掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

纺粘无纺布、集尘器褶皱过滤器用滤材、集尘器褶皱过滤器及大风量脉冲喷射式集尘器

文献发布时间:2023-06-19 16:08:01



技术领域

本发明涉及刚性与透气性优异的纺粘无纺布、集尘器褶皱过滤器用滤材、集尘器褶皱过滤器及大风量脉冲喷射式集尘器。

背景技术

以往,对于产生粉尘的作业环境,使用以去除粉尘以及回收粉尘为目的的集尘器,其中已知有可以降低过滤器的更换频率的脉冲喷射式(pulse jet type)的集尘器。在该脉冲喷射式的集尘器中,过滤器的外侧成为过滤面,该过滤器安装于过滤器笼(日文:フィルターゲージ)而运转。脉冲喷射式的集尘器具有在过滤器达到一定压力时向过滤器内部送入压缩空气的、可以进行反洗的机构,通过反洗来掸落堆积在过滤器外侧表面的粉尘,而反复使用。该集尘器的过滤器已知以叠成褶皱状的形状来使用,通过制成褶皱形状,可以大幅度提高过滤面积,降低压力损失,提高捕集效率。

作为这样的集尘器的过滤器用材料而使用的无纺布之中,特别是纺粘无纺布由于易于得到相对于短纤维无纺布而言无绒性优异、强度性能也优异的无纺布,因此被用作家庭、事务所用的空调机、产业用的粉尘捕集器等过滤器。

对于集尘器的过滤器中使用的纺粘无纺布,需要同时实现粉尘的捕集性能与透气性,迄今为止提出了各种无纺布。例如,专利文献1、专利文献2中公开了一种无纺布,其是预先用一对平辊将热塑性连续长丝加热熔接之后用一对实施过雕刻的压花辊来进行部分地熔接而成的。此外,专利文献3中公开了将高熔点成分的热塑性连续长丝与低熔点成分的热塑性连续长丝混纤而得的无纺布、由包含高熔点成分与低熔点成分的多叶型复合纤维形成的无纺布。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:专利第5422874号公报

专利文献2:专利第5298803号公报

专利文献3:专利第4522671号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在需要通过前述脉冲喷射式的集尘器来在像化工厂这样以每1分钟300~1500L来处理包含微粉体粉尘的大量空气的场所中,使用了大风量脉冲喷射式集尘器。由于在这样的大风量脉冲喷射式集尘器中使用的过滤器中反复进行大风量的空气(气体)的通过和反洗,因此不贴合存在剥离等隐患的PTFE膜等基材,而单独使用纺粘无纺布来作为过滤器用纺粘无纺布。此外,所使用的过滤器用纺粘无纺布需要具有用于耐受大风量下的粉尘捕集和反复进行的反洗的褶皱形状保持性的刚性。然而,就现有的用于去除集尘的过滤器用纺粘无纺布而言,尚未得到在同时实现粉尘捕集性能与透气性的平衡的同时,还具有对于大风量下的褶皱形状保持性与褶皱加工性而言充分的刚性的纺粘无纺布。即,存在下述课题:若要提高捕集性能,当使纤维彼此的熔接变得牢固时网目变小,导致透气性的降低,另一方面,若要提高透气性,则当使纤维彼此的熔接松弛时网目变大,不仅粉尘的捕集性能会降低,而且由于刚性的降低,在大风量下还会变得不能保持褶皱形状,并且产生绒毛,在外观方面也成为问题。

例如,专利文献1、2中公开的技术中,难以同时实现充分的透气性与刚性。

另一方面,在专利文献3中,存在下述课题:纤维彼此的熔接弱,在褶皱加工时因熔接部的断裂而导致无纺布的刚性降低,在作为过滤器而使用的情况下,在大风量下无法保持褶皱的形状,透气性降低。

因此,鉴于上述课题,本发明的目的在于提供在同时实现粉尘的捕集性能与透气性的平衡的同时,在大风量下的褶皱形状保持性与褶皱加工性优异的具有高刚性的纺粘无纺布、集尘器褶皱过滤器用滤材、集尘器褶皱过滤器及大风量脉冲喷射式集尘器。

用于解决课题的手段

本申请的发明人为了达到上述目的反复进行深入研究,结果发现,从由部分地熔接的热塑性连续长丝形成的无纺布的截面中得到的凸部的厚度与凹部的厚度之比、及从凸部的表面至凹部的表面的距离之比在特定值的范围内的无纺布,可得到同时实现粉尘的捕集性能与透气性的平衡、并且具有对于褶皱加工而言充分的刚性的纺粘无纺布。

本发明是基于上述见解完成的,根据本发明,可提供以下的发明。

即,本发明的纺粘无纺布是由包含高熔点成分和低熔点成分的热塑性连续长丝构成的,并且是部分地熔接而成的纺粘无纺布,该纺粘无纺布的MD方向的硬挺度为40mN以上80mN以下,该纺粘无纺布具有非熔接的凸部、和熔接而成的凹部,在无纺布截面中,将前述凸部的从一个表面至另一个表面的厚度设为t

0.5≤1-t

0.65<t

根据本发明的纺粘无纺布的优选方式,其单位面积重量CV值为5%以下。

根据本发明的纺粘无纺布的优选方式,前述凹部的熔接面积的比例为5%以上20%以下。

根据本发明的纺粘无纺布的优选方式,构成该纺粘无纺布的热塑性连续长丝的平均单纤维直径为12μm以上26μm以下。

本发明的纺粘无纺布可用于集尘器褶皱过滤器用滤材。

本发明的集尘器褶皱过滤器可用滤材用于集尘器褶皱过滤器。

本发明的集尘器褶皱过滤器可用于大风量脉冲喷射式集尘器。

发明的效果

根据本发明,能够得到粉尘的捕集性能与透气性的平衡优异、且具有在大风量下的褶皱形状保持性与褶皱加工性优异的高刚性的纺粘无纺布。

附图说明

[图1]图1为本发明的一实施方式涉及的纺粘无纺布的截面照片。

[图2]图2为示出本发明的集尘器褶皱过滤器用滤材的一例的概略立体图。

[图3]图3为用于说明本发明的实施例涉及的实施褶皱形状保持性试验的试验系统的构成的图。

[图4]图4为用于说明本发明的实施例涉及的褶皱形状保持性试验中的测定单元的图。

[图5]图5为用于说明本发明的实施例涉及的实施捕集性能试验的试验系统的构成的图。

具体实施方式

以下,对用于实施本发明的方式进行详细地说明。需要说明的是,并非由以下的实施方式来限定本发明。

本发明的纺粘无纺布是由热塑性连续长丝形成的无纺布。热塑性连续长丝包含高熔点成分与低熔点成分。图1为本发明的一实施方式涉及的纺粘无纺布的截面照片。需要说明的是,图1所示的纺粘无纺布在使用时由上向下进行通气。纺粘无纺布是部分熔接的无纺布,前述无纺布的MD方向的硬挺度为40mN以上80mN以下。纺粘无纺布具有非熔接的凸部11(非熔接部)和熔接而成的凹部12(熔接部),在无纺布截面中,将凸部的从一个表面至另一表面的厚度设为(t

0.5≤1-t

0.65<t

这里,本发明中,所谓“MD方向”,是指纺粘无纺布制造时的片搬送方向、即无纺布卷的卷绕方向,后述的CD方向是指与片搬送方向、即无纺布卷的卷绕方向垂直地交叉的方向。需要说明的是,在纺粘无纺布被切断等情况下,在不处于卷状态的情况下,按照以下步骤来确定MD方向、CD方向。

(a)在纺粘无纺布的面内,确定任意的1个方向,沿该方向采集长度38.1mm、宽度25.4mm的试验片。

(b)在由采集的方向旋转30度、60度、90度的方向上,也同样地采集长度38.1mm、宽度25.4mm的试验片。

(c)对于各方向的试验片,基于后述的纺粘无纺布的硬挺度的测定方法,对各试验片的硬挺度进行测定。

(d)将测定而得的值最高的方向设为该纺粘无纺布的MD方向,将与其正交的方向设为CD方向。

此外,本发明的纺粘无纺布可用于过滤器(例如集尘器褶皱过滤器)用滤材。图2为示出本发明的集尘器褶皱过滤器用滤材的一例的概略立体图。图2所示的集尘器褶皱过滤器用滤材21具有将纺粘无纺布折叠而形成的峰部22及谷部23。当由集尘器褶皱过滤器用滤材等来确定MD方向、CD方向时,在图2所例示的集尘器褶皱过滤器用滤材21的情况下,与峰部22的脊线平行的方向(虚线箭头25)为CD方向,与CD方向正交的方向(虚线箭头24)为MD方向。

(热塑性连续长丝)

作为成为构成本发明的纺粘无纺布的热塑性连续长丝的原料的热塑性树脂,特别优选使用聚酯。聚酯是以酸成分与醇成分作为单体而成的高分子聚合物。作为酸成分,可以使用邻苯二甲酸(邻位体)、间苯二甲酸及对苯二甲酸等芳香族羧酸、己二酸、癸二酸等脂肪族二羧酸、及环己烷羧酸等脂环族二羧酸等。此外,作为醇成分,可以使用乙二醇、二乙二醇及聚乙二醇等。

此外,作为聚酯的例子,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚乳酸及聚丁二酸丁二醇酯等。作为后述的用作高熔点聚合物的聚酯,最优选使用熔点高、耐热性优异、且刚性也优异的PET。

此外,在不损害本发明的效果的范围内,这些聚酯原料中可以添加晶体成核剂、消光剂、颜料、防霉剂、抗菌剂、阻燃剂、金属氧化物、脂肪族双酰胺及/或脂肪族单酰胺、以及亲水剂等添加剂。其中,氧化钛等金属氧化物有以下效果:通过降低纤维的表面摩擦、防止纤维彼此的熔接来提高纺丝性,并且在利用热辊对无纺布进行熔接成型时,通过增加导热性来提高无纺布的熔接性。此外,亚乙基双硬脂酸酰胺等脂肪族双酰胺及/或烷基取代型的脂肪族单酰胺有提高热辊与无纺布网间的脱模性、提高搬送性的效果。

接下来,构成本发明的纺粘无纺布的热塑性连续长丝包含高熔点成分和低熔点成分。热塑性连续长丝优选为在作为高熔点成分的聚酯系高熔点聚合物的周围配置有作为低熔点成分的聚酯系低熔点聚合物的复合型长丝的形态,该聚酯系低熔点聚合物具有比该聚酯系高熔点聚合物的熔点低10℃以上140℃以下的低熔点。由此,在通过熔接形成纺粘无纺布并使用时,由于构成纺粘无纺布的复合型聚酯纤维(长丝)彼此牢固地熔接,因此纺粘无纺布的机械强度优异,也可以充分地耐受大风量下的粉尘处理。

需要说明的是,本发明中,关于热塑性树脂的熔点,使用示差扫描型量热仪(例如,株式会社Perkin-Elmer-Japan公司制“DSC-2”型),在升温速度20℃/分钟、测定温度范围从30℃至300℃的条件下进行测定,将得到的熔解吸热曲线中产生极值的温度设为该热塑性树脂的熔点。此外,对于示差扫描型量热仪中熔解吸热曲线不显示极值的树脂,在加热板上进行加热,通过显微镜观察,将树脂熔融的温度设为熔点。

在热塑性树脂为聚酯的情况下,作为成对的聚酯系高熔点聚合物和聚酯系低熔点聚合物的组合(以下,有时按照聚酯系高熔点聚合物/聚酯系低熔点聚合物的顺序来记载),例如可以举出PET/PBT、PET/PTT、PET/聚乳酸、及PET/共聚PET等的组合,其中,从纺丝性优异的方面考虑,优选使用PET/共聚PET的组合。此外,作为共聚PET的共聚成分,特别是从纺丝性优异的方面考虑,优选使用间苯二甲酸共聚PET。

对于复合型长丝的复合形态,例如可举出同心芯鞘型、偏心芯鞘型及海岛型等,其中,从可以使长丝彼此均匀且牢固地熔接的方面考虑,优选为同心芯鞘型。进而,作为该复合型长丝的截面形状,可举出圆形截面、扁平截面、多角形截面、多叶截面及中空截面等形状。其中,使用圆形截面的形状作为长丝的截面形状为优选方式。

此外,关于前述的复合型长丝的形态,例如存在将由聚酯系高熔点聚合物形成的纤维与由聚酯系低熔点聚合物形成的纤维进行混纤的方法,但为混纤的方法的情况下,难以进行均匀的熔接,例如在由聚酯系高熔点聚合物形成的纤维密集的部位,熔接变弱,机械强度、刚性差,不适合作为纺粘无纺布。另一方面,还存在通过浸渍、喷雾等方式对由聚酯系高熔点聚合物形成的纤维赋予低熔点聚合物的方法,但均难以在表层、厚度方向上均匀地赋予,机械强度、刚性差,作为纺粘无纺布而言并不理想。

本发明中的聚酯系低熔点聚合物的熔点优选比聚酯系高熔点聚合物的熔点低10℃以上140℃以下。通过低10℃以上,优选低20℃以上,更优选低30℃以上,可以在纺粘无纺布中得到适度的熔接性。另一方面,聚酯系低熔点聚合物的熔点比聚酯系高熔点聚合物的熔点低140℃以下,优选低120℃以下,更优选低100℃以下,由此可以抑制纺粘无纺布的耐热性的降低。

需要说明的是,聚酯系高熔点聚合物的熔点优选为200℃以上320℃以下的范围。通过使聚酯系高熔点聚合物的熔点优选为200℃以上,更优选为210℃以上,进一步优选为220℃以上,可以得到耐热性优异的过滤器。另一方面,通过使聚酯系高熔点聚合物的熔点优选为320℃以下,更优选为300℃以下,进一步优选为280℃以下,可以抑制在无纺布制造时大量消耗用于熔融的热能而生产率降低的情况。

此外,聚酯系低熔点聚合物的熔点优选为160℃以上250℃以下的范围。通过使聚酯系低熔点聚合物的熔点优选为160℃以上,更优选为170℃以上,进一步优选为180℃以上,即使通过在制造褶皱过滤器时施加热量的工序(在褶皱加工时的热定型等)的情况下,形状保持性也优异。另一方面,通过使聚酯系低熔点聚合物的熔点优选为250℃以下,更优选为240℃以下,可以得到无纺布制造时的熔接性优异、机械强度优异的过滤器。

此外,就聚酯系高熔点聚合物与聚酯系低熔点聚合物的含有比率而言,以质量比计优选为90:10~60:40的范围,85:15~70:30的范围为更优选的方式。通过使聚酯系高熔点聚合物为60质量%以上90质量%以下,可以使纺粘无纺布的刚性和耐热性优异。另一方面,通过使低熔点聚酯为10质量%以上40质量%以下,在通过熔接形成纺粘无纺布并使用时,可以将构成纺粘无纺布的复合型聚酯纤维(长丝)彼此牢固地熔接,机械强度优异,可以充分耐受大风量下的粉尘捕集。

对于复合型聚酯纤维的复合形态,也可以举出例如同心芯鞘型、偏心芯鞘型及海岛型等,其中,从可以使长丝彼此均匀且牢固地熔接的观点考虑,对于复合形态而言优选为同心芯鞘型的复合形态。此外,作为该长丝(单纤维)的截面形状,可举出圆形截面、扁平截面、多角形截面、多叶截面及中空截面等形状。其中,作为长丝(单纤维)的截面形状,使用圆形截面形状的长丝是优选方式。

构成本发明的纺粘无纺布的热塑性连续长丝的平均单纤维直径优选为12μm以上26μm以下的范围。通过使热塑性连续长丝的平均单纤维直径为12μm以上,优选为13μm以上,更优选为14μm以上,可以提高纺粘无纺布的透气性,降低压力损失。此外,在形成热塑性连续长丝时,也可以降低断纱次数,提高生产时的稳定性。另一方面,通过使热塑性连续长丝的平均单纤维直径为26μm以下,优选为25μm以下,更优选为24μm以下,可以提高纺粘无纺布的均匀性,使无纺布表面致密,可以使得易于由表层过滤灰尘等,提高捕集性能。

需要说明的是,本发明中,纺粘无纺布的平均单纤维直径(μm)采用通过以下的方法求出的值。

(i)从纺粘无纺布中随机采集10个小片样品。

(ii)用扫描型电子显微镜等对采集到的小片样品的表面拍摄照片,该照片可以在500~2000倍的范围内测量纤维的粗细。

(iii)从各样品中任意地逐10根选出共计100根纤维,测定其粗细。假定纤维的截面为圆形,将粗细设为单纤维直径。

(iv)将它们的算术平均值的小数点后第二位四舍五入而算出,作为平均单纤维直径。

(纺粘无纺布的制造方法)

接下来,对本发明的纺粘无纺布的制造方法进行说明。本发明的纺粘无纺布通过依次实施下述工序(a)~工序(c)来制造。

工序(a),将热塑性聚合物从喷丝头熔融挤出,然后通过吸气装置对其进行牵引、拉伸而得到热塑性连续长丝。

工序(b),将得到的长丝开纤,在移动的网式输送机上利用开纤板对纤维排列进行控制并使其堆积,形成纤维网。

工序(c),对得到的纤维网实施部分熔接。

以下,对各工序进行进一步详细的说明。

(a)热塑性连续长丝形成工序

首先,将热塑性聚合物从喷丝头熔融挤出。特别是,作为热塑性连续长丝,在使用在聚酯系高熔点聚合物的周围配置具有比该聚酯系高熔点聚合物的熔点低的熔点的聚酯系低熔点聚合物而成的复合型长丝的情况下,分别将聚酯系高熔点聚合物和聚酯系低熔点聚合物在各自的熔点以上(熔点+70℃)以下进行熔融,制成在聚酯系高熔点聚合物的周围配置具有比该聚酯系高熔点聚合物的熔点低10℃以上140℃以下的熔点的聚酯系低熔点聚合物而成的复合型长丝,用口模温度为熔点以上(熔点+70℃)以下的喷丝头从细孔纺出后,通过吸气装置以纺丝速度4000m/分钟以上6000m/分钟以下进行牵引、拉伸,纺丝成圆形截面形状的长丝。

(b)纤维网形成工序

本发明的无纺布是所谓的纺粘无纺布,具有下述工序:用喷射器对纺丝而得的热塑性连续长丝进行抽吸,从在喷射器的下部具有狭缝状的开纤板喷射,堆积在移动的网式输送机上而得到纤维网。

需要说明的是,在使用复合型聚酯纤维的情况下,为由前述长丝(长纤维)形成的纺粘无纺布也是重要的。由此,与由非连续的纤维构成的短纤维无纺布的情况相比,可以提高刚性、机械强度,可优选作为纺粘无纺布。

本发明的纺粘无纺布的制造方法中,将在网式输送机上捕集的纤维网暂时熔接也是优选方式。关于暂时熔接,优选采用如下方法:利用一对平辊对捕集到的纤维网进行熔接、或在网式输送机上设置平辊,在网式输送机与该平辊之间进行熔接的方法。

用于暂时熔接的熔接温度优选为比聚酯系低熔点聚合物的熔点低70℃以上120℃以下的温度。通过这样地设定温度,纤维彼此不会过度地熔接,可以改善搬送性。

此外,用于暂时熔接的线压力优选为30kg/cm以上70kg/cm以下。通过使用于暂时熔接的线压力为30kg/cm以上,更优选为40kg/cm以上,可以赋予对于将纤维网搬送到下一工序而言所需要的机械强度。通过使用于暂时熔接的线压力为70kg/cm以下,更优选为60kg/cm以下,可以防止纤维彼此的过度熔接。

(c)部分熔接工序

本发明的纺粘无纺布为部分地熔接而成的无纺布,但部分地熔接的方法没有特别限定。这里,将纺粘无纺布的被熔接的部分称为熔接部,将除此以外的未熔接的部分称为非熔接部。基于热压花辊的熔接、或基于超声波振荡装置与压花辊的组合的熔接是优选的。特别是对于基于热压花辊的熔接而言,从提高无纺布的强度的观点考虑是最优选的。优选部分熔接工序从前述网形成工序起持续进行加工。通过从前述网形成工序起持续进行加工,可以提高熔接部的密度,作为纺粘无纺布可以得到褶皱成型性优异的腰强度的无纺布。就基于热压花辊的熔接的温度而言,优选为比存在于无纺布的纤维表面的熔点最低的聚合物的熔点低5℃以上60℃以下、更优选低10℃以上50℃以下。通过使基于热压花辊的、与存在于无纺布的纤维表面的熔点最低的聚合物的熔点的温度差为5℃以上,更优选为10℃以上,可以防止过度的熔接。另一方面,通过使熔点的温度差为60℃以下,更优选为50℃以下,在无纺布内可以进行均匀的熔接。

此外,用于熔接的线压力优选为30kg/cm以上90kg/cm以下。通过使用于熔接的线压力为30kg/cm以上,更优选为40kg/cm以上,可以在作为纺粘无纺布使用时对无纺布赋予褶皱加工性所需要的强度。通过使用于熔接的线压力为90kg/cm以下,更优选为80kg/cm以下,可以防止过度的熔接。

本发明的纺粘无纺布的熔接部的面积的比例(以下,有时仅记为“熔接面积率”)是熔接部(凹部)在无纺布整体的面积中所占的比例,相对于无纺布总面积而言优选为5%以上20%以下的范围。前述熔接面积率若为5%以上,更优选为6%以上,进一步优选为8%以上,则可以充分得到无纺布的机械强度,而且表面不易起毛。另一方面,若熔接面积率为20%以下,更优选为18%以下,进一步优选为16%以下,则不会出现纤维间的空隙变少而压力损失上升、捕集性能降低的情况。

需要说明的是,在纺粘无纺布的熔接面积率的测定中,使用数字显微镜(例如,株式会社keyence制“VHX-5000”),从纺粘无纺布的任意部分,利用显微镜以倍率20倍来取出100处与无纺布的MD方向及CD方向平行的1.0cm×1.0cm的矩形框,分别对100处测定相对于其面积而言的矩形框内的熔接部的面积,并取平均值,以百分率将小数点后第一位四舍五入而得的值作为熔接面积率(%)。需要说明的是,在不以百分率表示的情况下,可以通过将前述矩形框内的熔接部的面积(cm

熔接部形成凹部,且通过构成无纺布的热塑性连续长丝彼此通过热与压力熔接而形成。即,相比于其他部分,热塑性连续长丝熔接并聚集的部分为熔接部。作为熔接的方法,采用基于热压花辊的熔接的情况下,热塑性连续长丝通过压花辊的凸部而熔接、聚集的部分成为熔接部。例如,使用仅上侧或下侧具有规定的图案的凹凸的辊、其他辊使用没有凹凸的平辊的情况下,熔接部是指通过具有凹凸的辊的凸部与平辊进行熔接,无纺布的热塑性连续长丝聚集而成的部分。或者,例如,采用如下设置的压花辊的情况下,熔接部是指通过上侧辊的凸部与下侧辊的凸部进行熔接,无纺布的热塑性连续长丝聚集而成的部分,该压花辊设置为:包括在表面形成有多个平行配置的直线凹槽的一对上侧辊与下侧辊,且该上侧辊的凹槽与该下侧辊的凹槽成一定角度地交叉。该情况下,通过上侧的凸部与下侧的凹部、或上侧的凹部与下侧的凸部而被熔接的部分不属于这里所称的熔接部。

作为每1个熔接部的面积,优选为0.3mm

本发明的纺粘无纺布中的熔接部的形状没有特别规定,在使用仅在上侧或下侧具有规定图案的凹凸的辊、而其他辊使用没有凹凸的平辊的情况下、及/或在包括表面形成有多个平行配置的直线凹槽的一对上侧辊与下侧辊、且该上侧辊的凹槽与该下侧辊的凹槽以某角度交叉的方式设置的压花辊中以上侧辊的凸部与下侧辊的凸部熔接的情况下,该熔接部的形状也可以是圆形、三角形、四角形、平行四边形、椭圆形、菱形等。这些熔接部分的排列没有特别规定,可以是等间隔规则地配置的熔接部分、随机地配置的熔接部分、也可以是不同形状混合存在的熔接部分。其中,从无纺布的均匀性的观点考虑,优选熔接部分等间隔地配置。此外,从不剥离无纺布而进行部分熔接的观点考虑,使用包括在表面形成有多个平行配置的直线凹槽的一对上侧辊和下侧辊、且该上侧辊的凹槽与该下侧辊的凹槽以某角度交叉的方式设置的压花辊,以上侧辊的凸部与下侧辊的凸部熔接而形成的平行四边形的熔接部是优选的。

(纺粘无纺布)

本发明的纺粘无纺布在无纺布的MD方向具有40mN以上80mN以下的硬挺度。若硬挺度为40mN以上,更优选为45mN以上,进一步优选为50mN以上,则可以在保持无纺布的强度、形态保持性的同时进行褶皱加工。另一方面,若为80mN以下,更优选为75mN以下,进一步优选为70mN以下,则可以缓和褶皱加工时的折叠阻力,褶皱的峰谷型形状加工成尖锐状。

本发明中的硬挺度是根据JIS L1913:2010“一般无纺布试验方法”6.7“硬挺度(JIS法及ISO法)”的6.7.4“Gurley法(JIS法)”,如下操作而得到的值。

(i)从试样中,从试样的任意5处采集长度38.1mm(有效试样长度L=25.4mm)、宽度d=25.4mm的试验片。这里,本发明中,将无纺布的长度方向作为试样的纵向。

(ii)将采集到的试验片分别安装于夹头,并将夹头固定于可动臂A上的刻度1-1/2”(1.5英寸=38.1mm)处。该情况下,对于试样长度的1/2”(0.5英寸=12.7mm)而言,夹头占据1/4”(0.25英寸=6.35mm)、在试样的自由端摆(日文:振子)的前端占据1/4”(0.25英寸=6.35mm),因此供测定的有效试样长度L为从试验片长度中减去1/2”(0.5英寸=12.7mm)而得到的值。

(iii)接下来,从摆B的支点起在下部的砝码安装孔a、b、c(mm)上安装适当的砝码W

(iv)对试验片5处的表背各测定5次,合计实施50次。

(v)使用下述式(3)由得到的刻度RG的值将小数点后第二位四舍五入而分别求出硬挺度的值。以将50次测定的平均值进行小数点后第二位四舍五入而算出的值为MD方向的硬挺度。

[数学式1]

本发明的纺粘无纺布是无纺布截面中的凸部的从一个表面至另一表面的厚度(t

本发明中的纺粘无纺布是将无纺布截面的从凸部的一个表面至凹部的一个表面的距离分别设为(t

这里,对于本发明中的、本发明的凸部的从一个表面至另一表面的厚度(t

(i)在任意的熔接部(凹部)中,将MD方向的中心线与CD方向的中心线的交点设为熔接部(凹部)的中心点。

(ii)穿过前述熔接部(凹部)的中心点,引出与CD方向平行的直线。

(iii)以从前述熔接部(凹部)的中心点离开0.5cm的该直线上的2点为起点,沿MD方向引出1.0cm的直线,引出连结其端点彼此的直线。

(iv)用剃刀刀片切取由(i)~(iii)中形成的1.0cm×1.0cm的正方形包围的区域。

(v)同样地,从纺粘无纺布内的任意处采集总计为100个1.0cm×1.0cm的测定样品。

(vi)使用扫描型电子显微镜(SEM)(例如,株式会社keyence制“VHX-D500”),以测定样品内的熔接部为中心,调节为倍率100倍来对截面进行观察、拍摄。

(vii)从邻接的非熔接部(凸部)的最顶部2点引出切线,根据与该切线平行的线间的距离,测定下述的纺粘无纺布的截面厚度t

t

t

t

(viii)由测定结果算出t

(ix)算出由各测定样品得到的t

本发明中的纺粘无纺布的单位面积重量优选为150g/m

就这里所述的单位面积重量而言,采集3个纵50cm×横50cm的尺寸的试样,并分别测定各质量,将所得的值的平均值(g)换算成每单位面积(1m

此外,本发明的纺粘无纺布的单位面积重量CV值为5%以下。优选为4.5%以下,进一步优选为4.0%以下,若如此,则可以伴随无纺布的均匀性提高而使无纺布致密,因此捕集效率提高,容易得到满足性能的过滤器寿命,因此优选。另一方面,为了确保纺粘无纺布的透气量为一定量,且通过减小压力损失而延长过滤器寿命,单位面积重量CV值更优选为1%以上。

本发明中,纺粘无纺布的单位面积重量CV值(%)设为采用进行如下测定而得的值。

(i)从纺粘无纺布中采集合计100个5cm×5cm的小片。

(ii)分别测定各小片的质量(g),换算成每单位面积(1m

(iii)分别算出(ii)的换算结果的平均值(W

(iv)基于(i)~(iii)的结果,通过下式计算单位面积重量CV值(%),将小数点后第二位四舍五入。

单位面积重量CV值(%)=W

本发明的纺粘无纺布的厚度优选为0.50mm以上0.80mm以下,更优选为0.51mm以上0.78mm以下。通过将厚度设为0.50mm以上,可以提高刚性,制成适合作为过滤器使用的无纺布。此外,通过将厚度设为0.80mm以下,可以制成作为过滤器的操作性、加工性优异的纺粘无纺布。

需要说明的是,本发明中,纺粘无纺布的厚度(mm)设为采用通过以下方法测定而得的值。

(i)使用厚度计(例如,Teklock公司制“TECLOCK”(注册商标)SM-114等),在CD方向上等间隔地对无纺布的厚度测定10处。

(ii)将上述算术平均值的小数点后第3位四舍五入,作为无纺布的厚度(mm)。

本发明中的纺粘无纺布的表观密度优选为0.25g/cm

需要说明的是,本发明中,纺粘无纺布的表观密度(g/cm

表观密度(g/cm

需要说明的是,在本发明中,如下所述,纺粘无纺布的透气量(cm

(i)在纺粘无纺布的CD方向等间隔地采集10片纵150mm×横150mm的试验片。

(ii)将试验片安装于试验机的圆筒的一端,然后利用下限阻力器调整吸气风扇及气孔,以使得倾斜型气压计显示为125Pa的压力,测定此时的垂直型气压计显示的压力。

(iii)根据测定的压力与使用的气孔的种类,通过试验机附带的换算表求出通过试验片的空气量(cm

(iv)关于得到的10处的试验片的透气量的算术平均值,将小数点后第一位四舍五入,算出纺粘无纺布的透气量(cm

如以上所说明,本发明的纺粘无纺布可同时实现粉尘的捕集性能与透气性的平衡、并且刚性、及褶皱加工性优异,因此可以适用于集尘器褶皱过滤器用滤材、集尘器褶皱过滤器。其中,无纺布单独可特别适合用于作为需要可耐受在流量超过300L/分钟的大风量下的粉尘捕集与反复反洗的褶皱形状保持性的、大风量脉冲喷射式集尘器用褶皱过滤器用滤材、大风量脉冲喷射式集尘器用过滤器。这样的集尘器褶皱过滤器用滤材可以通过例如将前述纺粘无纺布制成褶皱形状而得到。此外,就该集尘器褶皱过滤器用滤材而言,可以是圆筒型集尘器过滤器,其是将其整体制成圆筒状,然后使圆筒的上端与下端固定而成的;或者,可以是平板型集尘器过滤器,其是集尘器褶皱过滤器用滤材的端部固定至由金属材料、高分子树脂材料形成的矩形、圆型这样的框架材料的内壁上而成的。

本发明的脉冲喷射式集尘器使用前述集尘器用褶皱过滤器,特别是在流量超过300L/分钟这样的大风量下进行粉尘捕集和反复反洗的大风量脉冲喷射式集尘器。在该大风量脉冲喷射式的集尘器中,前述集尘器过滤器在每一个集尘器过滤器的流量为3.0L/分钟以上5.0L/分钟以下、且施加于一个集尘器过滤器的处理空气的压力为0.5MPa以上0.7MPa以下的气氛下使用。

本发明的脉冲喷射式集尘器具备至少一个对来自集尘对象设备的集尘进行过滤的集尘器过滤器,并具备脉冲喷射机构,该脉冲喷射机构向集尘器过滤器的内侧面脉冲状地喷射压缩空气,以掸落附着于过滤器的外侧面的粉尘。需要说明的是,该脉冲喷射机构既可以是可以在集尘器的送风机用马达运转的期间工作的在线脉冲方式(on-line pulse)的机构,也可以是能在中断了集尘的状态期间工作的离线脉冲方式(off-line pulse)的机构。

实施例

以下,通过实施例来进一步说明本发明的详细情况。需要说明的是,并不由本实施例而限定地解释本发明。

[测定方法]

下述实施例中的各特性值通过以下方法进行测定。其中,各物性的测定中,在没有特别记载的情况下,基于前述方法进行测定。

(1)聚酯的熔点(℃)

作为示差扫描型量热仪,使用株式会社Perkin-Elmer-Japan公司制“DSC-2型”。

(2)聚酯的特性粘度(IV)

聚酯的特性粘度(IV)通过以下方法测定。

在邻氯苯酚100mL中溶解试样8g,于温度25℃,使用奥斯特瓦尔德粘度计,根据下式求出相对粘度η

η

(这里,分别地,η表示聚合物溶液的粘度、η

接下来,根据下式由相对粘度η

特性粘度(IV)=0.0242η

(3)纺粘无纺布的截面的厚度(mm)

作为扫描型电子显微镜,使用株式会社keyence制“VHX-D500”,通过前述方法进行测定。

(4)纺粘无纺布的厚度(mm)

作为厚度计,使用Teklock公司制“TECLOCK”(注册商标)SM-114。

(5)纺粘无纺布的透气量(cm

关于透气量的测定,使用Textest AG制透气性试验机“FX3300-III”进行测定。

(6)纺粘无纺布的MD方向的硬挺度(mN)

就无纺布的MD方向的硬挺度而言,使用株式会社大荣精机制作所制Gurley·柔软度试验机“GAS-10”进行测定。

(7)纺粘无纺布的褶皱加工性(分)

(1)将纺粘无纺布切割成240mm宽度,将该纺粘无纺布加热至150℃并压缩,同时以从褶皱成型体的顶点部的脊线至下一个顶点部的脊线的距离为35mm的方式进行褶皱加工,得到褶皱成型体。

(2)将该褶皱成型体在聚丙烯制的多孔性圆筒形芯上制成45峰型卷,将褶皱成型体的端彼此加热密封之后,使通过注塑成型而制成的帽盖熔接在圆筒形上的两端,以制作褶皱过滤器。

(3)20位评审员(panelist)目视确认所制作的褶皱过滤器的外观,并根据下述标准以5级评价并判断无纺布的褶皱加工性。因此,合计分数从最低0分至最高100分,将80分以上判断为合格。

5分:非常好

(褶皱成型体的峰彼此没有接触、褶皱形状没有形变,相邻的峰平行地排列成直线)

4分:良好

(5分与3分的中间)

3分

(褶皱成型体的峰彼此没有接触,但褶皱形状有形变)

2分

(3分与1分的中间)

1分

(褶皱形状有形变,褶皱成型体的峰彼此接触)

(8)褶皱形状保持性

图3是用于说明本发明的实施例涉及的实施褶皱形状保持性试验的试验系统的构成的图。图3所示的试验系统31具备:设置试验样品的样品架32、压力计33、流量计34、流量调整阀35和鼓风机36。流量计34、流量调整阀35及鼓风机36与样品架32连结。在该试验系统31中,由鼓风机36输送空气,从空气吹出口37向箭头38的方向排出空气。

首先,以峰高度成为48mm的方式对纺粘无纺布进行褶皱加工。接下来,如图4所示,制成3个评价用单元U,该评价用单元U是以峰间距41成为1.3mm、峰数成为23个的方式,用单元纵向长度42为30cm、单元横向长度43为30cm、单元高度44为48mm的框架材料45包围褶皱基材而成的。框架材料45只要是在测定时没有来自该框架材料45的空气泄漏的材料,则没有特别限定。接下来,将制成的评价用单元U设置于样品架32。以使风量成为2.0、4.0、5.0、6.0、7.0m

·褶皱形状保持性A:R

·褶皱形状保持性B:0.990≤R

·褶皱形状保持性C:R

就褶皱形状保持性的评价而言,以A为良好、以B为次于A的良好、以C为不良。需要说明的是,表1、表2中,A·B·C的评价之后的括号内的数字为上述决定系数(R

在具有高褶皱形状保持性的无纺布中,即使在大风量下,褶皱也不变形,过滤面积也不会减少,因此,压力损失随着风量增加而线性增加。因此,决定系数接近1。另一方面,在褶皱形状保持性低的无纺布中,随着达到大风量,褶皱被风压压塌,有效过滤面积减少,压力损失上升,因此不呈线性上升而决定系数降低。

(9)纺粘无纺布的起毛(分)

(1)从纺粘无纺布中在纺粘无纺布的CD方向等间隔地切取5处、纺粘无纺布的表背各1片、合计10片的MD方向250mm×CD方向25mm的试样。

(2)使用学振型染色物磨损坚牢度试验机,以载荷300gf、磨损次数200进行往复而使其磨损。

(3)20位评审员通过目视及手指触摸试验后的纺粘无纺布时的手感,按照下述标准的5个等级进行评价并判断纺粘无纺布表面的起毛。以各评审员判断出的合计分数,评价纺粘无纺布的起毛性。因此,合计分数从最低0分至最高100分,将80分以上判断为合格。

5分:非常好

(在纺粘无纺布表面不产生绒毛,用手指触摸时纺粘无纺布表面有清爽的触感,手指感受不到阻力)

4分:良好

(5分与3分的中间)

3分:普通

(在纺粘无纺布表面不产生绒毛,但用手指触摸时纺粘无纺布表面有粗糙的触感,手指感到阻力)

2分:差

(3分与1分的中间)

1分:非常差

(在纺粘无纺布表面产生绒毛,用手指触摸时纺粘无纺布表面有粗糙的触感,手指感到阻力)

(10)纺粘无纺布的单位面积重量(g/m

纺粘无纺布的单位面积重量通过前述方法算出。

(11)无纺布的表观密度

纺粘无纺布的表观密度通过前述方法算出。

(12)纺粘无纺布的单位面积重量CV值(%)

纺粘无纺布的单位面积重量CV值通过前述方法算出。

(13)热塑性连续长丝的平均单纤维直径(μm)

就热塑性连续长丝的平均单纤维直径而言,使用株式会社keyence制“VHX-D500”的扫描型电子显微镜,通过前述方法算出。

(14)纺粘无纺布的捕集效率(%)

图5是用于说明本发明的实施例涉及的实施捕集性能试验的试验系统的构成的图。图5所示的试验系统51具备:设置试验样品M的样品架52、流量计53、流量调整阀54、鼓风机55、灰尘供给装置56、切换旋塞57和粒子计数器58。流量计53、流量调整阀54、鼓风机55及灰尘供给装置56与样品架52连结。流量计53介由流量调整阀54而与鼓风机55连接。通过鼓风机55的吸气,从灰尘供给装置56向样品架52供给灰尘。将粒子计数器58与样品架52连接,介由切换旋塞57,可以分别测定试验样品M的上游侧的灰尘个数与下游侧的灰尘个数。首先,从无纺布的任意部分采集3个15cm×15cm的样品,将采集到的试验样品M设置于样品架52。试验样品的评价面积设为115cm

捕集性能(%)=〔1-(D1/D2)〕×100

这里,D1:下游的灰尘个数(3次的合计)、D2:上游的灰尘个数(3次的合计)。

(15)压力损失(Pa)

用压力计59读取上述捕集性能测定时的试验样品M的上游与下游的静压差,将由3个样品得到的值的平均值的小数点后第1位四舍五入而算出。

[使用的树脂]

接下来,将实施例·比较例中使用的树脂详情记载如下。

·聚酯系树脂A:干燥至水分含量为50质量ppm以下的、特性粘度(IV)为0.65且熔点为260℃的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)

·聚酯系树脂B:干燥至水分含量为50质量ppm以下的、特性粘度(IV)为0.64、间苯二甲酸共聚率为11mol%(摩尔%)且熔点为230℃的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯(CO-PET)

[实施例1]

使前述聚酯系树脂A与前述聚酯系树脂B分别于295℃和280℃的温度熔融。然后,将聚酯系树脂A作为芯成分,将聚酯系树脂B作为鞘成分,以口模温度295℃、且芯:鞘=80:20的质量比率从细孔纺出,然后,利用吸气装置以纺丝速度4900m/分钟来纺丝圆形截面形状的长丝,在移动的网式输送机上,利用开纤板对纤维排列进行控制并使其堆积,从而捕集由平均单纤维直径为14.8μm的纤维形成的纤维网。对于捕集到的纤维网,利用包括一对平辊的压延辊,在温度140℃、且线压力为50kg/cm的条件下进行暂时熔接。接着,使用包括熔接面积率为10%、每1个熔接部的面积为1.6mm

[表1]

[实施例2]

将上下压花辊的温度均从200℃变更为180℃,并进行熔接,除此以外,以与实施例1相同的条件得到单位面积重量为260g/m

[实施例3]

将上下压花辊的温度均从200℃分别变更为180℃、210℃,并进行熔接,除此以外,以与实施例1相同的条件得到单位面积重量为260g/m

[实施例4]

将上下压花辊从熔接面积率为10%、每1个熔接部的面积为1.6mm

[实施例5]

将上下压花辊从熔接面积率为10%、每1个熔接部的面积为1.6mm

[实施例6]

以平均单纤维直径为24.6μm的方式变更排出量、纺出速度,另一方面,为了使单位面积重量与实施例1相同而变更网式输送机的速度,除此以外,以与实施例1相同的条件,得到单位面积重量为260g/m

[实施例7]

以平均单纤维直径为12.5μm的方式变更排出量、纺出速度,另一方面,为了使单位面积重量与实施例1相同而变更网式输送机的速度,除此以外,以与实施例1相同的条件,得到单位面积重量为260g/m

得到的纺粘无纺布的特性如表1所示,实施例1~7的纺粘无纺布均是MD方向的硬挺度为41mN以上、单位面积重量CV值为3.5%以下、刚性、单位面积重量均匀性优异、压力损失为50Pa以下、捕集效率为50%以上的具有作为过滤器基材的良好特性的纺粘无纺布。此外,褶皱加工性、褶皱形状保持性及起毛性的结果均良好,其中,褶皱加工性为87分以上、褶皱形状保持性为B以上、起毛性为87分以上。

[比较例1]

在实施例1的制造工序中,变更为:在将捕集到的纤维网进行暂时熔接的工序和使用压花辊来进行熔接的工序之间,设置将暂时熔接的工序中得到的片暂时卷绕后冷却至室温、将该片送至压花辊的工序,即、不接着暂时熔接工序进行用压花辊进行熔接的工序,除此以外,以与实施例1相同的条件,得到单位面积重量为260g/m

[表2]

[比较例2]

将上下压花辊从包括熔接面积率为10%、每1个熔接部的面积为1.6mm

[比较例3]

将上下压花辊从包括熔接面积率为10%、每1个熔接部的面积为1.6mm

[比较例4]

将上下压花辊从包括熔接面积率为10%、每1个熔接部的面积为1.6mm

[比较例5]

以平均单纤维直径为29.2μm的方式变更排出量、纺出速度,另一方面,为了使单位面积重量与实施例1相同而变更网式输送机的速度,除此以外,以与实施例1相同的条件,得到单位面积重量为260g/m

[比较例6]

以平均单纤维直径为11.2μm的方式变更排出量、纺出速度,另一方面,为了使单位面积重量与实施例1相同而变更网式输送机的速度,除此以外,以与实施例1相同的条件,得到单位面积重量为260g/m

[比较例7]

使前述聚酯系树脂A和前述聚酯系树脂B分别于295℃和280℃的温度熔融。然后,将聚酯系树脂A作为芯成分,将聚酯系树脂B作为鞘成分,以口模温度为300℃、且芯:鞘=80:20的质量比率从细孔纺出,然后,利用吸气装置以纺丝速度4400m/分钟来纺丝圆形截面形状的长丝,使长丝碰撞设置在吸气装置出口处的金属碰撞板,通过摩擦带电使纤维带电而开纤,将由平均单纤维直径为14.8μm的纤维形成的纤维网捕集至移动的网式输送机上。接着,通过包括熔接面积率为18%、每1个熔接部的面积为0.7mm

得到的无纺布的特性如表1、2所示,但比较例1中,片截面厚度(1-t

产业上的可利用性

对于本发明的纺粘无纺布、集尘器褶皱过滤器用滤材、集尘器褶皱过滤器及大风量脉冲喷射式集尘器而言,可优选适用于在同时实现粉尘的捕集性能与透气性的平衡的同时、具有在大风量下的褶皱形状保持性与褶皱加工性优异的高刚性的情况,但适用范围不限于此。

附图标记说明

11 凸部

12 凹部

21 集尘器褶皱过滤器用滤材

22 峰部

23 谷部

24 示出MD方向的箭头(虚线箭头)

25 示出CD方向的箭头(虚线箭头)

31、51 试验系统

32 样品架

33 压力计

34 流量计

35 流量调整阀

36 鼓风机

37 空气吹出口

38 示出空气吹出方向的箭头

U 评价用单元

41 峰间距

42 单元纵向长度

43 单元横向长度

44 单元高度

45 框架材料

M 试验样品

52 样品架

53 流量计

54 流量调整阀

55 鼓风机

56 灰尘供给装置

57 切换旋塞

58 粒子计数器

59 压力计

技术分类

06120114712610