WO2014168066A1 - 混繊不織布およびその製造方法 - Google Patents

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哲人 黒田
裕二 井山
善和 矢掛
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Definitions

  • the present invention relates to a mixed non-woven fabric containing a group of fibers composed of two different types of polymers, which is preferably used mainly as a filter medium for an air filter, and a method for producing the same.
  • the electrification treatment is also called electret treatment, and is an extremely effective technique especially for enhancing the collection efficiency of fine particles in the air (see Patent Document 2, Patent Document 3 and Patent Document 4). With these techniques, the collection efficiency can be dramatically improved.
  • the demand for low pressure loss of the filter has been increasing year by year, and a technique for achieving further low pressure loss has been demanded.
  • Patent Documents 5, 6 and 6 have been proposed in which a nonwoven fabric in which two or more types of charged fibers having different fiber diameters are mixed is used as a filter medium.
  • Patent Documents 5, 6 and 6 See Patent Document 7.
  • proposals have been made to improve filter performance by combining fibers having different fiber diameters see Patent Document 8 and Patent Document 9).
  • Patent Document 7 a melt blown nonwoven fabric obtained by mixing ultrafine fibers having a fiber diameter of 10 ⁇ m or less and fibers having a fiber diameter larger than 10 ⁇ m is used for a mask or a filter. Above, it is said that it has suitable sheet moldability and breathability as a nonwoven fabric.
  • JP 2002-151560 A JP-A-63-280408 JP-T 09-501604 JP 2002-249978 A Japanese Patent Laid-Open No. 02-104765 Japanese translation of PCT publication 2010-511488 Special table 2009-545682 US Pat. No. 5,783,011 JP-A-11-131353 Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-082649 JP 2006-112025 A JP 2005-171456 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-093551
  • Patent Document 10 describes a method for improving the strength of a filter by mixing low-melting fibers and then heat-treating them to melt and bond the low-melting fibers.
  • this method when this method is used, the fusion between the fibers constituting the filter increases, and the specific surface area of the nonwoven fabric decreases. For this reason, there has been a problem that the collection efficiency is lowered particularly when used as a charging filter.
  • an object of the present invention is to achieve a high collection efficiency even with a low basis weight, and further suppress the pressure loss.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing a mixed fiber nonwoven fabric having excellent filter media performance and high productivity.
  • a mixed fiber nonwoven fabric capable of solving the above-mentioned problems can be obtained by selecting an appropriate raw material type, a fiber diameter, and a ratio of the number of fibers.
  • the blended nonwoven fabric of the present invention is a blended nonwoven fabric composed of a group of fibers including fibers composed of at least two types of polyolefin resin component A and fibers composed of polyolefin resin component B.
  • the fiber composed of the resin component A is defined as the first fiber group
  • the number average fiber diameter of the first fiber group is 0.3 to 7.0 ⁇ m
  • the second fiber group contains 7.0 or more per 1 mm cross-sectional length in the cross-section of the blended nonwoven fabric while maintaining the fiber form
  • the melting point of the polyolefin resin component B is Serial 5 ⁇ 40 ° C. lower than the polyolefin resin component A, a mixed fiber non-woven fabric, wherein the number average fiber diameter of the entire mixed fiber non
  • the ratio X / Y of the number X of the first fiber groups and the number Y of the second fiber groups is in the range of 50 to 5000.
  • the mixed fiber nonwoven fabric is a mixed fiber nonwoven fabric produced by a mixed fiber melt blow method.
  • the mixed fiber melt blow method uses a spinneret described in U.S. Pat. No. 3,981,650, wherein a spinneret having a structure in which spinning holes through which the same or different resins flow out are arranged in a row.
  • the resin constituting the second fiber group and the resin constituting the second fiber group are melted, kneaded and measured using separate extruders and gear pumps, respectively, and then discharged from separate spinning holes to obtain the first fiber group.
  • a second melt group are uniformly mixed to form a nonwoven fabric.
  • the polyolefin component A is a polypropylene homopolymer.
  • the polyolefin component B is a propylene-ethylene copolymer.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention is charged.
  • the volume ratio A: B of the fiber made of the polyolefin resin component A and the fiber made of the polyolefin resin component B is 20:80 to 90:10. It is in range.
  • a laminated sheet containing at least one layer of the mixed fiber nonwoven fabric can be used, and a filter including the mixed fiber nonwoven fabric or the laminated sheet can be used.
  • the manufacturing method of the mixed fiber nonwoven fabric of this invention manufactures a mixed fiber nonwoven fabric by discharging two types of different polyolefin resin components A and polyolefin resin components B from separate discharge holes provided in the same die.
  • the present invention it is possible to obtain a mixed fiber nonwoven fabric having a small basis weight and high collection efficiency while suppressing pressure loss to a low level, and a filter having such performance, which is made of the mixed fiber nonwoven fabric. Since the mixed fiber nonwoven fabric obtained by the present invention exhibits high collection efficiency, it has high fine particle removal performance when used as a filter. Further, according to the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention, since the pressure loss is suppressed low, the filtration device can be operated with smaller energy, and these performances can be achieved with a small basis weight, The manufacturing cost of the filter medium can be reduced.
  • a mixed fiber nonwoven fabric having a small basis weight and high collection efficiency while keeping pressure loss low can be obtained in a single step. For example, since a plurality of processes are not required, productivity can be improved and the manufacturing cost of the filter medium can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing a collection efficiency measuring device for explaining a schematic flow for measuring the collection efficiency and pressure loss of a mixed nonwoven fabric.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention is a nonwoven fabric composed of a fiber group containing at least two kinds of fibers, wherein the first fiber group is composed of fibers composed of a polyolefin-based resin component A, and the second fiber group is It is comprised by the fiber which consists of polyolefin resin component B.
  • the first fiber group and the second fiber group constituting the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention are both composed of a polyolefin resin component.
  • the polyolefin-based resin refers to a thermoplastic resin composed of a polymer compound polymerized using an aliphatic unsaturated hydrocarbon compound as a repeating unit.
  • Polyolefin resins have a high volume resistivity and a low hygroscopic property, so that they have high chargeability and charge retention when fiberized.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention can achieve high collection efficiency due to this effect.
  • the resin used as the polyolefin resin component A examples include homopolymers such as polyethylene, polypropylene, polybutene and polymethylpentene. Further, a copolymer obtained by copolymerizing different components with these homopolymers or two or more different polymer blends may be used. Among these, polypropylene and polymethylpentene are preferably used from the viewpoint of charge retention. Also, polypropylene is more preferably used from the viewpoint that it can be used at low cost.
  • the polyolefin resin component A constituting the first fiber group used in the present invention is preferably a component having a high melt flow rate (MFR) so that ultrafine fibers can be easily spun.
  • MFR value at a temperature of 230 ° C. under a load of 21.18 N is preferably, for example, 200 g / 10 min or more, more preferably 500 g / 10 min or more.
  • MFR melt flow rate
  • an upper limit of MFR it is preferable that it is 2000 g / 10min. If the MFR exceeds this value, the melt viscosity at the time of spinning becomes too low, and there may be a problem in spinnability, such as frequent occurrence of polymer bulk defects called shots.
  • the raw material MFR generally varies depending on the molecular weight of the polymer. If the molecular weight is large, the MFR is small, and if the molecular weight is small, the MFR is large.
  • a polymer having a small molecular weight may be directly polymerized, and a polymer having a large molecular weight is polymerized in advance, and the molecular weight is increased by reacting a reducing agent in a subsequent step. It may be reduced to obtain the desired range.
  • a process may be used in which an unreacted reducing agent is added to a high molecular weight polymer chip and reacted during melt spinning to lower the molecular weight.
  • the second fiber group constituting the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention is composed of a polyolefin resin component B having a melting point 5 to 40 ° C. lower than that of the polyolefin resin component A.
  • the difference in melting point between the polyolefin resin component A and the polyolefin resin component B is preferably 10 to 35 ° C., more preferably 15 to 30 ° C.
  • the mixed fiber non-woven fabric of the present invention it is possible to achieve high collection efficiency by mixing fibers made of two types of polyolefin resin component A and fibers made of polyolefin resin component B having the above-mentioned melting point difference. it can. Although this mechanism is not clear, it is estimated as follows.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention when the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention is produced by the melt blow method, the first fiber group having a relatively small single fiber fineness and a high melting point, and having a fast solidification, the single fiber diameter is large and the low melting point is semi-melted. Since the second fiber group in the state is formed into a sheet while being entangled, the generation of fly is suppressed, and as a result, a mixed fiber nonwoven fabric having a high collection efficiency and containing a large number of fibers having a single fiber fineness is obtained.
  • the non-woven fabric surface on the side contacting the collection conveyor is relatively easy to fuse between fibers, and fluff is less likely to occur, but the opposite non-woven fabric surface (the surface not in direct contact with the collection conveyor) is relatively fibrous. Interfacial fusion is difficult to proceed, and the fibers are easily blown by the influence of high-temperature pressurized air in which the fibers are jetted, and fluff is likely to occur.
  • the number of fluffs per 10 cm ⁇ 10 cm is preferably 5 or less, more preferably 2 or less.
  • fluff refers to a bundle of fibers that can be easily peeled off by hand from the nonwoven fabric surface and has a length of 1 cm or more. A person skilled in the art can easily confirm the presence or absence of cotton.
  • the difference in melting point between the polyolefin resin component A and the polyolefin resin component B is smaller than 5 ° C., the effect of entanglement cannot be obtained, so a mixed nonwoven fabric containing a lot of fine fibers cannot be obtained, and the collection efficiency is lowered. To do.
  • the difference in melting point is larger than 40 ° C., the fusion between fibers becomes too strong, so that the film becomes like a film and the collection efficiency is lowered and the pressure loss is increased.
  • the melting points of the polyolefin resin components A and B are too low, the heat resistance of the entire mixed nonwoven fabric is lowered, which may cause a practical problem.
  • the melting points of the preferred polyolefin resin components A and B are 100 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, and even more preferably 130 ° C. or higher.
  • polystyrene resin component B used in the present invention homopolymers such as polyethylene, polypropylene, polybutene, and polymethylpentene, and copolymers obtained by copolymerizing different olefin components with these polymers can be used.
  • copolymer obtained by copolymerizing two or more olefin components.
  • the copolymer polymers having various melting points can be obtained by controlling the blending ratio and arrangement of the copolymer components. As a result, it is easier to achieve the low pressure loss and high collection efficiency that are the objects of the present invention.
  • a polypropylene-based copolymer is preferable, and a propylene-ethylene copolymer obtained by copolymerizing a propylene component and an ethylene component is a more preferable embodiment.
  • the copolymer component may contain other olefin components or components other than olefins within a range not losing the effects of the present invention.
  • a random copolymerization, a block copolymerization, etc. are mentioned as a copolymerization form, A random copolymer is a more preferable aspect.
  • the polyolefin resin component B used in the present invention is preferably not an elastomer.
  • the entire mixed fiber nonwoven fabric of the present invention when an elastomer is used, the entire mixed fiber nonwoven fabric is highly stretchable. A highly elastic mixed fiber nonwoven fabric may be reduced in volume when stretched by process tension, and pressure loss may increase.
  • the polymer used for the polyolefin resin component B it is not always necessary to use a polymer having high charge retention. Moreover, when performing a charging process, it is preferable that it is a hydrophobic polymer from a viewpoint of the collection efficiency improvement at the time of charging.
  • the melt viscosity at the spinneret temperature as the polyolefin resin component B is a polyolefin type. It is preferable to use a resin having a larger melt viscosity than the resin component A.
  • the melt flow rate (MFR) under a load of 21.18 N at a temperature of 230 ° C. is preferably less than 200 g / 10 min, more preferably less than 100 g / 10 min.
  • the lower limit of the preferable MFR of the polyolefin resin component B is preferably 3 g / 10 min or more, more preferably 5 g / 10 min or more, and further preferably 10 g / 10 min or more.
  • the MFR of the polyolefin-based resin component B is smaller than this value, the back pressure of the base during spinning becomes too high, so that polymer leakage or deformation of the base may occur.
  • the melt flow rate of the polyolefin resin component A constituting the mixed nonwoven fabric of the present invention is preferably 5 to 100 times higher than the melt flow rate of the polyolefin resin component B, more preferably 10 to One that is 50 times higher.
  • the melt flow rate is a value measured under the condition of a load condition of 21.18 N at a temperature of 230 ° C. as described above.
  • Either or both of the polyolefin-based resin component A and the polyolefin-based resin component B constituting the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention charging property, weather resistance, thermal stability, mechanical properties, coloring, surface properties, or Additives may be added to enhance or improve other properties.
  • an electret additive is included for the purpose of enhancing the chargeability.
  • the electret additive preferably contains at least one selected from the group consisting of hindered amine compounds and triazine compounds.
  • hindered amine compounds include poly [(6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diyl) ((2,2,6,6- Tetramethyl-4-piperidyl) imino) hexamethylene ((2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino)] (manufactured by BASF Japan Ltd., “Kimasorb” (registered trademark) 944LD), succinic acid Dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine polycondensate (manufactured by BASF Japan, “Tinuvin” (registered trademark) 622LD), and 2- ( 3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -2-n-butylmalonate bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) (BASF Japan) Ltd., and "TINUVIN
  • triazine compound examples include the poly [(6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diyl) ((2,2, 6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino) hexamethylene ((2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino)] (manufactured by BASF Japan Ltd., “Kimasorb” (registered trademark) 944LD ), And 2- (4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl) -5-((hexyl) oxy) -phenol (manufactured by BASF Japan Ltd., and “Tinuvin” (registered trademark)) 1577FF).
  • hindered amine compounds are particularly preferably used.
  • the content of the hindered amine compound and / or triazine compound is preferably in the range of 0.1 to 5.0% by mass, more preferably 0.5 to 3% by mass with respect to the total mass of the mixed nonwoven fabric.
  • the range is more preferably 0.8 to 2.0% by mass.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention may be added with usual additives generally used for electret processed nonwoven fabrics such as heat stabilizers, weathering agents and polymerization inhibitors. Good.
  • the preferred volume ratio A: B of the fibers made of polyolefin resin component A and the fibers made of polyolefin resin component B is 20:80 to 90:10.
  • the volume ratio A: B is more preferably 30:70 to 80:20, and further preferably 40:60 to 70:30.
  • the volume ratio (vol%) of the fiber comprising the polyolefin resin component A constituting the first fiber group used in the present invention is less than 20, the fiber surface area in the mixed fiber nonwoven fabric becomes small, and the desired high Achieving collection efficiency can be difficult.
  • the volume ratio (vol%) of the fiber comprising the polyolefin resin component B constituting at least a part of the second fiber group of the present invention is less than 10, the presence of the fiber comprising the polyolefin resin component B Since the effect of improving the collection efficiency cannot be obtained sufficiently, it may be difficult to achieve the desired high collection.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention may contain components other than the polyolefin resin components A and B within a range not impairing the effects of the present invention.
  • a fiber composed of component C having a melting point higher than that of component A may be included for the purpose of imparting rigidity and strength capable of pleating to the mixed nonwoven fabric.
  • Examples of the method for producing a mixed fiber nonwoven fabric of the present invention include, for example, a melt blow method, a spun bond method, an electrospinning method, and a method in which separately produced short fibers or long fibers are entangled or mixed and then bonded as necessary. Is mentioned. Further, the steps for producing the first fiber group and the second fiber group are not necessarily the same type. For example, the first fiber group is spun by the electrospinning method, the second fiber group is spun by the melt blow method, the first fiber group is spun by the melt blow method, and the second fiber group is spun bond method. It is also possible to combine two or more kinds of methods, such as a spinning method, a method in which the first fiber group is spun by the melt blow method, and a short fiber separately manufactured as the second fiber group is blown and mixed.
  • melt blow method from the viewpoint that a complicated process is not required and fiber groups having fiber diameters different by 5 times or more can be simultaneously produced by spinning.
  • Spinning conditions in the melt-blowing method include polymer discharge rate, nozzle temperature, pressurized air pressure, pressurized air temperature, etc. By optimizing these spinning conditions, the desired single fiber diameter and the ratio of the number of fibers can be set. A mixed fiber nonwoven fabric can be obtained.
  • a raw material having a low melt viscosity is used as a raw material for the first fiber group
  • a raw material having a high melt viscosity is used as a raw material for the second fiber group
  • the discharge hole of the first fiber group Is appropriately combined with the number of ejection holes of the second fiber group, whereby a mixed fiber nonwoven fabric having a desired fiber diameter and a ratio of the number of fibers can be obtained.
  • a spinneret of the mixed fiber melt blow method described in US Pat. No. 3,981,650 is used as the equipment when the melt blow method is adopted. Can do. In the fiber web obtained here, two kinds of fibers are mixed more uniformly.
  • a method of spinning the first fiber group and the second fiber group with different spinnerets and mixing them as described in JP-A-8-133309 can be used.
  • the nonwoven fabric consisting of the 1st fiber group manufactured separately and the nonwoven fabric consisting of a 2nd fiber group may be laminated
  • a non-woven fabric in which two types of fibers are more uniformly mixed in a single process is obtained, so a mixed fiber melt blow using a spinneret with a structure in which spin holes from which different types of resin flow out are arranged in a single spinneret.
  • the method is a more preferred embodiment.
  • the mixed fiber melt-blowing method is more preferable, in which fine fibers and thick fibers are simultaneously spun to easily obtain an effect of suppressing fly and increasing sheet strength due to self-fusion of fibers.
  • the ratio of the number of holes (pieces) of the die for discharging the first fiber group and the second fiber group is 1:15 to 15: 1. More preferably, it is 1: 1 to 11: 1, and further preferably 2: 1 to 7: 1.
  • the number of ejection holes in the first fiber group is small, it is difficult to achieve the ratio of the number of fibers that is preferred by the present invention.
  • the number of discharge holes of the second fiber group is too small compared to the number of discharge holes of the first fiber group, the first fiber group can be uniformly dispersed on the plane of the mixed fiber nonwoven fabric. It becomes difficult.
  • the two types of discharge holes may be alternately arranged, or may be arranged by a desired method instead.
  • the two ejection holes a and b can be arranged as abba, aabbbbaa, aaaabbbbaaa. From the viewpoint of obtaining a uniform nonwoven fabric, a form in which two types of discharge holes are alternately arranged is preferable.
  • the apparent spinning speed of the fiber composed of the polyolefin resin component A is 20 as compared with the apparent spinning speed of the fiber composed of the polyolefin resin component B. It is preferably ⁇ 500 times faster.
  • the apparent spinning speed of the fiber composed of the polyolefin resin component A is more preferably 25 to 200 times, and still more preferably 30 to 100 times.
  • a mixed fiber nonwoven fabric having a desired fiber diameter and the number ratio of fibers can be obtained in a single step.
  • the ratio of the apparent spinning speed is smaller than this, it is necessary to increase the ratio of the number of ejection holes of the two types of polymers in order to achieve the desired fiber diameter and the ratio of the number of fibers. It may be difficult to uniformly disperse the fibers.
  • the apparent spinning speed is the same as the method for calculating the spinning speed used in general melt spinning.
  • the actual spinning speed does not necessarily match. . This is due to the phenomenon that the melted polymer is stretched by inertia in the melt blow method.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention it is preferable to use a low-viscosity raw material as the polyolefin-based resin component A and a high-viscosity raw material as the polyolefin-based resin component B.
  • the hole diameter d a (mm) of the discharge hole a of the polyolefin resin component A is preferably ⁇ 0.10 to 0.40 mm, more preferably The range of ⁇ 0.15 to 0.30 mm.
  • the pore size d b of the discharge hole b of the polyolefin resin component B is preferably in the range of ⁇ 0.40mm ⁇ 1.2mm, more preferably in the range of ⁇ 0.50 ⁇ 1.0mm.
  • the value of X corresponds to the pressure loss ratio in the discharge hole flow path that occurs when the same polymer is discharged into both holes at the same discharge amount.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention it is necessary to simultaneously spin a fiber having a small fiber diameter using a low-viscosity raw material and a fiber having a large fiber diameter using a high-viscosity raw material.
  • the former fiber is spun, spinning instability due to insufficient back pressure tends to be a problem.
  • the latter fiber is spun, polymer leakage due to excessive back pressure, deformation of the base, etc. are likely to be problematic.
  • the value of X is more preferably 10 or more, and further preferably 20 or more.
  • the collection distance (distance between the nozzle discharge hole and the collector, DCD) is preferably in the range of 5 cm to 40 cm, more preferably 10 cm to 30 cm. .
  • the fibers will be formed into a sheet without sufficiently solidifying the fibers, so that fusion between fibers increases, which may lead to a decrease in fiber surface area and an increase in pressure loss. .
  • a drum system for example, a drum system, a conveyor system, a system combining drums and conveyors as disclosed in JP 2011-168903, or US Pat. No. 5,783,011 is disclosed.
  • a cylindrical filter collector or the like can be used.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention achieves high filter performance by mixing at least two types of fibers having different fiber distributions. Although this mechanism is not clear, it is estimated as follows.
  • the first fiber group having a small fiber diameter bears the function of improving the collection efficiency in the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention.
  • the 2nd fiber group with a large fiber diameter bears the function to mainly reduce a pressure loss in the mixed fiber nonwoven fabric of this invention.
  • the particles can be efficiently collected on the fiber surface.
  • the second fiber group having a large fiber diameter is mixed in the network of the first fiber group, a large gap is generated between the first fiber groups.
  • the presence of the inter-fiber gap improves the air permeability of the nonwoven fabric and reduces the pressure loss. In order to exhibit this effect more efficiently, it is more preferable that the two types of fibers are in a state of being uniformly mixed over the thickness direction of the nonwoven fabric.
  • the number average fiber diameter in the present invention can be obtained by taking a micrograph of the surface or cross section of the mixed nonwoven fabric, measuring the fiber diameter of the fiber present in the image, and calculating the average value.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention includes a group of fibers composed of the polyolefin resin component A as the first fiber group.
  • the number average fiber diameter of the first fiber group is 0.3 ⁇ m to 7.0 ⁇ m, preferably 0.5 ⁇ m to 4.0 ⁇ m, and more preferably 1.0 ⁇ m to 2.0 ⁇ m. When the number average fiber diameter is large, the specific surface area of the fiber becomes small, and sufficient particle collecting ability may not be obtained. It is a more preferable aspect that the first fiber group is charged for the purpose of improving the collection efficiency.
  • the mixed non-woven fabric of the present invention comprises a polyolefin resin component B as a second fiber group, a fiber diameter of 15 to 100 ⁇ m, and a fiber having a number average fiber diameter of 5 times or more larger than the number average fiber diameter of the first fiber group. It is important to include the group consisting of This is because the fiber diameter distributions of the first and second fiber groups are clearly different, so that the two types of fiber groups clearly share their functions, and it is possible to achieve both improved collection efficiency and reduced pressure loss. Because.
  • the fiber diameter of the second fiber group is preferably 20 to 100 ⁇ m. Moreover, it is a more preferable aspect that the ratio of the fiber diameter of the second fiber group to the number average fiber diameter of the first fiber group is 10 times or more.
  • the upper limit value of the ratio of the fiber diameter of the second fiber group to the number average fiber diameter of the first fiber group is preferably 150 times or less, and more preferably 100 times or less. Yes, and a more preferable aspect is 30 times or less.
  • the fiber diameter range of the fiber comprising the first polyolefin resin component B is smaller than this, the effect of supporting the gap between the fibers is small.
  • the fiber diameter range of the fiber which consists of polyolefin resin component B is larger than this, since many resin raw materials are needed for manufacture of a nonwoven fabric, it becomes economically disadvantageous.
  • the blended nonwoven fabric of the present invention may contain fibers made of the polyolefin-based resin component B that do not belong to the fiber diameter range of the second fiber group described above as long as the effects of the present invention are not impaired. .
  • the blended nonwoven fabric of the present invention contains 7.0 or more fibers constituting the second group of fibers per 1 mm cross-sectional length in the cross section of the nonwoven fabric.
  • the number of the fibers is more preferably 10 or more, and still more preferably 15 or more.
  • the number of fibers per 1 mm cross-sectional length of the mixed fiber nonwoven fabric refers to a cross section of two nonwoven fabrics orthogonal to the mixed fiber nonwoven fabric surface and orthogonal to each other with a microscope. Can be obtained by measuring the number of fibers having a cross-sectional length per nonwoven fabric cross-sectional length and averaging the values in each cross-section.
  • the mixed fiber nonwoven fabric does not contain the second fiber in the above ratio, the effect of supporting the voids between the fibers becomes small or the effect cannot be obtained.
  • an upper limit of the number of fibers per 1 mm of cross-sectional length of a 2nd fiber group it is preferable that it is 500 or less, and it is further more preferable that it is 200 or less.
  • the number of fibers per 1 mm cross-sectional length of the second fiber group is larger than this, the basis weight of the entire nonwoven fabric increases, which may be disadvantageous in terms of cost.
  • the second fiber group retains the fiber form.
  • “holding the form of the fiber” means that the fiber is not melted by heat treatment after the cloth is formed.
  • JP-A-7-82649 discloses a method for improving the strength of a nonwoven fabric by melting a low melting point fiber by heat treatment at a temperature higher than the melting point and using it as a binder fiber.
  • the low-melting fiber is melted as described above, there is a problem that not only the inter-fiber gap is reduced and the pressure loss is increased, but also the fiber surface area is reduced and the collection efficiency is lowered.
  • the second fiber group having a low melting point is present in a state in which the shape of the fiber is maintained, so that the effect of low pressure loss and high collection can be exhibited.
  • the number average fiber diameter of the entire fibers constituting the nonwoven fabric is in the range of 0.3 ⁇ m to 10 ⁇ m, more preferably 0.5 ⁇ m to 7.0 ⁇ m, and more preferably 1.0 ⁇ m. ⁇ 3.0 ⁇ m.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention has an overwhelmingly larger number of first fiber groups having a smaller number average fiber diameter than the number of second fiber groups having a fiber diameter exceeding 15 ⁇ m. For this reason, the number average fiber diameter in the whole nonwoven fabric becomes small.
  • the fiber diameter and the number of fibers of the first fiber group and the second fiber group so that the number average fiber diameter of the entire fibers constituting the nonwoven fabric falls within this range, low pressure loss and high collection efficiency can be achieved.
  • a compatible mixed nonwoven fabric can be obtained.
  • the number average fiber diameter of the entire fibers constituting the mixed fiber nonwoven fabric is larger than this value, the specific surface area of the fiber decreases, and particularly when the mixed fiber nonwoven fabric has a low basis weight, sufficient collection efficiency is obtained. I can't. Further, when the number average fiber diameter is smaller than this range, the pressure loss increases.
  • the second fiber group is composed of a polyolefin resin component B. Since the second fiber group contains the polyolefin resin component B having a low melting point, the first fiber group can be efficiently contained in a sheet shape, so that high collection efficiency is obtained. As long as the 2nd fiber group contains polyolefin resin component B in a part of fiber, it may contain other components in the range which does not lose the effect of the present invention.
  • a polyolefin resin component B is used as a core and a composite fiber using another resin component as a sheath, or a polyolefin resin component B is used as a sheath, and another resin component is used as a core.
  • a composite fiber may be used. In the former case, at least an effect of suppressing fiber deformation can be obtained as an effect of the second fiber group. In the latter case, at least an effect of suppressing fusion between fibers can be obtained as an effect of the second fiber group.
  • the composite shape in addition to the core-sheath type, other known composite forms including a composite form such as a side-by-side type, an eccentric core-sheath type, and a sea-island type can be used.
  • the cross-sectional shape of the second fiber group can take an arbitrary shape, and may be a triangular shape, a Y shape, a flat shape, a multileaf shape, a flat shape, or the like in addition to the round shape.
  • the ratio X / Y of the first fiber group X is preferably 50 times to 5000 times, more preferably 60 times the number Y of the second fiber group. It is ⁇ 1000 times, more preferably 90 times to 500 times.
  • the ratio of the number of fibers is the average value of the ratio of the number of fibers passing through the cross section of the mixed nonwoven fabric when taking two cross sections perpendicular to each other and perpendicular to each other. It can be obtained by measuring.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention can increase the specific surface area of the nonwoven fabric while including very thick fibers of 15 ⁇ m or more by taking the X / Y ratio as described above. Due to this effect, when the mixed nonwoven fabric of the present invention is used as a filter, high collection efficiency can be achieved. Further, the number of first fiber groups is extremely large compared to the number of second fiber groups, and the fiber diameter of the second fiber group is extremely large compared to the number average fiber diameter of the first fiber group. With a typical fiber configuration, the first fiber group can occupy most of the surface area of the mixed nonwoven fabric.
  • the nonwoven fabric as a whole may have high chargeability and charge retention. it can.
  • the number of the first fiber groups relative to the number of the second fiber groups is less than the above value, the desired high collection efficiency cannot be obtained, and the performance degradation is particularly remarkable during the charging process.
  • various methods can be used as a method for discriminating both fibers.
  • fiber components can be analyzed using techniques that can analyze the material distribution in various microregions, such as micro-Raman spectroscopy, micro-infrared spectroscopy, electron beam microanalyzer, or time-of-flight secondary ion mass spectrometry.
  • a method of measuring while determining may be used.
  • the blended nonwoven fabric of the present invention in order to confirm the difference in the fiber diameter distribution between the second fiber group and the first fiber group, the blended nonwoven fabric is heat-treated at a temperature between the melting points of the two components, It is also possible to take a method in which the number average fiber diameter of the whole nonwoven fabric when the fibers are melted is compared with the average fiber diameter before heat treatment.
  • the basis weight of the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention is preferably 5 g / m 2 or more, more preferably 10 g / m 2 or more, and 15 g / m 2 or more when used as a filter medium for an air filter. Is a more preferred embodiment.
  • a mixed non-woven fabric having a basis weight that is too small may cause a problem in the transportability of the non-woven fabric during production because the strength decreases.
  • the basis weight of the mixed fiber nonwoven fabric is preferably 1000 g / m 2 or less, more preferably 200 g / m 2 or less, and 40 g / m 2 or less when used as a filter medium for an air filter. Is a more preferred embodiment.
  • a blended nonwoven fabric with a too large basis weight may be disadvantageous in terms of production cost.
  • the number of second fiber groups per unit cross-sectional length and basis weight is preferably 0.1 (lines ⁇ m 2 / g ⁇ mm) or more, more preferably 0.00. 2 (main ⁇ m 2 / g ⁇ mm) or more, more preferably 0.3 (main ⁇ m 2 / g ⁇ mm) or more.
  • the number of fibers per unit cross section and basis weight is defined by the following formula. If the number of second fiber groups per unit cross section / weight per unit area is too small, the effect of the second fiber groups may not be obtained over the entire surface of the nonwoven fabric.
  • the longitudinal elongation of the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention is preferably less than 30%, more preferably less than 20%.
  • a sheet having an elongation in the length direction larger than this value and easily stretched may be crushed by the process tension, resulting in an increase in pressure loss when used as a filter.
  • the blended nonwoven fabric of the present invention is preferably subjected to electrification treatment (electret treatment).
  • electrification treatment electrot treatment
  • a method for electretization a method of electretization by applying water to the nonwoven fabric and then drying it is preferably used to obtain a nonwoven fabric having high performance.
  • a method for imparting water to a mixed fiber nonwoven fabric a method of spraying a water jet or water droplet at a pressure sufficient to allow water to penetrate into the nonwoven fabric, or a mixed fiber nonwoven fabric after or while applying water
  • a water-soluble organic solvent such as isopropyl alcohol, ethyl alcohol and acetone
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention exhibits high collection efficiency suitable for the purpose of use as a filter medium.
  • the collection efficiency of 0.3 to 0.5 ⁇ m polystyrene particles in the air at a wind speed of 4.5 m / min is preferably 90% or more, and 99% or more. More preferably, it is 99.9% or more.
  • a mixed fiber nonwoven fabric having a collection efficiency of 99.9% or more can be suitably used as a filter medium for a high-precision air filter.
  • the collection efficiency correlates with the basis weight.
  • the collection efficiency corresponding to a basis weight of 10 g / m 2 calculated by the following formula is preferably 50% or more, more preferably 75% or more, and 90% or more. It is a more preferable embodiment.
  • the higher the collection efficiency corresponding to a basis weight of 10 g / m 2 the smaller the basis weight that achieves the target collection efficiency, which is advantageous in terms of cost.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention is characterized in that high collection efficiency can be achieved with low pressure loss.
  • the mixed fiber non-woven fabric of the present invention, QF value defined by the following equation is preferably at 0.10 Pa -1 or more, more preferably 0.15 Pa -1 or higher, 0.18Pa -1 or Is a more preferred embodiment. The larger the QF value, the same collection efficiency can be achieved with lower pressure loss.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention may be laminated with other sheets to form a laminated fiber nonwoven fabric.
  • a non-woven fabric sheet and a sheet having higher rigidity than the laminated sheet to improve product strength, or to use in combination with a sheet having functionalities such as deodorization and antibacterial.
  • the laminating method include a method of bonding two types of non-woven fabrics using an adhesive, and a method of laminating by a melt blow method on a non-woven fabric sheet produced by a production method other than the melt blow method.
  • a method of bonding two kinds of nonwoven fabrics there are a method of spraying a moisture-curable urethane resin by a spray method, a method of spraying a thermoplastic resin and a heat-bonding fiber, and bonding them through a heat path.
  • the main use of the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention is a mixed fiber nonwoven fabric used for a filter, a laminating method that causes an increase in pressure loss is not preferable.
  • the spray method using a moisture curable urethane resin is a preferable method because it can be bonded without pressing two nonwoven fabrics, and thus the increase in pressure loss at the time of bonding is small.
  • a mixed fiber nonwoven fabric having low pressure loss and high collection efficiency can be obtained, and this mixed fiber nonwoven fabric can be suitably used as a filter medium, particularly for an air filter.
  • the mixed fiber nonwoven fabric of the present invention can be suitably used as a filter medium.
  • This filter medium is suitable for high-performance applications of air filters in general, especially air-conditioning filters, air purifier filters, and automobile cabin filters, but the application range is not limited thereto.
  • volume ratio of fiber The volume ratio of the fiber composed of the polyolefin resin component A and the fiber composed of the polyolefin resin component B was calculated by the following formula using the obtained fiber diameter value.
  • the volume is calculated on the assumption that the length of the fiber included in each fiber group is constant ( ⁇ ).
  • the QF value that serves as an index of filtration performance is calculated by the following equation using the collection efficiency and pressure loss. The lower the pressure loss and the higher the collection efficiency, the higher the QF value, indicating better filtration performance.
  • Collection efficiency and pressure loss Measurement samples of length ⁇ width 15 cm ⁇ 15 cm were collected at five places in the longitudinal direction of the mixed fiber nonwoven fabric, and each sample was measured with a collection efficiency measuring device shown in FIG.
  • a dust storage box 2 is connected to an upstream side of a sample holder 1 for setting a measurement sample M, and a flow meter 3, a flow rate adjusting valve 4 and a blower 5 are connected to a downstream side.
  • a particle counter 6 is used for the sample holder 1, and the number of dusts on the upstream side and the number of dusts on the downstream side of the measurement sample M can be measured via the switching cock 7.
  • the sample holder 1 includes a pressure gauge 8 and can read a static pressure difference between the upstream and downstream of the measurement sample M.
  • a 0.309 U 10% polystyrene solution (manufacturer: Nacalai Tesque) is diluted 200 times with distilled water and filled in the dust storage box 2.
  • the measurement sample M is set in the sample holder 1, the air volume is adjusted by the flow rate adjusting valve 4 so that the filter passing speed is 4.5 m / min, and the dust concentration is 10,000 to 40,000 pieces / 2.83.
  • ⁇ 10 ⁇ 4 m 3 (0.01 ft 3 ) is stabilized, and the number of dusts D upstream of the measurement sample M and the number of dusts d downstream of the measurement sample M are set to one by a particle counter 6 (manufactured by Rion, KC-01B).
  • Collection efficiency (%) [1- (d / D)] ⁇ 100 However, d: Total number of downstream dust measured three times D: Total number of upstream dust measured three times.
  • the pressure loss was obtained by reading the static pressure difference between the upstream and downstream of the sample M at the time of measuring the collection efficiency with the pressure gauge 8. The average value of the five measurement samples was taken as the final pressure loss.
  • Example 1 As a polyolefin resin component A, 1 mass of “Kimasorb” (registered trademark) 944 (manufactured by BASF Japan Ltd.) is added to a polypropylene (PP) resin having an MFR of 860 g / 10 min at a temperature of 230 ° C. and a load of 21.18 N. % Polyolefin resin component B “Wintech” (registered trademark) WMG03 (propylene / ethylene random copolymer, MFR at 230 ° C.
  • PP polypropylene
  • melt blow nozzle for mixed fiber spinning having two extruders and a gear pump and two types of discharges a and b (a hole diameter: 0.25 mm, b hole diameter: 0.6 mm, a hole depth: 2.5 mm, b hole depth: 3.5 mm, a hole number: 95 holes, b hole number: 20 holes, base width 150 mm, aa hole Pitch: 1 mm, ab hole pitch: 2 mm, hole arrangement: 5 a holes are inserted between b holes and arranged in a line), compressed air generator and air heater, collection conveyor, and winder A melt blown nonwoven fabric was produced using an apparatus comprising:
  • the resin pellets of the polyolefin resin component A and the resin pellets of the polyolefin resin component B are respectively charged and melted by heating at a temperature of 265 ° C., and the gear pump is connected to the polyolefin resin component A.
  • the mass ratio (%) of the polyolefin resin component B is set to 6: 4, and the above polyolefin resin component A and polyolefin resin component B are respectively mixed with a hole and b of the melt blow nozzle for mixed fiber spinning. It led to the hole and discharged at a nozzle temperature of 265 ° C. with a single hole discharge amount of 0.15 g / min / hole and 0.48 g / min / hole, respectively.
  • the discharged polymer was thinned with pressurized air at a pressure of 0.10 MPa and a temperature of 285 ° C., and sprayed onto a collecting conveyor installed at a distance of 20 cm from the die discharge hole to form a sheet.
  • the collection conveyor speed was adjusted to obtain a mixed nonwoven fabric with a basis weight of 30 g / m 2 .
  • the number average fiber diameter of the entire mixed nonwoven fabric was measured from the mixed nonwoven fabric obtained in Example 1, and is shown in Table 1. Moreover, the number of fibers per unit cross-sectional length of the entire mixed fiber nonwoven fabric was measured.
  • Example 1 the mixed fiber nonwoven fabric obtained in Example 1 is heat-treated at a temperature between the melting points of the polyolefin resin component A and the polyolefin resin component B, thereby melting the fibers composed of the polyolefin resin component B. It was.
  • the number average fiber diameter of this mixed fiber nonwoven fabric was measured, and the number average fiber diameter of the first fiber group was shown in Table 1.
  • the fiber number of the 1st fiber group per unit cross-sectional length was measured.
  • each fiber diameter section take the difference between the number of fibers per unit cross-sectional length of the whole mixed non-woven fabric before heat treatment and the number of fibers of the first fiber group per unit cross-sectional length after heat treatment, from the polyolefin resin component B Calculated as the number of fibers per unit cross-sectional length of the fibers, and the number of fibers per unit cross-sectional length of the second fiber group consisting of polyolefin resin component B and each fiber diameter of 15 to 100 ⁇ m. It was shown in Table 1 together with the volume ratio of the fibers composed of the resin based resin component A and the fibers composed of the polyolefin based resin component B.
  • Example 1 the number of fluff contained in the nonwoven fabric surface 10 cm ⁇ 10 cm corresponding to the side opposite to the surface landed on the collecting conveyor was measured, and five measurement samples were measured.
  • the number of cotton wool was calculated from the average value of the values shown in Table 1.
  • Example 1 the mixed fiber nonwoven fabric obtained in Example 1 was impregnated with a mixed aqueous solution having a component weight ratio of pure water and isopropyl alcohol of 70:30, and then naturally dried to obtain an electret melt blown mixed fiber nonwoven fabric. Obtained.
  • the characteristic values of this electret meltblown mixed nonwoven fabric were measured and are shown in Table 1.
  • Example 2 The mass ratio (%) between the polyolefin resin component A and the polyolefin resin component B was 55:45, the single hole discharge rate of the hole b was 0.60 g / min, and the pressure of the pressurized air was 0.13 MPa. Except for the above, a mixed fiber nonwoven fabric was produced by the same method as in Example 1. With respect to the nonwoven fabric obtained in Example 2, various characteristic values were measured by the same method as in Example 1, and are shown in Table 1.
  • Example 3 As a blended fiber spinning die, a die having a hole arrangement in which two a holes are inserted between b holes, the mass ratio (%) of the polyolefin resin component A to the polyolefin resin component B is 33:67, A nonwoven fabric was produced in the same manner as in Example 1 except that the single-hole discharge rate of a was 0.60 g / min / hole, and the pressure of the pressurized air was 0.19 MPa. With respect to the mixed fiber nonwoven fabric obtained in Example 3, various characteristic values were measured by the same method as in Example 1, and are shown in Table 1.
  • Example 4 As the polyolefin resin component B, “Prime Polypro” (registered trademark) J229E manufactured by Prime Polymer Co., Ltd. (propylene / ethylene random copolymer, MFR at a temperature of 230 ° C. is 50 g / 10 min, melting point: 155 ° C.), The mass ratio (%) between the polyolefin resin component A and the resin component B is 54:46, the single hole discharge rate of the hole a is 0.15 g / min / hole, and the single hole discharge amount of the hole b is 0.60 g / The nonwoven fabric was manufactured by the same method as Example 3 except having set it as min and the pressure of pressurized air was 0.13 MPa. Various characteristic values of the mixed fiber nonwoven fabric obtained in Example 4 were measured by the same method as in Example 1, and are shown in Table 1.
  • Example 5 The mass ratio (%) between the polyolefin resin component A and the polyolefin resin component B is 61:39, the single hole discharge rate of the hole a is 0.47 g / min / hole, and the single hole discharge amount of the hole b is 0.
  • a mixed fiber nonwoven fabric was produced by the same method as in Example 3 except that the pressure was 60 g / min and the pressure of the pressurized air was 0.07 MPa. With respect to the nonwoven fabric obtained in Example 5, various characteristic values were measured by the same method as in Example 1, and are shown in Table 1.
  • Polyolefin resin component B is polypropylene resin (melting point: 163 ° C.) having an MFR of 60 g / 10 min at a temperature of 230 ° C. and a 21.18 N load condition, “Kimasorb” (registered trademark) 944 (manufactured by BASF Japan Ltd.) 1% by mass of polyolefin resin component A and resin component B are mass ratio (%) of 43:57, single hole discharge rate of hole b is 0.90 g / min / hole, and extrusion A mixed fiber nonwoven fabric was produced by the same method as in Example 1 except that the machine temperature was 280 ° C, the nozzle temperature was 280 ° C, the pressurized air pressure was 0.05 MPa, and the pressurized air temperature was 300 ° C. .
  • the cross section of the nonwoven fabric obtained in Comparative Example 1 was observed with a scanning electron microscope.
  • the fiber diameter of the ejection fiber group from the hole a was less than 10 ⁇ m
  • the fiber diameter of the ejection fiber group from the hole b was 10 ⁇ m. It was confirmed that the fiber diameter distribution was clearly different from the above. Based on this, the number average fiber diameter and the number of fibers were measured for a fiber group having a fiber diameter of less than 10 ⁇ m and a fiber group having a fiber diameter of 10 ⁇ m or more. Furthermore, after the mixed fiber nonwoven fabric obtained in Comparative Example 1 was electret-treated by the same method as in Example 1, characteristic values were measured and shown in Table 2.
  • the cross section of the nonwoven fabric obtained in Comparative Example 2 was observed with a scanning electron microscope.
  • the fiber diameters of the ejected fiber from the hole a and the ejected fiber from the hole b were close to each other, and it was impossible to determine which fiber was from the observation photograph. For this reason, the number average fiber diameters of the two types of fibers could not be measured respectively. Further, no fiber having a fiber diameter exceeding 15 ⁇ m was observed.
  • the mixed fiber nonwoven fabric obtained in Comparative Example 2 was electret-treated by the same method as in Example 1, and the characteristic values were measured and shown in Table 2.
  • Example 1 a mixed fiber obtained by adjusting two types of raw materials, discharge amount, pressurized air pressure, nozzle temperature, and the like using a mixed fiber melt blow spinning facility.
  • the non-woven fabric contained a first group of fibers made of polypropylene resin and having a number average fiber diameter of 1.6 ⁇ m as the first group of fibers. Further, this mixed fiber non-woven fabric is composed of a polyolefin resin having a melting point of 21 ° C. lower than that of the polypropylene resin as a second fiber group in the fiber comprising the polypropylene resin component B, and the single fiber diameter is 15 to 100 ⁇ m.
  • the mixed fiber nonwoven fabric exhibited a high collection efficiency exceeding 99.97% while being subjected to a charging treatment with low pressure loss.
  • Example 3 even when the composition of the spinneret and the composition ratio of the polymer were changed, high collection efficiency was exhibited with low pressure loss. In Example 4, even when the type of polymer used was changed, a high collection efficiency was exhibited with a low pressure loss.
  • These mixed fiber nonwoven fabrics exhibiting a high QF value can be suitably used as filter media for HEPA filters. Further, in Example 5, a mixed fiber nonwoven fabric having an extremely high QF value as an index of filter performance was obtained by changing conditions such as the composition of the spinneret and the composition ratio of the polymer.
  • the nonwoven fabric shown in Comparative Example 1 has a fiber group composed of fibers having a fiber diameter of 15 ⁇ m to 100 ⁇ m and 5 times larger than the number average fiber diameter of the polypropylene fiber group. It did not contain any component having a melting point 5 to 40 ° C. lower than that of polypropylene. For this reason, compared with the mixed fiber nonwoven fabric shown by Example 2 which consists of a structure with a near fiber diameter, the number of the fluff increased and it became the low collection efficiency.
  • the mixed fiber nonwoven fabric shown in Comparative Example 2 did not contain fibers having a fiber diameter of 15 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less in the nonwoven fabric, and did not contain a resin component having a melting point 5 to 40 ° C. lower than that of polypropylene. For this reason, sufficient collection efficiency could not be achieved.
  • the mixed nonwoven fabric shown in Comparative Example 3 did not contain a predetermined amount of fibers having a fiber diameter of 15 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less in the nonwoven fabric. Further, it did not contain a resin component having a melting point 5 to 40 ° C. lower than that of polypropylene. For this reason, sufficient collection efficiency could not be achieved, and high pressure loss was exhibited.
  • the mixed nonwoven fabric shown in Comparative Example 4 did not contain a predetermined amount of fibers having a fiber diameter of 15 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less in the nonwoven fabric. For this reason, sufficient collection efficiency could not be achieved, and high pressure loss was exhibited.
  • the fiber diameters of the fine fibers and the thick fibers and the components of the respective fibers are specified so that the pressure loss is low. Furthermore, a mixed fiber nonwoven fabric excellent in collection efficiency could be obtained.

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Abstract

本発明は、圧損が低いうえに捕集効率に優れる混繊不織布、特にエアフィルターに好適に用いることができる混繊不織布を提供する。本発明の混繊不織布は、少なくとも2種類のポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維とポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維で構成されてなる混繊不織布であって、前記ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる第1の繊維群の数平均繊維径が0.3~7.0μmであり、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維のうち、前記第1の繊維群の数平均繊維径よりも各々の繊維径が5倍以上大きく、かつ各々の繊維径が15~100μmである繊維からなる第2の繊維群が、繊維の形態を保持した状態で混繊不織布の断面中に、断面長1mmあたり7.0本以上含まれており、かつ、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bの融点が前記ポリオレフィン系樹脂成分Aよりも5~40℃低く、前記混繊不織布全体の数平均繊維径が0.3~10μmである混繊不織布である。

Description

混繊不織布およびその製造方法
 本発明は、主にエアフィルターの濾材として好適に用いられる、互いに異なる2種類のポリマーからなる繊維群を含む混繊不織布とその製造方法に関するものである。
 近年、大気汚染や感染症の流行が問題となる中で、健康的な生活を送りたいというニーズから、空気清浄機や自動車用キャビンフィルター等の濾材の需要が高まっている。これらの用途に共通して用いられているのが、不織布等で構成されるエアフィルター濾材によって、空気中の塵埃を除去する技術である。そして、これらのエアフィルター濾材には、高い捕集効率が求められている。
 不織布を用いた濾材において、高い捕集効率を達成する方法としては、不織布を構成する繊維の細繊度化を進める技術が提案されている(特許文献1参照。)。しかしながら、この提案の方法では、濾過精度の向上とともに、濾材の圧力損失(以下、圧損と称する。)が増大し、このように圧損が大きくなると、空気清浄や濾過に必要なエネルギーが増大するという課題があった。
 そして、この課題の解決方法として、繊維に帯電処理を施す方法が広く知られている。帯電処理は、エレクトレット処理とも呼ばれ、特に空気中の微小粒子の捕集効率を高める上で極めて効果的な手法である(特許文献2、特許文献3および特許文献4参照。)。これらの技術によって、捕集効率を飛躍的に向上させることができる。しかしながら、フィルターの低圧損化への要求は年々高まっており、さらなる低圧損化を達成する技術が求められていた。
 さらに、このような低圧損化を進めるための技術として、互いに異なる繊維径を持つ2種類以上の帯電繊維を混合した不織布を濾材として用いる方法が提案されている(特許文献5、特許文献6および特許文献7参照。)。また、帯電繊維以外についても、繊維径が互いに異なる繊維を組み合わせることにより、フィルター性能を向上させる提案がなれている(特許文献8および特許文献9参照。)。これらの提案の中でも、上記の特許文献7の提案においては、繊維径が10μm以下の極細繊維と、繊維径が10μmを超えるより大きいサイズの繊維とを混合したメルトブロー不織布を、マスクやフィルターに用いる上で、不織布としての好適なシート成形性と通気性を持つとしている。
 また、複数の素材成分からなる混繊メルトブロー不織布を製造する方法が、各種知られている。フィルター用途を目的とした例としては、融点差のある繊維を混繊し、一方の繊維を融解させることによって不織布の耐久性を高める方法が提案されている(特許文献10参照。)。
 また別に、フィルター用途を主目的としたものではないが、同様の製造方法を用いている例として、エラストマーからなる繊維を混繊することによって、不織布の伸縮性や風合いを改善する提案が挙げられる(特許文献12、特許文献13および特許文献14参照。)。
特開2002-201560号公報 特開昭63-280408号公報 特表平09-501604号公報 特開2002-249978号公報 特開平02-104765号公報 特表2010-511488号公報 特表2009-545682号公報 米国特許第5783011号明細書 特開平11-131353号公報 特開平07-082649号公報 特開2006-112025号公報 特開2005-171456号公報 特開平06-093551号公報
 上記のとおり、特許文献7に示されている提案では、繊維径が10μm以下の細繊維と、10μmより繊維径の大きい繊維を混合することによって、高いフィルター性能を達成できるとされている。しかしながら、このような太い繊維を含む不織布は、目的とする捕集効率を得るために、相対的に大きい目付が必要となる。そのため、特に高精度フィルター濾材を製造する際に、コストが増大するという課題があった。
 そこで小さい目付の不織布とし、目的とする捕集効率を達成する方法として、混繊に用いられる細繊維の繊維径を、特許文献7に開示されている例よりも、さらに小さくする方法が考えられる。しかしながら、低目付で高い捕集効率を達成し得るような極細繊維は、製造に困難が伴う場合が多い。例えば、メルトブロー法を用いて、極細繊維を含む不織布を得ようとする場合、紡糸された極細繊維がフライと呼ばれる繊維塊となって空中に浮遊し、品位の良い不織布シートが得られないという課題があった。
 また、上記の特許文献12、特許文献13および特許文献14に示されている多成分混繊メルトブロー不織布に関する提案においても、繊維径が10μmを超える極太繊維を含む異繊度混繊不織布において、フライの発生を抑制した状態で、不織布シートを得る方法については、記載されていなかった。
 また、上記の特許文献10には、低融点繊維を混繊したあと、加熱処理することによって、低融点繊維を溶融して接着し、フィルターの強度を向上させる方法について記載されている。しかしながら、この方法を用いた場合、フィルターを構成する繊維間の融着が大きくなり、不織布の比表面積が小さくなる。このため、特に帯電フィルターとして使用したときに、捕集効率が低下するという課題があった。
 さらに、エレクトレットフィルターとして用いられるメルトブロー不織布に、帯電性と電荷保持性の低い異種ポリマーからなる繊維を混繊した場合、不織布全体としての帯電性能が低下し、高い捕集効率を達成できないという課題があった。
 そこで本発明の目的は、低い目付であっても高い捕集効率を持ち、さらに圧損を低く抑えた、特にエアフィルターの濾材として好適に用いることのできる、濾材としての性能とシート品位とのバランスの取れた混繊不織布を提供することにある。
 また、本発明の他の目的は、濾材性能に優れ、生産性の高い混繊不織布の製造方法を提供することにある。
 本発明者らは、鋭意研究の結果、適切な原料種と、繊維径および繊維本数の割合を選択することによって、前記の課題を解決し得る混繊不織布が得られることを見出した。
 すなわち、本発明の混繊不織布は、少なくとも2種類のポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維とポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維を含む繊維群で構成されてなる混繊不織布であって、前記ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維を第1の繊維群と定義するとき、前記第1の繊維群の数平均繊維径が0.3~7.0μmであり、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維のうち、前記第1の繊維群の数平均繊維径よりも各々の繊維径が5倍以上大きく、かつ各々の繊維径が15~100μmである繊維からなる群を第2の繊維群として定義するとき、前記第2の繊維群が、繊維の形態を保持した状態で混繊不織布の断面中に、断面長1mmあたり7.0本以上含まれており、かつ、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bの融点が前記ポリオレフィン系樹脂成分Aよりも5~40℃低く、前記混繊不織布全体の数平均繊維径が0.3~10μmであることを特徴とする混繊不織布である。
 本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記の第1の繊維群の本数Xと前記の第2の繊維群の本数Yの比X/Yは、50~5000の範囲である。
 本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記の混繊不織布は混繊メルトブロー法によって製造された混繊不織布である。
 ここで、混繊メルトブロー法とは、米国特許第3981650号明細書に記載された、一つの紡糸口金に同一もしくは異種の樹脂が流れ出す紡糸孔が一列で並んだ構造の紡糸口金を用い、第1の繊維群を構成する樹脂と第2の繊維群を構成する樹脂をそれぞれ別々の押出機とギヤポンプを用いて、溶融・混練・計量した後、別々の紡糸孔から吐出し、第1の繊維群と第2の繊維群を均一に混合しながら不織布を形成するメルトブロー法をいう。
 本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記のポリオレフィン成分Aは、ポリプロピレンホモポリマーである。
 本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記のポリオレフィン成分Bは、プロピレン-エチレン共重合体である。
 本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記の混繊不織布は帯電処理されていることである。
 本発明の混繊不織布の好ましい態様によれば、前記のポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維と前記のポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の体積割合A:Bは、20:80~90:10の範囲にあることである。
 本発明においては、前記の混繊不織布を少なくとも1層含有する積層シートとすることができ、また、前記の混繊不織布または前記の積層シートを含むフィルターとすることができる。
 また、本発明の混繊不織布の製造方法は、2種類の異なるポリオレフィン系樹脂成分Aおよびポリオレフィン系樹脂成分Bを、同一ダイに設けられた別々の吐出孔から吐出して混繊不織布を製造する方法であって、前記ポリオレフィン系樹脂成分Aの融点が、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bの融点よりも5~40℃高く、かつ、前記ポリオレフィン系樹脂成分Aのメルトフローレートが、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bのメルトフローレートよりも5~100倍高く、前記ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維の見かけの紡糸速度が、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の見かけの紡糸速度に比べ、20~500倍早いことを特徴とする混繊不織布の製造方法である。
 本発明によれば、小さい目付で高い捕集効率を示しながら圧損を低く抑えた混繊不織布、およびその混繊不織布からなる、かかる性能を備えたフィルターが得られる。本発明によって得られる混繊不織布は、高い捕集効率を示すため、フィルターとして用いたときに高い微粒子の除去性能を有する。また、本発明の混繊不織布によれば、圧損が低く抑えられているため、濾過装置をより小さいエネルギーで運転することができ、また、これらの性能を小さい目付によって達成することができるため、濾材の製造コストを小さくすることができる。
 また、本発明の別の効果としては、小さい目付で高い捕集効率を示しながら圧損を低く抑えた混繊不織布を、単一の工程にて得ることができる。例えば、複数の工程を必要としないため、生産性を高め、濾材の製造コストを小さくすることができる。
図1は、混繊不織布の捕集効率および圧損の測定する概略フローを説明するための捕集効率測定装置を示す概略側面図である。
 次に、本発明の混繊不織布の実施の形態について説明する。
 本発明の混繊不織布は、少なくとも2種類の繊維を含む繊維群からなる不織布であって、第1の繊維群はポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維によって構成されており、第2の繊維群はポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維によって構成されている。
 本発明の混繊不織布を構成する第1の繊維群および第2の繊維群は、上記のとおり、いずれもポリオレフィン系樹脂成分によって構成される。ここでポリオレフィン系樹脂とは、脂肪族不飽和炭化水素化合物を繰り返し単位として重合された高分子化合物からなる熱可塑性樹脂を指す。ポリオレフィン系樹脂は、体積抵抗率が高く、また吸湿性が低いため、繊維化したときの帯電性および電荷保持性が強い。本発明の混繊不織布は、この効果によって、高い捕集効率を達成することができる。
 ポリオレフィン系樹脂成分Aとして用いられる樹脂の種類としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンおよびポリメチルペンテン等のホモポリマーなどが挙げられる。また、これらのホモポリマーに異なる成分を共重合したコポリマーや、異なる2種以上のポリマーブレンドを用いても良い。これらの中でも、帯電保持性の観点から、ポリプロピレンおよびポリメチルペンテンが好ましく用いられる。また、安価に利用できるという観点から、ポリプロピレンがさらに好ましく用いられる。
 本発明で用いられる第一の繊維群を構成する、ポリオレフィン系樹脂成分Aは、極細繊維を紡糸し易いように、メルトフローレート(MFR)の大きい成分を用いることが好ましい。230℃の温度で21.18N荷重条件におけるMFRの値は、例えば、200g/10min以上のものを用いることが好ましく、より好ましくは500g/10min以上である。MFRがこの値よりも大きい原料を使用することによって、繊維を細化することが容易となり、目的とする繊維径範囲の繊維を好ましく得ることができる。また、MFRの上限値としては、2000g/10minであることが好ましい。MFRがこの値を超えると、紡糸時の溶融粘度が低くなりすぎるため、ショットと呼ばれるポリマー塊状欠点が多発しやすくなる等、紡糸性に問題が発生する場合がある。
 原料のMFRは、一般にポリマーの分子量によって変化する。分子量が大きければMFRが小さく、分子量が小さければMFRが大きくなる。所望のMFRの原料を得るための方法としては、分子量の小さいポリマーを直接重合してもよく、事前に分子量の大きいポリマーを重合し、その後の工程にて減性剤を反応させることによって分子量を低下させ、所望の範囲のものを得てもよい。また、高分子量のポリマーチップに未反応の減性剤を添加し、溶融紡糸時に反応させ、分子量を低下させるプロセスであってもよい。
 本発明の混繊不織布を構成する第2の繊維群は、ポリオレフィン系樹脂成分Aよりも融点が5~40℃低いポリオレフィン系樹脂成分Bで構成されている。ポリオレフィン系樹脂成分Aとポリオレフィン系樹脂成分Bの融点差は、好ましくは10~35℃であり、より好ましくは15~30℃である。
 本発明の混繊不織布では、上述の融点差を持つ2種類のポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維とポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維を混繊することによって、高い捕集効率を達成することができる。このメカニズムは明らかではないが、次のように推定される。
 すなわち、本発明の混繊不織布をメルトブロー法によって製造する場合、単繊維繊度が比較的細く高融点であり、固化が早い第1の繊維群を、単繊維径が太く低融点であり、半溶融状態の第2の繊維群が、絡め取りながらシート化されるため、フライの発生が抑制され、結果として単繊維繊度の細い繊維を多く含む、捕集効率の高い混繊不織布が得られる。
 フライは、細繊維が多い紡糸条件で発生しやすく、これは口金から吐出された繊維が細繊維であるほど繊維がもつ熱量が少なく比較的早く固化されるため、繊維間融着が減少するためである。このような紡糸条件としては、例えば、紡糸温度を高くしたり、吐出量を少なくしたり、高温加圧空気の圧力を大きくしたりすることが挙げられる。
 また、フライ発生が多いと、不織布表面に付着する束状の繊維ロープ(風綿)が多くなり、風綿が多く付着した不織布は表面外観の点から好ましくない態様である。特に、捕集コンベアに接する側の不織布表面は、繊維間融着が比較的進みやすく風綿は発生しにくいが、その反対の不織布表面(捕集コンベアに直接接しない面)は、比較的繊維間融着が進みにくく、かつ繊維を噴射させた高温加圧空気の影響により繊維が吹き流れやすく、風綿が発生しやすい。
 本発明の混繊不織布は、10cm×10cmあたりの風綿の数が5個以下であることが好ましく、さらに好ましくは2個以下である。ここでいう風綿とは、不織布表面から手で簡単に剥ぎ取るとこが可能であり、長さが1cm以上である束状となった繊維のことをいう。当業者であれば、風綿の有無を容易に確認することができる。
 ポリオレフィン系樹脂成分Aおよびポリオレフィン系樹脂成分Bの融点差が5℃よりも小さい場合、絡め取りの効果が得られないため、細繊維を多く含む混繊不織布が得られず、捕集効率が低下する。一方、融点差が40℃より大きい場合、繊維間融着が強くなりすぎるため、フィルムライクとなり捕集効率が低下し圧損が上昇する。また、ポリオレフィン系樹脂成分AおよびBの融点が低すぎる場合には、混繊不織布全体の耐熱性が低下するため、実用上の問題が生じ得る。好ましいポリオレフィン系樹脂成分AおよびBの融点は100℃以上であり、より好ましくは120℃以上であり、さらに好ましくは130℃以上である。
 ポリオレフィン系樹脂成分AおよびBの融点の上限値に特に制限は無いが、230℃以下であることが好ましく、200℃以下であることがより好ましく、180℃以下であることがさらに好ましい。融点のこの値よりも高い樹脂成分を使用する場合、溶融に必要なエネルギーが多くなる場合があり、経済的に不利となることがある。
 本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂成分Bとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンおよびポリメチルペンテン等のホモポリマーや、これらのポリマーに異なるオレフィン成分を共重合したコポリマーを使用することができる。特に、2種類以上のオレフィン成分を共重合したコポリマーを使用することが好ましい。コポリマーは、共重合成分の配合比や配列の制御によって、様々な融点のポリマーを得ることができる。結果として、本発明の目的とする低圧損・高捕集効率の達成がより容易になる。
 また、望ましい融点が得やすいという観点から、コポリマーの中でも、ポリプロピレン系のコポリマーであることが好ましく、プロピレン成分とエチレン成分を共重合した、プロピレンーエチレン共重合体であることがさらに好ましい態様である。共重合成分には、本発明の効果を失わない範囲において、他のオレフィン成分やオレフィン以外の成分が含まれていても構わない。また、共重合形態としては、ランダム共重合、ブロック共重合等が挙げられるが、ランダム共重合体であることが、より好ましい態様である。
 また、本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂成分Bは、エラストマーでないことが好ましい。本発明の混繊不織布において、エラストマーを用いた場合、混繊不織布全体が伸縮性の高いものとなる。伸縮性の高い混繊不織布は、工程張力によって引き伸ばされたときに嵩が減少し、圧損が増大する場合がある。
 本発明において、ポリオレフィン系樹脂成分Bに使用されるポリマーとしては、必ずしも帯電保持性が高いものを使用する必要はない。また、帯電処理を行う場合には、帯電時の捕集効率向上の観点から、疎水性のポリマーであることが好ましい。
 本発明の混繊不織布を製造するにあたり、特に第1の繊維群と第2の繊維群を同一口金から紡糸する場合には、ポリオレフィン系樹脂成分Bとして、紡糸口金温度における溶融粘度が、ポリオレフィン系樹脂成分Aの溶融粘度よりも大きい樹脂を使用することが好ましい。具体的には、230℃の温度で21.18N荷重条件におけるメルトフローレート(MFR)は200g/10min未満であることが好ましく、より好ましくは100g/10min未満である。ポリスチレン系樹脂成分Bに粘度の高い樹脂を用いることによって、数平均繊維径が0.3μm~7.0μmである極細繊維からなる混繊不織布中に、単繊維径が15μm~100μmである極太な第2の繊維群が混合された状態を達成し易くなる。
 ポリオレフィン系樹脂成分Bの好ましいMFRの下限値は、3g/10min以上であることが好ましく、5g/10min以上であることがより好ましく、10g/10min以上であることがさらに好ましい。ポリオレフィン系樹脂成分BのMFRがこの値よりも小さい場合、紡糸時の口金背圧が高くなり過ぎるため、ポリマー漏れや口金の変形等が発生する場合がある。
 本発明の混繊不織布を構成するポリオレフィン系樹脂成分Aのメルトフローレートには、ポリオレフィン系樹脂成分Bのメルトフローレートよりも、5~100倍高いものを用いることが好ましく、より好ましくは10~50倍高いものを用いることである。
 ここで、メルトフローレートは、上記のように、230℃の温度で21.18N荷重条件における条件で測定した値をいう。このような、メルトフローレートの大きく異なる原料を使用することによって、本発明の混繊不織布を構成する、単繊維径の大きくことなる2種類の繊維群を同時に得ることが可能となる。
 本発明の混繊不織布を構成するポリオレフィン系樹脂成分Aおよびポリオレフィン系樹脂成分Bのどちらか一方に、もしくは両方に、帯電性、耐候性、熱安定性、機械的特性、着色、表面特性、またはその他の特性を強化・改良するために添加剤を加えても良い。特に、混繊不織布に帯電処理を行う場合には、帯電性を強化する目的で、エレクトレット添加剤を含むことが好ましい態様である。
 特に、エレクトレット添加剤として、ヒンダードアミン系化合物およびトリアジン系化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種が含まれていることが好ましい。
 ヒンダードアミン系化合物としては、ポリ[(6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)イミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル)((2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ)ヘキサメチレン((2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ)](BASF・ジャパン社製、“キマソーブ”(登録商標)944LD)、コハク酸ジメチル-1-(2-ヒドロキシエチル)-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン重縮合物(BASF・ジャパン社製、“チヌビン”(登録商標)622LD)、および2-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2-n-ブチルマロン酸ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)(BASF・ジャパン社製、および“チヌビン”(登録商標)144)などが挙げられる。
 また、トリアジン系化合物としては、前述のポリ[(6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)イミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル)((2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ)ヘキサメチレン((2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ)](BASF・ジャパン社製、“キマソーブ”(登録商標)944LD)、および2-(4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-5-((ヘキシル)オキシ)-フェノール(BASF・ジャパン社製、および“チヌビン”(登録商標)1577FF)などを挙げることができる。
 これらのエレクトレット添加剤の中でも、特にヒンダードアミン系化合物が好ましく用いられる。
 ヒンダードアミン系化合物および/またはトリアジン系化合物の含有量は、混繊不織布全質量に対して0.1~5.0質量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは0.5~3質量%の範囲であり、さらに好ましくは0.8~2.0質量%の範囲である。また、これらのヒンダードアミン系化合物やトリアジン系化合物を、不織布もしくは繊維表面に付着させるなどの場合は、不織布全質量に対して0.1~5.0質量%の範囲で付着させることが好ましい。
 また、本発明の混繊維不織布には、上記の化合物の他に、熱安定剤、耐候剤および重合禁止剤等の一般にエレクトレット加工品の不織布に使用されている通常の添加剤を添加してもよい。
 本発明の混繊不織布における、好ましいポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維とポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の体積比A:Bは、20:80~90:10である。体積比A:Bは、より好ましくは30:70~80:20であり、さらに好ましくは40:60~70:30である。
 本発明で用いられる第1の繊維群を構成するポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維の体積比(vol%)が20よりも少ない場合、混繊不織布中の繊維表面積が小さくなり、目的とする高い捕集効率を達成することが難しいことがある。また、本発明の第2の繊維群の少なくとも一部を構成するポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の体積比(vol%)が10よりも少ない場合、ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の存在による捕集効率の向上効果を十分に得られないため、目的とする高捕集を達成することが難しいことがある。また、本発明の混繊不織布には、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリオレフィン系樹脂成分AおよびB以外の成分が含まれていても構わない。例えば、混繊不織布にプリーツ可能な剛性や、強度を付与する等の目的で、成分Aよりもさらに高融点な成分Cからなる繊維が含まれていても構わない。
 次に、本発明の混繊不織布の製造方法について説明する。
 本発明の混繊不織布の製造方法としては、例えば、メルトブロー法、スパンボンド法、エレクトロスピニング法、および別個に製造された短繊維もしくは長繊維を交絡もしくは混合後、必要に応じて接着する方法などが挙げられる。また、第1の繊維群と第2の繊維群を製造する工程が必ずしも同一種類である必要はない。例えば、第1の繊維群をエレクトロスピニング法によって紡糸し、第2の繊維群をメルトブロー法によって紡糸する方法や、第1の繊維群をメルトブロー法によって紡糸し、第2の繊維群をスパンボンド法で紡糸する方法、第1の繊維群をメルトブロー法で紡糸し、第2の繊維群として別個に製造された短繊維を吹き込むことによって混合する方法など、2種類以上の方法を組み合わせることもできる。
 これらの方法の中でも、複雑な工程を必要とせず、繊維径が5倍以上異なる繊維群を同時に紡糸製造することができるという観点から、メルトブロー法を用いることが好ましい態様である。メルトブロー法における紡糸条件としては、ポリマー吐出量、ノズル温度、加圧空気圧力および加圧空気温度等があるが、これら紡糸条件の最適化を行うことにより、所望の単繊維径と繊維本数割合を有する混繊不織布を得ることができる。
 具体的に好適には、(1)第1の繊維群の原料として溶融粘度の小さい原料を使用し、第2の繊維群の原料として溶融粘度の大きい原料を使用すること、(2)第1の繊維群の吐出孔からのポリマー単孔吐出量を小さくし、第2の繊維群の吐出孔からのポリマー単孔吐出量を大きく設定すること、および(3)第1の繊維群の吐出孔の数を第2の繊維群の吐出孔の数に比べて多くすること、を適宜組み合わせることにより、所望の繊維径と繊維本数割合を有する混繊不織布を得ることができる。
 本発明の混繊不織布を製造する設備としては、メルトブロー法を採用する場合の設備には、例えば、米国特許第3981650号明細書に記載されている、混繊メルトブロー法の紡糸口金を使用することができる。ここで得られる繊維ウェブでは、2種の繊維がより均一に混合される。
 また、例えば、特開平8-13309号公報に記載されているような、第1の繊維群と第2の繊維群を異なる紡糸口金によって紡糸し、混合させる方法を使用することもできる。また、別個に製造した第1の繊維群からなる不織布と第2の繊維群からなる不織布を積層し、その後ニードルパンチ等の交絡処理を施しても良い。単一の工程によって2種類の繊維がより均一に混合された不織布が得られることから、1つの紡糸口金に異種の樹脂が流れ出す紡糸孔が一列で並んだ構造の紡糸口金を使用する混繊メルトブロー法がより好ましい態様である。
 これらメルトブロー法による紡糸方法の中でも、細繊維と太繊維を同時に紡糸することにより、繊維の自己融着によるフライの抑制やシート強度の上昇の効果が得られやすい、混繊メルトブロー法がさらに好ましい。
 本発明の混繊不織布を混繊メルトブロー法によって製造する場合、第1の繊維群と第2の繊維群を吐出する口金の孔数(個)の比は、1:15~15:1であることが好ましく、より好ましくは1:1~11:1であり、さらに好ましくは2:1~7:1である。第1の繊維群の吐出孔の数が少ない場合、本発明が好ましいとする繊維本数の比を達成することが困難となる。また、第2の繊維群の吐出孔の数が、第1の繊維群の吐出孔の数に比べて少なすぎる場合、第1の繊維群を混繊不織布の平面上に均一に分散させることが困難となる。第1の繊維群の吐出孔と第2の繊維群の吐出孔を一列に配置する場合、2種の吐出孔は交互に配列しても良く、その代わりの所望の方法で配列しても良い。例えば、2種の吐出孔aとbを、abba、aabbbaa、aaaabbbaaaa、というような配列を取ることもできる。均一な不織布を得るという観点からは、2種の吐出孔が交互に配列されている形態が好ましい。また、必要に応じて、第1の繊維群および第2の繊維群以外の、第3の繊維の吐出孔を備えていてもよい。
 本発明の混繊不織布を、混繊メルトブロー法によって紡糸する場合、ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維の見かけの紡糸速度は、ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の見かけの紡糸速度に比べて、20~500倍速いことが好ましい。ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維の見かけの紡糸速度は、より好ましくは、25~200倍であり、さらに好ましくは、30~100倍である。
 同一の口金から紡糸速度の大きく異なる繊維を同時に吐出することによって、所望の繊維径と繊維本数割合を備えた混繊不織布を、単一のステップで得ることができる。見かけの紡糸速度の比がこれよりも小さい場合、所望の繊維径と繊維本数割合の達成には、2種のポリマーの吐出孔数の比を大きくする必要が生じ、混繊不織布中に2種の繊維を均一に分散させることが困難となることがある。
 上記の見かけの紡糸速度は、次の式で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、見かけ紡糸速度は、一般的な溶融紡糸で使用される紡糸速度の算出方法と同一であるが、繊維がメルトブロー法によって紡糸されている場合には、実際の紡糸速度とは必ずしも一致しない。これは、メルトブロー法では、溶融状態の吐出ポリマーが慣性によって引き伸ばされる現象が発生することによる。
 同一ダイから吐出される繊維において、見かけの紡糸速度の差を大きくすることは、使用する樹脂原料の溶融粘度の差を大きくすることによって達成される。本発明の混繊不織布においては、前述のように、ポリオレフィン系樹脂成分Aとして低粘度原料を用い、ポリオレフィン系樹脂成分Bとして高粘度原料を使用することが好ましい態様である。
 本発明の混繊不織布を、混繊メルトブロー法によって紡糸する場合、ポリオレフィン系樹脂成分Aの吐出孔aの孔径d(mm)はφ0.10~0.40mmであることが好ましく、より好ましくはφ0.15~0.30mmの範囲である。粘度の低いポリオレフィン系樹脂成分Aを用いて、目的とする繊維径の繊維を紡糸するとき、孔径daが前記の範囲よりも大きい場合、背圧が小さくなり、吐出が不安定になる場合がある。また、孔径daが前記の範囲よりも小さい場合、孔に異物詰まりなどが発生し、吐出が不安定になる場合がある。
 また、ポリオレフィン系樹脂成分Bの吐出孔bの孔径dは、φ0.40mm~1.2mmの範囲であることが好ましく、より好ましくはφ0.50~1.0mmの範囲である。
 粘度の高いポリオレフィン系樹脂成分Bを用いて、目的とする繊維径の繊維を紡糸するとき、孔径dが前記の値よりも小さい場合、背圧が高くなり過ぎるため、ポリマー漏れや口金の変形等が発生する場合がある。孔径dが前記の値よりも大きい場合、背圧が小さくなり、吐出が不安定になる場合がある。また、孔aの孔深度をl(mm)とし、孔bの孔深度をl(mm)としたとき、次式で定義されるXの値が、5.0以上である紡糸口金を用いることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ここで、Xの値は、両孔に同一のポリマーを同一量吐出量で吐出したときに生じる、吐出孔流路での圧損比に相当する。
 本発明の混繊不織布を紡糸する場合、低粘度原料を用いて繊維径の小さい繊維を、粘度の高い原料を用いて繊維径の大きい繊維を同時に紡糸する必要がある。前者の繊維を紡糸する上では、背圧不足による紡糸不安定化が、後者の繊維を紡糸する上では、背圧過剰によるポリマー漏れや口金変形等が問題となり易い。このような性質の大きく異なる繊維を、同時に紡糸するためには、Xの値を大きく設計した口金を用いることが好ましい。より好ましいXの値は10以上であり、さらに好ましくは20以上である。
 本発明の混繊不織布をメルトブロー法によって製造する場合、捕集距離(口金吐出孔とコレクタ間の距離、DCD)は、5cm~40cmの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは10cm~30cmである。
 捕集距離が大きくなった場合、紡糸された繊維同士の絡みあいが増え、フィルターとして有効に機能する繊維表面積が減少する。また、混繊不織布の目付斑も悪化するため、フィルター濾材としては不適となる。
 また、捕集距離を小さくとりすぎた場合、繊維の固化が十分に進まないままシート化することになるため、繊維間融着が増加し、繊維表面積の減少と圧損の上昇を招くことがある。
 コレクタの形態としては、例えば、ドラム方式、コンベア方式、特開2011-168903号公報に開示されているようなドラム・コンベアを組み合わせた方式、あるいは米国特許第5783011号明細書等に開示されているような円筒フィルター状のコレクタ等を用いることができる。
 本発明の混繊不織布は、少なくとも2種類の異なる繊維分布を持つ繊維が混合されてなることによって、高いフィルター性能を達成する。このメカニズムは明らかではないが、次のように推定される。
 2種類の繊維のうち、繊維径の小さい第1の繊維群は、本発明の混繊不織布において、捕集効率を向上させる機能を担う。また、繊維径の大きい第2の繊維群は、本発明の混繊不織布において、主に圧損を低減させる機能を担う。
 すなわち、繊維径の小さい第1の繊維群は、比表面積が大きいため粒子を繊維表面に効率よく捕集することができる。この第1の繊維群のネットワーク中に、繊維径の大きい第2の繊維群が混合されていることによって、第1の繊維群の間に大きい空隙が生成する。この繊維間空隙の存在によって、不織布の通気性が向上し、圧損が小さくなる。この効果をより効率よく発揮するためには、2種類の繊維が、不織布の厚み方向にわたって均一に混合された状態であることがより好ましい。
 本発明における数平均繊維径は、混繊不織布表面または断面の顕微鏡写真を撮影し、像中に存在する繊維の繊維径を計測し、その平均値を算出することによって得ることができる。
 本発明の混繊不織布は、第1の繊維群として、ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維の群を含むことが重要である。第1の繊維群の数平均繊維径は、0.3μm~7.0μmであり、好ましくは0.5μm~4.0μmであり、さらに好ましくは1.0μm~2.0μmの範囲である。数平均繊維径が大きい場合、繊維の比表面積が小さくなり、十分な粒子捕集能力を得られないことがある。第1の繊維群は、捕集効率を向上させる目的で、帯電処理されていることがより好ましい態様である。
 本発明の混繊不織布は、第2の繊維群として、ポリオレフィン系樹脂成分Bからなり、繊維径が15~100μmでありかつ前記第1の繊維群の数平均繊維径よりも5倍以上大きい繊維からなる群を含むことが重要である。これは、第1と第2の繊維群の繊維径分布が明確に異なることによって、2種類の繊維群が、それぞれの機能を明確に分担し、捕集効率の向上と圧損の低減が両立できるからである。第2の繊維群の繊維径は、好ましくは20~100μmである。また、第2の繊維群の繊維径の、第1の繊維群の数平均繊維径に対する比は、10倍以上大きいことがより好ましい態様である。第2の繊維群の繊維径の、第1の繊維群の数平均繊維径に対する比の上限値は、150倍以下であることが好ましい態様であり、100倍以下であることがより好ましい態様であり、30倍以下であることがさらに好ましい態様である。第1のポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の繊維径範囲がこれより小さい場合、繊維間の空隙を支持する効果が小さくなる。また、ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の繊維径範囲がこれよりも大きい場合、不織布の製造に多くの樹脂原料が必要となるため、経済的に不利となる。ただし、本発明の混繊不織布は、本発明の効果を損なわない範囲において、前記した第2の繊維群の繊維径範囲に属さない、ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維等を含んでいてもよい。
 本発明の混繊不織布は、第2の繊維群を構成する繊維を、不織布の断面中、断面長1mmあたり7.0本以上含む。この繊維の本数は、より好ましくは10本以上であり、さらに好ましくは15本以上である。
 ここで、混繊不織布の断面長1mmあたりの繊維本数とは、混繊不織布面に直交し、かつ互いに直交する2つの不織布断面を顕微鏡で観察し、それぞれの断面について、不織布断面上に切断面を有する繊維の、不織布断面長あたりの本数を計測し、さらにそれぞれの断面での値を平均することにより得ることができる。混繊不織布中に、上記割合の第2の繊維を含まない場合、繊維間の空隙を支持する効果が小さくなるか、もしくは効果を得ることができない。また、第2の繊維群の断面長1mmあたりの繊維本数の上限値としては、500本以下であることが好ましく、200本以下であることがさらに好ましい。第2の繊維群の断面長1mmあたりの繊維本数がこれよりも大きい値となる場合、不織布全体の目付が大きくなり、コスト面で不利となる場合がある。
 この混繊不織布の断面長1mmあたりの繊維本数の測定評価方法は、実施例のところに記載されている。
 本発明の混繊不織布において、第2の繊維群は、繊維の形態を保持していることが重要である。ここで、「繊維の形態を保持している」とは、製布後の熱処理などによって、繊維が融解していないことを指す。例えば、特開平7-82649号公報には、低融点繊維を融点以上の温度で熱処理することによって融解させ、バインダー繊維として使用し、不織布の強度を向上させる方法が開示されている。しかしながら、このように、低融点繊維を融解させた場合、繊維間空隙が減少し、圧損が増大するだけでなく、繊維表面積が減少し、捕集効率が低下するという問題が発生する。本発明の混繊不織布では、低融点である第2の繊維群が、繊維の形態を保持した状態で存在することによって、低圧損と高捕集の効果を発揮することができる。
 本発明の混繊不織布は、不織布を構成する繊維全体の数平均繊維径が0.3μm~10μmの範囲であり、より好ましくは、0.5μm~7.0μmであり、より好ましくは1.0μm~3.0μmである。本発明の混繊不織布は、より小さい数平均繊維径を有する第1の繊維群の本数が、繊維径15μmを超える第2の繊維群の本数に比べて圧倒的に多い構成である。このため、不織布全体での数平均繊維径は小さくなる。不織布を構成する繊維全体の数平均繊維径がこの範囲となるように、第1の繊維群と第2の繊維群の繊維径と繊維本数を設計することにより、低圧損と高捕集効率を両立する混繊不織布を得ることができる。混繊不織布を構成する繊維全体の数平均繊維径が、この値よりも大きくなると、繊維の比表面積が小さくなり、特に混繊不織布を低目付としたときに、十分な捕集効率を得ることができない。また、この数平均繊維径が、この範囲よりも小さくなると圧損が増大する。
 第2の繊維群は、ポリオレフィン系樹脂成分Bによって構成される。第2の繊維群が、低融点であるポリオレフィン系樹脂成分Bを含むことによって、第1の繊維群を効率よくシート状に含有することが可能となるため、高い捕集効率が得られる。第2の繊維群は、繊維の一部にポリオレフィン系樹脂成分Bを含んでいれば、本発明の効果を失わない範囲で、他の成分を含んでいても構わない。例えば、第2の繊維群として、ポリオレフィン系樹脂成分Bを芯に用い、別の樹脂成分を鞘として用いて複合した繊維や、ポリオレフィン系樹脂成分Bを鞘に用い、別の樹脂成分を芯として用いて複合した繊維を用いてもよい。前者の場合は、第2の繊維群の効果として、少なくとも繊維変形を抑える効果を得られる。後者の場合は、第2の繊維群の効果として、少なくとも繊維間融着を抑える効果が得られる。
 また、複合させる場合には、ポリオレフィン系樹脂成分Aとポリオレフィン系樹脂成分Bの複合や、ポリオレフィン系樹脂成分Aおよびポリオレフィン系樹脂成分Bと他の第3成分の3成分複合などであってもよい。複合の形状としては、芯鞘型のほか、サイドバイサイド型、偏心芯鞘型および海島型などの複合形態を含め、その他の公知の複合形態を取ることができる。また、第2の繊維群の断面形状は任意の形状を取ることができ、丸型のほかに、三角型、Y型、扁平型、多葉型および扁平型などの形状であっても良い。
 本発明の混繊不織布において、第1の繊維群の本数Xが第2の繊維群の本数Yに対して、その比X/Yが50倍~5000倍多いことが好ましく、より好ましくは60倍~1000倍であり、さらに好ましくは90倍~500倍である。ここで、繊維の本数の比は、混繊不織布において、任意の不織布面に直交し、かつ互いに直交する2つの断面を取ったときに、その断面を通過する繊維の本数の比の平均値を計測することにより得ることができる。
 本発明の混繊不織布は、上記のようなX/Y比をとることで15μm以上という極太繊維を含みながら、不織布の比表面積を大きくすることができる。この効果によって、本発明の混繊不織布をフィルターとして用いたとき、高い捕集効率を達成することができる。また、第1の繊維群の本数が第2の繊維群の本数に比べて極めて多く、第2の繊維群の繊維径が第1の繊維群の数平均繊維径に比べて極めて大きいという、特徴的な繊維構成によって、混繊不織布の表面積の大部分を第1の繊維群が占める状態とできる。このため、混繊不織布に帯電処理を施す場合、第2の繊維群が電荷保持性の低い成分を含んでいる場合であっても、不織布全体としては高い帯電性・電荷保持性を有することができる。第2の繊維群の本数に対する第1の繊維群の本数が、前記の値よりも少ない場合、目的とする高い捕集効率が得られず、特に帯電処理時にその性能低下が顕著となる。
 本発明の混繊不織布の含有する第1の繊維群と第2の繊維群の繊維径、数平均繊維径および繊維本数比を決定するにあたり、両繊維を判別する方法としては、種々の方法を使用することができる。例えば、2種類の繊維の融点差や、薬液への耐性差を利用し、一方の繊維だけを消失させ、残留した繊維について、光学顕微鏡・走査型電子顕微鏡などの各種顕微鏡を用いて繊維径を測定する方法を用いることができる。また、顕微ラマン分光法、顕微赤外分光法、電子線マイクロアナライザ、あるいは飛行時間型二次イオン質量分析法などの、各種微小領域の物質分布が分析可能な手法を用いて、繊維の成分を判別しながら計測する方法を用いてもよい。例えば、本発明の混繊不織布において、第2の繊維群と第1の繊維群の繊維径分布の差異を確かめるには、混繊不織布を2つの成分の融点の間の温度で熱処理し、一方の繊維を融解させたときの不織布全体の数平均繊維径を、熱処理前の平均繊維径と比較する方法を取ることもできる。
 本発明の混繊不織布の目付は、5g/m以上であることが好ましく、より好ましくは10g/m以上であり、エアフィルター用の濾材として用いる場合には15g/m以上であることがさらに好ましい態様である。目付が小さすぎる混繊不織布は、強度が低下するため、製造時の不織布の搬送性に問題を生じ得る。また、混繊不織布の目付は、1000g/m以下であることが好ましく、より好ましくは200g/m以下であり、エアフィルター用の濾材として用いる場合には、40g/m以下であることがさらに好ましい態様である。目付が大きすぎる混繊不織布は、製造コスト面において不利となる場合がある。
 本発明の混繊不織布においては、単位断面長と目付あたりの第2の繊維群の本数が、0.1(本・m/g・mm)以上であることが好ましく、より好ましくは0.2(本・m/g・mm)以上であり、さらに好ましくは0.3(本・m/g・mm)以上である。単位断面と目付あたりの繊維本数は、次の式で定義される。単位断面・目付あたりの第2の繊維群の本数が少なすぎると、第2の繊維群の効果を不織布全面にわたって得ることができなくなる場合がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 本発明の混繊不織布の長さ方向伸度は、30%未満であることが好ましく、より好ましくは20%未満である。長さ方向の伸度がこの値よりも大きく、伸びやすいシートは、工程張力によって伸び潰されて、フィルターとして用いたときの圧損が増大する場合がある。
 本発明の混繊不織布は、帯電処理(エレクトレット処理)されていることが望ましい。特に、エレクトレット化不織布シートにすれば、静電気吸着効果により更に圧損と高捕集効率を得ることができる。エレクトレット化の方法としては、高性能を有する不織布を得る上で、水を不織布に付与した後に乾燥させることによりエレクトレット化する方法が好ましく用いられる。水を混繊不織布に付与する方法としては、水の噴流もしくは水滴流を不織布内部まで水が浸透するのに十分な圧力にて噴霧する方法や、水を付与した後もしくは付与しながら混繊不織布の片側から吸引して不織布内に水を浸透させる方法や、イソプロピルアルコール、エチルアルコールおよびアセトンなどの水溶性有機溶剤と水との混合溶液に混繊不織布を浸漬させて水を不織布内部まで浸透させる方法等がある。
 本発明の混繊不織布は、フィルターの濾材として用いる目的に適した、高い捕集効率を示す。帯電処理後の捕集効率の値としては、風速4.5m/minにおける空気中の0.3~0.5μmポリスチレン粒子の捕集効率が、90%以上であることが好ましく、99%以上であることがより好ましく、99.9%以上であることがさらに好ましい態様である。特に、99.9%以上の捕集効率を示す混繊不織布は、高精度エアフィルターの濾材として好適に用いることができる。
 また、一般に、捕集効率は目付と相関する。本発明の混繊不織布は、次の式で算出される目付10g/m相当の捕集効率が、50%以上であることが好ましく、75%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい態様である。目付10g/m相当の捕集効率が高いほど、目的とする捕集効率を達成する目付を小さく抑えることができるため、コスト面で有利である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 本発明の混繊不織布は、高い捕集効率を低い圧損で達成できるという特徴を持つ。本発明の混繊不織布は、次の式で定義されるQF値が、0.10Pa-1以上であることが好ましく、0.15Pa-1以上であることがより好ましく、0.18Pa-1以上であることがさらに好ましい態様である。QF値の値が大きいほど、同じ捕集効率を低い圧損で達成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 さらに、本発明の混繊不織布は、他のシートと積層して積層繊維不織布にしてもよい。たとえば、不織布シートとそれよりも剛性の高いシートを積層して製品強力を向上させて使用することや、脱臭や抗菌等の機能性を有するシートと組み合わせて使用することが好ましい。積層方法としては、接着剤を用いて2種類の不織布を貼り合わせる方法や、メルトブロー法以外の製法で製造した不織布シートの上にメルトブロー法により積層する方法が挙げられる。その他、2種類の不織布を貼り合わせる方法としては、湿気硬化型ウレタン樹脂をスプレー法で散布する方法、熱可塑性樹脂、熱融着繊維を散布し熱路を通して貼り合わせる方法などある。
 しかしながら、本発明の混繊不織布の主要使用用途がフィルターに使用する混繊不織布であるので、圧損上昇が生じる貼合わせ方法は好ましくない。その点で、湿気硬化型ウレタン樹脂によるスプレー法は、2枚の不織布をプレスすることなく貼り合わせることが可能なため、貼り合わせ時の圧損の上昇が少なく好ましい方法である。
 本発明により、圧損が低く、高い捕集効率を有する混繊不織布が得られ、この混繊不織布は濾材として、特にエアフィルターに好適に用いることができる。
 すなわち、本発明の混繊不織布は、フィルターの濾材として好適に用いることができる。この濾材は、エアフィルター全般、なかでも空調用フィルター、空気清浄機用フィルター、および自動車キャビンフィルターの高性能用途に好適であるが、その応用範囲はこれらに限られるものではない。
 次に、実施例を挙げて本発明の混繊不織布とその製造方法についてより具体的に説明する。実施例において使用する特性値は、次の測定法により測定したものである。
 (1)混繊不織布の目付
 タテ×ヨコ=15cm×15cmの不混繊織布の質量を3点測定し、それぞれ得られた値を1m当たりの値に換算し、その平均値を取って不織布の目付(g/m)とした。
 (2)数平均繊維径
 混繊不織布の任意の場所から、タテ×ヨコ=3mm×3mmの測定サンプルを12個採取し、走査型電子顕微鏡で倍率を調節して、採取したサンプルから繊維表面写真を各1枚ずつ、計12枚を撮影した。倍率は、200~3000倍とした。写真の中の繊維直径がはっきり確認できる繊維について、すべて繊維径を測定した。各繊維径は、有効数字0.1μmの測定精度にて行った。この値を合計し、測定した繊維本数で割った値を数平均繊維径とした。数平均繊維径は、1.0μm以上は有効数字2桁とし、1.0μm未満は有効数字1桁として算出した。
 (3)混繊不織布の断面中に含まれる、断面長1mmあたりの繊維本数
 混繊不織布の任意の場所から、縦×横=20mm×5mmの混繊不織布片12個を採取し、片にエポキシ樹脂を含浸し固化させた。この混繊不織布を片刃カミソリによって切断し、縦×横=1mm×5mmの断片を得た。この断片の切断面について、走査型電子顕微鏡によって撮影し、計12枚の混繊不織布断面写真を得た。倍率は200倍~1000倍とし、写真の中の繊維断面形状がはっきり確認できるものについては、すべて計数した。
 (4)繊維の体積割合
 ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維とポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の体積割合は、得られた繊維径の値を用い、次式により算出した。ここで、各繊維群に含まれる繊維の長さは一定(α)と仮定して、体積を算出している。
・各繊維の体積   :β=π(繊維径/2)×α
・ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維の体積
γ(A)=ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維のβの総和
・ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の体積
γ(B)=ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維のβの総和
・ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維の体積割合(vol%)
=γ(A)/[γ(A)+γ(B)]
・ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の体積割合(vol%)
=γ(B)/[γ(A)+γ(B)]
(5)QF値
 濾過性能の指標となるQF値は、前記の捕集効率および圧損を用いて、次の式により計算される。低圧損かつ高捕集効率であるほどQF値は高くなり、濾過性能が良好であることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 (6)捕集効率と圧損
 混繊不織布の縦方向5カ所でタテ×ヨコ=15cm×15cmの測定用サンプルを採取し、それぞれのサンプルについて、図1に示す捕集効率測定装置で測定した。この捕集効率測定装置は、測定サンプルMをセットするサンプルホルダー1の上流側にダスト収納箱2を連結し、下流側に流量計3、流量調整バルブ4、およびブロワ5が連結されている。また、サンプルホルダー1にパーティクルカウンター6を使用しており、切替コック7を介して、測定サンプルMの上流側のダスト個数と下流側のダスト個数をそれぞれ測定することができる。さらに、サンプルホルダー1は圧力計8を備え、測定サンプルMの上流と下流での静圧差を読み取ることができる。
 捕集効率の測定にあたっては、ポリスチレン0.309U10%溶液(メーカー:ナカライテスク社)を蒸留水で200倍まで希釈し、ダスト収納箱2に充填する。次に、測定サンプルMをサンプルホルダー1にセットし、風量をフィルター通過速度が4.5m/minになるように流量調整バルブ4で調整し、ダスト濃度を1万~4万個/2.83×10-4(0.01ft)の範囲で安定させ、測定サンプルMの上流のダスト個数Dおよび下流のダスト個数dをパーティクルカウンター6(リオン社製、KC-01B)で1個の測定サンプル当り3回測定し、JIS K0901(1991年度版)に基づいて、下記の計算式を用いて0.3~0.5μm粒子の捕集効率(%)を求めた。5個の測定サンプルの平均値を最終的な捕集効率とした。
・捕集効率(%)=〔1-(d/D)〕×100
ただし、
 d:下流ダストの3回測定トータル個数
 D:上流のダストの3回測定トータル個数
である。
 高捕集の不織布ほど、下流のダスト個数が少なくなるため、捕集効率の値は高くなる。また、圧損は、捕集効率測定時のサンプルMの上流と下流の静圧差を圧力計8で読み取り求めた。5個の測定サンプルの平均値を、最終的な圧損とした。
 [実施例1]
 ポリオレフィン系樹脂成分Aとして、温度230℃で21.18N負荷時におけるMFRが860g/10minのポリプロピレン(PP)樹脂に、“キマソーブ”(登録商標)944(BASF・ジャパン(株)製)を1質量%添加したものを使用し、ポリオレフィン系樹脂成分Bとして、日本ポリプロ(株)製“ウィンテック”(登録商標)WMG03(プロピレン・エチレンランダム共重合体・温度230℃におけるMFRが30g/10min、融点142℃)を使用し、2機の押出機およびギヤポンプ、2種類の吐出a、bを備えた混繊紡糸用メルトブロー口金(a孔径:0.25mm、b孔径:0.6mm、a孔深度:2.5mm、b孔深度:3.5mm、a孔数:95ホール、b孔数:20ホール、口金幅150mm、a-a孔ピッチ:1mm、a-b孔ピッチ:2mm、孔配列:b孔の間に5つのa孔を挿入して一列に配列)、圧縮空気発生装置および空気加熱機、捕集コンベア、および巻取機からなる装置を用いて、メルトブロー不織布の製造を行った。
 それぞれの押出機に、上記のポリオレフィン系樹脂成分Aの樹脂ペレットと上記のポリオレフィン系樹脂成分Bの樹脂ペレットをそれぞれ投入し、265℃の温度で加熱溶融させ、ギヤポンプを上記のポリオレフィン系樹脂成分A:ポリオレフィン系樹脂成分Bの質量比(%)を6:4となるように設定し、上記のポリオレフィン系樹脂成分Aおよびポリオレフィン系樹脂成分Bを、それぞれ混繊紡糸用メルトブロー口金のa孔およびb孔に導き、それぞれ0.15g/min/ホール、0.48g/min/ホールの単孔吐出量でノズル温度265℃の温度条件で吐出した。この吐出ポリマーを、圧力0.10MPa、温度285℃の温度の加圧空気で細化し、口金吐出孔から20cmの距離に設置した捕集コンベアに吹き付けることによりシート化した。捕集コンベア速度を調整し、目付が30g/mの混繊不織布を得た。
 実施例1で得られた混繊不織布から、混繊不織布全体の数平均繊維径を測定し、表1に示した。また、混繊不織布全体の単位断面長あたりの繊維本数を計測した。
 次に、実施例1で得られた混繊不織布を、ポリオレフィン系樹脂成分Aとポリオレフィン系樹脂成分Bの融点の間の温度で熱処理を行うことによって、ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維を融解させた。この混繊不織布について、数平均繊維径を計測し、第1の繊維群の数平均繊維径とし、表1に示した。また、熱処理を行った混繊不織布について、単位断面長あたりの第1の繊維群の繊維本数を計測した。各繊維径区間について、熱処理前の混繊不織布全体の単位断面長あたりの繊維本数と、熱処理後の単位断面長あたりの第1の繊維群の繊維本数の差を取り、ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の単位断面長あたりの繊維本数として算出し、さらにポリオレフィン系樹脂成分Bからなり各々の繊維径が15~100μmである第2の繊維群の単位断面長あたりの繊維本数を算出し、ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維とポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の体積割合とともに、表1に示した。
 次に、実施例1の条件において、孔aのみ、孔bのみから吐出したサンプルをそれぞれ採取し、数平均繊維径を測定した。この値をもとに、ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維とポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の見かけの紡糸速度比を算出した。この結果を表1に示した。
 次に、実施例1で得られた混繊不織布において、捕集コンベアに着地した面と反対側に対応する不織布表面10cm×10cm中に含まれる風綿の数を計測し、5枚の計測サンプルの平均値により風綿の個数を算出し、表1に示した。
 次に、実施例1で得られた混繊不織布を、純水とイソプロピルアルコールの成分重量比が70:30である混合水溶液に含浸させ、次いで自然乾燥することにより、エレクトレット化メルトブロー混繊不織布を得た。このエレクトレットメルトブロー混繊不織布の特性値を測定し、表1に示した。
 [実施例2]
 ポリオレフィン系樹脂成分Aとポリオレフィン系樹脂成分Bの質量比(%)を55:45とし、孔bの単孔吐出量を0.60g/minとし、加圧空気の圧力を0.13MPaとしたこと以外は、実施例1と同じ方法によって混繊不織布を製造した。実施例2で得られた不織布について、実施例1と同じ方法で各種特性値を計測し、表1に示した。
 [実施例3]
 混繊紡糸用口金として、b孔間に2つのa孔が挿入された孔配列の口金を用い、ポリオレフィン系樹脂成分Aとポリオレフィン系樹脂成分Bの質量比(%)を33:67とし、孔aの単孔吐出量を0.60g/min/holeとし、加圧空気の圧力を0.19MPaとしたこと以外は、実施例1と同じ方法によって不織布を製造した。実施例3で得られた混繊不織布について、実施例1と同じ方法で各種特性値を計測し、表1に示した。
 [実施例4]
 ポリオレフィン系樹脂成分Bとして、プライムポリマー(株)製“プライムポリプロ”(登録商標)J229E(プロピレン・エチレンランダム共重合体・温度230℃におけるMFRが50g/10min、融点:155℃)を使用し、ポリオレフィン系樹脂成分Aと樹脂成分Bの質量比(%)を54:46とし、孔aの単孔吐出量を0.15g/min/holeとし、孔bの単孔吐出量を0.60g/minとし、加圧空気の圧力を0.13MPaとしたこと以外は、実施例3と同じ方法によって不織布を製造した。実施例4で得られた混繊不織布について、実施例1と同じ方法で各種特性値を計測し、表1に示した。
 [実施例5]
 ポリオレフィン系樹脂成分Aとポリオレフィン系樹脂成分Bの質量比(%)を61:39とし、孔aの単孔吐出量を0.47g/min/holeとし、孔bの単孔吐出量を0.60g/minとし、加圧空気の圧力を0.07MPaとしたこと以外は、実施例3と同じ方法によって混繊不織布を製造した。実施例5で得られた不織布について、実施例1と同じ方法で各種特性値を計測し、表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 [比較例1]
 ポリオレフィン系樹脂成分Bとして、温度230℃、21.18N荷重条件におけるMFRが60g/10minであるポリプロピレン樹脂(融点163℃)に、“キマソーブ”(登録商標)944(BASF・ジャパン(株)製)を1質量%添加したものを使用し、ポリオレフィン系樹脂成分Aと樹脂成分Bの質量比(%)を43:57とし、孔bの単孔吐出量を0.90g/min/holeとし、押出機温度を280℃とし、ノズル温度を280℃とし、加圧空気圧力を0.05MPaとし、加圧空気温度を300℃としたこと以外は、実施例1と同じ方法によって混繊不織布を製造した。
 比較例1で得られた不織布の断面について、走査型電子顕微鏡での観察を行い、孔aからの吐出繊維群の繊維径が10μm未満であり、孔bからの吐出繊維群の繊維径が10μm以上と、明確に異なる繊維径分布を有することを確認した。これを元に、繊維径10μm未満の繊維群と、繊維径10μ以上の繊維群について、数平均繊維径および繊維本数を測定した。さらに、比較例1で得られた混繊不織布を、実施例1と同じ方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表2に示した。
 [比較例2]
 混繊紡糸用メルトブロー口金のb孔径を0.4mmとし、ポリオレフィン系樹脂成分Bとして温度230℃、21.18N荷重条件におけるMFRが860g/10minであるポリプロピレン樹脂(融点163℃)に“キマソーブ”(登録商標)944(BASF・ジャパン(株)製)を1質量%添加したものを使用し、ポリオレフィン系樹脂成分Aとポリオレフィン系樹脂成分Bの質量比(%)を40:60とし、孔aの単孔吐出量を0.19g/min/hole、bの単孔吐出量を1.39g/min/hole、押出機温度を265℃とし、ノズル温度を255℃とし、加圧空気圧力を0.15MPaとし、加圧空気温度を265℃としたこと以外は、実施例1と同じ方法によって混繊不織布を製造した。
 比較例2で得られた不織布の断面について、走査型電子顕微鏡での観察を行った。孔aからの吐出繊維と孔bからの吐出繊維の繊維径は近く、観察写真からはどちらの繊維かを判別することはできなかった。このため、2種の繊維の数平均繊維径をそれぞれに計測することはできなかった。また、15μmを超える繊維径を持つ繊維は観測されなかった。
 比較例2で得られた混繊不織布を、実施例1と同じ方法でエレクトレット処理した後、特性値を測定し、表2に示した。
 [比較例3]
 混繊紡糸用メルトブロー口金のb孔径を0.4mmとし、ポリオレフィン系樹脂成分Bとして三井化学(株)製“ノティオ”(登録商標)PN-20300(ポリオレフィン共重合エラストマー・温度230℃におけるMFRが30g/10min、融点160℃)を使用し、ポリオレフィン系樹脂成分Aと成分Bの質量比(%)を75:25とし、孔aの単孔吐出量を0.19g/min/hole、bの単孔吐出量を0.31g/min/holeとしたこと以外は、実施例1と同じ方法によって混繊不織布を製造した。比較例3で得られた混繊不織布について、実施例1と同じ方法で各種特性値を計測し、表2に示した。
 [比較例4]
 混繊紡糸用メルトブロー口金のb孔径を0.4mmとし、ポリオレフィン系樹脂成分Aとポリオレフィン系樹脂成分Bの質量比(%)を75:25とし、孔aの単孔吐出量を0.19g/min/hole、bの単孔吐出量を0.31g/min/holeとしたこと以外は、実施例1と同じ方法によって混繊不織布を製造した。比較例4で得られた混繊不織布について、実施例1と同じ方法で各種特性値を計測し、表2に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表1から明らかなように、実施例1において、混繊メルトブロー紡糸設備を用いて、2種類の原料種、吐出量、加圧空気圧力、およびノズル温度等を調整することにより得られた混繊不織布には、第1の繊維群として、ポリプロピレン系樹脂から構成され、数平均繊維径が1.6μmである第1の繊維の群を含んでいた。また、この混繊不織布は、ポリプロピレン系樹脂成分Bからなる繊維中に、第2の繊維群として、ポリプロピレン系樹脂よりも融点が21℃低いポリオレフィン系樹脂から構成され、単繊維径が15~100μmであり、かつ前記ポリプロピレン繊維群の数平均繊維径よりも5倍以上大きい単繊維径の繊維を、この混繊不織布の断面長1mmあたり7.0本以上含んでいた。また、この混繊不織布は、帯電処理を施すことによって、低い圧損でありながら99.97%を超える高い捕集効率を示した。
 さらに、実施例3においては、紡糸口金の構成や、ポリマーの構成比率を変更した場合であっても、低い圧損でありながら高い捕集効率を示した。実施例4においては、使用するポリマー種を変更した場合であっても、低い圧損でありながら高い捕集効率を示した。これらの高いQF値を示す混繊不織布は、HEPAフィルター用の濾材として、好適に用いることができる。また、実施例5においては、紡糸口金の構成や、ポリマーの構成比率等の条件を変更することによって、フィルター性能の指標であるQF値が、極めて高い混繊不織布が得られた。
 一方、表2から明らかなように、比較例1に示された不織布は、繊維径が15μm~100μmであり、かつポリプロピレン繊維群の数平均繊維径よりも5倍以上大きい繊維からなる繊維群が、ポリプロピレンよりも融点の5~40℃低い成分を含まなかった。このため、近い繊維径の構成からなる実施例2に示された混繊不織布に比べて風綿の個数が多くなり、かつ低い捕集効率となった。
 比較例2に示された混繊不織布は、不織布中に繊維径15μm以上100μm以下の繊維を含まず、またポリプロピレンよりも融点の5~40℃低い樹脂成分も含まなかった。このため、十分な捕集効率を達成することができなかった。
 比較例3に示された混繊不織布は、不織布中に繊維径15μm以上100μm以下の繊維を所定量含まなかった。また、ポリプロピレンよりも融点の5~40℃低い樹脂成分も含まなかった。このため、十分な捕集効率を達成できず、また、高い圧損を示した。
 比較例4に示された混繊不織布は、不織布中に繊維径15μm以上100μm以下の繊維を所定量含まなかった。このため、十分な捕集効率を達成できず、また、高い圧損を示した。
 以上のように、繊維径分布の異なる2種の繊維が混繊された混繊不織布において、細繊維と太繊維の繊維径およびそれぞれの繊維の成分を特定のものとすることにより、圧損が低いうえに捕集効率に優れた混繊不織布を得ることができた。
 1:サンプルホルダー
 2:ダスト収納箱
 3:流量計
 4:流量調整バルブ
 5:ブロワ
 6:パーティクルカウンター
 7:切替コック
 8:圧力計
 M:測定サンプル

Claims (10)

  1.  少なくとも2種類のポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維とポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維を含む繊維群で構成されてなる混繊不織布であって、前記ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維を第1の繊維群と定義するとき、前記第1の繊維群の数平均繊維径が0.3~7.0μmであり、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維のうち、前記第1の繊維群の数平均繊維径よりも各々の繊維径が5倍以上大きく、かつ各々の繊維径が15~100μmである繊維からなる群を第2の繊維群として定義するとき、前記第2の繊維群が、繊維の形態を保持した状態で混繊不織布の断面中に、断面長1mmあたり7.0本以上含まれており、かつ、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bの融点が前記ポリオレフィン系樹脂成分Aよりも5~40℃低く、前記混繊不織布全体の繊維の数平均繊維径が0.3~10μmであることを特徴とする混繊不織布。
  2.  第1の繊維群の本数Xと第2の繊維群の本数Yの比X/Yが、50~5000の範囲であることを特徴とする請求項1記載の混繊不織布である。
  3.  混繊メルトブロー法によって製造されていることを特徴とする請求項1または2記載の混繊不織布。
  4.  ポリオレフィン系樹脂成分Aが、ポリプロピレンホモポリマーであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の混繊不織布。
  5.  ポリオレフィン系樹脂成分Bが、プロピレン-エチレン共重合体であることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の混繊不織布。
  6.  混繊不織布に含まれるポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維とポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の体積割合A:Bが、20:80~90:10の範囲にあることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の混繊不織布。
  7.  帯電処理されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の混繊不織布。
  8.  請求項1から7のいずれかに記載の混繊不織布を少なくとも1層含有することを特徴とする積層シート。
  9.  請求項1から8のいずれかに記載の混繊不織布または請求項8に記載の積層シートを含むことを特徴とするフィルター。
  10.  2種類の異なるポリオレフィン系樹脂成分Aおよびポリオレフィン系樹脂成分Bを、同一ダイに設けられた別々の吐出孔から吐出し、混繊不織布を製造する方法であって、前記ポリオレフィン系樹脂成分Aの融点が、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bの融点よりも5~40℃高く、かつ、前記ポリオレフィン系樹脂成分Aのメルトフローレートが、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bのメルトフローレートよりも5~100倍高く、前記ポリオレフィン系樹脂成分Aからなる繊維の見かけの紡糸速度が、前記ポリオレフィン系樹脂成分Bからなる繊維の見かけの紡糸速度に比べ、20~500倍早いことを特徴とする混繊不織布の製造方法。
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CN201480020536.8A CN105074075B (zh) 2013-04-11 2014-04-03 混纺无纺布及其制造方法
US14/783,485 US20160074790A1 (en) 2013-04-11 2014-04-03 Mixed fiber nonwoven fabric and a production method therefor (as amended)
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015161041A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 東レ株式会社 混繊不織布
WO2019082887A1 (ja) * 2017-10-25 2019-05-02 Jnc株式会社 混繊不織布、積層体、フィルター用濾材及びこれらの製造方法
JPWO2022250057A1 (ja) * 2021-05-26 2022-12-01

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3175902B1 (en) * 2014-07-30 2021-11-10 Japan Vilene Company, Ltd. Filtration material, filter element using same, and manufacturing method of filtration material
JP7248401B2 (ja) * 2018-09-26 2023-03-29 Jnc株式会社 デプスフィルター
CN114051544A (zh) * 2019-08-30 2022-02-15 株式会社大赛璐 纤维物品
CN114938636A (zh) 2019-10-08 2022-08-23 唐纳森公司 包括混合直径细纤维的过滤介质层
JP7738556B2 (ja) 2020-04-03 2025-09-12 ドナルドソン カンパニー,インコーポレイティド 濾過媒体
KR102541677B1 (ko) 2020-06-19 2023-06-13 카오카부시키가이샤 섬유 시트, 전계 방사 장치 및 섬유 시트의 제조 방법
DE102020116689A1 (de) 2020-06-24 2021-12-30 Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e.V. Melaminharz-Filtervlies
KR20260040442A (ko) * 2023-07-20 2026-03-24 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 섬유 혼합물을 포함하는 스펀본드 부직포

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3981650A (en) 1975-01-16 1976-09-21 Beloit Corporation Melt blowing intermixed filaments of two different polymers
JPS63280408A (ja) 1987-05-12 1988-11-17 Toray Ind Inc 耐熱性エレクトレット材料
JPH02104765A (ja) 1988-10-11 1990-04-17 Toray Ind Inc エレクトレット不織布の製造方法
JPH02112460A (ja) * 1988-10-17 1990-04-25 Asahi Chem Ind Co Ltd 高強力シート状物
JPH0693551A (ja) 1991-11-25 1994-04-05 Kanebo Ltd 伸縮性繊維シート及びその製造方法
JPH0782649A (ja) 1993-07-16 1995-03-28 Chisso Corp 極細混合繊維製品及びその製造方法
JPH0813309A (ja) 1994-07-01 1996-01-16 Tonen Chem Corp メルトブロー不織布及びその製造方法
JPH09501604A (ja) 1993-08-17 1997-02-18 ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー エレクトレット濾過材の荷電方法
JP2770379B2 (ja) * 1989-03-07 1998-07-02 東レ株式会社 不織布
US5783011A (en) 1995-05-02 1998-07-21 Memtec America Corporation Method of making filtration media having integrally co-located support and filtration fibers
JPH11131353A (ja) 1997-10-29 1999-05-18 Tonen Tapirusu Kk メルトブロー不織布およびメルトブロー不織布用ノズルピース
JP2002201560A (ja) 2000-12-28 2002-07-19 Mitsui Chemicals Inc 極細繊維メルトブロー不織布用ポリプロピレン及びそれからなる不織布並びにエアフィルター
JP2002249978A (ja) 2000-11-28 2002-09-06 Toray Ind Inc エレクトレット加工品の製造方法
JP2005171456A (ja) 2003-12-15 2005-06-30 Chisso Corp 伸縮性不織布およびそれを用いた繊維製品
JP2006112025A (ja) 2002-08-08 2006-04-27 Chisso Corp 弾性不織布及びこれを用いた繊維製品
JP2009545682A (ja) 2006-07-31 2009-12-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー モノコンポーネント単層メルトブローンウェブ及びメルトブローイング装置
JP2010511488A (ja) 2006-07-31 2010-04-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 成形濾過物品を作製する方法
JP2011168903A (ja) 2010-02-17 2011-09-01 Kasen Nozuru Seisakusho:Kk 不織布製造装置及び不織布製造方法
JP2013177703A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Toray Ind Inc 混繊不織布

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4405342A (en) * 1982-02-23 1983-09-20 Werner Bergman Electric filter with movable belt electrode
US5019311A (en) * 1989-02-23 1991-05-28 Koslow Technologies Corporation Process for the production of materials characterized by a continuous web matrix or force point bonding
US5227107A (en) * 1990-08-07 1993-07-13 Kimberly-Clark Corporation Process and apparatus for forming nonwovens within a forming chamber
EP0634511B1 (en) * 1993-07-16 1997-12-10 Chisso Corporation Microfine fiber product and process for producing the same
US5509430A (en) * 1993-12-14 1996-04-23 American Filtrona Corporation Bicomponent fibers and tobacco smoke filters formed therefrom
US6267252B1 (en) * 1999-12-08 2001-07-31 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Fine particle filtration medium including an airlaid composite
US20030176135A1 (en) * 2002-03-15 2003-09-18 Wenstrup Dave E. Method for producing a spun-bonded nonwoven web with improved abrasion resistance
US6827764B2 (en) * 2002-07-25 2004-12-07 3M Innovative Properties Company Molded filter element that contains thermally bonded staple fibers and electrically-charged microfibers
US20070074628A1 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Jones David C Coalescing filtration medium and process
DE102006014236A1 (de) * 2006-03-28 2007-10-04 Irema-Filter Gmbh Plissierbares Vliesmaterial und Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung derselben
US7754041B2 (en) * 2006-07-31 2010-07-13 3M Innovative Properties Company Pleated filter with bimodal monolayer monocomponent media
JP4944540B2 (ja) * 2006-08-17 2012-06-06 日本バイリーン株式会社 フィルタエレメント、その製造方法、並びに使用方法
US20080315454A1 (en) * 2007-06-22 2008-12-25 3M Innovative Properties Company Method of making meltblown fiber web with staple fibers
EP2264099A1 (en) * 2009-05-21 2010-12-22 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Propylene polymer compositions
EP2445607B1 (en) * 2009-06-25 2013-10-16 NV Bekaert SA A diesel soot particulate filter cartridge
WO2012014501A1 (ja) * 2010-07-29 2012-02-02 三井化学株式会社 繊維不織布、およびその製造方法と製造装置
US10036107B2 (en) * 2010-08-23 2018-07-31 Fiberweb Holdings Limited Nonwoven web and fibers with electret properties, manufacturing processes thereof and their use
WO2012174568A2 (en) * 2011-06-17 2012-12-20 Berry Plastics Corporation Process for forming an insulated container having artwork

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3981650A (en) 1975-01-16 1976-09-21 Beloit Corporation Melt blowing intermixed filaments of two different polymers
JPS63280408A (ja) 1987-05-12 1988-11-17 Toray Ind Inc 耐熱性エレクトレット材料
JPH02104765A (ja) 1988-10-11 1990-04-17 Toray Ind Inc エレクトレット不織布の製造方法
JPH02112460A (ja) * 1988-10-17 1990-04-25 Asahi Chem Ind Co Ltd 高強力シート状物
JP2770379B2 (ja) * 1989-03-07 1998-07-02 東レ株式会社 不織布
JPH0693551A (ja) 1991-11-25 1994-04-05 Kanebo Ltd 伸縮性繊維シート及びその製造方法
JPH0782649A (ja) 1993-07-16 1995-03-28 Chisso Corp 極細混合繊維製品及びその製造方法
JPH09501604A (ja) 1993-08-17 1997-02-18 ミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチュアリング・カンパニー エレクトレット濾過材の荷電方法
JPH0813309A (ja) 1994-07-01 1996-01-16 Tonen Chem Corp メルトブロー不織布及びその製造方法
US5783011A (en) 1995-05-02 1998-07-21 Memtec America Corporation Method of making filtration media having integrally co-located support and filtration fibers
JPH11131353A (ja) 1997-10-29 1999-05-18 Tonen Tapirusu Kk メルトブロー不織布およびメルトブロー不織布用ノズルピース
JP2002249978A (ja) 2000-11-28 2002-09-06 Toray Ind Inc エレクトレット加工品の製造方法
JP2002201560A (ja) 2000-12-28 2002-07-19 Mitsui Chemicals Inc 極細繊維メルトブロー不織布用ポリプロピレン及びそれからなる不織布並びにエアフィルター
JP2006112025A (ja) 2002-08-08 2006-04-27 Chisso Corp 弾性不織布及びこれを用いた繊維製品
JP2005171456A (ja) 2003-12-15 2005-06-30 Chisso Corp 伸縮性不織布およびそれを用いた繊維製品
JP2009545682A (ja) 2006-07-31 2009-12-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー モノコンポーネント単層メルトブローンウェブ及びメルトブローイング装置
JP2010511488A (ja) 2006-07-31 2010-04-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 成形濾過物品を作製する方法
JP2011168903A (ja) 2010-02-17 2011-09-01 Kasen Nozuru Seisakusho:Kk 不織布製造装置及び不織布製造方法
JP2013177703A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Toray Ind Inc 混繊不織布

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2985377A4

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015161041A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 東レ株式会社 混繊不織布
WO2019082887A1 (ja) * 2017-10-25 2019-05-02 Jnc株式会社 混繊不織布、積層体、フィルター用濾材及びこれらの製造方法
US12157077B2 (en) 2017-10-25 2024-12-03 Jnc Corporation Combined fiber nonwoven fabric, laminate, filtration medium for filter and method thereof
JPWO2022250057A1 (ja) * 2021-05-26 2022-12-01
WO2022250057A1 (ja) * 2021-05-26 2022-12-01 タピルス株式会社 メルトブロー不織布及びこれを備えたフィルタ
KR20230028580A (ko) * 2021-05-26 2023-02-28 타피러스 컴퍼니 리미티드 멜트블로우 부직포 및 이를 포함하는 필터
JP7333119B2 (ja) 2021-05-26 2023-08-24 タピルス株式会社 メルトブロー不織布及びこれを備えたフィルタ
KR102574822B1 (ko) 2021-05-26 2023-09-04 타피러스 컴퍼니 리미티드 멜트블로우 부직포 및 이를 포함하는 필터

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