JP2023094688A - 液体フィルタ用濾材 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、プリーツ加工性が優れており、微細粒子の濾過効率が高く、且つ、濾過時間が短い液体フィルタ用濾材を提供することにある。【解決手段】フィブリル化繊維、主体繊維及びバインダー繊維を含む密層と主体繊維及びバインダー繊維を含む支持体層とからなる２層構造の不織布並びに該不織布の表面に積層されてなるメルトブロー層を有することを特徴とする液体フィルタ用濾材であり、メルトブロー層の表面に積層されてなる保護層を有することがより好ましい液体フィルタ用濾材である。【選択図】なし

Description

本発明は液体フィルタ用濾材に関するものである。以下、「液体フィルタ用濾材」を「濾材」と略す場合がある。

液体フィルタ用濾材の構造には大きく分けて２つある。一つは、濾材の内部で固体粒子を捕捉する「内部濾過」構造である。もう一つは、濾材の表面で固体粒子を捕捉する「表面濾過」構造である（例えば、特許文献１参照）。また、液体フィルタ用濾材は、主にプリーツ加工を施されて濾材の表面積を増大させてから所定の形状に成形して液体フィルタが作製され、他の部品と組み合わせて濾過機にセットして使用される。

従来、放電加工機やＩＣ生産工程の切削加工機で使用されている液体フィルタ用濾材や自動車用エンジンオイル、燃料等各種液体用の液体フィルタ用濾材には、天然パルプと有機繊維の混抄シートにフェノール樹脂等を含浸処理したシート、ポリエステルのスパンボンド不織布等が使用されているが、濾過効率が低く、寿命が短い等の欠点があった。また、高性能の濾材としてフッ素樹脂等の多孔質シートがあるが、高価なため特殊用途に限定され、多量の液体を処理する濾材としては、通気抵抗が高く、通水量が少なくなるために、不適当であった。

これらの問題を解決する濾材の一つとして、表面濾過構造の濾材層と、液体の透過性が良く、高強度で、プリーツ加工性の良い支持体層とを、抄き合わせて一体化した液体フィルタ用濾材が提案されており、現在でも有用に産業界で活用されている（特許文献２参照）。

ところで、切削加工機や放電加工機等の高精度化に伴い、切削屑等の固体粒子の粒子径はさらに小さくなり、サブミクロンオーダーになっているのが現状である。また、環境に配慮して加工液のクローズド化も進んでおり、加工液を循環して使用するために、濾過後の液は必然的に綺麗にすることが重要になっている。そのため、従来よりも微細な固体粒子（以下、「微細な固体粒子」を「微細粒子」と略す場合がある）の捕集効率を高め、同時に濾過時間を短くすることが求められている。

このような状況下で、メルトブロー濾材を主濾過不織布とし、繊維径が４μｍ以下の極細繊維と、繊維径が８μｍ以上、２０μｍ未満の接着性繊維とを含んだ湿式抄紙法で作製した不織布を補助濾過不織布として、主濾過不織布と前補助濾過不織布とが隣接して積層された状態で、多孔筒の周囲に配置されている筒状フィルタが、濾過寿命を長くすることや加工性良く製造できることが開示されている（例えば、特許文献３参照）。しかし、補助濾過の機能を持たせるために、補助濾過不織布が剛直度の低い繊維径が４μｍ以下の極細繊維を含んでいることから、プリーツ加工した場合に、折り部をシャープに加工できない問題や形状維持が困難である問題があった。

特許第４１２０７３７号公報 特許第３３０５３７２号公報 特開２００１－３２１６２０号公報

本発明の課題は、プリーツ加工性が優れており、微細粒子の濾過効率が高く、且つ、濾過時間が短い液体フィルタ用濾材を提供することにある。

上記課題は下記手段によって解決できる。
（１）フィブリル化繊維、主体繊維及びバインダー繊維を含む密層と主体繊維及びバインダー繊維を含む支持体層とからなる２層構造の不織布並びに該不織布の表面に積層されてなるメルトブロー層を有することを特徴とする液体フィルタ用濾材。
（２）メルトブロー層の表面に積層されてなる保護層を有する上記（１）に記載の液体フィルタ用濾材。

本発明の液体フィルタ用濾材は、フィブリル化繊維、主体繊維及びバインダー繊維を含む密層と主体繊維及びバインダー繊維を含む支持体層とからなる２層構造の不織布並びに該不織布の表面に積層されてなるメルトブロー層を有することを特徴としている。密層が、フィブリル化繊維、主体繊維及びバインダー繊維を含み、支持体層が、主体繊維及びバインダー繊維を含むことによって、表面濾過と優れたプリーツ加工性とを達成することができる。また、不織布の表面のメルトブロー層が、不織布の密層による表面濾過の前段で内部濾過によるプレフィルターの役割を果たすことにより、不織布の密層まで流入する粒子数を減少させることにより、濾材全体の目詰まりを抑制し、濾過時間を短くでき、また、濾材の寿命を延ばすことができる。

以下、本発明の液体フィルタ用濾材について詳説する。本発明の液体フィルタ用濾材は、フィブリル化繊維、主体繊維及びバインダー繊維を含む密層と主体繊維及びバインダー繊維を含む支持体層とからなる２層構造の不織布並びに該不織布の表面に積層されてなるメルトブロー層を有することを特徴とする。また、メルトブロー層の表面に積層されてなる保護層を有していても良い。主体繊維及びバインダー繊維は、非フィブリル化繊維であることが好ましい。

本発明において、密層は、フィブリル化繊維、主体繊維及びバインダー繊維を含む。フィブリル化繊維とは、主に繊維軸と平行な方向に非常に細かく分割された部分を有し、少なくとも一部の繊維径が１μｍ以下である繊維である。

本発明において、フィブリル化繊維としては、リヨセル繊維、全芳香族ポリアミド（アラミド）、全芳香族ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンゾイミダゾール、ポリ－ｐ－フェニレンベンゾビスチアゾール、ポリ－ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性樹脂からなる繊維をフィブリル化したものが用いられる。これらの中でも、フィブリル化し易いリヨセル繊維、全芳香族ポリアミドが好ましい。

リヨセル繊維は、有機溶剤紡糸法によって得られるセルロース繊維であり、再生セルロース繊維の一種である。有機溶剤とは，有機化合物と水との混合溶液をいい、溶剤紡糸法とは、誘導体を経ずにセルロースを直接溶解させて紡糸する方法をいう（ＪＩＳ Ｌ ０２０４－２：２０２０）。

フィブリル化方法としては、例えば、適度な濃度で水などに分散させた短繊維を、リファイナー、ビーター、ミル、摩砕装置、高速の回転刃により剪断力を与える回転刃式ホモジナイザー、高速で回転する円筒形の内刃と固定された外刃との間で剪断力を生じる二重円筒式の高速ホモジナイザー、超音波による衝撃で微細化する超音波破砕器、高圧ホモジナイザーなどのフィブリル化装置に通す方法が挙げられる。刃の形状、流量、処理回数、処理速度、処理濃度などの条件を調節してフィブリル化の程度を調整することができる。

ＪＩＳ Ｐ ８２１２：２０１２のカナダ標準濾水度を測定する場合、フィブリル化が進むに従って、フィブリル化繊維はふるい板の穴をすり抜けてしまい、正確なカナダ標準濾水度が計測できないという状況が発生する。そこで、本発明では、フィブリル化繊維の正確な濾水度を測定するために、ふるい板として線径０．１４ｍｍ、目開き０．１８ｍｍの８０メッシュ金網を用い、試料濃度０．１％にした以外はＪＩＳ Ｐ８１２１：２０１２に準拠して測定する変法濾水度を用いた。

例えば、フィブリル化リヨセル繊維の場合、本発明における変法濾水度での測定値が２５０ｍＬの場合、ＪＩＳ Ｐ８１２１：２０１２に準拠したカナダ標準濾水度での値は５０ｍＬに相当し、変法濾水度での測定値が７０ｍＬの場合、カナダ標準濾水度での値は０ｍＬに相当する。さらに変法濾水度での測定値が０ｍＬに近づくと、フィブリル化繊維がふるい板を通り抜けてしまうために、カナダ標準濾水度での値は０ｍＬから上昇し、正確なカナダ標準濾水度の測定はできなくなる。

フィブリル化繊維の変法濾水度は、好ましくは０～２５０ｍＬであり、より好ましくは０～１６０ｍＬである。変法濾水度が２５０ｍＬを超えると、濾材の捕集効率が低下する場合がある。

フィブリル化繊維の含有率は、密層に含まれる全繊維に対して、好ましくは５～５０質量％であり、より好ましくは１０～４０質量％であり、さらに好ましくは１５～３０質量％である。フィブリル化繊維の含有率が５質量％未満の場合、不織布を構成する繊維間空隙が大きくなり、表面濾過が困難になる場合がある。また、フィブリル化繊維の含有率が５０質量％超の場合、密層の空隙が不足し、濾材の寿命が低下する場合がある。

密層の主体繊維は、密層の骨格を形成する繊維であり、バインダー繊維が軟化又は溶融する温度でも軟化又は溶融し難く、断面形状が変化することはあるものの、繊維としての形状は損なわれない繊維である。そして、密層の主体繊維は、フィブリル化繊維と一緒に密層中で適度な空隙を構成する役割を果たす。また、バインダー繊維は、密層製造時の加熱処理（例えば、乾燥処理、熱カレンダー処理等）によって、軟化又は溶融する性質を持つ繊維であり、不織布の引張強度やプリーツ加工性を高める役割を果たす。

密層において、主体繊維の繊維径は、１～１５μｍであり、好ましくは２～１２μｍである。繊維径が１μｍ未満の場合、不織布に十分な空隙が確保できず、濾過抵抗が高くなり過ぎる場合がある。一方、繊維径が１５μｍ超の場合、フィブリル化繊維とのネットワーク形成が不十分となり、抄紙網からフィブリル化繊維の流出が多くなり、表面濾過が難くなる場合がある。主体繊維の繊維長は、好ましくは１～１２ｍｍであり、より好ましくは３～１０ｍｍである。繊維長が１ｍｍ未満の主体繊維は、抄造工程で湿紙（ウェブ）より脱落する場合があり、繊維長が１２ｍｍを超えると、水分散性が損なわれ、地合が不均一となり、不織布の空隙が不均一になる場合がある。

密層における主体繊維の含有率は、密層に含まれる全繊維に対して１０～６０質量％であることが好ましく、１５～５５質量％であることがより好ましく、２０～５０質量％であることがさらに好ましい。主体繊維の含有率が１０質量％未満では、濾過抵抗が高くなり過ぎる場合がある。一方、主体繊維の含有率が６０質量％を超えると、フィブリル化繊維又はバインダー繊維の含有率が相対的に低くなり、表面濾過が難しくなる場合や強度が不十分となる場合がある。

密層の主体繊維としては、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリアクリル系、ビニロン系、ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、ベンゾエート系、ポリクラール（ｐｏｌｙｃｈｌａｌ）系、フェノール系などの繊維が挙げられる。

密層において、バインダー繊維としては、芯鞘繊維（コアシェルタイプ）、並列繊維（サイドバイサイドタイプ）、放射状分割繊維などの複合繊維が挙げられる。複合繊維は、皮膜を形成しにくいので、密層の空間を保持したまま、強度を向上させることができる。例えば、ポリプロピレン繊維、ポリプロピレン（芯）とポリエチレン（鞘）の組み合わせ、ポリプロピレン（芯）とエチレンビニルアルコール（鞘）の組み合わせ、ポリプロピレン（芯）と酢酸ビニルアルコール（鞘）の組み合わせ、ポリエステル（芯）とポリエチレン（鞘）の組み合わせ、高融点ポリエステル（芯）と低融点ポリエステル（鞘）の組み合わせ等が挙げられるが、不織布の強度を高めるという点から、特に、芯鞘型ポリエステル系バインダー繊維を使用することが好ましい。また、ポリエチレン等の低融点樹脂のみで構成される単繊維（全融タイプ）や、熱水可溶性ポリビニルアルコール系繊維のような熱水可溶性バインダー繊維は、加熱工程で皮膜を形成しやすいが、特性を阻害しない範囲で使用することができる。

密層において、バインダー繊維の繊維長は、好ましくは１～１２ｍｍであり、より好ましくは３～１０ｍｍである。繊維長が１ｍｍ未満の場合、抄造工程でウェブより脱落し易くなり、繊維間の接着点が減少し、強度が低下する場合がある。また、繊維長が１２ｍｍ超の場合、水分散性が損なわれ、地合が不均一となり、不織布の強度が低下する場合がある。バインダー繊維の繊維径は、好ましくは３～２０μｍであり、より好ましくは５～１８μｍである。繊維径が３μｍ未満では、繊維間の接着が不十分となり、強度が低下する場合がある。一方、繊維径が２０μｍを超えると、地合を損ねる場合がある。

密層におけるバインダー繊維の含有率は、密層に含まれる全繊維に対して好ましくは２０～７０質量％であり、より好ましくは２５～６５質量％であり、さらに好ましくは３０～６０質量％である。バインダー繊維の含有率が２０質量％未満の場合、繊維間の接着が不十分となり易く、強度が不十分となる場合がある。また、バインダー繊維の含有率が７０質量％超の場合、濾過抵抗が高くなり、実用上問題が発生する場合がある。

密層の坪量は、好ましくは５～４０ｇ／ｍ^２であり、より好ましくは１０～３５ｇ／ｍ^２である。密層の坪量が５ｇ／ｍ^２未満では、密層が不均一になる場合がある。一方、密層の坪量が４０ｇ／ｍ^２超の場合、濾過抵抗が高まり、液体フィルタ用濾材の寿命が短くなる場合がある。

支持体層は、液体フィルタ用濾材のプリーツ加工性を高めるために設けるものである。支持体層は、主体繊維及びバインダー繊維を含む。濾過性能の向上を目的としないため、支持体層における主体繊維は、その繊維径が密層のものよりも大きい方が好ましく、剛直性を向上させる繊維であることが好ましい。プリーツ加工性を低下させない範囲であれば、フィブリル化繊維が支持体層に含まれていても良い。

支持体層において、主体繊維は、濾材のプリーツ加工性を付与するために、支持体層の骨格を形成する機能を果たす繊維でありバインダー繊維が軟化又は溶融する温度でも軟化又は溶融し難く、断面形状が変化することはあるものの、繊維としての形状は損なわれない繊維である。バインダー繊維は、支持体層製造時の加熱処理（例えば、乾燥処理、熱カレンダー処理等）によって、軟化又は溶融する性質を持つ繊維であり、不織布の引張強度やプリーツ加工性を高める役割も果たす。

支持体層の主体繊維としては、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリアクリル系、ビニロン系、ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、ベンゾエート系、ポリクラール（ｐｏｌｙｃｈｌａｌ）系、フェノール系などの繊維が挙げられる。

支持体層において、主体繊維の繊維径は、好ましくは５～３０μｍであり、より好ましくは７～２７μｍ、さらに好ましくは８～２５μｍである。繊維径が５μｍ未満の場合、不織布に十分な空隙が確保できず、多孔性樹脂膜を形成後の濾過抵抗が高くなる場合や濾過時間が長くなる場合があり、また、プリーツ加工性が低下する場合がある。一方、繊維径が３０μｍ超の場合、剛直性が高すぎて、プリーツ加工性が低下する場合がある。また、繊維の毛羽立ちや離脱が起こる場合がある。また、主体繊維の繊維長は、好ましくは１～１２ｍｍであり、より好ましくは３～１０ｍｍである。繊維長が１ｍｍ未満の主体繊維は、抄造工程で湿紙より脱落し易くなり、繊維長が１２ｍｍを超えると、水分散性が損なわれ、地合が不均一となり、不織布の空隙が不均一になる場合がある。

支持体層における主体繊維の含有率は、支持体層に含まれる全繊維に対して２０～７０質量％であることが好ましく、２５～６５質量％であることがより好ましく、３０～６０質量％であることがさらに好ましい。主体繊維の含有率が２０質量％未満では、濾過抵抗が高くなり過ぎる場合があり、一方、７０質量％を超えると、バインダー繊維の含有率が相対的に低くなり、主体繊維の毛羽立ちや離脱の問題が起こる場合がある。

支持体層において、バインダー繊維としては、芯鞘繊維（コアシェルタイプ）、並列繊維（サイドバイサイドタイプ）、放射状分割繊維などの複合繊維が挙げられる。複合繊維は、皮膜を形成しにくいので、支持体層の空間を保持したまま、強度を向上させることができる。例えば、ポリプロピレン繊維、ポリプロピレン（芯）とポリエチレン（鞘）の組み合わせ、ポリプロピレン（芯）とエチレンビニルアルコール（鞘）の組み合わせ、ポリプロピレン（芯）と酢酸ビニルアルコール（鞘）の組み合わせ、ポリエステル（芯）とポリエチレン（鞘）の組み合わせ、高融点ポリエステル（芯）と低融点ポリエステル（鞘）の組み合わせ等が挙げられるが、不織布の強度を高めるという点から、特に、芯鞘型ポリエステル系バインダー繊維を使用することが好ましい。

支持体層において、バインダー繊維の繊維長は、好ましくは１～１２ｍｍであり、より好ましくは３～１０ｍｍである。繊維長が１ｍｍ未満の場合、抄造工程でウェブより脱落し易くなり、主体繊維との接着点が減少し、強度が低下する場合がある。また、繊維長が１２ｍｍ超の場合、水分散性が損なわれ、地合が不均一となり、不織布の強度が低下する場合がある。

支持体層において、バインダー繊維の繊維径は３～２０μｍであり、５～１８μｍであることがより好ましい。繊維径が３μｍ未満では、繊維間の接着が不十分となり、強度が低下する。一方、繊維径が２０μｍを超えると、地合を損ねる。

支持体層におけるバインダー繊維の含有率は、支持体層に含まれる全繊維に対して好ましくは３０～８０質量％であり、より好ましくは３５～７５質量％であり、さらに好ましくは４０～７０質量％である。バインダー繊維の含有率が３０質量％未満の場合、繊維間の接着が不十分となり易く、プリーツ加工性が不十分となる場合がある。また、バインダー繊維の含有率が８０質量％超の場合、濾過抵抗が高くなり、実用上問題が発生する場合がある。

支持体層の坪量は、好ましくは３０～１００ｇ／ｍ^２であり、より好ましくは３５～９０ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは４０～８０ｇ／ｍ^２である。支持体層の坪量が３０ｇ／ｍ^２未満では、プリーツ加工性が得られない場合がある。一方、支持体層の坪量が１００ｇ／ｍ^２超の場合、厚みが過剰となり、フィルタユニット内に所望の濾材面積を組み込めない場合がある。

支持体層は、抄紙機で製造することができるが、用途に応じて、ポリエステル、ポリアミド系、ポリオレフィン系、セルロース系等の素材からなる静電紡糸法、スパンボンド、ケミカルボンド、メルトブローン、ニードルパンチ、スパンレース等の方法で製造されたシートを用いることができる。

本発明において、「繊維径」とは、繊維の断面形状が真円の場合はその直径の値であり、繊維の断面形状が楕円形や異型断面の場合は、断面積が等しい真円の直径に換算した値である。

本発明において、液体フィルタ用濾材が、密層と支持体層とからなる２層構造の不織布を有することによって、濾材のプリーツ加工性を高めることが可能となり、フィルタユニットを形成する際に折り加工した濾材間に均一な空隙を形成し、構造上の圧力損失（構造圧損）を軽減することができる。

本発明において、密層の密度は、好ましくは０．１～０．８ｇ／ｃｍ^３であり、より好ましくは０．１５～０．７ｇ／ｃｍ^３である。密層の密度が０．１ｇ／ｃｍ^３未満の場合、密層中に粒子が詰まり易くなり、寿命が短くなる場合がある。逆に、密層の密度が０．８ｇ／ｃｍ^３超の場合、濾過速度が遅くなり過ぎる場合がある。

支持体層の密度は、密層の密度よりも小さく、好ましくは０．０５～０．５ｇ／ｃｍ^３であり、より好ましくは０．１～０．４ｇ／ｃｍ^３である。支持体層の密度が０．０５ｇ／ｃｍ^３未満の場合、不織布の引張強度が不十分になる場合や、プリーツ加工性が損なわれる場合がある。逆に、支持体層の密度が０．５ｇ／ｃｍ^３超の場合、濾過速度が遅くなり過ぎる場合がある。

本発明において、不織布全体の密度は、好ましくは０．１～０．６ｇ／ｃｍ^３であり、より好ましくは０．１５～０．５ｇ／ｃｍ^３である。不織布全体の密度が０．１ｇ／ｃｍ^３未満の場合、ピンホール等により濾過性能の点で問題がある。また、不織布全体の密度が０．６ｇ／ｃｍ^３超の場合、濾過速度が遅くなり過ぎる場合がある。

本発明において、不織布全体の厚さは、好ましくは２００～４００μｍであり、より好ましくは２３０～３７０μｍである。不織布全体の厚さが２００μｍ未満の場合、プリーツ加工後に変形が起こり、構造圧損が高まる場合や、濾材が密着する問題が起こる場合がある。また、不織布全体の厚さが４００μｍ超の場合、フィルタユニットに所望の面積の濾材を組み込めない問題が起こる場合がある。

また、本発明の液体フィルタ用濾材は、不織布の表面に積層されてなるメルトブロー層を有する。

メルトブロー層を積層する前段で、不織布に熱可塑性樹脂を含有させると、不織布の剛直性が向上して好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル系、酢酸ビニル系、エポキシ系、合成ゴム系、ウレタン系、ポリエステル系、塩化ビニリデン系、ポリビニルアルコール系、澱粉、フェノール樹脂などの熱可塑性樹脂から選ばれる１種以上の樹脂が挙げられる。

熱可塑性樹脂の含有率は、不織布に対して、好ましくは０．０１～１０質量％であり、より好ましくは０．１～５質量％である。熱可塑性樹脂の含有率が１０質量％超の場合、不織布の圧力損失が大きくなり過ぎ、濾過速度が遅くなる場合がある。また、熱可塑性樹脂の含有率が０．０１質量％未満の場合、熱可塑性樹脂を含有しない不織布と比較して、剛直性が変わらない場合がある。

熱可塑性樹脂を不織布に含有させる方法としては、特に限定はしないが、サイズプレス方式、タブサイズプレス方式、スプレー方式、内添方式、グラビア塗工方式などの方法が挙げられる。熱可塑性樹脂を含有する溶液又は分散液を上記方法によって不織布に付与し、乾燥させることによって、熱可塑性樹脂を不織布に含有させることができる。

本発明の不織布には、必要に応じて、濾材の特性を阻害しない範囲で、架橋剤、撥水剤、分散剤、歩留り向上剤、紙力剤、染料などの添加剤を適宜配合させることができる。

本発明の不織布は、長網、円網、傾斜ワイヤー等の抄紙網が単独で設置されている抄紙機、又はこれらの抄紙網の同種又は異種の２機以上がオンラインで設置されているコンビネーション抄紙機などにより製造することができる。抄紙網で製造された湿紙は、エアドライヤー、シリンダードライヤー、サクションドラム式ドライヤー、赤外方式ドライヤー等のドライヤーで乾燥させる。乾燥させた後、場合によって、熱可塑性樹脂を含有させ、エアドライヤー、シリンダードライヤー、サクションドラム式ドライヤー、赤外方式ドライヤー等のドライヤーで乾燥させる。また、乾式法で製造した支持体層を用いる場合は、抄紙機で製造した密層と支持体層とを抄紙機で積層しても良いし、別途カレンダー装置、熱カレンダー装置、貼り合わせ装置等の加工機を用いて積層しても良い。

メルトブロー層の原料樹脂は、例えばポリエチレン（ＰＥ）の他、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフッ化ビリニデン（ＰＶｄＦ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）等が挙げられる。これらの中でも、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレートが好適に用いられ、プリーツ加工性が向上することから、ポリブチレンテレフタレートがより好ましい。また、ポリブチレンテレフタレートは、耐熱性が求められる用途にも適している。

メルトブロー層の繊維の平均繊維径は、好ましくは０．１～４μｍであり、より好ましくは０．５～３．５μｍである。平均繊維径が０．１μｍ未満の場合、通液抵抗が高くなり液体フィルタの寿命が短くなる場合があり、４μｍを超えた場合、濾過性能が不足する場合がある。

メルトブロー層の平均繊維径は、メルトブロー層の任意の５箇所を電子顕微鏡で撮影し、得られた５枚の写真について、１枚の写真当たり２０本の繊維の直径を測定し、合計１００本の繊維径を平均することによって求めた。

メルトブロー層の坪量は、好ましくは５～１００ｇ／ｍ^２であり、より好ましくは１０～７０ｇ／ｍ^２である。メルトブロー層の坪量が５ｇ／ｍ^２未満の場合、濾過性能が不足する場合があり、１００ｇ／ｍ^２を超えた場合、通液抵抗が高くなり、濾材の寿命が短くなる場合がある。

メルトブロー層の密度は、好ましくは０．０５～０．４ｇ／ｃｍ^３であり、より好ましくは０．１～０．３ｇ／ｃｍ^３である。メルトブロー層の密度が０．０５ｇ／ｃｍ^３未満の場合、厚みが過剰となり、フィルタユニットに所望の面積の濾材を組み込めない問題が起こる場合がある。また、０．４ｇ／ｃｍ^３を超えた高密度の場合、低密度で達成可能な内部濾過ができなくなり、表面濾過となって通液抵抗が高くなり、濾材の寿命が短くなる場合がある。

メルトブロー層の原料樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で、結晶核剤や艶消し剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、難燃剤、親水剤、光安定剤等を添加してもよい。

メルトブロー層は、前記ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート等の原料樹脂を用いて、公知のメルトブロー不織布製法によって得られる。具体的には、原料樹脂を溶融し、紡糸ノズルから吐出するとともに、高温高圧ガスにさらされることにより、原料樹脂が細繊維化され、細繊維化された極細繊維を金網コンベア、多孔ドラムなどのコレクターに捕集して、堆積することによって、メルトブロー層を製造することができる。

平均繊維径が０．１～４μｍであるメルトブロー不織布を製造するためには、例えば、紡糸ノズル孔径は、０．１５～０．４ｍｍであることが好ましく、紡糸温度は、２００～３４０℃以下であることが好ましく、高温高圧ガスの温度は、紡糸温度以上、（紡糸温度＋６０℃）以下であることが好ましく、１ｍ幅当たりの高温高圧ガスの速度（吐出風量）は２～３０ｍ^３／分／ｍであることが好ましく、ノズル紡糸口金の表面から金網コンベアまでの距離（ＤＣＤ）は３～５５ｃｍであることが好ましく、金網コンベア、多孔ドラムなどのコレクターの幅は５～２００メッシュであることが好ましい。

本発明では、メルトブロー層は内部濾過機構を有し、２層構造の不織布の密層が表面濾過機構を有する。メルトブロー層は、不織布の上流側に位置することで不織布の表面濾過の前段でメルトブロー層により内部濾過することによって、不織布の表面濾過の負荷を軽減して濾過速度の低下を抑制できる。メルトブロー層は不織布の密層表面に積層することが好ましいが、濾過する粒子の種類、形状、液体の組成、粘性が水とは異なる場合、例えば車両用燃料やオイル等の場合においては、不織布の支持体層面に積層する方が好ましい場合がある。

保護層は、液体フィルタ用濾材のメルトブロー層の表面の毛羽立ち防止とプリーツ加工性を高めるために設けるものである。濾過性能の向上を目的としないため、保護層における主体繊維は、その繊維径がメルトブロー層のものよりも大きい方が好ましく、剛直性を向上させる繊維であることが好ましい。プリーツ加工性を低下させない範囲であれば、フィブリル化繊維が保護層に含まれていても良い。

保護層において、主体繊維は、メルトブロー層の毛羽立ち防止、濾材のプリーツ加工性を付与するために、保護層の骨格を形成する機能を果たす繊維であり、バインダー繊維が軟化又は溶融する温度でも軟化又は溶融し難く、断面形状が変化することはあるものの、繊維としての形状は損なわれない繊維である。バインダー繊維は、保護層製造時の加熱処理（例えば、乾燥処理、熱カレンダー処理等）によって、軟化又は溶融する性質を持つ繊維であり、保護層の引張強度やプリーツ加工性を高める役割も果たす。

保護層の主体繊維としては、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリアクリル系、ビニロン系、ビニリデン系、ポリ塩化ビニル系、ベンゾエート系、ポリクラール（ｐｏｌｙｃｈｌａｌ）系、フェノール系などの繊維が挙げられる。

保護層において、主体繊維の繊維径は、好ましくは５～３０μｍであり、より好ましくは７～２７μｍ、さらに好ましくは８～２５μｍである。繊維径が５μｍ未満の場合、不織布に十分な空隙が確保できず、濾過抵抗が高くなり、濾過時間が長くなる場合がある。一方、繊維径が３０μｍ超の場合、剛直性が高すぎて、プリーツ加工性が低下し、また、メルトブロー層の毛羽立ち防止効果が減少する場合や、保護層で毛羽立ちや繊維離脱が起こる場合がある。また、主体繊維の繊維長は、好ましくは１～１２ｍｍであり、より好ましくは３～１０ｍｍである。繊維長が１ｍｍ未満の主体繊維は、抄造工程で湿紙より脱落し易くなり、繊維長が１２ｍｍを超えると、水分散性が損なわれ、地合が不均一となり、保護層の空隙が不均一になる場合がある。

保護層における主体繊維の含有率は、保護層に含まれる全繊維に対して、２０～７０質量％であることが好ましく、２５～６５質量％であることがより好ましく、３０～６０質量％であることがさらに好ましい。主体繊維の含有率が２０質量％未満では、濾過抵抗が高くなり過ぎる場合があり、一方、７０質量％を超えると、バインダー繊維の含有率が相対的に低くなり、主体繊維の毛羽立ちや離脱が起こる場合がある。

保護層において、バインダー繊維としては、芯鞘繊維（コアシェルタイプ）、並列繊維（サイドバイサイドタイプ）、放射状分割繊維などの複合繊維が挙げられる。複合繊維は、皮膜を形成しにくいので、保護層の空間を保持したまま、強度を向上させることができる。例えば、ポリプロピレン繊維、ポリプロピレン（芯）とポリエチレン（鞘）の組み合わせ、ポリプロピレン（芯）とエチレンビニルアルコール（鞘）の組み合わせ、ポリプロピレン（芯）と酢酸ビニルアルコール（鞘）の組み合わせ、ポリエステル（芯）とポリエチレン（鞘）の組み合わせ、高融点ポリエステル（芯）と低融点ポリエステル（鞘）の組み合わせ等が挙げられるが、保護層の強度を高めるという点から、特に、芯鞘型ポリエステル系バインダー繊維を使用することが好ましい。

保護層において、バインダー繊維の繊維長は、好ましくは１～１２ｍｍであり、より好ましくは３～１０ｍｍである。繊維長が１ｍｍ未満の場合、抄造工程でウェブより脱落し易くなり、主体繊維との接着点が減少し、強度が低下する場合がある。また、繊維長が１２ｍｍ超の場合、水分散性が損なわれ、地合が不均一となり、保護層の強度が低下する場合がある。

保護層において、バインダー繊維の繊維径は、好ましくは３～２０μｍであり、より好ましくは５～１８μｍである。バインダー繊維の繊維径が３μｍ未満では、繊維間の接着が不十分となり、強度が低下する場合がある。一方、繊維径が２０μｍを超えると、地合を損ねる場合がある。

保護層におけるバインダー繊維の含有率は、保護層に含まれる全繊維に対して、好ましくは３０～８０質量％であり、より好ましくは３５～７５質量％であり、さらに好ましくは４０～７０質量％である。バインダー繊維の含有率が３０質量％未満の場合、繊維間の接着が不十分となり易く、プリーツ加工性が不十分となる場合がある。また、バインダー繊維の含有率が８０質量％超の場合、濾過抵抗が高くなり過ぎる場合がある。

保護層の坪量は、好ましくは５～４０ｇ／ｍ^２であり、より好ましくは１０～３０ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは１５～２５ｇ／ｍ^２である。保護層の坪量が５ｇ／ｍ^２未満では、メルトブロー層の毛羽立ちを防止できない場合がある。一方、保護層の坪量が４０ｇ／ｍ^２超の場合、厚みが過剰となり、フィルタユニット内に所望の濾材面積を組み込めない場合や、濾過抵抗が高くなり過ぎる場合がある。

保護層は、抄紙機で製造することができるが、用途に応じて、ポリエステル、ポリアミド系、ポリオレフィン系、セルロース系等の素材からなる静電紡糸法、スパンボンド、ケミカルボンド、メルトブローン、ニードルパンチ、スパンレース等の方法で製造されたシートを用いることができる。

２層構造の不織布とメルトブロー層の積層方法及び２層構造の不織布とメルトブロー層と保護層との積層方法としては、例えば、超音波熱融着法、熱エンボスロールによる熱融着法、（反応性）接着剤を用いた接着法、ホットメルト樹脂を用いた熱ラミネート法等を用いることができる。

液体フィルタ用濾材の坪量は、４５～２８０ｇ／ｍ^２が好ましく、より好ましくは８０～２２５ｇ／ｍ^２であり、さらに好ましくは９０～２１０ｇ／ｍ^２である。坪量が４５ｇ／ｍ^２未満の場合、プリーツ加工性が不十分な場合や、濾過性能が不足する場合があり、２８０ｇ／ｍ^２を超えた場合、フィルタユニット内に所望の濾材面積を組み込めない場合や、濾過抵抗が高くなり過ぎる場合がある。

液体フィルタ用濾材の密度は、好ましくは０．１～０．４ｇ／ｃｍ^３であり、より好ましくは０．１～０．３ｇ／ｃｍ^３である。液体フィルタ用濾材の密度が０．１ｇ／ｃｍ^３未満の場合、厚みが過剰となり、フィルタユニットに所望の面積の濾材を組み込めない問題が起こる場合がある。また、０．４ｇ／ｃｍ^３を超えた場合、メルトブロー層において低密度で達成可能な内部濾過ができない場合や、平均流量径が小さくなって通液抵抗が高くなり、濾材の寿命が短くなる場合がある。

液体フィルタ用濾材の平均流量細孔径は、０．３～７．０μｍが好ましく、より好ましくは０．５～４．５μｍであり、さらに好ましくは０．７～４．０μｍである。平均流量細孔径が０．３μｍ未満の場合、濾過抵抗が高くなり、実用上問題が発生する場合があり、７．０μｍを超えた場合、濾過性能が不足する場合がある。平均流量細孔径は、ＰＭＩ社製パームポロメーター ＣＦＰ－１５００Ａを用いて、ＪＩＳ Ｋ３８３２：１９９０、ＡＳＴＭ Ｆ３１６－８６に準じて測定した値である。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。なお、実施例中における部や百分率は断りのない限り、すべて質量によるものである。

フィブリル化繊維１：非フィブリル化リヨセル単繊維（繊維径１２．５μｍ、繊維長４ｍｍ、コートルズ社製）をダブルディスクリファイナー装置で６５回繰り返し処理して得た繊維（変法濾水度：８０ｍＬ）。
フィブリル化繊維２：パラ系芳香族ポリアミドパルプを高圧ホモジナイザー処理したフィブリル化繊維（商品名：ティアラ（登録商標）ＫＹ４００Ｓ、ダイセルファインケム社製）をダブルディスクリファイナー装置で５回繰り返し処理して得た繊維（変法濾水度：６０ｍＬ）。
フィブリル化繊維３：帝人社製 トワロン（登録商標）１０９４）をダブルディスクリファイナー装置で４０回繰り返し処理して得た繊維（変法濾水度：１１０ｍＬ）。

主体繊維１：海島型繊維として、ポリ－Ｌ－乳酸からなる海成分中に、ポリプロピレンからなる島成分が２５個存在する、複合紡糸法により製造した繊維（繊度：１．６５ｄｔｅｘ、繊維長：３ｍｍ）を用意した。次いで、この海島型繊維を、温度８０℃、１０ｍａｓｓ％の水酸化ナトリウム水溶液中に３０分間浸漬し、海島型繊維の海成分であるポリ－Ｌ－乳酸を抽出除去して得られたポリプロピレン繊維（繊維径：２．０μｍ、繊維長３ｍｍ）を主体繊維１とした。

主体繊維２：繊維径３．０μｍ、繊維長３ｍｍの延伸ポリエステル繊維。
主体繊維３：繊維径５．２μｍ、繊維長５ｍｍの延伸ポリエステル繊維。
主体繊維４：繊維径７．４μｍ、繊維長５ｍｍの延伸ポリエステル繊維。
主体繊維５：繊維径１４．３μｍ、繊維長５ｍｍのビニロン繊維。
主体繊維６：繊維径２４．７μｍ、繊維長１０ｍｍの延伸ポリエステル繊維。

バインダー繊維１：繊維径１４．３μｍ、繊維長５ｍｍの、芯成分がポリエステル（融点２５３℃）、鞘部がポリエチレンテレフタレート－イソフタレート共重合体（軟化点７５℃）からなる芯鞘繊維。
バインダー繊維２：繊維径１１．８μｍ、繊維長１０ｍｍの芯成分がポリプロピレン（融点：１５８℃）からなり、鞘成分（接着成分）が高密度ポリエチレン（融点：１３１℃）からなる芯鞘繊維。

（不織布１～１４）
主体繊維とバインダー繊維を表１に示す繊維の比率で固形分５ｋｇの繊維を２ｍ^３のパルパー（分散容器）に１ｍ^３の分散水と共に投入し、５分間分散して支持体層用スラリーを調成した。また、フィブリル化繊維、主体繊維、バインダー繊維を表２に示す繊維の比率で固形分５ｋｇの繊維を２ｍ^３のパルパー（分散容器）に１ｍ^３の分散水と共に投入し、５分間分散して密層用スラリーを調成した。傾斜ワイヤー抄紙機と円網抄紙機のコンビネーションマシンを用いて、表３に示す密層と支持体層の組み合わせになるように、密層を円網抄紙機で、支持体層を傾斜ワイヤー抄紙機で、それぞれの湿紙を形成し、密層と支持体層の湿紙を積層したのちに、表面温度１３０℃のシリンダードライヤーでタッチロールを４００Ｎ／ｃｍ^２の圧力で加圧しながら乾燥して、表３に示す坪量、厚さ、密度の不織布１～１４を得た。

（保護層１～７）
主体繊維とバインダー繊維を表４に示す繊維の比率で固形分５ｋｇの繊維を２ｍ^３のパルパー（分散容器）に１ｍ^３の分散水と共に投入し、５分間分散してスラリーを調成した。スラリーから傾斜抄紙機で湿紙を形成した後、表面温度１４０℃のヤンキードライヤーにて熱圧乾燥し、表４に示す坪量、厚さ、密度の保護層１～７を得た。

（メルトブロー層１）
メルトブロー不織布製造装置を用い、紡糸ノズル孔径０．２ｍｍ、ピッチ０．８ｍｍで配置されたメルトブロー用のノズルダイを温度２４０℃に加熱し、ポリプロピレン樹脂（メルトフローレート（ＭＦＲ）：１２００ｇ／１０分、測定樹脂温度：２３０℃）をダイに供給し、ノズルからポリプロピレン繊維を吐出し、ノズルの両側から吹き出す加熱エアー（２６０℃、８ｍ^３／分／ｍ）と伴に吐出し、ＤＣＤ（紡糸口金の表面から金網コンベアまでの距離）：１５０ｍｍで移動する金網コンベアに吹き付けて、平均繊維径：２．２μｍ、坪量：２０ｇ／ｍ^２、厚さ：１９０μｍ、密度：０．１１ｇ／ｃｍ^３のメルトブロー層１を得た。

（メルトブロー層２）
メルトブロー層１と同様の方法で金網コンベア速度を変えて、平均繊維径：２．２μｍ、坪量：４０ｇ／ｍ^２、厚さ：３０８μｍ、密度：０．１３ｇ／ｃｍ^３のメルトブロー層２を得た。

（メルトブロー層３）
メルトブロー層１と同様の方法で金網コンベア速度を変えて、平均繊維径：２．２μｍ、坪量：６０ｇ／ｍ^２、厚さ：４００μｍ、密度：０．１５ｇ／ｃｍ^３のメルトブロー層３を得た。

（メルトブロー層４）
メルトブロー不織布製造装置を用い、紡糸ノズル孔径０．２５ｍｍ、ピッチ０．８ｍｍで配置されたメルトブロー用のノズルダイを温度２８０℃に加熱し、ポリブチレンテレフタレート樹脂（メルトフローレート（ＭＦＲ）：２７０ｇ／１０分、測定樹脂温度：２７５℃）をダイに供給し、ノズルからポリブチレンテレフタレート繊維を吐出し、ノズルの両側から吹き出す加熱エアー（３００℃、８ｍ^３／分／ｍ）と伴に吐出し、ＤＣＤ（紡糸口金の表面から金網コンベアまでの距離）：１１０ｍｍで移動する金網コンベアに吹き付けて、平均繊維径：２．３μｍ、坪量：６０ｇ／ｍ^２、厚さ：３９０μｍ、密度：０．１５ｇ／ｃｍ^３のメルトブロー層４を得た。

（液体フィルタ濾材の作製）
保護層１～７、メルトブロー層１～４及び不織布１～１４を、表５に示す組み合わせで、（保護層）／メルトブロー層／不織布（密層表面がメルトブロー層に接する）になるように重ね合わせた後に、超音波熱融着装置を用いて接合し、実施例１～２４並びに比較例１及び２の液体フィルタ用濾材を作製した。

保護層４、メルトブロー層２及び不織布２を保護層／メルトブロー層／不織布（支持体層表面がメルトブロー層に接する）になるように重ね合わせた後に、超音波熱融着装置を用いて接合し、実施例２５の液体フィルタ用濾材を作製した。

実施例１～２５並びに比較例１及び２で得られた液体フィルタ用濾材に対して、坪量、厚さ及び密度の測定並びに、平均流量細孔径、液体濾過効率、液体濾過時間及びプリーツ加工性の評価を行い、結果を表５及び表６に示した。

（坪量）（単位：ｇ／ｍ^２）
ＪＩＳ Ｐ８１２４：２０１１に準拠して、坪量を測定した。

（厚さ）（単位：μｍ）
厚さは、ＪＩＳ Ｐ８１１８：２０１４に規定された方法に基づき測定した。

（密度）（単位：ｇ／ｃｍ^３）
密度は、ＪＩＳ Ｐ８１１８：２０１４に規定された方法に基づき測定し算出した。

（平均流量細孔径）（単位：μｍ）
作製した液体フィルタ用濾材について、ＰＭＩ社製パームポロメーター ＣＦＰ－１５００Ａを用いて、ＪＩＳ Ｋ３８３２：１９９０、ＡＳＴＭ Ｆ３１６－８６に準じて測定を行い、平均流量細孔径を測定した。

液体濾過効率及び液体濾過速度の測定には、ＪＩＳ第８種粉体を０．０５％濃度になるように純水で希釈した分散液を試験用液体として用い、以下の方法で測定した。

（液体濾過効率）（単位：％）
液体濾過効率は、液体フィルタ用濾材を純水で湿潤した後、減圧濾過装置を用いて、濾過面積１４ｃｍ^２の濾過用ホルダーに液体フィルタ用濾材をセットし、試験用液体１００ｍｌを濾過用ホルダーに注いだ後に試験用液体を差圧△Ｐ＝２００ｍｍＨｇで減圧濾過し、試験用液体を完全に濾過した後、同じホルダーに試験用液体１００ｍｌを注ぎ、同条件で減圧濾過する。合計５回の減圧濾過を繰り返し、５回目の濾過前後の試験用液体の３～１０μｍ粒子数をリオン（株）製の液中微粒子計数器（ＫＬ－０１）で測定し、下記数式１より、液体濾過効率を算出した。

（数式１）
η＝（１－Ｃ２／Ｃ１）×１００
η：液体濾過効率（％）
Ｃ１：濾材上流側の粒子濃度
Ｃ２：濾材下流側の粒子濃度

液体濾過効率は高いほど好ましく、９０％以上であれば「◎」、７０％以上９０％未満であれば「〇」、５０％以上７０％未満であれば「△」、５０％未満であれば「×」とした。

［液体濾過速度］（単位：ｃｃ／ｃｍ^２／分）
液体濾過速度：上記液体濾過効率試験の５回目の濾過時間から液体濾過速度を得た。液体濾過速度は、値が大きいほど、濾材の目詰まりが少なく、濾過に要する時間が短いことを意味し、良好な濾材となる。

液体濾過速度は高いほど好ましく、５ｃｃ／ｃｍ^２／分以上であれば「〇」、２ｃｃ／ｃｍ^２／分以上５ｃｃ／ｃｍ^２／分未満であれば「△」、２ｃｃ／ｃｍ^２／分未満であれば「×」とした。

［プリーツ加工性］
液体フィルタ用濾材を製造工程の流れ方向（ＭＤ）３０ｃｍ、横方向（ＣＤ）２０ｃｍに裁断し、流れ方向を横切るように５ｃｍ毎に山折、谷折を繰り返し、畳んだ濾材の上に、直径５ｃｍ、長さ３０ｃｍ、重さ３ｋｇの円柱状金属ロールをゆっくり転がして折り目をつけ、蛇腹状とする。折り目が明確で歪みがなく、折り目を押しても変形しなければ良好「○」とし、若干変形したが使用上問題ないレベルのものを「△」とし、変形し、使用上問題があり不可を「×」とした。また、非常に硬く、「○」よりも優れているものを「◎」とした。

実施例１～２５の液体フィルタ用濾材は、フィブリル化繊維、主体繊維及びバインダー繊維を含む密層と主体繊維及びバインダー繊維を含む支持体層とからなる２層構造の不織布並びに該不織布の表面に積層されてなるメルトブロー層を有する液体フィルタ用濾材である。そして、実施例１～２３及び２５の液体フィルタ用濾材は、メルトブロー層の表面に積層されてなる保護層を有する液体フィルタ用濾材である。実施例１～２５の液体フィルタ用濾材は、液体濾過効率が高く、プリーツ加工性が優れており、液体濾過速度が高かった。実施例２と実施例２５の比較において、メルトブロー層を不織布の密層面に積層した実施例２の液体フィルタ用濾材は、メルトブロー層を不織布の支持体層表面に積層した実施例２５の液体フィルタ用濾材よりも液体濾過速度が高く、良好であった。

密層と支持体層とからなる２層構造の不織布のみの比較例１の液体フィルタ用濾材は、液体濾過速度が低かった。メルトブロー層のみの比較例２の液体フィルタ用濾材は、液体濾過効率とプリーツ加工性が悪く、使用不可レベルであった。

本発明の液体フィルタ用濾材は、金属の型彫、切断加工などに使用されている放電加工機の加工液中に含まれる加工屑や、ＩＣ生産における基板のウエハの切断、研磨、エッチングなどの工程で使用される超純水中に含まれる加工屑を効率良く除去し清浄な液体を得るための液体フィルタ用濾材、車両エンジンオイルフィルタ用濾材、車両用燃料用フィルタ濾材、等各種液体フィルタ用濾材等に好適に用いることができる。
また、各種エアフィルタ用としても使用することができる。

Claims (2)

1. フィブリル化繊維、主体繊維及びバインダー繊維を含む密層と主体繊維及びバインダー繊維を含む支持体層とからなる２層構造の不織布並びに該不織布の表面に積層されてなるメルトブロー層を有することを特徴とする液体フィルタ用濾材。
2. メルトブロー層の表面に積層されてなる保護層を有する請求項１に記載の液体フィルタ用濾材。