JP6737421B2 - ポリフェニレンサルファイド繊維、及び不織布 - Google Patents

Description

本発明は、ポリフェニレンサルファイド繊維、及び不織布に関する。

空気を清浄化する濾材として、集塵機に取付けて用いるバグフィルター等が知られている。例えば特許文献１には、基布とウェブとで構成されるバグフィルター等の集塵用濾布において、ウェブを５ｄ以下の異形断面ポリフェニレンサルファイド繊維で構成する技術が開示されている。また非特許文献１にはフォートロン（登録商標）ポリフェニレンサルファイド繊維は、耐熱性や耐薬品性に優れ、且つ濾過性能に優れることが記載されている。

また濾材に関する技術では無いが、特許文献２には高異形度の異形断面を有するポリエステル、ポリアミド等の熱可塑性合成繊維を製造するための紡糸口金が開示されている。

特開２０００−１１７０２７号公報 特開平７−１７３７０８号公報

セラニーズコーポレーション著「Ｆｏｒｔｒｏｎ ＰＰＳ（登録商標） Ｆｉｂｅｒｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ Ｆｅｌｔｓ」、１９９４年８月

特許文献１に記載されているＹ字型断面や、特許文献２に記載されている多葉断面形状等の異形断面を有する繊維は、丸型断面を有する繊維と比べて繊維の表面積を大きくすることができるため、濾過性能を向上することができる。しかし本発明者らの検討によると、これら異形断面を有する繊維を用いて不織布を形成する場合、丸型断面を有する繊維を用いる場合に比べて、ニードルパンチ等の加工の際に繊維が切断し易いことが分かった。本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は切断し難い異形断面を有するポリフェニレンサルファイド繊維を提供することにある。また本発明の他の目的は、上記ポリフェニレンサルファイド繊維を含む不織布を提供することにある。

上記課題を解決することのできた本発明のポリフェニレンサルファイド繊維は、以下の構成からなる。
［１］異形断面を有し、引張強度Ａ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と破断伸度Ｂ（％）を含む下記式（１）にて定義されるＣ値が１９．０以上であることを特徴とするポリフェニレンサルファイド繊維。
Ｃ値＝Ａ×√Ｂ ・・・（１）
［２］上記繊維の軸方向に垂直な断面における形状が三葉形状である［１］に記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
［３］上記繊維の軸方向に垂直な断面において、上記繊維の外周線に内接する内接円は、上記外周線と第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２、及び第３接点Ｐ３で接し、下記式（２）を満たすものである［１］または［２］に記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
１．４≧Ｓ２/Ｓ１≧０．９０ ・・・（２）
（式（２）中、Ｓ１は、上記第２接点Ｐ２と上記第３接点Ｐ３の間の距離（μｍ）である。Ｓ２は、上記内接円の第１接線と上記外周線との交点である第１交点Ｃ１と第２交点Ｃ２の間の距離（μｍ）である。但し、上記第１接線は、上記第２接点Ｐ２と上記第３接点Ｐ３を結ぶ線分Ｐ２Ｐ３と平行であり上記第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。）
［４］上記繊維の軸方向に垂直な断面において、上記繊維の外周線に内接する内接円は、上記外周線と第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２、及び第３接点Ｐ３で接し、下記式（３）を満たすものである［１］〜［３］のいずれかに記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
１．４≧Ｓ３/Ｓ１≧０．９０ ・・・（３）
（式（３）中、Ｓ１は、上記第２接点Ｐ２と上記第３接点Ｐ３の間の距離（μｍ）である。Ｓ３は、径が上記内接円の径の１．４倍である１．４倍円の第２接線と上記外周線との交点である第３交点Ｃ３と第４交点Ｃ４の間の距離（μｍ）である。但し、上記１．４倍円は、上記内接円の中心を中心とする円である。上記第２接線は、上記第２接点Ｐ２と上記第３接点Ｐ３を結ぶ線分Ｐ２Ｐ３と平行であり上記第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。）
［５］上記繊維の軸方向に垂直な断面において、上記繊維の外周線に内接する内接円は、上記外周線と第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２、及び第３接点Ｐ３で接し、下記式（４）を満たすものである［１］〜［４］のいずれかに記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
１．３≧Ｓ３/Ｓ２≧０．９３ ・・・（４）
（式（４）中、Ｓ２は、上記内接円の第１接線と上記外周線との交点である第１交点Ｃ１と第２交点Ｃ２の間の距離（μｍ）である。但し、上記第１接線は、上記第２接点Ｐ２と上記第３接点Ｐ３を結ぶ線分Ｐ２Ｐ３と平行であり上記第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。Ｓ３は、径が上記内接円の径の１．４倍である１．４倍円の第２接線と上記外周線との交点である第３交点Ｃ３と第４交点Ｃ４の間の距離（μｍ）である。但し、上記１．４倍円は、上記内接円の中心を中心とする円である。上記第２接線は、上記線分Ｐ２Ｐ３と平行であり上記第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。）
［６］上記繊維の軸方向に垂直な断面において、上記繊維の外周線の長さは８０μｍ以下である［１］〜［５］のいずれかに記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
［７］上記繊維の軸方向に垂直な断面において、上記繊維の断面積と同じ面積を有する仮想円の直径であって下記式により求められる円換算直径（μｍ）に円周率πを乗じて求められる（Ｆ）円換算円周（μｍ）に対する上記繊維の（Ｅ）外周線の長さ（μｍ）の比（（Ｅ）／（Ｆ））が１．１０以上、１．１７以下である［１］〜［６］のいずれかに記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
円換算直径（μｍ）＝２×｛Ｄ／（１００００００×ρ×π）｝^０．５×１０^４
Ｄ：単糸繊度（ｄｔｅｘ）
ρ：繊維比重（ｇ／ｃｍ^３）
［８］［１］〜［７］のいずれかに記載のポリフェニレンサルファイド繊維を含む不織布。

本発明によれば上記構成により、切断し難い異形断面を有するポリフェニレンサルファイド繊維を提供することができる。また本発明によれば、上記ポリフェニレンサルファイド繊維を含む不織布を提供することができる。

図１は、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維の断面図である。 図２（ａ）は、後記の実施例３のポリフェニレンサルファイド繊維の断面の写真（５００倍）である。図２（ｂ）は、後記の比較例２のポリフェニレンサルファイド繊維の断面の写真（５００倍）である。 図３（ａ）は、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維を製造するための紡糸口金の吐出孔の形状を示す図である。図３（ｂ）は、従来のポリフェニレンサルファイド繊維を製造するための紡糸口金の吐出孔の形状を示す図である。

本発明のポリフェニレンサルファイド繊維は、異形断面を有し、引張強度Ａ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と破断伸度Ｂ（％）を含む下記式（１）にて定義されるＣ値が１９．０以上である。
Ｃ値＝Ａ×√Ｂ ・・・（１）

本発明者らは、引張強度Ａ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と破断伸度Ｂ（％）とを含む上記式（１）を満たすようにすることにより、切断し難い異形断面を有するポリフェニレンサルファイド繊維が得られることを見出し、本発明を完成した。以下、本発明を詳細に説明する。

Ｃ値＝Ａ×√Ｂ ・・・（１）
Ｃ値は、引張強度Ａ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と破断伸度Ｂ（％）を含む式（１）により算出される値であり、Ｃ値が高ければ高い程、引張強度と破断伸度のバランスが良好になり、ポリフェニレンサルファイド繊維を切断し難くすることができ、耐久性を向上することができる。Ｃ値は１９．０以上であり、好ましくは１９．５以上、より好ましくは２０．０以上である。一方、Ｃ値の上限は特に限定されないが、常識的に得られる上限値はおおよそ３０である。

ポリフェニレンサルファイド繊維とは、フェニレンサルファイド（−Ｃ_６Ｈ_４−Ｓ−）単位を主な構成単位とする重合体を含む繊維である。フェニレンサルファイド単位として、ｐ−フェニレンサルファイド単位、及びｍ−フェニレンサルファイド単位よりなる群から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。このうちｐ−フェニレンサルファイド単位が好ましい。ポリフェニレンサルファイド繊維は、全構成単位を１００質量％としたとき、フェニレンサルファイド単位を７０質量％以上含有することが好ましい。フェニレンサルファイド単位の含有率は、より好ましくは９０質量％以上、更に好ましくは９５質量％以上、最も好ましくは１００質量％である。フェニレンサルファイド単位の含有率が高くなると、耐熱性、各種薬品に対する耐薬品性、難燃性を向上することができるため、例えば１９０℃以下の環境下で用いるバグフィルター用濾布として好適なものになる。

異形断面とは、ポリフェニレンサルファイド繊維の軸方向に垂直な断面（以下、単に垂直断面と呼ぶ場合がある）における形状が丸形以外の形状であることを意味する。垂直断面における形状は、例えば２以上の凸部を有するものである多葉形状であることが好ましい。多葉形状として、三葉形状、四葉形状等が挙げられる。このうち三葉形状であることがより好ましい。三葉形状には、いわゆるＴ字型、Ｙ字形状等も含まれる。なお凸部の先端は円孤状であることが好ましい。

図１は、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維の断面図である。図１に示す通り、ポリフェニレンサルファイド繊維１は、垂直断面において、繊維の外周線に内接する内接円Ｒ１が、外周線と第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２、及び第３接点Ｐ３で接し、下記式（２）を満たすものであることが好ましい。
１．４≧Ｓ２/Ｓ１≧０．９０ ・・・（２）
（式（２）中、Ｓ１は、第２接点Ｐ２と第３接点Ｐ３の間の距離（μｍ）である。Ｓ２は、内接円Ｒ１の第１接線と外周線との交点である第１交点Ｃ１と第２交点Ｃ２の間の距離（μｍ）である。但し、第１接線は、第２接点Ｐ２と第３接点Ｐ３を結ぶ線分Ｐ２Ｐ３と平行であり第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。）

まず図２（ｂ）は後記する比較例２のポリフェニレンサルファイド繊維の断面写真であり、図２（ｂ）に示すように、従来のポリフェニレンサルファイド繊維の断面において、凸部は、その根本から先端に向かって細くなっている。一方、図２（ａ）は後記する実施例３のポリフェニレンサルファイド繊維の断面写真であり、図２（ａ）に示すように、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維の断面において、凸部は、その根本近傍がある程度、太く維持されている。詳細には、図１に示すようにＳ２/Ｓ１（線分Ｃ１Ｃ２／線分Ｐ２Ｐ３）を０．９０以上に制御することにより、凸部２の根本近傍をある程度、太く維持することができ、これによりポリフェニレンサルファイド繊維を切断し難くすることができる。Ｓ２/Ｓ１は、より好ましくは０．９５以上、更に好ましくは１．００以上である。一方、Ｓ２/Ｓ１を１．４以下とすることにより、凸部２と凸部２の間に適度な凹部が形成されて濾過効率を向上し易くすることができる。Ｓ２/Ｓ１は、より好ましくは１．２以下、更に好ましくは１．１以下である。

図１に示す通り、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維１は、垂直断面において、繊維の外周線に内接する内接円Ｒ１は、外周線と第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２、及び第３接点Ｐ３で接し、下記式（３）を満たすものであることが好ましい。
１．４≧Ｓ３/Ｓ１≧０．９０ ・・・（３）
（式（３）中、Ｓ１は、第２接点Ｐ２と第３接点Ｐ３の間の距離（μｍ）である。Ｓ３は、径が内接円Ｒ１の径の１．４倍である１．４倍円Ｒ２の第２接線と外周線との交点である第３交点Ｃ３と第４交点Ｃ４の間の距離（μｍ）である。但し、１．４倍円Ｒ２は、内接円Ｒ１の中心Ｏを中心とする円である。第２接線は、第２接点Ｐ２と第３接点Ｐ３を結ぶ線分Ｐ２Ｐ３と平行であり第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。）

図１に示す様に、Ｓ３/Ｓ１（線分Ｃ３Ｃ４／線分Ｐ２Ｐ３）を０．９０以上に制御して、凸部２の幅をある程度、太く維持することにより、ポリフェニレンサルファイド繊維１を切断し難くすることができる。Ｓ３/Ｓ１は、より好ましくは０．９５以上、更に好ましくは１．００以上である。一方、Ｓ３/Ｓ１を１．４以下とすることにより、凸部２と凸部２の間に適度な凹部が形成されて濾過効率を向上し易くすることができる。Ｓ３/Ｓ１は、より好ましくは１．２以下、更に好ましくは１．１以下である。

図１に示す通り、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維１は、垂直断面において、繊維の外周線に内接する内接円Ｒ１は、外周線と第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２、及び第３接点Ｐ３で接し、下記式（４）を満たすものであることが好ましい。
１．３≧Ｓ３/Ｓ２≧０．９３ ・・・（４）
（式（４）中、Ｓ２は、内接円Ｒ１の第１接線と外周線との交点である第１交点Ｃ１と第２交点Ｃ２の間の距離（μｍ）である。但し、第１接線は、第２接点Ｐ２と第３接点Ｐ３を結ぶ線分Ｐ２Ｐ３と平行であり第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。Ｓ３は、径が内接円Ｒ１の径の１．４倍である１．４倍円Ｒ２の第２接線と外周線との交点である第３交点Ｃ３と第４交点Ｃ４の間の距離（μｍ）である。但し、１．４倍円Ｒ２は、内接円Ｒ１の中心Ｏを中心とする円である。第２接線は、線分Ｐ２Ｐ３と平行であり第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。）

図１に示す様に、Ｓ３/Ｓ２（線分Ｃ３Ｃ４／線分Ｃ１Ｃ２）を０．９３以上とすることにより、凸部２の幅をある程度、太く維持することができるため、切断し難くすることができる。Ｓ３/Ｓ２は、より好ましくは０．９５以上、更に好ましくは０．９８以上である。一方、Ｓ３/Ｓ２が１．３以下であれば、凸部２と凸部２の間に適度な凹部が形成されて濾過効率を向上し易くすることができる。更に、ダストの払い落とし性を向上し易くすることができる。Ｓ３/Ｓ２は、より好ましくは１．２以下、更に好ましくは１．１以下である。

垂直断面におけるポリフェニレンサルファイド繊維の（Ｅ）外周線の長さは、好ましくは１０μｍ以上、８０μｍ以下である。（Ｅ）外周線の長さを１０μｍ以上とすることにより、繊維の表面積を大きくして、濾過効率を向上し易くすることができる。更に破断伸度を向上し易くすることができる。（Ｅ）外周線の長さは、より好ましくは２０μｍ以上、更に好ましくは３５μｍ以上である。一方、（Ｅ）外周線の長さを８０μｍ以下とすることにより、引張強度を向上し易くすることができる。（Ｅ）外周線の長さは、より好ましくは６０μｍ以下、更に好ましくは５０μｍ以下、更により好ましくは４３μｍ以下である。

本発明のポリフェニレンサルファイド繊維１は、垂直断面において、その断面積と同じ面積を有する仮想円の直径であって下記式により求められる円換算直径（μｍ）に円周率πを乗じて求められる（Ｆ）円換算円周（μｍ）に対する上記（Ｅ）外周線の長さ（μｍ）の比（（Ｅ）／（Ｆ））が、１．１０以上、１．１７以下であることが好ましい。（Ｅ）／（Ｆ）の値が１．１０以上、１．１７以下であることにより、濾過効率を向上させつつ、ポリフェニレンサルファイド繊維１を切断し難くすることができる。（Ｅ）／（Ｆ）の値は、より好ましくは１．１２以上、１．１６以下である。
円換算直径（μｍ）＝２×｛Ｄ／（１００００００×ρ×π）｝^０．５×１０^４
Ｄ：単糸繊度（ｄｔｅｘ）
ρ：繊維比重（ｇ／ｃｍ^３）

本発明のポリフェニレンサルファイド繊維１は、垂直断面において、繊維の外周線に内接する内接円Ｒ１の径をＬ１、繊維の外周線に外接する外接円Ｒ３の径をＬ２としたとき、下記式（５）を満たすものであることが好ましい。
２．６≧Ｌ２/Ｌ１≧１．５ ・・・（５）

Ｌ２/Ｌ１を２．６以下とすることにより、凸部２を短くすることができるため、強度を向上し易くすることができる。Ｌ２/Ｌ１は、より好ましくは２．４以下、更に好ましくは２．３以下である。一方、Ｌ２/Ｌ１を１．５以上とすることにより、凸部２を長くすることができるため、濾過効率を向上し易くすることができる。Ｌ２/Ｌ１は、より好ましくは１．８以上、更に好ましくは２．０以上である。

本発明のポリフェニレンサルファイド繊維の単糸繊度は、０．５ｄｔｅｘ以上、１８ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。単糸繊度を０．５ｄｔｅｘ以上とすることにより、繊維同士の磨耗劣化等を防止したり、破断伸度を向上し易くすることができる。単糸繊度は、より好ましくは０．８ｄｔｅｘ以上、更に好ましくは１．０ｄｔｅｘ以上、更により好ましくは１．２ｄｔｅｘ以上である。一方、単糸繊度を１８ｄｔｅｘ以下とすることにより、引張強度を向上し易くすることができる。単糸繊度は、より好ましくは１０ｄｔｅｘ以下、更に好ましくは５ｄｔｅｘ以下、更により好ましくは２ｄｔｅｘ以下である。

ポリフェニレンサルファイド繊維の繊維長は、特に限定されないが、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは２０ｍｍ以上、更に好ましくは４０ｍｍ以上であって、好ましくは１００ｍｍ以下、より好ましくは９０ｍｍ以下、更に好ましくは８０ｍｍ以下である。

本発明のポリフェニレンサルファイド繊維の引張強度Ａは、３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。引張強度Ａを３ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることにより、繊維強度を向上し易くすることができる。引張強度Ａは、より好ましくは３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、更に好ましくは３．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。一方、引張強度Ａの上限は特に限定されないが、常識的に得られる上限値はおおよそ６ｃＮ／ｄｔｅｘである。なお引張強度Ａは、ＪＩＳ Ｌ１０１５（２０１０）の記載に基づいて測定することができる。

本発明のポリフェニレンサルファイド繊維の破断伸度Ｂは、好ましくは８％以上、５５％以下である。破断伸度Ｂを８％以上とすることにより、繊維を切断し難くすることができる。更に引裂応力が作用したときに繊維が適度に伸長するため、結果的に引裂強力を向上し易くすることができる。破断伸度Ｂは、より好ましくは１５％以上、更に好ましくは２０％以上である。一方、破断伸度Ｂを５５％以下とすることにより、寸法安定性を向上し易くすることができる。破断伸度Ｂは、より好ましくは４８％以下、更に好ましくは４０％以下である。なお破断伸度Ｂは、ＪＩＳ Ｌ１０１５（２０１０）の記載に基づいて測定することができる。

本発明のポリフェニレンサルファイド繊維は、好ましくは以下の製造方法により製造することが出来る。まずポリフェニレンサルファイドを後記する所定の孔形状を持つ紡糸口金を有する紡糸設備を用いて、紡糸温度２９０〜３８０℃、単孔吐出量０．３〜１．７ｇ／分の条件で吐出して、１２０〜２００ｍ／分の冷却風で紡出糸の片側から空冷しながら、紡糸速度５００〜１８００ｍ／分で引き取り未延伸糸を得る。次いで、得られた未延伸糸を１３０℃以下の条件下で１．５０〜２．２０倍延伸し、更に緊張下で１００〜２００℃の接触式の熱処理を行う。更に、油剤を付与して、用途に応じて捲縮を付与し、緩和状態で接触式熱処理より１０℃以上高温領域で更に熱処理を行い、所望の繊維長に切断を行うことにより、ポリフェニレンサルファイド繊維を得ることができる。

図３（ａ）は、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維を製造するための紡糸口金の吐出孔の形状を示す図である。紡糸孔１０の円形孔の直径ｂ（μｍ）の長さは、紡糸孔１０のスリット部分の幅ａ（μｍ）の１．３倍〜１．７倍であることが好ましい。これにより上記式（３）を満たす断面形状を有するポリフェニレンサルファイド繊維が得られ易くなる。また、紡糸孔１０のスリット部分の長さｃ（μｍ）は、紡糸孔１０のスリット部分の幅ａ（μｍ）の０．３０倍〜０．５０倍であることが好ましい。これにより上記式（２）を満たす断面形状を有するポリフェニレンサルファイド繊維が得られ易くなる。更に、上記ｂ／ａの好ましい比率と上記ｃ／ａの好ましい比率を満たす紡糸孔１０を用いることにより、上記式（４）を満たす断面形状を有するポリフェニレンサルファイド繊維が得られ易くなる。

本発明のポリフェニレンサルファイド繊維を含む不織布も、本発明の範囲に含まれる。本発明の不織布は、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維を１０質量％以上含むことが好ましい。より好ましくは２０質量％以上、さらに好ましくは３０質量％以上、さらにより好ましくは６０質量％以上、最も好ましくは１００質量％である。本発明の不織布は、例えば丸断面のポリフェニレンサルファイド繊維等の本発明のポリフェニレンサルファイド繊維以外のポリフェニレンサルファイド繊維を含んでいてもよい。その他、本発明の不織布は、例えばｍ−アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリテトラフルオロエチレン繊維、及びガラス繊維よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含んでいても良い。

本発明の不織布として、スパンボンド不織布、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布等が挙げられる。このうちニードルパンチ不織布が好ましい。これらは単層あるいは積層にて用いることができる。本発明の不織布は、用途に応じて本発明の不織布以外の他の不織布、織物、編物等と積層してもよい。

本発明の不織布は、バグフィルター等の濾材に好適に用いることができる。例えば、本発明の不織布をろ過層用不織布として用いて、支持層用不織布、補強織物（スクリム）、及びろ過層用不織布の積層体を形成してバグフィルター用濾布とすることができる。

ろ過層用不織布の目付は、好ましくは１２０ｇ／ｍ^２以上、３００ｇ／ｍ^２以下である。目付が１２０ｇ／ｍ^２以上であることにより、捕集性能を向上することができる。一方、目付が３００ｇ／ｍ^２以下であることにより、圧力損失を低減することができる。ろ過層用不織布の目付は、より好ましくは１６０ｇ／ｍ^２以上、更に好ましくは２００ｇ／ｍ^２以上であって、より好ましくは２７０ｇ／ｍ^２以下、更に好ましくは２５０ｇ／ｍ^２以下である。

ろ過層用不織布は、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維を含む層からなるものに限定されず、例えば、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維を含む層を表面層とし、本発明のポリフェニレンサルファイド繊維を含まない層を裏面層として備える積層体であってもよい。裏面層は、例えば丸断面のポリフェニレンサルファイド繊維を含むことが好ましく、丸断面のポリフェニレンサルファイド繊維からなるものであることがより好ましい。表面層と裏面層の目付の比率は、好ましくは２０：８０〜８０：２０、より好ましくは７０：３０〜３０：７０、更に好ましくは６５：３５〜３５：６５である。

補強織物（スクリム）は、平織物であることが好ましい。これによりダスト流等の風圧に伴う寸法変化を低減し易くすることができる。また補強織物は、ポリフェニレンサルファイド繊維により構成されるものが好ましい。補強織物の目付は、好ましくは５０ｇ／ｍ^２以上、より好ましくは１００ｇ／ｍ^２以上であって、好ましくは２００ｇ／ｍ^２以下、より好ましくは１５０ｇ／ｍ^２以下である。

支持層用不織布として、ニードルパンチ不織布、スパンボンド不織布等が挙げられる。このうちニードルパンチ不織布が好ましい。支持層用不織布を構成する繊維としてはポリエステル繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維等が挙げられ、ポリフェニレンスルフィド繊維が好ましく、丸断面のポリフェニレンサルファイド繊維がより好ましい。支持層用不織布を構成する繊維の単糸繊度は、０．５ｄｔｅｘ以上、１０ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、より好ましくは１．０ｄｔｅｘ以上、５ｄｔｅｘ以下であり、さらに好ましくは１．５ｄｔｅｘ以上、２．０ｄｔｅｘ以下である。支持層用不織布の目付は、好ましくは１２０ｇ／ｍ^２以上、より好ましくは１６０ｇ／ｍ^２以上、更に好ましくは２００ｇ／ｍ^２以上であって、好ましくは３００ｇ／ｍ^２以下、より好ましくは２７０ｇ／ｍ^２以下、更に好ましくは２５０ｇ／ｍ^２以下である。

バグフィルター用濾布の目付は、好ましくは３００ｇ／ｍ^２以上、より好ましくは４００ｇ／ｍ^２以上、更に好ましくは５００ｇ／ｍ^２以上であって、好ましくは８００ｇ／ｍ^２以下、より好ましくは７００ｇ／ｍ^２以下、更に好ましくは６００ｇ／ｍ^２以下である。バグフィルター用濾布の厚さは、好ましくは１．０ｍｍ以上、より好ましくは１．５ｍｍ以上であって、好ましくは４.０ｍｍ以下、より好ましくは３.０ｍｍ以下、更に好ましくは２．５ｍｍ以下である。

バグフィルター用濾布において、支持層用不織布、補強織物、ろ過層用不織布を一体化する方法としては、特に限定されないが例えば、熱接着方法、接着剤を用いた化学的接着方法、縫着等が挙げられるが、ニードルパンチ工程により一体化することが好ましい。

バグフィルター用濾布の表面側には、捕集効率を高めるために、熱ロール処理、および毛焼処理のうち少なくとも一方の処理を施すことが好ましく、両方の処理を行うことがより好ましい。

本願は、２０１８年３月２９日に出願された日本国特許出願第２０１８−０６５５５８号、および２０１８年１０月２３日に出願された日本国特許出願第２０１８−１９９５０１号に基づく優先権の利益を主張するものである。２０１８年３月２９日に出願された日本国特許出願第２０１８−０６５５５８号、および２０１８年１０月２３日に出願された日本国特許出願第２０１８−１９９５０１号の明細書の全内容が、本願に参考のため援用される。

以下、例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適宜に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

繊度（ｄｔｅｘ）：ＪＩＳ Ｌ１０１５（２０１０） ８．５．１に基づいて測定した。

引張強度Ａ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）：引張強度は、株式会社島津製作所製の引張試験機（型式ＡＧ−５０ＫＮＧ）を用いて、ＪＩＳ Ｌ１０１５（２０１０） ８．７．１に基づいて測定した。なおｎ＝５の平均値を引張強度Ａとした。

破断伸度Ｂ（％）：破断伸度は、株式会社島津製作所製の引張試験機（型式ＡＧ−５０ＫＮＧ）を用いて、ＪＩＳ Ｌ１０１５（２０１０） ８．７．１に基づいて測定した。なおｎ＝５の平均値を破断伸度Ｂとした。

Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３（μｍ）：オリンパス株式会社製の顕微鏡ＢＨＳＭ−ＭＵを用いて、各短繊維の断面を５００倍にて撮影した。次いで、株式会社イノテック製の画像統合ソフトウェアＶＭＳ−５０ Ｆｉｌｅ Ｐｒｏを用いて単糸の線分Ｐ２Ｐ３、線分Ｃ１Ｃ２、線分Ｃ３Ｃ４の長さをそれぞれ測定し、単糸５本の平均値を、それぞれＳ１、Ｓ２、Ｓ３とした。

（Ｅ）外周線の長さ（μｍ）：株式会社ニコン製の顕微鏡用デジタルカメラ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｈｔ ＤＳ−Ｕ３を接続したオリンパス株式会社製の顕微鏡ＢＨ２を用いて、各短繊維の断面を観察し、株式会社ニコン製の画像統合ソフトウェア ＮＩＳ−Ｅｌｅｍｅｎｔｓ Ｄを用いて単糸の外周の長さを測定し、単糸５本の平均値を（Ｅ）外周線の長さとした。

（Ｆ）仮想円の円周：下記式に基づいて、異形断面繊維の断面積と同じ面積を有する仮想円の直径（μｍ）、即ち円換算直径（μｍ）を算出した。更に上記円換算直径（μｍ）に円周率πを乗じて（Ｆ）仮想円の円周（μｍ）を算出した。なおポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）繊維の繊維比重は１．３５ｇ／ｃｍ^３として計算した。
円換算直径（μｍ）＝２×｛Ｄ／（１００００００×ρ×π）｝^０．５×１０^４
Ｄ：単糸繊度（ｄｔｅｘ）
ρ：繊維比重（ｇ／ｃｍ^３）

繊維脱落率：ニードルパンチ加工工程における機台下部への落綿量を脱落繊維量とし、下記式に基づいて繊維脱落率を求めた。繊維脱落率の判定基準は、繊維脱落率２％未満を○、２％以上５％未満を△、５％以上を×とした。
繊維脱落率（％）＝（脱落繊維量／投入繊維量） × １００

＜実施例１＞
株式会社クレハ製のＰＰＳレジン：フォートロンＫＰＳを紡糸温度３００℃、単孔吐出量０．４０ｇ／分の条件で、紡糸孔１０を有する紡糸口金より紡出した。紡糸孔１０は、スリット部分の幅ａが１００μｍであり、円形孔の直径ｂが１５６μｍであり、スリット部分の長さｃが４４μｍであった。次いで２０℃、１５０ｍ／分の冷却風を紡出糸の側面片方側から吹き付け非対称冷却を実施し、紡糸速度１１７０ｍ／分で引取って未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を９０℃の延伸ローラ間で１．８０倍に延伸し、延伸ローラと同速の２１０℃の熱処理ローラに通して熱処理を行い、油剤付与および捲縮付与装置に導入し、捲縮の付与を行い、１７５℃で乾燥熱処理を行って６０ｍｍにカットし短繊維を得た。

＜実施例２＞
紡糸速度１１００ｍ／分で引取って未延伸糸を得たこと、及び延伸ローラ間で２．１０倍に延伸したこと以外は、実施例１と同様にして短繊維を得た。

＜実施例３＞
単孔吐出量を０．３５ｇ／分にしたこと以外は、実施例１と同様にして短繊維を得た。

＜実施例４＞
繊度２５０デシテックス６０フィラメントのポリフェニレンサルファイド繊維（プロコン（登録商標）、東洋紡株式会社製）を用い、撚糸機により２本Ｓ撚りにて７０（Ｔ／ｍ）の撚りをかけて紡績糸とした。これを用いてタテ２３本／２．５４ｃｍ、ヨコ２１本／２．５４ｃｍの平織りにして補強織物（スクリム）を得た。ろ過層用繊維として実施例２で得られたポリフェニレンサルファイド繊維を用い、支持層用繊維として繊度２．２デシテックス、繊維長６０ｍｍの繊維断面形状が丸断面のポリフェニレンサルファイド繊維（プロコン（登録商標）、東洋紡株式会社製）を用い、それぞれ予備開繊を行った。次いで、それぞれの繊維をローラーカードに供して細かな開繊を行ってクロスレイヤーにより積層した。得られたろ過層用ウェブ（目付２２５ｇ／ｍ^２）と支持層用ウェブ（目付２２５ｇ／ｍ^２）との間に上記補強織物（目付１００ｇ／ｍ^２）を挟みこみ、ニードルパンチ工程により一体化して、支持層用不織布、補強織物、及びろ過層用不織布の積層体を得た。ニードルパンチ加工は、４０番手のバーブ９個のニードルを使用し、針深さは８ｍｍ、トータルのペネ数は４８０（本／ｃｍ^２）の条件で行った。更に１５０℃のカレンダーロールを用いて上記積層体をプレスし、次いで２２０℃×３０秒の熱風処理を行った。その後、ろ過面のガス毛焼きを行い目付５５０（ｇ／ｍ^２）、厚さ１．９８（ｍｍ）のバグフィルター用濾布を得た。

＜実施例５＞
ろ過層用繊維として実施例３で得られたポリフェニレンサルファイド繊維を用いたこと以外は実施例４と同様にして、目付５５０（ｇ／ｍ^２）、厚さ１．９４（ｍｍ）のバグフィルター用濾布を得た。

＜実施例６＞
実施例２で得られたポリフェニレンサルファイド繊維を用いたウェブを表面層とし、繊度２．２デシテックス、繊維長６０ｍｍの繊維断面形状が丸断面のポリフェニレンサルファイド繊維（プロコン（登録商標）、東洋紡株式会社製）を用いたウェブを裏面層として積層した２層の積層体をろ過層用ウェブとして用いたこと以外は実施例４と同様にして、目付５５０（ｇ／ｍ^２）、厚さ２．０４（ｍｍ）のバグフィルター用濾布を得た。なお表面層と裏面層は質量比率を３０：７０とし、裏面層を上記補強織物側に向けて積層した。

＜比較例１＞
図３（ｂ）の紡糸孔１１を有する紡糸口金を用いたこと以外は、実施例１と同様にして短繊維を得た。紡糸孔１１中、スリット部分の幅ａは１４０μｍであり、円形孔の直径ｂは１４０μｍであり、スリット部分の長さｃは４４μｍであった。

＜比較例２＞
比較例１の紡糸口金を用いたこと以外は、実施例２と同様にして短繊維を得た。

＜比較例３＞
丸形の紡糸孔を有する紡糸口金を用いたこと以外は、実施例３と同様にして短繊維を得た。丸形の紡糸孔の孔径は、２７０μｍであった。

＜比較例４＞
ろ過層用繊維として比較例２で得られたポリフェニレンサルファイド繊維を用いたこと以外は、実施例４と同様に加工し、目付５４５（ｇ／ｍ^２）、厚さ１．９３（ｍｍ）のバグフィルター用濾布を得た。

＜比較例５＞
比較例２で得られたポリフェニレンサルファイド繊維を用いたウェブを表面層とし、繊度２．２デシテックス、繊維長６０ｍｍの繊維断面形状が丸断面のポリフェニレンサルファイド繊維（プロコン（登録商標）、東洋紡株式会社製）を用いたウェブを裏面層として積層した２層の積層体をろ過層用ウェブとしたこと以外は実施例４と同様にして、目付５４７（ｇ／ｍ^２）、厚さ２．０４（ｍｍ）のバグフィルター用濾布を得た。なお表面層と裏面層は質量比率を３０：７０とし、裏面層を上記補強織物側に向けて積層した。

実施例１〜３、比較例１〜３で得られた短繊維の各物性を表１に示す。更に実施例４〜６、比較例４、５で得られた濾布の各物性を表２に示す。

１ ポリフェニレンサルファイド繊維
２ 凸部
１０ 紡糸孔
１１ 紡糸孔

Claims (6)

1. 異形断面を有し、引張強度Ａ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と破断伸度Ｂ（％）を含む下記式（１）にて定義されるＣ値が１９．０以上であるポリフェニレンサルファイド繊維であり、
   前記繊維の軸方向に垂直な断面における形状が三葉形状であり、該断面において、前記繊維の外周線に内接する内接円は、前記外周線と第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２、及び第３接点Ｐ３で接し、下記式（２）を満たすことを特徴とするポリフェニレンサルファイド繊維。
   Ｃ値＝Ａ×√Ｂ ・・・（１）
   １．４≧Ｓ２/Ｓ１≧０．９０ ・・・（２）
   （式（２）中、Ｓ１は、前記第２接点Ｐ２と前記第３接点Ｐ３の間の距離（μｍ）である。Ｓ２は、前記内接円の第１接線と前記外周線との交点である第１交点Ｃ１と第２交点Ｃ２の間の距離（μｍ）である。但し、前記第１接線は、前記第２接点Ｐ２と前記第３接点Ｐ３を結ぶ線分Ｐ２Ｐ３と平行であり前記第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。）
2. 前記繊維の軸方向に垂直な断面において、前記繊維の外周線に内接する内接円は、前記外周線と第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２、及び第３接点Ｐ３で接し、下記式（３）を満たすものである請求項１に記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
   １．４≧Ｓ３/Ｓ１≧０．９０ ・・・（３）
   （式（３）中、Ｓ１は、前記第２接点Ｐ２と前記第３接点Ｐ３の間の距離（μｍ）である。Ｓ３は、径が前記内接円の径の１．４倍である１．４倍円の第２接線と前記外周線との交点である第３交点Ｃ３と第４交点Ｃ４の間の距離（μｍ）である。但し、前記１．４倍円は、前記内接円の中心を中心とする円である。前記第２接線は、前記第２接点Ｐ２と前記第３接点Ｐ３を結ぶ線分Ｐ２Ｐ３と平行であり前記第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。）
3. 前記繊維の軸方向に垂直な断面において、前記繊維の外周線に内接する内接円は、前記外周線と第１接点Ｐ１、第２接点Ｐ２、及び第３接点Ｐ３で接し、下記式（４）を満たすものである請求項１または２に記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
   １．３≧Ｓ３/Ｓ２≧０．９３ ・・・（４）
   （式（４）中、Ｓ２は、前記内接円の第１接線と前記外周線との交点である第１交点Ｃ１と第２交点Ｃ２の間の距離（μｍ）である。但し、前記第１接線は、前記第２接点Ｐ２と前記第３接点Ｐ３を結ぶ線分Ｐ２Ｐ３と平行であり前記第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。Ｓ３は、径が前記内接円の径の１．４倍である１．４倍円の第２接線と前記外周線との交点である第３交点Ｃ３と第４交点Ｃ４の間の距離（μｍ）である。但し、前記１．４倍円は、前記内接円の中心を中心とする円である。前記第２接線は、前記線分Ｐ２Ｐ３と平行であり前記第１接点Ｐ１とは反対側に位置するものである。）
4. 前記繊維の軸方向に垂直な断面において、前記繊維の外周線の長さは８０μｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
5. 前記繊維の軸方向に垂直な断面において、前記繊維の断面積と同じ面積を有する仮想円の直径であって下記式により求められる円換算直径（μｍ）に円周率πを乗じて求められる（Ｆ）円換算円周（μｍ）に対する前記繊維の（Ｅ）外周線の長さ（μｍ）の比（（Ｅ）／（Ｆ））が１．１０以上、１．１７以下である請求項１〜４のいずれかに記載のポリフェニレンサルファイド繊維。
   円換算直径（μｍ）＝２×｛Ｄ／（１００００００×ρ×π）｝^０．５×１０^４
   Ｄ：単糸繊度（ｄｔｅｘ）
   ρ：繊維比重（ｇ／ｃｍ^３）
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のポリフェニレンサルファイド繊維を含む不織布。