JPWO2018221122A1 - フィルター用スパンボンド不織布およびその製造方法 - Google Patents

フィルター用スパンボンド不織布およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2018221122A1
JPWO2018221122A1 JP2018524846A JP2018524846A JPWO2018221122A1 JP WO2018221122 A1 JPWO2018221122 A1 JP WO2018221122A1 JP 2018524846 A JP2018524846 A JP 2018524846A JP 2018524846 A JP2018524846 A JP 2018524846A JP WO2018221122 A1 JPWO2018221122 A1 JP WO2018221122A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nonwoven fabric
polyester
dtex
melting
spunbonded nonwoven
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018524846A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7180376B2 (ja
Inventor
仁 溝上
仁 溝上
洋平 中野
洋平 中野
大樹 島田
大樹 島田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
Publication of JPWO2018221122A1 publication Critical patent/JPWO2018221122A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7180376B2 publication Critical patent/JP7180376B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D39/00Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/1607Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous
    • B01D39/1623Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin
    • B01D39/163Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being fibrous of synthetic origin sintered or bonded
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/005Synthetic yarns or filaments
    • D04H3/009Condensation or reaction polymers
    • D04H3/011Polyesters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/08Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating
    • D04H3/14Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length characterised by the method of strengthening or consolidating with bonds between thermoplastic yarns or filaments produced by welding
    • D04H3/147Composite yarns or filaments
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/02Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials
    • B01D2239/0216Bicomponent or multicomponent fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/02Types of fibres, filaments or particles, self-supporting or supported materials
    • B01D2239/0216Bicomponent or multicomponent fibres
    • B01D2239/0233Island-in-sea
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0618Non-woven
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/0604Arrangement of the fibres in the filtering material
    • B01D2239/0627Spun-bonded
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/06Filter cloth, e.g. knitted, woven non-woven; self-supported material
    • B01D2239/065More than one layer present in the filtering material
    • B01D2239/0668The layers being joined by heat or melt-bonding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/10Filtering material manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1233Fibre diameter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/125Size distribution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2239/00Aspects relating to filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D2239/12Special parameters characterising the filtering material
    • B01D2239/1291Other parameters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2331/00Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products
    • D10B2331/04Fibres made from polymers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polycondensation products polyesters, e.g. polyethylene terephthalate [PET]
    • DTEXTILES; PAPER
    • D10INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10BINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2505/00Industrial
    • D10B2505/04Filters

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、高融点ポリエステルの周りに、前記の高融点ポリエステルの融点よりも10〜140℃低い融点を有する低融点ポリエステルを配した複合型ポリエステル繊維からなるスパンボンド不織布であって、該スパンボンド不織布は表層部と裏層部を有し、該表層部の複合型ポリエステル繊維の単繊維繊度が1dtex以上3dtex未満、裏層部の単繊維繊度が3dtex以上5dtex以下であり、前記のスパンボンド不織布の目付が130〜300g/m2のフィルター用スパンボンド不織布である。太繊度層での高い剛性と通気性を有しながら、細繊度層でのダスト払い落とし性にも優れたフィルター用スパンボンド不織布を提供する。

Description

本発明は、プリーツフィルターまたはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜やナノファイバー等の濾材と貼り合わせるプリーツフィルター基材に用いられるフィルター用スパンボンド不織布とその製造方法に関するものである。
従来から、粉塵の発生する作業環境に対し、粉塵の除去および回収を目的とする集塵機が用いられてきた。この集塵機のフィルターとしては、プリーツされた形状で使用されることが知られており、プリーツすることにより濾過面積を大幅に向上させ、低圧損化や高捕集効率化を可能としている。また、集塵機のフィルターでは、ある一定の圧損に達したところで内側から圧縮エアー等を噴射し、濾材表面に付着したダストを払い落とす、いわゆる逆洗が一般的となっている。
したがって、プリーツフィルターとして使用される不織布に必要な特性としては、プリーツを行うための高い剛性と、また低圧損のための通気性、およびダストを表層で濾過し払い落とし性を向上させる緻密性が重要であり、これまで種々の織布および不織布が提案されている。
エンボスロールで熱接着されたタイプの長繊維不織布を、プリーツフィルターとして使用することが提案されている(特許文献1参照)。
一方、エンボスロールとは別の熱接着方法として、不織布に熱風を通過させることにより熱接着させる、いわゆるエアスルー方式が提案されている(特許文献2参照)。
また、エアスルー後にカレンダーロールで熱接着する方法が提案されている(特許文献3の実施例参照)。
さらに、エンボスロールで熱圧着された異繊度タイプの長繊維不織布をプリーツフィルターとして使用することが提案されている(特許文献4参照)。
別に、メルトブロー紡糸したポリプロピレン製の異繊度混繊不織布を3〜5枚を重ねてエアスルー後にカレンダーロールで熱接着する方法が提案されている(特許文献5参照)。
特許第3534043号公報 特開平7−157960号公報 特開2009−6318号公報 特開平11−192406号公報 特開平11−90135号公報
しかしながら、特許文献1のようにエンボスロールで熱接着すると、熱接着部分はフィルムライクとなり、通気性が消失し高圧損となる。また、ダスト払い落とし性についても、通気性が無い熱接着部分にダストが堆積しやすくなり、低寿命となるという課題があった。
特許文献2のように、エアスルー方式であれば、エンボスロールのような熱接着部が無く、通気性を損なうという課題はないものの、製法上、緻密性に劣ることからダストが内部に入り込みやすく、逆洗ではダストの払い落としができず低寿命となるという課題があった。
特許文献3の実施例では、不織布を構成する繊維の融点よりも、はるかに高い温度の熱風で熱処理されていることから、繊維は全て溶けてフィルムライクなシートとなり、通気性に乏しく、プリーツフィルターとして好ましいものではなかった。
特許文献4では、1デニール(1.111デシテックス)以下のフィラメントで網目を構成されていることから、高い捕集性能は得られるものの、通気性が消失し高圧損となり低寿命となるという課題があった。
特許文献5では、不織布を構成する繊維から強度に乏しく、通気性が低く高圧損となるため、プリーツフィルターとして好ましいものではなかった。
そこで本発明の目的は、上記課題を鑑み、太繊度層での高い剛性と通気性を有しながら、細繊度層でのダスト払い落とし性にも優れたフィルター用スパンボンド不織布を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記の性能を有するフィルター用スパンボンド不織布を効率的に、かつ安定して製造する製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、次の構成を有する。すなわち、
高融点ポリエステルの周りに、前記の高融点ポリエステルの融点よりも10〜140℃低い融点を有する低融点ポリエステルを配した複合型ポリエステル繊維からなるスパンボンド不織布であって、該スパンボンド不織布は表層部と裏層部を有し、該表層部の複合型ポリエステル繊維の単繊維繊度が1dtex以上3dtex未満、裏層部の単繊維繊度が3dtex以上5dtex以下であり、前記のスパンボンド不織布の目付が130〜300g/mであるフィルター用スパンボンド不織布、である。
また、本発明のフィルター用スパンボンド不織布の製造方法は、次の構成を有する。すなわち、
下記(a)〜(d)の工程を順次施すフィルター用スパンボンド不織布の製造方法、である。
(a)紡糸口金から、高融点ポリエステルの周りに、該高融点ポリエステルの融点よりも10〜140℃低い融点を有する低融点ポリエステルを配した複合型ポリエステル繊維を紡出する工程。
(b)紡出された複合型ポリエステル繊維を、高速吸引ガスにより吸引延伸し、移動するネットコンベアー上に捕集して、単繊維繊度1dtex以上3dtex未満の表層部と単繊維繊度3dtex以上5dtex以下の裏層部の複合型ポリエステル繊維からなる繊維ウェブを得る工程。
(c)得られた繊維ウェブに、低融点ポリエステルの融点よりも高く、かつ高融点ポリエステルの融点よりも低い温度の熱風を通過させ、エアスルー熱接着する工程。
(d)前記のエアスルー熱接着された繊維ウェブを、一対のフラットロールまたは2台のベルトコンベアの間に挟み込み、前記の低融点ポリエステルの融点よりも5〜75℃低い温度で熱処理し、目付が130〜300g/mのスパンボンド不織布を得る工程。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布の好ましい態様によれば、前記の複合型ポリエステル繊維の複合形態は、前記の高融点ポリエステルを芯成分とし、前記の低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘型であり、かつ、前記の芯成分と前記の鞘成分の芯鞘成分質量比率が90:10〜60:40である。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布の好ましい態様によれば、前記フィルター用スパンボンド不織布の少なくとも一方の表面に、深さ0.1mm以上の部分的凹部がないことである。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布の好ましい態様によれば、前記の高融点ポリエステルはポリエチレンテレフタレートであり、かつ低融点ポリエステルは共重合ポリエチレンテレフタレートである。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布製造方法の好ましい態様によれば、前記の複合型ポリエステル繊維の複合形態は、前記の高融点ポリエステルを芯成分とし、前記の低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘型であり、かつ、前記の芯成分と前記の鞘成分の芯鞘成分質量比率が90:10〜60:40であることである。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布製造方法の好ましい態様によれば、前記の高融点ポリエステルはポリエチレンテレフタレートであり、かつ低融点ポリエステルは共重合ポリエチレンテレフタレートである。
本発明によれば、太繊度層での高い剛性と通気性を有しながら、細繊度層でのダスト払い落とし性にも優れたフィルター用スパンボンド不織布が得られる。このため、本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、プリーツフィルターやPTFE膜やナノファイバー等の濾材と貼り合わせるプリーツフィルター基材として好適に用いることができる。
また本発明のフィルター用スパンボンド不織布の製造方法によれば、効率的に、かつ安定して上記の性能を有するフィルター用スパンボンド不織布を製造することができる。
ダスト払い落とし性評価装置を説明するための概略側面図である。
次に、本発明のフィルター用スパンボンド不織布について、詳細に説明する。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、高融点ポリエステルの周りに、前記の高融点ポリエステルの融点よりも10〜140℃低い融点を有する低融点ポリエステルを配した複合型ポリエステル繊維からなるスパンボンド不織布であって、該スパンボンド不織布は表層部と裏層部を有し、該表層部の複合型ポリエステル繊維の単繊維繊度が1dtex以上3dtex未満、裏層部の単繊維繊度が3dtex以上5dtex以下であり、前記のスパンボンド不織布の目付が130〜300g/mである。
本発明において、表層部とはフィルター用スパンボンド不織布をフィルターとして用いる際のダスト捕集面側であり、裏層部とは、表層部と反対の面のことを指すものである。
また、本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、見掛け密度が0.25〜0.40g/cm、目付あたりの通気量が0.05〜0.50(cm/cm・sec)/(g/m)で、かつ、目付あたりの剛軟度がタテ方向とヨコ方向の少なくともどちらか一方が0.08〜0.32(mN)/(g/m)であることが好ましい。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布を構成する合成繊維の原料樹脂としては、ポリエステルが用いられる。ポリエステルは、酸成分とアルコール成分をモノマーとしてなる高分子重合体である。酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸およびフタル酸等の芳香族カルボン酸、アジピン酸やセバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸、およびシクロヘキサンカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸等を用いることができる。また、アルコール成分としては、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびポリエチレングリコール等を用いることができる。
また、ポリエステルの例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸およびポリブチレンサクシネート等が挙げられるが、高融点ポリエステルとしては、融点が高く耐熱性に優れ、かつ剛性にも優れたPETが最も好ましく用いられる。
本発明で用いられる高融点ポリエステルと低融点ポリエステルの組み合わせ(高融点ポリエステル/低融点ポリエステル)としては、例えば、PET/PBT、PET/PTT、PET/ポリ乳酸、およびPET/共重合PET等の組み合わせを挙げることができ、これらの中でも、紡糸性に優れることからPET/共重合PETの組み合わせが好ましく用いられる。また、共重合PETの共重合成分としては、特に紡糸性に優れることから、イソフタル酸共重合PETが好ましく用いられる。
また、ポリエステル原料には、本発明の効果を損なわない範囲で、結晶核剤、艶消し剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、難燃剤、および親水剤等を添加することができる。中でも、酸化チタン等の金属酸化物は、繊維の表面摩擦を低減し繊維同士の融着を防ぐことにより紡糸性を向上し、また不織布の熱ロールによる熱圧着成形の際、熱伝導性を増すことにより不織布の接着性を向上させる効果がある。また、エチレンビスステアリン酸アミド等の脂肪族ビスアミドおよび/またはアルキル置換型の脂肪族モノアミドは、熱ロールと不織布ウェブ間の離型性を高め、搬送性を向上させる効果がある。
また、本発明のフィルター用スパンボンド不織布を構成するポリエステル繊維は、高融点ポリエステルの周りに、その高融点ポリエステルの融点よりも10〜140℃低い融点を有する低融点ポリエステルを配した複合型ポリエステル繊維である。高融点ポリエステルの周りに、その高融点ポリエステルの融点よりも10〜140℃低い融点を有する低融点ポリエステルを配することにより、熱接着によりスパンボンド不織布を形成し使用した際、スパンボンド不織布を構成する複合型ポリエステル繊維(フィラメント)同士が強固に接着するため、フィルター用スパンボンド不織布は機械強度に優れ、繰り返しの逆洗に十分耐えることができる。
一方、高融点ポリエステル繊維と低融点ポリエステル繊維を混繊させる方法もあるが、混繊させる方法の場合、均一な熱接着が難しく、例えば、高融点ポリエステル繊維が密集しているところでは熱接着が弱くなり、機械的強度や剛性が劣り、プリーツフィルターとして適さないものとなる。また、同じ複合型ポリエステル繊維であっても、フィラメント(長繊維)からなるスパンボンド不織布ではなく短繊維からなる不織布である場合、非連続の繊維で構成されているため、剛性や機械的強度が劣り、プリーツフィルターとして好ましくないものとなる。さらに、低融点成分を複合成分とするのではなく、接着成分を浸漬やスプレー等で付与する方法もあるが、いずれも表層や厚み方向で均一な付与が難しく、機械的強度や剛性が劣り、プリーツフィルターとして好ましくないものとなる。
本発明における低融点ポリエステルの融点は、高融点ポリエステルの融点より10℃以上低くなければ所望の熱接着性を得ることができず、高融点ポリエステルの融点より140℃を超えて低ければ耐熱性の低下を抑制することができない。本発明で用いられる高融点ポリエステルと低融点ポリエステルの融点差のより好ましい範囲は20〜120℃であり、さらに好ましい範囲は30〜100℃である。
高融点ポリエステルの融点は、200〜320℃の範囲であることが好ましい。高融点ポリエステルの融点を好ましくは200℃以上、より好ましくは210℃以上、さらに好ましくは220℃以上とすることにより、耐熱性に優れるフィルターを得ることができる。一方、高融点ポリエステルの融点を好ましくは320℃以下、より好ましくは300℃以下、さらに好ましくは280℃以下とすることにより、不織布製造時に溶融するための熱エネルギーを多大に消費し生産性が低下することを抑制することができる。
また、低融点ポリエステルの融点は、160〜250℃の範囲であることが好ましい。低融点ポリエステルの融点を好ましくは160℃以上、より好ましくは170℃以上、さらに好ましくは180℃以上とすることにより、プリーツ加工時の熱セット等、プリーツフィルター製造時に熱が加わる工程を通過しても形態安定性に優れる。一方、低融点ポリエステルの融点を好ましくは250℃以下、より好ましくは240℃以下とすることにより、不織布製造時の熱接着性に優れ、機械的強度に優れるフィルターを得ることができる。
また、高融点ポリエステルと低融点ポリエステルとの含有比率は、質量比で90:10〜60:40の範囲であることが好ましく、85:15〜70:30の範囲がより好ましい態様である。高融点ポリエステルを60〜90質量%とすることにより、スパンボンド不織布の剛性と耐熱性を優れたものとすることができる。一方、低融点ポリエステルを10〜40質量%とすることにより、熱接着によりスパンボンド不織布を形成し使用した際、スパンボンド不織布を構成する複合型ポリエステル繊維(フィラメント)同士が強固に接着でき、機械強度に優れ、繰り返しの逆洗に十分耐えることができる。
複合型ポリエステル繊維の複合形態については、例えば、同心芯鞘型、偏心芯鞘型および海島型等が挙げられ、なかでも、フィラメント同士を均一かつ強固に接着させることができることから複合形態については同心芯鞘型のものが好ましい。さらにそのフィラメント(単繊維)の断面形状としては、円形断面、扁平断面、多角形断面、多葉断面および中空断面等の形状が挙げられる。なかでも、フィラメント(単繊維)の断面形状としては円形断面の形状のものを用いることが好ましい態様である。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、少なくとも一方の表面に深さが0.1mm以上の部分的凹部がないことが好ましく、両方の表面に深さが0.1mm以上の部分的凹部がないことがより好ましい態様である。部分的凹部は、エンボスロールや超音波接着による部分熱圧着等で繊維が厚み方向に密に充填することで生じるものである。深さが0.1mm以上の部分的凹部とは、スパンボンド不織布表面を鉛直方向から見たとき、長さが3〜10mmの直線上で測定した表面形状において、毛羽等で単糸が飛び出している部分を除いて、その最も高さの高い部分を基準点(深さ0mm)として、厚み方向に深さ0.1mm以上である凹み部分が、面方向に0.2mm以上連続して存在する箇所を指す。
この部分的凹部は、形状解析レーザ顕微鏡や3D形状測定機等の非接触式の形状測定機器を使用して表面形状を測定したり、走査型電子顕微鏡を使用してスパンボンド不織布の断面の厚みを測定したりすることにより測定することができる。このような部分的凹部がないことにより、ダストの払い落とし性を向上させ、より長寿命のフィルターとすることができる。
部分的凹部がないスパンボンド不織布は、高融点ポリエステルの周りに、その高融点ポリエステルの融点よりも10〜140℃低い融点を有する低融点ポリエステルを配した複合型ポリエステル繊維からなる繊維ウェブに対し、低融点ポリエステルの融点よりも高く、かつ高融点ポリエステルの融点よりも低い温度の熱風を通過させ、エアスルー熱接着した後、一対のフラットロールまたは2台のベルトコンベアの間に挟み込み、低融点ポリエステルの融点よりも5〜75℃低い温度で熱処理することにより得られる。
本発明において、フィルター用スパンボンド不織布を構成する表層部の複合型ポリエステル繊維の単繊維繊度は、1dtex以上3dtex未満、裏層部の単繊維繊度は、3dtex以上5dtex以下の範囲である。表層部の複合型ポリエステル繊維の単繊維繊度が1dtexを下回る場合は、スパンボンド不織布の通気性低下に伴い圧力損失が高くなる傾向であり、さらに生産時に糸切れが生じやすいなど生産安定性に劣る。表層部の複合型ポリエステル繊維の単繊維繊度が3dtex以上の場合は、緻密性に劣ることからダストが内部に入り込みやすくなり堆積する問題がある。また、裏層部の複合型ポリエステル繊維の単繊維繊度が3dtexを下回る場合は、圧力損失が高くなる傾向であり、ダスト払い落とし性が劣り低寿命となる。裏層部の複合型ポリエステル繊維の単繊維繊度が5dtexを超える場合は、スパンボンド不織布の均一性低下に伴い捕集性能が低下する傾向であり、さらに生産時にフィラメントの冷却不良による糸切れが生じやすいなど生産安定性に劣る。
複合型ポリエステル繊維のより好ましい表層部の単繊維繊度の範囲は、1.2dtex以上2.9dtex以下の範囲である。単繊維繊度を1.2dtex以上2.9dtex以下とすることにより、不織布表面を緻密化し、ダストを表層で濾過しやすくすることができる。また、より好ましい裏層部の単繊維繊度の範囲は、3.0dtex以上4.5dtex以下の範囲である。単繊維繊度を3.0dtex以上4.5dtex以下とすることにより、より通気性に優れ、圧損の低いスパンボンド不織布とすることができる。このように表層部に細繊度、裏層部に太繊度を積層することにより、集塵性能を向上させることができるとともに、ダスト払い落とし性も向上するため、フィルターを長寿命とすることができる。
ここでいう単繊維繊度は、次のようにして求めた値を言う。すなわち、スパンボンド不織布からランダムに小片サンプル10個を採取し、走査型電子顕微鏡等で500〜3000倍の写真を撮影し、各サンプルから10本ずつ、計100本の繊維を任意に選び出して、その太さを測定する。繊維は断面が円形と仮定し、太さを繊維径とする。それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して算出した繊維径とポリマーの密度から繊度を算出し、小数点第一位を四捨五入して求める。
本発明におけるフィルター用スパンボンド不織布の目付は、130〜300g/mの範囲である。目付が130g/mに満たないと、プリーツに必要な剛性を得ることができない。また、目付が300g/mを超える場合には、圧力損失が上昇するのを抑制できず、さらにはコスト面でも劣る。より好ましい目付の範囲は、130〜260g/mであり、さらに好ましくは150〜240g/mである。
ここでいう目付は、縦50cm×横50cmのサイズの試料を、3個採取して各質量をそれぞれ測定し、得られた値の平均値を単位面積当たりに換算し、小数点以下第一位を四捨五入することにより求められる。
本発明におけるフィルター用スパンボンド不織布の厚みは、0.35〜1.2mmであることが好ましく、より好ましくは0.38〜1.0mm、さらに好ましくは0.40〜0.8mmである。厚みを0.35mm以上とすることにより、剛性を向上させ、フィルターとしての使用に適した不織布とすることができる。また、厚みを1.2mm以下とすることにより、フィルターとしてのハンドリング性や加工性に優れた不織布とすることができる。
本発明におけるフィルター用スパンボンド不織布の見掛け密度は、0.25〜0.40g/cmであることが好ましい。見掛け密度が0.25〜0.40g/cmであると、スパンボンド不織布は緻密な構造となりダストが内部に入りにくく、ダスト払い落とし性に優れる。より好ましい見掛け密度の範囲は、0.27〜0.40g/cmであり、さらに好ましくは0.30〜0.40g/cmの範囲である。ここで、見掛け密度は、次式で算出される。
・見掛け密度(g/cm)=目付(g/m)/厚み(mm)/1000
本発明におけるフィルター用スパンボンド不織布の目付あたりの通気量は、0.05〜0.50((cm/cm・sec)/(g/m))であることが好ましい。目付あたりの通気量が0.05((cm/cm・sec)/(g/m))以上であると、圧力損失が上昇するのを抑制できる。また、目付あたりの通気量が0.50((cm/cm・sec)/(g/m))以下であると、ダストが内部に滞留しにくいことによりダスト払い落とし性が良好である。より好ましい目付当たりの通気量は0.10〜0.48((cm/cm・sec)/(g/m))であり、さらに好ましい目付当たりの通気量は0.15〜0.45((cm/cm・sec)/(g/m))である。
ここで、目付あたりの通気量は、次式で算出される。
目付あたりの通気量((cm/cm・sec)/(g/m))=通気量(cm/cm・sec)/目付(g/m
本発明におけるフィルター用スパンボンド不織布の目付あたりの剛軟度は、タテ方向とヨコ方向の少なくともどちらか一方が、0.08〜0.32((mN)/(g/m))であることが好ましい。目付あたりの剛軟度が0.08((mN)/(g/m))以上であると、プリーツ性に優れ、また逆洗時にフィルター用スパンボンド不織布が変形し難くなる。また、目付あたりの剛軟度が0.32(mN)/(g/m))以下であると、フィルター用スパンボンド不織布を巻き取った際に折れ目が付き難く、高品位となる。
ここで、目付あたりの剛軟度は、次式で算出される。
目付あたりの剛軟度((mN)/(g/m))=剛軟度(mN)/目付(g/m
ここで、本発明において、タテ方向とはスパンボンド不織布製造時のシート搬送方向、すなわち不織布ロールにおける巻き取り方向を指し、ヨコ方向とはスパンボンド不織布製造時のシート搬送方向と直交する方向、すなわち不織布ロールにおける幅方向を指すものである。ただし、本発明のスパンボンド不織布の目付あたりの剛軟度は、タテ方向とヨコ方向の少なくともどちらか一方が、0.08〜0.32((mN)/(g/m))であることが好ましく、両方向の測定が可能であれば、シートのタテ方向、ヨコ方向の判別は必要ではない。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布の目付あたりのタテ方向の引張強力(以降、目付あたりのタテ引張強力と表記することがある。)は、3.2(N/5cm)/(g/m)以上であることが好ましく、より好ましくは3.5(N/5cm)/(g/m)以上であり、さらに好ましくは3.8(N/5cm)/(g/m)以上である。また、目付あたりのヨコ方向の引張強力(以降、目付あたりのヨコ引張強力と表記することがある。)は、2.0(N/5cm)/(g/m)以上であることが好ましく、より好ましくは2.3(N/5cm)/(g/m)以上であり、さらに好ましくは2.5(N/5cm)/(g/m)以上である。
タテ引張強力とヨコ引張強力を、このようにすることにより、フィルターとして実用に供しうる機械強度を付与し、耐久性に優れたフィルターとすることができる。ここで、目付あたりの引張強力は、次式で算出される。
目付あたりの引張強力((N/5cm)/(g/m))=引張強力(N/5cm)/目付(g/m
上記のとおり、本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、上記のように、特定の目付、表裏部の単繊維繊度、見掛け密度、通気量および剛軟度とすることにより、低圧損で、かつダスト払い落とし性にも優れ、従来技術では達成し得なかった長寿命なフィルターとして好適で有用なフィルター用スパンボンド不織布を得ることができる。
次に、本発明のフィルター用スパンボンド不織布の製造方法について説明する。本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、下記(a)〜(d)の工程を順次施すことによって製造される。
(a)紡糸口金から、高融点ポリエステルの周りに、該高融点ポリエステルの融点よりも10〜140℃低い融点を有する低融点ポリエステルを配した複合型ポリエステル繊維を紡出する工程。
(b)紡出された複合型ポリエステル繊維を、高速吸引ガスにより吸引延伸し、移動するネットコンベアー上に捕集して、単繊維繊度1dtex以上3dtex未満の表層部と単繊維繊度3dtex以上5dtex以下の裏層部の複合型ポリエステル繊維からなる繊維ウェブを得る工程。
(c)得られた繊維ウェブに、低融点ポリエステルの融点よりも高く、かつ高融点ポリエステルの融点よりも低い温度の熱風を通過させ、エアスルー熱接着する工程。
(d)前記のエアスルー熱接着された繊維ウェブを、一対のフラットロールまたは2台のベルトコンベアの間に挟み込み、前記の低融点ポリエステルの融点よりも5〜75℃低い温度で熱処理し、目付が130〜300g/mのスパンボンド不織布を得る工程。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、いわゆるスパンボンド法によって得られるものであり、スパンボンド法で採取した繊維ウェブを、エアスルー法によって低融点ポリエステルを溶融し、繊維同士を接着した後、さらに緻密化する熱処理を実施する方法が適用される。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布の製造方法では、ネットコンベアー上に捕集した繊維ウェブを、仮接着することも好ましい態様である。仮接着は、捕集した繊維ウェブを一対のフラットロールにより熱圧着したり、ネットコンベアー上にフラットロールを設置し、ネットコンベアーと当該フラットロールとの間で熱圧着したりする方法が好ましく用いられる。仮接着するための熱圧着の温度は、低融点ポリエステルの融点よりも70〜120℃低い温度であることが好ましい。このように温度設定することにより、繊維同士を過度に接着させることなく、搬送性を改善することができる。
本発明における繊維ウェブを得る方法では、ネットコンベアー上に単繊維繊度1dtex以上3dtex未満の繊維ウェブを捕集した上に単繊維繊度3dtex以上5dtex以下の繊維ウェブを捕集して積層することが好ましい。また、ネットコンベアー上に単繊維繊度3dtex以上5dtex以下の繊維ウェブを捕集した上に単繊維繊度1dtex以上3dtex未満の繊維ウェブを捕集して積層してもよい。さらに、単繊維繊度1dtex以上3dtex未満の繊維ウェブを仮接着したシートと単繊維繊度3dtex以上5dtex以下の繊維ウェブを仮接着したシートを積層させて得ることができる。
本発明における熱接着による一体化処理では、エンボスロールを適用しないことが好ましい。エンボスロールを用いて熱接着する場合、前述のとおり、熱接着部の繊維が溶融してフィルムライクとなり、通気性が消失するだけでなく、捕集性も低下してしまう。さらに、ダスト払い落とし性についても、通気性が無い熱接着部にダストが堆積し、低寿命となるという課題がある。
本発明におけるエアスルー法とは、スパンボンド法によって得られた繊維ウェブに熱風を通過させるものであり、その際熱風の温度は、低融点ポリエステルの融点よりも高く、高融点ポリエステルの融点よりも低いことが重要である。熱風温度の範囲は、好ましくは低融点ポリエステルの融点+5℃〜高融点ポリエステルの融点−5℃である。熱風温度が低融点ポリエステルよりも低い場合、繊維同士を融着することが難しく、機械的強度に劣る。また、熱風温度が高融点ポリエステルよりも高い温度の場合、スパンボンド不織布を構成する全ての繊維が溶融してしまい、フィルムライクなシートとなり、通気性に乏しく、プリーツフィルターとして用いるのが難しい。
本発明では、エアスルー法で熱接着した繊維をさらに緻密化することが重要である。エアスルー法で得られる繊維ウェブは、嵩高で低密度な構造となっており、プリーツフィルターとして用いた場合、通気性が高く、ダストが内部まで入り込み、圧縮エアーでは払い落としができず、低寿命となるという課題があり、本発明では、特に繊維シートの表面を緻密化することにより、エアスルー法の特徴である通気性を維持しつつ、繊維ウェブの表層での濾過を可能とし、払い落とし性を向上させるものである。
本発明のエアスルー熱接着は、繊維ウェブを全面把持した状態で行うことが好ましい。このようにすることにより、熱接着過程において繊維ウェブが収縮し、シワが発生したり、品位が悪化したりすることを防ぐことができる。繊維ウェブを全面把持する方法は、上下一組のコンベアネットの間を通し、コンベアネットを繊維ウェブの両面に接触させる方法や、張力をかけた状態でエアスルードラムに接触させ、ドラムとの摩擦力により把持する方法が好ましく用いられる。
緻密化の方法としては、一対のフラットロールを用いて繊維ウェブの表面の繊維同士を熱接着により緻密化する方法や、また樹脂ベルトからなる2台のベルトコンベアの間に繊維シートを挟み込んで熱処理する方法が挙げられる。特に、ベルトコンベアの間に繊維ウェブを挟み込んで熱処理する方法は、積極的に圧力を加えることなく、比較的長い時間をかけて熱処理できるため、繊維ウェブの表面のみを緻密化することができ、好ましい方法である。
本発明において一対のフラットロールまたは2台のベルトコンベアにより熱処理する場合の温度は、スパンボンド不織布の繊維表面に存在する低融点ポリエステルの融点より5〜75℃低いことが重要であり、10〜70℃低いことが好ましく、20〜60℃低いことがより好ましい態様である。一対のフラットロールまたは2台のベルトコンベアによる熱処理温度が、スパンボンド不織布の繊維表面に存在する低融点ポリエステルの融点5℃以上低くない場合は、過度な熱接着となり、本発明で規定する特定の密度範囲の下限よりも小さくなる。また、一対のフラットロールまたは2台のベルトコンベアによる熱処理場合温度がスパンボンド不織布の繊維表面に存在する低融点ポリエステルの融点より75℃以上下回る場合は、熱接着が弱くなり、表面の緻密化が不十分となり、本発明で規定する特定の密度範囲の上限よりも大きくなる。
本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、ダスト払い落とし性試験における運転時間が1,000〜5,000時間のものが好ましく、1,500〜4,000時間のものがより好ましく、2,000〜3,500時間のものがさらに好ましい。ここでダスト払い落とし性試験は以下の方法、あるいはこれと同等の結果が得られる測定方法で測定されるものである。すなわち不織布の任意の部分から、15cm×15cmのサンプルを3個採取し、それぞれの試験装置は、図1に示すように、試験サンプルMをセットするサンプルホルダー1の上流側にダスト供給装置5が連結され、下流側に流量計2、流量調整バルブ3、ブロワ4、およびパルスジェット装置6を連結した構成となっている。試験サンプルの評価面積は、0.01 mとした。また、サンプルホルダー1に圧力計7が接続されており、試験サンプルMの圧力損失が測定できるようになっている。払い落とし性の試験にあたっては、ダスト供給装置5からJIS15種の標準粉体を20g/mの濃度になるように供給し、フィルター通過速度が1.5m/分になるように流量調整バルブ3で風量を調整して、ダストを一定濃度で連続的に供給し、試験サンプルMの圧力損失が1,500Paに到達したら、パルスジェット装置6から、0.5MPaの圧縮空気を0.1sec噴射し、試験サンプルMに付着した粉塵(ダスト)を払い落とした。この払い落とし回数が200回に到達するまでの運転時間(hr)をそれぞれ測定し、3回の試験結果の平均値を求め、一の位を四捨五入して運転時間(hr)とするものである。
次に、実施例に基づき本発明のフィルター用スパンボンド不織布とその製造方法について具体的に説明する。下記の実施例における各特性値は、次の方法で測定したものである。
(1)ポリエステルの融点(℃)
パーキンエルマ社製示差走査型熱量計DSC−2型を用い、昇温速度20℃/分の条件で測定し、得られた融解吸熱曲線において極値を与える温度をポリエステルの融点とした。また、示差走査型熱量計において融解吸熱曲線が極値を示さない樹脂については、ホットプレート上で加熱し、顕微鏡観察により樹脂が溶融した温度を融点とした。
(2)ポリエステルの固有粘度IV
ポリエステルの固有粘度は、次の方法で測定した。
オルソクロロフェノール100mLに対し試料8gを溶解し、温度25℃においてオストワルド粘度計を用いて相対粘度ηを、下記式により求めた。
η=η/η=(t×d)/(t×d
(ここで、ηはポリマー溶液の粘度、ηはオルソクロロフェノールの粘度、tは溶液の落下時間(秒)、dは溶液の密度(g/cm)、tはオルソクロロフェノールの落下時間(秒)、dはオルソクロロフェノールの密度(g/cm)を、それぞれ表す。)
次いで、相対粘度ηから、下記式により固有粘度IVを算出した。
IV=0.0242η+0.2634。
(3)単繊維繊度(デシテックス)
スパンボンド不織布からランダムに小片サンプル10個を採取し、走査型電子顕微鏡で500〜3,000倍の写真を撮影し、各小片サンプルから10本ずつ、計100本の繊維を任意に選び出し、その太さを測定する。繊維は断面が円形と仮定し、太さを繊維径とする。それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入して算出した繊維径とポリマーの密度から単繊維繊度を算出し、小数点第一位を四捨五入して求める。
(4)不織布の目付(g/m
縦方向50cm×横方向50cmの試料を3個採取して、各試料の質量をそれぞれ測定し、得られた値の平均値を単位面積当たりに換算し、小数点以下第一位を四捨五入した。
(5)不織布の厚み(mm)
厚み計(テクロック社製“TECLOCK”(登録商標)SM−114)を使用して、不織布の厚みを幅方向等間隔に10点測定し、その平均値から小数点以下第3位を四捨五入し、厚みとした。
(6)不織布の見掛け密度(g/cm
上記(5)で得られた厚みと上記(4)で得られた目付を用いて、次の式により、見掛け密度を算出し、小数点第3位を四捨五入した。
見掛け密度(g/cm)=目付(g/m)/厚み(mm)/1,000
(7)不織布の通気量(cm/cm・sec)
スパンボンド不織布の任意の部分から、10cm×10cmのサンプルを10個採取し、JIS L 1913(2010年度版)に基づき、フラジール形法によって測定した。測定時の設定圧は、125Paとした。通気量は、得られた10点の通気量の平均値を小数点以下第一位を四捨五入して算出する。
(8)不織布の目付あたりの通気量((cm/cm・sec)/(g/m))
上記(7)の通気量で得られた通気量の値を、上記(4)の目付で得られた目付の値で除し、目付当たりの通気量を小数点以下第四位を四捨五入し、算出する。
(9)不織布の剛軟度(mN)
剛軟度は、JIS L 1913(2010年度版)の6.7.4に記載のガーレ法に準じて測定し、求める。
(10)不織布の目付あたりの剛軟度((mN)/(g/m))
上記(9)の剛軟度で得られた剛軟度の値を、上記(4)の目付で得られた目付の値で除し、目付あたりの剛軟度を、小数点以下第四位を四捨五入し、算出する。
(11)不織布の引張強力(N/5cm)
不織布の引張強力は、JIS L 1913(2010年版)の6.3.1に基づいて、タテ方向とヨコ方向を長辺とした5cm×30cmの試験片を、それぞれ幅方向等間隔に1mあたり3点採取し、定速伸長型引張試験機を用いて、つかみ間隔が20cmで、引張速度が10cm/分の条件で引張試験を実施した。破断したときの強力を読み取り、少数点以下第一位を四捨五入した値を引張強力(N/5cm)とした。
(12)不織布の目付あたりの引張強力((mN)/(g/m))
上記(11)の引張強力で得られた引張強力の値を、上記(4)の目付で得られた目付の値で除し、タテ方向とヨコ方向について、それぞれの目付あたりの引張強度を、小数点以下第二位を四捨五入し、算出する。
(13)不織布のダスト払い落とし試験
不織布の任意の部分から、15cm×15cmのサンプルを3個採取し、それぞれの試験装置は、図1に示すように、試験サンプルMをセットするサンプルホルダー1の上流側にダスト供給装置5が連結され、下流側に流量計2、流量調整バルブ3、ブロワ4、およびパルスジェット装置6を連結した構成となっている。試験サンプルの評価面積は、0.01 mとした。また、サンプルホルダー1に圧力計7が接続されており、試験サンプルMの圧力損失が測定できるようになっている。払い落とし性の試験にあたっては、ダスト供給装置5からJIS15種の標準粉体を20g/mの濃度になるように供給し、フィルター通過速度が1.5m/分になるように流量調整バルブ3で風量を調整して、ダストを一定濃度で連続的に供給し、試験サンプルMの圧力損失が1,500Paに到達したら、パルスジェット装置6から、0.5MPaの圧縮空気を0.1sec噴射し、試験サンプルMに付着した粉塵(ダスト)を払い落とした。この払い落とし回数が200回に到達するまでの運転時間(hr)をそれぞれ測定し、3回の試験結果の平均値を求め、一の位を四捨五入して運転時間(hr)を求めた。
(14)不織布の集塵性能試験
不織布の任意の部分から、15cm×15cmの試験サンプルを3個採取し、VDI/DIN 3926を参考標準として集塵性能試験を実施した。試験サンプルの濾過面積は0.016 mとし、濾過風速は2.0m/分とした。ダスト粉塵は、酸化アルミニウム粒子(Dp50:10.5μm)を使用し、試験サンプル上流の粉塵濃度が5g/mとなるよう一定濃度で供給した。
まず、パルスジェット装置から、5秒おきに、0.5MPaの圧縮空気を1秒間噴射するエージングサイクルを5,000回実施した。続いて、エージング後の性能評価として、圧力損失が1,000Paに達した後、0.5MPaの圧縮空気を1秒間噴射する払い落としサイクル(ただし、前回の払い落としから5秒未満で圧力損失が1,000Paに達した場合は、5秒後までダスト負荷した後に圧縮空気を噴射する。)を30回繰り返し、試験中の粉漏れ濃度から次の式に基づいて集塵率を計算し、3回の測定の平均をとり、小数点以下第四位を四捨五入した。
集塵率(%)=(1−粉漏れ濃度(g/m)/上流の粉塵濃度(g/m))×100
また、30回目の払い落としサイクルの、パルスジェットを噴射してから5秒後の圧力損失を測定し、3回の測定の平均をとり、小数点以下第一位を四捨五入した。
(15)不織布の部分的凹部
スパンボンド不織布から、ランダムに10mm角の小片サンプル5個を採取し、キーエンス社製ワンショット3D形状測定器VR−3000を用いて、各小片サンプルについて、幅方向4.5mm以上×長手方向4.5mm以上の3D形状測定を行った。続いて、各小片サンプルの両面について、面内の最も高さの高い場所を基準点(深さ0mm)とし、基準点を通る幅方向4.5mmおよび長手方向4.5mmの直線について、直線上に深さが0.1mm以上である部分が、面方向に0.2mm以上連続する箇所(すなわち、深さが0.1mm以上の部分的凹部)の有りと無しを調査した。表1には、いずれの小片サンプルでもこのような深さが0.1mm以上の部分的凹部が存在しない場合は「無し」と記載し、片面にのみ、少なくとも1つの小片サンプルに深さが0.1mm以上の部分的凹部が存在する場合は「片面有り」と記載し、それぞれの面について、少なくとも1つの小片サンプルに深さが0.1mm以上の部分的凹部が存在する場合は「両面有り」と記載した。
[実施例1]
水分率50質量ppm以下に乾燥した固有粘度IVが0.65で、融点が260℃のポリエチレンテレフタレート(PET)と、水分率50質量ppm以下に乾燥した固有粘度IVが0.64、イソフタル酸共重合率が11モル%で、融点が230℃の共重合ポリエステル(CO−PET)を、それぞれ295℃と280℃の温度で溶融し、ポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、共重合ポリエステルを鞘成分として、口金温度が295℃で、芯:鞘=80:20の質量比率で細孔から紡出した後、エアサッカーにより紡糸速度4,300m/分で円形断面形状のフィラメントを紡糸し、移動するネットコンベアー上に、単繊維繊度が2.1デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集した上に単繊維繊度が3.4デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集した。捕集した繊維ウェブに、熱風温度250℃のエアーを通過させた後、一対のフラットロールからなるカレンダーロールによって、温度が180℃で、線圧が50kg/cmの条件で熱接着し、表層部の単繊維繊度が2.1デシテックス(dtex)裏層部の単繊維繊度が3.4デシテックス(dtex)の繊維からなる、目付が200g/mのスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の目付あたりのタテ引張強力は4.3(N/5cm)/(g/m)であり、目付あたりのヨコ引張強力は3.0(N/5cm)/(g/m)であった。結果を表1に示す。
[実施例2]
ネットコンベアー速度の速度を調整して目付を260g/mに変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で、表層部の単繊維繊度が2.1デシテックス(dtex)裏層部の単繊維繊度が3.4デシテックス(dtex)の繊維からなる、目付が260g/mのスパンボンド不織布を得た。結果を表1に示す。
[実施例3]
水分率50質量ppm以下に乾燥した固有粘度IVが0.65で、融点が260℃のポリエチレンテレフタレート(PET)と、水分率50質量ppm以下に乾燥した固有粘度がIV0.64、イソフタル酸共重合率が11モル%で、融点が230℃の共重合ポリエステル(CO−PET)を、それぞれ295℃と280℃の温度で溶融し、ポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、共重合ポリエステルを鞘成分として、口金温度295℃、芯:鞘=80:20の質量比率で細孔から紡出した後、エアサッカーにより紡糸速度4,300m/分で円形断面形状のフィラメントを紡糸し、移動するネットコンベアー上に、単繊維繊度が2.1デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集した上に単繊維繊度が3.4デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集した。捕集した繊維ウェブを、熱風温度250℃のエアーを繊維シートに通過させた後、樹脂ベルトからなる2台のベルトコンベアの間に挟み込んで温度170℃の条件下で熱処理し、表層部の単繊維繊度が2.1デシテックス(dtex)裏層部の単繊維繊度が3.4デシテックス(dtex)の繊維からなる、目付が200g/mのスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の目付あたりのタテ引張強力は4.0(N/5cm)/(g/m)であり、目付あたりのヨコ引張強力は2.7(N/5cm)/(g/m)であった。結果を表1に示す。
[実施例4]
ネットコンベアーの速度を調整して目付を150g/mに変更したこと以外は、実施例3と同じ条件で、表層部の単繊維繊度が2.1デシテックス(dtex)裏層部の単繊維繊度が3.4デシテックス(dtex)の繊維からなる、目付が150g/mのスパンボンド不織布を得た。結果を表1に示す。
[実施例5]
吐出量を調整して単糸繊維繊度を変更したこと以外は、実施例3と同じ条件で、移動するネットコンベアー上に、単繊維繊度が1.5デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集した上に単繊維繊度が4.0デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集して、表層部の単繊維繊度が1.5デシテックス(dtex)裏層部の単繊維繊度が4.0デシテックス(dtex)の繊維からなる、目付が200g/mのスパンボンド不織布を得た。結果を表1に示す。
得られた不織布の特性は表1に示したとおりであり、実施例1、2、3、4および35のスパンボンド不織布は、いずれも通気性と剛性に優れており、またダスト払い落としテスト後のフィルターは、表面にダストが付着しているものの、目詰まり等はなく、いずれも良好であった。結果を表1に示す。
Figure 2018221122
[比較例1]
単繊維繊度を2.7デシテックスとしたこと以外は、実施例1と同じ条件で、目付が200g/mのスパンボンド不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の目付あたりのタテ引張強力は4.4(N/5cm)/(g/m)であり、目付あたりのヨコ引張強力は3.1(N/5cm)/(g/m)であった。結果を表2に示す。
[比較例2]
ネットコンベアー速度の速度を調整して目付を260g/mに変更したこと以外は、実施例1と同じ条件で単繊維繊度が2.7デシテックスの繊維からなる、目付が260g/mのスパンボンド不織布を得た。結果を表2に示す。
[比較例3]
熱風温度250℃のエアーを繊維シートに通過させた後、樹脂ベルトからなる2台のベルトコンベアの間に挟み込んで温度170℃の条件下で熱処理したこと以外は、実施例1と同じ条件で、単繊維繊度が2.7デシテックスの繊維からなる、目付が200g/mのスパンボンド不織布を得た。結果を表2に示す。
[比較例4]
水分率50質量ppm以下に乾燥した固有粘度IVが0.65で、融点が260℃のポリエチレンテレフタレート(PET)と、水分率50質量ppm以下に乾燥した固有粘度IV0.64、イソフタル酸共重合率11モル%で融点230℃の共重合ポリエステル(CO−PET)を、それぞれ295℃と280℃の温度で溶融し、ポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、共重合ポリエステルを鞘成分として、口金温度295℃、芯:鞘=80:20の質量比率で細孔から紡出した後、圧着面積率18%となるエンボスロールで、温度が200℃で、線圧が60kg/cmの条件で熱接着し、単繊維繊度が2.7デシテックスの繊維からなる、目付が200g/mのスパンボンド不織布を得た。結果を表2に示す。
[比較例5]
移動するネットコンベアー上に、単繊維繊度が2.1デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集した上に単繊維繊度が3.4デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集して、表層部の単繊維繊度が2.1デシテックス(dtex)裏層部の単繊維繊度が3.4デシテックス(dtex)の繊維としたこと以外は、比較例4と同じ条件で圧着面積率18%となるエンボスロールで、温度が200℃で、線圧が60kg/cmの条件で熱接着し、目付が200g/mのスパンボンド不織布を得た。結果を表2に示す。
[比較例6]
ネットコンベアー速度の速度を調整して目付を260g/mに変更し、圧着面積率10%となるエンボスロールで熱接着したこと以外は比較例5と同じ条件で、表層部の単繊維繊度が2.1デシテックス(dtex)裏層部の単繊維繊度が3.4デシテックス(dtex)の繊維からなる、目付が260g/mのスパンボンド不織布を得た。結果を表2に示す。
[比較例7]
ネットコンベアー速度の速度を調整して目付を150g/mに変更したこと以外は、実施例3と同じ条件で単繊維繊度が2.7デシテックスの繊維からなる、目付が150g/mのスパンボンド不織布を得た。結果を表2に示す。
[比較例8]
吐出量を調整して単繊維繊度を変更したこと以外は、実施例3と同じ条件で、移動するネットコンベアー上に、単繊維繊度が0.8デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集した上に単繊維繊度が4.5デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集して、表層部の単繊維繊度が1.0デシテックス(dtex)裏層部の単繊維繊度が4.0デシテックス(dtex)の繊維からなる、目付が200g/mのスパンボンド不織布を得た。結果を表2に示す。
[比較例9]
吐出量を調整して単繊維繊度を変更したこと以外は、実施例3と同じ条件で、移動するネットコンベアー上に、単繊維繊度が2.1デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集した上に単繊維繊度が6.0デシテックス(dtex)の繊維ウェブを捕集して、表層部の単繊維繊度が2.1デシテックス(dtex)裏層部の単繊維繊度が6.0デシテックス(dtex)の繊維からなる、目付が200g/mのスパンボンド不織布を得た。結果を表2に示す。
Figure 2018221122
得られた不織布の特性は、表1と表2に示したとおりであるが、比較例1、2、3、7は、通気量が同等であるものの表層部の緻密性が不足しているためダストが詰まりやすく、ダスト払い落とし性も劣位であった。また、比較例4は、部分的凹部を有しているため、通気性が低く高圧損であり、ダスト払い落とし性が不良であった。また、比較例5は、単繊維繊度の構成を本発明と同様にしたものの、部分的凹部を有しているため、通気性が低く高圧損であり、ダスト払い落とし性が不良であった。また、比較例6は、圧着面積率を10%としたものの、ダスト払い落とし性も不良であった。比較例8は、表層部の単繊維繊度を1.5dtex未満であるため、集塵率は良好であるものの通気性が低く高圧損であった。比較例9は、裏層部の単繊維繊度を5dtexより太繊度であるため、通気性が高く低圧損であるものの、ダスト払い落とし性が不良であった。
また、集塵性能試験の結果、本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、比較例1、2、3、7のスパンボンド不織布と比較して圧力損失が小さく、かつ集塵率にも優れたものであり、ダスト払い落とし性において優れたものであった。
1:サンプルホルダー
2:流量計
3:流量調整バルブ
4:ブロワ
5:ダスト供給装置
6:パルスジェット装置
7:圧力計
M:測定サンプル
本発明のフィルター用スパンボンド不織布は、優れた剛性、通気性およびダスト払い落とし性を有するため、プリーツフィルターとして好適に用いることができる。さらに、優れた剛性と通気性を活かし、PTFE膜やナノファイバーのような濾材と貼り合わせるプリーツフィルター基材としても好適に用いることができる。

Claims (7)

  1. 高融点ポリエステルの周りに、前記高融点ポリエステルの融点よりも10〜140℃低い融点を有する低融点ポリエステルを配した複合型ポリエステル繊維からなるスパンボンド不織布であって、該スパンボンド不織布は表層部と裏層部を有し、該表層部の複合型ポリエステル繊維の単繊維繊度が1dtex以上3dtex未満、裏層部の単繊維繊度が3dtex以上5dtex以下であり、前記スパンボンド不織布の目付が130〜300g/mであるフィルター用スパンボンド不織布。
  2. 複合型ポリエステル繊維の複合形態が、高融点ポリエステルを芯成分とし、低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘型であり、かつ、前記芯成分と前記鞘成分の芯鞘成分質量比率が90:10〜60:40である請求項1に記載のフィルター用スパンボンド不織布。
  3. 少なくとも一方の表面に深さ0.1mm以上の部分的凹部がない請求項1または2のいずれかに記載のフィルター用スパンボンド不織布。
  4. 高融点ポリエステルがポリエチレンテレフタレートであり、かつ低融点ポリエステルが共重合ポリエチレンテレフタレートである請求項1〜3のいずれかに記載のフィルター用スパンボンド不織布。
  5. 下記(a)〜(d)の工程を順次施すフィルター用スパンボンド不織布の製造方法。
    (a)紡糸口金から、高融点ポリエステルの周りに、前記高融点ポリエステルの融点よりも10〜140℃低い融点を有する低融点ポリエステルを配した複合型ポリエステル繊維を紡出する工程。
    (b)紡出された複合型ポリエステル繊維を、高速吸引ガスにより吸引延伸し、移動するネットコンベアー上に捕集して、単繊維繊度が1dtex以上3dtex未満の表層部と単繊維繊度が3dtex以上5dtex以下の裏層部の複合型ポリエステル繊維からなる繊維ウェブを得る工程。
    (c)得られた繊維ウェブに、前記低融点ポリエステルの融点よりも高く、かつ前記高融点ポリエステルの融点よりも低い温度の熱風を通過させ、エアスルー熱接着する工程。
    (d)前記エアスルー熱接着された繊維ウェブを、一対のフラットロールまたは2台のベルトコンベアの間に挟み込み、前記の低融点ポリエステルの融点よりも5〜75℃低い温度で熱処理し、目付が130〜300g/mのスパンボンド不織布を得る工程。
  6. 複合型ポリエステル繊維の複合形態が、高融点ポリエステルを芯成分とし、低融点ポリエステルを鞘成分とする芯鞘型であり、かつ、前記芯成分と前記鞘成分の芯鞘成分質量比率が90:10〜60:40である請求項5に記載のフィルター用スパンボンド不織布の製造方法。
  7. 高融点ポリエステルがポリエチレンテレフタレートであり、かつ低融点ポリエステルが共重合ポリエチレンテレフタレートである請求項5または6に記載のフィルター用スパンボンド不織布の製造方法。
JP2018524846A 2017-05-30 2018-05-07 フィルター用スパンボンド不織布の製造方法 Active JP7180376B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017106243 2017-05-30
JP2017106243 2017-05-30
PCT/JP2018/017617 WO2018221122A1 (ja) 2017-05-30 2018-05-07 フィルター用スパンボンド不織布およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2018221122A1 true JPWO2018221122A1 (ja) 2020-03-26
JP7180376B2 JP7180376B2 (ja) 2022-11-30

Family

ID=64456269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018524846A Active JP7180376B2 (ja) 2017-05-30 2018-05-07 フィルター用スパンボンド不織布の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200139282A1 (ja)
EP (1) EP3632524A4 (ja)
JP (1) JP7180376B2 (ja)
KR (1) KR20200014743A (ja)
CN (1) CN110494201A (ja)
WO (1) WO2018221122A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021132409A1 (ja) * 2019-12-23 2021-07-01
WO2021132410A1 (ja) * 2019-12-23 2021-07-01 東レ株式会社 スパンボンド不織布、集塵機プリーツフィルター用濾材、集塵機プリーツフィルターおよび大風量パルスジェットタイプ集塵機
WO2021132403A1 (ja) * 2019-12-23 2021-07-01 東レ株式会社 スパンボンド不織布、集塵機プリーツフィルター用濾材、集塵機プリーツフィルターおよび大風量パルスジェットタイプ集塵機
JP2021183297A (ja) * 2020-05-20 2021-12-02 セイコーエプソン株式会社 シート状フィルター、マスクおよびシート製造装置
CN112221250B (zh) * 2020-09-10 2022-03-22 青岛中亚环保工程有限公司 一种pbs/pp双组份熔喷纤维过滤材料及其制造方法
WO2022065191A1 (ja) * 2020-09-28 2022-03-31 東洋紡株式会社 長繊維不織布、及び、長繊維不織布の製造方法
KR102342025B1 (ko) * 2021-05-11 2021-12-23 남양부직포 주식회사 복합필터여재용 열융착 필터지지체, 이를 포함하는 복합필터여재 및 이를 포함하는 마스크

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5353076A (en) * 1976-10-25 1978-05-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Filter for vacuum cleaner
JPS558858A (en) * 1978-07-07 1980-01-22 Toray Ind Inc Dust collection filter
JPH1190135A (ja) * 1997-09-25 1999-04-06 Chisso Corp プリーツフィルター
US6090731A (en) * 1994-10-31 2000-07-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. High density nonwoven filter media
JP2004019061A (ja) * 2002-06-18 2004-01-22 Toyobo Co Ltd ポリエステル系複合不織布およびフィルター
JP2006150222A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Daiwabo Co Ltd 筒状フィルター及びその製造方法
JP2008151980A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Mahle Filter Systems Japan Corp トナーフィルター用濾材とその濾材を用いたカセットフィルター

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS524403A (en) 1975-06-30 1977-01-13 Taiheiyo Eng Coal mining machine
JPS534043A (en) 1976-03-06 1978-01-14 Dainippon Toryo Co Ltd Water-dispersible, thermosetting coating compositions
GB8719886D0 (en) 1987-08-22 1987-09-30 British Petroleum Co Plc Carboxylic acid esters/acids
JP2673215B2 (ja) 1988-01-25 1997-11-05 株式会社クボタ 黒鉛を有する▲高▼クロムロール
US5443606A (en) * 1992-03-26 1995-08-22 The University Of Tennessee Reserch Corporation Post-treatment of laminated nonwoven cellulosic fiber webs
US5670044A (en) * 1993-05-04 1997-09-23 Chisso Corporation Cylindrical filter and process for producing the same
JPH07157960A (ja) 1993-12-06 1995-06-20 Toyobo Co Ltd 寸法安定性に優れた長繊維不織布及びその防水製品
JP3744232B2 (ja) 1997-10-30 2006-02-08 東レ株式会社 フィルター用基材およびフィルター装置
WO2007088824A1 (ja) * 2006-02-01 2007-08-09 Toray Industries, Inc. フィルター用不織布およびその製造方法
JP2009006318A (ja) 2007-05-31 2009-01-15 Toray Ind Inc 円筒状バグフィルター
JP5508858B2 (ja) * 2007-12-12 2014-06-04 株式会社きもと ニュートンリング防止シート、及びこれを用いたタッチパネル
JP5353076B2 (ja) * 2008-06-11 2013-11-27 パナソニック株式会社 成形方法および金型装置
JP5477123B2 (ja) * 2010-04-02 2014-04-23 Jnc株式会社 熱風処理不織布加工装置および加工方法
CN102451589B (zh) * 2010-11-02 2015-09-09 东丽纤维研究所(中国)有限公司 一种耐热性过滤材料及其生产方法和用途

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5353076A (en) * 1976-10-25 1978-05-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Filter for vacuum cleaner
JPS558858A (en) * 1978-07-07 1980-01-22 Toray Ind Inc Dust collection filter
US6090731A (en) * 1994-10-31 2000-07-18 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. High density nonwoven filter media
JPH1190135A (ja) * 1997-09-25 1999-04-06 Chisso Corp プリーツフィルター
JP2004019061A (ja) * 2002-06-18 2004-01-22 Toyobo Co Ltd ポリエステル系複合不織布およびフィルター
JP2006150222A (ja) * 2004-11-29 2006-06-15 Daiwabo Co Ltd 筒状フィルター及びその製造方法
JP2008151980A (ja) * 2006-12-18 2008-07-03 Mahle Filter Systems Japan Corp トナーフィルター用濾材とその濾材を用いたカセットフィルター

Also Published As

Publication number Publication date
US20200139282A1 (en) 2020-05-07
WO2018221122A1 (ja) 2018-12-06
EP3632524A1 (en) 2020-04-08
JP7180376B2 (ja) 2022-11-30
CN110494201A (zh) 2019-11-22
EP3632524A4 (en) 2021-03-10
KR20200014743A (ko) 2020-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6638722B2 (ja) フィルター用スパンボンド不織布およびその製造方法
JP7180376B2 (ja) フィルター用スパンボンド不織布の製造方法
KR101441593B1 (ko) 필터용 부직포 및 그 제조 방법
US8308833B2 (en) Nonwoven fabric for filters
JP5082365B2 (ja) フィルター用不織布
JP5422874B2 (ja) フィルター用不織布およびその製造方法
JP6669315B1 (ja) フィルター用スパンボンド不織布およびその製造方法
JP2007152216A (ja) フィルター用不織布
CN114867897B (zh) 纺粘无纺布、过滤器层叠滤材及褶皱过滤器、集尘器
JP4737039B2 (ja) 吸気用フィルター不織布
JP6658113B2 (ja) エアクリーナー用不織布
JP2007237167A (ja) フィルター用不織布
JP2020196963A (ja) メルトブロー不織布および耐熱フィルター積層体ならびにそれらの製造方法
JP2021098930A (ja) スパンボンド不織布、集塵機プリーツフィルター用濾材、集塵機プリーツフィルターおよび大風量パルスジェットタイプ集塵機
JP2022132085A (ja) 積層不織布、フィルター用濾材、集塵機用プリーツフィルター、ならびに、パルスジェットタイプ集塵機
KR20220110210A (ko) 스펀본드 부직포, 집진기 플리츠 필터용 여과재, 집진기 플리츠 필터 및 대풍량 펄스제트 타입 집진기
WO2021132411A1 (ja) スパンボンド不織布、フィルター積層濾材、プリーツフィルター用濾材およびプリーツフィルター
JP2009006317A (ja) 円筒状バグフィルター用不織布およびその製造方法
KR20220112773A (ko) 스펀본드 부직포, 집진기 플리츠 필터용 여과재, 집진기 플리츠 필터 및 대풍량 펄스제트 타입 집진기
JP2021098931A (ja) スパンボンド不織布、集塵機プリーツフィルター用濾材、集塵機プリーツフィルターおよび大風量パルスジェットタイプ集塵機
JP2021098924A (ja) スパンボンド不織布、プリーツ成形体、集塵機フィルターおよび大風量パルスジェットタイプ集塵機
JP2021098926A (ja) プリーツ成形体、集塵機プリーツフィルターおよび大風量パルスジェットタイプ集塵機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210409

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220531

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220720

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221018

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221031

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7180376

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151