WO2018174176A1 - 帯電濾材及び帯電濾材の製造方法 - Google Patents

帯電濾材及び帯電濾材の製造方法 Download PDF

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charged
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達朗 石橋
広志 田中
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日本バイリーン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a charged filter medium and a method for producing a charged filter medium.
  • filter media that have a high collection efficiency of particles (for example, particles contained in the atmosphere or discharged from OA equipment such as printers) and low pressure loss are required.
  • the pressure loss and the collection efficiency are generally in a trade-off relationship, the pressure loss tends to increase when the constituent fiber diameter of the filter medium is reduced to improve the collection efficiency.
  • the collection efficiency tends to decrease. Therefore, there is a demand for a filter medium that is excellent in balance between pressure loss and collection efficiency (hereinafter, sometimes referred to as a filter medium having excellent filtration performance).
  • a charged filter medium including a charged fabric for example, a nonwoven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, or the like
  • a method for charging the fabric a method of charging by applying a high voltage to the fabric (corona charging method), a method of charging by rubbing a plurality of types of fibers that can be charged by rubbing each other (tribo charging method), Alternatively, a method (polar liquid charging method) in which a polar liquid is applied to the fabric and then a force is applied to the fabric via the polar liquid to charge the fabric is known.
  • a polar liquid charging method is known as a charging method capable of uniformly charging the entire constituent fibers of the fabric and further improving the charging performance of the fabric.
  • the fabric charged as described above is used as a charged filter medium having a fiber layer derived from the fabric as it is or in a state of being laminated and integrated with a support such as a spunbond nonwoven fabric.
  • a charged filter medium for example, the following conventional techniques are known.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-001020 Patent Document 1: As a fabric that can be used for the polar liquid charging method, a fabric having a basis weight of 5 to 60 g / m 2 can be adopted, and a fiber having an average fiber diameter of 5 ⁇ m or less. It is disclosed that the cloth which consists of can be employ
  • Patent Document 1 discloses that a polar liquid-charged fabric and a support can be laminated and integrated by hot-melt resin or ultrasonic waves.
  • Patent Document 2 Disclosed is a charged filter medium obtained by charging a melt-blown nonwoven fabric made of fibers having a basis weight of 41 g / m 2 and an average fiber diameter of 5 ⁇ m by a polar liquid charging method. .
  • Patent Document 2 it is disclosed that the cloth and the support can be fused and laminated together with the polar liquid charging by conveying the support together with the cloth and applying ultrasonic vibration.
  • Patent Document 3 As a fabric that can be used for the polar liquid charging method, a fabric having a basis weight of 5 to 100 g / m 2 can be adopted, and an average fiber diameter is 1 to 20 ⁇ m. It is disclosed that a fabric made of fibers can be employed. In the Examples, there is disclosed a charged filter medium obtained by charging a melt blown nonwoven fabric comprising fibers having a basis weight of 40 g / m 2 and an average fiber diameter of 2.9 ⁇ m by a polar liquid charging method. Patent Document 3 discloses that a cloth and a support can be laminated and used for polar liquid charging.
  • the inventors of the present application provide a filter medium (charged filter medium) having excellent filtration performance, so that a fabric having a median fiber diameter of 2.5 ⁇ m and a basis weight of 13 g / m 2 is polar liquid charged. We considered offering. However, the charged filter medium prepared as described above is still not satisfactory in filtration performance.
  • a step of applying a polar liquid to the fabric a step of applying a force to the fabric via the polar liquid, or a polarity from the fabric.
  • a force related to the polar liquid charging method such as a step of removing the liquid, a crack may occur in the fabric and / or a large deformation may occur due to the contraction or expansion of the fabric.
  • Patent Document 2 In order to solve the above-mentioned problem, the inventors of the present application refer to the disclosure of Patent Document 2 to convey the support together with the fabric and to apply ultrasonic vibration, thereby making the fabric a polar liquid charging method. To fabricate and laminate and integrate the fabric and the support. In addition, with reference to the disclosure of Patent Document 3, it was studied to use the polar liquid charging method in a state where the fabric and the support are laminated. However, in any of the examinations, since various forces act on the cloth in a free state in each step related to the polar liquid charging method, the problem that the cloth is cracked or greatly deformed still occurs. .
  • a charged filter medium having an excellent filtration performance including a charged fabric (fabric-derived fiber layer) having a median fiber diameter smaller than 2.5 ⁇ m and a basis weight smaller than 13 g / m 2 . .
  • An object of the present invention is to provide a charged filter medium that has a charged fiber layer having a median fiber diameter of less than 2.5 ⁇ m and a basis weight of less than 13 g / m 2 and excellent in filtration performance.
  • the invention according to claim 1 of the present invention is “charged in which a fine fiber layer having a median fiber diameter of a constituent fiber smaller than 2.5 ⁇ m and a basis weight smaller than 13 g / m 2 and a supporting fiber layer are laminated and integrated.
  • a pressure filter having a pressure loss of 24 Pa or less at a wind speed of 10 cm / s and a trapping efficiency of particles having a particle diameter of 0.3 to 0.5 ⁇ m at a wind speed of 10 cm / s. % Is a charged filter medium.
  • the invention according to claim 2 of the present invention is “preparing a fine fiber fabric having a median fiber diameter of a constituent fiber smaller than 2.5 ⁇ m and a basis weight smaller than 13 g / m 2 and a supporting fabric.
  • a method for producing a charged filter medium comprising the charged laminate, comprising the step of charging the laminate by removing the polar liquid from the laminate.
  • the present invention provides a charging comprising: a fine fiber layer having a median fiber diameter of less than 2.5 ⁇ m and a basis weight of less than 13 g / m 2 ; and a charged laminate in which a support fiber layer is laminated and integrated. Filter media.
  • the charged filter medium according to the present invention has a fine fiber layer having a small median fiber diameter and a small basis weight, and has a pressure loss of 24 Pa or less at a wind speed of 10 cm / s and a wind speed of 10 cm / It is a charged filter medium with a good balance between pressure loss and collection efficiency, with a collection efficiency of particles with a particle size of 0.3 to 0.5 ⁇ m at s of 76% or more.
  • the method for producing a charged filter medium according to the present invention includes a laminated body in which a fine fiber fabric having a median fiber diameter of a constituent fiber smaller than 2.5 ⁇ m and a basis weight smaller than 13 g / m 2 is laminated and integrated. Since the fine fiber fabric is reinforced with the support fabric, it can be used for the polar liquid charging method. Therefore, in each step related to the polar liquid charging method, various forces act on the fine fiber fabric while being reinforced by the support fabric, so that it is possible to prevent the occurrence of a problem that the fabric is cracked or greatly deformed.
  • the pressure loss at a wind speed of 10 cm / s is 24 Pa or less, and the collection efficiency of particles having a particle diameter of 0.3 to 0.5 ⁇ m at a wind speed of 10 cm / s is 76% or more. It is possible to produce a charged filter medium that is well balanced in efficiency.
  • the charged filter medium of the present invention includes a fine fiber layer and a support fiber layer.
  • the median fiber diameter of the constituent fibers in the fine fiber layer is smaller than 2.5 ⁇ m. The smaller the median fiber diameter, the better the collection efficiency of the charged filter medium. However, if the median fiber diameter is too small, the pressure loss of the charged filter medium may become excessively high.
  • the charged filter medium is appropriately prepared so as to provide a charged filter medium that prevents the pressure loss from becoming excessively high and has a low pressure loss and excellent filtration performance.
  • the median fiber diameter of the constituent fibers in the fine fiber layer is 1.0 ⁇ m or more.
  • the median fiber diameter of the constituent fibers in the fine fiber layer can be 1.1 ⁇ m to 2 ⁇ m, can be 1.2 ⁇ m to 1.9 ⁇ m, and can be 1.4 ⁇ m to 1.mu.m. It can be 7 ⁇ m.
  • the median fiber diameter can be calculated by the following method.
  • the fiber diameter of the fibers to be used is the median fiber diameter. That is, when the number of measured fibers is an odd number (2n + 1, n is a natural number), the fiber diameter of the n + 1th fiber when the fiber diameters of the fibers are arranged in the order of the fibers having the smallest fiber diameter to the fibers having the largest fiber diameter. Is the median fiber diameter. As an example, when the fiber diameter of each arranged fiber is (1.1 ⁇ m, 2.1 ⁇ m, 4.1 ⁇ m), the median fiber diameter is 2.1 ⁇ m.
  • the fiber diameter of the nth fiber when the fiber diameters of the fibers are arranged in the order of the fibers having the smallest fiber diameter to the larger fiber.
  • the average value of the fiber diameters of the (n + 1) th fibers is defined as the median fiber diameter.
  • the median fiber diameter when the fiber diameter of each arranged fiber is (1.1 ⁇ m, 1.9 ⁇ m, 2.3 ⁇ m, 4.1 ⁇ m), the median fiber diameter is 2.1 ⁇ m.
  • the cross-sectional shape of the fiber is non-circular, the diameter of a circle having the same area as the cross-sectional area is regarded as the fiber diameter.
  • the average fiber diameter of the fine fiber layer is adjusted as appropriate, but is preferably larger than 1 ⁇ m, can be 1.2 ⁇ m to 1.9 ⁇ m, and is 1.4 ⁇ m to 1.7 ⁇ m. it can. Although an upper limit can be selected suitably, it is preferable that it is 2.1 micrometers or less.
  • the average fiber diameter here refers to an arithmetic average value of each fiber diameter obtained by measuring the fiber diameter of each fiber shown in a 1000 ⁇ electron micrograph of the cloth.
  • the fiber diameter distribution of the nonwoven fabric prepared by the electrospinning method described later is sharp. Therefore, about a certain electrospun nonwoven fabric, the median fiber diameter and the average fiber diameter tend to be equivalent values.
  • the fiber diameter distribution of the nonwoven fabric prepared by the melt blow method is broad. Therefore, about a certain melt blown nonwoven fabric, the median fiber diameter and the average fiber diameter tend to be greatly different. Specifically, when the median fiber diameter value of the fibers constituting the meltblown nonwoven fabric is compared with the average fiber diameter value, the median fiber diameter value tends to be smaller than the average fiber diameter value.
  • the fiber length of the fibers constituting the fine fiber layer is not particularly limited, but short fibers, long fibers, or continuous fibers having a fiber length that is substantially difficult to measure the fiber length. Or a plurality of fibers having the above-mentioned fiber length may be present.
  • the fibers constituting the fine fiber layer have a continuous length, the rigidity of the fine fiber layer is easily improved, and therefore, a charged filter medium having excellent strength can be provided. Therefore, it is preferable that the fibers constituting the fine fiber layer are composed only of fibers having a continuous length.
  • the fiber which has continuous length can be prepared using direct spinning methods, such as a melt blow method and a spun bond method.
  • the constituent fiber of the fine fiber layer is, for example, a polyolefin resin (polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, a polyolefin resin having a structure in which a part of hydrocarbon is substituted with a cyano group or a halogen such as fluorine or chlorine), a styrene resin, etc.
  • a polyolefin resin polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, a polyolefin resin having a structure in which a part of hydrocarbon is substituted with a cyano group or a halogen such as fluorine or chlorine
  • a styrene resin etc.
  • Polyether resins (polyether ether ketone, polyacetal, phenol resin, melamine resin, urea resin, epoxy resin, modified polyphenylene ether, aromatic polyether ketone, etc.), polyester resins (polyethylene terephthalate, Methylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, polycarbonate, polyarylate, wholly aromatic polyester resin, unsaturated polyester resin, etc.), poly Amide resin, polyamideimide resin, polyamide resin (eg, aromatic polyamide resin, aromatic polyetheramide resin, nylon resin, etc.), resin having nitrile group (eg, polyacrylonitrile, etc.), urethane resin, epoxy Resin, polysulfone resin (polysulfone, polyethersulfone, etc.), fluorine resin (polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, etc.), cellulose resin, polybenzimidazole resin
  • the constituent fibers of the fine fiber layer contains a volume resistivity 10 14 ⁇ ⁇ cm or more resins (more preferably, the is composed of only volume resistivity 10 14 ⁇ ⁇ cm or more resins In the polar liquid charging method to be described later, the charged amount of the fine fiber layer can be increased.
  • resins having a volume resistivity of 10 14 ⁇ ⁇ cm or more include, for example, polyolefin resins (eg, polyethylene resins, polypropylene resins, polymethylpentene resins, polystyrene resins, etc.), polytetrafluoroethylene, poly Examples include vinylidene chloride, polyvinyl chloride, and polyurethane.
  • These resins may be either linear polymers or branched polymers, and the resin may be a block copolymer or a random copolymer.
  • the resin may have any three-dimensional structure or crystallinity. Further, a mixture of a plurality of resins may be used.
  • a resin included in the constituent fibers of the fine fiber layer so as to provide a charged filter medium having excellent filtration performance by increasing the charge amount of the fine fiber layer.
  • a charging aid for example, one or two selected from hindered amine compounds, aliphatic metal salts (for example, magnesium salt of stearic acid, aluminum salt of stearic acid, etc.), and unsaturated carboxylic acid-modified polymer
  • the above compounds can be added as additives.
  • a hindered amine compound it is preferable to add a hindered amine compound.
  • the addition amount of the charging aid relative to the mass of the resin is not particularly limited, but if the addition amount of the charging aid is too small, the charging effect in the fine fiber layer may be smaller than expected. Moreover, when there is too much addition mass of a charging auxiliary agent, there exists a possibility that the intensity
  • the constituent fibers of the fine fiber layer may be, for example, a melt spinning method, a dry spinning method, a wet spinning method, a direct spinning method (a melt blow method, a spun bond method, an electrostatic spinning method, a method of spinning using centrifugal force, A method of spinning using an accompanying airflow described in JP-A-012372, etc., a neutral spinning method described in JP-A-2005-264374, etc.), fiber by removing one or more types of resin components from a composite fiber It can be obtained by a known method such as a method of extracting a fiber having a small diameter.
  • the fine fiber layer is formed by a direct spinning method so that even though the fiber diameter is small and the basis weight is small, the fine fiber layer is capable of improving the filtration performance of the charged filter medium by being uniformly dispersed. It is preferably a fiber layer derived from a fabric prepared using the same. As a fabric capable of providing such a fine fiber layer, a melt blown nonwoven fabric can be suitably employed.
  • the constituent fibers of the fine fiber layer may be composed of one kind of resin or may be composed of a plurality of kinds of resins.
  • the fiber composed of a plurality of types of resins can be generally referred to as a composite fiber, for example, a core-sheath type, a sea-island type, a side-by-side type, an orange type, a bimetal type, or the like.
  • the fine fiber layer may contain a plurality of types of fibers as constituent fibers.
  • the fine fiber layer contains adhesive fibers in addition to the fibers forming the skeleton, the fibers forming the skeleton are bonded and integrated with each other by the adhesive fibers, so that the structure of the fine fiber layer changes unintentionally, It is possible to prevent the fibers from being detached from the charged filter medium and to prevent unintentional reduction of the filtration performance of the charged filter medium.
  • the kind of adhesive fiber can be selected as appropriate, for example, core-sheath type adhesive fiber, side-by-side type adhesive fiber, or all-melt type adhesive fiber can be employed.
  • the fine fiber layer may contain latent crimped fibers that form crimps by heating in addition to the adhesive fibers.
  • the fine fiber layer may include irregular cross-section fibers in addition to substantially circular fibers and elliptic fibers as the constituent fibers.
  • a polygonal shape such as a triangular shape, an alphabetic character shape such as a Y shape, an irregular shape, a multileaf shape, a symbolic shape such as an asterisk shape, or a shape in which a plurality of these shapes are combined
  • the fiber which has fiber cross sections, such as, can be illustrated.
  • the fine fiber layer may be configured by intertwining the constituent fibers, but is configured by melting a part of the constituent fibers and melting and integrating the constituent fibers, or by a binder.
  • the constituent fibers may be formed by bonding and integration.
  • an increase in pressure loss due to the presence of the binder can be prevented, and the structure of the fine fiber layer changes unintentionally.
  • the fiber can be prevented from being detached from the charged filter medium to prevent the filtration performance of the charged filter medium from being deteriorated.
  • Such a fine fiber layer in which some of the constituent fibers are melted and the constituent fibers are fused and integrated can be prepared by using a direct spinning method such as a melt blow method or a spun bond method.
  • the basis weight of the fine fiber layer is smaller than 13 g / m 2 .
  • the basis weight of the fine fiber layer is larger than 0 g / m 2 , and the range thereof can be 3 g / m 2 to 10 g / m 2 , 4 g / m 2 to 9 g / m 2 , and 5 g / M 2 to 8 g / m 2 .
  • the basis weight of the fine fiber layer in the charged filter medium can be calculated by the following method.
  • the basis weight (g / m 2 ) of the fine fiber layer is calculated by converting the weight of the fiber.
  • the weight (A) of the charged filter medium is measured.
  • the fine fiber layer is removed from the charged filter medium, and the weight (B) of the remaining structure is measured.
  • the weight of the fine fiber layer is calculated from the value obtained by subtracting the weight B from the weight A.
  • the basis weight (g / m 2 ) of the fine fiber layer is calculated by converting the weight of the fine fiber layer thus calculated into the weight per 1 m 2 of the surface (main surface) having the largest area in the charged filter medium. .
  • the thickness of the fine fiber layer can be selected as appropriate, but can be 0.01 mm to 1 mm, 0.02 mm to 0.5 mm, and 0.03 mm to 0.3 mm.
  • the thickness of the fine fiber layer can be calculated by the following method.
  • the supporting fiber layer is a fiber layer mainly responsible for supporting the fine fiber layer.
  • it is a fiber layer having a higher rigidity and breaking strength than the fine fiber layer, or a fiber layer having a larger fiber diameter than the fine fiber layer. It is preferable to have a structure capable of preventing the fine fiber layer from being cracked or greatly deformed when subjected to the liquid charging method.
  • the configuration of the support fiber layer can be appropriately selected from the same configurations as the configurations that can be adopted by the fine fiber layer described above so that a charged filter medium having excellent filtration performance can be provided.
  • the constituent fibers of the support fiber layer contain a polyester resin (more preferably, the support fiber layer is composed only of a polyester resin)
  • fibers having continuous length such as a spunbond nonwoven fabric are bonded to each other.
  • it is a fiber layer (more preferably, it is a spunbond nonwoven fabric), and when it contains a modified cross-section fiber (more preferably, when the constituent fiber is only a modified cross-section fiber), it has excellent rigidity.
  • the support fiber layer is preferably a polyester spunbonded nonwoven fabric having an irregular cross section.
  • the constituent fiber of the support fiber layer contains polyethylene terephthalate fiber (more preferably, the constituent fiber is only polyethylene terephthalate fiber)
  • the laminated integration of the fine fiber layer and the support fiber layer is performed as described later. Effectively, it is possible to prevent the fine fiber layer from being cracked or greatly deformed when the laminate described later is subjected to a polar liquid charging method. As a result, a charged filter medium excellent in filtration performance can be provided, which is preferable.
  • the support fiber layer may be configured by intertwining the constituent fibers, but is configured by melting and integrating a part of the constituent fibers, or the constituent fibers are bonded and integrated by a binder. May be configured.
  • a binder a binder that bonds the constituent fibers to the support fiber layer.
  • an increase in pressure loss due to the presence of the binder can be prevented, and the structure of the supporting fiber layer can be changed unintentionally, or the fibers can be removed from the charged filter medium. It is preferable because it can prevent desorption and prevent the filtration performance of the charged filter medium from being lowered.
  • Such a supporting fiber layer in which some of the constituent fibers are melted and integrated can be prepared by using a direct spinning method such as a melt blow method or a spun bond method.
  • the fineness of the constituent fibers in the support fiber layer, the basis weight and thickness of the support fiber layer are selected as appropriate, but the smaller the fineness value, the more the collection efficiency of the charged filter medium tends to improve, but the fineness value is If it is too small, the pressure loss of the charged filter medium may become excessively high. Therefore, the fineness of the constituent fibers in the support fiber layer can be 1 dtex to 100 dtex, can be 2 dtex to 50 dtex, and can be 3 dtex to 30 dtex.
  • the lower limit value of the fineness can be selected as appropriate, but is actually a value larger than 0.1 dtex.
  • the basis weight of the supporting fiber layer can be selected as appropriate, the pressure loss of the charged filter medium can be reduced as the basis weight is smaller. However, if the basis weight is too small, the collection efficiency of the charged filter medium may be excessively reduced. Therefore, the basis weight of the supporting fiber layer is heavier than 0 g / m 2 , and the range can be 20 g / m 2 to 200 g / m 2 , 30 g / m 2 to 150 g / m 2 , and 40 g / M 2 to 100 g / m 2 .
  • the basis weight of the supporting fiber layer in the charged filter medium can be calculated by the following method.
  • the thickness of the support fiber layer can be selected as appropriate, can be 0.1 mm to 2 mm, can be 0.15 mm to 1.5 mm, and can be 0.2 mm to 1 mm.
  • the thickness of the support fiber layer can be calculated by the following method.
  • a fiber or a fabric manufactured by applying an oil agent, a dispersant, or a surfactant in the manufacturing process such as a dry nonwoven fabric or a wet nonwoven fabric, has an oil agent, a dispersant, or a surfactant on the fiber surface. Residue is attached.
  • a laminate constituted by providing such fibers and fabrics is subjected to the polar liquid charging method according to the present invention, the laminate is charged due to the elution of residues from the fibers and fabrics into the polar liquid. There is a possibility that a charged filter medium satisfying the pressure loss and the collection efficiency specified by the present invention cannot be provided.
  • fibers or fabrics manufactured without applying an oil agent, a dispersant, or a surfactant that can be dissolved into a polar liquid in the manufacturing process for example, a melt blow method, a spun bond method, etc.
  • the fine fiber layer and / or the support fiber layer are constituted by fibers or fabrics prepared by using a direct spinning method.
  • the fine fiber layer and / or the support fiber layer described above are composed of only constituent fibers, which tends to provide a charged filter medium with low pressure loss.
  • the fine fiber layer and / or the support fiber layer are other than the constituent fibers.
  • functional particles include radioactive material adsorbents (eg, zeolite, activated carbon, Prussian blue), antibacterial agents, antiviral agents, antifungal agents, catalysts (eg, titanium oxide, manganese dioxide, or platinum-supported alumina).
  • Etc. humidity control agents
  • deodorizers such as activated carbon and carbon black
  • pigments e.g., silica gel and silica microcapsules
  • flame retardants such as phosphoric acid flame retardants and aluminum hydroxide
  • deodorants insect repellents
  • bactericides examples thereof include particles of an agent, a fragrance, a cation exchange resin and an anion exchange resin.
  • the functional particles and the pigment may exist in a form supported or adhered to the fine fiber layer and / or the support fiber layer, but in the fibers constituting the fine fiber layer and / or the support fiber layer. The aspect kneaded in may be sufficient.
  • the fine fiber layer and the support fiber layer are laminated and integrated, and both layers are bonded and integrated with a binder or adhesive fiber, or heat sealing, ultrasonic fusion, or heat roll is pressed.
  • the fibers constituting the fine fiber layer and / or the fibers constituting the support fiber layer are melt-bonded and the both layers are fused and integrated. It means not.
  • the amount of the binder applied can be appropriately selected, but can be 1 g / m 2 to 30 g / m 2 , and can be 2 g / m 2 to 20 g / m. 2 and can be between 3 g / m 2 and 15 g / m 2 . Since the air permeability between the fine fiber fabric and the support fabric is blocked by an adhesive component such as a binder and the pressure loss of the charged filter medium can be prevented from increasing, the fibers constituting the fine fiber layer and / or the support fiber layer It is preferable that the constituent fibers are melt-bonded and the both layers are fused and integrated.
  • the fine fiber layer and the support fiber layer are preferably laminated and integrated.
  • Such a laminated integrated mode can be provided by, for example, being applied to an ultrasonic pin sonic device.
  • the charged filter medium of the present invention includes a charged laminate formed by laminating and integrating a fine fiber layer and a support fiber layer. It should be noted that either the fine fiber layer or the support fiber layer, or both the fine fiber layer and the support fiber layer may be charged, but a charged filter medium having excellent filtration performance can be provided. It is preferred that both layers are charged (the laminate is charged).
  • the charging mode of the charged filter medium can be selected as appropriate. However, since it is possible to provide a charged filter medium with excellent filtration performance, it is preferable to use a charging mode provided for the polar liquid charging method. The reason why the charged filter medium provided for the polar liquid charging method is excellent in filtration performance has not been completely elucidated. However, since the entire surface of the fiber constituting the charged filter medium is uniformly charged regardless of the inside and outside of the charged filter medium, and the charge mode is such that the charge is polarized on the fiber surface for each fiber, the charge amount is Many charging modes are considered.
  • the charged laminate having the above-mentioned configuration can be used alone as a charge filter medium, but in a mode in which another breathable member such as a prefilter layer, a back filter layer, a new support base material, or the like is simply laminated with the laminate. It may be a charged filter medium provided or a charged filter medium provided in a laminated and integrated manner.
  • the aspect of the breathable member can be appropriately selected, and for example, a nonwoven fabric, a fabric such as a woven fabric or a knitted fabric, a porous film, or the like can be used.
  • the presence or absence of charging of the air-permeable member can be selected as appropriate, but it is preferable to provide a charged air-permeable member so that the filtration performance of the finally obtained charged filter medium can be improved.
  • the charged filter medium of the present invention has a pressure loss of 24 Pa or less at a wind speed of 10 cm / s and a trapping efficiency of particles having a particle diameter of 0.3 to 0.5 ⁇ m at a wind speed of 10 cm / s is 76% or more.
  • the collection efficiency of the charged filter medium is preferably 80% or more, preferably 85% or more, preferably 90% or more, and preferably 95% or more.
  • the pressure loss is preferably 20 Pa or less.
  • the pressure loss and collection efficiency of the charged filter medium can be calculated by the following method. The charged filter medium was installed on the upstream side of the measuring apparatus so that the fiber layer side derived from the support fiber layer in the charged filter medium faced.
  • a charged filter medium having a QF value calculated from pressure loss and collection efficiency of 0.12 or more is preferable, and a charged filter medium of 0.13 or more is preferable.
  • a charged filter medium of 0.14 or more is preferable, a charged filter medium of 0.15 or more is preferable, and a charged filter medium of 0.16 or more is preferable.
  • the larger the QF value the better the charged filter medium has a better balance between pressure loss and collection efficiency.
  • the QF value can be calculated by the following method.
  • the charged filter medium of the present invention can be used in a planar shape, but may be a pleated shape or a wound shape. At this time, if the charged filter medium composed only of the fiber layer derived from the fine fiber layer and the fiber layer derived from the support fiber layer is processed into a pleated shape, the pleat mountain or valley directly against the support fiber layer exposed on the surface of the charged filter medium. It is preferable that a crease that gives a pleat shape having an intended shape can be provided, as well as excellent shape retention. In particular, when the supporting fiber layer is a fiber layer derived from spunbond, it tends to be effectively exhibited, which is preferable.
  • the shape of the pleat mountain can be selected as appropriate, but the height of the pleat mountain can be 3 mm to 100 mm, 5 mm to 80 mm, or 10 mm to 60 mm. Further, the distance between the pleat peaks can be 1 mm to 25 mm, can be 2 mm to 20 mm, and can be 3 mm to 15 mm.
  • the shape of the charged filter medium can be appropriately selected. For example, the charged filter medium molded into a specific shape such as a cup shape, the charged filter medium cut according to the shape of the filter frame to be stored, and the pleated charge filter medium provided with an edge band around it. There may be.
  • the charged filter medium prepared as described above, and the filter unit including the filter frame and the edge band are configured and used in a mode in which the support fiber layer of the charged filter medium is exposed to the filtration object side. Is preferred.
  • a filter unit By using such a filter unit, coarse particles in the filtration target can be collected by the support fiber layer, and fine particles that could not be collected by the support fiber layer are selectively collected by the fine fiber layer. it can. As a result, it is possible to realize a filter unit having a long filtration life in which an increase in pressure loss due to clogging of the charged filter medium is suppressed.
  • This manufacturing method is mainly (1) a step of preparing a fine fiber fabric having a median fiber diameter of a constituent fiber smaller than 2.5 ⁇ m and a basis weight smaller than 13 g / m 2 ; (2) a step of preparing a support fabric; (3) A step of preparing a laminate by laminating and integrating the fine fiber fabric and the support fabric, (4) A step of charging the laminate by applying a polar liquid to the laminate and applying a force to the laminate via the polar liquid, and then removing the polar liquid from the laminate. It has.
  • the step of preparing a fine fiber fabric in which the median fiber diameter of the constituent fibers is smaller than 2.5 ⁇ m and the basis weight is smaller than 13 g / m 2 will be described.
  • the fine fiber fabric having a median fiber diameter of the constituent fibers smaller than 2.5 ⁇ m and a basis weight smaller than 13 g / m 2 is a woven or knitted fabric
  • the fine fiber fabric can be prepared by weaving or knitting the fibers.
  • the fine fiber fabric is a non-woven fabric
  • various fiber manufacturing methods exemplified as being capable of preparing the constituent fibers of the fine fiber layer can be used.
  • a fine fiber fabric can be prepared by preparing a fiber web by subjecting the prepared fibers to, for example, a dry method or a wet method, and entwining and / or integrating constituent fibers of the prepared fiber web.
  • a fiber web or a nonwoven fabric may be prepared by spinning using a direct spinning method and collecting fibers.
  • a fine fiber fabric capable of improving the filtration performance of the charged filter medium can be prepared by the fiber being uniformly dispersed, so that the fine fiber can be obtained by using a direct spinning method. It is preferred to prepare the fabric.
  • it is preferable to use a melt blow method or a spun bond method because a laminate can be prepared by reducing the number of steps and preventing the elution of the residue from the polar liquid.
  • a method of entanglement and / or integration of the fibers constituting the fiber web for example, a method of entanglement with a needle or a water flow, a method of bonding the fiber to each other with a binder or an adhesive fiber by subjecting the fiber web to heat treatment, etc.
  • Examples of the method include integration or fusion integration.
  • Fabrics such as non-woven fabrics other than fiber webs may be subjected to heat treatment, and the method of heat treatment can be selected as appropriate.
  • a method of heating and pressurizing with a calender roll a method of heating with a hot air dryer, infrared rays under no pressure
  • a method of melting a thermoplastic resin contained in the fiber by irradiation can be used.
  • the manufacturing method of a support fabric can be selected suitably, as the method, the manufacturing method of the various fibers illustrated that the constituent fiber of a thin fiber layer can be prepared, and the method illustrated by the process of (1) mentioned above are used. Can do.
  • the support fiber layer having excellent rigidity can support the fine fiber layer more firmly, so that when the laminate is subjected to the polar liquid charging method, cracks and large deformations occur in the fine fiber layer. Therefore, it is preferable to prepare a support fabric by using a direct spinning method (particularly, a spunbond method) because it can provide a charged filter medium excellent in filtration performance.
  • a step of laminating and integrating the fine fiber fabric and the support fabric to prepare a laminate will be described.
  • the method described in the item of the laminate integration mode of the fine fiber layer and the support fiber layer can be adopted.
  • the laminated thin fiber cloth and the supporting cloth are provided to a heating machine such as an oven dryer, a far infrared heater, a dry heat dryer, or between the fine fiber cloth and the supporting cloth.
  • a heating machine such as an oven dryer, a far infrared heater, a dry heat dryer, or between the fine fiber cloth and the supporting cloth.
  • a method in which the adhesive component is heated to a glass transition temperature or a melting point or higher and melted and integrated between the two layers by supplying the adhesive component (binder particles, spider web-like adhesive fiber web, etc.) to the heater.
  • the adhesive component binder particles, spider web-like adhesive fiber web, etc.
  • the constituent fibers of the fine fiber fabric and / or the constituent fibers of the support fabric are melt-bonded so that the two layers can be fused and integrated.
  • a melt-integrated part is partially present in both layers instead of the entire laminated part, and the melt-integrated part is substantially uniformly present in the laminated part.
  • a charged filter medium with lower pressure loss can be provided.
  • a step of charging the laminate by applying a polar liquid to the laminate, applying a force to the laminate via the polar liquid, and then removing the polar liquid from the laminate.
  • the type of polar liquid to be used can be appropriately selected so that the charged filter medium according to the present invention can be provided.
  • a polar liquid such as pure water (equivalent to secondary distilled water subjected to distillation and ion exchange), It can be used alone or as a mixture.
  • the temperature of the polar liquid applied to the laminate can be selected as appropriate, and the temperature can be in the range of 20 ⁇ 5 ° C.
  • the charge amount of the laminate can be effectively improved by using the polar liquid charging method according to the present invention, A charged filter medium that satisfies the pressure loss and the collection efficiency defined by the present invention can be realized.
  • the method of applying the polar liquid to the laminate can be selected as appropriate.For example, a method of spraying the polar liquid on the laminate, a method of applying a droplet of the polar liquid, a method of immersing the laminate in the polar liquid, The method etc. which process so that it may pass through a laminated body can be mentioned.
  • the force may be applied by applying the polar liquid to the laminate described above.
  • ultrasonic waves are applied to the laminate to which the polar liquid is applied.
  • a method of applying a force a method of applying vibration to a laminate to which a polar liquid is applied, a method of applying a force by removing the polar liquid from the laminate to which a polar liquid is applied, or by removing the polar liquid. Can do.
  • the method of removing the polar liquid from the laminate may be removed by sucking or blowing off the polar liquid from the laminate to which the polar liquid is applied.
  • the polar liquid is removed from the laminate by supplying it to a heater.
  • a method of removing liquid by heating, a method of removing polar liquid from a laminate by applying wind or ultrasonic waves, a method of evaporating and removing polar liquid from a laminate by leaving it in a room temperature environment or a reduced pressure environment, etc. can be mentioned.
  • a charged laminate can be manufactured through the above manufacturing process.
  • the charged laminate may be used as it is as a charged filter medium, but in addition to the charged laminate, a step of providing another breathable member, a step of applying functional particles, a binder, a pigment, or the like to the charged laminate,
  • the charged filter medium may be produced by subjecting it to various secondary processes such as a process of providing an edge band around the periphery.
  • Example 1 (Method for preparing fine fiber fabric) To 100 parts by mass of a commercially available polypropylene resin having a volume resistivity of about 10 16 ( ⁇ ⁇ cm), a commercially available hindered amine light stabilizer as a charging aid is mixed so as to be 4 parts by mass. Spinning was used to prepare a melt blown nonwoven fabric having the following constitution.
  • Resin constituting fiber Polypropylene resin Fiber cross-sectional shape: circular median fiber diameter: 1.44 ⁇ m Weight per unit: 7 g / m 2 Thickness: 0.07mm Pressure loss at a wind speed of 10 cm / s: 12.5 Pa
  • the pressure loss (Pa) of the melt blown nonwoven fabric was calculated
  • a spunbond nonwoven fabric having the following configuration was prepared.
  • Resin constituting the fiber Polyethylene terephthalate resin
  • Fiber cross-sectional shape a plurality of Y-shaped protrusions projecting from the central portion, irregular cross-sectional shape fineness: 16 dtex Weight per unit: 60 g / m 2 Thickness: 0.42mm
  • Pressure loss at a wind speed of 10 cm / s 1.5 Pa
  • the pressure loss (Pa) of the spunbonded nonwoven fabric was obtained by subjecting the spunbonded nonwoven fabric to the calculation method described in the item (Calculation method of pressure loss and collection efficiency).
  • the main surface of the spunbonded non-woven fabric and the main surface of the melt blown non-woven fabric were brought into contact with each other and subjected to an ultrasonic pinsonic device (horn pressure: 1.8 to 2.1 kgf / cm 2 ) while being superposed. And, the main surface of the melt blown nonwoven fabric and the spunbonded nonwoven fabric in a superposed state is melted with the spunbonded nonwoven fabric by melting the polypropylene fibers constituting the meltblown nonwoven fabric by applying ultrasonic waves to a part thereof. Then, a laminate formed by laminating and integrating a spunbond nonwoven fabric and a melt blown nonwoven fabric was prepared. The area of the melt-bonded portion was 1.5% of the area of the main surface, and the melt-bonded portion was substantially uniformly dispersed on the main surface.
  • the melt blown nonwoven fabric and the laminate (collectively referred to as fabric in this paragraph) prepared as described above are subjected to the following confirmation method and measurement method to confirm the presence or absence of cracks in the fabric, and to determine the elongation rate. It was measured. (How to check for cracks)
  • the fabric was subjected to (Method for preparing charged laminate) described later. And the presence or absence of a crack was confirmed by visually observing the main surface of the fabric after having used for (the preparation method of the electrically charged laminated body).
  • the value of the elongation percentage (%) is 0%, it means that the fabric is not deformed before and after being subjected to (Preparation Method of Charged Laminate).
  • the larger the elongation percentage (%) value is, the larger the cloth is stretched by being subjected to (Preparation Method of Charged Laminate) and the cloth is greatly deformed.
  • Elongation rate (%) ⁇ 100 ⁇ (A1 ⁇ A0) / A0 + 100 ⁇ (B1 ⁇ B0) / B0 ⁇ / 2
  • the melt blown nonwoven fabric having an elongation percentage (%) exceeding 3% was greatly deformed, the charged filter medium could not be prepared even if it was subjected to the method for producing a charged filter medium disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3.
  • Pure water corresponding to secondary distilled water that has undergone distillation and ion exchange
  • Pure water maintained at a temperature of 20 ⁇ 5 ° C. is maintained as a polar liquid with a conductivity of 3.2 ( ⁇ S / cm).
  • a force was applied to the laminate via pure water by applying ultrasonic waves having a frequency of 20 kHz to the laminate.
  • the laminated body to which ultrasonic waves were applied was applied to a conveyor dryer and dried at 80 ° C. to remove pure water contained in the laminated body, thereby preparing a charged laminated body.
  • the charged laminate thus prepared was used as it was as a charged filter medium, and the collection efficiency (%), pressure loss (Pa) and QF value of the charged filter medium were measured and calculated.
  • the prepared charged filter medium had a structure in which a fine fiber layer derived from a melt blown nonwoven fabric and a support fiber layer derived from a spunbond nonwoven fabric were laminated and integrated.
  • Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 6 A charged filter medium was prepared in the same manner as in Example 1 except that the basis weight of the melt-blown nonwoven fabric used for preparing the charged filter medium and the median fiber diameter were changed.
  • Each of the prepared charged filter media had a structure in which a fine fiber layer derived from a melt blown nonwoven fabric and a support fiber layer derived from a spunbond nonwoven fabric were laminated and integrated.
  • Tables 1 to 4 summarize the configurations and measurement results of the charged filter media of Examples and Comparative Examples prepared as described above.
  • the length on the main surface of the fabric could not be measured, so the elongation rate (%) could be calculated. There wasn't. For those for which the elongation percentage (%) could not be calculated, a “ ⁇ ” mark was entered in the table.
  • Example 7 A charged filter medium was prepared in the same manner as in Example 2 except that the melt-blown nonwoven fabric was prepared using only the polypropylene resin without mixing the charging aid.
  • the prepared charged filter medium had a structure in which a fine fiber layer derived from a melt blown nonwoven fabric and a support fiber layer derived from a spunbond nonwoven fabric were laminated and integrated.
  • Example 7 instead of using the charging method described in the above item (Preparation Method of Charged Laminate), the laminate prepared in Example 2 was subjected to corona discharge treatment (DC voltage: 15 kV), thereby charging the laminate.
  • the charged laminate thus prepared was used as a charged filter medium as it was.
  • the prepared charged filter medium had a structure in which a fine fiber layer derived from a melt blown nonwoven fabric and a support fiber layer derived from a spunbond nonwoven fabric were laminated and integrated.
  • Comparative Example 8 A charged filter medium was prepared in the same manner as in Comparative Example 7, except that the basis weight of the melt blown nonwoven fabric used for preparing the charged filter medium and the median fiber diameter were changed.
  • Each of the prepared charged filter media had a structure in which a fine fiber layer derived from a melt blown nonwoven fabric and a support fiber layer derived from a spunbond nonwoven fabric were laminated and integrated.
  • Tables 5 and 6 summarize the structures and measurement results of the charged filter media of Examples and Comparative Examples prepared as described above.
  • Example 8 A charged filter medium was prepared in the same manner as in Example 1 except that the basis weight of the melt blown nonwoven fabric and the median fiber diameter were changed.
  • Each of the prepared charged filter media had a structure in which a fine fiber layer derived from a melt blown nonwoven fabric and a support fiber layer derived from a spunbond nonwoven fabric were laminated and integrated.
  • Tables 7 and 8 The structures and measurement results of the charged filter media of Examples prepared as described above are summarized in Tables 7 and 8.
  • the present invention has the configuration of the fine fiber layer defined by the present invention (median fiber diameter is smaller than 2.5 ⁇ m and basis weight is smaller than 13 g / m 2 ). Cannot satisfy the filtration performance (pressure loss is 24 Pa or less and the collection efficiency is 76% or more) satisfying the filtration performance excellent in the filtration performance.
  • the charged filter medium of the embodiment has the configuration of the fine fiber layer defined by the present invention (median fiber diameter is smaller than 2.5 ⁇ m and basis weight is smaller than 13 g / m 2 ). It was a charged filter medium excellent in filtration performance that satisfies the specified filtration performance (pressure loss is 24 Pa or less and the collection efficiency is 76% or more).
  • the basis weight is in the range of 3 g / m 2 or more and less than 10 g / m 2 (particularly, the basis weight is in the range of 3 g / m 2 to 7 g / m 2 , and the basis weight is 5 g / m 2. It was found that the QF value increased specifically in the range of m 2 to 7 g / m 2 .
  • the present inventors have found a new finding that the filtration performance of the charged filter medium does not have a simple proportional relationship with the basis weight, and there is a basis weight range in which the filtration performance can be specifically improved. For this reason, the charged filter medium according to the present invention having the basis weight relating to the above-described specific ascending range was a charged filter medium having more excellent filtration performance.
  • Example 2 the charged filter medium provided with the fine fiber layer containing the charging aid was excellent in the collection efficiency, and thus was a charged filter medium with more excellent filtration performance.
  • Example 2 the charged filter medium provided for the polar liquid charging method satisfied the collection efficiency and pressure loss defined by the present invention.
  • the charged filter medium provided for the charging method did not satisfy the collection efficiency and pressure loss defined by the present invention.
  • the charged filter medium of Example 2 is a charged filter medium excellent in filtration performance having a QF value that is twice or more higher than the charged filter mediums of Comparative Examples 7 and 8 provided for the corona charging method. It was. Therefore, the charged filter medium of the present invention provided for the polar liquid charging method is a charged filter medium having more excellent filtration performance.
  • the charged filter medium of the Example which satisfies this invention was able to be prepared with the manufacturing method of this invention as above-mentioned.
  • the production method of the present invention includes a step of providing a laminate obtained by laminating and integrating a fine fiber fabric and a support fabric to a polar liquid charging method. That is, it is because the fine fiber fabric can be subjected to the polar liquid charging method while being reinforced by the support fabric, and the charged filter medium can be prepared by preventing the fine fiber fabric from being cracked or greatly deformed.
  • the charged filter medium prepared in each example was processed into a pleated shape, it was possible to provide a charged filter medium having excellent shape retention and an intended pleated shape.
  • the filter unit comprised with the filter frame and the edge band was able to be provided by using the charging filter medium which has this pleat shape.
  • the filter unit thus prepared is used in a mode in which the support fiber layer derived from the melt blown nonwoven fabric in the charged filter medium processed into a pleated shape is exposed on the filtration object side, in particular, the pressure due to clogging of the charged filter medium. It was a filter unit with a long filtration life in which an increase in loss was suppressed.
  • Example 1 The laminate used in Example 1 was prepared. The laminate was subjected to the above-described calculation method (pressure loss and collection efficiency calculation method). The collection efficiency was 16.1%, the pressure loss was 17.8 Pa, and the QF value was 0.010. .
  • As the polar liquid pure water (corresponding to secondary distilled water subjected to distillation and ion exchange, electric conductivity: 1.0 ⁇ S / cm) maintained in a temperature range of 20 ⁇ 5 ° C. is used. The polar liquid was supported on the laminated body by immersing the laminated body in the filled bath, and a force was applied to the laminated body via the polar liquid by applying a pressure roll to the laminated body.
  • the laminate was dried in an atmosphere of 50 ° C. to remove pure water contained in the laminate, thereby preparing a charged laminate.
  • the charged laminate thus prepared was subjected to the above-described calculation method (pressure loss and collection efficiency calculation method).
  • the collection efficiency was 52.2%
  • the pressure loss was 20.7 Pa
  • the QF value was 0. 0.036.
  • a charged laminate prepared using a polar liquid having a high electric conductivity for example, a polar liquid having an electric conductivity higher than 5 ⁇ S / cm.
  • a polar liquid having a low electrical conductivity for example, a polar liquid having an electrical conductivity of 5 ⁇ S / cm or less
  • its collection efficiency is greatly reduced.
  • the pressure loss increased significantly. Therefore, when a polar liquid with high electrical conductivity (for example, a polar liquid with electrical conductivity higher than 5 ⁇ S / cm) is used, a charged filter medium that satisfies the pressure loss and collection efficiency specified by the present invention is realized. Proved difficult to do.
  • the polar liquid to be used is Since it is contaminated by the residue (oil, dispersant, surfactant, etc.) eluted from the laminate, it is considered difficult to realize a charged filter medium that satisfies the pressure loss and collection efficiency specified by the present invention. It was.
  • the laminates used in the examples are fibers or fabrics manufactured without applying an oil agent, a dispersant, or a surfactant that can be a residue that may be eluted into a polar liquid in the manufacturing process (for example, melt blown).
  • Pressure loss and collection efficiency specified by the present invention because it is composed only of a fine fiber layer and a support fiber layer made of a fiber or fabric prepared by using a direct spinning method such as a spun bond method or a spunbond method) It was considered that a charged filter medium satisfying the above could be realized.
  • this invention prescribes
  • the polar liquid for example, polar liquid whose electrical conductivity is 5 microsiemens / cm or less
  • the charged filter medium of the present invention can be used for, for example, food and medical product production factories, precision instrument manufacturing factories, agricultural crops indoor cultivation facilities, general households or industrial facilities such as office buildings, air cleaners and OA. It can be suitably used as a gas filter or a liquid filter in electrical appliances such as equipment and various vehicles such as automobiles and airplanes. Moreover, the charged filter medium which can be used suitably for the various uses mentioned above can be manufactured with the manufacturing method of the charged filter medium of this invention.

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Abstract

本発明は、濾過性能に優れる帯電濾材及び帯電濾材の製造方法の提供を目的とする。本発明は、構成繊維のメディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい細繊維層と、支持繊維層が積層一体化してなる帯電した積層体と、を備える帯電濾材であるにもかかわらず、風速１０ｃｍ／ｓ時における圧力損失が２４Ｐａ以下であるとともに、風速１０ｃｍ／ｓ時における粒子径０．３～０．５μｍの粒子の捕集効率が７６％以上の、圧力損失と捕集効率が共にバランスよく優れた帯電濾材である。また、本発明に係る帯電濾材の製造方法は、細繊維布帛と支持布帛を積層一体化して積層体を調製する工程を有しているため、細繊維布帛を支持布帛によって補強した状態で、極性液体帯電方法へ供することができる。その結果、圧力損失と捕集効率が共にバランスよく優れている帯電濾材を製造できる。

Description

帯電濾材及び帯電濾材の製造方法
　本発明は帯電濾材及び帯電濾材の製造方法に関する。
　従来から濾材には、粒子（例えば、大気中に含まれている粒子やプリンタなどのＯＡ機器から排出される粒子など）の捕集効率が高く圧力損失が低いものが求められている。しかし、圧力損失と捕集効率は一般的にトレードオフの関係にあるため、捕集効率を向上させるため濾材の構成繊維径を小さくした場合には圧力損失が上昇する傾向があり、圧力損失を低下させるため濾材の目付を軽くした場合には捕集効率が低下する傾向がある。
　そのため、圧力損失と捕集効率が共にバランスよく優れている濾材（以下、濾過性能に優れる濾材と称することがある）が求められている。
　濾過性能に優れる濾材を実現するため、帯電した布帛（例えば、不織布や織物や編物など）を備える帯電濾材が検討されている。
　布帛を帯電可能な方法としては、布帛に高電圧を作用させ帯電する方法（コロナ帯電方法）や、互いに擦れることで帯電可能な複数種類の繊維同士を摩擦させ帯電する方法（トリボ帯電方法）、あるいは、布帛へ極性液体を付与した後に該極性液体を介して布帛へ力を作用させ帯電する方法（極性液体帯電方法）などが知られている。これらの帯電方法のうち、布帛の構成繊維全体を均一に帯電でき布帛の帯電性能をより向上できる帯電方法として、極性液体帯電方法が知られている。
　上述のようにして帯電した布帛はそのまま、あるいは、スパンボンド不織布などの支持体と積層一体化した状態で、布帛由来の繊維層を備えた帯電濾材として使用されている。このような帯電濾材として、例えば以下の従来技術が知られている。
・特開２００２－００１０２０号公報（特許文献１）：極性液体帯電方法へ供することができる布帛として、目付が５～６０ｇ／ｍ２の布帛を採用できること、また、平均繊維径が５μｍ以下の繊維からなる布帛を採用できることが開示されている。そして、実施例には、目付が２０ｇ／ｍ２、平均繊維径が１．６μｍの繊維からなるメルトブロー不織布を、極性液体帯電方法により帯電してなる帯電濾材が開示されている。
　なお、特許文献１では、極性液体帯電した布帛と支持体をホットメルト樹脂や超音波によって積層一体化できることを開示している。
・特開２００３－２０５２１０号公報（特許文献２）：目付が４１ｇ／ｍ２、平均繊維径が５μｍの繊維からなるメルトブロー不織布を、極性液体帯電方法により帯電してなる帯電濾材が開示されている。
　なお、特許文献２では、布帛と一緒に支持体を搬送するとともに超音波振動を作用させることで、極性液体帯電とともに布帛と支持体を融着させ積層一体化できることを開示している。
・特開２００４－０６６０２６号公報（特許文献３）：極性液体帯電方法へ供することができる布帛として、目付が５～１００ｇ／ｍ２の布帛を採用できること、また、平均繊維径が１～２０μｍの繊維からなる布帛を採用できることが開示されている。そして、実施例には、目付が４０ｇ／ｍ２、平均繊維径が２．９μｍの繊維からなるメルトブロー不織布を、極性液体帯電方法により帯電してなる帯電濾材が開示されている。
　なお、特許文献３では、布帛と支持体を積層して極性液体帯電へ供することができることを開示している。
特開２００２－００１０２０号公報 特開２００３－２０５２１０号公報 特開２００４－０６６０２６号公報
　本願発明者らは上述の知見に基づき、濾過性能に優れる濾材（帯電濾材）を提供するため、構成繊維のメディアン繊維径が２．５μｍで、目付が１３ｇ／ｍ２の布帛を極性液体帯電へ供することを検討した。しかしながら、上述のようにして調製した帯電濾材は、濾過性能がなおも満足できるものではなかった。
　そこで本願発明者らは、濾過性能の向上を目的として、さらに、構成繊維のメディアン繊維径をより小さくするとともに、より目付が小さい布帛を極性液体帯電へ供することを検討した。しかし、帯電濾材を提供すること自体ができなかった。
　つまり、繊維径が小さいとともに目付が小さい布帛は強度や構造安定性に劣っているため、布帛へ極性液体を付与する工程や極性液体を介して布帛へ力を作用させる工程、あるいは、布帛から極性液体を除去する工程といった、極性液体帯電方法に係る力が作用する各工程において、布帛に亀裂が発生する、及び／又は、布帛が大きく収縮あるいは伸長して大きな変形が発生することがあった。その結果、濾材を調製できなかった。
　この問題は、メディアン繊維径が２．５μｍよりも小さいとともに、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい布帛を極性液体帯電へ供した場合に特異的に発生する、従来技術が開示していない新たな問題であった。
　なお、本願発明者らは上述の問題を解決するため、特許文献２の開示を参考にして、布帛と一緒に支持体を搬送するとともに超音波振動を作用させることで、布帛を極性液体帯電方法へ供するとともに布帛と支持体を融着させ積層一体化することを検討した。また、特許文献３の開示を参考にして、布帛と支持体を積層した状態で極性液体帯電方法へ供することを検討した。
　しかし、いずれの検討においても、極性液体帯電方法に係る各工程において、自由な状態の布帛へ各種力が作用するため、布帛に亀裂や大きな変形が生じるという問題はなおも発生するものであった。
　そのため、メディアン繊維径が２．５μｍよりも小さいとともに、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい帯電した布帛（布帛由来の繊維層）を備えた、濾過性能に優れる帯電濾材の実現が求められていた。
　本発明は、メディアン繊維径が２．５μｍよりも小さいとともに、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい帯電した繊維層を備える、濾過性能に優れる帯電濾材の提供を目的とする。
　本発明の請求項１に係る発明は「構成繊維のメディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい細繊維層と、支持繊維層が積層一体化してなる帯電した積層体と、を備える帯電濾材であって、風速１０ｃｍ／ｓ時における圧力損失が２４Ｐａ以下であるとともに、風速１０ｃｍ／ｓ時における粒子径０．３～０．５μｍの粒子の捕集効率が７６％以上である、帯電濾材。」である。
　また、本発明の請求項２に係る発明は「構成繊維のメディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい細繊維布帛を調製する工程と、支持布帛を調製する工程と、前記細繊維布帛と前記支持布帛を積層一体化して、積層体を調製する工程と、前記積層体へ極性液体を付与し該極性液体を介して前記積層体へ力を作用させ、次いで、前記積層体から前記極性液体を除去することで、前記積層体を帯電させる工程と、を有する、前記帯電した積層体を備える帯電濾材の製造方法。」である。
　本発明は、構成繊維のメディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい細繊維層と、支持繊維層が積層一体化してなる帯電した積層体と、を備える帯電濾材である。
　本発明に係る帯電濾材は、構成繊維のメディアン繊維径が小さく、目付が小さい細繊維層を備えているにもかかわらず、風速１０ｃｍ／ｓ時における圧力損失が２４Ｐａ以下であるとともに、風速１０ｃｍ／ｓ時における粒子径０．３～０．５μｍの粒子の捕集効率が７６％以上の、圧力損失と捕集効率が共にバランスよく優れた帯電濾材である。
　また、本発明に係る帯電濾材の製造方法は、構成繊維のメディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい細繊維布帛と支持布帛を積層一体化して、積層体を調製する工程を有しているため、細繊維布帛を支持布帛によって補強した状態で、極性液体帯電方法へ供することができる。
　そのため、極性液体帯電方法に係る各工程において、支持布帛によって補強された状態で細繊維布帛へ各種力が作用するため、布帛に亀裂や大きな変形が生じるという問題の発生を防止できる。
　その結果、風速１０ｃｍ／ｓ時における圧力損失が２４Ｐａ以下であるとともに、風速１０ｃｍ／ｓ時における粒子径０．３～０．５μｍの粒子の捕集効率が７６％以上の、圧力損失と捕集効率が共にバランスよく優れている帯電濾材を製造できる。
　本発明では、濾過性能に優れる帯電濾材を提供するため、例えば以下の構成など、各種構成を適宜選択できる。
　本発明の帯電濾材は、細繊維層と支持繊維層を備えている。
　細繊維層における構成繊維のメディアン繊維径は、２．５μｍよりも小さい。このメディアン繊維径が小さければ小さいほど、帯電濾材の捕集効率が向上する傾向があるものの、メディアン繊維径が細過ぎると帯電濾材の圧力損失が過剰に高くなるおそれがある。帯電濾材の圧力損失が過剰に高くなるのを防止した、圧力損失が低く濾過性能に優れる帯電濾材を提供できるよう適宜調製するが、細繊維層における構成繊維のメディアン繊維径は１．０μｍ以上２．１μｍ以下であるのが好ましく、細繊維層における構成繊維のメディアン繊維径は１．１μｍ～２μｍであることができ、１．２μｍ～１．９μｍであることができ、１．４μｍ～１．７μｍであることができる。
　なお、メディアン繊維径は、以下の方法で算出することができる。
（メディアン繊維径の算出方法）
　布帛を撮影した１０００倍の電子顕微鏡写真中に写っている各繊維の繊維径を各々測定し、繊維径が小さい繊維から大きい繊維の順に各繊維の繊維径の値を並べた際の、中央値となる繊維の繊維径をメディアン繊維径とする。
　つまり、測定した繊維の本数が奇数（２ｎ＋１、ｎは自然数）である場合には、繊維径が小さい繊維から大きい繊維の順に各繊維の繊維径を並べた際の、ｎ＋１本目の繊維の繊維径をメディアン繊維径とする。例として、並べられた各繊維の繊維径が（１．１μｍ、２．１μｍ、４．１μｍ）である場合、そのメディアン繊維径は２．１μｍである。また、測定した繊維の本数が偶数（２ｎ、ｎは自然数）である場合には、繊維径が小さい繊維から大きい繊維の順に各繊維の繊維径を並べた際の、ｎ本目の繊維の繊維径とｎ＋１本目の繊維の繊維径の平均値をメディアン繊維径とする。例として、並べられた各繊維の繊維径が（１．１μｍ、１．９μｍ、２．３μｍ、４．１μｍ）である場合、そのメディアン繊維径は２．１μｍである。
　なお、繊維の横断面の形状が非円形である場合、横断面の面積と同一の面積を有する円の直径を、繊維径とみなす。
　また、細繊維層の平均繊維径が小さければ小さいほど、帯電濾材の捕集効率が向上する傾向があるものの、平均繊維径が細過ぎると帯電濾材の圧力損失が過剰に高くなるおそれがある。そのため、細繊維層における構成繊維の平均繊維径は適宜調整するが、１μｍよりも大きいのが好ましく、１．２μｍ～１．９μｍであることができ、１．４μｍ～１．７μｍであることができる。上限値は適宜選択できるが２．１μｍ以下であるのが好ましい。
　ここでいう平均繊維径とは、布帛を撮影した１０００倍の電子顕微鏡写真中に写っている各繊維の繊維径を各々測定した、各繊維径の算術平均値をいう。
　なお、後述する静電紡糸法により調製される不織布の繊維径分布はシャープなものとなる。そのため、ある静電紡糸不織布について、そのメディアン繊維径とその平均繊維径の値は同等の値となる傾向がある。一方、メルトブロー法により調製される不織布の繊維径分布はブロードなものとなる。そのため、あるメルトブロー不織布について、そのメディアン繊維径とその平均繊維径の値は大きく異なる値となる傾向がある。具体的には、そのメルトブロー不織布を構成する繊維のメディアン繊維径の値と、その平均繊維径の値を比較した時、メディアン繊維径の値は平均繊維径の値よりも小さい傾向がある。
　細繊維層を構成する繊維の繊維長も特に限定するものではないが、短繊維や長繊維、あるいは、実質的に繊維長を測定することが困難な程度の長さの繊維長を有する連続繊維のいずれか、あるいは、前述繊維長の繊維が複数存在していてもよい。
　細繊維層を構成する繊維が連続長を有する場合、細繊維層の剛性が向上し易いため、強度に優れた帯電濾材を提供でき好ましい。そのため、特に細繊維層を構成する繊維が、連続長を有する繊維のみで構成されているのが好ましい。なお、連続長を有する繊維は、メルトブロー法やスパンボンド法などの直接紡糸法を用いて調製することができる。
　細繊維層の構成繊維は、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、炭化水素の一部をシアノ基又はフッ素或いは塩素といったハロゲンで置換した構造のポリオレフィン系樹脂など）、スチレン系樹脂、ポリエーテル系樹脂（ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、エポキシ系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、芳香族ポリエーテルケトンなど）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、全芳香族ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂など）、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド系樹脂（例えば、芳香族ポリアミド樹脂、芳香族ポリエーテルアミド樹脂、ナイロン樹脂など）、二トリル基を有する樹脂（例えば、ポリアクリロニトリルなど）、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスルホン系樹脂（ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなど）、フッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど）、セルロース系樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、アクリル系樹脂（例えば、アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルなどを共重合したポリアクリロニトリル系樹脂、アクリロニトリルと塩化ビニル又は塩化ビニリデンを共重合したモダアクリル系樹脂など）など、公知の樹脂を備えた繊維であることができる。
　特に、細繊維層の構成繊維が体積固有抵抗値１０１４Ω・ｃｍ以上の樹脂を含んでいると（より好ましくは、体積固有抵抗値１０１４Ω・ｃｍ以上の樹脂のみから構成されていると）、後述する極性液体帯電方法において、細繊維層の帯電量を多くできるため、濾過性能に優れる帯電濾材を提供でき好ましい。体積固有抵抗値が１０１４Ω・ｃｍ以上の樹脂として、例えば、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリメチルペンテン系樹脂、ポリスチレン系樹脂など）、ポリ四フッ化エチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンなどを挙げることができる。
　これらの樹脂は、直鎖状ポリマー又は分岐状ポリマーのいずれからなるものでも構わず、また樹脂がブロック共重合体やランダム共重合体でもよい。また、樹脂の立体構造や結晶性の有無がいかなるものでもよい。さらには、複数の樹脂が混合してなるものでも良い。
　なお、細繊維層の帯電量を多くして濾過性能に優れる帯電濾材を提供できるように、細繊維層の構成繊維に含まれる樹脂（特に、体積固有抵抗値１０１４Ω・ｃｍ以上の樹脂）に、帯電助剤を混合するのが好ましい。
　帯電助剤として、例えば、ヒンダードアミン系化合物、脂肪族金属塩（例えば、ステアリン酸のマグネシウム塩、ステアリン酸のアルミニウム塩など）、不飽和カルボン酸変性高分子のうちから選ばれた１種又は２種以上の化合物を、添加剤として添加することができる。これら一連の添加剤の中でもヒンダードアミン系化合物を添加するのが好ましく、その具体例として、例えば、ポリ｛（６－（１，１，３，３－テトラメチルブチル）イミノ－１，３，５－トリアジン－２，４－ジイル）｛（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）イミノ｝ヘキサメチレン｛（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）イミノ｝｝、コハク酸ジメチル－１－（２－ヒドロキシエチル）－４－ヒドロキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン重縮合物、２－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシベンジル）－２－ｎ－ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６－ペンタメチル－４－ピペリジル）などを挙げることができる。
　樹脂の質量に対する帯電助剤の添加質量は、特に限定されるものではないが、帯電助剤の添加質量が少な過ぎると、細繊維層における帯電効果が期待するよりも小さいおそれがある。また、帯電助剤の添加質量が多過ぎると、細繊維層の強度が劣るおそれがある。そのため、樹脂の質量１００％に対し帯電助剤の添加質量は、０．０１質量％～５質量％が好ましい。
　細繊維層の構成繊維は、例えば、溶融紡糸法、乾式紡糸法、湿式紡糸法、直接紡糸法（メルトブロー法、スパンボンド法、静電紡糸法、遠心力を用いて紡糸する方法、特開２０１１－０１２３７２号公報などに記載の随伴気流を用いて紡糸する方法、特開２００５－２６４３７４号公報などに記載の中和紡糸法など）、複合繊維から一種類以上の樹脂成分を除去することで繊維径が小さい繊維を抽出する方法など公知の方法により得ることができる。
　特に、繊維径が小さく目付が小さいにもかかわらず、繊維が均一に分散して存在することで帯電濾材の濾過性能を向上可能な細繊維層となるように、細繊維層は直接紡糸法を用いて調製された布帛由来の繊維層であるのが好ましい。このような細繊維層を提供可能な布帛として、メルトブロー不織布を好適に採用できる。
　細繊維層の構成繊維は、一種類の樹脂から構成されてなるものでも、複数種類の樹脂から構成されてなるものでも構わない。複数種類の樹脂から構成されてなる繊維として、一般的に複合繊維と称される、例えば、芯鞘型、海島型、サイドバイサイド型、オレンジ型、バイメタル型などの態様であることができる。
　細繊維層は構成繊維として複数種類の繊維を含んでいても良い。例えば、細繊維層が骨格をなす繊維以外に接着繊維を含んでいる場合、接着繊維によって骨格をなす繊維同士が接着一体化していることで、細繊維層の構造が意図せず変化したり、帯電濾材から繊維が脱離するのを抑制して、意図せず帯電濾材の濾過性能が低下するのを防止できる。接着繊維の種類は適宜選択できるが、例えば、芯鞘型接着繊維、サイドバイサイド型接着繊維、あるいは、全溶融型接着繊維を採用することができる。また細繊維層は接着繊維以外にも、加熱によりクリンプを形成する潜在捲縮繊維などを含んでいてもよい。
　また、細繊維層は構成繊維として横断面の形状が、略円形の繊維や楕円形の繊維以外にも異形断面繊維を含んでいてもよい。なお、異形断面繊維として、三角形形状などの多角形形状、Ｙ字形状などのアルファベット文字型形状、不定形形状、多葉形状、アスタリスク形状などの記号型形状、あるいはこれらの形状が複数結合した形状などの繊維断面を有する繊維を例示できる。
　細繊維層は、構成繊維同士が絡合することで構成されていてもよいが、構成繊維の一部が溶融し、構成繊維同士が溶融一体化することで構成されている、あるいは、バインダによって構成繊維同士が接着一体化することで構成されていてもよい。
　特に、構成繊維の一部が溶融したことで構成繊維同士が溶融一体化している場合には、バインダの存在に起因する圧力損失の上昇を防止でき、細繊維層の構造が意図せず変化したり、帯電濾材から繊維が脱離するのを抑制して、帯電濾材の濾過性能が低下するのを防止でき好ましい。
　このような、構成繊維の一部が溶融し、構成繊維同士が溶融一体化している細繊維層は、メルトブロー法やスパンボンド法などの直接紡糸法を用いて調製することができる。
　細繊維層の目付は１３ｇ／ｍ２よりも小さい。目付が小さいほど帯電濾材の圧力損失を低下できるものの、目付が小さくなり過ぎると帯電濾材の捕集効率が過剰に低下するおそれがある。そのため、細繊維層の目付は０ｇ／ｍ２よりも大きく、その範囲は３ｇ／ｍ２～１０ｇ／ｍ２であることができ、４ｇ／ｍ２～９ｇ／ｍ２であることができ、５ｇ／ｍ２～８ｇ／ｍ２であることができる。
　なお、帯電濾材における細繊維層の目付は、以下の方法で算出することができる。
（細繊維層の目付の算出方法）
　帯電濾材から細繊維層を容易に単離できる場合には、単離することで取得した細繊維層の重量を計測し、取得した細繊維層における最も面積の広い面（主面）１ｍ２当たりの重量に換算することで、細繊維層の目付（ｇ／ｍ２）を算出する。
　また、帯電濾材から細繊維層を容易に単離できない場合には、まず帯電濾材の重量（Ａ）を計測する。次いで、帯電濾材から細繊維層を除去し、残った構造物の重量（Ｂ）を計測する。そして、重量Ａから重量Ｂを引いた値から、細繊維層の重量を算出する。
　このようにして算出した細繊維層の重量を、帯電濾材における最も面積の広い面（主面）１ｍ２当たりの重量に換算することで、細繊維層の目付（ｇ／ｍ２）を算出する。
　細繊維層の厚さは適宜選択できるが、０．０１ｍｍ～１ｍｍであることができ、０．０２ｍｍ～０．５ｍｍであることができ、０．０３ｍｍ～０．３ｍｍであることができる。
　なお、細繊維層の厚さは、以下の方法で算出することができる。
（細繊維層の厚さの算出方法）
　帯電濾材から細繊維層を容易に単離できる場合には、単離することで取得した細繊維層の主面からもう一方の主面に向けて、主面上へ２０ｇ／ｃｍ２の荷重を付加した時の、両主面間の長さを高精度デジタル測長機を用いて測定し、その長さを細繊維層の厚さ（ｍｍ）とする。
　また、帯電濾材から細繊維層を容易に単離できない場合には、まず帯電濾材の主面からもう一方の主面に向けて、主面上へ２０ｇ／ｃｍ２の荷重を付加した時の、両主面間の長さを高精度デジタル測長機で測定し、その長さを帯電濾材の厚さ（Ａ）とする。次いで、帯電濾材から細繊維層を除去した後、残った構造物の主面からもう一方の主面に向けて、主面上へ２０ｇ／ｃｍ２の荷重を付加した時の、両主面間の長さを高精度デジタル測長機で測定し、その長さを構造物の厚さ（Ｂ）とする。
　そして、厚さＡから厚さＢを引いた残りの値を、細繊維層の厚さ（ｍｍ）とする。
　支持繊維層は、主として細繊維層を支持する役割を担う繊維層である。細繊維層を支持できるよう、例えば、細繊維層よりも剛性や破断強度が強い繊維層である、細繊維層よりも構成繊維の繊維径が大きい繊維層であるなど、後述する積層体を極性液体帯電方法へ供した際に、細繊維層に亀裂や大きな変形が生じるのを防止できる構成を備えていることが好ましい。
　支持繊維層の構成は、濾過性能に優れる帯電濾材を提供できるように、上述した細繊維層が採用し得る構成と同様の構成より、適宜選択することができる。
　特に、支持繊維層の構成繊維がポリエステル樹脂を含んでいる場合（より好ましくは、ポリエステル樹脂のみから構成されている場合）や、スパンボンド不織布のような連続長を有する繊維同士が繊維接着してなる繊維層である場合（より好ましくは、スパンボンド不織布である場合）、そして異形断面繊維を含んでいる場合（より好ましくは、構成繊維が異形断面繊維のみである場合）には、剛性に優れた支持繊維層であることにより、細繊維層をより強固に支持できることで、後述する積層体を極性液体帯電方法へ供した際に、細繊維層に亀裂や大きな変形が生じるのを防止できる。その結果、濾過性能に優れた帯電濾材を提供できるため好ましい。そのため、支持繊維層は、異形断面を有するポリエステルスパンボンド不織布であるのが好ましい。
　また、支持繊維層の構成繊維がポリエチレンテレフタレート繊維を含んでいると（より好ましくは、構成繊維がポリエチレンテレフタレート繊維のみであると）、後述するように細繊維層と支持繊維層の積層一体化が効果的に行われ、後述する積層体を極性液体帯電方法へ供した際に、細繊維層に亀裂や大きな変形が生じるのを防止できる。その結果、濾過性能に優れた帯電濾材を提供できるため好ましい。
　支持繊維層は、構成繊維同士が絡合することで構成されていてもよいが、構成繊維の一部が溶融し一体化することで構成されている、あるいは、バインダによって構成繊維同士が接着一体化することで構成されていてもよい。
　特に、構成繊維の一部が溶融し一体化している場合には、バインダの存在に起因する圧力損失の上昇を防止でき、支持繊維層の構造が意図せず変化したり、帯電濾材から繊維が脱離するのを抑制して、帯電濾材の濾過性能が低下するのを防止でき好ましい。
　このような、構成繊維の一部が溶融し一体化している支持繊維層は、メルトブロー法やスパンボンド法などの直接紡糸法を用いて調製することができる。
　支持繊維層における構成繊維の繊度、支持繊維層の目付や厚さは適宜選択するが、繊度の値が小さければ小さいほど、帯電濾材の捕集効率が向上する傾向があるものの、繊度の値が小さ過ぎると帯電濾材の圧力損失が過剰に高くなるおそれがある。そのため、支持繊維層における構成繊維の繊度は１ｄｔｅｘ～１００ｄｔｅｘであることができ、２ｄｔｅｘ～５０ｄｔｅｘであることができ、３ｄｔｅｘ～３０ｄｔｅｘであることができる。なお、繊度の下限値は適宜選択できるが、現実的には０．１ｄｔｅｘよりも大きな値である。
　支持繊維層の目付は適宜選択できるが、目付が小さいほど帯電濾材の圧力損失を低下できるものの、目付が小さ過ぎると帯電濾材の捕集効率が過剰に低下するおそれがある。そのため、支持繊維層の目付は０ｇ／ｍ２よりも重く、その範囲は２０ｇ／ｍ２～２００ｇ／ｍ２であることができ、３０ｇ／ｍ２～１５０ｇ／ｍ２であることができ、４０ｇ／ｍ２～１００ｇ／ｍ２であることができる。
　なお、帯電濾材における支持繊維層の目付は、以下の方法で算出することができる。
（支持繊維層の目付の算出方法）
　帯電濾材から支持繊維層を容易に単離できる場合には、単離することで取得した支持繊維層の重量を計測し、取得した支持繊維層における最も面積の広い面（主面）１ｍ２当たりの重量に換算することで、支持繊維層の目付（ｇ／ｍ２）を算出する。
　また、帯電濾材から支持繊維層を容易に単離できない場合には、帯電濾材から支持繊維層以外の構造物を除去する。このようにして取得した支持繊維層から、上述と同様にして目付を算出する。
　支持繊維層の厚さは適宜選択でき、０．１ｍｍ～２ｍｍであることができ、０．１５ｍｍ～１．５ｍｍであることができ、０．２ｍｍ～１ｍｍであることができる。
　なお、支持繊維層の厚さは、以下の方法で算出することができる。
（支持繊維層の厚さの算出方法）
　帯電濾材から支持繊維層を容易に単離できる場合には、単離することで取得した支持繊維層の主面からもう一方の主面に向けて、主面上へ２０ｇ／ｃｍ２の荷重を付加した時の、両主面間の長さを高精度デジタル測長機を用いて測定し、その長さを支持繊維層の厚さ（ｍｍ）とする。
　また、帯電濾材から支持繊維層を容易に単離できない場合には、帯電濾材から支持繊維層以外の構造物を除去する。このようにして取得した支持繊維層から、上述と同様にして厚さを算出する。
　また、例えば乾式不織布や湿式不織布などの、製造工程で油剤や分散剤あるいは界面活性剤などが付与されて製造される繊維や布帛には、その繊維表面に油剤や分散剤あるいは界面活性剤などの残留物が付着している。このような繊維や布帛を供えることで構成された積層体を本発明に係る極性液体帯電方法へ供すると、繊維や布帛から残留物が極性液体へ溶出することに起因して、積層体の帯電が大きく劣るものとなり、本願発明が規定する圧力損失及び捕集効率を満足する帯電濾材を提供できないおそれがある。
　そのため、極性液体へ溶出するおそれのある残留物となり得る油剤や分散剤あるいは界面活性剤などを、製造工程で付与することなく製造してなる繊維や布帛（例えば、メルトブロー法やスパンボンド法などの直接紡糸法を用いて調製した繊維や布帛）によって、細繊維層及び/又は支持繊維層が構成されているのが好ましい。
　上述した細繊維層及び／又は支持繊維層が構成繊維のみから構成されていると、圧力損失の低い帯電濾材を提供でき傾向があり好ましいが、細繊維層及び／又は支持繊維層は構成繊維以外にも、機能性粒子やバインダや顔料などを含んでいてもよい。
　機能性粒子として、例えば、放射性物質吸着剤（例えば、ゼオライト、活性炭、紺青（プルシアンブルー）など）、抗菌剤、抗ウイルス剤、抗カビ剤、触媒（例えば、酸化チタンや二酸化マンガンあるいは白金担持アルミナなど）、調湿剤（例えば、シリカゲルやシリカマイクロカプセルなど）、活性炭やカーボンブラックなどの脱臭剤、色素、リン酸系難燃剤や水酸化アルミニウムなどの難燃剤、消臭剤、防虫剤、殺菌剤、芳香剤、陽イオン交換樹脂や陰イオン交換樹脂などの粒子を挙げることができる。
　なお、機能性粒子や顔料は上述のように、細繊維層及び／又は支持繊維層に担持あるいは接着した態様で存在しても良いが、細繊維層及び／又は支持繊維層を構成する繊維中に練り込まれている態様であっても良い。
　本発明において、細繊維層と支持繊維層が積層一体化しているとは、バインダや接着繊維によって両層が接着一体化している、あるいは、ヒートシールや超音波融着あるいはヒートロールを押し当てるなどすることにより、細繊維層を構成する繊維及び／又は支持繊維層を構成する繊維が溶融接着して両層間が溶融一体化しているなど、繊維層と支持繊維層がただ重ね合わされているだけではないことを指す。
　細繊維層と支持繊維層がバインダによって積層一体化している場合、バインダの付与量は適宜選択できるが、１ｇ／ｍ２～３０ｇ／ｍ２であることができ、２ｇ／ｍ２～２０ｇ／ｍ２であることができ、３ｇ／ｍ２～１５ｇ／ｍ２であることができる。
　細繊維布帛と支持布帛の層間の通気性がバインダなどの接着成分により閉塞して、帯電濾材の圧力損失が上昇するのを防止できることから、細繊維層を構成する繊維及び／又は支持繊維層を構成する繊維が溶融接着して両層間が溶融一体化しているのが好ましい。
　特に、より圧力損失が低い帯電濾材を提供できることから、両層間において積層部分の全面ではなく部分的に溶融一体化部分が存在するとともに、該溶融一体化部分が積層部分において略均一に存在することで、細繊維層と支持繊維層が積層一体化しているのが好ましい。このような積層一体化態様は、例えば、超音波ピンソニック装置へ供することで提供できる。
　本発明の帯電濾材は、細繊維層と支持繊維層が積層一体化してなる帯電した積層体を備えている。なお、細繊維層か支持繊維層のいずれか、あるいは、細繊維層と支持繊維層の両方が帯電していても良いが、濾過性能に優れる帯電濾材を提供できることから、細繊維層と支持繊維層の両方が帯電している（積層体が帯電している）のが好ましい。帯電濾材における帯電態様は適宜選択できるが、濾過性能に優れる帯電濾材を提供できることから、極性液体帯電方法へ供してなる帯電態様であるのが好ましい。極性液体帯電方法へ供してなる帯電濾材が濾過性能に優れる理由は、完全に解明されていない。しかし、帯電濾材の内外にかかわらず帯電濾材を構成する繊維の表面全体が均一に帯電されるため、また、繊維ごとに繊維表面に電荷が分極して存在する帯電態様となるため、帯電量が多い帯電態様であると考えられる。
　上述の構成を有する帯電した積層体は単体で帯電濾材として使用できるが、プレフィルター層やバックフィルター層、新たな支持基材などの更に別の通気性部材を、積層体とただ積層した態様で備えている帯電濾材や、積層体と積層一体化した態様で備えている帯電濾材であっても良い。
　このとき、通気性部材の態様は適宜選択でき、例えば、不織布や織物や編み物などの布帛、多孔フィルムなどを使用することができる。通気性部材の帯電の有無は適宜選択できるが、最終的に得られる帯電濾材の濾過性能を向上できるように、帯電している通気性部材を備えているのが好ましい。
　本発明の帯電濾材は、風速１０ｃｍ／ｓ時における圧力損失が２４Ｐａ以下であるとともに、風速１０ｃｍ／ｓ時における粒子径０．３～０．５μｍの粒子の捕集効率が７６％以上である。
　帯電濾材の捕集効率は８０％以上が好ましく、８５％以上が好ましく、９０％以上が好ましく、９５％以上が好ましい。また、圧力損失は２０Ｐａ以下が好ましい。
　なお、帯電濾材の圧力損失と捕集効率は、以下の方法で算出することができる。なお、測定装置の上流側に、帯電濾材における支持繊維層由来の繊維層側が面するようにして、帯電濾材を設置した。
（圧力損失と捕集効率の算出方法）
　試験ダクトにフィルタを設置して計数法により算出した値を指す。つまり、平面状の布帛（測定対象がプリーツ形状を備えている場合には、折り曲げ形状を伸ばし平面状にする）を有効間口面積０．０４ｍ２の試験ダクトのホルダーにセットした後、粒子径０．３～０．５μｍの大気塵（大気塵数：Ｕ）を布帛の上流側に供給し、面風速１０ｃｍ／ｓで空気を通過させた時の、下流側における粒子径０．３～０．５μｍの大気塵数（Ｄ）をパーティクルカウンタ（ＲＩＯＮ社製：形式ＫＣ－２２Ｂ）で測定し、次式より算出した値を捕集効率（％）とする。
　捕集効率（％）＝［１－（Ｄ／Ｕ）］×１００
　また、圧力損失は、上記捕集効率測定時における、布帛の初期の圧力損失（Ｐａ）をいう。
　濾過性能に優れる帯電濾材が求められることから、圧力損失と捕集効率より算出されるＱＦ値が０．１２以上の帯電濾材であるのが好ましく、０．１３以上の帯電濾材であるのが好ましく、０．１４以上の帯電濾材であるのが好ましく、０．１５以上の帯電濾材であるのが好ましく、０．１６以上の帯電濾材であるのが好ましい。ＱＦ値が大きいほど圧力損失と捕集効率が共にバランスよく優れた帯電濾材である。
　なお、ＱＦ値は、以下の方法で算出することができる。
（ＱＦ値の算出方法）
　帯電濾材の捕集効率Ｅ（％）と圧力損失ΔＰ（Ｐａ）を、次式（但し「ｌｎ」は自然対数）に代入することで算出する。
　ＱＦ値＝［｛－ｌｎ（１－Ｅ／１００）｝／ΔＰ］
　本発明の帯電濾材は平面状で使用することができるが、プリーツ形状や巻回形状であってもよい。
　このとき、細繊維層由来の繊維層と支持繊維層由来の繊維層のみで構成された帯電濾材をプリーツ形状に加工すると、帯電濾材表面に露出している支持繊維層に対し直接プリーツ山あるいは谷となるような折目が付くことで、保型性に優れるとともに意図した形状のプリーツ形状を有する帯電濾材を提供でき好ましい。特に、支持繊維層がスパンボンド由来の繊維層である場合に、効果的に発揮される傾向があり好ましい。
　プリーツ山の形状は適宜選択できるが、プリーツ山高さは３ｍｍ～１００ｍｍであることができ、５ｍｍ～８０ｍｍであることができ、１０ｍｍ～６０ｍｍであることができる。また、プリーツ山の頂点同士の間隔は１ｍｍ～２５ｍｍであることができ、２ｍｍ～２０ｍｍであることができ、３ｍｍ～１５ｍｍであることができる。
　帯電濾材の形状は適宜選択でき、例えばカップ型など特定形状に成型した帯電濾材、収納するフィルタフレームの形状に合わせて切り取り加工した帯電濾材、周囲にエッジバンドが設けられたプリーツ形状の帯電濾材であってもよい。
　上述のようにして調製された帯電濾材と、フィルタ枠やエッジバンドを備えて構成されたフィルタユニットは、帯電濾材の支持繊維層が濾過対象物側に露出している態様で構成され使用されるのが好ましい。このような態様のフィルタユニットであることによって、濾過対象物中の粗い粒子を支持繊維層で捕集でき、支持繊維層により捕集し切れなかった細かい粒子を細繊維層によって選択的に捕集できる。その結果、帯電濾材の目詰まりによる圧力損失の上昇が抑制された、濾過寿命の長いフィルタユニットを実現できる。
　次に、本発明に係る帯電濾材の製造方法について説明する。
　本製造方法は、主として、
（１）構成繊維のメディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい細繊維布帛を調製する工程、
（２）支持布帛を調製する工程、
（３）細繊維布帛と支持布帛を積層一体化して、積層体を調製する工程、
（４）積層体へ極性液体を付与し該極性液体を介して積層体へ力を作用させ、次いで、積層体から極性液体を除去することで、積層体を帯電させる工程、
を備えている。
　まず、（１）構成繊維のメディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい細繊維布帛を調製する工程、について説明する。
　構成繊維のメディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい細繊維布帛が織物や編物である場合、繊維を織るあるいは編むことで細繊維布帛を調製できる。
　細繊維布帛が不織布である場合、不織布の調製方法として、細繊維層の構成繊維を調製可能であると例示した各種繊維の製造方法を用いることができる。また、調製した繊維を、例えば、乾式法、湿式法へ供することで繊維ウェブを調製し、調製した繊維ウェブの構成繊維を絡合及び／又は一体化させて細繊維布帛を調製できる。
　あるいは、直接紡糸法を用いて、紡糸を行うとともに繊維を捕集して繊維ウェブや不織布を調製してもよい。なお、繊維径が小さく目付が小さいにもかかわらず、繊維が均一に分散して存在することで帯電濾材の濾過性能を向上可能な細繊維布帛を調製できることから、直接紡糸法を用いて細繊維布帛を調製するのが好ましい。また、メルトブロー法やスパンボンド法を用いると、工程数を少なくして極性液体に対する残留物の溶出を防いでなる積層体を調製でき好ましい。
　繊維ウェブを構成する繊維同士を絡合及び／又は一体化させる方法として、例えば、ニードルや水流によって絡合する方法、繊維ウェブを加熱処理へ供するなどしてバインダあるいは接着繊維によって構成繊維同士を接着一体化あるいは溶融一体化させる方法などを挙げることができる。
　繊維ウェブ以外にも不織布など布帛を加熱処理へ供しても良く、加熱処理する方法は適宜選択できるが、例えば、カレンダーロールにより加熱加圧する方法、熱風乾燥機により加熱する方法、無圧下で赤外線を照射して繊維に含まれている熱可塑性樹脂を溶融させる方法などを用いることができる。
　次いで、（２）支持布帛を調製する工程、について説明する。
　支持布帛の製造方法は適宜選択できるが、その方法として、細繊維層の構成繊維を調製可能であると例示した各種繊維の製造方法や、上述した（１）の工程で例示した方法を用いることができる。
　なお、剛性に優れた支持繊維層であることにより、細繊維層をより強固に支持できることで、積層体を極性液体帯電方法へ供した際に、細繊維層に亀裂や大きな変形が生じるのを防止でき、その結果、濾過性能に優れた帯電濾材を提供できることから、直接紡糸法（特には、スパンボンド法）を用いて支持布帛を調製するのが好ましい。
　そして、（３）細繊維布帛と支持布帛を積層一体化して、積層体を調製する工程、について説明する。
　細繊維布帛と支持布帛を積層一体化して積層体を調製する方法は、細繊維層と支持繊維層の積層一体化態様の項目で説明したような方法を採用できる。
　具体例としては、ただ積層した細繊維布帛と支持布帛を、例えば、オーブンドライヤー、遠赤外線ヒーター、乾熱乾燥機などの加熱機へ供することで、あるいは、細繊維布帛と支持布帛の間に、接着成分（バインダ粒子や蜘蛛の巣状接着繊維ウェブなど）を介在させた状態で加熱機へ供することで、接着成分をガラス転移温度あるいは融点以上に加熱して、両層間を溶融一体化させる方法を採用できる。
　また、細繊維層と支持繊維層の層間部分の通気抵抗が低下するのを防止できる傾向があることから、例えば、ヒートシール装置や超音波融着装置へ供する、ヒートロールを押し当てるなどすることにより、細繊維布帛の構成繊維及び／又は支持布帛の構成繊維を溶融接着させることで、両層間を溶融一体化できる方法を採用するのが好ましい。
　特に、超音波ピンソニック装置へ供することで、両層間において積層部分の全面ではなく部分的に溶融一体化部分が存在するとともに、該溶融一体化部分が積層部分において略均一に存在することで、より圧力損失が低い帯電濾材を提供できる。
　最後に、（４）積層体へ極性液体を付与し該極性液体を介して積層体へ力を作用させ、次いで、積層体から極性液体を除去することで、積層体を帯電させる工程、について説明する。
　使用する極性液体の種類は、本発明に係る帯電濾材を提供できるものとなるよう適宜選択できるが、例えば、純水（蒸留、イオン交換を経た二次蒸留水に相当）などの極性液体を、単独あるいは混合液として使用できる。また、積層体に付与される極性液体の温度は適宜選択でき、温度が２０±５℃の範囲であることができる。
　また、使用する極性液体の電気伝導度が５μＳ/cm（マイクロジーメンス毎センチメートル）以下であると、本発明に係る極性液体帯電方法へ供することで積層体の帯電量を効果的に向上でき、本願発明が規定する圧力損失及び捕集効率を満足する帯電濾材を実現できる。
　積層体へ極性液体を付与する方法は適宜選択できるが、例えば、積層体へ極性液体を噴霧する方法、極性液体の液滴を付与する方法、極性液体に積層体を浸漬する方法、極性液体が積層体を通過するように処理する方法などを挙げることができる。
　極性液体を介して積層体へ力を作用させる方法は、上述した積層体へ極性液体を付与することで力を作用させても良いが、例えば、極性液体が付与されている積層体へ超音波を作用させる方法、極性液体が付与されている積層体へ振動を付与する方法、極性液体が付与されている積層体から極性液体を吸引あるいは吹き飛ばし除去することで力を作用させる方法などを挙げることができる。
　積層体から極性液体を除去する方法は、上述した極性液体が付与されている積層体から極性液体を吸引あるいは吹き飛ばすことで除去しても良いが、例えば、加熱機へ供することで積層体から極性液体を加熱除去する方法、風力や超音波を作用させて積層体から極性液体を除去する方法、室温環境下あるいは減圧環境下に放置することで積層体から極性液体を蒸散させ除去する方法などを挙げることができる。
　上述の製造工程を経ることで帯電した積層体を製造することができる。帯電した積層体をそのまま帯電濾材としてもよいが、帯電した積層体の他に更に別の通気性部材を設ける工程、帯電した積層体へ機能性粒子やバインダや顔料などを付与する工程、帯電した積層体をプリーツ形状や巻回形状に加工する工程、帯電した積層体をカップ型など特定形状に成型したり収納するフィルタフレームの形状に合わせて切り取り加工する工程、プリーツ形状の帯電した積層体の周囲にエッジバンドを設ける工程などの、各種二次工程へ供することで帯電濾材を製造してもよい。
　以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
（実施例１）
（細繊維布帛の調製方法）
　体積固有抵抗値が１０１６程度（Ω・ｃｍ）である市販のポリプロピレン樹脂１００質量部に対して、帯電助剤として市販のヒンダードアミン系光安定剤を４質量部となるよう混合し、メルトブロー法を用いて紡糸を行い、以下の構成を有するメルトブロー不織布を調製した。
繊維を構成する樹脂：ポリプロピレン樹脂
繊維断面形状：円形状
メディアン繊維径：１．４４μｍ
目付：７ｇ／ｍ２
厚さ：０．０７ｍｍ
風速１０ｃｍ／ｓ時における圧力損失：１２．５Ｐａ
　なお、メルトブロー不織布の圧力損失（Ｐａ）は、（圧力損失と捕集効率の算出方法）の項目で説明した算出方法へ、メルトブロー不織布を供することで求めた。
（支持布帛の調製方法）
　以下の構成を有するスパンボンド不織布を準備した。
繊維を構成する樹脂：ポリエチレンテレフタレート樹脂
繊維断面形状：中心部分からＹ字形状の突起が複数突出した、異形断面形状
繊度：１６ｄｔｅｘ
目付：６０ｇ／ｍ２
厚さ：０．４２ｍｍ
風速１０ｃｍ／ｓ時における圧力損失：１．５Ｐａ
　なお、スパンボンド不織布の圧力損失（Ｐａ）は、（圧力損失と捕集効率の算出方法）の項目で説明した算出方法へ、スパンボンド不織布を供することで求めた。
（積層体の調製方法）
　スパンボンド不織布の主面とメルトブロー不織布の主面を接触させ、ただ重ね合わせた状態のまま、超音波ピンソニック装置（ホーン圧：１．８～２．１ｋｇｆ／ｃｍ２）へ供した。
　そして、ただ重ね合わせた状態のメルトブロー不織布及びスパンボンド不織布における主面に対し、一部に超音波を作用させることでメルトブロー不織布を構成するポリプロピレン繊維を溶融させ、スパンボンド不織布と溶融接着させることで、スパンボンド不織布とメルトブロー不織布を積層一体化してなる積層体を調製した。なお、溶融接着している部分の面積は該主面の面積の１．５％であり、溶融接着している部分は該主面上に略均一で分散し存在していた。
　上述のようにして調製したメルトブロー不織布単体及び積層体（本段落において、まとめて布帛と称する）を、以下の確認方法及び測定方法へ供することで、布帛における亀裂の有無を確認し、伸長率を測定した。
（亀裂の有無の確認方法）
　後述する（帯電した積層体の調製方法）へ布帛を供した。そして、（帯電した積層体の調製方法）へ供した後の布帛の主面を目視観察することで、亀裂の有無を確認した。
（布帛の伸長率の測定方法）
　後述する（帯電した積層体の調製方法）へ供する前の布帛における、主面上の一方向の長さ（Ａ０）及び、主面上における該一方向と直角をなす方向の長さ（Ｂ０）を測定した。そして、（帯電した積層体の調製方法）へ供した後の布帛における、該主面上の一方向の長さ（Ａ１）及び、主面上における該一方向と直角をなす方向の長さ（Ｂ１）を再度測定した。
　測定したＡ０とＡ１及びＢ０とＢ１の各測定値を以下の数式へ代入することで、布帛の伸長率（％）を算出した。
　なお、伸長率（％）の値が０％である場合には、（帯電した積層体の調製方法）へ供する前後で布帛に変形が生じていないことを意味する。また、伸長率（％）の値が０よりも大きいほど、（帯電した積層体の調製方法）へ供することで布帛が大きく伸長し、布帛に大きな変形が生じたことを意味する。
伸長率（％）＝｛１００×（Ａ１－Ａ０）／Ａ０＋１００×（Ｂ１－Ｂ０）／Ｂ０｝÷２
　なお、伸長率（％）が３％を超えるメルトブロー不織布は変形が大きかったため、特許文献２や特許文献３が開示する帯電濾材の製造方法へ供しても帯電濾材を調製できるものではなかった。
（帯電した積層体の調製方法）
　積層体を、極性液体として電気伝導度が３．２（μＳ／ｃｍ）、温度が２０±５℃の範囲に保たれた純水（蒸留、イオン交換を経た二次蒸留水に相当）が保持された浴槽内へ搬送し、純水を担持させるとともに、積層体へ周波数２０ｋＨｚの超音波を作用させることで、純水を介して積層体へ力を作用させた。
　次いで、超音波を作用させた積層体をコンベヤ式ドライヤーへ供して８０℃で乾燥させて、積層体に含まれている純水を除去することで、帯電した積層体を調製した。
　このようにして調製した帯電した積層体を、そのままの状態で帯電濾材として、帯電濾材の捕集効率（％）と圧力損失（Ｐａ）及びＱＦ値を、測定して算出した。
　なお、調製した帯電濾材は、メルトブロー不織布由来の細繊維層とスパンボンド不織布由来の支持繊維層が、積層一体化してなる構成を有していた。
（実施例２～６、比較例１～６）
　帯電濾材の調製に使用するメルトブロー不織布の目付とメディアン繊維径を変更したこと以外は、実施例１と同様にして帯電濾材を調製した。
　なお、調製した各帯電濾材は、メルトブロー不織布由来の細繊維層とスパンボンド不織布由来の支持繊維層が、積層一体化してなる構成を有していた。
　上述のようにして調製した、実施例及び比較例の帯電濾材の構成と測定結果を、表１乃至表４にまとめた。
　なお、メルトブロー不織布単体あるいは帯電濾材（帯電した積層体）の主面に亀裂が存在していた場合には、布帛における主面上の長さが測定できなかったため、伸長率（％）を算出できなかった。伸長率（％）が算出できなかったものについては、表に－印を記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（実施例７）
　帯電助剤を混合することなくポリプロピレン樹脂のみを用いてメルトブロー不織布を調製したこと以外は、実施例２と同様にして帯電濾材を調製した。
　なお、調製した帯電濾材は、メルトブロー不織布由来の細繊維層とスパンボンド不織布由来の支持繊維層が、積層一体化してなる構成を有していた。
（比較例７）
　上述した（帯電した積層体の調製方法）の項目で説明した帯電方法へ供する替わりに、実施例２で調製した積層体をコロナ放電処理（直流電圧：１５ｋＶ）へ供することで、帯電した積層体を調製した。
　このようにして調製した帯電した積層体を、そのままの状態で帯電濾材とした。
　なお、調製した帯電濾材は、メルトブロー不織布由来の細繊維層とスパンボンド不織布由来の支持繊維層が、積層一体化してなる構成を有していた。
（比較例８）
　帯電濾材の調製に使用するメルトブロー不織布の目付とメディアン繊維径を変更したこと以外は、比較例７と同様にして、帯電濾材を調製した。
　なお、調製した各帯電濾材は、メルトブロー不織布由来の細繊維層とスパンボンド不織布由来の支持繊維層が、積層一体化してなる構成を有していた。
　上述のようにして調製した、実施例及び比較例の帯電濾材の構成と測定結果を、表５及び表６にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
（実施例８～１０）
　メルトブロー不織布の目付とメディアン繊維径を変更したこと以外は、実施例１と同様にして帯電濾材を調製した。
　なお、調製した各帯電濾材は、メルトブロー不織布由来の細繊維層とスパンボンド不織布由来の支持繊維層が、積層一体化してなる構成を有していた。
　上述のようにして調製した、実施例の帯電濾材の構成と測定結果を、表７及び表８にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表１～表８の結果から、以下のことが判明した。
　メディアン繊維径が２．５μｍ以上、及び／又は、目付が１３ｇ／ｍ２以上のメルトブロー不織布を、単体のまま本発明に係る帯電工程へ供しても、その主面に亀裂が発生することがなく、さらに、メルトブロー不織布に大きな変形が生じることはなかった。一方、メディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さいメルトブロー不織布を、単体のまま本発明に係る帯電工程へ供すると、その主面に亀裂が発生する、あるいは、メルトブロー不織布に大きな変形が生じた。そのため、特許文献２や特許文献３が開示する帯電濾材の製造方法を採用する限り、本メルトブロー不織布由来の細繊維層を備えた帯電濾材を提供することはできなかった。
　以上のことから従来技術の限りでは、本発明が規定する細繊維層の構成（メディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい）を備えているとともに、本願発明が規定する濾過性能（圧力損失が２４Ｐａ以下であるとともに、捕集効率が７６％以上）を満足する、濾過性能に優れる帯電濾材を提供することができないものであった。
　それに対し実施例の帯電濾材は、本発明が規定する細繊維層の構成（メディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい）を備えているとともに、本願発明が規定する濾過性能（圧力損失が２４Ｐａ以下であるとともに、捕集効率が７６％以上）を満足する、濾過性能に優れる帯電濾材であった。
　また、表３及び表４の結果から、以下のことが判明した。
　メディアン繊維径が同一の細繊維層を備える帯電濾材において、帯電濾材のＱＦ値を特異的に上昇できる細繊維層の目付範囲があることが判明した。具体的には表３及び表４の結果において、目付が３ｇ／ｍ２以上１０ｇ／ｍ２未満の範囲（特に、目付が３ｇ／ｍ２～７ｇ／ｍ２の範囲、さらには目付が５ｇ／ｍ２～７ｇ／ｍ２の範囲）において、ＱＦ値が特異的に上昇することが判明した。
　つまり、帯電濾材の濾過性能は目付と単純な比例関係を有しておらず、濾過性能が特異的に向上する目付範囲が存在し得るという、新たな知見を見出した。
　そのため、上述した特異的に上昇する範囲に係る目付を備えた本発明に係る帯電濾材は、より濾過性能に優れる帯電濾材であった。
　さらに、表５及び表６の結果から、以下のことが判明した。
　実施例２と実施例７を比較した結果から、帯電助剤を含む細繊維層を備えた帯電濾材は捕集効率に優れていることから、より濾過性能に優れた帯電濾材であった。
　実施例２と比較例７及び比較例８を比較した結果から、極性液体帯電方法へ供してなる帯電濾材は、本発明が規定する捕集効率と圧力損失を満足するものであったが、コロナ帯電方法へ供してなる帯電濾材は、本発明が規定する捕集効率と圧力損失を満足しなかった。また、特筆すべき点として実施例２の帯電濾材は、コロナ帯電方法へ供してなる比較例７及び比較例８の帯電濾材に比べて、ＱＦ値が倍以上高い濾過性能に優れる帯電濾材であった。
　そのため、極性液体帯電方法へ供してなる本発明の帯電濾材は、より濾過性能に優れる帯電濾材であった。
　また、本発明の製造方法によって、上述の通り、本発明を満足する実施例の帯電濾材を調製することができた。この理由として、本発明の製造方法が、細繊維布帛と支持布帛を積層一体化してなる積層体を、極性液体帯電方法へ供する工程を有しているためである。
　つまり、支持布帛によって補強した状態で細繊維布帛を極性液体帯電方法へ供することができ、細繊維布帛に亀裂や大きな変形が生じるのを防止して、帯電濾材を調製できるためである。
　なお、各実施例で調製した帯電濾材をプリーツ形状に加工したところ、保型性に優れるとともに意図した形状のプリーツ形状を有する帯電濾材を提供できた。そして、該プリーツ形状を有する帯電濾材を用いることで、フィルタ枠やエッジバンドを備えて構成されたフィルタユニットを提供できた。このようにして調製したフィルタユニットは、プリーツ形状に加工した帯電濾材におけるメルトブロー不織布由来の支持繊維層を濾過対象物側に露出している態様で使用した時に、特に、帯電濾材の目詰まりによる圧力損失の上昇が抑制された、濾過寿命の長いフィルタユニットであった。
　また、次に説明する参考例1～参考例３の結果から、以下のことが判明した。
（参考例１）
　実施例１で使用した積層体を用意した。なお、該積層体を上述した（圧力損失と捕集効率の算出方法）へ供し算出された、捕集効率は１６．１％、圧力損失は１７．８Ｐａ、ＱＦ値は０．０１０であった。
　極性液体として、温度が２０±５℃の範囲に保たれた純水（蒸留、イオン交換を経た二次蒸留水に相当、電気伝導度：１．０μＳ／ｃｍ）を用いるとともに、該極性液体が満たされた浴槽内へ積層体を浸漬することで積層体に該極性液体を担持させるとともに、積層体へプレッシャーロールを作用させることで該極性液体を介して積層体へ力を作用させた。
　次いで、積層体を５０℃雰囲気下で乾燥させ積層体に含まれている純水を除去することで、帯電した積層体を調製した。
　このようにして調製した帯電した積層体を上述した（圧力損失と捕集効率の算出方法）へ供し算出された、捕集効率は５２．２％、圧力損失は２０．７Ｐａ、ＱＦ値は０．０３６であった。
（参考例２）
　極性液体として、温度が２０±５℃の範囲に保たれた純水（蒸留、イオン交換を経た二次蒸留水に相当、電気伝導度：１．０μＳ／ｃｍ）１００質量％に対し界面活性剤（主成分：Ｃ９－１１　Ａｌｃｏｈｏｌ　ｅｔｈｏｘｙｌａｔｅ（ＣＡＳ　Ｒｅｇｉｓｔｒｙ　Ｎｕｍｂｅｒ．：６８４３９－４６－３））を４質量％混合してなる温度が２０±５℃の範囲に保たれた混合液（電気伝導度：７．３μＳ／ｃｍ）を用いたこと以外は、参考例１と同様にして帯電した積層体を調製した。
　このようにして調製した帯電した積層体を上述した（圧力損失と捕集効率の算出方法）へ供し算出された、捕集効率は９．６％、圧力損失は３０．５Ｐａ、ＱＦ値は０．００３であった。
（参考例３）
　極性液体として、温度が２０±５℃の範囲に保たれた純水（蒸留、イオン交換を経た二次蒸留水に相当、電気伝導度：１．０μＳ／ｃｍ）１００質量％に対し界面活性剤（主成分：Ｃ９－１１　Ａｌｃｏｈｏｌ　ｅｔｈｏｘｙｌａｔｅ（ＣＡＳ　Ｒｅｇｉｓｔｒｙ　Ｎｕｍｂｅｒ．：６８４３９－４６－３））を１．５質量％混合してなる温度が２０±５℃の範囲に保たれた混合液（電気伝導度：３．２μＳ／ｃｍ）を用いたこと以外は、参考例１と同様にして帯電した積層体を調製した。
　このようにして調製した帯電した積層体を上述した（圧力損失と捕集効率の算出方法）へ供し算出された、捕集効率は２４．０％、圧力損失は２４．５Ｐａ、ＱＦ値は０．０１１であった。
　参考例１～３で調製した各帯電した積層体を比較した結果、電気伝導度が高い極性液体（例えば、電気伝導度が５μＳ/cmよりも高い極性液体）を使用して調製した帯電した積層体は、電気伝導度が低い極性液体（例えば、電気伝導度が５μＳ/cm以下の極性液体）を使用して調製した帯電した積層体と比べ、その捕集効率は大きく低下するものであったとともに、その圧力損失は大きく上昇するものであった。このことから、電気伝導度が高い極性液体（例えば、電気伝導度が５μＳ/cmよりも高い極性液体）を用いた場合、本願発明が規定する圧力損失及び捕集効率を満足する帯電濾材を実現することが困難であると判明した。
　さらに、参考例１～３で調製した各帯電した積層体を比較した結果、残留物に汚染された極性液体を使用して調製した帯電した積層体は、極性液体として純水のみを使用して調製した帯電した積層体と比べ、その捕集効率は大きく低下するものであったとともに、その圧力損失は大きく上昇するものであった。このことから、残留物に汚染された極性液体を用いた場合、本願発明が規定する圧力損失及び捕集効率を満足する帯電濾材を実現することが困難であると判明した。そのため、製造工程で油剤や分散剤あるいは界面活性剤などが付与されてなる、例えば乾式不織布や湿式不織布などを備える積層体を極性液体へ供し帯電濾材を調製しても、使用する極性液体が該積層体から溶出した残留物（油剤や分散剤あるいは界面活性剤など）に汚染されるため、本願発明が規定する圧力損失及び捕集効率を満足する帯電濾材を実現することが困難であると考えられた。
　以上の結果を受け、実施例の帯電濾材が本願発明の規定する圧力損失及び捕集効率を満足した一理由として、次のことが考えられた。
　実施例で使用した積層体は、極性液体へ溶出するおそれのある残留物となり得る油剤や分散剤あるいは界面活性剤などを、製造工程で付与することなく製造してなる繊維や布帛（例えば、メルトブロー法やスパンボンド法などの直接紡糸法を用いて調製した繊維や布帛）によって構成された細繊維層及び支持繊維層のみで構成されていたことで、本願発明が規定する圧力損失及び捕集効率を満足する帯電濾材を実現できたものであると考えられた。さらに、実施例で使用した積層体を電気伝導度が低い極性液体（例えば、電気伝導度が５μＳ/cm以下の極性液体）を用いた極性液体帯電方法へ供したことで、本願発明が規定する圧力損失及び捕集効率を満足する帯電濾材を実現できたものであると考えられた。
　本発明の帯電濾材は、例えば、食品や医療品の生産工場用途、精密機器の製造工場用途、農作物の室内栽培施設用途、一般家庭用途あるいはオフィスビルなどの産業施設用途、空気清浄機用途やＯＡ機器用途などの電化製品用途、自動車や航空機などの各種車両用途において、気体フィルタや液体フィルタとして好適に使用できる。
　また、本発明の帯電濾材の製造方法によって、上述した各種用途で好適に使用可能な帯電濾材を製造できる。

Claims (2)

  1. 　構成繊維のメディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい細繊維層と、支持繊維層が積層一体化してなる帯電した積層体と、を備える帯電濾材であって、風速１０ｃｍ／ｓ時における圧力損失が２４Ｐａ以下であるとともに、風速１０ｃｍ／ｓ時における粒子径０．３～０．５μｍの粒子の捕集効率が７６％以上である、帯電濾材。
  2. 　構成繊維のメディアン繊維径が２．５μｍよりも小さく、目付が１３ｇ／ｍ２よりも小さい細繊維布帛を調製する工程と、支持布帛を調製する工程と、
    　前記細繊維布帛と前記支持布帛を積層一体化して、積層体を調製する工程と、
    　前記積層体へ極性液体を付与し該極性液体を介して前記積層体へ力を作用させ、次いで、前記積層体から前記極性液体を除去することで、前記積層体を帯電させる工程と、
    を有する、前記帯電した積層体を備える帯電濾材の製造方法。
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