(57)【要約】  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。【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は帯電濾材及び帯電濾材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−００１０２０号公報
【特許文献２】特開２００３−２０５２１０号公報
【特許文献３】特開２００４−０６６０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
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。【００１４】
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。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
（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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
（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。
【００３１】
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。
【００３２】
（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
（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。
【００４０】
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。
【００４１】
（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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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。
【００５１】
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。
【００５２】
（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］
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【実施例】
【００６５】
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。【００６６】
（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。【００６７】
（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。【００６８】
（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。【００６９】
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。【００７０】
（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。【００７１】
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。【００７２】
（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。【００７３】
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。【００７４】
【表１】
2018174176.tif 000002
【００７５】
【表２】
2018174176.tif 000003
【００７６】
【表３】
2018174176.tif 000004
【００７７】
【表４】
2018174176.tif 000005
【００７８】
（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。【００７９】
（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。【００８０】
（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。【００８１】
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。【００８２】
【表５】
2018174176.tif 000006
【００８３】
【表６】
2018174176.tif 000007
【００８４】
（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。【００８５】
【表７】
2018174176.tif 000008
【００８６】
【表８】
2018174176.tif 000009
【００８７】
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。【００８８】
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。【００８９】
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。【００９０】
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。【００９１】
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。【００９２】
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。【００９３】
（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。【００９４】
（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。【００９５】
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。【００９６】
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。【００９７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
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。
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月18日(2019.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
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。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
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。
【国際調査報告】
2018174176.tif 000010
2018174176.tif 000011
2018174176.tif 000012
2018174176.tif 000013