CN113286645B - 液体过滤器用的熔喷无纺布、该熔喷无纺布的层叠体及具备层叠体的液体用过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种熔喷无纺布，其是具有多个突出部的液体过滤器用的熔喷无纺布，该突出部的最大高度(A)相对于无纺布的厚度(B)的比率(A/B)为10～30，匀度指数为150～450。

Description

液体过滤器用的熔喷无纺布、该熔喷无纺布的层叠体及具备 层叠体的液体用过滤器
技术领域
[相关申请的交叉引用]
本申请基于2019年3月29日提出申请的日本专利申请第2019-68090号说明书(其公开内容整体通过参照而援引于本说明书中)主张优先权。本发明涉及液体过滤器用的熔喷无纺布、该熔喷无纺布的层叠体及具备层叠体的液体用过滤器。
背景技术
液体过滤器用熔喷无纺布根据过滤物质的性状、所要求的过滤精度等而使用单位面积重量、厚度、纤维直径、孔径不同的各种无纺布。例如，熔喷无纺布的纤维直径通常为1～10μm左右，但在最近的研究中，开发了使用1μm以下的纳米纤维的熔喷无纺布直至使用数十μm以上的粗纤维的熔喷无纺布。
特别是作为电池的电极浆料、电解液等高粘度流体用的过滤器，主要使用粗纤维直径的熔喷无纺布、纺粘无纺布等。在将这样的无纺布用于过滤器的情况下，形成压力损失低、不易堵塞的过滤器，因此，作为结果，具有过滤器寿命变长的优点，优选使用更加蓬松的熔喷无纺布。
但是，纤维直径越粗，无纺布物性的偏差越容易变大，过滤性能有可能降低。此外，熔喷无纺布的布质性能优异，但厚度方向的耐压缩性低，因此在过滤器过滤时由于过滤流体的压力而失去无纺布的蓬松性，有时压力损失上升、过滤器寿命降低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-251249
专利文献2：日本专利第3753522
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题在于提供一种即使纤维直径粗，均匀性也高、蓬松且耐压缩性良好的新的熔喷无纺布。
用于解决课题的技术方案
在该状况下，本发明人等进行了深入研究，结果发现，通过使用具有多个突出部的液体过滤器用的熔喷无纺布，能够解决上述课题，所述熔喷无纺布的该突出部的最大高度A相对于无纺布的厚度B的比率A/B为10～30，匀度指数为150～450。本发明是基于该新的见解而完成的。因此，本发明提供以下的方案：
项1.一种熔喷无纺布，其是具有多个突出部的液体过滤器用的熔喷无纺布，
所述突出部的最大高度A相对于无纺布的厚度B的比率A/B为10～30，匀度指数为150～450。
项2.根据项1所述的熔喷无纺布，其中，平均纤维直径为10～50μm。
项3.根据项1或2所述的熔喷无纺布，其中，所述熔喷无纺布被构成为以选自聚烯烃、聚酯和聚酰胺中的至少1种为主体。
项4.一种液体过滤器用的层叠体，其是将项1～3中任一项所述的熔喷无纺布层叠而成的。
项5.一种液体用过滤器，其具备项4所述的层叠体。
发明效果
根据本发明，能够提供即使纤维直径粗，均匀性也高、蓬松且表面积大，并且耐压缩性良好的熔喷无纺布。使用了该无纺布的过滤器的过滤表面积变大，因此，通过使用该无纺布，可期待带来过滤器不易堵塞或长寿命化。
附图说明
图1是本发明的熔喷无纺布截面的示意图。
图2是本发明的熔喷无纺布的制造方法的工艺示意图。
图3的(A)是表示图2的装置中的喷嘴3c部分的纺丝喷嘴的排列的局部主视图。图3的(B)是喷嘴3c的局部立体图。图3的(C)是图3的(A)所示的喷嘴3c的X1-X1处的剖视图。
图4是表示图2的装置中的收集器4a的内部结构的分解立体图。
图5是本发明的熔喷无纺布截面的SEM照片。
图6是熔喷模头的剖视图。
图7是本发明的优选实施方式中的熔喷模头的喷嘴件的喷嘴孔局部图。
具体实施方式
本发明提供一种熔喷无纺布，其是具有多个突出部的液体过滤器用的熔喷无纺布，该突出部的最大高度A相对于无纺布的厚度B的比率A/B为10～30，匀度指数为150～450。
在图1中示出本发明的熔喷无纺布的剖视图的示意图。如图1中符号10所示，本发明的熔喷无纺布具有多个突出部。该突出部是通过制造熔喷无纺布时的纤维的挠曲而形成的。因此，该突出部典型的是不是实心的，而是像图1那样为中空的。
本发明的熔喷无纺布的特征在于，该突出部的最大高度A相对于厚度B的比率A/B为10～30。在本发明中，所谓最大高度A，如图1中概略所示，是指包括厚度B在内的突出部的最大高度。在本发明中，突出部的最大高度A不是指存在于构成熔喷无纺布的大致平面整体的多个突出部中最大的突出部的高度，而是指如图1所示在各突出部中最高的位置(顶点的位置)处的高度。另外，在本说明书中，突出部的下表面高度C是指从最大高度A中减去厚度B而得到的高度。本发明中的最大高度A、厚度B和下表面高度C可以通过本申请实施例中记载的方法测定、计算。因此，最大高度A是指从熔喷无纺布中随机选择的10处的测定值的平均值。另外，厚度B和下表面高度C也是指从熔喷无纺布中随机选择的10处的SEM测定值的平均值。在本发明中，从得到过滤表面积大且液体过滤时的耐压缩性高的液体过滤器的观点出发，比率A/B优选为15～25。
本发明的液体过滤器用熔喷无纺布的特征在于，匀度指数为150～450。在本发明的液体过滤器用熔喷无纺布中，从过滤精度的观点出发，匀度指数优选为250～400。
在本发明中，无纺布的匀度指数是表示单位面积重量的均匀性的指数，可以对试样照射透射光，使用图像的浓淡分布来算出。匀度指数越小，表示均匀性越高。具体而言，测定使用透射式匀度计(野村商事株式会社制FMT-MIII)。在未设置样品的状态下，用CCD相机分别测定光源点亮时/熄灭时的透射光量。接下来，在设置有切割成A4尺寸的无纺布的状态下同样地测定透射光量，求出平均透射率、平均吸光度、标准偏差(吸光度的偏差)。匀度指数可以通过标准偏差÷平均吸光度×10求出。本发明中的匀度指数的测定的详细条件在实施例中后述。
在本发明的熔喷无纺布中，平均纤维直径没有特别限定，从高粘度流体过滤器用和耐压缩性的观点出发，优选为10～50μm，更优选为14～45μm，进一步优选为20～40μm。另外，通常，纤维直径粗的无纺布的单位面积重量的偏差容易变大，过滤精度容易变差。因此，本发明的熔喷无纺布中，在如上所述的纤维直径比较粗的实施方式中特别有用。
关于本发明的熔喷无纺布的单位面积重量，没有特别限定，作为平均单位面积重量的范围，优选为5～100g/m2，更优选为40～90g/m2。从强度的提高(如果强度提高，则容易加工成过滤器)的观点、以及在过滤化时抑制刚性不过高、提高与其他材料的密合性而进行更均匀的层叠的观点(更均匀的层叠导致有效的过滤性能)出发，优选将熔喷无纺布的平均单位面积重量设为上述范围。
关于本发明的熔喷无纺布的突出部的最大高度A，没有特别限定，优选为0.5～3.0mm，更优选为1.5～2.5mm。从使凹凸鲜明而提高过滤面积，且抑制过滤时的压力阻力上升的观点出发，优选将熔喷无纺布的突出部的最大高度A设为上述范围。
关于本发明的熔喷无纺布的填充率，根据“填充率(％)＝平均单位面积重量(g/m2)/突出部的最大高度A(m)/树脂比重(g/m3)×100％”的计算值进行评价。这也可以认为是无纺布的蓬松性的指标。填充率没有特别限定，优选为1～20％，更优选为2～10％。从提高强度而得到规定的加工性，并且使凹凸变密、提高无纺布的蓬松性而提高过滤面积的观点出发，优选将熔喷无纺布的填充率设为上述范围。
关于本发明的熔喷无纺布的透气度，没有特别限定，将该熔喷层叠3片而测定的值优选为70～400mL/cm2/秒，更优选为100～370mL/cm2/秒。从抑制过滤时的压力阻力的上升，并且得到规定强度的无纺布的观点出发，优选将熔喷无纺布的透气度设为上述范围。
关于本发明的熔喷无纺布的厚度B，没有特别限定，优选为0.01～0.20mm，更优选为0.07～0.15mm。从在纤维彼此确保规定的间隔、避免成为类似纸的无纺布而抑制过滤时的压力阻力上升，并且形成有效的凹凸结构的观点出发，优选将熔喷无纺布的厚度B设为上述范围。另外，在本发明的熔喷无纺布中，相邻的突出部间的距离d(参照图1)没有特别限定，优选为0.1～5.0mm，更优选为1.0～3.0mm。距离d可以通过拍摄切割熔喷无纺布而成的截面的SEM照片，作为随机选择的10处的平均值而算出。
关于本发明的熔喷无纺布，具有也能够过滤高粘度流体等的耐压缩性。耐压缩性是指即使在对该无纺布的表面凹凸部分施加压力负荷的情况下，突出部也不会被压扁，维持一定的立体结构和透气度。耐压缩性的评价通过如下方式进行：使用压延机，将辊间的间隙设定为突出部的最大高度A的20％，在室温下以速度2m/分钟对样品进行压延处理，测定相当于刚处理后的最大突出部的高度A的高度(＝厚度A’)和透气度T’，与处理前的各值进行比较。其指标分别由“耐压缩性(1)＝处理后的厚度A’/最大高度A”和“耐压缩性(2)＝处理后的透气度T’/加工前的透气度T”表示。耐压缩性(1)没有特别限定，优选为0.7～1.0，更优选为0.8～1.0。从抑制由加压引起的突出部的压扁和过滤性能的损失的观点出发，优选将耐压缩性(1)设为上述范围。另外，耐压缩性(2)没有特别限定，优选为0.9～1.0，更优选为0.95～1.0。从抑制突出部的压扁、维持均匀的过滤性能的观点出发，优选将耐压缩性(2)设为上述范围。
构成本发明中的液体过滤器用的熔喷无纺布的聚合物只要是能够熔喷的热塑性树脂，就没有特别限定。作为构成熔喷无纺布的聚合物，例如可举出聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯等，优选聚丙烯等)、聚酯、聚醚醚酮、聚苯硫醚、聚酰胺等。这些热塑性树脂可以单独使用一种或组合使用两种以上。在组合使用两种以上的热塑性树脂的情况下，其配合比没有限定。在本发明中，以某种树脂为主体而构成的熔喷无纺布也可以说是包含该树脂作为主成分的熔喷无纺布。另外，在本发明中，以某种树脂为主体而构成的熔喷无纺布是指使用树脂作为主要原料而得到的熔喷无纺布，不仅包括仅使用该树脂而得到的熔喷无纺布，还包括例如以原料的50质量％以上、70质量％以上、90质量％以上、95质量％以上、99质量％以上等比例使用该热塑性树脂而得到的熔喷无纺布。在本发明中的熔喷无纺布中，优选聚烯烃、聚酯，特别优选聚烯烃。
作为上述聚烯烃，可举出丙烯、乙烯、1-丁烯、1-己烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃的均聚物、以及这些α-烯烃的2种以上的无规或嵌段共聚物，优选聚丙烯。在本发明中使用聚丙烯作为无纺布的原料的情况下，其熔体流动速率(MFR)没有特别限定，例如优选具有5～2500g/10分钟的熔体流动速率(MFR)的聚丙烯。在使用MFR低于5g/10分钟的聚丙烯的情况下，需要使熔融混炼温度和喷出温度较高，有可能产生来自于聚丙烯的碳化物。另外，如果MFR超过2500g/10分钟，则无纺布的伸长率降低而变脆。在本发明中使用聚丙烯作为原料的情况下，MFR优选为10～2000g/10分钟，更优选为15～100g/10分钟。聚丙烯的MFR可以基于JIS K7210，在载荷2.16kg和温度230℃下测定。
在本发明中使用聚丙烯作为原料的情况下，该聚丙烯的重均分子量(Mw)没有特别限定，优选为1×104～5×105，更优选为5×104～3×105。聚丙烯的分子量分布[重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn)]也没有特别限定，优选为1.1～10，更优选为1.5～8，进一步优选为2～6。
在本发明中使用聚丙烯作为原料的实施方式中，作为聚丙烯，可以使用丙烯均聚物，也可以使用过半聚合比例的丙烯与其他α-烯烃(例如乙烯、丁烯、己烯、4-甲基戊烯、辛烯等)、不饱和羧酸或其衍生物(例如丙烯酸、马来酸酐等)、芳香族乙烯基单体(例如苯乙烯等)等的无规、嵌段或接枝共聚物。在本发明中，这些聚丙烯可以单独使用，也可以以多种聚丙烯的混合物的形式使用，还可以以与聚丙烯以外的树脂(例如聚烯烃等)的混合物的形式使用。
在本发明中使用聚酯作为原料的实施方式中，作为聚酯，没有特别限定，例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯等，优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等。
在本发明中使用聚酰胺作为原料的实施方式中，作为聚酰胺，没有特别限定，例如可举出聚酰胺3(尼龙3)(注册商标)、聚酰胺4(尼龙4)(注册商标)、聚酰胺6(尼龙6)(注册商标)、聚酰胺6-6(尼龙6-6)(注册商标)、聚酰胺12(尼龙12)(注册商标)等。
在本发明中，上述树脂中，在能够得到本发明的效果的范围内，可以添加结晶成核剂、消光剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、阻燃剂、亲水剂、光稳定剂等。
以下，参照附图说明本发明的优选实施方式中的熔喷无纺布的制造方法，但该制造方法并不限于下述方法。图2表示本发明的熔喷无纺布的制造装置的一个例子。该制造装置包括：投入原料的料斗1a、对原料进行熔融混炼的挤出机1b、将从挤出机1b挤出的熔融聚合物送至下游的定量泵2、以纤维状沿水平方向喷出的模头3a、与熔融聚合物一起从模头3a排出的高温高速空气用的温度调整加热器3b、安装于模头前端的纺丝喷嘴3c、设置于模头3a的附近的纤维捕集用的收集器4a、用于抽吸收集器4a(以及由收集器4a捕集的纤维状的熔融聚合物5a)的抽风机4b、从模头喷出的纤维状的熔融聚合物5a、纤维状的熔融聚合物5a在收集器4a上冷却固化而成的熔喷无纺布5b、以及卷绕熔喷无纺布5b的卷绕机6。在此，下游侧是指熔融聚合物从定量泵2向模头3a输送，形成为纤维化的熔喷无纺布5b，纤网流动的一侧，上游侧是指相对于定量泵2没有形成上述熔喷无纺布5b的一侧(下游侧的相反侧)。
图3的(A)示出表示图2的装置中的喷嘴3c部分的纺丝喷嘴的排列的局部主视图。另外，作为图3的(B)，示出喷嘴3c的局部立体图。此外，作为图3的(C)，示出该图3的(A)所示的喷嘴3c的X1-X1处的剖视图。在图3的(C)所示的实施方式中，模头3a中的纺丝喷嘴3c的孔3d的直径D典型地为0.1～2.0mm。在纺丝喷嘴孔3d的截面形状不为圆形的情况下，直径D是具有与横截面相同面积的假想圆的直径。直径D优选为0.2～1.5mm，更优选为0.3～1.2mm。从能够制造直径较粗的纤维的方面考虑，优选将直径D设为上述范围。为了使来自纺丝喷嘴3c的熔融聚合物的喷出流量均等，纺丝喷嘴孔3d的锐孔部分的长度L与直径D之比L/D优选为3以上，更优选为6以上。为了防止所喷出的上述聚合物的纤维的缠绕并且有效率地得到熔喷无纺布，纺丝喷嘴孔3d的密度优选为每1英寸3～40个，更优选为5～35个。
如图2～图4所示，连续地捕集从纺丝喷嘴3c喷出并拉伸的上述聚合物的纤维的收集器4a具有：与抽风机4b连通的圆筒构件41、设置于圆筒构件41的外周面上的多孔性圆筒构件42、以及设置于该多孔性圆筒构件42的外周面上的圆筒状网孔构件43。
收集器4a的直径优选为30～150cm，更优选为50～100cm。
对于圆筒状网孔构件43的网眼尺寸，只要能够得到上述的具有突出部的无纺布就没有特别限定，例如，构成该网孔构件的网的经纱密度优选为10～110根/英寸，更优选为10～30根/英寸。另外，构成网孔构件的网的纬纱密度优选为10～50根/英寸mm，更优选为20～40根/英寸。在此，经纱是指圆筒状网孔构件43的长边方向的纱线，纬纱是指与经纱交叉的纱线。在一个实施方式中，纬纱可以是宽度方向(将网孔部分扩展成平面状时的宽度方向)的纱线。
为了对纤维状的熔融聚合物5a和熔喷无纺布5b(参照图2)作用充分的抽吸力而形成所期望的突出部，多孔性圆筒构件42的抽吸孔42a的直径(参照图4)优选为3～20mm，更优选为5～15mm，另外，多孔性圆筒构件42的开孔率优选为30～70％，更优选为40～60％。作为多孔性圆筒构件42，从透气性和机械强度的观点出发，优选包含具有多个穿孔的不锈钢等金属板的圆筒体。另外，圆筒状网孔构件43优选包含金属网、高熔点的耐热性树脂(尼龙等)的纤维。
本发明的熔喷无纺布可以通过包括如下工序的方法来制造：将聚合物熔融混炼的工序、将熔融聚合物从纺丝喷嘴喷出，从另一喷嘴喷出加热空气而形成聚合物的纤维的工序、以及用收集器捕集所得到的纤维的工序。参照上述说明的装置进行说明，在制造熔喷无纺布的情况下，在利用从空气喷嘴喷出的加热空气对从上述纺丝喷嘴3c喷出的纤维状的熔融聚合物5a进行拉伸，将所得到的上述聚合物纤维捕集到收集器上时，通过吹送被称为骤冷空气(Quench Air)的冷却风而有效地进行冷却，能够将设置于收集器的外周面上的网孔构件的凹凸鲜明地转印到该纤维集合体上，因此能够得到所期望的具有突出部的熔喷无纺布。对于所得到的熔喷无纺布，可以根据需要实施压延处理、带电处理、亲水化处理等。
(1)熔融混炼工序
上述聚合物的熔融混炼温度优选为(上述聚合物的熔点+50℃)～(上述聚合物的熔点+300℃)。在聚丙烯的情况下，熔融混炼温度优选为210～460℃，更优选为230～420℃。
(2)纤维形成工序
从多个纺丝喷嘴3c喷出熔融聚合物，并且从喷嘴喷出加热空气，形成上述聚合物的纤维。模头3a和加热空气的温度优选设为(上述聚合物的熔点)～(上述聚合物的熔点+200℃)。在聚丙烯的情况下，模头3a和加热空气的温度优选为160～360℃，更优选为190～330℃。从抑制聚合物刚从纺丝喷嘴3c喷出后急速固化，并且抑制所形成的聚合物纤维的熔合、抑制纤维直径的偏差的观点出发，优选为上述温度范围。
为了形成聚合物纤维，每个纺丝喷嘴3c的熔融聚合物的喷出量优选为0.1～2g/分钟/孔以下，更优选为0.5～1g/分钟/孔以下。从能够得到足以进行纤维化的喷出压力，且避免因过量的喷出压力而使喷嘴破损的观点出发，每个上述纺丝喷嘴3c的熔融聚合物的喷出量优选为上述范围。
每单位宽度的加热空气的喷出量优选为5～50Nm3/分钟，更优选为10～40Nm3/分钟。
(3)捕集工序
每单位宽度的收集器4a的抽吸量可以根据熔喷无纺布5b所期望的物性适当调节。加热空气的大部分穿过多孔性圆筒构件42的抽吸孔42a被抽吸到收集器4a内，能够抑制纤维流的紊乱。具体而言，每单位宽度的收集器4a的抽吸量优选为10～100m3/分钟，更优选为20～80m3/分钟。
在形成熔喷无纺布5b时，为了将设置于收集器的外周面上的网孔构件的凹凸鲜明地转印到无纺布上，需要对从模头喷出的纤维状的熔融聚合物5a吹送被称为骤冷空气的冷却风，有效地进行冷却而使纤维固化。骤冷空气的温度优选为3～35℃，风量优选为1～33m3/分钟，更优选为8～25m3/分钟。
收集器4a的转速优选为1～20m/分钟，更优选为3～15m/分钟。收集器4a可以为室温，也可以根据需要进行加热。
从喷嘴3c到收集器4a的最短距离(DCD)为50～600mm。如果为50mm以下，则熔融聚合物纤维化的时间变短，有时无法完全固化。另外，如果为600mm以上，则收集器的抽吸效果降低，难以形成凹凸，难以形成稳定的网。距离优选为100～500mm，更优选为100～300mm。
(4)压延处理工序
为了提高所得到的熔喷无纺布的机械强度、减小细孔径、以及为了与其他基材层叠，可以实施压延处理。
(5)带电处理工序
也可以根据需要对熔喷无纺布实施电晕放电处理等带电处理。带电无纺布具有10-11～10-7库仑/cm2左右的电荷量，能够静电地捕集微粒。
(6)亲水化处理工序
可以对熔喷无纺布实施亲水化处理。亲水化处理可以通过单体接枝、表面活性剂处理、等离子体处理等来进行。在表面活性剂处理的情况下，优选非离子系表面活性剂。
本发明的熔喷无纺布即使纤维直径粗，均匀性也高，蓬松且表面积大，进而耐压缩性良好。因此，本发明的熔喷无纺布及其层叠体作为液体过滤器用的过滤材料是有用的。另外，本发明提供具备该层叠体的液体用过滤器。由于本发明的熔喷无纺布具有上述性能，所以即使在仅使用上述本发明的熔喷无纺布作为构成过滤材料的熔喷无纺布的情况下，也能够得到兼顾高耐压缩性和不易堵塞的液体过滤器。另一方面，在本发明的另一实施方式中，根据过滤的目的等，作为构成过滤材料的熔喷无纺布，可以在本发明的熔喷无纺布中组合使用其他熔喷无纺布，具备包含这样的熔喷无纺布的组合的层叠体的液体过滤器也包含在本发明的液体过滤器中。因此，在本发明中，“将本发明的熔喷无纺布层叠而成的液体过滤器用的层叠体”不仅包含仅将本发明的熔喷无纺布层叠而成的液体过滤器用的层叠体，只要层叠体的至少1层(优选构成层叠体的熔喷无纺布的张数的一半以上)使用本发明的熔喷无纺布，则也可以包含含有除了本发明的熔喷无纺布以外的熔喷无纺布的层叠体。
以上，列举优选的实施方式说明了本发明的熔喷无纺布及其制造方法，但本发明不限于上述特定的实施方式。例如，在本发明的优选实施方式中，纤维直径可以比较均匀，也可以是粗的纤维(粗纤维)与细的纤维(细纤维)混合而成的纤维。如果制作粗纤维和细纤维混合存在的无纺布，则与纤维直径分布窄的情况相比，容易在纤维间形成大的空隙。因此，在仅使用细纤维的过滤中，有时大的粒子在滤材表面堵塞，但如果纤维直径的分布扩大，则不仅表面过滤，而且在滤材的厚度方向上粒子也被有效地捕集。在本发明的该实施方式中，通过对滤材本身赋予凹凸而增加表面积，并且改变纤维直径的分布而使厚度方向上的过滤效率也提高，由此能够实现过滤器的长寿命化，因此优选。
本发明人等发现，通过使用配置有具有特定范围的不同孔径的喷嘴孔的喷嘴件，制造粗纤维与细纤维混合存在的无纺布，能够得到构成纤维直径分布宽的无纺布，能够高效地制造具有与将纤维直径不同的另外的无纺布层叠贴合而成的无纺布同样的过滤性能的过滤原材料，从而取得了专利(专利文献2)。因此，粗纤维与细纤维混合存在的无纺布的制造方法和得到的无纺布的纤维直径的偏差的优选范围等可以参照该专利文献2的记载适当设定。
该粗纤维与细纤维混合存在的熔喷无纺布可以使用熔喷无纺布用喷嘴件而得到，该熔喷无纺布用喷嘴件是在模头前端部具有呈一列穿孔的大致圆形喷嘴孔的喷嘴件中，在相邻的孔径De的喷嘴孔E之间插入配置有n列孔径比喷嘴孔E小的孔径Df的喷嘴孔F而得到的。
在该实施方式中，熔喷无纺布用喷嘴件优选为如下喷嘴件：在熔喷时，能够改变纺丝纤维的直径，同时一体地形成混合分散有直径不同的纤维的无纺布，扩大所得到的无纺布的纤维直径分布。即，在图6所示的模头的喷嘴件部分中，如图7所示，是在其前端部以一定间隔穿孔成一列的多个孔径De的圆形喷嘴孔E之间插入有孔径比喷嘴孔E小的孔径Df的喷嘴孔F的n个列的喷嘴件。其中，这些孔的中心间距离、所谓的间距间隔在相邻的相同孔径彼此E-E和F-F之间相等。上述的喷嘴孔F的插入个数n优选为2～4的范围。为了扩大所得到的熔喷无纺布的纤维直径分布且进行顺畅的纤维形成，个数n优选为上述范围。
另外，两喷嘴孔E、F的孔径比R(De/Df)优选为1.3～2.0的范围。从扩大纤维直径分布、并且调整基于孔径的大小差的树脂的喷出平衡、得到稳定的纺丝状态、以及抑制喷丸产生的观点出发，优选为上述范围。
此外，从机械工作上的容易度的观点出发，也优选喷嘴孔E的孔径De为0.30～1.00mm，喷嘴孔F的孔径Df为0.20～0.80mm。
通过以下的实施例进一步详细地说明本发明，但本发明并不限于这些例子。
【实施例】
在本实施例中，各参数如下测定、算出：
(1)平均纤维直径：平均纤维直径如下求出：从熔喷无纺布的电子显微镜照片中对任意10处各测定10根纤维直径至直径为0.1μm级，对它们进行平均而求出。
(2)平均单位面积重量：对于100mm×100mm的10片熔喷无纺布试验片，测定温度23℃和湿度50％下的水分平衡状态的质量(g)，进行平均而求出。
(3)突出部的最大高度A(厚度A)：对于100mm×100mm的熔喷无纺布试验片，利用带有直径2.5cm、载荷7g/cm2的量规头的线性测量仪，测定相当于试验片的重心的中央部分的厚度，对10片的测定值进行平均，由此求出。
(4)厚度B：拍摄切割熔喷无纺布而成的截面的SEM照片，任意选定10处填充有无纺布纤维的部分，测定它们的厚度直至0.001mm数量级，对它们进行平均而求出。
(5)填充率：通过填充率(％)＝[平均单位面积重量(g/m2)/突出部的最大高度A(m)/树脂比重(g/m3)]×100的式子求出。
(6)透气度T：层叠3片100mm×100mm的熔喷无纺布试验片，按照JIS L1096，利用弗雷泽型试验机进行测定。
(7)拉伸强度：对于宽度50mm的长条状熔喷无纺布试验片，按照JIS L 1085测定制造时的长边方向的拉伸断裂强度。
(8)下表面高度C：拍摄切割熔喷无纺布而成的截面的SEM照片，任意选定10处因无纺布突出而制成的空间结构部分，测定它们的最大下表面高度至0.001mm数量级，对它们进行平均而求出。
(9)匀度指数：对于200mm×200mm的3片熔喷无纺布试验片，使用匀度计(野村商事制FMT-M III)进行测定，进行平均而求出。
(10)耐压缩性：将压延辊的间隙设定为突出部的最大高度A的20％，在室温下以速度2m/min对100mm×100mm的样品进行压延，测定厚度A’和透气度T’。将A’/A和T’/T的值作为耐压缩性。
(11)厚度A’：对于刚用压延机加压后的熔喷无纺布试验片，利用带有直径2.5cm、载荷7g/cm2的量规头的线性测量仪，测定相当于试验片的重心的中央部分的厚度，由此求出。
(12)透气度T’：对于刚用压延机加压后的熔喷无纺布试验片，按照JIS L1096，利用弗雷泽型试验机对层叠了3片的中央部分进行测定。
(13)纤维直径变动率(CV值)：CV值＝(纤维直径的标准偏差/平均纤维直径)。
在以下的实施例1～6中，在收集器的表面，作为熔喷纤维集积用的网，使用透气度473mL/cm2/秒、经纱密度15根/英寸、纬纱密度26根/英寸、厚度2.6mm的网。另外，在比较例1～5中，使用透气度560mL/cm2/秒、经纱密度40根/英寸、纬纱密度16根/英寸、厚度2.1mm的网。
实施例1
在熔喷制造装置的原料料斗中投入MFR为40的均聚聚丙烯树脂(重均分子量1.7×105。在以下的实施例、比较例中也相同)，将熔融混炼温度设为330℃。以模头与收集器的间隔150mm将树脂与290℃的加热压缩空气25Nm3/分钟一起从喷嘴喷出到大气中，接触冷却用的20℃的骤冷空气17m3/分钟之后，在抽吸量60m3/分钟的收集器上连续地捕集纤维状的树脂，适当调节收集器的转速，得到平均纤维直径21.0μm、平均单位面积重量45g/m2、突出部的最大高度A为2.02mm、无纺布的厚度B为0.09mm、厚度之比A/B为22.4、匀度指数320的熔喷无纺布。关于耐压缩性，厚度之比A’/A为0.89，透气度之比T’/T为0.98。
实施例2
在熔喷制造装置的原料料斗中投入MFR为40的均聚聚丙烯树脂，将熔融混炼温度设为390℃。以模头与收集器的间隔200mm将树脂与290℃的加热压缩空气25Nm3/分钟一起从喷嘴喷出至大气中，接触冷却用的20℃的骤冷空气17m3/分钟之后，在抽吸量60m3/分钟的收集器上连续地捕集纤维状的树脂，适当调节收集器的转速，得到平均纤维直径33.6μm、平均单位面积重量45g/m2、突出部的最大高度A为2.10mm、无纺布的厚度B为0.09mm、厚度之比A/B为23.3、匀度指数为370的熔喷无纺布。关于耐压缩性，厚度之比A’/A为0.85，透气度之比T’/T为0.99。
实施例3
在熔喷制造装置的原料料斗中投入MFR为40的均聚聚丙烯树脂，将熔融混炼温度设为330℃。以模头与收集器的间隔200mm将树脂与290℃的加热压缩空气25Nm3/分钟一起从喷嘴喷出至大气中，接触冷却用的20℃的骤冷空气17m3/分钟之后，在抽吸量60m3/分钟的收集器上连续地捕集纤维状的树脂，适当调节收集器的转速，得到平均纤维直径22.6μm、平均单位面积重量45g/m2、突出部的最大高度A为2.09mm、无纺布的厚度B为0.12mm、厚度之比A/B为17.4、匀度指数为350的熔喷无纺布。关于耐压缩性，厚度之比A’/A为0.86，透气度之比T’/T为0.99。
实施例4
在熔喷制造装置的原料料斗中投入MFR为40的均聚聚丙烯树脂，将熔融混炼温度设为310℃。以模头与收集器的间隔150mm将树脂与290℃的加热压缩空气25Nm3/分钟一起从喷嘴喷出至大气中，不使用冷却用的骤冷空气，在抽吸量60m3/分钟的收集器上连续地捕集纤维状的树脂，适当调节收集器的转速，得到平均纤维直径36.0μm、平均单位面积重量45g/m2、突出部的最大高度A为2.10mm、无纺布的厚度B为0.12mm、厚度之比A/B为17.5、匀度指数为390的熔喷无纺布。关于耐压缩性，厚度之比A’/A为0.86，透气度之比T’/T为0.99。
实施例5
在熔喷制造装置的原料料斗中投入MFR为40的均聚聚丙烯树脂，将熔融混炼温度设为370℃。以模头与收集器的间隔150mm将树脂与290℃的加热压缩空气25Nm3/分钟一起从专利文献2的实施例1中使用的喷嘴喷出至大气中，接触冷却用的20℃的骤冷空气17m3/分钟之后，在抽吸量60m3/分钟的收集器上连续地捕集纤维状的树脂，适当调节收集器的转速，得到平均纤维直径为14.6μm、平均单位面积重量为45g/m2、突出部的最大高度A为1.61mm、无纺布的厚度B为0.09mm、厚度之比A/B为17.9、匀度指数为420的熔喷无纺布。关于耐压缩性，厚度之比A’/A为0.80，透气度之比T’/T为0.96。
实施例6
在熔喷制造装置的原料料斗中投入MFR为40的均聚聚丙烯树脂，将熔融混炼温度设为370℃。以模头与收集器的间隔150mm将树脂与290℃的加热压缩空气25Nm3/分钟一起从专利文献2的实施例1中使用的喷嘴喷出到大气中，接触冷却用的20℃的骤冷空气17m3/分钟之后，在抽吸量60m3/分钟的收集器上连续地捕集纤维状的树脂，适当调节收集器的转速，得到平均纤维直径16.1μm、平均单位面积重量60g/m2、突出部的最大高度A为1.74mm、无纺布的厚度B为0.15mm、厚度之比A/B为11.6、匀度指数为385的熔喷无纺布。关于耐压缩性，厚度之比A’/A为0.80，透气度之比T’/T为0.97。
比较例1
在熔喷制造装置的原料料斗中投入MFR为40的均聚聚丙烯树脂，将熔融混炼温度设为411℃。以模头与收集器的间隔350mm将树脂与290℃的加热压缩空气25Nm3/分钟一起从喷嘴喷出到大气中，不使用冷却用的骤冷空气，在抽吸量60m3/分钟的收集器上连续地捕集纤维状的树脂，适当调节收集器的转速，得到平均纤维直径25.2μm、平均单位面积重量45g/m2、突出部的最大高度A为1.10mm、无纺布的厚度B为0.09mm、厚度之比A/B为12.2、匀度指数为580的熔喷无纺布。关于耐压缩性，厚度之比A’/A为0.64，透气度之比T’/T为0.83。
比较例2
在熔喷制造装置的原料料斗中投入MFR为40的均聚聚丙烯树脂，将熔融混炼温度设为365℃。以模头与收集器的间隔300mm将树脂与290℃的加热压缩空气25Nm3/分钟一起从喷嘴喷出至大气中，不使用冷却用的骤冷空气，在抽吸量60m3/分钟的收集器上连续地捕集纤维状的树脂，适当调节收集器的转速，得到平均纤维直径14.5μm、平均单位面积重量47g/m2、突出部的最大高度A为1.20mm、无纺布的厚度B为0.10mm、厚度之比A/B为12.0、匀度指数为760的熔喷无纺布。关于耐压缩性，厚度之比A’/A为0.58，透气度之比T’/T为0.83。
比较例3
在熔喷制造装置的原料料斗中投入MFR为40的均聚聚丙烯树脂，将熔融混炼温度设为410℃。以模头与收集器的间隔420mm将树脂与290℃的加热压缩空气25Nm3/分钟一起从喷嘴喷出至大气中，不使用冷却用的骤冷空气，在抽吸量60m3/分钟的收集器上连续地捕集纤维状的树脂，适当调节收集器的转速，得到平均纤维直径28.7μm、平均单位面积重量45g/m2、突出部的最大高度A为1.30mm、无纺布的厚度B为0.36mm、厚度之比A/B为3.6、匀度指数为939的熔喷无纺布。关于耐压缩性，厚度之比A’/A为0.74，透气度之比T’/T为0.89。
比较例4
在熔喷制造装置的原料料斗中投入MFR为40的均聚聚丙烯树脂，将熔融混炼温度设为418℃。以模头与收集器的间隔280mm将树脂与290℃的加热压缩空气25Nm3/分钟一起从喷嘴喷出至大气中，不使用冷却用的骤冷空气，在抽吸量60m3/分钟的收集器上连续地捕集纤维状的树脂，适当调节收集器的转速，得到平均纤维直径4.0μm、平均单位面积重量40g/m2、突出部的最大高度A为0.44mm、无纺布的厚度B为0.30mm、厚度之比A/B为1.5、匀度指数为109的熔喷无纺布。关于耐压缩性，厚度之比A’/A为0.57，透气度之比T’/T为0.46。
比较例5
在熔喷制造装置的原料料斗中投入MFR为40的均聚聚丙烯树脂，将熔融混炼温度设为400℃。以模头与收集器的间隔420mm将树脂与290℃的加热压缩空气25Nm3/分钟一起从喷嘴喷出至大气中，不使用冷却用的骤冷空气，在抽吸量60m3/分钟的收集器上连续地捕集纤维状的树脂，适当调节收集器的转速，得到平均纤维直径10.9μm、平均单位面积重量45g/m2、突出部的最大高度A为0.65mm、无纺布的厚度B为0.14mm、厚度之比A/B为4.6、匀度指数为440的熔喷无纺布。关于耐压缩性，厚度之比A’/A为0.78，透气度之比T’/T为0.88。
将各实施例和比较例的无纺布的物性、耐压缩性的数值示于下述表1。
【表1】
Figure BDA0003155681560000201

Claims (7)

1.一种熔喷无纺布，其是具有多个突出部的液体过滤器用的熔喷无纺布，
所述突出部的最大高度A相对于无纺布的厚度B的比率A/B为10～30，匀度指数为150～450，
所述匀度指数通过如下方式求出：使用透射式匀度计，在未设置样品的状态下，用CCD相机分别测定光源点亮时和熄灭时的透射光量，然后，在设置有所述熔喷无纺布的状态下同样地测定透射光量，求出平均透射率、平均吸光度和标准偏差，通过标准偏差÷平均吸光度×10而求出所述匀度指数。
2.根据权利要求1所述的熔喷无纺布，其中，平均纤维直径为10μm～50μm。
3.根据权利要求1或2所述的熔喷无纺布，其中，所述熔喷无纺布被构成为以选自聚烯烃、聚酯和聚酰胺中的至少1种为主体。
4.根据权利要求1所述的熔喷无纺布，其中，处理后的厚度A’/所述最大高度A的比率A’/A 为0.7～1.0，所述厚度A’设为如下：使用压延机，将辊间的间隙设定为突出部的最大高度A的20％，在室温下以速度2m/分钟对所述熔喷无纺布进行压延处理，将刚进行所述压延处理后的相当于最大突出部的高度A的高度设为厚度A’。
5.根据权利要求1所述的熔喷无纺布，其中，比率A/B为15～25。
6.一种液体过滤器用的层叠体，其是将权利要求1～5中任一项所述的熔喷无纺布层叠而成的。
7.一种液体用过滤器，其具备权利要求6所述的层叠体。
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