混紡無紡布及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及主要適合用作空氣過濾器的濾材的、包含由彼此不同的兩種聚合物構 成的纖維組的混紡無紡布及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，大氣污染或感染癥的流行已成為問題，從想要過上健康生活的需要出發， 對空氣凈化器或汽車用空調濾清器（cabin filter)等的濾材的需求增加。在這些用途中 共通采用的是通過由無紡布等構成的空氣過濾器濾材除去空氣中的塵埃的技術。而且，這 些空氣過濾器濾材要求具有高的俘獲效率。
[0003] 在使用無紡布的濾材中，作為實現高的俘獲效率的方法，有人提案了進行構成無 紡布的纖維的細纖度化的技術（參照專利文獻1。）。但是，在該提案的方法中，在過濾精度 提高的同時，濾材的壓力損失（以下稱作壓損。）增大，若像這樣壓損變大，則存在著空氣凈 化或過濾所需的能量增加的課題。
[0004]而且，作為該課題的解決方法，對纖維實施帶電處理的方法廣為人知。帶電處理還 被稱作駐極處理，特別是在提高空氣中的微小顆粒的俘獲效率上是極其有效的方法（參照 專利文獻2、專利文獻3和專利文獻4。）。利用這些技術，可以使俘獲效率飛躍性地提高。 但是，人們對過濾器的低壓損化的要求逐年提高，尋求一種實現更低壓損化的技術。
[0005]而且，作為用于進行這樣的低壓損化的技術，有人提案了使用混合了具有彼此不 同的纖維徑的兩種以上的帶電纖維的無紡布作為濾材的方法（參照專利文獻5、專利文獻6 和專利文獻7。）。另外，關于帶電纖維以外的纖維，也提出了通過組合纖維徑彼此不同的纖 維使過濾器性能提高的提案（參照專利文獻8和專利文獻9。）。即使在這些提案中，在上 述專利文獻7的提案中，關于將混合有纖維徑為10 以下的極細纖維和纖維徑超過10 的更大尺寸的纖維的熔噴無紡布用于面具或過濾器，也保持了作為無紡布的適合的片材成 形性和通氣性。
[0006] 另外，已知有各種制造由多種原材料成分構成的混紡熔噴無紡布的方法。作為以 過濾器用途為目的例子，有人提案了 ：通過將具有熔點差的纖維混紡使其中一種纖維熔融， 來提高無紡布的耐久性的方法（參照專利文獻10。）。
[0007] 除此之外，作為雖然不是以過濾器用途為主要目的但也采用了相同的制造方法 的例子，可以列舉：通過將由彈性體構成的纖維混紡來改善無紡布的伸縮性或手感的提案 (參照專利文獻12、專利文獻13和專利文獻14。）。
[0008] 現有技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :日本特開號公報； 專利文獻2 :日本特開昭63-280408號公報； 專利文獻3 :日本特表平09-501604號公報； 專利文獻4 :日本特開號公報； 專利文獻5 :日本特開平02-104765號公報； 專利文獻6 :日本特表號公報 專利文獻7 :日本特表號公報； 專利文獻8 :美國專利第5783011號說明書； 專利文獻9 :日本特開平11-131353號公報； 專利文獻10 :日本特開平07-082649號公報； 專利文獻12 :日本特開號公報； 專利文獻13 :日本特開號公報； 專利文獻14 :日本特開平06-093551號公報。

【發明內容】

[0009] 發明所要解決的課題 如上所述，在專利文獻7所示的提案中，通過將纖維徑為10 以下的細纖維和纖維徑 大于10 的纖維混合，可以實現高的過濾器性能。但是，包含這樣的粗纖維的無紡布，為 了獲得目標俘獲效率，需要相對大的目付（單位面積重量）。因此，特別是在制造高精度過 濾器濾材時，存在著成本增加的課題。
[0010] 因此，作為形成小目付的無紡布、且實現目標俘獲效率的方法，考慮使混紡中使用 的細纖維的纖維徑比專利文獻7中公開的例子更小的方法。但是，目付低且能夠實現高的 俘獲效率的極細纖維在制造時往往伴有困難。例如，打算采用熔噴法得到包含極細纖維的 無紡布時，已被紡絲的極細纖維形成被稱作飛毛（fly，)的纖維團懸浮在空中，存在 著無法得到高品質的無紡布片材的課題。
[0011] 另外，在上述的專利文獻12、專利文獻13和專利文獻14所示的關于多成分混紡熔 噴無紡布的提案中，關于在包含纖維徑超過10 的極粗纖維的不同纖度混紡無紡布中在 抑制了產生飛毛的狀態下得到無紡布片材的方法也沒有記載。
[0012] 另外，在上述專利文獻10中，關于通過將低熔點纖維混紡后進行加熱處理，使低 熔點纖維熔融、粘合，提高過濾器的強度的方法進行了記載。但是，在采用該方法時，構成過 濾器的纖維間的融合變大，無紡布的比表面積減小。因此，特別是在用作帶電過濾器時，存 在著俘獲效率降低的課題。
[0013] 而且，在用作駐極過濾器的熔噴無紡布中混紡帶電性和電荷保持性低的由異種聚 合物構成的纖維時，無紡布整體的帶電性能降低，存在著無法實現高的俘獲效率的課題。
[0014] 因此，本發明的目的在于：提供一種混紡無紡布，所述混紡無紡布即使目付低也具 有高的俘獲效率、而且抑制壓損在低水平，特別是可以適合用作空氣過濾器的濾材，取得了 作為濾材的性能與片材品質的平衡。
[0015] 另外，本發明的另一目的在于：提供一種濾材性能優異、且產率高的混紡無紡布的 制造方法。
[0016] 用于解決課題的手段 本發明人深入研究的結果發現了：通過選擇適當的原料種類和纖維徑以及纖維根數的 比例，可得到能夠解決上述課題的混紡無紡布。
[0017] 即，本發明的混紡無紡布，其特征在于：該混紡無紡布由至少兩種的纖維組構成， 所述纖維組包含由聚烯烴系樹脂成分A構成的纖維和由聚烯烴系樹脂成分B構成的纖維， 其中，將上述由聚烯烴系樹脂成分A構成的纖維定義為第1纖維組時，上述第1纖維組的數 均纖維徑為0. 3~7. 0 #m，在上述由聚烯烴系樹脂成分B構成的纖維中，將由各自的纖維徑 比上述第1纖維組的數均纖維徑大5倍以上、并且各自的纖維徑為15~100 的纖維構 成的組定義為第2纖維組時，上述第2纖維組在保持纖維形態的狀態下，混紡無紡布的截面 中的每1mm長的截面包含7. 0根以上的纖維，并且，上述聚烯烴系樹脂成分B的熔點比上述 聚烯烴系樹脂成分A低5~40°C，上述混紡無紡布整體的數均纖維徑為0. 3~10 #m。
[0018] 根據本發明的混紡無紡布的優選方案，上述第1纖維組的根數X與上述第2纖維 組的根數Y之比X/Y在50~5000的范圍。
[0019] 根據本發明的混紡無紡布的優選方案，上述的混紡無紡布是通過混紡熔噴法制造 的混紡無紡布。
[0020] 這里，混紡熔噴法是指美國專利第3981650號說明書中記載的下述熔噴法：使用 在一個紡絲噴絲頭（紡糸口金）中相同或不同種的樹脂流出的紡絲孔排成一列的結構的紡 絲噴絲頭，將構成第1纖維組的樹脂和構成第2纖維組的樹脂分別用各自的擠出機和齒輪 栗進行熔融、混煉、計量，之后從各自的紡絲孔中擠出，邊均勻混合第1纖維組和第2纖維組 邊形成無紡布。
[0021] 根據本發明的混紡無紡布的優選方案，上述聚烯烴成分A為聚丙烯均聚物。
[0022] 根據本發明的混紡無紡布的優選方案，上述聚烯烴成分B為丙烯-乙烯共聚物。
[0023] 根據本發明的混紡無紡布的優選方案，上述混紡無紡布進行了帶電處理。
[0024] 根據本發明的混紡無紡布的優選方案，上述由聚烯烴系樹脂成分A構成的纖維與 上述由聚烯烴系樹脂成分B構成的纖維的體積比A :B處于20 :80~90 :10的范圍。
[0025] 在本發明中，可以將上述的混紡無紡布制成含有至少1層的層壓片，還可以制成 包含上述的混紡無紡布或上述的層壓片的過濾器。
[0026]另外，本發明的混紡無紡布的制造方法，其特征在于：該方法是從設在同一口模上 的各自的擠出孔擠出兩種不同的聚烯烴系樹脂成分A和聚烯烴系樹脂成分B來制造混紡 無紡布，其中，上述聚烯烴系樹脂成分A的熔點比上述聚烯烴系樹脂成分B的熔點高5~ 40°C，并且，上述聚烯烴系樹脂成分A的熔體流動速率比上述聚烯烴系樹脂成分B的熔體流 動速率高5~100倍，上述由聚烯烴系樹脂成分A構成的纖維的表觀紡絲速度比上述由聚 烯烴系樹脂成分B構成的纖維的表觀紡絲速度快20~500倍。
[0027] 發明效果 根據本發明，可以得到：目付小且顯示出高的俘獲效率、同時將壓損抑制在低水平的混 紡無紡布；以及由該混紡無紡布構成的、具備所述性能的過濾器。通過本發明得到的混紡 無紡布顯示出高的俘獲效率，因此在用作過濾器時具有高的微粒除去性能。另外，根據本發 明的混紡無紡布，由于壓損被抑制在低水平，所以可以利用更小的能量使過濾裝置運行，另 外，由于可以通過小目付實現上述性能，因此可以降低濾材的制造成本。
[0028]另外，作為本發明的其他效果，可以通過單一步驟獲得目付小且顯示出高的俘獲 效率、同時將壓損抑制在低水平的混紡無紡布。例如，由于不需要多個步驟，所以可以提高 產率，降低濾材的制造成本。
【附圖說明】
[0029] 圖1是顯示用于說明測定混紡無紡布的俘獲效率和壓損的概略流程的俘獲效率 測定裝置的概略側視圖。
【具體實施方式】
[0030] 接下來，對本發明的混紡無紡布的實施方式進行說明。
[0031] 本發明的混紡無紡布是由至少兩種的包含纖維的纖維組構成的無紡布，第1纖維 組是由包含聚烯烴系樹脂成分A的纖維構成的，第2纖維組是由包含聚烯烴系樹脂成分B 的纖維構成的。
[0032] 如上所述，構成本發明的混紡無紡布的第1纖維組和第2纖維組均由聚烯烴系樹 脂成分構成。這里，聚烯烴系樹脂是指，由以脂肪族不飽和烴化合物作為重復單元進行聚合 而獲得的高分子化合物構成的熱塑性樹脂。由于聚烯烴系樹脂的體積電阻率高、且吸濕性 低，因此進行纖維化時的帶電性和電荷保持性強。本發明的混紡無紡布通過該效果可以實 現尚的俘獲效率。
[0033] 作為用作聚烯烴系樹脂成分A的樹脂的種類，可以列舉：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯 和聚甲基戊烯等的均聚物等。另外，還可以使用在這些均聚物中共聚了不同成分的共聚物、 或不同的兩種以上的聚合物共混物。其中，從帶電保持性的角度考慮，優選使用聚丙烯和聚 甲基戊烯。另外，從可以廉價地使用的角度考慮，進一步優選使用聚丙烯。
[0034] 本發明中使用的構成第一纖維組的聚烯烴系樹脂成分A優選使用熔體流動速率 (MFR)大的成分，使得容易將極細纖維紡絲。在230°C的溫度下21. 18N載荷條件下的MFR 值例如優選采用200g/10分鐘以上的值，更優選為500g/10分鐘以上。通過使用MFR大于 該值的原料，可以使纖維的細化變得容易，優選獲得目標纖維徑范圍的纖維。另外，作為MFR 的上限值，優選為2000g/10分鐘。若MFR超過該值，則紡絲時的熔融粘度會變得過低，因此 往往容易產生被稱作硬粒（shot)的聚合物團狀缺陷等，有時會在紡絲性上出現問題。
[0035] 原料的MFR通常根據聚合物的分子量而變化。分子量大時MFR變小，分子量小時 MFR變大。作為用于獲得所期望的MFR的原料的方法，可以將分子量小的聚合物直接聚合， 還可以事先將分子量大的聚合物聚合，在之后的步驟中通過與減性劑反應使分子量降低， 得到所期望的范圍的MFR。另外，還可以是如下過程：在高分子量的聚合物碎片（chip)中 添加未反應的減性劑，使其在熔融紡絲時發生反應，使分子量降低。
[0036] 構成本發明的混紡無紡布的第2纖維組由熔點比聚烯烴系樹脂成分A低5~40°C 的聚烯烴系樹脂成分B構成。聚烯烴系樹脂成分A與聚烯烴系樹脂成分B的熔點差優選為 10~35°C，更優選為15~30°C。
[0037] 本發明的混紡無紡布，通過將具有上述熔點差的兩種由聚烯烴系