JP6553646B2 - Filter fiber, filter and water treatment method - Google Patents

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Description

関連出願Related application

本願は、日本国で2014年12月26日に出願した特願2014−265447の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本出願の一部をなすものとして引用する。   This application claims the priority of Japanese Patent Application No. 2014-265447 for which it applied on December 26, 2014 in Japan, The whole is referred as forming a part of this application by reference.

本発明は、疎水性ポリマーから形成されているにもかかわらず、水濡れ性を有するフィルター繊維、該フィルター繊維を具備するフィルターおよび該フィルターを用いて水を処理する水処理方法に関する。   The present invention relates to a filter fiber having water wettability despite being formed from a hydrophobic polymer, a filter including the filter fiber, and a water treatment method for treating water using the filter.

特許文献1(特表2010−509099号公報)には、高表面積繊維及びそれから製造される改良されたフィルター複合材について開示されている。この文献では、熱可塑性ポリマー(ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、TPU、コポリエステル、液晶ポリマーなど)と溶解性の外鞘成分(ポリラクチド、コポリエステル、ポリビニルアルコールまたはエチレン−ビニルアルコールコポリマーなど)とから構成される複合繊維を作製し、この複合繊維から外鞘成分を洗浄除去することにより、複数の突起部を有する高表面積繊維を得ている。   Patent Document 1 (Japanese Patent Publication No. 2010-509099) discloses a high surface area fiber and an improved filter composite material produced therefrom. In this document, from a thermoplastic polymer (polypropylene, polyester, nylon, polyethylene, TPU, copolyester, liquid crystal polymer, etc.) and a soluble outer sheath component (polylactide, copolyester, polyvinyl alcohol or ethylene-vinyl alcohol copolymer, etc.) A composite fiber is constructed, and the outer sheath component is washed out of the composite fiber to obtain a high surface area fiber having a plurality of projections.

特許文献2(特開2003−129327号公報)には、繊維表面に20個以上の溝を有する繊維が開示されている。この文献では、繊維の製造方法として、例えば、ポリエチレンテレフタレート成分(X成分)と共重合ポリエステル(Y成分)とが放射状に複合された複合繊維を紡糸し、複合繊維からY成分を溶解除去することが記載されている。得られた繊維は毬栗状(特許文献2の図2参照)の断面を形成して、高表面積を有しており接触抵抗が高い、キシミ感が良好な繊維であることが記載されている。   Patent document 2 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-129327) is disclosing the fiber which has 20 or more groove | channels on the fiber surface. In this document, as a method for producing a fiber, for example, a composite fiber in which a polyethylene terephthalate component (X component) and a copolyester (Y component) are radially combined is spun, and the Y component is dissolved and removed from the composite fiber. Is described. It is described that the obtained fiber has a brown chestnut-like cross section (see FIG. 2 of Patent Document 2), has a high surface area, high contact resistance, and good squeaking feeling.

特許文献3(特開2004−52161号公報)でも、繊維表面に20個以上の溝を有する繊維が開示されており、例えば、成分Xとして、ポリエチレンテレフタレートを用い、成分Yとして、熱溶融性の変性ポリビニルアルコール(エチレン含量:8モル%)を用いて、複合紡糸を行い、紡糸後、成分Yを溶解除去して形成された、キシミ感が良好な繊維を得ている。   Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-52161) also discloses a fiber having 20 or more grooves on the fiber surface. For example, polyethylene terephthalate is used as component X, and heat-meltable as component Y. Using a modified polyvinyl alcohol (ethylene content: 8 mol%), composite spinning is performed, and after spinning, the component Y is dissolved and removed to obtain a fiber with good squeaking feeling.

特許文献4(特開2006−89851号公報)では、ポリエチレンテレフタレート(X成分)とエチレンが8.7モル%共重合されたエチレン変性ポリビニルアルコール樹脂(Y成分)とをそれぞれ、分割型(みかん型)複合紡糸パックに導き、複合紡糸を行いながら、極細長繊維不織布を形成し、その後、複合長繊維から、上記の変性ポリビニルアルコール樹脂の大部分を水で溶解除去・乾燥して、変性ポリビニルアルコールの一部は残存する極細長繊維不織布を得ている。   In Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-89851), polyethylene terephthalate (X component) and ethylene-modified polyvinyl alcohol resin (Y component) copolymerized with 8.7 mol% of ethylene are respectively divided (mandarin orange type). ) Leading to a composite spinning pack, forming an ultra-thin fiber nonwoven fabric while performing composite spinning, and then dissolving and removing most of the modified polyvinyl alcohol resin from the composite long fiber with water and drying, and then modifying polyvinyl alcohol A part of is obtaining the remaining very thin and long fiber non-woven fabric.

特表2010−509099号公報Special table 2010-509099 gazette 特開2003−129327号公報JP 2003-129327 A 特開2004−52161号公報JP 2004-52161 A 特開2006−89851号公報JP 2006-89851 A

特許文献1には、特定の楕円形状から突出するひだ状形状については記載されていない。また、外鞘が溶媒により洗浄除去されているとの記載があるため、外鞘は洗浄により完全に除去されていると推測される。すなわち、特許文献1には、疎水性ポリマーからなる高表面積繊維の表面を、鞘成分により親水化しようとする意図はなく、さらに、表面を親水化することにより、水処理フィルターとして効果的な濾材が得られるとの示唆はない。   Patent Document 1 does not describe a pleated shape protruding from a specific elliptical shape. Moreover, since there is a description that the outer sheath is removed by washing with a solvent, it is assumed that the outer sheath is completely removed by washing. That is, Patent Document 1 does not intend to make the surface of a high surface area fiber made of a hydrophobic polymer hydrophilic by a sheath component, and further, by making the surface hydrophilic, it is an effective filter medium as a water treatment filter. There is no suggestion that

特許文献2〜3に開示されている繊維は、ポリマー成分Yを除去することにより、表面に溝構造を有する繊維を得ているが、主たる用途はキシミ感を有する衣料用途であり、ひだ部の先端が尖っている。そのため、単繊維間で接触した部分がかみ合い、会合状態を形成し、繊維間の接触抵抗が増えてしまい、水処理フィルターとして使用するには通液抵抗が高くなりすぎる。また、これらの文献には、電池用セパレータとして用いる場合は、別途親水化処理を行うことが記載されているため、この文献においても、ポリマー成分Yの表面をポリマー成分Xにより親水化しようとする意図はない。   Although the fiber currently disclosed by patent documents 2-3 has obtained the fiber which has a groove structure on the surface by removing the polymer component Y, the main uses are the clothes use which has a feeling of creaking, and the pleat part of The tip is sharp. Therefore, the contact portions of the single fibers are engaged to form a state of association, the contact resistance between the fibers increases, and the flow resistance becomes too high for use as a water treatment filter. In addition, these documents describe that when used as a battery separator, a hydrophilic treatment is separately performed. Therefore, in this document as well, the surface of the polymer component Y is to be hydrophilized with the polymer component X. There is no intention.

特許文献4には、X成分とY成分とが放射状の分割型に複合化された繊維からY成分が除去されることが開示されている。しかしながら、この繊維では、繊維の中心部が分割される必要があるため、Y成分の除去後において、繊維の中心部に対して特定の形状を付与して残すという技術思想は存在しない。したがって、繊維中心部から両側に延びるひだ状構造についても示唆はない。また、Y成分を除去した繊維から極細長繊維不織布を構成し、この不織布を液体用フィルターに用いるとの示唆があるが、このようなフィルター構造は、圧力損失が大きく、被捕捉粒子の捕集効率が高くないという問題がある。   Patent Document 4 discloses that the Y component is removed from the fiber in which the X component and the Y component are combined in a radial split type. However, in this fiber, since the central part of the fiber needs to be divided, there is no technical idea that the central part of the fiber is given a specific shape and left after removal of the Y component. Therefore, there is no suggestion about a fold structure extending from the fiber center to both sides. In addition, there is a suggestion that an ultra-thin fiber non-woven fabric is constructed from the fibers from which the Y component has been removed, and this non-woven fabric is used as a liquid filter. However, such a filter structure has a large pressure loss and traps trapped particles. There is a problem that efficiency is not high.

本発明者らは、(i)疎水性ポリマーからフィルター繊維を形成することにより、水に浸漬された場合のフィルター繊維層の形態安定性を確保し、(ii)繊維に対して特定の形を付与するだけでなく、そのような繊維表面に特定の親水化を行うことにより、例えば、水処理などにおいて、除去すべき粒子の捕捉性を高めることができるとともに、繊維としての剛性を確保することが可能な高表面積繊維形態を有するフィルター繊維を開発することを解決すべき課題と設定した。   We ensure the form stability of the filter fiber layer when immersed in water by (i) forming the filter fiber from a hydrophobic polymer, and (ii) a specific shape for the fiber In addition to imparting, by performing specific hydrophilization on such a fiber surface, for example, in water treatment etc., it is possible to enhance the trapping property of particles to be removed and to ensure the rigidity as a fiber It was set as an issue to be solved to develop a filter fiber having a high surface area fiber form that can be

本発明者らは、上記課題の解決をすべく鋭意検討の結果、本発明に到達した。
本発明の第1の構成は、疎水性ポリマーから構成された、複数のひだ状突起部を有するフィルター繊維であって、
前記繊維の断面が、(a)略楕円形状を有する楕円部と、(b)前記楕円部から両側に延びる、先端が丸みを帯びた複数の突起部と、(c)前記突起部と前記突起部の間に形成される溝部と、から構成される繊維である。前記繊維の表面には、親水性ポリマーが付着しており、前記繊維表面は、95℃の熱水処理を15回行った場合、水濡れ性が維持されている。この繊維は、他の特徴として、例えば、以下の特徴を、単独でまたは二種以上組み合わせて有していてもよい。
前記繊維は、6dtex以下の繊度を有している。
前記楕円部は長軸部と短軸部からなり、前記短軸部の幅が、3〜30μmである。
前記突起部は、幅0.5〜4μmを有している。
前記溝部は、深さ1〜4μmを有している。
ここで、楕円部の長軸部の幅は、楕円の中心を通る直線において最も長くなる箇所の幅(長径)であり、短軸部の幅は、楕円の中心を通る直線において最も短くなる箇所の幅(短径)を意味している。
The inventors of the present invention have arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems.
A first configuration of the present invention is a filter fiber having a plurality of pleated projections, which is composed of a hydrophobic polymer,
The cross section of the fiber is (a) an elliptical portion having a substantially elliptical shape, (b) a plurality of protrusions having rounded ends, and (c) the protrusions and the protrusions extending to both sides from the elliptical portion. It is the fiber comprised from the groove part formed between parts. A hydrophilic polymer is attached to the surface of the fiber, and the fiber surface maintains water wettability when subjected to hot water treatment at 95 ° C. 15 times. As other characteristics, this fiber may have, for example, the following characteristics singly or in combination of two or more.
The fiber has a fineness of 6 dtex or less.
The ellipse part consists of a long axis part and a short axis part, and the width of the short axis part is 3 to 30 μm.
The protrusion has a width of 0.5 to 4 μm.
The groove has a depth of 1 to 4 μm.
Here, the width of the major axis of the elliptical portion is the width (major axis) of the longest position of the straight line passing through the center of the ellipse, and the width of the minor axis is the shortest position of the straight line passing the center of the oval Means the width (minor axis) of

前記フィルター繊維において、前記長軸部の幅と前記短軸部の幅の比が、例えば1.1〜6.0、好ましくは1.1〜4.0であることが好ましい。また、繊維の剛性と捕捉性とを向上させる観点から、溝部の深さと楕円短軸部の幅との比(溝部の深さ/楕円短軸部の幅)が0.02〜3であるのが好ましい。   In the filter fiber, the ratio of the width of the long axis portion to the width of the short axis portion is, for example, 1.1 to 6.0, preferably 1.1 to 4.0. In addition, from the viewpoint of improving the rigidity and capturing property of the fiber, the ratio of the depth of the groove and the width of the elliptical short axis (the depth of the groove / the width of the elliptical short axis) is 0.02 to 3. Is preferred.

前記フィルター繊維において、前記突起部は、幅0.5〜4μmを有していてもよく、前記溝部の深さは、突起部の幅との比(溝部の深さ/突起部の幅)が、1/1〜4/1であってもよい。さらに、前記溝部は、深さ1〜4μmを有していてもよい。   In the filter fiber, the protrusion may have a width of 0.5 to 4 μm, and the depth of the groove has a ratio to the width of the protrusion (the depth of the groove / the width of the protrusion) 1/1 to 4/1 may be sufficient. Furthermore, the groove may have a depth of 1 to 4 μm.

前記フィルター繊維において、突起部の幅と前記の溝部の幅との比(突起部の幅/溝部の幅)が、2/1〜20/1であってもよい。   In the filter fiber, the ratio of the width of the protrusion to the width of the groove (width of the protrusion / width of the groove) may be 2/1 to 20/1.

前記疎水性ポリマーがポリオレフィン、ポリアミドまたはポリエステルであることが好ましく、前記疎水性ポリマーがポリプロピレンであることがさらに好ましい。   The hydrophobic polymer is preferably polyolefin, polyamide or polyester, and more preferably the hydrophobic polymer is polypropylene.

前記親水性ポリマーが、熱溶融性かつ水溶性のエチレン−ビニルアルコール共重合体であることが好ましく、前記エチレン−ビニルアルコール共重合体が、0.1〜20モル%のエチレン単量体単位を含有するエチレン−ビニルアルコール共重合体であることが好ましい。   The hydrophilic polymer is preferably a heat-meltable and water-soluble ethylene-vinyl alcohol copolymer, and the ethylene-vinyl alcohol copolymer contains 0.1 to 20 mol% of ethylene monomer units. The ethylene-vinyl alcohol copolymer contained is preferable.

フィルター繊維表面に付着している前記親水性ポリマーの付着量が0.5質量%以下(対フィルター繊維)であることが好ましい。前記疎水性ポリマーがポリプロピレンであり、前記親水性ポリマーが熱溶融性かつ水溶性のエチレン−ビニルアルコール共重合体であるフィルター繊維において、繊維表面に親水性ポリマーが付着していることは、XPS分析やIR分析などの各種表面分析法により確認することができる。   It is preferable that the adhesion amount of the hydrophilic polymer adhering to the surface of the filter fiber is 0.5% by mass or less (vs. filter fiber). In the filter fiber in which the hydrophobic polymer is polypropylene and the hydrophilic polymer is a heat-meltable and water-soluble ethylene-vinyl alcohol copolymer, the hydrophilic polymer is attached to the fiber surface. And various surface analysis methods such as IR analysis.

前記繊維が、前記疎水性ポリマーを芯層、前記親水性ポリマー(熱溶融性かつ水溶性のエチレン−ビニルアルコール共重合体など)を鞘層とする芯鞘型複合紡糸により形成された繊維から前記親水性ポリマーを除去して形成された繊維であることが好ましい。   The fibers are formed from fibers formed by core-sheath type composite spinning using the hydrophobic polymer as a core layer and the hydrophilic polymer (such as a heat-meltable and water-soluble ethylene-vinyl alcohol copolymer) as a sheath layer. It is preferable that it is a fiber formed by removing a hydrophilic polymer.

前記繊維が、短繊維または長繊維の形状を有していてもよい。   The fibers may have the shape of staple fibers or filaments.

本発明第2の構成は、前記に記載のフィルター繊維を含むフィルターである。本発明において、フィルターとは、水中の微粒子等の不要成分または回収すべき成分を濾過により除去または取り出すことを可能にした装置をいう。   A second structure of the present invention is a filter comprising the filter fiber described above. In the present invention, a filter refers to an apparatus that makes it possible to remove or remove unnecessary components such as fine particles in water or components to be recovered by filtration.

前記のフィルターにおいて、前記フィルター繊維が乾式または湿式不織布を形成しているフィルターであることが好ましい。乾式不織布としては、紡糸直結して形成される、単糸繊度が0.5dtexを超える繊維から形成された不織布、例えばスパンボンド不織布を含んでいてもよい。しかし、圧力損失の点で不利となるため、メルトブローン法により形成される、単糸繊度が0.5dtex以下の極細繊維やそのような繊維で構成される不織布を含まないのが好ましい。   The filter is preferably a filter in which the filter fiber forms a dry or wet nonwoven fabric. As a dry-type nonwoven fabric, the nonwoven fabric formed from the fiber in which a single yarn fineness exceeds 0.5 dtex, for example, a spun bond nonwoven fabric, formed by direct spinning may be included. However, since it is disadvantageous in terms of pressure loss, it is preferable not to include an ultrafine fiber having a single yarn fineness of 0.5 dtex or less formed by a melt blown method or a nonwoven fabric composed of such a fiber.

前記乾式または湿式不織布がカートリッジに充填されたフィルターであることが好ましい。本発明において、カートリッジとは、フィルターを平板状または筒状などの所定形状に成形してハウジングに収容したものをいう。   Preferably, the dry or wet non-woven fabric is a filter filled in a cartridge. In the present invention, the cartridge means one in which the filter is formed into a predetermined shape such as a flat plate shape or a cylindrical shape, and is accommodated in the housing.

前記フィルターは、水処理に好適に用いられる。   The filter is suitably used for water treatment.

本発明第3の構成は、前記のフィルターを用いて被除去物を含む水をろ過する水の処理方法である。   A third configuration of the present invention is a water treatment method for filtering water containing an object to be removed using the filter.

なお、請求の範囲および/または明細書に開示された少なくとも2つの構成要素のどのような組み合わせも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲に記載された請求項の2つ以上のどのような組み合わせも本発明に含まれる。   In addition, any combination of at least two components disclosed in the claims and / or specification is included in the present invention. In particular, any combination of two or more of the following claims is included in the present invention.

本発明第1の構成によれば、第1の構成のフィルター繊維は、疎水性ポリマーから形成され、特定の略楕円柱状部から突出する、特定形状のひだ状突起部が多数繊維表面に配置されることにより、フィルター繊維としての剛性と高表面積を有している。しかも、繊維表面に親水性ポリマーが付着しているため、繊維表面は水濡れ性を有しており、例えば、95℃の熱水処理を15回行っても水濡れ性が維持されているという特性を有している。そのため、特に水処理用のフィルター繊維として好ましい特性を有している。   According to the first configuration of the present invention, the filter fiber of the first configuration is formed of a hydrophobic polymer, and a large number of pleated projections having a specific shape protruding from a specific substantially elliptical columnar portion are arranged on the fiber surface. As a result, it has rigidity as a filter fiber and high surface area. In addition, since the hydrophilic polymer is attached to the fiber surface, the fiber surface has water wettability, and for example, the water wettability is maintained even if the hot water treatment at 95 ° C. is performed 15 times. It has characteristics. Therefore, it has a preferable characteristic especially as a filter fiber for water treatment.

本発明第2の構成によれば、第2の構成に係るフィルターは、上記の疎水性ポリマーから構成されるフィルター繊維を装填しているため、前記フィルター繊維が水に浸漬されても安定性がある。また、フィルター繊維が、特定の略楕円柱状部から突出する多数の特定形状のひだ状突起部を有することにより、剛性を有するとともに高表面積であり、しかもフィルター繊維表面が水濡れ性を有しているため、水処理用フィルターとして好適に使用される。   According to the second configuration of the present invention, since the filter according to the second configuration is loaded with the filter fiber composed of the above-mentioned hydrophobic polymer, the filter fiber is stable even if it is immersed in water is there. Further, the filter fiber has a large number of pleated protrusions having a specific shape protruding from a specific substantially elliptical columnar part, so that the filter fiber has rigidity and a high surface area, and the filter fiber surface has water wettability. Therefore, it is suitably used as a water treatment filter.

本発明第3の構成によれば、上記のフィルターを用いて、被濾過粒子を含む水を処理することにより、効率的に被濾過粒子を除去または回収し、しかも濾過寿命の長い水処理を可能にすることができる。   According to the third aspect of the present invention, by treating the water containing the particles to be filtered using the above-mentioned filter, the particles to be filtered can be efficiently removed or recovered, and water treatment with a long filtration life can be performed Can be.

この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきでない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。
本発明に係るフィルター繊維を製造するために用いられる複合繊維の一例を示す繊維断面図(走査型電子顕微鏡写真:倍率5000倍)である。 本発明に係るフィルター繊維の一例を示す繊維断面図(走査型電子顕微鏡写真:倍率5000倍)である。 本発明に係るフィルター繊維を用いて水ろ過を行った後の状態を示す側面図(走査型電子顕微鏡写真:倍率5000倍)である。 本発明に係るフィルター繊維不織布表面および比較対照繊維不織布の表面酸素量の測定結果を示すグラフである。 本発明に係るフィルター繊維不織布表面の水濡れ性を示す写真である。 比較対照繊維不織布の水濡れ性を示す写真である。 本発明に係るフィルター繊維不織布および比較対照繊維不織布について熱水処理回数と水滴吸収速度との関係を示すグラフである。 フィルター繊維の濾過性能を測定する濾過装置の概略図である。 フィルター繊維の濾過性能(ダスト捕集率)を示すグラフである。
The present invention will be more clearly understood from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the embodiments and drawings are merely for illustration and description and should not be used to define the scope of the present invention. The scope of the invention is defined by the appended claims.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is fiber sectional drawing (scanning electron micrograph: 5000 times of magnification) which shows an example of the composite fiber used in order to manufacture the filter fiber which concerns on this invention. It is a fiber sectional view (scanning electron micrograph: magnification 5000 times) showing an example of the filter fiber concerning the present invention. It is a side view (scanning electron micrograph: 5000 times of magnification) which shows the state after performing water filtration using the filter fiber which concerns on this invention. It is a graph which shows the measurement result of the surface oxygen amount of the filter fiber nonwoven fabric which concerns on this invention, and a comparison fiber nonwoven fabric. It is a photograph which shows the water wettability of the filter fiber nonwoven fabric surface concerning the present invention. It is a photograph which shows the water wettability of comparison control textiles. It is a graph which shows the relationship between the frequency | count of a hot-water process, and a water droplet absorption rate about the filter fiber nonwoven fabric and comparative control fiber nonwoven fabric which concern on this invention. It is the schematic of the filtration apparatus which measures the filtration performance of a filter fiber. It is a graph which shows the filtration performance (dust collection rate) of filter fiber.

(フィルター繊維)
本発明の第一の構成は、疎水性ポリマーから構成された、中心部と前記中心部から突出する複数のひだ状突起部を有するフィルター繊維であって、繊維軸に直交する繊維断面において、特定の形状を有するとともに、前記繊維の表面には、親水性ポリマーが付着しており、前記繊維表面は、95℃の熱水処理を15回行った場合、水濡れ性が維持されている。前記繊維の断面は、(a)略楕円形状を有する楕円部と、(b)前記楕円部から両側に延びる、先端が丸みを帯びた複数の突起部と、(c)前記突起部と前記突起部の間に形成される溝部と、から構成され、
(i)前記楕円部は長軸部と短軸部からなり、前記短軸部の幅が、3〜30μmであってもよく、および/または
(ii)前記突起部は、幅0.5〜4μmを有していてもよく、および/または
(iii)前記溝部は、深さ1〜4μmを有していてもよい。
特に、前記繊維の断面において、楕円部は長軸部と短軸部からなり、前記短軸部の幅が、3〜30μmであるのが好ましい。
また、前記フィルター繊維は、6dtex以下の繊度を有していてもよく、好ましくは、0.5dtexを超えて、6dtex以下の繊度を有していてもよい。
このようなフィルター繊維は、後述する方法により製造することが可能である。
(Filter fiber)
The first structure of the present invention is a filter fiber comprising a hydrophobic polymer and having a central portion and a plurality of fold-like projections protruding from the central portion, and is specified in the fiber cross section orthogonal to the fiber axis The hydrophilic polymer adheres to the surface of the fiber, and the fiber surface maintains water wettability when subjected to a hot water treatment at 95 ° C. 15 times. The cross section of the fiber is (a) an elliptical portion having a substantially elliptical shape, (b) a plurality of projections having rounded ends, and (c) the projections and the projections extending to both sides from the oval portion. A groove formed between the portions, and
(I) The ellipse part may be composed of a major axis part and a minor axis part, and the width of the minor axis part may be 3 to 30 μm, and / or (ii) the protrusion part may have a width of 0.5 to And / or (iii) the groove may have a depth of 1 to 4 μm.
In particular, in the cross section of the fiber, it is preferable that the elliptical portion comprises a major axis portion and a minor axis portion, and the width of the minor axis portion is 3 to 30 μm.
The filter fiber may have a fineness of 6 dtex or less, and preferably has a fineness of more than 0.5 dtex and 6 dtex or less.
Such filter fibers can be manufactured by the method described later.

(フィルター繊維の製造方法)
本発明のフィルター繊維は、疎水性ポリマーを芯部形成用とし、親水性ポリマーを鞘部形成用として押し出して、芯鞘型複合紡糸繊維を形成し、複合繊維形成後、鞘部の親水性ポリマーの少なくとも一部を残すように親水性ポリマーを溶解除去することにより得ることができる。より詳細には、芯鞘型複合紡糸繊維を形成する場合、所定の形状を有する芯部と、前記芯部を取り囲む鞘部とからなる複合繊維を形成することのできるノズルから、溶融した疎水性ポリマーを芯部形成用として、溶融した親水性ポリマーを鞘部形成用として押し出して、芯鞘型複合紡糸繊維を形成する。
(Filter fiber manufacturing method)
In the filter fiber of the present invention, a hydrophobic polymer is used to form a core, and a hydrophilic polymer is extruded to form a sheath to form a core-sheath composite fiber, and after forming the composite fiber, the hydrophilic polymer of the sheath is formed. It can be obtained by dissolving and removing the hydrophilic polymer so that at least a part of the polymer remains. More specifically, in the case of forming a core-sheath type composite spun fiber, molten hydrophobicity is obtained from a nozzle capable of forming a composite fiber comprising a core having a predetermined shape and a sheath surrounding the core. The polymer is extruded to form a core, and the molten hydrophilic polymer is extruded to form a sheath to form a core-sheath composite spun fiber.

所定の形状を有する芯部は、繊維断面において所定形状の楕円部と、所定形状の突起部を形成するようノズル部品を調整した複合紡糸ノズルを使うことにより形成することができる。このようなノズル部品は、芯部の断面形状と対応する形状となるよう、適宜選択することができる。
紡糸温度は、芯部および鞘部を形成するポリマーがそれぞれ溶融状態を維持できる範囲であれば特に限定されない。
The core having a predetermined shape can be formed by using a composite spinning nozzle in which the nozzle component is adjusted to form an oval portion having a predetermined shape and a protrusion having a predetermined shape in the fiber cross section. Such a nozzle component can be appropriately selected so as to have a shape corresponding to the cross-sectional shape of the core portion.
The spinning temperature is not particularly limited as long as the polymers forming the core and the sheath can each be maintained in a molten state.

次いで、芯鞘型複合紡糸繊維形成後、鞘部の親水性ポリマーを、所定の範囲で溶解除去することにより、繊維断面においては、(a)略楕円形状を有する楕円部と、(b)前記楕円部から両側に延びる、先端が丸みを帯びた複数の突起部と、(c)前記突起部と前記突起部の間に形成される溝部と、から構成され、繊維軸方向においては、ひだ状に突起部と溝部が連続している部分を備えるフィルター繊維を得ることができる。なお、必要に応じて、鞘部の除去は、芯鞘型複合紡糸繊維を一旦不織布などの所定の形状に成形後に行ってもよい。   Next, after the core-sheath type composite spun fiber is formed, the hydrophilic polymer in the sheath part is dissolved and removed within a predetermined range, so that (a) an elliptical part having a substantially elliptical shape in the fiber cross section, and (b) the above-mentioned It is composed of a plurality of protrusions with rounded tips extending from the ellipse on both sides, and (c) a groove formed between the protrusions and the protrusions. The filter fiber can be provided with a portion in which the protrusion and the groove are continuous. If necessary, the sheath may be removed after the core-sheath composite spun fiber is once formed into a predetermined shape such as a nonwoven fabric.

鞘部の親水性ポリマーは、親水性ポリマーの溶解性に合わせて、所定の温度の熱水を用いて除去されるが、親水性ポリマーは全てが除去されるわけではなく、少なくとも一部の親水性ポリマーがフィルター繊維に残っている。例えば、熱水の温度は、例えば、70〜120℃であってもよく、好ましくは80〜110℃程度であってもよい。複合繊維は、芯部に楕円部を有しているため剛性が高く、徐々に水温を昇温しなくとも、熱水処理を行うこと(すなわち、既に所定の温度を有する熱水で、直接複合繊維を処理すること)が可能である。   The hydrophilic polymer in the sheath is removed using hot water at a predetermined temperature in accordance with the solubility of the hydrophilic polymer, but not all of the hydrophilic polymer is removed, and at least a part of the hydrophilic polymer is removed. Polymer remains in the filter fibers. For example, the temperature of the hot water may be, for example, 70 to 120 ° C., preferably about 80 to 110 ° C. Since the composite fiber has an ellipse at the core, it has high rigidity and can be treated with hot water without gradually increasing the water temperature (that is, directly combined with hot water having a predetermined temperature). Fiber).

また、親水性ポリマーの除去は、複合繊維を熱水中に静置して行ってもよいし、または、除去工程に係る時間を短縮するために、すべての親水性ポリマーを除去しない程度において、複合繊維を熱水中で物理的な刺激を与えることなど(例えば、撹拌処理など)により行ってもよい。特に、本発明では、単なる極細繊維の場合とは異なって、芯部においてひだ状突起部が形成されているため、物理的刺激を与える状態で除去処理を行う場合でも、ひだ状部を利用して親水性ポリマーを残存させることが可能である。   Also, the removal of the hydrophilic polymer may be carried out by leaving the conjugate fiber in hot water, or to the extent not removing all the hydrophilic polymer in order to shorten the time for the removal process, The composite fibers may be physically irritated in hot water (eg, by stirring). In particular, in the present invention, unlike the case of a mere ultrafine fiber, a pleated projection is formed in the core portion. Therefore, even when the removal treatment is performed in a state where physical stimulation is applied, the pleated portion is used. It is possible to leave a hydrophilic polymer.

(芯鞘型複合紡糸繊維)
複合紡糸後に得られる芯鞘型複合紡糸繊維は、疎水性ポリマーから構成される芯部と、親水性ポリマーから構成される鞘部で構成され、前記鞘部は前記芯部を取り囲んでいる。前記芯部は、フィルター繊維とほぼ同じ断面形状を有している。例えば、図1に示す複合紡糸繊維の芯部は、図2に示すフィルター繊維とほぼ同じ断面形状を有している。
(Core-sheath type composite spun fiber)
The core-sheath type composite spun fiber obtained after composite spinning is composed of a core composed of a hydrophobic polymer and a sheath composed of a hydrophilic polymer, and the sheath is surrounding the core. The core portion has substantially the same cross-sectional shape as the filter fiber. For example, the core of the composite spun fiber shown in FIG. 1 has substantially the same cross-sectional shape as the filter fiber shown in FIG.

複合紡糸できる限り、疎水性ポリマーと親水性ポリマーとの複合比率は適宜設定することが可能であるが、好ましくは、紡糸性と鞘部の除去性を両立させる観点から、疎水性ポリマー/親水性ポリマー(質量比)=90/10〜30/70、好ましくは、80/20〜40/60程度であってもよい。   The composite ratio of the hydrophobic polymer and the hydrophilic polymer can be appropriately set as long as the composite spinning is possible. However, preferably, the hydrophobic polymer / hydrophilic property is used from the viewpoint of achieving both spinnability and sheath removability. Polymer (mass ratio) = 90/10 to 30/70, preferably about 80/20 to 40/60.

前記の芯鞘型複合紡糸繊維において、芯部を構成する疎水性ポリマーとしては、繊維形成能を有する疎水性ポリマーであれば特に限定されないが、好ましくは、溶融紡糸可能な疎水性ポリマー、例えば、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなど)、ポリアミド(ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン11、ナイロン12など)、ポリウレタン(例えば、熱可塑性ポリウレタン(TPU)など)などの熱可塑性疎水性ポリマーが挙げられる。疎水性ポリマーで形成できるため、得られるフィルター繊維は、良好な耐久性を有することができる。   In the core-sheath type composite spun fiber, the hydrophobic polymer constituting the core part is not particularly limited as long as it is a hydrophobic polymer having fiber forming ability, but preferably a hydrophobic polymer that can be melt-spun, for example, Polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc.), polyamide (nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 11, nylon 12, etc.), polyurethane (for example, thermoplastic polyurethane (TPU), etc.) And other thermoplastic hydrophobic polymers. Because it can be formed of hydrophobic polymers, the resulting filter fibers can have good durability.

また、鞘部を構成する親水性ポリマーとしては、繊維形成能を有する親水性ポリマーであれば特に限定されないが、好ましくは、エチレン−ビニルアルコール共重合体(エチレン共重合比率:0.1〜40モル%)、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシブチレートなどの水酸基含有ポリマーなどが挙げられる。上記親水性ポリマーは、疎水性ポリマーとともに溶融紡糸性に優れるとともに、紡糸後において複合繊維からの除去性(特に熱水処理における除去性)に優れるものであることが好ましい。かかる観点から、エチレン共重合比率が0.1〜20モル%、好ましくは、3〜15モル%のエチレン−ビニルアルコール共重合体が、溶融紡糸性および熱水による除去性の双方を両立する観点から、本発明における親水性ポリマーとして特に好ましく用いられる。好ましいエチレン−ビニルアルコール共重合体は、例えば、けん化度が88〜99、好ましくは90〜98であってもよい。また、粘度平均重合度が、例えば、300〜2000、好ましくは400〜1700であってもよい。けん化度および粘度平均重合度は、芯部を構成する疎水性ポリマーの種類、複合繊維に求められる繊度などに応じて、当業者が適宜設定することができる。   Further, the hydrophilic polymer constituting the sheath portion is not particularly limited as long as it is a hydrophilic polymer having a fiber forming ability, but preferably, an ethylene-vinyl alcohol copolymer (ethylene copolymerization ratio: 0.1 to 40) And a hydroxyl group-containing polymer such as polyvinyl alcohol and polyhydroxybutyrate. The hydrophilic polymer is preferably excellent in melt spinnability together with the hydrophobic polymer, and also excellent in removability from composite fibers (in particular, removability in hot water treatment) after spinning. From this viewpoint, an ethylene-vinyl alcohol copolymer having an ethylene copolymerization ratio of 0.1 to 20 mol%, preferably 3 to 15 mol%, achieves both melt spinnability and removability with hot water. Therefore, it is particularly preferably used as the hydrophilic polymer in the present invention. The preferred ethylene-vinyl alcohol copolymer may have, for example, a degree of saponification of 88 to 99, preferably 90 to 98. In addition, the viscosity average degree of polymerization may be, for example, 300 to 2,000, preferably 400 to 1700. The saponification degree and the viscosity average polymerization degree can be appropriately set by those skilled in the art according to the type of hydrophobic polymer constituting the core, the fineness required of the composite fiber, and the like.

鞘部の親水性ポリマーを除去させつつも、その一部を芯部の疎水性ポリマーに残存させてフィルター繊維に水濡れ性を付与する観点から、好ましい親水性ポリマーと疎水性ポリマーとの組み合わせとしては、例えば、芯部/鞘部が、ポリオレフィン/エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリエステル/エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリアミド/エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリウレタン/エチレン−ビニルアルコール共重合体などを挙げることができる。   From the viewpoint of imparting water wettability to the filter fiber by removing a portion of the hydrophilic polymer from the sheath while leaving a part of the polymer in the hydrophobic polymer of the core, as a preferred combination of hydrophilic polymer and hydrophobic polymer For example, the core part / sheath part is polyolefin / ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyester / ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyamide / ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyurethane / ethylene-vinyl alcohol copolymer. And so on.

上記のように鞘部を除去することにより、例えば、6dtex以下の繊度を有する繊維、好ましくは0.5dtexを超えて、6dtex以下の繊度を有する繊維を得るためには、例えば、芯鞘型複合紡糸繊維の繊度は、例えば、15dtex以下であってもよく、好ましくは0.7〜15dtexであってもよく、より好ましくは、0.7〜10dtexであってもよい。
例えば、後述する実施例1では、芯鞘型複合紡糸繊維(芯部:ポリプロピレン60質量%;鞘部:エチレン−ビニルアルコール共重合体40質量%)の繊度が3.3dtexの繊維は、鞘部を除去することにより41質量%減量し、繊度2.2dtexのフィルター繊維が得られている。この場合の繊維表面積(BET)は、1.94m/gであった。また、XPS分析により鞘部除去後の繊維表面を分析した結果では、繊維表面に酸素が確認出来ることから親水性ポリマーが残留している。
In order to obtain a fiber having a fineness of, for example, 6 dtex or less, preferably a fiber having a fineness of 6 dtex or less, for example, exceeding 0.5 dtex by removing the sheath portion as described above, for example, core-sheath composite The fineness of the spun fiber may be, for example, 15 dtex or less, preferably 0.7 to 15 dtex, and more preferably 0.7 to 10 dtex.
For example, in Example 1 to be described later, a fiber having a fineness of 3.3 dtex of a core-sheath type composite spun fiber (core: 60% by mass of polypropylene; sheath: 40% by mass of ethylene-vinyl alcohol copolymer) As a result, a filter fiber having a fineness of 2.2 dtex was obtained. The fiber surface area (BET) in this case was 1.94 m 2 / g. Moreover, in the result of analyzing the fiber surface after removing the sheath part by XPS analysis, since oxygen can be confirmed on the fiber surface, the hydrophilic polymer remains.

(フィルター繊維の水濡れ性)
本発明のフィルター繊維は、とくに水処理用のフィルター繊維として用いられるために、繊維は疎水性ポリマーから形成されるが、繊維表面は水濡れ性を有することが必要である。このため、疎水性ポリマーを芯部とし、親水性ポリマーを鞘部とする芯鞘型複合紡糸繊維から、親水性ポリマー除去後において、繊維表面に親水性ポリマーを微量残存・付着させることにより、前記繊維表面は、95℃の熱水処理を15回行った後において水濡れ性(吸水性)が維持されている。
(Water wettability of filter fiber)
Since the filter fiber of the present invention is used as a filter fiber for water treatment in particular, the fiber is formed from a hydrophobic polymer, but the fiber surface needs to have water wettability. For this reason, after removing the hydrophilic polymer from the core-sheath type composite spun fiber in which the hydrophobic polymer is the core and the hydrophilic polymer is the sheath, the hydrophilic polymer is slightly retained and adhered to the fiber surface after removing the hydrophilic polymer. The fiber surface maintains water wettability (water absorption) after being subjected to hot water treatment at 95 ° C. 15 times.

親水性ポリマーの付着量については、芯鞘複合繊維から親水性ポリマーの99質量%以上、100質量%未満が除去されていてもよい。例えば、フィルター繊維において、親水性ポリマーは、繊維に対して微量で付着していればよく、例えば、親水性ポリマーの付着量は、フィルター繊維全体に対して、0質量%(例えば、0.001質量%)を超えて、0.5質量%以下であることが好ましい。付着量が大きすぎると、フィルターとして使用中に、親水性ポリマーが脱落する傾向にある。残存している微量の親水性ポリマーは、長期に渡ってフィルター繊維の水濡れ性を保持する。本発明において、微量とは、フィルター繊維の水濡れ性が維持される程度に親水性ポリマーが残存している量であればよい。   About the adhesion amount of hydrophilic polymer, 99 mass% or more and less than 100 mass% of hydrophilic polymer may be removed from the core-sheath composite fiber. For example, in the filter fiber, the hydrophilic polymer may be attached in a small amount to the fiber, for example, the attached amount of the hydrophilic polymer is 0% by mass (eg, 0.001%) to the entire filter fiber. It is preferable to exceed 0.5% by mass). When the adhesion amount is too large, the hydrophilic polymer tends to come off during use as a filter. The remaining trace amount of hydrophilic polymer retains the wettability of the filter fiber over a long period of time. In the present invention, the trace amount may be an amount in which the hydrophilic polymer remains to the extent that the water wettability of the filter fiber is maintained.

親水性ポリマー(たとえばエチレン−ビニルアルコール共重合体)の残存は次のように考えられる。ポリマー製造(重合)時のラジカルの一部がポリマー中にトラップされ、繊維形成のための熱溶融時に、トラップされたラジカル同士が結合して大分子(架橋を含む)化したポリマーが形成され、この大分子化したポリマーが微量、繊維の親水性ポリマー層中に含まれ、これが、親水性ポリマー除去時に除去されることなく、繊維表面に残存する。そして、フィルター繊維が、特定の形状のひだ状突起部を有しているため、このような大分子化したポリマーが、溝部の深部に付着する場合、親水性ポリマーは熱水処理を繰り返しても完全には除去されることなく微量付着し、この付着によって繊維表面の水濡れ性が維持されていると考えられる。親水性ポリマー(例えば、エチレン共重合比率が0.1〜20モル%のエチレン−ビニルアルコール共重合体)を鞘部として形成された芯鞘型複合紡糸繊維から得られたフィルター繊維は、熱水処理を15回以上繰り返しても水濡れ性を維持しているので、水処理用のフィルター材料として好適に用いられる。   The remaining of the hydrophilic polymer (e.g. ethylene-vinyl alcohol copolymer) is considered as follows. A part of radicals at the time of polymer production (polymerization) is trapped in the polymer, and at the time of heat melting for fiber formation, a polymer in which the trapped radicals are combined to form a large molecule (including crosslinking) is formed, A small amount of this polymer having a large molecular weight is contained in the hydrophilic polymer layer of the fiber, and it remains on the fiber surface without being removed when the hydrophilic polymer is removed. And since the filter fiber has a pleated protrusion of a specific shape, when such a polymer having a large molecular weight adheres to the deep part of the groove, the hydrophilic polymer may be subjected to repeated hot water treatment. It is considered that a trace amount of adhesion is not completely removed and the water wettability of the fiber surface is maintained by this adhesion. A filter fiber obtained from a core-sheath composite spun fiber formed with a hydrophilic polymer (for example, an ethylene-vinyl alcohol copolymer having an ethylene copolymerization ratio of 0.1 to 20 mol%) as a sheath is made of hot water Since the water wettability is maintained even when the treatment is repeated 15 times or more, it is suitably used as a filter material for water treatment.

本発明において、フィルター繊維の表面には、親水性ポリマーが付着しており、前記繊維表面は、繊維量に対して浴比1:20とし、95℃、30分の熱水処理を行った後、60℃、10分の乾燥処理を行う処理を1セットとし、この処理を15回行った場合であっても、水濡れ性が維持されていることが必要である。15回未満で水濡れ性が維持できなくなる場合、フィルター繊維が使用中に水濡れ性を失う可能性があり、長期にわたってフィルター繊維としての機能を果たすことができない可能性がある。
なお、水濡れ性の有無については、JIS L 1906吸水速度A法(滴下法)に準じて吸収速度試験を行い、液滴吸収速度が10秒以下である場合、水濡れ性(吸水性)があると判断することができる。
In the present invention, a hydrophilic polymer is attached to the surface of the filter fiber, and the surface of the fiber is subjected to a hydrothermal treatment at 95 ° C. for 30 minutes with a bath ratio of 1:20 to the fiber amount. It is necessary that the wettability is maintained even when the drying treatment at 60 ° C. for 10 minutes is set as one set and this treatment is carried out 15 times. If the water wettability can not be maintained in less than 15 times, the filter fiber may lose its water wettability during use and may not function as a filter fiber for a long period of time.
With regard to the presence or absence of water wettability, the absorption rate test is carried out according to JIS L 1906 water absorption rate A method (dropping method), and when the droplet absorption rate is 10 seconds or less, the water wettability (water absorption) is It can be determined that there is.

(フィルター繊維の繊度および表面積)
本発明において、フィルター繊維の単繊維繊度は、6dtex以下であってもよく、例えば、0.5dtexを超えて、6dtex以下であってもよく、好ましくは、1dtex〜4dtexである。繊度が小さすぎる繊維から形成されたフィルター層では、強度的に不利であるとともに、圧力損失が大きくなるのでフィルター繊維としては不適となる。また、繊度が大きすぎると、フィルター層の目が粗くなり、細粒子を濾過しにくくなり、フィルター繊維としては不適となる。
また、フィルター繊維の表面積(BET)は、疎水性ポリマーからなる繊維表面に、親水性ポリマーを付着させて水濡れ性を付与する観点から、例えば、0.8〜4.0m/gであってもよく、好ましくは1.2〜3.0m/gであってもよい。
(Size and surface area of filter fiber)
In the present invention, the single fiber fineness of the filter fiber may be 6 dtex or less, for example, more than 0.5 dtex and 6 dtex or less, preferably 1 dtex to 4 dtex. A filter layer formed of fibers having too small a fineness is disadvantageous in terms of strength and is not suitable as a filter fiber because pressure loss is large. On the other hand, when the fineness is too large, the filter layer becomes coarse and it becomes difficult to filter fine particles, which is unsuitable as a filter fiber.
In addition, the surface area (BET) of the filter fiber is, for example, 0.8 to 4.0 m 2 / g from the viewpoint of attaching a hydrophilic polymer to the surface of the fiber made of a hydrophobic polymer to impart water wettability. It may be 1.2 to 3.0 m 2 / g.

(フィルター繊維の断面形状)
フィルター繊維は、断面形状において、(a)略楕円形状を有する楕円部と、(b)前記楕円部から両側に延びる、先端が丸みを帯びた複数の突起部と、(c)前記突起部と前記突起部の間に形成される溝部と、から構成されている。楕円部は、剛性の観点から内部充実型の楕円部であるのが好ましい。
楕円部の短軸部の幅は、3μm〜30μmの範囲内であってもよく、好ましくは4.0μm〜20μmの範囲内である。幅が狭すぎると、フィルター繊維が扁平形状となるため、フィルター繊維が積層されて形成されるフィルター層の密度が高くなりすぎて、圧力損失の点で不適となる傾向がある。また、幅が大きくなりすぎると、繊維断面が円形に近づくため、多数の突起部を形成しにくくなる。また、長軸部と短軸部との比は、例えば、1.1〜5.0の範囲にあってもよく、1.1〜4.0の範囲にあることが好ましく、より好ましくは1.5〜4.0の範囲、さらに好ましくは2.1〜4.0の範囲であってもよい。前記比が大きすぎると、繊維形状が扁平となり、上記のような問題を生じる可能性があり、また、この比が小さすぎると、円形に近づき、多くの突起部を形成することが困難となる。
(Cross-sectional shape of filter fiber)
The filter fiber has (a) an elliptical portion having a substantially elliptical shape, (b) a plurality of protruding portions having rounded rounded tips, and (c) the protruding portion in cross-sectional shape. And a groove formed between the protrusions. The elliptical part is preferably a solid-filled elliptical part from the viewpoint of rigidity.
The width of the minor axis of the elliptical portion may be in the range of 3 μm to 30 μm, preferably in the range of 4.0 μm to 20 μm. If the width is too narrow, the filter fibers have a flat shape, so that the density of the filter layer formed by laminating the filter fibers becomes too high, which tends to be unsuitable in terms of pressure loss. Moreover, since a fiber cross section will approximate circular when the width becomes too large, it becomes difficult to form a large number of protrusions. Further, the ratio of the major axis to the minor axis may be, for example, in the range of 1.1 to 5.0, preferably in the range of 1.1 to 4.0, and more preferably 1 It may be in the range of .5 to 4.0, more preferably in the range of 2.1 to 4.0. If the ratio is too large, the fiber shape may be flattened, which may cause the problems as described above, and if the ratio is too small, it may approach a circle, making it difficult to form many projections. .

フィルター繊維において上記の複数の突起部は、例えば、前記楕円部から溝部を挟んで互いに隣接して突出していてもよく、前記楕円部から両側(楕円部の長軸を軸対称とした上側、下側の双方)に配置され、好ましくは、楕円部の全周に配置されるのが好ましい。特に、楕円部の長軸幅において、短軸を中心とする80%以内の箇所から突出する突起部が存在する場合、略楕円形の緩やかな曲率を有効に利用して、溝部による捕集性の向上と、突起部の強度を両立させるのに有効に用いることができる。   In the filter fiber, for example, the plurality of protrusions may protrude adjacent to each other across the groove from the ellipse, and both sides from the ellipse (upper and lower sides with the major axis of the ellipse being axisymmetric). (Both sides), preferably all around the oval. In particular, when there is a protrusion protruding from a portion within 80% centering on the short axis in the major axis width of the ellipse, the trapping property by the groove is effectively utilized by utilizing the gentle curvature of the substantially ellipse. It can be effectively used to achieve both the improvement of and the strength of the protrusion.

本発明において、突起部の幅は、例えば、0.5〜4μmの範囲内にあってもよく、好ましくは、1μm〜3μmの範囲内にある。幅が狭すぎると、突起部の強度が弱くなりすぎて、突起部が欠けやすくなるので、不適であり、また、一方、幅が大きくなりすぎると、多くの突起部を配置しにくくなるので不適である。
フィルター繊維一本当たりの突起部の数は、例えば、5〜50個、好ましくは10〜40個、さらに好ましくは20〜35個であり、突起部の数が少なすぎると、繊維表面の表面積増大効果が十分でなく、また突起部の数が多くなりすぎると1個の突起部の幅が狭くなり、突起部の強度が十分でなくなる傾向にある。
In the present invention, the width of the protrusion may be, for example, in the range of 0.5 to 4 μm, and preferably in the range of 1 to 3 μm. If the width is too narrow, the strength of the protrusions will be too weak and the protrusions may be chipped, which is inappropriate. On the other hand, if the width is too large, it will be difficult to place many protrusions, so it is not suitable. It is.
The number of projections per filter fiber is, for example, 5 to 50, preferably 10 to 40, more preferably 20 to 35. If the number of projections is too small, the surface area of the fiber surface is increased If the effect is not sufficient and the number of protrusions is too large, the width of one protrusion tends to be narrow, and the strength of the protrusions tends to be insufficient.

本発明において、繊維断面において、楕円部から突出する突起部の先端は丸み(例えば、図1参照)を有していることが必要である。突起部の先端が丸みを帯びていなく、先端に向かって先細に尖っている場合(特許文献3の図2および図4参照)には、先端部が損傷しやすくなるのでフィルター繊維として好ましくない。   In the present invention, in the fiber cross section, the tip of the protrusion protruding from the elliptical portion needs to be rounded (see, for example, FIG. 1). When the tip of the protrusion is not rounded but is tapered toward the tip (see FIGS. 2 and 4 of Patent Document 3), the tip tends to be damaged, which is not preferable as a filter fiber.

本発明のフィルター繊維において、溝部の深さは、例えば、1〜4μmの範囲、好ましくは、1.5〜3.6μmの範囲内にあることであり、さらに好ましくは、2〜3.2μmの範囲内にあることである。溝部が浅すぎるとフィルター繊維の粒子捕捉性が十分でなくなる可能性がある。溝部の深さが大きくなることにより、本発明に係るフィルター繊維の表面積が増大して、水濡れ性を付与する効果が大きくなるが、一方、溝部が深すぎても、処理水中に含まれる粒子の捕捉性に寄与しない。
また、溝部の幅は、例えば、0.1μm〜2.0μm、より好ましくは0.1〜1.0μm、さらに好ましくは、0.1〜0.5μm、特に好ましくは0.1〜0.18μmであることが、粒子捕捉性の点から好ましい。
In the filter fiber of the present invention, the depth of the groove is, for example, in the range of 1 to 4 μm, preferably in the range of 1.5 to 3.6 μm, and more preferably in the range of 2 to 3.2 μm. It is to be in range. If the groove is too shallow, the filter fiber particles may not be sufficiently captured. By increasing the depth of the groove, the surface area of the filter fiber according to the present invention is increased, and the effect of imparting water wettability is enhanced. However, even if the groove is too deep, particles contained in the treated water Does not contribute to
The width of the groove is, for example, 0.1 μm to 2.0 μm, more preferably 0.1 to 1.0 μm, still more preferably 0.1 to 0.5 μm, particularly preferably 0.1 to 0.18 μm. It is preferable from the viewpoint of particle trapping properties.

また、突起部の強度と、良好な捕捉性の双方を向上させる観点から、突起部の幅と前記の溝部の幅との比(突起部の幅/溝部の幅)は、好ましくは、2/1〜20/1、より好ましくは、5/1〜15/1の範囲であってもよい。   In addition, from the viewpoint of improving both the strength of the protrusion and good capture, the ratio of the width of the protrusion to the width of the groove (the width of the protrusion / the width of the groove) is preferably 2 / It may be in the range of 1 to 20/1, more preferably 5/1 to 15/1.

また、上記の溝部の深さと前記の溝部の幅との比(溝部の深さ/溝部の幅)が、好ましくは、1/2〜40/1、より好ましくは、1/1〜20/1の範囲にあることにより、本発明に係るフィルター繊維を水処理フィルターに用いる場合、水処理フィルターの効率を良くするための水濡れ性が付与される。
また、溝部の深さは、例えば、突起部の幅と同じから4倍未満、好ましくは突起部の幅の1.2倍以上3.5倍以下であることが、粒子の捕捉性と配置される突起部の強度とのバランスの点で好ましい。
Further, the ratio of the depth of the groove to the width of the groove (the depth of the groove / the width of the groove) is preferably 1/2 to 40/1, more preferably 1/1 to 20/1. In the case where the filter fiber according to the present invention is used for a water treatment filter, water wettability is provided to improve the efficiency of the water treatment filter.
Further, the depth of the groove is, for example, the same as the width of the protrusion, and less than 4 times, and preferably 1.2 times to 3.5 times the width of the protrusion. It is preferable in terms of balance with the strength of the protruding portion.

また、突起部と突起部の間の溝部の底部についても丸みを帯びているのが好ましい。溝部が底部において丸みを有する場合、親水性ポリマーの溝部への付着性を向上することができる。   Moreover, it is preferable that the bottom part of the groove part between the projection parts is also rounded. When a groove part has roundness in a bottom part, the adhesiveness to the groove part of a hydrophilic polymer can be improved.

フィルター繊維に適度な剛性を与えつつ、良好な粒子捕捉性を付与する観点から、好ましくは、溝部の深さと楕円短軸部の幅との比(溝部の深さ/楕円短軸部の幅)は、0.02〜3程度であってもよく、より好ましくは0.1〜2.5程度、さらに好ましくは0.5〜1.5程度であってもよい。   From the viewpoint of imparting good particle trapping properties while imparting appropriate rigidity to the filter fiber, preferably the ratio of the depth of the groove and the width of the elliptical short axis (depth of the groove / width of the elliptical short axis) May be about 0.02 to about 3, more preferably about 0.1 to about 2.5, and still more preferably about 0.5 to about 1.5.

(フィルター繊維不織布)
本発明において、フィルター繊維は、フィルター装置に対して用いることが可能である限り、さまざまな形状、例えば、短繊維(カットファイバー)または長繊維(フィラメント)として直接用いてもよいし、これらの繊維を布帛状、例えば、不織布(湿式、乾式、スパンボンド等の紡糸直結型)に成形して用いてもよい。これらのうち、フィルター繊維は、不織布の形状で使用されるのが好ましく、特にスパンボンド不織布が好ましい。不織布は、必要に応じて、エンボス処理などの後加工をおこなってもよい。
(Filter fiber non-woven fabric)
In the present invention, the filter fibers may be used directly as various shapes, for example short fibers (cut fibers) or long fibers (filaments), as long as they can be used for the filter device, or these fibers May be formed into a cloth-like shape, for example, a non-woven fabric (wet, dry, directly-bonded type such as spun bond, etc.). Of these, the filter fiber is preferably used in the form of a nonwoven fabric, and a spunbonded nonwoven fabric is particularly preferred. The nonwoven fabric may be subjected to post-processing such as embossing treatment as necessary.

フィルター繊維不織布の目付は、例えば、20〜300g/m、好ましくは30〜200g/m、さらに好ましくは40〜100g/mであることが好ましい。不織布の目付が小さすぎると強度が低すぎてフィルター成型時の加工時に切れてしまう。また、不織布の目付が大きすぎると巻き成型等で内側と外側での張力差が発生しシワ等の原因になってしまう。
なお、鞘成分を除去する前の芯鞘型複合紡糸繊維不織布の目付は、例えば、30〜500g/m、好ましくは50〜350g/m、さらに好ましくは60〜200g/mであってもよい。
The basis weight of the filter fiber nonwoven fabric is, for example, 20 to 300 g / m 2 , preferably 30 to 200 g / m 2 , and more preferably 40 to 100 g / m 2 . If the basis weight of the nonwoven fabric is too small, the strength will be too low and it will break during processing during filter molding. In addition, when the fabric weight of the non-woven fabric is too large, a difference in tension between the inside and the outside occurs due to winding molding and the like, which causes wrinkles and the like.
The basis weight of the core-sheath type composite spun fiber non-woven fabric before removing the sheath component is, for example, 30 to 500 g / m 2 , preferably 50 to 350 g / m 2 , and more preferably 60 to 200 g / m 2 Also good.

(フィルター装置)
本発明において用いられるフィルターカートリッジとしては、公知のフィルターカートリッジのいずれでもよく、たとえば、フィルター繊維を芯材などに巻きつけた糸巻きカートリッジ、フィルター繊維で構成された乾式または湿式不織布をカートリッジに充填したフィルターであってもよい。具体的には、矩形状の濾材2枚を対向配置して形成した平板型フィルターユニットを複数個並設配置した平板型カートリッジや、濾材をプリーツ状に折り束ねた構造のプリーツ型カートリッジなどを例示することができる。例えば、プリーツ型カートリッジフィルターに搭載される濾材は、プリーツ加工をして折りたたみ、折りたたまれた濾材は、芯体に巻き付けられて、円筒状容器に挿入され、水濾過に用いられる。
(Filter device)
The filter cartridge used in the present invention may be any of known filter cartridges. For example, a wound cartridge having filter fibers wound around a core material or the like, or a filter having dry or wet non-woven fabric composed of filter fibers filled in the cartridge. It may be. Specifically, exemplified are flat plate type cartridges in which a plurality of flat plate type filter units formed by arranging two rectangular filter members opposite to each other, a pleated cartridge having a structure in which filter materials are folded in a pleated shape, and the like. can do. For example, a filter medium mounted on a pleated cartridge filter is pleated, folded and folded, the filter medium is wound around a core, inserted into a cylindrical container, and used for water filtration.

(水処理)
本発明のフィルター繊維の優れた水濡れ特性を生かすことで、本発明のフィルター繊維は、親水性が求められる各種フィルター材料として好適に利用することが可能である。好ましくは、本発明のフィルター繊維は水処理用フィルター材料として好適に利用することができ、具体的には、異物が混合されている水から該異物を除去または回収するような水ろ過(例えば、プールや温泉の水の循環ろ過や、海水淡水化プラントにおける水ろ過)における水処理フィルターとして好適に使用することができる。図3は、本発明に係るフィルター繊維を用いて水のろ過処理を行った後の状態を示している。水中の被濾過物質が本発明のフィルター繊維の突起部と突起部との間に形成された溝部に引っ掛かって捕集されていることがわかる。
(Water treatment)
By utilizing the excellent water-wettability of the filter fiber of the present invention, the filter fiber of the present invention can be suitably used as various filter materials for which hydrophilicity is required. Preferably, the filter fiber of the present invention can be suitably used as a filter material for water treatment, and specifically, water filtration (for example, such as removing or recovering the foreign matter from the water in which the foreign matter is mixed) It can be suitably used as a water treatment filter in circulation filtration of water of a pool or hot spring, or water filtration in a seawater desalination plant. FIG. 3 shows a state after the water is filtered using the filter fiber according to the present invention. It can be seen that the substance to be filtered in water is caught and collected in the groove formed between the projections of the filter fiber of the present invention and the projections.

また、本発明は、フィルター繊維として、以下の実施態様を含んでいてもよい。また、以下の実施態様において記載されている各特性は、上述した各特性に準じていてもよい。
[態様1]
疎水性ポリマーから構成された、複数のひだ状突起部を有するフィルター繊維であって、前記繊維の断面が、(a)略楕円形状を有する楕円部と、(b)前記楕円部から両側に延びる、先端が丸みを帯びた複数の突起部と、(c)前記突起部と前記突起部の間に形成される溝部と、から構成され、
前記繊維は、6dtex以下の繊度を有し、
前記長軸部の幅と前記短軸部の幅の比が、1.1〜6.0であり、
前記繊維の表面には、親水性ポリマーが付着しており、前記繊維表面は、95℃の熱水処理を15回行った場合、水濡れ性が維持されている、フィルター繊維。
[態様2]
疎水性ポリマーから構成された、複数のひだ状突起部を有するフィルター繊維であって、前記繊維の断面が、(a)略楕円形状を有する楕円部と、(b)前記楕円部から両側に延びる、先端が丸みを帯びた複数の突起部と、(c)前記突起部と前記突起部の間に形成される溝部と、から構成され、
前記繊維は、溝部の深さが、1〜4μmであるとともに、溝部の深さと楕円短軸部の幅との比(溝部の深さ/楕円短軸部の幅)が0.02〜3であり、
前記繊維の表面には、親水性ポリマーが付着しており、前記繊維表面は、95℃の熱水処理を15回行った場合、水濡れ性が維持されている、フィルター繊維。
[態様3]
疎水性ポリマーから構成された、複数のひだ状突起部を有するフィルター繊維であって、前記繊維の断面が、(a)略楕円形状を有する楕円部と、(b)前記楕円部から両側に延びる、先端が丸みを帯びた複数の突起部と、(c)前記突起部と前記突起部の間に形成される溝部と、から構成され、
前記繊維は、6dtex以下の繊度を有し、
突起部の幅と前記の溝部の幅との比(突起部の幅/溝部の幅)が、2/1〜20/1である、フィルター繊維。
[態様4]
前記フィルター繊維において、溝部の深さと楕円短軸部の幅との比(溝部の深さ/楕円短軸部の幅)が1/10〜4/1である、前記態様1〜3のいずれか一態様に記載のフィルター繊維。
[態様5]
前記フィルター繊維において、前記長軸部の幅と前記短軸部の幅の比が、1.1〜6.0である、態様1〜4のいずれか一態様に記載のフィルター繊維。
[態様6]
前記フィルター繊維において、溝部の深さと楕円短軸部の幅との比(溝部の深さ/楕円短軸部の幅)が1/10〜4/1である、態様1〜5のいずれか一態様に記載のフィルター繊維。
[態様7]
前記フィルター繊維において、前記突起部は、幅0.5〜4μmを有し、前記溝部は、深さ1〜4μmを有している、態様1〜6のいずれか一態様に記載のフィルター繊維。
[態様8]
前記フィルター繊維において、突起部の幅と前記の溝部の幅との比(突起部の幅/溝部の幅)が、/1〜20/1である、態様1〜7のいずれか一態様に記載のフィルター繊維。
[態様9]
前記疎水性ポリマーがポリオレフィン、ポリアミドまたはポリエステルである、態様1〜8のいずれか一態様に記載のフィルター繊維。
[態様10]
前記親水性ポリマーが、熱溶融性かつ水溶性のエチレン−ビニルアルコール共重合体である、態様1〜9のいずれか一態様に記載のフィルター繊維。
[態様11]
前記エチレン−ビニルアルコール共重合体が、0.1〜20モル%のエチレン単量体単位を含有するエチレン−ビニルアルコール共重合体である、態様10に記載のフィルター繊維。
[態様12]
前記親水性ポリマーの付着量が0.5質量%以下(対フィルター繊維)である、態様1〜11のいずれか一態様に記載のフィルター繊維。
[態様13]
前記繊維が、前記疎水性ポリマーを芯層、前記親水性ポリマーを鞘層とする芯鞘型複合紡糸により形成された繊維から前記親水性ポリマーを除去して形成された繊維である、態様1〜12のいずれか一態様に記載のフィルター繊維。
In addition, the present invention may include the following embodiments as a filter fiber. Moreover, each characteristic described in the following embodiments may conform to each characteristic described above.
[Aspect 1]
A filter fiber comprising a plurality of pleated projections made of a hydrophobic polymer, the cross section of said fiber comprising (a) an elliptical part having a substantially elliptical shape, and (b) extending on both sides from said elliptical part A plurality of projections with rounded tips, and (c) a groove formed between the projections and the projections;
The fibers have a fineness of 6 dtex or less;
The ratio of the width of the major axis portion to the width of the minor axis portion is 1.1 to 6.0,
A filter fiber, wherein a hydrophilic polymer is attached to the surface of the fiber, and the fiber surface maintains water wettability when subjected to hot water treatment at 95 ° C. 15 times.
[Aspect 2]
A filter fiber comprising a plurality of pleated projections made of a hydrophobic polymer, the cross section of said fiber comprising (a) an elliptical part having a substantially elliptical shape, and (b) extending on both sides from said elliptical part A plurality of projections with rounded tips, and (c) a groove formed between the projections and the projections;
The fiber has a groove depth of 1 to 4 μm and a ratio of the groove depth to the width of the elliptical minor axis (the depth of the groove / the width of the elliptical minor axis) is 0.02 to 3 Yes,
A filter fiber, wherein a hydrophilic polymer is attached to the surface of the fiber, and the fiber surface maintains water wettability when subjected to hot water treatment at 95 ° C. 15 times.
[Aspect 3]
A filter fiber comprising a plurality of pleated projections made of a hydrophobic polymer, the cross section of said fiber comprising (a) an elliptical part having a substantially elliptical shape, and (b) extending on both sides from said elliptical part A plurality of projections with rounded tips, and (c) a groove formed between the projections and the projections;
The fibers have a fineness of 6 dtex or less;
A filter fiber wherein the ratio of the width of the projections to the width of the grooves (the width of the projections / the width of the grooves) is 2/1 to 20/1.
[Aspect 4]
In the filter fiber, any one of the embodiments 1 to 3, wherein the ratio of the depth of the groove to the width of the elliptical short axis (the depth of the groove / the width of the elliptical short axis) is 1/10 to 4/1. The filter fiber according to one aspect.
[Aspect 5]
The said filter fiber WHEREIN: The filter fiber as described in any one aspect of the aspects 1-4 whose ratio of the width | variety of the said long axis part and the width | variety of the said short axis part is 1.1-6.0.
[Aspect 6]
In the filter fiber, any one of the aspects 1 to 5, wherein the ratio of the depth of the groove to the width of the elliptical short axis (the depth of the groove / the width of the elliptical short axis) is 1/10 to 4/1. The filter fiber according to the embodiment.
[Aspect 7]
The filter fiber according to any one of Aspects 1 to 6, wherein in the filter fiber, the protrusion has a width of 0.5 to 4 μm, and the groove has a depth of 1 to 4 μm.
[Aspect 8]
In the filter fiber, the ratio of the width of the protrusion to the width of the groove (width of the protrusion / width of the groove) is preferably in the range of 1 to 20/1, any one of the embodiments 1 to 7 Filter fiber.
[Aspect 9]
Aspect 9. A filter fiber according to any one of aspects 1-8, wherein the hydrophobic polymer is a polyolefin, a polyamide or a polyester.
[Aspect 10]
The filter fiber according to any one of aspects 1 to 9, wherein the hydrophilic polymer is a heat-meltable water-soluble ethylene-vinyl alcohol copolymer.
[Aspect 11]
11. The filter fiber according to aspect 10, wherein the ethylene-vinyl alcohol copolymer is an ethylene-vinyl alcohol copolymer containing 0.1 to 20 mol% of ethylene monomer units.
[Aspect 12]
12. The filter fiber according to any one of aspects 1 to 11, wherein the attached amount of the hydrophilic polymer is 0.5% by mass or less (relative to filter fiber).
[Aspect 13]
The fiber is a fiber formed by removing the hydrophilic polymer from a fiber formed by core-sheath type composite spinning using the hydrophobic polymer as a core layer and the hydrophilic polymer as a sheath layer. The filter fiber according to any one of 12 embodiments.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

(XPS分析による不織布表面酸素量の測定)
X線光電子分光法(XPS)により不織布表面の構成元素および結合状態を解析し、その結果より表面酸素量を算出した。
(Measurement of nonwoven fabric surface oxygen content by XPS analysis)
The constituent elements and bonding state of the nonwoven fabric surface were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and the surface oxygen content was calculated from the results.

<繊維の比表面積評価(BET法)>
流動法BET1点法比表面積測定装置(Quantachrome製Monosorb)を用いて評価した。装置付属の前処理はNガス雰囲気下で、室温で30分の脱気を行なった。測定は、サンプルの入ったU字型セルに混合ガス(N30%、He70%)を流し、サンプル室を液体窒素温度(77K)に冷却しサンプルの表面にNガスのみ吸着させた。
<Evaluation of specific surface area of fiber (BET method)>
It evaluated using the flow method BET 1-point method specific surface area measuring apparatus (Monosorb made from Quantachrome). In the pretreatment attached to the apparatus, deaeration was performed at room temperature for 30 minutes in an N 2 gas atmosphere. In the measurement, a mixed gas (N 2 30%, He 70%) was flowed in a U-shaped cell containing a sample, the sample chamber was cooled to liquid nitrogen temperature (77 K), and only N 2 gas was adsorbed on the surface of the sample.

(吸収速度)
JIS L 1906吸水速度A法(滴下法)に準じて測定した。
(Absorption rate)
Measured according to JIS L 1906 water absorption rate A method (drop method).

(フィルター繊維断面における形状の測定)
フィルター繊維の繊維断面を走査型電子顕微鏡で撮影し(倍率:5000倍)、印刷した画像を用いて、楕円部の短軸部の幅、長軸部と短軸部との幅の比、突起部の幅および溝部の深さを測定した。
突起部の幅については、前記画像から、ランダムに選んだ10個の突起部について、突起部の先端部と根元部との中間にある点における幅を測定して、その平均値を求め、突起部の幅とした。
なお、突起部は、基本的に長軸端から突出する突起部を排除して選択され、長軸幅において、短軸を中心とする80%以内の箇所から突出する突起部から選択した。
溝部の深さについては、ランダムに選んだ10個の突起部について、突起部の先端部と根元部との距離を測定して、その平均値を求め、溝部の深さとした。
溝部の幅については、前記画像から、ランダムに選んだ10個の溝部について、溝部の先端部と根元部との中間にある点における幅を測定して、その平均値を求め、溝部の幅とした。
楕円部については、繊維断面での突起部を除く部分であり、前記の印刷した画像より楕円の中心を通る直線において、最も長い幅となる箇所を長軸部とし、楕円の中心を通る直線において、最も短い幅となる箇所を短軸部とし、長軸部の幅である長径、短軸部の幅である短径のそれぞれについて、10個の測定結果の平均値より算出した。ここで、基本的には、繊維断面での突起部を除く部分の外接円の中心を楕円の中心とした。なお、前記外接円の中心が、繊維断面での突起部を除く部分に存在しない場合、前記外接円の中心を通る直線において、最も短い幅となる箇所を短軸部とし、この短軸部の中心を通る直線において、最も長い幅となる箇所を長軸部とした。
(Measurement of shape of filter fiber cross section)
The cross section of the filter fiber is photographed with a scanning electron microscope (magnification: 5000), and the printed image is used to determine the width of the minor axis of the elliptical portion, the ratio of the major axis to the minor axis, and the protrusion The width of the part and the depth of the groove part were measured.
Regarding the width of the protrusion, the width at a point between the tip and the root of the protrusion is measured from the above-mentioned image for 10 randomly selected protrusions, and the average value is obtained, and the protrusion is obtained. The width of the part.
The protrusions were selected basically by excluding the protrusions protruding from the long axis end, and were selected from the protrusions protruding from a portion within 80% of the center of the short axis in the major axis width.
With regard to the depth of the groove, the distance between the tip of the protrusion and the root was measured for 10 randomly selected protrusions, and the average value was obtained to obtain the depth of the groove.
With regard to the width of the groove, the width at a point between the front end and the root of the groove is measured from the above-mentioned image for 10 randomly selected grooves, and the average value is obtained. did.
The elliptical portion is the portion excluding the protrusions in the fiber cross section, and in the straight line passing through the center of the ellipse from the printed image, the location with the longest width is taken as the long axis portion and the straight line passing through the center of the ellipse The portion having the shortest width was defined as the short axis portion, and the major axis that was the width of the major axis portion and the minor axis that was the width of the minor axis portion were each calculated from the average value of ten measurement results. Here, basically, the center of the circumscribed circle of the portion excluding the protruding portion in the fiber cross section is the center of the ellipse. When the center of the circumscribed circle does not exist in a portion other than the protrusion in the fiber cross section, in the straight line passing through the center of the circumscribed circle, the portion having the shortest width is taken as the short axis portion. In the straight line passing through the center, the portion with the longest width is taken as the major axis.

[坪量 (g/m)]
JIS P 8124「紙のメートル坪量測定方法」に準じて測定した。
[Basic weight (g / m 2 )]
Measured according to JIS P 8124 “Measuring basis weight of paper”.

<実施例1>
ポリプロピレン(PP)と、エチレン−ビニルアルコール共重合体(株式会社クラレ製、エチレン共重合比率:8.7モル%)(EXCと略記することがある)とをそれぞれ別の押出機に供給して溶融し、PP/EXC=60/40(質量比)の割合で、複合繊維形成用ノズルから吐出して、図1に示す芯鞘型複合紡糸繊維(芯部:ポリプロピレン;鞘部:エチレン−ビニルアルコール共重合体)からなる芯鞘型複合紡糸繊維(図1)を形成しつつ、集積し、スパンボンド状繊維集積シートを作製した。芯鞘型複合紡糸繊維の繊度は3.3dtexであり、繊維集積シートの目付は120g/mであった。
ついで、該不織布を95℃の熱水中に30分間浸漬静置し、前記芯鞘型複合紡糸繊維からエチレン−ビニルアルコール共重合体を除去し、図2に示す断面を有するフィルター繊維(繊度2.2dtex)を作製した。熱水処理後の集積シートを熱エンボスして形成したスパンボンド不織布の目付は72g/mであった。繊維表面積(BET)は、1.94m/gであった。
得られたフィルター繊維断面を観察すると、繊維断面は、中心部が略楕円形であり、この中心部から突起部が突出しており、これら全ての突起部について先端部は丸みを帯びていた。楕円形において、短軸部の幅は4μm、長軸部と短軸部の幅の比は3.7、突起部の数は30、突起部の幅は1.5μm、溝部の幅は0.15μm、溝部の深さは3μmであり、溝部の深さと溝部の幅との比(溝部深さ/溝部の幅)は、20/1であった。また、前記複合紡糸繊維からのエチレン−ビニルアルコール共重合体の付着量0.43質量%(対不織布質量)であった。
Example 1
Supply polypropylene (PP) and ethylene-vinyl alcohol copolymer (Kuraray Co., Ltd., ethylene copolymerization ratio: 8.7 mol%) (sometimes abbreviated as EXC) to different extruders. Core-sheath type composite spun fiber (core: polypropylene; sheath: ethylene-vinyl) which is melted and discharged from the composite fiber forming nozzle at a ratio of PP / EXC = 60/40 (mass ratio) as shown in FIG. While forming core-sheath type composite spun fibers (FIG. 1) made of alcohol copolymer (FIG. 1), they were accumulated to prepare a spunbonded fiber integrated sheet. The fineness of the core-sheath type composite spun fiber was 3.3 dtex, and the basis weight of the fiber accumulation sheet was 120 g / m 2 .
Next, the non-woven fabric is immersed in hot water at 95 ° C. for 30 minutes to remove the ethylene-vinyl alcohol copolymer from the core-sheath type composite spun fiber, and a filter fiber having a cross section shown in FIG. .2 dtex) were produced. The basis weight of the spunbonded nonwoven fabric formed by hot embossing the accumulated sheet after the hot water treatment was 72 g / m 2 . The fiber surface area (BET) was 1.94 m 2 / g.
As a result of observing the cross section of the obtained filter fiber, the cross section of the fiber has a substantially elliptical central portion, and a protrusion protrudes from the central portion, and the tip of all the protrusions is rounded. In the elliptical shape, the width of the minor axis is 4 μm, the ratio of the major axis to the minor axis is 3.7, the number of projections is 30, the width of the projections is 1.5 μm, the width of the groove is 0. The depth of the groove portion was 3 μm, and the ratio of the groove depth to the groove width (groove depth / groove width) was 20/1. Moreover, the adhesion amount of the ethylene-vinyl alcohol copolymer from the composite spun fiber was 0.43% by mass (vs. the mass of the nonwoven fabric).

得られたスパンボンド不織布サンプル表面をXPS分析により分析し、表面酸素量を測定した。結果を図4に示す。XPS分析により鞘部除去後の繊維表面を分析した結果では、繊維表面に酸素が確認出来ることから親水性ポリマーが残留している。得られたスパンボンド不織布サンプルに水滴を滴下して、水滴の広がりを観察した。その結果を図5Aに示す。また、上記不織布サンプルを95℃の熱水中に30分間浸漬処理し(浴比:1:20)、浸漬後取出して冷却・乾燥(60℃、10分)後、再び95℃熱水中での浸漬処理を行い、この処理を15回繰り返して、液滴吸収速度を測定し、その結果を図6に示した。   The resulting spunbonded nonwoven fabric sample surface was analyzed by XPS analysis to measure the surface oxygen content. The results are shown in FIG. As a result of analyzing the fiber surface after removal of the sheath by XPS analysis, oxygen can be confirmed on the fiber surface, so that a hydrophilic polymer remains. Water drops were dropped on the obtained spunbond nonwoven fabric sample, and the spread of the water drops was observed. The result is shown in FIG. 5A. Further, the nonwoven fabric sample is immersed in hot water at 95 ° C. for 30 minutes (bath ratio: 1:20), taken out after immersion, cooled and dried (60 ° C., 10 minutes), and then again in 95 ° C. hot water. This treatment was repeated 15 times to measure the droplet absorption rate, and the results are shown in FIG.

<比較例1>
ポリプロピレン繊維(単糸フィラメント:3.3dtex)からなるスパンボンド不織布(目付:80g/m)を、エチレン−ビニルアルコール共重合体(エチレン共重合比率:8.7モル%)水溶液(ポリマー濃度:0.4質量%)に浸漬して、0.4質量%(対フィルター繊維質量)のエチレン−ビニルアルコール共重合体がコートしたサンプルを作製した。
Comparative Example 1
A spunbond non-woven fabric (weight per unit area: 80 g / m 2 ) consisting of polypropylene fiber (single yarn filament: 3.3 dtex), an aqueous solution of ethylene-vinyl alcohol copolymer (ethylene copolymerization ratio: 8.7 mol%) (polymer concentration: The sample was immersed in 0.4% by mass to prepare a sample coated with 0.4% by mass (relative to the weight of filter fiber) of ethylene-vinyl alcohol copolymer.

図4に示された結果から、本発明に係るフィルター繊維(実施例1)には、25モル%の表面酸素の存在が検出され、この表面酸素は、熱水処理が繰り返されても(25回)維持されていることが示されている。このことは、フィルター繊維の表面にエチレン−ビニルアルコール共重合体が付着していることを示している。一方、比較例1の繊維は、熱水処理が繰り返されるに従って、表面酸素量が減少しており、エチレン−ビニルアルコール共重合体が脱落しやすいことを示している。
図5Aに示された結果から、実施例1のフィルター繊維不織布では、水滴の滴下により水が吸収され、広がっていくのが観察されているが、図5Bの比較例1のサンプルでは、表面にエチレン−ビニルアルコール共重合体の存在量が実施例1の場合よりも少ないため、そのような現象は観察されなかった。
図6に示された結果から、本発明に係るフィルター繊維(実施例1)では、水の吸収が直ちにみられるのに対して、比較例1の場合では、熱水処理回数が多くなるにつれて、水滴吸収に時間を要し、熱水処理回数が進むにつれて、繊維表面からエチレン−ビニルアルコール共重合体の離脱が進んでいる状況が示されている。
From the results shown in FIG. 4, the presence of 25 mol% of surface oxygen is detected in the filter fiber according to the present invention (Example 1), and this surface oxygen can be treated even if the hot water treatment is repeated (25 Times) is shown to be maintained. This indicates that the ethylene-vinyl alcohol copolymer is adhered to the surface of the filter fiber. On the other hand, in the fiber of Comparative Example 1, as the hot water treatment is repeated, the amount of surface oxygen decreases, indicating that the ethylene-vinyl alcohol copolymer is likely to drop off.
From the results shown in FIG. 5A, in the filter fiber non-woven fabric of Example 1, it is observed that water is absorbed and spreads by dripping of water droplets, but in the sample of Comparative Example 1 of FIG. Since the abundance of the ethylene-vinyl alcohol copolymer was less than that in Example 1, such a phenomenon was not observed.
From the results shown in FIG. 6, in the filter fiber according to the present invention (Example 1), the absorption of water is immediately observed, whereas in the case of Comparative Example 1, as the number of times of the hydrothermal treatment increases, It has been shown that it takes time to absorb water droplets and as the number of hot water treatments increases, the detachment of the ethylene-vinyl alcohol copolymer from the fiber surface is progressing.

<実施例2>
本発明に係るフィルター繊維(熱水処理後、不織布形成前)の濾過性を、粒子径の異なるmicromer(ラテックス粒子)[Micromod社製]を評価ダストとして用いて、図7に示す装置を使用し、評価サンプル(4)をサンプルホルダー(3)に取り付けて、評価用ダストの固形分濃度を0.125mg/Lに調整した試験液を350ml/分の送液量で2L通過後に採取した液の粒子数をパーティクルカウンター(PARTICLE MEASURING SYSTEMS社製:MODEL LS-200)で各粒子径の個数を測定することで評価した。 図7において、中空糸フィルター(2)は、フィルター洗浄においてフィルター洗浄水に含まれるダスト除去用である。ダストの捕集効率の評価は、下記の手順により行った。
(a)純水ダスト量測定:粒子数測定[1](補正用)
(b)濾過経路の洗浄
(c)サンプルの洗浄:粒子数測定[2](補正用)
(d)ダスト調整:粒子数測定[3]
(e)濾過試験:粒子数測定[4]
(f)捕集効率算出
捕集効率=100−([4]−[2])÷([3]−[1])×100
前記(c)工程の後、および上記(e)工程の終了時直前に、図7に示す装置に設置の圧力計により測定した。
Example 2
The filterability of the filter fiber according to the present invention (after hot water treatment and before the formation of the non-woven fabric) is measured using an apparatus shown in FIG. 7 using micromer (latex particles) with different particle sizes [manufactured by Micromod] as evaluation dust. The test sample prepared by attaching the evaluation sample (4) to the sample holder (3) and adjusting the solid content concentration of the evaluation dust to 0.125 mg / L with a flow rate of 350 ml / min after passing 2 L of the test liquid The number of particles was evaluated by measuring the number of each particle diameter with a particle counter (manufactured by PARTICLE MEASURING SYSTEMS: MODEL LS-200). In FIG. 7, the hollow fiber filter (2) is for removing dust contained in the filter cleaning water in the filter cleaning. The dust collection efficiency was evaluated according to the following procedure.
(A) Pure water dust amount measurement: Particle number measurement [1] (for correction)
(B) Filtration path washing (c) Sample washing: particle number measurement [2] (for correction)
(D) Dust adjustment: particle number measurement [3]
(E) Filtration test: particle number measurement [4]
(F) Collection efficiency calculation Collection efficiency = 100 − ([4] − [2]) ÷ ([3] − [1]) × 100
After the step (c) and immediately before the end of the step (e), the measurement was performed with a pressure gauge installed in the apparatus shown in FIG.

本発明に係るフィルター繊維(直径:17μm、2.2dtex)のみを2gカラムに充填したものについて、径の異なる評価ダストを用いてダスト捕集性を評価した。結果を図8に示した。   About the filter fiber (diameter: 17 micrometers, 2.2 dtex) which concerns on this invention was packed in 2 g column, dust collection performance was evaluated using evaluation dust from which a diameter differs. The results are shown in FIG.

<比較例2>
比較対象繊維として、断面円形のポリプロピレン繊維(直径:3.3μm、0.08dtex)について、上記と同様にしてダスト捕集性を評価した。結果を図8に示した。
Comparative Example 2
The dust collection performance was evaluated in the same manner as above for polypropylene fibers having a circular cross section (diameter: 3.3 μm, 0.08 dtex) as comparative fibers. The results are shown in FIG.

<比較例3>
比較対象繊維として、ポリプロピレン(PP)と、エチレン−ビニルアルコール共重合体(株式会社クラレ製、エチレン共重合比率:8.7モル%)(EXCと略記することがある)とをそれぞれ別の押出機に供給して溶融し、PP/EXC=60/40(質量比)の割合で、ヒダ数が32個となる複合繊維形成用ノズルから吐出して、芯鞘型複合紡糸繊維(芯部:ポリプロピレン;鞘部:エチレン−ビニルアルコール共重合体)からなる芯鞘型複合紡糸繊維を形成し、実施例1と同様に熱水処理を実施してフィルター繊維(繊度3.2dtex)を得た。
得られたフィルター繊維断面を観察すると、繊維断面は、中心部が略楕円形であり、この中心部から突起部が突出しており、これら全ての突起部について先端部は丸みを帯びていた。楕円形において、短軸部の幅は1.5μm、長軸部と短軸部の幅の比は17.6、突起部の数は32、突起部の幅は1.3μm、突起部の根元部の幅は1.3μm、溝部の深さは6μmであった。
実施例2と同様にしてダスト捕集性を評価した。
Comparative Example 3
Extrusion of polypropylene (PP) and ethylene-vinyl alcohol copolymer (manufactured by Kuraray Co., Ltd., ethylene copolymerization ratio: 8.7 mol%) (sometimes abbreviated as EXC) as different fibers for comparison. Core-sheath type composite spun fiber (core part: core / sheath type composite fiber) by feeding from the nozzle for composite fiber formation with 32 crimps at a ratio of PP / EXC = 60/40 (mass ratio) by supplying to the A core-sheath type composite spun fiber comprising polypropylene; sheath: ethylene-vinyl alcohol copolymer) was formed, and subjected to hot water treatment in the same manner as in Example 1 to obtain a filter fiber (fineness 3.2 dtex).
As a result of observing the cross section of the obtained filter fiber, the cross section of the fiber has a substantially elliptical central portion, and a protrusion protrudes from the central portion, and the tip of all the protrusions is rounded. In the oval shape, the width of the minor axis is 1.5 μm, the ratio of the major axis to the minor axis is 17.6, the number of projections is 32, the width of the projections is 1.3 μm, and the root of the projections The width of the portion was 1.3 μm, and the depth of the groove was 6 μm.
The dust collecting property was evaluated in the same manner as in Example 2.

<比較例4>
比較対象繊維として、断面円形のポリプロピレン繊維(直径:17.5μm、2.2dtex)について、上記と同様にしてダスト捕集性を評価した。
Comparative Example 4
Dust collection property was evaluated in the same manner as described above for polypropylene fibers having a circular cross section (diameter: 17.5 μm, 2.2 dtex) as comparative fibers.

<比較例5>
比較対象繊維として、ポリプロピレン(PP)と、ポリ乳酸(PLA)とをそれぞれ別の押出機に供給して溶融し、PP/PLA=60/40(質量比)の割合で、実施例1の複合繊維形成用ノズルから吐出して、芯鞘型複合紡糸繊維(芯部:ポリプロピレン;鞘部:ポリ乳酸)からなる芯鞘型複合紡糸繊維を形成し、80℃の10%の水酸化ナトリウム中に浸漬しポリ乳酸成分を除去してフィルター繊維(繊度2.2dtex)を得た。得られた繊維は、95℃の熱水処理を15回行った場合、水濡れ性が維持されていなかった。
得られたフィルター繊維断面は実施例1と同様の形状となっており、実施例2と同様にしてダスト捕集性を評価した。
実施例2および比較例2〜5で得られた結果を表1に示す。
Comparative Example 5
As comparative fibers, polypropylene (PP) and polylactic acid (PLA) are supplied to different extruders and melted, and the composite of Example 1 is produced at a ratio of PP / PLA = 60/40 (mass ratio). The mixture is discharged from a fiber-forming nozzle to form a core-sheath composite fiber comprising core-sheath composite fiber (core: polypropylene; sheath: polylactic acid) in 10% sodium hydroxide at 80 ° C. The polylactic acid component was removed by dipping to obtain filter fibers (fineness: 2.2 dtex). When the obtained fiber was subjected to hot water treatment at 95 ° C. 15 times, the wettability was not maintained.
The obtained filter fiber cross section had the same shape as in Example 1, and the dust collecting property was evaluated in the same manner as in Example 2.
The results obtained in Example 2 and Comparative Examples 2 to 5 are shown in Table 1.

Figure 0006553646
Figure 0006553646

表1に示すように、実施例2は、所定形状の楕円柱状部から突出するひだ状突起部を有するとともに、親水性ポリマーに由来して水濡れ性を有しているため、水中で良好なダスト捕集効率を示すだけでなく、流体を通液させる際の圧力についても低い値で維持することが可能である。すなわち、実施例2では、初期圧力が15Kpaと低い値であるだけでなく、濾過試験終了時における評価後圧力についても、20Kpaと、低い圧力を維持することが可能である。   As shown in Table 1, Example 2 has a pleated protrusion protruding from an elliptical columnar part having a predetermined shape, and also has water wettability derived from a hydrophilic polymer. In addition to exhibiting dust collection efficiency, it is possible to maintain the pressure at the time of passing a fluid at a low value. That is, in Example 2, not only the initial pressure has a low value of 15 Kpa, but also the post-evaluation pressure at the end of the filtration test can be maintained at a low pressure of 20 Kpa.

一方、比較例2では、実施例2のフィルター繊維の1/30程度の極細繊度であるため、捕集性の点では有利である。しかしながら、比較例2のフィルター繊維は、極細繊度であるとともに、水濡れ性を有していないため、濾過試験における初期圧力が55Kpaと極めて高い圧力となっている。濾過試験終了時には、圧力がさらに高くなり、評価後圧力は、85Kpaもの極めて高い値を示している。   On the other hand, in Comparative Example 2, the degree of ultrafineness of the filter fiber of Example 2 is about 1/30, which is advantageous in terms of collecting property. However, since the filter fiber of Comparative Example 2 has an extremely fine degree and does not have water wettability, the initial pressure in the filtration test is an extremely high pressure of 55 Kpa. At the end of the filtration test, the pressure is further increased, and the post-evaluation pressure shows an extremely high value of 85 Kpa.

比較例3では、親水性ポリマーに由来して水濡れ性を有しているものの、繊維が本願発明で規定される所定形状を有していないため、捕集の点では満足する特性を示すものの、濾過試験における初期圧力が30Kpaと、実施例2の2倍もの高い圧力となっている。濾過試験終了時には、圧力がさらに高くなり、評価後圧力は、45Kpaと、実施例の2倍以上の高い値を示している。   In Comparative Example 3, although it is derived from a hydrophilic polymer and has water wettability, the fiber does not have the predetermined shape defined in the present invention, and thus exhibits satisfactory characteristics in terms of collection. The initial pressure in the filtration test is 30 Kpa, which is twice as high as that in Example 2. At the end of the filtration test, the pressure is further increased, and the post-evaluation pressure shows 45 Kpa, a value twice as high as that of the example.

比較例4では、実施例2のフィルター繊維と同程度の繊度であるが、断面形状が丸断面であるとともに、水濡れ性を有していないため、捕集効率が0.1%以下と極めて低い値となっている。   In Comparative Example 4, the fineness is about the same as that of the filter fiber of Example 2, but the cross-sectional shape is a round cross-section, and because it does not have water wettability, the collection efficiency is extremely 0.1% or less The value is low.

比較例5では、繊維が本願発明で規定される所定形状を有しているものの、親水性ポリマーに由来して水濡れ性を有していないため、捕集効率が実施例2と比較すると劣るだけでなく、濾過試験における初期圧力が25Kpaと、実施例2の濾過試験終了時よりも高い圧力となっている。濾過試験終了時には、圧力がさらに高くなり、評価後圧力は、30Kpaと、実施例2の1.5倍もの高い値を示している。   In Comparative Example 5, although the fibers have a predetermined shape defined in the present invention, the collection efficiency is inferior to that of Example 2 because it is derived from the hydrophilic polymer and does not have water wettability. Not only that, the initial pressure in the filtration test is 25 Kpa, which is higher than the end of the filtration test in Example 2. At the end of the filtration test, the pressure was further increased, and the post-evaluation pressure was 30 Kpa, 1.5 times higher than Example 2.

本発明のフィルター繊維は、疎水性ポリマーから形成されているが、表面は多くのひだ状突起部を有して、高表面積を有し、しかも表面が水濡れ性を有するために、とくに水処理用のフィルター繊維として有用であることから、産業上の利用可能性がある。   Although the filter fiber of the present invention is formed from a hydrophobic polymer, the surface has many pleated projections, a high surface area, and the surface has water wettability, so that the water treatment is particularly effective. Since it is useful as a filter fiber, it has industrial applicability.

以上、本発明の好ましい実施態様を例示的に説明したが、当業者であれば、特許請求の範囲に開示した本発明の範囲および精神から逸脱することなく多様な修正、付加および置換ができることが理解可能であろう。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, those skilled in the art can make various modifications, additions and substitutions without departing from the scope and spirit of the present invention disclosed in the claims. It will be understandable. Accordingly, such changes and modifications are to be construed as being within the scope of the invention as defined by the claims.

1 3方コック
2 0.04μm中空糸フィルター
3 サンプルホルダー
4 評価サンプル
1 3-way cock 2 0.04 μm hollow fiber filter 3 sample holder 4 evaluation sample

Claims (15)

疎水性ポリマーから構成された、複数のひだ状突起部を有するフィルター繊維であって、前記繊維の断面が、(a)略楕円形状を有する楕円部と、(b)前記楕円部から両側に延びる、先端が丸みを帯びた複数の突起部と、(c)前記突起部と前記突起部の間に形成される溝部と、から構成され、
前記繊維は、6dtex以下の繊度を有し、
前記楕円部は長軸部と短軸部からなり、前記長軸部の幅と前記短軸部の幅の比が、1.5〜6.0であるとともに、前記短軸部の幅が、3〜30μmであり、
前記繊維の表面には、親水性ポリマーが付着しており、前記繊維表面は、95℃の熱水処理(繊維量に対して浴比1:20とし、95℃、30分の熱水処理を行った後、60℃、10分の乾燥処理を行う処理)を15回行った場合、水濡れ性が維持されている、フィルター繊維。
A filter fiber comprising a plurality of pleated projections made of a hydrophobic polymer, the cross section of said fiber comprising (a) an elliptical part having a substantially elliptical shape, and (b) extending on both sides from said elliptical part A plurality of projections with rounded tips, and (c) a groove formed between the projections and the projections;
The fibers have a fineness of 6 dtex or less;
The ellipse part is composed of a long axis part and a short axis part, and the ratio of the width of the long axis part to the width of the short axis part is 1.5 to 6.0, and the width of the short axis part is 3 to 30 μm,
A hydrophilic polymer is attached to the surface of the fiber, and the fiber surface is subjected to hot water treatment at 95 ° C. (bath ratio 1:20 with respect to the amount of fiber, 95 ° C. for 30 minutes). The filter fiber in which the water wettability is maintained when the treatment of performing drying treatment at 60 ° C. for 10 minutes is performed 15 times after the treatment .
前記フィルター繊維において、表面積(BET)が、0.8〜4.0m /gである、請求項1に記載のフィルター繊維。 The filter fiber according to claim 1, wherein the filter fiber has a surface area (BET) of 0.8 to 4.0 m 2 / g . 前記フィルター繊維において、溝部の深さと楕円短軸部の幅との比(溝部の深さ/楕円短軸部の幅)が0.02〜3である、請求項1または2に記載のフィルター繊維。   3. The filter fiber according to claim 1, wherein a ratio of the depth of the groove portion to the width of the elliptical short axis portion (depth of the groove portion / width of the elliptical short axis portion) is 0.02 to 3 in the filter fiber. . 前記フィルター繊維において、前記突起部は、幅0.5〜4μmを有し、前記溝部の深さは、突起部の幅との比(溝部の深さ/突起部の幅)が、1/1〜4/1である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のフィルター繊維。   In the filter fiber, the protrusion has a width of 0.5 to 4 μm, and the depth of the groove is a ratio of the width of the protrusion (the depth of the groove / the width of the protrusion) to 1/1. The filter fiber according to any one of claims 1 to 3, which is ~ 4/1. 前記フィルター繊維において、突起部の幅と前記の溝部の幅との比(突起部の幅/溝部の幅)が、2/1〜20/1である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルター繊維。   In the said filter fiber, ratio (width | variety of a projection part / width | variety of a groove part) of the width | variety of a projection part and the width | variety of the said groove part is 2/1-20/1, Any one of Claims 1-4. Filter fiber as described in. 前記疎水性ポリマーがポリオレフィン、ポリアミドまたはポリエステルである、請求項1または2に記載のフィルター繊維。   The filter fiber according to claim 1 or 2, wherein the hydrophobic polymer is polyolefin, polyamide or polyester. 前記親水性ポリマーが、熱溶融性かつ水溶性のエチレン−ビニルアルコール共重合体である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のフィルター繊維。   The filter fiber according to any one of claims 1 to 6, wherein the hydrophilic polymer is a heat-meltable water-soluble ethylene-vinyl alcohol copolymer. 前記エチレン−ビニルアルコール共重合体が、0.1〜20モル%のエチレン単量体単位を含有するエチレン−ビニルアルコール共重合体である、請求項7に記載のフィルター繊維。   The filter fiber according to claim 7, wherein the ethylene-vinyl alcohol copolymer is an ethylene-vinyl alcohol copolymer containing 0.1 to 20 mol% of ethylene monomer units. 前記親水性ポリマーの付着量が0.5質量%以下(対フィルター繊維)である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のフィルター繊維。   The filter fiber according to any one of claims 1 to 8, wherein the attached amount of the hydrophilic polymer is 0.5% by mass or less (relative to the filter fiber). 前記繊維が、前記疎水性ポリマーを芯層、前記親水性ポリマーを鞘層とする芯鞘型複合紡糸により形成された繊維から前記親水性ポリマーを除去して形成された繊維である、請求項1〜9のいずれか一項に記載のフィルター繊維。   2. The fiber is a fiber formed by removing the hydrophilic polymer from a fiber formed by core-sheath composite spinning using the hydrophobic polymer as a core layer and the hydrophilic polymer as a sheath layer. The filter fiber as described in any one of -9. 請求項1〜10のいずれか一項に記載のフィルター繊維を含むフィルター。   A filter comprising the filter fiber according to any one of the preceding claims. 請求項11に記載のフィルターにおいて、前記フィルター繊維が乾式または湿式不織布を形成しているフィルター。   The filter according to claim 11, wherein the filter fiber forms a dry or wet nonwoven fabric. 請求項12のフィルターにおいて、前記乾式または湿式不織布をカートリッジに充填したフィルター。   The filter according to claim 12, wherein the dry or wet non-woven fabric is filled in a cartridge. 水処理に用いられる、請求項11〜13のいずれか一項に記載のフィルター。   14. A filter according to any one of the claims 11-13, for use in water treatment. 請求項11〜14のいずれか一項記載のフィルターを用いて被除去物を含む水をろ過する水の処理方法。   The processing method of the water which filters the water containing a to-be-removed object using the filter as described in any one of Claims 11-14.
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JP7047593B2 (en) * 2018-05-23 2022-04-05 東レ株式会社 Wet non-woven fabric

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62289668A (en) * 1986-06-05 1987-12-16 ユニチカ株式会社 Flat composite polyester fiber
US8129019B2 (en) * 2006-11-03 2012-03-06 Behnam Pourdeyhimi High surface area fiber and textiles made from the same
JP6173670B2 (en) * 2012-10-03 2017-08-02 ダイワボウホールディングス株式会社 Filter and manufacturing method thereof

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