JP2008081918A

JP2008081918A - フッ素繊維製不織布およびその製造方法

Info

Publication number: JP2008081918A
Application number: JP2007225258A
Authority: JP
Inventors: Masataka Yamada; 賢孝山田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】本発明は、集じん性能と衝撃に対する耐久性とを有するフッ素繊維製不織布およびその製造方法を提供せんとするものである。
【解決手段】フッ素繊維を構成繊維とする不織布であって、下記式により定義される単繊維繊度の変動係数が１０〜４０％の範囲内で、かつ、１〜５個／２．５４ｃｍの範囲内のけん縮を有するフッ素繊維を含むことを特徴とするフッ素繊維製不織布。
変動係数＝（標準偏差／平均単繊維繊度平均値）×１００
【選択図】なし

Description

本発明は、例えばフィルター、フィルター用のシーリング材、フィルター用の当て布、コピー機のトナーシール材、ガスケット等のシーリング材、有価粒子（例えば金属酸化物）の製造分野等において、その素材として用いられるフッ素繊維製不織布およびその製造方法に関する。詳しくは、単繊維繊度の変動係数が特定の範囲内にあり、かつ、けん縮が少ないフッ素繊維を選択的に用いたフッ素繊維製不織布およびその製造方法に関するものである。

従来から、フッ素繊維は、耐熱性、耐薬品性に優れることが知られており、フッ素繊維からなるフィルター用フェルトが開示されている（例えば特許文献１）。

この従来技術においては、０．１〜２０デニールの範囲内の繊度分布をもつフッ素繊維をダスト剥離層として用い、熱処理や熱プレスによってフィルターの空隙率を調整し、長期安定して排ガス中のダストろ過ができるフィルターを開示している。

しかしながら、この技術で得られるフィルターは、大きな繊度の繊維（太い繊維）と小さな繊度の繊維（細い繊維）との混合体で構成されることから、熱処理や熱プレスによる緻密化を実施しても、部分的に通気しやすいところ（ピンホール）が残るため、局部的に集塵率が悪くなるという問題があった。このようなピンホールを無くすために熱処理や熱プレスを用いることを開示しているが、フッ素繊維のけん縮数が高いために、ニードルパンチ処理などで不織布を絡合させた際に絡合が充分に進み、この絡合工程において繊維同士の自由度が既に失われ、後工程で熱処理による緻密化を実施してもピンホールが解消しない問題があった。

また、別の従来技術として、分枝構造を有し、繊度が２〜２００デニールであるポリテトラフルオロエチレン繊維からなる綿状物が開示されている（例えば特許文献２）。

この技術は分枝構造を有することが繊維同士の交絡性を向上する重要な要因であり、また繊維同士の交絡性を補完する原因として、好ましい捲縮数が１〜１５個／２０ｍｍであることが開示されている。

しかしながら、このようにして得られたポリテトラフルオロエチレン繊維は、繊度の範囲が広く、繊度の大きな繊維（太い繊維として２００デニールは約１１０μｍ直径）と繊度の小さな繊維（細い繊維として２デニールは約１１μｍ直径）の混合体で不織布が構成されるため、部分的に通気しやすいところ（ピンホール）が残り、局部的に集塵率が悪くなるという問題があった。あるいはまた好ましい捲縮数が開示されているものの、繊維同士の交絡性向上のために必要とのみ記載されており、特定のけん縮数を有する特徴を局部的な集じん率悪化を改善する目的で使用するという技術的思想は何ら開示されていないものであった。

また別の従来技術として、ポリテトラフルオロエチレンよりなる繊維の製造方法が開示されている（例えば特許文献３）。

この技術はポリテトラフルオロエチレンの円筒状成形体を、多数の掻き裂き扇尖端を有する掻き裂き手段によって剥ぎ取り、その上で剥ぎ出された平行な糸状体を１段または多段で延伸し、細かくて均一な繊維を得る製造方法を開示している。

しかしながらこの方法では繊維の強力に優れた糸状物を提供できるが、繊維の太さを適切な範囲に設計して不織布に使用した時の効果や、けん縮数を設計することで得られる効果については何ら示唆されるものではなかった。
特許第３５６２６２７号公報特許第３０７９５７１号公報特開昭５１−８８７２７号公報

本発明は、上記従来技術における問題点を解消せんとするもので、単繊維繊度の変動係数が適切な範囲にあるフッ素繊維、すなわち適切な繊度分布の範囲と、けん縮数が適切な範囲にあるフッ素繊維を選択的に用いることで、集塵性能と耐久性とに優れるフッ素繊維製不織布およびその製造方法を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、フッ素繊維を構成繊維とする不織布であって、下記式により定義される単繊維繊度の変動係数が１０〜４０％の範囲内で、かつ、１〜５個／２．５４ｃｍの範囲内のけん縮を有するフッ素繊維を含むことを特徴とするフッ素繊維製不織布である。
変動係数＝（標準偏差／平均単繊維繊度平均値）×１００。

また本発明は、本発明のフッ素繊維製不織布で構成されたことを特徴とするフィルターである。

また本発明は、フッ素繊維を構成繊維とするフッ素繊維製不織布を製造する方法であって、単繊維繊度の変動係数が１０〜４０％の範囲内で、かつ、１〜５個／２．５４ｃｍの範囲内のけん縮を有するフッ素繊維を含む繊維群を、シート状に加工し、その後にプレス処理して緻密化する工程を含むことを特徴とするフッ素繊維製不織布の製造方法である。

本発明のフッ素繊維製不織布によれば、不織布表面に従来技術のようなピンホールが格段に発生しにくいため、局部的な集じん性能の低下が無く、例えばフィルター用濾布等に用いた場合には優れた集塵性能と耐久性とを発揮することができる。

また、本発明のフッ素繊維製不織布の製造方法は、単繊維繊度の変動係数やけん縮数が一定の範囲内にあるフッ素繊維を選択的に使用して製造することで、不織布全体の均一性が向上し、優れた耐久性能を有するものが得られるという効果を奏する。

本発明は、前記課題、つまり優れた集塵性能を有し、局部的な集塵性能の低下が極めて少ないフッ素繊維製不織布について、鋭意検討した結果、構成繊維の単繊維繊度が適切な変動係数の範囲内にあるうえ、さらにけん縮が適切な範囲内にあるフッ素繊維を選択的に用いて不織布とすると、フィルターとして用いた場合に衝撃が加えられても局部的な集じん性能の低下を受けないという効果があることを見出し、本発明に至ったものである。

本発明の不織布の構成繊維であるフッ素繊維は、重合体の繰り返し構造単位の９０％以上が、主鎖または側鎖にフッ素原子を１個以上含むモノマーで構成された繊維であれば、いずれのものでも使用することができるが、フッ素原子数の多いモノマーで構成された繊維ほど好ましく、例えば、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、４フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）またはエチレン−４フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、または、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などを使用することができる。かかるフッ素繊維としては、耐熱性、耐薬品性に特に優れているポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いることが好ましい。

フッ素繊維の単繊維繊度としては、不織布の形態に加工可能であればよいが、カーディング加工性の点では０．５〜２５ｄｔｅｘの繊度範囲を有するものが好ましい。単繊維繊度が０．５〜２５ｄｔｅｘの範囲内にあるフッ素繊維を用いるとカーディング加工性が良好であり、２５ｄｔｅｘを越える太い繊維が存在しないので、繊維の空隙が大きくなり過ぎず、フィルターとしての性能が充分なフッ素繊維製不織布を得ることが出来るので好ましい。

フッ素繊維の繊維長としては、３０〜１２０ｍｍの範囲内、より好ましくは５０〜８０ｍｍの範囲内にあるものがカーディング加工性の点で好適である。

以上のように構成繊維として用いるフッ素繊維の素材、繊維長自体は共通的であるが、本発明では、単繊維繊度、けん縮数によって、以下に説明する好ましい形態がある。

本発明のフッ素繊維製不織布は、これを構成するフッ素繊維の単繊維繊度の変動係数が１０〜４０％の範囲内であることが重要である。単繊維繊度の変動係数を１０％以上とすることで、繊維の太さに適度なばらつきがあるために繊維同士がある程度、粗く充填され、例えばフィルターとして用いる場合には通気性を阻害しないので好ましい。また、単糸繊度の変動係数を４０％以下とすることで、繊維同士の太さが大きく異ならず、不織布内部に部分的に通気しやすいところ（ピンホール）が残存せず、局部的な集塵性能の低下が生じないので好ましい。このような点から、本発明ではフッ素繊維は上記範囲内の単繊維繊度の変動係数を有することが必要であり、好ましくは１０〜３５％、より好ましくは１５〜３５％の範囲内の変動係数である。なお、繊度として、「変動係数」で規定することが必要な理由は、変動係数とはばらつき、特に、平均値からのばらつきを表す指標であり、繊維の太さに適切なばらつきを有するフッ素繊維を選択的に用いることを明確に規定するためである。また、変動係数を用いて規定することで、異なる太さのフッ素繊維の中でも、フィルター用途に好適なものが存在することを見出したものである。

フッ素繊維の単繊維繊度の変動係数が１０〜４０％の範囲内であるフッ素繊維を製造する方法としては、マトリックス紡糸法やペースト押し出し法、スプリット剥離法等を採用することができる。

マトリックス紡糸法においては、ＰＴＦＥディスパージョンとアルギン酸やビスコース等のマトリクス成分との混合液を作成し、微小な口金から硫酸水溶液のような凝固浴中に吐出させて糸状物とし、しかる後にＰＴＦＥの融点以上の温度にて加熱する焼成工程を経て、ＰＴＦＥ同士を強固に結合させる。その後、ＰＴＦＥの融点以上の温度にて延伸し、所定の強力を有するＰＴＦＥ繊維とする。フッ素繊維の単繊維繊度の変動係数が１０〜４０％の範囲内であるフッ素繊維は、吐出工程において複数の口径を有する口金から糸状物を吐出させる方法、あるいは吐出量を調整するギヤポンプや焼成するローラーの回転が変調制御可能なものを用いる方法により得ることができる。

ペースト押し出し法においては、ＰＴＦＥ粉末とミネラルスピリットやナフサ等の潤滑剤とを混合し、当該混合物を押し出し成形して、２対のローラーで圧延し、加熱乾燥により潤滑剤を除去しつつ焼成されたフィルム状物を得る。しかる後に当該フィルム状物を長手方向に細くスリットして延伸することで所定の強力を有するＰＴＦＥ繊維とする。フッ素繊維の単繊維繊度の変動係数が１０〜４０％の範囲内であるフッ素繊維は、長手方向に細くスリットする工程においてスリット幅に分布を持たせたスリット装置を用いる方法、あるいはまた、延伸する工程において繊維が多孔質になりやすい性質を有することから、延伸倍率を適宜設定する方法により得ることができる。

スプリット剥離法においては、ＰＴＦＥ粉末を円筒形に圧縮成形して焼成し、しかる後にその表面から切削してフィルム状物を得、該フィルム状物を長手方向に細くスリットしてＰＴＦＥ繊維とする。フッ素繊維の単繊維繊度の変動係数が１０〜４０％の範囲内であるフッ素繊維は、長手方向に細くスリットする工程においてスリット幅に分布を持たせたスリット装置を用いる方法、あるいはまた、フィルム状物を長手方向に細くスリットする際に、掻きだし刃として送り方向で隣り合う刃の間隔や幅がランダムな周期を有する装置を用いる方法により得ることができる。

また、本発明のフッ素繊維製不織布は、これを構成するフッ素繊維の破断伸度が６０〜１５０％であることが好ましい。フッ素繊維の破断伸度を６０％以上とすることで、例えばバグフィルターとしての用途における逆洗により衝撃が繰り返し加えられても、不織布としての柔軟性を有するので損傷を抑えることができる。なお、バグフィルターにおける「逆洗」とは、フィルターの表側面に堆積した粉じんを、フィルターの裏面側からの高圧空気噴射の作用で剥離させるものである。一方、１５０％以下とすることで、フッ素繊維製不織布としての使用時にかかる荷重に対し伸張を抑え、寸法安定性を維持することができる。

破断伸度が６０〜１５０％の範囲内にあるフッ素繊維は、例えばマトリックス紡糸法の場合には、ＰＴＦＥの融点以上の温度にて加熱する焼成工程において、焼成用の熱ローラーを３２７〜３６０℃の範囲内に設定し、マトリクス成分の炭化が完全になされていない未焼成状態のＰＴＦＥ糸状物を得た後、ＰＴＦＥの融点以上の温度にて２〜４倍の延伸倍率で延伸することで得ることができる。

またペースト押し出し法の場合には、焼成をＰＴＦＥの融点以上の温度に設定してフィルム状物を得た後、該フィルム状物を長手方向に細くスリットした後に２〜４倍の延伸倍率で延伸することで得ることが出来る。

また、本発明のフッ素繊維製不織布は、これを構成するフッ素繊維が１〜５個／２．５４ｃｍのけん縮を有することが重要である。けん縮数を１個／２．５４ｃｍ以上とすることで、不織布にする工程でカーディング加工をする際、カーディング装置の中に多く滞留せず、均一なシートが得られる。一方、けん縮数を５個／２．５４ｃｍ以下とすることで、繊維同士の自由度を損なわず、後述するプレス処理をすることで不織布の充分な緻密化を達成することができる。

１〜５個／２．５４ｃｍの範囲内のけん縮を有するフッ素繊維を得る方法を、マトリックス紡糸法を例に説明する。
マトリックス紡糸法においては、ＰＴＦＥの融点以上の温度にて延伸した後、クリンパー装置によってけん縮を付与することができ、その際に、ニップローラー圧やスタッフィング圧を調整することで、けん縮数を制御することができる。特にＰＴＦＥ繊維の場合には繊維の摩擦係数が低いため、ニップローラーやスタッフィングボックスでの滑りが発生しやすく、従って通常の合成繊維に比べて高いニップローラー圧やスタッフィング圧を選択することが好ましい。さらにまた、ニップローラー圧やスタッフィング圧を高くするのみではＰＴＦＥ繊維が押さえつけられて損傷してしまうため、ニップローラーの表面が機械研削されたものではなく、鏡面加工されたものを用いることが好ましい。

本発明のフッ素繊維製不織布は、フッ素繊維以外の耐熱性を有する繊維、例えばガラス繊維、玄武岩繊維などの無機繊維、ポリイミド繊維、芳香族アラミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維などの有機繊維、金属繊維なども混合して用いることができる。中でもガラス繊維やポリイミド繊維は最大で４０％程度まで混合することが可能で、混合により、不織布の強力を向上するという効果を発現するのに寄与するので好ましい。ただし、薬品に対する耐久性が劣化するため、用途に応じてフッ素繊維以外の耐熱性を有する繊維の混率を調節することが好適である。

本発明のフッ素繊維製不織布の製造方法は、前述のようなフッ素繊維を含む繊維群を、シート状に加工し、その後にプレス処理して緻密化する工程を含むことが重要である。

繊維群をシート状に加工する方法としては、カーディング処理、エアー搬送によるシート化方法などを採ることができる。

また、しかる後にニードルパンチ処理またはウォータージェットパンチ処理により不織布を絡合して一体化することが好適である。このような絡合処理をすることで不織布全体が強固に結合し、長期間使用可能な物理的強力を発生する。

本発明ではしかる後に、プレス処理して緻密化する工程を採る。単繊維繊度の変動係数が１０〜４０％の範囲にあるフッ素繊維をカーディング加工、ニードルパンチ加工した不織布は、内部に部分的に通気しやすいところ（ピンホール）が残存している。このピンホールを解消するために、プレス処理して熱処理するものである。

プレス処理は、カレンダーロールまたはエンボスロールによるものが好ましい。
カレンダーロールによる加工条件は、所望の不織布特性に合わせて適宜選択して実施できるが、プレス温度としては１４０〜２００℃が好ましく、線圧としては５〜１５トン／ｍが好ましい。プレス温度を１４０℃以上とすることで、繊維の自由度が高くなり緻密化が容易に進行する。一方、２００℃以下とすることで、フッ素繊維が圧力との相互作用により融着状態になることを防ぎ通気性を阻害しない。また、線圧を５トン／ｍ以上とすることで、不織布の緻密化が進み繊維同士の空隙も解消する。一方、１５トン／ｍ以下とすることで、フッ素繊維が潰れて不織布の強力が大きく低下することも防ぐことができる。
また、エンボスロールによる加工条件は、プレス温度としては１４０〜２００℃が好ましく、ロール間のクリアランスとしては０．８〜２．５ｍｍが好ましい。プレス温度を１４０℃以上とすることで、繊維の自由度が高くなり緻密化が容易に進行する。一方、２００℃以下とすることで、フッ素繊維が圧力との相互作用により融着状態になることを防ぎ通気性を阻害しない。また、ロール間のクリアランスを２．５ｍｍ以下とすることで、不織布の緻密化が進み繊維同士の空隙も解消する。一方、０．８ｍｍ以上とすることで、フッ素繊維が潰れて不織布の強力が大きく低下することも防ぐことができる。

本発明のフッ素繊維製不織布は、部分的に通気しやすいところ（ピンホール）が極めて少なく、使用中に部分的に集じん性能が劣化する部分もないことから、熱や薬品に曝されるような環境でのフィルター用途に好適に用いることができる。具体的な適用用途としては、例えばごみ焼却場用燃焼ガス集塵フィルター、アスファルトプラント用高温ガス集塵フィルター、ガス化・灰溶融化処理設備高温ガス集塵フィルターなど多岐に渡る。これらのフィルター用途に特徴的な事柄として、フィルター表面でガスを集塵し、表面に多くの対象物が集塵されたとき、フィルターの裏面側から衝撃を与えて、フィルター表面の集塵物を払い落とす作用がなされることである。このような衝撃は、時としてフィルターの一部に集中することがある。フィルターは通常、円筒状に縫製されて使用されるが、円筒状フィルターの上部と下部に衝撃が集中することがあり、この上部及び下部に補強用の当布として用いるのが好ましい。

これを示したのが図１および図２である。

図１は、本発明の不織布の用途の一例として示したバグフィルターの側面図で、１は本発明のフッ素繊維製不織布を円筒状に縫製した円筒状本体、２、３は、それぞれ上部と下部の当て布であり、本体１と同様フッ素繊維製不織布を厚手にして本体１に縫製線４により縫製したものである。図２は、図１のバグフィルターの上部当て布２部分の部分断面図で、円筒状本体１の上部に当て布２が縫製により固定されている様子を示している。なお、５は、本体1を図示しないバグフィルター支持部に固定するための固定溝である。

このような使用態様とすると、本発明のフッ素繊維製不織布は、部分的に通気しやすいところ（ピンホール）が少ないことから、フィルターの当て布部分にかかる衝撃を均一に分散し、衝撃に対する耐久性を向上させる効果を有する。また、使用中の衝撃に対して柔軟性を有するため、より一層の耐久性を有し、これらを当て布に用いたフィルターは特に好適に使用できる。

また、本発明のフッ素繊維製不織布は、円筒状に縫製したフィルター上部のフェルトパッキンとして用いることが好ましい。フェルトパッキンは円筒状に縫製したフィルターの上部に円周状に巻いて使用されるものであり、円筒状に縫製したフィルターを取り付ける部分（金属製の開口部）とフィルターとの接合部分を密着させる働きを持つものである。

本発明のフッ素繊維製不織布は、部分的に通気しやすいところ（ピンホール）が無く、また、適度に緻密化した構造を有することから、フェルトパッキンに用いても継続的に優れた密着効果（シーリング効果）を発揮できるため、好適に用いることができる。

以下、実施例と比較例とにより、本発明のフッ素繊維製不織布についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例等で記載した各特性値の測定方法は以下のものを用いた。

［測定方法］
（１）繊維の単繊維繊度（平均値）
ＪＩＳＬ１０１５：１９９２７．５．１の振動法に則り、繊度を求めた。用いた装置はインテック製である。測定数は５０とし、平均値を単繊維繊度（平均値）とした。

（２）単繊維繊度の標準偏差と変動係数
ＪＩＳＬ１０１５：１９９２７．５．１に則って測定した繊度につき、以下の式で標準偏差を求めた。ｎ＝５０。各測定値はｘとする。
標準偏差＝［（ｎ×（Σｘ^２）−（Σｘ）^２）／（ｎ×（ｎ−１））］^１／２
変動係数は上記で求めた単繊維繊度（平均値）と標準偏差とから以下の式で算出した。
変動係数＝（標準偏差）／平均単繊維繊度）×１００。

（３）繊維のけん縮
ＪＩＳＬ１０１５：１９９２７．１２．１に則り、１０組の試験片を作成し、それぞれのけん縮数を読み取り、２５ｍｍ間当たりのけん縮とした。初荷重は４．５ｍｇｆとする。

（４）目付け
ＪＩＳＬ１０９６：１９９９８．４．２に則り、２０ｃｍ×２０ｃｍの試験片を３枚採取し、それぞれの質量（ｇ）を量り、その平均値を１ｍ^２当たりの質量（ｇ／ｍ^２）で表した。

（５）厚み
ＪＩＳＬ１０９６：１９９９８．５に則り、試料の異なる５か所について厚さ測定機を用いて、２３．５ｋＰａの加圧下、厚さを落ち着かせるために１０秒間待った後に厚さを測定し、平均値を算出した。

（６）集じん率
集じん性能試験装置（ＪＩＳＺ８９０８−１）を用いて繰り返しダスト払い落とし後の集じん率の測定を行った。
フッ素繊維製不織布に対し、濾過風速２．０ｍ／ｍｉｎの気流を与え、フッ素繊維製不織布の表面側に、ＪＩＳ１０種ダストをダスト供給機にてダスト濃度５ｇ／ｍ^３で負荷した。そして、フッ素繊維製不織布の裏面側にあるパルスジェット負荷機によりパルスジェット圧力５００ｋＰａ（５０ｍｓｅｃ）の条件で装置を運転させ、圧力損失が１．０ｋＰａまで上昇する毎にパルスジェットを初期３０回打ち、圧力損失の推移をデジタル差圧計で連続モニターリングした。
また、フッ素繊維製不織布の裏面側にＨＥＰＡフィルターを設置し、フッ素繊維製不織布から漏れ出たダストを捕集させ、ダストの供給量とダストの漏れ量から集じん率を以下の計算式にて求めた。
集じん率（％）＝（ダスト供給量（ｇ）−ダスト漏れ量（ｇ））÷ダスト供給量（ｇ）×１００。

（７）衝撃への耐久性
集塵性能試験装置（ＪＩＳＺ８９０８−１）を用いてフッ素繊維製不織布にパルスジェット負荷を繰り返し与えた。パルスジェット圧力５００ｋＰａ（５０ｍｓｅｃ）、５秒間隔の条件で５０，０００万回パルスジェットを負荷した。フッ素繊維製不織布の破裂強力を該操作の前後で測定し、以下の計算式にて耐久性を求めた。
耐久性（％）＝（操作後の破裂強力）÷（操作前の破裂強力）×１００
尚、破裂強力はＪＩＳＬ１０９６：１９９０６．１６．１Ａ法に則り、試験片５枚をそれぞれ測定した。

［実施例１］
（フッ素繊維）
ポリテトラフルオロエチレン・パウダーと潤滑剤としてミネラルスピリットとを混合し、該混合物を５０ｂａｒの押し出し圧力で圧縮成形して後に２対のカレンダーローラーで圧延し、３８０℃の温度にて加熱乾燥して潤滑剤を除去しつつ焼成された０．１ｍｍ厚さのフィルム状物を得た。しかる後に該フィルム状物を長手方向に細くスリットする時に、スリット幅に分布を持たせたスリット装置を使用した。その後、４倍に熱延伸し、鏡面加工を施したクリンパー装置を用いてけん縮を付与してカットすることで、単繊維繊度が２．５ｄｔｅｘ、単繊維繊度の標準偏差が０．８ｄｔｅｘ、単繊維繊度の変動係数が３２％、けん縮が３個／２．５４ｃｍ、繊維長が５０ｍｍであるフッ素繊維を得た。これを、ウェブ用のフッ素繊維として用いた。

（ウェブ）
上記フッ素繊維をカーディング装置（大和機構製）で開繊・配向し、クロスラッパー装置で積層して３００ｇ／ｍ^２のウェブを得た。

（スクリム（補強用織物））
補強用織物として、４４０ｄｔｅｘのＰＴＦＥ糸使いで経・緯の織密度２０本／２．５４ｃｍ、目付７０ｇ／ｍ^２のラステックススクリム（ゴアテックス製）を用いた。

（不織布）
上記のウェブと上記補強用織物とを、ウェブ／補強用織物／ウェブの順に積層し、針本数３６０本／ｃｍ^２でニードルパンチ処理をした。次いで温度１４０℃、６トン／ｍの線圧、送り速度３ｍ／分でカレンダー処理を実施し、緻密化されたフッ素繊維製不織布を得た。

得られたフッ素繊維製不織布の集じん率は９９．９％であり、高い集じん率を有することを確認した。ピンホールは見られなかった。

（バグフィルター）
上記不織布を図１のバグフィルターの円筒状本体１に縫製し、上部のフェルトパッキン２、下部の当て布３としても縫い込み、バグフィルターを作成した。得られたバグフィルターは、特に柔軟性に優れており、フィルター取り付け部分の密着性も良好で、集じん率も問題ないものであった。

［実施例２］
（フッ素繊維）
実施例１で用いたのと同様のフッ素繊維を８０重量％と、単繊維繊度が３．３ｄｔｅｘ、単繊維繊度の標準偏差が０．１ｄｔｅｘ、単繊維繊度の変動係数が３％、単糸のけん縮が１２個／２．５４ｃｍ、繊維長が７０ｍｍであるフッ素繊維（東レ製）を２０重量％とを、ウェブ用のフッ素繊維として用いた。

（ウェブ）
上記フッ素繊維をカーディング装置（大和機構製）で混合・開繊・配向し、クロスラッパー装置で積層して２６０ｇ／ｍ^２のウェブを得た。

（スクリム（補強用織物））
実施例１と同様の補強用織物を作成した。

（不織布）
上記のウェブ及び上記補強用織物を用い、実施例１と同様にして、緻密化されたフッ素繊維製不織布を得た。

（バグフィルター）
上記の不織布を、円筒状本体、フェルトパッキン、当て布として用い、実施例１と同様に縫い込み、バグフィルターを作製した。得られたバグフィルターは、フィルター取り付け部分の密着性も良好で、集じん率も問題ないものであった。

［実施例３］
（フッ素繊維）
実施例１で用いたのと同様のフッ素繊維を、ウェブ用のフッ素繊維として用いた。

（ガラス繊維）
単繊維繊度が０．３ｄｔｅｘ、繊維長が６０ｍｍでけん縮を有さないガラス繊維を、ウェブ用に混合するガラス繊維として用いた。

（ウェブ）
上記フッ素繊維を８０重量％と上記ガラス繊維を２０重量％とをカーディング装置（大和機構製）で混合・開繊・配向し、クロスラッパー装置で積層して２７０ｇ／ｍ^２のウェブを得た。

（不織布）
上記ウェブ及び上記補強用織物を用い、実施例１と同様にして、緻密化されたフッ素繊維製不織布を得た。得られたフッ素繊維製不織布の集じん率は９９．９％であり、高い集じん率を有することを確認した。ピンホールは見られなかった。実施例１、実施例２に比較してダストの不織布内部への浸透が極めて少なく、特に優れた集じん性能を示すものであった。

［比較例１］
（フッ素繊維）
単繊維繊度が４．５ｄｔｅｘ、単繊維繊度の標準偏差が２．２ｄｔｅｘ、単繊維繊度の変動係数が４９％、単糸のけん縮が１１個／２．５４ｃｍ、繊維長が５０ｍｍであるフッ素繊維（ＹＭＴ製）を、ウェブ用のフッ素繊維として用いた。

（ウェブ）
上記フッ素繊維をカーディング装置（大和機構製）で開繊・配向し、クロスラッパー装置で積層して２６０ｇ／ｍ^２のウェブを得た。

（不織布）
上記ウェブ及び上記補強用織物を用い、実施例１と同様にしてフッ素繊維製不織布を得た。

得られたフッ素繊維製不織布は、けん縮が多いフッ素繊維を用いたために、カレンダー加工において緻密化が充分に進まず、太い繊維と細い繊維の混合部分が充分に緻密化されていなかった。集じん率は９９．５％と低く、また、集じん試験後のフッ素繊維製不織布の裏面から目視観察すると、ピンホールが３箇所見られるものであった。

［比較例２］
（フッ素繊維）
単繊維繊度が２．９ｄｔｅｘ、単繊維繊度の標準偏差が０．８ｄｔｅｘ、単繊維繊度の変動係数が２８％、単糸のけん縮が８個／２．５４ｃｍ、繊維長が５０ｍｍであるフッ素繊維（Ｌｅｎｚｉｎｇ製）を、ウェブ用のフッ素繊維として用いた。

（ウェブ）
上記フッ素繊維を、カーディング装置（大和機構製）で開繊・配向し、クロスラッパー装置で積層してウェブを得た。

（不織布）
上記ウェブ及び上記補強用織物を用い、実施例１と同様にして、フッ素繊維製不織布を得た。

得られたフッ素繊維製不織布は、けん縮が多いフッ素繊維を用いたために、カレンダー加工において緻密化が充分に進まず、太い繊維と細い繊維の混合部分が充分に緻密化されていなかった。集じん率は９９．６％と低く、また、集じん試験後のフッ素繊維製不織布の裏面から目視観察すると、ピンホールが２箇所見られた。

［比較例３］
（フッ素繊維）
ウェブ用のフッ素繊維は、用いなかった。

（ポリフェニレンサルファイド繊維）
単繊維繊度が２．２ｄｅｔｘ、単繊維繊度の標準偏差が０．１ｄｔｅｘ、単繊維繊度の変動係数が５％、単糸のけん縮が１４個／２．５４ｃｍ、繊維長が５０ｍｍであるポリフェニレンサルファイド繊維（四川得陽科技製）を、ウェブ用の繊維として用いた。

（ウェブ）
上記ポリフェニレンサルファイド繊維を、カーディング装置（大和機構製）で開繊・配向し、クロスラッパー装置で積層してウェブを得た。

（不織布）
上記ウェブ及び上記補強用織物を用い、実施例１と同様にして不織布を得た。得られた不織布は、単繊維繊度の標準偏差が小さい繊維を使用したため、カーディング加工とニードルパンチ処理、カレンダー処理により緻密化が急激に進み、通気性も低く、かつ硬い不織布となった。

（バグフィルター）
上記の不織布を、円筒状本体、フェルトパッキン、当て布として用い、実施例１と同様に縫いこみ、バグフィルターを作製した。得られたバグフィルターは、下部の当て布部分の通気性が極めて悪く、集じんに寄与していないデッドスペースとなってしまった。また、フィルター取り付け部分のフェルトパッキンは硬すぎるために密着性が悪く、使用できるものではなかった。

［比較例４］
（フッ素繊維）
ポリテトラフルオロエチレン・ファインパウダーとイオン交換水とからなるエマルジョンと、ビスコース（セルロース９％、苛性ソーダ５％、二硫化炭素３０％、残りイオン交換水）とを混合・脱泡して紡糸原液を作成した。この紡糸原液を、０．１２ｍｍφの孔を２４０個有する口金に４３ｇ／分で導き、硫酸を含む凝固浴に吐出させた。次いでこの凝固繊維をイオン交換水中で洗浄してマングルで水分を絞った後、３７０℃に加熱した熱ロールに接触して焼成し、次いで温度３６０℃に設定された延伸ローラーに接触させながら、８倍の延伸倍率で熱延伸して通常のクリンパー装置にてけん縮を付与し、所定の長さにカットし、単繊維繊度が３．５ｄｔｅｘ、単繊維繊度の標準偏差が０．１ｄｔｅｘ、単繊維繊度の変動係数が５％、１２個／２．５４ｃｍのけん縮、繊維長が５０ｍｍであるフッ素繊維を得た。これを、ウェブ用のフッ素繊維として用いた。

（ウェブ）
上記フッ素繊維をカーディング装置（大和機構製）で開繊・配向し、クロスラッパー装置で積層して２３０ｇ／ｍ^２のウェブを得た。

得られた不織布は、緻密化が充分に進まず、繊維の分散ムラを有するものであった。集じん率は９９．６％と低く、また、集じん試験後のフッ素繊維製不織布の裏面から目視観察すると、ピンホールは無かったものの、全体的に試験ダストが裏面まで浸透していた。

以上の実施例と比較例の結果を纏めたのが次の表１である。

表１の結果から明らかなように、集じん率と耐久性や密着性を兼備するのは実施例のフッ素繊維製不織布のみであり、比較例の不織布においては、ピンホールの発生、密着性の不良等、フィルター用途に用いられないことが明らかである。

本発明は、耐熱性・耐薬品性に優れる上、集じん性能に優れ、部分的に集じん性能が劣化する部分のないフッ素繊維製不織布を得ることができることから、高温の集塵用フィルター等に好適に用いることができる。その応用範囲はこれに限定されるものではない。

本発明の不織布の用途の一例として、円筒状に縫製し、上部と下部とに当て布を接合したバグフィルターの側面図である。図１のバグフィルターの上部当て布部分の部分断面図である。

符号の説明

１………円筒状に縫製されたバグフィルター
２………上部当て布
３………下部当て布
４………縫製線
５………固定溝

Claims

フッ素繊維を構成繊維とする不織布であって、下記式により定義される単繊維繊度の変動係数が１０〜４０％の範囲内で、かつ、１〜５個／２．５４ｃｍの範囲内のけん縮を有するフッ素繊維を含むことを特徴とするフッ素繊維製不織布。
変動係数＝（標準偏差／平均単繊維繊度平均値）×１００
請求項１に記載のフッ素繊維製不織布で構成されたことを特徴とするフィルター。
円筒形状を有する、請求項２に記載のフィルター。
前記フッ素繊維製不織布をさらに、前記円筒の上部及び下部に補強用当て布として用いた、請求項３に記載のフィルター。
前記フッ素繊維製不織布をさらに、前記円筒の上部フェルトパッキンに用いた、請求項３または４に記載のフィルター。
フッ素繊維を構成繊維とするフッ素繊維製不織布を製造する方法であって、
単繊維繊度の変動係数が１０〜４０％の範囲内で、かつ、１〜５個／２．５４ｃｍの範囲内のけん縮を有するフッ素繊維を含む繊維群を、シート状に加工し、その後にプレス処理して緻密化する工程を含むことを特徴とするフッ素繊維製不織布の製造方法。
前記プレス処理がカレンダーロールまたはエンボスロールによるものである、請求項６に記載のフッ素繊維製不織布の製造方法。