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TW202110616A - 纖維構造物及其製造方法 - Google Patents

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TW202110616A
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fibers
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ultra
fiber structure
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TW109123330A
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中山和之
落合徹
小畑創一
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日商可樂麗可樂富麗世股份有限公司
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Abstract

本發明提供能兼顧高捕集效率及低壓力損失之纖維構造物。前述纖維構造物係單纖維之數量平均纖維直徑4.5μm以下的極細纖維與單纖維之數量平均纖維直徑5.5μm以上的非極細纖維被混纖一體化,在至少一側之表面上具有凸部。例如,前述纖維構造物係前述極細纖維可為耐熱性的極細纖維,前述非極細纖維可為耐熱性的非極細纖維。

Description

纖維構造物及其製造方法
本案主張在日本於2019年7月16日申請的特願2019-131482及在日本於2019年7月16日申請的特願2019-131483之優先權,藉由參照彼等之全體而作為形成本申請案的一部分引用。
本發明關於極細纖維與非極細纖維經混纖一體化而成之纖維構造物及其製造方法。
自以往以來,使用不織布作為空氣過濾器的濾材。其中,由以熔噴法所形成的極細纖維之不織布,係對於氣體中的花粉或灰塵等之微塵的捕集能力高。
熔噴不織布由於係以細纖度的單纖維所構成,故微塵的捕集能力高,但另一方面,源自細纖度而不織布內部的纖維密度增加,有氣體通過時的壓力損失高之問題。
為了得到壓力損失低的纖維構造物,構成纖維的單纖維為粗纖度者係合適,但另一方面,若將單纖維粗纖度化,則不織布內的纖維表面積會減少,有捕集效率降低之問題。如此地,具有高捕集效率者與具有低壓力損失者係處於相反的關係。
為了解決如此的問題,使用以粗纖度的單纖維所構成的纖維層與以細纖度的單纖維所構成的纖維層之積層物,將不織布帶電處理,除了物理的作用還利用靜電的作用,而進行發揮高捕集效率且低壓力損失之嘗試。
例如,專利文獻1(國際公開第2017/018317號)中揭示一種纖維積層體,其包含:具有第1主面且以第1纖維集合體構成之第1纖維層,與配置於前述第1主面上之纖維層且為以第2纖維集合體構成之第2纖維層,前述第1主面及前述第2纖維層中的前述第1纖維層側之主面的至少任一者具有第1表面凹凸,構成前述第1表面凹凸之凸部的高度為0.1mm以上,其中對於施有帶電處理的纖維積層體,評價捕集性能。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:國際公開第2017/018317號
發明所欲解決的課題
然而,於專利文獻1中,在兼顧高捕集效率及低壓力損失,尤其減低壓力損失之點,尚未充分。
又,於高濕度環境等易遭受水分影響之環境下,即使施予帶電處理,也容易因水分而除電,故難以利用靜電的作用。因此,於那樣的環境下,要求藉由物理的作用而提高塵埃捕集效率,且減低壓力損失。專利文獻1中,僅測定經帶電處理之纖維積層體的捕集效率及壓力損失,未得知將靜電的作用之影響排除後之物理的作用所造成之過濾性能。
另外,專利文獻1中,由於僅層合以平均纖維直徑大的非極細纖維構成之第1纖維層與以平均纖維直徑小的極細纖維構成之第2纖維層,故會發生源自第2纖維層的極細纖維之起毛,在操作性上有問題。
因此,本發明之目的在於提供能兼顧高捕集效率及低壓力損失,同時即使施予帶電處理,也高捕集效率且低壓力損失,進而操作性良好之纖維構造物。 解決課題的手段
本發明之發明者們為了達成前述目的而專心致力地檢討,結果發現:(i)藉由對於以平均纖維直徑小且提高捕集效率的極細纖維所形成的極細纖維層與以平均纖維直徑大且貢獻低壓力損失的非極細纖維所形成的在至少一側之表面上具有凸部的非極細纖維層之積層物,進行纏結處理,而兩纖維可混纖一體化。而且,發現:(ii)極細纖維與非極細纖維經混纖一體化的纖維構造物係令人驚異地,僅與疊合有極細纖維層及非極細纖維層之兩者的積層物相比,可減低壓力損失,包含捕集效率及壓力損失的捕集性能優異,及(iii)藉由除電處理來排除靜電的作用之影響,而物理的作用所造成的捕集性能優異,及(iv)不發生起毛,操作性優異,終於完成本發明。
亦即,本發明可由以下的態樣所構成。 [態樣1] 一種纖維構造物,其係單纖維之數量平均纖維直徑4.5μm以下(較佳為4.0μm以下,更佳為3.0μm以下)的極細纖維與單纖維之數量平均纖維直徑5.5μm以上(較佳為6.0μm以上,更佳為7.0μm以上)的非極細纖維被混纖一體化,在至少一側之表面上具有凸部。 [態樣2] 如態樣1記載之纖維構造物,其中前述極細纖維係耐熱性的極細纖維,前述非極細纖維係耐熱性的非極細纖維。 [態樣3] 如態樣1或2記載之纖維構造物,其中前述極細纖維與前述非極細纖維不互相熔接。 [態樣4] 如態樣1~3中任一態樣記載之纖維構造物,其係以前述極細纖維所形成的一個或複數的極細纖維不織布與以前述非極細纖維所形成的一個或複數的非極細纖維不織布之纏結物。 [態樣5] 如態樣1~4中任一態樣記載之纖維構造物,其中將纖維構造物的厚度方向之切斷面在厚度方向中二等分,分別成為纖維構造物的上層部、下層部時,於極細纖維的總存在量之中,存在於下層部的比例相對於存在於上層部的比例為25/75~75/25(較佳為30/70~70/30,更佳為33/67~67/33)。 [態樣6] 如態樣1~5中任一態樣記載之纖維構造物,其中前述凸部的高度為0.05~5.00mm(較佳為0.08~2.00mm、0.10~1.00mm)。 [態樣7] 如態樣1~6中任一態樣記載之纖維構造物,其中前述凸部的密度為3個/cm2 以上(較佳為5個/cm2 以上,更佳為10個/cm2 以上)。 [態樣8] 如態樣1~7中任一態樣記載之纖維構造物,其單位面積重量為15~120g/m2 (較佳為18~100g/m2 ,更佳為20~80g/m2 )。 [態樣9] 如態樣1~8中任一態樣記載之纖維構造物,其除電處理後的捕集效率為5%以上(較佳為7%以上,更佳為10%以上,尤佳為15%以上)。 [態樣10] 如態樣1~9中任一態樣記載之纖維構造物,其由除電處理後的捕集效率及壓力損失依照下式所算出的QF值為0.03以上(較佳為0.05以上,更佳為0.08以上)。 QF值=-ln(1-捕集效率(%)/100)/壓力損失(Pa)。 [態樣11] 如態樣1~10中任一態樣記載之纖維構造物,其由100℃下加熱48小時後的捕集效率及壓力損失依照下式所算出的QF值為0.25以上。 QF值=-ln(1-捕集效率(%)/100)/壓力損失(Pa)。 [態樣12] 如態樣1~11中任一態樣記載之纖維構造物,其未被帶電處理。 [態樣13] 一種空氣過濾器,其具備如態樣1~12中任一態樣記載之纖維構造物。 [態樣14] 一種如態樣1~12中任一態樣記載之纖維構造物之製造方法,其至少具備: 準備由單纖維之數量平均纖維直徑4.5μm以下的極細纖維所形成的極細纖維層及由單纖維之數量平均纖維直徑5.5μm以上的非極細纖維所形成的在至少一側之表面上具有凸部的非極細纖維層之積層物之步驟,與 對於前述積層物,進行纏結處理之步驟。 [態樣15] 如態樣14記載之製造方法,其中前述非極細纖維層為熔噴不織布。 [態樣16] 如態樣14或15記載之製造方法其中非極細纖維層之表觀密度為0.005~0.07g/cm3 (較佳為0.01~0.06g/cm3 ,更佳為0.02~0.05g/cm3 )。 [態樣17] 如態樣14~16中任一態樣記載之製造方法,其中藉由水針(spunlace)進行纏結處理。 [態樣18] 如態樣14~17中任一態樣記載之製造方法,其中前述極細纖維層的單位面積重量W1與前述非極細纖維層的單位面積重量W2之比W2/W1為1.2~8.0(較佳為1.3~5.0,更佳為1.5~3.5,尤佳為1.7~2.5)。
尚且,如申請專利範圍及/或說明書及/或圖式中揭示的至少2個構成要素之任何組合,亦包含於本發明中。特別地,如申請專利範圍中記載之請求項的2個以上任何組合,亦包含於本發明中。 發明的效果
根據本發明之纖維構造物,由於極細纖維與非極細纖維被混纖一體化,故可兼顧高捕集效率及低壓力損失,同時即使不進行帶電處理(即使除電處理後),也可兼顧高捕集效率及低壓力損失。再者,本發明之纖維構造物由於極細纖維不單獨地存在,而是與非極細纖維混纖一體化,故可抑制作業時所發生的起毛,操作性優異。 本發明係由參考附上的圖式之以下的合適實施形態之說明,可更明瞭地理解。然而,實施形態及圖式係單純的圖示及說明者,因此不應被利用於規定本發明之範圍。本發明之範圍係藉由於附上的申請專利範圍所規定。
[實施發明的形態]
本發明之纖維構造物係極細纖維與非極細纖維被混纖一體化,在至少一側之表面上具有凸部。
[纖維構造物之製造方法] 本發明之纖維構造物之製造方法至少具備: 準備由單纖維之數量平均纖維直徑4.5μm以下的極細纖維所形成的極細纖維層及由單纖維之數量平均纖維直徑5.5μm以上的非極細纖維所形成的在至少一側之表面上具有凸部的非極細纖維層之積層物之步驟,與 對於前述積層物,進行纏結處理之步驟。
(準備步驟) 於準備步驟中,準備特定的極細纖維層與非極細纖維層之積層物。構成積層物的極細纖維層及非極細纖維層各自係可作為極細纖維薄片及非極細纖維薄片而分開地準備,藉由疊合而成為積層物,可於一個纖維薄片(例如非極細纖維薄片)之上直接形成另一個纖維薄片(例如極細纖維薄片)而成為積層物。從提高原料的變化(variation)之觀點來看,較佳為各自分開地準備極細纖維薄片及非極細纖維薄片,使其疊合之積層物。積層物係從在後續的纏結步驟中,使極細纖維及非極細纖維充分地混纖一體化之觀點來看,可不接著兩者,而為僅疊合之狀態(無接著劑)。
又,積層物可包含1層或複數層的極細纖維層,也可包含1層或複數層的非極細纖維層。包含複數層時,極細纖維層與非極細纖維層可互相不同地層合。
(非極細纖維層) 纏結前的非極細纖維層係由單纖維之數量平均纖維直徑5.5μm以上的非極細纖維所形成,可在至少一側之表面上具有複數的凸部。從與極細纖維層充分地纏結之觀點來看,凸部係可在與極細纖維層鄰接之側的表面上具備。由於非極細纖維層具備凸部,於與極細纖維層的積層物之纏結處理中,可以凸部為基礎而極細纖維容易進入,或一邊維持非極細纖維成為纖維構造物之框架的形狀,一邊使極細纖維容易侵入非極細纖維所形成的框架之內部。
作為構成非極細纖維層的非極細纖維薄片,只要與極細纖維能混纖,則沒有特別的限定,可舉出梭織物、針織物、不織布、網(web)等,例如可藉由對於表面為平坦的纖維薄片,以後加工等賦予複數的凸部而製造,也可藉由熔噴法製造具有複數的凸部之纖維薄片(熔噴不織布)。
非極細纖維層,從與極細纖維層充分地纏結之觀點來看,凸部較佳為具有剛直性,當時較佳為藉由熔噴法進行製造。藉由熔噴法製造具有凸部的纖維薄片時,可藉由捕集體的凹凸面來捕集從噴嘴所噴射的纖維流而製造。亦即,藉由纖維侵入捕集面的凹部(或貫通部)而固化,可在不織布的至少一側之表面上形成凸部。作為捕集體,較佳為設有多數的凸部或凹部之金屬製捕集體、具有網目的金屬網、針布等。其中,更佳為使用一般被稱為輸送網(conveyor net)之具有立體構造的網狀物作為捕集體,藉由使用其,可更容易地製造具有凸部(例如波狀地產生之凸部)之熔噴不織布。
於將非極細纖維層與極細纖維層纏結處理後,亦為了賦予能維持作為纖維構造物的框架之非極細纖維的形狀之程度的剛直性,較佳為於熔噴法的纖維流之纖維細化之前的粗狀態下,且在纖維固化之前,使纖維到達捕集面。例如,較佳為藉由縮短熔噴法的纖維流之捕集距離,或者提高樹脂黏度等來加粗纖維直徑,而增長固化之前的時間。具體而言,捕集距離(從噴嘴到捕集面為止的距離)可為3~100cm之範圍,較佳可為5~80cm,更佳可為7~60cm。又,樹脂黏度係隨著所使用的樹脂及熔融溫度而不同,但例如可為5~100Pa・s,較佳可為10~80Pa・s,更佳可為15~50Pa・s。
構成非極細纖維層的纖維,從提高剛直性,使與極細纖維層充分地纏結之觀點來看,較佳為連續纖維。
構成非極細纖維層的纖維(非極細纖維)係可按照用途而選擇,可使用天然纖維、再生纖維、半合成纖維、合成纖維之任一者。具體而言,可舉出棉、麻、羊毛、紙漿等之天然纖維;縲縈、多元腦(polynosic)、銅氨纖維(cupro)等之再生纖維;乙酸酯、三乙酸酯等之半合成纖維;由聚乙烯或聚丙烯等之聚烯烴系樹脂所形成的聚烯烴系纖維、由聚苯乙烯等之聚苯乙烯系樹脂所形成的聚苯乙烯系纖維、由聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚乳酸等之聚酯系樹脂所形成的聚酯系纖維、由聚醯胺6、聚醯胺66、聚醯胺11、聚醯胺12、聚醯胺610、聚醯胺612等之聚醯胺系樹脂所形成的聚醯胺系纖維、由聚碳酸酯系樹脂所形成的聚碳酸酯系纖維、由聚胺基甲酸酯系樹脂所形成的聚胺基甲酸酯系纖維、由聚丙烯腈等之丙烯酸系樹脂所形成的丙烯酸系纖維、各種耐熱性纖維等之合成纖維。此等纖維係可單獨或以二種以上組合使用。
又,前述纖維可為非複合纖維,也可為複合纖維(芯鞘型複合纖維、海島型複合纖維、並列型複合纖維等)。於複合纖維時,例如較佳為將低熔點樹脂當作一個成分(例如鞘成分、海成分等),且將高熔點樹脂當作另一個成分(例如芯成分、島成分)之複合纖維。低熔點樹脂及高熔點樹脂係可按照熱黏合的處理溫度,從上述形成纖維的樹脂等中適宜選擇。
於此等纖維之中,較宜使用聚烯烴系纖維、聚酯系纖維、丙烯酸系纖維、耐熱性纖維及此等之複合纖維。
構成非極細纖維層的耐熱性纖維(非極細纖維)可為以具有在聚合物之分子內具有芳香族、雜環、含硫、含氮等構造之單元的耐熱性聚合物所構成的纖維,例如可舉出聚醚醚酮(PEEK)纖維、聚醚酮(PEK)纖維、聚醚酮酮(PEKK)纖維、聚苯硫(PPS)纖維、芳香族聚醯胺纖維(例如以脂肪族二胺單元與芳香族二羧酸單元所構成之聚醯胺纖維)、芳香族聚醯胺纖維(對芳香族聚醯胺纖維、間芳香族聚醯胺纖維)、聚醯亞胺(PI)纖維、聚醚醯亞胺(PEI)纖維、聚醯胺醯亞胺纖維、非晶性聚芳酯纖維、液晶性聚酯纖維、苯并㗁唑(PBO)纖維、聚苯并咪唑(PBI)纖維、聚苯并噻唑纖維、聚四氟乙烯(PTFE)纖維、三聚氰胺纖維、酚醛纖維等。此等纖維係可單獨或以二種以上組合使用。
於此等纖維之中,從熔融紡絲性及耐熱性之觀點來看,較宜使用液晶性聚酯纖維、聚醚醯亞胺纖維、聚苯硫纖維、半芳香族聚醯胺纖維(例如二羧酸單元包含對苯二甲酸單元,且二胺單元包含1,9-壬二胺單元及/或2-甲基-1,8-辛二胺單元之半芳香族聚醯胺纖維)等。
(液晶性聚酯纖維) 液晶性聚酯纖維(亦稱為聚芳酯系液晶樹脂纖維)係由液晶性聚合物(LCP)所得之纖維,例如可藉由將液晶性聚酯予以熔融紡絲而得。作為液晶性聚酯,例如係由源自芳香族二醇、芳香族二羧酸、芳香族羥基羧酸等的重複構成單元所構成,只要不損害本發明的效果,則源自芳香族二醇、芳香族二羧酸、芳香族羥基羧酸的構成單元係在其化學構成上沒有特別的限定。又,於不妨礙本發明的效果之範圍內,液晶性聚酯亦可包含源自芳香族二胺、芳香族羥基胺或芳香族胺基羧酸的構成單元。例如,作為較佳的構成單元,可舉出表1中所示之例。 [表1]
Figure 02_image001
(惟,式中的X係由以下的構造所選出)
Figure 02_image003
(惟,m=0~2,Y=氫、由鹵素原子、烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、芳烷氧基所選出的取代基)
於表1的構成單元中,m為0~2之整數,式中的Y為1~在芳香族環中可取代的最大數之範圍中,各自獨立地可舉出氫原子、鹵素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、烷基(例如,甲基、乙基、異丙基、第三丁基等之碳數1~4的烷基等)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、異丙氧基、正丁氧基等)、芳基(例如,苯基、萘基等)、芳烷基[苄基(苯基甲基)、苯乙基(苯基乙基)等]、芳氧基(例如,苯氧基等)、芳烷氧基(例如,苄氧基等)等。
作為更佳的構成單元,可舉出下述表2、表3及表4所示之例(1)~(18)中記載的構成單元。尚且,式中之構成單元為可表示複數的構造之構成單元時,可組合二種以上的如此之構成單元,作為構成聚合物的構成單元使用。
[表2]
Figure 02_image005
[表3]
Figure 02_image007
[表4]
Figure 02_image009
於表2、表3及表4之構成單元中,n為1或2之整數,各自的構成單元n=1、n=2可單獨或組合而存在;Y1 及Y2 各自獨立可為氫原子、鹵素原子(例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等)、烷基(例如,甲基、乙基、異丙基、第三丁基等之碳數1~4的烷基等)、烷氧基(例如,甲氧基、乙氧基、異丙氧基、正丁氧基等)、芳基(例如,苯基、萘基等)、芳烷基[苄基(苯基甲基)、苯乙基(苯基乙基)等]、芳氧基(例如,苯氧基等)、芳烷氧基(例如,苄氧基等)等。於此等之中,較佳為氫原子、氯原子、溴原子或甲基。
又,作為Z,可舉出下述式所示的取代基。
[化1]
Figure 02_image011
較佳的液晶性聚酯係較佳可具有萘骨架作為構成單元之組合。特佳為包含源自羥基苯甲酸的構成單元(A)與源自羥基萘甲酸的構成單元(B)之兩者。例如,作為構成單元(A),可舉出下述式(A),作為構成單元(B),可舉出下述式(B),從提高熔融紡絲性之觀點來看,構成單元(A)與構成單元(B)之比率較佳為9/1~1/1,更佳為7/1~1/1,尤佳為5/1~1/1之範圍。
[化2]
Figure 02_image013
[化3]
Figure 02_image015
又,(A)之構成單元與(B)之構成單元之合計,例如相對於全部構成單元,可為65莫耳%以上,更佳可為70莫耳%以上,尤佳可為80莫耳%以上。聚合物中,特佳(B)之構成單元為4~45莫耳%之液晶性聚酯。
再者,作為形成液晶性聚酯纖維的液晶性聚酯(聚芳酯系液晶樹脂)之構成,較佳為對羥基苯甲酸與6-羥基-2-萘甲酸成為主成分之構成,或對羥基苯甲酸、6-羥基-2-萘甲酸、對苯二甲酸與聯酚成為主成分之構成。
作為液晶性聚酯,從聚合時的寡聚物發生少,細纖度化亦容易之觀點來看,310℃下的熔融黏度較佳為20Pa・s以下。又,從纖維化容易性之觀點來看,310℃下的熔融黏度較佳為5Pa・s以上。
本發明所適用的液晶性聚酯之熔點較佳為250~360℃之範圍,更佳為260~320℃。尚且,此處所言之熔點,就是依據JIS K 7121試驗法,以示差掃描熱量計(DSC;METTLER公司製「TA3000」)測定,所觀察之主吸收峰溫度。具體而言,可於前述DSC裝置,取10~20mg的樣品,封入於鋁製盤後,將作為載體氣體的氮以100cc/分流,測定以20℃/分鐘升溫時的吸熱峰。關於聚合物之種類,於DSC測定中在第一次運轉(1st run)並未出現明確的波峰時,以50℃/分鐘之升溫速度升溫到比預料的流動溫度更高50℃的溫度為止,在該溫度下3分鐘完全熔融後,以80℃/分鐘之降溫速度冷卻到50℃為止,然後以20℃/分鐘之升溫速度來測定吸熱峰。
作為液晶性聚酯,例如可使用由對羥基苯甲酸與6-羥基-2-萘甲酸之共聚物所成的熔融液晶形成性全芳香族聚酯(POLYPLASTICS股份有限公司製Vectral-L型)。
(聚醚醯亞胺纖維) 聚醚醯亞胺纖維係可藉由將聚醚醯亞胺(PEI)予以熔融紡絲而得。所謂聚醚醯亞胺,就是將脂肪族、脂環族或芳香族系的醚單元與環狀醯亞胺當作重複構成單元,只要不損害本發明的效果,可在聚醚醯亞胺之主鏈含有環狀醯亞胺、醚鍵以外的結構單元,例如脂肪族、脂環族或芳香族酯單元、氧羰基單元等。聚醚醯亞胺可為結晶性或非晶性之任一者,較佳為非晶性樹脂。
作為具體的聚醚醯亞胺,可適宜使用具有下述通式所示的單元之聚合物。惟,式中R1為具有6~30個碳原子的2價芳香族殘基;R2係選自由具有6~30個碳原子的2價芳香族殘基、具有2~20個碳原子的伸烷基、具有2~20個碳原子的伸環烷基及被具有2~8個碳原子的伸烷基而經鏈終止之聚二有矽氧烷基所成之群組的2價有機基。
[化4]
Figure 02_image017
作為上述R1、R2,例如較宜使用具有下述式群所示的芳香族殘基或伸烷基(例如,m=2~10)者。
[化5]
Figure 02_image019
本發明中,從熔融紡絲性、成本之觀點來看,較宜使用主要具有下述式所示的結構單元之2,2-雙[4-(3,4-二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐與間苯二胺之縮合物。如此的聚醚醯亞胺係以「ULTEM」之商標由SABIC Innovative Plastics公司所市售。
[化6]
Figure 02_image021
構成聚醚醯亞胺纖維的樹脂較佳為在樹脂中包含至少50質量%以上的具有上述通式所示的單元之聚合物,更佳為包含80質量%以上,尤佳為包含90質量%以上,特佳為包含95質量%以上。
作為聚醚醯亞胺,較佳為使用非晶性聚醚醯亞胺,其係使用東洋精機Capilograph 1B型,在溫度330℃、剪切速度1200sec-1 下的熔融黏度為900Pa・s之非晶性聚醚醯亞胺。
(聚苯硫纖維) 聚苯硫(polyphenylene sulfide)纖維係可藉由將聚芳硫予以熔融紡絲而得。聚芳硫係將以-Ar-S-(Ar為伸芳基)表示的伸芳基硫醚當作重複構成單元,作為伸芳基,可舉出對伸苯基、間伸苯基、伸萘基等。從耐熱性之觀點來看,重複構成單元較佳為對伸苯基硫醚。
構成聚苯硫纖維的樹脂較佳為在樹脂中包含至少50質量%以上的以伸芳基硫醚為重複構成單元之聚合物,更佳為包含80質量%以上,尤佳為包含90質量%以上。
非極細纖維層的單位面積重量(關於單層的單位面積重量)例如可為10~100g/m2 左右,較佳可為12~90g/m2 左右,更佳可為15~80g/m2 左右。非極細纖維層的單位面積重量係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
非極細纖維層,從與極細纖維層充分地纏結之觀點來看,較佳為具有比較粗的構造,其表觀密度(關於單層的表觀密度)例如可為0.005~0.07g/cm3 左右,較佳可為0.01~0.06g/cm3 左右,更佳可為0.02~0.05g/cm3 左右。非極細纖維層的表觀密度係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
非極細纖維層的厚度(關於單層的厚度)例如可為0.20~7.00mm左右,較佳可為0.25~6.00mm左右,更佳可為0.30~5.00mm左右。非極細纖維層的厚度表示包含凸部的高度之非極細纖維層全體的厚度,為藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
非極細纖維層之凸部的高度,從與極細纖維層充分地纏結之觀點來看,可為0.10~5.00mm左右,較佳可為0.13~2.00mm左右、0.15~1.00mm左右。非極細纖維層之凸部的高度表示從用於測定凸部的對象面中之凸部的頂部到底部為止之距離,為藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
非極細纖維層之凸部的密度,從與極細纖維層充分地纏結之觀點來看,可為3個/cm2 以上,較佳可為5個/cm2 以上(例如,5~50個/cm2 ),更佳可為10個/cm2 以上(例如,10~30個/cm2 )。非極細纖維層之凸部的密度係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
又,非極細纖維層之凸部係可以一定間隔規則地存在,也可不規則地分布於全面。
另外,非極細纖維層之凸部的形狀,只要可使極細纖維及非極細纖維混纖一體化,則沒有特別的限制,例如可舉出圓錐狀、圓柱狀、角錐狀、角柱狀或起毛狀等各種形狀。本發明中,凸部係與如僅接觸而形狀變化的絨毛等不同。
(極細纖維層) 纏結前的極細纖維層可以單纖維之數量平均纖維直徑4.5μm以下的極細纖維所形成。
作為構成極細纖維層的極細纖維薄片,可使用熔噴不織布、電紡絲不織布、由分割纖維所成的布帛(由不同成分之束所成的纖維,一旦形成布帛,使該纖維從不同成分之界面來分割而得的極細纖維布帛)、由海島纖維所成的布帛(將由海島纖維所形成的布帛之海部分予以溶出而得的極細纖維布帛)、由原纖維所成的布帛(對於一旦形成的布帛,藉由給予物理的衝擊,使纖維原纖化而得之極細纖維布帛)等,從操作性之觀點來看,較宜使用熔噴不織布。
熔噴不織布係可藉由將從噴嘴所擠出的熔融熱塑性聚合物,予以熱風噴射而細化成纖維狀,藉由利用所得之纖維的自我熔接特性,作為纖維網形成的熔噴法而得。
構成極細纖維層的纖維(極細纖維)係可按照製法而適宜選擇,但較宜使用合成纖維。作為構成合成纖維的樹脂,例如可舉出聚烯烴系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚偏二氯乙烯系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚酯系樹脂、聚醚系樹脂、聚醯胺系樹脂、上述非極細纖維層所用之構成耐熱性纖維的樹脂、熱塑性彈性體等。此等樹脂係可單獨或以二種以上組合使用。極細纖維可為由與非極細纖維相同種類的樹脂所成的纖維,也可為由不同種類的樹脂所成的纖維。又,從捕集性能之觀點來看,極細纖維較佳為疏水性纖維。再者,極細纖維及非極細纖維之兩者較佳為疏水性纖維。
作為構成耐熱性纖維的樹脂,從形成熔噴不織布之觀點來看,基於熔融紡絲性及耐熱性之觀點,較宜使用液晶性聚酯、聚醚醯亞胺、聚苯硫、半芳香族聚醯胺(例如,二羧酸單元包含對苯二甲酸單元,且二胺單元包含1,9-壬二胺單元及/或2-甲基-1,8-辛二胺單元之半芳香族聚醯胺)等之樹脂。
極細纖維層的單位面積重量(關於單層的單位面積重量),從與非極細纖維層充分地纏結之觀點來看,例如可為1.0~30g/m2 左右,較佳可為2.0~25g/m2 左右,更佳可為3.0~20g/m2 左右。極細纖維層的單位面積重量係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
極細纖維層的表觀密度(關於單層的表觀密度)例如可為0.01~0.30g/cm3 左右,較佳可為0.03~0.25g/cm3 左右,更佳可為0.05~0.20g/cm3 左右。極細纖維層的表觀密度係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
極細纖維層的厚度(關於單層的厚度)例如可為0.01~0.30mm左右,較佳可為0.03~0.25mm左右,更佳可為0.05~0.20mm左右。極細纖維層的厚度係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
又,於積層物中,從在後續的纏結步驟中使極細纖維及非極細纖維充分地混纖一體化之觀點來看,極細纖維層的單位面積重量W1與非極細纖維層的單位面積重量W2之比W2/W1可為1.2~8.0,較佳可為1.3~5.0,更佳為1.5~3.5,尤佳可為1.7~2.5。
(纏結步驟) 作為纏結處理,只要可將極細纖維與非極細纖維予以混纖一體化,則沒有特別的限定,可利用水針法、針扎法等,從高效率地進行極細纖維與非極細纖維的混纖一體化之觀點來看,較宜使用水針法。
例如,於水針法中,對於載置有使極細纖維層與非極細纖維層疊合成的積層物之多孔質支撐體,從開有微細孔之噴嘴來噴射高壓的水流(例如1MPa以上),貫穿積層物的水流係對於支撐體反射,藉由其能量而使纖維纏結。
即,於本發明中,對於在至少一側之表面上具有凸部的非極細纖維層與極細纖維層之積層物,進行纏結處理時,於將作為框架的非極細纖維之形狀維持在某程度之狀態,利用非極細纖維層的凸部,可高效率地使極細纖維進入非極細纖維的框架之內部,因此可將非極細纖維與極細纖維予以混纖一體化。結果,對於形成纖維構造物的框架形狀之非極細纖維,可形成極細纖維纏結之構造,與將該等僅疊合成之積層物比較下,可一邊抑制壓力損失,一邊提高捕集效率。尚且,藉由纏結步驟,在纖維構造物之表面上亦可發生微起毛。此處,所謂微起毛,係在手摸難以察覺之點上與所謂起毛可區別。
水針法所用的多孔質支撐體可為圓筒型、板型之任一者,亦可組合此等而進行,但較佳為使用板型的多孔質支撐體。多孔質支撐體的開孔率例如可為10~50%,較佳可為15~40%,尤佳可為20~30%左右。又,多孔質支撐體之孔徑例如可為0.01~5.0mm,較佳可為0.05~3.0mm,更佳可為0.1~1.0mm左右。
水流之水壓係可按照積層物的厚度等而適宜設定,例如可為1~10MPa,較佳可為1.5~9.5MPa,更佳可為2~9MPa左右。
水流之噴射所用的噴嘴之孔徑例如可為0.05~0.2mm左右。噴嘴中的微細孔之間隔例如可為0.3~5.0mm,較佳可為0.4~3.0mm,尤佳可為0.5~2.0mm左右。
水流之噴射所用的噴嘴可設為1列或複數列,例如其排列數為1~5列,從將極細纖維層與非極細纖維層的纏結性最佳化之觀點來看,較佳為2~3列。設置複數列的噴嘴時,每排列的水流之水壓可不同,從將極細纖維層與非極細纖維層的纏結性最佳化之觀點來看,較佳為提高向MD方向撞擊積層物的水流之水壓。
於極細纖維層與非極細纖維層之纏結時,較佳為在上述多孔質支撐體上載置將極細纖維層與非極細纖維層疊合成的積層物,一邊以一定的速度將該積層物與多孔質支撐體一起在纖維長度方向中連續地移送,一邊於上述條件下施予纏結處理。積層物之移送速度例如可為1.0~10.0m/分鐘,較佳可為2.0~9.0m/分鐘,更佳可為3.0~8.0m/分鐘左右。由於將積層物之移送速度設為上述範圍,而最佳化極細纖維層與非極細纖維層之纏結性,可一邊抑制所得之纖維構造物的壓力損失,一邊更加提高捕集效率(尤其物理的作用所造成之捕集效率)。
又,纏結處理,從使非極細纖維與極細纖維充分地混纖一體化之觀點來看,可從積層物的非極細纖維層側來噴射水流。
再者,按照用途,亦可對於纖維構造物進行帶電處理,而提高捕集效率。帶電處理係可對於纏結處理前的積層物進行,也可對於進行纏結處理後的纖維構造物進行。
帶電處理只要能帶電則沒有特別的限定,例如可舉出電暈放電處理、液力充電處理等。作為液力充電處理,可舉出將水的噴流或水滴流以水能滲透到纖維薄片內部之充分壓力進行噴霧之方法,或者在賦予水後或邊賦予邊從纖維構造物之單側進行抽吸而使水滲透至纖維薄片內之方法,及於異丙醇、乙醇及丙酮等之水溶性有機溶劑與水的混合溶液中浸漬纖維構造物,使水滲透到纖維構造物內部之方法等。
[纖維構造物] 本發明之纖維構造物係單纖維之數量平均纖維直徑4.5μm以下的極細纖維與單纖維之數量平均纖維直徑5.5μm以上的非極細纖維被混纖一體化,在至少一側之表面上具有凸部。於本發明中,所謂混纖一體化,就是指極細纖維與非極細纖維被隨機地混合,各自不分層者,例如,圖1之纖維構造物雖然係將極細纖維層與非極細纖維層予以纏結而形成者,但是在極細纖維層與非極細纖維層之間不存在明確的界面,極細纖維與非極細纖維係被混合一體化。
關於空氣過濾器中的粒子狀物質之捕集機構,作為物理的作用所造成的捕集機構,有利用通過空氣過濾器的氣流影響之粒子狀物質的沈降效果、慣性效果及屏蔽效果,以及氣流不影響之粒子狀物質的布朗運動所造成的擴散效果之機構。本發明之纖維構造物係藉由使用數量平均纖維直徑小的極細纖維,而亦可提高此等任一捕集機構所造成的捕集效率,藉由使用數量平均纖維直徑大的非極細纖維,而可減低壓力損失。再者,發現藉由將極細纖維與非極細纖維混纖一體化,而造成通過的氣流進行變化,由於此等之物理的作用對於捕集機構之影響,故與僅疊合此等纖維所成的層之情況比較下,可達成高捕集效率及低壓力損失。
本發明之纖維構造物較佳為極細纖維與非極細纖維不互相熔接。此處,所謂熔接,就是指纖維的至少一部分熔融,極細纖維與非極細纖維接著之狀態,可從顯微鏡的纖維構造物之剖面的放大影像來確認。極細纖維與非極細纖維不互相熔接,藉由機械地纏結,而纖維的表面積變大,同時可一邊防止過度抑制氣流者,一邊提高基於物理的作用之捕集機構的捕集效率,故從兼顧高捕集效率及低壓力損失之觀點來看較宜。
又,本發明之纖維構造物可為以極細纖維所形成的1個或複數的極細纖維薄片(較佳為不織布,更佳為熔噴不織布)與以非極細纖維所形成的1個或複數的非極細纖維薄片(較佳為不織布,更佳為熔噴不織布)之纏結物(較佳為水針不織布)。
本發明之纖維構造物係極細纖維及/或非極細纖維可為長纖維(連續纖維)。於本發明中,長纖維係某程度的長度連續之纖維,可與被切斷成特定的纖維長度且纖維長度比較整齊的短纖維區別,例如藉由熔噴法所形成的纖維為長纖維。
纖維構造物所含有的極細纖維只要是單纖維之數量平均纖維直徑為4.5μm以下即可,但較佳可為4.0μm以下,更佳可為3.0μm以下(尤其2.0μm以下)。單纖維之數量平均纖維直徑的下限值係沒有特別的限定,但從操作性之觀點來看,可為0.05μm左右。單纖維之數量平均纖維直徑係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。 又,於本發明中,纖維構造物所含有的極細纖維係指單纖維之纖維直徑未達5.0μm的纖維,極細纖維的單纖維之纖維直徑較佳可為4.5μm以下,更佳可為4.0μm以下。極細纖維的單纖維之纖維直徑的下限值係沒有特別的限定,但從操作性之觀點來看,可為0.01μm左右。單纖維之纖維直徑係在測定數量平均纖維直徑時所計測的纖維之纖維直徑,數量平均纖維直徑係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
另一方面,纖維構造物所含有的非極細纖維只要單纖維之數量平均纖維直徑為5.5μm以上即可,但從形成框架的形狀之剛直性之觀點來看,較佳可為6.0μm以上,更佳可為7.0μm以上。單纖維之數量平均纖維直徑的上限值係沒有特別的限定,但從最佳化與極細纖維的纏結性之觀點來看,可為50μm左右,較佳可為25μm左右。單纖維之數量平均纖維直徑係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。 又,於本發明中,纖維構造物所含有的非極細纖維係指單纖維的纖維直徑為5.0μm以上的纖維,非極細纖維的單纖維之纖維直徑較佳可為6.0μm以上,更佳可為7.0μm以上。非極細纖維的單纖維之纖維直徑的上限值係沒有特別的限定,但從操作性之觀點來看,可為60μm左右。單纖維的纖維直徑係在測定數量平均纖維直徑時所計測的纖維之纖維直徑,數量平均纖維直徑係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
從最佳化極細纖維與非極細纖維的纏結性之觀點來看,極細纖維的數量平均纖維直徑與非極細纖維的數量平均纖維直徑之比(極細纖維)/(非極細纖維)例如可為0.05~0.80,較佳可為0.08~0.50,更佳可為0.10~0.35。
本發明之纖維構造物係將纖維構造物的厚度方向之切斷面在厚度方向中二等分,分別成為纖維構造物的上層部、下層部時,在極細纖維的總存在量之中,存在於下層部的比例相對於存在於上層部的比例(下層部)/(上層部)可為25/75~75/25,較佳可為30/70~70/30,更佳可為33/67~67/33。存在於極細纖維之上層部的比例及存在於下層部的比例係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
本發明之纖維構造物係極細纖維的佔有率可為20~80%,較佳可為25~75%,更佳可為30~70%,尤佳可為35~65%。極細纖維的佔有率係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
於本發明之纖維構造物中,凸部可由非極細纖維與極細纖維略均勻地纏結而構成,也可由非極細纖維所主要構成。凸部例如可舉出圓錐狀、圓柱狀、角錐狀、角柱狀或起毛狀等各種之形狀。
凸部的高度可為0.05~5.00mm,較佳可為0.08~2.00mm,更佳可為0.10~1.00mm。纖維構造物之凸部的高度表示從凸部的頂部到底部為止之距離,為藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。而且,測定凸部的高度時之基準長度可為凸部至少含3個左右(例如3~5個)的寬度方向之長度,例如可從1~20mm中適宜選擇。
凸部的密度可為3個/cm2 以上,較佳可為5個/cm2 以上(例如5~50個/cm2 ),更佳可為10個/cm2 以上(例如10~30個/cm2 )。纖維構造物之凸部的密度係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
纖維構造物的單位面積重量係可按照用途而適宜設定,例如可為15~120g/m2 左右,較佳可為18~100g/m2 左右,更佳可為20~80g/m2 左右。
纖維構造物的厚度例如可為0.20~7.00mm左右,較佳可為0.25~6.00mm左右,更佳可為0.30~5.00mm左右。纖維構造物的厚度表示包含凸部的高度之厚度,為藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。而且,測定厚度時的剖面照片之倍率只要是顯示纖維構造物的厚度方向全體之倍率即可,例如可為10~100倍。
纖維構造物的表觀密度,從兼顧高捕集效率及低壓力損失之觀點來看,例如可為0.005~0.10g/cm3 左右,較佳可為0.01~0.08g/cm3 左右,更佳可為0.02~0.07g/cm3 左右。纖維構造物的表觀密度係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
又,纖維構造物之帶電後的捕集效率係愈高愈佳,但從將壓力損失控制在適當的範圍之觀點來看,例如可為50%以上(例如50%~99.99%),較佳可為55%以上,更佳可為60%以上。此處,帶電後的捕集效率係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
纖維構造物之帶電後的壓力損失係可按照用途,例如從0~30Pa之範圍中選擇,纖維構造物的壓力損失例如可為0~10Pa左右,較佳可為0~8Pa左右,更佳可為1~7Pa左右。此處,帶電後的壓力損失係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
纖維構造物係關於由帶電後的捕集效率及壓力損失依照下述式所算出的QF值,例如可為0.25以上,較佳可為0.30以上,更佳可為0.40以上,尤佳可為0.50以上。QF值愈高愈佳,上限係沒有特別的限定,但例如可為2.00左右。 QF值=-ln(1-捕集效率(%)/100)/壓力損失(Pa)。
本發明之纖維構造物由於基於物理的作用之捕集機構的捕集性能優異,故在高濕度環境等易遭受水分影響之環境下的用途(例如,非帶電空氣過濾器用途)中可使用,於如此的用途中,較佳為不帶電處理。
纖維構造物係除電處理後的捕集效率例如可為5%以上,較佳可為7%以上,更佳可為10%以上,尤佳可為15%以上,尤更佳可為18%以上。除電處理後的捕集效率係愈高愈佳,上限係沒有特別的限定,但例如可為50%左右。此處,除電處理後的捕集效率係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
纖維構造物係除電處理後之壓力損失例如可為0~10Pa左右,較佳可為1~8Pa左右,更佳可為1~7Pa左右。此處,除電處理後的捕集效率係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
纖維構造物係由除電處理後的捕集效率及壓力損失依照下述式所算出的QF值例如可為0.03以上,較佳可為0.05以上,更佳可為0.08以上。基於除電處理後的捕集效率及壓力損失之QF值係愈高愈佳,上限係沒有特別的限定,但例如可為0.50左右。 QF值=-ln(1-捕集效率(%)/100)/壓力損失(Pa)。
纖維構造物係加熱後(例如將纖維構造物在100℃下加熱48小時後)的捕集效率例如可為50%以上(例如50%~99.99%),較佳可為55%以上,更佳可為60%以上。此處,加熱後的捕集效率係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
又,加熱前後的捕集效率之維持率例如可為75%以上,較佳可為80%以上,更佳可為85%以上。 尚且,加熱前後的捕集效率之維持率(%)係可利用上述帶電後的捕集效率(加熱前的捕集效率)及加熱後的捕集效率,藉由以下之式算出。 加熱前後的捕集效率之維持率(%)=(加熱後的捕集效率)/(加熱前的捕集效率)×100
纖維構造物係加熱後(例如將纖維構造物在100℃下加熱48小時後)之壓力損失例如可為0~10Pa左右,較佳可為1~8Pa左右,更佳可為1~7Pa左右。此處,加熱後的捕集效率係藉由後述的實施例中記載之方法所測定的值。
纖維構造物係由加熱後(例如將纖維構造物在100℃下加熱48小時後)的捕集效率及壓力損失依照下式所算出的QF值例如可為0.25以上,較佳可為0.30以上,更佳可為0.40以上,尤佳可為0.50以上。QF值愈高愈佳,上限係沒有特別的限定,但例如可為2.00左右。 QF值=-ln(1-捕集效率(%)/100)/壓力損失(Pa)。
作為如此的纖維構造物之用途,例如可適用作為過濾器(尤其空氣過濾器)。過濾器例如可作為口罩、各種空調用(大樓空調、無塵室、塗漆室等)、汽車工業用(車廂過濾器等)、一般家電用(空調、空氣清淨機、吸塵器等)等所用之過濾器。特別地,本發明之纖維構造物可作為非帶電過濾器而使用於各種空氣過濾器用途。
於以耐熱性纖維構成的纖維構造物時,作為其用途,例如不僅可適用作為過濾器(尤其空氣過濾器),而且可作為過濾器而廣泛利用於要求耐熱性之用途。例如,可作為耐熱口罩、各種空調用(大樓空調、無塵室、塗漆室等)、汽車工業用(車廂過濾器等)、一般家電用(空調、空氣清淨機、吸塵器等)等所用之要求耐熱性的過濾器使用。 實施例
以下,以實施例為基礎來更詳細地說明本發明,惟本發明完全不受此等所限制。而且,於以下之實施例及比較例中,藉由下述之方法測定各種物性。
[單纖維之數量平均纖維直徑] 使用掃描型電子顯微鏡來觀察纖維構造。由電子顯微鏡照片中任意地選擇,將纖維直徑未達5.0μm纖維當作極細纖維,算出數量平均纖維直徑(n=100),將纖維直徑為5.0μm以上的纖維當作非極細纖維,算出數量平均纖維直徑(n=100)。
[極細纖維佔有率及存在率] 纖維構造物的極細纖維之佔有率係使用纖維構造物中之寬度方向中表面背面成為略平行的部分之切斷面的剖面照片,測定極細纖維部分所佔有的面積,當作相對於該剖面照片中的纖維構造物全體之面積而言的比例而算出。 又,極細纖維之存在率係使用該剖面照片,在厚度方向中二等分,分別成為上層部、下層部,測定各自的部分之極細纖維部分所佔有的面積,當作極細纖維相對於纖維構造物全體所佔有的面積之各自佔有比例而算出。
[單位面積重量及表觀密度] 依據JIS L 1913「一般不織布試驗方法」之6.2,測定單位面積重量(g/m2 )。又,表觀密度(g/cm3 )係藉由將單位面積重量除以厚度而算出。
[厚度] 以對於纖維構造物或纖維薄片之厚度方向呈平行且對於機械方向(MD)呈垂直的方式,使用剃刀(「FEATHER剃刀S單刃」,FEATHER安全剃刀(股)公司製),切斷任意的10處,以數位顯微鏡的照片,觀察各自的剖面。剖面照片之倍率係可確認凸部,以顯示厚度方向全體的倍率(30倍)之方式進行調整。使用圖3來說明,藉由在各切斷面中測定從一側(上側)之面上存在的凸部之頂部1中最高的頂部到另一側(下側)之表面上存在的凸部之頂部3中最高的頂部為止之厚度方向的距離,算出此等10處的平均值,而求出纖維構造物的厚度t(mm)。又,不具有凸部的纖維構造物或纖維薄片係藉由在各切斷面中測定從一側之表面到另一側之表面為止的厚度方向之距離,算出此等10處的平均值,而求出厚度(mm)。
[凸部的高度] 於上述厚度測定所利用的各剖面照片中,將具有凸部之面(在兩側之面上具有凸部時,具有較尖銳凸部之面)當作對象面。將基準長度(在寬度方向中切取的長度)設為4.0mm,在各剖面照片中算出從凸部之頂部1到底部2為止之厚度方向(Y方向)的距離中最長的距離,將此等10處的平均值當作凸部的高度h(mm)求出。
[凸部的密度] 以顯微鏡拍攝纖維構造物或纖維薄片之平行於MD方向的切斷面之50倍照片,在從凸部之頂部中最高的頂部起上述算出的厚度之平均值的1/3之間隔(高度)的位置,在垂直於厚度方向(Y方向)的方向(X方向)中畫出直線。將從該線向外突出的凸部之MD方向每1cm之數當作「MD單元凸部數」算出。又,將對於平行於CD方向的剖面亦同樣地測定的凸部之數當作「CD單元凸部數」算出。然後,算出此等之積,當作每1cm2 之凸部的密度。
[帶電後之捕集性能] 依據JIS T 8151,使用濾材評價裝置(柴田科學(股)製AP-6310FP),評價實施例及比較例所得之纖維構造物的帶電後之捕集性能。首先,將試驗樣品(直徑110mm的圓)安裝於過濾面的直徑為86mm之測定單元(cell)。於此狀態下將平均粒徑為0.1μm的NaCl粒子用於試驗粒子,於設有試驗樣品的測定單元,以風量20公升/分鐘、面速度5.7cm/秒流動1分鐘,使用光散射質量濃度計測定上游側的粒子濃度X1、下游側(濾過後)的粒子濃度X2,由下述之式求出捕集效率。 捕集效率(%)=[(X1-X2)/X1]×100
又,於上述濾材評價裝置中的測定單元之上游側、下游側之間,配置微差壓計,測定流量20公升/分鐘下的差壓(壓力損失(Pa))。
然後,從所得之捕集效率及壓力損失,藉由下述之式算出QF值。 QF值=-ln(1-捕集效率(%)/100)/壓力損失(Pa)。
[除電後之捕集性能] 藉由對於施有依JIS B 9908的除電處理之纖維構造物,依據JIS T 8151,使用濾材評價裝置(柴田科學(股)製AP-6310FP),評價捕集性能,而評價所得之纖維構造物的除電後之捕集性能。將所得之纖維構造物浸漬於異丙醇的液中2分鐘,取出後24小時在大氣中乾燥,當作試驗樣品。除了使用該試驗樣品以外,與上述帶電後的捕集性能評價同樣地試驗,作為除電後之捕集性能,測定捕集效率(%)、壓力損失(Pa)及QF值。
[100℃下加熱後之捕集性能] 關於實施例7及8以及比較例1~3及7~13,將帶電後的纖維構造物之樣品(15cm×15cm)置入於經加熱到100℃的烘箱中48小時,然後冷卻到室溫,藉由對於經加熱的纖維構造物,依據JIS T 8151,使用濾材評價裝置(柴田科學(股)製AP-6310FP),評價捕集性能,而評價所得之纖維構造物在100℃下加熱後之捕集性能。
[200℃下之耐熱性] 關於實施例7及8以及比較例1~3及7~13,將纖維構造物之樣品(15cm×15cm)置入於經加熱到200℃的烘箱中3小時,目視評價3小時後的樣品之狀態。 ○:樣品不發生纖維的熔融,為與加熱前相同形狀或大致相同的形狀。 ×:樣品會熔化,較加熱前變形。
[起毛性] 將所得之薄片裁切成15cm×15cm的薄片,請受驗者溫柔地撫摸極細纖維層側的表面,用以下的5個判定基準,目視評價撫摸後的起毛狀態。而且,受驗者之數為10人,算出以下之判定基準的平均值。 5:完全沒有發生起毛 4:幾乎沒有發生起毛 3:稍微看到起毛 2:多發生起毛 1:非常多地發生起毛
[實施例1] (1)極細纖維層之製作 於聚丙烯(MFR[230℃、21.18N荷重]=700g/10分鐘)100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度215℃、空氣溫度215℃、空氣流量10Nm3 /min、單孔吐出量0.036g/孔・分鐘、捕集距離11cm、孔徑0.3mm、孔間隔0.75mm,進行熔噴紡絲,得到極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑1.2μm、單位面積重量10.0g/m2 、厚度0.10mm、表觀密度0.10g/cm3 )。
(2)非極細纖維層之製作 將聚丙烯(MFR[230℃、21.18N荷重]=30g/10分鐘)100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度260℃、空氣溫度260℃、空氣流量13Nm3 /min、單孔吐出量0.3g/孔・分鐘、孔徑0.4mm、孔間隔1.5mm,從噴嘴孔吐出,藉由將經熱風所細化的纖維流以捕集距離32cm捕集於捲繞有輸送網(平衡型,寬度間距5mm×長度間距5mm×厚度5mm,1mmϕ)的輥上,而得到在一側之表面上具有凸部的非極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑7.23μm、單位面積重量20.0g/m2 、厚度0.76mm、表觀密度0.03g/cm3 、凸部的高度0.30mm、凸部的密度23個/cm2 )。
(3)極細纖維層與非極細纖維層之纏結處理 接著,將(1)所得之極細纖維薄片與(2)所得之非極細纖維薄片,使極細纖維薄片疊合在非極細纖維薄片之具有凸部之側。將此積層物載置於多孔質支撐體(開孔率25%、孔徑0.3mm)之上,以速度5.0m/分鐘在積層物之長度方向中連續地移送,同時使用將孔徑0.10mm的孔口沿著積層物的寬度方向以0.6mm之間隔設置的噴嘴2支(鄰接的噴嘴間之距離20.0cm),將由第1列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為2.0MPa,將由第2列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為3.0MPa,從非極細纖維層側來噴射高壓水流而進行纏結處理。接著,對於極細纖維與非極細纖維經混纖維一體化的纖維構造物,藉由液力充電法施予帶電處理,液力充電法的具體條件係如下。 ・使用溶劑:水 ・水的壓力:0.4MPa ・抽吸壓力:2000mmH2 O ・處理時間:0.0042秒(速度20m/min) 表5及6中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[實施例2] 將實施例1(1)所得之極細纖維薄片與實施例1(2)所得之非極細纖維薄片,使極細纖維薄片疊合在非極細纖維薄片之具有凸部之側,載置於實施例1所用的多孔質支撐體之上,以速度5.0m/分鐘在積層物之長度方向中連續地移送,同時使用將孔徑0.10mm的孔口沿著積層物的寬度方向以0.6mm之間隔設置的噴嘴2支(鄰接的噴嘴間之距離20.0cm),將由第1列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為3.0MPa,將由第2列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為5.0MPa,從非極細纖維層側來噴射高壓水流而進行纏結處理。接著,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到極細纖維與非極細纖維經混纖一體化之纖維構造物。表5及6中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[實施例3] 將實施例1(1)所得之極細纖維薄片與實施例1(2)所得之非極細纖維薄片,使極細纖維薄片疊合在非極細纖維薄片之具有凸部之側,載置於實施例1所用的多孔質支撐體之上,以速度5.0m/分鐘在積層物之長度方向中連續地移送,同時使用將孔徑0.10mm的孔口沿著積層物的寬度方向以0.6mm之間隔設置的噴嘴3支(鄰接的噴嘴間之距離20.0cm),將由第1列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為3.0MPa,將由第2列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為5.0MPa,將由第3列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為7.0MPa,從非極細纖維層側來噴射高壓水流而進行纏結處理。接著,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到極細纖維與非極細纖維經混纖一體化之纖維構造物。表5及6中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[實施例4] (1)極細纖維層之製作 於聚丙烯(MFR[230℃、21.18N荷重]=700g/10分鐘)100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度215℃、空氣溫度215℃、空氣流量10Nm3 /min、單孔吐出量0.036g/孔・分鐘、捕集距離11cm、孔徑0.3mm、孔間隔0.75mm,進行熔噴紡絲,得到極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑1.2μm、單位面積重量5.0g/m2 、厚度0.06mm、表觀密度0.08g/cm3 )。
(2)極細纖維層與非極細纖維層之纏結處理 將實施例4(1)所得之極細纖維薄片與實施例1(2)所得之非極細纖維薄片,使極細纖維薄片疊合在非極細纖維薄片之具有凸部之側,載置於實施例1所用的多孔質支撐體之上,以速度5.0m/分鐘在積層物之長度方向中連續地移送,同時使用將孔徑0.10mm的孔口沿著積層物的寬度方向以0.6mm之間隔設置的噴嘴3支(鄰接的噴嘴間之距離20.0cm),將由第1列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為3.0MPa,將由第2列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為5.0MPa,將由第3列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為7.0MPa,從非極細纖維層側來噴射高壓水流而進行纏結處理。接著,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到極細纖維與非極細纖維經混纖一體化之纖維構造物。表5及6中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[實施例5] (1)非極細纖維層之製作 將聚丙烯(MFR[230℃、21.18N荷重]=30g/10分鐘)100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度260℃、空氣溫度260℃、空氣流量13Nm3 /min、單孔吐出量0.3g/孔・分鐘、孔徑0.4mm、孔間隔1.5mm,從噴嘴孔吐出,藉由將經熱風所細化的纖維流以捕集距離32cm捕集於捲繞有輸送網(平衡型,寬度間距5mm×長度間距5mm×厚度5mm,1mmϕ)的輥上,而得到在一側之表面上具有凸部的非極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑7.23μm、單位面積重量30.0g/m2 、厚度0.78mm、表觀密度0.04g/cm3 、凸部的高度0.21mm、凸部的密度23個/cm2 )。
(2)極細纖維層與非極細纖維層之纏結處理 將實施例1(1)所得之極細纖維薄片與實施例5(1)所得之非極細纖維薄片,使極細纖維薄片疊合在非極細纖維薄片之具有凸部之側,載置於實施例1所用的多孔質支撐體之上,以速度5.0m/分鐘在積層物之長度方向中連續地移送,同時使用將孔徑0.10mm的孔口沿著積層物的寬度方向以0.6mm之間隔設置的噴嘴3支(鄰接的噴嘴間之距離20.0cm),將由第1列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為3.0MPa,將由第2列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為5.0MPa,將由第3列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為7.0MPa,從非極細纖維層側來噴射高壓水流而進行纏結處理。接著,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到極細纖維與非極細纖維經混纖一體化之纖維構造物。表5及6中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[實施例6] (1)極細纖維層之製作 於330℃下的熔融黏度為900Pa・s之非晶性聚醚醯亞胺100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度420℃、空氣溫度420℃、空氣流量10Nm3 /min、單孔吐出量0.036g/孔・分鐘、捕集距離10cm、孔徑0.3mm、孔間隔0.75mm,進行熔噴紡絲,得到極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑1.2μm、單位面積重量10.0g/m2 、厚度0.12mm、表觀密度0.08g/cm3 )。
(2)非極細纖維層之製作 於330℃下的熔融黏度為900Pa・s之非晶性聚醚醯亞胺100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度420℃、空氣溫度420℃、空氣流量13Nm3 /min、單孔吐出量0.3g/孔・分鐘、孔徑0.4mm、孔間隔1.5mm,從噴嘴孔吐出,藉由將經熱風所細化的纖維流以捕集距離7cm捕集於捲繞有輸送網(平衡型,寬度間距5mm×長度間距5mm×厚度5mm,1mmϕ)的輥上,而得到在表面上具有凸部的非極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑8.1μm、單位面積重量20.0g/m2 、厚度0.75mm、表觀密度0.03g/cm3 、凸部的高度0.29mm、凸部的密度23個/cm2 )。
(3)極細纖維層與非極細纖維層之纏結處理 接著,將(1)所得之極細纖維薄片與(2)所得之非極細纖維薄片,使極細纖維薄片疊合在非極細纖維薄片之具有凸部之側,載置於實施例1所用的多孔質支撐體(開孔率25%、孔徑0.3mm)之上,以速度5.0m/分鐘在積層物之長度方向中連續地移送,同時使用將孔徑0.10mm的孔口沿著積層物的寬度方向以0.6mm之間隔設置的噴嘴3支(鄰接的噴嘴間之距離20.0cm),將由第1列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為3.0MPa,將由第2列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為5.0MPa,將由第3列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為7.0MPa,從非極細纖維層側來噴射高壓水流而進行纏結處理。接著,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到極細纖維與非極細纖維經混纖一體化之纖維構造物。表5及6中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[實施例7] (1)極細纖維層之製作 於由對羥基苯甲酸與6-羥基-2-萘甲酸之共聚物所構成,且玻璃轉移溫度為193℃、熔點為300℃、310℃下的熔融黏度為15Pa・s之熔融液晶形成性全芳香族聚酯(POLYPLASTICS股份有限公司製的LCP,Vectra-L型)100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度310℃、空氣溫度310℃、空氣流量10Nm3 /min、單孔吐出量0.036g/孔・分鐘、捕集距離10cm、孔徑0.3mm、孔間隔0.75mm,進行熔噴紡絲,得到極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑1.1μm、單位面積重量10.0g/m2 、厚度0.10mm、表觀密度0.10g/cm3 )。
(2)非極細纖維層之製作 於由對羥基苯甲酸與6-羥基-2-萘甲酸之共聚物所構成,且玻璃轉移溫度為193℃、熔點為300℃、310℃下的熔融黏度為15Pa・s之熔融液晶形成性全芳香族聚酯(POLYPLASTICS股份有限公司製的LCP,Vectra-L型)100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度310℃、空氣溫度310℃、空氣流量13Nm3 /min、單孔吐出量0.3g/孔・分鐘、孔徑0.4mm、孔間隔1.5mm,從噴嘴孔吐出,藉由將經熱風所細化的纖維流以捕集距離7cm捕集於捲繞有輸送網(平衡型,寬度間距5mm×長度間距5mm×厚度5mm,1mmϕ)的輥上,而得到在表面上具有凸部的非極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑9.3μm、單位面積重量20.0g/m2 、厚度0.78mm、表觀密度0.03g/cm3 、凸部的高度0.30mm、凸部的密度23個/cm2 )。
(3)極細纖維層與非極細纖維層之纏結處理 接著,將(1)所得之極細纖維薄片與(2)所得之非極細纖維薄片,使極細纖維薄片疊合在非極細纖維薄片之具有凸部之側,載置於實施例1所用的多孔質支撐體之上,以速度5.0m/分鐘在積層物之長度方向中連續地移送,同時使用將孔徑0.10mm的孔口沿著積層物的寬度方向以0.6mm之間隔設置的噴嘴3支(鄰接的噴嘴間之距離20.0cm),將由第1列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為3.0MPa,將由第2列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為5.0MPa,將由第3列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為7.0MPa,從非極細纖維層側來噴射高壓水流而進行纏結處理。接著,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到極細纖維與非極細纖維經混纖一體化之纖維構造物。表5及6中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例1] 於聚丙烯(MFR[230℃、21.18N荷重]=700g/10分鐘)100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度215℃、空氣溫度215℃、空氣流量10Nm3 /min、單孔吐出量0.036g/孔・分鐘、捕集距離11cm、孔徑0.3mm、孔間隔0.75mm,進行熔噴紡絲,得到極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑1.2μm、單位面積重量10.0g/m2 、厚度0.10mm、表觀密度0.10g/cm3 )。僅使用此極細纖維薄片,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例2] 將聚丙烯(MFR[230℃、21.18N荷重]=30g/10分鐘)100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度260℃、空氣溫度260℃、空氣流量13Nm3 /min、單孔吐出量0.3g/孔・分鐘、孔徑0.4mm、孔間隔1.5mm,從噴嘴孔吐出,藉由將經熱風所細化的纖維流以捕集距離32cm捕集於捲繞有輸送網(平衡型,寬度間距5mm×長度間距5mm×厚度5mm,1mmϕ)的輥上,而得到在一側之表面上具有凸部的非極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑7.23μm、單位面積重量20.0g/m2 、厚度0.76mm、表觀密度0.03g/cm3 、凸部的高度0.30mm、凸部的密度23個/cm2 )。僅使用此非極細纖維薄片,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例3] 將比較例1所得之極細纖維薄片與比較例2所得之非極細纖維薄片,使極細纖維薄片疊合在非極細纖維薄片之具有凸部之側。使用此積層物,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例4] 於聚丙烯(MFR[230℃、21.18N荷重]=700g/10分鐘)100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度215℃、空氣溫度215℃、空氣量0.4MPa、單孔吐出量0.1g/孔・分鐘、捕集距離30cm、噴絲頭的紡絲孔數400個、孔徑0.3mm、孔間隔0.6mm(1列配置),進行熔噴紡絲,得到極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑2.5μm、單位面積重量10.0g/m2 、厚度0.11mm、表觀密度0.10g/cm3 )。僅使用此極細纖維薄片,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例5] 作為原棉,使用單纖維之數量平均纖維直徑17.5μm的聚丙烯纖維(NF,宇部EXSYMO股份有限公司製)70重量%及單纖維之數量平均纖維直徑24.6μm的PET纖維(T201,東麗股份有限公司製)30重量%,使用梳理法製作半隨機網。接著,將所製作的半隨機網載置於開孔率25%、孔徑0.3mm的穿孔圓筒支撐體上,以速度5m/分鐘在長度方向中連續地移送,同時從上方來噴射高壓水流而進行纏結處理。藉此,製造經交纏的纖維網(不織布)。於此纏結處理中,使用將孔徑0.10mm的孔口沿著網的寬度方向以0.6mm之間隔設置的噴嘴2支(鄰接的噴嘴間之距離20cm),將由第1列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為3.0MPa,將由第2列的噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為5.0MPa,進行水針處理,更在背面進行同樣的纏結處理,得到非極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑19.1μm、單位面積重量35.0g/m2 、厚度0.45mm、表觀密度0.08g/cm3 )。僅使用此非極細纖維薄片,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例6] 疊合比較例4所得之極細纖維薄片與比較例5所得之非極細纖維薄片。使用此積層物,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例7] 於330℃下的熔融黏度為900Pa・s之非晶性聚醚醯亞胺100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度420℃、空氣溫度420℃、空氣流量10Nm3 /min、單孔吐出量0.036g/孔・分鐘、捕集距離10cm、孔徑0.3mm、孔間隔0.75mm,進行熔噴紡絲,得到極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑1.2μm、單位面積重量10.0g/m2 、厚度0.12mm、表觀密度0.08g/cm3 )。僅使用此極細纖維薄片,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例8] 於330℃下的熔融黏度為900Pa・s之非晶性聚醚醯亞胺100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度420℃、空氣溫度420℃、空氣流量13Nm3 /min、單孔吐出量0.3g/孔・分鐘、孔徑0.4mm、孔間隔1.5mm,從噴嘴孔吐出,藉由將經熱風所細化的纖維流以捕集距離7cm捕集於捲繞有輸送網(平衡型,寬度間距5mm×長度間距5mm×厚度5mm,1mmφ)的輥上,而得到在表面上具有凸部的非極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑8.1μm、單位面積重量20.0g/m2 、厚度0.75mm、表觀密度0.03g/cm3 、凸部的高度0.29mm、凸部的密度23個/cm2 )。僅使用此非極細纖維薄片,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例9] 將比較例7所得之極細纖維薄片與比較例8所得之非極細纖維薄片,使極細纖維薄片疊合在非極細纖維薄片之具有凸部之側。使用此積層物,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例10] 於由對羥基苯甲酸與6-羥基-2-萘甲酸之共聚物所構成,且玻璃轉移溫度為193℃、熔點為300℃、310℃下的熔融黏度為15Pa・s之熔融液晶形成性全芳香族聚酯(POLYPLASTICS股份有限公司製的LCP,Vectra-L型)100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度310℃、空氣溫度310℃、空氣流量10Nm3 /min、單孔吐出量0.036g/孔・分鐘、捕集距離10cm、孔徑0.3mm、孔間隔0.75mm,進行熔噴紡絲,得到極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑1.1μm、單位面積重量10.0g/m2 、厚度0.10mm、表觀密度0.10g/cm3 )。僅使用此極細纖維薄片,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例11] 於由對羥基苯甲酸與6-羥基-2-萘甲酸之共聚物所構成,且玻璃轉移溫度為193℃、熔點為300℃、310℃下的熔融黏度為15Pa・s之熔融液晶形成性全芳香族聚酯(POLYPLASTICS股份有限公司製的LCP,Vectra-L型)100質量份,使用一般的熔噴設備,以紡絲溫度310℃、空氣溫度310℃、空氣流量13Nm3 /min、單孔吐出量0.3g/孔・分鐘、孔徑0.4mm、孔間隔1.5mm,從噴嘴孔吐出,藉由將經熱風所細化的纖維流以捕集距離7cm捕集於捲繞有輸送網(平衡型,寬度間距5mm×長度間距5mm×厚度5mm,1mmϕ)的輥上,而得到在表面上具有凸部的非極細纖維薄片(單纖維之數量平均纖維直徑9.3μm、單位面積重量20.0g/m2 、厚度0.78mm、表觀密度0.03g/cm3 、凸部的高度0.30mm、凸部的密度23個/cm2 )。僅使用此非極細纖維薄片,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例12] 疊合比較例10所得之極細纖維薄片與比較例11所得之非極細纖維薄片。使用此積層物,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
[比較例13] 將實施例1(1)所得之極細纖維薄片與實施例1(2)所得之非極細纖維薄片,使極細纖維薄片疊合在非極細纖維薄片之具有凸部之側,載置於實施例1所用的多孔質支撐體之上,以速度5.0m/分鐘在積層物之長度方向中連續地移送,同時使用將孔徑0.10mm的孔口沿著積層物的寬度方向以0.60mm之間隔設置的噴嘴1支,將由噴嘴所噴射的高壓水流之水壓設為1.0MPa,從非極細纖維層側來噴射高壓水流而進行纏結處理。可知纏結處理後的纖維構造物係極細纖維層與非極細纖維層具有明確的界面之狀態,極細纖維與非極細纖維未被混纖一體化。接著,與實施例1同樣地進行帶電處理,得到層合有極細纖維與非極細纖維之纖維構造物。表7及8中顯示所得之纖維構造物的各種評價結果。
Figure 02_image023
Figure 02_image025
Figure 02_image027
Figure 02_image029
如表7及8所示,於以極細纖維薄片單獨所形成之比較例1、4、7及10,或者不進行纏結處理,僅疊合極細纖維薄片與非極細纖維薄片之比較例3、6、9及12中,雖然捕集效率高,但是壓力損失為8Pa以上之高。再者,起毛多,起毛性亦不良。
又,於以非極細纖維薄片單獨所形成之比較例2、5、8及11中,雖然壓力損失為極低值,但是作為過濾器利用時,捕集效率為低值。
又,於極細纖維薄片與非極細纖維薄片由於以弱水壓進行纏結而不混纖一體化之比較例13中,壓力損失為9Pa之高。
另一方面,實施例1~7係如表5及6所示,由於使用特定的非極細纖維層進行纏結處理,故以極細纖維比較均勻地存在於上層及下層之方式,與非極細纖維混纖一體化。因此,不僅捕集效率高,而且壓力損失亦能成為低值。又,不發生起毛,起毛性良好。再者,與比較例1、3、7、9、10及12比較下,實施例1~7係關於除電處理後的捕集性能之QF值高。特別地,實施例6及7係耐熱性優異,與比較例7、9、10及12比較下,關於100℃下加熱後的捕集性能之QF值高。 [產業上的利用可能性]
本發明之纖維構造物係不僅捕集效率高,而且可壓低壓力損失,因此可適用作為各種過濾器(尤其空氣過濾器)等。例如,可作為口罩、各種空調用(大樓空調、無塵室、塗漆室等)、汽車工業用(車廂過濾器等)、一般家電用(空調、空氣清淨機、吸塵器等)等所用之過濾器。特別地,本發明之纖維構造物由於除電處理後的捕集性能優異,故可作為非帶電過濾器而使用於各種空氣過濾器用途。
如以上,一邊參照圖式,一邊說明本發明之合適的實施形態,在不脫離本發明的宗旨之範圍內,各種的追加、變更或刪除為可能,如此者亦包含於本發明之範圍內。
1,3:凸部的頂部 2:凸部的底部 X:寬度方向 Y:厚度方向 t:纖維構造物的厚度 h:凸部的高度
[圖1]係顯示本發明之一實施形態的纖維構造物之厚度方向剖面的放大照片(倍率:500倍)。 [圖2]係顯示本發明之一實施形態的纖維構造物之厚度方向剖面的放大照片(倍率:30倍),以白線表示剖面中的纖維構造物表面之輪廓。 [圖3]係用於說明纖維構造物之厚度及凸部的高度之剖面概略圖。

Claims (18)

  1. 一種纖維構造物,其係單纖維之數量平均纖維直徑4.5μm以下的極細纖維與單纖維之數量平均纖維直徑5.5μm以上的非極細纖維被混纖一體化,在至少一側之表面上具有凸部。
  2. 如請求項1之纖維構造物,其中前述極細纖維係耐熱性的極細纖維,前述非極細纖維係耐熱性的非極細纖維。
  3. 如請求項1或2之纖維構造物,其中前述極細纖維與前述非極細纖維不互相熔接。
  4. 如請求項1~3中任一項之纖維構造物,其係以前述極細纖維所形成的一個或複數的極細纖維不織布與以前述非極細纖維所形成的一個或複數的非極細纖維不織布之纏結物。
  5. 如請求項1~4中任一項之纖維構造物,其中將纖維構造物的厚度方向之切斷面在厚度方向二等分,分別成為纖維構造物的上層部、下層部時,極細纖維的總存在量之中,存在於下層部的比例相對於存在於上層部的比例為25/75~75/25。
  6. 如請求項1~5中任一項之纖維構造物,其中前述凸部的高度為0.05~5.00mm。
  7. 如請求項1~6中任一項之纖維構造物,其中前述凸部的密度為3個/cm2 以上。
  8. 如請求項1~7中任一項之纖維構造物,其單位面積重量為15~120g/m2
  9. 如請求項1~8中任一項之纖維構造物,其除電處理後的捕集效率為5%以上。
  10. 如請求項1~9中任一項之纖維構造物,其藉由除電處理後的捕集效率及壓力損失依照下式所算出的QF值為0.03以上, QF值=-ln(1-捕集效率(%)/100)/壓力損失(Pa)。
  11. 如請求項1~10中任一項之纖維構造物,其藉由於100℃下加熱48小時後的捕集效率及壓力損失依照下式所算出的QF值為0.25以上, QF值=-ln(1-捕集效率(%)/100)/壓力損失(Pa)。
  12. 如請求項1~11中任一項之纖維構造物,其未被帶電處理。
  13. 一種空氣過濾器,其具備如請求項1~12中任一項之纖維構造物。
  14. 一種如請求項1~12中任一項之纖維構造物之製造方法,其至少具備: 準備由單纖維之數量平均纖維直徑4.5μm以下的極細纖維所形成的極細纖維層及由單纖維之數量平均纖維直徑5.5μm以上的非極細纖維所形成的在至少一側之表面上具有凸部的非極細纖維層之積層物之步驟,與 對於前述積層物,進行纏結處理之步驟。
  15. 如請求項14之製造方法,其中前述非極細纖維層為熔噴不織布。
  16. 如請求項14或15之製造方法,其中非極細纖維層之表觀密度為0.005~0.07g/cm3
  17. 如請求項14~16中任一項之製造方法,其中藉由水針(spunlace)進行纏結處理。
  18. 如請求項14~17中任一項之製造方法,其中前述極細纖維層的單位面積重量W1與前述非極細纖維層的單位面積重量W2之比W2/W1為1.2~8.0。
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