(57)【要約】【課題】圧力損失が低いうえに捕集効率に優れる混繊不織布、特にエアフィルターに好適に用いることができる混繊不織布およびそれを用いた濾材を提供する。【解決手段】少なくとも２つの繊維群を含む混繊不織布である。第１の繊維群はポリオレフィン系樹脂成分からなり、数平均繊維径が０．３〜７μｍの間である。第２の繊維群はポリスチレン系樹脂成分からなり、第２の繊維群を構成する繊維の繊維径は、１５μｍ〜１００μｍの範囲でありかつ第１の繊維群の数平均繊維径よりも５倍以上大きい。第２の繊維群を構成する繊維は、混繊不織布の断面長１ｍｍあたり３本以上の割合で存在する。混繊不織布を構成する繊維全体の数平均繊維径は、０．３〜１０μｍの範囲にある。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの繊維群を含む混繊不織布であって、第１の繊維群はポリオレフィン系樹脂成分からなり、第１の繊維群の数平均繊維径は０．３〜７μｍの間であり、第２の繊維群はポリスチレン系樹脂成分からなり、第２の繊維群を構成する繊維の繊維径は、１５μｍ〜１００μｍの範囲でありかつ前記第１の繊維群の数平均繊維径よりも５倍以上大きく、前記第２の繊維群を構成する繊維が、前記混繊不織布の断面長１ｍｍあたり３本以上の割合で存在し、前記混繊不織布を構成する繊維全体の数平均繊維径が、０．３〜１０μｍの範囲にあることを特徴とする、混繊不織布。
【請求項２】
メルトブロー法によって製造されていることを特徴とする、請求項１に記載の混繊不織布。
【請求項３】
前記第１の繊維群の本数Ｘと、第２の繊維群の本数Ｙの比Ｘ／Ｙが５０〜５０００の範囲であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の混繊不織布。
【請求項４】
引張強力が、不織布の幅方向・長さ方向ともに１２Ｎ／５ｃｍ未満であることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の混繊不織布。
【請求項５】
帯電処理されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の混繊不織布。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の混繊不織布を少なくとも１層含有することを特徴とする、積層シート。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の混繊不織布または請求項６に記載の積層シートを含むことを特徴とする、フィルター。
【請求項８】
ポリオレフィン系樹脂成分とポリスチレン系樹脂成分を、同一ダイに設けられた別々の吐出孔から吐出し、混繊紡糸する方法であって、
製造時の紡糸温度において、前記ポリスチレン系樹脂成分の溶融粘度が前記ポリオレフィン系樹脂成分の溶融粘度よりも高く、
前記ポリオレフィン系樹脂成分からなる繊維の見かけの紡糸速度が、前記ポリスチレン系樹脂成分からなる繊維の見かけの紡糸速度に比べ、２０〜５００倍早いことを特徴とする、混繊不織布の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にエアフィルターの濾材として好適に用いられる、互いに異なる２種類のポリマーからなる繊維群を含む混繊不織布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大気汚染や感染症の流行が問題となる中で、健康的な生活を送りたいというニーズから、空気清浄機や自動車用キャビンフィルター等の需要が高まっている。これらに共通して用いられているのが、不織布等で構成されるエアフィルター濾材によって、空気中の塵埃を除去する技術である。そして、これらのエアフィルター濾材には、高い捕集効率が求められる。
【０００３】
不織布を用いた濾材において、高い捕集効率を達成する方法としては、不織布を構成する繊維の細繊度化を進める技術が知られている（特許文献１参照。）。しかしながら、この方法では、濾過精度の向上とともに、濾材の圧力損失（圧損）が増大する。圧力損失が大きくなると、空気清浄や濾過に必要なエネルギーが増大するという課題があった。
【０００４】
この課題の解決方法として、繊維に帯電処理を施す方法が広く知られている。帯電処理は、エレクトレット処理とも呼ばれ、特に空気中の微小粒子の捕集効率を高めるのに極めて効果的な手法である（特許文献２、特許文献３および特許文献４参照。）。これらの技術によって、捕集効率を飛躍的に向上させることができる。しかしながら、フィルターの低圧損化への要求は年々高まっており、さらなる低圧損化を達成する技術が求められていた。
【０００５】
この低圧損化を進めるための技術として、互いに異なる繊維径を持つ２種類以上の帯電繊維を混合した不織布を濾材として用いる方法が提案されている（特許文献５、特許文献６および特許文献７参照。）。また、帯電繊維以外についても、繊維径が互いに異なる繊維を組み合わせることにより、フィルター性能を向上させる提案がなれている（特許文献８および特許文献９参照。）。これらの中でも、上記の特許文献７の提案においては、繊維径が１０μｍ以下の極細繊維と、繊維径が１０μｍを超えるより大きいサイズの繊維とを混合したメルトブロー不織布を、マスクやフィルターに用いるうえで、不織布としての好適なシート成形性と通気性を持つとしている。
【０００６】
また、複数の素材成分からなる混繊メルトブロー不織布を製造する方法は、各種知られている。フィルター用途を目的とした例としては、融点差のある繊維を混繊し、一方の繊維を融解させることによって不織布の耐久性を高める方法がある（特許文献１０参照。）。また、エレクトレットフィルターの電荷保持性を高めることを目的として、ポリスチレン繊維を混繊する例も知られている（特許文献１１参照）。
また、フィルター用途を主目的としたものではないが、同様の製造方法を用いている例として、エラストマーからなる繊維を混繊することによって不織布の伸縮性や風合いを改善する提案が挙げられる（特許文献１２、特許文献１３および特許文献１４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２０１５６０号公報
【特許文献２】特開昭６３−２８０４０８号公報
【特許文献３】特表平０９−５０１６０４号公報
【特許文献４】特開２００２−２４９９７８号公報
【特許文献５】特開平０２−１０４７６５号公報
【特許文献６】特表２０１０−５１１４８８号公報
【特許文献７】特表２００９−５４５６８２号公報
【特許文献８】米国特許第５７８３０１１号明細書
【特許文献９】特開平１１−１３１３５３号公報
【特許文献１０】特開平０７−０８２６４９号公報
【特許文献１１】特開平１１−１８１６６４号公報
【特許文献１２】特開２００６−１１２０２５号公報
【特許文献１３】特開２００５−１７１４５６号公報
【特許文献１４】特開平０６−０９３５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の特許文献７に示されている提案では、２種類の繊維を同一の成分によって紡糸している。このような条件で紡糸される、繊維径が１０μｍを超える極太繊維は、同時に紡糸される極細繊維にくらべて、冷却速度が遅くなる。冷却不足の繊維は、繊維同士が融着し繊維の表面積を減少させる。また、繊維がコレクタに着地した際に、繊維が形状を保てないため、不織布内の繊維間空隙も小さくなる。このため不織布は、極太繊維の混繊による低圧損と高捕集効果を十分に発揮することができないという課題があった。
【０００９】
そこで、メルトブロー法において、繊維冷却を促進する方法としては、捕集距離（口金吐出孔とコレクタ間の距離）を大きくとる方法があり、特許文献７の実施例ではこの方法を採用している。しかしながら、メルトブロー法において捕集距離を大きくすると、繊維同士の絡みあいが増え繊維の有効な表面積が減少する。また、目付の斑も悪化する傾向となる。このようなメルトブロー不織布は、特にエアフィルターに用いられるような目付の小さい条件では、十分な捕集効率を発揮できないという課題があった。
【００１０】
また、特許文献１０、特許文献１２、特許文献１３および特許文献１４に示されている多成分混繊メルトブロー不織布に関する提案においても、繊維径が１０μｍを超える極太繊維を含む異繊度混繊不織布において、繊維間融着を低減し得る繊維径と原料種の組合せは示されていなかった。
【００１１】
また、特許文献１１には、ポリスチレンを混繊することによる帯電性能の向上について述べられているものの、繊維径が１０μｍに満たない繊維同士の混繊についてのものであり、帯電性能の向上とともに、圧力損失が増大してしまうという課題があった。また、本発明の課題である、繊維径が１０μｍ以上の繊維に対する繊維間融着の低減に関しては、何ら提案されていなかった。
【００１２】
さらに、エレクトレットフィルターとして用いられるメルトブロー不織布に、帯電性と電荷保持性の低い異種ポリマーを混繊した場合、不織布全体としての帯電性能が低下し、高い捕集効率を達成できないという課題があった。
【００１３】
そこで本発明の目的は、高い捕集効率を持ちながら、圧損を低く抑えた、特にエアフィルターの濾材として好適に用いることのできる、混繊不織布を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者らは、鋭意研究の結果、適切な原料種と、繊維径および繊維本数の割合を選択することによって、前記の課題を解決し得る混繊不織布が得られることを見出した。
すなわち本発明の混繊不織布は、少なくとも２つの繊維群を含む混繊不織布であって、第１の繊維群はポリオレフィン系樹脂成分からなり、第１の繊維群の数平均繊維径は０．３〜７μｍの間であり、第２の繊維群はポリスチレン系樹脂成分からなり、第２の繊維群を構成する繊維の繊維径は、１５μｍ〜１００μｍの範囲でありかつ前記第１の繊維群の数平均繊維径よりも５倍以上大きく、前記第２の繊維群を構成する繊維が、前記混繊不織布の断面長１ｍｍあたり３本以上の割合で存在し、前記混繊不織布を構成する繊維全体の数平均繊維径が、０．３〜１０μｍの範囲にあることを特徴とする、混繊不織布である。
【００１５】
本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、メルトブロー法によって製造された、前記の混繊不織布である。
本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記第１の繊維群の本数Ｘと、前記の第２の繊維群の本数Ｙの比Ｘ／Ｙが５０〜５０００の範囲である、前記の混繊不織布である。
本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、引張強力が、不織布の幅方向・長さ方向ともに１２Ｎ／５ｃｍ未満である、前記の混繊不織布である。
本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、帯電処理されている、前記の混繊不織布である。
【００１６】
本発明においては、前記の混繊不織布を少なくとも１層含有する積層シートとすることができ、また、前記の混繊不織布または前記の積層シートを含むフィルターとすることができる。
【００１７】
また、本発明の混繊不織布の製造方法は、ポリオレフィン系樹脂成分とポリスチレン系樹脂成分を、同一ダイに設けられた別々の吐出孔から吐出し、混繊紡糸する方法であって、製造時の紡糸温度において、前記ポリスチレン系樹脂成分の溶融粘度が前記ポリオレフィン系樹脂成分の溶融粘度よりも高く、前記ポリオレフィン系樹脂成分からなる繊維の見かけの紡糸速度が、前記ポリスチレン系樹脂成分からなる繊維の見かけの紡糸速度に比べ、２０〜５００倍早いことを特徴とする、混繊不織布の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、高い捕集効率を示しながら圧力損失を低く抑えた混繊不織布、およびその混繊不織布からなる、かかる性能を備えたフィルターが得られる。本発明によって得られる不織布は、高い捕集効率を示すため、フィルターとして用いたときに高い微粒子の除去性能を有する。また、圧力損失が低く抑えられているため、濾過装置をより小さいエネルギーで運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】捕集効率および圧力損失の測定装置を示す概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明の混繊不織布の実施の形態について説明する。
本発明の混繊不織布は、少なくとも２種類の繊維群からなる不織布であって、第１の繊維群はポリオレフィン系樹脂成分によって構成されており、第２の繊維群はポリスチレン系樹脂成分によって構成されている。
【００２１】
本発明の混繊不織布を構成する第１の繊維群は、上記のとおりポリオレフィン系樹脂成分によって構成される。ここでポリオレフィン系樹脂とは、脂肪族不飽和炭化水素化合物を繰り返し単位として重合した高分子からなる熱可塑性樹脂を指す。ポリオレフィン系樹脂は、体積抵抗率が高く、また吸湿性が低いため、繊維化したときの帯電性および電荷保持性が強い。本発明の混繊不織布はこの効果によって、高い捕集効率を達成することができる。
【００２２】
ポリオレフィン系樹脂成分として用いられる樹脂の種類としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンおよびポリメチルペンテン等のホモポリマーなどが挙げられる。また、これらのホモポリマーに異なる成分を共重合したコポリマーや、異なる２種以上のポリマーブレンドを用いても良い。これらの中でも、帯電保持性の観点から、ポリプロピレンおよびポリメチルペンテンが好ましく用いられる。また、安価に利用できるという観点から、ポリプロピレンがさらに好ましく用いられる。
【００２３】
ポリオレフィン系樹脂成分は、極細繊維を紡糸し易いように、メルトフローレート（ＭＦＲ）の大きい成分を用いることが好ましい。２３０℃、２１．１８Ｎ荷重条件におけるＭＦＲの値は、例えば、２００ｇ／１０ｍｉｎ以上が好ましく、より好ましくは５００ｇ／１０ｍｉｎ以上である。ＭＦＲがこの値よりも大きい原料を使用することによって、繊維を細化することが容易となり、目的とする繊維径範囲の繊維を好ましく得ることができる。また、ＭＦＲの上限値としては、２０００ｇ／１０ｍｉｎ以下であることが好ましい。ＭＦＲがこの値を超えると、紡糸時の溶融粘度が低くなりすぎるため、ショットと呼ばれるポリマー塊状欠点が多発しやすくなる等、紡糸性に問題が発生する場合がある。
【００２４】
本発明の混繊不織布を構成する第２の繊維群は、ポリスチレン系樹脂成分によって構成される。ここでポリスチレン系樹脂とは、スチレンを繰り返し単位として重合した高分子からなる熱可塑性樹脂を指す。
ポリスチレン類の樹脂成分は、ガラス転移温度が高いという特徴を持つ。このため、繊維の固化における繊維形状の変形が少なく、また固化後も極めて剛直な繊維が得られる。このようにして得られた剛直なポリスチレン繊維は、不織布内の繊維間空隙を効率よく支持することができる。この効果によって、嵩高かつ低圧力損失なフィルターを得ることができる。
【００２５】
また、ポリスチレン類には、溶融時において、前記ポリオレフィン系樹脂成分と相溶性が少ないという特徴を持つ。この２種類の繊維群を混繊することによって、繊維間の融着を少なくし、開繊性を高めることができる。この効果によって、不織布中の有効な繊維表面積量が増加する。表面積が増加すると、特に本発明の混繊不織布をエレクトレットフィルターとして用いる際に、高い捕集効率を得ることができる。
【００２６】
ポリスチレンの立体規則性としては、特に限定しないが、ポリオレフィン系樹脂成分Ａとしてポリプロピレンを選択する場合には、アタクチックポリスチレンを用いることが好ましい。アタクチックポリスチレンは、比較的流動開始温度が低いため、２種の繊維を熱によって混繊一体化する際に、加工温度を低く設定することができる。また、本発明の混繊不織布をメルトブロー法によって紡糸する場合においては、紡糸温度を低く設定することができる。これは、第１の繊維群の、繊維間融着を低減する上で効果的である。
【００２７】
ポリスチレン系樹脂成分として用いるポリマーとしては、全ての重合成分がスチレンモノマー由来のものである必要はない。本発明の効果を損なわない範囲において、他の共重合成分を含んでいても構わない。より具体的には、３０％以下の他の繰り返し成分を含んでいても構わない。
【００２８】
本発明において、ポリスチレン系樹脂成分に使用されるポリマーとしては、必ずしも帯電保持性が高いものを使用する必要はない。また、帯電処理を行う場合には、疎水性のポリマーであることが好ましい。また、繊維の剛直性を確保するという観点から、エラストマーでないことが好ましい。
【００２９】
本発明の混繊不織布を製造するにあたり、特に第１の繊維群と第２の繊維群を同一口金から紡糸する場合には、ポリスチレン系樹脂成分として、紡糸口金温度における溶融粘度が、ポリオレフィン系樹脂成分の溶融粘度よりも大きい樹脂を使用することが好ましい。具体的には、２６０℃、２１．１８Ｎ荷重条件におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が２００ｇ／１０ｍｉｎ未満であることが好ましく、１５０ｇ／１０ｍｉｎ未満であることがさらに好ましい。ポリスチレン系樹脂成分に粘度の高い樹脂を用いることによって、数平均繊維径が０．３μｍ〜７μｍである極細繊維からなる不織布中に、繊維径が１５μｍ〜１００μｍである極太な第２の繊維群が混合された状態を達成し易くなる。
【００３０】
本発明の混繊不織布を構成するポリオレフィン系樹脂成分およびポリスチレン系樹脂成分のどちらか一方に、もしくは両方に、帯電性、耐候性、熱安定性、機械的特性、着色、表面特性、またはその他の特性を強化・改良するために、添加剤を加えても良い。特に、混繊不織布に帯電処理を行う場合には、帯電性を強化する目的で、エレクトレット添加剤を含むことが好ましい。
【００３１】
特に、エレクトレット添加剤として、ヒンダードアミン系化合物およびトリアジン系化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種が含まれていることが好ましい。
ヒンダードアミン系化合物としては、ポリ［（６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）イミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル）（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）］（ＢＡＳＦ・ジャパン社製、“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ）、コハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物（ＢＡＳＦ・ジャパン社製、“チヌビン”（登録商標）６２２ＬＤ）、および２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）（ＢＡＳＦ・ジャパン社製、“チヌビン”（登録商標）１４４）などが挙げられる。
【００３２】
また、トリアジン系化合物としては、前述のポリ［（６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）イミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル）（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）］（ＢＡＳＦ・ジャパン社製、“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ）、および２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−（（ヘキシル）オキシ）−フェノール（ＢＡＳＦ・ジャパン社製、“チヌビン”（登録商標）１５７７ＦＦ）などを挙げることができる。
【００３３】
これらのエレクトレット添加剤の中でも、特にヒンダードアミン系化合物が好ましく用いられる。
ヒンダードアミン系化合物および／またはトリアジン系化合物の含有量は、不織布全質量に対して０．１〜５．０質量％の範囲であることが好ましく、より好ましくは０．５〜３質量％の範囲であり、さらに好ましくは０．８〜２．０質量％の範囲である。また、これらのヒンダードアミン系化合物やトリアジン系化合物を、不織布もしくは繊維表面に付着させるなどの場合は、不織布全質量に対して０．１〜５．０質量％の範囲で付着させることが好ましい。
また、不織布には、上記化合物の他に、熱安定剤、耐候剤、重合禁止剤等の一般にエレクトレット加工品の不織布に使用されている通常の添加剤を添加してもよい。
【００３４】
本発明の混繊不織布における、好ましいポリオレフィン系樹脂成分とポリスチレン系樹脂成分の質量比（％）は、２：９８〜９０：１０である。質量比（％）は、より好ましくは１０：９０〜８０：２０であり、さらに好ましくは３０：７０〜７０：３０である。本発明で用いられる第１の繊維群を構成するポリオレフィン系樹脂成分の質量比（％）が２よりも少ない場合、不織布中の繊維表面積が小さくなり、目的とする高い捕集効率を達成することが難しい。また、本発明の第２の繊維群の少なくとも一部を構成するポリスチレン系樹脂成分の質量比（％）が１０よりも少ない場合、ポリスチレン成分の存在による融着および繊維変形の低減効果を十分に得ることができず、目的とする低圧損を達成することが難しい。また、本発明の混繊不織布には、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリオレフィン系樹脂成分と、ポリスチレン系樹脂成分以外の成分が含まれていても構わない。
【００３５】
本発明の混繊不織布の製造方法としては、例えば、メルトブロー法、スパンボンド法、エレクトロスピニング法、および別個に製造された短繊維もしくは長繊維を交絡もしくは混合後、必要に応じて接着する方法などが挙げられる。また、第１の繊維群と第２の繊維群を製造する工程が必ずしも同一種類である必要はない。例えば、第１の繊維群をエレクトロスピニング法によって紡糸し、第２の繊維群をメルトブロー法によって紡糸する方法や、第１の繊維群をメルトブロー法によって紡糸し、第２の繊維群をスパンボンド法で紡糸する方法、第１の繊維群をメルトブロー法で紡糸し、第２の繊維群として別個に製造された短繊維を吹き込むことによって混合する方法など、２種類以上の方法を組み合わせてもよい。
【００３６】
これらの中でも、複雑な工程を必要とせず、繊維径が５倍以上異なる繊維群を同時に紡糸製造することができるという観点から、メルトブロー法を用いることが好ましい。メルトブロー法における紡糸条件としては、ポリマー吐出量、ノズル温度、加圧空気圧力、加圧空気温度等があるが、これら紡糸条件の最適化を行うことで、所望の繊維径と繊維本数割合を有する混繊不織布を得ることができる。
【００３７】
具体的には、(１)第１の繊維群の原料として溶融粘度の小さい原料を使用し、第２の繊維群の原料として溶融粘度の大きい原料を使用すること、(２)第１の繊維群の吐出孔からのポリマー単孔吐出量を小さくし、第２の繊維群の吐出孔からのポリマー単孔吐出量を大きく設定すること、(３)第１の繊維群の吐出孔の数を第２の繊維群の吐出孔の数に比べて多くすること、を適宜組み合わせることにより、所望の繊維径と繊維本数割合を有する混繊不織布を得ることができる。
【００３８】
本発明の混繊不織布を製造する設備としては、メルトブロー法を採用する場合の設備には、例えば、米国特許第３９８１６５０号明細書に記載された、１つの紡糸口金に異種の樹脂が流れ出す紡糸孔が一列で並んだ構造の紡糸口金を使用することができる。得られる繊維ウェブでは２種の繊維がより均一に混合される。また、例えば、特開平８−１３３０９号公報に記載されたような、第１の繊維群と第２の繊維群を異なる紡糸口金によって紡糸し、混合させる方法を使用しても良い。また、別個に製造した第１の繊維群からなる不織布と第２の繊維群からなる不織布を積層し、その後ニードルパンチ等の交絡処理を施しても良い。単一の工程によって２種類の繊維がより均一に混合された不織布が得られることから、１つの紡糸口金に異種の樹脂が流れ出す紡糸孔が一列で並んだ構造の紡糸口金を使用することがより好ましい。
【００３９】
本発明の混繊不織布をメルトブロー法によって製造する場合、第１の繊維群と第２の繊維群を吐出する口金の孔数（個）の比は、１：１５〜１５：１であることが好ましく、より好ましくは１：１〜１１：１であり、さらに好ましくは２：１〜７：１である。第１の繊維群の吐出孔の数が少ない場合、本発明が好ましいとする繊維本数の比を達成することが困難となる。また、第２の繊維群の吐出孔の数が、第１の繊維群の吐出孔の数に比べて少なすぎる場合、第１の繊維群を混繊不織布の平面上に均一に分散させることが困難となる。第１の繊維群の吐出孔と第２の繊維群の吐出孔を一列に配置する場合、２種の吐出孔は交互に配列しても良く、その代わりの所望の方法で配列しても良い。例えば、２種の吐出孔ａとｂを、ａｂｂａ、ａａｂｂｂａａ、ａａａａｂｂｂａａａａ、というような配列を取ることもできる。均一な不織布を得るという観点からは、２種の吐出孔が交互に配列されている形態が好ましい。また、必要に応じて、第１の繊維群および第２の繊維群以外の、第３の繊維の吐出孔を備えていてもよい。
【００４０】
本発明の混繊不織布を、１つの紡糸口金に異種の樹脂が流れ出す紡糸孔が並んだ構造の紡糸口金を使用して紡糸する場合、ポリオレフィン系樹脂成分からなる繊維の見かけの紡糸速度は、ポリスチレン系樹脂成分からなる繊維の見かけの紡糸速度に比べて、２０〜５００倍速いことが好ましい。より好ましくは、４０〜２００倍であり、さらに好ましくは、５０〜１００倍である。同一の口金から紡糸速度の大きく異なる繊維を同時に吐出することによって、所望の繊維径と繊維本数割合を備えた混繊不織布を、単一のステップにて得ることができる。見かけの紡糸速度の比がこれよりも小さい場合、所望の繊維径と繊維本数割合の達成には、２種のポリマーの吐出孔数の比を大きくする必要が生じ、混繊不織布中に２種の繊維を均一に分散させることが困難となる。
【００４１】
見かけの紡糸速度は、次の式で算出される。
【数１】
2013177703.tif 000002
ここで、見かけ紡糸速度は、一般的な溶融紡糸で使用される紡糸速度の算出方法と同一であるが、繊維がメルトブロー法によって紡糸されている場合には、実際の紡糸速度とは必ずしも一致しない。これは、メルトブロー法では、溶融状態の吐出ポリマーが慣性によって引き伸ばされるという現象が発生することによる。
【００４２】
同一ダイから吐出される繊維において、見かけの紡糸速度の差を大きくすることは、使用する樹脂原料の溶融粘度の差を大きくすることによって達成される。本発明の混繊不織布においては、ポリオレフィン系樹脂成分として低粘度原料を、ポリスチレン系樹脂成分として高粘度原料を使用することが好ましい。
【００４３】
本発明の混繊不織布をメルトブロー法によって製造する場合、捕集距離（口金吐出孔とコレクタ間の距離、ＤＣＤ）は、５ｃｍ〜４０ｃｍの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは１０ｃｍ〜３０ｃｍである。
捕集距離が大きくなった場合、紡糸された繊維同士の絡みあいが増え、フィルターとして有効に機能する繊維表面積が減少する。また、不織布の目付斑も悪化するため、フィルター濾材としては不適となる。
また、捕集距離を小さくとりすぎた場合、繊維の固化が十分に進まないままシート化することになるため、繊維間融着が増加し、繊維表面積の減少と圧損の上昇を招く。
コレクタの形態としては、例えば、ドラム方式、コンベア方式、特開２０１１−１６８９０３号公報に開示されているようなドラム・コンベアを組み合わせた方式、あるいは米国特許第５７８３０１１号明細書等に開示されているような円筒フィルター状のコレクタ等を用いることができる。
【００４４】
本発明の混繊不織布は、少なくとも２種類の異なる繊維分布を持つ繊維が混合されてなることによって、高いフィルター性能を達成する。このメカニズムは明らかではないが、次のように推定する。
２種類の繊維のうち、繊維径の小さい第１の繊維群は、本発明の混繊不織布において、捕集効率を向上させる機能を担う。また、繊維径の大きい第２の繊維群は、本発明の混繊不織布において、主に圧力損失を低減させる機能を担う。
すなわち繊維径の小さい第１の繊維群は、比表面積が大きいため、粒子を繊維表面に効率よく捕集することができる。この第１の繊維群のネットワーク中に、繊維径の大きい第２の繊維群が混合されていることによって、第１の繊維群の間に大きい空隙が生成する。この繊維間空隙の存在によって、不織布の通気性が向上し、圧力損失が小さくなる。この効果をより効率よく発揮するためには、２種類の繊維が、不織布の厚み方向にわたって、均一に混合された状態であることがより好ましい。
【００４５】
本発明における数平均繊維径は、不織布表面または断面の顕微鏡写真を撮影し、像中に存在する繊維の繊維径を計測し、その平均値を算出することによって得ることができる。
【００４６】
本発明の混繊不織布は、第１の繊維群として、ポリオレフィン系樹脂成分からなる繊維の群を含むことが重要である。第１の繊維群の数平均繊維径は、０．３μｍ〜７．０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜４．０μｍであり、さらに好ましくは１．０μｍ〜２．０μｍの範囲である。数平均繊維径が大きい場合、繊維の比表面積が小さくなり、十分な粒子捕集能力を得られないことがある。第１の繊維群は、捕集効率を向上させる目的で、帯電処理されていることがより好ましい。
【００４７】
本発明の混繊不織布は、第２の繊維群として、ポリスチレン系樹脂成分からなり、繊維径が１５〜１００μｍでありかつ前記第１の繊維群の数平均繊維径よりも５倍以上大きい繊維からなる群を含むことが重要である。これは、第１・第２の繊維群の繊維径分布が明確に異なることによって、２種類の繊維群が、それぞれの機能を明確に分担し、捕集効率の向上と圧力損失の低減が両立できるからである。第２の繊維群の繊維径としてより好ましくは２０〜７０μｍであり、さらに好ましくは２５〜５０μｍである。また、第２の繊維群の繊維径の、第１の繊維群の数平均繊維径に対する比としては１０倍以上大きいことがより好ましい態様である。ポリスチレン系樹脂成分からなる繊維の繊維径範囲がこれより小さい場合、繊維間の空隙を支持する効果が小さくなる。また、ポリスチレン系樹脂成分からなる繊維の繊維径範囲がこれよりも大きい場合、不織布の製造に多くの樹脂原料が必要となるため、経済的に不利となる。ただし、本発明の混繊不織布は、本発明の効果を損なわない範囲において、前記した第２の繊維群の繊維径範囲に属さない、ポリスチレン系樹脂成分からなる繊維等を含んでいてもよい。
【００４８】
本発明の混繊不織布は、第２の繊維群を構成する繊維を、不織布の断面長１ｍｍあたり３本以上含む。より好ましくは５本以上であり、さらに好ましくは１０本以上である。ここで、不織布の断面長１ｍｍあたりの繊維本数とは、不織布面に直交し、且つ互いに直交する２つの不織布断面を各種顕微鏡にて観察し、それぞれの断面について通過する繊維の、不織布断面長あたりの本数を計測し、さらにそれぞれの断面での値を平均することで得ることができる。混繊不織布中に、上記割合の第２の繊維を含まない場合、繊維間の空隙を支持する効果が小さくなるか、もしくは効果を得ることができない。
【００４９】
本発明の混繊不織布は、不織布を構成する繊維全体の数平均繊維径が０．３μｍ〜１０μｍの範囲であり、より好ましくは、０．５μｍ〜７μｍであり、より好ましくは１．０μｍ〜３μｍである。本発明の混繊不織布は、より小さい数平均繊維径を有する第１の繊維群の本数が、繊維径１５μｍを超える第２の繊維群の本数に比べて圧倒的に多い構成である。このため、不織布全体での数平均繊維径は小さくなる。不織布を構成する繊維全体の数平均繊維径がこの範囲となるように、第１の繊維群・第２の繊維群の繊維径・繊維本数を設計することで、低圧力損失と高捕集効率を両立する混繊不織布を得ることができる。混繊不織布を構成する繊維全体の数平均繊維径が、この値よりも大きくなると、繊維の比表面積が小さくなり、十分な捕集効率を得ることができない。また、この範囲よりも小さくなると、圧力損失が増大する。
【００５０】
第２の繊維群は、ポリスチレン系樹脂成分によって構成される。第２の繊維群がポリスチレン系樹脂成分を含むことによって、繊維間の融着や、繊維の変形を抑え、空隙支持効果を効率よく発揮することが可能となる。第２の繊維群は、繊維の一部にポリスチレン系樹脂成分を含んでいれば、本発明の効果を失わない範囲で、他の成分を含んでいても構わない。例えば、第２の繊維群として、ポリスチレン系樹脂成分を芯に用い、別の樹脂成分を鞘として用いて複合した繊維や、ポリスチレン系樹脂成分を鞘に用い、別の樹脂成分を芯として用いて複合した繊維を用いてもよい。前者の場合は、第２の繊維群の効果として、少なくとも繊維変形を抑える効果を得られる。後者の場合は、第２の繊維群の効果として、少なくとも繊維間融着を抑える効果が得られる。
【００５１】
また、複合させる場合には、ポリオレフィン系樹脂成分とポリスチレン系樹脂成分の複合や、ポリオレフィン系樹脂成分とポリスチレン系樹脂成分と他の第３成分の３成分複合などであってもよい。複合の形状としては、芯鞘型のほか、サイドバイサイド型、偏心芯鞘型、および海島型などの複合形態を含め、その他の公知の複合形態を取ることができる。また、第２の繊維群の断面形状は任意の形状を取ることができ、丸型のほかに、三角型、Ｙ型、扁平型、多葉型、および扁平型などの形状であっても良い。
【００５２】
本発明の混繊不織布において、第１の繊維群の本数が第２の繊維群の本数に対して、５０倍〜５０００倍多いことが好ましく、より好ましくは６０倍〜１０００倍であり、さらに好ましくは９０倍〜５００倍である。ここで、繊維の本数の比は、混繊不織布において、任意の不織布面に直交し、且つ互いに直交する２つの断面を取ったときに、その断面を通過する繊維の本数の比の平均値を計測することで得ることができる。
【００５３】
本発明の混繊不織布は、繊維径の小さい第１の繊維群が、繊維径の大きい第２の繊維群よりも圧倒的に多い構成であるので、本発明の混繊不織布は、１５μｍ以上という極太繊維を含みながら、不織布の比表面積を大きくすることができる。この効果によって、本発明の混繊不織布をフィルターとして用いたとき、高い捕集効率を達成することができる。また、第１の繊維群の本数が第２の繊維群の本数に比べて極めて多く、第２の繊維群の繊維径が第１の繊維群の数平均繊維径に比べて極めて大きいという、特徴的な繊維構成によって、混繊不織布の表面積の大部分を第１の繊維群が占める状態とできる。このため、混繊不織布に帯電処理を施す場合、第２の繊維群が電荷保持性の低い成分を含んでいる場合であっても、不織布全体としては高い帯電性・電荷保持性を有することができる。第２の繊維群の本数に対する第１の繊維群の本数が、前記の値よりも少ない場合、目的とする高い捕集効率が得られず、特に帯電処理時にその性能低下が顕著となる。
【００５４】
本発明の混繊不織布の含有する第１の繊維群と第２の繊維群の繊維径、数平均繊維径および繊維本数比を決定するにあたり、両繊維を判別する方法としては、種々の方法を使用することができる。例えば、２種類の繊維の融点差や、薬液への耐性差を利用し、一方の繊維だけを消失させ、残留した繊維について、光学顕微鏡・走査型電子顕微鏡などの各種顕微鏡を用いて繊維径を測定する方法を用いることができる。また、顕微ラマン分光法、顕微赤外分光法、電子線マイクロアナライザ、或いは飛行時間型二次イオン質量分析法などの、各種微小領域の物質分布が分析可能な手法を用いて、繊維の成分を判別しながら計測する方法を用いてもよい。例えば、本発明の混繊不織布において、第２の繊維群と第１の繊維群の繊維径分布の差異を確かめるには、混繊不織布を２つの成分の融点の間の温度で熱処理し、一方の繊維を融解させたときの不織布全体の数平均繊維径を、熱処理前の平均繊維径と比較する方法を取ることもできる。
【００５５】
本発明の混繊不織布の目付は、５ｇ／ｍ２以上であることが好ましく、より好ましくは１０ｇ／ｍ２以上であり、エアフィルター用の濾材として用いる場合には１５ｇ／ｍ２以上であることがさらに好ましい態様である。目付が小さすぎる混繊不織布は、強度が低下するため、製造時の不織布の搬送性に問題を生じ得る。また、混繊不織布の目付は、１０００ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは２００ｇ／ｍ２以下であり、エアフィルター用の濾材として用いる場合には、４０ｇ／ｍ２以下であることがさらに好ましい態様である。目付が大きすぎる混繊不織布は、製造コスト面において不利となる場合がある。
【００５６】
本発明の混繊不織布においては、単位断面長・目付あたりの第２の繊維群の本数が、０．１（本・ｍ２／ｇ・ｍｍ）以上であることが好ましく、より好ましくは０．２（本・ｍ２／ｇ・ｍｍ）以上であり、さらに好ましくは０．３（本・ｍ２／ｇ・ｍｍ）以上である。単位断面・目付あたりの繊維本数は、次の式で定義する。単位断面・目付あたりの第２の繊維群の本数が少なすぎると、第２の繊維群の効果を不織布全面にわたって得ることができなくなる場合がある。
【数２】
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【００５７】
本発明の混繊不織布の引張強力は、不織布の幅方向・長さ方向ともに強力が１２Ｎ／５ｃｍ未満であることが好ましく、より好ましくは１０Ｎ／５ｃｍ未満であり、さらに好ましくは８Ｎ／５ｃｍ未満である。本発明の混繊不織布は、繊維径の大きいポリスチレン系樹脂からなる繊維が混繊されることによって、繊維間融着を低減し、同時に捕集効率を高めている。このため、繊維間の接着が甘くなり、シートとしての強力は小さくなる。強力が上記の値よりも大きい場合、繊維間の融着が多いことを意味し、十分な捕集性能を達成できない可能性がある。本発明の混繊不織布を、特に強力を要する用途に用いる際には、他のシートと積層するなどの方法によって、補強されてもよい。また、強力値の下限については、特に制限は無いが、長さ方向の引張強力が１Ｎ／５ｃｍ未満となると、単層での工程通過性に問題を生じる場合がある。
【００５８】
本発明の混繊不織布の長さ方向伸度は、５０％未満であることが好ましい。より好ましくは３０％未満であり、さらに好ましくは１０％未満である。長さ方向の伸度がこの値よりも大きい、伸びやすいシートは、工程張力によって伸び潰されて、フィルターとして用いた時の圧力損失が増大する場合がある。
【００５９】
本発明の混繊不織布は、帯電処理（エレクトレット処理）されていることが望ましい。特にエレクトレット化不織布シートにすれば、静電気吸着効果により更に低圧力損失、高捕集効率を得ることができる。エレクトレット化の方法は特に限定されるものでないが、高性能を有する不織布を得る上で、水を不織布に付与した後に乾燥させることによりエレクトレット化する方法が好ましく用いられる。水を混繊不織布に付与する方法としては、水の噴流もしくは水滴流を不織布内部まで水が浸透するのに十分な圧力にて噴霧する方法や、水を付与した後もしくは付与しながら混繊不織布の片側から吸引して不織布内に水を浸透させる方法、イソプロピルアルコール、エチルアルコールおよびアセトンなどの水溶性有機溶剤と水との混合溶液に混繊不織布を浸漬させて水を不織布内部まで浸透させる方法等があるが、エレクトレット化の方法としてはこれらの範囲に限られるものではない。
【００６０】
本発明の混繊不織布は、フィルターの濾材として用いるのに適した、高い捕集効率を示す。帯電処理後の捕集効率の値としては、風速４．５ｍ／ｍｉｎにおける空気中の０．３〜０．５μｍポリスチレン粒子の捕集効率が、９０％以上であることが好ましく、９９％以上であることがより好ましく、９９．９％以上であることがさらに好ましい。特に９９．９％以上の捕集効率を示す混繊不織布は、高精度エアフィルターの濾材として好適に用いることができる。
【００６１】
また、一般に、捕集効率は目付と相関する。本発明の混繊不織布は、次の式で算出される目付１０ｇ／ｍ２相当の捕集効率が、５０％以上であることが好ましく、７５％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい態様である。目付１０ｇ／ｍ２相当の捕集効率が高いほど、目的とする捕集効率を達成する目付を小さく抑えることができるため、コスト面で有利である。
【数３】
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【００６２】
本発明の混繊不織布は、高い捕集効率を低い圧力損失にて達成できるという特徴を持つ。本発明の不織布は、次の式で定義されるＱＦ値が、０．１０Ｐａ−１以上であることが好ましく、０．１５Ｐａ−１以上であることがより好ましく、０．１８Ｐａ−１以上であることがさらに好ましい態様である。ＱＦ値の値が大きいほど、同じ捕集効率を低い圧損で達成することができる。
【数４】
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【００６３】
さらに、本発明の混繊不織布は、他のシートと積層して積層繊維不織布にしてもよい。たとえば、不織布シートとそれよりも剛性の高いシートを積層して製品強力を向上させて使用することや、脱臭・抗菌等機能性を有するシートと組み合わせて使用することは好ましい。積層方法は、特に限定されないが、接着剤を用いて２種類の不織布を貼り合わせる方法や、メルトブロー法以外の製法で製造した不織布シートの上にメルトブロー法により積層する方法が挙げられる。その他、２種類の不織布を貼り合わせる方法としては、湿気硬化型ウレタン樹脂をスプレー法で散布する方法、熱可塑性樹脂、熱融着繊維を散布し熱路を通して貼り合わせる方法などあるが、２種類の不織布を貼り合わせることが出来れば方法は特に限定しない。
【００６４】
しかしながら、使用用途がフィルターに使用する混繊不織布であるので、圧損上昇が生じる貼合わせ方法は好ましくない。その点で、湿気硬化型ウレタン樹脂によるスプレー法は、２枚の不織布をプレスすることなく貼り合わせることが可能なため、貼り合わせ時の圧力損失の上昇が少なく好ましい方法である。
【００６５】
本発明により、圧力損失が低く、高い捕集効率を有する混繊不織布が得られ、この混繊不織布は濾材として、特にエアフィルターに好適に用いることができる。
すなわち、本発明の混繊不織布は、フィルターの濾材として用いることができる。この濾材は、エアフィルター全般、なかでも空調用フィルター、空気清浄機用フィルター、および自動車キャビンフィルターの高性能用途に好適であるが、その応用範囲はこれらに限られるものではない。
【実施例】
【００６６】
次に、実施例を挙げて本発明の混繊不織布についてより具体的に説明する。実施例において使用する特性値は、次の測定法により測定したものである。
【００６７】
（１）不織布の目付
タテ×ヨコ＝１５ｃｍ×１５ｃｍの不織布の質量を３点測定し、それぞれ得られた値を１ｍ２当たりの値に換算し、その平均値を取って不織布の目付（ｇ／ｍ２）とした。
【００６８】
（２）数平均繊維径
不織布の任意の場所から、タテ×ヨコ＝３ｍｍ×３ｍｍの測定サンプルを１２個採取し、走査型電子顕微鏡で倍率を調節して、採取したサンプルから繊維表面写真を各１枚ずつ、計１２枚を撮影した。倍率は、２００〜３０００倍とした。写真の中の繊維直径がはっきり確認できる繊維について、すべて繊維径を測定した。この値を合計し、測定した繊維本数で割った値を数平均繊維径とした。
【００６９】
（３）繊維本数
不織布の任意の場所から、縦×横＝２０ｍｍ×５ｍｍの不織布片１２個を採取し、不織布片にエポキシ樹脂を含浸し固化させた。この不織布を片刃カミソリによって切断し、縦×横＝１ｍｍ×５ｍｍの断片を得た。この断片の切断面について、走査型電子顕微鏡によって撮影し、計１２枚の不織布断面写真を得た。倍率は２００倍〜１０００倍とし、写真の中の繊維断面形状がはっきり確認できるものについてはすべて計数した。
【００７０】
（４）不織布の引張強力
ＪＩＳ  Ｌ１９１３（２０１０年）の６．３．１に準じ、不織布の中心付近から長さ方向×幅方向＝２０ｃｍ×５ｃｍ（長さ方向）、５ｃｍ×２０ｃｍ（幅方向）の長方形状のサンプルをそれぞれ長さ方向に４点切り抜いた。各サンプルの長辺に対してつかみ間隔１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎの条件で、シートが破断するまで引張試験を行った。このときの最大荷重（Ｎ／５ｃｍ）の平均値について、小数点以下第一位を四捨五入して算出し、不織布の引張強力とした。また、長さ方向の最大荷重における伸度（％）の平均値について、小数点以下第一位を四捨五入して算出し、不織布の伸度とした。
【００７１】
（５）捕集効率と圧力損失
不織布の縦方向５カ所でタテ×ヨコ＝１５ｃｍ×１５ｃｍの測定用サンプルを採取し、それぞれのサンプルについて、図１に示す捕集効率測定装置で測定した。この捕集効率測定装置は、測定サンプルＭをセットするサンプルホルダー１の上流側にダスト収納箱２を連結し、下流側に流量計３、流量調整バルブ４、およびブロワ５を連結している。また、サンプルホルダー１にパーティクルカウンター６を使用しており、切替コック７を介して、測定サンプルＭの上流側のダスト個数と下流側のダスト個数をそれぞれ測定することができる。さらに、サンプルホルダー１は圧力計８を備え、測定サンプルＭの上流と下流での静圧差を読み取ることができる。
【００７２】
捕集効率の測定にあたっては、ポリスチレン０．３０９Ｕ１０％溶液（メーカー：ナカライテスク社）を蒸留水で２００倍まで希釈し、ダスト収納箱２に充填する。次に、測定サンプルＭをサンプルホルダー１にセットし、風量をフィルター通過速度が４．５ｍ／ｍｉｎになるように流量調整バルブ４で調整し、ダスト濃度を１万〜４万個／２．８３×１０−４ｍ３（０．０１ｆｔ３）の範囲で安定させ、測定サンプルＭの上流のダスト個数Ｄおよび下流のダスト個数ｄをパーティクルカウンター６（リオン社製、ＫＣ−０１Ｂ）で１個の測定サンプル当り３回測定し、ＪＩＳ  Ｋ０９０１（１９９１年度版）に基づいて下記計算式を用いて０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率（％）を求めた。５個の測定サンプルの平均値を最終的な捕集効率とした。
捕集効率（％）＝〔１−（ｄ／Ｄ）〕×１００
ただし、
ｄ：下流ダストの３回測定トータル個数
Ｄ：上流のダストの３回測定トータル個数
である。
高捕集の不織布ほど、下流のダスト個数が少なくなるため、捕集効率の値は高くなる。また、圧力損失は、捕集効率測定時のサンプルＭの上流と下流の静圧差を圧力計８で読み取り求めた。５個の測定サンプルの平均値を、最終的な圧力損失とした。
【００７３】
（６）ＱＦ値
濾過性能の指標となるＱＦ値は、前記の捕集効率および圧力損失を用いて、次の式により計算される。低圧力損失かつ高捕集効率であるほどＱＦ値は高くなり、濾過性能が良好であることを示す。
【数５】
2013177703.tif 000006
【００７４】
［実施例１］
樹脂成分Ａとして、温度２３０℃、２１．１８Ｎ負荷時におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が８６０ｇ／１０ｍｉｎであるポリプロピレン（ＰＰ）樹脂に、“キマソーブ”（登録商標）９４４（ＢＡＳＦ・ジャパン社製）を１質量％添加したものを使用し、樹脂成分Ｂとして、温度２６０℃、２１．１８Ｎ荷重条件におけるＭＦＲが１１０ｇ／１０ｍｉｎであるポリスチレンホモポリマーを使用した。
【００７５】
２機の押出機およびギヤポンプ、２種類の吐出孔ａ、ｂを備えた混繊紡糸用メルトブロー口金（ａ孔径：０．２５ｍｍ、ｂ孔径：０．６ｍｍ、ａ孔数：９５ホール、ｂ孔数：２０ホール、口金幅１５０ｍｍ、ａ−ａ孔ピッチ：１ｍｍ、ａ−ｂ孔ピッチ：２ｍｍ、孔配列：ｂ孔の間に５つのａ孔を挿入して一列に配列）、圧縮空気発生装置および空気加熱機、捕集コンベア、および巻取機からなる装置を用いて、メルトブロー不織布の製造を行った。
【００７６】
それぞれの押出機に、上記の成分Ａの樹脂ペレットと上記の成分Ｂの樹脂ペレットをそれぞれ投入し、２６５℃の温度で加熱溶融させ、ギヤポンプを上記の成分Ａ：成分Ｂの質量比（％）を４９：５１となるように設定し、上記の成分Ａおよび成分Ｂを、それぞれ混繊紡糸用メルトブロー口金のａ孔およびｂ孔に導き、それぞれ０．１５ｇ／ｍｉｎ／ホール、０．７２ｇ／ｍｉｎ／ホールの単孔吐出量でノズル温度２６５℃の温度条件で吐出した。この吐出ポリマーを、圧力０．１０ＭＰａ、温度２８５℃の温度の加圧空気で細化し、口金吐出孔から２０ｃｍの距離に設置した捕集コンベアに吹き付けることによりシート化した。捕集コンベア速度を調整し、目付が３０ｇ／ｍ２の、実施例１の混繊不織布を得た。
【００７７】
実施例１で得られた混繊不織布から、不織布全体の数平均繊維径を測定した。
次に、実施例１で得られた混繊不織布を、トルエンに５０分間浸漬させ、ポリスチレン繊維を溶解させた。この不織布について、数平均繊維径と繊維本数を計測し、第１の繊維群の数平均繊維径および単位断面長あたりの繊維本数とした。
さらに、溶解処理前後の各繊維径区間における断面長あたりの繊維本数の差をもとに、樹脂成分Ｂからなる繊維の本数を算出した。
次に、実施例１の条件において、孔ａのみ、孔ｂのみから吐出したサンプルをそれぞれ採取し、数平均繊維径を測定した。この値をもとに、成分Ａからなる繊維と成分Ｂからなる繊維の見かけの紡糸速度比を算出した。
次に、実施例１で得られた混繊不織布の引張強力を長さ方向、幅方向についてそれぞれ測定した。
次に、実施例１で得られた混繊不織布を、純水／イソプロピルアルコールの成分重量比が７０／３０からなる混合水溶液に含浸させ、次いで自然乾燥することにより、エレクトレット化メルトブロー混繊不織布を得た。このエレクトレットメルトブロー混繊不織布の特性値を測定した。
これらの各測定値や算出値を表１に示す。
【００７８】
［実施例２］
系樹脂成分Ｂとしてアクリル酸２‐エチルヘキシルを２２ｍｏｌ％共重合した、温度２６０℃、２１．１８Ｎ荷重条件におけるＭＦＲが１２０ｇ／１０ｍｉｎである共重合ポリスチレンに、“キマソーブ”（登録商標）９４４（ＢＡＳＦ・ジャパン社製）を１質量％添加したものを使用し、樹脂成分Ａと樹脂成分Ｂの質量比（％）を４５：５５とし、孔ｂの単孔吐出量を０．８７ｇ／ｍｉｎ／ｈｏｌｅとし、口金吐出孔とコンベアの距離を３０ｃｍとしたこと以外は、実施例１と同じ方法によって実施例２の不織布を製造した。
実施例２で得られた不織布について、実施例１と同様の方法で、各特性値の測定を行った。その測定結果を表１に示す。
【００７９】
［比較例１］
樹脂成分Ｂとして、温度２３０℃、２１．１８Ｎ荷重条件におけるＭＦＲが６０ｇ／１０ｍｉｎであるポリプロピレン樹脂に、“キマソーブ”（登録商標）９４４（ＢＡＳＦ・ジャパン社製）を１質量％添加したものを使用し、樹脂成分Ａと樹脂成分Ｂの質量比（％）を４３：５７とし、孔ｂの単孔吐出量を０．９０ｇ／ｍｉｎ／ｈｏｌｅとし、押出機温度を２８０℃とし、ノズル温度を２８０℃とし、加圧空気圧力を０．０５ＭＰａとし、加圧空気温度を３００℃としたこと以外は、実施例１と同じ方法によって比較例１の不織布を製造した。
【００８０】
比較例１で得られた不織布の断面について、走査型電子顕微鏡での観察を行い、孔ａからの吐出繊維群の繊維径が１０μｍ未満であり、孔ｂからの吐出繊維群の繊維径が１０μｍ以上と、明確に異なる繊維径分布を有することを確認した。これを元に、繊維径１０μｍ未満の繊維群と、繊維径１０μ以上の繊維群について、数平均繊維径および繊維本数を測定した。
さらに、比較例１で得られた不織布を、実施例１と同じ方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定した。その測定結果を表１に示す。
【００８１】
［比較例２］
樹脂成分Ｂとしてポリブチレンテレフタレート樹脂（融点２３５℃）を使用し、樹脂成分Ａと樹脂成分Ｂの質量比（％）を４１：５９とし、孔ｂの単孔吐出量を１．０ｇ／ｍｉｎ／ｈｏｌｅとし、押出機温度を２８０℃とし、ノズル温度を２８０℃とし、加圧空気圧力を０．０５ＭＰａとし、加圧空気温度を３００℃としたこと以外は、実施例１と同じ方法によって比較例２の不織布を製造した。
【００８２】
比較例２で得られた混繊不織布から、不織布全体の数平均繊維径を測定した。
次に、比較例２で得られた混繊不織布を２−クロロフェノールに浸漬させ、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）繊維を溶解させた。この不織布について、数平均繊維径と繊維本数を計測し、樹脂成分Ａの数平均繊維径とした。
さらに、溶解処理前後の各繊維径区間における断面長あたりの繊維本数の差をもとに、樹脂成分Ｂからなる繊維の本数を算出した。
さらに実施例１と同じ方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定した。
これらの測定結果を表１に示す。
【００８３】
［比較例３］
混繊紡糸用メルトブロー口金のｂ孔径を０．４ｍｍとし、成分Ｂとして温度２３０℃、２１．１８Ｎ荷重条件におけるＭＦＲが８６０ｇ／１０ｍｉｎであるポリプロピレン樹脂に“キマソーブ”（登録商標）９４４（ＢＡＳＦ・ジャパン社製）を１質量％添加したものを使用し、成分Ａと成分Ｂの質量比（％）を４０：６０とし、孔ａの単孔吐出量を０．１９ｇ／ｍｉｎ／ｈｏｌｅ、ｂの単孔吐出量を１．３９ｇ／ｍｉｎ／ｈｏｌｅ、押出機温度を２５５℃とし、ノズル温度を２５５℃とし、加圧空気圧力を０．１５ＭＰａとし、加圧空気温度を２６５℃としたこと以外は、実施例１と同じ方法によって、比較例３の不織布を製造した。
【００８４】
比較例３で得られた不織布の断面について、走査型電子顕微鏡での観察を行った。孔ａからの吐出繊維と孔ｂからの吐出繊維の繊維径は近く、観察写真からはどちらの繊維かを判別することはできなかった。このため、２種の繊維の数平均繊維径をそれぞれに計測することはできなかった。また、２０μｍを超える繊維径を持つ繊維は観測されなかった。
比較例３で得られた不織布を、実施例１と同じ方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定した。その測定結果を表１に示す。
【００８５】
【表１】
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【００８６】
表１から明らかなように、実施例１において、混繊メルトブロー紡糸設備を用いて、２種類の原料種、吐出量、加圧空気圧力、ノズル温度等を調整することにより得られた不織布には、第１の繊維群として、ポリプロピレンから構成され、数平均繊維径が１．６μｍである第１の繊維の群を含んでいた。またこの混繊不織布は、成分Ｂからなる繊維中に、第２の繊維群として、ポリスチレンホモポリマーから構成され、繊維径が１５〜１００μｍであり、かつ前記ポリプロピレン繊維群の数平均繊維径よりも５倍以上大きい繊維を、この混繊不織布の断面長１ｍｍあたり３本以上含んでいた。また、この混繊不織布は、帯電処理を施すことによって高い捕集効率と低い圧力損失を示した。さらに、実施例２においては、ポリスチレン繊維が共重合ポリスチレンである場合にも、帯電処理を施すことによって高い捕集効率と低い圧力損失を示した。
【００８７】
一方、比較例１および２に示された不織布は、繊維径が１５μｍ〜１００μｍであり、かつポリプロピレン繊維群の数平均繊維径よりも５倍以上大きい繊維からなる繊維群がポリスチレン系樹脂成分を含まなかった。このため、実施例に示された不織布に比べて繊維間の融着が大きく、圧力損失の大きい不織布となった。また、比較例３に示された不織布は、不織布中に繊維径１５μｍ以上１００μｍ以下の繊維を含まず、またポリスチレン系樹脂成分も含まなかった。このため、十分な捕集効率を達成することができなかった。
【００８８】
以上のように、繊維径分布の異なる２種の繊維が混繊された不織布において、細繊維と太繊維の繊維径およびそれぞれの繊維の成分を特定のものとすることにより、圧力損失が低いうえに捕集効率に優れた混繊不織布を得ることができた。
【符号の説明】
【００８９】
１：サンプルホルダー
２：ダスト収納箱
３：流量計
４：流量調整バルブ
５：ブロワ
６：パーティクルカウンター
７：切替コック
８：圧力計
Ｍ：測定サンプル
【図１】
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