス転移温度は 290°Cであった。得られたポリアミド イミド溶液に N、 N—ジメチルァセトアミドをカ卩ぇ固形分濃度を 20。/oにした。
このポリアミドイミド溶液を図 1に示す装置を用いて、該溶液を繊維状物質捕集電極 5 に目付量 80g/m2、繊維径 45 μ m、厚み 0. 2mmのポリエステル不織布を貼り付け 、 30分間吐出した。紡糸ノズノレ 2に 18G (内径： 0. 8mm)の針を使用し、電圧は 15k V、紡糸ノズル 2から繊維を捕集する対向電極 5までの距離は 10cmであった。得られ た不織布の平均繊維径は 0. 50 μ ΐη, 目付量 3. 2g/m2であった。
得られた不織布をアルミ平板の接地電極上に置き、不織布との lcmの距離から針 状電極を用いて電圧 20kV、 10秒間のコロナ荷電処理を実施し、フィルタ性能を測 定した。通気抵抗は 7. 3mmAq、捕集効率は 96. 7%であった。
[0050] [実施例 2]
実施例 1と同様にポリアミドイミドを作製し、固形分濃度を 15%にした。
このポリアミドイミド溶液を図 1に示す装置を用いて、該溶液を繊維状物質捕集電極 5 に目付量 80g/m2、繊維径 45 μ m、厚み 0. 2mmのポリエステル不織布を貼り付け 、 45分間吐出した。紡糸ノズル 2に 18G (内径： 0. 8mm)の針を使用し、電圧は 13k V、紡糸ノズノレ 2から繊維を捕集する対向電極 5までの距離は 10cmであった。得られ た不織布の平均繊維径は 0. 25 x m、 目付量 1. 8gZm2であった。
実施例 1と同様に荷電処理を実施し、フィルタ性能を測定した結果、通気抵抗は 10 . 9mmAq、捕集効率は 99. 3%であった。
[0051] [実施例 3]
温度計、冷却管、窒素ガス導入管のついた 4ッロフラスコにトリメリット酸無水物 (T MA) 1モル、ジフエニルメタンジイソシァネート（MDI) lモル、 1 , 8—ジァザビシクロ [ 5, 4, 0]— 7—ゥンデセン（DBU) O. 02モノレを、固形分濃度が 15%となるように N— メチル—2—ピロリドン (NMP)と共に仕込み、窒素気流下で 90°Cに昇温して約 3時 間攪拌後、 120°Cに昇温し 1時間攪拌を行い、ポリアミドイミド樹脂を合成した。得ら れたポリアミドイミドの対数粘度は 1 · 38dl/g、ガラス転移温度は 290°Cであった。 平均繊維径 0. 09 z m、 目付量 1. 10gZm2であった。
実施例 1と同様に荷電処理を実施し、フィルタ性能を測定した結果、通気抵抗は 18 . 2mmAq、捕集効率は 99. 99%であった。
[0052] [比較例 1]
実施例 1と同様にフィルタを作製し、コロナ荷電処理を実施せずにフィルタ性能を 測定した。通気抵抗は 7. 3mmAq、捕集効率は 66. 5%であった。
[0053] [比較例 2] 実施例 2と同様にフィルタを作製し、コロナ荷電処理を実施せずにフィルタ性能を 測定した。 通気抵抗は 10. 9mmAq、捕集効率は 80. 5%であった。
[0054] [比較例 3]
実施例 2と同様にフィルタを作製し、コロナ荷電処理を実施せずにフィルタ性能を 測定した。通気抵抗は 18. 2mmAq、捕集効率は 96. 2%であった。
産業上の利用可能性
[0055] 繊維径が 0. 001〜1 μ mの繊維力 なる不織布を荷電処理することにより高いフィ ルタ性能を有するフィルタを実現し提供するものであり、工業的、環境的価値の大き いものである。

Claims

請求の範囲
[1] 繊維径が 0. 001〜： 1 μ mの繊維からなる荷電処理された不織布を含むフィルタ。
[2] 請求項 1記載の不織布の層と、該不織布より大きい繊維径を持つ不織布を積層さ せたフィルタ。
[3] 繊維が、ポリアミドイミド繊維であることを特徴とする請求項 1又は 2記載のフィルタ。
[4] 高分子と有機溶媒とを主成分とする溶液を製造し、っレ、で得られた溶液を荷電紡 糸法を用いて紡糸し、捕集基板に高分子繊維を捕集することを特長とする、請求項 1 又は 3記載のフィルタの製造方法。
[5] 高分子と有機溶媒とを主成分とする溶液を製造し、っレ、で得られた溶液を荷電紡 糸法を用いて紡糸し、該繊維より大きい繊維径を持つ不織布に積層することを特長と する、請求項 1乃至 3記載のフィルタの製造方法。
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