(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性エレクトレット繊維状シートに、１５０℃での溶融粘度が２０００センチポイズ以上２００００センチポイズ以下の生分解性ホットメルト材料からなる形状補強用部材が接合されていることを特徴とする成形繊維状シート。
【請求項２】
生分解性エレクトレット繊維状シートが、プリーツ形状であることを特徴とする請求項１に記載の成形繊維状シート。
【請求項３】
形状補強用部材のホットメルト材料が、ＪＩＳ−Ｋ−６８６３に基づく測定において、軟化点が９０℃以上であり、且つ、繊維状シートの融点より１０℃以上低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の成形繊維状シート。
【請求項４】
生分解性エレクトレット繊維状シートが、脂肪族ポリエステルを主成分とする繊維状シートであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の成形繊維状シート。
【請求項５】
生分解性エレクトレット繊維状シートに、１５０℃での溶融粘度が２０００センチポイズ以上２００００センチポイズ以下の生分解性ホットメルト材料からなる形状補強用部材が接合されていることを特徴とする成形繊維状シートが、該シートを収納する生分解性の枠材と一体化されていることを特徴とする空気清浄用フィルターユニット。
【請求項６】
生分解性エレクトレット繊維状シートが、プリーツ形状であることを特徴とする請求項５に記載の空気清浄用フィルターユニット。
【請求項７】
形状補強用部材のホットメルト樹脂が、ＪＩＳ−Ｋ−６８６３に基づく測定において、軟化点が９０℃以上であり、且つ、繊維状シートの融点より１０℃以上低いことを特徴とする請求項５又は６に記載の空気清浄用フィルターユニット。
【請求項８】
生分解性エレクトレット繊維状シートが、脂肪族ポリエステルを主成分とする繊維状シートである特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載の空気清浄用フィルターユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解処理が可能で、更に省エネルギーや低騒音が要求される機器に搭載するのに好適な、低い圧力損失で空気中の粉塵が除去できるエレクトレット繊維状シートを、生分解性の形状補強用部材と接合してなる成形繊維状シート、および成形繊維状シートを生分解性の枠材と一体化してなる空気清浄用フィルターユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、繊維状シートの形状を補強する部材として、特許文献１、２に波型等のセパレータや特許文献３に櫛状の分離材を挿入した成形繊維状シートが考案されている。但し、従来の形状補強用部材として使用される分離材が、アルミニウム等の金属およびオレフィン系、ポリアミド系、合成ゴム系、ウレタン系樹脂が使用されており、これらの補強部材は生分解性でないため、たとえ繊維状シート部分が分解したとしても、補強部材が分解しにくいという問題があった。更に、特許文献４では、ホットメルト樹脂をプリーツ形状の頂点に架橋固定した方法が考案されている。但し、ホットメルト樹脂が共重合ポリアミド、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン等の樹脂であり、前記の分離材と同様に生分解性でないという問題を有していた。
【０００３】
一方、成形繊維状シートを収納する枠材として、アルミニウム等の金属などの不燃物、オレフィン系、ポリアミド系、合成ゴム系、ウレタン系樹脂が使用されており、これらの枠材は生分解性でないため、たとえ成形繊維状シートが分解したとしても、枠材が分解しにくいという問題があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−２９０９９７号公報
【特許文献２】
特開２００２−３３６６２９号公報
【特許文献３】
特開平９−１７３７４８号公報
【特許文献４】
特開昭６４−６３０１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような現状を考慮して、枠材と成形繊維状シートが一体となっていない場合は、エレクトレット繊維状シートの形状を補強する部材と接合し、両者が生分解性材料からなることにより、低い圧力損失で粉塵除去性能が高い生分解性成形繊維状シートが得られる。この場合、枠材は継続使用し、成形繊維状シートのみを交換することが可能になる。
【０００６】
一方、枠材と成形繊維状シートが一体の場合は、成形繊維状シートと枠材の両者が生分解性材料からなることにより、低い圧力損失で粉塵除去性能が高い生分解性空気清浄フィルターユニットが得られる。高性能な特性を有し、環境への負荷を低減することが可能な成形繊維状シートおよび空気清浄用フィルターユニットを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、生分解性エレクトレット繊維状シートに、生分解性材料からなる形状補強用部材が接合されていることを特徴とする成形繊維状シートである。
【０００８】
また本発明の好ましい実施態様は、生分解性エレクトレット繊維状シートが、プリーツ形状であることを特徴とする成形繊維状シートである。
【０００９】
また本発明の好ましい実施態様は、生分解性エレクトレット繊維状シートの形状補強用部材が、樹脂板、ホットメルト樹脂、又は生分解性エレクトレット繊維状シートより剛性の高い繊維状シートからなることを特徴とする成形繊維状シートである。
【００１０】
また本発明の好ましい実施態様は、形状補強用部材のホットメルト樹脂が、ＪＩＳ−Ｋ−６８６３に基づく測定において、軟化点が９０℃以上であり、且つ、繊維状シートの融点より１０℃以上低いことを特徴とする成形繊維状シートである。
【００１１】
また本発明の好ましい実施態様は、形状補強用部材の樹脂板が、光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の光学純度が７０％ｅｅ以上であるポリ乳酸を使用したことを特徴とする成形繊維状シートである。
【００１２】
また本発明の好ましい実施態様は、生分解性エレクトレット繊維状シートが、脂肪族ポリエステルを主成分とする繊維状シートであることを特徴とする成形繊維状シートである。
【００１３】
また本発明は、生分解性エレクトレット繊維状シートに、生分解性材料からなる形状補強用部材が接合されていることを特徴とする成形繊維状シートが、該シートを収納する生分解性の枠材と一体化されていることを特徴とする空気清浄用フィルターユニットである。
【００１４】
また本発明の好ましい実施態様は、生分解性エレクトレット繊維状シートが、プリーツ形状であることを特徴とする空気清浄用フィルターユニットである。
【００１５】
また本発明の好ましい実施態様は、プリーツ加工された生分解性エレクトレット繊維状シートの形状補強用部材が、樹脂板もくしはホットメルト樹脂からなることを特徴とする空気清浄用フィルターユニットである。
【００１６】
また本発明の好ましい実施態様は、形状補強用部材のホットメルト樹脂が、ＪＩＳ−Ｋ−６８６３に基づく測定において、軟化点が９０℃以上であり、且つ、繊維状シートの融点より１０℃以上低いことを特徴とする空気清浄用フィルターユニットである。
【００１７】
また本発明の好ましい実施態様は、形状補強用部材の樹脂板が、光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の光学純度が７０％ｅｅ以上であるポリ乳酸を使用したことを特徴とする空気清浄用フィルターユニットである。
【００１８】
また本発明の好ましい実施態様は、生分解性エレクトレット繊維状シートが、脂肪族ポリエステルを主成分とする繊維状シートである特徴とする空気清浄用フィルターユニットである。
【００１９】
また本発明の好ましい実施態様は、生分解性エレクトレット繊維状シートを収納する枠材が、少なくとも２面もしくは４面からなり、生分解性エレクトレット繊維状シートより剛性が高く、且つ樹脂板又は不織布であることを特徴とする空気清浄用フィルターユニットである。
【００２０】
また本発明の好ましい実施態様は、樹脂板の枠材が、光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の光学純度が７０％ｅｅ以上であるポリ乳酸を使用したことを特徴とする空気清浄用フィルターユニットである。
【００２１】
また本発明の好ましい実施態様は、樹脂板の枠材が、ポリ乳酸とポリブチレンサクシネート又はポリブチレンサクシネートアジペートを重量比で５：１〜１：１で混合したポリマーを使用することを特徴する空気清浄用フィルターユニットである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する生分解性エレクトレット繊維状シートは、脂肪族ポリエステルを主成分とすることが必要である。脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸および／またはポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂であることが好ましい。ポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂としては、乳酸にε−カプロラクトンなどの環状ラクトン類、α−ヒドロキシ酪酸、α−ドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ吉草酸などのα−オキシ酸類、エチレングリコール、１，４−ブタンジオールなどのグリコール類、コハク酸、セパチン酸などのジカルボン酸類が１種あるいは２種以上共重合されたものを用いることができる。共重合体には、ランダム共重合体および／またはブロック共重合体を用いることができる。また、分子末端にカルボキシル基をもつ化合物でポリマー分子末端をエステル化処理する事が好ましく、このことにより熱成形時の安定性を改善することが可能である。
【００２３】
繊維状シートの製造方法や形態は特に限定されないが、繊維は短繊維と長繊維のいずれでもよく、その集合形態として織物、編み物、不織布など種々のものを使用できるが、スパンボンド不織布、スパンレース不織布、メルトブローン不織布またはフィルムスプリット不織布であることがより好ましい。更に、繊維の断面も円形、三角形、矩形、異形など種々の形状のものを使用できる。繊維径は、１００μｍ以下のものを使用でき、好ましくは０．１〜１００μｍ、特に０．５〜７０μｍのものが好ましい。製造容易で、かつ空気清浄フィルタとしての使用に適するからである。又、繊維からなるシート状物の目付けとしては、１〜２００ｇ／ｍ2のものを使用でき、５〜１００ｇ／ｍ2のものが好ましく、１０〜５０ｇ／ｍ2のものが一層好ましい。低圧損化が可能となり、コスト的に有利だからである。
【００２４】
上記繊維状シート、例えば不織布にエレクトレット化する方法としては、コロナ荷電、電界荷電、熱間電界荷電、電子線照射などを挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、高帯電量で電荷が安定的に保持されるのであれば他の荷電方法を用いてもよい。コロナ荷電、電界荷電で行う場合は、１０ｋＶ／ｃｍ以上で電界強度が好ましく、１５ｋＶ／ｃｍ以上の電界強度が一層好ましい。電子線照射の場合は、０．１〜１Ｍｒａｄ程度で照射することが好ましい。
【００２５】
生分解性エレクトレット繊維状シートの剛性向上として、生分解性シートを積層する方法がある。生分解性シートは、ポリ乳酸系、脂肪族ポリエステル系、ラクトン樹脂、澱粉／ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリアミノ酸、セルロース等からなる繊維状シート、ネット等の通気性を有する生分解性シートが挙げられる。積層時に接着剤を使用する場合は、生分解性の接着剤を使用することが好ましい。エレクトレット繊維状シートより生分解性シートの方が低融点である場合、融点差を利用して熱ロール、熱エンボス等の接着剤を使用しない熱処理で積層することも可能である。
【００２６】
成形繊維状シートは、生分解性エレクトレット繊維状シートを形状保持用部材と接合しており、生分解性繊維状シートの形状は、単板形状、プリーツ形状が挙げられる。
【００２７】
生分解性エレクトレット繊維状シートには、長尺シート状のものが好ましく用いられる。エレクトレット化繊維状シートは、その長手方向において適当な間隔をおいて、折り曲げられ、プリーツ形状に成形される。長尺方向において折り曲げられる間隔は任意であり、その用途、エレクトレット繊維状シートの厚み、形状補強用部材に応じて決めることができる。
【００２８】
生分解性エレクトレット繊維状シートの形状補強用部材は、生分解性材料からなる樹脂板、樹脂板の成形品、ホットメルト樹脂、生分解性エレクトレット繊維状シートより剛性が高い生分解性繊維状シート等が挙げられる。
【００２９】
形状補強用部材の樹脂板は、脂肪族ポリエステルを主成分とすることが効果的であるが、生分解性を有し、樹脂板に相当する強度、加工性を有する材料でも使用可能である。脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸および／又は、ポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂であることが好ましい。ポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂としては、乳酸をε-カプロラクトンなどの環状ラクトン類、α−ヒドロキシ酪酸、α−ドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ吉草酸などのα−オキシ酸類、エチレングリコール、１．４−ブタンジオールなどのグリコール類、コハク酸、セバチン酸などのジカルボン酸類が1種あるいは2種以上共重合されたものを用いることができる。共重合体には、ランダム共重合体および、又は、ブロック共重合体を用いることができる。又、分子末端にカルボキシル基をもつ化合物でポリマー分子末端をエステル化処理することが好ましく、このことにより熱成形時の安定性を改善することが可能である。
【００３０】
ポリ乳酸は乳酸の脱水重縮合体である。乳酸の環状二量体であるラクチドを経由すると、容易に高分子量のポリ乳酸が得られる。乳酸には、光学異性体であるＬ−乳酸およびＤ−乳酸が存在する。ポリ乳酸は、その分子構造の中に存在するＬ体およびＤ体の比率により光学純度が異なり、その結晶性も異なることが知られている。機械的特性については、弾性率や伸度は光学純度依存性がないが、強度は光学純度が低くなるに従い、低くなる傾向にある。又、生分解性についても光学純度が低下するに従い速くなる。鋭意検討した結果、光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の光学純度が７０％ｅｅ以上であるポリ乳酸を使用したとき、従来のアルミニウム、木材、ＡＢＳ樹脂を使用した部材と同等以上の強度を示した。光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の光学純度が８０％ｅｅ以上であるポリ乳酸使用することがより好ましい。光学純度が７０％ｅｅ以下であるならば、その強度は、従来のアルミニウム、木材、ＡＢＳ樹脂よりも強度が小さくなり、濾材形状を維持させるという本来、枠材、部材が持つ機能を果たすことができない。（％ｅｅ：％ ｅｎａｎｔｉｏｍｅｒｉｃ  ｅｘｃｅｓｓ）
【００３１】
形状補強用部材の樹脂板の厚みは、生分解性の剛性にも関係するが、０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．２ｍｍ以上である。０．１ｍｍ未満の場合は強度不足で、形状補強が不充分の恐れがある。
【００３２】
形状補強用部材の樹脂板の形状は、波形状、櫛状、直線状等が挙げられる。生分解性エレクトレット繊維状シートがプリーツ形状の場合、波形に成形したセパレータをプリーツ間に挿入する方法（図１）、櫛状に成形したスタビライザーをプリーツ間に挿入する方法（図２）、直線状の成形したライナーをプリーツ頂点に接着する方法等が挙げられる。一方、生分解性エレクトレット繊維状シートが単板形状の場合、周囲４面もしくは２面に貼り付ける方法、単板形状の大きさ、生分解性エレクトレット繊維状シートの強度に応じて、周囲以外の内部にも貼り付けることができる。生分解性エレクトレット繊維状シートの形状に関わらず、樹脂板を生分解性エレクトレット繊維状シートに貼り付けるには、生分解性接着剤で貼り付けることが好ましい。
【００３３】
形状補強用部材の生分解性ホットメルト樹脂は、たとえば、脂肪族ジカルボン酸、或いはその酸無水物、またはそのジエステルと側鎖にアルキル基、またはアルケニル基を有する脂肪族ジカルボン酸、あるいはその酸無水物、またはそのジエステルと脂肪族グリコールとを触媒の存在下で重縮合反応させて生成してなる脂肪族ポリエステルを含む組成物である。この樹脂自体に生分解性を有し、かつ接着性に優れるという特性を有するものである。
【００３４】
ホットメルト樹脂の軟化点、粘度等を調整する方法として、たとえば、分子量のコントロール、ならびに使用するワックスの種類選定および混入量の調節等の方法がある。
【００３５】
ホットメルト樹脂は、一般にその軟化点よりも２０℃以上高い温度で加熱溶融され、塗布時にノズル等より吐出される。このとき、吐出による断熱膨脹効果および繊維シートへの塗布に至るまでの冷却効果により、溶融されたホットメルト樹脂の温度は、塗布にあたって約１０〜３０℃低下する。
【００３６】
そこで、ホットメルト樹脂の軟化点は、生分解性エレクトレット繊維状シートの融点より１０℃以上低い温度のホットメルト樹脂を用いれば、繊維シートに塗布された際のホットメルト樹脂の温度を繊維シートの融点より低くすることができ、これによりホットメルト樹脂の塗布による濾材の溶融を防止することができる。
【００３７】
ホットメルト樹脂の塗布により形成される形状補強用部材１本当りホットメルト樹脂の量が１〜１０ｇ／ｍが好ましい。１ｇ／ｍ未満の場合、補強用部材の役目が不充分となる。一方、１０ｇ／ｍを越えると、ノズルより吐出されたホットメルト樹脂の表面部は、空気との接触により冷却される。しかし、空気と接触することのない内部は温度低下が少なく、繊維シートの融点より高い温度を維持するようになる。このため、ホットメルト樹脂の塗布時に、繊維状シートが溶融する恐れが生じる。また、このような樹脂量の条件から、線状に塗布する樹脂の幅は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００３８】
また、ホットメルト樹脂の軟化点が９０℃未満である場合、生分解性エレクトレット繊維状シートを溶融することなく塗布を行うことができるものの、得られる成形繊維状シートが耐熱性に劣るため好ましくない。
【００３９】
本発明において、１５０℃でのホットメルト樹脂の溶融粘度は、２０００センチポイズ以上２００００センチポイズ以下であることが好ましく、より好ましくは３０００センチポイズ以上１５０００センチポイズ以下である。溶融粘度が２０００センチポイズ未満である場合、塗布されたホットメルト樹脂は平面状に広がり十分な高さの分離材が得られない。さらに、毛細管現象によりホットメルト樹脂が繊維シートの繊維間に浸透して冷却固化するため、その部分の通気性が失われ圧力損失が高くなる。溶融粘度が２００００センチポイズを越える場合には、十分な高さの分離材を得ることができ、圧力損失も小さくすることができるものの、ホットメルト樹脂からなる分離材と繊維シートとの接触面積が小さくなり、繊維状シートから分離材が剥離するという問題が生じる。
【００４０】
ホットメルト樹脂の生分解性エレクトレット繊維状シートに塗布する方法は、プリーツ頂点部間をホットメルト樹脂で架橋する方法（図３）、生分解性エレクトレット繊維状シートに一定間隔でホットメルト樹脂をビート状に塗布する方法（図４）等が挙げられる。
【００４１】
プリーツ頂点部間をホットメルト樹脂で架橋する方法について、プリーツ高さは１００ｍｍ以下、好ましくは６０ｍｍ以下である。また、プリーツの間隔は２〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍである。プリーツ間隔が２ｍｍ未満の場合、生分解性繊維状シートが相互に密着し易くなる。また、２０ｍｍより大きくなると、頂点部間に架橋固定するに当たって、ホットメルト樹脂が固化する間に、自重により、垂れ下がり、プリーツ頂点部のみならず、プリーツ斜面部にも接着し、この部分を加熱することになり、エレクトレット化特性の低下、生分解性エレクトレット繊維状シートの目詰まりを発生する恐れがある。
【００４２】
生分解性エレクトレット繊維状シートに一定間隔でホットメルト樹脂をビート状に塗布する方法について、ビート状ホットメルト樹脂同士の間隔が、１０〜１００ｍｍが好ましく、２０〜５０ｍｍがより好ましい。１０ｍｍ未満の場合、繊維状シート同士の接触はビート状ホットメルト樹脂によって確実に防止することができるものの、繊維状シートに占めるホットメルト樹脂の塗布面積が大きくなって通気性が低下する結果、空気清浄フィルタとしての圧力損失の上昇が顕著になる。
一方、１００ｍｍを越える場合、使用時に流体が繊維状シートを通過するときの差圧により、隣り合う繊維状シート同士が接触し、圧力損失が上昇する。
【００４３】
繊維状シートが折り畳まれる際に谷部となる領域には、ホットメルト樹脂の塗布を行わないことがより好ましい。
【００４４】
生分解性エレクトレット繊維状シートより剛性の高い生分解性繊維状シートは、ポリ乳酸系、脂肪族ポリエステル系、ラクトン樹脂、澱粉／ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリアミノ酸、セルロース等からなる不織布、ネット等の通気性を有する生分解性シートが挙げられる。生分解性繊維状シートの剛軟度は、ＪＩＳＬ１０９６「一般織物試験方法」剛軟性Ａ法に基づく測定において、１００ｍｍ以上が好ましい。１００ｍｍ未満の場合、高風圧時に剛性不足により、成形繊維状シートが変形する恐れがある。
【００４５】
生分解性エレクトレット繊維状シートに生分解性繊維状シートを積層する方法は、接着剤を使用する場合は、生分解性の接着剤を使用することが好ましい。エレクトレット繊維状シートより生分解性シートの方が低融点である場合、融点差を利用して熱ロール、熱エンボス等の接着剤を使用しない熱処理で積層することも可能である。
【００４６】
成形繊維状シートを収納する生分解性の枠材は、成形繊維状シートより剛性が高い材料からなる樹脂板および不織布等が挙げられる。
【００４７】
枠材の樹脂板は、脂肪族ポリエステルを主成分とすることが効果的であるが、生分解性を有し、樹脂板に相当する強度、加工性を有する材料でも使用可能である。脂肪族ポリエステルとしては、ポリ乳酸および/又は、ポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂であることが好ましい。ポリ乳酸を主体とする熱可塑性樹脂としては、乳酸をε-カプロラクトンなどの環状ラクトン類、α−ヒドロキシ酪酸、α−ドロキシイソ酪酸、α−ヒドロキシ吉草酸などのα−オキシ酸類、エチレングリコール、１．４−ブタンジオールなどのグリコール類、コハク酸、セバチン酸などのジカルボン酸類が1種あるいは2種以上共重合されたものを用いることができる。共重合体には、ランダム共重合体および、又は、ブロック共重合体を用いることができる。又、分子末端にカルボキシル基をもつ化合物でポリマー分子末端をエステル化処理することが好ましく、このことにより熱成形時の安定性を改善することが可能である。
【００４８】
ポリ乳酸は乳酸の脱水重縮合体である。乳酸の環状二量体であるラクチドを経由すると、容易に高分子量のポリ乳酸が得られる。乳酸には、光学異性体であるＬ−乳酸およびＤ−乳酸が存在する。ポリ乳酸は、その分子構造の中に存在するＬ体およびＤ体の比率により光学純度が異なり、その結晶性も異なることが知られている。機械的特性については、弾性率や伸度は光学純度依存性がないが、強度は光学純度が低くなるに従い、低くなる傾向にある。又、生分解性についても光学純度が低下するに従い速くなる。鋭意検討した結果、光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の光学純度が７０％ｅｅ以上であるポリ乳酸を使用したとき、従来のアルミニウム、木材、ＡＢＳ樹脂を使用した部材と同等以上の強度を示した。光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の光学純度が８０％ｅｅ以上であるポリ乳酸使用することがより好ましい。光学純度が７０％ｅｅ以下であるならば、その強度は、従来のアルミニウム、木材、ＡＢＳ樹脂よりも強度が小さくなり、濾材形状を維持させるという本来、枠材、部材が持つ機能を果たすことができない。（％ｅｅ: ％ ｅｎａｎｔｉｏｍｅｒｉｃ  ｅｘｃｅｓｓ）
【００４９】
ポリ乳酸は、耐衝撃性、耐熱性が低いため、各種成形品の商品化に際して使用環境や用途において制約を受けることがある。ポリ乳酸の対衝撃性を改良する方法としては、ポリエステル系エラストマー、天然ゴム、スチレンブタジエン共重合体をブレンドすることが提案されているが、生分解性という観点からは生分解性プラスチックである、ジオールおよびジカルボン酸からなる脂肪族ポリエステルであるポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペートは不透明ながらも弾性率が比較的低く耐衝撃性に優れている。これらとポリ乳酸とのブレンド体は透明性が失われるが、ポリ乳酸の高い弾性を生かしつつ対衝撃性を改良することが可能である。鋭意検討した結果、ポリ乳酸とポリブチレンサクシネート又はポリブチレンサクシネートアジペートを重量比で５：１〜１：１で混合したポリマーを、濾材を収納する枠材、及び濾材を補強する部材として使用したとき、従来のアルミニウム、ＡＢＳ樹脂、木材を使用した部材と同等以上の強度を示した。より好ましくは、ポリ乳酸とポリブチレンサクシネート又はポリブチレンサクシネートアジペートを重量比で４：１〜２：１で混合したポリマーを、濾材を収納する枠材、及び濾材を補強する部材として使用することである。ポリ乳酸の重量比が８０％より大きい、又は、６６％より小さいならば、その強度は、従来のアルミニウム、木材、ＡＢＳ樹脂を使用した枠材よりも強度が小さくなり、生分解性エレクトレット繊維状シート形状を維持させるという本来、枠材が持つ機能を果たすことができない。
【００５０】
枠材の樹脂板の厚みは、生分解性の剛性にも関係するが、０．５ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上である。０．５ｍｍ未満の場合は強度不足で、枠材による形状保持が不充分の恐れがある。
【００５１】
枠材の樹脂板は、直線状、コの字状からなり成形繊維状シートの少なくとも２面、４面に貼り付ける必要がある。成形繊維状シートの剛性が高ければ、枠材を２面貼り付けただけで、取り扱い性、フィルターユニット強度に問題が発生しないが、通常、枠材を４面に設置する。樹脂板を成形繊維状シートに貼り付けるには、生分解性接着剤で貼り付けることが好ましい。
【００５２】
枠材の不織布は、ポリ乳酸系、脂肪族ポリエステル系、ラクトン樹脂、澱粉／ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリアミノ酸、セルロース等からなる不織布、ネット等の通気性を有する生分解性シートが挙げられる。樹脂板に相当する強度、加工性を有する材料でも使用可能である。但し、繊維不織布では剛性が低い可能性があり、繊維不織布に生分解性樹脂を塗布し、乾燥することにより、剛性を高くすることができる。枠材に使用できる不織布の剛軟度は、ＪＩＳＬ１０９６「一般織物試験方法」剛軟性Ａ法に基づく測定において、２００ｍｍ以上が好ましい。２００ｍｍ未満の場合、高風圧時に剛性不足により、成形繊維状シートが変形する恐れがある。上記同様に枠材に使用できる不織布を成形繊維状シートに貼り付けるには、生分解性接着剤で貼り付けることが好ましい。
【００５３】
上記に形状補強用部材、枠材に関して各々記載しているが、形状補強用部材と枠材を同時に形成させる方法として、射出成形による一体成形が挙げられる。単板形状およびプリーツ形状の生分解性エレクトレット繊維状シートを、金型に装着し、溶融樹脂を金型の隙間部に流し込み、冷却固化することで、生分解性エレクトレット繊維状シートと枠材を一体化することができる。この場合、両者を接合する接着剤は不要となる。さらに、上述の形状補強用部材の代わりに、枠部以外に櫛状、直線状の隙間を設ける事で、枠材作製時に、同時に形状補強用部材も成形することが可能である。形状補強用部材のみでも、作製可能である。
【００５４】
まず、本実施例で用いたフィルタの試験方法を以下に示す。
【００５５】
（捕集効率）
隣り合うプリーツ同士の間隔が５ｍｍとなるよう組込み、ＪＩＳ Ｂ ９９０８「換気用エアフィルタユニット」、８．１．１項の「粒子捕集試験」に基づき、５６ｍ3／ｍｉｎの空気を通過させたときの０．３μｍＤＯＰ粒子に対する捕集効率を求めた。
【００５６】
（圧力損失）
捕集効率の評価と同じサンプルを用い、ＪＩＳ Ｂ ９９０８「換気用エアフィルタユニット」、８．１．２項の「圧力損失試験」に基づき、５６ｍ3／ｍｉｎの空気を通過させたときの圧力損失を求めた。
【００５７】
（生分解性）
成形繊維状シート、空気清浄フィルターユニットを１００ｍｍ×１００ｍｍ×６０ｍｍに作製し、コンポスター（生ゴミ処理機、三井ホーム社製『ＭＡＭ』）中に入れ、７日後にサンプルの形態（分解の程度）を目視観察し、以下の基準に従って評価した。
○：サンプルの姿が完全になし
△：サンプルの断片あり
×：サンプルの姿が殆ど残っている
【００５８】
（耐風圧性）
空気清浄用フィルターユニットを、ＪＩＳ  Ｂ  ９９０８記載のフィルターユニット評価装置に装着し、風量を５６ｍ3／ｍｉｎの空気を通過させたときの成形繊維状シートの変形を評価した。
【００５９】
実施例
以下実施例によって本発明をさらに詳述するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施することはすべて本発明の技術範囲に包含される。
【００６０】
［実施例１］
繊維径２５μｍ、目付４０ｇ／ｍ2、厚み０．３５ｍｍ、融点１７０℃のエンボス加工を施したポリ乳酸製スパンボンド不織布をエレクトレット化し、エレクトレット繊維状シートを得た。該エレクトレット繊維状シートをプリーツ幅６０ｍｍでプリーツ加工をした。その各プリーツの間に、形状補強用部材として、光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の光学純度が７０％ｅｅのポリ乳酸からなる厚み０．２ｍｍ、波形形状に加工したセパレータを装着した成形繊維状シートを作製した。その後、フィルターユニット枠は、光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の光学純度が７０％ｅｅのポリ乳酸からなる厚み２ｍｍの樹脂枠で、成形繊維状シートの４面を脂肪族ジカルボン酸で接着し、空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００６１】
［実施例２］
実施例１のエレクトレット繊維状シートをプリーツ幅６０ｍｍでプリーツ加工し、そのプリーツの間に、形状補強用部材として、光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の光学純度が７０％ｅｅのポリ乳酸からなる厚み２ｍｍ、櫛状形状に加工したスタビライザーを空気が流れる方向の上流側および下流側に各１０本を装着した成形繊維状シートを作製した。その後、実施例１のフィルターユニット枠で、空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００６２】
［実施例３］
実施例１のエレクトレット繊維状シートをプリーツ幅６０ｍｍでプリーツ加工し、形状補強用部材として軟化点１４５℃、溶融粘度５８００ＣＰの脂肪族ジカルボン酸のホットメルト樹脂を２５．４ｍｍ間隔、塗布量１．５ｇ／ｍでビート状に塗布した成形繊維状シートを作製した。その後、実施例１のフィルターユニット枠で、空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００６３】
［実施例４］
実施例１のエレクトレット繊維状シートをプリーツ幅６０ｍｍでプリーツ加工し、形状補強用部材として、軟化点１４５℃、溶融粘度５８００ＣＰの脂肪族ジカルボン酸のホットメルト樹脂を塗布量７ｇ／ｍで、空気が流れる方向の上流側および下流側に各１０本、プリーツ頂点を架橋した成形繊維状シートを作製した。その後、実施例１のフィルターユニット枠で、空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００６４】
［実施例５］
形状補強用部材として、繊維径３０μｍ、目付６０ｇ／ｍ2、厚み０．４ｍｍ、融点１７０℃のエンボス加工を施したポリ乳酸製スパンボンド不織布に、脂肪族ジカルボン酸を２０ｇ／ｍ2を添着加工し、乾燥固化した。この形状補強用部材の剛軟性は１５０ｍｍであった。この形状補強用部材と実施例１のエレクトレット繊維状シートをエンボス加工で積層した成形エレクトレット繊維状シートを得た。該エレクトレット繊維状シートをプリーツ幅６０ｍｍでプリーツ加工し、成形繊維状シートを作製した。その後、実施例１のフィルターユニット枠で、空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００６５】
［実施例６］
不織布形状の枠材として、繊維径３０μｍ、目付１１０ｇ／ｍ2、厚み０．７ｍｍ、融点１７０℃のエンボス加工を施したポリ乳酸製スパンボンド不織布に、脂肪族ジカルボン酸を２０ｇ／ｍ2を添着加工し、乾燥固化した。この枠材の剛軟性は２２０ｍｍであった。実施例２の成形繊維状シートの４面を、不織布形状の枠材を脂肪族ジカルボン酸で接着し、空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００６６】
［実施例７］
実施例５の成形繊維状シートをプリーツ幅６０ｍｍでプリーツ加工し、射出成形の金型に装着した。その後、光学異性体であるＬ−乳酸とＤ−乳酸の光学純度が７０％ｅｅのポリ乳酸を溶融し、枠の厚み２ｍｍ、形状補強用部材の厚み２ｍｍで、空気が流れる方向の上流側および下流側に各１０本の櫛状形状が形成されるように隙間を設置し、その隙間部に溶融樹脂を流し込み、冷却固化し、一体成形による空気清浄用フィルターユニットを作製した。成形繊維状シートは形状補強用部材のみに、樹脂を射出成形して、作製した。
【００６７】
［比較例１］
繊維径２５μｍ、目付４０ｇ／ｍ2、厚み０．３５ｍｍ、融点１６５℃のエンボス加工を施したポリプロピレン製スパンボンド不織布をエレクトレット化し、エレクトレット繊維状シートを得た。該エレクトレット繊維状シートをプリーツ幅６０ｍｍでプリーツ加工をした。軟化点１０７℃、溶融粘度３４００ＣＰのエチレン酢酸ビニル共重合のホットメルト樹脂を２５．４ｍｍ間隔で、塗布量１．５ｇ／ｍの成形繊維状シートを作製した。
その後、フィルターユニット枠は、ＡＢＳ樹脂からなる厚み２ｍｍの樹脂枠で、成形繊維状シートの４面をポリエチレンで接着し、空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００６８】
［比較例２］
実施例１の形状補強用部材の厚みが０．０５ｍｍ以外は、実施例１と同一の成形繊維状シートおよび空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００６９】
［比較例３］
実施例２の形状補強用部材の厚みが０．０５ｍｍ以外は、実施例２と同一の成形繊維状シートおよび空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００７０】
［比較例４］
実施例３の形状補強用部材のホットメルト樹脂間隔が１１０ｍｍ、塗布量が１２ｇ／ｍ以外は、実施例３と同一の成形繊維状シートおよび空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００７１】
［比較例５］
実施例４の形状補強用部材のホットメルト樹脂塗布量が１２ｇ／ｍ以外は、実施例４と同一の成形繊維状シートおよび空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００７２】
［比較例６］
形状補強用部材として、繊維径３０μｍ、目付２０ｇ／ｍ2、厚み０．１５ｍｍ、融点１７０℃のエンボス加工を施したポリ乳酸製スパンボンド不織布に、脂肪族ジカルボン酸を２ｇ／ｍ2を添着加工し、乾燥固化した。この形状補強用部材の剛軟性は７０ｍｍであった。この形状補強用部材と実施例１のエレクトレット繊維状シートをエンボス加工で積層した成形エレクトレット繊維状シートを得た。該エレクトレット繊維状シートをプリーツ幅６０ｍｍでプリーツ加工をした。
その後、実施例１のフィルターユニット枠で、空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００７３】
［比較例７］
不織布形状の枠材として、繊維径３０μｍ、目付６０ｇ／ｍ2、厚み０．４ｍｍ、融点１７０℃のエンボス加工を施したポリ乳酸製スパンボンド不織布に、脂肪族ジカルボン酸を２０ｇ／ｍ2を添着加工し、乾燥固化した。この形状補強用部材の剛軟性は１５０ｍｍであった。実施例１の成形繊維状シートの４面を、不織布形状の枠材を脂肪族ジカルボン酸で接着し、空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００７４】
［比較例８］
実施例７の射出成形の樹脂がＡＢＳ樹脂以外は、実施例７と同一の成形繊維状シートおよび空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００７５】
［比較例９］
実施例２成形繊維状シートに、フィルターユニット枠は、ＡＢＳ樹脂からなる厚み２ｍｍの樹脂枠で、成形繊維状シートの４面をポリエチレンで接着し、空気清浄用フィルターユニットを作製した。
【００７６】
上述したフィルタについて、外観および先に説明した方法により捕集効率、圧力損失、耐風圧性を測定した。結果を第１表、第２表に示す。
【００７７】
【表１】
0003722290.tif 000002
【００７８】
【表２】
0003722290.tif 000003
【００７９】
【発明の効果】
本発明により、単に不織布シートが生分解性をゆうするのでは無く、ユーザーが空気清浄用途で実際に使用する形態において、高性能（低圧力損失，高粉塵除去性能）で且つ生分解性を有し環境への負荷を低減が低い、成形繊維状シート、若しくは空気清浄用フィルターユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】波形に成形したセパレータをプリーツ間に挿入する方法。
【図２】櫛状に成形したスタビライザーをプリーツ間に挿入する方法。
【図３】プリーツ頂点部間をホットメルト樹脂で架橋する方法。
【図４】生分解性エレクトレット繊維状シートにホットメルト樹脂をビート状に塗布する方法。
【図５】ホットメルト樹脂をビート状に塗布する方法の製法概略図である。
【符号の説明】
１  ：繊維状シート
１’：成形繊維状シート
２  ：ホットメルト樹脂の分離材
３  ：ホットメルト樹脂
５  ：ノズル
６  ：プリーツ
７  ：プリーツの谷部
【図１】
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【図２】
0003722290.tif 000005
【図３】
0003722290.tif 000006
【図４】
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【図５】
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