混纺无纺布及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及主要适合用作空气过滤器的滤材的、包含由彼此不同的两种聚合物构 成的纤维组的混纺无纺布及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，大气污染或感染症的流行已成为问题，从想要过上健康生活的需要出发， 对空气净化器或汽车用空调滤清器（cabin filter)等的滤材的需求增加。在这些用途中 共通采用的是通过由无纺布等构成的空气过滤器滤材除去空气中的尘埃的技术。而且，这 些空气过滤器滤材要求具有高的俘获效率。
[0003] 在使用无纺布的滤材中，作为实现高的俘获效率的方法，有人提案了进行构成无 纺布的纤维的细纤度化的技术（参照专利文献1。）。但是，在该提案的方法中，在过滤精度 提高的同时，滤材的压力损失（以下称作压损。）增大，若像这样压损变大，则存在着空气净 化或过滤所需的能量增加的课题。
[0004]而且，作为该课题的解决方法，对纤维实施带电处理的方法广为人知。带电处理还 被称作驻极处理，特别是在提高空气中的微小颗粒的俘获效率上是极其有效的方法（参照 专利文献2、专利文献3和专利文献4。）。利用这些技术，可以使俘获效率飞跃性地提高。 但是，人们对过滤器的低压损化的要求逐年提高，寻求一种实现更低压损化的技术。
[0005]而且，作为用于进行这样的低压损化的技术，有人提案了使用混合了具有彼此不 同的纤维径的两种以上的带电纤维的无纺布作为滤材的方法（参照专利文献5、专利文献6 和专利文献7。）。另外，关于带电纤维以外的纤维，也提出了通过组合纤维径彼此不同的纤 维使过滤器性能提高的提案（参照专利文献8和专利文献9。）。即使在这些提案中，在上 述专利文献7的提案中，关于将混合有纤维径为10 以下的极细纤维和纤维径超过10 的更大尺寸的纤维的熔喷无纺布用于面具或过滤器，也保持了作为无纺布的适合的片材成 形性和通气性。
[0006] 另外，已知有各种制造由多种原材料成分构成的混纺熔喷无纺布的方法。作为以 过滤器用途为目的例子，有人提案了 ：通过将具有熔点差的纤维混纺使其中一种纤维熔融， 来提高无纺布的耐久性的方法（参照专利文献10。）。
[0007] 除此之外，作为虽然不是以过滤器用途为主要目的但也采用了相同的制造方法 的例子，可以列举：通过将由弹性体构成的纤维混纺来改善无纺布的伸缩性或手感的提案 (参照专利文献12、专利文献13和专利文献14。）。
[0008] 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2002-201560号公报； 专利文献2 :日本特开昭63-280408号公报； 专利文献3 :日本特表平09-501604号公报； 专利文献4 :日本特开2002-249978号公报； 专利文献5 :日本特开平02-104765号公报； 专利文献6 :日本特表2010-511488号公报 专利文献7 :日本特表2009-545682号公报； 专利文献8 :美国专利第5783011号说明书； 专利文献9 :日本特开平11-131353号公报； 专利文献10 :日本特开平07-082649号公报； 专利文献12 :日本特开2006-112025号公报； 专利文献13 :日本特开2005-171456号公报； 专利文献14 :日本特开平06-093551号公报。
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的课题 如上所述，在专利文献7所示的提案中，通过将纤维径为10 以下的细纤维和纤维径 大于10 的纤维混合，可以实现高的过滤器性能。但是，包含这样的粗纤维的无纺布，为 了获得目标俘获效率，需要相对大的目付（单位面积重量）。因此，特别是在制造高精度过 滤器滤材时，存在着成本增加的课题。
[0010] 因此，作为形成小目付的无纺布、且实现目标俘获效率的方法，考虑使混纺中使用 的细纤维的纤维径比专利文献7中公开的例子更小的方法。但是，目付低且能够实现高的 俘获效率的极细纤维在制造时往往伴有困难。例如，打算采用熔喷法得到包含极细纤维的 无纺布时，已被纺丝的极细纤维形成被称作飞毛（fly，)的纤维团悬浮在空中，存在 着无法得到高品质的无纺布片材的课题。
[0011] 另外，在上述的专利文献12、专利文献13和专利文献14所示的关于多成分混纺熔 喷无纺布的提案中，关于在包含纤维径超过10 的极粗纤维的不同纤度混纺无纺布中在 抑制了产生飞毛的状态下得到无纺布片材的方法也没有记载。
[0012] 另外，在上述专利文献10中，关于通过将低熔点纤维混纺后进行加热处理，使低 熔点纤维熔融、粘合，提高过滤器的强度的方法进行了记载。但是，在采用该方法时，构成过 滤器的纤维间的融合变大，无纺布的比表面积减小。因此，特别是在用作带电过滤器时，存 在着俘获效率降低的课题。
[0013] 而且，在用作驻极过滤器的熔喷无纺布中混纺带电性和电荷保持性低的由异种聚 合物构成的纤维时，无纺布整体的带电性能降低，存在着无法实现高的俘获效率的课题。
[0014] 因此，本发明的目的在于：提供一种混纺无纺布，所述混纺无纺布即使目付低也具 有高的俘获效率、而且抑制压损在低水平，特别是可以适合用作空气过滤器的滤材，取得了 作为滤材的性能与片材品质的平衡。
[0015] 另外，本发明的另一目的在于：提供一种滤材性能优异、且产率高的混纺无纺布的 制造方法。
[0016] 用于解决课题的手段 本发明人深入研究的结果发现了：通过选择适当的原料种类和纤维径以及纤维根数的 比例，可得到能够解决上述课题的混纺无纺布。
[0017] 即，本发明的混纺无纺布，其特征在于：该混纺无纺布由至少两种的纤维组构成， 所述纤维组包含由聚烯烃系树脂成分A构成的纤维和由聚烯烃系树脂成分B构成的纤维， 其中，将上述由聚烯烃系树脂成分A构成的纤维定义为第1纤维组时，上述第1纤维组的数 均纤维径为0. 3~7. 0 #m，在上述由聚烯烃系树脂成分B构成的纤维中，将由各自的纤维径 比上述第1纤维组的数均纤维径大5倍以上、并且各自的纤维径为15~100 的纤维构 成的组定义为第2纤维组时，上述第2纤维组在保持纤维形态的状态下，混纺无纺布的截面 中的每1mm长的截面包含7. 0根以上的纤维，并且，上述聚烯烃系树脂成分B的熔点比上述 聚烯烃系树脂成分A低5~40°C，上述混纺无纺布整体的数均纤维径为0. 3~10 #m。
[0018] 根据本发明的混纺无纺布的优选方案，上述第1纤维组的根数X与上述第2纤维 组的根数Y之比X/Y在50~5000的范围。
[0019] 根据本发明的混纺无纺布的优选方案，上述的混纺无纺布是通过混纺熔喷法制造 的混纺无纺布。
[0020] 这里，混纺熔喷法是指美国专利第3981650号说明书中记载的下述熔喷法：使用 在一个纺丝喷丝头（紡糸口金）中相同或不同种的树脂流出的纺丝孔排成一列的结构的纺 丝喷丝头，将构成第1纤维组的树脂和构成第2纤维组的树脂分别用各自的挤出机和齿轮 栗进行熔融、混炼、计量，之后从各自的纺丝孔中挤出，边均匀混合第1纤维组和第2纤维组 边形成无纺布。
[0021] 根据本发明的混纺无纺布的优选方案，上述聚烯烃成分A为聚丙烯均聚物。
[0022] 根据本发明的混纺无纺布的优选方案，上述聚烯烃成分B为丙烯-乙烯共聚物。
[0023] 根据本发明的混纺无纺布的优选方案，上述混纺无纺布进行了带电处理。
[0024] 根据本发明的混纺无纺布的优选方案，上述由聚烯烃系树脂成分A构成的纤维与 上述由聚烯烃系树脂成分B构成的纤维的体积比A :B处于20 :80~90 :10的范围。
[0025] 在本发明中，可以将上述的混纺无纺布制成含有至少1层的层压片，还可以制成 包含上述的混纺无纺布或上述的层压片的过滤器。
[0026]另外，本发明的混纺无纺布的制造方法，其特征在于：该方法是从设在同一口模上 的各自的挤出孔挤出两种不同的聚烯烃系树脂成分A和聚烯烃系树脂成分B来制造混纺 无纺布，其中，上述聚烯烃系树脂成分A的熔点比上述聚烯烃系树脂成分B的熔点高5~ 40°C，并且，上述聚烯烃系树脂成分A的熔体流动速率比上述聚烯烃系树脂成分B的熔体流 动速率高5~100倍，上述由聚烯烃系树脂成分A构成的纤维的表观纺丝速度比上述由聚 烯烃系树脂成分B构成的纤维的表观纺丝速度快20~500倍。
[0027] 发明效果 根据本发明，可以得到：目付小且显示出高的俘获效率、同时将压损抑制在低水平的混 纺无纺布；以及由该混纺无纺布构成的、具备所述性能的过滤器。通过本发明得到的混纺 无纺布显示出高的俘获效率，因此在用作过滤器时具有高的微粒除去性能。另外，根据本发 明的混纺无纺布，由于压损被抑制在低水平，所以可以利用更小的能量使过滤装置运行，另 外，由于可以通过小目付实现上述性能，因此可以降低滤材的制造成本。
[0028]另外，作为本发明的其他效果，可以通过单一步骤获得目付小且显示出高的俘获 效率、同时将压损抑制在低水平的混纺无纺布。例如，由于不需要多个步骤，所以可以提高 产率，降低滤材的制造成本。
【附图说明】
[0029] 图1是显示用于说明测定混纺无纺布的俘获效率和压损的概略流程的俘获效率 测定装置的概略侧视图。
【具体实施方式】
[0030] 接下来，对本发明的混纺无纺布的实施方式进行说明。
[0031] 本发明的混纺无纺布是由至少两种的包含纤维的纤维组构成的无纺布，第1纤维 组是由包含聚烯烃系树脂成分A的纤维构成的，第2纤维组是由包含聚烯烃系树脂成分B 的纤维构成的。
[0032] 如上所述，构成本发明的混纺无纺布的第1纤维组和第2纤维组均由聚烯烃系树 脂成分构成。这里，聚烯烃系树脂是指，由以脂肪族不饱和烃化合物作为重复单元进行聚合 而获得的高分子化合物构成的热塑性树脂。由于聚烯烃系树脂的体积电阻率高、且吸湿性 低，因此进行纤维化时的带电性和电荷保持性强。本发明的混纺无纺布通过该效果可以实 现尚的俘获效率。
[0033] 作为用作聚烯烃系树脂成分A的树脂的种类，可以列举：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯 和聚甲基戊烯等的均聚物等。另外，还可以使用在这些均聚物中共聚了不同成分的共聚物、 或不同的两种以上的聚合物共混物。其中，从带电保持性的角度考虑，优选使用聚丙烯和聚 甲基戊烯。另外，从可以廉价地使用的角度考虑，进一步优选使用聚丙烯。
[0034] 本发明中使用的构成第一纤维组的聚烯烃系树脂成分A优选使用熔体流动速率 (MFR)大的成分，使得容易将极细纤维纺丝。在230°C的温度下21. 18N载荷条件下的MFR 值例如优选采用200g/10分钟以上的值，更优选为500g/10分钟以上。通过使用MFR大于 该值的原料，可以使纤维的细化变得容易，优选获得目标纤维径范围的纤维。另外，作为MFR 的上限值，优选为2000g/10分钟。若MFR超过该值，则纺丝时的熔融粘度会变得过低，因此 往往容易产生被称作硬粒（shot)的聚合物团状缺陷等，有时会在纺丝性上出现问题。
[0035] 原料的MFR通常根据聚合物的分子量而变化。分子量大时MFR变小，分子量小时 MFR变大。作为用于获得所期望的MFR的原料的方法，可以将分子量小的聚合物直接聚合， 还可以事先将分子量大的聚合物聚合，在之后的步骤中通过与减性剂反应使分子量降低， 得到所期望的范围的MFR。另外，还可以是如下过程：在高分子量的聚合物碎片（chip)中 添加未反应的减性剂，使其在熔融纺丝时发生反应，使分子量降低。
[0036] 构成本发明的混纺无纺布的第2纤维组由熔点比聚烯烃系树脂成分A低5~40°C 的聚烯烃系树脂成分B构成。聚烯烃系树脂成分A与聚烯烃系树脂成分B的熔点差优选为 10~35°C，更优选为15~30°C。
[0037] 本发明的混纺无纺布，通过将具有上述熔点差的两种由聚烯烃系