過濾器用多層過濾材料及其制造方法及空氣過濾器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有低壓損和高捕集性能的過濾器用多層過濾材料及其制造方法及不僅具有低壓損和高捕集性能且褶皺賦型性及耐風(fēng)壓變形性也優(yōu)異的空氣過濾器，所述過濾器用多層過濾材料在濕式無紡布層(1)上層疊濕式無紡布層(2)，所述濕式無紡布層(1)含有單纖維直徑在200～800nm的范圍內(nèi)且纖維長度在0.4～0.7mm的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C，所述濕式無紡布層(2)含有單纖維直徑在200～800nm的范圍內(nèi)且纖維長度在0.4～0.7mm的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C，且與上述濕式無紡布層(1)相比納米纖維A的重量比率大。
【專利說明】
過濾器用多層過濾材料及其制造方法及空氣過濾器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有低壓損和高捕集性能的過濾器用多層過濾材料及其制造方 法及不僅具有低壓損和高捕集性能且褶皺賦型性及耐風(fēng)壓變形性也優(yōu)異的空氣過濾器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，作為以空氣凈化等為目的的過濾器用過濾材料，已知有含有聚丙烯等合成 纖維的無紡布的靜電式過濾材料、由玻璃纖維構(gòu)成的機(jī)械過濾材料等。然而，靜電式過濾材 料存在因氣體中的油霧、水分使靜電性能變差、從而使捕集效率降低這樣的問題。另外，由 玻璃纖維構(gòu)成的機(jī)械過濾材料存在使捕集性能提高時(shí)壓損(壓力損失)變大的問題以及廢 棄的問題。
[0003] 另外，提出有一種層疊無紡布而成的多層過濾材料(例如，參照專利文獻(xiàn)1~5)。進(jìn) 而，提出有一種使用納米纖維的過濾器用過濾材料(例如，參照專利文獻(xiàn)6、7)。
[0004] 然而，從低壓損和高捕集性能的方面考慮，要求更優(yōu)異的過濾器用過濾材料。而 且，要求不僅具有低壓損和高捕集性能且褶皺賦型性及耐風(fēng)壓變形性也優(yōu)異的過濾材料。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-236542號(hào)公報(bào)
[0008] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-234285號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)3:日本特開2008-151980號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)4:日本特開2008-000696號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)5:日本特開2004-301121號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)6:日本特開2013-126626號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)7:國際公開第2012/057251號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明是鑒于上述的背景而完成的，其目的在于，提供一種具有低壓損和高捕集 性能的過濾器用多層過濾材料及其制造方法及不僅具有低壓損和高捕集性能且褶皺賦型 性及耐風(fēng)壓變形性也優(yōu)異的空氣過濾器。
[0015] 本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述課題進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過在過濾器用多層過濾 材料中使用納米纖維、比該纖維更粗的纖維和粘合纖維且在它們的分配上進(jìn)行設(shè)計(jì)而能得 到具有低壓損和高捕集性能的過濾器用多層過濾材料，進(jìn)而反復(fù)進(jìn)行了潛心研究，由此完 成了本發(fā)明。
[0016] 由此，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種"過濾器用多層過濾材料，其特征在于，含有濕式無 紡布層(1)和濕式無紡布層(2)，
[0017] 所述濕式無紡布層（1)含有單纖維直徑在200~SOOnm的范圍內(nèi)且纖維長度在0.4 ~0.7mm的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C，并且， (A+B): C的重量比率在40:60~70:30的范圍內(nèi)，
[0018] 所述濕式無紡布層（2)含有單纖維直徑在200~SOOnm的范圍內(nèi)且纖維長度在0.4 ~0.7mm的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C，并且， (A+B) :C的重量比率在40:60~70:30的范圍內(nèi)，且與所述濕式無紡布層（1)相比納米纖維A 的重量比率大"。
[0019] 此時(shí)，所述濕式無紡布層（2)中所含的納米纖維A的含有率和所述濕式無紡布層 (1)中所含的納米纖維A的含有率之差優(yōu)選為3%以上。另外，在所述濕式無紡布層（1)中，單 位面積重量優(yōu)選在5~60g/m 2的范圍內(nèi)。另外，在所述濕式無紡布層(2)中，單位面積重量優(yōu) 選在5~60g/m2的范圍內(nèi)。另外，在所述濕式無紡布層（1)中，JIS 8種灰塵保持量的比率優(yōu) 選在60~97%的范圍內(nèi)，且在所述濕式無紡布層(2)中，JIS 8種灰塵保持量的比率優(yōu)選在3 ~40%的范圍內(nèi)。
[0020] 另外，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種過濾器用多層過濾材料的制造方法，其為制造上述 的過濾器用多層過濾材料的方法，其中，在濕式無紡布層(1)上層疊濕式無紡布層(2)，
[0021] 所述濕式無紡布層（1)使用單纖維直徑在200~SOOnm的范圍內(nèi)且纖維長度在0.4 ~0.7mm的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C而得到， [0022] 所述濕式無紡布層（2)使用單纖維直徑在200~SOOnm的范圍內(nèi)且纖維長度在0.4 ~0.7mm的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C而得到， 且與所述濕式無紡布層（1)相比納米纖維A的重量比率大。此時(shí)，所述濕式無紡布層（1)中所 含的納米纖維A及所述濕式無紡布層(2)中所含的納米纖維A優(yōu)選為通過切割海/島熔融粘 度比為1.1~2.0且島數(shù)為500以上且海/島的堿水解速度比為200以上的海島型復(fù)合纖維并 通過堿水解除去海成分聚合物而得到的纖維。
[0023]另外，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種含有上述的過濾器用多層過濾材料的空氣過濾器。 此時(shí)，空氣過濾器優(yōu)選還含有基材層。另外，厚度優(yōu)選為0.8mm以下。另外，葛爾萊挺度優(yōu)選 為2000mgf以上。另外，優(yōu)選賦型褶皺。另外，所述濕式無紡布層（1)優(yōu)選配置于空氣的流入 側(cè)。
[0024]發(fā)明效果
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，可得到具有低壓損和高捕集性能的過濾器用多層過濾材料及其制造 方法及不僅具有低壓損和高捕集性能且褶皺賦型性及耐風(fēng)壓變形性也優(yōu)異的空氣過濾器。
【附圖說明】
[0026] 圖1為示意性地表示本發(fā)明中濕式無紡布層(1)配置于空氣的流入側(cè)的情況的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。在本發(fā)明的過濾器用多層過濾材料中， 濕式無紡布層（1)中所含的納米纖維A的單纖維直徑在200~800nm(優(yōu)選為400~800nm)的 范圍內(nèi)很重要。該單纖維直徑低于200nm時(shí)，纖維彼此容易偽膠著而不易均勻分散，因此，捕 集效率有可能降低。相反，該單纖維直徑大于SOOnm時(shí)，作為納米纖維的效果變低，捕集效率 有可能降低。納米纖維A的單纖維截面形狀為圓形截面以外的異型截面時(shí)，將外切圓的直徑 設(shè)為單纖維直徑。需要說明的是，單纖維直徑可通過用透射型電子顯微鏡拍攝纖維的橫截 面而測定。
[0028] 另外，在上述納米纖維A中，纖維長度在0.4~0.7mm的范圍內(nèi)很重要。若該纖維長 度小于0.4_，則纖維長度變得過短，因此，與其它的纖維的纏繞變小，在無紡布的制造工序 中纖維有可能脫落。相反，該纖維長度超過〇. 7mm時(shí)，纖維長度變得過長，因此，納米纖維自 身的纏繞變大，阻礙均勻分散，捕集效率有有可能降低。
[0029] 另外，在上述納米纖維A中，作為纖維長度(L)nm相對(duì)于單纖維直徑(D)nm之比（L/ D)，優(yōu)選為1000以下(更優(yōu)選為300~1000)。
[0030]作為形成上述納米纖維A的纖維的種類，可例示:含有聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚 苯二甲酸丙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、立體復(fù)合物聚乳酸、聚乳酸、使第3成分共聚而 成的聚酯等聚酯的聚酯纖維、尼龍纖維、丙烯酸纖維、芳族聚酰胺纖維等。其中，從耐化學(xué)藥 品性、制造工序性的方面考慮，優(yōu)選聚酯纖維。另外，作為該聚酯纖維中所含的聚酯，可以為 材料再循環(huán)或化學(xué)再循環(huán)的聚酯、日本特開2009-091694號(hào)公報(bào)中所記載的使用以生物質(zhì) 即源自生物的物質(zhì)作為原材料而得到的單體成分而成的聚酯。進(jìn)而，也可以為日本特開 2004-270097號(hào)公報(bào)、日本特開2004-211268號(hào)公報(bào)中所記載那樣的使用含有特定的磷化合 物及鈦化合物的催化劑而得到的聚酯。
[0031] 作為該納米纖維A的制造方法沒有特別限定，但國際公開第2005/095686號(hào)公報(bào)中 所公開的方法則單纖維直徑均勻，優(yōu)選。
[0032] 即，優(yōu)選是將具有島成分和海成分的海島型復(fù)合纖維使用海島型復(fù)合纖維用噴絲 頭紡絲、拉伸后實(shí)施堿減量加工，溶解除去上述海成分而得的，其中，所述島成分由聚酯聚 合物構(gòu)成且其島徑為200~800nm，所述海成分由比上述的聚酯聚合物更易堿溶解的聚合物 構(gòu)成。
[0033] 在此，若海成分和島成分的堿溶解速度比（海/島）為200以上，優(yōu)選為300~3000， 則島分離性良好，因此優(yōu)選。對(duì)海成分而言，最佳的是聚乳酸、超高分子量聚氧化烯縮合系 聚合物、聚亞烷基二醇系化合物和5-磺基間苯二甲酸鈉的共聚聚酯。在此，堿性水溶液為氫 氧化鉀、氫氧化鈉水溶液等。除此以外，也可以針對(duì)各自的情況使用相對(duì)于尼龍6、尼龍66等 脂肪酸聚酰胺的甲酸、相對(duì)于聚苯乙烯的三氯乙烯等、相對(duì)于聚乙烯的熱乙烯、二甲苯等溶 劑、相對(duì)于聚乙烯醇、乙烯改性乙烯醇系聚合物的熱水。
[0034]在該海島型復(fù)合纖維中，島數(shù)優(yōu)選為500以上(更優(yōu)選為500~2000)。另外，優(yōu)選熔 融紡絲時(shí)的海成分的熔融粘度比島成分聚合物的熔融粘度更大。特別優(yōu)選海/島熔融粘度 比為1.1~2.0。由此，即使在具有500島以上的島成分且海成分比率為30%以下的情況下， 也可在不擾亂海島結(jié)構(gòu)就能形成薄層海部位。
[0035] 作為熔融紡絲中所使用的海島型復(fù)合纖維用噴絲頭，可使用具有用于形成島成分 的中空針組、微細(xì)孔組的噴絲頭等任意的噴絲頭。所噴出的海島型復(fù)合纖維通過冷卻風(fēng)而 固化，通過設(shè)定為規(guī)定的牽引速度的旋轉(zhuǎn)輥牽引，成為未拉伸絲。
[0036] 得到的未拉伸絲可以直接供于切割工序或者之后的海成分溶解工序。為了符合目 標(biāo)強(qiáng)度?伸長率?熱收縮特性，也可以經(jīng)由拉伸工序、熱處理工序供于切割工序或者之后 的減量工序。
[0037] 將該復(fù)合纖維切割后，實(shí)施堿減量加工而溶解除去上述海成分，或在實(shí)施堿減量 加工而溶解除去上述海成分后進(jìn)行切割，由此可得到上述納米纖維A。
[0038]其次，濕式無紡布層（1)中所含的纖維B是幫助納米纖維的分散且有助于提高空隙 率的非粘合纖維。作為該纖維B，除單纖維直徑比上述納米纖維A更大以外沒有特別制限。作 為纖維的種類，從纖維直徑均勻且分散性良好這樣的理由考慮，優(yōu)選聚酯纖維。但是，根據(jù) 目的，可使用各種紙用纖維原材料。例如可以混合或添加含有木材紙漿、天然紙漿、以芳族 聚酰胺、聚乙烯為主要成分的合成紙漿、尼龍、丙烯酸、維尼綸、人造絲等成分的合成纖維或 半合成纖維。
[0039]在上述纖維B中，作為單纖維纖度，從分散性的方面考慮，優(yōu)選0.01~5.Odtex(更 優(yōu)選為〇. 1~3.3dtex，進(jìn)一步優(yōu)選為0.2~2. Odtex)。另外，作為纖維長度，從分散性的方面 考慮，優(yōu)選1~IOmm(更優(yōu)選為3~7mm)。
[0040]另外，濕式無紡布層（1)中所含的粘合纖維C為熱粘接性纖維，具有提高無紡布的 強(qiáng)度和基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及收縮的體積等作用。優(yōu)選纖維直徑為3μπι以上(更優(yōu)選為3~ΙΟμπι)的 未拉伸纖維或復(fù)合纖維。作為單纖維纖度，優(yōu)選為0.1~3.3dtex。更優(yōu)選為0.2~1.7dtex。 纖維長度優(yōu)選為3~10mm。
[0041] 粘合纖維C中，作為未拉伸纖維，優(yōu)選以紡絲速度600~1500m/min紡絲而成的未拉 伸聚酯纖維。作為聚酯可以舉出聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯、聚對(duì)苯二 甲酸丁二醇酯，優(yōu)選從生產(chǎn)率、在水中的分散性等理由考慮，優(yōu)選聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、 以其為主要成分的共聚聚酯。
[0042] 另外，粘合纖維C中，作為復(fù)合纖維，優(yōu)選在鞘部配置有通過抄紙時(shí)的干燥器溫度 而顯現(xiàn)熔合粘接效果的聚合物成分(例如，非結(jié)晶性共聚聚酯等），在芯部配置有熔點(diǎn)比該 聚合物成分高20°C以上的其它的聚合物的芯鞘型復(fù)合纖維。另外，也可使用偏心芯鞘型復(fù) 合纖維、并列型復(fù)合纖維等形態(tài)。
[0043] 在此，作為上述非結(jié)晶性共聚聚酯，從成本方面考慮，也優(yōu)選使用對(duì)苯二甲酸、間 苯二甲酸、乙二醇及二乙二醇作為主要成分。
[0044] 在上述濕式無紡布層（1)中，將納米纖維A、纖維B、粘合纖維C各自的重量設(shè)為A、B、 C，（A+B):C的重量比率在40:60~70:30(優(yōu)選為50:50~70:30)的范圍內(nèi)很重要。粘合纖維C 制作粘合纖維彼此的熔合網(wǎng)絡(luò)，承擔(dān)無紡布結(jié)構(gòu)的骨架、無紡布自身的強(qiáng)度。在濕式無紡布 層（1)中，若粘合纖維C的重量比率超過60重量％，則因楊基干燥器熱處理而產(chǎn)生收縮，有可 能導(dǎo)致質(zhì)地不均勻、在平均孔徑等微細(xì)的尺寸區(qū)域不均增加。另一方面，低于30重量％時(shí)， 無紡布強(qiáng)度有可能不足。
[0045] 在本發(fā)明的過濾器用多層過濾材料中，濕式無紡布層(2)與濕式無紡布層（1)同樣 地含有單纖維直徑在200~800nm的范圍內(nèi)且纖維長度在0.4~0.7mm的范圍內(nèi)的納米纖維 A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C。但是，濕式無紡布層(2)的納米纖維A 的重量比率比濕式無紡布層（1)的大。
[0046] 在此，濕式無紡布層(2)中所含的納米纖維A的重量比率和濕式無紡布層（1)中所 含的納米纖維A的重量比率之差，在過濾器性能?壽命方面很重要。在層疊過濾器中，雖然 一直提到灰塵會(huì)集中于層疊界面而招致堵塞，但其未在第1層中配置具有灰塵保持力的結(jié) 構(gòu)，灰塵直接穿過，結(jié)果在與第2層的界面發(fā)生捕集。另外，在2層為相似的結(jié)構(gòu)時(shí)，灰塵的捕 集在第1層基本完結(jié)，沒有配置第2層的意義。在本發(fā)明中，考慮到該方面，為了兼?zhèn)鋲勖?捕集效率，設(shè)置濕式無紡布層(2)中所含的納米纖維A的重量比率和濕式無紡布層（1)中所 含的納米纖維A的重量比率之差。該差由下述式表示，優(yōu)選為3%以上(更優(yōu)選為3~30%)。
[0047] 重量比率之差（％) = (濕式無紡布層(2)中所含的納米纖維A的重量比率)_(濕式 無紡布層(1)中所含的納米纖維A的重量比率）
[0048] 該差低于3%時(shí)，2個(gè)層的捕集性能相似，灰塵不會(huì)流向第2層，因此，其結(jié)果，在第1 層壓損有可能在早期變高。另外，在第1層中不含納米纖維A時(shí)，抄紙工序中的收縮率大幅變 大，因此，在干燥器中的熱處理后有可能產(chǎn)生開裂(所謂地裂狀），不優(yōu)選。另外，由于沒有納 米纖維A，灰塵保持性能小，產(chǎn)生上述的直接穿過現(xiàn)象，在第1層灰塵的分級(jí)效果小，大粒子 灰塵流向具有高捕集性能的第2層，因此，有可能在短時(shí)間內(nèi)就成為堵塞狀態(tài)。
[0049] 在上述濕式無紡布層(2)中，將納米纖維A、纖維B、粘合纖維C各自的重量設(shè)為A、B、 C，（A+B):C的重量比率在40:60~70:30(優(yōu)選為50:50~70:30)的范圍內(nèi)很重要。粘合纖維C 制作粘合纖維彼此的熔合網(wǎng)絡(luò)，承擔(dān)無紡布結(jié)構(gòu)的骨架、無紡布自身的強(qiáng)度。在濕式無紡布 層（1)中，若粘合纖維C的重量比率超過60重量％，則因楊基干燥器熱處理而產(chǎn)生收縮，有可 能導(dǎo)致質(zhì)地不均勻、在平均孔徑等微細(xì)的尺寸區(qū)域不均增加。另一方面，低于30重量％時(shí)， 無紡布強(qiáng)度有可能不足。
[0050] 上述濕式無紡布層(2)中所含的納米纖維A與上述濕式無紡布層（1)中所含的納米 纖維A可以相同，也可以不同。另外，上述濕式無紡布層(2)中所含的纖維B與上述濕式無紡 布層（1)中所含的納米纖維B可以相同，也可以不同。另外，上述濕式無紡布層(2)中所含的 粘合纖維C與上述濕式無紡布層（1)中所含的粘合纖維C可以相同，也可以不同。
[0051] 另外，在本發(fā)明的過濾器用多層過濾材料中，若濕式無紡布層（1)中JIS8種灰塵保 持量的比率在60~93% (更優(yōu)選為70~90%)的范圍且濕式無紡布層(2)JIS 8種灰塵保持 量的比率在7~40% (更優(yōu)選為10~30% )的范圍內(nèi)，則2層均發(fā)揮有效的灰塵保持性能，總 灰塵保持量變大(即壽命邊長），優(yōu)選。
[0052]另外，在濕式無紡布層（1)及濕式無紡布層（2)中，各層的單位面積重量各自優(yōu)選 在5~60g/m2的范圍內(nèi)。若該單位面積重量超過60g/m2,則厚度因高空隙結(jié)構(gòu)而增加，在褶皺 過濾器等空間有限的過濾器用途中，過濾材料的插入面積受厚度限制，結(jié)果過濾器盒的結(jié) 構(gòu)壓損有可能變高。相反，若該單位面積重量小于5g/m 2,則捕集性能有可能降低。
[0053] 另外，作為各層的空隙率，為了使納米纖維A分散而形成高空隙結(jié)構(gòu)、得到低壓 損?高捕集率，優(yōu)選為85%以上。
[0054] 在此，若采用減小濕式無紡布層(2)的單位面積重量、用濕式無紡布層（1)捕集大 粒子的2層結(jié)構(gòu)，則可抑制濕式無紡布層(2)的壓損使其較低，并且因濕式無紡布層（1)的灰 塵的分級(jí)效果（即，大粒子的捕集），捕集性能及壽命均有效，優(yōu)選。若考慮該方面，則厚度優(yōu) 選為0.8mm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.3~0.6mm。
[0055] 作為制造本發(fā)明的過濾器用多層過濾材料的方法，優(yōu)選在濕式無紡布層（1)上層 疊濕式無紡布層(2)的方法，所述濕式無紡布層（1)使用單纖維直徑在200~SOOnm的范圍內(nèi) 且纖維長度在〇. 4~0.7mm的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和 粘合纖維C而得到，所述濕式無紡布層(2)使用單纖維直徑在200~SOOnm的范圍內(nèi)且纖維長 度在0.4~0.7mm的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C 而得到，且納米纖維A的重量比率比上述濕式無紡布層（1)的大。
[0056] 在此，優(yōu)選組合多個(gè)通常的長網(wǎng)抄紙機(jī)、短網(wǎng)抄紙機(jī)、圓網(wǎng)抄紙機(jī)設(shè)為2層抄紙等 而進(jìn)行抄紙得到濕式無紡布后，根據(jù)需要疊合濕式無紡布，用楊基干燥器等使粘合纖維C熱 粘接的方法。此時(shí)，優(yōu)選以干燥器的溫度為120~150°C的表面溫度完成熱處理·干燥。
[0057]這樣得到的過濾器用多層過濾材料具有低壓損和高捕集性能。
[0058] 其次，本發(fā)明的空氣過濾器為含有上述的過濾器用多層過濾材料的空氣過濾器。 此時(shí)，優(yōu)選如圖1所示上述濕式無紡布層（1)配置于空氣的流入側(cè)。
[0059] 在此，關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)過濾器、高處理量空氣凈化機(jī)等風(fēng)壓高或者有變動(dòng)的空氣過濾 器，重要的是褶皺賦型性及耐風(fēng)壓變形性。因此，優(yōu)選以單位面積重量為50~120g/m 2的紡 粘無紡布、針刺無紡布、含浸樹脂而提高了剛性的無紡布等其它的布帛作為基材層(骨材） 進(jìn)行貼合。
[0060] 此時(shí)，層疊順序沒有特別限定，但優(yōu)選從上游側(cè)依次為基材層、濕式無紡布層（1)、 濕式無紡布層(2)。
[0061] 貼合的方法可以為樹脂噴涂等利用粘接材料的方法或只要骨料的主要構(gòu)成材料 為聚酯系且具有熱熔合性，則可通過層壓與無紡布通過熱粘作用進(jìn)行貼附。此時(shí)，優(yōu)選通過 設(shè)定粘接劑的涂附量、層壓時(shí)的間隙使其較小而以無剝離的方式進(jìn)行粘接，優(yōu)選將空氣過 濾器的厚度設(shè)為〇. 8_以下(進(jìn)一步優(yōu)選為0.3~0.6_)。另外，優(yōu)選將空氣過濾器的葛爾萊 挺度設(shè)為2000mgf以上（更優(yōu)選為2000~6000mgf)。
[0062] 該空氣過濾器不僅具有低壓損和高捕集性能且褶皺賦型性及耐風(fēng)壓變形性也優(yōu) 異，可根據(jù)需要賦型褶皺而使用。該空氣過濾器適合作為汽車、其它車輛等的內(nèi)燃機(jī)(吸氣 或排氣）用空氣過濾器、駕駛室、口罩、空氣凈化機(jī)、建筑物空調(diào)用、半導(dǎo)體、食品、醫(yī)藥品工 廠等中所使用的空氣過濾器等。
[0063] 實(shí)施例
[0064]接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例及比較例進(jìn)行詳述，但本發(fā)明并不受這些實(shí)施例及比較 例限定。需要說明的是實(shí)施例中的各測定項(xiàng)目通過下述的方法測定。
[0065] ?單纖維直徑?纖度
[0066]使用鋒利的刀具切割纖維截面，用2000倍的SEM觀察其截面。將100個(gè)的平均設(shè)為 單纖維直徑。另外，纖度采用每1萬米的重量dtex:分特來表示。
[0067] ?單位面積重量
[0068]基于JISP8124 (紙的米基量測定方法)測定單位面積重量。
[0069] ?厚度
[0070] 基于JISP8118(紙及板紙的厚度和密度的測定方法）測定厚度。以測定負(fù)載75g/ cm2、N=5測定，求出平均值。
[0071] ?空隙率
[0072] 由上述單位面積重量和厚度、將PET纖維的密度設(shè)為1.36g/cm3,由下述式計(jì)算。
[0073] 空隙率= 100-((單位面積重量)/(厚度)/1.36X 100)(%)
[0074] ?灰塵保持量:DHC · DHC分配率
[0075] 將JIS 8種灰塵以濃度lg/m2、流入速度lOcm/sec導(dǎo)入過濾器，測定壓損到達(dá)2kPa 為止的時(shí)間和此時(shí)保持于過濾器的灰塵重量，換算為每Im2的灰塵保持量。另外，通過切開 剝離來測定各層的保持重量，由整體的重量計(jì)算各層的保持分配率。
[0076] ?挺度
[0077] 基于JISL1913-般短纖維無紡布試驗(yàn)方法的挺度?葛爾萊法測定，算出挺度mgf。
[0078] ?熔融粘度
[0079]將干燥處理后的聚合物設(shè)置于設(shè)定為紡絲時(shí)的擠出溫度的噴管(orifice)中，保 持5分鐘熔融后，施加多個(gè)級(jí)別的負(fù)載進(jìn)行擠出，對(duì)此時(shí)的剪切速度和熔融粘度繪圖。以該 數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)制作剪切速度-熔融粘度曲線，讀取剪切速度為lOOOsecT 1時(shí)的熔融粘度。
[0080] ?堿減量速度比
[0081] 將海成分及島成分的聚合物各自由具有24孔直徑0.3mm、長度0.6mm的圓孔的噴絲 頭噴出，以1000~2000m/min的紡絲速度牽引而得到未拉伸絲，以殘留伸長率為30~60%的 范圍的方式拉伸，制作83dtex/24單絲的復(fù)絲。將其使用80°C的1.5wt%Na0H溶液，浴比設(shè)為 100，由溶解時(shí)間和溶解量算出減量速度。
[0082][實(shí)施例1]
[0083] 準(zhǔn)備單纖維直徑700nm X長度0 · 5mm(長寬比= 714)的納米纖維A、纖度1 · 7dtex X 長度5mm的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯拉伸纖維B和作為粘合纖維C的纖度1.7dtex X長度5mm的 芯鞘復(fù)合型熱接著性纖維。該芯鞘復(fù)合型熱粘接性纖維是將芯聚合物和鞘聚合物以50/ 50wt %的比例形成截面的纖維。另外，芯聚合物為熔點(diǎn)256°C的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。另 一方面，鞘聚合物為以對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、乙二醇及二乙二醇為主要成分的非晶性共 聚聚醋。
[0084] 將它們以A:B:C=1:59:40的比例配合，添加適量的分散劑?消泡劑，將分散的漿 料用圓網(wǎng)進(jìn)行濕式抄紙，適宜添加以A :B:C = 5:55:40的比例配合的分散劑?消泡劑，用傾 斜單網(wǎng)進(jìn)行濕式抄紙，疊合，導(dǎo)入楊基干燥器，進(jìn)行干燥?熱處理。
[0085] [實(shí)施例2~5,7、比較例1~3]
[0086] 將納米纖維A:拉伸纖維B:粘合纖維C的配合比以表1所示那樣變更，除此以外，通 過與實(shí)施例1同樣的方法制作無紡布。
[0087][實(shí)施例6]
[0088] 使用單纖維直徑為400nm、長度0.4mm的纖維作為納米纖維A，設(shè)為表1中記載的配 合量·單位面積重量，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行抄紙。
[0089] [比較例4~5]
[0090] 如表1所示，在比較例4中，使用纖維直徑為150nm的納米纖維A進(jìn)行抄紙。另外，在 比較例5中，除納米纖維以外，還使用纖維直徑1.5μπι的纖維進(jìn)行抄紙。
[0091] [實(shí)施例8~10]
[0092]如表2所示，向由包含聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯長纖維的紡粘無紡布構(gòu)成的基材層 熔融噴霧噴涂粘接劑后，貼附于濕式無紡布層（1)。層疊順序從上游側(cè)(空氣的流入側(cè))依次 為基材層、濕式無紡布層(1 )、濕式無紡布層(2)。
[0093][實(shí)施例11]
[0094] 如表2所示，準(zhǔn)備依次以60:40的配合比例含有由2.2dtex X長度51mm的聚酯拉伸 絲構(gòu)成的短纖維和由2.2dtex X長度51mm的芯鞘復(fù)合截面纖維構(gòu)成的粘合纖維的、由毛網(wǎng) 構(gòu)成的單位面積重量l〇〇g/m2的短纖維無紡布(基材層）。
[0095]接著，使用由加熱器溫度190°C的烘箱構(gòu)成的帶層壓機(jī)，對(duì)濕式無紡布層（1)熱粘 粘接該短纖維無紡布(基材層）。層疊順序從上游側(cè)(空氣的流入側(cè)）依次為基材層、濕式無 紡布層(1)、濕式無紡布層(2)。
[0096] [實(shí)施例12]
[0097] 如表2所示，使用由聚丙烯(PP)構(gòu)成的紡粘無紡布作為基材層，除此以外，與實(shí)施 例10同樣地進(jìn)行貼附加工而制作層疊過濾器用過濾材料。

[0101] PET:聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 [0102] PP:聚丙烯
[0103] 以下，對(duì)實(shí)施例?比較例的結(jié)果進(jìn)行說明。
[0104] 實(shí)施例1~5中得到的過濾材料根據(jù)納米纖維A的配合濃度差，在2層中的灰塵分配 比率良好，為壽命和捕集性能優(yōu)異的過濾材料。另外，實(shí)施例6中得到的過濾材料使用單纖 維直徑400nm的納米纖維A并減小了單位面積重量，結(jié)果具有低壓損和高捕集性能。實(shí)施例7 中得到的過濾材料由于高濃度層和低濃度層中所含的納米纖維A的濃度差小，為2%，因此， 兩層間的分級(jí)分擔(dān)效果小在低濃度層進(jìn)行大部分的灰塵捕集，結(jié)果整體的DHC量比實(shí)施例1 小。
[0105] 另外，比較例1中得到的過濾材料由于在低濃度層中不含納米纖維A，因此，低濃度 層側(cè)的捕集性能小。另外，在干燥器面產(chǎn)生兩層的收縮差，在寬度方向產(chǎn)生開裂，不優(yōu)選。比 較例2中得到的過濾材料由于粘合纖維C的重量比率小，為20%，因此，利用粘合纖維C的網(wǎng) 絡(luò)形成不充分，因此，無紡布強(qiáng)度?硬度不充分，褶皺折彎等賦形性低。相反，比較例3由于 粘合纖維C的配合量大，因此，在干燥器面產(chǎn)生收縮不均?凹凸，過濾器性能存在不均。在比 較例4中，使用150nm的納米纖維，在水中的分散性、濾水性差，質(zhì)地不良，因此，盡管壓損高， 但捕集性能低。在比較例5中，使用微纖維，雖然壽命長，但捕集效率低
[0106] 在實(shí)施例8~10中，使用由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯長纖維構(gòu)成的紡粘無紡布作為 基材層，增大彎曲剛性(挺度），因此，裙皺賦型性良好。另外，在實(shí)施例11中，使用聚酯短纖 維毛網(wǎng)作為基材層，褶皺賦形性良好。另一方面，在實(shí)施例12中，使用聚丙烯紡粘無紡布作 為基材層，因源自聚合物的柔軟性而使彎曲剛性(挺度)不足，褶皺賦形性稍微不充分。
[0107] 工業(yè)上的可利用性
[0108] 根據(jù)本發(fā)明，可提供一種具有低壓損和高捕集性能的過濾器用多層過濾材料及其 制造方法及不僅具有低壓損和高捕集性能且褶皺賦型性及耐風(fēng)壓變形性也優(yōu)異的空氣過 濾器，其工業(yè)價(jià)值極大。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種過濾器用多層過濾材料，其特征在于，含有濕式無紡布層1和濕式無紡布層2， 所述濕式無紡布層1含有單纖維直徑在200~800nm的范圍內(nèi)且纖維長度在0.4~0.7mm 的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C，并且，（A+B):C 的重量比率在40:60~70:30的范圍內(nèi)， 所述濕式無紡布層2含有單纖維直徑在200~800nm的范圍內(nèi)且纖維長度在0.4~0.7mm 的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C，并且，（A+B):C 的重量比率在40:60~70:30的范圍內(nèi)，且與所述濕式無紡布層1相比納米纖維A的重量比率 大。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器用多層過濾材料，其中，所述濕式無紡布層2中所含的 納米纖維A的含有率和所述濕式無紡布層1中所含的納米纖維A的含有率之差為3%以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器用多層過濾材料，其中，所述濕式無紡布層1中，單位面 積重量在5~60g/m2的范圍內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器用多層過濾材料，其中，所述濕式無紡布層2中，單位面 積重量在5~60g/m2的范圍內(nèi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過濾器用多層過濾材料，其中，所述濕式無紡布層1中，JIS 8 種灰塵保持量的比率在60~97%的范圍內(nèi)，且所述濕式無紡布層2中，JIS 8種灰塵保持量 的比率在3~40%的范圍內(nèi)。6. -種過濾器用多層過濾材料的制造方法，是制造權(quán)利要求1所述的過濾器用多層過 濾材料的方法，其中， 在濕式無紡布層1上層疊濕式無紡布層2， 所述濕式無紡布層1是使用單纖維直徑在200~SOOnm的范圍內(nèi)且纖維長度在0.4~ 0.7mm的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C而得到的， 所述濕式無紡布層2是使用單纖維直徑在200~SOOnm的范圍內(nèi)且纖維長度在0.4~ 0.7mm的范圍內(nèi)的納米纖維A、單纖維直徑比該納米纖維A大的纖維B和粘合纖維C而得到的， 并且，與所述濕式無紡布層1相比納米纖維A的重量比率大。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的過濾器用多層過濾材料的制造方法，其中，所述濕式無紡布層 1中所含的納米纖維A及所述濕式無紡布層2中所含的納米纖維A是通過切割海/島熔融粘度 比為1.1~2.0且島數(shù)為500以上且海/島的堿水解速度比為200以上的海島型復(fù)合纖維并通 過堿水解而除去海成分聚合物而得到的纖維。8. -種空氣過濾器，其含有權(quán)利要求1所述的過濾器用多層過濾材料。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣過濾器，其中，空氣過濾器還含有基材層。10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣過濾器，其厚度為0.8_以下。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣過濾器，其葛爾萊挺度為2000mgf以上。12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣過濾器，是賦型褶皺而成的。13. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的空氣過濾器，其中，所述濕式無紡布層1配置于空氣的流入側(cè) 而成。
【文檔編號(hào)】B01D39/16GK105934266SQ201580005924
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2015年1月27日
【發(fā)明人】神山三枝
【申請(qǐng)人】帝人株式會(huì)社