(57)【要約】【課題】捕集性能に優れ、低圧力損失で目詰まりしにくく長時間使用することが可能な燃料フィルター用ろ材およびその製造方法およびガソリンフィルターを提供する。【解決手段】多層構造を有する燃料フィルター用ろ材であって、繊維径が２００〜８００ｎｍ、繊維長が０．４〜１．５ｍｍのナノファイバーを含み、該ナノファイバーの含有量が互いに異なる２層以上と、該ナノファイバーを含まず、かつ層を構成する繊維の単繊維繊度が０．１〜６．６ｄｔｅｘである層とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層構造を有する燃料フィルター用ろ材であって、
繊維径が２００〜８００ｎｍ、繊維長が０．４〜１．５ｍｍのナノファイバーを含み、該ナノファイバーの含有量が互いに異なる２層以上と、
該ナノファイバーを含まず、かつ層を構成する繊維の単繊維繊度が０．１〜６．６ｄｔｅｘである層とを有することを特徴とする燃料フィルター用ろ材。
【請求項２】
前記ナノファイバーがポリエステルからなる、請求項１に記載の燃料フィルター用ろ材。
【請求項３】
ナノファイバーを含む層が湿式不織布からなる、請求項１または請求項２に記載の燃料フィルター用ろ材。
【請求項４】
ナノファイバーを含まない層がスパンボンド不織布からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の燃料フィルター用ろ材。
【請求項５】
燃料フィルター用ろ材を構成する全ての層において、層の密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３の範囲内である、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料フィルター用ろ材。
【請求項６】
燃料フィルター用ろ材を構成する全ての層において、層の厚さが０．０５〜２．５ｍｍの範囲内である、請求項１〜５のいずれかに記載の燃料フィルター用ろ材。
【請求項７】
燃料の流入側から各層の密度が順次大きくなる、請求項１〜６のいずれかに記載の燃料フィルター用ろ材。
【請求項８】
燃料の流入側から各層の厚さが順次小さくなる、請求項１〜７のいずれかに記載の燃料フィルター用ろ材。
【請求項９】
粒径５μｍ以上の粒子の捕集率が７０％以上であり、かつ粒径１０μｍ以上の粒子の捕集率が９５％以上である、請求項１〜８のいずれかに記載の燃料フィルター用ろ材。
【請求項１０】
以下に定義するフィルター寿命の到達時において、燃料の最も流出側の層のダスト保持量がろ材全体保持量の２０％以下である、請求項１〜９のいずれかに記載の燃料フィルター用ろ材。
（フィルター寿命の到達時）
水中にＪＩＳ８種：１１種＝１：２のダストを４５ｍｇ／Ｌとなるように混合、撹拌して分散液を調製し、流量１Ｌ／ｍｉｎでサンプルに透過させ、また、ダストが４５０ｍｇ／１０ｍｉｎとなるよう追加投入し、サンプルにダスト分散液を透過させたときの差圧からサンプルに水のみを透過させたときの差圧を引いた値が１０ｋＰａとなるときをフィルター寿命の到達時とする。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の燃料フィルター用ろ材を用いてなるガソリンフィルター。
【請求項１２】
請求項１に記載の燃料フィルター用ろ材の製造方法であって、海成分と島成分とで構成される海島型複合繊維の海成分を溶解除去することにより得られたナノファイバーを用いる、燃料フィルター用ろ材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、捕集性能に優れ、低圧力損失で目詰まりしにくく長時間使用することが可能な燃料フィルター用ろ材およびその製造方法およびガソリンフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のエンジンタンクなどに用いられる燃料フィルターにおいて、微小なダストを捕捉でき、かつ早期に目詰まりすることなく長時間使用可能なフィルターが求められている。これまで、燃料フィルター用ろ材としては、樹脂加工したろ紙、メッシュ状の織物、不織布等が使用されてきた。昨今は特に１０μ以下の小さな微粒子を捕捉することが求められてきており、より目の細かいろ材が必要とされてきている。
【０００３】
その対策として、先行文献１では、燃料の流れ方向において、上流側に目の粗い粗な層を配置し、下流側に目の細かい密な層を配置した積層構造のろ材が提案されている。また、先行文献２では、合成繊維からなるスパンボンド不織布を用いた、粗密構造の濾材が提案されている。また、特許文献３では、スパンボンド不織布を中間層としたスパンレース不織布からなるフィルター材が提案されている。
しかしながら、ろ材の捕集性能を向上させると早期に目詰まりし寿命が短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２０１１−４５８２５号公報
【特許文献２】特開２００３−２３６３２１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８４８３２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、捕集性能に優れ、低圧力損失で目詰まりしにくく長時間使用することが可能な燃料フィルター用ろ材およびその製造方法およびガソリン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、燃料フィルター用ろ材が多層構造とし、ナノファイバーとナノファイバーよりも太繊度の繊維を巧みに配することにより高捕集性能と低圧力損失とが両立することを見出し、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「多層構造を有する燃料フィルター用ろ材であって、繊維径が２００〜８００ｎｍ、繊維長が０．４〜１．５ｍｍのナノファイバーを含み、該ナノファイバーの含有量が互いに異なる２層以上と、該ナノファイバーを含まず、かつ層を構成する繊維の単繊維繊度が０．１〜６．６ｄｔｅｘである層とを有することを特徴とする燃料フィルター用ろ材。」が提供される。
【０００８】
その際、前記ナノファイバーがポリエステルからなることが好ましい。また、ナノファイバーを含む層が湿式不織布からなることが好ましい。また、ナノファイバーを含まない層がスパンボンド不織布からなることが好ましい。また、燃料フィルター用ろ材を構成する全ての層において、層の密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好ましい。また、燃料フィルター用ろ材を構成する全ての層において、層の厚さが０．０５〜２．５ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、燃料の流入側から各層の密度が順次大きくなることが好ましい。また、燃料の流入側から各層の厚さが順次小さくなることが好ましい。また、粒径５μｍ以上の粒子の捕集率が７０％以上であり、かつ粒径１０μｍ以上の粒子の捕集率が９５％以上であることが好ましい。また、以下に定義するフィルター寿命の到達時において、燃料の最も流出側の層のダスト保持量がろ材全体保持量の２０％以下であることが好ましい。
【０００９】
（フィルター寿命の到達時）
水中にＪＩＳ８種：１１種＝１：２のダストを４５ｍｇ／Ｌとなるように混合、撹拌して分散液を調製し、流量１Ｌ／ｍｉｎでサンプルに透過させ、また、ダストが４５０ｍｇ／１０ｍｉｎとなるよう追加投入し、サンプルにダスト分散液を透過させたときの差圧からサンプルに水のみを透過させたときの差圧を引いた値が１０ｋＰａとなるときをフィルター寿命の到達時とする。
【００１０】
また、本発明によれば、前記の燃料フィルター用ろ材を用いてなるガソリンフィルターが提供される。
また、前記の燃料フィルター用ろ材の製造方法であって、海成分と島成分とで構成される海島型複合繊維の海成分を溶解除去することにより得られたナノファイバーを用いる、燃料フィルター用ろ材の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、捕集性能に優れ、低圧力損失で目詰まりしにくく長時間使用することが可能な燃料フィルター用ろ材およびその製造方法およびガソリンフィルターが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の燃料フィルター用ろ材の一例である。
【図２】本発明において、フィルター寿命を測定する装置を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、本発明の燃料フィルター用ろ材が多層構造（好ましくは３〜１０層、特に好ましくは３〜５層）を有し、かかる多層のうち、ナノファイバーを含み、該ナノファイバーの含有量が互いに異なる２層以上と、該ナノファイバーを含まず、かつ層を構成する繊維の単繊維繊度が０．１〜６．６ｄｔｅｘである層とを有する。
【００１４】
ここで、本発明でいうナノファイバーは２００〜８００ｎｍ（好ましくは４００〜７５０ｎｍ）の繊維径を有する。該繊維径はナノファイバーの単繊維径である。該繊維径が８００ｎｍよりも大きいと捕集性能が低下するおそれがある。逆に、該繊維径が２００ｎｍよりも小さいと極細繊維の分散性が低下し捕集性能が低下するおそれがある。
【００１５】
前記の繊維径は、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。
その際、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、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。
【００１６】
前記ナノファイバーにおいて繊維長が０．４〜１．５ｍｍである。該繊維長が０．４ｍｍよりも小さいと工程性が低下するおそれがある。逆に該繊維長が１．５ｍｍよりも大きいと分散性不良により凝集繊維塊となり捕集性能や強度が低下するおそれがある。また、繊維径Ｄに対する繊維長Ｌの比Ｌ／Ｄとしては２００〜４０００（より好ましくは８００〜２５００）の範囲内であることが好ましい。
【００１７】
前記ナノファイバーの繊維種類としては特に限定されないが、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、脂肪族ポリアミド繊維などが例示される。なかでもポリエステル繊維が好ましい。ポリエステル繊維を形成するポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート（以下「ＰＥＴ」と称することもある。）、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、ポリエチレンナフタレート、これらを主たる繰返し単位とする、イソフタル酸や５−スルホイソフタル酸金属塩等の芳香族ジカルボン酸やアジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸やε−カプロラクトン等のヒドロキシカルボン酸縮合物、ジエチレングリコールやトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール等のグリコール成分等との共重合体が好ましい。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や、特開２００９−０９１６９４号公報に記載された、バイオマスすなわち生物由来の物質を原材料として得られたモノマー成分を使用してなるポリエチレンテレフタレートであってもよい。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。
【００１８】
また、前記ポリエステル繊維は延伸糸、未延伸糸、半延伸糸いずれでもよい。また、伸度が６０％未満でもよいし６０％以上でもよい。なお、ポリエステル延伸糸は通常、伸度が６０％未満であり、ポリエステル未延伸糸は通常、伸度が６０％以上である。
【００１９】
前記ナノファイバーの製造方法は特に限定されないが、国際公開第２００５／０９５６８６号パンフレットや国際公開第２００８／１３００１９号パンフレットに開示された方法が好ましい。すなわち、繊維形成性熱可塑性ポリマーからなる島成分と、前記の繊維形成性熱可塑性ポリマーよりもアルカリ水溶液に対して溶解し易いポリマー（以下、「易溶解性ポリマー」ということもある。）からなる海成分とを有する複合繊維にアルカリ減量加工を施し、前記海成分を溶解除去したものであることが好ましい。
【００２０】
ここで、海成分を形成するアルカリ水溶液易溶解性ポリマーの、島成分を形成する繊維形成性熱可塑性ポリマーに対する溶解速度比が２００以上（好ましくは３００〜３０００）であると、島分離性が良好となり好ましい。
【００２１】
海成分を形成する易溶解性ポリマーとしては、特に繊維形成性の良いポリエステル類、脂肪族ポリアミド類、ポリエチレンやポリスチレン等のポリオレフィン類を好ましい例としてあげることができる。さらに具体例をあげれば、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、ポリアルキレングリコール系化合物と５−ナトリウムスルホイソフタル酸の共重合ポリエステルが、アルカリ水溶液に対して溶解しやすく好ましい。ここでアルカリ水溶液とは、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム水溶液などをいう。これ以外にも、海成分と、該海成分を溶解する溶液の組合せとしては、ナイロン６やナイロン６６等の脂肪族ポリアミドに対するギ酸、ポリスチレンに対するトリクロロエチレン等やポリエチレン（特に高圧法低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレン）に対する熱トルエンやキシレン等の炭化水素系溶媒、ポリビニルアルコールやエチレン変性ビニルアルコール系ポリマーに対する熱水を例としてあげることができる。
【００２２】
ポリエステル系ポリマーの中でも、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のポリエチレングリコールを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。ここで、５−ナトリウムスルホイソフタル酸は親水性と溶融粘度向上に寄与し、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）は親水性を向上させる。また、ＰＥＧは分子量が大きいほど、その高次構造に起因すると考えられる親水性増加作用があるが、反応性が悪くなってブレンド系になるため、耐熱性や紡糸安定性の面で問題が生じるおそれがある。また、共重合量が１０重量％以上になると、溶融粘度が低下するおそれがある。
【００２３】
一方、島成分を形成する難溶解性ポリマーとしては、最終的にナノファイバーを形成するポリマーであり、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリオレフィン類、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）などが好適な例としてあげられる。具体的には、機械的強度や耐熱性を要求される用途では、ポリエステル類では、ポリエチレンテレフタレート（以下「ＰＥＴ」と称することもある。）、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、ポリエチレンナフタレート、これらを主たる繰返し単位とする、イソフタル酸や５−スルホイソフタル酸金属塩等の芳香族ジカルボン酸やアジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸やε−カプロラクトン等のヒドロキシカルボン酸縮合物、ジエチレングリコールやトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール等のグリコール成分等との共重合体が好ましい。また、ポリアミド類では、ナイロン６、ナイロン６６等の脂肪族ポリアミド類が好ましい。一方、ポリオレフィン類は酸やアルカリ等に侵され難いことや、比較的低い融点のために極細繊維として取り出した後のバインダー成分として使える等の特徴があり、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、アイソタクティックポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、無水マレイン酸などのビニルモノマーのエチレン共重合体等を好ましい例としてあげることができる。特にポリエチレンテレフタレート、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、イソフタル酸共重合率が２０モル％以下のポリエチレンテレフタレートイソフタレート、ポリエチレンナフタレート、等のポリエステル類、あるいは、ナイロン６、ナイロン６６等の脂肪族ポリアミド類が、高い融点による耐熱性や力学的特性を備えているので、ポリビニルアルコール／ポリアクリロニトリル混合紡糸繊維からなる極細フィブリル化繊維に比べ、耐熱性や強度を要求される用途へ適用でき好ましい。なお、島成分は丸断面に限らず、三角断面や扁平断面などの異型断面であってもよい。
【００２４】
前記の海成分を形成するポリマーおよび島成分を形成するポリマーについて、製糸性および抽出後のナノファイバーの物性に影響を及ぼさない範囲で、必要に応じて、有機充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、滑剤、帯電防止剤、防錆剤、架橋剤、発泡剤、蛍光剤、表面平滑剤、表面光沢改良剤、フッ素樹脂等の離型改良剤、等の各種添加剤を含んでいても差しつかえない。
【００２５】
前記の海島型複合繊維において、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、島同士の接合を防止しやすい。
好ましい溶融粘度比（海／島）は、１．１〜２．０、特に１．３〜１．５の範囲である。この比が１．１倍未満の場合には溶融紡糸時に島成分が接合しやすくなり、一方２．０倍を越える場合には、粘度差が大きすぎるために紡糸調子が低下しやすい。
【００２６】
次に島数は、１００以上（より好ましくは５００〜２０００）であることが好ましい。また、その海島複合重量比率（海：島）は、２０：８０〜８０：２０の範囲が好ましい。かかる範囲であれば、島間の海成分の厚みを薄くすることができ、海成分の溶解除去が容易となり、島成分のナノファイバーへの転換が容易になるので好ましい。ここで海成分の割合が８０％を越える場合には海成分の厚みが厚くなりすぎ、一方２０％未満の場合には海成分の量が少なくなりすぎて、島間に接合が発生しやすくなるおそれがある。
【００２７】
溶融紡糸に用いられる口金としては、島成分を形成するための中空ピン群や微細孔群（ピンレス）を有するものなど任意のものを用いることができる。例えば、中空ピンや微細孔より押し出された島成分とその間を埋める形で流路を設計されている海成分流とを合流し、これを圧縮することにより海島断面が形成されるといった紡糸口金でもよい。吐出された海島型複合繊維は冷却風により固化され、所定の引き取り速度に設定した回転ローラーあるいはエジェクターにより引き取られ未延伸糸（複屈折率Δｎが０．０５以下であることが好ましい。）を得る。この引き取り速度は特に限定されないが、２００〜５０００ｍ／分であることが好ましい。２００ｍ／分以下では生産性が低下するおそれがある。また、５０００ｍ／分以上では紡糸安定性が低下するおそれがある。
【００２８】
得られた未延伸糸は、必要に応じてそのままカット工程あるいはその後の抽出工程（アルカリ減量加工）に供してもよいし、延伸工程や熱処理工程を経由して延伸糸とした後、カット工程あるいはその後の抽出工程（アルカリ減量加工）に供してもよい。その際、延伸工程は紡糸と延伸を別ステップで行う別延方式でもよいし、一工程内で紡糸後直ちに延伸を行う直延方式を用いてもよい。カット工程と抽出工程の順番は逆にしてもよい。
かかるカットは、未延伸糸または延伸糸をそのまま、または数十本〜数百万本単位に束ねたトウにしてギロチンカッターやロータリーカッターなどでカットすることが好ましい。
【００２９】
前記の海島型複合繊維にアルカリ減量加工を施してナノファイバーとする際、繊維とアルカリ液の比率（浴比）は０．１〜５％であることが好ましく、さらには０．４〜３％であることが好ましい。０．１％未満では繊維とアルカリ液の接触は多いものの、排水等の工程性が困難となるおそれがある。一方、５％を越えると繊維量が多過ぎるため、アルカリ減量加工時に繊維同士の絡み合いが発生するおそれがある。なお、浴比は下記式にて定義する。
浴比（％）＝（繊維質量（ｇｒ）／アルカリ水溶液質量（ｇｒ））×１００
【００３０】
また、アルカリ減量加工の処理時間は５〜６０分であることが好ましく、さらには１０〜３０分であることが好ましい。５分未満ではアルカリ減量が不十分となるおそれがある。一方、６０分を越えると島成分までも減量されるおそれがある。
また、アルカリ減量加工において、アルカリ濃度は２％〜１０％であることが好ましい。２％未満では、アルカリ不足となり、減量速度が極めて遅くなるおそれがある。一方、１０％を越えるとアルカリ減量が進みすぎ、島部分まで減量されるおそれがある。
【００３１】
アルカリ減量の方法としては、海島型複合繊維をアルカリ液に投入し、所定の条件、時間でアルカリ減量処理した後に一度、脱水工程を経てから、再度、水中に投入し、酢酸、シュウ酸などの有機酸を使用して中和、希釈を進め最終的に脱水する方法や、または、所定の時間アルカリ減量処理した後に、先に中和処理を施し、更に水を注入し希釈を進めその後脱水をする方法等があげられる。前者では、バッチ式に処理する為、少量での製造（加工）を行える事ができるものの、中和処理に時間を要するため少し生産性が悪い。後者は半連続生産が可能であるが、中和処理時に多くの酸系水溶液及び希釈のために多くの水を必要とするという問題点がある。処理設備は何ら制限されるものではないが、脱水時に繊維脱落を防止する観点から、特許第３６７８５１１号公報に開示されているような開口率（単位面積当たりの開口部分の面積比率）が１０〜５０％であるメッシュ状物（例えば非アルカリ加水分解性袋など）を使用することが好ましい。該開口率が１０％未満では水分の抜けが極めて悪く、５０％を超えると、繊維の脱落が発生するおそれがある。
さらには、アルカリ減量加工の後、繊維の分散性を高めるために分散剤（例えば、高松油脂（株）製の型式ＹＭ−８１）を繊維表面に、繊維重量に対して０．１〜５．０重量％付着させることが好ましい。
【００３２】
本発明の燃料フィルター用ろ材において、ナノファイバーを含む層は湿式不織布からなることが好ましい。湿式不織布は、スパンボンド法やメルトブロー法、エレクトロスピニング法等により作製された不織布と比較して、目付け、繊維径、通気度などのフィルター性能に関わる性質のばらつきが小さく、分離精度に優れることから好ましい。
ここで、かかる湿式不織布はナノファイバーだけでなくバインダー繊維も含まれることが好ましい。
【００３３】
バインダー繊維は熱接着性繊維である。湿式不織布にバインダー繊維が含まれることにより、不織布の強度やネットワーク構造および収縮による嵩向上などの効果が得られる。バインダー繊維としては、繊維径が３μｍ以上の、未延伸糸または複合繊維が好ましい。バインダー繊維の単繊維繊度は、０．１〜３．３ｄｔｅｘ（より好ましくは０．２〜１．７ｄｔｅｘ）であることが好ましい。バインダー繊維の繊維長は、３〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００３４】
バインダー繊維のうち、未延伸繊維としては、紡糸速度が６００〜１５００ｍ／ｍｉｎで紡糸された未延伸ポリエステル繊維が好ましい。ポリエステルとは、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレタレート、ポリブチレンテレフタレートが挙げられ、好ましくは生産性、水への分散性などの理由から、ポリエチレンテレフタレートやそれを主成分とする共重合ポリエステルが好ましい。
【００３５】
また、バインダー繊維のうち、複合繊維としては、抄紙時のドライヤー温度により融着接着効果を発現するポリマー成分、たとえば非結晶性共重合ポリエステルが鞘部に配置され、これらのポリマーより融点が２０℃以上高い他のポリマーが芯部に配置された芯鞘型複合繊維が好ましい。また、偏心芯鞘型複合繊維、サイドバイサイド型複合繊維などの形態も使用できる。
ここで、上記の非結晶性共重合ポリエステルは、テレフタル酸、イソフタル酸、エチレングリコールおよびジエチレングリコールを主成分として用いることがコスト面からも好ましい。
【００３６】
さらに、ナノファイバーの分散を助けるとともに、空隙率の向上にも寄与する非バインダー繊維でありナノファイバーよりも太繊度の繊維が湿式不織布からなる層（ナノファイバーを含む層）に含まれていてもよい。ナノファイバーよりも太繊度の繊維としては、繊維径が均一で分散性のよい前記のようなポリエステル繊維が好ましい。また、少量および目的に応じて、種々の紙用繊維素材が使用可能であり、たとえば、木材パルプ、天然パルプ、アラミドやポリエチレンを主成分とする合成パルプ、ナイロン、アクリル、ビニロン、レーヨン等の成分を含む合成繊維または半合成繊維を混合、添加してもよい。
【００３７】
前記の湿式不織布は、前記の繊維を用いて通常の長網抄紙機、短網抄紙機、丸網抄紙機などを用いて抄紙した後、バインダー繊維を熱接着することにより得られる。
本発明において、ナノファイバーを含まない層は、スパンボンド不織布、サーマルボンド不織布、ニードルパンチ不織布などから構成されることが好ましいが、これに限られるものではない。
【００３８】
また、ナノファイバーを含まない層を構成する繊維としては、単繊維繊度が０．１〜６．６ｄｔｅｘの範囲内であることが肝要である。該単繊維繊度が０．１ｄｔｅｘよりも小さいと、圧力損失が大きくなるおそれがある。逆に、単繊維繊度が６．６ｄｔｅｘよりも大きいと、捕集性能が低下するおそれがある。なお、ナノファイバーを含まない層を構成する繊維が複数種類ある場合は、単繊維繊度の加重平均値が前記範囲内にあればよいが、全ての繊維が前記範囲内であることが好ましい。
ナノファイバーを含まない層を構成する繊維の種類は限定されないが、前記のようなポリエステル繊維が好ましい。
【００３９】
本発明の燃料フィルター用ろ材において、ろ材を構成する全ての層の密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３の範囲内であることが好ましい。該密度が０．１ｇ／ｃｍ３よりも小さいとろ材としての強度が得られないおそれがある。逆に、該密度が０．５ｇ／ｃｍ３よりも大きいと、圧力損失が大きくなるおそれがある。
また、本発明の燃料フィルター用ろ材において、ろ材を構成する全ての層の厚さが０．０５〜２．５ｍｍの範囲内であることが好ましい。該厚さが０．０５ｍｍよりも小さいとろ材としての強度が得られないおそれがある。逆に、該厚さが２．５ｍｍよりも大きいと、柔軟性が乏しく加工性が低下するおそれがある。
【００４０】
本発明の燃料フィルター用ろ材において、分級効果を利用して高捕集性能と低圧力損失とを両立させる上で、燃料の流入側から各層の密度が順次大きくなることが好ましい。また、分級効果を利用して高捕集性能と低圧力損失とを両立させる上で、燃料の流入側から各層を構成する繊維の加重平均繊度が順次小さくなることが好ましい。また、高捕集性能と低圧力損失とを両立させる上で燃料の流入側から各層の厚さが順次小さくなることが好ましい。
【００４１】
また、分級効果を利用して高捕集性能と低圧力損失とを両立させる上で、燃料の流入側から各層に含まれるナノファイバー含有量が大きくなることが好ましい。すなわち、ナノファイバーを含まない層が最も燃料の流入側に配されることが好ましい。
ここで、ナノファイバーを含む層において、ナノファイバー含有量が層重量対比５〜１５重量％であることが好ましい。さらにはナノファイバー含有量が最も大きい層のナノファイバー含有量を層重量対比１０〜１５重量％とし、該層を最も出口側に近い層に配することが好ましい。該ナノファイバー含有量が１０％重量未満の場合は、５μｍ以上のダストの捕集率が低下するおそれがある。逆に、また、１５重量％より大きい場合は、５μｍ未満のダストの捕集率が上がるため、本発明の分級作用が得られないおそれがある。
【００４２】
本発明の燃料フィルター用ろ材において、各層は積層させてもよいし、各種方法により貼り合せてもよい。その際、接着方法としては熱接着、化学的な接着（例えば、接着樹脂スプレー）、縫い糸による縫着いずれでもよい。
かくして得られた燃料フィルター用ろ材において、ナノファイバーを含まない層で大きな粒子が捕捉され、ナノファイバーを含む層で小さな粒子が捕捉され、かかる分級効果により、捕集性能に優れ、低圧力損失で目詰まりしにくく長時間使用することが可能となる。
ここで、粒径５μｍ以上の粒子の捕集率が７０％以上であり、かつ粒径１０μｍ以上の粒子の捕集率が９５％以上であることが好ましい。また、以下に定義するフィルター寿命の到達時において、燃料の最も流出側の層のダスト保持量がろ材全体保持量の２０％以下であることが好ましい。
【００４３】
（フィルター寿命の到達時）
水中にＪＩＳ８種：１１種＝１：２のダストを４５ｍｇ／Ｌとなるように混合、撹拌して分散液を調製し、流量１Ｌ／ｍｉｎでサンプルに透過させ、また、ダストが４５０ｍｇ／１０ｍｉｎとなるよう追加投入し、サンプルにダスト分散液を透過させたときの差圧からサンプルに水のみを透過させたときの差圧を引いた値が１０ｋＰａとなるときをフィルター寿命の到達時とする。
【００４４】
本発明の燃料フィルター用ろ材は各種の燃料フィルターとして好適に用いられる。例えば、ガソリンフィルターや軽油フィルターなど自動車用サクションフィルターや各種のオイルフィルターなどとして好適に用いられる。
【実施例】
【００４５】
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。
【００４６】
（１）繊維径
透過型電子顕微鏡ＴＥＭ（測長機能付）を使用し、倍率３００００倍で繊維断面写真を撮影し測定した。ただし、繊維径は、単繊維横断面におけるその外接円の直径を用いた（ｎ数５の平均値）。
【００４７】
（２）繊維長
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により、海成分溶解除去前の極細短繊維（短繊維Ａ）を基盤上に寝かせた状態とし、２０〜５００倍で繊維長Ｌを測定した（ｎ数５の平均値）。その際、ＳＥＭの測長機能を活用して繊維長Ｌを測定した。
【００４８】
（３）目付け
ＪＩＳ  Ｐ８１２４（紙のメートル坪量測定方法）に基づいて目付を測定した。
【００４９】
（４）厚さ
ＪＩＳ  Ｐ８１１８（紙及び板紙の厚さと密度の測定方法）に基づいて厚みを測定した。測定荷重は７５ｇ／ｃｍ２にて、ｎ＝５で測定し、平均値を求めた。
【００５０】
（５）寿命
図２に示す簡便法により測定した。すなわち、水中にＪＩＳ８種：１１種＝１：２のダストを４５ｍｇ／Ｌとなるように混合、撹拌して分散液を調製し、流量１Ｌ／ｍｉｎでサンプルに透過させた。また、ダストは４５０ｍｇ／１０ｍｉｎとなるよう、追加投入した。サンプルにダスト分散液を透過させたときの差圧からサンプルに水のみ透過させたときの差圧を引いた値が１０ｋＰａとなるまでの時間をフィルター寿命（分）とした。
【００５１】
（６）捕集効率
上記に示した寿命試験において、濾材を通過する前後の液を採取し、リオン製液中パーティクルカウンターを用いて、各液の粒子個数を求めた。各粒径における粒子個数から下記式の通り、捕集効率を計算した。
透過後の液体中の粒子個数／透過前の液体中の粒子個数×１００（％）
【００５２】
（７）最終出口層のダスト保持率
フィルター寿命到達後のサンプルを乾燥させ、各層の重量を測定し、ダスト透過前の各層の重量との差から、各層のダスト保持量を求めた。
さらに、最終出口層のダスト保持率は、以下の式により求めた。
最終出口層のダスト保持率＝（最終出口層のダスト保持量／全体のダスト保持量）×１００％
【００５３】
（８）溶融粘度
乾燥処理後のポリマーを紡糸時のルーダー温度に設定したオリフィスにセットして５分間溶融保持したのち、数水準の荷重をかけて押し出し、そのときのせん断速度と溶融粘度をプロットする。そのデータをもとに、せん断速度−溶融粘度曲線を作成し、せん断速度が１０００ｓｅｃ−１の時の溶融粘度を読み取った。
【００５４】
（９）アルカリ減量速度比
海成分および島成分のポリマーを、それぞれ、径０．３ｍｍ、長さ０．６ｍｍの円孔を２４孔持つ口金から吐出し、１０００〜２０００ｍ／ｍｉｎの紡糸速度で引き取って得た未延伸糸を残留伸度が３０〜６０％の範囲となるように延伸して８３ｄｔｅｘ／２４フィラメントのマルチフィラメントを作成した。これを１．５ｗｔ％ＮＡＯＨ水溶液８０℃を用い、浴比１００として、溶解時間と溶解量から減量速度を算出した。
【００５５】
（１０）地合い斑
試験者による目視判定により、地合い斑の有り（不良）、無し（良好）を判定した。
【００５６】
［実施例１］
島成分に２８５℃での溶融粘度が１２０Ｐａ・ｓｅｃのポリエチレンテレフタレート、海成分に２８５℃での溶融粘度が１３５Ｐａ・ｓｅｃである平均分子量４０００のポリエチレングリコールを４重量％、５−ナトリウムスルホイソフタル酸を９ｍｏｌ％共重合した改質ポリエチレンテレフタレートを使用し、海：島＝１０：９０の重量比率で島数４００の口金を用いて紡糸し、紡糸速度１５００ｍ／ｍｉｎで引き取った。アルカリ減量速度差は１０００倍であった。これを３．９倍に延伸した後、ギロチンカッターで１０００μｍにカットして、ナノファイバーＡ用海島型複合繊維を得た。これを４％ＮａＯＨ水溶液で７５℃にて１０％減量し、本繊維をナノファイバーＡとした（繊維径７００ｎｍ、繊維長０．５ｍｍ、アスペクト比７００、丸断面）。
【００５７】
次いで、該ナノファイバーＡと、繊度１．７ｄｔｅｘ×繊維長５ｍｍのポリエチレンテレフタレート繊維Ｂと、熱接着繊維Ｃとして芯鞘複合型熱接着性繊維で、繊度１．７ｄｔｅｘ×繊維長５ｍｍ、芯ポリマーと鞘ポリマーは、それぞれ融点２５６℃のポリエチレンテレフタレートと、テレフタル酸、イソフタル酸、エチレングリコールおよびジエチレングリコールを主成分とする非晶性共重合ポリエステルとを５０／５０重量％の割合で断面形成したものである。これらをＡ：Ｂ：Ｃ＝５：６５：３０の割合で配合し、分散剤・消泡剤を適量添加して、分散させたスラリーを円網で湿式抄紙し、ニップローラーでの脱水後、巻き取った。引き続いて、ベルト式乾燥機に巻出しながら導入し、加熱収縮によりバインダー間のネットワークを形成して構造固定したのち、一定の張力にて巻き取った。目付け６１ｇ／ｍ２、厚さ０．２８２４ｍｍ、密度０．２０ｇ／ｃｍ３であった。
【００５８】
上記と同様に、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１０：６０：３０の割合で配合し不織布を形成した。目付け６０ｇ／ｍ２、厚さ０．２５８０ｍｍ、密度０．２３ｇ／ｃｍ３であった。
ナノファイバーを含まない層として、目付け９２ｇ／ｍ２のポリエステルスパンボンドシート（厚さ０．６８４６ｍｍ、密度０．１３ｇ／ｃｍ３、単繊維繊度１．７ｄｔｅｘ）を用いた。
ダスト流入側から、ナノファイバーを含まない層を配置し、次にナノファイバーを含む層として、Ａ：Ｂ：Ｃ＝５：６５：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付け６１ｇ／ｍ２、厚さ０．２８２４ｍｍ、密度０．２０ｇ／ｃｍ３）を配置し、次にＡ：Ｂ：Ｃ＝１０：６０：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付け６０ｇ／ｍ２、厚さ０．２５８０ｍｍ、密度０．２３ｇ／ｃｍ３）を配置し接着樹脂スプレーにより貼り合わせて、図１に示すようなろ材とした。
【００５９】
［実施例２］
ダスト流入側から、ナノファイバーを含まない層を配置し、次にナノファイバーを含む層として、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１．５：６８．５：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付け６０ｇ／ｍ２、厚さ０．３２６０ｍｍ、密度０．１９ｇ／ｃｍ３）を配置し、次にＡ：Ｂ：Ｃ＝５：６５：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付け６１ｇ／ｍ２、厚さ０．２８２４ｍｍ、密度０．２０ｇ／ｃｍ３）、次にＡ：Ｂ：Ｃ＝１０：６０：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付け６０ｇ／ｍ２、厚さ０．２５８０ｍｍ、密度０．２３ｇ／ｃｍ３）を配置し、ろ材とした。
【００６０】
［実施例３］
実施例１における、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１０：６０：３０の割合で配合し不織布を形成したものをＡ：Ｂ：Ｃ＝１５：５５：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付けは６０ｇ／ｍ２、厚さ０．２５６５ｍｍ、密度０．２３ｇ／ｃｍ３）に変更した以外は実施例１と同様にした。
【００６１】
［実施例４］
実施例２において、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１０：６０：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付け６０ｇ／ｍ２、厚さ０．２５８０ｍｍ、密度０．２３ｇ／ｃｍ３）をＡ：Ｂ：Ｃ＝１５：５５：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付けは６０ｇ／ｍ２、厚さ０．２５６５ｍｍ、密度０．２３ｇ／ｃｍ３）に変えた以外は、実施例２と同様とした。
【００６２】
［実施例５］
実施例１において、ナノファイバーＡを繊維直径４００ｎｍ×長さ０．４ｍｍ（アスペクト比＝１０００）に変更した以外は実施例１と同様とした。
【００６３】
［実施例６］
実施例１において、ナノファイバーを含まない層を構成する繊維の繊度を０．２ｄｔｅｘとした以外は、実施例１と同様とした。
【００６４】
［実施例７］
実施例１において、各層を接着樹脂スプレーにより貼り合わせずに積層させた以外は実施例１と同様とした。
【００６５】
［比較例１］
ダスト流入側から、ナノファイバーを含まない層を配置し、次にナノファイバーを含む層として、Ａ：Ｂ：Ｃ＝５：６５：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付け６１ｇ／ｍ２、厚さ０．２８２４ｍｍ、密度０．２０ｇ／ｃｍ３）を配置し、ろ材とした。
【００６６】
［比較例２］
比較例１において、Ａ：Ｂ：Ｃ＝５：６５：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付けは６１ｇ／ｍ２、厚さは０．２８２４ｍｍ、密度は０．２０ｇ／ｃｍ３）をＡ：Ｂ：Ｃ＝１０：６０：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付け６０ｇ／ｍ２、厚さ０．２５８０ｍｍ、密度０．２３ｇ／ｃｍ３）に変更した以外は、比較例１と同様とした。
【００６７】
［比較例３］
実施例１における、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１０：６０：３０の割合で配合し不織布を形成したものをＡ：Ｂ：Ｃ＝５：６５：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付け６１ｇ／ｍ２、厚さ０．２８２４ｍｍ、密度０．２０ｇ／ｃｍ３）に変更した以外は実施例１と同様にした。
【００６８】
［実施例８］
実施例１における、Ａ：Ｂ：Ｃ＝１０：６０：３０の割合で配合し不織布を形成したものをＡ：Ｂ：Ｃ＝２０：５０：３０の割合で配合し不織布を形成したもの（目付け６０ｇ／ｍ２、厚さ０．２５２０ｍｍ、密度０．２４ｇ／ｃｍ３）に変更した以外は実施例１と同様にした。
【００６９】
［比較例４］
実施例１において、ナノファイバーＡを繊維直径１００ｎｍ×長さ０．４ｍｍ（アスペクト比＝４０００）に変更した以外は実施例１と同様とした。
【００７０】
［比較例５］
実施例１において、ナノファイバーＡを繊維直径１０００ｎｍ×長さ０．４ｍｍ（アスペクト比＝４００）に変更した以外は実施例１と同様とした。
【００７１】
［比較例６］
実施例１において、ナノファイバー繊維Ａを繊維直径４００ｎｍ×長さ０．２ｍｍ（アスペクト比＝５００）に変更した以外は実施例１と同様とした。
【００７２】
［比較例７］
実施例１において、ナノファイバー繊維Ａを繊維直径４００ｎｍ×長さ２．０ｍｍ（アスペクト比＝５０００）に変更した以外は実施例１と同様とした。
【００７３】
［比較例８］
実施例１において、ナノファイバーを含まない層を構成する繊維の繊度を０．０６ｄｔｅｘとした以外は、実施例１と同様とした。
【００７４】
［比較例９］
実施例１において、ナノファイバーを含まない層を構成する繊維の繊度を１０ｄｔｅｘとした以外は、実施例１と同様とした。
【００７５】
【表１】
2017170352.tif 000003
【００７６】
【表２】
2017170352.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明によれば、捕集性能に優れ、低圧力損失で目詰まりしにくく長時間使用することが可能な燃料フィルター用ろ材およびその製造方法およびガソリン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。
【図１】
2017170352.tif 000005
【図２】
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