JP4706275B2

JP4706275B2 - フィルターおよびフィルターエレメント

Info

Publication number: JP4706275B2
Application number: JP2005040403A
Authority: JP
Inventors: 亘宝田; 隆志越智; 武雄松名瀬
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2025-02-17
Also published as: JP2005270965A

Description

本発明は動作圧力が低く、濾過精度の優れたフィルターに関する。

近年、世界的な水の消費量増大を背景に、海水淡水化や汚排水の再利用など、水の浄化システムに関する要求が高まっている。この様な水浄化システムにおいては、プレフィルターとしての精密濾過膜や淡水化を行う逆浸透膜など、膜を利用したフィルターが大量に使用されている。しかし、このような膜を利用したフィルターは動作に必要な圧力が高く、大型の装置が必要となるため、動作圧力の低い濾過装置が求められている。また、大型プラントの普及に伴い、濾過効率の一層の向上が求められている。

低圧力損失で動作圧力の低いフィルターとして、繊維のメッシュや不織布からなるフィルターが知られている。しかし、従来の繊維フィルターは濾過精度が低く、水中のウイルス等を除去できないため、水処理等の精密濾過の必要な分野では使用することができなかった。繊維フィルターの濾過精度を向上させるためには、フィルターを構成する繊維を細くする必要があるが、現在フィルタ用として広く用いられているメルトブロー不織布では、特開２００２−２０１５６０号公報などに開示されるように樹脂の粘度等を工夫することにより極細化を図っても繊維径は１μｍ程度が下限であり、ウイルス等のｎｍサイズの異物を捕集できるフィルターを得ることはできなかった。

一方で、極細繊維を製造する方法として、特開昭５５−２９１６６号公報に開示されるように２種類以上の樹脂のブレンド繊維を作成し、海成分樹脂を除去する方法が知られている。しかし、この方法においても得られる繊維の繊度は約３００ｎｍ（０．００１ｄ）が限界であり、濾過精度の高いフィルターを得ることは不可能であった。更に細い繊維を得るため、ブレンド繊維をメルトブロー法により作成し、海成分樹脂を除去することにより、極めて細い繊維から成る不織布を得る方法も開示されている（特許文献１）。この方法によると最も細い繊維の直径は５ｎｍと非常に細くできる一方で、０．５μｍと非常に太い繊維も混入した不織布となった。このように非常に太い繊維が混入すると、その繊維の周囲に空間が生まれてしまうため、濾過精度は３００ｎｍ程度となってしまい１０〜１００ｎｍの大きさである水中のウイルスを除去することができなかった。

近年、細い繊維を得る方法として、高分子溶液を噴霧して極細繊維の不織布を成型する方法が開発されている（特許文献２）。これは、高分子を溶媒に溶解させることにより粘度を低下させ、引き延ばしやすくすることにより極細繊維の作製を試みたものである。しかし、高分子溶液を単純にスプレーするだけでは繊維径は０．１〜１００μｍと非常にばらつきが大きくなり、均一な極細繊維を得ることはできなかった。さらに繊維を極細化する方法として、電界を利用して高分子溶液を引き延ばすエレクトロスピニング法が知られている（非特許文献１）。同手法によれば高分子溶液を効果的に延伸することが可能であるためより細い繊維が得られる。ここで、エレクトロスピニング法により製造される繊維の形態は高分子溶液の粘度により形態が異なっており、粘度の低い溶液を用いると超極細繊維である”ｓｔｒｉｎｇ”が節のような”ｂｅａｄ”により連結されている形態となり、不織布を構成する繊維の繊度のばらつきが大きくなる。また、粘度の高い溶液を用いると”ｓｔｒｉｎｇ”の分率が増加し繊度のばらつきは小さくなるが、得られる繊維の直径は太くなる。このため、エレクトロスピニング法においても繊度が細く繊度のばらつきの小さな繊維は得られておらず、微小な異物を捕集するフィルターを得ることはできなかった。

以上のように、動作圧力が低い繊維フィルターにおいて水中のウイルス等を除去可能な濾過精度の高いフィルターが求められていた
特開平５−７１００６号公報（０００８欄）特開２００１−１２９３３１号公報（０００７欄）Ｐｏｌｙｍｅｒ，Ｖｏｌ．４３，４４０３（２００２）

本発明は水中のウイルス等も除去可能な繊維製の濾過精度の高いフィルターを提供するものである。

上記目的は、濾過層を形成する繊維が、易溶解性ポリマーの海と難溶解性ポリマーの島からなる海島型ポリマーアロイ繊維から易溶解性ポリマーを除去することにより得られるポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維およびポリアリーレン繊維からなる群から選ばれた平均直径１〜１５０ｎｍの繊維であり、重量比率の６０％以上が直径１〜１５０ｎｍの繊維であることを特徴とするフィルターによって達成される。

本発明のフィルターは、水中のウイルス等も除去可能な繊維製で、かつ動作圧力の低い精密濾過フィルターである。

本発明のフィルターは単一層から形成されていても複数の層から形成されていても良いが、最も細孔径が小さく、主な濾過を行う層（以下濾過層と記す）が極めて細く、太さの均一な極細繊維から構成されていることが重要である。ここで、フィルターを構成する繊維の繊度はフィルター表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、同一視野内で無作為に抽出した５０本以上の繊維直径を測定するが、これを少なくとも５箇所以上で行い、合計２５０本以上の繊維直径を測定することで求めることができる。本発明の極細繊維から構成されるフィルターの濾過層表面の写真を図１に示す。ここで、フィルター表面の写真から繊度を計算することが困難な場合は、フィルター断面のＴＥＭ写真から繊維の繊度を計算することも可能である。この場合、同一横断面内で無作為抽出した５０本以上の繊維の直径を測定し、これを少なくとも５箇所以上で行い、２５０本以上の繊維直径を測定することで求められる。平均値の計算方法には数平均、重量平均等いくつかの手法が存在するが、本発明において、直径のばらつきについては別に評価を行うため、平均繊維径の評価には単純な平均値である数平均を用いる。すなわち、測定された繊維の直径の総和を計算し、その値を測定した繊維の本数で除することにより平均直径とする。

本発明のフィルターにおいて濾過層を構成する繊維は平均直径が１〜１５０ｎｍ（繊度１×１０^−７〜２×１０^−４ｄｔｅｘ相当）の超極細繊維であることが重要である。これは、従来のメルトブローによる極細繊維フィルターの１／１０〜１／１０００という細さであり、従来の繊維フィルターでは成し得なかった微細物質の除去が可能になるのである。繊維の平均直径は好ましくは１〜１００ｎｍ、より好ましく１〜８０ｎｍである。

また、フィルターの濾過精度を向上させるためには、構成する繊維の平均直径が小さいだけでなく、極端に太い繊維が混入していないことが重要である。極端に太い繊維が存在すると、その周囲に空間が生じ欠陥となるだけでなく、太い繊維は質量が極めて大きいため、太い繊維が１本存在するだけで超極細繊維の本数は大幅に減少することとなり、フィルターの均一さが低下し、濾過精度の低下を招いてしまう。このため、本発明のフィルターは濾過層を構成する繊維の重量比率の多くが上記の超極細繊維で構成されていることが重要である。フィルター全体の重量に占める超極細繊維の重量が多いことで主要な濾過が超極細繊維で行われるようになる。同時に、超極細繊維の重量比率が大きいことは極端に太い繊維が存在しないことを示している。これにより、濾過層は緻密で欠陥の少ないフィルターとなり、微細物質を効率的に捕集することが可能となる。本発明のフィルターにおいて濾過層は重量比の６０％以上が直径１〜１５０ｎｍの繊維（１×１０^−７〜２×１０^−４ｄｔｅｘ相当）である事が重要であり、重量比率の６０％以上が１〜１００ｎｍの繊維であると好ましく、重量比率の６０％以上が１〜８０ｎｍの繊維であるとより好ましい。また、重量比率の７５％以上が１〜８０ｎｍの繊維で占められているとさらに好ましい。

また、濾過層を構成する繊維の太さの均一性を表すもう一つの指標が単糸直径差が３０ｎｍの幅に入る繊維の重量比率である。これは、平均直径付近へのばらつきの集中度を意味しており、この重量比率が高いほど均一性が高いことを意味している。本発明では、直径差が３０ｎｍの範囲に入る繊維の重量比率が５０％以上であることが好ましい。より好ましくは７０％以上である。

上記重量比率は以下のようにして計算できる。すなわち、写真により測定された繊維の直径から個々の繊維の繊度（ｄｔ_ｉ）を計算しその総和を総繊度（ｄｔ_１＋ｄｔ_２＋・・・ｄｔ_ｎ）とする。その上で、直径が所定の範囲内にある繊維の繊度の合計値を計算し、総繊度に占める割合を算出する。繊度と重量は比例関係にあることから、前記繊度比が重量比となる。

こように、非常に細く、しかも均一な太さの超極際繊維から濾過層を形成することで、孔径が非常に小さく、均一で、欠陥の少ないフィルターとなり、これまで繊維フィルターでは捕集できなかったウイルスのような微細物質を捕集できるようになる。また、その動作圧力は従来の多孔膜を利用した精密濾過フィルターと比較して格段に低いものである。

本発明のフィルターは濾過層のみから構成されていても良いが、繊度構成の異なる支持層と複合されていても良い。本発明の濾過層は極めて捕集効率に優れるため、薄くすることで圧力損失を低くし、高捕集効率と低圧力損失を両立させることが可能であるが、あまり薄いと形態保持性に劣るため、平均直径が１〜７０μｍの繊維からなる支持層と積層する事もできる。この時、支持層は形態の保持が主目的であるから、目付を甘くし、圧力損失が低いことが好ましい。好ましくは、目付が３０ｇ／ｍ^２〜５００ｇ／ｍ^２の支持層を用いることが好ましく、目付が５０〜２００ｇ／ｍ^２の支持層を用いることがより好ましい。積層された濾過層と支持層の結合方法は熱融着、ニードルや水流を利用した繊維同士の交絡等、公知の任意の手法を用いることができる。濾過層は支持層の上流側に設置しても下流側に設置しても良く、支持層で挟み込んでも良い。濾過層より上流側に支持層を設置すると、該層で粗大粒子を補足できるために濾過層の目詰まりが抑制されフィルターライフが長くなる。その一方で振動や逆洗によりフィルター表面に捕集された粉塵を除去しフィルターを再生することが難しくなるため、設置場所や用途に応じてフィルター構成を変更することが望ましい。

本発明の繊維フィルターの形状としてはメッシュフィルター、不織布フィルター等任意の形状とすることができるが、生産性の面から不織布フィルターであることが好ましい。

本発明のフィルターは熱可塑性樹脂のみからなることが好ましい。熱可塑性樹脂のみからなることでヒートシールが可能となり、製造プロセスを簡略化し接着強度を向上させることができる。また、熱セットにより形態の保持性が高まることから、プリーツ加工時の動作圧力を高く設定することが可能となり、単位時間当たりの処理量を増加させることが可能となる。また、熱可塑性樹脂のみからなることで、廃棄時のリサイクルが容易である点も環境保全の見地から好ましい。本発明でいう熱可塑性樹脂とは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）等のポリエステル、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６，６（Ｎ６６）、ナイロン１２（Ｎ１２）等のポリアミド、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等のポリアリーレン等が挙げられる。水処理の用途においては使用時の温度が１００℃以下であるため汎用の熱可塑性樹脂であればよいが、オイル等の高沸点の液体を処理する際には融点の高い樹脂を使用する必要がある。このため、熱可塑性樹脂の融点は１６０℃を越えるものであるとフィルターの使用範囲に制約が少なく好ましい。例えば、ＰＬＡは１７０℃、ＰＥＴは２５５℃、Ｎ６は２２０℃、ＰＰＳは２８０℃である。ここで、融点とは結晶性樹脂の場合結晶が融解する温度を指すが、明確な融点を示さない非晶性樹脂においてはビカット軟化点や熱変形温度などを融点の代わりとして用いる。また、フィルターを形成する樹脂の耐薬品性が高ければ薬品を含んだ廃液等の処理も可能となるため好ましい。例えば、Ｎ６やＮ６６はアルカリに対して耐性があるため好ましく、ＰＥ、ＰＰ、ＰＰＳは酸・アルカリ両方に耐性があるためより好ましい。

熱可塑性樹脂には必要に応じて粒子、難燃剤、耐電防止剤等の添加物を含有させていても良く、樹脂の性質を損なわない範囲で他の成分が共重合されていても良い。また、フィルターによる液体の処理においてはフィルター材と液体との親和性が圧力損失や捕集効率に大きな影響を与えるため、目的に応じて親水処理などの表面処理を行うことが好ましい。

本発明のフィルターの製造方法としては、以下のような方法を採用することができる。

超極細繊維の製造には、易溶解性ポリマーの海と難溶解性ポリマーの島からなる海島型ポリマーアロイ繊維を利用できる。これは、２種類以上の溶剤に対する溶解性の異なるポリマーをアロイ化したポリマーアロイ溶融体となし、これを紡糸した後、冷却固化して繊維化したもので、海成分の易溶解性ポリマーを溶剤で除去することにより超極細繊維を得ることができる。

本発明のフィルターに使用される超極細繊維を得るためには、海島型ポリマーアロイ繊維中で易溶解性ポリマーが海（マトリックス）、難溶解性ポリマーが島（ドメイン）となし、その島サイズを制御することが重要である。島サイズに影響を与える因子としては、混練方法、ポリマーの組み合わせ、ポリマー粘度があり、これらを適切にコントロールすることが必要である。

ポリマーの混練方法としては、混練押出機や静止混練器等によって高混練することが好ましい。混練押出機としては２軸混練押出機が好ましく、静止混練器を用いる場合は分割数を１００万以上とするのが好ましい。

ポリマーの組み合わせとしては、非相溶であり、かつ、島成分が円形状に微分散する組み合わせであることが重要である。このような分散状態は、ポリマー同士の相溶性が一定の範囲にある時に作製される。この相溶性を判断する方法の１つとして混練するポリマーの溶解度パラメータ（ＳＰ値）の差を調べる方法があるが、２つのポリマーのＳＰ値の差が１〜９（ＭＪ／ｍ^３）であると、島ドメインが円形でかつ超微分散化させやすく好ましい。また、ポリマー同士の融点差が２０℃以下であると混練時の微分散化が進みやすく、ポリマーアロイの成形性も優れるため好ましい。また、混練するポリマー同士の反応性が低い方が溶融時の安定性に優れるため好ましく、ポリエステル／ポリオレフィンのような異種ポリマの組み合わせや、ポリアミド／ポリ乳酸のような交換反応に不活性な組み合わせが好ましい。

また、超微分散化されたポリマーアロイの溶融紡糸においては増大した界面の影響によりバラスの増大や周期的な直径変動が起こりやすく、得られる繊維の力学特性も低い物になりやすい。そこで、吐出孔での剪断応力を低下し、冷却条件を整えてバラスを減少し直径変動を抑えることが好ましい。また、得られたポリマーアロイ繊維は延伸熱処理により強度を増加し強度を向上し収縮率を低下することが可能である。エレクトロスピニング法など溶液から乾式法にてナノサイズの繊維を作成する方法では、溶媒が急激に脱離することから分子を配向させることが不可能であり、超極細繊維の力学特性が低く実用上問題となることがあるが、ポリマーアロイ繊維を出発点とする方法であればポリマーアロイ繊維の延伸時に繊維中の超極細繊維成分も延伸熱処理され、力学特性が改善されるため好ましい。作成されたポリマーアロイ繊維は伸度５０％以下に延伸処理を施した際に１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の強度を持つことが好ましく、繊維の直径のばらつきを表すウースター斑（Ｕ％）は５％以下であることが好ましい。また、ポリマーアロイ繊維の脱海処理を行い超極細繊維のみを取り出した時に、その極細繊維の集合体の強度が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。

ポリマー粘度については、島を形成するポリマーの粘度が低いほうが混練時に剪断力で分割されやすくなり好ましいが、海ポリマーに対して島ポリマーの粘度が低くなりすぎると島ポリマーが海化しやすくなり、島ポリマーのブレンド比を高く設定できなくなるため、島ポリマー粘度は海ポリマー粘度の１／１０以上とすることが好ましい。また、海ポリマーの粘度が高いとポリマーアロイの成形性が悪化する傾向にあることから、海ポリマーの粘度は１００Ｐａ・ｓｅｃ以下の低粘度ポリマーとすることが好ましい。なお、溶融粘度はキャピラリー式レオメーターを用いて、実際の成形温度で剪断速度１２１６ｓｅｃ^−１で測定される値である。

上記のように設計されたポリマーアロイを繊維化することにより、島成分が非常に細かく、均一に分散した海島型ポリマーアロイ繊維を得ることができ、この海島型ポリマーアロイ繊維から海成分の易溶解性ポリマーを溶剤により溶出することで極めて細く、太さの均一な超極細繊維を得ることができる。溶剤としては例えば、海成分がポリエステルの場合は水酸化ナトリウム水溶液、ポリスチレンの場合はトリクレンなどを用いることができるが、水溶液系のものを用いることが環境負荷を低減する観点から好ましい。特に、低濃度のアルカリで迅速に分解処理が可能であり、非石油系原料からなるポリ乳酸を用いると環境負荷が極めて小さくなるため好ましい。

上記の超極細繊維を不織布に加工することで本発明のフィルターを得ることができる。超極細繊維から成る不織布を作製する方法としては、ポリマーアロイ繊維から超極細繊維を取り出し、その超極細繊維から不織布を作成しても良く、ポリマーアロイ繊維から成る不織布を形成し、その後海成分ポリマーを溶出することで超極細繊維不織布を作成しても良いが、超極細繊維を取り出した後に不織布を作成した方が超極細繊維一本一本が分散したフィルターを得やすいため好ましい。このような作製方法としては従来公知の方法を採用することができるが、代表的な作製方法として湿式抄紙法が挙げられる。

湿式抄紙法では、まず上記の方法で得られた超極細繊維をカットし短繊維を作製する。カット長は特に限定されるものではないが、短繊維の分散性と不織布強力のバランスから、カット長は０．５〜１０ｍｍとすることが好ましく、１〜５ｍｍとすることがより好ましい。こうして得られた短繊維を水等の液体に分散させ、湿式抄紙することで不織布を作製する。この時、カットされた短繊維は超極細繊維が凝集し束状になっているため、良好な地合の不織布を得るためには、超極細繊維集合体をパルパー、ビーター、リファイナー等の叩解機を用いて分散させることが望ましく、さらに分散性を向上させるため界面活性剤を用いることが好ましい。

界面活性剤は、アニオン系、カチオン系、ノニオン系、両性に分類される。アニオン系界面活性剤としては、例えば、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩などが挙げられる。カチオン系界面活性剤としては、アミン塩、アンモニウム塩などが挙げられる。ノニオン系界面活性剤としては、エーテル型、エステル型、アミノエーテル型などが挙げられる。両性界面活性剤としては、ベタイン型などが挙げられる。これらの中から、繊維の分散性の良好な物を適宜選択して用いればよい。また、均一に混合分散した繊維の分散安定性を向上させるために、アニオン性のポリアクリルアミド系粘剤等を繊維分散液に添加することにより、不織布の地合を更に向上させることができる。

湿式抄紙は、一般紙や湿式不織布を製造するための抄紙機、例えば、長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜ワイヤー式抄紙機などの湿式抄式で製造できる。この時、基材となる不織布を用いて抄紙を行い、直接複合不織布を作成することも可能である。乾燥には、シリンダードライヤー、スルードライヤー、赤外線ドライヤーなどの乾燥機を用いることができる。

得られた不織布は超極細繊維が非常に緻密に充填され単繊維の脱落が起こりにくいため、そのままでも十分にフィルターとして利用可能であるが、必要に応じて各種バインダーを付与し、強度、腰を向上させることもできる。

バインダーとしては、例えば、アクリル系ラテックス、酢ビ系ラテックス、ウレタン系ラテックス、エポキシ系ラテックス、ポリエステル系ラテックス、エポキシ系ラテックス、ＳＢＲ系ラテックス、ＮＢＲ系ラテックス、エポキシ系バインダー、フェノール系バインダー、ＰＶＡ、澱粉等の一般的に製紙工程で使用される紙力剤などが挙げられ、これらを単独、もしくは架橋剤と併用して使用できる。

この時、付与するバインダー量は不織布の質量に対して２０％未満が望ましく、１０％未満とすることが好ましい。これにより、圧力損失の向上を押さえ、フィルター寿命の減少を小さく留めながら、フィルターの強度を向上させることが可能である。

このようにして得られたフィルターはそのまま積層してモジュールとすることも可能であるが、プリーツ加工や封筒状に加工してプリーツ型やスパイラル型のモジュールとすることが好ましい。本発明のフィルターは熱可塑性樹脂のみからなり形態保持性に優れるため、プリーツ加工の形態保持性が高く、簡易なプリーツ型モジュールにおいても高い動作圧力で運転することが可能となる。また、スパイラル型のモジュールに加工する際は、リーフの３辺を接着する必要があるが、本発明のフィルターは熱可塑性樹脂のみからなるためヒートシール性を有することから、接着工程を簡素化することができる。また、接着剤を使用しないため、残留溶媒の流出が起こることもない。

上記のように、本発明のフィルターを用いたフィルターエレメントは従来の湿式法で作製される膜を利用したモジュールと比較して加工性に優れており、モジュールの処理効率の向上や生産性の増加が可能である。

以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。

Ａ．ポリマーの溶融粘度
東洋精機キャピログラフ１Ｂによりポリマーの溶融粘度を測定した。なお、サンプル投入から測定開始までのポリマーの貯留時間は１０分とした。

Ｂ．融点
ＰｅｒｋｉｎＥｌａｅｒＤＳＣ−７を用いて２ｎｄｒｕｎでポリマーの融解を示すピークトップ温度をポリマーの融点とした。この時の昇温温度は１６℃／分、サンプル量は１０ｍｇとした。

Ｃ．ＳＥＭによるフィルター表面観察
フィルターに白金−パラジウム合金を蒸着し、走査型電子顕微鏡でフィルター表面を観察した。

ＳＥＭ装置：日立社製Ｓ−４０００型
Ｄ．フィルターを構成する繊維の平均直径
繊維の平均直径は以下のようにして求める。すなわち、ＳＥＭによるフィルター表面写真から繊維の直径を計算し、それの単純な平均値を求めた。この時、平均に用いる繊維数は同一視野内で無作為抽出した５０本以上の繊維の直径を測定し、これをフィルターの異なる箇所から採取した５サンプルで行い、合計２５０本以上の繊維の直径を用いて計算した。

Ｅ．フィルターを構成する繊維の重量比率
フィルターを構成する繊維の重量比率、以下のようにして評価する。すなわち、上記平均直径を求める際に使用したデータを用い、フィルターを構成する繊維それぞれの繊度（ｄｔ_ｉ）を計算しその総和を総繊度（ｄｔ_１＋ｄｔ_２＋・・・ｄｔ_ｎ）とする。また、重量比率を計算したい直径を持つ繊維の繊度の合計値を計算し、総繊度との比率から重量比率を計算した。

Ｆ．３０ｎｍの幅に入る繊維の重量比率
上記平均直径を求める際に使用したデータを用い、平均直径を含む３０ｎｍの幅に入る繊維の繊度比をＥ．と同様に求めた。

Ｇ．繊維の力学特性
測定する繊維束１０ｍの重量をｎ＝５回測定し、これの平均から繊維束の合計繊度（ｄｔｅｘ）を求めた。そして、室温（２５℃）で、初期試料長＝２００ｍｍ引っ張り速度＝２００ｍｍ／分とし、ＪＩＳＬ１０１３に示される条件で荷重−伸度曲線をもとめた。次には男児の荷重値を初期の繊度で割り、それを強度とし、破断時の伸びを初期試料長で割り伸度とした。

Ｈ．繊維のウースター斑（Ｕ％）
ツェルベガーウスター株式会社製ＵＳＴＥＲＴＥＳＴＥＲ４を用いて給糸速度２００ｍ／分でノーマルモードで測定を行った。

Ｉ．濾過精度
下記の３種類の直径の異なるラテックス粒子を用いて阻止率を測定し、濾過精度を評価した。

ａ．直径１３２ｎｍ、セラダイン社製、ポリスチレン系ポリマー
ｂ．直径８８ｎｍ、ダウケミカル社製、ポリスチレン系ポリマー
ｃ．直径４２ｎｍ、ＪＳＲ社製、ポリスチレン系ポリマー
（１）ラテックス粒子を２部、ドデシル硫酸ナトリウムを２０部、イオン交換水を９７８部の割合で混合する。
（２）測定するフィルターを２５ｍｍに打ち抜き、界面活性剤溶液に浸漬し、親水化を行い、次いで水と置換する。
（３）試験片をフィルターホルダーに組み込み、均一分散液を差圧４９ｋＰａで供給し、その透過した濾液を１０ｍｌ採取する。
（４）得られた濾液をＵＶ急行時計にて吸光度を測定（２６０ｎｍ）し、濾液中の粒子濃度を求める。同様の方法で測定される原液中の粒子濃度と濾液中の粒子濃度から、フィルターの粒子阻止率を計算する。

Ｊ．透水量
濾過精度の測定と同様の手順でフィルターをフィルターホルダーに組み込み、２５℃のイオン交換水を差圧４９ｋＰａで供給し、その透過流量を測定した。

実施例１
溶融粘度２００Ｐａ・ｓ（２４５℃、１２１．６ｓｅｃ^−１）、融点２２５℃のポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）と溶融粘度２１０Ｐａ・ｓ（２４５℃、１２１．６ｓｅｃ^−１）の２−エチルヘキシルアクリレートを２２％共重合したポリエスチレン（ｃｏ−ＰＳ）とを、ＰＢＴの含有率を２０重量％とし、混練温度を２３５℃として２軸混練押出機を用いて溶融混練し、ポリマーアロイチップを得た。なお、このｃｏ−ＰＳの２４５℃、１２１６ｓｅｃ^−１での溶融粘度は６０Ｐａ・ｓであった。

このポリマーアロイチップをプレッシャーメルタを備えた溶融紡糸装置に投入し、溶融温度２６０℃、紡糸温度２６０℃（口金面温度２４５℃）、単孔吐出量１．０ｇ／分、紡糸速度１２００ｍ／分の条件で溶融紡糸を行った。ここで、口金としては吐出孔上部に直径０．３ｍｍの軽量部を備えた、吐出孔径が０．７ｍｍのものを用いた。得られた未延伸糸を延伸温度１００℃、延伸倍率２．４９倍、熱セット温度１１５℃の条件で延伸熱処理した。作成されたポリマーアロイ繊維は８０ｄｔｅｘ、２４フィラメントであり、強度１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３３％、Ｕ％＝２．０％であった。このポリマーアロイ繊維を４万ｄｔｅｘに引きそろえ、枷に巻きつけた後、トリクロロエチレンに１時間浸漬することでポリマーアロイ繊維中のｃｏ−ＰＳ成分の９９％以上を溶解除去した。さらに水洗、乾燥することで超極細繊維束を作製した。得られた超極細繊維束の力学特性は、強度１．７ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度６０％であった。

得られた極細繊維束を長さ２ｍｍ長に切断して、超極細繊維のカット繊維を得た。タッピースタンダードナイヤガラ試験ビータ（東洋精機製)に水２３Ｌと先ほど得られたカット繊維３０ｇを仕込み、５分間予備叩解し、その後余分な水を切って繊維を回収した。この繊維の重量は２５０ｇであり、その含水率は８８％であった。含水状態の繊維２５０ｇをそのまま自動式ＰＦＩミル（熊谷理機製）に仕込み、回転数１５００回転、クリアランス０．２ｍｍで６分間叩解した。ファイバーミキサーＭＸ−Ｘ１０３（ナショナル製）に叩解した繊維４．２ｇ、分散剤としてノイゲンＥＡ−８７（第一工業製薬製）を０．５ｇ、水５００ｇを仕込み、５分間撹拌してＰＢＴナノファイバーの水分散体を得た。上記で得られた水分散体２５０ｇ、水２０Ｌをセミオートマチック角型シートマシン（熊谷理機製）に仕込み、Ｎｏ．２定性用ろ紙（アドバンテック製）の上に抄紙し、そのまま高温用回転型乾燥機（熊谷理機製）を用いて１１０℃で乾燥して、ろ紙から繊維シート部分をはがして厚さ１μｍの不織布を作成した。

この不織布の極細繊維側の表面をＳＥＭにより解析した結果、繊維の平均直径直径は６５ｎｍ（２×１０^−５ｄｔｅｘ）と従来にない細さであり、また直径１〜１５０ｎｍの繊維の重量比率は９０％であり、特に直径６０〜８９ｎｍの間の繊維の重量比率は６０％であり、繊維直径のばらつきはごく小さいものであった。この不織布をフィルターとして濾過精度と透水量を測定した。結果を表１に示す。

この不織布を用いたフィルターは直径８８ｎｍ以上の粒子をほぼ完全に阻止する、濾過精度に優れたフィルターとなった。また、透水量も０．０４２ｌ／ｈｒ・ｍ^２・Ｐａと多く濾過効率に優れたフィルターであった。

実施例２
溶融粘度５３Ｐａ・ｓ（２６２℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ^−１）、融点２２０℃のナイロン６（Ｎ６）（２０重量％）と溶融粘度３１０Ｐａ・ｓ（２６２℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ^−１）、融点２２５℃のイソフタル酸を８ｍｏｌ％、ビスフェノールＡを４ｍｏｌ％共重合した融点２２５℃の共重合ポリエチレンテレフタレート（ｃｏ−ＰＥＴ）（８０重量％）を２軸混練押出機で２６０℃で混練してポリマーアロイチップを得た。なお、このｃｏ−ＰＥＴの２６２℃、１２１６ｓｅｃ^−１での溶融粘度は１８０Ｐａ・ｓであった。

このポリマーアロイチップを１軸押出機を備えた溶融紡糸装置に投入し、溶融温度２７５℃、紡糸温度２８０℃（口金面温度２６２℃）、単孔吐出量２．９ｇ／分、紡糸速度９００ｍ／分の条件で溶融紡糸を行った。ここで、口金は実施例１と同じものを用いた。得られた未延伸糸を延伸温度９０℃、延伸倍率３．２倍、熱セット温度１３０℃の条件で延伸熱処理した。作成されたポリマーアロイ繊維は２４０ｄｔｅｘ、２４フィラメント、強度４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３５％、Ｕ％＝１．５％であった。このポリマーアロイ繊維を４万ｄｔｅｘに引きそろえ、枷に巻きつけた後、９０℃の３重量％水酸化ナトリウム水溶液にて２時間浸漬することでポリマーアロイ繊維中のｃｏ−ＰＥＴ成分の９９％以上を加水分解除去した。さらに酢酸で中和後、水洗、乾燥することで超極細繊維束を作製した。この超極細繊維束の力学特性は、強度２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度５０％であった。

得られた極細繊維束を長さ２ｍｍにカットし、実施例１と同様に超極細繊維が単分散した水溶液を作製した。得られた水分散体２５０ｇ、水２０Ｌをセミオートマチック角型シートマシン（熊谷理機製）に仕込み、Ｎｏ．２定性用ろ紙の上に支持層とする単糸繊度１．３ｄｔｅｘ、目付１００ｇ／ｃｍ^２の不織布を重ね、不織布上に超極細繊維を抄紙し、そのまま高温用回転型乾燥機（熊谷理機製）を用いて１１０℃で乾燥して、ろ紙から支持層と超極細繊維層をはがして支持層を有する超極細繊維不織布を作成した。この時、濾過層である超極細繊維不織布層の厚みは１μｍであった。

この濾過層表面をＳＥＭにより解析した結果、繊維の平均は５６ｎｍ（３×１０^−５ｄｔｅｘ）と従来にない細さであり、また直径が１〜１５０ｎｍの繊維の比率は９９％であり、直径１〜８０ｎｍの繊維の重量比率も８６％であった。また、直径５５〜８４ｎｍの間の繊維の重量比率は７１％であり、繊維直径のばらつきはごく小さいものであった。得られたフィルターの濾過精度と透過流量を測定した結果を表１に示す。

この不織布を用いたフィルターは直径８８ｎｍ以上の粒子をほぼ完全に阻止し、４２ｎｍの粒子の３６％を阻止する、濾過精度に優れたフィルターとなった。また、透水量も０．０３６ｌ／ｈｒ・ｍ^２・Ｐａと多く濾過効率に優れたフィルターであった。

実施例３
溶融粘度３００Ｐａ・ｓ（２２０℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ^−１）、融点１６２℃のポリプロピレン（ＰＰ）（２０重量％）と溶融粘度６４Ｐａ・ｓ（２２０℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ^−１）、融点１７０℃のポリＬ乳酸（光学純度９９．５％以上）（ＰＬＡ）（８０重量％）を２軸混練押出機で２２０℃で混練してポリマーアロイチップを得た。なお、このＰＬＡの２１５℃、１２１６ｓｅｃ^−１での溶融粘度は８６Ｐａ・ｓであった。

このポリマーアロイチップを１軸押出機を備えた溶融紡糸装置に投入し、溶融温度２３０℃、紡糸温度２３０℃（口金面温度２１５℃）、単孔吐出量０．９４ｇ／分、紡糸速度３５００ｍ／分の条件で溶融紡糸を行った。ここで、口金は実施例１と同じものを用いた。得られた未延伸糸を延伸温度９０℃、延伸倍率１．３９倍、熱セット温度１３０℃の条件で延伸熱処理した。得られたポリマーアロイ繊維は９２ｄｔｅｘ、３６フィラメント、強度２．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、Ｕ％＝２．３％であった。このポリマーアロイ繊維を４万ｄｔｅｘに引きそろえ、枷に巻きつけた後、９０℃の２重量％水酸化ナトリウム水溶液にて３０分浸漬することでポリマーアロイ繊維中のＰＬＡ成分の９９％以上を加水分解除去した。さらに酢酸で中和後、水洗、乾燥することで超極細繊維束を作製した。この超極細繊維束の力学特性を測定したところ、強度１．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度８０％であった。

得られた超極細繊維束を長さ２ｍｍにカットし、実施例２と同様に単糸繊度１．３ｄｔｅｘ、目付１００ｇ／ｃｍ^２の支持層の表面に厚さ０．５μｍの濾過層を形成した不織布を作製した。

この濾過層表面をＳＥＭにより解析した結果、繊維の平均直径は７６ｎｍ（５×１０^−５ｄｔｅｘ）と従来にない細さであり、また直径が１〜１５０ｎｍの繊維の比率は６５％であった。また、直径５５〜８４ｎｍの間の繊維の重量比率は５２％であり、繊維直径のばらつきは小さいものであった。得られたフィルターの濾過精度と透過流量を測定した結果を表１に示す。

この不織布を用いたフィルターは直径１３２ｎｍ以上の粒子をほぼ完全に阻止し、８８ｎｍの粒子の４３％を阻止する、濾過精度に優れたフィルターとなった。また、透水量も０．０４５ｌ／ｈｒ・ｍ^２・Ｐａと多く濾過効率に優れたフィルターであった。

実施例４
超極細繊維束のカット長を７ｍｍに変更した以外は実施例２と同様に支持層を有する不織布フィルターを作製した。このフィルターの濾過精度と濾過流量を測定した結果を表１に示す。

実施例５
支持層の不織布を繊度２．５ｄｔｅｘ、目付４００ｇ／ｍ^２のものに変えた以外は実施例２と同様に支持層を有する不織布フィルターを作製した。このフィルターの濾過精度と濾過流量を測定した結果を表１に示す。

比較例１
プレッシャーメルタを２つ備えた複合紡糸装置を用いて、海成分がＰＳ、島成分がＰＥＴで繊維全体における島成分の割合が３５重量％である高分子配列体繊維を作製した。得られた繊維を液浴延伸機を用いて延伸温度９０℃、熱セット温度１３０℃、延伸倍率３．０倍の条件で延伸し、５８ｄｔｅｘ、２４フィラメントの高分子配列体繊維とした。この時、該高分子配列体繊維中におけるＰＥＴ成分の単糸繊度は０．０５ｄｔｅｘである。この高分子配列体繊維を４万ｄｔｅｘに引きそろえ、枷に巻きつけた後、トリクロロエチレンに１時間浸漬することでポリマーアロイ繊維中のＰＳ成分の９９％以上を溶解除去した。さらに水洗、乾燥することで極細繊維束を作製した。この極細繊維束の力学特性は、強度４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４５％であった。この極細繊維束を長さ３ｍｍにカットした以外は実施例１と同様に湿式抄紙を行い、厚さ１．５μｍの不織布を作製した。

この不織布表面をＳＥＭにより解析した結果、繊維の平均直径は２．２μｍ（０．０５ｄｔｅｘ）であった。この不織布をフィルターとして濾過精度と透過流量を測定した。結果を表１に示す。

この不織布を用いたフィルターは透過流量こそ１５．２ｌ／ｈｒ・ｍ^２・Ｐａと非常に高い値をしめすものの、１３２ｎｍの粒子すら阻止できない濾過精度の低いものであった。

比較例２
特開平５−７１００６号公報の記載に従い、熱可塑性ポリビニルアルコール（ＭＦＲ１９０℃：５０、重合度：４００、鹸化度：６２％）とポリプロピレン（ＭＦＲ２３０℃：８０）をチップの状態で等量混合してメルトブロー紡糸機に投入し、紡糸温度２３０℃、単孔吐出量０．３ｇ／ｍｉｎで吐出し、２３０℃、圧力２．２ｋｇ／ｃｍ^２の空気を噴射して金網コンベアー上に目付１００ｇ／ｃｍ^２のウエブを形成した。このウエブを７０ｋｇ／ｃｍ^２の高圧水流で処理して不織布としたのち、８０℃の温水浴中で２０分間超音波を照射することにより、ポリビニルアルコールを溶出除去して極細繊維を発生させると共に、極細繊維の分散・交絡を行い、目付５０ｇ／ｃｍ^２の不織布を作成した。

この不織布表面をＳＥＭにより解析した結果、極細繊維の数平均による単糸直径は４３ｎｍ（２×１０^−５ｄｔｅｘ）と細かったが、また単糸繊度が１×１０^−８〜１×１０^−４ｄｔｅｘの繊度比率は２４％であり、特に単糸直径で４０〜６９ｎｍの間の単糸繊度比率は１３％であり、単糸繊度のばらつきの大きいものであった。この不織布をフィルターとして濾過精度と透過流量を測定した。結果を表１に示す。

この不織布を用いたフィルターは１３２ｎｍの粒子の阻止率は８３％と比較的高い値を示したが、８８ｎｍの粒子の阻止率は４７％と低く、濾過精度に劣るフィルターであった。

比較例３
アクリロニトリル９１．５重量％、アクリル酸メチル８．０重量％、メタクリル酸ソーダ０．５重量％からなる極限粘度１．２の共重合体１６重量％および重量平均分子量３，０００のポリエチレングリコール（和光純薬社製、ＰＥＧ４０００）８重量％を、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド７６重量％に溶解して均一溶液とした。この製膜をガラス基板上に厚さ４００μｍに流延し、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド９０％と水１０％との混合溶液からなる６０℃の凝固浴中に流延面を浸漬し、凝固させて多孔質膜を形成した。この多孔質膜をフィルターとして濾過精度と透過流量を測定した。結果を表１に示す。

このフィルターは１３２ｎｍの粒子をほぼ完全に阻止する濾過精度に優れたフィルターであったが、透水量は０．０３１ｌ／ｈｒ・ｍ^２・Ｐａと低く、濾過効率に劣るものであった。

比較例４
溶剤にＮ−メチル−２−ピロリドンのみを用いた以外は比較例３と同様に多孔質膜を形成した。この多孔質膜をフィルターとして濾過精度と透過流量を測定した。結果を表１に示す。

このフィルターは４２ｎｍの粒子も完全に阻止する濾過精度に優れたフィルターであったが、透水量は０．０１１ｌ／ｈｒ・ｍ^２・Ｐａと極めて低く、濾過効率に劣るものであった。

上記表から明らかなように、本発明の繊維フィルターは精密濾過膜として利用可能な１３５ｎｍ以下の濾過精度を有しながら透水量が大きく、濾過精度と透水量のバランスに優れた濾過フィルターである。

実施例６
実施例２のフィルターに山高さ２０ｍｍ、山間隔８ｍｍのプリーツ加工を施し、１５０℃１分の熱セットを行った後、直径１０ｃｍ、長さ２０ｃｍの円筒状フィルターハウジングに組み込みフィルターエレメントを作製した。このフィルターエレメントに０．０５ＭＰａ／分の割合で水圧を増加させながら通水を行い、透水量を測定したところ、０．４６ＭＰａで最大透水量５２００ｌ／ｈｒを示した。

比較例５
比較例３のフィルターを用いて実施例６と同様にフィルターエレメントを作製し、透水量を測定した。その結果、圧力０．２５ＭＰａで最大取水量３１００ｌ／ｈｒを示した。

実施例６および比較例４から明らかなように、本発明のフィルターを用いたフィルターエレメントは従来のフィルターを用いたフィルターエレメントよりも同じ処理圧力での透水量が高い上に、動作圧力を高くすることができるため、非常に効率の良いフィルターエレメントとなった。

実施例７
溶融粘度２８０Ｐａ・ｓ（３００℃、１２１６ｓｅｃ^−１）のＰＥＴを８０重量％、溶融粘度１６０Ｐａ・ｓ（３００℃、１２１６ｓｅｃ^−１）のＰＰＳを２０重量％として、混練温度を３００℃として２軸混練押出機を用いて溶融混練した。ここで、ＰＰＳは直鎖型で分子鎖末端がカルシウムイオンで置換された物を用いた。

このポリマーアロイ溶融体を直接紡糸装置に導き、溶融紡糸を行った。この時、紡糸温度３１５℃（口金面温度２９２℃）、単孔吐出量１．１ｇ／分、紡糸速度１０００ｍ／分とした。このとき、口金には吐出孔上部に直径０．３ｍｍの計量部を持つ吐出孔径０．６ｍｍのものを用いた。得られた未延伸糸を延伸温度１００℃、熱セット温度１３０℃、延伸倍率を３．３倍の条件で延伸熱処理した。得られたポリマーアロイ繊維は４００ｄｔｅｘ、２４０フィラメント、強度４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２７％、Ｕ％＝１．７％の優れた特性を示した。このポリマーアロイ繊維を４万ｄｔｅｘに引きそろえ、枷に巻きつけた後、９８℃、１０重量％水酸化ナトリウム水溶液に減量促進剤として明成化学工業（株）社製「マーセリンＰＥＳ」５％ｏｗｆを併用してアルカリ加水分解処理し、ポリマーアロイ繊維中のＰＥＴ成分の９９％以上を溶解除去した。さらに酢酸で中和後、水洗、乾燥することで超極細繊維束を作製した。得られた超極細繊維束の力学特性は、強度２．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２３％であった。

得られた極細繊維束を長さ２ｍｍ長に切断して、実施例１と同様に湿式不織布を作成した。得られた不織布の極細繊維側の表面をＳＥＭにより解析した結果、繊維の平均直径直径は７６ｎｍ（２×１０^−５ｄｔｅｘ）と従来にない細さであり、また直径１〜１５０ｎｍの繊維の重量比率は９９％で、特に直径７０〜９９ｎｍの間の繊維の重量比率は８６％であり、繊維直径のばらつきはごく小さいものであった。

この不織布をフィルターとして濾過精度と透水量を測定したところ、このフィルターは直径８８ｎｍの粒子を８２％阻止する、濾過精度に優れたフィルターとなった。また、透水量も０．０４８ｌ／ｈｒ・ｍ^２・Ｐａと多く濾過効率に優れたフィルターであった。

実施例８
溶融粘度８７Ｐａ・ｓ（２３５℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ^−１）、融点２２０℃のナイロン６（Ｎ６）（２０重量％）と溶融粘度７５Ｐａ・ｓ（２３５℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ^−１）、融点１７０℃のポリＬ乳酸（ＰＬＡ）（８０重量％）を２３０℃に設定した２軸混練押出機で混練してアロイ樹脂を得た。なお、このＰＬＡの２２５℃、１２１６ｓｅｃ^−１での溶融粘度は５２Ｐａ・ｓであった。

このポリマーアロイチップを１軸押出機を備えた溶融紡糸装置に投入し、溶融温度２３０℃、紡糸温度２３０℃（口金面温度２１５℃）、単孔吐出量０．７ｇ／分、紡糸速度１３５０ｍ／分の条件で溶融紡糸を行った。ここで、口金には吐出孔径０．３ｍｍのものを用いた。得られた未延伸糸を延伸温度９０℃、延伸倍率３．０４倍、熱セット温度１３０℃の条件で延伸熱処理した。作成したポリマーアロイ繊維は８５ｄｔｅｘ、４８フィラメント、強度３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３６％、Ｕ％＝１．８であった。このポリマーアロイ繊維を４万ｄｔｅｘに引きそろえ、枷に巻きつけた後、９０℃の３重量％水酸化ナトリウム水溶液にて２時間浸漬することでポリマーアロイ繊維中のＰＬＡ成分の９９％以上を加水分解除去した。さらに酢酸で中和後、水洗、乾燥することで超極細繊維束を作製した。この超極細繊維束の力学特性は、強度１．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度１７％であった。

この濾過層表面をＳＥＭにより解析した結果、繊維の平均は６６ｎｍ（４×１０^−５ｄｔｅｘ）と従来にない細さであり、また直径が１〜１５０ｎｍの繊維の比率は１００％であった。また、直径６０〜８９ｎｍの間の繊維の重量比率は８２％であり、繊維直径のばらつきはごく小さいものであった。

得られたフィルターの濾過精度と透過流量を測定したところ、このフィルターは直径８８ｎｍの粒子の９０％を阻止する、濾過精度に優れたフィルターとなった。また、透水量も０．０４０ｌ／ｈｒ・ｍ^２・Ｐａと多く濾過効率に優れたフィルターであった。

実施例９
溶融粘度２９６Ｐａ・ｓ（２３５℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ^−１）、融点２２０℃のナイロン６（Ｎ６）（４０重量％）と溶融粘度７５Ｐａ・ｓ（２３５℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ^−１）、融点１７０℃のポリＬ乳酸（ＰＬＡ）（６０重量％）を２３０℃に設定した２軸混練押出機で混練してアロイ樹脂を得た。なお、このＰＬＡの２２５℃、１２１６ｓｅｃ^−１での溶融粘度は５２Ｐａ・ｓであった。

このポリマーアロイチップを１軸押出機を備えた溶融紡糸装置に投入し、溶融温度２７５℃、紡糸温度２８０℃（口金面温度２６２℃）、単孔吐出量０．８ｇ／分、紡糸速度１３５０ｍ／分の条件で溶融紡糸を行った。ここで、口金には吐出孔径０．３ｍｍのものをもちいた。得られた未延伸糸を延伸温度９０℃、延伸倍率２．０５倍、熱セット温度１３０℃の条件で延伸熱処理した。作成したポリマーアロイ繊維は１０５ｄｔｅｘ、３６フィラメント、強度３．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３６％、Ｕ％＝２．３であった。このポリマーアロイ繊維を４万ｄｔｅｘに引きそろえ、枷に巻きつけた後、９０℃の３重量％水酸化ナトリウム水溶液にて２時間浸漬することでポリマーアロイ繊維中のＰＬＡ成分の９９％以上を加水分解除去した。さらに酢酸で中和後、水洗、乾燥することで超極細繊維束を作製した。この超極細繊維束の力学特性は、強度３．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５％であった。

この濾過層表面をＳＥＭにより解析した結果、繊維の平均は９４ｎｍ（９×１０^−５ｄｔｅｘ）と従来にない細さであり、また直径が１〜１５０ｎｍの繊維の比率は９４％であった。また、直径９０〜１１９ｎｍの間の繊維の重量比率は３７％であり、繊維直径のばらつきは小さいものであった。

得られたフィルターの濾過精度と透過流量を測定したところ、このフィルターは直径８８ｎｍの粒子の６０％を阻止する、濾過精度に優れたフィルターとなった。また、透水量も０．０５３ｌ／ｈｒ・ｍ^２・Ｐａと多く濾過効率に優れたフィルターであった。

本発明のフィルター濾過層の表面ＳＥＭ写真

Claims

濾過層を形成する繊維が、易溶解性ポリマーの海と難溶解性ポリマーの島からなる海島型ポリマーアロイ繊維から易溶解性ポリマーを除去することにより得られるポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維およびポリアリーレン繊維からなる群から選ばれた平均直径１〜１５０ｎｍの繊維であり、重量比率の６０％以上が直径１〜１５０ｎｍの繊維であることを特徴とするフィルター。
重量比率で５０％以上の繊維が直径差で３０ｎｍの幅に入ることを特徴とする請求項１記載のフィルター。
平均直径が１〜７０μｍの繊維で構成される支持層を有することを特徴とする請求項１または２記載のフィルター。
請求項１〜３のいずれか１項記載のフィルターを使用したフィルターエレメント。