JP2009275327A - スパンボンド不織布およびそれを用いたエアフィルター - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、低圧力損失であるとともに高い捕集性能を有する、高性能スパンボンド不織布、特にエアフィルターに好適に用いることができる高性能スパンボンド不織布を提供する。
【解決手段】主として非導電性繊維を含んでなるスパンボンド不織布であって、該非導電性繊維が帯電しており、風速６．５ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が９Ｐａ以下、直径０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率が７０％以上、ＱＦ値が０．２５Ｐａ^−１以上であるスパンボンド不織布。
【選択図】なし

Description

本発明は、スパンボンド不織布に関する。特にエアフィルターとして用いたときに、低圧力損失ながら高い捕集性能を発揮することができる、スパンボンド不織布と、該スパンボンド不織布を用いたエアフィルターに関する。

従来から、気体中の花粉・塵等を除去するためにエアフィルターが使用されており、濾材として繊維シートが多く用いられている。

エアフィルターに要求される性能は、ミクロなダストを多く捕集できる高捕集性能、および、エアフィルター内部を気体が通過する際に抵抗が少ない低圧力損失特性である。

エアフィルターの捕集機構は、主としてブラウン拡散、遮り、慣性衝突などの物理的作用によるものであるため、高い捕集性能を有する濾材を得るには、例えばメルトブロー不織布のように、構成する繊維シートが比較的細繊度であることが適しているが、その一方、シート内の繊維密度が増加することにより圧力損失が高くなる。

また、圧力損失が低い濾材を得るためには、例えば、短繊維不織布やスパンボンド不織布のように、構成する繊維シートが比較的太繊度であることが適しているが、その一方、シート内の繊維間の空隙が広くなるため、捕集性能が低下する。

このように、高捕集性能を有することと低圧力損失特性を有することは相反する関係にあるものであり、両立させることは難しい。

そのため、一般に、高捕集性能を重視する用途には細繊度シート、低圧力損失特性を重視する用途には太繊度シートというように、繊維シートの種類によって用途の使い分けがなされている。

ところで、繊維シートを帯電させ、物理的作用に加えて静電気的作用を利用することにより、捕集性能を向上させる技術が知られている。例えば、アース電極上に繊維状シートを接触させた状態で、該アース電極と繊維シートを共に移動させながら非接触型印加電極で、高圧印加を行なって連続的にエレクトレット化する、エレクトレット繊維状シートの製造法が提案されている（特許文献１）。これは、不織布内に、電子の注入、イオンの移動、双極子の配向などを生ぜしめることで分極させ、繊維に電荷を付与するというものである。

この特許文献１の実施例に記載の繊維シートは、高圧印加によりエレクトレット化されたメルトブロー不織布であり、一般に、メルトブロー不織布のような細繊度シートは、太繊度シートに比べて単位体積当たりに含まれる繊維の総表面積が大きく、より大きな帯電効果が得られるため、捕集性能を更に向上させることができ、高捕集をより重視した用途に使用することができる。

一方で、この帯電技術を太繊度シートに適用し、本来の低圧力損失特性に高捕集性能をプラスする試みがなされている。

例えば、ポリエステル繊維とポリプロピレン繊維とのブレンドからなることを特徴とする帯電濾材が提案されている（特許文献２）。この帯電濾材は短繊維不織布であり、異なる２種類の繊維同士が摩擦した際に、帯電列に従い、片方の繊維が正、片方の繊維が負に帯電される摩擦帯電不織布に関するものである。ただし、該特許文献において捕集性能と圧力損失の関係は不明瞭であり、また摩擦帯電を実施する前に、繊維に付着する潤滑剤や帯電防止剤といった帯電を妨げる添加剤を洗浄除去する必要があり、他不織布工程と比較すると工程数が多く、生産コスト面で不利である。

短繊維不織布よりも簡便に、比較的太繊度のシートを得る方法として、スパンボンド法があり、スパンボンド法により得られた不織布を帯電させる検討も行われている。
例えば、先に、本出願人は、芯成分がポリエステル樹脂で、鞘成分がポリオレフィン樹脂で構成された芯鞘型複合繊維からなる不織布であって、該不織布がエレクトレット加工されたものである不織布を提案した（特願２００６−３４２２６８）。
しかし、ここで提案されている不織布はスパンボンド不織布であり、鞘部をポリオレフィン、芯部をポリエステルとすることで、エレクトレット特性や剛性、寸法安定性に優れたシートを提供でき、剛性についてその効果は明確であったものの、エレクトレット特性や捕集性能に関しては明確ではなかった。

このように、低圧力損失特性を重視する太繊度シートにおいて、高捕集性能をプラスする試みは行われているものの、十分なレベルのものは得られていない。
特開昭６１−２８９１７７号公報 特表２００３−５１２１４７号公報

本発明の目的は、上述したような従来技術に鑑み、圧力損失が低いうえに捕集性能に優れるスパンボンド不織布、特にエアフィルターに好適に用いることができるスパンボンド不織布を提供することにある。

また、該スパンボンド不織布を用いた、圧力損失が低いうえに捕集性能に優れているエアフィルターを提供することにある。

かかる課題を解決する本発明のエレクトレット繊維シートは、以下の（１）の構成を有する。

（１）主として非導電性繊維を含んでなるスパンボンド不織布であって、該非導電性繊維が帯電しており、風速６．５ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が９Ｐａ以下、直径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が７０％以上、ＱＦ値が０．２５Ｐａ^−１以上であることを特徴とするものである。
かかるスパンボンド不織布のより具体的に好ましい態様は、以下の（２）〜（８）のいずれかの構成を有するものである。

（２）前記スパンボンド不織布がヒンダードアミン系化合物を０．１〜５重量％含有することを特徴とする前記（１）に記載のスパンボンド不織布。

（３）風速６．５ｍ／ｍｉｎにおける直径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が８０％以上、ＱＦ値が０．３５Ｐａ^−１以上であることを特徴とする前記（１）または（２）に記載のスパンボンド不織布。

（４）前記ヒンダード系化合物が下記一般式（１）で表される構造を有することを特徴とする前記（３）に記載のスパンボンド不織布。

（ここで、Ｒ_１ 〜Ｒ_３ は水素または炭素原子数１〜２のアルキル基、Ｒ_４ は水素または炭素数１〜６のアルキル基である）

（５）前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする前記（４）に記載のスパンボンド不織布。

（６）前記非導電性繊維が、ポリオレフィン繊維であることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載のスパンボンド不織布。

（７）前記ポリオレフィン繊維が、ポリプロピレンを主体に構成されているものであることを特徴とする前記（６）に記載のスパンボンド不織布。

（８）前記（１）〜（７）のいずれかに記載のスパンボンド不織布で構成されていることを特徴とするエアフィルター。

本発明によれば、低圧力損失であるとともに高い捕集性能を有する、優れたスパンボンド不織布を提供することができる。

かかるスパンボンド不織布をエアフィルターの濾材に使用すれば、高捕集かつ低圧力損失を発揮できる高性能エアフィルターを提供することができる。

本発明のスパンボンド不織布は、主として非導電性繊維を含んでなるスパンボンド不織布であって、該非導電性繊維が帯電しており、風速６．５ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が９Ｐａ以下、直径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が７０％以上、ＱＦ値が０．２５Ｐａ^−１以上であるところに特徴を有する。

本発明におけるスパンボンド不織布は、溶融した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吸引延伸した後、移動コンベア上に繊維を捕集してウェブとし、さらに連続的に熱接着、絡合等を施すことにより一体化してシートにする、いわゆるスパンボンド法により製造することができる。

本発明のスパンボンド不織布は、接着方法として、バインダーを使用した熱接着、熱エンボス接着、超音波エンボス接着、熱カレンダー接着、ニードルパンチ交絡、ウォータージェット交絡などの既存の接着、交絡方法が使用できるが、シートを構成する繊維の表面積が有効に生かされる上、シート内部繊維間の空隙の多い、ニードルパンチ交絡もしくはウォータージェット交絡が特に好ましい。

本発明でいう非導電性繊維は、非導電性ポリマーからなる繊維を主として含むものであればよく、特に限定されない。ここでいう非導電性は、体積抵抗率が１０^１２・Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０^１４・Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい。体積抵抗率はＡＳＴＭＤ２５７に従い測定される。このような繊維を含んでなる不織布を帯電処理した場合、電荷量を多く保持することができ、結果として捕集性能を高めることができる。

このような非導電性の材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、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、ポリ乳酸等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、フッ素系樹脂、およびこれらの共重合体または混合物などを挙げることができる。これらの材料の中でも、ポリオレフィンを主体とするものはエレクトレット性能を特に発揮する点から好ましい。またポリマーの性質を損なわない範囲で他の成分が共重合されていてもよい。ポリオレフィンの中では、ポリプロピレンが耐熱性の点で優れているため、より好ましい。また、本発明でいう非導電性繊維は、これら材料から構成される２種以上の混合繊維であっても構わない。

また、本発明でいう非導電性繊維は、単成分繊維や、芯鞘型、海島型といった複合成分型繊維等、特に限定されるものではないが、複合成分型繊維の場合、樹脂の選択次第では、樹脂間の電気抵抗の相違より電荷が漏洩する可能性があるため、単成分繊維であることが望ましい。

さらに、本発明のスパンボンド不織布は帯電していることが重要であり、帯電スパンボンド不織布とすることで、静電気吸着効果により、低圧力損失特性を維持したまま、高捕集性能を得ることができるのである。

帯電スパンボンド不織布を製造するにあたり、帯電方法は特に限定されるものでないが、本発明者らの各種知見によれば、特に、コロナ荷電法、不織布シートに水を付与した後に乾燥させることにより帯電する方法（例えば、特表平９−５０１６０４号公報、特開２００２−２４９９７８号公報等に記載されている方法）、熱エレクトレット法などが好適に用いられる。コロナ荷電法の場合は、好ましくは１５ｋＶ／ｃｍ以上、より好ましくは２０ｋＶ／ｃｍ以上の電界強度が適している。また帯電加工は、不織布の製造時に連続して行ってもよいし、いったん、製造した不織布を巻取り、別工程で加工を行ってもよい。

また、本発明のスパンボンド不織布は、風速６．５ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が９Ｐａ以下、直径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が７０％以上、ＱＦ値が０．２５Ｐａ^−１以上である。

ここで、本発明における圧力損失および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の測定用サンプルを５個採取し、それぞれのサンプルについて、図１に概略を示した捕集性能測定装置で捕集性能と圧力損失を測定する。

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を使用し、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。さらにサンプルホルダー１は圧力計８を備え、サンプルＭ上流、下流の静圧差を読み取ることができる。捕集性能の測定にあたっては、直径０．３〜０．５μｍの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６．５ｍ／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２万〜４万個／２．８３×１０^−４ｍ^３（０．０１ｆｔ^３ ）の範囲で安定させ、サンプルＭの上流のダスト個数Ｄおよび下流のダスト個数ｄ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１サンプル当たりそれぞれ５回測定し、下記計算式にて各サンプルの捕集性能（％）を求める。
各サンプルの捕集性能（％）＝〔１−（Ｄ１／Ｄ２）〕×１００
ここで、Ｄ１：下流のダスト個数（５回の合計）
Ｄ２：上流のダスト個数（５回の合計）
５サンプルの平均値の小数点以下第３位を四捨五入したものを、最終的な捕集性能（％）とするものである。

なお、高捕集の不織布ほど、下流のダスト個数が少なくなるため、捕集性能の値は高くなる。

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、５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。

さらに、濾過性能の指標としてＱＦ値というものがあり、前記捕集性能および圧力損失を用いて以下の式により計算、小数点以下第三位を四捨五入して得られる。
ＱＦ値（Ｐａ^−１）＝−［ｌｎ（１−[捕集性能（％）]／１００）］／[圧力損失（Ｐａ）]

上式より、ＱＦ値は、単位圧力損失当たりの捕集性能を示すものといってよく、ＱＦ値が高いほど濾過性能が良好であることを示すものである。ここで、ＱＦ値が高い値を示す場合、次の二つのケースが考えられる。すなわち、捕集性能が比較的高い値を示すケース、および、圧力損失が比較的低い値を示すケース、である。本発明では、この二つのケースを考慮し、優れた濾過性能を示すＱＦ値の範囲（０．２５Ｐａ^−１以上）に加え、捕集性能が比較的高い値を示す場合の圧力損失の最高ラインを９Ｐａ、および圧力損失が比較的低い値を示す場合の捕集性能の最低ラインを７０％と設定している。すなわち、圧力損失、捕集性能およびＱＦ値が同時に前述の範囲を満たしていることが重要なのであり、これら３つの特性のうち一つでも範囲外のものがあると、低圧力損失と高捕集性能を同時に示す高性能スパンボンド不織布ではないことを意味する。

また、本発明のスパンボンド不織布が、風速６．５ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が９Ｐａ以下、直径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が８０％以上、ＱＦ値が０．３５Ｐａ^−１以上である場合、さらに低圧力損失ながら高捕集性能であることを示しており、好ましい。

また、本発明のスパンボンド不織布は、繊維の帯電性能を向上させ、また耐候性を良くする観点から、ヒンダードアミン系化合物０．１重量％以上含有することが好ましく、０．３重量％以上含有することがより好ましく、０．５重量％以上含有することが特に好ましい。また、含有量は５．０重量％以下が好ましく、４．０重量％以下がより好ましく、３．０重量％以下が特に好ましい。ここでいう化合物の含有量は、次のようにして求める。

不織布２ｇをクロロホルムでソックスレー抽出後、該抽出物についてＨＰＬＣ分取を繰り返し、各分取物について^１Ｈ−ＮＭＲ測定で構造を確認する。該化合物の含まれる分取物の重量を合計し、不織布全体に対する割合を求め、これを化合物含有量とする。

ヒンダードアミン系化合物の含有量が０．１重量％以上であれば、繊維の帯電性能を向上させる効果を得ることができる。ただし、ヒンダードアミン系化合物の含有量が５．０重量％を超えると、不織布を製造する際に紡糸性が悪化し、生産性が劣る傾向にあるため好ましくない。

かかるヒンダードアミン系化合物としては、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、キマソーブ（登録商標）９４４ＬＤ）、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、チヌビン（登録商標）６２２ＬＤ）、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、チヌビン（登録商標）１４４）などが挙げられる。

これらのなかでも、繊維の帯電性能を向上させる点で、下記一般式（１）で表される構造を有するヒンダードアミン系化合物が好ましい。

このように特定の構造を有するヒンダードアミン系化合物を含有させた繊維からなるスパンボンド不織布を、帯電させた状態にすることにより、驚くべきことにフィルター性能が向上する。すなわち、特定の構造を有するヒンダードアミン系化合物を含有させることにより、風速６．５ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が９Ｐａ以下、直径０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率が７０％以上、かつＱＦ値が０．２５Ｐａ^−１以上の、低圧力損失と高い捕集効率の両立したスパンボンド不織布を得ることができる。

かかる化合物としては、上記構造を有する化合物であればよく、特に限定されるものではないが、一般式（１）のＲ_１ 〜Ｒ_４ のうち、Ｒ_１ 〜Ｒ_３ が水素、Ｒ_４ が炭素数４のアルキル基、特にｎ−ブチル基である構造を有する化合物が特に好ましい。すなわち、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物であり、後述する実施例３および実施例４で使用した化合物Ｂが好ましい。

なお、一般式（１）で表される構造を有する化合物は、１種の使用であっても複数種の混合物であってもよい。

該化合物をスパンボンド不織布に存在させることにより、帯電により付与された電荷をより効果的に安定化できるため、該スパンボンド不織布をエアフィルターの濾材に使用した場合には、捕集性能が向上し、低い圧力損失で高捕集性能を有したエアフィルターを実現できるのである。

本発明のスパンボンド不織布は、上述のような化合物を含有する非導電性ポリマーを含んでいるが、また、該ポリマーは上述した化合物に加えて、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤などの、樹脂材料に通常含まれる安定剤を含んでいてもよい。

本発明のスパンボンド不織布を構成する繊維の平均繊維径は、得られるスパンボンド不織布がフィルター用途に適していれば特に限定されるものではないが、５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。また、３０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以下がより好ましい。平均繊維径が５μｍよりも小さい場合は、スパンボンド不織布の圧力損失が上昇する傾向にあり好ましくない。一方、平均繊維径が３０μｍよりも大きい場合は、スパンボンド不織布の単位量あたりの繊維表面積が小さくなりすぎるため、スパンボンド不織布の捕集性能が低下する傾向にあるため好ましくない。なお、ここでいう平均繊維径は、スパンボンド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本の繊維直径を測定し、平均値の小数点以下第一位を四捨五入し算出することで求められるものをいう。

さらに本発明のスパンボンド不織布を構成する繊維の断面形状は、得られるスパンボンド不織布がフィルター用途に適していれば特に限定されるものではないが、円形、中空円形、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る。円形でない繊維の繊維径は、繊維断面に対して外接円と、内接円を取り、それぞれの直径の平均値を繊維径として求めたものである。

また、本発明のスパンボンド不織布の目付は、フィルター用途に適していれば特に限定されるものではないが、２０ｇ／ｍ^２ 以上であることが好ましく、４０ｇ／ｍ^２ 以上であることがより好ましく、６０ｇ／ｍ^２ 以上であることが特に好ましい。また、３００ｇ／ｍ^２ 以下であることが好ましく、２５０ｇ／ｍ^２ 以下であることがより好ましく、２００ｇ／ｍ^２ 以下であることが特に好ましい。かかる目付が２０ｇ／ｍ^２ 未満の場合は、不織布の強度や剛性が不十分となる場合があり好ましくない。一方、目付が３００ｇ／ｍ^２ を上回る場合は、圧力損失が低下する傾向にあり、さらにはコスト面でも好ましくない方向である。ここでいう目付は、ＪＩＳ Ｌ １９０６（２０００年版）の５．２に準じて、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、小数点以下第一位を四捨五入することで求められる。

さらに、本発明のスパンボンド不織布は、他のシートと積層して積層繊維シートにしてもよい。たとえば、スパンボンド不織布とそれよりも剛性の高いシートを積層して製品強力を向上させて使用することや、脱臭・抗菌等機能性を有するシートと組み合わせて使用することは好ましい。

本発明のスパンボンド不織布の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下の方法により製造することができる。

まず、樹脂材料を用意し、前述のスパンボンド法によりスパンボンド不織布を得る。スパンボンド不織布にヒンダードアミン系化合物等の化合物を含有させる場合、樹脂材料と化合物をあらかじめ混練しておく。樹脂材料と化合物とを混練する方法としては、紡糸機の押出機ホッパーにこれらを混合して供給し、押出機内で混練りし、直接口金へ供給する方法や、あらかじめ、化合物と樹脂材料を混練押出機や静止混練機等で混練りしてマスターチップを作製し、これを押出機内で溶融し口金部へ供給する方法等がある。
次いで、このスパンボンド不織布に対し、帯電処理を実施して、帯電スパンボンド不織布とする。帯電処理は、スパンボンド不織布単層でも、他のシートと積層した積層繊維シートに実施しても構わない。特に、非導電性繊維が帯電し、風速６．５ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が９Ｐａ以下、直径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が７０％以上、ＱＦ値が０．２５Ｐａ^−１以上であるスパンボンド不織布を得るには、ヒンダードアミン系化合物を０．１〜５重量％含有させ、該ヒンダード系化合物が下記一般式（１）で表される構造を有することが有効であり重要である。

さらに、風速６．５ｍ／ｍｉｎにおける直径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が８０％以上、ＱＦ値が０．３５Ｐａ^−１以上であるあるスパンボンド不織布を得るには、特に、前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物であることが重要である。

本発明のスパンボンド不織布の用途は、粉塵の捕集性能に優れるため、フィルターの濾材として用いることができる。該濾材は、エアフィルター全般、なかでも空調用フィルター、空気清浄機用フィルター、自動車キャビンフィルター、掃除機用フィルター、マスク用フィルターといった高性能用途に好適であるが、その応用範囲はこれらに限られるものではない。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、前記したスパンボンド不織布の各特性値、および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。

（１）目付（ｇ／ｍ^２ ）
ＪＩＳ Ｌ １９０６（２０００年版）の５．２に準じて、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、小数点以下第一位を四捨五入した。

（２）平均繊維径（μｍ）
スパンボンド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本の繊維直径をμｍ単位で測定し、平均値の小数点以下第一位を四捨五入し算出した。

（３）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。

スパンボンド不織布の任意の部分から、１５ｃｍ×１５ｃｍのサンプルを５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６．５ｍ／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２万〜４万個／（２．８３×１０^−４ｍ^３（０．０１ｆｔ^３ ））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１サンプル当たりそれぞれ１０回測定し、下記計算式にて各サンプルの捕集性能（％）を求めた。
各サンプルの捕集性能（％）＝〔１−（Ｄ１／Ｄ２）〕×１００
ここで、Ｄ１：下流のダスト個数（５回の合計）
Ｄ２：上流のダスト個数（５回の合計）
５サンプルの平均値の小数点以下第３位を四捨五入したものを、最終的な捕集性能（％）とした。

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、５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、
ＱＦ値（Ｐａ^−１）＝−［ｌｎ（１−[捕集性能（％）]／１００）］／[圧力損失（Ｐａ）]
により算出し、小数点以下第三位を四捨五入して求めた。

実施例１
キマソーブ（登録商標）９４４（チバ・ジャパン製、下記の一般式（３）で表される構造を有するものであり、以下、化合物Ａと略す。）を１．０重量％添加したＭＦＲ３０、融点１７０℃のポリプロピレン樹脂を、スパンボンド法により、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、ニードルパンチ処理し、平均繊維径１４μｍ、目付７０ｇ／ｍ^２ のスパンボンド不織布を得た。

得られたスパンボンド不織布に、コロナ荷電法により２５ｋＶ／ｃｍの印加電圧で帯電処理を実施し、帯電スパンボンド不織布を得た。この帯電スパンボンド不織布の特性値を測定し、表１に示した。

実施例２
実施例１で使用したポリプロピレン樹脂を、スパンボンド法により、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、ニードルパンチ処理し、平均繊維径２０μｍ、目付１００ｇ／ｍ^２ のスパンボンド不織布を得た。
得られたスパンボンド不織布を逆浸透膜濾過水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより浸透処理し、次いで水切り後に８０℃で２０分熱風乾燥することにより、帯電スパンボンド不織布を得た。この帯電スパンボンド不織布の特性値を測定し、表１に示した。

実施例３
キマソーブ（登録商標）２０２０（チバ・ジャパン製、下記の一般式（４）で表される構造を有するものものであり、以下、化合物Ｂと略す。）を１．０重量％添加したＭＦＲ３０、融点１７０℃のポリプロピレン樹脂を、スパンボンド法により、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、ニードルパンチ処理し、平均繊維径１４μｍ、目付７０ｇ／ｍ^２ のスパンボンド不織布を得た。

得られたスパンボンド不織布を実施例１と同様の方法で帯電処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

実施例４
実施例３で使用したポリプロピレン樹脂を、スパンボンド法により、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、ニードルパンチ処理し、平均繊維径２０μｍ、目付１００ｇ／ｍ^２ のスパンボンド不織布を得た。
得られたスパンボンド不織布を実施例２と同様の方法で帯電処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

比較例１
化合物Ａを含有しない他は実施例１で使用したものと同じポリプロピレン樹脂を、スパンボンド法により、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、ニードルパンチ処理し、平均繊維径１４μｍ、目付７０ｇ／ｍ^２ のスパンボンド不織布を得た。
得られたスパンボンド不織布を実施例１と同様の方法で帯電処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

比較例２
比較例１で使用したポリプロピレン樹脂を、スパンボンド法により、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、ニードルパンチ加工し、平均繊維径２０μｍ、目付１００ｇ／ｍ^２ のスパンボンド不織布を得た。
得られたスパンボンド不織布を実施例２と同様の方法で帯電処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

比較例３
比較例１で使用したポリプロピレン樹脂を、スパンボンド法により、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、ニードルパンチ加工し、平均繊維径２０μｍ、目付１２０ｇ／ｍ^２ のスパンボンド不織布を得た。
得られたスパンボンド不織布を実施例２と同様の方法で帯電処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

比較例４
化合物Ａを１．０重量％添加したＭＦＲ８００、融点１７０℃のポリプロピレン樹脂を、メルトブロー法により、直径が０．４ｍｍの口金を用いて、ポリマー吐出量４０ｇ／分、ノズル温度２８０℃、エア圧力０．０４ＭＰａの条件で噴射し、移動するネットコンベアー上に捕集して、平均繊維径５μｍ、目付２０ｇ／ｍ^２ のメルトブロー不織布を得た。
得られたメルトブロー不織布を実施例２と同様の方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

比較例５
化合物Ｂを１．０重量％添加したＭＦＲ８００、融点１７０℃のポリプロピレン樹脂を、メルトブロー法により、直径が０．４ｍｍの口金を用いて、ポリマー吐出量４０ｇ／分、ノズル温度２８０℃、エア圧力０．０６ＭＰａの条件で噴射し、移動するネットコンベアー上に捕集して、平均繊維径３μｍ、目付３０ｇ／ｍ^２ のメルトブロー不織布を得た。
得られたメルトブロー不織布を実施例２と同様の方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

ヒンダードアミン系化合物を含有したポリプロピレン樹脂を用い、スパンボンド法にて製造した実施例１〜４は、低い圧力損失を有していながら高い捕集性能を示し、かつ高いＱＦ値を示した。特に、ヒンダードアミン系化合物のうち、一般式（１）で表される構造を有する化合物Ｂを含有している実施例１、２では、その効果は顕著であった。

一方、ヒンダードアミン系化合物を含有しないポリプロピレン樹脂を用い、スパンボンド法にて製造した比較例１〜３について、比較例１では圧力損失は低い値を示していたが、捕集性能およびＱＦ値が低く、比較例２では圧力損失は低く、かつ捕集性能は高い値をしめしていたものの、ＱＦ値が低く、比較例３では捕集性能は高い値を示していたが、圧力損失が高く、ＱＦ値も低いものとなっており、いずれも低圧力損失かつ高捕集性能を満たすスパンボンド不織布といえるものではなかった。

また、ヒンダードアミン系化合物を含有したポリプロピレン樹脂を用い、メルトブロー法にて製造した比較例３、４について、比較例３では圧力損失は低い値を示していたが、捕集性能およびＱＦ値が低く、比較例４では捕集性能は高い値を示していたが、圧損が高く、ＱＦ値も低いものとなっており、低圧力損失ながら高捕集性能を満足する不織布として、適するものではなかった。

以上のように、本発明のスパンボンド不織布は、低圧力損失特性に優れる上に高い捕集性能を有するという、本来は相反する二つの特性を同時に満足する高性能スパンボンド不織布であった。

本発明により、圧力損失が低く、高い捕集性能を示す高性能スパンボンドが得られ、このスパンボンド不織布は濾材としてエアフィルターに好ましく用いることができるが、その応用範囲はこれらに限られるものではない。

図１は、捕集性能および圧力損失の測定装置を示す概略図である。

符号の説明

１ 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

Claims (8)

1. 主として非導電性繊維を含んでなるスパンボンド不織布であって、該非導電性繊維が帯電しており、風速６．５ｍ／ｍｉｎにおける圧力損失が９Ｐａ以下、直径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が７０％以上、ＱＦ値が０．２５Ｐａ^−１以上であることを特徴とするスパンボンド不織布。
2. 前記スパンボンド不織布が、ヒンダードアミン系化合物を０．１〜５重量％含有することを特徴とする請求項１に記載のスパンボンド不織布。
3. 風速６．５ｍ／ｍｉｎにおける直径０．３〜０．５μｍの粒子の捕集効率が８０％以上、ＱＦ値が０．３５Ｐａ^−１以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のスパンボンド不織布。
4. 前記ヒンダード系化合物が下記一般式（１）で表される構造を有することを特徴とする請求項２または３に記載のスパンボンド不織布。
   

   

   （ここで、Ｒ_１ 〜Ｒ_３ は水素または炭素原子数１〜２のアルキル基、Ｒ_４ は水素または炭素数１〜６のアルキル基である）
5. 前記一般式（１）で表される構造を有する化合物が、下記一般式（２）で表される構造を有する化合物であることを特徴とする請求項４に記載のスパンボンド不織布。
   

   
6. 前記非導電性繊維が、ポリオレフィン繊維であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスパンボンド不織布。
7. 前記ポリオレフィン繊維が、ポリプロピレンを主体に構成されているものであることを特徴とする請求項６に記載のスパンボンド不織布。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のスパンボンド不織布で構成されていることを特徴とするエアフィルター。

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