(57)【要約】【課題】  １０μｍ程度の粒子の捕集性能良好で、かつ高寿命な作用を有するフィルター材と、燃料タンク内で使用する新規な液体燃料用フィルターの提供。【解決手段】  繊維径が５μｍ以上２０μｍ以下の繊維からなり、９０％開孔径が１μｍ以上１０μｍ以下、かつ、１０％開孔径が９０％開孔径より１０〜３０μｍ大きい不織布Ａ層と、繊維径が８μｍ以下であり、不織布Ａ層を構成する繊維の繊維径に対して０．１５〜０．９５倍である繊維からなり、９０％開孔径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、かつ、不織布Ａ層の９０％開孔径に対して−５μｍ以上＋５μｍ以下の範囲内である不織布Ｂ層とを有することを特徴とする、少なくとも２層以上の繊維構造物積層体からなるフィルター材。【選択図】  選択図なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維径が５μｍ以上２０μｍ以下の繊維からなり、９０％開孔径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、１０％開孔径が９０％開孔径より１０〜３０μｍ大きい不織布Ａ層と、繊維径が８μｍ以下であり、かつ、不織布Ａ層を構成する繊維の繊維径に対して０．１５〜０．９５倍である繊維からなり、９０％開孔径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、不織布Ａ層の９０％開孔径に対して−５μｍ以上＋５μｍ以下の範囲内である不織布Ｂ層、とを有することを特徴とする、少なくとも２層以上の繊維構造物積層体からなるフィルター材。
【請求項２】
不織布Ａ層の空隙体積が２００ｃｍ３／ｍ２以上２０００ｃｍ３／ｍ２以下である請求項１記載のフィルター材。
【請求項３】
繊維素材がポリアミド系樹脂である請求項１または２記載のフィルター材。
【請求項４】
液体燃料用フィルターであって、液体燃料がＡ層を通過した後、Ｂ層を通過するように配置された請求項１〜３のいずれか１項に記載のフィルター材を用いた液体燃料用フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、捕集性能がよく、高寿命なフィルター材、および燃料タンク内で使用する液体燃料用フィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまでに、不織布を用いた液体燃料用フィルターが知られている。例えば、小粒子を濾過する能力と耐摩耗性を有する燃料フィルターが開示されている（特許文献１参照）。また、自動車用燃料フィルター材および自動車用燃料フィルターが開示されている（特許文献２参照）。
しかしながら、文献１および２のフィルター材は、粒径が４０μｍ〜１００μｍといった粗い砂埃程度の粒子なら捕捉できたが、カーボン粒子等、粒径が数μｍ〜１０μｍ前後の粒子は通り抜ける。そのため、１個のフィルターを通過しただけで、エンジンルームに導入しても差し支えない程清浄な燃料を得ることはできない。そのため、燃料ラインには、さらに目の細かい別のフィルターを設置する必要があった。
【０００３】
特許文献１には、フィルターが目詰まりして通液抵抗が高くなり、使用できなくなるまでの時間、すなわち、寿命を長くする目的で、流体を、孔径の大きいシートを通してから小さいシートを通す、いわゆる多段濾過が開示されている。しかし、単純に開孔径の大きな層と小さな層を積層するだけでは、各々のフィルターに捕集される粒径は限定され、粒径の揃った粒子による緻密な堆積層が形成されるため、各々の層での通液抵抗が増加しやすい。したがって、フィルターの寿命をコントロールすることは難しく、高度な捕集性能と寿命を両立させるものではなかった。
【特許文献１】特開２０００−２４６０２６号公報
【特許文献２】特開２００３−２３６３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、１０μｍ程度の粒子の捕集性能良好で、かつ、高寿命なフィルター材、および燃料タンク内で使用する新規な液体燃料用フィルターを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、流体が孔径の大きな層から小さな層へ順に通過する、いわゆる多段濾過と異なり、ほぼ同一の孔径の積層体でありながら、それぞれの繊維径及び空隙体積を特定の組み合わせにすることによって著しくフィルターの寿命を伸ばすことができることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
（１）  繊維径が５μｍ以上２０μｍ以下の繊維からなり、９０％開孔径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、１０％開孔径が９０％開孔径より１０〜３０μｍ大きい不織布Ａ層と、繊維径が８μｍ以下であり、かつ、不織布Ａ層を構成する繊維の繊維径に対して０．１５〜０．９５倍である繊維からなり、９０％開孔径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、不織布Ａ層の９０％開孔径に対して−５μｍ以上＋５μｍ以下の範囲内である不織布Ｂ層、とを有することを特徴とする、少なくとも２層以上の繊維構造物積層体からなるフィルター材。
（２）  不織布Ａ層の空隙体積が２００ｃｍ３／ｍ２以上２０００ｃｍ３／ｍ２以下である（１）に記載のフィルター材。
（３）  繊維素材がポリアミド系樹脂である（１）または（２）に記載のフィルター材。
（４）  液体燃料用フィルターであって、液体燃料がＡ層を通過した後、Ｂ層を通過するように配置された（１）〜（３）のいずれか１つに記載のフィルター材を用いた液体燃料用フィルター。
【０００７】
本発明によれば、不織布Ａ層にて１０μｍ以上の種々の粒径を有する粒子を大量に捕捉し、不織布Ｂ層にて粒径１０μｍ以上の粒子の９０％を阻止することが可能である。
本発明のフィルター材に１０μｍ程度の粒子を含む種々の粒径が混合された粒子を含む流体を通過させると、層別に均一な粒子層が形成されるいわゆる多段濾過と異なり、不織布Ａ層において１０μｍ以上の種々の粒径を有する粒子による層が形成されるため、緻密な層が形成され難く、そのため、通液抵抗が上昇し難くなり、フィルター寿命が長くなる。
また、不織布Ａ層により捕捉された粒子は、粒子のみの層ではなく、繊維径５μｍ以上２０μｍ以下であるＡ層の内部に粒子を取り込んだ形態、すなわち、繊維と多種の粒径の粒子による層を形成しながら粒子の捕集が行われるため、粗い層が形成されている。また、１０μｍ程度の粒子の幾分かは不織布Ａ層を透過するので、９０％開孔径が不織布Ａ層の９０％開孔径と同程度、具体的には１〜１０μｍであり、かつ、不織布Ａ層の９０％開孔径に対して−５μｍ以上＋５μｍ以下の範囲内である不織布Ｂ層にて１０μｍ以上の粒子の９０％を確実に阻止する。
【０００８】
不織布Ｂ層が、不織布Ａ層と同程度の９０％開孔径であるにもかかわらず、Ａ層を透過してしまった粒子を捕捉できる理由は、Ｂ層において粒子と繊維との接触頻度が高いためである。すなわち、不織布Ｂ層の繊維径が不織布Ａ層の繊維径より小さく、単位体積あたりの繊維表面積が大きいことに起因すると考えられる。具体的には、不織布Ｂ層の繊維径を、不織布Ａ層の繊維径の０．１５倍から０．９５倍とすることにより、開孔径が同程度で通液抵抗を低く抑えながら、不織布層内での単位空間内における表面積はＡ層よりＢ層が増えた形となり、粒子の衝突の頻度が増えるのでＡ層を透過してしまった粒子を捕捉できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のフィルター材を用いることによって、１０μｍ程度の粒子の捕集性能が良好で、かつ、寿命の長い、今までのフィルター材に無い捕集性能と寿命性能の両立ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられる不織布Ａ層は、９０％開孔径が１μｍ以上１０μｍ以下、かつ、１０％開孔径が９０％開孔径より１０〜３０μｍ大きい不織布である。９０％開孔径は、好ましくは２μｍ以上８μｍ以下、より好ましくは２μｍ以上６μｍ以下である。１０％開孔径は、好ましくは９０％開孔径より１２〜２５μｍ大きく、より好ましくは９０％開孔径より１５〜２５μｍ大きい。
【００１１】
本発明における開孔径とは、木村尚史  酒井清孝  白田利勝  鵜飼哲雄  編著「膜分離技術マニュアル」株式会社アイピーシー出版、１９９０年８月１０日、ｐ１４７に記載されているエアフロー法で求めることができる。すなわち、フィルターをあらかじめ表面張力が既知の液体に浸し、フィルターの全ての細孔を液体の膜で覆った状態からフィルターに圧をかけ、液膜の破壊される圧力と液の表面張力から計算された細孔の孔径を言う。計算には下記の数式（１）を用いる。
ｄ＝Ｃ・ｒ／Ｐ        （１）
式中、ｄはフィルターの孔径、ｒは液の表面張力、Ｐはその孔径の液膜が破壊される圧力、Ｃは定数である。
【００１２】
一般に、フィルターの開孔径は分布を持つ。開孔径分布は、連続的に圧力を変化させ、各圧力でフィルターを通過する流量の変化から、その圧力で破壊された液膜の量を計算することにより求めることができる。測定装置には、例えば、ＡＳＴＭ  Ｅ  １２９４−８９に基づく装置である、ＰＭＩ社のパームポロメーターが用いられる。
数式（１）より、液に浸したフィルターにかける圧力Ｐを低圧から高圧に連続的に変化させた場合、初期の圧力は最も大きな細孔の液膜でも破壊されないので、流量は０である。圧力を上げていくと、最も大きな細孔の液膜が破壊され、流量が発生する（バブルポイント）。さらに圧力を上げていくと、最も小さな細孔の液膜が破壊され、液に浸していない場合の流量（Ｄｒｙ流量）と一致する。
【００１３】
１０％開孔径とは、フィルターを液に浸した場合の流量（Ｗｅｔ流量）が、浸していない場合の流量（Ｄｒｙ流量）の１０％となる圧力で破壊される液膜の孔径である。
９０％開孔径とは、フィルターを液に浸した場合の流量（Ｗｅｔ流量）が、浸していない場合の流量（Ｄｒｙ流量）の９０％となる圧力で破壊される液膜の孔径である。
１０％開孔径および９０％開孔径は、後に述べる方法により求められる。
数式（１）より、あるフィルターの１０％開孔径は、９０％開孔径より大きい。１０％開孔径と９０％開孔径の差が大きい程、そのフィルターの持つ細孔の大きさの分布は広いと言える。
【００１４】
不織布Ａ層の９０％開孔径が１μｍ未満の場合、繊維間隔が狭すぎてＡ層がすぐに目詰まりし、通液抵抗が高くなる。不織布Ａ層の９０％開孔径が１０μｍを越える場合、繊維間隔が広すぎてＡ層を通過する粒子が増え、不織布Ｂ層が目詰まりして通液抵抗が高くなり、フィルターの寿命が短くなる。
不織布Ａ層の１０％開孔径が（９０％開孔径＋１０μｍ）未満の場合、９０％開孔径との差が小さく、均一な孔径分布となり、均一な粒子による緻密な堆積層がＡ層上に形成され、通液抵抗が早く高くなる。不織布Ａ層の１０％開孔径が（９０％開孔径＋３０μｍ）を越える場合、部分的に通液抵抗の低い大きな孔部分から集中して粒子が流出し、不織布Ｂ層を目詰まりさせる。
【００１５】
本発明に用いられる不織布Ａ層の繊維径は５μｍ以上２０μｍ以下である必要があり、好ましくは５μｍ以上１７μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上１５μｍ以下である。繊維径は、電子顕微鏡で５０本の繊維を撮影し、平均して求めることができる。不織布Ａ層の繊維径が５μｍ未満の場合、繊維表面積が著しく大きくなり、粒子が通過する際の衝突の頻度が増える。そのため、衝突によりエネルギーを失う小粒径の粒子が繊維表面上に堆積して、緻密層が形成され易くなり、通液抵抗が高くなり易い。不織布Ａ層の繊維径が２０μｍを越える場合、繊維表面積が少ないため、粒子の衝突頻度が低くなる。そのため、不織布Ａ層を通過する粒子が増え、不織布Ｂ層が目詰まりして通液抵抗が増加する。
【００１６】
本発明で用いる不織布Ａ層または不織布Ｂ層の繊維の断面形状は、円形でも、円形以外の異型でもよい。異型断面の場合の繊維径は、繊維断面の周長が同じとなる円断面の直径とみなす。分割繊維等で繊維の断面形状が複雑で直接測定できない場合は、その不織布の表面積と不織布を構成する物質が占める体積から計算される、みかけ上の繊維径で代替できる。
本発明に用いられる不織布Ａ層の空隙体積は２００ｃｍ３／ｍ２以上２０００ｃｍ３／ｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは２００ｃｍ３／ｍ２以上１０００ｃｍ３／ｍ２以下である。
【００１７】
本発明における空隙体積とは、１ｍ２の不織布中に占める空隙量を言う。不織布の目付と厚みから計算される、１ｍ２の不織布の体積をＷｏ、１ｍ２の不織布中で不織布を構成する物質が占める体積をＷｍ、空隙体積をＷｅとすると、空隙体積は下記の数式（２）で示される。
Ｗｅ＝Ｗｏ−Ｗｍ      （２）
不織布の目付は、ＪＩＳＬ−１０９６で求めることができる。不織布の厚みは、フィルターが使用される場合にかかる圧力から測定することが好ましい。本発明では０．４９ｋＰａで測定した。
【００１８】
不織布Ａ層の空隙体積が２００ｃｍ３／ｍ２未満の場合、捕捉できる総量が少なくなり、不織布Ｂ層上にケーキ層として堆積する粒子が増加する傾向がある。そのため、通液抵抗が上昇し易く、フィルターの寿命が短くなることがある。不織布Ａ層の空隙体積が２０００ｃｍ３／ｍ２を越える場合、厚みが大きく、また空気層を多く含むため熱融着による接着精度が低く、ろ過中にリークを起こす場合がある。
【００１９】
本発明に用いられる不織布Ａ層または不織布Ｂ層を構成する素材は、開孔径および繊維径が上記の範囲内であれば限定されない。合成樹脂系繊維でもセルロース系繊維でもよい。合成樹脂繊維としては、ナイロン６、ナイロン６６，共重合ポリアミド等のポリアミドからなる繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリプロピレン等のポリオレフィンからなる繊維、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、共重合ポリエステル等のポリエステルからなる繊維、アクリル系繊維、アセタール系繊維、４フッ化エチレン系繊維等が挙げられる。セルロース系繊維としてはビスコースレーヨン、キュプラレーヨン、パルプ等が挙げられる。これらは単独で用いても２種以上混合して用いてもよい。
【００２０】
また鞘部分がポリエチレン、ポリプロピレン、共重合ポリエステル等からなり、芯部分がポリプロピレン、ポリエステル等からなる複合繊維等であってもよい。その中でもポリアミド系繊維が耐燃料油性、耐摩耗性および強度の点から好ましい。
本発明で用いる不織布Ａ層の製造方法は限定されないが、空隙体積の量が減らないことが好ましいので、スパンレース法やニードルパンチ法を用いた不織布が好適に使用される。
本発明の不織布Ａ層の表面形状は、平滑でも、エンボス加工等により凹凸が施されていてもよい。その中でも、フィルターとして用いる場合、上流面に凹凸があると、粒子の運動エネルギーの大きな、初期に衝突する繊維表面積が増え、Ａ層を通過してしまう粒子が少なくなり、Ｂ層が目詰まりするのが遅れて寿命が長くなるので好ましい。
【００２１】
本発明に用いる不織布Ｂ層は、９０％開孔径が１μｍ以上１０μｍ以下であり、かつ、不織布Ａ層の９０％開孔径に対して−５μｍ以上＋５μｍ以下の範囲内である必要があり、好ましくは不織布Ａ層の９０％開孔径に対して−３μｍ以上＋３μｍ以下の範囲内である。
不織布Ａ層の９０％開孔径から不織布Ｂ層の９０％開孔径を引いた差が５μｍを越える場合、不織布Ａ層を通過した粒子を捕捉しすぎるため、通液抵抗が早く高くなる。また、不織布Ｂ層の９０％開孔径が１μｍ未満になると、エンジンの耐久性に寄与しないような、小さすぎる粒子まで捕捉するため、通液抵抗が短時間で高くなる。不織布Ｂ層の９０％開孔径から不織布Ａ層の９０％開孔径を引いた差が５μｍを越える場合、不織布Ａ層を通過した粒子は不織布Ｂ層も通過する。また不織布Ｂ層の９０％開孔径が１０μｍを越えると、目的である１０μｍの粒子を９０％捕集することができない。
【００２２】
本発明で用いる不織布Ｂ層の繊維径は、不織布Ａ層の０．１５倍から０．９５倍の範囲内、かつ、８μｍ以下である必要があり、好ましくは０．１５倍以上０．８倍以下、より好ましくは０．１５倍以上０．５倍以下である。不織布Ｂ層の繊維径が、不織布Ａ層の０．１５倍未満の場合、繊維表面積が大きくなり、粒子が通過する際の衝突の頻度が増える。そのため、９０％開孔径が不織布Ａ層の９０％開孔径と−５μｍ以上＋５μｍ以下の範囲内の場合でも、エンジンの耐久性に寄与しないような、小さすぎる粒子まで捕捉する。そのため、極めて緻密な層が形成され易く、通液抵抗が短時間で高くなる。不織布Ｂ層の繊維径が不織布Ａ層の０．９５倍を越える場合、繊維表面積が少ないため、粒子の衝突頻度が低くＢ層を通過する粒子が増加し、１０μｍの粒子を９０％捕集することができない。
【００２３】
本発明に用いられる不織布Ｂ層の製造方法は、開孔径と繊維径を満足する限りは限定されない。開孔径と繊維径を満足する好ましい製造方法としては、例えば、メルトブロー法、スパンレース法，フラッシュスパン法等が挙げられる。
本発明のフィルター材をフィルターとして用いる場合には、流体が不織布Ａ層を通過した後、不織布Ｂ層を通過するように配置する必要がある。すなわち、先に流体が通過するＡ層で流体中に含まれる粒子のうち、主に１０μｍを越える粒子を不織布の表層と不織布層内部の空隙に捕集する。次にＢ層の、主に表層で１０μｍの粒子を９０％確実に捕集する。
【００２４】
本発明のフィルター材を液体燃料用フィルターとして用いる場合、必要に応じて、本発明のフィルター材の前後に保護層を設けることができる。保護層は、例えば、フィルターの生産やモジュールへの装着時、実際の使用時等において、振動や摩擦からフィルターを保護する目的で用いられる。保護層には、例えば、モノフィラメント織物、スパンボンド等が用いられる。
不織布Ａ層の上流に設置する保護層の９０％開孔径は、通液抵抗を阻害しないためにＡ層の９０％開孔径より大きいことが好ましい。不織布Ｂ層の下流に設置する保護層の９０％開孔径は、通液抵抗を阻害しないためにＢ層の９０％開孔径より大きいことが好ましい。
【００２５】
本発明のフィルター材をフィルターとして用いる場合、不織布Ａ層の上流にフィルター層を設置してもよい。このフィルター層の９０％開孔径は、通液抵抗を阻害しないために不織布Ａ層の９０％開孔径より大きいことが好ましい。Ａ層とＢ層の間に別のフィルター層を設置してもよい。このフィルター層の９０％開孔径は、通液抵抗を阻害しないために不織布Ｂ層の９０％開孔径より大きいことが好ましい。不織布Ｂ層の下流に不織布Ｂ層の９０％開孔径より小さなフィルター層を加えると通液抵抗を阻害する。
本発明の少なくとも２層以上のフィルター材を一体化する方法は限定されないが、フィルター材の空隙量と表面積をできる限り潰さない方法が好ましい。例えば、部分的に熱融着を行うエンボス接合、粉黛や繊維状の熱可塑性樹脂によるサーマルボンド等が用いられる。
【００２６】
本発明の不織布Ａ層がＡ層ではないフィルター層ないし保護層と一体化されていて、測定のために剥離した際に明らかに剥離によって生じた部分的な孔が有る場合は、開孔径は孔を避けて測定するか、接着剤等で剥離によって生じた孔を埋めてから測定する。
本発明の不織布Ｂ層がＢ層ではないフィルター層ないし保護層と一体化され、Ｂ層単独の開孔径が測定できない場合は、Ｂ層の９０％開孔径は、一体化された状態で測定したシートの９０％開孔径で代用することができる。
【００２７】
繊維径は、一体化された状態のシートの断面からＢ層部分の繊維径を測定して求めることができる。例えばＢ層がスパンボンドの紡孔とメルトブローの紡孔が隣り合っていて、積層直後に一体化した、いわゆるＳＭ（スパンボンド／メルトブロー）  ＳＭＳ（スパンボンド／メルトブロー／スパンボンド）  ＳＭＭＳ（スパンボンド／メルトブロー／メルトブロー／スパンボンド）等のメルトブロー層の場合、９０％開孔径は、複合不織布全体で測定した値を用いることができる。繊維径は、複合不織布の断面からメルトブロー層部分の繊維径を測定して用いる。
【実施例】
【００２８】
次に、実施例および比較例によって本発明を具体的に説明する。
本発明に用いられる測定法は以下のとおりである。
（１）９０％開孔径（μｍ）
ＰＭＩ社製パームポロメーター  型式ＣＦＰ−１２００ＡＥＸを用いて測定する。浸液には表面張力２０．１ｄｙｎｅｓ／ｃｍのＰＭＩ社製Ｓｉｌｗｉｃｋを用いる。浸液に浸したサンプルは、−８０ｋＰａに脱気してサンプル内に泡が残らないように前処理する。測定径はφ２０ｍｍとする。乾燥空気をフィルターに通し、段階的に気体圧力を増加させて、その時の気体流量を観測する。フィルターを液に浸した場合の流量（Ｗｅｔ流量）が、浸していない場合の流量（Ｄｒｙ流量）の９０％となる圧力Ｐ９０（ＰＳＩ）を求め、数式（３）より９０％開孔径を求める。
ｄ９０＝Ｃ・ｒ／Ｐ９０        （３）
ここで、ｄ９０は９０％開孔径（μｍ）、ｒは液の表面張力で２０．１（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ）、定数Ｃは０．４５１（μｍ・ｃｍ・ＰＳＩ／ｄｙｎｅｓ）である。３回測定しその平均値を求める。
【００２９】
（２）１０％開孔径（μｍ）
フィルターを液に浸した場合の流量（Ｗｅｔ流量）が、浸していない場合の流量（Ｄｒｙ流量）の１０％となる圧力Ｐ１０（ＰＳＩ）について、（１）と同様に数式（４）より求める。３回測定しその平均値を求める。
ｄ１０＝Ｃ・ｒ／Ｐ１０        （４）
【００３０】
（３）繊維径（μｍ）
電子顕微鏡で５０本の繊維を撮影し、平均して求める。
（４）空隙体積（ｃｍ３／ｍ２）
目付（ｇ／ｍ２）の測定は、ＪＩＳＬ−１０９６にしたがう。厚み（ｍｍ）は、０．４９ｋＰａの荷重をかけた１０秒後に測定する。これより１ｍ２の不織布の体積Ｗｏ（ｃｍ３／ｍ２）を計算し、次に、目付（ｇ／ｍ２）と繊維を構成する物質の比重（ｇ／ｃｍ３）より、１ｍ２の不織布中で不織布を構成する物質が占める体積Ｗｍ（ｃｍ３／ｍ２）を計算する。次に、数式（２）より、空隙体積Ｗｅ（ｃｍ３／ｍ２）を計算する。
Ｗｅ＝Ｗｏ−Ｗｍ      （２）
【００３１】
（５）９０％捕集粒径
試料を、濾過面積１２．６ｃｍ２のフィルターホルダーにセットする。試験液は、ＦｉｓｈｅｒＣｈｅｍｉｃａｌ社製のＦｅｒｒｉｃＯｘｉｄｅと、ＪＩＳＺ−８９０１の試験用ダスト７種を１：２の割合で混合したものを純水に２ｍｇ／ｌで分散させて用いる。試験液を流量５４ｍｌ／ｍｉｎでフィルターホルダーに通し、フィルター透過前後の試験液の粒度分布をハイアックロイコ社の粒度分布計で測定し、各粒子径での捕集効率を数式（５）より計算する。
ｐ（％）＝ｓａ／ｓｂ×１００      （５）
ここで、ｐ（％）は捕集効率、ｓｂはフィルター透過前の粒子量（ｍｇ／ｌ）、ｓａはフィルター透過後の粒子量（ｍｇ／ｌ）である。
捕集効率ｐ（％）が９０％となる粒子径を、９０％捕集粒径（μｍ）とする。
【００３２】
（６）寿命
サンプルを、濾過面積１２．６ｃｍ２のフィルターホルダーにセットする。試験液は、ＪＩＳＺ−８９０１の試験用ダスト７種を２．５ｇ、ＪＩＳＺ−８９０１の試験用ダスト８種を１．２５ｇ、ＰＴＩ社のＳＯＦＴＥＣ−２Ａを４．８３ｇ、軽油を９．５リットル混合し均一に分散させて用いる。試験液を流量３５．２ｍｌ／ｍｉｎでフィルターホルダーに通し、差圧が９．８ｋＰａとなるまでの時間を測定する。
【００３３】
実施例と比較例に用いた不織布は、表１および２に示すように調整して作成した。また実施例と比較例の評価結果を表１および２に示した。
[実施例１]
不織布Ａ層として、ナイロン６６繊維を水流交絡させた不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、比重、繊維径、９０％開孔径、１０％開孔径および空隙体積は表１のとおりである。不織布Ｂ層として、ナイロン６繊維からなるメルトブロー不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、および９０％開孔径は表１のとおりである。
不織布Ａ層と不織布Ｂ層を積層して、Ａ層からＢ層に液が流れるようにして、９０％捕集粒径と寿命を測定した。結果は表１に示したとおり、９０％捕集粒径も寿命も良好であった。
【００３４】
［実施例２〜３および比較例１］
実施例２および３では、不織布Ａ層として、ナイロン６６繊維を水流交絡させた不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、比重、繊維径、９０％開孔径、１０％開孔径、および空隙体積は表１のとおりである。不織布Ｂ層として、ナイロン６繊維からなるメルトブロー不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、および９０％開孔径は表１のとおりである。
不織布Ａ層と不織布Ｂ層を積層してＡ層からＢ層に液が流れるように、９０％捕集粒径と寿命を測定した。結果は表１に示したとおり、９０％捕集粒径も寿命も良好であった。
【００３５】
一方、比較例１では、不織布Ａ層として、ナイロン６繊維からなるスパンボンドを用いた。不織布Ｂ層には実施例３と同様のものを用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、および９０％開孔径は表１のとおりである。９０％捕集粒径と寿命を測定したところ、表１のとおり、寿命が短かった。これは不織布Ａ層の９０％開孔径が大きすぎ、粒子がＡ層をとおり抜けてしまい、不織布Ｂ層上に粒子が増えて通液抵抗が上昇し、寿命となったためであった。
【００３６】
［実施例４、５および比較例２］
実施例４および５では、不織布Ａ層として、ナイロン６６繊維を水流交絡させた不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、比重、繊維径、９０％開孔径、１０％開孔径、および空隙体積は表１のとおりである。不織布Ｂ層として、ナイロン６繊維からなるメルトブロー不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、および９０％開孔径は表１のとおりである。
【００３７】
不織布Ａ層と不織布Ｂ層を積層してＡ層からＢ層に液が流れるように、９０％捕集粒径と寿命を測定した。結果は表１に示したとおり、９０％捕集粒径も寿命も良好であった。
一方、比較例２では、不織布Ａ層として、実施例３で用いた不織布に針で穴あけ加工を行った。不織布Ｂ層には実施例３と同様のものを用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、および９０％開孔径は表１のとおりである。９０％捕集粒径と寿命を測定したところ、表１のとおり、寿命が短かった。これは不織布Ａ層の１０％開孔径が大きすぎ、部分的に通液抵抗の低い大きな孔部分から集中して粒子が流出し、不織布Ｂ層を目詰まりさせてしまい、Ｂ層上に粒子が増えて通液抵抗が上昇し、寿命となったためであった。
【００３８】
［実施例６、７および比較例３］
実施例６、７では、不織布Ａ層として、ナイロン６６繊維を水流交絡させた不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、比重、繊維径、９０％開孔径、１０％開孔径、および空隙体積は表１のとおりである。不織布Ｂ層として、ナイロン６繊維からなるメルトブロー不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、および９０％開孔径は表１のとおりである。
不織布Ａ層と不織布Ｂ層を積層してＡ層からＢ層に液が流れるように、９０％捕集粒径と寿命を測定した。結果は表１に示したとおり、９０％捕集粒径も寿命も良好であった。
【００３９】
一方、比較例３では、不織布Ａ層として、ナイロン６繊維からなるメルトブロー不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、９０％開孔径、１０％開孔径、および空隙体積は表１のとおりである。不織布Ｂ層には実施例１と同じものを使用した。結果は表１に示したとおり、寿命が短かった。これは不織布Ａ層の繊維径が小さく、繊維表面積が著しく大きくなり、粒子が通過する際の衝突の頻度が増え、衝突によりエネルギーを失う小粒径の粒子が繊維表面上で堆積し、緻密層を形成してしまい、通液抵抗が高くなってしまったためであった。
【００４０】
［実施例８〜１１および比較例４］
実施例８〜１１では、不織布Ａ層として、ナイロン６６繊維を水流交絡させた不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、比重、繊維径、９０％開孔径、１０％開孔径、および空隙体積は表１のとおりである。不織布Ｂ層として、ナイロン６繊維からなるメルトブロー不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、および９０％開孔径は表１のとおりである。
【００４１】
不織布Ａ層と不織布Ｂ層を積層してＡ層からＢ層に液が流れるように、９０％捕集粒径と寿命を測定した。結果は表１に示したとおり、９０％捕集粒径も寿命も良好であった。
一、方比較例４では、不織布Ａ層として、実施例１と同じものを用いた。不織布Ｂ層にはナイロン６６繊維を水流交絡させた不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、および９０％開孔径は表１のとおりだった。結果は表１に示したとおり、９０％捕集孔径が大きかった。これは不織布Ｂ層の繊維径が小さいことにより、繊維表面積が少ないため、粒子の衝突頻度が低くＢ層を通過する粒子が増加したためであった。
【００４２】
［実施例１２および１３］
実施例１２および１３では、不織布Ａ層として、ナイロン６６繊維を水流交絡させた不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、比重、繊維径、９０％開孔径、１０％開孔径、および空隙体積は表１のとおりである。不織布Ｂ層として、ナイロン６繊維からなるメルトブロー不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、および９０％開孔径は表１のとおりである。不織布Ａ層と不織布Ｂ層を積層してＡ層からＢ層に液が流れるように、９０％捕集粒径と寿命を測定した。結果は表１に示したとおり、９０％捕集粒径も寿命も良好であった。
【００４３】
［実施例１４］
不織布Ａ層にはポリエステル繊維を水流交絡させた不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、比重、繊維径、９０％開孔径、１０％開孔径、および空隙体積は表２のとおりである。不織布Ｂ層として、ポリエステル繊維からなるメルトブロー不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、および９０％開孔径は表２のとおりである。結果は表２に示したとおり、９０％捕集粒径も寿命も良好であった。
【００４４】
［実施例１５］
不織布Ａ層には実施例１と同じものを使用した。不織布Ｂ層として、ポリプロピレン繊維からなるスパンボンド，メルトブロー，スパンボンドを積層後、エンボス加工により結合させた不織布を用いた。この不織布のメルトブロー部分の目付、厚み、および繊維径は表２のとおりである。９０％開孔径は、スパンボンド−メルトブロー−スパンボンド全体で測定した値を表２に記載した。結果は表２に示したとおり、９０％捕集粒径も寿命も良好であった。
【００４５】
［比較例５］
実施例１に記載の不織布Ｂ層のみで評価を行った。結果は表２に示したとおり、短時間で通液抵抗が増加した。
【００４６】
［比較例６］
実施例１に記載の不織布Ａ層のみで評価を行った。結果は表２に示したとおり、９０％捕集粒径が大きく、１０μｍ９０％捕集を達成できなかった。
【００４７】
［比較例７］
不織布Ａ層として、ナイロン６繊維からなるスパンボンドを用いた。この不織布の目付、厚み、比重、繊維径、９０％開孔径、１０％開孔径、および空隙体積は表２のとおりである。不織布Ｂ層として、ナイロン６繊維からなるメルトブロー不織布を用いた。この不織布の目付、厚み、繊維径、および９０％開孔径は表１のとおりである。不織布Ａ層の上流にナイロン製の押出メッシュ、不織布Ｂ層の下流に繊維径２４μｍのナイロン６繊維からなるスパンボンドを積層し、ポイントを熱圧着したフィルター材を作成した。結果は表２に示したとおり、１０μｍ９０％捕集が達成できなかった。これは不織布Ｂ層の繊維径が大きく、繊維表面積が少ないため、粒子の衝突頻度が低くＢ層を通過する粒子が増加したためであった。
【００４８】
【表１】
2005152769.tif 000002
【００４９】
【表２】
2005152769.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のフィルター材を用いることによって、１０μｍ程度の粒子の捕集性能が良好で、かつ高寿命なフィルターを得ることができ、特に燃料タンク内で使用する液体燃料用フィルターとして好適に使用できる。