極細スパンボンド不織布及びその用途
【課題】低圧損でかつ微小ダストを高効率に除去することのできる極細繊維シートとその製造方法およびその用途を提供する。
【解決手段】不織布を構成する繊維束が、同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなり、かつ、下記の式（A）、（B）及び（C）を満足する繊維（ａ）および繊維（ｂ）を含有していることを特徴とするスパンボンド不織布。
（ａ）の繊維径≦１μｍ （A）
（ｂ）の繊維径≧５μｍ （B）
５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００ （C）
【解決手段】不織布を構成する繊維束が、同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなり、かつ、下記の式（A）、（B）及び（C）を満足する繊維（ａ）および繊維（ｂ）を含有していることを特徴とするスパンボンド不織布。
（ａ）の繊維径≦１μｍ （A）
（ｂ）の繊維径≧５μｍ （B）
５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００ （C）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊度が異なる２種の繊維が存在している繊維束から構成されたスパンボンド不織布、および同不織布からなり、低圧損でかつ微小ダストを高効率に除去することが可能なフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、気体や液体に含まれる微粒子を除去するための濾材として、フィラメント、不織布、膜などが濾材として多く使用されている。
【０００３】
膜濾材は、均一な微小孔径を持ち、精密なろ過が可能であるが、表面ろ過となるために、ダストによる圧力損失の上昇が急激であり、フィルター交換を頻繁にする必要がある。
【０００４】
繊維系の濾材は、シート内空間が多いために、捕捉されたダストによる圧力損失の上昇が緩やかであり、フィルター寿命が永いというメリットがある。その一方で、その繊維径や繊維分布状態から、均一で微小孔径を有するシートが容易には得難いという問題点がある。
【０００５】
繊維系濾材は、構成する繊維の直径を細くすることで、高性能化することが可能であり、様々な極細繊維濾材が提案されているが、繊維径が細くなると、通気性が大幅に低下するために、圧力損失が高くなるといった問題がある。
【０００６】
前記の課題を解決する方法として、長繊維不織布、すなわちスパンボンド不織布の技術を用い、スパンボンド不織布を構成する繊維として、２成分以上のポリマーからなる複合繊維を用い、そして、構成するポリマーの一方を、アルカリ減量法や溶剤抽出法に代表されるような化学薬品を使用して除去した不織布を使用する方法が考えられる。このような方法を用いると、極細繊維からなるスパンボンド不織布が得られ、このものは、上記した圧力損失の問題点がかなり解消できることとなる。
【０００７】
しかしながら、このような方法を用いると、除去する成分とは別の成分（すなわち残存させる繊維成分）が好ましくない影響を受けるため、複合繊維を構成する成分の組み合せが大きく限定される場合が多い。更に、この方法により得られる不織布も、まだ圧損の点で十分に満足できるものではない。
【０００８】
一方、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略記することがある）は水溶性のポリマーであって、その基本骨格、分子構造、形態、各種変性等により水溶性の程度を変えることができることが知られている。また、ＰＶＡは生分解性の樹脂であることが確認されている。地球環境的に、合成物を自然界といかに調和させるかが大きな課題となっている現在、このような基本性能を有するＰＶＡおよびＰＶＡ系繊維は多いに注目されている。
【０００９】
本発明者等は、特開２００１−２６２４５６公報（特許文献１）で、溶融紡糸によりＰＶＡと他の熱可塑性ポリマーとの複合長繊維を製造すると同時に得られた同複合長繊維を不織布とする方法について、さらには、得られる複合長繊維不織布からＰＶＡを水で抽出除去して得られる異型断面あるいは極細繊度を有する長繊維不織布について提案している。
本発明者らは、この技術において、さらに低圧損でかつ微小ダストを高効率に除去することが可能な不織布について研究を行った結果、本発明に到達した。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２６２４５６公報（００３９欄および００４０欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、従来の濾材と比較し、圧力損失が低く、使用の際に化学物質などの溶出や繊維の脱落の無い、高捕集性、高寿命のフィルター濾材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、不織布を構成する繊維束が、同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなり、かつ、下記の式（A）、（B）及び（C）を満足する繊維（ａ）および繊維（ｂ）を含有しているスパンボンド不織布が低い圧力損失であることを見出した。
（ａ）の繊維径≦１μｍ （A）
（ｂ）の繊維径≧５μｍ （B）
５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００ （C）
【００１３】
また上記不織布構成繊維表面に１％以下のＰＶＡ（イ）が存在していることで水系のフィルターとして使用する際に初期圧損が低下すること、更にはＰＶＡ（イ）が、エチレン単位を３〜１５モル％含有する変性ＰＶＡであることで複合溶融紡糸性が向上し、より均質で高性能な濾材を得ることができることを見出した。
【００１４】
また、本発明は、不織布を構成する繊維束が、同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなり、かつ、下記の式（A）、（B）及び（C）を満足する繊維（ａ）および繊維（ｂ）を含有しているスパンボンド不織布を以下の工程（１）〜（３）を（１）、（２）、（３）の順序で行い、製造するスパンボンド不織布の製造方法である。
（ａ）の繊維径≦１μｍ （A）
（ｂ）の繊維径≧５μｍ （B）
５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００ （C）
（１）熱可塑性ポリマー（ア）とポリビニルアルコール（イ）を別々の押出機にて溶融混錬し、径の異なる島成分を形成できるノズルパックを用いて複合溶融紡糸し、熱可塑性ポリマー（ア）を島成分とし、ポリビニルアルコール（イ）を海成分とする海島型複合繊維を得て、それをウエブ化する工程、
（２）得られたウエブを、ニードルパンチ処理、水絡処理、エンボス処理およびカレンダー処理から選ばれる少なくとも一つの処理により、シート形態を維持する工程、
（３）シート化したスパンボンドシートからポリビニルアルコール（イ）を水で溶解除去する工程、
【００１５】
さらに、本発明は、本発明のスパンボンド不織布の好適な用途として、液体フィルター、気体フィルター等を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においてシートを構成する繊維束中には、実質的に同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなる、繊度の異なる繊維（ａ）および繊維（ｂ）が存在しており、（ａ）の繊維径は１μｍ以下、（ｂ）の繊維径は５μｍ以上である必要がある。（ａ）の繊維径が１μｍより大きい場合には、濾材として目的とする性能が得られない。また０．１μｍ未満の場合には、加工性などが低下し、安定な生産が困難となる場合があり、０．１μｍ以上が好ましい。特に（ａ）の繊維径としては、０．３〜０．９μｍの範囲が好ましい。また、（ｂ）の繊維径が５μｍ未満の場合には、（ｂ）がシート中で空隙を保持するには十分でなく、圧力損失低減への効果を十分に発現しない。但し、（ｂ）が３０μｍを超える場合には圧力損失低減には寄与するが、一方で捕集性が悪化する場合がある。したがって、３０μｍ以下が好ましい。特に（ｂ）の繊維径としては、５〜１０μｍの範囲が好ましい。
【００１７】
また、繊維（ａ）および繊維（ｂ）は、５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００の範囲にあることが必要であり、５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦５０の範囲が好ましい。｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝が５未満の場合には、すなわち、（ａ）と（ｂ）の繊維径差が少ない場合には、（ｂ）がシート中で空隙を保持するには十分でなく、圧力損失低減への効果を十分に発現しない。また｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝が１００を越える場合には、すなわち（ｂ）の繊維径が（ａ）に対して極端に大きい場合には、圧力損失低減には寄与するが、一方で捕集性が悪化することとなる。特に好ましくは１０〜２０の範囲である。
【００１８】
また、繊維束中の２種類の繊度を持つ繊維（ａ）および（ｂ）の本数比が１０≦｛（ａ）の繊維束中の本数／（ｂ）の繊維束中の本数｝≦５００の範囲であることが好ましく、５０≦｛（ａ）の繊維束中の本数／（ｂ）の繊維束中の本数｝≦３００であることがより好ましい。｛（ａ）の繊維束中の本数／（ｂ）の繊維束中の本数｝が１０未満の場合には、すなわち、（ａ）の本数が少量となる場合には、極細繊維成分が減少するために、濾材として目的とする性能が得られないことがある。また、｛（ａ）の繊維束中の本数／（ｂ）の繊維束中の本数｝が５００を越える場合には、即ち（ｂ）の本数が極度に多くなる場合には、シート中で空隙を保持するには十分ではなく、圧力損失低減への効果を十分に発現しないことがある。
【００１９】
また、本発明のスパンボンド不織布は、繊維束から構成されていることが必要であり、繊維束から構成されず、個々の繊維がばらばらの独立した状態で存在している場合には、
極細繊維成分と太繊維成分をシート中で均一に存在させることが困難であり、物性に斑が生じ易く、本発明の目的を達成できない。本発明において、スパンボンド不織布を構成する繊維を束の状態で存在させるためには、紡糸により得られた複合紡糸長繊維不織布からＰＶＡ成分を除去する際に、繊維が移動しないように拘束した状態でＰＶＡ成分の除去を行うのが好ましい。例えば、ＰＶＡ成分除去時に、複合紡糸長繊維不織布の上下を通水性シートで覆い、PVA成分除去時の、抽出液の動きにより繊維が自由に動くことを抑えることにより達成される。
【００２０】
もちろん、本発明のスパンボンド不織布において、上記したように、不織布は繊維束から構成されていることが必須であるが、このことは不織布を構成する繊維の全てが繊維束であることを意味するものではない。すなわち、繊維束が僅かで大部分が繊維束を形成していない場合でも、繊維束が不織布内に存在していることにより効果を発揮する。好ましくは、不織布の１〜１００重量％が繊維束から構成されている場合である。そして、繊維束の中には、繊維（ａ）と繊維（ｂ）が共存していることが必要である。
【００２１】
不織布を製造する方法として、本発明のように長繊維から製造する方法の外に、捲縮を有する短繊維をカードにかけてウェブを製造し、それにニードルパンチや水流絡合を施して不織布を製造する乾式短繊維不織布の製法、或いは上記乾式短繊維不織布の製法に用いる短繊維より短くショートカットした繊維を水中に分散し、それを漉き挙げて、必要によりバインダーや熱により繊維を固定して不織布化する湿式不織布の製法が挙げられるが、これらの方法では、濾材として使用する際に、短繊維屑の脱落、バインダー成分の溶出等の問題が生じ、本発明の目的を達成することが出来ない。
【００２２】
本発明のスパンボンド不織布を構成する繊維束には、繊維（ａ）が５０〜５００本存在しているのが濾材として使用する際、捕集性を向上させるという点で好ましい。
なお、本発明において繊維（ａ）と繊維（ｂ）を構成する樹脂は実質的に同一であることが、成形加工のし易さや、使用後のリサイクル性が向上する点で必要であるが、繊維（ａ）と繊維（ｂ）の少なくとも一方に、少量成分として熱可塑性ポリマー（ア）以外の樹脂、無機微粒子、各種安定剤等をブレンドしてもよい。
【００２３】
さらに、本発明のスパンボンド不織布は、繊維（ａ）及び繊維（ｂ）のみからなる場合以外に、繊維（ａ）と繊維（ｂ）が繊維束で存在していることによる効果を著しく損なわない範囲で他の繊維が繊維束中に、或いは繊維束とは独立して存在していてもよい。好ましくは、繊維（ａ）と繊維（ｂ）がスパンボンド不織布の主要構成繊維となっている場合、特に好ましくは、繊維（ａ）と繊維（ｂ）のみから構成されている場合である。
【００２４】
本発明の繊維（ａ）と繊維（ｂ）が混在するスパンボンド不織布は、熱可塑性ポリマー（ア）、および水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）からなり、（ア）が島成分、（イ）が海成分となっており、（ア）が上記したような２種類の太さを有している複合スパンボンド不織布より、該水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出除去することにより、得ることができるが、ＰＶＡ（イ）の抽出除去後も、繊維表面に繊維質量に対して１％以下のＰＶＡ（イ）が存在することが好ましく、０．５％以下であることがより好ましい。すなわち、ＰＶＡにより繊維表面の濡れ性が向上し、水系の液体フィルターとして使用の際には、初期圧損を大幅に抑えることが可能となる。ＰＶＡ（イ）の量が１％より多い場合には、繊維束の分散が十分に進まない上に、液体フィルターとして使用の際に、溶出成分として系中に混入する場合がある。より好ましくは０．００１〜０．３％の範囲である。
【００２５】
複合溶融紡糸時の安定性の観点から、ＰＶＡ（イ）は、エチレン単位を３〜１５モル％含有する変性ＰＶＡであることが好ましい。３モル％未満の場合は溶融紡糸性が低く、また１５モル％より多い場合には、水溶性が低下し、極細化が容易に行えないことがある。より好ましくはエチレン単位を５〜１０モル％含有する変性ＰＶＡの場合である。
【００２６】
ＰＶＡ（イ）は、エチレン共重合変性だけでなく、他の共重合変性、末端変性、および後変性により官能基を導入した変性ＰＶＡも包括するものである。勿論、溶融紡糸可能なものであらねばならない。溶融紡糸には向かない通常のＰＶＡでは、溶融温度と熱分解温度が近接しているため溶融紡糸することはできず（すなわち熱可塑性ではなく）、溶融温度を下げるための種々の工夫が必要である。
【００２７】
ＰＶＡの粘度平均重合度（以下、単に重合度と略記する）としては２００〜８００が好ましく、２３０〜６００がより好ましく、２５０〜５００が特に好ましい。通常の繊維用に使用されるＰＶＡは、重合度が高いほど高強度繊維が得られることから、重合度１５００以上のものが一般的であり、例えば重合度約１７００のものや約２１００のものが一般的である。そのことから考えると、本発明で好適に用いられるＰＶＡの重合度２００〜８００は繊維用としては極めて低いと言える。重合度が２００未満の場合には紡糸時に十分な曳糸性が得られず、その結果として満足な複合繊維が得られない場合がある。一方、重合度が８００を越えると溶融粘度が高すぎて紡糸ノズルからポリマーを吐出することができず、満足な複合繊維を得られない場合がある。ＰＶＡの重合度は、溶媒濃度、重合速度、重合率、重合温度などにより決定され、重合度を低くするためには溶媒濃度および重合率を高くすればよい。
【００２８】
ＰＶＡの重合度（Ｐ）は、ＪＩＳ−Ｋ６７２６に準じて測定される。すなわち、ＰＶＡを完全に再けん化し、精製した後、３０℃の水中で測定した極限粘度［η］（ｄｌ／ｇ）から次式により求められるものである。
Ｐ＝（［η］×１０３／８．２９）（１／０．６２）
【００２９】
本発明に用いられるＰＶＡのけん化度は９０〜９９．９９モル％の範囲が好ましく、９２〜９９．９モル％がより好ましく、９４〜９９．８モル％が特に好ましい。けん化度が９０モル％未満の場合には、ＰＶＡの熱安定性が悪く熱分解やゲル化によって安定な複合溶融紡糸を行うことができない場合がある。一方、けん化度が９９．９９モル％よりも大きいＰＶＡは安定に製造することが困難である。ＰＶＡのけん化度を高めるためにはけん化触媒量を増やし、反応温度を高くし、反応時間を長くすればよい。
【００３０】
ＰＶＡは、ビニルエステル系重合体のビニルエステル単位をけん化することにより得られる。ビニルエステル単位を形成するためのビニル化合物単量体としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニルおよびバーサティック酸ビニル等が挙げられ、これらの中でもＰＶＡを生産性よく得る点からは酢酸ビニルが好ましい。
【００３１】
本発明で使用するＰＶＡは、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の方法が挙げられる。その中でも、無溶媒あるいはアルコールなどの溶媒中で重合する塊状重合法や溶液重合法が通常採用される。溶液重合時に溶媒として使用されるアルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコールなどの低級アルコールが挙げられる。重合に使用される開始剤としては、α,α'-アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−バレロニトリル）、過酸化ベンゾイル、ｎープロピルパーオキシカーボネートなどのアゾ系開始剤または過酸化物系開始剤などの公知の開始剤が挙げられる。重合温度については特に制限はないが、０℃〜２００℃の範囲が適当である。
【００３２】
本発明で使用するＰＶＡにおけるアルカリ金属イオンの含有割合は、ＰＶＡ１００質量部に対してナトリウムイオン換算で０．００００１〜０．０５質量部が好ましく、０．０００１〜０．０３質量部がより好ましく、０．０００５〜０．０１質量部が特に好ましい。アルカリ金属イオンの含有割合が０．００００１質量部未満のものは工業的に製造困難である。またアルカリ金属イオンの含有量が０．０５質量部より多い場合には複合溶融紡糸時のポリマー分解、ゲル化および断糸が著しく、安定に繊維化することができない場合がある。なお、アルカリ金属イオンとしては、カリウムイオン、ナトリウムイオン等が挙げられる。
【００３３】
本発明において、特定量のアルカリ金属イオンをＰＶＡ中に含有させる方法は特に制限されず、ＰＶＡを重合した後にアルカリ金属イオン含有の化合物を添加する方法、ビニルエステルの重合体を溶媒中においてけん化するに際し、けん化触媒としてアルカリイオンを含有するアルカリ性物質を使用することによりＰＶＡ中にアルカリ金属イオンを配合し、けん化して得られたＰＶＡを洗浄液で洗浄することにより、ＰＶＡ中に含まれるアルカリ金属イオン含有量を制御する方法などが挙げられるが、後者の方法が好ましい。なお、アルカリ金属イオンの含有量は、原子吸光法で求めることができる。
【００３４】
けん化触媒として使用するアルカリ性物質としては、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムが挙げられる。けん化触媒に使用するアルカリ性物質のモル比は、酢酸ビニル単位に対して０．００４〜０．５が好ましく、０．００５〜０．０５が特に好ましい。けん化触媒は、けん化反応の初期に一括添加しても良いし、けん化反応の途中で追加添加しても良い。
【００３５】
けん化反応の溶媒としては、メタノール、酢酸メチル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。これらの溶媒の中でもメタノールが好ましく、含水率を０．００１〜１質量％に制御したメタノールがより好ましく、含水率を０．００３〜０．９質量％に制御したメタノールがもっと好ましく、含水率を０．００５〜０．８質量％に制御したメタノールが特に好ましい。洗浄液としては、メタノール、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ヘキサン、水などが挙げられ、これらの中でもメタノール、酢酸メチル、水の単独もしくは混合液がより好ましい。
洗浄液の量としてはアルカリ金属イオンの含有割合を満足するように設定されるが、通常、ＰＶＡ１００質量部に対して、３００〜１００００質量部が好ましく、５００〜５０００質量部がより好ましい。洗浄温度としては、５〜８０℃が好ましく、２０〜７０℃がより好ましい。洗浄時間としては２０分間〜１００時間が好ましく、１時間〜５０時間がより好ましい。
【００３６】
また本発明の目的や効果を損なわない範囲で、融点や溶融粘度を調整するとともに、結晶配向性を低下させる目的でＰＶＡに可塑剤を添加することが効果的である。可塑剤としては、従来公知のもの全てが使用できるが、ジグリセリン、ポリグリセリンアルキルモノカルボン酸エステル類、グリコール類にエチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドを付加したものが好適に使用される。そのなかでも、ソルビトール１モルに対してエチレンオキサイドを１〜３０モル％付加した化合物が好ましい。
【００３７】
次に本発明の極細長繊維不織布の製造方法について説明する。本発明の極細長繊維不織布は、ＰＶＡ（イ）、特に水溶性熱可塑性ＰＶＡと他の熱可塑性ポリマー（ア）からなる複合長繊維で構成された不織布から該水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で溶解（抽出）除去することにより製造することができる。
【００３８】
本発明に用いられる熱可塑性ポリマー（ア）の具体例としては、例えば、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、ポリヘキサメチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル系ポリマーおよびその共重合体、ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリヒドロキシブチレート-ポリヒドロキシバリレート共重合体、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステル系ポリマーおよびその共重合体、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１０、ナイロン１２、ナイロン６−１２等の脂肪族ポリアミド系ポリマーおよびその共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系ポリマーおよびその共重合体、エチレン単位を２５モル％から７０モル％含有する水不溶性のエチレン−ビニルアルコール共重合体系ポリマー、ポリスチレン系、ポリジエン系、塩素系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、フッ素系のエラストマー系ポリマー等の中から少なくとも一種類を選んで用いることができる。
【００３９】
本発明において、より好適に用いられる熱可塑性ポリマー（ア）としては、ＰＶＡと複合紡糸しやすい点からは、ポリオレフィン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ナイロン系ポリマーが好ましく、なかでも、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ナイロン６、ナイロン６６、ポリプロピレンが好適例としてあげられる。
【００４０】
水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）と他の熱可塑性ポリマー（ア）からなる複合長繊維不織布は、溶融紡糸と不織布形成を直結したいわゆるスパンボンド不織布の製造方法によって効率良く製造することができる。
【００４１】
例えば、水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）と他の熱可塑性ポリマー（ア）をそれぞれ別の押出機で溶融混練し、引き続きこれら溶融したポリマーの流れをそれぞれ紡糸頭に導き、直径の異なる島成分を形成できるノズルパック内で樹脂を分配させ、合流し、流量を計量し、紡糸ノズル孔から吐出させ、この吐出糸条を冷却装置により冷却せしめた後、エアジェット・ノズルのような吸引装置を用いて、目的の繊度となるように、１０００〜６０００ｍ／分の糸条の引取り速度に該当する速度で高速気流により牽引細化させた後、開繊させながら移動式の捕集面の上に堆積させて不織布ウエブを形成させ、引き続きこのウエブを部分熱圧着して巻き取ることによって複合長繊維不織布を得ることができる。
【００４２】
本発明において複合溶融紡糸繊維を製造する場合は、ポリマーの組み合せ、複合断面に応じて適宜設定する必要があるが、主に、以下のような点に留意して繊維化条件を決めることが望ましい。
【００４３】
紡糸口金温度は、複合繊維を構成するポリマーのうち高い融点を持つポリマーの融点をＭｐとするときＭｐ＋１０℃〜Ｍｐ＋８０℃が好ましく、せん断速度（γ）５００〜２５０００ｓｅｃ−１、ドラフト（Ｖ）５０〜２０００で紡糸することが好ましい。また、複合紡糸するポリマーの組み合せから見た場合、紡糸時における口金温度とノズル通過時のせん断速度で測定したときの溶融粘度が近接したポリマー、例えば溶融紡糸口金温度において、せん断速度１０００ｓｅｃ−１における溶融粘度差が２０００ｐｏｉｓｅ以内である組み合せで複合紡糸することが紡糸安定性の面から好ましい。
【００４４】
本発明において複合繊維を製造する場合には、紡糸口金温度が複合繊維を構成するポリマーのうち高い融点を持つポリマーの融点Ｍｐ＋１０℃より低い温度では、該ポリマーの溶融粘度が高すぎて、高速気流による曳糸・細化性に劣り、またＭｐ＋８０℃を越えるとＰＶＡが熱分解しやすくなるために安定した紡糸ができない。また、せん断速度は５００ｓｅｃ−１よりも低いと断糸しやすく、２５０００ｓｅｃ−１より高いとノズルの背圧が高くなり紡糸性が悪くなる。ドラフトは５０より低いと繊度むらが大きくなり安定に紡糸しにくくなり、ドラフトが２０００より高くなると断糸しやすくなる。
【００４５】
複合繊維を製造する場合において、複合形態は特に限定されないが、目的とする極細繊維成分（ａ）と太繊維成分（ｂ）が存在し、かつ極細繊維成分（ａ）の繊維径は１μｍ以下である必要がある。そのため、細い繊維が得られやすい海成分と島成分からなる海島型形状を有するものが好ましい。また複合断面形状が海島型である場合には、極細繊維形成成分（ア）である島成分の数として２〜１０００の範囲が生産性の点で好ましく、より好ましくは１０〜５００の範囲である。なお、本発明において、太繊維成分（ｂ）は極細繊維成分（ａ）に完全に囲まれるように、複合断面形状中に存在しているのが好ましく、また太繊維繊維が複合繊維断面中に複数本存在している場合には、複合繊維断面中に、ほぼ均一に存在しているのが好ましい。さらに、PVA成分を除去した後の繊維束の太さとしては３〜１００μｍ範囲の範囲であることが、シート中に空隙を保持し、通気性を向上させるという点で好ましい。
【００４６】
本発明に用いる熱可塑性ポリマー（ア）と水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）とからなる複合スパンボンド不織布を製造する場合には、熱可塑性ポリマー（ア）と水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）の質量比は目的に応じて適宜設定されるので特に制限はないが、５／９５〜９５／５が好適であり、１０／９０〜９０／１０がより好ましい。好適な範囲を外れた場合には複合した効果が現れない場合がある。
【００４７】
また本発明の目的や効果を損なわない範囲で、熱可塑性ポリマー（ア）および水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）には、必要に応じて銅化合物等の安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤を重合反応時、またはその後の工程で添加することができる。特に熱安定剤としてヒンダードフェノール等の有機系安定剤、ヨウ化銅等のハロゲン化銅化合物、ヨウ化カリウム等のハロゲン化アルカリ金属化合物を添加すると、繊維化の際の溶融滞留安定性が向上するので好ましい。
【００４８】
また必要に応じて、平均粒子径が０．０１μｍ以上５μｍ以下の微粒子を熱可塑性ポリマー（ア）の質量に対して０．０５質量％以上１０質量％以下、重合反応時、またはその後の工程で該熱可塑性ポリマー（ア）に添加することができる。微粒子の種類は特に限定されず、たとえばシリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の不活性微粒子を添加することができ、これらは単独で使用しても２種以上併用しても良い。特に平均粒子径が０．０２μｍ以上１μｍ以下の無機微粒子、例えばシリカ等が添加されていることが好ましく、この場合には紡糸性、延伸性が向上する。なお、ここで言う平均粒子径とは、光散乱法により測定される値のことである。
【００４９】
スパンボンド化においては、糸条の引取り速度に該当する速度で高速気流により繊維を牽引細化させた後、開繊させながら移動式の捕集面の上に繊維を堆積させて不織布ウエブを形成させ、引き続きこのウエブを部分熱圧着して巻き取ることによって複合長繊維不織布を得ることができる。更に必要に応じ、ボンディング、絡合処理を行い、目的に応じたウエブ加工を実施することで様々な風合い・物性のシートを得ることができる
【００５０】
繊維束の分散性、風合い、性能面を考慮すると、絡合手法ではニードルパンチ処理または水流絡合処理が好ましい。熱固定手法ではエンボス処理、カレンダー処理が好ましい。
【００５１】
ウエブの目付としては、５〜５００ｇ／ｍ２の範囲が不織布の生産性および後加工性の点で好ましい。更に吸引細化されたウエッブ形成複合繊維の太さとしては０．２〜８ｄｔｅｘの範囲が生産性の点で好ましい。
【００５２】
本発明では、複合スパンボンド不織布を製造した場合、該不織布から水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出除去することにより、熱可塑性ポリマー（ア）の極細化が可能である。複合スパンボンド不織布から水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出する方法に関しては、制約は無いが、生産性の面から連続式での処理が好ましい。装置や抽出除去方式については任意の方法を適宜選択することができる。抽出水は中性でかまわないし、アルカリ水溶液、酸性水溶液、あるいは界面活性剤等を添加した水溶液であっても良い。前記したように、水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出除去する際に、スパンボンド不織布の上下を通水性シートで覆い、それにより抽出時の繊維の移動を抑制し、その状態で、水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出除去するのが、繊維束を保つ上で好ましい。
【００５３】
複合繊維スパンボンド不織布から水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出除去する場合には、前記の通り、シート内に繊維束の一部が残存するように、除去処理を行うことが好ましい。そのためには、予め使用する水の量、処理方法、処理時間、処理温度等を種々変更して、本発明で規定する繊維束量が得られるようにこれら条件を決めておくのが好ましい。一般に、抽出処理する際の水の温度としては４０〜１２０℃が好ましい。処理時間としては３〜６０分が一般的である。さらに使用する水の量としては、複合スパンボンド不織布の重量に対して１００〜１００００倍の範囲である。
【００５４】
本発明で使用されるＰＶＡは生分解性を有しており、活性汚泥処理あるいは土壌に埋めておくと分解されて水と二酸化炭素になる。ＰＶＡを溶解した後の廃液の処理には活性汚泥法が好ましい。該ＰＶＡ水溶液を活性汚泥で連続処理すると２日間から１ヶ月で分解される。また、本発明に用いるＰＶＡは燃焼熱が低く、焼却炉に対する負荷が小さいので、ＰＶＡを溶解した排水を乾燥させてＰＶＡを焼却処理してもよい。
【００５５】
さらに本発明のスパンボンド不織布は目的に応じ、エレクトレット加工による帯電処理、プラズマ放電処理やコロナ放電処理による親水化処理等の後加工処理を行ってもよい。本発明で得られる極細繊維からなるスパンボンド不織布の目付としては３〜３００ｇ／ｍ２が好ましい。
【００５６】
また、本発明で得られるスパンボンド不織布は、単独で使用するのみではなく、他の長繊維不織布や短繊維不織布、織物や編物等と積層して用いることも可能であり、上記の用途に用いる場合、実用機能をさらに付与することができる。さらに、支持体として、金属網や樹脂製の網等と重ね合わせて、フィルターに使用することが出来る。
【００５７】
本発明の極細スパンボンド不織布は液体、気体、集塵用フィルター等の空調用材、リントフリーワイパー、各種ワイピングクロス等のワイパー、絶縁材、電池セパレータ等のエレクトロニクス用、油吸着材、皮革基布、セメント用配合材、ゴム用配合材、各種テープ基材など産業用資材；紙おむつ、ガーゼ、ホータイ、医療用ガウン、サージカルテープなどの医療・衛材；印刷物基材、包装・袋物資材、ワイパー、収納材などの生活関連資材；衣料用；建設資材用；農業・園芸用資材；土壌安定材、流砂防止材、補強材などの土木・資材用；鞄靴材等の用途に用いることができる。
【００５８】
特に、本発明のスパンボンド不織布は、極細繊維成分（ａ）によって微小ダストを高効率で捕集することができる。また混在する（ｂ）の太繊維が骨材となり、空隙も保持していることから、通気性、通液性も良好なシートとなり、圧力損失の上昇が少なく、高寿命な濾材として好適に使用することができる。具体的な用途分野として、液体フィルターについては、例えば製薬工業分野、電子工業分野、食品工業分野、自動車工業分野等である。気体フィルターについては、例えば家電用分野、自動車などのキャビン用分野、マスク用分野等である。
【実施例】
【００５９】
次に本発明を具体的に実施例で説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において、各物性値は以下のようにして測定した。なお、実施例中の部及び％はことわりのない限り質量に関するものである。
【００６０】
［ＰＶＡの分析方法］
ＰＶＡの分析方法は、特に記載のない限り、ＪＩＳ−Ｋ６７２６に従った。
変性量は、変性ポリビニルエステルあるいは変性ＰＶＡを用いて５００ＭＨｚ１Ｈ−ＮＭＲ（ＪＥＯＬ ＧＸ−５００）装置による測定から求めた。
アルカリ金属イオンの含有量は原子吸光法で求めた。
【００６１】
［融点］
ＰＶＡの融点は、ＤＳＣ（メトラー社、ＴＡ３０００）を用いて、窒素中、昇温速度１０℃／分で２５０℃まで昇温後室温まで冷却し、再度昇温速度１０℃／分で２７０℃まで昇温した場合のＰＶＡの融点を示す吸熱ピークのピークトップの温度を調べた。
【００６２】
［紡糸状態］
溶融紡糸の状態を観察して次の基準で評価した。
◎：極めて良好、○：良好、△：やや難あり
【００６３】
［不織布の状態］
得られた不織布を目視観察および手触観察して次の基準で評価した。
◎：均質で極めて良好、○：ほぼ均質で良好、△：やや難あり
【００６４】
［繊維径］
繊維束の長さ方向に直角な面での電子顕微鏡により倍率１０００倍で撮影し、それをさらに拡大して、繊維束を構成する個々の繊維の断面積から直径を算出し、その値を繊維径と認定する。
【００６５】
［スパンボンド不織布中のＰＶＡの割合］
３０ｃｍ×３０ｃｍの試料をオートクレーブ中で２０００ｃｃの水に浸漬し、１２０℃で１時間加熱処理した。処理後、熱水中からシートを取り出して軽く搾り、抽出液を取り換えて同様の操作を実施。計３回の繰り返し処理により、シート中の水溶性熱可塑性ＰＶＡ（ａ）を完全抽出除去。処理前後の質量変化より、シート中の水溶性熱可塑性ＰＶＡ（ａ）の割合を求めた。
【００６６】
［目付］
ＪＩＳ Ｌ１９０６ 「一般長繊維不織布試験方法」に準じて測定した。
【００６７】
［厚み］
ＪＩＳ Ｌ１９０６ 「一般長繊維不織布試験方法」に準じて測定した。
【００６８】
［平均孔径］
コールター・エレクトロニクス社製；ｃｏｌｔｅｒ ＰＯＲＯＭＥＴＥＲIIにより測定した。
【００６９】
［通気度］
ＪＩＳ Ｌ１９０６ 「一般長繊維不織布試験方法」に準じて測定した。
【００７０】
［液体フィルター捕集率］
３５ｍｍφの濾材をホルダーにセットし、ＪＩＳ７種ダストの分散液を０．０５ＭＰａにて圧送した。ろ過前後の分散液の濁度測定により捕集率を算出。
【００７１】
［気体フィルター捕集率および圧力損失（Ｐａ）］
ＪＩＳＴ８１５１に従い、試料を１１ｃｍφの大きさに切出し、ろ過部８．６ｃｍφの試料台にセットし、風量３０Ｌ／分で石英粉塵（平均粒径２μｍ）をろ過したときの捕集率および圧力損失を測定した。
【００７２】
実施例１
［エチレン変性ＰＶＡの製造］
撹拌機、窒素導入口、エチレン導入口および開始剤添加口を備えた１００Ｌ加圧反応槽に酢酸ビニル２９．０ｋｇおよびメタノール３１．０ｋｇを仕込み、６０℃に昇温した後３０分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。次いで反応槽圧力が５．６ｋｇ／ｃｍ２（５．５×１０５Ｐａ）となるようにエチレンを導入仕込みした。開始剤として２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）（ＡＭＶ）をメタノールに溶解した濃度２．８ｇ／Ｌ溶液を調整し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。上記の重合槽内温を６０℃に調整した後、上記の開始剤溶液１７０ｍｌを注入し重合を開始した。重合中はエチレンを導入して反応槽圧力を５．６ｋｇ／ｃｍ２（５．５×１０５Ｐａ）に、重合温度を６０℃に維持し、上記の開始剤溶液を用いて６１０ｍｌ／ｈｒでＡＭＶを連続添加して重合を実施した。９．５時間後に重合率が６８％となったところで冷却して重合を停止した。反応槽を開放して脱エチレンした後、窒素ガスをバブリングして脱エチレンを完全に行った。次いで減圧下に未反応酢酸ビニルモノマーを除去しポリ酢酸ビニルのメタノール溶液とした。
【００７３】
得られた該ポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて濃度が５０％となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液２．０ｋｇ（溶液中のポリ酢酸ビニル１．０ｋｇ）に、０．４７ｋｇ（ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニルユニットに対してモル比（ＭＲ）０．１０）のアルカリ溶液（ＮａＯＨの１０％メタノール溶液）を添加してけん化を行った。アルカリ添加後約５分で系がゲル化したものを粉砕器にて粉砕し、６０℃で３時間放置してけん化を進行させた後、０．５％酢酸濃度の水／メタノール＝２０／８０混合溶液１０．０ｋｇを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、濾別して得られた白色固体のＰＶＡに水／メタノール＝２０／８０の混合溶液２０．０ｋｇを加えて室温で３時間放置洗浄した。上記洗浄操作を３回繰り返した後、さらにメタノール１０．０ｋｇを加えて室温で３時間放置洗浄した。その後、遠心脱液して得られたＰＶＡを乾燥機中７０℃で２日間放置して乾燥ＰＶＡ（ＰＶＡ−１）を得た。
【００７４】
得られたエチレン変性ＰＶＡのけん化度は９９．１モル％であった。また該変性ＰＶＡを灰化させた後、酸に溶解したものを用いて原子吸光光度計により測定したナトリウムの含有量は、変性ＰＶＡ１００質量部に対して０．００１２質量部であった。
【００７５】
また、重合後未反応酢酸ビニルモノマーを除去して得られたポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をｎ−ヘキサンに沈殿、アセトンで溶解する再沈精製を３回行った後、８０℃で３日間減圧乾燥を行って精製ポリ酢酸ビニルを得た。該ポリ酢酸ビニルをＤＭＳＯ−ｄ６に溶解し、５００ＭＨｚプロトンＮＭＲ（ＪＥＯＬ ＧＸ−５００）を用いて８０℃で測定したところ、エチレンの含有量は８．７モル％であった。上記のポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をアルカリモル比０．５で鹸化した後、粉砕したものを６０℃で５時間放置して鹸化を進行させた後、メタノールソックスレーを３日間実施し、次いで８０℃で３日間減圧乾燥を行って精製されたエチレン変性ＰＶＡを得た。該ＰＶＡの平均重合度を常法のＪＩＳ Ｋ６７２６に準じて測定したところ３４０であった。さらに該精製された変性ＰＶＡの５％水溶液を調整し厚み１０ミクロンのキャスト製フィルムを作成した。該フィルムを８０℃で１日間減圧乾燥を行った後に、ＤＳＣ（メトラー社、ＴＡ３０００）を用いて、前述の方法によりＰＶＡの融点を測定したところ２１２℃であった（表１）。
【００７６】
【表１】
【００７７】
上記で得られたＰＶＡを日本製鋼所（株）二軸押出機（３０ｍｍφ）を用いて設定温度２２０℃、スクリュー回転数２００ｒｐｍで溶融押出することによりペレットを製造した。
【００７８】
上記で得られたＰＶＡ（ＰＶＡ−１）ペレットと、メルトフローレートが３５、融点が１６０℃のポリプロピレンを準備し、それぞれのポリマーを別の押出機で加熱して溶融混練し、不織布を構成する複合長繊維の繊維軸に直交する繊維断面に占める質量比率がＰＰ／ＰＶＡ＝７０／３０になるように２３０℃の３００島／海型（海島型）複合紡糸パック（図１）に導き、ノズル径０．３５ｍｍφ×１００８ホール、吐出量１０５０ｇ/分、せん断速度２５００ｓｅｃ−１の条件で紡糸口金から吐出させ、紡出フィラメント群を２０℃の冷却風で冷却しながら、ノズルから８０ｃｍの距離にあるエジェクターにより高速エアーで２３００ｍ／分の引取り速度で牽引細化させ、開繊したフィラメント群をエンドレスに回転している捕集コンベア装置上に捕集堆積させ長繊維ウエブを形成させた。紡糸状態は、断糸は全く見られず、断面形状も極めて良好であった。
【００７９】
次いで、このウエブをニードルパンチ加工によりシート化し、目付５１ｇ／ｍ２の長繊維不織布を得た。得られた不織布の均質性は極めて良好であった。
【００８０】
得られた複合長繊維不織布約５０ｍについて、その両面を通水性シートで覆った状態で、連続式多段洗浄槽を用い、９５℃にて１０分間、ＰＶＡ成分の抽出処理を行った。抽出除去後の不織布中ＰＶＡの割合は０．１％であった。製造条件と、製造結果を表２および表３に示す。
【００８１】
【表２】
【００８２】
【表３】
【００８３】
得られたスパンボンド不織布は、繊維束から構成されており、繊維束の中央に１０μｍの島成分、その周りには０．７μｍ、２００個の島成分が分散された状態でシートを構成していた。１０μｍの繊維が空隙を付与し十分な通気性を保持しながら、０．７μｍの極細繊維が高効率でダストを捕集した（表３）。
【００８４】
実施例２
複合繊維成分の質量比率および極細繊維成分の島数を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は実施例１と同じ条件にて極細スパンボンド不織布を得た。比率変更に際しては、パックへのポリマー導入量を変えることで調整させた。島数はノズルプレートのデザインを変えることで変更できる。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は、繊維束から構成されていたが、太繊維（ｂ）に対して極細繊維数が少ないために、ややダストの捕集率が低下した。
【００８５】
実施例３
複合繊維成分の質量比率および極細繊維成分の島数を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は、実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布を得た。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されていたが、太繊維（ｂ）に対して極細繊維数が多いために、通気性が低下し、圧損がやや上昇した。
【００８６】
実施例４
複合繊維成分の質量比率および極細繊維成分の島数を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は、実施例１と同じ条件下にて複合繊維からなる不織ウエブを得た。次いで、この不織ウエブを水流絡合処理によりシート化し、実施例１と同じ条件にてＰＶＡ成分の抽出処理を行った。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、高いダスト捕集性を示した。
【００８７】
実施例５および実施例６
実施例１で用いたＰＶＡの代わりに表１に記載するＰＶＡを用い、表２に記載の紡糸温度とし、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布を得た。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、良好なダスト捕集性を示した。
【００８８】
実施例７
実施例１で用いたポリプロピレンの変わりに固有粘度が０．７、融点が２５５℃のポリエチレンテレフタレートを用い、表２に記載の紡糸温度とし、複合繊維成分の質量比率を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布得た。製造条件と、製造結果を表２および表３に示す。得られた不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、高い捕集率を示した。
【００８９】
実施例８
実施例１で用いたポリプロピレンの変わりに固有粘度が２．６、融点が２２２℃の６−ナイロンを用い、表２に記載の紡糸温度とし、複合繊維成分の質量比率を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布得た。製造条件と、製造結果を表２および表３に示す。得られた不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、高い捕集率を示した。
【００９０】
実施例９
実施例１と全く同じ条件下にて複合繊維からなる不織ウエブを得た。次いで、この不織ウエブを１４０℃、線圧５０ｋｇｆにて熱エンボス処理し、実施例１と同じ条件にてＰＶＡ成分の抽出処理を行った。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、良好なダスト捕集性を示した。
【００９１】
実施例１０
実施例１と全く同じ条件下にて複合繊維からなる不織ウエブを得た。次いで、この不織ウエブを１２０℃、線圧１００ｋｇｆにて熱フラットカレンダー処理し、実施例１と同じ条件にてＰＶＡ成分の抽出処理を行った。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、良好なダスト捕集性を示した。
【００９２】
実施例１１
実施例１と全く同じ条件下にて複合繊維からなる不織ウエブを得た後、ニードルパンチ処理により複合スパンボンド不織布を得た。次いで、この不織布について、抽出時間を１分に変更する以外は実施例１と同じ条件にてＰＶＡ成分の抽出処理を行った。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されていたが、ＰＶＡ成分が多く残存するために、繊維束の分散がやや低く、ダスト捕集率が若干低下した。
【００９３】
比較例１
繊維断面の中央島成分の直径が小さくなるように、複合繊維成分の質量比率およびノズル温度設定を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は実施例と同じ条件にて極細スパンボンド不織布を得た。製造条件と、製造結果を表２および表３に示す。得られた不織布は繊維束中央部の繊維の直径が小さいために、空隙が十分に付与されず、濾材として使用した際に、大幅に圧力損失が上昇した。
【００９４】
比較例２
繊維断面の中央島成分の直径が大きく、かつ表２に示す極細繊維成分の島数となるようなノズルパックを使用し、複合繊維成分の質量比率を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は、実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布を得た。製造結果を表２および表３に示す。得られたスパンボンド不織布は、繊維束中央島成分（ｂ）の直径が極端に大きいため空隙は付与されるが、一方で均質性の低いシートとなり、濾材として使用した際に大幅にダストの捕集性が低下した。
【００９５】
比較例３
繊維断面の極細繊維成分（ａ）の直径が大きくなるようなデザインのノズルパックを使用し、複合繊維成分の質量比率およびノズル温度設定を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は、実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布を得た。製造結果を表２および表３に示す。得られたスパンボンド不織布は、極細繊維成分（ａ）の直径が２．１μｍと太く、濾材として使用した際に大幅にダストの捕集性が低下した。
【００９６】
比較例４
極細繊維成分のみで構成される繊維断面となるノズルパックを用い、複合繊維成分の質量比率を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は、実施例と条件下にて極細スパンボンド不織布を得た。製造結果を表２および表３に示す。得られたスパンボンド不織布は、繊維束中央部に骨材となる太繊維が存在しないために、シート中に空隙が付与されず、密度の高いシートとなった。このシートを濾材として使用した際には、圧力損失が大幅に上昇した。
【００９７】
比較例５
比較例４で使用したノズルパックを使用して複合繊維を紡糸するとともに、単一ポリマー（ポリプロピレン）からなる直径１０μｍ繊維を複合繊維と同一本数となるように紡糸工程中に加え、複合繊維とポリプロピレン繊維からなるスパンボンド不織布を製造した。そして、このスパンボンド不織布を実施例１と同様に処理して、複合繊維の極細化を行った。得られたシートにおいて、極細繊維と該ポリプロピレン繊維は束を構成しておらず、別々の状態で存在していた。このシートは濾材として使用した際に 均一に太繊維が分布していないため、通気性、通液性の向上が顕著に現れない上に捕集性能も十分ではなく、濾材としては上記実施例のものよりはるかに劣るものであった。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に使用される複合繊維の複合形態の一例を示す繊維断面図
【符号の説明】
【００９９】
１ 水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール
２ 熱可塑性ポリマー（ａ）
３ 熱可塑性ポリマー（ｂ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊度が異なる２種の繊維が存在している繊維束から構成されたスパンボンド不織布、および同不織布からなり、低圧損でかつ微小ダストを高効率に除去することが可能なフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、気体や液体に含まれる微粒子を除去するための濾材として、フィラメント、不織布、膜などが濾材として多く使用されている。
【０００３】
膜濾材は、均一な微小孔径を持ち、精密なろ過が可能であるが、表面ろ過となるために、ダストによる圧力損失の上昇が急激であり、フィルター交換を頻繁にする必要がある。
【０００４】
繊維系の濾材は、シート内空間が多いために、捕捉されたダストによる圧力損失の上昇が緩やかであり、フィルター寿命が永いというメリットがある。その一方で、その繊維径や繊維分布状態から、均一で微小孔径を有するシートが容易には得難いという問題点がある。
【０００５】
繊維系濾材は、構成する繊維の直径を細くすることで、高性能化することが可能であり、様々な極細繊維濾材が提案されているが、繊維径が細くなると、通気性が大幅に低下するために、圧力損失が高くなるといった問題がある。
【０００６】
前記の課題を解決する方法として、長繊維不織布、すなわちスパンボンド不織布の技術を用い、スパンボンド不織布を構成する繊維として、２成分以上のポリマーからなる複合繊維を用い、そして、構成するポリマーの一方を、アルカリ減量法や溶剤抽出法に代表されるような化学薬品を使用して除去した不織布を使用する方法が考えられる。このような方法を用いると、極細繊維からなるスパンボンド不織布が得られ、このものは、上記した圧力損失の問題点がかなり解消できることとなる。
【０００７】
しかしながら、このような方法を用いると、除去する成分とは別の成分（すなわち残存させる繊維成分）が好ましくない影響を受けるため、複合繊維を構成する成分の組み合せが大きく限定される場合が多い。更に、この方法により得られる不織布も、まだ圧損の点で十分に満足できるものではない。
【０００８】
一方、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと略記することがある）は水溶性のポリマーであって、その基本骨格、分子構造、形態、各種変性等により水溶性の程度を変えることができることが知られている。また、ＰＶＡは生分解性の樹脂であることが確認されている。地球環境的に、合成物を自然界といかに調和させるかが大きな課題となっている現在、このような基本性能を有するＰＶＡおよびＰＶＡ系繊維は多いに注目されている。
【０００９】
本発明者等は、特開２００１−２６２４５６公報（特許文献１）で、溶融紡糸によりＰＶＡと他の熱可塑性ポリマーとの複合長繊維を製造すると同時に得られた同複合長繊維を不織布とする方法について、さらには、得られる複合長繊維不織布からＰＶＡを水で抽出除去して得られる異型断面あるいは極細繊度を有する長繊維不織布について提案している。
本発明者らは、この技術において、さらに低圧損でかつ微小ダストを高効率に除去することが可能な不織布について研究を行った結果、本発明に到達した。
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２６２４５６公報（００３９欄および００４０欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、従来の濾材と比較し、圧力損失が低く、使用の際に化学物質などの溶出や繊維の脱落の無い、高捕集性、高寿命のフィルター濾材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、不織布を構成する繊維束が、同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなり、かつ、下記の式（A）、（B）及び（C）を満足する繊維（ａ）および繊維（ｂ）を含有しているスパンボンド不織布が低い圧力損失であることを見出した。
（ａ）の繊維径≦１μｍ （A）
（ｂ）の繊維径≧５μｍ （B）
５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００ （C）
【００１３】
また上記不織布構成繊維表面に１％以下のＰＶＡ（イ）が存在していることで水系のフィルターとして使用する際に初期圧損が低下すること、更にはＰＶＡ（イ）が、エチレン単位を３〜１５モル％含有する変性ＰＶＡであることで複合溶融紡糸性が向上し、より均質で高性能な濾材を得ることができることを見出した。
【００１４】
また、本発明は、不織布を構成する繊維束が、同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなり、かつ、下記の式（A）、（B）及び（C）を満足する繊維（ａ）および繊維（ｂ）を含有しているスパンボンド不織布を以下の工程（１）〜（３）を（１）、（２）、（３）の順序で行い、製造するスパンボンド不織布の製造方法である。
（ａ）の繊維径≦１μｍ （A）
（ｂ）の繊維径≧５μｍ （B）
５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００ （C）
（１）熱可塑性ポリマー（ア）とポリビニルアルコール（イ）を別々の押出機にて溶融混錬し、径の異なる島成分を形成できるノズルパックを用いて複合溶融紡糸し、熱可塑性ポリマー（ア）を島成分とし、ポリビニルアルコール（イ）を海成分とする海島型複合繊維を得て、それをウエブ化する工程、
（２）得られたウエブを、ニードルパンチ処理、水絡処理、エンボス処理およびカレンダー処理から選ばれる少なくとも一つの処理により、シート形態を維持する工程、
（３）シート化したスパンボンドシートからポリビニルアルコール（イ）を水で溶解除去する工程、
【００１５】
さらに、本発明は、本発明のスパンボンド不織布の好適な用途として、液体フィルター、気体フィルター等を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においてシートを構成する繊維束中には、実質的に同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなる、繊度の異なる繊維（ａ）および繊維（ｂ）が存在しており、（ａ）の繊維径は１μｍ以下、（ｂ）の繊維径は５μｍ以上である必要がある。（ａ）の繊維径が１μｍより大きい場合には、濾材として目的とする性能が得られない。また０．１μｍ未満の場合には、加工性などが低下し、安定な生産が困難となる場合があり、０．１μｍ以上が好ましい。特に（ａ）の繊維径としては、０．３〜０．９μｍの範囲が好ましい。また、（ｂ）の繊維径が５μｍ未満の場合には、（ｂ）がシート中で空隙を保持するには十分でなく、圧力損失低減への効果を十分に発現しない。但し、（ｂ）が３０μｍを超える場合には圧力損失低減には寄与するが、一方で捕集性が悪化する場合がある。したがって、３０μｍ以下が好ましい。特に（ｂ）の繊維径としては、５〜１０μｍの範囲が好ましい。
【００１７】
また、繊維（ａ）および繊維（ｂ）は、５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００の範囲にあることが必要であり、５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦５０の範囲が好ましい。｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝が５未満の場合には、すなわち、（ａ）と（ｂ）の繊維径差が少ない場合には、（ｂ）がシート中で空隙を保持するには十分でなく、圧力損失低減への効果を十分に発現しない。また｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝が１００を越える場合には、すなわち（ｂ）の繊維径が（ａ）に対して極端に大きい場合には、圧力損失低減には寄与するが、一方で捕集性が悪化することとなる。特に好ましくは１０〜２０の範囲である。
【００１８】
また、繊維束中の２種類の繊度を持つ繊維（ａ）および（ｂ）の本数比が１０≦｛（ａ）の繊維束中の本数／（ｂ）の繊維束中の本数｝≦５００の範囲であることが好ましく、５０≦｛（ａ）の繊維束中の本数／（ｂ）の繊維束中の本数｝≦３００であることがより好ましい。｛（ａ）の繊維束中の本数／（ｂ）の繊維束中の本数｝が１０未満の場合には、すなわち、（ａ）の本数が少量となる場合には、極細繊維成分が減少するために、濾材として目的とする性能が得られないことがある。また、｛（ａ）の繊維束中の本数／（ｂ）の繊維束中の本数｝が５００を越える場合には、即ち（ｂ）の本数が極度に多くなる場合には、シート中で空隙を保持するには十分ではなく、圧力損失低減への効果を十分に発現しないことがある。
【００１９】
また、本発明のスパンボンド不織布は、繊維束から構成されていることが必要であり、繊維束から構成されず、個々の繊維がばらばらの独立した状態で存在している場合には、
極細繊維成分と太繊維成分をシート中で均一に存在させることが困難であり、物性に斑が生じ易く、本発明の目的を達成できない。本発明において、スパンボンド不織布を構成する繊維を束の状態で存在させるためには、紡糸により得られた複合紡糸長繊維不織布からＰＶＡ成分を除去する際に、繊維が移動しないように拘束した状態でＰＶＡ成分の除去を行うのが好ましい。例えば、ＰＶＡ成分除去時に、複合紡糸長繊維不織布の上下を通水性シートで覆い、PVA成分除去時の、抽出液の動きにより繊維が自由に動くことを抑えることにより達成される。
【００２０】
もちろん、本発明のスパンボンド不織布において、上記したように、不織布は繊維束から構成されていることが必須であるが、このことは不織布を構成する繊維の全てが繊維束であることを意味するものではない。すなわち、繊維束が僅かで大部分が繊維束を形成していない場合でも、繊維束が不織布内に存在していることにより効果を発揮する。好ましくは、不織布の１〜１００重量％が繊維束から構成されている場合である。そして、繊維束の中には、繊維（ａ）と繊維（ｂ）が共存していることが必要である。
【００２１】
不織布を製造する方法として、本発明のように長繊維から製造する方法の外に、捲縮を有する短繊維をカードにかけてウェブを製造し、それにニードルパンチや水流絡合を施して不織布を製造する乾式短繊維不織布の製法、或いは上記乾式短繊維不織布の製法に用いる短繊維より短くショートカットした繊維を水中に分散し、それを漉き挙げて、必要によりバインダーや熱により繊維を固定して不織布化する湿式不織布の製法が挙げられるが、これらの方法では、濾材として使用する際に、短繊維屑の脱落、バインダー成分の溶出等の問題が生じ、本発明の目的を達成することが出来ない。
【００２２】
本発明のスパンボンド不織布を構成する繊維束には、繊維（ａ）が５０〜５００本存在しているのが濾材として使用する際、捕集性を向上させるという点で好ましい。
なお、本発明において繊維（ａ）と繊維（ｂ）を構成する樹脂は実質的に同一であることが、成形加工のし易さや、使用後のリサイクル性が向上する点で必要であるが、繊維（ａ）と繊維（ｂ）の少なくとも一方に、少量成分として熱可塑性ポリマー（ア）以外の樹脂、無機微粒子、各種安定剤等をブレンドしてもよい。
【００２３】
さらに、本発明のスパンボンド不織布は、繊維（ａ）及び繊維（ｂ）のみからなる場合以外に、繊維（ａ）と繊維（ｂ）が繊維束で存在していることによる効果を著しく損なわない範囲で他の繊維が繊維束中に、或いは繊維束とは独立して存在していてもよい。好ましくは、繊維（ａ）と繊維（ｂ）がスパンボンド不織布の主要構成繊維となっている場合、特に好ましくは、繊維（ａ）と繊維（ｂ）のみから構成されている場合である。
【００２４】
本発明の繊維（ａ）と繊維（ｂ）が混在するスパンボンド不織布は、熱可塑性ポリマー（ア）、および水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）からなり、（ア）が島成分、（イ）が海成分となっており、（ア）が上記したような２種類の太さを有している複合スパンボンド不織布より、該水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出除去することにより、得ることができるが、ＰＶＡ（イ）の抽出除去後も、繊維表面に繊維質量に対して１％以下のＰＶＡ（イ）が存在することが好ましく、０．５％以下であることがより好ましい。すなわち、ＰＶＡにより繊維表面の濡れ性が向上し、水系の液体フィルターとして使用の際には、初期圧損を大幅に抑えることが可能となる。ＰＶＡ（イ）の量が１％より多い場合には、繊維束の分散が十分に進まない上に、液体フィルターとして使用の際に、溶出成分として系中に混入する場合がある。より好ましくは０．００１〜０．３％の範囲である。
【００２５】
複合溶融紡糸時の安定性の観点から、ＰＶＡ（イ）は、エチレン単位を３〜１５モル％含有する変性ＰＶＡであることが好ましい。３モル％未満の場合は溶融紡糸性が低く、また１５モル％より多い場合には、水溶性が低下し、極細化が容易に行えないことがある。より好ましくはエチレン単位を５〜１０モル％含有する変性ＰＶＡの場合である。
【００２６】
ＰＶＡ（イ）は、エチレン共重合変性だけでなく、他の共重合変性、末端変性、および後変性により官能基を導入した変性ＰＶＡも包括するものである。勿論、溶融紡糸可能なものであらねばならない。溶融紡糸には向かない通常のＰＶＡでは、溶融温度と熱分解温度が近接しているため溶融紡糸することはできず（すなわち熱可塑性ではなく）、溶融温度を下げるための種々の工夫が必要である。
【００２７】
ＰＶＡの粘度平均重合度（以下、単に重合度と略記する）としては２００〜８００が好ましく、２３０〜６００がより好ましく、２５０〜５００が特に好ましい。通常の繊維用に使用されるＰＶＡは、重合度が高いほど高強度繊維が得られることから、重合度１５００以上のものが一般的であり、例えば重合度約１７００のものや約２１００のものが一般的である。そのことから考えると、本発明で好適に用いられるＰＶＡの重合度２００〜８００は繊維用としては極めて低いと言える。重合度が２００未満の場合には紡糸時に十分な曳糸性が得られず、その結果として満足な複合繊維が得られない場合がある。一方、重合度が８００を越えると溶融粘度が高すぎて紡糸ノズルからポリマーを吐出することができず、満足な複合繊維を得られない場合がある。ＰＶＡの重合度は、溶媒濃度、重合速度、重合率、重合温度などにより決定され、重合度を低くするためには溶媒濃度および重合率を高くすればよい。
【００２８】
ＰＶＡの重合度（Ｐ）は、ＪＩＳ−Ｋ６７２６に準じて測定される。すなわち、ＰＶＡを完全に再けん化し、精製した後、３０℃の水中で測定した極限粘度［η］（ｄｌ／ｇ）から次式により求められるものである。
Ｐ＝（［η］×１０３／８．２９）（１／０．６２）
【００２９】
本発明に用いられるＰＶＡのけん化度は９０〜９９．９９モル％の範囲が好ましく、９２〜９９．９モル％がより好ましく、９４〜９９．８モル％が特に好ましい。けん化度が９０モル％未満の場合には、ＰＶＡの熱安定性が悪く熱分解やゲル化によって安定な複合溶融紡糸を行うことができない場合がある。一方、けん化度が９９．９９モル％よりも大きいＰＶＡは安定に製造することが困難である。ＰＶＡのけん化度を高めるためにはけん化触媒量を増やし、反応温度を高くし、反応時間を長くすればよい。
【００３０】
ＰＶＡは、ビニルエステル系重合体のビニルエステル単位をけん化することにより得られる。ビニルエステル単位を形成するためのビニル化合物単量体としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニルおよびバーサティック酸ビニル等が挙げられ、これらの中でもＰＶＡを生産性よく得る点からは酢酸ビニルが好ましい。
【００３１】
本発明で使用するＰＶＡは、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の方法が挙げられる。その中でも、無溶媒あるいはアルコールなどの溶媒中で重合する塊状重合法や溶液重合法が通常採用される。溶液重合時に溶媒として使用されるアルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコールなどの低級アルコールが挙げられる。重合に使用される開始剤としては、α,α'-アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチル−バレロニトリル）、過酸化ベンゾイル、ｎープロピルパーオキシカーボネートなどのアゾ系開始剤または過酸化物系開始剤などの公知の開始剤が挙げられる。重合温度については特に制限はないが、０℃〜２００℃の範囲が適当である。
【００３２】
本発明で使用するＰＶＡにおけるアルカリ金属イオンの含有割合は、ＰＶＡ１００質量部に対してナトリウムイオン換算で０．００００１〜０．０５質量部が好ましく、０．０００１〜０．０３質量部がより好ましく、０．０００５〜０．０１質量部が特に好ましい。アルカリ金属イオンの含有割合が０．００００１質量部未満のものは工業的に製造困難である。またアルカリ金属イオンの含有量が０．０５質量部より多い場合には複合溶融紡糸時のポリマー分解、ゲル化および断糸が著しく、安定に繊維化することができない場合がある。なお、アルカリ金属イオンとしては、カリウムイオン、ナトリウムイオン等が挙げられる。
【００３３】
本発明において、特定量のアルカリ金属イオンをＰＶＡ中に含有させる方法は特に制限されず、ＰＶＡを重合した後にアルカリ金属イオン含有の化合物を添加する方法、ビニルエステルの重合体を溶媒中においてけん化するに際し、けん化触媒としてアルカリイオンを含有するアルカリ性物質を使用することによりＰＶＡ中にアルカリ金属イオンを配合し、けん化して得られたＰＶＡを洗浄液で洗浄することにより、ＰＶＡ中に含まれるアルカリ金属イオン含有量を制御する方法などが挙げられるが、後者の方法が好ましい。なお、アルカリ金属イオンの含有量は、原子吸光法で求めることができる。
【００３４】
けん化触媒として使用するアルカリ性物質としては、水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムが挙げられる。けん化触媒に使用するアルカリ性物質のモル比は、酢酸ビニル単位に対して０．００４〜０．５が好ましく、０．００５〜０．０５が特に好ましい。けん化触媒は、けん化反応の初期に一括添加しても良いし、けん化反応の途中で追加添加しても良い。
【００３５】
けん化反応の溶媒としては、メタノール、酢酸メチル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどが挙げられる。これらの溶媒の中でもメタノールが好ましく、含水率を０．００１〜１質量％に制御したメタノールがより好ましく、含水率を０．００３〜０．９質量％に制御したメタノールがもっと好ましく、含水率を０．００５〜０．８質量％に制御したメタノールが特に好ましい。洗浄液としては、メタノール、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ヘキサン、水などが挙げられ、これらの中でもメタノール、酢酸メチル、水の単独もしくは混合液がより好ましい。
洗浄液の量としてはアルカリ金属イオンの含有割合を満足するように設定されるが、通常、ＰＶＡ１００質量部に対して、３００〜１００００質量部が好ましく、５００〜５０００質量部がより好ましい。洗浄温度としては、５〜８０℃が好ましく、２０〜７０℃がより好ましい。洗浄時間としては２０分間〜１００時間が好ましく、１時間〜５０時間がより好ましい。
【００３６】
また本発明の目的や効果を損なわない範囲で、融点や溶融粘度を調整するとともに、結晶配向性を低下させる目的でＰＶＡに可塑剤を添加することが効果的である。可塑剤としては、従来公知のもの全てが使用できるが、ジグリセリン、ポリグリセリンアルキルモノカルボン酸エステル類、グリコール類にエチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイドを付加したものが好適に使用される。そのなかでも、ソルビトール１モルに対してエチレンオキサイドを１〜３０モル％付加した化合物が好ましい。
【００３７】
次に本発明の極細長繊維不織布の製造方法について説明する。本発明の極細長繊維不織布は、ＰＶＡ（イ）、特に水溶性熱可塑性ＰＶＡと他の熱可塑性ポリマー（ア）からなる複合長繊維で構成された不織布から該水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で溶解（抽出）除去することにより製造することができる。
【００３８】
本発明に用いられる熱可塑性ポリマー（ア）の具体例としては、例えば、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、ポリヘキサメチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル系ポリマーおよびその共重合体、ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリヒドロキシブチレート-ポリヒドロキシバリレート共重合体、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステル系ポリマーおよびその共重合体、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン１０、ナイロン１２、ナイロン６−１２等の脂肪族ポリアミド系ポリマーおよびその共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系ポリマーおよびその共重合体、エチレン単位を２５モル％から７０モル％含有する水不溶性のエチレン−ビニルアルコール共重合体系ポリマー、ポリスチレン系、ポリジエン系、塩素系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、フッ素系のエラストマー系ポリマー等の中から少なくとも一種類を選んで用いることができる。
【００３９】
本発明において、より好適に用いられる熱可塑性ポリマー（ア）としては、ＰＶＡと複合紡糸しやすい点からは、ポリオレフィン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ナイロン系ポリマーが好ましく、なかでも、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ナイロン６、ナイロン６６、ポリプロピレンが好適例としてあげられる。
【００４０】
水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）と他の熱可塑性ポリマー（ア）からなる複合長繊維不織布は、溶融紡糸と不織布形成を直結したいわゆるスパンボンド不織布の製造方法によって効率良く製造することができる。
【００４１】
例えば、水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）と他の熱可塑性ポリマー（ア）をそれぞれ別の押出機で溶融混練し、引き続きこれら溶融したポリマーの流れをそれぞれ紡糸頭に導き、直径の異なる島成分を形成できるノズルパック内で樹脂を分配させ、合流し、流量を計量し、紡糸ノズル孔から吐出させ、この吐出糸条を冷却装置により冷却せしめた後、エアジェット・ノズルのような吸引装置を用いて、目的の繊度となるように、１０００〜６０００ｍ／分の糸条の引取り速度に該当する速度で高速気流により牽引細化させた後、開繊させながら移動式の捕集面の上に堆積させて不織布ウエブを形成させ、引き続きこのウエブを部分熱圧着して巻き取ることによって複合長繊維不織布を得ることができる。
【００４２】
本発明において複合溶融紡糸繊維を製造する場合は、ポリマーの組み合せ、複合断面に応じて適宜設定する必要があるが、主に、以下のような点に留意して繊維化条件を決めることが望ましい。
【００４３】
紡糸口金温度は、複合繊維を構成するポリマーのうち高い融点を持つポリマーの融点をＭｐとするときＭｐ＋１０℃〜Ｍｐ＋８０℃が好ましく、せん断速度（γ）５００〜２５０００ｓｅｃ−１、ドラフト（Ｖ）５０〜２０００で紡糸することが好ましい。また、複合紡糸するポリマーの組み合せから見た場合、紡糸時における口金温度とノズル通過時のせん断速度で測定したときの溶融粘度が近接したポリマー、例えば溶融紡糸口金温度において、せん断速度１０００ｓｅｃ−１における溶融粘度差が２０００ｐｏｉｓｅ以内である組み合せで複合紡糸することが紡糸安定性の面から好ましい。
【００４４】
本発明において複合繊維を製造する場合には、紡糸口金温度が複合繊維を構成するポリマーのうち高い融点を持つポリマーの融点Ｍｐ＋１０℃より低い温度では、該ポリマーの溶融粘度が高すぎて、高速気流による曳糸・細化性に劣り、またＭｐ＋８０℃を越えるとＰＶＡが熱分解しやすくなるために安定した紡糸ができない。また、せん断速度は５００ｓｅｃ−１よりも低いと断糸しやすく、２５０００ｓｅｃ−１より高いとノズルの背圧が高くなり紡糸性が悪くなる。ドラフトは５０より低いと繊度むらが大きくなり安定に紡糸しにくくなり、ドラフトが２０００より高くなると断糸しやすくなる。
【００４５】
複合繊維を製造する場合において、複合形態は特に限定されないが、目的とする極細繊維成分（ａ）と太繊維成分（ｂ）が存在し、かつ極細繊維成分（ａ）の繊維径は１μｍ以下である必要がある。そのため、細い繊維が得られやすい海成分と島成分からなる海島型形状を有するものが好ましい。また複合断面形状が海島型である場合には、極細繊維形成成分（ア）である島成分の数として２〜１０００の範囲が生産性の点で好ましく、より好ましくは１０〜５００の範囲である。なお、本発明において、太繊維成分（ｂ）は極細繊維成分（ａ）に完全に囲まれるように、複合断面形状中に存在しているのが好ましく、また太繊維繊維が複合繊維断面中に複数本存在している場合には、複合繊維断面中に、ほぼ均一に存在しているのが好ましい。さらに、PVA成分を除去した後の繊維束の太さとしては３〜１００μｍ範囲の範囲であることが、シート中に空隙を保持し、通気性を向上させるという点で好ましい。
【００４６】
本発明に用いる熱可塑性ポリマー（ア）と水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）とからなる複合スパンボンド不織布を製造する場合には、熱可塑性ポリマー（ア）と水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）の質量比は目的に応じて適宜設定されるので特に制限はないが、５／９５〜９５／５が好適であり、１０／９０〜９０／１０がより好ましい。好適な範囲を外れた場合には複合した効果が現れない場合がある。
【００４７】
また本発明の目的や効果を損なわない範囲で、熱可塑性ポリマー（ア）および水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）には、必要に応じて銅化合物等の安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤を重合反応時、またはその後の工程で添加することができる。特に熱安定剤としてヒンダードフェノール等の有機系安定剤、ヨウ化銅等のハロゲン化銅化合物、ヨウ化カリウム等のハロゲン化アルカリ金属化合物を添加すると、繊維化の際の溶融滞留安定性が向上するので好ましい。
【００４８】
また必要に応じて、平均粒子径が０．０１μｍ以上５μｍ以下の微粒子を熱可塑性ポリマー（ア）の質量に対して０．０５質量％以上１０質量％以下、重合反応時、またはその後の工程で該熱可塑性ポリマー（ア）に添加することができる。微粒子の種類は特に限定されず、たとえばシリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の不活性微粒子を添加することができ、これらは単独で使用しても２種以上併用しても良い。特に平均粒子径が０．０２μｍ以上１μｍ以下の無機微粒子、例えばシリカ等が添加されていることが好ましく、この場合には紡糸性、延伸性が向上する。なお、ここで言う平均粒子径とは、光散乱法により測定される値のことである。
【００４９】
スパンボンド化においては、糸条の引取り速度に該当する速度で高速気流により繊維を牽引細化させた後、開繊させながら移動式の捕集面の上に繊維を堆積させて不織布ウエブを形成させ、引き続きこのウエブを部分熱圧着して巻き取ることによって複合長繊維不織布を得ることができる。更に必要に応じ、ボンディング、絡合処理を行い、目的に応じたウエブ加工を実施することで様々な風合い・物性のシートを得ることができる
【００５０】
繊維束の分散性、風合い、性能面を考慮すると、絡合手法ではニードルパンチ処理または水流絡合処理が好ましい。熱固定手法ではエンボス処理、カレンダー処理が好ましい。
【００５１】
ウエブの目付としては、５〜５００ｇ／ｍ２の範囲が不織布の生産性および後加工性の点で好ましい。更に吸引細化されたウエッブ形成複合繊維の太さとしては０．２〜８ｄｔｅｘの範囲が生産性の点で好ましい。
【００５２】
本発明では、複合スパンボンド不織布を製造した場合、該不織布から水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出除去することにより、熱可塑性ポリマー（ア）の極細化が可能である。複合スパンボンド不織布から水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出する方法に関しては、制約は無いが、生産性の面から連続式での処理が好ましい。装置や抽出除去方式については任意の方法を適宜選択することができる。抽出水は中性でかまわないし、アルカリ水溶液、酸性水溶液、あるいは界面活性剤等を添加した水溶液であっても良い。前記したように、水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出除去する際に、スパンボンド不織布の上下を通水性シートで覆い、それにより抽出時の繊維の移動を抑制し、その状態で、水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出除去するのが、繊維束を保つ上で好ましい。
【００５３】
複合繊維スパンボンド不織布から水溶性熱可塑性ＰＶＡ（イ）を水で抽出除去する場合には、前記の通り、シート内に繊維束の一部が残存するように、除去処理を行うことが好ましい。そのためには、予め使用する水の量、処理方法、処理時間、処理温度等を種々変更して、本発明で規定する繊維束量が得られるようにこれら条件を決めておくのが好ましい。一般に、抽出処理する際の水の温度としては４０〜１２０℃が好ましい。処理時間としては３〜６０分が一般的である。さらに使用する水の量としては、複合スパンボンド不織布の重量に対して１００〜１００００倍の範囲である。
【００５４】
本発明で使用されるＰＶＡは生分解性を有しており、活性汚泥処理あるいは土壌に埋めておくと分解されて水と二酸化炭素になる。ＰＶＡを溶解した後の廃液の処理には活性汚泥法が好ましい。該ＰＶＡ水溶液を活性汚泥で連続処理すると２日間から１ヶ月で分解される。また、本発明に用いるＰＶＡは燃焼熱が低く、焼却炉に対する負荷が小さいので、ＰＶＡを溶解した排水を乾燥させてＰＶＡを焼却処理してもよい。
【００５５】
さらに本発明のスパンボンド不織布は目的に応じ、エレクトレット加工による帯電処理、プラズマ放電処理やコロナ放電処理による親水化処理等の後加工処理を行ってもよい。本発明で得られる極細繊維からなるスパンボンド不織布の目付としては３〜３００ｇ／ｍ２が好ましい。
【００５６】
また、本発明で得られるスパンボンド不織布は、単独で使用するのみではなく、他の長繊維不織布や短繊維不織布、織物や編物等と積層して用いることも可能であり、上記の用途に用いる場合、実用機能をさらに付与することができる。さらに、支持体として、金属網や樹脂製の網等と重ね合わせて、フィルターに使用することが出来る。
【００５７】
本発明の極細スパンボンド不織布は液体、気体、集塵用フィルター等の空調用材、リントフリーワイパー、各種ワイピングクロス等のワイパー、絶縁材、電池セパレータ等のエレクトロニクス用、油吸着材、皮革基布、セメント用配合材、ゴム用配合材、各種テープ基材など産業用資材；紙おむつ、ガーゼ、ホータイ、医療用ガウン、サージカルテープなどの医療・衛材；印刷物基材、包装・袋物資材、ワイパー、収納材などの生活関連資材；衣料用；建設資材用；農業・園芸用資材；土壌安定材、流砂防止材、補強材などの土木・資材用；鞄靴材等の用途に用いることができる。
【００５８】
特に、本発明のスパンボンド不織布は、極細繊維成分（ａ）によって微小ダストを高効率で捕集することができる。また混在する（ｂ）の太繊維が骨材となり、空隙も保持していることから、通気性、通液性も良好なシートとなり、圧力損失の上昇が少なく、高寿命な濾材として好適に使用することができる。具体的な用途分野として、液体フィルターについては、例えば製薬工業分野、電子工業分野、食品工業分野、自動車工業分野等である。気体フィルターについては、例えば家電用分野、自動車などのキャビン用分野、マスク用分野等である。
【実施例】
【００５９】
次に本発明を具体的に実施例で説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において、各物性値は以下のようにして測定した。なお、実施例中の部及び％はことわりのない限り質量に関するものである。
【００６０】
［ＰＶＡの分析方法］
ＰＶＡの分析方法は、特に記載のない限り、ＪＩＳ−Ｋ６７２６に従った。
変性量は、変性ポリビニルエステルあるいは変性ＰＶＡを用いて５００ＭＨｚ１Ｈ−ＮＭＲ（ＪＥＯＬ ＧＸ−５００）装置による測定から求めた。
アルカリ金属イオンの含有量は原子吸光法で求めた。
【００６１】
［融点］
ＰＶＡの融点は、ＤＳＣ（メトラー社、ＴＡ３０００）を用いて、窒素中、昇温速度１０℃／分で２５０℃まで昇温後室温まで冷却し、再度昇温速度１０℃／分で２７０℃まで昇温した場合のＰＶＡの融点を示す吸熱ピークのピークトップの温度を調べた。
【００６２】
［紡糸状態］
溶融紡糸の状態を観察して次の基準で評価した。
◎：極めて良好、○：良好、△：やや難あり
【００６３】
［不織布の状態］
得られた不織布を目視観察および手触観察して次の基準で評価した。
◎：均質で極めて良好、○：ほぼ均質で良好、△：やや難あり
【００６４】
［繊維径］
繊維束の長さ方向に直角な面での電子顕微鏡により倍率１０００倍で撮影し、それをさらに拡大して、繊維束を構成する個々の繊維の断面積から直径を算出し、その値を繊維径と認定する。
【００６５】
［スパンボンド不織布中のＰＶＡの割合］
３０ｃｍ×３０ｃｍの試料をオートクレーブ中で２０００ｃｃの水に浸漬し、１２０℃で１時間加熱処理した。処理後、熱水中からシートを取り出して軽く搾り、抽出液を取り換えて同様の操作を実施。計３回の繰り返し処理により、シート中の水溶性熱可塑性ＰＶＡ（ａ）を完全抽出除去。処理前後の質量変化より、シート中の水溶性熱可塑性ＰＶＡ（ａ）の割合を求めた。
【００６６】
［目付］
ＪＩＳ Ｌ１９０６ 「一般長繊維不織布試験方法」に準じて測定した。
【００６７】
［厚み］
ＪＩＳ Ｌ１９０６ 「一般長繊維不織布試験方法」に準じて測定した。
【００６８】
［平均孔径］
コールター・エレクトロニクス社製；ｃｏｌｔｅｒ ＰＯＲＯＭＥＴＥＲIIにより測定した。
【００６９】
［通気度］
ＪＩＳ Ｌ１９０６ 「一般長繊維不織布試験方法」に準じて測定した。
【００７０】
［液体フィルター捕集率］
３５ｍｍφの濾材をホルダーにセットし、ＪＩＳ７種ダストの分散液を０．０５ＭＰａにて圧送した。ろ過前後の分散液の濁度測定により捕集率を算出。
【００７１】
［気体フィルター捕集率および圧力損失（Ｐａ）］
ＪＩＳＴ８１５１に従い、試料を１１ｃｍφの大きさに切出し、ろ過部８．６ｃｍφの試料台にセットし、風量３０Ｌ／分で石英粉塵（平均粒径２μｍ）をろ過したときの捕集率および圧力損失を測定した。
【００７２】
実施例１
［エチレン変性ＰＶＡの製造］
撹拌機、窒素導入口、エチレン導入口および開始剤添加口を備えた１００Ｌ加圧反応槽に酢酸ビニル２９．０ｋｇおよびメタノール３１．０ｋｇを仕込み、６０℃に昇温した後３０分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。次いで反応槽圧力が５．６ｋｇ／ｃｍ２（５．５×１０５Ｐａ）となるようにエチレンを導入仕込みした。開始剤として２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）（ＡＭＶ）をメタノールに溶解した濃度２．８ｇ／Ｌ溶液を調整し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。上記の重合槽内温を６０℃に調整した後、上記の開始剤溶液１７０ｍｌを注入し重合を開始した。重合中はエチレンを導入して反応槽圧力を５．６ｋｇ／ｃｍ２（５．５×１０５Ｐａ）に、重合温度を６０℃に維持し、上記の開始剤溶液を用いて６１０ｍｌ／ｈｒでＡＭＶを連続添加して重合を実施した。９．５時間後に重合率が６８％となったところで冷却して重合を停止した。反応槽を開放して脱エチレンした後、窒素ガスをバブリングして脱エチレンを完全に行った。次いで減圧下に未反応酢酸ビニルモノマーを除去しポリ酢酸ビニルのメタノール溶液とした。
【００７３】
得られた該ポリ酢酸ビニル溶液にメタノールを加えて濃度が５０％となるように調整したポリ酢酸ビニルのメタノール溶液２．０ｋｇ（溶液中のポリ酢酸ビニル１．０ｋｇ）に、０．４７ｋｇ（ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニルユニットに対してモル比（ＭＲ）０．１０）のアルカリ溶液（ＮａＯＨの１０％メタノール溶液）を添加してけん化を行った。アルカリ添加後約５分で系がゲル化したものを粉砕器にて粉砕し、６０℃で３時間放置してけん化を進行させた後、０．５％酢酸濃度の水／メタノール＝２０／８０混合溶液１０．０ｋｇを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、濾別して得られた白色固体のＰＶＡに水／メタノール＝２０／８０の混合溶液２０．０ｋｇを加えて室温で３時間放置洗浄した。上記洗浄操作を３回繰り返した後、さらにメタノール１０．０ｋｇを加えて室温で３時間放置洗浄した。その後、遠心脱液して得られたＰＶＡを乾燥機中７０℃で２日間放置して乾燥ＰＶＡ（ＰＶＡ−１）を得た。
【００７４】
得られたエチレン変性ＰＶＡのけん化度は９９．１モル％であった。また該変性ＰＶＡを灰化させた後、酸に溶解したものを用いて原子吸光光度計により測定したナトリウムの含有量は、変性ＰＶＡ１００質量部に対して０．００１２質量部であった。
【００７５】
また、重合後未反応酢酸ビニルモノマーを除去して得られたポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をｎ−ヘキサンに沈殿、アセトンで溶解する再沈精製を３回行った後、８０℃で３日間減圧乾燥を行って精製ポリ酢酸ビニルを得た。該ポリ酢酸ビニルをＤＭＳＯ−ｄ６に溶解し、５００ＭＨｚプロトンＮＭＲ（ＪＥＯＬ ＧＸ−５００）を用いて８０℃で測定したところ、エチレンの含有量は８．７モル％であった。上記のポリ酢酸ビニルのメタノール溶液をアルカリモル比０．５で鹸化した後、粉砕したものを６０℃で５時間放置して鹸化を進行させた後、メタノールソックスレーを３日間実施し、次いで８０℃で３日間減圧乾燥を行って精製されたエチレン変性ＰＶＡを得た。該ＰＶＡの平均重合度を常法のＪＩＳ Ｋ６７２６に準じて測定したところ３４０であった。さらに該精製された変性ＰＶＡの５％水溶液を調整し厚み１０ミクロンのキャスト製フィルムを作成した。該フィルムを８０℃で１日間減圧乾燥を行った後に、ＤＳＣ（メトラー社、ＴＡ３０００）を用いて、前述の方法によりＰＶＡの融点を測定したところ２１２℃であった（表１）。
【００７６】
【表１】
【００７７】
上記で得られたＰＶＡを日本製鋼所（株）二軸押出機（３０ｍｍφ）を用いて設定温度２２０℃、スクリュー回転数２００ｒｐｍで溶融押出することによりペレットを製造した。
【００７８】
上記で得られたＰＶＡ（ＰＶＡ−１）ペレットと、メルトフローレートが３５、融点が１６０℃のポリプロピレンを準備し、それぞれのポリマーを別の押出機で加熱して溶融混練し、不織布を構成する複合長繊維の繊維軸に直交する繊維断面に占める質量比率がＰＰ／ＰＶＡ＝７０／３０になるように２３０℃の３００島／海型（海島型）複合紡糸パック（図１）に導き、ノズル径０．３５ｍｍφ×１００８ホール、吐出量１０５０ｇ/分、せん断速度２５００ｓｅｃ−１の条件で紡糸口金から吐出させ、紡出フィラメント群を２０℃の冷却風で冷却しながら、ノズルから８０ｃｍの距離にあるエジェクターにより高速エアーで２３００ｍ／分の引取り速度で牽引細化させ、開繊したフィラメント群をエンドレスに回転している捕集コンベア装置上に捕集堆積させ長繊維ウエブを形成させた。紡糸状態は、断糸は全く見られず、断面形状も極めて良好であった。
【００７９】
次いで、このウエブをニードルパンチ加工によりシート化し、目付５１ｇ／ｍ２の長繊維不織布を得た。得られた不織布の均質性は極めて良好であった。
【００８０】
得られた複合長繊維不織布約５０ｍについて、その両面を通水性シートで覆った状態で、連続式多段洗浄槽を用い、９５℃にて１０分間、ＰＶＡ成分の抽出処理を行った。抽出除去後の不織布中ＰＶＡの割合は０．１％であった。製造条件と、製造結果を表２および表３に示す。
【００８１】
【表２】
【００８２】
【表３】
【００８３】
得られたスパンボンド不織布は、繊維束から構成されており、繊維束の中央に１０μｍの島成分、その周りには０．７μｍ、２００個の島成分が分散された状態でシートを構成していた。１０μｍの繊維が空隙を付与し十分な通気性を保持しながら、０．７μｍの極細繊維が高効率でダストを捕集した（表３）。
【００８４】
実施例２
複合繊維成分の質量比率および極細繊維成分の島数を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は実施例１と同じ条件にて極細スパンボンド不織布を得た。比率変更に際しては、パックへのポリマー導入量を変えることで調整させた。島数はノズルプレートのデザインを変えることで変更できる。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は、繊維束から構成されていたが、太繊維（ｂ）に対して極細繊維数が少ないために、ややダストの捕集率が低下した。
【００８５】
実施例３
複合繊維成分の質量比率および極細繊維成分の島数を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は、実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布を得た。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されていたが、太繊維（ｂ）に対して極細繊維数が多いために、通気性が低下し、圧損がやや上昇した。
【００８６】
実施例４
複合繊維成分の質量比率および極細繊維成分の島数を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は、実施例１と同じ条件下にて複合繊維からなる不織ウエブを得た。次いで、この不織ウエブを水流絡合処理によりシート化し、実施例１と同じ条件にてＰＶＡ成分の抽出処理を行った。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、高いダスト捕集性を示した。
【００８７】
実施例５および実施例６
実施例１で用いたＰＶＡの代わりに表１に記載するＰＶＡを用い、表２に記載の紡糸温度とし、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布を得た。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、良好なダスト捕集性を示した。
【００８８】
実施例７
実施例１で用いたポリプロピレンの変わりに固有粘度が０．７、融点が２５５℃のポリエチレンテレフタレートを用い、表２に記載の紡糸温度とし、複合繊維成分の質量比率を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布得た。製造条件と、製造結果を表２および表３に示す。得られた不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、高い捕集率を示した。
【００８９】
実施例８
実施例１で用いたポリプロピレンの変わりに固有粘度が２．６、融点が２２２℃の６−ナイロンを用い、表２に記載の紡糸温度とし、複合繊維成分の質量比率を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布得た。製造条件と、製造結果を表２および表３に示す。得られた不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、高い捕集率を示した。
【００９０】
実施例９
実施例１と全く同じ条件下にて複合繊維からなる不織ウエブを得た。次いで、この不織ウエブを１４０℃、線圧５０ｋｇｆにて熱エンボス処理し、実施例１と同じ条件にてＰＶＡ成分の抽出処理を行った。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、良好なダスト捕集性を示した。
【００９１】
実施例１０
実施例１と全く同じ条件下にて複合繊維からなる不織ウエブを得た。次いで、この不織ウエブを１２０℃、線圧１００ｋｇｆにて熱フラットカレンダー処理し、実施例１と同じ条件にてＰＶＡ成分の抽出処理を行った。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されており、十分な通気性を保ちながら、良好なダスト捕集性を示した。
【００９２】
実施例１１
実施例１と全く同じ条件下にて複合繊維からなる不織ウエブを得た後、ニードルパンチ処理により複合スパンボンド不織布を得た。次いで、この不織布について、抽出時間を１分に変更する以外は実施例１と同じ条件にてＰＶＡ成分の抽出処理を行った。製造結果を表２および表３に示す。得られた極細スパンボンド不織布は繊維束から構成されていたが、ＰＶＡ成分が多く残存するために、繊維束の分散がやや低く、ダスト捕集率が若干低下した。
【００９３】
比較例１
繊維断面の中央島成分の直径が小さくなるように、複合繊維成分の質量比率およびノズル温度設定を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は実施例と同じ条件にて極細スパンボンド不織布を得た。製造条件と、製造結果を表２および表３に示す。得られた不織布は繊維束中央部の繊維の直径が小さいために、空隙が十分に付与されず、濾材として使用した際に、大幅に圧力損失が上昇した。
【００９４】
比較例２
繊維断面の中央島成分の直径が大きく、かつ表２に示す極細繊維成分の島数となるようなノズルパックを使用し、複合繊維成分の質量比率を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は、実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布を得た。製造結果を表２および表３に示す。得られたスパンボンド不織布は、繊維束中央島成分（ｂ）の直径が極端に大きいため空隙は付与されるが、一方で均質性の低いシートとなり、濾材として使用した際に大幅にダストの捕集性が低下した。
【００９５】
比較例３
繊維断面の極細繊維成分（ａ）の直径が大きくなるようなデザインのノズルパックを使用し、複合繊維成分の質量比率およびノズル温度設定を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は、実施例１と同じ条件下にて極細スパンボンド不織布を得た。製造結果を表２および表３に示す。得られたスパンボンド不織布は、極細繊維成分（ａ）の直径が２．１μｍと太く、濾材として使用した際に大幅にダストの捕集性が低下した。
【００９６】
比較例４
極細繊維成分のみで構成される繊維断面となるノズルパックを用い、複合繊維成分の質量比率を変更し、適宜ノズル−エジェクター間距離およびラインネット速度を調整する以外は、実施例と条件下にて極細スパンボンド不織布を得た。製造結果を表２および表３に示す。得られたスパンボンド不織布は、繊維束中央部に骨材となる太繊維が存在しないために、シート中に空隙が付与されず、密度の高いシートとなった。このシートを濾材として使用した際には、圧力損失が大幅に上昇した。
【００９７】
比較例５
比較例４で使用したノズルパックを使用して複合繊維を紡糸するとともに、単一ポリマー（ポリプロピレン）からなる直径１０μｍ繊維を複合繊維と同一本数となるように紡糸工程中に加え、複合繊維とポリプロピレン繊維からなるスパンボンド不織布を製造した。そして、このスパンボンド不織布を実施例１と同様に処理して、複合繊維の極細化を行った。得られたシートにおいて、極細繊維と該ポリプロピレン繊維は束を構成しておらず、別々の状態で存在していた。このシートは濾材として使用した際に 均一に太繊維が分布していないため、通気性、通液性の向上が顕著に現れない上に捕集性能も十分ではなく、濾材としては上記実施例のものよりはるかに劣るものであった。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に使用される複合繊維の複合形態の一例を示す繊維断面図
【符号の説明】
【００９９】
１ 水溶性熱可塑性ポリビニルアルコール
２ 熱可塑性ポリマー（ａ）
３ 熱可塑性ポリマー（ｂ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不織布を構成する繊維束が、同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなり、かつ、下記の式（A）、（B）及び（C）を満足する繊維（ａ）および繊維（ｂ）を含有していることを特徴とするスパンボンド不織布。
（ａ）の繊維径≦１μｍ （A）
（ｂ）の繊維径≧５μｍ （B）
５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００ （C）
【請求項２】
繊維束中の繊維（ａ）および繊維（ｂ）の本数比が１０≦｛（ａ）の繊維束中の本数／（ｂ）の繊維束中の本数｝≦５００の範囲である請求項１に記載のスパンボンド不織布。
【請求項３】
繊維表面に、不織布重量に対して１％以下のポリビニルアルコール（イ）が存在している請求項１または２に記載のスパンボンド不織布。
【請求項４】
ポリビニルアルコール（イ）が、エチレン単位を３〜１５モル％含有する変性ポリビニルアルコールである請求項３に記載のスパンボンド不織布。
【請求項５】
熱可塑性ポリマー（ア）が、ポリオレフィン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ナイロン系ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも１種のポリマーである請求項１〜４のいずれかに記載のスパンボンド不織布。
【請求項６】
ニードルパンチ処理、水絡処理、エンボス処理、カレンダー処理から選ばれる少なくとも一つの処理によりシート化されている請求項１〜５のいずれかに記載のスパンボンド不織布。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のスパンボンド不織布を用いた濾材。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載のスパンボンド不織布を用いた気体フィルター。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載のスパンボンド不織布を用いた液体フィルター。
【請求項１０】
不織布を構成する繊維束が、同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなり、かつ、下記の式（A）、（B）及び（C）を満足する繊維（ａ）および（ｂ）を含有しているスパンボンド不織布を以下の工程（１）〜（３）を（１）、（２）、（３）の順序で行い、製造することを特徴とするスパンボンド不織布の製造方法。
（ａ）の繊維径≦１μｍ （A）
（ｂ）の繊維径≧５μｍ （B）
５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００ （C）
（１）熱可塑性ポリマー（ア）とポリビニルアルコール（イ）を別々の押出機にて溶融混錬し、直径の異なる島成分を形成できるノズルパックを用いて複合溶融紡糸し、熱可塑性ポリマー（ア）を島成分とし、ポリビニルアルコール（イ）を海成分とする海島型複合繊維を得て、それをウエブ化する工程、
（２）得られたウエブを、ニードルパンチ処理、水絡処理、エンボス処理およびカレンダー処理から選ばれる少なくとも一つの処理により、シート形態を維持する工程、
（３）シート化したスパンボンドシートからポリビニルアルコール（イ）を水で溶解除去する工程、
【請求項１】
不織布を構成する繊維束が、同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなり、かつ、下記の式（A）、（B）及び（C）を満足する繊維（ａ）および繊維（ｂ）を含有していることを特徴とするスパンボンド不織布。
（ａ）の繊維径≦１μｍ （A）
（ｂ）の繊維径≧５μｍ （B）
５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００ （C）
【請求項２】
繊維束中の繊維（ａ）および繊維（ｂ）の本数比が１０≦｛（ａ）の繊維束中の本数／（ｂ）の繊維束中の本数｝≦５００の範囲である請求項１に記載のスパンボンド不織布。
【請求項３】
繊維表面に、不織布重量に対して１％以下のポリビニルアルコール（イ）が存在している請求項１または２に記載のスパンボンド不織布。
【請求項４】
ポリビニルアルコール（イ）が、エチレン単位を３〜１５モル％含有する変性ポリビニルアルコールである請求項３に記載のスパンボンド不織布。
【請求項５】
熱可塑性ポリマー（ア）が、ポリオレフィン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ナイロン系ポリマーからなる群から選ばれる少なくとも１種のポリマーである請求項１〜４のいずれかに記載のスパンボンド不織布。
【請求項６】
ニードルパンチ処理、水絡処理、エンボス処理、カレンダー処理から選ばれる少なくとも一つの処理によりシート化されている請求項１〜５のいずれかに記載のスパンボンド不織布。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のスパンボンド不織布を用いた濾材。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載のスパンボンド不織布を用いた気体フィルター。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれかに記載のスパンボンド不織布を用いた液体フィルター。
【請求項１０】
不織布を構成する繊維束が、同一の熱可塑性ポリマー（ア）からなり、かつ、下記の式（A）、（B）及び（C）を満足する繊維（ａ）および（ｂ）を含有しているスパンボンド不織布を以下の工程（１）〜（３）を（１）、（２）、（３）の順序で行い、製造することを特徴とするスパンボンド不織布の製造方法。
（ａ）の繊維径≦１μｍ （A）
（ｂ）の繊維径≧５μｍ （B）
５≦｛（ｂ）の繊維径／（ａ）の繊維径｝≦１００ （C）
（１）熱可塑性ポリマー（ア）とポリビニルアルコール（イ）を別々の押出機にて溶融混錬し、直径の異なる島成分を形成できるノズルパックを用いて複合溶融紡糸し、熱可塑性ポリマー（ア）を島成分とし、ポリビニルアルコール（イ）を海成分とする海島型複合繊維を得て、それをウエブ化する工程、
（２）得られたウエブを、ニードルパンチ処理、水絡処理、エンボス処理およびカレンダー処理から選ばれる少なくとも一つの処理により、シート形態を維持する工程、
（３）シート化したスパンボンドシートからポリビニルアルコール（イ）を水で溶解除去する工程、
【図１】
【公開番号】特開２００８−９５２５４（Ｐ２００８−９５２５４Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２８１２３１（Ｐ２００６−２８１２３１）
【出願日】平成１８年１０月１６日（２００６．１０．１６）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１６日（２００６．１０．１６）
【出願人】（０００００１０８５）株式会社クラレ (1,607)
【Ｆターム（参考）】
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