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KR101910312B1 - 대전 필터 및 마스크 - Google Patents

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KR101910312B1
KR101910312B1 KR1020177032970A KR20177032970A KR101910312B1 KR 101910312 B1 KR101910312 B1 KR 101910312B1 KR 1020177032970 A KR1020177032970 A KR 1020177032970A KR 20177032970 A KR20177032970 A KR 20177032970A KR 101910312 B1 KR101910312 B1 KR 101910312B1
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마사미 다케우치
유이치로 다카시마
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니혼바이린 가부시기가이샤
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Abstract

대전 필터는, 극성 액체를 개재하여 힘을 작용시켜 대전된, 액체 대전 부직포층과, 복수 종류의 섬유 성분끼리를 마찰시켜 대전된, 마찰 대전 부직포층을 갖는 것을 특징으로 함으로써, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운 대전 필터이다.

Description

대전 필터 및 마스크{ELECTRICALLY CHARGED FILTER AND MASK}
본 발명은 대전 필터 및 그 대전 필터를 구비하는 마스크에 관한 것이다.
종래부터, 공기 중의 진애를 포집하기 위해, 부직포로 이루어지는 필터가 사용되고 있다.
이러한 부직포로 이루어지는 필터에는, 가능한 한 높은 포집 효율이 요구되어 왔다. 부직포로 이루어지는 필터에 있어서의 진애의 포집은, 주로 물리적 작용에 의한 브라운 확산, 차단, 관성 충돌 등에 의한 것이기 때문에, 필터를 구성하는 섬유의 직경을 작게 하면, 보다 작은 진애 등을 포착하여, 제거할 수 있기 때문에, 진애의 포집 효율을 높일 수 있다.
그러나, 포집 효율을 향상시키기 위해 섬유의 직경을 작게 하면 할수록, 초기의 압력 손실이 높아져, 통기성이 뒤떨어진다고 하는 문제가 있었다. 또한, 부직포로 이루어지는 필터는 진애의 포집이 진행되면서, 필터의 공극에 진애가 유지되어 눈 막힘이 생겨, 압력 손실이 상승해 가는 것이 알려져 있다.
그 때문에, 포집 효율이 높음에도 불구하고 초기의 압력 손실이 낮으며, 진애의 포집에 따른 압력 손실의 상승을 억제한 필터가 요구되어 왔다.
이 문제를 해결하는 방법으로서, 부직포로 이루어지는 필터를 대전시킴으로써, 물리적인 포집 작용에 의한 진애의 포집에 더하여 정전기적인 포집 작용에 의한 진애의 포집을 이용함으로써, 포집 효율의 향상, 초기의 압력 손실의 저감, 압력 손실의 상승의 억제를 도모한다고 하는 시도가 이루어지고 있다.
이러한, 대전 필터로서, 열가소성 수지로 이루어지는 구조체에 대하여, 극성 액체를 개재하여 초음파를 작용시켜 얻어지는 일렉트릿체(특허문헌 1)가 알려져 있다. 특허문헌 1이 개시하는 실시예 1의 일렉트릿체는, 멜트 블로우 기술로 조제된 부직포에 극성 액체를 개재하여 초음파를 작용시켜 얻어진 것으로, 대기 먼지의 포집 효율이 우수한 것이 개시되어 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2005-29944호 공보(특허청구의 범위, 0009, 0024, 0036-0040)
그러나, 대전 필터는 진애의 포집이 진행됨에 따라, 대전 필터의 전하가 중화됨으로써 정전기적인 포집 작용이 저하되어, 대전 필터의 포집 효율이 저하되어 가는 것이 알려져 있다.
그리고, 정전기적인 포집 작용이 저하되면, 진애의 포집이 주로 대전 필터의 물리적 작용에 의존하는 것이 되어, 필터의 공극에 눈 막힘이 생겨 압력 손실이 상승한다.
본 출원인은, 종래 기술보다, 더욱 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운 대전 필터를 얻기 위해, 예의 검토를 계속하였다.
또한, 대전 필터의 여과의 대상이 오일 미스트를 포함하는 경우, 대전 필터에 오일 미스트가 부착함으로써, 대전 필터의 전하가 급속하게 중화되어, 정전기적인 포집 작용에 기인하는 포집 효율의 저하가 급속하게 생기는 것이 알려져 있다. 또한, 전하가 중화되는 것에 따른 대전 필터의 정전기적인 포집 작용의 저하는, 진애의 포집에 있어서는, 포집에 따른 대전 필터의 눈 막힘에 의한 물리적인 포집 작용의 상승에 의해 보충되는 것이지만, 대전 필터의 여과의 대상이 오일 미스트를 포함하는 경우, 포집에 따른 대전 필터의 눈 막힘이 생기기 어렵고, 그 때문에, 대전 필터의 포집 효율의 저하가 급격히 생기는 원인으로 되어 있다.
본 출원인은, 종래 기술보다, 더욱 오일 미스트의 포집을 행하는 데 알맞은 대전 필터를 얻기 위해서도, 예의 검토를 계속하였다.
본 발명은, 전술한 종래 기술이 갖는 한계를 넘기 위해 이루어진 것으로, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운 대전 필터 및 마스크의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 대전 필터는, 극성 액체를 개재하여 힘을 작용시켜 대전된 액체 대전 부직포층과, 복수 종류의 섬유 성분끼리를 마찰시켜 대전된 마찰 대전 부직포층을 갖는 것을 특징으로 한다.
대전 필터는, 액체 대전 부직포층 및/또는 마찰 대전 부직포층을, 복수층 가져도 좋다.
이때, 액체 대전 부직포층이, 마찰 대전 부직포층보다 통기 방향의 상류측에 존재하여도 좋다.
대전 필터는, 오일 미스트의 포집에 사용할 수 있다.
본 발명의 마스크는, 상기 대전 필터를 구비한다.
본원 발명의 발명자들은, 본 발명에 따른 대전 필터가, 극성 액체를 개재하여 힘을 작용시켜 대전된 액체 대전 부직포층과, 복수 종류의 섬유 성분끼리를 마찰시켜 대전된 마찰 대전 부직포층을 갖는 것을 특징으로 함으로써, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운, 대전 필터인 것을 발견하였다.
본원 발명의 발명자들은, 대전 필터가, 상기 액체 대전 부직포층 및/또는 마찰 대전 부직포층을, 복수층 가지고 있음으로써, 더욱, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운, 대전 필터인 것을 발견하였다.
본원 발명의 발명자들은, 상기 액체 대전 부직포층이, 상기 마찰 대전 부직포층보다 통기 방향의 상류측에 존재하고 있음으로써, 더욱, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운, 대전 필터인 것을 발견하였다.
본원 발명의 발명자들은, 대전 필터는, 여과의 대상이 오일 미스트인 경우라도, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운, 대전 필터인 것을 발견하였다.
본원 발명의 발명자들은, 본 발명에 따른 대전 필터를 구비하는 마스크는, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운, 마스크인 것을 발견하였다.
도 1은 본 발명의 일양태에 따른, 대전 필터의 모식적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 양태에 따른, 대전 필터의 모식적 단면도이다.
도 3은 도 1의 대전 필터의, NaCl 포집 시 및 DOP 포집 시의, 포집 효율의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1의 대전 필터의, NaCl 포집 시 및 DOP 포집 시의, 압력 손실의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 2의 대전 필터의, NaCl 포집 시 및 DOP 포집 시의, 포집 효율의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 2의 대전 필터의, NaCl 포집 시 및 DOP 포집 시의, 압력 손실의 시간 경과적 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 마스크를 나타내는 도면이다.
극성 액체를 개재하여 힘을 작용시켜 대전된 액체 대전 부직포층(11)과, 복수 종류의 섬유 성분끼리를 마찰시켜 대전된 마찰 대전 부직포층(12)을 가지고 이루어지는, 본 발명의 일양태에 따른 대전 필터에 대해서, 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다.
도 1의 대전 필터(10)는, 액체 대전 부직포층(11)과 마찰 대전 부직포층(12)이 1층씩 적층되어 이루어지는 양태이다.
도 2의 별도의 대전 필터(10)는, 액체 대전 부직포층(11)과 별도의 액체 대전 부직포층(13)으로 이루어지는 2층의 액체 대전 부직포층과, 마찰 대전 부직포층(12) 1층이 적층되어 이루어지는 양태이다.
또한, 도 1 및 도 2의 대전 필터(10)에 있어서는, 마찰 대전 부직포층(12)보다 통기 방향(a)의 상류측(지면 상측 방향)에, 액체 대전 부직포층(11, 13)을 갖는다.
액체 대전 부직포층(11)은, 극성 액체를 개재하여 힘을 작용시킴으로써 대전하여 이루어지는, 액체 대전 부직포를 베이스로 하여 구성되어 있다.
액체 대전 부직포는, 이하에 설명하는 섬유로 이루어지는 부직포를, 후술하는 극성 액체를 개재하여 힘을 작용시키는 대전의 과정(이후, 액체 대전 과정이라고 칭함)에 제공하거나, 혹은, 이하에 설명하는 섬유를 액체 대전 과정에 제공함으로써 섬유를 대전하고 나서 부직포의 양태로 함으로써 얻어진다.
액체 대전 부직포를 구성하는 섬유를 이루는 성분으로서, 예컨대, 폴리올레핀계 수지(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 탄화수소의 일부를 시아노기 또는 불소 혹은 염소라고 하는 할로겐으로 치환한 구조의 폴리올레핀계 수지 등), 스티렌계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리에테르계 수지(폴리에테르에테르케톤, 폴리아세탈, 변성 폴리페닐렌에테르, 방향족 폴리에테르케톤 등), 폴리에스테르계 수지(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 전방향족 폴리에스테르 수지 등), 폴리이미드계 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아미드계 수지(예컨대, 방향족 폴리아미드 수지, 방향족 폴리에테르아미드 수지, 나일론 수지 등), 니트릴기를 갖는 수지(예컨대, 폴리아크릴로니트릴 등), 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리술폰계 수지(폴리술폰, 폴리에테르술폰 등), 불소계 수지(폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴 등), 셀룰로오스계 수지, 폴리벤조이미다졸 수지, 아크릴계 수지(예컨대, 아크릴산에스테르 혹은 메타크릴산에스테르 등을 공중합한 폴리아크릴로니트릴계 수지, 아크릴로니트릴과 염화비닐 또는 염화비닐리덴을 공중합한 모드아크릴계 수지 등) 등, 공지의 유기 폴리머를 들 수 있다.
또한, 이들 유기 폴리머는, 직쇄형 폴리머 또는 분기형 폴리머 중 어느 것으로 이루어지는 것이어도 상관없으며, 또한 폴리머가 블록 공중합체나 랜덤 공중합체, 유기 폴리머를 다성분 혼합한 것이어도 상관없고, 또한 유기 폴리머의 입체 구조나 결정성의 유무가 어떠한 것이어도, 특별히 한정되는 것이 아니다.
이들 일련의 유기 폴리머 중에서도, 체적 고유 저항값이 1014 Ω·㎝ 이상인 유기 폴리머를 이용하여 섬유를 구성하면, 후술하는, 액체 대전 과정에 있어서, 섬유 혹은 부직포의 대전량을 많게 할 수 있다. 체적 고유 저항값이 1014 Ω·㎝ 이상인 유기 폴리머로서, 예컨대, 폴리올레핀계 수지(예컨대, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리메틸펜텐계 수지, 폴리스티렌계 수지 등), 폴리사불화에틸렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 폴리우레탄 등을 들 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서의 「체적 고유 저항값」은, JIS K 6911에 정해져 있는 「열경화성 플라스틱 일반 시험 방법」에 준한 측정에 의해 얻어지는 값을 말한다.
또한, 액체 대전 과정에 있어서, 섬유 혹은 부직포의 대전량을 많게 할 수 있도록, 유기 폴리머에 힌더드 아민계 화합물, 지방족 금속염(예컨대, 스테아린산의 마그네슘염, 스테아린산의 알루미늄염 등), 불포화 카르복실산 변성 고분자 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물을, 첨가제로서 첨가할 수 있다.
이들 일련의 첨가제 중에서도, 섬유 혹은 부직포의 대전량을 더욱 많게 할 수 있기 때문에, 유기 폴리머에 힌더드 아민계 화합물을 첨가하여도 좋다.
이러한 힌더드 아민계 화합물의 구체예로서, 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}}, 호박산디메틸-1-(2-히드록시에틸)-4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 중축합물, 2-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-2-n-부틸말론산비스(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜) 등을 들 수 있다.
유기 폴리머에 대한, 이들 첨가제의 첨가량은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 유기 폴리머의 질량에 대하여, 0.01∼5 질량％의 질량으로 첨가되어도 좋다. 상기 첨가제의 함유량이 0.01 질량％ 미만에서는, 액체 대전 과정에 있어서 섬유 혹은 부직포에의 대전 효과가 작은 경향이 있기 때문에, 0.05 질량％ 이상의 첨가량으로 하여도 좋다. 또한, 상기 함유량이 5 질량％를 넘은 경우, 첨가제를 첨가한 유기 폴리머로 이루어지는 섬유 혹은 부직포의 강도가 현저하게 저하되는 경향이 있기 때문에, 상기 함유량을 4 질량％ 이하로 하여도 좋다.
또한, 섬유 혹은 부직포에 기능성을 부여하기 위해, 유기 폴리머에 활성탄, 항균제, 소취제 등의 첨가제를 첨가하여도 좋다.
전술한 섬유는, 예컨대, 용융 방사법, 건식 방사법, 습식 방사법, 직접 방사법(멜트 블로우법, 스펀 본드법, 정전 방사법 등), 복합 섬유로부터 섬유를 추출하는 방법, 섬유를 고해하여 섬유를 얻는 방법 등 공지의 방법에 의해 얻을 수 있다.
액체 대전 부직포를 구성하는 섬유는, 1종류의 유기 폴리머로 구성되어 이루어지는 것이어도, 복수 종류의 유기 폴리머로 구성되어 이루어지는 것이어도 상관없다. 복수 종류의 유기 폴리머로 구성되어 이루어지는 섬유로서, 일반적으로 복합 섬유라고 칭해지는, 예컨대, 시스코어형, 해도형(海島型), 사이드바이사이드형, 오렌지형, 바이메탈형 등의 양태일 수 있다.
평균 섬유 직경의 작은 섬유로 액체 대전 부직포가 구성되어 있으면, 액체 대전 부직포층(11)은 치밀한 구조를 취할 수 있기 때문에, 물리적인 진애 혹은 오일 미스트의 포집 능력이 높은 대전 필터(10)를 얻을 수 있다.
그 때문에, 액체 대전 부직포를 구성하는 섬유의 평균 섬유 직경은, 20 ㎛ 이하로 하여도 좋고, 10 ㎛ 이하로 하여도 좋으며, 6 ㎛ 이하로 하여도 좋다. 평균 섬유 직경의 하한값은, 대전 필터로 하였을 때의, 초기의 압력 손실이 낮게 억제되도록, 1 ㎛ 이상으로 하여도 좋고, 2 ㎛ 이상으로 하여도 좋으며, 3 ㎛ 이상으로 하여도 좋다.
또한, 본 명세서에서 말하는 「평균 섬유 직경」은, 부직포의 두께 방향에 있어서의 단면의 1∼5만배로 확대한 현미경 사진을 찍어, 그 현미경 사진으로부터 40점의 섬유를 선출하여, 그 선출한 섬유 단면에 있어서의 직경(단위: ㎛, 섬유 직경)의 산술 평균값(단위: ㎛)으로 한다. 또한, 섬유 단면 형상이 원형이 아닌 경우에는, 동일한 단면적을 갖는 원의 직경을 섬유 직경으로 한다.
또한, 진애의 포집에 따른 압력 손실의 상승이 억제되도록, 액체 대전 부직포의 겉보기 밀도는, 100 ㎏/㎥ 이하로 하여도 좋고, 80 ㎏/㎥ 이하로 하여도 좋으며, 60 ㎏/㎥ 이하로 하여도 좋다.
또한, 이 「겉보기 밀도」는 액체 대전 부직포층(11) 1 ㎥당의 질량을 산출한 값이다.
전술한 섬유로 이루어지는 부직포로서, 예컨대, 용매를 이용하지 않고 섬유를 부직포의 양태로 한 건식 부직포, 용매를 이용하여 섬유를 부직포의 양태로 한 습식 부직포, 직접법(멜트 블로우법, 스펀 본드법, 정전 방사법 등)을 이용하여 섬유의 방사를 행함과 동시에 이것을 포집하여 이루어지는 부직포 등을 들 수 있다.
특히 직접법을 이용하면, 대전 효과를 저해하는 첨가제(섬유 유제, 분산제, 계면 활성제 등)를 섬유 혹은 부직포에 첨가하는 양을 적게 할 수 있어, 바인더를 사용하는 일없이 섬유끼리의 접점을 일체화하여 부직포를 조제할 수 있다. 특히, 치밀한 구조의 부직포를 얻을 수 있기 때문에, 멜트 블로우법, 정전 방사법 등을 이용하여 부직포를 조제하여도 좋다.
액체 대전 부직포는, 전술한 바와 같이 하여 얻어진 섬유 혹은 부직포가, 다음에 설명하는 액체 대전 과정에 제공됨으로써, 조제되는 것이다.
액체 대전 과정이란, 이하 중에서 선택되는 적어도 하나의 대전 방법을 갖는, 섬유 혹은 부직포의 대전 과정이다.
(1) 섬유 혹은 부직포에, 극성 액체를 부여한 후에, 극성 액체를 개재하여 힘을 작용시켜, 대전시키는 방법.
(2) 섬유 혹은 부직포에, 극성 액체를 부여함과 동시에, 극성 액체를 개재하여 힘을 작용시켜, 대전시키는 방법.
(3) 섬유 혹은 부직포를, 용기에 채워진 극성 액체 중에 침지한 상태로, 극성 액체를 개재하여 힘을 작용시켜, 대전시키는 방법.
극성 액체로서, 예컨대 물, 알코올, 아세톤, 암모니아가 용해된 물 등의, 전기 전도율이 낮은 액체를 이용할 수 있다. 여기서 말하는 전기 전도율이란 JIS K 0101 「공업용수 시험 방법」에 의해 측정되는 것을 말한다. 특히, 극성 액체로서 물을 이용하면, 섬유 혹은 부직포를 대전시킬 때의 작업 환경이 우수한 것, 및, 대전시킨 섬유 혹은 부직포를 조제하는 최종 단계에서의 건조에 있어서, 인화 또는 발화를 회피할 수 있다.
또한, 액체 대전 과정에 있어서 사용되는 극성 액체의 온도는, 섬유 혹은 부직포를 적합하게 대전시킬 수 있는 것이면, 한정되는 것이 아니지만, 40℃ 이하로 하여도 좋다.
극성 액체를 섬유 혹은 부직포에 부여하는 방법으로서, 예컨대, 스프레이, 샤워, 노즐 등을 이용하여 극성 액체를 안개형, 액적형, 액류형 등의 양태로서 부여하는 방법을 들 수 있고, 극성 액체에 섬유 혹은 부직포를 침지하는 방법으로서, 예컨대, 함침 장치(예컨대, RodneyHunt사의 새투레이터)를 이용하는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 이때의 극성 액체의 부여 혹은 함침 방법은, 적합하게 섬유 혹은 부직포를 대전시킬 수 있는 것이면 한정되는 것이 아니며, 적절하게 선택할 수 있다.
힘을 작용시키는 방법으로서, 예컨대, 초음파, 진동, 극성 액체를 액류로서 충돌시키는 등의 방법을 들 수 있다. 수류를 충돌시키는 방법 등, 극성 액체를 액류로서 충돌시키는 방법을 이용하면, 섬유 혹은 부직포에, 극성 액체를 부여함과 동시에 힘을 작용시킬 수 있다.
부직포에 힘을 작용시키는 방법으로서 초음파를 이용하면, 극성 액체를 충돌시키는 경우에 비해서, 부직포에 개공의 형성 및 섬유 배향의 변화를 발생시키는 일이 없다.
또한, 섬유 혹은 부직포로 작용시키는, 힘의 강도나 시간은, 섬유 혹은 부직포의 대전량을 많게 할 수 있도록, 적절하게 조정할 수 있다.
이어서, 이와 같이 하여 극성 액체를 개재하여 힘을 작용시킨 섬유 혹은 부직포는, 극성 액체를 제거하기 위해 건조 처리에 제공된다.
섬유 혹은 부직포의 건조 처리에 사용하는 장치는, 예컨대, 캔드라이어나 캘린더(calender) 등의 가열 롤러, 열풍 드라이어, 열풍 건조기, 전기로, 히트 플레이트 등, 공지의 장치를 들 수 있다. 건조 처리에 있어서의 온도는, 120℃ 이하로 하여도 좋고, 105℃ 이하로 하여도 좋으며, 90℃ 이하로 하여도 좋다.
혹은, 전술한 건조 장치를 사용하는 일없이, 섬유 혹은 부직포를 자연 건조하는, 또는, 섬유 혹은 부직포에 초음파나 진동을 작용시켜 극성 액체를 제거하는 등, 섬유 혹은 부직포가 가열되지 않는 건조 처리를 행하여도 좋다.
액체 대전 부직포는, 부직포를 이상의 액체 대전 과정에 제공함으로써 얻어진다. 혹은, 액체 대전 부직포는, 섬유를 이상의 액체 대전 과정에 제공하여 대전시키고 나서, 부직포의 양태로 조제함으로써 얻어진다.
이와 같이 하여 얻어지는 액체 대전 부직포는, 그대로 액체 대전 부직포층(11)으로 할 수도 있지만, 펀칭에 의한 성형 가공이나, 슬릿 가공이나 콜게이트 가공 등의 후가공을 실시하여, 액체 대전 부직포층(11)으로 하여도 좋다.
필요하다면 액체 대전 부직포에, 부직포나 네트나 직물이나 편물 등의 보강재를 적층한 후에 후가공을 실시하여, 액체 대전 부직포층(11)으로 하여도 좋다.
액체 대전 부직포가 보강재에 의해 보강되어 있으면, 그 후의 공정에 있어서의 액체 대전 부직포의 형태 안정성이 증가하며, 얻어진 액체 대전 부직포의 강도도 향상되어, 취급하기 쉬워진다. 이때, 보강재를 액체 대전 부직포의 통기 방향(a)의 상류측(지면 상측 방향)에 적층하여도, 액체 대전 부직포의 통기 방향(a)의 하류측(지면 하측 방향)에 적층하여도, 적합하게 대전 필터(10)를 조제할 수 있는 것이면, 어느 쪽이어도 좋다.
보강재로서, 대전 특성을 열화시키는 계면 활성제 등의 부착량이 적은 것으로, 대전 필터의 포집 효율의 저하를 초래하기 어려운 보강재를 사용할 수 있다. 예컨대, 스펀 본드 부직포는 계면 활성제 등의 부착량이 적기 때문에, 보강재로서 사용 가능하다.
또한, 필요하다면 액체 대전 부직포에, 항균제, 활성탄, 소취제 등이 첨가되어 이루어지는 부직포나 네트나 직물이나 편물 등의, 기능성 부여재를 적층한 후에 후가공을 실시하여, 액체 대전 부직포층(11)으로 하여도 좋다.
액체 대전 부직포층(11)의 두께는, 적합하게 대전 필터(10)를 조제할 수 있는 것이면 한정되는 것이 아니며, 적절하게, 조정될 수 있다.
대전 필터(10)의, 포집 효율의 높음, 정전기적인 포집 작용에 기인하는 포집 효율의 저하가 생기기 어려움은, 액체 대전 부직포층(11)의 대전량의 영향을 받으며, 액체 대전 부직포층(11)의 대전량은 액체 대전 부직포의 단위 면적당의 질량(단위 중량) 및 표면적의 크기의 영향을 받는다. 그러나, 그 한편, 액체 대전 부직포층(11)은 섬유가 조밀하게 집합하여 단위 중량이 높은 양태이면, 대전 필터(10)의 초기의 압력 손실은 높은 것이 된다.
그 때문에, 액체 대전 부직포층(11)의 단위 중량은, 10∼120 g/㎡의 범위로 하여도 좋고, 30∼100 g/㎡의 범위로 하여도 좋으며, 50∼80 g/㎡의 범위로 하여도 좋다.
또한, 이 「단위 중량」은 액체 대전 부직포층(11) 1 ㎡당의 질량을 산출한 값이다.
마찰 대전 부직포층(12)은, 복수 종류의 섬유 성분을 포함하는 것으로 구성되어 이루어지며, 복수 종류의 섬유 성분끼리가 마찰하여 대전하여 이루어지는, 마찰 대전 부직포를 베이스로 하여 구성되어 있다.
마찰 대전 부직포는, 이하에 설명하는, 서로 다른 섬유 성분으로 구성되어 있는 복수 종류의 섬유 혹은, 복수 종류의 섬유 성분으로 구성되어 있는 섬유를, 마찰하여 대전시키는 과정(이후, 마찰 대전 과정이라고 칭함)에 제공한 후 부직포의 양태로 조제하는, 혹은 마찰하여 대전시키는 과정에 제공하면서 부직포의 양태로 조제함으로써 얻어진다.
마찰 대전 부직포를 구성하는 섬유를 이루는 성분으로서, 예컨대, 폴리올레핀계 수지(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 탄화수소의 일부를 시아노기 또는 불소 혹은 염소라고 하는 할로겐으로 치환한 구조의 폴리올레핀계 수지 등), 스티렌계 수지, 폴리비닐알코올계 수지, 폴리에테르계 수지(폴리에테르에테르케톤, 폴리아세탈, 변성 폴리페닐렌에테르, 방향족 폴리에테르케톤 등), 폴리에스테르계 수지(폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 전방향족 폴리에스테르 수지 등), 폴리이미드계 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리아미드계 수지(예컨대, 방향족 폴리아미드 수지, 방향족 폴리에테르아미드 수지, 나일론 수지 등), 니트릴기를 갖는 수지(예컨대, 폴리아크릴로니트릴 등), 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리술폰계 수지(폴리술폰, 폴리에테르술폰등), 불소계 수지(폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴 등), 셀룰로오스계 수지, 폴리벤조이미다졸 수지, 아크릴계 수지(예컨대, 아크릴산에스테르 혹은 메타크릴산에스테르 등을 공중합한 폴리아크릴로니트릴계 수지, 아크릴로니트릴과 염화비닐 또는 염화비닐리덴을 공중합한 모드아크릴계 수지 등) 등, 공지의 유기 폴리머를 들 수 있다.
또한, 이들 유기 폴리머는, 직쇄형 폴리머 또는 분기형 폴리머 중 어느 것으로 이루어지는 것이어도 상관없고, 또한 폴리머가 블록 공중합체나 랜덤 공중합체, 유기 폴리머가 다성분 혼합된 것이어도 상관없으며, 또한 유기 폴리머의 입체 구조나 결정성의 유무가 어떠한 것이어도, 특별히 한정되는 것이 아니다.
이들 일련의 화합물 중에서도, 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 섬유와 아크릴계 수지로 이루어지는 섬유를 이용하여 부직포를 구성하면, 마찰 대전 과정에 있어서, 대전량을 많게 한 마찰 대전 부직포를 얻을 수 있다.
또한, 섬유 단면이 대략 원 단면인 아크릴계 수지로 이루어지는 섬유를 이용한 양태로 부직포를 구성하면, 더욱 대전량을 많게 한 마찰 대전 부직포로 할 수 있다. 즉, 잘록한 이형 단면을 갖는 아크릴계 수지 섬유를 이용하는 것보다, 대략 원형 단면의 아크릴계 수지 섬유를 이용한 쪽이, 대전량이 많아진다. 이러한 대략 원 단면을 갖는 아크릴계 수지 섬유는, 예컨대, 「섬유 편람-원료편-」(섬유 학회 편저, 마루젠 가부시키가이샤 간행, 1970년 10월 발행. 제727페이지∼제779페이지 참조)에 상설되어 있는 바와 같이, 질산, 염화아연 수용액, 염화칼슘 수용액, 로단염(티오시안산나트륨, 티오시안산칼륨, 티오시안산칼슘) 수용액 등의, 무기계 용매를 이용하여 방사하여 얻을 수 있다. 또한, 이 대략 원 단면의 아크릴계 수지 섬유로서, 「엑슬란」(니혼엑슬란코교(주), 상품명), 「크레슬란」(미국 American Cyanamid Co. 제조, 상품명), 「제프란」(미국 The Dow Chemical Co. 제조, 상품명), 「코텔」(영국 Courtaulds Co. 제조, 상품명) 등을 들 수 있다.
한편 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 섬유로서, 폴리올레핀계 수지의 일부를 시아노기나 할로겐으로 치환한 수지로 이루어지는 섬유를 이용할 수 있다. 또한, 폴리올레핀계 수지에 인계 산화 방지제 및 유황계 산화 방지제가 포함되어 있으면, 대전량을 많게 한 마찰 대전 부직포로 할 수 있다.
섬유 혹은 부직포에 기능성을 부여하기 위해, 유기 폴리머에 활성탄, 항균제, 소취제 등의 첨가제를 첨가하여도 좋다.
전술한 섬유는, 용융 방사법, 건식 방사법, 습식 방사법, 직접 방사법(멜트 블로우법, 스펀 본드법, 정전 방사법 등), 복합 섬유로부터 섬유를 추출하는 방법, 섬유를 고해하여 섬유를 얻는 방법 등 공지의 방법에 의해 얻을 수 있다.
마찰 대전 부직포를 구성하는 섬유는, 복수 종류의 유기 폴리머로 구성되어 이루어지는 것이어도 상관없다. 복수 종류의 유기 폴리머로 구성되어 이루어지는 섬유로서, 일반적으로 복합 섬유라고 칭해지는, 예컨대, 시스코어형, 해도형, 사이드바이사이드형, 오렌지형, 바이메탈형 등의 양태일 수 있다.
마찰 대전 부직포가, 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 섬유와 아크릴계 수지로 이루어지는 섬유로 이루어지는 경우, 그 혼합 비율은, 마찰 대전 과정에 의해 적합하게 대전량을 많게 할 수 있는 것이면 한정되는 것이 아니며, 적절하게 선택할 수 있다. 예컨대, 폴리올레핀계 수지로 이루어지는 섬유와 아크릴계 수지로 이루어지는 섬유의 질량 혼합비가, 30:70∼80:20의 범위 내가 되도록 마찰 대전 부직포가 조제되어 있으면, 마찰 대전 과정에 의해 적합하게 대전량을 많게 한 마찰 대전 부직포로 할 수 있다.
마찰 대전 부직포를 구성하는 섬유의 평균 섬도는, 진애 혹은 오일 미스트를 포집할 수 있으며, 다음에 설명하는 마찰 대전 과정에 있어서, 대전 상태를 안정시켜 많은 전하를 띨 수 있도록, 그 섬도는 1 dtex∼6 dtex의 범위로 하여도 좋고, 1 dtex∼4 dtex의 범위로 하여도 좋으며, 1.5 dtex∼3 dtex의 범위로 하여도 좋다.
마찰 대전 과정에 있어서, 섬유 혹은 부직포에 첨가되어 있는 대전 효과를 저해하는 섬유 유제 등의 첨가제의 양이 많으면, 대전량이 우수한 마찰 대전 부직포를 얻는 것이 곤란해진다. 그 때문에, 섬유 혹은 부직포를, 예컨대, 온수나 알코올 등으로 세정하여, 대전 효과를 저해하는 첨가제의 첨가 비율이, 섬유 질량에 대하여 0.2 질량％ 이하, 또는 0.15 질량％ 이하인 상태로 하여, 마찰 대전 과정에 제공할 수 있다.
마찰 대전 처리로서, 섬유끼리를 서로 마찰하여 대전시킬 수 있는 것이면, 그 방법은 한정되는 것이 아니지만, 플랫 카드나 롤러 카드로 대표되는 카드기 외에, 가넷기 혹은 에어 레이법에 속하는 장치를 이용하면, 섬유끼리가 서로 마찰하기 쉽고, 마찰 대전을 행하며서 부직포의 양태로 조제할 수 있어, 용이하게 마찰 대전 부직포를 얻을 수 있다.
또한, 얻어진 마찰 대전 부직포를 그대로 마찰 대전 부직포층(12)으로 하여 이용할 수도 있지만, 마찰 대전 부직포의 강도를 높이기 위해, 또한, 보조적인 마찰 대전의 향상을 도모하기 위해, 니들 펀치 처리하여도 좋다.
또한, 니들 펀치 처리를 행하는 일없이, 또는 니들 펀치 처리를 행하기 전 및/또는 후에, 마찰 대전 부직포에 진동을 부여하거나, 비비는 등에 의해, 구성되어 있는 섬유끼리를 서로 마찰하여도 좋다.
마찰 대전 부직포가 그 대전량이 우수한 이유는 판명되어 있지 않지만, 대전 발생이 복수 종류의 유기 폴리머끼리의 마찰에 의존하는 것이며, 유기 폴리머끼리의 마찰은 부직포의 표면에만 생기는 것이 아니고, 그 내부에 있어서도 생기는 것이기 때문에, 마찰 대전 부직포의 전체에 있어서 대전이 생기고 있기 때문이라고 생각된다.
그 때문에 마찰 대전 처리는, 플라즈마 대전 처리 혹은 코로나 대전 처리 등의 주로 부직포의 표면에만 대전을 부여하는 대전 방법보다, 부직포에 효율적으로 대전을 부여할 수 있는 것으로 생각된다.
이러한 마찰 대전 부직포는, 그대로 마찰 대전 부직포층(12)으로 할 수도 있지만, 펀칭에 의한 성형 가공이나, 슬릿 가공이나 콜게이트 가공 등의 후가공을 실시하여, 마찰 대전 부직포층(12)으로 하여도 좋다. 또한, 필요하다면 마찰 대전 부직포에, 부직포나 네트나 직물이나 편물 등의 보강재를 적층한 후에 후가공을 실시하여, 마찰 대전 부직포층(12)으로 하여도 좋다.
마찰 대전 부직포가 보강재에 의해 보강되어 있으면, 그 후의 공정에 있어서의 마찰 대전 부직포의 형태 안정성이 증가하며, 얻어진 마찰 대전 부직포의 강도도 향상되어, 취급하기 쉬워진다. 이때, 보강재를 마찰 대전 부직포의 통기 방향(a)의 상류측(지면 상측 방향)에 적층하여도, 마찰 대전 부직포의 통기 방향(a)의 하류측(지면 하측 방향)에 적층하여도, 적합하게 대전 필터(10)를 조제할 수 있는 것이면, 어느 쪽이어도 좋다.
보강재로서, 대전 특성을 열화시키는 계면 활성제 등의 부착량이 적기 때문에, 대전 필터의 포집 효율의 저하를 초래하기 어려운 보강재를 사용할 수 있다. 예컨대, 스펀 본드 부직포는 계면 활성제 등의 부착량이 적기 때문에, 보강재로서 사용 가능하다.
또한, 필요하다면 마찰 대전 부직포에, 항균제, 활성탄, 소취제 등이 첨가되어 이루어지는 부직포나 네트나 직물이나 편물 등의, 기능성 부여재를 적층한 후, 후가공을 실시하여, 마찰 대전 부직포층(12)으로 하여도 좋다.
마찰 대전 부직포층(12)의 두께는, 적합하게 대전 필터(10)를 조제할 수 있는 것이면 한정되는 것이 아니며, 적절하게, 조정될 수 있다.
대전 필터(10)의, 포집 효율의 높음, 정전기적인 포집 작용에 기인하는 포집 효율의 저하의 생기기 어려움은, 마찰 대전 부직포층(12)의 대전량의 영향을 받으며, 마찰 대전 부직포층(12)의 대전량은 마찰 대전 부직포의 단위 면적당의 질량(단위 중량) 및 표면적의 크기의 영향을 받는다. 그러나, 그 한편, 마찰 대전 부직포층(12)은 섬유가 조밀하게 집합하여 단위 중량이 높은 양태이면, 대전 필터(10)의 초기의 압력 손실은 높은 것이 되고, 더욱, 후술하는 마스크로 성형하는 경우에는, 가공성이 악화할 우려가 있다.
그 때문에, 마찰 대전 부직포층(12)의 단위 중량은, 60∼400 g/㎡의 범위로 하여도 좋고, 100∼320 g/㎡의 범위로 하여도 좋으며, 140∼240 g/㎡의 범위로 하여도 좋다.
또한, 이 「단위 중량」은 마찰 대전 부직포층(12) 1 ㎡당의 질량을 산출한 값이다.
도 2의 대전 필터(10)와 같이 별도의 액체 대전 부직포층(13)을 가짐으로써, 복수층의 액체 대전 부직포층을 갖는 대전 필터(10)이면, 도 1의 대전 필터(10)와 같이 액체 대전 부직포층(11)과 마찰 대전 부직포층(12)을 1층씩 갖는 대전 필터(10)보다, 대전량을 많게 한 대전 필터(10)를 얻을 수 있는 것이 되며, 더욱, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운 대전 필터(10)를 얻을 수 있다.
또한, 별도의 액체 대전 부직포층(13)은, 액체 대전 부직포를 베이스로 하여 구성되어 있고, 액체 대전 부직포층(11)과 동일하게 하여 조제할 수 있다.
도 2의 대전 필터(10)와 같이, 액체 대전 부직포층(11)보다 통기 방향의 하류측에 별도의 액체 대전 부직포층(13)이 존재하는 경우, 별도의 액체 대전 부직포층(13)의 겉보기 밀도는, 적절하게, 조정할 수 있어, 진애의 포집에 따른 압력 손실의 상승이 억제되도록, 200 ㎏/㎥ 이하로 하여도 좋고, 150 ㎏/㎥ 이하로 하여도 좋으며, 100 ㎏/㎥ 이하로 하여도 좋다.
또한, 본 명세서에서 말하는 「겉보기 밀도」는, 부직포의 1 ㎥당의 질량을 산출한 값이다.
별도의 액체 대전 부직포층(13)의 두께는, 적합하게 대전 필터(10)를 조제할 수 있는 것이면 한정되는 것이 아니며, 적절하게, 조정될 수 있다.
대전 필터(10)의 포집 효율의 높음, 정전기적인 포집 작용에 기인하는 포집 효율의 저하가 생기기 어려움은, 별도의 액체 대전 부직포층(13)의 대전량의 영향을 받으며, 별도의 액체 대전 부직포층(13)의 대전량은 액체 대전 부직포의 단위 면적당의 질량(단위 중량) 및 표면적의 크기의 영향을 받는다. 그러나, 그 한편, 별도의 액체 대전 부직포층(13)은 섬유가 조밀하게 집합하여 단위 중량이 높은 양태이면, 대전 필터(10)의 압력 손실은 높은 것이 되기 때문에, 전술한 액체 대전 부직포층(11)보다 하류측에 위치하는 별도의 액체 대전 부직포층(13)의 단위 중량은, 액체 대전 부직포층(11)의 단위 중량보다 가볍게 하여도 좋다.
도 2와 같이, 액체 대전 부직포층(11)의 하류측(지면 하측 방향)에 별도의 액체 대전 부직포층(13)이 마련되어 대전 필터(10)가 구성되어 있는 경우, 별도의 액체 대전 부직포층(13)에는 액체 대전 부직포층(11)에서 여과된 공기가 통과하기 때문에, 별도의 액체 대전 부직포층(13)이 포집하는 진애의 양은 액체 대전 부직포층(11)이 포집하는 진애의 양보다 적은 것이 되어, 별도의 액체 대전 부직포층(13)에는, 진애의 포집에 따른 압력 손실의 상승이 일어나기 어렵다.
따라서, 액체 대전 부직포층(11)보다 섬유 직경이 작은 섬유로 구성되어 있음으로써, 보다 물리적인 진애의 포집 능력이 높은 별도의 액체 대전 부직포층(13)으로 할 수 있다. 이러한 양태인 것에 의해, 더욱, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 적은 대전 필터(10)를 얻을 수 있다.
그 때문에, 액체 대전 부직포층(11)의 하류측(지면 하측 방향)에 위치하는 별도의 액체 대전 부직포층(13)을 구성하는 섬유의 평균 섬유 직경은, 액체 대전 부직포층(11)을 구성하는 섬유보다 섬유 직경을 가늘게 할 수 있다. 구체적인 수치는, 10.0 ㎛ 이하로 하여도 좋고, 6.0 ㎛ 이하로 하여도 좋으며, 4.0 ㎛ 이하로 하여도 좋다. 평균 섬유 직경의 하한값은, 대전 필터(10)로 하였을 때의, 초기의 압력 손실 및 진애의 포집에 따른 압력 손실의 상승이 억제되도록, 0.5 ㎛ 이상으로 하여도 좋고, 1.0 ㎛ 이상으로 하여도 좋으며, 1.5 ㎛ 이상으로 하여도 좋다.
액체 대전 부직포층(11)과 마찰 대전 부직포층(12)을 가지고 이루어지는 대전 필터(10)이기 때문에, 초기의 압력 손실을 저하시키는 것을 목적으로 하여, 액체 대전 부직포층(11)에 단위 중량이 적은 액체 대전 부직포를 이용하였다고 해도, 대전량이 풍부한 마찰 대전 부직포층(12)이 마련되어 있음으로써, 대전 필터(10)의 물리적인 포집 능력의 저하를 정전기적인 포집 능력의 향상에 의해 보충할 수 있다.
그 때문에, 액체 대전 부직포층(11)과 마찰 대전 부직포층(12)을 가지고 이루어지는 대전 필터(10)는, 초기의 압력 손실을 낮게 억제할 수 있음에도 불구하고, 초기의 포집 효율을 높게 할 수 있어, 진애의 포집에 따른 포집 효율의 저하를 작게 할 수 있으며, 또한 압력 손실의 상승을 억제할 수 있다.
각 대전 부직포층을, 접착제나 섬유 접착 등의 접합 수단 등에 의해 결합하여도 좋지만, 결합 수단을 이용하는 일없이 각 대전 부직포층을 적층하여 대전 필터(10)를 구성하여도 좋다. 접합 수단을 이용하는 경우에는, 접합 범위가 너무 넓으면, 대전 필터(10)의 포집 효율을 저하시키는 원인이 될 우려가 있기 때문에, 부분적으로 접합되어도 좋다.
또한, 접합 개소도 대전 필터(10)의 주위에 마련하는 편이 대전 효율을 저해하기 어렵다. 예컨대, 대전 필터(10)의 주위에 0.1∼5 ㎜ 폭의 연속 또는 불연속인 선형의 접합부를 마련하여도 좋고, 특히 0.5∼3 ㎜ 폭의 연속 또는 불연속인 선형의 접합부를 마련하여도 좋다.
섬유 접착에 의한 접합은 열융착에 의해 행하여도 좋지만, 전체에 열이 가해지면 섬유에 유지되어 있는 전하가 이동하여, 대전 필터(10)의 정전기적인 포집 작용이 저하되는 경우가 있기 때문에, 초음파 융착 등의 수단을 이용하여도 좋다.
각 대전 부직포층은, 그대로 대전 필터(10)로 할 수도 있지만, 펀칭에 의한 성형 가공이나, 슬릿 가공이나 콜게이트 가공 등의 후가공을 실시하여, 대전 필터(10)로 하여도 좋다. 또한, 필요하다면 적층된 각 대전 부직포층에, 바인더나 도료나 기능 부가제(항균제, 활성탄, 소취제 등)를 첨가하여, 혹은, 부직포나 네트나 직물이나 편물 등의 보강재를 적층한 후에 후가공을 실시하여, 대전 필터(10)로 하여도 좋다.
대전 필터(10)가 보강재에 의해 보강되어 있으면, 대전 필터(10)의 형태 안정성이 증가하고 강도도 향상되어, 취급하기 쉬워진다. 이때, 보강재를 대전 필터(10)의 통기 방향(a)의 상류측(지면 상측 방향)에 적층하여도, 대전 필터(10)의 통기 방향(a)의 하류측(지면 하측 방향)에 적층하여도, 적합하게 대전 필터(10)를 조제할 수 있는 것이면, 어느 쪽이어도 좋다.
보강재로서, 대전 특성을 열화시키는 계면 활성제 등의 부착량이 적은 것으로, 대전 필터의 포집 효율의 저하를 초래하기 어려운 보강재를 사용할 수 있다. 예컨대, 스펀 본드 부직포는 계면 활성제 등의 부착량이 적기 때문에, 보강재로서 사용 가능하다.
또한, 대전 필터(10)를 구성하는 각 대전 부직포층의, 적층의 순서, 적층하는 각 대전 부직포층의 수 등은 특별히 한정되는 것이 아니며, 적절하게, 조정할 수 있다. 1층의 액체 대전 부직포층(11)과 1층의 마찰 대전 부직포층(12)을 가지고 이루어지는 대전 필터(10)인 경우, 대전 필터(10)의 통기 방향(a)의 상류측(지면 상측 방향)으로부터, 마찰 대전 부직포층(12), 액체 대전 부직포층(11)의 순서로 각 대전 부직포층이 적층되어 이루어지는 대전 필터(10)로 할 수 있다.
2층 이상의 액체 대전 부직포층(11, 13)과 1층의 마찰 대전 부직포층(12)을 가지고 이루어지는 대전 필터(10)인 경우, 대전 필터(10)의 통기 방향(a)의 상류측(지면 상측 방향)으로부터, 마찰 대전 부직포층(12), 액체 대전 부직포층(11), 별도의 액체 대전 부직포층(13)으로 할 수도 있다. 또한, 전술한 예시에 한정되지 않고, 각 대전 부직포층을 다른 순서로 적층하여 대전 필터(10)를 구성할 수 있다.
또한 대전 필터(10)가, 복수층의 액체 대전 부직포층과 복수층의 마찰 대전 부직포층을 가지고 이루어지는 양태인 경우, 각 대전 부직포층의 적층의 순서는, 적절하게 조제할 수 있다.
예컨대 도 1 및 도 2와 같이, 액체 대전 부직포층(11, 13)이, 마찰 대전 부직포층(12)보다 통기 방향(a)의 상류측에 존재하여 이루어지는 대전 필터(10)이면, 액체 대전 부직포층(11, 13)이 주된 진애 혹은 오일 미스트를 포집하는 역할을 담당함으로써, 마찰 대전 부직포층(12)에 의한 진애의 포집에 따른 전하의 중화를 억제할 수 있고, 대전 필터(10)의 포집 효율의 저하를, 더욱 막을 수 있다. 그 때문에, 1층 이상의 액체 대전 부직포층이, 마찰 대전 부직포층(12)보다 통기 방향(a)의 상류측에 존재하여 이루어지는 대전 필터(10)로 하여도 좋고, 모든 액체 대전 부직포층이, 마찰 대전 부직포층(12)보다 통기 방향(a)의 상류측에 존재하여 이루어지는 대전 필터(10)로 하여도 좋다.
또한, 복수층의 액체 대전 부직포층을 갖는 대전 필터(10)인 경우, 압력 손실이 상승하기 어려운 대전 필터(10)를 얻기 위해, 액체 대전 부직포층 내에서, 통기 방향(a)의 가장 상류측에 존재하는 액체 대전 부직포층(도 2에 있어서의, 도면 부호 11)은, 다른 액체 대전 부직포층(도 2에 있어서의, 도면 부호 13)보다, 섬유 직경이 큰 섬유로 구성되어도 좋다.
마스크용의 기재로서, 이상의 대전 필터(10)를 사용할 수 있다. 마스크의 제조 방법으로서는 공지의 방법을 작용할 수 있고, 예컨대, 성형 마스크용의 기재로서 대전 필터(10)를 사용하는 경우에는, 대전 필터(10)를, 입을 포함하는 안면의 일부를 덮는 컵 형상으로 성형하여 도 7에 나타내는 바와 같은 마스크(1)로 할 수 있다.
보강재를 이용하여 마스크를 조제하는 경우에는, 예컨대, 보강재와 대전 필터(10)를 적층한 후에 성형함으로써 도 7에 나타내는 바와 같은 마스크(1)로 하거나, 혹은 성형된 보강재에 대전 필터(10)를 적층한 후에 성형함으로써 도 7에 나타내는 바와 같은 마스크(1)로 할 수 있다. 또한, 성형 전, 성형과 동시, 또는 성형 후에, 주변을 봉제, 접착 등에 의해 접합할 수도 있다.
또한, 일체화한 대전 필터(10)를 보강재에 적층하는 것이 아니라, 성형 전 혹은 성형 후의 보강재에, 액체 대전 부직포층 및/또는 마찰 대전 부직포층을 개별로 적층한 후, 성형함으로써 도 7에 나타내는 바와 같은 마스크(1)로 할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 특정한 수치 조건 등을 예시하여 설명하지만, 본 발명은 이들 특정 조건에만 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 목적의 범위 내에서 설계의 변경 및 변형을 행할 수 있다.
A-1. 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-1)의 조제 방법
체적 고유 저항값이 1016 정도(Ω·㎝)인 시판의 폴리프로필렌 수지(가부시키가이샤 프라임폴리머사 제조, 프라임폴리프로)에 대하여, 시판의 힌더드 아민계 광안정제(치바스페셜리티 케미컬즈 가부시키가이샤 제조, CHIMASSORB 944FDL)를 수지 전체의 4 질량％ 혼합하여, 멜트 블로우법을 이용하여 방사를 행하여, 멜트 블로우 부직포(단위 중량: 50 g/㎡, 두께: 0.8 ㎜, 평균 섬유 직경: 6 ㎛)를 조제하였다. 얻어진 멜트 블로우 부직포를, 극성 액체로서 전기 전도도가 3.2(μS/㎝), 온도가 20±5℃의 범위로 유지된 순수(증류, 이온 교환을 거친 2차 증류수에 상당)가 유지된 욕조 내에 반송하여, 순수를 담지시키면서 주파수 20 ㎑의 초음파를 작용시켰다. 이어서, 초음파를 작용시킨 멜트 블로우 부직포를 콘베어식 드라이어를 이용하여 105℃로 건조하여, 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(단위 중량: 50 g/㎡, 두께: 0.8 ㎜, A-1)를 얻었다.
A-2. 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-2)의 조제 방법
멜트 블로우법을 이용하여 방사를 행하고, 멜트 블로우 부직포(단위 중량: 25 g/㎡, 두께: 0.3 ㎜, 평균 섬유 직경: 3 ㎛)를 조제한 것 이외에는, A-1항과 동일하게 하여, 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(단위 중량: 25 g/㎡, 두께: 0.3 ㎜, A-2)를 얻었다.
B-1. 코로나 방전 처리한 멜트 블로우 부직포(B-1)의 조제 방법
A-1항에서 얻어진 멜트 블로우 부직포에 대하여, 대전 처리로서 코로나 방전 처리(직류 전압: 15 ㎸)를 행하여, 코로나 방전 처리한 멜트 블로우 부직포(단위 중량: 50 g/㎡, 두께: 0.8 ㎜, B-1)를 얻었다. 또한, 상기 부직포는 코로나 방전 처리에 의해, 대전하고 있었다.
B-2. 코로나 방전 처리한 멜트 블로우 부직포(B-2)의 조제 방법
A-2항에서 얻어진 멜트 블로우 부직포에 대하여, 대전 처리로서 코로나 방전 처리(직류 전압: 15 ㎸)를 행하여, 코로나 방전 처리한 멜트 블로우 부직포(단위 중량: 25 g/㎡, 두께: 0.3 ㎜, B-2)를 얻었다. 또한, 상기 부직포는 코로나 방전 처리에 의해, 대전하고 있었다.
C-1. 코로나 방전 처리한 수엉킴(hydroentangled) 부직포(C-1)의 조제 방법
폴리프로필렌 섬유(우베닛토카세이 가부시키가이샤 제조, NF, 섬도: 2.2 dtex, 평균 섬유 직경: 18 ㎛, 섬유 길이: 51 ㎜)를 카드기에 의해 개섬(開纖)하고, 이것을 15 ㎫의 수압으로 수엉킴에 의해, 수엉킴 부직포(단위 중량: 50 g/㎡, 두께: 0.6 ㎜)를 조제하였다. 얻어진 수엉킴 부직포에 대하여, 코로나 방전 처리(직류 전압: 15 ㎸)를 행하여, 코로나 방전 처리한 수엉킴 부직포(단위 중량: 50 g/㎡, 두께: 0.6 ㎜, C-1)를 얻었다.
D-1. 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-1)의 조제 방법
폴리프로필렌 섬유(우베닛토카세이 가부시키가이샤 제조, NM, 섬도: 2.2 dtex, 섬유 길이: 51 ㎜)와, 아크릴계 섬유(니혼엑슬란코교 가부시키가이샤 제조, 엑슬란 K8, 섬도: 1.7 dtex, 섬유 길이: 51 ㎜)를, 60℃의 온수로 세정하고, 섬유에 부착된 섬유 유제의 양을 섬유 질량에 대하여 0.1％ 이하가 되도록 조정한 후, 혼합비가 (폴리올레핀계 섬유: 아크릴계 섬유)=(50 질량％:50 질량％)가 되도록 균일하게 혼합하여, 건조시켰다. 이 혼합한 섬유를 카드기에 의해 섬유 웹으로 하면서 마찰 대전시켜, 이 섬유 웹을 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포(미쓰이카가쿠 제조, 신텍스 PK103, 단위 중량: 15 g/㎡)에 적층하여, 바늘 밀도: 160개/㎠의 조건 하에서, 섬유 웹측으로부터 니들 펀치 처리를 행하여, 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(단위 중량: 200 g/㎡, 두께: 2.3 ㎜, D-1)를 얻었다.
D-2. 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-2)의 조제 방법
폴리프로필렌 스펀 본드 부직포에 적층하는, 섬유 웹의 단위 중량을 250 g/㎡로 한 것 이외에는, D-1항과 동일하게 하여, 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(단위 중량: 250 g/㎡, 두께: 2.7 ㎜, D-2)를 얻었다.
D-3. 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-3)의 조제 방법
폴리프로필렌 스펀 본드 부직포에 적층하는, 섬유 웹의 단위 중량을 180 g/㎡로 한 것 이외에는, D-1항과 동일하게 하여, 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(단위 중량: 180 g/㎡, 두께: 1.9 ㎜, D-3)를 얻었다.
D-4. 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-4)의 조제 방법
폴리프로필렌 스펀 본드 부직포에 적층하는, 섬유 웹의 단위 중량을 조제한 것 이외에는, D-1항과 동일하게 하여, 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(단위 중량: 275 g/㎡, 두께: 3.0 ㎜, D-4)를 얻었다.
E-1. 코로나 방전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(E-1)의 조제 방법
폴리프로필렌 섬유(우베닛토카세이 가부시키가이샤 제조, NM, 섬도: 2.2 dtex, 섬유 길이: 51 ㎜)를, 카드기에 의해 섬유 웹으로 하고, 이 섬유 웹을 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포(미쓰이카가쿠 제조, 신텍스 PK103, 단위 중량: 15 g/㎡)에 적층하여, 바늘 밀도: 160개/㎠의 조건 하에서, 섬유 웹측으로부터 니들 펀치 처리를 행하여, 니들 펀치 복합 부직포(단위 중량: 200 g/㎡, 두께: 2.4 ㎜)를 얻었다. 얻어진 니들 펀치 복합 부직포를 30℃의 온수로 세정하고, 섬유에 부착되는 섬유 유제의 양을 섬유 질량에 대하여 0.1％ 이하가 되도록 조제한 후, 건조시키고 나서 코로나 방전 처리(직류 전압: 15 ㎸)를 행하여, 코로나 방전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(단위 중량: 200 g/㎡, 두께: 2.4 ㎜, E-1)를 얻었다.
(실시예 1)
각 대전 부직포층을 접착하지 않고 적층하여, 다음 구성을 갖는, 2층 구조의 대전 필터(단위 중량: 250 g/㎡, 두께: 3.1 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-1)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
(실시예 2)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 2층 구조의 대전 필터(단위 중량: 250 g/㎡, 두께: 3.1 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-1)
(비교예 1)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 2층 구조의 대전 필터(단위 중량: 250 g/㎡, 두께: 3.1 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-1)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 코로나 방전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(E-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
(비교예 2)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 2층 구조의 대전 필터(단위 중량: 250 g/㎡, 두께: 3.1 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 코로나 방전 처리한 멜트 블로우 부직포(B-1)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
(비교예 3)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 2층 구조의 대전 필터(단위 중량: 250 g/㎡, 두께: 2.7 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 코로나 방전 처리한 수엉킴 부직포(C-1)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
(비교예 4)
단위 중량이 250 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-2)만을 이용하여, 1층 구조의 대전 필터(단위 중량: 250 g/㎡, 두께: 2.9 ㎜, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)로 하였다.
(비교예 5)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 2층 구조의 대전 필터(단위 중량: 75 g/㎡, 두께: 1.1 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-1)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 25 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-2)
(비교예 6)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 2층 구조의 대전 필터(단위 중량: 250 g/㎡, 두께: 3.1 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 코로나 방전 처리한 멜트 블로우 부직포(B-1)
이상과 같이 하여 얻어진, 실시예 1∼2, 비교예 1∼6의 대전 필터를 다음 측정에 제공함으로써 평가하였다.
(포집 효율의 측정 방법)
방진 마스크에 적용되어 있는 「방진 마스크의 규격」(2000년 9월 11일 노동성 고시 제88호) 제6조에 기재되어 있는 시험 방법에 준하여 행하였다. 여기에는 NaCl 입자에 의한 방법과 프탈산디옥틸의 미스트에 의한 방법이 기재되어 있지만, 여기서는 그 쌍방에 의한 방법으로 평가하였다.
1, NaCl 입자에 의한 포집 효율의 측정 방법
대전 필터를 직경 145 ㎜의 원형 샘플로서 절취하여, 규정의 측정 장치(시바타카가쿠 제조, AP-9000형)에 장착하였다. 이때의 대전 필터 원형 샘플에 있어서의, 유효 여과 면적은 124 ㎠였다. 입자에는 입경 분포의 중앙값이 0.06∼0.10 ㎛이며, 그 기하 표준 편차가 1.8 이하인 NaCl 입자를 사용하며, 입자 농도가 50 ㎎/㎥ 이하(농도 변동: ±15％ 이하)가 되는 조건에서, 시험 유량을 매분 85리터로 하여, NaCl 입자를 함유하는 공기를 측정 샘플 상류로부터 공급하였다. NaCl 입자의 공급량이 계 100 ㎎이 될 때까지, 측정 샘플 상류측과 하류측에서 입자 농도를 광산란식 분진 농도계로 측정하였다. 이 측정 결과로부터 NaCl 입자의 공급량에 있어서의 포집 효율을 구하고, 포집 효율의 시간 경과적 변화로서 기록하였다. 포집 효율의 값이 100％에 가까울수록, 진애의 포집 효율이 높은 대전 필터인 것을 나타내고 있다. 또한, 대전 필터에 있어서의 포집 효율의 초기값과, NaCl 입자의 공급량이 계 100 ㎎이 될 때까지 기록된, 포집 효율의 최저값과의 차가 작을수록, 진애의 포집에 의한 포집 효율의 저하량이 적은 대전 필터인 것을 나타내고 있다.
2, 프탈산디옥틸(DOP) 미스트에 의한 포집 효율의 측정 방법
대전 필터를 직경 145 ㎜의 원형 샘플로서 절취하여, 규정의 측정 장치(TSI사 제조 AFT model-8130)에 장착하였다. 이때의 대전 필터 원형 샘플에 있어서의, 유효 여과 면적은 124 ㎠였다. 입자에는 입경 분포의 중앙값이 0.15∼0.25 ㎛이며, 그 기하 표준 편차가 1.6 이하인 DOP 미스트를 사용하고, 미스트 농도가 100 g/㎥ 이하(농도 변동: ±15％ 이하)가 되는 조건에서, 시험 유량을 매분 85리터로 하여, DOP 미스트를 함유하는 공기를 측정 샘플 상류로부터 공급하였다. DOP의 공급량이 계 200 ㎎이 될 때까지, 측정 샘플 상류측과 하류측에서 DOP 미스트 농도를 광산란식 분진 농도계로 측정하였다. 이 측정 결과로부터 DOP 공급량에 있어서의 포집 효율을 구하고, 포집 효율의 시간 경과적 변화로서 기록하였다. 포집 효율의 값이 100％에 가까울수록, 오일 미스트의 포집 효율이 높은 대전 필터인 것을 나타내고 있다. 또한, 대전 필터에 있어서의 포집 효율의 초기값과, DOP 미스트의 공급량이 계 200 ㎎이 될 때까지 기록된, 포집 효율의 최저값과의 차가 작을수록 오일 미스트의 포집에 의한 포집 효율의 저하량이 적은 대전 필터인 것을 나타내고 있다.
3, NaCl 입자 및 DOP 입자의 포집을 행하였을 때의, 압력 손실의 측정 방법
NaCl 입자 및 DOP 입자에 의한 포집 효율의 측정을 행하고 있을 때, 그 각 측정점에서의 시험 유량을 매분 40리터로 하였을 때의 압력 손실을 미차압계로 측정하여, NaCl 입자 및 DOP 입자의 포집량에 있어서의 압력 손실을 구하고, 압력 손실(흡기 저항값)의 시간 경과적 변화로서 기록하였다. 압력 손실의 초기값이 낮으며, NaCl 입자 및 DOP 입자의 포집에 따른 압력 손실의 상승(「압력 손실의 최종값」-「압력 손실의 초기값」)이 낮을수록, 통기성이 우수한 것을 나타내고 있다.
실시예 1∼2, 비교예 1∼6의 대전 필터의 측정 결과를, 표 1 및 도 3, 4에 정리하였다.
Figure 112017113029862-pat00001
멜트 블로우 부직포를 MB, 니들 펀치 복합 부직포를 NP, 수엉킴 부직포를 HE라고 약기하여 기재한다.
측정의 결과, 실시예 1의 대전 필터는, NaCl 입자 및 DOP 미스트의 포집에 있어서의 「포집 효율의 초기값」과 「포집 효율의 최저값」이, 비교예 1∼6 중 어느 대전 필터와 비교하여, 함께 가장 높은 값을 나타내는 것, 포집 효율의 저하(「포집 효율의 초기값」-「포집 효율의 최저값」)가, 함께 가장 적은 값을 나타내는 것이 판명되었다.
그리고, 실시예 2의 대전 필터는, NaCl 입자 및 DOP 미스트의 포집에 있어서의 「포집 효율의 초기값」과 「포집 효율의 최저값」이, 비교예 1 및 비교예 3∼6의 대전 필터와 비교하여, 함께 가장 높은 값을 나타내는 것, 포집 효율의 저하(「포집 효율의 초기값」-「포집 효율의 최저값」)가, 함께 가장 적은 값을 나타내는 것이 판명되었다. 또한, 실시예 2의 대전 필터는 비교예 2의 대전 필터보다, DOP 미스트의 포집에 있어서의 「포집 효율의 초기값」과 「포집 효율의 최저값」, 및 포집 효율의 저하(「포집 효율의 초기값」-「포집 효율의 최저값」)가 작은 것이 판명되었다. 또한, 실시예 2의 대전 필터는 비교예 2의 대전 필터와, NaCl 입자의 포집에 있어서의 「포집 효율의 초기값」과 「포집 효율의 최저값」은 동등하지만, NaCl의 포집에 따른 압력 손실의 상승이 억제된 대전 필터인 것이, 도 3 및 도 4로부터 판명되었다.
이 결과로부터, 실시예 1∼2의 대전 필터는, 액체 대전 부직포층과 마찰 대전 부직포층을 갖는 것을 특징으로 함으로써, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운, 대전 필터이다.
또한, 측정의 결과, 실시예 1의 대전 필터는, NaCl 입자 및 DOP 미스트의 포집에 있어서의 「포집 효율의 초기값」과 「포집 효율의 최저값」이, 실시예 2의 대전 필터와 비교하여, 함께 높은 값을 나타내는 것, 포집 효율의 저하(「포집 효율의 초기값」-「포집 효율의 최저값」)가, 함께 적은 값을 나타내는 것이 판명되었다.
이 결과로부터, 실시예 1의 대전 필터는, 액체 대전 부직포층이 마찰 대전 부직포층보다 통기 방향의 상류측에 존재하여 이루어지는 것을 특징으로 함으로써, 더욱 초기의 포집 효율이 높고, 더욱 포집 효율의 저하가 생기기 어려운, 대전 필터인 것을 알 수 있었다.
또한, 여과의 대상이 오일 미스트를 포함하는 경우라도, 실시예 1∼2의 대전 필터는, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운, 오일 미스트의 포집을 행하는 데 알맞은, 대전 필터였다.
(실시예 3)
각 대전 부직포층을 접착하지 않고 적층하여, 다음 구성을 갖는, 3층 구조의 대전 필터(단위 중량: 275 g/㎡, 두께: 3.4 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-1)
통기 방향(a)에 있어서의 중류: 단위 중량이 25 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-2)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
(실시예 4)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 3층 구조의 대전 필터(단위 중량: 275 g/㎡, 두께: 3.4 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 25 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-2)
통기 방향(a)에 있어서의 중류: 단위 중량이 50 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-1)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
(실시예 5)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 3층 구조의 대전 필터(단위 중량: 275 g/㎡, 두께: 3.2 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 코로나 방전 처리한 수엉킴 부직포(C-1)
통기 방향(a)에 있어서의 중류: 단위 중량이 25 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-2)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
(비교예 7)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 3층 구조의 대전 필터(단위 중량: 275 g/㎡, 두께: 3.4 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-1)
통기 방향(a)에 있어서의 중류: 단위 중량이 25 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-2)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 코로나 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(E-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
(비교예 8)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 3층 구조의 대전 필터(단위 중량: 275 g/㎡, 두께: 3.4 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 코로나 방전 처리한 멜트 블로우 부직포(B-1)
통기 방향(a)에 있어서의 중류: 단위 중량이 25 g/㎡인 코로나 방전 처리한 멜트 블로우 부직포(B-2)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
(비교예 9)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 3층 구조의 대전 필터(단위 중량: 275 g/㎡, 두께: 3.2 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 코로나 방전 처리한 수엉킴 부직포(C-1)
통기 방향(a)에 있어서의 중류: 단위 중량이 25 g/㎡인 코로나 방전 처리한 멜트 블로우 부직포(B-2)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 200 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-1, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
(비교예 10)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 3층 구조의 대전 필터(단위 중량: 280 g/㎡, 두께: 3.3 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 코로나 방전 처리한 수엉킴 부직포(C-1)
통기 방향(a)에 있어서의 중류: 단위 중량이 50 g/㎡인 코로나 방전 처리한 멜트 블로우 부직포(B-1)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 180 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 복합 부직포(D-3, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)
(비교예 11)
단위 중량이 275 g/㎡인 마찰 대전 처리한 니들 펀치 부직포(D-4)만을 이용하여, 1층 구조의 대전 필터(단위 중량: 275 g/㎡, 두께: 3.1 ㎜, 폴리프로필렌 스펀 본드 부직포가 통기 방향(a)의 하류측)로 하였다.
(비교예 12)
적층은 실시예 1과 동일하게 행하여, 다음 구성을 갖는, 3층 구조의 대전 필터(단위 중량: 125 g/㎡, 두께: 1.6 ㎜)를 얻었다.
통기 방향(a)의 상류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-1)
통기 방향(a)에 있어서의 중류: 단위 중량이 25 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-2)
통기 방향(a)의 하류측: 단위 중량이 50 g/㎡인 액체 대전 처리한 멜트 블로우 부직포(A-1)
실시예 3∼5, 비교예 7∼12의 대전 필터를 (포집 효율의 측정 방법)항과 동일하게 측정하여, 그 측정 결과를, 표 2 및 도 5, 6에 정리하였다.
Figure 112017113029862-pat00002
멜트 블로우 부직포를 MB, 니들 펀치 복합 부직포를 NP, 수엉킴 부직포를 HE라고 약기하여 기재한다.
측정의 결과, 실시예 3∼5의 대전 필터는, NaCl 입자 및 DOP 미스트의 포집에 있어서의 「포집 효율의 초기값」과 「포집 효율의 최저값」이, 실시예 1 및 비교예 7∼12 중 어느 대전 필터와 비교하여, 함께 높은 값을 나타내는 것, 포집 효율의 저하(「포집 효율의 초기값」-「포집 효율의 최저값」)가, 함께 적은 값을 나타내는 것이 판명되었다.
이 결과로부터, 실시예 3∼5의 대전 필터는, 액체 대전 부직포층과 마찰 대전 부직포층을 갖는 것, 특히 실시예 3∼4의 대전 필터는 액체 대전 부직포층을 2층 가지고, 더구나 어느 액체 대전 부직포층도 마찰 대전 부직포층보다 통기 방향(a)의 상류측에 존재하고 있음으로써, 더욱, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운, 대전 필터인 것을 알 수 있었다.
또한, 실시예 3의 대전 필터는, 통기 방향의 가장 상류측에 존재하는 액체 대전 부직포층이, 하류측에 존재하는 액체 대전 부직포층보다, 섬유 직경이 큰 섬유로 구성되어 이루어짐으로써, 실시예 4의 대전 필터보다, 압력 손실이 상승하기 어려운 대전 필터인 것을 알 수 있었다.
또한, 여과의 대상이 오일 미스트를 포함하는 경우라도, 실시예 3∼5의 대전 필터는, 더욱, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운, 오일 미스트의 포집을 행하는 데 알맞은, 대전 필터였다.
산업상 이용가능성
본 발명에 따른 대전 필터는, 정전기적인 포집 작용의 향상이 한층 더 초래됨으로써, 초기의 포집 효율이 높고, 포집 효율의 저하가 생기기 어려운, 대전 필터 및 마스크이다.
부호의 설명
1···마스크, 10···대전 필터, 11···액체 대전 부직포층, 12···마찰 대전 부직포층, 13···별도의 액체 대전 부직포층, a···통기 방향.

Claims (4)

  1. 극성 액체를 개재하여 힘을 작용시켜 대전된 액체 대전 부직포층으로서 겉보기 밀도가 100 Kg/m3 이하인 액체 대전 부직포층과,
    복수 종류의 섬유 성분끼리를 마찰시켜 대전된 마찰 대전 부직포층과,
    극성 액체를 개재하여 힘을 작용시켜 대전된 별도의 액체 대전 부직포층을 갖고, 상기 마찰 대전 부직포층은 폴리올레핀계 수지로 이루어진 섬유 및 아크릴계 수지로 이루어진 섬유를 포함하고,
    상기 액체 대전 부직포층은 상기 마찰 대전 부직포층 및 상기 별도의 액체 대전 부직포층보다도 통기 방향의 상류측에 존재하고,
    상기 별도의 액체 대전 부직포층을 구성하는 섬유의 평균 섬유 직경이 상기 액체 대전 부직포층을 구성하는 섬유의 평균 섬유 직경보다 작고,
    상기 별도의 액체 대전 부직포층의 단위 중량은 상기 액체 대전 부직포층의 단위 중량보다 가벼운 것인 대전 필터.
  2. 제1항에 있어서, 마찰 대전 부직포층을 복수층 가지고 있는 것을 특징으로 하는 대전 필터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 오일 미스트의 포집에 사용하는 것을 특징으로 하는 대전 필터.
  4. 제1항 또는 제2항에 기재된 대전 필터를 구비하는 마스크.
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