CN106400302B - 层叠无纺布及空气净化机 - Google Patents

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Abstract

层叠无纺布具有包含第1纤维的第1无纺布、和包含第2纤维且层叠于第1无纺布上的第2无纺布，同时在端部具有切断痕。第1纤维的平均纤维直径大于为3μm以下的第2纤维的平均纤维直径。50质量％以上且70质量％以下的第2纤维满足x≥y的条件，5质量％以上且30质量％以下的上述第2纤维满足x＜y/2的条件。所谓成分x为切断痕的方向(X轴的方向)的矢量的成分，所谓成分y为与X轴垂直地相交、并且与层叠无纺布的主表面平行的Y轴的方向的矢量的成分。当从与X轴及Y轴垂直地相交的Z轴的方向看第2无纺布时，满足x＜y/2的条件的第2纤维的至少一部分与满足x≥y的条件的第2纤维重叠。

Description

层叠无纺布及空气净化机
技术领域
本公开涉及层叠无纺布，例如涉及在空气净化机的过滤用材料中使用的层叠无纺布。
背景技术
在空气净化机等中使用的无纺布通常通过将第1无纺布与第2无纺布层叠而构成。第1无纺布作为基材或保护材料发挥功能。第2无纺布包含平均纤维直径比第1无纺布小的纤维，具有集尘功能。包含具有小的平均纤维直径的纤维的第2无纺布例如可以通过静电纺丝法而形成。这样的无纺布例如公开于日本特开2008-179916号公报中。
发明内容
本公开的目的是在层叠无纺布中抑制第2无纺布的剥离。
本公开的一方式所述的层叠无纺布具有包含第1纤维的第1无纺布、和包含第2纤维且层叠于第1无纺布上的第2无纺布。第2纤维的平均纤维直径为3μm以下，第1纤维的平均纤维直径大于第2纤维的平均纤维直径。层叠无纺布在端部具有切断痕。设该切断痕的方向为X轴，设与X轴垂直地相交、并且与层叠无纺布的主表面平行的方向为Y轴，设与X轴及Y轴垂直地相交的轴为Z轴。此外，设第2纤维的X轴方向的矢量成分为成分x，设Y轴方向的矢量成分为成分y。在该定义中，50质量％以上且70质量％以下的第2纤维满足x≥y的条件，5质量％以上且30质量％以下的上述第2纤维满足x＜y/2的条件。当从Z轴方向看第2无纺布时，满足x＜y/2的条件的第2纤维的至少一部分与满足x≥y的条件的第2纤维重叠。
本公开的一方式所述的空气净化机具有气体的吸入部、气体的排出部、和配置在吸入部与排出部之间的上述层叠无纺布。
根据本公开，在层叠无纺布中，能够抑制第2无纺布的剥离。
附图说明
图1A是示意性表示本公开的实施方式所述的层叠无纺布的上表面图。
图1B、图1C是表示图1A中所示的层叠无纺布中的第2纤维的X轴及Y轴方向的矢量成分的说明图。
图2A是示意性表示图1A中所示的层叠无纺布的截面图。
图2B是表示图2A中所示的层叠无纺布中的第2纤维的X轴及Z轴方向的矢量成分的说明图。
图3是表示用于制造本公开的实施方式所述的层叠无纺布的制造系统的一部分的构成例的图。
图4是示意性表示在图2A中所示的层叠无纺布上进一步层叠有第3无纺布的无纺布的截面图。
图5是本公开的实施方式所述的空气净化机的示意立体图。
图6A是表示实施例1所述的第2无纺布的表面的光学显微镜观察图像的图。
图6B是表示实施例1所述的第2无纺布的切断面的光学显微镜观察图像的图。
图7A是表示比较例1所述的第2无纺布的表面的光学显微镜观察图像的图。
图7B是表示比较例2所述的第2无纺布的切断面的光学显微镜观察图像的图。
具体实施方式
以下，边参照图1A～图2B，边对本公开的实施方式所述的层叠无纺布10进行说明。图1A是示意性表示层叠无纺布10的上表面图，图1B及图1C分别是表示不同的第2纤维的X轴及Y轴方向的矢量成分的说明图。图2A是示意性表示层叠无纺布10的截面图，图2B是表示第2纤维的X轴及Z轴方向的矢量成分的说明图。另外，在图1A及图2A中，示出层叠无纺布10为长条体的情况，但并不限定于此。
如图2A中所示的那样，层叠无纺布10具有包含第1纤维1F的第1无纺布1、和层叠于第1无纺布1上且包含第2纤维2F的第2无纺布2。以下，对于层叠无纺布10，作为适于空气净化机的过滤用材料的形态具体地进行说明，但层叠无纺布的用途并不限定于此。
第1无纺布1作为保持层叠无纺布10的形状的基材发挥功能。在对层叠无纺布10进行褶裥加工的情况下，第1无纺布1成为基材，保持褶裥的形状。
第1无纺布1包含第1纤维1F。第1纤维1F的材质没有特别限定，例如可列举出玻璃纤维、纤维素、丙烯酸树脂、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，从形状保持的观点出发，第1纤维1F的材质优选为PET或纤维素。第1纤维1F的平均纤维直径D1没有特别限定，例如可以为1μm以上且40μm以下，也可以为5μm以上且20μm以下。
所谓平均纤维直径D1是第1纤维1F的直径的平均值。所谓第1纤维1F的直径是相对于第1纤维1F的长度方向垂直的截面的直径。在那样的截面不为圆形的情况下，也可以将最大径视为直径。此外，也可以将从第1无纺布1的一个主表面的法线方向看时的相对于第1纤维1F的长度方向垂直的方向的宽度视为第1纤维1F的直径。平均纤维直径D1例如是第1无纺布1中包含的任意的10根第1纤维1F的任意的部位的直径的平均值。关于后述的平均纤维直径D2及D3也相同。
第1无纺布1例如通过纺粘法、干式法(例如气铺法)、湿式法、熔喷法、针刺法等来制造，但其制造方法没有特别限定。其中，在容易形成作为基材适合的无纺布的方面，第1无纺布1优选通过湿式法来制造。
第1无纺布1的压力损耗也没有特别限定。其中，第1无纺布1的初期的压力损耗使用依据JISB9908的形式1的规格的测定机进行测定时，优选为1Pa以上且10Pa以下左右。若第1无纺布的初期的压力损耗为该范围，则层叠无纺布整体的压力损耗也得到抑制。另外，在上述形式1中的试验方法中如以下那样测定压力损耗。将具有层叠无纺布10的过滤器单元按照没有空气漏泄的方式保持到单元固定部中。此外在过滤器单元中安装静压测定部。静压测定部具有夹持过滤器单元的直管部，在该直管部上，在上游侧、下游侧的管壁上设置有垂直的静压测定孔。在该状态下通过送风机向过滤器单元送额定风量的风。并且，通过利用静压测定孔上介由管而连接的压力表测定上游侧、下游侧的静压，从而求出压力损耗。
第1无纺布1的厚度T1从压力损耗的观点出发，优选为50μm以上且500μm以下，更优选为150μm以上且400μm以下。所谓无纺布的厚度T例如为无纺布的任意的10处的厚度的平均值(以下，相同)。所谓厚度是无纺布的2个主表面之间的距离。关于无纺布的厚度T，具体而言，拍摄无纺布的截面照片，当从位于无纺布的一个主表面上的任意的1地点到另一个主表面为止，画相对于一个表面垂直的线时，作为位于该线上的纤维中的处于最远的位置的2根纤维的外侧(外法)的距离而求出。对于其他的任意的多个地点(例如9个地点)也同样地算出无纺布的厚度，以将它们平均化而得到的数值作为无纺布的厚度T。在上述厚度T的算出时，也可以使用经二值化处理的图像。
从同样的观点出发，第1无纺布1的每单位面积的质量优选为10g/m2以上且80g/m2以下，更优选为35g/m2以上且60g/m2以下。
第2无纺布2包含具有比第1纤维1F的平均纤维直径D1小的平均纤维直径D2的第2纤维2F，具有捕捉尘埃的功能。平均纤维直径D2优选为平均纤维直径D1的1/10以下(D2≤D1/10)，更优选为D2≤D1/100。若平均纤维直径D2为该范围，则压力损耗得到抑制，同时集尘效率容易变高。具体而言，平均纤维直径D2大于0μm且为3μm以下。平均纤维直径D2优选为1μm以下，更优选为300nm以下。此外，平均纤维直径D2从拉丝性的观点出发，优选为30nm以上，更优选为50nm以上。若平均纤维直径D2低于30nm，则得到连续的长的第2纤维变得困难，有时集尘效率反而降低。
第2纤维2F也可以包含平均纤维直径不同的多种纤维。第2纤维2F例如也可以包含平均纤维直径为30nm以上且低于300nm的细纤维和平均纤维直径为300nm以上且3μm以下的粗纤维。粗纤维和细纤维也可以在第2无纺布2中混合存在，但从集尘效率的观点出发，优选在第2无纺布2中分别不均衡地存在。例如，在第2无纺布2中的靠近第1无纺布1的位置，使细纤维不均衡地存在，在靠近与其相反的面的位置使粗纤维不均衡地存在。另外，细纤维的平均纤维直径优选为平均纤维直径D1的1/100以下(D2≤D1/100)。
第2无纺布2的每单位面积的质量优选为0.01g/m2以上且1.5g/m2以下，更优选为0.01g/m2以上且1g/m2以下，特别优选为0.03g/m2以上且0.1g/m2以下。若第2无纺布2的每单位面积的质量为该范围，则容易抑制压力损耗，同时发挥高的集尘效率。
第2纤维2F的材质没有特别限定，例如可列举出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)、聚乙烯基醇(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将2种以上组合使用。其中，在通过静电纺丝法来形成第2纤维时，优选使用PES。此外，在容易减小平均纤维直径的方面，优选使用PVDF。
第2无纺布2的厚度T2从压力损耗的观点出发，优选为0.5μm以上且10μm以下，更优选为1μm以上且5μm以下。另外，第2无纺布2的初期的压力损耗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。
在第1无纺布1上通过静电纺丝法形成第2无纺布2时，例如，一边对使成为第2纤维2F的原料的树脂溶解到溶剂中而得到的原料液施加高电压，一边将原料液向着第1无纺布1从喷嘴进行喷射。在所喷射的原料液到达第1无纺布1为止的过程中，原料液中包含的溶剂挥发，树脂一边形成第2纤维2F，一边堆积到第1无纺布1上。此时，为了使所形成的第2纤维2F均匀地堆积到第1无纺布1上，第2无纺布2的形成通常一边搬运成为靶的第1无纺布1一边进行。因此，堆积在第1无纺布1上的第2纤维2F的大部分(例如90质量％以上)沿着第1无纺布1的搬运方向进行取向。
可是，在所制造的层叠无纺布10中，为了使品质恒定，通常形成于其端部的边部被切断。平均纤维直径小的第2纤维2F容易缠绕到用于切断的刀刃上。因此，有时第2无纺布2的整体伴随着刀刃的活动，从与第1无纺布1的界面浮起。这样的第2纤维2F向刀刃的缠绕通过沿着第2纤维2F的取向将第2无纺布2切断来抑制。如上所述，由于静电纺丝一边搬运第1无纺布1一边进行，所以通常边部的切断的方向(层叠无纺布10的搬运方向)与第2纤维2F的取向的方向一致。因此，在切断时，难以产生第2无纺布2的浮起。
另一方面，有时由于层叠无纺布10的搬运中的外部的主要原因(例如，用于调整制造工序中的温度及湿度的气流等)，而产生第2无纺布2的剥离。认为第2无纺布2的剥离通过构成的第2纤维2F的取向而被促进。如上所述，通过静电纺丝法形成的第2纤维2F的多半沿一个方向(层叠无纺布10的搬运方向)进行取向。因此，若在搬运中第2无纺布2的一部分浮起，则第2无纺布2以浮起部分作为起点，沿着第2纤维2F的取向、即层叠无纺布10的搬运方向，连续地进行剥离。即，在第2纤维2F的取向集中于搬运方向上时，边部的切断时的第2无纺布2的剥离容易得到抑制，另一方面，容易产生搬运中的第2无纺布2的大的剥离。因此，就日本特开2008-179916号公报中公开的层叠无纺布而言，第2无纺布容易剥离。
与此相对，在本实施方式中，通过将第2纤维2F的取向控制在一定范围，同时抑制搬运中及切断时的第2无纺布2的剥离。即，层叠无纺布10包含含有第1纤维1F的第1无纺布1和层叠于第1无纺布1上且含有第2纤维2F的第2无纺布2。第1纤维1F的平均纤维直径D1及第2纤维2F的平均纤维直径D2满足D1＞D2的关系。层叠无纺布10在端部具有切断痕C。其中，设切断痕C的方向为X轴，设与X轴垂直地相交、并且与层叠无纺布10的主表面平行的方向为Y轴，设与X轴及Y轴垂直地相交的轴为Z轴。并且，设第2纤维2F的X轴方向的矢量成分为成分x，设Y轴方向的矢量成分为成分y。在该定义中，第2纤维2F中的50质量％以上且70质量％以下的第2纤维2Fa满足x≥y的条件，5质量％以上且30质量％以下的第2纤维2Fb满足x＜y/2的条件。当从Z轴方向看第2无纺布2时，满足x＜y/2的条件的第2纤维2Fb的至少一部分与满足x≥y的条件的第2纤维2Fa重叠。
第2纤维2Fb优选在第2无纺布2中包含10质量％以上且30质量％以下，更优选包含20质量％以上且30质量％以下。通过该配合率，搬运中的第2无纺布2的剥离进一步得到抑制。另一方面，第2纤维2Fa优选满足x≥2y，更优选满足x≥3y。通过这样的取向，切断时的第2无纺布2的剥离进一步得到抑制。
平均纤维直径D1与平均纤维直径D2的差越大，剥离的问题越变得显著，但由于第2纤维的取向满足上述范围，所以即使是第2纤维非常细的情况下(例如D2≤D1/100)，切断时的第2无纺布的剥离也得到抑制。
如图1A中所示的那样，层叠无纺布10在其端部具有切断痕C。所谓切断痕C是在第1无纺布1与第2无纺布2层叠的状态下被切断的痕迹。例如，为了除去长条的层叠无纺布10的边部，而进行层叠无纺布10的切断时，沿着层叠无纺布10的长度方向形成切断痕C。切断的方法没有特别限定，例如也可以是利用剪切(分切加工)的切断。剪切例如使用旋转式刀具或直型刀具等，利用切条机等来进行。另外，当在层叠无纺布10中，具有多个切断痕C时，第2纤维2F只要相对于其中的至少1个切断痕C，满足以下的关系即可。
其中，导入设切断痕C的方向为X轴、设与X轴垂直地相交并且与层叠无纺布10的主表面平行的方向为Y轴、设与X轴及Y轴垂直地相交的轴为Z轴的坐标系。接着，在第2纤维2F的长轴中，设其X轴方向的矢量成分为成分x，设Y轴方向的矢量成分为成分y。第2纤维2F的长轴视为连接第2纤维2F的两端T1及T2的直线(图1B及C中的虚线)。
在图1A中所示的规定的区域R中，将第2纤维2F区分为成分x和成分y满足x≥y的第2纤维2Fa、和满足x＜y/2的第2纤维2Fb。此时，在区域R中，第2纤维2Fa的比例相对于第2纤维2F的合计质量，为50质量％以上且70质量％以下，第2纤维2Fb的比例相对于第2纤维2F的合计，为5质量％以上且30质量％以下。第2纤维2Fb的上述比例优选为10质量％以上且30质量％以下，更优选为20质量％以上且30质量％以下。
进而，当从Z轴方向看第2无纺布2时(例如，从不与第1无纺布1相对的主表面2A侧看第2无纺布2时)，第2纤维2Fb的至少一部分与第2纤维2Fa重叠。换而言之，第2纤维2Fb的至少一部分按照与第2纤维2Fa交叉的方式配置。因此，第2纤维2Fb能够抑制第2无纺布2中的比例大的第2纤维2Fa想要沿其取向方向进行剥离。由此，第2无纺布2的搬运中的剥离得到抑制。另一方面，即使是在切断时，按照与切断方向相交的方式配置的第2纤维2Fb缠绕到刀刃上的情况下，在第2无纺布2中以高比例包含、并且沿着切断方向配置的第2纤维2Fa也会抑制第2纤维2Fb浮起。由此，第2无纺布2的切断时的剥离得到抑制。
在容易抑制第2无纺布2的剥离的方面，与第2纤维2Fa重叠的第2纤维2Fb相对于第2纤维2Fb整体的比例优选为5质量％以上且25质量％以下，更优选为5质量％以上且15质量％以下。第2纤维2Fa与第2纤维2Fb可以接触，也可以为非接触。在容易抑制第2无纺布2的剥离的方面，优选第2纤维2Fb的至少一部分与第2纤维2Fa接触。
第2纤维2Fa更优选满足x≥2y，特别优选满足x≥3y。通过第2纤维2Fa的长轴方向与切断痕C的方向平行地变近，切断时的第2纤维2F向刀刃上的缠绕进一步得到抑制。此外，当设第2纤维2F的Z轴方向的矢量成分为成分z时，第2纤维2Fa优选满足x＞z(参照图2B)。
另一方面，第2纤维2Fb更优选满足x＜y/3。通过第2纤维2Fb的长轴方向相对于切断痕C的方向更垂直地变近，搬运中的第2无纺布2的剥离进一步得到抑制。此外，第2纤维2Fb的Z轴方向的矢量成分优选满足y＞z。另外，第2无纺布2中包含的第2纤维2Fa及第2纤维2Fb以外的第2纤维的矢量成分(x、y、z)没有特别限定。
所谓规定的区域R，例如为从主表面2A看第2无纺布2时，包含20根以上第2纤维2F的区域。或者，从其法线方向拍摄主表面2A的照片，也可以从该照片的范围将通过一边为D2的30～50倍的左右的长度的正方形包围的区域作为规定的区域R。
第2纤维2Fa及第2纤维2Fb的质量可以使用对规定的区域R从主表面2A的法线方向拍摄的照片来算出。首先，从拍摄的照片，确定第2纤维2Fa及第2纤维2Fb，算出各自的合计面积。接着，由各合计面积，算出各自的纤维在第2纤维2F整体中所占的比例。当第2纤维2Fa及第2纤维2Fb的比重相同时，各面积的比例直接视为各纤维的质量中的比例。当第2纤维2Fa及第2纤维2Fb的比重不同时，只要考虑各比重，分别算出质量的比例即可。与第2纤维2Fa重叠的第2纤维2Fb的质量比例也可以同样地进行算出。
将第2纤维2F的取向控制在一定范围的方法没有特别限定。例如，可列举出在生成的第2纤维2F到达第1无纺布1为止的期间，对第2纤维2F赋予向第1无纺布1的面方向的外力的方法(第1方法)。或者，也可以应用在移动的第1无纺布1上堆积第2纤维2F的方法(第2方法)。另外，所谓向第1无纺布1的面方向的外力是包含与第1无纺布1的主表面平行的成分的外力，这样的外力也可以包含与第1无纺布1的主表面垂直的成分。
在第1方法中，例如，利用气流或风力，对第2纤维2F赋予向第1无纺布1的面方向的外力。具体而言，在生成第2纤维2F的空间(生成空间)的下游侧，使朝向第1无纺布1的面方向的气流与第2纤维2F碰撞。所谓生成空间的下游侧是第2纤维2F的生成空间中的与放出第2纤维2F的原料液的位置相比，靠近第1无纺布1的区域。例如，在第1无纺布1附近，使气流与沿重力方向移动中的刚生成后的第2纤维2F碰撞。由此，由于第2纤维2F的下端部最先被气流流过，所以第2纤维2F在与第1无纺布1的主表面保持规定的角度的状态下进行堆积。通过使气流从多个不同的方向与第2纤维2F碰撞，能够使具有规定的取向性的第2纤维2Fa及第2纤维2Fb堆积到第1无纺布1上。进而，通过调整各气流的风量、风速等，能够控制第2纤维2Fa及第2纤维2Fb的比例。
在第2方法中，例如，使第1无纺布1沿一个方向(切断痕C的方向)移动，同时一边使第2纤维2F的生成空间连续地或间歇地沿与上述移动方向相交的方向(例如与上述移动方向以90°相交的方向)摇动，一边使第2纤维2F堆积。若第2纤维2F的下端部与移动的第1无纺布1接触，则通过下端部与第1无纺布1的摩擦，第2纤维2F沿第1无纺布1的移动方向被拉伸。其结果是，第2纤维2F以规定的取向性堆积到第1无纺布1上。此时，通过调整第1无纺布1的向切断痕C的方向的移动速度、及摇动的幅度、速度、时机等，能够控制第2纤维2Fa及第2纤维2Fb的比例。
也可以将第1方法与第2方法组合，来控制第2纤维2Fa及第2纤维2Fb的比例。例如，使第1无纺布1沿一个方向(切断痕C的方向)移动，同时一边使生成空间连续地或间歇地沿与上述移动方向相交的方向摇动，一边使气流从第1无纺布1的上游侧与第2纤维2F碰撞。由此，能够增大第2纤维2Fa的比例，同时容易以5质量％以上且30质量％以下的比例包含第2纤维2Fb。
层叠无纺布10例如可以通过具有下面的(1)～(4)的工序的制造方法来制作。(1)准备第1无纺布1；(2)将第1无纺布1供给至搬运带；(3)在第1无纺布1的一个表面上，通过静电纺丝法堆积第2纤维2F(至少第2纤维2Fa及2Fb)，形成第2无纺布2；(4)将所得到的层叠无纺布沿着搬运方向切断。形成第2无纺布2的工序(3)包含下面的(3-1)、(3-2)的工序。在工序(3-1)中，在第2纤维的生成空间中，由包含溶剂及溶解于溶剂中的树脂原料的原料液通过静电力生成第2纤维。在工序(3-2)中，使生成的第2纤维2F的长轴沿规定的方向进行取向，使长轴相对于第1无纺布1的搬运方向分别以规定的角度取向的第2纤维2Fa及2Fb堆积到第1无纺布1的表面。
上述那样的层叠无纺布的制造方法中的工序(1)～(3)例如可以通过从生产线的上游向下游搬运第1无纺布1、且在搬运的第1无纺布1的主表面上形成第2无纺布2的制造系统来实施。
以下，参照附图，对包含工序(1)～(3)的层叠无纺布10的制造方法及进行其的制造系统进行说明，但以下的系统及制造方法并不限定本公开。图3是概略地表示层叠无纺布10的制造系统200的一个例子的构成的图。制造系统200构成用于制造层叠无纺布10的制造线。制造系统200具有第1无纺布1的供给装置30、作为第2无纺布2的形成装置的静电纺丝单元40(40a、40b)和回收装置60。供给装置30将第1无纺布1供给到搬运带(未图示)上。静电纺丝单元40具有由原料液通过静电力生成第2纤维2F的静电纺丝机构。回收装置60将从静电纺丝单元40送出的层叠无纺布10卷取。另外，工序(4)通过切断装置来进行。该切断装置将从回收装置送出的层叠无纺布10沿着层叠无纺布10的送出方向切断。切断装置可以组装到上述制造系统的下游，也可以不同于其而另外配置。作为切断装置，可例示出具有旋转式刀具或直型刀具等的切条机。
以下，对使用制造系统200的制造方法进行说明。首先，准备第1无纺布1。在制造系统200中，第1无纺布1从制造线的上游向下游被搬运。在制造系统200的最上游，设置有内部收纳有卷绕成卷状的第1无纺布1的供给装置30。供给装置30通过发动机33使供给卷轴32旋转，将卷绕到供给卷轴32上的第1无纺布1供给至搬运辊31。
第1无纺布1通过搬运辊31被移送至静电纺丝单元40a。以静电纺丝单元40a处理的第1无纺布1被移送至静电纺丝单元40b。静电纺丝单元40a所具有的静电纺丝机构具有放出体41、带电部(参照后述)和第2搬运传送带42a。放出体41被设置于装置内的上方，将第2纤维2F的原料液放出。带电部使所放出的原料液带正电。第2搬运传送带42a将按照与放出体41相对的方式配置的第1无纺布1从上游侧向下游侧搬运。第2搬运传送带42a与第1无纺布1一起作为收集第2纤维2F的收集部发挥功能。另外，静电纺丝单元40的台数在图3中为2台，但没有特别限定，可以为1台也可以为3台以上。
另外，当具有多个静电纺丝单元40时，或者在1台的静电纺丝单元40中具有多个放出体41时，也可以在每个静电纺丝单元40、或者每个放出体41中，使形成的第2纤维2F的平均纤维直径发生变化。第2纤维2F的平均纤维直径可以通过调整后述的原料液的喷出压力、施加电压、原料液的浓度、放出体41与第1无纺布1的距离、温度、湿度等而发生变化。
在放出体41上，按照与第1无纺布1的主表面相对的方式，在多处设置有原料液45a的放出口(未图示)。原料液45a包含成为第2纤维2F的原料的树脂(原料树脂)和溶解该树脂的溶剂。放出体41的放出口与第1无纺布1的距离也根据制造系统200的规模、所期望的纤维直径的不同而不同，例如只要为100～600mm即可。放出体41通过第1支撑体48和第2支撑体49，按照自身的长度方向与第1无纺布1的主表面变得平行的方式被支撑。第1支撑体48被设置于第2搬运传送带42a的上方，与第1无纺布1的搬运方向平行地设置。第2支撑体49从第1支撑体48向下方延伸。第1支撑体48也可以按照使放出体41沿与第1无纺布1的搬运方向垂直的方向摇动的方式可动。
带电部由对放出体41施加电压的电压施加装置43、和与第2搬运传送带42a平行地设置的对电极44构成。对电极44被接地(与地面连接)。由此，在放出体41与对电极44之间，可以设置与通过电压施加装置43施加的电压相应的电位差(例如20～200kV)。另外，带电部的构成没有特别限定。例如，对电极44也可以带负电。此外，代替设置对电极44，也可以由导体构成第2搬运传送带42a的带部分。
放出体41由导体构成，具有长条的形状，其内部成为中空。该中空作为收纳原料液45a的收纳部发挥功能。原料液45a通过与放出体41的中空部连通的泵46a的压力，从原料液罐47a供给到放出体41的中空中。然后，原料液45a通过泵46b的压力，从放出口向着第1无纺布1的主表面放出。放出的原料液45a在带电的状态下在放出体41与第1无纺布1之间的空间(生成空间)移动中引起静电爆炸，生成纤维状物(第2纤维2F)。
在生成空间中，配置与空气泵50连通的送风喷嘴51a，通过从送风喷嘴51a沿规定的方向流入气体，能够使第2纤维2F一边沿规定的方向进行取向，一边堆积到第1无纺布1上。例如，当从第2搬运传送带42a的上游侧向下游侧流入气体时，堆积的第2纤维2F变得容易沿第1无纺布1的搬运方向(长条方向)进行取向。此时，通过使放出体41沿与搬运方向垂直的方向摇动，能够使第2纤维2F的一部分按照与沿搬运方向取向的第2纤维2F(2Fa)相交的方式进行取向。
静电纺丝单元40b的构成与静电纺丝单元40a同样。即，静电纺丝单元40b与静电纺丝单元40a同样地具有放出体41、第2搬运传送带42b、电压施加装置43、对电极44、泵46b、保持原料液45b的原料液罐47b、第1支撑体48、第2支撑体49、送风喷嘴51b。并且，静电纺丝单元40b相对于以静电纺丝单元40a处理的第1无纺布1，实施与上述同样的处理。静电纺丝单元40b的详细的说明省略。
作为第2纤维2F的原料液45中包含的溶剂，只要根据原料树脂的种类、制造条件，选择适合的溶剂即可。例如可以使用甲醇、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、1，3-二氧杂环戊烷、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、氯甲烷、氯乙烷、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、溴甲烷、溴乙烷、溴丙烷、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。它们可以单独使用，也可以将多种组合使用。其中，如后述那样通过静电纺丝法来形成包含聚醚砜(PES)的第2纤维2F时，在适于静电纺丝法的方面及容易溶解PES的方面，优选DMAc。
在原料液45中，也可以添加无机质固体材料。作为无机质固体材料，可列举出氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硅化物、氟化物、硫化物等。其中，从加工性等观点出发，优选使用氧化物。作为氧化物，可例示出Al2O3、SiO2、TiO2、Li2O、Na2O、MgO、CaO、SrO、BaO、B2O3、P2O5、SnO2、ZrO2、K2O、Cs2O、ZnO、Sb2O3、As2O3、CeO2、V2O5、Cr2O3、MnO、Fe2O3、CoO、NiO、Y2O3、Lu2O3、Yb2O3、HfO2、Nb2O5等。它们可以单独使用，也可以将多种组合使用。
原料液45中的溶剂与原料树脂的混合比率根据选定的溶剂的种类和原料树脂的种类的不同而不同。原料液中的溶剂的比例例如为60质量％到95质量％。
从静电纺丝单元40b，搬出第1无纺布1与第2无纺布2的层叠物即层叠无纺布10。层叠无纺布10介由搬运辊61，被回收至配置在更下游侧的回收装置60中。回收装置60内置有将搬运来的层叠无纺布10卷取的回收卷轴62。回收卷轴62通过发动机63而驱动。
另外，形成第2纤维2F的静电纺丝机构并不限定于上述的构成。只要是在规定的第2纤维2F的生成空间中，能够由原料液通过静电力生成第2纤维2F，使生成的第2纤维2F堆积到第1无纺布1的主表面上的机构，则可以没有特别限定地使用。例如，与放出体41的长度方向垂直的截面的形状也可以是从上方向着下方逐渐变小的形状(V型喷嘴)。
[第3无纺布]
也可以在这样制作的层叠无纺布10的第2无纺布2的主表面2A上，如图4中所示的那样，层叠第3无纺布3。第3无纺布3作为保护第2无纺布2免受各种外部负荷的保护材料发挥功能。从集尘效率的观点出发，优选对第3无纺布3实施带电处理。第3无纺布3例如介由从未图示的粘接剂散布装置散布的粘接剂，粘接到主表面2A上。
第3无纺布3包含第3纤维(未图示)。第3纤维的材质没有特别限定，例如可列举出玻璃纤维、纤维素、丙烯酸树脂、PP、PE、PET等聚酯、PA、或它们的混合物等。其中，在容易带电的方面，优选PP。
第3纤维的平均纤维直径D3没有特别限定。平均纤维直径D3例如为0.5μm以上且20μm以下，为5μm以上且20μm以下。
第3无纺布3的制造方法没有特别限定，同样可例示出第1无纺布1中例示的方法。其中，在容易形成作为过滤用材料适合的纤维直径细的无纺布的方面，第3无纺布3优选通过熔喷法来制造。
第3无纺布3的压力损耗也没有特别限定。其中，第3无纺布3的初期的压力损耗在与上述同样的条件下进行测定时，优选为1Pa以上且10Pa以下左右。若第3无纺布3的初期的压力损耗为该范围，则层叠有第3无纺布3的层叠无纺布10的压力损耗也作为整体得到抑制。
第3无纺布3的厚度T3从压力损耗的观点出发，优选为100μm以上且500μm以下，更优选为150μm以上且400μm以下。第3无纺布的每单位面积的质量从压力损耗的观点出发，优选为10g/m2以上且50g/m2以下，更优选为15g/m2以上且25g/m2以下。
第3无纺布3也还具有通过多个第3纤维而形成的空隙。第3无纺布3的空隙率P3没有特别限定，但从压力损耗的观点出发，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P3也与空隙率P1同样地例如可以通过第3无纺布3的表观的每单位体积的质量及第3纤维的比重进行算出。
[空气净化机]
图5是本公开的实施方式所述的空气净化机100的示意立体图。空气净化机100具有气体的吸入部101、气体的排出部102、和配置在它们之间的层叠无纺布10。层叠无纺布10也可以褶裥加工成蛇管状而配置。层叠无纺布10是捕捉大气中的尘埃的过滤用材料。在具有层叠无纺布10的空气净化机100中，长时间地，压力损耗被抑制得较小。
在集尘效率的方面，层叠无纺布10优选按照第2无纺布2的主表面2A(在层叠有第3无纺布3的情况下，为第3无纺布3)与吸入部101相对的方式配置。当第2无纺布2由粗度不同的2种第2纤维2F形成时，通过在靠近主表面2A的位置使粗的第2纤维不均衡地存在，集尘效率进一步提高。
空气净化机100将外部的大气由吸入部101摄入到空气净化机100的内部。摄入的大气中包含的尘埃在通过层叠无纺布10等的期间被捕捉，净化的大气从排出部102放出到外部。空气净化机100也可以进一步在吸入部101与层叠无纺布10之间，具有捕捉大的尘埃等的预过滤器103等。此外，也可以在层叠无纺布10与排出部102之间设置除臭过滤器104、加湿过滤器(未图示)等。
[实施例]
以下，对本公开的实施例具体地进行说明，但本公开并不限定于这些实施例。
[实施例1]
作为第1无纺布，使用以纤维素作为主体的基材(T1：300μm、D1：15μm、每单位面积的质量：42g/m2、空隙率P1：61％)。使用图3中所示的制造系统，在搬运的第1无纺布上堆积第2纤维而形成第2无纺布，制作层叠无纺布。此时，使放出体连续地沿与搬运方向垂直的方向摇动，同时在生成空间中，使气流从第1无纺布的上游侧与第2纤维碰撞。作为第2纤维的原料液，使用包含20质量％PES的DMAc溶液。D2为273nm，在第1无纺布上，以0.69g/m2堆积有第2纤维。接着，将所得到的层叠无纺布通过具有旋转式刀具的切条机，沿长度方向(搬运方向)切断。用光学显微镜照片确认切断面及第2无纺布的表面，结果没有见到第2无纺布的表面的剥离、及切断面中的第2无纺布的剥离的任一者。将第2无纺布的表面及切断面的光学显微镜照片(倍率10倍)分别示于图6A、图6B中。
此外，对于第2无纺布的表面，使用光学显微镜(倍率为1万倍)拍摄10μm四方的区域R。然后，分别算出矢量成分x和成分y满足x≥y的第2纤维(第2纤维2Fa)和满足x＜y/2的第2纤维(第2纤维2Fb)相对于区域R中包含的第2纤维的合计的质量比例。进一步，对于第2纤维2Fa，一并算出满足x≥2y的第2纤维的比例及满足x≥3y的第2纤维的比例。对于第2纤维2Fb，一并算出满足x＜y/3的第2纤维的比例。将算出的结果示于表1中。第2纤维2Fa的成分z满足x＞z，第2纤维2Fb的成分z满足y＞z。由上述光学显微镜照片，确认在区域R中，满足x＜y/2的第2纤维2Fb中的10质量％与满足x≥y的第2纤维2Fa按照交叉的方式接触。
[比较例1]
除了在第2无纺布的形成时，没有使放出体摇动以外，与实施例1同样地制作层叠无纺布。将第2纤维2Fa、2Fb的比例示于表1中。用光学显微镜确认所得到的层叠无纺布的切断面及第2无纺布的表面，结果在第2无纺布的表面中，见到浮起(剥离)。将第2无纺布的表面的光学显微镜照片示于图7A中。图中，以椭圆表示的部分为第2无纺布的剥离部分。另外，在切断面中，没有确认到第2无纺布的剥离。
[比较例2]
除了在第2无纺布的形成时，使气流从与第1无纺布的搬运方向垂直的方向与第2纤维碰撞以外，与实施例1同样地制作层叠无纺布。将第2纤维2Fa、2Fb的比例示于表1中。用光学显微镜确认所得到的层叠无纺布的切断面及第2无纺布的表面，结果在切断面中见到第2无纺布的剥离。将切断面的光学显微镜照片示于图7B中。图中，以椭圆表示的部分为第2无纺布的剥离部分。另外，在第2无纺布的表面中，没有确认到第2无纺布的浮起(剥离)。
表1
Figure GDA0002636000370000161
如以上那样，本公开的层叠无纺布可以抑制由平均纤维直径小的纤维形成的无纺布的剥离。因此，作为空气净化机、或空调机的过滤用材料、电池用的分离片、燃料电池用的膜、妊娠检查片等体外检查片、细胞培养用等的医疗用片材、防尘口罩等防尘布或防尘服、化妆用片材、擦去尘埃的擦拭片等，是适合的。

Claims (8)

1.一种层叠无纺布，其是具有包含第1纤维的第1无纺布和包含第2纤维且层叠于所述第1无纺布上的第2无纺布的层叠无纺布，
所述第2纤维的平均纤维直径为3μm以下，
所述第1纤维的平均纤维直径大于所述第2纤维的所述平均纤维直径，
所述层叠无纺布在端部具有切断痕，
当所述切断痕的方向设为X轴，与所述X轴垂直地相交、并且与所述层叠无纺布的主表面平行的方向设为Y轴，与所述X轴及所述Y轴垂直地相交的轴设为Z轴，所述第2纤维的所述X轴的方向的矢量成分设为x，所述Y轴的方向的矢量成分设为y时，50质量％以上且70质量％以下的所述第2纤维满足x≥y的条件，5质量％以上且30质量％以下的所述第2纤维满足x＜y/2的条件，
当从Z轴的方向看所述第2无纺布时，满足x＜y/2的条件的所述第2纤维的至少一部分与满足x≥y的条件的所述第2纤维重叠。
2.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，
10质量％以上且30质量％以下的所述第2纤维满足x＜y/2的条件。
3.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，
20质量％以上且30质量％以下的所述第2纤维满足x＜y/2的条件。
4.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，
满足x＜y/2的条件的所述第2纤维满足x＜y/3的条件。
5.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，
满足x≥y的条件的所述第2纤维满足x≥2y的条件。
6.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，
满足x≥y的条件的所述第2纤维满足x≥3y的条件。
7.根据权利要求1所述的层叠无纺布，其中，
所述第1纤维的所述平均纤维直径为所述第2纤维的所述平均纤维直径的10倍以上。
8.一种空气净化机，其具有：
气体的吸入部、所述气体的排出部和配置在所述吸入部与所述排出部之间的权利要求1所述的层叠无纺布。
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