JP2022132085A - 積層不織布、フィルター用濾材、集塵機用プリーツフィルター、ならびに、パルスジェットタイプ集塵機 - Google Patents
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Abstract
【課題】 高い剛性と通気均一性とを有しながら、かつ、粉塵の捕集性能に優れた積層不織布を提供すること。【解決手段】 熱可塑性複合繊維FAより構成されてなるスパンボンド不織布層Aと、熱可塑性複合繊維FBより構成されてなるスパンボンド不織布層Bとが積層されてなる積層不織布であって、熱可塑性複合繊維FAの平均単繊維径rA(μm)に対する熱可塑性複合繊維FBの平均単繊維径rB(μm)の比(rB/rA)が1.2以上3.0以下であり、前記のスパンボンド不織布層Aの厚さ方向の存在割合が1%以上30%以下であり、前記の積層不織布は少なくとも一部に融着部を有し、該積層不織布の剛軟度が2mN以上100mN以下であって、通気量CV値が15%以下である、積層不織布。【選択図】なし
Description
本発明は、太繊度層での高い剛性と通気均一性を有しながら、細繊度層での捕集性能に優れた積層不織布、そして、これを用いてなるフィルター用濾材、ならびに、集塵機用プリーツフィルター、パルスジェットタイプ集塵機に関するものである。
従来から、粉塵の発生する作業環境に対し、粉塵の除去および回収を目的とする集塵機が用いられてきた。この集塵機のフィルターとしては、プリーツされた形状で使用されることが知られており、プリーツすることにより濾過面積を大幅に向上させ、圧力損失を低減させたり、捕集効率を高めたりすることを可能としている。
ところで、このような集塵機のフィルターでは、ある一定の圧力損失に達したところで内側から圧縮エアー等を噴射し、濾材表面に付着したダストを払い落とす、いわゆる逆洗が一般的となっている。特に、プリーツフィルターは、「粉塵捕集-逆流エアーによる粉塵の払い落とし」の工程が繰り返される中で、プリーツの山谷部分でエアーの圧力により何度も屈曲させられる状態になるため、プリーツ山谷部分での耐折強さがフィルター寿命の延長を図る上で重要となる。したがって、仮にエアーフィルターとして十分な耐折強さがない場合においては、山谷部分から粉塵が漏れ、満足するフィルター寿命が得られない。
また、フィルター用途の不織布は、圧力損失が低いこと、捕集効率が高いこと、剛性が高いことが要求されるが、圧力損失の低減を目的とした太繊度や低目付の不織布は強度が低く、捕集性能も落ちるという課題がある。そのため、これまでに様々な積層不織布が提案されている。例えば、特許文献1では3層、特許文献2~5では2層の不織布で構成された積層不織布が開示されている。特に、特許文献2では単成分の不織布の積層不織布が開示されている。また、特許文献3では混繊フィラメントからなる不織布と芯鞘複合フィラメントからなる不織布の積層不織布が開示されている。さらに、特許文献4では不織布と補強材を組み合わせたフィルター材が開示されている。そして、特許文献5ではメルトブロー不織布とスパンボンド不織布の積層不織布が開示されている。
しかし、安価にするべく2層構造で、かつ、プリーツ加工で満足する剛性を有しながら、捕集効率の高いフィルター基材を得ることは容易ではない。
例えば、特許文献1に開示されるような、3層積層不織布では層数が多いために層間剥離しやすく、特に中間層ではダストが逆洗で払い落とせなく、寿命が短くなるという課題がある。特許文献2や5に開示された技術において、メルトブロー不織布を貼り合わせた不織布は加工時または使用時に剥がれやすく、ダストの払い落とし性が悪いという課題がある。特許文献3に開示された技術においても、混繊フィラメントと芯鞘複合フィラメントの不織布を熱融着により積層シートとして形成しているが、均一な熱接着が難しく、例えば、ポリエステル系高融点重合体からなる繊維が密集しているところでは熱接着が弱くなり、機械的強度や剛性が劣り、プリーツフィルターとして適さないという課題がある。特許文献4に開示された技術においても、ホットメルト樹脂で補強材と不織布を接着させているために、通気均一性が悪いという課題がある。
そこで本発明の目的は、上記の課題を鑑み、高い剛性と通気均一性とを有しながら、かつ、粉塵の捕集性能に優れた積層不織布を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決せんとするものであって、本発明の積層不織布は、熱可塑性複合繊維FAより構成されてなるスパンボンド不織布層Aと、熱可塑性複合繊維FBより構成されてなるスパンボンド不織布層Bとが積層されてなる積層不織布であって、熱可塑性複合繊維FAの平均単繊維径rA(μm)に対する熱可塑性複合繊維FBの平均単繊維径rB(μm)の比(rB/rA)が1.2以上3.0以下であり、前記のスパンボンド不織布層Aの厚さ方向の存在割合が1%以上30%以下であり、前記積層不織布は少なくとも一部に融着部を有し、該積層不織布の剛軟度が2mN以上100mN以下であって、通気量CV値が15%以下である。
本発明の積層不織布の好ましい態様によれば、前記の熱可塑性複合繊維FAの平均単繊維径rA(μm)が、10μm以上13μm以下である。
本発明の積層不織布の好ましい態様によれば、前記の熱可塑性複合繊維FBの平均単繊維径rB(μm)が、16μm以上30μm以下である。
本発明の積層不織布の好ましい態様によれば、前記の積層不織布の融着面積率が5%以上20%以下である。
本発明の積層不織布の好ましい態様によれば、前記の積層不織布のMD方向の剛軟度が10mN以上100mN以下であり、かつ、前記積層不織布のCD方向の剛軟度に対する該積層不織布のMD方向の剛軟度の比が3以上である。
また、本発明のフィルター用濾材は、前記の積層不織布を用いてなる。
そして、本発明の集塵機用プリーツフィルターは、前記のフィルター用濾材を用いてなる。
さらに、本発明のパルスジェットタイプ集塵機は、前記の集塵機用プリーツフィルターを用いてなる。
本発明によれば、高い剛性と通気均一性とを有しながら、捕集性能にも優れた積層不織布が得られる。
本発明の積層不織布は、熱可塑性複合繊維FAより構成されてなるスパンボンド不織布層Aと、熱可塑性複合繊維FBより構成されてなるスパンボンド不織布層Bとが積層されてなる積層不織布であって、熱可塑性複合繊維FAの平均単繊維径rA(μm)に対する熱可塑性複合繊維FBの平均単繊維径rB(μm)の比(rB/rA)が1.2以上3.0以下であり、前記のスパンボンド不織布層Aの厚さ方向の存在割合が1%以上30%以下であり、前記積層不織布は少なくとも一部に融着部を有し、該積層不織布の剛軟度が2mN以上100mN以下であって、通気量CV値が15%以下である。このようにすることで低圧力損失かつ高捕集効率であり、プリーツの形状が保持されやすさに優れたフィルターとして使用できる。以下に、この詳細について説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する範囲に何ら限定されるものではない。
(熱可塑性複合繊維)
本発明の積層不織布において、スパンボンド不織布層を構成する熱可塑性複合繊維の原料となる熱可塑性樹脂としては、特に、ポリエステルが好ましく用いられる。ポリエステルは、酸成分とアルコール成分をモノマーとして重合してなる高分子重合体である。酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸およびフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸やセバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、およびシクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸等を用いることができる。また、アルコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコール等を用いることができる。
本発明の積層不織布において、スパンボンド不織布層を構成する熱可塑性複合繊維の原料となる熱可塑性樹脂としては、特に、ポリエステルが好ましく用いられる。ポリエステルは、酸成分とアルコール成分をモノマーとして重合してなる高分子重合体である。酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸およびフタル酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸やセバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、およびシクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸等を用いることができる。また、アルコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコール等を用いることができる。
また、ポリエステルの例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸およびポリブチレンサクシネート等が挙げられるが、後述する高融点重合体として用いられるポリエステルとしては、融点が高く耐熱性に優れ、かつ剛性にも優れたPETが最も好ましく用いられる。
熱可塑性樹脂がポリエステルの場合、熱可塑性複合繊維において対となる、ポリエステル系高融点重合体とポリエステル系低融点重合体の組み合わせ(以下、ポリエステル系高融点重合体/ポリエステル系低融点重合体の順に記載することがある)としては、例えば、PET/PBT、PET/PTT、PET/ポリ乳酸、およびPET/共重合PET等の組み合わせを挙げることができ、これらの中でも、紡糸性に優れることからPET/共重合PETの組み合わせが好ましく用いられる。また、共重合PETの共重合成分としては、特に紡糸性に優れることから、イソフタル酸共重合PETが好ましく用いられる。
また、前記の熱可塑性樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で、結晶核剤、艶消し剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、難燃剤、および親水剤等を添加することができる。中でも、酸化チタン等の金属酸化物は、繊維の表面摩擦を低減し繊維同士の融着を防ぐことにより紡糸性を向上し、またスパンボンド不織布層を熱ロールで融着させる際、熱伝導性を増すことにより、不織布を構成する繊維同士の融着しやすさを向上させる効果がある。また、エチレンビスステアリン酸アミド等の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は、熱ロールと不織布ウェブ間の離型性を高め、搬送性を向上させる効果がある。
次に、本発明の積層不織布において、スパンボンド不織布層を構成する熱可塑性複合繊維は、ポリエステル系高融点重合体の周りに、そのポリエステル系高融点重合体の融点に対して、10℃以上140℃以下低い融点を有するポリエステル系低融点重合体を配した複合繊維(複合型フィラメント)である態様が好ましい。このようにすることで、融着によりスパンボンド不織布層を形成して使用する際に、スパンボンド不織布層を構成する複合繊維同士が強固に融着しているため、スパンボンド不織布層は機械強度に優れ、繰り返しの逆洗にも十分耐えることができる。さらにこのスパンボンド不織布層を2枚積層した積層不織布は同様の理由で機械強度に優れ、繰り返しの逆洗に十分耐えることができる。
ところで、一般には、例えば、ポリエステル系高融点重合体からなる繊維とポリエステル系低融点重合体からなる繊維を混繊させる方法もあるが、混繊させる方法の場合、均一な融着が難しく、例えば、ポリエステル系高融点重合体からなる繊維が密集しているところでは融着が弱くなり、機械的強度や剛性が劣り、プリーツフィルターとして適さないものとなる。一方、ポリエステル系高融点重合体からなる繊維に対し、低融点重合体を浸漬やスプレー等で付与する方法もあるが、いずれも表層や厚み方向で均一な付与が難しく、機械的強度や剛性が劣り、プリーツフィルターとして好適な積層不織布を得ることは困難である。
本発明におけるポリエステル系低融点重合体の融点は、ポリエステル系高融点重合体の融点に対して、10℃以上、より好ましくは20℃以上、さらに好ましくは30℃以上低くすることで、フィルター用スパンボンド不織布層において適度な融着しやすさを得ることができる。一方、140℃以下、より好ましくは120℃以下、さらに好ましくは100℃以下低くすることでスパンボンド不織布層の耐熱性の低下を抑制することができる。そしてそのスパンボンド不織布層を積層した積層不織布の耐熱性の低下を抑制することができる。
本発明におけるポリエステル系高融点重合体の融点は、200℃以上320℃以下の範囲であることが好ましい。ポリエステル系高融点重合体の融点を好ましくは200℃以上、より好ましくは210℃以上、さらに好ましくは220℃以上とすることにより、耐熱性に優れるフィルターを得ることができる。一方、ポリエステル系高融点重合体の融点を好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下、さらに好ましくは280℃以下とすることにより、不織布製造時に溶融するための熱エネルギーを多大に消費し生産性が低下することを抑制することができる。
本発明におけるポリエステル系低融点重合体の融点は、160℃以上250℃以下の範囲であることが好ましい。ポリエステル系低融点ポリエステルの融点を好ましくは160℃以上、より好ましくは170℃以上、さらに好ましくは180℃以上とすることにより、プリーツ加工時の熱セット等、プリーツフィルター製造時に熱が加わる工程を通過しても形態安定性に優れる。一方、ポリエステル系低融点重合体の融点を好ましくは250℃以下、より好ましくは240℃以下とすることにより、不織布製造時における繊維同士の融着のしやすさに優れ、機械的強度に優れるフィルターを得ることができる。
なお、本発明において、熱可塑性樹脂の融点は、示差走査型熱量計(例えば、株式会社パーキンエルマージャパン製「DSC-2型」)を用い、昇温速度20℃/分、測定温度範囲30℃から300℃までの条件で測定し、得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度を当該熱可塑性樹脂の融点とする。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。
また、ポリエステル系高融点重合体とポリエステル系低融点重合体との含有比率は、質量比で90:10~60:40の範囲であることが好ましく、85:15~70:30の範囲がより好ましい態様である。ポリエステル系高融点重合体を60質量%以上90質量%以下とすることにより、スパンボンド不織布層の剛性と耐熱性を優れたものとすることができる。一方、ポリエステル系低融点重合体を10質量%以上40質量%以下とすることにより、融着により積層不織布を形成し使用した際、スパンボンド不織布層を構成する複合繊維同士が強固に融着でき、機械強度に優れ、繰り返しの逆洗に十分耐えることができる。
複合繊維の複合形態については、例えば、同心芯鞘型、偏心芯鞘型および海島型等が挙げられ、なかでも、複合繊維同士を均一かつ強固に融着させることができることから、複合形態については同心芯鞘型のものが好ましい。さらに、その複合繊維の断面形状としては、円形断面、扁平断面、多角形断面、多葉断面および中空断面等の形状が挙げられる。なかでも、繊維の断面形状としては円形断面の形状のものを用いることが好ましい態様である。
本発明の積層不織布のスパンボンド不織布層Aを構成する熱可塑性複合繊維FAの平均単繊維径rA(μm)は、10μm以上13μm以下の範囲であることが好ましい。熱可塑性複合繊維FAの平均単繊維径rA(μm)を10.0μm以上、好ましくは10.5μm以上であることで、スパンボンド不織布層Aの通気性を向上させ、圧力損失を低減させることができる。また、熱可塑性複合繊維FAを形成する際に糸切れ回数を低下させ、生産時の安定性を向上させることもできる。一方、熱可塑性複合繊維FAの平均単繊維径rA(μm)が13.0μm以下、好ましくは12.5μm以下であることで、スパンボンド不織布層Aの均一性を向上させ、積層不織布の表面を緻密なものとすることができ、ダストを表層で濾過しやすくするなど、捕集性能を向上させることができる。これによって、ダストの払い落としも容易にすることができるため、フィルターの寿命を長くすることができる。
本発明の積層不織布のスパンボンド不織布層Bを構成する熱可塑性複合繊維FBの平均単繊維径rB(μm)は、16μm以上30μm以下であることが好ましい。熱可塑性複合繊維FBの平均単繊維径rB(μm)を好ましくは16.0μm以上、より好ましくは17.0μm以上、さらに好ましくは18.0μm以上であることでスパンボンド不織布層Bの通気性を向上させ、圧力損失を低減した積層不織布とすることができる。また、熱可塑性複合繊維FBの平均単繊維径rB(μm)を好ましくは30.0μm以下、より好ましくは29.0μm以下、さらに好ましくは28.0μm以下であることで、スパンボンド不織布層Bの均一性を向上させ、積層不織布の表面を緻密なものとすることができ、ダストを表層で濾過しやすくするなど、捕集性能を向上した積層不織布とすることができる。
なお、本発明において、平均単繊維径rA、rB(μm)は、以下の方法によって求められる値を採用することとする。
(i)スパンボンド不織布層A、スパンボンド不織布層Bから、それぞれランダムに小片サンプル10個ずつを採取する。
(ii)採取した小片サンプルの表面を走査型電子顕微鏡等で500倍~2000倍の範囲で繊維の太さを計測することが可能な写真を撮影する。
(iii)各小片サンプルから撮影した写真から10本ずつ、計200本の繊維を任意に選び出して、その太さを測定する。繊維は断面が円形と仮定し、太さを単繊維径(μm)とする。
(iv)それらの算術平均値(μm)の小数点以下第2位を四捨五入して算出した値を平均単繊維径rA、rB(μm)とする。
(i)スパンボンド不織布層A、スパンボンド不織布層Bから、それぞれランダムに小片サンプル10個ずつを採取する。
(ii)採取した小片サンプルの表面を走査型電子顕微鏡等で500倍~2000倍の範囲で繊維の太さを計測することが可能な写真を撮影する。
(iii)各小片サンプルから撮影した写真から10本ずつ、計200本の繊維を任意に選び出して、その太さを測定する。繊維は断面が円形と仮定し、太さを単繊維径(μm)とする。
(iv)それらの算術平均値(μm)の小数点以下第2位を四捨五入して算出した値を平均単繊維径rA、rB(μm)とする。
本発明の積層不織布は、そのスパンボンド不織布層Aを構成する熱可塑性複合繊維FAの平均単繊維径rA(μm)に対する熱可塑性複合繊維FBの平均単繊維径rB(μm)の比(rB/rA)が1.2以上3.0以下の範囲である。平均単繊維径の比(rB/rA)が1.2以上、好ましくは1.5以上とすることで、細繊度のスパンボンド不織布層Aで捕集できるダストが多くなるため、フィルター性能を上げることができる。平均単繊維径の比(rB/rA)が3.0以下、好ましくは2.5以下とすることで、不織布層間でダストが目詰まりしにくいため、フィルターの寿命を長くすることができる。
(積層不織布)
本発明の積層不織布は、スパンボンド不織布層Aとスパンボンド不織布層Bからなり、不織布層Aの厚さ方向の存在割合(%)が全体の1%~30%である。不織布層Aの厚さ方向の存在割合が1%以上、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上であることによって、細繊度であるスパンボンド不織布層Aが増えるために、捕集効率を向上することができ、プリーツフィルターでの形状維持に有効な剛軟度を向上することができる。スパンボンド不織布層Aの厚さ方向の存在割合が30%以下、好ましくは25%以下、より好ましくは20%以下であることによって、細繊度であるスパンボンド不織布層A層が少なくなるため、全体の圧力損失を下げることができ、ランニングコストの低いフィルターとして使用できる。
本発明の積層不織布は、スパンボンド不織布層Aとスパンボンド不織布層Bからなり、不織布層Aの厚さ方向の存在割合(%)が全体の1%~30%である。不織布層Aの厚さ方向の存在割合が1%以上、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上であることによって、細繊度であるスパンボンド不織布層Aが増えるために、捕集効率を向上することができ、プリーツフィルターでの形状維持に有効な剛軟度を向上することができる。スパンボンド不織布層Aの厚さ方向の存在割合が30%以下、好ましくは25%以下、より好ましくは20%以下であることによって、細繊度であるスパンボンド不織布層A層が少なくなるため、全体の圧力損失を下げることができ、ランニングコストの低いフィルターとして使用できる。
ここで本発明において、積層不織布のスパンボンド不織布層Aとスパンボンド不織布層Bの境界線の引き方、厚さ方向の存在割合の求め方は、以下の方法によって行うこととする。
(i)積層不織布からランダムに小片サンプル10個を採取する。
(ii)採取した小片サンプルの断面は走査型電子顕微鏡(SEM)(例えば、株式会社キーエンス製「VHX-D500」など)を使用して、500~2000倍の範囲で繊維断面が円形と確認できる写真を撮影する。
(iii)各小片サンプルから撮影した写真から計100本の繊維を任意に選び出して、その直径を測定する。図1に例示するように、スパンボンド不織布層A、Bの平均単繊維径から外れる境界部分のうち、その中央線を境界線LBとする。
(iv)境界線からスパンボンド不織布層Aの端部までを不織布層Aの厚さtA、境界線からスパンボンド不織布層Bの端部までの距離を、スパンボンド不織布層Bの厚さtBとし、以下の式よりスパンボンド不織布層Aの厚さ方向の存在割合を算出し、小数点以下第2位を四捨五入した値を厚さ割合とする
スパンボンド不織布層Aの厚さ方向の存在割合(%)=tA/(tA+tB)×100。
(i)積層不織布からランダムに小片サンプル10個を採取する。
(ii)採取した小片サンプルの断面は走査型電子顕微鏡(SEM)(例えば、株式会社キーエンス製「VHX-D500」など)を使用して、500~2000倍の範囲で繊維断面が円形と確認できる写真を撮影する。
(iii)各小片サンプルから撮影した写真から計100本の繊維を任意に選び出して、その直径を測定する。図1に例示するように、スパンボンド不織布層A、Bの平均単繊維径から外れる境界部分のうち、その中央線を境界線LBとする。
(iv)境界線からスパンボンド不織布層Aの端部までを不織布層Aの厚さtA、境界線からスパンボンド不織布層Bの端部までの距離を、スパンボンド不織布層Bの厚さtBとし、以下の式よりスパンボンド不織布層Aの厚さ方向の存在割合を算出し、小数点以下第2位を四捨五入した値を厚さ割合とする
スパンボンド不織布層Aの厚さ方向の存在割合(%)=tA/(tA+tB)×100。
本発明の積層不織布は、2mN以上100mN以下の剛軟度を有する。剛軟度が2mN以上、より好ましくは3mN以上、さらに好ましくは5mN以上であれば、不織布の強度や形状の保持されやすさを保ちつつプリーツ加工ができる。一方、100mN以下、好ましくは80mN以下、より好ましくは60mN以下、さらに好ましくは50mN以下であれば、プリーツ加工時の折りたたみ抵抗が大きくなく、凹凸がシャープに仕上がる。
ここで本発明における剛軟度は、JIS L1913:2010「一般不織布試験方法」6.7「剛軟度(JIS法及びISO法)」の6.7.4「ガーレ法(JIS法)」に準じて、以下のようにされて得られた値とする。
(i)試料から長さ38.1mm(有効試料長L=25.4mm)、幅d=25.4mmの試験片を試料の任意の5点から採取する。ここで本発明において、MD方向とは積層不織布製造時のシート搬送方向、すなわち、積層不織布の長手方向あるいは不織布ロールにおける巻き取り方向を指すものであり、後述するCD方向はシート搬送方向、すなわち、積層不織布の長手方向あるいは不織布ロールにおける巻き取り方向に対して垂直に交差する方向を指すものである。なお、積層不織布が切断された場合などでロール状態にない場合は、以下の手順によってMD方向、CD方向を決定することとする。
(a) 積層不織布の面内において、任意の1方向を定め、その方向に沿って、長さ38.1mm、幅25.4mmの試験片を採取する。
(b) 採取した方向から30度、60度、90度回転させた方向においても、同様に長さ38.1mm、幅25.4mmの試験片を採取する。
(c) 各方向の試験片について後述する積層不織布の剛軟度の測定方法に基づいて、各試験片の剛軟度を測定する。
(d) 測定により得られた値が最も高い方向をその積層不織布のMD方向とし、これに直交する方向をCD方向とする。
(ii)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Lは試験片長さから1/2”(0.5インチ=12.7mm)差し引いたものとなる。
(iii)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Wa、Wb、Wc(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1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。
(iv)測定は試験片5点につき表裏各5回、合計50回実施する。
(v)得られた目盛りRGの値から下記式を用いて剛軟度の値は小数点以下第2位を四捨五入してそれぞれ求める。試料の剛軟度(mN)は、50回の測定の平均値を、小数点以下第1位を四捨五入して算出するものである。
(i)試料から長さ38.1mm(有効試料長L=25.4mm)、幅d=25.4mmの試験片を試料の任意の5点から採取する。ここで本発明において、MD方向とは積層不織布製造時のシート搬送方向、すなわち、積層不織布の長手方向あるいは不織布ロールにおける巻き取り方向を指すものであり、後述するCD方向はシート搬送方向、すなわち、積層不織布の長手方向あるいは不織布ロールにおける巻き取り方向に対して垂直に交差する方向を指すものである。なお、積層不織布が切断された場合などでロール状態にない場合は、以下の手順によってMD方向、CD方向を決定することとする。
(a) 積層不織布の面内において、任意の1方向を定め、その方向に沿って、長さ38.1mm、幅25.4mmの試験片を採取する。
(b) 採取した方向から30度、60度、90度回転させた方向においても、同様に長さ38.1mm、幅25.4mmの試験片を採取する。
(c) 各方向の試験片について後述する積層不織布の剛軟度の測定方法に基づいて、各試験片の剛軟度を測定する。
(d) 測定により得られた値が最も高い方向をその積層不織布のMD方向とし、これに直交する方向をCD方向とする。
(ii)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Lは試験片長さから1/2”(0.5インチ=12.7mm)差し引いたものとなる。
(iii)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Wa、Wb、Wc(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1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。
(iv)測定は試験片5点につき表裏各5回、合計50回実施する。
(v)得られた目盛りRGの値から下記式を用いて剛軟度の値は小数点以下第2位を四捨五入してそれぞれ求める。試料の剛軟度(mN)は、50回の測定の平均値を、小数点以下第1位を四捨五入して算出するものである。
なお、上記において、積層不織布のMD方向の剛軟度の測定には、試料の長手方向がMD方向となるように採取した試験片を用い、積層不織布のCD方向の剛軟度の測定には、試料の幅方向がCD方向となるように採取した試験片を用いる。
本発明における上記剛軟度は、積層不織布のMD方向の剛軟度、CD方向の剛軟度の何れかで上記の範囲を満たせばよい。とりわけ、少なくとも積層不織布のMD方向の剛軟度が上記範囲を満たすことが好ましく、積層不織布のMD方向の剛軟度、CD方向の剛軟度が、ともに上記の範囲を満たすことがより好ましい。
本発明の積層不織布のMD方向の剛軟度が10mN以上100mN以下であることが好ましい。より好ましくは10mN以上、さらに好ましくは12mN以上である。上記範囲とすることにより、プリーツの形状が保持されやすくなるので好ましい。100mN以下、好ましくは80mN以下、より好ましくは50mN以下であれば、プリーツ加工時の折りたたみ抵抗が大きくなく、プリーツ形状の凹凸仕上がり状態がシャープにでき好ましい。
さらに本発明の積層不織布のCD方向の剛軟度に対する該積層不織布のMD方向の剛軟度の比(以下、単に剛軟度のMD/CD比と略することがある)は3以上であることが好ましい。プリーツの形状が保持されやすさについては折りたたみ方向であるMD方向の剛性が支配的であり、CD方向の剛性は特に限定されないが、2mN以上、好ましくは3mN以上であり、好ましい剛軟度のMD/CD比は、3以上、特に好ましくは3.5以上である。このような範囲であればプリーツの形状の保持されやすさは向上するため、好ましい。一方、加工しやすくする点からMD方向/CD方向の比は10以下であることが好ましい。
本発明の積層不織布は、通気量CV値が15%以下である。通気量CV値が15%以下、好ましくは14%以下、さらに好ましくは13%以下であれば、通気量の均一性向上し、積層不織布をフィルターとして使用した場合に、フィルターからの粉塵漏れを抑制することができ、捕集効率を向上させ、層間剥離による寿命低下を防ぐことができる。一方、積層不織布の通気量を一定量確保し、圧力損失を小さくすることでフィルターの寿命を長くすることができるため、通気量CV値が1%以上であることがより好ましい。
なお、本発明において、通気量(cm3/(cm2・秒))は、以下のとおりJIS L1913:2010「一般不織布試験方法」の6.8「通気性(JIS法)」の6.8.1「フラジール形法」に基づいて測定される値を採用することとする。
本発明において、積層不織布の通気量CV値(%)は、次のようにして測定されて得られる値を採用することとする。
(i)積層不織布からMD方向、CD方向に150mm×150mmの小片をそれぞれ10個ずつ、合計50個採取する。
(ii)試験機の円筒の一端に各小片を取り付けた後、下限抵抗器によって傾斜型気圧計が125Paの圧力を示すように、吸込みファン及び空気孔を調整し、その時の垂直型気圧計の示す圧力を測る。
(iii)測定した圧力と使用した空気孔の種類とから、試験機に付属の換算表によって試験片を通過する空気量(cm3/(cm2・秒))を求め、それを通気量(cm3/(cm2・秒))して、それぞれ測定する。
(iv)(iii)で得られた値から平均値(Aave)と標準偏差(Asdv)を求める。
(v)(i)~(iv)の結果を基に、以下の式により通気量CV値(%)を計算し、小数点以下第1位を四捨五入する
通気量CV値(%)=(Asdv)/(Aave)×100。
(i)積層不織布からMD方向、CD方向に150mm×150mmの小片をそれぞれ10個ずつ、合計50個採取する。
(ii)試験機の円筒の一端に各小片を取り付けた後、下限抵抗器によって傾斜型気圧計が125Paの圧力を示すように、吸込みファン及び空気孔を調整し、その時の垂直型気圧計の示す圧力を測る。
(iii)測定した圧力と使用した空気孔の種類とから、試験機に付属の換算表によって試験片を通過する空気量(cm3/(cm2・秒))を求め、それを通気量(cm3/(cm2・秒))して、それぞれ測定する。
(iv)(iii)で得られた値から平均値(Aave)と標準偏差(Asdv)を求める。
(v)(i)~(iv)の結果を基に、以下の式により通気量CV値(%)を計算し、小数点以下第1位を四捨五入する
通気量CV値(%)=(Asdv)/(Aave)×100。
本発明における積層不織布の目付は、150g/m2以上300g/m2以下の範囲であることが好ましい。目付が150g/m2以上であれば、プリーツに必要な剛性を得ることができ好ましい。一方、目付が300g/m2以下、好ましくは270g/m2以下、より好ましくは260g/m2以下であれば、圧力損失が上昇するのを抑制でき、さらにはコスト面でも好ましい。
ここでいう目付は、縦50cm×横50cmのサイズの試料を、3個採取して各質量をそれぞれ測定し、得られた値の平均値(g)を単位面積当たり(1m2)に換算し、小数点以下第1位を四捨五入することにより求められる。
本発明における積層不織布の厚さは、0.50mm以上0.90mm以下であることが好ましい。積層不織布の厚さを0.50mm以上、より好ましくは0.51mm以上とすることにより、剛性を向上させ、フィルターとしての使用に適した積層不織布とすることができる。また、厚さを0.90mm以下、より好ましくは0.88mm以下とすることにより、フィルターとしてのハンドリング性や加工性に優れた積層不織布とすることができる。
なお、本発明において、積層不織布の厚さ(mm)は、以下の方法によって測定されて得られる値を採用することとする。
(i)厚さ計(例えば、株式会社テクロック製「TECLOCK」(登録商標)SM-114等)を使用して、積層不織布の厚さをCD方向で等間隔に10点測定する。
(ii)上記算術平均値から小数点以下第3位を四捨五入し、積層不織布の厚さ(mm)とする。
(i)厚さ計(例えば、株式会社テクロック製「TECLOCK」(登録商標)SM-114等)を使用して、積層不織布の厚さをCD方向で等間隔に10点測定する。
(ii)上記算術平均値から小数点以下第3位を四捨五入し、積層不織布の厚さ(mm)とする。
また、ISO6330 C4N法に従う洗濯試験において、繊維製品1枚の洗濯試験を実施し、試験後に排水ホースに取り付けた捕集袋に付着した繊維屑を、メンブレンフィルターを用いて捕集した場合の繊維屑量が10mg以下/繊維製品1枚であることが好ましい。本発明の積層不織布はスパンボンド不織布層Aと、スパンボンド不織布層Bとが積層されてなるものであるため、繊維の脱落が少ない。さらに、より繊維径の小さいスパンボンド不織布層Aと、より繊維径の大きいスパンボンド不織布層Bとの積層不織布であるため、比較的繊維径の大きい繊維のみのスパンボンド不織布と比べて、スパンボンド不織布層Aの繊維とスパンボンド不織布層Bの繊維との接点がより多くなり、繊維の脱落が少なくすることができる。
(積層不織布の製造方法)
次に、本発明の積層不織布の製造方法について説明する。本発明の積層不織布は、下記(a)~(d)の工程を順次施すことによって製造される。
(a)熱可塑性重合体を紡糸口金から溶融押出した後、これをエアサッカーにより牽引、延伸して熱可塑性複合繊維を得る工程。
(b)得られた複合繊維を移動するネットコンベアー上に開繊板により繊維配列を規制し堆積させ繊維ウェブを形成する工程。
(c)得られた繊維ウェブに仮融着を施す工程。
(d)得られた不織布層2層を融着し、積層不織布を得る工程。
次に、本発明の積層不織布の製造方法について説明する。本発明の積層不織布は、下記(a)~(d)の工程を順次施すことによって製造される。
(a)熱可塑性重合体を紡糸口金から溶融押出した後、これをエアサッカーにより牽引、延伸して熱可塑性複合繊維を得る工程。
(b)得られた複合繊維を移動するネットコンベアー上に開繊板により繊維配列を規制し堆積させ繊維ウェブを形成する工程。
(c)得られた繊維ウェブに仮融着を施す工程。
(d)得られた不織布層2層を融着し、積層不織布を得る工程。
そして、本発明においては上記(a)~(d)の工程を施した後、さらにプリーツ形状に加工することが好ましい。
以下にこれらについて、さらに詳細を説明する。
以下にこれらについて、さらに詳細を説明する。
(1)(a)熱可塑性複合繊維を得る工程
まず、熱可塑性重合体を紡糸口金から溶融押出する。その後、これをエアサッカーにより牽引、延伸して熱可塑性複合繊維を得る。特に、熱可塑性複合繊維として、ポリエステル系高融点重合体の周りに当該ポリエステル系高融点重合体の融点よりも低い融点を有するポリエステル系低融点重合体を配した複合型繊維を用いる場合には、ポリエステル系高融点重合体と、ポリエステル系低融点重合体を、それぞれ融点以上、(融点+70℃)以下で溶融し、ポリエステル系高融点重合体の周りにポリエステル系低融点重合体を配した複合型繊維として、口金温度が融点以上、(融点+70℃)以下の紡糸口金で細孔から紡出した後、エアサッカーにより紡糸速度4000m/分以上6000m/分以下で牽引、延伸して円形断面形状の繊維等の熱可塑性複合繊維を紡糸する。
まず、熱可塑性重合体を紡糸口金から溶融押出する。その後、これをエアサッカーにより牽引、延伸して熱可塑性複合繊維を得る。特に、熱可塑性複合繊維として、ポリエステル系高融点重合体の周りに当該ポリエステル系高融点重合体の融点よりも低い融点を有するポリエステル系低融点重合体を配した複合型繊維を用いる場合には、ポリエステル系高融点重合体と、ポリエステル系低融点重合体を、それぞれ融点以上、(融点+70℃)以下で溶融し、ポリエステル系高融点重合体の周りにポリエステル系低融点重合体を配した複合型繊維として、口金温度が融点以上、(融点+70℃)以下の紡糸口金で細孔から紡出した後、エアサッカーにより紡糸速度4000m/分以上6000m/分以下で牽引、延伸して円形断面形状の繊維等の熱可塑性複合繊維を紡糸する。
(2)(b)繊維ウェブを形成する工程
本発明の積層不織布を構成する不織布層は、いわゆるスパンボンド不織布層であり、紡糸した熱可塑性複合繊維を移動するネットコンベアー上に開繊板により繊維配列を規制し堆積させ繊維ウェブを形成する工程を有する。具体的には熱可塑性複合繊維をエジェクターにて吸引し、エジェクターの下部にスリット状を有する開繊板から前記熱可塑性複合繊維と圧空(エアー)を噴射して繊維配列を規制し、移動するネットコンベアー上に堆積させ繊維ウェブを得る工程を有する。
本発明の積層不織布を構成する不織布層は、いわゆるスパンボンド不織布層であり、紡糸した熱可塑性複合繊維を移動するネットコンベアー上に開繊板により繊維配列を規制し堆積させ繊維ウェブを形成する工程を有する。具体的には熱可塑性複合繊維をエジェクターにて吸引し、エジェクターの下部にスリット状を有する開繊板から前記熱可塑性複合繊維と圧空(エアー)を噴射して繊維配列を規制し、移動するネットコンベアー上に堆積させ繊維ウェブを得る工程を有する。
なお、複合型ポリエステル繊維を用いた場合であっても、前記の長繊維からなるスパンボンド不織布層である。このようにすることで、非連続の繊維で構成された短繊維からなる不織布である場合に比べて、剛性や機械的強度を高めることができ、プリーツフィルターとして好ましいものとすることができる。
(3)(c)繊維ウェブに仮融着を施す工程
本発明の積層不織布を構成するスパンボンド不織布層は繊維ウェブで積層しても良いが、積層前に仮融着することが好ましい。仮融着は、捕集した繊維ウェブを一対のフラットロールにより熱融着したり、ネットコンベアー上にフラットロールを設置し、ネットコンベアーと当該フラットロールとの間で熱融着したりする方法が好ましく用いられる。
本発明の積層不織布を構成するスパンボンド不織布層は繊維ウェブで積層しても良いが、積層前に仮融着することが好ましい。仮融着は、捕集した繊維ウェブを一対のフラットロールにより熱融着したり、ネットコンベアー上にフラットロールを設置し、ネットコンベアーと当該フラットロールとの間で熱融着したりする方法が好ましく用いられる。
仮融着するための熱融着の温度は、ポリエステル系低融点重合体の融点に対して70℃以上120℃以下低い温度であることが好ましい。このように温度設定することにより、繊維同士を過度に融着させることなく、搬送性を改善することができる。
また、仮融着するための線圧は30kg/cm以上70kg/cm以下であることが好ましい。仮融着するための線圧は30kg/cm以上、より好ましくは40kg/cm以上とすることで、繊維ウェブを次工程に搬送する上で必要な機械的強度を付与することができる。仮融着するための線圧は70kg/cm以下、より好ましくは60kg/cm以下とすることで、繊維同士の過度な融着を防ぐことができる。
(4)(d)不織布層2層を融着し、積層不織布を得る工程
そして、上記(a)~(c)の工程で製造されたスパンボンド不織布層Aおよびスパンボンド不織布層Bの一体化は、部分的な融着により、融着部を有させる方法が好ましい。ウォータージェットパンチ加工やニードルパンチ加工により機械的に絡合させた後、部分的に融着させることを行うのも好ましい。融着部を有させる方法として好ましい態様は、積層させた不織布層へ部分的に熱を付与して融着させるものである。このような積層させた不織布層へ部分的に熱を付与して融着する方法は特に限定されるものではない。しかしながら、熱エンボスロールによる融着、あるいは超音波発振装置とエンボスロールとの組み合わせによる融着が好ましいものである。特にエンボスロールによる融着は、積層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融着の温度は、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に対して5℃以上60℃以下低いことが好ましく、10℃以上50℃以下低いことがより好ましい。熱エンボスロールによる融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を5℃以上、より好ましくは10℃以上とすることで、過度の融着を防ぐことができる。一方、前記の温度差を60℃以下、より好ましくは50℃以下とすることによって、不織布内において均一な融着を行うことができる。
そして、上記(a)~(c)の工程で製造されたスパンボンド不織布層Aおよびスパンボンド不織布層Bの一体化は、部分的な融着により、融着部を有させる方法が好ましい。ウォータージェットパンチ加工やニードルパンチ加工により機械的に絡合させた後、部分的に融着させることを行うのも好ましい。融着部を有させる方法として好ましい態様は、積層させた不織布層へ部分的に熱を付与して融着させるものである。このような積層させた不織布層へ部分的に熱を付与して融着する方法は特に限定されるものではない。しかしながら、熱エンボスロールによる融着、あるいは超音波発振装置とエンボスロールとの組み合わせによる融着が好ましいものである。特にエンボスロールによる融着は、積層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融着の温度は、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に対して5℃以上60℃以下低いことが好ましく、10℃以上50℃以下低いことがより好ましい。熱エンボスロールによる融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を5℃以上、より好ましくは10℃以上とすることで、過度の融着を防ぐことができる。一方、前記の温度差を60℃以下、より好ましくは50℃以下とすることによって、不織布内において均一な融着を行うことができる。
また、融着するための線圧は30kg/cm以上90kg/cm以下であることが好ましい。融着するための線圧を30kg/cm以上、より好ましくは40kg/cm以上とすることでフィルター用積層不織布として用いた際にプリーツ加工性に必要な強度を不織布に付与することができる。融着するための線圧を90kg/cm以下、より好ましくは80kg/cm以下とすることで、過度の融着を防ぐことができる。
本発明の積層不織布の融着面積率は、積層不織布全体の面積に占める融着部の面積の割合のことであり、積層不織布全面積に対して5%以上20%以下が好ましい範囲である。前記の融着面積率が5%以上、より好ましくは6%以上、さらに好ましくは8%以上であれば、不織布の強度が十分に得られ、さらに表面が毛羽立ちやすくなることがない。一方、融着面積率が20%以下、より好ましくは19%以下、さらに好ましくは18%以下、特に好ましくは15%以下、これらよりも好ましくは14%以下、中でも好ましくは13%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こともない。
融着部は積層不織布の表面でくぼみを形成しており、積層不織布を構成する熱可塑性複合繊維同士が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複合繊維が融着して凝集している部分が融着部である。融着部を形成・付与する方法として、熱エンボスロールによる融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複合繊維が融着して凝集している部分が融着部となる。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、融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融着されて不織布の熱可塑性複合繊維が凝集された部分をいう。また、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、融着部とは上側ロールの凸部と下側ロールの凸部とで融着されて不織布の熱可塑性複合繊維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融着される部分はここでいう融着部には含まれない。
本発明の積層不織布における融着部の形状は特に規定されるものではなく、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や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融着された場合においても、その融着部の形状は円形、三角形、四角形、平行四辺形、楕円形、菱形などでもよい。これらの融着部分の配列は、特に規定されるものではなく、等間隔に規則的に配されたもの、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、融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融着をする点で、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を用い、上側ロールの凸部と下側ロールの凸部とで融着され形成される平行四辺形の融着部が好ましい。
ここで本発明における積層不織布の融着面積率は、以下のように得られた値とする。
積層不織布の融着面積率の測定には、デジタルマイクロスコープ(例えば、株式会社キーエンス製「VHX-5000」など)を用い、積層不織布の任意の部分から、マイクロスコープの倍率20倍で不織布のMD方向およびCD方向に平行な1.0cm×1.0cmの矩形枠を100箇所とり、100箇所それぞれについて当該面積に対する矩形枠内の融着部の面積を測定して平均値をとり、百分率にして小数点以下第1位を四捨五入したものを融着面積率(%)とする。なお、百分率として表記しない場合は、前記矩形枠内の融着部の面積(cm2)を矩形枠の面積である1.0cm2で除した後、小数点以下第1位を四捨五入することで融着面積率を算出することができる。
融着部の1個あたりの面積としては、0.3mm2以上5.0mm2以下が好ましい。0.3mm2以上とすることで、積層不織布として十分な機械的強度が得られ、さらに不織布表面の毛羽立ちを押さえることができる。5.0mm2以下とすることで、積層不織布としての機械的強度に加え通気性が保持することができ、十分な捕集性能が得られる。
(フィルター用濾材、集塵機用プリーツフィルター)
以上に説明したように、本発明の積層不織布は、粉塵の捕集性能と通気性のバランスを両立し、かつ剛性、およびプリーツ加工性に優れるため、図2に例示するようなフィルター用濾材、集塵機用プリーツフィルターとして好適に用いることができる。中でも、積層不織布単体で、流量が300L/分を超えるような大風量下での粉塵捕集と繰り返しの逆洗とに耐えうるプリーツの形状の保持されやすさが必要とされる、大風量パルスジェットタイプ集塵機用のフィルター用濾材、あるいは、大風量パルスジェットタイプ集塵機用プリーツフィルターとして、特に好適に用いることができる。このような集塵機用プリーツフィルターに用いられるフィルター用濾材は、例えば、前記の積層不織布をプリーツ形状とすることで得られる。また、このフィルター用濾材は、その全体を円筒状にした後に、円筒の上端と下端とが固定されてなる、円筒型集塵機用プリーツフィルター、または、金属材料や高分子樹脂材料からなる角型や丸型といった枠材の内壁にフィルター用濾材の端部が固定されてなる、パネル型集塵機用プリーツフィルターとすることができる。この際、例えば、より繊維径の小さいスパンボンド不織布層Aを上流側にして用いると、ダストが捕集しやすくなり、逆洗に耐える、払い落とし性に優れたフィルター用濾材として使用できる。また、より繊維径の大きいスパンボンド不織布層Bを上流側にして用いると、よりフィルター内にダストをとどめておく能力に優れたフィルター用濾材として使用できる。
以上に説明したように、本発明の積層不織布は、粉塵の捕集性能と通気性のバランスを両立し、かつ剛性、およびプリーツ加工性に優れるため、図2に例示するようなフィルター用濾材、集塵機用プリーツフィルターとして好適に用いることができる。中でも、積層不織布単体で、流量が300L/分を超えるような大風量下での粉塵捕集と繰り返しの逆洗とに耐えうるプリーツの形状の保持されやすさが必要とされる、大風量パルスジェットタイプ集塵機用のフィルター用濾材、あるいは、大風量パルスジェットタイプ集塵機用プリーツフィルターとして、特に好適に用いることができる。このような集塵機用プリーツフィルターに用いられるフィルター用濾材は、例えば、前記の積層不織布をプリーツ形状とすることで得られる。また、このフィルター用濾材は、その全体を円筒状にした後に、円筒の上端と下端とが固定されてなる、円筒型集塵機用プリーツフィルター、または、金属材料や高分子樹脂材料からなる角型や丸型といった枠材の内壁にフィルター用濾材の端部が固定されてなる、パネル型集塵機用プリーツフィルターとすることができる。この際、例えば、より繊維径の小さいスパンボンド不織布層Aを上流側にして用いると、ダストが捕集しやすくなり、逆洗に耐える、払い落とし性に優れたフィルター用濾材として使用できる。また、より繊維径の大きいスパンボンド不織布層Bを上流側にして用いると、よりフィルター内にダストをとどめておく能力に優れたフィルター用濾材として使用できる。
本発明のパルスジェットタイプ集塵機は、前記の集塵機用プリーツフィルターを使用したものであり、特に、流量300L/分を超えるような大風量下での粉塵捕集と繰り返しの逆洗を行う、大風量パルスジェットタイプ集塵機である。この大風量パルスジェットタイプの集塵機において前記の集塵機用プリーツフィルターは1つの集塵機用プリーツフィルターあたりの流量が3.0L/分以上5.0L/分以下、1つの集塵機用プリーツフィルターにかかる処理空気の圧力が0.5MPa以上0.7MPa以下の雰囲気下で用いられる。
本発明のパルスジェットタイプ集塵機は、集塵対象設備からの集塵を濾過する少なくとも1つの集塵機用プリーツフィルターを備え、集塵機用プリーツフィルターの内側面に圧縮空気をパルス状に噴射して該集塵機用プリーツフィルターの外側面に付着した粉塵を払い落とすパルスジェット機構を備えている。なお、このパルスジェット機構は、集塵機の送風機用モーターが運転している間に稼働することができる、オンラインパルス方式の機構としてもよいし、集塵を中断した状態の間稼働することができる、オフラインパルス方式の機構としてもよい。
次に、実施例に基づき本発明の積層不織布について具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、各物性の測定において、特段の記載がないものは、前記の方法に基づいて測定を行ったものである。
[測定方法]
下記の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。ただし、各物性の測定において、特段の記載がないものは、前記の方法に基づいて測定を行ったものである。
下記の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。ただし、各物性の測定において、特段の記載がないものは、前記の方法に基づいて測定を行ったものである。
(1)ポリエステルの融点(℃)
示差走査型熱量計として、株式会社パーキンエルマージャパン製「DSC-2型」を用いた。
示差走査型熱量計として、株式会社パーキンエルマージャパン製「DSC-2型」を用いた。
(2)ポリエステルの固有粘度(IV)
ポリエステルの固有粘度(IV)は、次の方法で測定した。
(i) オルソクロロフェノール100mLに対し試料8gを溶解させた。
(ii) 溶液を温度25℃の雰囲気においた後、オストワルド粘度計を用いて相対粘度ηrを、下記式により求めた
ηr=η/η0=(t×d)/(t0×d0)
ここで、ηはポリマー溶液の粘度、η0はオルソクロロフェノールの粘度、tは溶液の落下時間(秒)、dは溶液の密度(g/cm3)、t0はオルソクロロフェノールの落下時間(秒)、d0はオルソクロロフェノールの密度(g/cm3)を、それぞれ表す。
(iii) 次いで、相対粘度ηrから、下記式により固有粘度(IV)を算出した
固有粘度(IV)=0.0242ηr+0.2634。
ポリエステルの固有粘度(IV)は、次の方法で測定した。
(i) オルソクロロフェノール100mLに対し試料8gを溶解させた。
(ii) 溶液を温度25℃の雰囲気においた後、オストワルド粘度計を用いて相対粘度ηrを、下記式により求めた
ηr=η/η0=(t×d)/(t0×d0)
ここで、ηはポリマー溶液の粘度、η0はオルソクロロフェノールの粘度、tは溶液の落下時間(秒)、dは溶液の密度(g/cm3)、t0はオルソクロロフェノールの落下時間(秒)、d0はオルソクロロフェノールの密度(g/cm3)を、それぞれ表す。
(iii) 次いで、相対粘度ηrから、下記式により固有粘度(IV)を算出した
固有粘度(IV)=0.0242ηr+0.2634。
(3)積層不織布の厚さ(mm)
厚さ計として、株式会社テクロック製「「TECLOCK」(登録商標)SM-114」を使用した。
厚さ計として、株式会社テクロック製「「TECLOCK」(登録商標)SM-114」を使用した。
(4)積層不織布を構成するスパンボンド不織布層A、スパンボンド不織布層Bの平均単繊維径(μm)
平均単繊維径の測定には、株式会社キーエンス製走査型電子顕微鏡「VHX-950F」を用いて前記の方法で算出した。
平均単繊維径の測定には、株式会社キーエンス製走査型電子顕微鏡「VHX-950F」を用いて前記の方法で算出した。
(5)スパンボンド不織布層Aの厚さ存在割合(%)
厚さ存在割合の測定には、株式会社キーエンス製走査型電子顕微鏡「VHX-950F」を用いて前記の方法で算出した。
厚さ存在割合の測定には、株式会社キーエンス製走査型電子顕微鏡「VHX-950F」を用いて前記の方法で算出した。
(6)積層不織布の通気量(cm3/(cm2・秒))
通気量の測定には、スイス・テクステスト社製通気性試験機「FX3300-III」を用いて測定した。
通気量の測定には、スイス・テクステスト社製通気性試験機「FX3300-III」を用いて測定した。
(7)積層不織布の通気量CV値(%)
積層不織布の通気量CV値の測定には、スイス・テクステスト社製通気性試験機「FX3300-III」を用いて前記の方法で算出した。
積層不織布の通気量CV値の測定には、スイス・テクステスト社製通気性試験機「FX3300-III」を用いて前記の方法で算出した。
(8)積層不織布の剛軟度(mN)
剛軟度は、株式会社大栄精機製作所製ガーレ・柔軟度試験機「GAS-10」を用いて前記の方法で測定した。
剛軟度は、株式会社大栄精機製作所製ガーレ・柔軟度試験機「GAS-10」を用いて前記の方法で測定した。
(9)積層不織布の剛軟度のMD方向/CD方向の比
剛軟度のMD方向/CD方向の比は、前記の方法で算出した。
剛軟度のMD方向/CD方向の比は、前記の方法で算出した。
(10)積層不織布の融着部の面積の割合(%)
積層不織布の融着の面積の割合の測定には、株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープ「VHX-5000」を用いて、前記の方法で算出した。
積層不織布の融着の面積の割合の測定には、株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープ「VHX-5000」を用いて、前記の方法で算出した。
(11)積層不織布の捕集効率(%)
積層不織布の捕集効率の測定は、以下の方法に従って行った。
(i) 積層不織布の任意の部分から、15cm×15cmの測定サンプルMを3個採取した。
(ii) 採取した測定サンプルMについて、図3に示す捕集性能測定装置6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7の上流側にダスト供給装置11を連結し、下流側に流量計8、流量調整バルブ9、ブロワ10を連結した構成となっている。サンプルホルダー7にはブロワ10の吸気によって、ダスト供給装置11からダストが供給される。また、サンプルホルダー7にパーティクルカウンター13を接続し、切替コック12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。採取した測定サンプルMをサンプルホルダー7にセットする。測定サンプルの評価面積は115cm2とした。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(ナカライテスク製)を蒸留水で200倍まで希釈し、ダスト供給装置11に充填した。
(iii) 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9で調整し、ダスト濃度を2万~7万個/(2.83×10-4m3(0.01ft3))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13(リオン株式会社製、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た。
(iv) 得られた値を下記計算式に代入し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。
積層不織布の捕集効率の測定は、以下の方法に従って行った。
(i) 積層不織布の任意の部分から、15cm×15cmの測定サンプルMを3個採取した。
(ii) 採取した測定サンプルMについて、図3に示す捕集性能測定装置6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7の上流側にダスト供給装置11を連結し、下流側に流量計8、流量調整バルブ9、ブロワ10を連結した構成となっている。サンプルホルダー7にはブロワ10の吸気によって、ダスト供給装置11からダストが供給される。また、サンプルホルダー7にパーティクルカウンター13を接続し、切替コック12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。採取した測定サンプルMをサンプルホルダー7にセットする。測定サンプルの評価面積は115cm2とした。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(ナカライテスク製)を蒸留水で200倍まで希釈し、ダスト供給装置11に充填した。
(iii) 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9で調整し、ダスト濃度を2万~7万個/(2.83×10-4m3(0.01ft3))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13(リオン株式会社製、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た。
(iv) 得られた値を下記計算式に代入し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)である。
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)である。
(12)圧力損失(Pa)
上記捕集性能測定時のサンプルMの上流と下流との静圧差を圧力計14で読み取り、3サンプルから得られた値の平均値の小数点以下第1位を四捨五入して算出した。
上記捕集性能測定時のサンプルMの上流と下流との静圧差を圧力計14で読み取り、3サンプルから得られた値の平均値の小数点以下第1位を四捨五入して算出した。
(13)繊維脱落量(mg)
繊維脱落量は前記の方法で、A4サイズの繊維製品1枚での洗濯試験を実施し、メンブレンフィルターを用いて捕集した場合の繊維屑量を測定した。得られた値の小数点以下第1位を四捨五入し、繊維脱落量(mg)とした。
繊維脱落量は前記の方法で、A4サイズの繊維製品1枚での洗濯試験を実施し、メンブレンフィルターを用いて捕集した場合の繊維屑量を測定した。得られた値の小数点以下第1位を四捨五入し、繊維脱落量(mg)とした。
[使用した樹脂]
次に、実施例・比較例において使用した樹脂について、その詳細を記載する。
・ポリエステル系樹脂A:水分率50質量ppm以下に乾燥した、固有粘度(IV)が0.65で融点が260℃の、ポリエチレンテレフタレート(PET)。
・ポリエステル系樹脂B:水分率50質量ppm以下に乾燥した、固有粘度(IV)が0.64、イソフタル酸共重合率が11mol%で融点が230℃の、共重合ポリエチレンテレフタレート(CO-PET)。
次に、実施例・比較例において使用した樹脂について、その詳細を記載する。
・ポリエステル系樹脂A:水分率50質量ppm以下に乾燥した、固有粘度(IV)が0.65で融点が260℃の、ポリエチレンテレフタレート(PET)。
・ポリエステル系樹脂B:水分率50質量ppm以下に乾燥した、固有粘度(IV)が0.64、イソフタル酸共重合率が11mol%で融点が230℃の、共重合ポリエチレンテレフタレート(CO-PET)。
[実施例1]
前記のポリエステル系樹脂Aと前記のポリエステル系樹脂Bとを、それぞれ295℃と280℃の温度で溶融させた。その後、ポリエステル系樹脂Aを芯成分、ポリエステル系樹脂Bを鞘成分として、口金温度が295℃で、芯:鞘=80:20の質量比率で細孔から紡出した後、エアサッカーにより紡糸速度4900m/分で円形断面形状の繊維を紡糸し、移動するネットコンベアー上に開繊板により繊維配列を規制し堆積させ、平均単繊維直径が10.5μmの繊維からなる繊維ウェブCを捕集した。同様の製法で平均単繊維直径が25.7μmの繊維からなる繊維ウェブDを繊維ウェブCに積層させ、一対のフラットロールからなるカレンダーロールによって、温度が140℃で、線圧が50kg/cmの条件で仮融着した。さらに引き続いて、融着面積率10%、融着部1個あたりの面積が1.6mm2となる一対の彫刻ロールからなるエンボスロールを用い、上下のエンボスロールの温度をともに200℃として、繊維ウェブにかかる線圧が70kg/cmとなる条件で融着させて、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は8%、シート厚さは0.76mm、MD方向の剛軟度は42mN、CD方向の剛軟度は11mN、剛軟度の比は3.8であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は12%であった。結果を表1に示す。
前記のポリエステル系樹脂Aと前記のポリエステル系樹脂Bとを、それぞれ295℃と280℃の温度で溶融させた。その後、ポリエステル系樹脂Aを芯成分、ポリエステル系樹脂Bを鞘成分として、口金温度が295℃で、芯:鞘=80:20の質量比率で細孔から紡出した後、エアサッカーにより紡糸速度4900m/分で円形断面形状の繊維を紡糸し、移動するネットコンベアー上に開繊板により繊維配列を規制し堆積させ、平均単繊維直径が10.5μmの繊維からなる繊維ウェブCを捕集した。同様の製法で平均単繊維直径が25.7μmの繊維からなる繊維ウェブDを繊維ウェブCに積層させ、一対のフラットロールからなるカレンダーロールによって、温度が140℃で、線圧が50kg/cmの条件で仮融着した。さらに引き続いて、融着面積率10%、融着部1個あたりの面積が1.6mm2となる一対の彫刻ロールからなるエンボスロールを用い、上下のエンボスロールの温度をともに200℃として、繊維ウェブにかかる線圧が70kg/cmとなる条件で融着させて、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は8%、シート厚さは0.76mm、MD方向の剛軟度は42mN、CD方向の剛軟度は11mN、剛軟度の比は3.8であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は12%であった。結果を表1に示す。
[実施例2]
繊維ウェブCの平均単繊維直径が10.5μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が18.2μmとなるよう紡出速度を変更し、エンボスロールの融着面積率を12%に変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は13%、シート厚さは0.74mm、MD方向の剛軟度はMD方向:38mN、CD方向:11mN、剛軟度の比は3.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は10%であった。結果を表1に示す。
繊維ウェブCの平均単繊維直径が10.5μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が18.2μmとなるよう紡出速度を変更し、エンボスロールの融着面積率を12%に変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は13%、シート厚さは0.74mm、MD方向の剛軟度はMD方向:38mN、CD方向:11mN、剛軟度の比は3.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は10%であった。結果を表1に示す。
[実施例3]
繊維ウェブCの平均単繊維直径が12.5μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が18.4μmとなるよう紡出速度を変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は12%、シート厚さは0.80mm、MD方向の剛軟度はMD方向:37mN、CD方向:10mN、剛軟度の比は3.7であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は10%であった。結果を表1に示す。
繊維ウェブCの平均単繊維直径が12.5μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が18.4μmとなるよう紡出速度を変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は12%、シート厚さは0.80mm、MD方向の剛軟度はMD方向:37mN、CD方向:10mN、剛軟度の比は3.7であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は10%であった。結果を表1に示す。
[実施例4]
繊維ウェブCの平均単繊維直径が11.5μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が28.0μmとなるよう紡出速度を変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は11%、シート厚さは0.73mm、MD方向の剛軟度はMD方向:36mN、CD方向:10mN、剛軟度の比は3.6であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は20%であった。結果を表1に示す。
繊維ウェブCの平均単繊維直径が11.5μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が28.0μmとなるよう紡出速度を変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は11%、シート厚さは0.73mm、MD方向の剛軟度はMD方向:36mN、CD方向:10mN、剛軟度の比は3.6であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は20%であった。結果を表1に示す。
[実施例5]
繊維ウェブCの平均単繊維直径が11.0μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が26.4μmとなるよう紡出速度を変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は12%、シート厚さは0.75mm、MD方向の剛軟度はMD方向:39mN、CD方向:11mN、剛軟度の比は3.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は18%であった。結果を表1に示す。
繊維ウェブCの平均単繊維直径が11.0μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が26.4μmとなるよう紡出速度を変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は12%、シート厚さは0.75mm、MD方向の剛軟度はMD方向:39mN、CD方向:11mN、剛軟度の比は3.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は18%であった。結果を表1に示す。
[実施例6]
繊維ウェブCの平均単繊維直径が11.8μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が27.1μmとなるよう紡出速度を変更し、エンボスロールの融着面積率を18%に変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は12%、シート厚さは0.71mm、MD方向の剛軟度はMD方向:28mN、CD方向:8mN、剛軟度の比は3.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は18%であった。結果を表1に示す。
繊維ウェブCの平均単繊維直径が11.8μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が27.1μmとなるよう紡出速度を変更し、エンボスロールの融着面積率を18%に変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は12%、シート厚さは0.71mm、MD方向の剛軟度はMD方向:28mN、CD方向:8mN、剛軟度の比は3.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は18%であった。結果を表1に示す。
得られた不織布の特性は表1に示したとおりであり、実施例1~6の積層不織布は、いずれもMD方向の剛軟度が35mN以上、剛軟度のMD方向/CD方向の比が3.5以上、通気量CV値が13%以下であり、剛性、通気均一性に優れており、積層不織布として良好な特性を示したものであった。また、捕集性能試験の結果も、集塵率は75%以上、圧力損失も60Pa以下と、いずれも良好であった。繊維径、通気量CV値のバランスにより、層間剥離の様子も見られず、積層不織布として良好であった。さらに繊維脱落量は10mg以下であり、洗濯耐久性に優れた積層不織布であった。
[比較例1]
前記のポリエステル系樹脂Aと前記のポリエステル系樹脂Bとを、それぞれ295℃と280℃の温度で溶融させた。その後、ポリエステル系樹脂Aを芯成分、ポリエステル系樹脂Bを鞘成分として、口金温度が295℃で、芯:鞘=80:20の質量比率で細孔から紡出した後、エアサッカーにより紡糸速度4900m/分で円形断面形状の繊維を紡糸し、移動するネットコンベアー上に開繊板により繊維配列を規制し堆積させ、平均単繊維直径が7.0μmの繊維からなる繊維ウェブCを捕集した。同様の製法で平均単繊維直径が24.6μmの繊維からなる繊維ウェブDを繊維ウェブCに積層させ、一対のフラットロールからなるカレンダーロールによって、温度が140℃で、線圧が50kg/cmの条件で仮融着した。さらに引き続いて、融着面積率10%、融着部1個あたりの面積が1.6mm2となる一対の彫刻ロールからなるエンボスロールを用い、上下のエンボスロールの温度をともに200℃として、繊維ウェブにかかる線圧が70kg/cmとなる条件で融着させて、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は10%、シート厚さは0.70mm、MD方向の剛軟度は26mN、CD方向の剛軟度は9mN、剛軟度の比は2.8であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は30%であった。結果を表2に示す。
前記のポリエステル系樹脂Aと前記のポリエステル系樹脂Bとを、それぞれ295℃と280℃の温度で溶融させた。その後、ポリエステル系樹脂Aを芯成分、ポリエステル系樹脂Bを鞘成分として、口金温度が295℃で、芯:鞘=80:20の質量比率で細孔から紡出した後、エアサッカーにより紡糸速度4900m/分で円形断面形状の繊維を紡糸し、移動するネットコンベアー上に開繊板により繊維配列を規制し堆積させ、平均単繊維直径が7.0μmの繊維からなる繊維ウェブCを捕集した。同様の製法で平均単繊維直径が24.6μmの繊維からなる繊維ウェブDを繊維ウェブCに積層させ、一対のフラットロールからなるカレンダーロールによって、温度が140℃で、線圧が50kg/cmの条件で仮融着した。さらに引き続いて、融着面積率10%、融着部1個あたりの面積が1.6mm2となる一対の彫刻ロールからなるエンボスロールを用い、上下のエンボスロールの温度をともに200℃として、繊維ウェブにかかる線圧が70kg/cmとなる条件で融着させて、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は10%、シート厚さは0.70mm、MD方向の剛軟度は26mN、CD方向の剛軟度は9mN、剛軟度の比は2.8であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は30%であった。結果を表2に示す。
[比較例2]
繊維ウェブCの平均単繊維直径が12.0μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が35.0μmとなるよう紡出速度を変更し、融着面積率12%のエンボスロールに変更したこと以外は、比較例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は18%、シート厚さは0.62mm、MD方向の剛軟度は20mN、CD方向の剛軟度は7mN、剛軟度の比は2.7であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は15%であった。結果を表2に示す。
繊維ウェブCの平均単繊維直径が12.0μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が35.0μmとなるよう紡出速度を変更し、融着面積率12%のエンボスロールに変更したこと以外は、比較例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は18%、シート厚さは0.62mm、MD方向の剛軟度は20mN、CD方向の剛軟度は7mN、剛軟度の比は2.7であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は15%であった。結果を表2に示す。
[比較例3]
繊維ウェブCの平均単繊維直径が15.0μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が28.0μmとなるよう紡出速度を変更し、融着面積率15%のエンボスロールに変更したこと以外は、比較例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は17%、シート厚さは0.70mm、MD方向の剛軟度は25mN、CD方向の剛軟度は17mN、剛軟度の比は1.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は40%であった。結果を表2に示す。
繊維ウェブCの平均単繊維直径が15.0μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が28.0μmとなるよう紡出速度を変更し、融着面積率15%のエンボスロールに変更したこと以外は、比較例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は17%、シート厚さは0.70mm、MD方向の剛軟度は25mN、CD方向の剛軟度は17mN、剛軟度の比は1.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は40%であった。結果を表2に示す。
[比較例4]
繊維ウェブCの平均単繊維直径が8.1μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が8.9μmとなるよう紡出速度を変更したこと以外は、比較例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は12%、シート厚さは0.72mm、MD方向の剛軟度は33mN、CD方向の剛軟度は14mN、剛軟度の比は2.4であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は20%であった。結果を表2に示す。
繊維ウェブCの平均単繊維直径が8.1μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が8.9μmとなるよう紡出速度を変更したこと以外は、比較例1と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は12%、シート厚さは0.72mm、MD方向の剛軟度は33mN、CD方向の剛軟度は14mN、剛軟度の比は2.4であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は20%であった。結果を表2に示す。
[比較例5]
前記のポリエステル系樹脂Aと前記のポリエステル系樹脂Bとを、それぞれ295℃と280℃の温度で溶融させた。その後、ポリエステル系樹脂Aを芯成分、ポリエステル系樹脂Bを鞘成分として、口金温度が295℃で、芯:鞘=80:20の質量比率で細孔から紡出した後、金属衝突板へ繊維を衝突させ、摩擦帯電により繊維を帯電して開繊させ繊維ウェブを捕集し、平均単繊維直径が7.0μmの繊維からなる繊維ウェブCを捕集した。同様の製法で平均単繊維直径が40.3μmの繊維からなる繊維ウェブDを繊維ウェブCに積層させ、一対のフラットロールからなるカレンダーロールによって、温度が140℃で、線圧が50kg/cmの条件で仮融着した。さらに引き続いて、融着面積率10%であるエンボスロールを用い、上下のエンボスロールの温度をともに190℃として、繊維ウェブにかかる線圧が70kg/cmとなる条件で融着させて、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は20%、シート厚さは0.71mm、MD方向の剛軟度は25mN、CD方向の剛軟度は13mN、剛軟度の比は1.9あり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は30%であった。結果を表2に示す。
前記のポリエステル系樹脂Aと前記のポリエステル系樹脂Bとを、それぞれ295℃と280℃の温度で溶融させた。その後、ポリエステル系樹脂Aを芯成分、ポリエステル系樹脂Bを鞘成分として、口金温度が295℃で、芯:鞘=80:20の質量比率で細孔から紡出した後、金属衝突板へ繊維を衝突させ、摩擦帯電により繊維を帯電して開繊させ繊維ウェブを捕集し、平均単繊維直径が7.0μmの繊維からなる繊維ウェブCを捕集した。同様の製法で平均単繊維直径が40.3μmの繊維からなる繊維ウェブDを繊維ウェブCに積層させ、一対のフラットロールからなるカレンダーロールによって、温度が140℃で、線圧が50kg/cmの条件で仮融着した。さらに引き続いて、融着面積率10%であるエンボスロールを用い、上下のエンボスロールの温度をともに190℃として、繊維ウェブにかかる線圧が70kg/cmとなる条件で融着させて、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は20%、シート厚さは0.71mm、MD方向の剛軟度は25mN、CD方向の剛軟度は13mN、剛軟度の比は1.9あり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は30%であった。結果を表2に示す。
[比較例6]
繊維ウェブCの平均単繊維直径が10.3μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が27.3μmとなるよう紡出速度を変更し、融着面積率30%のエンボスロールに変更したこと以外は、比較例5と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は25%、シート厚さは0.65mm、MD方向の剛軟度は30mN、CD方向の剛軟度は20mN、剛軟度の比は1.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は20%であった。結果を表2に示す。
繊維ウェブCの平均単繊維直径が10.3μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が27.3μmとなるよう紡出速度を変更し、融着面積率30%のエンボスロールに変更したこと以外は、比較例5と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は25%、シート厚さは0.65mm、MD方向の剛軟度は30mN、CD方向の剛軟度は20mN、剛軟度の比は1.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は20%であった。結果を表2に示す。
[比較例7]
繊維ウェブCの平均単繊維直径が15.0μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が35.0μmとなるよう紡出速度を変更し、融着面積率25%のエンボスロールに変更したこと以外は、比較例5と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は23%、シート厚さは0.70mm、MD方向の剛軟度は20mN、CD方向の剛軟度は8mN、剛軟度の比は2.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は20%であった。結果を表2に示す。
繊維ウェブCの平均単繊維直径が15.0μm、繊維ウェブDの平均単繊維直径が35.0μmとなるよう紡出速度を変更し、融着面積率25%のエンボスロールに変更したこと以外は、比較例5と同じ条件で、目付が260g/m2の積層不織布を得た。得られた積層不織布の通気量CV値は23%、シート厚さは0.70mm、MD方向の剛軟度は20mN、CD方向の剛軟度は8mN、剛軟度の比は2.5であり、繊維ウェブCから成る不織布層Eの厚さ方向の存在割合は20%であった。結果を表2に示す。
得られた不織布の特性は表2に示したとおりであるが、比較例1は細繊度スパンボンド不織布層の繊維が細いために、均一性が優れるものの、高密度であるために目詰まりしやすく、圧力損失が高く、劣位であった。比較例2は太繊度スパンボンド不織布層の繊維が太いために、圧力損失は低いものの、密度や剛軟度が低く、通気均一性が悪く、捕集効率も低く、劣位であった。比較例3は細繊度スパンボンド不織布層の繊維が太く、その割合が多いために、MD剛軟度が低く、プリーツの形状の保持されやすさが低くなり、捕集性能も低く、劣位であった。比較例4は細繊度スパンボンド不織布層の繊維が細く、太繊度スパンボンド不織布層の繊維が細いために、積層不織布全体の圧力損失が高くなり、劣位であった。比較例5は細繊度スパンボンド不織布層の繊維が細く、太繊度スパンボンド不織布層の繊維が太いために、層間剥離しやすく、フィルターとして劣位であった。比較例6は融着面積率が高く、通気量CV値が大きいために、フィルター性能にCD方向でバラツキがあり、融着部分と非融着部分との境界で裂け易く、フィルターとして劣位であった。比較例7は融着面積率が高いが、細繊度スパンボンド不織布層の繊維が太く、太繊度スパンボンド不織布層の繊維も太いために、低圧損であるが、捕集効率が低く、フィルターとして劣位であった。
A:熱可塑性複合繊維FA
B:熱可塑性複合繊維FB
LB:境界線
tA:スパンボンド不織布層Aの厚さ
tB:スパンボンド不織布層Bの厚さ
1:プリーツ成形体
2:山部
3:谷部
4:MD方向を示す矢印(破線矢印)
5:CD方向を示す矢印(破線矢印)
6:捕集性能試験システム
7:サンプルホルダー
8:流量計
9:流量調整バルブ
10:ブロワ
11:ダスト供給装置
12:切替コック
13:パーティクルカウンター
14:圧力計
M:試験サンプル
B:熱可塑性複合繊維FB
LB:境界線
tA:スパンボンド不織布層Aの厚さ
tB:スパンボンド不織布層Bの厚さ
1:プリーツ成形体
2:山部
3:谷部
4:MD方向を示す矢印(破線矢印)
5:CD方向を示す矢印(破線矢印)
6:捕集性能試験システム
7:サンプルホルダー
8:流量計
9:流量調整バルブ
10:ブロワ
11:ダスト供給装置
12:切替コック
13:パーティクルカウンター
14:圧力計
M:試験サンプル
Claims (8)
- 熱可塑性複合繊維FAより構成されてなるスパンボンド不織布層Aと、熱可塑性複合繊維FBより構成されてなるスパンボンド不織布層Bとが積層されてなる積層不織布であって、熱可塑性複合繊維FAの平均単繊維径rA(μm)に対する熱可塑性複合繊維FBの平均単繊維径rB(μm)の比(rB/rA)が1.2以上3.0以下であり、前記スパンボンド不織布層Aの厚さ方向の存在割合が1%以上30%以下であり、前記積層不織布は少なくとも一部に融着部を有し、該積層不織布の剛軟度が2mN以上100mN以下であって、通気量CV値が15%以下である、積層不織布。
- 前記熱可塑性複合繊維FAの平均単繊維径rA(μm)が、10μm以上13μm以下である、請求項1に記載の積層不織布。
- 前記熱可塑性複合繊維FBの平均単繊維径rB(μm)が、16μm以上30μm以下である、請求項1または2に記載の積層不織布。
- 前記積層不織布の融着面積率が5%以上20%以下である、請求項1~3のいずれかに記載の積層不織布。
- 前記積層不織布のMD方向の剛軟度が10mN以上100mN以下であり、かつ、前記積層不織布のCD方向の剛軟度に対する該積層不織布のMD方向の剛軟度の比が3以上である、請求項1~4のいずれかに記載の積層不織布。
- 請求項1~5のいずれかに記載の積層不織布を用いてなる、フィルター用濾材。
- 請求項6に記載のフィルター用濾材を用いてなる、集塵機用プリーツフィルター。
- 請求項7に記載の集塵機用プリーツフィルターを用いてなる、パルスジェットタイプ集塵機。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021029601 | 2021-02-26 | ||
JP2021029601 | 2021-02-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|---|---|
JP2021210418A Pending JP2022132085A (ja) | 2021-02-26 | 2021-12-24 | 積層不織布、フィルター用濾材、集塵機用プリーツフィルター、ならびに、パルスジェットタイプ集塵機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022132085A (ja) |
-
2021
- 2021-12-24 JP JP2021210418A patent/JP2022132085A/ja active Pending
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