(57)【要約】【課題】通気度を低下させることなく、スパンボンド不織布とメルトブロー不織布とを積層一体化させたエアフィルター材を提供する。【解決手段】スパンボンド不織布は、横断面形状が略Ｙ４形状である複合型ポリエステル長繊維を構成繊維とするものである。長繊維は、略Ｙ４形状の各々の略Ｖ字部６が低融点ポリエステルで形成され、その他の略＋字部５が高融点ポリエステルで形成されてなる。長繊維相互間は、低融点ポリエステルの融着によって結合されている。スパンボンド不織布とメルトブロー不織布とは、粉末状又はくもの巣状ホットメルト接着剤によって貼合されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
極細繊維で構成されてなる極細繊維不織布と、ポリエステル長繊維で構成されてなるポリエステル不織布とが積層一体化されてなるエアフィルター材において、
前記ポリエステル長繊維の横断面形状は、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した
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形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）であって、該ポリエステル長繊維相互間は熱融着によって結合されており、
前記極細繊維不織布と前記ポリエステル不織布とは、極細繊維及びポリエステル長繊維の融点よりも低い融点を持つ粉末状又はくもの巣状ホットメルト接着剤によって貼合されていることを特徴とするエアフィルター材。
【請求項２】
略Ｙ４形状の各々の略Ｖ字部が低融点ポリエステルよりなり、その他の略＋字部が高融点ポリエステルよりなる複合型ポリエステル長繊維よりなる請求項１記載のエアフィルター材。
【請求項３】
低融点ポリエステルの熱融着によって、ポリエステル長繊維相互間が結合されている請求項２記載のエアフィルター材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気等の気体の濾過に使用するエアフィルター材に関し、特に中高性能エアフィルター材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、中高性能エアフィルター材として、極細繊維よりなる不織布が用いられている。具体的には、いわゆるメルトブロー不織布が用いられている。メルトブロー不織布は、構成繊維が極細繊維であるため、引張強度や引裂強度が低く、取り扱い性に劣る。したがって、高繊度の構成繊維よりなる不織布、たとえばスパンボンド不織布やカード法で得られた短繊維不織布と積層して用いられている（特許文献１）。【０００３】
特許文献１記載の技術において、メルトブロー不織布とスパンボンド不織布等を積層一体化するには、熱圧着が採用されている。具体的には、スパンボンド不織布の構成繊維として、芯成分に高融点ポリエステル成分を用い、鞘成分に低融点ポリエステル成分を用いてなる芯鞘型複合長繊維を用いて、スパンボンド不織布とメルトブロー不織布とを積層した後、一対の熱エンボスロール間を通して加圧及び加熱し、低融点ポリエステル成分を溶融固化させて、これを接着成分として、メルトブロー不織布とスパンボンド不織布を積層一体化する技術が記載されている。しかしながら、スパンボンド不織布の構成繊維の一部を溶融させるため、スパンボンド不織布の空隙が溶融した低融点ポリエステルによって埋まり、得られたエアフィルター材の通気度が低下するということがあった。【０００４】
通気度の低下を防止するために、スパンボンド不織布の構成繊維の一部を接着成分とするのではなく、他の接着剤で、メルトブロー不織布とスパンボンド不織布とを貼合一体化することが考えられる。たとえば、他の接着剤として、エマルジョン型接着剤やホットメルト接着剤を用いることが考えられる。しかしながら、他の接着剤を用いたとしても、これらが流動して、スパンボンド不織布の空隙に入り込むと、通気度が低下すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００７／０８６４２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、通気度を低下させることなく、スパンボンド不織布とメルトブロー不織布とを積層一体化させたエアフィルター材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、特定のスパンボンド不織布と特定のホットメルト接着剤とを組み合わせて用いることにより、上記課題を解決したものである。すなわち、本発明は、極細繊維で構成されてなる極細繊維不織布と、ポリエステル長繊維で構成されてなるポリエステル不織布とが積層一体化されてなるエアフィルター材において、前記ポリエステル長繊維の横断面形状は、略Ｙ字の下端で上下左右に連結した
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形状（以下、「略Ｙ４形状」という。）であって、該ポリエステル長繊維相互間は熱融着によって結合されており、前記極細繊維不織布と前記ポリエステル不織布とは、極細繊維及びポリエステル長繊維の融点よりも低い融点を持つ粉末状又はくもの巣状ホットメルト接着剤によって貼合されていることを特徴とするエアフィルター材に関するものである。【０００８】
本発明のエアフィルター材を構成するポリエステル不織布は、ポリエステル長繊維を構成繊維とし、この長繊維の横断面形状に特徴を有するものである。この横断面形状は、図１に示すような略Ｙ字を四個持つものである。そして、略Ｙ字の下端１で上下左右に連結して、図２に示すような略Ｙ４形状となっている。この略Ｙ４形状は、四個の凹部２と八個の凸部３と四個の小凹部４とを有している。特に、四個の凹部２の存在により、ポリエステル長繊維間に比較的大きい空隙が形成されている。【０００９】
ポリエステル長繊維は、低融点ポリエステル成分と高融点ポリエステル成分とによって構成されているのが好ましい。すなわち、横断面形状の略Ｖ字部６が低融点ポリエステル成分で形成され、略＋字部５が高融点ポリエステル成分で形成された複合型ポリエステル長繊維であるのが好ましい。本発明に用いるポリエステル不織布は、複合紡糸孔より溶融紡糸した複合型ポリエステル長繊維を集積した後、低融点ポリエステル成分を軟化又は溶融させた後、固化させることにより、ポリエステル長繊維相互間が低融点ポリエステル成分によって融着させることにより、得られる。低融点ポリエステル成分の融着によって、長繊維相互間が結合されているため、引張強度や引裂強度等の機械的物性に優れ、取り扱い性において優れている。【００１０】
低融点ポリエステル成分の融着は、加熱処理を施すことにより得られるが、この加熱処理は、熱エンボス加工により又は熱風処理により行われる。熱エンボス加工の場合には、部分的に設けられた熱圧着部において、ポリエステル長繊維同士の交点が融着される。また、熱風処理の場合には、全体において、ポリエステル長繊維同士の交点が融着される。なお、熱エンボス加工と熱風処理を併用してもよい。本発明においては、ポリエステル不織布の機械的物性を向上させる観点から、部分的に熱と圧力とを付加することにより熱圧着する熱エンボス加工が好ましい。用いるエンボスロールの圧着面積率（エンボスロールの凸部の面積率）は、１０〜２０％がよい。圧着面積率が小さすぎると、引張強度等の機械的物性が低下する傾向が生じる。一方、圧着面積率が大きすぎると、ポリエステル長繊維相互間の空隙が少なくなり、通気度が低下する傾向が生じる。【００１１】
ポリエステル長繊維を構成する低融点ポリエステル成分と高融点ポリエステル成分との複合比は、低融点ポリエステル成分／高融点ポリエステル成分＝１／４〜１／１（質量比）が好ましい。低融点ポリエステル成分の質量比が少なくなると、ポリエステル不織布の引張強度等の機械的物性が低下する傾向が生じる。一方、低融点ポリエステル成分の質量比が多くなると、加熱処理時に低融点ポリエステル成分がポリエステル長繊維相互間の空隙内に流動し、通気度が低下する傾向が生じる。【００１２】
ポリエステル不織布は、溶融紡糸する際に用いるノズル孔を変更する以外は、従来公知の方法、たとえばスパンボンド法で得ることができる。すなわち、低融点ポリエステルと高融点ポリエステルを複合溶融紡糸して得られた複合型長繊維を集積してスパンボンド不織布を製造する方法において、溶融紡糸する際に用いるノズル孔の形状が、Ｙ字の下端で上下左右に連結し、かつ、隣り合うＹ字の／同士及び＼同士が平行である
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形状（以下、「Ｙ４形」という。）のものを用いればよい。【００１３】
このノズル孔は、図３に示すＹ字を四個持つものである。そして、Ｙ字の下端７で上下左右に連結して、図４に示すＹ４形となっている。このＹ４形は、隣り合うＹ字の／８，８同士が平行であり、また＼９，９同士が平行となっている。かかるＹ４形のノズル孔にポリエステルを供給して溶融紡糸することにより、横断面が略Ｙ４形状のポリエステル長繊維を得ることができるのである。特に、隣り合うＹ字の／８，８同士及び＼９，９同士が平行となっていることにより、四個の凹部２を持つポリエステル長繊維を得ることができる。また、略＋字部５と、その各々の先端に設けられた略Ｖ字部６とを持つポリエステル長繊維を得ることができる。かかるＹ４形状のノズル孔にポリエステルを供給するにあたっては、低融点ポリエステルをＹ４形のＶ字部１０に供給し、高融点ポリエステルをＹ４形の＋字部１１に供給する。かかる供給態様で複合溶融紡糸することにより、略Ｖ字部６が低融点ポリエステル成分で形成され、略＋字部５が高融点ポリエステル成分で形成された複合型ポリエステル長繊維が得られる。【００１４】
複合型ポリエステル長繊維を得た後、これを集積して繊維ウェブを形成する。そして、繊維ウェブに加熱処理を施すことにより、複合型ポリエステル長繊維中の低融点ポリエステル成分を軟化又は溶融させ、冷却して固化させることにより、複合型ポリエステル長繊維相互間を低融点ポリエステル成分で融着して、ポリエステル不織布を得る。得られたポリエステル不織布には必要に応じて、少量のバインダーを付与してもよい。【００１５】
ポリエステル長繊維の繊度は、１０デシテックス以上であるのが好ましく、１５デシテックス以上であるのがより好ましい。繊度が１０デシテックス未満であると、通気度及び機械的物性が低下する傾向が生じる。繊度の上限は特に限定しないが、３０デシテックス程度がよい。繊度が３０デシテックスを超えると、溶融紡糸する際に、長繊維の冷却性が低下し、生産性が低下する。【００１６】
ポリエステル不織布の目付は、３０〜１３０ｇ／ｍ2程度がよい。目付が３０ｇ／ｍ2未満になると、機械的物性が低下する傾向が生じる。また、目付が１３０ｇ／ｍ2を超えると、ポリエステル不織布が重くなり、取り扱い性に劣る。【００１７】
極細繊維不織布としては、従来公知のものが用いられる。具体的には、メルトブロー不織布が用いられる。極細繊維の素材としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン又はポリエステル等が用いられる。極細繊維の太さは、繊維径（円換算での直径）が１〜５μｍ程度となっている。繊維径が５μｍを超えると、中高性能のエアフィルター材を得られにくくなる。繊維径が１μｍ未満のものは、生産性が低下する傾向が生じる。【００１８】
極細繊維不織布の目付は、１０〜３０ｇ／ｍ2程度がよい。目付が１０ｇ／ｍ2未満であると、繊維密度が低く、中高性能のエアフィルター材を得られにくくなる。目付が３０ｇ／ｍ2を超えると、過剰品質となり合理的ではない。【００１９】
極細繊維不織布とポリエステル不織布とは、粉末状又はくもの巣状ホットメルト接着剤によって貼合されている。このホットメルト接着剤の融点は、極細繊維及びポリエステル長繊維の融点よりも低い融点を持つものである。たとえば、極細繊維不織布がポリプロピレン極細繊維よりなるものである場合は、このポリプロピレン極細繊維の融点よりも低くなっている。ホットメルト接着剤の具体的な融点は、５０〜１２０℃程度となっている。ホットメルト接着剤の融点が、極細繊維及びポリエステル長繊維の融点よりも高いと、ホットメルト接着剤を溶融又は軟化させて、極細繊維不織布とポリエステル不織布を貼合させる際に、極細繊維不織布又はポリエステル不織布が熱変形し、濾過性が低下するため、好ましくない。ホットメルト接着剤は、粉末状又はくもの巣状となっている。これは、ホットメルト接着剤の存在しない区域を確保し、通気度の低下を防止するためである。たとえば、フィルム状のホットメルト接着剤で、極細繊維不織布とポリエステル不織布を貼合すると、ホットメルト接着剤が全面に存在し、得られたエアフィルター材の通気度が極端に低下する。【００２０】
ホットメルト接着剤の付与量は、１〜３０ｇ／ｍ2程度であるのが好ましい。ホットメルト接着剤の付与量が１ｇ／ｍ2未満になると、極細繊維不織布とポリエステル不織布が剥離しやすくなる傾向が生じる。ホットメルト接着剤の付与量が３０ｇ／ｍ2を超えると、接着剤の存在しない区域が少なくなり、通気度が低下する傾向が生じる。【００２１】
本発明に係るエアフィルター材は、従来公知の方法でエアフィルターとして用いられる。たとえば、本発明に係るエアフィルター材を適宜の寸法に裁断し、フィルター枠に装着して、クリーンルームなどのエアフィルターとして用いられる。また、本発明に係るエアフィルター材にプリーツ加工を施し、フィルター枠に固定して、集塵機や自動車等のエアフィルターとして用いられる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るエアーフィルター材は、特定の横断面形状を持つポリエステル不織布を、特定のホットメルト接着剤を用いて、極細繊維不織布と積層一体化したものであるため、通気度が低下しにくいという効果を奏する。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明の実施例に基づいて説明する。なお、実施例中の物性等は下記により測定した。
（１）融点（℃）：
パーキンエルマー社製ＤＳＣ−７型の示差走査型熱量計を用いて、昇温速度２０℃／分で測定した融解吸熱ピークの最大値を与える温度を融点とした。
（２）相対粘度［ηｒｅｌ］：
フェノールと四塩化エタンとの等質量比の混合溶媒１００ｍｌに試料０. ５ｇを溶解し、温度２０℃の条件で常法により測定した。
（３）通気度（ｃｃ／ｍ2／ｓｅｃ）：
フラジール型通気度試験機を用い、ＪＩＳ  Ｌ  １０９６−１９７９の「一般織物試験方法」に準拠し、傾斜型気圧計は１．２７ｃｍに固定して測定した。【００２４】
［ポリエステル不織布Ａの製造例Ａ］
ジカルボン酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）９２ｍｏｌ％とイソフタール酸（ＩＰＡ）８ｍｏｌ％、ジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００ｍｏｌ％との共重合体である低融点ポリエステル（相対粘度〔ηｒｅｌ〕１．４４、融点２３０℃）を準備し、この低融点ポリエステルに、結晶核剤として４質量％の酸化チタンを添加したものを低融点ポリエステル成分として用いた。【００２５】
一方、ジカルボン酸成分としてテレフタル酸（ＴＰＡ）１００ｍｏｌ％とジオール成分としてエチレングリコール（ＥＧ）１００ｍｏｌ％とからなる単量体が共縮重合してなるポリエチレンテレフタレートを高融点ポリエステル成分（相対粘度〔ηｒｅｌ〕１．３８、融点２６０℃）として用いた。【００２６】
そして、図４に示したノズル孔を用い、Ｖ字部に低融点ポリエステル成分を供給し、＋字部に高融点ポリエステル成分を供給して、紡糸温度２８５℃、単孔吐出量８．３３ｇ／分で溶融紡糸した。なお、低融点ポリエステル成分の供給量と高融点ポリエステル成分の供給量の質量比は、１／２であった。【００２７】
ノズル孔から排出された長繊維群を、２ｍ下のエアーサッカー入口に導入し、ポリエステル長繊維の繊度が１７デシテックスとなるように牽引した。エアーサッカー出口から排出された図２に示す横断面を有する複合型ポリエステル長繊維群を開繊装置にて開繊した後、移動するネット製コンベア上に集積し、長繊維ウェブを得た。この長繊維ウェブを、エンボスロール（各エンボス凸部先端の面積は０．７ｍｍ2で、ロール全面積に対するエンボス凸部の占める面積率は１５％）とフラットロールからなる熱エンボス装置に導入し、表面温度２１３℃、線圧３００Ｎ／ｃｍの条件で熱エンボス加工を施して、目付４０ｇ／ｍ2のポリエステル不織布Ａを得た。【００２８】
［ポリエステル不織布Ｂの製造例Ｂ］
目付を７０ｇ／ｍ2に変更する他は、上記製造例Ａと同一の方法で、ポリエステル不織布Ｂを得た。【００２９】
［極細繊維不織布の製造例］
融点１６２℃のポリプロピレンをメルトブローダイに導入し、ダイ中から加熱空気を吹き付けて極細繊維を形成し、移動するコンベア上に集積して、繊維径が概ね３μｍ程度の極細繊維よりなる、目付２０ｇ／ｍ2の極細繊維不織布を得た。【００３０】
実施例１
極細繊維不織布の上に、粉末状ホットメルト接着剤（融点が約１００℃の低密度ポリエチレンよりなるパウダー）を５ｇ／ｍ2となるように散布し、さらにその上にポリエステル不織布Ａを積層して積層体を得た。この積層体を、表面がテフロン膜で覆われたコンベアが上下二段に配置された加熱処理装置の下段のコンベアに載せて搬送しながら、加熱処理を行った。上段と下段のコンベアの隙間の温度は１００℃に制御され、この隙間は入口から出口に向けて徐々に狭くし、出口での隙間を１ｍｍとした。【００３１】
加熱処理装置から出た積層体は冷却され、極細繊維不織布とポリエステル不織布Ａが一体化したエアフィルター材を得た。このエアフィルター材の通気度は２６．５ｃｃ／ｍ2／ｓｅｃであった。また、極細繊維不織布とポリエステル不織布Ａとは強固に一体化しており、剥離しようとすると、極細繊維不織布が破損するものであった。【００３２】
実施例２
ポリエステル不織布Ａに代えて、ポリエステル不織布Ｂを用いる他は、実施例１と同一の方法により、エアフィルター材を得た。このエアフィルター材の通気度は、２５．７ｃｃ／ｍ2／ｓｅｃであった。また、極細繊維不織布とポリエステル不織布Ｂとは強固に一体化していた。【００３３】
実施例３
粉末状ホットメルト接着剤（融点が約１００℃の低密度ポリエチレンよりなるパウダー）の散布量を、１０ｇ／ｍ2に変更する他は、実施例１と同一の方法により、エアフィルター材を得た。このエアフィルター材の通気度は、２５．３ｃｃ／ｍ2／ｓｅｃであった。また、極細繊維不織布とポリエステル不織布Ａとは強固に一体化していた。【００３４】
実施例４
粉末状ホットメルト接着剤（融点が約１００℃の低密度ポリエチレンよりなるパウダー）の散布量を、１０ｇ／ｍ2に変更する他は、実施例２と同一の方法により、エアフィルター材を得た。このエアフィルター材の通気度は、２５．０ｃｃ／ｍ2／ｓｅｃであった。また、極細繊維不織布とポリエステル不織布Ｂとは強固に一体化していた。【００３５】
実施例５
粉末状ホットメルト接着剤（融点が約１００℃の低密度ポリエチレンよりなるパウダー）に代えて、くもの巣状ホットメルト接着剤（呉羽テック株式会社製、品番「ＬＮＳ００２０」、素材は共重合ポリアミドであり、融点は１１５℃であり、目付は２０ｇ／ｍ2である。）を用いる他は、実施例１と同一の方法でエアフィルター材を得た。このエアフィルター材の通気度は、２３．７ｃｃ／ｍ2／ｓｅｃであった。また、極細繊維不織布とポリエステル不織布Ａとは強固に一体化していた。【００３６】
実施例６
粉末状ホットメルト接着剤（融点が約１００℃の低密度ポリエチレンよりなるパウダー）に代えて、くもの巣状ホットメルト接着剤（呉羽テック株式会社製、品番「ＬＮＳ００２０」、素材は共重合ポリアミドであり、融点は１１５℃であり、目付は２０ｇ／ｍ2である。）を用いる他は、実施例２と同一の方法でエアフィルター材を得た。このエアフィルター材の通気度は、２３．９ｃｃ／ｍ2／ｓｅｃであった。また、極細繊維不織布とポリエステル不織布Ｂとは強固に一体化していた。【００３７】
実施例１〜６の結果から、ポリエステル不織布Ａ又はＢと極細繊維不織布とを粉末状ホットメルト接着剤又はくもの巣状ホットメルト接着剤を用いて積層一体化すると、通気度の高いエアフィルター材を得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に用いる長繊維の横断面形状である略Ｙ４形状の一つの略Ｙ字を示した図である。
【図２】本発明に用いる長繊維の横断面形状である略Ｙ４形状を示した図である。
【図３】本発明に用いるＹ４形のノズル孔の一つのＹ字を示した図である。
【図４】本発明に用いるＹ４形のノズル孔を示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    長繊維の横断面形状である略Ｙ形状の一つの略Ｙ字の下端
２    略Ｙ４形状で形成された凹部
３    略Ｙ４形状で形成された凸部
４    略Ｙ４形状で形成された小凹部
５    略Ｙ４形状中の略十字部
６    略Ｙ４形状中の略Ｖ字部
７    溶融紡糸する際のノズル孔の形状であるＹ４形状の一つのＹ字の下端
８    Ｙ字の／
９    Ｙ字の＼
１０  Ｙ４形のＶ字部
１１  Ｙ４形の十字部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2015151168.tif 000011
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