JP4369572B2

JP4369572B2 - Non-woven fabric and filter medium using the same

Info

Publication number: JP4369572B2
Application number: JP32429399A
Authority: JP
Inventors: 登志夫相川; 典子宮口; 隆多羅尾; 均小林
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2019-11-15
Also published as: JP2000336568A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は不織布及びそれを用いた濾過材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、濾過材として不織布からなるものが知られている。濾過材は不要な固形物を分離する働きをするが、濾過できる固形物の大きさが一定であるのが好ましいため、濾過材の孔径は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不織布が好適である。
【０００３】
このような湿式不織布として、例えば、特開平２−６６５１号公報、特開平３−１４６９４号公報、特開平４−２２２２６３号公報、特開平４−２４０２５３号公報、特開平４−３１６６５３号公報などには、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させた不織布が開示されている。この水流の噴出は不織布に強度を付与するために行っているが、この水流を噴出することによって、均一であった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、という問題があった。
【０００４】
また、特開昭６３−２３２８１４号公報や特開平３−１２２０８号公報には、フィブリル化した繊維を含む湿式法により形成した不織布が開示されている。このフィブリル化した繊維を使用することにより、繊維同士を結合させて緻密性を向上させることができる、と期待できる。しかしながら、フィブリル化した繊維は絡みやすく、分散浴である水中で均一に分散させることが困難であるため、地合いの優れる不織布を製造することは困難であった。また、湿式法により繊維ウエブを形成する際に、繊維を抄き上げるワイヤーにフィブリル化した繊維が絡んでしまい、ワイヤーから繊維ウエブを引き剥がす際に地合いが悪くなったり、ワイヤーに繊維が残ってしまうため、所望の性能を有する不織布を製造することが困難であった。
【０００５】
更に、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、大径繊維の付近において大きな孔が形成されるなど、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、という問題があった。
【０００６】
【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、不織布の孔径分布が狭く、地合いに優れ、所望性能を有する不織布を提供することを目的とし、孔径分布が狭く、地合いに優れ、所望性能を有する濾過材を提供することも目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の不織布は、実質的にフィブリル化していない、繊維径２０μｍ未満の繊維から湿式法により形成した繊維ウエブに対して、流体流を作用させることなく製造された不織布であり、前記繊維として、複合紡糸法で得た海島型繊維の海成分を溶解除去することにより得た島成分からなる繊維径が４μｍ以下の極細繊維と、繊維径が８μｍ以上、２０μｍ未満の接着した接着性繊維とを含み、しかも前記不織布の最大孔径が平均流量孔径の２倍以下の不織布である。このように、本発明においては、実質的にフィブリル化していない繊維を使用することによって、従来生じていた、分散浴での分散性及びワイヤーへの絡みを解決し、地合いに優れ、所望性能の不織布を得ることを可能とした。なお、フィブリル化した繊維の使用や水流を噴出することによる結合を、接着性繊維を接着させることにより解決した。また、繊維径２０μｍ未満の比較的細い繊維から構成し、また接着性繊維を接着させて固定することにより、最大孔径が平均流量孔径の２倍以下という、水流を噴出させた場合には得ることのできない、孔径分布の狭い不織布とした。
【０００８】
本発明の濾過材は、上記のような不織布を含んだものである。そのため、孔径分布が狭く、濾過性能の優れるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の不織布は製造時における均一分散性及びワイヤーへの絡みつきがないように、実質的にフィブリル化していない繊維から製造される。この「フィブリル化していない繊維」とは、複数の繊維が結合していない繊維を意味し、例えば、一本の繊維から無数の繊維が枝分かれした状態の繊維（例えば、ビーターなどによって叩解した繊維、パルプなど）や、複数の繊維が既に結合してネットワーク状態にある繊維（例えば、フラッシュ紡糸法により得られる繊維）ではないことを意味する。
【００１０】
本発明の不織布は、太い繊維が混在していることによって、繊維の配列が乱されることがないように、繊維径２０μｍ未満の繊維（より好ましくは、繊維径１８μｍ以下の繊維）から製造されている。なお、本発明における繊維径とは、繊維の断面形状が円形である場合には、その直径をいい、繊維の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。
【００１１】
より具体的には、本発明の不織布は、繊維径が４μｍ以下の極細繊維と、繊維径が８μｍ以上、２０μｍ未満の接着性繊維とを含んでいる。前者の極細繊維は均一に分散して、主として均一な孔径を形成する働きをするため、繊維径は４μｍ以下である必要がある。なお、繊維ウエブを製造する際に極細繊維が流出することなく、設計通りに不織布を製造できるように、繊維径は０．１μｍ以上であるのが好ましい。極細繊維のより好ましい繊維径は０．３μｍ以上、４μｍ以下であり、０．５μｍ以上、３μｍ以下であるのが更に好ましく、０．７５μｍ以上、３μｍ以下であるのが最も好ましい。
【００１２】
上記のように極細繊維には均一な孔径を形成する働きがあるため、極細繊維の繊維径はほぼ同じであるのが好ましい。つまり、極細繊維の繊維径分布の標準偏差値を、極細繊維の繊維径の平均値で除した値が０．２以下（好ましくは０．１８以下）であるのが好ましい。なお、極細繊維の繊維径が全て同じである場合は標準偏差値が０になるため、極細繊維の繊維径分布の標準偏差値を、極細繊維の繊維径の平均値で除した値の下限値は０である。この極細繊維の繊維径の平均値は、不織布の電子顕微鏡写真を撮影し、この電子顕微鏡写真における１００本以上（ｎ本）の極細繊維の繊維径を計測した、その平均値をいい、標準偏差値は計測した繊維径（χ）を次の式から算出した値をいう。なお、前記繊維径の範囲内（つまり、４μｍ以下）にある極細繊維が２種類以上存在する場合には、各々の極細繊維について、上記の関係が成立するのが好ましい。
標準偏差＝｛（ｎΣχ²−（Σχ）²）／ｎ（ｎ−１）｝^1/2
ｎ：測定した極細繊維の本数、χ：それぞれの極細繊維の繊維径
【００１３】
また、均一な孔径を有する不織布を形成できるように、極細繊維はその繊維軸方向において実質的に同じ直径を有しているのが好ましい。
【００１４】
上記のような好適であるほぼ同じ繊維径を有する極細繊維は、例えば、紡糸口金部で海成分中に口金規制して島成分を押出して複合する方法などの複合紡糸法で得られる海島型繊維の海成分を溶解除去することにより得ることができる。なお、一般的に混合紡糸法といわれる、島成分を構成する樹脂と海成分を構成する樹脂とを混合した後に紡糸する方法によって得られた海島型繊維の海成分を溶解除去することによっては、ほぼ同じ繊維径を有する極細繊維を得ることは困難である。
【００１５】
こ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−４−メチル−１−ペンテン、オレフィン系共重合体などのポリオレフィン、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。
【００１６】
なお、極細繊維が接着に関与できる樹脂成分（以下、「接着成分」ということがある）を含み、この接着成分により接着していると、確実に極細繊維を固定することができ、極細繊維の脱落や毛羽立ちが発生しにくいため好適な実施態様である。この極細繊維を接着させる場合、極細繊維は前述のような樹脂からなる接着成分のみから構成されていることもできるし、接着成分と、この接着成分の融点よりも高い融点を有する成分（以下、「非接着成分」ということがある）の２種類以上の成分から構成されていることもできる。これらの中でも、後者のように接着成分と非接着成分の２種類以上の成分から構成されていると、極細繊維を接着させても繊維形態を維持して、極細繊維の本来の働きである、均一な孔径の形成を妨げにくいため、より好適である。極細繊維が２種類以上の成分から構成されている場合、接着成分は接着に関与できるように、極細繊維表面の少なくとも１部を占めている（極細繊維の断面形状としては、例えば、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型など）のが好ましく、極細繊維表面の全体（極細繊維の断面形状が芯鞘型、偏芯型、海島型など）を接着成分が占めているのがより好ましい。他方、非接着成分は極細繊維形状を維持できるように、接着成分の融点よりも１０℃以上高いのが好ましく、２０℃以上高いのがより好ましい。なお、後述の接着性繊維を接着する際の温度によっても極細繊維形状を維持できるように、非接着成分は接着性繊維を接着する際の温度よりも１０℃以上高い融点を有するのが好ましく、２０℃以上高い融点を有するのがより好ましい。この好適である接着成分と非接着成分の少なくとも２種類以上の樹脂成分からなる極細繊維は、常法の複合紡糸法により紡糸する際に、島成分を押し出す口金として、前述のような断面形状（例えば、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型など）を形成できるものを使用して海島型繊維を紡糸し、海成分を除去することにより得ることができる。
【００１７】
本発明における「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】
また、極細繊維は前述のような接着性を有する以外に、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。前者の場合、極細繊維の断面形状が偏芯型又はサイドバイサイド型であるように、２種類以上の樹脂成分が配置しているものを使用でき、後者の場合、極細繊維の断面形状が海島型、オレンジ型或いは多重バイメタル型であるように、２種類以上の樹脂成分が配置しているものを使用できる。
【００１９】
なお、後述のように、極細繊維は均一分散しやすいように、自由度の高い短繊維であるのが好ましいが、極細繊維又は海島型繊維を紡糸した後に裁断する際に極細繊維同士又は島成分同士が圧着してしまうと、フィブリル化した繊維と同様の状態となり、孔径分布の狭い、地合いの優れる不織布を得ることは困難であるため、裁断する際に極細繊維同士又は島成分同士が圧着しにくい極細繊維又は海島型繊維を使用するのが好ましい。このような圧着しにくい極細繊維又は海島型繊維としては、例えば、結晶性の高い極細繊維（海島型繊維の場合には島成分）がある。より具体的には、極細繊維（海島型繊維の場合には島成分）がポリメチルペンテンを含んでいたり、ポリプロピレンを含んでいる場合には、そのポリプロピレンの融点は１６６℃以上（好ましくは１６８℃以上）であるのが好ましい。
【００２０】
他方の接着性繊維は極細繊維と接着して極細繊維を固定するとともに、主として不織布に強度を付与するため、極細繊維よりも太く、繊維径が８μｍ以上である必要がある。また、繊維ウエブを形成する際に、接着性繊維によって極細繊維の配列が乱されないように、繊維径が２０μｍ未満である必要がある。より好ましくは８μｍ以上、１８μｍ以下である。
【００２１】
この接着性繊維は単一成分からなるものであっても良いが、接着後においても繊維形態を維持して強度的に優れるように、２種類以上の樹脂からなるのが好ましい。この２種類以上の樹脂の配置状態としては、例えば、繊維断面形状が芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型などがある。これらの中でも、接着に関与できる樹脂、つまり接着成分の多い芯鞘型、偏芯型、又は海島型であるのが好ましい。このような接着性繊維は常法の複合紡糸法又は混合紡糸法により容易に紡糸できるし、市販もされているため容易に入手できる。
【００２２】
この接着性繊維は極細繊維と同様の樹脂から構成することができるが、極細繊維を接着させない場合には、接着性繊維を接着させる際の熱によって極細繊維までも溶融させることがないように、接着性繊維の接着成分の融点は極細繊維のいずれの樹脂成分の融点よりも１０℃以上低いのが好ましく、２０℃以上低いのがより好ましい。他方、極細繊維の接着成分も接着させる場合には、接着性繊維の接着と極細繊維の接着とを両方とも実施できるように、接着性繊維の接着成分と極細繊維の接着成分の融点差が３５℃以内であるのが好ましく、３０℃以内であるのがより好ましい。なお、接着性繊維の接着成分の融点と極細繊維の融点（複数の極細繊維が存在する場合には、接着性繊維の接着成分の融点に最も近い融点）との差が１０℃以上、３５℃以内である場合には、極細繊維を接着させないこともできるし、極細繊維を接着させることもできる。また、極細繊維が接着成分と非接着成分とを含む場合には、極細繊維が形状を維持できるように、接着性繊維の接着成分の融点は極細繊維の非接着成分の融点よりも１０℃以上低いのが好ましく、２０℃以上低いのがより好ましい。更に、接着性繊維が２種類以上の樹脂成分からなる場合には、接着性繊維を接着させる際の熱によっても接着性繊維が繊維形状を維持できるように、接着成分以外の樹脂成分の融点は接着成分の融点よりも１０℃以上高いのが好ましく、２０℃以上高いのがより好ましい。
【００２３】
本発明の不織布は前述のような極細繊維及び接着性繊維を含んでおり、これらの繊維の質量比率は不織布の目的、用途、要求物性などによって適宜変化するが、（極細繊維）：（接着性繊維）＝３０〜７０：７０〜３０であるのが好ましい。極細繊維量が３０ｍａｓｓ％以上であれば、孔径分布の狭い不織布を得るのが容易であり、他方、接着性繊維量が３０ｍａｓｓ％以上であれば、十分に極細繊維を固定することができるため極細繊維の脱落が生じず、しかも不織布に強度を付与することができるためで、（極細繊維）：（接着性繊維）＝３５〜６５：６５〜３５であるのがより好ましい。なお、これらの質量比率は不織布質量全体に対する比率をいう。
【００２４】
なお、本発明の不織布は極細繊維及び接着性繊維以外に、繊維径が４μｍを越え、８μｍ未満の繊維を含んでいることもできる。この繊維径が４μｍを越え、８μｍ未満の繊維の含有量は極細繊維及び接着性繊維との関係から、４０ｍａｓｓ％以下であるのが好ましく、３０ｍａｓｓ％以下であるのがより好ましい。つまり、（極細繊維）：（接着性繊維）：（４μｍを越え、８μｍ未満の繊維）＝３０〜７０：７０〜３０：０〜４０であるのが好ましく、（極細繊維）：（接着性繊維）：（４μｍを越え、８μｍ未満の繊維）＝３５〜６５：６５〜３５：０〜３０であるのがより好ましい。
【００２５】
なお、本発明の不織布を構成する繊維（例えば、極細繊維、接着性繊維など）は、未延伸状態にあることもできるが、不織布の強度などの点から延伸状態にあるのが好ましい。また、本発明の不織布を構成する繊維（例えば、極細繊維、接着性繊維など）の繊維長は特に限定するものではないが、繊維長が短いほど繊維の自由度が高く、均一に分散させることが可能であること、及び繊維を均一に分散させやすい湿式法により繊維ウエブを形成する場合には、繊維長が短い方が好適であることから、繊維長は０．５〜３０ｍｍであるのが好ましい。より好ましくは、不織布を構成する繊維（例えば、極細繊維、接着性繊維など）は繊維長が０．５〜３０ｍｍに裁断されている。なお、繊維長はＪＩＳＬ１０１５（化学繊維ステープル試験法）Ｂ法（補正ステープルダイヤグラム法）により得られる長さをいう。
【００２６】
本発明の不織布は前述のような繊維から構成された、最大孔径が平均流量孔径の２倍以下（より好ましくは１．９倍以下）の、孔径分布の狭いものである。なお、理想的には最大孔径が平均流量孔径の１倍、つまり全孔径が同じ大きさである。この平均流量孔径はＡＳＴＭ−Ｆ３１６に規定されており、ポロメータ（コールター社製）を用いてミーンフローポイント法により測定される値であり、最大孔径はポロメータ（コールター社製）を用いてバブルポイント法により測定される値である。
【００２７】
また、この不織布を構成する繊維（極細繊維や接着性繊維など）が実質的に二次元的に配置していると、繊維の配置が規則的であることによって、より一層孔径分布を狭くすることができるため好適な態様である。なお、「繊維が実質的に二次元的に配置している」とは、不織布の厚さ方向に向いた繊維が実質的に配置していない状態をいい、例えば、湿式法により形成した繊維ウエブに対して、水流などの流体流を作用させることなく、接着性繊維によって接着した場合に得ることのできる状態である。
【００２８】
本発明の不織布は例えば次のようにして製造することができる。まず、少なくとも極細繊維と接着性繊維とを用意する。この極細繊維として、繊維径がほぼ同じもの、つまり、極細繊維の繊維径分布の標準偏差値を、極細繊維の繊維径の平均値で除した値が０．２以下（好ましくは０．１８以下、０以上）の極細繊維を使用することにより、孔径分布の狭い分離性能などに優れる不織布を製造しやすくなる。なお、湿式法により繊維ウエブを形成するのが好ましいため、繊維長０．５〜３０ｍｍの繊維（極細繊維、接着性繊維など）を用意する。また、裁断する際に圧着しにくい繊維（極細繊維、接着性繊維など）を使用すると、繊維の分散性が向上して、孔径分布の狭い分離性能などに優れる不織布を製造しやすくなる。
【００２９】
次いで、これらの繊維を使用して、常法の湿式法により繊維ウエブを形成する。本発明において使用する繊維は実質的にフィブリル化していないため、分散浴である水中に均一に分散させることができ、また繊維を抄き上げるワイヤーに繊維が絡みつくということもないため、地合いの優れる、所望の不織布を製造することができる。この繊維ウエブを形成する際、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（極細繊維、接着性繊維など）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、孔径分布の狭い分離性能などに優れる不織布を製造しやすくなる。
【００３０】
次いで、この繊維ウエブを乾燥すると同時、又は乾燥した後に、接着性繊維の接着成分が接着可能（場合により極細繊維の接着成分も接着可能）な熱（必要により圧力も）を作用させることにより、接着性繊維の接着成分（場合により極細繊維の接着成分も）を接着して、本発明の不織布を得ることができる。このように繊維ウエブに水流などの流体流を作用させることなく、接着性繊維の接着成分（場合により極細繊維の接着成分も）を接着させて不織布を製造すると、繊維が三次元的に配置しておらず二次元的に配置した状態にあるため、孔径分布の狭い分離性能などに優れる不織布を製造しやすくなる。
【００３１】
本発明の不織布は上述のように、地合いが優れ、孔径分布が狭いものであるため、濾過材として好適に使用することができる。この濾過材は気体中から固形物を分離する気体フィルタの濾過材として、又は液体中から固形物を分離する液体フィルタの濾過材として使用することができる。これらの中でも、特に液体フィルタの濾過材として使用するのが好ましい。なお、濾過材として使用する場合には、濾過材の密度を高めたり、表面を平滑化させるために、カレンダー処理を行ったり、親水性を付与又は高めるための物理的又は化学的処理を行ったり、或いは界面活性剤（例えば、アセチレングリコールなど）の付着処理などの後処理を行うのが好ましい。また、濾過材の面密度は５〜２００ｇ／ｍ²程度であるのが好ましく、厚さは０．００５〜２ｍｍ程度であるのが好ましく、見掛密度は０．２〜０．７ｇ／ｃｍ³程度であるのが好ましい。
【００３２】
なお、濾過材はどのような態様で使用しても良く、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。また、上述のような濾過材単独ではなく、粗密差を設けるなど、他の濾過材やスペーサー材と組み合わせて使用することもできる。更に、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し、これらを併用しても良い。
【００３３】
本発明の不織布は上述のような濾過材用途以外にも、孔径分布が狭く、地合いも優れているため、電池用セパレータ（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）、清掃布、医療用覆布、透湿防水布、芯地、衣料用表地、合成皮革用基布、銀面調人工皮革用基布などの各種用途に好適に使用することができる。なお、本発明の不織布を染色処理、顔料による着色処理、起毛処理、ラミネート処理、成形加工、エンボス処理、撥水処理、親水化処理、エレクトレット化処理、機能性物質の付着処理（例えば、界面活性剤、親水化剤、撥水剤など）、或いは化学的又は物理的表面処理を実施することによって、各種機能を付加して、各種用途に適合させることができる。
【００３４】
以下に、本発明の実施例を記載するが、以下の実施例に限定されるものではない。
【００３５】
【実施例】
（実施例１）
海島型繊維として、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繊維（繊度１．５デニール、繊維長３ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型繊維を、温度８０℃、１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬し、海島型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（平均繊維径１．８μｍ、繊維径分布の標準偏差値０．１５、融点：１７２℃、繊維長３ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている）を得た。
【００３６】
他方、接着性繊維として、芯成分がポリプロピレン（融点：１５８℃）からなり、鞘成分（接着成分）が高密度ポリエチレン（融点：１３１℃）からなる芯鞘型複合繊維（繊維径１１．８μｍ、繊維長１０ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている）を用意した。
【００３７】
次いで、前記ポリプロピレン極細繊維と接着性繊維とを、質量比５０：５０で水からなる分散浴に分散させ、角型手抄き抄紙機により抄造した後、温度１４０℃で乾燥すると同時に接着性繊維の接着成分のみを接着して、繊維が実質的に二次元的に配置している不織布を製造した。この不織布の最大孔径及び平均流量孔径は表１に示す通りであった。
【００３８】
【表１】

【００３９】
（実施例２）
海島型繊維として、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繊維（繊度４．９デニール、繊維長５ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型繊維を、温度８０℃、１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬して、海島型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（平均繊維径３．８μｍ、繊維径分布の標準偏差値０．２１、融点：１６７℃、繊維長５ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている）を得た。
【００４０】
このポリプロピレン極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と全く同様に、繊維ウエブの抄造及び接着性繊維の接着成分のみを接着して、繊維が実質的に二次元的に配置した不織布を製造した。この不織布の最大孔径及び平均流量孔径は表１に示す通りであった。
【００４１】
（実施例３）
海島型繊維として、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、ポリメチルペンテ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繊維（繊度１．５デニール、繊維長３ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型繊維を、温度８０℃、１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に４０分間浸漬して、海島型繊維の海成分である共重合ポリエステルを抽出除去して、ポリメチルペンテン極細繊維（平均繊維径１μｍ、繊維径分布の標準偏差値０．１５、融点：２３４℃、繊維長３ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている）を製造した。
【００４２】
このポリメチルペンテン極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と全く同様に、繊維ウエブの抄造及び接着性繊維の接着成分のみを接着して、繊維が実質的に二次元的に配置した不織布を製造した。この不織布の最大孔径及び平均流量孔径は表１に示す通りであった。
【００４３】
（実施例４）
海島型繊維として、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繊維（繊度１．３デニール、繊維長３ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型繊維を、温度８０℃、１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬して、海島型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（平均繊維径１．４μｍ、繊維径分布の標準偏差値０．１２、融点：１７２℃、繊維長３ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている）を製造した。
【００４４】
他方、接着性繊維として、芯成分がポリプロピレン（融点：１６４℃）からなり、鞘成分（接着成分）が低密度ポリエチレン（融点：１０５℃）からなる芯鞘型複合繊維（繊維径１７．５μｍ、繊維長１０ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている）を用意した。
【００４５】
次いで、前記ポリプロピレン極細繊維と接着性繊維とを、質量比５：５で水からなる分散浴に分散させ、角型手抄き抄紙機により抄造した後、温度１４０℃で乾燥すると同時に接着性繊維の接着成分のみを接着して、繊維が実質的に二次元的に配置している不織布を製造した。この不織布の最大孔径及び平均流量孔径は表１に示す通りであった。
【００４６】
（実施例５）
海島型繊維として、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、ポリメチルペンテ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繊維（繊度２デニール、繊維長３ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型繊維を、温度８０℃、１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に４５分間浸漬して、海島型繊維の海成分である共重合ポリエチレンテレフタレートを抽出除去して、高密度ポリエチレン（海成分、融点：１２６．７℃）中にポリメチルペンテン（島成分、融点：２３２．３℃）が混在した海島型極細繊維（平均繊維径１．３μｍ、繊維径分布の標準偏差値０．１１、繊維長３ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている）を得た。
【００４７】
この海島型極細繊維を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は実施例１と全く同様に、繊維ウエブの抄造、次いで接着性繊維の接着成分及び海島型極細繊維の接着成分（高密度ポリエチレン）を接着して、繊維が実質的に二次元的に配置した不織布を製造した。この不織布の最大孔径及び平均流量孔径は表１に示す通りであった。なお、この不織布の表面を電子顕微鏡写真により観察すると、いずれの繊維（接着性繊維及び海島型極細繊維）の交点も接着されており、この不織布の表面を手で擦っても毛羽立ちが発生しないものであった。
【００４８】
（比較例１）
実施例４と同じポリプロピレン極細繊維と接着性繊維とを、７：３の質量比で使用したこと以外は、実施例４と全く同様にして不織布を製造した。次いで、この不織布に対して、径０．３ｍｍ、ピッチ０．６ｍｍで一列に配列したノズルプレートから、０．３ＭＰａの圧力で水流を噴出し、不織布の両面を交互に２回づつ処理して、繊維が実質的に三次元的に絡合した不織布を製造した。この不織布の最大孔径及び平均流量孔径は表１に示す通りであった。
【００４９】
（比較例２）
接着性繊維として、芯成分がポリプロピレン（融点：１６２℃）からなり、鞘成分（接着成分）が高密度ポリエチレン（融点：１３２℃）からなる芯鞘型複合繊維（繊維径２３．３μｍ、繊維長１０ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている）を５０ｍａｓｓ％使用したこと以外は、実施例１と全く同様に、繊維ウエブの抄造及び接着性繊維の接着成分のみを接着して、繊維が実質的に二次元的に配置している不織布を製造した。この不織布の最大孔径及び平均流量孔径は表１に示す通りであった。
【００５０】
（比較例３）
海島型繊維として、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繊維（繊度３．４デニール、繊維長３ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型繊維を、温度８０℃、１０ｍａｓｓ％水酸化ナトリウム水溶液からなる浴中に３０分間浸漬して、海島型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（平均繊維径３μｍ、繊維径分布の標準偏差値０．１９、融点：１６８℃、繊維長３ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている）を得た。
【００５１】
他方、接着性繊維として、芯成分がポリプロピレン（融点：１５８℃）からなり、鞘成分（接着成分）が高密度ポリエチレン（融点：１３１℃）からなる芯鞘型複合繊維（繊維径１１．８μｍ、繊維長１０ｍｍ、フィブリル化していない、延伸されている）を用意した。
【００５２】
更に、フィブリル化した微細繊維として、アラミド微細繊維（ＫＹ４００Ｓ、ダイセル化学製）を用意した。
【００５３】
次いで、前記ポリプロピレン極細繊維、接着性繊維及びアラミド微細繊維とを、質量比３：５：２で水からなる分散浴に分散させ、角型手抄き抄紙機により抄造した後、温度１４０℃で乾燥すると同時に接着性繊維の接着成分のみを接着して、繊維が実質的に二次元的に配置している不織布を製造した。しかしながら、この不織布は抄紙ワイヤーに繊維が絡み付くなどして、投入した繊維質量に対して抄き上げられた質量の少ないものであり、しかも繊維の分布も斑になった地合いの悪いものであった。
【００５４】
表１から明らかなように、本発明の不織布は最大孔径が平均流量孔径の２倍以下の孔径分布の狭い、地合いの優れるものである。
【００５５】
（実施例６）
実施例１で製造した不織布を金属ロールと樹脂ロールとからなるカレンダーにより、温度８０℃、線圧力１７６４Ｎ／ｃｍの条件下で加圧して、濾過材を製造した。この濾過材の最大孔径及び平均流量孔径は表２に示す通りであった。
【００５６】
【表２】

【００５７】
（実施例７）
実施例３で製造した不織布を金属ロールと樹脂ロールとからなるカレンダーにより、温度８０℃、線圧力１７６４Ｎ／ｃｍの条件下で加圧して、濾過材を製造した。この濾過材の最大孔径及び平均流量孔径は表２に示す通りであった。
【００５８】
（実施例８）
実施例４で製造した不織布を金属ロールと樹脂ロールとからなるカレンダーにより、温度８０℃、線圧力１７６４Ｎ／ｃｍの条件下で加圧して、濾過材を製造した。この濾過材の最大孔径及び平均流量孔径は表２に示す通りであった。
【００５９】
（実施例９）
実施例５で製造した不織布を金属ロールと樹脂ロールとからなるカレンダーにより、温度８０℃、線圧力１７６４Ｎ／ｃｍの条件下で加圧して、濾過材を製造した。この濾過材の最大孔径及び平均流量孔径は表２に示す通りであった。
【００６０】
（比較例４）
比較例１で製造した不織布を金属ロールと樹脂ロールとからなるカレンダーにより、温度８０℃、線圧力１７６４Ｎ／ｃｍの条件下で加圧して、濾過材を製造した。この濾過材の最大孔径及び平均流量孔径は表２に示す通りであった。
【００６１】
（通水抵抗の測定）
実施例６〜９及び比較例４の各々の濾過材（有効面積５１．５ｃｍ²）に対して、流量１．５Ｌ／分で通水した時の圧力損失を測定し、通水抵抗とした。この通水抵抗は表２に示す通りであった。
【００６２】
（除去粒子径の測定）
ＪＩＳ１１種の塵埃を水に分散させた濃度１０ｐｐｍの試験液を均一に攪拌した。そして、この試験液に含まれる粒子数を粒度分布測定器（コールターカウンターＭｕｌｔｉｓｉｚｅｒII）を用いて各粒径毎に計測した（Ａ）。次いで、この試験液を攪拌しながら、実施例６〜９及び比較例４の各々の濾過材（有効面積：５１．５ｃｍ²）に対して、流量１．５Ｌ／分で通水させた。そして、通水１分後における濾液を採取し、この濾液に含まれる粒子数を粒度分布測定器（コールターカウンターＭｕｌｔｉｓｉｚｅｒII）を用いて各粒径毎に計測した（Ｂ）。その後、それぞれの粒径における捕集効率を次式により算出し、より粒径の大きい塵埃に対して１００％の捕集効率を示し、かつ１００％の捕集効率を示す最も小さな粒子径をその濾過材の除去粒子径とした。この結果も表２に示す通りであった。
捕集効率（％）＝｛（Ａ−Ｂ）／Ａ｝×１００
Ａ：試験液の粒子数、Ｂ：濾液の粒子数
【００６３】
（濾過寿命の測定）
ＪＩＳ１１種の塵埃を水に分散させた濃度１０ｐｐｍの試験液を均一に攪拌しながら、実施例６〜９及び比較例４の各々の濾過材（有効面積：５１．５ｃｍ²）に対して、流量１．５Ｌ／分で通水させ、初期の圧力損失との差圧が２ｋｇ／ｃｍ²になるまでに処理された総通水量を濾過寿命とした。この結果も表２に示す通りであった。
【００６４】
表２から明らかなように、本発明の濾過材は通水抵抗が低いにもかかわらず、除去粒子径の小さい濾過性能に優れるばかりでなく、濾過寿命も長いものであった。また、通水抵抗がやや高い場合であっても、除去粒子径の小さい濾過性能に優れるのは勿論のこと、濾過寿命も長いものであった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の不織布は孔径分布が狭く、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。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a nonwoven fabric and a filter medium using the same.
[0002]
[Prior art]
For example, what consists of a nonwoven fabric as a filter medium is known. The filter medium functions to separate unnecessary solids, but since the size of the solids that can be filtered is preferably constant, the pore diameter of the filter medium is preferably as uniform as possible. Therefore, the nonwoven fabric formed with the wet method is suitable among the nonwoven fabrics.
[0003]
Examples of such wet nonwoven fabric include, for example, JP-A-2-6651, JP-A-3-14694, JP-A-4-222263, JP-A-4-240253, JP-A-4-316653, and the like. Discloses a non-woven fabric in which a water stream is jetted and entangled with a fiber web formed by a wet method. This jet of water flow is performed to give strength to the nonwoven fabric, but by jetting this water flow, the uniform texture of the fiber web is disturbed, so the pore size distribution of the nonwoven fabric becomes large, There was a problem that desired filtration performance could not be obtained.
[0004]
Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-232814 and 3-12208 disclose nonwoven fabrics formed by a wet method containing fibrillated fibers. By using this fibrillated fiber, it can be expected that the fibers can be combined to improve the denseness. However, since the fibrillated fibers are easily entangled and difficult to uniformly disperse in water as a dispersion bath, it is difficult to produce a nonwoven fabric with excellent texture. In addition, when forming a fiber web by a wet method, fibrillated fibers get entangled with the wire that makes up the fibers, and when the fiber web is peeled off from the wire, the texture becomes worse, or the fibers remain on the wire. Therefore, it has been difficult to produce a nonwoven fabric having desired performance.
[0005]
Furthermore, JP-A-59-228918 discloses a small fiber having an average fiber diameter of 0.1 to 3 μm, a medium fiber having a fiber diameter of 5 to 15 μm, and a large fiber having a fiber diameter of 20 to 50 μm. A wet nonwoven fabric containing at least% by weight is disclosed. However, in this wet nonwoven fabric, the arrangement of the fibers is disturbed due to the use of large-diameter fibers, so that the pore diameter distribution of the nonwoven fabric becomes large, for example, large pores are formed in the vicinity of the large-diameter fibers. There was a problem that desired filtration performance could not be obtained.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and aims to provide a nonwoven fabric having a narrow pore size distribution, excellent texture, and desired performance, and having a narrow pore size distribution and excellent texture. Another object of the present invention is to provide a filter medium having desired performance.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The non-woven fabric of the present invention is a non-woven fabric produced by a wet method from a fiber having a fiber diameter of less than 20 μm, which is not substantially fibrillated, and is produced without acting a fluid flow.Consists of island components obtained by dissolving and removing sea components of sea-island fibers obtained by the composite spinning methodThe nonwoven fabric includes ultrafine fibers having a fiber diameter of 4 μm or less and bonded adhesive fibers having a fiber diameter of 8 μm or more and less than 20 μm, and the maximum pore diameter of the nonwoven fabric is not more than twice the average flow pore diameter. As described above, in the present invention, by using fibers that are not substantially fibrillated, the dispersibility in the dispersion bath and the entanglement with the wire, which have occurred in the past, are solved, excellent in texture, and with desired performance. It became possible to obtain a non-woven fabric. In addition, the coupling | bonding by the use of a fibrillated fiber and spouting a water flow was solved by adhere | attaching an adhesive fiber. Also, when the water flow is jetted, it is composed of relatively thin fibers with a fiber diameter of less than 20 μm and the maximum pore diameter is less than twice the average flow pore diameter by adhering and fixing adhesive fibers. A non-woven fabric with a narrow pore size distribution.
[0008]
The filter medium of the present invention includes the nonwoven fabric as described above. Therefore, the pore size distribution is narrow and the filtration performance is excellent.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The nonwoven fabric of the present invention is manufactured from fibers that are not substantially fibrillated so that there is no uniform dispersibility during manufacture and no entanglement with the wire. This “non-fibrillated fiber” means a fiber in which a plurality of fibers are not bonded, for example, a fiber in which an infinite number of fibers branch from one fiber (for example, a fiber beaten by a beater, Pulp) or a fiber in which a plurality of fibers are already bonded and in a network state (for example, a fiber obtained by flash spinning).
[0010]
The nonwoven fabric of the present invention is manufactured from fibers having a fiber diameter of less than 20 μm (more preferably, fibers having a fiber diameter of 18 μm or less) so that the fiber arrangement is not disturbed by the presence of thick fibers. ing. The fiber diameter in the present invention refers to the diameter when the cross-sectional shape of the fiber is circular, and refers to the diameter when converted into a circular cross-section when the cross-sectional shape of the fiber is non-circular. .
[0011]
More specifically, the nonwoven fabric of the present invention includes ultrafine fibers having a fiber diameter of 4 μm or less and adhesive fibers having a fiber diameter of 8 μm or more and less than 20 μm. The former ultrafine fiber is uniformly dispersed and mainly functions to form a uniform pore diameter, so the fiber diameter needs to be 4 μm or less. In addition, it is preferable that a fiber diameter is 0.1 micrometer or more so that a nonwoven fabric can be manufactured as designed, without a microfiber flowing out when manufacturing a fiber web. A more preferable fiber diameter of the ultrafine fiber is 0.3 μm or more and 4 μm or less, more preferably 0.5 μm or more and 3 μm or less, and most preferably 0.75 μm or more and 3 μm or less.
[0012]
As described above, since the ultrafine fibers have a function of forming a uniform pore diameter, the fiber diameters of the ultrafine fibers are preferably substantially the same. That is, the value obtained by dividing the standard deviation value of the fiber diameter distribution of the ultrafine fibers by the average value of the fiber diameters of the ultrafine fibers is preferably 0.2 or less (preferably 0.18 or less). When all the fiber diameters of the ultrafine fibers are the same, the standard deviation value is 0. Therefore, the lower limit of the value obtained by dividing the standard deviation value of the fiber diameter distribution of the ultrafine fibers by the average value of the fiber diameters of the ultrafine fibers. Is 0. The average value of the fiber diameter of the ultrafine fiber is an average value obtained by taking an electron micrograph of the nonwoven fabric and measuring the fiber diameter of 100 or more (n) ultrafine fibers in the electron micrograph. The value refers to a value obtained by calculating the measured fiber diameter (χ) from the following equation. In addition, when there are two or more types of ultrafine fibers within the range of the fiber diameter (that is, 4 μm or less), it is preferable that the above relationship is established for each ultrafine fiber.
Standard deviation = {(nΣχ²-(Σχ)²) / N (n-1)}^1/2
n: number of measured ultrafine fibers, χ: fiber diameter of each ultrafine fiber
[0013]
Moreover, it is preferable that the ultrafine fibers have substantially the same diameter in the fiber axis direction so that a nonwoven fabric having a uniform pore diameter can be formed.
[0014]
The ultrafine fibers having the same substantially the same fiber diameter as described above are, for example, sea-island fibers obtained by a composite spinning method such as a method in which a spinneret regulates a base into a sea component and extrudes an island component. It can be obtained by dissolving and removing the sea components. In addition, by dissolving and removing the sea component of the sea-island fiber obtained by the method of spinning after mixing the resin that constitutes the island component and the resin that constitutes the sea component, which is generally referred to as a mixed spinning method, It is difficult to obtain ultrafine fibers having almost the same fiber diameter.
[0015]
The resin constituting this ultrafine fiber is not particularly limited. For example, nylon 6, nylon 66, polyamide such as nylon copolymer, polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate copolymer, polybutylene terephthalate, polybutylene Polyester such as terephthalate-based copolymer, polyethylene, polypropylene, poly-4-methyl-1-pentene, polyolefin such as olefin-based copolymer, polyurethane, vinyl polymer, and other synthetic resins can be used. .
[0016]
It should be noted that if the ultrafine fiber contains a resin component that can participate in adhesion (hereinafter sometimes referred to as “adhesive component”) and is bonded by this adhesive component, the ultrafine fiber can be reliably fixed. This is a preferred embodiment because it is less likely to come off or fluff. When adhering the ultrafine fibers, the ultrafine fibers can be composed only of an adhesive component made of the resin as described above, or an adhesive component and a component having a melting point higher than the melting point of the adhesive component (hereinafter, It may also be composed of two or more types of components (sometimes referred to as “non-adhesive components”). Among these, if it is composed of two or more components of an adhesive component and a non-adhesive component like the latter, the fiber shape is maintained even if the ultrafine fibers are bonded, which is the original function of the ultrafine fibers. Since it is difficult to prevent formation of a uniform hole diameter, it is more preferable. When the ultrafine fiber is composed of two or more kinds of components, the adhesive component occupies at least a part of the surface of the ultrafine fiber so that it can participate in the adhesion (the cross-sectional shape of the ultrafine fiber is, for example, a core-sheath type) , Eccentric type, side-by-side type, sea-island type, orange type, multiple bimetal type, etc.), and the entire ultra-fine fiber surface (the cross-sectional shape of the ultra-fine fiber is a core-sheath type, an eccentric type, a sea-island type, etc.) Is more preferably occupied. On the other hand, the non-adhesive component is preferably higher than the melting point of the adhesive component by 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher so that the ultrafine fiber shape can be maintained. In addition, it is preferable that the non-adhesive component has a melting point higher by 10 ° C. or more than the temperature at which the adhesive fiber is bonded, so that the shape of the ultrafine fiber can be maintained by the temperature at which the adhesive fiber described later is bonded, It is more preferable to have a melting point that is 20 ° C. or higher. This fine fiber composed of at least two kinds of resin components, that is, an adhesive component and a non-adhesive component, has a cross-sectional shape as described above as a die for extruding an island component when spinning by a conventional composite spinning method. For example, a core-sheath type, an eccentric type, a side-by-side type, a sea-island type, an orange type, a multiple bimetal type, etc.) can be used to spin a sea-island fiber and remove sea components. .
[0017]
The “melting point” in the present invention refers to a temperature that gives a maximum value of a melting endothermic curve obtained by using a differential scanning calorimeter at a temperature rising temperature of 10 ° C./min and raising the temperature from room temperature. When there are two or more maximum values, the highest temperature maximum value is taken as the melting point.
[0018]
Further, the ultrafine fiber may have properties such as a crimping and splitting property in addition to the adhesiveness as described above. In the former case, it is possible to use one in which two or more kinds of resin components are arranged so that the cross-sectional shape of the ultrafine fiber is an eccentric type or a side-by-side type, and in the latter case, the cross-sectional shape of the ultrafine fiber is a sea-island type, It is possible to use one in which two or more kinds of resin components are arranged such as an orange type or a multiple bimetal type.
[0019]
As will be described later, the ultrafine fibers are preferably short fibers having a high degree of freedom so that they can be easily dispersed uniformly. However, when the ultrafine fibers or sea-island fibers are spun and then cut, the ultrafine fibers or island components are used. If they are crimped together, it becomes the same state as fibrillated fibers, and it is difficult to obtain a nonwoven fabric with a narrow pore size distribution and excellent texture, so when cutting, ultrafine fibers or island components are crimped together. It is preferable to use very fine fibers or sea-island fibers that are difficult to use. Examples of such ultrafine fibers or sea-island fibers that are difficult to press-bond include ultrafine fibers with high crystallinity (island components in the case of sea-island fibers). More specifically, when the ultrafine fiber (island component in the case of sea-island type fibers) contains polymethylpentene or polypropylene, the melting point of the polypropylene is 166 ° C. or higher (preferably 168 ° C. The above is preferable.
[0020]
The other adhesive fiber is bonded to the ultrafine fiber to fix the ultrafine fiber, and mainly imparts strength to the nonwoven fabric, so that it is thicker than the ultrafine fiber and has a fiber diameter of 8 μm or more. Further, when forming the fiber web, the fiber diameter needs to be less than 20 μm so that the arrangement of the ultrafine fibers is not disturbed by the adhesive fibers. More preferably, it is 8 μm or more and 18 μm or less.
[0021]
The adhesive fiber may be composed of a single component, but is preferably composed of two or more kinds of resins so that the fiber form is maintained and the strength is excellent even after adhesion. As an arrangement state of the two or more kinds of resins, for example, there are a core-sheath type, an eccentric type, a side-by-side type, a sea-island type, an orange type, a multiple bimetal type, and the like. Among these, a resin that can participate in adhesion, that is, a core-sheath type, an eccentric type, or a sea-island type with many adhesive components is preferable. Such an adhesive fiber can be easily spun by a conventional composite spinning method or a mixed spinning method, and is also readily available because it is commercially available.
[0022]
This adhesive fiber can be composed of the same resin as the ultrafine fiber, but when the ultrafine fiber is not bonded, the ultrafine fiber is not melted by heat when bonding the adhesive fiber. The melting point of the adhesive component of the adhesive fiber is preferably 10 ° C. or more lower than the melting point of any resin component of the ultrafine fiber, and more preferably 20 ° C. or more. On the other hand, when the adhesive component of the ultrafine fiber is also bonded, the difference in melting point between the adhesive component of the adhesive fiber and the adhesive component of the ultrafine fiber is 35 so that both the adhesive fiber and the ultrafine fiber can be bonded. It is preferable that the temperature is within 30 ° C., and more preferable that the temperature is within 30 ° C. Note that the difference between the melting point of the adhesive component of the adhesive fiber and the melting point of the ultrafine fiber (the melting point closest to the melting point of the adhesive component of the adhesive fiber when a plurality of ultrafine fibers are present) is 10 ° C. or more and 35 ° C. If it is within the range, the ultrafine fibers may not be adhered, or the ultrafine fibers may be adhered. Further, when the ultrafine fiber includes an adhesive component and a non-adhesive component, the melting point of the adhesive component of the adhesive fiber is 10 ° C. or higher than the melting point of the non-adhesive component of the ultrafine fiber so that the shape of the ultrafine fiber can be maintained. It is preferably low, and more preferably 20 ° C. or higher. Furthermore, when the adhesive fiber is composed of two or more types of resin components, the melting point of the resin component other than the adhesive component is such that the adhesive fiber can maintain the fiber shape even by heat when the adhesive fiber is bonded. It is preferably higher than the melting point of the adhesive component by 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher.
[0023]
The nonwoven fabric of the present invention contains the above-mentioned ultrafine fibers and adhesive fibers, and the mass ratio of these fibers changes as appropriate depending on the purpose, application, required physical properties, etc. of the nonwoven fabric. (Ultrafine fibers): (Adhesiveness) Fiber) = 30 to 70: 70 to 30 is preferable. If the amount of ultrafine fibers is 30 mass% or more, it is easy to obtain a non-woven fabric with a narrow pore size distribution. On the other hand, if the amount of adhesive fibers is 30 mass% or more, the ultrafine fibers can be sufficiently fixed. It is more preferable that (extra fine fiber) :( adhesive fiber) = 35 to 65:65 to 35 because the fiber does not fall off and strength can be imparted to the nonwoven fabric. In addition, these mass ratios say the ratio with respect to the whole nonwoven fabric mass.
[0024]
In addition, the nonwoven fabric of this invention can also contain the fiber whose diameter exceeds 4 micrometers and is less than 8 micrometers other than an ultrafine fiber and adhesive fiber. The content of fibers having a fiber diameter of more than 4 μm and less than 8 μm is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less from the relationship with ultrafine fibers and adhesive fibers. That is, it is preferable that (ultrafine fiber) :( adhesive fiber) :( fiber exceeding 4 μm and less than 8 μm) = 30 to 70:70 to 30: 0 to 40, (ultrafine fiber) :( adhesive fiber) ): (Fibers exceeding 4 μm and less than 8 μm) = 35 to 65:65 to 35: 0 to 30 is more preferable.
[0025]
In addition, although the fiber (for example, extra fine fiber, adhesive fiber, etc.) which comprises the nonwoven fabric of this invention can also be in an unstretched state, it is preferable that it is in a stretched state from points, such as the intensity | strength of a nonwoven fabric. Moreover, the fiber length of the fibers (for example, ultrafine fibers, adhesive fibers, etc.) constituting the nonwoven fabric of the present invention is not particularly limited, but the shorter the fiber length, the higher the degree of freedom of the fibers and the uniform dispersion. When the fiber web is formed by a wet method that facilitates uniform dispersion of the fibers, it is preferable that the fiber length is short. Therefore, the fiber length is 0.5 to 30 mm. preferable. More preferably, the fiber (for example, ultrafine fiber, adhesive fiber, etc.) constituting the nonwoven fabric is cut to a fiber length of 0.5 to 30 mm. The fiber length is a length obtained by JIS L 1015 (chemical fiber staple test method) B method (corrected staple diagram method).
[0026]
The nonwoven fabric of the present invention is composed of the fibers as described above and has a narrow pore size distribution with a maximum pore size of 2 times or less (more preferably 1.9 times or less) of the average flow rate pore size. Ideally, the maximum pore size is one time the average flow pore size, that is, the total pore size is the same. This average flow pore size is defined in ASTM-F316, and is a value measured by means of the mean flow point method using a porometer (manufactured by Coulter). The maximum pore size is a bubble point method using a porometer (manufactured by Coulter). Is a value measured by
[0027]
In addition, if the fibers (extra-fine fibers, adhesive fibers, etc.) constituting this nonwoven fabric are arranged substantially two-dimensionally, the pore size distribution is further narrowed by the regular arrangement of the fibers. This is a preferable mode. “The fibers are arranged substantially two-dimensionally” means a state where the fibers facing the thickness direction of the nonwoven fabric are not substantially arranged. For example, a fiber web formed by a wet method. On the other hand, it is a state that can be obtained when bonded by an adhesive fiber without causing a fluid flow such as a water flow to act.
[0028]
The nonwoven fabric of this invention can be manufactured as follows, for example. First, at least ultrafine fibers and adhesive fibers are prepared. As the ultrafine fibers, fibers having substantially the same fiber diameter, that is, a value obtained by dividing the standard deviation value of the fiber diameter distribution of the ultrafine fibers by the average value of the fiber diameters of the ultrafine fibers is 0.2 or less (preferably 0.18 or less). , 0 or more) makes it easy to produce a non-woven fabric excellent in separation performance with a narrow pore size distribution. In addition, since it is preferable to form a fiber web by a wet method, a fiber (ultrafine fiber, adhesive fiber, etc.) having a fiber length of 0.5 to 30 mm is prepared. In addition, when fibers (such as ultrafine fibers and adhesive fibers) that are difficult to press during cutting are used, the dispersibility of the fibers is improved, and it becomes easy to produce a nonwoven fabric having excellent separation performance with a narrow pore size distribution.
[0029]
Then, using these fibers, a fiber web is formed by a conventional wet method. Since the fiber used in the present invention is not substantially fibrillated, it can be uniformly dispersed in water, which is a dispersion bath, and because the fiber does not get tangled with the wire that makes up the fiber, the texture is excellent. A desired nonwoven fabric can be produced. When forming this fiber web, a thickener is added to maintain a uniform dispersion state of the fiber, or a surfactant is added to increase the affinity between water and the fiber (particularly the affinity for water). If an antifoaming agent is added to remove bubbles generated by stirring (such as fibers made of low-resin resin components (extra-fine fibers, adhesive fibers, etc.)), stirring, etc., the dispersibility of the fibers will improve, and the pore size distribution It becomes easy to produce a nonwoven fabric excellent in narrow separation performance.
[0030]
Next, simultaneously with or after drying the fiber web, the adhesive component of the adhesive fiber is allowed to adhere (in some cases, the adhesive component of the ultrafine fiber can also be adhered), and heat (if necessary, pressure) is applied. The nonwoven fabric of the present invention can be obtained by adhering the adhesive component of the adhesive fiber (in some cases, the adhesive component of the ultrafine fiber). In this way, when a non-woven fabric is produced by adhering an adhesive component of an adhesive fiber (in some cases, an adhesive component of an ultrafine fiber) without causing a fluid flow such as a water flow to act on the fiber web, the fibers are arranged three-dimensionally. However, since it is in a two-dimensionally arranged state, it becomes easy to manufacture a nonwoven fabric excellent in separation performance with a narrow pore size distribution.
[0031]
As described above, the nonwoven fabric of the present invention is excellent in texture and has a narrow pore size distribution, and therefore can be suitably used as a filtering material. This filter medium can be used as a filter medium for a gas filter that separates solid substances from gas or as a filter medium for a liquid filter that separates solid substances from liquid. Among these, it is particularly preferable to use as a filtering material for a liquid filter. In addition, when used as a filter medium, in order to increase the density of the filter medium or to smooth the surface, a calendar process is performed, or a physical or chemical process is performed to impart or enhance hydrophilicity. Alternatively, it is preferable to perform a post-treatment such as an adhesion treatment of a surfactant (for example, acetylene glycol). The surface density of the filter medium is 5 to 200 g / m.²The thickness is preferably about 0.005 to 2 mm, and the apparent density is 0.2 to 0.7 g / cm.^ThreeIt is preferable that it is about.
[0032]
In addition, you may use a filter medium in what kind of form, for example, it can also be used with flat form, and can also be used by folding into zigzag form. Moreover, it can also be used in combination with other filter media or spacer materials, such as providing a density difference instead of the above-described filter media alone. Furthermore, when used as a filter material for a cartridge filter, it may be wound around a perforated cylinder, or may be zigzag folded and placed around the perforated cylinder. May be.
[0033]
The non-woven fabric of the present invention has a narrow pore size distribution and excellent texture in addition to the above-mentioned filter media applications, and therefore battery separators (for example, lithium ion secondary batteries, nickel hydride secondary batteries, nickel cadmium secondary batteries). Battery, etc.), cleaning cloth, medical cover cloth, moisture permeable waterproof cloth, interlining, clothing surface, synthetic leather base cloth, silver surface artificial leather base cloth, etc. . In addition, the nonwoven fabric of the present invention is dyed, pigmented, brushed, laminated, molded, embossed, water repellent, hydrophilized, electretized, and treated with a functional substance (for example, surfactant) Agents, hydrophilizing agents, water repellents, etc.), or chemical or physical surface treatment, can be added to various functions and adapted to various applications.
[0034]
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
[0035]
【Example】
Example 1
As a sea-island fiber, a fiber obtained by a composite spinning method in which 25 island components made of polypropylene are present in a sea component made of poly-L-lactic acid (hereinafter referred to as “PLLA”) (fineness 1.5). Denier, fiber length 3 mm) was prepared. Next, this sea-island type fiber was immersed in a bath composed of a 10 mass% sodium hydroxide aqueous solution at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes to extract and remove PLLA, which is a sea component of the sea-island type fiber, to obtain a polypropylene ultrafine fiber (average fiber diameter) 1.8 μm, standard deviation value of fiber diameter distribution 0.15, melting point: 172 ° C., fiber length 3 mm, unfibrillated, stretched).
[0036]
On the other hand, as an adhesive fiber, the core component is made of polypropylene (melting point: 158 ° C.), and the sheath component (adhesion component) is made of high-density polyethylene (melting point: 131 ° C.) (fiber diameter 11.8 μm, A fiber length of 10 mm, not fibrillated, and stretched) was prepared.
[0037]
Next, the polypropylene ultrafine fibers and the adhesive fibers are dispersed in a dispersion bath made of water at a mass ratio of 50:50, made with a square hand-made paper machine, and then dried at a temperature of 140 ° C. and simultaneously with the adhesive fibers. Only the adhesive component was bonded to produce a nonwoven fabric in which the fibers are arranged substantially two-dimensionally. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this nonwoven fabric were as shown in Table 1.
[0038]
[Table 1]

[0039]
(Example 2)
As a sea-island fiber, a fiber (fineness 4.9 denier, fiber length 5 mm) obtained by a composite spinning method in which 25 island components made of polypropylene are present in a sea component made of PLLA was prepared. Next, this sea-island type fiber was immersed in a bath composed of a 10 mass% sodium hydroxide aqueous solution at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes to extract and remove PLLA, which is a sea component of the sea-island type fiber, to produce a polypropylene ultrafine fiber (average fiber) Diameter 3.8 μm, fiber diameter distribution standard deviation value 0.21, melting point: 167 ° C., fiber length 5 mm, unfibrillated, stretched).
[0040]
Except for using 50% by mass of this polypropylene ultrafine fiber, a nonwoven fabric in which fibers are substantially two-dimensionally arranged by adhering only the fiber web and the adhesive component of the adhesive fiber, in the same manner as in Example 1. Manufactured. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this nonwoven fabric were as shown in Table 1.
[0041]
(Example 3)
As a sea-island type fiber, a fiber obtained by a composite spinning method in which 61 island components composed of polymethylpentene are present in a sea component composed of polyethylene terephthalate containing 5-sulfoisophthalic acid as a copolymer component (fineness 1.5). Denier, fiber length 3 mm) was prepared. Next, this sea-island type fiber is immersed in a bath composed of a 10 mass% sodium hydroxide aqueous solution at a temperature of 80 ° C. for 40 minutes to extract and remove the copolymerized polyester, which is a sea component of the sea-island type fiber, and thereby polymethylpentene ultrafine Fibers (average fiber diameter of 1 μm, standard deviation value of fiber diameter distribution of 0.15, melting point: 234 ° C., fiber length of 3 mm, unfibrillated, drawn) were produced.
[0042]
Except for using 50 mass% of this polymethylpentene ultrafine fiber, the fiber was substantially two-dimensionally arranged in the same manner as in Example 1 except that the fiber web was made and only the adhesive component of the adhesive fiber was adhered. A nonwoven fabric was produced. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this nonwoven fabric were as shown in Table 1.
[0043]
(Example 4)
As the sea-island fiber, a fiber (fineness 1.3 denier, fiber length 3 mm) obtained by a composite spinning method in which 25 island components made of polypropylene are present in a sea component made of PLLA was prepared. Next, this sea-island type fiber was immersed in a bath composed of a 10 mass% sodium hydroxide aqueous solution at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes to extract and remove PLLA, which is a sea component of the sea-island type fiber, to produce a polypropylene ultrafine fiber (average fiber) 1.4 μm in diameter, standard deviation value of fiber diameter distribution 0.12, melting point: 172 ° C., fiber length 3 mm, unfibrillated, stretched).
[0044]
On the other hand, as an adhesive fiber, a core-sheath type composite fiber (fiber diameter 17.5 μm, whose core component is made of polypropylene (melting point: 164 ° C.) and whose sheath component (adhesion component) is made of low-density polyethylene (melting point: 105 ° C.) A fiber length of 10 mm, not fibrillated, and stretched) was prepared.
[0045]
Next, the polypropylene ultrafine fibers and the adhesive fibers are dispersed in a dispersion bath made of water at a mass ratio of 5: 5, made by a square hand-made paper machine, and then dried at a temperature of 140 ° C. and simultaneously the adhesive fibers. Only the adhesive component was bonded to produce a nonwoven fabric in which the fibers are arranged substantially two-dimensionally. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this nonwoven fabric were as shown in Table 1.
[0046]
(Example 5)
As a sea-island-type fiber, there are 25 island components in which polymethylpentene is mixed in high-density polyethylene in a sea component composed of polyethylene terephthalate containing 5-sulfoisophthalic acid as a copolymerization component. The obtained fiber (fineness 2 denier, fiber length 3 mm) was prepared. Next, the sea-island fiber is immersed in a bath composed of a 10 mass% sodium hydroxide aqueous solution at a temperature of 80 ° C. for 45 minutes to extract and remove copolymer polyethylene terephthalate, which is a sea component of the sea-island fiber, to obtain high-density polyethylene. (Sea component, melting point: 126.7 ° C) mixed with polymethylpentene (island component, melting point: 232.3 ° C) sea-island ultrafine fiber (average fiber diameter 1.3 µm, fiber diameter distribution standard deviation value 0) .11, fiber length 3 mm, non-fibrillated, stretched).
[0047]
Except that this sea-island type ultrafine fiber was used in an amount of 50% by mass, the fiber web was made, and then the adhesive component of the adhesive fiber and the adhesive component of the sea-island type ultrafine fiber (high density polyethylene) were adhered. A non-woven fabric was produced in which the fibers were arranged substantially two-dimensionally. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this nonwoven fabric were as shown in Table 1. In addition, when the surface of this nonwoven fabric is observed with an electron micrograph, the intersections of any fibers (adhesive fibers and sea-island ultrafine fibers) are adhered, and no fluffing occurs even if the surface of this nonwoven fabric is rubbed by hand Met.
[0048]
(Comparative Example 1)
A nonwoven fabric was produced in exactly the same manner as in Example 4, except that the same polypropylene ultrafine fiber and adhesive fiber as in Example 4 were used at a mass ratio of 7: 3. Next, from this nozzle plate arranged in a row with a diameter of 0.3 mm and a pitch of 0.6 mm, a water flow is ejected at a pressure of 0.3 MPa, and both sides of the nonwoven fabric are alternately processed twice. A nonwoven fabric in which the fibers were substantially intertwined in three dimensions was produced. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this nonwoven fabric were as shown in Table 1.
[0049]
(Comparative Example 2)
As an adhesive fiber, a core-sheath type composite fiber (fiber diameter 23.3 μm, fiber length) in which the core component is made of polypropylene (melting point: 162 ° C.) and the sheath component (adhesion component) is made of high-density polyethylene (melting point: 132 ° C.) Except for using 50 mass% of 10 mm, not fibrillated and stretched), the fiber was substantially made by adhering only the fiber web and the adhesive component of the adhesive fiber in the same manner as in Example 1. A non-woven fabric arranged two-dimensionally was manufactured. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this nonwoven fabric were as shown in Table 1.
[0050]
(Comparative Example 3)
As the sea-island type fiber, a fiber (fineness 3.4 denier, fiber length 3 mm) obtained by a composite spinning method in which 25 island components made of polypropylene are present in a sea component made of PLLA was prepared. Next, this sea-island type fiber was immersed in a bath composed of a 10 mass% sodium hydroxide aqueous solution at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes to extract and remove PLLA, which is a sea component of the sea-island type fiber, to produce a polypropylene ultrafine fiber (average fiber) Diameter 3 μm, fiber diameter distribution standard deviation value 0.19, melting point: 168 ° C., fiber length 3 mm, unfibrillated, stretched).
[0051]
On the other hand, as an adhesive fiber, the core component is made of polypropylene (melting point: 158 ° C.), and the sheath component (adhesion component) is made of high-density polyethylene (melting point: 131 ° C.) (fiber diameter 11.8 μm, A fiber length of 10 mm, not fibrillated, and stretched) was prepared.
[0052]
Furthermore, aramid fine fibers (KY400S, manufactured by Daicel Chemical Industries) were prepared as fibrillated fine fibers.
[0053]
Next, the polypropylene ultrafine fibers, adhesive fibers and aramid fine fibers are dispersed in a dispersion bath made of water at a mass ratio of 3: 5: 2, and made by a square hand-made paper machine, and then at a temperature of 140 ° C. At the same time as drying, only the adhesive component of the adhesive fiber was bonded to produce a nonwoven fabric in which the fibers were arranged substantially two-dimensionally. However, this non-woven fabric has a low mass of the paper made up with respect to the input fiber mass due to the fibers entangled with the paper making wire, and the fiber distribution is also uneven. .
[0054]
As is clear from Table 1, the nonwoven fabric of the present invention has a narrow pore size distribution with a maximum pore size of not more than twice the average flow pore size and excellent texture.
[0055]
(Example 6)
The non-woven fabric produced in Example 1 was pressed under the conditions of a temperature of 80 ° C. and a linear pressure of 1764 N / cm with a calendar composed of a metal roll and a resin roll to produce a filter medium. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this filter medium were as shown in Table 2.
[0056]
[Table 2]

[0057]
(Example 7)
The nonwoven fabric produced in Example 3 was pressurized under the conditions of a temperature of 80 ° C. and a linear pressure of 1764 N / cm with a calendar composed of a metal roll and a resin roll to produce a filter medium. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this filter medium were as shown in Table 2.
[0058]
(Example 8)
The non-woven fabric produced in Example 4 was pressed under the conditions of a temperature of 80 ° C. and a linear pressure of 1764 N / cm with a calender composed of a metal roll and a resin roll to produce a filter medium. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this filter medium were as shown in Table 2.
[0059]
Example 9
The non-woven fabric produced in Example 5 was pressed under the conditions of a temperature of 80 ° C. and a linear pressure of 1764 N / cm with a calendar composed of a metal roll and a resin roll to produce a filter medium. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this filter medium were as shown in Table 2.
[0060]
(Comparative Example 4)
The non-woven fabric produced in Comparative Example 1 was pressed under the conditions of a temperature of 80 ° C. and a linear pressure of 1764 N / cm with a calender composed of a metal roll and a resin roll to produce a filter medium. The maximum pore diameter and average flow pore diameter of this filter medium were as shown in Table 2.
[0061]
(Measurement of water resistance)
Each filter medium of Examples 6 to 9 and Comparative Example 4 (effective area 51.5 cm)²), The pressure loss when water was passed at a flow rate of 1.5 L / min was measured and used as water resistance. This water flow resistance was as shown in Table 2.
[0062]
(Measurement of removed particle size)
A test solution having a concentration of 10 ppm in which JIS 11 type dust was dispersed in water was uniformly stirred. Then, the number of particles contained in this test solution was measured for each particle size using a particle size distribution measuring device (Coulter Counter Multisizer II) (A). Next, while stirring this test solution, each of the filter media of Examples 6 to 9 and Comparative Example 4 (effective area: 51.5 cm)²) With a flow rate of 1.5 L / min. And the filtrate after 1 minute of water flow was extract | collected, and the particle number contained in this filtrate was measured for every particle size using the particle size distribution measuring device (Coulter counter Multisizer II) (B). Thereafter, the collection efficiency at each particle size is calculated by the following formula, and the dust collection efficiency is 100% with respect to dust having a larger particle size, and the smallest particle size showing 100% collection efficiency is the It was set as the removal particle diameter of a filter medium. This result was also as shown in Table 2.
Collection efficiency (%) = {(A−B) / A} × 100
A: Number of particles in test solution, B: Number of particles in filtrate
[0063]
(Measurement of filtration life)
While uniformly stirring a test solution having a concentration of 10 ppm in which JIS 11 type dust was dispersed in water, each of the filter media of Examples 6 to 9 and Comparative Example 4 (effective area: 51.5 cm)²) With a flow rate of 1.5 L / min, the differential pressure from the initial pressure loss is 2 kg / cm.²The total amount of water that had been treated up to this time was defined as the filtration life. This result was also as shown in Table 2.
[0064]
As is clear from Table 2, the filter medium of the present invention not only has excellent filtration performance with a small removal particle diameter, but also has a long filtration life, despite its low water resistance. In addition, even when the water flow resistance is slightly high, the filter has a long filtration life as well as excellent filtration performance with a small removal particle diameter.
[0065]
【The invention's effect】
The nonwoven fabric of the present invention has a narrow pore size distribution and excellent texture. Therefore, it can be suitably used as a filter medium.

Claims

A non-woven fabric produced by applying a fluid flow to a fiber web formed by a wet method from fibers having a fiber diameter of less than 20 μm that is not substantially fibrillated, and obtained as a composite spinning method as the fiber . An ultrafine fiber having a fiber diameter of 4 μm or less and an adhesive fiber having a fiber diameter of 8 μm or more and less than 20 μm, which is obtained by dissolving and removing sea components of sea-island type fibers , A non-woven fabric characterized in that the maximum pore size is not more than twice the average flow pore size.

The nonwoven fabric according to claim 1, wherein a value obtained by dividing the standard deviation value of the fiber diameter distribution of the ultrafine fibers by the average value of the fiber diameters of the ultrafine fibers is 0.2 or less.

The nonwoven fabric according to claim 1 or 2, wherein the ultrafine fibers contain an adhesive component and are bonded by the adhesive component.

The non-woven fabric according to claim 1 or 2, wherein the ultrafine fiber includes an adhesive component and a component having a melting point higher than that of the adhesive component, and is bonded by the adhesive component. .

The fiber length of the fiber which comprises a nonwoven fabric is 0.5-30 mm, The nonwoven fabric in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.

A filter medium comprising the nonwoven fabric according to any one of claims 1 to 5.

The filter medium according to claim 6, wherein an apparent density of the filter medium is 0.2 to 0.7 g / cm ³ .