JP5188847B2 - Humidifier element substrate - Google Patents
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Description
本発明は、不織繊維構造を有する加湿器エレメント用基材に関する。 The present invention relates to a substrate for a humidifier element having a nonwoven fiber structure.
一般の空調システムは、空気の温度とともに湿度をコントロールすることで快適な生活環境を作り出している。この加湿方法としては、水槽に溜められた水の中で超音波を発振することで水を気化させ、これを気流で送り出す水噴霧式、あるいは水槽内にヒーターを入れて直接加熱することにより蒸気を発生させる蒸気式、あるいは加湿材に水を含ませるとともにこの廻りに気流をあてて水分を気化させることで加湿する気化式などがある。 A general air conditioning system creates a comfortable living environment by controlling humidity as well as air temperature. As this humidification method, water is vaporized by oscillating ultrasonic waves in the water stored in the water tank, and the water is sprayed by air stream, or the heater is placed in the water tank and heated directly to steam. There is a steam type that generates water, or a vaporization type that humidifies by adding water to the humidifying material and vaporizing moisture by applying water around it.
また、近年では、生活環境の変化や広い室内空間の確保を目的として空調機の小型化や各種加湿器の商品化により、加湿エレメントにも各種の複雑な形状が要求され、これらに対応できるよう成形性や形態安定性が必要になることがある。 In recent years, air conditioners have been downsized and various humidifiers have been commercialized for the purpose of changing the living environment and securing a large indoor space. Formability and form stability may be required.
これらの加湿方法のうち、気化式は、超音波発生や加熱のためのエネルギーを必要としないため消費電力が少なくて済む、また水中の不純物の放出もほとんど無いというメリットがある。加湿器エレメント用基材は、液体を吸収して一時的に保持(又は貯蔵)するとともに、保持した液体を放出する役割を必要とされ、一般的に、不織布やセラミックペーパーなどが使用されている。このような気化式加湿器の加湿エレメントとして、所定の繊維からなるシート材を波状に成形し、これを蜂の巣状に組み上げ、できた空洞部通気する事で加湿する加湿エレメントが提案されている(特許文献1)。また、ポリエステルやアクリル樹脂等の吸水性のある合成樹脂を用いた不織布からなる長方形のシートに多数の空隙を形成するとともに交互に折り曲げた加湿エレメントを用いた加湿器が提案されている(特許文献2)。しかし、これらの材料で構成された加湿器エレメント用基材は、通常薄い上に硬度が低すぎて、形態安定性が充分でないため、強度を確保するために折り曲げ加工などが必須となる。このため加湿エレメント全体が大きくなってしまい装置の小型化などのニーズに応えることが困難である。
従って、本発明の目的は、吸液性、保液性及び放湿性のバランスに優れ、かつ形態安定性も高い加湿器エレメント用基材を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate for a humidifier element that has an excellent balance of liquid absorbability, liquid retention and moisture release, and also has high form stability.
本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、繊維が湿熱接着性繊維により接着された不織繊維構造を有する適度な吸水性と平衡水分率を有する加湿器エレメント用基材が、吸液性、保液性及び放湿性のバランスに優れ、かつ形態安定性も向上できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a substrate for a humidifier element having an appropriate water absorption and equilibrium moisture content having a non-woven fiber structure in which fibers are bonded by wet heat adhesive fibers. The present invention has been completed by finding that it has an excellent balance of liquid-absorbing property, liquid-retaining property, and moisture-releasing property and can improve the shape stability.
すなわち、本発明の加湿器エレメント用基材は、湿熱接着性を含み、かつ不織繊維構造を有する加湿器エレメント用基材であって、前記湿熱接着性繊維の融着により繊維が固定されているとともに、600秒間で3cm以上の吸水性(バイレック法)と5%以下の平衡水分率、および飽和状態に水を吸収させたときの寸法膨潤率が0.0001〜4%を有する。
That is, the humidifier element substrate of the present invention is a humidifier element substrate that has wet heat adhesiveness and has a non-woven fiber structure, and the fibers are fixed by fusion of the wet heat adhesive fibers. In addition, it has a water absorption of 3 cm or more (Byreck method) in 600 seconds, an equilibrium moisture content of 5% or less , and a dimensional swelling rate of 0.0001 to 4% when water is absorbed in a saturated state .
本発明では、繊維が湿熱接着性繊維により適度に接着された低密度の不織繊維構造を有するため、液体の吸液性、保液性及び放湿性のバランスに優れ、かつ形態安定性(適度な剛性)も保持できる。すなわち、湿熱接着性繊維は吸液性、保液性が高いにも拘わらず、液体の吸収による膨張率が低いので放湿性も高い。また、形態安定性が高いため、一定の剛性を有している。更に成形性が高く、例えば、二次成形などにより、大型の形状に加工したり、小型で複雑な形状に加工するのが容易である。 In the present invention, since the fiber has a low-density nonwoven fiber structure that is appropriately bonded by wet heat adhesive fibers, it has an excellent balance of liquid absorbency, liquid retention and moisture release, and shape stability (moderate High rigidity). That is, although the wet heat adhesive fiber has high liquid absorption and liquid retention, it has a high moisture releasing property because it has a low expansion rate due to liquid absorption. Moreover, since the form stability is high, it has a certain rigidity. Furthermore, the moldability is high, and it is easy to process into a large shape by secondary molding or the like, or to process into a small and complicated shape.
本発明の加湿器エレメント用基材は、湿熱接着性繊維の融着によって繊維が固定されているので、湿熱接着性繊維を含んだウェブを湿熱条件下で加熱することで湿熱接着性繊維の融点以下で融着できる。言い換えればより耐熱性の高い加湿器エレメント用基材を容易に製造できる。また湿熱条件では乾熱条件よりも高い熱量をウェブに与えることができるだけでなく、例えば熱プレスなどの方法に比べて熱がウェブの内部まで均等に行き渡るので、不織繊維構造の内部において、繊維を均一に融着でき、特に嵩高い不織繊維構造の形成において効果が顕著である。このため、機械的特性及び耐久性にも優れ、例えば、軽量かつ低密度であっても高い曲げ応力を有している。この加湿器エレメント用基材は、実質的に繊維のみで構成でき、ケミカルバインダーや特殊薬剤を添加する必要がないため、有害成分(ホルムアルデヒドなどの揮発性有機化合物など)を発生させる成分を用いることなく、簡便に製造できる。
また、この加湿器エレメント用基材は、JIS−L1907に準じた吸水速度が10秒以下であり、吸水率が100質量%以上であり、吸水による寸法膨張率が4%以下であってもよい。前記湿熱接着性繊維はエチレン−ビニルアルコール系共重合体を含有していてもよい。本発明の加湿器エレメント用基材は、湿熱接着性繊維が面方向に沿って略平行に配向した板状成形体で構成されていてもよい。
In the humidifier element base material of the present invention, the fibers are fixed by fusion of the wet heat adhesive fibers. Therefore, the web containing the wet heat adhesive fibers is heated under wet heat conditions to melt the melting point of the wet heat adhesive fibers. It can be fused as follows. In other words, a humidifier element base material with higher heat resistance can be easily manufactured. In addition, not only can heat be applied to the web under wet heat conditions, but also heat can be distributed evenly to the inside of the web as compared to a method such as hot pressing, so that the fibers in the non-woven fiber structure Can be fused uniformly, and the effect is particularly remarkable in the formation of a bulky nonwoven fiber structure. For this reason, it is excellent also in mechanical characteristics and durability, for example, it has a high bending stress even if it is lightweight and has a low density. This humidifier element base material can be composed essentially of fibers and does not require the addition of chemical binders or special chemicals, so use ingredients that generate harmful components (such as volatile organic compounds such as formaldehyde). And can be easily manufactured.
Further, the humidifier element base material may have a water absorption rate of 10 seconds or less according to JIS-L1907, a water absorption rate of 100% by mass or more, and a dimensional expansion rate by water absorption of 4% or less. . The wet heat adhesive fiber may contain an ethylene-vinyl alcohol copolymer. The base material for humidifier elements of the present invention may be composed of a plate-like molded body in which wet heat adhesive fibers are oriented substantially parallel along the surface direction.
本発明の加湿器エレメント用基材は、湿熱接着性繊維を含む繊維をウェブ化する工程と、生成した繊維ウェブを高温水蒸気で加熱処理して繊維を融着し、不織繊維構造を有する成形体を得る工程とを含む製造方法で製造することができる。 The substrate for a humidifier element according to the present invention includes a step of forming a fiber containing wet heat-adhesive fibers into a web, and heat-treating the generated fiber web with high-temperature steam to fuse the fibers, thereby forming a nonwoven fiber structure. It can manufacture with the manufacturing method including the process of obtaining a body.
[加湿器エレメント用基材]
本発明の加湿器エレメント用基材は、湿熱接着性繊維を含み、かつ不織繊維構造を有している。特に、本発明の加湿器エレメント用基材は、前記湿熱接着性繊維の融着により繊維が固定された成形体で構成され、繊維構造に特有の高い吸液性及び保液性だけでなく、不織繊維構造を構成する繊維の配列と、この繊維同士の接着状態を所定の範囲とすることにより、通常の不織布では得られない「曲げ挙動(高い曲げ応力を有し、また最大曲げ応力を示す地点を過ぎてさらに曲げても応力を保持するとともに、応力を解除すると復元しようとする挙動)」と「軽量性」と「表面硬さ(表面に荷重をかけて厚み方向に力を付与しても容易に変形し難い特性)」とを兼ね備え、さらに折れ難く、加湿器エレメント用基材として重要な吸液性、保液性、放湿性及び形態保持性を同時に確保している。
[Humidifier element base material]
The base material for humidifier elements of the present invention contains wet heat adhesive fibers and has a non-woven fiber structure. In particular, the substrate for the humidifier element of the present invention is composed of a molded body in which fibers are fixed by fusion of the wet heat adhesive fibers, and not only high liquid absorbency and liquid retention characteristic of the fiber structure, By making the arrangement of the fibers constituting the non-woven fiber structure and the bonding state between these fibers within a predetermined range, the bending behavior (which has a high bending stress and a maximum bending stress that cannot be obtained with ordinary nonwoven fabrics) The stress is retained even if it bends past the indicated point, and the stress is to be restored when the stress is released. ”,“ Lightweight ”and“ Surface hardness (load is applied to the surface to apply force in the thickness direction. However, it is difficult to break, and at the same time, the liquid absorbing property, the liquid retaining property, the moisture releasing property, and the shape retaining property, which are important as the base material for the humidifier element, are ensured.
このような加湿器エレメント用基材は、後述するように、前記湿熱接着性繊維を含むウェブに高温(過熱又は加熱)水蒸気を作用させて、湿熱接着性繊維の融点以下の温度で接着作用を発現し、繊維同士を部分的に接着させることにより得られる。すなわち、単繊維及び束状集束繊維同士を湿熱下、適度に小さな空隙を保持しながら、いわば「スクラム」を組むように点接着又は部分接着させて得られる。 Such a humidifier element base material, as will be described later, has a high temperature (overheated or heated) water vapor acting on the web containing the wet heat adhesive fibers, and has an adhesive action at a temperature below the melting point of the wet heat adhesive fibers. It is expressed and obtained by partially bonding the fibers. That is, it is obtained by point-bonding or partial-bonding single fibers and bundle-like bundled fibers so as to form a “scrum” while holding moderately small voids under wet heat.
(湿熱接着性繊維)
湿熱接着性繊維の含量は加湿器エレメント用基材の種類などに応じて、10〜100重量%の範囲から選択できる。硬質な加湿器エレメント用基材が必要な場合には、湿熱接着性繊維の割合が多い方が好ましく、80重量%以上、好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは95重量%以上である。湿熱接着性繊維の割合がこの範囲にあると、高い表面硬さと曲げ挙動を確保できる成形体が得られる。
湿熱接着性繊維は、少なくとも湿熱接着性樹脂で構成されている。湿熱接着性樹脂は、高温水蒸気によって容易に実現可能な温度において、流動又は容易に変形して接着機能を発現可能であればよい。具体的には、熱水(例えば、80〜120℃、特に95〜100℃程度)で軟化して自己接着又は他の繊維に接着可能な熱可塑性樹脂、例えば、セルロース系樹脂(メチルセルロースなどのC1-3アルキルセルロース、ヒドロキシメチルセルロースなどのヒドロキシC1-3アルキルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのカルボキシC1-3アルキルセルロース又はその塩など)、ポリアルキレングリコール樹脂(ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドなどのポリC2-4アルキレンオキサイドなど)、ポリビニル系樹脂(ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、ビニルアルコール系重合体、ポリビニルアセタールなど)、アクリル系共重合体およびそのアルカリ金属塩[(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリルアミドなどのアクリル系単量体で構成された単位を含む共重合体又はその塩など]、変性ビニル系共重合体(イソブチレン、スチレン、エチレン、ビニルエーテルなどのビニル系単量体と、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸又はその無水物との共重合体又はその塩など)、親水性の置換基を導入したポリマー(スルホン酸基やカルボキシル基、ヒドロキシル基などを導入したポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン又はその塩など)、脂肪族ポリエステル系樹脂(ポリ乳酸系樹脂など)などが挙げられる。さらに、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、熱可塑性エラストマー又はゴム(スチレン系エラストマーなど)などのうち、熱水(高温水蒸気)の温度で軟化して接着機能を発現可能な樹脂も含まれる。
(Wet heat adhesive fiber)
The content of the wet heat adhesive fiber can be selected from the range of 10 to 100% by weight depending on the type of the substrate for the humidifier element. When a hard humidifier element base material is required, it is preferable that the ratio of wet heat-adhesive fibers is large, and is 80% by weight or more, preferably 90% by weight or more, and more preferably 95% by weight or more. When the ratio of the wet heat adhesive fibers is within this range, a molded product that can ensure high surface hardness and bending behavior can be obtained.
The wet heat adhesive fiber is composed of at least a wet heat adhesive resin. The wet heat adhesive resin only needs to be able to flow or easily deform at a temperature that can be easily realized by high-temperature steam and to exhibit an adhesive function. Specifically, a thermoplastic resin that is softened with hot water (for example, about 80 to 120 ° C., particularly about 95 to 100 ° C.) and can be self-adhered or bonded to other fibers, for example, a cellulose-based resin (C such as methylcellulose) 1-3 alkylcelluloses, hydroxyalkyl C 1-3 alkyl celluloses such as hydroxypropyl cellulose, carboxy C 1-3 alkyl cellulose or a salt thereof, such as carboxymethyl cellulose), polyalkylene glycol resin (polyethylene oxide, poly C 2 such as polypropylene oxide -4 alkylene oxide), polyvinyl resins (polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl ether, vinyl alcohol polymers, polyvinyl acetals, etc.), acrylic copolymers and alkali metal salts thereof [(meth) acrylic acid, (meth) acrylamide, etc. Copolymers containing units composed of any acrylic monomers or their salts], modified vinyl copolymers (such as vinyl monomers such as isobutylene, styrene, ethylene, vinyl ether, and maleic anhydride) Copolymer with unsaturated carboxylic acid or its anhydride or salt thereof), polymer with hydrophilic substituent introduced (polyester, polyamide, polystyrene or salt with introduced sulfonic acid group, carboxyl group, hydroxyl group, etc.) Etc.), aliphatic polyester resins (polylactic acid resins, etc.). Furthermore, among polyolefin resins, polyester resins, polyamide resins, polyurethane resins, thermoplastic elastomers or rubbers (such as styrene elastomers), it can be softened at the temperature of hot water (high-temperature steam) to exhibit an adhesive function. Other resins are also included.
これらの湿熱接着性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。湿熱接着性樹脂は、通常、親水性又は水溶性高分子で構成される。これらの湿熱接着性樹脂のうち、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのビニルアルコール系重合体、ポリ乳酸などのポリ乳酸系樹脂、(メタ)アクリルアミド単位を含む(メタ)アクリル系共重合体、特に、エチレンやプロピレンなどのα−C2-10オレフィン単位を含むビニルアルコール系重合体、特に、エチレン−ビニルアルコール系共重合体が好ましい。 These wet heat adhesive resins can be used alone or in combination of two or more. The wet heat adhesive resin is usually composed of a hydrophilic or water-soluble polymer. Among these wet heat adhesive resins, vinyl alcohol polymers such as ethylene-vinyl alcohol copolymers, polylactic acid resins such as polylactic acid, (meth) acrylic copolymers containing (meth) acrylamide units, A vinyl alcohol polymer containing an α-C 2-10 olefin unit such as ethylene or propylene, particularly an ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferred.
エチレン−ビニルアルコール系共重合体において、エチレン単位の含有量(共重合割合)は、例えば、10〜60モル%、好ましくは20〜55モル%、さらに好ましくは30〜50モル%程度である。エチレン単位がこの範囲にあることにより、湿熱接着性を有するが、熱水溶解性はないという特異な性質が得られる。エチレン単位の割合が少なすぎると、エチレン−ビニルアルコール系共重合体が、低温の蒸気(水)で容易に膨潤又はゲル化し、水に一度濡れただけで形態が変化し易い。一方、エチレン単位の割合が多すぎると、吸湿性が低下し、湿熱による繊維融着が発現し難くなるため、実用性のある強度の確保が困難となる。エチレン単位の割合が、特に30〜50モル%の範囲にあると、シート又は板状への加工性が特に優れる。 In the ethylene-vinyl alcohol copolymer, the ethylene unit content (copolymerization ratio) is, for example, about 10 to 60 mol%, preferably about 20 to 55 mol%, and more preferably about 30 to 50 mol%. When the ethylene unit is in this range, a unique property of having wet heat adhesiveness but not hot water solubility is obtained. If the proportion of the ethylene units is too small, the ethylene-vinyl alcohol copolymer easily swells or gels with low-temperature steam (water), and its form is likely to change only once wetted with water. On the other hand, when the ratio of the ethylene unit is too large, the hygroscopicity is lowered, and fiber fusion due to wet heat is difficult to be exhibited, so that it is difficult to ensure practical strength. When the ratio of the ethylene unit is particularly in the range of 30 to 50 mol%, the processability into a sheet or plate is particularly excellent.
エチレン−ビニルアルコール系共重合体におけるビニルアルコール単位のケン化度は、例えば、90〜99.99モル%程度であり、好ましくは95〜99.98モル%、さらに好ましくは96〜99.97モル%程度である。ケン化度が小さすぎると、熱安定性が低下し、熱分解やゲル化によって安定性が低下する。一方、ケン化度が大きすぎると、繊維自体の製造が困難となる。 The saponification degree of the vinyl alcohol unit in the ethylene-vinyl alcohol copolymer is, for example, about 90 to 99.99 mol%, preferably 95 to 99.98 mol%, more preferably 96 to 99.97 mol. %. When the saponification degree is too small, the thermal stability is lowered, and the stability is lowered by thermal decomposition or gelation. On the other hand, if the degree of saponification is too large, it is difficult to produce the fiber itself.
エチレン−ビニルアルコール系共重合体の粘度平均重合度は、必要に応じて選択できるが、例えば、200〜2500、好ましくは300〜2000、さらに好ましくは400〜1500程度である。重合度がこの範囲にあると、紡糸性と湿熱接着性とのバランスに
優れる。
Although the viscosity average degree of polymerization of an ethylene-vinyl alcohol-type copolymer can be selected as needed, it is 200-2500, for example, Preferably it is 300-2000, More preferably, it is about 400-1500. When the degree of polymerization is within this range, the balance between spinnability and wet heat adhesion is excellent.
湿熱接着性繊維の横断面形状(繊維の長さ方向に垂直な断面形状)は、一般的な中実断面形状である丸型断面や異型断面[偏平状、楕円状、多角形状、3〜14葉状、T字状、H字状、V字状、ドッグボーン(I字状)など]に限定されず、中空断面状などであってもよい。湿熱接着性繊維は、少なくとも湿熱接着性樹脂を含む複数の樹脂で構成された複合繊維であってもよい。複合繊維は、湿熱接着性樹脂を少なくとも繊維表面の一部に有していればよいが、接着性の点から、湿熱接着性樹脂が表面の少なくとも一部を長さ方向に連続して占めるのが好ましい。 The cross-sectional shape (cross-sectional shape perpendicular to the fiber length direction) of the wet heat-adhesive fiber is a general solid cross-sectional shape, such as a round cross-section or an irregular cross-section [flat, elliptical, polygonal, 3-14 Leaf shape, T-shape, H-shape, V-shape, dogbone (I-shape, etc.)], and may be a hollow cross-section. The wet heat adhesive fiber may be a composite fiber composed of a plurality of resins including at least a wet heat adhesive resin. The composite fiber only needs to have the wet heat adhesive resin on at least a part of the fiber surface, but from the viewpoint of adhesiveness, the wet heat adhesive resin continuously occupies at least a part of the surface in the length direction. Is preferred.
湿熱接着性繊維が表面を占める複合繊維の横断面構造としては、例えば、芯鞘型、海島型、サイドバイサイド型又は多層貼合型、放射状貼合型、ランダム複合型などが挙げられる。これらの横断面構造のうち、接着性が高い構造である点から、湿熱接着性樹脂が全表面を長さ方向に連続して占める構造である芯鞘型構造(すなわち、鞘部が湿熱接着性樹脂で構成された芯鞘型構造)が好ましい。 Examples of the cross-sectional structure of the composite fiber in which the wet heat adhesive fiber occupies the surface include a core-sheath type, a sea-island type, a side-by-side type, a multilayer bonding type, a radial bonding type, and a random composite type. Among these cross-sectional structures, the core-sheath structure (that is, the sheath part is wet-heat-adhesive, which is a structure in which the wet-heat adhesive resin occupies the entire surface continuously in the length direction because it is a highly adhesive structure. A core-sheath structure made of resin is preferred.
複合繊維の場合、湿熱接着性樹脂同士を組み合わせてもよいが、非湿熱接着性樹脂と組み合わせてもよい。非湿熱接着性樹脂としては、非水溶性又は疎水性樹脂、例えば、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。これらの非湿熱接着性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 In the case of a composite fiber, wet heat adhesive resins may be combined with each other, but may be combined with non-wet heat adhesive resins. Non-wet heat adhesive resins include water-insoluble or hydrophobic resins such as polyolefin resins, (meth) acrylic resins, vinyl chloride resins, styrene resins, polyester resins, polyamide resins, polycarbonate resins, Examples include polyurethane resins and thermoplastic elastomers. These non-wet heat adhesive resins can be used alone or in combination of two or more.
これらの非湿熱接着性樹脂のうち、耐熱性及び寸法安定性の点から、融点が湿熱接着性樹脂(特にエチレン−ビニルアルコール系共重合体)よりも高い樹脂、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、特に、耐熱性や繊維形成性などのバランスに優れる点から、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂が好ましい。 Among these non-wet heat adhesive resins, from the viewpoint of heat resistance and dimensional stability, resins having a melting point higher than that of wet heat adhesive resins (particularly ethylene-vinyl alcohol copolymers), such as polypropylene resins and polyester resins. Resins and polyamide resins, particularly polyester resins and polyamide resins are preferred from the standpoint of excellent balance between heat resistance and fiber-forming properties.
ポリエステル系樹脂としては、ポリC2−4アルキレンアリレート系樹脂などの芳香族ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど)、特に、PETなどのポリエチレンテレフタレート系樹脂が好ましい。ポリエチレンテレフタレート系樹脂は、エチレンテレフタレート単位の他に、他のジカルボン酸(例えば、イソフタル酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、フタル酸、4,4′−ジフェニルジカルボン酸、ビス(カルボキシフェニル)エタン、5−ナトリウムスルホイソフタル酸など)やジオール(例えば、ジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなど)で構成された単位を20モル%以下程度の割合で含んでいてもよい。 Polyester resins include aromatic polyester resins such as poly C 2-4 alkylene arylate resins (polyethylene terephthalate (PET), polytrimethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), especially polyethylene such as PET. A terephthalate resin is preferred. In addition to the ethylene terephthalate unit, the polyethylene terephthalate resin is not limited to other dicarboxylic acids (for example, isophthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, phthalic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, bis (carboxyphenyl) ethane. , 5-sodium sulfoisophthalic acid, etc.) and diols (for example, diethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, cyclohexane-1,4-dimethanol, Units composed of polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, etc.) may be included at a ratio of about 20 mol% or less.
ポリアミド系樹脂としては、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド10、ポリアミド12、ポリアミド6−12などの脂肪族ポリアミドおよびその共重合体、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンとから合成された半芳香族ポリアミドなどが好ましい。これらのポリアミド系樹脂にも、共重合可能な他の単位が含まれていてもよい。 Polyamide resins include polyamides 6, polyamides 66, polyamides 610, polyamides 10, polyamides 12, polyamides 6-12 and other aliphatic polyamides and copolymers thereof, half-synthesized from aromatic dicarboxylic acids and aliphatic diamines. Aromatic polyamide is preferred. These polyamide-based resins may also contain other copolymerizable units.
湿熱接着性樹脂と非湿熱接着性樹脂(繊維形成性重合体)とで構成された複合繊維の場合、両者の割合(質量比)は、構造(例えば、芯鞘型構造)に応じて選択でき、湿熱接着性樹脂が表面に存在すれば特に限定されないが、例えば、湿熱接着性樹脂/非湿熱接着性樹脂=90/10〜10/90(例えば、60/40〜10/90)、好ましくは80/20〜15/85、さらに好ましくは60/40〜20/80程度である。湿熱接着性樹脂の割合が多すぎると、繊維の強度を確保し難く、湿熱接着性樹脂の割合が少なすぎると、繊維表面の長さ方向に連続して湿熱接着性樹脂を存在させるのが困難となり、湿熱接着性が低下する。この傾向は、湿熱接着性樹脂を非湿熱接着性繊維の表面にコートする場合
においても同様である。
In the case of a composite fiber composed of a wet heat adhesive resin and a non-wet heat adhesive resin (fiber-forming polymer), the ratio (mass ratio) of both can be selected according to the structure (for example, core-sheath structure). The wet heat adhesive resin is not particularly limited as long as it exists on the surface. For example, wet heat adhesive resin / non-wet heat adhesive resin = 90/10 to 10/90 (for example, 60/40 to 10/90), preferably It is about 80/20 to 15/85, more preferably about 60/40 to 20/80. If the proportion of wet heat adhesive resin is too large, it will be difficult to ensure the strength of the fiber, and if the proportion of wet heat adhesive resin is too small, it will be difficult to have the wet heat adhesive resin continuously in the length direction of the fiber surface. Thus, the wet heat adhesiveness is lowered. This tendency is the same when the wet heat adhesive resin is coated on the surface of the non-wet heat adhesive fiber.
湿熱接着性繊維の平均繊度は、用途に応じて、例えば、0.01〜100dtex程度の範囲から選択でき、好ましくは0.1〜50dtex、さらに好ましくは0.5〜30dtex(特に1〜10dtex)程度である。平均繊度がこの範囲にあると、繊維の強度と湿熱接着性の発現とのバランスに優れる。 The average fineness of the wet heat adhesive fiber can be selected, for example, from the range of about 0.01 to 100 dtex, preferably 0.1 to 50 dtex, more preferably 0.5 to 30 dtex (particularly 1 to 10 dtex) depending on the application. Degree. When the average fineness is in this range, the balance between the strength of the fiber and the expression of wet heat adhesion is excellent.
湿熱接着性繊維の平均繊維長は、例えば、10〜100mm程度の範囲から選択でき、好ましくは20〜80mm、さらに好ましくは25〜75mm(特に35〜55mm)程度である。平均繊維長がこの範囲にあると、繊維が充分に絡み合うため、成形体の機械的強度が向上する。 The average fiber length of the wet heat adhesive fibers can be selected, for example, from a range of about 10 to 100 mm, preferably 20 to 80 mm, more preferably about 25 to 75 mm (particularly 35 to 55 mm). When the average fiber length is within this range, the fibers are sufficiently entangled, so that the mechanical strength of the molded body is improved.
湿熱接着性繊維の捲縮率は、例えば、1〜50%、好ましくは3〜40%、さらに好ましくは5〜30%(特に10〜20%)程度である。また、捲縮数は、例えば、1〜100個/25mm、好ましくは5〜50個/25mm、さらに好ましくは10〜30個/25mm程度である。 The crimp rate of the wet heat adhesive fiber is, for example, about 1 to 50%, preferably 3 to 40%, more preferably about 5 to 30% (particularly 10 to 20%). The number of crimps is, for example, about 1 to 100 pieces / 25 mm, preferably about 5 to 50 pieces / 25 mm, and more preferably about 10 to 30 pieces / 25 mm.
(他の繊維)
加湿器エレメント用基材は、さらに非湿熱接着性繊維を含んでいてもよい。非湿熱接着性繊維としては、ポリエステル系繊維(ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などの芳香族ポリエステル繊維など)、ポリアミド系繊維(ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド610、ポリアミド612などの脂肪族ポリアミド系繊維、半芳香族ポリアミド系繊維、ポリフェニレンイソフタルアミド、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリp−フェニレンテレフタルアミドなどの芳香族ポリアミド系繊維など)、ポリオレフィン系繊維(ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリC2-4オレフィン繊維など)、アクリル系繊維(アクリロニトリル−塩化ビニル共重合体などのアクリロニトリル単位を有するアクリロニトリル系繊維など)、ポリビニル系繊維(ポリビニルアセタール系繊維など)、ポリ塩化ビニル系繊維(ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体の繊維など)、ポリ塩化ビニリデン系繊維(塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体などの繊維)、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、セルロース系繊維(例えば、レーヨン繊維、アセテート繊維など)
などが挙げられる。これらの非湿熱接着性繊維は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
(Other fibers)
The base material for humidifier elements may further contain non-wet heat adhesive fibers. Non-wet heat adhesive fibers include polyester fibers (polyethylene terephthalate fibers, polytrimethylene terephthalate fibers, polybutylene terephthalate fibers, aromatic polyester fibers such as polyethylene naphthalate fibers), polyamide fibers (polyamide 6, polyamide 66, Aliphatic polyamide fibers such as polyamide 11, polyamide 12, polyamide 610, polyamide 612, semi-aromatic polyamide fibers, aromatic polyamide fibers such as polyphenylene isophthalamide, polyhexamethylene terephthalamide, poly p-phenylene terephthalamide, etc. ), Polyolefin fibers (poly C 2-4 olefin fibers such as polyethylene and polypropylene), acrylic fibers (acrylonitrile-vinyl chloride copolymer, etc.) Acrylonitrile fibers having rilonitrile units), polyvinyl fibers (polyvinyl acetal fibers, etc.), polyvinyl chloride fibers (polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer fibers, etc.) ), Polyvinylidene chloride fiber (fiber such as vinylidene chloride-vinyl chloride copolymer, vinylidene chloride-vinyl acetate copolymer), polyparaphenylene benzobisoxazole fiber, polyphenylene sulfide fiber, cellulosic fiber (for example, rayon fiber) , Acetate fiber, etc.)
Etc. These non-wet heat adhesive fibers can be used alone or in combination of two or more.
これらの非湿熱接着性繊維は、加湿器エレメントの形態や使用方法などに応じて適宜選択して使用できる。吸水性などを重視する場合には、吸湿性の高い親水性繊維、例えば、ポリビニル系繊維やセルロース系繊維、特に、セルロース系繊維を使用するのが好ましい。セルロース系繊維には、天然繊維(木綿、羊毛、絹、麻など)、半合成繊維(トリアセテート繊維などのアセテート繊維など)、再生繊維(レーヨン、ポリノジック、キュプラ、リヨセル(例えば、登録商標名:「テンセル」など)など)が含まれる。これらのセルロース系繊維のうち、例えば、レーヨンなどの半合成繊維が好適に使用でき、エチレン−ビニルアルコール共重合体を含む湿熱接着性繊維と組み合わせると、湿熱接着性繊維との親和性が高いため、接着性が向上し、機械的特性の高い成形体が得られる。さらに、親水性繊維を用いると、例えば、水性液体に対する保液性、吸液性および放湿性は高くなる一方で、成形性や形態保持性が低下する傾向を有する。 These non-wet heat adhesive fibers can be appropriately selected and used according to the form of the humidifier element, the method of use, and the like. When emphasizing water absorption or the like, it is preferable to use hydrophilic fibers having high hygroscopicity, such as polyvinyl fibers or cellulose fibers, particularly cellulose fibers. Cellulosic fibers include natural fibers (cotton, wool, silk, hemp, etc.), semi-synthetic fibers (acetate fibers such as triacetate fiber), regenerated fibers (rayon, polynosic, cupra, lyocell (for example, registered trademark name: “ Tencel "etc.)). Among these cellulosic fibers, for example, semi-synthetic fibers such as rayon can be suitably used, and when combined with wet heat adhesive fibers containing an ethylene-vinyl alcohol copolymer, the affinity with wet heat adhesive fibers is high. Adhesiveness is improved, and a molded article having high mechanical properties can be obtained. Further, when hydrophilic fibers are used, for example, liquid retention, liquid absorption and moisture release with respect to an aqueous liquid are increased, while moldability and form retention tend to be decreased.
一方、水性液体の放湿性を重視する場合には、吸湿性の低い疎水性繊維、例えば、ポリオレフィン系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、特に、諸特性のバランスに優れるポリエステル系繊維(ポリエチレンテレフタレート繊維など)を使用するのが好ましい。これらの疎水性繊維をエチレン−ビニルアルコール共重合体を含む湿熱接着性繊維と組み合わせると、疎水性及び水性液体の排液性に優れた加湿器エレメント用基材が得られる。 On the other hand, when emphasizing the moisture-releasing property of aqueous liquids, hydrophobic fibers with low hygroscopicity, for example, polyolefin fibers, polyester fibers, polyamide fibers, particularly polyester fibers (polyethylene terephthalate) having an excellent balance of properties. It is preferable to use fibers. When these hydrophobic fibers are combined with wet heat adhesive fibers containing an ethylene-vinyl alcohol copolymer, a substrate for a humidifier element excellent in hydrophobicity and drainage of aqueous liquid is obtained.
非湿熱接着性繊維の平均繊度及び平均繊維長は、湿熱接着性繊維と同様である。 The average fineness and average fiber length of the non-wet heat adhesive fibers are the same as those of the wet heat adhesive fibers.
湿熱接着性繊維と非湿熱接着性繊維との割合(質量比)も、加湿器エレメント用基材の種類などに応じて、湿熱接着性繊維/非湿熱接着性繊維=10/90〜100/0(例えば、20/80〜100/0)の範囲から選択できる。硬質な成形体を製造する場合には、湿熱接着性繊維の割合が多い方が好ましく、両者の割合(質量比)は、湿熱接着性繊維/非湿熱接着性繊維=80/20〜100/0、好ましくは90/10〜100/0、さらに好ましくは95/5〜100/0程度である。湿熱接着性繊維の割合がこの範囲にあると、高い表面硬さと曲げ挙動を確保できる成形体が得られる。非湿熱接着性繊維の特性を利用した成形体を製造する場合には、両者の割合(質量比)は、湿熱接着性繊維/非湿熱接着性繊維=10/90〜99/1、好ましくは20/80〜90/10、さらに好ましくは30/70〜80/20程度である。 The ratio (mass ratio) between the wet heat adhesive fiber and the non-wet heat adhesive fiber is also determined according to the type of the substrate for the humidifier element, etc., wet heat adhesive fiber / non-humid heat adhesive fiber = 10/90 to 100/0. (For example, it can be selected from the range of 20/80 to 100/0). When manufacturing a hard molded object, the one where the ratio of wet heat adhesive fiber is large is preferable, and the ratio (mass ratio) of both is wet heat adhesive fiber / non-wet heat adhesive fiber = 80/20 to 100/0. , Preferably 90/10 to 100/0, more preferably about 95/5 to 100/0. When the ratio of the wet heat adhesive fibers is within this range, a molded product that can ensure high surface hardness and bending behavior can be obtained. In the case of producing a molded body utilizing the characteristics of non-wet heat adhesive fibers, the ratio (mass ratio) of both is wet heat adhesive fibers / non-wet heat adhesive fibers = 10/90 to 99/1, preferably 20 / 80 to 90/10, more preferably about 30/70 to 80/20.
成形体(又は繊維)は、さらに、慣用の添加剤、例えば、安定剤(銅化合物などの熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤など)、分散剤、微粒子、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、潤滑剤、結晶化速度遅延剤などを含有していてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの添加剤は、成形体表面に担持されていてもよく、繊維中に含まれていてもよい。 The molded body (or fiber) further contains conventional additives such as stabilizers (heat stabilizers such as copper compounds, ultraviolet absorbers, light stabilizers, antioxidants, etc.), dispersants, fine particles, colorants, An antistatic agent, a flame retardant, a plasticizer, a lubricant, a crystallization rate retarder, and the like may be contained. These additives can be used alone or in combination of two or more. These additives may be carried on the surface of the molded body or may be contained in the fiber.
(加湿器エレメント用基材の特性)
本発明の加湿器エレメント用基材は、前記繊維で構成されたウェブから得られる不織繊維構造を有しており、その形状は用途に応じて選択でき、断面円形又は楕円形状、多角形状であってもよいが、通常、シート状又は板状である。
(Characteristics of humidifier element base material)
The substrate for a humidifier element of the present invention has a non-woven fiber structure obtained from a web composed of the fibers, the shape of which can be selected according to the application, and is a circular or elliptical cross section, or a polygonal shape. Usually, it is in the form of a sheet or plate.
さらに、加湿器エレメント用基材において、適度な剛性(形態安定性)を有するとともに、吸液性、保液性及び放湿性と軽量(低密度)性とをバランスよく備えた不織繊維構造を有するためには、前記不織繊維のウェブを構成する繊維の配列状態及び接着状態が適度に調整されている必要がある。すなわち、繊維ウェブを構成する繊維が、概ね繊維ウェブ(不織繊維)面に対して平行に配列しながら、お互いに交差するように配列させるのが望ましい。さらに、加湿器エレメント用基材を構成する成形体は、各繊維が交差した交点で融着しているのが好ましい。特に、高い形態安定性が要求される成形体は、交点以外の繊維が略平行に並んでいる部分において、数本〜数十本程度で束状に融着した束状融着繊維を形成していてもよい。これらの繊維が、単繊維同士の交点、束状繊維同士の交点、又は単繊維と束状繊維との交点において融着した構造を部分的に形成することにより、「スクラム」を組んだような構造(繊維が交点部で接着し、網目のように絡み合った構造、又は交点で繊維が接着し隣接する繊維を互いに拘束する構造)とし、目的とする曲げ挙動や表面硬度などを発現させることができる。本発明では、このような構造が、繊維ウェブの面方向及び厚み方向に沿って概ね均一に分布するような形態とするのが望ましい。 Furthermore, the humidifier element base material has a non-woven fiber structure having an appropriate rigidity (morphological stability) and a good balance between liquid absorption, liquid retention, moisture release and light weight (low density). In order to have this, it is necessary that the arrangement state and the adhesion state of the fibers constituting the nonwoven fiber web are appropriately adjusted. That is, it is desirable that the fibers constituting the fiber web are arranged so as to intersect each other while being arranged substantially parallel to the surface of the fiber web (non-woven fiber). Furthermore, it is preferable that the molded body which comprises the base material for humidifier elements is melt | fused at the intersection which each fiber crossed. In particular, a molded body that requires high form stability forms bundled fused fibers that are fused in a bundle of several to several tens at a portion where fibers other than the intersection are arranged substantially in parallel. It may be. These fibers form a “scrum” by partially forming a fused structure at the intersection of single fibers, the intersection of bundle fibers, or the intersection of single fibers and bundle fibers A structure (a structure in which fibers are bonded at an intersection and entangled like a mesh, or a structure in which fibers are bonded at an intersection to constrain adjacent fibers to each other) to achieve the desired bending behavior, surface hardness, etc. it can. In the present invention, it is desirable that such a structure is distributed substantially uniformly along the surface direction and the thickness direction of the fiber web.
ここでいう「概ね繊維ウェブ面に対し平行に配列している」とは、局部的に多数の繊維が厚み方向に沿って配列している部分が繰り返し存在するようなことがない状態を示す。
より具体的には、成形体の繊維ウェブにおける任意の断面を顕微鏡観察した際に、繊維ウェブでの厚みの30%以上に亘り、厚み方向に連続して延びる繊維の存在割合(本数割合)が、その断面における全繊維に対して10%以下(特に5%以下)である状態をいう。
The phrase “arranged approximately parallel to the fiber web surface” as used herein indicates a state where there are no repeated portions where a large number of fibers are locally arranged along the thickness direction.
More specifically, when an arbitrary cross-section of the fiber web of the formed body is observed with a microscope, the existence ratio (number ratio) of fibers continuously extending in the thickness direction over 30% or more of the thickness of the fiber web. The state is 10% or less (particularly 5% or less) with respect to the total fibers in the cross section.
繊維を繊維ウェブ面に対して平行に配列するのは、厚み方向(ウェブ面に対して垂直な方向)に沿って配向している繊維が多く存在すると、周辺に繊維配列の乱れが生じて不織繊維内に必要以上に大きな空隙を生じ、成形体の曲げ強度や表面硬さが低減するためである。従って、できるだけこの空隙を少なくすることが好ましく、このために繊維を可能な限り繊維ウェブ面に対して平行に配列させるのが望ましい。なお、厚み方向に沿った繊維の存在を低減して空隙を減少させると液体保持性(保液性又は保液率)も低下するが、本発明では、後述するように、成形体の密度を低くし、平行に配向した繊維間の空隙を形成することにより液体保持性を確保している。 Fibers are arranged parallel to the fiber web surface when there are many fibers oriented in the thickness direction (perpendicular to the web surface) and the fiber arrangement is disturbed around the fiber web. This is because an unnecessarily large void is generated in the woven fiber, and the bending strength and surface hardness of the molded body are reduced. Therefore, it is preferable to reduce this gap as much as possible. For this purpose, it is desirable to arrange the fibers as parallel to the fiber web surface as possible. In addition, when the presence of fibers along the thickness direction is reduced to reduce the voids, the liquid retention (liquid retention or liquid retention) also decreases. In the present invention, as described later, the density of the molded body is reduced. The liquid retainability is ensured by forming a void between fibers that are lowered and oriented in parallel.
さらに、本発明では、繊維を繊維ウェブ面に対して平行に配向させることにより、吸液性及び放湿性に異方性を付与している。すなわち、本発明の加湿器エレメント用基材は、繊維が一定の配向性を有しているため、繊維の長さ方向に高い吸液性及び放湿性を有している。 Furthermore, in this invention, the anisotropy is provided to liquid absorption and moisture release by orientating a fiber in parallel with respect to a fiber web surface. In other words, the humidifier element substrate of the present invention has high liquid absorption and moisture release properties in the fiber length direction because the fibers have a certain orientation.
なお、ウェブをニードルパンチなどの手段で交絡させると、高密度な成形体の製造が容易となる。さらに、繊維を湿熱接着させる前に交絡させると、接着前の繊維の形態が保持されるため、厚みの大きい成形体の製造が容易となり、生産効率上有利となる。しかし、ニードルパンチなどによる繊維の交絡は、繊維を繊維ウェブ面に対して平行に配列させる点からは不利である。さらに、交絡によって成形体の密度が高まるため、低密度で軽量な成形体の製造は困難となる。従って、繊維を平行に配列させる点からは、繊維の交絡の程度を低減するか、交絡しないのが好ましい。 In addition, when the web is entangled by means such as a needle punch, a high-density molded body can be easily manufactured. Furthermore, when the fibers are entangled before being wet-heat bonded, the shape of the fibers before bonding is maintained, so that it becomes easy to produce a molded product having a large thickness, which is advantageous in terms of production efficiency. However, the entanglement of the fibers by the needle punch or the like is disadvantageous in that the fibers are arranged in parallel to the fiber web surface. Furthermore, since the density of the molded body is increased by the entanglement, it is difficult to manufacture a low-density and lightweight molded body. Therefore, from the viewpoint of arranging the fibers in parallel, it is preferable that the degree of fiber entanglement is reduced or not entangled.
特に、成形体がシート状又は板状である場合に、成形体の厚み方向に荷重がかかった場合、大きな空隙部が存在すると、この空隙部が荷重により潰れて成形体表面が変形し易くなる。さらに、この荷重が成形体全面にかかると全体的に厚みが小さくなり易くなる。成形体自体を空隙のない樹脂充填物とすればこのような問題を回避できるが、保液性が低下する。 In particular, when a load is applied in the thickness direction of the molded body when the molded body is in the form of a sheet or plate, if there is a large void, the void is crushed by the load and the surface of the molded body is easily deformed. . Furthermore, when this load is applied to the entire surface of the molded body, the thickness tends to be reduced as a whole. Such a problem can be avoided if the molded body itself is made of a resin filling without voids, but the liquid retaining property is lowered.
一方で、荷重による厚み方向への変形を小さくするために、繊維を細くし、より密に繊維を充填することが考えられるが、細い繊維のみで軽量性及び通気性を確保しようとすると、各々の繊維の剛性が低くなり、逆に曲げ応力が低下する。曲げ応力を確保するためには、繊維径をある程度太くすることが必要であるが、単純に太い繊維を混合したのでは、太い繊維同士の交点付近で、大きな空隙ができやすく、厚み方向へ変形し易くなる。 On the other hand, in order to reduce the deformation in the thickness direction due to the load, it is conceivable to make the fibers thinner and more densely filled with the fibers, but when trying to ensure lightweight and breathability with only thin fibers, The rigidity of the fiber becomes low, and conversely the bending stress decreases. In order to secure bending stress, it is necessary to increase the fiber diameter to some extent. However, if thick fibers are simply mixed, large voids are easily formed near the intersections of the thick fibers and deformed in the thickness direction. It becomes easy to do.
そこで、本発明の加湿器エレメント用基材は、低密度にするとともに、繊維の方向をウェブの面方向に沿って平行に並べ、分散させる(又は繊維方向をランダム方向に向ける)ことにより、繊維同士がお互いに交差し、その交点で接着することにより、小さな空隙を生じて保液性及び排液性を確保している。さらに、このような繊維構造が連続することにより、適度な表面硬さも確保している。 Therefore, the humidifier element base material of the present invention has a low density, and the fibers are arranged in parallel along the surface direction of the web and dispersed (or the fiber direction is directed in a random direction), thereby producing fibers. By crossing each other and adhering at the intersection, a small gap is generated to ensure liquid retention and drainage. Furthermore, an appropriate surface hardness is ensured by such a continuous fiber structure.
さらに、本発明の加湿器エレメント用基材において、吸液性、保液性、放湿性のバランスを高める上で不織繊維構造を構成する繊維が前記湿熱接着性繊維の融着により繊維接着率が、例えば、85%以下(例えば、1〜85%)、好ましくは3〜70%、さらに好ましくは5〜60%(特に10〜35%)程度で接着されている。本発明における繊維接着率は、後述する実施例に記載の方法で測定できるが、不織繊維断面における全繊維の断面数に対して、2本以上接着した繊維の断面数の割合を示す。従って、繊維接着率が低いことは、複数の繊維同士が融着する割合(集束して融着した繊維の割合)が少ないことを意味する。 Furthermore, in the humidifier element substrate of the present invention, the fiber constituting the nonwoven fiber structure is improved in the fiber adhesion rate by fusing the wet heat-adhesive fiber in order to improve the balance of liquid absorption, liquid retention and moisture release. However, it is bonded at, for example, 85% or less (for example, 1 to 85%), preferably 3 to 70%, more preferably 5 to 60% (particularly 10 to 35%). Although the fiber adhesion rate in this invention can be measured by the method as described in the Example mentioned later, the ratio of the cross section number of the fiber which adhered 2 or more with respect to the cross section number of all the fibers in a non-woven fiber cross section is shown. Therefore, a low fiber adhesion rate means that a ratio of a plurality of fibers fused to each other (a ratio of fibers fused by fusing) is small.
本発明では、さらに、不織繊維構造を構成する繊維は、各々の繊維の接点で接着しているが、できるだけ少ない接点数で大きな曲げ応力を発現するためには、この接着点が、厚み方向に沿って、成形体表面から内部(中央)、そして裏面に至るまで、均一に分布しているのが好ましい。接着点が表面又は内部などに集中すると、優れた機械的特性及び成形性を確保するのが困難となるだけでなく、接着点の少ない部分における形態安定性が低下する。 In the present invention, the fibers constituting the non-woven fiber structure are bonded at the contact points of the respective fibers. In order to express a large bending stress with as few contacts as possible, this bonding point is the thickness direction. In addition, it is preferably distributed uniformly from the surface of the molded body to the inside (center) and the back surface. When the adhesion points are concentrated on the surface or inside, not only is it difficult to ensure excellent mechanical properties and moldability, but also the shape stability in the portion where the adhesion points are small is lowered.
従って、成形体の厚み方向の断面において、厚み方向に三等分した各々の領域における繊維接着率がいずれも前記範囲にあるのが好ましい。さらに、各領域における繊維接着率の最大値に対する最小値の割合(最小値/最大値)(繊維接着率が最大の領域に対する最小の領域の比率)が、例えば、50%以上(例えば、50〜100%)、好ましくは55〜99%、さらに好ましくは60〜98%(特に70〜97%)程度である。本発明では、繊維接着率が、厚み方向において、このような均一性を有しているため、硬さや曲げ強度、耐折性や靱性において優れている。 Therefore, in the cross section in the thickness direction of the molded body, it is preferable that the fiber adhesion rate in each region divided in three in the thickness direction is in the above range. Furthermore, the ratio of the minimum value to the maximum value of the fiber adhesion rate in each region (minimum value / maximum value) (the ratio of the minimum region to the region with the maximum fiber adhesion rate) is, for example, 50% or more (for example, 50 to 100%), preferably 55 to 99%, more preferably 60 to 98% (especially 70 to 97%). In the present invention, since the fiber adhesion rate has such uniformity in the thickness direction, it is excellent in hardness, bending strength, folding resistance and toughness.
なお、本発明において、「厚み方向に三等分した領域」とは、板状成形体の厚み方向に対して直交する方向にスライスして三等分した各領域のことを意味する。 In the present invention, the “region divided into three in the thickness direction” means each region divided into three equal parts by slicing in a direction orthogonal to the thickness direction of the plate-like molded body.
このように、本発明の加湿器エレメント用基材では、湿熱接着性繊維による融着が均一に分散して点接着しているだけでなく、これらの点接着が短い融着点距離(例えば、数十〜数百μm)で緻密にネットワーク構造を張り巡らしている。このような構造により、本発明の液体保持材は、外力が作用しても、繊維構造が有する柔軟性により、歪みに対して追従性が高くなるとともに、微細に分散した繊維の各融着点に外力が分散して小さくなるため、高い耐折性や靱性を発現していると推定できる。これに対して、従来の多孔質成形体や発泡体などは、空孔の周囲が連続した界面を形成しているため、本発明の加湿器エレメント用基材に比べて、大きな面積で外力を受け止めることとなり、歪みが発生し易く、耐折性や靱性が低下すると推定できる。 As described above, in the humidifier element substrate of the present invention, not only the fusion by the wet heat adhesive fibers is uniformly dispersed and point-bonded, but also these point bonds have a short fusion point distance (for example, The network structure is stretched densely by several tens to several hundreds μm). With such a structure, the liquid holding material of the present invention has a high followability to strain due to the flexibility of the fiber structure even when an external force acts, and each fusion point of finely dispersed fibers. Therefore, it can be estimated that high folding resistance and toughness are expressed. On the other hand, conventional porous molded bodies and foams form an interface in which the periphery of the pores is continuous. Therefore, compared with the humidifier element base material of the present invention, external force is applied in a large area. It is assumed that distortion is likely to occur, and folding resistance and toughness are reduced.
本発明の加湿器エレメント用基材において、厚み方向の断面における単繊維(単繊維端面)の存在頻度は特に限定されず、例えば、その断面の任意の1mm2に存在する単繊維の存在頻度が平均100個/mm2以上(例えば、100〜300個/mm2程度)であってもよいが、特に、軽量性よりも機械的特性が要求される場合には、単繊維の存在頻度は、例えば、平均100個/mm2以下、好ましくは60個/mm2以下(例えば、1〜60個/mm2)、さらに好ましくは25個/mm2以下(例えば、3〜25個/mm2)であってもよい。単繊維の存在頻度が多すぎると、繊維の融着が少なく、成形体の強度が低下する。なお、単繊維の存在頻度が100個/mm2を超えると繊維の束状融着が少なくなるため、高い曲げ強度の確保が困難となる。さらに、板状成形体の場合、束状に融着された繊維が成形体の厚み方向に薄く、面方向(長さ方向又は幅方向)に幅広い形を有するのが好ましい。 In the humidifier element substrate of the present invention, the existence frequency of single fibers (single fiber end faces) in the cross section in the thickness direction is not particularly limited. For example, the existence frequency of single fibers existing in any 1 mm 2 of the cross section is Although the average may be 100 pieces / mm 2 or more (for example, about 100 to 300 pieces / mm 2 ), in particular, when mechanical properties are required rather than lightweight, For example, an average of 100 pieces / mm 2 or less, preferably 60 pieces / mm 2 or less (for example, 1 to 60 pieces / mm 2 ), more preferably 25 pieces / mm 2 or less (for example, 3 to 25 pieces / mm 2 ). It may be. When the presence frequency of the single fiber is too high, the fusion of the fibers is small and the strength of the molded body is lowered. If the frequency of single fibers exceeds 100 fibers / mm 2 , bundle fusion of fibers decreases, making it difficult to ensure high bending strength. Furthermore, in the case of a plate-shaped molded body, it is preferable that the fibers fused in a bundle shape are thin in the thickness direction of the molded body and have a wide shape in the surface direction (length direction or width direction).
なお、本発明では、前記単繊維の存在頻度は、次のようにして測定する。すなわち、成形体断面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真の中から選んだ1mm2に相当する範囲を観察し、単繊維断面の数を数える。写真の中から任意の数箇所(例えば、無作為に選択した10箇所)について同様に観察し、単繊維端面の単位面積当たりの平均値を単繊維の存在頻度とする。このとき、断面において、単繊維の状態である繊維の数を全て数える。すなわち、完全に単繊維の状態である繊維以外に、数本の繊維が融着した繊維であっても、断面において融着部分から離れて単繊維の状態にある繊維は単繊維として数える。 In the present invention, the existence frequency of the single fiber is measured as follows. That is, the range corresponding to 1 mm 2 selected from the scanning electron microscope (SEM) photograph of the cross section of the compact is observed, and the number of single fiber cross sections is counted. Arbitrary several places (for example, 10 places selected at random) are observed in the same manner, and the average value per unit area of the single fiber end face is defined as the existence frequency of single fibers. At this time, all the number of fibers in a single fiber state are counted in the cross section. That is, in addition to fibers that are completely in a single fiber state, even if a plurality of fibers are fused, a fiber that is separated from the fused portion in the cross section and is in a single fiber state is counted as a single fiber.
このような束状融着繊維を含む成形体は、吸液性、保液性及び放湿性と、曲げ強度及び表面硬さなどの剛性(形態安定性)と、軽量性とを適度にバランスさせるために、束状融着繊維の存在頻度が少なく、かつ各繊維(束状繊維及び/又は単繊維)の交点で高い頻度で接着しているのが好ましい。但し、繊維接着率が高すぎると、接着している点同士の距離が近接し過ぎて柔軟性が低下し、外部応力による歪みの解消が困難となる。このため、成形体は、繊維接着率が85%以下である必要がある。繊維接着率が高すぎないことにより、成形体内に細かな空隙による通路が確保でき、軽量性と保液性及び放湿性とを向上できる。また、空隙が広すぎず、適度な通路を形成することにより、液体に対する繊維の親和力と毛管現象とを発現させて吸液性も向上できる。従って、できるだけ少ない接点数で大きな曲げ応力、表面硬さ及び保液性及び放湿性を発現するためには、繊維接着率が成形体表面から内部(中央)、そして裏面に至るまで、厚み方向に沿って均一に分布しているのが好ましい。接着点が表面や内部などに集中すると、前述の曲げ応力や形態安定性に加えて、適度な空隙が形成できず、保液性及び放湿性を確保するのも困難となる。また、接着点が不均一であると、適度な大きさの空隙が得られず、空隙の小さい部分で液体の保持量が低下し、かつ空隙の大きな部分で液体の保持力が低下するため、保液性が低下する。 The molded body including such a bundle-like fused fiber appropriately balances liquid absorption, liquid retention and moisture release, rigidity (shape stability) such as bending strength and surface hardness, and light weight. For this reason, it is preferable that the frequency of existence of the bundle-like fused fiber is low, and the fibers are bonded at a high frequency at the intersection of each fiber (bundle fiber and / or single fiber). However, if the fiber adhesion rate is too high, the distances between the bonded points are too close to each other, the flexibility is lowered, and it becomes difficult to eliminate distortion due to external stress. For this reason, the molded body needs to have a fiber adhesion rate of 85% or less. When the fiber adhesion rate is not too high, a passage by a fine gap can be secured in the molded body, and the lightness, liquid retention and moisture release can be improved. In addition, by forming an appropriate passage without the gap being too wide, the affinity of the fiber to the liquid and the capillary action can be expressed and the liquid absorbency can be improved. Therefore, in order to express a large bending stress, surface hardness, liquid retention and moisture release with as few contacts as possible, the fiber adhesion rate increases in the thickness direction from the molded body surface to the inside (center) and back surface. It is preferable to distribute uniformly along. When the adhesion points are concentrated on the surface or inside, in addition to the above-described bending stress and shape stability, an appropriate gap cannot be formed, and it becomes difficult to ensure liquid retention and moisture release. In addition, if the adhesion point is non-uniform, it is not possible to obtain an appropriately sized gap, the amount of liquid retained is reduced in a small part of the gap, and the liquid holding power is reduced in a large part of the gap, Liquid retention is reduced.
本発明の加湿器エレメント用基材は、靱性及び曲げ応力が高く、優れた曲げ挙動を示すことも特徴の一つである。本発明では、この曲げ挙動を表すため、JIS K7017「繊維強化プラスチック−曲げ特性の求め方」に準じて、サンプルを徐々に曲げたときに生ずるサンプルの反発力を測定し、最大応力(ピーク応力)を曲げ応力として表し、曲げ挙動の指標として用いた。すなわち、この曲げ応力が大きいほど硬い成形体であり、さらに測定対象物が破壊するまでの曲げ量(変位)が大きい程よく曲がる成形体である。 One feature of the humidifier element substrate of the present invention is that it has high toughness and bending stress and exhibits excellent bending behavior. In the present invention, in order to express this bending behavior, the repulsive force of the sample generated when the sample is gradually bent is measured according to JIS K7017 “Fiber-Reinforced Plastics—How to Obtain Bending Properties”, and the maximum stress (peak stress) is measured. ) As a bending stress and used as an index of bending behavior. That is, the larger the bending stress, the harder the molded body, and the more the bending amount (displacement) until the measurement object breaks, the better the curved body.
本発明の加湿器エレメント用基材は、少なくとも一方向(好ましくは全ての方向)における最大曲げ応力が0.05MPa以上(例えば、0.05〜100MPa)であり、好ましくは0.1〜30MPa、さらに好ましくは0.2〜20MPa程度であってもよい。この最大曲げ応力が小さすぎると、板状で使用したときに自重やわずかな荷重により簡単に折れ易い。また、最大曲げ応力が高すぎると、硬くなり過ぎて、応力のピークを過ぎて折り曲げると折れて破損し易くなる。なお、100MPaを超えるような硬さを得るためには、成形体の密度を高くすることが必要となり、軽量性及び保液性の確保が困難になる。 In the humidifier element substrate of the present invention, the maximum bending stress in at least one direction (preferably in all directions) is 0.05 MPa or more (for example, 0.05 to 100 MPa), preferably 0.1 to 30 MPa, More preferably, it may be about 0.2 to 20 MPa. If the maximum bending stress is too small, it is easily broken by its own weight or a slight load when used in a plate shape. Further, if the maximum bending stress is too high, it becomes too hard, and if it is bent beyond the peak of the stress, it is easily broken and broken. In addition, in order to obtain hardness exceeding 100 MPa, it is necessary to increase the density of the molded body, and it is difficult to ensure light weight and liquid retention.
この曲げ量(変位)とそれによる曲げ応力との相関を見ると、最初、曲げ量の増加とともに応力も増加し、例えば、略直線的に増加する。本発明の加湿器エレメント用基材において、測定サンプルが固有の曲げ量に到達すると、その後は徐々に応力が低くなる。すなわち、曲げ量と応力とをグラフにすると、上に凸の放物線状にカーブを描く相関関係を示す。本発明の加湿器エレメント用基材は、最大曲げ応力(曲げ応力のピーク)を超えて、さらに曲げようとした場合においても、急激な応力降下を生じることなく、いわゆる「粘り(又は靱性)」を有することも特徴の一つである。本発明では、このような「粘り」を表す指標として、曲げ応力のピーク時の曲げ量(変位)を超えた状態において残っている曲げ応力を用いることができる。すなわち、本発明の加湿器エレメント用基材は、最大曲げ応力を示す曲げ量の1.5倍の変位まで曲げた時の応力(以下、「1.5倍変位応力」と称することがある)が、最大曲げ応力の1/5以上(例えば、1/5〜1)を維持していればよく、例えば、1/3以上(例えば、1/3〜9/10)、好ましくは2/5以上(例えば、2/5〜9/10)、さらに好ましくは3/5以上(例えば、3/5〜9/10)維持していてもよい。また、2倍変位応力が、最大曲げ応力の1/10以上(例えば、1/10〜1)、好ましくは3/10以上(例えば、3/10〜9/10)、さらに好ましくは5/10以上(例えば、5/10〜9/10)維持していてもよい。 Looking at the correlation between the bending amount (displacement) and the bending stress caused by the bending amount, the stress increases as the bending amount increases. For example, the bending amount increases approximately linearly. In the humidifier element substrate of the present invention, when the measurement sample reaches a specific bending amount, the stress gradually decreases thereafter. That is, when the amount of bending and the stress are graphed, a correlation is shown in which an upward convex parabola is drawn. The base material for a humidifier element of the present invention exceeds the maximum bending stress (bending stress peak) and does not cause a sudden drop in stress even when attempting to bend, so-called “stickiness (or toughness)”. It is also one of the features. In the present invention, as an index representing such “stickiness”, the bending stress remaining in a state exceeding the bending amount (displacement) at the peak of the bending stress can be used. That is, the humidifier element base material of the present invention is a stress when bent to a displacement of 1.5 times the bending amount showing the maximum bending stress (hereinafter sometimes referred to as “1.5 times displacement stress”). However, it is sufficient to maintain 1/5 or more (for example, 1/5 to 1) of the maximum bending stress, for example, 1/3 or more (for example, 1/3 to 9/10), preferably 2/5. It may be maintained above (for example, 2/5 to 9/10), more preferably 3/5 or more (for example, 3/5 to 9/10). The double displacement stress is 1/10 or more (for example, 1/10 to 1) of the maximum bending stress, preferably 3/10 or more (for example, 3/10 to 9/10), more preferably 5/10. You may maintain above (for example, 5 / 10-9 / 10).
本発明の加湿器エレメント用基材は、繊維間に生ずる空隙により高い軽量性を確保できる。また、これらの空隙は、独立した空隙ではなく連続しているため、高い通気性に加えて、高い放湿性を有している。このような構造は、樹脂を含浸する方法や、表面部分を密に接着させてフィルム状構造を形成する方法など、これまでの一般的な硬質化手法では製造することが極めて困難な構造である。 The humidifier element substrate of the present invention can ensure high lightness due to the gaps formed between the fibers. In addition, since these voids are not independent voids but are continuous, they have high moisture release properties in addition to high air permeability. Such a structure is a structure that is extremely difficult to produce by conventional hardening methods such as a method of impregnating a resin and a method of forming a film-like structure by closely adhering surface portions. .
すなわち、本発明の加湿器エレメント用基材の見掛け密度は、用途に応じて、0.01〜0.3g/cm3程度の範囲から選択でき、形態安定性を保持しつつ、吸液性、保液性及び放湿性のバランスも保持する点から、例えば、0.03〜0.25g/cm3、好ましくは0.05〜0.20g/cm3、さらに好ましくは0.05〜0.15g/cm3(特に0.07〜0.13g/cm3)程度である。見かけ密度が低すぎると、保液性は向上するものの、表面硬さ、機械的特性、成形性が低下し、逆に高すぎると、吸液性や硬さなどの機械的特性は確保できるものの、保液性が低下する。なお、密度が低下すると、繊維が交絡し、交点で融着しただけの一般的な不織繊維構造に近くなり、一方、密度が高くなると、繊維が束状に融着し、多孔質成形体に近い構造となる。 That is, the apparent density of the base material for the humidifier element of the present invention can be selected from the range of about 0.01 to 0.3 g / cm 3 depending on the application, while maintaining the form stability, From the point of maintaining the balance between liquid retention and moisture release, for example, 0.03 to 0.25 g / cm 3 , preferably 0.05 to 0.20 g / cm 3 , more preferably 0.05 to 0.15 g. / Cm 3 (particularly 0.07 to 0.13 g / cm 3 ). If the apparent density is too low, the liquid retention is improved, but the surface hardness, mechanical properties, and moldability are reduced. Conversely, if the apparent density is too high, mechanical properties such as liquid absorbency and hardness can be secured. , Liquid retention is reduced. When the density decreases, the fibers become entangled and become close to a general non-woven fiber structure in which the fibers are fused at the intersections. On the other hand, when the density is increased, the fibers are fused in a bundle, and the porous molded body. It becomes a structure close to.
加湿器エレメント用基材の目付は、例えば、50〜5000g/m2程度の範囲から選択でき、好ましくは100〜3000g/m2、さらに好ましくは150〜1000g/m2(特に200〜800g/m2)程度である。目付が小さすぎると、硬さや成形性を確保することが難しく、また、目付が大きすぎると、ウェブが厚すぎて湿熱加工において、高温水蒸気が充分にウェブ内部に入り込めず、厚み方向に均一な構造体とするのが困難になる。 Basis weight of the humidifier element substrate for, for example, be selected from 50~5000g / m 2 approximately, preferably in the range of 100 to 3000 g / m 2, more preferably 150~1000g / m 2 (in particular 200 to 800 g / m 2 ) About. If the basis weight is too small, it will be difficult to ensure hardness and formability. If the basis weight is too large, the web will be too thick, and high-temperature steam will not be able to sufficiently enter the inside of the web in wet heat processing, and it will be uniform in the thickness direction. It becomes difficult to make a simple structure.
本発明の加湿器エレメント用基材が、板状又はシート状である場合、その厚みは特に限定されないが、0.5〜500mm程度の範囲から選択でき、例えば、1〜100mm、好ましくは1.5〜50mm、さらに好ましくは2〜20mm程度である。厚みが薄すぎると、硬さの確保が難しくなり、厚すぎると、含まれた水分を放出する表面積の割合が低くなり、空気を加湿する効率が低下する。本発明の加湿器エレメント用基材は嵩高い構造を形成しても内部まで湿熱接着性繊維を均一に融着させることができるので、自立性の高い嵩高い加湿器エレメント用基材とできる。また本発明の加湿器エレメント用基材は成形性が高いので、複数枚重ねて、熱処理(例えば湿熱処理)することで、一層嵩高い構造を容易に作成できる。 When the base material for humidifier elements of this invention is plate shape or sheet shape, the thickness is not specifically limited, but can be selected from the range of about 0.5 to 500 mm, for example, 1 to 100 mm, preferably 1. It is 5-50 mm, More preferably, it is about 2-20 mm. If the thickness is too thin, it will be difficult to ensure the hardness, and if it is too thick, the ratio of the surface area that releases the contained moisture will be low, and the efficiency of humidifying the air will be reduced. Even if the humidifier element substrate of the present invention forms a bulky structure, the wet heat adhesive fibers can be uniformly fused to the inside, so that it can be a highly self-supporting bulky humidifier element substrate. Moreover, since the base material for humidifier elements of this invention has high moldability, a more bulky structure can be easily created by stacking a plurality of sheets and subjecting them to heat treatment (for example, wet heat treatment).
本発明の加湿器エレメント用基材は、不織繊維構造を有しているため、通気性が高い。具体的にはフラジール形法による通気度が0.1cm3/(cm2・秒)以上[例えば、0.1〜300cm3/(cm2・秒)]、好ましくは0.5〜250cm3/(cm2・秒)[例えば、1〜250cm3/(cm2・秒)]、さらに好ましくは5〜200cm3/(cm2・秒)程度であり、通常、1〜100cm3/(cm2・秒)程度である。通気度が小さすぎると、放湿性が低下する。一方、通気度が大き過ぎると、放湿性は高くなるが、成形体内の繊維空隙が大きくなりすぎ、曲げ応力や吸液性、保液性が低下する。 Since the base material for humidifier elements of the present invention has a non-woven fiber structure, the air permeability is high. Specifically, the air permeability according to the fragile method is 0.1 cm 3 / (cm 2 · sec) or more [eg, 0.1 to 300 cm 3 / (cm 2 · sec)], preferably 0.5 to 250 cm 3 / (Cm 2 · sec) [for example, 1 to 250 cm 3 / (cm 2 · sec)], more preferably about 5 to 200 cm 3 / (cm 2 · sec), and usually 1 to 100 cm 3 / (cm 2・ Second). If the air permeability is too small, the moisture release performance is lowered. On the other hand, if the air permeability is too high, the moisture release property is increased, but the fiber voids in the molded body are too large, and the bending stress, the liquid absorption property, and the liquid retention property are lowered.
本発明の加湿器エレメント用基材は、吸水速度が高く、吸液性及び放湿性に優れるとともに、保液性も高い。具体的には、加湿器エレメント用基材の吸水速度は、JIS L1907滴下法に準じた方法で、例えば、10秒以下、好ましくは5秒以下、さらに好ましくは1秒以下である。また、吸水率(保水率)は、JIS L1907に準じた方法で、例えば、100質量%以上、好ましくは200質量%以上(例えば、200〜5000質量%)、さらに好ましくは500質量%以上(例えば、500〜3000質量%)である。 The humidifier element substrate of the present invention has a high water absorption rate, excellent liquid absorption and moisture release properties, and high liquid retention. Specifically, the water absorption rate of the humidifier element substrate is a method according to the JIS L1907 dropping method, for example, 10 seconds or less, preferably 5 seconds or less, and more preferably 1 second or less. The water absorption rate (water retention rate) is, for example, 100% by mass or more, preferably 200% by mass or more (for example, 200 to 5000% by mass), more preferably 500% by mass or more (for example, according to JIS L1907). 500-3000 mass%).
更に加湿器エレメントとして使用する場合には、水を液面より上に吸い上げる吸水性(バイレック法)が有用である。この能力が大きいほど空気を加湿する際に、加湿器エレメントにおける空気との接触面積をより大きくする事が可能になるからである。本発明においては、より充分な吸水性を発現させるためには、吸水開始から600秒間でのこの値が3cm以上である事が必要であり、好ましくは4cm以上、より好ましくは5cm以上である。 Furthermore, when using as a humidifier element, the water absorption (Byreck method) which sucks up water above a liquid level is useful. This is because the larger the capacity, the larger the contact area with the air in the humidifier element when humidifying the air. In the present invention, in order to develop sufficient water absorption, this value after 600 seconds from the start of water absorption needs to be 3 cm or more, preferably 4 cm or more, more preferably 5 cm or more.
一方で、本発明の加湿器エレメント用基材は、空気を加湿するための水分をより素早く確保するとともに、この水分をより素早く空気中に放出する事が必要である。すなわち、本発明の加湿器エレメントそのものは水を保持しようとする力が低い方が好ましい。この力は平衡水分率で表すことができ、その値は、5%以下である事が好ましく、より好ましくは4%以下、更に好ましくは3%以下である。
同様に、乾燥速度が大きい事からも水分を素早く放出する事が言える。
On the other hand, the humidifier element substrate of the present invention needs to secure moisture for humidifying air more quickly and to release this moisture into the air more quickly. That is, it is preferable that the humidifier element itself of the present invention has a low force for holding water. This force can be expressed by an equilibrium moisture content, and the value is preferably 5% or less, more preferably 4% or less, and still more preferably 3% or less.
Similarly, it can be said that moisture is quickly released because of the high drying rate.
また、本発明の加湿器エレメント用基材は、形態安定性が高いため、水分を吸収しても体積の膨張が少ない。同時に、大きな変形を伴うような吸水性を有する基材は、良好な放湿性を発揮する事が困難であるため、このバランスが良好な範囲にあるようにする事が必要である。具体的には、充分に(飽和状態に)水を吸収させたときの寸法膨張率(例えば、板状成形体の場合、縦方向、横方向、厚み方向のそれぞれの寸法膨張率)が、例えば、4%以下(例えば、0.0001〜4%)、好ましくは0.001〜3.5%、さらに好ましくは0.01〜3%(特に0.1〜2%)程度である。 Moreover, since the base material for humidifier elements of this invention has high form stability, even if it absorbs water | moisture content, there is little expansion | swelling of a volume. At the same time, it is difficult for a substrate having water absorbency with large deformation to exhibit good moisture-releasing properties, so it is necessary to make this balance within a good range. Specifically, the dimensional expansion rate when water is sufficiently absorbed (saturated) (for example, in the case of a plate-like molded body, the respective dimensional expansion rates in the vertical direction, the horizontal direction, and the thickness direction) is, for example, 4% or less (for example, 0.0001 to 4%), preferably 0.001 to 3.5%, and more preferably 0.01 to 3% (particularly 0.1 to 2%).
以上のような形態安定性、保水性、そして放湿性を有している事により、本発明の加湿器エレメント用基材をエレメントとして用いる場合、このエレメントを吸水部からフィン状に多数立上げ、その回りを空気が通過する事で空気を加湿する事が可能となる。また、大きな加湿能力が必要な場合は、このフィンを適度な間隔で平行に空気の通路に立ち上げる事で補う事ができる。したがって、従来の紙や不織布を用いる場合などのようにハニカム構造のような複雑な形状にすることなく、形態を保ちながら加湿する空気と接し、加湿する事が可能である。 By using the humidifier element base material of the present invention as an element by having the above-described form stability, water retention, and moisture release properties, a large number of these elements are raised in the form of fins from the water absorption part, It is possible to humidify the air as it passes around it. Moreover, when a large humidification capability is required, it can be compensated by raising the fins in the air passage in parallel at appropriate intervals. Therefore, it is possible to contact and humidify the air while maintaining the form without using a complicated shape such as a honeycomb structure as in the case of using conventional paper or nonwoven fabric.
[加湿器エレメント用基材の製造方法]
本発明の加湿器エレメント用基材の製造方法では、まず、前記湿熱接着性繊維を含む繊維をウェブ化する。ウェブの形成方法としては、慣用の方法、例えば、スパンボンド法、メルトブロ一法などの直接法、メルトブロー繊維やステープル繊維などを用いたカード法、エアレイ法などの乾式法などを利用できる。
[Method of manufacturing substrate for humidifier element]
In the method for manufacturing a substrate for a humidifier element of the present invention, first, the fiber containing the wet heat adhesive fiber is formed into a web. As a method for forming the web, a conventional method, for example, a direct method such as a spunbond method or a meltblowing method, a card method using meltblown fibers or staple fibers, a dry method such as an airlay method, or the like can be used.
これらの方法のうち、メルトブロー繊維やステープル繊維を用いたカード法、特にステープル繊維を用いたカード法が汎用される。ステープル繊維を用いて得られたウェブとしては、例えば、ランダムウェブ、セミランダムウェブ、パラレルウェブ、クロスラップウェブなどが挙げられる。これらのウェブのうち、束状融着繊維の割合を多くする場合には、セミランダムウェブ、パラレルウェブが好ましい。 Among these methods, a card method using melt blown fibers or staple fibers, particularly a card method using staple fibers is widely used. Examples of the web obtained using staple fibers include a random web, a semi-random web, a parallel web, and a cross-wrap web. Of these webs, a semi-random web and a parallel web are preferred when the proportion of bundled fused fibers is increased.
次に、得られた繊維ウェブは、ベルトコンベアにより次工程へ送られ、次いで過熱又は高温蒸気(高圧スチーム)流に晒されることにより、不織繊維構造を有する成形体が得られる。すなわち、ベルトコンベアで運搬された繊維ウェブは、前記蒸気噴射装置のノズルから噴出される高速高温水蒸気流の中を通過する際、吹き付けられた高温水蒸気により、湿熱接着性繊維が融着し、繊維同士(湿熱接着性繊維同士、又は湿熱接着性繊維と他の繊維)が三次元的に接着される。特に、本発明における繊維ウェブは通気性を有しているため、高温水蒸気が内部にまで浸透し、略均一な融着状態を有する成形体を得ることができる。 Next, the obtained fiber web is sent to the next step by a belt conveyor, and then exposed to superheated or high-temperature steam (high-pressure steam) flow to obtain a shaped body having a non-woven fiber structure. That is, when the fiber web transported by the belt conveyor passes through the high-speed high-temperature steam flow ejected from the nozzle of the steam spraying device, the wet-heat adhesive fibers are fused by the sprayed high-temperature steam, and the fiber Each other (wet heat adhesive fibers or wet heat adhesive fibers and other fibers) are three-dimensionally bonded. In particular, since the fiber web in the present invention has air permeability, high-temperature water vapor penetrates into the inside, and a molded body having a substantially uniform fusion state can be obtained.
使用するベルトコンベアは、基本的には加工に用いる繊維ウェブを目的の密度に圧縮しつつ高温水蒸気処理することができれば、特に限定されるものではなく、エンドレスコンベアが好適に用いられる。尚、一般的な単独のベルトコンベアであってもよく、必要に応じて2台のベルトコンベアを組み合わせて、両ベルト間にウェブを挟むようにして運搬してもよい。このように運搬することにより、繊維ウェブを処理する際に、処理に用いる水、高温水蒸気、コンベアの振動などの外力により運搬してきた繊維ウェブの形態が変形するのを抑制できる。また、処理後の不織繊維の密度や厚みをこのベルトの間隔を調整することにより制御することも可能となる。 The belt conveyor to be used is not particularly limited as long as it can be subjected to high-temperature steam treatment while basically compressing the fiber web used for processing to a desired density, and an endless conveyor is preferably used. In addition, it may be a general single belt conveyor, or may be transported by combining two belt conveyors as necessary and sandwiching the web between both belts. By carrying in this way, when processing a fiber web, it can suppress that the form of the fiber web conveyed by external forces, such as water used for processing, high temperature steam, and vibration of a conveyor, changes. It is also possible to control the density and thickness of the processed non-woven fibers by adjusting the distance between the belts.
繊維ウェブに水蒸気を供給するためには、慣用の水蒸気噴射装置が用いられる。この水蒸気噴射装置としては、所望の圧力と量で、ウェブ全幅に亘り概ね均一に水蒸気を吹き付け可能な装置が好ましい。2台のベルトコンベアを組み合わせた場合、一方のコンベア内に装着され、通水性のコンベアベルト、又はコンベアの上に載置されたコンベアネットを通してウェブに水蒸気を供給する。他方のコンベアには、サクションボックスを装着してもよい。サクションボックスによって、繊維ウェブを通過した過剰の水蒸気を吸引排出できる。また、繊維ウェブの表及び裏の両側を一度に水蒸気処理するために、さらに前記水蒸気噴射装置が装着されているコンベアとは反対側のコンベアにおいて、前記水蒸気噴射
装置が装着されている部位よりも下流部のコンベア内に別の水蒸気噴射装置を設置してもよい。下流部の水蒸気噴射装置及びサクションボックスがない場合、繊維ウェブの表と裏を水蒸気処理したい場合は、一度処理した繊維ウェブの表裏を反転させて再度処理装置内を通過させることで代用してもよい。
In order to supply water vapor to the fiber web, a conventional water vapor jet apparatus is used. As this steam spraying device, a device capable of spraying steam substantially uniformly over the entire width of the web at a desired pressure and amount is preferable. When two belt conveyors are combined, water vapor is supplied to the web through a water-permeable conveyor belt or a conveyor net placed on the conveyor. A suction box may be attached to the other conveyor. Excess water vapor that has passed through the fiber web can be sucked and discharged by the suction box. Further, in order to perform steam treatment on both sides of the front and back of the fiber web at a time, in a conveyor opposite to the conveyor on which the steam spraying device is mounted, more than the portion on which the steam spraying device is mounted. You may install another water vapor | steam injection apparatus in the conveyor of a downstream part. If there is no downstream steam injection device and suction box, and if you want to steam-treat the front and back of the fiber web, you can reverse the front and back of the fiber web that has been treated once and pass it through the processing device again. Good.
コンベアに用いるエンドレスベルトは、繊維ウェブの運搬や高温水蒸気処理の妨げにならなければ、特に限定されない。ただし、高温水蒸気処理をした場合、その条件により繊維ウェブの表面にベルトの表面形状が転写される場合があるので、用途に応じて適宜選択するのが好ましい。特に、表面の平坦な成形体を得たい場合には、メッシュの細かいネットを使用すればよい。なお、90メッシュ程度が上限であり、概ね90メッシュより粗いネット(例えば、10〜50メッシュ程度のネット)が好ましい。これ以上のメッシュの細かなネットは、通気性が低く、水蒸気が通過し難くなる。メッシュベルトの材質は、水蒸気処理に対する耐熱性などの観点より、金属、耐熱処理したポリエステル系樹脂、ポリ
フェニレンサルファイド系樹脂、ポリアリレート系樹脂(全芳香族系ポリエステル系樹脂)、芳香族ポリアミド系樹脂などの耐熱性樹脂などが好ましい。
The endless belt used for the conveyor is not particularly limited as long as it does not hinder the conveyance of the fiber web or the high-temperature steam treatment. However, when high-temperature steam treatment is performed, the surface shape of the belt may be transferred to the surface of the fiber web depending on the conditions. In particular, when it is desired to obtain a molded body having a flat surface, a net with a fine mesh may be used. The upper limit is about 90 mesh, and a net that is roughly coarser than 90 mesh (for example, a net of about 10 to 50 mesh) is preferable. A finer mesh net than this has low air permeability and makes it difficult for water vapor to pass through. The mesh belt is made of metal, heat-treated polyester resin, polyphenylene sulfide resin, polyarylate resin (fully aromatic polyester resin), aromatic polyamide resin, etc. The heat resistant resin is preferable.
水蒸気噴射装置から噴射される高温水蒸気は、気流であるため、水流絡合処理やニードルパンチ処理とは異なり、被処理体である繊維ウェブ中の繊維を大きく移動させることなく繊維ウェブ内部へ進入する。この繊維ウェブ中への水蒸気流の進入作用及び湿熱作用によって、水蒸気流が繊維ウェブ内に存在する各繊維の表面を湿熱状態で効率的に覆い、均一な熱接着が可能になると考えられる。また、この処理は高速気流下で極めて短時間に行われるため、水蒸気の繊維表面への熱伝導は充分であるが、繊維内部への熱伝導が充分になされる前に処理が終了してしまい、そのため高温水蒸気の圧力や熱により、処理される繊維ウェブ全体がつぶれたり、その厚みが損なわれるような変形も起こりにくい。その結
果、繊維ウェブに大きな変形が生じることなく、表面及び厚み方向における接着の程度が概ね均一になるように湿熱接着が完了する。また、乾熱処理に比べて、不織繊維構造内部に対して充分に熱を伝導できるため、表面及び厚み方向における融着の程度が概ね均一になる。
Since the high-temperature steam sprayed from the steam spraying device is an air stream, unlike the hydroentanglement process or the needle punch process, the fibers in the fiber web that is the object to be processed enter the inside of the fiber web without largely moving. . It is considered that due to the invasion action and wet heat action of the water vapor flow into the fiber web, the water vapor flow efficiently covers the surface of each fiber existing in the fiber web in a wet heat state, and uniform heat bonding becomes possible. In addition, since this treatment is performed in a very short time under a high-speed air flow, the heat conduction of the water vapor to the fiber surface is sufficient, but the treatment is completed before the heat conduction to the inside of the fiber is sufficiently achieved. For this reason, the entire fiber web to be processed is not easily crushed or deformed such that its thickness is impaired by the pressure or heat of high-temperature steam. As a result, the wet heat bonding is completed so that the degree of bonding in the surface and the thickness direction is substantially uniform without causing large deformation in the fiber web. Further, since heat can be sufficiently conducted to the inside of the non-woven fiber structure as compared with the dry heat treatment, the degree of fusion in the surface and the thickness direction becomes substantially uniform.
さらに、表面硬さや曲げ強度の高い成形体を得る場合には、ウェブに高温水蒸気を供給して処理する際に、処理されるウェブを、コンベアベルト又はローラーの間で、目的の見かけ密度(例えば、0.3〜1g/cm3程度)に圧縮した状態で高温水蒸気に晒すのが重要である。特に、相対的に高密度の成形体を得ようとする場合には、高温水蒸気で処理する際に、十分な圧力で繊維ウェブを圧縮する必要がある。さらに、ローラー間又はコンベア間に適度なクリアランスを確保することで、目的の厚みや密度に調整することも可能である。コンベアの場合には、一気にウェブを圧縮することが困難なので、ベルトの張力をできるだけ高く設定し、蒸気処理地点の上流から徐々にクリアランスを狭めていくのが好ましい。さらに、蒸気圧力、処理速度を調整することにより所望の曲げ硬さ、表面硬度、軽量性、通気度を有する成形体に加工する。 Furthermore, when obtaining a molded body having a high surface hardness and bending strength, when the high-temperature steam is supplied to the web for processing, the web to be processed is placed between a conveyor belt or rollers with a desired apparent density (for example, , About 0.3 to 1 g / cm 3 ), and exposure to high temperature water vapor is important. In particular, when trying to obtain a relatively high-density molded body, it is necessary to compress the fiber web with sufficient pressure when processing with high-temperature steam. Furthermore, it is also possible to adjust to a target thickness and density by securing an appropriate clearance between rollers or between conveyors. In the case of a conveyor, since it is difficult to compress the web at a stretch, it is preferable to set the belt tension as high as possible and gradually narrow the clearance from the upstream of the steam treatment point. Furthermore, it is processed into a molded body having desired bending hardness, surface hardness, lightness, and air permeability by adjusting the steam pressure and the processing speed.
このとき、硬度を上げたい場合には、ウェブを挟んでノズルと反対側のエンドレスベルトの裏側をステンレス板などにし、蒸気が通過できない構造とすれば、被処理体であるウェブを通過した蒸気がここで反射するので、蒸気の保温効果によってより強固に接着される。逆に、軽度の接着が必要な場合には、サクションボックスを配置し、余分な水蒸気を室外へ排出してもよい。 At this time, if it is desired to increase the hardness, the back side of the endless belt on the opposite side of the nozzle across the web is made of a stainless steel plate or the like so that the steam cannot pass through. Since it reflects here, it adhere | attaches more firmly by the heat retention effect of vapor | steam. Conversely, when light adhesion is required, a suction box may be provided to discharge excess water vapor to the outside.
高温水蒸気を噴射するためのノズルは、所定のオリフィスが幅方向に連続的に並んだプレートやダイスを用い、これを供給される繊維ウェブの幅方向にオリフィスが並ぶように配置すればよい。オリフィス列は一列以上あればよく、複数列が並行した配列であってもよい。また、一列のオリフィス列を有するノズルダイを複数台並列に設置してもよい。 The nozzle for injecting the high-temperature steam may be a plate or a die in which predetermined orifices are continuously arranged in the width direction, and may be arranged so that the orifices are arranged in the width direction of the fiber web to be supplied. There may be one or more orifice rows, and a plurality of rows may be arranged in parallel. A plurality of nozzle dies having a single orifice array may be installed in parallel.
プレートにオリフィスを開けたタイプのノズルを使用する場合、プレートの厚みは、0.5〜1mm程度であってもよい。オリフィスの径やピッチに関しては、目的とする繊維固定が可能な条件であれば特に制限はないが、オリフィスの直径は、通常、0.05〜2mm、好ましくは0.1〜1mm、さらに好ましくは0.2〜0.5mm程度である。オリフィスのピッチは、通常、0.5〜3mm、好ましくは1〜2.5mm、さらに好ましくは1〜1.5mm程度である。オリフィスの径が小さすぎると、ノズルの加工精度が低くなり、加工が困難になるという設備的な問題点と、目詰まりを起こしやすくなるという運転上の問題点が生じ易い。逆に、大きすぎると、水蒸気噴射力が低下する。一方、ピッチが小さすぎると、ノズル孔が密になりすぎるため、ノズル自体の強度が低下する。一方、ピッチが大きすぎると、高温水蒸気がウェブに充分に当たらないケースが生じるため、ウェブ強度が低下する。 When using a type of nozzle having an orifice in the plate, the thickness of the plate may be about 0.5 to 1 mm. The orifice diameter and pitch are not particularly limited as long as the target fiber fixation is possible, but the orifice diameter is usually 0.05 to 2 mm, preferably 0.1 to 1 mm, more preferably. It is about 0.2 to 0.5 mm. The pitch of the orifices is usually about 0.5 to 3 mm, preferably about 1 to 2.5 mm, and more preferably about 1 to 1.5 mm. If the orifice diameter is too small, the processing accuracy of the nozzle becomes low and the processing becomes difficult, and the operational problem that clogging is likely to occur easily occurs. On the other hand, if it is too large, the water vapor jetting power is reduced. On the other hand, if the pitch is too small, the nozzle holes become too dense and the strength of the nozzle itself is reduced. On the other hand, when the pitch is too large, there is a case where high-temperature water vapor does not sufficiently hit the web, so that the web strength is lowered.
高温水蒸気についても、目的とする繊維の固定が実現できれば特に限定はなく、使用する繊維の材質や形態により設定すればよいが、圧力は、例えば、0.1〜2MPa、好ましくは0.2〜1.5MPa、さらに好ましくは0.3〜1MPa程度である。水蒸気の圧力が高すぎたり、強すぎる場合には、ウェブを形成する繊維が必要以上に動いて地合の乱れを生じたり、繊維が溶融しすぎて部分的に繊維形状を保持できなくなる可能性がある。また、圧力が弱すぎると、繊維の融着に必要な熱量をウェブに与えることができなくなったり、水蒸気がウェブを貫通できず、厚み方向に繊維融着斑を生ずる場合がある。また、ノズルからの水蒸気の均一な噴出の制御が困難になる場合がある。 The high-temperature steam is not particularly limited as long as the target fiber can be fixed, and may be set according to the material and form of the fiber used. The pressure is, for example, 0.1 to 2 MPa, preferably 0.2 to The pressure is about 1.5 MPa, more preferably about 0.3 to 1 MPa. If the water vapor pressure is too high or too strong, the fibers that make up the web may move more than necessary, causing turbulence, or the fibers may melt too much to partially retain the fiber shape. There is. On the other hand, if the pressure is too weak, it may not be possible to give the web the amount of heat necessary for fiber fusion, or water vapor may not penetrate the web, resulting in fiber fusion spots in the thickness direction. In addition, it may be difficult to control the uniform ejection of water vapor from the nozzle.
高温水蒸気の温度は、例えば、70〜150℃、好ましくは80〜120℃、さらに好ましくは90〜110℃程度である。高温水蒸気の処理速度は、例えば、200m/分以下、好ましくは0.1〜100m/分、さらに好ましくは1〜50m/分程度である。 The temperature of the high-temperature steam is, for example, about 70 to 150 ° C, preferably about 80 to 120 ° C, and more preferably about 90 to 110 ° C. The processing speed of the high temperature steam is, for example, 200 m / min or less, preferably 0.1 to 100 m / min, and more preferably about 1 to 50 m / min.
必要であれば、コンベアベルトに所定の凹凸柄や文字、絵などを付与しておき、これらを転写させることで得られる成形体に意匠性を付与することも可能である。また、他の資材と積層して積層体を形成してもよく、成形加工により所望の形態(円柱状、四角柱状、球状、楕円体状などの各種形状)に加工してもよい。特に、本発明では、硬質で形態安定性に優れるため、吸液性、保液性、放湿性などの液体の吸放出に関する特性を損なうことなく、各種形状に加工できる。 If necessary, it is also possible to impart designability to a molded body obtained by applying predetermined uneven patterns, characters, pictures, etc. to the conveyor belt and transferring them. Further, it may be laminated with other materials to form a laminated body, or may be processed into a desired form (various shapes such as a columnar shape, a quadrangular prism shape, a spherical shape, an ellipsoidal shape) by molding. In particular, in the present invention, since it is hard and excellent in shape stability, it can be processed into various shapes without impairing the properties related to the absorption and release of liquid such as liquid absorption, liquid retention and moisture release.
このようにして繊維ウェブの繊維を部分的に湿熱接着した後、得られる不織繊維構造を有する成形体に水分が残留する場合があるので、必要に応じてウェブを乾燥してもよい。乾燥に関しては、乾燥用加熱体に接触した成形体の表面が、乾燥の熱により繊維が溶融して繊維形態が消失しないことが必要であり、繊維形態が維持できる限り、慣用の方法を利用できる。例えば、不織布の乾燥に使用されるシリンダー乾燥機やテンターのような大型の乾燥設備を使用してもよいが、残留している水分は微量であり、比較的軽度な乾燥手段により乾燥可能なレベルである場合が多いため、遠赤外線照射、マイクロ波照射、電子線照射などの非接触法や熱風を吹き付けたり、通過させる方法などが好ましい。 After the fibers of the fiber web are partially wet-heat bonded in this way, moisture may remain in the resulting molded body having the nonwoven fiber structure, and the web may be dried as necessary. As for drying, it is necessary that the surface of the molded body in contact with the heating body for drying does not lose the fiber form due to the heat of drying so that the fiber form does not disappear, and a conventional method can be used as long as the fiber form can be maintained. . For example, a large dryer such as a cylinder dryer or tenter used for drying nonwoven fabrics may be used, but the remaining moisture is very small and can be dried by a relatively light drying means. Therefore, a non-contact method such as far-infrared irradiation, microwave irradiation, electron beam irradiation, or a method of blowing or passing hot air is preferable.
さらに、成形体は、前述のように、湿熱接着性繊維を高温水蒸気により接着させて得られるが、部分的に(湿熱接着により得られた成形体同士の接着など)、他の慣用の方法、例えば、部分的な熱圧融着(熱エンボス加工など)、機械的圧縮(ニードルパンチなど)などの処理方法により接着されていてもよい。 Furthermore, as described above, the molded body is obtained by adhering wet heat adhesive fibers with high-temperature steam, but partially (such as bonding between molded bodies obtained by wet heat bonding), other conventional methods, For example, you may adhere | attach by processing methods, such as partial hot-pressure melt | fusion (hot embossing etc.) and mechanical compression (needle punch etc.).
なお、湿熱接着性繊維は、繊維ウェブを熱湯に漬すことでも融着するが、このような方法では繊維接着率の制御が困難であり、また繊維接着率の均一性が高い成形体を得るのが困難である。その原因は、繊維ウェブ中に必然的に含まれる空気の影響で位置によって湿熱接着性が異なること、この空気が繊維ウェブの外に押し出されることによる構造への影響、湿熱接着させた繊維ウェブを熱湯中から取り出すときの引き取りローラーによる繊維内部の微細構造の変形や取り出した繊維ウェブ中に含まれる熱湯の重さによる上下方向の微細構造の変形の違いなどであると推定できる。 The wet heat adhesive fibers can also be fused by dipping the fiber web in hot water. However, it is difficult to control the fiber adhesion rate by such a method, and a molded product with high uniformity of the fiber adhesion rate is obtained. Is difficult. The reason for this is that the wet heat adhesiveness differs depending on the position due to the air contained in the fiber web, the influence on the structure caused by this air being pushed out of the fiber web, the wet heat bonded fiber web It can be presumed that the deformation of the fine structure inside the fiber by the take-off roller when taking out from the hot water or the difference in the deformation of the fine structure in the vertical direction due to the weight of the hot water contained in the taken-out fiber web.
本発明の加湿器エレメント用基材は、吸液性、保液性及び放湿性と形態安定性とのバランスに優れるため、従来のエレメントのようにその形態を保つとともにその表面積を大きく保つためにハニカム構造を代表とするような複雑な加工を必要とせず、オフィスや住宅などの家屋、車両などに利用できる。 The base material for a humidifier element of the present invention is excellent in the balance between liquid absorption, liquid retention, moisture release and form stability, so as to keep its form and keep its surface area large like conventional elements. It does not require complicated processing such as a honeycomb structure, and can be used for offices and houses such as houses and vehicles.
具体的には、本発明の加湿器エレメント用基材は、速やかな吸液速度、高い吸液性及び保液性、迅速な放湿性を兼ね備える。また、適度な硬度を有しているため、成形性に優れるとともに、比較的小型の成形体では、高い形態安定性を有している。従って、本発明の加湿器エレメント用基材は、小型で複雑な構造を要求される加湿器にも適している。 Specifically, the substrate for a humidifier element of the present invention has a rapid liquid absorption speed, high liquid absorbency and liquid retention, and quick moisture release. Moreover, since it has moderate hardness, it is excellent in moldability, and a relatively small molded body has high form stability. Therefore, the humidifier element substrate of the present invention is also suitable for a humidifier that requires a small and complicated structure.
さらに、本発明の加湿器エレメント用基材は、水分の吸収性、保持性及び放出性のバランスに優れる点から、家屋、車両などにおいての用途にも適している。中でも、高い吸水性、保水性及び排水性を有する点から、捕集した水分を滞留させることなく、速やかに放湿する必要のある加湿器にも適している。 Furthermore, the base material for humidifier elements of the present invention is suitable for use in houses, vehicles, and the like because of its excellent balance of moisture absorption, retention and release. Among these, from the point of having high water absorption, water retention and drainage, it is also suitable for humidifiers that need to quickly release moisture without retaining the collected water.
このような加湿器エレメント用基材の形状は、備え付ける収納庫(収納室)の部位や部材の形状に応じて選択でき、例えば、板状(平板状、湾曲板状、屈曲板状など)、円筒状などである。これらのうち、加湿器エレメント用基材は、通常、収納庫の内壁(側壁、天井、床など)付近に配設することが多いため、その形状は、通常、板状である。加湿器エレメント用基材を収納庫の側壁に配設する場合、繊維の配向性を考慮して、加湿器エレメント用基材の面方向が側壁の面方向と平行するように、収納庫の側壁に沿って配設するのが好ましい。このように加湿器エレメント用基材を配設することにより、板面で捕集した水分を収納庫の側壁に沿った方向に排液することができる。なお、加湿器エレメント用基材が比較的大きな板状成形体の場合、必要に応じて、金属やプラスチックなどで構成された枠体や板状体などの補強部材と組み合わせてもよい。 The shape of such a humidifier element base material can be selected according to the location of the storage (storage chamber) to be provided and the shape of the member, for example, plate shape (flat plate shape, curved plate shape, bent plate shape, etc.) It is cylindrical. Of these, the humidifier element base material is usually disposed in the vicinity of the inner wall (side wall, ceiling, floor, etc.) of the storage, and therefore the shape thereof is usually plate-like. When the humidifier element base material is arranged on the side wall of the storage case, the side wall of the storage case is arranged so that the surface direction of the humidifier element base material is parallel to the surface direction of the side wall in consideration of the fiber orientation. It is preferable to arrange | position along. Thus, by arrange | positioning the base material for humidifier elements, the water | moisture content collected by the board surface can be drained in the direction along the side wall of a storage. In addition, when the base material for humidifier elements is a comparatively big plate-shaped molded object, you may combine with reinforcement members, such as a frame body and plate-shaped body comprised with the metal, the plastics, etc. as needed.
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例における各物性値は、以下に示す方法により測定した。なお、実施例中の「%」はことわりのない限り、質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples. Each physical property value in the examples was measured by the following method. In the examples, “%” is based on mass unless otherwise specified.
(1)目付(g/m2)
JIS L1913「一般短繊維不織布試験方法」に準じて測定した。
(1) Weight per unit (g / m 2 )
Measured according to JIS L1913 “Testing method for general short fiber nonwoven fabric”.
(2)厚み(mm)、見掛け密度(g/cm3)
JISL1913「一般短繊維不織布試験方法」に準じて厚みを測定し、この値と目付けの値とから見かけ密度を算出した。
(2) Thickness (mm), apparent density (g / cm 3 )
The thickness was measured according to JIS L1913 “General Short Fiber Nonwoven Fabric Testing Method”, and the apparent density was calculated from this value and the basis weight value.
(3)捲縮数
JIS L1015「化学繊維ステープル試験方法」(8.12.1)に準じて評価した。
(3) Number of crimps Evaluation was made according to JIS L1015 “Testing method for chemical fiber staples” (8.12.1).
(4)通気度
JIS L1096に準じ、フラジール形法にて測定した。
(4) Air permeability Measured by the fragile method according to JIS L1096.
(5)繊維接着率
走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、成形体断面を100倍に拡大した写真を撮影した。撮影した成形体の厚み方向における断面写真を厚み方向に三等分し、三等分した各領域(表面、内部(中央)、裏面)において、そこに見出せる繊維切断面(繊維端面)の数に対して繊維同士が接着している切断面の数の割合を求めた。各領域に見出せる全繊維断面数のうち、2本以上の繊維が接着した状態の断面の数の占める割合を以下の式に基づいて百分率で表わした。なお、繊維同士が接触する部分には、融着することなく単に接触している部分と、融着により接着している部分とがある。但し、顕微鏡撮影のために成形体を切断することにより、成形体の切断面においては、各繊維が有する応力によって、単に接触している繊維同士は分離する。従って、断面写真において、接触している繊維同士は、接着していると判断できる。
(5) Fiber Adhesion Rate Using a scanning electron microscope (SEM), a photograph was taken with the cross section of the molded body magnified 100 times. The photograph of the cross section in the thickness direction of the photographed molded product is divided into three equal parts in the thickness direction, and the number of fiber cut surfaces (fiber end faces) that can be found in each of the three divided regions (front surface, inside (center), back surface) On the other hand, the ratio of the number of cut surfaces where the fibers are bonded to each other was determined. Of the total number of fiber cross sections that can be found in each region, the ratio of the number of cross sections in a state where two or more fibers are bonded is expressed as a percentage based on the following formula. In addition, in the part which fibers contact, there exists a part which is simply contacting, without melt | fusion, and a part which has adhere | attached by melt | fusion. However, by cutting the molded body for microscopic photography, the fibers in contact with each other are separated from each other by the stress of each fiber on the cut surface of the molded body. Therefore, in the cross-sectional photograph, it can be determined that the contacting fibers are bonded to each other.
繊維接着率(%)=(2本以上接着した繊維の断面数)/(全繊維断面数)×100
但し、各写真について、断面の見える繊維は全て計数し、繊維断面数100以下の場合は、観察する写真を追加して全繊維断面数が100を超えるようにした。なお、三等分した各領域についてそれぞれ繊維接着率を求め、その最大値と最小値との割合から厚み方向における均一性を算出した。
Fiber adhesion rate (%) = (number of cross sections of fibers bonded two or more) / (total number of cross sections of fibers) × 100
However, for each photograph, all the fibers with visible cross sections were counted, and when the number of fiber cross sections was 100 or less, a photograph to be observed was added so that the total fiber cross section number exceeded 100. In addition, the fiber adhesion rate was calculated | required about each area | region divided into three equally, and the uniformity in the thickness direction was computed from the ratio of the maximum value and the minimum value.
(6)曲げ応力
JIS K7017に記載の方法のうちA法(3点曲げ法)に準じて測定した。このとき、測定サンプルは25mm幅×80mm長のサンプルを用い、支点間距離を50mmとし、試験速度を2mm/分として測定を行った。本発明では、この測定結果チャートにおける最大応力(ピーク応力)を最大曲げ応力とした。なお、曲げ応力の測定は、MD方向およびCD方向について測定した。ここで、MD方向とは、測定サンプルの長辺に対しウェブ流れ方向(MD)が平行となるように測定サンプルを採取した状態をいい、一方、CD方向とは、測定サンプルの長辺に対しウェブ幅方向(CD)が平行となるように測定サンプルを採取した状態をいう。
(6) Bending stress It measured according to A method (three-point bending method) among the methods as described in JIS K7017. At this time, the measurement sample was a 25 mm wide × 80 mm long sample, the distance between fulcrums was 50 mm, and the test speed was 2 mm / min. In the present invention, the maximum stress (peak stress) in this measurement result chart is defined as the maximum bending stress. The bending stress was measured in the MD direction and the CD direction. Here, the MD direction refers to a state in which the measurement sample is collected so that the web flow direction (MD) is parallel to the long side of the measurement sample, while the CD direction refers to the long side of the measurement sample. A state in which a measurement sample is collected so that the web width direction (CD) is parallel.
(7)1.5倍変位応力
曲げ応力の測定において、最大曲げ応力(ピーク応力)を示す曲げ量(変位)を超え、さらにその変位の1.5倍の変位まで曲げつづけた時の応力を、それぞれ1.5倍変位応力とした。
(7) 1.5 times displacement stress In the measurement of bending stress, the stress when the bending amount (displacement) exceeding the maximum bending stress (peak stress) is exceeded and further bent to 1.5 times the displacement is continued. The displacement stress was 1.5 times.
(8)吸水速度(ウィッキング法)
JIS−L1907「繊維製品の吸水性試験法」に準じて、吸水速度を測定した。サンプル上に、0.05g/滴の水滴を10mmの高さから1滴滴下し、その水滴がサンプルに吸い込まれるまでの時間を測定した。
(8) Water absorption rate (wicking method)
The water absorption rate was measured according to JIS-L1907 “Test method for water absorption of textile products”. One drop of 0.05 g / droplet of water from a height of 10 mm was dropped on the sample, and the time until the drop was sucked into the sample was measured.
(9)吸水性(バイレック法)
JIS−L1907「繊維製品の吸水性試験法」に準じて、吸水性を測定した。測定は、10秒、30秒、60秒、300秒、600秒と測定した。
(9) Water absorption (Bilec method)
The water absorption was measured according to JIS-L1907 “Test method for water absorption of textile products”. Measurement was performed at 10 seconds, 30 seconds, 60 seconds, 300 seconds, and 600 seconds.
(10)保水率(吸水率)
JIS L1907「吸水率」に準じて測定した。5cm×5cm角サイズのサンプルを調製し、質量(成形体質量)を測定する。このサンプルを水中に30秒間沈めておき、その後引き上げて、空気中に1つの角を上にした状態で1分間吊して表面の水を切った後、質量(吸水後質量)を測定し、以下の式に基づいて算出した。
吸水率=(吸水後質量−成形体質量)/成形体質量×100 (質量%)
(10) Water retention rate (water absorption rate)
Measured according to JIS L1907 “Water absorption”. A sample of 5 cm × 5 cm square size is prepared and the mass (molded body mass) is measured. This sample was submerged in water for 30 seconds, then pulled up, suspended for 1 minute in the air with one corner up, the surface water was drained, and the mass (mass after water absorption) was measured. It calculated based on the following formula | equation.
Water absorption rate = (mass after water absorption−molded body mass) / molded body mass × 100 (mass%)
(11)吸水時膨張率
サンプルを保水率試験と同じサイズにカットし、同じ条件下で24時間放置した後に、MD方向、CD方向、厚み方向について、標準状態下寸法(L1)をそれぞれ測定し、このサンプルを完全に覆うことのできる量の蒸留水中に5分間浸漬した後、これを引き上げ、1分間、垂直に吊り下げる事により水切りした後、同様に試料の長さ方向、幅方向そして厚みについて吸水後の寸法(L2)を測定し、次式に従い寸法変化率を算出した。各測定値は、5サンプルについて測定した値の平均値を用いた。
寸法変化率=[(L2)−(L1)]/(L1)×100 (%)
(11) Expansion coefficient upon water absorption After the sample was cut to the same size as the water retention test and allowed to stand for 24 hours under the same conditions, the dimensions under the standard condition (L1) were measured in the MD direction, CD direction, and thickness direction. After immersing the sample in an amount of distilled water that can completely cover the sample for 5 minutes, pulling it up and suspending it vertically for 1 minute, draining it in the same way, then length, width and thickness of the sample. The dimension after water absorption (L2) was measured and the dimensional change rate was calculated according to the following formula. For each measurement value, an average value of values measured for five samples was used.
Dimensional change rate = [(L2) − (L1)] / (L1) × 100 (%)
(12)初期乾燥速度
サンプルを10cm角の大きさにカットし、このサンプルを標準状態(20±2℃、65±4%RH)の環境下で24時間放置したサンプルを、大量の蒸留水中に30分間浸漬後、ピンセットで試料を取り出し、1分間空中に保持し、余分な水分を除去した。この試料について速やかに重量(wt)を測定し、速やかに40℃、65RH%に設定した恒温恒湿槽に入れた。この試料を恒温恒湿槽中に3時間静置した後に重量を測定した。この時、1時間あたりの平均重量減少を初期乾燥速度とした。
初期乾燥速度=(wt−w1)/3 (g/hr)
(12) Initial drying speed A sample was cut into a 10 cm square, and the sample was left in a standard state (20 ± 2 ° C., 65 ± 4% RH) for 24 hours in a large amount of distilled water. After immersion for 30 minutes, the sample was taken out with tweezers and held in the air for 1 minute to remove excess moisture. The sample was immediately measured for weight (wt) and immediately put in a constant temperature and humidity chamber set to 40 ° C. and 65 RH%. The sample was allowed to stand for 3 hours in a constant temperature and humidity chamber, and then the weight was measured. At this time, the average weight reduction per hour was defined as the initial drying speed.
Initial drying rate = (wt-w1) / 3 (g / hr)
(13)放湿量
サンプルを5cm幅×20cm長にカットし、このサンプルをサンプルの厚さの2倍以上に水を入れたバットに1分間浸漬した後、空中に1分間吊った状態で余計な水分をおとした。このサンプルの重量を測定(wa)した。そしてこのサンプルを、水の高さ7cmとなる様に水を入れた300mlのビーカーに水に浸かる高さが5cmとなる様に吊り下げた。このサンプルの水面からの高さ5cmのところにドライヤー(ナショナル社製、EH602型、ヒーター容量600W)の熱風を10分間あてた。この時の熱風は、サンプル表面で風速12〜15m/分、74〜76℃であった。この後、サンプルの重量を測定した(wb)。これらの値から、放湿率を以下の式で算出した。
放湿率=(wa−wb)/wa×100(%)
(13) Moisture release sample The sample was cut into 5 cm width x 20 cm length, and after immersing this sample in a vat with water more than twice the thickness of the sample for 1 minute, the sample was suspended in the air for 1 minute. Added a lot of moisture. The weight of this sample was measured (wa). The sample was suspended in a 300 ml beaker containing water so that the height of water was 7 cm so that the height of the sample immersed in water was 5 cm. Hot air of a dryer (manufactured by National, EH602 type, heater capacity 600 W) was applied to the sample at a height of 5 cm from the water surface for 10 minutes. The hot air at this time was wind speed 12-15 m / min and 74-76 degreeC on the sample surface. Thereafter, the weight of the sample was measured (wb). From these values, the moisture release rate was calculated by the following equation.
Moisture release rate = (wa−wb) / wa × 100 (%)
(14)平衡水分率
サンプルを10cm角の大きさにカットし、このサンプルをかく標準状態(20±2℃、65±4%RH)の環境下で24時間放置したサンプルの重量を測定(wc)した。このサンプルを熱風乾燥機内で140℃、8時間処理する事で乾燥し、乾燥重量を測定(wd)した。これらの値から、下式の通り、平衡水分率を計算した。
平衡水分率(%)=(wc−wd)/wd×100 (%)
(14) Equilibrium moisture content The sample was cut to a size of 10 cm square, and the weight of the sample was measured after leaving the sample in a standard state (20 ± 2 ° C., 65 ± 4% RH) for 24 hours (wc )did. This sample was dried by treating at 140 ° C. for 8 hours in a hot air dryer, and the dry weight was measured (wd). From these values, the equilibrium moisture content was calculated according to the following formula.
Equilibrium moisture content (%) = (wc−wd) / wd × 100 (%)
(15)形態保持性
不織繊維試料を5mm角の立方体形状にカットし、50cm3の水を入れた三角フラスコ(100cm3)に投入した。このフラスコを振とう器(ヤマト科学(株)製、「MK160型」)に装着し、振幅30mmの旋回方式にて60rpmの速度で30分間振とうさせた。振とう後、形態変化及び形態保持性状態を目視で観察し、以下の基準に従って3段階評価した。
(15) Shape retention A non-woven fiber sample was cut into a 5 mm square cube shape and charged into an Erlenmeyer flask (100 cm 3 ) containing 50 cm 3 of water. This flask was mounted on a shaker (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., “MK160 type”), and was shaken at a speed of 60 rpm for 30 minutes by a swirling method with an amplitude of 30 mm. After shaking, the morphological change and morphological retention state were visually observed and evaluated in three stages according to the following criteria.
◎:ほぼ処理前の形状を保持している。
○:大きく欠落した部分は見られないが、形態の変形が見られる。
×:欠落部分の発生が見られる。
(Double-circle): The shape before a process is substantially hold | maintained.
○: Large missing part is not seen, but deformation of form is seen.
X: Occurrence of missing parts is observed.
実施例1
湿熱接着性繊維として、芯成分がポリエチレンテレフタレート、鞘成分がエチレン−ビニルアルコール共重合体(エチレン含有量44モル%、ケン化度98.4モル%)である芯鞘型複合ステープル繊維((株)クラレ製、「ソフィスタ」、繊度2.2dtex、繊維長51mm、芯鞘質量比=50/50、捲縮数21個/25mm、捲縮率13.5%)を準備した。
Example 1
As a wet heat adhesive fiber, a core-sheath type composite staple fiber having a core component of polyethylene terephthalate and a sheath component of ethylene-vinyl alcohol copolymer (ethylene content 44 mol%, saponification degree 98.4 mol%) ) "Kuraray", "Sophista", fineness 2.2dtex, fiber length 51mm, core-sheath mass ratio = 50/50, number of crimps 21 / 25mm, crimp rate 13.5%).
この芯鞘型複合ステープル繊維を用いて、カード法により目付約100g/m2のカードウェブを作製し、このウェブを3枚重ねて合計目付約300g/m2のカードウェブとした。このカードウェブを、50メッシュ、幅500mmのステンレス製エンドレスネットを装備したベルトコンベアに移送した。尚、このベルトコンベアの金網の上部には同じ金網を有するベルトコンベアが装備されており、それぞれが同じ速度で同方向に回転し、これら両金網の間隔を任意に調整可能なベルトコンベアを使用した。 Using this core-sheath type composite staple fiber, a card web having a basis weight of about 100 g / m 2 was prepared by a card method, and three webs were stacked to form a card web having a total basis weight of about 300 g / m 2 . The card web was transferred to a belt conveyor equipped with a 50 mesh, 500 mm wide stainless steel endless net. In addition, the belt conveyor which has the same metal mesh is equipped in the upper part of the metal mesh of this belt conveyor, and it rotated in the same direction at the same speed, respectively, and used the belt conveyor which can adjust the space | interval of these metal meshes arbitrarily. .
次いで、下側コンベアに備えられた水蒸気噴射装置ヘカードウェブを導入し、この装置から0.4MPaの高温水蒸気をカードウェブの厚み方向に向けて通過するように(垂直に)噴出して水蒸気処理を施し、不織繊維構造を有する成形体を得た。この水蒸気噴射装置は、下側のコンベア内に、コンベアネットを介して高温水蒸気をウェブに向かって吹き付けるようにノズルが設置され、上側のコンベアにサクション装置が設置されていた。また、この噴射装置のウェブ進行方向における下流側には、ノズルとサクション装置との配置が逆転した組合せである噴射装置がもう一台設置されており、ウェブの表裏両面に対して蒸気処理を施した。 Next, the steam web is introduced into the steam jetting device provided in the lower conveyor, and steam treatment is performed by ejecting 0.4 MPa high-temperature steam from the device in the thickness direction of the card web (perpendicularly). As a result, a molded body having a non-woven fiber structure was obtained. In this steam spraying device, a nozzle is installed in the lower conveyor so as to spray high-temperature steam toward the web via a conveyor net, and a suction device is installed in the upper conveyor. Further, another jetting device, which is a combination of the arrangement of the nozzle and the suction device reversed, is installed on the downstream side in the web traveling direction of the jetting device, and steam treatment is performed on both the front and back sides of the web. did.
なお、水蒸気噴射ノズルの孔径は0.3mmであり、ノズルがコンベアの幅方向に沿って1mmピッチで1列に並べられた蒸気噴射装置を使用した。加工速度は3m/分であり、ノズル側とサクション側の上下コンベアベルト間の間隔(距離)は2.5mmとした。ノズルはコンベアベルトの裏側にベルトとほぼ接するように配置した。 In addition, the hole diameter of the water vapor | steam injection nozzle was 0.3 mm, and the vapor | steam injection apparatus with which the nozzle was arranged in 1 row at 1 mm pitch along the width direction of the conveyor was used. The processing speed was 3 m / min, and the interval (distance) between the upper and lower conveyor belts on the nozzle side and the suction side was 2.5 mm. The nozzles were arranged on the back side of the conveyor belt so as to be almost in contact with the belt.
得られた成形体は、ボード状の形態を有していた。これをベルトコンベアの流れ方向(MD方向)647mm、幅方向(CD方向)400mmに切断し、本発明の加湿器エレメント用基材を得た。また得られた加湿器エレメント用基材から評価用サンプルを切り出した。評価結果を表1に示す。 The obtained molded body had a board-like form. This was cut into a belt conveyor flow direction (MD direction) of 647 mm and a width direction (CD direction) of 400 mm to obtain a humidifier element substrate of the present invention. Moreover, the sample for evaluation was cut out from the obtained base material for humidifier elements. The evaluation results are shown in Table 1.
実施例2
芯鞘型複合ステープル繊維((株)クラレ製、「ソフィスタ」)とレーヨン繊維(繊度1.4dtex、繊維長44mm)とを60/40(質量比)の割合で混綿して目付約100g/m2のカードウェブを作製し、これを5枚重ねするとともに、ノズル側とサクション側の上下コンベアベルト間の間隔(距離)を5mmとする以外は実施例1と同様にして加湿器エレメント用基材を製造した。得られた加湿器エレメント用基材の評価結果を表1に示す。
Example 2
A core-sheath type composite staple fiber (manufactured by Kuraray Co., Ltd., “Sophista”) and rayon fiber (fineness: 1.4 dtex, fiber length: 44 mm) are blended at a ratio of 60/40 (mass ratio) to a weight of about 100 g / m The card web of No. 2 was prepared and five sheets were stacked, and the base material for the humidifier element was the same as in Example 1 except that the distance (distance) between the upper and lower conveyor belts on the nozzle side and the suction side was 5 mm. Manufactured. The evaluation results of the obtained humidifier element substrate are shown in Table 1.
実施例3
実施例1と同じカードウェブ(目付約100g/m2)を5枚重ねにするとともに、ノズル側とサクション側の上下コンベアベルト間の間隔(距離)を5mmとする以外は実施例1と同様にして加湿器エレメント用基材を製造した。得られた加湿器エレメント用基材の評価結果を表1に示す。
Example 3
The same card web as in Example 1 (approx. 100 g / m 2 ) is stacked five times, and the interval (distance) between the upper and lower conveyor belts on the nozzle side and the suction side is 5 mm. Thus, a base material for a humidifier element was manufactured. The evaluation results of the obtained humidifier element substrate are shown in Table 1.
比較例1
実施例2で用いたレーヨン繊維100%からなるウェブ(目付約100g/m2)を用い、このウェブを4枚重ねした状態で0.3mmΦ、1mmピッチのノズル孔から8MPaの圧力で噴出する水流を当てて一体化した後、アクリル系バインダー樹脂(日本カーバイト社製)を、その表及び裏各々約40g/m2塗布することで繊維を固定した親水性不織布からなる加湿器エレメント用基材を得た。評価結果を表1に示す。
Comparative Example 1
Using a web made of 100% rayon fibers used in Example 2 (approx. 100 g / m 2 ), water flow is ejected at a pressure of 8 MPa from a nozzle hole of 0.3 mmΦ and 1 mm pitch in a state where four webs are stacked. And then integrating the acrylic binder resin (manufactured by Nippon Carbide Co., Ltd.) with a front and back sides of about 40 g / m 2 respectively, and a substrate for a humidifier element comprising a hydrophilic nonwoven fabric to which fibers are fixed. Got. The evaluation results are shown in Table 1.
表1の結果から明らかなように、実施例の加湿器エレメント用基材は、繊維の接着率が厚み方向で均一であり、曲げ応力が高く、形態安定性に優れるとともに、吸水特性も優れている。特に、実施例1の加湿器エレメント用基材は、比較的、各種特性のバランスに優れている。 As is clear from the results in Table 1, the humidifier element base materials of the examples have a uniform fiber adhesion rate in the thickness direction, high bending stress, excellent shape stability, and excellent water absorption characteristics. Yes. In particular, the humidifier element substrate of Example 1 is relatively excellent in balance of various properties.
なお、実施例2の加湿器エレメント用基材では、レーヨン繊維の混合により、繊維融着点が減少している。また、コンベア間隔を広くし、低密度の成形体を製造している。従って、密度が低くかつ繊維接着率が低いため、曲げ強度及び形態保持性が低下している。一方、低密度構造で、かつレーヨンを含むため、吸水速度は速い。しかし、繊維密度が低く、毛管現象の発現レベルが低いためか、バイレック法による吸上げ試験値はやや低下している。
一方、吸水膨張率はセルロース繊維の膨潤や形態変化の影響でやや大となる。また乾燥速度はレーヨンが乾燥しにくく、低速となる。
In addition, in the base material for humidifier elements of Example 2, the fiber fusion | melting point has decreased by mixing of the rayon fiber. In addition, the conveyor interval is widened to produce a low-density molded body. Therefore, since the density is low and the fiber adhesion rate is low, the bending strength and the shape retention are reduced. On the other hand, since it has a low density structure and contains rayon, the water absorption speed is high. However, because of low fiber density and low expression level of capillary action, the wicking test value by the Bayrec method is slightly lowered.
On the other hand, the water absorption expansion coefficient becomes slightly large due to the influence of swelling and shape change of cellulose fibers. Moreover, the drying speed is low because rayon is difficult to dry.
実施例3の加湿器エレメント用基材では、目付を高くするとともに、コンベア間隔を広くし、低密度の成形体を製造した。これらは曲げ強度及び形態保持性が高く、吸水による膨張もほとんどない。
一方、通気度及び吸水速度はやや低下する。しかし、繊維接着率が高いため、毛細管現象
が生じやすく、水は繊維を伝わって比較的容易に吸い上げられる。
In the humidifier element substrate of Example 3, the basis weight was increased, the conveyor interval was widened, and a low-density molded body was produced. These have high bending strength and shape retention, and hardly expand due to water absorption.
On the other hand, the air permeability and the water absorption speed are slightly reduced. However, since the fiber adhesion rate is high, capillary action is likely to occur, and water is sucked up relatively easily along the fiber.
比較例1の加湿器エレメント用基材では、湿熱接着性繊維を使用していないため、得られた基材は非常に柔らかく、ボード状の形状を保持していなかった。また、吸水速度は速かったが、吸水による膨張が大きい。 In the humidifier element base material of Comparative Example 1, since the wet heat adhesive fibers were not used, the obtained base material was very soft and did not maintain a board-like shape. Moreover, although the water absorption speed | rate was quick, the expansion | swelling by water absorption is large.
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