JP2016128613A - 積層不織布および空気清浄機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1繊維を含む第1不織布と、前記第1不織布に積層される第2繊維を含む第2不織布と、を備え、前記第1繊維の平均繊維径D1および前記第2繊維の平均繊維径D2は、D1>D2の関係を満たし、前記第2不織布の前記第1不織布に対向しない主面2A側から見たとき、所定の領域において、前記第1繊維に重なり、かつ、前記第1繊維よりも手前に存在する前記第2繊維の部分2Faの合計の面積が、前記第1繊維によって形成される前記第1不織布の空隙Sに重なって存在する前記第2繊維の部分2Fbの合計の面積よりも大きい、積層不織布。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る積層不織布を模式的に示した断面図である。積層不織布10は、第1繊維1Fを含む第1不織布1と、第1不織布1の表面に積層され、第2繊維2Fを含む第2不織布2とを備えている。すなわち、第1繊維1Fと第2繊維2Fとは、各繊維の集合体として、第1不織布および第2不織布を構成している。第1不織布1と第2不織布2とは、それぞれが一枚の布として分離可能であっても良いし、分離できなくても良い。
[第1繊維]
第1繊維1Fの材質は特に限定されず、例えば、セルロース、ガラス繊維等が挙げられる。第1繊維1Fの平均繊維径D1は、第2繊維の平均繊維径D2よりも大きい。平均繊維径D1は、例えば、0.5μm〜20μmであり、10〜20μmであることが好ましい。
第1不織布1は、積層不織布10の形状を保持する基材としての役割をもつ。例えば、積層不織布10をプリーツ加工する場合、第1不織布が基材となって、プリーツの形状を保持する。
第2繊維2Fの材質は特に限定されず、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリ酢酸ビニル(PVAc)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリウレタン、ナイロンなどのポリマーが挙げられる。これらは、単独あるいは2種以上を組み合わせて用いても良い。なかでも、電界紡糸法に適したポリマーであることが好ましい。
第3繊維3Fの材質は特に限定されず、例えば、第2繊維で挙げたのと同じ材質を例示することができる。
第2不織布2は、粉塵を補足する機能を有する。主面2A側から見ると、第2不織布2を構成する第2繊維2Fは、第1繊維1Fに重なるように偏在している。つまり、第2繊維は、粉塵の入口である空隙Sを塞ぐことなく第1不織布に重ねて配置されているため、長期間にわたり使用した場合にも圧力損失の増加が抑制される。さらに、第2繊維は、第1繊維よりも小さな平均繊維径を有するため、高い集塵効率を発揮する。
積層不織布10は、主面2A側に第2不織布を保護するための保護層を備えていても良い。保護層は、多孔質であれば特に限定されず、例えば不織布等が挙げられる。
積層不織布10は、例えば、電界紡糸法等により製造することができる。電界紡糸法では、ターゲットである第1不織布をグランドさせるかマイナスに帯電させ、そこにプラスの電圧に印加された第2繊維の原料を溶解した溶液(原料液)をノズルから噴射させる。第1不織布に到達する過程において原料液の溶媒は揮発し、第1不織布には、原料の繊維状物(第2繊維)が堆積する。第1不織布と第2繊維とは静電気力により引き合うため、第2繊維は、第1不織布の第1繊維上に堆積し易い。
本発明の空気清浄機100は、濾材として用いる積層不織布10と、気体の吸い込み部60と、気体の吐き出し部61とを備える。積層不織布10は、主面2Aが吸い込み部60に対向するように、吸い込み部60と吐き出し部61との間に配置される(図8参照)。積層不織布10は、蛇腹状にプリーツ加工されて配置されても良い。
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(1)集塵効率(計数法)
電界紡糸工程によって帯電した保護層を有する積層不織布を12cm×12cmに裁断し、サンプルとした。このサンプルに、タバコ(日本たばこ産業株式会社、メビウス(登録商標)、タール10mg)を3本延焼させて発生した煙および大気中の粉塵を、面風速5.3cm/secで吸引させた(吸引試験)。サンプルの上流側の大気中の粉塵(直径約0.3μm)濃度(個数)をC0、下流側の粉塵(直径約0.3μm)濃度(個数)をC1として、集塵効率(=1−C1/C0)×100(%)を算出した。個数濃度は、光散乱式自動粒子計数器を用いて求めた。上記吸引試験を連続して4回行った。なお、上流側に第2不織布を向けて配置した。
上記粉塵濃度測定の際に、サンプルの上流側の空気圧P0および下流側の空気圧P1をあわせて測定し、圧力損失(=P0−P1)を算出した。空気圧の測定には、JISB9908の規格に準拠した測定機(マノメータ)を使用した。
第1不織布としてセルロースを主体とする基材(厚み:300μm、D1:15μm、目付:42g/m2、空間率:61%)を使用した。図7に示すような製造システムにより、第1不織布に、第2繊維を含む第2不織布を積層し、積層不織布を作製した。第2繊維の原料液としては、PESを20質量%含むDMAc溶液を用いた。D2は、273nmであり、第1不織布上には、第2繊維が0.69g/m2堆積していた。さらに、主面2A上に、保護層としてメルトブロー不織布(厚み:152μm、平均繊維径:5μm、目付:18g/m2)を粉末状の熱硬化性接着剤を用いて接着した。評価結果を図9に示す。横軸は圧力損失であり、縦軸は集塵効率である。
保護層を積層する前の積層不織布10について、100μm四方の領域Rを電子顕微鏡を用いて撮影し、上記方法に従って、面積A2aおよびA2bを算出した。その結果、A2aは、A2bの約10倍の大きさであった。電子顕微鏡写真を図10に示す。
上記方法に従って、部分2Fapおよび2Favを特定し、面積A2apおよびA2avを算出した。その結果、A2apは、A2avの約7倍の大きさであった。
上記方法に従って、割合Rf(Rfa+Rfb)およびRsを算出した。その結果、Rfa>Rfbであり、Rfは、Rsの約3倍であった。
図7に示すような製造システムにより、実施例1と同じ第1不織布に、第2繊維および第3繊維を含む第2不織布を積層し、積層不織布を作製した。第2繊維の目付(堆積量)は0.67g/m2、第3繊維の目付(堆積量)は0.35g/m2であった。第2繊維の原料液としては、PESを20質量%含むDMAc溶液を用いた。第3繊維の原料液には、PESを25質量%含むDMAc溶液を用いた。第2繊維の原料液および第3繊維の原料液の吐出条件を変えて、D2を273nm、D3を609nmとした。さらに、主面2A上に、保護層としてメルトブロー不織布(厚み:152μm、平均繊維径:5μm、目付:18g/m2)を粉末状の熱硬化性接着剤を用いて接着した。評価結果を図9に示す。
実施例1と同じ第1不織布に、ポリエステル繊維の短繊維(平均繊維径:5.3μm)をニードルパンチ法により交絡させて、不織布を作製した。短繊維の目付は1.1g/m2であった。評価結果を図9に示す。実施例1と同様に計算した結果、A2aは、A2bの約0.8倍の大きさであり、A2apは、A2avの約1.2倍の大きさであり、Rfa<Rfbであり、RfはRsの約0.6倍であった。電子顕微鏡写真を図11に示す。
実施例1と同じ第1不織布に、ポリエステル繊維の短繊維(平均繊維径:5.3μm)をニードルパンチ法により交絡させて、不織布を作製した。短繊維の目付は2.0g/m2であった。評価結果を図9に示す。実施例1と同様に計算した結果、A2aは、A2bの約0.7倍の大きさであり、A2apは、A2avの約1.4倍の大きさであり、Rfa<Rfbであり、RfはRsの約0.5倍であった。
実施例1と同じ第1不織布に、実施例1と同様にして、平均繊維径が295nmであるPES繊維を堆積させた。PES繊維の目付(堆積量)を2.7g/m2とした。さらに、主面2A上に、実施例1と同様にしてメルトブロー不織布(保護層)を積層し、積層不織布を作製した。評価結果を図9に示す。実施例1と同様に計算した結果、A2aは、A2bの約0.2倍の大きさであり、A2apは、A2avの約1.2倍の大きさであり、Rfa<Rfbであり、RfはRsの約0.5倍であった。
Claims (8)
- 第1繊維を含む第1不織布と、
前記第1不織布に積層される第2繊維を含む第2不織布と、を備え、
前記第1繊維の平均繊維径D1および前記第2繊維の平均繊維径D2は、D1>D2の関係を満たし、
前記第2不織布の前記第1不織布に対向しない主面2A側から見たとき、所定の領域において、前記第1繊維に重なり、かつ、前記第1繊維よりも手前に存在する前記第2繊維の部分2Faの合計の面積が、前記第1繊維によって形成される前記第1不織布の空隙Sに重なって存在する前記第2繊維の部分2Fbの合計の面積よりも大きい、積層不織布。 - 前記第2繊維の部分2Faのうち、前記第1繊維の長さ方向に沿って配置している前記第2繊維の部分の合計面積が、前記第1繊維の長さ方向と垂直な方向に沿って配置している前記第2繊維の部分の合計面積よりも大きい、請求項1に記載の積層不織布。
- 前記D1および前記D2が、D2≦D1/10の関係を満たす、請求項1または2に記載の積層不織布。
- 前記D2が、1μm未満である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の積層不織布。
- 前記第2不織布が、第3繊維をさらに含み、
前記第3繊維の平均繊維径D3が、D2<D3<D1の関係を満たし、
前記第2繊維が、前記第1繊維と前記第3繊維との間に配置されており、
前記主面2A側から見たとき、所定の領域において、前記第1繊維に重なり、かつ、前記第1繊維よりも手前に存在する前記第3繊維の部分の合計の面積が、前記第1不織布の前記空隙Sに重なって存在する前記第3繊維の部分の合計の面積よりも小さい、請求項1〜4のいずれか一項に記載の積層不織布。 - 前記D2が100nm以上500nm未満であり、前記D3が500nm以上1000nm未満である、請求項5に記載の積層不織布。
- 前記主面2A側に、さらに多孔質な保護層を備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載の積層不織布。
- 気体の吸い込み部と、
前記気体の吐き出し部と、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の積層不織布と、を備え、
前記積層不織布は、前記主面2Aが前記吸い込み部に対向するように、前記吸い込み部と前記吐き出し部との間に配置される、空気清浄機。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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