JP4792846B2 - Nonwoven manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、極細繊維からなる不織布に関する。特にエアフィルターとして高捕集かつ低圧力損失を発揮する、高性能の不織布に関する。   The present invention relates to a nonwoven fabric made of ultrafine fibers. In particular, the present invention relates to a high-performance nonwoven fabric that exhibits high collection and low pressure loss as an air filter.

不織布製造法の一つであるメルトブロー法は、一般に、紡糸口金から押し出された熱可塑性ポリマーを熱風噴射することにより繊維状に細化し、該繊維の自己融着特性を利用してウェブとして形成せしめる方法であり、スパンボンド法等、他の不織布製造法に比べて複雑な工程を必要とせず、また数10μmから数μm以下の細い繊維が容易に得られることから、メルトブロー不織布はフィルター製品の濾材、中でもエアフィルター用濾材に多く使用されている。   The melt blow method, which is one of the nonwoven fabric manufacturing methods, is generally made into a fiber by hot air jetting a thermoplastic polymer extruded from a spinneret, and formed into a web by utilizing the self-bonding property of the fiber. This method does not require a complicated process compared to other nonwoven fabric manufacturing methods such as the spunbond method, and since thin fibers of several tens to several microns can be easily obtained, the melt blown nonwoven fabric is a filter material for filter products. In particular, it is often used for air filter media.

エアフィルターに要求される性能は、ミクロなダストを多く捕集できる「高捕集」、および、エアフィルター内部を気体が通過する際に抵抗が少ない「低圧力損失」である。   The performance required for the air filter is “high collection” capable of collecting a large amount of micro dust, and “low pressure loss” with low resistance when gas passes through the air filter.

高い捕集性能を有する濾材を得るためには、構成するメルトブロー不織布が細繊度であることが適しているが、その一方、不織布内の繊維密度が増加することにより圧力損失が高くなる。   In order to obtain a filter medium having high collection performance, it is suitable that the melt blown nonwoven fabric to be formed has a fineness, but on the other hand, the pressure loss is increased by increasing the fiber density in the nonwoven fabric.

また、圧力損失が低い濾材を得るためには、構成するメルトブロー不織布が太繊度であることが適しているが、その一方、不織布内の繊維間の空隙が広くなるため、捕集性能が低下する。   Moreover, in order to obtain a filter medium with low pressure loss, it is suitable that the melt blown nonwoven fabric to be formed has a large fineness, but on the other hand, the gap between the fibers in the nonwoven fabric is widened, so that the collection performance is lowered. .

このように、「高捕集」であることと「低圧力損失」であることは相反する関係にあるもので、従来技術においてこれらの要求を同時に満たすメルトブロー不織布は得られていない。   Thus, “high collection” and “low pressure loss” are in a contradictory relationship, and a melt blown nonwoven fabric that satisfies these requirements at the same time has not been obtained in the prior art.

例えば、特許文献1によると、繊維の平均分子量を高くし、また分子量分布を狭くすることにより、不織布における繊維径の斑および目付の斑を少なくし、捕集性能に優れ、強度の強い不織布を得ることができたが、その圧力損失は高いものであった。   For example, according to Patent Document 1, by increasing the average molecular weight of the fiber and narrowing the molecular weight distribution, the fiber diameter unevenness and the unevenness of the basis weight are reduced in the nonwoven fabric. Although it could be obtained, the pressure loss was high.

また、特許文献2によると、原料のメルトフローレートを高くし、また分子量分布を狭くすることにより、捕集性能に優れた極細繊維メルトブロー不織布を得ることができたが、その圧力損失は高いものであった。   According to Patent Document 2, an ultrafine fiber meltblown nonwoven fabric excellent in collection performance could be obtained by increasing the melt flow rate of the raw material and narrowing the molecular weight distribution, but the pressure loss is high. Met.

さらに、特許文献3によると、原料粘度や製布条件を調整することにより、細繊維化および繊維径のバラツキ(繊維径変動率:CV%)を低下させ、濾過精度の良い極細繊維メルトブロー不織布を得ることができたが、その圧力損失は高いものであった。   Furthermore, according to Patent Document 3, by adjusting the raw material viscosity and the cloth-making conditions, a fine fiber melt-blown nonwoven fabric with fine filtration and fiber diameter variation (fiber diameter variation rate: CV%) is reduced, and the filtration accuracy is good. Although it could be obtained, the pressure loss was high.

このように、従来のエアフィルター濾材用メルトブロー不織布は、主に「高捕集」を目的とし、繊維径変動率が低く細繊維を主体とする不織布であったため、エアフィルター濾材に用いた場合、高い圧力損失となり、エアフィルター要求性能である「高捕集」かつ「低圧力損失」を同時に満足することは困難であった。   As described above, the conventional melt blown nonwoven fabric for air filter media is mainly used for the purpose of “high collection” and has a low fiber diameter variation rate and is a nonwoven fabric mainly composed of fine fibers. The pressure loss was high, and it was difficult to satisfy the requirements of air filter “high collection” and “low pressure loss” at the same time.

極細繊維から構成される不織布については、特許文献4が知られており、これによると、ポリビニルアルコールとポリオレフィンの混合物をメルトブロー法にてブレンド紡糸し、ポリビニルアルコールを海成分、ポリオレフィンを島成分とする海島型複合繊維を得、この複合繊維をウォーターニードル加工して海成分を除去することにより、0.005〜0.5μmの極細繊維からなる目付50g/mの不織布を得ているが、繊維径変動率やフィルター性能に関しては明らかでない。また、これまでのところ、繊維径変動率の大きな極細繊維不織布は知られていない。
特許第2775959号公報 特開2002−201560号公報 特開平8−144166号公報 特開平5−71006号公報
Patent Document 4 is known for non-woven fabric composed of ultrafine fibers. According to this, blend spinning of a mixture of polyvinyl alcohol and polyolefin is performed by a melt blow method, with polyvinyl alcohol as a sea component and polyolefin as an island component. A sea-island type composite fiber is obtained, and this composite fiber is processed with a water needle to remove sea components, thereby obtaining a nonwoven fabric with a basis weight of 50 g / m 2 made of ultrafine fibers of 0.005 to 0.5 μm. It is not clear regarding the diameter fluctuation rate and filter performance. So far, no ultrafine fiber nonwoven fabric with a large fiber diameter variation rate is known.
Japanese Patent No. 2775959 JP 2002-151560 A JP-A-8-144166 JP-A-5-71006

本発明の目的は、極細繊維から構成され、かつ繊維径変動率の高い不織布を提供し、圧力損失が低いうえに捕集性能に優れる不織布、特にエアフィルターに好適に用いることができる不織布を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a nonwoven fabric composed of ultrafine fibers and having a high fiber diameter variation rate, and to provide a nonwoven fabric that has a low pressure loss and excellent collection performance, and can be suitably used for an air filter. There is to do.

本発明者らは、「高捕集」かつ「低圧力損失」に優れた不織布を得るためには、(1)極細繊維、例えばナノオーダーレベルまで細化した繊維で不織布を構成し、さらに、(2)不織布を構成する極細繊維の繊維径変動率を高くし、太い繊維と細い繊維を同時にかつ均一に存在させればよいと考えた。この場合、不織布全体が極細繊維で構成されているため、捕集性能が向上し、また、これらの極細繊維は繊維径のバラツキをもっているため、相対的に太い繊維が不織布中で梁となると同時に空隙をつくり圧力損失上昇を防止、かつ太い繊維の間に存在する細い繊維がダストを捕集し、不織布を低目付化した場合でも「高捕集」かつ「低圧力損失」の両者を満足する高性能不織布が得られる。   In order to obtain a nonwoven fabric excellent in “high collection” and “low pressure loss”, the present inventors constituted (1) a nonwoven fabric with ultrafine fibers, for example, fibers refined to the nano-order level, (2) It was considered that the fiber diameter variation rate of the ultrafine fibers constituting the nonwoven fabric should be increased so that thick fibers and thin fibers exist simultaneously and uniformly. In this case, since the entire nonwoven fabric is composed of ultrafine fibers, the collection performance is improved, and since these ultrafine fibers have variations in fiber diameter, relatively thick fibers become beams in the nonwoven fabric. Creates voids to prevent an increase in pressure loss, and fine fibers that exist between thick fibers collect dust, satisfying both "high collection" and "low pressure loss" even when the nonwoven fabric has a low basis weight. A high performance nonwoven fabric is obtained.

すなわち、前記課題を解決する本発明の不織布は、次の構成を有する。
(1)易溶解性ポリマーが海成分、熱可塑性ポリマーが島成分の海島構造を形成する繊維から構成される不織布の易溶解性ポリマー成分を溶剤により溶出することにより、熱可塑性ポリマーからなり、平均繊維径が50〜800nm、繊維径変動率が55%以上である不織布を得ることを特徴とする不織布の製造方法。
(2)前記易溶解性ポリマーがポリ乳酸であることを特徴とする前記(1)に記載の不織布の製造方法。
(3)メルトブロー法により製造されることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の不織布の製造方法。
(4)5g/m 相当圧力損失が0.5〜10Pa、かつQF値が0.26Pa −1 以上である不織布を得る前記(1)に記載の不織布の製造方法。
(5)目付が1〜15g/m である不織布を得る前記(1)に記載の不織布の製造方法。
(6)前記熱可塑性ポリマーがポリアミドまたはポリオレフィンのいずれかである不織布を得る前記(1)に記載の不織布の製造方法
That is, the nonwoven fabric of this invention which solves the said subject has the following structure.
(1) An easily soluble polymer is composed of a thermoplastic polymer by eluting a readily soluble polymer component of a nonwoven fabric composed of fibers that form a sea-island structure with a sea component and a thermoplastic polymer with an island component. A method for producing a nonwoven fabric, comprising obtaining a nonwoven fabric having a fiber diameter of 50 to 800 nm and a fiber diameter fluctuation rate of 55% or more.
(2) The method for producing a nonwoven fabric according to (1), wherein the easily soluble polymer is polylactic acid.
(3) The method for producing a nonwoven fabric according to (1) or (2), wherein the nonwoven fabric is produced by a melt blow method.
(4) The manufacturing method of the nonwoven fabric as described in said (1) which obtains the nonwoven fabric whose 0.5 g / m < 2 > equivalent pressure loss is 0.5-10 Pa and whose QF value is 0.26 Pa < -1 > or more.
(5) The manufacturing method of the nonwoven fabric as described in said (1) which obtains the nonwoven fabric whose fabric weight is 1-15 g / m < 2 > .
(6) The manufacturing method of the nonwoven fabric as described in said (1) which obtains the nonwoven fabric whose said thermoplastic polymer is either polyamide or polyolefin .

本発明によれば、低圧力損失であると同時に高捕集に優れた不織布を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a non-woven fabric that has a low pressure loss and at the same time has high collection.

本発明の不織布は、熱可塑性ポリマーからなり、平均繊維径が50〜800nm、繊維径変動率が55%以上であることを特徴とする不織布である。   The nonwoven fabric of the present invention is a nonwoven fabric characterized by comprising a thermoplastic polymer and having an average fiber diameter of 50 to 800 nm and a fiber diameter fluctuation rate of 55% or more.

本発明でいう熱可塑性ポリマーとは、ポリアミドやポリオレフィン、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド等が挙げられる。熱可塑性ポリマーの融点は165℃以上であると、繊維の耐熱性が良好であり好ましい。例えば、ポリプロピレン(PP)は165℃、ポリエチレンテレフタレートは255℃、ナイロン6(N6)は220℃である。本発明で使用される熱可塑性ポリマーは、耐アルカリ性、エレクトレット性の点から、ポリアミドまたはポリオレフィンのいずれかであることが好ましい。また、熱可塑性ポリマーに、耐候剤、酸化防止剤等の添加物を含有させていても良い。またポリマーの性質を損なわない範囲で他の成分が共重合されていても良い。   Examples of the thermoplastic polymer in the present invention include polyamide, polyolefin, polyester, polyphenylene sulfide and the like. When the melting point of the thermoplastic polymer is 165 ° C. or higher, the heat resistance of the fiber is good, which is preferable. For example, polypropylene (PP) is 165 ° C, polyethylene terephthalate is 255 ° C, and nylon 6 (N6) is 220 ° C. The thermoplastic polymer used in the present invention is preferably either polyamide or polyolefin from the viewpoint of alkali resistance and electret properties. Further, the thermoplastic polymer may contain additives such as a weathering agent and an antioxidant. Further, other components may be copolymerized as long as the properties of the polymer are not impaired.

本発明の不織布を構成する繊維は、50〜800nmの平均繊維径を有する。より好ましくは60〜750nm、さらに好ましくは70〜700nmである。一般に繊維径を小さくするほど、捕集性能は高くなるが、平均繊維径が50nmより小さくなると不織布の強度が弱くなり、工程通過性に問題を生じる。他方、平均繊維径が800nmより大きくなると、極細化によりもたらされる前述の好ましい効果が十分でなくなる。   The fibers constituting the nonwoven fabric of the present invention have an average fiber diameter of 50 to 800 nm. More preferably, it is 60-750 nm, More preferably, it is 70-700 nm. In general, the smaller the fiber diameter is, the higher the collection performance is. However, when the average fiber diameter is smaller than 50 nm, the strength of the nonwoven fabric is weakened, causing a problem in process passability. On the other hand, when the average fiber diameter is larger than 800 nm, the above-mentioned preferable effect brought about by the ultra-thinning becomes insufficient.

また、繊維径変動率は繊維径の標準偏差を平均繊維径で除した百分率で表されるが、この繊維径変動率が55%以上であることが好ましく、より好ましくは58%以上、さらに好ましくは60%以上である。繊維径変動率がより小さいということは、不織布を構成する繊維径のバラツキが小さいということであり、繊維径変動率が55%未満であると、太い繊維と細い繊維が同時に存在することによる「低圧力損失」かつ「高捕集」への効果が減少するため、好ましくない。   The fiber diameter fluctuation rate is expressed as a percentage obtained by dividing the standard deviation of the fiber diameter by the average fiber diameter. The fiber diameter fluctuation rate is preferably 55% or more, more preferably 58% or more, and still more preferably. Is 60% or more. The smaller fiber diameter variation rate means that the variation of the fiber diameter constituting the nonwoven fabric is small. If the fiber diameter variation rate is less than 55%, the thick fiber and the thin fiber are present simultaneously. The effect on “low pressure loss” and “high collection” decreases, which is not preferable.

なお、本発明における平均繊維径および繊維径変動率は次の方法で求めた値をいう。すなわち、不織布の任意の場所から、1cm×1cmの測定サンプルを30個採取し、走査型電子顕微鏡で倍率を80000倍に調節して、採取したサンプルから繊維表面写真を各1枚ずつ、計30枚を撮影する。写真の中の繊維直径がはっきり確認できるものについてすべて測定して、平均した値を平均繊維径とする。また、繊維径の標準偏差を平均繊維径で除したものが繊維径変動率である。   In addition, the average fiber diameter and fiber diameter fluctuation | variation rate in this invention say the value calculated | required with the following method. That is, 30 measurement samples of 1 cm × 1 cm were collected from an arbitrary location of the nonwoven fabric, the magnification was adjusted to 80000 times with a scanning electron microscope, and each fiber surface photograph from the collected samples was 30 in total. Take a picture. Measure all fiber diameters in the photograph that can be clearly confirmed, and use the average value as the average fiber diameter. The fiber diameter fluctuation rate is obtained by dividing the standard deviation of the fiber diameter by the average fiber diameter.

本発明の不織布を得る方法としては、特に限定されるものではないが、メルトブロー法により、易溶解性ポリマーが海成分、熱可塑性ポリマーが島成分の海島構造を形成する繊維から構成される不織布を得た後、該不織布の易溶解性ポリマー成分を溶剤により溶出することにより、本発明の不織布を得ることができる。その際、海島繊維を構成するポリマー種および構成比率の最適化や、ポリマー吐出量、ノズル温度、エア圧力といった紡糸条件の調整により、平均繊維径および繊維径変動率が上記の範囲を満たす不織布を得ることができる。   The method for obtaining the nonwoven fabric of the present invention is not particularly limited, but a nonwoven fabric composed of fibers that form a sea-island structure in which an easily soluble polymer is a sea component and a thermoplastic polymer is an island component by a melt blow method. After being obtained, the nonwoven fabric of the present invention can be obtained by eluting the easily soluble polymer component of the nonwoven fabric with a solvent. At that time, a nonwoven fabric satisfying the above average fiber diameter and fiber diameter variation rate by optimizing the polymer species and composition ratio constituting the sea-island fibers and adjusting the spinning conditions such as polymer discharge rate, nozzle temperature, and air pressure. Obtainable.

また、本発明の不織布は、低圧力損失かつ高捕集性能に優れており、5g/m相当圧力損失が0.5〜10Pa、かつQF値が0.26Pa−1以上であることが好ましい。ここでいうQF値とは、以下の式により算出される。
QF値(Pa−1)=−[ln(1−[捕集性能(%)]/100)]/[圧力損失(Pa)]
式中の「捕集性能」は、1.5m/分の貫通風速下における0.3〜0.5μmのポリスチレン粒子の捕捉の度合を表すものであり、不織布の上流側の粒子個数Dと下流側の粒子個数dとから、以下の式により求められる。
捕集効率(%)=〔1−(d/D)〕×100
また「圧力損失」は、1.5m/分の貫通風速下における上流側と下流側の静圧差を、圧力計で測定することにより求められる。
さらに、「5g/m相当圧力損失」は以下の式により求められる。
5g/m相当圧力損失(Pa)=実目付の圧力損失(Pa)×5(g/m)/実目付(g/m
本発明の不織布を構成する繊維の平均繊維径および繊維径変動率を前述の範囲に設定する、すなわち、繊維径バラツキの大きな極細繊維で不織布を構成することにより、相対的に太い繊維が不織布中で梁となると同時に空隙をつくり圧力損失上昇を防止、かつ太い繊維の間に存在する細い繊維がダストを捕集し、上記5g/m相当圧力損失およびQF値に示されるような低圧力損失かつ高捕集性能に優れた不織布を得ることができる。
Further, the nonwoven fabric of the present invention is excellent in low pressure loss and high collection performance, preferably 5 g / m 2 equivalent pressure loss is 0.5 to 10 Pa, and QF value is 0.26 Pa −1 or more. . The QF value here is calculated by the following equation.
QF value (Pa −1 ) = − [ln (1- [collecting performance (%)] / 100)] / [pressure loss (Pa)]
“Capturing performance” in the formula represents the degree of capturing of 0.3 to 0.5 μm polystyrene particles under a through-air speed of 1.5 m / min, and the number D of particles on the upstream side of the nonwoven fabric and the downstream side From the number d of particles on the side, the following formula is used.
Collection efficiency (%) = [1- (d / D)] × 100
Further, the “pressure loss” is obtained by measuring a difference in static pressure between the upstream side and the downstream side under a through wind speed of 1.5 m / min with a pressure gauge.
Furthermore, “5 g / m 2 equivalent pressure loss” is obtained by the following equation.
5 g / m 2 equivalent pressure loss (Pa) = actual pressure loss (Pa) × 5 (g / m 2 ) / actual weight (g / m 2 )
By setting the average fiber diameter and the fiber diameter variation rate of the fibers constituting the nonwoven fabric of the present invention within the above-described range, that is, by forming the nonwoven fabric with ultrafine fibers having large fiber diameter variation, relatively thick fibers are contained in the nonwoven fabric. At the same time as a beam, a gap is formed to prevent an increase in pressure loss, and fine fibers existing between thick fibers collect dust, resulting in a pressure loss equivalent to 5 g / m 2 and a low pressure loss as indicated by the QF value. And the nonwoven fabric excellent in the high collection performance can be obtained.

5g/m相当圧力損失のより好ましい範囲としては0.5〜9Paであり、0.8〜8Paであることがさらに好ましい。また、QF値は0.28Pa−1以上であることがより好ましく、0.30Pa−1以であることがさらに好ましい。 A more preferable range of the pressure loss corresponding to 5 g / m 2 is 0.5 to 9 Pa, and more preferably 0.8 to 8 Pa. Further, QF value is more preferably at 0.28Pa -1 or more, further preferably 0.30 Pa -1 or less.

また、本発明の不織布はナノオーダーの極細繊維で構成されるため、高い捕集性能が得られることから、低い目付で、優れたフィルター性能を発揮する。よって、本発明の不織布の目付は、1〜15g/mであることが好ましい。より好ましくは1〜12g/mであり、さらに好ましくは2〜10g/mである。 Moreover, since the nonwoven fabric of this invention is comprised with a nano-order extra fine fiber, since high collection performance is obtained, it exhibits excellent filter performance with a low basis weight. Therefore, it is preferable that the fabric weight of the nonwoven fabric of this invention is 1-15 g / m < 2 >. More preferably, it is 1-12 g / m < 2 >, More preferably, it is 2-10 g / m < 2 >.

また、本発明の不織布は、易溶解性ポリマーが海成分、熱可塑性ポリマーが島成分の海島構造を形成する繊維から構成される不織布の易溶解性ポリマー成分を溶剤により溶出することにより得られることが好ましい。海成分である易溶解性ポリマーは、島成分を構成する熱可塑性ポリマーと相溶性が無く、かつ溶剤に対する溶解性が異なることが必要である。また、易溶解性ポリマーを溶出する際、溶剤としては水溶液系のものを用いることが環境負荷を低減する観点から好ましく、具体的にはアルカリ水溶液や熱水を用いることが好ましい。このため、易溶解性ポリマーとしては、ポリエステルやポリカーボネート等のアルカリ加水分解されるポリマーや、ポリアルキレングリコールやポリビニルアルコールおよびそれらの誘導体等の熱水可溶性ポリマーが挙げられ、紡糸性、シート化特性、使用する溶剤等を考慮して適宜選定すればよいが、なかでも、繊維径バラツキを大きくする効果に優れる点から、易溶解性ポリマーがポリ乳酸であることが好ましい。   The nonwoven fabric of the present invention can be obtained by eluting, with a solvent, a readily soluble polymer component of a nonwoven fabric composed of fibers that form a sea-island structure in which a readily soluble polymer is a sea component and a thermoplastic polymer is an island component. Is preferred. The readily soluble polymer that is a sea component is not compatible with the thermoplastic polymer that constitutes the island component and needs to have different solubility in a solvent. In order to elute the readily soluble polymer, it is preferable to use an aqueous solution as the solvent from the viewpoint of reducing environmental load, and specifically, an alkaline aqueous solution or hot water is preferably used. For this reason, examples of the readily soluble polymer include polymers that are alkali-hydrolyzed such as polyester and polycarbonate, and hot water-soluble polymers such as polyalkylene glycol and polyvinyl alcohol, and derivatives thereof. The solvent to be used may be appropriately selected in consideration of the solvent to be used. Among them, the easily soluble polymer is preferably polylactic acid from the viewpoint of excellent effect of increasing the fiber diameter variation.

ポリ乳酸としては、ポリ(D−乳酸)と、ポリ(L−乳酸)と、D−乳酸とL−乳酸の共重合体、あるいはこれらのブレンド体が好ましく採用されるものである。ポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量は、紡糸性を良くする観点からは5万以上であることが好ましく、10万以上であることがより好ましい。また、繊維の細径化を容易にする観点からは20万以下であることが好ましく、15万以下であることがより好ましい。
本発明において易溶解性ポリマーと共に海島繊維を構成する熱可塑性ポリマーは、耐アルカリ性からポリアミド、エレクトレット性の点からポリオレフィンのいずれかであることが好ましい。ポリアミドの場合、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン6−10、ナイロン12やこれらの共重合体を単独または混合して用いることができる。また、ポリオレフィンの場合、ポリエチレン、ポリプロピレンやこれらの共重合体を単独または混合して用いることができる。なかでも、ナイロン6またはポリプロピレンはポリ乳酸と融点差が少なく、親和性も高く複合紡糸した場合の紡糸性がよいため、より好ましく使用される。
As polylactic acid, poly (D-lactic acid), poly (L-lactic acid), a copolymer of D-lactic acid and L-lactic acid, or a blend thereof is preferably employed. The weight average molecular weight of the polylactic acid-based resin is preferably 50,000 or more, more preferably 100,000 or more from the viewpoint of improving spinnability. Further, from the viewpoint of facilitating fiber diameter reduction, it is preferably 200,000 or less, and more preferably 150,000 or less.
In the present invention, the thermoplastic polymer constituting the sea-island fiber together with the easily soluble polymer is preferably either a polyamide from the viewpoint of alkali resistance or a polyolefin from the viewpoint of electret properties. In the case of polyamide, nylon 6, nylon 66, nylon 6-10, nylon 12 and copolymers thereof can be used alone or in combination. In the case of polyolefin, polyethylene, polypropylene, and copolymers thereof can be used alone or in combination. Among these, nylon 6 or polypropylene is more preferably used because it has a small melting point difference from polylactic acid, has high affinity, and good spinnability when composite spinning.

また、本発明の不織布がポリプロピレンを主体に構成される場合、本発明の不織布はエレクトレット化されていることが好ましい。エレクトレット化の方法としては、特に限定されるものではないが、コロナ荷電法、または不織布シートに水を付与した後に乾燥させることによりエレクトレット化する方法(例えば、特表平9−501604号公報、特開2002−249978号公報等に記載されている方法)が好適に用いられる。コロナ荷電法の場合は15kV/cm以上、好ましくは20kV/cm以上の電界強度が適している。   Moreover, when the nonwoven fabric of this invention is comprised mainly from a polypropylene, it is preferable that the nonwoven fabric of this invention is electretized. The electretization method is not particularly limited, but a corona charging method or a method of electretization by applying water to the nonwoven fabric sheet and drying it (for example, JP 9-501604 A, The method described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-249978 and the like is preferably used. In the case of the corona charging method, an electric field strength of 15 kV / cm or more, preferably 20 kV / cm or more is suitable.

また、耐候性を向上させ、エレクトレット性能を良くする観点から、本発明の不織布にヒンダードアミン系化合物およびトリアジン系化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種が含まれていることが好ましい。   Further, from the viewpoint of improving weather resistance and improving electret performance, it is preferable that the nonwoven fabric of the present invention contains at least one selected from the group consisting of hindered amine compounds and triazine compounds.

ヒンダードアミン系化合物としては、ポリ[(6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル)((2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ)ヘキサメチレン((2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ)](チバガイギー製、キマソープ944LD)、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物(チバガイギー製、チヌビン622LD)、2−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2−n−ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)(チバガイギー製、チヌビン144)などが挙げられる。   As the hindered amine compound, poly [(6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diyl) ((2,2,6,6- Tetramethyl-4-piperidyl) imino) hexamethylene ((2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino)] (manufactured by Ciba Geigy, Chima Soap 944LD), dimethyl-1- (2-hydroxyethyl succinate) ) -4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate (Ciba Geigy, Tinuvin 622LD), 2- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -2-n -Butyl malonate bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) (manufactured by Ciba Geigy, Tinuvin 144) and the like.

また、トリアジン系添加剤としては、前述のポリ[(6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル)((2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ)ヘキサメチレン((2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ)](チバガイギー製、キマソープ944LD)、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−((ヘキシル)オキシ)−フェノール(チバガイギー製、チヌビン1577FF)などを挙げることができる。これらのなかでも特にヒンダードアミン系化合物が好ましい。
ヒンダードアミン系化合物又はトリアジン系化合物の含有量は、特に限定されないが、0.5〜5重量%の範囲であることが好ましく、0.7〜3重量%の範囲であることがより好ましい。
As the triazine-based additive, the poly [(6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diyl) ((2,2 , 6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino) hexamethylene ((2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino)] (manufactured by Ciba-Geigy, Chimersoap 944LD), 2- (4,6 -Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5-((hexyl) oxy) -phenol (manufactured by Ciba Geigy, Tinuvin 1577FF) and the like. Among these, hindered amine compounds are particularly preferable.
Although content of a hindered amine type compound or a triazine type compound is not specifically limited, It is preferable that it is the range of 0.5-5 weight%, and it is more preferable that it is the range of 0.7-3 weight%.

さらに、上記化合物の他に、熱安定剤、耐候剤、重合禁止剤等の一般にエレクトレット加工品の不織布シートに使用されている通常の添加剤を添加してもよい。   Further, in addition to the above compounds, usual additives such as heat stabilizers, weathering agents, polymerization inhibitors, etc., which are generally used for non-woven sheets of electret processed products may be added.

本発明の不織布の製造方法は特に限定されるものではないが、繊維径のバラツキの大きい極細繊維を得るという点から、以下の方法が好ましく採用されるものである。   Although the manufacturing method of the nonwoven fabric of this invention is not specifically limited, From the point of obtaining the ultrafine fiber with a large variation in fiber diameter, the following method is preferably employed.

すなわち、本発明の不織布は、メルトブロー法による紡糸段階を経て製造されることが好ましく、該法により易溶解性ポリマーが海成分、熱可塑性ポリマーが島成分の海島構造を形成する繊維から構成される不織布を得た後、該不織布の易溶解性ポリマー成分を溶剤により溶出することにより、本発明の不織布を得ることができる。繊維径バラツキの大きな極細繊維から構成される不織布を得るためには、海島繊維を構成するポリマー種および構成比率の最適化や、ポリマー吐出量、ノズル温度、エア圧力といった紡糸条件の調整による海島繊維の平均繊維径の最適化が重要であり、以下に詳細について説明する。   That is, the nonwoven fabric of the present invention is preferably manufactured through a spinning step by a melt blow method, and is composed of fibers that form a sea-island structure in which an easily soluble polymer is a sea component and a thermoplastic polymer is an island component. After obtaining the nonwoven fabric, the nonwoven fabric of the present invention can be obtained by eluting the readily soluble polymer component of the nonwoven fabric with a solvent. In order to obtain a nonwoven fabric composed of ultrafine fibers with large fiber diameter variations, sea island fibers can be obtained by optimizing the polymer species and composition ratio of sea island fibers and adjusting spinning conditions such as polymer discharge rate, nozzle temperature, and air pressure. Optimization of the average fiber diameter is important and will be described in detail below.

かかる海島構造を形成する繊維から構成される不織布を、メルトブロー法により得る方法は特に限定されるものではなく、メルトブロー製布機の押出機ホッパーに2種類のポリマーチップを混合して供給し、押出機内で混練りし、直接口金へ供給するブレンド紡糸法や、あらかじめ、2種類のポリマーを混練押出機や静止混練機等で混練りしてポリマーアロイチップを作製し、これを押出機内で溶融し口金部へ供給する方法が挙げられるが、島成分ポリマーの極細繊維化および繊維径バラツキに対する効果から、後者の方法が好ましく採用される。   The method for obtaining the nonwoven fabric composed of fibers forming such sea-island structure by the melt-blowing method is not particularly limited. Two types of polymer chips are mixed and supplied to the extruder hopper of the melt-blowing machine, and extruded. Kneading in-machine and feeding directly to the die, or blending two types of polymer in advance with a kneading extruder or stationary kneader to produce a polymer alloy chip, which is melted in the extruder Although the method of supplying to a nozzle | cap | die part is mentioned, The latter method is preferably employ | adopted from the effect with respect to ultrafine fiber formation and fiber diameter variation of an island component polymer.

ここで、ナノオーダーの極細繊維を得るためには、本発明の不織布の前駆体である海島繊維中の島ポリマーの島サイズを制御することが重要である。ここで、島サイズとは、海島繊維横断面における島ポリマー部分の直径のことをいう。メルトブロー紡糸条件に加え、前駆体中での島サイズにより、極細繊維の直径が決定されるため、アロイ化するポリマーの混練が非常に重要となる。   Here, in order to obtain nano-order ultrafine fibers, it is important to control the island size of the island polymer in the sea-island fiber that is the precursor of the nonwoven fabric of the present invention. Here, the island size means the diameter of the island polymer portion in the sea-island fiber cross section. Since the diameter of the ultrafine fiber is determined by the island size in the precursor in addition to the melt blow spinning conditions, the kneading of the polymer to be alloyed becomes very important.

ポリマーアロイチップの作製について、具体的に混練を行う際の目安としては、組み合わせるポリマーにもよるが、混練押出機を用いる場合は、2軸押出混練機を用いることが好ましく、静止混練機を用いる場合は、その分割数は100万以上とすることが好ましい。また、ブレンド斑や経時的なブレンド比率の変動を避けるため、それぞれのポリマーを独立に計量し、独立にポリマーを混練装置に供給することが好ましい。このとき、ポリマーはチップとして別々に供給しても良く、あるいは、溶融状態で別々に供給しても良い。また、2種類のポリマーを押出混練機の根本に供給しても良いし、あるいは、一成分を押出混練機の途中から供給するサイドフィードとしても良い。   Regarding the preparation of the polymer alloy chip, a specific guideline for kneading depends on the polymer to be combined, but when using a kneading extruder, it is preferable to use a biaxial extrusion kneader, and use a static kneader. In this case, the number of divisions is preferably 1 million or more. Moreover, in order to avoid blend spots and fluctuations in the blend ratio over time, it is preferable to measure each polymer independently and supply the polymers to the kneading apparatus independently. At this time, the polymer may be supplied separately as a chip, or may be supplied separately in a molten state. Also, two types of polymers may be supplied to the root of the extrusion kneader, or a side feed that supplies one component from the middle of the extrusion kneader.

混練装置として二軸押出混練機を使用する場合には、高度の混練とポリマー滞留時間の抑制を両立させることが好ましい。スクリューは、送り部と混練部から構成されているが、混練部長さをスクリュー有効長さの20%以上とすることで高混練とすることができ好ましい。また、混練部長さがスクリュー有効長さの40%以下とすることで、過度の剪断応力を避け、しかも滞留時間を短くすることができ、ポリマーの熱劣化やポリアミド成分等のゲル化を抑制することができる。また、混練部はなるべく二軸押出機の吐出側に位置させることで、混連語の滞留時間を短くし、島ポリマーの再凝集を抑制することができる。加えて、混練を強化する場合は、押出混練機中でポリマーを逆方向に送るバックフロー機能のあるスクリューを設けることもできる。   When a twin screw extrusion kneader is used as the kneading apparatus, it is preferable to achieve both high kneading and suppression of the polymer residence time. The screw is composed of a feeding part and a kneading part, but it is preferable that the kneading part length is 20% or more of the effective screw length, so that high kneading can be achieved. In addition, when the kneading part length is 40% or less of the effective screw length, excessive shear stress can be avoided and the residence time can be shortened, and thermal degradation of the polymer and gelation of the polyamide component, etc. are suppressed. be able to. In addition, by positioning the kneading part on the discharge side of the twin-screw extruder as much as possible, it is possible to shorten the residence time of the mixed word and suppress the reaggregation of the island polymer. In addition, when strengthening kneading, it is possible to provide a screw having a backflow function for sending the polymer in the reverse direction in an extrusion kneader.

さらに、ベント式として混練時の分解ガスを吸引したり、ポリマー中の水分を減じることによってポリマーの加水分解を抑制し、ポリアミド中のアミン末端基やポリエステル中のカルボン酸末端基量も抑制することができる。   Furthermore, as a vent type, the decomposition gas during kneading is sucked or the water content in the polymer is reduced to suppress polymer hydrolysis, and the amount of amine end groups in polyamide and carboxylic acid end groups in polyester is also suppressed. Can do.

また、ブレンドポリマーチップの着色の指標であるL表色系のb値を10以下とすることで、繊維化した際の色調を整えることができ、好ましい。なお、易溶解性成分として熱水可溶性ポリマーを用いる場合、その分子構造から一般に耐熱性が悪く着色しやすいが、上記のような滞留時間を短くする操作により、着色を抑制することが可能となる。 In addition, the b * value of the L * a * b * color system, which is an index of coloration of the blend polymer chip, is preferably 10 or less, so that the color tone when fiberized can be adjusted, which is preferable. In addition, when using a hot water-soluble polymer as an easily soluble component, it generally has poor heat resistance and is likely to be colored due to its molecular structure, but it is possible to suppress coloring by an operation for shortening the residence time as described above. .

また、ブレンドポリマーチップの島成分を微分散させるには、ポリマーの組み合わせも重要である。   Further, in order to finely disperse the island component of the blend polymer chip, a combination of polymers is also important.

島成分である熱可塑性ポリマーからなる繊維断面を円形に近づけるためには、島ポリマーと海ポリマーは非相溶であることが好ましい。しかしながら、単なる非相溶ポリマーの組み合わせでは島ポリマーが十分微分散化し難い。このため、組み合わせるポリマーの相溶性を最適化することが好ましいが、このための指標の一つが溶解度パラメータ(SP値)である。SP値とは、SP値=(蒸発エネルギー/モル容積)1/2で定義される物質の凝集力を反映するパラメータであり、SP値が近いもの同士では相溶性が良いポリマーアロイが得られる可能性がある。SP値は種々のポリマーで知られているが、例えば「プラスチック・データブック」旭化成アミダス株式会社/プラスチック編集部共編、189ページ等に記載されている。2つのポリマーのSP値の差が1〜9(MJ/m1/2であると、非相溶化による島ドメインの円形化と超微分散化が両立させやすく好ましい。 In order to make the fiber cross section made of the thermoplastic polymer as an island component close to a circle, the island polymer and the sea polymer are preferably incompatible. However, it is difficult for the island polymer to be sufficiently finely dispersed by a simple combination of incompatible polymers. For this reason, it is preferable to optimize the compatibility of the polymer to be combined, but one index for this purpose is the solubility parameter (SP value). The SP value is a parameter reflecting the cohesive strength of substances defined by SP value = (evaporation energy / molar volume) 1/2 , and a polymer alloy having good compatibility can be obtained between those having close SP values. There is sex. The SP value is known for various polymers, and is described, for example, in “Plastic Data Book”, edited by Asahi Kasei Amidus Corporation / Plastics Editorial Department, page 189. It is preferable that the difference between the SP values of the two polymers is 1 to 9 (MJ / m 3 ) 1/2 because it is easy to achieve both circularization of island domains and ultrafine dispersion due to incompatibility.

さらに、溶融粘度も重要であり、島を形成するポリマーの方を低く設定すると、剪断力による島ポリマーの変形が起こりやすいため、島ポリマーの微分散化が進みやすく、極細繊維化の点から好ましい。ただし、島ポリマーを過度に低粘度にすると海化しやすくなり、繊維全体に対するブレンド比を高くできないため、島ポリマー粘度は海ポリマー粘度の1/10以上とすることが好ましい。この時、溶融粘度は紡糸の際の口金面温度で剪断速度121.6sec−1での値である。
また、本発明に用いられる海島繊維の易溶解性ポリマーと熱可塑性ポリマーの比率は、島成分ポリマーの極細繊維化および繊維径バラツキに対する効果から、10/90〜90/10重量%が好ましい。より好ましくは20/80〜90/10、さらに好ましくは50/50〜80/20重量%である。
Furthermore, melt viscosity is also important, and if the polymer forming the island is set lower, the island polymer is likely to be deformed by shearing force, so that the island polymer is likely to be finely dispersed, which is preferable from the viewpoint of making ultrafine fibers. . However, if the island polymer is excessively low in viscosity, it tends to be seamed and the blend ratio with respect to the whole fiber cannot be increased. Therefore, the island polymer viscosity is preferably 1/10 or more of the sea polymer viscosity. At this time, the melt viscosity is a value at a shear rate of 121.6 sec −1 at the die surface temperature during spinning.
Moreover, the ratio of the easily soluble polymer and the thermoplastic polymer of the sea-island fiber used in the present invention is preferably 10/90 to 90/10% by weight because of the effect of the island component polymer on ultrafine fiber and fiber diameter variation. More preferably, it is 20 / 80-90 / 10, More preferably, it is 50 / 50-80 / 20 weight%.

メルトブロー法における紡糸条件としては、ポリマー吐出量、ノズル温度、エア圧力等があるが、極細繊維を得るには、本発明の不織布の前駆体である海島繊維の平均繊維径が1〜15μmとなるように、これらの条件を適宜調節すればよい。一般に、メルトブロー法で得られる不織布の繊維径は、その製法の特徴から本来バラツキをもっているが、本発明の不織布の場合、これに海島繊維中での島成分繊維径のバラツキも加わって、通常のメルトブロー法で得られる場合よりもバラツキが大きい繊維が得られるのである。さらに、海成分ポリマーをポリ乳酸とした場合に、その効果がより顕著に現れる。   As spinning conditions in the melt blow method, there are polymer discharge amount, nozzle temperature, air pressure, etc., but in order to obtain ultrafine fibers, the average fiber diameter of sea-island fibers which are precursors of the nonwoven fabric of the present invention is 1 to 15 μm. Thus, these conditions may be adjusted as appropriate. In general, the fiber diameter of the nonwoven fabric obtained by the melt-blowing method inherently varies due to the characteristics of the production method, but in the case of the nonwoven fabric of the present invention, the dispersion of the island component fiber diameter in the sea-island fibers is added to this, so A fiber having a larger variation than that obtained by the melt blow method is obtained. Furthermore, when the sea component polymer is polylactic acid, the effect becomes more prominent.

本発明の製造方法は、以上のようにポリマーや紡糸条件の最適化を行うことで、繊維径バラツキの大きなナノオーダーの極細繊維から構成される不織布を得ることを可能にするものである。   The production method of the present invention makes it possible to obtain a nonwoven fabric composed of nano-order ultrafine fibers having large fiber diameter variations by optimizing the polymer and spinning conditions as described above.

本発明の不織布は、濾材として用いることができる。該濾材は、エアフィルター全般、なかでも空調用フィルター、空気清浄機用フィルター、自動車キャビンフィルターの高性能用途に好適であるが、その応用範囲はこれらに限られるものではない。   The nonwoven fabric of the present invention can be used as a filter medium. The filter medium is suitable for high-performance applications such as air filters in general, air-conditioning filters, air cleaner filters, and automobile cabin filters, but the application range is not limited thereto.

以下、実施例を挙げてより具体的に本発明を説明するが、これらの実施例に限定されるものではない。また、実施例において使用する特性値は、次の測定法により測定したものである。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, it is not limited to these Examples. The characteristic values used in the examples are measured by the following measuring method.

(1)目付
15cm×15cmのシートの重量を測定し、得られた値を1m当たりの値に換算し、目付(g/m)とした。
(1) Weight per unit area The weight of a 15 cm × 15 cm sheet was measured, and the obtained value was converted to a value per 1 m 2 to obtain a basis weight (g / m 2 ).

(2)平均繊維径、繊維径変動率
不織布の任意の場所から、1cm×1cmの測定サンプルを30個採取し、走査型電子顕微鏡で倍率を80000倍に調節して、採取したサンプルから繊維表面写真を各1枚ずつ、計30枚を撮影した。写真の中の繊維直径がはっきり確認できるものについてすべて測定し、平均した値を平均繊維径とした。繊維径の標準偏差を平均繊維径で除したものを繊維径変動率とした。
(2) Average fiber diameter, fiber diameter fluctuation rate 30 measurement samples of 1 cm × 1 cm were collected from any location of the nonwoven fabric, the magnification was adjusted to 80000 times with a scanning electron microscope, and the fiber surface from the collected samples A total of 30 photos were taken, one for each photo. All of the photographs in which the fiber diameter was clearly confirmed were measured, and the average value was taken as the average fiber diameter. The fiber diameter fluctuation rate was obtained by dividing the standard deviation of the fiber diameter by the average fiber diameter.

(3)捕集性能、圧力損失
不織布の縦方向10カ所で15cm×15cmの測定用サンプルを採取し、それぞれのサンプルについて、図1に示す捕集効率測定装置で測定した。この捕集効率測定装置は、測定サンプルMをセットするサンプルホルダー1の上流側にダスト収納箱2を連結し、下流側に流量計3、流量調整バルブ4、ブロワ5を連結している。また、サンプルホルダー1にパーティクルカウンター6を使用し、切替コック7を介して、測定サンプルMの上流側のダスト個数と下流側のダスト個数をそれぞれ測定することができる。さらにサンプルホルダー1は圧力計8を備え、サンプルM上流、下流の静圧差を読み取ることができる。捕集効率の測定にあたっては、ポリスチレン0.309U 10%溶液(メーカー:ナカライテック)を蒸留水で200倍まで希釈し、ダスト収納箱2に充填する。次にサンプルMをホルダー1にセットし、風量をフィルター通過速度が1.5m/minになるように流量調整バルブ4で調整し、ダスト濃度を1万〜4万個/2.83×10−4(0.01ft)の範囲で安定させ、サンプルMの上流のダスト個数Dおよび下流のダスト個数dをパーティクルカウンター6(リオン社製、KC−01B)で1サンプル当り10回測定し、JIS K−0901に基づいて下記計算式にて0.3〜0.5μm粒子の捕集効率(%)を求めた。10サンプルの平均値を最終的な捕集性能とした。
(3) Collection performance, pressure loss 15 cm × 15 cm measurement samples were collected at 10 places in the longitudinal direction of the nonwoven fabric, and each sample was measured with the collection efficiency measuring apparatus shown in FIG. In this collection efficiency measuring apparatus, a dust storage box 2 is connected to an upstream side of a sample holder 1 for setting a measurement sample M, and a flow meter 3, a flow rate adjusting valve 4 and a blower 5 are connected to a downstream side. In addition, the particle counter 6 is used for the sample holder 1, and the number of dusts on the upstream side and the number of dusts on the downstream side of the measurement sample M can be measured via the switching cock 7. Furthermore, the sample holder 1 includes a pressure gauge 8 and can read the static pressure difference between the upstream and downstream of the sample M. In measuring the collection efficiency, a 0.309U 10% polystyrene solution (manufacturer: Nacalai Tech) is diluted 200 times with distilled water and filled in the dust storage box 2. Next, the sample M is set in the holder 1, and the air volume is adjusted by the flow rate adjusting valve 4 so that the filter passing speed is 1.5 m / min, and the dust concentration is 10,000 to 40,000 pieces / 2.83 × 10 −. 4 m 3 (0.01 ft 3 ) was stabilized, and the number of dusts D upstream of the sample M and the number of dusts d downstream were measured 10 times per sample with a particle counter 6 (manufactured by Lion, KC-01B). Based on JIS K-0901, the collection efficiency (%) of 0.3 to 0.5 μm particles was determined by the following formula. The average value of 10 samples was taken as the final collection performance.

捕集効率(%)=〔1−(d/D)〕×100
ただし、
d:下流ダストの10回測定トータル個数
D:上流のダストの10回測定トータル個数
また、圧力損失は捕集効率測定時のサンプルM上流、下流の静圧差を圧力計8で読み取り求めた。10サンプルの平均値を最終的な圧力損失とした。
Collection efficiency (%) = [1- (d / D)] × 100
However,
d: 10 times measurement total number of downstream dust D: 10 times measurement total number of upstream dust Further, the pressure loss was obtained by reading the static pressure difference between the upstream and downstream of the sample M at the time of collecting efficiency measurement with a pressure gauge 8. The average value of 10 samples was taken as the final pressure loss.

(4)5g/m相当圧力損失
以下の式により、前記(3)項で求めた圧力損失を5g/m相当圧力損失に換算して求めた。
5g/m相当圧力損失(Pa)=実目付の圧力損失(Pa)×5(g/m)/実目付(g/m
(5)QF値
以下の式によりQF値を算出した。
QF値(Pa−1)=−[ln(1−[捕集効率(%)]/100)]/[圧力損失(Pa)]
実施例1
溶融粘度500Pa・s(230℃、剪断速度121.6sec−1)、融点170℃のポリ乳酸と、溶融粘度300Pa・s(230℃、剪断速度121.6sec−1)、融点220℃のナイロン6を、2軸押出混練機でブレンド比6/4の割合で230℃で混練し、ポリマーアロイチップを得た。
(4) Pressure loss equivalent to 5 g / m 2 The pressure loss obtained in the above item (3) was converted into a pressure loss equivalent to 5 g / m 2 by the following formula.
5 g / m 2 equivalent pressure loss (Pa) = actual pressure loss (Pa) × 5 (g / m 2 ) / actual weight (g / m 2 )
(5) QF value The QF value was calculated by the following formula.
QF value (Pa −1 ) = − [ln (1- [collection efficiency (%)] / 100)] / [pressure loss (Pa)]
Example 1
Melt viscosity 500Pa · s (230 ℃, shear rate 121.6sec -1), and polylactic acid having a melting point of 170 ° C., a melt viscosity 300Pa · s (230 ℃, shear rate 121.6sec -1), nylon 6 having a melting point of 220 ° C. Was kneaded at 230 ° C. at a blend ratio of 6/4 with a biaxial extrusion kneader to obtain a polymer alloy chip.

このチップを使用し、直径が0.4mmの吐出孔を有する口金(孔ピッチ:1mm、孔数:151ホール、幅:150mm)を用いて、メルトブロー法により、ポリマー吐出量32g/分、ノズル温度230℃、エア圧力0.05MPaの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって目付が7.5g/mの不織布を得た。 Using this tip, a nozzle having a discharge hole with a diameter of 0.4 mm (hole pitch: 1 mm, number of holes: 151 holes, width: 150 mm), melt discharge method, polymer discharge rate of 32 g / min, nozzle temperature A nonwoven fabric having a basis weight of 7.5 g / m 2 was obtained by spraying under conditions of 230 ° C. and an air pressure of 0.05 MPa and adjusting the collection conveyor speed.

次いでこの不織布をアルカリ処理しポリ乳酸成分を溶出させ、目付が3g/mの不織布を得た後、特性値を測定し、表1に示した。 Next, this nonwoven fabric was treated with alkali to elute the polylactic acid component, and after obtaining a nonwoven fabric with a basis weight of 3 g / m 2 , the characteristic values were measured and shown in Table 1.

実施例2
溶融粘度350Pa・s(230℃、剪断速度121.6sec−1)、融点170℃のポリ乳酸と、溶融粘度300Pa・s(230℃、剪断速度121.6sec−1)、融点165℃のポリプロピレン(トリアジン系化合物であるキマソーブ944(チバガイギー製)を1重量%添加したもの)を、2軸押出混練機でブレンド比8/2の割合で230℃で混練し、ポリマーアロイチップを得た。
Example 2
Polylactic acid having a melt viscosity of 350 Pa · s (230 ° C., shear rate of 121.6 sec −1 ) and a melting point of 170 ° C., and polypropylene having a melt viscosity of 300 Pa · s (230 ° C., shear rate of 121.6 sec −1) and a melting point of 165 ° C. A triazine compound Kimasorb 944 (made by Ciba Geigy) added at 1 wt% was kneaded at 230 ° C. at a blend ratio of 8/2 with a biaxial extrusion kneader to obtain a polymer alloy chip.

このチップを使用し、実施例1と同じ口金を用いて、メルトブロー法により、ポリマー吐出量32g/分、ノズル温度230℃、エア圧力0.20MPaの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって目付が15g/mの不織布を得た。 Using this tip, the same die as in Example 1 is used, and the polymer is ejected under the conditions of a polymer discharge rate of 32 g / min, a nozzle temperature of 230 ° C., and an air pressure of 0.20 MPa by the melt blow method to adjust the collection conveyor speed. As a result, a nonwoven fabric having a basis weight of 15 g / m 2 was obtained.

次いでこの不織布をアルカリ処理しポリ乳酸成分を溶出させ、目付が3g/mの不織布を得た後、特性値を測定し、表1に示した。 Next, this nonwoven fabric was treated with alkali to elute the polylactic acid component, and after obtaining a nonwoven fabric with a basis weight of 3 g / m 2 , the characteristic values were measured and shown in Table 1.

実施例3
実施例2で得られた不織布に、コロナ荷電法により25kV/cmの印加電圧でエレクトレット処理を実施した後、特性値を測定し、表1に示した。
Example 3
The nonwoven fabric obtained in Example 2 was subjected to electret treatment with an applied voltage of 25 kV / cm by the corona charging method, and then the characteristic values were measured and shown in Table 1.

比較例1
溶融粘度450Pa・s(230℃、剪断速度121.6sec−1)、融点180℃のポリビニルアルコールと実施例2で使用したポリプロピレンを、ブレンド比5/5の割合でチップの状態で混合した。この混合チップを使用し、実施例1と同じ口金を用いて、メルトブロー法により、ポリマー吐出量32g/分、ノズル温度230℃、エア圧力0.2MPaの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって目付が5g/mの不織布を得た。
Comparative Example 1
Polyvinyl alcohol having a melt viscosity of 450 Pa · s (230 ° C., a shear rate of 121.6 sec −1 ) and a melting point of 180 ° C. and the polypropylene used in Example 2 were mixed in the form of chips at a blend ratio of 5/5. Using this mixed tip, the same die as in Example 1 was used to inject the polymer at a discharge rate of 32 g / min, a nozzle temperature of 230 ° C., and an air pressure of 0.2 MPa by the melt blow method to adjust the collection conveyor speed. As a result, a nonwoven fabric having a basis weight of 5 g / m 2 was obtained.

次いでこの不織布を熱水処理しポリビニルアルコール成分を溶出させ、目付が3g/mの不織布を得た後、特性値を測定し、表1に示した。 Next, this nonwoven fabric was treated with hot water to elute the polyvinyl alcohol component, and after obtaining a nonwoven fabric with a basis weight of 3 g / m 2 , the characteristic values were measured and shown in Table 1.

比較例2
実施例1で使用したポリ乳酸とポリプロピレンを、ブレンド比割合を4/6とする以外は実施例1と同様にしてブレンドポリマーチップを得た。
Comparative Example 2
A blend polymer chip was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polylactic acid and polypropylene used in Example 1 had a blend ratio of 4/6.

このチップを使用し、捕集コンベア速度を調整する以外は、実施例1と同様にして、メルトブロー法により目付が5g/mの不織布を得た。 A nonwoven fabric having a basis weight of 5 g / m 2 was obtained by the melt blow method in the same manner as in Example 1 except that this chip was used and the collection conveyor speed was adjusted.

次いでこの不織布をアルカリ処理しポリ乳酸成分を溶出させ、目付が3g/mの不織布を得た後、特性値を測定し、表1に示した。 Next, this nonwoven fabric was treated with alkali to elute the polylactic acid component, and after obtaining a nonwoven fabric with a basis weight of 3 g / m 2 , the characteristic values were measured and shown in Table 1.

比較例3
実施例1で使用したポリプロピレンを、他のポリマーとブレンドせずに原料に用い、実施例1と同じ口金を用いて、メルトブロー法により、ポリマー吐出量32g/分、ノズル温度280℃、エア圧力0.2MPaの条件で噴射し、捕集コンベア速度を調整することによって目付が10g/mの不織布を得た。次いで、この不織布をコロナ荷電法により25kV/cmの印加電圧でエレクトレット処理を実施した後、特性値を測定し、表1に示した。
Comparative Example 3
The polypropylene used in Example 1 was used as a raw material without blending with other polymers, and the same die as in Example 1 was used, and the polymer discharge rate was 32 g / min, the nozzle temperature was 280 ° C., and the air pressure was 0 The nonwoven fabric having a basis weight of 10 g / m 2 was obtained by spraying under the condition of 2 MPa and adjusting the collection conveyor speed. Next, this nonwoven fabric was subjected to electret treatment with an applied voltage of 25 kV / cm by the corona charging method, and then the characteristic values were measured and shown in Table 1.

Figure 0004792846
Figure 0004792846

海成分にポリ乳酸、島成分にナイロン6もしくはポリプロピレンを用いて作製したポリマーアロイチップをメルトブロー紡糸に使用した実施例1〜3では、平均繊維径および繊維径変動率の両方を満足する不織布が得られ、これらは低い圧力損失かつ高いQF値を示した。   In Examples 1 to 3 in which polymer alloy chips made using polylactic acid as the sea component and nylon 6 or polypropylene as the island component were used for melt blow spinning, a nonwoven fabric satisfying both the average fiber diameter and the fiber diameter variation rate was obtained. They showed a low pressure drop and a high QF value.

一方、海成分にポリビニルアルコール、島成分にポリプロピレンを用い、メルトブロー法によりブレンド紡糸を実施した比較例1では、極細繊維は得られたものの、繊維径変動率は低い値であり、その結果、同目付である実施例3に比べ高い圧力損失を示し、QF値も低い値となった。   On the other hand, in Comparative Example 1 in which polyvinyl alcohol was used as the sea component and polypropylene was used as the island component and blend spinning was performed by the melt blow method, although the ultrafine fibers were obtained, the fiber diameter variation rate was a low value. The pressure loss was higher than that of Example 3, which is a basis weight, and the QF value was also low.

実施例1と同じポリマーを用いているが海比率が少ない比較例2では、平均繊維径および繊維径変動率の両方を満足する不織布は得られず、低い捕集性能を示し、QF値も低い値となった。   In Comparative Example 2, which uses the same polymer as in Example 1 but has a low sea ratio, a nonwoven fabric that satisfies both the average fiber diameter and the fiber diameter fluctuation rate cannot be obtained, exhibits low collection performance, and has a low QF value. Value.

ポリマーブレンドを実施しなかった比較例3では、ナノオーダーの極細繊維を得ることはできず、繊維径変動率も低い値であった。またQF値も低い値となった。   In Comparative Example 3 in which the polymer blend was not performed, nano-order ultrafine fibers could not be obtained, and the fiber diameter variation rate was also a low value. The QF value was also low.

以上のように海島繊維を構成するポリマー種やポリマーブレンド方式、海島比率が所定の条件を満たさない場合、本発明で規定する範囲の繊維構成は得られず、圧力損失とQF値を同時に満足するシートは得られなかった。   As described above, when the polymer species, the polymer blend method, and the sea-island ratio constituting the sea-island fiber do not satisfy the predetermined condition, the fiber structure in the range specified in the present invention cannot be obtained, and the pressure loss and the QF value are satisfied at the same time. A sheet was not obtained.

本発明により、圧力損失が低く、高い捕集性能を示す不織布が得られ、この不織布は濾材としてエアフィルターに好ましく用いることができるが、その応用範囲はこれらに限られるものではない。   According to the present invention, a non-woven fabric having a low pressure loss and high collection performance can be obtained. This non-woven fabric can be preferably used for an air filter as a filter medium, but its application range is not limited thereto.

捕集性能および圧力損失の測定装置を示す概略図である。It is a schematic diagram showing a measuring device of collection performance and pressure loss.

符号の説明Explanation of symbols

1:ホルダー
2:ダスト収納箱
3:流量計
4:流量調整バルブ
5:ブロワ
6:パーティクルカウンター
7:切替コック
8:圧力計
M:測定サンプル
1: Holder 2: Dust storage box 3: Flow meter 4: Flow control valve 5: Blower 6: Particle counter 7: Switching cock 8: Pressure gauge M: Measurement sample

Claims (6)

易溶解性ポリマーが海成分、熱可塑性ポリマーが島成分の海島構造を形成する繊維から構成される不織布の易溶解性ポリマー成分を溶剤により溶出することにより、熱可塑性ポリマーからなり、平均繊維径が50〜800nm、繊維径変動率が55%以上である不織布を得ることを特徴とする不織布の製造方法。 Easily soluble polymer sea component by the easily soluble polymer component composed nonwoven from fibers thermoplastic polymer forms a sea-island structure of the island component is eluted by a solvent, consists of a thermoplastic polymer, the average fiber diameter A method for producing a nonwoven fabric, comprising obtaining a nonwoven fabric having a fiber diameter variation rate of 55% or more at 50 to 800 nm . 前記易溶解性ポリマーがポリ乳酸であることを特徴とする請求項に記載の不織布の製造方法。 The method for producing a nonwoven fabric according to claim 1 , wherein the easily soluble polymer is polylactic acid. メルトブロー法により製造されることを特徴とする請求項またはに記載の不織布の製造方法。 The method for producing a nonwoven fabric according to claim 1 or 2 , wherein the nonwoven fabric is produced by a melt blow method. 5g/m5g / m 2 相当圧力損失が0.5〜10Pa、かつQF値が0.26PaThe equivalent pressure loss is 0.5 to 10 Pa and the QF value is 0.26 Pa. −1-1 以上である不織布を得る請求項1に記載の不織布の製造方法。The manufacturing method of the nonwoven fabric of Claim 1 which obtains the nonwoven fabric which is the above. 目付が1〜15g/mThe basis weight is 1-15g / m 2 である不織布を得る請求項1に記載の不織布の製造方法。The manufacturing method of the nonwoven fabric of Claim 1 which obtains the nonwoven fabric which is. 前記熱可塑性ポリマーがポリアミドまたはポリオレフィンのいずれかである不織布を得る請求項1に記載の不織布の製造方法。The manufacturing method of the nonwoven fabric of Claim 1 which obtains the nonwoven fabric whose said thermoplastic polymer is either polyamide or polyolefin.
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