TW202245898A - 摩擦帶電不織布及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係為一種摩擦帶電不織布,混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維,該摩擦帶電不織布中,厚度係為1.2毫米以下,最大點強度高於43.0 N/50毫米。
Description
本發明係有關於一種摩擦帶電不織布及其製造方法。
一直以來,便對空氣過濾器(air filter)或口罩(mask)等要求壓力損耗低、通氣性優異、並且大氣灰塵或PM 2.5(細顆粒物(fine particulate matter))等塵埃以及花粉等之捕集效率優異之性能。為了同時滿足這些相反之性能,一直有在對包括摩擦帶電不織布之空氣過濾器或口罩進行研究。
作為此種摩擦帶電不織布,於日本專利特開第2006-218342號(專利文獻1)中,揭示有一種摩擦帶電不織布,其係藉由對混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維(以下,有時稱作摩擦帶電纖維)之料片(web)進行針刺(needle punch)處理,使摩擦帶電纖維彼此擦蹭而帶電而成。具體而言,於專利文獻1之實施例中,揭示了藉由對實施水流交絡處理後之料片進行針刺處理,而可使摩擦帶電纖維彼此擦蹭來製備摩擦帶電不織布。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開第2006-218342號
[發明所欲解決之課題]
本發明的發明人為了可應對厚度或形狀等各不相同之空氣過濾器或口罩之需求,嘗試提供一種薄的摩擦帶電不織布。
但是,只要使用藉由利用針刺處理使摩擦帶電纖維彼此擦蹭而帶電之先前技術,則難以提供薄的摩擦帶電不織布。其理由在於:如根據後述本說明書之實施例中之記載而可明白者,一旦為了使摩擦帶電纖維彼此擦蹭而對混雜有摩擦帶電纖維之料片進行針刺處理,則該料片之厚度係加倍增加。因此,為了提供薄的摩擦帶電不織布(例如,厚度為1.2毫米以下之摩擦帶電不織布),需要減輕混雜有摩擦帶電纖維之料片之目付(日制單位,意指「單位面積重量」)。
然而,藉由對混雜有摩擦帶電纖維之目付為輕之料片進行針刺處理而製備之摩擦帶電不織布雖然薄,但或許由於因針刺處理而於料片中形成有貫通孔等源自針刺處理之孔,因此強度係大幅降低。於此種強度為弱之摩擦帶電不織布(例如,最大點強度為43.0 N/50毫米以下之摩擦帶電不織布)中,例如,當在作用有張力之狀態下沖裁(punching)、以具有褶襉等立體形狀之方式進行加工等而加工成空氣過濾器或口罩時,係產生斷裂或龜裂,有可能成為使所製備之空氣過濾器或口罩之過濾性能降低之原因。
本發明係鑒於上述情況而成者,其目的在於提供一種摩擦帶電不織布,其係混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維的摩擦帶電不織布,該摩擦帶電不織布薄且強度優異。
[解決課題之手段]
本發明者等人持續進行努力研究,結果成功實現了薄且強度優異之摩擦帶電不織布。具體而言,成功實現了具有「厚度為1.2毫米以下、最大點強度高於43.0 N/50毫米」之物性之摩擦帶電不織布。
另外,本發明者等人於如下摩擦帶電不織布之製造方法中,即,對包含摩擦帶電纖維之料片實施水流交絡處理而製備水流交絡料片、並將該水流交絡料片供給至使摩擦帶電纖維彼此擦蹭而帶電之步驟的摩擦帶電不織布之製造方法中,係使水流交絡料片於厚度方向上變形,並且對在厚度方向上變形後之水流交絡料片向與厚度方向垂直之方向上作用張力。經發現,藉由具有本步驟之製造方法,即便不使用針刺處理,亦可使水流交絡料片之構成纖維彼此效率良好地擦蹭,首次可實現薄且強度優異之摩擦帶電不織布。具體而言,藉由本發明所涉及之摩擦帶電不織布之製造方法,成功實現了具有「厚度為1.2 毫米以下、最大點強度高於43.0 N/50毫米」之物性之摩擦帶電不織布。
即,第一個發明係為一種摩擦帶電不織布,其係混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維,於該摩擦帶電不織布中,厚度係為1.2 毫米以下,最大點強度係高於43.0 N/50毫米。
另外,第二個發明係為一種摩擦帶電不織布之製造方法,其係製造混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維的摩擦帶電不織布,該製造方法具有以下步驟:
(1)準備混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維之料片;
(2)對前述料片實施水流交絡處理,製備水流交絡料片;
(3)使前述水流交絡料片於厚度方向上變形,並且對前述於厚度方向上變形後之水流交絡料片,向與前述厚度方向垂直之方向上作用張力,藉此使前述水流交絡料片之構成纖維彼此擦蹭。
[發明之效果]
根據本發明,可獲得一種薄且強度優異之摩擦帶電不織布。
於本發明中,例如可適宜選擇如以下構成等各種構成。再者,本發明中所說明之各種測定只要無特別記載或規定,則係於常壓下、25°C的溫度條件下進行測定。而且,本發明中所說明之各種測定結果只要無特別記載或規定,則測定並求出至比求出值小一位之值為止,對該值進行四捨五入而算出求出值。作為具體例,於至小數第一位為止為求出值之情況下,藉由測定將值求出至小數第二位為止,對所得之小數第二位之值進行四捨五入而算出至小數第一位為止之值,並將該值設為求出值。另外,本發明中例示之各上限值及各下限值可任意組合。
本發明所涉及之摩擦帶電不織布係為混雜有構成樹脂不同之二種以上之帶電纖維而構成之帶電不織布。此處所述之「構成樹脂不同之二種以上之纖維」係指於摩擦帶電不織布中有二種以上之纖維混雜,且於該二種以上之纖維中,第一種纖維之表面(兩端部除外)之構成樹脂、與其他纖維之表面(兩端部除外)之構成樹脂係不同。以下,有時將構成本發明所涉及之摩擦帶電不織布之該纖維稱作摩擦帶電纖維。
另外,此處所述之「混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維」係指上述二種以上之摩擦帶電纖維係彼此相互交纏而存在。例如,於藉由將二種以上之摩擦帶電纖維均勻地混合並供給至梳理機而製備之料片中,係混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維,藉由使用該料片可製備本發明所涉及之摩擦帶電不織布。
摩擦帶電不織布具有通氣性並且構成纖維彼此係無規地存在,藉此可提供空隙率高、孔徑均勻、壓力損耗低、通氣性與捕集效率優異之空氣過濾器或口罩。
摩擦帶電纖維之種類只要為藉由相互擦蹭而帶電之纖維之組合即可,可適宜選擇。作為第一種摩擦帶電纖維與第二種摩擦帶電纖維之組合,例如可列舉:聚烯烴系纖維與丙烯酸系纖維之組合;氟系纖維與聚醯胺系纖維、羊毛、玻璃系纖維、生絲(silk)或嫘縈(rayon)系纖維之組合;胺基甲酸酯系纖維與聚醯胺系纖維、羊毛、玻璃系纖維、生絲或嫘縈系纖維之組合;氯乙烯系纖維與聚醯胺系纖維、羊毛、玻璃系纖維、生絲或嫘縈系纖維之組合;聚烯烴系纖維與聚醯胺系纖維、羊毛、玻璃系纖維、生絲或嫘縈系纖維之組合;丙烯酸系纖維與聚醯胺系纖維、羊毛、玻璃系纖維、生絲或嫘縈系纖維之組合;維尼綸(vinylon)系纖維與聚醯胺系纖維、羊毛、玻璃系纖維、生絲或嫘縈系纖維之組合;聚酯系纖維與聚醯胺系纖維、羊毛、玻璃系纖維、生絲或嫘縈系纖維之組合;乙酸酯系纖維與聚醯胺系纖維、羊毛、玻璃系纖維、生絲或嫘縈系纖維之組合;聚烯烴系纖維與聚酯系纖維之組合等。
於該等中,若為聚烯烴系纖維與丙烯酸系纖維之組合,則藉由使摩擦帶電纖維彼此擦蹭而可增加帶電量,可實現能夠提供捕集效率優異之空氣過濾器或口罩之摩擦帶電不織布,因此較佳。
作為聚烯烴系纖維之構成樹脂,例如可列舉聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、乙酸乙烯基酯共聚物樹脂、乙烯-丙烯共聚物、或者該等樹脂之一部分經腈基或氰基或者鹵素取代而成之樹脂等,聚烯烴系纖維可為包含該等構成樹脂之一種、或二種以上之複合纖維。例如,亦可為芯鞘型複合纖維,其中鞘成分為包含聚烯烴系樹脂之聚烯烴系纖維。
另外,聚烯烴系纖維之構成樹脂較佳含有磷系添加劑或硫系添加劑。藉由含有磷系添加劑或硫系添加劑,可增加帶電量,可提高初期捕集效率。再者,除了包含磷系添加劑或硫系添加劑以外,亦可進一步包含酚系、胺系等其他添加劑。再者,若該等添加劑之合計量變多,則紡絲性有可能變差,因此添加劑之合計量較佳為聚烯烴系纖維之5質量%以下,更佳為2質量%以下,進一步佳為1質量%以下。
作為磷系添加劑,例如可列舉:參壬基苯基亞磷酸酯、參(2,4-二三級丁基苯基)亞磷酸酯、二硬脂基新戊四醇二亞磷酸酯、雙(2,4-二三級丁基苯基)新戊四醇亞磷酸酯、雙(2,6-二三級丁基-4-甲基苯基)新戊四醇亞磷酸酯、2,2-亞甲基雙(4,6-二三級丁基苯基)辛基亞磷酸酯、肆(2,4-二三級丁基苯基)-4,4'-伸聯苯基-二-膦酸酯、亞磷酸雙(2,4-雙(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基)乙基酯、肆(2,4-二三級丁基苯基)(1,1-聯苯基)-4,4'-二基雙亞膦酸二酯、雙(雙(2,4-二三級丁基-5-甲基苯氧基)膦基)等磷系抗氧化劑。於聚烯烴系纖維中,較佳含有0.01質量%以上的該磷系添加劑,更佳含有0.2質量%以上的該磷系添加劑,進一步佳含有0.3質量%以上的該磷系添加劑,進一步佳含有0.6質量%以上的該磷系添加劑。作為硫系添加劑,可適宜地使用二月桂基-3,3'-硫代二丙酸酯、二肉豆蔻基-3,3'-硫代二丙酸酯、二硬脂基-3,3'-硫代二丙酸酯等硫系抗氧化劑等。於聚烯烴系纖維中,較佳包含0.01質量%以上的該硫系添加劑,更佳包含0.1質量%以上的該硫系添加劑。
作為丙烯酸系纖維,可使用以丙烯腈為主成分(85%以上)之聚丙烯腈系纖維、與包含35%以上且小於85%之丙烯腈之改質聚丙烯腈系纖維中的任一者。另外,聚丙烯腈系纖維有使用有機系溶媒進行紡絲而成者、與使用無機系溶媒進行紡絲而成者等二種類,可為任一種聚丙烯腈系纖維。
摩擦帶電纖維係例如可藉由以下之習知方法來獲得:熔融紡絲法、乾式紡絲法、濕式紡絲法、直接紡絲法(熔噴法、紡黏法、靜電紡絲法等)、藉由自複合纖維中去除一種以上之樹脂成分來提取纖維徑細之纖維的方法、將纖維打漿而獲得分割後之纖維之方法等。
摩擦帶電纖維之纖度只要可達成本發明之目的,則並無特別限定。為了成為能夠提供壓力損耗低、通氣性與捕集效率優異之空氣過濾器或口罩的摩擦帶電不織布,摩擦帶電纖維之纖度較佳為0.1 dtex(分特克斯)至10 dtex,較佳為0.3 dtex至7 dtex,較佳為0.6 dtex至5 dtex,最佳為0.8 dtex至3 dtex。再者,「纖度」可藉由JIS(Japanese Industrial Standards,日本工業標準)L1015:2010、8.5.1(正量纖度)中所規定之A法而獲得。
再者,關於構成摩擦帶電不織布之相互交纏而存在之二種以上的摩擦帶電纖維,就可效率良好地使摩擦帶電纖維彼此擦蹭而增加帶電量之方面而言,較佳為各種摩擦帶電纖維之纖度為接近的。具體而言,相對於其中一種摩擦帶電纖維之纖度,另一種摩擦帶電纖維之纖度之百分率係較佳為250%以下,更佳為220%以下,進一步佳為130%以下。理想的是,最佳為各種摩擦帶電纖維之纖度相同(即,上述百分率為100%)。
再者,於摩擦帶電不織布包含三種以上之摩擦帶電纖維的情況下,對於存在質量比例為多之二種摩擦帶電纖維如上述般確認纖度。
摩擦帶電纖維之纖維長只要可達成本發明之目的,則並無特別限定,可為短纖維或長纖維或者連續纖維。然而,就可實現摩擦帶電纖維彼此無規地存在而成之摩擦帶電不織布,藉此成為能夠提供空隙率高、孔徑均勻、壓力損耗低、通氣性與捕集效率優異之空氣過濾器或口罩之摩擦帶電不織布的方面而言,纖維長較佳為3毫米至150毫米,更佳為10毫米至100毫米,進一步佳為30毫米至80毫米。
再者,「纖維長」可藉由JIS L1015:2010、8.4.1[修正絲毛長度圖法(B法)]而獲得。
關於摩擦帶電不織布所含有之多種摩擦帶電纖維,係適宜調整各摩擦帶電纖維之混合比率。例如,於在摩擦帶電不織布中含有二種摩擦帶電纖維(摩擦帶電纖維A與摩擦帶電纖維B)之情況下,摩擦帶電纖維A與摩擦帶電纖維B之混合比率可為5質量%:95質量%至95質量%:5質量%,可為15質量%:85質量%至85質量%:15質量%,可為25質量%:75質量%至75質量%:25質量%。
摩擦帶電不織布亦可含有摩擦帶電纖維以外之纖維。摩擦帶電纖維之質量於構成摩擦帶電不織布之纖維之質量中所佔之百分率可適宜調整,為了成為能夠提供壓力損耗低、通氣性與捕集效率優異之空氣過濾器或口罩的摩擦帶電不織布,較佳為50質量%以上,更佳為65質量%以上,進一步佳為80質量%以上,最佳為構成摩擦帶電不織布之纖維僅為摩擦帶電纖維。
構成摩擦帶電不織布之纖維亦可包含油劑。油劑之種類可適宜選擇,可採用親水性油劑或非親水性油劑。再者,此處所述之親水性油劑係指提高纖維表面之親水性之處理劑,可使用習知之成分或配方。例如,可列舉使礦物油或合成油等潤滑劑中含有陰離子系界面活性劑或非離子系界面活性劑等濕潤劑而成的物質。另外,所謂非親水性油劑,係指降低纖維表面之親水性之處理劑,可使用習知之成分或配方。例如,可列舉對界面活性劑之種類或量進行調整而成之物質、或者使礦物油或合成油等潤滑劑中含有氟系或矽酮系成分而成之物質。
再者,油劑之種類可藉由將以後述方式自構成摩擦帶電不織布之纖維中提取之油劑供給至FT-IR(Fourier transform infrared spectrometer,傅立葉轉換紅外光譜儀)(ATR(attenuated total reflectance,減弱全反射)法)等習知之分析裝置來確認。
再者,就防止摩擦帶電不織布之含水率上升,增加由摩擦帶電纖維彼此之擦蹭所帶來之帶電量,可實現捕集效率優異之摩擦帶電不織布的方面而言,摩擦帶電不織布較佳包含賦予有非親水性油劑之摩擦帶電纖維作為構成纖維。
摩擦帶電不織布之構成纖維所包含之油劑之百分率可適宜調整,油劑質量於該纖維質量中所佔之百分率較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,進一步佳為0.08質量%以上,進一步更佳為0.10質量%以上,特佳為0.11質量%以上。上限值可適宜調整,現實的是1質量%以下。再者,關於構成摩擦帶電不織布之纖維所包含之油劑質量之百分率(單位:質量%),首先將採集之試驗片應用至JIS L-1015化學絲毛長度試驗方法中所記載之甲醇提取方法,根據所測定之質量求出試驗片中所含之油劑之質量。接著,求出換算成1平方公尺左右之試驗片中所含之油劑之質量(g/m
2(公克/平方公尺))之換算值,進一步算出上述換算值於構成試驗片之纖維質量(g/m
2)中所佔之百分率,將該算出值作為油劑質量之百分率(單位:質量%)。
構成摩擦帶電不織布之纖維亦可為藉由黏合劑或纖維接著而使纖維彼此一體化之狀態。然而,於本發明所涉及之帶電方法中,由於可藉由摩擦帶電纖維彼此效率良好地擦蹭而提供帶電量多之摩擦帶電不織布,以及藉由在氣體通過摩擦帶電不織布之期間內摩擦帶電不織布之構成纖維彼此亦效率良好地擦蹭而維持摩擦帶電纖維之帶電,因此可提供一種能夠提供捕集效率優異之空氣過濾器或口罩的摩擦帶電不織布。因此,較佳為構成摩擦帶電不織布之纖維並不藉由黏合劑或纖維接著而使纖維彼此一體化,而是纖維彼此僅交纏而成之摩擦帶電不織布。另外,若為纖維彼此僅交纏而成之摩擦帶電不織布,則可提供難以產生污染(contamination)、或手感難以劣化之摩擦帶電不織布,因此較佳。
摩擦帶電不織布較佳具有如下結構,即,由纖維向一方向(例如,與搬送方向平行之方向)上配向之纖維層(纖維層A,例如源自單向料片之纖維層)、以及纖維向與上述一方向不同之方向上配向之纖維層(纖維層B,例如源自交叉撚向料片(cross lay web)之纖維層)所積層而成之結構。作為具體例,較佳為:使用交叉撚向料片而成的纖維層,所述交叉撚向料片係將包含摩擦帶電纖維之單向料片以纖維配向不同之方式積層而得;或使用十字形料片(criss-cross web)而成的纖維層,所述十字形料片係積層有包含摩擦帶電纖維之單向料片及交叉撚向料片。藉由作為具有此種層結構之摩擦帶電不織布,於本發明所涉及之使料片之構成纖維彼此擦蹭之步驟中,在對不織布或料片向其搬送方向上作用張力時,係以纖維層B之纖維配向與搬送方向平行地接近之方式移動。結果,纖維層B中之摩擦帶電纖維彼此強烈地摩擦,並且纖維層A與纖維層B摩擦,藉此層間所存在之摩擦帶電纖維彼此係更強烈地摩擦,可實現富有帶電量且捕集效率優異之摩擦帶電不織布,因此較佳。
或者,就纖維層中之摩擦帶電纖維彼此強烈地摩擦之方面而言,較佳為包括纖維於各個方向上配向之纖維層(例如,源自無規料片之纖維層)之不織布。
再者,摩擦帶電不織布所具有之纖維層中的纖維之配向可藉由目視或對纖維層之表面或剖面進行拍攝而得之顯微鏡照片來確認。另外,於判明摩擦帶電不織布之製造步驟的情況下,可根據該製造步驟中所使用之料片之種類來判斷纖維層中之纖維之配向。
摩擦帶電不織布之目付並無特別限定,為了可製備後述最大點強度等剛性優異之摩擦帶電不織布,較佳為15 g/m
2至200 g/m
2,更佳為25 g/m
2至150 g/m
2,進一步佳為30 g/m
2至100 g/m
2。再者,「目付」係為每1平方公尺之質量,可藉由JIS L1085:1998、6.2「每單位面積之質量」中規定之方法而獲得。
本發明所涉及之摩擦帶電不織布之厚度係為1.2毫米以下,可應對厚度或形狀等各不相同之空氣過濾器或口罩之需求。若摩擦帶電不織布之厚度係為1.2毫米以下,則其值可根據需求而適宜調整,但為了更廣泛地應對厚度或形狀等各不相同之空氣過濾器或口罩之需求(例如,即便於要求厚空氣過濾器之情況下,若為厚度薄之帶電不織布,亦可藉由將多個該厚度薄之帶電不織布積層來應對需求),較佳為1.1毫米以下,更佳為1.0毫米以下,進一步佳為0.9毫米以下,特佳為0.8毫米以下。下限值亦可適宜調整,現實的是0.1毫米以上。
本發明中之「厚度」係指如下之值:對於基材之主表面於隨機選擇之5個部位實施如下測定、即於每5平方公分面積內向厚度方向施加0.98 N(=100公斤力(gf))之載荷而進行之載荷區域中之厚度測定,並對該等厚度進行算術平均而得之值。此種厚度測定例如可藉由高精度數位測長機(三豐(Mitsutoyo)股份有限公司製造, Litematic(註冊商標))來實施。
本發明所涉及之摩擦帶電不織布之表觀密度越低,越可實現壓力損耗低、通氣性優異之空氣過濾器或口罩。因此,摩擦帶電不織布之表觀密度可為0.15 g/cm
3(公克/立方公分)以下,較佳為小於0.15 g/cm
3,更佳為0.14 g/cm
3以下,進一步佳為0.13 g/cm
3以下,特佳為0.12 g/cm
3以下。
下限值可適宜調整,就可實現富有強度且難以產生壓力損耗之空氣過濾器或口罩之方面而言,係為高於0 g/cm
3之值,較佳為0.04 g/cm
3以上。再者,摩擦帶電不織布之表觀密度(g/cm
3)可用摩擦帶電不織布之目付(g/m
2)除以厚度(毫米)來算出。
本發明所涉及之摩擦帶電不織布之特徵在於:儘管厚度係為1.2毫米以下,但富有剛性,其最大點強度高於43.0 N/50毫米。本發明所涉及之摩擦帶電不織布由於最大點強度高於43.0 N/50毫米,因此例如當在作用有張力之狀態下沖裁、以具有褶襉等立體形狀之方式進行加工等而加工成空氣過濾器或口罩時,可防止產生斷裂或龜裂,難以使所製備之空氣過濾器或口罩之過濾性能降低。若摩擦帶電不織布之最大點強度高於43.0 N/50毫米,則其值可根據該要求而適宜調整。較佳為50 N/50毫米以上,更佳為60 N/50毫米以上,進一步佳為70 N/50毫米以上,更佳為80 N/50毫米以上,特佳為90 N/50毫米以上。上限值亦可適宜調整,現實的是300 N/50毫米以下。再者,本發明中所述之最大點強度係為將測定對象物應用至以下測定方法而得之值。
(最大點強度之測定方法)
從測定對象物以使機械方向(製造時之搬送方向)與長邊方向一致之方式採集試驗片(形狀:長方形,長邊:係為能夠利用後述恆速伸長型拉伸試驗機測定之長度且比100毫米長,短邊:50毫米)。然後,將所採集之試驗片供給至恆速伸長型拉伸試驗機(奧力恩泰科(Orientec)公司製造的Tensilon,初期夾持間隔:100毫米,拉伸速度:300毫米/分鐘),朝試驗片之長邊方向拉伸直至試驗片斷裂為止。將試驗片斷裂之前所測定之測定強度中之最大值作為測定對象物之最大點強度(單位:N/50毫米)。
另外,關於長邊方向上之長度小於100毫米之測定對象物,向以如下方式、即、於其構成纖維中在排除長纖維的情況下以使初期夾持間隔長於纖維長最長之短纖維之纖維長之方式而調整之恆速伸長型拉伸試驗機,向其供給從該測定對象物採集之試驗片,藉由相同之測定求出測定對象物之最大點強度(單位:N/50毫米)。再者,於構成纖維僅由長纖維構成之情況下,可將初期夾持間隔確保成10毫米以上,並藉由相同之測定求出測定對象物之最大點強度(單位:N/50毫米)。
再者,於測定對象物之機械方向不明之情況下,係從測定對象物之各個方向採集多個試驗片(形狀:長方形,長邊:係為能夠利用上述恆速伸長型拉伸試驗機測定之長度且比100毫米長,短邊:50毫米)。然後,將所採集之各試驗片應用至上述測定方法。然後,將所測定之各試驗片中之測定強度之最大值中最高之值視為測定對象物之最大點強度(單位:N/50毫米)。
再者,關於短邊方向上之長度小於50毫米之測定對象物,與上述方法同樣地將從該測定對象物採集之試驗片(形狀:長方形,長邊:係為能夠利用上述恆速伸長型拉伸試驗機測定之長度且比100毫米長,短邊:小於50毫米)供給至恆速伸長型拉伸試驗機,同樣地藉由測定求出測定對象物中的短邊之每單位長度之最大點強度。然後,將所得之測定對象物中的短邊之每單位長度之最大點強度換算成測定對象物中的短邊之每50毫米長度之最大點強度,藉此可算出測定對象物之最大點強度(單位:N/50毫米)。具體而言,將短邊之長度為10毫米之試驗片供給至恆速伸長型拉伸試驗機,於藉由測定所得之測定對象物中的短邊之每10毫米長度之最大點強度為1 N之情況下,進行換算,藉此可算出測定對象物之最大點強度係為5 N/50毫米。
為了求出上述各值,可自空氣過濾器或口罩採集摩擦帶電不織布(試驗片)。此時,係從打開褶襉折痕等並弄成平板形狀之空氣過濾器或口罩之熔接部分以外的部位採集切片。接著,自該切片除去覆蓋材料等不需要之結構物,藉此可採集用於求出各值之試驗片。
於本發明所涉及之摩擦帶電不織布中,摩擦帶電纖維彼此擦碰之部位係帶正電或負電。亦即,帶正電之部位或帶負電之部位係無規地分佈而存在於摩擦帶電纖維之表面上。另一方面,於供給至電暈帶電處理而獲得之帶電不織布中,在構成纖維中之帶電不織布的其中一主表面側之表面上係偏置有帶正電之部位,在帶電不織布之另一主表面側之表面上係偏置有帶負電之部位。因此,於本發明所涉及之摩擦帶電不織布與供給至電暈帶電處理而獲得之帶電不織布中,構成纖維中之帶電狀態係不同。
本發明所涉及之摩擦帶電不織布係藉由具有上述帶電狀態之摩擦帶電纖維,而存在有將塵埃以及花粉等均勻地捕集到該摩擦帶電纖維之表面上之傾向。結果,可實現捕集效率優異之空氣過濾器或口罩。
接著,對能夠製造本發明所涉及之摩擦帶電不織布的摩擦帶電不織布之製造方法進行說明。再者,關於上述內容中所說明之構成,係省略說明。
本製造方法係具有以下步驟:
(1)準備混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維的料片。
構成樹脂不同之二種以上之纖維係為構成本發明所涉及之摩擦帶電不織布之多種摩擦帶電纖維、或者多種摩擦帶電纖維與摩擦帶電纖維以外之纖維。製備混雜有該等纖維之料片的方法可適宜選擇,可採用以下方法:以所要求之調配比將各纖維混棉並供給至梳理裝置來製備料片之方法;將所要求之調配比之各纖維供給至氣流成網(air lay)裝置並使其堆積來製備料片之方法;或者藉由使用熔噴不織布或紡黏不織布或靜電紡絲不織布等之直接紡絲來製備以所要求之調配比混雜各纖維而成之料片的方法等。
適宜調整料片之目付或厚度等各種值,以便可製備本發明所涉及之摩擦帶電不織布。再者,料片中亦可包含黏合劑或接著纖維,但為了能夠於本發明所涉及之帶電方法中藉由摩擦帶電纖維彼此效率良好地擦蹭而提供帶電量多之摩擦帶電不織布,料片中較佳不包含黏合劑或接著纖維,較佳為僅由構成纖維(更佳為僅由摩擦帶電纖維)構成之料片。
另外,該纖維較佳被賦予有親水性油劑或非親水性油劑。藉由作為包含油劑之料片,於後述步驟(3)之使構成纖維彼此擦蹭之步驟中,可防止纖維斷開的發生等。結果,能夠防止帶電量降低,而提供一種能夠提供捕集效率優異之空氣過濾器或口罩之摩擦帶電不織布。尤其,藉由採用賦予有非親水性油劑之摩擦帶電纖維,可防止含水率上升,增加由摩擦帶電纖維彼此之擦蹭所帶來之帶電量,因此較佳。
本製造方法具有以下步驟:(2)對料片實施水流交絡處理,製備水流交絡料片。
對於向料片實施之水流交絡處理中之水流強度或噴射水流之噴嘴間隔或配置等適宜地進行調整。另外,水流交絡處理中所使用之水之種類可適宜選擇,例如可為工業用水、淨水、蒸餾水、純水等。再者,亦可將水流交絡處理中使用後之水(有時包含自纖維脫落之油劑等)反覆用於水流交絡處理中。
為了促進纖維彼此之交纏以能夠製備剛性優異且薄之摩擦帶電不織布,除了預噴淋(pre-shower)以外,較佳將每1根噴嘴之平均水壓設成2百萬帕以上,更佳設成3百萬帕以上,進一步佳設成4百萬帕以上。另一方面,若平均水壓過高,則構成纖維彼此之交纏會變得過於牢固,空隙率係意料外地變低,有可能難以提供壓力損耗低之空氣過濾器或口罩,因此較佳設成25百萬帕以下,更佳設成20百萬帕以下,進一步佳設成18百萬帕以下,最佳設成16百萬帕以下。
再者,於本步驟中,可僅對料片之其中一主表面實施水流交絡處理,亦可對料片之二個主表面實施水流交絡處理。另外,水流交絡處理之次數可為一次,亦可為多次。
再者,如此製備之水流交絡料片可於藉由水流交絡處理而在維持濕潤之狀態下直接供給至下一步驟,但為了效率更良好地摩擦帶電,較佳為將乾燥後之水流交絡料片供給至下一步驟。對藉由水流交絡處理而濕潤之水流交絡料片進行乾燥之方法可適宜選擇,可採用供給至加熱裝置之方法、藉由暴露於大氣壓下或減壓下而在不加熱的情況下進行乾燥之方法等。加熱裝置之種類可適宜選擇,例如可採用使用以下裝置之方法:藉由輥進行加熱或加熱加壓之裝置、烘箱乾燥器、遠紅外線加熱器、乾熱乾燥機、熱風乾燥機、可照射紅外線來進行加熱之裝置等。基於加熱裝置之加熱溫度係適宜地選擇,但適宜調整成能夠使水分蒸發、並且構成纖維等構成成分不會意料外地分解或改質之溫度。再者,於在料片中存在有黏合劑或接著纖維等接著成分或能夠交聯之樹脂的情況下,可藉由供給至加熱處理來進行黏合劑接著或纖維接著,亦可使該能夠交聯之樹脂交聯。
本製造方法具有以下步驟:(3)使水流交絡料片於厚度方向上變形,並且對在厚度方向上變形後之水流交絡料片,向與厚度方向垂直之方向上作用張力,藉此使水流交絡料片之構成纖維彼此擦蹭。
於本發明所涉及之摩擦帶電不織布之製造方法中,藉由使水流交絡料片於厚度方向上變形,可使水流交絡料片中所含之摩擦帶電纖維彼此擦蹭,而使水流交絡料片帶電。使水流交絡料片於厚度方向上變形之方法可適宜選擇,可採用使輥作用於水流交絡料片之方法、將水流交絡料片供給至能夠於厚度方向上變形之間隙(clearance)的方法等。
作為具體例,可列舉以下態樣等:
.向二根輥之間供給水流交絡料片之態樣,所述二根輥係以相較於水流交絡料片之厚度具有較薄之間隙的方式進行了調整;
.向二根輥之間連同搬送水流交絡料片的構件(例如,搬送輸送帶)一起供給水流交絡料片之態樣,所述二根輥係以相較於水流交絡料片之厚度與該搬送構件之厚度相加而得之厚度具有較薄之間隙的方式進行了調整;
.向由板或棒、搬送輸送帶等構件與一根輥等所形成之間隙供給水流交絡料片之態樣,所述板或棒、搬送輸送帶等構件與一根輥等所形成之間隙係以相較於水流交絡料片之厚度具有較薄之間隙的方式進行了調整;
.向由板或棒、搬送輸送帶等構件與一根輥等所形成之間隙供給水流交絡料片之態樣,所述由板或棒、搬送輸送帶等構件與一根輥等所形成之間隙係以相較於水流交絡料片之厚度與搬送該水流交絡料片之構件(例如,搬送輸送帶)之厚度相加而得之厚度具有較薄之間隙的方式進行了調整。
間隙之長度只要能夠使水流交絡料片於厚度方向上變形即可,其長度可適宜調整,較佳為小於水流交絡料片之厚度之100%,較佳為80%以下,較佳為60%以下,較佳為40%以下。再者,於本步驟中,在使用橡膠輥或聚胺基甲酸酯輸送帶等表面包括彈性構件之容易變形之構件而使水流交絡料片於厚度方向上變形的情況下,間隙亦可為0。
再者,適宜地選擇如輥或輸送帶等為了使水流交絡料片於厚度方向上變形而使用的加壓構件(以下,有時稱作加壓構件)之如材質、或其表面之硬度等各項物性,以便可效率良好地製造摩擦帶電不織布。
另外,作為其他具體例,可列舉如下態樣等:
.使水流交絡料片與輥之表面接觸,並且使與輥接觸前之水流交絡料片之搬送方向、以及與輥接觸後之水流交絡料片之搬送方向發生變化,藉此於該接觸之部分處有力向水流交絡料片之厚度方向上作用之態樣。
再者,為了可效率良好地製造摩擦帶電不織布,於本步驟中,亦可針對相對於水流交絡料片中接觸輥之表面的輥側為相反側的主表面,使用其他輥或搬送輸送帶等來作用壓力。另外,亦可於該輥搬送水流交絡料片之速度、與該其他輥或該搬送輸送帶搬送水流交絡料片之速度之間,設定有速度差。
輥有無旋轉或旋轉速度、以及旋轉方向可適宜選擇。例如,於向二根輥之間供給水流交絡料片之情況下,二輥間有無旋轉或旋轉速度以及旋轉方向可為彼此不同之組合。另外,搬送輸送帶搬送水流交絡料片之速度係可適宜調整。
再者,適宜地調整向水流交絡料片之厚度方向上作用之壓力、或搬送時向水流交絡料片作用之張力的大小,以便可製造所要求之摩擦帶電不織布,但係以水流交絡料片中不產生龜裂或斷裂或者意料外之物性變化之方式來適宜調整。
於本發明所涉及之摩擦帶電不織布之製造方法中,係對在厚度方向上變形後之水流交絡料片,向與水流交絡料片之厚度方向垂直之方向上作用張力。藉由本步驟,使水流交絡料片中所含之摩擦帶電纖維彼此進一步擦蹭,可使水流交絡料片進一步帶電。再者,本發明中所述之「向與厚度方向垂直之方向上作用張力」,係指相較於水流交絡料片與加壓構件接觸之前向水流交絡料片作用、且向與水流交絡料片之厚度方向垂直之方向上作用之張力,水流交絡料片與加壓構件接觸之後向水流交絡料片作用、且向與水流交絡料片之厚度方向垂直之方向上作用之張力係較大。
對與加壓構件接觸後之水流交絡料片,向與厚度方向垂直之方向上作用張力之方法可適宜選擇。例如可採用以下方法等:
.相較於與加壓構件接觸時之水流交絡料片之搬送速度,利用能夠在更高速的速度下搬送並旋轉之其他輥或搬送輸送帶,搬送或捲取與加壓構件接觸之後之水流交絡料片的方法;
.於向與加壓構件接觸後之水流交絡料片、且向與水流交絡料片之厚度方向垂直之方向上作用有張力之狀態下,直接將水流交絡料片供給至沖裁等下一步驟之方法。
再者,使加壓構件作用之前之水流交絡料片的搬送方向、與使加壓構件作用之後之水流交絡料片的搬送方向可為同一方向亦可為不同方向,但若為彼此不同之方向,則可向水流交絡料片之厚度方向上或與厚度方向垂直之方向上更有效地作用張力,可製造富有帶電量之摩擦帶電不織布,因此較佳。
再者,適宜地調整對與加壓構件接觸後之水流交絡料片所作用之張力之大小,以便可製造所要求之摩擦帶電不織布,但係以水流交絡料片中不產生龜裂或斷裂或者意料外之物性變化之方式來適宜調整。
藉由本發明之製造方法,作為構成纖維之摩擦帶電纖維彼此係不僅於厚度方向(作為Z軸方向之一維)上效率良好地相互擦蹭而摩擦帶電,而且於厚度方向與搬送方向(Z軸方向與X軸方向)之二維方向上、或者於厚度方向與搬送方向以及與厚度方向垂直之搬送方向以外之方向(Z軸方向與X軸方向以及Y軸方向)的三維方向上,摩擦帶電纖維彼此亦效率良好地相互擦蹭而摩擦帶電。因此,可實現儘管厚度薄且為1.2毫米以下但富有帶電量且過濾器性能優異之摩擦帶電不織布。
再者,本發明者等人進行了研究,結果,嘗試了將藉由進行針刺處理而製備之摩擦帶電不織布供給至壓延處理來使厚度變薄,雖可一時性地使厚度變薄,但於壓延處理中纖維之交纏狀態係不變,因此厚度會隨著時間經過而恢復原狀。
如此製造之摩擦帶電不織布能夠單獨作為過濾器材料而使用,亦可於摩擦帶電不織布上積層覆蓋材料或支撐體、及/或預過濾器(prefilter)或後備過濾器(backup filter)等來構成過濾器材料。覆蓋材料或支撐體、及/或預過濾器或後備過濾器可採用習知物,例如可採用布帛或多孔膜或者通氣性發泡體等。再者,可為所例示之材料與摩擦帶電不織布單純進行重疊而成之積層過濾器材料,亦可為利用黏合劑或熱熔料片或者纖維接著並藉由供給至熱封或超音波熔接等接著處理而進行層間接著而成之積層過濾器材料。
另外,摩擦帶電不織布及包括摩擦帶電不織布而成之過濾器材料之外形可適宜地調整,並無特別限定,例如可為二維之片形狀、三維之波紋(corrugated)形狀或褶襉形狀、圓筒形狀等。再者,摩擦帶電不織布及包括摩擦帶電不織布而成之過濾器材料可具有裁剪部、沖裁部、或切口部。
[實施例]
以下,記載本發明之實施例,但本發明並不限定於以下實施例。再者,以下實施例中之評價方法係如下所述。
(參考例)
將具有表1中所記載之構成的聚丙烯纖維70質量%與丙烯酸系纖維30質量%均勻地混合,供給至梳理機,藉此製備單向料片與交叉撚向料片。然後,將單向料片與交叉撚向料片積層而製備十字形撚向料片(criss-cross lay web)。
從十字形撚向料片之其中一主表面側(A)朝向另一主表面側(B)實施水流交絡處理(水壓:3百萬帕,步驟搬送速度:5 m/min(公尺/分鐘))。其後,於相同條件下,再次從十字形撚向料片之另一主表面側(B)朝向其中一主表面側(A)實施水流交絡處理(水壓:3百萬帕,步驟搬送速度:5 m/min)。然後,將實施水流交絡處理後之十字形撚向料片供給至烘箱乾燥器(加熱溫度:80°C),藉此去除十字形撚向料片中所含之水。
如此製備了水流交絡料片。再者,所製備之水流交絡料片係為積層有纖維向一方向上配向之纖維層A、以及纖維向與上述一方向不同之方向上配向之纖維層B而成之料片。
(比較例1)
對參考例中所製備之水流交絡料片,從其中一主表面側(A)朝向另一主表面側(B),於針密度50根/平方公分之條件下實施針刺處理,從而摩擦帶電。
如此,製備了摩擦帶電不織布。
(比較例2)
除了增加所使用之十字形撚向料片之目付以外,以與參考例同樣的方式製備水流交絡料片。除了使用如此製備之水流交絡料片以外,以與比較例1同樣的方式製備摩擦帶電不織布。
(實施例1)
將參考例中所製備之水流交絡料片載置於表面包含聚胺基甲酸酯原材料且容易變形之搬送輸送帶上,於該狀態下,使構成水流交絡料片之纖維層A之纖維配向與搬送方向平行,以25.0 m/min的搬送速度進行搬送。然後,將該搬送輸送帶與金屬輥(輥之旋轉方向:能夠將水流交絡料片向搬送方向下游側搬送之旋轉方向)之間隙調整為0毫米,使水流交絡料片與調整後的金屬輥接觸,藉此使水流交絡料片於厚度方向上變形而摩擦帶電。此時,與水流交絡料片接觸之搬送輸送帶及金屬輥之間設定有速度差(利用搬送輸送帶搬送水流交絡料片之速度:25.0 m/min,金屬輥表面之移動速度:24.5 m/min),藉此進一步促進摩擦帶電纖維彼此之摩擦。
接著,將與金屬輥接觸後之水流交絡料片以25.5 m/min的搬送速度朝向水流交絡料片之搬送方向之下游側搬送。如此,對水流交絡料片向與厚度方向垂直之方向上作用張力,藉此使水流交絡料片之構成纖維彼此擦蹭,進一步摩擦帶電。
如此,製備了摩擦帶電不織布。
(實施例2)
除了增加所使用之料片之目付以外,以與參考例同樣的方式製備水流交絡料片。除了使用如此製備之水流交絡料片以外,以與實施例1同樣的方式製備摩擦帶電不織布。
將以上述方式製造之參考例之水流交絡料片與各摩擦帶電不織布之各項物性示於表1中。再者,於以下之表中,對賦予有作為非親水性油劑之烷基磷酸酯的纖維記載NH標記,對賦予有親水性油劑之纖維記載H標記。另外,將構成水流交絡料片或摩擦帶電不織布之纖維所包含之油劑質量的百分率記載於「油劑之百分率(質量%)」一欄中。
另外,通氣阻力(單位:帕(Pa))與捕集效率(單位:%)係藉由將參考例之水流交絡料片與各摩擦帶電不織布應用至以下測定方法來求出。進一步,根據所求出之通氣阻力(單位:帕)與捕集效率(單位:%)之值,算出能夠評價過濾器性能之QF值。
(通氣阻力與捕集效率之測定方法)
從參考例之水流交絡料片與各摩擦帶電不織布分別採集試驗片。然後,將所採集之試驗片裝設於柴田科學股份有限公司製造之測定裝置「AP-9000」上,測定捕集效率及通氣阻力。再者,於測定時,以試驗片中之源自料片之其中一主表面側(A)的主表面側係面向測定裝置之上游側之方式來裝設試驗片。
首先,調整試驗流量,使得其以試驗片之每124平方公分的有效過濾面積計為每分鐘40公升(例如,向有效過濾面積為12.4平方公分之試驗片供給之試驗流量係為每分鐘4公升),測定試驗片之上游與下游之差壓,根據所測定之差壓求出試驗片之通氣阻力(單位:帕)。
接著,調整試驗流量,使得其以試驗片之每124平方公分的有效過濾面積計為每分鐘30升(例如,向有效過濾面積為12.4平方公分之試驗片供給之試驗流量係為每分鐘3升),並且將含有濃度為50 mg/m
3(毫克/立方公尺)以下(濃度變動:±15%以下)之氯化鈉粒子(粒徑分佈之中位數:0.06微米至0.10微米,幾何標準偏差:1.8以下)的試驗氣流供給至試驗片之上游側。然後,供給了試驗氣流達1分鐘之後,使用光散射式粉塵濃度計對試驗片中之上游側與下游側所存在之該氯化鈉粒子之濃度進行測定,並根據所測定之二種濃度算出由試驗片捕集之氯化鈉粒子之濃度。然後,算出試驗片所捕集之氯化鈉粒子之濃度於向試驗片的上游側供給之氯化鈉粒子之濃度中所佔的百分率,將其值作為試驗片之捕集效率(單位:%)。
再者,通氣阻力越低,作為口罩用過濾器則呼吸越輕鬆,作為空氣過濾器則越能夠減小能量或設備負荷等,意味著富有過濾器性能。因此,通氣阻力較佳為50帕以下,較佳為40帕以下,較佳為30帕以下,較佳為20帕以下,較佳為10帕以下,最佳為5帕以下。下限值亦可適宜調整,現實的是0.5帕以上。
另外,捕集效率越高,意味著大氣灰塵或花粉等之過濾性能越優異。因此,捕集效率較佳為50%以上,較佳為60%以上,較佳為70%以上,較佳為80%以上,較佳為90%以上,最佳為95%以上。
(QF值之算出方法)
將以上述方式算出之通氣阻力(單位:帕)與捕集效率(單位:%)之值代入下式,藉此算出QF值(無單位)。再者,QF值越高,意味著通氣阻力值之低度與捕集效率之高度之平衡越優異,過濾器性能越優異。
QF值 = -Ln(1-A/100)/B
Ln:自然對數
A:捕集效率(單位:%)
B:通氣阻力(單位:帕)
[表1]
構成纖維之纖度(dtex),纖維長(毫米),油劑之種類 | 目付(g/m 2) | 厚度 (毫米) | 最大點強度 (N/50毫米) | 通氣阻力 (帕) | 捕集效率 (%) | 表觀密度 (g/cm 3) | 油劑之百分率 (質量%) | QF值 | ||
聚丙烯纖維 | 丙烯酸系纖維 | |||||||||
參考例 | 2.2 dtex,51毫米,NH | 1.0 dtex,38毫米,H | 53 | 0.6 | 135.4 | 3.1 | 51.5 | 0.09 | 0.11 | 0.23 |
比較例1 | 2.2 dtex,51毫米,NH | 1.0 dtex,38毫米,H | 52 | 1.2 | 43.0 | 1.8 | 96.1 | 0.04 | 0.11 | 1.80 |
比較例2 | 2.2 dtex,51毫米,NH | 1.0 dtex,38毫米,H | 96 | 1.6 | 155.1 | 4.4 | 98.6 | 0.06 | 0.11 | 0.97 |
實施例1 | 2.2 dtex,51毫米,NH | 1.0 dtex,38毫米,H | 49 | 0.6 | 94.0 | 2.8 | 85.8 | 0.08 | 0.11 | 0.70 |
實施例2 | 2.2 dtex,51毫米,NH | 1.0 dtex,38毫米,H | 59 | 0.8 | 103.6 | 3.7 | 95.6 | 0.07 | 0.11 | 0.84 |
將參考例之水流交絡料片與比較例1中所製備之摩擦帶電不織布的厚度加以比較,由所得結果可判明:若為了使摩擦帶電纖維彼此擦蹭而對混雜有摩擦帶電纖維之料片進行針刺處理,則該料片之厚度係加倍增加。進一步,將參考例之水流交絡料片與比較例1中所製備之摩擦帶電不織布的最大點強度加以比較,由所得結果可判明:若進行針刺處理,則強度係大幅降低。
再者,於此種強度為弱之摩擦帶電不織布(例如,最大點強度為43.0 N/50毫米以下之摩擦帶電不織布)中,例如,當在作用有張力之狀態下沖裁、以具有褶襉等立體形狀之方式進行加工等而加工成空氣過濾器或口罩時,會產生斷裂或龜裂,有可能成為使所製備之空氣過濾器或口罩之過濾性能降低之原因。
接著,將比較例1與比較例2中所製備之摩擦帶電不織布加以比較,由所得結果可判明:為了製備薄的摩擦帶電不織布(例如,厚度為1.2毫米以下之摩擦帶電不織布),需要減輕混雜有摩擦帶電纖維之料片之目付。然而,將比較例1與比較例2中所製備之摩擦帶電不織布之最大點強度加以比較,由所得結果可判明:藉由對混雜有摩擦帶電纖維之目付輕之料片進行針刺處理而製備之摩擦帶電不織布中,強度係大幅降低。
從以上內容可看出,於混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維的摩擦帶電不織布中,只要使用先前技術,則無法製備薄(具體而言,厚度為1.2毫米以下)且強度優異(具體而言,最大點強度高於43.0 N/50毫米)之摩擦帶電不織布。
針對上述見解,實施例1至實施例2中所製備之摩擦帶電不織布係為具有厚度為1.2毫米以下、最大點強度高於43.0 N/50毫米之物性的摩擦帶電不織布。作為其理由,於本發明所涉及之摩擦帶電不織布之製造方法中,不對料片實施針刺處理便可使水流交絡料片之構成纖維彼此擦蹭而摩擦帶電,因此可實現薄且強度優異之摩擦帶電不織布。
(實施例3)
除了採用具有表2中所記載之結構的丙烯酸系纖維以外,以與參考例同樣的方式製備水流交絡料片。除了使用如此製備之水流交絡料片以外,以與實施例1同樣的方式製備摩擦帶電不織布。
(實施例4)
除了採用具有表2中所記載之結構的聚丙烯纖維以外,以與參考例同樣的方式製備水流交絡料片。除了使用如此製備之水流交絡料片以外,以與實施例1同樣的方式製備摩擦帶電不織布。
將以上述方式製造之各摩擦帶電不織布之各項物性示於表2中。再者,於表2中,為了容易理解,亦一併記載實施例1之結果。
[表2]
構成纖維之纖度(dtex),纖維長(毫米),油劑之種類 | 目付(g/m 2) | 厚度 (毫米) | 最大點強度 (N/50毫米) | 通氣阻力 (帕) | 捕集效率 (%) | 表觀密度 (g/cm 3) | 油劑之百分率 (質量%) | QF值 | ||
聚丙烯纖維 | 丙烯酸系纖維 | |||||||||
實施例3 | 2.2 dtex,51毫米,NH | 1.7 dtex,51毫米,H | 50 | 0.6 | 111.5 | 2.6 | 78.7 | 0.08 | 0.13 | 0.59 |
實施例1 | 2.2 dtex,51毫米,NH | 1.0 dtex,38毫米,H | 49 | 0.6 | 94.0 | 2.8 | 85.8 | 0.08 | 0.11 | 0.70 |
實施例4 | 1.0 dtex,38毫米,NH | 1.0 dtex,38毫米,H | 55 | 0.6 | 101.0 | 5.2 | 89.8 | 0.09 | 0.14 | 0.44 |
實施例3至實施例4中所製備之摩擦帶電不織布均為具有厚度為1.2毫米以下、最大點強度高於43.0 N/50毫米之物性的摩擦帶電不織布。根據該情況,藉由本發明,即便於採用纖度或纖維長不同之各種摩擦帶電纖維之情況下,亦可實現具有「厚度為1.2毫米以下、最大點強度高於43.0 N/50毫米」之物性的摩擦帶電不織布。
(實施例5)
除了採用具有表3中所記載之結構的聚丙烯纖維與丙烯酸系纖維以外,以與參考例同樣的方式製備水流交絡料片。
然後,以構成水流交絡料片之纖維層A之纖維配向與搬送方向為平行之方式,將水流交絡料片供給至表面包含金屬原材料之壓延輥(旋轉方向:能夠將水流交絡料片向搬送方向下游側搬送之旋轉方向,於線壓100公斤/公分(kg/cm)之條件下對水流交絡料片加壓),使其於厚度方向上變形而摩擦帶電。然後,於剛通過壓延輥後,立即於搬送方向上對水流交絡料片施加張力(1.7 N/50毫米),藉此進一步促進摩擦帶電纖維彼此之摩擦。
如此,對水流交絡料片向與厚度方向垂直之方向上作用張力,藉此使水流交絡料片之構成纖維彼此擦蹭,進一步摩擦帶電。如此,製備了摩擦帶電不織布。
(實施例6)
除了於線壓60公斤/公分之條件下對水流交絡料片加壓以外,以與實施例5同樣的方式製備摩擦帶電不織布。
(實施例7)
將具有表3中所記載之結構的聚丙烯纖維70質量%與丙烯酸系纖維30質量%均勻地混合,供給至梳理機,藉此製備單向料片。
從單向料片之其中一主表面側(A)朝向另一主表面側(B)實施水流交絡處理(水壓:3百萬帕,步驟搬送速度:5 m/min)。其後,於相同條件下,再次從單向料片之另一主表面側(B)朝向其中一主表面側(A)實施水流交絡處理(水壓:3百萬帕,步驟搬送速度:5 m/min)。然後,將實施水流交絡處理後之單向料片供給至烘箱乾燥器(加熱溫度:80°C),藉此去除單向料片中所含之水。
如此製備了水流交絡料片。再者,所製備之水流交絡料片係為僅包含纖維向一方向配向之纖維層A的料片。
除了使用如此製備之水流交絡料片以外,以與實施例5同樣的方式製備摩擦帶電不織布。
(實施例8)
除了採用具有表3中所記載之結構的聚丙烯纖維與丙烯酸系纖維以外,以與參考例同樣的方式製備水流交絡料片。除了使用如此製備之水流交絡料片以外,以與實施例5同樣的方式製備摩擦帶電不織布。
將以上述方式所製造之各摩擦帶電不織布之各項物性示於表3中。
[表3]
構成纖維之纖度(dtex),纖維長(毫米),油劑之種類 | 目付(g/m 2) | 厚度 (毫米) | 最大點強度 (N/50毫米) | 通氣阻力 (帕) | 捕集效率 (%) | 表觀密度 (g/cm 3) | 油劑之百分率 (質量%) | QF值 | ||
聚丙烯纖維 | 丙烯酸系纖維 | |||||||||
實施例5 | 1.0 dtex,38毫米,NH | 1.7 dtex,51毫米,H | 60 | 0.4 | 148.0 | 10.3 | 87.5 | 0.15 | 0.13 | 0.20 |
實施例6 | 1.0 dtex,38毫米,NH | 1.7 dtex,51毫米,H | 62 | 0.5 | 121.0 | 7.1 | 85.2 | 0.12 | 0.13 | 0.27 |
實施例7 | 1.0 dtex,38毫米,NH | 1.7 dtex,51毫米,H | 57 | 0.4 | 180.0 | 9.8 | 79.4 | 0.14 | 0.11 | 0.16 |
實施例8 | 1.0 dtex,38毫米,H | 1.7 dtex,51毫米,H | 60 | 0.4 | 142.0 | 10.0 | 48.5 | 0.15 | 0.10 | 0.07 |
實施例5至實施例8中所製備之摩擦帶電不織布均為具有厚度為1.2毫米以下、最大點強度高於43.0 N/50毫米之物性的摩擦帶電不織布。
進一步,基於將實施例5至實施例8加以比較而得之結果,可判明以下內容。
.將實施例5與實施例6加以比較,由所得結果可判明:當表觀密度小於0.15 g/cm
3(更佳為0.12 g/cm
3以下)時,可提供通氣阻力低之摩擦帶電不織布。
.將實施例5與實施例7加以比較,由所得結果可判明:當具有由纖維向一方向上配向之纖維層A、及纖維向與上述一方向不同之方向上配向的纖維層B所積層而成之結構時,可提供富有捕集效率之摩擦帶電不織布。
.將實施例5與實施例8加以比較,由所得結果可判明:當構成摩擦帶電不織布之摩擦帶電纖維包含非親水性油劑時,可提供富有捕集效率之摩擦帶電不織布。
再者,以上述方式製備之實施例7以外的各摩擦帶電不織布係具有由纖維向一方向上配向之纖維層A、及纖維向與上述一方向不同之方向上配向的纖維層B所積層而成之結構。另外,由於在不實施針刺處理的情況下製造,因此各實施例中所製備之摩擦帶電不織布係不具有因針刺處理而產生之貫通孔等源自針刺處理之孔。
根據以上內容,藉由本發明所涉及之摩擦帶電不織布及其製造方法,可應對厚度或形狀等各不相同之空氣過濾器或口罩之需求。
[產業上之可利用性]
藉由使用本發明所涉及之摩擦帶電不織布,可製備例如應用於以下用途之空氣過濾器:食品或醫療品之生產工廠用途、精密設備之製造工廠用途、農作物之室內栽培設施用途、一般家庭用途或辦公樓等產業設施用途、空氣淨化機用途或辦公室自動化(office automation,OA)設備用途等電器用途、汽車或飛機等各種車輛用途。進一步,藉由使用本發明所涉及之摩擦帶電不織布,可製備口罩。
另外,藉由本發明所涉及之摩擦帶電不織布之製造方法,可製造上述摩擦帶電不織布。
無
:無。
:無。
Claims (2)
- 一種摩擦帶電不織布,其係混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維,該摩擦帶電不織布中, 厚度係為1.2毫米以下,最大點強度係高於43.0 N/50毫米。
- 一種摩擦帶電不織布之製造方法,其係製造混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維的摩擦帶電不織布,該製造方法包含以下步驟: (1)準備混雜有構成樹脂不同之二種以上之纖維之料片(web); (2)對該料片實施水流交絡處理,製備水流交絡料片; (3)使該水流交絡料片於厚度方向上變形,並且對該於厚度方向上變形後之水流交絡料片,向與該厚度方向垂直之方向上作用張力,藉此使該水流交絡料片之構成纖維彼此擦蹭。
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PCT/JP2021/019046 WO2021241367A1 (ja) | 2020-05-27 | 2021-05-19 | 摩擦帯電不織布、および、その製造方法 |
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2022
- 2022-03-09 TW TW111108462A patent/TW202245898A/zh unknown
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