JPWO2013080955A1 - 混繊不織布とこれを用いてなる濾材 - Google Patents

Abstract

圧力損失が低いうえに捕集効率に優れた混繊不織布であり、特にエアフィルターに好適に用いることができる混繊不織布およびそれを用いた濾材を提供する。
繊維径が異なる繊維が混合された不織布である。繊維径５．０μｍ以下である繊維（繊維群Ａ）の体積割合が２０〜８０ｖｏｌ％であり、繊維径５０．０以上である繊維（繊維群Ｂ）の体積割合が１〜４０ｖｏｌ％であり、繊維径が５．０より大きく、〜５０．０μｍ未満である繊維（繊維群Ｃ）の体積割合が０〜７９ｖｏｌ％である。繊維群Ａの繊維径中央値（Ａ’）に対する繊維群Ｂの繊維径中央値（Ｂ’）の比（Ｂ’／Ａ’）が３５以上である。

Description

本発明は、エアフィルターに好適に用いられる混繊不織布およびそれを用いてなる濾材に関するものであり、特に本発明は、低圧力損失と高捕集効率を発揮することができる高性能の混繊不織布と、その高性能の混繊不織布を用いたエアフィルターに好適に用いられる濾材に関するものである。

従来から、気体中の花粉や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、そのエアフィルターの濾材として不織布が多く用いられている。中でも、不織布の製造法の一つであるメルトブロー法は、エアフィルター製品の濾材や電池セパレータ等々の製造に幅広く使用されている。メルトブロー法は、一般に、紡糸口金から押し出された熱可塑性ポリマーを熱風噴射することにより繊維状に細化し、得られた繊維の自己融着特性を利用して繊維ウェブとして形成せしめる方法であり、スパンボンド法等の他の不織布の製造法に比べて、複雑な工程を必要とせず、また数１０μｍから数μｍ以下の細い繊維が容易に得られるという利点をもつ。

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高捕集効率、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低圧力損失である。上記の高い捕集効率を有する濾材を得るためには、不織布を構成する繊維が細繊度であることが適しているが、その一方で、その不織布が潰れやすくなり、繊維密度が増加することにより圧力損失が高くなるという課題がある。また、圧力損失が低い濾材を得るためには、不織布を構成する繊維が太繊度であることが適しているが、その一方で、不織布内の繊維表面積が減少してしまい、捕集効率が低下する。このように、高捕集効率を有することと、低圧力損失を有することは相反する関係にあるものである。

上記の問題点を解決する方法として、不織布をエレクトレット化し、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、高捕集かつ低圧力損失を同時に満足させる試みがなされている。

例えば、アース電極上に不織布を接触させた状態で、このアース電極と不織布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、エレクトレット不織布の製造法が提案されている（特許文献１参照。）。これは、不織布内に、電子の注入、イオンの移動および双極子の配向などを生ぜしめることにより、分極させ、不織布に電荷を付与するというものである。

また、不織布を構成する繊維に対して、繊維に添加剤を添加することにより、高捕集効率を有しかつ低圧力損失特性を持つ不織布を得る方法が提案されており、例えば、高分子重合体に、ヒンダードアミン系、含窒素ヒンダードフェノール系、金属塩ヒンダードフェノール系あるいはフェノール系の安定剤から選ばれた少なくとも１種を配合してなる材料からなり、かつ１００℃以上の温度における熱刺激脱分極電流からのトラップ電荷量が２．０×１０^−１０クーロン／ｃｍ^２以上であるという耐熱性エレクトレット材料が提案されている（特許文献２参照。）。

また、その他にも性質の異なる樹脂からなる繊維を混繊したメルトブロー不織布を得るための方法（特許文献３）や、細繊維と太繊維が混合した不織布を形成させることにより不織布の潰れを軽減し、圧力損失の上昇を抑制する方法が提案されている（特許文献４および５参照。）。このうち、特許文献３には、フィルター用途に適した繊維径の組み合わせについて、具体的な言及はされていなかった。また、特許文献４には１〜１０μｍの繊維が適度に混合分散した混繊不織布が、フィルターに好適に用いられるとされている。しかし１０μｍよりも細い繊維のみからなる混繊不織布では、特にエアフィルター用濾材として用いた場合に、十分な圧損上昇の抑制効果を得ることができなかった。また、特許文献５には、１０μｍより太い繊維を混繊する方法が開示されている。しかし、この方法を使用した場合、十分な捕集効率を得るために、大きい目付が必要となり、濾材コストが高価となるという課題があった。
このように、捕集効率と圧力損失のバランスを両立し、かつ安価に濾材を得る方法はこれまで知られていなかった。

特開昭６１−２８９１７７号公報 特開昭６３−２８０４０８号公報 米国特許第３９８１６５０号明細書 特許第３７５３５２２号公報 特許第３７０３９８６号公報

そこで本発明の目的は、圧力損失が低いうえに優れた捕集効率を有する不織布、特にエアフィルターに好適に用いることができる混繊不織布およびそれを用いてなる濾材を提供することにある。

本発明は、前記課題を解決せんとするものであり、本発明の混繊不織布は、繊維径が互いに異なる繊維が混合された不織布であり、前記繊維径が５．０μｍ以下である繊維からなる繊維群Ａと、前記繊維径が５０．０μｍ以上である繊維からなる繊維群Ｂとを含み、また前記繊維径が５．０μｍより大きく、５０．０μｍ未満である繊維からなる繊維群Ｃを任意に含み、繊維全体に占める上記繊維群Ａの体積割合が２０〜８０ｖｏｌ％、繊維群Ｂの体積割合が１〜４０ｖｏｌ％、繊維群Ｃの体積割合が０〜７９ｖｏｌ％であり、前記繊維群Ａの繊維径中央値（Ａ’）に対する前記繊維群Ｂの繊維径中央値（Ｂ’）の比（Ｂ’／Ａ’）が３５以上であることを特徴とする、混繊不織布である。

本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記の繊維群Ａの体積割合は３０〜７０ｖｏｌ％、繊維群Ｂの体積割合は５〜３０ｖｏｌ％、繊維群Ｃの体積割合が０〜６５ｖｏｌ％である。

ここで、繊維径とは、繊維の断面形状が真円の場合にはその直径をいう。繊維が真円でない場合は、繊維を軸方向に対して垂直な断面を取ったときの最長径をいう。
また、ここでいう繊維径中央値とは、統計用語として一般に用いられる中央値を意味する。すなわち、各繊維群において、ｎ個の繊維について繊維径を計測し、その値を小さい順に並べたものをｘ_１，ｘ_２，ｘ_３，…，ｘ_ｎとするとき、その繊維群の繊維径中央値は、ｎが奇数の場合、ｘ_{（ｎ＋１）／２}であり、ｎが偶数の場合は、（ｘ_ｎ／２＋ｘ_{（ｎ／２＋１）}）／２である。

本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記の不織布はメルトブロー法により製造された不織布である。
本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記の繊維群Ａ、または繊維群Ａと繊維群Ｂを構成する繊維はポリオレフィン繊維からなることである。
本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記の混繊不織布は、目付が１０〜８０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする混繊不織布である。
本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記の不織布はエレクトレット処理を施された不織布である。
本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記の不織布は、濾過風速４．５ｍ／ｍｉｎにおける粒子径０．３〜０．５μｍのポリスチレン粒子の捕集効率が９９．９％以上かつＱＦ値が０．２０以上の不織布である。
本発明においては、前記の混繊不織布を用いて、エアフィルターに好適な濾材を製造することができる。

本発明によれば、圧力損失が低いうえに捕集効率に優れた混繊不織布、およびこの混繊不織布からなる、特にエアフィルターに好適な濾材が得られる。

捕集効率および圧力損失の測定装置を示す概略図である。

本発明の混繊不織布は、繊維径が異なる繊維が混合された不織布からなるものである。
本発明の混繊不織布の素材は、非導電性を有する材料からなる繊維を主として含むものであることが好ましい。ここでいう非導電性は、体積抵抗率が１０^１２・Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、１０^１４・Ω・ｃｍ以上であることがより好ましい態様である。

このような非導電性の材料としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびポリ乳酸等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、フッ素系樹脂、ポリスチレンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマーおよびポリウレタンエラストマー等のエラストマー、およびこれらの共重合体または混合物などを挙げることができる。これらの中でも、エレクトレット性能を特に発揮するという観点から、ポリオレフィンを主体とする素材が好ましく、ポリプロピレンがより好ましく用いられる。

また、本発明で用いられる繊維径の異なる繊維群Ａと繊維群Ｂを構成する繊維は、異なる種類のポリマーから形成されてもよい。ただし、細繊維はエレクトレット性能に大きく影響を与えるため、繊維群Ａを構成する繊維は、ポリプロピレンからなることが好ましい。これらの繊維群Ａと繊維群Ｂについては、後述する。

本発明の混繊不織布の製造方法としては、メルトブロー法、スパンボンド法およびエレクトロスピニング法など挙げられるが、複雑な工程を必要とせず、細繊維および太繊維を製造することができるという点で、メルトブロー法が好ましく用いられる。メルトブロー法における紡糸条件としては、ポリマー吐出量、ポリマー粘度、ノズル温度およびエア圧力等があるが、これら紡糸条件の最適化を行うことにより、所望の繊維径を有する混繊不織布が得られる。所望の繊維径を得るための具体的な手法としては、より細い繊維を得るためには、ポリマー吐出量を低くしたり、粘度が低いポリマーを用いたり、ノズル温度またはエア圧力を高くする方法等が挙げられる。また、より太い繊維を得るためには、ポリマー吐出量を高くしたり、粘度が高いポリマーを用いたり、ノズル温度またはエア圧力を低くする方法等が挙げられる。

また、本発明の混繊不織布の製造方法としては、例えば米国特許第３９８１６５０号明細書に記載された一つの紡糸口金内にて、同一もしくは異なるポリマーがそれぞれ異なる流路を通った後に、それぞれ異なる口金孔から吐出可能である口金孔が交互に一列に配列した構造の紡糸口金を用いる方法が挙げられる。その際、細繊維と太繊維を得る手段として、同種からなるポリマー以外に、異なるポリマーとして粘度や種類の異なるポリマーを用いて紡糸し、混繊させてもよい。また、各ポリマーが吐出される口金孔の数や孔径または吐出量を変更させてもよい。

本発明の混繊不織布のその他の製造方法としては、特許第３７５３５２２号公報に記載された、ポリマーが同一の流路を通った後に、孔径が異なる口金孔から吐出可能である口金孔が交互に一列に配列した構造の紡糸口金を用いて紡糸する方法が挙げられる。ただしこの製造方法では、ポリマーが同一の流路を通った後に各口金孔へ配分されるため、安定した紡糸性を得るために口金孔径や吐出量条件に制限がある。また、特許第３７０３９８６号公報に記載されたメルトブロー繊維の中に短繊維を吹き込む方法では、複雑な装置が必要であり、かつ細繊維と太繊維を均一に混合することが困難な場合が考えられる。
そのため、本発明の混繊不織布の製造方法としては、前記の米国特許第３９８１６５０号明細書に記載された紡糸口金を用いて紡糸する方法がより好ましい態様である。

本発明の不織布をメルトブロー法によって紡糸する場合には、口金吐出孔とコレクタ間の距離（ダイ・コレクタ間距離）が１０ｃｍより大きく３０ｃｍより小さいことが、圧力損失と捕集効率のバランスの観点から、好ましく、１５ｃｍより大きく、２５ｃｍより小さいことが、より好ましい。ダイ・コレクタ間距離が１０ｃｍ以下になると、本発明の不織布に含まれる５０μｍを超える繊維の冷却が不十分なままシート化される場合がある。このようにして得られた不織布は、不織布内の間隙が広がらず、圧力損失上昇の抑制効果を得られない場合がある。また、ダイ・コレクタ間距離を３０ｃｍ以上とした場合、繊維の絡みあいが増大し、特に低目付の不織布を得ようとしたときに、シートの均一性が悪化する場合がある。均一性の悪い不織布は、フィルター用濾材として用いたときに、捕集効率が低くなる場合がある。

本発明の混繊不織布は、繊維径によって分類される繊維群Ａ，Ｂを含んでなる。繊維群Ａの繊維径は、５．０μｍ以下であり、好ましくは２．０μｍ以下である。繊維群Ａの繊維径が５．０μｍを超えると、不織布内の繊維表面積が減少し、十分な捕集効率が得られない。また、繊維群Ａの繊維径は、高い捕集効率を得るために、２．０μｍ以下であれば特に細くても構わないが、実用上、下限値は０．１０μｍ程度である。

また、繊維群Ｂの繊維は太繊維でその繊維径は、５０．０μｍ以上である。繊維群Ｂの繊維径が５０．０μｍ未満であると、不織布内の空隙が広がらず、十分な低圧損化効果が得られない。なお繊維群Ｂの繊維径は特に太くても構わないが、実用上の上限は２００μｍ程度である。２００μｍを超える繊維が存在すると、特に低目付の不織布を得る際に繊維群Ａと均一に混合することが困難となり、十分な捕集性能を得ることができない場合がある。この繊維群Ｂを構成する繊維の繊維径は１００．０μｍ以下であるとより好ましく、７０．０μｍ未満であるとさらに好ましい。

また、本発明の混繊不織布においては、繊維群Ａおよび繊維群Ｂ以外に、繊維径が５．０μｍより大きく、５０．０μｍ未満である繊維（繊維群Ｃ）を含んでもよい。

本発明の混繊不織布において、低圧力損失かつ高捕集効率を得るための不織布における繊維群Ａ〜Ｃの繊維の体積割合は、繊維群Ａが２０〜８０ｖｏｌ％、繊維群Ｂが１〜４０ｖｏｌ％、および繊維群Ｃが０〜７９ｖｏｌ％であり、好ましい体積割合は、繊維群Ａが３０〜７０ｖｏｌ％、繊維群Ｂが５〜３０ｖｏｌ％、および繊維群Ｃが０〜６５ｖｏｌ％である。

繊維群Ａの体積割合が２０ｖｏｌ％より少ないと、不織布の繊維表面積が減少するため、特に低目付な不織布としたときに十分な捕集効率が得られず、また十分な捕集効率を得るために目付を大きくした場合、不織布の製造コストが増大する。また、８０ｖｏｌ％より多いと不織布内の空隙が減少し、圧力損失が増加してしまう。
また、繊維群Ｂの体積割合が１ｖｏｌ％より少ないと、不織布内の空隙が増加せず、圧力損失が増加してしまい、４０ｖｏｌ％より多いと、不織布の繊維表面積が相対的に小さくなり、十分な捕集効率が得られない。

また、繊維群Ａの繊維径中央値（Ａ’）に対する繊維群Ｂの繊維径中央値（Ｂ’）の比（Ｂ’／Ａ’）は、３５以上であり、好ましくは４０以上である。繊維径中央値（Ａ’、Ｂ’）の比Ｂ’／Ａ’が３５より小さいと、繊維群Ａの各繊維が太いため繊維表面積が減少して捕集効率が低下するため、もしくは繊維群Ｂの各繊維が細いため不織布内の空隙が増加しないため、低圧力損失かつ高捕集効率といった十分な捕集性能が得られない。また、Ｂ’／Ａ’は３５以上であれば特に大きくても構わないが、実用上、上限値は１５０程度である。Ｂ’／Ａ’が１５０を超えると、繊維群Ａと繊維群Ｂが、シート中で均一に混合されない場合がある。

さらに本発明の混繊不織布は、高捕集性能エアフィルターに用いる点から、濾過風速４．５ｍ／ｍｉｎにおける粒子径０．３〜０．５μｍのポリスチレン粒子の捕集効率が９９．９０％以上かつＱＦ値が０．２０以上であることが好ましく、より好ましくは捕集効率が９９．９２％以上かつＱＦ値が０．２２以上であることが好ましい。

また、本発明の混繊不織布の目付は、１０〜８０ｇ／ｍ^２であることが好ましく、より好ましくは１５〜７０ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは２０〜６０ｇ／ｍ^２である。
目付が１０ｇ／ｍ^２より低いと、不織布の厚み方向の繊維本数が減少するため低圧力損失となるが、ダストを捕捉するための有効繊維本数が減少してしまい、十分な捕集効率が得られないことがある。一方、目付が８０ｇ／ｍ^２より高いと、有効繊維本数が増加して高捕集効率となるが、繊維本数の増加により高圧力損失となってしまう傾向を示す。また、目付が８０ｇ/ｍ^２よりも大きい場合、不織布のコストの観点からも不適となる。

本発明の混繊不織布は、前述の、濾過風速４．５ｍ／ｍｉｎにおける粒子径０．３〜０．５μｍのポリスチレン粒子の捕集効率(％)と、目付(ｇ／ｍ^２)の関係が、次の式を満足することが好ましい。
−Ｌｏｇ(１−［捕集効率］／１００)／［目付］ ＞＝ ０．１
上式の左辺によって表現される値は、目付１０ｇ／ｍ^２あたりの捕集効率に相当する。一般に、フィルター濾材の捕集効率は、濾材の目付が大きいほど高くなる。しかし、目付が大きくなると、コストの観点から不利になる。上記の目付１０ｇ／ｍ^２あたりの捕集効率が、０．１よりも大きい場合、小さい目付でエアフィルター用濾材に要求される捕集効率が達成可能となり、コスト面で有利となる。

また、本発明の混繊不織布の厚みは、０．０５〜１．６０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．１０〜１．００ｍｍである。厚みが０．０５ｍｍより薄いと不織布としての嵩高性が減少し、圧力損失が高くなってしまうことがある。一方、厚みが１．６０ｍｍより厚いとプリーツフィルターとして用いる際にプリーツのピッチを短くできないことがある。

さらに、本発明の混繊不織布は、エレクトレット処理が施されエレクトレット化されていることが望ましい。特に、エレクトレット化不織布にすることにより、静電気吸着効果により、更に低圧力損失と高捕集効率を得ることができる。

エレクトレット化の方法としては、高性能を有する混繊不織布を得る上で、水を不織布に付与した後に乾燥させることによりエレクトレット化する方法が好ましく用いられる。水を不織布に付与する方法としては、水の噴流もしくは水滴流を不織布内部まで水が浸透するのに十分な圧力にて噴霧する方法や、水を付与した後もしくは付与しながら不織布の片側から吸引して不織布内に水を浸透させる方法、およびイソプロピルアルコール、エチルアルコールおよびアセトンなどの水溶性有機溶剤と水との混合溶液に不織布を浸漬させて水を不織布内部まで浸透させる方法等が挙げられる。

また、本発明の混繊不織布を構成する各繊維には、耐候性を向上させ、またエレクトレット性能を良好にするという観点から、ヒンダードアミン系化合物およびトリアジン系化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種が含まれていることが好ましい。

これら化合物を含有させた不織布を得るための手段としては、あらかじめ、これらの化合物と非導電性材料を混練押出機や静止混練機等で混練りしてマスターチップを作製し、これを押出機内で溶融し口金部へ供給する方法や、紡糸機の押出機ホッパーに非導電性材料とこれら化合物を混合して供給し、押出機内で混練りして直接口金へ供給する方法、さらには、非導電性材料とこれら化合物をそれぞれ異なる押出機ホッパーに供給した後、これらを合流せしめてブレンドし、押出機にて溶融・混錬し口金部へ供給する方法等がある。

上記のヒンダードアミン系化合物としては、ポリ［(６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）イミノ−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）などが挙げられる。

また、上記のトリアジン系添加剤としては、前述のポリ［（６−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）イミノ−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）、および２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５−（（ヘキシル）オキシ）−フェノール（ＢＡＳＦ・ジャパン（株）製、“チヌビン”（登録商標）１５７７ＦＦ）などを挙げることができる。これらの中でも、特にヒンダードアミン系化合物が好ましい。

混繊不織布において、ヒンダードアミン系化合物および／またはトリアジン系化合物の含有量は、ポリオレフィン繊維中に含有させる場合は、不織布全質量に対して０．５〜５．０質量％の範囲であることが好ましく、より好ましくは０．７〜３質量％の範囲である。また、ヒンダードアミン系化合物および／またはトリアジン系化合物を、不織布もしくは繊維表面に付着させるなどの場合は、不織布全質量に対して０．１〜５．０質量％の範囲であることが好ましい。

混繊不織布には、上記化合物の他に、熱安定剤、耐候剤および重合禁止剤等の一般にエレクトレット加工品の不織布に使用されている通常の添加剤を添加してもよい。

さらに、本発明の混繊不織布は、他のシートと積層して積層繊維不織布にしてもよい。例えば、本発明の混繊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、脱臭や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もできる。積層方法としては、接着剤を用いて２種類の不織布を貼り合わせる方法や、メルトブロー法以外の製法で製造した不織布の上にメルトブロー法により積層する方法が挙げられる。その他、２種類の不織布を貼り合わせる方法としては、湿気硬化型ウレタン樹脂をスプレー法で散布する方法、熱可塑性樹脂、熱融着繊維を散布し熱路を通して貼り合わせる方法などあるが、２種類の不織布を貼り合わせることが出来ればよい。しかしながら、使用用途がフィルターに使用する不織布であるので、圧損上昇が生じる貼り合わせ方法は好ましくない。その点で、湿気硬化型ウレタン樹脂によるスプレー法は、２枚の不織布をプレスすることなく貼り合わせることが可能なため、貼り合わせ時の圧力損失の上昇が少なく好ましい方法である。

本発明の混繊不織布は、フィルターの濾材として用いることができる。濾材は、エアフィルター全般、なかでも空調用フィルター、空気清浄機用フィルター、および自動車キャビンフィルターの高性能用途に好適であるが、その応用範囲はこれらに限られるものではない。

次に、実施例を挙げてより具体的に本発明の混繊不織布について説明する。実施例において使用する特性値は、次の測定法により測定したものである。

（１）目付
タテ×ヨコ＝１５ｃｍ×１５ｃｍの不織布の質量を３点測定し、それぞれ得られた値を１ｍ^２当たりの値に換算し、その平均値をとって目付（ｇ／ｍ^２）とした。

（２）繊維径、繊維径中央値および体積比率
不織布の任意の場所から、タテ×ヨコ＝１ｃｍ×１ｃｍの測定サンプルを３０個採取し、走査型電子顕微鏡で倍率を調節して、採取したサンプルから繊維表面写真を各１枚ずつ、計３０枚を撮影した。倍率は２００〜３０００倍とし、写真の中の繊維直径がはっきり確認できるものについてすべて有効数字０．１μｍにて測定した。
また、得られた値のうち、繊維群Ａ（繊維径が５．０μｍ以下）および繊維群Ｂ（繊維径が５０．０μｍ以上）に属する繊維ついて、それぞれ繊維径中央値を計算した。さらに、繊維群Ａ、繊維群Ｂおよび繊維群Ｃ（繊維径が５．０μｍより大きく、５０．０μｍ未満）の体積比率は、得られた繊維径の値を用い、次の式により算出した。ここでは、各繊維群に含まれる繊維の長さは一定（Ｘ）と仮定して体積を算出している。
・各繊維の体積 ：Ｙ＝π（繊維径／２）^２×Ｘ
・繊維群Ａの体積：Ｚ(Ａ)＝繊維群ＡにおけるＹの総和
・繊維群Ｂの体積：Ｚ(Ｂ)＝繊維群ＢにおけるＹの総和
・繊維群Ｃの体積：Ｚ(Ｃ)＝繊維群ＣにおけるＹの総和
・繊維群Ａの体積比率(ｖｏｌ％)＝Ｚ(Ａ)／[Ｚ(Ａ)＋Ｚ(Ｂ)＋Ｚ(Ｃ)]
・繊維群Ｂの体積比率(ｖｏｌ％)＝Ｚ(Ｂ)／[Ｚ(Ａ)＋Ｚ(Ｂ)＋Ｚ(Ｃ)]
・繊維群Ｃの体積比率(ｖｏｌ％)＝Ｚ(Ｃ)／[Ｚ(Ａ)＋Ｚ(Ｂ)＋Ｚ(Ｃ)]

（３）捕集効率および圧力損失
不織布の縦方向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で測定した。この捕集効率測定装置は、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を連結している。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４．５ｍ／ｍｉｎになるように流量調整バルブ４で調整し、ダスト濃度を１万〜４万個／２．８３×１０^−４ｍ^３（０．０１ｆｔ^３）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−０１Ｂ）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」に基づいて下記計算式を用いて０．３〜０．５μｍ粒子の捕集効率（％）を求めた。５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：下流ダストの３回測定トータル個数
Ｄ：上流のダストの３回測定トータル個数
高捕集の不織布ほど、下流の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。

（４）ＱＦ値
濾過性能の指標となるＱＦ値(Ｐａ^−１)は、前記捕集効率(％)および圧力損失(Ｐａ)を用いて以下の式により計算される。低圧力損失かつ高捕集効率であるほどＱＦ値は高くなり、濾過性能が良好であることを示す。
ＱＦ値＝−［ｌｎ（１−捕集効率／１００）］／圧力損失

［実施例１］
“キマソーブ”（登録商標）９４４（ＢＡＳＦ・ジャパン(株)製）を１質量％添加したポリプロピレン（ＭＦＲ＝８６０）（α）と、“キマソーブ”（登録商標）９４４（ＢＡＳＦ・ジャパン(株)製）を１質量％添加したポリプロピレン（ＭＦＲ＝６０）（β）を、それぞれ異なる押出機に投入し、直径が０．２５ｍｍおよび０．６０ｍｍの吐出孔（それぞれａ，ｂ）がａ：ｂ＝５：１にて繰り返し一直線上に配置した口金（孔ピッチ：ａ−ｂ間；２ｍｍ，ａ−ａ間；１ｍｍ、孔数：ａ；９０ホール，ｂ；２０ホール、幅：１５０ｍｍ）を用いて、メルトブロー法により、口金孔ａから吐出されるポリマーαの単孔吐出量を０．１５ｇ／分・ホール、口金孔ｂから吐出されるポリマーβの単孔吐出量を０．９０ｇ／分・ホールとし、ノズル温度２６５℃、エア温度２８５℃、およびエア圧力０．１０ＭＰａの条件で噴射し、捕集コンベア上に捕集した。口金の吐出孔と捕集コンベア間の距離は２０ｃｍとした。捕集コンベアの速度を調整することによって、目付が３０ｇ／ｍ^２の不織布を得た。
得られた混繊不織布を、純水／イソプロパノールの質量比が７０／３０からなる混合水溶液に含浸させ、次いで自然乾燥することにより、エレクトレット化メルトブロー混繊不織布を得た。このエレクトレットメルトブロー不織布の特性値を測定し、表１に示した。

［実施例２］
実施例１で使用したポリプロピレンのＭＦＲを１５５０（α）と６０（β）に変更し、ａ，ｂから吐出されるポリマーα、βの単孔吐出量をそれぞれ０．１５ｇ／分・ホールと１．５３ｇ／分・ホール、エア圧力０．１３ＭＰａとし、目付を一致させるため捕集コンベアの速度を調整したこと以外は、実施例１と同じ方法により目付が３０ｇ／ｍ^２の混繊不織布を得た。
得られた混繊不織布を実施例１と同様の方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

［実施例３］
実施例１で使用したポリプロピレンのＭＦＲを８６０（α）と２０（β）に変更し、ａ，ｂから吐出されるポリマーα、βの単孔吐出量をそれぞれ０．１５ｇ／分・ホールと０．６８ｇ／分・ホール、エア圧力０．１０ＭＰａとし、目付を一致させるため捕集コンベアの速度を調整したこと以外は、実施例１と同じ方法により目付が３０ｇ／ｍ^２の混繊不織布を得た。
得られた混繊不織布を実施例１と同様の方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

［比較例１］
実施例１で使用したポリプロピレンのＭＦＲを１５５０（α）と６０（β）に変更し、ａ，ｂから吐出されるポリマーα、βの単孔吐出量をそれぞれ０．１５ｇ／分・ホールと１．５３ｇ／分・ホール、エア圧力０．０５ＭＰａとし、口金吐出孔と捕集コンベア間の距離を３０ｃｍとし、目付を一致させるため捕集コンベアの速度を調整したこと以外は、実施例１と同じ方法により目付が３０ｇ／ｍ^２の混繊不織布を得た。
得られた混繊不織布を実施例１と同様の方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

［比較例２］
実施例１で使用したポリプロピレン（α、β）を用い、ａ，ｂから吐出されるポリマーα、βの単孔吐出量をそれぞれ０．１９ｇ／分・ホールと０．８３ｇ／分・ホール、ノズル温度２５５℃、エア温度２６５℃、エア圧力０．１３ＭＰａとし、目付を一致させるため捕集コンベアの速度を調整したこと以外は、実施例１と同じ方法により目付が３０ｇ／ｍ^２の混繊不織布を得た。
得られた混繊不織布を実施例１と同様の方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

［比較例３］
実施例１で使用したポリプロピレン（α、β）を用い、ｂから吐出されるポリマーβの単孔吐出量を０．７０ｇ／分・ホールとし、ノズル温度２５５℃、エア温度２６５℃、エア圧力０．１３ＭＰａとし、目付を一致させるため捕集コンベアの速度を調整したこと以外は、実施例１と同じ方法により目付が３０ｇ／ｍ^２の混繊不織布を得た。
得られた混繊不織布を実施例１と同様の方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

［比較例４］
実施例１で使用したポリプロピレン（α）のみを用い、ａ，ｂから吐出されるポリマーαの単孔吐出量がそれぞれ０．１９ｇ／分・ホールと１．３８ｇ／分・ホール、ノズル温度２５５℃、エア温度２６５℃、エア圧力０．１５ＭＰａとし、目付を一致させるため捕集コンベアの速度を調整したこと以外は、実施例１と同じ方法により目付が３０ｇ／ｍ^２の混繊不織布を得た。
得られた混繊不織布を実施例１と同様の方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表１に示した。

表１から明らかなように、本発明の実施例１〜３ではいずれも、原料のＭＦＲ、紡糸温度、エア圧力および単孔吐出量を調整することにより、繊維群Ａ（繊維径５μｍ以下）および繊維群Ｂ（繊維径５０．０μｍ以上）が混合され、かつ繊維群Ａと繊維群Ｂそれぞれの繊維径中央値（Ａ’，Ｂ’）の比（Ｂ’／Ａ’）が３５以上である混繊不織布が得られ、これらは低圧力損失かつ高捕集効率を示した。

これに対し比較例１および２では、繊維群Ａおよび繊維群Ｂが混合されているものの、繊維群Ａの体積割合が２０％以下であり、かつＢ’／Ａ’が３５未満であった。このため、比較例１では十分な捕集効率が得られず、比較例２ではＱＦ値が低い値となった。
また、比較例３と４では繊維群Ｂを含まないことから、圧力損失の上昇が見られ、ＱＦ値が低下してしまっている。

以上のように本発明では、細繊維と太繊維の混繊不織布において、細繊維と太繊維の繊維径およびそれぞれの繊維径中央値の比を特定の範囲に制限することにより、圧力損失が低いうえに捕集効率に優れる不織布を得ることができた。

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 (8)

1. 繊維径が互いに異なる繊維が混合された不織布であり、前記繊維径が５．０μｍ以下である繊維からなる繊維群Ａと、前記繊維径が５０．０μｍ以上である繊維からなる繊維群Ｂとを含み、また前記繊維径が５．０μｍより大きく、５０．０μｍ未満である繊維からなる繊維群Ｃを任意に含み、
   繊維全体に占める上記繊維群Ａの体積割合が２０〜８０ｖｏｌ％、繊維群Ｂの体積割合が１〜４０ｖｏｌ％、繊維群Ｃの体積割合が０〜７９ｖｏｌ％であり、
   前記繊維群Ａの繊維径中央値（Ａ’）に対する前記繊維群Ｂの繊維径中央値（Ｂ’）の比（Ｂ’／Ａ’）が３５以上であることを特徴とする、混繊不織布。
2. 前記の繊維群Ａの体積割合は３０〜７０ｖｏｌ％、繊維群Ｂの体積割合は５〜３０ｖｏｌ％、繊維群Ｃの体積割合が０〜６５ｖｏｌ％であることを特徴とする、請求項１に記載の混繊不織布。
3. 不織布がメルトブロー法により製造された不織布であることを特徴とする、請求項１または２に記載の混繊不織布。
4. 繊維群Ａ、または繊維群Ａと繊維群Ｂを構成する繊維がポリオレフィン繊維であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の混繊不織布。
5. 目付が１０〜８０ｇ／ｍ^２であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の混繊不織布。
6. 不織布がエレクトレット処理を施された不織布であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の混繊不織布。
7. 不織布が、濾過風速４．５ｍ／ｍｉｎにおける粒子径０．３〜０．５μｍのポリスチレン粒子の捕集効率が９９．９％以上かつＱＦ値が０．２０以上の不織布であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の混繊不織布。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の混繊不織布からなることを特徴とする、濾材。

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