TW202348855A - 駐極體熔噴不織布、及使用其而成的空氣過濾器濾材 - Google Patents
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Abstract
一種駐極體熔噴不織布，包含聚烯烴系樹脂纖維，以便即便不進行特別的後加工處理，或者不使用特殊的添加劑，亦製成柔軟且具有高伸長率的駐極體熔噴不織布，所述駐極體熔噴不織布中，循環DSC中的1st升溫時的結晶化溫度為80℃以上且130℃以下，其熱量ΔHm為3.0 J/g以上且20.0 J/g以下。
Description
本發明是有關於一種具有高伸長率的駐極體熔噴不織布、及使用其而成的空氣過濾器濾材。
近年來，各種不織布原材料用於一次性尿布或生理用品等衛生材料或口罩等醫學用品中，由於多為與人體直接接觸的使用形態，因此對不織布要求優異的柔軟性或伸縮特性等。
作為對不織布賦予柔軟性的方法，有利用後加工的方法、或對構成不織布的原材料本身進行改良而不依賴後加工的方法等。特別是作為在後加工中賦予柔軟性的方法，例如可列舉使用染色機對不織布實施揉搓加工的方法、或者如專利文獻1中所提出般的藉由穿過具有速度差的夾持輥間或拉幅機等，對不織布進行拉伸操作，機械性地使纖維間接著鬆弛的方法等。作為不織布本身的改良方法，例如在專利文獻2中揭示了，藉由在作為原料的聚丙烯（poly propylene）（以下有時亦略記為PP）中混合聚苯乙烯而獲得經柔軟化的不織布。或者，如專利文獻3所揭示般，亦提倡一種在聚合物中添加平滑劑，一邊吹附冷卻風一邊進行紡絲後進行壓花加工的方法。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開昭63-132625號公報
專利文獻2：日本專利特開平6-93547號公報
專利文獻3：日本專利特開2000-8259號公報
[發明所欲解決之課題]
通常，在不織布中，熔噴（melt blow）不織布（以下有時亦略記為MB不織布）的強度低，因此在如專利文獻1或專利文獻2所揭示般的先前的方法中，在施加機械性外力的情況下，不織布本身存在斷裂、或者即便未斷裂表面亦會起毛的傾向，存在有損商品的價值的課題。這在使用柔軟劑的方法中亦同樣，亦存在因後加工引起的成本上升的問題。
另一方面，如專利文獻3所揭示般的方法中，不僅增加了步驟，亦需要在原料中添加平滑劑，因此在片材強力的降低或經濟性方面存在課題。
因此，本發明是鑒於所述情況而成者，其目的在於提供一種即便不進行特別的後加工處理，或者不使用特殊的添加劑，亦柔軟且具有高伸長率的駐極體熔噴不織布。
[解決課題之手段]
本發明者等人反覆進行了銳意研究，結果發現，將作為原料的聚烯烴系樹脂自模口噴出後，在該模口的下游處呈霧狀噴出水而形成駐極體熔噴不織布，並製成該駐極體熔噴不織布的結晶化溫度、結晶化時的熱量ΔHm滿足特定範圍的駐極體熔噴不織布，藉此，可提供一種即便不進行特別的後加工處理，或者不使用特殊的添加劑，亦柔軟且具有高伸長率的駐極體熔噴不織布。
本發明是基於該些見解而完成者，根據本發明，提供以下發明。
[1] 一種駐極體熔噴不織布，包含聚烯烴系樹脂纖維，所述駐極體熔噴不織布中，循環示差掃描熱析（Differential Scanning Calorimetry，DSC）中的1st升溫時的結晶化溫度為80℃以上且130℃以下，其熱量ΔHm為3.0 J/g以上且20.0 J/g以下。
[2] 如[1]所述的駐極體熔噴不織布，其中，所述聚烯烴系樹脂纖維的平均纖維彎曲率為1.10以上且1.50以下。
[3] 如所述[1]或[2]所述的駐極體熔噴不織布，其中，所述聚烯烴系樹脂纖維的平均單纖維直徑為0.1 μm以上且8.0 μm以下。
[4] 一種空氣過濾器濾材，其是使用如所述[1]至[3]中任一項所述的駐極體熔噴不織布而成。
[發明的效果]
根據本發明，提供一種即便不進行特別的後加工處理，或不使用特殊的添加劑，亦柔軟且具有高伸長率的駐極體熔噴不織布。
本發明的駐極體熔噴不織布為包含聚烯烴系樹脂纖維的駐極體熔噴不織布，循環DSC中的1st升溫時的結晶化溫度為80℃以上且130℃以下，其熱量ΔHm為3.0 J/g以上且20.0 J/g以下。以下，對其構成要素進行詳細說明，但本發明只要不超出其主旨，則不受以下所說明的範圍的任何限定。
（聚烯烴系樹脂纖維）
首先，本發明的駐極體熔噴不織布包含聚烯烴系樹脂纖維。藉由使用包含體積電阻率高、吸水性低的聚烯烴系樹脂組成物的纖維、即聚烯烴系樹脂纖維作為構成駐極體熔噴不織布的纖維，可增強駐極體熔噴不織布的帶電性及電荷保持性，可藉由該些效果達成高捕集效率。
在本發明中，作為聚烯烴系樹脂組成物，可列舉聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯及聚甲基戊烯等均聚物等。另外，亦可使用在該些均聚物中共聚不同成分而得的共聚物、或不同的兩種以上的聚合物摻混物等樹脂。該些中，就帶電保持性的觀點而言，可較佳地使用聚丙烯系樹脂及聚甲基戊烯系樹脂。特別是就可廉價地利用、纖維直徑的細徑化容易的觀點而言，可較佳地使用聚丙烯系樹脂。
再者，本發明中，所謂稱為「聚烯烴系樹脂組成物」時的樹脂組成物，是指聚丙烯（或聚乙烯等）的均聚物、與其他成分的共聚體（共聚物）及與異種樹脂的聚合物摻混物等樹脂中的、含有80質量%以上的聚丙烯均聚物（或者聚乙烯均聚物等）及丙烯單元（或者乙烯單元等）的樹脂組成物。對於其他聚烯烴系樹脂組成物亦同樣如此。
本發明中的聚烯烴系樹脂組成物基於日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）K7210-1：2014「塑膠-熱塑性塑膠的熔體質量流動速率（Melt mass-flow rate，MFR）及熔體體積流動速率（Melt volume-flow rate，MVR）的求法-第一部分：標準性試驗方法」的「8 A法：質量測定法」在溫度230℃、載荷2.16 kg、測定時間10分鐘的條件下測定出的熔體流動速率（Melt flow rate，MFR）較佳為50 g/10分鐘以上且2500 g/10分鐘以下。藉由將聚烯烴系樹脂組成物的熔體流動速率較佳為設為50 g/10分鐘以上，更佳為設為150 g/10分鐘以上，構成駐極體熔噴不織布的纖維的細徑化變得容易。另一方面，藉由將聚烯烴系樹脂組成物的熔體流動速率較佳為設為2500 g/10分鐘以下，更佳為設為2000 g/10分鐘以下，可提高纖維片材的強度。
本發明的聚烯烴系樹脂組成物中可含有結晶成核劑。藉由含有結晶成核劑，聚烯烴系樹脂組成物的降溫結晶化溫度上升，經紡絲的纖維的固化快速進行，藉此纖維彼此的熔接減少，駐極體熔噴不織布的通氣性得到提高。
作為該結晶成核劑，例如可列舉山梨糖醇系成核劑、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。
就使駐極體熔噴不織布的駐極體性能更良好的觀點而言，本發明的聚烯烴系樹脂組成物除了含有所述結晶成核劑以外，亦可含有至少一種受阻胺系添加劑或/及三嗪系添加劑。
作為受阻胺系化合物，例如可列舉聚[(6-(1,1,3,3-四甲基丁基)亞胺基-1,3,5-三嗪-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)]（日本巴斯夫（BASF JAPAN）股份有限公司製造，「基瑪索布（Chimassorb）」（註冊商標）944LD）、琥珀酸二甲基-1-(2-羥乙基)-4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶縮聚物（日本巴斯夫（BASF JAPAN）股份有限公司製造，「帝努彬（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)（日本巴斯夫（BASF JAPAN）股份有限公司製造，「帝努彬（Tinuvin）」（註冊商標）144）等。
另外，作為三嗪系添加劑，例如可列舉聚[(6-(1,1,3,3-四甲基丁基)亞胺基-1,3,5-三嗪-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)]（日本巴斯夫（BASF JAPAN）股份有限公司製造，「基瑪索布（Chimassorb）」（註冊商標）944LD）、及2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-((己基)氧基)-苯酚（日本巴斯夫（BASF JAPAN）股份有限公司製造，「帝努彬（Tinuvin）」（註冊商標）1577FF）等。
所述受阻胺系添加劑及/或三嗪系添加劑的添加量相對於聚烯烴系樹脂組成物的總質量而較佳為0.5質量%以上且5質量%以下，更佳為0.7質量%以上且3質量%以下。藉由將添加量設為該範圍，容易獲得塵埃捕集特性優異的駐極體熔噴不織布。
受阻胺系添加劑及/或三嗪系添加劑的含量例如可以如下方式求出。即，在利用甲醇/氯仿混合溶液對駐極體熔噴不織布進行索氏萃取後，對該萃取物反覆進行高效液相層析（High Performance Liquid Chromatography，HPLC）製備，並對各製備物利用紅外光譜（Infrared Spectroscopy，IR）測定、氣相色譜（Gas Chromatography，GC）測定、氣相色譜-質譜聯用（Gas Chromatography-Mass Spectrometer，GC/MS）測定、基質輔助雷射解吸電離質譜（Matrix Assisted Laser Desorption Ionization-Mass Spectrometry，MALDI-MS）測定、核磁共振氫譜（Hydrogen-1 Nuclear Magnetic Resonance Spectrometry，
1H-NMR）測定及核磁共振碳譜（Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectrometry，
13C-NMR）測定來確認結構。對該添加劑中包含的製備物的質量進行合計，求出相對於駐極體熔噴不織布整體的比例，將其設為受阻胺系添加劑及/或三嗪系添加劑的含量。
本發明中使用的聚烯烴系樹脂組成物中，只要不損害本發明的效果，可在聚烯烴系樹脂纖維中添加熱穩定劑、耐候劑及聚合抑制劑等添加劑。
本發明的駐極體熔噴不織布中使用的聚烯烴系樹脂纖維可為包含所述聚烯烴系樹脂組成物的複合纖維，例如可採用芯鞘型、偏心芯鞘型、並列型、分割型、海島型、合金型等複合纖維的形態。
另外，聚烯烴系樹脂纖維包含所述聚烯烴系樹脂組成物，並且，其平均單纖維直徑較佳為0.1 μm以上且8.0 μm以下。藉由將平均單纖維直徑較佳為設為0.1 μm以上，更佳為設為0.3 μm以上，進而佳為設為0.5 μm以上，可提高纖維片材的強度。另一方面，藉由設為8.0 μm以下，更佳為設為7.0 μm以下，進而佳為設為5.0 μm以下，可提高駐極體熔噴不織布的捕集效率。
再者，在對駐極體熔噴不織布中使用的聚烯烴系樹脂纖維的平均單纖維直徑進行計算時，自纖維片材的寬度方向3點（側端部2點及中央1點）、將其沿長度方向每隔5 cm的5點、合計15點採集15個3 mm×3 mm的測定樣品，利用掃描式電子顯微鏡（例如基恩士（Keyence）股份有限公司製造的「VHX-D500」等）將倍率調節為3000倍，自所採集的測定樣品各拍攝1張纖維表面照片，合計拍攝15張。然後，對照片中的可明確確認到纖維直徑（單纖維直徑）的所有纖維測定單纖維直徑，將對該些的算術平均值的小數點以下第二位進行四捨五入後而獲得的值設為平均單纖維直徑。
另外，本發明中的駐極體熔噴不織布中，聚烯烴系樹脂纖維的平均纖維彎曲率較佳為1.10以上且1.50以下。藉由將平均纖維彎曲率較佳為設為1.10以上，更佳為設為1.30以上，可製成纖維間的空隙變寬、體積大且低壓損、而且拉伸時具有高伸長率的駐極體熔噴不織布。另一方面，藉由設為1.50以下，更佳為設為1.40以下，可製成纖維的剛直性增加、形態穩定性高的駐極體熔噴不織布。
在本發明中，駐極體熔噴不織布中的聚烯烴系樹脂纖維的平均纖維彎曲率可藉由在聚烯烴系樹脂纖維的紡絲後立即自一方向進行適當的驟冷處理來控制。具體而言，可在紡絲後立即（模口正下方的區域）自一方向吹附冷風，或者在紡絲中（自模口正下方至捕集部為止之間的區域）自一方向呈霧狀噴出水等來進行控制。其中，呈霧狀噴出水的方法亦可與駐極體處理結合實施，因此最理想。
在所述中，關於水的噴霧量，只要水接觸至所紡出的絲條則並無特別限定，只要以成為目標纖維彎曲率的方式對噴霧量進行適宜調整即可，但由於不需要駐極體加工時的乾燥步驟，因此理想的是更佳為後述的水/聚合體百分率[%]為300%以上且未滿500%。
再者，在對聚烯烴系樹脂纖維的平均纖維彎曲率進行計算時，自不織布的寬度方向3點（側端部2點及中央1點）、將其沿長度方向每隔5 cm的5點、合計15點採集15個3 mm×3 mm的測定樣品，利用掃描式電子顯微鏡（例如基恩士（Keyence）股份有限公司製造的「VHX-D500」等）將倍率調節為200倍，自所採集的測定樣品各拍攝1張纖維表面照片，合計拍攝15張。然後，對照片中可明確確認到纖維長度為750 μm以上的所有纖維測定纖維的兩端間的直線距離（L1）與實際的纖維長度（L2），並計算各自的彎曲率（L2/L1），將對該些的算術平均值的小數點以下第三位進行四捨五入後而獲得的值設為平均纖維彎曲率（無單位）。
（駐極體熔噴不織布）
本發明的駐極體熔噴不織布包含所述聚烯烴系樹脂纖維而成。並且，本發明的駐極體熔噴不織布的循環DSC中的1st升溫時的結晶化溫度為80℃以上且130℃以下，其熱量ΔHm為3.0 J/g以上且20.0 J/g以下。
首先，藉由將循環DSC中的1st升溫時的結晶化溫度設為80℃以上，較佳為設為85℃以上，更佳為設為90℃以上，可形成強度適度的結晶化區域，可製成片材強力充分的駐極體熔噴不織布。另一方面，藉由將循環DSC中的1st升溫時的結晶化溫度設為130℃以下，較佳為設為115℃以下，更佳為設為110℃以下，可形成結晶化不完全的區域，可製成拉伸時具有高伸長率的駐極體熔噴不織布。
並且，藉由將循環DSC中的1st升溫時的結晶化的熱量ΔHm設為3.0 J/g以上，較佳為設為4.0 J/g以上，更佳為設為5.0 J/g以上，不完全的結晶化區域充分，可製成在拉伸時具有高伸長率的駐極體熔噴不織布。另一方面，藉由將循環DSC中的1st升溫時的結晶化的熱量ΔHm設為20.0 J/g以下，較佳為設為17.5 J/g以下，更佳為設為15.0 J/g以下，可製成加熱加工時的收縮小、形態穩定性高的駐極體熔噴不織布。
本發明中，循環DSC中的1st升溫時的結晶化溫度、以及其熱量ΔHm是指藉由以下方法測定並計算出的值。即，
（i）自駐極體熔噴不織布中隨機採集三個5 mg的試驗片。
（ii）使用示差掃描熱量計（例如TA儀器（TA Instruments）公司製造的「Q100」等），在下述條件下進行1st升溫（第一次升溫）→降溫（冷卻）並進行測定。
・測定環境：氮氣流（50 ml/分鐘）
・溫度範圍：20℃～200℃
・升溫速度：20℃/分鐘
・降溫速度：20℃/分鐘
・試樣量：5 mg
（iii）關於結晶化溫度，讀取1st升溫過程中的發熱波峰頂點溫度。另外，結晶化時的熱量ΔHm（J/g）是自處於升溫時的80℃以上且130℃以下的發熱波峰減去降溫時的吸熱曲線而計算出。
（iv）進行三次測定，對於結晶化溫度（℃）將其算術平均值在小數點以下第一位進行四捨五入，對於熱量ΔHm（J/g）將其算術平均值在小數點以下第二位進行四捨五入。
在本發明中，駐極體熔噴不織布的循環DSC中的1st升溫時的結晶化溫度、結晶化的熱量ΔHm可藉由在構成駐極體熔噴不織布的聚烯烴系樹脂纖維形成適當的非結晶部來進行控制。具體而言，可藉由變更所使用的聚烯烴系樹脂的種類、或加入結晶成核劑或彈性體等添加材、或在紡絲中呈霧狀噴出水等對所紡出的聚合物進行驟冷等來進行控制。
本發明的駐極體熔噴不織布的單位面積重量較佳為3 g/m
2以上且100 g/m
2以下。藉由將駐極體熔噴不織布的單位面積重量設為3 g/m
2以上，更佳為設為5 g/m
2以上，進而佳為設為10 g/m
2以上，可提高駐極體熔噴不織布的捕集效率。另一方面，藉由設為100 g/m
2以下，更佳為設為70 g/m
2以下，進而佳為設為50 g/m
2以下，可抑制將駐極體熔噴不織布作為空氣過濾單元實施褶襉成型時的褶襉山的潰縮。
再者，關於本發明中的駐極體熔噴不織布的單位面積重量，自駐極體熔噴不織布中採集任意5處縱向×橫向=15 cm×15 cm的樣品，將對該些樣品的質量進行測定而獲得的值換算成每1 m
2的值，並將各樣品的算術平均值（g/m
2）的小數點以下第一位四捨五入，從而計算出纖維片材的單位面積重量（g/m
2）。
藉由本發明中的駐極體熔噴不織布的厚度為0.05 mm以上，更佳為0.08 mm以上，進而佳為0.12 mm以上，可進一步提高片材的強度，從而可抑制加工成空氣過濾單元時的片材斷裂。進而，藉由為0.40 mm以下，更佳為0.35 mm以下，進而佳為0.30 mm以下，可抑制將駐極體熔噴不織布作為空氣過濾單元實施褶襉成型時的褶襉山的潰縮。
再者，關於本發明中的駐極體熔噴不織布的厚度，使用厚度計（例如，得樂（TECLOCK）股份有限公司製造的「「特庫勞克（TECLOCK）」（註冊商標）SM-114」等），將駐極體熔噴不織布的厚度沿寬度方向等間隔地測定10點，自其平均值將小數點以下第三位四捨五入，從而計算出駐極體熔噴不織布的厚度（mm）。
（駐極體熔噴不織布的製造方法）
本發明的駐極體熔噴不織布例如可藉由如下方法來製造。
首先，準備所述聚烯烴系樹脂組成物。接著，一邊自具有規定孔徑的模口噴出聚烯烴系樹脂組成物，一邊形成絲條。藉由自一定角度對該剛噴出後的絲條噴射加熱為250℃～350℃左右的空氣等（以下有時簡單記載為熱風）而使絲條細徑化，使該絲條堆積於捕集部，藉此形成熔噴不織布。
亦可在噴射熱風後，在將絲條堆積於捕集部為止的期間呈霧狀噴出液滴，將所紡出的聚合物驟冷。其中，呈霧狀噴出水的方法亦可與駐極體處理結合實施，因此最理想。
關於水的噴霧量，理想的是以下的式：
（Wp/Wf）×100
（式中，Wp為每單位寬度的單位時間下的噴霧噴嘴的水噴出質量，Wf為每單位寬度的單位時間下的非導電性聚合體的噴出質量）
所表示的水/聚合體百分率[%]為300%以上且未滿500%。若水/聚合體百分率未滿500%，則由於紡絲聚合物的熱量，水分充分蒸發，即便在聚合物噴出量少的情況下，亦可無乾燥步驟地獲得高品質的駐極體熔噴不織布。另一方面，若水/聚合體百分率為300%以上，則不織布的帶電量充分，從而可獲得表現出高捕集效率的駐極體熔噴不織布。
作為液滴的噴霧裝置，可使用自單孔呈圓錐狀或扇狀地且呈霧狀噴出水滴的單孔型噴霧噴嘴或自狹縫狀的噴出口呈帶狀地且呈霧狀噴出水滴的狹縫型噴霧噴嘴等。其中，就即便為少量的水量亦可沿寬度方向均勻地賦予的方面而言，進而佳為使用如下的噴霧噴嘴，其包括：多個水噴出口，沿寬度方向排列；以及一對空氣噴出口，遍及所述寬度方向連續或間歇地開口並且以夾著所述多個水噴出口的方式相向配置，且所述噴霧噴嘴使自所述空氣噴出口噴出的空氣與自所述多個水噴出口噴出的水碰撞。
另外，噴射或呈霧狀噴出液滴的位置只要在自噴射所述熱風的位置至捕集網為止之間即可，但可較佳為位於自模口向下方離開7.5 cm以上的位置。理想的是更佳為8 cm以上，進而佳為9 cm。在距模口未滿7.5 cm的區域，由於來自模口的散熱，溫度高，且紡出絲自身亦為高溫度，因此噴射水或噴霧水有時會部分蒸發。因此，藉由將噴射或呈霧狀噴出液滴的位置設為自模口向下方離開7.5 cm以上的位置，所紡出的絲條充分凝固而成為絲條，之後，在成為不織布的狀態為止的期間，可使噴射或呈霧狀噴出的液滴充分遍佈。其結果，可提高駐極體熔噴不織布的各種物性。
再者，在噴射熱風後，至使絲條堆積於捕集部為止的期間，在不實施液滴的噴霧的情況下，對所獲得的熔噴不織布另行實施駐極體化處理，從而製成駐極體熔噴不織布。駐極體化處理可對熔噴不織布單層實施，而且亦可對與其他纖維片材積層而得的積層纖維片材實施。
在該情況下，作為進行駐極體化處理的方法，可較佳地使用藉由對非導電性的熔噴不織布賦予水後使其乾燥來進行駐極體化的方法。作為對熔噴不織布賦予水的方法，可列舉為了使水浸透至熔噴不織布內部而以充分的壓力呈霧狀噴出水的噴流或水滴流的方法、賦予水後或一邊賦予水一邊自熔噴不織布的單側抽吸而使水浸透至熔噴不織布內的方法、以及使熔噴不織布浸漬於異丙醇、乙醇、丙酮等水溶性有機溶劑與水的混合溶液中而使水浸透至纖維片材內部的方法等。
並且，水浸透後的駐極體熔噴不織布的乾燥方法能夠使用現有公知的方法中的任一種。例如，可應用熱風乾燥法、真空乾燥法、自然乾燥法等方法。其中熱風乾燥法由於能夠進行連續處理，因此較佳。在熱風乾燥法的情況下，作為乾燥溫度，需要達到不使駐極體失活的程度的溫度。可較佳為120℃以下，更佳為100℃以下，進而佳為80℃以下。另外，在熱風乾燥前，作為預乾燥，進而佳為藉由夾持輥、吸水輥、抽吸等將剩餘的水分去除。
在本發明中，作為在噴射熱風後，至使絲條堆積於捕集部為止的期間呈霧狀噴出液滴時使用的水、或者對熔噴不織布另行實施駐極體化處理時使用的水，較佳為使用利用液體過濾器等去除污垢後的水且儘可能清潔的水。特別是可較佳地使用離子交換水、蒸餾水以及利用逆滲透膜透過的過濾水等純水。另外，作為純水的水準，較佳為導電率為10
3μS/m以下，更佳為導電率為10
2μS/m以下。另外，可在不對捕集特性造成影響的範圍內，在所述水中混合異丙醇、乙醇、丙酮等水溶性有機溶劑。
（空氣過濾器濾材）
本發明的空氣過濾器濾材是使用本發明的駐極體熔噴不織布而成。作為由本發明的駐極體熔噴不織布獲得本發明的空氣過濾器濾材的方法，可使用公知的方法。例如，可將本發明的駐極體熔噴不織布與骨材片材接合而製成積層片材。骨材片材為用於捕集較大的灰塵，並且接合於駐極體熔噴不織布而獲得作為濾材所需的剛性者。作為骨材片材，例如可使用包含聚酯纖維、聚丙烯纖維、嫘縈纖維、玻璃纖維及天然紙漿等的不織布、編織物等。
本發明的空氣過濾器濾材可以片材狀的狀態直接組裝於框材中用作過濾單元。另外，亦可對空氣過濾器濾材反覆進行山折與谷折而實施褶襉加工，以作為設置於框材的褶襉狀的過濾單元來使用。
本發明的空氣過濾器濾材適於所有空氣過濾器，其中特別適於空調用過濾器、空氣淨化器用過濾器及汽車客艙過濾器的高性能用途。
[實施例]
接著，基於實施例對本發明進行具體說明。但是，本發明並不僅限定於該些實施例。再者，在各物性的測定中，並無特別記載者為基於所述方法進行測定者。
（1）聚烯烴系樹脂纖維的平均單纖維直徑（μm）：
使用基恩士（Keyence）股份有限公司製造的「VHX-D500」來作為掃描式電子顯微鏡，並藉由所述方法進行測定、計算。
（2）聚烯烴系樹脂纖維的平均纖維彎曲率：
使用基恩士（Keyence）股份有限公司製造的「VHX-D500」來作為掃描式電子顯微鏡，並藉由所述方法進行測定、計算。
（3）駐極體熔噴不織布的循環DSC中的1st升溫時的結晶化溫度（℃）、結晶化的熱量ΔHm（J/g）：
使用TA儀器（TA Instruments）公司製造的「Q100」來作為差示掃描熱量計，並藉由所述方法進行測定、計算。再者，表1中，分別略記為「結晶化溫度」、「結晶化的熱量ΔHm」。
（4）駐極體熔噴不織布的單位面積重量（g/m
2）：
駐極體熔噴不織布的單位面積重量是藉由所述方法進行測定、計算。
（5）駐極體熔噴不織布的厚度（mm）：
駐極體熔噴不織布的厚度是使用得樂（TECLOCK）股份有限公司製造的「「特庫勞克（TECLOCK）」（註冊商標）SM-114」，並藉由所述方法進行測定、計算。
（6）駐極體熔噴不織布的拉伸強度（N/cm）、拉伸伸長率（%）：
駐極體熔噴不織布的拉伸強度是使用A&D股份有限公司製造的滕喜龍（Tensilon）萬能試驗機「RTG-1250」來作為拉伸試驗機，並按照JIS L1096：2010「織物及編織物的面料試驗方法」的「8.14 拉伸強度及伸長率」的「8.14.1 JIS法」所記載的A法（條帶法）進行測定。再者，切斷採集時的試驗片的大小設為寬5 cm、長20 cm，試驗片的片數沿縱向（Machine Direction，MD）方向（駐極體熔噴不織布的長度方向）、橫向（Cross Direction，CD）方向（駐極體熔噴不織布的寬度方向）分別設為5片。在將抓持間隔設為10 cm、拉伸速度為10 cm/分鐘的條件下進行測定，將5片試驗片的切斷時的載荷（在切斷時的載荷並非最大載荷的情況下為最大載荷）除以寬度，將其算術平均值（N/cm）以小數點以下第二位進行四捨五入而獲得的值計算為駐極體熔噴不織布的拉伸強度（N/cm），將切斷時（切斷時的載荷並非最大載荷的情況下為最大載荷時）的伸長度的算術平均值（%）以小數點以下第一位進行四捨五入而獲得的值計算為駐極體熔噴不織布的MD方向或CD方向的拉伸伸長率（%）。
[實施例1]
使用了包含1質量%的受阻胺系化合物「基瑪索布（Chimassorb）」（註冊商標）（日本巴斯夫（BASF JAPAN）股份有限公司製造）、熔體流動速率為850 g/10分鐘的聚丙烯樹脂。將該聚丙烯樹脂投入至紡絲機的原料料斗後，自具有直徑為0.4 mm的噴出孔的模口（孔間距：1.0 mm），以模口的溫度為270℃、單孔噴出量為0.28 g/分鐘/孔噴出經熔融的聚丙烯樹脂。以0.025 MPa的壓力向剛自該模口噴出後的絲條噴射加熱為300℃的空氣（熱風），進而，自噴霧噴嘴對自模口向下方離開10 cm位置的絲條呈霧狀噴出導電率為90 μS/m的純水。噴霧噴嘴包括：多個水噴出口，沿模口的寬度方向排列；以及一對空氣噴出口，遍及所述寬度方向連續或間歇地開口並且以夾著所述多個水噴出口的方式相向配置，且所述噴霧噴嘴使自所述空氣噴出口噴出的空氣與自所述多個水噴出口噴出的水碰撞，藉此對防出絲條呈霧狀噴出水。藉由該噴霧噴嘴，將導電率為90 μS/m的純水朝向絲條，在紡絲寬度（為生產線的寬度方向，且在後續步驟中成為駐極體熔噴不織布的寬度方向（CD方向）的方向）的每單位寬度（1 m）為667 mL/分鐘/m的流量、1.5 MPa的空氣壓力下，以水/聚合體百分率成為242%的方式呈霧狀噴出。然後，在輸送機速度能夠調整的捕集網上堆積絲條，從而獲得單位面積重量為20 g/m
2的駐極體熔噴不織布。將該駐極體熔噴不織布的物性的測定結果示於表1中。
[實施例2]
在實施例1中，在向絲條呈霧狀噴出純水時，將流量667 mL/分鐘/m、空氣壓力1.5 MPa、水/聚合體百分率242%的情況設為流量333 mL/分鐘/m、空氣壓力0.7 MPa的壓力、水/聚合體百分率121%，除此以外，與實施例1同樣地製造熔噴不織布。將該駐極體熔噴不織布的物性的測定結果示於表1中。
[實施例3]
在實施例1中，將聚丙烯樹脂的單孔噴出量為0.28 g/分鐘/孔、熱風的壓力0.025 MPa、向絲條呈霧狀噴出純水時的水/聚合體百分率242%的情況設為單孔噴出量0.35 g/分鐘/孔、熱風的壓力0.027 MPa、水/聚合體百分率155%，除此以外，與實施例1同樣地製造熔噴不織布。將該駐極體熔噴不織布的物性的測定結果示於表1中。
[實施例4]
在實施例3中，將向絲條呈霧狀噴出純水時的水/聚合體百分率為155%的情況設為水/聚合體百分率190%，除此以外，與實施例3同樣地製造熔噴不織布。將該駐極體熔噴不織布的物性的測定結果示於表1中。
[實施例5]
在實施例3中，將向絲條呈霧狀噴出純水時的水/聚合體百分率為155%的情況設為水/聚合體百分率381%，除此以外，與實施例3同樣地製造熔噴不織布。將該駐極體熔噴不織布的物性的測定結果示於表1中。
[實施例6]
在實施例3中，將向絲條呈霧狀噴出純水時的水/聚合體百分率為155%的情況設為水/聚合體百分率476%，除此以外，與實施例3同樣地製造熔噴不織布。將該駐極體熔噴不織布的物性的測定結果示於表1中。
[比較例1]
在實施例1中，將使用噴霧噴嘴向絲條呈霧狀噴出純水的情況設為停止向該噴霧噴嘴供給純水，僅吹送自噴霧噴嘴的空氣噴出口噴出的空氣，除此以外，與實施例1同樣地製造熔噴不織布。將該駐極體熔噴不織布的物性的測定結果示於表1中。
[比較例2]
在實施例3中，將使用噴霧噴嘴向絲條呈霧狀噴出純水的情況設為停止向該噴霧噴嘴供給純水，僅吹送自噴霧噴嘴的空氣噴出口噴出的空氣，除此以外，與實施例3同樣地製造熔噴不織布。將該駐極體熔噴不織布的物性的測定結果示於表1中。
[比較例3]
在實施例3中，將向絲條呈霧狀噴出純水時的水/聚合體百分率為155%的情況設為水/聚合體百分率95%，除此以外，與實施例3同樣地製造熔噴不織布。將該駐極體熔噴不織布的物性的測定結果示於表1中。
[表1]
[表1]
| 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | ||||
| 紡絲條件 | 單孔噴出量 [g/分鐘/孔] | 0.28 | 0.28 | 0.35 | 0.35 | 0.35 | 0.35 | 0.28 | 0.35 | 0.35 | ||
| 熱風的壓力 [MPa] | 0.025 | 0.025 | 0.027 | 0.027 | 0.027 | 0.027 | 0.025 | 0.027 | 0.027 | |||
| 向絲條呈霧狀噴出水 | 水/聚合體百分率[%] | 242 | 121 | 155 | 190 | 381 | 476 | 0 | 0 | 95 | ||
| 聚烯烴系樹脂纖維的平均單纖維直徑[μm] | 2.3 | 2.4 | 2.4 | 2.5 | 2.4 | 2.5 | 2.5 | 2.4 | 2.4 | |||
| 聚烯烴系樹脂纖維的平均纖維彎曲率[-] | 1.33 | 1.15 | 1.10 | 1.47 | 1.42 | 1.74 | 1.07 | 1.06 | 1.12 | |||
| 駐極體熔噴不織布 | 結晶化溫度[℃] | 107 | 104 | 105 | 106 | 107 | 106 | - | - | 106 | ||
| 結晶化的熱量ΔHm [J/g] | 12.7 | 5.8 | 4.0 | 8.1 | 6.6 | 6.9 | - | - | 1.8 | |||
| 單位面積重量[g/m 2] | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | |||
| 厚度[mm] | 0.16 | 0.16 | 0.14 | 0.14 | 0.15 | 0.15 | 0.16 | 0.13 | 0.13 | |||
| 拉伸強度[N/cm] | MD方向 | 2.1 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 2.2 | 2.3 | 2.2 | 2.5 | 2.4 | ||
| CD方向 | 1.6 | 1.7 | 2.0 | 2.0 | 2.0 | 1.9 | 1.7 | 2.2 | 2.1 | |||
| 拉伸伸長率 [%] | MD方向 | 79 | 51 | 47 | 44 | 54 | 62 | 55 | 43 | 60 | ||
| CD方向 | 110 | 101 | 107 | 116 | 112 | 106 | 70 | 76 | 92 | |||
由表1明確般，本發明的實施例1～實施例6藉由在紡絲中呈霧狀噴出水，在100℃附近產生結晶化熱量，據此認為，纖維內存在非晶部，拉伸時應力分散。另外，由於平均纖維彎曲率亦高，因此纖維間的空隙充分，片材經拉伸時纖維容易伸長。據此，在實施例1～實施例6中，相對於CD方向具有100%以上的高伸長率。
另一方面，在不呈霧狀噴出水而僅利用空氣進行驟冷的比較例1及比較例2中，未確認到升溫時的結晶化熱量，據此認為纖維均勻地結晶化，在被拉伸時應力不會分散。另外，由於平均纖維彎曲率亦低至1.07以下，因此纖維間的空隙少。據此，在比較例1及比較例2中，即便為伸長率高的CD方向，其伸長率亦低至76%以下，未確認到充分的效果。
另外，在水/聚合體百分率少至95%的比較例3中，平均纖維彎曲率為1.12，雖然有纖維間的空隙，但由於纖維的冷卻不足，100℃附近的結晶化熱量低至1.8 J/g，片材被拉伸時應力無法充分地分散。因此，CD方向的伸長率低至92%，無法確認到充分的效果。
如以上所述，藉由本發明的製造方法，可提供一種如下駐極體熔噴不織布，在不進行後加工處理或添加彈性體樹脂及平滑劑等的情況下柔軟，且進而具有一方向的伸長率為100%～120%左右的、先前的包含聚烯烴系樹脂纖維的熔噴不織布所無法表現出的高伸長率。
無
無
Claims (4)
- 一種駐極體熔噴不織布，包含聚烯烴系樹脂纖維，所述駐極體熔噴不織布中，循環示差掃描熱析中的第一次升溫時的結晶化溫度為80℃以上且130℃以下，其熱量ΔHm為3.0 J/g以上且20.0 J/g以下。
- 如請求項1所述的駐極體熔噴不織布，其中，所述聚烯烴系樹脂纖維的平均纖維彎曲率為1.10以上且1.50以下。
- 如請求項1或請求項2所述的駐極體熔噴不織布，其中，所述聚烯烴系樹脂纖維的平均單纖維直徑為0.1 μm以上且8.0 μm以下。
- 一種空氣過濾器濾材，其是使用如請求項1或請求項2所述的駐極體熔噴不織布而成。
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