JP2732474B2 - エレクトレットフィルタおよびその製造方法 - Google Patents

エレクトレットフィルタおよびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、エレクトレットフィルタおよびその製造方
法に関し、さらに詳しくは、機械的強度と自己支持性を
向上させた取扱い易い薄物熱エンボス性エレクトレット
フィルタおよびその製造方法に関する。
発明の技術的背景ならびにその問題点 従来、合成繊維ウェブからなる不織布を用いた薄物熱
エンボス形エレクトレットフィルタは、厚みが薄い割に
は程々の強度を有し、また塵芥捕捉性能も良いため、エ
アコン用フィルタとして採用されている。
しかしながら、上記薄物熱エンボス形エレクトレット
フィルタは、機械的強度が不充分であるため、二次加工
の際に破れ、伸びが発生するという問題点があった。
また薄物熱エンボス形エレクトレットフィルタは、自
己支持性がないため、特に積み重ねる時取り扱い難いと
いう問題点があった。
また、合成繊維ウェブからなる不織布を用いた薄物熱
エンボス形エレクトレットフィルタ原反の四辺を、バッ
キング材としてのポリエチレンテレフタレート製ネット
に超音波融着させたエレクトレットフィルタが従来知ら
れているが、この超音波融着は加工しにくく、しかも得
られる薄物熱エンボス型エレクトレットフィルタは、単
にエレクトレットフィルタ原反の四辺をパッキング材と
してのポリエチレンテレフタレート製ネットに融着した
だけで、不織布の大部分は上記ネットと融着していない
ため、自己支持性が低く取扱い難いという問題点があっ
た。
したがって、機械的強度の自己支持性を向上させて取
扱いやすくした薄物熱エンボス型エレクトレットフィル
タおよびその映像方法の出現が強く望まれていた。
発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決
しようとするものであって、機械的強度と自己支持性を
向上させて取扱いやすくした薄物熱エンボス型エレクト
レットフィルタおよびその製造方法を提供することを目
的としている。
発明の概要 本発明に係るエレクトレットフィルタは、エレクトレ
ット化された合成繊維ウェブからなる不織布と、太さが
10〜1000デニールの合成繊維からなり、かつ網目の大き
さが対角線で3〜10mmの大きさであり、網目を構成する
合成繊維の交叉点が互いに熱融着されている網目状物と
からなり、不織布と網目状物をなす合成繊維との接触部
が全面にわたって熱融着されていることを特徴としてい
る。
また、本発明に係るエレクトレットフィルタの製造方
法は、エレクトレット化された合成繊維ウェブからなる
不織布を、該繊維の軟化点−40℃〜軟化点温度未満の範
囲で、太さが10〜1000デニールの合成繊維からなり、か
つ網目の大きさが対角線で3〜10mmの大きさであり、網
目を構成する合成繊維の交叉点が互いに熱融着されてい
る網目状物とともに、一対のエンボスロール間に供給
し、該不織布および網目状物をエンボスロールで圧挟し
て、該不織布の表面を部分的に融着して一体化するとと
もに、該不織布と網目状物をなす合成繊維との接触部を
全面にわたって熱融着して不織布と網目状物とを一体化
することを特徴としている。
発明の具体的説明 以下本発明に係るエレクトレットフィルタおよびその
製造方法について、具体的に説明する。
本発明に係るエレクトレットフィルタは、エレクトレ
ット化された合成繊維ウェブからなる不織布と、該不織
布が熱融着されている合成繊維からなる網目状物とから
構成されており、不織布と、網目状物をなす合成繊維と
の接触部が全面にわたって熱融着されて一体化されてい
る。また不織布自体も、その表面が部分的に融着して一
体化されている。
本発明では、フィルタを製造する際に、不織布の原反
として用いられるエレクトレット化された合成繊維ウェ
ブとしては、従来、エレクトレット化合成繊維不織布フ
ィルタを製造する際に用いられてきたエレクトレット化
された合成繊維ウェブからなる不織布を広く用いること
ができる。また合成繊維ウェブからなる不織布にどのよ
うな処理によって電荷を付与してもよい。
原反としてのエレクトレット化された合成繊維ウェブ
からなる不織布は、10〜150g/m2、好ましくは10〜50g/m
2の目付を有していることが望ましい。
また原反としてのエレクトレット化された合成繊維ウ
ェブからなる不織布は、10〜40×10-9クーロン/cm2
好ましくは25〜35×10-9クーロン/cm2の表面電荷密度
を有していることが望ましい。
このようなエレクトレット化合成繊維ウェブとして
は、具体的には、たとえば特開昭60−225416号公報に開
示されたようなものを用いることができる。
本発明で用いられる網目状物を構成する合成繊維とし
ては、具体的には、ポリプロピレン系繊維、ポリエチレ
ン系繊維などがあり、特にポリプロピレン系繊維が好ま
しい。また本発明では、通常、繊維の太さが0.1〜10デ
ニールの合成繊維が用いられる。
上記のような合成繊維からなる網目状物は、30〜100g
/m2、好ましくは50〜80g/m2の目付を有していることが
望ましい。また、本発明では、網目の形状は特に制限さ
れないが、網目の大きさは、その対角線が3〜10mmの大
きさであり、繊維の太さは、10〜1000デニール程度であ
る。
本発明では、網目を構成する合成繊維の交叉点が互い
に熱融着されている網目状物が好ましく用いられる。
本発明に係るエレクトレットフィルタは、たとえば上
記のようなエレクトレット化された合成繊維ウェブから
なる不織布を、該繊維の軟化点−40℃〜軟化点温度未満
の範囲で、太さが10〜1000デニールの合成繊維からな
り、かつ網目の大きさが対角線で3〜10mmの大きさであ
る網目状物とともに、一対のエンボスロール間に供給
し、該不織布および網目状物をエンボスロールで圧挾し
て、該不織布の表面を部分的に融着して一体化するとと
もに、該不織布と網目状物をなす合成繊維との接触部を
全面にわたって熱融着する不織布と網目状物とを一体化
することによって得られる。
エンボスロール間に合成繊維からなる網目状物と、エ
レクトレット化された合成繊維ウェブからなる不織布と
を供給する際には、上述のように、該ウェブを構成する
合成繊維の軟化温度未満の温度条件が採用される。
合成繊維からなる網目状物と、エレクトレット化され
た合成繊維ウェブからなる不織布とをエンボスロール間
に供給するに際して、該ウェブを構成する合成繊維の軟
化温度以上の温度条件を採用すると、該ウェブの一体化
および該ウェブからなる不織布と合成繊維からなる網目
状物との一体化は確実に行なわれるが、ウェブから電荷
が失われるため好ましくない。一方合成繊維からなる網
目状物と、エレクトレット化された合成繊維ウェブから
なる不織布とをエンボスロール間に供給するに際して、
該ウェブを構成する合成繊維の軟化温度よりも50℃以上
低い温度条件を採用すると、該ウェブの一体化および該
ウェブからなる不織布と合成繊維からなる網目状物との
一体化が充分に行なわれないため好ましくない。
具体的には、ポリプロピレンからなるエレクトレット
化された合成繊維ウェブは、軟化点が約155℃程度であ
るため、エンボス加工時には115〜135℃程度の温度条件
が好ましい。
合成繊維からなる網目状物およびエレクトレット化さ
れた合成繊維ウェブからなる不織布は、一対のエンボス
ロール間に供給され、このエンボスロール間で加圧され
ながら挾まれると、該ウェブからなる不織布は軟化温度
未満の温度であっても軟化して熱融着されるとともに、
不織布と網目状物をなす合成繊維との接触部が全面にわ
たって熱融着されて一体化される。
このようにして合成繊維ウェブからなる不織布を網目
状物の合成繊維とともに熱融着するとフィルタのエンボ
ス表面だけが溶融し、非エンボス部および中間層では電
荷はほとんど消失しないまま残存しており、ウェブから
電荷がほとんど消失しない。したがって優れた塵芥捕捉
性能を有するフィルタが得られる。
またエンボス時に溶融したウェブの表面部分の合成繊
維は、多少非溶融部にも入り込むため、ウェブの一体化
が確実に行なわれるとともに、自己発塵が防止される。
本発明で用いられる一対のエンボスロールは、得られ
るフィルタのエンボス率すなわちフィルタ全表面に対す
るエンボス部の割合が、2〜30%、好ましくは3〜10%
となるようなものが用いられる。
フィルタのエンボス率が30%を越えると、圧力損失が
増大し、かつフィルタの塵芥捕捉能力が低下するため好
ましくなく、一方2%未満であると、ウェブの一体化お
よび該ウェブからなる不織布と合成繊維からなる網目状
物との一体化が不充分となるため好ましくない。
上記網目状物と一体化させた不織布の巻取り速度は、
通常、1〜20m/minである。
このようにして製造されたエレクトレットフィルタ
は、合成繊維からなる網目状物が合成繊維ウェブからな
る不織布に熱融着により押し込められたような状態で不
織布と一体化した構造を有している。
発明の効果 本発明のエレクトレットフィルタは、薄いフィルム状
もしくはシート状に成形可能であって、しかもエレクト
レット化された合成繊維ウェブからなる不織布と、網目
状物をなす合成繊維との接触部が、全面にわたって熱融
着さえて一体化した構造を有することにより、従来品と
比較して機械的強度および自己支持性に優れているた
め、二次加工時の破れ、伸びの発生等は問題にならず二
次加工時での取扱いが容易である。また本発明のエレク
トレットフィルタは、上記構造を有することにより剛性
に優れているため、折り曲げ加工すなわちプリーツ加工
が容易である。さらにまた、本発明のエレクトレットフ
ィルタは、上記不織布と網目状物との熱融着による一体
化が不織布および網目状物の全面にわたっているため、
使用時における風切り音が無くなるという効果を有す
る。
本発明に係る製造方法により得られるエレクトレット
フィルタは、一体化加工時に電荷がほとんど消失しない
ため、優れた塵芥捕捉性を有している。
したがって本発明に係るエレクトレットフィルタは、
クリーンルーム用フィルタ、家庭用空調機用フィルタ、
フロッピーディスクドライブ装置用気体過フィルタな
どとして用いることができる。
また、本発明に係るエレクトレットフィルタの製造方
法では、不織布と網目状物との一体化を熱融着により行
なっているので、従来の超音波融着と比較して、不織布
と網目状物との一体化の加工が非常に簡単となる。
本発明を実施例により説明するが、本発明は、これら
実施例により限定されるものではない。
実施例1 エレクトレット化された合成繊維ウェブからなる不織
布を、ネトロン(三井石化産資製、目付:65g/m2、網目
サイズ:5mm×4mm)とともに、一対のエンボスロール間
に表1に示す条件にて供給し、エレクトレット化合成繊
維不織布とネトロンとを一体化したフィルタ材を得た。
得られたフィルタ材について性能評価を行なったとこ
ろ、フィルタ材は、腰が強く、自己支持性に富み、二次
加工が良好であった。また、補集効率および圧力損失の
測定は下記の方法により行なった。
測定法 〈補集効率〉 装置の概略図を第1図に示す。日本科学工業社製エア
ロゾル発生機1よりNaCl粒子(粒径=0.3μ)を清浄エ
アーによりチャンバー2に供給し、一定濃度(2〜6×
106個/CF)となった後、ブロワー3を作動させ、一定速
度(υ=1.2m/sec)となった時のエレクトレット・フィ
ルタ4の上流、下流側のNaCl粒子濃度をリオン社製パー
ティクルカウンターKC−01A5によって測定し、下式によ
り算出した。
〈圧力損失〉 上記装置において、υ=1.2m/secにおける、フィルタ
前、後の圧力損失を東京航空計器社製デジタル圧力計に
より測定した。
結果を表1に示す。
比較例1 実施例1で用いたエレクトレット化された合成繊維ウ
ェブからなる不織布単体について、実施例1と同様にし
て、性能評価をした。
結果を表1に示す。
比較例2 市販の東芝ルームエアコン用空気清浄フィルタ(RB−
A201)に使用されているポリエステル製網目状物(商品
名「ラッセルメッシュRE−20」東洋紡製、目付:60g/
m2、繊維径:40デニール、網目サイズ:1.5mm×2.0mm)
と、エレクトレット化されたウェブからなる不織布の四
辺とをヒートシールしてフィルタ材を得た。
得られたフィルタ材について、実施例1と同様にして
性能評価を行なった。
結果を表1に示す。
比較例3,4 実施例1において、熱融着温度を1550℃軟化点、110
℃軟化点−45℃としたこと以外は、実施例1と同様にし
て行なった。
結果を表1に示す。
比較例5 実施例1において、エレクトレット化された合成繊維
ウェブからなる不織布と、ネトロンとを一体化する手段
として、熱エンボスロール法の代りに超音波融着の方法
を用いたこと以外は、実施例1と同様にして行なった。
結果を表1に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は、フィルタ性能評価装置の概略図である。 1…エアロゾル発生機、2…チャンバー 3…ブロワー、4…エレクトレットフィルタ 5…パーティクルカウンター 6…クリーンエアーフィルタ、7…圧力計 8…風量調整バルブ、9…風速計

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エレクトレット化された合成繊維ウェブか
    らなる不織布と、太さが10〜1000デニールの合成繊維か
    らなり、かつ網目の大きさが対角線で3〜10mmの大きさ
    であり、網目を構成する合成繊維の交叉点が互いに熱融
    着されている網目状物とからなり、不織布と網目状物を
    なす合成繊維との接触部が全面にわたって熱融着されて
    いることを特徴とするエレクトレットフィルタ。
  2. 【請求項2】エレクトレット化された合成繊維ウェブか
    らなる不織布を、該繊維の軟化点−40℃〜軟化点温度未
    満の温度範囲で、太さが10〜1000デニールの合成繊維か
    らなり、かつ網目の大きさが対角線で3〜10mmの大きさ
    であり、網目を構成する合成繊維の交叉点が互いに熱融
    着されている網目状物とともに、一対のエンボスロール
    間に供給し、該不織布および網目状物をエンボスロール
    で圧挟して、該不織布の表面を部分的に融着して一体化
    するとともに、該不織布と網目状物をなす合成繊維との
    接触部を全面にわたって熱融着して不織布と網目状物と
    を一体化することを特徴とするエレクトレットフィルタ
    の製造方法。
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