CN106256403B - 层叠无纺布、空气净化机及层叠无纺布的制造方法 - Google Patents

层叠无纺布、空气净化机及层叠无纺布的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种层叠无纺布、空气净化机以及层叠无纺布的制造方法。层叠无纺布具有第一无纺布和第二无纺布。第一无纺布包含带电的第一纤维。第二无纺布包含第二纤维且层叠于第一无纺布上。第一纤维的纤维径大于第二纤维的纤维径。

Description

层叠无纺布、空气净化机及层叠无纺布的制造方法
技术领域
本发明涉及一种层叠无纺布，涉及例如用于空气净化机的滤材的层叠无纺布。
背景技术
作为空气净化机的滤材，有时使用带电的无纺布(例如参照日本特开2001－98453号公报)。此种滤材通过与吸入到空气净化机的内部的灰尘之间产生的静电力(库伦力)来捕捉灰尘(粉尘)。
发明内容
本发明的一个方案为一种层叠无纺布。该层叠无纺布具有第一无纺布和第二无纺布。第一无纺布包含带电的第一纤维。第二无纺布包含第二纤维且层叠于第一无纺布上。第一纤维的纤维径大于第二纤维的纤维径。
本发明的另一方案为一种空气净化机。该空气净化机具有气体的吸入部、气体的喷出部和配置于吸入部与喷出部之间的上述层叠无纺布。在层叠无纺布中，第一无纺布具有第一面和在该第一面的相反侧与第二无纺布对置的第二面，第一面与吸入部对置。
本发明的又另一方案为一种层叠无纺布的制造方法。在该制造方法中准备包含带电的第一纤维的第一无纺布。另一方面，准备包含作为第二纤维的原料的原料树脂及使该原料树脂溶解的溶剂的原料液。另外，还准备包含第三纤维的第三无纺布。然后，在该第三无纺布上喷射上述原料液而由原料液生成第二纤维，并使第二纤维堆积于第三无纺布上而形成第二无纺布。另外，在第二无纺布的与第三无纺布对置的第二面的相反侧的第一面散布固体粘接剂。使散布于该第一面的粘接剂熔融。然后，在具有熔融的粘接剂的第二无纺布的第一面层叠第一无纺布。
如以上所述，根据本发明，可以提供长期具有高集尘效率及低压力损失的层叠无纺布。
附图说明
图1为示意性表示本发明的实施方式的层叠无纺布的剖视图。
图2为示意性表示本发明的实施方式的空气净化机的立体图。
图3为对本发明的实施方式的层叠无纺布的制造方法进行说明的概要图。
具体实施方式
在本发明的实施方式的说明之前，对以往的空气净化机的问题点进行简单地说明。在使用带电的无纺布作为滤材的情况下，若集尘加剧，则构成无纺布的纤维的周围被灰尘覆盖。因此，因上述纤维所具有的电荷产生的电场强度变弱。因此，在灰尘与带电的无纺布之间产生的静电力变小，集尘效率(灰尘的捕捉能力)降低。为了长期维持高集尘效率，考虑例如增大带电的无纺布的质量(密度)而使表面积增加。但是，若无纺布的密度变大，则流体的流路变小，因此对流体的阻力变大，使压力损失(流体通过无纺布时的阻力)变高。即，长期的高集尘效率及低压力损失是互为相反的性质，难以使两者兼顾。
以下，边参照图1边对本发明的实施方式的层叠无纺布10进行说明。图1为示意性表示层叠无纺布10的剖视图。
层叠无纺布10具有包含第一纤维1F的第一无纺布1和层叠于第一无纺布1上且包含第二纤维2F的第二无纺布2。第一无纺布1带电，并且第一纤维1F的纤维径D1大于第二纤维2F的纤维径D2(D1＞D2)。予以说明，“无纺布包含纤维”是指包含纤维作为主成分。此时，主成分的含有率为80重量％以上。第一无纺布1具有第一面即主面1B和主面1B的相反侧的第二面即主面1A。第二无纺布2具有与第一无纺布1对置的第一面即主面2B和主面2B的相反侧的第二面即主面2A，并且层叠于第一无纺布1的主面1A上。予以说明，在第二无纺布2的纤维密度低的情况下，有时主面2A、2B不明确。此种情况下，为了方便起见，将第一无纺布1与第二无纺布2的边界设为主面2B，将其相反侧设为主面2A。如图1所示，在第三无纺布3层叠于第二无纺布2的情况下，主面2A是指第二无纺布2与第三无纺布3的边界。另外，第一无纺布1的主面1A和主面1B、第二无纺布2的主面2A和主面2B、以及第三无纺布3的主面3A和主面3B是指各无纺布的表面，其可以是具有凹凸的面。
若包含灰尘的大气自层叠无纺布10的第一无纺布1与层叠无纺布10接触，则灰尘被优先捕捉到带电的第一无纺布1。若集尘加剧、在第一无纺布1与灰尘之间产生的静电力变小，则灰尘开始通过第一无纺布1。通过第一无纺布1的灰尘被捕捉到第二无纺布2。第二无纺布2包含纤维径比第一纤维1F小的第二纤维2F，因此发挥高集尘效率，并且不易使压力损失增加。
[第一无纺布]
第一无纺布1带电(永久带电)。即，第一无纺布1在不存在外部电场的状态下保持半永久性的电极化，并且在周围形成电场。因此，灰尘由于与第一无纺布1之间产生的静电力而被捕捉到第一无纺布1。另外，第一无纺布1也作为保护第二无纺布2免受各种外部负荷影响的保护材料发挥功能。
第一无纺布1包含第一纤维1F。第一纤维1F的材质并无特别限定，例如可列举玻璃纤维、纤维素、丙烯酸类树脂、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(PA)或它们的混合物等。其中，在容易带电、并且容易维持带电性的方面，优选PP。
第一纤维1F的纤维径D1只要大于第二无纺布中所包含的第二纤维2F的纤维径D2，则并无特别限定。纤维径D1例如为0.5μm以上且20μm以下，优选为5μm以上且20μm以下。
纤维径D1是指第一纤维1F的直径的平均值。第一纤维1F的直径是指第一纤维1F的与长度方向垂直的剖面的直径。在此种剖面不为圆形的情况下，优选将最大径视为直径。另外，也可以将从第一无纺布1的一个主面的法线方向进行观察时的、第一纤维1F的与长度方向垂直的方向的宽度视为第一纤维1F的直径。纤维径D1为例如第一无纺布中所包含的任意10根第一纤维1F的任意部位的直径的平均值。后述的纤维径D2及D3也相同。
第一无纺布1为利用例如纺粘法、干式法(例如气流成网法)、湿式法、熔喷法、针刺法(Needle-punch Method)等制造的无纺布，其制造方法并无特别限定。其中，在容易形成适合作为滤材的纤维径细的无纺布的方面，第一无纺布1优选利用熔喷法来制造。
第一无纺布1的压力损失并无特别限定。其中，第一无纺布1的初始压力损失在使用以JISB9908的形式1的规格为基准的测定机进行测定时优选为1Pa以上且10Pa以下左右。若第一无纺布1的初始压力损失为该范围，则还可以抑制层叠无纺布10整体的压力损失。予以说明，上述形式1的试验方法按照以下方式测定压力损失。使具有层叠无纺布10的过滤单元以不泄漏空气的方式保持于单元固定部。另外，在过滤单元安装静压测定部。静压测定部具有夹持过滤单元的直管部，在该直管部设有与上游侧、下游侧的管壁垂直的静压测定孔。在该状态下通过送风机将额定风量的风输送至过滤单元。而且，利用经由管与静压测定孔连接的测压计(manometer)测定上游侧、下游侧的静压，由此求得压力损失。
从压力损失的观点出发，第一无纺布1的厚度T1优选为100μm以上且500μm以下，更优选为150μm以上且400μm以下。无纺布的厚度T是指例如无纺布的任意10个部位的厚度的平均值(以下，相同)。厚度是指无纺布的2个主面间的距离。无纺布的厚度T具体如下求得：将无纺布的剖面取入到照片中，从无纺布的位于一个主面上的任意1个位置至另一主面划引与一个表面垂直的线时，求得在位于该线上的纤维中位置最远的2根纤维的外侧(外径)的距离。对其他任意的多个位置(例如9个位置)也同样地计算无纺布的厚度，以将它们平均化所得的数值作为无纺布的厚度T。在计算上述厚度T时，可以使用经过二值化处理的图像。
从压力损失的观点出发，第一无纺布1的单位面积的质量优选为10g/m2以上且50g/m2以下，更优选为10g/m2以上且30g/m2以下。
使第一无纺布1带电的方法并无特别限定，只要使用公知的带电加工方法即可。作为带电加工方法，可列举例如电晕放电法、纯水真空法、摩擦带电法等。进行带电加工的时机并无特别限定。例如，可以与构成第一无纺布1的第一纤维1F的纺丝同时进行带电加工，在将第一纤维1F进行拉伸而制造的情况下，可以边拉伸边进行带电加工。另外，也可以在形成无纺布后进行带电加工。第一无纺布1的表面电位并无特别限定，例如可以为5kV以上且100kV以下。
第一无纺布1具有由多个第一纤维1F形成的空隙。第一无纺布1的空隙率P1并无特别限定，从压力损失的观点出发，优选为60体积％以上且95体积％以下，更优选为70体积％以上且90体积％以下。空隙率P1(体积％)例如以(1－第一无纺布1的表观单位体积的质量/第一纤维1F的比重)×100来表示。
[第二无纺布]
第二无纺布2具有与第一无纺布1一起捕捉灰尘的功能。第二无纺布2并非通过静电力而是主要通过灰尘的布朗扩散、重力、遮护等作用来捕捉灰尘。
第二纤维2F的材质并无特别限定，可列举例如PA、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚缩醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚芳酯(PAR)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)、聚醋酸乙烯酯(PVAc)、PP、PET、聚氨酯(PU)等聚合物。它们可以单独使用或组合使用两种以上。其中，如后所述，在利用电场纺丝法形成第二纤维2F的情况下，优选使用PES。
第二纤维的纤维径D2小于第一纤维的纤维径D1。其中，D2优选为D1的1/5以下(D2≤D1/5)，更优选为D2≤D1/10。另外，D2优选为D1的1/100以上。若D2为该范围，则在抑制压力损失的同时，集尘效率容易变高。具体而言，纤维径D2优选为小于1μm，更优选为小于500nm。另外，纤维径D2优选为50nm以上，更优选为100nm以上。
从压力损失的观点出发，第二无纺布2的厚度T2优选为0.5μm以上且10μm以下，更优选为1μm以上且5μm以下。第二无纺布2的单位面积的质量优选为0.1g/m2以上且1.5g/m2以下，更优选为0.2g/m2以上且0.8g/m2以下。若第二无纺布的上述质量为该范围，则在抑制压力损失的同时，容易发挥高集尘效率。予以说明，第二无纺布2的初始压力损失在与上述同样的条件下进行测定时优选为5Pa以上且40Pa以下左右。
[第三无纺布]
层叠无纺布10还可以具有层叠于第二无纺布2的不与第一无纺布1对置的第二面即主面2A上的第三无纺布3。第三无纺布3为例如保持层叠无纺布10的形状的基材。在对层叠无纺布10进行褶皱加工的情况下，第一无纺布成为基材而保持褶皱的形状。
第三无纺布3包含第三纤维3F。第三纤维3F的材质并无特别限定，可列举例如：玻璃纤维、纤维素、丙烯酸类树脂、PP、PE、PET等聚酯、PA、或者它们的混合物等。其中，从保持形状的观点出发，第三纤维3F的材质优选PET或纤维素。第三纤维3F的纤维径D3并无特别限定，例如可以为0.5μm以上且20μm以下，也可以为10μm以上且20μm以下。
第三无纺布3的制造方法并无特别限定，可相同地例示第一无纺布1中所例示的方法。其中，在容易形成适合作为滤材的纤维径细的无纺布的方面，第三无纺布3优选利用熔喷法来制造。
第三无纺布3的压力损失也并无特别限定。其中，第三无纺布3的初始压力损失在与上述同样的条件下测定时优选为1Pa以上且10Pa以下左右。若第三无纺布3的初始压力损失为该范围，则层叠无纺布10整体的压力损失也会受到抑制。
从压力损失的观点出发，第三无纺布3的厚度T3优选为150μm以上且500μm以下，更优选为150μm以上且400μm以下。从同样的观点出发，第三无纺布3的单位面积的质量优选为10g/m2以上且50g/m2以下，更优选为10g/m2以上且45g/m2以下。
第三无纺布3还具有由多个第三纤维3F形成的空隙。第三无纺布3的空隙率P3并无特别限定，从压力损失的观点出发，优选大于空隙率P1(P1＜P3)。另外，如后所述，当在第一无纺布1与第二无纺布2的接合中使用粘接剂的情况下，若空隙率P3及空隙率P1满足P1＜P3，则粘接剂容易更多地存在于第二无纺布2(以及第三无纺布3)，故优选。其中，空隙率P3优选为空隙率P1的1.05倍以上(1.05×P1≤P3)。另外，从保持形状的观点出发，空隙率P3优选为空隙率P1的2倍以下。
具体而言，空隙率P3优选为65体积％以上且98体积％以下。空隙率P3也与空隙率P1同样可以利用例如第三无纺布3的表观单位体积的质量及第三纤维3F的比重来计算。
[粘接剂]
在层叠无纺布10包含第一无纺布1、第二无纺布2及第三无纺布3的情况下，第一无纺布1与第二无纺布2优选通过粘接剂(未图示)进行接合。此时，第二无纺布2与第三无纺布3优选不经由粘接剂直接进行接合。这是由于将第一无纺布1与第二无纺布2接合的粘接剂容易更多地存在于第二无纺布2。后面将对第二无纺布2与第三无纺布3的接合方法进行叙述。
从抑制制造过程中的第一无纺布1的电场强度降低的观点出发，粘接剂优选位于第一无纺布1与第二无纺布2的界面附近且更多地存在于第二无纺布2。具体而言，粘接剂优选存在于从第一无纺布1的与第二无纺布2对置的主面1A开始到距离d1的区域R1、以及从第二无纺布2的与第一无纺布1对置的主面2B(与第二无纺布2的不与第三无纺布3对置的主面相同)开始到距离d2的区域R2。并且，距离d1及距离d2优选满足d1＜d2的关系。这样，通过使粘接剂更多地存在于第二无纺布2，从而使具有电荷的第一纤维1F不易被粘接剂覆盖。因此，可以抑制制造过程中的、第一无纺布1的电场强度的降低。在图1中，为了方便起见，对区域R1及区域R2分别划入影线加以表示。
距离d1及距离d2例如可以按照以下方式来计算。首先，对层叠无纺布10的剖面进行拍摄，从层叠无纺布10的位于一个主面(主面1B)上的任意的1个位置a至另一主面(第三无纺布3的不与第二无纺布2对置的主面3A)划引与主面1B垂直的直线L。在位于该直线L上的粘接剂中，将第一无纺布1中位于与主面1A距离最远的位置的粘接剂与主面1A的距离设为距离d1a。同样，在位于直线L上的粘接剂中，将第二无纺布2或第三无纺布3中位于与主面2B距离最远的位置的粘接剂与主面2B的距离设为距离d2a。对其他任意的多个位置(例如位置b～j)也同样地计算距离d1b～d1j及d2b～d2j，并将它们的平均值设为距离d1及距离d2。在计算距离d1及距离d2时，可以使用经过二值化处理的图像。
距离d1优选小于厚度T1且小于距离d2。从抑制制造过程中的电场强度的降低的观点出发，距离d1相对于距离d2之比d1/d2优选为0.2以上且小于1，更优选为0.3以上且0.8以下。从同样的观点出发，距离d1相对于厚度T1之比d1/T1优选为0.1以上且小于0.5，更优选为0.15以上且小于0.4。
距离d2为厚度T2与T3之和(T2+T3)以下(d2≤(T2+T3))。在距离d2大于厚度T2(d2＞T2)时，区域R2为包含第二无纺布2和至少一部分第三无纺布3的区域。从相对粘接剂而言的成本及压力损失的观点出发，距离d2相对于厚度(T2+T3)之比d2/(T2+T3)优选为0.15以上且0.7以下。
粘接剂的赋予量并无特别限定，例如为0.5g/m2以上且5g/m2以下。粘接剂的种类并无特别限定，可列举例如：PU、PET等聚酯；以PA、聚烯烃(例如PP、PE)等为主成分的热熔粘接剂等。其中，从粘接性的观点出发，粘接剂优选为与第一纤维1F的材质相同种类的材质。例如，在第一纤维1F的材质为PP的情况下，粘接剂优选包含聚烯烃。予以说明，根据本实施方式，即使粘接剂及第一纤维1F为同种材质，粘接剂也不在第一无纺布1侧而容易更多地存在于第二无纺布2侧。
[空气净化机]
如图2所例示的那样，本发明的实施方式的空气净化机100具有作为滤材使用的层叠无纺布10、气体的吸入部101和气体的喷出部102。层叠无纺布10按照使主面1B与吸入部101对置的方式配置于吸入部101与喷出部102之间。层叠无纺布10也可以以褶皱加工为波纹状的方式进行配置。
空气净化机100由外部的大气从吸入部101取入到空气净化机100的内部。所取入的大气中包含的灰尘在通过层叠无纺布10等的期间被捕捉，并将净化后的大气从喷出部102释放到外部。
空气净化机100还可以在吸入部101与层叠无纺布10之间具有捕捉较大尘土等的预滤器103等。另外，也可以在层叠无纺布10与喷出部102之间设置除臭滤器104、加湿滤器(未图示)等。
[层叠无纺布的制造方法]
层叠无纺布10利用例如包含第一准备工序、第二准备工序、第三准备工序、无纺布形成工序、粘接剂散布工序、加热工序和层叠工序的方法来制造。在第一准备工序中，准备包含带电的第一纤维1F的第一无纺布1。在第二准备工序中，准备包含作为第二纤维2F的原料的原料树脂及使原料树脂溶解的溶剂的原料液22。在第三准备工序中，准备靶材(例如包含第三纤维3F的第三无纺布3)。在无纺布形成工序中，在第三无纺布3上喷射原料液，从原料液22生成第二纤维2F，并使第二纤维2F堆积于靶材(第三无纺布3的一个主面3B)而形成第二无纺布2。在粘接剂散布工序中，在第二无纺布2的不与靶材对置的主面(不与第三无纺布3对置的主面2B)散布固体粘接剂35。在加热工序中，使散布于靶材的主面(2B)的粘接剂35熔融。在层叠工序中，在具有熔融的粘接剂35的第二无纺布2上层叠第一无纺布1。
以下，边参照图3边对本发明的实施方式的制造方法进行说明。图3为实施本发明的实施方式的制造方法的制造装置200的概要图。在此，以具有粘接剂35及第三无纺布3的层叠无纺布10为例进行说明。
(1)第一、第二及第三准备工序
在各准备工序中，准备第一无纺布1、包含作为纤维的原料的原料树脂和使原料树脂溶解的溶剂的原料液22、以及第三无纺布3。
[原料液]
原料液22包含原料树脂及溶剂。原料树脂为第二纤维2F的原料，溶剂(以下为第一溶剂)使原料树脂溶解。原料液22中的原料树脂与第一溶剂的混合比率根据所选定的原料树脂的种类及第一溶剂的种类的不同而不同。原料液22中的第一溶剂的比例为例如60质量％～95质量％。在原料液22中可以包含除使原料树脂溶解的第一溶剂以外的溶剂、各种添加剂等。原料树脂的种类并无特别限定，可例示与作为第二纤维2F的材质所例示的各聚合物对应的聚合物。
第一溶剂只要是能够使原料树脂溶解的溶剂，则并无特别限定。可以使用例如甲醇、乙醇、1－丙醇、2－丙醇、六氟异丙醇、四乙二醇、三乙二醇、二苄基醇、1,3－二氧戊环、1,4－二噁烷、甲乙酮、甲基异丁基酮、甲基正己基酮、甲基正丙基酮、二异丙基酮、二异丁基酮、丙酮、六氟丙酮、苯酚、甲酸、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丙酯、氯代甲烷、氯代乙烷、二氯甲烷、氯仿、邻氯甲苯、对氯甲苯、四氯化碳、1,1－二氯乙烷、1,2－二氯乙烷、三氯乙烷、二氯丙烷、二溴乙烷、二溴丙烷、溴代甲烷、溴代乙烷、溴代丙烷、醋酸、苯、甲苯、己烷、环己烷、环己酮、环戊烷、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、乙腈、四氢呋喃、N,N－二甲基甲酰胺、N,N－二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜、吡啶、水等。这些溶剂可以单独使用，也可以组合使用多种。其中，在利用电场纺丝法形成包含PES的第二纤维2F的情况下，在适合于电场纺丝法的方面以及容易溶解PES的方面，优选DMAc。
(2)无纺布形成工序
接着，在第三无纺布3上喷射原料液22而从原料液22生成第二纤维2F，并使第二纤维2F堆积于第三无纺布3的主面3B而形成第二无纺布2。作为这样生成第二纤维2F的方法，可列举例如干式纺丝法、电场纺丝法等。其中，从能够形成纤维径小的纤维的方面出发，第二纤维2F优选利用电场纺丝法来形成。根据电场纺丝法，第二纤维2F在第三无纺布3上以由一根以上的第二纤维2F无规地重叠(或缠绕)成的纤维集合体即无纺布的形式进行堆积。
以下，以制造装置200具有电场纺丝机构的情况为例进行说明。在电场纺丝法中，使靶材(在此为第三无纺布3)接地或带负电，并从释放口(未图示)对其喷射带正电的原料液22。在原料液22到达第三无纺布3的过程中，原料液22所含的第一溶剂的一部分挥发，第二纤维2F堆积于主面3B而形成第二无纺布2。在刚形成第二无纺布2后的第二纤维2F中包含例如5质量％以上且10质量％以下的第一溶剂。通过除去残留的第一溶剂的至少一部分，从而使接触的第二纤维2F之间、以及第二纤维2F与构成第三无纺布3的第三纤维3F进行点粘接。这样使得第二无纺布2与第三无纺布3接合。
电场纺丝机构具有放出体23、带电部(参照后述)和运送部(参照后述)。放出体23释放出设置于无纺布形成部202内的上方的原料液22。带电部使释放出的原料液22带正电。运送部将以与放出体23对置的方式配置的第三无纺布3从上游侧运送到下游侧。运送部优选具有运送带21。此时，运送带21作为连同第三无纺布3一起收集第二纤维2F的捕集部发挥功能。
第三无纺布3从配置于制造装置200的最上游的供给部201通过运送辊11进行运送，并供给至运送部(运送带21)。第三无纺布3为例如长条状且被卷绕到供给卷轴12上。供给卷轴12在发动机13的驱动下进行旋转。
在放出体23的与主面3B对置的一侧设有多个原料液22的放出口(未图示)。放出口与主面3B的距离也由制造装置的规模来决定，例如为100mm以上且600mm以下。利用设置于无纺布形成部202的上方的、从与第三无纺布3的运送方向平行的第一支撑体24向下方延伸的第二支撑体25，以使放出体23本身的长度方向与主面3B平行的方式支撑放出体23。
带电部由对放出体23施加电压的电压施加装置26和与运送带21平行设置的对电极27构成。使对电极27接地(ground)。由此，可以在放出体23与对电极27之间设置与由电压印加装置26所施加的电压对应的电位差(例如20kV以上且200kV以下)。予以说明，带电部的构成并无特别限定。例如，对电极27可以带负电。另外，也可以代替设置对电极27而由导体构成运送带21。
放出体23由导体构成且具有长条形状，其内部呈中空。在中空部收容原料液22。利用与放出体23的中空部连通的泵28的压力将原料液22从原料液罐29供给至放出体23的中空部。利用泵28的压力将原料液22从放出口朝向主面3B进行释放。所释放出的原料液22以带电的状态在放出体23与运送带21之间的空间移动，在移动中引起静电爆炸，生成纤维状物(第二纤维2F)。这样得到第二无纺布2与第三无纺布3层叠而成的前体。此时，刚生成该前体后的第二纤维2F带电，但是只是暂时带电，第二纤维2F不久就会不显示带电性。
所生成的第二纤维2F的纤维径D2优选为1μm以下。可以通过调整原料液22的喷出压力、施加电压、原料液22的浓度、放出口与第三无纺布3的距离、无纺布形成部的内部的温度、湿度等来改变纤维径D2。只要按照使纤维径D2小于在后续工序中所层叠的第一无纺布1的纤维径D1的方式设定喷出条件即可。
[粘接剂散布工序]
接着，在输送到运送辊31上的第二无纺布2的主面2B散布粘接剂35。在容易更多地存在于第二无纺布2的方面，粘接剂35优选以固体的状态进行散布。固体是指保持一定形状的状态，例如为粉末、糊膏的状态。粘接剂35通过例如喷射法、自由落下等散布到第二无纺布的主面2B上。
其中，在容易均匀散布的方面，粘接剂优选为粉末状。粉末状粘接剂的平均粒径D50并无特别限定，例如为100μm以上且300μm以下。平均粒径D50是指利用激光衍射式的粒度分布测定装置求得的体积粒度分布中的中值粒径。
粘接剂赋予部203例如具备散布装置34，散布装置34具有设置于粘接剂赋予部203的上方的用于收容粘接剂35的粘接剂罐32和用于散布粘接剂35的喷射器33。从喷射器33散布例如粉末状的粘接剂，并且主要附着于主面2B。
[加热工序]
在主面2B散布粘接剂35后且层叠第一无纺布1之前，在加热部204利用加热装置42将粘接剂35在运送辊41上进行加热使其熔融。加热装置42并无特别限定，只要适当选择公知的加热装置即可。加热温度只要根据粘接剂35的熔点进行适当设定即可，例如为100～200℃。
在将2片无纺布进行接合的情况下，通常采用的是在各无纺布之间配置热熔粘接剂等、并且边利用加热辊等使粘接剂熔融边对其压接的方法。在此种方法中，粘接剂也容易浸渗到各无纺布的任意空隙中，难以更多地存在于任意一方的无纺布中。在使用带电的无纺布的情况下，若粘接剂大量浸渗到该无纺布的空隙中，则由无纺布形成的电场强度容易变小。另一方面，当在层叠带电的第一无纺布1之前使粘接剂35熔融时，即使之后层叠第一无纺布1，也会使浸渗到第一无纺布1中的粘接剂的量变少。因此，能够在不降低由第一无纺布1形成的电场强度的情况下将第一无纺布1与第二无纺布2接合。予以说明，根据该方法，即使粘接剂35及第一纤维1F为同种材质，粘接剂35也不会在第一无纺布1而是容易更多地存在于第二无纺布2中。
[层叠工序]
在使粘接剂35熔融后，在输送到运送辊51上的第二无纺布2的主面2B层叠第一无纺布1。在第一无纺布层叠部205，从前体10a的上方供给第一无纺布1，并将其经由粘接剂35层叠于前体10a。在第一无纺布1为长条状时，与第三无纺布3同样，第一无纺布1可以卷绕到卷轴52上。此时，边从卷轴52卷出第一无纺布1，边将其层叠于第二无纺布2。予以说明，之后，可以从第二无纺布2剥离第三无纺布3而形成由第一无纺布1和第二无纺布2构成的层叠无纺布。
此时，从维持第一无纺布1的带电性的观点出发，优选不将第一无纺布1加热到第一纤维1F的熔点以上。例如可以如专利文献1所记载的那样，利用在构成无纺布的纤维的熔点以上的温度气氛下对无纺布作用直流的高电压后进行冷却的方法使无纺布带电。换言之，若将带电的无纺布加热到该熔点以上的温度，则有时使带电性降低。
在经由粘接剂将2片无纺布层叠后利用加热辊等将粘接剂35加热到其熔点以上而进行接合的情况下，有时将与加热辊接触的第一无纺布1加热到粘接剂35的熔点以上。因此，为了抑制制造过程中的因加热所致的无纺布的带电性的降低，需要适当调整构成带电的无纺布的纤维的熔点、粘接剂35的熔点及加热辊的温度等，使制造条件变得复杂。
另一方面，根据本实施方式，使粘接剂35熔融后，为了层叠第一无纺布1，未必需要对第一无纺布1进行加热。即使在使用加热辊等的情况下，只要仅考虑第一纤维1F的熔点而控制加热辊的温度即可，因此容易确定制造条件。
在层叠第一无纺布1后，边利用夹持层叠无纺布10而上下配置的一对加压辊53(加压辊53a、53b)施加压力，边对层叠无纺布10加压，可以使第一无纺布1与第二无纺布2进一步密合。此时，若第三无纺布3的空隙率P3大于第一无纺布1的空隙率P1，则粘接剂35容易更多地存在于第二无纺布2(以及第三无纺布3)。对加压辊53的压力并无特别限定，例如为1kPa以上且50kPa以下。另外，可以在加压的同时对层叠无纺布10进行加热，但是，如上所述，加热温度优选低于第一纤维1F的熔点。
最后，可以从第一无纺布层叠部205运出层叠无纺布10，并经由辊61回收至配置于更下游侧的回收部206中。回收部206内设有例如将运送来的层叠无纺布10进行卷取的回收卷轴62。回收卷轴62通过发动机63进行旋转驱动。
[实施例]
以下，对本发明的实施例进行具体地说明，但是本发明并不受这些实施例的限定。予以说明，层叠无纺布10使用图3所示的制造装置200来制造。
作为第三无纺布3，使用以纤维素为主体的基材(T3：300μm、D3：15μm、单位体积的质量：42g/m2、P3：80体积％)。利用电场纺丝法在第三无纺布3上层叠包含第二纤维2F(D2：273nm)的第二无纺布2(T2：2μm)，得到前体10a。作为第二纤维2F的原料液，使用包含20质量％PES的DMAc溶液。在第三无纺布3上堆积0.69g/m2的第二纤维2F。
接着，在前体10a的第二无纺布2上利用喷射法散布粉末状的粘接剂35(聚酯系热熔树脂)。粘接剂35的散布量为2.2g/m2。粘接剂35的全部粒子中的90体积％以上具有180～250μm的粒径。接着，对前体10a进行加热，使粘接剂35熔融。加热温度为158℃。
在第二无纺布2上以夹杂熔融的粘接剂35的方式层叠第一无纺布1。作为第一无纺布1，使用以带电的聚丙烯纤维为主体的熔喷无纺布(电位：70～80kV、T1：165μm、D1：5μm、P1：61体积％、单位面积的质量：18g/m2)。接着，利用加压辊53进行压接，得到层叠无纺布10。压接的压力设为5kPa。从层叠无纺布10的剖面照片计算距离d1及d2，结果距离d1为30μm，距离d2为50μm。在所得的层叠无纺布10上以成为与使用10年的情况相同的状态的方式附着灰尘，并设置如图2所示的空气净化机100，结果并未观察到集尘效率的极度降低。
如以上所示，层叠无纺布10具有第一无纺布1和第二无纺布2。第一无纺布1包含带电的第一纤维1F。第二无纺布2包含第二纤维2F且层叠于第一无纺布1上。第一纤维1F的纤维径大于第二纤维2F的纤维径。由此，即使在长期使用层叠无纺布10作为滤材的情况下，第二无纺布2也会捕捉粉尘，因此维持高集尘效率。进而，由于第二纤维2F的纤维径小，因此抑制压力损失的增加。结果使层叠无纺布10的耐用期间变长。
层叠无纺布10还可以具有粘接剂和层叠于第二无纺布2的不与第一无纺布1对置的主面2A上且包含第三纤维3F的第三无纺布3。此时，粘接剂存在于从第一无纺布1的主面1A开始到距离d1的区域R1、以及从第二无纺布2的主面2B开始到距离d2的区域R2。距离d2优选大于距离d1。由此，第一无纺布1所形成的电场强度不易受到粘接剂的影响。即，在制造过程中容易维持上述电场强度。
第三无纺布3的空隙率P3优选大于第一无纺布1的空隙率P1。由此，粘接剂不易渗入到第一无纺布1中。另外，空隙率P1优选为60体积％以上且95体积％以下。由此使压力损失降低。
第一无纺布的距离d1相对于厚度T1之比d1/T1优选为0.1以上且小于0.5。由此使上述电场强度所受到的粘接剂的影响进一步变小。
从压力损失的观点出发，厚度T1优选为100μm以上且500μm以下，第二无纺布的厚度T2优选为0.5μm以上且10μm以下，第三无纺布的厚度T3优选为150μm以上且500μm以下。
D2优选大于0μm且小于1μm。由此第二无纺布的表面积变得更大，集尘效果进一步提高。
另外，本发明的空气净化机具有气体的吸入部、气体的喷出部和配置于吸入部与喷出部之间的上述层叠无纺布。层叠无纺布中的第一无纺布的与第二无纺布对置的面的相反面与吸入部对置。此种空气净化机持续长时间集尘效率也高、压力损失也小。
进而，在本发明的层叠无纺布的制造方法中准备包含带电的第一纤维的第一无纺布。另一方面，准备包含作为第二纤维的原料的原料树脂及使该原料树脂溶解的溶剂的原料液。另外，还准备包含第三纤维的第三无纺布。然后，在该第三无纺布上喷射上述原料液而由原料液生成第二纤维，并使第二纤维堆积于第三无纺布上而形成第二无纺布。另外，在第二无纺布的、第三无纺布所对置的面的相反面散布固体粘接剂。使散布于该相反面的粘接剂熔融。然后，在具有熔融的粘接剂的第二无纺布上层叠第一无纺布。利用该方法得到的层叠无纺布持续长时间具有高集尘效率及低压力损失。
如以上所示，本发明的层叠无纺布即使在长期使用的情况下集尘效率也高，并且能够抑制压力损失的增加。因此，适合作为家庭用、办公室用等的空气净化机的滤材。予以说明，本发明的层叠无纺布的用途并不限于空气净化机的滤材，例如也能适用于电池用的分离片、擦拭尘土的擦拭片等其它用途。

Claims (8)

1.一种层叠无纺布，其具备：
包含带电的第一纤维的第一无纺布、和
层叠于所述第一无纺布上且包含第二纤维的第二无纺布，
所述第一纤维的纤维径大于所述第二纤维的纤维径，
所述第二无纺布并非通过静电力的作用来捕捉灰尘，
所述层叠无纺布还具备粘接剂和层叠于所述第二无纺布上且包含第三纤维的第三无纺布，
所述第一无纺布具有第一面和在所述第一面的相反侧与所述第二无纺布对置的第二面，
所述第二无纺布具有与所述第一无纺布对置的第一面和所述第二无纺布的所述第一面的相反侧的第二面，
所述第三无纺布层叠于所述第二无纺布的所述第二面，
所述粘接剂存在于从所述第一无纺布的所述第二面到距离所述第一无纺布的所述第二面d1的区域以及从所述第二无纺布的所述第一面到距离所述第二无纺布的所述第一面d2的区域，所述距离d2大于所述距离d1。
2.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，所述第三无纺布的空隙率大于所述第一无纺布的空隙率。
3.根据权利要求2所述的层叠无纺布，其中，所述第一无纺布的所述空隙率为60体积％以上且95体积％以下。
4.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，所述距离d1相对于所述第一无纺布的厚度T1之比d1/T1为0.1以上且小于0.5。
5.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，
所述第一无纺布的厚度为100μm以上且500μm以下，
所述第二无纺布的厚度为0.5μm以上且10μm以下，
所述第三无纺布的厚度为150μm以上且500μm以下。
6.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，所述第二纤维的所述纤维径大于0μm且小于1μm。
7.一种空气净化机，其具备：
气体的吸入部、
所述气体的喷出部、和
配置于所述吸入部与所述喷出部之间的权利要求1所述的层叠无纺布，
所述第一无纺布具有第一面和在所述第一面的相反侧与所述第二无纺布对置的第二面，
所述第一无纺布的所述第一面与所述吸入部对置。
8.一种权利要求1～6中任一项所述的层叠无纺布的制造方法，其具备：
准备包含带电的第一纤维的第一无纺布的步骤；
准备包含作为第二纤维的原料的原料树脂及使所述原料树脂溶解的溶剂的原料液的步骤；
准备包含第三纤维的第三无纺布的步骤；
在所述第三无纺布上喷射所述原料液而由所述原料液生成第二纤维，并使所述第二纤维堆积于所述第三无纺布上而形成第二无纺布的步骤；
在所述第二无纺布的与所述第三无纺布对置的第二面的相反侧的第一面散布固体粘接剂的步骤；
使散布于所述第一面的所述固体粘接剂熔融的步骤；和
在具有所述熔融的粘接剂的所述第二无纺布的所述第一面层叠所述第一无纺布的步骤。
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