説明

フィルター用不織布

【課題】粉塵の払い落とし性に優れ、さらには機械的特性や剛性に優れるフィルター用不織布を提供する。
【解決手段】本発明は、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0.1〜5.0wt%含有するポリエステル系連続フィラメントからな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、粉塵の払い落とし性に優れ、さらには機械的特性や剛性に優れ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、剛性に優れた不織布がプリーツ形状に加工され、フィルターとして好適に使用されている。中でも特に長繊維からなり熱圧着により一体化されてなる長繊維不織布は、長繊維で構成されるため毛羽立ちが発生しにくく、剛性も高くなるため、好ましく使用されている。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風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損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不織布は、粉塵の捕集性能については十分なものも多いが、粉塵の払い落とし性は不十分なものであった。すなわち、これら不織布においては、一般的な合成繊維が立体的に交差して空隙をつくり、この空隙部分で粉塵を捕集するものであるため、微細な粉塵は捕集された後、払い落としができずに不織布の目が詰まり、フィルターの寿命は十分なものではなかった。
【0004】
例えば特許文献1には、複数のポリエステル系不織布を積層したフィルター用の不織布が提案されている。当該技術によれば目付の高いフィルター用不織布の製造も容易であり、通気性にも優れたフィルター用不織布を得ることができるものと思われる。しかしながら、当該技術で提案された不織布は一般的なポリエステル系繊維からなるものであり、粉塵の払い落とし性を改善するための技術は何ら提案されてはいない。
【0005】
また特許文献2には異形繊維からなるフィルター用複合長繊維不織布が提案されている。当該技術によれば、フィルター用不織布の機械的特性や寸法安定性の向上が図れるとのことであるが、特許文献1と同様、粉塵の払い落とし性の向上については何ら示唆を与えるものではなかった。
【0006】
さらに特許文献3には、部分的に熱圧接した長繊維不織布の表層部の繊維を融着させてなるフィルター用不織布が提案されている。当該技術によれば、長期に亘る使用によっても毛羽発生の少ないフィルター用不織布を得ることができるとのことである。また不織布表層部の繊維が融着しているため粉塵の払い落とし性は向上すると推察される。しかしながら、一般に不織布の構成繊維の融着部が増えて、繊維の表面積が減少した場合には粉塵との接触面積が減少して捕集性能は低下するものである。また繊維が融着し、繊維間の空隙が少なくなると圧力損失が上昇してしまうという問題もあり、捕集性能や圧力損失に優れたものではなかった。さらには一度製作した部分的熱圧接長繊維不織布を、熱ロールで再度加工する必要があり、生産性も高いものではなかった。
【0007】
さらにまた特許文献4にはポリエステル系不織布の表面のくぼみ深さを特定の値としたエアーフィルター用不織布が提案されている。当該技術によれば、不織布表面の凸凹程度を小さくすることにより、不織布表面からの粉塵の払い落とし性を向上させることができる。しかしながら、当該技術においては不織布表面のくぼみ深さを浅くすることのみにより、粉塵の払い落とし性を向上させようとするものであり、その払い落とし性能は必ずしも十分なものではなく、構成繊維そのものの粉塵払い落とし性については何ら示唆を与えるものではなかった。
【特許文献1】特開2004−124317号公報
【特許文献2】特開2001−276529号公報
【特許文献3】特開2005−7268号公報
【特許文献4】特許第3339283号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、粉塵の払い落とし性に優れ、さらには機械的特性や剛性に優れるフィルター用不織布に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
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)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0.1〜5.0wt%含有するポリエステル系フィラメントからなることを特徴とするフィルター用不織布。
【0010】
(2)鞘成分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0.1〜5.0wt%含有するポリエステル系芯鞘型フィラメントからなることを特徴とするフィルター用不織布。
【0011】
(3)部分的熱圧着により一体化されてなり、該部分的熱圧着の圧着面積率が5〜50%であることを特徴とする前記(1)または(2)に記載のフィルター用不織布。
【0012】
(4)前記フィルター用不織布の剛軟度が2〜80mNであることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載のフィルター用不織布。
【0013】
(5)プリーツフィルターに用いることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載のフィルター用不織布。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、粉塵の払い落とし性に優れ、さらには機械的特性や剛性に優れ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】
本発明におけるフィルター用不織布は、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0.1〜5.0wt%含有するポリエステル系フィラメントからなるものである。
【0016】
フィラメントを構成するポリエステル系樹脂は特に限定されず、公知のポリエステル系樹脂、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンレテフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリ乳酸、それらの混合物や共重合ポリエステル等を用いることができる。
【0017】
なお、後述するようにフィラメントの断面形状も特に限定されず、芯鞘型、海島型、サイドバイサイド型等の複合フィラメントであってもよい。複合フィラメントの場合、いずれの成分もポリエステル系樹脂であることが好ましい。
【0018】
前記ポリエステル系フィラメントとしては、高融点成分の周りに低融点成分を配した芯鞘型フィラメントが最も好ましいものである。ここで高融点成分:低融点成分の含有比率は、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。またさらに前記高融点成分としては、ポリエチレンテレフタレートを含んでなるものが好ましく、主成分として含むものがさらに好ましい。ここで主成分としての含有率は、50重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましく、90重量%以上であることがさらに好ましいものである。また前記低融点成分としては、共重合ポリエステルまたはポリブチレンテレフタレートを含んでなるものが好ましく、主成分として含むものがさらに好ましい。ここで主成分としての含有率は、50重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましく、90重量%以上であることがさらに好ましいものである。前記低融点成分として最も好ましいものは共重合ポリエステルを主成分として含むものである。さらに前記共重合ポリエステルの共重合成分としてはイソフタル酸、アジピン酸が特に好ましい。
【0019】
また、前記高融点成分と低融点成分の融点の差は、15℃以上であることが好ましく、20℃以上であることがより好ましい。なお本発明における樹脂の融点は、示差走査型熱量計を用い、昇温速度20℃/分の条件で測定し、得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度とする。また示差走査型熱量計において融解吸熱曲線が極値を示さない樹脂については、ホットプレート上で加熱し、顕微鏡観察により樹脂が溶融した温度を融点とする。
【0020】
本発明において高融点成分の周りに低融点成分を配した芯鞘型フィラメントとは、高融点成分の周りを低融点成分が完全に被覆してなるもの、さらには高融点成分の周りに低融点成分を断続的に配してなるものが好ましい形態である。芯鞘型フィラメントを採用すると、フィラメントを一体化して不織布を形成する際に、鞘成分である低融点成分のみが溶融し、芯成分である高融点成分は溶融しないため熱的ダメージを受けにくく、一体化が容易であるため好ましいものである。
【0021】
なお、本発明におけるポリエステル系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、扁平型、あるいはX型、Y型等の異形型、多角型、多葉型、等が好ましい形態であり、芯鞘型フィラメントを採用する場合は断面形状に関わらず、その鞘成分が一体化に寄与しやすいように、フィラメントの外周部に存在すればよい。
【0022】
本発明における前記ポリエステル系フィラメントは、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0.1〜5.0wt%含有してなるものである。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0.1〜5.0wt%含有することにより、ポリエステル系フィラメントはその繊維表面の摩擦抵抗が小さくなり、フィルター用不織布として使用した場合、捕集した粉塵が繊維表面から払い落としやすくなるものである。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。含有量が0.1wt%以上であれば、粉塵の払い落とし効果は十分なものとなる。含有量が5.0wt%以下であれば、紡糸性が不安定になることもなく好ましい。
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、フィラメント表面や表面付近に存在することが好ましいから、芯鞘型フィラメントにおいて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。本発明において芯鞘型フィラメントを採用し、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最も好ましい形態である。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鞘成分に含有する場合は、鞘成分の樹脂のみに前記量の脂肪族ビスアミド、アルキル置換型の脂肪族モノアミド、または両者を含有させればよい。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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樹脂に添加する方法は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。なお前記ポリエステル系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。
【0026】
本発明において、前記ポリエステル系フィラメントの単繊維繊度は1〜10デシテックスが好ましい範囲である。ポリエステル系フィラメントの単繊維繊度が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方向である。またポリエステル系フィラメントの単繊維繊度が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方向である。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。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本の繊維の直径を測定し、それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して算出した繊維径を、ポリマーの密度で補正し、小数点第一位を四捨五入して求められるものをいう。
【0027】
本発明のフィルター用不織布は、前記ポリエステル系フィラメントで構成されるウェブが部分的熱圧着により一体化されてなるものが好ましい。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5〜70℃低いことが好ましく、10〜60℃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方向である。70℃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方向である。
【0028】
また、本発明のフィルター用不織布における部分的熱圧着の、圧着面積率は熱圧着部の不織布全体の面積に占める割合のことであり、不織布全面積に対して5〜50%が好ましい範囲である。前記圧着面積率が5%以上であれば、不織布の強度が十分に得られる傾向となり、さらに表面が毛羽立ちにくくなるため好ましい。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傾向が少なくなり好ましい。より好ましい圧着面積率は6〜40%であり、最も好ましい圧着面積率は8〜30%である。
【0029】
熱圧着部はくぼみを形成しており、不織布を構成する熱可塑性連続フィラメント同士が熱と圧力によって融着して形成されている。すなわち、他の部分に比べて熱可塑性連続フィラメントが融着して凝集している部分が熱圧着部である。熱圧着する方法として熱エンボスロールによる接着を採用した場合には、エンボスロールの凸部により熱可塑性連続フィラメントが融着して凝集している部分が熱圧着部となる。例えば、表面に複数の平行に配置された直線的溝が形成されている一対の上側ロールと下側ロールからなり、その上側ロールの溝とその下側ロールの溝とがある角度で交叉するように設けられているエンボスロールを用いる場合、熱圧着部とは上側ロールの凸部と下側ロールの凸部とで熱圧着されて不織布の熱可塑性連続フィラメントが凝集された部分をいう。この場合、上側の凸部と下側の凹部あるいは上側の凹部と下側の凸部とで圧接される部分はここでいう熱圧着部には含まれない。また、例えば、上側または下側のみに所定のパターンの凹凸を有するロールを用いて、他のロールは凹凸の無いフラットロールを用いる場合においては、熱圧着部とは凹凸を有するロールの凸部とフラットロールとで熱圧着されて不織布の熱可塑性連続フィラメントが凝集された部分をいう。
【0030】
本発明のフィルター用不織布における熱圧着部の形状は特に規定されるものではなく、表面に複数の平行に配置された直線的溝が形成されている一対の上側ロールと下側ロールからなり、その上側ロールの溝とその下側ロールの溝とがある角度で交叉するように設けられているエンボスロールにおいて、上側ロールの凸部と下側ロールの凸部とで熱圧着された場合や、上側または下側のみに所定のパターンの凹凸を有するロールを用いて、他のロールは凹凸の無いフラットロールを用いる場合においても、その熱圧着部の形状は円形、三角形、四角形、平行四辺形、楕円形、菱形などでもよい。これらの熱圧着部分の配列は、特に規定されるものではなく、等間隔に配されたもの、ランダムに配されたもの、異なる形状が混在したものでもよい。なかでも、不織布の均一性の点から、熱圧着部分が等間隔に配されるものが好ましい。さらに不織布を剥離することなく部分的な熱圧着をする点で、表面に複数の平行に配置された直線的溝が形成されている一対の上側ロールと下側ロールからなり、その上側ロールの溝とその下側ロールの溝とがある角度で交叉するように設けられているエンボスロールにおいて、上側ロールの凸部と下側ロールの凸部とで熱圧着され形成される平行四辺形のものが好ましい。
【0031】
本発明におけるフィルター用不織布は2〜80mNの剛軟度を有することが好ましい。剛軟度が2mN以上であれば、不織布の強度や形態保持性が良好となる傾向であり好ましい。特にプリーツ加工性が良好となる傾向であり好ましい。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、本発明のフィルター用不織布においては、80mNを上回る値とするのは困難である。より好ましい剛軟度は2〜35mNであり、さらに好ましい剛軟度は2〜25mNであり、一層好ましくは5〜25mN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L38.1mm(有効試料長25.4mm)、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。これはプリーツ加工が不織布の長手方向に施されるからである。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=38.1mm)に合わせてチャックを固定する。この場合、試料長の1/2”(0.5インチ=12.7mm)はチャックに1/4”(0.25インチ=6.35mm)、試料の自由端にて振子の先端に1/4”(0.25インチ=6.35mm)、がかかるため測定にかかる有効試料長は試験片長さLから1/2”(0.5インチ=12.7mm)差し引いたものとなる。次に振り子Bの支点から下部のおもり取付孔a,b,c(mm)に適当なおもりW,W,W(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。測定は試験片20点につき表裏各5回、合計200回実施する。得られた目盛りRGの値から下記式を用いて剛軟度の値を小数点以下第二位を四捨五入してそれぞれ求める。試料の剛軟度(mN)は、200回の測定の平均値を、小数点以下第一位を四捨五入して算出するものである。
【0032】
【数1】

【0033】
また、本発明のフィルター用不織布の目付は90〜350g/mの範囲が好ましい。目付が90g/mを下回る場合は、剛性が低くなり捕集性能も低下する傾向であり好ましくない方向である。目付が350g/mを超える場合には、目付が高すぎるため圧力損失が上昇する傾向であり、さらにはコスト面からも好ましくない方向である。より好ましい目付の範囲は100〜320g/m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。
【0034】
本発明のフィルター用不織布は、スパンボンド法にて製造される長繊維不織布であることが好ましい。スパンボンド法にて製造される長繊維不織布は、不織布の長手方向の剛性に優れるため、プリーツ形状で使用する際には特に好ましいものとなる。ここでスパンボンド法とは、溶融した原料ポリマーをノズルより押し出し、これを高速吸引ガスにより2500〜5000m/分の速度で吸引延伸してフィラメントとし、これを帯電開繊し移動コンベア上に堆積捕集させて繊維ウェブとし、この繊維ウェブを連続的に熱圧着させることにより一体化されたシートとする方法である。
【0035】
本発明のフィルター用不織布は、粉塵の捕集性能が30〜90%であるものが好ましく、35〜90%のものがより好ましい。ここで、粉塵の捕集性能は以下の測定方法、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。捕集効率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/(2.83×10−4(0.01ft))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。
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)。
【0036】
本発明のフィルター用不織布は、粉塵払い落とし性試験における運転時間が1000〜5000時間のものが好ましく、1500〜4000時間のものがより好ましい。ここで粉塵の払い落とし性試験は以下の測定方法、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2に示す粉塵払い落とし性試験装置で測定するものである。この試験装置は、試験サンプルMをセットするサンプルホルダー1の上流側にダスト供給装置8が連結され、下流側に流量計3、流量調整バルブ4、ブロワ5、パルスジェット装置9を連結した構成となっている。なお試験サンプルの評価面積は0.01mとする。また、サンプルホルダー1に圧力計10が接続されており、サンプルMの圧力損失が測定できるようになっている。粉塵払い落とし性の試験にあたっては、ダスト供給装置8よりJIS15種の標準粉体を20g/mの濃度になるように供給し、フィルター通過速度が1.5m/minになるように流量調整バルブ4で風量を調整して、ダストを一定濃度で連続的に供給し、サンプルの圧力損失が1500Paに到達したら、パルスジェット装置9より、0.5MPaの圧縮空気を0.1sec噴射し、サンプルに付着した粉塵の払い落としを実施する。この粉塵払い落とし回数が200回に到達するまでの運転時間(hr)をそれぞれ測定し、3回の試験結果の平均値を求め、一の位を四捨五入した値を運転時間(hr)とするものである。
【0037】
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。従ってプリーツ状のフィルターとして使用するのが好ましい形態である。
【0038】
本発明のフィルター用不織布はフィルター用途として広く用いられるが、機械的強度や剛性に優れ、かつ粉塵の払い落とし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】
【0039】
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。
【0040】
(1)融点(℃)
パーキンエルマ社製示差走査型熱量計DSC−2型を用い、昇温速度20℃/分の条件で測定し、得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度を融点とした。また示差走査型熱量計において融解吸熱曲線が極値を示さない樹脂については、ホットプレート上で加熱し、顕微鏡観察により樹脂が溶融した温度を融点とした。
【0041】
(2)固有粘度IV
ポリエステルの固有粘度は以下の方法で測定した。
オルソクロロフェノール100mlに対し試料8gを溶解し、温度25℃においてオストワルド粘度計を用いて相対粘度ηを下記式により求めた。
η=η/η=(t×d)/(t×d
ここで、η:ポリマー溶液の粘度
η:オルソクロロフェノールの粘度
t:溶液の落下時間(秒)
d:溶液の密度(g/cm
:オルソクロロフェノールの落下時間(秒)
:オルソクロロフェノールの密度(g/cm
ついで、相対粘度ηから下記式、
IV=0.0242η+0.2634
により固有粘度IVを算出した。
【0042】
(3)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本の繊維の直径を測定し、それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して算出した繊維径を、ポリマーの密度で補正し、小数点第一位を四捨五入して求めた。
【0043】
(4)目付(g/m
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。
【0044】
(5)引張強力(N/5cm)
サンプルサイズ5cm×30cmの試料をつかみ間隔20cm、引張速度10cm/minの条件でシート縦方向、横方向とも3個のサンプルについて定速伸長型引張試験機にて引張試験を行い、サンプル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、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。
【0045】
(6)捕集性能(%)
粉塵の捕集性能は、以下の方法で測定した。
【0046】
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。捕集効率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/(2.83×10−4(0.01ft))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効率(%)を求めた。
捕集効率(%)=〔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)。
【0047】
(7)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L38.1mm(有効試料長25.4mm)、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=38.1mm)に合わせてチャックを固定する。この場合、試料長の1/2”(0.5インチ=12.7mm)はチャックに1/4”(0.25インチ=6.35mm)、試料の自由端にて振子の先端に1/4”(0.25インチ=6.35mm)、がかかるため測定にかかる有効試料長は試験片長さLから1/2”(0.5インチ=12.7mm)差し引いたものとなる。次に振り子Bの支点から下部のおもり取付孔a,b,c(mm)に適当なおもりW,W,W(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。測定は試験片20点につき表裏各5回、合計200回実施する。得られた目盛りRGの値から下記式を用いて剛軟度の値を小数点以下第二位を四捨五入してそれぞれ求める。試料の剛軟度(mN)は、200回の測定の平均値を、小数点以下第一位を四捨五入して算出するものである。
【0048】
【数2】

【0049】
(8)粉塵の払い落とし性
粉塵の払い落とし性は以下の方法で測定した。
【0050】
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2に示す粉塵払い落とし性試験装置で測定した。この試験装置は、試験サンプルMをセットするサンプルホルダー1の上流側にダスト供給装置8が連結され、下流側に流量計3、流量調整バルブ4、ブロワ5、パルスジェット装置9を連結した構成となっている。なお試験サンプルの評価面積は0.01mとした。また、サンプルホルダー1に圧力計10が接続されており、サンプルMの圧力損失が測定できるようになっている。粉塵払い落とし性の試験にあたっては、ダスト供給装置8よりJIS15種の標準粉体を20g/mの濃度になるように供給し、フィルター通過速度が1.5m/minになるように流量調整バルブ4で風量を調整して、ダストを一定濃度で連続的に供給し、サンプルの圧力損失が1500Paに到達したら、パルスジェット装置9より、0.5MPaの圧縮空気を0.1sec噴射し、サンプルに付着した粉塵を払い落とした。この粉塵払い落とし回数が200回に到達するまでの運転時間(hr)をそれぞれ測定し、3回の試験結果の平均値を求め、一の位を四捨五入して運転時間(hr)を求めた。
【0051】
実施例1
固有粘度IV0.65、融点260℃のポリエチレンテレフタレート(PET)にエチレンビスステアリン酸アミド(以下EBA、日本油脂株式会社製“アルフロー”(登録商標)H−50T)を0.5wt%添加したものと、固有粘度IV0.66、イソフタル酸共重合率11モル%で融点230℃の共重合ポリエステル(CO−PET)にEBAを0.5wt%添加したものを、それぞれ295℃と280℃で溶融し、ポリエチレンテレフタレートを芯成分、共重合ポリエステルを鞘成分とし、口金温度300℃、芯:鞘=80:20の重量比率で細孔より紡出した後、エジェクターにより紡糸速度4300m/分で紡糸し、公知の方法で糸条を帯電、開繊させ、移動するネットコンベアー上に繊維ウェブとして捕集した。捕集した繊維ウェブを圧着面積率が10%となるエンボスロールで、温度180℃、線圧70kg/cmの条件で熱圧着し、繊度2デシテックス、目付260g/mのスパンボンド不織布を得た。
【0052】
実施例2
固有粘度IV0.65、融点260℃のポリエチレンテレフタレート(PET)と、固有粘度IV0.66、イソフタル酸共重合率11モル%で融点230℃の共重合ポリエステル(CO−PET)にEBAを1.0wt%添加したものを、それぞれ295℃と280℃で溶融し、ポリエチレンテレフタレートを芯成分、共重合ポリエステルを鞘成分とし、口金温度295℃、芯:鞘=82:18の重量比率で細孔より紡出した後、エジェクターにより紡糸速度4400m/分で紡糸し、公知の方法で糸条を帯電、開繊させ、移動するネットコンベアー上に繊維ウェブとして捕集した。捕集した繊維ウェブを圧着面積率が18%となるエンボスロールで、温度200℃、線圧60kg/cmの条件で熱圧着し、繊度3デシテックス、目付260g/mのスパンボンド不織布を得た。
【0053】
実施例3
目付を200g/mとした以外は実施例2と同様の方法でスパンボンド不織布を得た。
【0054】
実施例4
実施例2のEBAを、N−ステアリルステアリン酸アミド(日本化成社製“ニッカアマイドS”(登録商標))に変えたこと以外は、実施例2と同様の条件で、繊度3デシテックス、目付260g/mのスパンボンド不織布を得た。
【0055】
【表1】

【0056】
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、2、3、4の不織布はいずれも引張強力、剛軟度、さらには捕集性能にも優れていた。また粉塵払い落とし性にも優れており、粉塵払い落とし性試験の運転時間は、それぞれ1920時間、1830時間、1780時間、1850時間と良好であった。
【0057】
比較例1
固有粘度IV0.65、融点260℃のポリエチレンテレフタレート(PET)を295℃で溶融し、口金温度300℃で細孔より紡出した後、エジェクターにより紡糸速度4400m/分で紡糸し、移動するネットコンベアー上に繊維ウェブとして捕集した。捕集した繊維ウェブを、圧着面積率が16%となるエンボスロールで、温度240℃、線圧60kg/cmの条件で熱圧着し、繊度2デシテックス、目付260g/mのスパンボンド不織布を得た。
【0058】
比較例2
固有粘度IV0.65、融点260℃のポリエチレンテレフタレート(PET)と、固有粘度IV0.66、イソフタル酸共重合率11モル%で融点230℃の共重合ポリエステル(CO−PET)を、それぞれ295℃と280℃で溶融し、ポリエチレンテレフタレートを芯成分、共重合ポリエステルを鞘成分とし、口金温度300℃、芯:鞘=80:20の重量比率で細孔より紡出した後、エジェクターにより紡糸速度4000m/分で紡糸し、移動するネットコンベアー上に繊維ウェブとして捕集した。捕集した繊維ウェブを、圧着面積率が16%となるエンボスロールで、温度200℃、線圧70kg/cmの条件で熱圧着し、繊度3デシテックス、目付260g/mのスパンボンド不織布を得た。
【0059】
比較例3
固有粘度IV0.65、融点260℃のポリエチレンテレフタレート(PET)を295℃で溶融し、口金温度300℃で細孔より紡出した後、エジェクターにより紡糸速度4400m/分で紡糸し、移動するネットコンベアー上に繊維ウェブとして捕集した。捕集した繊維ウェブを、圧着面積率が3%となるエンボスロールで、温度180℃、線圧30kg/cmの条件で熱圧着し、繊度3デシテックス、目付200g/mのスパンボンド不織布を得た。
【0060】
得られた不織布の特性は表1に示した通りであるが、比較例1、2の不織布はいずれも引張強力、剛軟度、捕集性能には優れていた。しかしながら粉塵払い落とし性には劣るものであり、粉塵払い落とし性試験の運転時間はいずれも1000時間未満であった。比較例3の不織布は、引張強力、剛軟度が低く機械的強度に劣り、さらに捕集性能、粉塵払い落とし性にも劣るものであった。
【産業上の利用可能性】
【0061】
本発明のフィルター用不織布は、粉塵の払い落とし性に優れ、さらには機械的特性や剛性にも優れることから、特に工業用のエア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】
【0062】
【図1】捕集性能測定装置の概略図である。
【図2】粉塵の払い落とし性評価装置の概略図である。
【符号の説明】
【0063】
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 ダスト供給装置
9 パルスジェット装置
10 圧力計
M 測定サンプル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
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0.1〜5.0wt%含有するポリエステル系フィラメントからなることを特徴とするフィルター用不織布。
【請求項2】
鞘成分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0.1〜5.0wt%含有するポリエステル系芯鞘型フィラメントからなることを特徴とするフィルター用不織布。
【請求項3】
部分的熱圧着により一体化されてなり、該部分的熱圧着の圧着面積率が5〜50%であることを特徴とする請求項1または2に記載のフィルター用不織布。
【請求項4】
前記フィルター用不織布の剛軟度が2〜80mNであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のフィルター用不織布。
【請求項5】
プリーツフィルターに用いることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のフィルター用不織布。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2007−237167(P2007−237167A)
【公開日】平成19年9月20日(2007.9.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−25171(P2007−25171)
【出願日】平成19年2月5日(2007.2.5)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【Fターム(参考)】