專利名稱：使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料。更詳細(xì)地說是涉及使用了低壓力損失、塵埃的捕獲效率高、可經(jīng)受長時間使用且適用于罩具材料等的高性能層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料。
背景技術(shù)：
一直以來，作為用于除去花粉或粉塵等微細(xì)塵埃的空氣過濾材料，多使用無紡布制片材。對這種空氣過濾材料要求以高效率捕獲塵埃的性能以及氣體通過空氣過濾材料時的吸氣阻力小的低壓力損失。它們除了對由纖維徑細(xì)的纖維所形成的致密基質(zhì)或?yàn)V器進(jìn)行駐極體加工所帶來的物理捕獲作用之外，還可通過靜電吸引力等捕獲花粉或粉塵等微細(xì)的塵埃。這些空氣過濾材料中，為了形成致密的基質(zhì)，多使用平均纖維為15μπι以下的熔噴無紡布。所使用的形狀使用杯狀或進(jìn)行了摺裥成形的形狀。另一方面，由于熔噴無紡布的纖維很細(xì)、柔軟，因而作為空氣過濾材料使用時，需要包裝材料或加固材料。專利文獻(xiàn)1提出了由生物降解性纖維構(gòu)成的熔噴無紡布和紡粘無紡布層疊而成的空氣過濾器。該過濾材料由于利用壓花輥將熔噴無紡布和紡粘無紡布的層間通過大量的局部熔融粘合部粘接在一起，因此具有壓力損失增高的缺點(diǎn)。專利文獻(xiàn)2提出了由熔融起始溫度不同的多個合成纖維片材構(gòu)成的層疊過濾器。 該層疊過濾材料是經(jīng)過駐極體加工的熔噴無紡布和紡粘無紡布的組合，紡粘無紡布一側(cè)由于未經(jīng)過駐極體加工，因而具有捕獲效率低的缺點(diǎn)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2003-260321號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平5487682號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的在于提供壓力損失低、塵埃的捕獲效率高的層疊駐極體過濾材料。用于解決技術(shù)問題的手段本發(fā)明人等為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使用以在平均纖維徑為0. 1 μ m 15 μ m的無紡布A的至少單面上層疊有1層或多層的平均纖維徑為ΙΟμπι IOOym的無紡布B的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了駐極體加工的層疊駐極體無紡布，可以提供壓力損失低、而且塵埃的捕獲性能優(yōu)異的空氣過濾材料，根據(jù)該發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。本發(fā)明包含以下內(nèi)容。(1) 一種使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，所述層疊駐極體無紡布是對在無紡布A的至少單面上層疊有1層或多層的無紡布B的層疊無紡布實(shí)施了駐極體加工的層疊駐極體無紡布，所述無紡布A是將平均纖維徑為0. 1 15 μ m的2種熔點(diǎn)不同的纖維即當(dāng)以熔點(diǎn)低的纖維為纖維D、以熔點(diǎn)高的纖維為纖維E時將纖維D和纖維E混纖而獲得的無紡布，所述無紡布B是由平均纖維徑為ΙΟμπι IOOym且平均纖維徑大于構(gòu)成無紡布A 的纖維的平均纖維徑的纖維所構(gòu)成。(2)根據(jù)上述(1)所述的空氣過濾材料，其中，構(gòu)成無紡布A的纖維D含有彈性體， 當(dāng)以纖維D的熔點(diǎn)為d(°C )、纖維E的熔點(diǎn)為e(°C )時，e-d為20 150°C。(3)根據(jù)上述(1)或( 所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，其中， 當(dāng)以構(gòu)成無紡布A的纖維D的熔點(diǎn)為d(°C )、構(gòu)成形成無紡布B的纖維的表面的至少一部分的成分中熔點(diǎn)最低的成分的熔點(diǎn)為b (°C )時，b-d為20°C以上。(4)根據(jù)上述(1) C3)任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料， 其中，構(gòu)成無紡布A的纖維D與纖維E的重量比“纖維D的重量/纖維E的重量”為20/80 80/20。(5)根據(jù)上述(1) (4)任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料， 其中，纖維D由聚烯烴彈性體構(gòu)成。(6)根據(jù)上述(1) ( 任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料， 其中，在構(gòu)成纖維D和纖維E的樹脂成分中添加有受阻胺系化合物。(7)根據(jù)上述(1) (6)任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料， 其中，無紡布A為熔噴無紡布，在無紡布A上層疊的所述無紡布B的至少一個為紡粘無紡布。(8)根據(jù)上述(1) (7)任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料， 所述空氣過濾材料是在無紡布A的兩面上分別層疊有1層以上的無紡布B的空氣過濾材料，其中，無紡布A為熔噴無紡布，在無紡布A的兩面上層疊的無紡布B中的在無紡布A的各面上層疊的至少1層的無紡布B是紡粘無紡布。(9)根據(jù)上述(7)或(8)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，其中， 構(gòu)成無紡布B的紡粘無紡布的纖維由聚酯構(gòu)成。(10)根據(jù)上述(7) (9)任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，其中，由紡粘無紡布構(gòu)成的所述無紡布B中的至少一個是構(gòu)成該紡粘無紡布的纖維為鞘芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維，其中芯成分由聚酯構(gòu)成，鞘成分由熔點(diǎn)低于芯成分的樹脂構(gòu)成。發(fā)明效果本發(fā)明可提供壓力損失低、塵埃的捕獲效率高的層疊極化過濾材料。特別是可以提供適于罩具的駐極體過濾材料。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)地說明本發(fā)明。本發(fā)明為使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，本發(fā)明的層疊駐極體無紡布是在平均纖維徑為0. 1 15 μ m的無紡布A的至少單面上層疊至少1層平均纖維徑為 10 μ m 100 μ m的無紡布B并實(shí)施了駐極體加工的層疊駐極體無紡布。構(gòu)成無紡布A的纖維混纖有纖維D和熔點(diǎn)高于纖維D的纖維E。本發(fā)明中的“混纖”是指將至少2種纖維均一地混合而構(gòu)成無紡布的狀態(tài)。
構(gòu)成本發(fā)明無紡布A的纖維只要是平均纖維徑為0. 1 μ m 15 μ m且混纖有纖維 D和熔點(diǎn)高于纖維D的纖維E，則其制法沒有限定。另外，本發(fā)明中，還可以在不妨礙本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，在無紡布A中混纖除纖維D和纖維E以外的纖維。為了獲得層疊時的粘接性，相對于構(gòu)成本發(fā)明無紡布A的纖維E而熔點(diǎn)相對低的纖維D優(yōu)選為由彈性體構(gòu)成的纖維。當(dāng)以纖維D的熔點(diǎn)為d(°C)、纖維E的熔點(diǎn)為e(°C)時，優(yōu)選e_d為20 150°C、 更優(yōu)選為30 120°C。e-d為20°C以上時，當(dāng)在無紡布A上層疊無紡布B時，可以在不使熔點(diǎn)高的纖維E熔融的情況下一體化。由此，纖維E可以保持纖維形態(tài)、從而維持充分的透氣性。另外，為了均勻地進(jìn)行混纖，優(yōu)選從同一紡絲噴頭對纖維D和纖維E進(jìn)行紡絲，但此時當(dāng)纖維D和纖維E的熔點(diǎn)極其不同時，有難以確保紡絲性的傾向。當(dāng)e-d為150°C以下時， 可確保充分的紡絲性。本發(fā)明的無紡布A優(yōu)選是利用熔噴法獲得的無紡布。優(yōu)選分別獨(dú)立地將熔點(diǎn)相差 20°C 150°C的2種熱塑性樹脂熔融擠出，從混煉熔噴紡絲噴頭進(jìn)行紡絲而獲得，再通過高溫、高速的氣體形成極細(xì)纖維流進(jìn)行噴吹紡絲，利用捕獲裝置制得混纖無紡布。作為混纖熔噴紡絲噴頭，是將某一個纖維成分紡絲用孔和其他的纖維成分紡絲用孔交替地設(shè)成一列多個的熔噴紡絲噴頭等。本發(fā)明的層疊駐極體無紡布只要是以在平均纖維徑為0. 1 μ m 15 μ m的無紡布A 的至少單面上層疊有至少1層平均纖維徑為10 μ m 100 μ m的無紡布B的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了駐極體加工的層疊駐極體無紡布，則其制法沒有限定。當(dāng)以構(gòu)成無紡布A的纖維D的熔點(diǎn)為d(°C )、以構(gòu)成形成與無紡布A相層疊的無紡布B的纖維表面的至少一部分的低熔點(diǎn)一側(cè)的纖維的熔點(diǎn)為b (°C )時，優(yōu)選b-d為20 200°C。更優(yōu)選為30 200°C。b-d為20°C以上時，與無紡布A層疊時，無紡布B可保持纖維形態(tài)，從而可維持充分的粘接性。當(dāng)本發(fā)明的無紡布A是通過熔噴法獲得的纖維層時，熔噴法中進(jìn)行噴吹紡絲時的氣體通常使用空氣、氮?dú)獾炔换顫娦詺怏w。該氣體的溫度為約200 500°C、優(yōu)選為約250 450 °C，壓力為約 0. 1 6. Okgf/cm2 (98 588KPa)、優(yōu)選為約 0. 2 5. 5kgf/cm2 (196 539Pa)。該紡絲條件可通過所使用的樹脂的物性或組合、目標(biāo)纖維徑、紡絲噴頭等裝置等來適當(dāng)設(shè)定。對于本發(fā)明的無紡布A，纖維D和纖維E的纖維徑可相同也可不同，但優(yōu)選由纖維 D和纖維E合起來的平均纖維徑為0. 1 15 μ m的混纖纖維構(gòu)成。更優(yōu)選為0. 3 10 μ m。 當(dāng)平均纖維徑為0. 1 μ m以上時，制造容易、生產(chǎn)率良好、價格也廉價。平均纖維徑為15 μ m 以下時，塵埃的捕獲效率足夠高。本發(fā)明的無紡布A的單位面積重量并無特別限定，在過濾材料中使用時優(yōu)選為 5 200g/m2。更優(yōu)選為10 100g/m2。當(dāng)可用于罩具材料時，從所要求的透氣性能和塵埃的捕獲性能的程度出發(fā)，上述無紡布A的單位面積重量優(yōu)選為20 120g/m2的范圍，但并不限于此。為了獲得粘接性，構(gòu)成本發(fā)明無紡布A的纖維有必要含有作為粘接成分的低熔點(diǎn)纖維D (優(yōu)選由彈性體構(gòu)成的低熔點(diǎn)纖維)，另外為了獲得透氣性，有必要含有纖維E。由這些觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選的纖維D與纖維E的重量比即纖維D的重量/纖維E的重量為20/80 80/20的范圍。更優(yōu)選纖維D的重量/纖維E的重量為30/70 70/30。當(dāng)無紡布A中的纖維D的重量比為20重量％以上時，無紡布A與無紡布B的層間的粘接力足夠強(qiáng)、在罩具成形時或摺裥加工時等不會發(fā)生這些無紡布間的剝離。無紡布A中的纖維D的重量比為80 重量％以下時，由于將作為無紡布A的粘接成分的纖維D的熔融量保持在適當(dāng)范圍內(nèi)，因而壓力損失不會增大。無紡布A中所含的纖維D的重量以層疊無紡布的重量基準(zhǔn)計(jì)為5 50重量％的范圍，這從層疊無紡布的強(qiáng)度與過濾性能的平衡方面出發(fā)是優(yōu)選的，更優(yōu)選為 10 30重量％。構(gòu)成纖維D的熱塑性樹脂(優(yōu)選低熔點(diǎn)彈性體樹脂)只要滿足上述條件則無特別限定。例如可舉出聚烯烴、聚苯乙烯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯等熱塑性樹脂，優(yōu)選可舉出聚烯烴彈性體、聚苯乙烯彈性體、聚酯彈性體、聚酰胺彈性體、聚氨酯彈性體等。特別優(yōu)選易于進(jìn)行細(xì)纖維紡絲的聚烯烴彈性體，在不損害聚合物性質(zhì)的范圍內(nèi)還可共聚其他成分。作為所述聚烯烴彈性體，有由烯烴單體構(gòu)成的無規(guī)共聚物。聚烯烴彈性體的無規(guī)共聚物是指帶有雙鍵的烴CnH2n(η為2以上的整數(shù)，上限并無特別限定，但優(yōu)選η = 10以下) 所示的乙烯、丙烯、丁烯等單體與除這些之外的至少1種其他單體的共聚物，特別是單體無規(guī)排列的無規(guī)共聚物。所述無規(guī)共聚物優(yōu)選是乙烯與碳數(shù)為3 10的烯烴的共聚物或丙烯與碳數(shù)為 4 10的烯烴的共聚物。更優(yōu)選由乙烯與碳數(shù)為3 10的烯烴所形成的共聚物，例如可舉出與丙烯、1- 丁烯、3-甲基-1- 丁烯、4-甲基-1- 丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、 1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯等的共聚物。在所述烯烴中，特別優(yōu)選ι-丁烯、ι-戊烯、 1-己烯、1-辛烯。特別是這些烯烴可單獨(dú)使用1種或者組合使用2種以上。優(yōu)選組合有它們的乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物等乙烯-烯烴共聚物。另外，對于本發(fā)明中使用的乙烯與碳數(shù)為3 10的烯烴的共聚物或丙烯與碳數(shù)為4 10的烯烴的共聚物的分子量分布(Mw/Mn)，從紡絲性的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選為1. 5 4。作為這樣的聚烯烴共聚物彈性體的市售品，例如可舉出 “ENGAGE”(商品名，The Dow Chemical Company 制)、“Vistamaxx”(商品名，Exxon Mobil Corporation制)。另外，本發(fā)明中使用的聚烯烴共聚物還可以是通過金屬茂催化劑制造的共聚物。此外，所述聚烯烴彈性體中還包含在烯烴上加有交聯(lián)用二烯單體的三元共聚物，具體地可舉出乙烯-丙烯-二烯橡膠、乙烯-丁烯-二烯橡膠。作為所述聚烯烴彈性體，除此之外還可優(yōu)選使用彈性聚丙烯、丙烯-乙烯嵌段共聚物。彈性聚丙烯采取聚合物鏈由結(jié)晶性的等規(guī)聚丙烯或間規(guī)聚丙烯與非晶性的無規(guī)聚丙烯所構(gòu)成的立構(gòu)嵌段結(jié)構(gòu)，是以等規(guī)聚丙烯或間規(guī)聚丙烯為硬鏈段、無規(guī)聚丙烯為軟鏈段進(jìn)行共聚而成的結(jié)構(gòu)物。此外，本發(fā)明中，例如可使用美國專利第4335225號說明書、美國專利第452^82號說明書、美國專利第5188768號說明書所記載的彈性聚丙烯。它們是指均聚物及共聚物這兩者。共聚物除了丙烯單元之外，在分子中還可含有除丙烯單元以外的其他烯烴單元、例如乙烯、丁烯、戊烯或己烯單元。它們在鏈結(jié)構(gòu)中實(shí)質(zhì)上具有立構(gòu)規(guī)整性嵌段排列，例如由聚合物鏈中選擇性排列的等規(guī)聚丙烯及無規(guī)聚丙烯序列的嵌段構(gòu)成。丙烯-乙烯嵌段共聚物并非是聚丙烯與乙烯-丙烯共聚物以混合的狀態(tài)存在，而是以國際公開第00/23489號小冊子(對應(yīng)美國專利6，815，508B1)所示那樣的聚丙烯鏈段與乙烯-丙烯共聚物鏈段進(jìn)行化學(xué)鍵合而成的真正的嵌段共聚物。具體地說，在由丁烷及鹵素或丁烷、鎂及鹵素所構(gòu)成的固體催化劑成分和三乙基鋁等有機(jī)金屬化合物所構(gòu)成的烯烴聚合催化劑的存在下，根據(jù)需要添加供電子性化合物，使用聚合反應(yīng)器、優(yōu)選國際公開第 99/26986號小冊子所示例的管型聚合反應(yīng)器來合成規(guī)定量的乙烯-丙烯共聚物鏈段，從而可制造將聚丙烯鏈段與乙烯-丙烯共聚物鏈段進(jìn)行化學(xué)鍵合(共價鍵合)而成的丙烯-乙烯嵌段共聚物。如此獲得的丙烯-乙烯嵌段共聚物的重均分子量(Mw)為10萬以上，乙烯-丙烯共聚物鏈段含量為5 小于100重量％，且總乙烯含量為2 95重量％。構(gòu)成熔點(diǎn)高于纖維D的纖維E的熱塑性樹脂只要是熔點(diǎn)高于構(gòu)成纖維D的熱塑性樹脂且可進(jìn)行紡絲的熱塑性樹脂，則無特別限定。例如可使用聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線狀低密度聚乙烯、丙烯與其他烯烴的2或3元共聚物等聚烯烴類，聚酰胺類，聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、將二醇與對苯二甲酸/間苯二甲酸等共聚而成的低熔點(diǎn)聚酯、聚酯彈性體等的聚酯類，氟樹脂，上述樹脂的混合物等。其中，從特別發(fā)揮駐極體性能的方面出發(fā)，優(yōu)選以聚烯烴為主體者，另外在聚烯烴中，優(yōu)選耐熱性優(yōu)異、易于進(jìn)行細(xì)纖維紡絲的聚丙烯系樹脂。另外，還可以在不損害聚合物性質(zhì)的范圍內(nèi)共聚其他成分。在構(gòu)成纖維D和纖維E的熱塑性樹脂中，在不妨礙本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，可以添加抗氧化劑、光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、中和劑、成核劑、環(huán)氧基穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗菌劑、阻燃齊U、顏料、增塑劑及其他的熱塑性樹脂等。另外，從提高耐熱性、提高駐極體性能的目的出發(fā)，可以添加環(huán)烯烴共聚物。在構(gòu)成纖維D和纖維E的熱塑性樹脂中，從提高耐候性、提高駐極體性能的目的出發(fā)，優(yōu)選添加選自受阻胺系化合物中的至少一種。作為受阻胺系化合物，可舉出聚[(6-(1，1，3，3_四甲基丁基)亞氨基_1，3，5_三嗪-2，4-二基)((2，2，6，6_四甲基-4-哌啶基)亞氨基)六亞甲基((2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基)亞氨基)](Ciba-Geigy 制、“Chimassorb 944LD”)、琥珀酸二甲基 (2_ 羥基乙基)-4-羥基-2，2，6，6-四甲基哌啶縮聚物(Ciba Specialty Chemicals 制、“Tinuvin 622LD”) ,2-(3, 5- 二叔丁基_4_羥基芐基)_2_正丁基丙二酸雙(1，2，2，6，6-五甲基-4-哌啶基)酯(Ciba Specialty Chemicals 制、"Tinuvin 144”)等。配合于本發(fā)明的層疊駐極體無紡布中的所述受阻胺系化合物的添加量并無特別限定，優(yōu)選為0. 5 5重量％、更優(yōu)選為0. 6 3重量％的范圍。添加量為0. 5重量％以上時，易于獲得目標(biāo)的高性能過濾材料水平的駐極體性能。另外，當(dāng)添加量為5重量％以下時，紡絲性良好，且對成本也有利。本發(fā)明的層疊駐極體無紡布還可以以在平均纖維徑為0. 1 μ m 15 μ m的無紡布 A的至少單面上層疊有平均纖維徑為10 μ m 100 μ m的無紡布B的結(jié)構(gòu)進(jìn)行駐極體加工。這里，駐極體加工是指在纖維的低熔點(diǎn)成分不發(fā)生熔融的溫度的加熱環(huán)境下賦予電荷的熱駐極體法；通過進(jìn)行利用電暈放電賦予電荷的電暈放電法等駐極體處理而使層疊無紡布帶有電荷、從而賦予層疊無紡布以捕獲功能等特性的加工方法。但駐極體處理法并不限定于此。作為本發(fā)明的層疊駐極體無紡布的層疊模式、即“在無紡布A的至少單面上層疊一層或多層無紡布B的層疊無紡布”，可舉出在無紡布A的單面上層疊有1層或2層以上的無紡布B的層疊無紡布、在無紡布A的兩面上層疊有1層或2層以上的無紡布B的層疊無紡布(但層疊于無紡布A的一個面上的無紡布B的層疊數(shù)與層疊于另一個面上的無紡布B的層疊數(shù)可相同也可不同)。這里，層疊于無紡布A的無紡布B的總層疊張數(shù)為多張時，各個無紡布B可以是相同的無紡布B，只要是滿足“平均纖維徑為10 μ m 100 μ m且由平均纖維徑大于構(gòu)成無紡布A的纖維的平均纖維徑的纖維所構(gòu)成的無紡布”的條件，則相互間可以不同。相互間不同的無紡布B例如有構(gòu)成某一個無紡布B與其他無紡布B的纖維的平均纖維徑不同的情況；構(gòu)成纖維的種類(材質(zhì))不同的情況；構(gòu)成纖維中一個纖維是復(fù)合纖維、另一個纖維是單纖維的情況；某一個無紡布B與其他無紡布B的單位面積重量或厚度、 強(qiáng)度、氣體的透過性(壓力損失)不同的情況；構(gòu)成纖維的熔點(diǎn)不同的情況；這些情況的組合等，只要能夠達(dá)成本發(fā)明的目的，則可以有任何不同。而且可根據(jù)目的適當(dāng)選擇使用。例如，以使用空氣過濾材料作為罩具材料的情況為例時，為⑴簡易罩具時，可舉出由預(yù)濾器/主濾器/預(yù)濾器的3層層疊過濾材料構(gòu)成，主濾器由無紡布A構(gòu)成，廉價的產(chǎn)品是在兩面上使用由同一的無紡布B構(gòu)成的紡粘無紡布等作為預(yù)濾器并兼作加固材料的例子。為(2)高性能罩具時，當(dāng)為預(yù)濾器/主濾器/加固材料(為了不損害肌膚面的觸感，使用觸感良好的原材料)或預(yù)濾器/功能性過濾器/主濾器/加固材料等4層以上的層疊等時，主濾器由無紡布A構(gòu)成、其他層由無紡布B構(gòu)成，但各層的無紡布B采用適于發(fā)揮其性能的構(gòu)成的無紡布B，因而成為相互不同的無紡布。為(3)杯型防塵罩具時，由預(yù)濾器(在粉塵發(fā)生現(xiàn)場使用時，為了不損害主濾器，需要過濾性能和強(qiáng)度)/主濾器/加固材料(為了確保與肌膚的密合性和成形性，優(yōu)選膨松者)構(gòu)成，主濾器由無紡布A構(gòu)成、其他層由無紡布B構(gòu)成，但各層的無紡布B采用適于發(fā)揮其性能的構(gòu)成的無紡布B，因而有時成為相互不同的無紡布。作為過濾材料使用時，在空氣流入層一側(cè)配置平均纖維徑細(xì)的無紡布A時，由于過濾材料的堵塞加快，因而特別優(yōu)選在空氣流入側(cè)配置平均纖維徑大的無紡布B。另外，通過與根據(jù)用途所要求的性能相適合，還可以在無紡布A的一個面?zhèn)壬蠈盈B2張以上的無紡布B來使用。構(gòu)成本發(fā)明的層疊駐極體無紡布的無紡布B只要平均纖維徑為10 μ m 100 μ m 則其制法并無限定。構(gòu)成無紡布B的纖維材料只要為熱塑性樹脂則也無特別限定。例如，當(dāng)使本發(fā)明的層疊駐極體無紡布的層疊模式為在無紡布A的兩面上層疊無紡布B后作為過濾材料使用時，優(yōu)選配置成使用空氣流入層一側(cè)的無紡布B作為預(yù)濾器、使層疊于相反側(cè)的無紡布B作為加固材料。構(gòu)成無紡布B的纖維的熱塑性樹脂例如可使用聚丙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線狀低密度聚乙烯、丙烯與其他烯烴的2或3元共聚物等聚烯烴類、聚酰胺類、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、將二醇與對苯二甲酸/間苯二甲酸共聚而成的低熔點(diǎn)聚酯、聚酯彈性體等聚酯類、氟樹脂、上述樹脂的混合物等。構(gòu)成無紡布B的纖維的形態(tài)可以是單成分纖維、也可以是復(fù)合纖維，但優(yōu)選構(gòu)成這些纖維表面的至少一部分的樹脂的熔點(diǎn)高于纖維D的熔點(diǎn)。構(gòu)成無紡布B的熱塑性樹脂中，可以在不妨礙本發(fā)明效果的范圍內(nèi)添加抗氧化齊U、光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、中和劑、成核劑、環(huán)氧基穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗菌劑、阻燃劑、顏料、增塑劑及其他的熱塑性樹脂等。另外，從提高耐候性、提高駐極體性能的目的出發(fā)，優(yōu)選添加選自受阻胺系化合物中的至少ι種。構(gòu)成本發(fā)明的層疊駐極體無紡布的無紡布B的單位面積重量并無特別限定，作為過濾材料的加固材料使用時，優(yōu)選為10 300g/m2、更優(yōu)選為20 200g/m2、進(jìn)一步優(yōu)選為 40 100g/m2。單位面積重量為10g/m2以上時，加固無紡布A的效果充分、在罩具成形時或摺裥加工時等可良好地保持形狀。為300g/m2以下時，罩具成形時或摺裥加工時的生產(chǎn)率良好。另外，將構(gòu)成本發(fā)明的層疊駐極體無紡布的無紡布B作為過濾材料的預(yù)濾器使用時，無紡布B的單位面積重量并無特別限定，優(yōu)選為5 200g/m2、更優(yōu)選為10 100g/m2、 進(jìn)一步優(yōu)選為15 60g/m2。單位面積重量為5g/m2以上時，無紡布強(qiáng)度足夠強(qiáng)、在罩具成形時或摺裥加工時等可良好地保持形狀。為200g/m2以下時，無紡布的柔軟性足夠高，穿戴罩具時，穿戴性也良好。以無紡布A為主濾器、在其上層疊作為加固材料使用的無紡布B和作為預(yù)濾器使用的無紡布B兩者來使用時，在上述單位面積重量的范圍內(nèi)且作為過濾材料的加固材料使用的該無紡布B的單位面積重量優(yōu)選大于作為過濾材料的預(yù)濾器使用的該無紡布B的單位
面積重量。另外，一般來說，預(yù)濾器設(shè)置在成為過濾處理對象的氣體的流入側(cè)、加固材料設(shè)置在成為處理對象的氣體的排出側(cè)，在為罩具的情況等時，通常是預(yù)濾器位于接近外部大氣一側(cè)的位置、加固材料位于接近人體一側(cè)的位置，但并不限定于此。構(gòu)成本發(fā)明的層疊駐極體無紡布的無紡布B優(yōu)選是通過紡粘法獲得的無紡布。紡粘法由于可以將進(jìn)行熔融紡絲獲得的長纖維直接進(jìn)行開纖及聚集而加工成無紡布，因而生產(chǎn)率非常優(yōu)異、可廉價地制造。另外，由于具有能夠容易地獲得抗拉強(qiáng)度等機(jī)械物性優(yōu)異的無紡布的特征，因而優(yōu)選。使用構(gòu)成本發(fā)明的層疊駐極體無紡布的無紡布B作為加固材料時，無紡布B優(yōu)選為與構(gòu)成無紡布A的低熔點(diǎn)的纖維D的熔點(diǎn)差很大、在罩具成形時或摺裥加工時等形狀保持性良好的以聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸丙二酯等聚酯作為主成分構(gòu)成的紡粘無紡布。當(dāng)使構(gòu)成本發(fā)明的層疊駐極體無紡布的無紡布B作為預(yù)濾器而使用紡粘無紡布時，優(yōu)選構(gòu)成紡粘無紡布的纖維為鞘芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維，且為鞘成分是與構(gòu)成無紡布A的纖維D的粘接性良好的聚烯烴、芯成分是與構(gòu)成無紡布A的低熔點(diǎn)的纖維D的熔點(diǎn)差大、在罩具成形時或摺裥加工時等形狀保持性良好的聚酯所構(gòu)成的復(fù)合纖維，并且鞘成分是以熔點(diǎn)低于芯成分的樹脂為主成分構(gòu)成的。作為這樣的復(fù)合纖維的鞘成分與芯成分的具體組合的例子，可舉出高密度聚乙烯
/聚對苯二甲酸乙二醇酯、低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯、線狀低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-丙烯共聚物/聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯、高密度聚乙烯/聚對苯二甲酸丁二醇酯、低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸丁二醇酯、線狀低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸丁二醇酯、乙烯-丙烯共聚物/聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚丙烯/聚對苯二甲酸丁二醇酯、高密度聚乙烯/聚對苯二甲酸丙二酯、低密度聚乙烯 /聚對苯二甲酸丙二酯、線狀低密度聚乙烯/聚對苯二甲酸丙二酯、乙烯-丙烯共聚物/聚對苯二甲酸丙二酯、聚丙烯/聚對苯二甲酸丙二酯等。優(yōu)選可舉出高密度聚乙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯/聚對苯二甲酸乙二醇酯等。紡粘法例如在為復(fù)合纖維時，使用具有2個擠出機(jī)的常用復(fù)合紡粘紡絲機(jī)，將各個樹脂投入到各個擠出機(jī)中，從保溫于高溫的復(fù)合紡絲噴頭將熔融樹脂以長纖維的形式噴出。將所噴出的長纖維群導(dǎo)入到吸氣裝置中進(jìn)行牽引拉伸，接著從吸氣裝置中將長纖維群排出，在傳送帶上進(jìn)行捕獲。此時，有在吸入傳送帶上直接以長纖維網(wǎng)的形式將長纖維群捕獲的方法；有在捕獲至傳送帶之前進(jìn)行開纖、之后進(jìn)行捕獲的方法。作為開纖的方法，例如可舉出在長纖維群的排出過程中使長纖維群通過一對振動的翼狀物(折翼)之間的方法； 使長纖維群撞擊于反射板等的方法或者利用電暈帶電法使長纖維群帶電的方法。利用吸入傳送帶搬送所捕獲的長纖維網(wǎng)，實(shí)施化學(xué)鍵合或熱處理加工。作為熱處理加工，可舉出點(diǎn)粘結(jié)加工等，但并不限定于此。將無紡布A和無紡布B層疊進(jìn)行一體化的方法并無特別限定，但為了保持透氣性， 優(yōu)選通過熱壓接將它們一體化并且不使用膠乳等粘接劑。當(dāng)層疊本發(fā)明的無紡布A和無紡布B時，優(yōu)選通過能夠調(diào)整所得無紡布的厚度或透氣度的壓延加工來進(jìn)行加熱、加壓粘接以使它們一體化。優(yōu)選在此時的粘接溫度為僅使含有熔點(diǎn)相對低的低熔點(diǎn)彈性體成分的纖維D發(fā)生熔融、而熔點(diǎn)相對高的纖維E不會充分地熔融的溫度下進(jìn)行加工。由此，層疊后僅纖維D發(fā)生熔融而發(fā)揮粘接功能，纖維E由于保持纖維形態(tài)，因而可獲得使用了粘接力和透氣性均優(yōu)異的層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，因此優(yōu)選。此時，構(gòu)成無紡布B的纖維也當(dāng)然在不會充分熔融的溫度下加工。壓延加工中，優(yōu)選使用平面輥并調(diào)整1對加熱平面輥的間隙將無紡布加工成所需透氣度的方法。加熱平面輥的溫度優(yōu)選將與無紡布A相接觸的加熱平面輥A設(shè)定為比纖維 D (低熔點(diǎn))的熔點(diǎn)低0°C以上、更優(yōu)選低10°C以上。通過將加熱平面輥A的溫度設(shè)定為比纖維D的熔點(diǎn)低0°C以上，由于構(gòu)成無紡布A的纖維D在無紡布整體中不會變形，因而作為空氣過濾器使用時，可良好地保持壓力損失或塵埃的捕獲性能。與無紡布B相接觸的加熱平面輥B優(yōu)選設(shè)定為比纖維D (低熔點(diǎn))的熔點(diǎn)高0°C 70°C、更優(yōu)選設(shè)定為高10°C 40°C。 通過將加熱平面輥B的溫度設(shè)定為纖維D的熔點(diǎn)以上，可足夠強(qiáng)地保持無紡布A與無紡布 B的粘接，在罩具成形時或摺裥加工時等不會發(fā)生這些無紡布之間的剝離。另一方面，將加熱平面輥B的溫度設(shè)定為比纖維D的熔點(diǎn)不超過70°C的溫度時，由于構(gòu)成無紡布A的纖維 D在無紡布整體中不會變形，因而作為空氣過濾器使用時，可良好地保持壓力損失或塵埃的捕獲性能。當(dāng)加熱平面輥B的設(shè)定溫度比纖維D的熔點(diǎn)高10°C 40°C時，與無紡布B相接觸的無紡布A的纖維D部分發(fā)生熔融、與無紡布B的粘接非常良好。但是，平面輥的設(shè)定溫度有必要低于構(gòu)成本發(fā)明層疊無紡布的纖維D以外的任一種纖維的熔點(diǎn)。另外，適于將它們加工成所需厚度或透氣度的條件只要是在不阻礙本發(fā)明的作用或效果的范圍，則可以適當(dāng)選擇平面輥處理時的溫度、壓力、間隙、速度等來進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明中，有助于熱粘接的纖維D對于無紡布A而言，停留在構(gòu)成整體的一部分， 因而即便使一個壓延輥的表面為凹凸形狀的壓花輥時，作為空氣過濾材料的層疊無紡布， 壓力損失也不會過度地增大。利用加熱平面輥和壓花輥制成層疊無紡布時，加熱平面輥的溫度優(yōu)選設(shè)定為比纖維D (低熔點(diǎn))的熔點(diǎn)低0°C以上、更優(yōu)選低10°C以上。通過將加熱平面輥的溫度設(shè)定為比纖維D的熔點(diǎn)低0°C以上，由于構(gòu)成無紡布A的纖維D在無紡布整體中不會變形，因而作為空氣過濾器使用時，可良好地保持壓力損失或塵埃的捕獲性能。加熱壓花輥的溫度相對于纖維D的熔點(diǎn)優(yōu)選為-20°C +50°C的范圍、更優(yōu)選為-10°C +30°C的范圍。但當(dāng)無紡布A露出到一個面上時，優(yōu)選與無紡布A相接觸的軋輥為加熱平面輥。因此，加熱壓花輥與無紡布B抵接地來使用。當(dāng)在無紡布A的兩面上層疊無紡布B時，使加熱平面輥與一個無紡布B抵接、使壓花輥與另一個無紡布B抵接。利用壓花輥的粘接部的面積優(yōu)選為所層疊的無紡布的0. 5 20%。更優(yōu)選為1 8%。為0. 5%以上時，無紡布強(qiáng)度充分，在罩具成形時或摺裥加工時等的形狀保持良好。 為20%以下時，可充分地抑制壓力損失，作為空氣過濾器、特別是罩具的性能得以良好地保持。另外，還可在不阻礙本發(fā)明的作用或效果的范圍內(nèi)，適當(dāng)選擇壓花輥處理時的溫度、壓力、間隙、速度。當(dāng)利用超聲波粘接、高頻粘接將本發(fā)明的無紡布A與無紡布B之間、以及無紡布B 彼此之間(B在至少單面上層疊了至少2層以上的情況)的層間進(jìn)行部分地粘接時，為了抑制壓力損失，優(yōu)選粘接部的面積是所層疊的無紡布的0.5 20%。更優(yōu)選為1 8%。為 0. 5%以上時，無紡布強(qiáng)度充分，罩具成形時或摺裥加工時等的形狀保持良好。為20%以下時，可充分抑制壓力損失，作為空氣過濾器、特別是罩具的性能得以良好地保持。本發(fā)明的層疊駐極體無紡布可優(yōu)選用于醫(yī)療用罩具或產(chǎn)業(yè)用罩具、一般用罩具等。另外，根據(jù)與所要求的性能的適合性，可制成用于空氣壓縮機(jī)或空調(diào)設(shè)備的高性能 HEPA級別的空氣過濾器(High Efficiency Particulate Air Filter)。對于這些用途，還優(yōu)選將本發(fā)明的層疊駐極體無紡布進(jìn)行摺裥加工后使用。此外，加工本發(fā)明的層疊駐極體無紡布時，構(gòu)成其加工品的各種纖維的熔點(diǎn)可通過DSC(示差掃描量熱法)來確認(rèn)。實(shí)施例以下通過實(shí)施例、比較例來說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于這些。此外，實(shí)施例、 比較例中所示的物性值的測定方法或定義如下所示。對纖維物性進(jìn)行表示。熔點(diǎn)根據(jù)JIS-K7121-1987 進(jìn)行測定(V )。對無紡布物性進(jìn)行表示。平均纖維徑由無紡布切取小片，使用掃描型顯微鏡拍攝倍率為1000 5000倍的照片，測定共計(jì)100根的纖維直徑，由平均值算出平均纖維徑(μ m)。單位面積重量稱量將無紡布切成25cm見方的成形體整體的重量，用每單位面積的重量進(jìn)行表示(g/m2)。透氣度根據(jù)JIS-L-1084-2009、JIS-L-1018-1999 進(jìn)行測定(cm/sec)。對過濾特性試驗(yàn)進(jìn)行表示。塵埃的捕獲效率(％)使用粒子測定儀(使用Rion株式會社制粒子計(jì)數(shù)器 KC-01)測定使觀.3L(相當(dāng)于IFt3)的大氣灰塵(粒徑0. 3 5μπκ粒子數(shù):1500 7000 個/L)以5cm/sec的速度通過樣品時被無紡布捕獲的灰塵的量，由所通過的灰塵的總量以百分率求得的值(％)。壓力損失(Pa)由測量儀表讀取使觀· 3L(相當(dāng)于IFt3)的大氣灰塵(粒徑0· 3 5 μ m、粒子數(shù)1500 7000個/L)以5cm/sec的速度通過樣品時的相對于大氣壓的差壓 (Pa)。表 權(quán)利要求
1.一種使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，所述層疊駐極體無紡布是對在無紡布A的至少單面上層疊有1層或多層的無紡布B的層疊無紡布實(shí)施了駐極體加工的層疊駐極體無紡布，所述無紡布A是將平均纖維徑為0. 1 15μπι的2種熔點(diǎn)不同的纖維即當(dāng)以熔點(diǎn)低的纖維為纖維D、熔點(diǎn)高的纖維為纖維E時將纖維D和纖維E混纖而獲得的無紡布， 所述無紡布B是由平均纖維徑為10 μ m 100 μ m且平均纖維徑大于構(gòu)成無紡布A的纖維的平均纖維徑的纖維所構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾材料，其中，構(gòu)成無紡布A的纖維D含有彈性體，當(dāng)以纖維D的熔點(diǎn)為d、纖維E的熔點(diǎn)為e且所述e、d的單位為。C時，e_d為20 150°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，其中，當(dāng)以構(gòu)成無紡布A的纖維D的熔點(diǎn)為d、以構(gòu)成形成無紡布B的纖維的表面的至少一部分的成分中熔點(diǎn)最低的成分的熔點(diǎn)為b且所述d、b的單位為。C時，b-d為20°C以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，其中，構(gòu)成無紡布A的纖維D與纖維E的重量比即纖維D的重量/纖維E的重量為20/80 80/20。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，其中， 纖維D由聚烯烴彈性體構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，其中， 在構(gòu)成纖維D和纖維E的樹脂成分中添加有受阻胺系化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，其中， 無紡布A為熔噴無紡布，在無紡布A上層疊的所述無紡布B的至少一個為紡粘無紡布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，所述空氣過濾材料是在無紡布A的兩面上分別層疊有1層以上的無紡布B的空氣過濾材料，其中，無紡布A為熔噴無紡布，在無紡布A的兩面上層疊的無紡布B中的在無紡布A的各面上層疊的至少1層無紡布B是紡粘無紡布。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，其中，構(gòu)成無紡布B的紡粘無紡布的纖維由聚酯構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7 9任一項(xiàng)所述的使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，其中，由紡粘無紡布構(gòu)成的所述無紡布B的至少一個是構(gòu)成該紡粘無紡布的纖維為鞘芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維，其中芯成分由聚酯構(gòu)成，鞘成分由熔點(diǎn)低于芯成分的樹脂構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓力損失低、捕獲效率高的層疊駐極體過濾材料，其為使用了層疊駐極體無紡布的空氣過濾材料，所述層疊駐極體無紡布是在將平均纖維徑為0.1～15μm的2種熔點(diǎn)不同的纖維(以熔點(diǎn)低的纖維為纖維D、以熔點(diǎn)高的纖維為纖維E)混纖而獲得的無紡布(稱作無紡布A)的至少單面上層疊1層或多層的由平均纖維徑為10μm～100μm且平均纖維徑大于構(gòu)成無紡布A的纖維的平均纖維徑的纖維所構(gòu)成的無紡布(稱作無紡布B)并實(shí)施駐極體加工而得到的層疊駐極體無紡布。本發(fā)明的過濾材料優(yōu)選用于醫(yī)療用罩具或產(chǎn)業(yè)用罩具、一般用罩具等。
文檔編號D04H3/02GK102470302SQ201080030450
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者小島滿, 巖田淳治, 松田康志 申請人:Jnc株式會社, Jnc纖維株式會社