JP2001025620A

JP2001025620A - フィルター材

Info

Publication number: JP2001025620A
Application number: JP11203027A
Authority: JP
Inventors: Koji Ezaki; 孝二江崎
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-01-30

Abstract

(57)【要約】【課題】河川の護岸や海の埋め立て時等に土粒子の流
出を防ぐためのフィルターであって、長期間に亘り機能
できるフィルター材を提供する。【解決手段】３〜１０個／ｃｍの捲縮を有する合成長
繊維からなり、該長繊維同士は、ニードリングにより交
絡して一体化していることを特徴とするフィルター材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、土木分野におい
て、河川の護岸や海の埋め立て時に土粒子の流出を防ぐ
ことを目的として使用するフィルター材に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、河川の護岸や海の埋め立て時等に
おける土粒子の流出を防止する際のフィルターとして、
合成繊維からなる織布が使用されていた。しかし、織布
は、縦・横の強力は高いが、伸びが小さいため、下地の
凹凸に追従しにくく破れやすいという問題があった。ま
た、一度破れが発生した場合、縦および／または横方向
に破れが伝播しやすいという問題もあった。

【０００３】上記問題を解決するために、近年、繊維が
互いに交絡してなるニードルパンチ不織布が用いられて
きている。ニードルパンチ不織布は、繊維がランダムに
交絡しているものであり、織布と比較して伸びが大き
く、下地に追従しやすいため、破れが発生しにくい。し
かし、このニードルパンチ不織布を用いた場合でも、完
全に破れを防止することができていないのが現状であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、ニードル
パンチ不織布を用いた場合、完全に破れを防止すること
ができない原因について検討した。ニードルパンチ不織
布からなるフィルターは、敷設された現場において、長
期に亘り水の流れや波に晒されるために、時間が経つに
つれて少しづつ毛羽立ち、やがて穴が開いてしまう。ニ
ードルパンチ不織布を構成している繊維が真っ直ぐの形
態であるので、ニードリングによる交絡度合が弱く、毛
羽立ちやすいことが原因であることが分かった。交絡度
合を向上させるために、ニードリングの処理回数をさら
に増やすことも考えられるが、ニードル針により繊維が
切断されて、交絡度合は向上するものの、機械的強力が
弱く、耐摩耗性に劣る不織布しか得られない。

【０００５】本発明は、長期間に亘り、水の流れや波に
晒されても毛羽立ちにくく、穴が開かないフィルター材
を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、３〜１０個／ｃｍの捲縮を有する
合成長繊維からなり、該長繊維同士は、ニードリングに
より交絡して一体化していることを特徴とするフィルタ
ー材を要旨とするものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の不織布フィルター材は、
合成長繊維からなる。合成長繊維とは、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエ
ステル系合成長繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン等
のポリオレフィン系合成長繊維、ナイロン６、ナイロン
６６等のポリアミド系合成長繊維、およびポリアクリロ
ニトリルやポリビニルアルコールからなる合成長繊維等
が挙げられる。

【０００８】合成長繊維は、３〜１０個／ｃｍの捲縮を
有している。捲縮の数が３個／ｃｍ未満であると、ニー
ドルパンチ処理において、繊維同士の強固な絡みが得ら
れず、本発明が目的とする毛羽立ちを十分に抑え、耐摩
耗性の良好なフィルター材を得ることができない。一
方、捲縮の数が１０個／ｃｍを超えると、ニードルパン
チ処理を行いにくく、たとえ製品が得られたとしても、
得られたニードルパンチ不織布は、寸法変化が大きく、
敷設作業等が行いにくく使い難いものとなる。

【０００９】合成長繊維が有する捲縮は、クリンパーに
よる付与される二次元的な機械捲縮であっても、立体的
にクリンプしてなる三次元的な捲縮であってもよい。合
成長繊維に捲縮を付与する方法としては、短繊維に機械
捲縮を付与する公知のクリンパーにより機械捲縮を付与
する方法、また、溶融紡糸時に不均一に冷却させること
により捲縮を発現させた繊維を得る方法、潜在捲縮能を
有する長繊維を用いて潜在捲縮を顕在化させる方法等が
挙げられる。潜在捲縮能を有する長繊維としては、互い
に熱収縮性の異なる２種の繊維形成性重合体が繊維の長
さ方向に沿って並設された並列型複合繊維または、互い
に熱収縮性の異なる２種の繊維形成性重合体が偏心芯鞘
構造に配置された偏心芯鞘型複合繊維が挙げられる。こ
の繊維は、弛緩熱処理を施すと、繊維を構成している重
合体が熱収縮性が異なるため、繊維は立体的なスパイラ
ルクリンプを発現する。

【００１０】熱収縮性の異なる繊維形成性重合体の組合
せとしては、異種または同種の重合体を目的に応じて選
定すればよい。異種の熱可塑性重合体の組合せとして
は、例えば、ポリエステル系とポリアミド系、ポリエス
テル系とポリオレフィン系、ポリアミド系とポリオレフ
ィン系等が挙げられる。また、同種の熱可塑性重合体の
組合せとしては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリ
オレフィン系の重合体において、異粘度重合体の組合せ
あるいは異融点重合体の組合せ（ホモ重合体と共重合体
との組合わせ）が挙げられる。

【００１１】長繊維の複合形態として並列型を採用する
際には、２種の重合体は互いに相溶性を有するものを用
いる。非相溶性のものを用いると、製糸・製反工程にお
いて両重合体で形成される複合断面の境界面において剥
離が生じて重大なトラブルを招くこととなる。一方、長
繊維の複合形態として偏心芯鞘型を採用する際には、２
種の重合体は互いに相溶性であっても非相溶性であって
もよい。

【００１２】潜在捲縮を顕在化させるための弛緩熱処理
は、長繊維同士にニードリングを施す前でも、後でも構
わない。ニードリング前であると、溶融紡糸した長繊維
群を開繊させてコンベア上に堆積させた後、弛緩熱処理
を施すことにより捲縮を顕在化させて、ニードリングを
行う。ニードリングの際、繊維が捲縮を有しているた
め、ニードル針のバーブに繊維が引っかかりやすく、繊
維同士の絡みが向上する。また、繊維自体に伸びに余裕
があり、自由度が高いため、ニードル針の動きに追随し
やすく、繊維の損傷が少ないため、ニードル針による繊
維の切断や毛羽立ちが起こりにくく、機械的強力と耐摩
耗性の良好なものが得られる。

【００１３】一方、弛緩熱処理がニードリング後である
と、溶融紡糸した長繊維群を開繊、堆積させて、長繊維
ウエブを得、その長繊維ウエブにニードリングを施した
後、弛緩熱処理を施して、捲縮を顕在化させる。ニード
リング後に、捲縮を顕在化させると、長繊維ウエブ作成
の際、開繊時に、繊維は捲縮を有しないため開繊しやす
く作業性がよい。また、ニードリング後に、捲縮を発現
させることにより、ニードリングされた長繊維ウエブが
収縮して、ニードリングによる繊維同士の絡みがより外
れにくい強固なものとなり、摩耗による繊維毛羽が発生
しにくいものが得られる。なお、ニードリング前および
後の両方において、弛緩熱処理を施してもよい。

【００１４】弛緩熱処理の熱処理温度は、長繊維を構成
する重合体が異融点同士の組合せである場合は、２種の
重合体のうち低融点を有する重合体の融点以下の温度で
行えばよい。また、長繊維を構成する２種の重合体に融
点差がない場合は、その重合体の融点以下の温度で行え
ばよい。

【００１５】本発明のフィルター材は、上記捲縮を有し
てなる長繊維同士がニードリングにより三次元的に交絡
してなる。繊維同士が交絡により一体化しているので、
適度な伸びを有し、下地の凹凸に追随することができ
る。ニードリング処理の条件は、長繊維が有する捲縮数
や長繊維ウエブの目付により適宜選択すればよいが、繊
維同士の絡みが十分になる条件を選択する。例えば、針
密度は２０〜１００回／ｃｍ²程度とする。針密度が２
０回／ｃｍ²未満であると、長繊維相互間の交絡の程度
が低く、一方、針密度が１００回／ｃｍ²を超えると、
長繊維相互間の交絡が強くなるが、ニードル針による長
繊維の損傷が激しく、繊維自体が著しく強力の低いもの
となってしまうため、フィルター材の機械的強力が劣る
傾向となる。

【００１６】本発明のフィルター材の目付は、２００〜
１０００ｇ／ｍ²程度が好ましい。２００ｇ／ｍ²未満で
は、使用環境によっては、土粒子の流出を防ぐことが困
難となる場合があり、一方、１０００ｇ／ｍ²を超える
と、フィルター材が硬くなる傾向となるため、下地の凹
凸が大きい場合には、追従しにくく使用勝手が悪くなる
ことがある。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。捲縮数および洗濯試験以外の試験方法については、
ＪＩＳＬ１０９６に準じて行った。

【００１８】捲縮数（個／ｃｍ）：光学顕微鏡を用い
て、捲縮数を数えることで測定した。この場合、１０ケ
所を測定し、その平均値を捲縮数とした。

【００１９】目付（ｇ／ｍ²）：５０ｃｍ×５０ｃｍの
試料の重さを量り、１ｍ²当たりの重さに換算した。

【００２０】引張強さ（ｋＮ／ｍ）および伸度（％）：
低速伸長型引張試験機として（株）オリエンティック製
テンシロンを用い、幅５ｃｍ、長さ２０ｃｍの試料片
を掴み間隔１０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分で測定し、
１０個の試料から得られた値の平均値をそれぞれ引張強
さ（ｋＮ／ｍ）、伸び率（％）とした。

【００２１】引裂強さ（Ｎ）：シングルタング法により
測定した。

【００２２】毛羽立ち性（耐久性評価）：テーバ型摩耗
試験後、外観を観察し２段階で評価した。また、洗濯試
験後、外観を観察し２段階で評価した。（テーバ型摩耗試験） ○ ；４級以上のものを合格とした。 × ；３級以下のものを不合格とした。

【００２３】（洗濯試験）１辺が２０ｃｍの正方形の試
験片を３枚採取し、周辺を縫製加工した後、試験片の一
角を担う２辺の端部より５ｃｍ内側の部分に１辺の長さ
が３ｃｍのＬ字型の切り裂き穴を設け、その対角に固定
用ひもを取り付けた。（図１参照）洗濯槽上部に固定用
ひもで試験片を固定し、試験片が全部浸る程度に水を注
ぎ、１試験片につき１時間、洗濯機を運転した後、脱
水、乾燥し、試験片の状況を観察し評価した。 ○ ；試験片の変化がほとんどない。 × ；試験片の周囲および切り裂き穴部で損傷有り。

【００２４】実施例１ポリエチレンテレフタレート重合体（融点２５５℃）を
溶融温度２８０℃で直径０．４ｍｍ、長さ１．０ｍｍの
オリフィスを多数有するノズルから押し出し、紡糸速度
４５００ｍ／分となるように細化牽引することで、繊度
３．５デニールの長繊維を製造した。次いで、公知のク
リンパーにより機械的捲縮加工を行い、３個／ｃｍの捲
縮を有する長繊維を得た。この長繊維をトウ開繊法によ
り均一に開繊し、目付２００ｇ／ｍ²の長繊維ウエブを
得た。次いで、得られた目付２００ｇ／ｍ²の長繊維ウ
エブを３枚重ねあわせ、針深度１０ｍｍ、針密度４５回
／ｃｍ²でニードルパンチ加工をすることで、本発明の
フィルター材を得た。得られたフィルター材の物性およ
び評価結果を表１に示す。

【００２５】実施例２ポリエチレンテレフタレート重合体（融点２５５℃）
と、エチレンテレフタレートにイソフタル酸を共重合し
た共重合ポリエステル重合体（融点２３０℃）とを用
い、溶融温度２８０℃で直径０．４ｍｍ、長さ１．０ｍ
ｍのオリフィスを多数有する複合ノズルから押し出し、
紡糸速度４５００ｍ／分となるように細化牽引すること
で、繊度３．５デニールの貼合せ型複合長繊維を作成
し、そのままコンベア上に開繊堆積させて、目付２００
ｇ／ｍ²の長繊維ウエブを得た。次いで、この長繊維ウ
エブに２４０℃で熱処理を施すことにより、長繊維に５
個／ｃｍの三次元的の立体捲縮を発現させた。次いで、
得られた長繊維ウエブを４枚重ねあわせ、針深度９ｍ
ｍ、針密度６０回／ｃｍ²でニードルパンチ処理を施す
ことで本発明のフィルター材を得た。得られたフィルタ
ー材の物性および評価結果を表１に示した。

【００２６】比較例１ポリエチレンテレフタレート重合体（融点２５５℃）を
用い、溶融温度２８０℃で直径０．４ｍｍ、長さ１．０
ｍｍのオリフィスを多数有するノズルから押し出し、紡
糸速度４５００ｍ／分となるように細化牽引すること
で、繊度３．５デニールの捲縮を有しない長繊維を作成
し、そのままコンベア上に開繊堆積させて、目付２００
ｇ／ｍ²の長繊維ウエブとした。ついて、得られた長繊
維ウエブを４枚重ねあわせて、針深度９ｍｍ、針密度９
０回／ｃｍ²でニードルパンチ処理を施し、長繊維不織
布フィルター材を得た。得られた長繊維不織布フィルタ
ー材の物性および評価結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】本発明の実施例１、２のフィルター材は、
従来の捲縮を有しない長繊維からなるニードルパンチ不
織布（比較例１）と比較し、引張強さ、引裂強さにおい
ては、同等程度の実用的に問題のない優れた強力を有
し、また、テーバ型摩耗試験における表面の摩耗性およ
び洗濯試験における耐久性においては、構成繊維が捲縮
を有するために繊維同士の交絡が解除されにくいことか
ら、優れた結果を示した。さらに、適度な伸度を有する
ため、現場における下地の凹凸に良好に追随できるもの
であった。

【００２９】

【発明の効果】本発明のフィルター材は、捲縮を有する
長繊維からなるので、交絡性が高いため、長繊維同士の
交絡がより強固で外れにくく、耐摩耗性に優れたものと
なる。したがって、本発明のフィルターによれば、河川
の護岸や海の埋め立て地において、水の流れや波により
毛羽立ちにくいため、土粒子の流出を防止すべく、長期
間に亘ってフィルターとしての機能を発揮することがで
きる。

【００３０】また、長繊維が捲縮を有しているとともに
長繊維同士は交絡により形態を保持しているため、適度
な伸度を有しており、現場における下地の凹凸に容易に
追随することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフィルター材を洗濯評価する際に用い
る試験片を示す参照図である。

【符号の説明】

１：試料片２：固定ひも３：切り裂き穴４：縫製加工

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３〜１０個／ｃｍの捲縮を有する合成長
繊維からなり、該長繊維同士は、ニードリングにより交
絡して一体化していることを特徴とするフィルター材。
【請求項２】合成長繊維が、互いに熱収縮性の異なる
２種の繊維形成性重合体が繊維の長さ方向に沿って並設
された並列型複合繊維、または互いに熱収縮性の異なる
２種の繊維形成性重合体が偏心芯鞘構造に配置された偏
心芯鞘型複合繊維であることを特徴とする請求項１記載
のフィルター材。