过滤器用无纺布及其制造方法

过滤器用无纺布及其制造方法
【专利摘要】本发明涉及过滤器用无纺布及其制造方法。本发明提供一种粉尘捕集性能优异、压力损耗低，并且机械特性及刚性优异的过滤器用无纺布及上述无纺布的制造方法。本发明的过滤器用无纺布是由热塑性连续单纤维组成的经部分热压接而形成的长纤维无纺布，其特征在于，单位面积重量为150～260g/m2，压力损耗/单位面积重量为0.14(Pa/g/m2)以下，QF值(Pa-1)为0.03～0.08，硬挺度为2～80mN。
【专利说明】过滤器用无纺布及其制造方法
[0001]本申请是申请日为2007年I月30日、申请号为200780004148.0 (国际申请号为PCT/JP2 07/051424)、发明名称为“过滤器用无纺布及其制造方法”的申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种粉尘捕集性能优异、压力损耗低、并且机械特性及刚性优异的过滤器用无纺布，以及上述无纺布的制造方法。
【背景技术】
[0003]到目前为止，作为用于除去粉尘的空气过滤器或液体过滤器的材料，提出了各种无纺布。特别是近年来刚性优异的热压接型长纤维无纺布优选用作褶皱形状的过滤器。使用褶皱形状的过滤器材料时，由于增大了过滤面积，所以能够降低过滤风速，具有提高粉尘捕集能力及降低机械压损的优点。
[0004]但是，现有的热压接型长纤维无纺布并不是粉尘捕集性能及压力损耗的平衡性优异、并且具有足以进行褶皱加工的刚性的无纺布。即，原因在于现有技术中构成无纺布的纤维的纤维直径即使再细也有10 μ m左右，而设计思想是单纯通过取决于上述纤维的粗细的网眼情况来控制无纺布的粉尘捕集性能及压力损耗。
[0005]例如，在专利文献I中提出了一种由异形纤维组成的过滤器用复合长纤维无纺布。根据该技术虽能提高过滤器用无纺布的机械特性及尺寸稳定性，但是构成无纺布的纤维的纤维直径为2?15分特，即，即使再细也有13 μ m左右。此外该技术是通过将纤维断面异形化来增大每单位重量的纤维的表面积、增大与粉尘的接触面积，进而提高捕集性能。熔融纺丝时采用异形纤维的情况下，一般来说，熔融挤出时聚合物的流动并不能够使纤维的异形度变得那么高。因此，不能期望大幅增加表面积，亦不能充分捕集粒径为数Pm以下的粉尘。
[0006]另外，在专利文献2中提出了一种由多层无纺布层合形成的过滤器用无纺布。认为根据该技术容易制造单位面积重量高的过滤器用无纺布，也能够得到透气性亦优的过滤器用无纺布。但是，该技术所提出的无纺布是使纤维直径7?20 μ m的无纺布和纤维直径20?50 μ m的无纺布等层合一体化而形成的，与专利文献I的无纺布相同，不能充分捕集粒径为数Pm以下的粉尘。并且多片无纺布一旦制造以后，必须另外实施层合、一体化加工，生产率不高。
[0007]此外，专利文献3中提出了一种过滤器用无纺布，该过滤器用无纺布是在经部分热压接后的长纤维无纺布上附着粘合树脂而形成的。认为根据该技术可得到褶皱加工性优异、不易起毛的过滤器用无纺布，但是由于必须进行赋予粘合树脂的加工，所以使得加工成本变得十分高昂。进而，由于粘合树脂填入构成纤维之间的空隙，所以导致粉尘捕集性能降低、压力损耗上升。
[0008]专利文献4中提出了一种使部分热压接后的长纤维无纺布的表层部纤维粘接而制成的过滤器用无纺布。根据该技术可以得到即使长期使用也很少起毛的过滤器用无纺布，但是一般情况下，如果促进表层部构成纤维的热粘接，则粘接部增加、纤维表面积减少，此时，与粉尘的接触面积减少，捕集性能降低。进而，在该制造工序中，使用压花辊进行部分热压接处理后，用平滑辊使表层部的纤维粘接，但上述粘接纤维增加时，导致用于捕集的纤维表面积减少、以及压力损耗上升等问题。此外，预先进行部分热压接处理时，由于是一次性使片材部分热压接，所以必须在高温、高线压下进行粘结，此时片材损坏，不能得到用作过滤器的具有良好形态的无纺布。此外还存在纤维粘接、纤维间的空隙变少时导致压力损耗上升的问题，并非捕集性能及压力损耗优异的无纺布。
[0009]专利文献1:特开2001-276529号公报
[0010]专利文献2:特开2004-124317号公报
[0011]专利文献3:特开2005-111337号公报
[0012]专利文献4:特开2005-7268号公报

【发明内容】

[0013]本发明鉴于上述现有技术的问题，提供一种粉尘捕集性能和压力损耗的平衡性优异、且机械强度及刚性优异的过滤器用无纺布。还提供一种该过滤器用无纺布的制造方法。
[0014]本发明为了解决上述课题，采用下列方法。
[0015]即，
[0016](I) 一种过滤器用无纺布，是由热塑性连续单纤维组成的经部分热压接而形成的长纤维无纺布，其特征在于，QF值(Pa-1)为0.02?0.08,硬挺度(bending resistance)为2 ?8 OmN ο
[0017](2)如上述(I)所述的过滤器用无纺布，是由热塑性连续单纤维组成的经部分热压接而形成的长纤维无纺布，其特征在于，QF值(Pa—1)为0.02?0.08，硬挺度为2?25mN。
[0018](3)如上述(I)及(2)所述的过滤器用无纺布，其特征在于，上述热塑性连续单纤维由复合型单纤维构成，所述复合型单纤维是在聚酯类高熔点聚合物的周围配置聚酯类低熔点聚合物而形成的。
[0019](4)如上述(I)及(2)所述的过滤器用无纺布，其特征在于，上述热塑性连续单纤维由混纤型单纤维构成，所述混纤型单纤维是由聚酯类高熔点聚合物构成的单纤维和聚酯类低熔点聚合物构成的单纤维形成的混纤型单纤维。
[0020](5)如上述⑴?(4)中任一项所述的过滤器用无纺布，其特征在于，以5?30%的压接面积率被部分热压接。
[0021](6)如上述(I)?(5)中任一项所述的过滤器用无纺布，其特征在于，被加工成褶皱形状。
[0022](7) 一种过滤器用无纺布的制造方法，其特征在于，从喷丝头熔融挤出热塑性聚合物后，将其用吸气装置牵引、拉伸成热塑性连续单纤维，将该热塑性连续单纤维带电开纤，并使其堆积到移动捕集面上形成纤维网，用平滑辊对上述纤维网进行压接处理后，用热压花辊进行部分热压接处理，形成长纤维无纺布。
[0023](8)如上述(7)所述的过滤器用无纺布的制造方法，其特征在于，上述热塑性连续单纤维是复合型单纤维，所述复合型单纤维是在聚酯类高熔点聚合物的周围配置聚酯类低熔点聚合物而形成的。[0024](9)如上述(7)所述的过滤器用无纺布的制造方法，其特征在于，上述热塑性连续单纤维是混纤型单纤维，所述混纤型单纤维是由聚酯类高熔点聚合物构成的单纤维和聚酯类低熔点聚合物构成的单纤维形成的混纤型单纤维。
[0025](10)如上述(7)?(9)中任一项所述的过滤器用无纺布的制造方法，其特征在于，上述利用平滑辊进行的压接处理用一对平滑辊加热压接上述纤维网形成无纺布，使该无纺布的一面从加热压接部开始与上述一对平滑辊中的一个辊连续地接触。
[0026]根据本发明，可提供一种粉尘捕集性能和压力损耗的平衡性优异、且机械强度及刚性优异的过滤器用无纺布。此外可提供上述过滤器用无纺布的制造方法。
【专利附图】

【附图说明】
[0027]图1是捕集性能测定装置的简图。
[0028]图2是用一对平滑辊对纤维网进行热处理之一例的简图。
[0029]图3是用一对平滑辊对纤维网进行热处理之一例的简图。
[0030]图4是用一对平滑辊对纤维网进行热处理之一例的简图。
[0031]符号说明
[0032]I样品架
[0033]2灰尘贮存箱
[0034]3流量计
[0035]4流量调整阀
[0036]5鼓风机
[0037]6粒子计数器
[0038]7开关旋塞阀
[0039]8压力计
[0040]M测定样品
[0041]9平滑辊
[0042]10纤维网(无纺布)
[0043]11加热压接部
[0044]12无纺布与平滑辊的接触部
【具体实施方式】
[0045]本发明的过滤器用无纺布是将热塑性连续单纤维部分热压接一体化后而形成的无纺布。
[0046]作为上述热塑性连续单纤维的原料树脂，可举出聚酯类聚合物、聚酰胺类聚合物、聚烯烃类聚合物或上述聚合物的混合物。最优选聚酯类聚合物，由于该聚酯类聚合物熔点高，所以耐热性优异、并且刚性亦优异。需要说明的是，可以在不影响本发明效果的范围内，在上述热塑性连续单纤维中加入晶核剂或消光剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、阻燃剂、亲水剂
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[0047]由上述热塑性连续单纤维构成无纺布，S卩，本发明的无纺布是长纤维无纺布，但可以在热塑性连续单纤维中存在适度的切断部分。[0048]此外，将聚酯类高熔点聚合物及聚酯类低熔点聚合物分别熔融纺丝，形成混纤型单纤维，制成长纤维无纺布也是一种优选方案。进而，在聚酯类高熔点聚合物的周围配置聚酯类低熔点聚合物形成复合型单纤维，制成长纤维无纺布为最优选方案。此处，聚酯类高熔点聚合物与聚酯类低熔点聚合物的含有比率以重量比计优选在30: 70?95: 5的范围内，较优选在40: 60?90: 10的范围内。进而，作为上述聚酯类高熔点聚合物，优选含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯类高熔点聚合物，更优选含有聚对苯二甲酸乙二醇酯为主要成分的聚酯类高熔点聚合物。此处，作为主要成分的含有率优选为50重量％以上，较优选为70重量％以上，更优选为90重量％以上。此外，作为上述聚酯类低熔点聚合物，优选含有共聚聚酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯的聚酯类低熔点聚合物，更优选含有共聚聚酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯为主要成分的聚酯类低熔点聚合物。此处，作为主要成分的含有率优选为50重量％以上,较优选为70重量％以上,更优选为90重量％以上。作为上述聚酯类低熔点聚合物，最优选含有共聚聚酯为主要成分聚酯类低熔点聚合物。进而，作为上述共聚聚酯的共聚成分，特别优选间苯二甲酸、己二酸。
[0049]另外，上述聚酯类高熔点聚合物及聚酯类低熔点聚合物的熔点之差优选为15°C以上，较优选为20°C以上。需要说明的是，本发明中聚合物的熔点是使用差示扫描量热仪在升温速度20°C /分钟的条件下测定所得的熔化吸热曲线中出现极值时的温度。此外，对于在差示扫描量热仪中熔化吸热曲线上无极值的聚合物，在热板上加热，以用显微镜观察树脂熔融的温度作为熔点。
[0050]本发明中，在聚酯类高熔点聚合物的周围配置聚酯类低熔点聚合物所得的复合型单纤维的优选方案为用低熔点聚合物将高熔点聚合物的周围完全覆盖得到的复合型单纤维、以及将低熔点聚合物间断地配置于高熔点聚合物的周围而形成的复合型单纤维。
[0051]本发明中，构成上述无纺布的热塑性连续单纤维的单纤维纤度优选在I?10分特的范围。热塑性连续单纤维的纤度低于I分特时，无纺布的压力损耗有升高趋势，进而生产时容易发生断丝等，从生产安全性方面考虑也不优选。另外，热塑性连续单纤维的纤度高于10分特时，无纺布的捕集性能有下降趋势，进而生产时容易发生因单纤维冷却不良所引起的断丝等，从生产安全性方面考虑也不优选。单纤维纤度的较优选范围在I?8分特的范围内。需要说明的是，此处所述单纤维纤度为按下述方法求得的数值。即，从无纺布中随机抽取10个小片样品，使用扫描型电子显微镜等拍摄500?3000倍的照片，从各样品中分别任意选10根、共计100根纤维，测定其粗细。假定纤维断面为圆形，以其粗细为纤维直径。将上述数值平均值的小数点后第一位四舍五入算出纤维直径，由纤维直径和聚合物的密度算出纤度，将小数点第一位四舍五入求得单纤维纤度。此外，将多种纤维混纤时，只要各纤维的单纤维纤度在上述范围内即可。
[0052]进而，对上述热塑性连续单纤维的断面形状无任何限制，但优选方案为圆形、中空圆形、椭圆形、扁平形，或X型、Y型等异形、多角形、多叶形等。在聚酯类高熔点聚合物的周围配置聚酯类低熔点聚合物所得复合型单纤维采用X型、Y型等异形、多角形、多叶形等断面形状时，为了使无纺布容易进行热压接，优选聚酯类低熔点聚合物成分存在于纤维断面的外周部附近，可以有助于热压接。
[0053]本发明过滤器用无纺布的QF值(Pa—1)在0.02?0.08的范围内。QF值(Pa—1)低于0.02时，捕集性能、压力损耗不充分，并不优选。另外，对于过滤器用无纺布来说，考虑到无纺布的单位面积重量及一体化方法，难以得到高于0.08的QF值(Pa—1)。较优选的QF值(Pa-1)为0.03?0.08。需要说明的是，本发明中的QF值由下式算出，将小数点后第三位四舍五入而得到。
[0054]QF 值(Pa-1) =-[ln(l_[捕集性能(％ ) ]/100) ] / [压力损耗(Pa)]
[0055]上述式中的捕集性能及压力损耗是由以下测定方法、或能得出与此相同结果的测定方法测定。即，从无纺布的任意部分选取3个15cmX15cm的样品，用图1所示的捕集性能测定装置测定各样品的捕集性能及压力损耗。该捕集性能测定装置构成如下:在放置测定样品M的样品架I的上游侧连接灰尘贮存箱2，下游侧连接流量计3、流量调整阀4、鼓风机5。另外，样品架I上连接粒子计数器6，通过开关旋塞阀7能分别测定测定样品M的上游侧的灰尘个数和下游侧的灰尘个数。测定捕集效率时，将含有聚苯乙烯粒子的溶液(例如Nacalai Tesque制0.309U聚苯乙烯10重量％溶液)用蒸馏水稀释(例如为NacalaiTesque制0.309U时稀释至200倍)，并填充于灰尘贮存箱2。然后，将样品M置于架I上，用流量调整阀4调整风量，使过滤器通过速度为3.0m/min,使灰尘浓度稳定于2万?7万个/ (2.83 X 10 V (0.0lft3))的范围内，用粒子计数器6 (例如RION公司制，KC-01D)在0.3?
0.5 μ m的灰尘粒径范围内分别测定样品M上游的灰尘个数D2以及下游的灰尘个数D1，将按下述计算式求得的数值的小数点后第I位四舍五入，所得数值为捕集性能)。
[0056]捕集性能(%) = [1-(D1/D2)] XlOO
[0057]此处Dl:下游的灰尘个数(共3次)
[0058]D2:上游的灰尘个数(共3次)
[0059]另外，压力损耗是用压力计8读取测定上述捕集性能时样品M的上游和下游的静压差，将3个样品的平均值的小数点后第一位四舍五入而求得。
[0060]本发明过滤器用无纺布必须具有2?80mN的硬挺度。硬挺度低于2mN时,无纺布的强度及形态保持性有降低趋势，并不优选。尤其是由于褶皱加工性降低，故不优选。对于硬挺度，考虑到无纺布的单位面积重量及一体化方法，过滤器用无纺布难以在满足上述QF值的同时使硬挺度高于80mN。较优选硬挺度为2?35mN，更优选硬挺度为2?25mN，进一步优选为5?25mN。此处，本发明硬挺度的测定采用JIS-L1085(1998年版)6.10.3(a)中记载的格利式试验机(例如株式会社东洋精机制作所制格利式.柔软度试验机)。根据以下的方法，用格利式试验机求出硬挺度。即，从样品的任意20个点选取长L38.1mm(有效样品长度25.4mm)、宽d25.4mm的试验片。此处，以长纤维无纺布中无纺布的长轴方向作为样品的长度方向。将选取的试验片分别安装于夹头上，并将夹头固定于可动臂A上的1-1/2”(1.5英寸=38.1mm)刻度处。此时，样品长度中的1/4”(0.25英寸=6.35mm)固定于夹头,样品自由端到摆的前端有1/4” (0.25英寸=6.35mm)，共1/2” (0.5英寸=12.7mm)，所以测定的有效样品长度是从试验片长度L中减去1/2”(0.5英寸=12.7mm)。之后，在摆B的支点下部的破码安装孔a、b、c (mm)上安装适当的破码Wa、Wb、W。,使可动臂A恒速旋转,读取试验片离开摆B时的刻度RG(mgf)。刻度读取至小数点后第一位数字。此处，可以适当选择安装在砝码安装孔上的砝码，但优选设定成刻度RG为4?6。对试验片20点表里各测定5次，共200次。用下式由所得刻度RG值分别求出硬挺度的数值、将小数点后第二位四舍五入。样品的硬挺度(mN)是将200次测定的平均值小数点后第一位四舍五入而算出的。
[0061]Br = RGX (affa+bffb+cffc) X (((L-12.7)2)/d) X3.375X 10_5[0062]本发明的过滤器用无纺布为经部分热压接所得的过滤器，部分热压接方法并无特殊限制。优选用热压花辊进行粘结、或组合超声波振荡装置与压花辊进行粘结。尤其是从提高无纺布强度方面考虑，最优选用热压花辊进行粘结。用热压花辊进行热粘结的温度优选比存在于无纺布纤维表面的熔点最低的聚合物的熔点低5?60°C，更优选低10?50°C。使用热压花辊进行热粘结的温度与存在于无纺布纤维表面的熔点最低的聚合物的熔点的温度之差小于5°C时，热粘结有变得过强的趋势，并不优选。大于60°C时，有时热粘结不充分，并不优选。
[0063]本发明的过滤器用无纺布的部分热压接的压接面积率是热压接部在无纺布总面积中所占的比率，优选范围是相对于无纺布总面积为5?30%。上述压接面积率若在5%以上，则无纺布的强度充分、并且表面不易起毛。若压接面积率在30%以下，则不会出现纤维间的空隙变少导致压力损耗上升、捕集性能降低的情况。更优选压接面积率为6?20%，最优选压接面积率为8?13%。
[0064]热压接部形成凹陷，是构成无纺布的热塑性连续单纤维在热和压力的作用下粘接而形成的。即，与其它部分相比，热塑性连续单纤维粘接凝集的部分为热压接部。采用以热压花辊进行粘接作为热压接方法时，压花辊的凸部使热塑性连续单纤维粘接凝集的部分成为热压接部。例如，使用仅在上侧或下侧具有规定图案的凹凸的辊，其它辊使用无凹凸的平滑辊时，热压接部指用具有凹凸的辊的凸部与平滑辊进行热压接使无纺布的热塑性连续单纤维凝集的部分。此外，例如使用下述压花辊时，热压接部是指用上侧辊的凸部和下侧辊的凸部进行热压接、使无纺布的热塑性连续单纤维凝集的部分，所述压花辊由一对上侧辊和下侧辊组成，辊表面形成有多条平行配置的直线沟，上侧辊的沟和下侧辊的沟以一定角度交叉。此时，所述热压接部不包含经上侧凸部与下侧凹部或上侧凹部与下侧凸部压接的部分。
[0065]本发明的过滤器用无纺布中热压接部的形状无特殊规定，使用只在上侧或下侧具有规定图案的凹凸的辊、使用其它辊为无凹凸的平滑辊时，或在由表面形成有多条平行配置的直线沟的一对上侧辊和下侧辊组成、且设计成上侧辊的沟和下侧辊的沟以一定角度交叉的压花辊中，由上侧辊的凸部和下侧辊的凸部进行热压接时，其热压接部的形状可以为圆形、三角形、四角形、平行四边形、椭圆形、菱形等。上述热压接部的排列无特殊限定，可以等间隔配置、随机配置、不同形状混杂。其中，从无纺布的均匀性方面考虑，优选将热压接部等间隔地规则配置。进而，从不剥离无纺布地进行部分热压接角度考虑，优选使用由表面平行配置有多条直线沟的一对上侧辊和下侧辊组成、并且设计成上侧辊的沟和下侧辊的沟以一定角度交叉的压花辊，用上侧辊的凸部和下侧辊的凸部进行热压接形成的平行四边形的热压接部。
[0066]本发明的过滤器用无纺布的单位面积重量优选在90?350g/m2的范围内。如果单位面积重量为90g/m2以上，则能够获得刚性，无捕集性能降低的趋势。若单位面积重量在350g/m2以下，则单位面积重量过高导致压力损耗上升的可能性低，并且从成本方面考虑亦较好。较优选的单位面积重量范围是100?320g/m2。更优选为150?260g/m2。此处所述单位面积重量是选取3个长50cmX宽50cm大小的样品分别测定其重量，所得数值的平均值按每单位面积进行换算，将小数点后第一位四舍五入而求得。
[0067]接下来说明本发明的过滤器用无纺布的制造方法。[0068]本发明的过滤器用无纺布优选长纤维无纺布，该长纤维无纺布优选采用纺粘法制得的长纤维无纺布。本发明过滤器用无纺布的制造方法的优选方案为将热塑性聚合物从喷丝头熔融挤出后，将其用吸气装置牵引、拉伸形成热塑性连续单纤维，然后将其带电开纤，并使其在移动捕集面上堆积形成纤维网，用平滑辊对该纤维网进行压接处理后，用热压花辊实施部分热压接，形成无纺布。
[0069]作为上述热塑性连续单纤维，优选方案为由聚酯类高熔点聚合物构成的单纤维和聚酯类低熔点聚合物构成的单纤维形成的混纤型单纤维，或在聚酯类高熔点聚合物的周围配置聚酯类低熔点聚合物而形成的复合型单纤维，最优选采用在聚酯类高熔点聚合物的周围配置聚酯类低熔点聚合物形成的复合型单纤维的方法。在聚酯类高熔点聚合物的周围配置聚酯类低熔点聚合物所得的复合型单纤维经热压花辊部分热压接时，因为低熔点聚合物成分熔融变形使无纺布一体化，高熔点聚合物成分不易受到热损伤，所以无纺布容易一体化，是优选的方法。
[0070]本发明中，热塑性连续单纤维优选将热塑性聚合物从喷丝头熔融挤出后用吸气装置进行牵引、拉伸而制得的方法。
[0071]通过在将上述热塑性连续单纤维带电开纤后制成纤维网，束状纤维变少，每单位重量的纤维的表面积变大，制成无纺布时的捕集性能提高。对上述热塑性连续单纤维的带电方法无任何限定，但优选采用电晕放电法进行带电或与金属摩擦带电。电晕放电法中优选以-10?-50kv的电压使其带电。
[0072]本发明的过滤器用无纺布的制造方法中采用平滑辊的压接处理只需使平滑辊与纤维网接触即可，无任何限定，但优选使加热后的平滑辊与纤维网接触的热处理加工。用加热后的平滑辊进行热处理时平滑辊的表面温度优选比存在于纤维网的纤维表面的熔点最低的树脂的熔点Tm低50?180°C。即，平滑辊的表面温度优选(Tm_50) V?(Tm_180) °C，较优选(Tm-60)°C?(Tm-170) °C，最优选(Tm_70) °C?(Tm_130)°C。热处理的温度低于(Tm-180) °C时，有时纤维网的热处理变得不充分、提高捕集性能的效果变得不充分，并不优选。此外，热处理的温度高于(Tm-50)°C时，热处理过强，促进表层部的构成纤维的热粘接，导致粘接部增加，纤维表面积减少，此时与粉尘的接触面积减少，捕集性能降低。另外，纤维粘接，纤维间的空隙变少时，导致压力损耗上升，并不优选。
[0073]通过用平滑辊进行的压接处理，能防止纤维间的过度粘接，获得防止纤维表面积减少、与粉尘的接触面积减少导致捕集性能降低等效果，通过热处理提高捕集性能的效果变得充分。
[0074]另外，使平滑辊与纤维网接触进行热处理的时间优选0.1?200秒的范围。热处理时间若在0.1秒以上，则无纺布的热处理效果充分、提高捕集性能的效果变充分。此外，若热处理时间在200秒以下，则热处理不会过强，压力损耗亦不会过大。较优选的热处理时间为I?100秒。更优选的热处理时间为2?50秒。
[0075]另外，本发明的过滤器用无纺布的制造方法中，使用上述平滑辊进行的压接处理的最优选方法为:将上述纤维网用一对平滑辊加热压接形成无纺布，使该无纺布从加热压接部连续地与平滑辊接触。即，优选方法为:用一对平滑辊加热压接纤维网形成无纺布，使该无纺布的一面从加热压接部开始连续地与上述一对平滑辊中的一个辊接触，进行热处理。作为使其接触的方法，通常为图2所示的方法，但也可以为如图3、图4所示，将无纺布S字型、反S字型地卷在一对平滑辊上的方法，只要能够使其从加热压接部开始连续接触上述一对平滑辊中的一个辊，进行热处理即可。用一对平滑辊进行压接时的线压优选I?100kg/cm的范围,较优选2?80kg/cm的范围。若线压为lkg/cm以上,贝U可得到足以形成片材的线压。线压在lOOkg/cm以下时，无纺布的粘结不会过强，因此压力损耗也不会过高。
[0076]进而，使上述无纺布从加热压接部开始连续接触平滑辊时，优选在向无纺布的行进方向施加5?200N/m张力的状态下实施。张力若在5N/m以上，则无纺布卷在平滑辊上的趋势减小，是优选的。张力若在200N/m以下，则无纺布不易切断，是优选的。较优选的张力范围为8?180N/m。
[0077]另外，使上述无纺布从加热压接部开始连续地与平滑辊接触时，其接触距离优选2?250cm的范围。如果接触距离在2cm以上，则热处理效果充分，可得到足够的捕集性能。若接触距离在250cm以下，则不会出现热处理过强、压力损耗增加的情况。较优选的接触距离范围为4?200cm。
[0078]由于本发明的过滤器用无纺布的刚性优异，因此也容易加工成褶皱形状，此外，褶皱形状的保持性亦优异。因此，本发明的过滤器用无纺布优选用作褶皱形状的过滤器。
[0079]对本发明的过滤器用无纺布的使用用途没有任何限制，由于其机械强度及刚性优异、且粉尘捕集性能优异，所以优选用作工业用过滤器。尤其优选作为褶皱形状的圆筒型部件用于吸尘器等的袋滤器或放电加工机等的液体过滤器用途，进而用作吸气用过滤器，用于清洁燃气轮机及汽车引擎等的吸入空气。其中，特别是在吸尘器用袋滤器中，由于用反洗空气实施掸落处理来除去使用中堆积在过滤器表层的粉尘，所以尤其优选强度优异的本发明无纺布。
[0080]实施例
[0081]以下根据实施例具体说明本发明，但本发明并不限于所述实施例。下述实施例中的各特性值是采用下述方法测定的。
[0082](I)熔点(V )
[0083]使用珀金埃尔默(Perkin Elmer)公司制差示扫描量热仪DSC-2型，在升温速度20°C /分钟的条件下测定，所得熔化吸热曲线中出现极值的温度作为熔点。此外，对于在差示扫描量热仪中熔化吸热曲线不显示极值的树脂，在热板上加热，用显微镜观察树脂熔融的温度作为熔点。
[0084](2)固有粘度IV
[0085]使用以下方法测定聚酯的固有粘度。
[0086]于IOOml邻氯苯酚中溶解Sg试样，25°C温度下，使用奥斯特瓦尔德粘度计，根据下式求得相对粘度I。
[0087]nr = η/η0= (t X d) / (t0 X d0)
[0088]其中，η:聚合物溶液的粘度
[0089]η。:邻氯苯酚的粘度
[0090]t:溶液的降落时间(秒)
[0091]d:溶液的密度(g/cm3)
[0092]t0:邻氯苯酚的降落时间(秒)
[0093]d。:邻氯苯酹的密度(g/cm3)[0094]然后，根据下式，由相对粘度L算出固有粘度IV。
[0095]IV = 0.0242 η r+0.2634
[0096](3)纤度(分特)
[0097]从无纺布中随机选取10个小片样品，使用扫描型电子显微镜,拍摄500?3000倍的照片，从各样品中分别任意选出10根纤维，共100根纤维，测定其粗细。假定纤维断面为圆形，以粗细作为纤维直径。将其平均值的小数点后第一位四舍五入算出纤维直径，由纤维直径和聚合物的密度算出纤度，将小数点第一位四舍五入。
[0098](4)单位面积重量(g/m2)
[0099]选取3个长50cmX宽50cm的样品，分别测定各样品的重量，将所得数值的平均值按每单位面积进行换算，将小数点后第一位四舍五入。
[0100](5)抗张强度(N/5cm)
[0101]在夹子间隔为20cm、拉伸速度为lOcm/min的条件下，使用恒速伸长型拉伸试验机，同时向纵向、横向对样品大小为5cmX30cm的3个样品进行拉伸试验，以拉伸至样品破裂时的最大强度为抗张强度。将片材纵向、横向的各平均值小数点后第一位四舍五入算出。
[0102](6)捕集性能(% )、压力损耗(Pa)、QF值(Pa-1)
[0103]粉尘的捕集性能采用以下方法测定。
[0104]从无纺布的任意部分选取3个15cmX 15cm的样品，使用图1所示的捕集性能测定装置测定上述样品各自的捕集性能。该捕集性能测定装置构成如下:放置测定样品M的样品架I的上游侧连接灰尘贮存箱2，下游侧连接流量计3、流量调整阀4、鼓风机5。另夕卜，样品架I连接粒子计数器6，通过开关旋塞阀7能分别测定测定样品M的上游侧的灰尘个数和下游侧的灰尘个数。测定捕集效率时，用蒸馏水将聚苯乙烯0.309U10重量％溶液(Nacalai Tesque制)稀释200倍，填充于灰尘贮存箱2。然后，将样品M放置于架I上，经流量调整阀4调整风量，使过滤器通过速度为3.0m/min,使灰尘浓度稳定于2万?7万个/(2.83 X 10 V (0.0lft3))的范围内，用粒子计数器6 (例如RION公司制KC-01D)，在0.3?
0.5 μ m的灰尘粒径范围内，分别测定样品M上游的灰尘个数D2以及下游的灰尘个数Dl，将用下述计算式求得的数值的小数点后第I位四舍五入，求出捕集性能)。
[0105]捕集性能(%) = [1-(D1/D2)] XlOO
[0106]此处Dl:下游的灰尘个数(共3次)
[0107]D2:上游的灰尘个数(共3次)
[0108]另外，压力损耗(Pa)是用压力计8读取测定上述捕集性能时样品M的上游和下游的静压差，将3个样品平均值的小数点后第一位四舍五入而求得的。
[0109]进而，使用根据上述方法求得的捕集性能和压力损耗的数值，按照下式算出QF值，将小数点后第三位四舍五入。
[0110]QF 值(Pa-1) =-[ln(l_[捕集性能(％ ) ]/100) ] / [压力损耗(Pa)]
[0111](7)硬挺度(mN)
[0112]硬挺度的测定采用JIS_L1085(1998年版)6.10.3(a)中记载的格利式试验机(株式会社东洋精机制作所制格利式柔软度试验机)。根据下述方法用格利式试验机求出硬挺度。即，从样品的任意20个点选取长L38.1mm(有效样品长度25.4mm)、宽d25.4mm的试验片。此处，以长纤维无纺布中无纺布的长轴方向作为样品的长度方向。将选取的试验片分别安装于夹头上，并将夹头固定于可动臂A上的1-1/2”(1.5英寸=38.1mm)刻度处。此时，样品长度中的1/4”(0.25英寸=6.35mm)固定于夹头中，样品自由端有1/4”(0.25英寸=6.35mm)固定在摆的前端，共用去1/2”(0.5英寸=12.7mm)，所以测定的有效样品长度是从试验片长度L中减去1/2”(0.5英寸=12.7mm)得到的数值。之后，在摆B的支点下部的破码安装孔a、b、c (mm)上安装适当的破码Wa、Wb> W。(g),使可动臂A恒速旋转,读取试验片离开摆B时的刻度RG(mgf)。刻度读取至小数点后第一位的数字。此处设定砝码安装孔中安装的砝码，使刻度RG为4?6。测定试验片20点表里各5次，共200次。由所得刻度RG值，用下式分别求出硬挺度的数值，将小数点后第二位四舍五入。样品的硬挺度(mN)是将200次测定的平均值小数点后第一位四舍五入而算出的。
[0113]Br = RGX (affa+bffb+cffc) X (((L-12.7)2)/d) X3.375X 10_5
[0114]实施例1
[0115]将干燥至水分率为50重量ppm以下的固有粘度IV0.65、熔点260°C的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，以及干燥至水分率为50重量ppm以下的固有粘度IV0.66、间苯二甲酸共聚率为11摩尔％、熔点230°C的共聚聚酯(CO-PET)，分别在295°C和280°C下熔融，以聚对苯二甲酸乙二醇酯为芯成分、共聚聚酯为鞘成分，在喷丝头温度为300°C、芯:鞘=80: 20重量比率的条件下，从细孔纺出后，用吸气装置在4300m/分钟的纺丝速度下纺出圆形断面形状的单纤维，用电晕放电法以-30kV的电压将纤维带电，使其开纤，在移动的网状输送带上作为纤维网被捕集到。用网状输送带上的平滑辊，在温度80°C、线压lOkg/cm的条件下，将捕集的纤维网加热压接，使片材与平滑辊连续接触4cm，之后使用压花辊，在温度180°C、线压70kg/cm的条件下进行热压接，得到纤度2分特、单位面积重量260g/m2的纺粘型无纺布，所述压花辊由一对上侧辊和下侧辊组成，且辊表面形成有多条平行配置的直线沟，设计成上侧辊的沟和下侧辊的沟以一定角度交叉，用上侧辊的凸部与下侧辊的凸部热压接，并调整成其压接面积率为10%。
[0116]实施例2
[0117]将干燥至水分率为50重量ppm以下、固有粘度IV0.65、熔点260°C的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，以及干燥至水分率为50重量ppm以下、固有粘度IV0.66、间苯二甲酸共聚率11摩尔％、熔点230°C的共聚聚酯(CO-PET)，分别在295°C和280°C下熔融，用配置有喷出孔使上述聚合物分别从不同的喷出孔喷出的混纤用喷丝头(喷丝头孔数的比例为聚对苯二甲酸乙二醇酯:共聚聚酯=8: 2)，于295°C的喷丝头温度下纺出后，用吸气装置在4500m/分钟的纺丝速度下纺出圆形断面形状的单纤维，用电晕放电法以_30kV的电压将纤维带电，使其开纤，在移动的网状输送带上作为纤维网被捕集到。将捕集到的纤维网用一对平滑辊在温度130°C、线压60kg/cm的条件下加热压接，使片材与平滑辊连续接触120cm后，使用压花辊在温度190°C、线压80kg/cm的条件下进行热压接，得到纤度3分特、单位面积重量260g/m2的纺粘型无纺布，所述压花辊由一对上侧辊和下侧辊组成，且辊表面形成有多条平行配置的直线沟，设计成其上侧辊的沟和下侧辊的沟以一定角度交叉，用上侧辊的凸部与下侧辊的凸部进行热压接，并调整成其压接面积率为10%。
[0118]实施例3
[0119]使单位面积重量为200g/m2，除此以外，用与实施例1相同的方法得到纺粘型无纺布。[0120]实施例4
[0121]将干燥至水分率为50重量ppm以下、固有粘度IV0.65、熔点260°C的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，以及干燥至水分率为50重量ppm以下、固有粘度IV0.66、间苯二甲酸共聚率11摩尔％、熔点230°C的共聚聚酯(CO-PET)，分别在295°C和280°C下熔融，以聚对苯二甲酸乙二醇酯为芯成分、共聚聚酯为鞘成分，在喷丝头温度为300°C、芯:鞘=80: 20重量比率的条件下，从细孔纺出后，用吸气装置在4300m/分钟的纺丝速度下纺出圆形断面形状的单纤维，使单纤维冲击在吸气装置出口设置的金属冲击板上，通过摩擦带电将纤维带电，使其开纤，在移动的网状输送带上作为纤维网被捕集到。将捕集到的纤维网用网状输送带上的平滑辊在温度120°C、线压50kg/cm的条件下加热压接，使片材与平滑辊连续接触120cm,之后使用压花辊在温度200°C、线压70kg/cm的条件下进行热压接，得到纤度3分特、单位面积重量260g/m2的纺粘型无纺布，所述压花辊由一对上侧辊和下侧辊组成，且辊表面形成有多条平行配置的直线沟，设计成其上侧辊的沟和下侧辊的沟以一定角度交叉，用上侧辊的凸部与下侧辊的凸部热压接，并调整成其压接面积率为10%。
[0122]表1
[0123]
【权利要求】
1.一种过滤器用无纺布，是由热塑性连续单纤维组成的经部分热压接而形成的长纤维无纺布，其特征在于，单位面积重量为150?260g/m2，压力损耗/单位面积重量为0.14 (Pa/g/m2)以下，QF值(Pa’为0.03?0.08，硬挺度为2?80mN。
2.一种过滤器用无纺布，是由热塑性连续单纤维组成的经部分热压接而形成的长纤维无纺布，其特征在于，QF值(Pa’为0.02?0.08，硬挺度为2?25mN。
3.如权利要求1及2所述的过滤器用无纺布，其特征在于，所述热塑性连续单纤维由复合型单纤维构成，所述复合型单纤维是在聚酯类高熔点聚合物的周围配置聚酯类低熔点聚合物而形成的。
4.如权利要求1及2所述的过滤器用无纺布，其特征在于，所述热塑性连续单纤维由混纤型单纤维构成，所述混纤型单纤维是由聚酯类高熔点聚合物构成的单纤维和聚酯类低熔点聚合物构成的单纤维形成的混纤型单纤维。
5.如权利要求1?4中任一项所述的过滤器用无纺布，其特征在于，以5?30%的压接面积率被部分热压接。
6.如权利要求1?5中任一项所述的过滤器用无纺布，其特征在于，被加工成褶皱形状。
7.—种过滤器用无纺布的制造方法，其特征在于，将热塑性聚合物从喷丝头熔融挤出后，将其用吸气装置牵引、拉伸制成热塑性连续单纤维，将该热塑性连续单纤维带电开纤，使其堆积在移动捕集面上形成纤维网，将所述纤维网用平滑辊进行压接处理后，用热压花辊进行部分热压接，由此形成长纤维无纺布。
8.如权利要求7所述的过滤器用无纺布的制造方法，其特征在于，所述热塑性连续单纤维是复合型单纤维，所述复合型单纤维是在聚酯类高熔点聚合物的周围配置聚酯类低熔点聚合物而形成的。
9.如权利要求7所述的过滤器用无纺布的制造方法，其特征在于，所述热塑性连续单纤维是混纤型单纤维，所述混纤型单纤维是由聚酯类高熔点聚合物构成的单纤维和聚酯类低熔点聚合物构成的单纤维形成的混纤型单纤维。
10.如权利要求7?9中任一项所述的过滤器用无纺布的制造方法，其特征在于，所述使用平滑辊的压接处理是用一对平滑辊加热压接所述纤维网形成无纺布，使该无纺布的一面从加热压接部开始与所述一对平滑辊中的一个辊连续地接触。
【文档编号】B01D39/08GK103933785SQ201410155867
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2007年1月30日 优先权日:2006年2月1日
【发明者】高野伸幸, 伊藤正士, 西村诚 申请人:东丽株式会社