フィルター用不織布およびそれを用いたフィルター
【課題】後加工によるエレクトレット処理を行わずとも高い捕集性能を有し、使用後の廃棄が容易であるフィルター用不織布を提供する。
【解決手段】本発明は、生分解性連続フィラメントからなる部分的に熱圧着された長繊維不織布であって、フィルター通過速度３．０ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が５０Ｐａ以下、ＱＦ値が０．０２〜０．０９Ｐａ−１で、剛軟度が１〜２５ｍＮであることを特徴とするフィルター用不織布である。
【解決手段】本発明は、生分解性連続フィラメントからなる部分的に熱圧着された長繊維不織布であって、フィルター通過速度３．０ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が５０Ｐａ以下、ＱＦ値が０．０２〜０．０９Ｐａ−１で、剛軟度が１〜２５ｍＮであることを特徴とするフィルター用不織布である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後加工によるエレクトレット処理を行わずとも高い捕集性能を有し、使用後の廃棄が容易であるフィルター用不織布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、粉塵を除去するためのエアーフィルター、あるいは液体フィルターの材料として種々の不織布が提案されている。特に近年では、剛性に優れる熱圧着タイプの長繊維不織布がプリーツ形状のフィルターとして好適に使用されている。プリーツ形状のフィルター材を使用すると濾過面積を広く取れるため濾過流速を低減することが可能であり、粉塵の捕集能力の向上や機械圧力損失の低減を図れるという利点がある。
【０００３】
しかしながら、従来ある熱圧着タイプの長繊維不織布は、粉塵の捕集性能と圧力損失のバランスに優れ、かつプリーツするに十分な剛性を有するものではなかった。これはすなわち従来の技術では、長繊維不織布を構成する繊維の繊維径は細くても１０μｍ程度であり、この繊維の細さによる目開き具合のみで不織布の粉塵捕集性能や圧力損失を制御しようという設計思想をもつものであったためである。
【０００４】
そこで、粉塵捕集性能を向上させるため不織布をエレクトレット化する技術がある。エレクトレットの方法としては、高電圧コロナ処理法、水流帯電法などの方法が用いられているが、不織布を製造する工程の後工程としてエレクトレット処理を行う必要があるため、製造コストがかかるという問題点があった。
【０００５】
一方、既存の空調機器、空気清浄器、キャビンフィルタ、各種家電に組み込まれたフィルタユニットなどは、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイドなどの繊維が組み合わせされて構成されており、使用した後のフィルタユニットは、焼却処理や埋没処理などによって処分していた。
しかしながら、焼却処理では、多額の費用が必要となり、その上、焼却時の排煙や二酸化炭素の発生や有毒ガス発生の可能性があり、大気汚染や地球の温暖化という点で問題があった。また、埋没処理する場合には、濾材を構成する不織布が半永久的にその形状を維持するため、土壌汚染の原因になる可能性があるうえ、廃棄のために極めて広大な土地が必要になるといった問題があった。
【０００６】
前記廃棄物公害問題を解決するため、微生物による代謝分解性や加水分解性を有する素材を用いたエレクトレット濾材の検討がなされている。例えば特許文献１には乳酸重合体からなるエレクトレット濾材が提案されている。当該技術によれば、乳酸重合体を主成分とする繊維からなる不織布に直流コロナ電界を印加し、エレクトレット濾材を製造している。しかし、不織布を製造したのちに後工程としてエレクトレット処理が必要となるため、製造コストがかかるという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献２には生分解性を有する不織布に結晶化促進剤として有機カルボン酸アミドを添加した不織布によって構成されているフィルターが提案されている。当該技術によれば不織布に有機カルボン酸アミドを添加することにより結合材であるポリ乳酸の結晶核の形成を促進し、不織布の剛性が向上した結果、フィルターとして使用したときに風圧等による変形が抑制され、圧力損失の急激な上昇を防ぐことが記載されている。しかし、得られたフィルターは粉塵の捕集性能に優れているものの圧力損失が大きく、捕集性能と圧力損失のバランスは十分なものではなかった。
【０００８】
さらに特許文献３には、生分解性合成繊維からなる積層不織布にヒンダードアミン系添加剤またはトリアジン系添加剤を含有するエレクトレット化されたフィルターが提案されている。当該技術によれば、ヒンダードアミン系添加剤またはトリアジン系添加剤を不織布に添加することにより、特に高いエレクトレット性能を保持させることができると記載されている。しかし、不織布を製造したのちに積層加工およびエレクトレット処理を必要とするため、生産性が高いものではなかった。
【特許文献１】特許第３７１６９９２号公報
【特許文献２】特開２００７−２１４２８号公報
【特許文献３】特開２００３−２６０３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、後加工によるエレクトレット処理を行わずとも高い捕集性能を有し、使用後の廃棄が容易であるフィルター用不織布を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。
すなわち、
（１）生分解性連続フィラメントからなる部分的に熱圧着された長繊維不織布であって、フィルター通過速度３．０ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が５０Ｐａ以下、ＱＦ値が０．０２〜０．０９Ｐａ−１で、縦方向の剛軟度が１〜２５ｍＮであることを特徴とするフィルター用不織布。
【００１１】
（２）前記生分解性連続フィラメントが、脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型脂肪族モノアミドと、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤を含有することを特徴とする前記（１）に記載のフィルター用不織布。
【００１２】
（３）脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型脂肪族モノアミド０．１〜５．０ｗｔ％と、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤０．０５〜１０ｗｔ％を含有することを特徴とする前記（２）に記載のフィルター用不織布。
【００１３】
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載のフィルター用不織布がプリーツ形状に加工されてなることを特徴とするフィルター。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、後加工によるエレクトレット処理を行わずとも高い捕集性能を有し、使用後の廃棄が容易であるフィルター用不織布を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のフィルター用不織布は、生分解性連続フィラメントが部分的に熱圧着されて一体化したものである。
【００１６】
前記生分解性連続フィラメントの原料樹脂としては、自然環境下で、日光、紫外線、熱、水、酵素、微生物等の作用により化学的に分解され、さらには形態的に崩壊するものであれば何ら制限されるものではないが、ポリ乳酸系樹脂、ポリブチレンサクシネート樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、ポリエチレンサクシネート樹脂、ポリグリコール酸樹脂、ポリヒドロキシブチレート系樹脂等が好適に用いられる。またこれらの樹脂を複数種類複合して用いてもよく、複数種共重合して用いてもよい。また前記生分解性樹脂を複合する方法としては、溶融した複数種類の樹脂を混合する方法や、２種類の生分解性樹脂を芯鞘型、あるいはサイドバイサイド型に複合する方法が好ましい方法である。
【００１７】
またさらに、前記生分解性連続フィラメントの原料樹脂は、熱安定性や強度の面から、少なくともポリ乳酸系樹脂を含んでなるものが好ましく、具体的にはポリ乳酸系樹脂の含有量が５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上であることがより好ましい。かかるポリ乳酸系樹脂としては、ポリ（Ｄ−乳酸）と、ポリ（Ｌ−乳酸）と、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸の共重合体、あるいはこれらのブレンド体が好ましいものである。最も好ましいポリ乳酸系樹脂は、構成成分の６０重量％以上がＬ−乳酸からなるポリ乳酸である。
【００１８】
かかるポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量は５万〜３０万が好ましく、より好ましくは７万〜３０万である。重量平均分子量が５万を下回る場合は、繊維の強力が低くなる傾向があり、また、重量平均分子量が３０万を越える場合は、粘度が高いためノズルから押し出したポリマーの曳糸性が乏しく、高速延伸ができにくくなり、究極的には未延伸状態になり、十分な繊維強度を得ることができない傾向がでてくる。
【００１９】
本発明のフィルター用不織布は、ＱＦ値が０．０２〜０．０９Ｐａ−１の範囲にあるものである。ＱＦ値が０．０２Ｐａ−１を下回る場合は、捕集性能、圧力損失が十分でなく好ましくない。また、フィルター用不織布においては、不織布の目付や一体化の方法を考慮すると０．０９Ｐａ−１を上回るようなＱＦ値を得ることは困難である。より好ましいＱＦ値は０．０３〜０．０９Ｐａ−１である。なお、本発明におけるＱＦ値は以下の式により算出し、小数点以下第三位を四捨五入したものである。
ＱＦ値（Ｐａ−１）＝−［ｌｎ（１−[捕集性能（％）]／１００）］／[圧力損失（Ｐａ）]
前記式における捕集性能と圧力損失は以下の測定方法、あるいはこれと同等の結果が得られる測定方法で測定されるものである。すなわち不織布の任意の部分から、１５ｃｍ×１５ｃｍのサンプルを３個採取し、それぞれのサンプルについて、図１に示す捕集性能測定装置で捕集性能と圧力損失を測定するものである。この捕集性能測定装置は、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、ブロワ５を連結した構成となっている。また、サンプルホルダー１にパーティクルカウンター６を接続し、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。捕集性能の測定にあたっては、ポリスチレン粒子を含む溶液（例えばナカライテック製０．３０９Ｕポリスチレン１０重量％溶液）を蒸留水で希釈し（例えばナカライテック製０．３０９Ｕの場合は２００倍まで希釈）、ダスト収納箱２に充填する。次にサンプルＭをホルダー１にセットし、風量をフィルター通過速度が３．０ｍ／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２万〜７万個／（２．８３×１０−４ｍ３（０．０１ｆｔ３））の範囲で安定させ、サンプルＭの上流のダスト個数Ｄ２および下流のダスト個数Ｄ１をパーティクルカウンター６（例えばリオン社製、ＫＣ−０１Ｄ）でダスト粒径０．３〜０．５μｍの範囲についてそれぞれ測定し、下記計算式にて求めた数値の小数点以下第１位を四捨五入した値を捕集性能（％）とするものである。
【００２０】
捕集性能（％）＝〔１−（Ｄ１／Ｄ２）〕×１００
ここで、Ｄ１：下流のダスト個数（３回の合計）
Ｄ２：上流のダスト個数（３回の合計）
また、圧力損失（Ｐａ）は上記捕集性能測定時のサンプルＭの上流と下流の静圧差を圧力計８で読み取り、３サンプルの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して算出するものである。
【００２１】
本発明のフィルター用不織布は１〜２５ｍＮの縦方向の剛軟度を有することが必要である。縦方向の剛軟度が１ｍＮを下回る場合は、不織布の強度や形態保持性が低くなる傾向であり好ましくない。特にプリーツ加工性が低下するため好ましくない。縦方向の剛軟度については不織布の目付や一体化の方法を考慮すると、フィルター用不織布においては、前記ＱＦ値を満たしつつ２５ｍＮを上回る値とするのは困難である。より好ましい縦方向の剛軟度は１〜２０ｍＮであり、さらに好ましくは１〜１５ｍＮである。ここで本発明における剛軟度の測定は、ＪＩＳ−Ｌ１０８５（１９９８年版）の６．１０．３（ａ）に記載のガーレ試験機（例えば株式会社東洋精機製作所製ガーレ・柔軟度試験機）にて実施するものである。ガーレ試験機での剛軟度は以下の方法により求められる。すなわち、試料から長さ３８．１ｍｍ（有効試料長Ｌ２５．４ｍｍ）、幅ｄ２５．４ｍｍの試験片を試料の任意の２０点から採取する。ここで長繊維不織布においては、不織布の長手方向を試料の長さ方向とする。採取した試験片をそれぞれチャックに取り付け、可動アームＡ上の目盛り１−１／２”（１．５インチ＝３．８１ｃｍ）に合わせてチャックを固定する。次に振り子Ｂの支点から下部のおもり取付孔ａ、ｂ、ｃに適当なおもりＷａ、Ｗｂ、Ｗｃ（ｇ）を取り付けて可動アームＡを定速回転させ、試験片が振り子Ｂから離れるときの目盛りＲＧ（ｍｇｆ）を読む。目盛りは小数点以下第一位の桁で読む。ここでおもり取付孔に取り付けるおもりは適宜選択できるものであるが、目盛りＲＧが４〜６になるよう設定するのが好ましい。得られた目盛りＲＧの値から下記式を用いて剛軟度の２０回の平均値を求め、小数点以下第一位を四捨五入して試料の剛軟度Ｂｒ（ｍＮ）を算出するものである。
Ｂｒ＝ＲＧ×（ａＷａ＋ｂＷｂ＋ｃＷｃ）×｛（Ｌ−１２．７）２／ｄ｝×３．３７５×１０−５
本発明において、前記生分解性連続フィラメントは、脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドを含有するものが好ましい。その含有量としては、不織布全重量に対して０．１〜５．０ｗｔ％が好ましい。
【００２２】
本発明では、滑材としての効果を発揮する脂肪族ビスアミドやアルキル置換型の脂肪族モノアミドを、スパンボンド不織布を構成する生分解性繊維の繊維表面に存在させることにより、繊維表面の摩擦抵抗が低減され、捕集した粉塵が繊維表面から離脱しやすくなり、フィルターが目詰まりしにくい傾向となるため好ましいものである。さらに生分解性繊維の繊維間の摩擦抵抗も低減されるため、不織布の柔軟性も向上し製袋加工性も向上する傾向となるものである。さらにまたスパンボンド不織布にエンボスロール等で熱処理を行う際には、熱ロールからの離型性が向上し、操業性を安定させることもできるという効果も奏する。よって本発明のフィルター用不織布においては、脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドを不織布全体に対して０．１〜５．０ｗｔ％含有するスパンボンド不織布を、粉塵と接する面に使用するのが好ましい使用法である。
【００２３】
前記脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドの含有量が０．１ｗｔ％よりも少ない場合は、上記の効果が不十分となる場合があり、含有量が５．０ｗｔ％を超える場合は、紡糸性が不安定となる傾向がある。より好ましい含有量の範囲は０．３〜４．０ｗｔ％、最も好ましい範囲は０．５〜２．０ｗｔ％である。脂肪族ビスアミドまたはアルキル置換型の脂肪族モノアミドをそれぞれ単独で用いてもよいし、両者を併用して含有するものでもよい。両者を併用して含有する場合、両者の含有量の合計が０．１〜５．０ｗｔ％となるように調整するのが好ましく、より好ましい含有量の合計の範囲は０．３〜４．０ｗｔ％、最も好ましい範囲は０．５〜２．０ｗｔ％である。
【００２４】
また、脂肪族ビスアミドやアルキル置換型の脂肪族モノアミドは、繊維表面もしくは表面近傍に存在することが好ましいから、前記生分解性連続フィラメントを芯鞘型繊維とし、その芯鞘型繊維の鞘成分のみにそれらを含有する形態も好ましいものである。本発明において生分解性フィラメントに芯鞘型繊維を採用し、鞘成分のみに脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドを含有させる形態は、芯成分にそれらを含有させる必要がないことから、生産安定性や製造コスト面から好ましい形態である。脂肪族ビスアミド、アルキル置換型の脂肪族アミドを鞘成分に含有する芯鞘型繊維は、鞘成分に前記量の脂肪族ビスアミド、アルキル置換型の脂肪族アミド、または両者を含有させて紡糸すればよい。
【００２５】
なお、本発明における芯鞘型繊維は、芯成分の周りを鞘成分が同心円状に、あるいは偏心円状に被覆してなるもの、さらには芯成分の周りに鞘成分を断続的に配してなるものが最も好ましい形態である。また芯：鞘の重量比率は特に制限されるものではないが、３０：７０〜９５：５の範囲が好ましく、４０：６０〜９０：１０の範囲がより好ましい。
本発明において用いられる脂肪族ビスアミドは特に制限されるものではないが、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、および芳香族系脂肪酸ビスアミド等であり、例えばメチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスバルミチン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド等が挙げられ、これらを複数種類混合して使用してもよい。
【００２６】
また、本発明において用いられるアルキル置換型の脂肪族モノアミドとしては、飽和脂肪酸モノアミドや不飽和脂肪酸モノアミド等のアミド水素をアルキル基で置換した構造の化合物を示し、Ｎ−ラウリルラウリル酸アミド、Ｎ−パルミチルパルミチン酸アミド、Ｎ−ステアリルステアリン酸アミド、Ｎ−ステアリルオレイン酸アミド等が挙げられ、これらを複数種類混合して使用してもよい。
【００２７】
脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドを、紡糸するための原料となる生分解性樹脂に添加する方法は、マスターチップを作製し添加する方法や、溶融直前に粉体を添加する方法など、何ら制限されるものではないが、予め原料樹脂と添加する物質を加熱溶融混合したマスターチップを作製し、これを紡糸の際に原料樹脂に必要量添加して、添加物質量を調整する方法が最も好ましい。
【００２８】
本発明において、前記生分解性連続フィラメントは、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤を少なくとも１種配合することが好ましい。この添加剤を非導電性繊維シートに含有させることにより、特に高いエレクトレット性能を保持させることが可能になる。
【００２９】
上記ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤の添加量は、特に限定されないが、好ましくは不織布全重量に対して０．０５〜１０ｗｔ％の範囲がよく、更に好ましくは０．１〜７ｗｔ％の範囲にするとよい。添加量が０．０５ｗｔ％未満では、目的とする高レベルのエレクトレット性能を得ることが難しく、また１０ｗｔ％を超えるほど多く配合すると、製糸性が悪化し、かつコスト的にも不利になる。ヒンダードアミン系添加剤またはトリアジン系添加剤をそれぞれ単独で用いてもよいし、両者を併用して含有するものでもよい。両者を併用して含有する場合、両者の含有量の合計が０．０５〜１０ｗｔ％となるように調整するのが好ましく、更に好ましい含有量の合計の範囲は０．１〜７ｗｔ％である。
【００３０】
上記２種類の添加剤のうちヒンダードアミン系添加剤としては、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）〕（チバ・ジャパン製、“キマソープ”９４４（登録商標））、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（チバ・ジャパン製、“チヌピン”６２２）、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）（チバ・ジャパン製、“チヌピン”１４４（登録商標））などが挙げられる。
【００３１】
また、トリアジン系添加剤としては、前述の“キマソープ”９４４（登録商標）のほかに、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（チバ・ジャパン製、“チヌピン”１５７７（登録商標））などを挙げることができる。これらのなかでも特にヒンダードアミン系添加剤を使用することが好ましい。
【００３２】
ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤を、紡糸するための原料となる生分解性樹脂に添加する方法は、マスターチップを作製し添加する方法や、溶融直前に粉体を添加する方法など、何ら制限されるものではないが、予め原料樹脂と添加する物質を加熱溶融混合したマスターチップを作製し、これを紡糸の際に原料樹脂に必要量添加して、添加物質量を調整する方法が最も好ましい。
【００３３】
なお、前記生分解性連続フィラメントには、本発明の効果を損なわない範囲で、結晶核剤や艶消し剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、難燃剤、親水剤等を添加してもよい。
【００３４】
本発明において、前記長繊維不織布を構成する生分解性連続フィラメントの繊度は１〜１０デシテックスが好ましい範囲である。生分解性連続フィラメントの繊度が１デシテックスを下回る場合は、不織布の圧力損失が高くなる傾向であり、さらに生産時に糸切れが生じやすいなど生産安定性の面からも好ましくない。また、生分解性連続フィラメントの繊度が１０デシテックスを上回る場合は、不織布の捕集性能が低下する傾向であり、さらに生産時にフィラメントの冷却不良による糸切れが生じやすいなど生産安定性の面からも好ましくない。より好ましい繊度の範囲は、１〜８デシテックスの範囲である。ただし、本発明の性能を損なわない範囲で、１〜１０デシテックス以外の繊維が含まれていてもかまわない。
【００３５】
なお、ここでいう繊度は、不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡等で５００〜３０００倍の写真を撮影し、各サンプルから１０本ずつ、計１００本の繊維を任意に選び出してその太さ（μｍ）を測定する。繊維は断面が円形と仮定し、太さを繊維径とする。それらの平均値の小数点以下第二位を四捨五入して算出した繊維径とポリマーの密度から繊度を算出し、小数点第三位を四捨五入して求める。繊維断面が非円形の場合は、内接円の直径と外接円の直径の平均値を繊維径と仮定し、求める。
【００３６】
さらに、本発明において、前記生分解性連続フィラメントの断面形状は何ら制限されるものではないが、円形、中空丸形、楕円形、あるいはＸ型、Ｙ型等の異形、多角形、多葉形等が好ましい形態である。
【００３７】
本発明における熱圧着部分とは、熱圧着処理によって不織布の厚みが不織布全体の４０％以下に圧縮された部分を指す。本発明においては、この熱圧着部分を有する、すなわち、部分的熱圧着されたものである。
【００３８】
ここで本発明における不織布全体の厚みは、以下の方法によって求められる。すなわち、不織布より幅方向に１ｍ当たり１０個のサンプルを採取し、ＪＩＳ Ｌ１９０６（２００６年度版）に基づいてディスク径１０ｍｍ、荷重１０ｋＰａで測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入してシート全体の厚み（ｍｍ）を求める。
【００３９】
また圧着部分の厚みは、以下の方法によって求められる。不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡で５０〜１０００倍の圧着部分の断面写真を撮影する。圧着部分の厚みを圧着部分１箇所につき３箇所、計３０箇所測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して圧着部分の厚み（ｍｍ）を求める。
【００４０】
さらに、本発明において、熱圧着部分の形状は円形、楕円形、多角形、十字型等の異形、あるいはこれらの組合せ等、何ら制限されるものではないが、縦方向の剛軟度を向上させる効果があることから、縦方向が横方向より長い形状であることが好ましい。
【００４１】
本発明のフィルター用不織布の熱圧着部分の圧着面積率は、不織布全面積に対して５〜５０％が好ましい範囲である。圧着面積率が５％以上であれば、不織布の強度が十分に得られ、さらに表面が毛羽立ちやすくなることがない。圧着面積率が５０％以下であれば、繊維間の空隙が少なくなって圧力損失が上昇し、捕集性能が低下することもない。より好ましい圧着面積率は５〜３０％であり、最も好ましい圧着面積率は５〜１５％である。
熱圧着部分の圧着面積率は、以下の方法によって求められる。すなわち、不織布からランダムに小片サンプル３個を採取し、走査型電子顕微鏡で１枚の写真の中に圧着部分が５箇所以上写るよう倍率を１０〜２００倍に調整したのちに、サンプル１個につき１枚、計３枚の写真を撮影する。写真１枚あたりの圧着部分の面積Ｓ１’を測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して圧着部分の面積Ｓ１（ｍｍ２）を求める。また、撮影した写真の総面積Ｓ２’を測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して写真の総面積Ｓ２（ｍｍ２）を求める。さらに得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の圧着面積率ＲS（％）を求め、小数点以下第一位を四捨五入して算出する。
ＲＳ＝Ｓ１／Ｓ２×１００
不織布を部分的に熱圧着する方法は特に限定されるものではないが、熱エンボスロールによる接着、あるいは超音波発振装置とエンボスロールとの組み合わせによる接着が好ましいものである。特に熱エンボスロールによる接着は、不織布の強度を向上させる点から最も好ましいものである。熱エンボスロールによる熱接着の温度は、不織布の繊維表面に存在する最も融点の低いポリマーの融点より５〜５０℃低いことが好ましく、１０〜４０℃低いことがより好ましい。熱エンボスロールによる熱接着の温度と、不織布の繊維表面に存在する最も融点の低いポリマーの融点の温度差が５℃を下回る場合は、熱接着が強くなり過ぎる傾向であり、好ましくない。５０℃を上回る場合は熱接着が不十分となる場合があり好ましくない。
【００４２】
本発明のフィルター用不織布における熱圧着部分の横方向の長さに対する縦方向の長さの比（以下、縦横比）は０．８〜２０が好ましく、１〜１５がより好ましく、２〜１２がさらに好ましい。前記圧着部分の縦横比が０．８以上であれば、プリーツ加工に必要な不織布の剛性が十分に得られる。圧着部分の縦横比が２０以下であれば、不織布の横方向の繊維接着点が多くなるため、不織布の横方向の引張強力が十分に得られる。なお、本発明において、縦方向とは不織布の長手方向を指し、横方向とは不織布の幅方向を指す。
【００４３】
熱圧着部分の縦横比は、以下の方法によって求められる。すなわち、不織布からランダムに小片サンプル３個を採取し、走査型電子顕微鏡で２０〜１００倍の圧着部分の写真を撮影する。圧着部分の縦方向の最大長さＬ１’および横方向の最大長さＬ２’を圧着部分１箇所につきそれぞれ１箇所、計３箇所ずつ測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して圧着部分の縦方向の長さＬ１（ｍｍ）および横方向の長さＬ２（ｍｍ）を求める。得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の縦横比ＲLを求め、小数点以下第二位を四捨五入して算出する。
ＲＬ＝Ｌ１／Ｌ２
１つの不織布に熱圧着部分の形状が複数ある場合は、熱圧着部分の縦横比は以下の方法によって求められる。すなわち、１つの不織布に熱圧着部分の形状Ａと形状Ｂが存在する場合、前記算出方法に基づき、熱圧着部分Ａの縦方向の長さＬ１Ａ（ｍｍ）、横方向の長さＬ２Ａ（ｍｍ）、熱圧着部分Ｂの縦方向の長さＬ１Ｂ（ｍｍ）、横方向の長さＬ２Ｂ（ｍｍ）を求める。
【００４４】
また熱圧着部分の圧着面積率についても、前記圧着面積率の算出方法に基づき、熱圧着部分Ａの面積Ｓ１Ａ（ｍｍ２）、熱圧着部分Ｂの面積Ｓ１Ｂ（ｍｍ２）、写真の総面積Ｓ２（ｍｍ２）を求め、さらに得られた値から下記式を用いて熱圧着部分Ａの圧着面積率ＲＳＡ（％）、熱圧着部分Ｂの圧着面積率ＲＳＢ（％）を算出する。
ＲＳＡ＝Ｓ１Ａ／Ｓ２×１００
ＲＳＢ＝Ｓ１Ｂ／Ｓ２×１００
得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の縦横比ＲＬを求め、小数点以下第二位を四捨五入して算出する。
ＲＬ＝［｛ＲＳＡ／（ＲＳＡ＋ＲＳＢ）｝×Ｌ１Ａ／Ｌ２Ａ］＋［｛ＲＳＢ／（ＲＳＡ＋ＲＳＢ）｝×Ｌ１Ｂ／Ｌ２Ｂ］
本発明のフィルター用不織布の目付は９０〜３５０ｇ／ｍ２の範囲が好ましい。目付が９０ｇ／ｍ２以上であると、剛性が得られ捕集性能が低下する傾向がない。目付が３５０ｇ／ｍ２以下であれば、目付が高すぎて圧力損失が上昇する可能性が低く、さらにはコスト面からも好ましい方向である。より好ましい目付の範囲は１００〜３２０ｇ／ｍ２である。さらに好ましくは１５０〜２６０ｇ／ｍ２である。ここでいう目付は、縦５０ｃｍ×横５０ｃｍのサイズの試料を３個採取して各重量をそれぞれ測定し、得られた値の平均値を単位面積当たりに換算、小数点以下第一位を四捨五入することで求められる。
【００４５】
本発明のフィルター用不織布の引張強力は縦方向が５０Ｎ／５ｃｍ以上、横方向が１５Ｎ／５ｃｍ以上が好ましい。縦方向の引張強力が５０Ｎ／５ｃｍ、横方向の引張強力が１５Ｎ／５ｃｍを下回る場合、プリーツ加工時にシートが破断する恐れがある。より好ましい引張強力の範囲は、縦方向が６０Ｎ／５ｃｍ以上、横方向が２０Ｎ／５ｃｍ以上である。さらに好ましくは縦方向が７０Ｎ／５ｃｍ以上、横方向が２５Ｎ／５ｃｍ以上である。
なお、本発明において、縦方向とは不織布の長手方向を指し、横方向とは不織布の幅方向を指す。
【００４６】
ここでいう引張強力は、不織布からランダムに５ｃｍ×３０ｃｍの試料を3個採取して、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎの条件で縦方向、横方向とも定速伸長型引張試験機にて引張試験を行い、試料が破断するまで引っ張ったときの最大強力を引張強力とする。シート縦方向、横方向それぞれ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する。
【００４７】
次に本発明のフィルター用不織布の製造方法について説明する。
【００４８】
本発明のフィルター用不織布は長繊維不織布であり、この長繊維不織布はスパンボンド法にて製造されるものが好ましい。本発明のフィルター用不織布の製造方法の好ましい形態は、生分解性重合体を紡糸口金から溶融押し出し後、これをエアサッカーにより牽引、延伸して生分解性連続フィラメントとし、これを開繊し移動捕集面上に堆積させて繊維ウェブを形成し、熱エンボスロールにて部分的熱圧着を施すことにより不織布を形成するものである。熱エンボス処理については、前述のとおりである。また、脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型脂肪族モノアミド、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤の添加方法についても、前述のとおりである。
【００４９】
本発明のフィルター用不織布は剛性に優れているため、プリーツ形状への加工も容易であり、またプリーツ形態の保持性にも優れている。従って、本発明のフィルター用不織布はプリーツ形状のフィルターとして使用するのが好ましい。
【００５０】
本発明のフィルター用不織布の使用用途は何ら制限されるものではないが、機械的強度や剛性に優れ、かつ粉塵の捕集性能に優れることから、工業用のフィルターとして好ましく使用される。特に好ましくは、プリーツ形状の円筒型ユニットとして、集塵機等のバグフィルターや放電加工機等の液体フィルター用途に使用されるもの、さらにはガスタービンや自動車エンジン等の吸気エアーを清浄にするために用いられる吸気用フィルターに使用されるものである。中でも特に集塵機用のバグフィルターにおいては、使用中にフィルター表層に堆積した粉塵を除去するため、逆洗エアーによる払い落とし処理を実施するため、強度に優れる本発明の不織布は好ましいものである。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例に基づき本発明につき具体的に説明するが、本発明がこれら実施例によって限定されるものではない。なお、下記実施例における各特性値は、次の方法で測定したものである。
【００５２】
（１）繊度（デシテックス）
不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡で５００〜３０００倍の写真を撮影し、各サンプルから１０本ずつ、計１００本の繊維を任意に選び出し、その太さを測定した。繊維は断面が円形と仮定し、太さを繊維径（μｍ）とした。それらの平均値の小数点以下第二位を四捨五入して算出した繊維径とポリマーの密度から繊度を算出し、小数点第三位を四捨五入して求めた。繊維断面が非円形の場合は、内接円の直径と外接円の直径の平均値を繊維径と仮定し、求めた。
【００５３】
（２）目付（ｇ／ｍ２）
不織布からランダムに縦方向５０ｃｍ×横方向５０ｃｍの試料を３個採取して、各試料の重量をそれぞれ測定し、得られた値の平均値を単位面積当たりに換算し、小数点以下第一位を四捨五入した。
【００５４】
（３）不織布全体の厚み（ｍｍ）
不織布より幅方向に１ｍ当たり１０個のサンプルを採取し、ＪＩＳ Ｌ１９０６（２０００年版）に基づいてディスク径１０ｍｍ、荷重１０ｋＰａで測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して求めた。
【００５５】
（４）熱圧着部分の厚み（ｍｍ）
不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡で５０〜１０００倍の熱圧着部分の断面写真を撮影した。熱圧着部分の厚みを熱圧着部分１箇所につき３箇所、計３０箇所測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して求めた。
【００５６】
（５）熱圧着部分の圧着面積率
不織布からランダムに小片サンプル３個を採取し、走査型電子顕微鏡で１枚の写真の中に圧着部分が５箇所以上写るよう倍率を１０〜２００倍に調整したのちに、サンプル１個につき１枚、計３枚の写真を撮影した。写真１枚あたりの圧着部分の面積Ｓ１’を測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して圧着部分の面積Ｓ１（ｍｍ２）を求めた。また、撮影した写真の総面積Ｓ２’を測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して写真の総面積Ｓ２（ｍｍ２）を求めた。さらに得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の圧着面積率ＲS（％）を求め、小数点以下第一位を四捨五入して算出した。
ＲS＝Ｓ１／Ｓ２×１００
（６）熱圧着部分の縦横比
不織布からランダムに小片サンプル３個を採取し、走査型電子顕微鏡で２０〜１００倍の熱圧着部分の写真を撮影した。熱圧着部分の縦方向の最大長さＬ１’および横方向の最大長さＬ２’を熱圧着部分１箇所につきそれぞれ１箇所、計３箇所ずつ測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して圧着部分の縦方向の長さＬ１（ｍｍ）および横方向の長さＬ２（ｍｍ）を求めた。得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の縦横比ＲLを求め、小数点以下第二位を四捨五入して算出した。
ＲL＝Ｌ１／Ｌ２
１つの不織布に熱圧着部分の形状が複数ある場合は、熱圧着部分の縦横比は以下の方法によって求めた。すなわち、１つの不織布に熱圧着部分の形状Ａと形状Ｂが存在する場合、前記算出方法に基づき、熱圧着部分Ａの縦方向の長さＬ１Ａ（ｍｍ）、横方向の長さＬ２Ａ（ｍｍ）、熱圧着部分Ｂの縦方向の長さＬ１Ｂ（ｍｍ）、横方向の長さＬ２Ｂ（ｍｍ）を求めた。
また熱圧着部分の圧着面積率についても、前記圧着面積率の算出方法に基づき、熱圧着部分Ａの面積Ｓ１Ａ（ｍｍ２）、熱圧着部分Ｂの面積Ｓ１Ｂ（ｍｍ２）、写真の総面積Ｓ２（ｍｍ２）を求め、さらに得られた値から下記式を用いて熱圧着部分Ａの圧着面積率ＲＳＡ（％）、熱圧着部分Ｂの圧着面積率ＲＳＢ（％）を算出した。
ＲＳＡ＝Ｓ１Ａ／Ｓ２×１００
ＲＳＢ＝Ｓ１Ｂ／Ｓ２×１００
得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の縦横比ＲＬを求め、小数点以下第二位を四捨五入して算出した。
ＲＬ＝［｛ＲＳＡ／（ＲＳＡ＋ＲＳＢ）｝×Ｌ１Ａ／Ｌ２Ａ］＋［｛ＲＳＢ／（ＲＳＡ＋ＲＳＢ）｝×Ｌ１Ｂ／Ｌ２Ｂ］
（７）引張強力（Ｎ／５ｃｍ）
不織布からランダムに５ｃｍ×３０ｃｍの試料を3個採取して、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎの条件で縦方向、横方向とも定速伸長型引張試験機にて引張試験を行い、試料が破断するまで引っ張ったときの最大強力を引張強力とした。シート縦方向、横方向それぞれ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た。
【００５７】
（８）捕集性能（％）、圧力損失（Ｐａ）、ＱＦ値（Ｐａ−１）
粉塵の捕集性能は、以下の方法で測定した。
【００５８】
不織布の任意の部分から、１５ｃｍ×１５ｃｍのサンプルを３個採取し、それぞれのサンプルについて、図１に示す捕集性能測定装置で捕集性能を測定した。この捕集性能測定装置は、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、ブロワ５を連結した構成となっている。また、サンプルホルダー１にパーティクルカウンター６を接続し、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。捕集性能の測定にあたっては、ポリスチレン０．３０９Ｕ １０重量％溶液（ナカライテック製）を蒸留水で２００倍まで希釈し、ダスト収納箱２に充填する。次にサンプルＭをホルダー１にセットし、風量をフィルター通過速度が３．０ｍ／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２万〜７万個／（２．８３×１０−４ｍ３（０．０１ｆｔ３））の範囲で安定させ、サンプルＭの上流のダスト個数Ｄ２および下流のダスト個数Ｄ１をパーティクルカウンター６（リオン社製、ＫＣ−０１Ｄ）でダスト粒径０．３〜０．５μｍの範囲についてそれぞれ測定し、下記計算式にて求めた数値の小数点以下第１位を四捨五入し捕集性能（％）を求めた。
【００５９】
捕集性能（％）＝〔１−（Ｄ１／Ｄ２）〕×１００
ここで、Ｄ１：下流のダスト個数（３回の合計）
Ｄ２：上流のダスト個数（３回の合計）
また圧力損失（Ｐａ）は上記捕集性能測定時のサンプルＭの上流と下流の静圧差を圧力計８で読み取り、３サンプルの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して算出した。
さらにＱＦ値は上記の方法で求めた捕集性能と圧力損失の値を用いて以下の式により算出し、小数点以下第三位を四捨五入したものである。
【００６０】
ＱＦ値（Ｐａ−１）＝−［ｌｎ（１−[捕集性能（％）]／１００）］／[圧力損失（Ｐａ）]
（９）剛軟度（ｍＮ）
剛軟度の測定は、ＪＩＳ−Ｌ１０８５（１９９８年版）の６．１０．３（ａ）に記載のガーレ試験機（株式会社東洋精機製作所製ガーレ・柔軟度試験機）にて実施した。ガーレ試験機での剛軟度は以下の方法により求めた。すなわち、試料から長さ３８．１ｍｍ（有効試料長Ｌ２５．４ｍｍ）、幅ｄ２５．４ｍｍの試験片を試料の任意の２０点から採取する。ここで長繊維不織布においては、不織布の長手方向を試料の長さ方向とする。採取した試験片をそれぞれチャックに取り付け、可動アームＡ上の目盛り１−１／２”（１．５インチ＝３．８１ｃｍ）に合わせてチャックを固定する。次に振り子Ｂの支点から下部のおもり取付孔ａ，ｂ，ｃに適当なおもりＷａ，Ｗｂ，Ｗｃ（ｇ）を取り付けて可動アームＡを定速回転させ、試験片が振り子Ｂから離れるときの目盛りＲＧ（ｍｇｆ）を読む。目盛りは小数点以下第一位の桁で読む。ここでおもり取付孔に取り付けるおもりは、目盛りＲＧが４〜６になるよう設定した。得られた目盛りＲＧの値から下記式を用いて剛軟度の２０回の平均値を求め、小数点以下第一位を四捨五入して試料の剛軟度Ｂｒ（ｍＮ）を算出した。
Ｂｒ＝ＲＧ×（ａＷａ＋ｂＷｂ＋ｃＷｃ）×｛（Ｌ−１２．７）２／ｄ｝×３．３７５×１０−５
実施例１
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂を原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６１】
実施例２
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．１ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４）を０．０５ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６２】
実施例３
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６３】
実施例４
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を５．０ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１０．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６４】
実施例５
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率８％、圧着部分縦横比１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６５】
実施例６
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率３０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６６】
実施例７
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比０．８となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付９０ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６７】
実施例８
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比２０．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付９０ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６８】
実施例９
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比２０．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１７０ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６９】
実施例１０
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１３％、圧着部分縦横比１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００７０】
【表１】
【００７１】
得られた不織布の特性は表１に示した通りであるが、実施例１〜１０の不織布はいずれも引張強力、剛軟度に優れたものであった。また捕集性能と圧力損失にも優れているため、ＱＦ値はそれぞれ、０．０４〜０．０９Ｐａ−１と良好であった。
【００７２】
比較例１
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂を原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１３％、圧着部分縦横比１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００７３】
比較例２
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にタルク（富士タルク工業株式会社製ＬＭＳ１００）を３．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率５０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度３．０４デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。得られた不織布を、純水の水槽に浸積し、サクションポンプで不織布の片側から吸引して純水を十分浸透させたのち脱水し、１１０℃で乾燥し、エレクトレット加工されたポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００７４】
比較例３
重量平均分子量が５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃、熱風温度２６０℃、熱風圧力０．１ＭＰａで紡糸し、ネットコンベア上に捕集することにより、繊度０．０４デシテックス、目付３０ｇ／ｍ２のポリ乳酸メルトブロー不織布を得た。
【００７５】
比較例４
重量平均分子量が５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃、熱風温度２６０℃、熱風圧力０．１ＭＰａで紡糸し、ネットコンベア上に捕集することにより、繊度０．０３デシテックス、目付４０ｇ／ｍ２のポリ乳酸メルトブロー不織布を得た。
また、重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、ネットコンベア上に捕集することにより、繊度６．２３デシテックス、目付３０ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
得られた２種類の不織布を、それぞれ純水の水槽に浸積し、サクションポンプで不織布の片側から吸引して純水を十分浸透させたのち脱水し、１１０℃で乾燥した。引き続き、乾燥後のポリ乳酸メルトブロー不織布にポリ乳酸スパンボンド不織布を積層し、圧着率１０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、エレクトレット加工されたフィルター用不織布を得た。
【００７６】
【表２】
【００７７】
得られた不織布の特性は表２に示した通りであるが、比較例２の不織布は、剛軟度が０であり、フィルターとして必要な剛性に劣るものであった。
【００７８】
比較例２の不織布は、引張強力、剛軟度に優れるものであった。しかしながら捕集性能と圧力損失から求められるＱＦ値は０．０１Ｐａ−１であり、フィルターとしての性能に劣るものであった。
【００７９】
さらに比較例３、４の不織布は、引張強力、剛軟度、および捕集性能と圧力損失から求められるＱＦ値に優れるものであった。しかしながら不織布を製造したのちに積層加工およびエレクトレット処理を必要とするため、生産性が高いものではなかった。なお、比較例４で得られたフィルター用不織布の捕集性能は９９．９９７％であったが、本発明の捕集性能数値記載方法に基づき小数点以下第１位を四捨五入すると１００％となるため、表２には１００％と記載した。また、比較例４のＱＦ値は捕集性能９９．９９７％をもとに算出した。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のフィルター用不織布は粉塵の捕集性能に優れ、さらに圧力損失が低い上に、機械的特性や剛性に優れることから、特に工業用のエアフィルターや液体フィルターとして好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】捕集性能測定装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８２】
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、後加工によるエレクトレット処理を行わずとも高い捕集性能を有し、使用後の廃棄が容易であるフィルター用不織布に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、粉塵を除去するためのエアーフィルター、あるいは液体フィルターの材料として種々の不織布が提案されている。特に近年では、剛性に優れる熱圧着タイプの長繊維不織布がプリーツ形状のフィルターとして好適に使用されている。プリーツ形状のフィルター材を使用すると濾過面積を広く取れるため濾過流速を低減することが可能であり、粉塵の捕集能力の向上や機械圧力損失の低減を図れるという利点がある。
【０００３】
しかしながら、従来ある熱圧着タイプの長繊維不織布は、粉塵の捕集性能と圧力損失のバランスに優れ、かつプリーツするに十分な剛性を有するものではなかった。これはすなわち従来の技術では、長繊維不織布を構成する繊維の繊維径は細くても１０μｍ程度であり、この繊維の細さによる目開き具合のみで不織布の粉塵捕集性能や圧力損失を制御しようという設計思想をもつものであったためである。
【０００４】
そこで、粉塵捕集性能を向上させるため不織布をエレクトレット化する技術がある。エレクトレットの方法としては、高電圧コロナ処理法、水流帯電法などの方法が用いられているが、不織布を製造する工程の後工程としてエレクトレット処理を行う必要があるため、製造コストがかかるという問題点があった。
【０００５】
一方、既存の空調機器、空気清浄器、キャビンフィルタ、各種家電に組み込まれたフィルタユニットなどは、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイドなどの繊維が組み合わせされて構成されており、使用した後のフィルタユニットは、焼却処理や埋没処理などによって処分していた。
しかしながら、焼却処理では、多額の費用が必要となり、その上、焼却時の排煙や二酸化炭素の発生や有毒ガス発生の可能性があり、大気汚染や地球の温暖化という点で問題があった。また、埋没処理する場合には、濾材を構成する不織布が半永久的にその形状を維持するため、土壌汚染の原因になる可能性があるうえ、廃棄のために極めて広大な土地が必要になるといった問題があった。
【０００６】
前記廃棄物公害問題を解決するため、微生物による代謝分解性や加水分解性を有する素材を用いたエレクトレット濾材の検討がなされている。例えば特許文献１には乳酸重合体からなるエレクトレット濾材が提案されている。当該技術によれば、乳酸重合体を主成分とする繊維からなる不織布に直流コロナ電界を印加し、エレクトレット濾材を製造している。しかし、不織布を製造したのちに後工程としてエレクトレット処理が必要となるため、製造コストがかかるという問題点があった。
【０００７】
また、特許文献２には生分解性を有する不織布に結晶化促進剤として有機カルボン酸アミドを添加した不織布によって構成されているフィルターが提案されている。当該技術によれば不織布に有機カルボン酸アミドを添加することにより結合材であるポリ乳酸の結晶核の形成を促進し、不織布の剛性が向上した結果、フィルターとして使用したときに風圧等による変形が抑制され、圧力損失の急激な上昇を防ぐことが記載されている。しかし、得られたフィルターは粉塵の捕集性能に優れているものの圧力損失が大きく、捕集性能と圧力損失のバランスは十分なものではなかった。
【０００８】
さらに特許文献３には、生分解性合成繊維からなる積層不織布にヒンダードアミン系添加剤またはトリアジン系添加剤を含有するエレクトレット化されたフィルターが提案されている。当該技術によれば、ヒンダードアミン系添加剤またはトリアジン系添加剤を不織布に添加することにより、特に高いエレクトレット性能を保持させることができると記載されている。しかし、不織布を製造したのちに積層加工およびエレクトレット処理を必要とするため、生産性が高いものではなかった。
【特許文献１】特許第３７１６９９２号公報
【特許文献２】特開２００７−２１４２８号公報
【特許文献３】特開２００３−２６０３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、後加工によるエレクトレット処理を行わずとも高い捕集性能を有し、使用後の廃棄が容易であるフィルター用不織布を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。
すなわち、
（１）生分解性連続フィラメントからなる部分的に熱圧着された長繊維不織布であって、フィルター通過速度３．０ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が５０Ｐａ以下、ＱＦ値が０．０２〜０．０９Ｐａ−１で、縦方向の剛軟度が１〜２５ｍＮであることを特徴とするフィルター用不織布。
【００１１】
（２）前記生分解性連続フィラメントが、脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型脂肪族モノアミドと、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤を含有することを特徴とする前記（１）に記載のフィルター用不織布。
【００１２】
（３）脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型脂肪族モノアミド０．１〜５．０ｗｔ％と、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤０．０５〜１０ｗｔ％を含有することを特徴とする前記（２）に記載のフィルター用不織布。
【００１３】
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載のフィルター用不織布がプリーツ形状に加工されてなることを特徴とするフィルター。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、後加工によるエレクトレット処理を行わずとも高い捕集性能を有し、使用後の廃棄が容易であるフィルター用不織布を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のフィルター用不織布は、生分解性連続フィラメントが部分的に熱圧着されて一体化したものである。
【００１６】
前記生分解性連続フィラメントの原料樹脂としては、自然環境下で、日光、紫外線、熱、水、酵素、微生物等の作用により化学的に分解され、さらには形態的に崩壊するものであれば何ら制限されるものではないが、ポリ乳酸系樹脂、ポリブチレンサクシネート樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、ポリエチレンサクシネート樹脂、ポリグリコール酸樹脂、ポリヒドロキシブチレート系樹脂等が好適に用いられる。またこれらの樹脂を複数種類複合して用いてもよく、複数種共重合して用いてもよい。また前記生分解性樹脂を複合する方法としては、溶融した複数種類の樹脂を混合する方法や、２種類の生分解性樹脂を芯鞘型、あるいはサイドバイサイド型に複合する方法が好ましい方法である。
【００１７】
またさらに、前記生分解性連続フィラメントの原料樹脂は、熱安定性や強度の面から、少なくともポリ乳酸系樹脂を含んでなるものが好ましく、具体的にはポリ乳酸系樹脂の含有量が５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上、さらに好ましくは９０重量％以上であることがより好ましい。かかるポリ乳酸系樹脂としては、ポリ（Ｄ−乳酸）と、ポリ（Ｌ−乳酸）と、Ｄ−乳酸とＬ−乳酸の共重合体、あるいはこれらのブレンド体が好ましいものである。最も好ましいポリ乳酸系樹脂は、構成成分の６０重量％以上がＬ−乳酸からなるポリ乳酸である。
【００１８】
かかるポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量は５万〜３０万が好ましく、より好ましくは７万〜３０万である。重量平均分子量が５万を下回る場合は、繊維の強力が低くなる傾向があり、また、重量平均分子量が３０万を越える場合は、粘度が高いためノズルから押し出したポリマーの曳糸性が乏しく、高速延伸ができにくくなり、究極的には未延伸状態になり、十分な繊維強度を得ることができない傾向がでてくる。
【００１９】
本発明のフィルター用不織布は、ＱＦ値が０．０２〜０．０９Ｐａ−１の範囲にあるものである。ＱＦ値が０．０２Ｐａ−１を下回る場合は、捕集性能、圧力損失が十分でなく好ましくない。また、フィルター用不織布においては、不織布の目付や一体化の方法を考慮すると０．０９Ｐａ−１を上回るようなＱＦ値を得ることは困難である。より好ましいＱＦ値は０．０３〜０．０９Ｐａ−１である。なお、本発明におけるＱＦ値は以下の式により算出し、小数点以下第三位を四捨五入したものである。
ＱＦ値（Ｐａ−１）＝−［ｌｎ（１−[捕集性能（％）]／１００）］／[圧力損失（Ｐａ）]
前記式における捕集性能と圧力損失は以下の測定方法、あるいはこれと同等の結果が得られる測定方法で測定されるものである。すなわち不織布の任意の部分から、１５ｃｍ×１５ｃｍのサンプルを３個採取し、それぞれのサンプルについて、図１に示す捕集性能測定装置で捕集性能と圧力損失を測定するものである。この捕集性能測定装置は、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、ブロワ５を連結した構成となっている。また、サンプルホルダー１にパーティクルカウンター６を接続し、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。捕集性能の測定にあたっては、ポリスチレン粒子を含む溶液（例えばナカライテック製０．３０９Ｕポリスチレン１０重量％溶液）を蒸留水で希釈し（例えばナカライテック製０．３０９Ｕの場合は２００倍まで希釈）、ダスト収納箱２に充填する。次にサンプルＭをホルダー１にセットし、風量をフィルター通過速度が３．０ｍ／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２万〜７万個／（２．８３×１０−４ｍ３（０．０１ｆｔ３））の範囲で安定させ、サンプルＭの上流のダスト個数Ｄ２および下流のダスト個数Ｄ１をパーティクルカウンター６（例えばリオン社製、ＫＣ−０１Ｄ）でダスト粒径０．３〜０．５μｍの範囲についてそれぞれ測定し、下記計算式にて求めた数値の小数点以下第１位を四捨五入した値を捕集性能（％）とするものである。
【００２０】
捕集性能（％）＝〔１−（Ｄ１／Ｄ２）〕×１００
ここで、Ｄ１：下流のダスト個数（３回の合計）
Ｄ２：上流のダスト個数（３回の合計）
また、圧力損失（Ｐａ）は上記捕集性能測定時のサンプルＭの上流と下流の静圧差を圧力計８で読み取り、３サンプルの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して算出するものである。
【００２１】
本発明のフィルター用不織布は１〜２５ｍＮの縦方向の剛軟度を有することが必要である。縦方向の剛軟度が１ｍＮを下回る場合は、不織布の強度や形態保持性が低くなる傾向であり好ましくない。特にプリーツ加工性が低下するため好ましくない。縦方向の剛軟度については不織布の目付や一体化の方法を考慮すると、フィルター用不織布においては、前記ＱＦ値を満たしつつ２５ｍＮを上回る値とするのは困難である。より好ましい縦方向の剛軟度は１〜２０ｍＮであり、さらに好ましくは１〜１５ｍＮである。ここで本発明における剛軟度の測定は、ＪＩＳ−Ｌ１０８５（１９９８年版）の６．１０．３（ａ）に記載のガーレ試験機（例えば株式会社東洋精機製作所製ガーレ・柔軟度試験機）にて実施するものである。ガーレ試験機での剛軟度は以下の方法により求められる。すなわち、試料から長さ３８．１ｍｍ（有効試料長Ｌ２５．４ｍｍ）、幅ｄ２５．４ｍｍの試験片を試料の任意の２０点から採取する。ここで長繊維不織布においては、不織布の長手方向を試料の長さ方向とする。採取した試験片をそれぞれチャックに取り付け、可動アームＡ上の目盛り１−１／２”（１．５インチ＝３．８１ｃｍ）に合わせてチャックを固定する。次に振り子Ｂの支点から下部のおもり取付孔ａ、ｂ、ｃに適当なおもりＷａ、Ｗｂ、Ｗｃ（ｇ）を取り付けて可動アームＡを定速回転させ、試験片が振り子Ｂから離れるときの目盛りＲＧ（ｍｇｆ）を読む。目盛りは小数点以下第一位の桁で読む。ここでおもり取付孔に取り付けるおもりは適宜選択できるものであるが、目盛りＲＧが４〜６になるよう設定するのが好ましい。得られた目盛りＲＧの値から下記式を用いて剛軟度の２０回の平均値を求め、小数点以下第一位を四捨五入して試料の剛軟度Ｂｒ（ｍＮ）を算出するものである。
Ｂｒ＝ＲＧ×（ａＷａ＋ｂＷｂ＋ｃＷｃ）×｛（Ｌ−１２．７）２／ｄ｝×３．３７５×１０−５
本発明において、前記生分解性連続フィラメントは、脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドを含有するものが好ましい。その含有量としては、不織布全重量に対して０．１〜５．０ｗｔ％が好ましい。
【００２２】
本発明では、滑材としての効果を発揮する脂肪族ビスアミドやアルキル置換型の脂肪族モノアミドを、スパンボンド不織布を構成する生分解性繊維の繊維表面に存在させることにより、繊維表面の摩擦抵抗が低減され、捕集した粉塵が繊維表面から離脱しやすくなり、フィルターが目詰まりしにくい傾向となるため好ましいものである。さらに生分解性繊維の繊維間の摩擦抵抗も低減されるため、不織布の柔軟性も向上し製袋加工性も向上する傾向となるものである。さらにまたスパンボンド不織布にエンボスロール等で熱処理を行う際には、熱ロールからの離型性が向上し、操業性を安定させることもできるという効果も奏する。よって本発明のフィルター用不織布においては、脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドを不織布全体に対して０．１〜５．０ｗｔ％含有するスパンボンド不織布を、粉塵と接する面に使用するのが好ましい使用法である。
【００２３】
前記脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドの含有量が０．１ｗｔ％よりも少ない場合は、上記の効果が不十分となる場合があり、含有量が５．０ｗｔ％を超える場合は、紡糸性が不安定となる傾向がある。より好ましい含有量の範囲は０．３〜４．０ｗｔ％、最も好ましい範囲は０．５〜２．０ｗｔ％である。脂肪族ビスアミドまたはアルキル置換型の脂肪族モノアミドをそれぞれ単独で用いてもよいし、両者を併用して含有するものでもよい。両者を併用して含有する場合、両者の含有量の合計が０．１〜５．０ｗｔ％となるように調整するのが好ましく、より好ましい含有量の合計の範囲は０．３〜４．０ｗｔ％、最も好ましい範囲は０．５〜２．０ｗｔ％である。
【００２４】
また、脂肪族ビスアミドやアルキル置換型の脂肪族モノアミドは、繊維表面もしくは表面近傍に存在することが好ましいから、前記生分解性連続フィラメントを芯鞘型繊維とし、その芯鞘型繊維の鞘成分のみにそれらを含有する形態も好ましいものである。本発明において生分解性フィラメントに芯鞘型繊維を採用し、鞘成分のみに脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドを含有させる形態は、芯成分にそれらを含有させる必要がないことから、生産安定性や製造コスト面から好ましい形態である。脂肪族ビスアミド、アルキル置換型の脂肪族アミドを鞘成分に含有する芯鞘型繊維は、鞘成分に前記量の脂肪族ビスアミド、アルキル置換型の脂肪族アミド、または両者を含有させて紡糸すればよい。
【００２５】
なお、本発明における芯鞘型繊維は、芯成分の周りを鞘成分が同心円状に、あるいは偏心円状に被覆してなるもの、さらには芯成分の周りに鞘成分を断続的に配してなるものが最も好ましい形態である。また芯：鞘の重量比率は特に制限されるものではないが、３０：７０〜９５：５の範囲が好ましく、４０：６０〜９０：１０の範囲がより好ましい。
本発明において用いられる脂肪族ビスアミドは特に制限されるものではないが、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、および芳香族系脂肪酸ビスアミド等であり、例えばメチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスバルミチン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド等が挙げられ、これらを複数種類混合して使用してもよい。
【００２６】
また、本発明において用いられるアルキル置換型の脂肪族モノアミドとしては、飽和脂肪酸モノアミドや不飽和脂肪酸モノアミド等のアミド水素をアルキル基で置換した構造の化合物を示し、Ｎ−ラウリルラウリル酸アミド、Ｎ−パルミチルパルミチン酸アミド、Ｎ−ステアリルステアリン酸アミド、Ｎ−ステアリルオレイン酸アミド等が挙げられ、これらを複数種類混合して使用してもよい。
【００２７】
脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドを、紡糸するための原料となる生分解性樹脂に添加する方法は、マスターチップを作製し添加する方法や、溶融直前に粉体を添加する方法など、何ら制限されるものではないが、予め原料樹脂と添加する物質を加熱溶融混合したマスターチップを作製し、これを紡糸の際に原料樹脂に必要量添加して、添加物質量を調整する方法が最も好ましい。
【００２８】
本発明において、前記生分解性連続フィラメントは、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤を少なくとも１種配合することが好ましい。この添加剤を非導電性繊維シートに含有させることにより、特に高いエレクトレット性能を保持させることが可能になる。
【００２９】
上記ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤の添加量は、特に限定されないが、好ましくは不織布全重量に対して０．０５〜１０ｗｔ％の範囲がよく、更に好ましくは０．１〜７ｗｔ％の範囲にするとよい。添加量が０．０５ｗｔ％未満では、目的とする高レベルのエレクトレット性能を得ることが難しく、また１０ｗｔ％を超えるほど多く配合すると、製糸性が悪化し、かつコスト的にも不利になる。ヒンダードアミン系添加剤またはトリアジン系添加剤をそれぞれ単独で用いてもよいし、両者を併用して含有するものでもよい。両者を併用して含有する場合、両者の含有量の合計が０．０５〜１０ｗｔ％となるように調整するのが好ましく、更に好ましい含有量の合計の範囲は０．１〜７ｗｔ％である。
【００３０】
上記２種類の添加剤のうちヒンダードアミン系添加剤としては、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）〕（チバ・ジャパン製、“キマソープ”９４４（登録商標））、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（チバ・ジャパン製、“チヌピン”６２２）、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）（チバ・ジャパン製、“チヌピン”１４４（登録商標））などが挙げられる。
【００３１】
また、トリアジン系添加剤としては、前述の“キマソープ”９４４（登録商標）のほかに、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（チバ・ジャパン製、“チヌピン”１５７７（登録商標））などを挙げることができる。これらのなかでも特にヒンダードアミン系添加剤を使用することが好ましい。
【００３２】
ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤を、紡糸するための原料となる生分解性樹脂に添加する方法は、マスターチップを作製し添加する方法や、溶融直前に粉体を添加する方法など、何ら制限されるものではないが、予め原料樹脂と添加する物質を加熱溶融混合したマスターチップを作製し、これを紡糸の際に原料樹脂に必要量添加して、添加物質量を調整する方法が最も好ましい。
【００３３】
なお、前記生分解性連続フィラメントには、本発明の効果を損なわない範囲で、結晶核剤や艶消し剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、難燃剤、親水剤等を添加してもよい。
【００３４】
本発明において、前記長繊維不織布を構成する生分解性連続フィラメントの繊度は１〜１０デシテックスが好ましい範囲である。生分解性連続フィラメントの繊度が１デシテックスを下回る場合は、不織布の圧力損失が高くなる傾向であり、さらに生産時に糸切れが生じやすいなど生産安定性の面からも好ましくない。また、生分解性連続フィラメントの繊度が１０デシテックスを上回る場合は、不織布の捕集性能が低下する傾向であり、さらに生産時にフィラメントの冷却不良による糸切れが生じやすいなど生産安定性の面からも好ましくない。より好ましい繊度の範囲は、１〜８デシテックスの範囲である。ただし、本発明の性能を損なわない範囲で、１〜１０デシテックス以外の繊維が含まれていてもかまわない。
【００３５】
なお、ここでいう繊度は、不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡等で５００〜３０００倍の写真を撮影し、各サンプルから１０本ずつ、計１００本の繊維を任意に選び出してその太さ（μｍ）を測定する。繊維は断面が円形と仮定し、太さを繊維径とする。それらの平均値の小数点以下第二位を四捨五入して算出した繊維径とポリマーの密度から繊度を算出し、小数点第三位を四捨五入して求める。繊維断面が非円形の場合は、内接円の直径と外接円の直径の平均値を繊維径と仮定し、求める。
【００３６】
さらに、本発明において、前記生分解性連続フィラメントの断面形状は何ら制限されるものではないが、円形、中空丸形、楕円形、あるいはＸ型、Ｙ型等の異形、多角形、多葉形等が好ましい形態である。
【００３７】
本発明における熱圧着部分とは、熱圧着処理によって不織布の厚みが不織布全体の４０％以下に圧縮された部分を指す。本発明においては、この熱圧着部分を有する、すなわち、部分的熱圧着されたものである。
【００３８】
ここで本発明における不織布全体の厚みは、以下の方法によって求められる。すなわち、不織布より幅方向に１ｍ当たり１０個のサンプルを採取し、ＪＩＳ Ｌ１９０６（２００６年度版）に基づいてディスク径１０ｍｍ、荷重１０ｋＰａで測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入してシート全体の厚み（ｍｍ）を求める。
【００３９】
また圧着部分の厚みは、以下の方法によって求められる。不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡で５０〜１０００倍の圧着部分の断面写真を撮影する。圧着部分の厚みを圧着部分１箇所につき３箇所、計３０箇所測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して圧着部分の厚み（ｍｍ）を求める。
【００４０】
さらに、本発明において、熱圧着部分の形状は円形、楕円形、多角形、十字型等の異形、あるいはこれらの組合せ等、何ら制限されるものではないが、縦方向の剛軟度を向上させる効果があることから、縦方向が横方向より長い形状であることが好ましい。
【００４１】
本発明のフィルター用不織布の熱圧着部分の圧着面積率は、不織布全面積に対して５〜５０％が好ましい範囲である。圧着面積率が５％以上であれば、不織布の強度が十分に得られ、さらに表面が毛羽立ちやすくなることがない。圧着面積率が５０％以下であれば、繊維間の空隙が少なくなって圧力損失が上昇し、捕集性能が低下することもない。より好ましい圧着面積率は５〜３０％であり、最も好ましい圧着面積率は５〜１５％である。
熱圧着部分の圧着面積率は、以下の方法によって求められる。すなわち、不織布からランダムに小片サンプル３個を採取し、走査型電子顕微鏡で１枚の写真の中に圧着部分が５箇所以上写るよう倍率を１０〜２００倍に調整したのちに、サンプル１個につき１枚、計３枚の写真を撮影する。写真１枚あたりの圧着部分の面積Ｓ１’を測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して圧着部分の面積Ｓ１（ｍｍ２）を求める。また、撮影した写真の総面積Ｓ２’を測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して写真の総面積Ｓ２（ｍｍ２）を求める。さらに得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の圧着面積率ＲS（％）を求め、小数点以下第一位を四捨五入して算出する。
ＲＳ＝Ｓ１／Ｓ２×１００
不織布を部分的に熱圧着する方法は特に限定されるものではないが、熱エンボスロールによる接着、あるいは超音波発振装置とエンボスロールとの組み合わせによる接着が好ましいものである。特に熱エンボスロールによる接着は、不織布の強度を向上させる点から最も好ましいものである。熱エンボスロールによる熱接着の温度は、不織布の繊維表面に存在する最も融点の低いポリマーの融点より５〜５０℃低いことが好ましく、１０〜４０℃低いことがより好ましい。熱エンボスロールによる熱接着の温度と、不織布の繊維表面に存在する最も融点の低いポリマーの融点の温度差が５℃を下回る場合は、熱接着が強くなり過ぎる傾向であり、好ましくない。５０℃を上回る場合は熱接着が不十分となる場合があり好ましくない。
【００４２】
本発明のフィルター用不織布における熱圧着部分の横方向の長さに対する縦方向の長さの比（以下、縦横比）は０．８〜２０が好ましく、１〜１５がより好ましく、２〜１２がさらに好ましい。前記圧着部分の縦横比が０．８以上であれば、プリーツ加工に必要な不織布の剛性が十分に得られる。圧着部分の縦横比が２０以下であれば、不織布の横方向の繊維接着点が多くなるため、不織布の横方向の引張強力が十分に得られる。なお、本発明において、縦方向とは不織布の長手方向を指し、横方向とは不織布の幅方向を指す。
【００４３】
熱圧着部分の縦横比は、以下の方法によって求められる。すなわち、不織布からランダムに小片サンプル３個を採取し、走査型電子顕微鏡で２０〜１００倍の圧着部分の写真を撮影する。圧着部分の縦方向の最大長さＬ１’および横方向の最大長さＬ２’を圧着部分１箇所につきそれぞれ１箇所、計３箇所ずつ測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して圧着部分の縦方向の長さＬ１（ｍｍ）および横方向の長さＬ２（ｍｍ）を求める。得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の縦横比ＲLを求め、小数点以下第二位を四捨五入して算出する。
ＲＬ＝Ｌ１／Ｌ２
１つの不織布に熱圧着部分の形状が複数ある場合は、熱圧着部分の縦横比は以下の方法によって求められる。すなわち、１つの不織布に熱圧着部分の形状Ａと形状Ｂが存在する場合、前記算出方法に基づき、熱圧着部分Ａの縦方向の長さＬ１Ａ（ｍｍ）、横方向の長さＬ２Ａ（ｍｍ）、熱圧着部分Ｂの縦方向の長さＬ１Ｂ（ｍｍ）、横方向の長さＬ２Ｂ（ｍｍ）を求める。
【００４４】
また熱圧着部分の圧着面積率についても、前記圧着面積率の算出方法に基づき、熱圧着部分Ａの面積Ｓ１Ａ（ｍｍ２）、熱圧着部分Ｂの面積Ｓ１Ｂ（ｍｍ２）、写真の総面積Ｓ２（ｍｍ２）を求め、さらに得られた値から下記式を用いて熱圧着部分Ａの圧着面積率ＲＳＡ（％）、熱圧着部分Ｂの圧着面積率ＲＳＢ（％）を算出する。
ＲＳＡ＝Ｓ１Ａ／Ｓ２×１００
ＲＳＢ＝Ｓ１Ｂ／Ｓ２×１００
得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の縦横比ＲＬを求め、小数点以下第二位を四捨五入して算出する。
ＲＬ＝［｛ＲＳＡ／（ＲＳＡ＋ＲＳＢ）｝×Ｌ１Ａ／Ｌ２Ａ］＋［｛ＲＳＢ／（ＲＳＡ＋ＲＳＢ）｝×Ｌ１Ｂ／Ｌ２Ｂ］
本発明のフィルター用不織布の目付は９０〜３５０ｇ／ｍ２の範囲が好ましい。目付が９０ｇ／ｍ２以上であると、剛性が得られ捕集性能が低下する傾向がない。目付が３５０ｇ／ｍ２以下であれば、目付が高すぎて圧力損失が上昇する可能性が低く、さらにはコスト面からも好ましい方向である。より好ましい目付の範囲は１００〜３２０ｇ／ｍ２である。さらに好ましくは１５０〜２６０ｇ／ｍ２である。ここでいう目付は、縦５０ｃｍ×横５０ｃｍのサイズの試料を３個採取して各重量をそれぞれ測定し、得られた値の平均値を単位面積当たりに換算、小数点以下第一位を四捨五入することで求められる。
【００４５】
本発明のフィルター用不織布の引張強力は縦方向が５０Ｎ／５ｃｍ以上、横方向が１５Ｎ／５ｃｍ以上が好ましい。縦方向の引張強力が５０Ｎ／５ｃｍ、横方向の引張強力が１５Ｎ／５ｃｍを下回る場合、プリーツ加工時にシートが破断する恐れがある。より好ましい引張強力の範囲は、縦方向が６０Ｎ／５ｃｍ以上、横方向が２０Ｎ／５ｃｍ以上である。さらに好ましくは縦方向が７０Ｎ／５ｃｍ以上、横方向が２５Ｎ／５ｃｍ以上である。
なお、本発明において、縦方向とは不織布の長手方向を指し、横方向とは不織布の幅方向を指す。
【００４６】
ここでいう引張強力は、不織布からランダムに５ｃｍ×３０ｃｍの試料を3個採取して、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎの条件で縦方向、横方向とも定速伸長型引張試験機にて引張試験を行い、試料が破断するまで引っ張ったときの最大強力を引張強力とする。シート縦方向、横方向それぞれ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する。
【００４７】
次に本発明のフィルター用不織布の製造方法について説明する。
【００４８】
本発明のフィルター用不織布は長繊維不織布であり、この長繊維不織布はスパンボンド法にて製造されるものが好ましい。本発明のフィルター用不織布の製造方法の好ましい形態は、生分解性重合体を紡糸口金から溶融押し出し後、これをエアサッカーにより牽引、延伸して生分解性連続フィラメントとし、これを開繊し移動捕集面上に堆積させて繊維ウェブを形成し、熱エンボスロールにて部分的熱圧着を施すことにより不織布を形成するものである。熱エンボス処理については、前述のとおりである。また、脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型脂肪族モノアミド、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤の添加方法についても、前述のとおりである。
【００４９】
本発明のフィルター用不織布は剛性に優れているため、プリーツ形状への加工も容易であり、またプリーツ形態の保持性にも優れている。従って、本発明のフィルター用不織布はプリーツ形状のフィルターとして使用するのが好ましい。
【００５０】
本発明のフィルター用不織布の使用用途は何ら制限されるものではないが、機械的強度や剛性に優れ、かつ粉塵の捕集性能に優れることから、工業用のフィルターとして好ましく使用される。特に好ましくは、プリーツ形状の円筒型ユニットとして、集塵機等のバグフィルターや放電加工機等の液体フィルター用途に使用されるもの、さらにはガスタービンや自動車エンジン等の吸気エアーを清浄にするために用いられる吸気用フィルターに使用されるものである。中でも特に集塵機用のバグフィルターにおいては、使用中にフィルター表層に堆積した粉塵を除去するため、逆洗エアーによる払い落とし処理を実施するため、強度に優れる本発明の不織布は好ましいものである。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例に基づき本発明につき具体的に説明するが、本発明がこれら実施例によって限定されるものではない。なお、下記実施例における各特性値は、次の方法で測定したものである。
【００５２】
（１）繊度（デシテックス）
不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡で５００〜３０００倍の写真を撮影し、各サンプルから１０本ずつ、計１００本の繊維を任意に選び出し、その太さを測定した。繊維は断面が円形と仮定し、太さを繊維径（μｍ）とした。それらの平均値の小数点以下第二位を四捨五入して算出した繊維径とポリマーの密度から繊度を算出し、小数点第三位を四捨五入して求めた。繊維断面が非円形の場合は、内接円の直径と外接円の直径の平均値を繊維径と仮定し、求めた。
【００５３】
（２）目付（ｇ／ｍ２）
不織布からランダムに縦方向５０ｃｍ×横方向５０ｃｍの試料を３個採取して、各試料の重量をそれぞれ測定し、得られた値の平均値を単位面積当たりに換算し、小数点以下第一位を四捨五入した。
【００５４】
（３）不織布全体の厚み（ｍｍ）
不織布より幅方向に１ｍ当たり１０個のサンプルを採取し、ＪＩＳ Ｌ１９０６（２０００年版）に基づいてディスク径１０ｍｍ、荷重１０ｋＰａで測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して求めた。
【００５５】
（４）熱圧着部分の厚み（ｍｍ）
不織布からランダムに小片サンプル１０個を採取し、走査型電子顕微鏡で５０〜１０００倍の熱圧着部分の断面写真を撮影した。熱圧着部分の厚みを熱圧着部分１箇所につき３箇所、計３０箇所測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して求めた。
【００５６】
（５）熱圧着部分の圧着面積率
不織布からランダムに小片サンプル３個を採取し、走査型電子顕微鏡で１枚の写真の中に圧着部分が５箇所以上写るよう倍率を１０〜２００倍に調整したのちに、サンプル１個につき１枚、計３枚の写真を撮影した。写真１枚あたりの圧着部分の面積Ｓ１’を測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して圧着部分の面積Ｓ１（ｍｍ２）を求めた。また、撮影した写真の総面積Ｓ２’を測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して写真の総面積Ｓ２（ｍｍ２）を求めた。さらに得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の圧着面積率ＲS（％）を求め、小数点以下第一位を四捨五入して算出した。
ＲS＝Ｓ１／Ｓ２×１００
（６）熱圧着部分の縦横比
不織布からランダムに小片サンプル３個を採取し、走査型電子顕微鏡で２０〜１００倍の熱圧着部分の写真を撮影した。熱圧着部分の縦方向の最大長さＬ１’および横方向の最大長さＬ２’を熱圧着部分１箇所につきそれぞれ１箇所、計３箇所ずつ測定し、それらの平均値の小数点以下第三位を四捨五入して圧着部分の縦方向の長さＬ１（ｍｍ）および横方向の長さＬ２（ｍｍ）を求めた。得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の縦横比ＲLを求め、小数点以下第二位を四捨五入して算出した。
ＲL＝Ｌ１／Ｌ２
１つの不織布に熱圧着部分の形状が複数ある場合は、熱圧着部分の縦横比は以下の方法によって求めた。すなわち、１つの不織布に熱圧着部分の形状Ａと形状Ｂが存在する場合、前記算出方法に基づき、熱圧着部分Ａの縦方向の長さＬ１Ａ（ｍｍ）、横方向の長さＬ２Ａ（ｍｍ）、熱圧着部分Ｂの縦方向の長さＬ１Ｂ（ｍｍ）、横方向の長さＬ２Ｂ（ｍｍ）を求めた。
また熱圧着部分の圧着面積率についても、前記圧着面積率の算出方法に基づき、熱圧着部分Ａの面積Ｓ１Ａ（ｍｍ２）、熱圧着部分Ｂの面積Ｓ１Ｂ（ｍｍ２）、写真の総面積Ｓ２（ｍｍ２）を求め、さらに得られた値から下記式を用いて熱圧着部分Ａの圧着面積率ＲＳＡ（％）、熱圧着部分Ｂの圧着面積率ＲＳＢ（％）を算出した。
ＲＳＡ＝Ｓ１Ａ／Ｓ２×１００
ＲＳＢ＝Ｓ１Ｂ／Ｓ２×１００
得られた値から下記式を用いて熱圧着部分の縦横比ＲＬを求め、小数点以下第二位を四捨五入して算出した。
ＲＬ＝［｛ＲＳＡ／（ＲＳＡ＋ＲＳＢ）｝×Ｌ１Ａ／Ｌ２Ａ］＋［｛ＲＳＢ／（ＲＳＡ＋ＲＳＢ）｝×Ｌ１Ｂ／Ｌ２Ｂ］
（７）引張強力（Ｎ／５ｃｍ）
不織布からランダムに５ｃｍ×３０ｃｍの試料を3個採取して、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／ｍｉｎの条件で縦方向、横方向とも定速伸長型引張試験機にて引張試験を行い、試料が破断するまで引っ張ったときの最大強力を引張強力とした。シート縦方向、横方向それぞれ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た。
【００５７】
（８）捕集性能（％）、圧力損失（Ｐａ）、ＱＦ値（Ｐａ−１）
粉塵の捕集性能は、以下の方法で測定した。
【００５８】
不織布の任意の部分から、１５ｃｍ×１５ｃｍのサンプルを３個採取し、それぞれのサンプルについて、図１に示す捕集性能測定装置で捕集性能を測定した。この捕集性能測定装置は、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、ブロワ５を連結した構成となっている。また、サンプルホルダー１にパーティクルカウンター６を接続し、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。捕集性能の測定にあたっては、ポリスチレン０．３０９Ｕ １０重量％溶液（ナカライテック製）を蒸留水で２００倍まで希釈し、ダスト収納箱２に充填する。次にサンプルＭをホルダー１にセットし、風量をフィルター通過速度が３．０ｍ／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２万〜７万個／（２．８３×１０−４ｍ３（０．０１ｆｔ３））の範囲で安定させ、サンプルＭの上流のダスト個数Ｄ２および下流のダスト個数Ｄ１をパーティクルカウンター６（リオン社製、ＫＣ−０１Ｄ）でダスト粒径０．３〜０．５μｍの範囲についてそれぞれ測定し、下記計算式にて求めた数値の小数点以下第１位を四捨五入し捕集性能（％）を求めた。
【００５９】
捕集性能（％）＝〔１−（Ｄ１／Ｄ２）〕×１００
ここで、Ｄ１：下流のダスト個数（３回の合計）
Ｄ２：上流のダスト個数（３回の合計）
また圧力損失（Ｐａ）は上記捕集性能測定時のサンプルＭの上流と下流の静圧差を圧力計８で読み取り、３サンプルの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して算出した。
さらにＱＦ値は上記の方法で求めた捕集性能と圧力損失の値を用いて以下の式により算出し、小数点以下第三位を四捨五入したものである。
【００６０】
ＱＦ値（Ｐａ−１）＝−［ｌｎ（１−[捕集性能（％）]／１００）］／[圧力損失（Ｐａ）]
（９）剛軟度（ｍＮ）
剛軟度の測定は、ＪＩＳ−Ｌ１０８５（１９９８年版）の６．１０．３（ａ）に記載のガーレ試験機（株式会社東洋精機製作所製ガーレ・柔軟度試験機）にて実施した。ガーレ試験機での剛軟度は以下の方法により求めた。すなわち、試料から長さ３８．１ｍｍ（有効試料長Ｌ２５．４ｍｍ）、幅ｄ２５．４ｍｍの試験片を試料の任意の２０点から採取する。ここで長繊維不織布においては、不織布の長手方向を試料の長さ方向とする。採取した試験片をそれぞれチャックに取り付け、可動アームＡ上の目盛り１−１／２”（１．５インチ＝３．８１ｃｍ）に合わせてチャックを固定する。次に振り子Ｂの支点から下部のおもり取付孔ａ，ｂ，ｃに適当なおもりＷａ，Ｗｂ，Ｗｃ（ｇ）を取り付けて可動アームＡを定速回転させ、試験片が振り子Ｂから離れるときの目盛りＲＧ（ｍｇｆ）を読む。目盛りは小数点以下第一位の桁で読む。ここでおもり取付孔に取り付けるおもりは、目盛りＲＧが４〜６になるよう設定した。得られた目盛りＲＧの値から下記式を用いて剛軟度の２０回の平均値を求め、小数点以下第一位を四捨五入して試料の剛軟度Ｂｒ（ｍＮ）を算出した。
Ｂｒ＝ＲＧ×（ａＷａ＋ｂＷｂ＋ｃＷｃ）×｛（Ｌ−１２．７）２／ｄ｝×３．３７５×１０−５
実施例１
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂を原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６１】
実施例２
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．１ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４）を０．０５ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６２】
実施例３
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６３】
実施例４
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を５．０ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１０．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６４】
実施例５
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率８％、圧着部分縦横比１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６５】
実施例６
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率３０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６６】
実施例７
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比０．８となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付９０ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６７】
実施例８
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比２０．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付９０ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６８】
実施例９
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１０％、圧着部分縦横比２０．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１７０ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００６９】
実施例１０
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にエチレンビスステアリン酸アミド（日本油脂株式会社製“アルフロー”（登録商標）Ｈ−５０Ｌ）を０．５ｗｔ％およびトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１３％、圧着部分縦横比１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００７０】
【表１】
【００７１】
得られた不織布の特性は表１に示した通りであるが、実施例１〜１０の不織布はいずれも引張強力、剛軟度に優れたものであった。また捕集性能と圧力損失にも優れているため、ＱＦ値はそれぞれ、０．０４〜０．０９Ｐａ−１と良好であった。
【００７２】
比較例１
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂を原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率１３％、圧着部分縦横比１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度１．３１デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００７３】
比較例２
重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にタルク（富士タルク工業株式会社製ＬＭＳ１００）を３．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、移動するネット上に捕集、連続的に圧着率５０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、繊度３．０４デシテックス、目付１００ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。得られた不織布を、純水の水槽に浸積し、サクションポンプで不織布の片側から吸引して純水を十分浸透させたのち脱水し、１１０℃で乾燥し、エレクトレット加工されたポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
【００７４】
比較例３
重量平均分子量が５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃、熱風温度２６０℃、熱風圧力０．１ＭＰａで紡糸し、ネットコンベア上に捕集することにより、繊度０．０４デシテックス、目付３０ｇ／ｍ２のポリ乳酸メルトブロー不織布を得た。
【００７５】
比較例４
重量平均分子量が５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃、熱風温度２６０℃、熱風圧力０．１ＭＰａで紡糸し、ネットコンベア上に捕集することにより、繊度０．０３デシテックス、目付４０ｇ／ｍ２のポリ乳酸メルトブロー不織布を得た。
また、重量平均分子量が１５万で、Ｌ−乳酸を９８．８ｗｔ％、Ｄ−乳酸を１．２ｗｔ％含有したポリ乳酸樹脂にトリアジン系添加剤（チバ・ジャパン株式会社製、“キマソープ”９４４（登録商標））を１．０ｗｔ％添加したものを原料とし、紡糸温度２３０℃で、高速圧空にて紡速４４００ｍ／分で紡糸し、ネットコンベア上に捕集することにより、繊度６．２３デシテックス、目付３０ｇ／ｍ２のポリ乳酸スパンボンド不織布を得た。
得られた２種類の不織布を、それぞれ純水の水槽に浸積し、サクションポンプで不織布の片側から吸引して純水を十分浸透させたのち脱水し、１１０℃で乾燥した。引き続き、乾燥後のポリ乳酸メルトブロー不織布にポリ乳酸スパンボンド不織布を積層し、圧着率１０％、圧着部分縦横比１１．０となるようなエンボスロールで温度１２０℃、線圧５０ｋｇ／ｃｍで熱処理を行い、エレクトレット加工されたフィルター用不織布を得た。
【００７６】
【表２】
【００７７】
得られた不織布の特性は表２に示した通りであるが、比較例２の不織布は、剛軟度が０であり、フィルターとして必要な剛性に劣るものであった。
【００７８】
比較例２の不織布は、引張強力、剛軟度に優れるものであった。しかしながら捕集性能と圧力損失から求められるＱＦ値は０．０１Ｐａ−１であり、フィルターとしての性能に劣るものであった。
【００７９】
さらに比較例３、４の不織布は、引張強力、剛軟度、および捕集性能と圧力損失から求められるＱＦ値に優れるものであった。しかしながら不織布を製造したのちに積層加工およびエレクトレット処理を必要とするため、生産性が高いものではなかった。なお、比較例４で得られたフィルター用不織布の捕集性能は９９．９９７％であったが、本発明の捕集性能数値記載方法に基づき小数点以下第１位を四捨五入すると１００％となるため、表２には１００％と記載した。また、比較例４のＱＦ値は捕集性能９９．９９７％をもとに算出した。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明のフィルター用不織布は粉塵の捕集性能に優れ、さらに圧力損失が低い上に、機械的特性や剛性に優れることから、特に工業用のエアフィルターや液体フィルターとして好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】捕集性能測定装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８２】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性連続フィラメントからなる部分的に熱圧着された長繊維不織布であって、フィルター通過速度３．０ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が５０Ｐａ以下、ＱＦ値が０．０２〜０．０９Ｐａ−１で、縦方向の剛軟度が１〜２５ｍＮであることを特徴とするフィルター用不織布。
【請求項２】
前記生分解性連続フィラメントが、脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型脂肪族モノアミドと、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤を含有することを特徴とする請求項１に記載のフィルター用不織布。
【請求項３】
脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型脂肪族モノアミド０．１〜５．０ｗｔ％と、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤０．０５〜１０ｗｔ％を含有することを特徴とする請求項２に記載のフィルター用不織布。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のフィルター用不織布がプリーツ形状に加工されてなることを特徴とするフィルター。
【請求項１】
生分解性連続フィラメントからなる部分的に熱圧着された長繊維不織布であって、フィルター通過速度３．０ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が５０Ｐａ以下、ＱＦ値が０．０２〜０．０９Ｐａ−１で、縦方向の剛軟度が１〜２５ｍＮであることを特徴とするフィルター用不織布。
【請求項２】
前記生分解性連続フィラメントが、脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型脂肪族モノアミドと、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤を含有することを特徴とする請求項１に記載のフィルター用不織布。
【請求項３】
脂肪族ビスアミドおよび／またはアルキル置換型脂肪族モノアミド０．１〜５．０ｗｔ％と、ヒンダードアミン系添加剤および／またはトリアジン系添加剤０．０５〜１０ｗｔ％を含有することを特徴とする請求項２に記載のフィルター用不織布。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のフィルター用不織布がプリーツ形状に加工されてなることを特徴とするフィルター。
【図１】
【公開番号】特開２００９−２４９７６４（Ｐ２００９−２４９７６４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９８９７３（Ｐ２００８−９８９７３）
【出願日】平成２０年４月７日（２００８．４．７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月７日（２００８．４．７）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
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