TW202146730A - 積層駐極體不織布以及使用其而成之空氣過濾器單元、空氣清淨機 - Google Patents

積層駐極體不織布以及使用其而成之空氣過濾器單元、空氣清淨機 Download PDF

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Abstract

本發明之目的在於提供:壓力損失低且捕集效率高,甚至成形為過濾器形狀的成形容易度亦優異之積層駐極體不織布;與使用該積層駐極體不織布而成之空氣過濾器單元、空氣清淨機。 本發明之積層駐極體不織布,係以由聚烯烴系樹脂(A)形成的纖維所構成之紡黏不織布層與以由聚烯烴系樹脂(B)形成的纖維所構成之熔噴不織布層經積層而成,前述積層駐極體不織布含有0.1~5質量%的受阻胺系化合物,前述積層駐極體不織布之單位面積重量為5~60g/m2 ,再者相對於前述積層駐極體不織布之質量,前述熔噴不織布層之含量為1~15質量%。

Description

積層駐極體不織布以及使用其而成之空氣過濾器單元、空氣清淨機
本發明關於一種積層駐極體不織布與由該積層駐極體不織布所構成之空氣過濾器,該積層駐極體不織布係以由聚烯烴系樹脂形成的纖維所構成,輕量且柔軟性優異,甚至低壓力損失且高捕集效率,且過濾器加工性優異。
自以往以來,係使用空氣過濾器以去除氣體中的花粉・灰塵等,且大多使用纖維薄片作為濾材。在空氣過濾器所要求的性能係能多地捕集微粉塵(捕集性能高)及氣體通過空氣過濾器內部時之阻力少(壓力損失低)。
於此等空氣過濾材中,為了形成緻密的基質(matrix),大多使用平均纖維15μm以下的熔噴不織布。所使用的形狀,可使用設成杯狀者或經褶襉(pleat)成形而成者。
另一方面,熔噴不織布強度低,故作為空氣過濾材使用時,需要包裝材或補強材。專利文獻1中提案將熔噴不織布與紡黏不織布積層成的空氣過濾器。此係藉由適當地控制積層不織布的表面結構及通氣性,而可提高積層不織布的機械性捕集性能,再者能使此積層不織布具有目的之高水準的耐久性或柔軟性、加工性。
還有,已知使纖維薄片帶電,並利用物理作用加上利用靜電作用,而提高捕集性能之技術。專利文獻2中提案將熔噴不織布與紡黏不織布積層後使其駐極體化之積層駐極體不織布。此係藉由將構成熔噴不織布的纖維作成2種類不同熔點的纖維的混纖,而能在利用壓花輥與紡黏不織布積層時,減少熔接部並降低壓力損失。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本特開2019-151962號公報 專利文獻2:國際公開第2011/004696號
[發明欲解決之課題]
然而,如專利文獻1之積層不織布,由於電性的捕集效果不作用,故捕集效率低,有捕集性能低之問題。又,如專利文獻2之積層駐極體不織布,為了得到高捕集效率,必須增加積層駐極體不織布之單位面積重量與熔噴之含量,故柔軟性低,在過濾器成形時褶襉(pleats)的山形狀會變成丸狀,有過濾器的結構壓損上升之問題。
因此,本發明係鑒於上述情事而完成者,其目的在於提供:壓力損失低且捕集效率高,甚至成形為過濾器形狀的成形容易度亦優異之積層駐極體不織布;與使用該積層駐極體不織布而成之空氣過濾器單元、空氣清淨機。 [用以解決課題之手段]
本發明者們為了解決習知技術之問題而進行專心致力的檢討,結果發現:於由聚烯烴系樹脂形成的熔噴不織布之至少一面上積層1層或複數層的由聚烯烴系樹脂形成的紡黏不織布之結構,將單位面積重量設為特定之範圍內,將熔噴不織布之含量設為特定之範圍內,進行駐極體加工,藉此可一邊降低壓力損失一邊提高捕集效率,再者由於柔軟性亦優異,故成形為過濾器的成形容易度優異,在成形時被折疊之際所產生山部分之頂點會變尖銳(銳角),可得到結構壓損之上升經抑制的積層駐極體不織布。再者,發現此積層駐極體不織布適用於空氣過濾器單元,而且適用於組入其而成的空氣清淨機。
本發明係以此等知識見解為基礎而完成者,根據本發明,提供以下之發明。
本發明之積層駐極體不織布,係以由聚烯烴系樹脂(A)形成的纖維所構成之紡黏不織布層與以由聚烯烴系樹脂(B)形成的纖維所構成之熔噴不織布層經積層而成之積層駐極體不織布,前述積層駐極體不織布含有0.1~5質量%的受阻胺系化合物,前述積層駐極體不織布之單位面積重量為5~80g/m2 ,再者相對於前述積層駐極體不織布之質量,前述熔噴不織布層之含量為1~50質量%。
根據本發明之積層駐極體不織布的較佳態樣,前述積層駐極體不織布之單位面積重量為5~60g/m2 ,相對於前述積層駐極體不織布之質量,前述熔噴不織布層之含量為1~15質量%。
根據本發明之積層駐極體不織布的較佳態樣,前述積層駐極體不織布含有結晶成核劑。
根據本發明之積層駐極體不織布的較佳態樣,含有相對於前述積層駐極體不織布而言為0.001~1質量%的前述結晶之成核劑而成。
根據本發明之積層駐極體不織布的較佳態樣,前述構成紡黏不織布層之纖維的平均單纖維直徑為6.5~22μm。
根據本發明之積層駐極體不織布的較佳態樣,前述受阻胺系化合物係下述通式(1)所示的化合物。
Figure 02_image001
(此處,R1 ~R3 為氫或碳原子數1~2的烷基,R4 為氫或碳數1~6的烷基)。
根據本發明之積層駐極體不織布的較佳態樣,前述由聚烯烴系樹脂(A)形成的纖維的熔體流動速率(MFR)為32~850g/10分鐘。
根據本發明之積層駐極體不織布的較佳態樣,前述聚烯烴系樹脂(A)與前述聚烯烴系樹脂(B)的MFR之比(MFRB /MFRA )為1~13。
根據本發明之積層駐極體不織布的較佳態樣,前述積層駐極體不織布之厚度為0.05~1mm。
根據本發明之積層駐極體不織布的較佳態樣,每單位面積重量的縱向之拉伸強度為0.3(N/5cm)/(g/m2 )以上。
根據本發明之積層駐極體不織布的較佳態樣,每單位面積重量之壓力損失為0.1~0.5(Pa)/(g/m2 )。
本發明之空氣過濾器單元,係將前述積層駐極體不織布當作濾材,且藉由固定材抓住由該濾材與補強材所形成的褶襉(pleat)接合體而成。
又,本發明之空氣清淨機,係組入前述空氣過濾器單元而成。 [發明之效果]
根據本發明之積層駐極體不織布,藉由成為前述構成,而可得到低壓力損失且顯示高捕集性能之積層駐極體不織布,再者,此積層駐極體不織布可作成加工性和成形為過濾器形狀的成形性優異者,可得到捕集性能優異之空氣過濾器單元及空氣清淨機。
[用以實施發明的形態]
本發明之積層駐極體不織布,係以由聚烯烴系樹脂(A)形成的纖維所構成之紡黏不織布層與以由聚烯烴系樹脂(B)形成的纖維所構成之熔噴不織布層經積層而成之積層駐極體不織布,其含有0.1~5質量%的受阻胺系化合物,前述積層駐極體不織布之單位面積重量為5~80g/m2 ,且相對於積層駐極體不織布質量,熔噴不織布層之含量為1~50質量%。以下,詳細地說明其構成要素,惟只要不超出其要旨,則本發明完全不受以下說明之範圍所限定。
[聚烯烴系樹脂(A)、聚烯烴系樹脂(B)] 關於本發明之構成紡黏不織布層的纖維之聚烯烴系樹脂(A)及構成熔噴不織布層的纖維之聚烯烴系樹脂(B),用以表示其流動特性的熔體流動速率(亦簡稱MFR)係採用藉由ASTM D1238(A法)所測定之值。
另外,依照該規格,例如聚丙烯被規定在荷重:2.16kg、溫度:230℃下測定,聚乙烯被規定在荷重:2.16kg、溫度:190℃下測定。
首先,前述構成紡黏不織布層的纖維之聚烯烴系樹脂(A)的MFR較佳為32~850g/10分鐘。聚烯烴系樹脂(A)的MFR為32g/10分鐘以上,較佳為60g/10分鐘以上,更佳為80g/10分鐘以上,特佳為120g/10分鐘以上,最佳為155g/10分鐘以上。藉由成為如此,將構成紡黏不織布層的纖維予以紡絲時,將經熔融的聚烯烴系樹脂從噴嘴吐出到冷卻、固化為止,纖維均勻地變細的行為(以下亦簡稱纖維的細化行為)安定,可提高生產性,因此即使以快速的紡絲速度進行延伸,也可安定紡絲,而且藉由使細化行為安定而抑制紗晃動,不易發生捕集成薄片狀時的不均。另一方面,聚烯烴系樹脂(A)的MFR為850g/10分鐘以下,較佳為600g/10分鐘以下,更佳為400g/10分鐘以下。藉由成為如此,可以安定且快速的紡絲速度進行延伸,構成纖維的聚烯烴系樹脂之結晶配向往整齊一致的方向進行,可成為具有高機械強度的纖維而較宜。
又,前述構成熔噴不織布層的纖維之聚烯烴系樹脂(B)的MFR較佳為200~2500g/10分鐘。由於聚烯烴系樹脂(B)的MFR為200g/10分鐘以上,較佳為400g/10分鐘以上,更佳為600g/10分鐘以上,延伸纖維時的細化行為安定,即使為了提高生產性而以快速的紡絲速度延伸,也可安定地紡絲。又,藉由使細化行為安定而抑制紗晃動,不易發生捕集成薄片狀時的不均。再者,可將平均單纖維直徑數μm左右的纖維容易地紡絲。另一方面,聚烯烴系樹脂(B)的MFR為2500g/10分鐘以下,較佳為2000g/10分鐘以下,更佳為1500g/10分鐘以下,可抑制在延伸纖維時因不易施加張力而紗晃動增加或機械強度降低。
另外,關於本發明所用之聚烯烴系樹脂(A)、(B),例如可舉出聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂等。作為聚乙烯系樹脂,例如可舉出乙烯的均聚物或乙烯與各種α-烯烴的共聚物等。又,作為聚丙烯系樹脂,例如可舉出丙烯的均聚物或丙烯與各種α-烯烴的共聚物等,但於此等材料之中,以聚丙烯為主體者係從特別發揮駐極體性能之點來看較宜。又,在不損害聚合物的性質之範圍內,可共聚合其它成分。
關於本發明所用之聚烯烴系樹脂,丙烯的均聚物之比例較佳為60質量%以上,更佳為70質量%以上,尤佳為80質量%以上。由於設為上述範圍,可維持良好的紡絲性,且提高強度。
作為本發明所用之聚烯烴系樹脂,可為2種以上之混合物,另外亦可使用含有其它聚烯烴系樹脂或熱塑性彈性體等之樹脂組成物。當然,亦可以任意之比例摻合MFR不同的2種類以上之樹脂,而調整聚烯烴系樹脂(A)及/或聚烯烴系樹脂(B)的MFR。此時,對於主要的聚烯烴系樹脂摻合的樹脂之MFR較佳為10~1000g/10分鐘,更佳為20~800g/10分鐘,尤佳為30~600g/10分鐘。藉由成為如此,可防止:於經摻合的聚烯烴系樹脂中部分地發生黏度不均,或纖維直徑不均勻化,或紡絲性變差。
於本發明之積層駐極體不織布中,構成紡黏不織布層與熔噴不織布層各自之前述聚烯烴系樹脂(A)與前述聚烯烴系樹脂(B)的MFR之比(MFRB /MFRA )較佳為1~13。由於聚烯烴系樹脂(A)與聚烯烴系樹脂(B)的MFR之比(MFRB /MFRA )為1以上,較佳為1.5以上,構成紡黏不織布層與熔噴不織布層的纖維的單纖維直徑係成為適度的平衡,可得到壓力損失低且捕集效率高之積層駐極體不織布。另一方面,由於聚烯烴系樹脂(A)與聚烯烴系樹脂(B)的MFR之比(MFRB /MFRA )為13以下,較佳為12以下,於紡黏不織布上積層熔噴不織布時,接著容易進行,可提高剝離強力等之物性。
又,於後述纖維紡出時,為了防止部分的黏度不均之發生,將纖維的纖度均勻化,進而將纖維直徑如後述地細化,亦考慮對所用的樹脂,將該樹脂分解而調整MFR。然而,例如較佳為不添加過氧化物尤其二烷基過氧化物等之游離自由基劑等。使用此手法時,部分地發生黏度不均而纖度變不均勻,難以充分地細化纖維直徑,而且亦有因黏度不均或分解氣體的氣泡而紡絲性變差之情況。
本發明所用之聚烯烴系樹脂的熔點較佳為80~200℃,更佳為100~180℃。藉由將熔點較佳設為80℃以上,更佳設為100℃以上,可容易得到耐得住實用的耐熱性。又,藉由將熔點較佳設為200℃以下,更佳設為180℃以下,容易冷卻從噴嘴吐出的紗條,抑制纖維彼此之熔接而容易進行安定的紡絲。另外,此處所言之熔點,就是使用示差掃描型熱量計(例如Perkin Elmer公司製「DSC-2型」等),於升溫速度20℃/分鐘之條件下所測定得到的值。
又,於本發明所用之聚烯烴系樹脂中,在不損害本發明的效果之範圍內,亦可按照需要添加通常使用的抗氧化劑、耐候安定劑、耐光安定劑、抗靜電劑、防霧劑、防黏連劑、滑劑、成核劑及顏料等之添加物,或其它的聚合物。
本發明之積層駐極體不織布係可添加熱安定劑、耐候劑及聚合抑制劑等之添加劑,從將不織布駐極體處理時,使帶電性、電荷保持性成為更良好之觀點來看,重要的是在前述纖維材料中含有受阻胺系化合物,較佳為通式(1)所示的化合物(受阻胺系化合物)。
Figure 02_image003
(此處,R1 ~R3 為氫或碳原子數1~2的烷基,R4 為氫或碳數1~6的烷基)。 重要的是受阻胺系化合物含有0.1~5質量%,下限較佳為0.2質量%以上,更佳為0.3質量%以上,特佳為含有0.5質量%以上。又,含量較佳為4質量%以下,更佳為3質量%以下,特佳為2.5質量%以下。
作為受阻胺系化合物,例如可舉出聚[(6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基-1,3,5-三
Figure 110102631-A0304-12-0000-4
-2,4-二基)((2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基)六亞甲基((2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基)](BASF JAPAN股份有限公司製,「Chimassorb」(註冊商標)944LD)、琥珀酸二甲基-1-(2-羥基乙基)-4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶聚縮合物(BASF JAPAN股份有限公司製,「Tinuvin」(註冊商標)622LD)、及2-(3,5-二第三丁基-4-羥基苄基)-2-正丁基丙二酸雙(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)(BASF JAPAN股份有限公司製,「Tinuvin」(註冊商標)144)、二丁胺・1,3,5-三
Figure 110102631-A0304-12-0000-4
・N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基-1,6-六亞甲基二胺・N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺之聚縮合物(BASF JAPAN股份有限公司製,「Chimassorb」(註冊商標)2020FDL)等。其中,從駐極體處理紡黏不織布時的帶電性、電荷保持性之點來看,較佳為上述通式(1)所示的化合物(受阻胺系添加劑),具體而言較佳為聚[(6-(1,1,3,3-四甲基丁基)胺基-1,3,5-三
Figure 110102631-A0304-12-0000-4
-2,4-二基)((2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基)六亞甲基((2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亞胺基)](BASF JAPAN股份有限公司製,「Chimassorb」(註冊商標)944LD)、二丁胺・1,3,5-三
Figure 110102631-A0304-12-0000-4
・N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基-1,6-六亞甲基二胺・N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)丁胺之聚縮合物(BASF JAPAN股份有限公司製,「Chimassorb」(註冊商標)2020FDL)。
另外,具有下述通式(1)所示的結構之化合物等之受阻胺系化合物,可使用1種,也可為複數種之混合物。
其中,前述受阻胺系化合物較佳包含下述通式(1)所示的化合物。
Figure 02_image003
(此處,R1 ~R3 為氫或碳原子數1~2的烷基,R4 為氫或碳數1~6的烷基)。 藉由成為如此,可將因帶電所賦予的電荷更有效果地安定化。
藉由使該化合物存在於積層駐極體不織布中,可將因帶電所賦予的電荷更有效果地安定化,故將該積層駐極體不織布使用於空氣過濾器單元時,捕集性能提升,可實現低壓力損失且具有高捕集性能之空氣過濾器。
本發明之構成積層駐極體不織布的纖維係除了含有上述通式(1)所示的化合物以外,還可含有結晶成核劑。
作為結晶成核劑,例如可舉出山梨糖醇系成核劑、諾尼醇(Nonitol)系成核劑、木糖醇系成核劑、磷酸系成核劑、三胺基苯衍生物成核劑及羧酸金屬鹽成核劑等。
於山梨糖醇系成核劑中,包含二亞苄基山梨糖醇(DBS)、單甲基二亞苄基山梨糖醇(例如,1,3:2,4-雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇(p-MDBS))、二甲基二亞苄基山梨糖醇(例如,1,3:2,4-雙(3,4-二甲基亞苄基)山梨糖醇(3,4-DMDBS))等,可舉出「Millad」(註冊商標)3988(MILLIKEN日本股份有限公司製)及「Gelall」(註冊商標)E-200(新日本理化股份有限公司製)等。
於諾尼醇系成核劑中,例如包含1,2,3-三去氧-4,6:5,7-雙-[(4-丙基苯基)亞甲基]-諾尼醇等,可舉出「Millad」(註冊商標)NX8000(MILLIKEN日本股份有限公司製)等。
於木糖醇系成核劑中,例如包含雙-1,3:2,4-(5’,6’,7’,8’-四氫-2-萘甲醛亞苄基)1-烯丙基木糖醇等。又,於磷酸系成核劑中,例如包含鋁-雙(4,4’,6,6’-四第三丁基-2,2’-亞甲基二苯基-磷酸酯)-氫氧化物等,可舉出「Adk Stab」(註冊商標)NA-11(ADEKA股份有限公司製)或「Adk Stab」(註冊商標)NA-21(ADEKA股份有限公司製)等。
於三胺基苯衍生物成核劑中,例如包含1,3,5-參(2,2-二甲基丙醯胺)苯等,可舉出下述通式(2)所示的「Irgaclear」(註冊商標)XT386」(BASF JAPAN股份有限公司製)等。再者,於羧酸金屬鹽成核劑中,例如包含苯甲酸鈉或1,2-環己烷二羧酸鈣鹽等。
Figure 02_image005
(通式(2)中,R1 、R2 及R3 各自獨立地表示碳數1~20的烷基、碳數3~20的烯基、碳數5~12的環烷基、碳數5~9的環烯基或碳數6~10的芳基)。
構成積層駐極體不織布的纖維中之結晶成核劑之含量較佳為0.001~1質量%。結晶成核劑之含量為0.001質量%以上,較佳為0.005質量%以上時,可有效地提高塵埃捕集特性之效果。又,可抑制纖維間之熔接,增大通氣量。另一方面,結晶成核劑之含量為1質量%以下,較佳為0.5質量%以下時,紡絲性安定,在成本亦有優勢。
本發明之積層駐極體不織布係由含有如上述的化合物之聚合物所成,且該聚合物係除了包含如上述的化合物之外,還可包含抗氧化劑、光安定劑、熱安定劑等之樹脂材料中所通常含有的安定劑。
本發明中之上述通式(1)所示的化合物及結晶成核劑之含量係如以下地求出。
此處所言之含量,例如,可如以下地求出。以甲醇/氯仿混合溶液,索氏萃取不織布後,對於其萃取物,重複HPLC分取,對於各個分取物,以IR測定、GC測定、GC/MS測定、MALDI-MS測定、1 H-NMR測定及13 C-NMR測定確認結構。合計該結晶成核劑所含有的分取物之質量,求出相對於不織布全體之比例,將此當作結晶成核劑之含量。又,對於上述通式(1)所示的化合物,亦同樣地合計其所含有的分取物之質量,求出相對於不織布全體之比例,當作該化合物之含量。
[纖維] 本發明之構成紡黏不織布層之由聚烯烴系樹脂(A)形成的纖維,其平均單纖維直徑為6.5~22μm。由於平均單纖維直徑為6.5μm以上,較佳為7.5μm以上,更佳為8.4μm以上,可防止紡絲性之降低,安定地生產品質良好的不織布。另一方面,由於平均單纖維直徑為22μm以下,較佳為13μm以下,更佳為11.2μm以下,尤佳為10μm以下,而緻密性和均勻性高,耐得住實用的加工特性優異,再者即使降低熔噴不織布層之含有比率時,也可成為高捕集效率,因此可成為柔軟性優異之積層駐極體不織布。
另外,於本發明中,前述構成紡黏不織布層之由聚烯烴系樹脂(A)形成的纖維的平均單纖維直徑(μm)係採用藉由以下的程序所算出的值。 (1)從積層駐極體不織布中隨機地採集小片樣品。 (2)於所採集的小片樣品之剖面中,用掃描型電子顯微鏡等,以500~2000倍之範圍,拍攝能計測纖維之粗細的照片。 (3)從各小片樣品的拍攝照片中,任意地選出10條纖維,測定其粗細,當作單纖維直徑。又,非圓形的纖維之纖維直徑係對於纖維剖面取外接圓與內接圓,將其各自之直徑的平均值當作單纖維直徑。 (4)將所測定的單纖維直徑之小數點以下第二位四捨五入,將所算出的單纖維直徑為6.5μm以上者當作構成紡黏不織布層之由聚烯烴系樹脂(A)形成的纖維的單纖維直徑。 (5)以單纖維直徑為6.5μm以上的纖維成為合計100條之方式,進行小片樣品採集到測定為止,並將彼等的算術平均值當作平均單纖維直徑(μm)。
另一方面,本發明之構成熔噴不織布之由聚烯烴系樹脂(B)形成的纖維,其平均單纖維直徑較佳為0.1~6μm。由平均單纖維直徑為0.1μm以上,較佳為0.4μm以上,可防止紡絲性之降低,安定地形成品質良好的熔噴不織布層。另一方面,由於平均單纖維直徑為6μm以下,較佳為5μm以下,而柔軟性和均勻性高,即使降低熔噴不織布層(M)之含有比率,也可成為耐得住實用的耐水特性優異之積層不織布。
另外,於本發明中,構成熔噴不織布層之由聚烯烴系樹脂(B)形成的纖維的平均單纖維直徑(μm)係採用藉由以下的程序所算出的值。 (1)從積層駐極體不織布中隨機地採集小片樣品。 (2)於所採集的小片樣品之剖面中,用掃描型電子顯微鏡等,以500~2000倍之範圍,拍攝能計測纖維之粗細的照片。 (3)從各小片樣品的拍攝照片中,任意地選出10條纖維,測定其粗細,當作單纖維直徑。 (4)將所測定的單纖維直徑之小數點以下第二位四捨五入,將所算出的單纖維直徑為6.0μm以下者當作構成熔噴不織布層之由聚烯烴系樹脂(B)形成的纖維的單纖維直徑。 (5)以單纖維直徑為6.0μm以下的纖維成為合計100條之方式,進行小片樣品採集到測定為止,並將彼等的算術平均值當作平均單纖維直徑(μm)。
又,於本發明中,亦可組合上述聚烯烴系樹脂而作為複合型纖維使用。作為複合型纖維之複合形態,例如可舉出同心芯鞘型、偏心芯鞘型及海島型等之複合形態。沒有特別限定為單成分纖維或是如芯鞘型、海島型的複合成分型纖維等,但為複合成分型纖維之情況,依樹脂之選擇順序,會有電荷因樹脂間的電阻差異而洩漏之可能性,故較佳的態樣為單成分纖維。
再者,本發明之構成紡黏不織布的纖維之剖面形狀,只要所得之紡黏不織布適合於過濾器用途,就沒有特別的限定,但較佳的形態為圓形、中空圓形、橢圓形、扁平型,或X型、Y型等之異形型、多角型、多葉型等。非圓形的纖維之纖維直徑,係對於纖維剖面取外接圓與內接圓,將其各自之直徑的平均值當作纖維直徑求出。
[積層駐極體不織布] 本發明之積層駐極體不織布重要的是使紡黏不織布層與熔噴不織布層積層。藉由如此地構成,可賦予作為空氣過濾器單元用的不織布所要求的水準以上之加工性與捕集性能及柔軟性。
本發明之積層駐極體不織布的MFR較佳為40g/10分鐘~850g/10分鐘,更佳為60g/10分鐘以上,尤佳為80g/10分鐘以上,特佳為120g/10分鐘以上,最佳為155g/10分鐘以上。藉此,可進行細化,成為捕集效率高的不織布。另一方面,藉由設為850g/10分鐘以下,較佳設為600g/10分鐘以下,更佳設為400g/10分鐘以下,紡絲時的纖維之細化行為安定,即使為了提高生產性而以快速的紡絲速度進行延伸,也可安定紡絲。再者,前述紡黏不織布層與熔噴不織布層的MFR之比(MFRB /MFRA )變小,於紡黏不織布上積層熔噴不織布時接著容易進行,可提高剝離強力等之物性。
本發明之積層駐極體不織布的MFR係採用利用ASTM D1238(A法)所測定之值。另外,依照該規格,例如聚丙烯被規定在荷重:2.16kg、溫度:230℃下測定,聚乙烯被規定在荷重:2.16kg、溫度:190℃下測定。又,在構成紡黏不織布層的聚烯烴系樹脂與構成熔噴不織布層的聚烯烴系樹脂不同等之使用複數種類的樹脂之情形中,係在各自的聚烯烴系樹脂之測定溫度之中最高的溫度下進行測定。
再者,本發明之積層駐極體不織布有進行帶電(駐極體化)。據此,藉由靜電吸附效果,可維持低壓力損失之特性,同時使其具有高捕集性能。
此處,本發明中之壓力損失及捕集效率係用以下之測定方法或用可得到與此同等結果之測定方法進行測定。亦即,從積層駐極體不織布的任意部分,採集5個15cm×15cm之測定用樣品,對於各自之樣品,以圖1中示意表示的捕集性能測定裝置,測定壓力損失與捕集效率。
又,本發明之積層駐極體不織布重要的是單位面積重量為5~80g/m2 以下。藉由將單位面積重量設為5g/m2 以上,較佳設為8g/m2 以上,更佳設為10g/m2 以上,可提高不織布之強度或剛性。另一方面,藉由將單位面積重量設為80g/m2 以下,較佳設為60g/m2 以下,更佳設為50g/m2 以下,尤佳設為40g/m2 以下,可減低壓力損失,柔軟性亦成為較佳的範圍。
另外,於本發明中,積層駐極體不織布之單位面積重量係依據JIS L1913:2010「一般不織布試驗方法」的「6.2每單位面積之質量」,採用藉由以下的程序所測定之值。 (1)在試料之寬度每1m採集3片的20cm×25cm之試驗片。 (2)秤量標準狀態下的各自之質量(g)。 (3)以每1m2 的質量(g/m2 )表示其算術平均值,將小數點以下第1位四捨五入。
本發明之積層駐極體不織布重要的是相對於積層駐極體不織布質量,熔噴不織布層之含量為1~50質量%以下。藉由將熔噴不織布層之含量設為1質量%以上,較佳設為2質量%以上,可提高捕集效率。又,藉由將熔噴不織布層之含量設為50質量%以下,較佳設為30質量%以下,更佳設為15質量%以下,尤佳設為12質量%以下,最佳設為10質量%以下,可減輕熔噴不織布特有的硬度,可提高過濾器之成形性。
又,藉由將積層駐極體不織布中紡黏不織布層之含量設為多於50質量%且少於99質量%,可成為柔軟性加工性優異之積層駐極體不織布。
另外,本發明中,熔噴不織布層之含有比率係採用藉由以下之程序所測定的值。 (1)於積層駐極體不織布的寬度方向等間隔地採集3片寬度100mm×100mm的試驗片。 (2)僅採集積層駐極體不織布之非接著部。 (3)分別測定所採集的試驗片及從試驗片所採集的熔噴不織布之質量。 (4)算出積層駐極體不織布中的熔噴不織布之含有比率。
本發明之積層駐極體不織布之厚度較佳為0.05~1mm。由於厚度為0.05mm以上,較佳為0.08mm以上,更佳為0.10mm以上,可提高濾材之形狀保持性。另一方面,由於厚度為1mm以下,較佳為0.8mm以下,更佳為0.5mm以下,將本發明之積層駐極體不織布作為空氣過濾器的濾材使用時,可提高收納至濾材單元的收納性。
另外,本發明中,積層駐極體不織布之厚度(mm)係依據JIS L1913:2010「一般不織布試驗方法」之「6.1厚度(ISO法)」的「6.1.1 A法」,採用藉由以下之程序所測定的值。 (1)使用直徑10mm的加壓頭,在荷重10kPa下以0.01mm單位測定不織布之寬度方向等間隔地每1m的10點之厚度。 (2)將上述10點的平均值之小數點以下第三位四捨五入。
本發明之積層駐極體不織布係每單位面積重量的縱向之拉伸強度較佳為0.3(N/5cm)/(g/m2 )以上。藉由將每單位面積重量的縱向之拉伸強度設為0.3(N/5cm)/(g/m2 )以上,較佳設為0.5(N/5cm)/(g/m2 )以上,更佳設為1(N/5cm)/(g/m2 )以上,特佳設為1.5(N/5cm)/(g/m2 )以上,可在加工時不斷裂,成為加工性優異者。每單位面積重量的縱向之拉伸強度,可藉由構成紡黏不織布層的纖維之紡絲速度或平均單纖維直徑、紡黏不織布之熱接著條件(接著率、溫度及線壓)等而調整。另外,此處所言之縱向係指不織布之長邊方向。
又,關於上述拉伸強度的最高強力時之拉伸伸長率,較佳為15%以上,更佳為20%以上,尤佳為30%以上,藉此,由於在成形加工時等可加工而不斷裂,可成為加工性優異者。
本發明之積層駐極體不織布係每單位面積重量之壓力損失較佳為0.1~0.5(Pa)/(g/m2 )。藉由每單位面積重量之壓力損失為0.1(Pa)/(g/m2 )以上,較佳為0.15(Pa)/(g/m2 )以上,更佳為0.2(Pa)/(g/m2 )以上,使每單位面積重量所含有的纖維之條數變多,或總表面積變大,故在加工時不斷裂,可得到加工性優異的強度之積層駐極體不織布。另一方面,藉由設為0.5(Pa)/(g/m2 )以下,較佳設為0.45(Pa)/(g/m2 )以下,更佳設為0.4(Pa)/(g/m2 )以下,使每單位面積重量所含有的纖維之條數或總表面積為適度,可得到壓力損失低之積層駐極體不織布。
本發明之積層駐極體不織布的積層構成,可舉出在熔噴不織布層(M)之一面上將紡黏不織布層(S)積層1層而成的(SM)或者積層複數層而成的(例如SSM等)積層駐極體不織布、在熔噴不織布層之兩面上將紡黏不織布層各積層1層而成的(SMS)或者積層複數層而成的(例如SSMS等)積層駐極體不織布(其中,積層在熔噴不織布層之一面上的紡黏不織布層之積層數與積層在另一面上的紡黏不織布層之積層數可相同或不同)。其中,積層在熔噴不織布層上的紡黏不織布層之總積層片數為複數片時,各自的紡黏不織布層亦可為由相同構成所成之紡黏不織布層,且只要滿足「含有0.1~5質量%的受阻胺系化合物,且積層駐極體不織布之單位面積重量為5~80g/m2 之範圍,進而熔噴不織布層之含量為1~50質量%」之條件,其構成亦可互不相同。所謂構成互不相同的紡黏不織布層,係指例如構成一方的紡黏不織布層與另一方的紡黏不織布層之纖維的種類不同之情形,熔點不同之情形,單成分、複合成分不同之情形,剖面形狀不同之情形,厚度、強度、壓力損失不同之情形,此等之組合等,只要能達成本發明之目的,則可為任何的差異。而且,可按照目的來適宜選定使用。
[積層駐極體不織布之製造方法] 接著,說明製造本發明之積層駐極體不織布之方法的一例。
本發明之積層駐極體不織布係由藉由紡黏(S)法與熔噴(M)法製造的不織布所構成。本發明之積層駐極體不織布之製造方法,只要是能積層紡黏不織布層與熔噴不織布層之方法,則依照任一方法皆可進行。例如,可採用:使藉由熔噴法形成的纖維直接堆積在以紡黏法所得的不織布層之上,而形成熔噴不織布層後,使紡黏不織布層與熔噴不織布層進行熔接之方法;疊合紡黏不織布層與熔噴不織布層,藉由加熱加壓而使兩不織布層進行熔接之方法;藉由熱熔接著劑或溶劑系接著劑等之接著劑,接著紡黏不織布層與熔噴不織布層之方法等。從生產性之觀點來看,在紡黏不織布層之上直接形成熔噴不織布層之方法為較佳的態樣。
又,按照目的,如前述,可使紡黏不織布層(S)與熔噴不織布層(M)成為SM、SMS、SMMS、SSMMS或SMSMS等積層之結構。
本發明之紡黏不織布層係:首先,將經熔融的聚烯烴系樹脂從紡絲噴嘴紡出長纖維,將其藉由噴射器(ejector)以壓縮空氣進行吸引延伸後,在移動的網布(net)上捕集纖維而進行不織布層化。
作為紡絲噴嘴或噴射器之形狀,可採用圓形或矩形等各種形狀。其中,從壓縮空氣的使用量比較少而能量成本優異、不易發生紗條彼此的熔接或摩擦、紗條之開纖亦容易來看,較宜使用矩形噴嘴與矩形噴射器之組合。
本發明係在擠壓機中將聚烯烴系樹脂熔融,進行計量而供給至紡絲噴嘴,紡出長纖維。將聚烯烴系樹脂熔融、紡絲時的紡絲溫度較佳為200~270℃。藉由將紡絲溫度設為200℃以上,較佳設為210℃以上,更佳設為220℃以上,或者藉由設為270℃以下,較佳設為260℃以下,更佳設為250℃以下,而成為安定的熔融狀態,可得到優異的紡絲安定性。
所紡出的長纖維之紗條係接著被冷卻。作為將所紡出的紗條冷卻之方法,例如可採用強制地將冷風噴到紗條之方法、於紗條周圍的環境溫度下自然冷卻之方法、及調整紡絲噴嘴與噴射器間的距離之方法等,或組合此等方法之方法。又,冷卻條件係可考慮紡絲噴嘴之每單孔的吐出量、紡絲溫度及環境溫度等,適宜調整而採用。
接著,經冷卻固化的紗條被從噴射器噴射出的壓縮空氣所牽引、延伸。紡絲速度較佳為3000~6500m/分鐘。藉由將紡絲速度設為3000~6500m/分鐘,較佳設為3500~6500m/分鐘,更佳設為4000~6500m/分鐘,而具有高的生產性,且構成纖維的聚烯烴系樹脂之結晶配向往整齊一致的方向進行,可得到高強度的長纖維。通常若是提高紡絲速度,則紡絲性變差,無法安定地生產紗條,但藉由如前述地使用具有特定範圍的MFR之聚烯烴系樹脂,可安定地紡絲所意圖的聚烯烴纖維。
接著,在移動的網布上捕集所得之長纖維而形成不織布層。於本發明中,對於不織布層,在網布上從其一面來抵接熱平坦輥(hot flat roll)而使其暫時接著亦為較佳的態樣。這樣做的話,可防止在網布上於搬運中不織布層的表層捲起來或被吹走而質地變差,可改善從捕集紗條到熱壓接為止的搬運性。
於本發明中,將所得之不織纖維網(web)的交點在熱接著前以熱平坦輥進行暫時接著,係作為空氣過濾器用途的較佳態樣。
熱暫時接著時的熱平坦輥之表面溫度相對於所使用的聚烯烴系樹脂的熔點設為-60~-25℃係較佳的態樣。藉由將熱平坦輥之表面溫度相對於聚烯烴系樹脂的熔點而言設為-60℃以上,更佳相對於聚烯烴系樹脂的熔點而言設為-55℃以上,可在前述之熱接著時抑制過度的熱接著,可得到適合空氣過濾器用途之使用的強度與通氣性。又,藉由將熱平坦輥之表面溫度相對於聚烯烴系樹脂的熔點而言設為-25℃以下,更佳相對於聚烯烴系樹脂的熔點而言設為-30℃以下,可抑制不織布表面薄膜化,得到適度的通氣性。另外,摻合2種以上的聚烯烴系樹脂時,觀測二個以上的熔點時,對於各自之聚烯烴系樹脂的熔點之中最低的溫度,以成為上述範圍之方式調整。
接著,熔噴不織布可採用習知的方法。首先,將聚烯烴系樹脂在擠壓機內熔融,供給至噴嘴部,將熱風噴到由噴嘴所擠出的紗條,使其細化後,在捕集網布上形成不織布層。熔噴法,可容易得到數μm的細纖維,而不需要複雜的步驟,可容易達成高捕集效率。
接著,藉由積層所得之紡黏不織布層與熔噴不織布層,並將此等熱接著,可得到所意圖的積層不織布。
作為前述將經熱暫時接著的不織布層予以熱接著之方法,可舉出:藉由上下一對的輥表面分別施有雕刻(凹凸部)的熱壓花輥、一方的輥表面為平坦(平滑)的輥與另一方的輥表面施有雕刻(凹凸部)的輥之組合所成的熱壓花輥、及上下一對的平坦(平滑)輥之組合所成的熱壓延輥等之各種輥進行熱接著之方法;或藉由號角的超音波振動使其熱熔接之超音波接著等之方法。其中,從生產性優異,在部分的熱接著部賦予強度,且在非接著部能保持不織布才有的質感或肌膚觸感來看,較佳的態樣為使用上下一對的輥表面分別施有雕刻(凹凸部)的熱壓花輥或一方的輥表面為平坦(平滑)的輥與另一方的輥表面施有雕刻(凹凸部)的輥之組合所成的熱壓花輥。
為了得到充分的熱接著效果,且防止一方的壓花輥之雕刻(凹凸部)轉印到另一方的輥表面,作為熱壓花輥之表面材質,較佳的態樣為使金屬製輥與金屬製輥成對。
如此的熱壓花輥所造成的壓花接著面積率較佳為3~30%。藉由將接著面積設為3%以上,較佳設為5%以上,更佳設為8%以上,可得到作為不織布能供實用的強度。另一方面,藉由將接著面積較佳設為30%以下,更佳設為25%以下,尤佳設為20%以下,尤其可確保適合空氣過濾器用途之使用的適度通氣性。使用超音波接著時,亦接著面積率較佳為同樣之範圍。
此處所言的接著面積,就是指接著部佔積層不織布全體之比例。具體而言,藉由一對具有凹凸的輥進行熱接著時,係指上側輥的凸部與下側輥的凸部重疊而抵接於不織布層的部分(接著部)佔積層不織布全體之比例。又,藉由具有凹凸的輥與平坦輥進行熱接著時,係指具有凹凸的輥之凸部抵接於不織布層的部分(接著部)佔積層不織布全體之比例。又,進行超音波接著時,係指藉由超音波加工所熱熔接的部分(接著部)佔積層不織布全體之比例。
作為熱壓花輥或超音波接著所造成的接著部之形狀,可使用圓形、橢圓形、正方形、長方形、平行四邊形、菱形、正六角形及正八角形等。又,接著部,較佳為在紡黏不織布之長度方向(搬運方向)與寬度方向中,分別以一定的間隔均勻地存在。藉由這樣做,可減低紡黏不織布層的強度之偏差。
相對於所使用的聚烯烴系樹脂的熔點,熱接著時的熱壓花輥之表面溫度為-50~-15℃者係較佳的態樣。藉由將熱輥之表面溫度較佳相對於聚烯烴系樹脂的熔點而言設為-50℃以上,更佳相對於聚烯烴系樹脂的熔點而言設為-45℃以上,而使其適度地熱接著,可得到能供實用之強度的紡黏不織布。又,藉由將熱壓花輥之表面溫度較佳相對於聚烯烴系樹脂的熔點而言設為-15℃以下,更佳相對於聚烯烴系樹脂的熔點而言設為-20℃以下,可抑制過度的熱接著,作為積層不織布,尤其可得到適合空氣過濾器用途之使用的適度通氣性・加工性。
另外,摻合2種以上的聚烯烴系樹脂之情形中,若觀測到二個以上的熔點時,係以對於各自之聚烯烴系樹脂的熔點之中最低的溫度而言成為上述範圍之方式調整。
熱接著時的熱壓花輥之線壓較佳為10~500N/cm。藉由將輥之線壓較佳設為10N/cm以上,更佳設為50N/cm以上,尤佳設為100N/cm以上,特佳設為150N/cm,而使其適度地熱接著,可得到能供實用之強度的積層不織布。另一方面,藉由將熱壓花輥之線壓較佳設為500N/cm以下,更佳設為400N/cm以下,尤佳設為300N/cm以下,作為積層駐極體不織布,尤其可得到適合空氣過濾器用途之使用的適度通氣性・加工性。
又,於本發明中,以調整積層駐極體不織布之厚度為目的,可在藉由上述的熱壓花輥的熱接著之前及/或之後,利用由上下一對的平坦輥所成之熱壓延輥,施予熱壓接。所謂上下一對的平坦輥,就是輥之表面沒有凹凸的金屬製輥或彈性輥,可使金屬製輥與金屬製輥成對,或使金屬製輥與彈性輥成對來加以使用。
另外,此處所謂彈性輥,就是由比金屬製輥還具有彈性的材質所成之輥。作為彈性輥,可舉出:紙、棉及芳香族聚醯胺紙等之所謂的紙輥;或由胺基甲酸酯系樹脂、環氧系樹脂、矽氧系樹脂、聚酯系樹脂及硬質橡膠及此等之混合物所成之樹脂製的輥等。
於製造積層駐極體不織布時,帶電方法係沒有特別的限定,可適宜使用電暈放電法、水力充電法、熱駐極體法等。作為水力充電法中的水之賦予方法,可為將水浸漬於不織布薄片之方法、將水噴霧至不織布薄片之方法、將水噴霧至噴嘴正下方的紗條之方法,或將此等適宜組合之方法。又,帶電加工,可在不織布之製造時連續地進行,也可暫時捲取所製造的不織布,而在另一步驟中進行加工。
[補強材] 本發明之補強材係藉由使其接著於經褶襉加工的濾材之山部之一部分,而可得到濾材對於向空氣過濾器單元施加的山谷彎折方向之外力的變形抑制效果。
補強材之構成只要具有通氣性,則可任意選擇,其中較宜使用:藉由所使用的纖維之種類或單位面積重量之調整,而容易調整到所欲的通氣性或剛性之不織布。
作為上述補強材可使用的不織布,可使用化學黏合法、濕式抄紙法、紡黏法、熔噴法、水針(supnlace)法、氣流成網法等眾所周知之方法來製造。其中作為補強材,較佳為使用藉由容易賦予的高剛性之紡黏法或化學黏合法所製造之不織布。
作為補強材之單位面積重量,從強度或成本等之觀點來看,較佳為100~400g/m2 ,其下限更佳設為130g/m2 以上,其上限更佳設為300g/m2 以下。
作為補強材之厚度,從對於破損等的強度確保,切割到所欲的尺寸之容易度等之觀點來看,較佳設為0.3~1.5mm,其下限更佳設為0.5mm以上,其上限更佳設為1.3mm以下。
[褶襉接合體] 本發明之褶襉接合體係由前述濾材與補強材所構成。
於本發明之褶襉接合體中,前述濾材係以經褶襉彎折加工之狀態形成具有山谷之立體形狀。此處,所謂褶襉彎折加工,就是上述過濾薄片或其與其它薄片之積層體在一定方向以指定的折疊高度折入成山谷形狀者,作為折入方法,可使用往返復式、旋轉式等之方法。藉由進行褶襉彎折加工,就過濾器而言,可在一定容積之中搭載較多面積的濾材,對於空氣通過之濾材貫穿風速下降,減低壓力損失,通氣阻力下降,亦即可得到通氣性優異之空氣過濾器單元。而且,濾材面之任一者係成為搭載於空氣清淨機時的空氣之流入面,另一相反面係成為流出面。
又,為了將經由褶襉加工所形成的複數之山谷形狀彼此的間隔保持固定,在鄰接的山間所產生的空間,設置隔離物。可使用:將熔融樹脂塗布成沿著褶襉的山之稜線的線狀,將鄰接的樹脂彼此接著固定的珠粒(bead)接著等之眾所周知的方法,在複數的山谷形狀中將經褶襉加工的濾材之間隔保持成固定。
再者,作為濾材之厚度,從具有一定的強度,且在進行褶襉彎折加工時增加能收容在一定容積中的面積之觀點來看,較佳為0.1~0.75mm,再者,其下限較佳為0.2mm以上,其上限較佳為0.65mm以下。
於濾材上更積層有PTFE膜等時,作為合計厚度,從在具有一定的強度,且在藉由褶襉彎折加工而得之濾材中增加能收容在一定容積中的面積之觀點來看,較佳設為0.4~1.9mm,再者,其下限較佳設為0.5mm以上,其上限較佳設為1.75mm以下。
於本發明之褶襉接合體中,前述補強材係透過在前述濾材的褶襉之山谷彎折方向的端部起到7個為止的山部中之2個以上的山部而被固定於濾材。結果,成為2個以上的山部經由補強材而連接之狀態,對於外力可保持住經連結的山部彼此之間隔。另外,補強材係延伸從端部起到8個以上的山部為止,山部之一部分與補強材係接著,可固定補強材。又,補強材亦可在空氣過濾器的山谷彎折方向的一方之端部側,也可存在於另一方的端部側。
作為使前述濾材的山部與前述的補強材接著之方法,可由下述眾所周知之方法中選擇:將氰基丙烯酸酯單體或異氰酸酯系化合物等之水分・濕氣硬化型接著劑,或聚烯烴系樹脂或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物樹脂等熱熔接型接著劑等之接著劑,塗布於補強材之表面及/或過濾濾材之稜線上的頂點部附近,使兩者接著之方法;或者於補強材使用聚丙烯纖維或共聚合成的低熔點聚酯等熱熔接性之材質所構成者,加熱補強材而使低熔點部熔接,使其接著於過濾濾材之頂點部之方法;利用超音波的振動熱,使補強材及/或濾材之山部的接觸部熔融接著之方法等。
再者,本發明之褶襉接合體可在前述濾材與補強材之間夾入脫臭劑。此時,前述補強材較佳為具有抑制脫臭劑的脫落之效果者。
此處所言之脫臭劑,例如就是具有藉由吸附、反應等而去除氨或醛類等惡臭的氣體成分之性質。作為其種類,可舉出活性碳、多孔質矽石粒子、沸石、海泡石等之多孔質物質,或彼等與提高和特有的氣體成分之反應性的藥劑之複合體等。此處,作為提高和特有的氣體成分的反應性之藥劑,可舉出己二酸二醯肼、琥珀酸醯肼等之胺系藥劑,或磷酸等之酸系藥劑、氫氧化鈉、氫氧化鉀等之鹼系藥劑。其中,活性碳或多孔性矽石粒子由於細孔容積大,且具有寬廣直徑的細孔,可去除各式各樣的氣體,故較佳為使用選自由活性碳、多孔性矽石粒子及彼等與提高和特有的氣體成分的反應性之藥劑之複合體所構成的群組中之至少一者作為脫臭劑。
作為前述脫臭劑之使用量,藉由合計在40~500g/m2 之範圍內,可有效率地吸附空氣中的氣體成分,且不阻礙濾材的通氣性而較宜。
[補強空氣過濾器單元] 本發明之補強空氣過濾器單元係藉由固定材抓住前述褶襉接合體而成。
本發明之所謂固定材,就是指於補強空氣過濾器單元中,存在於與山部之稜線方向呈垂直的方向,被固定於濾材的山部之稜線方向的濾材之端部的固定材。固定材係存在於濾材中對向的2個側面,但亦可為圍繞濾材之形式。固定材圍繞濾材的外周時,會將該固定材稱為框體。藉由具有固定材,可將過濾器單元保持在指定的形狀。作為用於固定材之材料,可使用不織布、紙、胺基甲酸酯發泡體等將樹脂發泡者等眾所周知之材質。作為使固定材用構件接著至過濾濾材的側面之方法,可舉出將聚烯烴系樹脂或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物樹脂等熱熔接型接著劑塗布於固定材用構件之表面,壓接於過濾濾材之側面,使其固化而接著等之方法。再者,亦可以相同的構件作成固定材與補強材。此時,作為濾材的側面及褶襉的山部之接著方法,可舉出預先將折溝導入平板狀的補強材,且將材料之一部分貼附於濾材之側面後,以折溝為邊界來折彎補強材,使其接著於褶襉的山部之方法等。
本發明之補強空氣過濾器單元適合於空氣過濾器用途。特佳的態樣,係組入前述補強空氣過濾器單元而成之空氣清淨機。此空氣清淨機,由於前述補強空氣過濾器單元為低壓力損失、高捕集性能,故具有提高捕集性能,可維持著其而長時間繼續使用之效果。 [實施例]
接著,關於本發明之積層駐極體不織布,以實施例為基礎進行說明。惟,本發明不受此等之實施例所僅限定,按照本說明書中記載的宗旨而設計變更者,皆被包含於本發明之技術範圍內。另外,於各物性之測定中,沒有特別的記載者係根據前述方法進行測定者。
[測定方法] (1)積層駐極體不織布之單位面積重量(g/m2 ): 根據前述方法進行測定。
(2)纖維的平均單纖維直徑(μm): 作為掃描型電子顯微鏡,使用KEYENCE股份有限公司製掃描型電子顯微鏡「VHX-D500」,根據前述方法進行測定。
(3)積層駐極體不織布之厚度(mm): 使用厚度計(TECLOCK股份有限公司製「TECLOCK」(註冊商標)SM-114),根據前述方法進行測定。
(4)積層駐極體不織布之捕集性能(捕集效率(%)、壓力損失(Pa)、QF值(Pa-1 )): 於積層駐極體不織布之寬度方向5處,採集縱×橫=15cm×15cm之測定用樣品,對於各自之樣品,使用圖1所示之捕集效率測定裝置,測定捕集效率。於此圖1之捕集效率測定裝置中,在設置測定樣品M的樣品保持器1之上游側,連接粉塵收納箱2,在下游側連接流量計3、流量調整閥4及鼓風機5。又,使用在樣品保持器1所具備的粒子計數器6,通過切換旋塞7,可分別測量測定樣品M之上游側的粉塵個數與下游側之粉塵個數。再者,樣品保持器1具備壓力計8,可讀取測定樣品M之上游與下游的靜壓差。
於捕集效率之測定時,以蒸餾水將聚苯乙烯0.309U 10%溶液(製造商:Nacalai Tesque股份有限公司)稀釋到200倍為止,填充於粉塵收納箱2中。接著,將測定樣品M設置於樣品保持器1,以過濾器通過速度成為6.5m/分鐘之方式,用流量調整閥4調整風量,使粉塵濃度在1萬個/(2.83×10-4 m3 )以上4萬個/(2.83×10-4 m3 ) 以下之範圍(2.83×10-4 m3 等於0.01ft3 )之範圍內穩定,以粒子計數器6(RION股份有限公司製「KC-01D」)測量測定樣品M之上游的粉塵個數D及下游的粉塵個數d,每1個測定樣品測定3次,根據JIS K0901:1991「氣體中的粉塵試料捕集用過濾材之形狀、尺寸以及性能試驗方法」之「5.2捕集率試驗」及「5.3壓力損失試驗」,使用下述計算式,求出0.3~0.5μm的粒子之捕集效率(%)。將3個測定樣品之平均值當作最終的捕集效率。 ・捕集效率(%)=[1-(d/D)]×100 (惟,d表示下游的粉塵之3次測定總個數,D表示上游的粉塵之3次測定總個數)。
由於愈高捕集的不織布,下游粉塵個數愈少,故捕集效率之值愈高。又,壓力損失係以壓力計8讀取捕集效率測定時的測定樣品M之上游與下游的靜壓差而求得。將5個測定樣品之平均值當作最終之壓力損失。另外,壓力損失為25Pa以下,且依照下式所算出的捕集性能之指數QF值為0.15Pa-1 以上時,判定為合格。 ・QF值(Pa-1 )=-ln(1-捕集效率(%)/100)/壓力損失(Pa)
(5)積層駐極體不織布之每單位面積重量的拉伸強度((N/5cm)/(g/m2 )): 縱向之拉伸強度係依據JISL1913:2010「一般不織布試驗方法」之「6.3拉伸強度及伸長率(ISO法)」之「6.3.1標準時」,採用如以下所測定之值。 (A)從積層駐極體不織布中採集2片寬度5cm×30cm之試驗片。 (B)以夾具間隔20cm,將試驗片設置於拉伸試驗機。 (C)以拉伸速度10cm/分鐘進行拉伸試驗,將樣品斷裂時的強度當作拉伸強度(N/5cm),將小數點以下第二位予以四捨五入而算出3點的平均值。將此處所得之拉伸強度除以上述(1)所測定之單位面積重量,算出每單位面積重量的不織布之拉伸強度。另外,於0.3(N/5cm)/(g/m2 )以上時,當作有拉伸強度。
(6)積層駐極體不織布之每單位面積重量之壓力損失((Pa)/(g/m2 )): 將上述(4)所測定之壓力損失除以上述(1)所測定之單位面積重量,算出每單位面積重量的不織布之壓力損失,將所得之值的小數點以下第3位予以四捨五入。另外,每單位面積重量的不織布之壓力損失為0.5(Pa)/(g/m2 )以下時,判定為合格。
(7)積層駐極體不織布之密度(g/cm3 ): 將上述(1)所測定之單位面積重量除以上述(3)所測定之厚度,算出不織布之密度。將所得之值的小數點以下第4位予以四捨五入,算出積層駐極體不織布之密度(g/cm3 )。
(8)積層駐極體不織布之柔軟性(加工性): 作為積層駐極體不織布之觸感的感官評價,關於柔軟性,用以下之基準進行點數評分。以10人進行此,將其平均作為不織布觸感評價。各自之點數愈高,柔軟性愈優,判斷為各種加工中的加工性良好,將4.0點以上當作合格。 <柔軟性(加工性)> 5點:柔軟(加工性良好) 4點:5點與3點之中間 3點:普通 2點:3點與1點之中間 1點:硬的(加工性不良)。
(9)褶襉成形性(成形容易度): 褶襉加工積層駐極體不織布,確認成形性,以A、B、C之3等級進行評價。 A:褶襉成形性良好,褶襉之山形狀為銳角。 B:雖然褶襉成形能實施,但褶襉之山形狀為丸狀。(A與C之中間的評價) C:不保持褶襉形狀。
[實施例1] (紡黏不織布層(下層)) 將在由MFR為200g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂中含有1質量%的化合物A所示之受阻胺系化合物「Chimassorb」(註冊商標)944LD(BASF JAPAN股份有限公司製)之聚烯烴系樹脂,以擠壓機熔融,從孔徑ϕ為0.30mm、孔深度為2mm的矩形噴嘴,在紡絲溫度為235℃,以單孔吐出量為0.32g/分鐘紡出紗條,冷卻固化後,以矩形噴射器,藉由噴射器之壓力為0.35MPa的壓縮空氣進行牽引、延伸,捕集在捕集網上。使用平坦輥,在120℃之溫度下將所得之不織纖維網予以熱暫時接著。將所得之經熱暫時接著的不織網之單位面積重量為7.0g/m2 之紡黏不織布層形成。平均單纖維直徑為10.1μm,關於紡絲性,於1小時之紡絲中沒看見斷線而良好。
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(熔噴不織布層) 接著,將在由MFR為1100g/分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂中含有1質量%的化合物A所示之受阻胺系化合物「Chimassorb」(註冊商標)944LD(BASF JAPAN股份有限公司製)之聚烯烴系樹脂,以擠壓機熔融,從孔徑ϕ為0.25mm的噴嘴,在紡絲溫度為260℃,以單孔吐出量為0.10g/分鐘紡出。然後,於空氣溫度為290℃、空氣壓力為0.10MPa之條件下將空氣噴射到紗條,捕集在前述紡黏不織布層上,形成熔噴不織布層。此時,於相同條件下在捕集網布上另外採集的熔噴不織布層之單位面積重量為1.0g/m2 ,平均單纖維直徑為1.5μm。
(紡黏不織布層(上層)) 再者,在該熔噴不織布層之上,於與形成了下層的紡黏不織布層之條件相同的條件下,捕集聚丙烯長纖維,形成紡黏不織布層。藉此,得到總單位面積重量15.0g/m2 之紡黏-熔噴-紡黏(SMS)積層纖維網。
(積層不織布) 接著,上輥使用金屬製且施有水珠圖案雕刻的接著面積率16%之壓花輥,下輥使用以金屬製平坦輥所構成的上下一對之熱壓花輥,在線壓為30N/cm、熱接著溫度為130℃之溫度下,熱接著所得之積層纖維網,得到單位面積重量為15.0g/m2 之積層不織布。
(積層駐極體不織布) 對於該積層不織布,藉由一邊使它沿著供給純水的水槽之水面行進,一邊使狹縫狀的吸引噴嘴抵接於其表面來吸引水,而使水滲透至纖維薄片全面,接著除水後,藉由在100℃之溫度下進行熱風乾燥,得到積層駐極體不織布。表1、表2中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(濾材) 將所得之積層駐極體不織布切割成寬度238mm後,於與切割寬度呈垂直的方向中以折疊高度30mm、80個山部分,連續地施予褶襉彎折加工,得到褶襉狀濾材。
(空氣過濾器單元) 以褶襉狀濾材之鄰接的褶襉山之間距約成為5.0mm之方式,在與褶襉山的稜線方向呈垂直的方向中,將由聚酯纖維與丙烯酸系樹脂以5:5之質量比率所構成之單位面積重量250g/m2 、厚度1.1mm、寬度32mm的化學黏合不織布當作固定材,在表面塗布聚烯烴系熱熔接接著劑及貼附,成形為長度400mm、寬度238mm之空氣過濾器單元。
(補強空氣過濾器) 對於所得之空氣過濾器單元,作為補強材,切出通氣度為12cm3 /(cm2 ・秒)之紡黏不織布(東麗股份有限公司製「Axtar」(註冊商標)「G2260-1SBKO」),準備4片長度7mm、寬度130mm者。於空氣過濾器單元之空氣的上游側及下游側兩面各自之面、山谷彎折方向之兩端合計4處,使用接著材料將補強材接著於因褶襉所造成的山部,得到補強空氣過濾器。表2中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例2] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 除了將使用由MFR為200g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂者改成使用由MFR為800g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂者,再者將單孔吐出量為0.32g/分鐘者改變成0.21g/分鐘者以外,與實施例1同樣地形成由聚丙烯長纖維所構成之紡黏不織布層。構成所形成的紡黏不織布層之長纖維的特性係:各紡黏不織布層之單位面積重量為7.0g/m2 ,平均單纖維直徑為7.2μm。關於紡絲性,於1小時之紡絲中沒看見斷線而良好。
(熔噴不織布層) 除了將空氣壓力為0.10MPa者改變成0.20MPa者以外,與實施例1同樣地形成熔噴不織布層。構成所形成的熔噴不織布層之纖維的特性係:熔噴不織布層之單位面積重量為1.0g/m2 ,平均單纖維直徑為1.0μm。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量15.0g/m2 之積層駐極體不織布。表1、表2中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表2中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例3] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 除了將使用由MFR為200g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂者改成使用由MFR為39g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂者,再者將單孔吐出量為0.32g/分鐘者改成0.65g/分鐘者以外,與實施例1同樣地形成由聚丙烯長纖維所構成之紡黏不織布層。構成所形成的紡黏不織布層之長纖維的特性係:各紡黏不織布層之單位面積重量為7.0g/m2 ,平均單纖維直徑為21.5μm。關於紡絲性,於1小時之紡絲中沒看見斷線而良好。
(熔噴不織布層) 除了將使用由MFR為1100g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂者改成使用由MFR為500g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂者以外,與實施例1同樣地形成熔噴不織布層。構成所形成的熔噴不織布層之纖維的特性係:熔噴不織布層之單位面積重量為1.0g/m2 ,平均單纖維直徑為4.1μm。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量15.0g/m2 之積層駐極體不織布。表1、表2中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表2中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例4] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 將在由MFR為200g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂中含有1質量%的受阻胺系化合物A「Chimassorb」(註冊商標)944LD(BASF JAPAN股份有限公司製)與0.05質量%的化合物B所示之結晶成核劑「Irgaclear」(註冊商標)XT386(BASF JAPAN股份有限公司製)之聚烯烴系樹脂,以擠壓機熔融,從孔徑ϕ為0.30mm、孔深度為2mm的矩形噴嘴,在紡絲溫度為235℃,以單孔吐出量為0.32g/分鐘紡出紗條,冷卻固化後,以矩形噴射器,藉由噴射器之壓力為0.35MPa的壓縮空氣進行牽引、延伸,捕集在捕集網上。使用平坦輥,在120℃之溫度下將所得之不織纖維網予以熱暫時接著。構成所形成的紡黏不織布層之長纖維的特性係:各紡黏不織布層之單位面積重量為7.0g/m2 ,平均單纖維直徑為10.0μm。關於紡絲性,於1小時之紡絲中沒看見斷線而良好。
Figure 02_image009
(熔噴不織布層) 將在由MFR為1100g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂中含有1質量%的受阻胺系化合物A「Chimassorb」(註冊商標)944LD(BASF JAPAN股份有限公司製)與0.05質量%的化合物B所示之結晶成核劑「Irgaclear」(註冊商標)XT386(BASF JAPAN股份有限公司製)之聚烯烴系樹脂,以擠壓機熔融,從孔徑ϕ為0.25mm的噴嘴,在紡絲溫度為260℃,以單孔吐出量為0.10g/分鐘紡出。然後,於空氣溫度為290℃、空氣壓力為0.10MPa之條件下將空氣噴射到紗條,捕集在前述紡黏不織布層上,形成熔噴不織布層。此時,於相同條件下在捕集網布上另外採集的熔噴不織布層之單位面積重量為1.0g/m2 ,平均單纖維直徑為1.6μm。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量15.0g/m2 之積層駐極體不織布。表1、表2中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表2中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例5] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 除了將化合物B所示之結晶成核劑「Irgaclear」(註冊商標)XT386(BASF JAPAN股份有限公司製)之添加量從0.05質量%改變成0.005質量%以外,與實施例4同樣地得到紡黏不織布層。構成所形成的紡黏不織布層之長纖維的特性係:各紡黏不織布層之單位面積重量為7.0g/m2 ,平均單纖維直徑為10.1μm。關於紡絲性,於1小時之紡絲中沒看見斷線而良好。
(熔噴不織布層) 除了將化合物B所示之結晶成核劑「Irgaclear」(註冊商標)XT386(BASF JAPAN股份有限公司製)之添加量從0.05質量%改變成0.005質量%以外,與實施例4同樣地得到熔噴不織布層。構成所形成的熔噴不織布層之纖維的特性係:熔噴不織布之單位面積重量為1.0g/m2 ,平均單纖維直徑為1.5μm。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量15.0g/m2 之積層駐極體不織布。表1、表2中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表2中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例6] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 除了將化合物B所示之結晶成核劑「Irgaclear」(註冊商標)XT386(BASF JAPAN股份有限公司製)之添加量從0.05質量%改變成0.5質量%以外,與實施例4同樣地得到紡黏不織布層。所形成的各紡黏不織布層之單位面積重量為7.0g/m2 ,平均單纖維直徑為10.1μm。關於紡絲性,於1小時之紡絲中沒看見斷線而良好。
(熔噴不織布層) 除了將化合物B所示之結晶成核劑「Irgaclear」(註冊商標)XT386(BASF JAPAN股份有限公司製)之添加量從0.05質量%改變成0.5質量%以外,與實施例4同樣地得到熔噴不織布層。構成所形成的熔噴不織布層之纖維的特性係:熔噴不織布之單位面積重量為1.0g/m2 ,平均單纖維直徑為1.5μm。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量15.0g/m2 之積層駐極體不織布。表1、表2中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表2中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例7] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 將在由MFR為200g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂中含有1質量%的化合物C所示之受阻胺系化合物「Chimassorb」(註冊商標)2020FDL(BASF JAPAN股份有限公司製)之聚烯烴系樹脂,以擠壓機熔融,從孔徑ϕ為0.30mm、孔深度為2mm的矩形噴嘴,在紡絲溫度為235℃,以單孔吐出量為0.32g/分鐘紡出紗條,冷卻固化後,以矩形噴射器,藉由噴射器之壓力為0.35MPa的壓縮空氣進行牽引、延伸,捕集在捕集網上。使用平坦輥,在145℃之溫度下將所得之不織纖維網予以熱暫時接著,上輥使用金屬製且施有水珠圖案雕刻的接著面積率16%之壓花輥,下輥使用以金屬製平坦輥所構成的上下一對之熱壓花輥,在線壓為30N/cm、熱接著溫度為145℃之溫度下,熱接著所得之經熱暫時接著的不織網。所形成的各紡黏不織布層之單位面積重量為7.0g/m2 ,平均單纖維直徑為10.1μm。關於紡絲性,於1小時之紡絲中沒看見斷線而良好。
Figure 02_image011
(熔噴不織布層) 將在由MFR為1100g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂中含有1質量%的受阻胺系化合物A「Chimassorb」(註冊商標)2020FDL(BASF JAPAN股份有限公司製)之聚烯烴系樹脂,以擠壓機熔融,從孔徑ϕ為0.25mm的噴嘴,在紡絲溫度為260℃,以單孔吐出量為0.10g/分鐘紡出。然後,於空氣溫度為290℃、空氣壓力為0.10MPa之條件將空氣噴射到紗條,捕集在前述紡黏不織布層上,形成熔噴不織布層。此時,於相同條件下在捕集網布上另外採集的熔噴不織布層之單位面積重量為1.0g/m2 ,平均單纖維直徑為1.5μm。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量15.0g/m2 之積層駐極體不織布。表1、表2中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表2中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例8] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 除了將各紡黏不織布層之單位面積重量從7.0g/m2 改變成28.0g/m2 以外,以與實施例1相同之方法得到紡黏不織布層。
(熔噴不織布層) 除了將熔噴不織布層之單位面積重量從1.0g/m2 改變成4.0g/m2 以外,以與實施例1相同之方法得到熔噴不織布層。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量60.0g/m2 之積層不織布。表3、表4中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表4中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例9] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 除了將各紡黏不織布層之單位面積重量從7.0g/m2 改變成4.2g/m2 以外,以與實施例1相同之方法得到紡黏不織布層。
(熔噴不織布層) 除了將熔噴不織布層之單位面積重量從1.0g/m2 改變成0.6g/m2 以外,以與實施例1相同之方法得到熔噴不織布層。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量9.0g/m2 之積層駐極體不織布。表3、表4中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表4中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例10] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 除了將各紡黏不織布層之單位面積重量從7.0g/m2 改變成29.5g/m2 以外,以與實施例1相同之方法得到紡黏不織布層。
(熔噴不織布層) 以與實施例1相同之方法得到熔噴不織布層。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量60.0g/m2 之積層駐極體不織布。表3、表4中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表4中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例11] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 除了將各紡黏不織布層之單位面積重量從7.0g/m2 改變成25.5g/m2 以外,以與實施例1相同之方法得到紡黏不織布層。
(熔噴不織布層) 除了將熔噴不織布層之單位面積重量從1.0g/m2 改變成9.0g/m2 以外,以與實施例1相同之方法得到熔噴不織布層。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量60.0g/m2 之積層駐極體不織布。表3、表4中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表4中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例12] (紡黏不織布層(下層)) 除了將紡黏不織布層之單位面積重量從7.0g/m2 改變成14.0g/m2 以外,以與實施例1相同之方法得到紡黏不織布層。平均單纖維直徑為10.1μm,關於紡絲性,於1小時之紡絲中沒看見斷線而良好。
(熔噴不織布層) 接著,將在由MFR為1100g/分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂中含有1質量%的化合物A所示之受阻胺系化合物「Chimassorb」(註冊商標)944LD(BASF JAPAN股份有限公司製)之聚烯烴系樹脂以擠壓機熔融,從孔徑ϕ為0.25mm的噴嘴,在紡絲溫度為260℃,以單孔吐出量為0.10g/分鐘紡出。然後,於空氣溫度為290℃、空氣壓力為0.10MPa之條件將空氣噴射到紗條,捕集在前述紡黏不織布層上,形成熔噴不織布層。此時,於相同條件下在捕集網布上另外採集的熔噴不織布層之單位面積重量為1.0g/m2 ,平均單纖維直徑為1.5μm。藉此,得到紡黏-熔噴(SM)積層纖維網。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量15.0g/m2 之積層駐極體不織布。表3、表4中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表4中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[實施例13] (紡黏不織布層(下層)) 與實施例1同樣地,得到紡黏不織布層(下層)。所得之紡黏不織布層之單位面積重量為7.0g/m2 ,平均單纖維直徑為10.1μm。關於紡絲性,於1小時之紡絲中沒看見斷線而良好。
(熔噴不織布層) 與實施例1同樣地,得到熔噴不織布層。所得之熔噴不織布層之單位面積重量為1.0g/m2 ,平均單纖維直徑為1.5μm。
(紡黏不織布層(上層)) 於該熔噴不織布層之上,將在由MFR為100g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂含有1質量%的化合物A所示之受阻胺系化合物「Chimassorb」(註冊商標)944LD(BASF JAPAN股份有限公司製)之聚烯烴系樹脂,以擠壓機熔融,從孔徑ϕ為0.30mm、孔深度為2mm的矩形噴嘴,在紡絲溫度為235℃,以單孔吐出量為0.65g/分鐘紡出紗條,冷卻固化後,以矩形噴射器,藉由噴射器之壓力為0.50MPa的壓縮空氣進行牽引、延伸,捕集在捕集網上。使用平坦輥,在120℃之溫度下將所得之不織纖維網予以熱暫時接著。將所得之經熱暫時接著的不織網之單位面積重量為7.0g/m2 之紡黏不織布層形成。平均單纖維直徑為15.3μm,關於紡絲性,於1小時之紡絲中沒看見斷線而良好。藉此,得到紡黏-熔噴-紡黏(SMS)積層纖維網。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量15.0g/m2 之積層駐極體不織布。表3、表4中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
(空氣過濾器單元~補強空氣過濾器) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地得到空氣過濾器單元,而且得到補強空氣過濾器。表4中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[比較例1] 將由MFR為800g/分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂,以擠壓機熔融,從孔徑ϕ為0.25mm的噴嘴,在紡絲溫度為260℃,以單孔吐出量為0.10g/分鐘紡出。然後,在空氣溫度為290℃、空氣壓力為0.10MPa之條件下將空氣噴射到紗條,捕集在前述熱熔接性不織布層上,形成熔噴不織布。不織布之單位面積重量為15g/m2 ,平均單纖維直徑為4.0μm。
對於該不織布進行駐極體化處理,得到駐極體熔噴不織布。表5、表6中顯示駐極體熔噴不織布之各測定值與算出值。
所得之不織布雖然捕集效率非常優異,但是拉伸強力差,壓力損失高,達不到空氣過濾器用途能使用之範圍。
關於所得之駐極體熔噴不織布,與實施例1同樣地,得到空氣過濾器單元。表6中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[比較例2] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 除了將各紡黏不織布層之受阻胺系化合物A「Chimassorb」(註冊商標)944LD(BASF JAPAN股份有限公司製)之添加量從1質量%改變成0.09質量%以外,以與實施例1相同之方法得到紡黏不織布層。
(熔噴不織布層) 除了將熔噴不織布層之受阻胺系化合物A「Chimassorb」(註冊商標)944LD(BASF JAPAN股份有限公司製)之添加量從1質量%改變成0.09質量%以外,以與實施例1相同之方法得到熔噴不織布層。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量15.0g/m2 之積層駐極體不織布。表5、表6中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
所得之不織布係捕集效率低,達不到空氣過濾器用途能使用之範圍。
(空氣過濾器單元) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地,得到空氣過濾器單元。表6中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[比較例3] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 除了將使用由MFR為200g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂者改成由使用由MFR為30g/10分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂者,再者將單孔吐出量為0.32g/分鐘者改變成0.70g/分鐘者以外,與實施例1同樣地形成由聚丙烯長纖維所構成之紡黏不織布層。構成所形成的紡黏不織布層之長纖維的特性係:各紡黏不織布層之單位面積重量為7.0g/m2 ,平均單纖維直徑為22.5μm。關於紡絲性,於1小時之紡絲中沒看見斷線而良好。
(熔噴不織布層) 與實施例1同樣地,得到熔噴不織布層。所得之熔噴不織布層之單位面積重量為1.0g/m2 ,平均單纖維直徑為1.5μm。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量15.0g/m2 之積層駐極體不織布。表5、表6中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
所得之不織布係捕集效率低,達不到空氣過濾器用途能使用之範圍。
(空氣過濾器單元) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地,得到空氣過濾器單元。表6中顯示過濾器單元之褶襉成形性。
[比較例4] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 以與實施例1相同之方法得到紡黏不織布層。
(熔噴不織布層) 將在由MFR為1100g/分鐘的均聚物所形成之聚丙烯樹脂中含有1質量%的化合物A所示之受阻胺系化合物「Chimassorb」(註冊商標)944LD(BASF JAPAN股份有限公司製)之聚烯烴系樹脂,以擠壓機熔融,從孔徑ϕ為0.25mm的噴嘴,在紡絲溫度為260℃,以單孔吐出量為0.10g/分鐘紡出。然後,於空氣溫度為290℃、空氣壓力為0.10MPa之條件下將空氣噴射到紗條,製作單位面積重量15.0g/m2 、平均單纖維直徑1.5μm之熔噴不織布,將此當作熔噴不織布層,積層於前述紡黏不織布層(下層)上。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量29.0g/m2 之積層駐極體不織布。表5、表6中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
與實施例1之積層駐極體不織布相比,所得之積層駐極體不織布相當於將從熔噴不織布層之單位面積重量從1.0g/m2 改變成15.0g/m2 者,但由於熔噴不織布層之含量高到51.7%,而壓力損失高,柔軟性亦低。
(空氣過濾器單元) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地,得到空氣過濾器單元。表6中顯示過濾器單元之褶襉成形性。如前述,由於柔軟性低,而褶襉之山形狀變成丸狀,因結構上的原因導致壓力損失上升,而且得不到能滿足加工性者。
[比較例5] (紡黏不織布層(下層)・(上層)) 除了將各紡黏不織布層之單位面積重量從15.0g/m2 改變成38.5g/m2 以外,以與實施例1相同之方法得到紡黏不織布層。
(熔噴不織布層) 除了將熔噴不織布層之單位面積重量從1.0g/m2 改變成5.5g/m2 以外,以與實施例1相同之方法得到熔噴不織布層。
(積層不織布~積層駐極體不織布) 與實施例1同樣地,得到總單位面積重量82.5g/m2 之積層駐極體不織布。表5、表6中顯示所得之積層駐極體不織布之各測定值與算出值。
所得之不織布係壓力損失高,柔軟性亦低。
(空氣過濾器單元) 關於所得之積層駐極體不織布,與實施例1同樣地,得到空氣過濾器單元。表6中顯示過濾器單元之褶襉成形性。如前述,由於柔軟性低,而褶襉之山形狀變成丸狀,因結構上的原因導致壓力損失上升,而且得不到能滿足加工性者。
[表1]
單位 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7
紡黏不織布層 (下層) 原料 (A) 樹脂之種類 - PP PP PP PP PP PP PP
樹脂之MFR (MFRA ) g/10分鐘 200 800 39 200 200 200 200
添加劑1 - A A A A A A C
添加率 % 1 1 1 1 1 1 1
添加劑2 - - - - B B B -
添加率 % - - - 0.05 0.005 0.5 -
纖維 平均單纖維直徑 μm 10.1 7.2 21.5 10.0 10.1 10.1 10.1
熔噴不織布層 原料 (B) 樹脂之種類 - PP PP PP PP PP PP PP
樹脂之MFR (MFRB ) g/10分鐘 1100 1100 500 1100 1100 1100 1100
添加劑1 - A A A A A A C
添加率 % 1 1 1 1 1 1 1
添加劑2 - - - - B B B -
添加率 % - - - 0.05 0.005 0.5 -
纖維 平均單纖維直徑 μm 1.5 1.0 4.1 1.6 1.5 1.5 1.5
紡黏不織布層 (上層) 原料 (A) 樹脂之種類 - PP PP PP PP PP PP PP
樹脂之MFR (MFRA ) g/10分鐘 200 800 39 200 200 200 200
添加劑1 - A A A A A A C
添加率 % 1 1 1 1 1 1 1
添加劑2 - - - - B B B -
添加率 % - - - 0.05 0.005 0.5 -
纖維 平均單纖維直徑 μm 10.1 7.2 21.5 10.0 10.1 10.1 10.1
MFR之比(MFRB /MFRA ) - 5.5 1.4 12.8 5.5 5.5 5.5 5.5
[表2]
單位 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 實施例6 實施例7
積層不織布 熱暫時接著輥溫度 120 120 120 120 120 120 145
熱接著溫度 130 130 130 130 130 130 145
總單位面積重量 g/m2 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0 15.0
紡黏不織布層 (上層)之單位面積重量 g/m2 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0
熔噴不織布層之 單位面積重量 g/m2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
紡黏不織布層 (下層)之單位面積重量 g/m2 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0
熔噴不織布層之含量 質量% 6.7% 6.7% 6.7% 6.7% 6.7% 6.7% 6.7%
厚度 mm 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12
不織布之MFR g/10分鐘 230 810 45 230 230 230 230
縱向之每單位面積重量之拉伸強度 (N/5cm)/(g/m2 ) 1.6 1.8 1.4 1.7 1.6 1.8 1.6
壓力損失 Pa 4.1 5.1 1.5 3.7 3.9 3.6 4.1
捕集效率 % 47 56 18 47 47 46 41
QF值 Pa-1 0.15 0.16 0.13 0.17 0.16 0.17 0.13
每單位面積重量之 壓力損失 (Pa)/(g/m2 ) 0.27 0.34 0.10 0.25 0.26 0.24 0.27
密度 g/cm3 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130
積層不織布之柔軟性 5 5 5 5 5 5 5
過濾器單元 褶襉成形性 - A A A A A A A
[表3]
單位 實施例8 實施例9 實施例10 實施例11 實施例12 實施例13
紡黏不織布層 (下層) 原料 (A) 樹脂之種類 - PP PP PP PP PP PP
樹脂之MFR (MFRA ) g/10分鐘 200 200 200 200 200 200
添加劑1 - A A A A A A
添加率 % 1 1 1 1 1 1
添加劑2 - - - - - - -
添加率 % - - - - - -
纖維 平均單纖維直徑 μm 10.1 10.1 10.1 10.1 10.1 10.1
熔噴不織布層 原料 (B) 樹脂之種類 - PP PP PP PP PP PP
樹脂之MFR (MFRB ) g/10分鐘 1100 1100 1100 1100 1100 1100
添加劑1 - A A A A A A
添加率 % 1 1 1 1 1 1
添加劑2 - - - - - - -
添加率 % - - - - - -
纖維 平均單纖維直徑 μm 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
紡黏不織布層 (上層) 原料 (A) 樹脂之種類 - PP PP PP PP - PP
樹脂之MFR (MFRA ) g/10分鐘 200 200 200 200 - 100
添加劑1 - A A A A - A
添加率 % 1 1 1 1 - 1
添加劑2 - - - - - - -
添加率 % - - - - - -
纖維 平均單纖維直徑 μm 10.1 10.1 10.1 10.1 - 15.3
MFR之比(MFRB /MFRA ) - 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 11.0
[表4]
單位 實施例8 實施例9 實施例10 實施例11 實施例12 實施例13
積層不織布 熱暫時接著輥溫度 120 120 120 120 120 120
熱接著溫度 130 130 130 130 130 130
總單位面積重量 g/m2 60.0 9.0 60.0 60.0 15.0 15.0
紡黏不織布層 (上層)之單位面積重量 g/m2 28.0 4.2 29.5 25.5 - 7.0
熔噴不織布層之 單位面積重量 g/m2 4.0 0.6 1.0 9.0 1.0 1.0
紡黏不織布層 (下層)之單位面積重量 g/m2 28.0 4.2 29.5 25.5 14.0 7.0
熔噴不織布層之含量 質量% 6.7% 6.7% 1.7% 15.0% 6.7% 6.7%
厚度 mm 0.46 0.07 0.46 0.46 0.12 0.12
不織布之MFR g/10分鐘 230 230 210 250 230 200
縱向之每單位面積重量之拉伸強度 (N/5cm)/(g/m2 ) 1.6 1.6 1.7 1.0 1.6 1.5
壓力損失 Pa 16.4 2.5 15.5 20.5 4.0 3.0
捕集效率 % 92 32 89 95 46 37
QF值 Pa-1 0.15 0.15 0.14 0.15 0.15 0.15
每單位面積重量之壓力損失 (Pa)/(g/m2 ) 0.27 0.28 0.26 0.34 0.27 0.20
密度 g/cm3 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130 0.130
積層不織布之柔軟性 4 5 4 3 5 5
過濾器單元 褶襉成形性 - A A A A A A
[表5]
單位 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5
紡黏不織布層 (下層) 原料 (A) 樹脂之種類 - - PP PP PP PP
樹脂之MFR (MFRA ) g/10分鐘 - 200 30 200 200
添加劑1 - - A A A A
添加率 % - 0.09 1 1 1
添加劑2 - - - - - -
添加率 % - - - - -
纖維 平均單纖維直徑 μm - 10.1 22.5 10.1 10.1
熔噴不織布層 原料 (B) 樹脂之種類 - PP PP PP PP PP
樹脂之MFR (MFRB ) g/10分鐘 800 1100 1100 1100 1100
添加劑1 - A A A A A
添加率 % 1 0.09 1 1 1
添加劑2 - - - - - -
添加率 % - - - - -
纖維 平均單纖維直徑 μm 4.0 1.5 1.5 1.5 1.5
紡黏不織布層 (上層) 原料 (A) 樹脂之種類 - - PP PP PP PP
樹脂之MFR (MFRA ) g/10分鐘 - 200 30 200 200
添加劑1 - - A A A A
添加率 % - 0.09 1 1 1
添加劑2 - - - - - -
添加率 % - - - - -
纖維 平均單纖維直徑 μm - 10.1 22.5 10.1 10.1
MFR之比(MFRB /MFRA ) - - 5.5 36.7 5.5 5.5
[表6]
單位 比較例1 比較例2 比較例3 比較例4 比較例5
積層不織布 熱暫時接著輥溫度 - 120 120 120 120
熱接著溫度 - 130 130 130 130
總單位面積重量 g/m2 15.0 15.0 15.0 29.0 82.5
紡黏不織布層 (上層)之單位面積重量 g/m2 - 7.0 7.0 7.0 38.5
熔噴不織布層之 單位面積重量 g/m2 15.0 1.0 1.0 15.0 5.5
紡黏不織布層 (下層)之單位面積重量 g/m2 - 7.0 7.0 7.0 38.5
熔噴不織布層之含量 質量% 100.0% 6.7% 6.7% 51.7% 6.7%
厚度 mm 0.10 0.12 0.12 0.23 0.66
不織布之MFR g/10分鐘 800 230 35 660 230
縱向之每單位面積重量之拉伸強度 (N/5cm)/(g/m2 ) 0.1 1.6 1.2 0.3 1.6
壓力損失 Pa 14.6 4.1 1.2 18.0 22.6
捕集效率 % 82 10 12 98 98
QF值 Pa-1 0.12 0.03 0.11 0.22 0.17
每單位面積重量之壓力損失 (Pa)/(g/m2 ) 0.97 0.27 0.08 0.62 0.27
密度 g/cm3 0.150 0.130 0.130 0.126 0.125
積層不織布之柔軟性 3 4 4 2 2
過濾器單元 褶襉成形性 - A A A B C
[產業上利用之可能性]
藉由本發明,可得到壓力損失低,且顯示高捕集性能之高性能積層駐極體不織布,該積層駐極體不織布可作為濾材而較宜使用於空氣過濾器單元,但其應用範圍不受此等所限定。
1:樣品保持器 2:粉塵收納箱 3:流量計 4:流量調整閥 5:鼓風機 6:粒子計數器 7:切換旋塞 8:壓力計 M:測定樣品
圖1係顯示捕集效率及壓力損失的測定裝置之示意側面圖。
無。

Claims (13)

  1. 一種積層駐極體不織布,其係以由聚烯烴系樹脂(A)形成的纖維所構成之紡黏不織布層與以由聚烯烴系樹脂(B)形成的纖維所構成之熔噴不織布層經積層而成之積層駐極體不織布,該積層駐極體不織布含有0.1~5質量%的受阻胺系化合物,該積層駐極體不織布之單位面積重量為5~80g/m2 ,再者相對於該積層駐極體不織布之質量,該熔噴不織布層之含量為1~50質量%。
  2. 一種積層駐極體不織布,其中該積層駐極體不織布之單位面積重量為5~60g/m2 ,再者相對於該積層駐極體不織布之質量,該熔噴不織布層之含量為1~15質量%。
  3. 如請求項1或2之積層駐極體不織布,其中該積層駐極體不織布含有結晶成核劑。
  4. 如請求項3之積層駐極體不織布,其含有相對於該積層駐極體不織布而言為0.001~1質量%的該結晶成核劑。
  5. 如請求項1至4中任一項之積層駐極體不織布,其中構成該紡黏不織布層之纖維的平均單纖維直徑為6.5~22μm。
  6. 如請求項1至5中任一項之積層駐極體不織布,其中該受阻胺系化合物係下述通式(1)所示的化合物;
    Figure 03_image003
    (此處,R1 ~R3 為氫或碳原子數1~2的烷基,R4 為氫或碳數1~6的烷基)。
  7. 如請求項1至6中任一項之積層駐極體不織布,其中該由聚烯烴系樹脂(A)形成的纖維之熔體流動速率(MFR)為32~850g/10分鐘。
  8. 如請求項1至7中任一項之積層駐極體不織布,其中該聚烯烴系樹脂(A)與該聚烯烴系樹脂(B)的MFR之比(MFRB /MFRA )為1~13。
  9. 如請求項1至8中任一項之積層駐極體不織布,其中該積層駐極體不織布之厚度為0.05~1mm。
  10. 如請求項1至9中任一項之積層駐極體不織布,其每單位面積重量的縱向之拉伸強度為0.3(N/5cm)/(g/m2 )以上。
  11. 如請求項1至10中任一項之積層駐極體不織布,其每單位面積重量之壓力損失為0.1~0.5(Pa)/(g/m2 )。
  12. 一種空氣過濾器單元,其係將如請求項1至11中任一項之積層駐極體不織布當作濾材,且藉由固定材抓住由該濾材與補強材所形成的褶襉接合體而成。
  13. 一種空氣清淨機,其係組入如請求項12之空氣過濾器而成。
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