(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルター用不織布であって、ポリマーからなり単繊維径（Ｄ）が１００〜１０００ｎｍの範囲内であり、かつ、単繊維径（Ｄ）ｎｍに対する繊維長（Ｌ）ｎｍの比（Ｌ／Ｄ）が１００〜２０００００の範囲内である極細繊維Ａと、前記ポリマーに比べて溶解度パラメータＳＰ値が３以上小さいポリマーを含む繊維Ｂとを含み、かつ摩擦帯電していることを特徴とするフィルター用不織布。
【請求項２】
極細繊維Ａがポリエステル繊維である、請求項１に記載のフィルター用不織布。
【請求項３】
極細繊維Ａが、ポリエステルからなりかつ島径（Ｄ）が１００〜１０００ｎｍである島成分と前記ポリエステルよりもアルカリ水溶液易溶解性ポリマーからなる海成分とを有する複合繊維にアルカリ減量加工を施すことにより、前記海成分を溶解除去したポリエステル繊維である、請求項２に記載のフィルター用不織布の製造方法。
【請求項４】
繊維Ｂに含まれる前記ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、およびポリメチルメタクリレートからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項１または請求項２に記載のフィルター用不織布。
【請求項５】
繊維Ｂが複合繊維であり、かつ繊維Ｂに含まれる前記ポリマーが複合繊維の表面に露出してなる、請求項１または請求項２または請求項４に記載のフィルター用不織布。
【請求項６】
繊維Ｂに含まれる前記ポリマーが熱融着することにより不織布が３次元網目構造を有する、請求項１または請求項２または請求項４または請求項５に記載のフィルター用不織布。
【請求項７】
揉み加工が施されてなる、請求項２に記載のフィルター用不織布の製造方法。
【請求項８】
前記の揉み加工が不織布を摩擦帯電させる揉み加工である、請求項７に記載のフィルター用不織布の製造方法。
【請求項９】
請求項１または請求項２または請求項４または請求項５または請求項６に記載のフィルター用不織布を用いてなるフィルター。
【請求項１０】
フィルターがエアーフィルターである、請求項９に記載のフィルター。
【請求項１１】
フィルターが多層構造フィルターであって、前記のフィルター用不織布が、ダスト流入側の最表層に配されてなる、請求項１０に記載のフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた捕集効率と低圧力損失との両立が可能なフィルター用不織布および該不織布を用いてなるフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルター分野において、優れた捕集効率と低圧力損失との通常相反する性質を具備することが求められている。特にエアーフィルターにおいては、微小なダストでも効率よく捕集できるほどの優れた捕集効率、およびフィルター内部を気体などの流体が通過する際の抵抗が少ない低圧力損失が要求されている。
このため、例えば、繊維シートをエレクトレット化し、静電気的作用を利用することにより優れた捕集効率と低圧力損失とを両立させる試みがなされている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
しかしながら、かかる方法では、繊維シートをエレクトレット化するため複雑な工程を必要とするものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２８９１７７号公報
【特許文献２】特開昭６３−２８０４０８号公報
【特許文献３】特開２０１０−８２５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、優れた捕集効率と低圧力損失との両立が可能なフィルター用不織布および該不織布を用いてなるフィルターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは上記の課題を達成するため鋭意検討した結果、極めて単繊維径が小さい極細繊維と、該極細繊維を形成するポリマーよりも低い溶解度パラメータＳＰ値を有するポリマーを含む繊維とを用いて不織布を構成すると、両繊維の摩擦により静電気が発生し静電気捕集性能により捕集効率が向上し、その結果、優れた捕集効率と低圧力損失との両立が可能なフィルター用不織布が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。
【０００６】
かくして、本発明によれば「フィルター用不織布であって、ポリマーからなり単繊維径（Ｄ）が１００〜１０００ｎｍの範囲内であり、かつ、単繊維径（Ｄ）ｎｍに対する繊維長（Ｌ）ｎｍの比（Ｌ／Ｄ）が１００〜２０００００の範囲内である極細繊維Ａと、前記ポリマーに比べて溶解度パラメータＳＰ値が３以上小さいポリマーを含む繊維Ｂとを含み、かつ摩擦帯電していることを特徴とするフィルター用不織布。」が提供される。
その際、極細繊維Ａがポリエステル繊維であることが好ましい。また、極細繊維Ａが、ポリエステルからなりかつ島径（Ｄ）が１００〜１０００ｎｍである島成分と前記ポリエステルよりもアルカリ水溶液易溶解性ポリマーからなる海成分とを有する複合繊維にアルカリ減量加工を施すことにより、前記海成分を溶解除去したポリエステル繊維であることが好ましい。また、繊維Ｂに含まれる前記ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、およびポリメチルメタクリレートからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。また、繊維Ｂが複合繊維であり、かつ繊維Ｂに含まれる前記ポリマーが複合繊維の表面に露出していることが好ましい。
【０００７】
本発明のフィルター用不織布において、繊維Ｂに含まれる前記ポリマーが熱融着することにより不織布が３次元網目構造を有することが好ましい。また、不織布に揉み加工が施されていることが好ましい。その際、かかる揉み加工が不織布を摩擦帯電させる揉み加工であることが好ましい。
また、本発明によれば、前記のフィルター用不織布を用いてなるフィルターが提供される。その際、フィルターがエアーフィルターであることが好ましい。また、フィルターが多層構造フィルターであって、前記のフィルター用不織布が、ダスト流入側の最表層に配されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、優れた捕集効率と低圧力損失との両立が可能なフィルター用不織布および該不織布を用いてなるフィルターが得られる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、本発明のフィルター用不織布（単に「不織布」ということもある。）に含まれる極細繊維Ａにおいて、単繊維径（Ｄ）が１００〜１０００ｎｍ（より好ましくは３００〜１０００ｎｍ、さらに好ましくは５５０〜８００ｎｍ）の範囲内であることが肝要である。該単繊維径が１００ｎｍ未満の場合、極細繊維同士が擬似膠着しやすく均一分散しにくいため、捕集効率が低下するおそれがある。逆に、該単繊維径が１０００ｎｍより大きい場合も、極細繊維としての効果が低くなり、捕集効率が低下するおそれがある。極細繊維の単繊維断面形状が丸断面以外の異型断面である場合には外接円の直径を単繊維径とする。なお、単繊維径は、透過型電子顕微鏡で繊維の横断面を撮影することにより測定が可能である。
【００１０】
また、前記極細繊維Ａにおいて、単繊維径（Ｄ）ｎｍに対する繊維長（Ｌ）ｎｍの比（Ｌ／Ｄ）が１００〜２０００００（好ましくは８００〜１００００）の範囲内であることが肝要である。該比（Ｌ／Ｄ）が１００未満では、繊維長が短くなり過ぎるため、他の繊維との絡みが小さくなり、不織布の製造工程において繊維が脱落するおそれがある。逆に、該比（Ｌ／Ｄ）が２０００００を越える場合、繊維長が長すぎるため、極細繊維自身の絡みが大きくなり、均一分散が阻害され、捕集効率が低下するおそれがある。
【００１１】
前記極細繊維Ａを形成するポリマーの種類としては、ポリエチレンテレフタレートや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、ステレオコンプレックスポリ乳酸、ポリ乳酸、第３成分を共重合させたポリエステルなどのポリエステル、ナイロン、アクリル、アラミドなどが例示されるが、耐薬品性や製造工程性の点でポリエステル（この場合、極細繊維Ａがポリエステル繊維となる。）が好ましい。
【００１２】
かかるポリエステルとしては、マテリアルリサイクルまたはケミカルリサイクルされたポリエステルや、特開２００９−０９１６９４号公報に記載された、バイオマスすなわち生物由来の物質を原材料として得られたモノマー成分を使用してなるポリエステルであってもよい。さらには、特開２００４−２７００９７号公報や特開２００４−２１１２６８号公報に記載されているような、特定のリン化合物およびチタン化合物を含む触媒を用いて得られたポリエステルでもよい。
【００１３】
前記極細繊維Ａには、必要に応じて、艶消し剤、有機充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、防錆剤、架橋剤、発泡剤、蛍光剤、表面平滑剤、表面光沢改良剤、フッ素樹脂等の離型改良剤、等の各種添加剤を含んでいてもさしつかえない。
また、前記極細繊維Ａは単一ポリマー成分で形成されることが好ましいが、複数のポリマー成分からなるブレンド繊維や芯鞘型（またはサイドバイサイド型）複合繊維であってもよい。
【００１４】
本発明のフィルター用不織布において、前記極細繊維の含有量としては不織布重量対比５０〜９０重量％（より好ましくは５５〜８０重量％）の範囲内であることが好ましい。極細繊維の含有量が１０重量％よりも小さい場合は、捕集効率が低下するおそれがある。逆に極細繊維の含有量が９０重量％よりも大きい場合は、高捕集効率ではあるものの、圧損が高くなりすぎることによりフィルター寿命が短くなったり、省エネフィルターへの対応が困難となるおそれがある。
前記のような極細繊維の製造方法としては、海成分に島成分をブレンドしたブレンド型複合繊維の海成分を溶解除去したものでもよいが、国際公開第２００５／０９５６８６号パンフレットに開示された方法が、単繊維径が均一となり捕集効率が向上し好ましい。
【００１５】
すなわち、ポリエステルポリマーからなりかつその島径（Ｄ）が１００〜１０００ｎｍである島成分と、前記のポリエステルポリマーよりもアルカリ水溶液易溶解性ポリマー（以下、「易溶解性ポリマー」ということもある。）からなる海成分とを有する海島型複合繊維を、海島型複合繊維用口金を用いて紡糸、延伸した後にアルカリ減量加工を施し、前記海成分を溶解除去したものであることが好ましい。なお、前記島径は、透過型電子顕微鏡で繊維の横断面を撮影することにより測定が可能である。なお、島の形状が丸断面以外の異型断面である場合には、前記の島径（Ｄ）はその外接円の直径を用いる。
【００１６】
ここで、海成分を形成するアルカリ水溶液易溶解性ポリマーの、島成分を形成するポリエステルポリマーに対する溶解速度比が２００以上（好ましくは３００〜３０００）であると、島分離性が良好となり好ましい。溶解速度が２００倍未満の場合には、海成分溶解を目的としたアルカリ減量工程において、島成分の溶解も進むため、実質的に島成分を効率的に抽出することが困難となるおそれがある。
【００１７】
海成分を形成する易溶解性ポリマーとしては、特に繊維形成性の良いポリエステル系ポリマー、脂肪族ポリアミド系ポリマーを好ましい例としてあげることができる。さらに具体例をあげれば、アルカリ水溶液易溶解性ポリマーとして、ポリ乳酸、超高分子量ポリアルキレンオキサイド縮合系ポリマー、ポリアルキレングリコール系化合物と５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合ポリエステルが最適である。ここでアルカリ水溶液とは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム水溶液などをいう。これ以外にも、ナイロン６やナイロン６６等の脂肪族ポリアミドに対するギ酸、ポリビニルアルコールやエチレン変性ビニルアルコール系ポリマーに対する熱水を例示することができる。
【００１８】
ポリエステル系ポリマーの中でも、５−ナトリウムスルホイソフタル酸６〜１２モル％と分子量４０００〜１２０００のポリエチレングリコールを３〜１０重量％共重合させた固有粘度が０．４〜０．６のポリエチレンテレフタレート系共重合ポリエステルが特に好ましい。ここで、５−ナトリウムスルホイソフタル酸は親水性と溶融粘度向上に寄与し、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は親水性を向上させる。また、ＰＥＧは分子量が大きいほど、その高次構造に起因すると考えられる親水性増加作用があるが、反応性が悪くなってブレンド系になるため、耐熱性や紡糸安定性の面で問題が生じるおそれがある。また、共重合量が１０重量％以上になると、溶融粘度が低下するおそれがある。
【００１９】
一方、島成分を形成するポリエステルポリマーとしては、前述のものが好ましい。なお、海成分を形成するポリマーおよび島成分を形成するポリマーについて、製糸性および抽出後の極細繊維の物性に影響を及ぼさない範囲で、必要に応じて、有機充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、防錆剤、架橋剤、発泡剤、蛍光剤、表面平滑剤、表面光沢改良剤、フッ素樹脂等の離型改良剤、等の各種添加剤を含んでいてもさしつかえない。
【００２０】
前記海島型複合繊維において、溶融紡糸時における海成分の溶融粘度が島成分ポリマーの溶融粘度よりも大きいことが好ましい。かかる関係にある場合には、海成分の複合重量比率が４０％未満と少なくなっても、島同士が接合しにくくなり好ましい。
好ましい溶融粘度比（海／島）は、１．１〜２．０、特に１．３〜１．５の範囲である。この比が１．１倍未満の場合には溶融紡糸時に島成分が接合しやすくなり、一方２．０倍を越える場合には、粘度差が大きすぎるために紡糸調子が低下しやすい。
【００２１】
次に島数は、１００以上（より好ましくは３００〜１０００）であることが好ましい。また、その海島複合重量比率（海：島）は、５：９５〜９５：５の範囲が好ましい。かかる範囲であれば、島間の海成分の厚みを薄くすることができ、海成分の溶解除去が容易となり、島成分の極細繊維への転換が容易になるので好ましい。ここで海成分の割合が９５％を越える場合には海成分の厚みが厚くなりすぎ、一方５％未満の場合には海成分の量が少なくなりすぎて、島間に接合が発生しやすくなる。
【００２２】
溶融紡糸に用いられる海島型複合繊維用口金としては、島成分を形成するための中空ピン群や微細孔群を有するものなど任意のものを用いることができる。例えば、中空ピンや微細孔より押し出された島成分とその間を埋める形で流路を設計されている海成分流とを合流し、これを圧縮することにより海島断面が形成されるといった紡糸口金でもよい。吐出された海島型複合繊維は冷却風により固化され、所定の引き取り速度に設定した回転ローラーあるいはエジェクターにより引き取られ、未延伸糸を得る。この引き取り速度は特に限定されないが、２００〜５０００ｍ／分であることが望ましい。２００ｍ／分以下では生産性が悪くなるおそれがある。また、５０００ｍ／分以上では紡糸安定性が悪くなるおそれがある。
【００２３】
得られた未延伸糸は、海成分を抽出後に得られる極細繊維の用途・目的に応じて、そのままカット工程あるいはその後の抽出工程に供してもよいし、目的とする強度・伸度・熱収縮特性に合わせるために、延伸工程や熱処理工程を経由して、カット工程あるいはその後の抽出工程に供することができる。延伸工程は紡糸と延伸を別ステップで行う別延方式でもよいし、一工程内で紡糸後直ちに延伸を行う直延方式を用いてもかまわない。
【００２４】
次に、かかる複合繊維を、必要に応じて、島径（Ｄ）に対する繊維長（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が前記の範囲内となるようにカットした後、アルカリ減量加工を施すことにより前記海成分を溶解除去するか、または、アルカリ減量加工を施すことにより前記海成分を溶解除去した後カットする。かかるカットは、未延伸糸または延伸糸をそのまま、または数十本〜数百万本単位に束ねたトウにしてギロチンカッターやロータリーカッターなどでカットすることが好ましい。
【００２５】
前記のアルカリ減量加工は、不織布の製造後であってもよいし、不織布の製造前であってもよい。かかるアルカリ減量加工において、繊維とアルカリ液の比率（浴比）は０．１〜５％である事が好ましく、さらには０．４〜３％であることが好ましい。０．１％未満では繊維とアルカリ液の接触は多いものの、排水等の工程性が困難となるおそれがある。一方、５％以上では繊維量が多過ぎるため、アルカリ減量加工時に繊維同士の絡み合いが発生するおそれがある。なお、浴比は下記式にて定義する。
浴比（％）＝（繊維質量（ｇｒ）／アルカリ水溶液質量（ｇｒ）×１００）
【００２６】
また、アルカリ減量加工の処理時間は５〜６０分であることが好ましく、さらには１０〜３０分であることが好ましい。５分未満ではアルカリ減量が不十分となるおそれがある。一方、６０分以上では島成分までも減量されるおそれがある。
また、アルカリ減量加工において、アルカリ濃度は２％〜１０％であることが好ましい。２％未満では、アルカリ不足となり、減量速度が極めて遅くなるおそれがある。一方、１０％を越えるとアルカリ減量が進みすぎ、島部分まで減量されるおそれがある。
【００２７】
次に、本発明の不織布において、繊維Ｂは、前記極細繊維Ａを形成するポリマーに比べて溶解度パラメータＳＰ値が３以上小さいポリマーを含むことが好ましい。本発明の不織布にかかる繊維Ｂが含まれない場合は、静電気捕集性能による優れた捕集効率が得られず好ましくない。
【００２８】
なお、ＳＰ値は当業者によく知られた溶解度パラメータ（Ｓｏｌｂｉｌｉｔｙ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）であり、例えば、「ＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ  ＯＦ  ＰＯＬＹＭＥＲＳ」（Ｄ．Ｗ．ＶＡＮ  ＫＲＥＶＥＬＥＮ  著  Ｅｌｓｅｖｉｅｒ社発行）に記載されている、ＥｃｏｈおよびＶから下記式により算出することができる。
ＳＰ値＝（Ｅｃｏｈ／Ｖ）１／２  
ただし、Ｅｃｏｈは凝集エネルギー（Ｊ／ｍｏｌ）であり、Ｖはモル容積（ｃｍ３／ｍｏｌ）である。
【００２９】
繊維Ｂに含まれる該ポリマーの具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートなどが、溶解度パラメータＳＰ値がポリエステルより低く好ましい。
繊維Ｂは前記ポリマー単独成分からなる繊維であってもよいが、繊維Ｂが複合繊維であり、かつ繊維Ｂに含まれる前記ポリマーが複合繊維の表面に露出していると、不織布の布帛強度を損なわず好ましい。繊維Ｂが前記ポリマー単独成分からなる繊維である場合、後記のように前記ポリマーを熱融着させると不織布の布帛強度が低下するおそれがある。
その際、複合繊維の形態としては、芯鞘型複合繊維、偏芯芯鞘型複合繊維、サイドバイサイド型複合繊維などが例示される。
【００３０】
また、繊維Ｂが複合繊維の場合、複合繊維の芯部または相手方に配されるポリマーとしては、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などのポリエステルが好ましく例示される。
前記繊維Ｂにおいて、単繊維繊度としては０．１〜６．０ｄｔｅｘ（より好ましくは０．５〜２．０ｄｔｅｘ）の範囲内であることが好ましい。該単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘよりも小さいと不織布の布帛強度が低下したり、カード工程性が低下するおそれがある。逆に、該単繊維繊度が６．０ｄｔｅｘよりも大きいと、不織布表面に形成される繊維間空隙孔が大きくなり、不織布をフィルターとして用いた際に捕集効率が低下するおそれがある。
【００３１】
また、該繊維Ｂの繊維長としては、１０〜１００ｍｍ（より好ましくは２０〜６０ｍｍ）の範囲内であることが好ましい。該繊維長が１０ｍｍ未満では、繊維長が短くなり過ぎるため、他の繊維との絡みが小さくなり、不織布の製造工程において繊維が脱落するおそれがある。逆に、該繊維長が１００ｍｍを越える場合、繊維長が長すぎるため、極細繊維自身の絡みが大きくなり、均一分散が阻害され、捕集効率が低下するおそれがある。
【００３２】
本発明のフィルター用不織布において、前記極細繊維Ａと繊維Ｂとの重量比率としては、（極細繊維Ａ／繊維Ｂ）５０／５０〜９０／１０の範囲内であることが好ましい。極細繊維Ａの重量比率が該範囲よりも小さいと不織布をフィルターとして用いた際に捕集効率が低下するおそれがある。逆に、極細繊維Ａの重量比率が該範囲よりも大きいと圧力損失が高くなってしまうおそれがある。
【００３３】
本発明のフィルター用不織布は前記極細繊維Ａと繊維Ｂだけで構成されることが最も好ましいが、紡糸速度が５００〜１２００ｍ／分で紡糸された未延伸繊維（複屈折率（Δｎ）が０．０５以下）や、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などのポリエステルが芯部に配され、一方、鞘部に非晶性共重合ポリエステルやポリエーテルエステル（エラストマー）が配された芯鞘型複合繊維や、さらには、木材パルプ、リンターパルプ等の天然パルプ、アラミドやポリエチレンを主成分とする合成パルプ、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ビニロン、レーヨン等の成分を含む合成繊維または半合成繊維を混合、添加してもよい。
【００３４】
本発明のフィルター用不織布を製造する方法としては、カード法、エアーレイド法、湿式法などが例示される。また、繊維を絡合させる、ニードルパンチ法やウオータージェットニードル法を併用してもよい。また、熱処理により、繊維Ｂに含まれる前記ポリマー（極細繊維Ａを形成するポリマーより高い疎水性を有するポリマー）を熱融着させることにより不織布を３次元網目構造とすると、優れた捕集効率が得られ好ましい。その際、熱処理条件としては、温度１００〜２００℃、時間６０〜２００秒、乾熱であることが好ましい。
【００３５】
また、熱処理の後、金属／金属ローラー、金属／ペーパーローラー、金属／弾性ローラーなどのカレンダー／エンボスを施してもよい。
また、かかる不織布に揉み加工を施すことは好ましいことである。かかる揉み加工により凝集した極細繊維を分散することが可能となるだけでなく、不織布が摩擦帯電することにより静電気捕集性能による捕集効率がさらに向上し好ましい。その際、不織布を摩擦帯電させる上で、例えば、ＴＨＥＮ社製ＡＦ４０などのエアーフロー染色機（気流染色機ともいう。）を揉み加工機として用い、乾燥状態で揉み加工を行うことは好ましいことである。手揉みでもよい。
【００３６】
かくして得られたフィルター用不織布において、不織布の密度が０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好ましい。該密度が０．２ｇ／ｃｍ３よりも大きいと、不織布をフィルターとして用いた際に、圧力損失が高くなり寿命が低下するおそれがある。逆に該密度が０．０５ｇ／ｃｍ３よりも小さいと捕集効率が低下するおそれがある。
【００３７】
また、不織布の目付けが５０〜５００ｇ／ｍ２（より好ましくは８０〜４００ｇ／ｍ２）の範囲内であることが好ましい。該目付けが５０／ｍ２より小さいと、厚みを保つことが困難となったり、不織布をフィルターとして用いた際に捕集効率が低下するおそれがある。逆に、該目付けが５００ｇ／ｍ２よりも大きいと、不織布をフィルターとして用いた際に、圧損が高くなり寿命が低下するおそれがある。
【００３８】
また、不織布の厚みとしては１ｍｍ以上（より好ましくは１〜４ｍｍ）であることが好ましい。該厚みが１ｍｍよりも小さいと、不織布をフィルターとして用いた際に捕集効率が低下するおそれがある。逆に、該厚みが４ｍｍよりも大きいと、不織布をフィルターとして用いた際に、圧損が高くなり寿命が低下するおそれがある。
【００３９】
本発明のフィルター用不織布において、前記極細繊維Ａと繊維Ｂとの摩擦により静電気が発生し、極細繊維Ａによる捕捉性能と繊維Ｂによる静電気捕集性能との相乗効果により捕集効率が向上し、その結果、優れた捕集効率と低圧力損失との両立が可能となる。
【００４０】
ここで、不織布の圧力損失としては下記の方法で測定して５８Ｐａ以下（より好ましくは１〜１６Ｐａ）であることが好ましい。
（圧力損失［Ｐａ］の測定方法）
測定対象物である不織布を有効間口５０ｍｍφのホルダーにセットし、流量６．０ｍ３／分で空気を通過させて、測定対象物上下流の差圧を圧力センサＥ８Ｙ−Ａ５Ｙ（オムロン社製）にて測定する。
【００４１】
また、不織布の初期捕集効率としては下記の方法で測定して８０％以上（より好ましくは９０％以上）であることが好ましい。
（初期捕集効率（η）[％]）
前記圧力損失と同様の装置、流量において、ダストを大気塵として、下流の流径０．３〜０．５μｍの粒子数ＣをパーティクルカウンターＫＣ−０３Ｂ（リオン社製）で測定し、次式により算出する。なお、測定対象物測定前後に、ホルダーに何も置かない状態で、粒子数をカウントし、測定対象物測定前をＣｂ、測定対象物測定後をＣａとする。
初期捕集効率（η）＝{（Ｃｂ＋Ｃａ）／２−Ｃ}／{（Ｃｂ＋Ｃａ）／２}×１００
【００４２】
また、不織布の静電気による捕集効率としては下記の方法で測定して４０％以上（より好ましくは４５％以上）であることが好ましい。
（静電気による捕集効率（ηｅ）[％]）
測定対象物を、イソプロピルアルコールで充填されたデシケーター内で、一晩静置し、除電を行う。その後、サンプルをデシケーターから取り出し、十分に乾燥させる。この除電した測定対象物を用いて、前記初期捕集効率と同様の装置、条件で粒子数Ｃ´を測定し、次式により静電気による捕集効率を算出する。なお、測定対象物測定前後に、ホルダーに何も置かない状態で、粒子数をカウントし、測定対象物測定前をＣｂ´、測定対象物測定後をＣａ´とする。
静電気による捕集効率（ηe）＝{１−（Ｃｂ´＋Ｃａ´）／２−Ｃ´}／{（Ｃｂ´＋Ｃａ´）／２}×１００
なお、本発明の不織布は、極細繊維Ａと繊維Ｂとを含む単層不織布であってもよいし、極細繊維Ａと繊維Ｂと含む層を積層した多層不織布、さらには、他の繊維からなる層を積層した多層不織布であってもよい。
【００４３】
次に、本発明のフィルターは前記の不織布を用いてなるフィルターである。かかるフィルターは前記の不織布を用いているので、優れた捕集効率と低圧力損失との両立が可能となる。
かかるフィルターはエアーフィルターまたはバグフィルターが好ましい。かかるフィルターは、捕集効率に優れるだけでなく、圧損が低いため高寿命であるので、自動車その他車両などの内燃機関用エアーフィルター、キャビン、マスク、空気清浄機、ビル空調用、半導体、食品、医薬品工場などに用いられるエアーフィルターなどとして好適である。
前記の不織布を用いてフィルターを得る際、他の不織布や織物などを積層してもよい。また、不織布が多層不織布である場合、前記の極細繊維Ａと繊維Ｂとを含む層がダスト流入側の最表層に配されていることが好ましい。
【実施例】
【００４４】
次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。
【００４５】
（１）溶融粘度
乾燥処理後のポリマーを紡糸時のルーダー溶融温度に設定したオリフィスにセットして５分間溶融保持したのち、数水準の荷重をかけて押し出し、そのときのせん断速度と溶融粘度をプロットする。そのプロットをなだらかにつないで、せん断速度−溶融粘度曲線を作成し、せん断速度が１０００秒−１の時の溶融粘度を見た。
【００４６】
（２）溶解速度測定
海成分および島成分のポリマーを、各々、径０．３ｍｍ、長さ０．６ｍｍのキャピラリーを２４孔もつ口金から吐出し、１０００〜２０００ｍ／分の紡糸速度で引き取って得た未延伸糸を残留伸度が３０〜６０％の範囲になるように延伸して、８３ｄｔｅｘ／２４フィラメントのマルチフィラメントを作成した。これを所定の溶剤および溶解温度で浴比１００として、溶解時間と溶解量から減量速度を算出した。
【００４７】
（３）島径の測定
透過型電子顕微鏡ＴＥＭで、倍率３００００倍で繊維断面写真を撮影し、測定した。ただし、繊維径は、繊維断面におけるその外接円の直径を用いた（ｎ数５の平均値）。
【００４８】
（４）繊維長
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により、海成分溶解除去前の極細短繊維を基盤上に寝かせた状態とし、２０〜５００倍で測定した。ＳＥＭの測長機能を活用して測定した（ｎ数５の平均値）。
【００４９】
（５）目付
ＪＩＳ  Ｐ８１２４（紙のメートル坪量測定方法）に基づいて測定した。
【００５０】
（６）厚み
ＪＩＳ  Ｐ８１１８（紙及び板紙の厚さと密度の試験方法）に基づいて測定した。
【００５１】
（７）密度
ＪＩＳ  Ｐ８１１８（紙及び板紙の厚さと密度の試験方法）に基づいて測定した。
【００５２】
（８）圧力損失（Ｐａ）
測定対象物である不織布を有効間口５０ｍｍφのホルダーにセットし、流量６．０ｍ３／分で空気を通過させて、測定対象物上下流の差圧を圧力センサＥ８Ｙ−Ａ５Ｙ（オムロン社製）にて測定した。
【００５３】
（９）初期捕集効率（η）[％]
前記圧力損失と同様の装置、流量において、ダストを大気塵として、下流の流径０．３〜０．５μｍの粒子数ＣをパーティクルカウンターＫＣ−０３Ｂ（リオン社製）で測定し、次式により算出した。なお、測定対象物測定前後に、ホルダーに何も置かない状態で、粒子数をカウントし、測定対象物測定前をＣｂ、測定対象物測定後をＣａとした。
初期捕集効率（η）＝{（Ｃｂ＋Ｃａ）／２−Ｃ}／{（Ｃｂ＋Ｃａ）／２}×１００
【００５４】
（１０）静電気による捕集効率（ηe）[％]
測定対象物を、イソプロピルアルコールで充填されたデシケーター内で、一晩静置し、除電を行った。その後、サンプルをデシケーターから取り出し、十分に乾燥させた。この除電した測定対象物を用いて、前記初期捕集効率と同様の装置、条件で粒子数Ｃ´を測定し、次式により静電気による捕集効率を算出した。なお、測定対象物測定前後に、ホルダーに何も置かない状態で、粒子数をカウントし、測定対象物測定前をＣｂ´、測定対象物測定後をＣａ´とした。
静電気による捕集効率（ηe）＝{１−（Ｃｂ´＋Ｃａ´）／２−Ｃ´}／{（Ｃｂ´＋Ｃａ´）／２}×１００
【００５５】
[実施例１]
島成分に２８５℃での溶融粘度が１２０Ｐａ・secのポリエチレンテレフタレート、海成分に２８５℃での溶融粘度が１３５Ｐａ・secである平均分子量４０００のポリエチレングリコールを４重量％、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を９ｍｏｌ％共重合した改質ポリエチレンテレフタレートを使用し、海：島＝１０：９０の重量比率で島数４００の口金を用いて紡糸し、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎで引き取った。海成分と島成分とのアルカリ減量速度比は１０００倍であった。これを３．９倍に延伸することにより、極細繊維Ａ用として海島型複合繊維（単繊維繊度５．６ｄｔｅｘ、単繊維に含まれる島成分の島径７００ｎｍ）を得た後、繊維長４４ｍｍにカットした。
一方、繊維Ｂとして、鞘成分にポリエチレン（前記海島型複合繊維に含まれるポリエチレンテレフタレートよりも溶解度パラメータＳＰ値が３以上低いポリマー）、芯成分にポリエチレンテレフタレートを配した芯鞘型複合繊維（帝人ファイバー社製ＴＪ０４ＣＥ  単繊維繊度１．２ｄｔｅｘ、繊維長４４ｍｍ）を用意した。
【００５６】
次いで、前記海島型複合繊維（極細繊維Ａ用）と繊維Ｂとを用いて、極細繊維Ａ（前記海島型複合繊維をアルカリ減量した後の極細繊維Ａ）と繊維Ｂとの重量比（極細繊維Ａ：繊維Ｂ）６０：４０となるように混綿し、カード、ニードルパンチ、熱処理（温度１５０℃、時間９０秒、乾熱）、アルカリ減量加工（４％ＮａＯＨ水溶液で７５℃にて前記海島型複合繊維を２５％減量）により前記海島型複合繊維を極細繊維Ａ（ポリエチレンテレフタレート繊維、単繊維径（Ｄ）が７００ｎｍ）とし、さらに公知のエアーフロー染色機を用いて揉み加工を行い不織布を摩擦帯電させることにより、目付け１２０ｇ／ｍ２のフィルター用不織布を得た。次いで、該不織布からなるエアーフィルターを得た。得られたエアーフィルターは捕集効率に優れるだけでなく、圧損が低く高寿命なものであった。評価結果を表１に示す。
【００５７】
[実施例２]
実施例１において、前記海島型複合繊維（極細繊維Ａ用）と繊維Ｂとを、極細繊維Ａ（前記海島型複合繊維をアルカリ減量した後の極細繊維Ａ）と繊維Ｂとの重量比（極細繊維Ａ：繊維Ｂ）７０：３０となるように混綿すること以外は実施例１と同様にした。得られたエアーフィルターは捕集効率に優れるだけでなく、圧損が低く高寿命なものであった。評価結果を表１に示す。
【００５８】
[実施例３]
実施例２において、繊維Ｂとして、鞘成分にポリエチレン（前記海島型複合繊維に含まれるポリエチレンテレフタレートよりも溶解度パラメータＳＰ値が３以上低いポリマー）、芯成分にポリプロピレンを配した芯鞘型複合繊維（単繊維繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長４４ｍｍ）を用いること以外は実施例２と同様にした。得られたエアーフィルターは捕集効率に優れるだけでなく、圧損が低く高寿命なものであった。評価結果を表１に示す。
【００５９】
[実施例４]
実施例２において、繊維Ｂとして、鞘成分に共重合ポリプロピレン（前記海島型複合繊維に含まれるポリエチレンテレフタレートよりも溶解度パラメータＳＰ値が３以上低いポリマー）、芯成分にポリプロピレンを配した芯鞘型複合繊維（単繊維繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長４４ｍｍ）を用いること以外は実施例２と同様にした。得られたエアーフィルターは捕集効率に優れるだけでなく、圧損が低く高寿命なものであった。評価結果を表１に示す。
【００６０】
[実施例５]
島成分に２８５℃での溶融粘度が１２０Ｐａ・secのポリエチレンテレフタレート、海成分に２８５℃での溶融粘度が１３５Ｐａ・secである平均分子量４０００のポリエチレングリコールを４重量％、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を９ｍｏｌ％共重合した改質ポリエチレンテレフタレートを使用し、海：島＝１０：９０の重量比率で島数４００の口金を用いて紡糸し、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎで引き取った。海成分と島成分とのアルカリ減量速度比は１０００倍であった。これを３．９倍に延伸することにより、極細繊維Ａ用として海島型複合繊維（単繊維繊度５．６ｄｔｅｘ、単繊維に含まれる島成分の島径７００ｎｍ）を得た後、繊維長４４ｍｍにカットした。
一方、繊維Ｂとして、ポリプロピレン（前記海島型複合繊維に含まれるポリエチレンテレフタレートよりも溶解度パラメータＳＰ値が３以上低いポリマー）からなるポリプロピレン繊維（単繊維繊度１．２ｄｔｅｘ、繊維長４４ｍｍ）を用意した。
【００６１】
次いで、前記海島型複合繊維（極細繊維Ａ用）と繊維Ｂとを用いて、極細繊維Ａ（前記海島型複合繊維をアルカリ減量した後の極細繊維Ａ）と繊維Ｂとの重量比（極細繊維Ａ：繊維Ｂ）７０：３０となるように混綿し、カードで目付け１００ｇ／ｍ２のウエブ１を得た。次いで、ポリエチレンテレフタレート繊維（単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）のみを用いてカードにて目付け３００ｇ／ｍ２のウエブ２を得た。
次いで、前記ウエブ２を前記ウエブ１の上に積層し、ニードルパンチ、熱処理（温度１５０℃、時間９０秒、乾熱）、アルカリ減量加工（４％ＮａＯＨ水溶液で７５℃にて前記海島型複合繊維を２５％減量）により前記海島型複合繊維を極細繊維Ａ（ポリエチレンテレフタレート繊維、単繊維径（Ｄ）が７００ｎｍ）とし、さらに公知のエアーフロー染色機を用いて揉み加工を行い不織布を摩擦帯電させることにより、目付け３７０ｇ／ｍ２のフィルター用不織布を得た。次いで、該不織布からなるエアーフィルターを得た。得られたエアーフィルターは捕集効率に優れるだけでなく、圧損が低く高寿命なものであった。評価結果を表１に示す。
【００６２】
[実施例６]
島成分に２８５℃での溶融粘度が１２０Ｐａ・secのポリエチレンテレフタレート、海成分に２８５℃での溶融粘度が１３５Ｐａ・secである平均分子量４０００のポリエチレングリコールを４重量％、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を９ｍｏｌ％共重合した改質ポリエチレンテレフタレートを使用し、海：島＝１０：９０の重量比率で島数４００の口金を用いて紡糸し、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎで引き取った。海成分と島成分とのアルカリ減量速度比は１０００倍であった。これを３．９倍に延伸することにより、極細繊維Ａ用として海島型複合繊維（単繊維繊度５．６ｄｔｅｘ、単繊維に含まれる島成分の島径７００ｎｍ）を得た後、繊維長４４ｍｍにカットした。
一方、繊維Ｂとして、ポリプロピレン（前記海島型複合繊維に含まれるポリエチレンテレフタレートよりも溶解度パラメータＳＰ値が３以上低いポリマー）からなるポリプロピレン繊維（単繊維繊度１．２ｄｔｅｘ、繊維長４４ｍｍ）を用意した。
【００６３】
次いで、前記海島型複合繊維（極細繊維Ａ用）と繊維Ｂとを用いて、極細繊維Ａ（前記海島型複合繊維をアルカリ減量した後の極細繊維Ａ）と繊維Ｂとの重量比（極細繊維Ａ：繊維Ｂ）７０：３０となるように混綿し、カードで目付け１００ｇ／ｍ２のウエブ１を得た。次いで、ポリエチレンテレフタレート繊維（単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）のみを用いてカードにて目付け１００ｇ／ｍ２のウエブ２を得た。次いで、ポリエチレンテレフタレート繊維（単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）のみを用いてカードにて目付け２００ｇ／ｍ２のウエブ３を得た。
次いで、前記ウエブ１の上に前記ウエブ２を積層し、さらにその上に前記ウエブ３を積層し、ニードルパンチ、熱処理（温度１５０℃、時間９０秒、乾熱）、アルカリ減量加工（４％ＮａＯＨ水溶液で７５℃にて前記海島型複合繊維を２５％減量）により前記海島型複合繊維を極細繊維Ａ（ポリエチレンテレフタレート繊維、単繊維径（Ｄ）が７００ｎｍ）とし、さらに公知のエアーフロー染色機を用いて揉み加工を行い不織布を摩擦帯電させることにより、目付け３７０ｇ／ｍ２のフィルター用不織布を得た。次いで、該不織布からなるエアーフィルターを得た。得られたエアーフィルターは捕集効率に優れるだけでなく、圧損が低く高寿命なものであった。評価結果を表１に示す。
【００６４】
[比較例１]
実施例１において、繊維Ｂを用いることなく海島型複合繊維だけを用いて、これ以外は実施例１と同様にした。得られたエアーフィルターは捕集効率に優れるものではなかった。
【００６５】
[比較例２]
実施例２において、繊維Ｂとして、鞘成分に非結晶ポリエステル（前記海島型複合繊維に含まれるポリエチレンテレフタレートと同じ溶解度パラメータＳＰ値を有するポリマー）、芯成分にポリエチレンテレフタレートを配した芯鞘型複合繊維を用いること以外は実施例２と同様にした。得られたエアーフィルターは、静電気による捕集効率に優れるものではなかった。評価結果を表１に示す。
【００６６】
[比較例３]
実施例１と海島型複合繊維（極細繊維Ａ用）だけを用いて混綿し、カードで目付け１００ｇ／ｍ２のウエブ１を得た。次いで、ポリエチレンテレフタレート繊維（単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）のみを用いてカードにて目付け１００ｇ／ｍ２のウエブ２を得た。次いで、ポリエチレンテレフタレート繊維（単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ）のみを用いてカードにて目付け２００ｇ／ｍ２のウエブ３を得た。
次いで、前記ウエブ１の上に前記ウエブ２を積層し、さらにその上に前記ウエブ３を積層し、ニードルパンチ、熱処理（温度１５０℃、時間９０秒、乾熱）、アルカリ減量加工（４％ＮａＯＨ水溶液で７５℃にて前記海島型複合繊維を２５％減量）により前記海島型複合繊維を極細繊維Ａ（ポリエチレンテレフタレート繊維、単繊維径（Ｄ）が７００ｎｍ）とし、さらに公知のエアーフロー染色機を用いて揉み加工を行い不織布を摩擦帯電させることにより、目付け３７０ｇ／ｍ２のフィルター用不織布を得た。次いで、該不織布からなるエアーフィルターを得た。得られたエアーフィルターは、静電気による捕集効率に優れるものではなかった。評価結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
0005908709.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明によれば、優れた捕集効率と低圧力損失との両立が可能なフィルター用不織布および該不織布を用いてなるフィルターが提供され、その工業的価値は極めて大である。