(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性繊維の不織繊維集合体であって繊維接点が接合されてなるものに、下記組成物（Ａ）２０〜９０重量％と、組成物（Ｂ）１０〜８０重量％とからなる仕上剤を、該繊維集合体の重量に対し０．１〜１．０重量％付着させてなるフィルター：（Ａ）炭素数１２〜１８の脂肪酸ソルビタンエステルから選ばれた少なくとも１種からなる成分が０〜７５重量％と、炭素数１２〜１８の脂肪酸ソルビタンエステルのエチレンオキサイド５〜２０モル付加物から選ばれた少なくとも１種からなる化合物の２５〜１００重量％とからなる組成物;（Ｂ）▲１▼白色鉱油、▲２▼炭素数１２〜１８である脂肪酸と分子量２００〜６００のポリエチレングリコールとのジエステル、▲３▼炭素数が１２〜１８である脂肪酸と分子量２００〜６００のポリプロピレングリコールとのジエステル、▲４▼プルロニック型非イオン界面活性剤、及び▲５▼炭素数が８〜１６のアルキルスルホネート金属塩の中から選ばれた少なくとも１種からなる組成物。
【請求項２】
熱可塑性繊維が、融点差１０℃以上を有する高融点樹脂と低融点樹脂からなる複合繊維である請求項第１項に記載のフィルター。
【請求項３】
熱可塑性繊維が、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維から選ばれる、少なくとも１種である請求項第１項または第２項に記載のフィルター。
【請求項４】
仕上剤の付着した熱可塑性繊維が巻回積層された、請求項第１項〜３項の何れかに記載の筒状フィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフィルターに関する。更に詳しくは、主として食品分野、または工業分野及び医療分野で使用される液体用フィルターに関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】
ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリエステルに代表される熱可塑性樹脂から構成される繊維は、取扱いが容易で比較的安価に加工ができるため、様々な分野で使用されている。これらの熱可塑性樹脂からなる繊維には不織布状などに加工する際、加工機との摩擦などによって発生する静電気を押さえる目的で、その繊維の表面に様々な繊維仕上剤（以下、仕上剤と略す）が付着している。しかし、このような仕上剤は繊維の表面に付着しているだけなので、該表面に液体を流通させると比較的容易に流出するため、食品分野などで使用するには該仕上剤は低毒性で安全性に優れた化合物でなければならない。そのため、繊維に付着される仕上剤としては、流出が少なく、親水性を有するものとして、安全性の高いソルビタンエステル・エチレンオキサイド付加物が知られているが、これは起泡性が高く、該仕上剤を付着したフィルターの濾過液が起泡または白濁し、廃水処理上問題となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の界面活性剤組成物を仕上剤として繊維表面に付着させる事によって、上記課題を解消できる見通しを得て、本発明を完成するに至った。
以上の記述から明らかなように、本発明の目的は、通水による起泡を抑え、かつ安全性に優れた不織繊維集合体からなるフィルターを提供する事にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明は、次の構成を有する。
（１）熱可塑性繊維の不織繊維集合体であって繊維接点が接合されてなるものに、下記組成物（Ａ）２０〜９０重量％と、組成物（Ｂ）１０〜８０重量％とからなる仕上剤を、該繊維集合体の重量に対し０．１〜１．０重量％付着させてなるフィルター：（Ａ）炭素数１２〜１８の脂肪酸ソルビタンエステルから選ばれた少なくとも１種からなる成分が０〜７５重量％と、炭素数１２〜１８の脂肪酸ソルビタンエステルのエチレンオキサイド５〜２０モル付加物から選ばれた少なくとも１種からなる化合物の２５〜１００重量％とからなる組成物;（Ｂ）▲１▼白色鉱油、▲２▼炭素数１２〜１８である脂肪酸と分子量２００〜６００のポリエチレングリコールとのジエステル、▲３▼炭素数が１２〜１８である脂肪酸と分子量２００〜６００のポリプロピレングリコールとのジエステル、▲４▼プルロニック型非イオン界面活性剤、及び▲５▼炭素数が８〜１６のアルキルスルホネート金属塩の中から選ばれた少なくとも１種からなる組成物。
【０００５】
（２）熱可塑性繊維が、融点差１０℃以上を有する高融点樹脂と低融点樹脂からなる複合繊維である上記（１）に記載のフィルター。
【０００６】
（３）熱可塑性繊維が、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維から選ばれる、少なくとも１種である上記（１）または（２）に記載のフィルター。
【０００７】
（４）仕上剤の付着した熱可塑性繊維が巻回積層された、上記（１）〜（３）の何れかに記載の筒状フィルター。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のフィルターに用いられる熱可塑性繊維からなる不織繊維集合体の構成素材としては、ポリオレフィン系、ポリエステル系等の熱可塑性樹脂が用いられる。
ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレンを主体とし、これとエチレン、ブテン−１、あるいは４−メチルペンテン−１等との共重合体が例示でき、また、ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート共重合体及び共重合ポリエーテルエステルが例示できる。
これらの熱可塑性樹脂は単独で、あるいは混合物として溶融紡糸法により繊維とする事ができる。また、これらの熱可塑性樹脂から選んだ２種類の熱可塑性樹脂を紡糸して並列型、同心鞘芯型、偏心鞘芯型、放射状分割型、あるいは海島状型に配置した複合繊維とすることもできる。これらの熱可塑性繊維には、本発明の目的を阻害しない範囲内で、繊維内に顔料、酸化防止剤等の添加剤を配合する事ができる。
また、繊維の断面形状は、円形、多葉形、中空、偏平等とする事ができ、繊維形態も、短繊維、長繊維、捲縮の有無等のいずれも可能であり、用途に合わせて適宜それらを組み合わせても差し支えない。
【０００９】
次に、本発明で用いる仕上剤の組成物（Ａ）、（Ｂ）について説明する。
組成物（Ａ）は、炭素数１２〜１８の脂肪酸とソルビタンとのエステルから選ばれた少なくとも１種の脂肪酸ソルビタンエステル▲１▼の０〜７５重量％と、炭素数１２〜１８の脂肪酸とソルビタンとのエステル▲２▼に、エチレンオキサイド５〜２０モル付加した化合物から選ばれた少なくとも１種の化合物の２５〜１００重量％とからなる組成物である。
脂肪酸ソルビタンエステル▲１▼は、ソルビタンと炭素数が１２〜１８の、側鎖を有しても良い飽和または不飽和脂肪酸のモノエステル、ジエステル、トリエステルのいずれであってもよく、これらのエステルの混合物であってもよい。
脂肪酸ソルビタンエステル・エチレンオキサイド付加物における脂肪酸ソルビタンエステル▲２▼は、上記脂肪酸ソルビタンエステル▲１▼と同一の化合物であってもよく、別種の化合物であってもよい。この脂肪酸ソルビタンエステル▲２▼へのエチレンオキサイドの付加モル数は５〜２０モル、より好ましくは２０モルである。エチレンオキサイドの付加モル数が５モル未満の場合、親水性が不十分で好ましくない。
【００１０】
組成物（Ｂ）は、仕上剤の発泡抑制ないし消泡作用と、加工適性を向上する成分で構成されている。組成物（Ｂ）は、▲１▼白色鉱油、▲２▼アルキル基の炭素数が１２〜１８の、側鎖を有しても良い飽和または不飽和脂肪酸と分子量２００〜６００のポリエチレングリコールとのジエステル、▲３▼アルキル基の炭素数が１２〜１８の脂肪酸と分子量２００〜６００のポリプロピレングリコールとのジエステル、▲４▼プルロニック型非イオン界面活性剤、及び▲５▼炭素数８〜１６のアルキルスルホネート金属塩の中から選ばれた少なくとも１種からなる化合物である。本発明で用いる仕上剤において、組成物（Ａ）の配合量は２０〜９０重量％であり、２０重量％未満では十分な親水性が得られず、また９０重量％を超えると気泡性が増大し、十分な消泡効果または泡抑制効果が得られないので好ましくない。また、仕上剤において組成物（Ｂ）の配合量は１０〜８０重量％であり、８０重量％を越えると十分な持続性を有する親水性が得られず、また１０重量％未満では、十分な消泡効果または泡抑制効果が得られない。本発明で用いる仕上剤は、本発明の目的を達する範囲内で、前記組成物（Ａ）及び組成物（Ｂ）以外の化合物を必要に応じて添加する事ができる。
【００１１】
本発明において、前記熱可塑性繊維への仕上剤の付着量は、繊維重量に対して０．１〜１．０重量％、好ましくは０．３〜０．７重量％である。
付着量が０．１重量％未満では制電性、親水性が不十分となり、また１．０重量％を越えるとフィルターからの泡立ちが多くなる等の問題が生じる。
熱可塑性繊維にこれらの仕上剤を付着させる方法に特別な制限はなく、繊維の紡糸工程及びまたは延伸工程で適当な濃度の仕上剤水溶液をオイリングロールにより付着させる、繊維を仕上剤水溶液に浸漬する、あるいは繊維に仕上剤水溶液を噴霧する等の公知の方法が利用できる。また、繊維をウェブ等の繊維積層体、不織布または編織布等の布状物に加工した後に接触法、浸漬法、噴霧法により付着させてもよい。
【００１２】
本発明のフィルターに用いられる熱可塑性繊維からなる不織繊維集合体は、公知のカードウェブ法、エアレイド法、等により作製できる。上記何れかの方法で得られるウェブの総目付量は、熱接合のし易さの点で１００ｇ／ｍ2以下が望ましい。つまり、後述する熱処理によって低融点成分のみが溶融し、各繊維接点で接合されてウェブに三次元構造を形成させるような構造であればよい。
【００１３】
不織繊維集合体を構成する繊維の形態としては、単一成分の樹脂から作られた繊維でもよいが好ましくは、低融点成分樹脂と高融点成分樹脂から作られた２種の成分からなる混合繊維、または複合繊維がよい。２種の混合繊維または、複合繊維の好ましい組み合わせとしては、ポリエチレン／ポリプロピレン、共重合ポリプロピレン／ポリプロピレン、低融点共重合ポリエステル／ポリエステル、ポリエチレン／ポリエステル等が例示できるが、これらに限定されるものではない。この中でも、共重合ポリプロピレン／ポリプロピレン、低融点共重合ポリエステル／ポリエステルの組合せは、フィルター成形時の接合力が強く、特に好ましい。混合繊維または複合繊維の樹脂成分比率としては、低融点成分が通常１０〜９０％であるが、好ましくは２０〜６０％、より好ましくは３０〜５０％である。本発明において、繊維ウェブの熱処理は、繊維ウェブの接点と熱接合成形する上で好ましい態様である。熱接合成形は、混合繊維または複合繊維のウェブを、低融点成分の融点以上、高融点成分の融点以下の温度で加熱し、低融点成分のみを溶融させ繊維の接点で熱接合させることにより、繊維ウェブが三次元的な交絡構造を形成するのである。
【００１４】
ウェブの加熱法としては、熱エンボス法、熱カレンダー法、熱風循環法、熱風貫通法、超音波結合法、遠赤外加熱法などがある。その中でも特にサクション機構を備えた熱風貫通法は、カードウェブ法などにより得られたウェブを乱す事なく厚みムラが少なく均一に加熱接合でき、フィルター性能も安定した良い方法である。また、適宜これらの加熱法を組み合わせ、シート状のフィルターを作ることができる。尚、上記単一成分の樹脂から作られた繊維の場合には、化学的に結合できる樹脂を使用して繊維接点を接合するか、または撚糸して繊維接点を接合してもよい。更に、フィルターの形態としては、ウェブを加熱溶融状態で金属製中芯に巻き付けて作る筒状フィルターや、一旦不織布とした後、工業用ミシンなどにより縫製加工した袋状フィルターがある。
しかし、これらの加工は本発明のフィルターを構成する繊維に付着させた仕上剤に、何ら影響を及ぼすものではない。
【００１５】
以下、本発明を実施例にて更に詳細に説明するが、本発明の要旨を越えない限り以下の実施例、比較例に限定されるものではない。尚、各例に於いて以下の物性評価方法を用いた。
［安全性試験］（ＪＩＳ Ｋ−０１０２準拠）
魚類による急性毒性試験として、まずハウジングにフィルターを取り付け、３０リットル用水槽からポンプで循環通水し、通水初期の水５リットルをサンプリングする。その中にヒメダカを三匹入れ、２４時間後の生存を確認する。全数生存を○、１匹でも死亡の場合を×とした。
［フィルター濾過液の泡立ち試験］循環式濾過性能試験機のハウジングに、フィルター１本を取り付け、毎分３０リットルの流量で循環通水する。通水初期の水を１リットルサンプリングし、素早く１００ｃｃ用メスシリンダーに約５０ｃｃ注いだ直後と、１分後の泡の高さを物差しで計測する。
［捕集効率（濾過精度）］前記循環式濾過性能試験機のハウジングに、フィルター１本を取り付け、毎分３０リットルの流量で循環通水しながら、ＡＣコーステストダスト（ＡＣＣＴＤ：中位径２７〜３１μｍ）を５ｇ／ｍｉｎで添加し、５分後の原液とフィルター通過後の液をサンプリングする。それぞれの液の粒度分布を光遮断式粒度分布測定器で測定し、 各粒径における粒子の捕集効率を求めた。
【００１６】
（実施例１〜４、比較例１〜３）融点が１３１℃で、メルトフローレート（以下ＭＦＲと略す）１３ｇ／１０分（ａｔ１９０℃、２.１６ｋｇ）の高密度ポリエチレンを鞘成分とし、融点が１６５℃でＭＦＲ１０ｇ／１０分（ａｔ２３０℃、２.１６ｋｇ）のポリプロピレンを芯成分とする同心鞘芯型複合繊維を紡糸温度３００℃で紡糸し、延伸工程を経て、単糸繊度２ｄの繊維を得た。該繊維に、表１に示した各種組成の仕上剤を全て０.９重量％付着させ、該繊維を５１ｍｍにカットし、カード機にて、目付け３０ｇ／ｍ2のカードウェブとした。続けてこれを熱風貫通式のスルーエア型熱処理機（１４０℃、風速１.２ｍ／ｍｉｎ）で、カードウェブを加熱溶融しながら、外径３０ｍｍφの金属製中芯に外径６５ｍｍφまで巻き取り、冷却後中芯を抜き取り２５０ｍｍの長さにカットして、円筒状フィルターを得た。結果を表２に示す。
【００１７】
（実施例５、比較例４〜５）
仕上剤の付着量を変えた以外は前記実施例と同じレジンを用い、同じ加工方法で円筒状フィルターを得た。尚、仕上剤は組成Ｎｏ. １を用いたが、付着量が０. ０７重量％の物については、静電気によるカード通過性が悪く、製品が取れなかった。結果を表３に示す。
【００１８】
（実施例６）
融点が１３１℃で、ＭＦＲ１５ｇ／１０分（ａｔ１９０℃、２. １６ｋｇ）の高密度ポリエチレンを紡糸温度２６０℃で、融点が２５４℃で３５℃のｏ−クロロフェノール中で測定した固有粘度が０. ６４のポリエチレンテレフタレートを紡糸温度３２０℃でそれぞれ単独で紡糸し、続けて延伸し、単糸繊度２ｄの繊維を得た。
得られた各繊維に組成Ｎｏ. １の仕上剤を０. ９重量％付着させ、該繊維を５１ｍｍにカットした。これらを重量比１：１で混綿した後、カード機にて、目付け３０ｇ／ｍ2 のカードウェブとした。続けてこれを遠赤外ヒータを備えた熱風乾燥式の熱処理機（機内雰囲気温度１４０℃）で、カードウェブを加熱溶融しながら、外径３０ｍｍφの金属製中芯に外径６５ｍｍφまで巻き取り、冷却後中芯を抜き取り２５０ｍｍの長さにカットして、円筒状フィルターを得た。結果を表３に示す。
【００１９】
（実施例７）
融点が１６５℃でＭＦＲ１３ｇ／１０分（ａｔ２３０℃、２. １６ｋｇ）のポリプロピレンを紡糸温度３００℃で紡糸し、延伸工程を経て、単糸繊度２ｄの繊維を得た。
得られた繊維に、表１に示した組成Ｎｏ. １の仕上剤を０. ９重量％付着させ、該繊維を５１ｍｍにカットした。これをカード機にて、目付け３０ｇ／ｍ2 のカードウェブとした後、該ウェブを１００ｍｍ間隔にスリットしてスライバーを作った。このスライバーを撚糸して、１番手の紡績糸にした。これを外径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍのプラスチック製円筒状孔開きコアに、巻き付け角度２４°で外径６０ｍｍになるまで巻き付けて、糸巻き型フィルターを作製した。結果を表３に示す。
【００２０】
【表１】
0003978793.tif 000002
【００２１】
【表２】
0003978793.tif 000003
【００２２】
【表３】
0003978793.tif 000004
【００２３】
【発明の効果】
本発明のフィルターは、濾過液の泡立ちが少なく、安全性に優れている。そのため、食品分野、または工業分野及び医療分野などにおいて、安全に使用できる。