JP2002524226A

JP2002524226A - 高性能合成フィルタ媒体

Info

Publication number: JP2002524226A
Application number: JP2000568566A
Authority: JP
Inventors: ティエン・ティ・ウ; リチャード・キンダーマン; セイド・アボルハッサン
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー
Priority date: 1998-09-03
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2002-08-06
Also published as: WO2000013765A1; EP1117467A1; DE69914346D1; CA2340355A1; AU3293399A; EP1117467B1; CA2340355C; TW487595B; KR20010073090A; DE69914346T2; US6123752A

Abstract

(57)【要約】１０^１４Ω・ｃｍを上回る抵抗率を有してポリプロピレンを好適とする非導電性熱可塑性樹脂のエレクトレット帯電繊維からなる不織布フィルタウェブを含む高性能濾過媒体。この不織布フィルタウェブの坪量（ＢＷ）は６０ｇ／ｍ^２未満であり、有効繊維径（ＥＦＤ）は５ミクロン未満であり、透過率（ＰＥＮ）は０．０３％未満であり、比率（Ｉ）；ＢＷ／（ＥＦＤ・ＰＥＮ）は２００を上回る。本発明によるフィルタ媒体は、ＨＥＰＡ性能が必要な用途に比較的低い圧力低下にて容易に使用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の背景および技術分野本発明は、高性能微粒子濾材、特にＨＥＰＡ型合成繊維濾過媒体に関する。

【０００２】高性能微粒子空気（ＨＥＰＡ）濾過媒体は、手術室あるいはクリーンルームな
ど、極めて清浄な状態が必要とされる環境で一般に用いられている。最近ではＨ
ＥＰＡ式濾過は、暖房、換気、空調装置（ＨＶＡＣシステム）、呼吸器フィルタ
、掃除機、室内空気清浄機などの要求基準の低い用途にも広範に使用されるよう
になってきた。従来のＨＥＰＡ濾過媒体は、平均直径が１ミクロン未満であるガ
ラス繊維から主に形成される極めて微細な直径の繊維ガラス媒体を含んでいる。
平均繊維径を小さくするとガラス繊維ＨＥＰＡ媒体の濾過性能は一般に高くなる
が、これに対応してフィルタを横切る圧力低下は上昇してしまう。ＨＥＰＡ式性
能を備えるガラス繊維濾過媒体の圧力低下は一般に、２５ｍｍＨ_２Ｏ以上である
。このガラス繊維濾過媒体に関する問題点として、上述した比較的高い圧力低下
、粒子の表面載荷による目詰まり、および健康問題が挙げられる。圧力低下の問
題および繊維ガラスＨＥＰＡ濾過媒体に関する他の難点を解決する試みとして、
米国特許第４，８２４，４５１号には、有効繊維径が極めて小さいメルトブロー
ンミクロ繊維を用いて、約８ｍｍＨ_２Ｏの圧力低下における性能が９５％〜９９
．２６％範囲である準ＨＥＰＡ性能型フィルタを形成することが提案されている
。引き続きこのウェブにカレンダー処理を施したところ、高性能が得られ、約１
０ｍｍ〜２０ｍｍＨ_２Ｏの圧力低下において最大９９．５７％まで性能は上昇し
た。この特許による濾過媒体の圧力低下は繊維ガラスＨＥＰＡ濾過媒体の場合よ
り低いが、坪量を２ｏｚ／ｙｄ^２（およそ７０ｇｍ／ｍ^２）まで比較的高くして
もその性能はＨＥＰＡの性能には及ばない。

【０００３】米国特許第４，０１１，５０６号および同第４，６５０，５０６号には、極細
解離ブローン繊維が記載されている。米国特許第４，６５０，５０６号に記載さ
れているように、これらの極細解離ブローン繊維媒体をかなり薄く製造し、ＨＥ
ＰＡ性能を具備させることができるが、この媒体は強度が十分ではない上、取扱
い性および独立性にも欠ける。

【０００４】単に、基本的にすべての濾過媒体の坪量あるいは厚さを十分に増加するだけで
もＨＥＰＡ型濾過性能は得られる。この手法が米国特許第５，２４０，４７９号
に記載されている。この特許には、それぞれの有効繊維径をおよそ３．２ミクロ
ン、坪量を３０ｇ／ｍ^２、厚さを０．００９ｉｎとするブローンミクロ繊維濾過
媒体を４層以上積層することが記載されている。各層の集塵性能は８８％と示さ
れている（１０．５ｆｔ／分において０．３ミクロン粒子に対して）。これらの
濾過媒体を４層の連続層として配置することによりＨＥＰＡ型性能の濾過性能が
得られるという主張である。ここに報告されている濾過媒体の圧力低下は、１２
０ｇ／ｍ^２のエレクトレットフィルタ媒体に対しておよそ０．４ｉｎＨ_２Ｏ（１
０ｍｍＨ_２Ｏ）である。このフィルタは概して非常に厚いため、高密度プリーツ
構造として折り込むことが難しい。

【０００５】他にもこれまでその主旨をＨＥＰＡ型濾過性能は帯電メルトブローンミクロ繊
維ウェブを用いれば得られるとするものがあった。例えば、ペンシルバニア州フ
ィラデルフィアのＩＮＤＡ’ｓＡｍｅｒｉｃａｎＦｉｌｔｒａｔｉｏｎＳ
ｏｃｉｅｔｙＪｏｉｎｔＭｅｅｔｉｎｇ、１９９３年３月に掲載された記事
「ＥｌｅｃｔｒｅｔＨＥＰＡＦｉｌｔｅｒ」には、流速１７ｍ^３／分におけ
る水に対する圧力低下が１２〜１２．５ｍｍであり、ＨＥＰＡ性能を有する１５
０ｍｍ厚さフィルタについて説明されている。このエレクトレットブローンミク
ロ繊維（ＢＭＦ）フィルタの性能は、圧力低下が低く耐用年数が長いことから、
従来のガラスＨＥＰＡフィルタの性能を上回っており、特に前置フィルタとの併
用により性能は向上する。しかしながら、これらの媒体でも尚、かなり厚い上、
これらの種類のウェブ性能はさらなる改良が望まれる。同様のＨＥＰＡ型性能Ｂ
ＭＦウェブが、ペンシルバニア州フィラデルフィアのＩＮＤＡ’ｓＦｉｌｔｒ
ａｔｉｏｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、１９９１年３月１２〜１４日に掲載された
報告書「ＮｏｎｗｏｖｅｎｓｉｎＦｉｌｔｒａｔｉｏｎ：ＡＧｒｏｗｉｎ
ｇＭａｒｋｅｔ」にも呈示されており、これには、坪量をおよそ１００ｇ／ｍ^２、厚さを０．６４ｍｍ、面速１．５ｍ／分における圧力低下を８．５ｍｍＨ_２Ｏとして、ＨＥＰＡ性能を呈する媒体が記載されている。同様のウェブが、日本
、大阪のＴｏｙｏｂｏＣｏｍｐａｎｙから１９９１年４月の発行された報告書
「ＴｏｙｏｂｏＥｌｅｃｔｒｅｔＡｉｒＦｉｌｔｅｒ；Ｅｌｉｔｏｌｏｎ
」にも説明されている。これらの濾過媒体の性能はＨＥＰＡ型であるが、その性
能は坪量を１００ｇ／ｍ^２以上と比較的高くした場合に得られるのであり、その
フィルタウェブは比較的厚いため、取り扱いおよび、複雑なプリーツ構造体への
形成はさらにむずかしい。プリーツ加工性および他の機能層への接合性にすぐれ
た形態として、低い圧力低下および坪量と、薄い範囲の厚さとにより性能を大幅
に向上させたＨＥＰＡレベル性能フィルタ媒体への要求は非常に大きい。

【０００６】発明の概要本発明は、１０^１４Ω・ｃｍを上回る抵抗率を有してポリプロピレンを好適と
する非導電性熱可塑性樹脂のエレクトレット繊維からなる不織布フィルタウェブ
を含む高性能濾過媒体を包含する。この不織布フィルタウェブの坪量（ＢＷ）は
６０ｇ／ｍ^２未満であり、有効繊維径（ＥＦＤ）は５ミクロン未満であり、透過
率（ＰＥＮ）は０．０３％未満であり、これらの比率（Ｉ）ＢＷ／（ＥＦＤ・ＰＥＮ）Ｉは、２００を上回る。

【０００７】本発明によるフィルタ媒体は、低い圧力低下にてＨＥＰＡ性能を必要とする、
クリーンルーム、手術室、ＨＶＡＣシステム空気清浄機、掃除機、呼吸器、電動
式空気清浄マスクなどの用途で容易に利用することができる。さらにこの媒体は
、取り扱い易く、他の基材の熱接合することができる。

【０００８】好適実施態様の詳細な説明本発明による濾過媒体は、帯電された不織布繊維ウェブであり、この繊維は略
非導電性ポリマーと帯電促進剤とから形成されている。このポリマーは、非導電
性熱可塑性樹脂、すなわち抵抗率が１０^１４Ω・ｃｍを上回る、好ましくは１０^１６ Ω・ｃｍである樹脂である。このポリマーは、非一時的あるいは永続的に封
入した電荷を保有できるものでなくてはならない。このポリマーとして、ホモポ
リマー、コポリマーあるいはポリマー配合物が可能である。好適ポリマーの例と
して、ポリプロピレン、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）あるいは線状低密度
ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、ポリカーボネートおよびポ
リエステルが挙げられる。ポリプロピレンは抵抗率が高く、本発明のエア濾過媒
体に有用な直径のメルトブローン繊維を形成でき、帯電安定性も十分であり、疎
水性および耐湿性を具備しているため、このポリマーあるいはポリマー配合物の
主成分をポリプロピレンとすると好ましい。

【０００９】本発明でいうところの性能向上剤は、エレクトレット濾過媒体の濾過性能をＨ
ＥＰＡレベルの性能まで向上させる添加剤である。利用可能な性能向上剤として
、Ｊｏｎｅｓ他に付与された米国特許第５，４７２，４８１号およびＲｏｕｓｓ
ｅａｕ他に付与された国際特許出願第ＷＯ９７／０７２７２号（米国特許出願第
０８／５１４，８６６号）に記載されている例が挙げられる。これらの内容全体
を本明細書に引用したものとする。その性能向上剤の例として、フルオロケミカ
ル添加剤、すなわち、フルオロケミカルピペラジンなどの少なくとも１つの過フ
ッ素化部分を含む熱的に安定な有機化合物あるいはオリゴマー、過フッ素アルコ
ールのステアリン酸エステル、および／または、トリアジン基の原子に加えて少
なくとも１つの窒素原子を含む熱的に安定な有機トリアジン化合物あるいはオリ
ゴマーが挙げられる。これらによりエレクトレット性能が改良された実証効果か
ら判断すると、フルオロケミカルオキサゾリジノンが好適である。フルオロケミ
カルの融点が、ポリマーの融点より高く押出温度より低いと好ましい。ポリプロ
ピレンを用いる処理では、このフルオロケミカルの融点は１６０℃を上回ると好
ましく、１６０℃〜２９０℃であればより好ましい。好適なフルオロケミカル添
加剤の例として、米国特許第５，４１１，５７６号に記載されている、構造

【化１】

【化２】および

【化３】をそれぞれ有するＡｄｄｉｔｉｖｅｓＡ、ＢａｎｄＣが挙げられる。好適なトリアジンとして、一般構造

【化４】を有する例が挙げられる。このとき、Ｒ^２はアルキル基であり、直鎖であっても
分岐鎖であってもよく、４〜１０炭素原子を含むと好ましい。ｎは２〜４０、好
ましくは２〜２０の数値である。

【００１０】このポリマーおよび性能向上剤を、これらの溶融前に固体として配合する、あ
るいは別々に溶融して液体として互いに配合することができる。他の方法として
、この添加剤とポリマーの一部とを固体として混合し、これを溶融して比較的添
加剤含有率の高い溶融配合物を形成した後、添加剤を含有していないポリマーと
組み合わせることも可能である。

【００１１】この性能向上剤は、ヒンダードあるいは芳香族アミン化合物であると好ましく
、Ｒを水素あるいはアルキル基とするテトラメチルピペリジンリング

【化５】の誘導体などのヒンダードアミンを含む化合物であれば最も好ましい。このヒン
ダードアミンが上述のようにトリアジン基を付随すると好ましい。他の方法とし
て、米国特許第５，０５７，７１０号に開示されているように、窒素あるいは金
属含有ヒンダードフェノール帯電促進剤を用いてもよい。この特許内容全体を本
明細書に引用したものとする。

【００１２】本発明による不織布フィルタウェブは、その物品重量を基準として約０．２〜
１０重量％の性能向上剤を含むと好ましく、これが約０．２〜５．０重量％であ
ればより好ましく、約０．５〜２．０重量％であれば最も好ましい。

【００１３】この溶融配合物を、繊維ダイを通過させて捕集面上に押出すと好ましい。この
溶融配合物を、繊維ダイから押出して熱可塑性ミクロ繊維ウェブを形成する。ミ
クロ繊維は、このウェブ形成時あるいはウェブ形成処理後にその交差地点におい
て互いに一体接合される。この溶融配合物を、メルトブロー条件下にてダイの押
出部を介して押出すと好ましい。メルトブロー法は、数多くの利点が得られるこ
とで周知であり、特に微細な直径の不織布繊維ウェブの製造時に当てはまる。本
発明によるＨＥＰＡフィルタウェブの形成に用いるメルトブローンウェブは、従
来技術に周知のメルトブロー処理および装置により製造可能である。繊維のメル
トブロー法については最初に、ＶａｎＷｅｎｔｅ著「ＳｕｐｅｒｆｉｎｅＴ
ｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃＦｉｂｅｒｓ」、Ｉｎｄ．Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．、第
４８巻、１３４２〜４６ページ（１９５６年）に記載された。

【００１４】一般に、本発明による濾過媒体の製造に用いるメルトブロー処理は従来通りで
あるが、その条件を修正して、実施例に記載するように、有効繊維径（ＥＦＤ）
が５ミクロン未満、好ましくは４．５ミクロン未満、最も好ましくは４ミクロン
未満である微細繊維フィルタウェブを製造する。この有効繊維径は、捕集部から
ダイまでの距離を削減する、有孔捕集部表面内に真空を利用する、ポリマー流速
を低下させる、または、圧力、温度あるいは容量を変更してダイからの溶融物流
を減衰させることにより縮小することができる。また、減衰空気の相対角の変更
、ダイ先端部と減衰空気の接合地点との間の距離の変更、あるいはダイオリフィ
ス径および／または直径と長さとの比率の変更などにより、ダイおよび減衰空気
羽根の設計を多様化できる。これらだけでなく他の要因については、たとえば国
際特許出願第ＷＯ９２／１８６７７Ａ号（Ｂｏｄａｇｈｉ他に付与）で検討され
ている。本発明によるエレクトレットフィルタウェブの製造用に好適な中間組成
物を、９０〜９９．８重量％の有機ポリマーと０．２〜１０重量％の性能向上剤
との混合物を配合して押出すことにより作製する。この際、この材料を、メルト
ブローン条件下にてダイを通過させて押出し、捕集される繊維を不織布ウェブと
して形成する。この繊維を、水の噴霧、揮発液の噴霧、あるいは冷却空気あるい
は二酸化炭素あるいは窒素などの低温ガスとの接触などの冷却処理により、捕集
収に急冷することができる。

【００１５】メルトブローン繊維を回転ドラムあるいは移動ベルト上にて不織布ウェブとし
て捕集する。捕集部からダイまでの距離は一般に８〜２５ｃｍ、好適には１０〜
２０ｃｍであり、この捕集部を孔状として真空装置の併用により余分な空気を取
出すことができると好ましい。

【００１６】捕集したウェブ材料にアニール処理を施して、油性噴霧内での帯電安定性を向
上させることも可能である。十分な温度および時間をかけてこのアニール処理ス
テップを行い、添加剤をこの材料の界面（例えばポリマーと空気との界面および
結晶質相と無定形相との間の境界面）に拡散させると好ましい。一般に、アニー
ル処理温度が高いほど、アニール時間は短縮される。最終的な製品に所望の特性
を得るため、ポリプロピレン材料に対するアニール処理は約１００℃を超えた温
度で行わなければならない。このアニール処理は、約１３０〜１５５℃で約２〜
２０分間かけて行うと好ましく、これが約１４０〜１５０℃で約２〜１０分間で
あればより好ましく、約１５０℃で約４．５分間であれば尚より好ましい。アニ
ール処理は、ウェブ構造を実質的に悪化させない条件下で行わなければならない
。ポリプロピレンウェブでは、アニール処理温度が実質的に約１５５℃を超える
と、材料が劣化する可能性があるため好ましくない場合もある。

【００１７】本発明による方法はさらに、この不織布ウェブの捕集前あるいは捕集後にこれ
を帯電させるステップを含む。本発明に有用な帯電方法として、米国特許第５，
４０１，４４６号（Ｔｓａｉ他に付与）、同第４，３７５，７１８号（Ｗａｄｓ
ｗｏｒｔｈ他に付与）、同第４，５８８，５３７号（Ｋｌａａｓｅ他に付与）、
および同第４，５９２，８１５号（Ｎａｋａｏに付与）に記載の例が挙げられる
。このエレクトレット材料を液滴帯電してもよい（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ他に
付与された米国特許第５，４９６，５０７号参照）。不織布ウェブを米国特許第
５，４９６，５０７号に記載のように液滴帯電する帯電方法が好ましい。この帯
電方法は、連続して実行可能な１つの処理において、必要な帯電レベルを容易に
供給してＨＥＰＡ濾過媒体を形成できる点で有利である。さらにこの帯電方法は
予備成形したウェブ上で実行可能であるため、帯電した繊維を均一なウェブ構造
に形成する煩わしさがない。

【００１８】本発明によるＨＥＰＡ濾過媒体の形成に有用な不織布ミクロ繊維ウェブは、図
１に示したような装置を用いて準備してよい。この装置はダイ２０を含み、この
ダイは、溶融繊維形成ポリマーあるいはポリマー配合物を中に通過させて前進さ
せる押出チャンバ２１を有する。ダイオリフィス２２は、ダイの前方端部を横切
る列として配置されており、繊維形成材料はこの中を通過して押出される。この
ダイオリフィスには、通常加熱された空気あるいは蒸気である気体を高速で吹出
す気体オリフィス２３が組み入れられている。高速気相流が吹出し、押出された
繊維形成材料を希薄化すると、この繊維形成剤はミクロ繊維として固化し、捕集
部２４に到達するまでにウェブ２５となる。こうして形成されたウェブの坪量は
６０ｇ／ｍ^２であり、約１５〜５０ｇ／ｍ^２であれば好ましく、約２０〜４０ｇ
／ｍ^２であればより好ましい。またその圧力低下は、５．３ｃｍ／秒の面速にお
いて１０ｍｍＨ_２Ｏ未満であり、６ｍｍＨ_２Ｏ未満であれば好ましく、５ｍｍＨ_２Ｏ未満であれば最も好ましい。

【００１９】ウェブの液滴帯電は、射水滴あるいは流水滴をウェブ上に、濾過を促進するエ
レクトレット帯電をウェブに付加する十分な圧力で衝突させて行う。最良の結果
を得るために必要な圧力は、使用する噴霧器の種類、ウェブを形成するポリマー
の種類、ポリマーに対する添加剤の種類および濃度、ウェブの厚さおよび密度に
依存する。一般に、約１０〜５００ｐｓｉ（６９〜３４５０ｋＰａ）範囲の圧力
が適切である。水滴とする水は比較的純粋であると好ましい。生水より蒸留水あ
るいは脱イオン水の方が好ましい。

【００２０】射水滴あるいは流水滴は、適した噴霧手段であればいずれを用いて噴射しても
よい。繊維を水圧により交絡するために有用な装置であれば一般に本発明の方法
に有用であるが、その運転は、一般に液滴帯電時の圧力を水流交絡時に用いる圧
力より低くして行う。

【００２１】適した噴霧手段の例を図２に示す。この繊維ウェブ１０は支持手段１１上で搬
送される。この搬送手段は、網目スクリーンあるいは布帛などのベルト形態でよ
く、多孔質であれば好ましい。水噴射ヘッド１３のオリフィス１２から、ポンプ
（図示せず）により水圧を加えて水を噴霧する。水噴流１２は衝突地点１２´で
ウェブ１０に衝突する。多孔質支持体下に真空を設けて、この噴霧流のウェブ内
通過を促進し、必要となる乾燥エネルギを低減すると好ましい。

【００２２】本発明の方法での使用に適した他の噴霧手段として、図３に示した例などのネ
ブライザが挙げられる。他の周知の噴霧手段に加えてこのネブライザにより、水
道１４を通過してくる水と、空気道１５を通過してくる加圧空気とをノズル１６
に供給して噴霧を形成し、ウェブ１０に衝突させる。

【００２３】この繊維は、単層、多層あるいは芯鞘型形状のいずれであってもよい。多層構
造の場合、上述のように上記の配合物として少なくとも外側層の幾層かあるいは
鞘層に性能向上剤を含有しなければならない。押出される繊維が、Ｄａｖｉｅｓ
，Ｃ．Ｎ．著「ＴｈｅＳｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆＡｉｒｂｏｒｎｅＤｕ
ｓｔａｎｄＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅｓ」Ｉｎｓｔ．ｏｆＭｅｃｈ．Ｅｎｇ
．、ロンドン、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ１Ｂ、１９５２年に記載の方法による
算出により有効直径が５ミクロメートル未満、好ましくは４．５ミクロメートル
未満であるミクロ繊維の形態であると好ましい。

【００２４】本発明によるエレクトレット物品をＴＳＤＣ観察により特徴付けることができ
る。ＴＳＤＣでは、試料を２つの電極間に配置し、一定速度で加熱して、この試
料が放電する電流を電流計により測定する。ＴＳＤＣは周知の技術である。例え
ば、Ｌａｖｅｒｇｎｅ他に付与された米国特許第５，２５６，１７６号「ＡＲ
ｅｖｉｅｗｏｆＴｈｅｒｍｏ−ＳｔｉｍｕｌａｔｅｄＣｕｒｒｅｎｔ」、
ＩＥＥＥＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＩｎｓｕｌａｔｉｏｎＭａｇａｚｉｎｅ、
第９巻、Ｎｏ．２、５〜２１ページ、１９９３年、およびＣｈｅｎ他著「Ａｎａ
ｌｙｓｉｓｏｆＴｈｅｒｍａｌｌｙＳｔｉｍｕｌａｔｅｄＰｒｏｃｅｓ
ｓｅｓ」ＰｅｒｇａｍｏｎＰｒｅｓｓ、１９８１年を参照されたい。試料から
放電される電流は、分極率と試験されている物品の電荷トラッピングとの関数で
ある。帯電した物品を直接試験することができる。他の方法として、帯電物品お
よび非帯電物品をまず高温にて電場内で分極した後、極性場をかけて急速にその
ポリマーのガラス転移温度（Ｔ_ｇ）を下回るまで冷却して誘導分極状態に「凍結
」させる。次いでこの試料を一定速度で加熱して、得られる放電量を測定する。
この分極処理では、電荷の射出、双極子の整合、電荷の再分配、あるいはこれら
の幾つかの組み合わせが発生する可能性がある。本帯電ウェブは、ＴＳＤＣによ
り測定すると少なくとも５μＣ／ｍ^２、好ましくは少なくとも６μＣ／ｍ^２の帯
電レベルとして特徴付けられる。

【００２５】熱刺激放電時に、エレクトレット内に蓄電されていた電荷は移動性となり、反
対符合の電荷との再結合により電極あるいは試料内にて中和する。これにより、
温度に対する関数として記録してグラフに表すと数多くのピーク（ＴＳＤＣスペ
クトルと呼ぶ）を示す外部電流が発生する。これらのピークの形状および位置は
、電荷トラッピングエネルギレベルおよびトラッピング領域の物理的位置に依存
する。

【００２６】多くの研究者が指摘しているように（例えば、Ｓｅｓｓｌｅｒ編集「Ｅｌｅｃ
ｔｒｅｔｓ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ、１９８７年、およびｖａｎ
Ｔｕｒｎｈｏｕｔ著「ＴｈｅｒｍａｌｌｙＳｔｉｍｕｌａｔｅｄＤｉｓｃｈ
ａｒｇｅｏｆＰｏｌｙｍｅｒＥｌｅｃｔｒｅｔｓ」、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ
ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏ．，、１９７５年を参照）
、エレクトレット帯電は通常、不純物、モノマーユニットの欠陥部、鎖の変則部
など構造上の異形内に蓄えられる。ＴＳＤＣピーク幅は、エレクトレット内の電
荷トラッピングレベルの配分により左右される。半結晶ポリマーでは、相の導電
性の違いから無定形−結晶質界面付近にて電荷の蓄積あるいは激減のいずれかが
往々にして発生する（マクスウェル−ワグナー効果）。これらのトラッピング領
域は通常、異なるトラッピングエネルギと関連しているため、活性化エネルギが
連続して分配され、ＴＳＤＣのピークが重なり合って広範ピークとなると考えら
れる。

【００２７】本発明のＨＥＰＡエレクトレット濾過媒体の形成に使用する材料には、導電性
を強化する、あるいはそうでなくとも物品が静電荷を許容および保持する性能を
干渉し得る帯電防止剤などの材料を実質的に含有しないことが望ましい。さらに
、エレクトレット濾過媒体に、ガンマ線への曝露、ＵＶ照射、熱分解、酸化など
導電性を強化し得る不必要な処理を施してはならない。したがって、好適実施態
様では、エレクトレット濾過媒体を、ガンマ線照射あるいは他のイオン化照射に
曝露せずに製造および使用する。

【００２８】本発明による高性能濾過媒体は、ポリプロピレン、ポリ（４−メチル−１−ペ
ンテン）あるいはこれらの配合物からなるエレクトレット帯電繊維のフィルタウ
ェブであって、その坪量（ＢＷ）が６０ｇ／ｍ^２未満であり、有効繊維径（ＥＦ
Ｄ）が５ミクロン未満であり、透過率（ＰＥＮ）が０．０３％未満であり、比率
（Ｉ）ＢＷ／（ＥＦＤ・ＰＥＮ）Ｉが２００を超える、好ましくは４００を超える、最も好ましくは１，０００を超
えるウェブを含むと好ましい。高性能フィルタウェブの透過率（ＰＥＮ）は、０
．０２％未満であれば好ましく、０．０１％未満であれば最も好ましい。透過率
は、０．３ミクロンＤＯＰ粒子について面速５．３ｃｍ／秒における上流の粒子
濃度に対する下流の粒子濃度である。商業的に周知であるＨＥＰＡレベル性能の
フィルタウェブと比較して、本発明による濾過媒体では比較的低い坪量でこの高
性能が得られる。

【００２９】本発明による濾過媒体では比較的低い坪量でこの高性能が得られる。この高性
能濾過媒体の坪量は、５０ｇ／ｍ^２未満が好ましく、４０ｇ／ｍ^２未満であれば
最も好ましく、３０ｇ／ｍ^２未満であればさらにより好ましい。このフィルタウ
ェブの厚さは一般に０．１５ｃｍ未満であり、０．１ｃｍ未満であれば好ましい
。

【００３０】しかしながら、これで高性能、低坪量および低圧力低下の組み合わせを完全に
把握したわけではなく、帯電レベルが類似しているウェブ同士では、有効繊維径
が比較的わずかな変化してもその濾過性能はＨＥＰＡレベルを下回るまで大幅に
低下する。帯電レベルと繊維径との間の関係を決定する要因が、単に、機械的な
濾過効果あるいは帯電濾過効果による濾過性能の強化か、これら２つの効果に対
する添加剤かのいずれかによるものである可能性はない。これは、ＥＦＤが減少
すると、非帯電ウェブと帯電ウェブとの間の透過率の相対比（効率の逆）が２０
０を上回る数値から５０００以上の数値にまで劇的に上昇することからもわかる
。この透過率比率に対する他の好適範囲例として、２００を上回る数値から１０
，０００を上回る数値範囲が挙げられる。これはまず、ＥＦＤの大きな帯電ウェ
ブの透過率が劇的に上昇したことによるか、反対に、帯電レベルは比較的同等で
あるがＥＦＤの小さな帯電ウェブの透過率が劇的に減少したことによる。しかし
ながら、同じウェブであってもこれらに対応する非帯電ウェブの透過率は比較的
わずかであるが変化する。したがって、本発明によるウェブにおける性能の向上
は、ＥＦＤを減少したことによる機械的捕集効率の上昇によるものでも帯電レベ
ルによるものでもない。特定の繊維径および帯電レベル（本明細書内の定義によ
る）になると、表面電荷の相対密度が上昇して、その電荷により、強化された電
界効果が形成できると考えられる。このレベルになると、合成繊維熱可塑性ウェ
ブにより相対的に非常に低い坪量にてＨＥＰＡレベル濾過性能を得ることができ
る。これらの坪量は従来のＨＥＰＡウェブに比べると格段に低く、例えば最も周
知の商業的に使用されている合成繊維ＨＥＰＡフィルタウェブでＨＥＰＡレベル
性能を得られる場合（一般に１００ｇ／ｍ^２以上）の半分以下である。

【００３１】本発明によるＨＥＰＡ濾過媒体は、坪量が低く薄いため、容易にプリーツをよ
せて、最大５００、好ましくは最大３００プリーツ／ｍなどのプリーツが多い折
畳みプリーツなどの複雑な形状にすることができる。本発明のウェブは、標準プ
リーツ加工方法および装置によりプリーツを寄せてプリーツ構造にすることがで
きる。このようなプリーツ加工性および取扱い性は、熱可塑性繊維ウェブから形
成されている本発明の溶融物の強度が比較的高いことによる。一般に、本発明の
不織布フィルタウェブは、これを自立形とするに十分な、一般に少なくとも１方
向において少なくとも約５ニュートン、好ましくは少なくとも１０ニュートンで
ある引張強度を有し、繊維の交差地点において互いに接合されている交絡ミクロ
繊維のマトリックスで形成されている。

【００３２】本発明による濾過媒体ウェブは、単独で使用することも、あるいは追加機能層
に接着剤、熱接合、超音波溶接などにより積層することもできる。これらの追加
機能層として、大径粒子用などの前置フィルタ層；スクリム、スパンボンド、ス
パンレース、メルトブローン、エアレイド不織布、ウェットレイド不織布あるい
はガラス繊維ウェブ、Ｄｅｌｎｅｔなどの網製品、金属メッシュなどの支持層；
吸収フィルタ媒体；保護被覆層あるいは他のあらゆる単数あるいは複数の機能層
が使用可能である。本発明によるフィルタウェブの複数層を互いに積層して、性
能を改良することもできる。例えば、本発明にしたがって準備したウェブがＨＥ
ＰＡフィルタウェブと見なすにはその性能が不充分（例えば２０ｇ／ｍ^２以下の
範囲）であっても、これらを互いに積層してＨＥＰＡレベルの性能を有するフィ
ルタウェブを得ることができる。このように積層したウェブの効率は、同じ坪量
の類似単層ウェブから得られる効率を上回る可能性がある。このように、例えば
２枚の１０ｇ／ｍ^２ウェブを積層したものがＨＥＰＡレベルの性能となる可能性
があるが、同じ２０ｇ／ｍ^２ウェブ１枚ではＨＥＰＡレベル性能に至らない。

【００３３】実施例ウェブ特徴測定手順ウェブ厚さすべての微粒子媒体のウェブ厚さを、日本、川崎のＭｉｔｕｔｏｙｏＣｏｒ
ｐｏｒａｔｉｏｎ製ＴｙｐｅＩＤＦ−１５０Ｅ電子デジタルキャリパーを用い
て測定した。

【００３４】透過率および圧力低下各ＢＭＦウェブに対する透過率および圧力低下を、３２リットル／分の流速（
５．３ｃｍ／秒の面速）にて０．３ミクロンジオクチルフタレート（ＤＯＰ）粒
子により１００ｃｍ^２領域の試料についてＡＦＴ試験機、ミネソタ州セントポー
ルのＴＳＩＩｎｃ．製Ｍｏｄｅｌ８１１０を用いて特定した。

【００３５】有効繊維径（ＥＦＤ）ＢＭＦウェブのＥＦＤを、Ｄａｖｉｅｓ，Ｃ．Ｎ．著Ｐｒｏｃ．Ｉｎｓｔ．Ｍ
ｅｃｈ．Ｅｎｇｒｓ．、ロンドン、１Ｂ、１８５ページ、（１９５２年）に記載
された方法にしたがって特定した。

【００３６】電荷密度測定本発明によるウェブの電荷密度を、熱刺激脱分極電流法（ＴＳＤＣ）を用いて
特定した。電荷測定は、熱刺激電流および緩和図分析用ＳＯＬＯＭＡＴＴＳＣ
／ＲＭＡＭｏｄｅｌ６１０００Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ（コネチカット州ス
タンフォードのＴｈｅｒＭｏｌｄＰａｒｔｎｅｒｓ，Ｌ．Ｐ．，Ｔｈｅｒｍａ
ｌＡｎａｌｙｓｉｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能）を用いて行った
。この帯電ウェブ試料に、２０分間１００℃にて４ｋＶ／ｍｍの直流電界Ｅを印
可して分極し、この電界を維持しながらウェブを−５０°に急冷した。分極後、
この試料を１８０℃まで３℃／分の割合で加熱し、放電量を温度に対する関数と
して記録した。

【００３７】ウェブ準備処理Ａポリプロピレンを主成分とするブローンミクロ繊維（ＢＭＦ）ウェブを、例え
ばＷｅｎｔｅ著「ＳｕｐｅｒｆｉｎｅＴｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃＦｉｂｅ
ｒｓ」ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙ、
第４８巻、１３４２ページ以下参照（１９５６年）、あるいは１９５４年５月２
５日発行ＲｅｐｏｒｔＮｏ．４３６４ｏｆｔｈｅＮａｖａｌＲｅｓｅ
ａｒｃｈＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ内、Ｗｅｎｔｅ他著「Ｍａｎｕｆａｃｔｕ
ｒｅｏｆＳｕｐｅｒｆｉｎｅＯｒｇａｎｉｃＦｉｂｅｒｓ」に記載の方
法と同様のメルトブローン処理を用いて準備した。押出機は、温度を２１０℃、
２９０℃、３４０℃および３４０℃とする４つの温度制御領域と、この押出機を
ダイに接続するフローチューブとを含み、これを３２０℃に維持してＢＭＦダイ
を３２０℃とした。空隙幅を０．１０２ｃｍとして一次空気を約４００℃および
６９０キロパスカル（ｋＰａ）に維持し、均一なウェブを製造した。ポリプロピ
レン樹脂をこのＢＭＦダイから０．１８２ｇ／孔／分の割合で送出し、有孔回転
ドラム上に捕集したウェブを、以下の実施例に示す捕集部／ダイ距離に位置付け
た。この捕集ドラムは、ＢＭＦウェブを捕集しながら任意にスイッチの切替えが
できる真空系に接続されており、捕集ドラムに真空を適用すると強度の高いウェ
ブを製造することができた。水噴霧器をＢＭＦダイと捕集ドラムとの間に配置し
て、ＢＭＦウェブの冷却と総生産速度とを促進した。樹脂送出速度を低減するの
ではなく、捕集部の回転速度を上昇したところ、すべての場合において坪量の低
いＢＭＦウェブが得られた。この処理により得られたウェブの平均有効繊維径（
ＥＦＤ）は約２〜約７ミクロンであった。実際のＥＦＤおよびウェブ坪量のデー
タは以下の実施例で示す。

【００３８】処理Ｂ処理Ｂは、処理Ａで用いたＢＭＦダイを、Ｊ＆ＭＭＰＭＢＤｉｅ（Ｍ
ｅｌｔｅｄＰｏｌｙｍｅｒＭｅｌｔＢｌｏｗｎＤｉｅ）としてＪ＆
Ｍ社（ジョージア州Ｄａｗｓｏｎｖｉｌｌｅ）から入手可能なダイと交換した点
を除き、処理Ａと実質的に同様であった。

【００３９】ウェブ帯電処理ＩＢＭＦウェブを、約５５０ｋＰａの水圧を利用する米国特許第５，４９６，５
０７号（Ａｎｇａｄｊｉｖａｎｄ他に付与）に記載の方法と実質的に同じ液滴帯
電方法を用いて帯電した。その内容全体を本明細書内に引用したものとする。

【００４０】処理ＩＩＢＭＦウェブを、米国特許第４，７４９，３４８号（Ｋｌａａｓｅ他に付与）
に記載の方法と実質的に同じコロナ帯電方法によりドラム充電器を用いて帯電し
た。その内容全体を本明細書内に引用したものとする。

【００４１】ポリプロピレン樹脂Ｅｓｃｏｒｅｎｅ^ＴＭ−ＰＰ３５０５テキサス州ヒューストンのＥｘｘｏｎＣｏｒｐ．から入手可能な４００メル
トフローインデックスポリプロピレン樹脂。

【００４２】Ｅｓｃｏｒｅｎｅ^ＴＭ−ＰＰ３７４６ＥｘｘｏｎＣｏｒｐ．から入手可能な１４００メルトフローインデックスポ
リプロピレン樹脂。

【００４３】Ｆｉｎａ３８６０テキサス州ヒューストンのＦｉｎａＣｏｒｐ．から入手可能な１００メルト
フローインデックスポリプロピレン樹脂。

【００４４】Ｆｉｎａ１５００ＭＦＩＰｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅＦｉｎａＣｏｒｐ．からＥＯＤ−９７−１８として入手可能な１５００メル
トフローインデックスポリプロピレン樹脂。

【００４５】帯電促進ユニットＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ^ＴＭ９４４ＦＬ（ニューヨーク州Ｈａｗｔｈｏｒｎｅ
のＣｉｂａ−ＧｅｉｇｙＣｏｒｐ．から入手可能なヒンダードアミン）をポリ
（４−メチル−１−ペンテン）（日本、東京のＭｉｔｓｕｉＰｅｔｒｏｃｈｅ
ｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓから入手可能なＴＰＸＤＸ８２０）内に
４０：６０の比率で単軸押出機内にて溶融混合し、得られた配合物を大径繊維に
押出して、帯電促進ユニットを準備した。引き続き、この繊維を粉末に粉砕して
、ＢＭＦウェブの準備中にポリプロピレン小球体給送物に添加した。この標準Ｂ
ＭＦウェブ組成物は、９８．３重量％のポリプロピレンと、０．９重量％のポリ
（４−メチル−１−ペンテン）と、０．８重量％のＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ^ＴＭ
９４４ＦＬとを含有した。

【００４６】実施例１〜実施例３０実施例１〜実施例３０のＢＭＦウェブの準備に関する組成物および製造パラメ
ータの態様を表１に示し、これらのウェブの特徴および性能データを表２に掲載
する。すべての実施例に、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）と混合したＣＨＩ
ＭＡＳＳＯＲＢ^ＴＭ９４４ＦＬを含み、かつ押出処理においてＥｓｃｏｒｅｎ
ｅ^ＴＭ−ＰＰ３５０５ポリプロピレン樹脂に添加された帯電促進剤ユニットを
組み入れた。さらに、実施例７、実施例９、実施例１７〜実施例２２、実施例２
４、実施例２６、実施例２７および実施例２９にて製造の帯電ウェブ試料を、Ｄ
ＯＰ／イソプロピルアルコール溶液内におよそ５分間含浸して放電させ、およそ
３０分間空気乾燥させた。引き続き、この放電ウェブの濾過性能を帯電ウェブの
テスト条件と同じ条件下でテストした。この結果を表２に報告する。

【００４７】

【表１】表１ＢＭＦウェブ組成物および製造データ

【００４８】

【表２】表２ＢＭＦウェブ性能

【００４９】表１および表２のデータを調べると、繊維径および帯電レベルが適切であれば
、そのウェブからＨＥＰＡ性能を実現し得るＢＭＦウェブを製造可能であること
が分かる。坪量をおよそ６０ｇ／ｍ^２以下、ＥＦＤを約５ミクロン未満、好まし
くは約４．５ミクロン未満、より好ましくは約４ミクロン未満とするＢＭＦウェ
ブの捕集効率は、０．３ミクロン以上の粒子に対して、約１０ｍｍＨ_２Ｏ未満、
好ましくは約６ｍｍＨ_２Ｏ未満の圧力低下にて９９．９７％である。

【００５０】比較例Ｃ１〜比較例Ｃ６比較例Ｃ１およびＣ２の帯電ＢＭＦウェブを、ウェブのＥＦＤをそれぞれ５．
８０ミクロンおよび６．５７ミクロンにした点をのぞき、実施例９のウェブと実
質的に同様に準備した。比較例Ｃ３の帯電ＢＭＦウェブを、ウェブのＥＦＤを５
．３２ミクロンにした点を除き、実施例２８のウェブと実質的に同様に準備し、
比較例Ｃ４の帯電ＢＭＦウェブを、ウェブのＥＦＤを５．４７ミクロンにした点
を除き、実施例２９ウェブと実質的に同様に準備し、比較例Ｃ５の帯電ＢＭＦウ
ェブを、ウェブを帯電方法ＩおよびＩＩの組み合わせにより帯電した点をのぞき
、実施例２１ウェブと実質的に同様に準備した。比較例Ｃ６は、商業的に入手可
能なＨＥＰＡ性能帯電ミクロ繊維ウェブであって、坪量が十分高く、厚みもあり
、本発明によるウェブより格段に高い圧力低下を呈するものである。比較例Ｃ１
〜比較例Ｃ６の特徴および性能を表３に提示する。

【００５１】

【表３】表３比較ウェブの性能

【００５２】表３のデータから、実質的に同じ条件ではあるが、ＥＦＤが本発明によるウェ
ブより大きい、あるいは２つの帯電処理の組み合わせにより準備したウェブは、
ＨＥＰＡレベルの濾過捕集効率を呈さないことがわかる。

【００５３】実施例３２〜実施例３３実施例３２〜実施例３３の帯電ＢＭＦウェブを、実施例９で用いたＥＳＣＯＲ
ＥＮＥ^ＴＭ−ＰＰ３５０５ポリプロピレン樹脂の代わりに、以下に示すポリプ
ロピレン樹脂を用いた点を除き、実施例９のウェブと実質的に同じように準備し
た。

【００５４】実施例３２ではＥＳＣＯＲＥＮＥ^ＴＭ−ＰＰ３７４７ポリプロピレン樹脂を
用い、実施例３３ではＦｉｎａ３８６０ポリプロピレン樹脂を用いた。

【００５５】実施例３２および実施例３３によるウェブの特徴および性能を表４に提示する
。

【００５６】

【表４】表４異なるポリプロピレン樹脂を主成分とするウェブの性能

【００５７】表４のデータから、本発明によるＨＥＰＡ性能を示す帯電ミクロ繊維ウェブは
、１種類のポリプロピレン樹脂を要因とするものではないことがわかる。

【００５８】実施例３４〜実施例４６および比較例Ｃ７〜比較例１７実施例３４〜実施例４５および比較例Ｃ７〜比較例１７の帯電ＢＭＦウェブを
、表５に示した最終ウェブ組成物を製造するように帯電促進剤ユニットを変性し
た点を除き、実施例９のウェブと実質的に同じように準備した。実施例４６では
、国際特許出願第ＷＯ９７／０７２７２号（Ｒｏｕｓｓｅａｕ他に付与）の実施
例２２に記載されているように有機トリアジン電化促進ユニットを用いた。実施
例４６のウェブは、ＥＳＣＯＲＥＮＥ^ＴＭ−ＰＰ３５０５、ＴＰＸと有機トリ
アジンとを乾燥配合して均質な混合物を得、これを押出機内に給送して準備した
。これら一連の実施例についても、ミクロ繊維ウェブに対する２種類の異なる帯
電方法の効果を調べた。その結果を表５に示す。実施例３４〜実施例４６および
比較例Ｃ７〜比較例１７のウェブ特徴および性能についてのデータを表６に提示
する。

【００５９】

【表５】表５帯電促進配合物および帯電方法概要 * 実施例４６の添加剤組成物は上述の通り。

【００６０】

【表６】表６帯電促進剤および帯電方法の検討

【００６１】表６のデータから、帯電促進剤ユニットおよび本発明によるＨＥＰＡ濾過性能
ウェブを製造する帯電方法の重要性が明白である。適切な帯電促進剤を含有して
液滴帯電処理を施すことによりこの帯電レベルを得たことが、薄くかつ坪量ＢＭ
Ｆの低いウェブで圧力低下も低いがＨＥＰＡ濾過性能を達成可能なウェブ製造の
重要な要素である。実施例４６から、ＥＦＤが５ミクロンをわずかに上回るウェ
ブからもＨＥＰＡレベル性能が得られることがわかる。これは帯電レベルが非常
に高いからであると考えられる。コロナ処理によるＢＭＦウェブ帯電を試みたが
これらは一様に不成功であった。コロナ処理と液滴帯電技術とを組み合わせてＨ
ＥＰＡ濾過性能ウェブを製造しようとした例でも同じであった。表６のデータか
らさらに、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）の配合物内含有量を、最終的なウ
ェブ組成物の０．０重量％〜少なくとも９．０重量％とすればＨＥＰＡ濾過性能
ウェブを製造できることがわかる。

【００６２】実施例４７帯電ＢＭＦウェブを、帯電促進剤に上述したフルオロケミカル添加剤Ａ（１．
０重量％）と実施例４６に用いた有機トリアジン（０．５重量％）を含有した点
を除き、実施例４６と実質的に同じように準備した。このウェブは、有機トリア
ジンとＦｉｎａ１５００ＭＦＩポリプロピレン樹脂とを乾燥配合して均質な
混合物を得、これを第１の押出機内に給送して準備した。Ｆｉｎａ１５００
ＭＦＩポリプロピレン樹脂に伴ってフルオロケミカル添加剤Ａを二軸押出機のノ
ド内に給送して、約１１重量％のフルオロケミカル添加剤を含む溶融物流を生成
した。二軸押出機からの生成物を一定速度にて第１の押出機の第４の領域内にポ
ンプ注入して、最終的なフルオロケミカル濃度１．０重量％とするＢＭＦウェブ
を製造した。このように製造したＢＭＦウェブは、坪量が２０ｇ／ｍ^２であり、
ＥＦＤが４．５ミクロンであった。これを帯電方法Ｉにより帯電した。上述した
ように０．３ミクロンＤＯＰ試験試料に曝露したところ、この帯電ウェブによる
圧力低下は３．１ｍｍＨ_２Ｏであり、透過率は４．４であった。このウェブ試料
を実施例１に記載したように放電し、同じＤＯＰ試験試料に曝露した。このウェ
ブの非帯電Ｐｅｎ／帯電Ｐｅｎは１０１であり、坪量／（Ｐｅｎ×ＥＦＤ）は１
０．１であった。このウェブを２層積層したものを放電し、同じＤＯＰ試験試料
に曝露した。この帯電積層物において、圧力低下６．１ｍｍＨ_２ＯにてＰｅｎは
０．００８であり、非帯電Ｐｅｎ／帯電Ｐｅｎは１１００、坪量／（Ｐｅｎ×Ｅ
ＦＤ）は１，１１１であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による濾過媒体ウェブの形成に使用する不織布ミクロ繊維
ウェブの製造に有用な装置を示す側面図である。

【図２】本発明による濾過媒体ウェブの形成に有用なジェット式水噴霧装
置を示す斜視図である。

【図３】本発明による濾過媒体ウェブの形成に有用なネブライザを示す斜
視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者セイド・アボルハッサンアメリカ合衆国55133−3427ミネソタ州セント・ポール、ポスト・オフィス・ボックス33427 Ｆターム(参考） 4D019 AA01 BA13 BB03 BB04 BC01 BD01 CB06 DA03 4L035 BB31 DD19 EE20 FF01 FF05 JJ18 4L047 AA14 AA29 AB02 AB07 AB10 CA19 CB08 CC12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】坪量（ＢＷ）が６０ｇ／ｍ^２未満であり、有効繊維径（ＥＦ
Ｄ）が約５ミクロン未満であり、透過率（ＰＥＮ）が０．０３％未満であり、そ
の比率（Ｉ）、ＢＷ／（ＥＦＤ・ＰＥＮ）Ｉが２００を上回る、１０^１４Ω・ｃｍを上回る抵抗率を有する非導電性熱可塑性
樹脂のエレクトレット帯電繊維からなる不織布フィルタウェブを含む高性能濾過
媒体。
【請求項２】前記フィルタウェブの透過率が０．０１％未満である請求項
１に記載の高性能濾過媒体。
【請求項３】前記フィルタウェブ繊維が、非導電性ポリオレフィン樹脂あ
るいは配合物から形成され、前記フィルタウェブの坪量が５０ｇ／ｍ^２未満であ
る請求項１に記載の高性能濾過媒体。
【請求項４】前記フィルタウェブが、ポリプロピレン、ポリ（４−メチル
−１−ペンテン）、あるいはこれらの配合物の帯電繊維から形成され、前記フィ
ルタウェブのＥＦＤが４．５ミクロン未満であり、前記フィルタウェブの比率（
Ｉ）が４００を上回る請求項１に記載の高性能濾過媒体。
【請求項５】前記フィルタウェブのＥＦＤが４ミクロン未満であり、前記
フィルタウェブの比率（Ｉ）が１，０００を上回る請求項２に記載の高性能濾過
媒体。
【請求項６】前記エレクトレットを放電した媒体と前記帯電した媒体との
透過比率が、１０，０００を上回る請求項１に記載の高性能濾過媒体。
【請求項７】前記不織布フィルタウェブが、メルトブローン繊維のウェブ
を含み、該不織布フィルタウェブの帯電繊維が帯電促進剤を有する請求項１に記
載の高性能濾過媒体。
【請求項８】前記不織布フィルタウェブの前記帯電繊維が、該帯電繊維の
０．２〜１０重量％の帯電促進剤を有する請求項７に記載の高性能濾過媒体。
【請求項９】前記帯電促進剤がヒンダードアミンを含む請求項７に記載の
高性能濾過媒体。
【請求項１０】前記フィルタウェブの厚さが０．１５ｃｍ未満であり、該
フィルタウェブの圧力低下が１０ｍｍＨ_２Ｏ未満であり、該フィルタウェブの帯
電レベルが少なくとも５μ／ｍ^２である請求項１に記載の高性能濾過媒体。
【請求項１１】前記フィルタウェブの厚さが０．１０ｃｍ未満であり、該
フィルタウェブの圧力低下が６ｍｍＨ_２Ｏ未満である請求項１に記載の高性能濾
過媒体。
【請求項１２】前記フィルタウェブの帯電レベルが少なくとも６μＣ／ｍ^２である請求項１に記載の高性能濾過媒体。
【請求項１３】前記濾過媒体が支持ウェブをさらに含む請求項１に記載の
高性能濾過媒体。
【請求項１４】前記帯電促進剤が、少なくとも１つの過フッ素化部分を含
む熱的に安定な有機化合物あるいはオリゴマー、および／または、トリアジン基
の他に少なくとも１つの窒素原子を含む熱的に安定な有機トリアジン化合物ある
いはオリゴマーを含む請求項７に記載の高性能濾過媒体。