CN102264449B

CN102264449B - 过滤器用滤材和过滤器芯

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Publication number: CN102264449B
Application number: CN200980152748.0A
Authority: CN
Inventors: 细谷敬能; 稻田真也; 镰田英树; 川井弘之
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2029-12-17
Also published as: US9498742B2; EP2384803B1; CA2748248C; KR20110117062A; JP5646346B2; US20110309014A1; WO2010073958A1; TW201032885A; EP2384803A4; JPWO2010073958A1; KR101687426B1; EP2384803A1; TWI530319B; CA2748248A1; CN102264449A

Abstract

提供过滤器用滤材和使用其的过滤器芯，所述过滤器用滤材具有片状叠层体，所述片状叠层体层叠有通过静电纺丝法制造的、由平均纤维直径为10nm～1000nm的超极细纤维的集合体的超极细纤维集合体层与由无纺布或织造布形成的基材，所述无纺布或织造布由平均纤维直径为1μm以上的纤维构成，上述过滤器用滤材全部满足多个特定的条件，兼有以高的精度捕集、分离微米级的微粒的能力，且压力损失低，过滤寿命长。

Description

过滤器用滤材和过滤器芯

技术领域

本发明涉及用于高精度地除去或分离气体或液体中含有的微米级的微小粒子等的过滤器用滤材，进而详细地，涉及压力损失低、过滤寿命长、处理能力优异的过滤器用滤材和使用其的过滤器芯。

背景技术

人们一直在研究将无纺布用于过滤器用滤材（专利文献1）。但是，存在有下述这种矛盾的问题，即，如果提高使用无纺布的过滤器用滤材的过滤精度，则压力损失变高，过滤寿命变短，另外如果试图降低压力损失，则过滤精度降低。

即，无纺布状的过滤器滤材的过滤性能依赖于纤维直径或纤维直径分布，因此对于利用熔喷（MB）、纺粘（SB）这样的方法得到的纤维，由于纤维直径为1μm以上且纤度不均也多，因而难以得到捕集需要进行精滤、超滤的微米粒径级别的粒子的性能。进一步地，为了提高过滤精度，需要利用压延处理等提高纤维密度，因此存在上述列举的问题。

另外，对于玻璃纤维的情况，可以得到由具有1μm以下的直径的纤维构成的片状的滤材，该滤材表现出高效率的捕集性能，但由于上述片材中含有粘合剂成分，因此存在根据过滤器的使用条件而产生溶出物的问题。另外，还有易于产生纤维的脱落的问题。

另一方面，也有如微孔直径的标准偏差为0.1μm以下的非常精密的过滤膜这样的、具有非常高的过滤精度的膜（专利文献2、3）。但是，这些膜状过滤器与无纺布状的过滤器相比，存在堵塞快，过滤寿命短这样的问题。

【专利文献1】日本特许第3449429号说明书

【专利文献2】国际公开第2002/064240号小册子

【专利文献3】日本特开2008－229612号公报。

发明内容

本发明的目的在于提供过滤器用滤材和使用其的过滤器芯，所述过滤器用滤材对目前使用了无纺布的滤材的不足的部分、和膜滤材的不足部分进行了改良，兼有以高的精度捕集和分离微米级的微粒的能力，且压力损失低，过滤寿命长。

本发明人对于开发压力损失低、寿命长，同时对于微米级的微粒具有高的捕集性能的过滤器用滤材进行了努力研究，结果发现将由静电纺丝法得到的平均纤维直径为10～1000nm的纳米纤维层叠在由1μm以上的纤维构成的基材上而得到的过滤器用滤材兼有高捕集性和高通液性，可以制造目前为止无法预测的高性能的滤材。

即，本发明是：

＜1＞过滤器用滤材，其具有片状叠层体，所述片状叠层体层叠有通过静电纺丝法制造的、由平均纤维直径为10nm～1000nm的超极细纤维的集合体形成的超极细纤维集合体层与由无纺布或织造布形成的基材，所述无纺布或织造布由平均纤维直径为1μm以上的纤维构成，所述过滤器用滤材满足以下（1）～（5）的所有条件，

（1）上述超极细纤维集合体层的单位面积重量为0.1g/m²～10g/m²，

（2）上述超极细纤维为连续长纤维，

（3）上述超极细纤维集合体层的平均孔径为0.01μm～5μm，

（4）在根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中，上述超极细纤维和纤维的质量减少为3质量％以下，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1,4-二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液，

（5）上述超极细纤维和纤维的熔融温度为200℃～450℃。

＜2＞根据＜1＞所述的过滤器用滤材，其中，上述超极细纤维和纤维的至少一方是聚酯系纤维和聚酰胺系纤维的任意一者。

＜3＞根据＜2＞所述的过滤器用滤材，其中，上述聚酰胺系纤维通过全部成分的60摩尔％以上是芳香族二羧酸的二羧酸成分、与全部成分的60摩尔％以上是碳原子数为6～12的脂肪族亚烷基二胺的二胺成分的缩聚得到。

＜4＞过滤器芯，其至少一部分含有如＜1＞～＜3＞中任一项所述的过滤器用滤材。

＜5＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的过滤器用滤材的制造方法，其具有下述工序：

使聚合物溶解在溶剂中或使聚合物熔融来调制纺丝原液的纺丝原液调制工序，和

使用上述纺丝原液利用静电纺丝法在基材上层叠超极细纤维集合体层的叠层工序。

根据本发明，能够得到可高效捕集微米级的微粒的过滤器用滤材。另外，利用静电纺丝法得到的超极细纤维集合体层由于具有非常均一且微细的微孔分布，因此能够得到可高精度、选择性地分离微米级微粒的过滤器用滤材。

进一步地，对于利用静电纺丝法得到的超极细纤维集合体层，由于没有积极地实施利用空气等进行的加压、利用吸引进行的减压，仅将高电压作为驱动力，因而还保持高的空隙率，能够适用作高寿命的滤材。

附图说明

【图1】是表示本实施方式的过滤器用滤材的构成的一例的截面示意图。

【图2】是表示本实施方式的过滤器用滤材的构成的其它一例的截面示意图。

【图3】表示制造本实施方式的过滤器用滤材中的超极细纤维集合体层的装置的一例的结构示意图。

具体实施方式

以下，通过实施方式来说明本发明。

＜过滤器用滤材和其制造方法＞

本实施方式的过滤器用滤材具有片状叠层体，所述片状叠层体层叠有通过静电纺丝法制造的、由平均纤维直径为10nm～1000nm的超极细纤维的集合体形成的超极细纤维集合体层与由无纺布或织造布形成的基材，所述无纺布或织造布由平均纤维直径为1μm以上的纤维构成。

构成上述超极细纤维集合体层（以下有时简称为“集合体层”）的超极细纤维的平均纤维直径为10nm～1000nm。当平均纤维直径比1000nm大时，极细化不充分，纤维表面积降低，作为过滤器的捕集效率显著下降。另外，当平均纤维直径比10nm小时，加工性降低，难以进行稳定的生产。

当考虑到捕集效率和生产率这两者时，优选上述平均纤维直径为40nm～800nm，更优选为80nm～500nm。

并且，本实施方式的集合体层只要是包括超极细纤维集合而成的形态即可，没有特别地限定，也包括没有形成完全的层的情况。例如可以是无纺布的形态，还含有纤维的集合密度部分不均匀的半无纺布状态的集合体层等。

另一方面，构成作为无纺布或织造物的基材的纤维的平均纤维直径为1μm以上。当平均纤维直径小于1μm时，不仅下述片材的拉伸强度低，加工成过滤器时的加工性变差，而且作为过滤器的耐久性也变差。优选作为过滤器的捕集性能由利用超极细纤维构成的集合体层来确保，过滤器的加工性或耐久性由基材来确保。构成基材的纤维的平均纤维直径优选为1μm～50μm，更优选为1μm～30μm。

上述超极细纤维集合体层的单位面积重量为0.1g/m²～10g/m²。当集合体层的单位面积重量小于0.1g/m²时，难以有效地捕集微粒，如果比10g/m²大，则加工性、生产率变差。该单位面积重量优选为0.2g/m²～8g/m²，更优选0.5g/m²～5g/m²。

另外，构成上述集合体层的超极细纤维需要是连续长纤维。对于由短纤维形成的无纺布等，有纤维脱落的可能性，因此作为过滤器用滤材不是优选的。另外，在本实施方式中，当仅仅为上述集合体层时，纤维直径细，不能得到充分的强度，因此使其与由平均纤维直径为1μm以上的无纺布或织造布形成的基材进行层叠来使用。

并且，上述连续长纤维是指长度为10cm以上的纤维。

进一步地，对于本实施方式的超极细纤维和纤维，在根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中，需要上述超极细纤维和纤维的质量减少为3质量％以下，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1,4-二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液，另外，需要上述超极细纤维和纤维的熔融温度为200℃～450℃。

如果上述耐化学试剂性评价中的质量减少超过3质量％，则对过滤性能造成影响。

优选上述质量减少为2质量％以下，更优选为1质量％以下。

另外，如果上述熔融温度小于200℃，则作为过滤器，不能确保充分的耐热性，如果超过450℃，则在下述熔喷等中的纺丝变难。

上述熔融温度优选为220℃～450℃，更优选250℃～450℃。

本实施方式的过滤器用滤材可以通过下述的制造方法在基材表面上形成由超极细纤维形成的集合体层而得到，需要该集合体层的平均孔径为0.01μm～5μm，优选孔径分布的变动率为10％以下。

如果平均孔径比5μm大，则难以捕集微米级的粒子，如果平均孔径小于0.01μm，则通液阻力急剧增加，因而压力损失增大，过滤能力大幅降低。当考虑到通液性和捕集效率时，优选平均孔径为0.1μm～3μm，更优选为0.1μm～1μm。

另外，如果上述孔径分布的变动率比10％大，则难以选择性地分离某种一定以上或以下的微米级尺寸的微粒。如果考虑微粒的选择性分离，则优选孔径分布的变动率为10％以下。

上述孔径分布的变动率更优选为8％以下，进一步优选为7％以下。

对于满足以上特性的本实施方式的过滤器用滤材，其作为过滤器使用时的捕集性能优异，当使含有0.2g/m³的粒径为0.5μm或1.0μm的单分散二氧化硅微粒的超纯水以300ml/min的流量流过时，上述单分散二氧化硅微粒捕集效率优选为99％以上。该捕集效率更优选为99.9％以上。

作为构成在本实施方式的过滤器用滤材中使用的超极细纤维和纤维的聚合物的具体例，可以从聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸己二醇酯等的芳香族聚酯；聚乳酸、聚丁二酸乙二醇酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯、聚羟基丁酸－聚羟基戊酸共聚物、聚己酸内酯等的脂肪族聚酯和其共聚物；尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙10、尼龙12、尼龙6－12等的脂肪族聚酰胺和其共聚物；将邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺、2，4－甲苯二胺、4，6－二甲基间苯二胺、2，4－二氨基均三甲苯、4－氯间苯二胺、5－硝基间苯二胺等的芳香族二胺成分、和邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、联苯二甲酸、萘二甲酸和它们的酸酐、卤化物等衍生物等的芳香族二羧酸成分作为单体单元进行缩聚而得到的芳香族聚酰胺；聚苯乙烯系聚合物；聚二烯系聚合物；氯系聚合物；聚氨酯系聚合物；氟系的弹性体等中选择至少一种来使用。当然，这些聚合物也可以利用共聚成分进行共聚。例如，在上述芳香族聚酯中，对苯二甲酸的一部分或二醇的一部分也可以用其它二羧酸或二醇代替。

其中，从可同时满足上述耐热性和耐化学试剂性的角度考虑，优选聚酯和聚酰胺的任一者（即，聚酯系纤维进和聚酰胺系纤维的任一者）。特别在作为液体过滤器使用时，需要良好的耐化学试剂性、耐久性、耐热性等性能，可以从上述任一者的角度考虑，适当选择具有与目的相适应的性能的聚合物。

上述聚酯优选为熔融温度较高的全芳香族聚酯，特别地，更优选熔融液晶形成性全芳香族聚酯。熔融液晶形成性全芳香族聚酯具有由芳香族二醇、芳香族二羧酸、芳香族羟基羧酸等衍生的重复结构单元，具体来说，优选包含下述结构式（1）～（12）所示的重复构成单元的组合的聚合物。

【化1】

其中，X、X′和Y、Y′为H、Cl、Br或CH3，Z为

【化2】

【化3】

熔融液晶性聚酯的熔融温度Tm从纺丝性等的角度考虑优选为260～360℃，更优选270～320℃。尤其优选由结构式（11）所示的（A）、（B）的构成单元构成的部分为60摩尔％以上的熔融液晶性聚酯，特别地，从纺丝性或纤维物性等的角度考虑，最优选（B）成分相对于（A）和（B）的合计量为5～45摩尔％范围的芳香族聚酯。

另外，在其强度没有实质性降低的范围下，成分中也可以含有其它聚合物或添加剂（颜料、碳、热稳定剂、紫外线吸收剂、润滑剂、荧光增白剂等）。

本实施方式中，上述中更优选聚酰胺系纤维，特别优选由使二羧酸成分与二胺成分缩聚而得的聚合物形成的聚酰胺系纤维（以下有时称作为“特定的聚酰胺系纤维”），所述二羧酸成分的60摩尔％以上是芳香族二羧酸，所述二胺成分的60摩尔％以上是碳原子数为6～12的脂肪族亚烷基二胺。这种聚合物不仅是耐热性，而且耐化学试剂性与目前的聚酰胺或聚酯相比也是良好的，特别适合作为液体过滤器来使用。

在构成上述特定的聚酰胺系纤维的聚合物中，芳香族二羧酸从耐热性、耐化学试剂性的角度考虑优选是对苯二甲酸，可以使用间苯二甲酸、2,6－萘二甲酸、2,7－萘二甲酸、1,4－萘二甲酸、1,4－苯二酚-O,O’-二乙酸、联苯甲酸、二苯甲酸、4,4’－二苯醚二甲酸、二苯基甲烷－4,4’－二甲酸、二苯砜－4,4’－二甲酸、4,4’－联苯二甲酸等芳香族二羧酸中的1种，或将2种以上并用。

上述芳香族二羧酸的含量优选为二羧酸成分的60摩尔％以上，更优选为75摩尔％以上。

作为上述芳香族二羧酸以外的二羧酸，可以列举丙二酸、二甲基丙二酸、琥珀酸、3,3－二乙基琥珀酸、戊二酸、2,2－二甲基戊二酸、己二酸、2－甲基己二酸、三甲基己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、辛二酸等的脂肪族二羧酸；1,3－环戊二甲酸、1,4－环己二甲酸等的脂环式二羧酸，这些酸不仅可以使用1种，还可使用2种以上。

其中，从耐热性、耐化学试剂性的角度考虑，优选二羧酸成分为100％的上述芳香族二羧酸。进一步地，也可以在易于纤维化的范围含有苯偏三酸、苯均三酸、苯均四酸等的多元羧酸。

另外，二胺成分的60摩尔％以上优选由碳原子数为6～12的脂肪族亚烷基二胺来构成，上述脂肪族亚烷基二胺可以列举1,6－己二胺、1,8－辛二胺、1,9－壬二胺、1,10－癸二胺、1,11－十一烷二胺、1,12－十二烷二胺、2－甲基－1,5－戊二胺、3－甲基－1,5－戊二胺、2,2,4－三甲基－1,6－己二胺、2,4,4－三甲基－1,6－己二胺、2－甲基－1,8－辛二胺、5－甲基－1,9－壬二胺等的直链或具有侧链的脂肪族二胺等。

其中，从耐化学试剂性的角度考虑，优选是1,9－壬二胺、1,9－壬二胺与2－甲基－1,8－辛二胺的合用。

另外，上述脂肪族亚烷基二胺的含量更优选为75摩尔％以上，特别地，从耐化学试剂性的角度考虑，特别优选为90摩尔％以上。

进一步地，对于构成上述聚酰胺系纤维和聚酯系纤维的聚酰胺和聚酯，优选其分子链的末端基的10％以上被封端剂封端，更优选末端的40％以上被封端，进而优选末端的70％以上被封端。通过封端分子链的末端，所得纤维的耐热性、耐化学试剂性优异。

作为上述封端剂，例如对于聚酰胺，只要是与聚酰胺末端的氨基或羧基具有反应性的单官能性化合物即可，没有特别地限定，但从反应性和封止末端的稳定性等的角度考虑，优选为单羧酸、单胺。从易于操作、反应性、封端的稳定性、价格的角度考虑，优选为单羧酸。单羧酸可以列举例如乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、苯甲酸等。并且，末端的封端率可以利用¹H－NMR，通过与各末端基对应的特征信号的积分值来求得。

接着，对于本实施方式的过滤器用滤材的制造方法进行说明。

本实施方式的过滤器用滤材通过在基材上层叠超极细纤维集合体层的工序（叠层工序）来制造。作为制造构成上述集合体层的超极细纤维的方法，使用静电纺丝法。利用熔喷法或纺粘法难以得到10～1000nm的纤维直径，而且微孔直径分布的标准偏差大，使其为0.1以下非常困难。对于玻璃纤维也同样，对于利用抄纸法得到的无纺布，难以得到标准偏差为0.1以下的均匀的无纺布。

因此，在上述叠层工序之前，需要调制用于静电纺丝的聚合物的溶解液或熔融液（纺丝原液）（纺丝原液调制工序）。

－纺丝原液调制工序－

本工序中，调制进行静电纺丝的超极细纤维的纺丝原液。作为该纺丝原液，可以使用使聚合物在能够使其溶解的溶剂中溶解的溶解液，和使聚合物熔融的熔融液的任意一者。

上述溶解液的调制中所用的溶剂可以毫无问题地使用水、有机溶剂等。在该溶剂中溶解聚合物，将均匀、没有粒状凝胶物地进行溶解的溶液作为纺丝原液。另外，当使聚合物熔融来调制上述熔融液时，只要在挤出机中使其加热熔融后作为原液来使用即可。

－叠层工序－

接着，使用上述纺丝原液（溶解液、熔融液），通过静电纺丝法将聚合物层叠在由无纺布或织造物形成的基材上。静电纺丝的方法没有特别地限定，例如可以采用下述方法：通过对可供给纺丝原液的导电性构件外加高电压，在接地的对极侧堆积超极细纤维。由此，从原液供给部吐出的纺丝原液发生带电***，接着通过电场由1滴液滴连续地抽出纤维，分开的纤维大量扩散。即使聚合物的浓度为10质量％以下，溶剂在纤维形成和细化的阶段也易于干燥，从而在距离原液供给部几cm～几十cm处设置的带状或片状的基材上堆积。在堆积的同时，半干燥纤维产生微胶着，可防止纤维间的移动，新的微细纤维依次堆积，得到致密的片状叠层体。

以下，通过附图说明本实施方式的静电纺丝法。图3是表示静电纺丝装置的一例的示意图。图3中，利用定量泵1将纺丝原液计量输送，通过分配整流块2以形成均匀压力和液量的方式分配并送至喷丝头部3。在喷丝头部3的每1中空针状的孔中安装突出的喷丝头4，利用电绝缘部5来防止电泄露至整个喷丝头部3。用导电材料制作的突出的喷丝头4在沿与由环形传送带构成的形成片材卷取装置7的前进方向呈直角的方向以多个并列且垂直向下的方式安装，在该突出的喷丝头4上安装直流高电压发生电源的一个输出端，各突出的喷丝头4可以通过导线来外加电压。在形成片材卷取装置7的环形传送带上安装接地的导电性构件8，以能够将外加的电位中和。

从喷丝头部3压送至突出的喷丝头4的纺丝原液发生带电***，接着通过电场由1滴液滴连续地抽出纤维，分开的纤维大量扩散，以半干燥的状态堆积在设置于形成片材卷取装置7的导电性构件8上的基材上。然后，进行上述胶着，通过形成片材卷取装置7将其移动，在移动的同时接受下一个突出的喷丝头4的微细纤维的堆积，一个个地重复堆积的同时制作致密且均一的片状叠层体。

并且，此时制造的超极细纤维的纤维直径可以根据聚合物的原液浓度、喷丝头4与形成片材卷取装置7之间的距离（极间距离）、外加在喷丝头4上的电压等条件控制为规定的纤维直径。

接着，对于作为本实施方式的基材使用的织物、无纺布的制造方法进行说明。

形成基材的织造物的制造方法没有特别地限定。另外，无纺布的制造方法也没有特别地限定，纺粘法、熔喷法、射流喷网法、热粘合法、化学粘合法、气流成网法、针刺法等均可优选使用。并且，对于构成基材的纤维，只要构成纤维的平均纤维直径为1μm以上，即可根据目的任意地选定。

在上述基材上，可如上述那样利用静电纺丝法层叠超极细纤维。只要使层叠的量以单位面积重量计为0.1～10.0g/m²的范围、优选0.2～8.0g/m²的范围这样来进行层叠即可。如果该超极细纤维的叠层量小于0.1g/m²，则不能充分防止捕集对象。相反，如果超极细纤维的叠层量超过10.0g/m²，则通液阻力变高，寿命短。

接着，可以通过利用了轧纹或压延的热粘合、或利用了各种粘合剂的化学粘合等，使这样叠层的超极细纤维集合体层与基材粘接，而形成片状叠层体。

图1、图2示意地表示本实施方式的过滤器用滤材的一例截面构成。本实施方式的过滤器用滤材只要具有上述片状叠层体即可，作为叠层的构成，只要是片状叠层体的最表面为基材的状态即可，没有特别地限定。例如可以优选采用如图1所示的用基材20将超极细纤维集合体层10的单层的两面夹住的状态、或如图2所示的多个超极细纤维集合体层10和基材20层叠、并用基材20将集合体层10的两面夹住的状态等的任一情况。另一方面，当过滤器用滤材的最表面为超极细纤维集合体时，有由于来自外部的物理性损伤导致集合体层破损的可能，因此不是优选的。另外，所得过滤器用滤材根据需要，也可以通过热压或冷压调节为目的的厚度。

另外在不损害本实施方式的目的或效果的范围，根据需要也可以添加增塑剂、抗氧化剂、滑剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、阻燃剂、润滑剂、结晶化速度延缓剂、着色剂等。

进一步地，本实施方式的过滤器用滤材，根据目的也可以进行采用了驻极体加工的带电处理、采用了等离子体放电处理或电晕放电处理的亲水化处理等后加工处理。

＜过滤器芯＞

本实施方式的过滤器芯的至少一部分含有上述本实施方式的过滤器用滤材。

具体来说，本实施方式的过滤器用滤材可以在例如深层过滤器芯（depth filter cartridge）或表面型过滤器芯（surface filter cartridge）的任意一者中使用，即使是一层，也具有充分的捕集效率，如果考虑到通液透气性，则优选作为加工成褶状的、表面型过滤器芯来使用。

本实施方式的具有片状叠层体的过滤器用滤材对于微小灰尘的捕集性能高。另外，超极细纤维集合体层是在没有积极地实施利用空气等进行的加压或利用吸引进行的减压的情况下，仅将高电压作为驱动力而形成的，从而还保持高的空隙率，因此形成透气性、通液性也良好的片材。进一步地，由于还可维持过滤器的加工性或耐久性（包括耐热性、耐化学试剂性），从而适合作为高寿命的滤材来使用。具体的用途领域可以列举例如制药工业领域、电子工业领域、食品工业领域、汽车工业领域、化学工业等的液体过滤领域等。

特别优选用于要求耐热性、耐化学试剂性的过滤器等的用途，更具体地，可以列举例如实施采用了热或化学试剂的杀菌处理来使用的食品医药品用过滤器、在酸性碱性条件中使用的半导体制造用或精细化学用的过滤器、在焚烧炉锅炉等高温、酸性条件下吸尘的袋滤器等，进一步地，为了将它们重复使用，也可以充分进行采用了酸、碱、有机化学试剂等的过滤器洗涤。

实施例

以下，通过实施例进而详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例的任何限定。

＜各测定评价方法＞

以下，对在实施例或比较例中采用的平均纤维直径、单位面积重量、平均孔径和孔径分布的标准偏差、进而过滤性能评价的各测定或评价方法进行说明。

（平均纤维直径）

从利用显微镜（扫描型电子显微镜；日立制作所社制“S－510”）以5000倍的倍率拍摄的超极细纤维和纤维的截面放大照片上，随机选取20根，测定它们的纤维直径，将其平均值作为平均纤维直径。

（集合体层的单位面积重量）

根据JIS－L1906“一般长纤维无纺布试验方法”进行测定。并且，集合体层的单位面积重量通过如下述那样求得质量差来求得：首先仅测定基材的质量，接着测定静电纺丝后的片状叠层体的质量，求其质量差。

（集合体层的平均孔径）

使用静电纺丝后的试样，利用コールターエレクトロニクス社制“colter POROMETERII”在测定模式为WET－DRY方式的条件下测定集合体层的平均孔径。测定前将试样浸渍在GALWICK（西华产业（株）制，表面张力：15.7dyne/cm）中，测定中使用浸渍后的湿润样品。

（孔径分布的标准偏差）

标准偏差C由利用上述平均孔径的测定所得到的“平均孔径”D、“孔径”Dn和“各孔径的频率”Zn通过下式来算出。

【数1】

（过滤性能评价）

使含有0.2g/m³粒径为0.5μm或1.0μm的单分散二氧化硅微粒的超纯水，以300ml/min的流量流过各过滤器用滤材，测定该情况下的捕集效率和压力损失。

－捕集效率－

对于捕集效率，使上述含有二氧化硅微粒的超纯水以300ml/min的流量通过，利用吸光度法测定通过前后的液体的浓度，分别算出对于粒径为0.5μm的二氧化硅微粒的捕集效率1，和对于粒径为1.0μm的二氧化硅微粒的捕集效率2。数值越高，捕集效率越优异。

－压力损失－

压力损失作为滤材通过前后的压力差来算出。

＜实施例1＞

（基材的制造）

首先，制造由无纺布构成的基材。

制造利用作为二羧酸成分的对苯二甲酸100摩尔％、与作为二胺成分的1，9－壬二胺50摩尔％和2－甲基－1，8－辛二胺50摩尔％进行缩聚而得到的聚酰胺（以下简写为“PA9T”，特性粘度：0.8dl/g，封端率：91％，熔点：265℃，根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中的质量减少小于1质量％，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1，4－二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液）。将该PA9T在300℃进行熔融纺丝，得到2.9dtex的粘合剂纤维。另外，将该纤维在加热板温度为200℃的条件下进行拉伸，得到0.7dtex（平均纤维直径：7.3μm）的主体纤维。添加得到的主体纤维70质量％、和粘合剂纤维30质量％并进行混合而形成原料，将其利用长网抄纸机进行抄纸，并用杨基型干燥机干燥，得到单位面积重量为28.5g/m²、厚度为0.13mm的湿式无纺布基材。

（片状叠层体的制造）

接着，形成超极细纤维集合体层。首先，将PA9T加入到甲酸溶剂中，使达到10质量％，然后在25℃静置溶解，得到纺丝原液。使用得到的纺丝原液，利用如图3所示的纺丝装置进行静电纺丝。使用内径为0.9mm的针作为喷丝头4。另外，喷丝头4与形成片材卷取装置7之间的距离为12cm。进一步地，在形成片材卷取装置7上卷绕上述得到的湿式无纺布基材。接着，使传送带速度为0.1m/分钟，将纺丝原液以规定的供给量从喷丝头4挤出，对喷丝头4施加20kV的外加电压，在料筒上的无纺布基材上层叠纤维直径为100nm的超极细纤维，使其单位面积重量为2.0g/m²，形成将基材和超极细纤维集合体层进行层叠而成的片状叠层体。

（过滤器用滤材的制造）

接着，利用压延处理（压延条件是温度：140℃、接压：0.1MPa、处理速度：5m/分钟）将上述得到的片状叠层体、和上述得到的基材以夹住超极细纤维集合体层的形式进行贴合，制作过滤器用滤材1。

分别将所得过滤器用滤材1的构成、特性示于表1，过滤性能示于表3。并且，表中“NF”表示超极细纤维。

＜实施例2＞

除了在实施例1的片状叠层体的制造中，使超极细纤维的层叠量为5.0g/m²以外，其它与实施例1同样来制作过滤器用滤材2。

所得过滤器用滤材2的构成、特性分别示于表1，过滤性能示于表3。

＜实施例3＞

除了在实施例1的片状叠层体的制造中，使静电纺丝中使用的超极细纤维的纺丝原液浓度为25％以外，其它与实施例1同样来制作过滤器用滤材3。

分别将所得过滤器用滤材3的构成、特性示于表1，过滤性能示于表3。

＜实施例4＞

除了在实施例1的片状叠层体的制造中，使静电纺丝中使用的超极细纤维的纺丝原液浓度为8％以外，其它与实施例1同样来制作过滤器用滤材4。

分别将所得过滤器用滤材4的构成、特性示于表1，过滤性能示于表3。

＜实施例5＞

将实施例1中得到的过滤器用滤材1在70℃的10％质量NaOH水溶液中处理2小时后，进行水洗、干燥，制作过滤器用滤材5。

得到的过滤器用滤材5的过滤性能示于表3。

＜实施例6＞

将实施例1中得到的过滤器用滤材1在180℃处理2小时，制作过滤器用滤材6。

得到的过滤器用滤材6的过滤性能示于表3。

＜实施例7＞

除了在实施例1中，使构成基材和超极细纤维集合体层的纤维用树脂为由1，6－己二胺50％摩尔、己二酸25％摩尔和对苯二甲酸25％摩尔的缩聚得到的聚酰胺（以下简称为“PA6T”，特性粘度：0.85dl/g，封端率：90％，熔点：310℃，根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中的质量减少小于1质量％，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1,4-二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液）以外，其它与实施例1同样来制作片状叠层体，进而制作过滤器用滤材7。

分别将所得过滤器用滤材7的构成、特性示于表1，过滤性能示于表3。

＜实施例8＞

将实施例7中得到的过滤器用滤材7在70℃的10质量％NaOH水溶液中处理2小时后，进行水洗、干燥，制作过滤器用滤材8。

所得过滤器用滤材8的过滤性能示于表3。

＜实施例9＞

将实施例7中得到的过滤器用滤材7在180℃处理2小时，制作过滤器用滤材9。

所得过滤器用滤材9的过滤性能示于表3。

＜实施例10＞

除了在实施例1中，使构成基材和超极细纤维集合体层的纤维用树脂为由1，6－己二胺50％摩尔、间苯二甲酸25％摩尔和对苯二甲酸25％摩尔的缩聚得到的聚酰胺（以下简写为“PA6－IT”，特性粘度：0.90dl/g，封端率：92％，熔点：320℃，根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中的质量减少小于1质量％，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1，4－二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液）以外，其它与实施例1同样来制作片状叠层体，进而制作过滤器用滤材10。

分别将所得过滤器用滤材10的构成、特性示于表1，过滤性能示于表4。

＜实施例11＞

将实施例10中得到的过滤器用滤材10在70℃的10质量％NaOH水溶液中处理2小时后，进行水洗、干燥，制作过滤器用滤材11。

所得过滤器用滤材11的过滤性能示于表4。

＜实施例12＞

将实施例10中得到的过滤器用滤材10在180℃处理2小时，制作过滤器用滤材12。

得到的过滤器用滤材12的过滤性能分别示于表4。

＜实施例13＞

除了在实施例1中，使构成基材和超极细纤维集合体层的纤维用树脂为由1，6－己二胺25％摩尔、甲基戊二胺25％摩尔和对苯二甲酸50％摩尔的缩聚得到的聚酰胺（以下简写为“PA5－MT”，特性粘度：0.94dl/g，封端率：93％，熔点：305℃，根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中的质量减少小于1质量％，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1，4－二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液）以外，其它与实施例1同样来制作片状叠层体，进而制作过滤器用滤材13。

分别将所得过滤器用滤材13的构成、特性示于表1，过滤性能示于表4。

＜实施例14＞

将实施例13中得到的过滤器用滤材13在70℃的10质量％NaOH水溶液中处理2小时后，进行水洗、干燥，制作过滤器用滤材14。

所得过滤器用滤材14的过滤性能示于表4。

＜实施例15＞

将实施例13中得到的过滤器用滤材13在180℃处理2小时，制作过滤器用滤材15。

将所得过滤器用滤材15的过滤性能示于表4。

＜比较例1＞

准备由熔喷（MB）无纺布构成的过滤器（アドバンテック社制，品名“TCP－LX”），实施平均孔径等的测定等；所述熔喷无纺布由聚丙烯（PP）纤维（熔点：160℃，根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中的质量减少小于1质量％，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1，4－二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液）制造。

分别将上述过滤器的特性示于表2，过滤性能示于表5。并且，对于平均孔径、标准偏差等，其为修补层的测定值，但记载在集合体层的栏中。

＜比较例2＞

准备由聚四氟乙烯（PTFE、熔点：327℃，根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中的质量减少小于1质量％，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1，4－二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液）制造的膜滤器（アドバンテック社制，孔径：0.5μm，品名“T050A”），实施平均孔径等的测定等。

＜比较例3＞

除了在实施例1的片状叠层体的制造中，使超极细纤维的叠层量为12g/m²以外，其它与实施例1同样来制作过滤器用滤材16。

分别将所得过滤器用滤材16的构成、特性示于表2，过滤性能示于表5。

＜比较例4＞

除了在实施例1的片状叠层体的制造中，使超极细纤维的叠层量为0.05g/m²以外，其它与实施例1同样来制作过滤器用滤材17。

分别将所得过滤器用滤材17的构成、特性示于表2，过滤性能示于表5。

＜比较例5＞

除了在实施例1的片状叠层体的制造中，使基材的纤维直径为0.5μm以外，其它与实施例1同样来制作过滤器用滤材18。

分别将所得过滤器用滤材18的构成、特性示于表2，过滤性能示于表5。

＜比较例6＞

除了在实施例1的片状叠层体的制造中，对于静电纺丝中使用的超极细纤维的纺丝原液，使用将数平均分子量为15万的聚丙烯腈（PAN，熔点：140℃，根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中的质量减少为8质量％，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1，4－二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液）溶解在二甲基甲酰胺中而成的10质量％浓度的溶液以外，其它与实施例1同样来制作过滤器用滤材19。

分别将所得过滤器用滤材19的构成、特性示于表2，过滤性能示于表6。

＜比较例7＞

将比较例6中得到的过滤器用滤材19在70℃的10质量％NaOH水溶液中处理2小时后，进行水洗、干燥，制作过滤器用滤材20。

所得过滤器用滤材20的过滤性能示于表6。

＜比较例8＞

将比较例6中得到的过滤器用滤材19在180℃处理2小时，制作过滤器用滤材21。

将所得过滤器用滤材21的过滤性能示于表6。

＜比较例9＞

除了在实施例1的片状叠层体的制造中，对于静电纺丝中使用的超极细纤维的纺丝原液，使用将数平均分子量为20万的尼龙6（PA6，熔点：225℃，根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中的质量减少为5质量％，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1，4－二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液）溶解在甲酸中而成的10质量％浓度的溶液以外，其它与实施例1同样来制作过滤器用滤材22。

分别将所得过滤器用滤材22的构成、特性示于表2，过滤性能示于表6。

＜比较例10＞

将比较例9中得到的过滤器用滤材22在70℃的10质量％NaOH水溶液中处理2小时后，进行水洗、干燥，制作过滤器用滤材23。

将所得过滤器用滤材23的过滤性能示于表6。

＜比较例11＞

除了在实施例1的片状叠层体的制造中，对于静电纺丝中使用的超极细纤维的纺丝原液，使用将数平均分子量为25万的聚偏氟乙烯（PVDF，熔点：160℃，根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中的质量减少小于1质量％，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1，4－二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液）溶解在乙酸二甲酯中而成的20质量％浓度的溶液以外，其它与实施例1同样来制作过滤器用滤材24。

分别将所得过滤器用滤材24的构成、特性示于表2，过滤性能示于表6。

＜比较例12＞

将比较例11中得到的过滤器用滤材24在180℃处理2小时，制作过滤器用滤材25。

将所得过滤器用滤材25的过滤性能示于表6。

由表4～6所示的结果可知，当使用实施例的过滤器用滤材时，均可得到捕集效率高、压力损失抑制在低的程度的结果。

另一方面，当使用市售的过滤器或不满足本申请规定的过滤器用滤材时，对于捕集效率和压力损失的至少任一者，会产生一些问题。

产业实用性

本发明的过滤器用滤材可保持高的空隙率，从而透气性、通液性良好，进而还可以维持作为过滤器时的加工性或耐久性（包括耐热性、耐化学试剂性），因此可适合作为高寿命的滤材来使用。作为具体的用途领域，可以列举例如制药工业领域、电子工业领域、食品工业领域、汽车工业领域、化学工业等的液体过滤领域等。

Claims

1.液体过滤器用滤材，其具有片状叠层体，所述片状叠层体层叠有通过静电纺丝法制造的、由平均纤维直径为10nm～1000nm的超极细纤维的集合体形成的超极细纤维集合体层与由无纺布或织造布形成的基材，所述无纺布或织造布由平均纤维直径为1μm以上的纤维构成，所述过滤器用滤材满足以下(1)～(5)的所有条件，

(1)上述超极细纤维集合体层的单位面积重量为0.1g/m²～10g/m²，

(2)上述超极细纤维是长度为10cm以上的连续长纤维，

(3)上述超极细纤维集合体层的平均孔径为0.1μm～1μm，

(4)在根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价中，上述超极细纤维和纤维的质量减少为3质量％以下，所述根据JIS K 7114的耐化学试剂性评价使用了水、丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲苯、苯、环己烷、环己酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、1,4-二烷、吡啶、碳酸亚乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、10质量％氢氧化钠水溶液和10质量％硫酸水溶液，

(5)上述超极细纤维和纤维的熔融温度为200℃～450℃。

2.根据权利要求1所述的液体过滤器用滤材，其中，上述超极细纤维和纤维的至少一方是聚酯系纤维和聚酰胺系纤维的任意一者。

3.根据权利要求2所述的液体过滤器用滤材，其中，上述聚酰胺系纤维通过全部成分的60摩尔％以上是芳香族二羧酸的二羧酸成分、与全部成分的60摩尔％以上是碳原子数为6～12的脂肪族亚烷基二胺的二胺成分的缩聚得到。

4.过滤器芯，其至少一部分含有如权利要求1～3中任一项所述的液体过滤器用滤材。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的液体过滤器用滤材的制造方法，其具有下述工序：

使用上述纺丝原液并利用静电纺丝法在基材上层叠超极细纤维集合体层的叠层工序。