JP4018442B2 - 極細繊維不織布及びシート材料 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は極細繊維不織布及びシート材料に関する。特には濾過材として好適に使用できる極細繊維不織布及びシート材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、不織布は濾過材として用いられているが、濾過材は不要な固形物を分離する働きをするため、繊維が均一に分散しており、孔径ができるだけ均一であるのが好ましい。そのため、不織布の中でも湿式法により形成した湿式不織布を用いるのが好ましい。
【０００３】
このような湿式不織布として、例えば、特開平４−３１６６５８号公報には７μｍ以下の繊維が３次元交絡し、繊維長Ｌ（ｍｍ）と繊維径Ｄ（ｍｍ）との比（Ｌ／Ｄ）が２０００以下の有機繊維と２０００＜（Ｌ／Ｄ）≦６０００である有機繊維とを含む湿式法により形成した繊維ウエブに水流を噴出して絡合した不織布が開示されている。また、特開平３−１４６９４号公報には、８００＜（Ｌ／Ｄ）＜２０００である２０ｍｍ以下の繊維を含む湿式法により形成した繊維ウエブに水流を噴出して絡合した不織布が開示されている。これら公報に開示の発明においては、不織布に強度を付与するために水流で絡合しているが、この水流で絡合することによって、均一であった湿式繊維ウエブの地合いが乱されるため、不織布の孔径分布が大きくなってしまい、所望の濾過性能が得られない、所望の分離性能が得られない、或いは所望の意匠性が得られない、などの問題があった。
【０００４】
また、特開昭５９−２２８９１８号公報には、平均繊維径が０．１〜３μｍの小径繊維と、繊維径５〜１５μｍの中径繊維及び繊維径２０〜５０μｍの大径繊維を、それぞれ２０重量％以上含む湿式不織布が開示されている。しかしながら、この湿式不織布においては、大径繊維を使用していることによって繊維の配列が乱されるため、不織布の孔径分布が大きくなってしまい、前記と同様に、所望の濾過性能が得られない、所望の分離性能が得られない、或いは所望の意匠性が得られない、などの問題があった。また、この湿式不織布は密度が高いため、用途が制限されるものであった。例えば、このような湿式不織布を濾過材として使用しようとすると、圧力損失が高く、しかも濾過性能も十分なものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、地合いが優れており、しかも密度の低い極細繊維不織布及びシート材料、特には濾過材として使用しても、圧力損失が低く、しかも濾過性能の優れる極細繊維不織布及びシート材料を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の極細繊維不織布は、「繊維径が１〜４μｍであり、しかも繊維長Ｌ（ｍｍ）と繊維径Ｄ（ｍｍ）との比（Ｌ／Ｄ）が８００以下である極細繊維を含み、更に繊維径が０．０１μｍ以上０．８μｍ以下である超極細繊維を含み、かつ繊維が実質的に絡合しておらず、湿式抄造法により形成された繊維ウエブに由来し、密度が０．０７３ｇ／ｃｍ ３ 以上０．０９５ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする極細繊維不織布」である。このように、本発明の極細繊維不織布は、特定の極細繊維を含むこと、及び実質的に絡合していないことによって地合いが優れており、しかも密度が低い極細繊維不織布であることを見出したものである。
【０００７】
前記極細繊維不織布において、少なくとも一部の極細繊維が融着していると、極細繊維不織布に適度な強度があり、繊維の脱落も抑制することができる。例えば、極細繊維不織布使用中に外力を受けたとしても、不織布構造を維持できるため、所望の性能を発揮することができる。
【０００８】
前記極細繊維不織布が、繊維径が１μｍ未満の超極細繊維を更に含んでいると、地合いが更に優れており、濾過材として使用した場合には更に濾過性能を向上させることができる。
【０００９】
前記極細繊維不織布が湿式抄造法により形成された繊維ウエブに由来する極細繊維不織布であると、地合いが更に優れている。
【００１０】
前記極細繊維不織布を濾過材として使用すると、圧力損失が低く、しかも濾過性能の優れるものである。
【００１１】
本発明のシート材料は上記極細繊維不織布からなる層を、少なくとも１層備えているため、上記極細繊維不織布の機能を発揮することができる。
【００１２】
前記シート材料を濾過材として使用すると、圧力損失が低く、しかも濾過性能の優れるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明においては、地合いが優れ、密度が低いように、繊維径が１〜４μｍであり、しかも繊維長Ｌ（ｍｍ）と繊維径Ｄ（ｍｍ）との比（Ｌ／Ｄ）が８００以下である極細繊維を含んでいる。繊維径が１μｍ未満であると、密度を低下させる効果が低く、４μｍを超えると地合いが悪くなる傾向があるためで、より好ましくは１〜３μｍである。なお、本発明の「繊維径」は、極細繊維不織布の電子顕微鏡写真をもとにして、対象となる繊維５０本以上の繊維径を測定し、平均した値をいう。なお、個々の繊維の繊維径は、繊維の横断面形状が円形である際の直径をいい、繊維の横断面形状が非円形である場合には、円形断面に換算した際の直径をいう。
【００１４】
また、極細繊維の繊維長Ｌ（ｍｍ）と繊維径Ｄ（ｍｍ）との比（Ｌ／Ｄ）は８００以下である必要がある。この比（Ｌ／Ｄ）が８００を超えると極細繊維不織布の密度を下げる効果が小さいためで、好ましくは７００以下、より好ましくは６００以下である。他方、比（Ｌ／Ｄ）が５０よりも小さくなると、実質的な繊維長が短くなり、極細繊維が製造時に抜け落ちやすく、また極細繊維不織布から脱落しやすくなるため、５０以上であるのが好ましく、より好ましくは７０以上である。なお、本発明における「繊維長」は、極細繊維不織布の電子顕微鏡写真をもとにして、対象となる繊維５０本以上の繊維長を測定し、平均した値をいう。
【００１５】
なお、極細繊維の繊維長は比（Ｌ／Ｄ）の値が前記範囲内に収まれば良く、特に限定するものではないが、０．０５ｍｍ〜３．２ｍｍであるのが好ましく、０．１ｍｍ〜２．８ｍｍであるのがより好ましい。
【００１６】
本発明の極細繊維を構成する樹脂は特に限定されるものではないが、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン系共重合体などのポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート系共重合体、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート系共重合体などのポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン、アタクチックポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレンなどのスチレン系重合体および共重合体、ポリウレタン、ビニル重合体などの合成樹脂１種類以上から構成することができる。なお、極細繊維の横断面形状が芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、或いは多重バイメタル型であるように、２種類以上の樹脂が存在していることによって、融着性、巻縮発現性、分割性などの性能を有するものであっても良い。
【００１７】
特に、極細繊維が融着性を有すると、極細繊維の融着によって極細繊維の脱落が生じにくく、極細繊維不織布に適度な強度や形態安定性を付与できるため好適である。この場合、極細繊維は全て融着しているのが好ましいが、少なくとも一部の極細繊維が融着していれば良い。このような融着性を有する極細繊維は繊維形態を維持できるように、融点差が１０℃以上ある少なくとも２種類の樹脂を含むのが好ましい。このように少なくとも２種類の樹脂を含む場合、融着性に優れているように、その横断面形状は芯鞘型、偏芯型、又は海島型であるのが好ましい。本発明の「融点」は示差走査熱量計を用い、昇温温度１０℃／分で、室温から昇温して得られる融解吸熱曲線の極大値を与える温度をいう。なお、極大値が２つ以上ある場合には、最も高温の極大値を融点とする。
【００１８】
本発明の極細繊維は実質的にフィブリル化していないのが好ましい。極細繊維がフィブリル化していると、極細繊維の分散性が低下し、極細繊維不織布の地合いを乱す原因となりやすいためである。具体的には、機械的に分割可能な分割性繊維をビーターなどによって叩解した繊維、パルプ、フラッシュ紡糸法により得た繊維などはフィブリル化した繊維であるため、極細繊維として使用しないのが好ましい。
【００１９】
このような極細繊維は地合いが優れ、密度の低い極細繊維不織布であるように、極細繊維不織布中、３０ｍａｓｓ％以上含まれているのが好ましく、４０ｍａｓｓ％以上含まれているのがより好ましい。
【００２０】
本発明の極細繊維不織布は上述のような極細繊維に加えて、繊維径が１μｍ未満の超極細繊維を更に含んでいる。このような超極細繊維を含んでいることによって、地合いが更に向上する。この超極細繊維の繊維径が細い程、地合い及び各種性能（例えば、捕集性能、隠蔽性、分離性、柔軟性など）が向上するため、０．８μｍ以下である必要がある。他方、超極細繊維の繊維径の下限は、０．０１μｍである。
【００２１】
この超極細繊維の比（Ｌ／Ｄ）は特に限定するものではないが、１００００を超えると、超極細繊維の分散性が悪くなる傾向があるため、１００００以下であるのが好ましく、７０００以下であるのがより好ましく、５０００以下であるのが更に好ましい。
【００２２】
超極細繊維の繊維長は特に限定するものではないが、分散性の点から０．０５ｍｍ〜５．０ｍｍであるのが好ましく、０．０６ｍｍ〜４．０ｍｍであるのがより好ましく、０．０８ｍｍ〜３．０ｍｍであるのが更に好ましい。
【００２３】
本発明の超極細繊維を構成する樹脂は特に限定されるものではなく、前述のような極細繊維と同様の合成樹脂１種類以上から構成することができる。なお、超極細繊維の横断面形状が芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、或いは多重バイメタル型であるように、２種類以上の樹脂が存在していることによって、融着性、巻縮発現性、分割性などの性能を有するものであっても良い。
【００２４】
特に、超極細繊維が融着性を有すると、超極細繊維の融着によって超極細繊維の脱落が生じにくく、極細繊維不織布に適度な強度や形態安定性を付与できるため好適である。この場合、超極細繊維は全て融着しているのが好ましいが、少なくとも一部の超極細繊維が融着していれば良い。このような融着性を有する超極細繊維は繊維形態を維持できるように、融点差が１０℃以上ある少なくとも２種類の樹脂を含むのが好ましい。このように少なくとも２種類の樹脂を含む場合、融着性に優れているように、その横断面形状は芯鞘型、偏芯型、又は海島型であるのが好ましい。
【００２５】
この超極細繊維も実質的にフィブリル化していないのが好ましい。超極細繊維がフィブリル化していると、極細繊維不織布の地合いを乱す原因となりやすいためである。
【００２６】
このような超極細繊維は極細繊維不織布の使用用途、必要物性などによって適宜配合すれば良く、その配合量は実験的に決めることができる。例えば、極細繊維不織布を濾過材として使用する場合には、圧力損失と濾過性能の兼ね合いを実験的に確認して決めることができる。極細繊維不織布を濾過材として使用する場合、極細繊維不織布中、１５ｍａｓｓ％以上配合するのが好ましく、２０ｍａｓｓ％以上配合するのがより好ましく、他方、極細繊維との兼ね合いから７０ｍａｓｓ％以下であるのが好ましく、６０ｍａｓｓ％以下であるのがより好ましいことがわかった。
【００２７】
本発明の極細繊維不織布は基本的に極細繊維のみ、又は極細繊維と超極細繊維の組み合わせからなるが、極細繊維不織布の地合いを損ねない範囲内で、他の繊維を含んでいても良い。
【００２８】
本発明の極細繊維不織布は上述のような極細繊維、好ましくは加えて超極細繊維を含むものであるが、これら繊維は実質的に絡合していない状態にある。このように繊維が実質的に絡合していないことによって、地合いが優れている。つまり、繊維が絡合するように、水流などの流体流を作用させると、繊維の再配列が生じ、繊維の配置が乱れる、つまり地合いが悪くなるのに対して、繊維が絡合していないことによって、地合いが優れているのである。なお、極細繊維不織布を製造する際に繊維が絡むことがある。例えば、カード機により繊維ウエブを形成した場合や、湿式抄造法により繊維ウエブを形成した場合には、繊維ウエブの形態をある程度保つことができるため、多かれ少なかれ繊維同士が絡合した状態にある。しかしながら、この絡合は繊維の配置を乱すものではないため、実質的に絡合していないとみなすことができる。このように、「繊維が実質的に絡合していない」とは、繊維ウエブを形成した後に絡合処理が施されていない状態をいう。このような状態の極細繊維不織布は、例えば、極細繊維不織布構成繊維の融着やバインダーによる接着によって製造することができる。
【００２９】
本発明の極細繊維不織布は湿式抄造法により形成された繊維ウエブに由来する極細繊維不織布である。湿式抄造法により形成された繊維ウエブは地合いが優れており、この繊維ウエブに由来する極細繊維不織布も地合いが優れ、しかも孔径分布が狭い。また、湿式抄造法は繊維の分散媒体として通常水を使用するため、水を除去する際に繊維が凝集して緻密な構造を採りやすいものであるが、本発明の極細繊維不織布は前述のような特定の極細繊維を使用することによって、従来の湿式不織布よりも密度の低い極細繊維不織布であることができる。より具体的には、０．０９５ｇ／ｃｍ３以下の密度であることができる。本発明における「密度」は、目付（ｇ／ｃｍ２）を厚さ（ｃｍ）で除した値であり、「目付」はＪＩＳ Ｌ１０８５：１９９８．６．２に規定された方法で測定した単位面積あたりの質量の値をいい、「厚さ」はＪＩＳ Ｌ１０８５：１９９８、６．１（厚さ）に規定されているＡ法により得られる値をいう。
【００３０】
本発明のシート材料は、上記のような極細繊維不織布からなる層を、少なくとも１層備えているため、極細繊維不織布の層の機能を発揮することができる。この極細繊維不織布の層以外の層としては、例えば、織物、編物、不織布（例えば、カード不織布、エアレイ不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、湿式不織布など）を挙げることができる。
【００３１】
このような本発明の極細繊維不織布は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００３２】
まず、前述のような極細繊維、好ましくは加えて超極細繊維を用意する。これら繊維はいずれも海島型複合繊維の海成分を除去することによって得ることができる。なお、海島型複合繊維の島成分が、融点差が１０℃以上ある２種類以上の樹脂を含んでいれば、融着性等を有する極細繊維又は超極細繊維とすることができる。
【００３３】
次いで、用意した繊維を使用し、常法の湿式抄造法により湿式繊維ウエブを形成する。この湿式繊維ウエブを形成する際に、繊維の均一な分散状態を維持するために増粘剤を加えたり、水と繊維との親和性を高めるために界面活性剤を加えたり（特に、水との親和性の低い樹脂成分からなる繊維を用いる場合）、攪拌等によって生じる気泡を取り除くために消泡剤を加えると、繊維の分散性が向上して、地合いの優れる極細繊維不織布を製造しやすくなる。なお、抄造の際に、繊維を抄造するための網（抄造網）を繊維が通り抜けてしまう場合には、抄造網の網目よりも孔径の小さい不織布や織布などの多孔シートを抄造網に重ねておき、この多孔シート上に抄造して、多孔シート上に湿式繊維ウエブを形成することができる。この場合、湿式繊維ウエブを結合して極細繊維不織布とした後に、多孔性シートを剥離して極細繊維不織布を製造することができる。
【００３４】
次いで、この湿式繊維ウエブを乾燥すると同時、又は乾燥した後に、湿式繊維ウエブ構成繊維（例えば、極細繊維、超極細繊維）の融着成分が融着可能な熱（必要により圧力も）を作用させることにより、繊維の融着成分を融着させて、本発明の極細繊維不織布を得ることができる。又は、湿式繊維ウエブに液体（例えば、エマルジョン、サスペンジョンなど）又は固体（例えば、粉体）バインダーを付与した後に熱を作用させて繊維同士を接着して、本発明の極細繊維不織布を得ることができる。或いは、特に強度を必要としない場合には、湿式繊維ウエブを単に乾燥して本発明の極細繊維不織布とすることもできる。このように、湿式繊維ウエブに水流などの流体流を作用させることなく製造した極細繊維不織布は、繊維が実質的に絡合しておらず、二次元的に配置した状態にある、地合いの優れるものである。
【００３５】
本発明のシート材料は前述のような湿式抄造法により湿式繊維ウエブを形成する際に、抄造網の上にシート材料の層を構成する多孔性シートを重ねておき、この多孔性シート上に抄造して、多孔性シート層と湿式繊維ウエブ層を有する積層繊維ウエブを形成した後、湿式繊維ウエブを結合して極細繊維不織布を形成すると同時、又は形成とは別に多孔性シートと結合して、シート材料を製造することができる。なお、極細繊維不織布層が特に強度を必要としない場合には、繊維ウエブを結合することなく（例えば、単に乾燥して）、極細繊維不織布層とすることもできる。
【００３６】
このような本発明の極細繊維不織布は、地合いが優れ、密度の低いものであり、またシート材料は前記極細繊維不織布の層を備えているため、これら特性を利用した各種用途に適用することができる。例えば、気体又は液体の濾過材用途、電池用セパレータ用途（例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池など）、電気二重層キャパシタ用セパレータ用途などの各種用途に適用することができる。これらの中でも、気体又は液体の濾過材用途に適用すると、圧力損失が低く、しかも濾過効率の高いものであるため、好適な用途であり、特に気体用の濾過材として使用するのが好ましい。
【００３７】
このように本発明の極細繊維不織布又はシート材料を濾過材用途に適用する場合、濾過材はどのような態様で使用しても良い。例えば、平板状のまま使用することもできるし、ジグザグ状に折り加工して使用することもできるし、ジグザグ状に折り加工したものを更にジグザグ状に折り加工して使用することもできるし、袋状に加工して使用することもできる。なお、カートリッジフィルタの濾過材として使用する場合には、多孔筒の周囲に巻回しても良いし、ジグザグ状に折り加工したものを多孔筒の周囲に配置しても良い。
【００３８】
また、濾過性能を更に高めるために、極細繊維不織布又はシート材料の極細繊維不織布層に対してエレクトレット化処理を施しても良い。このようにエレクトレット化処理を施す場合には、極細繊維不織布の帯電量を多くするために、極細繊維不織布構成繊維（極細繊維、超極細繊維など）は結晶核剤やヒンダードアミン系化合物などの帯電性を向上させる化合物を０．０１〜５ｍａｓｓ％程度含んでいるのが好ましい。同様の理由で、極細繊維不織布又はシート材料の極細繊維不織布層を構成する繊維（極細繊維、超極細繊維など）は、体積固有抵抗値が１０１５Ω／ｃｍ以上の樹脂から構成されているのが好ましい。このような樹脂としては、例えば、ポリプロピレンやポリメチルペンテンを挙げることができる。さらに、同様の理由で、極細繊維不織布又はシート材料の極細繊維不織布層を構成する繊維に付着している界面活性剤等を除去するために、例えば、水、熱水、あるいはアルコールなどに浸漬して洗浄を行うのが好ましい。なお、洗浄は、極細繊維不織布構成繊維を絡合させず、繊維の配置を変化させない程度の圧力（１ＭＰａ以下）の水流を作用させて実施することも可能である。このような洗浄処理は、絡合して繊維の配置を乱さないように、極細繊維不織布形成後に行うことが好ましい。これらの洗浄には蒸留水やイオン交換水を用いることでさらに洗浄効果が高くなるため、好適に使用できる。
【００３９】
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４０】
【実施例】
（実施例１）
ポリＬ乳酸（以下、「ＰＬＬＡ」と表記する）からなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．６５ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維（繊維径：１．８μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２７８、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００４１】
他方、５−スルホイソフタル酸を共重合成分とするポリエチレンテレフタレートとポリメチルペンテンとを質量比６５対３５でペレット状態でブレンドした後、温度２９５℃で紡糸して製造した海島型複合繊維（繊度：１．６５ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃、１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に４５分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分である５−スルホイソフタル酸を共重合成分とするポリエチレンテレフタレートを抽出除去して、ポリメチルペンテン超極細繊維（繊維径：０．４μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１２５０、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００４２】
次いで、前記ポリプロピレン極細繊維とポリメチルペンテン超極細繊維とを、質量比５０対５０で粘剤と界面活性剤を含む水からなる分散浴に分散させ、角型手抄き抄紙機の抄造網上に重ねておいたポリエステル製スパンボンド不織布（目付：４０ｇ／ｍ２）上に抄造して湿式繊維ウエブ−ポリエステル製スパンボンド不織布積層体を形成した後、この積層体を温度１３０℃で乾燥した後、さらにメタノール溶液中に浸漬して、粘剤や界面活性剤などを除去し、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００４３】
（実施例２）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．４３ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維（繊維径：１．２μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４１７、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００４４】
このポリプロピレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００４５】
（実施例３）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．６５ｄｔｅｘ、繊維長：１ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維（繊維径：１．８μｍ、繊維長：１ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝５５６、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００４６】
このポリプロピレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００４７】
（実施例４）
５−スルホイソフタル酸を共重合成分とするポリエチレンテレフタレートからなる海成分中に、シンジオタクチックポリスチレンからなる島成分が６１個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．９８ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に４５分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分である５−スルホイソフタル酸を共重合成分とするポリエチレンテレフタレートを抽出除去して、シンジオタクチックポリスチレン極細繊維(繊維径：１．１μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５５、実質的にフィルブル化していない)を得た。
【００４８】
このシンジオタクチックポリスチレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００４９】
（実施例５）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンが高密度ポリエチレン中に混在してなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：２．２ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、高密度ポリエチレン中にポリプロピレンが混在した極細繊維（繊維径：２．０μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２５０、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００５０】
この高密度ポリエチレン中にポリプロピレンが混在した極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用し、乾燥温度を１４０℃とし、乾燥と同時に高密度ポリエチレン成分を溶融させて融着させたこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００５１】
（実施例６）
実施例１と同じポリプロピレン極細繊維を４０ｍａｓｓ％と、実施例２と同じポリプロピレン極細繊維を４０ｍａｓｓ％、さらに実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を２０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００５２】
（実施例７）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：３．６７ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維（繊維径：３．１μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１６１、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００５３】
このポリプロピレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００５４】
（比較例１）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が６１個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．４３ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃で１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン超極細繊維（繊維径：０．９μｍ、繊維長：０．５ｍｍ）を得た。
【００５５】
このポリプロピレン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない超極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００５６】
（比較例２）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．６５ｄｔｅｘ、繊維長：１．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維（繊維径：１．８μｍ、繊維長：１．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝８３３、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００５７】
このポリプロピレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００５８】
（比較例３）
実施例２のポリプロピレン極細繊維の繊維長を３ｍｍとしたポリプロピレン極細繊維（繊維径：１．２μｍ、繊維長：３．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２５００、実質的にフィルブル化していない）を得た。さらに実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維の繊維長を１．５ｍｍとしたポリメチルペンテン超極細繊維（繊維径：０．４μｍ、繊維長：１．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３７５０、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００５９】
このポリプロピレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と、ポリメチルペンテン超極細繊維５０ｍａｓｓ％を使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００６０】
（捕集性能の評価）
静電式エアロゾル分級器 Model 3071A（TSI社製）および凝縮核式パーティクルカウンター Model 3022A（TSI社製）を備えた捕集性能測定装置を用い、粒径０．３μｍに分級したジオクチルフタレート（ＤＯＰ）粒子を、面風速５．３ｃｍ／ｓｅｃの条件で、各シート材料の捕集性能を測定した。
【００６１】
なお、圧力損失が４５０Ｐａ以下、捕集効率が９９．９７％以上であるものを濾過材として合格と判断した。この結果は表３に示す通りであった。この表３から明らかなように、本発明のシート材料は圧力損失が低く、捕集効率の高いものであった。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【表２】
【００６４】
【表３】
【００６５】
【発明の効果】
本発明の極細繊維不織布は密度が低く、しかも地合いも優れたものである。そのため、濾過材として好適に使用することができる。
【００６６】
本発明のシート材料は前記極細繊維不織布の層を備えているため、極細繊維不織布の性能を発揮することができ、特に濾過材として好適に使用することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は極細繊維不織布及びシート材料に関する。特には濾過材として好適に使用できる極細繊維不織布及びシート材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、不織布は濾過材として用いられているが、濾過材は不要な固形物を分離する働きをするため、繊維が均一に分散しており、孔径ができるだけ均一であるのが好ましい。そのため、不織布の中でも湿式法により形成した湿式不織布を用いるのが好ましい。
【０００３】
このような湿式不織布として、例えば、特開平４−３１６６５８号公報には７μｍ以下の繊維が３次元交絡し、繊維長Ｌ（ｍｍ）と繊維径Ｄ（ｍｍ）との比（Ｌ／Ｄ）が２０００以下の有機繊維と２０００＜（Ｌ／Ｄ）≦６０００である有機繊維とを含む湿式法により形成した繊維ウエブに水流を噴出して絡合した不織布が開示されている。また、特開平３−１４６９４号公報には、８００＜（Ｌ／Ｄ）＜２０００である２０ｍｍ以下の繊維を含む湿式法により形成した繊維ウエブに水流を噴出して絡合した不織布が開示されている。これら公報に開示の発明においては、不織布に強度を付与するために水流で絡合しているが、この水流で絡合することによって、均一であった湿式繊維ウエブの地合いが乱されるため、不織布の孔径分布が大きくなってしまい、所望の濾過性能が得られない、所望の分離性能が得られない、或いは所望の意匠性が得られない、などの問題があった。
【０００４】
また、特開昭５９−２２８９１８号公報には、平均繊維径が０．１〜３μｍの小径繊維と、繊維径５〜１５μｍの中径繊維及び繊維径２０〜５０μｍの大径繊維を、それぞれ２０重量％以上含む湿式不織布が開示されている。しかしながら、この湿式不織布においては、大径繊維を使用していることによって繊維の配列が乱されるため、不織布の孔径分布が大きくなってしまい、前記と同様に、所望の濾過性能が得られない、所望の分離性能が得られない、或いは所望の意匠性が得られない、などの問題があった。また、この湿式不織布は密度が高いため、用途が制限されるものであった。例えば、このような湿式不織布を濾過材として使用しようとすると、圧力損失が高く、しかも濾過性能も十分なものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、地合いが優れており、しかも密度の低い極細繊維不織布及びシート材料、特には濾過材として使用しても、圧力損失が低く、しかも濾過性能の優れる極細繊維不織布及びシート材料を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の極細繊維不織布は、「繊維径が１〜４μｍであり、しかも繊維長Ｌ（ｍｍ）と繊維径Ｄ（ｍｍ）との比（Ｌ／Ｄ）が８００以下である極細繊維を含み、更に繊維径が０．０１μｍ以上０．８μｍ以下である超極細繊維を含み、かつ繊維が実質的に絡合しておらず、湿式抄造法により形成された繊維ウエブに由来し、密度が０．０７３ｇ／ｃｍ ３ 以上０．０９５ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする極細繊維不織布」である。このように、本発明の極細繊維不織布は、特定の極細繊維を含むこと、及び実質的に絡合していないことによって地合いが優れており、しかも密度が低い極細繊維不織布であることを見出したものである。
【０００７】
前記極細繊維不織布において、少なくとも一部の極細繊維が融着していると、極細繊維不織布に適度な強度があり、繊維の脱落も抑制することができる。例えば、極細繊維不織布使用中に外力を受けたとしても、不織布構造を維持できるため、所望の性能を発揮することができる。
【０００８】
前記極細繊維不織布が、繊維径が１μｍ未満の超極細繊維を更に含んでいると、地合いが更に優れており、濾過材として使用した場合には更に濾過性能を向上させることができる。
【０００９】
前記極細繊維不織布が湿式抄造法により形成された繊維ウエブに由来する極細繊維不織布であると、地合いが更に優れている。
【００１０】
前記極細繊維不織布を濾過材として使用すると、圧力損失が低く、しかも濾過性能の優れるものである。
【００１１】
本発明のシート材料は上記極細繊維不織布からなる層を、少なくとも１層備えているため、上記極細繊維不織布の機能を発揮することができる。
【００１２】
前記シート材料を濾過材として使用すると、圧力損失が低く、しかも濾過性能の優れるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明においては、地合いが優れ、密度が低いように、繊維径が１〜４μｍであり、しかも繊維長Ｌ（ｍｍ）と繊維径Ｄ（ｍｍ）との比（Ｌ／Ｄ）が８００以下である極細繊維を含んでいる。繊維径が１μｍ未満であると、密度を低下させる効果が低く、４μｍを超えると地合いが悪くなる傾向があるためで、より好ましくは１〜３μｍである。なお、本発明の「繊維径」は、極細繊維不織布の電子顕微鏡写真をもとにして、対象となる繊維５０本以上の繊維径を測定し、平均した値をいう。なお、個々の繊維の繊維径は、繊維の横断面形状が円形である際の直径をいい、繊維の横断面形状が非円形である場合には、円形断面に換算した際の直径をいう。
【００１４】
また、極細繊維の繊維長Ｌ（ｍｍ）と繊維径Ｄ（ｍｍ）との比（Ｌ／Ｄ）は８００以下である必要がある。この比（Ｌ／Ｄ）が８００を超えると極細繊維不織布の密度を下げる効果が小さいためで、好ましくは７００以下、より好ましくは６００以下である。他方、比（Ｌ／Ｄ）が５０よりも小さくなると、実質的な繊維長が短くなり、極細繊維が製造時に抜け落ちやすく、また極細繊維不織布から脱落しやすくなるため、５０以上であるのが好ましく、より好ましくは７０以上である。なお、本発明における「繊維長」は、極細繊維不織布の電子顕微鏡写真をもとにして、対象となる繊維５０本以上の繊維長を測定し、平均した値をいう。
【００１５】
なお、極細繊維の繊維長は比（Ｌ／Ｄ）の値が前記範囲内に収まれば良く、特に限定するものではないが、０．０５ｍｍ〜３．２ｍｍであるのが好ましく、０．１ｍｍ〜２．８ｍｍであるのがより好ましい。
【００１６】
本発明の極細繊維を構成する樹脂は特に限定されるものではないが、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン系共重合体などのポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート系共重合体、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート系共重合体などのポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン、アタクチックポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレンなどのスチレン系重合体および共重合体、ポリウレタン、ビニル重合体などの合成樹脂１種類以上から構成することができる。なお、極細繊維の横断面形状が芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、或いは多重バイメタル型であるように、２種類以上の樹脂が存在していることによって、融着性、巻縮発現性、分割性などの性能を有するものであっても良い。
【００１７】
特に、極細繊維が融着性を有すると、極細繊維の融着によって極細繊維の脱落が生じにくく、極細繊維不織布に適度な強度や形態安定性を付与できるため好適である。この場合、極細繊維は全て融着しているのが好ましいが、少なくとも一部の極細繊維が融着していれば良い。このような融着性を有する極細繊維は繊維形態を維持できるように、融点差が１０℃以上ある少なくとも２種類の樹脂を含むのが好ましい。このように少なくとも２種類の樹脂を含む場合、融着性に優れているように、その横断面形状は芯鞘型、偏芯型、又は海島型であるのが好ましい。本発明の「融点」は示差走査熱量計を用い、昇温温度１０℃／分で、室温から昇温して得られる融解吸熱曲線の極大値を与える温度をいう。なお、極大値が２つ以上ある場合には、最も高温の極大値を融点とする。
【００１８】
本発明の極細繊維は実質的にフィブリル化していないのが好ましい。極細繊維がフィブリル化していると、極細繊維の分散性が低下し、極細繊維不織布の地合いを乱す原因となりやすいためである。具体的には、機械的に分割可能な分割性繊維をビーターなどによって叩解した繊維、パルプ、フラッシュ紡糸法により得た繊維などはフィブリル化した繊維であるため、極細繊維として使用しないのが好ましい。
【００１９】
このような極細繊維は地合いが優れ、密度の低い極細繊維不織布であるように、極細繊維不織布中、３０ｍａｓｓ％以上含まれているのが好ましく、４０ｍａｓｓ％以上含まれているのがより好ましい。
【００２０】
本発明の極細繊維不織布は上述のような極細繊維に加えて、繊維径が１μｍ未満の超極細繊維を更に含んでいる。このような超極細繊維を含んでいることによって、地合いが更に向上する。この超極細繊維の繊維径が細い程、地合い及び各種性能（例えば、捕集性能、隠蔽性、分離性、柔軟性など）が向上するため、０．８μｍ以下である必要がある。他方、超極細繊維の繊維径の下限は、０．０１μｍである。
【００２１】
この超極細繊維の比（Ｌ／Ｄ）は特に限定するものではないが、１００００を超えると、超極細繊維の分散性が悪くなる傾向があるため、１００００以下であるのが好ましく、７０００以下であるのがより好ましく、５０００以下であるのが更に好ましい。
【００２２】
超極細繊維の繊維長は特に限定するものではないが、分散性の点から０．０５ｍｍ〜５．０ｍｍであるのが好ましく、０．０６ｍｍ〜４．０ｍｍであるのがより好ましく、０．０８ｍｍ〜３．０ｍｍであるのが更に好ましい。
【００２３】
本発明の超極細繊維を構成する樹脂は特に限定されるものではなく、前述のような極細繊維と同様の合成樹脂１種類以上から構成することができる。なお、超極細繊維の横断面形状が芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、或いは多重バイメタル型であるように、２種類以上の樹脂が存在していることによって、融着性、巻縮発現性、分割性などの性能を有するものであっても良い。
【００２４】
特に、超極細繊維が融着性を有すると、超極細繊維の融着によって超極細繊維の脱落が生じにくく、極細繊維不織布に適度な強度や形態安定性を付与できるため好適である。この場合、超極細繊維は全て融着しているのが好ましいが、少なくとも一部の超極細繊維が融着していれば良い。このような融着性を有する超極細繊維は繊維形態を維持できるように、融点差が１０℃以上ある少なくとも２種類の樹脂を含むのが好ましい。このように少なくとも２種類の樹脂を含む場合、融着性に優れているように、その横断面形状は芯鞘型、偏芯型、又は海島型であるのが好ましい。
【００２５】
この超極細繊維も実質的にフィブリル化していないのが好ましい。超極細繊維がフィブリル化していると、極細繊維不織布の地合いを乱す原因となりやすいためである。
【００２６】
このような超極細繊維は極細繊維不織布の使用用途、必要物性などによって適宜配合すれば良く、その配合量は実験的に決めることができる。例えば、極細繊維不織布を濾過材として使用する場合には、圧力損失と濾過性能の兼ね合いを実験的に確認して決めることができる。極細繊維不織布を濾過材として使用する場合、極細繊維不織布中、１５ｍａｓｓ％以上配合するのが好ましく、２０ｍａｓｓ％以上配合するのがより好ましく、他方、極細繊維との兼ね合いから７０ｍａｓｓ％以下であるのが好ましく、６０ｍａｓｓ％以下であるのがより好ましいことがわかった。
【００２７】
本発明の極細繊維不織布は基本的に極細繊維のみ、又は極細繊維と超極細繊維の組み合わせからなるが、極細繊維不織布の地合いを損ねない範囲内で、他の繊維を含んでいても良い。
【００２８】
本発明の極細繊維不織布は上述のような極細繊維、好ましくは加えて超極細繊維を含むものであるが、これら繊維は実質的に絡合していない状態にある。このように繊維が実質的に絡合していないことによって、地合いが優れている。つまり、繊維が絡合するように、水流などの流体流を作用させると、繊維の再配列が生じ、繊維の配置が乱れる、つまり地合いが悪くなるのに対して、繊維が絡合していないことによって、地合いが優れているのである。なお、極細繊維不織布を製造する際に繊維が絡むことがある。例えば、カード機により繊維ウエブを形成した場合や、湿式抄造法により繊維ウエブを形成した場合には、繊維ウエブの形態をある程度保つことができるため、多かれ少なかれ繊維同士が絡合した状態にある。しかしながら、この絡合は繊維の配置を乱すものではないため、実質的に絡合していないとみなすことができる。このように、「繊維が実質的に絡合していない」とは、繊維ウエブを形成した後に絡合処理が施されていない状態をいう。このような状態の極細繊維不織布は、例えば、極細繊維不織布構成繊維の融着やバインダーによる接着によって製造することができる。
【００２９】
本発明の極細繊維不織布は湿式抄造法により形成された繊維ウエブに由来する極細繊維不織布である。湿式抄造法により形成された繊維ウエブは地合いが優れており、この繊維ウエブに由来する極細繊維不織布も地合いが優れ、しかも孔径分布が狭い。また、湿式抄造法は繊維の分散媒体として通常水を使用するため、水を除去する際に繊維が凝集して緻密な構造を採りやすいものであるが、本発明の極細繊維不織布は前述のような特定の極細繊維を使用することによって、従来の湿式不織布よりも密度の低い極細繊維不織布であることができる。より具体的には、０．０９５ｇ／ｃｍ３以下の密度であることができる。本発明における「密度」は、目付（ｇ／ｃｍ２）を厚さ（ｃｍ）で除した値であり、「目付」はＪＩＳ Ｌ１０８５：１９９８．６．２に規定された方法で測定した単位面積あたりの質量の値をいい、「厚さ」はＪＩＳ Ｌ１０８５：１９９８、６．１（厚さ）に規定されているＡ法により得られる値をいう。
【００３０】
本発明のシート材料は、上記のような極細繊維不織布からなる層を、少なくとも１層備えているため、極細繊維不織布の層の機能を発揮することができる。この極細繊維不織布の層以外の層としては、例えば、織物、編物、不織布（例えば、カード不織布、エアレイ不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、湿式不織布など）を挙げることができる。
【００３１】
このような本発明の極細繊維不織布は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００３２】
まず、前述のような極細繊維、好ましくは加えて超極細繊維を用意する。これら繊維はいずれも海島型複合繊維の海成分を除去することによって得ることができる。なお、海島型複合繊維の島成分が、融点差が１０℃以上ある２種類以上の樹脂を含んでいれば、融着性等を有する極細繊維又は超極細繊維とすることができる。
【００３３】
次いで、用意した繊維を使用し、常法の湿式抄造法により湿式繊維ウエブを形成する。この湿式繊維ウエブを形成する際に、繊維の均一な分散状態を維持するために増粘剤を加えたり、水と繊維との親和性を高めるために界面活性剤を加えたり（特に、水との親和性の低い樹脂成分からなる繊維を用いる場合）、攪拌等によって生じる気泡を取り除くために消泡剤を加えると、繊維の分散性が向上して、地合いの優れる極細繊維不織布を製造しやすくなる。なお、抄造の際に、繊維を抄造するための網（抄造網）を繊維が通り抜けてしまう場合には、抄造網の網目よりも孔径の小さい不織布や織布などの多孔シートを抄造網に重ねておき、この多孔シート上に抄造して、多孔シート上に湿式繊維ウエブを形成することができる。この場合、湿式繊維ウエブを結合して極細繊維不織布とした後に、多孔性シートを剥離して極細繊維不織布を製造することができる。
【００３４】
次いで、この湿式繊維ウエブを乾燥すると同時、又は乾燥した後に、湿式繊維ウエブ構成繊維（例えば、極細繊維、超極細繊維）の融着成分が融着可能な熱（必要により圧力も）を作用させることにより、繊維の融着成分を融着させて、本発明の極細繊維不織布を得ることができる。又は、湿式繊維ウエブに液体（例えば、エマルジョン、サスペンジョンなど）又は固体（例えば、粉体）バインダーを付与した後に熱を作用させて繊維同士を接着して、本発明の極細繊維不織布を得ることができる。或いは、特に強度を必要としない場合には、湿式繊維ウエブを単に乾燥して本発明の極細繊維不織布とすることもできる。このように、湿式繊維ウエブに水流などの流体流を作用させることなく製造した極細繊維不織布は、繊維が実質的に絡合しておらず、二次元的に配置した状態にある、地合いの優れるものである。
【００３５】
本発明のシート材料は前述のような湿式抄造法により湿式繊維ウエブを形成する際に、抄造網の上にシート材料の層を構成する多孔性シートを重ねておき、この多孔性シート上に抄造して、多孔性シート層と湿式繊維ウエブ層を有する積層繊維ウエブを形成した後、湿式繊維ウエブを結合して極細繊維不織布を形成すると同時、又は形成とは別に多孔性シートと結合して、シート材料を製造することができる。なお、極細繊維不織布層が特に強度を必要としない場合には、繊維ウエブを結合することなく（例えば、単に乾燥して）、極細繊維不織布層とすることもできる。
【００３６】
このような本発明の極細繊維不織布は、地合いが優れ、密度の低いものであり、またシート材料は前記極細繊維不織布の層を備えているため、これら特性を利用した各種用途に適用することができる。例えば、気体又は液体の濾過材用途、電池用セパレータ用途（例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池など）、電気二重層キャパシタ用セパレータ用途などの各種用途に適用することができる。これらの中でも、気体又は液体の濾過材用途に適用すると、圧力損失が低く、しかも濾過効率の高いものであるため、好適な用途であり、特に気体用の濾過材として使用するのが好ましい。
【００３７】
このように本発明の極細繊維不織布又はシート材料を濾過材用途に適用する場合、濾過材はどのような態様で使用しても良い。例えば、平板状のまま使用することもできるし、ジグザグ状に折り加工して使用することもできるし、ジグザグ状に折り加工したものを更にジグザグ状に折り加工して使用することもできるし、袋状に加工して使用することもできる。なお、カートリッジフィルタの濾過材として使用する場合には、多孔筒の周囲に巻回しても良いし、ジグザグ状に折り加工したものを多孔筒の周囲に配置しても良い。
【００３８】
また、濾過性能を更に高めるために、極細繊維不織布又はシート材料の極細繊維不織布層に対してエレクトレット化処理を施しても良い。このようにエレクトレット化処理を施す場合には、極細繊維不織布の帯電量を多くするために、極細繊維不織布構成繊維（極細繊維、超極細繊維など）は結晶核剤やヒンダードアミン系化合物などの帯電性を向上させる化合物を０．０１〜５ｍａｓｓ％程度含んでいるのが好ましい。同様の理由で、極細繊維不織布又はシート材料の極細繊維不織布層を構成する繊維（極細繊維、超極細繊維など）は、体積固有抵抗値が１０１５Ω／ｃｍ以上の樹脂から構成されているのが好ましい。このような樹脂としては、例えば、ポリプロピレンやポリメチルペンテンを挙げることができる。さらに、同様の理由で、極細繊維不織布又はシート材料の極細繊維不織布層を構成する繊維に付着している界面活性剤等を除去するために、例えば、水、熱水、あるいはアルコールなどに浸漬して洗浄を行うのが好ましい。なお、洗浄は、極細繊維不織布構成繊維を絡合させず、繊維の配置を変化させない程度の圧力（１ＭＰａ以下）の水流を作用させて実施することも可能である。このような洗浄処理は、絡合して繊維の配置を乱さないように、極細繊維不織布形成後に行うことが好ましい。これらの洗浄には蒸留水やイオン交換水を用いることでさらに洗浄効果が高くなるため、好適に使用できる。
【００３９】
以下に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４０】
【実施例】
（実施例１）
ポリＬ乳酸（以下、「ＰＬＬＡ」と表記する）からなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．６５ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維（繊維径：１．８μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２７８、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００４１】
他方、５−スルホイソフタル酸を共重合成分とするポリエチレンテレフタレートとポリメチルペンテンとを質量比６５対３５でペレット状態でブレンドした後、温度２９５℃で紡糸して製造した海島型複合繊維（繊度：１．６５ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃、１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に４５分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分である５−スルホイソフタル酸を共重合成分とするポリエチレンテレフタレートを抽出除去して、ポリメチルペンテン超極細繊維（繊維径：０．４μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１２５０、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００４２】
次いで、前記ポリプロピレン極細繊維とポリメチルペンテン超極細繊維とを、質量比５０対５０で粘剤と界面活性剤を含む水からなる分散浴に分散させ、角型手抄き抄紙機の抄造網上に重ねておいたポリエステル製スパンボンド不織布（目付：４０ｇ／ｍ２）上に抄造して湿式繊維ウエブ−ポリエステル製スパンボンド不織布積層体を形成した後、この積層体を温度１３０℃で乾燥した後、さらにメタノール溶液中に浸漬して、粘剤や界面活性剤などを除去し、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００４３】
（実施例２）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．４３ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維（繊維径：１．２μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４１７、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００４４】
このポリプロピレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００４５】
（実施例３）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．６５ｄｔｅｘ、繊維長：１ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維（繊維径：１．８μｍ、繊維長：１ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝５５６、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００４６】
このポリプロピレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００４７】
（実施例４）
５−スルホイソフタル酸を共重合成分とするポリエチレンテレフタレートからなる海成分中に、シンジオタクチックポリスチレンからなる島成分が６１個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．９８ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に４５分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分である５−スルホイソフタル酸を共重合成分とするポリエチレンテレフタレートを抽出除去して、シンジオタクチックポリスチレン極細繊維(繊維径：１．１μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５５、実質的にフィルブル化していない)を得た。
【００４８】
このシンジオタクチックポリスチレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００４９】
（実施例５）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンが高密度ポリエチレン中に混在してなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：２．２ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、高密度ポリエチレン中にポリプロピレンが混在した極細繊維（繊維径：２．０μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２５０、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００５０】
この高密度ポリエチレン中にポリプロピレンが混在した極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用し、乾燥温度を１４０℃とし、乾燥と同時に高密度ポリエチレン成分を溶融させて融着させたこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００５１】
（実施例６）
実施例１と同じポリプロピレン極細繊維を４０ｍａｓｓ％と、実施例２と同じポリプロピレン極細繊維を４０ｍａｓｓ％、さらに実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を２０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００５２】
（実施例７）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：３．６７ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維（繊維径：３．１μｍ、繊維長：０．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１６１、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００５３】
このポリプロピレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００５４】
（比較例１）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が６１個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．４３ｄｔｅｘ、繊維長：０．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃で１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン超極細繊維（繊維径：０．９μｍ、繊維長：０．５ｍｍ）を得た。
【００５５】
このポリプロピレン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない超極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００５６】
（比較例２）
ＰＬＬＡからなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により得た海島型複合繊維（繊度：１．６５ｄｔｅｘ、繊維長：１．５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型複合繊維を、温度８０℃の１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型複合繊維の海成分であるＰＬＬＡを抽出除去して、ポリプロピレン極細繊維（繊維径：１．８μｍ、繊維長：１．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝８３３、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００５７】
このポリプロピレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００５８】
（比較例３）
実施例２のポリプロピレン極細繊維の繊維長を３ｍｍとしたポリプロピレン極細繊維（繊維径：１．２μｍ、繊維長：３．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２５００、実質的にフィルブル化していない）を得た。さらに実施例１と同じポリメチルペンテン超極細繊維の繊維長を１．５ｍｍとしたポリメチルペンテン超極細繊維（繊維径：０．４μｍ、繊維長：１．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３７５０、実質的にフィルブル化していない）を得た。
【００５９】
このポリプロピレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％と、ポリメチルペンテン超極細繊維５０ｍａｓｓ％を使用したこと以外は実施例１と同様にして、繊維が実質的に二次元的に配置しており、実質的に絡合していない極細繊維不織布層とスパンボンド層からなるシート材料を製造した。このシート材料の物性は表１及び表２に示す通りであった。
【００６０】
（捕集性能の評価）
静電式エアロゾル分級器 Model 3071A（TSI社製）および凝縮核式パーティクルカウンター Model 3022A（TSI社製）を備えた捕集性能測定装置を用い、粒径０．３μｍに分級したジオクチルフタレート（ＤＯＰ）粒子を、面風速５．３ｃｍ／ｓｅｃの条件で、各シート材料の捕集性能を測定した。
【００６１】
なお、圧力損失が４５０Ｐａ以下、捕集効率が９９．９７％以上であるものを濾過材として合格と判断した。この結果は表３に示す通りであった。この表３から明らかなように、本発明のシート材料は圧力損失が低く、捕集効率の高いものであった。
【００６２】
【表１】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
本発明の極細繊維不織布は密度が低く、しかも地合いも優れたものである。そのため、濾過材として好適に使用することができる。
【００６６】
本発明のシート材料は前記極細繊維不織布の層を備えているため、極細繊維不織布の性能を発揮することができ、特に濾過材として好適に使用することができる。
Claims (5)
- 繊維径が１〜４μｍであり、しかも繊維長Ｌ（ｍｍ）と繊維径Ｄ（ｍｍ）との比（Ｌ／Ｄ）が８００以下である極細繊維を含み、更に繊維径が０．０１μｍ以上０．８μｍ以下である超極細繊維を含み、かつ繊維が実質的に絡合しておらず、湿式抄造法により形成された繊維ウエブに由来し、密度が０．０７３ｇ／ｃｍ ３ 以上０．０９５ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする極細繊維不織布。
- 少なくとも一部の極細繊維が融着していることを特徴とする請求項１に記載の極細繊維不織布。
- 濾過材として使用することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の極細繊維不織布。
- 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の極細繊維不織布からなる層を、少なくとも１層備えていることを特徴とするシート材料。
- 濾過材として使用することを特徴とする、請求項４に記載のシート材料。
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