WO2013125205A1 - 混紡不織布、フィルタ濾材およびフィルタユニット - Google Patents

混紡不織布、フィルタ濾材およびフィルタユニット Download PDF

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百合 堀江
雅弘 新井
将明 森
哲男 浅野
松永 伸洋
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日東電工株式会社
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    • Y10T442/641Sheath-core multicomponent strand or fiber material

Definitions

  • the present invention relates to a filter medium in which a fluororesin porous membrane and a breathable support material are laminated, a blended nonwoven fabric used for the breathable support material, and a filter unit including the filter medium.
  • filter media includes a filter medium comprising a fluororesin porous membrane such as a polytetrafluoroethylene (PTFE) porous membrane, and a filter media made of paper by adding a binder to glass fibers (glass filter media) ), Filter media obtained by electretizing meltblown nonwoven fabric (electret filter media) and the like are used.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • filter media with a fluororesin porous membrane have features such as few problems such as generation of microfibers and self-dusting, and little increase in pressure loss due to use. is doing. Further, as a property of the fluororesin, there is a property that the friction coefficient is small and the slip property is good, and the collected dust can be easily removed by giving an impact to the porous film. Due to such many advantageous features, it is expected that the amount of the filter medium provided with the fluororesin porous membrane (particularly PTFE porous membrane) will increase in the future.
  • Fluoropolymer porous membrane is generally a material with high flexibility.
  • a filter unit that transmits a large air volume such as a filter unit for a vacuum cleaner
  • a certain degree of rigidity is required for the filter medium so that the filter medium is not greatly deformed by the air volume.
  • the filter medium provided with the fluororesin porous membrane has a configuration in which a breathable support material as a reinforcing material is laminated on a fluororesin porous membrane as a ventilation member.
  • the air-permeable support material woven fabric, nonwoven fabric, metal or resin mesh, metal or resin net, resin foam, etc. are used, and nonwoven fabric is often used because it is inexpensive. .
  • the nonwoven fabric is generally a nonwoven fabric having a part of the material made of a thermoplastic resin having a low melting point such as polyethylene, such as polyethylene terephthalate / polyethylene core-sheath fiber. Are laminated by being bonded to the fluororesin porous film by thermal lamination (see, for example, Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to provide a filter medium having a small pressure loss, a non-woven fabric used as an air-permeable support material for the filter medium, and a filter unit using the filter medium.
  • the present invention is a filter medium having a fluororesin porous membrane, and a breathable support material laminated on at least one surface of the fluororesin porous membrane,
  • the breathable support material includes a core-sheath fiber (A) and polyester fiber (B) using polyester as a core and polyolefin as a sheath, and a core-sheath fiber (C) using polyester as a core and copolymer polyester as a sheath. It is a filter medium which is a blended nonwoven fabric.
  • the core-sheath fiber (A) is a core-sheath fiber using polyethylene terephthalate for the core and polyethylene for the sheath
  • the polyester fiber (B) is a polyethylene terephthalate fiber
  • the core The sheath fiber (C) is preferably a core-sheath fiber using polyethylene terephthalate for the core and copolymer polyethylene terephthalate for the sheath.
  • the blended nonwoven fabric contains 10-40% by weight of the core-sheath fiber (A), 20-80% by weight of the polyester fiber (B), and 10-40% by weight of the core-sheath fiber (C). Is preferred.
  • the core-sheath fiber (A) has a fineness of 1 to 6 dtex
  • the polyester fiber (B) has a fineness of 6 to 25 dtex
  • the core-sheath fiber (C) has a fineness of 1 to 6 dtex.
  • the blended nonwoven fabric preferably has a porosity of 65% or more and a basis weight of 60 g / m 2 or more.
  • the porous fluororesin membrane is preferably a polytetrafluoroethylene porous membrane.
  • the fluororesin porous membrane and the blended nonwoven fabric are laminated by melting at least a part of the polyolefin of the sheath of the core-sheath fiber (A).
  • the fluororesin porous membrane has an average pore diameter of 0.01 to 100 ⁇ m, a pressure loss generated when air is permeated at a flow rate of 5.3 cm / sec, and 10 to 300 Pa.
  • the flow rate of the gas to be filtered is 5 It is preferable that the collection efficiency is 60% or more when the particle size of the collection target particle is 0.3 to 0.5 ⁇ m.
  • the present invention is also a filter unit provided with the above filter medium.
  • the filter unit of the present invention can be particularly suitably used for vacuum cleaner applications.
  • the present invention is also a blended nonwoven fabric used as a breathable support material in a filter medium having a fluororesin porous membrane and a breathable support material laminated on at least one surface of the fluororesin porous membrane.
  • It is a blended nonwoven fabric comprising a core-sheath fiber (A) and polyester fiber (B) using polyester as the core and polyolefin as the sheath, and core-sheath fiber (C) using polyester as the core and copolymer polyester as the sheath.
  • the core-sheath fiber (A) is a core-sheath fiber using polyethylene terephthalate for the core and polyethylene for the sheath
  • the polyester fiber (B) is a polyethylene terephthalate fiber
  • the core The sheath fiber (C) is preferably a core-sheath fiber using polyethylene terephthalate for the core and copolymer polyethylene terephthalate for the sheath.
  • the blended nonwoven fabric of the present invention contains 10 to 40% by weight of the core-sheath fiber (A), 20 to 80% by weight of the polyester fiber (B), and 10 to 40% by weight of the core-sheath fiber (C). Is preferred.
  • the fineness of the core-sheath fiber (A) is 1-6 dtex
  • the fineness of the polyester fiber (B) is 6-25 dtex
  • the fineness of the core-sheath fiber (C) is 1 It is preferably ⁇ 6 dtex.
  • the porosity is preferably 65% or more, and the basis weight is preferably 60 g / m 2 or more.
  • a filter medium and a filter unit with low pressure loss are provided.
  • the conventional filter medium including a fluororesin porous membrane and a nonwoven fabric is manufactured by thermally bonding the fluororesin porous membrane and the nonwoven fabric by thermal lamination, and the inventors' detailed study Then, it discovered that the passage of the fluid was restrict
  • thermal lamination pressure and heat are applied to the entire surface of the fluororesin porous membrane and the nonwoven fabric, so that many portions are adhered at the interface between the fluororesin porous membrane and the nonwoven fabric.
  • a filter medium having a gas-permeable membrane and a breathable support material laminated on at least one surface of the fluororesin porous membrane includes a core-sheath fiber (A) and polyester fiber (B) using polyester as a core and polyolefin as a sheath, and a core-sheath fiber (C) using polyester as a core and copolymer polyester as a sheath. It was realized by the filter media which is a blended nonwoven fabric containing.
  • the pressure loss means a pressure difference before and after passage that occurs when a fluid passes through the filter medium.
  • fluororesin constituting the fluororesin porous membrane used in the present invention examples include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene (PTFE), an ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, and a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer. And tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer.
  • PTFE is most suitable from the viewpoint of versatility.
  • fluororesin porous membrane those having an average pore diameter of 0.01 to 100 ⁇ m are preferably used, and those having 0.01 to 50 ⁇ m are more preferably used.
  • the fluororesin porous membrane one having a pressure loss of 10 to 300 Pa generated when air is permeated at a flow rate of 5.3 cm / sec is preferably used, and one having 10 to 100 Pa is more preferably used. .
  • the fluororesin porous membrane has a collection efficiency of 60% or more when the flow rate of the gas to be filtered is 5.3 cm / second and the particle size of the particles to be collected is in the range of 0.3 to 0.5 ⁇ m. Some are preferably used, and more preferably 70 to 99.99%.
  • the fluororesin porous membrane having the above pressure loss and collection efficiency can be obtained by appropriately setting the average pore diameter, porosity, and thickness of the fluororesin porous membrane.
  • the thickness of the fluororesin porous membrane is preferably 1 to 300 ⁇ m, more preferably 2 to 100 ⁇ m.
  • the fluororesin porous membrane is available as a commercial product and can be manufactured according to a known method.
  • the PTFE porous membrane can be produced by stretching a PTFE sheet obtained by paste extrusion using PTFE fine powder as a raw material.
  • the area stretching ratio of the PTFE sheet integrated of the stretching ratio in the uniaxial direction and the stretching ratio in the direction perpendicular thereto may be about 50 to 900 times.
  • blended nonwoven fabric also a blended nonwoven fabric of the present invention used as a breathable support material for the filter medium of the present invention will be described.
  • the core-sheath fiber (A) imparts adhesiveness to the nonwoven fabric.
  • the core-sheath fiber (A) uses polyolefin for the sheath. When the fluororesin porous membrane and the nonwoven fabric are thermally laminated, a part of the polyolefin is melted to form an adhesive portion at the interface between the fluororesin porous membrane and the nonwoven fabric.
  • polyester constituting the core of the core-sheath fiber (A) examples include polyethylene terephthalate (PET), polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polybutylene naphthalate. PET is preferred.
  • Examples of the polyolefin constituting the sheath of the core-sheath fiber (A) include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polybutylene, polymethylpentene, an ethylene / propylene copolymer, and among them, polyethylene is preferable.
  • the fineness of the core-sheath fiber (A) is preferably 1 to 10 dtex, and more preferably 1 to 6 dtex. If the fineness is less than 1 dtex, the pressure loss of the nonwoven fabric may be excessively increased, and if the fineness exceeds 10 dtex, the adhesive strength with the fluororesin porous membrane may be reduced and the collection efficiency may be reduced.
  • the fiber length of the core-sheath fiber (A) is preferably 5 to 100 mm, more preferably 20 to 80 mm. When a fiber having a short fiber length is used, the foldability when the filter medium is pleated improves.
  • the polyester fiber (B) has a large rigidity and imparts rigidity to the nonwoven fabric.
  • PET fiber polypropylene terephthalate fiber, polybutylene terephthalate fiber, polyethylene naphthalate fiber, polybutylene naphthalate fiber and the like can be used, and among them, PET fiber is preferably used.
  • the fineness of the polyester fiber (B) is preferably 1 to 50 dtex, more preferably 6 to 25 dtex. If the fineness is less than 1 dtex, the pressure loss may be excessively increased, and if the fineness exceeds 50 dtex, the collection efficiency may be reduced.
  • the fiber length of the polyester fiber (B) is preferably 5 to 100 mm, more preferably 20 to 80 mm. When a fiber having a short fiber length is used, the foldability when the filter medium is pleated improves.
  • the core-sheath fiber (C) imparts high rigidity to the nonwoven fabric by causing adhesion with the polyester fiber (B) and adhesion between the core-sheath fibers (C).
  • polyester constituting the core of the core-sheath fiber (C) examples include PET, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, etc. Among them, PET is preferable.
  • Examples of the copolyester constituting the sheath of the core-sheath fiber (C) include polyesters such as PET, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate, phthalic acid, isophthalic acid, and 5-sodium sulfoisophthalate.
  • Examples include those obtained by copolymerizing at least one selected from the group consisting of acids, adipic acid, sebacic acid, 1,4-butanediol, diethylene glycol, polyethylene glycol, ⁇ -caprolactone, lactic acid and the like.
  • the copolymerized polyester is preferably copolymerized PET, which is obtained by copolymerizing PET with isophthalic acid, copolymerized with PET and 1,4-butanediol, and PET with ⁇ -caprolactone and 1,4-butane. Those obtained by copolymerizing diols are particularly preferred from the viewpoints of physical properties and availability.
  • the copolyester is selected from those having a lower melting point than the polyester constituting the core of the core-sheath fiber (C).
  • the fineness of the core-sheath fiber (C) is preferably 1 to 10 dtex, and more preferably 1 to 6 dtex. If the fineness is less than 1 dtex, the pressure loss of the nonwoven fabric may be excessively increased. If the fineness exceeds 10 dtex, the adhesive strength between the fibers is reduced, the rigidity of the nonwoven fabric becomes insufficient, and the collection efficiency decreases. There is a fear.
  • the fiber length of the core-sheath fiber (C) is preferably 5 to 100 mm, more preferably 20 to 80 mm. When a fiber having a short fiber length is used, the foldability when the filter medium is pleated improves.
  • the non-woven fabric of the present invention is blended with fibers other than the core-sheath fiber (A) to produce a core-sheath.
  • the content of the fiber (A) is reduced, and the adhesive portion at the interface between the fluororesin porous membrane and the nonwoven fabric after heat lamination is reduced.
  • the core-sheath fiber fibers (A) in the nonwoven fabric are from the viewpoints of adhesion to the fluororesin porous membrane, rigidity of the nonwoven fabric, and pressure loss of the obtained filter medium.
  • the content is preferably 1 to 80% by weight, and more preferably 10 to 40% by weight.
  • the polyester fiber (B) is preferably contained in an amount of 10 to 90% by weight, more preferably 20 to 80% by weight.
  • the core-sheath fiber (C) is preferably contained in an amount of 1 to 80% by weight, and more preferably 10 to 40% by weight.
  • the basis weight of the nonwoven fabric is preferably 10 g / m 2 or more, more preferably 60 g / m 2 or more from the viewpoint of the reinforcing effect of the nonwoven fabric and molding processability.
  • 1000 g / m 2 or less is preferable, and 400 g / m 2 or less is more preferable.
  • the porosity of the nonwoven fabric is preferably 65% or more, more preferably 70% or more, from the viewpoint of pressure loss. On the other hand, 90% or less is preferable and 85% or less is more preferable from the viewpoint of the collection efficiency and the rigidity of the nonwoven fabric.
  • the porosity of a nonwoven fabric can be calculated
  • required from a following formula by setting the density of the fiber itself used for the nonwoven fabric as a, the fabric weight of a nonwoven fabric as b, and the thickness of a nonwoven fabric as c. Porosity (%) [1 ⁇ (b / a ⁇ c)] ⁇ 100
  • the thickness of the nonwoven fabric is not particularly limited, but is preferably 200 to 2000 ⁇ m, more preferably 250 to 1000 ⁇ m, from the viewpoint of the rigidity and pressure loss of the nonwoven fabric.
  • Nonwoven fabric can be manufactured according to a known method.
  • the fibers (A) to (C) are crimped, cut to a predetermined length, and then blended at a ratio determined by the application or its required characteristics, and the web is spread with a carding machine or an air layer.
  • it can be obtained by melting the binder component of the fiber through a heat treatment apparatus and spot-bonding the fiber.
  • needling may be performed before the heat treatment.
  • the heat treatment apparatus a hot air circulation dryer, a hot air once-through dryer, a succession drum dryer, a Yankee drum dryer, or the like is used, and the treatment may be performed by selecting a treatment temperature and a treatment time corresponding to the melting point of the binder component.
  • the filter medium of the present invention may be subjected to a liquid repellent treatment (water repellent treatment and / or oil repellent treatment).
  • a liquid repellent treatment water repellent treatment and / or oil repellent treatment
  • the filter medium has liquid repellency.
  • the filter medium of the present invention may be subjected to antibacterial treatment.
  • the filter medium has antibacterial performance.
  • the filter medium of the present invention may be deodorized.
  • the filter medium has a deodorizing performance.
  • the filter medium of the present invention may be laminated with a material other than the fluororesin porous membrane and the blended nonwoven fabric as necessary, as long as the object of the present invention is not impaired.
  • a plurality of fluororesin porous membranes may be used, and similarly, a plurality of blended nonwoven fabrics may be used. At this time, either the fluororesin porous membrane or the blended nonwoven fabric may be on the outermost surface.
  • the filter medium of the present invention may be pleated if necessary, and the shape of the pleat is not particularly limited.
  • a flat filter medium may be fed out and continuously processed, or a filter medium (single plate) cut out to an appropriate size may be processed into a pleated shape.
  • a known pleating machine rotary pleating machine, reciprocating pleating machine, creasing pleating machine or the like
  • rotary pleating machine reciprocating pleating machine, creasing pleating machine or the like
  • a reciprocating pleating machine From the viewpoint of suppressing damage to the filter medium during pleating, it is preferable to use a reciprocating pleating machine.
  • the fluororesin porous membrane or the nonwoven fabric may be colored.
  • the coloring can be performed by a known method such as kneading the pigment with the fluororesin porous membrane or the raw material of the nonwoven fabric, dyeing the nonwoven fabric, or attaching the pigment or the like to the surface of the nonwoven fabric by post-processing.
  • the filter medium of the present invention can be produced by laminating a fluororesin porous membrane and the above blended nonwoven fabric according to a known method, and can be produced by heat laminating the fluororesin porous membrane and the above blended nonwoven fabric. preferable.
  • the thermal lamination at least a part of the polyolefin of the sheath of the core-sheath fiber (A) is melted, and the fluororesin porous membrane and the blended nonwoven fabric are bonded and laminated.
  • Thermal lamination may be performed continuously on a long roll of a fluororesin porous membrane and a blended nonwoven fabric, or on a short sheet of a laminate of a fluororesin porous membrane and a blended nonwoven fabric. It may be done individually.
  • the heat laminating method may be performed by superposing a fluororesin porous membrane and a blended nonwoven fabric, passing between a pair of heat rolls, and applying heat and pressure.
  • a lamination method a method using an adhesive or a hot melt agent is also possible.
  • the yield decreases due to an increase in the manufacturing process and the outgas is generated from the adhesive during heating. There is a profit.
  • the filter medium of the present invention has the advantage of low pressure loss.
  • the filter medium of the present invention has sufficient rigidity and has the advantages of the fluororesin porous membrane.
  • the filter medium of the present invention can be used in various applications, for example, in clean room applications, mask applications, home appliance applications, and the like.
  • the present invention is also a filter unit provided with the above filter medium.
  • Examples of the filter unit include a filter bag, a filter tube, a filter panel unit, and a filter cartridge.
  • the filter unit has the above-described filter medium and a support frame.
  • the filter unit can be manufactured according to a known method, for example, by insert molding using a filter medium and a resin constituting the support frame.
  • FIG. 1 shows a configuration example of the filter unit of the present invention.
  • the filter unit 3 is configured by the periphery of the pleated filter medium 1 supported by a support frame 2. It is also possible to use a filter medium 1 that is not pleated.
  • the filter medium 1 has a structure in which a fluororesin porous membrane 4 and a blended nonwoven fabric 5 are laminated as shown in FIG.
  • Resin is used as the material of the support frame 2, and as the resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polycarbonate, polypropylene, various elastomers, and the like can be used.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • polycarbonate polypropylene
  • various elastomers and the like can be used.
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer
  • resin may contain fillers, such as glass fiber, and the dimensional accuracy of the support frame 2 further improves at this time.
  • dust can be collected in the pleated trough of the filter medium 1, and dust can be easily removed by applying an impact to the trough from the downstream side of the filter unit.
  • the filter unit of the present invention has a small pressure loss and can be used for various applications.
  • it can be used as an air filter unit for clean rooms, a filter unit for home appliances, and the like, and a particularly suitable application is a filter unit for a vacuum cleaner.
  • Example 1 First, for 100 parts by weight of PTFE fine powder (trade name “Polyflon F-104”, manufactured by Daikin Industries, Ltd.), 25 parts by weight of hydrocarbon oil (product item “Isopar M”, manufactured by Esso Petroleum) is used as a liquid lubricant. Were mixed uniformly. Next, the obtained mixture was subjected to compression preforming at a pressure of 20 MPa, and then the preform was extruded into a rod shape, and the rod-shaped extrudate was rolled through a pair of metal rolls to a thickness of 0. A strip-shaped PTFE sheet having a width of 2 mm and a width of 150 mm was obtained.
  • PTFE fine powder trade name “Polyflon F-104”, manufactured by Daikin Industries, Ltd.
  • hydrocarbon oil product item “Isopar M”, manufactured by Esso Petroleum
  • the obtained sheet was heated to 220 ° C. to remove the liquid lubricant contained in the sheet, and then stretched in the MD direction (machine direction) at a magnification of 20 times while remaining unfired, and then at a magnification of 30 times. Then, the film was stretched in the TD direction (transverse direction), and further fired at a temperature equal to or higher than the melting point of PTFE with the dimensions fixed, to obtain a band-like PTFE porous membrane.
  • the average pore diameter of this PTFE porous membrane is 10 ⁇ m
  • the pressure loss generated when air is permeated at a flow rate of 5.3 cm / sec is 40 Pa
  • the flow rate of the gas to be filtered is 5.3 cm / sec
  • the collection efficiency was 80% when the particle size of the collection target particles was in the range of 0.3 to 0.5 ⁇ m.
  • a three-component short fiber blend nonwoven fabric having a thickness of 300 ⁇ m was prepared as a breathable support material.
  • This non-woven fabric comprises PET / PE core-sheath fiber (25% by weight, fineness 4.4 dtex, fiber length 51 mm), PET fiber (40% by weight, fineness 17 dtex, fiber length 51 mm), and PET / isophthalic acid copolymerized PET core sheath. Fibers (35% by weight, fineness 4.4 dtex, fiber length 51 mm, copolymer component softening point 110 ° C.) are used as components.
  • the basis weight was 100 g / m 2 and the porosity was 75%.
  • the both sides of the PTFE porous membrane produced above were sandwiched between two non-woven fabrics and thermally laminated at a temperature of 200 ° C. and a pressure of about 0.1 to 0.5 kPa to obtain a three-layer structure filter medium.
  • Example 2 A filter medium was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the three-component short fiber mixed nonwoven fabric used in Example 1 was changed to 750 ⁇ m, the basis weight was changed to 200 g / m 2 , and the porosity was changed to 80%.
  • Comparative Example 1 A filter medium was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the three-component blended nonwoven fabric was changed to a three-component laminated nonwoven fabric having a thickness of 350 ⁇ m.
  • Three-component laminated nonwoven fabric is PET / PE core-sheath fiber layer (25 wt%, fineness 2.2 dtex, fiber length 51 mm), PET fiber layer (50 wt%, fineness 17 dtex, fiber length 51 mm), PET / isophthalic acid copolymer
  • the PET core / sheath fiber layer (25% by weight, fineness 2.2 dtex, fiber length 51 mm) was heat-laminated with the porous PTFE membrane on the surface on which the PET / PE core / sheath fiber layer was laminated.
  • the basis weight of the three-component laminated nonwoven fabric was 100 g / m 2 , and the porosity was 79%.
  • the pressure loss of the filter medium of the example was 6.5 to 11.4 Pa smaller than the pressure loss of the comparative example. Further, when the rate of increase in pressure loss during lamination was compared, the pressure loss due to lamination was small in the examples of 10 to 28%.
  • the blended nonwoven fabric of the present invention is used as a breathable support material for fluororesin porous membrane type filter media.
  • the filter medium of the present invention can be used for clean room applications, mask applications, and home appliance applications.
  • the filter unit of the present invention can be used as an air filter unit for clean rooms, a filter unit for home appliances, and the like, and can be particularly suitably used for a filter unit for a vacuum cleaner.

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Abstract

 本発明は、圧力損失が小さいフィルタ濾材を提供する。本発明は、フッ素樹脂多孔質膜、および当該フッ素樹脂多孔質膜の少なくとも一方の表面上に積層された通気性支持材を有するフィルタ濾材であって、当該通気性支持材が、芯にポリエステル、鞘にポリオレフィンを用いた芯鞘繊維(A)、ポリエステル繊維(B)、および芯にポリエステル、鞘に共重合ポリエステルを用いた芯鞘繊維(C)を含む混紡不織布であるフィルタ濾材である。

Description

混紡不織布、フィルタ濾材およびフィルタユニット
 本発明は、フッ素樹脂多孔質膜と通気性支持材が積層されたフィルタ濾材、当該通気性支持材に用いられる混紡不織布、および当該フィルタ濾材を備えたフィルタユニットに関する。
 ガス流から粒子などを濾過するために、フィルタ濾材を有するフィルタユニットが用いられている。高い捕集効率が求められる用途においては、フィルタ濾材には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)多孔質膜等のフッ素樹脂多孔質膜を備える濾材、ガラス繊維にバインダーを加えて抄紙した濾材(ガラス濾材)、メルトブローン不織布をエレクトレット化した濾材(エレクトレット濾材)などが用いられている。
 なかでも、フッ素樹脂多孔質膜を備える濾材(フッ素樹脂多孔質膜タイプフィルタ濾材)は、微小繊維の発生や自己発塵といった問題が少なく、使用に伴う圧力損失の上昇が少ないなどの特徴を有している。また、フッ素樹脂の性質として、摩擦係数が小さく滑り性が良好であり、捕集した塵を、多孔質膜に衝撃を与えることにより容易に除塵することができるといった性質なども有している。このような多くの有利な特徴から、フッ素樹脂多孔質膜(特にPTFE多孔質膜)を備える濾材は、今後ますます使用量が増大すると期待されている。
 フッ素樹脂多孔質膜は、一般に柔軟性に富む材料である。一方で、特に掃除機用フィルタユニットなど、大きな風量が透過するフィルタユニットにおいては、その風量によってフィルタ濾材が大きく変形しないように、フィルタ濾材にある程度の剛性が要求される。このため、フッ素樹脂多孔質膜を備えるフィルタ濾材は、通気部材としてのフッ素樹脂多孔質膜に、補強材としての通気性支持材を積層した構成を有している。通気性支持材には、織布、不織布、金属製または樹脂製のメッシュ、金属製または樹脂製のネット、樹脂発泡体などが用いられており、安価であることから、不織布が多用されている。この不織布には、一般的に、ポリエチレンテレフタレート/ポリエチレン芯鞘繊維のような、素材の一部にポリエチレン等の低融点の熱可塑性樹脂を用いて熱接着性を持たせた不織布が用いられ、不織布は、熱ラミネートによって、フッ素樹脂多孔質膜と接着されて積層される(例えば、特許文献1参照)。
特開2005-253711号公報
 フィルタ濾材を用い、濾過に必要な力を最小にするためには、圧力損失は可能なだけ小さくすることが好ましいところ、特許文献1に記載のフィルタ濾材には、圧力損失に改善の余地があった。
 本発明は、圧力損失が小さいフィルタ濾材、当該フィルタ濾材の通気性支持材に用いられる不織布、および当該フィルタ濾材を用いたフィルタユニットを提供することを目的とする。
 本発明は、フッ素樹脂多孔質膜、および当該フッ素樹脂多孔質膜の少なくとも一方の表面上に積層された通気性支持材を有するフィルタ濾材であって、
 当該通気性支持材が、芯にポリエステル、鞘にポリオレフィンを用いた芯鞘繊維(A)、ポリエステル繊維(B)、および芯にポリエステル、鞘に共重合ポリエステルを用いた芯鞘繊維(C)を含む混紡不織布であるフィルタ濾材である。
 本発明のフィルタ濾材においては、前記芯鞘繊維(A)が、芯にポリエチレンテレフタレート、鞘にポリエチレンを用いた芯鞘繊維であり、前記ポリエステル繊維(B)が、ポリエチレンテレフタレート繊維であり、前記芯鞘繊維(C)が、芯にポリエチレンテレフタレート、鞘に共重合ポリエチレンテレフタレートを用いた芯鞘繊維であることが好ましい。
 前記混紡不織布に、前記芯鞘繊維(A)が10~40重量%、前記ポリエステル繊維(B)が20~80重量%、前記芯鞘繊維(C)が10~40重量%含有されていることが好ましい。
 前記芯鞘繊維(A)の繊度が1~6dtexであり、前記ポリエステル繊維(B)の繊度が6~25dtexであり、前記芯鞘繊維(C)の繊度が1~6dtexであることが好ましい。
 前記混紡不織布の空隙率が65%以上であり、目付量が60g/m2以上であることが好ましい。
 前記フッ素樹脂多孔質膜は、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜であることが好ましい。
 前記芯鞘繊維(A)の鞘のポリオレフィンの少なくとも一部が溶融することによって、前記フッ素樹脂多孔質膜と前記混紡不織布とが積層されていることが好ましい。
 前記フッ素樹脂多孔質膜の、平均孔径が0.01~100μmであり、空気を流速5.3cm/秒で透過させたときに生じる圧力損失が10~300Paであり、被濾過気体の流速を5.3cm/秒とし、捕集対象粒子の粒径を0.3~0.5μmの範囲としたときの捕集効率が60%以上であることが好ましい。
 本発明はまた、上記のフィルタ濾材を備えたフィルタユニットである。本発明のフィルタユニットは、掃除機用途において特に好適に用いることができる。
 本発明はまた、フッ素樹脂多孔質膜と、当該フッ素樹脂多孔質膜の少なくとも一方の表面上に積層された通気性支持材とを有するフィルタ濾材における通気性支持材として用いられる混紡不織布であって、
 芯にポリエステル、鞘にポリオレフィンを用いた芯鞘繊維(A)、ポリエステル繊維(B)、および芯にポリエステル、鞘に共重合ポリエステルを用いた芯鞘繊維(C)を含む混紡不織布である。
 本発明の混紡不織布においては、前記芯鞘繊維(A)が、芯にポリエチレンテレフタレート、鞘にポリエチレンを用いた芯鞘繊維であり、前記ポリエステル繊維(B)が、ポリエチレンテレフタレート繊維であり、前記芯鞘繊維(C)が、芯にポリエチレンテレフタレート、鞘に共重合ポリエチレンテレフタレートを用いた芯鞘繊維であることが好ましい。
 本発明の混紡不織布は、前記芯鞘繊維(A)を10~40重量%、前記ポリエステル繊維(B)を20~80重量%、前記芯鞘繊維(C)を10~40重量%含有することが好ましい。
 本発明の混紡不織布においては、前記芯鞘繊維(A)の繊度が1~6dtexであり、前記ポリエステル繊維(B)の繊度が6~25dtexであり、前記芯鞘繊維(C)の繊度が1~6dtexであることが好ましい。
 本発明の混紡不織布においては、空隙率が65%以上であり、目付量が60g/m2以上であることが好ましい。
 本発明によれば、圧力損失が小さいフィルタ濾材およびフィルタユニットが提供される。
本発明のフィルタユニットの一例を示す斜視図である。 本発明のフィルタ濾材の一例の断面図である。
 上述のように、従来のフッ素樹脂多孔質膜と不織布を備えるフィルタ濾材は、熱ラミネートによってフッ素樹脂多孔質膜と不織布とを熱接着させることにより製造されており、本発明者らの詳細な検討では、フッ素樹脂多孔質膜と不織布の界面において接着がなされている部分では、流体の通過が制限されており、これが圧力損失の一因となっていることを見出した。熱ラミネートでは、フッ素樹脂多孔質膜と不織布の全表面に圧力と熱が加えられるため、フッ素樹脂多孔質膜と不織布の界面において、接着がなされている部分が多く生じる。この知見に基づき、本発明者らは、熱ラミネート後のフッ素樹脂多孔質膜と不織布の界面における接着部分を減らすことができれば、圧力損失が小さいフィルタ濾材を構成可能であると考え、フッ素樹脂多孔質膜、および当該フッ素樹脂多孔質膜の少なくとも一方の表面上に積層された通気性支持材を有するフィルタ濾材であって、
 当該通気性支持材が、芯にポリエステル、鞘にポリオレフィンを用いた芯鞘繊維(A)、ポリエステル繊維(B)、および芯にポリエステル、鞘に共重合ポリエステルを用いた芯鞘繊維(C)を含む混紡不織布であるフィルタ濾材によってそれを実現した。
 なお、本発明において圧力損失とは、流体がフィルタ濾材を通過するときに生じる、通過前後での圧力差のことをいう。
 本発明で用いられるフッ素樹脂多孔質膜を構成するフッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン-へキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等が挙げられ、中でも、汎用性の観点からPTFEが最適である。
 フッ素樹脂多孔質膜としては、平均孔径が0.01~100μmであるものが好適に用いられ、0.01~50μmであるものがより好適に用いられる。
 フッ素樹脂多孔質膜としては、空気を流速5.3cm/秒で透過させたときに生じる圧力損失が10~300Paであるものが好適に用いられ、10~100Paであるものがより好適に用いられる。
 フッ素樹脂多孔質膜としては、被濾過気体の流速を5.3cm/秒とし、捕集対象粒子の粒径を0.3~0.5μmの範囲としたときの捕集効率が60%以上であるものが好適に用いられ、70~99.99%であるものがより好適に用いられる。
 上記の圧力損失および捕集効率を有するフッ素樹脂多孔質膜は、フッ素樹脂多孔質膜の平均孔径、空隙率、および厚さを適切に設定することにより、得ることができる。
 フッ素樹脂多孔質膜の厚さとしては、1~300μmが好ましく、2~100μmがより好ましい。
 フッ素樹脂多孔質膜は、市販品として入手可能であり、また、公知方法に従い製造することができる。一例として、PTFE多孔質膜は、PTFEファインパウダーを原料とするペースト押出しによって得られたPTFEシートを延伸することによって製造することができる。延伸の際、PTFEシートの面積延伸倍率(一軸方向の延伸倍率とそれに垂直な方向の延伸倍率の積算)は、50~900倍程度とすればよい。
 次に本発明のフィルタ濾材の通気性支持材として用いられる混紡不織布(本発明の混紡不織布でもある)について説明する。
 芯鞘繊維(A)は、不織布に接着性を付与する。芯鞘繊維(A)は、鞘にポリオレフィンを用いている。フッ素樹脂多孔質膜と不織布とを熱ラミネートする際に、当該ポリオレフィンの一部が溶融することによってフッ素樹脂多孔質膜と不織布の界面において、接着部分が形成される。
 芯鞘繊維(A)の芯を構成するポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピ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、ポリブチレンナフタレート等が挙げられ、PETが好ましい。
 芯鞘繊維(A)の鞘を構成するポリオレフィンとしては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリブチレン、ポリメチルペンテン、エチレン/プロピレン共重合体等が挙げられ、なかでも、ポリエチレンが好ましい。
 芯鞘繊維(A)の繊度としては、1~10dtexが好ましく、1~6dtexがより好ましい。繊度が1dtex未満だと、不織布の圧力損失が大きくなり過ぎるおそれがあり、繊度が10dtexを超えると、フッ素樹脂多孔質膜との接着強度が小さくなるとともに捕集効率が低下するおそれがある。芯鞘繊維(A)の繊維長としては、5~100mmが好ましく、20~80mmがより好ましい。繊維長が短いものを使用した場合には、フィルタ濾材をプリーツ加工する際の折れ性が向上する。
 ポリエステル繊維(B)は、それ自体の剛性が大きく、不織布に剛性を付与する。ポリエステル繊維(B)としては、PET繊維、ポリプロピレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリブチレンナフタレート繊維等を用いることができ、なかでも、PET繊維が好適に用いられる。
 ポリエステル繊維(B)の繊度としては、1~50dtexが好ましく、6~25dtexがより好ましい。繊度が1dtex未満だと、圧力損失が大きくなり過ぎるおそれがあり、繊度が50dtexを超えると、捕集効率が低下するおそれがある。ポリエステル繊維(B)の繊維長としては、5~100mmが好ましく、20~80mmがより好ましい。繊維長が短いものを使用した場合には、フィルタ濾材をプリーツ加工する際の折れ性が向上する。
 芯鞘繊維(C)は、ポリエステル繊維(B)との接着および芯鞘繊維(C)同士での接着を起こさせることにより不織布により高い剛性を付与する。
 芯鞘繊維(C)の芯を構成するポリエステルとしては、PET、ポリプロピ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、ポリブチレンナフタレート等が挙げられ、なかでも、PETが好ましい。
 芯鞘繊維(C)の鞘を構成する共重合ポリエステルとしては、PET、ポリプロピ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、ポリブチレンナフタレート等のポリエステルに、フタル酸、イソフタル酸、5-ナトリウムスルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、1,4-ブタンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ε-カプロラクトン、乳酸等からなる群より選ばれる少なくとも1種を共重合したものが挙げられる。共重合ポリエステルは、共重合PETであることが好ましく、PETにイソフタル酸を共重合したもの、PETに1,4-ブタンジオールを共重合したもの、およびPETにε-カプロラクトンと1,4-ブタンジオールを共重合したものが、物性および入手の容易さの観点から特に好ましい。なお、当該共重合ポリエステルは、芯鞘繊維(C)の芯を構成するポリエステルよりも低融点のものを選択するようにする。
 芯鞘繊維(C)の繊度としては、1~10dtexが好ましく、1~6dtexがより好ましい。繊度が1dtex未満だと、不織布の圧力損失が大きくなり過ぎるおそれがあり、繊度が10dtexを超えると、繊維間の接着強度が小さくなって不織布の剛性が不十分となるとともに捕集効率が低下するおそれがある。芯鞘繊維(C)の繊維長としては、5~100mmが好ましく、20~80mmがより好ましい。繊維長が短いものを使用した場合には、フィルタ濾材をプリーツ加工する際の折れ性が向上する。
 従来は、芯鞘繊維(A)に相当する繊維のみで構成される不織布が用いられたところ、このように本発明の不織布は、芯鞘繊維(A)以外の繊維と混紡することによって芯鞘繊維(A)の含有量を減らし、熱ラミネート後のフッ素樹脂多孔質膜と不織布の界面における接着部分を減らしたものである。単一種類の繊維からなる不織布において、繊度を大きく(=不織布の目が粗くなる)しても接着部分を減らすことはできるが、この場合、熱ラミネート時に、不織布とフッ素樹脂多孔質膜の接触点が少ないため、各接着部分(接触点)にかかる圧力が大きくなってフッ素樹脂多孔質膜にダメージを与え、捕集効率が低下する。しかし本発明のように混紡不織布によって接着部分を減らした場合には、熱ラミネート温度では溶融しないポリエステル繊維(B)が介在するように存在するため、熱ラミネート時にフッ素樹脂多孔質膜と不織布との接触点はあまり減少せず、ポリエステル繊維(B)により圧力が分散される。このため、捕集効率を落とすことなく圧力損失の上昇を低減できるものと推測される。そして、接着部分の減少によりフィルタ濾材の剛性が減少するが、それを、ポリエステル繊維(B)および芯鞘繊維(C)と混紡することにより、補ったものである。
 これらの繊維(A)~(C)に関し、フッ素樹脂多孔質膜との接着性、不織布の剛性、および得られるフィルタ濾材の圧力損失の観点から、不織布中、芯鞘繊維繊維(A)は、1~80重量%含有されることが好ましく、10~40重量%含有されることがより好ましい。ポリエステル繊維(B)は、10~90重量%含有されることが好ましく、20~80重量%含有されることがより好ましい。芯鞘繊維(C)は、1~80重量%含有されることが好ましく、10~40重量%含有されることがより好ましい。
 不織布の目付量としては、不織布による補強効果や成型加工性の観点から10g/m2以上が好ましく、60g/m2以上がより好ましい。一方、コストや成型加工性の観点からは、1000g/m2以下が好ましく、400g/m2以下がより好ましい。
 不織布の空隙率としては、圧力損失の観点から、65%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。一方、捕集効率および不織布の剛性の観点から、90%以下が好ましく、85%以下がより好ましい。なお、不織布の空隙率は、不織布に用いられた繊維自体の密度をa、不織布の目付量をb、不織布の厚さをcとして、下記式より求めることができる。
  空隙率(%)=[1-(b/a×c)]×100
 不織布の厚さは、特に制限はないが、不織布の剛性および圧力損失の観点から、200~2000μmが好ましく、250~1000μmがより好ましい。
 不織布は、公知方法に従い製造することができる。例えば、繊維(A)~(C)に捲縮を付与し、所定の長さにカットした後、用途またはその要求特性により決定した割合にて混綿し、梳綿機やエアレイヤー等でウエブを形成した後、熱処理装置を通して繊維のバインダー成分を溶融させて繊維を点接合させることにより得ることができる。この場合、熱処理の前にニードリング加工を行なってもよい。熱処理装置としては、熱風循環ドライヤー、熱風貫流ドライヤー、サクシヨンドラムドライヤー、ヤンキードラムドライヤー等が用いられ、バインダー成分の融点に応じた処理温度と処理時間を選定して処理を行なえばよい。さらに所望の厚さの不織布を得るために接圧をコントロールした加熱ローラー間で熱圧着処理を行っても良い。
 本発明のフィルタ濾材は、撥液処理(撥水処理および/または撥油処理)されていてもよい。この場合、撥液性能を有するフィルタ濾材となる。このようなフィルタ濾材では、フィルタ濾材が捕集した物質を洗浄によって除去したり、機械的に払い落としたりすることが容易となる。
 本発明のフィルタ濾材は、抗菌処理されていてもよく、この場合、抗菌性能を有するフィルタ濾材となる。このようなフィルタ濾材では、例えば、掃除機用途においては、掃除機内での菌の増殖を抑制することができる。
 本発明のフィルタ濾材は、消臭処理されていてもよく、この場合、消臭性能を有するフィルタ濾材となる。このようなフィルタ濾材では、例えば、掃除機用途においては、掃除機内の臭いを低減することができる。
 本発明のフィルタ濾材は、本発明の目的を阻害しない範囲において、必要に応じて、フッ素樹脂多孔質膜および混紡不織布以外のものが積層されていてもよい。
 本発明のフィルタ濾材には、複数枚のフッ素樹脂多孔質膜を用いてもよく、同様に、複数枚の混紡不織布を用いてもよい。このとき、フッ素樹脂多孔質膜と混紡不織布のいずれが最表面にあってもよい。
 本発明のフィルタ濾材は、必要に応じて、プリーツ加工されていてもよく、プリーツの形状には特に制限はない。プリーツ加工は、平板状のフィルタ濾材を繰り出して連続加工してもよく、適当な寸法に切り出したフィルタ濾材(単板)をプリーツ状に加工してもよい。平板状のフィルタ濾材のプリーツ加工には、公知のプリーツ加工機(ロータリープリーツ機、レシプロプリーツ機、筋付けプリーツ機等)を用いることができる。プリーツ加工時におけるフィルタ濾材へのダメージを抑制する観点からは、レシプロプリーツ機を用いることが好ましい。
 本発明のフィルタ濾材においては、フッ素樹脂多孔質膜または不織布が着色されていてもよい。着色は、フッ素樹脂多孔質膜または不織布の原料に顔料を混練する、不織布を染色する、後加工により顔料などを不織布の表面に付着させる等の公知方法により行うことができる。
 本発明のフィルタ濾材は、公知方法に従い、フッ素樹脂多孔質膜および上記混紡不織布を積層することにより製造することができ、フッ素樹脂多孔質膜および上記混紡不織布を熱ラミネートすることにより製造することが好ましい。熱ラミネートによれば、芯鞘繊維(A)の鞘のポリオレフィンの少なくとも一部が溶融して、フッ素樹脂多孔質膜と混紡不織布とが接着されて積層される。熱ラミネートは、フッ素樹脂多孔質膜および混紡不織布を重ね合わせた長尺のロールに対して連続的に行ってもよいし、フッ素樹脂多孔質膜および混紡不織布を重ね合わせた短尺のシートに対して個別に行ってもよい。熱ラミネートの方法として具体的には、フッ素樹脂多孔質膜および混紡不織布を重ね合わせ、一対の熱ロール間を通過させて熱と圧力を加えればよい。なお、積層方法としては、接着剤やホットメルト剤を使用する方法も可能であるが、これらを使用する場合、製造工程の増加による歩留まりの低下や、加熱時に接着剤からアウトガスが発生するという不利益がある。
 本発明のフィルタ濾材は、圧力損失が小さいという利点を有する。また、本発明のフィルタ濾材は、十分な剛性を有し、またフッ素樹脂多孔質膜の有する利点を有している。本発明のフィルタ濾材は種々の用途に用いることができ、例えば、クリーンルーム用途、マスク用途、家電製品用途等に用いることができる。
 本発明はまた、上記のフィルタ濾材を備えたフィルタユニットである。
 フィルタユニットの形態としては、フィルタバッグ、フィルタチューブ、フィルタパネルユニット、フィルタカートリッジ等が挙げられる。
 フィルタユニットの典型的な構成としては、フィルタユニットは、前述のフィルタ濾材と、支持枠とを有する。フィルタユニットは、公知方法に従い、例えば、フィルタ濾材、および支持枠を構成する樹脂を用いてインサート成形することにより製造することができる。
 図1に本発明のフィルタユニットの構成例を示す。プリーツ加工されたフィルタ濾材1の周囲が支持枠2によって支持されてフィルタユニット3が構成されている。フィルタ濾材1は、プリーツ加工されていないものを用いることも可能である。
 フィルタ濾材1は、図2に示すように、フッ素樹脂多孔質膜4と混紡不織布5が積層された構造を有している。
 支持枠2の材料には、樹脂が用いられており、樹脂としては、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)、ポリカーボネート、ポリプロピレン、各種のエラストマーなどを用いることができ、一般には、ポリプロピレン、ABSが用いられるが、寸法精度の確保が容易であり、使用時における変形を抑制できることから、ABSが好適である。また、樹脂は、ガラス繊維などのフィラーを含んでいてもよく、このとき、支持枠2の寸法精度がさらに向上する。
 フィルタユニット3を用いれば、フィルタ濾材1のプリーツ形状の谷部において集塵することができ、フィルタユニットの下流側からこの谷部に衝撃を与えることにより、除塵することも容易である。
 本発明のフィルタユニットは、圧力損失が小さく、種々の用途に用いることができる。例えば、クリーンルーム用エアフィルタユニット、家電製品用フィルタユニット等として用いることができ、特に好適な用途は、掃除機用フィルタユニットである。
 以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
実施例1
 最初に、PTFEファインパウダー(商品名「ポリフロンF-104」、ダイキン工業社製)100重量部に対し、液状潤滑剤として炭化水素油(商品目「アイソパーM」、エッソ石油社製)25重量部を均一に混合した。次に、得られた混合物を圧力20MPaで圧縮予備成形した後、予備成形物をロッド状に押出成形し、さらにこのロッド状の押出成形物を一対の金属ロールを通して圧延して、厚さ0.2mm、幅150mmの帯状のPTFEシートを得た。
 次に、得られたシートを220℃に加熱して、当該シートに含まれる液状潤滑剤を除去した後、未焼成のまま倍率20倍でMD方向(機械方向)に延伸し、ついで倍率30倍でTD方向(横断方向)に延伸し、さらに、寸法を固定した状態でPTFEの融点以上の温度で焼成して、帯状のPTFE多孔質膜を得た。このPTFE多孔質膜の平均孔径は、10μmであり、空気を流速5.3cm/秒で透過させたときに生じる圧力損失は、40Paであり、被濾過気体の流速を5.3cm/秒とし、捕集対象粒子の粒径を0.3~0.5μmの範囲としたときの捕集効率は、80%であった。
 通気性支持材として、厚さ300μmの3成分短繊維混紡不織布を用意した。この不織布は、PET/PE芯鞘繊維(25重量%、繊度4.4dtex、繊維長51mm)、PET繊維(40重量%、繊度17dtex、繊維長51mm)、およびPET/イソフタル酸共重合PET芯鞘繊維(35重量%、繊度4.4dtex、繊維長51mm、共重合成分軟化点110℃)を成分としている。また目付量は100g/m2、空隙率は75%とした。
 上記で作製したPTFE多孔質膜の両側を2枚の不織布で挟み込み、温度200℃、圧力約0.1~0.5kPaで熱ラミネートして3層構造のフィルタ濾材を得た。
実施例2
 実施例1で用いた3成分短繊維混紡不織布の厚さを750μm、目付量を200g/m2、空隙率を80%に変更した以外は実施例1と同様にしてフィルタ濾材を得た。
比較例1
 3成分混紡不織布を、厚さ350μmの3成分積層不織布に変更した以外は、実施例1と同様にしてフィルタ濾材を製造した。3成分積層不織布は、PET/PE芯鞘繊維層(25重量%、繊度2.2dtex、繊維長51mm)、PET繊維層(50重量%、繊度17dtex、繊維長51mm)、PET/イソフタル酸共重合PET芯鞘繊維層(25重量%、繊度2.2dtex、繊維長51mm)を有し、PET/PE芯鞘繊維層が積層された面において、PTFE多孔質膜と熱ラミネートした。3成分積層不織布の目付量は100g/m2、空隙率は79%とした。
圧力損失の測定
 有効面積100cm2の円柱状ホルダーに実施例および比較例のフィルタ濾材をセットし、フィルタ濾材の両面で圧力差を生じさせて当該フィルタ濾材に空気を透過させた。透過する空気の流速を、流量計で5.3cm/sec(流量31.8m3/min)に調整したときの圧力損失を圧力計(マノメータ)で測定した。この測定は、使用した不織布についても行った。また、実施例および比較例のフッ素樹脂多孔質膜と不織布を単に重ね合わせたサンプルについて同様の実験を行った。このサンプルについての測定結果をラミネート前の圧力損失とし、フィルタ濾材の圧力損失の値をラミネート前の圧力損失の値で割った値を用いて、ラミネート時の圧力損失上昇率を求めた。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1より、実施例のフィルタ濾材の圧力損失は、比較例の圧力損失と比較して6.5~11.4Pa小さかった。また、ラミネート時の圧力損失上昇率を比較すると、実施例は10~28%とラミネートによる圧力損失が小さかった。
 これは、不織布をPET/PE芯鞘繊維以外の成分を加えた混紡系にしたために、不織布表面に存在するPEの量が少なくなったためと考えられる。これにより、熱ラミネート後において、PTFE多孔質膜と不織布との接着点が少なくなり、PEによって塞がれたPTFE多孔質膜の孔の数が減少したためと考えられる。
 本発明の混紡不織布は、フッ素樹脂多孔質膜タイプフィルタ濾材の通気性支持材に用いられる。本発明のフィルタ濾材は、クリーンルーム用途、マスク用途、家電製品用途に用いることができる。本発明のフィルタユニットは、クリーンルーム用エアフィルタユニット、家電製品用フィルタユニット等として用いることができ、特に掃除機用フィルタユニットに好適に用いることができる。

Claims (15)

  1.  フッ素樹脂多孔質膜、および当該フッ素樹脂多孔質膜の少なくとも一方の表面上に積層された通気性支持材を有するフィルタ濾材であって、
     当該通気性支持材が、芯にポリエステル、鞘にポリオレフィンを用いた芯鞘繊維(A)、ポリエステル繊維(B)、および芯にポリエステル、鞘に共重合ポリエステルを用いた芯鞘繊維(C)を含む混紡不織布であるフィルタ濾材。
  2.  前記芯鞘繊維(A)が、芯にポリエチレンテレフタレート、鞘にポリエチレンを用いた芯鞘繊維であり、前記ポリエステル繊維(B)が、ポリエチレンテレフタレート繊維であり、前記芯鞘繊維(C)が、芯にポリエチレンテレフタレート、鞘に共重合ポリエチレンテレフタレートを用いた芯鞘繊維である請求項1に記載のフィルタ濾材。
  3.  前記混紡不織布に、前記芯鞘繊維(A)が10~40重量%、前記ポリエステル繊維(B)が20~80重量%、前記芯鞘繊維(C)が10~40重量%含有されている請求項1に記載のフィルタ濾材。
  4.  前記芯鞘繊維(A)の繊度が1~6dtexであり、前記ポリエステル繊維(B)の繊度が6~25dtexであり、前記芯鞘繊維(C)の繊度が1~6dtexである請求項1に記載のフィルタ濾材。
  5.  前記混紡不織布の空隙率が65%以上であり、目付量が60g/m2以上である請求項1に記載のフィルタ濾材。
  6.  前記フッ素樹脂多孔質膜が、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜である請求項1に記載のフィルタ濾材。
  7.  前記芯鞘繊維(A)の鞘のポリオレフィンの少なくとも一部が溶融することによって、前記フッ素樹脂多孔質膜と前記混紡不織布とが積層されている請求項1に記載のフィルタ濾材。
  8.  前記フッ素樹脂多孔質膜の、平均孔径が0.01~100μmであり、空気を流速5.3cm/秒で透過させたときに生じる圧力損失が10~300Paであり、被濾過気体の流速を5.3cm/秒とし、捕集対象粒子の粒径を0.3~0.5μmの範囲としたときの捕集効率が60%以上である請求項1に記載のフィルタ濾材。
  9.  請求項1に記載のフィルタ濾材を備えたフィルタユニット。
  10.  掃除機用である請求項9に記載のフィルタユニット。
  11.  フッ素樹脂多孔質膜と、当該フッ素樹脂多孔質膜の少なくとも一方の表面上に積層された通気性支持材とを有するフィルタ濾材における通気性支持材として用いられる混紡不織布であって、
     芯にポリエステル、鞘にポリオレフィンを用いた芯鞘繊維(A)、ポリエステル繊維(B)、および芯にポリエステル、鞘に共重合ポリエステルを用いた芯鞘繊維(C)を含む混紡不織布。
  12.  前記芯鞘繊維(A)が、芯にポリエチレンテレフタレート、鞘にポリエチレンを用いた芯鞘繊維であり、前記ポリエステル繊維(B)が、ポリエチレンテレフタレート繊維であり、前記芯鞘繊維(C)が、芯にポリエチレンテレフタレート、鞘に共重合ポリエチレンテレフタレートを用いた芯鞘繊維である請求項11に記載の混紡不織布。
  13.  前記芯鞘繊維(A)を10~40重量%、前記ポリエステル繊維(B)を20~80重量%、前記芯鞘繊維(C)を10~40重量%含有する請求項11に記載の混紡不織布。
  14.  前記芯鞘繊維(A)の繊度が1~6dtexであり、前記ポリエステル繊維(B)の繊度が6~25dtexであり、前記芯鞘繊維(C)の繊度が1~6dtexである請求項11に記載の混紡不織布。
  15.  空隙率が65%以上であり、目付量が60g/m2以上である請求項11に記載の混紡不織布。
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