JP7287385B2 - 長繊維不織布およびそれを用いたフィルター補強材 - Google Patents
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Description
本発明は、フィルター補強材に適した長繊維不織布およびそれを用いたフィルター補強材に関する。
ポリエチレンテレフタレート長繊維不織布は、力学的物性が良好で、通気性、通水性もあり、多くの用途で使用されている。しかし、ポリエチレンテレフタレート長繊維不織布を成型体の素材として用いる場合、広い温度域で凹凸等の型に追従することが困難であり、様々な形状に成型することが困難であった。
空気清浄機や自動車のキャビンフィルターでは、除塵性能や除煙性能等を高めるため、フィルターをプリーツ状に加工して使用することが一般的である。それらのフィルターの補強材として不織布を用いる場合、用いる不織布は任意のひだ数、ひだ間隔にプリーツ加工できる特性が求められる。また、活性炭等の吸着材を積層させたフィルターユニットとして実使用する際にひだ接触、ひだ密着が起こらないプリーツ形態保持性を有する剛性がフィルターには求められ、補強材である不織布にも剛性が求められることとなる。
フィルター補強材として用いられる不織布としては、低融点樹脂を鞘成分に配したポリエチレンテレフタレート系の芯鞘複合繊維を用いた短繊維不織布や低融点樹脂繊維を混繊した長繊維不織布が提案されている（例えば、特許文献１～２参照）。これらの不織布はプリーツ加工性とプリーツ形態保持性を兼ね備えたものではあるが、製造にかかるコストが大きい問題がある。
一方で、フィルターのプリーツ形態保持性や耐久性を高めたポリエチレンテレフタレート長繊維不織布を用いるフィルター補強材が提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、このフィルター補強材は目付量を多くして剛性を高めて形態保持性を確保しているため、厚みの増加によりフィルターユニットとして圧力損失が大きくなるやプリーツ加工性が劣るという問題があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、フィルター補強材に適したプリーツ加工性を有し、さらにプリーツ形態保持性を満足する剛性を有した長繊維不織布を得ることを課題とするものである。
本発明者らは鋭意検討した結果、以下に示す手段により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。
１．複屈折率（Δｎ）が０．００５以上０．０２０以下、結晶化度が２５％以下、平均繊維径が３０μｍ以上６０μｍ以下である繊維からなり、目付が５０ｇ／ｍ２以上１２０ｇ／ｍ２以下、８０℃で５．２ｋＰａの圧力下で１０秒プレスした後の折れ角度が１５°以下である長繊維不織布。
２．上記長繊維不織布を構成する上記繊維の繊維断面のアスペクト比の平均値が１．０５以上１．２以下である上記１に記載の長繊維不織布。
３．上記長繊維不織布を構成する上記繊維が、主成分であるポリエチレンテレフタレートに熱可塑性ポリスチレン系共重合体を０．０２質量％以上５質量％以下混合した樹脂からなる単一繊維である上記１または２に記載の長繊維不織布。
４．上記熱可塑性ポリスチレン系共重合体のガラス転移点温度が１００℃以上１６０℃以下である上記３に記載の長繊維不織布。
５．上記１～４のいずれかに記載の長繊維不織布を用いたフィルター補強材。
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４．上記熱可塑性ポリスチレン系共重合体のガラス転移点温度が１００℃以上１６０℃以下である上記３に記載の長繊維不織布。
５．上記１～４のいずれかに記載の長繊維不織布を用いたフィルター補強材。
本発明によれば、上記構成により、プリーツ加工性に優れ、実使用下でひだ密着し難い剛性を有しプリーツ形態保持性の優れた、フィルター補強材に適した長繊維不織布が得られる。また、単一成分の繊維から構成される長繊維不織布であるため、製造コストが安価な長繊維不織布を提供できる。
本発明者らは、プリーツ加工性に優れ、プリーツ形態保持性の優れた、フィルター補強材に適した剛性を有する長繊維不織布を得るために鋭意検討した。その結果、結晶化度を２５％以下としたポリエチレンテレフタレートを主原料とした繊維からなる長繊維不織布を利用することでフィルター補強材に適した長繊維不織布が得られることを見出した。
以下、本発明の長繊維不織布について詳細に説明する。
以下、本発明の長繊維不織布について詳細に説明する。
本発明の長繊維不織布を構成する繊維の複屈折率（Δｎ）は、０．００５以上０．０２０以下であり、好ましくは０．００７以上０．０１５以下であり、より好ましくは０．００８以上０．０１２以下である。複屈折率（Δｎ）が０．００５未満になると、長繊維不織布のプリーツ加工性は優れるが繊維が変形して長繊維不織布の剛性が低下するため、フィルター補強材に実使用する際にひだ接触、ひだ密着が起こりやすくなる。複屈折率（Δｎ）が０．０２０を超えると、長繊維不織布の剛性が向上して形態保持性の優れたフィルター補強材とできるが、任意のひだ数、ひだ間隔にプリーツ加工することが困難となる。
本発明の長繊維不織布を構成する繊維の結晶化度は２５％以下であり、好ましくは５％以上２０％以下、より好ましくは１０％以上１５％以下である。結晶化度が２５％を超えると、長繊維不織布の剛性が向上して形態保持性の優れたフィルター補強材とできるが、任意のひだ数、ひだ間隔にプリーツ加工することが困難となる。結晶化度の下限は特に限定しないが、結晶化度が５％未満になると、長繊維不織布の剛性が低下するため、フィルター補強材に実使用する際にひだ接触、ひだ密着が起こりやすくなる。
本発明の長繊維不織布を構成する繊維の平均繊維径は、３０μｍ以上６０μｍ以下であり、長繊維不織布の目付は５０ｇ／ｍ２以上１２０ｇ／ｍ２以下である。長繊維不織布を構成する繊維の平均繊維径と長繊維不織布の目付の組み合わせは特に限定されるものではないが、目付を小さくする場合は平均繊維径を大きく、目付を大きくする場合は平均繊維径を小さくすることが好ましい。具体的には、目付が５０ｇ／ｍ２以上７０ｇ／ｍ２以下では平均繊維径は５０μｍ以上６０μｍ以下が好ましく、目付が７０ｇ／ｍ２以上９０ｇ／ｍ２以下では平均繊維径は４０μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、目付が９０ｇ／ｍ２以上１２０ｇ／ｍ２以下では平均繊維径は３０μｍ以上４０μｍ以下が好ましい。
本発明の長繊維不織布は、８０℃で５．２ｋＰａの圧力下で１０秒プレスした後の折れ角度が１５°以下であり、好ましくは１０°以下であり、より好ましくは５°以下である。折れ角度が１５°を超えると、長繊維不織布の剛性が向上して形態保持性の優れたフィルター補強材とできるが、任意のひだ数、ひだ間隔にプリーツ加工することが困難となる。８０℃で５．２ｋＰａの圧力下で１０秒プレスした後の折れ角度の下限は特に限定しないが、通常は５°以上である。
本発明の長繊維不織布を構成する繊維の繊維断面のアスペクト比の平均値は、１．０５以上１．２以下であることが好ましい。アスペクト比の平均値が１．０５未満になると、長繊維不織布の剛性が向上して形態保持性の優れたフィルター補強材とできるが、任意のひだ数、ひだ間隔にプリーツ加工することが困難となる。アスペクト比の平均値が１．２を超えると、長繊維不織布のプリーツ加工性は優れるが繊維が変形して長繊維不織布の剛性が低下するため、フィルター補強材に実使用する際にひだ接触、ひだ密着が起こりやすくなる。
本発明の長繊維不織布を構成する繊維は、主成分であるポリエチレンテレフタレートに熱可塑性ポリスチレン系共重合体を混合した樹脂からなる単一繊維であることが好ましい。ポリエチレンテレフタレートは、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂より機械的強度、耐熱性、保型性等に優れている。このような効果を有効に発揮させるために、本発明の長繊維不織布を構成する繊維に使用する樹脂における主成分であるポリエチレンテレフタレートの含有量は、長繊維不織布全体を１００質量％としたとき、熱可塑性ポリスチレン系共重合体の混合量を考慮すると、好ましくは９０質量％以上９９．８質量％以下、より好ましくは９３質量％以上９９．５質量％以下、さらに好ましくは９４質量％以上９８質量％以下である。なお、１０質量％以下であれば、ポリエチレンテレフタレート以外のポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂がブレンドされていてもよい。
なお、本発明において「単一繊維」とは、芯鞘型複合断面繊維、サイドバイサイド型複合断面繊維等の複合断面繊維ではないことを意味し、繊維に使用する樹脂として混合樹脂組成物を排除するものではない。すなわち、混合樹脂組成物を使用した複合断面繊維形態でない繊維は、本発明において「単一繊維」に含まれる。
なお、本発明において「単一繊維」とは、芯鞘型複合断面繊維、サイドバイサイド型複合断面繊維等の複合断面繊維ではないことを意味し、繊維に使用する樹脂として混合樹脂組成物を排除するものではない。すなわち、混合樹脂組成物を使用した複合断面繊維形態でない繊維は、本発明において「単一繊維」に含まれる。
本発明に使用するポリエチレンテレフタレートの固有粘度は、０．３ｄｌ／ｇ以上であることが好ましく、０．４ｄｌ／ｇ以上であることがより好ましく、０．５ｄｌ／ｇ以上であることがさらに好ましく、０．５５ｄｌ／ｇ以上であることが最も好ましい。ポリエチレンテレフタレートの固有粘度を０．３ｄｌ／ｇ以上とすることにより、樹脂が熱劣化しにくくなり、長繊維不織布の耐久性を向上することができる。
本発明に使用する熱可塑性ポリスチレン系共重合体は、ガラス転移点温度が１００℃以上１６０℃以下であることが好ましく、１１０℃以上１５５℃以下であることがより好ましく、１２０℃以上１５０℃以下であることがさらに好ましい。また、熱可塑性ポリスチレン系共重合体は、ポリエチレンテレフタレートに非相溶であることが好ましい。ポリエチレンテレフタレートよりガラス転移点温度が高く、１００℃以上であることにより、長繊維不織布を構成する繊維の結晶化を抑制することができる。その効果は、例えば、後述する面拘束加工時の熱付与により、繊維同士を固着させ、さらには熱収縮を抑制して寸法変化の小さい長繊維不織布に加工することができる。一方、ガラス転移点温度は、紡糸生産性を考慮すると１６０℃以下であることが好ましい。ガラス転移点温度は、ＪＩＳ Ｋ７１２２（１９８７）に従って、２０℃／分の昇温速度で測定して求められる値である。
本発明に使用する熱可塑性ポリスチレン共重合体は、ガラス転移点温度が１００℃以上１６０℃以下であれば特に限定されないが、例えば、スチレン・共役ジエンブロック共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・アクリル酸エステル共重合体、またはスチレン・メタクリル酸エステル共重合体が好ましい。このうち、スチレン・アクリル酸エステル共重合体、またはスチレン・メタクリル酸エステル共重合体がより好ましく、スチレン・メタクリル酸エステル共重合体がさらに好ましい。スチレン・メタクリル酸エステル共重合体として、例えばスチレン・メタクリル酸メチル・無水マレイン酸共重合体が挙げられる。これらは単独でまたは組み合わせて含有しても良い。市販品では、Ｒｏｈｍ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧのＰＬＥＸＩＧＬＡＳ ＨＷ５５が挙げられ、少量の添加量で優れた効果を発揮するため特に好ましい。
熱可塑性ポリスチレン系共重合体の混合量は、長繊維不織布全体を１００質量％としたとき、０．０２質量％以上５質量％以下が好ましく、０．０５質量％以上４質量％以下がより好ましく、０．１質量％以上３質量％以下がさらに好ましい。混合量を０．０２質量％以上とすることにより上記添加の効果が得られる。熱可塑性ポリスチレン系共重合体の混合量の上限は特に制約されるものではないが、過剰に混合するとポリエチレンテレフタレートと熱可塑性ポリスチレン系共重合体との延伸性の違いにより、繊維が破断し、操業性が悪化する。そのために、熱可塑性ポリスチレン系共重合体の混合量は５質量％以下であることが好ましい。
本発明の長繊維不織布は、面拘束長繊維不織布、なかでも面拘束スパンボンド不織布であることが好ましい。ここでいう面拘束とは、繊維ウェブを厚さ方向に面状に挟んで、面状に圧力をかけることである。面拘束は、例えば、フラットロールと、フェルトベルト、ゴムベルト、スチールベルト等のシート状体によって、繊維ウェブのシート全面をプレス処理することにより行うことができる。そして、本発明では、仮圧着後の繊維ウェブを、面拘束しながら本圧着（熱セット）を行なうが、これは、フラットロールと彫刻ロール、または彫刻ロール同士で圧着を行う部分圧着や、フラットロール同士で圧着を行う線圧着とは異なる。部分圧着の場合は、繊維は部分的に固定されるため、圧着部分に応力が集中して、プリーツ加工し難い長繊維不織布となる。また、線圧着の場合は、全体が過剰に圧着されているため、繊維が変形して剛軟度が低く、圧力損失の高い長繊維不織布となる。一方、面拘束しながら圧着を行えば、繊維ウェブの面内方向の熱収縮を抑制することができる。その結果、得られた面拘束長繊維不織布は、繊維の変形を抑制しつつ、シート全面で繊維が互いに固定化されており、剛軟度が優れたものになる。
本発明の長繊維不織布は、機械的交絡処理が施されていない長繊維不織布であることが好ましい。機械的交絡処理をした長繊維不織布の場合、鋭利にプリーツ状に加工し難い長繊維不織布となるため、好ましくない。また、短繊維で構成された不織布の場合、繊維同士の滑り等による局所的な変形が起こり、均等なひだ間隔で加工することが困難となる。
次に、本発明の長繊維不織布の製造方法について説明する。
本発明の長繊維不織布の製造方法は、引取り速度と吐出線速度の比（以下、「ドラフト比」という）を２００以下で紡糸する工程、および紡糸後に得られた繊維ウェブを仮圧着した後に、面拘束しながら本圧着する工程を含むものである。
まず、常法に従って所定量のポリエチレンテレフタレートと熱可塑性ポリスチレン系共重合体をブレンド乾燥した後に、溶融紡糸機にて紡糸を行なう。
本発明では、好適な複屈折率（Δｎ）を有する長繊維不織布とするために、ドラフト比を２００以下にすることが好ましい。ドラフト比が２００を超えると、長繊維不織布を構成する繊維の結晶化度が高くなり、プリーツ加工し難い長繊維不織布となる。ドラフト比は、１７５以下がより好ましく、１５０以下がさらに好ましい。
ドラフト比は、以下の式で与えられる。
（引取り速度と吐出線速度の比）
ドラフト比（Ψ）＝引取り速度（Ｖｓ）／吐出線速度（Ｖ０）
（吐出線速度）
吐出線速度（Ｖ０）＝単孔吐出量（Ｑ）／紡糸口金孔断面積（Ｄａ）
（引取り速度と吐出線速度の比）
ドラフト比（Ψ）＝引取り速度（Ｖｓ）／吐出線速度（Ｖ０）
（吐出線速度）
吐出線速度（Ｖ０）＝単孔吐出量（Ｑ）／紡糸口金孔断面積（Ｄａ）
その他の紡糸条件は、特に限定されないが、紡糸口金より紡出し、エジェクタに０．３ｋｇ／ｃｍ２以上２．０ｋｇ／ｃｍ２以下の圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給し、延伸することが好ましい。また、乾燥エアの供給圧力を上記範囲に制御することにより、引取り速度を所望の範囲に制御しやすくなると共に、適度に乾燥させることができる。
次いで、吐出糸条を冷却し、下方のコンベア上へ繊維を開繊させつつ捕集して、繊維ウェブ（長繊維フリース）を得れば良い。
得られた繊維ウェブに対して、通常のスパンボンド不織布の製造方法では、フラットロールと彫刻ロールや、彫刻ロール同士の部分圧着を行うエンボス加工等が施される。しかし、本発明のように低紡糸速度で紡糸して得られた繊維ウェブは、低配向であり収縮しやすいため、エンボス加工等を施すと幅入りや皺などの問題が生じる。本発明では、以下の通り、仮圧着を行って、その後に面拘束しながら本圧着を行うことにより、幅入りや皺等の発生を抑制しやすくすることができる。
仮圧着は、繊維ウェブを、厚さ方向に圧力をかけて圧着することである。仮圧着は、本圧着における面拘束を行いやすくするために行うものであり、例えば、２つのフラットロールからなる１対の仮熱圧着ロールを用い、それぞれの表面温度を６０℃以上１４０℃以下とし、押し圧を５ｋＮ／ｍ以上３０ｋＮ／ｍ以下として、熱圧着すれば良い。フラットロールの表面温度は、７０℃以上１２０℃以下とするのがより好ましいく、押し圧は、７ｋＮ／ｍ以上２０ｋＮ／ｍ以下とするのがより好ましい。
さらに、本圧着しやすくする目的で、仮圧着後の繊維ウェブに対して、含水率が１質量％以上３０質量％以下となるように水をスプレーにより吹き付ける含水加工を実施してもよい。
次に、本圧着を行なう。本圧着は、仮圧着後の繊維ウェブを、面拘束しながら、熱セットを行なって圧着することである。面拘束は、上述の通り、フラットロールと、フェルトベルト、ゴムベルト、スチールベルト等のシート状体を用いて行なうことが好ましい。このうち、フェルトベルトは、表面が繊維状であり繊維ウェブを面内方向に拘束しやすいため、特に好ましい。さらに、面拘束しながら本圧着を行えば、各繊維がシート全面で固定化されるため、繊維の変形を抑制しつつ、剛軟度が優れたものになる。
熱セット、および面拘束は、ロールの表面温度を１２０℃以上１８０℃以下として、押し圧を１０ｋＰａ以上４００ｋＰａ以下、加工時間を３秒以上３０秒以下、加工速度を１ｍ／分以上３０ｍ／分以下の条件で行なうことが好ましい。
ロールの表面温度は、１２０℃以上とすることにより、圧着しやすくなるため、好ましく、１３０℃以上とするのがより好ましい。一方、ロールの表面温度は、１８０℃以下とすることにより、過剰に圧着しにくくなるため、好ましく、１６０℃以下とするのがより好ましい。
押し圧は、１０ｋＰａ以上とすることにより、面拘束しやすくなるため、好ましく、３０ｋＰａ以上がより好ましく、５０ｋＰａ以上がさらに好ましく、１００ｋＰａ以上が特に好ましく、２００ｋＰａ以上が最も好ましい。一方、押し圧は、４００ｋＰａ以下とすることにより、過剰に圧着しにくくなるため、好ましく、３５０ｋＰａ以下がより好ましく、３００ｋＰａ以下がさらに好ましい。
加工時間は、３秒以上とすることにより、圧着しやすくなるため好ましく、５秒以上とすることがより好ましい。一方、加工時間は、３５秒以下とすることにより、過剰に圧着しにくくなるため好ましく、２０秒以下とすることがより好ましく、１５秒以下とすることがさらに好ましい。
加工速度を好ましくは１ｍ／分以上とすることにより、過剰に圧着しにくくなる。より好ましくは５ｍ／分以上である。一方、加工速度を好ましくは３０ｍ／分以下とすることにより、圧着しやすくなる。より好ましくは２０ｍ／分以下である。
本圧着の加工温度（ロールの表面温度）と加工時間の組み合わせは特に限定されるものではないが、構成繊維が好適な結晶化度を有する長繊維不織布とするために、加工温度を低くする場合は加工時間を長く、加工温度を高くする場合は加工時間を小さくすることが好ましい。
具体的には、加工温度が１２０℃以上１４０℃未満では加工時間は２０秒以上３５秒以下が好ましく、加工温度が１４０℃以上１６０℃未満では加工時間は１０秒以上２５秒以下が好ましく、加工温度が１６０℃以上１９０℃以下では加工時間は３秒以上１５秒以下が好ましい。
具体的には、加工温度が１２０℃以上１４０℃未満では加工時間は２０秒以上３５秒以下が好ましく、加工温度が１４０℃以上１６０℃未満では加工時間は１０秒以上２５秒以下が好ましく、加工温度が１６０℃以上１９０℃以下では加工時間は３秒以上１５秒以下が好ましい。
このようにして得られた本発明の長繊維不織布は、プリーツ加工性とプリーツ形態保持性に優れた、フィルター補強材の使用に好適なものとなる。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限されず、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
＜固有粘度＞
ポリエチレンテレフタレート樹脂０．１ｇを秤量し、２５ｍｌのフェノール／テトラクロルエタン（６０／４０（質量比））の混合溶媒に溶解し、オストワルド粘度計を用いて３０℃で３回測定し、その平均値を求めた。
ポリエチレンテレフタレート樹脂０．１ｇを秤量し、２５ｍｌのフェノール／テトラクロルエタン（６０／４０（質量比））の混合溶媒に溶解し、オストワルド粘度計を用いて３０℃で３回測定し、その平均値を求めた。
＜ガラス転移点温度＞
ＪＩＳ Ｋ７１２２（１９８７）に従って、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＱ１００を使用して、２０℃／分の昇温速度で、熱可塑性ポリスチレン系共重合体のガラス転移点温度を求めた。
ＪＩＳ Ｋ７１２２（１９８７）に従って、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＱ１００を使用して、２０℃／分の昇温速度で、熱可塑性ポリスチレン系共重合体のガラス転移点温度を求めた。
＜目付＞
ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０）６．２に従って、単位面積当たりの質量である目付を測定した。
ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０）６．２に従って、単位面積当たりの質量である目付を測定した。
＜平均繊維径＞
長繊維不織布試料の任意の場所５点を選び、光学顕微鏡を用いて単繊維の径をｎ＝２０で測定し、平均値を求めた。
長繊維不織布試料の任意の場所５点を選び、光学顕微鏡を用いて単繊維の径をｎ＝２０で測定し、平均値を求めた。
＜複屈折率（Δｎ）＞
長繊維不織布試料の任意の場所５点を選び、単繊維をとりだし、ニコン偏光顕微鏡ＯＰＴＩＰＨＯＴ－ＰＯＬ型を用いて、繊維径とレターデーションを読み取り、複屈折率（Δｎ）を求めた。
長繊維不織布試料の任意の場所５点を選び、単繊維をとりだし、ニコン偏光顕微鏡ＯＰＴＩＰＨＯＴ－ＰＯＬ型を用いて、繊維径とレターデーションを読み取り、複屈折率（Δｎ）を求めた。
＜剛軟度＞
ＪＩＳ Ｌ１０９６（２０１０） ８．２２．１ Ａ法（ガーレ法）に従って、試料長は幅２５ｍｍ、長さ８９ｍｍとし、長繊維不織布のＭＤ方向、ＣＤ方向それぞれを任意の場所５点を選び、荷重５ｇで測定し、ＭＤ方向、ＣＤ方向全ての値の平均値を測定値とした。
ＪＩＳ Ｌ１０９６（２０１０） ８．２２．１ Ａ法（ガーレ法）に従って、試料長は幅２５ｍｍ、長さ８９ｍｍとし、長繊維不織布のＭＤ方向、ＣＤ方向それぞれを任意の場所５点を選び、荷重５ｇで測定し、ＭＤ方向、ＣＤ方向全ての値の平均値を測定値とした。
＜結晶化度＞
長繊維不織布試料の任意の場所１０点を選び、密度勾配管により比重を測定し、以下の式で結晶化度を求めた。
結晶化度＝（試料比重－非晶領域比重）／（結晶領域比重－非晶領域比重）×１００
なお、ポリエチレンテレフタレート長繊維不織布の場合、非晶領域比重は１．３３５、結晶領域比重は１．５１５である。
長繊維不織布試料の任意の場所１０点を選び、密度勾配管により比重を測定し、以下の式で結晶化度を求めた。
結晶化度＝（試料比重－非晶領域比重）／（結晶領域比重－非晶領域比重）×１００
なお、ポリエチレンテレフタレート長繊維不織布の場合、非晶領域比重は１．３３５、結晶領域比重は１．５１５である。
＜アスペクト比＞
長繊維不織布試料の任意の場所１０点を選び、ＳＥＭを用いて繊維断面の長半径と短半径を測定し、以下の式でアスペクト比を求め、その平均値を測定値とした。
アスペクト比＝長半径／短半径
長繊維不織布試料の任意の場所１０点を選び、ＳＥＭを用いて繊維断面の長半径と短半径を測定し、以下の式でアスペクト比を求め、その平均値を測定値とした。
アスペクト比＝長半径／短半径
＜折れ角度＞
幅５０ｍｍ、長さ６０ｍｍの試験片を長さ方向に２つ折りにし、８０℃で５．２ｋＰａの圧力下で１０秒プレスし、除荷６０秒後に試験片の開いた角度を折れ角度として求めた。
幅５０ｍｍ、長さ６０ｍｍの試験片を長さ方向に２つ折りにし、８０℃で５．２ｋＰａの圧力下で１０秒プレスし、除荷６０秒後に試験片の開いた角度を折れ角度として求めた。
＜ひだ密着性評価＞
１５０ｃｍ角サイズに、山高さ３０ｍｍで２５山の分のユニットを作製して、面風速１ｍ／秒以上４ｍ／秒以下で風を通過させ、どの風速範囲でひだが密着するか目視確認した。
測定試料は、長繊維不織布と１μｍ相当のＰＰメルトブロー（目付２０ｇ／ｍ２）を低融点の接着不織布（呉羽テック製ダイナック）で複合させたものを用いた。
◎：面風速３ｍ／秒以上でひだが密着
○：面風速２ｍ／秒以上３ｍ／秒未満でひだが密着
×：面風速１ｍ／秒以上２ｍ／秒未満でひだが密着
１５０ｃｍ角サイズに、山高さ３０ｍｍで２５山の分のユニットを作製して、面風速１ｍ／秒以上４ｍ／秒以下で風を通過させ、どの風速範囲でひだが密着するか目視確認した。
測定試料は、長繊維不織布と１μｍ相当のＰＰメルトブロー（目付２０ｇ／ｍ２）を低融点の接着不織布（呉羽テック製ダイナック）で複合させたものを用いた。
◎：面風速３ｍ／秒以上でひだが密着
○：面風速２ｍ／秒以上３ｍ／秒未満でひだが密着
×：面風速１ｍ／秒以上２ｍ／秒未満でひだが密着
（実施例１）
長繊維不織布紡糸設備を用い、固有粘度０．６３のポリエチレンテレフタレートに、ガラス転移点温度が１２２℃のスチレン・メタクリル酸メチル・無水マレイン酸共重合体（Ｒｏｈｍ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧのＰＬＥＸＩＧＬＡＳ ＨＷ５５（以下、「ＨＷ５５」という））を０．４０質量％混合した樹脂を、オリフィス径０．４５ｍｍの紡糸口金より単孔吐出量３．５ｇ／分で紡出した。さらに、エジェクタに１１０ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給し、１段階で延伸して、下方のコンベア上へ繊維を開繊させつつ捕集し長繊維フリースを得た。繊維径より換算した紡糸速度は２１２１ｍ／分であった。
長繊維不織布紡糸設備を用い、固有粘度０．６３のポリエチレンテレフタレートに、ガラス転移点温度が１２２℃のスチレン・メタクリル酸メチル・無水マレイン酸共重合体（Ｒｏｈｍ ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧのＰＬＥＸＩＧＬＡＳ ＨＷ５５（以下、「ＨＷ５５」という））を０．４０質量％混合した樹脂を、オリフィス径０．４５ｍｍの紡糸口金より単孔吐出量３．５ｇ／分で紡出した。さらに、エジェクタに１１０ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給し、１段階で延伸して、下方のコンベア上へ繊維を開繊させつつ捕集し長繊維フリースを得た。繊維径より換算した紡糸速度は２１２１ｍ／分であった。
得られた長繊維フリースを、２つのフラットロールからなる１対の仮熱圧着ロールを用いて、それぞれの表面温度を８０℃とし、押し圧を８ｋＮ／ｍとして仮圧着した後、ロールの表面温度（加工温度）１８０℃で、押し圧３００ｋＰａ、加工時間４秒、加工速度２０ｍ／分の条件でフェルトカレンダーにより面拘束しながら本圧着を行ない、長繊維不織布を得た。
得られた長繊維不織布の目付は９０ｇ／ｍ２、平均繊維径は３９μｍ、複屈折率は０．００９８、結晶化度は１３．５％、剛軟度は１５７ｍｇ、折れ角度は０°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
得られた長繊維不織布の目付は９０ｇ／ｍ２、平均繊維径は３９μｍ、複屈折率は０．００９８、結晶化度は１３．５％、剛軟度は１５７ｍｇ、折れ角度は０°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
（実施例２）
エジェクタに７５ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径より換算紡糸速度は１７７７ｍ／分であった。
エジェクタに７５ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径より換算紡糸速度は１７７７ｍ／分であった。
得られた長繊維フリースを実施例１と同様に仮圧着した後、ロールの表面温度（加工温度）１４５℃で、押し圧３００ｋＰａ、加工時間２４秒、加工速度３．０ｍ／分の条件でフェルトカレンダーにより面拘束しながら本圧着を行ない、長繊維不織布を得た。
得られた長繊維不織布の目付は９３ｇ／ｍ２、平均繊維径は４３μｍ、複屈折率は０．００５０、結晶化度は２０．１％、剛軟度は１３２ｍｇ、折れ角度は５°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
得られた長繊維不織布の目付は９３ｇ／ｍ２、平均繊維径は４３μｍ、複屈折率は０．００５０、結晶化度は２０．１％、剛軟度は１３２ｍｇ、折れ角度は５°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
（実施例３）
紡糸口金より単孔吐出量５．０ｇ／分で紡出し、エジェクタに２００ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は３１１９ｍ／分であった。
紡糸口金より単孔吐出量５．０ｇ／分で紡出し、エジェクタに２００ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は３１１９ｍ／分であった。
得られた長繊維フリースを実施例２と同様に仮圧着、本圧着を行ない、長繊維不織布を得た。
得られた長繊維不織布の目付は９０ｇ／ｍ２、平均繊維径は３９μｍ、複屈折率は０．０１６６、剛軟度は１６２ｍｇ、結晶化度は２２．８％、折れ角度は１２°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
得られた長繊維不織布の目付は９０ｇ／ｍ２、平均繊維径は３９μｍ、複屈折率は０．０１６６、剛軟度は１６２ｍｇ、結晶化度は２２．８％、折れ角度は１２°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
（実施例４）
紡糸口金より単孔吐出量４．２ｇ／分で紡出し、エジェクタに１５０ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は２６０９ｍ／分であった。
紡糸口金より単孔吐出量４．２ｇ／分で紡出し、エジェクタに１５０ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は２６０９ｍ／分であった。
得られた長繊維フリースを実施例２と同様に仮圧着、本圧着を行ない、長繊維不織布を得た。
得られた長繊維不織布の目付量は７１ｇ／ｍ２、平均繊維径は３９μｍ、複屈折率は０．００９１、剛軟度は１３３ｍｇ、結晶化度は２０．９％、折れ角度は８°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
得られた長繊維不織布の目付量は７１ｇ／ｍ２、平均繊維径は３９μｍ、複屈折率は０．００９１、剛軟度は１３３ｍｇ、結晶化度は２０．９％、折れ角度は８°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
（実施例５）
エジェクタに２１０ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は３５８７ｍ／分であった。
エジェクタに２１０ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は３５８７ｍ／分であった。
得られた長繊維フリースを実施例２と同様に仮圧着、本圧着を行ない、長繊維不織布を得た。
得られた長繊維不織布の目付は７０ｇ／ｍ２、平均繊維径は３３μｍ、複屈折率は０．０１９０、剛軟度は１０９ｍｇ、結晶化度は２３．７％、折れ角度は１３°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
得られた長繊維不織布の目付は７０ｇ／ｍ２、平均繊維径は３３μｍ、複屈折率は０．０１９０、剛軟度は１０９ｍｇ、結晶化度は２３．７％、折れ角度は１３°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
（実施例６）
紡糸口金より単孔吐出量３．５ｇ／分で紡出し、エジェクタに７５ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は１７７７ｍ／分であった。
紡糸口金より単孔吐出量３．５ｇ／分で紡出し、エジェクタに７５ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は１７７７ｍ／分であった。
得られた長繊維フリースを実施例２と同様に仮圧着、本圧着を行ない、長繊維不織布を得た。
得られた長繊維不織布の目付は７１ｇ／ｍ２、平均繊維径は４３μｍ、複屈折率は０．００５０、剛軟度は１１１ｍｇ、結晶化度は１９．７％、折れ角度は５°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
得られた長繊維不織布の目付は７１ｇ／ｍ２、平均繊維径は４３μｍ、複屈折率は０．００５０、剛軟度は１１１ｍｇ、結晶化度は１９．７％、折れ角度は５°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
（比較例１）
実施例１と同様にして長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は２１２１ｍ／分であった。
実施例１と同様にして長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は２１２１ｍ／分であった。
得られた長繊維フリースを実施例１と同様に仮圧着した後、ロールの表面温度（加工温度）１６５℃で、押し圧３００ｋＰａ、加工時間２４秒、加工速度３．０ｍ／分の条件でフェルトカレンダーにより面拘束しながら本圧着を行ない、長繊維不織布を得た。
得られた長繊維不織布の目付は９０ｇ／ｍ２、平均繊維径は３９μｍ、複屈折率は０．００９８、剛軟度は１３３ｍｇ、結晶化度は２６％、折れ角度は１７°あった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
得られた長繊維不織布の目付は９０ｇ／ｍ２、平均繊維径は３９μｍ、複屈折率は０．００９８、剛軟度は１３３ｍｇ、結晶化度は２６％、折れ角度は１７°あった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
（比較例２）
紡糸口金より単孔吐出量４．２ｇ／分で紡出し、エジェクタに１８５ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は３１３９ｍ／分であった。
紡糸口金より単孔吐出量４．２ｇ／分で紡出し、エジェクタに１８５ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は３１３９ｍ／分であった。
得られた長繊維フリースを実施例２と同様に仮圧着、本圧着を行ない、長繊維不織布を得た。
得られた長繊維不織布の目付は９１ｇ／ｍ２、平均繊維径は３５μｍ、複屈折率は０．０２２０、剛軟度は２５５ｍｇ、結晶化度は２８．７％、折れ角度は２０°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
得られた長繊維不織布の目付は９１ｇ／ｍ２、平均繊維径は３５μｍ、複屈折率は０．０２２０、剛軟度は２５５ｍｇ、結晶化度は２８．７％、折れ角度は２０°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
（比較例３）
紡糸口金より単孔吐出量１．６ｇ／分で紡出し、エジェクタに７５ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は１８５６ｍ／分であった。
紡糸口金より単孔吐出量１．６ｇ／分で紡出し、エジェクタに７５ｋＰａの圧力（ジェット圧）で乾燥エアを供給した以外は実施例１と同様の条件で長繊維フリースを得た。繊維径からの換算紡糸速度は１８５６ｍ／分であった。
得られた長繊維フリースを実施例１と同様に仮圧着、本圧着を行ない、長繊維不織布を得た。
得られた長繊維不織布の目付は７０ｇ／ｍ２、平均繊維径は２８μｍ、複屈折率は０．０１９９、剛軟度は６４ｍｇ、結晶化度は２５．５％、折れ角度は１６°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
得られた長繊維不織布の目付は７０ｇ／ｍ２、平均繊維径は２８μｍ、複屈折率は０．０１９９、剛軟度は６４ｍｇ、結晶化度は２５．５％、折れ角度は１６°であった。
紡糸条件、測定結果を表１にまとめた。
表１に示すように本発明で規定する要件を満たす実施例１～６の長繊維不織布は、プリーツ加工性、プリーツ形態保持性に優れていた。
比較例１で得られた長繊維不織布は、長繊維不織布を構成する繊維の結晶化度が２５％を超えるため、プリーツ加工性が悪いものであった。
比較例２で得られた長繊維不織布は、プリーツ形態保持性には優れていたものの、長繊維不織布を構成する繊維の結晶化度が２５％を超えるため、プリーツ加工性が悪いものであった。
比較例３で得られた長繊維不織布は、長繊維不織布を構成する繊維の結晶化度が２５％を超えるため、プリーツ加工性が悪く、さらに、容易にひだ密着が発生するプリーツ形態保持性が悪いものであった。
本発明で得られる長繊維不織布は、プリーツ加工性に優れ、実使用下でひだ密着し難い剛性を有しプリーツ形態保持性の優れた、フィルター補強材に適した長繊維不織布である。さらに、単一成分の繊維から構成される長繊維不織布であるため、製造コストが安価な長繊維不織布を提供できるため産業界に寄与すること大である。
Claims (4)
- 複屈折率（Δｎ）が０．００５以上０．０２０以下、結晶化度が２５％以下、平均繊維径が３０μｍ以上６０μｍ以下である繊維からなり、目付が５０ｇ／ｍ２以上１２０ｇ／ｍ２以下、８０℃で５．２ｋＰａの圧力下で１０秒プレスした後の折れ角度が１５°以下であり、
前記繊維が、主成分であるポリエチレンテレフタレートに熱可塑性ポリスチレン系共重合体を０．０２質量％以上５質量％以下混合した樹脂からなる単一繊維である長繊維不織布。 - 前記長繊維不織布を構成する前記繊維の繊維断面のアスペクト比の平均値が１．０５以上１．２以下である請求項１に記載の長繊維不織布。
- 前記熱可塑性ポリスチレン系共重合体のガラス転移点温度が１００℃以上１６０℃以下である請求項１または２に記載の長繊維不織布。
- 請求項１～３のいずれかに記載の長繊維不織布を用いたフィルター補強材。
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