JP2003220310A - エレクトレット濾材およびその製造方法 - Google Patents
エレクトレット濾材およびその製造方法Info
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Landscapes
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- Electrostatic Separation (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のエレクトレット濾材では達成しえなか
った、低圧力損失ながら高い捕集効率を有するエレクト
レット濾材およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 高分子重合体に高圧流体噴霧処理を施し
た、圧力損失相当径Ｄｆｐおよび電子顕微鏡観測により
求まる平均繊維径Ｄｆｓの比で表される繊維分散性（Ｄ
ｆｐ／Ｄｆｓ）が２．０以下で、かつ、空気濾過速度
２．５ｃｍ／秒における０．３ミクロン粒子透過率と圧
力損失から計算されるＱＦ値が２．５以上ある、メルト
ブロー不織布をコロナ荷電して得ることを特徴とするエ
レクトレット濾材である。
った、低圧力損失ながら高い捕集効率を有するエレクト
レット濾材およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 高分子重合体に高圧流体噴霧処理を施し
た、圧力損失相当径Ｄｆｐおよび電子顕微鏡観測により
求まる平均繊維径Ｄｆｓの比で表される繊維分散性（Ｄ
ｆｐ／Ｄｆｓ）が２．０以下で、かつ、空気濾過速度
２．５ｃｍ／秒における０．３ミクロン粒子透過率と圧
力損失から計算されるＱＦ値が２．５以上ある、メルト
ブロー不織布をコロナ荷電して得ることを特徴とするエ
レクトレット濾材である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は気体中の微粒子の捕
捉に用いられ、低圧力損失ながら高捕集効率を有するエ
レクトレット濾材およびその製造方法に関する。
捉に用いられ、低圧力損失ながら高捕集効率を有するエ
レクトレット濾材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】メルトブロー不織布は、その紡糸条件、す
なわちノズル孔径、ノズル孔配列、樹脂吐出量、紡糸温
度、冷却速度、ノズルと捕集面の距離等を種々変更する
ことにより、不織布の物理的構造を制御することが可能
である。メルトブロー不織布を高性能濾材として適用す
るためには、繊維径を小さくし、繊維同士を分散させ、
かつ繊維充填密度を大きくしたペーパーライクな不織布
とする必要があった。しかしながらこのような不織布は
当然ながら圧力損失が大きい上に、コロナ放電処理等に
よりエレクトレット化する際に、繊維充填密度が小さい
不織布に比べて荷電効率がよくないという問題がある。
なわちノズル孔径、ノズル孔配列、樹脂吐出量、紡糸温
度、冷却速度、ノズルと捕集面の距離等を種々変更する
ことにより、不織布の物理的構造を制御することが可能
である。メルトブロー不織布を高性能濾材として適用す
るためには、繊維径を小さくし、繊維同士を分散させ、
かつ繊維充填密度を大きくしたペーパーライクな不織布
とする必要があった。しかしながらこのような不織布は
当然ながら圧力損失が大きい上に、コロナ放電処理等に
よりエレクトレット化する際に、繊維充填密度が小さい
不織布に比べて荷電効率がよくないという問題がある。
【０００３】エレクトレット濾材の電荷密度の簡易メジ
ャーとして、粒子透過率の対数値を圧力損失で除したＱ
Ｆ値がしばしば用いられるが、繊維充填密度が増大する
に伴いＱＦ値は低下する傾向がある。この原因は、繊維
充填密度が大きいとコロナイオンが不織布内部にまで到
達しにくくなり、不織布表面しか荷電されないためと推
定される。逆に、圧力損失を低減するため、繊維径を大
きくしたり、繊維充填密度を小さくする方向に紡糸条件
を変更すると、結果として繊維分散性が悪くなる。この
ような不織布をエレクトレット化するとＱＦ値は大きく
なる傾向があるが、捕集効率絶対値を大きくすることが
できず、高精度濾過には使えないという問題があった。
ャーとして、粒子透過率の対数値を圧力損失で除したＱ
Ｆ値がしばしば用いられるが、繊維充填密度が増大する
に伴いＱＦ値は低下する傾向がある。この原因は、繊維
充填密度が大きいとコロナイオンが不織布内部にまで到
達しにくくなり、不織布表面しか荷電されないためと推
定される。逆に、圧力損失を低減するため、繊維径を大
きくしたり、繊維充填密度を小さくする方向に紡糸条件
を変更すると、結果として繊維分散性が悪くなる。この
ような不織布をエレクトレット化するとＱＦ値は大きく
なる傾向があるが、捕集効率絶対値を大きくすることが
できず、高精度濾過には使えないという問題があった。
【０００４】米国特許第４５４８６２８号公報には単繊
維直径が０．１〜１．５ミクロンの極細可燃性合成繊維
を主体とするメルトブローウェブに高圧水を噴霧し、構
成繊維を分散化するとともにウェブの厚み方向に繊維を
交絡させることによって、高性能エアフィルター用濾材
を得る方法が開示されている。この方法により、ガラス
濾紙に比べて低圧損で目詰まりしにくい濾材が得られる
と記載されているが、０．１〜１．５ミクロンという極
細繊維を使用していたり、また高圧水噴霧後に加熱プレ
ス処理を行ったりしているため十分低圧損とは言い難
い。またこの公報にはエレクトレットという記載がな
い。実施例では２．３ｃｍ／秒の風速条件における０．
３ミクロン粒子の捕集効率および圧力損失のデータが開
示されているが、そのＱＦ値は最大でも１．７程度に留
まり、満足すべきレベルとは言えない。
維直径が０．１〜１．５ミクロンの極細可燃性合成繊維
を主体とするメルトブローウェブに高圧水を噴霧し、構
成繊維を分散化するとともにウェブの厚み方向に繊維を
交絡させることによって、高性能エアフィルター用濾材
を得る方法が開示されている。この方法により、ガラス
濾紙に比べて低圧損で目詰まりしにくい濾材が得られる
と記載されているが、０．１〜１．５ミクロンという極
細繊維を使用していたり、また高圧水噴霧後に加熱プレ
ス処理を行ったりしているため十分低圧損とは言い難
い。またこの公報にはエレクトレットという記載がな
い。実施例では２．３ｃｍ／秒の風速条件における０．
３ミクロン粒子の捕集効率および圧力損失のデータが開
示されているが、そのＱＦ値は最大でも１．７程度に留
まり、満足すべきレベルとは言えない。
【０００５】特開平６−２５７０６５号公報には圧力損
失相当径Ｄｆｐ、および電子顕微鏡観測により求まる平
均繊維径Ｄｆｓの比で表される繊維分散性（Ｄｆｐ／Ｄ
ｆｓ）が１以上１．３以下の範囲にあることを特徴とす
る超高性能エレクトレットメルトブロー不織布が開示さ
れている。しかしながらこの要件を満たすメルトブロー
不織布は、上述の通り圧力損失が高く、荷電効率がよく
ないという問題があった。実際に本公報の実施例１、２
に開示されているデータからＱＦ値を計算すると２前後
である。
失相当径Ｄｆｐ、および電子顕微鏡観測により求まる平
均繊維径Ｄｆｓの比で表される繊維分散性（Ｄｆｐ／Ｄ
ｆｓ）が１以上１．３以下の範囲にあることを特徴とす
る超高性能エレクトレットメルトブロー不織布が開示さ
れている。しかしながらこの要件を満たすメルトブロー
不織布は、上述の通り圧力損失が高く、荷電効率がよく
ないという問題があった。実際に本公報の実施例１、２
に開示されているデータからＱＦ値を計算すると２前後
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を鑑みてなされたものであり、低圧力損失ながら高い捕
集効率を有するエレクトレット濾材およびその製造方法
を提供するものである。
を鑑みてなされたものであり、低圧力損失ながら高い捕
集効率を有するエレクトレット濾材およびその製造方法
を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、高分子重合体
からなるメルトブロー不織布に高圧流体噴霧処理を施し
たことからなるエレクトレット濾材であって、該メルト
ブロー不織布の圧力損失相当径Ｄｆｐおよび電子顕微鏡
観測により求まる平均繊維径Ｄｆｓの比で表される繊維
分散性（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）が２．０以下であるエレクト
レット濾材である。
からなるメルトブロー不織布に高圧流体噴霧処理を施し
たことからなるエレクトレット濾材であって、該メルト
ブロー不織布の圧力損失相当径Ｄｆｐおよび電子顕微鏡
観測により求まる平均繊維径Ｄｆｓの比で表される繊維
分散性（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）が２．０以下であるエレクト
レット濾材である。
【０００８】本発明の好ましい実施態様は、前記メルト
ブロー不織布の平均繊維径Ｄｆｓが１．５μｍ以上５μ
ｍ以下で、かつ不織布の繊維充填密度が０．０９ｃｃ／
ｃｃ以上０．２ｃｃ／ｃｃ以下であるエレクトレット濾
材である。
ブロー不織布の平均繊維径Ｄｆｓが１．５μｍ以上５μ
ｍ以下で、かつ不織布の繊維充填密度が０．０９ｃｃ／
ｃｃ以上０．２ｃｃ／ｃｃ以下であるエレクトレット濾
材である。
【０００９】また本発明の好ましい実施態様は、前記エ
レクトレット濾材が、空気濾過速度２．５ｃｍ／秒にお
ける０．３ミクロン粒子透過率と圧力損失から計算され
るＱＦ値が２．５以上であるエレクトレット濾材であ
る。
レクトレット濾材が、空気濾過速度２．５ｃｍ／秒にお
ける０．３ミクロン粒子透過率と圧力損失から計算され
るＱＦ値が２．５以上であるエレクトレット濾材であ
る。
【００１０】また本発明の好ましい実施態様は、前記メ
ルトブロー不織布を構成する高分子重合体が、ポリオレ
フィン系樹脂であるエレクトレット濾材である。
ルトブロー不織布を構成する高分子重合体が、ポリオレ
フィン系樹脂であるエレクトレット濾材である。
【００１１】また本発明は、メルトブロー不織布に高圧
流体噴霧処理を施し、その後コロナ荷電するエレクトレ
ット濾材の製造方法である。
流体噴霧処理を施し、その後コロナ荷電するエレクトレ
ット濾材の製造方法である。
【００１２】本発明のエレクトレット濾材は、高圧流体
噴霧処理を施したメルトブロー不織布からなる。高圧流
体の種類は特に限定するものではないが、簡便性とその
効果を考えると水が好ましい。流体が水の場合、その噴
射方法は次のとおりである。すなわちメルトブロー不織
布の幅方向に沿って複数個の孔を有するノズルプレート
を不織布の数ｃｍ上方に配置し、不織布をその長手方向
に移動させながらノズルより圧力５〜４０ｋｇｆ／ｃｍ
2で水を不織布に衝突させる。このとき不織布を適当な
メッシュを有する網状体に載せ、水噴射面の反対側を減
圧状態にしておくとよい。ノズル孔は通常テーパー形状
となっておりその吐出部の径は０．０５〜０．１５ｍｍ
φが好ましい。また各孔間のピッチは０．５〜２ｍｍが
好ましい。０．０５ｍｍφ以下の径、および０．５ｍｍ
以下のピッチのノズルプレートは製作が困難であり極め
て高コストとなる。また孔径が０．１５ｍｍφ以上の場
合、メルトブロー不織布にピンホールが開きやすくなる
ため好ましくない。またピッチ２ｍｍ以上では１回あた
りの水の衝突数が少なく、処理回数を多くする必要があ
るため好ましくない。
噴霧処理を施したメルトブロー不織布からなる。高圧流
体の種類は特に限定するものではないが、簡便性とその
効果を考えると水が好ましい。流体が水の場合、その噴
射方法は次のとおりである。すなわちメルトブロー不織
布の幅方向に沿って複数個の孔を有するノズルプレート
を不織布の数ｃｍ上方に配置し、不織布をその長手方向
に移動させながらノズルより圧力５〜４０ｋｇｆ／ｃｍ
2で水を不織布に衝突させる。このとき不織布を適当な
メッシュを有する網状体に載せ、水噴射面の反対側を減
圧状態にしておくとよい。ノズル孔は通常テーパー形状
となっておりその吐出部の径は０．０５〜０．１５ｍｍ
φが好ましい。また各孔間のピッチは０．５〜２ｍｍが
好ましい。０．０５ｍｍφ以下の径、および０．５ｍｍ
以下のピッチのノズルプレートは製作が困難であり極め
て高コストとなる。また孔径が０．１５ｍｍφ以上の場
合、メルトブロー不織布にピンホールが開きやすくなる
ため好ましくない。またピッチ２ｍｍ以上では１回あた
りの水の衝突数が少なく、処理回数を多くする必要があ
るため好ましくない。
【００１３】上記の高圧流体噴霧処理後のメルトブロー
不織布において、圧力損失相当径Ｄｆｐおよび電子顕微
鏡観測により求まる平均繊維径Ｄｆｓの比で表される繊
維分散性（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）が２．０以下であることが
重要である。圧力損失相当径Ｄｆｐは次の数１から数値
解析して求めることができる。
不織布において、圧力損失相当径Ｄｆｐおよび電子顕微
鏡観測により求まる平均繊維径Ｄｆｓの比で表される繊
維分散性（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）が２．０以下であることが
重要である。圧力損失相当径Ｄｆｐは次の数１から数値
解析して求めることができる。
【００１４】
【数１】
ここで、
Ｄｆｐ：圧力損失相当径
Ｌ：エレクトレット濾材の厚み
△Ｐ：エレクトレット濾材の圧力損失
ｕ：エレクトレット濾材の空気濾過速度
α：エレクトレット濾材の繊維充填密度
ρ：空気密度（＝1.２１ｋｇ／ｍ3）
μ：空気粘度（＝1.８１×１０-5Ｐａ・ｓ）
である。
【００１５】圧力損失相当径Ｄｆｐは、エレクトレット
濾材の圧力損失△Ｐを空気濾過速度ｕで測定し、数１で
求める。ただし、数１は圧力損失相当径Ｄｆｐについて
解析的に解けないので、左辺と右辺が等しくなるよう数
値解析して求まる値である。なお、エレクトレット濾材
の厚みＬは、０．３Ｎ／ｃｍ2の荷重で測定された場合
の値とし、圧力損失△Ｐは、空気濾過速度ｕが２．５ｃ
ｍ／秒で測定された値とする。エレクトレット不織布の
繊維充填密度αは、該不織布の目付Ｗ（ｇ／ｍ 2）と先
に述べた厚みＬ（ｍｍ）から、次の数２を用いて算出さ
れる。
濾材の圧力損失△Ｐを空気濾過速度ｕで測定し、数１で
求める。ただし、数１は圧力損失相当径Ｄｆｐについて
解析的に解けないので、左辺と右辺が等しくなるよう数
値解析して求まる値である。なお、エレクトレット濾材
の厚みＬは、０．３Ｎ／ｃｍ2の荷重で測定された場合
の値とし、圧力損失△Ｐは、空気濾過速度ｕが２．５ｃ
ｍ／秒で測定された値とする。エレクトレット不織布の
繊維充填密度αは、該不織布の目付Ｗ（ｇ／ｍ 2）と先
に述べた厚みＬ（ｍｍ）から、次の数２を用いて算出さ
れる。
【００１６】
【数２】
【００１７】本発明における平均繊維径Ｄｆｓは以下の
手順で求めることができる。エレクトレット濾材の任意
の場所で倍率２０００倍の電子顕微鏡写真を撮り、写真
上の１本１本の繊維径を読み取り目盛付ルーペで測定し
得られた値の算術平均値とする。また、融着している繊
維は、融着界面を境として繊維径を読み取った。尚、測
定繊維本数は特に規定はしないが、繊維径のばらつきを
考慮すると少なくとも１００本以上、好ましくは２００
本以上の繊維について測定する必要がある。
手順で求めることができる。エレクトレット濾材の任意
の場所で倍率２０００倍の電子顕微鏡写真を撮り、写真
上の１本１本の繊維径を読み取り目盛付ルーペで測定し
得られた値の算術平均値とする。また、融着している繊
維は、融着界面を境として繊維径を読み取った。尚、測
定繊維本数は特に規定はしないが、繊維径のばらつきを
考慮すると少なくとも１００本以上、好ましくは２００
本以上の繊維について測定する必要がある。
【００１８】本発明において、電子顕微鏡観測による平
均繊維径Ｄｆｓは、メルトブロー不織布を構成する基本
となる１本１本の繊維の繊維径を意味するものである。
したがって（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）の比をとると、その数値
が大きいほど繊維分散性が悪く、１に近いほど繊維分散
性が良いことになる。
均繊維径Ｄｆｓは、メルトブロー不織布を構成する基本
となる１本１本の繊維の繊維径を意味するものである。
したがって（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）の比をとると、その数値
が大きいほど繊維分散性が悪く、１に近いほど繊維分散
性が良いことになる。
【００１９】本発明の第１の目的は、もともと繊維分散
性の良い、繊維充填密度の大きいメルトブロー不織布に
高圧流体噴霧処理を施してその圧力損失を低減すること
である。このようなメルトブロー不織布は、高圧流体噴
霧処理を施さずにコロナ荷電した場合、ある程度高い捕
集効率を示すものの、圧力損失が大きいという問題点が
ある。高圧流体噴霧処理により繊維充填密度が若干低下
し、圧力損失を低減することができる。逆に繊維分散性
が悪く繊維充填密度の良くないメルトブロー不織布は低
圧損であるが、捕集効率も低く、このような不織布に高
圧流体噴霧処理を施しても、本発明の目的とする高捕集
効率を有するエレクトレット濾材を得ることはできな
い。
性の良い、繊維充填密度の大きいメルトブロー不織布に
高圧流体噴霧処理を施してその圧力損失を低減すること
である。このようなメルトブロー不織布は、高圧流体噴
霧処理を施さずにコロナ荷電した場合、ある程度高い捕
集効率を示すものの、圧力損失が大きいという問題点が
ある。高圧流体噴霧処理により繊維充填密度が若干低下
し、圧力損失を低減することができる。逆に繊維分散性
が悪く繊維充填密度の良くないメルトブロー不織布は低
圧損であるが、捕集効率も低く、このような不織布に高
圧流体噴霧処理を施しても、本発明の目的とする高捕集
効率を有するエレクトレット濾材を得ることはできな
い。
【００２０】本発明の第２の目的は、もともと繊維分散
性の良い、繊維充填密度の大きいメルトブロー不織布に
高圧流体噴霧処理を施して繊維充填密度を若干低減さ
せ、これによりコロナ荷電効率を向上させることであ
る。先に述べたとおり、エレクトレット濾材のＱＦ値は
繊維充填密度が増大するに伴い低下する傾向がある。繊
維充填密度の大きいメルトブロー不織布に適当な条件で
高圧流体噴霧処理を施すことにより、繊維充填密度が若
干低減しコロナ荷電効率を向上させることができる。
性の良い、繊維充填密度の大きいメルトブロー不織布に
高圧流体噴霧処理を施して繊維充填密度を若干低減さ
せ、これによりコロナ荷電効率を向上させることであ
る。先に述べたとおり、エレクトレット濾材のＱＦ値は
繊維充填密度が増大するに伴い低下する傾向がある。繊
維充填密度の大きいメルトブロー不織布に適当な条件で
高圧流体噴霧処理を施すことにより、繊維充填密度が若
干低減しコロナ荷電効率を向上させることができる。
【００２１】本発明のエレクトレット濾材の（Ｄｆｐ／
Ｄｆｓ）は２．０以下であることが重要であるが、好ま
しくは１．７以下である。また、高圧流体噴霧処理によ
り圧力損失が低減することを考慮すると、高圧流体噴霧
処理前の（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）は、これよりもさらに小さ
い値であることが必要である。前述のとおり（Ｄｆｐ／
Ｄｆｓ）大きいということはメルトブロー不織布の繊維
分散性が悪いということであり、このような不織布をエ
レクトレット化しても捕集効率を大きくすることができ
ない。（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）が２．０を超える不織布では
本発明の目的とする高い捕集効率を達成することができ
ない。
Ｄｆｓ）は２．０以下であることが重要であるが、好ま
しくは１．７以下である。また、高圧流体噴霧処理によ
り圧力損失が低減することを考慮すると、高圧流体噴霧
処理前の（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）は、これよりもさらに小さ
い値であることが必要である。前述のとおり（Ｄｆｐ／
Ｄｆｓ）大きいということはメルトブロー不織布の繊維
分散性が悪いということであり、このような不織布をエ
レクトレット化しても捕集効率を大きくすることができ
ない。（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）が２．０を超える不織布では
本発明の目的とする高い捕集効率を達成することができ
ない。
【００２２】本発明のエレクトレット濾材は、電子顕微
鏡観測による平均繊維径Ｄｆｓが１．５μｍ以上５μｍ
以下であることが重要である。繊維径が１．５μｍより
も小さいと圧力損失が大きくなりすぎ、繊維径が５μｍ
より大きいと十分な捕集効率が得られない。また上述の
理由により、高圧流体噴霧処理後の繊維充填密度は０．
０９ｃｃ／ｃｃ以上０．２ｃｃ／ｃｃ以下であることが
重要である。０．０９ｃｃ／ｃｃ以下では十分な捕集効
率が得られず、０．２ｃｃ／ｃｃ以上では圧力損失が大
きくなりすぎる。好ましくは０．１ｃｃ／ｃｃ以上０．
１７ｃｃ／ｃｃ以下である。
鏡観測による平均繊維径Ｄｆｓが１．５μｍ以上５μｍ
以下であることが重要である。繊維径が１．５μｍより
も小さいと圧力損失が大きくなりすぎ、繊維径が５μｍ
より大きいと十分な捕集効率が得られない。また上述の
理由により、高圧流体噴霧処理後の繊維充填密度は０．
０９ｃｃ／ｃｃ以上０．２ｃｃ／ｃｃ以下であることが
重要である。０．０９ｃｃ／ｃｃ以下では十分な捕集効
率が得られず、０．２ｃｃ／ｃｃ以上では圧力損失が大
きくなりすぎる。好ましくは０．１ｃｃ／ｃｃ以上０．
１７ｃｃ／ｃｃ以下である。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明のエレクトレット濾材の原
料となるメルトブロー不織布は、通常のメルトブロー製
造設備によって製造することができる。繊維径、繊維充
填密度、および（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）を上記の範囲に制御
する方法は特に限定されないが、繊維分散性を良くする
ためには、例えばノズルピッチを大きくするとか、樹脂
吐出量を小さくするとか、ノズルと捕集面の距離の小さ
くするなどの方策がある。
料となるメルトブロー不織布は、通常のメルトブロー製
造設備によって製造することができる。繊維径、繊維充
填密度、および（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）を上記の範囲に制御
する方法は特に限定されないが、繊維分散性を良くする
ためには、例えばノズルピッチを大きくするとか、樹脂
吐出量を小さくするとか、ノズルと捕集面の距離の小さ
くするなどの方策がある。
【００２４】本発明のエレクトレット濾材は、空気濾過
速度２．５ｃｍ／秒における０．３ミクロン粒子透過率
ＰＥＮと圧力損失ΔＰ（ｍｍＡｑ）から計算されるＱＦ
値が２．５以上であり、好ましくは３．０以上、より好
ましくは３．５以上である。ＱＦ値は数３により算出す
ることができる。この式から明らかなように、ＱＦ値が
大きいほど高捕集効率かつ低圧力損失であるといえる。
速度２．５ｃｍ／秒における０．３ミクロン粒子透過率
ＰＥＮと圧力損失ΔＰ（ｍｍＡｑ）から計算されるＱＦ
値が２．５以上であり、好ましくは３．０以上、より好
ましくは３．５以上である。ＱＦ値は数３により算出す
ることができる。この式から明らかなように、ＱＦ値が
大きいほど高捕集効率かつ低圧力損失であるといえる。
【００２５】
【数３】
【００２６】本発明の前記メルトブロー不織布を構成す
る高分子重合体はポリオレフィン系樹脂であり、好まし
くはポリプロピレン、ポリプロピレン、ポリメチルペン
テンやこれらポリマーの共重合体、ブレンド体などであ
る。またエレクトレット性を阻害しない添加剤を適宜配
合しても差し支えない。
る高分子重合体はポリオレフィン系樹脂であり、好まし
くはポリプロピレン、ポリプロピレン、ポリメチルペン
テンやこれらポリマーの共重合体、ブレンド体などであ
る。またエレクトレット性を阻害しない添加剤を適宜配
合しても差し支えない。
【００２７】本発明のエレクトレット濾材は、メルトブ
ロー不織布に高圧流体噴霧処理を施し、その後コロナ荷
電することによって得ることができる。コロナ荷電の方
法は、高い帯電量を容易に短時間で与えることができる
ことから、例えば特開平３−６９６６３号公報に記載さ
れている中実質誘電体シート上にメルトブロー不織布を
重ねてコロナ放電を行う方法が好ましい。
ロー不織布に高圧流体噴霧処理を施し、その後コロナ荷
電することによって得ることができる。コロナ荷電の方
法は、高い帯電量を容易に短時間で与えることができる
ことから、例えば特開平３−６９６６３号公報に記載さ
れている中実質誘電体シート上にメルトブロー不織布を
重ねてコロナ放電を行う方法が好ましい。
【００２８】本発明のメルトブロー不織布の目付は効率
的にコロナ荷電を行う観点から５ｇ／ｍ2以上１００ｇ
／ｍ2以下が好ましく、１０ｇ／ｍ2以上６０ｇ／ｍ2以
下が特に好ましい例として挙げることができる。
的にコロナ荷電を行う観点から５ｇ／ｍ2以上１００ｇ
／ｍ2以下が好ましく、１０ｇ／ｍ2以上６０ｇ／ｍ2以
下が特に好ましい例として挙げることができる。
【００２９】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限
定されるものではない。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限
定されるものではない。
【００３０】高圧水噴霧処理
メルトブロー不織布をプラスティックメッシュに載せ、
直径０．１ｍｍφ、ピッチ１ｍｍのノズルから所定の圧
力で水噴霧処理を行った。メルトブロー不織布がノズル
を通過する速度を１０ｍ／ｍｉｎとし、またプラスティ
ックメッシュ側を５００ｍｍＡｑの減圧状態とした。こ
の条件で不織布の表裏について各３回ずつの処理を行っ
た。その後この不織布を７０℃で１時間乾燥した。
直径０．１ｍｍφ、ピッチ１ｍｍのノズルから所定の圧
力で水噴霧処理を行った。メルトブロー不織布がノズル
を通過する速度を１０ｍ／ｍｉｎとし、またプラスティ
ックメッシュ側を５００ｍｍＡｑの減圧状態とした。こ
の条件で不織布の表裏について各３回ずつの処理を行っ
た。その後この不織布を７０℃で１時間乾燥した。
【００３１】コロナ荷電処理
メルトブロー不織布を、誘電体シートを敷いたアース板
上に置き、アース板上方１ｃｍに設置した針状電極に＋
１５ｋＶの直流高電圧を１０秒間印加し、エレクトレッ
ト濾材試料とした。
上に置き、アース板上方１ｃｍに設置した針状電極に＋
１５ｋＶの直流高電圧を１０秒間印加し、エレクトレッ
ト濾材試料とした。
【００３２】ＱＦ値：濾過特性の評価
圧力損失は、エレクトレット濾材試料をダクト内に設置
し、空気濾過速度が２．５cm／秒になるようコントロー
ルし、エレクトレット濾材上流、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（％）の測定は粒
子径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を用い、２．５cm／秒に
て行った。
し、空気濾過速度が２．５cm／秒になるようコントロー
ルし、エレクトレット濾材上流、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（％）の測定は粒
子径０．３μｍのＮａＣｌ粒子を用い、２．５cm／秒に
て行った。
【００３３】平均繊維径Ｄｆｓ
エレクトレット濾材の任意の場所で倍率２０００倍の電
子顕微鏡写真を撮り、写真上の１本１本の繊維径を読み
取り目盛付ルーペで測定し、その算術平均値を求めてＤ
ｆｓとした。融着している繊維は、融着界面を境として
繊維径を読み取った。測定繊維本数は各濾材試料につい
て２００本ずつとした。
子顕微鏡写真を撮り、写真上の１本１本の繊維径を読み
取り目盛付ルーペで測定し、その算術平均値を求めてＤ
ｆｓとした。融着している繊維は、融着界面を境として
繊維径を読み取った。測定繊維本数は各濾材試料につい
て２００本ずつとした。
【００３４】厚み、繊維充填密度
厚みは尾崎製作所製ＰＥＡＣＯＣＫデジタルゲージＤ−
２０Ｓを使用し、不織布にかかる荷重を０．３Ｎ／ｃｍ
2にして測定した。また繊維充填密度は目付、厚みの測
定値から数３により算出した。
２０Ｓを使用し、不織布にかかる荷重を０．３Ｎ／ｃｍ
2にして測定した。また繊維充填密度は目付、厚みの測
定値から数３により算出した。
【００３５】（実施例１）電子顕微鏡観測により求まる
平均繊維径Ｄｆｓが２．０μｍ、目付３０ｇ／ｍ 2、繊
維充填密度０．１４ｃｃ／ｃｃのポリプロピレンメルト
ブロー不織布を上述の方法により水圧２０ｋｇｆ／ｃｍ
2で高圧水噴霧処理を行い、引き続きコロナ荷電処理を
行って実施例１のエレクトレット濾材を得た。その不織
布特性および濾過特性の結果を表１に示した。高圧水噴
霧処理を行わずにコロナ荷電処理を行った場合に比べ
て、０．３μｍ粒子捕集効率は９９．７％から９９．９
３％に上昇し、また圧力損失は１．７ｍｍＡｑから１．
３ｍｍＡｑに低減した。
平均繊維径Ｄｆｓが２．０μｍ、目付３０ｇ／ｍ 2、繊
維充填密度０．１４ｃｃ／ｃｃのポリプロピレンメルト
ブロー不織布を上述の方法により水圧２０ｋｇｆ／ｃｍ
2で高圧水噴霧処理を行い、引き続きコロナ荷電処理を
行って実施例１のエレクトレット濾材を得た。その不織
布特性および濾過特性の結果を表１に示した。高圧水噴
霧処理を行わずにコロナ荷電処理を行った場合に比べ
て、０．３μｍ粒子捕集効率は９９．７％から９９．９
３％に上昇し、また圧力損失は１．７ｍｍＡｑから１．
３ｍｍＡｑに低減した。
【００３６】（実施例２）電子顕微鏡観測により求まる
平均繊維径Ｄｆｓが１．７μｍ、目付４０ｇ／ｍ2、繊
維充填密度０．１５ｃｃ／ｃｃのポリプロピレンメルト
ブロー不織布を上述の方法により水圧２０ｋｇｆ／ｃｍ
2で高圧水噴霧処理を行い、引き続きコロナ荷電処理を
行って実施例２のエレクトレット濾材を得た。その不織
布特性および濾過特性の結果を表１に示した。高圧水噴
霧処理を行わずにコロナ荷電処理を行った場合に比べ
て、０．３μｍ粒子捕集効率は９９．９９９８％から９
９．９９９９８％に上昇し、また圧力損失は４．４ｍｍ
Ａｑから３．４ｍｍＡｑに低減した。
平均繊維径Ｄｆｓが１．７μｍ、目付４０ｇ／ｍ2、繊
維充填密度０．１５ｃｃ／ｃｃのポリプロピレンメルト
ブロー不織布を上述の方法により水圧２０ｋｇｆ／ｃｍ
2で高圧水噴霧処理を行い、引き続きコロナ荷電処理を
行って実施例２のエレクトレット濾材を得た。その不織
布特性および濾過特性の結果を表１に示した。高圧水噴
霧処理を行わずにコロナ荷電処理を行った場合に比べ
て、０．３μｍ粒子捕集効率は９９．９９９８％から９
９．９９９９８％に上昇し、また圧力損失は４．４ｍｍ
Ａｑから３．４ｍｍＡｑに低減した。
【００３７】（比較例１、２）電子顕微鏡観測により求
まる平均繊維径Ｄｆｓが２．２μｍ、目付３５ｇ／
ｍ 2、繊維充填密度０．０８ｃｃ／ｃｃのポリプロピレ
ンメルトブロー不織布を上述の方法により水圧２０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2で高圧水噴霧処理を行い、引き続きコロナ荷
電処理を行って比較例１のエレクトレット濾材を得た。
また同様に水圧５０ｋｇｆ／ｃｍ2で高圧水噴霧処理を
行い、引き続きコロナ荷電処理を行って比較例２のエレ
クトレット濾材を得た。その不織布特性および濾過特性
の結果を表１に示した。高圧水噴霧処理を行わずにコロ
ナ荷電処理を行った場合、０．３μｍ粒子捕集効率は９
８％、圧力損失は０．９ｍｍＡｑであり、比較例１での
高圧水噴霧の効果は小さい。また比較例２から明らかな
ように水圧を大きくしすぎると０．３μｍ粒子捕集効率
が逆に低下した。
まる平均繊維径Ｄｆｓが２．２μｍ、目付３５ｇ／
ｍ 2、繊維充填密度０．０８ｃｃ／ｃｃのポリプロピレ
ンメルトブロー不織布を上述の方法により水圧２０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2で高圧水噴霧処理を行い、引き続きコロナ荷
電処理を行って比較例１のエレクトレット濾材を得た。
また同様に水圧５０ｋｇｆ／ｃｍ2で高圧水噴霧処理を
行い、引き続きコロナ荷電処理を行って比較例２のエレ
クトレット濾材を得た。その不織布特性および濾過特性
の結果を表１に示した。高圧水噴霧処理を行わずにコロ
ナ荷電処理を行った場合、０．３μｍ粒子捕集効率は９
８％、圧力損失は０．９ｍｍＡｑであり、比較例１での
高圧水噴霧の効果は小さい。また比較例２から明らかな
ように水圧を大きくしすぎると０．３μｍ粒子捕集効率
が逆に低下した。
【００３８】（比較例３、４）電子顕微鏡観測により求
まる平均繊維径Ｄｆｓが１．３μｍ、目付３０ｇ／
ｍ 2、繊維充填密度０．１６ｃｃ／ｃｃのポリプロピレ
ンメルトブロー不織布を上述の方法により水圧２０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2で高圧水噴霧処理を行い、引き続きコロナ荷
電処理を行って比較例３のエレクトレット濾材を得た。
また同様に水圧５０ｋｇｆ／ｃｍ2で高圧水噴霧処理を
行い、引き続きコロナ荷電処理を行って比較例４のエレ
クトレット濾材を得た。その不織布特性および濾過特性
の結果を表１に示した。高圧水噴霧処理を行わずにコロ
ナ荷電処理を行った場合、０．３μｍ粒子捕集効率は９
９．９９９％、圧力損失は８．０ｍｍＡｑであり、比較
例３では高圧水噴霧により捕集効率の向上が認められる
ものの、依然として高圧力損失でありＱＦ値は２以下で
ある。また、これより水圧を大きくして処理した比較例
４では逆に０．３μｍ粒子捕集効率が低下した。不織布
にピンホールが開いたためと推定される。
まる平均繊維径Ｄｆｓが１．３μｍ、目付３０ｇ／
ｍ 2、繊維充填密度０．１６ｃｃ／ｃｃのポリプロピレ
ンメルトブロー不織布を上述の方法により水圧２０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2で高圧水噴霧処理を行い、引き続きコロナ荷
電処理を行って比較例３のエレクトレット濾材を得た。
また同様に水圧５０ｋｇｆ／ｃｍ2で高圧水噴霧処理を
行い、引き続きコロナ荷電処理を行って比較例４のエレ
クトレット濾材を得た。その不織布特性および濾過特性
の結果を表１に示した。高圧水噴霧処理を行わずにコロ
ナ荷電処理を行った場合、０．３μｍ粒子捕集効率は９
９．９９９％、圧力損失は８．０ｍｍＡｑであり、比較
例３では高圧水噴霧により捕集効率の向上が認められる
ものの、依然として高圧力損失でありＱＦ値は２以下で
ある。また、これより水圧を大きくして処理した比較例
４では逆に０．３μｍ粒子捕集効率が低下した。不織布
にピンホールが開いたためと推定される。
【００３９】
【表１】
【００４０】上記の結果より、実施例１および実施例２
のエレクトレット濾材では、高圧水噴霧処理後にコロナ
荷電することにより、圧力損失が低減し、かつ捕集効率
が向上していることが明らかである。これに対して比較
例１、２のように、もともと繊維充填密度が小さく繊維
分散性の悪いメルトブロー不織布に高圧水噴霧処理を行
っても、圧力損失は若干低減できるが十分な捕集効率が
得られない。このように本発明のエレクトレット濾材は
従来のエレクトレット濾材では達成し得なかった、低圧
力損失ながら高い捕集効率、高いＱＦ値を有することが
わかる。
のエレクトレット濾材では、高圧水噴霧処理後にコロナ
荷電することにより、圧力損失が低減し、かつ捕集効率
が向上していることが明らかである。これに対して比較
例１、２のように、もともと繊維充填密度が小さく繊維
分散性の悪いメルトブロー不織布に高圧水噴霧処理を行
っても、圧力損失は若干低減できるが十分な捕集効率が
得られない。このように本発明のエレクトレット濾材は
従来のエレクトレット濾材では達成し得なかった、低圧
力損失ながら高い捕集効率、高いＱＦ値を有することが
わかる。
【００４１】
【発明の効果】本発明のエレクトレット濾材は、従来の
エレクトレット濾材では達成しえなかった、低圧力損失
ながら高い捕集効率を有する。
エレクトレット濾材では達成しえなかった、低圧力損失
ながら高い捕集効率を有する。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｄ０６Ｍ 10/02 Ｄ０６Ｍ 10/02 Ｄ
Claims (5)
- 【請求項１】圧力損失相当径Ｄｆｐおよび電子顕微鏡観
測により求まる平均繊維径Ｄｆｓの比で表される繊維分
散性（Ｄｆｐ／Ｄｆｓ）が２．０以下である、高分子重
合体に高圧流体噴霧処理を施したメルトブロー不織布か
らなることを特徴とするエレクトレット濾材。 - 【請求項２】平均繊維径Ｄｆｓが１．５μｍ以上５μｍ
以下で、かつ不織布の繊維充填密度が０．０９ｃｃ／ｃ
ｃ以上０．２ｃｃ／ｃｃ以下であることを特徴とする請
求項１に記載のエレクトレット濾材。 - 【請求項３】空気濾過速度２．５ｃｍ／秒における０．
３ミクロン粒子透過率と圧力損失から計算されるＱＦ値
が２．５以上であることを特徴とする請求項１乃至２の
いずれかに記載のエレクトレット濾材。 - 【請求項４】高分子重合体が、ポリオレフィン系樹脂で
あることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
のエレクトレット濾材。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載のエレク
トレット濾材に、さらにコロナ荷電することを特徴とす
るエレクトレット濾材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002020418A JP4352302B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | エレクトレット濾材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002020418A JP4352302B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | エレクトレット濾材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003220310A true JP2003220310A (ja) | 2003-08-05 |
| JP4352302B2 JP4352302B2 (ja) | 2009-10-28 |
Family
ID=27743920
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2002020418A Expired - Fee Related JP4352302B2 (ja) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | エレクトレット濾材およびその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4352302B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7765698B2 (en) | 2008-06-02 | 2010-08-03 | 3M Innovative Properties Company | Method of making electret articles based on zeta potential |
| US8529671B2 (en) | 2007-12-06 | 2013-09-10 | 3M Innovative Properties Comany | Electret webs with charge-enhancing additives |
| US8613795B2 (en) | 2008-06-02 | 2013-12-24 | 3M Innovative Properties Company | Electret webs with charge-enhancing additives |
| KR20150079132A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 도레이케미칼 주식회사 | 에어필터 및 그 제조방법 |
| KR20150079118A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 도레이케미칼 주식회사 | 에어필터 및 그 제조방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106110762B (zh) * | 2016-06-13 | 2019-05-31 | 北京随能科技有限公司 | 一种高效过滤空气颗粒物的材料及制备方法 |
Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPH06257065A (ja) * | 1993-03-04 | 1994-09-13 | Toyobo Co Ltd | 超高性能エレクトレットメルトブロー不織布 |
| JPH09501604A (ja) * | 1993-08-17 | 1997-02-18 | ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー | エレクトレット濾過材の荷電方法 |
| WO2000001737A1 (en) * | 1998-07-02 | 2000-01-13 | 3M Innovative Properties Company | Fluorinated electret |
| JP2001336051A (ja) * | 2000-05-24 | 2001-12-07 | Toyobo Co Ltd | マスク |
| JP2002161471A (ja) * | 2000-11-28 | 2002-06-04 | Toray Ind Inc | エレクトレット加工品の製造方法 |
-
2002
- 2002-01-29 JP JP2002020418A patent/JP4352302B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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| US7765698B2 (en) | 2008-06-02 | 2010-08-03 | 3M Innovative Properties Company | Method of making electret articles based on zeta potential |
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| KR20150079132A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 도레이케미칼 주식회사 | 에어필터 및 그 제조방법 |
| KR20150079118A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 도레이케미칼 주식회사 | 에어필터 및 그 제조방법 |
| KR20150079123A (ko) * | 2013-12-31 | 2015-07-08 | 도레이케미칼 주식회사 | 자동차용 캐빈필터 |
| KR102185694B1 (ko) * | 2013-12-31 | 2020-12-02 | 도레이첨단소재 주식회사 | 에어필터 및 그 제조방법 |
| KR102192995B1 (ko) * | 2013-12-31 | 2020-12-18 | 도레이첨단소재 주식회사 | 에어필터 및 그 제조방법 |
| KR102193009B1 (ko) * | 2013-12-31 | 2020-12-18 | 도레이첨단소재 주식회사 | 자동차용 캐빈필터 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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