JPWO2020022260A1 - スパンボンド不織布、および、スパンボンド不織布から構成されるエアフィルター - Google Patents

スパンボンド不織布、および、スパンボンド不織布から構成されるエアフィルター Download PDF

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Abstract

本発明は、低圧力損失かつ高い捕集性能であり、加工性に優れたスパンボンド不織布と、該スパンボンド不織布を用いたエアフィルターを提供することを目的として、ポリオレフィン系樹脂からなる繊維で構成され、その平均単繊維直径が６．５μｍ以上２２．０μｍ以下であり、ヒンダードアミン系下記一般式（１）で表される化合物が０．１質量％以上５質量％以下含有されてなるスパンボンド不織布であって、前記不織布のメルトフローレート（ＭＦＲ）が、３２ｇ／１０分以上８５０ｇ／１０分以下であり、該不織布がエレクトレット加工されてなる、スパンボンド不織布を提供する。

Description

本発明は、スパンボンド不織布に関する。特にエアフィルターとして用いたときに、低圧力損失かつ高い捕集性能であり、加工性に優れたスパンボンド不織布と、該スパンボンド不織布から構成されるエアフィルターに関する。
従来から、気体中の花粉・塵等を除去するためにエアフィルターが使用されており、濾材として繊維シートが多く用いられている。エアフィルターに要求される性能は、ミクロなダストを多く捕集できること（高捕集性能）、および、エアフィルター内部を気体が通過する際に抵抗が少ないこと（低圧力損失特性）である。
エアフィルターの捕集機構は、主としてブラウン拡散、遮り、慣性衝突などの物理的作用によるものであるため、より高い捕集性能を有する濾材を得るには、構成する繊維シートが比較的細繊度であることが適している。一方、同等の捕集性能を得ようとした場合には、シート内の繊維密度を増加、言い換えればポアサイズを小さくしなければならないため、結果として圧力損失が高くなる。
逆に言えば、圧力損失が低い濾材を得るためには、構成する繊維シートが比較的太繊度とすればよいが、シート内の繊維間の空隙が広くなるため、捕集性能が低下してしまう。
このように、高捕集性能を有することと低圧力損失特性を有することは相反する関係にあるものであり、両立させることは非常に困難である。そのため、一般に、高捕集性能を重視する用途には細繊度の繊維からなる不織布シート、低圧力損失特性を重視する用途には太繊度の繊維からなる不織布シートというように、構成する繊維の繊度によって用途の使い分けがなされている。
ところで、繊維シートを帯電させ、物理的作用に加えて静電気的作用を利用することにより、捕集性能を向上させる技術が知られている。例えば、アース電極上に繊維状シートを接触させた状態で、該アース電極と繊維シートを共に移動させながら非接触型印加電極で、高圧印加を行なって連続的にエレクトレット化する、エレクトレット繊維状シートの製造法が提案されている（特許文献１）。これは、不織布内に、電子の注入、イオンの移動、双極子の配向などを生ぜしめることで分極させ、繊維に電荷を付与するというものである。
この特許文献１の実施例に記載の繊維シートは、高圧印加によりエレクトレット化されたメルトブロー不織布であり、一般に、メルトブロー不織布のような細繊度シートは、太繊度シートに比べて単位体積当たりに含まれる繊維の総表面積が大きく、より大きな帯電効果が得られるため、捕集性能を更に向上させることができ、高捕集をより重視した用途に使用することができる。
一方で、この帯電技術を太繊度シートに適用し、本来の低圧力損失特性に高捕集性能を付与する試みがなされている。
比較的簡便に太繊度のシートを得る方法として、スパンボンド法があり、例えば、特許文献２や３に開示されるように、スパンボンド法により得られた不織布を帯電させる検討も行われている。
特開昭６１−２８９１７７号公報 特開２００８−１５０７５３号公報 特開２００９−２７５３２７号公報
しかしながら、特許文献１のようなメルトブロー不織布では、捕集効率は高いものの、強度に劣り、加工段階や製品段階での破れが発生する課題がある。また、特許文献２や特許文献３に開示されたスパンボンド不織布では、実施例に用いられている繊維の単繊維繊度（平均単繊維直径）が一般的な範囲にあるため、エアフィルターとしたときの強度に問題はないが、捕集性能は十分ではなかった。
そこで、本発明は、低圧力損失かつ高い捕集性能であり、加工性に優れたスパンボンド不織布と、該スパンボンド不織布を用いたエアフィルターを提供することを目的とする。
従来技術に係るスパンボンド不織布に対し、本発明者らは繊維量を増やして捕集性能をさらに向上させることを試みたものの、目付が増加したことにより、結果として圧力損失が増加してしまった。そこで、前記の目的を達成すべく、本発明者らがさらに検討を重ねた結果、スパンボンド不織布のメルトフローレートを特定の範囲内とし、かつ、スパンボンド不織布を構成する繊維の平均単繊維直径を特定の範囲内とすることによって、低圧力損失でありながら、かつ高捕集効率であるスパンボンド不織布を得ることが可能であることを見出した。
すなわち、本発明は、これら知見に基づいて完成に至ったものであり、本発明によれば、以下の発明が提供される。
本発明のスパンボンド不織布は、ポリオレフィン系樹脂からなる繊維で構成され、その平均単繊維直径が６．５μｍ以上２２．０μｍ以下であり、ヒンダードアミン系化合物が０．１質量％以上５質量％以下含有されてなるスパンボンド不織布であって、前記不織布のメルトフローレート（ＭＦＲ）が、３２ｇ／１０分以上８５０ｇ／１０分以下であり、該不織布がエレクトレット加工されてなる、スパンボンド不織布。
本発明のスパンボンドの好ましい態様によれば、ヒンダードアミン系化合物が下記一般式（１）で表される化合物である。
Figure 2020022260
（ここで、Ｒ１〜Ｒ３は水素または炭素原子数１〜２のアルキル基、Ｒ４は水素または炭素数１〜６のアルキル基である）
本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、前記スパンボンド不織布の目付が、５ｇ／ｍ２以上６０ｇ／ｍ２以下である。
本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、前記スパンボンド不織布の厚みが、０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、単位目付当たりの縦方向の引張強度が０．３（Ｎ／５ｃｍ）／（ｇ／ｍ２）以上である。
本発明のスパンボンド不織布の好ましい態様によれば、結晶核剤が０．００１質量％以上１．０質量％以下含有されてなる。
また、本発明のエアフィルター用濾材は、前記のスパンボンド不織布を用いてなる。
本発明によれば、本発明は、低圧力損失かつ高い捕集性能であり、加工性に優れたスパンボンド不織布と、該スパンボンド不織布を用いたエアフィルターを得ることができる。
図１は、捕集効率および圧力損失の測定装置を示す概略側面図である。
本発明のスパンボンド不織布は、ポリオレフィン系樹脂からなる繊維で構成され、その平均単繊維直径が６．５μｍ以上２２．０μｍ以下であり、ヒンダードアミン系化合物、好ましくは下記一般式（１）で表される化合物が０．１質量％以上５質量％以下含有されてなるスパンボンド不織布であって、前記スパンボンド不織布のメルトフローレート（ＭＦＲ）が、３２ｇ／１０分以上８５０ｇ／１０分以下であり、前記スパンボンド不織布がエレクトレット加工されてなる、スパンボンド不織布である。
Figure 2020022260
（ここで、Ｒ１〜Ｒ３は水素または炭素原子数１〜２のアルキル基、Ｒ４は水素または炭素数１〜６のアルキル基である）
以下に、その構成要素について詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下に説明する範囲に何ら限定されるものではない。
［樹脂］
本発明で用いられるスパンボンド不織布を構成する繊維は、ポリオレフィン系樹脂からなる。このポリオレフィン系樹脂としては、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂などが挙げられる。ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンの単独重合体もしくはプロピレンと各種α−オレフィンとの共重合体などが挙げられ、また、ポリエチレン樹脂としては、エチレンの単独重合体もしくはエチレンと各種α−オレフィンとの共重合体などが挙げられるが、これらの材料の中でも、ポリプロピレンを主体とするものはエレクトレット性能を特に発揮する点から好ましい。またポリマーの性質を損なわない範囲で他の成分が共重合されていてもよい。
本発明で用いるポリオレフィン系樹脂としては、２種以上の混合物であってもよく、またその他のポリオレフィン樹脂や熱可塑性エラストマー等を含有する樹脂組成物を用いることもできる。当然、ＭＦＲの異なる２種類以上の熱可塑性樹脂を任意の割合でブレンドして、ＭＦＲを調整することもできる。
本発明で用いるポリオレフィン系樹脂についても、そのＭＦＲは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８ （Ａ法）によって測定される値を採用する。
なお、この規格によれば、例えば、ポリプロピレンは荷重：２．１６ｋｇ、温度：２３０℃にて、ポリエチレンは荷重：２．１６ｋｇ、温度：１９０℃にて測定することが規定されている。また、複数種類の樹脂が使用されている場合においては、それぞれのポリオレフィン系樹脂の測定温度のなかで最も高い温度で測定される。
前記のポリオレフィン系樹脂のＭＦＲは、３２ｇ／１０分以上８５０ｇ／１０分以下であることが好ましい。ＭＦＲ下限として好ましくは３２ｇ／１０分以上であり、より好ましくは６０ｇ／１０分以上、さらに好ましくは８０ｇ／１０分以上であり、特に好ましくは１２０ｇ／１０分以上であり、最も好ましくは１５５ｇ／１０分以上である。上限として好ましくは８５０ｇ／１０分以下であり、より好ましくは６００ｇ／１０分以下であり、さらに好ましくは４００ｇ／１０分以下である。下限以上とすることにより、スパンボンド不織布を構成する繊維を紡糸する際の繊維の細化挙動が安定し、生産性を高くするために速い紡糸速度で延伸したとしても、安定した紡糸が可能となる。また細化挙動を安定させることにより糸揺れを抑制し、シート状に捕集する際のムラが発生しにくくなる。また、上限以下とすることにより安定して速い紡糸速度で延伸することが可能となるため、繊維の配向結晶化を進め、高い機械強度を有する繊維とすることができる。
本発明で用いるポリオレフィン系樹脂の融点は、８０℃以上２００℃以下であることが好ましく、より好ましくは１００℃以上１８０℃以下である。融点を好ましくは８０℃以上とし、より好ましくは１００℃以上とすることにより、実用に耐え得る耐熱性が得られやすくなる。また、融点を好ましくは２００℃以下、より好ましくは１８０℃以下とすることにより、口金から吐出された糸条を冷却し易くなり、繊維同士の融着を抑制し安定した紡糸が行い易くなる。なお、ここでいう融点は、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℃／分の条件で測定される値である。
また、本発明で用いるポリオレフィン系樹脂にも、本発明の効果を損なわない範囲で、通常用いられる酸化防止剤、耐候安定剤、耐光安定剤、帯電防止剤、紡曇剤、ブロッキング防止剤、滑剤、核剤、および顔料等の添加物、あるいは他の重合体を必要に応じて添加することができる。
本発明のスパンボンド不織布は、熱安定剤、耐候剤および重合禁止剤等の添加剤を添加することができ、不織布をエレクトレット処理した際の帯電性、電荷保持性をより良好にするという観点から、前記の繊維材料にヒンダードアミン系化合物、好ましくは一般式（１）で表される化合物（ヒンダードアミン系化合物）を含有することが重要である。
ヒンダードアミン系化合物剤は０．１〜５質量％含有することが重要であり、下限として好ましくは０．２質量％以上とし、より好ましくは０．３質量％以上とし、０．５質量％以上含有することが特に好ましい。また、含有量は４質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、２．５質量％以下が特に好ましい。
ヒンダードアミン系化合物としては、例えば、ポリ［(６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル)（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）］（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ）、コハク酸ジメチル−１−（２−ヒドロキシエチル）−４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン重縮合物（ＢＡＳＦジャパン（株）製、“チヌビン”（登録商標）６２２ＬＤ）、および２−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２−ｎ−ブチルマロン酸ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジル）（ＢＡＳＦジャパン（株）製、“チヌビン”（登録商標）１４４）、ジブチルアミン・１，３，５−トリアジン・Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６ーテトラメチルー４−ピペリジル−１，６−ヘキサメチレンジアミン・Ｎ−（２，２，６，６ーテトラメチルー４−ピペリジル）ブチルアミンの重縮合物（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“キマソーブ”（登録商標）２０２０ＦＤＬ）などが挙げられる。なかでも、スパンボンド不織布にエレクトレット処理した際の帯電性、電荷保持性の点から上記一般式（１）で表される化合物（ヒンダードアミン系添加剤）が好ましく、具体的にはポリ［(６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジイル)（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）ヘキサメチレン（（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル）イミノ）］（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ）、ジブチルアミン・１，３，５−トリアジン・Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，６，６ーテトラメチルー４−ピペリジル−１，６−ヘキサメチレンジアミン・Ｎ−（２，２，６，６ーテトラメチルー４−ピペリジル）ブチルアミンの重縮合物（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“キマソーブ”（登録商標）２０２０ＦＤＬ）が好ましい。
なお、下記一般式（１）で表される構造を有する化合物等のヒンダードアミン系化合物は、１種の使用であっても複数種の混合物であってもよい。
Figure 2020022260
（ここで、Ｒ１〜Ｒ３は水素または炭素原子数１〜２のアルキル基、Ｒ４は水素または炭素数１〜６のアルキル基である）
該化合物をスパンボンド不織布に存在させることにより、帯電により付与された電荷をより効果的に安定化できるため、該スパンボンド不織布をエアフィルターの濾材に使用した場合には、捕集性能が向上し、低い圧力損失で高捕集性能を有したエアフィルターを実現できるのである。
本発明のスパンボンド不織布を構成する繊維は、上記の一般式（１）で表される化合物以外に、結晶核剤を含有させることができる。
結晶核剤としては、例えば、ソルビトール系核剤、ノニトール系核剤、キリシトール系核剤、リン酸系核剤、トリアミノベンゼン誘導体核剤、およびカルボン酸金属塩核剤などが挙げられる。
ソルビトール系核剤には、ジベンジリデンソルビトール（ＤＢＳ）、モノメチルジベンジリデンソルビトール（例えば、１，３：２，４−ビス(ｐ−メチルベンジリデン)ソルビトール（ｐ−ＭＤＢＳ））、ジメチルジベンジリデンソルビトール（例えば、１，３：２，４−ビス(３,４−ジメチルベンジリデン)ソルビトール（３,４−ＤＭＤＢＳ））などが含まれ、“Ｍｉｌｌａｄ”（登録商標） ３９８８（ミリケン・ジャパン（株）製）、および“ゲルオール”（登録商標）Ｅ-２００（新日本理化（株）製）などが挙げられる。
ノニトール系核剤には、例えば、１，２，３―トリデオキシ−４，６：５，７−ビス−［（４−プロピルフェニル）メチレン］−ノニトールなどが含まれ、“Ｍｉｌｌａｄ”（登録商標）ＮＸ８０００（ミリケン・ジャパン（株）製）などが挙げられる。
キシリトール系核剤には、例えば、ビス−１，３：２，４−（５’，６’，７’，８’−テトラヒドロ−２−ナフトアルデヒドベンジリデン）１−アリルキシリトールなどが含まれる。また、リン酸系核剤には、例えば、アルミニウム−ビス（４，４’,６,６’−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチル−２,２’−メチレンジフェニル−ホスファート）−ヒドロキシドなどが含まれ、“アデカスタブ”（登録商標）ＮＡ−１１（（株）ＡＤＥＫＡ製）や、“アデカスタブ”（登録商標）ＮＡ−２１（（株）ＡＤＥＫＡ製）などが挙げられる。
トリアミノベンゼン誘導体核剤には、例えば、１，３，５−トリス（２，２−ジメチルプロパンアミド）ベンゼンなどが含まれ、下記一般式（２）で表される、“Ｉｒｇａｃｌｅａｒ”（登録商標）ＸＴ３８６”（ＢＡＳＦジャパン(株)製）などが挙げられる。さらに、カルボン酸金属塩核剤には、例えば、安息香酸ナトリウムや、１，２−シクロヘキサンジカルボキシル酸カルシウム塩などが含まれる。
Figure 2020022260
（一般式（２）中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数３〜２０のアルケニル基、炭素数５〜１２のシクロアルキル基、炭素数５〜９のシクロアルケニル基、または炭素数６〜１０のアリール基を表す。）。
不織布を構成する繊維中の結晶核剤の含有量は、好ましくは０．００１質量％以上１．０質量％以下である。結晶核剤の含有量が０．００１質量％以上、より好ましくは、０．００５質量％以上では、塵埃捕集特性の効果を有効に高めることができる。また、繊維間の融着を抑制し、通気量を大きくすることができる。一方、結晶核剤の含有量が１．０質量％以下、より好ましくは、０．５質量％以下では、紡糸性が安定し、コスト的にも優位になる。
本発明のスパンボンド不織布は、上述のような化合物を含有するポリマーから成るが、また、該ポリマーは上述した化合物に加えて、酸化防止剤、光安定剤、熱安定剤などの、樹脂材料に通常含まれる安定剤を含んでいてもよい。
本発明における上記の一般式（１）で表される化合物および結晶核剤の含有量は、次のようにして求める。
ここでいう含有量は、例えば次のようにして求めることができる。不織布をメタノール／クロロホルム混合溶液でソックスレー抽出後、その抽出物についてＨＰＬＣ分取を繰り返し、各分取物についてＩＲ測定、ＧＣ測定、ＧＣ／ＭＳ測定、ＭＡＬＤＩ−ＭＳ測定、１Ｈ−ＮＭＲ測定、および１３Ｃ−ＮＭＲ測定で構造を確認する。該結晶核剤の含まれる分取物の質量を合計し、不織布全体に対する割合を求め、これを結晶核剤の含有量とする。また、上記の一般式（１）で表される化合物についても同様にこれの含まれる分取物の質量を合計し、不織布全体に対する割合を求め、当該化合物の含有量とする。
［繊維］
また、本発明のスパンボンド不織布を構成する繊維は、複合型繊維も用いることができる。複合型繊維の複合形態としては、例えば、同心芯鞘型、偏心芯鞘型および海島型などの複合形態を挙げることができる。単成分繊維や、芯鞘型、海島型といった複合成分型繊維等、特に限定されるものではないが、複合成分型繊維の場合、樹脂の選択次第では、樹脂間の電気抵抗の相違より電荷が漏洩する可能性があるため、単成分繊維であることが好ましい態様である。
また、本発明で用いられるスパンボンド不織布を構成する繊維は、その平均単繊維直径が６．５以上２２．０μｍ以下であることが重要である。平均単繊維直径を好ましくは６．５μｍ以上とし、より好ましくは７．５μｍ以上とし、さらに好ましくは８．４μｍ以上とすることにより、紡糸性の低下を防ぎ、安定して品質の良い不織布を生産することができる。一方、平均単繊維直径を好ましくは２２．０μｍ以下とし、より好ましくは１３．０μｍ以下とし、さらに好ましくは１１．２μｍ以下とし、特に好ましくは１０．０μｍ以下とすることにより、緻密性や均一性が高く、実用に耐えうる加工特性に優れ、該スパンボンド不織布を用いてエアフィルターとしたときに、高捕集効率とすることができる。
さらに本発明のスパンボンド不織布を構成する繊維の断面形状は、得られるスパンボンド不織布がフィルター用途に適していれば特に限定されるものではないが、円形、中空円形、楕円形、扁平型、あるいはＸ型、Ｙ型等の異形型、多角型、多葉型、等が好ましい形態である。円形でない繊維の繊維径は、繊維断面に対して外接円と、内接円を取り、それぞれの直径の平均値を繊維径として求めたものである。
［スパンボンド不織布］
本発明のスパンボンド不織布のＭＦＲは、３２ｇ／１０分以上８５０ｇ／１０分以下であることが重要である。３２ｇ／１０分以上、好ましくは６０ｇ／１０分以上、より好ましくは、８０ｇ／１０分以上、さらに好ましくは、特に好ましくは１２０ｇ／１０分以上、最も好ましくは１５５ｇ／１０分以上である。これにより、細化が進み、捕集効率の高い不織布とすることができる。一方、８５０ｇ／１０分以下、好ましくは、６００ｇ／１０分以下、より好ましくは、４００ｇ／１０分以下とすることにより、紡糸する際の繊維の細化挙動が安定し、生産性を高くするために速い紡糸速度で延伸したとしても、安定した紡糸が可能となる。
本発明のスパンボンド不織布のＭＦＲは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（Ａ法）によって測定される値を採用する。なお、この規格によれば、例えば、ポリプロピレンは荷重：２．１６ｋｇ、温度：２３０℃にて、ポリエチレンは荷重：２．１６ｋｇ、温度：１９０℃にて測定することが規定されている。また、後述するようなスパンボンド不織布が他の不織布と積層されている態様において、構成するポリオレフィン系樹脂と他の不織布を構成する樹脂が異なるなど、複数種類の樹脂が使用されている場合においては、スパンボンド不織布を構成するポリオレフィン系樹脂の測定温度のなかで最も高い温度で測定される。
さらに、本発明のスパンボンド不織布は帯電していることが重要であり、帯電スパンボンド不織布とすることで、静電気吸着効果により、低圧力損失特性を維持したまま、高捕集性能を得ることができるのである。
ここで、本発明における圧力損失および捕集効率は以下の測定方法、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、スパンボンド不織布の任意の部分から、１５ｃｍ×１５ｃｍの測定用サンプルを５個採取し、それぞれのサンプルについて、図１に概略を示した捕集性能測定装置で捕集効率と圧力損失を測定する。
また、本発明のスパンボンド不織布の目付は、フィルター用途に適していれば特に限定されるものではないが、５ｇ／ｍ２以上であることが好ましく、８ｇ／ｍ２以上であることがより好ましく、１０ｇ／ｍ２以上であることが特に好ましい。このようにすることで、不織布の強度や剛性を高めることができる。また、６０ｇ／ｍ２以下であることが好ましく、５０ｇ／ｍ２以下であることがより好ましく、４０ｇ／ｍ２以下であることが特に好ましい。このようにすることで、圧力損失を低減し、コスト面でも好ましい範囲とすることができる。
さらに、本発明のスパンボンド不織布は、他のシートと積層して積層繊維シートにしてもよい。たとえば、スパンボンド不織布とそれよりも剛性の高いシートを積層して製品強力を向上させて使用することや、脱臭・抗菌等機能性を有するシートと組み合わせて使用することは好ましい。
本発明のスパンボンド不織布は、単位目付当たりの縦方向の引張強度が０．３（Ｎ／５ｃｍ）／（ｇ／ｍ２）以上であることが好ましい。単位目付当たりの縦方向の引張強度を０．３（Ｎ／５ｃｍ）／（ｇ／ｍ２）以上、好ましくは０．５（Ｎ／５ｃｍ）／（ｇ／ｍ２）以上、さらに好ましくは１．０（Ｎ／５ｃｍ）／（ｇ／ｍ２）以上、特に好ましくは１．５（Ｎ／５ｃｍ）／（ｇ／ｍ２）以上とすることにより、加工時に破断せず、加工性に優れたものとすることができる。単位目付当たりの縦方向の引張強度は、スパンボンド不織布層を構成する繊維の紡糸速度や平均単繊維直径、スパンボンド不織布の熱圧着条件（圧着率、温度および線圧）などにより調整することができる。なお、ここでいう縦方向とは不織布の長手方向である。
また、上記引張強度の最高強力時の引張伸び率について、好ましくは１５％以上であり、より好ましくは２０％以上であり、さらに好ましくは３０％以上であることで、成型加工時などに破断せず加工が可能であることから、加工性に優れたものとすることができる。
本発明のスパンボンド不織布の厚みは、０．０５〜１．０ｍｍであることが好ましい。厚みを好ましくは０．０５〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．０８〜０．８ｍｍ、さらに好ましくは０．１０〜０．５ｍｍである。エアフィルターとしたときのプリーツ形状に起因する圧力損失の上昇を抑えるため、厚みは上記範囲であることが好ましい。厚みが下限未満であると、高風量のエアを処理する際に濾材の形状保持性を得ることが困難になるため好ましくなく、厚みが上限を超えるとエアフィルターとして用いる際の収納性が低下するため好ましくない。
本発明のスパンボンド不織布は、単位目付当たりの圧力損失が０．１０（Ｐａ）／（ｇ／ｍ２）以上０．５０（Ｐａ）／（ｇ／ｍ２）以下であることが好ましい。単位目付当たりの圧力損失下限として好ましくは０．１０（Ｐａ）／（ｇ／ｍ２）であり、より好ましくは０．１５（Ｐａ）／（ｇ／ｍ２）以上であり、さらに好ましくは０．２０（Ｐａ）／（ｇ／ｍ２）以上であり、上限として好ましくは０．５０（Ｐａ）／（ｇ／ｍ２）以下であり、より好ましくは０．４５（Ｐａ）／（ｇ／ｍ２）以下であり、さらに好ましくは０．４０（Ｐａ）／（ｇ／ｍ２）以下である。下限以上とすることにより、単位目付当たりに含まれる繊維の本数が多く、または総表面積が大きくなるため、加工時に破断せず、加工性に優れた強度を得ることができる。また、上限以下とすることにより単位目付当たりに含まれる繊維の本数、または総表面積が適度になり低圧力損失を有することができる。
［スパンボンド不織布の製造方法］
次に、本発明のスパンボンド不織布を製造する方法の一例を説明する。
本発明に係るスパンボンド不織布は、まず、溶融したポリオレフィン系樹脂を紡糸口金から長繊維として紡出し、これをエジェクターにより圧縮エアで吸引延伸した後、移動するネット上に繊維を捕集して不織布とする。
紡糸口金やエジェクターの形状としては、丸形や矩形等、種々の形状のものを採用することができる。なかでも、圧縮エアの使用量が比較的少なくエネルギーコストに優れること、糸条同士の融着や擦過が起こりにくく、糸条の開繊も容易であることから、矩形口金と矩形エジェクターの組み合わせが好ましく用いられる。
本発明では、ポリオレフィン系樹脂を押出機において溶融し、計量して紡糸口金へと供給し、長繊維として紡出する。ポリオレフィン系樹脂を溶融し紡糸する際の紡糸温度は、２００℃以上２７０℃であることが好ましい。紡糸温度を２００℃以上、より好ましくは、２１０℃以上、さらに好ましくは、２２０℃以上とすることで、あるいは、２７０℃以下、より好ましくは２６０℃以下、さらに好ましくは２５０℃以下とすることで、安定した溶融状態とし、優れた紡糸安定性を得ることができる。
紡出された長繊維の糸条は、次に冷却される。紡出された糸条を冷却する方法としては、例えば、冷風を強制的に糸条に吹き付ける方法、糸条周りの雰囲気温度で自然冷却する方法、および紡糸口金とエジェクター間の距離を調整する方法等が挙げられ、またはこれらの方法を組み合わせる方法を採用することができる。また、冷却条件は、紡糸口金の単孔あたりの吐出量、紡糸温度および雰囲気温度等を考慮して、適宜調整して採用することができる。
次に、冷却固化された糸条は、エジェクターから噴射される圧縮エアによって牽引され、延伸される。紡糸速度は、３０００ｍ／分以上６５００ｍ／分以下であることが好ましい。紡糸速度を、３０００ｍ／分以上６５００ｍ／分以下、より好ましくは、３５００ｍ／分以上６５００ｍ／分以下、さらに好ましくは、４０００ｍ／分以上６５００ｍ／分以下とすることで、高い生産性を有することになり、また繊維の配向結晶化が進み、高強度の長繊維を得ることができる。通常では紡糸速度を上げていくと、紡糸性は悪化して糸状を安定して生産することができないが、前述したとおり特定の範囲のＭＦＲを有するポリオレフィン系樹脂を用いることにより、意図するポリオレフィン繊維を安定して紡糸することができる。
続いて、得られた長繊維を、移動するネット上に捕集して不織繊維ウェブ化する。本発明では、不織繊維ウェブに対して、ネット上でその片面から熱フラットロールを当接して仮接着させることも好ましい態様である。このようにすることにより、ネット上を搬送中に不織布層の表層がめくれたり吹き流れたりして地合が悪化することを防ぎ、糸条を捕集してから熱圧着するまでの搬送性を改善することができる。
本発明においては、得られた不織繊維ウェブの交点を熱接着前に熱フラットロールで仮接着することがエアフィルター用途としては好ましい態様である。
熱仮接着時の熱フラットロールの表面温度は、使用しているポリオレフィン系樹脂の融点に対し−６０〜−２５℃とすることが好ましい態様である。熱フラットロールの表面温度下限として好ましくはポリオレフィン系樹脂の融点に対し−６０℃以上とし、より好ましくは−５５℃以上である。下限以上とすることにより、前記した熱接着時に過度な熱接着を抑制し、エアフィルター用途での使用に適した強度と通気性を得ることができる。また、熱フラットロールの表面温度上限として好ましくはポリオレフィン系樹脂の融点に対し−２５℃以下とし、より好ましくは−３０℃以下である。上限以下とすることにより、不織布表面がフィルム化することを抑制し、適度な通気性を得ることができる。なお、２種以上のポリオレフィン系樹脂をブレンドである場合において、二つ以上の融点が観測される場合は、それぞれのポリオレフィン系樹脂の融点のなかで最も低い温度に対して上記範囲となるよう調整する。
前記した、熱仮接着された不織繊維ウェブを熱接着する方法としては、上下一対のロール表面にそれぞれ彫刻（凹凸部）が施された熱エンボスロール、片方のロール表面がフラット（平滑）なロールと他方のロール表面に彫刻（凹凸部）が施されたロールとの組み合わせからなる熱エンボスロール、および上下一対のフラット（平滑）ロールの組み合わせからなる熱カレンダーロールなど、各種ロールにより熱接着する方法や、ホーンの超音波振動により熱溶着させる超音波接着などの方法が挙げられる。なかでも、生産性に優れ、部分的な熱接着部で強度を付与し、かつ非接着部で不織布ならではの風合いや肌触りを保持することができることから、上下一対のロール表面にそれぞれ彫刻（凹凸部）が施された熱エンボスロール、または片方のロール表面がフラット（平滑）なロールと他方のロール表面に彫刻（凹凸部）が施されたロールとの組み合わせからなる熱エンボスロールを用いることが好ましい態様である。
熱エンボスロールの表面材質としては、十分な熱圧着効果を得て、かつ片方のエンボスロールの彫刻（凹凸部）が他方のロール表面に転写することを防ぐため、金属製ロールと金属製ロールを対にすることが好ましい態様である。
このような熱エンボスロールによるエンボス接着面積率は、３％以上３０％以下であることが好ましい。接着面積を３％以上とし、より好ましくは５％以上とし、さらに好ましくは８％以上することにより、不織布として実用に供し得る強度を得ることができる。一方、接着面積を好ましくは３０％以下とし、より好ましくは２５％以下とし、さらに好ましくは２０％以下とすることにより、特にエアフィルター用途での使用に適した適度な通気性を確保することができる。超音波接着を用いる場合でも、接着面積率は同様の範囲であることが好ましい。
ここでいう接着面積とは、接着部がスパンボンド不織布全体に占める割合のことを言う。具体的には、一対の凹凸を有するロールにより熱接着する場合は、上側ロールの凸部と下側ロールの凸部とが重なって不織布層に当接する部分（接着部）のスパンボンド不織布全体に占める割合のことを言う。また、凹凸を有するロールとフラットロールにより熱接着する場合は、凹凸を有するロールの凸部が不織布層に当接する部分（接着部）のスパンボンド不織布全体に占める割合のことを言う。また、超音波接着する場合は、超音波加工により熱溶着させる部分（接着部）のスパンボンド不織布全体に占める割合のことを言う。
熱エンボスロールや超音波接着による接着部の形状としては、円形、楕円形、正方形、長方形、平行四辺形、ひし形、正六角形および正八角形などを用いることができる。また接着部は、スパンボンド不織布の長手方向（搬送方向）と幅方向に、それぞれ一定の間隔で均一に存在していることが好ましい。このようにすることにより、スパンボンド不織布の強度のばらつきを低減することができる。
熱接着時の熱エンボスロールの表面温度は、使用しているポリオレフィン系樹脂の融点に対し−５０〜−１５℃とすることが好ましい態様である。熱ロールの表面温度をポリオレフィン系樹脂の融点に対し好ましくは−５０℃以上とし、より好ましくは−４５℃以上とすることにより、適度に熱接着させ実用に供しうる強度のスパンボンド不織布を得ることができる。また、熱エンボスロールの表面温度をポリオレフィン系樹脂の融点に対し好ましくは−１５℃以下とし、より好ましくは−２０℃以下とすることにより、過度な熱接着を抑制し、スパンボンド不織布として、特にエアフィルター用途での使用に適した適度な通気性・加工性を得ることができる。
なお、２種以上のポリオレフィン系樹脂をブレンドである場合において、二つ以上の融点が観測される場合は、それぞれのポリオレフィン系樹脂の融点のなかで最も低い温度に対して上記範囲となるよう調整とする。
熱接着時の熱エンボスロールの線圧は、１０Ｎ／ｃｍ以上５００Ｎ／ｃｍ以下であることが好ましい。ロールの線圧を好ましくは１０Ｎ／ｃｍ以上とし、より好ましくは５０Ｎ／ｃｍ以上とし、さらに好ましくは１００Ｎ／ｃｍ以上とし、特に好ましくは１５０Ｎ／ｃｍとすることにより、適度に熱接着させ実用に供しうる強度のスパンボンド不織布を得ることができる。一方、熱エンボスロールの線圧を好ましくは５００Ｎ／ｃｍ以下とし、より好ましくは４００Ｎ／ｃｍ以下とし、さらに好ましくは３００Ｎ／ｃｍ以下とすることにより、スパンボンド不織布として、特にエアフィルター用途での使用に適した適度な通気性・加工性を得ることができる。
また、本発明では、スパンボンド不織布の厚みを調整することを目的に、上記の熱エンボスロールによる熱接着の前および／あるいは後に、上下一対のフラットロールからなる熱カレンダーロールにより熱圧着を施すことができる。上下一対のフラットロールとは、ロールの表面に凹凸のない金属製ロールや弾性ロールのことであり、金属製ロールと金属製ロールを対にしたり、金属製ロールと弾性ロールを対にしたりして用いることができる。
また、ここで弾性ロールとは、金属製ロールと比較して弾性を有する材質からなるロールのことである。弾性ロールとしては、ペーパー、コットンおよびアラミドペーパー等のいわゆるペーパーロールや、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂、ポリエステル系樹脂および硬質ゴム、およびこれらの混合物からなる樹脂製のロールなどが挙げられる。
また、仮接着された不織ウェブと他のシートが積層されている態様を熱接着する方法においても上記熱接着方法とすることが好ましい態様である。
エレクトレット加工されてなるスパンボンド不織布を製造するにあたり、帯電方法は特に限定されるものでないが、本発明者らの各種知見によれば、特に、コロナ荷電法、不織布シートに水を付与した後に乾燥させることにより帯電する方法（例えば、特表平９−５０１６０４号公報、特開２００２−２４９９７８号公報等に記載されている方法）、熱エレクトレット法などが好適に用いられる。コロナ荷電法の場合は、好ましくは１５ｋＶ／ｃｍ以上、より好ましくは２０ｋＶ／ｃｍ以上の電界強度が適している。また帯電加工は、不織布の製造時に連続して行ってもよいし、いったん、製造した不織布を巻取り、別工程で加工を行ってもよい。
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、本明細書に記載の趣旨に沿って設計変更することはいずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
［測定方法］
測定方法について、特段、記載のないものについては、前記された方法によって測定されたものとする。
次に、本発明のエレクトレット繊維シートについて、実施例に基づき説明する。本発明における特性と性能は、次の方法により得られたものである。
（１）スパンボンド不織布の目付：
タテ×ヨコ＝５ｃｍ×５ｃｍのシートの質量を、１サンプルについて３枚測定した。得られた値を１ｍ２当たりの値に換算し、小数点以下第１位を四捨五入して、シート目付（ｇ／ｍ２）を算出した。
（２）平均単繊維直径：
平均単繊維直径については、シートの任意の場所から、３ｍｍ×３ｍｍの測定サンプルを１０個採取し、走査型電子顕微鏡で倍率を２００〜３０００倍に調節して、採取した測定サンプルから繊維表面写真を各１枚ずつ、計１０枚を撮影した。写真の中の繊維直径（単繊維径）がはっきり確認できる繊維について単繊維径を測定し、平均した値の小数点以下第２位を四捨五入して平均単繊維径とした。
（３）シート厚み：
厚み計（テクロック社製“ＴＥＣＬＯＣＫ”（登録商標）ＳＭ−１１４）を使用して、シート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。
（４）スパンボンド不織布の捕集性能（捕集効率および圧力損失）：
シートの幅方向５カ所で、タテ×ヨコ＝１５ｃｍ×１５ｃｍの測定用サンプルを採取し、それぞれのサンプルについて、図１に示す捕集効率測定装置を用いて捕集効率を測定した。この図１の捕集効率測定装置には、測定サンプルＭをセットするサンプルホルダー１の上流側に、ダスト収納箱２を連結し、下流側に流量計３、流量調整バルブ４およびブロワ５が連結されている。また、サンプルホルダー１にパーティクルカウンター６を使用し、切替コック７を介して、測定サンプルＭの上流側のダスト個数と下流側のダスト個数とをそれぞれ測定することができる。さらに、サンプルホルダー１は圧力計８を備え、測定サンプルＭの上流と下流での静圧差を読み取ることができる。
捕集効率の測定にあたっては、ポリスチレン０．３０９Ｕ １０％溶液（メーカー：ナカライテスク(株)）を蒸留水で２００倍まで希釈し、ダスト収納箱２に充填する。次に、測定サンプルＭを、サンプルホルダー１にセットし、風量をフィルター通過速度が６．５ｍ／分になるように、流量調整バルブ４で調整し、ダスト濃度を１万個／（２．８３×１０−４ｍ３）以上４万個／（２．８３×１０−４ｍ３）以下の範囲（２．８３×１０−４ｍ３は０．０１ｆｔ３に等しい）の範囲で安定させ、測定サンプルＭの上流のダスト個数Ｄおよび下流のダスト個数ｄをパーティクルカウンター６（リオン社製、ＫＣ−０１Ｄ）で１個の測定サンプル当り３回測定し、ＪＩＳ Ｋ ０９０１（１９９１）「気体中のダスト試料捕集用ろ過材の形状、寸法並びに性能試験方法」に基づいて、下記の計算式を用いて、０．３μｍ以上０．５μｍ以下の粒子の捕集効率（％）を求めた。３個の測定サンプルの平均値を、最終的な捕集効率とした。
・捕集効率（％）＝〔１−（ｄ／Ｄ）〕×１００
（ただし、ｄは下流ダストの３回測定トータル個数を表し、Ｄは上流のダストの３回測定トータル個数を表す。）。
高捕集の不織布ほど、下流ダスト個数が少なくなるため、捕集効率の値は高くなる。また、圧力損失は、捕集効率測定時の測定サンプルＭの上流と下流の静圧差を圧力計８で読み取り求めた。５個の測定サンプルの平均値を最終的な圧力損失とした。
なお、圧力損失が２５Ｐａ以下であり、かつ、下記式に従って算出される捕集性能の指数であるＱＦ値が０．１３Ｐａ−１以上である場合に合格と判定した。
・ＱＦ値（Ｐａ−１）＝−ｌｎ（１−捕集効率（％）／１００）／圧力損失（Ｐａ）
（５）単位目付当たりの不織布の引張強度（Ｎ／５ｃｍ）／（ｇ／ｍ２）；
縦方向の引張強度は、ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０年）の６．３．１に準じ、以下のように測定される値を採用するものとする。
（Ａ）積層不織布から幅５ｃｍ×３０ｃｍの試験片を２枚採取する。
（Ｂ）試験片をつかみ間隔２０ｃｍで引張試験機にセットする。
（Ｃ）引張速度１０ｃｍ／分で引張試験を行い、サンプルが破断したときの強度を引張強度（Ｎ／５ｃｍ）とし、３点の平均値を、小数点以下第二位を四捨五入して算出する。ここで得られた引張強度を上記（１）で測定した目付で除することで単位目付当たりの不織布の引張強度を算出する。なお、０．３（Ｎ／５ｃｍ）／（ｇ／ｍ２）以上の場合に、引張強度があるとした。
（６）単位目付当たりの不織布の圧力損失（Ｐａ）／（ｇ／ｍ２）；
上記（４）で測定した圧力損失を上記（１）で測定した目付で除することで単位目付当たりの不織布の圧力損失を算出し、得られた値を、小数点以下第３位を四捨五入する。なお、単位目付当たりの不織布の圧力損失は０．１０（Ｐａ）／（ｇ／ｍ２）以上０．５０（Ｐａ）／（ｇ／ｍ２）以下である場合に合格と判定した。
（７）シートの密度
上記（１）で測定した目付を上記（３）で測定した厚みで除することでシートの密度を算出する。得られた値を、小数点以下第４位を四捨五入して、シートの密度（ｇ／ｃｍ３）を算出した。
［実施例１］
ＭＦＲが２００ｇ／１０分のホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂に化合物Ａで表されるヒンダードアミン系化合物“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ（ＢＡＳＦジャパン（株）製）を１質量％含むポリオレフィン系樹脂を、押出機で溶融し、孔径φが０．３０ｍｍ、孔深度が２ｍｍの矩形口金から、紡糸温度が２３５℃、単孔吐出量が０．３２ｇ／分で紡出した糸条を、冷却固化した後、矩形エジェクターでエジェクターの圧力を０．３５ＭＰａとした圧縮エアによって牽引、延伸し、捕集ネット上に捕集した。得られた不織繊維ウェブを、フラットロールを用いて１２０℃の温度で熱仮接着し、得られた熱仮接着された不織ウェブを、上ロールに金属製で水玉柄の彫刻がなされた接着面積率１６％のエンボスロールを用い、下ロールに金属製フラットロールで構成される上下一対の熱エンボスロールを用いて、線圧が３０Ｎ／ｃｍで、熱接着温度が１３０℃の温度で熱接着し、目付が３０ｇ／ｍ２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平均単繊維直径は１０．１μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
このスパンボンド不織布に対して、純水が供給される水槽の水面に沿って走行させながら、その表面にスリット状の吸引ノズルを当接させて水を吸引することにより、繊維シート全面に水を浸透させ、次いで、水切り後に１００℃の温度で熱風乾燥することにより、エレクトレット不織布を得た。エレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
Figure 2020022260
［実施例２］
ＭＦＲを８００ｇ／１０分とし、単孔吐出量が０．２１ｇ／分とした以外は、実施例１と同様にしてエレクトレット不織布を得た。不織布の目付は３０ｇ／ｍ２であり、平均単繊維直径は７．２μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
得られたエレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
［実施例３］
ＭＦＲを１５５ｇ／１０分とし、単孔吐出量が０．２４ｇ／分とした以外は、実施例１と同様にしてエレクトレット不織布を得た。不織布の目付は４５ｇ／ｍ２であり、平均単繊維直径は８．９μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
得られたエレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
［実施例４］
ＭＦＲが２００ｇ／１０分のホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂にヒンダードアミン系化合物Ａ“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ（ＢＡＳＦジャパン（株）製）１質量％と、化合物Ｂで表される結晶核剤“Ｉｒｇａｃｌｅａｒ”（登録商標）ＸＴ３８６（ＢＡＳＦジャパン（株）製）を０．０５質量％とを含むポリオレフィン系樹脂を、押出機で溶融し、孔径φが０．３０ｍｍ、孔深度が２ｍｍの矩形口金から、紡糸温度が２３５℃、単孔吐出量が０．３２ｇ／分で紡出した糸条を、冷却固化した後、矩形エジェクターでエジェクターの圧力を０．３５ＭＰａとした圧縮エアによって牽引、延伸し、捕集ネット上に捕集した。前記以外は、実施例１と同様にしてエレクトレット不織布を得た。不織布の目付は３０ｇ／ｍ２であり、平均単繊維直径は９．８μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
得られたエレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
Figure 2020022260
［実施例５］
ＭＦＲが２００ｇ／１０分のホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂に化合物Ｃで表されるヒンダードアミン系化合物“キマソーブ”（登録商標）２０２０（ＢＡＳＦジャパン（株）製）１質量％を含むポリオレフィン系樹脂を、押出機で溶融し、孔径φが０．３０ｍｍ、孔深度が２ｍｍの矩形口金から、紡糸温度が２３５℃、単孔吐出量が０．３２ｇ／分で紡出した糸条を、冷却固化した後、矩形エジェクターでエジェクターの圧力を０．３５ＭＰａとした圧縮エアによって牽引、延伸し、捕集ネット上に捕集した。得られた不織繊維ウェブを、フラットロールを用いて１４５℃の温度で熱仮接着し、得られた熱仮接着された不織ウェブを、上ロールに金属製で水玉柄の彫刻がなされた接着面積率１６％のエンボスロールを用い、下ロールに金属製フラットロールで構成される上下一対の熱エンボスロールを用いて、線圧が３０Ｎ／ｃｍで、熱接着温度が１４５℃の温度で熱接着し、目付が６０ｇ／ｍ２のスパンボンド不織布を得た。平均単繊維直径は１１．８μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
前記以外は、実施例１と同様にしてエレクトレット不織布を得た。得られたエレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
Figure 2020022260
［実施例６］
ＭＦＲを１５５ｇ／１０分とし、単孔吐出量が０．３７ｇ／分とし、エジェクターの圧力を０．２０ＭＰａとした以外は、実施例５と同様にしてエレクトレット不織布を得た。不織布の目付は２０ｇ／ｍ２であり、平均単繊維直径は１１．８μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
得られたエレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
［実施例７］
実施例２と同様にしてエレクトレット不織布を得た。不織布の目付は１０ｇ／ｍ２であり、平均単繊維直径は６．６μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
得られたエレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
［実施例８］
ＭＦＲを３９ｇ／１０分とし、単孔吐出量が０．６５ｇ／分とした以外は、実施例１と同様にしてエレクトレット不織布を得た。不織布の目付は２３ｇ／ｍ２であり、平均単繊維直径は２１．５μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
得られたエレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
［実施例９］
化合物Ｂで表される結晶核剤“Ｉｒｇａｃｌｅａｒ”（登録商標）ＸＴ３８６（ＢＡＳＦジャパン（株）製）の添加率を０．００５質量％とした以外は、実施例４と同様にしてエレクトレット不織布を得た。不織布の目付は３０ｇ／ｍ２であり、平均単繊維直径は９．８μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
得られたエレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
［実施例１０］
化合物Ｂで表される結晶核剤“Ｉｒｇａｃｌｅａｒ”（登録商標）ＸＴ３８６（ＢＡＳＦジャパン（株）製）の添加率を０．５質量％とした以外は、実施例４と同様にしてスパンボンド不織布を得た。不織布の目付は３０ｇ／ｍ２であり、平均単繊維直径は１０．１μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
得られたエレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
［実施例１１］
ＭＦＲを６０ｇ／１０分とし、単孔吐出量を０．４３ｇ／分、エジェクターの圧力を０．１５ＭＰａとした以外は実施例１と同様にエレクトレット不織布を得た。不織布の目付は３０ｇ／ｍ２であり、平均単繊維直径は１４．０μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
得られたエレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
［実施例１２］
不織繊維ウェブを、フラットロールを用いて１１０℃の温度で熱仮接着し、得られた熱仮接着された不織ウェブを、上ロールに金属製で水玉柄の彫刻がなされた接着面積率１６％のエンボスロールを用い、下ロールに金属製フラットロールで構成される上下一対の熱エンボスロールを用いて、線圧が１０Ｎ／ｃｍで、熱接着温度が１２０℃の温度で熱接着し、不織布の目付が２００ｇ／ｍ２のスパンボンド不織布を得たこと以外は、実施例１１と同様にエレクトレット不織布を得た。得られたスパンボンド不織布の平均単繊維直径は１４．０μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
エレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
［比較例１］
ＭＦＲが８００ｇ／分のホモポリマーからなるポリプロピレン樹脂を押出機で溶融し、孔径φが０．２５ｍｍの口金から、紡糸温度が２６０℃、単孔吐出量が０．１０ｇ／分で紡出した。その後、エア温度が２９０℃、エア圧力が０．１０ＭＰａの条件でエアを糸条に噴射し、前記の熱融着性不織布層上に捕集し、メルトブロー不織布を形成した。不織布の目付は２０ｇ／ｍ２であり、平均繊維径平均単繊維直径は４μｍであった。
この不織布に対してエレクトレット化処理を行い、エレクトレット不織布を得た。エレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
得られた不織布は、捕集効率は非常に優れるが、引張強力に劣り、圧力損失は高く、エアフィルター用途に使用できる範囲には至らなかった。
［比較例２］
ヒンダードアミン系化合物Ａ“キマソーブ”（登録商標）９４４ＬＤ（ＢＡＳＦジャパン（株）製）の添加率を１質量％とした以外は、実施例１と同様にしてスパンボンド不織布を得た。不織布の目付は３０ｇ／ｍ２であり、平均単繊維直径は１０．１μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
この不織布に対してエレクトレット化処理を行い、エレクトレット不織布を得た。エレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
得られた不織布は、捕集効率が低く、エアフィルター用途に使用できる範囲には至らなかった。
［比較例３］
ＭＦＲを３０ｇ／１０分とし、単孔吐出量が０．７０ｇ／分とした以外は、実施例１と同様にしてスパンボンド不織布を得た。不織布の目付は３０ｇ／ｍ２であり、平均単繊維直径は２２．５μｍであった。紡糸性については、１時間の紡糸において糸切れは見られず良好であった。
この不織布に対してエレクトレット化処理を行い、エレクトレット不織布を得た。エレクトレット不織布の各測定値と算出値を、表１に示す。
得られた不織布は、捕集効率が低く、エアフィルター用途に使用できる範囲には至らなかった。
Figure 2020022260
ポリオレフィン系樹脂からなる繊維で構成され、その平均単繊維直径が６．５μｍ以上２２．０μｍ以下であり、ヒンダードアミン系化合物を０．１質量％以上５質量％以下含有する不織布であって、前記不織布のメルトフローレート（ＭＦＲ）が、３２ｇ／１０分以上８５０ｇ／１０分以下であり、該不織布がエレクトレット加工されてなる、実施例１〜１０のスパンボンド不織布は、単位目付当たり引張強力が大きく、また、高捕集性能を達成している。一方で比較例１は、目付が高いため圧力損失が高くなり、比較例２は、メルトブロー不織布のため単位目付当たりの不織布引張強力が低く、比較例３は、ヒンダードアミン系化合物Ａの添加率が低いためエレクトレット化が不十分で捕集効率が低くなった。さらに、比較例４は、平均単繊維直径が太く、捕集効率が低い結果であった。
本発明により、圧力損失が低く、高い捕集性能を示す高性能スパンボンドが得られ、このスパンボンド不織布は濾材としてエアフィルターに好ましく用いることができるが、その応用範囲はこれらに限られるものではない。
１：サンプルホルダー
２：ダスト収納箱
３：流量計
４：流量調整バルブ
５：ブロワ
６：パーティクルカウンター
７：切替コック
８：圧力計
Ｍ：測定サンプル

Claims (9)

  1. ポリオレフィン系樹脂からなる繊維で構成され、その平均単繊維直径が６．５μｍ以上２２．０μｍ以下であり、ヒンダードアミン系化合物が０．１質量％以上５質量％以下含有されてなるスパンボンド不織布であって、前記不織布のメルトフローレート（ＭＦＲ）が、３２ｇ／１０分以上８５０ｇ／１０分以下であり、該不織布がエレクトレット加工されてなる、スパンボンド不織布。
  2. 前記ヒンダードアミン系化合物が下記一般式（１）で表される化合物を含むことを特徴とする請求項１記載のスパンボンド不織布。
    Figure 2020022260
     （ここで、Ｒ１〜Ｒ３は水素または炭素原子数１〜２のアルキル基、Ｒ４は水素または炭素数１〜６のアルキル基である）
  3. ポリオレフィン系樹脂からなる繊維で構成され、その平均単繊維直径が６．５μｍ以上１３．０μｍ以下であり、下記一般式（１）で表される化合物が０．１質量％以上５質量％以下含有する不織布であって、前記不織布のメルトフローレート（ＭＦＲ）が、８０ｇ／１０分以上８５０ｇ／１０分以下であり、該不織布がエレクトレット加工されてなる、スパンボンド不織布。
  4. 前記不織布の目付が、５ｇ／ｍ２以上６０ｇ／ｍ２以下である、請求項１〜３のいずれかに記載のスパンボンド不織布。
  5. 前記不織布の厚みが、０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載のスパンボンド不織布。
  6. 単位目付当たりの縦方向の引張強度が０．３（Ｎ／５ｃｍ）／（ｇ／ｍ２）以上である、請求項１〜５のいずれかに記載のスパンボンド不織布。
  7. 単位目付あたりの圧力損失が０．１０〜０．５０（Ｐａ）／（ｇ／ｍ2）以下である、請求項１〜６のいずれかに記載のスパンボンド不織布。
  8. 前記不織布に、結晶核剤が０．００１質量％以上１．０質量％以下含有されてなる、請求項１〜７のいずれかに記載のスパンボンド不織布。
  9. 請求項１〜８のいずれかに記載の不織布を用いてなる、エアフィルター用濾材。
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