(57)【要約】【課題】低圧力損失で高い粒子捕集効率を発現でき、ダスト目詰まりによる圧損上昇が緩やかで、かつ難燃性を併せ持つ耐紫外線性空調フィルター用濾材、および該濾材によって構成されるソックフィルターを提供する。【解決手段】摩擦帯電不織布を含む濾材によって構成される耐紫外線性空調フィルター用濾材であって、該摩擦帯電不織布が、ホスフィン酸化合物及び／またはスルホン酸化合物を含有するポリエステル系繊維を少なくとも２０質量％とポリオレフィン系繊維を少なくとも３０質量％含んでなる不織布であることを特徴とする耐紫外線性空調フィルター用濾材、および該濾材によって構成されるソックフィルターである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホスフィン酸化合物及び／またはスルホン酸化合物を含有するポリエステル系繊維を少なくとも２０質量％とポリオレフィン系繊維を少なくとも３０質量％含んでなる摩擦帯電不織布より構成されることを特徴とする耐紫外線性空調フィルター用濾材。
【請求項２】
前記摩擦帯電不織布に含まれるポリエステル系繊維において、ホスフィン酸化合物及び／またはスルホン酸化合物がポリエステル分子鎖と共重合していることを特徴とする請求項１記載の耐紫外線性空調フィルター用濾材。
【請求項３】
前記摩擦帯電不織布が、ＪＩＳ  Ｄ  １２０１（１９７７）自動車車室内用有機資材の燃焼性試験方法による燃焼性区分が自消性であることを特徴とする請求項１又は２いずれかに記載の耐紫外線性空調フィルター用濾材。
【請求項４】
請求項１〜３いずれかに記載の耐紫外線性空調フィルター用濾材によって構成され、摩擦帯電不織布を外層として使用することを特徴とするソックフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品加工工場等において大容量の空気を濾過、供給するのに好適な耐紫外線性空調フィルター用濾材に関する。すなわち低圧力損失で高い粒子捕集効率を発現でき、ダスト目詰まりによる圧損上昇が緩やかで、かつ難燃性を併せ持つ耐紫外線性空調フィルター用濾材、および該濾材によって構成されるソックフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ソックフィルターとして織物で構成されたものが用いられており、その構成として、十分な捕集性能を確保するため、ポアサイズを小さくするために織目を込ませた構造を採用されている。しかしながら、このような構造を採用する結果、厚くて重く、また圧力損失が高いフィルターとなるという問題点がある。またコストも高いため洗濯による再利用を行っているが、ソックフィルターの長さは、通常５〜２０ｍもあり容易ではなく、その上、機械的捕集のため、特に微細塵の捕集性に乏しいという欠点があった。
【０００３】
一方、これらの問題点を解決するため、エレクトレット化メルトブロー不織布を濾布とし、スパンボンド不織布を支持体としたソックフィルターが提案され、その素材としてメルトブロー不織布、スパンボンド不織布の何れもポリプロピレンが開示されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、エレクトレット化メルトブロー不織布は微細塵に対して優れた捕集性能を示す反面、ダスト目詰まりにより圧力損失の上昇が早いという問題がある。更にはこれらソックフィルターは、食品加工工場等においては衛生環境維持の目的で紫外線ランプの近傍で使用されることがあり、その場合、メルトブロー不織布やスパンボンド不織布では、紫外線劣化による強度低下が容易に起こるため、フィルターを頻繁に交換しなければならないという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−２７２３１６号公報
【０００４】
ところで、異なる複数種の繊維を混合した摩擦帯電不織布は低圧力損失でかつ粒子捕集効率が比較的高い濾材として注目され、これまで種々の組合せの繊維構成によるものが提案されてきた（例えば、特許文献２〜４参照）。
【特許文献２】米国特許第４，７９８，８５０号明細書
【特許文献３】特開２０００−１７００６８号公報
【特許文献４】特表２００３−５１２１４７号公報
【０００５】
これらの濾材は、ポリオレフィン系繊維と、モダクリルやアクリル、ポリエステル繊維の組合せにおいて、繊維の油剤を除去して表面を清浄にした後に摩擦帯電させることにより得られる濾材が提案されている。しかしながら何れの文献においても濾材の燃焼性については何ら検討されておらず、用途によっては使用できない場合がある。例えば自動車室内の空気清浄ユニットに使用される場合は「ＪＩＳ  Ｄ  １２０１（１９７７）自動車車室内用有機資材の燃焼性試験方法」による燃焼性区分が自消性であることが必須である。しかしながら従来の濾材の繊維構成のうち、ポリオレフィン系繊維とアクリル繊維の組合せは、濾過性能は高いもののアクリル繊維が極めて燃えやすいため自消性とはならない。ポリオレフィン系繊維とモダクリル繊維の組合せは自消性を示すが、モダクリルは塩素を含んでおり、焼却処分時に有害なダイオキシン類を発生する恐れがあることから環境上好ましくない。
【０００６】
またポリオレフィン系繊維と標準的な芳香族ポリエステル繊維（以下、標準ポリエステル繊維と呼ぶ）の組合せは、ポリオレフィン系繊維とアクリル繊維との組合せよりも燃えにくいものの、必ずしも自消性を示さない上、また濾過性能も劣るという問題がある。更にポリオレフィン系繊維とポリエステル繊維からなる濾材が開示されているが、帯電性が充分とは言えず、特に０．３ｍμ程度の微細な粒子の捕集効率は充分ではなく、高い濾過性能や自消性を発現させるためのポリエステルの構造に関しては何ら検討がなされていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、低圧力損失で高い粒子捕集効率を発現でき、ダスト目詰まりによる圧損上昇が緩やかで、かつ難燃性を併せ持つ耐紫外線性空調フィルター用濾材、および該濾材によって構成されるソックフィルターを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はホスフィン酸化合物及び／またはスルホン酸化合物を含有するポリエステル系繊維を少なくとも２０質量％とポリオレフィン系繊維を少なくとも３０質量％含んでなる摩擦帯電不織布より構成されることを特徴とする耐紫外線性空調フィルター用濾材である。
また前記摩擦帯電不織布に含まれるポリエステル系繊維において、ホスフィン酸化合物及び／またはスルホン酸化合物がポリエステル分子鎖と共重合していることを特徴とする耐紫外線性空調フィルター用濾材である。
また前記摩擦帯電不織布が、ＪＩＳ  Ｄ  １２０１（１９７７）自動車車室内用有機資材の燃焼性試験方法による燃焼性区分が自消性であることを特徴とする耐紫外線性空調フィルター用濾材である。
さらに、前記耐紫外線性空調フィルター用濾材によって構成され、摩擦帯電不織布を外層として使用することを特徴とするソックフィルターである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の耐紫外線性空調フィルター用濾材は、低圧力損失で微細塵に対して高い粒子捕集効率を発現できる。しかも、摩擦帯電不織布が短繊維から構成された比較的嵩高な不織布であるためダスト目詰まりによる圧損上昇が緩やかである。また食品加工工場等において紫外線ランプの近傍で使用されても、紫外線による強度劣化や性能低下が起こりにくく、長期にわたって使用することが可能である。またその濾材自体がＪＩＳ  Ｄ  １２０１（１９７７）自動車車室内用有機資材の燃焼性試験方法による燃焼性区分が自消性であり、難燃性も併せ持っている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明は摩擦帯電不織布を含む濾材によって構成される耐紫外線性空調フィルター用濾材であり、該摩擦帯電不織布が、ホスフィン酸化合物及び／またはスルホン酸化合物を含有するポリエステル系繊維を少なくとも２０質量％とポリオレフィン系繊維を少なくとも３０質量％含んでなる不織布であることを特徴とする耐紫外線性空調フィルター用濾材である。
【００１１】
本発明におけるホスフィン酸化合物は、下記一般式（１）で表される化合物であることが好ましい。
【化１】
2006192345.tif 000002
（式中、Ｘ1はエステル形成性官能基、Ｒ1は低級アルキレン基あるいはアリーレン（Ａｒｙｌｅｎｅ）基、Ｒ2、Ｒ3は同一もしくは異なる炭素数１〜１０の炭化水素基、ｎ1は１または２の整数、びｎ2、ｎ3はそれぞれ０〜４の整数を表す。）
【００１２】
本発明におけるスルホン酸化合物は、下記一般式（２）で表されるスルホン酸金属塩、または下記一般式（３）で表されるスルホン酸ホスホニウム塩であってもよい。
【化２】
2006192345.tif 000003
（式中、Ｘ2はエステル形成性官能基、Ｘ3はＸ2と同一もしくは異なるエステル形成性官能基あるいは水素原子、Ａ1は芳香族または脂肪族の基、Ｍ1はアルカリ金属またはアルカリ土類金属を示す。）
【化３】
2006192345.tif 000004
（式中、Ｘ4はエステル形成性官能基、Ｘ5はＸ4と同一もしくは異なるエステル形成性官能基あるいは水素原子、Ａ2は芳香族または脂肪族の基、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6、Ｒ7は水素、アルキル基、アリール（Ａｒｙｌ）基、ヒドロキシアルキル基から選ばれた同一または異なる基、ｎ4は１または２の整数を示す。）
【００１３】
本発明において前記一般式（１）中、Ｘ1は具体的にはカルボキシル基、カルボキシル基の炭素数が１〜６のアルキルエステル、シクロアルキルエステル、アリール（Ａｒｙｌ）エステル、ヒドロキシル基、炭素数２〜７のヒドロキシルアルコキシカルボニル基などが挙げられる。またＲ1として好ましいものはメチレン、エチレン、１，２−プロピレン、１，３−プロピレンなどの低級アルキレン基、１，３−フェニレン、１，４−フェニレンなどのアリーレン（Ａｒｙｌｅｎｅ）基などが挙げられる。またＲ2、Ｒ3としては、炭素数１〜６のアルキル基、シクロアルキル基、アリール（Ａｒｙｌ）基および上記Ｘ1の１価の基などが好ましいものとして挙げられる。
【００１４】
前記一般式（１）で示されるホスフィン酸化合物の具体例としては、９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナンスレン−１０−オキサイド（ＨＣＡ）の他、その他下記化学式（ａ）〜（ｚ）で表される化合物である。
【化４】
2006192345.tif 000005
【００１５】
【化５】
2006192345.tif 000006
【００１６】
【化６】
2006192345.tif 000007
【００１７】
【化７】
2006192345.tif 000008
【００１８】
さらにホスフィン酸化合物としては、上記以外に下記一般式（４）の化合物や一般式（５）で示されるカルボキシホスフィン酸およびその誘導体も有効である。
【化８】
2006192345.tif 000009
（式中、Ｒ8は炭素数１以上２２以下のアルキル基、フェニル基、ナフチル基およびアントラセン基を示し、Ｍ2は金属イオン、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオンを示す。）
【００１９】
一般式（４）で示される化合物の具体例としては、フェニルホスフィン酸ナトリウム、フェニルホスフィン酸カリウム、フェニルホスフィン酸リチウム、フェニルホスフィン酸カルシウム、フェニルホスフィン酸マグネシウム等がある。
【００２０】
【化９】
2006192345.tif 000010
（式中、Ｒ11 は炭素原子数４以上の分岐したアルキル基または芳香族基、Ｒ12 、Ｒ13 は水素原子または炭素原子数１〜６の１価の有機基またはヒドロキシル基を有する有機基で互いに同じでも違っていてもよい。また、Ａ3は２価または３価の有機残基を表す。）
【００２１】
一般式（５）で示されるカルボキシホスフィン酸およびその誘導体の具体例としては、（２−カルボキシエチル）フェニルホスフィン酸、（２−カルボキシエチル）−ｔｅｒｔブチルホスフィン酸、（２−カルボキシエチル）１，１−ジメチルヘキシルホスフィン酸、（２−カルボキシエチル）ナフチルホスフィン酸、（２−カルボキシエチル）トルイルホスフィン酸、（２−カルボキシエチル）２，５−ジメチルフェニルホスフィン酸、（２−カルボキシエチル）シクロヘキシルホスフィン酸、（２−カルボキシエチル）−４−クロロフェニルホスフィン酸、（４−カルボキシフェニル）フェニルホスフィン酸、（３−カルボキシフェニル）フェニルホスフィン酸、カルボキシメチルフェニルホスフィン酸、カルボキシメチルナフチルホスフィン酸およびそれらの低級アルコールエステル、低級アルコールジエステル、環状無水物などが挙げられる。
【００２２】
本発明におけるスルホン酸化合物である前記一般式（２）中、Ｘ2はエステル形成性官能基、Ｘ3はＸ2と同一もしくは異なるエステル形成性官能基あるいは水素原子を示す。エステル形成性官能基の具体例としては、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ、−ＯＨ、−ＯＲ〔各式中Ｒは低級アルキル基、またはフェニル基である〕などを挙げることができる。なお、Ｒで表される低級アルキル基としては、例えばその炭素数が１〜４個の直鎖状または分岐状のものが好ましい。また、Ａ1は芳香族または脂肪族の基を示し、なかでも芳香族基が好ましい。Ｍ1はアルカリ金属またはアルカリ土類金属を示し、アルカリ金属としてはナトリウム、カリウム、リチウムなどが、アルカリ土類金属としてはカルシウム、マグネシウムなどが挙げられる。
【００２３】
前記一般式（２）で示されるスルホン酸化合物はグリコールとの反応物として添加してもよい。かかるスルホン酸化合物の特に好ましい例としては、５−ナトリウムスルホイソフタル酸（およびそのメチルエステル、エチレングリコールエステル）、ｍ−ナトリウムスルホ安息香酸（およびそのメチルエステル、エチレングリコールエステル）、ｐ−ナトリウムスルホ安息香酸（およびそのメチルエステル、エチレングリコールエステル）、ｏ−ナトリウムスルホ安息香酸（およびそのメチルエステル、エチレングリコールエステル）、４−ヒドロキシ−３−ナトリウムスルホ安息香酸（およびそのメチルエステル、エチレングリコールエステル）、３−ヒドロキシ−４−ナトリウムスルホ安息香酸（およびそのメチルエステル、エチレングリコールエステル）、３−ナトリウムスルホサリチル酸（およびそのメチルエステル、エチレングリコールエステル）等を挙げることができる。
【００２４】
本発明において前記一般式（３）中、Ｘ4はエステル形成性官能基、Ｘ5はＸ4と同一もしくは異なるエステル形成性官能基あるいは水素原子を示す。エステル形成性官能基の具体例としては、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＲ、−ＯＨ、−ＯＲ〔各式中Ｒは低級アルキル基、またはフェニル基である〕などを挙げることができる。なお、Ｒで表される低級アルキル基としては、例えばその炭素数が１〜４個の直鎖状または分岐状のものが好ましい。また、Ａ1は芳香族または脂肪族の基を示し、なかでも芳香族基が好ましい。
【００２５】
Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6及びＲ7 は水素、アルキル基、アリール（Ａｒｙｌ）基、ヒドロキシアルキル基よりなる群から選ばれた同一または異なる基を示す。かかるスルホン酸ホスホニウム塩は、一般に対応するスルホン酸とホスフィン類との反応または対応するスルホン酸金属塩とホスホニウムハライド類との反応により容易に合成できる。
【００２６】
前記一般式（３）で示されるスルホン酸ホスホニウム塩はグリコールとの反応物として添加してもよい。かかるスルホン酸ホスホニウム塩の好ましい例としては、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸エチルトリブチルホスホニウム塩、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ベンジルトリブチルホスホニウム塩、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸フェニルトリブチルホスホニウム塩、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラフェニルホスホニウム塩、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸エチルトリフェニルホスホニウム塩、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ブチルトリフェニルホスホニウム塩、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ベンジルトリフェニルホスホニウム塩、３，５−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、３，５−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸エチルトリブチルホスホニウム塩、３，５−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ベンジルトリブチルホスホニウム塩、３−カルボメトキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、３−カルボメトキシベンゼンスルホン酸テトラフェニルホスホニウム塩、３，５−ジ（β−ヒドロキシエトキシカルボニル）ベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、３，５−ジ（β−ヒドロキシエトキシカルボニル）ベンゼンスルホン酸テトラフェニルホスホニウム塩、３−（β−ヒドロキシエトキシカルボニル）ベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、３−（β−ヒドロキシエトキシカルボニル）ベンゼンスルホン酸テトラフェニルホスホニウム塩、４−ヒドロキシエトキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、２，６−ジカルボキシナフタレン−４−スルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、α−テトラブチルホスホニウムコハク酸等を挙げることができる。上記スルホン酸ホスホニウム塩は２種以上併用してもよい。
【００２７】
本発明において、前記ホスフィン酸化合物及び／またはスルホン酸化合物がポリエステル分子鎖に共重合されていることが好ましい。またそのポリエステル分子鎖は、ジカルボン酸成分のうち８０％以上がテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体と、グリコール成分のうち８０％以上がエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコールから選ばれた少なくとも１種のアルキレングリコールまたはそれらのエステル形成性誘導体から得られるものである。共重合体における前記ホスフィン酸化合物及び／またはスルホン酸化合物の含有量は、ホスフィン酸化合物およびスルホン酸化合物として全カルボン酸成分の０．５〜５モル％、好ましくは１〜３モル％である。なおホスフィン酸化合物とスルホン酸化合物は同じポリエステル分子鎖内に共存していても差し支えない。これらの共重合ポリエステルの製造にあたっては、エステル交換反応、重縮合反応とも従来公知の触媒、反応条件を採用することができる。またこれらの共重合ポリエステル樹脂を原料として、定法により短繊維を製造することができる。
【００２８】
前記共重合ポリエステル繊維をポリオレフィン系繊維と混合し、適当な方法で繊維同士を摩擦することにより帯電電荷が発生するが、その帯電レベルは標準ポリエステル繊維を用いた場合に比べて極めて大きい。したがって本発明の摩擦帯電不織布は、標準ポリエステル繊維とポリオレフィン系繊維での摩擦帯電不織布に比べて粒子捕集性能が優れるという特徴がある。
【００２９】
また前記共重合ポリエステル繊維は標準ポリエステル繊維に比べて難燃特性に優れている。これは、ホスフィン酸化合物及び／またはスルホン酸化合物がポリマー中に含有されることにより、燃焼時のドリップ性が発現して難燃効果に寄与するものと考えられる。したがって、本発明の摩擦帯電不織布は、「ＪＩＳ  Ｄ  １２０１（１９７７）自動車車室内用有機資材の燃焼性試験方法」による自消性とすることが容易である。
【００３０】
本発明におけるポリオレフィン系繊維とは、ポリエチレン繊維、ポリプリピレン繊維、ポリエチレン−ポリプロピレン複合繊維などがあるが、好ましくはポリプロピレン繊維である。これらのポリオレフィン繊維が難燃剤を含有していても構わない。
【００３１】
摩擦帯電不織布において摩擦による帯電レベルを高めるには、異なる繊維同士の接触頻度を増やすこと、接触によって発生する電荷量を増やすことが有効であると考えられる。このうち後者に関しては、前記共重合ポリエステル繊維とポリオレフィン系繊維を混合、摩擦することによって帯電レベルが大きくなることは上述の通りである。前者に関しては、ポリエステル系繊維とポリオレフィン系繊維の混合比の最適な領域が存在し、これから外れると帯電レベルが大きくならない。
【００３２】
したがって本発明においては、ホスフィン酸化合物及び／またはスルホン酸化合物を含有する前記ポリエステル系繊維が、全構成繊維に対して２０質量％以上含まれていることが好ましい。２０質量％未満であると、高帯電化の効果、および難燃化の効果が十分ではない。３０〜７０質量％であることが特に好ましい。
【００３３】
また本発明においてポリオレフィン系繊維の含有量は、摩擦による帯電効果を発現するために、全構成繊維に対して３０質量％以上であることが好ましく、３０〜７０質量％であることが好ましい。
【００３４】
本発明の摩擦帯電不織布は、ホスフィン酸化合物及び／またはスルホン酸化合物を含有するポリエステル系繊維と、ポリオレフィン系繊維以外に、他の繊維を含有していてもよい。好適な繊維としては、標準ポリエステル繊維、ポリ乳酸繊維、アクリル繊維等である。
【００３５】
かかる摩擦帯電不織布を構成する短繊維の平均径は１．１ｄｔｅｘ以上、６．７ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。平均径が１．１ｄｔｅｘよりも小さいと、圧力損失が大きく、またダスト目詰まりが起こりやすくなる。また平均径が６．７ｄｔｅｘよりも大きいと粒子捕集性能が低く、空調フィルター用濾材およびソックフィルターとして十分な特性が発現し難いからである。
【００３６】
また、摩擦帯電不織布の目付は、３０ｇ／ｍ2以上で２００ｇ／ｍ2以下が好ましく、５０ｇ／ｍ2以上で１５０ｇ／ｍ2以下がさらに好ましい範囲である。これよりも目付が小さいと空調フィルター用濾材としての粒子捕集性能が十分ではないことに加え、強度が弱くフィルターを種々の形状に加工する際の加工性が悪い。またこれよりも目付が大きいと圧力損失が大きくなり、ソックフィルターとして天井に吊り下げて使用する場合に全体の重量が重くなるという問題がある。
【００３７】
本発明の耐紫外線性空調フィルター用濾材には前記摩擦帯電不織布以外にも、本発明の目的を損なわない範囲で他の不織布やネット等を積層しても差し支えない。これらの材料は抗菌性、防カビ性、難燃性など、必要に応じて種々の機能を付与されていても差し支えない。
【００３８】
本発明の耐紫外線性空調フィルター用濾材の好適な製法例を以下に説明する。まず摩擦帯電不織布は次の手順で作製する。上記短繊維を含む複数の短繊維成分を所定の質量混合比で混綿、カーディングして混繊ウェブを製造し、続いてニードルパンチや水流パンチ等によって交絡させておく。その後、精練処理により油剤除去を行う。次に乾燥したウェブを摩擦処理して摩擦帯電不織布を得る。摩擦処理の方法としては、例えば２つのギアロール間に不織布を噛み合わせて通過させながら摩擦を行う方法や、ニードルパンチ処理を利用して摩擦と交絡を同時に行う方法などがある。これらの摩擦工程において、帯電処理と同時にウェブを延伸して所定の目付量に調整したり、あるいは補強材と貼り合わせたりすることも可能である。補強材としてはネット、スパンボンド不織布、サーマルボンド不織布、メルトブロー不織布、湿式抄造紙など従来公知のものを使用することができる。
【００３９】
本発明のソックフィルターは前記の耐紫外線性空調フィルター用濾材によって構成され、摩擦帯電不織布を外層として使用することを特徴とする。ソックフィルターとは、食品加工工場等の空調設備で使用される筒型ダクト状のフィルターであり、工場内の粉塵や細菌を捕集するとともに、吹き出し口の風速を低速かつ均一にして作業者の体感温度の低下を防ぐ効果があるフィルターである。摩擦帯電不織布を外層とし、この層に紫外線が照射されるように設計することが重要である。耐紫外線性空調フィルター用濾材を縫製して、所定サイズのソックフィルターを製造することができる。
【００４０】
本発明の耐紫外線性空調フィルター用濾材およびソックフィルターは、例えば特許文献１で開示されているようなメルトブロー不織布とスパンボンド不織布を積層して構成されるソックフィルターに比べて、紫外線に対する耐久性が優れるという利点がある。メルトブロー不織布やスパンボンド不織布の構成繊維は実質的に未延伸糸であり、ポリマー鎖中に多数の構造欠陥が残ったままの状態である。これに対して短繊維は、紡糸後に熱ロール等により延伸加工が施されるため、配向結晶化が進み、ポリマー鎖中の構造欠陥はかなり減少している。紫外線劣化のメカニズムは完全に解明されていないが、ポリマー鎖中の構造欠陥が劣化開始点となって劣化が進行することが推測される。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
【００４２】
（共重合ポリエステル繊維の製造）
（製造例１）
１９４質量部のジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）、１２４質量部のエチレングリコール、ＤＭＴに対して２モル％の前記化合物（ｒ）のホスフィン酸化合物を反応容器に入れ、これにＤＭＴに対し０．１モル％の酢酸亜鉛、および０．０２モル％の三酸化アンチモンを添加して、窒素ガス雰囲気下２時間かけて１５０℃から２３０℃に昇温しつつエステル交換反応を行った。次いでこの生成物を重縮合缶に移し、２８０℃、１ｍｍＨｇ以下の減圧下で５時間重縮合反応を行って共重合ポリエステル樹脂を得た。この樹脂を原料として定法により２．２ｄｔｅｘの短繊維Ａを作製した。
【００４３】
（製造例２）
１９４質量部のジメチルテレフタレート（ＤＭＴ）、１２４質量部のエチレングリコール、ＤＭＴに対して３モル％の５−ナトリウムスルホイソフタル酸のエチレングリコールエステルを反応容器に入れ、これにＤＭＴに対し０．１モル％の酢酸亜鉛、および０．０２モル％の三酸化アンチモンを添加して、窒素ガス雰囲気下２時間かけて１５０℃から２３０℃に昇温しつつエステル交換反応を行った。次いでこの生成物を重縮合缶に移し、２８０℃、１ｍｍＨｇ以下の減圧下で５時間重縮合反応を行って共重合ポリエステル樹脂を得た。この樹脂を原料として定法により２．２ｄｔｅｘの短繊維Ｂを作製した。
【００４４】
（摩擦帯電不織布の製造方法）
所定の質量混合比の短繊維を混綿、カーディング、水流パンチ加工により所定目付の混繊ウェブを作製した。この混繊ウェブを、オープンソーパー精練機を用いて、水酸化ナトリウム２ｇ／リットル、ノニオン系界面活性剤１ｇ／リットル、液温９０℃にて精練処理を行い、その後湯洗、乾燥した。さらに針密度５０本／ｃｍ2にてニードルパンチ処理を行い、摩擦帯電と交絡を同時に行って、摩擦帯電不織布を得た。ニードルパンチ処理時の温湿度は、２７℃、５５ＲＨ％とした。
【００４５】
（不織布濾材の濾過性能の測定）
圧力損失は、不織布試料をダクト内に設置し、空気濾過速度が１０ｃｍ／秒になるようコントロールし、濾材上流、下流の静圧差を圧力計で読み取り求めた。また粒子捕集効率（％）の評価は粒子径０．３〜０．５μｍのＮａＣｌ粒子を用い、１０ｃｍ／秒にて行った。
【００４６】
（燃焼性評価）
ＪＩＳ  Ｄ  １２０１（１９７７）自動車車室内用有機資材の燃焼性試験方法に従って実施した。試験点数は、各不織布のＭＤ方向およびＴＤ方向それぞれ５箇所ずつとした。
【００４７】
（ソックフィルターの実使用試験）
食品加工工場内にソックフィルターを設置し、送風機で３０Ｎｍ3 ／ｍｉｎ の空気を循環運転させた。このソックフィルターから約３０ｃｍ離れたところに、紫外線殺菌灯（ＧＬ−３０）が、ソックフィルターの長手方向に６台設置されており、工場内に作業者がいない時間（１日あたり８時間）のみ照射された。まずソックフィルターを設置して送風機運転から１時間後に、殺菌灯近くの最外層のごく近傍で空気をサンプリングしてパーティクルカウンターでの大気塵粒子濃度（Ｎ）を測定した。また外気中の０．３〜０．５μｍの大気塵粒子濃度（Ｎ0）も同様に測定し、数１により粒子捕集効率（％）を算出して初期性能とした。さらにソックフィルターを３ヶ月間運転させた後、初期性能測定時と同じ箇所で空気をサンプリングし、同様に０．３〜０．５μｍの大気塵粒子濃度を測定して粒子捕集効率（％）を算出した。その後、ソックフィルターを取り外して紫外線が照射されていない箇所の濾材を切り取り、不織布濾材の１０ｃｍ／秒での圧力損失を測定した。
【００４８】
（数１）  粒子捕集効率（％）＝［１−（Ｎ／Ｎ0）］×１００
【００４９】
（実施例１）
前述の短繊維Ａと、平均径１．７ｄｔｅｘのポリプロピレン短繊維（宇部日東化成製ＮＣ）を用いて、前述の方法により混合率５０％ずつで目付１２０ｇ／ｍ2の摩擦帯電不織布を作製した。この不織布の１０ｃｍ／秒における圧力損失は１２Ｐａ、０．３〜０．５μｍのＮａＣｌ粒子捕集効率は９５％であった。また燃焼性評価の結果、ＭＤ、ＴＤ方向とも自消性を示した。この不織布をミシン縫製して径３０ｃｍ、長さ１０ｍのソックフィルターを作製し、実使用試験を行った。
【００５０】
（実施例２）
前述の短繊維Ｂと、実施例１と同様のポリプロピレン短繊維を用いて、前述の方法により混合率５０％ずつで目付１００ｇ／ｍ2の摩擦帯電不織布を作製した。この不織布の１０ｃｍ／秒における圧力損失は１０Ｐａ、０．３〜０．５μｍのＮａＣｌ粒子捕集効率は９３％であった。また燃焼性評価の結果、ＭＤ、ＴＤ方向とも自消性を示した。この不織布をミシン縫製して径３０ｃｍ、長さ１０ｍのソックフィルターを作製し、実使用試験を行った。
【００５１】
（比較例１）
平均繊維径０．０３ｄｔｅｘ、目付３０ｇ／ｍ2のポリプロピレンメルトブロー不織布をアースドラム上に供給しつつ、針電極を用いて＋２０ｋＶ／ｃｍの電界強度にてコロナ放電処理を行ってエレクトレット化処理した。この不織布の１０ｃｍ／秒における圧力損失は６０Ｐａ、０．３〜０．５μｍのＮａＣｌ粒子の捕集効率は９８％であった。また燃焼性評価の結果、ＭＤ、ＴＤ方向とも自消性を示した。この不織布をミシン縫製して径３０ｃｍ、長さ１０ｍのソックフィルターを作製し、実使用試験を行った。
【００５２】
（比較例２）
比較例１のエレクトレット化メルトブロー不織布と、平均径２．２ｄｔｅｘ、目付７０ｇ／ｍ2のポリプロピレンスパンボンド不織布を積層し、熱エンボス加工により接着した。この不織布の１０ｃｍ／秒における圧力損失は７５Ｐａ、０．３〜０．５μｍのＮａＣｌ粒子の捕集効率は９８％であった。また燃焼性評価の結果、ＭＤ、ＴＤ方向とも自消性を示した。次いで、エレクトレット化メルトブロー不織布側が内層、スパンボンド不織布が外層となるようにミシン縫製して径３０ｃｍ、長さ１０ｍのソックフィルターを作製し、実使用試験を行った。
【００５３】
（比較例３）
実施例１、２で用いたポリプロピレン短繊維のみを用いて、前述の方法により目付１２０ｇ／ｍ2の摩擦帯電不織布を作製した。この不織布の１０ｃｍ／秒における圧力損失は１２Ｐａ、０．３〜０．５μｍのＮａＣｌ粒子捕集効率は３３％であった。また燃焼性評価の結果、ＭＤ、ＴＤ方向とも自消性を示した。この不織布をミシン縫製して径３０ｃｍ、長さ１０ｍのソックフィルターを作製し、実使用試験を行った。
【００５４】
（比較例４）
実施例１、２で用いたポリプロピレン短繊維と、２．２ｄｔｅｘの標準ポリエステル短繊維（東洋紡績製７０７）を用いて、実施例と同様の方法で目付１２０ｇ／ｍ2の摩擦帯電不織布を作製した。この不織布の１０ｃｍ／秒における圧力損失は１２Ｐａ、０．３〜０．５μｍのＮａＣｌ粒子捕集効率は５８％であった。また燃焼性評価の結果、ＭＤ方向で易燃性、ＴＤ方向で遅燃性を示した。この不織布をミシン縫製して径３０ｃｍ、長さ１０ｍのソックフィルターを作製し、実使用試験を行った。
【００５５】
実施例および比較例のソックフィルターの実使用試験結果を表１に示した。実施例のソックフィルターでは、初期および３ヶ月運転後ともに優れた粒子捕集効率を示した。紫外、また３ヶ月後の圧力損失の上昇はわずかであった。線殺菌灯照射箇所は、やや黄色に変色していたが、目立った強度低下は認められなかった。一方、比較例１のソックフィルターは３ヶ月運転後には紫外線照射箇所で大きな穴が開いており、０．３〜０．５μｍの大気塵粒子は全く捕集できなかった。比較例２のソックフィルターは、濾材外層のスパンボンド不織布繊維の粉化がみられ、内層のメルトブロー不織布の強度もかなり低下していた。また粒子捕集効率も大きく低下していた。比較例１、２ではメルトブロー層へのダストの目詰まりにより、切り取った濾材の圧力損失は大きく上昇していた。比較例３のソックフィルターは最初から粒子捕集効率が低かった。比較例４は濾過特性がやや悪く、また濾材が自消性を示さなかった。
【００５６】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の耐紫外線性空調フィルター用濾材およびソックフィルターは、低圧力損失で微細塵に対して高い粒子捕集効率を発現できる。しかも、摩擦帯電不織布が短繊維から構成された比較的嵩高な不織布であるため、ダスト目詰まりによる圧損上昇が緩やかである。また食品加工工場等において紫外線ランプの近傍で使用されても、紫外線による強度劣化や性能低下が起こりにくく、長期にわたって使用可能で、かつ難燃性を併せ持つ耐紫外線性空調フィルター用濾材およびソックフィルターである。