(57)【要約】【課題】高捕集効率でかつ低圧力損失であり、フィルター自体の毛羽脱落によるコンタミを抑制することが可能なフィルター用織物およびフィルターを提供する。【解決手段】フィルター用織物であって、単繊維径が１０００ｎｍ以下のフィラメント糸Ａを含み、かつ５μｍ大気塵捕集率が６０％以上である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルター用織物であって、単繊維径が１０００ｎｍ以下のフィラメント糸Ａを含み、かつ５μｍ大気塵捕集率が６０％以上であることを特徴とするフィルター用織物。
【請求項２】
前記フィラメント糸Ａが、海成分と島成分とからなる海島型複合繊維の海成分を溶解除去して得られた繊維である、請求項１に記載のフィルター用織物。
【請求項３】
織物のカバーファクターＣＦが１７００以上である、請求項１または請求項２に記載のフィルター用織物。
ただし、カバーファクターＣＦは下記式により定義される。
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）１／２×ＭＷｆ
［ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。］
【請求項４】
織物にカレンダー加工が施されてなる、請求項１〜３のいずれかに記載のフィルター用織物。
【請求項５】
最大細孔径が４０μｍ以下である、フィルター用織物。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のフィルター用織物を用いてなるフィルター。
【請求項７】
フィルターがバグフィルターである、請求項６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、高捕集効率でかつ低圧力損失であり、フィルター自体の毛羽脱落によるコンタミを抑制することが可能なフィルター用織物およびフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電炉などの製造工程で発生する鉄粉を捕集するために使用されているバグフィルターなどのろ過布として、不織布状、織物状のものなど各種提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００３】
しかしながら、不織布状のものでは、高価な紛体を回収して再利用する用途においては不織布自体の毛羽脱落によるコンタミが発生するという問題があった。また、織物状のものでは、捕集効率が十分ではないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４０５８８号公報
【特許文献２】特開２００６−３３４４５７号公報
【特許文献３】特公平７−９６０８９号公報
【特許文献４】特開２００５−１３３２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、高捕集効率でかつ低圧力損失であり、フィルター自体の毛羽脱落によるコンタミを抑制することが可能なフィルター用織物および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】
【０００６】
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、織物を構成する糸条などを巧みに工夫することにより所望のフィルター用織物およびフィルター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。
【０００７】
かくして、本発明によれば「フィルター用織物であって、単繊維径が１０００ｎｍ以下のフィラメント糸Ａを含み、かつ５μｍ大気塵捕集率が６０％以上であることを特徴とするフィルター用織物。」が提供される。
【０００８】
その際、前記フィラメント糸Ａが、海成分と島成分とからなる海島型複合繊維の海成分を溶解除去して得られた繊維であることが好ましい。また、織物のカバーファクターＣＦが１７００以上であることが好ましい。
ただし、カバーファクターＣＦは下記式により定義される。
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）１／２×ＭＷｆ
［ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。］
また、織物にカレンダー加工が施されてなることが好ましい。また、最大細孔径が４０μｍ以下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織物を用いてなるフィルターが提供される。その際、フィルターがバグフィルターであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高捕集効率でかつ低圧力損失であり、フィルター自体の毛羽脱落によるコンタミを抑制することが可能なフィルター用織物およびフィルターが得られる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。本発明のフィルター用織物は、単繊維径が１０００ｎｍ以下（好ましくは２００〜８００ｎｍ）のフィラメント糸Ａを含む。ここで、前記の単繊維径は、透過型電子顕微鏡ＴＥＭで、倍率３００００倍で単繊維断面写真を撮影し測定することができる。その際、測長機能を有するＴＥＭでは、測長機能を活用して測定することができる。また、測長機能の無いＴＥＭでは、撮った写真を拡大コピーして、縮尺を考慮した上で定規にて測定すればよい。単繊維の横断面形状が丸断面以外の異型断面である場合には、単繊維径は、単繊維の横断面の外接円の直径を用いるものとする。
【００１１】
前記フィラメント糸Ａにおいて、フィラメント数が５０本以上（より好ましくは１０００本以上、特に好ましくは３０００〜３００００本）であることが好ましい。フィラメント数が５０本よりも小さいと、単繊維間空隙が大きくなるため捕集効率が低下するおそれがある。なお、前記フィラメント糸Ａの総繊度としては、１０〜１５０ｄｔｅｘの範囲内であることが好ましい。
【００１２】
前記フィラメント糸Ａを形成するポリマーの種類としては、特に限定されず、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、ポリ乳酸、ステレオコンプレックスポリ乳酸、第３成分を共重合させたポリエステルや、ポリオレフィン、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミドなどが好ましく例示される。ポリオレフィンの繊維であると優れた耐薬品性をも有し、芳香族ポリアミド（アラミド）繊維であれば優れた耐熱性をも有する。
【００１３】
前記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。該ポリマー中には、本発明の目的を損なわない範囲内で必要に応じて、微細孔形成剤、カチオン染料可染剤、着色防止剤、熱安定剤、蛍光増白剤、艶消し剤、着色剤、吸湿剤、無機微粒子が１種または２種以上含まれていてもよい。なお、ポリエステル以外のポリアミドなどのポリマーでは、布帛の耐光性や耐摩耗性が損われるため好ましくない。
【００１４】
また、該フィラメント糸Ａの繊維形態は、長繊維であれば特に限定はなく、通常の延伸糸、通常の仮撚捲縮加工が施された仮撚捲縮加工糸や、通常の空気加工が施された空気加工糸、さらには、２種以上の構成糸条を空気混繊加工や複合仮撚加工させた複合糸であってもよい。また、単糸の断面形状も特に限定されず、丸、三角、扁平、中空など公知の断面形状でよい。
【００１５】
ここで、前記フィラメント糸Ａにおいて、特許第４４７３８６７号公報で開示されているような、島成分と海成分とからなり島成分の径が１０〜１０００ｎｍである海島型複合繊維マルチフィラメントの海成分をアルカリ水溶液で溶解除去することにより得られた極細繊維が好ましい。
【００１６】
すなわち、海成分ポリマーとしては、繊維形成性の良好なポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエチレンなどが好ましい。例えば、アルカリ水溶液易溶解性ポリマーとしては、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、ポリエチレングルコール系化合物共重合ポリエステル、ポリエチレングリコール系化合物と５−ナトリウムスルホン酸イソフタル酸の共重合ポリエステルが好適である。なかでも、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のポリエチレングルコールを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好ましい。
【００１７】
一方、島成分ポリマーは、フィラメント糸Ａを形成する前記ポリマーである。該ポリマー中には、本発明の目的を損なわない範囲内で必要に応じて、微細孔形成剤、カチオン染料可染剤、着色防止剤、熱安定剤、蛍光増白剤、艶消し剤、着色剤、吸湿剤、無機微粒子が１種または２種以上含まれていてもよい。
【００１８】
上記の海成分ポリマーと島成分ポリマーからなる該海島型複合マルチフィラメントは、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、島同士が接合したり、島成分の大部分が接合して海島型複合マルチフィラメントとは異なるものになり難い。
【００１９】
次に、島成分の径は、１０００ｎｍ以下とする必要がある。その際、前記の海島型複合マルチフィラメントにおいて、その海島複合重量比率（海：島）は、４０：６０〜５：９５の範囲が好ましく、特に３０：７０〜１０：９０の範囲が好ましい。
【００２０】
前記の海島型複合マルチフィラメントは、例えば以下の方法により容易に製造することができる。すなわち、前記の海成分ポリマーと島成分ポリマーとを用い溶融紡糸する。溶融紡糸に用いられる紡糸口金としては、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。吐出された海島型複合マルチフィラメントは、冷却風によって固化され、好ましくは４００〜６０００ｍ／分で溶融紡糸された後に巻き取られる。得られた未延伸糸は、別途延伸工程をとおして所望の強度・伸度・熱収縮特性を有する複合繊維とするか、あるいは、一旦巻き取ることなく一定速度でローラーに引き取り、引き続いて延伸工程をとおした後に巻き取る方法のいずれでも構わない。かかる海島型複合マルチフィラメントにおいて、単繊維繊度、フィラメント数、総繊度としてはそれぞれ単繊維繊度０．５〜１０．０ｄｔｅｘ、フィラメント数５〜７５本、総繊度３０〜１７０ｄｔｅｘの範囲内であることが好ましい。
【００２１】
次いで、海島型複合マルチフィラメント（または該海島型複合マルチフィラメントを用いて得られた織物）にアルカリ水溶液を用いたアルカリ減量加工を施すことにより、前記海島型複合繊維マルチフィラメントの海成分を溶解除去することにより、前記海島型複合繊維マルチフィラメントは、単繊維径が１０００ｎｍ以下、フィラメント数が島数と、前記海島型複合繊維マルチフィラメントのフィラメント数との積である極細マルチフィラメントとなる。なお、除去方法は特に限定されず、海成分が完全に溶解除去し得る方法であればいずれの方法で行ってもよい。
【００２２】
本発明のフィルター用織物は、前記のフィラメント糸Ａのみからなるものでもよいが、他の繊維として、単繊維繊度が１．１〜６．０ｄｔｅｘであり、かつ総繊度が１００〜１７００ｄｔｅｘ（より好ましくは３００〜１５００ｄｔｅｘ）のフィラメント糸Ｂが含まれていてもよい。その際、前記織物に含まれる、前記フィラメント糸Ａとフィラメント糸Ｂとの総繊度比（フィラメント糸Ａ総繊度：フィラメント糸Ｂ総繊度）が、１：９９〜６０：４０の範囲内であることが好ましい。
【００２３】
前記フィラメント糸Ｂを形成するポリマーの種類としては、特に限定されず、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、ポリ乳酸、ステレオコンプレックスポリ乳酸、第３成分を共重合させたポリエステルや、ポリオレフィン、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミドなどが好ましく例示される。前記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。該ポリマー中には、本発明の目的を損なわない範囲内で必要に応じて、微細孔形成剤、カチオン染料可染剤、着色防止剤、熱安定剤、蛍光増白剤、艶消し剤、着色剤、吸湿剤、無機微粒子が１種または２種以上含まれていてもよい。なお、ポリエステル以外のポリアミドなどのポリマーでは、布帛の耐光性や耐摩耗性が損われるため好ましくない。
【００２４】
ここで、該フィラメント糸Ｂの繊維形態は、長繊維であれば特に限定はなく、通常の延伸糸、通常の仮撚捲縮加工が施された仮撚捲縮加工糸や、通常の空気加工が施された空気加工糸、さらには、２種以上の構成糸条を空気混繊加工や複合仮撚加工させた複合糸であってもよい。なかでも、高い捕集効率を得る上で仮撚捲縮加工糸が好ましい。単糸の断面形状も特に限定されず、丸、三角、扁平、中空など公知の断面形状でよい。
【００２５】
前記織物において、その織組織としては、特に制限はなく、通常の方法で製織されたものでよく、例えば、平組織、斜文組織、朱子組織等の三原組織、変化組織、変化斜文織等の変化組織、経二重織、緯二重織等の片二重組織、たてビロードなどが例示される。
【００２６】
前記織物は、例えば、前記フィラメント糸Ａ用の前記海島型複合マルチフィラメントを用いて常法により織物を製織して織物を得た後、次いで、該織物にアルカリ水溶液処理を施し、前記海島型複合繊維の海成分をアルカリ水溶液で溶解除去することにより、前記海島型複合マルチフィラメントをフィラメントＡとするとよい。その際、アルカリ水溶液処理の条件としては、濃度２〜４％のＮａＯＨ水溶液を使用し５５〜６５℃の温度で処理するとよい。
【００２７】
さらに、染色加工、起毛加工、吸湿吸水加工、制電加工、抗菌防臭加工、防炎加工、難燃加工、マイナスイオン発生加工など公知の加工が適宜付加されていてもさしつかえない。
【００２８】
特に、フィラメントＡが一部変形し、一部端面もしくは側面が密着（溶着）していることが好ましい。端面や側面が密着（溶着）してなければ、毛羽が脱落しやすくなったり、パルスジェット噴射時に織組織が目開きして捕集性低下のおそれがある。端面や側面を密着（溶着）する方法としては、カレンダー加工により熱圧着されていることが好ましい。また、該織物を構成する繊維一部または全てが熱と圧力で変形する繊維であることが好ましい。
【００２９】
かくして得られた織物において、織物のカバーファクターＣＦが１７００以上（より好ましくは２０００〜４０００）の範囲内であることが好ましい。該カバーファクターＣＦが１７００よりも小さいと十分な捕集効率が得られないおそれがある。逆に該カバーファクターＣＦが５０００よりも大きいと製造が困難になるおそれがあるうえ、圧力損失が大きくなるおそれがある。ここで、織物のカバーファクターＣＦは下記のように算出するものとする。
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）１／２×ＭＷｆ
［ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。］
【００３０】
また、最大細孔径が４０μｍ以下（より好ましくは１〜４０μｍ）であることが好ましい。最大細孔径が４０μｍよりも大きいと、織組織の目が大きいため、捕集性が低くなるおそれがある。
【００３１】
また、織物の目付けが８０〜２５０ｇ／ｍ２の範囲内であることが好ましい。目付けが８０ｇ／ｍ２より小さいと最大細孔径が大きくなるおそれがある。逆に、目付けが２５０ｇ／ｍ２よりも大きいと、圧損（圧力損失）が大きくなって省エネ性が悪くなるおそれがある。
【００３２】
本発明のバグフィルター用ろ過布は前記の構成を有するので、高捕集効率でかつ低圧力損失であり、フィルター自体の毛羽脱落によるコンタミを抑制することが可能となる。その際、５μｍ大気塵捕集率が６０％以上であることが好ましい。
【００３３】
本発明のフィルターはかかる織物で構成される。その際、フィルターは織物単層で構成されることが好ましいが、不織布や織編物など他の布帛を積層してもよい。かかるフィルターとしてはバグフィルターが好ましい。
【実施例】
【００３４】
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。
（１）繊度
ＪＩＳ  Ｌ１０１５に準拠して測定した。
（２）繊径
キーエンス社製光学顕微鏡ＤＥＧＩＴＡＬ  ＭＩＣＲＯＳＣＯＰＥ  ＶＨＸ−１０００を用い１０００倍で繊維断面の直径を５０本測定し、その平均値とした。
（３）目付け、厚さ
ＪＩＳ  Ｌ１０９６に準じて評価した。厚さに関しては、荷重５ｇ／ｍ２で評価した。
（４）大気塵捕集率
風速５．１ｃｍ／ｓｅｃとなるように調整し、試料前後の大気塵をパーティクルカウンターでカウントし、その比によって捕集効率を算出した。
大気塵捕集効率（％）＝（１−（試料通過後大気塵数／試料通過前大気塵数））×１００
（５）圧力損失
大気塵捕集効率測定時に試験片通過前後の圧力を測定しその圧力差を圧力損失として求めた。
（６）細孔径
ＡＳＴＭ−Ｆ−３１６にて最小細孔径、平均細孔径、最大細孔径を求めた。
（７）引張強力
ＪＩＳ  Ｌ１０９６に準拠、サンプル幅５０ｍｍ、つかみ間隔１００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎにて実施し、最大引張強力を測定した。
（８）空隙率
１００−１００（密度÷比重１．３８）により測定した。
密度は目付け÷厚さ÷１０００により計算した。
（９）織物のカバーファクター（ＣＦ）
ＣＦ＝（ＤＷｐ／１．１）１／２×ＭＷｐ＋（ＤＷｆ／１．１）１／２×ＭＷｆ
ただし、ＤＷｐは経糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｐは経糸織密度（本／２．５４ｃｍ）、
ＤＷｆは緯糸総繊度（ｄｔｅｘ）、ＭＷｆは緯糸織密度（本／２．５４ｃｍ）である。
（１０）毛羽の脱落性
毛羽の脱落性に関しては、養生テープで５ｃｍ角で貼り付け、はがした後の毛羽数が２０を超える場合を×、超えない場合を○とした。
【００３５】
［実施例１〜７］
フィラメント糸Ａ用糸条として、島成分としてポリエチレンテレフタレート、海成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸６モル％と数平均分子量４０００のポリエチレングリコール６重量％を共重合したポリエチレンテレフタレートを用い、海：島＝３０：７０、島数＝８３６の海島型複合未延伸繊維を、紡糸温度２８０℃、紡糸速度１５００ｍ／分で溶融紡糸して一旦巻き取った。得られた未延伸糸を、延伸温度８０℃、延伸倍率２．５倍でローラー延伸し、次いで１５０℃で熱セットして巻き取った。得られた海島型複合延伸糸は５６ｄｔｅｘ／１０ｆｉｌであり、透過型電子顕微鏡ＴＥＭによる繊維横断面を観察したところ、島の形状は丸形状でかつ島の直径は７００ｎｍであった。
【００３６】
次いで、前記海島型複合延伸糸は５６ｄｔｅｘ／１０ｆｉｌを緯糸に用い、通常のポリエチレンテレフタレートマルチフィラメント５６ｄｔｅｘ／７２ｆｉｌを経糸に用い、織組織は経二重で、織密度は経２７５本／２．５４ｃｍ、緯１４５本／２．５４ｃｍとして織物を製織した。
【００３７】
製織後にアルカリ減量し、該織物にアルカリ水溶液処理を施し、前記海島型複合繊維の海成分をアルカリ水溶液で溶解除去することにより、前記海島型複合マルチフィラメントをフィラメントＡ（単繊維径７００ｎｍ）とした。その際、２．５％ＮａＯＨ水溶液で５５℃にて６％減量した。その後、１８０℃で４５秒間乾熱処理を行った。
【００３８】
次いで、実施例２〜７では、カレンダー加工として、上下メタルローラーの仕様であるものを用い、片側を温度約常温〜２８０℃で、線圧約１００ｋｇ／ｃｍで狙いの厚さとなるように上下ローラーの間隔を適宜調整して実施した。評価結果を表１および表２に示す。
【００３９】
［比較例１］
単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘの短繊維を用いて、スクリムの両面に、捕集面のウエブとその反対面のウエブを積層し、ニードルパンチングを施して基布と一体化させ、ダスト捕集面となる側の毛焼き処理を行ってバグフィルターを得たところ、毛羽脱落が多く不良であった。評価結果を表１および表２に示す。
【００４０】
［比較例２］
実施例１において、カバーファクターを表１の通り変更すること以外は実施例１と同様にしたところ、捕集率が低く最大孔径が大きく不良であった。評価結果を表１および表２に示す。
【００４１】
［比較例３］
実施例１において、融点以上の加工温度でカレンダー加工を行ったところ、サンプルが得られなかった。
【００４２】
［比較例４］
総繊度が３３０ｄｔｅｘのポリエステルマルチフィラメント（フィラメント数１４４本、単繊維径が１０００ｎｍ以下より大）を経糸および緯糸に用いて織物を得た。最大孔径が大きく不良であった。評価結果を表１および表２に示す。
【００４３】
【表１】
2019198815.tif 000002
【００４４】
【表２】
2019198815.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、高捕集効率でかつ低圧力損失であり、フィルター自体の毛羽脱落によるコンタミを抑制することが可能なフィルター用織物および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。