(57)【要約】  静電帯電吸着及び臭気消去用の不織布エレクトレット繊維ウェブ、並びにその調製プロセス。特定の代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、多数のエレクトレット繊維と、複数の光触媒繊維又は複数の多成分繊維のうちの少なくとも１つと、所望により、複数の化学的に活性な微粒子、複数の炭素系繊維、又は複数の単一成分熱可塑繊維のうちの少なくとも１つとを含む。他の代表的な実施形態では、エレクトレット繊維、１つ以上の光触媒繊維、化学的に活性な微粒子、多成分繊維、単一成分可塑性繊維、又は炭素系繊維を含む、不織布繊維ウェブを調製するための、カーディング及びクロスラッピング、又はエアレイ加工が開示されている。いくつかの代表的な実施形態では、本開示の代表的な不織布エレクトレット繊維ウェブは、優れた気体濾過特性、空中浮遊する汚染物質の高い吸着特性、加えて臭気消去機能を示す。
2014518339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランダムに配向され離散した複数の繊維を含む単一層を含む、不織布エレクトレット繊維ウェブであって、
前記複数の繊維が、
複数のエレクトレット繊維と、
複数の光触媒繊維、又は複数の多成分繊維の中の少なくとも１つと、所望により
複数の化学的に活性な微粒子、複数の炭素系繊維、又は複数の単一成分熱可塑性繊維の中の少なくとも１つと、を含む繊維である、不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項２】
複数の光触媒繊維を含み、前記エレクトレット繊維と前記光触媒繊維の重量比が、１：１９から１９：１である、請求項１に記載の不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項３】
複数の多成分繊維を含み、前記不織布エレクトレット繊維ウェブにおける前記多成分繊維の重量百分率が、不織布エレクトレット繊維ウェブの総重量を基準として、０重量％より多くかつ１０重量％未満である、請求項１又は２に記載の不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項４】
造粒活性炭の形態における複数の化学的に活性な微粒子を含み、前記化学的に活性な微粒子の重量百分率が、前記不織布エレクトレット繊維ウェブの総重量に基づいて、１０重量％〜６０重量％であり、所望により、不織布エレクトレット繊維ウェブがひだ付けされている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項５】
前記不織布エレクトレット繊維ウェブが、竹炭繊維及び椰子炭繊維から選択される複数の炭素系繊維を更に含み、前記不織布エレクトレット繊維ウェブの総重量を基準として、前記不織布エレクトレット繊維ウェブにおける前記炭素系繊維の重量百分率が３０〜８５％重量であり、前記不織布エレクトレット繊維ウェブにおける前記エレクトレット繊維の重量百分率が１０〜６０重量％であり、前記不織布エレクトレット繊維ウェブにおいて前記化学的に活性な微粒子が存在する場合の重量百分率が１０〜６０重量％であり、前記不織布エレクトレット繊維ウェブにおいて前記光触媒繊維が存在する場合の重量百分率が５〜２０重量％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項６】
前記不織布エレクトレット繊維ウェブが、複数の単一成分熱可塑性繊維を更に含み、前記不織布エレクトレット繊維ウェブの総重量を基準として、前記不織布エレクトレット繊維ウェブにおける前記単一成分熱可塑性繊維の重量百分率が５〜３０重量％であり、前記不織布エレクトレット繊維ウェブにおける前記エレクトレット繊維の重量百分率が５〜６０重量％であり、前記不織布エレクトレット繊維ウェブに前記炭素系繊維が存在する場合の重量百分率が３０〜８５重量％であり、前記不織布エレクトレット繊維ウェブに前記光触媒繊維が存在する場合の重量百分率が５〜８０重量％であり、前記不織布エレクトレット繊維ウェブに前記化学的に活性な微粒子が存在する場合の重量百分率が１０〜６０重量％である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項７】
前記エレクトレット繊維が、静電帯電プロセスに供された誘電性（共）重合体繊維から構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項８】
前記光触媒繊維が、ハニカム光触媒繊維、ナノ級光触媒微粒子でコーティングされた合成繊維、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項９】
前記エレクトレット繊維が、１０〜１００ｍｍの長さ、及び円形又は矩形である断面を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項１０】
前記光触媒繊維が、１０〜１００ｍｍの長さ、及び０．５〜２０デニールの繊度値を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項１１】
前記単一成分熱可塑性繊維が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）単一成分熱可塑性繊維、ポリエチレン（ＰＥ）単一成分熱可塑性繊維、又はポリ乳酸（ＰＬＡ）単一成分熱可塑性繊維から選択される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項１２】
前記不織布エレクトレット繊維ウェブが、坪量４０〜２５０ｇｓｍである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の不織布エレクトレット繊維ウェブ。
【請求項１３】
不織布エレクトレット繊維ウェブを調製する方法であって、
前記不織布エレクトレット繊維、存在する場合は前記光触媒繊維、存在する場合は前記多成分繊維、存在する場合は前記単一成分熱可塑性繊維、存在する場合は前記複数の化学的に活性な微粒子、及び存在する場合は前記炭素系繊維を、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するための以下の処理、
存在する前記繊維を開繊する工程、
存在する前記繊維を混合する工程、
存在する前記繊維及び存在する前記化学的に活性な微粒子を給送装置に送達する工程、
その後、存在する前記繊維及び存在する前記化学的に活性な微粒子から、カーディング及びクロスラッピング、又はエアレイ加工のうちの少なくとも１つによって、前記不織布エレクトレット繊維ウェブを、形成する工程、並びに
その後、前記形成された不織布エレクトレット繊維ウェブを結合する工程に供する、工程を含み、所望により、前記結合された不織布エレクトレット繊維ウェブが、４０〜２５０ｇｓｍの坪量を有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の前記不織布エレクトレット繊維ウェブを調製する方法。
【請求項１４】
カーディング及びクロスラッピングによる前記不織布エレクトレットの形成が、更に、
存在する前記繊維を粗開繊装置に送達して、前記繊維を粗開繊する工程と、
その後、前記粗開繊した繊維を混合装置に送達して、前記繊維を機械的に混合する工程と、
その後、前記機械的に混合した繊維を、微細開繊処理に供する工程と、
その後、前記処理した繊維を、前記繊維を均一に給送するための給送装置に導入する工程と、
その後、前記処理した繊維を、実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するためのカーディング機に給送する工程と、
その後、前記実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを、クロスラッピング加工に供する工程と、
その後、前記クロスラッピングされた不織布エレクトレット繊維ウェブを、ニードルパンチング加工に供する工程と、を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
エアレイ加工による不織布エレクトレットの形成が、更に、
存在する前記繊維を、粗開繊装置に送達して、前記繊維を粗開繊する工程と、
その後、前記粗開繊した繊維を混合装置に送達して、前記繊維を機械的に混合する工程と、
その後、前記機械的に混合した繊維を、微細開繊処理に供する工程と、
その後、前記処理した繊維を、前記処理した繊維を均一に給送するための給送装置に導入する工程と、
その後、前記処理した繊維を、エアレイ加工機に給送して、実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する工程と、
その後、前記実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを、ニードルパンチング加工に供する工程と、を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
存在する前記繊維を、粗開繊装置に送達して、前記繊維を粗開繊する工程と、
その後、前記粗開繊した繊維を混合装置に送達して、前記繊維を機械的に混合する工程と、
その後、前記機械的に混合した繊維を、微細開繊処理に供する工程と、
その後、前記処理した繊維を、前記処理した繊維を実質的に均一に給送するための給送装置に導入する工程と、
その後、前記処理した繊維を、カーディング機に給送して、実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを生産する工程と、
その後、前記実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを、クロス・ラッピング加工に供する工程と、
その後、前記クロスラップされた不織布エレクトレット繊維ウェブを、スルーエア結合加工に供する工程と、を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
存在する前記繊維を、粗開繊装置に送達して、繊維を粗開繊する工程と、
その後、前記粗開繊した繊維を、混合装置に送達して、前記繊維を機械的に混合する工程と、
その後、前記機械的に混合した繊維を、微細開繊処理に供する工程と、
その後、前記処理した繊維を、前記処理した繊維を実質的に均一に給送するための給送装置に導入する工程と、
その後、前記処理した繊維を、実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するためのエアレイ機に給送する工程と、
その後、前記実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを、スルーエア結合に供する工程と、を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
開繊が、開繊ローラーによって達成され、前記開繊ローラーが、毎秒３０〜５０回転の回転速度を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記結合が、穿刺回数が１００〜１０００回／分のニードルパンチング加工、又は熱風温度が１３０〜１５０℃のスルーエア結合を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記結合された不織布エレクトレット繊維ウェブが、カレンダー加工工程又はひだ付け工程のうちの少なくとも１つに供される、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エレクトレット繊維と、光触媒活性を有する繊維及び化学的に活性な微粒子を有する繊維のうちの一方又は両方とを含む、不織布エレクトレット繊維ウェブに関する。より具体的には、本開示は、空気濾過材として、例えば、暖房、換気、及び冷却（ＨＶＡＣ）装置用のエアフィルター；車両用のキャビンエアフィルター；呼吸マスク等として有用な、不織布エレクトレット繊維ウェブについて記載する。
【背景技術】
【０００２】
空気の質は生命にとって極めて重大なものであり、多くの企業は、微粒子、揮発性有機物（ＶＯＣ）等の空中浮遊する汚染物質を、高性能、低気流抵抗で除去するための濾過材を研究している。繊維状空気濾過材の開発は、ここ最近、超極細繊維（例えば、ナノファイバ）、又は空気流の中に現れる汚染物質を補足するための帯電繊維の使用に焦点をあてている。ナノファイバの使用は、概して、比較的大きな圧力低下、又は気流抵抗を生じさせ、一部の空気濾過の用途では逆効果をもたらし得るものである。一方、帯電繊維の吸着能力は、繊維状ウェブにおいて、そのような繊維の量によって制限され、空中浮遊する微粒子を吸着するための帯電繊維の効率性には限界があり、これらの材が帯電飽和限界に達することにより、時間の経過とともに減少する。更に、そのような繊維の単独使用は、一般に、ホルムアルデヒド等のＶＯＣの存在による臭気を効果的に除去することができない。
【０００３】
米国特許第５，２３０，８００号、同第５，７９２，２４２号、及び欧州特許第０８８１９３１Ｂ１号は、静電気帯電した繊維を組み込んだフィルターを開示している。最近のいくつかの特許は、臭気を減少させるために、光触媒微粒子（例えば、二酸化チタン）又は光触媒繊維の使用について記載している。中国特許第１０１４２８２０９Ａ号は、静電紡糸によって調製されるナノ繊維上で支持される二酸化チタン触媒を開示している。中国特許第１５９３７６６Ａ号は、スプレーコーティングによって調製されるアルミニウムハニカム光触媒フィルターを開示している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明者らは、集中的な研究を通じて、単一層の中に、スプリットフィルム静電（すなわち、エレクトレット繊維）、と、光触媒繊維又は造粒活性炭のうちの少なくとも１つとを含む、特定の代表的な不織布エレクトレット繊維ウェブが、高い汚染物質吸着性能、及び空気濾過において長期の使用に必要な低気流抵抗性の両方を有し、空中浮遊する汚染物質（例えば、微粒子及び揮発性有機化合物）を除去し、ウェブを通過した空気流中の臭気を消去することを見出している。
【０００５】
このように、一態様では、本開示は、単一層の中に、複数のエレクトレット繊維と、複数の光触媒繊維及び複数の化学的に活性な微粒子好ましくは造粒活性炭微粒子の一方又は両方と；所望により、複数の多成分繊維、複数の単一成分熱可塑性繊維、及び複数の炭素系繊維のうちの１つ以上とを含む、空気濾過に有用な不織布エレクトレット繊維ウェブについて記載する。特定の代表的な実施形態においては、不織布エレクトレット繊維ウェブは、空中の汚染物質を閉じ込める、あるいは吸着するために利用可能な全表面積を増加させるために波形状又はひだ付きの構造を有し得る。いくつかの代表的な実施形態では、不織布繊維ウェブにおけるエレクトレット繊維と光触媒繊維の重量比は、１：１９から１９：１である。
【０００６】
別の態様では、本開示は、不織布繊維ウェブを調製するために、エレクトレット繊維、存在する場合は光触媒繊維、存在する場合は多成分繊維、存在する場合は単一成分熱可塑性繊維、存在する場合は炭素系繊維、及び存在する場合は化学的に活性な微粒子を、以下の処理、すなわち、開繊、混合、給送装置への送達、その後のカーディング又はエアレイ加工、及び結合を受けさせて、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する工程を含むプロセスを説明する。特定の代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するために、カーディング、クロスラッピング法、又はエアレイ法を使用して形成される。
【０００７】
更なる代表的な実施形態においては、不織布エレクトレット繊維ウェブは、空中浮遊する汚染物質を閉じ込める、あるいは吸着するために利用可能な全表面積を増加させるための波形状又はひだ付きの構造を有するひだ付けしたウェブを得るように加工されてもよい。いくつかのそのような実施形態では、ひだ付けしたウェブは、空気流をパターンを付けた穿孔コレクタの中の穿孔に通過させながら、ウェブ構成物を、例えば、複数のＶ字形ランド及び溝を含む三次元の波状化パターンを有するパターンを付けた穿孔コレクタ上でエアレイ加工することによって形成することができ、成形した不織布繊維ウェブは、続いて繊維結合プロセスに供される。別の形態では、ひだ付けしたウェブは、カーディング及びクロスラッピング又はエアレイ加工によって形成された接合した不織布繊維ウェブを、カレンダーにかけ、機械的にひだ付け加工をすることによって形成することができる。ひだ付けしたウェブは、エレクトレット繊維と、複数の光触媒繊維及び複数の化学的に活性な微粒子、好ましくは造粒活性炭微粒子の一方又は両方を含み、所望により、複数の多成分繊維、複数の単一成分熱可塑性繊維、及び複数の炭素系繊維のうちのの１つ以上を含む。
【０００８】
更なる一態様では、空気濾過材、例えば、ＨＶＡＣ装置用のエアフィルター、キャビンエアフィルター、呼吸マスク等として有用な、不織布エレクトレット繊維ウェブが提供される。特定のそのような実施形態では、空気濾過材は優れた通気特性（例えば、気流抵抗及び圧力低下が低い）、汚染物質（例えば、微粒子、ＶＯＣ）の高吸収効率、優れた臭気消去効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の代表的な実施形態による、不織布エレクトレット繊維ウェブにおける繊維の配列様態を図示する概略図。
【図２】微粒子物質が本開示の代表的な実施形態による不織布エレクトレット繊維ウェブに入った後に、微粒子物質の一部が繊維の表面に付着し、その他のものが繊維から構成されるウェブ形状の構造によって捕捉される、概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書及び添付の実施形態において使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、その内容について別段の明確な指示がない限り、複数の指示対象を包含する。したがって、例えば「化合物（a compound）」を含有する微細繊維への言及は、２種以上の化合物の混合物を含む。本明細書及び添付の実施形態において使用されるとき、用語「又は」は、その内容が特に明確に指示しない限り、一般的に「及び／又は」を包含する意味で用いられる。
【００１１】
本明細書で使用するとき、末端値による数値範囲での記述には、その範囲内に包含されるあらゆる数値が含まれる（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８、４、及び５を含む）。特に指示がない限り、明細書及び実施形態に使用されている成分の量、性質の測定値などを表す全ての数は、全ての例において、用語「約」により修飾されていることを理解されたい。したがって、特に指示がない限り、先行の本明細書及び添付の実施形態の列挙に記載の数値的パラメーターは、本開示の教示を利用して当業者により得ることが求められる所望の性質に応じて変化し得る近似値である。最低限でも、また、請求される実施形態の範囲への同等物の原則の適用を限定する試行としてではなく、少なくとも各数値パラメーターは、報告された有効数字の数を考慮して、そして通常の概算方法を適用することによって解釈されなければならない。
【００１２】
以下の用語集の定義された用語について、請求項又は明細書の他の箇所で異なる定義が提供されない限り、これらの定義が出願全体に適用されるものとする。
【００１３】
用語
「エレクトレット」（例えば、エレクトレット（例えば、スプリットフィルム帯電）繊維、又はエレクトレット繊維を含む不織布エレクトレット繊維ウェブ）は、半永久的に埋め込まれた静電荷（材料の抵抗が高いことに起因して、数百年もの長期間減衰しない）及び／又は半永久的に配向された双極子分極を持つ安定な誘電材料である。
【００１４】
「ハイドロ帯電（した）」は、繊維集合体に関して使用するとき、繊維が、極性流体（例えば、水、アルコール、ケトン、又は極性流体の混合物）と密接に接触して配置され、続いて繊維が帯電するのに十分な条件下で乾燥させられていることを意味する。
【００１５】
「不織布繊維ウェブ」とは、交互に置かれるが、編布におけるような特定可能な様式ではない、個々の繊維又は繊維の構造を有する物品又はシートを意味する。不織布又はウェブは、例えば、メルトブロー法、エアレイ加工法、及び結合カードウェブ法等の多くの方法から形成されている。
【００１６】
「（共）重合体」とは、ホモポリマー又はコポリマーを意味する。
【００１７】
「凝集不織布繊維ウェブ」とは、自己支持性があるウェブを形成するのに十分な繊維の交絡又は接合を特徴とする、繊維ウェブを意味する。
【００１８】
「自己支持性がある」とは、実質的に破けたり破損することがなく、覆いやすく、かつ取り扱いやすい、十分な収束性及び強度を有するウェブを意味する。
【００１９】
「ダイ」とは、メルトブローン法及びスパンボンディング法を含むがこれらに限定されないポリマー溶融法及び繊維押出し法に使用する加工用アセンブリを意味する。
【００２０】
「メルトブロー」及び「メルトブローン法」とは、ダイ中の複数のオリフィスを通じて溶融繊維形成材料を押出して繊維を形成しながら、この繊維を空気又は他の細径化用流体と接触させて、繊維を繊維の中に細径化させた後、細径化させた繊維を収集することによって、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するための方法を意味する。代表的なメルトブローンプロセスは、例えば米国特許第６，６０７，６２４号（Ｂｅｒｒｉｇａｎら）で教示されている。
【００２１】
「メルトブローン繊維」とは、メルトブロー又はメルトブローン法によって調製された繊維を意味する。
【００２２】
「単一成分熱可塑性繊維」は、繊維、典型的には、２５℃を超える規定温度での軟化又は融解温度を呈する、単一の（共）重合成分を含むメルトブローン繊維を意味する。
【００２３】
「多成分繊維」は、２個以上の（共）重合成分を含む繊維（例えば、２成分繊維）を意味し、その結果、繊維の一部分は、２５℃を超える規定温度での軟化又は融解温度を呈し、一方でその繊維の残余部分は、そのような規定温度において、固形、非軟化及び非融解状態のままである。
【００２４】
「スパンボンディング」及び「スパンボンド法」とは、紡糸口金の複数の微細な毛細管から連続又は半連続繊維として溶融した繊維形成材料を押出し、その後、細径化された繊維を収集することによって、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するための方法を意味する。代表的なスパンボンディング法は、例えば，米国特許第３，８０２，８１７号（Ｍａｔｓｕｋｉら）で開示されている。
【００２５】
「スパンボンド繊維」及び「スパンボンドされた繊維」は、スパンボンディング又はスパンボンド法を用いて製造される繊維を意味する。このような繊維は、概ね、連続繊維であり、凝集性の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するのに十分に交絡又は点結合されるため、このような繊維の塊から１つの完全なスパンボンド繊維を取り出すことは通常不可能である。この繊維は、例えば、非慣習的形状を有する繊維を記述している、米国特許第５，２７７，９７６号（Ｈｏｇｌｅら）で記述されるものなどの形状を有してもよい。
【００２６】
「カーディング」及び「カーディング法」とは、コーミングユニット又はカーディングユニットを通じてステープルファイバーを加工することによって、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する方法を意味し、それはステープルファイバーを分離又は分解し、機械方向に整列させて、概ね機械方向に配向した繊維不織布ウェブを形成する。代表的なカーディング法は、例えば米国特許第５，１１４，７８７号（Ｃｈａｐｌｉｎら）で教示されている。
【００２７】
「結合カードウェブ」とは、カーディング法によって形成された不織布エレクトレット繊維ウェブを指し、ここでは、繊維の少なくとも一部が、例えば、熱点結合、自己結合、熱風結合、超音波結合、ニードルパンチング、カレンダー加工、スプレー接着の適用等を含む方法によって一緒に結合される。
【００２８】
「自己結合」とは、点固着又はカレンダー加工のように固体接触圧力を印加することがなくとも、炉内又はスルーエア接合機で得られるような高温での繊維間の接合を意味する。
【００２９】
「カレンダー加工」とは、不織布エレクトレット繊維ウェブを、加圧によりローラーに通過させて、圧縮され結合された繊維状不織布ウェブを得る方法を意味する。ローラーは所望により、加熱してよい。
【００３０】
「高密度化」とは、フィルター巻き取り軸又はマンドレルの上に直接又は間接的に堆積した繊維を、堆積前又は堆積後に圧縮し、そして意図的であれ、形成中のフィルター又は形成されたフィルターを取り扱ういくつかのプロセスの人為的結果としてであれ、より多孔性の低い領域を全般的に又は局所的に形成するように製造するプロセスを意味する。高密度化はまた、ウェブのカレンダープロセスを含む。
【００３１】
「空隙体積」とは、ウェブ又はフィルターのような多孔質本体内における無充填空間の百分率又は少数値を意味し、ウェブ又はフィルターの重量及び体積を測定し、次いでこのフィルターの重量と、体積の等しい同一の構成材料からなる固体塊の理論上の重量とを比較することにより算出され得る。
【００３２】
「空隙率」とは、素材の空隙容積の測定値を意味する。孔及び空隙の寸法、頻度、数、及び／又は相互接続性が、材料の空隙率に影響する。
【００３３】
繊維の集団に特に関連して「ランダムに配向された」は、繊維体が実質的に単一の方向に配列していないということを意味する。
【００３４】
「エアレイ加工」とは、不織布エレクトレット繊維ウェブが形成され得る方法である。エアレイ加工では、約３〜約５２ミリメートル（ｍｍ）の典型的な長さを有する小繊維の束が分離されて給気に混入された後、通常、真空供給の助けで形成スクリーンの上に堆積される。次いで、ランダムに配向された繊維を、例えば、熱点接合、自己結合、熱風結合、ニードルパンチング、カレンダリング、スプレー接着などを使用して、互いに結合できる。代表的なエアレイ加工は、例えば、米国特許第４，６４０，８１０号（Ｌａｕｒｓｅｎら）において教示されている。
【００３５】
「ウェットレイ加工」とは、不織布エレクトレット繊維ウェブが形成され得る方法をいう。ウェットレイ加工法では、約３〜約５２ミリメートル（ｍｍ）の範囲の典型的な長さを有する小繊維の束が分離されて液体供給に混入された後、通常、真空供給の助けで形成スクリーンの上に堆積される。水は、一般的に好ましい液体である。ランダムに堆積された繊維は、更に交絡（例えば、水流交絡）され得るか、又は例えば、熱点固着、自己結合、熱風結合、超音波結合、ニードルパンチング、カレンダー加工、スプレー接着の適用などを使用して、互いに結合され得る。代表的なウェットレイ加工及び結合プロセスは、例えば、米国特許第５，１６７，７６５号（Ｎｉｅｌｓｅｎら）の中で教示されている。代表的な結合プロセスは、また、例えば米国特許出願公開第２００８／００３８９７６  Ａ１号（Ｂｅｒｒｉｇａｎら）の中でも開示されている。
【００３６】
「共形成すること」又は「共形成プロセス」とは、少なくとも１つの繊維層が、少なくとも１つの異なる繊維層の形成と実質的に同時、又は即時形成されるプロセスを意味する。共形成プロセスによって生成されたウェブは、一般に、「共形成ウェブ」と称される。
【００３７】
「微粒子装填」又は「微粒子装填プロセス」とは、形成されている間に微粒子が繊維流又はウェブに添加されるプロセスを意味する。代表的な微粒子装填プロセスは、例えば、米国特許第４，８１８，４６４号（Ｌａｕ）及び同第４，１００，３２４号（Ａｎｄｅｒｓｏｎら）で教示されている。
【００３８】
「微粒子」及び「粒子」は、実質上互換的に使用される。概して、微粒子又は粒子とは、超微粒子形状の材料の別個の小片又は個々の部分を意味する。しかし、微粒子は、微粉砕形態の個別粒子が共に関連又は集積した総体を含んでもよい。したがって、本開示の特定の例示的実施形態で使用される単独微粒子は、凝集、物理的噛み合い、静電結合、又は他の結び付き方により微粒子を形成してもよい。特定の場合には、米国特許第５，３３２，４２６号（Ｔａｎｇら）で記述されているように、単独粒子の凝集体の形の微粒子が意図的に形成されてもよい。
【００３９】
「微粒子が装填された媒体」又は「微粒子が装填された不織布エレクトレット繊維ウェブ」とは、繊維内に絡め取られるか又は繊維に結合され、化学的に活性な微粒子を含有する、離散した繊維の開放構造の交絡塊を有する、不織布ウェブを意味する。
【００４０】
「絡め取られる」とは、微粒子がウェブの繊維中に分散されて物理的に保持されていることを意味する。一般に、繊維及び微粒子に沿って点接触及び線接触しているため、微粒子のほぼ全ての表面積が流体との相互作用に利用できる。
【００４１】
繊維の集団に関する「メジアン繊維直径」は、走査型電子顕微鏡を用いること等により繊維集団の１つ以上の拡大画像をもたらすこと；１つ以上の拡大画像において明確に視認できる繊維の繊維直径を測定して、繊維直径の総数ｘを得ること；及びｘ個の繊維直径の算術メジアン（即ち、中央）繊維直径を算出することによって、決定される。通常、ｘは約５０より多く、望ましくは約５０〜約２の範囲である。しかしながら、場合によっては、ｘは３０又は２０の低さにまで選択されてもよい。これらｘの低い値は、絡まり合いが激しい繊維にとって特に有効となる場合がある。
【００４２】
「マイクロ繊維」とは、集団メジアン径が少なくとも１ミクロン（μｍ）である繊維の集団である。
【００４３】
「粗大マイクロ繊維」とは、集団メジアン径が少なくとも１０μｍであるマイクロ繊維の集合を意味する。
【００４４】
「微細マイクロ繊維」とは、集団メジアン径が１０μｍ未満であるマイクロ繊維の集団を意味する。
【００４５】
「超微細マイクロ繊維」とは、メジアン繊維径が２μｍ以下であるマイクロ繊維の集団を意味する。
【００４６】
「サブミクロン繊維」とは、集団メジアン径が１μｍ未満である繊維の集団を意味する。
【００４７】
「連続的な配向されたマイクロ繊維」とは、ダイから出て、加工ステーションを通り、そこで繊維が恒久的に引き延ばされ、繊維内のポリマー分子の少なくとも一部が繊維の長手方向軸に対して整列するように恒久的に配向される本質的に連続な繊維を意味する（特定の繊維に関して使用される「配向した」とは、繊維のポリマー分子の少なくとも一部が繊維の長手方向軸に沿って整列していることを意味する）。
【００４８】
「別々に調製されたマイクロ繊維」とは、マイクロ繊維流が最初は空間的に分離している（例えば、約１インチ（２５ｍｍ）以上の距離をあけて）が、飛翔中に合体し、かつより大きなサイズのマイクロ繊維流に分散するように配置されたマイクロ繊維形成装置（例、ダイ）から製造されるマイクロ繊維の流れを意味する。
【００４９】
「ウェブ坪量」は、１０ｃｍ×１０ｃｍウェブ試料の重量から算出され、通常、平方メートル当たりのグラム（ｇｓｍ）で表される。
【００５０】
「ウェブ厚さ」は、１０ｃｍ×１０ｃｍのウェブサンプルから、５ｃｍ×１２．５ｃｍ寸法のテスター脚部を有する厚さテストゲージを用い、１５０Ｐａの圧力を加えて測定される。
【００５１】
「嵩密度」とは、文献からの引用で、ウェブを形成するバルクポリマー又はポリマーブレンドの単位容積当たりの質量である。
【００５２】
「有効繊維直径」又は「ＥＦＤ」とは、室温で１気圧（０．１ＭＰａ）の空気を特定の厚さ及び面速度（通常、５．３ｃｍ／秒）でウェブサンプルに通過させて、対応する圧力損失を計測する空気透過試験に基づく、不織布エレクトレット繊維ウェブの繊維の見掛け直径である。計測された圧力損失を基に、Ｄａｖｉｅｓ，Ｃ．Ｎ．，Ｔｈｅ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｉｒｂｏｒｎｅ  Ｄｕｓｔ  ａｎｄ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｓ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｌｏｎｄｏｎ  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，１Ｂ（１９５２）に記載のとおり有効繊維直径が算出される。
【００５３】
「分子的に同一のポリマー」とは、本質的に同じ繰り返し分子単位を有するが、分子量、製造方法、市販形態等が異なる場合があるポリマーを意味する。
【００５４】
「単一層」とは、２つの主表面間に形成される単一の層を意味する。１つの層が、例えば、ウェブの厚みを画定する第１及び第２主表面を有する単一ウェブ内に多数の層と共に形成される単一の層の単一のウェブ組織内部に存在する場合がある。層はまた、例えば、ウェブの厚みを画定する第１及び第２主表面を有する第１ウェブ内に単一の階層があり、そのウェブが、第２ウェブの厚みを画定する第１及び第２主表面を有する第２ウェブにより上又は下から重ねられ、この場合、第１及び第２ウェブのそれぞれが少なくとも１つの層を形成するように、多数のウェブを含む複合物品で存在する場合もある。加えて、単一のウェブ内、及び、それぞれが１つの層を形成するそのウェブと１つ以上の他のウェブとの間に、複数の層が同時に存在し得る。
【００５５】
特定の第１層に関して「隣接する」とは、第１層及び第２層がそれぞれ隣り合って（すなわち、隣接して）、互いに直接接触するか、又は互いに接在するが直接接触しない（すなわち、第１層と第２層との間に介在する、１つ以上の追加的な層がある）配置で、別の第２の層に接合又は付着していることを意味する。
【００５６】
「微粒子密度勾配」、「吸着剤密度勾配」、及び「繊維集団密度勾配」とは、特定の繊維集団内での微粒子、吸着剤、又は繊維材料の量（例えば、ウェブの規定領域上の単位体積当たりの所定の材料の数、重量、又は体積）が、不織布エレクトレット繊維ウェブ全体にわたって均一である必要はないこと、及びそれが、ウェブの特定の領域にはより多く、他の領域にはより少なく材料を提供するように変えることができるということを意味する。
【００５７】
本開示の様々な例示的実施形態について、ここで特に図面を参照して説明する。本発明の例示的な実施形態は、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正形態及び変更形態を取ることができる。それ故に、本発明の実施形態は次に記載される実施形態に限定されるべきではなく、請求項及びそのいずれかの等価物に記載される限定によって制御されるべきであることは理解される必要がある。
【００５８】
Ａ．不織布エレクトレット繊維ウェブ
一態様では、本開示は、単一層で、複数のエレクトレット繊維と、複数の光触媒繊維及び複数の化学的に活性な粒子、好ましくは造粒活性炭粒子のうちの一方又は両方とを含み、所望により、１つ以上の複数の多成分繊維、複数の単一成分熱可塑性繊維、及び複数の炭素系繊維を含む、空気濾過に有用な不織布エレクトレット繊維ウェブについて記載する。特定の代表的な実施形態では、空中の汚染物質を閉じ込めたり、吸着する全体的な表面積を増加させる波形状又はひだ付けした構造を有してもよい。
【００５９】
図１は、本開示の代表的な実施形態による、不織布エレクトレット繊維ウェブにおける繊維の配列を図示する概略図である。図１に示すように、繊維１（例えば、光触媒繊維）、繊維２（例えば、エレクトレット繊維）は、不織布エレクトレット繊維ウェブ３内の単一層にランダムに配列される。
【００６０】
図２は、図１の不織布エレクトレット繊維ウェブ３の一部分の概略拡大図であり、繊維から構成されるウェブ形の構造が、物理的な収集又は逆帯電のいずれかによって、不織布エレクトレット繊維ウェブ３を通過した空気流中の空中微粒子物質の少なくとも一部分を捕捉することを示している。図２に示すように、空中浮遊微粒子状物資４が、不織布エレクトレット繊維ウェブ３に突入すると、微粒子状物質４のいくつかは、逆帯電のエレクトレット繊維から生じる静電気相互作用に起因して、静電繊維２の表面に付着し、その他のものは、静電繊維２と混在した光触媒繊維により形成される繊維網によって物理的に捕捉され、それにより気体（例えば、空気）流（６、６’）は、ウェブ３を通過することが可能となる。光触媒繊維は、また、空気流の中に存在する揮発性有機化合物の光誘起酸化を触媒して、二酸化炭素及び水蒸気を形成する。
【００６１】
所望により、不織布物品は、充填繊維の、つまり多成分繊維ではなく、好ましくは単一成分繊維及び／又は天然繊維の、不規則に配向され離散した繊維を含む。いくつかの現状における好適な実施形態では、少なくとも充填繊維のいくつかが、多成分繊維の第１の領域にある複数の交点において、離散した繊維の少なくとも一部分に結合していてもよい。
【００６２】
図２Ｂに示す図１の分解図により図示する別の代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、複数のランダムに配向され離散した繊維、及び所望によって複数の微粒子（化学的に活性な微粒子であってもよい）を含み、ランダムに配向され離散した繊維は、第１の融解温度を有する単一成分熱可塑性繊維の第１の集団及び第１の融解温度よりも高い第２の融解温度を有する単一成分熱可塑性繊維の第２の集団を含む。微粒子の少なくとも一部分は、単一成分熱可塑性繊維の第１の集団の少なくとも一部分に結合され、単一成分熱可塑性繊維の第１の集団の少なくとも一部分は、単一成分熱可塑性繊維の第２の集団に結合される。
【００６３】
充填繊維を含む不織布エレクトレット繊維ウェブのいくつかの代表的な実施形態では、微粒子は好ましくは充填繊維に実質的に結合されず、特定の代表的な実施形態では充填繊維は実質的に相互に結合されない。
【００６４】
可撓性でコンパクトな不織布エレクトレット繊維ウェブは、特定の用途に、例えば、炉フィルター又は気体濾過呼吸器として好ましい場合がある。このような不織布エレクトレット繊維ウェブは、通常、密度が７５ｋｇ／ｍ３超、典型的には１００ｋｇ／ｍ３超、又は更には１２０  １００ｋｇ／ｍ３超の密度を有する。しかしながら、特定の流体濾過用途での使用に好適な目の粗い、嵩高な不織布エレクトレット繊維ウェブは、一般に、６０ｋｇ／ｍ３の最大密度を有する。本開示による特定の不織布エレクトレット繊維ウェブは、２０％未満、より好ましくは１５％未満、更により好ましくは１０％未満のソリディティ（solidity）を有し得る。
【００６５】
本開示の他の代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、平方メートルあたり４０〜２５０ｇの坪量（ｇｓｍ）を有することができる。本開示の代表的な一実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、平方メートルあたり８０〜１５０ｇの坪量（ｇｓｍ）を有することができる。
【００６６】
Ｂ．離散した繊維成分
本開示の不織布エレクトレット繊維は、は、次の離散した繊維成分の１つ以上を含む。
【００６７】
１．エレクトレット繊維成分
本開示の不織布エレクトレット繊維ウェブは、エレクトレット繊維を含む多数のランダムに配向され離散した繊維を含む。好適なエレクトレット繊維は、米国特許第４，２１５，６８２号、同第５，６４１，５５５号、同第５，６４３，５０７号、同第５，６５８，６４０号、第５，６５８，６４１号、同第６，４２０，０２４号、同第６，６４５，６１８号、同第６，８４９，３２９号及び同第７，６９１，１６８号に記載されている。
【００６８】
本開示の代表的な実施形態では、エレクトレット繊維は、非荷電繊維、好ましくは（共）重合体繊維に静電荷を付与させる方法（例えば、静電印加方法）により調製した繊維から選択され得る。従って、好適なエレクトレット繊維は、繊維を電場中でメルトブローすることにより、例えば極性分子を含有するポリマー又はワックスなどの好適な誘電材料を融解し、融解した材料をメルトブロー用ダイに通して、離散した繊維を形成し、次いで離散した繊維を強力な電場に暴露する間に融解した材料を再固化させることにより生産され得る。エレクトレット繊維は、過剰の電荷をポリマー又はワックスなどの高絶縁性材料の中に埋め込むこと、例えば電子線、コロナ放電、電子からの注入、間隙又は誘電性バリアを横断した電気的な絶縁破壊などによっても製造され得る。
【００６９】
特に好適なエレクトレット繊維はハイドロ帯電させた繊維である。繊維のハイドロ帯電は、繊維の上に極性流体を吹付け、浸漬、又は濃縮し、続いて繊維が帯電するように乾燥することを含む様々な技術を用いて行なわれ得る。ハイドロ帯電を記述する代表的な特許としては、米国特許第５，４９６，５０７号、同第５，９０８，５９８号、同第６，３７５，８８６（Ｂ１）号、同第６，４０６，６５７（Ｂ１）号、同第６，４５４，９８６号及び同第６，７４３，４６４（Ｂ１）号が挙げられる。好ましくは、水が極性ハイドロ帯電液として用いられ、媒体は、好ましくは、液体噴流又は任意の好適な噴霧手段により提供される液滴流を用いて、極性ハイドロ帯電液に暴露される。
【００７０】
繊維を水圧で交絡するのに有用な装置は、一般的にハイドロ帯電を行うのに有用であるが、ハイドロ帯電においてその操作は、一般に水流交絡で用いられるものよりも低い圧力で行われる。米国特許第５，４９６，５０７号は、その装置では、後で乾燥される媒体に濾過性能増強エレクトレット電荷を与えるのに充分な圧力で、水の噴流又は水滴流が繊維上に吹付けられる、代表的な装置を記述している。
【００７１】
最適な結果を得るのに必要な圧力は、用いる噴霧器の種類、濾過層を形成するポリマーの種類、ウェブの厚さ及び密度、並びに、コロナ帯電などの前処理がハイドロ帯電の前に行われるかどうかにより変わってもよい。一般的には、約６９〜約３４５０ｋＰａの範囲の圧力が好適である。好ましくは、水滴を提供するために使用される水は、比較的純粋である。蒸留水又は脱イオン水が、水道水より好ましい。
【００７２】
エレクトレット繊維は、ハイドロ帯電に追加して又は代替して、静電帯電（例えば、米国特許第４，２１５，６８２号、第５，４０１，４４６号、及び第６，１１９，６９１号で記述されているような）、摩擦帯電（例えば、米国特許第４，７９８，８５０号で記述されているような）、又はプラズマフッ素化（例えば、米国特許第６，３９７，４５８（Ｂ１）号で記述されているような）を含むその他の帯電技術で処理されてもよい。コロナ放電に続くハイドロ帯電及びプラズマフッ素化に続くハイドロ帯電は、組み合わせて使用される特に好適な帯電技術である。
【００７３】
いくつかの実施形態では、エレクトレット繊維は１０〜１００ｍｍの長さを有し、繊維の断面は円形、三角形、正方形、長方形、その他の多角形等、あるいは他の断面形（すなわち、十字形、Ｘ字形等）である。本開示の代表的な一実施形態では、エレクトレット繊維は、長さ３８〜９０ｍｍであってよい。
【００７４】
本開示で使用されるエレクトレット繊維に関して、例えば、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｂｒｅｄａ、オランダ）がＦＩＬＴＲＥＴＥの商品名で製造しているエレクトレット繊維が現状として好適であるが、より好ましいのは、１０ミクロン（μｍ）×４０μｍの長方形の断面を有し、長さ９０ｍｍのエレクトレット繊維であり、この理由は、これらの繊維に卓越した粒子吸着特性を提供する優れた静電維持率のためである。
【００７５】
２．任意の光触媒繊維成分
本開示のいくつかの代表的な実施形態では、光触媒繊維は、ハニカム光触媒繊維及びナノ級光触媒で加工した合成繊維から選択することができる。光触媒繊維の一例は、繊維紡糸プロセスに、５０ｎｍ二酸化チタンを導入することによって調製される（共）重合体繊維を含有する二酸化チタンである。
【００７６】
特定の代表的な実施形態では、光触媒繊維は、１０〜１００ｍｍの長さと、０．５〜２０デニール（Ｄ）の繊度を有し得る。また、他の代表的な実施形態では、光触媒繊維は、３８〜９０ｍｍの長さと、１．５〜６デニール（Ｄ）の繊度を有し得る。
【００７７】
本開示で使用された光触媒繊維の特定の一試料は、ＳＨＡＮＧＹＵ  ＨＯＮＧＱＩＡＮＧ  ＣＯＬＯＵＲＥＤ  ＰＯＬＹＥＳＴＥＲ  ＣＯ．，ＬＴＤ（中国）から調達した１．５Ｄ×３８ｍｍ仕様の光触媒繊維である。当該光触媒繊維の照射後（好ましくは、約２５３ｎｍの紫外線により）、有機汚染物質は、（例えば、ＶＯＣ）は、酸化作用により二酸化炭素と水に分解される。
【００７８】
３．任意の多成分繊維成分
いくつかの実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、少なくとも第１領域と第２領域を有し、第１領域は、第２領域よりも低温の融解温度を有する多成分繊維を含むランダムに配向した離散した繊維を構成する。様々な異なる種類及び構成の多成分繊維が存在する。好適な多成分繊維は、例えば、米国特許第７，６９５，６６０号（Ｂｅｒｒｉｇａｎら）、同第６，０５７，２５６号（Ｋｒｕｅｇｅｒら）、及び同第５，４８６，４１０号、第５，６６２，７２８号、並びに同第５，９７２，８０８号（全てＧｒｏｅｇｅｒら）で記述されている。
【００７９】
特定の代表的な実施形態では、多成分繊維は、２成分繊維である。好適な２成分繊維の一例はシース／コアの繊維であり、コアを包囲するシースが第１の領域形成し、コアが繊維の第２の領域を形成する。第１領域は、コポリエステル又はポリエチレンなどの材料で構成されてもよい。第２領域は、ポリプロピレン又はポリエステルなどの材料で構成されてもよい。好適な２成分繊維は、例えば、米国特許第４，５５２，６０３号（Ｈａｒｒｉｓら）で記述されている。
【００８０】
加熱中、第１の領域は融解するが、より融解温度の高い第２の領域は、元の状態のままである。融解中、第１領域には、繊維が互いに接触する接合点に集まる傾向がある。次に、冷却すると、第１の領域の材料は、再度凝固してウェブを一緒に固定する。したがって、これが、繊維を一緒に固定してウェブを形成する、多成分繊維の領域である。一般に、不織布エレクトレット繊維ウェブの形成に別々のバインダを必要とすることはない。
【００８１】
以下に開示するプロセスを使用することによって、多成分繊維の融解した第１の領域を使用して、多成分繊維を微粒子に、したがって不織布エレクトレット繊維ウェブに固定することが可能である。一般に、エレクトレット繊維ウェブの中により多くの多成分繊維が使用されるほど、微粒子の可能な装填量がより高くなり、これは、微粒子を不織布エレクトレット繊維ウェブに固定させるためにより多量の多成分繊維が働くことができるからである。
【００８２】
しかしながら、驚くべきことには、本発明者らは、微粒子が、不織布エレクトレット繊維ウェブに使用されたランダムに配向され離散した繊維の全重量の、０重量％超〜１０重量％未満、より好ましくは０重量％超〜１０重量％未満を構成するように、多成分繊維の量を維持することによって、その微粒子が、その表面の相当な部分を第１の領域の融解材料で閉塞することなく不織布エレクトレット繊維ウェブに適切に固定され得ることを見出した。これは、化学的に活性な微粒子を使用する用途、例えば、気体及び液体濾過にとって特に重要である場合がある。
【００８３】
一部の本発明で好ましい代表的な実施形態では、多成分繊維は、不織布エレクトレット繊維ウェブの全重量の少なくとも１０重量％、２０重量％、３０重量％、４０重量％、５０重量％又は更に６０重量％以上、好ましくは、不織布エレクトレット繊維ウェブの全重量の１００重量％、９０重量％、８０重量％、７０重量％又は更に６０重量％以下の量で繊維ウェブ内に含まれる。
【００８４】
したがって、一部の本発明で好ましい代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブ中の９重量％、８重量％、７重量％、６重量％、５重量％、４重量％、又は３重量％以下の複数のランダムに配向され離散した繊維が、多成分繊維を構成する。
【００８５】
好ましい多成分繊維は、合成ポリマーを含む。好ましい合成ポリマーは、コポリマーであり得るか、又は更にはターポリマーであってもよい。好ましいポリマー及びコポリマー構成要素は、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリ（メタ）アクリレート、ポリハロゲン化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリオキシメチレン、液晶ポリマー、及びそれらの組み合わせから選択されてもよい。
【００８６】
好ましい多成分繊維は、コア及びシース構造を含んでもよい。市販のコア及びシース多成分ポリマーの好適な一群は、商品名Ｃｅｌｂｏｎｄ（商標）で入手可能であり（ＫｏＳａ  Ｃｏ．ｏｆ  Ｗｉｃｈｉｔａ，Ｋａｎｓａｓから入手可能）、例えば、Ｃｅｌｂｏｎｄ（商標）２５４繊維は、シースの融解温度が１１０℃である。他の市販の多成分ポリマー繊維は、本開示の範囲内である。その他の市販の多成分繊維は、本開示の範囲内である。
【００８７】
他の多成分繊維は、１つの層が第１の融解温度を有し、別の層が第１の融解温度よりも低い第２の融解温度を有する、層構造で構成されてもよい。そのような配置では、第２の融解温度を有する層が融解及び再凝固して、ウェブを一緒に固定する。
【００８８】
通常、多成分繊維は、少なくとも０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）の長さであり、少なくとも１デニールである。好ましくは、多成分繊維は、少なくとも０．５インチ（１．２７ｃｍ）の長さであり、少なくとも２デニールである。しかしながら、この繊維は、フィラメントから切断することができる最短の長さの繊維と同じほど小さいか、又は便利に取り扱うことができるほど長いことができるということが理解される。
【００８９】
４．任意の充填繊維成分
更なる代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、追加として又は代替として、充填繊維、すなわち多成分繊維でない繊維である、ランダムに配向され離散した繊維を含んでもよい。
【００９０】
ｉ．任意の単一成分充填繊維成分
本開示の代表的な不織布エレクトレット繊維ウェブは、充填繊維として、単一成分熱可塑性繊維から構成することができる。単一成分熱可塑性繊維は、また、バインダー繊維とも称される。単一成分熱可塑性繊維の追加は、緩目のウェブ表面、優れた気体透過率及び少ない差圧を有する、熱気により固化した不織布エレクトレット繊維ウェブの形成を容易にし得る。
【００９１】
特定の例示的実施形態では、単一成分熱可塑性繊維、又は単一成分の熱可塑性の充填繊維は、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリ（メタ）アクリレート、ポリハロゲン化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリオキシメチレン、液晶ポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるポリマーを含む。特定の例示的実施形態では、非熱可塑性であるか、又は融点若しくは軟化点を呈しない単一成分熱可塑性充填繊維が、一緒に混合されてもよい。
【００９２】
単一成分熱可塑性繊維は、好ましくは、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）単一成分熱可塑性繊維、ポリエチレン（ＰＥ）単一成分熱可塑性繊維，あるいはポリ乳酸（ＰＬＡ）単一成分熱可塑性繊維から選択することができる。単一成分熱可塑性繊維の最近の好ましい例には、例えば、ＨＵＩＷＥＩＳＨＩ  ＣＯ．ＬＴＤ、又はＦＡＲ  ＥＡＳＴＥＲＮ  ＩＮＤＵＳＴＲＹ  ＣＯ．ＬＴＤ．から購入した２Ｄ×５１ｍｍ仕様の単一成分熱可塑性繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）単一成分熱可塑性繊維；例えば、ＧＵＡＮＧＺＨＯＵ  ＹＩＡＩＳＩ  ＦＩＢＥＲ  ＣＯ．ＬＴＤ．から購入した３Ｄ×５１ｍｍ仕様の単一成分熱可塑性繊維、ポリエチレン（ＰＥ）単一成分熱可塑性繊維；あるいは、例えば、ＨＡＩＮＩＮＧ  ＸＩＮＮＥＮＧ  ＦＩＢＥＲＳ  ＣＯ．ＬＴＤ．から購入した１．５Ｄ×３８ｍｍ仕様の単一成分熱可塑性繊維、ポリ乳酸（ＰＬＡ）繊維、が挙げられる。
【００９３】
しかしながら、驚くべきことに、本発明者らは、単一成分の離散した熱可塑性繊維の量を、それらが、不織布エレクトレット繊維ウェブで使用されるランダムに配向され離散した繊維の全重量の０重量％超〜重量１０％未満を含むように維持することによって、その粒子が、微粒子の表面の大部分を第１の領域の融解材料で閉塞することなく、不織布エレクトレット繊維ウェブに適切に固定できることを発見した。これは、化学的に活性な微粒子を使用する用途、例えば、気体及び液体濾過にとって特に重要である場合がある。
【００９４】
いくつかの代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、第１の融解温度を有する単一成分熱可塑性繊維の第１の集団、及び第１の融解温度よりも高い第２の融解温度を有する単一成分熱可塑性充填繊維の第２の集団を含む、複数のランダムに配向され離散した繊維を含む。いくつかの代表的な実施形態では、単一成分熱可塑性繊維の第１の集団は、不織布エレクトレット繊維ウェブの全重量の０重量％超〜１０重量％未満を構成する。
【００９５】
一部の本発明で好ましい代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブ中の９重量％、８重量％、７重量％、６重量％、５重量％、４重量％、又は３重量％以下の複数のランダムに配向され離散した繊維が、単一成分熱可塑性繊維を構成する。
【００９６】
他の本発明で好ましい代表的な実施形態では、単一成分熱可塑性繊維は、不織布エレクトレット繊維ウェブの全重量の０重量％超〜１０重量％未満、より好ましくは、１〜１０重量％、２〜９重量％、３〜８重量％を構成する。特定の代表的な実施形態では、単一成分熱可塑性繊維の第１の集団は、複数のランダムに配向され離散した繊維の０重量％超及び１０重量％未満、より好ましくは、１〜１０重量％、２〜９重量％、３〜８重量％を構成する。
【００９７】
好適な充填繊維の非限定例としては、単一成分の合成繊維、半合成繊維、ポリマー繊維、金属繊維、炭素繊維、セラミック繊維、及び天然繊維が挙げられる。合成及び／又は半合成ポリマー繊維としては、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）、ナイロン（例えば、ヘキサメチレンアジパミド、ポリカプロラクタム）、ポリプロピレン、アクリル（アクリロニトリルのポリマーから形成された）、レーヨン、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニリデン−塩化ビニルコポリマー、塩化ビニル−アクリロニトリルコポリマーなどで調製されたものが挙げられる。
【００９８】
単一成分熱可塑性繊維が含まれる本開示の一部の代表的実施形態では、エレクトレット繊維の重量百分率は、不織布エレクトレット繊維ウェブの重量を基準として、好ましくは１０〜６０重量％、単一成分合成繊維の重量百分率は、好ましくは５〜３０重量％、及び光触媒繊維の重量百分率は、好ましくは３０〜８０重量％である。特定の一実施形態では、エレクトレット繊維の重量百分率は、２０〜５５重量％、単一成分熱可塑性繊維の重量百分率は、５〜１５重量％、光触媒繊維の重量百分率は、４０〜７５重量％である。
【００９９】
ｉｉ．任意の炭素系充填繊維成分
本開示の代表的な不織布エレクトレット繊維ウェブは、炭素系繊維を含むことができる。代表的な炭素系繊維は、例えば、竹炭繊維、椰子炭繊維等を含む。竹炭繊維の追加は、吸着による臭気消去又は削減を容易にし得る。
【０１００】
特定の代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、竹炭繊維及び椰子炭繊維から選択した炭素系繊維を含む。竹炭繊維の一例には、ＳＨＡＮＧＹＵ  ＨＯＮＧＱＩＡＮＧ  ＣＯＬＯＵＲＥＤ  ＰＯＬＹＥＳＴＥＲ  ＣＯ．，ＬＴＤから購入した１．５Ｄ×３８ｍｍ仕様の竹炭繊維が挙げられる。
【０１０１】
竹炭繊維が含まれる本開示のそのような一部の代表的実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブの重量に基づいて、エレクトレット繊維の重量百分率は好ましくは１０〜６０重量％、炭素系繊維の重量百分率は好ましくは３０〜８５重量％、及び光触媒繊維の重量百分率は好ましくは５〜２０重量％である。実施形態の一例では、エレクトレット繊維の重量百分率は２０〜５５重量％、炭素系繊維の重量百分率は４０〜７５重量％、光触媒繊維の重量百分率は５〜１５重量％である。
【０１０２】
ｉｉｉ．任意の金属、セラミック、天然の充填繊維成分
不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するために使用される充填繊維が含まれる場合、その寸法及び量は、不織布エレクトレット繊維ウェブの所望の性質（すなわち、嵩高さ、開繊性、柔軟性、ドレープ性）及び微粒子の所望の装填量に依存する。一般に、繊維直径が大きいほど、繊維長が大きくなり、繊維中のクリンプの存在が、より開繊性及び嵩高さのある物品をもたらす。一般に、小さく短い繊維は、より小型の不織布物品をもたらす。
【０１０３】
好適な金属繊維の非限定例としては、任意の金属又は金属合金、例えば、鉄、チタン、タングステン、白金、銅、ニッケル、コバルトなどから作製された繊維が挙げられる。
【０１０４】
好適な炭素繊維の非限定例としては、グラファイト繊維、活性炭繊維、ポリ（アクリロニトリル）由来の炭素繊維などが挙げられる。
【０１０５】
好適なセラミック繊維の非限定例としては、任意の金属酸化物、金属炭化物、又は金属窒化物が挙げられ、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭化タングステン、窒化ケイ素などが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０６】
好適な天然繊維の非限定例としては、綿、ウール、黄麻、アガーベ、サイザル、ココナッツ、大豆、麻布などが挙げられる。使用される繊維構成要素は、未使用又は再生廃棄繊維、例えば、衣類切断、カーペット製造、繊維製造、テキスタイル加工などから再生された再生繊維であってもよい。
【０１０７】
Ｃ．任意追加の微粒子成分
上記のように、本開示による代表的な不織布エレクトレット繊維ウェブは、所望により複数の微粒子を含んでもよい。微粒子は、室温で固体である任意の離散した微粒子であることができる。特定の代表的な実施形態では、複数の微粒子には、吸着性微粒子、吸収微粒子、及びそれらの組み合わせから選択される化学的に活性な微粒子が挙げられる。
【０１０８】
いくつかの具体的な例示の実施形態では、化学的に活性な微粒子は、吸着剤又は吸収剤粒子である。例えば、吸着剤粒子には、造粒活性炭、チャコール、重炭酸ナトリウム、及びその他同類物を挙げることができる。例えば、吸収剤粒子は多孔質材料、又はメラミン、ゴム、ウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、シリコーン、及びセルロースのような天然又は合成の発泡体を挙げることができる。吸収剤粒子には、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース、又は顆粒化ポリビニルアルコールのような超吸収体粒子を挙げることができる。
【０１０９】
吸着剤又は吸収剤粒子は一実施形態では直径が１ｍｍ超の大きさを有してもよい。他の実施形態では、吸着剤又は吸収剤粒子は、直径が１ｃｍ未満の寸法を有する。一実施形態では、不織布物品全体の少なくとも５０重量％は吸収性発泡体である。他の実施形態では、不織布物品全体の全体の少なとも７５重量％は吸収性発泡体である。別の実施形態では、不織布物品全体の少なくとも９０％重量％は吸収性発泡体である。
【０１１０】
気体又は液体濾過の用途に対する本発明の好ましいいくつかの代表的実施形態では、化学的に活性な微粒子は、外部の液体相と化学的相互作用することができる化学的に活性な微粒子を含む。例示的な化学的相互作用としては、吸着、吸収、化学反応、化学反応の触媒、溶解などが挙げられる。いくつかの代表的な実施形態では、化学的に活性な微粒子は、活性炭微微粒子（より好ましくは、造粒活性炭微粒子）、活性アルミナ微粒子、シリカゲル微粒子、乾燥剤微粒子、アニオン交換樹脂微粒子、カチオン交換樹脂微粒子、モレキュラーシーブ微粒子、珪藻土微粒子、抗微生物化合物微粒子、及びこれらの組み合わせから選択されてもよい。一部の特定の代表的な実施形態では、化学的に活性な微粒子は不織布エレクトレット繊維ウェブの単一層厚さの実質的に全体にわたって分散している。
【０１１１】
流体濾過物品として特に有用な不織布エレクトレット繊維ウェブの代表的な一実施形態では、微粒子は、吸着剤微粒子である。種々の吸着剤微粒子を採用することができる。吸着剤微粒子としては、鉱物微粒子、合成微粒子、天然吸着剤微粒子、又はそれらの組み合わせが挙げられる。望ましくは、吸着剤微粒子は、吸収又は目的とする使用条件の下で存在が予想される気体、エアゾール、若しくは液体を吸着する能力を持つ。
【０１１２】
吸着剤微粒子は、ビーズ、フレーク、顆粒、若しくは粒塊を含む、いかなる使用可能な形式をとることもできる。好ましい吸着剤微粒子には、活性炭；シリカゲル；活性アルミナ及びその他の金属酸化物；吸着若しくは化学反応により構成要素を流体から取り除くことができる金属粒子（例えば、銀粒子）；ホプカライト（一酸化炭素の酸化を触媒作用することができる）などのような微粒子状触媒剤；酢酸などのような酸性溶液、若しくは水性水酸化ナトリウムなどのようなアルカリ性溶液で処理された粘土及びその他の鉱物；イオン交換樹脂；モレキュラシーブ及びその他のゼオライト；殺生物剤；殺真菌剤；殺ウイルス剤とが含まれる。造粒活性炭及び活性アルミナは、現状において特に好適な吸着剤微粒子である。また、例えば、気体の混合物を吸収するために、吸着剤微粒子の混合物を採用することができるが、実際問題として、気体の混合物を取り扱うには、個々の層に別々の吸着剤微粒子を採用して、多層シート状物品を組み立てる方がよりよい場合がある。
【０１１３】
気体濾過物品として特に有用な不織布エレクトレット繊維ウェブの代表的な一実施形態では、化学的に活性な吸着剤微粒子は、気体吸着剤又は吸着剤微粒子であるように選択される。例えば、気体吸着剤微粒子として、活性炭、炭、チャーコール、ゼオライト、モレキュラシーブ、乾燥剤、酸性気体吸着剤、ヒ素還元材料、ヨウ化樹脂などを挙げてもよい。例えば、吸着剤微粒子は、珪藻土などの天然多孔質微粒子材料、粘度、又はメラミン、ゴム、ウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、シリコーン、及びセルロースなどの合成微粒子を挙げることもできる。吸収剤粒子は、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース、又は顆粒化ポリビニルアルコールのような超吸収体粒子を挙げることもできる。
【０１１４】
液体濾過物品として特に有用な不織布エレクトレット繊維ウェブの、本発明における特定の好適な実施形態では、吸着剤微粒子は、活性炭、珪藻土、イオン交換樹脂（例えば、アニオン交換樹脂、カチオン交換樹脂、若しくはこれらの組み合わせ）、モレキュラシーブ、金属イオン交換吸着剤、活性アルミナ、抗微生物化合物、又はこれらの組み合わせを含む。本発明における特定の好適な実施形態は、ウェブの収着剤微粒子密度が約０．２０〜約０．５ｇ／ｃｃの範囲であることを提供している。
【０１１５】
不織布エレクトレット繊維を調製するために、吸収微粒子の多様な寸法及び量を使用することができる。例示的な一実施形態では、吸着剤微粒子は、直径１ｍｍを超えるメジアン寸法を有する。別の例示的実施形態では、吸着剤微粒子は、直径１ｃｍ未満のメジアン寸法を有する。一実施形態では、微粒子寸法の組み合わせを使用することができる。例示的な一実施形態では、吸着剤微粒子は、大微粒子と小微粒子の混合物を含む。
【０１１６】
望ましい吸着剤微粒子の粒径は大幅に変えることができ、これは通常目的とする使用条件にある程度基づいて選ばれる。一般的な指針として、流体濾過用途に特に有用な吸着剤微粒子の粒径は、約０．００１〜約３０００μｍのメジアン径内で変えてもよい。好ましくは、吸着剤微粒子は、約０．０１〜約１５００μｍのメジアン径、より好ましくは約０．０２〜約７５０μｍのメジアン径、最も好ましくは約０．０５〜約３００μｍのメジアン径である。
【０１１７】
特定の例示的実施形態では、吸着剤微粒子は、１μｍ未満の集団メジアン径を有するナノ微粒子を含む場合がある。多孔質ナノ微粒子は、流体媒体から汚染物質を収着（例えば、吸収及び／又は吸着）するための高表面積をもたらす利点を有することもある。超微細又はナノ微粒子を使用するそのような代表的な実施形態では、例えば、熱融解型接着剤のような接着剤、及び／又は熱可塑性樹脂微粒子若しくは熱可塑性樹脂繊維の一方又は両方への加熱（すなわち、熱接着）を用いて、それら微粒子が繊維に接着結合されることが好ましい。
【０１１８】
異なる粒径範囲を有する吸着剤微粒子の混合物（例えば、二峰性混合物）を採用することもできるが、実際問題としては、上流層により大きい吸着剤粒子を、下流層により小さい吸着剤粒子を採用して多層シート状物品を組み立てる方がより良い。少なくとも８０重量％の吸着剤微粒子、より好ましくは少なくとも８４重量％、更に最も好ましくは少なくとも９０重量％の吸着剤微粒子は、ウェブの中に絡め取られる。ウェブの坪量に関して示すと、吸着剤微粒子装填濃度は、例えば、比較的微細な（例えば、サブミクロン寸法）吸着剤微粒子では少なくとも約５００ｇｓｍであり、比較的大な（例えば、マイクロ寸法）吸着剤微粒子では少なくとも約２，０００ｇｓｍである。
【０１１９】
一部の代表的実施形態では、粒子は金属粒子である。金属粒子は、研磨不織布エレクトレット繊維ウェブを調製するために使用してもよい。金属微粒子は、短繊維又はリボン様セクションの形状でもよく、あるいはグレイン様微粒子の形状でもよい。金属微粒子は、これらに限定されないが、銀（抗菌／抗微生物性を有する）、銅（殺藻剤の特性を有する）、又は化学的に活性な金属の１つ若しくは複数の混合物のような任意の種類の金属を含むことができる。
【０１２０】
他の一部の代表的実施形態では、粒子は、固体殺生物剤又は抗菌剤である。固体殺生物剤及び抗微生物剤の例は、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム２水和物、塩化ベンジルコニウム、ハロゲン化ジアルキルヒダントイン、及びトリクロサンなどのようなハロゲン含有化合物が挙げられる。
【０１２１】
更なる代表的実施形態では、粒子はマイクロカプセルである。マイクロカプセルは、米国特許第３，５１６，９４１号（Ｍａｔｓｏｎ）に記載されており、粒子として用いることができるマイクロカプセルの例を含む。マイクロカプセルは、固体又は液体殺生物剤又は抗菌剤で装填されてもよい。マイクロカプセルの主要な品質のうちの１つは、それらの内に含有された材料を放出するために、機械的応力によって微粒子が崩壊され得ることである。それゆえ、不織布エレクトレット繊維ウェブの使用時には、マイクロカプセルは、不織布エレクトレット繊維ウェブ上にかかる圧力により破壊され、マイクロカプセル内に含有される材料を放出させる。
【０１２２】
このような特定の代表的な実施形態では、微粒子を一緒に結合して繊維成分用のメッシュ又は支持体不織繊維ウェブを形成するように接着性又は「粘着性」にすることが可能な表面を有する少なくとも１種の微粒子を使用することが有利であることがある。この点で、有用な微粒子は、ポリマー、例えば不連続繊維の形態であり得る熱可塑性樹脂ポリマーを含んでもよい。好適なポリマーとしては、ポリオレフィン、特に、熱可塑性ポリオレフィンエラストマー（ＴＰＥ）（例えばＥｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓより入手可能なＶＩＳＴＡＭＡＸＸ（商標））が挙げられる。更なる代表的な実施形態では、ＴＰＥは一般に若干粘着性であり、不織布エレクトレット繊維ウェブの形成のために繊維を加えるより前に、微粒子を互いに結合させて三次元網状組織の形成を助けることがあるため、特に表面層又は表面コーティングとしてＴＰＥを含む微粒子が好ましい場合がある。特定の示的実施形態では、ＶＩＳＴＡＭＡＸＸ（商標）ＴＰＥを含む微粒子は、特に低ｐＨ（例えば、約３以下のｐＨ）及び高いｐＨ（例えば、約９以上のｐＨ）、及び有機溶媒中の、過酷な化学薬品環境に対する抵抗力の改善を提供する場合がある。
【０１２３】
微粒子材料の任意の好適な寸法又は形状が選択されてもよい。適切な微粒子は様々な物理的形態（例えば、固形微粒子、多孔質微粒子、中空泡、凝集粒子、不連続繊維、短繊維、フレーク、及びその他）、形状（例えば、球形、楕円形、多角形、針状、及びその他）、形状均一性（例えば、単分散、実質的に均一、不均一又は不規則、及びその他）、組成（無機微粒子、有機微粒子、又はそれらの組み合わせ）、及び寸法（例えば、サブミクロン寸法、マイクロ寸法、及びその他）を有してもよい。
【０１２４】
特に微粒子寸法に関連して、いくつかの例示的な実施形態では、微粒子の集団の寸法を制御することが望ましい場合がある。特定の代表的な実施形態では、微粒子は、不織布エレクトレット繊維ウェブ中に物理的に同伴又は捕捉される。そのような実施形態では、微粒子は、好ましくは、少なくとも５０μｍ、より好ましくは、少なくとも７５μｍ、更により好ましくは、少なくとも１００μｍの集団のメジアン径を有するよう選択される。
【０１２５】
他の例示的な実施形態では、例えば、熱融解型接着剤のような接着剤、及び／又は熱可塑性樹脂微粒子若しくは熱可塑性樹脂繊維の一方又は両方への加熱（すなわち、熱接着）を用いて繊維に接着結合される、より微細な微粒子を使用することが好ましい。そのような実施形態では、微粒子は、好ましくは、少なくとも２５μｍ、より好ましくは、少なくとも３０μｍ、最も好ましくは、少なくとも４０μｍのメジアン径を有することが通常は好ましい。一部の代表的な実施形態では、微粒子は直径で１ｃｍ未満のメジアン径を有する。他の実施形態では、微粒子は、１ｍｍ未満、より好ましくは２５ミクロン未満、更により好ましくは１０ミクロン未満のメジアン径を有する。
【０１２６】
しかしながら、接着剤及び熱接着の両方を使用して微粒子を繊維に接着する他の例示的な実施形態では、それら微粒子が、１ミクロン（μｍ）未満、より好ましくは約０．９μｍ未満、更により好ましくは約０．５μｍ未満、最も好ましくは約０．２５μｍの集団メジアン径を有するサブミクロン寸法の微粒子の集団を含んでもよい。そのようなサブミクロン寸法の微粒子は、高表面積、及び／又は高吸収性及び／又は高吸着能力が望まれる用途において特に有用であり得る。更なる例示的な実施形態では、サブミクロン寸法の微粒子の集団は、少なくとも０．００１μｍ、より好ましくは、少なくとも約０．０１μｍ、最も好ましくは、少なくとも約０．１μｍ、最も好ましくは、少なくとも約０．２μｍの集団メジアン径を有する。
【０１２７】
更なる例示的な実施形態では、微粒子は、最大約２，０００μｍ、より好ましくは、最大約１，０００μｍ、最も好ましくは、最大約５００μｍの集団メジアン径を有するマイクロ寸法の微粒子の集団を含む。他の例示的な実施形態では、微粒子は、最大約１０μｍ、より好ましくは、最大約５μｍ、更により好ましくは、最大約２μｍの集団メジアン径を有するマイクロ寸法の微粒子の集団（例えば、超微細マイクロ繊維）を含む。単一の完成品ウェブ内に複数の種類の微粒子を使用することもできる。複数のタイプの微粒子を使用すると、たとえそれらの微粒子のタイプの１つが同じタイプの別の微粒子と結合しなくとも、連続である微粒子ウェブを生成することが可能となり得る。この種のシステムの一例は、２種類の微粒子が使用されるものであり、一方の微粒子が、それら微粒子を互いに結合させ（例えば、不連続ポリマー繊維微粒子）、他方が、ウェブの所定の目的のための活性粒子として作用する（例えば、活性炭のような吸着剤微粒子）ものであろう。そのような例示的な実施形態は、特に流体濾過の用途にとって有用であり得る。
【０１２８】
例えば、微粒子の密度、微粒子の粒径、及び／又は最終的な不織布エレクトレット繊維ウェブ物品の所望の特性によって、繊維ウェブの全重量に対して様々な異なる装填量の微粒子を使用してもよい。一実施形態では、粒子は、不織布物品の総重量の９０重量％未満を構成する。一実施形態では、粒子は、不織布物品の総重量の少なくとも１０重量％を構成する。
【０１２９】
前述の実施形態のいずれかでは、有利なこととしては、微粒子は、不織布エレクトレット繊維ウェブの厚さ全体にわたって分散してもよい。しかしながら、前述の実施形態のいくつかでは、微粒子は、実質的に不織布エレクトレット繊維ウェブの主表面上に優先的に分散する。
【０１３０】
更に、上述の微粒子の１種以上の任意の組み合わせを使用して、本開示による不織布エレクトレット繊維ウェブを形成してもよいということは理解されるべきである。
【０１３１】
Ｄ．任意のバインダ構成成分
前述の代表的な実施形態のいずれかでは、不織布エレクトレット繊維ウェブは、好ましくは、任意の追加のバインダを実質的に含まない。しかしながら、前述の実施形態の一部では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、複数のランダムにに配向され離散した繊維の少なくとも一部を被覆する、バインダコーティングを更に含む。いくつかの例示的実施形態では、バインダは、液体又は固体粉末であってもよい。特定の本発明の代表的な実施形態では、バインダは、微粒子の表面を大幅には閉塞しない。
【０１３２】
繊維、１２０、及び微粒子を一緒に固定するのは多成分繊維の第１の領域であるが、任意のバインダ材料又はコーティングは、本開示による不織布エレクトレット繊維ウェブの形成中又は形成後に含まれてもよい。この任意追加のバインダコーティングは、不織布物品に更なる強度を提供し、更に粒子を繊維に固定することができ、及び／又は研磨物品若しくは精錬物品に追加の剛性を与えることができる。
【０１３３】
所望のバインダコーティングは、ロールコーティング、スプレーコーティング、及び浸漬コーティング、並びにそれらのコーティング技法の組み合わせのような既知の加工手段によって適用されてもよい。バインダコーティングは、バインダ内に追加の微粒子を含んでもよく、又は追加の微粒子は、バインダに組み込まれ、及び固定されてもよい。
【０１３４】
所望のバインダは、樹脂であってもよい。好適な樹脂としては、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ尿素、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、及びポリイソプレンが挙げられる。バインダは、水溶性であってもよい。水溶性バインダの例としては、界面活性剤、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリビニルピロリドン、酢酸ビニルコポリマー、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、デンプン、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、セルロースエーテルポリマー、ポリエチルオキサゾリン、ポリエチレンオキシドのエステル、ポリエチレンオキシドのエステルとポリプロピレンオキシドのコポリマー、ポリエチレンオキシドのウレタン、及びポリエチレンオキシドのウレタンとポリプロピレンオキシドのコポリマーが挙げられる。
【０１３５】
Ｅ．任意の追加層
本開示の不織布エレクトレット繊維ウェブは追加の層を含んでもよい。１つ以上の追加層は、不織布エレクトレット繊維ウェブの外側表面にわたって及び／又は外側表面の下で存在してもよい。
【０１３６】
好適な追加層は、色含有層（例えば、印刷層）、上述の支持層のうちいずれか、別個のメジアン繊維直径及び／又は物理的組成を有する１つ以上の追加のサブミクロン繊維構成要素、絶縁性能を向上させるための１つ以上の二次微細サブミクロン繊維層（例えば、メルトブローンウェブ又はガラス繊維布）、発泡体、微粒子層、箔層、フィルム、装飾布層、膜（即ち、透析膜、逆浸透性膜など、透過性を制御されたフィルム）、網製品、メッシュ、配線網状組織及び管状の網状組織（即ち、電気伝達用のワイヤー層、若しくは、様々な流体搬送用の管／パイプ群、例えば、電気毛布用の配線網状組織、及び冷却毛布内を流れる冷却剤用の管状の網状組織、の層）、又はこれらの組み合わせを含むが、これらに限られない。
【０１３７】
本開示の代表的な不織布エレクトレット繊維ウェブは、所望によって、サブミクロン繊維、微細繊維、マイクロ繊維、又は粗大マイクロ繊維などの粗大繊維成分の少なくとも１つの追加層を含んでもよい。繊維の少なくとも１つの層は、不織布エレクトレット繊維ウェブに対して下層、支持層、又はコレクタであってもよく、又は上層若しくはカバー層であってもよい。少なくとも、１つの繊維は、不織布エレクトレット繊維ウェブと同時に調製されるか、不織布エレクトレット繊維ウェブを調製する前に、ウェブロールとして事前に調製され、不織布エレクトレット繊維ウェブのコレクタ又は被覆層を提供するために解反されるか、あるいは、不織布エレクトレット繊維ウェブの調製後に調製されて、不織布エレクトレット繊維ウェブの隣接させて使用できる。
【０１３８】
１．任意の支持層
本開示の不織エレクトレット繊維ウェブは、任意の支持層を更に含んでもよい。現状における好適な特定の実施形態では、追加支持体層は多孔質である。存在する場合は、追加支持体層は、複合不織繊維物品の強度のほとんどをもたらし得る。幾つかの実施形態では、上述のサブミクロン繊維構成要素は、強度が非常に低い傾向があり、通常の取り扱い中に損傷する可能性がある。サブミクロン繊維成分を支持体層に取り付けることで、サブミクロン繊維成分に強度が与えられる一方、サブミクロン繊維成分の高い多孔性、及びそれによる所望の吸収性が保持される。多層不織布エレクトレット繊維ウェブ構造は、限定ではないが、ロール形状へのウェブの巻き取り、ロールからのウェブの取り出し、成型、ひだ付け、折りたたみ、ステープル処理、織り込みなどを含む、更なる加工に対する充分な強度をもたらし得る。
【０１３９】
本開示では様々な支持層を使用することができる。適切な支持層としては、不織布、織布、編織物、発泡体層、フィルム、紙の層、裏面接着剤層、金属箔、メッシュ、弾性布地（すなわち、弾性特性を有する任意の上述の織物、編織物又は不織布）、有孔ウェブ、裏面接着剤層、又はこれらいずれかの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。１つの代表的な実施形態では、多孔質支持体層はポリマー不織布帛を含む。好適な不織ポリマー布地としては、エアレイド布、メルトブローン布、短繊維長さの繊維（即ち、約１００ｍｍ未満の繊維長を有する繊維）のカード式ウェブ、ニードルパンチ布、スプリットフィルムウェブ、ウェットレイド水流絡合ウェブ、エアレイド短繊維ウェブ、又はこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。特定の代表的実施形態では、支持層が、短繊維を結合させたウェブを含む。更に後述するように、例えば熱接着、接着剤結合、粉末バインダ結合、水流交絡、ニードルパンチ、カレンダ加工、又はこれらの組み合わせを用いて結合を実施することができる。
【０１４０】
支持体層は、複合不織繊維物品の特定の最終用途に応じた、坪量と厚さを有してよい。本開示のいくつかの実施形態では、複合不織繊維物品の全体の坪量及び／又は厚さは最小レベルで保持されるのが望ましい。別の実施形態では、全体の最小坪量及び／又は厚さが、所定の用途において要求される場合がある。典型的に、支持体層の約１５０ｇｓｍ未満の坪量を有する。幾つかの実施形態では、支持層の坪量は約５．０ｇｓｍ〜約１００ｇｓｍである。別の実施形態では、支持層の坪量は約１０ｇｓｍ〜約７５ｇｓｍである。
【０１４１】
坪量と同様に、支持層はある厚さを有してよく、この厚さは、複合不織布繊維物品の特定の最終用途に応じて変化する。一般的に、支持体層は、約１５０ミリメートル（ｍｍ）未満の、より好ましくは、１００ｍｍ未満の、最も好ましくは５０ｍｍ未満の厚さを有する。特定の実施形態では、支持体層は少なくとも約０．１ｍｍの、より好ましくは、少なくとも０．５ｍｍの、最も好ましくは、少なくとも１．０ｍｍの厚さを有する。一部の実施形態では、支持層の厚さは約１．０ｍｍ〜約３５ｍｍである。別の実施形態では、支持層の厚さは約２．０ｍｍ〜約２５ｍｍである。
【０１４２】
特定の例示的実施形態では、支持層は、以下で更に説明されるように、マイクロ繊維成分、例えば、マイクロ繊維の集団を含んでもよい。
【０１４３】
２．任意のカバー層
いくつかの代表的な実施形態では、本開示の不織布エレクトレット繊維ウェブは、更に、不織布エレクトレット繊維ウェブと隣接する所望のカバー層から構成され得る。特定の例示的実施形態では、所望のカバー層は多孔質である。いくつかの例示的実施形態では、所望のカバー層は、サブミクロン繊維を含む。特定の本発明の好ましい実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、コレクタ及びカバー層の両方を含む。
【０１４４】
ａ．マイクロ繊維
いくつかの例示的実施形態では、好ましいマイクロ繊維又は粗大繊維成分は、少なくとも１μｍの集団メジアン繊維径を有するマイクロ繊維の集団を含む。他の実施形態では、好ましい粗大繊維成分は、少なくとも１０μｍの集団メジアン繊維径を有するマイクロ繊維（より好ましくはポリマーマイクロ繊維）の集団を含む。特定の他の例示的な実施形態では、マイクロ繊維成分は、約２μｍ〜約１００μｍの範囲の集団メジアン繊維径を有する繊維集団を含む。更なる例示的な実施形態では、マイクロ繊維成分は、約５μｍ〜約５０μｍの範囲のメジアン繊維径を有する繊維集団を含む。
【０１４５】
幾つかの実施形態において、マイクロ繊維構成要素は１つ以上のポリマー材料を含むことができる。一般に、マイクロ繊維の調製にはいずれかの繊維形成ポリマー材料を使用できるが、普通、この繊維形成材料は半結晶性であるのが好ましい。繊維形成に一般に使用されるポリマー、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン及びウレタンが特に有用である。ウェブは、ポリスチレンなどの非晶質ポリマーからも調製されてきた。本明細書中で記述される特定のポリマーは単なる例であって、広範な種類の他のポリマー又は繊維形成材料が有用である。
【０１４６】
適切なポリマー材料としては、ポリブチレン、ポリプロピレン及びポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリアミド（ナイロン−６及びナイロン−６，６）、ポリウレタン、ポリブテン、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルフォン、流体結晶ポリマー、ポリエチレン−コ−酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、環状ポリオレフィン、ポリオキシメチレン、ポリオレフィン系熱可塑性樹脂エラストマー、又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１４７】
多様な合成繊維成形ポリマー材料は、熱可塑性プラスチック、特に、直鎖状低密度ポリエチレン（例えば、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭｉｃｈｉｇａｎのＤＯＷＬＥＸ（商標））、例えば、（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙｙ、Ｍｉｄｌａｎｄ、Ｍｉｃｈｉｇａｎから）ＥＮＧＡＧＥ（商標）、（Ｅｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｈｏｕｓｔｏｎ、Ｔｅｘａｓから）ＶＩＳＴＡＭＡＸＸ（商標）として入手可能の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、エチレンアルファオレイン共重合体類（例えば、Ｅｘｘｏｎ−Ｍｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴｅｘａｓのＥＸＡＣＴ（商標）、及びＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭｉｃｈｉｇａｎのＥＮＧＡＧＥ（商標）といったエチレンブテン、エチレンヘキセン、又はエチレンオクテンの各共重合体）、エチレン酢酸ビニルポリマー（例えば、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏ．、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤｅｌａｗａｒｅのＥＬＶＡＸ（商標）、ポリブチレンエラストマー類（例えば、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤｅｌａｗａｒｅのＣＲＡＳＴＩＮ（商標）、Ｂａｓｅｌｌ  Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｓ、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、ＤｅｌａｗａｒｅののＰＯＬＹＢＵＴＥＮＥ−１（商標）、可塑性スチレンブロック共重合体（例えば、Ｋｒａｔｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ、Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴｅｘａｓのＫＲＡＴＯＮ（商標）、Ｄｙｎａｓｏｌ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ、Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴｅｘａｓのＳＯＬＰＲＥＮＥ（商標）として市販）、及びポリエーテルブロック共重合体エラストマー材料（例えば、Ａｒｋｅｍａ、Ｃｏｌｏｍｂｅｓ、ＦｒａｎｃｅのＰＥＢＡＸ（商標））を含む材料の使用が挙げられる。熱可塑性樹脂ポリオレフィンエラストマー（ＴＰＥ）が特に好ましい。
【０１４８】
本開示の代表的実施形態に係る不織マイクロ繊維は、様々な天然の繊維形成材料を用いて製造することもできる。好ましい天然材料は、ビチューメン又はピッチ（例えば炭素繊維製造用）を含み得る。繊維形成材料は、溶融形態、又は、適切な溶媒に担持させることができる。また、反応性モノマーを用い、ダイに移動し又は通過しながら互いに反応させることもできる。不織布ウェブは、一層内に繊維の混合物を含有してもよいし（例えば、共通のダイ先端部を有する２つの近接するダイキャビティを用いて製造される）、複数層を含有してもよいし（例えば、積層配置された複数のダイキャビティを用いて製造される）、又は、多成分繊維の１つ以上の層を含有してもよい（例えば米国特許第６，０５７，２５６号（Ｋｒｕｅｇｅｒら）で記述のもの）。
【０１４９】
繊維はまた、複数材料の混合物から形成されてもよく、これは顔料や染料などの特定の添加剤が混合された材料を含む。２成分のサブマイクロメータファイバーであってもよい、コア−シース又は横並び構成の２成分繊維などの２成分マイクロ繊維を調製してもよい（本明細書にて「２成分」とは、２つ以上の構成成分を有する繊維を含み、各構成成分が繊維の断面積の一部を占め、繊維のかなりの長さにわたって延びているものである）。但し、本開示の代表的実施形態は、単一成分繊維（繊維は断面に渡って本質的に同じ組成を有するが、「単一成分」とは混合物又は添加剤含有材料を含み、実質的に均一な組成の連続相が断面に渡り、かつ繊維の長さに渡って延びている）について特に有用及び有益であり得る。他の利益のうち、単一成分繊維を使用可能であることが、製造複雑性を低減し、ウェブの使用における制限をほぼなくす。
【０１５０】
前述の繊維形成用材料に加えて、様々な添加剤を繊維溶融物に添加し、押し出して、添加剤を繊維に組み込むことができる。一般的に、添加物の量は、繊維の総重量を基準にして、約２５重量パーセント未満、望ましくは最大約５．０重量パーセントまでである。好適な添加物には、微粒子、充填剤、安定剤、可塑剤、粘着付与剤、流動性調製剤、硬化速度遅延剤、接着促進剤（シラン、チタン酸塩など）、補助剤、衝撃改質剤、膨張性微小球、熱伝導性微粒子、電気伝導性微粒子、シリカ、ガラス、粘土、タルク、顔料、着色剤、ガラスビーズ又はバブル、酸化防止剤、蛍光増白剤、抗菌剤、界面活性剤、難燃剤、及びフッ素化学品が含まれるが、これらに限るものではない。
【０１５１】
上述の添加物のうち１つ以上を用いて、得られる繊維及び層の重量及び／又はコストを軽減してもよく、粘度を調製してもよく、又は繊維の熱的特性を修正してもよく、あるいは電気特性、光学特性、密度に関する特性、流体バリア若しくは接着剤の粘着性に関する特性を含む添加物の物理特性の活量に由来する様々な物理特性を付与してもよい。
【０１５２】
ｉ．マイクロ繊維の形成
マイクロ繊維集団の製造及び堆積には、メルトブロー法、溶融紡糸、繊維押出、プレキシフィラメント形成、エアレイ、湿式紡糸、乾式紡糸、又はこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、多数のプロセスを用いることができる。マイクロ繊維を形成するための好適なプロセスは、米国特許第６，３１５，８０６号（Ｔｏｒｏｂｉｎ）、第６，１１４，０１７号（Ｆａｂｂｒｉｃａｎｔｅら）、第６，３８２，５２６  Ｂ１号（Ｒｅｎｅｋｅｒら）、及び同第６，８６１，０２５  Ｂ２号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎら）に記載されている。あるいは、米国特許第４，１１８，５３１号（Ｈａｕｓｅｒ）で記述されているプロセスを使用して、マイクロ繊維の集団を短繊維に形成又は変化させ、サブミクロン繊維の集団と組み合わせてもよい。特定の代表的実施形態では、マイクロ繊維集団は、後述するように、結合が熱接着、接着剤結合、粉末バインダ結合、水流交絡、ニードルパンチ、カレンダ加工、又はこれらの組み合わせを用いて達成された、結合させたマイクロ繊維のウェブを含んでいてもよい。
【０１５３】
ｂ．スパンボンド及びカーディングされた繊維
本開示の１つの代表的な実施形態では、支持体層は、ポリプロピレン繊維を含むスパンボンド布地を含む。本開示の更なる代表的な実施形態では、支持層は、短繊維長繊維のカードウェブを含み、この場合、短繊維長繊維は、（ｉ）低融解温度繊維若しくはバインダ繊維と（ｉｉ）高融解温度繊維若しくは構造繊維とを含む。典型的には、バインダ繊維の融解温度と構造繊維の融解温度との差は少なくとも１０℃超であるが、バインダ繊維の融点は、構造繊維の融解温度よりも少なくとも１０℃低い。好適なバインダ繊維は、上述のポリマー繊維のうちのいずれかを含むが、これらに限られない。好適な構造繊維は、上述のポリマー繊維のうちのいずれか、並びにセラミック繊維、ガラス繊維、及び金属繊維などの無機繊維、並びにセルロース繊維などの有機繊維を含むが、これらに限られない。
【０１５４】
本発明の好ましい特定の実施形態では、支持層は、短繊維長繊維のカードウェブを含み、短繊維長繊維は、ＰＥＴの単一成分と、ＰＥＴ／共ＰＥＴの２成分短繊維のブレンドを含む。本発明の好ましい一つの代表的な実施形態では、支持体層は、短繊維長繊維のカードウェブを含み、短繊維長繊維は、（ｉ）２成分バインダ繊維を約２０重量％（例えば、ＩＮＶＩＳＴＡ（商標）Ｔ２５４繊維で、Ｉｎｖｉｓｔａ，Ｉｎｃ．，Ｗｉｃｈｉｔａ，Ｋａｎｓａｓから入手可能）、１２ｄ×１．５インチ（１２ｄ×３．８１ｃｍ）、及び（ｉｉ）約８０重量パーセントの構造繊維（例えば、ＩＮＶＩＳＴＡ（商標）Ｔ２９３  ＰＥＴ繊維）、３２ｄ×３インチ（３２ｄ×７．６２ｃｍ）を含む。
【０１５５】
上述のように、支持層は、１つ以上の層を互いに組み合わせて含んでもよい。代表的な一実施形態では、支持層は、不織布又はフィルムなどの第１層と、サブミクロン繊維構成要素とは反対側の第１層上に接着剤層とを含む。この実施形態では、接着剤層は、第１層の外表面の一部又は全体を覆っていてよい。接着剤は、感圧性接着剤、熱活性化接着剤などを含む任意の既知の接着剤を含んでもよい。接着剤層が、感圧性接着剤を含むとき、複合不織布繊維物品は、感圧性接着剤の一時的保護を提供するために、剥離ライナーを更に含んでもよい。
【０１５６】
ｃ．サブミクロン繊維
本開示の代表的な不織布エレクトレット繊維ウェブは、サブミクロン繊維の集団を任意に含んでもよい。本発明の好ましい一部の実施形態では、サブミクロン繊維の集団は、不織布エレクトレット繊維ウェブに隣接する層を含む。サブミクロン繊維成分を含む少なくとも１つの層は、下層（例えば、不織布エレクトレット繊維ウェブに対する支持層又はコレクタ）であってもよいが、より好ましくは上層又はカバー層として使用される。サブミクロン繊維の集団は、不織布エレクトレット繊維ウェブと同時に形成されるか、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する前にウェブロールとして事前に形成されて不織布エレクトレット繊維ウェブのコレクタ又はカバー層を提供するために解反されて、あるいは代替的又は追加的には、不織布エレクトレット繊維ウェブの形成後に形成されて、不織布エレクトレット繊維ウェブと隣接好ましくは重ね合わせに使用してよい。
【０１５７】
特定の代表的な実施形態では、微細繊維成分は、１０μｍ未満の集団メジアン径を有する微細マイクロ繊維の集団を含む。他の例示的な実施形態では、微細繊維成分は、約２μｍ未満の集団メジアン径を有する超微細マイクロ繊維の集団を含む。特定の本発明の好適な実施形態では、微細繊維成分は、１μｍ未満の集団メジアン径を有するサブミクロン繊維の集団を含む。
【０１５８】
いくつかの例示的な実施形態では、サブミクロン繊維成分は、約０．２μｍ〜約０．９μｍの範囲の集団メジアン繊維径を有する繊維集団を含む。他の例示的な実施形態では、サブミクロン繊維成分は、約０．５μｍ〜約０．７μｍの範囲の集団メジアン繊維径を有する繊維集団を含む。
【０１５９】
幾つかの実施形態において、サブミクロン繊維構成要素は１つ以上のポリマー材料を含むことができる。好適なポリマー材料としては、ポリブチレン、ポリプロピレン及びポリエチレンなどのポリオレフィン；ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル；ポリアミド（ナイロン−６及びナイロン−６，６）；ポリウレタン；ポリブテン；ポリ乳酸；ポリビニルアルコール；ポリフェニレンスルフィド；ポリスルフォン；液晶ポリマー；ポリエチレン−コ−酢酸ビニル；ポリアクリロニトリル；環状ポリオレフィン；ポリオキシメチレン；ポリオレフィン系熱可塑性樹脂エラストマー；又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１６０】
サブミクロン繊維成分は、上記のポリマー又はコポリマーの任意の１つを含む単一成分繊維を含む場合がある。この代表的実施形態では、単一成分は、後述する添加物を含有してよいが、上述のポリマー材料から選択される単一繊維形成材料を含む。更に、この代表的な実施形態では、単一成分繊維は典型的に、１つ以上の添加物を２５重量％まで有して前述の高分子材料のうちいずれか１つを少なくとも７５重量％含む。望ましくは、単一成分繊維は、上述のポリマー材料のうちいずれか１つを少なくとも８０重量％、より望ましくは少なくとも８５重量％、少なくとも９０重量％、少なくとも９５重量％、更に１００重量％までを含み、ここで、重量はいずれも繊維の総重量を基準とする。
【０１６１】
サブミクロン繊維構成要素はまた、（１）上述のポリマー材料のうち２つ以上と、（２）後述の添加物を１つ以上と、から形成される多成分繊維を含んでもよい。好適な多成分繊維構成としては、シース−コア構成、横並び構成、層状、又は分割されたパイ／くさび状の構成（例えば、米国特許第４，７２９，３７１号は、縞状繊維とも呼ばれる層状２成分メルトブロー繊維を記述しており、ＰＣＴ国際公開第ＷＯ  ２００８／０８５５４５号は、分割されたパイ／くさび状繊維及び層状繊維を図１ａ〜１ｅで記述している。）、及び「海中島」構成（例えば、Ｋｕｒａｒａｙ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌｔｄ．（岡山、日本）により調製された繊維）が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１６２】
多成分繊維から形成されるサブミクロン繊維構成要素の場合、望ましくは、多成分繊維は、繊維の総重量を基準として、（１）上述のポリマーのうち２つ以上を約７５〜約９９重量％、及び（２）１つ以上の追加の繊維形成材料を約２５〜約１重量％含む。
【０１６３】
本開示の不織布エレクトレット繊維ウェブの製造方法は、上述のポリマー材料のいずれかより形成される繊維を含有するサブミクロン繊維構成要素の形成に用いることができる。典型的には、サブミクロン繊維形成方法の工程は、熱形成可能な材料を約１３０℃〜約３５０℃の範囲の溶融押出温度で溶融押出することを伴う。ダイアセンブリ及び／又は同軸ノズルアセンブリ（例えば上で参照したＴｏｒｏｂｉｎプロセスを参照）は、紡糸口金及び／又は同軸ノズルの集合を含み、溶融した熱形成可能材料がこれらを通過して押し出される。代表的な一実施形態では、同軸ノズルアセンブリは配列状に形成された同軸ノズルの集合を含み、複数の繊維流が支持層又は基材上に押し出される。例えば、米国特許第４，５３６，３６１号（図２）及び同第６，１８３，６７０号（図１〜２）を参照されたい。
【０１６４】
いくつかの代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブ層は、サブミクロン不織繊維に支持構造を与える、より粗いマイクロ繊維に混じり合ったサブミクロン繊維により形成されていてもよい。支持構造は、微細サブミクロン繊維を好ましい低固体性形態で支持するための弾性及び強度を与えることができる。支持構造は、様々な異なる構成要素から、単一で又は組み合わせて、調製することができる。支持構成要素の例としては、例えばマイクロ繊維、不連続配向繊維、天然繊維、多孔質発泡材料、及び連続又は不連続の非配向繊維が挙げられる。
【０１６５】
代表的な一実施形態では、マイクロ繊維流を形成し、サブミクロン繊維流を別個に形成してマイクロ繊維流に加えて、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する。別の一実施形態では、サブミクロン繊維流を形成し、マイクロ繊維流を別個に形成してサブミクロン繊維流に加えて、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する。これらの代表的実施形態では、サブミクロン繊維流及びマイクロ繊維流の一方又は双方が配向されている。更に別の実施形態では、配向サブミクロン繊維流を形成し、例えば米国特許第４，１１８，５３１号（Ｈａｕｓｅｒ）に記載のプロセスを用いて、不連続マイクロ繊維をサブミクロン繊維流に加える。
【０１６６】
一部の代表的実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブの製造方法は、サブミクロン繊維集団及びマイクロ繊維集団を、繊維流の混合、水流交絡、湿式形成、プレキシフィラメント形成、又はこれらの組み合わせにより混合することを含む。サブミクロン繊維集団のマイクロ繊維集団との混合には、一方又は双方の種類の繊維の複数流を用いることができ、これらの繊維流をいかなる順序で混合してもよい。この方法で、不織複合繊維ウェブは、様々な所望の密度勾配及び／又は層状構造を示すように形成することができる。
【０１６７】
例えば、特定の代表的実施形態では、サブミクロン繊維集団を、マイクロ繊維集団と混合して不均質の繊維混合物を形成することができる。他の代表的な実施形態では、サブミクロン繊維集団を、不織布エレクトレット繊維ウェブの集団を含む下層の上に上層として形成してもよい。特定の他の代表的実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブを、サブミクロン繊維の集団を含む下層（例えば、支持層又はコレクター）の上に上層として形成してもよい。
【０１６８】
ｉｉ．サブミクロン繊維の形成
限定ではないが、メルトブロープロセス、溶融紡糸、電界紡糸、ガスジェットフィブリル化プロセス、又はこれらの組み合わせを含む、多数のプロセスを用いて、サブミクロン繊維の製造及び堆積を行ってもよい。好適なプロセスとしては、米国特許第３，８７４，８８６号（Ｌｅｖｅｃｑｕｅら）、同第４，３６３，６４６号（Ｔｏｒｏｂｉｎ）、同第４，５３６，３６１号（Ｔｏｒｏｂｉｎ）、同第６，１８３，６７０号（Ｔｏｒｏｂｉｎ）、同第５，２２７，１０７号（Ｄｉｃｋｅｎｓｏｎら）、同第６，１１４，０１７号（Ｆａｂｂｒｉｃａｎｔｅら）、同第６，３８２，５２６  Ｂ１号（Ｒｅｎｅｋｅｒら）、同第６，７４３，２７３号（Ｃｈｕｎｇら）、同第６，８００，２２６号（Ｇｅｒｋｉｎｇ）、及び同第６，８６１，０２５  Ｂ２号（Ｅｒｉｃｋｓｏｎら）に開示されるプロセスが挙げられるが、これらに限定されない。サブミクロン繊維を形成するために特に好適な１つのプロセスは、係属中の米国特許仮出願第６１／２３８，７６１号、表題「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ，ＳＹＳＴＥＭ，ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＦＯＲＭＩＮＧ  ＮＡＮＯＦＩＢＥＲＳ  ＡＮＤ  ＮＡＮＯＮＯＮＷＯＶＥＮ  ＥＬＥＣＴＲＥＴ  ＦＩＢＲＯＵＳ  ＷＥＢＳ」（Ｍｏｏｒｅら）において説明されている。サブミクロン繊維を形成するための本発明の好適なプロセスは、電界紡糸プロセス、例えば、米国特許第１，９７５，５０４号（Ｆｏｒｍｈａｌｓ）に記載のプロセスである。
【０１６９】
Ｆ．不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するための方法及び装置
本開示の代表的な実施形態は、上述する不織布エレクトレット繊維ウェブを調製するプロセスを提供し、本プロセスは、概して、エレクトレット繊維、光触媒繊維（存在する場合）、多成分繊維（存在する場合）、単一成分熱可塑性繊維（存在する場合）、炭素系繊維（存在する場合）及び複数の微粒子（存在する場合）を不織布エレクトレット繊維を形成するための以下の加工工程、すなわち開繊、混合、給送装置への送達、その後のカーディング及びクロスラッピング、又はその後のエアレイ加工、及び接着、に供する工程から構成される。
【０１７０】
したがって、本開示の代表的な一実施形態では、本プロセスは、所望の繊維を粗開繊装置に送達して繊維を粗開繊し、その後粗開繊した繊維を混合装置に送達して繊維を機械的に混合し、その後機械的に混合した繊維に微細な開繊処理を供し、その後処理した繊維を給送装置に均一に繊維を導入し、その後処理した繊維を実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するためのカーディング機械に送達し、その後クロスラッピング加工を施すことにより不織布エレクトレット繊維ウェブを取得し、不織布エレクトレット繊維ウェブにニードルパンチング加工に供することよって最終的に不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する工程から構成することができる。
【０１７１】
本開示の別の代表的な実施形態では、本プロセスは、所望の繊維を粗開繊装置に送達して繊維を粗開繊し、その後粗開繊した繊維を混合装置に送達して繊維を機械的に混合し、その後機械的に混合した繊維を微細な開繊処理に供し、その後処理した繊維を給送装置に均一に繊維を導入し、その後処理した繊維をカーディング機械に給送して実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成し、その後クロス・ラッピング加工に供することにより不織布エレクトレット繊維ウェブを取得し、不織布エレクトレット繊維ウェブをスルーエア接合に供することよって最終的に不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する工程から構成し得る。
【０１７２】
本開示の別の代表的な実施形態では、本プロセスは、所望の繊維を粗開繊装置に送達して繊維を粗開繊し、その後粗開繊した繊維を混合装置に送達して繊維を機械的に混合し、その後機械的に混合した繊維を微細な開繊処理に供し、その後処理した繊維を給送装置に均一に繊維を導入し、その後処理した繊維をエアレイド機に給送して実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成し、その後不織布エレクトレット繊維ウェブをニードルパンチング加工に供することよって最終的に不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する工程から構成することができる。
【０１７３】
本開示の別の代表的な実施形態では、本プロセスは、所望の繊維を、粗開繊装置に送達して、繊維を粗開繊し、その後粗開繊した繊維を混合装置に送達して繊維を機械的に混合し、その後機械的に混合した繊維を微細な開繊処理に供し、その後処理した繊維を給送装置に均一に繊維を導入し、その後処理した繊維をエアレイド機に給送して実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成し、その後不織布エレクトレット繊維ウェブをスルーエア接合に供することよって最終的に不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する工程から構成することができる。
【０１７４】
いくつかの例示的なエアレイ加工実施形態では、不織布エレクトレット繊維は、エアレイ加工方法及び装置（後述の実施例Ｂ１〜Ｂ９で更に詳しく記載）を使用して形成され得るものであり、その方法は概して、上端部と下端部を有する成形チャンバを提供すること、形成チャンバーの上端部に複数の繊維を導入すること、繊維の集団を実質的に離散した繊維として、成形チャンバの下端部に繊維の集団を移送すること、コレクタ表面上に不織布エレクトレット繊維ウェブとして実質的に離散した繊維の集団を収集すること、を含む。
【０１７５】
いくつかのそのようなエアレイ式の実施形態では、コレクタ表面は、パターンを付けたコレクタ上の識別可能なパターンを有し得るものであり、識別可能なパターンは、不織布エレクトレット繊維ウェブの主表面（突起部なしとして考慮）から延びる複数の非中空状の突起部、主表面で実質的に平行に画定された平面内でそれぞれ隣接する突起部の間で形成される複数の実質的に平面のランド領域から構成され得る。
【０１７６】
前出のエアレイ加工法のいずれかの更に代表的な実施形態では、パターンを付けたコレクタ表面は、コレクタを通じて延びる複数の幾何学的に賦型された穿孔を含み、繊維の集団を捕捉することは、穿孔されたパターンを付けたコレクタ表面を通して真空に引くことを含む。特定の代表的な実施形態では、複数の幾何学的に賦型された穿孔は、円形、楕円形、多角形、Ｘ型、Ｖ型、らせん形、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される形を有する。一部の特定の代表的な実施形態では、複数の幾何学的に賦型された穿孔は、三角形、正方形、矩形、ダイヤモンド、台形、五角形、六角形、八角形、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、多角形の形を有する。一部の特定の代表的な実施形態では、複数の幾何学的に賦型された穿孔は、パターンを付けたコレクタ表面上の二次元パターンを含む。他の代表的な実施形態では、パターンを付けたコレクタ表面上の幾何学的に賦型された穿孔の二次元パターンは、二次元アレイである。
【０１７７】
前述のエアレイド加工法のいくつかの代表的な実施形態では、この方法は、パターンを付けたコレクタ表面からウェブを取り外す前に、複数の繊維の少なくとも一部を、接着剤を使用せずに一緒に接合して、それによって繊維ウェブに識別可能なパターンを保持させることを更に含む。
【０１７８】
本開示の更なる代表的な実施形態では、開繊処理の開繊ローラーは、３０〜５０Ｈｚの周波数を有することができる。本開示の更なる代表的な実施形態では、開繊処理の開繊ローラーは、４０〜５０Ｈｚの周波数を有することができる。
【０１７９】
本開示の追加の代表的な実施形態では、カーディング及びクロスラッピング後、又はエアレイド加工後に取得した不織布エレクトレット繊維ウェブは、坪量４０〜２５０ｇｓｍを有し得る。本開示の別の更なる代表的な実施形態では、カーディング及びクロスラッピング後、又はエアレイド加工後に取得した不織布エレクトレット繊維ウェブは、坪量８０〜１５０ｇｓｍを有し得る。
【０１８０】
本開示の特定の更なる代表的な実施形態では、接合は、穿刺回数が、１００〜１０００回／分のニードルパンチング加工である。本開示の特定の代表的な実施形態では、穿刺回数は２５０〜５００回／分であり得る。
【０１８１】
本開示の他の更なる代表的な実施形態では、接合は、熱風温度が１３０〜１５０℃のスルーエア接合である。本開示の特定の代表的な実施形態では、熱風温度は１３５〜１４５℃のスルーエア接合である。
【０１８２】
より具体的には、上述の不織布エレクトレット繊維ウェブは、異なる不織布エレクトレット繊維ウェブを生産するための特異な順番の工程を適用する異なるプロセスによって有利に調製され得る。詳しいプロセスを、更に下に説明する。
【０１８３】
１．不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するための加工手順Ｉ
所望の繊維は、配合に従って秤量し、粗開繊装置に導入され、高速３０〜５０Ｈｚで回転する装置の中のスパイクを使用して開繊される。その後繊維を混合装置に送達して、繊維を機械的に混合する。その後繊維を粗開繊処理する方法と同様な方法で、微細開繊処理に供し、更に繊維を微細に開繊処理をする。繊維は、繊維を均一に給送するための給送装置へ導入し、給送量が制御される。その後繊維は次のプロセス、即ち、実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するために、カーディング機へ送られる。坪量４０〜２５０ｇｓｍを得るために、不織布エレクトレット繊維ウェブは、クロスラッピングによって取得することができる。最終的に、不織布エレクトレット繊維ウェブを、１００〜１０００回／分の頻度のニードルパンチング加工に供され、最終製品が調製される。
【０１８４】
２．不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するための加工手順ＩＩ
加工の需要に従って、所望の繊維を秤量し、粗開繊装置に導入し、高速３０〜５０Ｈｚで回転する装置の中のスパイクを使用して開繊する。その後繊維を混合装置に送達して、繊維を機械的に混合する。その後繊維を微細な開繊処理に供し、粗開繊処理の方法と同じ方法で繊維を更に微細に開戦する。繊維は、繊維を均一に給送するために、給送装置へ導入し、給送量が制御される。その後繊維は次のプロセス、即ち、実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するために、エアレイド機へ送られる。最終的に、不織布エレクトレット繊維ウェブを、１００〜１０００回／分の頻度でニードルパンチング加工に供され、坪量４０〜２５０ｇｓｍの最終製品が調製される。
【０１８５】
３．不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するための加工手順ＩＩＩ
加工の需要に従って所望の繊維を秤量し、粗開繊装置に導入し、高速３０〜５０Ｈｚで回転する装置の中のスパイクを使用して開繊する。その後繊維を混合装置に送達して、繊維を機械的に混合する。その後繊維を微細な開繊処理に供し、粗開繊処理の方法と同じ方法で微細を更に開繊する。繊維は、繊維を均一に給送するために給送装置へ導入し、給送量が制御される。その後繊維は次のプロセス、即ち、実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するために、エアレイド機へ送られる。坪量４０〜２５０ｇｓｍを得るために、不織布エレクトレット繊維ウェブは、クロスラッピングによって取得することができる。最終的に、不織布エレクトレット繊維ウェブを、１３０〜１５０℃の温度の炉内におけるスルーエア接合に供し、最終製品が調製される。
【０１８６】
４．不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するための加工工程手順ＩＶ
加工の需要に従って所望の繊維を秤量し、粗開繊装置に導入し、高速３０〜５０Ｈｚで回転する装置の中のスパイクを使用して開繊する。その後繊維を混合装置に送達して、繊維を機械的に混合する。その後繊維を微細な開繊処理に供し、粗開繊処理の方法と同じ方法で微細を更に開繊する。繊維は、繊維を均一に給送するために給送装置へ導入し、給送量が制御される。その後繊維は次のプロセス、即ち、実質的に均一の不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するために、エアレイド機へ送られる。最終的に、不織布エレクトレット繊維ウェブを、４０〜２５０ｇｓｍの坪量を有する最終製品を形成するために、１３０〜１５０℃の温度の炉内におけるスルーエア接合に供する。
【０１８７】
更に、不織布エレクトレット繊維ウェブは、異なる繊維の混合比率を調製することによって、異なる機能を獲得し得る。
【０１８８】
５．不織布エレクトレット繊維ウェブを生産するための任意の加工工程
上述の不織布繊維ウェブ製造方法に加え、以下の加工工程の１つ以上を形成後のウェブに対し実施してもよい。単独又は組み合わせで、一旦形成された不織布繊維ウェブに関して、
（１）不織布繊維ウェブをプロセス経路に沿って、更なる加工操作に向けて前進させる工程、
（２）１つ以上の付加的な層を、不織布繊維ウェブの外側表面に接触させる工程、
（３）不織布繊維ウェブをカレンダ加工する工程、
（４）特に、カレンダ加工後、不織布繊維ウェブにひだ付けする工程、
（５）不織布繊維ウェブを処理剤又は他の組成物（例えば、難燃剤組成物、接着剤組成物、又は印刷層）でコーティングする工程、
（６）不織布繊維ウェブを、厚紙又はプラスチックの管に取り付ける工程、
（７）不織布繊維ウェブをロール形状に巻き取る工程、
（８）不織布繊維ウェブをスリットして２つ以上のスリットロール及び／又は複数のスリットシートを形成する工程、
（９）不織布繊維ウェブを成形型に配置し、不織布繊維ウェブを新しい形状に成型する工程、
（１０）存在する場合には、露出した任意の感圧性接着剤の層の上に剥離ライナーを適用する工程、及び
（１１）不織布繊維ウェブを、接着剤、又はクリップ、ブラケット、ボルト／ネジ、釘、及びストラップを含むがこれらに限定されないその他のいずれかの取り付け用具を介し、別の基材に取り付ける工程。
【０１８９】
Ｇ．任意の微粒子を有する不織布エレクトレット繊維ウェブを調製する方法
本開示は、また、前述の実施形態のいずれかに従って、複数の微粒子、より好ましくは化学的に活性な微粒子、更により好ましくは造粒活性炭を含む不織布エレクトレット繊維ウェブを調製する多様な方法を提供する。エレクトレット繊維ウェブを調製する好適なプロセスは、一般的に、エレクトレット繊維を、存在する場合は光触媒繊維を、存在する場合は多成分繊維を、存在する場合は単一成分熱可塑性繊維を、及び存在する場合は炭素系繊維を、開繊プロセスに供する工程、その後以下の工程を実施し微粒子を含む不織布エレクトレット繊維を形成する工程を含み、その工程は、繊維及び微粒子を１つ以上の給送装置へ送達する工程、繊維及び微粒子を混合する工程、その後混合した繊維及び微粒子をカーディング又はエアレイ加工する工程、その後繊維と微粒子を含有する不織布エレクトレット繊維ウェブを結合する工程である。特定の代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成するために、カーディング及びクロスラッピング方法、又はエアレイ加工法を使用して形成される。現状では、エアレイ加工法が、好適である。
【０１９０】
従って、前述のエアレイ加工法の特定の代表的な実施形態では、この方法は、化学的に活性な微粒子である複数の微粒子を形成チャンバの中に導入すること、及び実質的に離散した繊維の集団を不織布エレクトレット繊維ウェブとして捕捉する前に、形成チャンバ内で複数の離散した繊維を複数の微粒子と混合して、繊維微粒子混合物を形成すること、並びに微粒子の少なくとも一部を不織布エレクトレット繊維ウェブに固定すること、を更に含む。
【０１９１】
前述の実施形態のいずれかでは、微粒子が、上末端部、下末端部、上末端部と下末端部の間、又はそれらの組み合わせで、形成チャンバの中に導入されてもよい。前述のエアレイ加工法の特定の代表的な実施形態では、繊維微粒子混合物を形成チャンバの下端部に輸送して、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成することは、離散した繊維を形成チャンバの中に落下させることと、重力下で形成チャンバから繊維を落下させること、を含む。他の代表的な実施形態では、繊維微粒子混合物を形成チャンバの下端部に送達して、不織布エレクトレット繊維ウェブを形成することは、離散した繊維を形成チャンバの中に落下させることと、重力及び形成チャンバの下端部に適用される真空力下で、繊維を形成チャンバに落下通過させることとを含む。
【０１９２】
前述のエアレイ加工法の更なる代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、空中浮遊する汚染物質を閉じ込め、あるいは吸着するのに利用可能な全表面積を増加させる波形状又はひだ折り状の構造を有するひだ付けしたウェブを得るために加工され得る。いくつかのそのような実施形態では、ひだ付けしたウェブは、ウェブ構成物を、例えば、複数のＶ字形ランドと溝を含む、三次元の波状化パターンを有するパターンを付けた穿孔コレクタ（詳細は上述）上にエアレイ加工すると同時に、空気流を、パターンを付けた穿孔コレクタの中で穿孔に通過させることにより形成することができ、成形した不織布繊維ウェブは、続いて繊維接合する工程に供される。
【０１９３】
不織布エレクトリック繊維ウェブの０重量％超〜１０重量％未満、より好ましくは、離散している繊維の０重量％〜１０重量％未満が、少なくとも、第１融解温度を有する第１領域と、第２融解温度を有する第２領域とを含む多成分繊維で構成され、第１融解温度が第２融解温度よりも低い、いくつかの代表的な実施形態では、粒子を不織布エレクトレット繊維ウェブに固定する工程は、多成分繊維を、少なくとも第１融解温度でありかつ第２融解温度未満の温度に加熱することを含み、それによって、粒子の少なくとも一部分が、多成分繊維の少なくとも一部分の少なくとも第１領域に結合され、離散している繊維の少なくとも一部分が、多成分繊維の第１領域と複数の交点で一緒に結合される。
【０１９４】
前述の実施形態のいずれにおいても、複数の離散した繊維は、第１の融解温度を有する単一成分熱可塑性繊維の第１の集団、及び第１の融解温度を超える第２の融解温度を有する単一成分熱可塑性繊維の第２の集団を含むことができ、粒子を不織布エレクトレット繊維ウェブに固定する工程は、多成分繊維を少なくとも第１の融解温度でありかつ第２の融解温度未満の温度に加熱することを含み、それによって、微粒子の少なくとも一部が、単一成分熱可塑性繊維の第１の集団の少なくとも一部に結合され、更に単一成分熱可塑性繊維の第１の集団の少なくとも一部が、単一成分成分熱可塑性繊維の第２の集団の少なくとも一部に結合される。
【０１９５】
第１の融解温度を有する単一成分熱可塑性繊維の第１の集団、及び第１の融解温度を超える第２の融解温度を有する単一成分熱可塑性繊維の第２の集団を含む、いくつかの代表的な実施形態では、好ましくは不織布エレクトレット繊維ウェブの０重量％超〜１０重量％未満、より好ましくは離散した繊維の０重量％超〜１０重量％未満が、単一成分熱可塑性繊維の第１の集団で構成される。
【０１９６】
特定の代表的な実施形態では、微粒子を不織布エレクトレット繊維ウェブに固定する工程は、単一成分熱可塑性繊維の第１の集団を、少なくとも第１の融解温度でありかつ第２の融解温度未満の温度まで加熱することを含み、それによって、微粒子の少なくとも一部が、単一成分熱可塑性繊維の第１の集団の少なくとも一部に結合され、離散した繊維の少なくとも一部が、単一成分熱可塑性繊維の第１の集団と複数の交点で一緒に結合される。
【０１９７】
前述の代表的実施形態のいずれかでは、微粒子を不織布繊維ウェブに固定する工程が、熱接着、自己結合、接着剤結合、粉末バインダ結合、水流交絡、ニードルパンチング、カレンダー加工、又はそれらの組み合わせの中の少なくと前述の代表的な実施形態のいずれかでは、液体は形成チャンバの中も１つを含む。前述の実施形態の一部では、微粒子を不織布エレクトレット繊維ウェブに固定することは、離散した繊維を交絡させ、それによって複数の介在空隙を含む凝集した不織布エレクトレット繊維ウェブを形成することを含み、それぞれの介在空隙は、少なくとも２つの重複する繊維によって画定されたメジアン径を有する、少なくとも１つの開口部を有する空隙体積を画定し、更に微粒子は、空隙体積未満の体積、及びメジアン寸法を超えるメジアン粒径を呈し、更に化学的に活性な微粒子は離散した繊維に実質的に結合されず、かつ離散した繊維は互いに実質的に結合されない。
【０１９８】
前述の実施形態のいずれかでは、不織布エレクトレット繊維ウェブは、コレクタ上で形成されてもよく、このコレクタは、スクリーン、スクリム、メッシュ、不織布、織布、編布地、発泡体層、多孔質フィルム、穿孔フィルム、繊維のアレイ、溶融フィブリル化不織布繊維ウェブ、メルトブローン繊維ウェブ、スパンボンド繊維ウェブ、エアレイ繊維ウェブ、ウェットレイド繊維ウェブ、カード繊維ウェブ、水流絡合繊維ウェブ、及びこれらの組み合わせから選択される。
【０１９９】
前述の実施形態のいずれかの他の例では、この方法は、不織布エレクトレット繊維ウェブに重なる繊維カバー層を適用することを更に含み、繊維カバー層は、エアレイ加工、ウェットレイ加工、カード加工、メルトブロー、溶融紡糸、電界紡糸、プレキシフィラメント形成、ガスジェットフィブリル化、繊維スプリット加工、又はこれらの組み合わせによって形成される。特定の代表的実施形態では、繊維カバー層は、メルトブロー、溶融紡糸、電界紡糸、プレキシフィラメント形成、ガスジェットフィブリル化、繊維スプリット加工、又はそれらの組み合わせによって形成された、１μｍ未満のメジアン繊維径を有するサブミクロン繊維の集団を含む。
【０２００】
以下に説明されるプロセスの一部の実施形態を通じて、不織布物品の一表面の上で優先的に、微粒子を得ることができる。開繊性で嵩高い不織布ウェブの場合、微粒子はウェブを通過して落下し、優先的に不織布物品の底面上に留まる。高密度の不織布ウェブの場合、微粒子は不織布物品の表面上に留まり、優先的にその上部にある。
【０２０１】
更に以下に記述するとおり、不織布物品の厚さ全体で微粒子の分散を得ることができる。この実施形態では、したがって、微粒子は、ウェブの作業面上及び厚さ全体の両方で使用可能である。一実施形態では、繊維が融解して微粒子を固定することができるまで、繊維を濡らして微粒子を繊維にくっけることを支援することができる。別の実施形態では、高密度の不織布ウェブの場合、真空を導入して、不織布物品の厚さ全体で微粒子を吸引することができる。
【０２０２】
更なる代表的な実施形態では、不織布エレクトレット繊維ウェブは、カーディング及びクロスラッピング、又はエアレイ加工により形成され接合した不織布繊維ウェブをカレンダ加工しかつ機械的にひだ付けをすることによって形成することができる。ひだ付けしたウェブは、エレクトレット繊維と、複数の光触媒繊維及び複数の化学的に活性な微粒子、好ましくは造粒活性炭微粒子の中の１つ又は両方と、所望により、複数の多成分繊維、複数の単一成分熱可塑性繊維、及び複数の炭素系繊維の中の１つ以上とを含む。
【０２０３】
Ｈ．不織布エレクトレット繊維ウェブの使用方法
本開示は、多様な用途において本開示の不織布繊維ウェブを使用する方法もまた目的とする。したがって、更に他の態様では、本開示は前述の方法のいずれかに従って調製された不織布繊維ウェブのいずれかを含む物品に関する。微粒子を含まないパターン付きの特定のエアレイド不織布エレクトレット繊維ウェブは、気体濾過物品、暖房、冷房又は換気、空調（ＨＶＡＣ）装置用のエアフィルター、車両用のキャビンエアフィルター、又は表面洗浄物品として有用であり得る。例えば、本開示の代表的な繊維ウェブは、表面洗浄用の拭き取り用品における使用のための、特に効果的な織り目表面を提供することができるが、これは、パターンが洗浄剤用のリザーバ及びくずを高度に捕捉するため表面を提供する利点を有することができるためである。
【０２０４】
特定の本発明の好ましい実施形態では、前述の実施形態のいずれかの不織布エレクトレット繊維ウェブは、不織布エレクトレット繊維ウェブを取り囲む気体不透過性ハウジングからなる気体濾過物品を作製するために使用することができ、このハウジングは、不織布エレクトレット繊維ウェブの第１の主表面と流体連通する少なくとも１つの流体入口と、不織布エレクトレット繊維ウェブの第１の主表面に対向する不織布エレクトレット繊維ウェブの第２の主表面と流体連通する少なくとも１つの流体出口とを含む。
【０２０５】
様々な濾過物品を、好ましくは化学的に活性な微粒子である、様々な微粒子を含有する様々な不織布エレクトレット繊維ウェブから調製することができるということが理解される。有益には、気体（例えば、空気）濾過媒体、炉フィルター、呼吸器などを、微粒子、より好ましくは化学的に活性な微粒子を含有する不織布エレクトレット繊維ウェブを含むように製造することができる。
【０２０６】
他の代表的な実施形態（図示せず）では、追加的な上又は下に重ねたウェブにより、又は繊維集団のメジアン径の勾配（例えば、粗大から微細、微細から粗大、及びその他）、微粒子集団平均径の勾配（例えば、粗大から微細、微細から粗大、及びその他）、及び／又は例えば、繊維重量当たりの微粒子重量として表される微粒子濃度の勾配（例えば、高濃度から低濃度、低濃度から高濃度、及びその他）をパターンを付けたエアレイド不織布エレクトレット繊維ウェブの厚さＴにわたって形成することにより、追加の層を形成してもよい。
【０２０７】
気体濾過物品は、様々な形状及び形態をとることができる。特定の代表的な実施例では、気体濾過物品は、三次元的幾何学形状の形状をとり、それらは、特定の代表的な実施例では、円筒形、円形ディスク、楕円形ディスク、又は多角形ディスクから選択できる。他の適切な形状及び形態は、当業者に周知である。
【０２０８】
更なる態様は気体を濾過する方法を提供し、その方法は気体濾過物品を透過気体と接触させることを含む。特定の代表的な実施例では、気体濾過物品は、ひだ折りされた不織布エレクトレット繊維、所望により、ウェブに捕捉された複数の吸着剤微粒子（例えば、造粒活性炭微粒子）から構成される。
【０２０９】
不織布エレクトレット繊維ウェブの多様な代表的実施形態が上述され、以下の実施例により下記で更に例示されるが、これらは本発明の領域に対して制限を課すものとして決して解釈されるべきではない。逆に、言うまでもなく明らかであるが、本明細書中の説明を読むことによって、本開示の趣旨及び／又は添付の請求項の範囲を逸脱することなく当業者に示唆され得る様々な他の実施形態、修正、及びそれらの均等物を採用することができる。
【実施例】
【０２１０】
本開示の広い範囲に記載される数値範囲及びパラメーターが近似値であるにも関わらず、特定の実施例に記載される数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、いずれの数値もそれらの各試験測定値において見られる標準偏差から必然的に生じる特定の誤差を本質的に含む。最低限でも、また、特許請求の範囲への同等物の原則の適用を限定する試行としてではなく、少なくとも各数値パラメータは、報告された有効数字の数を考慮して、そして通常の概算方法を適用することによって解釈されなければならない。
【０２１１】
材料
表Ａにおいて以下に詳述されるように、後述の準備実施例、実施例及び比較例で使用する原材料は、全て市販品である。
【０２１２】
【表１−１】
2014518339.tif 000003
【０２１３】
【表１−２】
2014518339.tif 000004
【０２１４】
次に示す繊維は、単一成分熱可塑性繊維を含む不織布繊維ウェブの更なる実施例で使用される代表的な充填繊維である。
ＨＵＩＷＥＩＳＨＩ  ＣＯ．，ＬＴＤ．又はＦＡＲ  ＥＡＳＴＥＲＮ  ＩＮＤＵＳＴＲＹ  ＣＯ．ＬＴＤ．（中国）から購入した２Ｄ×５１ｍｍ仕様のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、及び
ＧＵＡＮＧＺＨＯＵ  ＹＩＡＩＳＩ  ＦＩＢＥＲ  ＣＯ．ＬＴＤ．（中国）から購入した３Ｄ×５１ｍｍ仕様のポリエチレン（ＰＥ）単一成分熱可塑性。
【０２１５】
試験方法
坪量の測定
造粒活性炭及びエレクトレット繊維を含有する代表的不織布エレクトレット繊維ウェブの坪量は、計量機メトラー・トレドＸＳ４００２Ｓ（Ｍｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ  ＳＡＳ、Ｖｉｒｏｆｌｙ、Ｆｒａｎｃｅから市販）を用いて測定した。
【０２１６】
厚さの測定
平面濾材の厚さは、ＭＩＴＵＴＯＹＯ  Ｃａｌｉｐｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  ＩＤ−Ｃ１０５０Ｂ（Ｍｉｔｕｔｏｙｏ、Ｐａｒｉｓ、フランスから市販）を使用して計測した。
【０２１７】
圧力低下、微粒子捕捉効率及び装填性能
ひだ付き及び枠付きフィルターの圧力低下、圧力低下、微粒子捕捉効率及び装填性能は、垂直ダクトシステムの中で計測した。ＤＩＮ  ７１  ４６０パート１を、指針として使用する。主な試験装置：粒子係数器として、ＡＰＳ  Ｍｏｄｅｌ  ３４００Ａ（ＴＳＩ，Ｉｎｃ．，Ｓｈｏｒｅｖｉｅｗ、ミネソタ州が市販）、エアロゾルジェネレータとして、Ｐａｌａｓ  Ｂｒｕｓｈ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  ＲＧＢ  １０００  ＳＥＡ  ｆｉｎｅ  ｌｏａｄｉｎｇ（Ｐａｌａｓ  ＧｍｂＨ、Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ、ドイツが市販）。
【０２１８】
空気透過率
ＴＥＸＴＥＳＴ  ＦＸ３０００  Ａｉｒ  Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  Ｔｅｓｔｅｒ  ＩＩＩ（スイス、Ｓｃｈｗｅｒｚｅｎｂａｃｈ、ＴＥＸＴＥＳＴ  ＡＧが市販）を使用して、多様なウェブの空気透過率を計測した。
【０２１９】
臭気フィルター性能：気体及び蒸気性能試験（吸着効率）
ひだ付きフィルターの臭気フィルター能力を試験した。気体及び蒸気効率は、ＤＩＮ  ７１−４６０−２を指針として決定される。使用した特定のフィルター負荷は、ｎ−ブタン、二酸化イオウ（ＳＯ２）及びトルエンであった。使用した試験装置は、ＳＯ２には、Ｍｏｄｅｌ  ＭＬ９８５０  Ｇａｓ  Ａｎａｌｙｚｅｒ（コロラド州Ｅｎｇｌｅｗｏｏｄ、Ｔｅｌｅｄｙｎｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒが市販）、ｎ−ブタン及びトルエン用には、Ｍｏｄｅｌ  ＦＩＤ  ２０１０Ｔクロマトグラフ（Ｔｅｓｔａ  ＧｍｂＨ、Ｍｕｎｉｃｈ、ドイツから市販）であった。
【０２２０】
Ａ．エレクトレット繊維及び光触媒繊維を含む不織布エレクトレット繊維ウェブの調製
（実施例Ａ１）
不織エレクトレット繊維ウェブを、後述の加工手順に従って、０．５ｋｇのエレクトレット繊維及び９．５ｇの光触媒繊維から調製する。
１．初めに、エレクトレット繊維及び光触媒繊維を均一に混合し、その後、粗開繊及び微細開繊に供し、各開繊ローラは周波数５０Ｈｚを有し、それにより繊維のブロックを微細繊維束に変える。更に、原材料中の不純物は濾過される。
２．その後、繊維束を、給送ボックスを介してカーディングボックスに給送して、繊維を単一繊維配置状態にカーディングする。その後、カーディングした繊維を、ドッファを介して排出して、坪量１０ｇｓｍの実質的に均一な不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する。
３．不織布エレクトレット繊維ウェブが、クロスラッパーに導入されると、敷設層の数を、クロスラッパー及び搬送ベルトの速度によって制御して、所望の坪量９０ｇｓｍを得、不織布エレクトレット繊維ウェブの均一性を向上させる。
４．次に、その積層された不織布エレクトレット繊維ウェブを、３５０回／分のニードリング回数でニードルパンチング加工に供して、不織布エレクトレット繊維ウェブの強度を向上させる。
５．最終的に、不織布エレクトレット繊維ウェブを、所望の幅に従って、スリットし、巻き取る。
【０２２１】
（実施例Ａ２）
不織布エレクトレット繊維ウェブを、後述の加工手順に従って、５ｋｇのエレクトレット繊維及び５ｋｇの光触媒繊維から調製する。
１．初めに、エレクトレット繊維及び光触媒繊維を均一に混合し、その後、粗開繊と微細開繊に供し、各開繊ローラは周波数５０Ｈｚを有し、それにより繊維のブロックを微細繊維束に変える。更に、原材料中の不純物を濾過する。
２．その後、繊維束を、給送ボックスを介してＲａｎｄｏエアレイド機に給送して、気流の作用の下で、リッケリンロールを用いて繊維束を加工することにより、繊維束をランダムな状態に変える。坪量９０ｇｓｍの均一な不織布エレクトレット繊維ウェブが産出される。
３．次に、積層の不織布エレクトレット繊維ウェブを、３５０回／分のニードリング回数でニードルパンチング加工に供して、不織布エレクトレット繊維ウェブの強度を向上させる。
４．最終的に、不織布エレクトレット繊維ウェブを、所望の幅に従って、スリットし、巻き取る。
【０２２２】
（実施例Ａ３）
不織布エレクトレット繊維ウェブを、実施例Ａ１で記載した加工手順に従って、１ｋｇのエレクトレット繊維、８ｋｇの竹炭繊維、及び１ｋｇの光触媒繊維から調製する。
【０２２３】
（実施例Ａ４）
不織布エレクトレット繊維ウェブを、実施例Ａ２で記載した加工手順に従って、４ｋｇのエレクトレット繊維、５ｋｇの竹炭繊維、及び１ｋｇの光触媒繊維から調製する。
【０２２４】
（実施例Ａ５）
不織布エレクトレット繊維ウェブを、実施例Ａ１で記載したプロセス方法に従って、１ｋｇのエレクトレット繊維、８ｋｇの竹炭繊維、及び１ｋｇの光触媒繊維から調製する。
【０２２５】
（実施例Ａ６）
不織布エレクトレット繊維ウェブを、実施例２で記載した加工手順に従って、４ｋｇのエレクトレット繊維、５ｋｇの椰子炭繊維、及び１ｋｇの光触媒繊維から調製する。
【０２２６】
（実施例Ａ７）
不織布エレクトレット繊維ウェブを、後述の加工手順に従って、１ｋｇのエレクトレット繊維、８ｋｇの光触媒繊維、及び１ｋｇのバインダ繊維ＰＬＡから調製する。
１．初めに、エレクトレット繊維及び光触媒繊維を均一に混合し、その後、粗開繊と微細開繊に供し、各開繊ローラは周波数５０Ｈｚを有し、それにより繊維のブロックを微細繊維束に変える。更に、原材料中の不純物を濾過する。
２．その後、繊維束を、給送ボックスを介してカーディングボックスに給送して、繊維を単一繊維配置状態にカーディングする。その後、カーディングした繊維を、ドッファを介して排出して、坪量１０ｇｓｍの実質的に均一な不織布エレクトレット繊維ウェブを形成する。
３．不織布エレクトレット繊維ウェブが、クロスラッパーに導入されると、布設層の数を、クロスラッパー及び搬送ベルトの速度によって制御して、所望の坪量９０ｇｓｍを得て、かつ不織布エレクトレット繊維ウェブの均一性を向上させる。
４．次に、積層の不織布エレクトレット繊維ウェブを、１４０℃の温度の炉内でスルーエア接合に供して、バインダ繊維を結合し、不織布エレクトレット繊維ウェブの強度を更に向上させる。
５．最終的に、不織布エレクトレット繊維ウェブを、所望の幅に従って、スリットし、巻き取る。
【０２２７】
（実施例Ａ８）
不織布エレクトレット繊維ウェブを、後述の加工手順に従って、４ｋｇのエレクトレット繊維、５ｋｇの光触媒繊維、及び１ｋｇのバインダ繊維ＰＬＡから調製する。
１．初めに、エレクトレット繊維及び光触媒繊維を均一に混合し、その後、粗開繊と微細開繊に供し、各開繊ローラは周波数５０Ｈｚを有し、それにより繊維のブロックを微細繊維束に変える。更に、原材料中の不純物を濾過する。
２．その後、繊維束を、給送ボックスを介してＲａｎｄｏエアレイド機に給送して、気流の作用の下で、リッケリンロールにより繊維束を加工することにより、繊維束をランダムな状態に変える。坪量９０ｇｓｍの均一な不織布エレクトレット繊維ウェブが産出される。
３．次に、積層の不織布エレクトレット繊維ウェブを、温度１４５℃の炉内でスルーエア接合に供して、バインダ繊維を結合し、不織布エレクトレット繊維ウェブの強度を更に向上させる。
４．最終的に、不織布エレクトレット繊維ウェブを、所望の幅に従って、スリットし、巻き取る。
【０２２８】
（実施例Ａ９）
不織布エレクトレット繊維ウェブを、実施例Ａ１で記載した加工手順に従って、１ｋｇのエレクトレット繊維及び９ｋｇの光触媒繊維から調製する。
【０２２９】
比較例１
不織布エレクトレット繊維ウェブを、実施例Ａ１で記載した加工手順に従って、１０ｋｇのエレクトレット繊維から調製する。
【０２３０】
比較例２
不織布エレクトレット繊維ウェブを、実施例Ａ１で記載した加工手順に従って、１０ｋｇの光触媒繊維から調製する。
【０２３１】
不織布エレクトレット繊維ウェブの性能試験
典型的な実施例及び比較例で調製された不織布エレクトレット繊維ウェブを、以下の性能試験に供した。
微粒子捕捉効率：ＧＢ２６２６−２００６に従って計測
差圧：ＧＢ２６２６−２００６に従って計測
気体透過率：ＧＢ／５４５３−１９９７に従って計測
ホルムアルデヒド除去率：ＨＰＬＣ（ＥＰＡＴＯ−５）に従って計測
キシレン除去率：ＧＣ／ＭＳ（ＪＹ／Ｔ  ００３−１９９６）に従って計測
【０２３２】
【表２】
2014518339.tif 000005
【０２３３】
【表３】
2014518339.tif 000006
【０２３４】
実施例Ａ２で得られた不織布エレクトレット繊維ウェブは、以下の性能を有した。
【０２３５】
【表４】
2014518339.tif 000007
【０２３６】
Ｂ．造粒活性炭を含むひだ付けされたエアレイド不織布エレクトレット繊維ウェブの調製
以下の実施例のそれぞれにおいて、ＳＰＩＫＥエアレイ形成装置（ＦｏｒｍＦｉｂｅｒ  ＮＶ、デンマークから市販）を使用して、複数の離散した繊維及び所望によって複数の微粒子を含有する、不織布エレクトレット繊維ウェブを調製した。エアレイウェブの形成におけるＳＰＩＫＥ装置及び方法の詳細は、米国特許第７，４９１，３５４号及び同第６，８０８，６６４号で記述されている。
【０２３７】
二成分繊維の調製
フィルター材料の性能は、繊維表面の潤滑剤及び静電気防止剤の存在（総じて、「スピンフィニッシュ」として既知）に、著しく影響される。実際、商業生産されたポリマー繊維は、スピンフィニッシュを有し、したがって、該繊維を混合する前に繊維から、潤滑剤及び静電気防止剤を実質的に除去することが必要である。
【０２３８】
販売業者から受容した二成分繊維を、冷水に連続的に３回浸水させることによって、スピンフィニッシュを洗浄除去した。それぞれの浸水の合間に、洗浄した繊維を絞って、余分な水分を除去した。洗浄した繊維をその後、送風乾燥させて、残余水分を完全に除去した。この乾燥プロセスを、それぞれのタイプの繊維型に適用した。
【０２３９】
Ｆｉｌｔｒｅｔｅ（商標）繊維の調製
Ｆｉｌｔｒｅｔｅ繊維を、ＭｉｎｉＦｉｂｅｒｓ，Ｉｎｃ．（Ｊｏｈｎｓｏｎ  Ｃｉｔｙ、テネシー州）によって一定の長さに切断し、送風を使用して開繊して、開繊（再解放）した個別の繊維を生産する。
【０２４０】
不織布エレクトレット繊維ウェブのひだ付け
ひだ付けプロセスを、以下のパラメーターを使用して、ＪＣＥＭ  Ｐｌｅａｔｅｒ  Ｍｏｄｅｌ  Ｐ−ＣＮＤ，Ｐ２−Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ（ＪＣＥＭ  ＧｍｂＨ、Ｆｕｌｅｎｂａｃｈ、スイスから市販）で実施した。
ひだ付け速度：毎秒３０〜１５０ひだ
間隙ブレード／プレート：０．５〜１．６ｍｍ
ソフト感：０．８〜１．２
温度：１５０℃
テフロンテープ：両ブレードを覆った。
加圧シュー：２．０バール〜４．０バール（０．２ＭＰａ〜０．４ＭＰａ）
【０２４１】
実施例Ｂ１（ロットＣ）−エアレイド不織布エレクトレット繊維ウェブ
エレクトレット繊維及び洗浄した二成分繊維を、スプリットプレオープン及びブレンドチャンバの中に、幅０．６ｍのコンベヤーベルト付きの２つの回転スパイクローラーを用いて、速度０．７４ｍ／分で給送した。
【０２４２】
洗浄した二成分繊維（６．７ｄｔｅｘ×３ｍｍ）を、質量流量２２．２ｇ／分のコンベヤーベルト上のチャンバーへ給送した。エレクトレット繊維を、質量流量２２．２ｇ／分のコンベヤーベルト上のチャンバーへ給送した。造粒活性炭（ＧＡＣ）を、４８０ｇ／分でＳＰＩＫＥ装置から頂部ベルト上に、給送した。
【０２４３】
その後、同一のコンベヤーベルトを用いて、２３００ｍ３／時間の流量、及びその呼び容量の１００％の設定を有する送風機を備える、形成チャンバの上部にブレンドを送り込んだ。
【０２４４】
チャンバの上部において繊維性材料を開いて毛羽立たせた後、スパイクローラーの形成チャンバの上列及びエンドレスベルトスクリーンを通じて形成チャンバの底部に落下させ、それによって、スパイクローラーの下列及び再度同一のエンドレスベルトスクリーンを通過させた。重力と、多孔質形成ベルト／ワイヤの下端部から形成チャンバに適用された真空との組み合わせによって、繊維を多孔質エンドレスベルト／ワイヤの上に引き落とした。
【０２４５】
Ｐｅｇａｔｅｘ  １０ｇｓｍタイプの支持層（支持層１）を１．５ｍ／分の速度で移動する形成チャンバの下端部を走行する、エンドレス形成ベルト／ワイヤの最上面の上にある形成チャンバの中に給送した。材料を搬送ベルト上に収集し、それによって、支持層によって支持されたＧＡＣ微粒子を下に含有する三次元不織布エレクトレット繊維ウェブを形成した。
【０２４６】
次に、ライン速度１．５ｍ／分のガス炉（１５０℃）の中にウェブを運び，２成分繊維のシースを融解する。炉は、ガス燃焼式炉（Ｔｏｂｅｌ、ＳＡＮＴＥＸ  ｇｒｏｕｐ、スイスから市販）である。炉は、全長４メートルで、２つの加熱チャンバーを有し、原理は、チャンバー内で上部から底部に空気を吹き付ける。吹き付けられた空気の一部を排出し（２０〜１００％設定）、一部を再循環させ得るように（２０〜１００％設定）、循環を設定することができる。この実施例では、空気を８０％設定で排出し、２０％を再循環させ、チャンバ内の温度は１５０℃であった。得られたウェブは可撓性の吸収性ウェブであり、得られた三次元ウェブ内に、均一に分散されたＧＡＣ粒子を有するのが目視観測された。
【０２４７】
この得られたウェブは、その後、同じＰｅｇａｔｅｘ  １０ｇｓｍのスパンボンド不織布繊維ウェブの追加頂部層と共に、カレンダー加工した。カレンダーを、１５０℃に加熱し、シリンダ間に１．２５ｍｍの間隙を有するように調製された両方の鋼シリンダとともに、１．５ｍ／分で走行させた。カレンダーは、Ｅｎｅｒｇｙ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．（Ｓｔ  Ｐａｕｌ、ミネソタ州）で設計、製造された２つの鋼ロールを有していた。ウェブの総重量は、５６０ｇ／ｍ２、厚みは１．８ｍｍであった。平均透過率は、８００〜９００Ｌ／ｍ２／秒の範囲であった。本媒体は、上述のひだ付けパラメーター範囲内では、ＪＣＥＭひだ付け機械でひだ付けをすることはできなかった。
【０２４８】
実施例Ｂ２（ロットＥ）−エアレイド不織布エレクトレット繊維ウェブ
実施例Ｂ１と同様な方法で、洗浄した二成分繊維（６．７ｄｔｅｘ×４ｍｍ）を、速度０．６８ｍ／分で走行するチェンバーのコンベアベルト上に４３．５ｇ／分の質量流量で給送した。エレクトレット繊維は、同じ速度で走行するチャンバーのコンベアベルト上に４３．５ｇ／分の質量流量で給送した。ＧＡＣは、ＳＰＩＫＥ装置から頂部ベルト上に、４３２ｇ／分で給送した。その他の全設定は、以下を除いては、実施例Ｂ１と同様であった。
【０２４９】
媒体は、次のパラメーターを用いて２度、カレンダ加工した：速度１ｍ／分で間隙１．１５ｍ、その後、速度０．５ｍ／分で間隙１ｍｍ。
【０２５０】
得られたウェブは、平均厚さ１．６ｍｍで、５３６ｇ／ｍ２であった。平均透過率は、５５０〜７００Ｌ／ｍ２／秒の範囲であった。媒体は、一定のプリーツパックを与えて、ＪＣＥＭプリータ上でひだ付けをするのに十分な剛性を有した。
【０２５１】
ひだ付けされたフィルター上の２００［ｍ３／時］で計測された圧力低下は、１３１パスカルであった。分別効率：（ＳＡＥ  ｆｉｎｅ  ０．５〜１マイクロメートル）は、８２．８％だった。
【０２５２】
実施例Ｂ３（ロットＦ）−エアレイド不織布エレクトレット繊維ウェブ
実施例Ｂ１と同様な方法で、洗浄した二成分繊維は、速度０．６８ｍ／分で走行するチェンバーのコンベアベルト上に２０．５ｇ／分の質量流量で給送した。エレクトレット繊維は、同一の速度で走行するチェンバーのコンベアベルト上に４３．５ｇ／分の質量流量で給送した。ＧＡＣは、ＳＰＩＫＥ装置から頂部ベルト上に、４３２ｇ／分で給送した。その他の全設定は、以下を除いては、実施例Ｂ１と同様であった。
【０２５３】
媒体は、炉中に速度１ｍ／分で配置され、その後、速度１ｍ／分で間隙０．８５ｍｍでカレンダ加工した。
【０２５４】
得られたウェブは、平均厚さ１．３ｍｍで、４７２ｇ／ｍ２であった。平均透過率は、７００〜７５０Ｌ／ｍ２／秒の範囲であった。この媒体は、ロットＦより剛性が低いが、ＪＣＥＭプリーター上に一定のプリーツパックを与えた。
【０２５５】
ひだ付けされたフィルター上の２００［ｍ３／時］で計測された圧力低下は、９１パスカルであった。分別効率：（ＳＡＥ  ｆｉｎｅ  ０．５〜１マイクロメートル）は、５８．１％であった。ブタン（５分）の気体及び蒸気性能試験（吸着効率）は５８．９％であった。ＳＯ２（５分）の気体及び蒸気性能試験（吸着効率）は５６．１％であった。
【０２５６】
実施例Ｂ４（ロットＨ）−エアレイド不織布エレクトレット繊維ウェブ
実施例Ｂ１と同様な方法で、洗浄した二成分繊維は、速度０．６８ｍ／分で走行するチェンバーのコンベアベルト上に４３．５ｇ／分の質量流量で給送した。エレクトレット繊維は、同一の速度で走行するチェンバーのコンベアベルト上に４３．５ｇ／分の質量流量で給送した。ＧＡＣは、ＳＰＩＫＥ装置から頂部ベルト上に、４３２ｇ／分で給送した。その他の全設定は、以下を除いては、実施例Ｂ１と同様であった。
【０２５７】
媒体は、炉中に速度１ｍ／分で配置され、その後、速度１ｍ／分で間隙１．１ｍｍでカレンダ加工した。得られたウェブは、平均厚さ１．５ｍｍで、５５３ｇ／ｍ２であった。平均透過率は、約７８０Ｌ／ｍ２／秒であった。媒体は、比較的、軟質（ロットＥ  ＆Ｆ以上）だったが、ＪＣＥＭプリーター上で、依然としてひだ付け可能であった。
【０２５８】
ひだ付けされたフィルター上の２００［ｍ３／時］で計測された圧力低下は、５９．６パスカルであった。分別効率：（ＳＡＥ  ｆｉｎｅ  ０．５〜１マイクロメートル）は、８７．９％であった。ブタン（５分）の気体及び蒸気性能試験（吸着効率）は５３．６％であった。ＳＯ２（５分）の気体及び蒸気性能試験（吸着効率）は４１．１％であった。トルエン（５分）の気体及び蒸気性能試験（吸着効率）は９１．９％であった。
【０２５９】
実施例Ｂ５（ロットＭ）−エアレイド不織布エレクトレット繊維ウェブ
実施例Ｂ１と同様な方法で、洗浄した二成分繊維（９ｄｔｅｘ×３ｍｍ）を、速度０．６８ｍ／分で走行するチェンバーのコンベアベルト上に２４．５ｇ／分の質量流量で給送した。エレクトレット繊維は、同一の速度で走行するチェンバーのコンベアベルト上に４３．５ｇ／分の質量流量で給送した。ＧＡＣは、ＳＰＩＫＥ装置から頂部ベルト上に、４３２ｇ／分で給送した。その他の全設定は、以下を除いては、実施例Ｂ１と同様であった。
【０２６０】
媒体は、炉中に速度１ｍ／分で配置し、その後、速度１ｍ／分で間隙１．１ｍｍでカレンダ加工した。得られたウェブは、平均厚さ１．８ｍｍで、５０８ｇ／ｍ２であった。平均透過率は、約９００Ｌ／ｍ２／秒であった。媒体は、非常に軟質（ロットＨ超）だったが、ＪＣＥＭプリーター上で、依然としてひだ付け可能であった。試験により、プリーツ崩壊の傾向性は、６００ｍ３／時であることが判明した。
【０２６１】
実施例Ｂ６（ロットＯ）−エアレイド不織布エレクトレット繊維ウェブ
実施例Ｂ１と同様な方法で、洗浄した二成分繊維（９ｄｔｅｘ×３ｍｍ）は、速度０．６８ｍ／分で走行するチェンバーのコンベアベルト上に２４．５ｇ／分の質量流量で給送した。エレクトレット繊維は、同一の速度で走行するチェンバーのコンベアベルト上に４０．８ｇ／分の質量流量で給送した。ＧＡＣは、ＳＰＩＫＥ装置から頂部ベルト上に、４３２ｇ／分で給送した。その他の全設定は、以下を除いては、実施例Ｂ１と同様であった。
【０２６２】
媒体は、炉中に速度１ｍ／分で配置し、その後、速度１ｍ／分で間隙１．１ｍｍでカレンダ加工した。得られたウェブは、平均厚さ１．８ｍｍで、５０７ｇ／ｍ２であった。平均透過率は、約８４５Ｌ／ｍ２／秒であった。媒体は、ＪＣＥＭプリーター上で、一定のプリーツパックを与えて、ひだ付けを行うに十分な剛性（ロットＭ以上）を有した。
【０２６３】
ひだ付けされたフィルター上の２００［ｍ３／時］で計測された圧力低下は、４５．２パスカルであった。分別効率：（ＳＡＥ  ｆｉｎｅ  ０．５〜１マイクロメートル）は、８４．０％であった。ブタン（５分）の気体及び蒸気性能試験（吸着効率）は３１．７％であった。ＳＯ２（５分）の気体及び蒸気性能試験（吸着効率）は４５．５％であった。トルエン（５分）の気体及び蒸気性能試験（吸着効率）は９１．９％であった。
【０２６４】
実施例Ｂ７（ロットＰ）−エアレイド不織布エレクトレット繊維ウェブ
実施例Ｂ１と同様な方法で、洗浄した二成分繊維（９ｄｔｅｘ×３ｍｍ）は、速度０．６８ｍ／分で走行するチェンバーのコンベアベルト上に２４．５ｇ／分の質量流量で給送した。エレクトレット繊維は、同一の速度で走行するチェンバーのコンベアベルト上に４０．８ｇ／分の質量流量で給送した。この試験では、ＧＡＣを低減した。造粒活性炭（ＧＡＣ）を、頂部ベルト上に、ＳＰＩＫＥ装置から、３８４ｇ／分で給送した。その他の全設定は、以下を除いては、実施例Ｂ１と同様であった。
【０２６５】
媒体を、炉中に速度１ｍ／分で配置し、その後、間隙０．９ｍｍで、速度１ｍ／分でカレンダ加工した。得られたウェブは、平均厚さ１．６ｍｍで、３４９ｇ／ｍ２であった。平均透過率は、約８４５Ｌ／ｍ２／秒であった。媒体は、軟質だったが、ＪＣＥＭプリーター上で、依然としてひだ付け可能であった。
【０２６６】
ひだ付けされたフィルター上で、２００［ｍ３／時間］で計測された圧力低下は、４４．１パスカルであった。分別効率（ＳＡＥ  ｆｉｎｅ  ０．５〜１マイクロメートル）は、８０．８％であった。ブタン（５分）の気体及び蒸気性能試験（吸着効率）は、２４．５％であった。ＳＯ２（５分）の気体及び蒸気性能試験（吸着効率）は、３６．１％であった。
【０２６７】
本明細書で特定の代表的実施形態を詳細に説明したが、当然のことながら、当業者は上述の説明を理解した上で、これらの実施形態の代替物、変更物、及び均等物を容易に想起することができるであろう。したがって、本開示は本明細書で以上に述べた例示の実施形態に不当に限定されるべきではないと理解すべきである。更に、本明細書にて参照される全ての出版物、公開された特許出願及び交付された特許は、それぞれの個々の出版物又は特許が参照により援用されることを明確にかつ個別に指示したかのごとく、それらの全体が同じ範囲で、参照により本明細書に援用される。様々な代表的実施形態を上で説明した。これらの及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に含まれる。
【図１】
2014518339.tif 000008
【図２】
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【国際調査報告】
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