JP5172781B2

JP5172781B2 - 極細繊維複合不織布およびその製造方法

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Publication number: JP5172781B2
Application number: JP2009135637A
Authority: JP
Inventors: 悦郎中尾
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2009-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2029-06-05
Also published as: JP2010281011A

Description

この発明は、極細繊維と織編物が積層一体化した複合不織布に関し、フィルタやワイピングクロスなどに用いられ、特に微細な塵埃を除去するためのフィルタとして好適な、保形性および耐久性に優れた極細繊維複合不織布、およびその製造方法に関する。

従来から極細繊維の特性を利用した不織布が提案されており、例えば極細繊維が微細な塵埃を除去するという特性を生かした用途としてフィルタ用の不織布がある。このような不織布としては、例えばメルトブロー法による不織布がある。しかし、メルトブロー法によって形成される極細繊維は延伸されていないため強度が弱く、そのままでは実用に耐えないという問題があった。また、強度が弱いため風圧などの圧縮力が加わると簡単に嵩高性が失われてしまい、粉じん保持容量が低下するという問題があった。また、極細繊維の太さが均一になり難く、濾過性能が安定しないという問題があった。

このような、メルトブロー法による不織布を改良した技術として、特許文献１のフィルター用濾材が提案されている。この特許文献１によれば、ポリオレフィンまたはポリエステルからなる繊維径５μｍ以下の極細繊維９０〜３０重量％、並びにポリオレフィンまたはポリエステルからなる繊維径１２〜３０μｍのバインダー繊維１０〜７０重量％からなり、嵩密度０．０５〜０．３ｇ／ｃｍ^３であるフィルター用濾材が提案されている。また、このフィルター用濾材の製造方法として、海島型断面複合繊維の海成分として熱可塑性ポリビニルアルコールを用いた複合繊維と熱バインダー繊維からなり、該熱バインダー繊維を熱接着させることにより形態が保たれている乾式不織布から該熱可塑性ポリビニルアルコールを抽出除去することを特徴とする製造方法が示されている。

また、フィルターとして腰のあるものとするため、ケミカルバインダータイプの乾式不織布やスパンボンド不織布等の不織布と組み合わせてフィルターとすることが好ましいことが示されており、具体的には、実施例９に、海島型原綿とバインダー繊維とからなるカードウエッブを、ポリプロピレン製のスパンボンド不織布とメルトブローン不織布とメルトブローン不織布とスパンボンド不織布（目付１５ｇ／ｍ^２、旭化成株式会社製）からなる積層不織布に重ねあわせ、エンボス加工後に、海島型原綿のポリビニルアルコールを９５℃の熱水で抽出処理し、濾過材を得たことが示されている。しかし、この複合された不織布はエンボス加工が施されているため、接着部分が圧密化しており、この部分で流体が通過しないため、フィルタとして用いると圧力損失が大きくなってしまうという問題があった。

また、特許文献１の実施例１０には、海島型原綿とバインダー繊維とを７０：３０の混率で混綿し、メルトブローン不織布２枚からなる積層品の上にエアレイド法で積層した後に、１５０℃の熱風で熱接着し、９５℃で熱水抽出して、極細繊維とバインダー繊維とからなる濾過材を得たことが示されている。しかし、この複合された不織布は、メルトブローン不織布の上に単にバインダー繊維を含有するエアレイド不織布が重ねあわされているだけであるため、バインダー繊維による両不織布間の接着力は小さなものであり、二層剥離し易いという問題があった。

そこで、特に微細な塵埃を除去するためのフィルタとして、圧力損失が小さく、粉じん保持容量が大きく、保形性および耐久性に優れた極細繊維複合不織布が求められていた。

特開２００５−３１９３４７号公報

本発明は、上記問題を解決して、極細繊維と織編物が積層一体化した複合不織布に関し、特に微細な塵埃を除去するためのフィルタとして好適な、保形性および耐久性に優れた極細繊維複合不織布、およびその製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段は、請求項１に係る発明では、繊維ウエブが織物又は編物と積層一体化している極細繊維複合不織布であって、前記繊維ウエブはアルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を除去して得られる極細繊維、及び熱接着性繊維Ａを含有しており、前記織物又は編物は熱接着性繊維Ｂを含有しており、前記繊維ウエブはニードルによって絡合しているとともに前記熱接着性繊維Ａによって結合しており、前記繊維ウエブは前記織物又は編物とニードルによって絡合しているとともに前記熱接着性繊維Ｂによって結合していることを特徴とする極細繊維複合不織布である。この発明により、微細な塵埃を除去するためのフィルタとして好適な、保形性および耐久性に優れた極細繊維複合不織布を提供することが可能となる。

請求項２に係る発明では、請求項１に記載の極細繊維複合不織布からなるエアフィルタである。

請求項３に係る発明では、アルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維と、熱接着性繊維Ａとからなる繊維ウエブを形成し、次いで前記繊維ウエブと熱接着性繊維Ｂを含有する織物又は編物とを積層し、次いでニードルによって前記繊維ウエブを絡合するとともに前記繊維ウエブと前記織物又は編物とを絡合一体化し、次いで前記熱接着性繊維Ａ及び前記熱接着性繊維Ｂを加熱することによって前記繊維ウエブの構成繊維同士、及び構成繊維と前記織物又は編物を結合し、次いでアルカリ液にて前記複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を溶出することを特徴とする極細繊維複合不織布の製造方法である。この発明により、微細な塵埃を除去するためのフィルタとして好適な、保形性および耐久性に優れた極細繊維複合不織布を製造することが可能となる。

請求項４に係る発明では、アルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維と、熱接着性繊維Ａと、温水溶解繊維とからなる繊維ウエブを形成し、次いで前記繊維ウエブと熱接着性繊維Ｂを含有する織物又は編物とを積層し、次いでニードルによって前記繊維ウエブを絡合するとともに前記繊維ウエブと前記織物又は編物とを絡合一体化し、次いで前記熱接着性繊維Ａ及び前記熱接着性繊維Ｂを加熱することによって前記繊維ウエブの構成繊維同士、及び構成繊維と前記織物又は編物を結合し、次いで温水にて前記温水溶解繊維を溶出し、次いでアルカリ液にて前記複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を溶出することを特徴とする極細繊維複合不織布の製造方法である。この発明により、極細繊維複合不織布の空隙率を大きくすることができるので、より圧力損失が小さく粉じん保持容量の大きいフィルタを得ることができるという効果がある。

極細繊維と織編物が積層一体化した複合不織布に関し、特に微細な塵埃を除去するためのフィルタとして好適な、保形性および耐久性に優れた極細繊維複合不織布、およびその製造方法を提供することが可能となった。

本発明に適用される極細繊維または複合繊維の断面の例（ａ）は本発明に適用される極細繊維または複合繊維の断面の別の例、（ｂ）は本発明に適用される極細繊維または複合繊維の断面の別の例、（ｃ）は本発明に適用される極細繊維または複合繊維の断面の別の例、（ｄ）は本発明に適用される極細繊維または複合繊維の断面の別の例を示す図である。

以下、本発明に係る極細繊維複合不織布およびその製造方法の好ましい実施の形態について詳細に説明する。なお、極細繊維複合不織布の製造方法については、極細繊維複合不織布の説明の中で説明する。

本発明の極細繊維複合不織布は、繊維ウエブが織物又は編物（以下、総称して織編物と称することがある。）と積層一体化している。前記繊維ウエブは、その構成繊維が実質的にアルカリ不溶性繊維のみからなっている。アルカリ不溶性繊維としては、例えばアルカリ不溶性の樹脂成分から形成されるナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド系繊維、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン系繊維、ポリアクリロニトリルなどのアクリル系繊維、ビニロン繊維などを挙げることができる。また、アルカリ不溶性の樹脂成分を２成分以上複合して形成される、複合型の繊維を挙げることができる。また、芯鞘型の複合繊維で、鞘部にアルカリ不溶性の樹脂成分を有する複合繊維を挙げることができる。

ここで、「実質的に」とは、後述するように、アルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を除去して極細繊維を形成する際に、アルカリ可溶性樹脂成分が好ましくは５質量％未満、より好ましくは３質量％未満、さらに好ましくは１質量％未満残留した状態を含むことを意味する。

本発明では、前記繊維ウエブはアルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を除去して得られる極細繊維、及び熱接着性繊維Ａを含有している。ここで、アルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維の形態としては、例えば、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型などを挙げることができるが、これらの中では特に極細の繊維を発生することが可能な海島型が好ましい。

海島型の複合繊維としては、例えば図１に断面を例示するように海を形成する樹脂成分１と島を形成する樹脂成分２とからなる複合繊維があり、例えば紡糸口金部で海成分中に口金規制して島成分を押出して複合する方法などの複合紡糸法で得られる海島型複合繊維を適用可能である。また、一般的に混合紡糸法といわれる、島成分を構成する樹脂と海成分を構成する樹脂とを混合した後に紡糸する方法によって得られた海島型複合繊維も可能である。複合紡糸法による複合繊維の場合、海成分を溶解除去することによって同一の繊維径の極細繊維を得ることが可能であるという利点がある。一方、混合紡糸法による複合繊維の場合、同一の繊維径の極細繊維を得ることが困難であるが、より極細の繊維を発生することが可能であるという利点がある。以上説明した海島型の複合繊維の島成分をアルカリ不溶性樹脂成分とし、海成分をアルカリ可溶性樹脂成分とし、この海成分であるアルカリ可溶性樹脂成分を除去することで、島成分から極細繊維を形成することができる。

また、オレンジ型、多重バイメタル型の複合繊維としては、例えば一成分を他成分間に放射状に配した断面形状をもつ菊花型繊維、異なる成分を交互に層状に積層した断面形状をもつバイメタル型繊維があり、具体的には、例えば図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に断面を例示するように樹脂成分１と樹脂成分２とからなる複合繊維を挙げることができる。なお、図２の（ａ）では、樹脂成分１をアルカリ不溶性樹脂成分とし樹脂成分２をアルカリ可溶性樹脂成分とすることができる。このような断面形状の分割性複合繊維の樹脂成分１または樹脂成分２を、アルカリ液を用いて溶解除去することによって、断面形状が扁平形状の極細繊維を形成することができる。また、アルカリ可溶性樹脂成分を除去して得られる極細繊維であるので、単に水流により分割して発生した極細繊維と異なりほぼ完全に分割した極細繊維であり、極細繊維としての効果を十分に発揮できるという利点がある。

前記極細繊維の繊維径は、０．１〜７μｍであることが好ましく、０．２〜３μｍがより好ましく、０．３〜１μｍが更に好ましい。７μｍを超えると微細な粉じんを除去する効果が低下する場合がある。また、０．１μｍ未満では、極細繊維の強度が低下して、その結果不織布の耐久性が低下する場合がある。

なお、極細繊維の繊維径は走査型電子顕微鏡の平面、又は断面の映像で確認できる直径で表すことができる。直径にバラツキがある場合は前記映像のうち例えば任意の１００個の数平均値で表すことができる。繊維の断面形状が円形でない場合は、繊維断面と同じ面積を有する円の直径で表すことができる。なお、使用される原料の繊度（デシテックス）が分かっている場合は、次式で得られる繊維径で表すことができる。

Ｄ＝（４ｄ／π・１０^６・ρ）^０．５・１０^４
(ここで、Ｄ：繊維径（μｍ），ρ：繊維を構成する高分子重合体の密度（ｇ／ｃｍ^３），ｄ：繊維の繊度（デシテックス），π：円周率)

また、前記極細繊維の繊維ウエブ中に占める割合は５０〜９５質量％であることが好ましく、５５〜９０質量％であることがより好ましく、５５〜８５質量％であることが更に好ましい。５０質量％未満であると、フィルタに用いた場合、微細な粉じんを除去する効果が充分に発揮されない場合があり、９５質量％を超えると接着性繊維の割合が低下して、繊維間及び繊維と多孔支持体間の接着が不十分となり極細繊維複合不織布の組織が崩れやすくなる場合がある。

本発明では、前記繊維ウエブはさらに熱接着性繊維Ａを含んでいる。当該熱接着性繊維Ａとしては、繊維ウエブの構成繊維の融点の中で最も低い融点を有する単一成分からなる熱接着性繊維が適用可能であり、また構成繊維の融点の中で最も低い融点を有する低融点成分と、この低融点成分よりも高い融点（好ましくは１０℃以上高い融点、より好ましくは２０℃以上高い融点）を有する高融点成分とからなる、２種類以上の樹脂成分からなるサイドバイサイド型、芯鞘型などの複合型の熱接着性繊維が可能である。なお、前記熱接着性繊維Ａの接着温度は、極細繊維を含有する構成繊維を接着により結合させる際に、極細繊維が変形や熱収縮しないように、極細繊維の融点よりも１０℃以上低いことが好ましく、より好ましくは２０℃以上低いことが好ましい。

前述の単一成分からなる熱接着性繊維としてポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンなどの樹脂を主体とする繊維を例示でき、複合型の熱接着性繊維の樹脂成分として、６ナイロン／ポリエチレン、ポリプロピレン／ポリエチレン、ポリプロピレン／エチレン−酢酸ビニル共重合体、６ナイロン／６６ナイロン、高密度ポリエチレン／低密度ポリエチレンなどの組み合わせが例示できるが、これらに限定されるものではない。

また、前記熱接着性繊維Ａの構成繊維中に占める割合が５〜５０質量％であることが好ましく、１０〜４５質量％であることがより好ましく、１５〜４５質量％であることが更に好ましい。５質量％未満であると、構成繊維を充分に結合できず耐久性に劣る極細繊維複合不織布になる場合があり、５０質量％を超えると極細繊維複合不織布の微細な粉じんを除去する効果が低下する場合がある。

また、本発明では、前記繊維ウエブは前記極細繊維と前記熱接着性繊維Ａ以外にも、他の機能性を付加する目的で、本発明の特性を大きく低下させない範囲で、他のアルカリ不溶性繊維を含有することも可能である。

また、前記構成繊維の繊維長さは、不織布の各製造方法での繊維ウエブの形成に適した長さを適用可能であり、例えば乾式法やエアレイ法であればカード機に供給するステープル繊維として好適な１５〜１１０ｍｍであることが好ましく、スパンボンド法であれば連続した長繊維が適用可能である。これらの製法中でも、乾式法やエアレイ法であれば、スパンボンド法と比較して海島型複合繊維や分割性複合繊維と熱接着性繊維Ａとを均一に混合可能であること、また湿式法と比較して極細繊維複合不織布の強度がより優れるという点で好ましく、この点から好ましい繊維長は１５〜１１０ｍｍといえる。

本発明では、前記繊維ウエブの面密度は、好ましくは７〜９０ｇ／ｍ^２、より好ましくは１０〜７５ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは１０〜６０ｇ／ｍ^２である。７ｇ／ｍ^２未満であると、ニードルによる絡合が不充分となり耐久性に劣る場合があり、９０ｇ／ｍ^２を超えると剛性が高くなり過ぎたり、フィルタとして使用した場合、圧力損失が高くなり過ぎる場合がある。

また、前記複合繊維からアルカリ可溶性樹脂成分を溶出する前の繊維ウエブの面密度は、好ましくは５０〜３００ｇ／ｍ^２、より好ましくは６０〜２５０ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは７０〜２００ｇ／ｍ^２である。５０ｇ／ｍ^２未満であると、ニードルによる絡合が不充分となり耐久性に劣る場合があり、３００ｇ／ｍ^２を超えると前記複合繊維からアルカリ可溶性樹脂成分を十分に溶出することができなくなる場合がある。また、極細繊維複合不織布の剛性が高くなり過ぎたり、フィルタとして使用した場合、圧力損失が高くなり過ぎる場合がある。

本発明では、前記繊維ウエブが織編物と積層一体化しているが、前記織編物としては、長繊維または糸が織られていたり又は編まれている限り特に限定されず、ネットであることも可能である。また、前記織編物を構成する繊維は実質的にアルカリ不溶性繊維のみからなっている。また、前記織編物を構成する繊維は熱接着性繊維Ｂを含有している。例えば、織物、編物またはネットである場合は、長繊維やモノフィラメントがサイドバイサイド型、芯鞘型などの複合型の熱接着性繊維Ｂを含有しているか、あるいは糸が融点の異なる二種類以上のフィラメントまたはステープル繊維から形成されている。詳細には、前記熱接着性繊維Ｂとしては、前記繊維ウエブの構成繊維の融点の中で最も低い融点を有する低融点成分と、この低融点成分よりも高い融点（好ましくは１０℃以上高い融点、より好ましくは２０℃以上高い融点）を有する高融点成分とからなる、２種類以上の樹脂成分からなるサイドバイサイド型、芯鞘型などの複合型の熱接着性繊維が可能である。

前記織編物の好ましい態様としては、例えば芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンからなる芯鞘型のモノフィラメントが平織りされてなるポリオレフィン系樹脂製ネット（例えば、チッソ株式会社製：商品名「ライトロンネット」、目合い：１７本／インチ、面密度５４ｇ／ｍ^２又は３８ｇ／ｍ^２）が好適に使用される。

前記織編物の面密度も特に限定されないが、好ましくは１５〜１４０ｇ／ｍ^２、より好ましくは２０〜１００ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは３０〜７０ｇ／ｍ^２である。また、織編物の厚さも限定されないが、好ましくは０．１〜０．８ｍｍ、より好ましくは０．１５〜０．６ｍｍ、さらに好ましくは０．２〜０．５ｍｍである。尚、織編物の厚さは１ｃｍ^２あたり２０ｇの荷重時の厚さで表すものとする。

本発明では、前記繊維ウエブはニードルによって絡合しているとともに前記熱接着性繊維Ａによって結合しており、前記繊維ウエブは前記織編物とニードルによって絡合しているとともに前記熱接着性繊維Ｂによって結合している。ニードルによる絡合は、公知の方法で行うことが可能であり、例えばニードルパンチ用の針を用いて、針深さ１〜２０ｍｍ、針密度１００〜１０００本／ｍ^２の条件で行うことが可能である。具体的には、例えば、アルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維と、熱接着性繊維Ａとからなる繊維ウエブを形成し、次いで前記繊維ウエブと熱接着性繊維Ｂを含有する織編物とを積層し、次いでニードルによって前記繊維ウエブを絡合するとともに前記繊維ウエブと前記織編物とを絡合一体化する方法によって行なうことができる。

また、本発明では、前記繊維ウエブは前記熱接着性繊維Ａによって結合しているとともに、前記繊維ウエブは前記織編物と前記熱接着性繊維Ｂによって結合していることが必要である。この結合は、熱接着性繊維Ａおよび熱接着性繊維Ｂがその低融点成分の融点以上の温度で加熱処理されることで、低融点成分が他の繊維に融着して繊維間および織編物との結合が生じる。この加熱処理は、ニードルによる絡合が行われた後に、またアルカリ液によるアルカリ可溶樹脂成分の溶解処理前に行われることが好ましく、このような方法により、繊維組織の崩れを防止するとともに、アルカリ可溶樹脂成分の溶解処理後に柔軟性に優れるとともに耐久性に富む極細繊維複合不織布を得ることができるという利点がある。すなわち、まず接着性繊維Ａ同士が繊維交点で確実に接着固定するとともに織編物に含有される接着性繊維Ｂによって織編物にも接着固定して、強固で耐久性のある繊維構造の骨格を形成する。

そして、複合繊維が海島型複合繊維の場合、その骨格の中で、複合繊維がアルカリ処理によって極細化するとともに、繊維間の接着交点は消失して、繊維の自由度が高まる。それと同時に、空隙が大きくなり、極細繊維の分散が促進される。また、その後の中和、水洗後の加熱乾燥で再度、繊維間の接着交点が生じて繊維組織が固定されて、繊維の離脱が防止される。このようにして、粉じん保持容量が増加したり、塵埃を捕捉する容量が大きくなるのである。

また、複合繊維が分割性複合繊維の場合、その骨格の中で、複合繊維がアルカリ処理によって極細化して、分散が生じ、繊維の自由度が高まる。また、接着性繊維Ａが複合繊維に対して融着して形成された融着樹脂からなる接着交点はアルカリ処理によって、アルカリ不溶性樹脂成分からなる極細繊維との小さな接着交点となり、すなわち融着樹脂の一部が剥離して小さな融着樹脂となることで、繊維の自由度が高まるとともに、空隙が大きくなり、粉じん保持容量が増加したり、塵埃を捕捉する容量が大きくなるのである。

本発明の極細繊維複合不織布の面密度は、好ましくは３０〜１６０ｇ／ｍ^２、より好ましくは４０〜１３０ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは５０〜１００ｇ／ｍ^２である。３０ｇ／ｍ^２未満であると、ニードルによる絡合が不充分となり耐久性に劣る場合があり、１６０ｇ／ｍ^２を超えると剛性が高くなり過ぎたり、フィルタとして使用した場合、圧力損失が高くなり過ぎる場合がある。

また、本発明の極細繊維複合不織布の厚さは、０．２〜１．３ｍｍが好ましく、０．３〜１．１ｍｍがより好ましく、０．４〜０．８ｍｍが更に好ましい。０．２ｍｍ未満であると、フィルタとして使用した場合、濾過性能が低下したり、粉じん保持容量が少なくなる場合がある。また、１．３ｍｍを超えると、フィルタとして使用した場合、折り加工等の加工が難しくなる場合がある。また折り加工した後枠材を取付けてなるフィルタエレメントやフィルタユニットにおいて単位容積当りの収納濾過面積が小さくなり圧力損失が高くなる場合がある。なお、厚さは１ｃｍ^２あたり２０ｇの荷重時の厚さで表すものとする。

また、本発明の極細繊維複合不織布の見掛け密度は、０．０４〜０．３５ｇ／ｃｍ^３が好ましく、０．０６〜０．２５ｇ／ｃｍ^３がより好ましく、０．０８〜０．１８ｇ／ｃｍ^３が更に好ましい。０．０４ｇ／ｃｍ^３未満であると、繊維組織が崩れ易くなる場合があり、０．３５ｇ／ｃｍ^３を超えると剛性が高くなり過ぎたり、フィルタとして使用した場合、圧力損失が高くなり過ぎる場合がある。

本発明の極細繊維複合不織布の用途としては、極細繊維の特長を十分に発揮できる点、及び耐久性に優れる点でエアフィルタ、液体フィルタなどのフィルタを挙げることができる。エアフィルタとしては、特に計数法で評価される中高性能のエアフィルタの用途を挙げることができる。

本発明の第１の極細繊維複合不織布の製造方法は、アルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維と、熱接着性繊維Ａとからなる繊維ウエブを形成し、次いで前記繊維ウエブと熱接着性繊維Ｂを含有する織編物とを積層し、次いでニードルによって前記繊維ウエブを絡合するとともに前記繊維ウエブと前記織編物とを絡合一体化し、次いで前記熱接着性繊維Ａ及び前記熱接着性繊維Ｂを加熱することによって前記繊維ウエブの構成繊維同士、及び構成繊維と前記織編物を結合し、次いでアルカリ液にて前記複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を溶出することを特徴とする。この第１の製造方法によって、本発明の極細繊維複合不織布を製造することができる。

「アルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維と、熱接着性繊維Ａとからなる繊維ウエブ」については、前述の説明をそのまま適用することができる。また、「前記繊維ウエブと熱接着性繊維Ｂを含有する織編物とを積層し、次いでニードルによって前記繊維ウエブを絡合するとともに前記繊維ウエブと前記織編物とを絡合一体化し、次いで前記熱接着性繊維Ａ及び前記熱接着性繊維Ｂを加熱することによって前記繊維ウエブの構成繊維同士、及び構成繊維と前記織編物を結合する」ことについても、前述の説明をそのまま適用することができる。

本発明の製造方法では、前記熱接着性繊維Ａ及び前記熱接着性繊維Ｂを加熱することによって前記繊維ウエブの構成繊維同士、及び構成繊維と前記織編物を結合し、次いでアルカリ液にて前記複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を溶出する。このアルカリ液としては、アルカリ水溶液を用いることが好ましく、アルカリ水溶液に、前記織編物と一体化した絡合・結合繊維ウエブを浸漬して、アルカリ可溶性樹脂成分を溶出して除去する。この処理に際しては、例えばアルカリ可溶性樹脂成分がポリエステル樹脂成分であれば、水酸化ナトリウムの６％水溶液を９５℃に加温して、その水溶液中に３０分間浸漬することにより、ほぼ１００％の溶解除去が可能である。

なお、アルカリ液によりアルカリ可溶性樹脂成分を溶出した後に、乾燥処理を行うが、この乾燥処理の温度条件としては、特に極細繊維複合不織布に柔軟性が要求される場合には、前記熱接着性繊維の低融点樹脂成分の融点未満の温度で乾燥処理を行うことが好ましい。また、特に極細繊維複合不織布に耐久性が要求される場合には、前記熱接着性繊維の低融点樹脂成分の融点以上の温度で乾燥処理を行うことが好ましい。

本発明の第２の極細繊維複合不織布の製造方法は、アルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維と、熱接着性繊維Ａと、温水溶解繊維とからなる繊維ウエブを形成し、次いで前記繊維ウエブと熱接着性繊維Ｂを含有する織編物とを積層し、次いでニードルによって前記繊維ウエブを絡合するとともに前記繊維ウエブと前記織編物とを絡合一体化し、次いで前記熱接着性繊維Ａ及び前記熱接着性繊維Ｂを加熱することによって前記繊維ウエブの構成繊維同士、及び構成繊維と前記織編物を結合し、次いで温水にて前記温水溶解繊維を溶出し、次いでアルカリ液にて前記複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を溶出することを特徴とする。

ここで温水溶解繊維とは、１５〜１００℃のいずれかの温度の水に溶解する繊維のことを意味し、前記温水溶解繊維としては、例えば溶解温度が４０〜１００℃の部分けん化のポリビニルアルコールを挙げることができる。このような温水溶解繊維を用いることによって、ニードルによって前記繊維ウエブを絡合するとともに前記繊維ウエブと前記織編物とを絡合一体化する際に、繊維ウエブの面密度が大きくなり、絡合効果を大きくすることができる。すなわち、複合繊維と接着繊維Ａの合計量が少ないと織編物に十分絡まない場合があり、このような場合に絡合を促進するための繊維増量材としての効果がある。更に、繊維の絡合を促進した上で、アルカリ処理前に余分なものとして除去することで、結果的に繊維ウエブ中の空隙が増し、アルカリ処理しやすくなるとともに繊維の自由度が増し、アルカリ処理により発生する極細繊維の分散性向上に役立つという効果もある。また、最終的に得られる極細繊維複合不織布の空隙率をより大きくすることができるので、より圧力損失が小さく粉じん保持容量の大きいフィルタを得ることができるという効果がある。

前記温水溶解繊維の溶解前の繊維ウエブ中に占める割合は１５〜７０質量％であることが好ましく、２０〜６５質量％であることがより好ましい。１５質量％未満であると、前述した絡合を促進するための繊維増量材としての効果が少なくなったり、繊維ウエブ中に空隙を設ける効果が少なくなる場合がある。また、７０質量％を超えると繊維ウエブ中の空隙が大きくなり過ぎて、耐久性が低下する場合がある。

第２の製造方法では、このような温水溶解繊維を前記繊維ウエブに予め加えておき、４０〜１００℃に加温（又は加熱）された水に前記織編物と一体化した絡合・結合繊維ウエブを浸漬して、温水溶解繊維を溶出し、次いで第１の製造方法と同様にして、アルカリ液にて前記複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を溶出する。この第２の製造方法によれば、第１の製造方法と比較して、絡合を促進するための繊維増量材としての効果が働き、耐久性に優れた極細繊維複合不織布を得ることができる。また、極細繊維が均一に分散し易く、均一な構造の極細繊維複合不織布を得ることができる。また、極細繊維複合不織布の空隙率をより大きくすることができるので、より圧力損失が小さく粉じん保持容量の大きいフィルタを得ることができるという効果がある。

以下、本発明の実施例について説明するが、これは発明の理解を容易とするための好適例にすぎず、本発明はこれら実施例の内容に限定されるものではない。

（極細繊維複合不織布の濾過性能評価方法）
ＪＩＳＢ９９０８形式１に規定される試験方法において、風速５０ｃｍ／ｓｅｃ．とした時の圧力損失および粒径１〜２μｍの範囲における大気塵の捕集効率を測定する。

（繊維の非離脱性試験方法）
密閉容器に濃度６％のＮａＯＨ水溶液を３０００ｃｃ入れ、その水溶液中に、円筒状の多孔体に巻回した１ｍ^２の試験片を浸漬する。次いで水溶液を９５℃に加温して、正逆回転させながら３０分間アルカリ抽出処理を行う。次いで、ＮａＯＨ水溶液を濾過して、ＮａＯＨ水溶液中の離脱繊維の有無を目視により確認する。その結果、離脱繊維が認められない場合は○、認められる場合は×と評価する。

（実施例１）
１．５デシテックスの複合紡糸型の海島繊維（繊維長３８ｍｍ、海成分はポリエチレンテレフタレート樹脂、島成分はポリプロピレン樹脂）４３質量％と、０．８８デシテックスの熱接着性繊維（繊維長３８ｍｍ、芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンからなる芯鞘型複合繊維）１０質量％と、１．７デシテックスの温水溶解繊維（繊維長５１ｍｍ、１００℃の水に溶解する部分けん化ポリビニルアルコール）４７質量％を混合して、カード機に投入して、繊維ウエブを形成した。
次いで、この繊維ウエブを芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンからなる芯鞘型のモノフィラメントが平織りされてなる織物である、ポリオレフィン系樹脂製ネット（チッソ株式会社製：商品名「ライトロンネット」、目合い：１７本／インチ、面密度５４ｇ／ｍ^２）の上に載置して、この積層された繊維ウエブをニードル処理（針：４０番、針深さ：８ｍｍ、針密度２００本／ｃｍ^２）によって絡合するとともに、繊維ウエブと織物とを絡合一体化した。
次いで、この絡合一体化した繊維ウエブを１４５℃のドライヤーに入れて加熱処理を行い、繊維ウエブおよび織物に含まれる熱接着性繊維によって繊維ウエブの構成繊維を結合するとともに繊維ウエブと織物を結合して複合繊維シート（面密度：１５４ｇ／ｍ^２、厚さ２．３ｍｍ、見掛け密度０．０６７ｇ／ｃｍ^３）を得た。
次いで、この複合繊維シートを沸騰水に３０分間浸漬して温水溶解繊維を溶解除去し、脱水後、この複合繊維シートをＰＰ製の筒状多孔体に巻回して、この巻回した状態のまま、９５℃のＮａＯＨ水溶液（６質量％）中に３０分間浸漬して、ポリエチレンテレフタレート樹脂成分をほぼ１００％溶出させた。次いで、酢酸によって中和、水洗、脱水、乾燥（１４５℃）の各工程を経て、極細繊維複合不織布を得た。
得られた極細繊維複合不織布の断面を走査型電子顕微鏡の映像で観察すると、前記海島繊維の島成分から６００ｎｍの極細繊維が発生していることが確認された。
また、この極細繊維複合不織布は、面密度が７９ｇ／ｍ^２（繊維ウエブの面密度は２５ｇ／ｍ^２）であり、厚さが０．６５ｍｍであり、見掛け密度が０．１２ｇ／ｃｍ^３であり、繊維ウエブ中の極細繊維の比率が６０質量％であり、熱接着性繊維の比率が４０質量％であった。また、圧力損失が３５Ｐａであり、計数法による粒子捕集効率が７２％であり、繊維の非離脱性試験の結果は繊維が認められず○であった。

（実施例２）
実施例１において、１．５デシテックスの複合紡糸型の海島繊維４３質量％と、０．８８デシテックスの熱接着性繊維５質量％と、１．７デシテックスの温水溶解繊維５２質量％を混合して、カード機に投入して、繊維ウエブを形成したこと以外は、実施例１と同様の各工程を経て、複合繊維シート（面密度：１５４ｇ／ｍ^２、厚さ２．１ｍｍ、見掛け密度０．０７３ｇ／ｃｍ^３）及び極細繊維複合不織布を得た。
得られた極細繊維複合不織布の断面を走査型電子顕微鏡の映像で観察すると、前記海島繊維の島成分から６００ｎｍの極細繊維が発生していることが確認された。
また、この極細繊維複合不織布は、面密度が７４ｇ／ｍ^２（繊維ウエブの面密度は２０ｇ／ｍ^２）であり、厚さが０．６２ｍｍであり、見掛け密度が０．１２ｇ／ｃｍ^３であり、繊維ウエブ中の極細繊維の比率が７５質量％であり、熱接着性繊維の比率が２５質量％であった。また、圧力損失が３０Ｐａであり、計数法による粒子捕集効率が７７％であり、繊維の非離脱性試験の結果は繊維が認められず○であった。

（実施例３）
実施例１において、１．５デシテックスの複合紡糸型の海島繊維７０質量％と、０．８８デシテックスの熱接着性繊維５質量％と、１．７デシテックスの温水溶解繊維２５質量％を混合して、カード機に投入して、繊維ウエブを形成したこと以外は、実施例１と同様の各工程を経て、複合繊維シート（面密度：１５４ｇ／ｍ^２、厚さ１．９５ｍｍ、見掛け密度０．０７９ｇ／ｃｍ^３）及び極細繊維複合不織布を得た。
得られた極細繊維複合不織布の断面を走査型電子顕微鏡の映像で観察すると、前記海島繊維の島成分から６００ｎｍの極細繊維が発生していることが確認された。
また、この極細繊維複合不織布は、面密度が８４ｇ／ｍ^２（繊維ウエブの面密度は３０ｇ／ｍ^２）であり、厚さが０．６９ｍｍであり、見掛け密度が０．１２ｇ／ｃｍ^３であり、繊維ウエブ中の極細繊維の比率が８３質量％であり、熱接着性繊維の比率が１７質量％であった。また、圧力損失が４２Ｐａであり、計数法による粒子捕集効率が８３％であり、繊維の非離脱性試験の結果は繊維が認められず○であった。

（実施例４）
実施例１において、１．５デシテックスの複合紡糸型の海島繊維３５質量％と、０．８８デシテックスの熱接着性繊維５質量％と、１．７デシテックスの温水溶解繊維６０質量％を混合して、カード機に投入して、繊維ウエブを形成したこと、及びこの繊維ウエブを芯成分がポリプロピレンで鞘成分がポリエチレンからなる芯鞘型のモノフィラメントが平織りされてなる織物である、ポリオレフィン系樹脂製ネット（チッソ株式会社製：商品名「ライトロンネット」、目合い：１７本／インチ、面密度３８ｇ／ｍ^２）の上に載置したこと以外は、実施例１と同様の各工程を経て、複合繊維シート（面密度：１１８ｇ／ｍ^２、厚さ１．８４ｍｍ、見掛け密度０．０６４ｇ／ｃｍ^３）及び極細繊維複合不織布を得た。
得られた極細繊維複合不織布の断面を走査型電子顕微鏡の映像で観察すると、前記海島繊維の島成分から６００ｎｍの極細繊維が発生していることが確認された。
また、この極細繊維複合不織布は、面密度が５２ｇ／ｍ^２（繊維ウエブの面密度は１４ｇ／ｍ^２）であり、厚さが０．４７ｍｍであり、見掛け密度が０．１１ｇ／ｃｍ^３であり、繊維ウエブ中の極細繊維の比率が７１質量％であり、熱接着性繊維の比率が２９質量％であった。また、圧力損失が２４Ｐａであり、計数法による粒子捕集効率が５１％であり、繊維の非離脱性試験の結果は繊維が認められず○であった。

（比較例１）
実施例１と同様にして繊維ウエブを形成した。
次いで、この繊維ウエブを織物に載置せずにニードル処理（針：４０番、針深さ：８ｍｍ、針密度２００本／ｃｍ^２）によって絡合した。
次いで、この絡合した繊維ウエブを１４５℃のドライヤーに入れて加熱処理を行い、繊維ウエブに含まれる熱接着性繊維によって繊維ウエブの構成繊維を結合して繊維シート（面密度：１００ｇ／ｍ^２、厚さ１．９）ｍｍ、見掛け密度０．０５３ｇ／ｃｍ^３）を得た。
次いで、この繊維シートを沸騰水に３０分間浸漬して温水溶解繊維を溶解除去し、脱水後、この繊維シートをＰＰ製の筒状多孔体に巻回して、この巻回した状態のまま、９５℃のＮａＯＨ水溶液（６質量％）中に３０分間浸漬して、ポリエチレンテレフタレート樹脂成分をほぼ１００％溶出させたところ、繊維シートの形態が崩れて、極細繊維からなる不織布を得ることができなかった。

（比較例２）
実施例１において、繊維ウエブをポリプロピレンからなるモノフィラメントが平織りされてなる織物である、ポリオレフィン系樹脂製ネット（チッソ株式会社製：商品名「ライトロンネット」、目合い：１７本／インチ、面密度５４ｇ／ｍ^２）の上に載置して、この積層された繊維ウエブをニードル処理（針：４０番、針深さ：８ｍｍ、針密度２００本／ｃｍ^２）によって絡合するとともに、繊維ウエブと織物とを絡合一体化したこと以外は、実施例１と同様の各工程を経て、複合繊維シート（面密度：１５４ｇ／ｍ^２、厚さ２．３ｍｍ、見掛け密度０．０６７ｇ／ｃｍ^３）を得た。
得られた極細繊維複合不織布の断面を走査型電子顕微鏡の映像で観察すると、前記海島繊維の島成分から６００ｎｍの極細繊維が発生していることが確認された。
また、この極細繊維複合不織布は、面密度が７９ｇ／ｍ^２（繊維ウエブの面密度は２５ｇ／ｍ^２）であり、厚さが０．６５ｍｍであり、見掛け密度が０．１２ｇ／ｃｍ^３であり、繊維ウエブ中の極細繊維の比率が６０質量％であり、熱接着性繊維の比率が４０質量％であった。また、圧力損失が３５Ｐａであり、計数法による粒子捕集効率が７２％であった。しかし、繊維の非離脱性試験の結果は離脱繊維が認められ×であった。

１樹脂成分
２他の樹脂成分

Claims

繊維ウエブが織物又は編物と積層一体化している極細繊維複合不織布であって、前記繊維ウエブはアルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を除去して得られる極細繊維、及び熱接着性繊維Ａを含有しており、前記織物又は編物は熱接着性繊維Ｂを含有しており、前記繊維ウエブはニードルによって絡合しているとともに前記熱接着性繊維Ａによって結合しており、前記繊維ウエブは前記織物又は編物とニードルによって絡合しているとともに前記熱接着性繊維Ｂによって結合していることを特徴とする極細繊維複合不織布。
請求項１に記載の極細繊維複合不織布からなるエアフィルタ。
アルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維と、熱接着性繊維Ａとからなる繊維ウエブを形成し、次いで前記繊維ウエブと熱接着性繊維Ｂを含有する織物又は編物とを積層し、次いでニードルによって前記繊維ウエブを絡合するとともに前記繊維ウエブと前記織物又は編物とを絡合一体化し、次いで前記熱接着性繊維Ａ及び前記熱接着性繊維Ｂを加熱することによって前記繊維ウエブの構成繊維同士、及び構成繊維と前記織物又は編物を結合し、次いでアルカリ液にて前記複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を溶出することを特徴とする極細繊維複合不織布の製造方法。
アルカリ不溶性樹脂成分とアルカリ可溶性樹脂成分とから形成された複合繊維と、熱接着性繊維Ａと、温水溶解繊維とからなる繊維ウエブを形成し、次いで前記繊維ウエブと熱接着性繊維Ｂを含有する織物又は編物とを積層し、次いでニードルによって前記繊維ウエブを絡合するとともに前記繊維ウエブと前記織物又は編物とを絡合一体化し、次いで前記熱接着性繊維Ａ及び前記熱接着性繊維Ｂを加熱することによって前記繊維ウエブの構成繊維同士、及び構成繊維と前記織物又は編物を結合し、次いで温水にて前記温水溶解繊維を溶出し、次いでアルカリ液にて前記複合繊維のアルカリ可溶性樹脂成分を溶出することを特徴とする極細繊維複合不織布の製造方法。